医院大楼建筑及结构设计.docx

毕业设计说明书（论文）中文摘要

此毕业设计分为两个部分：建筑设计和结构设计。在建筑设计中完成了建筑设计总说明、建筑平面图、立面图、剖面图和节点详图等施工图纸；在结构设计中完成了结构设计计算书以及梁、板、柱等结构施工图纸。
整个框架空间体系比较复杂，因此在计算时进行了适当简化。结取第③轴横向框架进行计算。本论文包括结构方案的确定、荷载计算，包括恒载、活载、风荷载和地震作用、横向框架内力计算、内力组合及截面设计、现浇板，楼梯和基础的计算、电算结果及分析、结束语和参考文献。

关键词 毕业设计 建筑设计 结构设计 结构方案 内力计算

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title Hospital ward Building Architecture and Structure
Design in taizhou

Abstract
This graduation design mainly includes two parts: Architectural design and structural design. In the architectural design, has completed general information of construction design , building construction blueprints, architectural plans, elevation drawing and sectional drawing ,etc. In the structural design, has completed structural design calculation book, working drawing of beam, board and column,etc.
Because the entire framework three-dimensional system is complex, the calculation when appropriate has carried on the simplification. Interior force calculation and consititute of the lateral frame and the cross sections design of components.The structural design of foundation ,stair and slabs. The result of computer calculation. The end words and the references.

keywords Gradstion design Architectural design Structural design structural design of foundation

目 录

1 设计概述 1
1.1 工程概况 1
1.2 设计资料 1
2 建筑设计 2
2.1 建筑物功能与特点 2
2.2 建筑做法 5
3 PKPM设计 7
3.1 确定结构布置及构件的截面尺寸 7
3.2 输入荷载的计算 8
3.4 PKPM电算流程 11
3.5 PKPM电算成果 12
4 单榀框架设计 13
4.1 计算简图的确定 13
4.2 竖向荷载标准值计算 14
4.3 竖向恒荷载作用下的内力计算 21
4.4 风荷载作用下的内力计算 37
4.5 地震作用下的内力及位移计算 45
4.6 内力组合 52
4.7 梁柱截面配筋计算 64
5 基础设计 78
5.1 确定基础尺寸 78
5.2 抗冲切验算 80
5.3 基础底板配筋计算 81
5.4 条形基础设计 83
6 零星构件设计 85
6.1 次梁的设计 85
6.2 板的计算 88
6.3 楼梯的计算 90
结束语 95
致谢 96
参考文献 97
附图1 98
附图2 99
附图3 100
附图4 101

1 设计概述
我所设计的课题是泰州市某医院病房楼，是患者在医院中使用时间最长的空间。在建筑设计中，
1.1 工程概况
本工程为泰州市医院病房楼，以病人住院为主要功能的民用建筑，结构类型为框架结构。建筑面积4500m2，建筑层数5层。结构形式采用钢筋混凝土框架结构。框架结构是目前中小城市选用广泛的结构形式，具有建筑平面布置灵活，施工方便、经济性好、结构系统质量较轻、延性与整体抗震性能较好等特点，易于标准化、定型化。填充墙采用混凝土空心砌块，基础采用柱下独立基础。
由市地质勘察工程公司提供地质勘察技术报告，拟建场地勘察深度范围内土层皆为第四系土体，建筑物所在场地土类型为中软场地土，III类建筑场地，地震设防烈度为7度（），基本风压，基本雪压.
1.2 设计资料
（1）地震烈度：抗震设防烈度为7度，设计基本加速度为0.10g
（2）场地地质条件：该场地为长江三角洲冲积平原，场地土类型为中软场地土，场地土类别为II类。场地内①层土为杂填土，层厚0.8米，为不良工程地质层，②层为中等压缩性中低强度粉土，分布均匀稳定，地基土承载力特征值fak=290kPa，可为持力层；地下水位埋深1.3～1.8米，地下水对混凝土无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。

2 建筑设计
建筑物是由若干单体空间有机地结合起来的整体空间，任何空间都具有3个方向的度量关系。因此，在进行建筑设计的过程中，人们通常从平面、剖面、立面3个不同方向的投影来综合分析建筑物的各种特征，并通过相应的图示来表达相应的图示来表达其设计意图[1]。
2.1 建筑物功能与特点
病房是医疗建筑的重要组成部分，病房楼主要由各科病房（或病房区）、出入院处、住院药房组成。在病房建筑设计中，应从病人心理入手，使整个病房具有生活、治疗、康复等多重功能。
2.1.1 平面设计
该病房楼采用传统的中廊条形护理单元，利用一条内廊作为主要交通联系空间，这样的结构形式，易取得自然采光及通风、日照、朝向的良好效果，且有建筑结构简单，易于施工等优势，如图2.1。

图2.1 建筑平面图

2.1.2 立面设计
为了增加病房内的天然采光和美感需求，病房采用了大面积玻璃窗，这样更容易为病房争取良好的日照。病房外墙采用灰色涂料，柱子采用白色涂料，使整个建筑物的色彩简洁，给病人一种简单明快的感觉。外墙采用灰色涂料，柱子采用白色涂料，使整个建筑物的色彩简洁，给人一种简单明快的感觉[1]，如图2.2

图2.2 建筑立面图
2.1.3 剖面设计
剖面图是反映建筑物分层情况、材料、做法、高度尺寸及各部位联系等。如图2.3。侧立面主要以推拉窗为主，兼到采光和美观的作用，同时也便于患者与医务人员休息，远眺，放松放松紧张的神经。病房门均采用木门，窗户均采用塑钢窗。整座大楼的立面美观大方，有一定的可观性。

图2.3 建筑剖面图
2.1.4 防火
防火等级为二级，安全疏散距离满足房门至外部出口或封闭楼梯间最大距离小于35，每个房间都设置了不小于900的门，满足防火要求；每层两侧及中间设3个消火栓，最大间距22，满足间距50的要求[2]。
2.1.5 抗震
建筑的质量分布和刚度变化均匀，楼层没有错层，满足抗震要求[3]。
2.1.6 屋面
屋面形式为平屋顶；平屋顶排水坡度为2%，排水坡度的形式为垫置坡度，排水方式为内排水。屋面做法采用柔性防水，绿豆砂保温层屋面[4]。
2.1.7 材料选择
板采用C30混凝土，钢筋选用HPB235钢筋；
梁采用C30混凝土，纵筋采用HRB335钢筋，箍筋采用HPB235钢筋；
柱采用C30混凝土，纵筋采用HRB335钢筋，箍筋采用HPB235钢筋；
基础采用C30混凝土,纵筋采用HRB335钢筋，箍筋采用HPB235钢筋；
填充墙采用混凝土空心砌块。
2.2 建筑做法
(1)屋面做法：
(a）40厚C20混凝土整体保护层；
(b）一层油毡隔离层；
(c）SBS（3+3）改性沥青防水卷材；
(d）20厚1：3水泥砂浆找平层；
(e）30厚绿豆砂保温层；
(f）120厚钢筋混凝土屋面板；
(g）10厚板底抹灰；
(2)楼面做法：
(a)病房楼面
①100厚水磨石地面；
②20厚1:3水泥砂浆找平层；
③120厚钢筋砼；
④10mm厚石灰砂浆；
(b)厕所 厨房楼面——铺地砖
①陶瓷地砖（约10mm）；
②20厚水泥砂浆防水层；
③120厚钢筋混凝土楼面板；
④20厚水泥砂浆刮大白；
(3)外墙面做法——面砖饰面
(a)刷外墙涂料；
(b)6厚1:0.2:2水泥石灰膏砂浆找平层；
(c)6厚1:1:6水泥石膏砂浆刮平扫毛；
(d)6厚1:0.5:4水泥石灰砂浆打底扫毛；
(e)刷一道加气混凝土界面处理剂。
(4)内墙面做法——纸筋（麻刀）灰墙面
(a)刷内墙涂料；
(b)2厚纸筋（麻刀）灰抹面；
(c)9厚1:3石灰膏砂浆；
(d)5厚1:3:9水泥石膏砂浆打底划出纹理；
(e)加气混凝土界面处理剂一道。
(5)散水做法：混凝土散水
(a)50厚C15混凝土撒1:1水泥砂子，压实赶光；
(b)150厚3:7灰土垫层；
(c)素土夯实向外坡2%。
(6）门窗
(a)门选用标准图集中的木门，窗选用塑钢窗。
(b)门窗表见表2.2。
表2.2 门窗表
编号
洞口尺寸
宽×高
开启方式
樘数
备注
C1521
1500×2100

12
铝合金通窗
C1821
1800×2100

60
铝合金通窗
C0912
900×1200

4
铝合金通窗
C4212
4200×1200

1
铝合金通窗
M1124
1100×2400
平开门
60
实木门
M0720
2400×2000
平开门
60
实木门
M3627
3600×2700
推拉门
1
玻璃推拉门

3 PKPM设计
PKPM系列CAD系统软件是目前国内建筑工程界应用最广、用户最多的一套计算机辅助设计系统。它是一套集建筑设计、结构设计、设备设计、工程量统计、概预算及施工软件等于一体的大型建筑工程综合CAD系统。
3.1 确定结构布置及构件的截面尺寸
3.1.1 结构布置
根据建筑方案的设计要求，确定结构平面布置，如图4

图3.1 结构平面布置图
3.1.2 确定梁柱板的截面尺寸
（1）确定梁的截面尺寸
主梁的尺寸：
KL1：

次梁的尺寸：
KL4：

其余主次梁尺寸见附图1
（2）柱截面截面尺寸
根据经验公式，可取柱的截面尺寸为
（3）楼板尺寸

取
3.2 输入荷载的计算
荷载输入分为恒荷载输入和活荷载输入两个部分，其中恒荷载输入包括梁间荷载输入和楼面、屋顶恒荷载输入，活荷载输入则包括楼面活荷载和屋顶活荷载。梁间荷载计算的是墙体荷载，需要把墙面抹灰和门窗的荷载考虑在内。
荷载计算如下：
屋面框架梁线荷载标准值
40厚C20混凝土整体保护层
一层油毡隔离层
SBS（3+3）改性沥青防水卷材
20厚1：3水泥砂浆层找平层
30厚绿豆沙保温层
120厚现浇钢筋混凝土楼板
10厚板底抹灰
屋面恒载
屋面活载：；
屋面恒载：；
楼面活载：（病房、高级病房、医生办公室、换药室、配药室）；
（走廊）；（楼梯）；
楼面恒载：；（楼梯）
具体荷载布置见附图2。
3.3 PMCAD参数选取
根据任务书所给的资料，该病房楼抗震设防烈度为7度、建筑总高度控制在24m以内，经查抗震规范可以知道该框架抗震等级为二级，具体其它的材料信息和设置参数选择如下：

图3.1 材料信息

图3.2 地震信息

图3.3 风荷载信息
3.4 PKPM电算流程
PMCAD软件采用人机交互方式引导用户逐层布置楼面，再输入层高就建立起一套描述建筑整体结构的数据。
PMCAD是整个结构CAD的核心，是剪力墙、楼梯施工图、高层空间三维分析和各类基础CAD的必备接口软件。
用电算程序做房屋结构设计，通常要经历三个步骤：建模、计算和绘制施工图。
具体建模步骤见下述流程图[1]。

图3.4 PKPM电算流程图
3.5 PKPM电算成果
根据计算结果见附图3～附图4，判断结构方案是否合理，并且进行构件的优化计算，即调整构件截面使其满足承载力极限状态和正常使用极限状态要求，谋求结构最优设计。对于计算结果的分析主要包括：
(1)梁、柱的计算结果的分析，以第二层为例，见附图3
(2)板的计算结果的分析，以第二层为例，见附图4。
从计算结果看，板的配筋满足了构造要求，梁的配筋率均大于最好配筋率满足了设计要求；柱的轴压比也均小于0.8，满足三级抗震等级下轴压比限值0.9，所以本方案基本合理。
4 单榀框架设计
框架结构是由梁和柱连接而成的。梁柱交接处的框架节点应为刚接构成双向梁柱抗侧力体系。框架结构是高次超静定结构，即承受竖向荷载，又承受风荷载或水平地震作用等侧向力的作用。为方便常忽略结构纵向和横向之间的空间联系，忽略各构件的抗扭作用，将横向框架和纵向框架分别按平面框架进行分析计算。通常，横向框架的间距，荷载和间距都相同，因此取出有代表性的一品中间横向框架作为计算单元。
4.1 计算简图的确定
取3轴一品框架进行计算，计算简图的确定如图4.1，根据地质资料，确定基础顶面离室外地面为，由公式：底层柱=层高+室内外高差+基础顶面至室外地面高度，求得底层柱高为。各梁柱构件的线刚度经计算后列于图5。其中在计算框架梁截面惯性矩时应考虑到现浇楼板的影响[6]。在框架梁两端节点附近，梁承受负弯矩，顶部的楼板受拉，楼板对梁的截面弯曲刚度影响较小；而在框架梁的跨中，梁承受正弯矩，楼板处于受压区形成形截面梁，楼板对梁的截面弯曲刚度影响较大，设计中对边跨梁取，中跨梁取（为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）。
BC、DE跨梁：
CD跨梁：
2～5层柱：
底层柱：

注：图中数字为线刚度，单位：；
图4.1 一榀框架线刚度计算简图
4.2 竖向荷载标准值计算
作用于框架结构上的荷载有竖向荷载和水平荷载两种。竖向荷载包括结构自重及楼（屋）面活荷载，一般为分布荷载，有时也有集中荷载。水平荷载包括风荷载和水平地震作用，一般均简化成作用于框架节点的水平集中力。
4.2.1 恒荷载标准值计算
框架梁上的线荷载主要包括：梁自重（包括粉刷），梁上墙（窗）重，楼面（屋面）传来自重等。具体计算过程如下：
（1） 屋面荷载标准值
40厚C20混凝土整体保护层
一层油毡隔离层
SBS（3+3）改性沥青防水卷材
20厚1：3水泥砂浆层找平层
30厚绿豆砂保温层
120厚现浇钢筋混凝土楼板

10厚板底抹灰
屋面恒载
BC、DE跨框架梁自重
CD跨跨框架梁自重
框架梁梁侧粉刷

因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为：

梯形荷载：
三角形荷载：

顶层框架梁线荷载见图4.2。

图4.2 顶层框架梁线荷载图()
屋面活荷载
（2）楼面框架梁线荷载标准值
100厚水磨石地面
20厚1:3水泥砂浆找平
120厚钢筋混凝土

10厚板底抹灰
楼面恒载
楼面活载
（3） 卫生间楼面荷载计算
陶瓷地砖地面
20厚水泥砂浆防水层
120厚钢筋混凝土楼板
20厚水泥砂浆刮大白
恒荷载标准值
活荷载标准值
BC、DE跨框架梁自重
墙体自重
墙面粉刷
CD跨跨框架梁自重
框架梁梁侧粉刷

次梁及抹灰荷载

因此，作用在层框架梁上的线荷载为：

梯形荷载：
三角形荷载：

2～4层框架梁线荷载见图4.3。

图4.3 2～4层框架梁线荷载图()
屋面框架节点集中荷载标准值
B轴框架梁自重
高女儿墙自重
框架梁传来屋面自重
顶层B轴节点集中荷载
顶层轴节点集中荷载
C轴框架梁自重
次梁传来的屋面自重
框架梁传来屋面自重
顶层C轴节点集中荷载
顶层D轴节点集中荷载（同轴）
顶层轴节点集中荷载（同轴） 顶层E轴节点集中荷载（同轴）
2～4层楼面框架节点集中荷载标准值
计算方法同屋面。
2～4层B轴节点集中荷载
2～4层轴节点集中荷载
2～4层C轴节点集中荷载
2～4层D轴节点集中荷载
2～4层轴节点集中荷载
2～4层E轴节点集中荷载
恒荷载作用下结构计算简图见图4.4。

图4.4 恒荷载作用下结构计算简图(,)
4.2.2 活荷载标准值计算
屋面设计为上人屋面，活荷载取；楼面活荷载考虑病房正常使用需求，综合考虑房屋功能使用及以后的规划使用，活荷载取。
屋面框架梁线荷载标准值
作用在顶层框架梁上的线荷载为：
梯形形荷载：
三角形荷载：

顶层框架梁线荷载见图4.5。

图4.5 顶层框架梁线荷载图()
楼面框架梁线荷载标准值
作用在2～4层框架梁上的线荷载为：
梯形荷载：
三角形荷载：
2～4层框架梁线荷载见图4.6。

图4.6 2～4层框架梁线荷载图()
屋面框架节点集中荷载标准值
顶层轴节点集中荷载
顶层轴节点集中荷载
顶层C轴节点集中荷载
顶层轴节点集中荷载（同C轴
顶层轴节点集中荷载（同轴） 顶层轴节点集中荷载（同轴）
2～4层楼面框架节点集中荷载标准值
计算方法同屋面。
2～4层B轴节点集中荷载
2～4层轴节点集中荷载
2～4层C轴节点集中荷载
2～4层D轴节点集中荷载
2～4层轴节点集中荷载
2～4层H轴节点集中荷载
活荷载作用下结构计算简图见图4.7。

图4.7 活荷载作用下结构计算简图(,)

4.3 竖向恒荷载作用下的内力计算
框架结构在竖向荷载作用下的内力，一般采用三种计算方法，即分层法、迭代法、弯矩二次分配法。框架的结构与荷载沿高度比较均匀时可采用分层法，然而分层法计算所得的框架节点处的弯矩之和常常不等于零；当计算有侧移、不规则的框架较常用迭代法，但其计算过程比较繁琐；弯矩二次分配法可用于无侧移、规则的框架，精度比分层法高，本次设计采用弯矩二次分配法。弯矩二次分配法
(1)(2)(3)(4)(5)将各杆端的固端弯矩、分配弯矩和传递弯矩叠加，即得各杆端弯矩。
4.3.1 荷载简化
框架梁上分布荷载由均布荷载和三角形荷载以及均布荷载和梯形荷载两部分组成。荷载的简化方法有两种：弯矩等效和剪力等效。
当一跨框架梁上分布一个梯形荷载或三角形荷载时，在求固端弯矩时，根据固端弯矩相等的原则，将梯形荷载或三角形荷载化作等效均布荷载[7]。
由等效原则有：，式中为梯形的高和下底的比值。
当一跨框架梁上的分布荷载由两种不同类型荷载组成时，求固端剪力时，根据剪力等效的原则，将梯形荷载转或三角形荷载化为等效的均布荷载。等效原则有，，，其中S表示梯形的面积。
。图4.8 荷载简化后恒荷载作用下计算简图（,)
4.3.2计算弯矩分配系数
由图4.1知梁、柱的相对线刚度，弯矩分配系数按下式计算节点标号见图4.9。

图4.9 节点编号图
经计算后弯矩分配系数见表4.1。
4.3.3 各层分配系数计算值
第五层
B节点处
C节点处

D节点处

E节点处
其他层分配系数计算方法同第五层,具体计算值见表4.1

表4.1 弯矩分配系数
节点编号

1
0.000
0.483
0.000
0.517
1.0
2
0.421
0.127
0.000
0.452
1.0
3
0.127
0.421
0.000
0.452
1.0
4
0.483
0.000
0.000
0.517
1.0
5
0.000
0.318
0.341
0.341
1.0
6
0.29
0.087
0.311
0.311
1.0
7
0.087
0.29
0.311
0.311
1.0
8
0.318
0.000
0.341
0.314
1.0
9
0.000
0.318
0.341
0.341
1.0
10
0.29
0.087
0.311
0.311
1.0
11
0.087
0.29
0.311
0.311
1.0
12
0.318
0.000
0.341
0.341
1.0
13
0.000
0.318
0.341
0.341
1.0
14
0.29
0.087
0.311
0.311
1.0
15
0.087
0.29
0.311
0.311
1.0
16
0.318
0.000
0.341
0.341
1.0
17
0.000
0.341
0.366
0.293
1.0
18
0.31
0.093
0.332
0.265
1.0
19
0.093
0.31
0.332
0.265
1.0
20
0.341
0.000
0.366
0.293
1.0
4.3.4 恒荷载作用下框架梁固端弯矩计算
恒荷载作用下框架梁固端弯矩计算
第五层框架梁固端弯矩计算

其余层弯矩值计算略，计算各杆端的固端弯矩值[9]，弯矩值以顺时针转动为正。计算结果见表4.2。
表4.2 固端弯矩值
楼层
1节点右
2节点左
2节点右
3节点左
3节点右
4节点左
顶层
-101.82
134.98
-17.05
17.05
-134.98
101.82
楼层
5节点右
6节点左
6节点右
7节点左
7节点右
8节点左
4层
-136.97
174.06
-12.87
12.87
-174.06
136.97
楼层
9节点右
10节点左
10节点右
11节点左
11节点右
12节点左
3层
-136.97
174.06
-12.87
12.87
-174.06
136.97
楼层
13节点右
14节点左
14节点右
15节点左
15节点右
16节点左
2层
-136.97
174.06
-12.87
12.87
-174.06
136.97
楼层
17节点右
18节点左
18节点右
19节点左
19节点右
20节点左
1层
-136.97
174.06
-12.87
12.87
-174.06
136.97
4.3.5 二次弯矩分配法求内力
恒荷载作用下弯矩计算[10～11]过程见图4.10。求得杆端内力后，通过静力平衡条件，可求得相应的剪力和轴力，见图4.13、4.14、4.15。

图4.10 恒荷载下弯矩二次分配法求杆端弯矩

4.3.6 恒荷载作用下最大弯矩计算
以第五层BC跨梁举例计算

图4.11横向主梁支座反力计算简图
求支座反力FB和FC，令,且弯矩逆时针方向为正：

图4.12 横向主梁跨中弯矩计算简图
设在BC梁X处剪力为零，求X

剪力为零点即弯矩最大点
同理，可计算出其他梁的跨中弯

图4.13 恒荷载作用下的弯矩图()

图4.14 恒荷载作用下的剪力图()

图4.15 恒荷载作用下的轴力图()

4.3.7 活载简化
框架梁上分布荷载分布一个梯形荷载或三角形荷载两部分组成，在求固端弯矩时，根据固端弯矩相等的原则，将三角形荷载化作等效均布荷载[8]。
由等效原则有：，经计算后等效均布荷载计算简图见图4.16。

图4.16 荷载简化后活荷载作用下计算简图(,)

4.3.8 弯矩分配系数
由图4.1知梁、柱的相对线刚度，弯矩分配系数计算结果见表4.1。
4.3.9 活荷载作用下框架梁固端弯矩计算
活荷载作用下的框架梁固端弯矩计算与恒荷载作用下的框架弯矩计算方法相同，故略。
计算各杆端的固端弯矩值[9]，弯矩值以顺时针转动为正。计算结果见表4.3。
表4.3 固端弯矩值
楼层
1节点右
2节点左
2节点右
3节点左
3节点右
4节点左
顶层
-25.48
32.96
-4.86
4.86
-32.96
25.48
楼层
5节点右
6节点左
6节点右
7节点左
7节点右
8节点左
4层
-25.48
32.96
-4.86
4.86
-32.96
25.48
楼层
9节点右
10节点左
10节点右
11节点左
11节点右
12节点左
3层
-25.48
32.96
-4.86
4.86
-32.96
25.48
楼层
13节点右
14节点左
14节点右
15节点左
15节点右
16节点左
2层
-25.48
32.96
-4.86
4.86
-32.96
25.48
楼层
17节点右
18节点左
18节点右
19节点左
19节点右
20节点左
1层
-25.48
32.96
-4.86
4.86
-32.96
25.48
4.3.10 二次弯矩分配法求内力
活荷载作用下弯矩计算[10～11]过程见图4.17。求得杆端内力后，通过静力平衡条件，可求得相应的剪力和轴力，见图4.18、4.19、4.20。
图4.17 活荷载下二次弯矩分配法求杆端弯矩
4.3.11 活荷载最大弯矩计算

图4.18 活荷载作用下的弯矩图（）

图4.19 活荷载作用下的剪力图（）

图4.20 活荷载作用下的轴力图（）
4.4 风荷载作用下的内力计算
风荷载也称风的动压力，是空气流动对工程结构所产生的压力。风荷载ш与基本风压、地形、地面粗糙度、距离地面高度，及建筑体型等诸因素有关。
4.4.1 风荷载计算
作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中荷载标准值：
其中为基本风压（其中泰州地区基本风压）；
为风压高度变化系数，地面粗糙度为B类；
为风荷载体型系数，对于矩形平面＝1.3；
为风振系数，因房屋高度小于30m，所以风振系数取1.0；
为下层层高；
为上层层高，对顶层为女儿墙高度的2倍；
B迎风面的宽度，。
将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，计算过程如表4.4所示。表中A为一榀框架各层节点的受风面积，计算结果如图4.21所示。
表4.4 横向风荷载计算
层次

顶层
1.0
1.3
20.15
1.25
0.4
10.8
6.96
4层
1.0
1.3
15.35
1.15
0.4
12.96
7.6
3层
1.0
1.3
11.75
1.05
0.4
12.96
6.94
2层
1.0
1.3
8.15
1.0
0.4
12.96
6.74
底层
1.0
1.3
4.55
1.0
0.4
14.67
7.14
4.4.2 风荷载下的位移计算
（1）计算简图
风荷载计算简图见图4.21

图4.21 风荷载作用下结构计算简图
（2）梁、柱线刚度
由图4.1可得到出梁、柱的线刚度。
（3）及的值
对于一般层有，
对于底层有，
经计算，和结果见表4.5
表4.5 及的数值

B轴柱
C轴柱
D轴柱
E轴柱

2～5层
0.93
0.317
1.21
0.377
1.21
0.377
0.93
0.317
底层
1.17
0.527
1.52
0.574
1.52
0.574
1.17
0.527

（4）抗侧刚度
抗侧刚度，经计算，其结果见表4.6。
表4.6 框架柱D值（）

B轴
C轴
D轴
E轴

2～5层

底层

（5）风荷载所引起的侧向位移
由弯曲和剪切变形产生的位移
5层：
4层：
3层：
2层：
底层：

，满足要求[11]。
4.4.3 风荷载作用下的内力计算
框架在风荷载下的内力计算方法可采用反弯点法和D值法。反弯点法假定梁柱之间的线刚度之比为无穷大，并假定柱的反弯点高度为一定值，使计算结果带来一定的误差。在本次设计中，梁柱的线刚度较为接近，风荷载下的内力采用D值法,在本论文中风荷载作用计算以左风荷载计算为例。
D值法计算步骤为：
(a) 求各柱反弯点处的剪力值；
(b) 求各柱反弯点的高度；
(c) 求各柱的杆端弯矩及梁端弯矩；
(d) 求各柱的轴力和剪力。
（1）框架各柱的杆端弯矩、梁端弯矩计算
框架各柱的杆端弯矩、梁端弯矩按下式计算

框架柱

其中为反弯点高度，
（2）风荷载下框架柱剪力计算
计算结果见表4.7。
表4.7 风荷载下框架柱剪力(KN)
楼层

B轴
C轴
D轴
E轴

5
6.96
0.228
1.59
0.271
1.89
0.271
1.89
0.228
1.59
4
14.56
0.228
3.33
0.271
3.95
0.271
3.95
0.228
3.33
3
21.5
0.228
4.91
0.271
5.84
0.271
5.84
0.228
4.91
2
28.24
0.228
6.45
0.271
7.67
0.271
7.6