黄淮学院成人高等教育毕业论文（设计）评分表
黄淮学院成人高等教育毕业设计
某市职业高中实训楼设计
摘要
本工程为某市职业高中实训楼，地上部分五层，设有15间实训室、1间活动中心、1间学术报告厅、8间教师办公室，地下部分一层，设1个消防水池、1间消防泵房，总建筑面积5152.34m2。结构形式为框架结构，抗震设防烈度7度，防火等级，设计使用年限50年。
本工程结构设计采用框架结构，结构计算按横向框架承重分析。内力计算考虑以下三种荷载作用，即水平地震荷载作用下的内力，竖向荷载作用下的内力及重力荷载代表值作用下的内力。在进行截面抗震设计时，柱按偏压构件计算，为保证延性框架要“强剪弱弯，强柱弱梁，强节点弱构件强锚固的设计原则，且满足构造要求。
关键词：框架；结构设计；抗震设计
黄淮学院成人高等教育毕业设计
A city high school occupation training building design
ABSTRACT
This project is a city high school occupation training building, has five floors on the ground, with 15 training rooms, 1 centers, 1 academic lecture hall, 8 teacher's office, a layer of underground part, 1 fire pool, 1 fire pump room, a total construction area of 5152.34m2. Frame structure, seismic fortification intensity of 7 degrees, fire rating, design life of 50 years.
This engineering construction design adoption the frame construction, Being calculating the structure, the lateral structure be lacked as frame system and be analysis. construction calculation consider of the action come from three loads, they are horizontal earthquake load, design value of gravity load and representative value of gravity load, we look the column as stubbornly pressed member to compute. In the intrest of the assurance of the frame-work ability continue, we adhere to the design princi ple is “stranger column and weaker beam, stranger shear force and weaker bending, stranger joint stronger anchorage”. And the cross-section must to meet the demand of construction.
Keywords :frames, structural design, anti-seismic design
黄淮学院成人高等教育毕业设计
目录
第一章绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1
第二章竖向荷载计算及内力图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４
2.1确定框架计算简图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４
2.2 梁、柱截面尺寸估算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５
2.3 荷载计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７
2.4 竖向荷载计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．９
本章总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22 第三章水平荷载计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
3.1 重力荷载代表值计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.23
3.2 框架侧移刚度计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
3.3 柱的侧移刚度 D 值计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 28
3.4 自振周期计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 29
3.5 横向水平地震作用和楼层剪力计算．．．．．．．．．．．．．．． 30
3.6 结构在多遇地震作用下的抗震变形验算．．．．．．．．．．． 32
3.7 地震作用下的框架内力计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32
3.8 横向框架内力组合．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35
本章总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39 第四章截面设计与配筋计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40
4.1梁正截面强度计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40
4.2 框架梁斜截面计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40
4.3 框架柱截面设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41
本章总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43 第五章基础设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44
5.1 地质条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44
5.2 确定基础的高度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44
5.3 确定l和b．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 45
5.4 偏心荷载验算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．. 45
5.5 配筋计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46
本章小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47 第六章板的配筋计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48
6.1 荷载计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48
6.2 各双向板内力及变形分析计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49
6.3 各板区及支座配筋计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52
本章小结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53 第七章楼梯设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54
7.1 斜板TB-1设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54
7. 2 楼梯斜高（TL-1）计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55
本章总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56 第八章PKPM软件计算和手算结果的比较与分析．．．．．．．．．．．57参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59
第一章绪论
毕业设计是建筑学专业综合性和实践性极强的最后一个教学环节，是理论与实际相结合的一个过渡阶段；是我们学生运用所学的基础理论、专业知识和基本技能进行综合运用的实践过程。
1.1 建筑设计说明
这次毕业设计的课题为某市职业高中实训楼设计,结构方案采用框架结构，五层，是一座以教学为特色的永久性建筑，根据地形，该楼正面朝南，为南北走道。在满足功能要求的基础上，该建筑要体现现代化特色，适应现代化的教学需求。满足消防、抗震等安全要求。
1.1.1平面设计
建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系。由于建筑平面通常较为集中反映建筑功能方面的问题，一些剖面关系比较简单的民用建筑，它们的平面布置基本上能够反映空间组合的主要内容，因此，首先从建筑平面设计入手。但是在平面设计中，我始终从建筑整体空间组合的效果来考虑，紧密联系建筑剖面和立面，分析剖面、立面的可能性和合理性，不断调整修改平面，反复深入。也就是说，虽然我从平面设计入手，但是着手于建筑空间的组合。各种类型的民用建筑，从组成平面各部分面积的使用性质来分析，主要可以归纳为使用部分和交通联系部分两类。建筑平面设计是组合布置建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系，它包括使用部分设计和交通联系部分设计。
1.1.2 剖面设计
建筑剖面图是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的组合关系，剖面设计主要表现为建筑物内部结构构造关系，以及建筑高度、层高、建筑空间的组合与利用。它和房屋的使用、造价和节约用地有着密切关系，也反映了建筑标准的一个方面。其中一些问题需要平、剖面结合在一起研究，才具体确定下来。
本工程为某市职业高中实训楼，地上五层，地下一层。因为考虑到实训楼层数较少，仅有五层，垂直交通采用楼梯。门的高度根据人体尺寸来确定，窗高要满足通风采光要求。
1.1.3 立面设计
立面设计是为了满足使用功能和美化环境的需要而进行的。同时，还可起到改善环境条件、保护结构和装饰美化建筑物的作用。并且要考虑它的耐久性、经济性；正确处理与施工技术的关系。
建筑立面可以看成是由许多构部件所组成：它们有墙体、梁柱、墙墩等构成房屋的结构构件，有门窗、阳台、外廊等和内部使用空间直接连通的部件，以及台基、勒脚、檐口等主要起到保护外墙作用的组成部分。恰当地确定立面中这些组成部分和构件的比例和尺度，运用节奏韵律、虚实对比等规律，设计出体型完整、形式与内容统一的建筑立面，是立面设计的主要任务。
建筑立面设计的步骤，通常根据初步确定的房屋内部空间组合的平剖面关系，例如房屋的大小、高低、门窗位置，构部件的排列方式等，描绘出房屋各个立面的基本轮廓，作为进一步调整统一，进行立面设计的基础。设计时首先应该推敲立面各部分总的比例关系，考虑建筑整体的几个立面之间的统一，相邻立面间的连接和协调，然后着重分析各个立面上墙面的处理，门窗的调整安排，最后对入口门廊、建筑装饰等进一步作重点及细部处理。
1.2 结构设计说明
该实训楼我采用的是框架结构。首先根据框架的跨度估算主次梁的截面尺寸，依据荷载导算的结果估算柱的截面尺寸，并画出一榀框架的竖向受荷图。其次进行水平方向荷载和竖向荷载的内力计算。在进行竖向荷载即恒活载的内力计算时采用的方法是二次弯矩分配法。在进行横向荷载计算主要是地震作用的计算，可采用的方法有反弯点法和D值法，D值法实际上是改进的反弯点法，更为精确些。然后根据计算出的内力进行内力组合，从中取出最不利组合进行下一步的梁、板、柱、楼梯、和基础的界面设计和配筋。最后根据计算出的结果绘制结构施工图。手算完之后再上机利用PKPM进行电算，将手算的结果和电算的结果进行比较，找
出两者间的不同之处并分析产生这种结果的原因。
本组毕业设计题目为《洛阳市职业高中实训楼设计》。在结构设计前期，我温习了《结构力学》、《混凝土结构设计原理》、《混凝土结构设计》、《工程结构抗震设计》、《土力学》、《基础工程》、等书籍，并借阅了《混凝土结构设计规范》、《混凝土结构构造手册》、《建筑抗震设计规范》、《荷载规范》、《地基规范》、《高层建筑混凝土结构技术规程》等规范。在网上搜集了不少相关资料，并做了笔记。在结构设计中期，我通过所学的基本理论、专业知识和基本技能参照相关书籍中的示例行计算和分析，并在结构设计指导老师的指导下进行相应修正。在结构设计后期，主要进行设计手稿的校正并电脑输入和 PKPM 计算出图。
结构设计的六周里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、以及外文的翻译，加深了对框架结构结构设计、新规范、计算原理、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。通过以上所有这些从不同方面的辅助逐渐达到了毕业设计的目的与要求。
框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，由于自己水平有限，在整个结构设计过程中难免有欠考虑和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。
第二章竖向荷载计算及内力图
2.1确定框架计算简图
框架的计算单元结构布置如图2.1所示，取○9轴平面框架为设计对象。假定框架嵌固与基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，基础标高根据地质条件、室内外高差，定位-1.10m,二层楼面标高为3.9m,故底层柱高为5.0m。此可以绘出框架的计算简图如图2.2所示
图2.1 结构布置图
图2.2 结构计算简图
2.1.1 线刚度计算
对于中框架梁I=2I O
轴线EF 和GH 跨的线刚度：
边跨梁：i=3.0×107×２×（1/12）×0.3×(0.6)3 /7.2=4.5×104 kN.m 中跨梁: i=3.0×107×２×（1/12）×0.3×(0.6)3 /2.4=13.5×104 kN.m 底层柱：i=3.0×107×（1/12）×(0.6)4 /5.0=6.5×104 kN.m
其余各层柱: i=3.0×107×（1/12）×(0.6)4 /3.9=8.3×104 kN.m 令边跨梁i =1.0，则其余各杆件的相对线刚度为： 中跨梁3.0，中跨柱1.8，底层柱1.4
2.2 梁、柱截面尺寸估算
2.2.1 纵 梁1：mm l h 900~6007200121~81121~81=???
?
??=???? ??=,
取mm h 600=
mm h b 300~20060031~2131~21=???
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取mm b 300=
纵 梁2：mm l h 1125~7509000121~81121~81=???
?
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取mm h 750=
mm h b 275~25075031~2131~21=???
?
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取mm b 350=
横 梁：mm l h 900~6007200121~81121~81=???
?
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取mm h 600=
mm h b 300~20060031~2131~21=???
?
??=???? ??=,
取mm b 300=
次 梁1： mm l h 600~4007200181~121
181~121=???
? ??=???? ??=
取mm h 500=
mm h b 167~25050031~2131~21=???
?
??=???? ??=
取mm b 250=
次 梁2：取b*h=250*300 梁混凝土强度等级取C30 2.2.2 柱截面尺寸估算
该框架结构的抗震等级为三级，其轴压比限值为[N μ]=0.9,各层重力荷载代表值近似取15kN/m 2，边柱及中柱的负荷面积分别为3.75?7.2 m 2和5.25?7.2 m 2，可得一层柱截面面积为: 边柱
321.3 3.757.215105175151[][]0.916.7
E s N c N c Fg n N
A mm f f βμμ?????≥===?
中柱
321.25 5.257.215105235779[][]0.916.7
E s N c N c Fg n N A mm f f βμμ?????≥===?
取柱子截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为418mm 和485mm 。 根据上述结果，并综合考虑其它因素，本设计柱截面尺寸取值如下： 1～5层 600mm ?600mm
2.3. 荷载计算
2.3.1 上人屋面
隔热层： 1/2*11.8*0.18=1.062 kN/ m2保护层：40厚配筋C25细石砼 22*0.04=0.88 kN/ m2
防水层：SBS（3+3）沥青防水卷材 0.4kN/ m2 找平层: 15厚水泥砂浆 0.015m×20 kN/m3=0.3 kN/ m2 找平层:20厚水泥砂浆 0.02m×20 kN/m3=0.3 kN/ m2 找坡层:1：8水泥陶粒100mm 14*0.1=1.4 kN/ m2 结构层：100厚现浇混凝土板 0.1m×25 kN/m3=2.5 kN/ m2 抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m×17kN/m3=0.17kN/ m2
合计： 6.812 kN/㎡
2.3.2 楼面恒载
走廊
陶瓷地面 0.55 kN/㎡
结构层：100厚现浇混凝土板 0.1m×25 kN/m3=2.5 kN/ m2
V型轻钢龙骨吊顶 0.25kN/ m2
合计： 3.3kN/㎡会议室，办公室，客房地面
磨光花岗岩地面 1.20 kN/㎡
结构层：100厚现浇混凝土板 0.1m×25 KN/m3=2.5 kN/ m2
V型轻钢龙骨吊顶 0.25kN/ m2
合计： 3.95 kN/ m2
2.3.2 墙体，门，窗做法及自重
①外墙：240厚粘土非承重空心砖（12 kN/m3，考虑了外墙保温）内侧20mm
抹灰，面砖自重0.5 kN/m2 。
则外墙重力荷载为：12×0.24+17×0.02+0.5＝3.72kN/m2
②内墙200厚：粘土非承重空心砖（12 kN/m3）双侧各20mm抹灰，
则内墙重力荷载为：12×0.2+17×0.02×2＝3.08 kN/m2
无面砖外墙体12×0.24+17×0.02=3.56 kN/m2
③木门单位面积重力荷载： 0.2 kN / m 2
④铝合金窗单位面积重力荷载： 0.4 kN / m 2
2.3.4 梁自重
主梁1：b×h=300㎜×600㎜
m×0.3m×（0.6m-0.1m）=3.75kN/m 梁自重： 25kN/3
主梁2：b×h=350㎜×750㎜
m×0.35m×（0.75m-0.1m）=5.7kN/m 梁自重： 25kN/3
次梁1：b×h= 250㎜×500㎜
m×0.25m×（0.5m-0.1m）=2.5 kN/m 梁自重： 25kN/3
次梁2：b×h=250㎜×400㎜
m×0.25m×（0.4m-0.1m）=1.875 kN/m 梁自重： 25kN/3
2.3.5 女儿墙自重
墙重及压顶重 11.8*0.9*0.2+25*0.2*0.3=3.624 kN/m
外贴瓷砖 0.5*1.2=0.43 kN/m
水泥粉刷内面 0.36*1.2=0.43 kN/m
合计： 4.65 kN/m
2.3.6屋面及楼面可变荷载标准值
由《建筑荷载规范 GB50009-2001》可知：
① 上人屋面均布活荷载标准值 2.0 kN /m 2
②实训教室、活动室、办公室地面楼面活荷载标准值： 2.0kN/m 2 ； 走廊取为2.5 kN/m 2
③ 屋面雪荷载标准值：S k = r u S 0=1.0×0.60=0.60 kN/m 2 （式中r u 为屋面积雪分布系数）
屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取大值。
2.4 竖向荷载计算
竖向荷载下框架受荷载总图见图2.3所示。
图2.3 板传荷载图
2.4.1 E 、1/E 轴间框架梁
屋面板传荷载：
板传至梁上的梯形荷载等效为均布荷载
恒载： [1-2×（0.38）2+0.383]×1.8m×6.812 kN/㎡×2=18.8 kN/m
活载： [1-2×（0.38）2+0.383]×1.8m×2.0 kN/㎡×2=5.52 kN/m 楼面板传荷载
恒载： [1-2×（0.38）2+0.383]×1.8m×3.95 kN/㎡×2=10.9 kN/m 活载： [1-2×（0.38）2+0.383]×1.8m×2.0 kN/㎡×2=5.52 kN/m 均布荷载为：
屋面梁：
恒载=梁自重+板传荷载
=3.75 kN/M +18.8 kN/m =22.55 kN/m
活载=板传荷载=5.52 kN/m
楼面梁：
恒载=梁自重+梁上墙自重+板传荷载
=3.75 kN/m +3.56×（3.9-0.6）+10.9 KN/M =26.4 KN/M
活载=板传荷载=5.52 kN/m
2.4.2 1/E、F轴间框架梁
屋面板传荷载：
恒载： 6.812 kN/㎡×1.2m×5/8×2=10.22 kN/m 活载： 2.0 kN/㎡×1.2m×5/8×2=3.0 kN/m 楼面板传荷载
恒载： 3.95 kN/㎡×1.2m×5/8×2=5.93 kN/m 活载： 2.0 kN/㎡×1.2m×5/8×2=3.0 kN/m
均布荷载为：
屋面梁：
恒载=梁自重+板传荷载
=3.75 kN/m +10.22 kN/m =13.97 kN/m
活载=板传荷载=3.0 kN/m
楼面梁：
恒载=梁自重+梁上墙自重+板传荷载
=3.75 kN/m +3.56×（3.9-0.6）+5.93 kN/m =21.43 kN/m
活载=板传荷载=3.0 kN/m
2.4.3 F、G轴间框架梁
屋面板传荷载：
恒载： 6.812 kN/㎡×1.2m×5/8×2=10.22 kN/m 活载： 2.0 kN/㎡×1.2m×5/8×2=3.0 kN/m 楼面板传荷载
恒载： 3.95 kN/㎡×1.2m×5/8×2=5.93 kN/m 活载： 2.5 kN/㎡×1.2m×5/8×2=3.75 kN/m 均布荷载为：
屋面梁：
恒载=梁自重+板传荷载
=3.75 kN/m +10.22 kN/m =13.97 kN/m
活载=板传荷载=3.0 kN/m
楼面梁：
恒载=梁自重+板传荷载
=3.75 kN/m +5.93 kN/m =9.68 kN/m
活载=板传荷载=3.75 kN/m
2.4.4 E轴柱纵向集中荷载的计算
顶层柱：
女儿墙自重： 4.65 kN/m
天沟自重：（玻璃瓦+现浇天沟）
玻璃瓦自重; 1.05×1.1=1.16 kN/m
现浇天沟自重；约为2.13 kN/m
合计; 3.29 kN/m 顶层柱恒载=女儿墙及天沟自重+梁自重+板传荷载
=(4.65+3.29) kN/m×7.2m+3.75 kN/m×(7.2-0.6)m+6.812×
5/8*1.8*3.6*2=137.1kN
顶层柱活载=板传活载=2.0 kN/㎡×1.8m×5/8×7.2m=16.2kN
标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+墙及窗自重
=3.75 kN/m×(7.2-0.6)m+3.95kN/m×1.8×5/8*3.6*2
（0.4*2.5+3.72×0.8）*6.6=83 kN
标准层柱活载=板传活载=2.0 kN/㎡×1.8m×5/8×3.6m×2=16.2kN
2.4.5 F、G轴柱纵向集中荷载的计算
顶层柱恒载=梁自重+板传荷载
=3.75 kN/m×(7.2-0.6)m+1/2×1.2×(1-2*0.172+0.173)*7.2×
6.812+1.2×(1-2*0.332+0.333)*
7.2*6.812=100.77kN
顶层柱活载=板传活载=1/2×1.2×(1-2*0.172+0.173)*7.2*2.0+1.2×
(1-2*0.332+0.333)*7.2*2.0=22.32kN
标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+墙自重
=3.75 kN/m×(7.2-0.6)m+3.72 kN/m×（3.9-0.6+5）×(7.2-0.6) +1/2×1.2×(1-2*0.172+0.173)*7.2×3.3+1.2×
(1-2*0.332+0.333)*7.2*3.95=147.2kN
标准层柱活载=板传活载=1/2×1.2×(1-2*0.172+0.173)*7.2×2.5+1.2×
(1-2*0.332+0.333)*7.2*2.0=24.4kN
2.4.6 次梁传力集中荷载计算（250*400）
顶层恒荷载=梁自重+板传荷载=25*0.25（0.4-0.1）*（7.2-0.3）
+6.812*5/8*3.6*2+6.812*1.2*(1-2*0.332+0.333)*2*3.6=116.3 kN 顶层活荷载=板传活载=5/8*3.6*2*2+1.2*(1-2*0.332+0.333)*2*2=30.34 kN
标准层恒荷载=梁自重+板传荷载=25*0.25（0.4-0.1）*（7.2-0.3）
+3.72*5/8*3.6*2+3.72*1.2*(1-2*0.332+0.333)*2*3.6=69.33 kN 标准层活载=板传活载=2*5/8*3.6*2+2*1.2*(1-2*0.332+0.333)*2*3.6=30.34 kN 将集中力简化为等效均布荷载：
其中，00
22
11
00
,.
41,41
a b
l l
F F
q q
L L
αβ
ββ
==
=-=?-?
左左
（）（）
顶层荷载：
22
1
22
1
48002
168007
5
.
7
55116.3
414[1()9.69/
7716.8
22116.3
414[1()7.27/
7716.8
a
l
b
l
F
q KN M
L
F
q KN M
L
α
β
ββ
===
==
=-=-=
=?-?=-=
右
左
（）]
（）]
恒载： q=
1
q
右
+
1
q
左
=17 kN/m
同理可得：活载：q=4.42 kN/m
标准层恒载:q=10.1 kN/m
标准层活载;q=4.42 kN/m
在比较了E、1/E和1/E、F轴线间的均布荷载相差不是很大，用近似的方法取大值作为EF轴线的均布荷载。
屋面：恒载:q=22.55 kN/m
活载; q=5.52 kN/m
楼面：恒载:q=26.4 kN/m
活载; q=5.52 kN/m
所以，EF轴线的均布荷载：屋面：恒载:q=22.55+17.0=39.55 kN/m
活载: q=5.52+4.42=9.94 kN/m
楼面：恒载:q=26.4+10.1=36.5 kN/m
活载:q=5.52+4.42= 9.94 kN/m
综合以上计算情况把竖向受力数据用一张图表示出来如图2.4所示：