六框架设计竖向荷载.doc

第五章 框架设计
5.1 横向框架荷载计算
5.1.1 计算单元：
取轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为4.8m，由于房间内布置有次梁，故直接传给框架楼面荷载如下图阴影线所示，计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传向横向框架，作用于各节点上，由于纵向框架梁的中心与柱的中心不重合，因此在框架节点上还作用弯矩。

图5-1 框架计算简图
5.1.2 荷载计算
1） 恒载计算

图5-2 恒载计算简图
A 对于顶层框架
图中，代表横梁自重为均布荷载，，为屋面板传递给的折算等效均布荷载，P1.P2.P3分别为纵梁和中纵梁直接传给柱的恒载，包括梁自重、楼板重和女儿墙等的重力荷载
横向主梁b×h=300㎜×600㎜
自重 25×0.30×(0.6-0.1)=3.75 kN/㎡
粉刷层 17×0.02×(0.6-0.1)×2=0.34 kN/㎡
合计 4.09 kN/㎡
==4.09 kN/㎡
上人屋面荷载标准值
30厚细石混凝土 0.03×22=0.66 kN/㎡
三毡四油防水层 0.4 kN/㎡
20厚水泥砂浆找平层 0.02×20=0.40 kN/㎡
40-120厚膨胀珍珠岩保温层 (0.04+0.12)÷2×7=0.56 kN/㎡
100厚钢筋混凝土现浇板 0.10×25=2.50 kN/㎡
20厚混合砂浆抹底 0.02×17=0.34 kN/㎡
合计 4.86 kN/㎡
女儿墙
240厚粉煤灰轻渣空心砌块 7.5×0.24=1.80 kN/㎡
内外墙面粘贴瓷砖 0.5×2=1.01kN/㎡
合计 2.80 kN/㎡
次梁自重 25×0.25×（0.4-0.1）=1.881kN/m
次梁粉刷 17×0.02×（0.4-0.1）×2=0.21kN/m
合计 2.09 kN/m
P1=4.8×2.8×0.9+4.8×2.09+(4.8+1.35)/2×1.725×4.86=47.91kN
P2=4.8×2.09+(4.8+1.35)/2×1.725×4.86+(4.8+2.4)/2×1.2×4.86
=47.91kN
P3=4.8×2.09+(4.8+1.35)/2×1.725×4.86×2=61.59kN
B 对于1-4层楼盖
边跨包括梁自重和其上填充墙自重，为均布荷载
P1、 P2包括纵横墙自重
=4.09+2.8×（3.9-0.6）=13.33 kN/m
=4.09 kN/m
水磨石面层 0.65 kN/㎡
20厚水泥砂浆找平层 0.02×20=0.40 kN/㎡
100厚钢筋混凝土现浇板 0.10×25=2.50 kN/㎡
20厚混合砂浆抹底 0.02×17=0.34 kN/㎡
合计 3.89 kN/㎡
=3.89×1/2×3.45×1/2×3.45×2+2.48×(3.9-0.6)=31.34 kN/m
=3.89×1/2×2.4×1/2×2.4×2=11.20 kN/m
P1=4.8×2.8×(3.9-0.4)+2.09×4.8+(4.80+1.35)×1.725/2×3.89+2.64×4.8×(3.9-0.4)=122.06 kN
P2=2.09×4.8+(4.80+1.35)×1.725/2×3.89+(4.80+2.40)/2×1.2×3.89+7.5×0.24×(3.9-0.4)×4.8+2.48×4.8×(3.9-0.4)=119.37 kN
P3=2.09×4.8+(4.80+1.35)×1.725/2×3.89×2=51.30 kN
M1=122.06×(0.30-0.125)=21.36 kN
M2=119.37×(0.250-0.125)=14.92 kN
2) 活荷载计算：

图5-3 活载计算简图
A 对于屋盖上人屋面均布活载标准值2.0 kN/㎡
合肥地区50年一遇雪荷载标准值0.60 kN/㎡
活载与雪荷载不同时考虑取较大值，因此取2.0 kN/㎡
q2=2.0×4.80=9.60 kN/㎡
q2’=2.0×2.40=4.80 kN/㎡
P1=1/2×(4.80+1.35)×1.725/2×2.0=5.30 kN
P2=1/2×(4.80+1.35)×1.725/2×2.0+1/2×(4.80+2.40)×1.20/2×2.0
=9.62 kN
P3=1/2×(4.80+1.35)×1.725/2×2.0×2=10.61kN
M1=5.30×(0.30-0.125)=0.93kN.m
M2=9.62×(0.25-0.125)=0.96kN.m
B 对于1-4楼盖走道活载2.5 kN/㎡，教室及其他2.0 kN/㎡
q2=2.0×4.80=9.60 kN/㎡
q2’=2.5×2.40=6.0 kN/㎡
P1=1/2×(4.80+1.35)×1.725/2×2.0=5.30 kN
P2=1/2×(4.80+1.35)×1.725/2×2.0+1/2×(4.80+2.40)×1.20/2×2.5
=10.70 kN
P3=1/2×(4.80+1.35)×1.725/2×2.0×2=10.61kN
M1=5.30×(0.30-0.125)=0.93kN.m
M2=10.70×(0.25-0.125)=1.34kN.m
5.2 荷载等效计算：
5.2.1 恒荷载等效计算
1） 顶层：
kN/m
kN/m
P1=47.91kN P2=56.81kN P3=61.59 kN
M1=8.38kN.m M2=7.10 kN.m
2) 1-4层
kN/m
kN/m
P1=122.06kN P2=119.37kN P3=51.30 kN
M1=21.36 kN.m M2=14.92 kN.m
5.2.3 活载等效计算
1) 顶层：
q= kN/m q’= kN/m
P1=5.30kN P2=9.62kN P3=10.61 kN
M1=0.93 kN.m M2=1.20 kN.m
2) 1-4层：
q= kN/m q’= kN/m

P1=5.30kN P2=10.70kN P3=10.61 kN

M1=0.93kN.m M2=1.34 kN.m

5.3 永久荷载作用下的内力计算
5.3.1 固端弯矩计算
将框架梁视为两端固接梁，计算固端弯矩：
A 屋面框架梁P3=61.59 kN

图5-4 永久荷载作用下屋面框架梁AB跨框架计算简图
kN.m

图5-5 永久荷载作用下屋面框架梁BE跨框架计算简图

kN.m
kN.m
B 1-4层楼面框架梁

图5-6 永久荷载作用下1-4层框架梁AB跨框架计算简图
kN.m

图5-7 永久荷载作用下1-4层框架梁BE跨框架计算简图
kN.m
kN.m
5.4 活荷载作用下的内力计算：
1）、屋面框架梁：P3=10.61kN

图5-8 活荷载作用下屋面框架梁AB跨框架计算简图
kN.m
kN.m

图5-8 活荷载作用下屋面框架梁BE跨框架计算简图
kN.m
kN.m
2)、楼面框架梁：（计算简图同图5-7，5-8）
AB梁：
P3=10.61kN
kN.m
kN.m
BE梁：
kN.m
kN.m

图5-9 恒载等效图

图5-10 活载等效图
轴线梁线刚度计算
Ec=3.0×104N/㎜2 =
外柱：=
内柱：=
根据可得到梁柱线刚度如下：
梁：

2-5层：外柱：
内柱：
底层： 外柱：
内柱：
梁截面惯性矩考虑到现浇板作用，取I=2I0(I0为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩)。
梁柱线刚度如下所示：（单位）

图5-1 梁柱线刚度图

图5-12 恒荷载作用下框架计算过程（单位：kN.m）

图5-13 恒荷载作用下框架弯矩图（单位：kN.m）

恒载剪力图（单位：kN） 恒载轴力图（单位：kN）(以拉为正)
图5-14

图5-15 可变荷载作用下内力计算过程

图5-16 可变荷载作用下框架弯矩图（单位：kN.m）

剪力图（单位：kN） 轴力图（单位：kN）(以拉为正)

图5-17 可变荷载作用下框架内力图