戴顿大学金融-戴顿大学金融
第
1
章
绪
论
1.1
选题背景及设计方法
1.1.1
选题背景
框架结
构是多高层建筑的一种主要结构形式，
框架结构体系一般用于钢结构和钢筋
混凝土结构中，由梁和柱通过节点构成承载结构，框架形式可灵活布置建筑空间，使用
较方便。但是随着建筑高度的增加，水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著
增
加，从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，将给建筑平面布置和空间处
理带
来困难，影响建筑空间的正常使用，在材料用量和造价方面也趋于不合理。因此在
使用上
层数受到限制。
框架结构抗侧刚度较小，
在水平力作用下将产生较大的侧向位移。
由于框架构件截面较小，
抗侧刚度较小，
在强震下结构整 体位移都较大，
容易发生震害。
此外，非结构性破坏如填充墙、建筑装修
和设备管道等破坏较严重。因而其主要适用于
非抗震区和层数较少需要较大开阔空间的建
筑。
1.1.2
设计方法
建筑设计一般分为三个阶段：方案构思、初步
设计阶段和施工图阶段。在设计过程
中要求各专业密切配合互相协调、不断完善修改、以
满足建筑、结构、设备等各方面要
求。
1.1.3
设计内容
1
、建筑设计部分
底层平面图
1
:
100
标准层平面图
1
:
100
正立面图
1
:
100
侧立面图
1
:
100
剖面图
1
:
50
屋顶平面图
1
:
200
总平面图、建筑说明
1
：
500
2
、结构设计部分
确定结构方案
1
荷载收集及计算
计算简图确定
结构设计计算
柱、梁、板、基础设计
结构施工图绘制
1.2
设计概况及预期结果
1.2.1
工程概况
本设计为哈尔滨市松江宾馆设计，结构类型为
钢筋混凝土框架结构，共五层，建筑
面积
5036.4m
2
，建筑物平面为一字形，底层高
3
.
3m
，标准层高
3m
，室内外高差
0
.
5m
。
1.2.2
气象条件
（
1
）冬季采暖室外计算温度
-26
°C （绝对最低气温
-36.6
℃）
；夏季通风室外空气
计算温度
27.3
℃（绝对最高气温
35.7
°C）
。室内计算温度：卫生间、楼梯间、大厅为
16
20
℃。
（
2
）
主导风向：
西南。
年平均风速
3.8m/s
，
最大风速
22m/s
，
基本风压
W
0
=0.55kN/m<
/p>
2
（按
50
年一遇采用）
。
（
3
）基本雪压：
< p>S
0
=0.45kN/m
2
（按
50
年一遇采用）
。
（
4
）年降雨量：
634mm
；日最大降雨量：
122mm
；
1
小时最大降雨量 ：
56mm
；雨季集
中在
7
、
8
月份。
（
5
）土壤最大冻结深度
2000mm
。
1.2.3
工程地质条件
（
1
）由市地质勘察工程公司提供地质勘察技术报告，场地地质情况见表
1.1
。
（
2
） 场地地下水位在自然地面以下
9.55~11.0m
，绝对标高为
410.00
－
410.37m
。
地下水
对混凝土结构不具腐蚀性，
但在干湿交替条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱
< br>腐蚀性。
（
3
）抗震设防烈度为
6
度，场地类别为Ⅱ类。
2
表
1.1
场地地质情况
序
号
1
2
杂填土
粉质粘土
岩土分类
土层深度
（
m
）
6
6.6
厚度范围
（
m
）
0.6
6
地基土承载
力（
KPa
）
—
220
描述
γ
=18.2K
N/m
2
γ
=18.6KN/m
2
C
=120Pa
ψ
=22
0
ω
=25.7%
e
=0.729
a
=0.729
a
1-2
=0.33Mpa
-1
E
s=5.2Mpa
Ie
=0.41
f
k
=220MPa
续表
1.1
场地地质情况
序
号
3
粘
土
岩土分类
土层深度
（
m
）
9.6
厚度范围
（
m
）
3
地基土承载
力（
K Pa
）
180
描述
γ
=19KN/
m
2
C
=15pa
ψ
=20
0
ω
=25.7%
e
=0.72
E
s=4.8Mpa
I
e=0.86
f
k
=180MPa
f
k
=200MPa
4
红粘土
很厚
很厚
200
注：表中给定的土层深度从自然地坪算起。
1.2.4
施工条件
（
1
）建设场地平坦，道路通畅，水、电就近可以接通，基本具备开工建设条件。
（
2
）拟参与投标的施工单位技术力量和机械化 水平均较高。施工技术水平较高，
机械设备力量雄厚，施工水平较高。建筑材料及各种半
成品等可均由承包公司负责组织
供应
。
1.2.5
预期结果
本设计根据给定资料及设计任务书，在进行初步方案构思与设计后，进行初步方案
调整，确定相对优化的建筑方案，充分运用了现代旅馆的国内外设计现状以及办公楼的
特点，满足了建筑功能的要求，采用了合理的技术措施，具有良好的经济效果，体型规
整、简洁、美观。
3
通过相关旅馆的设计规范及设计标准学习与掌握，
根据建筑方案得到经济合理的结< /p>
构设计方案，充分考虑了结构选型与平、立面布置的规则性，择优选用抗震和抗风好且
经济的结构体系，加强了结构构造措施。通过对相关旅馆楼的设计规范及设计标准学习
与掌握，选用主要计算单元进行结构受力计算，得出合理可行的结构设计。
4
第
2
章
建筑设计
2.1
建筑功能与特点
2.1.1
总平面布置
参考：
[
1
]
国家标准
.
建筑制图标准（
GB
／
T
50104
－
2001
）
[
S
].
北京：中国计划出
版社，
200 2
．
[
2
]
同济大学、西安建筑大 学等合编
.
房屋建筑学
[
M
].< /p>
北京：中国建筑出
版社，
2006.
旅馆楼置于场地中间，一层西侧主道设置一个主出入口，无次出入口，因为旅馆的
车
辆通行少，但要求位置醒目，客人易于进入，出入方便。停车场安排在建筑物北侧和
西侧
，方便人流通行。建筑物的四周布置绿化，美化建筑。
总平面布置图见
图
2
.
1
。
图
2.1
总平面布置图
2.1.2
平面设计
参考
:
国家标准
.
建筑制图标准（
GB
／
T
50104
－
2001
）
[
S
].
北京：中国计划出版
社，
200 2
.
行业标准
.
旅馆建筑设计规范（
JGJ62-90
）
[
S
].
北京：中国建筑工业出版社
.
5
该设计采用内廊式组合，使平面紧凑、组合灵活，平面布置满足长宽比小于
5
，采
用纵向
3.9m
、横向
7 .8m
、
2.6m
、
7.8m
的柱 距。纵、横向定位轴线均与柱轴线重合，为
使外墙、走廊墙壁平齐，纵梁轴线与柱轴线发
生偏移，满足美观与使用要求。
门厅面积主要根据建筑物的性质、
规模、
功能要求及其空间处理确定，
面积为
60.84
m
2
满足使用要求。
该旅馆设置电梯两部，楼梯二部，楼梯间设置在内框架中，以保证框架整体稳定要
求。
卫生间每层设置两间，布置在建筑大厅边上。有
利于使用人流。在各卫生间内设置
前室，作为盥洗室。
标准间为两床布置，且全部配有卫生淋浴设施。餐厅设在一楼单独地方。
平面设计中的一层平面图见图
2
.
2
，标准层平面图见图
2
.
3
，顶层平面 图见图
2
.
4
。
6
图
2
.
2
一层平面图
7
图
2
.
3
标准层平面图
图
2
.
4
顶层平面图
2.1.3
立面设计
参考
:
同济 大学、
西安建筑科技大学、
东南大学、
重庆大学等
.
房屋建筑学
[
M
].
北
京：中国建筑工业出版社，
2005
。
8
正立面、背立面窗户成组排列。
墙面外装饰采
用涂料粉刷，整个建筑物线条简洁有力，充分体现了建筑朴实、大方
的风格特点，适合商
务居住，与它的使用功能相互呼应。
立面设计中的正立面图见图
2.5
，左立面图见图
2.6
。
图
2
.
5
正立面图
9
图
2
.
6
左立面图
2.1.4
剖面设计
参考
:
国家标准
.
建筑制图标准（
GB
／
T 50104
< p>－2001
）
[
S
].
北京：中国计划出版
社，
2002
。
< p>
建筑剖面是表示建筑物在垂直方向房屋个部分的组合
关系。
剖面设计主要分析建筑
物各部分应有的高度、建筑层数、建筑空间
组合和利用，以及建筑剖面中的结构、构造
关系等。
< br>本设计室内外高差
0.5
米，用台阶连接，使建筑物入口亲切、近人。为保 证室内具
有充足的天然采光，纵墙侧窗规格主要为
2100mm
×
1500mm
，窗台高度为
850 mm
，纵梁
高度为
650 mm
。屋面采用有组织排水，屋顶采用不上人屋面，女儿墙高度为
1500 mm
。
室内楼梯间均为封闭式防火楼梯，楼梯采用板式楼梯。内外墙采用空心
砖，外墙保温材
料采用聚苯乙烯塑料板。
剖面
设计中的
1-1
剖面图见图
2.7
。
10
图
2
.
7
1-1
剖面图
2.1.5
防火
防火等级为二级，安全疏散距离满足房门至外部出
口或封闭楼梯间最大距离小于
35m
，大房间设前后两个门，小房间设一 个门，满足防火要求。
2.1.6
抗震措施
本设计为六度设防， 考虑抗震措施，采用三跨框架。平面设计时，将楼梯设置在内
框架中，有利于抗震。本设
计在平面上力求平面对称，对称平面易于保证质量中心与刚
度中心重合，避免结构在水平
力作用下扭转。
2.2
设计资料
2.2.1
工程做法
1
、屋面做法
防水层：
SDC120
复合卷材
11
找平层：
1
∶
3 30mm
厚水泥砂浆找平层
保温层：
150mm
厚加气混凝土
结构层：
100mm
厚现浇钢筋砼屋面板
2
、楼面做法
10mm
厚水泥砂浆面层
100mm
厚现浇混凝土楼板
3
、墙体
墙体采用加气混凝土
砌块砌筑。墙厚由砌块尺寸而定，由于墙体稳定性较差，亦需
对墙身进行加固处理，通常
沿墙身竖向和横向配以一定数量的受力钢筋。
4
、台阶
室外台阶的平台与室
内地坪的高差为
50mm,
表面内外稍微倾斜，
以免雨水流向室内 。
2.2.2
材料
砼强度等级为
C30
，
C20,
纵筋
HRB335
，
箍筋
HPB235
。
2.2.3
门窗
门窗表见表
2.1
表
2
.
1
门窗表
类型
设计
编号
M1
门
M2
M3
M4
洞口尺寸（
mm
）
1200
700
1800
1500
2100
2000
2100
2100
各层樘数
1
层
2
层
3
层
4
层
5
层
23
10
3
—
25
10
—
1
25
10
—
1
25
10
—
1
23
10
—
1
总樘数
121
50
3
4
备注
单开木门
单开铁皮门
双开玻璃门
子母式木门
续表
2
.
1
门窗表
类
型
设计
编号
C1
窗
C2
C3
洞口尺寸（
mm
）
2100
1500
2100
1500
1500
1800
各层樘数
1
层
2
层
3
层
4
层
26
1
18
28
2
—
28
2
—
28
2
—
5
层
28
2
—
总樘数
138
7
18
备注
塑钢窗
塑钢窗
塑钢窗
12
2.3
本章小结
建筑设计是一个较为复杂的过程，影响它的因素又很多。在进
行建筑设计时，应根
据建筑物的使用性质，规模，及周围交通采光等状况有关确定建筑物
在使用要求、所用
材料、设备条件等方面的质量标准，并且相应确定建筑物的耐久年限和
耐火等级。建筑
设计还应满足建筑使用功能、考虑建筑美观要求、具有良好的经济效果、
符合总体规划
要求。本设计满足了“适用、经济、美观”的要求。平面布局分区明确，互
不干扰。建
筑造型简洁、空间完整。此外，还考虑了人们对建筑物在美观方面的要求，考
虑建筑物
所赋予人们在精神上的感受。
13
第
3
章
结构设计
3.1
确定结构方案
3.1.1
框架结构的选择
框架结构由梁、柱构件通过节点连接构
成，它既承受竖向荷载，又承受水平荷载。
由于该设计仅考虑水平风荷载，总高度小于<
/p>
24m
，属多层建筑，Ⅱ类场地土，又为旅馆
楼，比较砖混
结构、框架
-
剪力墙结构，砖混结构满足不了使用功能要求；框架
-
剪力墙
结构性能好，但造价较高。选择框架结构，由钢筋砼梁、柱等杆
件刚接而成的框架体系
则具有承载力高、整体性强、抗震性能好、平面布置灵活、易形成
较大空间、施工方便
等优点。所以本设计选择五层框架结构。
3.1.2
基础布置
本框架
设计层数不多，上部结构的荷载较小，地基坚实均匀，再综合考虑现场的工
程地质条件、
水文条件、施工条件及经济技术条件等综合因素，选择柱下独立基础，因
为中间柱距较小
，所以采用矩形联合基础。
3.1.3
楼（屋）盖布置
考虑本设计梁格布置，结合双向板受力
性能较好，适合旅馆房间布局，梁格布置使
顶棚整齐美观以及经济等因素，采用钢筋混凝
土双向板肋梁楼（屋）盖。
3.1.4
结构措施
本框架设计由于长度方向为
6 9.6>55m
，不符合规范关于伸缩缝的设置要求，因此
考虑设置后浇
带，同时建筑不规则形状应设置沉降缝，所以沿建筑物长度方向隔
30.2m
和
23.4
间距留出施工后浇带，
带宽取
55 0mm
,
后浇带混凝土采用膨胀混凝土，
在二个月
后浇灌混凝土，浇灌时的温度宜低于主体混凝土浇灌时的温度。
依据工程结构抗震设计规范，六度设防时一般不必计算地震作用，只须采取必要的
抗震
措施。基础选择了低承台桩，同一结构单元的基础均埋置在同一标高上，有利于抗
震；<
/p>
楼面，
梁柱均为整体现浇结构，
合理选择构件尺寸和配筋，
体现了
“强柱弱梁”
，
“强
剪弱弯
”的设计原则。
3.2
结构计算
14
3.2.1
柱截面、板厚及柱高度的确定
1
、柱
（
1< /p>
）
.
恒荷载：
12
×
0.5
×（
7.8+2.60
）×
3.9
×
5=1217KN
活荷载：
2
×
0.5
×（
7.8+2.60
）×
3.9
×
5=203KN
估算柱轴力设 计值：
1.2
×
1217+1.4
×
203=1669KN
f
c
为混凝土轴心抗压强度设计值，本方案为
C30
混凝土，则
f
c
取
14.3kN/
㎜
2
柱：
A
c
?
1
.
2
N
/
0
.
75
f
c
公式（
3.1
）
A
c
—柱的截面面积
N
—柱所承受的轴力
f
c
—
C30
混凝土轴心抗压值
由公式（
3.1
）
A<
/p>
c
≥1.2×1669000/0.75×14.3=1.867
41×
10
5
≈190000
mm
2
，
取柱截面为正方形，则柱截面尺寸为：柱：
450mm
?
450mm
（
202500< /p>
mm
2
）
。
2
、梁
根据
h=
(
1/8
～
1/15
)
l
公式（
3.2
）
b
=(
1/2
～
1/3
)
h
公式（
3.3
）
h
—梁高
l
—梁场
b
—梁宽
估算
:
连系梁：
h= (1/8
～
1/15)
?
3900=500
～
260
取
h=500mm
b=(1/2
～
1/3)
?<
/p>
500=250
～
2
取
b=250mm
AB,CD
跨：
h= (1/8
～
1/15)
?
78
00=975
～
520
取
h=650mm
b=(1/2
～
1/3)
?<
/p>
650=325
～
217
,
取
b=250mm
BC
跨：
h=500m
,
取
b=250mm
楼梯间处
:
h=500mm
,
取
b=250mm
15
框架平面柱网布置及框架梁编号如图
3.1< /p>
所示
图
3
.
1
框架平面柱网布置
3
、板厚
本结构采用单向板，板厚
100 mm
。
4
、柱高度
底层柱高度
h=3
.
4+0
.
5+1
.
0=4
.
5m
，
其中：
3
.
4m
为底层层高，
0
.
5m
为室内外高差，
0.6m
为基础顶面 至室外地面的高度。其他柱高度等于层高
3m
。
框架计算简图如图
3.2
。
16
图
3.2
横向框架计算简图及线刚比
3.2.2
框架侧移刚度
参考：同济大学、天津大学、东南大学、清华大学等
.
混凝土结构
[
M
].
北京：中
国建筑工业出版社，
2008
，沈浦生主编
混凝土结构设计
[
M
].
北京： 高等教育出版
社
,
2005
.
< p>6。
1
、横梁线刚度
混凝土，
C20
，
Ec=2.55×
10
4
N/mm
2
=
2.55×
10
7
kN/m
在框架结构中，现浇层的楼面可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减
小框
架侧移，
为考虑这一有利作用，
在计算梁截面惯性矩 时，
对现浇楼面的边框架梁取
I=1
.
5I
0
（
I
0
为梁的截面惯性矩）
，对中框架梁取
I=2
.
0I
0
。
横梁的线刚度计算结果列于表
3
.
1
。
i
b
?
E
—混凝土的 弹性模量
17
EI
b
公式（
3.2
）
L
I
b
—框架梁、柱截面惯性矩
L
—跨长
表
3.1
横梁线刚度
梁号
截面
跨度
惯性矩
中框架梁
L
AB
、
CD
BC
b
?
h(m)
0.25×
0.65
0.56×
0.55
0.25×
0.5
L
(
m
)
7.8
2.6
bh
3
I
0
?
(
m
4
)
12
5.72×
10
-3
2.60×
10
-3
I
b
?
2
I
0
(
m
4
)
1.14×
10
0.52×
10
2
2
i
b
?
< br>EI
b
(
kN
?
m
)
L
3.7
4×
10
5.11×
10
4
4
4
2
、横向框架柱的侧移刚度
D
值
柱混凝土
C30
，
C30
< p>，Ec=3
.
0
×
10
4
N/mm
2
=
3
.
0
×
10
7
kN/m
2
，柱线刚度列于表
3
.
2
，
横向框架柱侧移刚度
值计算见表
3
.
3
。
表
3.2
柱线刚度
柱号
截面
柱高度
惯性矩
线刚度
Z
底层柱
标准层柱
(
m
)
0.45×
0.45
0.45×
0.45
2
h
(
m
)
4.5
3.0
bh
3
I
0
?
(
m
4
)
12
3.42×
10
-3
3.42×
10
-3
i
c
?
EI<
/p>
0
(
kN
?
m
)
h
2.28×
10
3.42×
10
4
4
在计算内力时线刚度区实际线刚度
0. 9
倍。
底层：
2.28×
10
4
×
0.9=2.05×
10
4
kN
?
m
标准层：
3.42×
10
4
×
0.9=3.08×
10
4
kN
?
m
线刚比：
I
b
=
（
3.74×
1
0
4
）
/(3.42×
10
4
）＝
1.094
18
I
Z
=(5.11×
10
4
)/(3.42×
10
4
)<
/p>
＝
1.494
I
d
=(0.667×
10
4
)
/(3.42×
10
4
)
＝
0.667
D
?
?
i
c
12
公式（
3.3
）
2
h
?
—线刚度修正系数
i
c
—层柱的线刚度
h
—层柱高
?
?
k
(
一般层
)
公式（
3.4
）
2
?
k
?
?
k
—梁柱线刚比值
0
.
5
?
k
(
底层
)
公式（
3.5
）
2
?
k
表
3.3
横向框架柱侧移刚度
D
值计算
k
?
?
i
2
i
c
b
(
一般层
)
层
次
?
?
柱号
< p>
k
(
一般层
)
<
/p>
2
?
k
D
?
?
i
c
(
/
m
)
k
?
中框架边
柱
?
i
i
c
b
(
底层
)
?
?
0
.
5
?
k
(
底层
)
2
?
k
0.608
0.763
12
h
2
根
数
1.824
4.317
7386
9269
2
2
底
层
中框架中
柱
?
D
2
-
5
层
中框架边
柱
中框架中
柱
1.214
2.873
33310
0.378
0.590
15523
24229
2
2
19
?
D
79504
3.2.3
横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算
参考：国家标准
.
混凝土结构设计规范（
GB 50010
－
200 2
）
[
S
].
北京：中国建筑< /p>
工业出版社，
2002
；混凝土结构第二版
[
M
]
，叶列平，清华大学出版社，
2006
。
1
、风荷载标准值
作用在屋面梁楼面梁集中荷载标准值：
?
k
?
?
z
?
s
?
z
?
0
(
h
i
?
h
j
)
B
/
2
公式（
3.6
）
?
0
—基本风压
?
z
—高处
z
处的风振系数
?
s
—风载体型系数
?
z
—风压高度变化系数
h
i
—下层柱高
h
j
—上层柱高
B
—柱距
本设计房屋
高度
18m
＜
30m,
高宽比
18 /18.2=0.989
＜
1.5
，故不考虑风压脉动的影响，< /p>
取
?
z
?
1.0
，
C
类地区，基本风压
< br>?
0
?
0.55k
N
/
m
，由荷载规范查得矩形
?
s
?
0.8
KN
/
m
(
迎风面）
，
?<
/p>
s
?
0.5
KN
/
m
(
背风面）
。取④轴线横向框架计算，
其负载宽
度为
18.2m
、
B=3.9m
。
沿房屋高度分布风荷载标准值如表
3
.
4
所示。
表
3.4
沿房屋高度分布风荷载标准值
层次
1
2
3
4
H
i
/m
3.4
6.4
9.4
12.4
H
i
/m
3
3
3
3
?
Z
0.74
0.74
0.74
0.74
20
H
< br>j
/
m
3
3
3
3
w/kn
6.19
6.19
6.19
6.19
5
15.4
3.9
0.74
3
7.12
沿房屋高度分
布风荷载标准值如图
3
.
3
，按静力等效原理将图 示的分布风荷载转化
为节点集中荷载如图
3
.
< p>4。
图
3.4
节点集中风荷载
2
、风荷载作用下的水平位移验算
水平荷载下的层间位移公式：
?
u
j
?
V
j
—第
i
层的总剪力
V
j
?
D
公式（
3.7
）
ij<
/p>
?
D
ij
—第<
/p>
j
层所有柱侧位移刚度和
?
u
j
—第
j
层的层间位移
风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算如表
3
.
5
所示。
21
表
3.5
风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算
层次
5
4
3
2
1
h
i
(<
/p>
m
)
3
3
3
3
4.5
F
i
(
kN
)
6.19
6.19
6.19
6.19
7.12
V
(
kN<
/p>
)
i
?
D
(
kN
/
m
)
79504
79504
79504
79504
33310
u
i
(
mm
)
0.00008
0.00016
0.00023
0.00031
0.00096
?
u
i
/
h
i
2.67×
10
?
5
6.19
12.38
18.57
24.76
31.88
5.33×
10
?<
/p>
5
7.67×
10
?
5
10.33×
10
?
5
21.33
×
10
?
5
< br>由表
3
.
5
可见，风荷载作用下框架的最大 层间位移角为
21.33
×
10
?
5
，远小于
1/550=181.82
×
10
?
5
，满足规范要求。<
/p>
3
、风荷载作用下，横向框架的内力分析
参考：国家标准
.
混凝土结构设计规范（
GB 50010
－
200 2
）
[
S
].
北京：中国建筑< /p>
工业出版社，
2002
，梁兴文、王社良、李晓文等
.
混凝土结构第二册
[
M
].
北京：清华
大学出版社，
2006
。
< p>
以中框架为例进行计算，边框架和纵向框架的计算方法、步骤与横向中框架完全相
同。
框架柱剪力及弯矩计算，采用
值法，其结果见表
3
.
6
。
确定反弯点饿位置用公式
Y=
y
0
+y
1
+y
2
+y
3
公式（
3.6
）
y
0
—框架柱的标准反弯点高度比。
y
1
—上、下梁线刚度变化时对反弯点高度比的修正值
。
y
2
、
3
—上、下层层高变化时对反弯点高度比的修正值。
表
3.6
A
柱框架反弯点的位置
层号
5
4
3
h/m
3
3
3
y
0
0.36
0.41
0.46
y
1
0
0
0
y
2
0
0
0
22
y
3
0
0
0
y
0.63
0.41
0.46
yh/m
1.08
1.23
1.38
2
1
3
4.5
0.5
0.57
0
0
0
0
-0.005
0
0.5
0.57
1.5
2.57
表
3.7
A
柱框架反弯点的位置
层号
5
4
3
2
1
h/m
3
3
3
3
4.5
y
0
0.44
0.45
0.50
0.50
0.535
y
1
0
0
0
0
0
y
2
0
0
0
0
0
y
3
0
0
0
0
0
y
0.44
0.45
0.50
0.50
0.535
yh/m
1.32
1.35
1.5
1.5
2.57
计算公式
:
M
c
上
?
V
< br>im
(
1
?
y
)< /p>
h
公式（
3.7
）
M
c
下
?
V
im
yh
公式（
3.8
）
M
b
左
j
M
b
右
j
左
< br>i
b
?
右
左
(
M
c
下
j
?
1
?
M
上
j
)
公式（
3.9
）
i
b
?
i
b
< br>右
i
b
?
右
左
(
M
c
下
j
?
1
?
M
上
j
)
公式（
3.10
）
i<
/p>
b
?
i
b
M
b
总
j
?
M
< br>c
下
j
?
1
?
M
上
j
公式（
3.11
）
M<
/p>
c
上
—层间柱上部弯矩
M
c
下
—层间柱下部弯矩
M
b
左
j
< p>—层间柱左部弯矩
M
b
右
j
—层间柱右部弯矩
M
b
总
j
—层间柱总弯矩
V
im
—层间柱剪力
y
—反弯点高度
h
—层高
i
—梁柱所对应的线刚度
23
表
3
.
8
中框架柱剪力及弯矩计算表
层
次
层
高
h
i
层间剪力
V
i
层间刚度
D
i
5
3
6.19
79504
15523
1.21
0.195
1.08
2.32
4
3
12.38
79504
15523
2.41
0.195
1.23
4.27
3
3
18.57
79504
15523
3.62
0.195
1.38
5.86
2
3
24.76
79504
15523
4.83
0.195
1.50
7.25
1
4.5
31.88
33310
7386
7.08
0.222
2.57
13.66
D
i
1
V
i
1
(
k N
)
A
（
D
）
轴
柱
K
y
i
(
m
)
（
kN
?
m< /p>
）
M
上
M
下
（
kN
?
m
）
1.31
2.96
5.00
7.25
18.2
M
总
D
i
1
< br>
B
（
C
）
轴
柱
（
kN
?
m< /p>
）
2.32
24229
1.89
0.305
1.32
5.58
24229
3.78
0.305
1.35
21.98
8.82
24229
5.66
.0305
1.5
28.13
13.25
24229
7.55
0.305
1.5
31.87
20.91
24229
8.86
0.278
2.41
36.85
V
i
1< /p>
(
kN
)
K
y
i
(
m
)
M
上
（
kN
?
m< /p>
）
15.47
M
下
B
(C)
轴
（
kN
?
< p>m）
M
左
10. 31
16.58
23.02
31.87
74.83
（
kN
?
m
）
M
右
1.35
3.69
5.75
8.38
12.623
（
kN
?
m
）
1.83
5.04
7.84
11.44
17.22
24
注：
y
?
y
0
?
y< /p>
1
?
y
2
,
3
，
V
i
?
V
i
D
i
1
/
D
i<
/p>
，
M
上
?
V
i
1
(1
?
y
i
)
h
i
，
M
下
?
V
i
y
i
h
i
框架梁端弯矩、剪力及柱轴力
见表
3.7
。
表
3
.
9
风荷载作用下框架梁端弯矩
层数
5
4
3
2
1
表
3
.
10
风荷载作用下框柱轴力
层数
5
4
3
2
1
A
轴
-0.47
-1.66
-3.53
-6.3
-10.6
AB
跨右
-BC
跨左
-0.94
-2.69
-4.16
-6.03
-8.95
B
轴
-0.94
-3.63
-7.79
-13.82
-22.77
梁
AB
跨
长
7.8
7.8
7.8
7.8
7.8
BC
跨
长
2.6
2.6
2.6
2.6
2.6
A
轴
2.32
5.58
8.82
13.25
弯矩
梁端剪力（
KN
）
B
轴左
B
轴右
AB
跨左
=AB
跨右
BC
跨左
=BC
跨右
1.35
3.69
5.75
8.38
1.83
5.04
7.84
11.44
0.47
1.19
1.87
2.77
4.3
1.41
3.88
6.03
8.8
13.25
20.91
12.63
17.22
注
1
：柱轴力中的负号表示拉力。
注
2
：表中
M
单位为
k
N·m，
V
单位为
kN, N
单位为
kN, L
单位为
m
。
风荷载作
用下框架弯矩见图
3.3
剪力及柱轴力见图
3.4
25
图
3
.
3
框架弯矩图（
kN·
m
）
图
3
.
4
梁端剪力及柱轴力（
kN
）
3.2.4
活荷载收集
参考
:
国家标准
.
建筑结构荷载规范（
GB 50009
－
2001
）
[
S
].
北京：中国建筑工< /p>
业出版社，
2002
；东南大学、同济大学、天津大学合编 ，混凝土结构中册
[
M
]
，中国建
筑工业出版社，
2008
1
、屋面均布活载标准值
计算
重力载荷代表值时，仅考虑屋面雪载荷
0
.
45 kN/m
2
。
由于屋面雪荷载
0
.
45 kN/
㎡
< 0.5kN/
㎡，则屋面均布活荷载取
0.5
kN/ m
2
。
2
、楼面均布活荷载标准值
楼面均布活荷载对旅馆楼的一般为
2
.
0kN/m
2
，取均布载荷为
2
.
0kN/m
2
。
3.2.5
竖向荷载作用下横梁框架的内力分析
参考：国家标准
.
混凝土结构设计规范（
GB 50010
－
200 2
）
[
S
].
北京：中国建筑
工业出版社，参考
:
国家标准
.
建筑结构荷载规范（
GB 5000 9
－
2001
）
[
S
].
北京：中
国建筑工业出版社，
2002
；
，
东南大学、
同济大学、
天津大学合编，
混凝土结构中册
[
M
]
，
中国建筑工业出版社，
2008
26
取④轴框架计算。
1
、计算单元
横向框架计算单
元如图
3
.
7
所示。
图
3.5
横向框架计算单元
2
、恒载计算
（
1
）屋面框架梁线荷载标准值（不上人屋面）
：
SDC120
复合卷材
0 .15 KN/m
2
1
∶
3 30mm
厚水泥砂浆找平层
0.03
×
20=0.6 KN/m
2
150mm
厚加气混凝土保温层
0.15
×
6.0=1.2 KN/m
2
100mm
厚现浇混凝土楼板
0.1
×
25=2.5 KN/m
2
20
厚板底粉刷
0.02
×
20=0.4 KN/m
2
屋面恒载
4.55 KN/m
2
框架边梁自重（
AB
、
CD
）
0.25
×
0.65
×
25
＝
4.06 KN/m
边梁侧粉刷
2
×（< /p>
0.65-0.1
）×
0.02
×
1 7
＝
0.374KN/m
框架中梁自重（
BC
）
0.25
×
0.50
×
25=3.125 KN/m
中梁侧粉刷
2
×（
0.50-0.1
）×
0.02
×
17
＝
0.272 KN/m
作用在顶层框架梁上的线荷载为：
27
g
5AB1
=g
5CD1
=4.06+0.37
＝
4.43
KN/m
g
5BC1
=3.125+0.272=3.397KN/m
g
5AB2
=g
5CD2
=4.55
×
3.9=17.55 KN/m
g
5BC2
=4.55
×
2.6=11 .83KN/m
（
2
）
楼面框架梁线荷载标准值：
10mm
厚水泥砂浆面层
0.01
×
20=0.2 KN/m
2
100mm
厚现浇混凝土楼板
2.5 KN/m
2
20mm
厚水泥砂浆板底
0.02
×
20=0.4 KN/m
2
楼面恒载
3.10 KN/m
2
边跨填充墙标准层自重：
0.24
×（
3.0-0.65
）×
10
＝
5.64KN/m
墙面粉刷：
（
3.0-0.65
）×
0.02
×
2
×
17
＝
1.598KN/m
管道井填充墙
:
（
3.0-0.0.1
）×
(1 +1.5)
×
0.24
×
10
＝< /p>
17.4KN
C
型轻钢龙骨隔墙四层（无保温）
：
< /p>
0.49
×（
3-0.1
）×（
< p>2.4+2.4）
=6.28KN
卫生间平均到楼板仅在墙下受压处进行双倍配筋：
（
17.4+6.82
）
/
（
3.9
×
7.8
）
=0.80 KN/m
实际楼面恒荷载为：
3.10+0.80=3.9 KN/m
作用在中间层框架梁上的线荷载为：
g
AB1
=g
CD1
=
4.434+5.64+1.598
＝
11.67KN/m
g
BC1
=3.4 KN/m
g
AB2
=g
CD2
=3.9
×
3.9=15.21 KN/m
g
BC2
=3.9
×
2.6=10.14 KN/m
（
3
）屋面框架节点集中荷载标准值：
边柱连系梁自重：
0.2 5
×
0.5
×
3.9
×
< p>25＝
12.19KN
粉刷：
2
×
0.02
×（
0.50-0.10
）×
3.9
×
17
＝
1.06KN
1.5m
高女儿墙自重：
1.5
×
3.9
×
0.24
< p>×10
＝
14.04 KN
粉刷：
2
×
0.02
×
1.5
×
3.9
×
20
＝
4.68 KN
连系梁传来屋面自重：
A
、
D
点相同：
1/2
×
3.9
×
1/2
×
3.9
×
4.55
＝< /p>
17.30 KN
28
顶层边节点集中荷载：
G
5A
=G
5D
=<
/p>
49.27
KN
中柱连系梁自重：
0.25
×
0.50
×
3.9
×
25
＝
12.19KN
粉刷：
2
×
0.02
×（
0.50-0.10
） ×
3.9
×
17
＝
1.06 KN
连系梁传来屋面自重：
B
、< /p>
C
点相同：
（
0.5
×
3.9
×
0.5
×
3.9+0.5
×
3.9
×
0.5
×
2.6-0 .5
×
2.6
×
0.5
×
2.6
×
0.5
）
×
2
×
4.55
＝
32.68 KN
顶层中间节点集中荷载：
G
5B
=G
5C
=45.93KN
（
4
）楼面框架节点集中荷载标准值：
边柱连系梁自重：
0.2 5
×
0.50
×
3.9
×
25
＝
12.19KN
粉刷：
2
×
0.02
×（
0.50-0.10
）×
3.9
×
17
＝
1.06 KN
钢窗自重：
2.
1
×< /p>
1
×
1.5
×
0.45
＝
1.42KN
窗下墙体自重：
0.37
×
0.85
×
2.1
×
10
＝
6.6KN
粉刷：
2
×
0.018
×
0.85
< p>×2.1
×
20
＝
1.29 KN
窗边墙体自重：
0.37
×（
3
－
0.65
< p>）×（3.9-2.1-0.45
）×
10
＝
11.74 KN
粉刷：
2
×
2.35
×
1.35
×
0.018
×
20
＝
2.28 KN
框架柱自重：
0.45
×
0.45
×
3
×
25
＝
< p>15.19KN
连系梁传来楼面自重：
A
、
D
点相同：
0.5
×
3.9
×
0.5
×
3.9
×
3.9
＝
14.83 KN
中间层边节点集中荷载：
G
A
=G
D
=66.6KN
中柱连系梁自重：
12.19 KN
粉刷：
1.06 KN
内纵墙自重：
（
3.9-0.45
）×（
3.0
－< /p>
0.5
）×
0.24
×
10
＝
20.17KN
粉刷：
2
×（
3.9
－
0.45
）×（
3.0
－
0.5
）×
0.018
×
20
＝
6.21KN
扣除门洞重加上门重：
－
2.1
×
1.0
×
0.24
×
10+1.0
×
2.1
×
0. 2
－
2.1
×
1.0
×
< p>2×
20
×
0.018
＝
-6.13KN
框架柱自重：
15.19KN
连系梁传来楼面自重：
29
B
、
C
点相同：
[0.
5
×
3 .9
×
0.5
×
3.9
×
0.5
＋
0.5
×
3.9
×
0.5
×
2.6-0.5
×
2.6
×
0.5
×
2.6
×
0.5
]
×
2
×
3.9
＝
28.01 KN
中间层中节点集中荷载：
G
B
=G
C
=77.23KN
（
5
< p>）恒载作用下的结构计算简图如图3
所示，
G
5A
=
G
5D
=49.27KN
G
5B
=
G
5C
=45.93 KN
G
A
=
G
D
=66.6 KN
G
B
=
G
C
=77.23 KN
g
5AB1
=
g
5CD1
=
4.43
KN/m
g
5BC1
=3.4 KN/m
g
5AB2
=
g
5CD2
=17.55 KN/m
g
5BC2
=11.83KN/m
g
AB1
=
g
CD1
=11.67KN/m
g
BC1
=3.4KN/m
g
AB2
=
g
CD2
=15.21KN/m
g
BC2
=10.14 KN/m
3.
屋、楼面活荷载计算
屋、
楼面活荷载作用下的结构计算简图如图
4
所示。图中各荷载值计算如下
< p>
P
5AB
= P
5CD
=3.9
×
0.5=1.95 KN/m
P
5BC
=2.6
×< /p>
0.5=1.3KN/m
P
5A
=P
5D
=0.5
×
3 .9
×
0.5
×
3.9
×
0.5
×
2
×
0.5=1.9
KN
P
5B
=
P
5C
=
（
3.9
×
0.5
×
3.9
×
0.5
×
0.5+3.9
×
0.5
×
< p>2.6×
0.5-2.6
×
0.5
< p>×2.6
×
0.5
×
0.5< /p>
）
×
0.5
×
2=3.59 KN
P
AB
＝
P
CD
=7.8 KN/m
走廊：
P
BC
＝
5.2KN/m
P
A
=
P
D
=7.61KN
P
B
=
P
C
= 14.37KN
4.
屋面雪荷载（分布同屋面活荷载）
P
雪
AB
＝
P
雪
CD
＝
0.45
×
3.6
＝
1.62
KN/m
30
P
雪
BC
＝
0.45
×
2.6=1.17
KN/m
P
雪
A
=P
雪
D
=0.45
×
0.5
×
3.9
×
0.5
×
3.9
=1.71KN
P
雪
B
=
P
雪
C
= 0.45
×
2
（
0.5
×
3.9
×
0.5
×
3.9
×
0.5+0 .5
×
3.9
×
0.5
×
2.6+0.5
×
2.6
×
0.5
×
2.6
×
0.5
）
=3.23 KN
图
3
.
6
恒载作用下框架剪力图
图
3
.
7
活载作用下框架剪力图
5
、内力计算
参考：叶列平
.
混凝土结构设下册
[
M
].
北京：清华大学出版社，
2006
。
< p>
梁端，柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算。因各楼层楼面活荷载标准值均小于
3
.
5kN
/
m
2
，可采用满布荷载法近似考虑活荷载不利布置的影响。
（
1
）分配系数计算
考虑框架对称性
,
取半框架计算
,
取
AB
跨梁线刚度作为基础值
1
，
半框架的梁柱相对
线刚度如图
3
.
10< /p>
所示
,
切断的横梁线刚度为原来的
2
倍
,
分配系数按与节点连接的转动刚
度比值计算，由图<
/p>
3.2
已经得出。
（
2
）传递系数
传递系为
1/2
，远端滑动铰支传递系数为
-1
。
31
（
3
）转化匀布荷载
< br>梁上分布荷载由矩形和梯形两部分组成，
可根据固端弯矩相等的原则先将梯形分布
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
3.10 .
所示：
图
3.8
等效匀布荷载计算图
1
57
?
?
?
,
Q
?
P
?
?
M
AB
P
?
M
AB
Q
?
4
64
?
?
2
3
?
Q
?
< br>(
1
?
2
?
?
?
)
?
< br>?
?
1
,
Q
?
5
P
?
< br>2
8
?
g
5
边
＝
g
5AB1
+
57
57
g
5AB2
=4.43+
×
17.55=20.06K N/m
64
64
5
5
g
5
中
＝
g
5BC1
+
g
5B
C2
=3.40+
×
10.14=9.74 KN/m
8
8
g
边
＝
g
AB1
+
57
57
g
AB2
=
11.67+
×
15.21=25.22 KN/m
6
4
64
5
5
g
< br>中
＝
g
BC1
+
g
BC2
=3.40+
×
10.14=12.77 KN/m
8
8
图示结构内力可用弯矩分配法计算，并可利用结构对称性取二分之一结构计算，各
杆
的固端弯矩为：
M
5AB
=
M
5BA
=
M
5BC
=
1
1
g
5
边
·
l
< br>边
2
＝
×
20.06×< /p>
7.8
2
＝
101.70 KN·
M
12
12
1
1
g
5
中
·
l
中
2
＝
×
10.79×
2.6
2
＝
6.08 KN·
M
12
12
M
AB
=
M
BA
=
M
BC
=
1
1
g
5
边
·
l
边
2
＝
×
25.22×
7.8
2
＝
127.87 KN·
M
12
12
1
1
g
5
中
·
l
中
2
＝
×
9.74×
2.6
2
＝
5.49 KN·
M
12
12
32
活荷载转化匀布荷载：
P
5
边
＝
57
57< /p>
P
5AB
=
×
< p>1.95=1.74 KN/m
64
64
5
5
P
5
中
＝
P
5BC
=
×< /p>
1.3=0.81 KN/m
8
8
P
5
边
＝
5
7
57
P
5AB
=
×
7.8=5.29 KN/m
64
64< /p>
5
5
P
5
中
＝
P
5BC
=
×
5.2=3.25KN/m
8
8
各杆的固端弯矩为：
M
AB5
= M
BA
=
M
BC5
=
1
1
P
5
边
·
l
边
2
＝
×
1.74×
7.8
< p>2
＝
8.82KN·
M
< br>12
12
1
1
P
5
中
·
l
中
2
＝
×
0.84×
2.6
2
＝
0.47KN·
M
12
12
1
1
< p>P
边
·
l
边
2
＝
×
5.29×
< p>7.8
2
＝
26.82KN·
M
12
12
M
AB
5
= M
BA
=
M
BC5
=
（
3
）弯矩分配
1
1
P
中
·
l
中
2
＝
×
3.25×
2.6
2
＝
1.83KN·
M
12
12
恒荷载作用下
,
框架的弯矩分配计算见表
3
.
11
，框架弯矩图见图
3.9
活荷载作用下
,
框架的弯矩分配计算见表
3
.
12
，框架弯矩图见图
3.9
33
表
3
.
11
恒载作用下
分配系数
上柱
0.311
39.77
22.99
-8.6
54.16
0.311
39.77
19.89
-7.63
52.03
0.311
39.77
19.89
-8.35
51.31
39.77
22.19
-8.35
53.61
0.311
39.77
19.89
-7.63
52.03
0.311
39.77
19.89
-8.6
51.06
0.311
45.97
19.89
-2.21
63.65
下柱
0.452
右梁
0.548
-101.7
55.73
-15.01
-2.67
-63.65
-54.1
0.378
-127.87
48.33
-15.24
-10.44
-105.22
-89.44
0.378
-127.87
48.33
-15.24
-9.28
-104.06
-88.45
0.378
-127.87
48.33
-15.24
-10.14
-104.92
34
左梁
上柱
下柱
0.258
右梁
0.428
-6.08
-24.67
-40.93
-12.55
-3.95
-6.65
0.314
101.7
-30.2
27.87
-4.81
94.74
80.53
0.249
0.205
五
杆端弯矩
层
结果弯矩
调幅弯矩
分配系数
-41.17
-53.57
-45.53
0.205
0.341
-5.49
-25.09
-41.73
-12.55
0.15
0.24
四
杆端弯矩
层
结果弯矩
调幅弯矩
分配系数
127.87
-30.47
24.17
0.18
121.75
-25.09
-12.34
0.15
-37.28
-37.49
-46.98
0.205
-39.93
0.341
-5.49
-25.09
-41.73
-12.55
0.19
-37.45
0.205
0.32
-46.9
-39.87
0.341
-5.49
-25.09
-41.73
-13.46
0.38
-38.17
0.62
-46.6
103.49
0.249
0.205
三
杆端弯矩
层
结果弯矩
调幅弯矩
分配系数
127.87
-30.47
24.17
0.23
121.8
-25.09
-12.55
0.19
-37.45
103.53
0.249
0.205
二
杆端弯矩
层
结果弯矩
127.87
-30.47
24.17
0.46
122.03
-25.09
-12.55
0.38
-37.26
调幅弯矩
-89.18
分配系数
0.347
0.231
0.422
一
杆端弯矩
-127.87
44.37
29.54
53.96
层
19.89
-12.4
-2.6
-1.73
-3.16
结果弯矩
61.66
27.81
-89.47
调幅弯矩
-76.05
传至地基的弯矩
13.91
35
103.73
-39.61
0.268
0.22
0.147
0.365
127.87
-32.8
-26.92
-17.99
-46.67
26.98
-12.55
-3.87
-3.17
-2.12
-5.27
118.18
-42.64
-20.11
-55.43
100.45
-47.12
10.55
表
3
.
12
活载作用下
上柱
0.311
8.34
2
-0.95
9.39
0.311
8.34
4.17
-1.62
10.89
0.311
8.34
8.34
0.311
8.34
4.17
-1.62
0.311
8.34
4.17
-0.95
0.311
3.99
4.17
-1.29
6.87
下柱
0.452
右梁
左梁
上柱
下柱
0.258
-2.16
-2.56
0.04
-4.68
0.205
-5.12
-1.08
-0.29
-6.49
0.205
-5.12
-2.56
0.01
-7.67
0.205
-5.12
-5.12
0.205
-5.12
-2.56
0.01
0.02
0.205
-5.12
-2.56
-0.29
-0.49
0.205
0.06
-3.98
-3.38
0.341
-1.83
-8.52
右梁
0.428
-0.47
-3.57
分配系数
五
杆端弯矩
层
结果弯矩
调幅弯矩
分配系数
四
杆端弯矩
层
结果弯矩
调幅弯矩
分配系数
三
杆端弯矩
层
结果弯矩
调幅弯矩
分配系数
二
杆端弯矩
0.548
-8.82
4.83
-1.31
-1.57
-6.87
-5.84
0.378
-26.82
10.14
-3.12
-1.15
0.314
8.82
-2.62
2.42
0.04
8.66
7.36
0.249
26.82
-6.23
5.07
-0.36
25.3
-21.5
0.249
26.82
-6.23
5.07
0.01
25.67
21.82
0.247
26.82
-6.23
11.56
-20.95
-17.8
0.378
-26.82
10.14
-3.12
-1.98
-7.97
-10.84
-9.21
0.341
-1.83
-8.52
10.89
-21.78
-18.51
0.378
-26.82
10.14
36
-7.67
-10.33
-8.78
0.341
-1.83
-8.52