土木工程优秀毕业论文-中学教学楼设计.doc

目 录
论文摘要 2
毕业设计任务书 3
开题报告 6
建筑设计 10
结构布置 11
荷载计算 13
内力计算 22
内力组合 35
配筋计算 44
基础设计 54
楼梯设计 61
电算校核及分析 66
思想小结 67
主要参考文献 68

第30页共68页

论文摘要
本次毕业设计目的在于对大学三年所学的知识进行一次系统的 复习和总结，使专业知识系统化。本文叙述的是位于南方中小城市的 12班中学教学楼设计。该工程建筑面积5000m2’共五层；建筑层高底 层为4.2米，二至五层为3.9米；结构形式为钢混凝土框架结构；要 求六度设防。
设计包括建筑设计和结构设计，选取一榀有代表性的框架进行 计算。本论文主要包括以下内容：
一、 开题报告，及设计任务，目的和要求。
二、 荷载计算，包括恒载，活载，风荷载。
三、 内力计算及内力组合。
四、 框架梁柱配筋。
五、 现浇板，楼梯，基础计算。
六、 电算结果。
七、 小结及参考文献。
该论文具有以下特点：
1. 在考虑建筑，结构要求的同时考虑了施工要求及可行性。
2. 针对不同荷载的特点采用多种不同的计算方法，对知识进 行全面的系统复习。
3. 利用电算对结果进行了验算，掌握了广厦结构CAD的用法 使结果更加有说服力。
关键词：框架结构，梁，柱，混凝土，钢筋
毕业设计任务书
一、 设计资料
1、 建筑地点：某中小城市
2、 内 容：十二班中学教学楼
3、 气象资料：
最热月平均气温：
27.6〇C
极端最高气温：
41°C
最冷月平均气温：
4.3 °C
极端最低气温：
-17.3〇C
平均降雨量：
1201.1mm
曰最大降雨量：
261.7mm
年平均相对湿度：
78%
最热月平均相对湿度：
79.3%
最冷月平均相对湿度：
76.7%
年主导风向：
东南风
年平均风速：
2.8m/sec
最大风速：
20 m/sec
基本风压：
0.3KN/m2
基本雪压：
0.4 KN/m2

4、工程地质资料：拟建场地原始地形为湖塘洼地，后经人工填筑而成，地 形平坦，场地地貌单元为长江三级阶地。场地分层情况单元如下：第一 层（地表面）为松散杂填土，土层厚为2.2m;第二层为灰色黏土，土层 厚为8.3m;第三层为褐色粉质黏土，土层厚为4m (为揭穿）。土的物理 力学性质如下表所示。
拟建场地土的物理力学性质指标
土层
含
重
孔
液
塑
塑
液
饱
粘
内
压
承
摩
端
名称
水
力
隙
限
限
限
限
和
聚
摩
缩
载
擦
承

量
密
比

指
质
度
力
擦
模
力
力
力

度

数
数

角
量

W
r
e
W1
Wp
IP
n
Sr
C
0
Es
fk
qs
qp
杂填土

16.0

灰色黏
土
38.2
18.9
1.0
38.2
18.4
19.8
1.0
95.6
12
20
4.64
110
17

褐色粉
质黏土
26.7
19.6
0.75
32.7
17.7
15
0.6
96.5
18
20
7.0
220
28.2
992

二、 设计任务
1 规模：12班中学教学楼，层数4一6层，建筑面积5000 m2
2、 使用要求：附表1 一2—1
三、 毕业设计要求
(一） 建筑施工图（要求4一6张2号图纸，用计算机绘图）
1、 平面设计：底层平面图，标准层平面图，屋顶平面图
2、 立面设计：正立面图，侧立面图
3、 剖面设计：1 一2个剖面图
4、 详图：根据设计需要确定
5、 图纸目录：建筑设计说明，门窗表，装修表
(二） 结构施工图
1、 结构平面图
2、 框架配筋图
3、 桩位及基础平面图
4、 粧配筋图，承台配筋图
5、 图纸目录，结构设计说明
(三） 结构设计计算书（要求手算，文字处理可用计算机）
1、 摘要（中英文）
2、 结构选型（框架结构，预应力圆孔板楼面或现浇板）
3、 框架在竖向荷载下的内力计算（分层法，荷载采用标准值）
4、 框架在地震作用下的内力计算（D值法，反弯点法，荷载采用标准 值）
5、 框架在地震作用下的内力计算（基底剪力法，D值法，荷载采用标准 值）
6、 内力组合（应考虑抗震和非抗震两种情况）
7、 框架梁，柱截面设计，节点设计
8、 框架配筋草图
9、 基础设计（粧身设计，承台设计）
10、小结
(四） 、设计深度要求
所绘图纸要求达到施工图深度，参考《建筑工程设计文件编制深度 的规定》。本次毕业设计只做教学楼设计，其它部分在总平面设计中考虑, 但不做具体的单体设计。
① 、资料整理要求
1、 图纸折叠装订成册，并有封面和目录（幅面为A4)
2、 计算书应按章节排列装订成册，并有封面，目录和页码（幅面为B5)
3、 封面由同学自行设计，参考指导书
4、 计算书整理要求：字迹工整，图表必须由用户绘制，计算按符号公式， 数值公式，计算结果三步排列，结果保留二位小数（敏感数字除外)， 随后是单位。内力计算时，荷载以千牛顿计，长度以米计。截面设计 时，力以牛顿计，长度以毫米计。
四主要参考文献
1、 建筑设计参考资料
1. 房屋建筑学（高等院校教材）
2. 建筑设计资料手册（同济大学、上海工业设计院）
3. 建筑设计参考资料集（建工部北京工业设计院）
4. 建筑制图标准GBJ104-87
5. 建筑结构制图标准GBJ105-87
6. 建筑设计放火规范GBJ1-87
7. 房屋制图统一标准GBJ1-87
2、 结构设计参考资料
1. 多层及高层房屋结构设计（上、下）（上海科技出版社)
2. 钢筋混凝土结构（教材）
3. 地基与基础（教材）
4. 钢筋混凝土结构计算手册（中国建筑工业出版社）
5. 钢筋混凝土结构构造（中国建筑工业出版社）
6. 房屋结构抗震设计（教材）
7. 建筑结构荷载规范GBJ9-87

开题报
本设计拟设计中学教学楼。建筑规模为：建筑面积：5000 in2;建筑层数：5
层；建筑层高：底层：4.2m，2-5层：3.9m;采用钢筋混凝土框架结构。
一、 设计资料
1. 工程地质资料见设计任务书
2. 气象资料
年平均温度：25 °C
极端最高温度：41°C极端最低温度：-17.3°C
3. 本地区地震设防烈度为6度。
4. 建筑物功能要求见设计任务书
二、 设计依据
(1) 《房屋建筑学》（统编教材）
(2) 《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89)
(3) 《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89)
(4) 《建筑抗震设计规范》（GBJ11 -89)
(5) 《建筑制图标准》（GB J104-87 )

(6) 《建筑结构制图标准》（GBJ105-87)
(7) 《建筑结构荷载规范》（GBJ9-87)
(8) 《建筑设计防火规范》（GBJ16-87)
(9) 《建筑模数协调统一标准》（GBJ2-86)
三、 建筑设计
(1) 平面设计
建筑平面设计主要考虑建筑物的功能要求，同时兼顾结构平面布 置尽量满足规则、对称、合理的要求以及符合防火抗震设计的 一些规范和要求。现在对平面布置具的体说明如下：
(1) 柱网：本设计为某中学教学楼，为了满足现在教学楼的功能要求, 给学生和老师提供各种方便和安全保障，并考虑建筑物不同功能 所占净面积是以25 m2为模数为方便建筑物不同功能的分割，满 足不同类型房间的使用面积要求，同时还参考《现代教学楼设计》 中的有关规定，本方案柱网均采用：7.2mX4.5m(36 m2=18 m2X 2)〇
(2) 走廊、楼梯、大厅：该楼交通组织采用外廊式，廊宽2.4m,设有 楼梯三部；主楼梯是主要人流通道，通过门厅与大门相连接，是 主要的交通线路，设计在建筑物中间；主入口开间为8.4m,进深 7.2m,上空架空高度为4.2m。主楼梯采用两跑双分梯段形式，梯 段宽为6m;另两部楼梯做为安全通道，拟设计成双跑楼梯，开间 均为3.9m,均有一道前门与之相连，供紧急疏散用。
(3) 卫生间：拟每层设男女卫生间各两个，卫生间分别布置在两消防 楼梯旁。这样既有利于通风和集中设置管道，又不妨碍交通，便
于使用，环境更好，坑位个数按使用人数确定。
(4) 功能分区：本建筑物的使用功能主要分为行政办公和教学办公两 大功能。
(2) 立面设计
该楼拟采用凹体型，立面上基本对称。由于功能上的要求，在 教学时需要的空间要大、光线要足，因此本方案开窗的原则是尽可 能地开大面积窗户。在立面上采用外廊式，这将给单调的立面增添 一份生机，同时也体现了建筑物的气派。
(3) 屋顶设计
拟设计成不上人屋面，釆用平屋顶，结构找坡，排水坡度取2% 采用内檐沟排水，设置女儿墙。
四、结构设计
本设计采用现浇钢筋混凝土框架结构，现浇整体楼板，轻质填 充墙，拟先用轻质加气混凝土小型砌块，基础采用预制端承粧基基础, 框架为两跨形式。
五、拟提交成果
(1) 外文翻译（译文不少于5000字，将译文及原文一同交上）
(2) 建筑施工图
① 底层平面图
② 其它层平面图
③ 正立面图
④ 侧立面图
⑤ 剖面图（楼梯间处）
⑥ 部分节点构造详图
(3) 结构施工图
(4) 结构平面布置图（底层、顶层）
(5) —榀框架的配筋图
(6) —步楼梯的平面布置及配筋图
(7) 基础平面布置以及配筋图
(8) 现浇楼板配筋图
(4) 设计说明书
1) 设计说明的主要内容
A. 建筑设计说明（主要为方案设计说明）
B. 结构选型说明（应包括上部结构和基础的选型、截面估算、材料 选用等）
C. 框架计算简图的确定及荷载计算
D. 框架内力计算及内力组合
E. 框架配筋计算
F. 楼梯计算
G. 基础计算（计算框架柱下的基础）
H.
I. 现浇楼板计算
J. 框架电算结果
2) 计算说明书的格式
① 目录
② 内容提要（200字以上，中英文）
③ 开题报告（论文主要内容的1〜2及设计资料)
④ 正文（论文主要内容的3〜8)
⑤ 框架电算结果
⑥ 参考文献
六、进度安排
1建筑设计部分
6.1.1. 3月22日〜3月25日 方案（包括建筑平面、立面、音幌部分图）
6.1.2. 3月25日〜3月31日 施工图（对上述图纸的深化)，按任务书要求
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
4月1日〜4月9日 结构布置平面图，初步估算（电算为主)，写
结构设计说明书（荷载结构要求、地质情况、基础选型、初步计算结 果分析)，完成时应有电子版结构平面模板图 4月10日〜4月20日 手算一榀框架（计算书齐全）
电算一榀框架（计算书齐全）
绘制框架模板图、配筋图 楼板配筋、梁配筋结构平面图（在①基础上 完成，有梁、板计算书）
基础计算、绘图（计算书齐全）
4月21曰〜4月22曰 4月23日〜4月28日 5月1日〜5月8日
5月9曰〜5月16曰
⑧
5月17日〜5月20日 楼梯施工图（板、梁计算，楼板计算或选标
准图案中的构件，计算书齐全）
5月21日〜5月22日 整理结构设计说明书(在初步设计说明基础上
修改）
完成全部建筑施工图 2结构设计部分

七、课题任务要求
1、 一般要求（建筑部分）
A. 掌握一般多层房屋建筑设计的基本原理、方法和步骤，根据设 计要求，确定工程设计方案，并完成部分建筑施工图。
B. 设计中要认真贯彻“适用、经济、在可能条件下注意美观”的 基本方针，严格遵守国家及省市颁发的技术规范。
C. 柱网尺寸，空间标高及轮廓尺寸等均应符合建筑制图标准，各 构件、配件应尽可能按国家标准图采用。
D. 建筑设计应注意运用先进技术，综合当时、当地的技术经济条 件。
(5 )严格按照国家标准规定绘制施工图。
2、 建筑设计内容所需绘制的施工图
a. 首页图：图纸目录一览表、设计说明及门窗表
b. 平面图：2个楼层的平面图（1: 100)
c.
d. 剖面图：2个主要部位的剖面图（1: 100)
e. 立面图：正立面（1; 100)
f. 详图：根据设计需要确定（1: 5…1: 20)
3、一般要求（结构部分）
8.2.1. 掌握一般多层房屋的结构选型以及各层的结构布置。
8.2.2. 进行主体结构和主要构件的设计计算。
8.2.3. 绘制结构平面布置图、主体结构和主要构件的模板配筋图。
8.24. 结构构造处理。
8.2.5. 从结构计算、构造处理、模板配筋图的完成过程，全面掌握整 个结构设计过程。
8.2.6. 在计算书中有结构选型说明。
8.2.7. 结构计算：
(1) 框架部分：
手算：选取一榀有代表性的框架进行设计计算，从确定计算简 图、荷载计算、内力分析和组合及截面配筋（包括柱及基础） 均需全面完成。
电算：校核手算的结果，并进行比较分析。
(2) 主要构件.•现浇板、楼梯、雨蓬、联系梁等模板配筋图。
8.2.8. 施工图绘制
1 2个结构布置平面图
2 框架模板配筋图
3 柱下基础模板配筋图
4 主要构件模板配筋图
八、主要参考文献
建筑设计参考资料
8. 房屋建筑学（高等院校教材）
9. 建筑设计资料手册（同济大学、上海工业设计院）
⑯建筑设计参考资料集（建工部北京工业设计院）
⑪建筑制图标准GBJ104-87
⑫建筑结构制图标准GBJ105-87 ⑬建筑设计放火规范GBJ1-87 ⑭房屋制图统一标准GBJ1-87 结构设计参考资料
⑮多层及高层房屋结构设计（上、下）（上海科技出版社) ⑯钢筋混凝土结构（教材）
⑪地基与基础（教材）
⑯钢筋混凝土结构计算手册（中国建筑工业出版社）
⑲钢筋混凝土结构构造（中国建筑工业出版社）
⑳房屋结构抗震设计（教材）
21建筑结构荷载规范GBJ9-87
一建筑设计
11 .建筑平面设计
建筑平面设计主要考虑建筑物的功能要求，同时兼顾结构平面布置 尽量满足规则、对称、合理的要求以及符合防火抗震设计的一些规范 和要求。现在对平面布置具的体说明如下：
本设计为某中学教学楼，为了满足现在教学楼的功能要求，给 学生和老师提供各种方便和安全保障，并考虑建筑物不同功能所占净面 积是以25 m2为模数为方便建筑物不同功能的分割，满足不同类型房间 的使用面积要求，同时还参考《现代教学楼设计》中的有关规定，本方 案柱网采用：7.2mX4.5m不等。
走廊、楼梯、大厅：该楼交通组织采用外廊式，廊宽2.4m，设 有楼梯三部；主楼梯是主要人流通道，通过门厅与大门相连接，是主要 的交通线路，设计在建筑物中间；主入口开间为6 m,进深6m,上空架 空高度为4.2m。主楼梯釆用两跑双分梯段形式，梯段宽为6m;另两部 楼梯做为安全通道，拟设计成双跑楼梯，开间均为3.9 m,均有一道前门 与之相连，供紧急疏散用。
卫生间.•拟每层设男女卫生间各两个，卫生间分别布置在两消防 楼梯旁。这样既有利于通风和集中设置管道，又不妨碍交通，便于使用， 环境更好，坑位个数按使用人数确定。
功能分区：本建筑物的使用功能主要分为行政办公和教学办公两 大功能；行政办公与教学办公层次分明。
1.2立面设计
该楼拟采用凹体型，立面上基本对称。由于功能上的要求，在教学 时需要的空间要大、光线要足，因此本方案开窗的原则是尽可能地开大 面积窗户。在立面上采用外廊式，这将给单调的立面增添一份生机，同 时也体现了建筑物的气派。
1.3 屋顶设计
拟设计成不上人屋面，采用平屋顶，结构找坡，排水坡度取2%采 用内檐沟排水，设置女儿墙。

二结构布置
2. 1楼层结构平面布置
本设计拟采用钢筋混凝土框架结构。梁柱为现浇框架，楼面板和屋面板 采用钢筋混凝土现浇板，厕所处板顶标高较其他楼面低0.02m。结构平面布 置见图2-1,屋面、楼面、墙身做法详见建筑施工图。

/

/

2250
2250

图2-1
2.1.2柱的截面选择
框架柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比极限值按下列公式计算
A,. >
(2.1)
PFS En
]fc
柱的混凝土强度等级选用C30;故取尺=16.7,根据地质资料，该 框架结构的抗震等级为四级，其轴压比限值[//v]=0.95,各层重力荷载近

似取值12KN/H12。由图2—1
可知，边柱及中柱的负载面积分别为
6.0x 3.6m 2>6.0 x 4.8w 2
1.3 x 4.5 x 3.6 x 12 x 10 3 x 5 ,
=88364 mm
0.95 xl4.3
1.3x4.5x4.8x12 x 10 3 x 5
=113287 mm
0.95 x 14.3
1.3x4.5x1.2 x 12 x 10 3 x 5 2
=29454 mm
0.95 x 14.3
贝!J: A轴边柱久
k'『R
C轴中柱
D轴边柱A)#
如取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为297mm、337mm 和171mm,根据上述计算结果，并综合考虑其它因素，本设计柱截面尺寸 取值为：柱子全部米用400mm x 400mm 2.1.3板的选择
由于板与梁整体现浇在一起，按四边连续双向板考虑，板厚 取
h=100mm，屋面板、卫生间、走廊处板厚均取100mm。
2.2基础平面布置
本设计考虑到地基土较差，承载力较低，拟采用粧基础，其具体 尺寸及配筋情况祥见基础设计。
2.3楼梯结构布置
根据建筑设计，建筑物底层高为4. 2ra,楼梯的水平投影长度14
x 300=4200 2—5层层高为3.9m,楼梯水平投影长度为12 X
300=3600mm，故选用梁式楼梯。具体布置见楼梯设计。

三荷载计算
3.1结构计算简图
3.1.1 手算一榀框架中选取⑥轴处的横向框架进行计算，两跨跨度分别
为：7200mm，2400mm。计算简图见图3 —1。框架层间高度除底层外 均为建筑层高，底层柱高应算至基础顶面处。
底层柱高 层高+室内外高差+基础顶面埋深
=4200+450+1000=5650mm //2_5=建筑层高=3900腿
7200
8400
图3—1

3.1.2各梁柱的线刚度值经计算后，如图3—2所示

3,15 1,18

图3—2线刚度图（图中数字为线刚度，单位为XK^A^m)
3.2恒荷载计算
(1)屋面（不上人）框架梁线荷载标准值
20厚水泥沙浆找平 20 X 0.02 =0.4 KN/m2
100〜140 厚（2%找坡）膨胀珍珠岩 （0.1+0.14) /2X7=0.84KN/m2
100 厚钢筋混凝土板 25X0.100 =2.5 KN/m2
15厚纸筋石灰抹底
16X0.015 =0.24 KN/m2
合 3.98 KN/m2
屋面恒荷载：
边跨（AC跨）框架梁自重： 0.3X0.6X25 =4.5 KN/m
梁侧粉刷： 2X (0.6-0.1) X0.02X 17 =0.34 KN/m
4.84 KN/m
中跨（CD跨）框架梁自重： 0.3X0.3X25=2.25 KN/m
梁侧粉刷： 2X (0.3-0.1) X0.02X 17=0.14 KN/m
2.39KN/m
因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为: g5i4C1 = 4.84 KN/m ,
g,rn=239 KN/m

g5AC2 =3.98 x4.5 =17.91 KN/m g5CD2 = 3.98 x 2.4 = 9.55 KN/m
(2)楼面框架梁线荷载标准值: 25厚水泥沙浆面层 100厚钢筋混凝土楼板 15厚纸筋石灰抹底
AC跨框架梁及梁侧粉刷 楼面恒荷载：
AC跨填充墙自重:
0.025X20= 0.50 KN/m2 0.100X25= 2. 50KN/m2
0.015X16= 0.24 KN/m2
3.24 KN/m2 4.84 KN/m2
0.20X (3.9-0.6) X7.5=4.95KN/m
墙面粉刷： （3.9—0.6) XQ.02X2X 17 =2.25 KN/m
7.2 KN/m
CD跨框架梁及梁侧粉刷： 2.39KN/H1
因此，作用在中间层（1〜4层）框架梁上的线荷载为：
g ac] = 4.84 + 7.20 = 12.04 KN/m gcol=2.39 KN/m g AC2 = 3.24 x 4.5 = 14.58 KN/m = 3.24 x 2.4 = 7.78 KN/m
屋面框架节点集中荷载标准值：
①边柱（A轴）连系梁自重： 0.30X0.4X4.5X25 =13.5KN
粉刷
0.8m高女儿墙自重 粉刷
连系梁传来屋面自重
0.02X (0.4-0.1) X2X4.5X17=1.36KN 0.8 X 4.5 X 0.25 X 7.5 =6.75KN 0.02 X 0.8 X 2 X 4.5 X 17 =3.03KN 0.5X4.5X (0.5X4.5) X3.98 =20.15KN
C5^=44.79KN
0.02X (0.4-0.1) X2X4.5X17=0.92KN 0.5X C4.5+4.5-2.4) X 1.2X3.98 =15.76KN
0中柱（C轴）连系梁自重: 粉刷：
连系梁传来屋面自重：
顶层中节点(C轴)集中荷载
③边柱（D轴）连系梁自重: 粉刷：
0.8m高女儿墙自重：
粉刷：
0.30 X 0.4 X 4.5 X 25= 13.5KN
0.5X4.5X2.25X3.98=20.15KN
G5C=50.33KN
0.30 X 0.4 X 4.5 X 25=13.5KN 1.36KN
0.8 X 4.5 X 0.25 X 7.5 =6.75KN 0.02 X 0.8 X 2 X 4.5 X 17 =3.03KN
顶层边节点（A轴）集中荷载

0.02 X 1.4 X 4.5 X 17+0.5 X 4.5 X 1.4=5.29KN 0.8 X 2.1X 0.25 X 7.5=3.15KN 0.02 X 2.1X 0.8 X 17+0.5 X 0.8 X 2.1=1.41 KN
顶层中节点（D轴）集中荷载
楼面框架节点集中荷载标准值：
①边柱连系梁自重：
粉刷：
窗自重：
窗下墙体自重 粉刷
窗边墙体自重：
粉刷：
框架柱自重：
粉刷：
连系梁传来楼面自重：
中间层边节点(A轴)集中荷载
G5C=50.33KN
13.5KN
1.36KN
3.3X2.1X0.45=3.12KN 0.25 X 1.4 X 4.5 X 7.5=11.81KN
0.4 X 0.4 X 3.9 X 25=15.6KN 0.7 X 0.02 X 3.9 X 25=0.93 KN 0.5X4.5X0.5X4.5X3.24=16.40KN
Ga =72.57KN
O中柱（C轴）连系梁自重:
13.5KN
粉刷：
内纵墙自重：
粉刷：
扣除门洞重加上墙重：
框架柱自重：
粉刷：
连系梁传来楼面自重：0.5 X
0.92KN
4.5X (3.9-04) X0.20X7.5=23.63 KN 4.5X(3.9-0.4)X0.02 X2X17=10.7KN -2.4X1.2X (1.5-0.2)= -3.74 KN
15.6 KN 0.93 KN
(4. 5+4. 5-2. 4) X 1.2X3. 24=12. 83KN 0.5X4. 5X2.25X3.24=16.40 KN
中间层中节点(C轴)集中荷载
Gc =90. 77 KN
③中柱(D轴)连系梁自重: 粉刷：
外廊1.2m围墙自重：
13.5KN
1.36KN
1.2X0.10X4.5X7.5=3.71 KN
连系梁传来屋面自重： 0.5X(4.5+4.5-24)X1.2X3.98=15.76KN
粉刷： 4.61KN
连系梁传来楼面自重：0.5X (4. 5+4. 5—2. 4) XI. 2X3. 24=12. 83KN
中间层中节点(D轴)集中荷载 Gd =35. 56 KN
恒载作用下的结构计算简图，见下图3—3

3. 3楼面活荷载计算
根据设计规范教室活荷载取2.0 KN/m2，教室外廊取2.5 KN/m2,不上 人屋面取0.7 KN/m2
屋面线荷载：
P 5AC
= 0.7x4.5=3.15 KN/m

P 5CD
= 0.7x2.4 = 1.68 KN/m
屋面集中荷载：

=0.5 x 4.5 x 0.5 x 4.5 x 0.7 = 3.54 KN

P5C =
0.5 x (4.5 + 4.5 - 2.4) x 1.2 x 0.7 + 0.5 x 4.5 x 2.25 x 0.7

=6. 32KN

P5C =
0.5 X (4.5 + 4.5 - 2.4) x 1.2 x 0.7 = 2.77 KN
楼面线荷载：
P AC
=2.0 x 4.5 = 9 KN/m
pCD = 2.5 X 2.4 = 6 KN/m

楼面集中荷载： 。=0.5 x 4.5x0.5x4.5x2.0 = 10.13 KN
Pc = 0.5 x (4.5 4.5 - 2.4) x 1.2 x 2.5 + 0.5 x 4.5 x 2.25 x 2.0
=20. 03KN
PD = 0.5 X (4.5 + 4.5 - 2.4) x 1.2 x 2.5 = 9.90 KN
则活荷载作用下计算简图，见下图3—4

图3—4
3. 3荷载等效
根据固端弯矩相等的原则，将梯形分布荷载及三角形分布荷载，化为等效均 布荷载，等效均布荷载的计算公式如图3—4所示
图3—5

2250
7200
0.313
《=(1一2<22 + «3)/7，若《=0.5，艮口为二角形荷载贝[』分 根据以上的等效荷载公式，等效过程如下：

容 5 4C 一容 5/4C 1 + (1 一 2or + a ) ^ Ssac 2
=4. 84 + 0.835 x 17 .91 = 19 .79 KN/m
■ 5
^ 5CD ~ ^ 5CD1 + ~ ^ 5CD 2 8
=2. 39+-X 9.55 = 8.36 KN/m 8
Sac =容 m i + G — 2 + ^ 3 ) + 容 m 2
=12. 04 + 0.835 X 14 .58 = 24 .21 KN/m
■ 5
S CD 一 g CD i + : g CD 2 8
=2. 39 + -X 7.78 = 7.00 KN/m
p SAC = (1 - 2a 2 + a 3) /75>,
=0. 835X3. 15=2. 63 KN/m
5
P 5CD = — p5C〇
XL 68=1. 05 KN/m
p ac = (l - 2a2 + a^) pAC
=0. 835X9=7. 52KN/m
5
P CD = 7 PC〇
o
X6=3. 75KN/m
经荷载等效后，恒载作用下的计算简图见图3—6,活荷载作用下的计算 简图见图3—7

图3—6恒载作用下计算简图（等效)

图3—7活荷载作用下计算简图（等效)

四内力计算
4.1•恒荷载作用下的内力计算
恒载作用下的内力计算使用分层法，由于所选框架结构对称、荷载对称，所 以可选半边刚架计算，计算步骤如下：
简化为半刚架，取简化一段为滑动支座。
计算荷载产生的各杆件固端弯矩以及集中力产生的偏心弯矩叠加求出各 节点的不平衡弯矩。
根据各杆件转动刚度，计算出各节点上的分配系数除底层柱
子外，其他各层柱子的线刚度都应乘以0.9。
计算传递系数：底层柱和各层梁取上层各柱取i。
2 3
从一个不平衡弯矩较大的节点开始分配，然后向远端传递，使下一点产 生不平衡弯矩。经过“分配——传递——分配”，当所分配的弯矩比较小时，即 可停止传递，将杆端弯矩叠加即的杆端的弯矩值。
线刚度修正图见图4-1,具体计算见下图4-2:
3,15 1.18

图4-1线刚度修正图

0 320
§0
5
层
27.36
7.41
0.68
35.45
V
11.81
3 4 5
层层层
2 3 4 层层层
-85.49*
58.14
-23.17
15.76
图4-2 恒载作用下内力计算
85.49* 29.07 46.34
—> 7.88 -2.14 <— -4.77
.46 —> 0.73
■0.20 <— -D •飞q
-35.64
72.17
so
SS
mc>
-21.80
-2.01
-Q.19
-24.00
-4.01 *
4.01*
-5.62
2.00
-2.23
0.23
-2.0
-0.67
3.48
A
~2^2 -0.20 个 IV
/ -7,6
/ ^
! -0.40

-7.56 '

10.44
\ -0.64 \ 0.05
' -0.59
340 58 1
8.10.

0 203

CN

OJ
CD
〇

O

0.203

0 198

卜
<£>

r^.
o

〇

0.198

34 C 58 1 8.10
10.44
3.48
-35.25*
18.19
-7.62
3.93
-0.43
0.22
-20.96
35.25^ 9.09 -15.23 ~~1.97
一 0.8气
0.11
30.34
：〇7：^
-7.56
-Z52
-2.33
1.80*
0.51
1.18
-0.64
0.05
-0.59
-0.20

层

4.2•活荷载作用下的内力计算
活载作用下的内力计算也釆用分层法，具体步骤同恒载。根据结构设计规范 当活载与恒载之比小于0.5时，活载布置可按满布考虑，显然由于活荷载的荷载 较小，按满布考虑。具体计算见下图4-3
图4-3活载作用下内力计算

0.320
00090
Cos
5 0
0 255
0.556
5
层
3.95
1.07
0.10
5.12
.71
3 4 5
层层层
V V V
2 3 4
层层层
-12.33*
8.38
-3.34
2.27
-0.J1
0.21
-5.12
12.33*
4.19
-6.68
1.14
-0.62
0.11
10.47
-2.90
-0.27
-3.17
-/〇6
0°252°*
-0.28
-0.28
-0^9

3.85
A
-2.74 -0.31
个 -7.68
T \
/ -0.50
/
f -0.03 ,

-8.21

11.56
\ -0.73 \ -0.20 ' -0.93
75 4 21e14
92.0.
0.263
sso
0.177

0.218

〇
$
d

o

0.145

0.405
sc
0.272
6.24
1.44
0.09
7.77
-35.25^
19.74 —>
-8.16 <— 4.57 —^
-0.53 <—
0.30 —> -0.04 <—
-19.37
35.25>t： 9.87 -16.32 2.28 -1 06 0.15 -0.07 30.10
13 2 .10 0 -50.0.
-5.64
-Z82
-1.80* 1.80* -0.29 <— -0.58 一 0.31 ——> —0.16 0.03 <— 0-05
-2.37 ^OT
-0.49
-0.01
-0.50
-0^25

4.3风荷载作用下的内力计算
计算模型：
风荷载计算底层柱高应算至屋外地坪，即H=4200+450=4650 mm
荷载计算：
按工程设计资料基本风压(〇〇= 0.30KN/IH2 风载体型系数（建筑物长方体型）
迎风面：14=0.8
迎风面：|4=-0.5 取 |^=1.3
风压高度变化系数：
0.80
1.00
1.14
1.25
1.42
1.56
设此建筑地面粗糙度为B类：则 h (m) 5 10 15 20 30

框架结构基本自振周期近似取0.09N (N为层数） T1=0.09X5=0.45s
s2/m2
cd〇 Ti =0.45 X 0.63=0.284 KN

査荷载规范可得：动力系数《=1.277 B类地区脉动影响系数v=0.53
C〇k=Pz^lz|isC〇〇
因结构高度小于30m，可取A=1.0;将风何载换算成作用于框架每层节点上, 的集中荷载，计算结果见下表：
层
数
Pz
Ms
Z (m)

(KN/m)
A (m2)
Pk (KN)
5
1.0
1.3
20.25
1.626
0.30
10.58
6.71
4
1.0
1.3
16.35
1.540
0.30
17.55
10.54
3
1.0
1.3
12.45
1.436
0.30
17.55
9.83
2
1.0
1.3
8.50
1.300
0.30
17.55
8.90
1
1.0
1.3
4.65
0.120
0.30
19.24
8.40
风荷载作用下的结构计算简图见图4-4

图4-4风荷载作用下结构计算简图
4.3.3内力计算
利用反弯点法计算框架在风荷载作用下的内力，在用侧移刚度系数确定剪 力分配系数时，因d =#,当同层各柱h相等时，d可直接用i表示。
h
风荷载作用下的内力计算如图4-5所示：

M 左:437
mw
M右:t.37 M左乂37x|315A 33|:3 18
M右=4 37x|118/t 331 = 1 ‘

d：]15

d=118

n=5

M 上=2 2“19S 二 V37

M_U 37

im
m
V=6 71x1/3:2 24
m
V 二 6 71x1/3=2 2“:1 以
Ip=6.71
y：1%
M下:2 24x1 95=4 37
y 二195
M下=4 37
y=1 9S

M 右=U7+1121:15S