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    成都某工厂钢框架办公楼设计

    来源:六七范文网 时间:2021-05-17 16:11:31 点击:

    目 录 第一章 绪论 7 1.1 钢结构建筑概述 7 1.1.1 钢结构建筑的分类 7 1.2 设计规定 8 1.2.1 工程概况 8 1.2.2 设计原始资料 8 第二章 建筑设计 9 2.1方案比选 9 2.1.1纯框架体系 9 2.1.2支撑框架体系 9 2.1.3结构形式取 9 2.2建筑设计 9 2.2.1平面设计 9 2.2.2 立面设计 10 2.2.3 剖面设计 10 2.2.4 防火设计 10 第三章 结构设计及计算 11 3.1 工程概况 11 3.2 设计资料 11 3.2.1 气象资料 11 3.2.2 抗震设防烈度 11 3.2.3 材料选用 11 3.3 结构平面布置 11 3.3.1 结构平面布置图 11 3.3.2梁柱截面初选 11 3.4 楼板设计 16 3.4.1 楼板荷载 16 3.4.2 楼板配筋计算 18 3.5 横向框架在竖向荷载作用下的计算简图及内力计算 21 3.5.1 横向框架在恒荷载作用下的计算简图 21 图3-13恒荷载作用下轴线框架的计算简图 32 3.5.2 横向框架在活荷载作用下的计算简图 33 3.5.3 横向框架在恒荷载作用下的内力计算 37 3.5.4 横向框架在活荷载作用下的内力计算 51 3.6 横向框架在风荷载作用下的内力和位移计算 61 3.6.1横向框架在风荷载作用下的计算简图 61 3.6.2 横向框架在风荷载作用下的位移计算 61 3.6.3 横向框架在风荷载作用下的内力计算 63 3.7 横向框架在水平地震作用下的内力和位移计算 71 3.7.1 重力荷载代表值计算 71 3.7.2 横向框架的水平地震作用和位移计算 72 3.7.3 横向框架在水平地震作用下的内力计算 77 3.8 框架梁柱内力组合 84 3.8.1 一般规定 84 3.8.2 框架梁内力组合 84 3.8.3 框架柱内力组合 84 3.9 截面验算 102 3.10 节点设计 106 3.10.1 梁柱节点 106 3.10.2 主次梁节点 108 3.10.3 框架柱拼接节点 109 3.10.4 柱脚设计 111 3.11 基础设计 116 3.11.1 边柱独立基础设计 116 3.11.2 中柱双柱联合基础设计 120 3.12 楼梯设计 122 3.12.1 楼梯梁设计 122 3.12.2 踏步设计 125 3.12.3 平台板设计 126 3.12.4 平台梁设计 127 第四章 PKPM电算结果 130 4.1 电算过程 130 4.1.1建立平面模型 130 4.1.2横载、活载和风载输入 130 4.1.3参数输入 131 4.2 框架梁内力计算结果与手算结果对比分析 132 4.3 框架柱内力计算结果与手算结果对比分析 134 致 谢 137 参考文献 138 成都某工厂钢框架办公楼设计 摘要:
    本毕业设计为成都某工厂钢框架办公楼,建筑面积约8758.78m2。根据毕业设计任务书的要求,平面主体结构采用L形,两个矩形(宽16.5m,长23.4m)通过1/4圆弧相连(首层半径为16.5m,二至十层半径为10.5m)。室内地面至屋面的高度为33.3m,女儿墙高度1.0 m,室内外高差0.45m。采用纯钢框架结构体系,基础采用柱下独立基础。

    与钢筋混凝土结构相比,钢结构有很多优势:强度高,塑性韧性好;
    重量轻;
    加工简单;
    施工周期短等。另外钢材材质有均匀性的特点,使钢结构在加工过程中的质量能够得到很好的控制,方便结构设计与计算。从结构的安全性能方面来说,钢结构稳定性较好。由于框架结构布置灵活,亦可以做成多种规格的房间。因此本设计采用了钢框架结构。

    通过建筑设计确定结构布置形式,构件截面初选之后,选取轴线横向框架进行计算。其中主要计算方法包括:竖向荷载作用下的内力采用弯矩二次分配法进行计算;
    用D值法计算风荷载作用下的内力;
    用底部剪力法计算水平地震作用下的内力。对内力进行组合以便进行截面验算、节点设计以及基础设计等。最后,利用 PKPM的结构计算结果验证手算结果的正确性。

    关键词:
    钢框架;
    弯矩二次分配法;
    D值法;
    底部剪力法;
    PKPM Design of the Steel Frame of a Factory’s Office Building in Chengdu Abstract: The graduation project is the Steel Frame of a Factory’s Office Building in Chengdu, and the building area is about8758.78m2. According to the requirements of the graduation design task, the plane main structure is L-shaped, two rectangles (16.5m wide and 23.4m long) are connected by 1/4 arc (the first layer is 16.5m, the radius of two to ten is 10.5m ). Indoor ground to the roof height is 33.3m, parapet height 1.0m, indoor and outdoor height difference of 0.45m. The use of pure steel frame structure system, based on the basis of independent base under the column. Compared with the reinforced concrete structure, steel structure has many advantages: high strength, good plastic toughness; light weight; simple processing; short construction period. Another steel material has the characteristics of uniformity, so that the quality of steel structure in the process can be well controlled to facilitate the structural design and calculation. From the structural safety performance, the stability of the steel structure is better. Due to the flexible structure of the frame, can also be made into a variety of specifications of the room. So the design uses a steel frame structure. Through the architectural design to determine the form of structural arrangements, component section after the primary selection, select the 5 axis horizontal frame to calculate. The main calculation method is as follows: the internal force under the vertical load is calculated by the bending moment quadratic distribution method; the internal force under the wind load is calculated by the D value method; the internal force under the horizontal earthquake is calculated by the bottom shear method. The internal forces to be combined for cross-section checking, node design and basic design. Finally, the results of PKPM are used to verify the correctness of the results. Key words:Steel frame structure; Moment second distribution method; D-value method; Base shear method; PKPM 第一章 绪论 1.1 钢结构建筑概述 1.1.1 钢结构建筑的分类 钢结构建筑是指结构体系中主要受力构件是由钢材做成的建筑。除钢结构建筑之外,还有诸如砌体结构、混凝土结构以及组合结构建筑等。

    按照建筑层数和高度不同,又可将建筑分为单层、多层建筑、高层及超高层建筑。

    1.1.2 钢结构建筑的优点 钢结构建筑和其他材料的建筑结构相比,有以下几个优点。

    1. 强度高,自重轻。

    2. 材料均匀,塑性、韧性好,抗震性能优越。

    3. 构件截面较小,有效空间大。

    4. 制造简单,施工周期大幅缩短。

    5. 节能、环保。

    1.1.3 多层民用钢结构建筑的发展现状 我国钢结构建筑主要集中于工厂、大跨度体育场馆或高层建筑中,钢结构建筑的应用比例非常低,还不到1%,与部分发达国家钢结构发展有很大的差距。多层民用钢结构建筑在我国发展潜力巨大,应用前景十分广阔。

    1.1.4 发展多层民用钢结构建筑需要解决的问题 1. 多层钢结构技术及配套体系 2. 钢材的防腐、防火问题 3. 进一步降低工程造价 4. 专业技术人才匮乏,观念有待更新 5. 施工管理水平较为落后 1.2 设计规定 1.2.1 工程概况 1.2.2 设计原始资料 第二章 建筑设计 2.1方案比选 多层钢框架是由钢梁和钢柱以一定的连接方式组成的结构体系,承受建筑物的竖向荷载和水平荷载。当建筑物的高度较小时,竖向荷载起控制作用,此时可以取纯钢框架结构体系。随着高度的增加,水平荷载起控制作用,结构体系既要设置承担竖向荷载的体系,还应设置承担水平荷载的体系,此时可以采用支撑框架体系。

    2.1.1纯框架体系 多层框架结构的杆件类型少,构造简单,易于标准化和定型化,施工周期短。由于不设置抗侧力构件,在建筑平面设计中梁和柱的布置有较大的灵活性,可采用较大的柱距来提供较大的使用空间。

    2.1.2支撑框架体系 支撑框架体系即多层框架在一个方向为柱-支撑体系,另一个方向为纯框架体系的混合体系;
    该种体系是指其中一个方向没有支撑,能够为生产等建筑功能提供充足的空间,又适当考虑了简化设计等规定,特别适用于平面纵向较长,横向较短的建筑物。

    2.1.3结构形式取 本工程建筑结构为10层,高度为33.3m(包括女儿墙为34.3m),纯框架形式构造简单,构件易于工厂化生产,而且能够符合刚度规定,经济性能又优于框架支撑体系,故采用纯框架结构形式。

    2.2建筑设计 2.2.1平面设计 1. 根据建筑物设计规定和功能使用规定,进行平面设计。平面主体结构采用两个矩形(宽16.5m´长23.4m),首层通过半径为16.5m的1/4圆弧相连,二至十层通过半径为10.5m的1/4圆弧相连。为员工提供良好的交流和休息的场所。主要功能空间为:(1)办公室76个;
    (2)文印室1个;
    (3)会议室3个;
    (4)餐厅1个,约100mm2 ;
    (5)会客室2个;
    (6)活动室2个;
    (7)大厅:约200mm2;
    (8)每层设男女厕所,储藏室;
    (9)每层均设置休息区。

    2. 根据相关规定,分析确定门厅、走廊、楼梯等位置和数量。一层有大小门厅出口三个,大门厅面积为213㎡,符合规定。走廊净宽2.46m,位于尽端的房间门距封闭楼梯间的最大距离为3.9m,符合消防规定。门厅处设置两部电梯,每层设有两个双跑楼梯。

    3. 根据规范规定、承重作用及柱网布置等确定轴线位置。首先初定柱网尺寸,然后充分考虑造价等各方面的因素综合确定。本工程柱网尺寸纵向取7.8m,横向取6.9m+2.7m+6.9m。

    2.2.2 立面设计 建筑的外墙使用浅黄色贴面砖,弧墙采用玻璃幕墙,充分符合采光的需要,外墙采用大面积的窗户设计,既符合了设计对光线的规定,又符合了经济规定。屋顶设置1.0m高的女儿墙。屋面按2%排水坡度组织排水,设落水管。

    2.2.3 剖面设计 本建筑共10层,第一层层高为3.6m,二至九层层高均为3.3m。室内外高差为0.45m。建筑内外的墙厚均为240mm,标准层与屋面板的混凝土板厚为120mm。一共设置2部楼梯,楼梯与平台板均采用钢筋混凝土材料。

    2.2.4 防火设计 本工程耐火等级为三级,刷涂超薄型防火材料。选用S605防火涂料,它属于膨胀型钢结构防火涂料,其在正常温度下可保持良好的稳定性,当发生火灾,温度升高时,涂层发生化学反应开始膨胀,此时,钢材表面形成蜂窝状的碳化层,对钢材进行保护。S605的粘结强度为0.55Mpa,大于国家规定的0.15Mpa,符合要求。

    钢梁耐火极限不小于1.5小时,涂刷厚度为1.6mm,刷涂4遍。

    钢柱耐火极限不小于2小时,涂刷厚度为2.4mm,刷涂7遍。

    第三章 结构设计及计算 3.1 工程概况 本工厂办公楼为地上十层钢框架结构,建筑面积约8758.78m2。首层建筑层高为3.6m,其余各层层高均为3.3m。第一层的结构层高为4.6m,其余层的结构层高为3.3m,建筑设计使用年限为50年。房屋建筑高度为33.75m 。

    3.2 设计资料 3.2.1 气象资料 3.2.2 抗震设防烈度 3.2.3 材料选用 工程框架结构的主体柱和梁的钢材均选用Q345,屋面板、楼面板和电梯井都是钢筋混凝土结构,选用C30混凝土。

    3.3 结构平面布置 3.3.1 结构平面布置图 本建筑平面采用纵、横向框架混合承重方案,主框架梁沿横向布置。

    3.3.2梁柱截面初选 1. 梁截面初选 由于H型钢截面梁具有高而窄的特点,在强轴平面内抗弯刚度大,故无需验算抗弯强度,截面需符合强度、刚度和局部稳定的规定。

    (1)横向框架梁截面尺寸 1)A-B跨:6.9m ,最小高度ℎmin应符合。主梁的容许挠度,次梁的容许挠度。

    刚度规定的最小高度为:663mm。可以适当放宽1/20~1/15,即 ,取400mm。

    初选腹板=8.2或mm 取10mm。

    9.7mm或11.2mm t=16mm, A-B跨框架梁的截面尺寸初估为:H400×250×10×16 图3-1 初选 -、-框架梁截面 2)B-C跨:2.7m,选用Q345钢材。在刚度规定下mm。可以放宽到1/20~1/15,即,最终。初选腹板厚度。=7.6mm;
    =4.0mm,取=8mm。

    翼缘板的宽度, ,取b=100mm。

    考虑局部稳定,受压翼缘板的外伸宽度与其厚度之比不超过或, ,,得:3.7mm,4.3mm,选择t=10mm。

    B-C梁初定截面尺寸为:H200×100×8×10。最终选取截面尺寸为:H400×250×10×16。

    (2)
    纵向框架梁截面尺寸 1)A轴:选用Q345,刚度规定的梁截面最小高度为。可以放宽到1/20~1/15,即 ,最终取梁h=550mm,A轴纵向框架梁的截面尺寸初估为:H550×250×10×20。其他截面尺寸与其一样。

    (3)
    次梁截面尺寸 1)横向次梁:,钢材选用Q345。材料厚度范围在,刚度规定的最小高度,梁高h=300mm。腹板按进行取。或,最终取8mm。翼缘板的宽度通常为,则,取b=200mm。

    确定翼缘板的尺寸时,受压翼缘板的外伸宽度与其厚度之比不超过(弹性设计)或,所以,由或,得:或,取厚度t=12mm。

    的横向次梁的截面尺寸初选为:H300×200×8×12。梁截面尺寸初选结果汇总见表3-2 表3-2 梁截面尺寸初选 截面位置 尺寸 横向框架梁 A-B跨, H400×250×10×16 C-D跨, H400×250×10×16 B-C跨, H400×250×10×16 纵向框架梁 H550×250×10×20 H550×250×10×20 横向次梁 H300×200×8×12 2. 柱截面初选 (1). 截面形式 本工程框架柱的截面形式是焊接工字型截面。截面初估时,可以按照下面的简易方法估计框架柱的轴向压力设计值:
    按照上式,则轴向压力设计值N为:
    1.25×1.05×10×7.8×4.8×10=49.4 (2). 初定构件截面长细比,求出所需面积A。

    本工程抗震等级四级,长细比不应大于。

    ,取,,按b类截面,查表得出的稳定系数=0.807,截面面积为 ,。

    (3). 求两个主轴回转半径,。第一层框架柱高度为4.6m, (4). 确定截面轮廓尺寸 根据回转半径确定, ,查表,=0.43,=0.24。因此,。

    (5). 确定截面的初选尺寸 由A=24769mm2,h=178mm,b=320mm,初步取截面为:H550×500×18×26, A=500×26×2+(550-2×26)×18=35036mm2。

    本工程抗震等级为四级,框架柱腹板的高厚比,符合规定。

    框架柱的翼缘外伸部分宽厚比,符合规定。

    框架柱的轴压比不宜大于0.6,,符合规定。

    (6). 构件强度、刚度和稳定性验算 1). 计算截面几何特性 图3-2 框架柱截面(单位:mm)
    毛截面面积:A=35036mm2 惯性矩:
    回转半径:
    2). 强度验算 ,符合规定。

    3). 刚度验算 =99,符合规定。

    =99,符合规定。

    4). 整体稳定性计算 焊接工字形截面,焰切边翼缘, b类截面。=60,得稳定系数=0.830,,符合规定。

    5). 局部稳定验算 腹板高厚比:
    =35.89 翼缘自由外伸段宽厚比:
    =11.3 符合规定。

    柱的截面尺寸初选为:H550×500×18×26。

    3.4 楼板设计 本工程楼板采用现浇钢筋混凝土结构,屋面板与楼面板的板厚均取120mm,卫生间楼面板厚度取90mm。

    3.4.1 楼板荷载 1.恒荷载 (1)不上人屋面的恒荷载计算 表3-2 不上人屋面的恒荷载计算表 构造层 面荷载() 防水层:40mm厚细石混凝土(C20)
    0.04ⅹ25=1.0 找平层:15mm厚1:2水泥砂浆 0.015ⅹ20=0.3 防水层:4mm厚改性沥青防水 0.05 找平层:15mm厚1:2水泥砂浆 0.015ⅹ20=0.3 找坡层:40mm厚水泥石灰焦砟砂浆3找平 0.04ⅹ14=0.56 保温层:100mm厚膨胀珍珠岩 0.10ⅹ2.5=0.25 结构层:120mm厚C30现浇钢筋混凝土板 0.12ⅹ25=3.0 吊顶及吊挂荷载 0.3 合计 5.76 (2)标准层楼面的恒荷载计算 表3-3 标准层楼面的恒荷载计算表 构造层 面荷载() 楼面装饰及找平层 1.2 结构层:120mm厚C30现浇钢筋混凝土板 0.12ⅹ25=3.0 吊顶及吊挂荷载 0.3 合计 4.5 (3)卫生间恒荷载(板厚90mm) 表3-4 卫生间恒荷载(板厚90mm) 构造层 面荷载() 楼面装饰及找平层:陶瓷地砖面层、水泥砂浆找平层、结合层等 1.2 防水层(柔性):4mm厚改性沥青防水 0.05 找平层:15mm厚1:2水泥砂浆 0.015ⅹ20=0.3 蹲位折算荷载 1.5 结构层:90mm厚C30现浇钢筋混凝土板 0.09ⅹ25=2.25 吊顶及吊挂荷载 0.3 合计 5.60 2.活荷载 表3-5 活载取值表 类别 活载标准值(kN/m2)
    屋面活载 0.5 一般房间活载 2.0 卫生间 2.5 楼梯 3.5 走廊与门厅 2.5 3.4.2 楼板配筋计算 按照弹性计算的方法,分别计算A、B与C区三块板的内力并且进行截面的设计。板的计算跨度近似取轴线之间的距离。

    (1)A区格板的配筋计算 ,四边支承,按双向板计算。

    1)
    荷载设计值 恒荷载:
    活荷载:
    2)内力计算 =0.57 单位板宽跨中弯矩: 单位板宽支座弯矩:
    3)
    截面设计 保护层厚度为20mm,=14.3N/mm2,板受力钢筋选用HRB335级钢筋,=300 N/mm2,截面有效高度:。

    计算配筋量时,取内力臂系数,则。板筋选用HRB335级钢筋,=300 N/mm2。

    表3-6 A区板配筋计算表 位置 截面 实配钢筋 跨中 96 5.97 218.2 8@200 251 88 2.29 91.3 8@200 251 支座 96 -10.05 -367.3 8@100 503 96 -7.12 -260 8@180 279 (1). B区格板配筋计算 =7.8/2.7=2.89>2,四边支承,按单向板计算。

    1). 荷载组合设计值 可变荷载效应控制的组合:=1.2×4.5+1.4×2.5=8.9kN/m2, 永久荷载效应控制的组合:=1.35×4.5+1.4×0.7×2.5=8.525kN/m2, 取=8.9kN/m2。

    2). 内力计算 取1m宽板作为计算单元,按弹性理论计算,取B区格板的计算跨度=2700mm。跨中弯矩取为;
    支座弯矩为,即:
    3). 截面设计 保护层厚度取20mm,选用直径为8mm钢筋作为受力主筋,选用HRB335级钢筋,有效高度:=120-20-4=96mm。采用C30级混凝土,则=14.3N/mm2, =300N/mm2。

    表3-9 B区格板的配筋计算 截面 跨中 支座 6.48 -4.63 0.0492 0.0351 0.975 0.982 231 164 选配钢筋 8@200 (251) 8@200 (251) (2). C区格板配筋计算 =4.8/3.9=1.23<2,四边支承,按双向板计算。

    1). 荷载设计值 卫生间恒荷载设计值:=1.2×5.6=6.72kN/m2 卫生间活荷载设计值:
    =1.4×2.5=3.5kN/m2 2). 内力计算(取单位板宽) 跨中弯矩: 支座弯矩:
    3). 截面设计 表3-10 C区格板配筋 位置 截面 实配钢筋 跨中 66 6.98 228.3 8@200 251 66 2.68 98.5 8@200 251 支座 66 -10.32 -378.4 8@100 503 66 -8.69 -274 8@180 279 3.5 横向框架在竖向荷载作用下的计算简图及内力计算 3.5.1 横向框架在恒荷载作用下的计算简图 1. 横向框架简图 按框架柱嵌固于基础顶面上,框架梁与框架柱刚接进行设计。A、B轴线之间,C、D轴线之间的跨度为6900mm,B、C轴线之间的跨度为2700mm。

    图3-3 轴框架简图(单位mm)
    2. 第一层框架计算简图 第一层楼面梁布置如图3-4所示,第一层楼面板布置如图3-5所示。

    轴线第一层的横向框架计算简图如图3-6所示。表示作用在A点的集中力,由纵向框架梁传来;
    表示作用在AB梁范围内的由板传来的梯形荷载,表示作用在AB梁范围内的由墙体、梁自重传来的均布线荷载。

    图3-4 一层楼面梁布置简图(单位:mm)
    图3-5 一层楼面板布置简图(单位:mm) 3900 3900 3900 3900 (1). 为板A传递的荷载,AB梁的梯形荷载的最大值。

    (2). 1). 梁自重及装饰层 梁(H400ⅹ250ⅹ10ⅹ16)自重:
    装饰层:
    0.3kN/m 小计: 0.92+0.3=1.22kN/m 图3-6 轴线第一层框架简图(单位:mm) 2). 墙体荷载 墙体选用240mm厚加气混凝土砌块(偏于安全取砌块容重=10kN/m3)。

    表3-11 不开洞的填充外墙面荷载 构造层 面荷载 墙体自重 外墙面 0.5 20mm厚水泥粉刷内墙面 合计 3.3 表3-14 不开洞的填充内墙面荷载 构造层 面荷载 墙体自重 20mm厚水泥粉刷外墙面 20mm厚水泥粉刷内墙面 合计 3.2 故AB段墙体线荷载为:
    3.2×(3.3-0.4)=9.28kN/m。

    3). 荷载小计 图3-7 KL-4计算简图(单位:mm)
    1). 包括梁自重、装饰层和梁上墙体荷载。梁(H550ⅹ250ⅹ10ⅹ16)自重:1.19kN/m ,装饰层自重:0.3 kN/m。

    KL-4上墙体荷载:墙长7.8m,有两个窗:1.8m×1.5m(窗荷载为0.45 kN/m2),简化为均布线荷载为:

    =1.19+0.3+7.1=8.59kN/m。

    2). 由对称性可知,=8.59kN/m 3). 为板A传递的三角形荷载,最大值为:=4.5×1.95=8.78kN/m。

    4). 为CL-2传递的集中荷载,CL-2的计算简图如图3-8 所示。

    1950 3000 1950 图3-8 CL-2计算简图(单位:mm)
    包括梁的自重、装饰层。梁(H300ⅹ200ⅹ8ⅹ12)自重:0.55kN/m,装饰层:0.3kN/m。则 =0.55+0.3=0.85kN/m。

    为板A传递来的荷载,板A的面荷载为4.5kN/m2,传递给CL-2为梯形荷载,荷载最大值为: =4.5×1.95×2=17.55kN/m。

    =46.37kN 5). =46.37kN 6). (3). 是由KL-3传递来的集中力。

    图3-9 KL-3计算简图 1). 包括梁的自重、装饰层、梁上墙体荷载和板B传递来的荷载。

    梁(H550ⅹ250ⅹ10ⅹ20)自重:1.19 ,装饰层自重:0.3。

    KL-3上墙体荷载:墙长7.8m,有2个门M1021:(门面荷载为0.45),简化为均布线荷载为:

    板B的面荷载为,由图3-10可知,传递给KL-3的荷载为均布荷载,则板B传递来的荷载为:=6.08kN/m。

    =14.89kN/m。

    2). =14.89kN/m 3). 为板A传递的三角形荷载,荷载最大值为:=4.5×1.95=8.78kN/m。

    4). (4). =17.55kN/m。

    (5). =10.5kN/m (6). =147.61kN (7). 第一层横向框架最终计算简图 图3-10 轴线第一层横向框架的恒荷载计算简图 1. 第二~九层横向框架计算简图 第二~九层横向框架计算简图和第一层横向框架计算简图相同,只需要将柱高从4.6m改为3.3m即可。

    图3-11 轴线第二~九层横向框架的恒荷载计算简图 2. 第十层框架计算简图 与第一层楼面梁布置图相同 (1). 为板A传递的荷载,其梯形荷载最大值为:。

    (2). 包括梁的自重和装饰层自重。梁(H400ⅹ250ⅹ10ⅹ16)自重:0.92kN/m,装饰层:0.3kN/m。所以, 。

    (3). 。

    (4). 是由KL-4传递来的集中力 1). 包括梁的自重、装饰层和梁上墙体荷载。梁(H550ⅹ250ⅹ10ⅹ20)自重:1.19kN/m ,装饰层自重:0.3kN/m。KL-4上墙体荷载:梁上墙体为女儿墙,女儿墙的面荷载按为2.7kN/m2,简化为线荷载为:2.7×1.2=3.24kN/m。所以,=1.19+0.3+3.24=4.73kN/m。

    2). =4.73kN/m 3). 为板A传递的三角形荷载,其最大值为:=5.76×1.95=11.23kN/m。

    4). 为CL-2传递的集中荷载, 包括次梁的自重、装饰层。梁(H300ⅹ200ⅹ8ⅹ12)自重:0.55kN/m,装饰层:0.3kN/m。则=0.55+0.3=0.85kN/m。

    为板A传递来的荷载,梯形荷载最大值为: =5.76×1.95×2=22.46kN/m。

    5). =58.52kN 6). (5). 1). 。

    2). =9.27kN/m 3). 为板A传递的三角形荷载,荷载最大值为:。

    4). (6). =22.46kN/m (7). =1.22kN/m (8). =139.21kN (9). =174.62kN (10). 第十层横向框架的最终计算简图 图3-12 轴线第六层恒荷载计算简图 3. 恒荷载作用下横向框架的计算简图 汇总各层计算简图,画出总的计算简图,如图3-13。

    图3-13恒荷载作用下轴线框架的计算简图 3.5.2 横向框架在活荷载作用下的计算简图 1. 第一层横向框架计算简图 图3-14 轴线第一层框架简图(单位:mm)
    (1). 、 为板A传递的荷载,传递给AB梁的荷载为梯形荷载,其最大值为:
    =2.0×1.95×2=7.8kN/m。=2.0×1.95×2=7.8kN/m (2). 、 是由KL-4传递来的集中力。

    图3-15 KL-4计算简图(单位:mm)
    1). 为板A传来的三角形荷载,荷载最大值为:=2.0×1.95=3.9kN/m。

    2). , 为CL-2传递的集中荷载。

    图3-16 CL-2计算简图(mm)
    (3). 、 是由KL-3传递来的集中力。

    图3-17 KL-3计算简图(单位:mm)
    1). 为板B传递来的荷载, =3.38kN/m。

    2). 为板A传递来的荷载,=3.9kN/m。

    3). =60.88kN (4). 第一层横向框架最终计算简图 图3-18 轴线第一层框架活荷载计算简图 2. 第二~九层横向框架计算简图 与第一层的结构布置和活荷载传递相同,仅需将柱高4.6m改为3.3m即可。

    3. 第十层横向框架计算简图 (1). 、 为板A传递的荷载,板A的活荷载为2.0kN/m2,传递给AB梁的荷载为梯形荷载,荷载最大值为:=2.0×1.95×2=7.8kN/m。

    (2). 、 =34.52kN。

    图3-19 轴线第十层框架简图(单位:mm)
    (3). 、 是由KL-3传递来的集中力。

    1). 为板B传递来的荷载,板B的面荷载为2.0kN/m2,则 2). 为板A传递来的荷载,=2×1.。

    3). (4). 第十层横向框架最终计算简图 根据上述计算结果,画出第十层横向框架的最终活荷载计算简图如图3-20所示。

    图3-20 轴线第六层横向框架活荷载计算简图 4. 横向框架在活荷载作用下的计算简图 图3-21 活荷载作用下轴线横向框架的计算简图 3.5.3 横向框架在恒荷载作用下的内力计算 求出梁与柱的相对线刚度,采用弯矩二次分配法来分配固端弯矩,从而求得框架在恒载作用下的内力。

    (1)梁与柱的截面的惯性矩 表3-15 梁与柱的截面惯性矩表 截面 截面惯性矩(mm4)
    框架梁 6.9m跨度(H400×250×12×20)
    Ix=1.02×109 2.7m跨度(H400×250×12×20)
    Ix=1.02×109 框架柱 H550×500×18×26 Ix=1.97×109 (2)横向框架梁柱的相对线刚度 表3-16 梁与柱的相对线刚度表 构件 线刚度 相对线刚度 框架梁 6.9m跨度 (H600ⅹ250ⅹ12ⅹ20)
    0.25 2.7m跨度 (H600ⅹ250ⅹ12ⅹ20)
    0.63 框架柱 一层 (H550ⅹ500ⅹ18ⅹ26)
    0.72 二至十层 (H550ⅹ500ⅹ18ⅹ26)
    1.00 (3)计算弯矩的分配系数三根杆件交于中柱左端节点,如图3-22所示,各个杆件的分配系数的计算如下:
    图3-22 梁柱的相对线刚度及弯矩的分配系数(单位:mm)
    (4)固端弯矩的计算 参考《实用建筑结构静力计算手册》上的计算方法。

    1)均布荷载作用下的固端弯矩的计算简图 根据《实用建筑结构静力计算手册》,其计算方法如图3-23所示。

    图3-23 均布荷载作用下的固端弯矩计算图 2)三角形荷载作用下的固端弯矩的计算简图 根据《实用建筑结构静力计算手册》,其计算方法可以参照图3-24。

    图3-24 三角形荷载作用下的固端弯矩计算图 3)
    局部分布荷载作用下的固端弯矩,局部分布荷载作用下的固端弯矩可按图3-25中公式计算 图3-25 局部分布荷载作用下的固端弯矩 4)固端弯矩的计算,见表3-17。

    表3-17 恒载作用下梁的固端弯矩计算表 楼层 荷载位置 荷载数值 (m) (m) (m) (m) M左 (KN·m) M右 (KN·m) 十层 qAB梯形 (kN·m) 左三角 22.46 1.3 5.6 1.95 6.9 -17.76 -4.67 中间均布 3.45 3.45 3.0 -54.45 -54.45 右三角 1.3 5.6 1.95 -4.67 -17.76 qAB均布 (kN·m) 1.22 — — — 6.9 -4.84 -4.84 合计 -81.73 -81.73 qBC均布 (kN·m) 1.22 — — — 2.7 -0.74 -0.74 合计 -0.74 -0.74 qCD梯形 (kN·m) 左三角 22.46 1.3 5.6 1.95 6.9 -17.76 -4.67 中间均布 3.45 3.45 3.0 -54.45 -54.45 右三角 1.3 5.6 1.95 -4.67 -17.76 qCD均布 (kN·m) 1.22 — — — 6.9 -4.84 -4.84 合计 -81.73 -81.73 一~九层 qAB梯形 (kN·m) 左三角 17.55 1.3 5.6 1.95 6.9 -13.88 -3.65 中间均布 3.45 3.45 3.0 -42.55 -42.55 右三角 1.3 5.6 1.95 -3.65 -13.88 qAB均布 (kN·m) 10.5 —— —— —— 6.9 -41.66 -41.66 合计 -101.74 -101.74 qBC均布 (kN·m) 1.22 —— —— —— 2.7 -0.74 -0.74 qCD梯形 (kN·m) 左三角 17.55 1.3 5.6 1.95 6.9 -13.88 -3.65 中间均布 3.45 3.45 3.0 -42.55 -42.55 右三角 1.3 5.6 1.95 -3.65 -13.88 qCD均布 (kN·m) 10.5 —— —— —— 6.9 -41.66 -41.66 合计 -101.74 -101.74 (5)弯矩的二次分配 计算完固端弯矩后,采用弯矩二次分配法来计算梁与柱的弯矩,过程如表3-18所示。

    2.内力图的绘制 内力图主要包含弯矩图、剪力图与轴力图。

    (1)弯矩图的绘制 根据弯矩的二次分配的结果,即表3-18,可以绘制出框架的弯矩图。弯矩图见图3-26。

    表3-18 弯矩二次分配法计算梁与柱在恒载作用下的弯矩(单位:kN▪m)
    十层 上柱 下柱 右梁 左梁 上柱 下柱 右梁 分配系数 0.80 0.20 0.13 0.53 0.34 固端弯矩 0.00 -81.73 81.73 0.00 -0.74 分配弯矩 65.38 16.35 -10.77 -43.08 -27.13 传递弯矩 22.59 -5.39 8.17 -17.52 13.57 分配弯矩 -13.76 -3.44 -0.56 -2.24 -1.41 杆端弯矩 74.21 -74.21 78.57 -62.85 -15.72 九层 分配系数 0.44 0.44 0.11 0.09 0.35 0.35 0.09 固端弯矩 0.00 -101.74 101.74 0.00 -0.74 分配弯矩 45.17 45.17 11.39 -8.79 -35.04 -35.04 -8.79 传递弯矩 32.69 22.59 -4.39 5.70 -21.54 -17.52 4.39 分配弯矩 -22.59 -22.59 -5.70 2.52 10.05 10.05 2.52 杆端弯矩 55.27 45.16 -100.43 101.17 -46.53 -42.51 -2.61 三至八层 分配系数 0.44 0.44 0.11 0.09 0.35 0.35 0.09 固端弯矩 0.00 -101.74 101.74 0.00 -0.74 分配弯矩 45.17 45.17 11.39 -8.79 -35.04 -35.04 -8.79 传递弯矩 22.59 22.59 -4.39 5.70 -17.52 -17.52 4.39 分配弯矩 -18.11 -18.11 -4.57 2.17 8.66 8.66 2.17 杆端弯矩 49.65 49.65 -99.30 100.82 -43.91 -43.91 -2.96 二层 分配系数 0.44 0.44 0.11 0.09 0.35 0.35 0.09 固端弯矩 0.00 -101.74 101.74 0.00 -0.74 分配弯矩 45.17 45.17 11.39 -8.79 -35.04 -35.04 -8.79 传递弯矩 22.59 25.84 -4.39 5.70 -17.52 -19.44 4.39 分配弯矩 -19.55 -19.55 -4.93 2.34 9.33 9.33 2.34 杆端弯矩 48.21 51.46 -99.67 100.98 -43.24 -45.16 -2.80 一层 分配系数 0.51 0.37 0.13 0.10 0.39 0.28 0.24 固端弯矩 0.00 -101.74 101.74 0.00 -0.74 分配弯矩 51.68 37.13 12.92 -9.70 -38.88 -27.98 -24.44 传递弯矩 22.59 0.00 -4.85 6.46 -17.52 0.00 12.22 分配弯矩 -9.01 -6.47 -2.25 -0.11 -0.45 -0.32 -0.28 杆端弯矩 65.26 30.66 -95.92 98.39 -56.85 -28.30 -13.24 15.33 -14.15 续表3-18 弯矩二次分配法计算梁与柱在恒载作用下的弯矩(单位:kN▪m)
    (2)剪力图的绘制 规定梁与柱的剪力,需要根据框架的弯矩图,取出梁与柱的单元体,再利用单元体的力的平衡条件求得剪力。根据所求得的剪力,画出框架在恒荷载作用下的剪力图。

    (3)轴力图的绘制 根据所得剪力,节点上的竖向作用力以及框架柱的重量(见表3-21),利用节点的平衡条件,即可算得柱的轴力。柱的轴力的详细计算可见表3-22。根据所得的轴力,画出框架在恒荷载作用下的轴力图。

    表3-19 恒荷载作用下梁端剪力和跨中弯矩计算过程 楼层 截面位置 左端弯矩(kN·m)
    右端弯矩(kN·m)
    q梯形 (kN/m) q均布 (kN/m) 左端剪力(kN)
    右端剪力(kN)
    跨中弯矩(kN·m)
    第十层 AB跨 -74.21 78.57 22.46 1.22 66.46 -67.73 58.21 BC跨 -15.72 15.72 -- 1.22 1.65 -1.65 -14.61 CD跨 -78.57 74.21 22.46 1.22 67.73 -66.46 58.21 第九层 AB跨 -100.43 101.17 17.55 10.5 85.26 -85.47 61.19 BC跨 -2.62 2.62 -- 1.22 1.65 -1.65 -1.5 CD跨 -101.17 100.43 17.55 10.5 85.26 85.26 61.19 第八层 AB跨 -99.30 100.82 17.55 10.5 85.14 -85.59 61.93 BC跨 -2.96 2.96 -- 1.22 1.65 -1.65 -1.85 CD跨 -100.82 99.30 17.55 10.5 85.59 -85.14 61.93 第七层 AB跨 -99.30 100.82 17.55 10.5 85.14 -85.59 61.93 BC跨 -2.96 2.96 -- 1.22 1.65 -1.65 -1.85 CD跨 -100.82 99.30 17.55 10.5 85.59 -85.14 61.93 第六层 AB跨 -99.30 100.82 17.55 10.5 85.14 -85.59 61.93 BC跨 -2.96 2.96 -- 1.22 1.65 -1.65 -1.85 CD跨 -100.82 99.30 17.55 10.5 85.59 -85.14 61.93 第五层 AB跨 -99.30 100.82 17.55 10.5 85.14 -85.59 61.93 BC跨 -2.96 2.96 -- 1.22 1.65 -1.65 -1.85 CD跨 -100.82 99.30 17.55 10.5 85.59 -85.14 61.93 第四层 AB跨 -99.30 100.82 17.55 10.5 85.14 -85.59 61.93 BC跨 -2.96 2.96 -- 1.22 1.65 -1.65 -1.85 CD跨 -100.82 99.30 17.55 10.5 85.59 -85.14 61.93 第三层 AB跨 -99.30 100.82 17.55 10.5 85.14 -85.59 61.93 BC跨 -2.96 2.96 -- 1.22 1.65 -1.65 -1.85 CD跨 -100.82 99.30 17.55 10.5 85.59 -85.14 61.93 第二层 AB跨 -99.67 100.98 17.55 10.5 85.10 -85.55 61.66 BC跨 -2.80 2.80 -- 1.22 1.65 -1.65 -1.69 CD跨 -100.98 99.67 17.55 10.5 85.55 -85.10 61.66 第一层 AB跨 -95.92 98.39 17.55 10.5 85.01 -85.72 64.83 BC跨 -13.24 13.24 -- 1.22 1.65 -1.65 -12.13 CD跨 -98.39 95.92 17.55 10.5 85.72 -85.01 64.83 表3-20 恒荷载作用下柱端剪力计算过程 楼层 截面位置 柱上端弯矩 (kN·m)
    柱下端弯矩 (kN·m)
    柱剪力(kN)
    第十层 A轴线柱 74.21 55.27 -31.05 B轴线柱 -62.85 -46.53 33.15 C轴线柱 62.85 46.53 -33.15 D轴线柱 -74.21 -55.27 31.05 第九层 A轴线柱 45.16 49.65 -28.73 B轴线柱 -42.51 -43.91 26.19 C轴线柱 42.51 43.91 -26.19 D轴线柱 -45.16 -49.65 28.73 第八层 A轴线柱 49.65 49.65 -30.09 B轴线柱 -43.91 -43.91 26.61 C轴线柱 43.91 43.91 -26.61 D轴线柱 -49.65 -49.65 30.09 续表3-20 恒荷载作用下柱端剪力计算过程 楼层 截面位置 柱上端弯矩 (kN·m)
    柱下端弯矩 (kN·m)
    柱剪力(kN)
    第七层 A轴线柱 49.65 49.65 -30.09 B轴线柱 -43.91 -43.91 26.61 C轴线柱 43.91 43.91 -26.61 D轴线柱 -49.65 -49.65 30.09 第六层 A轴线柱 49.65 49.65 -30.09 B轴线柱 -43.91 -43.91 26.61 C轴线柱 43.91 43.91 -26.61 D轴线柱 -49.65 -49.65 30.09 第五层 A轴线柱 49.65 49.65 -30.09 B轴线柱 -43.91 -43.91 26.61 C轴线柱 43.91 43.91 -26.61 D轴线柱 -49.65 -49.65 30.09 第四层 A轴线柱 49.65 49.65 -30.09 B轴线柱 -43.91 -43.91 26.61 C轴线柱 43.91 43.91 -26.61 第三层 A轴线柱 49.65 49.65 -30.09 B轴线柱 -43.91 -43.91 26.61 C轴线柱 43.91 43.91 -26.61 D轴线柱 -49.65 -49.65 30.09 第二层 A轴线柱 48.21 51.46 -30.20 B轴线柱 -43.24 -45.16 26.79 C轴线柱 43.24 45.16 -26.79 D轴线柱 -48.21 -51.46 30.20 第一层 A轴线柱 65.26 30.66 -20.85 B轴线柱 -56.85 -28.30 18.51 C轴线柱 56.85 28.30 -18.51 D轴线柱 -65.26 -30.66 20.85 表3-21 框架柱自重计算 位置 高度(m) 单位重量(kg/m)
    自重计算(kN) 第二~十层(H550×500×18×26)
    3.3 287.81 9.497 第一层(H550×500×18×26)
    4.6 287.81 13.239 表3-22 恒荷载作用下框架柱轴力的计算 楼层 截面位置 柱端集中力(KN)
    柱左端剪力(KN)
    柱右端剪力(KN)
    柱重(KN)
    上端轴力(KN)
    下端轴力(KN)
    第十层 A轴线柱 139.21 — 66.46 9.5 205.67 215.17 B轴线柱 174.62 -67.73 1.65 9.5 244 253.5 C轴线柱 174.62 -67.73 1.65 9.5 244 253.5 D轴线柱 139.21 — 66.46 9.5 205.67 215.17 第九层 A轴线柱 147.61 — 85.26 9.5 448.04 457.54 B轴线柱 196.75 -85.47 1.65 9.5 527.87 537.37 C轴线柱 196.75 -85.47 1.65 9.5 527.87 537.37 D轴线柱 147.61 — 85.26 9.5 448.04 457.54 第八层 A轴线柱 147.61 — 85.14 9.5 690.29 699.79 B轴线柱 196.75 -85.59 1.65 9.5 821.36 830.86 C轴线柱 196.75 -85.59 1.65 9.5 821.36 830.86 D轴线柱 147.61 — 85.14 9.5 690.29 699.79 第七层 A轴线柱 147.61 — 85.14 9.5 932.54 942.04 B轴线柱 196.75 -85.59 1.65 9.5 1114.85 1124.35 C轴线柱 196.75 -85.59 1.65 9.5 1114.85 1124.35 D轴线柱 147.61 — 85.14 9.5 932.54 942.04 第六层 A轴线柱 147.61 — 85.14 9.5 1174.79 1184.29 B轴线柱 196.75 -85.59 1.65 9.5 1408.34 1417.84 C轴线柱 196.75 -85.59 1.65 9.5 1408.34 1417.84 D轴线柱 147.61 — 85.14 9.5 1174.79 1184.29 续表3-22 恒荷载作用下框架柱轴力的计算 第五层 A轴线柱 147.61 — 85.14 9.5 1417.04 1426.54 B轴线柱 196.75 -85.59 1.65 9.5 1701.83 1711.33 C轴线柱 196.75 -85.59 1.65 9.5 1701.83 1711.33 D轴线柱 147.61 — 85.14 9.5 1417.04 1426.54 第四层 A轴线柱 147.61 — 85.14 9.5 1659.29 1668.79 B轴线柱 196.75 -85.59 1.65 9.5 1995.32 2004.82 C轴线柱 196.75 -85.59 1.65 9.5 1995.32 2004.82 D轴线柱 147.61 — 85.14 9.5 1659.29 1668.79 第三层 A轴线柱 147.61 — 85.14 9.5 1901.54 1911.04 B轴线柱 196.75 -85.59 1.65 9.5 2288.81 2298.31 C轴线柱 196.75 -85.59 1.65 9.5 2288.81 2298.31 D轴线柱 147.61 — 85.14 9.5 1901.54 1911.04 第二层 A轴线柱 147.61 — 85.10 9.5 2143.75 2153.25 B轴线柱 196.75 -85.55 1.65 9.5 2582.26 2591.76 C轴线柱 196.75 -85.55 1.65 9.5 2582.26 2591.76 D轴线柱 147.61 — 85.10 9.5 2143.75 2153.25 第一层 A轴线柱 147.61 — 85.01 13.24 2385.87 2399.11 B轴线柱 196.75 -85.72 1.65 13.24 2875.88 2889.12 C轴线柱 196.75 -85.72 1.65 13.24 2875.88 2889.12 D轴线柱 147.61 — 85.01 13.24 2385.87 2399.11 图3-27 轴线横向框架在恒荷载作用下的弯矩图 图3-28 轴线横向框架在恒荷载作用下的剪力图 图3-29 轴线横向框架在恒荷载作用下的轴力图 3.5.4 横向框架在活荷载作用下的内力计算 1. 用弯矩二次分配法计算弯矩 根据活荷载作用下轴线横向框架的计算简图,用弯矩二次分配法计算轴线横向框架在活荷载作用下的框架梁柱弯矩。

    (1). 框架梁柱的线刚度、相对线刚度和弯矩分配系数与恒荷载中相应数值相同。

    (2). 计算固端弯矩。固端弯矩的计算过程见表3-22。

    表3-23 活荷载作用下框架梁固端弯矩计算过程 楼层 荷载位置 荷载数值 a (m) b (m) c(m) l (m) M左 (kN·m) M右(kN·m) 一~十层 (kN·m) 左三角 7.8 1.3 5.6 1.95 6.9 -6.17 -1.62 中间均布 7.8 3.45 3.45 3 6.9 -18.91 -18. 91 右三角 7.8 1.3 5.6 1.95 6.9 -1.62 -6.17 AB跨合计 -26.70 -26.70 (kN·m) 0 — — — 2.7 0.0 0.0 BC跨合计 0.0 0.0 (kN·m) 左三角 7.8 1.3 5.6 1.95 6.9 -6.17 -1.62 中间均布 7.8 3.45 3.45 3 6.9 -18.91 -18. 91 右三角 7.8 1.3 5.6 1.95 6.9 -1.62 -6.17 CD跨合计 -26.70 -26.70 (3).弯矩二次分配过程 采用弯矩二次分配法计算框架在活荷载作用下的弯矩,分配过程详见图3-30。

    2. 绘制内力图 (1). 弯矩图 根据弯矩二次分配法的计算结果,画出弯矩图,活荷载作用下的梁端剪力和跨中弯矩的计算过程详见表3-24。

    (2).剪力图 根据弯矩图,取出梁柱脱离体,利用脱离体的平衡条件,求出剪力。活荷载作用下的梁端剪力计算过程详见表3-24,活荷载作用下的柱端剪力的计算过程详见表3-25。依据表3-24和表3-25画出横向框架在活荷载作用下的梁柱剪力图如图3-32所示。

    (3).轴力图 依据剪力图,根据节点的平衡条件,求出轴力。活荷载作用下框架柱轴力计算过程见表3-26。依据表3-26画出活荷载作用下框架柱的轴力图如图3-33所示 上柱 下柱 右梁 左梁 上柱 下柱 右梁   0.800 0.200 0.133   0.532 0.335   偏心距         偏心矩       0.000 (26.700) 26.700   0.000 0.000   21.360 5.340 (3.551)   (14.204) (8.945)   5.927 (1.776) 2.670   (4.632) 4.472   (3.321) (0.830) (0.334)   (1.335) (0.841)   23.966 (23.966) 25.485   (20.172) (5.313)     0.444 0.444 0.112 0.087 0.347 0.347 0.087                   0.000 (26.700) 26.700   0.000 0.000 11.855 11.855 2.990 (2.323) (9.265) (9.265) (2.323) 10.680 5.927 (1.161) 1.495 (7.102) (4.632) 1.161 (6.858) (6.858) (1.730) 0.790 3.150 3.150 0.790 15.677 10.924 (26.601) 26.662 (13.217) (10.747) (0.372)     0.444 0.444 0.112 0.087 0.347 0.347 0.087                   0.000 (26.700) 26.700   0.000 0.000 11.855 11.855 2.990 (2.323) (9.265) (9.265) (2.323) 5.927 5.927 (1.161) 1.495 (4.632) (4.632) 1.161 (4.748) (4.748) (1.198) 0.575 2.293 2.293 0.575 13.034 13.034 (26.069) 26.447 (11.604) (11.604) (0.587)     0.444 0.444 0.112 0.087 0.347 0.347 0.087                   0.000 (26.700) 26.700   0.000 0.000 11.855 11.855 2.990 (2.323) (9.265) (9.265) (2.323) 5.927 5.927 (1.161) 1.495 (4.632) (4.632) 1.161 (4.748) (4.748) (1.198) 0.575 2.293 2.293 0.575 13.034 13.034 (26.069) 26.447 (11.604) (11.604) (0.587)     0.444 0.444 0.112 0.087 0.347 0.347 0.087                   0.000 (26.700) 26.700   0.000 0.000 11.855 11.855 2.990 (2.323) (9.265) (9.265) (2.323) 5.927 6.782 (1.161) 1.495 (4.632) (5.140) 1.161 (5.127) (5.127) (1.293) 0.619 2.469 2.469 0.619 12.655 13.509 (26.164) 26.491 (11.428) (11.936) (0.542)     0.508 0.365 0.127 0.096 0.385 0.277 0.242                   0.000 (26.700) 26.700   0.000 0.000 13.564 9.746 3.391 (2.563) (10.280) (7.396) (6.461) 5.927 0.000 (1.282) 1.695 (4.632) 0.000 3.231 (2.360) (1.696) (0.590) (0.028) (0.113) (0.081) (0.071) 17.131 8.050 (25.181) 25.804 (15.025) (7.477) (3.302)     4.025 (3.739) 图3-30 活载作用下弯矩二次分配 表3-24 活荷载作用下的梁端剪力和跨中弯矩计算过程 楼层 截面位置 左端弯矩(kN·m)
    右端弯矩(kN·m)
    q梯形 (kN/m) q均布 (kN/m) 左端剪力(kN)
    右端剪力(kN)
    跨中弯矩(kN·m)
    第十层 AB跨 -23.97 25.49 7.8 -- 21.62 -22.06 19.49 BC跨 -5.31 5.31 -- -- 0 0 -5.31 CD跨 -25.49 23.97 7.8 -- 22.06 -21.62 19.49 第九层 AB跨 -26.60 26.66 7.8 -- 22 -21.68 18.18 BC跨 -0.37 0.37 -- -- 0 0 -0.37 CD跨 -26.66 26.60 7.8 -- 21.68 -22 19.49 第八层 AB跨 -26.07 26.45 7.8 -- 21.75 -21.93 17.86 BC跨 -0.59 0.59 -- -- 0 0 -0.59 CD跨 -26.45 26.07 7.8 -- 21.93 -21.75 17.86 第七层 AB跨 -26.07 26.45 7.8 -- 21.75 -21.93 17.86 BC跨 -0.59 0.59 -- -- 0 0 -0.59 CD跨 -26.45 26.07 7.8 -- 21.93 -21.75 17.86 第六层 AB跨 -26.07 26.45 7.8 -- 21.75 -21.93 17.86 BC跨 -0.59 0.59 -- -- 0 0 -0.59 CD跨 -26.45 26.07 7.8 -- 21.93 -21.75 17.86 第五层 AB跨 -26.07 26.45 7.8 -- 21.75 -21.93 17.86 BC跨 -0.59 0.59 -- -- 0 0 -0.59 CD跨 -26.45 26.07 7.8 -- 21.93 -21.75 17.86 第四层 AB跨 -26.07 26.45 7.8 -- 21.75 -21.93 17.86 BC跨 -0.59 0.59 -- -- 0 0 -0.59 CD跨 -26.45 26.07 7.8 -- 21.93 -21.75 17.86 第三层 AB跨 -26.07 26.45 7.8 -- 21.75 -21.93 17.86 BC跨 -0.59 0.59 -- -- 0 0 -0.59 CD跨 -26.45 26.07 7.8 -- 21.93 -21.75 17.86 第二层 AB跨 -26.16 26.49 7.8 -- 21.80 -21.88 17.92 BC跨 -0.54 0.54 -- -- 0 0 -0.54 CD跨 -26.49 26.16 7.8 -- 21.88 -21.80 17.92 第一层 AB跨 -25.18 25.80 7.8 -- 21.75 -21.93 18.73 BC跨 -3.3 3.3 -- -- 0 0 3.3 CD跨 -25.80 25.18 7.8 -- 21.93 -21.75 18.73 表3-25 活荷载作用下柱端剪力计算 楼层 截面位置 柱上端弯矩 (kN·m)
    柱下端弯矩 (kN·m)
    柱剪力(kN)
    第十层 A轴线柱 23.97 15.68 12.01 B轴线柱 -20.17 -13.22 -10.12 C轴线柱 20.17 13.22 10.12 D轴线柱 -23.97 -15.68 -12.01 第九层 A轴线柱 10.92 13.03 7.26 B轴线柱 -10.75 -11.60 -6.78 C轴线柱 10.75 11.60 6.78 D轴线柱 -10.92 -13.03 -7.26 第八层 A轴线柱 13.03 13.03 7.90 B轴线柱 -11.60 -11.60 -7.03 C轴线柱 11.60 11.60 7.03 D轴线柱 -13.03 -13.03 -7.90 第七层 A轴线柱 13.03 13.03 7.90 B轴线柱 -11.60 -11.60 -7.03 C轴线柱 11.60 11.60 7.03 D轴线柱 -13.03 -13.03 -7.90 第六层 A轴线柱 13.03 13.03 7.90 B轴线柱 -11.60 -11.60 -7.03 C轴线柱 11.60 11.60 7.03 D轴线柱 -13.03 -13.03 -7.90 第五层 A轴线柱 13.03 13.03 7.90 B轴线柱 -11.60 -11.60 -7.03 C轴线柱 11.60 11.60 7.03 D轴线柱 -13.03 -13.03 -7.90 第四层 A轴线柱 13.03 13.03 7.90 B轴线柱 -11.60 -11.60 -7.03 C轴线柱 11.60 11.60 7.03 D轴线柱 -13.03 -13.03 -7.90 续表3-25 活荷载作用下柱端剪力计算 楼层 截面位置 柱上端弯矩 (kN·m)
    柱下端弯矩 (kN·m)
    柱剪力(kN)
    第三层 A轴线柱 13.03 13.03 7.90 B轴线柱 -11.60 -11.60 -7.03 C轴线柱 11.60 11.60 7.03 D轴线柱 -13.03 -13.03 -7.90 第二层 A轴线柱 13.03 13.03 7.90 B轴线柱 -11.60 -11.60 -7.03 C轴线柱 11.60 11.60 7.03 D轴线柱 -13.03 -13.03 -7.90 第一层 A轴线柱 13.03 13.03 7.90 B轴线柱 -11.60 -11.60 -7.03 C轴线柱 11.60 11.60 7.03 D轴线柱 -13.03 -13.03 -7.90 表3-26 活荷载作用下柱端轴力计算 楼层 截面位置 柱端集中力(KN)
    柱左端剪力(KN)
    柱右端剪力(KN)
    上端轴力(KN)
    下端轴力(KN)
    第十层 A轴线柱 34.52 -- 21.62 56.14 56.14 B轴线柱 55.58 22.06 0 77.64 77.64 C轴线柱 55.58 22.06 0 77.64 77.64 D轴线柱 34.52 -- 21.62 56.14 56.14 第九层 A轴线柱 34.52 -- 21.75 112.66 112.66 B轴线柱 60.88 21.68 0 243.01 243.01 C轴线柱 60.88 21.68 0 243.01 243.01 D轴线柱 34.52 -- 21.75 112.66 112.66 第八层 A轴线柱 34.52 -- 21.75 168.93 168.93 B轴线柱 60.88 21.93 0 243.01 243.01 C轴线柱 60.88 21.93 0 243.01 243.01 D轴线柱 34.52 -- 21.75 168.93 168.93 楼层 截面位置 柱端集中力 柱左端剪力 柱右端剪力 上端轴力 下端轴力 第七层 A轴线柱 34.52 -- 21.75 225.25 225.25 B轴线柱 60.88 21.93 0 325.82 325.82 C轴线柱 60.88 21.93 0 325.82 325.82 D轴线柱 34.52 -- 21.75 225.25 225.25 第六层 A轴线柱 34.52 -- 21.75 281.52 281.52 B轴线柱 60.88 21.93 0 408.63 408.63 C轴线柱 60.88 21.93 0 408.63 408.63 D轴线柱 34.52 -- 21.75 281.52 281.52 第五层 A轴线柱 34.52 -- 21.75 337.79 337.79 B轴线柱 60.88 21.93 0 491.44 491.44 C轴线柱 60.88 21.93 0 491.44 491.44 D轴线柱 34.52 -- 21.75 337.79 337.79 第四层 A轴线柱 34.52 -- 21.75 394.06 394.06 B轴线柱 60.88 21.93 0 574.25 574.25 C轴线柱 60.88 21.93 0 574.25 574.25 D轴线柱 34.52 -- 21.75 394.06 394.06 第三层 A轴线柱 34.52 -- 21.75 450.33 450.33 B轴线柱 60.88 21.93 0 657.06 657.06 C轴线柱 60.88 21.93 0 657.06 657.06 D轴线柱 34.52 -- 21.75 450.33 450.33 第二层 A轴线柱 34.52 -- 21.75 506.65 506.65 B轴线柱 60.88 21.93 0 739.82 739.82 C轴线柱 60.88 21.93 0 739.82 739.82 D轴线柱 34.52 -- 21.75 506.65 506.65 第一层 A轴线柱 34.52 -- 21.75 562.92 562.92 B轴线柱 60.88 21.93 0 822.63 822.63 C轴线柱 60.88 21.93 0 822.63 822.63 D轴线柱 34.52 -- 21.75 562.92 562.92 图3-31 轴线横向框架在活荷载作用下的弯矩图 图3-32 轴线横向框架在活荷载作用下的剪力图 图3-33 轴线横向框架在活荷载作用下的轴力图 3.6 横向框架在风荷载作用下的内力和位移计算 3.6.1横向框架在风荷载作用下的计算简图 本办公楼为十层钢框架结构体系,室内外高差0.45m。基本风压 1. 风荷载标准值计算方法 2.各层楼面处集中风荷载标准值计算 (1). 框架风荷载负荷宽度 负荷宽度为轴线横向框架的。

    (2). 各层楼面处集中风荷载标准值计算。

    表3-27 各层楼面处集中风荷载标准值 层号 离地面高度(m)
    βz μs μz ω0 () B(m) ℎ下 (m)
    ℎ上 (m)
    Fi=βzμsμzω0B(ℎ上+ℎ下)/2 (kN)
    10 33.75 1.0 1.3 0.93 0.35 7.8 3.3 1.0 7.1 9 30.45 1.0 1.3 0.89 0.35 7.8 3.3 3.3 10.4 8 27.15 1.0 1.3 0.84 0.35 7.8 3.3 3.3 9.8 7 23.85 1.0 1.3 0.79 0.35 7.8 3.3 3.3 9.3 6 20.55 1.0 1.3 0.75 0.35 7.8 3.3 3.3 8.8 5 17.25 1.0 1.3 0.69 0.35 7.8 3.3 3.3 8.1 4 13.95 1.0 1.3 0.65 0.35 7.8 3.3 3.3 7.6 3 10.65 1.0 1.3 0.65 0.35 7.8 3.3 3.3 7.6 2 7.35 1.0 1.3 0.65 0.35 7.8 3.3 3.3 7.6 1 4.05 1.0 1.3 0.65 0.35 7.8 4.05 3.3 8.5 3.6.2 横向框架在风荷载作用下的位移计算 1. 线刚度计算 不考虑现浇楼板对梁线刚度的加强作用,框架梁刚度不放大。

    表3-28 框架梁的线刚度计算 截面 弹性模量ES (kN/m2) 跨度L (m) 截面惯性矩Ib (m4) Kbi=EsIb/L (kN/m) H400×250×10×16 2.06×108 6.9 3.366×10-4 1.01×104 H400×250×10×16 2.06×108 2.7 3.366×10-4 2.57×104 表3-29 框架柱的线刚度计算 楼层 截面 弹性模量ES (kN/m2) 高度L (m) 截面惯性矩Ic (m4) Kc=EsIc/L (kN/m) 二~十层柱 H550×500×18×26 2.06×108 3.3 19.7×10-4 8.82×104 底层柱 H550×500×18×26 2.06×108 4.6 19.7×10-4 12.30×104 2. 侧移刚度D计算 考虑梁柱线刚度比,用D值法计算柱的侧移刚度。

    表3-30 柱侧移刚度D值计算 楼层 Kc K a D=12αKc/ℎ2()
    根数 一般层:K=∑Kbi/2Kc 底层:K=∑Kbi/Kc 一般层:α=K/(2+K) 底层:α=(0.5+K)/(2+K) 二-十层 A轴边柱 12.30ⅹ104 0.082 0.038 5150.1 1 B轴边柱 12.30ⅹ104 0.291 0.127 17213.2 1 C轴边柱 12.30ⅹ104 0.291 0.127 17213.2 1 D轴边柱 12.30ⅹ104 0.082 0.038 5150.1 1 ∑D() 44726.6 底层 A轴边柱 8.82ⅹ104 0.115 0.291 14555.5 1 B轴边柱 8.82ⅹ104 0.406 0.377 18857.1 1 C轴边柱 8.82ⅹ104 0.406 0.377 18857.1 1 D轴边柱 8.82ⅹ104 0.115 0.291 14555.5 1 ∑D() 52269.7 3. 框架侧移计算 侧移计算过程见表3-31。

    在风荷载标准值作用下,多层框架的柱顶水平位移不宜超过H/500,多层框架的层间位移不宜超过h/400。

    层间相对水平位移最大值:1/1934<1/400,符合规定。

    柱顶水平位移最大值:由表3-31可知柱顶水平位移 ,符合规定。

    表3-31 风荷载作用下框架楼层层间侧移与层高之比计算 楼层 Fj (kN) Vj (kN) ∑Dij (kN/m) ∆uj (m) ℎ (m) ∆uj/ℎ 10 7.1 7.1 44726.6 0.00016 3.3 1/20788 9 10.4 17.5 44726.6 0.00039 3.3 1/8434 8 9.8 27.3 44726.6 0.00061 3.3 1/5406 7 9.3 36.6 44726.6 0.00082 3.3 1/4033 6 8.8 45.4 44726.6 0.00102 3.3 1/3251 5 8.1 53.5 44726.6 0.00120 3.3 1/2759 4 7.6 61.1 44726.6 0.00137 3.3 1/2409 3 7.6 68.7 44726.6 0.00154 3.3 1/2148 2 7.6 76.3 44726.6 0.00171 3.3 1/1934 1 8.5 84.8 52269.7 0.00162 4.6 1/2835 3.6.3 横向框架在风荷载作用下的内力计算 框架在风荷载作用下的内力计算采用D值法。

    1. 反弯点高度计算 式中:为标准反弯点高度比;
    为因上、下层梁刚度比变化的修正值;

    为因上层层高变化的修正值;
    为因下层层高变化的修正值。

    表3-32 反弯点高度比计算 楼层 A轴线柱 B轴线柱 C轴线柱 D轴线柱 第十层 0.082 y0=-0.4 0.291 y0=0.1 0.291 y0=0.1 0.082 y0=-0.4 y=-0.4 y=0.1 y=0.1 y=-0.4 第九层 0.082 y0=-0.15 0.291 y0=0. 15 0.291 y0=0. 15 0.082 y0=-0.15 y=-0.15 y=0.15 y=0.15 y=-015 第八层 0.082 y0=0 0.291 y0=0.3 0.291 y0=0.3 0.082 y0=0 y=0 y=0.3 y=0.3 y=0 第七层 0.082 y0=-0.1 0.291 y0=0. 35 0.291 y0=0. 35 0.082 y0=-0.1 y=-0.1 y=0.35 y=0.35 y=-0.1 第六层 0.082 y0=0.2 0.291 y0=0. 4 0.291 y0=0.4 0.082 y0=0.2 y=0.2 y=0.4 y=0.4 y=0.2 第五层 0.082 y0=0.3 0.291 y0=0. 4 0.291 y0=0.4 0.082 y0=0.30 y=0.3 y=0.4 y=0.4 y=0.3 第四层 0.082 y0=0.4 0.291 y0=0. 4 0.291 y0=0.4 0.082 y0=0.4 y=0.4 y=0.4 y=0.4 y=0.4 第三层 0.082 y0=0.55 0.291 y0=0. 5 0.291 y0=0.5 0.082 y0=0.55 y=0.55 y=0.5 y=0.4 y=0.55 第二层 0.082 y0=0.8 0.291 y0=0. 65 0.291 y0=0.65 0.082 y0=0.8 α3=0 y3=-0.1 α3=0 y3=-0.05 α3=0 y3=-0.05 α3=0 y3=-0.1 y=0.7 y=0.6 y=0.6 y=0.7 第一层 0.115 y0=1.26 0.406 y0=0.80 0.406 y0=0.80 0.115 y0=1.26 α2=0 y2=-0.65 α2=0 y2=-0.03 α2=0 y2=0 α2=0 y2=-0.65 y=0.61 y=0.77 y=0.77 y=0.61 2. 柱端弯矩及剪力计算 表3-33 风荷载作用下柱端弯矩和剪力计算 柱 楼层 Vj (kN) Dij (kN/m) ∑D (kN/m) Dij/ ∑D Vij (kN) (m) Mc上 (kN•m) Mc下 (kN•m) A轴 10 7.1 5150.1 44727.6 0.12 0.12 0.82 -0.4 3.78 -1.08 9 17.5 5150.1 44727.6 0.12 0.12 2.02 -0.15 7.65 -1.00 8 27.3 5150.1 44727.6 0.12 0.12 3.14 0.00 10.37 0.00 7 36.6 5150.1 44727.6 0.12 0.12 4.21 -0.10 15.30 -1.39 6 45.4 5150.1 44727.6 0.12 0.12 5.23 0.20 13.80 3.45 5 53.5 5150.1 44727.6 0.12 0.12 6.16 0.30 14.23 6.10 4 61.1 5150.1 44727.6 0.12 0.12 7.04 0.40 13.93 9.29 3 68.7 5150.1 44727.6 0.12 0.12 7.91 0.55 11.75 14.36 2 76.3 5150.1 44727.6 0.12 0.12 8.79 0.70 8.70 20.29 1 84.8 14555.5 52269.7 0.28 0.28 23.61 0.61 42.36 66.26 B轴 10 7.1 17213.20 44726.60 0.38 2.73 0.1 0.33 8.12 0.90 9 17.5 17213.20 44726.60 0.38 6.73 0.15 0.50 18.89 3.33 8 27.3 17213.20 44726.60 0.38 10.51 0.30 0.99 24.27 10.40 7 36.6 17213.20 44726.60 0.38 14.09 0.35 1.16 30.21 16.27 6 45.4 17213.20 44726.60 0.38 17.47 0.40 1.32 34.60 23.06 5 53.5 17213.20 44726.60 0.38 20.59 0.40 1.32 40.77 27.18 4 61.1 17213.20 44726.60 0.38 23.51 0.40 1.32 46.56 31.04 3 68.7 17213.20 44726.60 0.38 26.44 0.50 1.65 43.63 43.63 2 76.3 17213.20 44726.60 0.38 29.36 0.60 1.98 38.76 58.14 1 84.8 18857.10 52269.70 0.36 30.59 0.77 3.54 32.37 108.36 1. 梁端弯矩及剪力计算 由节点平衡条件,梁端弯矩之和等于柱端弯矩之和,将节点左右梁端弯矩之和按左右梁的线刚度比例分配可求出各梁梁端弯矩,进而由平衡条件求出梁端剪力。

    中柱:
    边柱:
    式中:——表示第层第节点左端梁的弯矩和第层第节点右端梁的弯矩;

    ——分别表示第层第节点左端梁的线刚度和第层第节点右端梁的线刚度;

    表3-34 梁端弯矩计算 楼层 柱端弯矩 (kN•m) 柱端弯矩之和 (kN•m) MAB (kN•m) 柱端弯矩 (kN•m) 柱端弯矩之和 (kN•m) MDC (kN•m) 10 3.78 3.78 3.78 3.78 3.78 3.78 9 -1.08 6.57 6.57 -1.08 6.57 6.57 7.65 7.65 8 -1 9.37 9.37 -1 9.37 9.37 10.37 10.37 7 0 15.3 15.3 0 15.3 15.3 15.3 15.3 6 -1.39 12.41 12.41 -1.39 12.41 12.41 13.8 13.8 5 3.45 17.68 17.68 3.45 17.68 17.68 14.23 14.23 4 6.1 20.03 20.03 6.1 20.03 20.03 13.93 13.93 3 9.29 21.04 21.04 9.29 21.04 21.04 11.75 11.75 2 14.36 23.06 23.06 14.36 23.06 23.06 8.7 8.7 1 20.29 62.65 62.65 20.29 62.65 62.65 42.36 42.36 表3-35 梁端弯矩计算 楼层 柱端弯矩 (kN•m) 柱端弯矩之和 (kN•m) Kb左 (kN•m) Kb右 (kN•m) MBA (kN•m) MBC (kN•m) 10 0 8.12 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 2.29 5.83 8.12 9 0.9 19.79 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 5.58 14.21 18.89 8 3.33 27.6 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 7.79 19.81 24.27 7 10.4 40.61 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 11.46 29.15 30.21 6 16.27 50.87 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 14.35 36.52 34.6 5 23.06 63.83 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 18.01 45.82 40.77 4 27.18 73.74 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 20.80 52.94 46.56 3 31.04 74.67 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 21.07 53.60 43.63 2 43.63 82.39 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 23.24 59.15 38.76 1 58.14 90.51 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 25.53 64.98 32.37 表3-36 梁端弯矩计算 楼层 柱端弯矩 (kN•m) 柱端弯矩之和 (kN•m) Kb左 (kN•m) Kb右 (kN•m) MBA (kN•m) MBC (kN•m) 10 0 8.12 2.57ⅹ104 1.01ⅹ104 5.83 2.29 8.12 9 0.9 19.79 2.57ⅹ104 1.01ⅹ104 14.21 5.58 18.89 8 3.33 27.6 2.57ⅹ104 1.01ⅹ104 19.81 7.79 24.27 续表3-36 梁端弯矩计算 楼层 柱端弯矩 (kN•m) 柱端弯矩之和 (kN•m) Kb左 (kN•m) Kb右 (kN•m) MBA (kN•m) MBC (kN•m) 7 10.4 40.61 2.57ⅹ104 1.01ⅹ104 29.15 11.46 30.21 6 16.27 50.87 2.57ⅹ104 1.01ⅹ104 36.52 14.35 34.6 5 23.06 63.83 2.57ⅹ104 1.01ⅹ104 45.82 18.01 40.77 4 27.18 73.74 2.57ⅹ104 1.01ⅹ104 52.94 20.80 46.56 3 31.04 74.67 2.57ⅹ104 1.01ⅹ104 53.60 21.07 43.63 2 43.63 82.39 2.57ⅹ104 1.01ⅹ104 59.15 23.24 38.76 1 58.14 90.51 2.57ⅹ104 1.01ⅹ104 64.98 25.53 32.37 表3-37 梁端剪力计算 楼层 MAB(kN•m) MBA(kN•m) VAB=VBA (kN) MBC(kN•m) MCB(kN•m) VBC=VCB(kN) MCD (kN•m) MDC (kN•m) VCD=VDC(kN) 10 3.78 2.29 0.88 5.83 5.83 4.32 2.29 3.78 0.88 9 6.57 5.58 1.76 14.21 14.21 10.52 5.58 6.57 1.76 8 9.37 7.79 2.49 19.81 19.81 14.68 7.79 9.37 2.49 7 15.3 11.46 3.88 29.15 29.15 21.59 11.46 15.3 3.88 6 12.41 14.35 3.88 36.52 36.52 27.05 14.35 12.41 3.88 5 17.68 18.01 5.17 45.82 45.82 33.94 18.01 17.68 5.17 4 20.03 20.80 5.92 52.94 52.94 39.21 20.80 20.03 5.92 3 21.04 21.07 6.10 53.60 53.60 39.71 21.07 21.04 6.10 2 23.06 23.24 6.71 59.15 59.15 43.81 23.24 23.06 6.71 1 62.65 25.53 12.78 64.98 64.98 48.13 25.53 62.65 12.78 2. 柱轴力计算 由节点的平衡条件计算,计算过程见表3-38。

    3. 绘制内力图 表3-38 风荷载作用下柱轴力计算 楼层 VAB (KN) NA (KN) VBA (KN) VBC (KN) NB (KN) VCB (KN) VCD (KN) NC (KN) VDC (KN) ND (KN) 10 0.88 0.88 0.88 4.32 3.44 4.32 0.88 3.44 0.88 0.88 9 1.76 2.64 1.76 10.52 12.20 10.52 1.76 12.20 1.76 2.64 8 2.49 5.13 2.49 14.68 24.39 14.68 2.49 24.39 2.49 5.13 7 3.88 9.01 3.88 21.59 42.11 21.59 3.88 42.11 3.88 9.01 6 3.88 12.88 3.88 27.05 65.28 27.05 3.88 65.28 3.88 12.88 5 5.17 18.06 5.17 33.94 94.05 33.94 5.17 94.05 5.17 18.06 4 5.92 23.97 5.92 39.21 127.35 39.21 5.92 127.35 5.92 23.97 3 6.10 30.08 6.10 39.71 160.95 39.71 6.10 160.95 6.10 30.08 2 6.71 36.79 6.71 43.81 198.05 43.81 6.71 198.05 6.71 36.79 1 12.78 49.57 12.78 48.13 233.40 48.13 12.78 233.40 12.78 49.57 图3-34 轴线横向框架在风荷载作用下的弯矩图 3.7 横向框架在水平地震作用下的内力和位移计算 3.7.1 重力荷载代表值计算 本钢框架办公楼建筑高度34.75m<40m,以剪切变形为主,且质量和刚度沿高度分布比较均匀,故可以采用底部剪力法计算水平地震作用。

    1.第十层重力荷载代表值计算 (1). 女儿墙 =521.89kN (2). 屋面板 (3). 梁 (4). 柱 (5). 墙 (6). 屋顶雪荷载标准值 (7). 汇总 2. 第二至九层楼面处重力荷载代表值计算 (1). 楼面板结构层及构造层 (2). 楼面梁 (3). 柱 (4). 墙 (5). 活荷载标准值(取50%)
    汇总 3. 第一层楼面处重力荷载代表值计算 (1). 楼面板结构层及构造层自重 ;

    (2). 楼面梁自重 (3). 柱自重 (4). 墙自重 (5). 荷载标准值 (6). 汇总 3.7.2 横向框架的水平地震作用和位移计算 1. 框架梁柱线刚度 本办公楼不考虑现浇板对梁线刚度的加强作用,框架梁刚度不放大,不按组合梁设计,按钢梁设计。

    2. 侧移刚度D 考虑梁柱的线刚度比,用D值法计算框架梁柱的侧移刚度,计算过程见表3-43。

    3. 结构基本自振周期 采用假想顶点位移法计算,结构在重力荷载代表值作用下的假想顶点位移计算见表3-44。结构基本自振周期T1=1.7ψTuT,ψT=0.85,则结构自振周期为:
    表3-39 柱的侧移刚度D值计算 楼层 Kc K a D=12αKc/ℎ2 (kN/m)
    根数 一般层:K=∑Kbi/2Kc底层:K=∑Kbi/Kc 一般层:α=K/(2+K)底层:α=(0.5+K)/(2+K) 二~十层 A轴柱 (H550ⅹ500ⅹ18ⅹ26) 12.3×104 0.082 0.038 5150.1 4 A轴柱 (H550ⅹ500ⅹ18ⅹ26) 12.3×104 0.291 0.127 17213.2 4 A轴柱 (H550ⅹ500ⅹ18ⅹ26) 12.3×104 0.291 0.127 17213.2 4 A轴柱 (H550ⅹ500ⅹ18ⅹ26) 12.3×104 0.082 0.038 5150.1 4 ∑D (kN/m) 178906.4 底层 A轴柱 (H550ⅹ500ⅹ18ⅹ26) 8.82×104 0.115 0.291 14555.5 4 A轴柱 8.82×104 0.406 0.377 18857.1 4 A轴柱 (H550ⅹ500ⅹ18ⅹ26) 8.82×104 0.406 0.377 18857.1 4 A轴柱 (H550ⅹ500ⅹ18ⅹ26) 8.82×104 0.115 0.291 14555.5 4 ∑D (kN/m) 267300.8 表3-40 假想顶点位移计算 楼层 Gi (kN) ∑Gi (kN) ∑D (kN) △ui=∑Gi/∑D (m) ui (m) 10 3300.41 3300.41 178906.4 0.0184 1.0707 9 3639.1 6939.51 178906.4 0.0388 1.0523 8 3639.1 10578.61 178906.4 0.0591 1.0135 7 3639.1 14217.71 178906.4 0.0795 0.9543 6 3639.1 17856.81 178906.4 0.0998 0.8749 5 3639.1 21495.91 178906.4 0.1202 0.7751 4 3639.1 25135.01 178906.4 0.1405 0.6549 3 3639.1 28774.11 178906.4 0.1608 0.5144 2 3639.1 32413.21 178906.4 0.1812 0.3536 1 3693.88 36107.09 209078.8 0.1727 0.1724 4. 横向水平地震作用计算 本办公楼的质量和刚度沿高度分布比较均匀,高度不超过40m,并以剪切变形为主(房屋高宽比小于4),故采用底部剪力法计算横向水平地震作用。根据《抗规》第5.2.1条规定,采用底部剪力法时,各楼层可仅取一个自由度,结构的水平地震作用标准值应按以下公式计算:




    (1). 地震影响系数 成都为7度设防,设计地震分组为第三组,场地土类别为Ⅱ类,结构的基本自振周期s。水平地震影响系数,特征周期s。,查《抗规》图5.1.5,则地震影响系数 。

    阻尼比取0.04(多遇地震)。

    根据《抗规》第5.1.5条相关规定,衰减指数和阻尼调整系数计算如下:
    地震影响系数为:
    (2). 各层水平地震作用标准值、楼层地震剪力及楼层层间位移计算 结构底部总横向水平地震作用标准值:
    因,查《抗规》表5.2.1,顶部附加地震作用系数为:
    所以,需要考虑顶部附加水平地震作用的影响。顶部附加水平地震作用为:
    根据公式计算各层水平地震作用标准值,进而求出各层地震剪力及楼层层间位移,计算过程见表3-41。

    楼层最大位移与楼层高度之比应符合《抗规》第5.5.1条规定:
    ,故符合位移规定。

    (1). 刚重比和剪重比验算 根据《抗规》第5.2.5条,剪重比应该大于0.016,刚重比应该大于10。

    表3-41 各层水平地震作用标准值、楼层地震剪力及楼层层间位移计算 楼层 Gi (kN)1 Hi (m) GiHi (kN∙m) ∑GiHi (kN∙m) Fi (kN) Vi (kN) ∑D (kN/m) △ui=Vi/∑D (m) 10 3300.4 34.3 113204.1 696187.9 114.86 280.12 178906.4 0.00157 9 3639.1 31 112812.1 696187.9 114.46 394.58 178906.4 0.00221 8 3639.1 27.7 100803.1 696187.9 102.28 496.86 178906.4 0.00278 7 3639.1 24.4 88794.04 696187.9 90.09 586.95 178906.4 0.00328 6 3639.1 21.1 76785.01 696187.9 77.91 664.86 178906.4 0.00372 5 3639.1 17.8 64775.98 696187.9 65.72 730.58 178906.4 0.00408 4 3639.1 14.5 52766.95 696187.9 53.54 784.12 178906.4 0.00438 3 3639.1 11.2 40757.92 696187.9 41.35 825.48 178906.4 0.00461 2 3639.1 7.9 28748.89 696187.9 29.17 854.64 178906.4 0.00478 1 3693.8 4.6 16991.85 696187.9 17.24 871.88 209078.8 0.00417 表3-42 各层刚重比和剪重比计算 楼层 ℎi (m) Di (kN/m) Di∙ℎi (kN) VEki (kN) Gj (重力荷载代表值,kN) Gj' (重力荷载设计值,kN) Di∙ℎi/Gj' (刚重比)
    VEki/Gj (剪重比)
    10 3.3 178906.4 590391.1 280.12 3300.4 4125.51 143.1 0.085 9 3.3 178906.4 590391.1 394.58 3639.1 4548.88 129.8 0.108 8 3.3 178906.4 590391.1 496.86 3639.1 4548.88 129.8 0.137 7 3.3 178906.4 590391.1 586.95 3639.1 4548.88 129.8 0.161 6 3.3 178906.4 590391.1 664.86 3639.1 4548.88 129.8 0.183 5 3.3 178906.4 590391.1 730.58 3639.1 4548.88 129.8 0.201 4 3.3 178906.4 590391.1 784.12 3639.1 4548.88 129.8 0.215 3 3.3 178906.4 590391.1 825.48 3639.1 4548.88 129.8 0.227 2 3.3 178906.4 590391.1 854.64 3639.1 4548.88 129.8 0.235 1 4.6 209078.8 961762.5 871.88 3693.8 4617.35 208.3 0.236 各层的刚重比均大于10,房屋符合稳定性的规定;
    各层的剪重比均大于0.016,房屋也符合剪重比的规定。

    3.7.3 横向框架在水平地震作用下的内力计算 轴线横向框架在水平地震作用下的内力计算采用D值法。

    1. 柱端弯矩及剪力计算 框架在水平地震作用下的柱端剪力和柱端弯矩计算方法与风荷载作用下的柱端剪力和柱端弯矩计算方法相同,具体计算过程见表3-43。

    表3-43 水平地震作用下柱端弯矩和剪力计算 柱 楼层 Vj (kN) Dij (kN/m) ∑D (kN/m) Dij/ ∑D Vij (kN) (m) Mc上 (kN∙m) Mc下 (kN∙m) A轴 10 280.12 5150.1 178906.4 0.029 8.06 -0.4 -1.32 37.25 -10.64 9 394.58 5150.1 178906.4 0.029 11.36 -0.15 -0.5 43.11 -5.62 8 496.86 5150.1 178906.4 0.029 14.30 0 0 47.20 0.00 7 586.95 5150.1 178906.4 0.029 16.90 -0.1 -0.33 61.33 -5.58 6 664.86 5150.1 178906.4 0.029 19.14 0.2 0.66 50.53 12.63 5 730.58 5150.1 178906.4 0.029 21.03 0.3 0.99 48.58 20.82 4 784.12 5150.1 178906.4 0.029 22.57 0.4 1.32 44.69 29.80 3 825.48 5150.1 178906.4 0.029 23.76 0.55 1.82 35.29 43.13 2 854.64 5150.1 178906.4 0.029 24.60 0.7 2.31 24.36 56.83 1 871.88 14555.5 267300.8 0.054 47.08 0.61 2.81 84.27 132.29 B轴 10 280.12 17213.2 178906.4 0.096 26.95 -0.4 -1.32 124.51 -35.58 9 394.58 17213.2 178906.4 0.096 37.96 -0.15 -0.5 144.07 -18.79 8 496.86 17213.2 178906.4 0.096 47.80 0 0 157.75 0.00 7 586.95 17213.2 178906.4 0.096 56.47 -0.1 -0.33 205.00 -18.64 6 664.86 17213.2 178906.4 0.096 63.97 0.2 0.66 168.88 42.22 5 730.58 17213.2 178906.4 0.096 70.29 0.3 0.99 162.37 69.59 4 784.12 17213.2 178906.4 0.096 75.44 0.4 1.32 149.38 99.58 3 825.48 17213.2 178906.4 0.096 79.42 0.55 1.82 117.94 144.15 2 854.64 17213.2 178906.4 0.096 82.23 0.7 2.31 81.41 189.95 1 871.88 18857.1 267300.8 0.071 61.51 0.61 2.81 110.35 172.59 2. 梁端弯矩及剪力计算 表3-44 水平地震作用下梁端弯矩MAB、MDC计算 楼层 A柱端弯矩 (kN•m) A柱端弯矩之和 (kN•m) MAB (kN•m) D柱端弯矩 (kN•m) D柱端弯矩之和 (kN•m) MDC (kN•m) 10 — 37.25 37.25 — 37.25 37.25 37.25 37.25 9 --10.64 32.46 32.46 --10.64 32.46 32.46 43.11 43.11 8 -5.62 41.58 41.58 -5.62 41.58 41.58 47.2 47.2 7 0 61.33 61.33 0 61.33 61.33 61.33 61.33 6 -5.58 44.95 44.95 -5.58 44.95 44.95 50.53 50.53 5 12.63 61.21 61.21 12.63 61.21 61.21 48.58 48.58 4 20.82 65.51 65.51 20.82 65.51 65.51 44.69 44.69 3 29.8 65.08 65.08 29.8 65.08 65.08 35.29 35.29 2 43.13 67.49 67.49 43.13 67.49 67.49 24.36 24.36 1 56.83 141.7 141.7 56.83 141.7 141.7 84.27 84.27 3. 柱轴力计算 由梁柱节点平衡条件计算水平地震作用下的轴力,计算过程见表3-48。

    4. 绘制内力图 (1). 弯矩图 根据表3-44~表3-46,画出④轴线横向框架在水平地震作用下的弯矩图如图3-34所示。

    图3-34 轴线横向框架在水平地震作用下的弯矩图 表3-45 水平地震作用下梁端弯矩MBA、MBC计算 楼层 B柱端弯矩 (kN∙m) B柱端弯矩之和 (kN∙m) Kb左 (kN∙m) Kb右 (kN∙m) MBA (kN∙m) MBC (kN∙m) 10 124.51 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 35.13 89.39 124.51 9 -35.58 108.5 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 30.61 77.89 144.07 8 -18.79 138.96 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 39.20 99.76 157.75 7 0 205.00 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 57.83 147.16 205 6 -18.64 150.24 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 42.39 107.85 168.88 5 42.22 204.59 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 57.72 146.87 162.37 4 69.59 218.97 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 61.78 157.19 149.38 3 99.58 217.53 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 61.37 156.16 117.94 2 144.15 225.56 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 63.63 161.92 81.41 1 189.95 300.3 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 84.72 215.57 110.35 表3-46 水平地震作用下梁端弯矩MCB、MCD计算 楼层 C柱端弯矩 (kN∙m) C柱端弯矩之和 (kN∙m) Kb右 (kN∙m) Kb左 (kN∙m) MCD (kN∙m) MCB (kN∙m) 10 124.51 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 35.13 89.39 124.51 9 -35.58 108.5 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 30.61 77.89 144.07 8 -18.79 138.96 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 39.20 99.76 157.75 7 0 205.00 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 57.83 147.16 205 6 -18.64 150.24 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 42.39 107.85 168.88 5 42.22 204.59 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 57.72 146.87 162.37 4 69.59 218.97 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 61.78 157.19 149.38 3 99.58 217.53 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 61.37 156.16 117.94 2 144.15 225.56 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 63.63 161.92 81.41 1 189.95 300.3 1.01ⅹ104 2.57ⅹ104 84.72 215.57 110.35 表3-47 水平地震作用下梁端剪力计算 楼层 MAB (kN/m) MBA (kN/m) VAB=VBA (kN) MBC (kN/m) MCB (kN/m) VBC=VCB (KN) MCD (kN/m) MDC (kN/m) VCD=VDC (kN) 10 37.25 35.13 -10.49 89.39 89.39 -66.21 35.13 37.25 -10.49 9 32.46 30.61 -9.14 77.89 77.89 -57.69 30.61 32.46 -9.14 8 41.58 39.20 -11.71 99.76 99.76 -73.89 39.20 41.58 -11.71 续表3-47 水平地震作用下梁端剪力计算 楼层 MAB (kN/m) MBA (kN/m) VAB=VBA (kN) MBC (kN/m) MCB (kN/m) VBC=VCB (KN) MCD (kN/m) MDC (kN/m) VCD=VDC (kN) 7 61.33 57.83 -17.27 147.16 147.16 -109.01 57.83 61.33 -17.27 6 44.95 42.39 -12.66 107.85 107.85 -79.89 42.39 44.95 -12.66 5 61.21 57.72 -17.24 146.87 146.87 -108.79 57.72 61.21 -17.24 4 65.51 61.78 -18.45 157.19 157.19 -116.44 61.78 65.51 -18.45 3 65.08 61.37 -18.33 156.16 156.16 -115.67 61.37 65.08 -18.33 2 67.49 63.63 -19.00 161.92 161.92 -119.94 63.63 67.49 -19.00 1 141.7 84.72 -37.55 215.57 215.57 -159.68 84.72 141.7 -37.55 表3-48 水平地震作用下柱轴力计算 楼层 VAB (kN) NA (kN) VBA (kN) VBC (kN) NB (kN) VCB (kN) VCD (kN) NC (kN) VDC (kN) ND (kN) 10 -10.49 10.49 -10.49 -66.21 55.72 -66.21 -10.49 55.72 -10.49 10.49 9 -9.14 19.63 -9.14 -57.69 104.27 -57.69 -9.14 104.27 -9.14 19.63 8 -11.71 31.34 -11.71 -73.89 166.46 -73.89 -11.71 166.46 -11.71 31.34 7 -17.27 48.61 -17.27 -109.01 258.20 -109.01 -17.27 258.20 -17.27 48.61 6 -12.66 61.27 -12.66 -79.89 325.43 -79.89 -12.66 325.43 -12.66 61.27 5 -17.24 78.50 -17.24 -108.79 416.99 -108.79 -17.24 416.99 -17.24 78.50 4 -18.45 96.95 -18.45 -116.44 514.98 -116.44 -18.45 514.98 -18.45 96.95 3 -18.33 115.28 -18.33 -115.67 612.33 -115.67 -18.33 612.33 -18.33 115.28 2 -19.00 134.28 -19.00 -119.94 713.27 -119.94 -19.00 713.27 -19.00 134.28 1 -37.55 171.83 -37.55 -159.68 851.74 -159.68 -37.55 851.74 -37.55 171.83 3.8 框架梁柱内力组合 3.8.1 一般规定 1. 梁端负弯矩调幅 钢梁不调整梁端负弯矩,因此不需要考虑梁端负弯矩调幅的问题。

    2. 控制截面 框架梁的控制截面通常是梁端支座截面和跨中截面。在竖向荷载作用下,支座截面可能产生最大负弯矩和最大剪力;
    在水平荷载作用下,支座截面还会出现正弯矩。跨中截面一般产生最大正弯矩,有时也可能出现负弯矩。

    框架柱的控制截面通常是柱上、下两端截面。同一柱端截面在不同内力组合时,有可能出现正弯矩或负弯矩,考虑到框架柱一般采用对称截面,组合时只需取绝对值最大的弯矩。

    3.内力换算 结构受力分析所得的内力是构件轴线处的内力,而梁支座截面是指柱边缘处梁端截面,柱上、下端截面是指梁顶和梁底处柱截面。应将各种荷载作用下梁柱轴线的弯矩值和剪力值换算到梁柱边缘处,然后再进行内力组合。


    3.8.2 框架梁内力组合 1. 内力换算 内力换算过程见下表,表中弯矩以梁下部受拉为正,梁上部受拉为负;
    剪力以绕杆端顺时针转动为正,绕杆端逆时针转动为负。

    2. 荷载效应的组合 组合过程列于表3-51、3-52 3.8.3 框架柱内力组合 对于框架柱,直接采用轴线处的内力值,荷载效应组合过程列于表3-53~表3-54。

    表3-49 AB框架梁轴线处的内力值换算为梁支座边缘处的内力值 楼层 截面位置 内力 荷载类型 SGK SQK SWK SEK 左风 右风 左震 右震 10 轴线处内力 左端 M -74.21 -23.97 3.78 -3.78 37.25 -37.25 V 66.46 21.62 -0.88 0.88 -10.49 10.49 跨中 M 58.21 19.49 - - - - V - - - - - - 右端 M -78.57 -25.49 -2.29 2.29 -35.13 35.13 V -67.73 -22.06 -0.88 0.88 -10.49 10.49 边缘处内力 左端 M -57.60 -18.57 3.56 -3.56 34.63 -34.63 V 60.71 19.67 -0.88 0.88 -10.49 10.49 跨中 M 58.21 19.49 - - - - V - - - - - - 右端 M -61.64 -19.98 -2.07 2.07 -32.51 32.51 V -61.98 -20.11 -0.88 0.88 -10.49 10.49 9 轴线处内力 左端 M -100.43 -26.60 6.57 -6.57 32.46 -32.46 V 85.26 22.00 -1.76 1.76 -9.14 9.14 跨中 M 61.19 18.18 - - - - V - - - - - - 右端 M -101.17 -26.66 -5.58 5.58 -30.61 30.61 V -85.47 -21.68 -1.76 1.76 -9.14 9.14 边缘处内力 左端 M -79.12 -21.10 6.13 -6.13 30.18 -30.18 V 79.51 20.05 -1.76 1.76 -9.14 9.14 跨中 M 61.19 18.18 - - - - V - - - - - - 右端 M -79.80 -21.24 -5.14 5.14 -28.33 28.33 V -79.72 -19.73 -1.76 1.76 -9.14 9.14 8 轴线处内力 左端 M -99.30 -26.07 9.37 -9.37 41.58 -41.58 V 85.14 21.75 -2.49 2.49 -11.71 11.71 跨中 M 61.93 17.86 - - - - V - - - - - - 右端 M -100.82 -26.45 -7.79 7.79 -39.20 39.20 V -85.59 -21.93 -2.49 2.49 -6.23 6.23 边缘处内力 左端 M -78.02 -20.63 8.75 -8.75 38.65 -38.65 V 79.39 19.80 -2.49 2.49 -11.71 11.71 跨中 M 61.93 17.86 - - - - V - - - - - - 右端 M -79.42 -20.97 -7.17 7.17 -37.64 37.64 V -79.84 -19.98 -2.49 2.49 -6.23 6.23 续表3-49 AB框架梁轴线处的内力值换算为梁支座边缘处的内力值 楼层 截面位置 内力 荷载类型 SGK SQK SWK SEK 左风 右风 左震 右震 7 轴线处内力 左端 M -99.30 -26.07 15.30 -15.30 61.33 -61.33 V 85.14 21.75 -3.88 3.88 -17.27 17.27 跨中 M 61.93 17.86 - - - - V - - - - - - 右端 M -100.82 -26.45 -11.46 11.46 -57.83 57.83 V -85.59 -21.93 -3.88 3.88 -17.27 17.27 边缘处内力 左端 M -78.02 -20.63 14.33 -14.33 57.01 -57.01 V 79.39 19.80 -3.88 3.88 -17.27 17.27 跨中 M 61.93 17.86 - - - - V - - - - - - 右端 M -79.42 -20.97 -10.49 10.49 -53.51 53.51 V -79.84 -19.98 -3.88 3.88 -17.27 17.27 6 轴线处内力 左端 M -99.30 -26.07 12.41 -12.41 44.95 -44.95 V 85.14 21.75 -3.88 3.88 -12.66 12.66 跨中 M 61.93 17.86 - - - - V - - - - - - 右端 M -100.82 -26.45 -14.35 14.35 -42.39 42.39 V -85.59 -21.93 -3.88 3.88 -12.66 12.66 边缘处内力 左端 M -78.02 -20.63 11.44 -11.44 41.79 -41.79 V 79.39 19.80 -3.88 3.88 -12.66 12.66 跨中 M 61.93 17.86 - - - - V - - - - - - 右端 M -79.42 -20.97 -13.38 13.38 -39.23 39.23 V -79.84 -19.98 -3.88 3.88 -12.66 12.66 5 轴线处内力 左端 M -99.30 -26.07 17.68 -17.68 61.21 -61.21 V 85.14 21.75 -5.17 5.17 -17.24 17.24 跨中 M 61.93 17.86 - - - - V - - - - - - 右端 M -100.82 -26.45 -18.01 18.01 57.72 -57.72 V -85.59 -21.93 -5.17 5.17 -17.24 17.24 边缘处内力 左端 M -78.02 -20.63 16.39 -16.39 56.90 -56.90 V 79.39 19.80 -5.17 5.17 -17.24 17.24 跨中 M 61.93 17.86 - - - - V - - - - - - 右端 M -79.42 -20.97 -16.72 16.72 62.03 -62.03 V -79.84 -19.98 -5.17 5.17 -17.24 17.24 续表3-49 AB框架梁轴线处的内力值换算为梁支座边缘处的内力值 楼层 截面位置 内力 荷载类型 SGK SQK SWK SEK 左风 右风 左震 右震 4 轴线处内力 左端 M -99.30 -26.07 20.03 -20.03 65.51 -65.51 V 85.14 21.75 -5.92 5.92 -18.45 18.45 跨中 M 61.93 17.86 - - - - V - - - - - - 右端 M -100.82 -26.45 -20.80 20.80 -63.63 63.63 V -85.59 -21.93 -5.92 5.92 -18.45 18.45 边缘处内力 左端 M -78.02 -20.63 18.55 -18.55 60.90 -60.90 V 79.39 19.80 -5.92 5.92 -18.45 18.45 跨中 M 61.93 17.86 - - - - V - - - - - - 右端 M -79.42 -20.97 -19.32 19.32 -59.02 59.02 V -79.84 -19.98 -5.92 5.92 -18.45 18.45 3 轴线处内力 左端 M -99.30 -26.07 21.04 -21.04 65.08 -65.08 V 85.14 21.75 -6.10 6.10 -18.33 18.33 跨中 M 61.93 17.86 - - - - V - - - - - - 右端 M -100.82 -26.45 -21.07 21.07 -61.37 61.37 V -85.59 -21.93 -6.10 6.10 -18.33 18.33 边缘处内力 左端 M -78.02 -20.63 19.52 -19.52 60.50 -60.50 V 79.39 19.80 -6.10 6.10 -18.33 18.33 跨中 M 61.93 17.86 - - - - V - - - - - - 右端 M -79.42 -20.97 -19.55 19.55 -56.79 56.79 V -79.84 -19.98 -6.10 6.10 -18.33 18.33 2 轴线处内力 左端 M -99.67 -26.16 23.06 -23.06 67.49 -67.49 V 85.10 21.88 -6.71 6.71 -19.00 19.00 跨中 M 61.66 17.92 - - - - V - - - - - - 右端 M -100.98 -26.49 -23.24 23.24 63.63 -63.63 V -68.99 -21.88 -6.71 6.71 -19.00 19.00 边缘处内力 左端 M -78.40 -20.69 21.38 -21.38 62.74 -62.74 V 79.35 19.93 -6.71 6.71 -19.00 19.00 跨中 M 61.66 17.92 - - - - V - - - - - - 右端 M -83.73 -21.02 -21.56 21.56 68.38 -68.38 V -63.24 -19.93 -6.71 6.71 -19.00 19.00 续表3-49 AB框架梁轴线处的内力值换算为梁支座边缘处的内力值 楼层 截面位置 内力 荷载类型 SGK SQK SWK SEK 左风 右风 左震 右震 1 轴线处内力 左端 M -95.92 -25.18 62.65 -62.65 165.72 -165.72 V 85.01 21.75 -12.78 12.78 -37.55 37.55 跨中 M 64.83 18.73 - - - - V - - - - - - 右端 M -98.39 -25.80 -25.53 25.53 -93.39 93.39 V -85.72 -21.93 -12.78 12.78 -37.55 37.55 边缘处内力 左端 M -74.67 -19.74 59.46 -59.46 156.33 -156.33 V 79.26 19.80 -12.78 12.78 -37.55 37.55 跨中 M 64.83 18.73 - - - - V - - - - - - 右端 M -76.96 -20.32 -22.34 22.34 -84.00 84.00 V -79.97 -19.98 -12.78 12.78 -37.55 37.55 表3-50 BC框架梁轴线处的内力值换算为梁支座边缘处的内力值 楼层 截面位置 内力 荷载类型 SGK SQK SWK SEK 左风 右风 左震 右震 10 轴线处内力 左端 M -15.72 -5.31 5.83 -5.83 89.39 -89.39 V 1.65 0.00 -4.32 4.32 -66.21 66.21 跨中 M -14.61 -5.31 - - - - V - - - - - - 右端 M -15.72 -5.31 -5.83 5.83 -89.39 89.39 V -1.65 0.00 -4.32 4.32 -66.21 66.21 边缘处内力 左端 M -15.31 -5.31 4.75 -4.75 72.84 -72.84 V -4.10 -1.95 -4.32 4.32 -66.21 66.21 跨中 M -14.61 -5.31 - - - - V - - - - - - 右端 M -15.31 -5.31 -4.75 4.75 -72.84 72.84 V 4.10 1.95 -4.32 4.32 -66.21 66.21 续表3-50 BC框架梁轴线处的内力值换算为梁支座边缘处的内力值 楼层 截面位置 内力 荷载类型 SGK SQK SWK SEK 左风 右风 左震 右震 9 轴线处内力 左端 M -2.60 -0.37 14.21 -14.21 77.89 -77.89 V 1.65 0.00 -10.52 10.52 -57.69 57.69 跨中 M -1.50 -0.37 - - - - V - - - - - - 右端 M -2.60 -0.37 -14.21 14.21 -77.89 77.89 V -1.65 0.00 -10.52 10.52 -57.69 57.69 边缘处内力 左端 M -2.19 -0.37 14.21 -11.58 63.47 -63.47 V -4.10 -1.95 -10.52 10.52 -57.69 57.69 跨中 M -1.50 -0.37 - - - - V - - - - - - 右端 M -2.19 -0.37 -11.58 11.58 -63.47 63.47 V 4.10 1.95 -10.52 10.52 -57.69 57.69 8 轴线处内力 左端 M -2.96 -0.59 19.81 -19.81 99.76 -99.76 V 1.65 0.00 -14.68 14.68 -73.89 73.89 跨中 M -1.85 -0.59 - - - - V - - - - - - 右端 M -2.96 -0.59 -19.81 19.81 -99.76 99.76 V -1.65 0.00 -14.68 14.68 -73.89 73.89 边缘处内力 左端 M -2.55 -0.59 16.14 -16.14 81.29 -81.29 V -4.10 -1.95 -14.68 14.68 -73.89 73.89 跨中 M -1.85 -0.59 - - - - V - - - - - - 右端 M -2.55 -0.59 -16.14 16.14 -81.29 81.29 V 4.10 1.95 -14.68 14.68 -73.89 73.89 7 轴线处内力 左端 M -2.96 -0.59 29.15 -29.15 147.16 -147.16 V 1.65 0.00 -21.59 21.59 -109.01 109.01 跨中 M -1.85 -0.59 - - - - V - - - - - - 右端 M -2.96 -0.59 -29.15 29.15 -147.16 147.16 V -1.65 0.00 -21.59 21.59 -109.01 109.01 边缘处内力 左端 M -2.55 -0.59 23.75 -23.75 119.91 -119.91 V -4.10 -1.95 -21.59 21.59 -109.01 109.01 跨中 M -1.85 -0.59 - - - - V - - - - - - 右端 M -2.55 -0.59 -23.75 23.75 -119.91 119.91 V 4.10 1.95 -21.59 21.59 -109.01 109.01 续表3-50 BC框架梁轴线处的内力值换算为梁支座边缘处的内力值 楼层 截面位置 内力 荷载类型 SGK SQK SWK SEK 左风 右风 左震 右震 6 轴线处内力 左端 M -2.96 -0.59 36.52 -36.52 107.85 -107.85 V 1.65 0.00 -27.05 27.05 -79.89 79.89 跨中 M -1.85 -0.59 - - - - V - - - - - - 右端 M -2.96 -0.59 -36.52 36.52 -107.85 107.85 V -1.65 0.00 -27.05 27.05 -79.89 79.89 边缘处内力 左端 M -2.55 -0.59 29.76 -29.76 87.88 -87.88 V -4.10 -1.95 -27.05 27.05 -79.89 79.89 跨中 M -1.85 -0.59 - - - - V - - - - - - 右端 M -2.55 -0.59 -29.76 29.76 -87.88 87.88 V 4.10 1.95 -27.05 27.05 -79.89 79.89 5 轴线处内力 左端 M -2.96 -0.59 45.82 -45.82 146.87 -146.87 V 1.65 0.00 -33.94 33.94 -108.79 108.79 跨中 M -1.85 -0.59 - - - - V - - - - - - 右端 M -2.96 -0.59 -45.82 45.82 -146.87 146.87 V -1.65 0.00 33.94 -33.94 -108.79 108.79 边缘处内力 左端 M -2.55 -0.59 37.34 -37.34 119.67 -119.67 V -4.10 -1.95 -33.94 33.94 -108.79 108.79 跨中 M -1.85 -0.59 - - - - V - - - - - - 右端 M -2.55 -0.59 -54.31 54.31 -119.67 119.67 V 4.10 1.95 33.94 -33.94 -108.79 108.79 4 轴线处内力 左端 M -2.96 -0.59 52.94 -52.94 157.19 -157.19 V 1.65 0.00 -39.21 39.21 -116.44 116.44 跨中 M -1.85 -0.59 - - - - V - - - - - - 右端 M -2.96 -0.59 -52.94 52.94 -157.19 157.19 V -1.65 0.00 -39.21 39.21 -116.44 116.44 边缘处内力 左端 M -2.55 -0.59 43.14 -43.14 128.08 -128.08 V -4.10 -1.95 -39.21 39.21 -116.44 116.44 跨中 M -1.85 -0.59 - - - - V - - - - - - 右端 M -2.55 -0.59 -43.14 43.14 -128.08 128.08 V 4.10 1.95 -39.21 39.21 -116.44 116.44 续表3-50 BC框架梁轴线处的内力值换算为梁支座边缘处的内力值 楼层 截面位置 内力 荷载类型 SGK SQK SWK SEK 左风 右风 左震 右震 3 轴线处内力 左端 M -2.96 -0.59 53.60 -53.60 156.16 -156.16 V 1.65 0.00 -39.71 39.71 -115.67 115.67 跨中 M -1.85 -0.59 - - - - V - - - - - - 右端 M -2.96 -0.59 -53.60 53.60 -156.16 156.16 V -1.65 0.00 39.71 -39.71 -115.67 115.67 边缘处内力 左端 M -2.55 -0.59 43.67 -43.67 127.24 -127.24 V -4.10 -1.95 -39.71 39.71 -115.67 115.67 跨中 M -1.85 -0.59 - - - - V - - - - - - 右端 M -2.55 -0.59 -63.53 63.53 -127.24 127.24 V 4.10 1.95 39.71 -39.71 -115.67 115.67 2 轴线处内力 左端 M -2.79 -0.54 59.15 -59.15 161.92 -161.92 V 1.65 0.00 -43.81 43.81 -119.94 119.94 跨中 M -1.69 -0.54 - - - - V - - - - - - 右端 M -2.79 -0.54 -59.15 59.15 -161.92 161.92 V -1.65 0.00 -43.81 43.81 -119.94 119.94 边缘处内力 左端 M -2.38 -0.54 48.20 -48.20 131.94 -131.94 V -4.10 -1.95 -43.81 43.81 -119.94 119.94 跨中 M -1.69 -0.54 - - - - V - - - - - - 右端 M -2.38 -0.54 -48.20 48.20 -131.94 131.94 V 4.10 1.95 -43.81 43.81 -119.94 119.94 1 轴线处内力 左端 M -13.24 -3.30 64.98 -64.98 237.63 -237.63 V 1.65 0.00 -48.13 48.13 -176.02 176.02 跨中 M -12.13 -3.30 - - - - V - - - - - - 右端 M -13.24 -3.30 -64.98 64.98 -237.63 237.63 V -1.65 0.00 -48.13 48.13 -176.02 176.02 边缘处内力 左端 M -12.83 -3.30 52.95 -52.95 193.63 -193.63 V -4.10 -1.95 -48.13 48.13 -176.02 176.02 跨中 M -12.13 -3.30 - - - - V - - - - - - 右端 M -12.83 -3.30 -52.95 52.95 -193.63 193.63 V 4.10 1.95 -48.13 48.13 -176.02 176.02 表3-51 框架梁内力组合表(AB梁)
    楼层 界面位置 内力 恒载 活载 风荷载 地震 荷载 1.2恒+1.4活 ±1.4×0.6风 1.2恒+1.4 ×0.7活±1.4风 1.2(恒+0.5活)
    ±1.3地震 1.2恒+ 1.4×0.7活 1.2恒+ 1.4活 min max 左(-右)
    左(-右)
    左风 右风 左风 右风 左震 右震 10 左端 M -57.6 -18.6 3.6 34.6 -92.1 -98.1 -82.3 -92.3 -35.2 -125.3 -87.3 -95.1 -125.3 -35.2 V 60.7 19.7 -0.9 -10.5 99.7 101.1 90.9 93.4 71.0 98.3 92.1 100.4 71.0 101.1 跨中 M 58.2 19.5 0.7 1.1 97.8 96.5 90.0 87.9 82.9 80.2 89.0 97.1 80.2 97.8 V - - - - 右端 M -61.6 -20.0 -2.1 -32.5 -103.7 -100.2 -96.4 -90.6 -128.2 -43.7 -93.5 -101.9 -128.2 -43.7 V -62.0 -20.1 -0.9 -10.5 -103.3 -101.8 -95.3 -92.9 -100.1 -72.8 -94.1 -102.5 -103.3 -72.8 9 左端 M -79.1 -21.1 6.1 30.2 -119.3 -129.6 -107.0 -124.2 -68.4 -146.8 -115.6 -124.5 -146.8 -68.4 V 79.5 20.1 -1.8 -9.1 122.0 125.0 112.6 117.5 95.6 119.3 115.1 123.5 95.6 125.0 跨中 M 61.2 18.2 0.5 0.9 99.3 98.5 91.9 90.6 85.5 83.1 91.2 98.9 83.1 99.3 V - - - - 右端 M -79.8 -21.2 -5.1 -28.3 -129.8 -121.2 -123.8 -109.4 -145.3 -71.7 -116.6 -125.5 -145.3 -71.7 V -79.7 -19.7 -1.8 -9.1 -124.8 -121.8 -117.5 -112.5 -119.4 -95.6 -115.0 -123.3 -124.8 -95.6 8 左端 M -78.0 -20.6 8.7 38.7 -115.2 -129.9 -101.6 -126.1 -55.7 -156.2 -113.8 -122.5 -156.2 -55.7 V 79.4 19.8 -2.5 -11.7 120.9 125.1 111.2 118.2 91.9 122.4 114.7 123.0 91.9 125.1 跨中 M 61.9 17.9 0.8 1.2 100.0 98.7 92.9 90.7 86.6 83.5 91.8 99.3 83.5 100.0 V - - - - 右端 M -79.4 -21.0 -7.2 -37.6 -130.7 -118.6 -125.9 -105.8 -156.8 -59.0 -115.9 -124.7 -156.8 -59.0 V -79.8 -20.0 -2.5 -6.2 -125.9 -121.7 -118.9 -111.9 -115.9 -99.7 -115.4 -123.8 -125.9 -99.7 表3-51 框架梁内力组合表(AB梁)
    楼层 界面位置 内力 恒载 活载 风荷载 地震 荷载 1.2恒+1.4活 ±1.4×0.6风 1.2恒+1.4 ×0.7活±1.4风 1.2(恒+0.5活)
    ±1.3地震 1.2恒+ 1.4×0.7活 1.2恒+ 1.4活 min max 左(-右)
    左(-右)
    左风 右风 左风 右风 左震 右震 7 左端 M -78.0 -20.6 14.3 57.0 -110.5 -134.5 -93.8 -133.9 -31.9 -180.1 -113.8 -122.5 -180.1 -31.9 V 79.4 19.8 -3.9 -17.3 119.7 126.2 109.2 120.1 84.7 129.6 114.7 123.0 84.7 129.6 跨中 M 61.9 17.9 1.9 1.8 100.9 97.7 94.5 89.1 87.3 82.8 91.8 99.3 82.8 100.9 V - - - - 右端 M -79.4 -21.0 -10.5 -53.5 -133.5 -115.8 -130.5 -101.2 -177.5 -38.3 -115.9 -124.7 -177.5 -38.3 V -79.8 -20.0 -3.9 -17.3 -127.0 -120.5 -120.8 -110.0 -130.2 -85.3 -115.4 -123.8 -130.2 -85.3 6 左端 M -78.0 -20.6 11.4 41.8 -112.9 -132.1 -97.8 -129.9 -51.7 -160.3 -113.8 -122.5 -160.3 -51.7 V 79.4 19.8 -3.9 -12.7 119.7 126.2 109.2 120.1 90.7 123.6 114.7 123.0 90.7 126.2 跨中 M 61.9 17.9 -1.0 1.3 98.5 100.1 90.5 93.2 86.7 83.4 91.8 99.3 83.4 100.1 V - - - - 右端 M -79.4 -21.0 -13.4 -39.2 -135.9 -113.4 -134.6 -97.1 -158.9 -56.9 -115.9 -124.7 -158.9 -56.9 V -79.8 -20.0 -3.9 -12.7 -127.0 -120.5 -120.8 -110.0 -124.3 -91.3 -115.4 -123.8 -127.0 -91.3 5 左端 M -78.0 -20.6 16.4 56.9 -108.7 -136.3 -90.9 -136.8 -32.0 -180.0 -113.8 -122.5 -180.0 -32.0 V 79.4 19.8 -5.2 -17.2 118.6 127.3 107.4 121.9 84.7 129.6 114.7 123.0 84.7 129.6 跨中 M 61.9 17.9 -0.2 59.5 99.2 99.5 91.6 92.0 162.3 7.7 91.8 99.3 7.7 162.3 V - - - - 右端 M -79.4 -21.0 -16.7 62.0 -138.7 -110.6 -139.3 -92.5 -27.2 -188.5 -115.9 -124.7 -188.5 -27.2 V -79.8 -20.0 -5.2 -17.2 -128.1 -119.4 -122.6 -108.2 -130.2 -85.4 -115.4 -123.8 -130.2 -85.4 表3-51 框架梁内力组合表(AB梁)
    楼层 界面位置 内力 恒载 活载 风荷载 地震 荷载 1.2恒+1.4活 ±1.4×0.6风 1.2恒+1.4 ×0.7活±1.4风 1.2(恒+0.5活)
    ±1.3地震 1.2恒+ 1.4×0.7活 1.2恒+ 1.4活 min max 左(-右)
    左(-右)
    左风 右风 左风 右风 左震 右震 4 左端 M -78.0 -20.6 18.6 60.9 -106.9 -138.1 -87.9 -139.8 -26.8 -185.2 -113.8 -122.5 -185.2 -26.8 V 79.4 19.8 -5.9 -18.5 118.0 128.0 106.4 123.0 83.2 131.1 114.7 123.0 83.2 131.1 跨中 M 61.9 17.9 -0.4 0.9 99.0 99.6 91.3 92.4 86.3 83.8 91.8 99.3 83.8 99.6 V - - - - 右端 M -79.4 -21.0 -19.3 -59.0 -140.9 -108.4 -142.9 -88.8 -184.6 -31.2 -115.9 -124.7 -184.6 -31.2 V -79.8 -20.0 -5.9 -18.5 -128.8 -118.8 -123.7 -107.1 -131.8 -83.8 -115.4 -123.8 -131.8 -83.8 3 左端 M -78.0 -20.6 19.5 60.5 -106.1 -138.9 -86.5 -141.2 -27.4 -184.6 -113.8 -122.5 -184.6 -27.4 V 79.4 19.8 -6.1 -18.3 117.9 128.1 106.1 123.2 83.3 131.0 114.7 123.0 83.3 131.0 跨中 M 61.9 17.9 0.0 1.9 99.3 99.3 91.8 91.8 87.4 82.6 91.8 99.3 82.6 99.3 V - - - - 右端 M -79.4 -21.0 -19.5 -56.8 -141.1 -108.2 -143.2 -88.5 -181.7 -34.1 -115.9 -124.7 -181.7 -34.1 V -79.8 -20.0 -6.1 -18.3 -128.9 -118.7 -123.9 -106.8 -131.6 -84.0 -115.4 -123.8 -131.6 -84.0 2 左端 M -78.4 -20.7 21.4 62.7 -105.1 -141.0 -84.4 -144.3 -24.9 -188.1 -114.4 -123.0 -188.1 -24.9 V 79.4 19.9 -6.7 -19.0 117.5 128.8 105.4 124.1 82.5 131.9 114.8 123.1 82.5 131.9 跨中 M 61.7 17.9 -0.1 65.6 99.0 99.2 91.4 91.7 170.0 -0.5 91.6 99.1 -0.5 170.0 V - - - - 右端 M -83.7 -21.0 -21.6 68.4 -148.0 -111.8 -151.3 -90.9 -24.2 -202.0 -121.1 -129.9 -202.0 -24.2 V -63.2 -19.9 -6.7 -19.0 -109.4 -98.2 -104.8 -86.0 -112.5 -63.1 -95.4 -103.8 -112.5 -63.1 表3-51 框架梁内力组合表(AB梁)
    楼层 界面位置 内力 恒载 活载 风荷载 地震 荷载 1.2恒+1.4活 ±1.4×0.6风 1.2恒+1.4 ×0.7活±1.4风 1.2(恒+0.5活)
    ±1.3地震 1.2恒+ 1.4×0.7活 1.2恒+ 1.4活 min max 左(-右)
    左(-右)
    左风 右风 左风 右风 左震 右震 1 左端 M -74.7 -19.7 59.5 156.3 -67.3 -167.2 -25.7 -192.2 101.8 -274.7 -108.9 -117.2 -274.7 101.8 V 79.3 19.8 -12.8 -37.6 112.1 133.6 96.6 132.4 58.2 158.7 114.5 122.8 58.2 155.8 跨中 M 64.8 18.7 18.6 36.2 119.6 88.4 122.1 70.2 136.0 42.0 96.2 104.0 42.0 136.0 V - - - - 右端 M -77.0 -20.3 -22.3 -84.0 -139.6 -102.0 -143.5 -81.0 -213.7 4.7 -112.3 -120.8 -213.7 4.7 V -80.0 -20.0 -12.8 -37.6 -134.7 -113.2 -133.4 -97.7 -156.8 -59.1 -115.5 -123.9 -156.8 -59.1 表3-52 框架梁内力组合表(BC梁)
    楼层 界面位置 内力 恒载 活载 风荷载 地震 荷载 1.2恒+1.4活 ±1.4×0.6风 1.2恒+1.4 ×0.7活±1.4风 1.2(恒+0.5活)
    ±1.3地震 1.2恒+ 1.4×0.7活 1.2恒+ 1.4活 min max 左(-右)
    左(-右)
    左风 右风 左风 右风 左震 右震 10 左端 M -15.3 -5.3 4.8 72.8 -21.8 -29.8 -16.9 -30.2 73.1 -116.2 -23.6 -25.8 -116.2 73.1 V -4.1 -2.0 -4.3 -66.2 -11.3 -4.0 -12.9 -0.8 -92.2 80.0 -6.8 -7.7 -92.2 80.0 跨中 M -14.6 -5.3 0.0 0.0 -25.0 -25.0 -22.7 -22.7 -20.7 -20.7 -22.7 -25.0 -25.0 -20.7 V - - - - 右端 M -15.3 -5.3 -4.8 -72.8 -29.8 -21.8 -30.2 -16.9 -116.2 73.1 -23.6 -25.8 -116.2 73.1 V 4.1 2.0 -4.3 -66.2 4.0 11.3 0.8 12.9 -80.0 92.2 6.8 7.7 -80.0 92.2 表3-52 框架梁内力组合表(AB梁)
    楼层 界面位置 内力 恒载 活载 风荷载 地震 荷载 1.2恒+1.4活 ±1.4×0.6风 1.2恒+1.4 ×0.7活±1.4风 1.2(恒+0.5活)
    ±1.3地震 1.2恒+ 1.4×0.7活 1.2恒+ 1.4活 min max 左(-右)
    左(-右)
    左风 右风 左风 右风 左震 右震 9 左端 M -2.2 -0.4 14.2 63.5 8.8 -15.1 16.9 -22.9 79.7 -85.4 -3.0 -3.1 -85.4 79.7 V -4.1 -2.0 -10.5 -57.7 -16.5 1.2 -21.6 7.9 -81.1 68.9 -6.8 -7.7 -81.1 68.9 跨中 M -1.5 -0.4 0.0 0.0 -2.3 -2.3 -2.2 -2.2 -2.0 -2.0 -2.2 -2.3 -2.3 -2.0 V - - - - 右端 M -2.2 -0.4 -11.6 -63.5 -12.9 6.6 -19.2 13.2 -85.4 79.7 -3.0 -3.1 -85.4 79.7 V 4.1 2.0 -10.5 -57.7 -1.2 16.5 -7.9 21.6 -68.9 81.1 6.8 7.7 -68.9 81.1 8 左端 M -2.5 -0.6 16.1 81.3 9.7 -17.4 19.0 -26.2 102.3 -109.1 -3.6 -3.9 -109.1 102.3 V -4.1 -2.0 -14.7 -73.9 -20.0 4.7 -27.4 13.7 -102.1 90.0 -6.8 -7.7 -102.1 90.0 跨中 M -1.9 -0.6 0.0 0.0 -3.0 -3.0 -2.8 -2.8 -2.6 -2.6 -2.8 -3.0 -3.0 -2.6 V - - - - 右端 M -2.5 -0.6 -16.1 -81.3 -17.4 9.7 -26.2 19.0 -109.1 102.3 -3.6 -3.9 -109.1 102.3 V 4.1 2.0 -14.7 -73.9 -4.7 20.0 -13.7 27.4 -90.0 102.1 6.8 7.7 -90.0 102.1 7 左端 M -2.5 -0.6 23.8 119.9 16.1 -23.8 29.6 -36.9 152.5 -159.3 -3.6 -3.9 -159.3 152.5 V -4.1 -2.0 -21.6 -109.0 -25.8 10.5 -37.1 23.4 -147.8 135.6 -6.8 -7.7 -147.8 135.6 跨中 M -1.9 -0.6 0.0 0.0 -3.0 -3.0 -2.8 -2.8 -2.6 -2.6 -2.8 -3.0 -3.0 -2.6 V - - - - 右端 M -2.5 -0.6 -23.8 -119.9 -23.8 16.1 -36.9 29.6 -159.3 152.5 -3.6 -3.9 -159.3 152.5 V 4.1 2.0 -21.6 -109.0 -10.5 25.8 -23.4 37.1 -135.6 147.8 6.8 7.7 -135.6 147.8 表3-52 框架梁内力组合表(AB梁)
    楼层 界面位置 内力 恒载 活载 风荷载 地震 荷载 1.2恒+1.4活 ±1.4×0.6风 1.2恒+1.4 ×0.7活±1.4风 1.2(恒+0.5活)
    ±1.3地震 1.2恒+ 1.4×0.7活 1.2恒+ 1.4活 min max 左(-右)
    左(-右)
    左风 右风 左风 右风 左震 右震 6 左端 M -2.5 -0.6 29.8 87.9 21.1 -28.9 38.0 -45.3 110.8 -117.7 -3.6 -3.9 -117.7 110.8 V -4.1 -2.0 -27.1 -79.9 -30.4 15.1 -44.7 31.0 -109.9 97.8 -6.8 -7.7 -109.9 97.8 跨中 M -1.9 -0.6 0.0 0.0 -3.0 -3.0 -2.8 -2.8 -2.6 -2.6 -2.8 -3.0 -3.0 -2.6 V - - - - 右端 M -2.5 -0.6 -29.8 -87.9 -28.9 21.1 -45.3 38.0 -117.7 110.8 -3.6 -3.9 -117.7 110.8 V 4.1 2.0 -27.1 -79.9 -15.1 30.4 -31.0 44.7 -97.8 109.9 6.8 7.7 -97.8 109.9 5 左端 M -2.5 -0.6 37.3 119.7 27.5 -35.2 48.6 -55.9 152.2 -159.0 -3.6 -3.9 -159.0 152.2 V -4.1 -2.0 -33.9 -108.8 -36.2 20.9 -54.3 40.7 -147.5 135.3 -6.8 -7.7 -147.5 135.3 跨中 M -1.9 -0.6 0.0 0.0 -3.0 -3.0 -2.8 -2.8 -2.6 -2.6 -2.8 -3.0 -3.0 -2.6 V - - - - 右端 M -2.5 -0.6 -54.3 -119.7 -49.5 41.7 -79.7 72.4 -159.0 152.2 -3.6 -3.9 -159.0 152.2 V 4.1 2.0 33.9 -108.8 36.2 -20.9 54.3 -40.7 -135.3 147.5 6.8 7.7 -135.3 147.5 4 左端 M -2.5 -0.6 43.1 128.1 32.4 -40.1 56.8 -64.0 163.1 -169.9 -3.6 -3.9 -169.9 163.1 V -4.1 -2.0 -39.2 -116.4 -40.6 25.3 -61.7 48.1 -157.5 145.3 -6.8 -7.7 -157.5 145.3 跨中 M -1.9 -0.6 0.0 0.0 -3.0 -3.0 -2.8 -2.8 -2.6 -2.6 -2.8 -3.0 -3.0 -2.6 V - - - - 右端 M -2.5 -0.6 -43.1 -128.1 -40.1 32.4 -64.0 56.8 -169.9 163.1 -3.6 -3.9 -169.9 163.1 V 4.1 2.0 -39.2 -116.4 -25.3 40.6 -48.1 61.7 -145.3 157.5 6.8 7.7 -145.3 157.5 表3-52 框架梁内力组合表(AB梁)
    楼层 界面位置 内力 恒载 活载 风荷载 地震 荷载 1.2恒+1.4活 ±1.4×0.6风 1.2恒+1.4 ×0.7活±1.4风 1.2(恒+0.5活)
    ±1.3地震 1.2恒+ 1.4×0.7活 1.2恒+ 1.4活 min max 左(-右)
    左(-右)
    左风 右风 左风 右风 左震 右震 3 左端 M -2.5 -0.6 43.7 127.2 32.8 -40.6 57.5 -64.8 162.0 -168.8 -3.6 -3.9 -168.8 162.0 V -4.1 -2.0 -39.7 -115.7 -41.0 25.7 -62.4 48.8 -156.5 144.3 -6.8 -7.7 -156.5 144.3 跨中 M -1.9 -0.6 0.0 0.0 -3.0 -3.0 -2.8 -2.8 -2.6 -2.6 -2.8 -3.0 -3.0 -2.6 V - - - - 右端 M -2.5 -0.6 -63.5 -127.2 -57.2 49.5 -92.6 85.3 -168.8 162.0 -3.6 -3.9 -168.8 162.0 V 4.1 2.0 39.7 -115.7 41.0 -25.7 62.4 -48.8 -144.3 156.5 6.8 7.7 -144.3 156.5 2 左端 M -2.4 -0.5 48.2 131.9 36.9 -44.1 64.1 -70.9 168.3 -174.7 -3.4 -3.6 -174.7 168.3 V -4.1 -2.0 -43.8 -119.9 -44.5 29.2 -68.2 54.5 -162.0 149.8 -6.8 -7.7 -162.0 149.8 跨中 M -1.7 -0.5 0.0 0.0 -2.8 -2.8 -2.6 -2.6 -2.4 -2.4 -2.6 -2.8 -2.8 -2.4 V - - - - 右端 M -2.4 -0.5 -48.2 -131.9 -44.1 36.9 -70.9 64.1 -174.7 168.3 -3.4 -3.6 -174.7 168.3 V 4.1 2.0 -43.8 -119.9 -29.2 44.5 -54.5 68.2 -149.8 162.0 6.8 7.7 -149.8 162.0 1 左端 M -12.8 -3.3 52.9 193.6 24.5 -64.5 55.5 -92.8 234.3 -269.1 -18.6 -20.0 -269.1 234.3 V -4.1 -2.0 -48.1 -176.0 -48.1 32.8 -74.2 60.6 -234.9 222.7 -6.8 -7.7 -234.9 222.7 跨中 M -12.1 -3.3 0.0 0.0 -19.2 -19.2 -17.8 -17.8 -16.5 -16.5 -17.8 -19.2 -19.2 -16.5 V - - - - 右端 M -12.8 -3.3 -52.9 -193.6 -64.5 24.5 -92.8 55.5 -269.1 234.3 -18.6 -20.0 -269.1 234.3 V 4.1 2.0 -48.1 -176.0 -32.8 48.1 -60.6 74.2 -222.7 234.9 6.8 7.7 -222.7 234.9 表3-53 框架A柱内力组合表 楼层 截面位置 内力 恒载 活载 风荷载 地震 荷载 1.2恒+1.4活 ±1.4×0.6风 1.2恒+1.4 ×0.7活±1.4风 1.2(恒+0.5活)
    ±1.3地震 1.35恒+ 1.4×0.7活 1.2恒+ 1.4活 min max 左(-右)
    左(-右)
    左风 右风 左风 右风 左震 右震 10 柱顶 M -74.2 -23.9 3.8 37.3 -119.3 -125.7 -107.2 -117.8 -55.0 -151.8 -123.6 -122.5 -151.8 -55.0 N 205.7 56.1 -0.9 -10.5 324.7 326.2 300.6 303.1 266.9 294.2 332.7 325.4 266.9 332.7 柱底 M 55.3 15.7 -1.1 -10.6 87.4 89.2 80.2 83.3 61.9 89.6 90.0 88.3 61.9 90.0 N 215.2 56.1 -0.9 -171.8 336.1 337.6 312.0 314.5 68.5 515.3 345.5 336.8 68.5 515.3 柱身 V -39.2 12.0 1.5 14.5 -29.0 -31.5 -33.2 -37.3 -21.0 -58.7 -41.2 -30.2 -58.7 -21.0 9 柱顶 M -45.2 -10.9 7.7 43.1 -63.0 -75.9 -54.2 -75.6 -4.7 -116.8 -71.6 -69.5 -116.8 -4.7 N 448.0 112.6 -2.6 -19.6 693.0 697.5 644.3 651.6 579.6 630.7 715.1 695.2 579.6 715.1 柱底 M 49.6 13.0 -1.0 -5.6 76.9 78.6 70.9 73.7 60.0 74.6 79.7 77.8 60.0 79.7 N 457.5 112.6 -2.6 -171.8 704.4 708.9 655.7 663.0 393.2 839.9 728.0 706.6 393.2 839.9 柱身 V -28.7 -7.3 2.6 14.8 -42.4 -46.8 -37.9 -45.2 -19.6 -58.0 -45.9 -44.6 -58.0 -19.6 8 柱顶 M -49.6 -13.0 10.4 47.2 -69.0 -86.5 -57.7 -86.8 -6.0 -128.7 -79.7 -77.7 -128.7 -6.0 N 690.3 168.9 -5.1 -31.3 1060.5 1069.1 986.7 1001.1 889.0 970.4 1097.4 1064.8 889.0 1097.4 柱底 M 49.6 13.0 0.0 0.0 77.7 77.7 72.3 72.3 67.3 67.3 79.7 77.7 67.3 79.7 N 699.8 168.9 -5.1 -171.8 1071.9 1080.5 998.1 1012.5 717.7 1164.5 1110.3 1076.2 717.7 1164.5 柱身 V -30.1 -7.9 3.2 14.3 -44.5 -49.8 -39.4 -48.3 -22.3 -59.5 -48.4 -47.2 -59.5 -22.3 表3-53 框架A柱内力组合表 楼层 截面位置 内力 恒载 活载 风荷载 地震 荷载 1.2恒+1.4活 ±1.4×0.6风 1.2恒+1.4 ×0.7活±1.4风 1.2(恒+0.5活)
    ±1.3地震 1.35恒+ 1.4×0.7活 1.2恒+ 1.4活 min max 左(-右)
    左(-右)
    左风 右风 左风 右风 左震 右震 7 柱顶 M -49.6 -13.0 15.3 61.3 -64.9 -90.6 -50.8 -93.7 12.4 -147.0 -79.7 -77.7 -147.0 12.4 N 932.5 225.2 -9.0 -48.6 1426.7 1441.8 1327.1 1352.3 1190.9 1317.3 1479.6 1434.3 1190.9 1479.6 柱底 M 30.7 13.0 -1.4 -5.6 53.8 56.2 47.6 51.5 37.3 51.8 54.1 55.0 37.3 56.2 N 942.0 225.2 -9.0 -171.8 1438.1 1453.2 1338.5 1363.7 1042.1 1488.9 1492.4 1445.7 1042.1 1492.4 柱身 V -30.1 -7.9 5.1 20.3 -42.9 -51.4 -36.8 -50.9 -14.5 -67.2 -48.4 -47.2 -67.2 -14.5 6 柱顶 M -49.6 -13.0 13.8 50.5 -66.1 -89.3 -52.9 -91.6 -1.6 -133.0 -79.7 -77.7 -133.0 -1.6 N 1174.8 281.5 -12.9 -61.3 1793.0 1814.7 1667.6 1703.7 1499.0 1658.3 1861.9 1803.9 1499.0 1861.9 柱底 M 30.7 13.0 -3.5 -12.6 52.1 57.9 44.7 54.4 28.2 61.0 54.1 55.0 28.2 61.0 N 1184.3 281.5 -12.9 -171.8 1804.4 1826.1 1679.0 1715.1 1366.7 1813.4 1874.7 1815.3 1366.7 1874.7 柱身 V -30.1 -7.9 5.2 19.1 -42.8 -51.6 -36.5 -51.2 -16.0 -65.7 -48.4 -47.2 -65.7 -16.0 5 柱顶 M -49.6 -13.0 14.2 48.6 -65.8 -89.7 -52.3 -92.2 -4.2 -130.5 -79.7 -77.7 -130.5 -4.2 N 1417.0 337.8 -18.1 -78.5 2158.1 2188.5 2006.2 2056.7 1801.0 2005.1 2244.0 2173.3 1801.0 2244.0 柱底 M 49.6 13.0 -6.1 -20.8 72.6 82.8 63.7 80.8 40.3 94.4 79.7 77.7 40.3 94.4 N 1426.5 337.8 -18.1 -171.8 2169.5 2199.9 2017.6 2068.1 1691.1 2137.9 2256.8 2184.7 1691.1 2256.8 柱身 V -30.1 -7.9 6.2 21.0 -42.0 -52.4 -35.2 -52.5 -13.5 -68.2 -48.4 -47.2 -68.2 -13.5 表3-53 框架A柱内力组合表 楼层 截面位置 内力 恒载 活载 风荷载 地震 荷载 1.2恒+1.4活 ±1.4×0.6风 1.2恒+1.4 ×0.7活±1.4风 1.2(恒+0.5活)
    ±1.3地震 1.35恒+ 1.4×0.7活 1.2恒+ 1.4活 min max 左(-右)
    左(-右)
    左风 右风 左风 右风 左震 右震 4 柱顶 M -49.6 -13.0 13.9 44.7 -66.0 -89.4 -52.8 -91.7 -9.2 -125.4 -79.7 -77.7 -125.4 -9.2 N 1659.3 394.1 -24.0 -97.0 2522.8 2563.0 2343.8 2410.9 2101.6 2353.7 2626.3 2542.9 2101.6 2626.3 柱底 M 49.6 13.0 -9.3 -29.8 69.9 85.5 59.2 85.3 28.6 106.1 79.7 77.7 28.6 106.1 N 1668.8 394.1 -24.0 -171.8 2534.2 2574.4 2355.2 2422.3 2015.6 2462.4 2639.1 2554.3 2015.6 2639.1 3 柱顶 M -49.6 -13.0 11.7 35.3 -67.9 -87.5 -55.9 -88.6 -21.4 -113.2 -79.7 -77.7 -113.2 -21.4 N 1901.5 450.3 -30.1 -115.3 2887.0 2937.5 2681.0 2765.2 2402.1 2701.8 3008.3 2912.2 2402.1 3008.3 柱底 M 49.6 13.0 -14.4 -43.1 65.7 89.8 52.2 92.4 11.3 123.4 79.7 77.7 11.3 123.4 N 1911.0 450.3 -30.1 -171.8 2898.4 2948.9 2692.4 2776.6 2340.0 2786.8 3021.1 2923.6 2340.0 3021.1 柱身 V -30.1 -7.9 7.9 23.8 -40.5 -53.8 -32.8 -54.9 -10.0 -71.8 -48.4 -47.2 -71.8 -10.0 2 柱顶 M -65.3 -17.1 8.7 24.4 -95.0 -109.6 -82.9 -107.3 -56.9 -120.3 -104.9 -102.3 -120.3 -56.9 N 2143.7 506.6 -36.8 -134.3 3250.8 3312.6 3017.4 3120.4 2701.8 3051.0 3390.5 3281.7 2701.8 3390.5 柱底 M 30.7 8.1 -20.3 -56.8 31.0 65.1 16.3 73.1 -32.3 115.5 49.3 48.1 -32.3 115.5 N 2153.3 506.6 -36.8 -171.8 3262.3 3324.1 3028.9 3131.9 2664.5 3111.3 3403.4 3293.2 2664.5 3403.4 柱身 V -30.2 -7.9 8.8 24.6 -39.9 -54.7 -31.7 -56.3 -9.0 -73.0 -48.5 -47.3 -73.0 -9.0 1 柱顶 M -65.3 -17.1 42.4 84.3 -66.7 -137.9 -35.7 -154.5 21.0 -198.1 -104.9 -102.3 -198.1 21.0 N 2385.9 562.9 -49.6 -171.8 3609.5 3692.8 3345.3 3484.1 2977.4 3424.2 3772.6 3651.1 2977.4 3772.6 柱底 M 30.7 8.1 -66.3 -132.3 -7.6 103.7 -48.1 137.4 -130.4 213.6 49.3 48.1 -130.4 213.6 N 2399.1 562.9 -49.6 -171.8 3625.3 3708.6 3361.2 3500.0 2993.3 3440.0 3790.4 3667.0 2993.3 3790.4 柱身 V -20.8 -5.5 23.6 47.1 -12.8 -52.5 2.7 -63.4 32.9 -89.5 -33.5 -32.7 -89.5 32.9 3.9 截面验算 图3-35 框架梁截面截面 3.9.1 框架梁截面验算 选取不利内力 非抗震设计时 抗震设计时 截面抵抗矩=1.683×106mm3, 面积矩=937280mm3。

    (1). 抗弯强度验算 非抗震设计时,=10.7, 抗震设计时,=1.00, =0.75。

    =413N/mm2,符合规定。

    (2). 抗剪强度验算 1). KL-1的抗剪强度验算 非抗震设计时:
    =180N/mm2,符合规定。

    抗震设计时,=0.75 =240N/mm2,符合规定。

    (3). 腹板计算高度边缘处的折算应力验算 腹板计算高度边缘以上部分毛截面对中和轴的面积矩:=250×16×192=768000mm3。

    非抗震设计时:
    =150.16N/mm2 =36.22N/mm2 ,折算应力计算如下:
    ,符合规定。

    抗震设计时,内力作用下的腹板计算高度边缘处的折算应力:=0.75 =454.7N/mm2,符合规定。

    (5). 整体稳定 施工阶段:架临时支撑以确保不发生整体失稳。

    使用阶段:梁与其上的现浇钢筋混凝土楼板可靠连接,能阻止框架梁受压翼缘的侧向位移,无需计算。

    (6). 局部稳定 非抗震设计时:
    =10.7,符合梁翼缘局部稳定的规定。

    ,腹板不会发生局部失稳。

    抗震设计时:
    根据《钢规》第8.3.2条规定,框架梁板件宽厚比验算如下:
    ,符合规定。

    (7). 刚度验算 计算梁的挠度值,采用荷载标准值,近似取=28.05kN/m,=7.8kN/m。

    根据《钢规》表A.1.1,知,, =17.25mm =13.8mm 所以,框架梁符合刚度的规定。

    3.9.2 框架柱截面验算 1. 选取不利内力 非抗震设计时 抗震设计时 框架柱截面均为:H550ⅹ500ⅹ18ⅹ26,=19.7×108mm4,=5.42×108mm4。,=35036mm2,=237.12,=124.38mm。钢材选用Q345,当时,=295N/mm2, =345N/mm2,=170N/mm2。

    2. 框架柱的计算长度 框架柱的计算长度按有侧移框架柱确定, 为相交于柱上端的横梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值,为相交于柱下端的横梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值。

    第一层边柱:
    =0.057;
    =10 查《钢规》表D-2,得1.81,对于框架平面外的计算长度系数近似取1.81。

    平面内的计算长度为:=8326mm;

    平面外的计算长度为:=8326mm。

    3. 强度验算 各柱均为压弯构件,根据《钢规》第5.2.1条规定,柱的强度可按下式验算:
    非抗震设计时,根据《钢规》第5.2.1条相关说明,取截面塑性发展系数=1.05。

    ,符合规定。

    抗震设计时,截面塑性发展系数=1.0,=0.75;
    稳定计算时, =0.8。

    ,符合规定。

    4. 刚度验算 根据《钢规》第5.3.8条规定,非抗震设计时柱的容许长细比为150;
    根据《抗规》第8.3.1条规定,四级抗震时,柱的容许长细比为。=99,符合规定。

    =99,符合规定。

    5. 整体稳定性验算 验算弯矩作用平面内的整体稳定性 框架柱为分析内力未考虑二阶效应的无支承框架,取=1.0。柱截面对x轴和y轴屈曲时都是b类截面。=35.11,由=42.54,查规范附表C-2得=0.889。

    截面塑性发展系数=1.05 符合规定。

    抗震设计时,截面塑性发展系数=1.0,承载力抗震调整系数=0.8。

    符合规定。

    2)验算弯矩作用平面外的整体稳定性 ,由,查规范附表C-2得=0.681。截面影响系数=1.0。

    由柱的刚度符合规定,可知,所以,根据《钢规》附录B.5可知受弯构件整体稳定系数可按下式计算:(双轴对称),当>1.0时,取=1.0。

    抗震设计时,截面塑性发展系数=1.0,承载力抗震调整系数=0.8。

    符合规定。

    3.10 节点设计 3.10.1 梁柱节点 梁柱节点采用栓焊混合连接:翼缘采用全熔透坡口对接焊缝(设引弧板),梁腹板与柱翼缘采用M20摩擦型高强螺栓单剪连接,摩擦面喷砂处理(),螺栓强度等级为10.9级,P=155kN。螺栓孔径,接头一侧布置2列共8个螺栓。单块连接板与柱的连接采用双面角焊缝,初选连接板b=180mm,h=300mm。连接板厚度按等强度确定,且板厚宜取梁腹板厚度的1.2~1.4倍,并不宜小于8mm。, 取。

    连接板的尺寸为:。

    非抗震设计时的不利内力:
    (二层AB梁左端) 抗震设计时的不利内力:(一层AB梁左端)
    取抗震设计时的内力计算:
    1. 梁翼缘对接焊缝的强度 ,符合规定。

    2. 验算腹板螺栓强度 一个单剪10.9级M20摩擦型高强度螺栓的抗剪承载力设计值为:
    , 。

    按腹板净截面受剪承载力的一般验算螺栓强度:
    ,符合规定。

    3. 连接板与柱翼缘的双面角焊缝承载力验算 ,,取。

    ,符合角焊缝计算长度的规定。

    ,符合规定。

    按腹板净截面面积抗剪承载力的50%验算角焊缝:
    ,符合规定。

    梁柱节点详图如图3-36所示。螺栓布置验算:端距45mm>2d0=44mm,符合规定;
    栓距70mm>2d0=44mm,符合规定。

    图3-36 梁柱节点详图(长度、厚度单位:mm)
    3.10.2 主次梁节点 主次梁节点为铰接连接。次梁腹板采用M20承压型高强螺栓与框架梁加劲肋单剪相连。螺栓强度等级为8.8级,,螺栓孔,布置一列共3个螺栓。加劲肋与主梁腹板双面角焊缝连接,与翼缘也采用双面角焊缝连接。

    横向次梁梁端剪力: 。

    螺栓布置:端距取,符合;
    螺栓中距取 ,符合。

    图3-37 主次梁节点详图(长度、厚度单位:mm)
    螺栓群所受偏心弯矩:
    (1). 抗剪验算 承载力:
    , ,符合规定。

    (2). 加劲肋构造尺寸及其与梁腹板的连接焊缝验算 加劲肋外伸宽度, ,取,符合规定。

    加劲肋厚度,所以加劲肋的尺寸为:—120ⅹ10ⅹ368。

    ,,取。

    焊缝计算长度 ,符合角焊缝计算长度的规定。

    , ,符合规定。

    3.10.3 框架柱拼接节点 框架柱腹板采用M20摩擦型高强螺栓双剪连接,摩擦面喷砂处理(),螺栓强度等级为10.9级,;
    梁翼缘采用全熔透坡口对接焊缝。螺栓孔,接头一侧布置3列共15个螺栓,两块拼接板厚度各10mm。柱拼接节点详图见图3-38。

    螺栓布置验算:端距,符合;
    螺栓中距,符合。

    取底层中柱下端内力计算节点:
    非抗震设计时:
    抗震设计时:
    按照抗震设计验算螺栓与焊缝强度:
    1. 拼接处柱截面几何参数 柱翼缘截面面积:
    柱翼缘截面惯性矩:
    柱腹板截面净面积:
    柱腹板截面惯性矩:
    图3-38 框架柱拼接详图(长度、厚度单位:mm)
    2. 翼缘承担的内力 3. 腹板承担的内力 82.97 ,符合规定。

    3.10.4 柱脚设计 本工程采用外露式刚接柱脚。选用抗震设计时中柱柱底不利组合:
    柱及柱脚的连接板、锚栓等均采用Q345钢,底板下混凝土强度等级C30()。

    1. 柱脚底板的平面尺寸 柱脚底板的平面尺寸由构造规定和基础混凝土局部受压承载力确定。根据钢柱的截面尺寸及地脚螺栓构造规定,初步确定柱脚底板尺寸L=900mm,B=600mm,符合。现假设在柱翼缘侧布置3个M24锚栓,柱腹板侧布置4个M24螺栓,螺栓孔径,锚栓布置见图3-39。

    底板下混凝土受压验算:
    受压验算符合规定。

    底板受剪验算:
    底板的摩擦力:
    柱脚剪力:,符合规定,无需设置抗剪件。

    2. 柱脚底板的厚度 由底板抗弯承载力确定,底板的受力状态可分为以下三种区格, 计算。

    区格③:三边支承,,,,弯矩系数,弯矩。

    底板上最大弯矩,规定厚度:
    ,取。

    图3-39 柱脚底板详图(长度、厚度及直径单位:mm)
    图3-40 柱脚底板区格板划分(长度单位:mm)
    3. 柱与底板的连接焊缝 柱翼缘采用完全焊透的坡口对接焊缝连接,腹板采用双面角焊缝连接。不考虑加劲肋等补强板与底板连接焊缝的作用。

    根据《钢规》8.2.7条第1款和第2款, ,,取。

    焊缝计算长度 根据《钢规》8.2.7条第4款和第5款, ,符合角焊缝计算长度的规定。

    柱单侧翼缘截面面积:
    柱腹板处角焊缝有效截面面积:
    柱翼缘截面抵抗矩:
    焊缝应力:
    对于翼缘对接焊缝(质量等级为二级),最大应力:
    ,符合规定。

    对于腹板直角焊缝,根据《钢规》7.1.3条第2款:
    ,符合规定。

    4. 柱翼缘加劲肋 1). 支承加劲肋与柱底板的焊缝 取锚栓支承加劲肋的高度,宽度,厚度,宽厚比,符合规定。切角高度20mm,宽度20mm。加劲肋与柱底板采用坡口对接焊缝(质量等级为二级)。作用在加劲肋上的分布力取负荷范围内的最大底板反力:
    。根据《钢规》7.1.2条第1款, ,符合规定。

    2). 支承加劲肋与柱翼缘的焊缝 剪力,弯矩。加劲肋与柱翼缘采用坡口对接焊缝连接。

    焊缝计算截面对其中和轴的惯性矩:
    中和轴以上焊缝计算截面的面积矩:
    符合强度规定。

    3). 加劲肋的抗剪 ,符合规定。

    5. 柱腹板加劲肋 1). 支承加劲肋与柱底板的焊缝 取锚栓支承加劲肋的高度,宽度,厚度,宽厚比,符合规定。加劲肋与柱底板采用坡口对接焊缝作 ,根据《钢规》7.1.2条第1款, ,符合规定。

    2). 支承加劲肋与柱翼缘的焊缝 剪力,弯矩。加劲肋与柱翼缘采用坡口对接焊缝连接。

    焊缝截面惯性矩:
    中和轴以上焊缝计算截面的面积矩:
    符合强度规定。

    3). 加劲肋的抗剪 ,符合规定。

    最终柱脚节点详图如图3-68所示。

    图3-41 柱脚节点详图(mm)
    3.11 基础设计 根据工程地质条件及柱间距,基础形式取柱下独立基础和双柱联合基础两种。

    采用的材料如下:C35混凝土,,。

    主筋采用HRB335钢筋:
    3.11.1 边柱独立基础设计 1. 荷载计算 (1). 边柱柱底的控制内力为:
    (2). 基础梁传来的内力 2. 基础底面尺寸确定 (1). 初步拟定矩形基础底面尺寸 假定基础高度,基础底面标高为:-(1.0+1.2)=-2.2m。由于基础埋深d=2.2m>0.5m,根据《建筑地基基础设计规范》GB5007-2011第5.2.4条知,需要对地基承载力标准值进行修正。根据表3-1可知持力层地基承载力标准值,查《建筑地基基础设计规范》表5.2.4,其承载力修正系数、。根据《建筑地基基础设计规范》公式5.2.4,即,现进行承载力深度修正。

    考虑到荷载偏心,将基础底面面积初步增大20%, 取基础长边与短边的比值,则,,取,。

    (2). 验算基地压力 基底处的总竖向压力:
    基底处总力矩:
    偏心距,符合规定。

    基底最大压力:
    ,符合规定。

    基底最小压力:,符合规定。

    ,符合规定。

    故选定基础底面尺寸为:。

    3. 基础立面尺寸确定 (1). 基底净反力设计值 (2). 净偏心距 (3). 基底最大(最小)净反力设计值 (4). 基础高度 当冲切破坏锥体落在基础底面以内时,基础高度由混凝土受冲切承载力确定。矩形基础一般沿柱短边一侧先产生冲切破坏,所以只需根据短边一侧冲切破坏条件确定基础高度。取基础高度,,,则 (a)
    立面图 (b)
    平面图 图3-42 边柱基础计算简图(单位:mm)
    柱下独立基础的受冲切承载力验算:, ,则 ,符合规定。

    4. 基础配筋计算 (1). 基础长边方向 设计控制截面在柱边I-I截面(如图3-42所示),其弯矩设计值:
    根据《建筑地基基础设计规范》第8.2.12条, 在宽度范围内配:2020,,符合规定。

    验算纵筋间距,,符合规定。则最终配筋结果16@150。

    (2). 基础短边方向 设计控制截面在柱边II-II截面(如图3-42所示),其弯矩设计值:
    在宽度范围内配:3514,,符合规定。

    验算纵筋间距 ,符合规定。

    则最终配筋结果 14@190。

    3.11.2 中柱双柱联合基础设计 1. 荷载计算 (1). 中柱柱底的控制内力为:
    (2). 基础梁传来的内力 2. 双柱联合基础尺寸确定 为方便施工,将双柱联合基础的立面尺寸设计成与柱下独立基础相同,两基础端部至柱边各伸出2400mm,如图3-43所示。

    3. 双柱联合基础内力计算 由于基础结构对称,并且所受荷载也对称,故将荷载中心与基础底面形心重合。

    净反力设计值:
    4. 基础高度验算 基础高度,,基础宽度,由双柱的冲切破坏锥体形状可知,两柱均有4个冲切面,经比较取B柱右冲切面验算。

    (1). 受冲切承载力验算 ,符合规定。

    (2). 受剪承载力验算 B柱右侧冲切面的剪力设计值为:
    ,符合规定。

    a)
    立面图 b)
    平面图 图3-43 双柱联合基础计算简图(单位:mm)
    5. 配筋计算 (1). 纵向钢筋(采用HRB335钢筋)
    基底最大弯矩 选配钢筋:2025,,符合规定。

    验算纵筋间距,,符合规定。则最终配筋结果25@140。

    (2). 横向钢筋(采用HRB335钢筋)
    宽度为:
    选配钢筋:822,,符合规定。

    验算纵筋间距,,符合规定。则最终配筋结果22@140。

    3.12 楼梯设计 本工程采用梁式钢楼梯,踏步由5mm厚花纹钢板弯折而成,钢材均选用Q345B,当,,,。平台板PTB1为钢筋混凝土板,混凝土强度等级选用C30,受力钢筋采用HRB335级钢筋,分布钢筋采用HPB300级钢筋。活荷载标准值为。第一层层高3.6m,取第一层计算。

    3.12.1 楼梯梁设计 1. 荷载计算 (1). 恒荷载计算 TL1(梯梁)的计算跨度为:,200mm是楼层平台梁宽度,150mm是半层平台梁截面宽度。楼梯梁TL1的计算简图如图3-44所示,楼梯踏步详图见图3-45。

    梯段传至梯梁的线荷载:
    40mm厚砼面层重:
    图3-44 楼梯梁TL1的计算简图 图3-45 楼梯踏步详图(单位:mm)
    20mm厚大理石面层:
    15mm厚水泥砂浆找平层:
    5mm厚花纹钢板重量:
    TL1截面取HN250ⅹ125ⅹ6ⅹ9,自重为29.7,踏步板角度为:,则TL1自重换算为水平投影面的荷载为:
    恒荷载汇总:
    (2). 可变荷载计算 2. 内力计算 可变荷载效应控制的组合:
    永久荷载效应控制的组合:
    所以,选取可变荷载效应控制的组合:
    梁跨中截面最大弯矩设计值:
    梁支座截面最大剪力设计值:
    3. 截面验算 HN250ⅹ125ⅹ6ⅹ9的截面参数:,,,,,,。

    (1). 强度验算 ,截面塑性发展系数。

    由《钢规》公式4.1.1,抗弯强度由下式验算:
    ,符合规定。

    抗剪强度:
    ,符合规定。

    (2). 整体稳定验算 ,则 。所以, ,符合规定。

    (3). 刚度验算 梁上线荷载标准值:
    根据《钢规》表A.1.1, 梁跨中最大挠度:
    楼梯梁的刚度符合规定。

    3.12.2 踏步设计 踏步由厚度为5mm的花纹钢板弯成,如图3-46所示,取一个踏步作为计算单元,跨度 图3-46 踏步钢板(单位:mm)
    1. 踏步截面参数 2. 荷载计算 (1). 恒荷载计算 (2). 可变荷载计算 3. 内力计算 可变荷载效应控制的组合:
    永久荷载效应控制的组合:
    所以,选取可变荷载效应控制的组合:
    梁跨中截面最大弯矩设计值:
    梁支座截面最大剪力设计值:
    4. 截面验算 强度验算:
    ,符合规定。

    ,符合规定。

    踏步板通过尺寸为150ⅹ5ⅹ300的三角形肋板(间距S=300mm)与梯梁上翼缘焊接连接。

    3.12.3 平台板设计 钢筋混凝土平台板为两对边支承,近似地按短跨方向的简支单向板计算,取1m宽板带作为计算单元。取甲楼梯二层平台板进行配筋计算,平台板计算跨度,平台板板厚取100mm。

    1. 荷载计算 (1). 恒荷载计算 (2). 可变荷载计算 2. 内力计算 可变荷载效应控制的组合:
    永久荷载效应控制的组合:
    所以,选取可变荷载效应控制的组合:
    梁跨中截面最大弯矩设计值:
    梁支座截面最大剪力设计值:
    3. 配筋计算 截面有效高度,混凝土强度等级C30,主筋HRB335, 实配10@200,,符合规定。考虑支座处的负弯矩,配置10@200的钢筋;
    分布钢筋采用10@200。

    3.12.4 平台梁设计 取和楼梯梁相连的平台梁(PTL1)进行计算。截面尺寸取HN300ⅹ150ⅹ6.5ⅹ9,PTL1的计算跨度为3900mm,平台梁参数:自重为,,,,,,,。

    1. 荷载计算 (1). 恒载计算 梯段梁TL1传来的恒荷载标准值:
    (2). 可变荷载计算 平台板传来的活荷载标准值:
    梯段梁TL1传来的活荷载标准值:
    2. 内力计算 可变荷载效应控制的组合:
    线荷载:
    梯段梁TL1传来的集中荷载:
    永久荷载效应控制的组合:
    线荷载:
    梯段梁传来的集中荷载设计值:
    所以,选取可变荷载效应控制的组合:
    线荷载设计值: 梯段梁TL1传来的集中荷载设计值:
    梁跨中截面最大弯矩设计值:
    梁支座截面最大剪力设计值:
    3. 截面验算 (1). 强度验算 ,根据《钢规》第4.1.1条相关规定,截面塑性发展系数。

    由《钢规》公式4.1.1,抗弯强度由下式验算:
    ,符合规定。

    抗剪强度:
    ,符合规定。

    (2). 整体稳定验算 因为平台梁上铺有钢筋混凝土板,平台梁上翼缘设置双列A16@150栓钉(间距150mm>6d=96mm),栓钉长度取700mm>4d=64mm,平台梁与钢筋混凝土板可靠连接,因此整体稳定性符合规定。

    (3). 局部稳定验算 因平台梁PTL1梁取的是H型钢截面,一般情况下型钢截面均符合局部稳定的规定。

    (4). 刚度验算 梁上线荷载标准值:
    梯段梁TL1传来的集中荷载标准值:
    根据《钢规》表A.1.1, 恒荷载和可变荷载标准值产生的弯矩:
    可变荷载标准值产生的弯矩:
    采用挠度的近似计算方法验算刚度。

    所以,平台梁符合刚度规定。

    第四章 PKPM电算结果 选取轴线框架第一层AB框架梁和首层A柱和B柱进行分析。

    4.1 电算过程 4.1.1建立平面模型 本结构形式为钢框架结构,取一榀框架轴线进行计算,输入轴网,定义梁柱截面尺寸并布置, 图4-1 结构平面模型图 4.1.2横载、活载和风载输入 将手算出的竖向荷载下梁柱内力值施加到结构中,如图4-2、4-3、4-3 图4-2节点荷载输入 图4-3 梁间荷载输入 图4-4 风荷载输入 4.1.3参数输入 图4-5 结构类型参数 图4-6 地震计算参数 4.2 框架梁内力计算结果与手算结果对比分析 误差计算均以电算为准 1.恒荷载作用下弯矩结果对比 图4-7 第一层AB框架梁的电算弯矩结果(单位:kN∙m)
    电算:
    左端:97.8 kN∙m;
    跨中:59.6 kN∙m;
    右端:91.6 kN∙m。

    手算:
    左端:95.9 kN∙m;
    跨中:64.8 kN∙m;
    右端:98.4 kN∙m。

    误差:
    左端:-1.9%;

    跨中:-8.7%;

    右端:7.4%。

    2.恒荷载作用下框架梁剪力电算与手算结果对比 图4-8 第一层AB框架梁的电算剪力结果 (单位:kN)
    电算:
    左端:81.0 kN;
    右端:78.3。

    手算:
    左端:85.0 kN;
    右端:85.7 kN。

    误差:
    左端:4.9%;

    右端:9.5%。

    3.活荷载作用下框架梁弯矩电算结果与手算结果对比 图4-9 第一层AB框架梁的电算弯矩结果(单位:kN∙m)
    电算:
    左端:27.0 kN∙m;
    跨中:17.3 kN∙m;

    右端:28.3 kN∙m。

    手算:
    左端:25.2kN∙m;

    跨中:17.6 kN∙m;

    右端:25.8 kN∙m。

    误差:
    左端:-6.7%;

    跨中:1.7%;

    右端:-8.8%。

    4.活荷载作用下框架梁剪力电算结果与手算结果对比 图4-10 第一层AB框架梁的电算剪力结果 (单位:kN)
    电算:左端:23.5 kN;
    右端:22.7 kN。

    手算:左端:21.8 kN;
    右端:21.9 kN。

    误差:左端:-7.2%;

    右端:-3.5%。

    5.结论 在恒荷载和活荷载作用下,内力计算结果吻合较好,误差基本都在10%以内。

    4.3 框架柱内力计算结果与手算结果对比分析 1.恒荷载作用下框架柱弯矩电算结果与手算结果对比 图4-11 第一层A柱(左)和B柱(右)的电算弯矩结果(单位:kN∙m)
    电算:A柱:
    柱顶;
    32.8 kN∙m;
    柱底;
    22.9 kN∙m。

    B柱:
    柱顶;
    27.9kN∙m;

    柱底;
    13.9 kN∙m。

    手算:A柱:
    柱顶;
    30.7kN∙m;

    柱底;
    21.1 kN∙m。

    B柱:
    柱顶;
    28.3kN∙m;

    柱底;
    12.5 kN∙m。

    误差:A柱:
    柱顶;
    -6.4%;

    柱底;
    -7.8%。

    B柱:
    柱顶;
    1.4%;

    柱底;
    -10.1%。

    2.恒荷载作用下框架柱剪力电算结果与手算结果对比 图4-12 第一层A柱(左)和B柱(右)的电算剪力结果(单位:kN)
    电算:
    A柱:19.7 kN;

    B柱:17.4 kN。

    手算:
    A柱:20.8 kN;

    B柱:18.5 kN。

    误差:
    A柱:
    5.6%:
    B柱:6.3%。

    3. 恒荷载作用下框架柱轴力电算结果与手算结果对比 图4-13 第一层A柱(左)和B柱(右)的电算轴力结果(单位:kN)
    电算:A柱柱底:2385.5 kN;

    B柱柱底:2785.8 kN。

    手算:A柱柱底:2399.1 kN;

    B柱柱底:2889.1 kN。

    误差:A柱:
    0.15% B柱:3.7%。

    4.活荷载作用下框架柱剪力电算结果与手算结果对比 图4-13 第一层A柱(左)和B柱(右)的电算剪力结果(单位:kN)
    电算:A柱:5.2 kN;

    B柱:4.3kN。

    手算:A柱:1.8 kN;

    B柱:1.57 kN。

    误差:A柱:-14.3%;

    B柱:-7.6%。

    5. 活荷载作用下框架柱轴力电算结果与手算结果对比 图4-14 第一层A柱(左)和B柱(右)的电算轴力结果(单位:kN)
    电算:A柱柱底:600.4kN;

    B柱柱底:951.1 kN。

    手算:A柱柱底:562.9 kN;

    B柱柱底:822.6kN。

    误差:A柱:
    -6.2%;

    B柱:-13.5%。

    6.结论 内力计算结果吻合较好,误差基本都在15%以内。

    参考文献 [1] 中华人民共和国国家标准. GB50009-2012 建筑结构荷载规范[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2012. [2] 中华人民共和国国家标准. GB50010-2010 混凝土结构设计规范[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2010. [3] 中华人民共和国国家标准. GB50011-2010 建筑抗震设计规范[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2010. [4] 中华人民共和国国家标准. GB50007-2011 建筑地基基础设计规范[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2011. [5] 中华人民共和国国家标准. GB50017-2003 钢结构设计规范[S]. 北京: 中国建筑工业出版社,2003. [6] 中华人民共和国国家标准. JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构技术规程. 北京: 中国建筑工业出版社, 2011. [7] 顾祥林.建筑混凝土结构设计[M]. 上海: 同济大学出版社, 2012. [8] 李必瑜, 王雪松.房屋建筑学[M]. 武汉: 武汉理工大学出版社, 2010. [9] 周俐俐.多层钢框架结构设计实例详解——手算与PKPM应用[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2013.

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