框架结构计算简图及荷载

用。
活载分析
活载是指使用过程中可能作用在结构上的临时性荷载，例如楼面活荷载、屋面活荷 载等。
活载数值相对较小，但作用位置不固定，需要考虑其在不同位置和不同方向上的组 合情况。
活载分析需要考虑各种可能的活载情况，包括人员、家具、设备、积雪等，以确保 结构在使用过程中的安全性。
地震作用分析
01
地震作用是指地震对结构产生的动态作用力，是一种特殊类型 的荷载。
02
地震作用分析需要考虑地震的强度、持续时间、频谱特性等因
素，以及结构的动力特性。
地震作用分析的目的是确定结构在地震作用下的反应，包括侧
03
移、剪切力、扭矩等，以确保结构在地震中的安全性能。
05
框架结构的内力计算
内力计算方法
静力平衡法
根据静力平衡原理，通过建立平衡方 程来求解框架结构的内力。
弹性力学法
灵敏度分析
分析结构参数变化对可靠性的影响程度，找出关键参数，为优化 设计提供依据。
07
结论与展望
研究成果总结
框架结构计算简图
本研究通过实地测量和有限元分析，成功建立了框架结构的计算简 图，为后续的结构分析和设计提供了基础。
荷载分析
对框架结构在不同工况下的荷载进行了详细分析，包括恒载、活载、 风载和地震荷载等，为结构的承载能力和稳定性评估提供了依据。
荷载
荷载是指作用在结构上的外力，包括恒载、活载、风载、雪载等。荷载的计算 和分析是结构设计中的重要环节，直接关系到结构的安全性和稳定性。
目的和意义
目的
框架结构计算简图及荷载的研究目的是为了提供一种简便、准确的方法来描述和分析框架结构的受力情况，从而 为结构设计提供依据，确保结构的安全性和稳定性。

1.1、 横向框架简图假定框架柱嵌固于基础顶面上，框架梁与柱刚接。

框架梁的跨度等于柱截面形心之间的距离。

且各梁跨度近似取轴线间的距离。

底层柱高从基础顶面算至二层楼面，根据地质条件，室内外高差为m ，框架柱高度：取底层:mm H 49001=，其它层:mm H H 390032==，mm H 36004= 1.2、 第一层框架计算简图第一层框架框架计算简图如图所示，第一层层楼板布置如图所示，为方便荷载管理，在梁布置图和板布置图中分别标示出梁和板。

（１）AB q 计算。

1) 板C 传递荷载：板C 的面荷载为2/5.4m KN ，由图可知，传递给AB 段为三角形荷载，等效荷载值为m KN /94.35.325.375.15.4=÷÷⨯⨯，因为左右两边板都传递荷载，故板C 传递荷载为：m KN /88.7294.3=⨯2) 梁自重及抹灰：梁)400300(mm mm ⨯自重：m KN /1.2)12.04.0(3.025=-⨯⨯，抹灰层（10厚混合抹灰砂浆，只考虑梁两侧抹灰）：m KN /0952.0172)12.04.0(01.0=⨯⨯-⨯3) AB q 小计：m KN /07.1088.70952.01.2=++（２）BC q 计算。

1) 板B 传递荷载：板B 的面荷载为2/5.4m KN 由图可知，传递给AB 段为梯形荷载，等效荷载值为m KN /60.79225.2)95.4(5.4=÷÷⨯+⨯，因为左右两边板都传递荷载，故板C 传递荷载为：m KN /2.1526.7=⨯2) 梁自重及抹灰：梁)800300(mm mm ⨯自重：m KN /1.5)12.08.0(3.025=-⨯⨯，抹灰层（10厚混合抹灰砂浆，只考虑梁两侧抹灰）：m KN /272.0202)12.08.0(01.0=⨯⨯-⨯3) 墙荷载：墙体选用200mm 厚蒸压加气混凝土砌块（3/5m KN =γ）填充墙外墙面荷载计算见表2，填充墙内墙面荷载计算见表3。

Bz脉动风荷载的背景分量因子 z B kH 1
Z
1
x
z
Z
φ 1(z)—结构第1阶振型系数，可由结构动力计算确定，混凝土框架结构 可近似的取φ 1(z)=(z/H)[2-(z/H)]，z为计算点到室外地坪距离； H—结构总高度； ρx—脉动风荷载水平方向相关系数；
x
10 B 50e B / 50 50
第四章 混凝土框架结构
现浇框架结构
刚接节点
装配式框架结构
装配整体式框架 柱与基础的连接
铰接节点或半铰接节点
刚接节点 固定支座 铰支座
4.3框架结构的计算简图
4.3.2结构的计算简图
3.跨度与层高的确定 （1）梁的跨度 取顶层柱轴线之间的距离，当柱截面尺寸有变化时 以最小截面的形心线来确定。 （2）层高 取本层楼面至上层楼面的高度，底层层高取基础顶 面到二层楼板顶面之间距离。
荷载形式。
15.80kN
16.45kN
框架结构风荷载简图
风荷起算位置
ic Ec I Hi
装配整体式楼盖
Ec—— 混凝土弹性模量； I —— 框架柱截面惯性矩。
装配式楼盖
按实际截面计算I。
1 3 I bchc 12
4.3框架结构的计算简图
4.3.2结构的计算简图
6.荷载的计算 作用于框架结构上的荷载有两种：竖向荷载和水平荷载。 分布荷载居多 竖向荷载 楼面活荷载 建筑结构自重
第四章 混凝土框架结构
4.3框架结构的计算简图
4.3框架结构的计算简图
4.3.1截面尺寸的估计
1.梁截面尺寸 框架梁柱截面尺寸可近似预估：
第四章 混凝土框架结构
1 1 梁高 h ~ l ， l 为梁的计算跨度 8 12

三框架结构布置及计算简图
〔一〕梁柱尺寸
1．梁高h b=(1/12~1/8)lb
横向h b=600~900mm，取800mm
纵向h b=650~900mm，取800mm
过道h b=250~375mm，考虑到次梁高度为600mm，也取为600mm
2．柱截面尺寸
本工程为现浇钢筋混凝土结构，7度设防，高度<30m，抗震等级为三级，取底层C6柱估算柱尺寸，根据经验荷载为15kN/m2：
由轴压比限值得A c≥==260795mm2
为平安起见，取底层柱截面尺寸为650mm×650mm，其他层为600mm×600mm 〔二〕计算简图(取轴线⑥处)
初步设计根底顶面离室外地面500mm，那么底层层高为
框架结构计算简图
〔三〕梁柱线刚度
(其中E=3.0×104N/mm2)
AC、BC跨梁
i=2E×3/7.2=3.56×10-3E
BC跨梁
i=2E×3/3.0=3.60×10-3E
上部各层柱
i= E×4/3.6=3.00×10-3 E
底层柱
i= E×4/5.3=2.81×10-3 E
将梁柱线刚度标于计算简图中。

1.恒荷载作用下内力计算1.1梯形（三角形）、均布恒荷载作用下简支梁支座剪力和跨中弯矩(kN)(kN-m)式中g 1—梁上均布荷载值（kN/m)；g 2—梁上梯形（三角形）分布荷载值（kN/m)。

各梁内力计算结果如表1.1表1.1 恒荷载作用下框架梁按简支计算的梁端剪力和跨中弯矩g 1g 2V A0V B0l M AB0g 1g 2V B0r M BC06 3.4015.5241.6341.6375.30 2.709.959.597.291～517.5512.6478.2578.25127.842.708.108.446.33AB 梁 l =6m a =0.325层次BC 梁 l =2.5m a =0.51.2恒荷载作用下框架弯矩计算梯形（三角形）恒荷载化作等效均布荷载g =g 1+（1-2a 2+a 3）g 2 （kN/m ） 梁端固端弯矩（kN-m ）梁固端弯矩计算结果如表1.2表1.2 框架梁恒荷载作用下固端弯矩计算表g 1g 2gM g 1g 2g M M m 6 3.4015.5216.1748.52 2.709.958.92 4.65-2.641～517.5512.6427.9583.86 2.708.107.764.04-2.29AB 梁 l =6m a =0.325BC 梁 l =2.5m a =0.5层次框架结构利用弯矩二次分配法的计算过程和结果见图1.1。

1.3恒荷载作用下框架剪力计算 梁： （AB 梁）；柱：式中：V —计算截面剪力（kN ）； V 0—梁计算截面在简支条件下剪力（kN ）； M l 、M r —分别为AB 梁左右两端弯矩值（kN-m ）。

M t 、M b —分别为计算截面所在柱的上下两端弯矩值（kN-m ）。

图 1.1 恒荷载作用下弯矩二次分配法计算过程框架各杆件剪力计算结果见表1.3。

表1.3 框架梁柱在恒荷载作用下的杆端剪力值1.4 恒荷载作用下柱轴力值计算柱轴力根据上层柱传来轴力、节点两（一）侧梁端剪力、节点集中荷载的和求得。

3. 框架结构的类型
（1）全现浇框架 （2）全装配式框架 （3）装配整体式框架 （4）半现浇框架
（3）框架结构的规则性 建筑设计应符合抗震设计要求，不宜采用严重不规则的设计方案。不规则 有结构平面凸凹不规则、扭转不规则、竖向侧向刚度不规则等。
（4） 抗震缝设置
用抗震缝把平面上不规则的结构分割成若干规则结构以减小震害。 设有抗震缝的建筑，如果抗震缝宽度不够，地震时难免相邻建筑发生 碰撞。而抗震缝设置过大，又会给立面处理和抗震构造带来困难。因此， 一般应尽可能选用合理结构方案而不设抗震缝，只有当建筑平面突出部分 较长，结构刚度以及荷载相差悬殊或房屋有较大错层时，才设置抗震缝。 抗震缝的最小宽度应符合规范规定。
多遇地震作用下楼层内最大的弹性层间位移应满足：
e e h
式中：Δμe——多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移 [θe]——弹性层间位移角限值，框架结构取1/550 h——计算楼层层高
9.3. 框架结构的受力特点
.计算单元的确定 框架结构是空间结构体系，沿房屋长向和短向可分别视为纵向框架和横向框架。 每一榀平面框架作为一个计算单元
框架结构的荷载：竖向荷载（自重和楼屋面活载） 水平荷载（风荷载和地震作用）纵、横向
框架分别承担纵向和横向水平荷载及竖向荷载
2 计算简图
框架杆件用其轴线表示; 杆件之间用节点表示;杆件长度用节点之间的距离 表示. 计算跨度取框架之间轴线距离; 柱的计算高度可以取层高, 底层柱一般取到基础顶面的距离;
9.3.3 框架结构侧移控制
框架结构的侧移
梁柱弯曲引起侧移 柱拉伸压缩引起侧移 两部分叠加
梁柱弯曲引起的侧移下部层间变形大，愈到上部层间变形愈小。 柱拉伸和压缩引起结构侧移，在上部各层较大，愈到底部层间变形愈小。 两部分侧移中多层框架第一部分侧移是主要的，随着建筑高度加大，第二部 分变形比例逐渐加大。

（１）根据梁、柱的线刚度计算各节点杆件的弯矩 分配系数；
（２）计算各跨梁在竖向荷载作用下的固端弯短；
（３）计算框架各节点的不平衡弯矩；
（４）将各节点的不平衡弯短同时进行分配，并向 远端传递（传递系数均为１／２）, 第一次分配弯 矩传递后，再进行第二次弯矩分配而不再传递即结 束．
二、水平荷载作用下的反弯点法 图11-7 多层框架反弯点计算示意图
作用于多层框架上的水平荷载主要是风荷载 及地震荷载，计算时一般均将其化为节点集中荷 载，如图11-7ａ所示。因无节间荷载，梁、柱的 弯矩图都是直线形，都有一个反弯点（弯矩为０ 的点），如图11-7ｂ所示．若能求出各柱反弯点 的位置及其剪力，则各梁、柱的内力就很易求 得．因此，多层框架在水平荷载作用下内力分析 主要任务是：
2A2.5 框架计算
2A2.5.1 框架结构计算简图 一、框架结构计算简图 ｌ、计算单元确定：
如图11-4在各榀框架中选取若干很有代表性的框 架进行计算，一般取中间有代表性的一榀横向框架 进行分析即可，按平面框架进行分析，计算单元宽 度取相邻开间各一半。
图11-4 计算单元
２、节点的简化
在计算简
给出的全国基本风压分布图采用，但不得小于 0.25ｋ Ｎ／ｍ２。山区及海岛等特殊地形地区，应乘以相应 的调整系数。
2A2.5.2 框架结构内力及侧移的近似计算
一、竖向荷载下的内力近似计算——弯矩二次分配 法
弯矩二次分配法为无侧移框架的弯矩分配法，但 为了简化计算，将各节点的不平衡弯矩同时作分配和 传递，并以两次分配为限．弯矩二次分配法所得结果 与精确法相比较，相差甚小．其计算精度已满足工程 设计要求．现将具体步骤介绍如下：
对于楼面梁，当其负荷面积大于２５ｍ２时， 折减系数为０.9。

结构设计2 荷载计算2.1结构布置及结构计算简图的确定2.1.1 方案的确定由于设计商场需要有较大的开场空间和较高的层高，而无需太多的墙体来分隔空间，所以选择框架结构。

这种结构的承重部分是由钢筋混凝土制作的梁、板、柱形成的骨架来承担，墙体只是起到围护和分隔的作用，所以无需太多的墙来承重，因此能够设计出较大的开场空间，此外选择框架结构是因为它整体性好有较好的抗震性能，且施工简单迅速、耐久性好。

2.1.2 主要承重构件尺寸的确定及结构平面布置图估计柱截面尺寸：地下室与第一层柱截面尺寸700×700，其他各层柱截面尺寸为600×600，柱间距均为7800mm；现浇板的厚度为跨度的1/30~1/40，而且不小于60mm，所以取板厚120mm；次梁的梁高为跨的1/10~1/15，所以取h=600mm，梁宽b为梁高的1/2~1/3，所以取b=300mm；横向框架梁的梁高为跨度的1/8~1/12，所以取h=800mm，梁宽b为梁高的1/2~1/3，所以取b=300mm；考虑到结构步筋的可行性，纵向框架的梁高应该与框架梁错开至少50mm，所以取h=750mm，梁宽b=300mm ；结构布置详见结构平面布置图2.1.3 结构计算简图2.2 恒载的计算2.2.1 屋面框架梁线荷载标准值：40厚C20细石混凝土，内配ф4双向钢筋： 0.04×25=1.00kN/㎡20厚1:3 水泥砂浆找平层： 0.02×20=0.40kN/㎡70~210厚（2%材料找坡）沥青珍珠岩块保温层：（0.07+0.21）/2×4=0.52kN/㎡20厚1:3 水泥砂浆找平层： 0.02×20=0.40kN/㎡屋面恒载： 1.00+0.40+0.52+0.40+3.00=5.32kN/㎡管路与吊顶自重： 1.00kN/㎡框架梁自重：（0.80-0.12）×0.30×25=5.10kN/m 因此，作用在顶层框架梁上的线荷载标准值为：g 6a =5.10kN/mg=（5.32+1.00）×3.9=24.65kN/m6b2.2.2 楼面框架梁线荷载标准值20厚大理石楼面： 0.02×28=0.56kN/㎡8 厚1:1水泥砂浆结合层： 0.008×20=0.16kN/㎡20厚1:1水泥砂浆结合层： 0.02×20=0.40kN/㎡120厚现浇钢筋混凝土楼板： 0.12×25=3.00kN/㎡楼面恒载： 0.56+0.16+0.40+3.00=4.12kN/㎡管路与吊顶自重： 1.00kN/㎡框架梁自重： 5.10kN/m 因此，作用在楼面框架梁上的线荷载标准值为：g=5.10kN/mag=(4.12+1.00)×3.9=19.97kN/mb2.2.3 屋面框架节点集中荷载标准值1、边节点A、E所受集中荷载标准值：纵向框架梁自重：（0.75－0.12）×0.30×7.8×25=36.86kN 女儿墙自重： 0.19×0.90×7.8×11.8=15.74kN贴瓷砖墙面重： 0.90×7.8×0.5=3.51kN纵向框架梁传来屋面自重：2×0.5×3.9×0.5×3.9×（5.32＋1.00）=8.06kN纵向框架梁传来次梁作用力：[2×0.5×（3.9+7.8）×0.5×3.9×（5.32+1.00）+（0.60-0.12）×0.30×7.8×25]/2 = 86.14kN边节点A、E所受集中荷载标准值：G=G6E=36.86+15.74+3.51+48.06+86.14=190.31kN6A2、中间节点B、C、D所受集中荷载标准值：纵向框架梁自重： 36.86kN 纵向框架梁传来屋面自重： 2×48.06 =96.12kN 纵向框架梁传来次梁作用力： 2×86.14 =172.28kN 中间节点B、C、D所受集中荷载标准值：G=G6C=G6D=36.86+96.12+172.28=305.26kN6B2.2.4 楼面框架节点集中荷载标准值1、第五层框架节点集中荷载标准值1）边节点A所受集中荷载标准值：墙自重： 0.19×（4.80-0.75）×（7.8-0.6）×11.8= 65.38kN 内墙粉刷重：（4.80-0.75）×（7.8-0.6）×0.017×20 = 9.91kN 外贴瓷砖重： 7.80×4.80×0.50 =18.72kN 减去洞口加上窗户重：-1.80×4.00×（0.19×11.8+0.017×20+0.5）+1.80×4.00×0.4=－19.31kN纵向框架梁自重： 36.86kN 纵向框架梁传来楼面自重：2×0.5×3.9×0.5×3.9×（4.12+1.00）=38.94kN 纵向框架梁传来次梁作用力：[2×0.5×(3.9+7.8)×0.5×3.9×(4.12+1.00)+(0.60-0.12)×0.30×7.8×25]/2=72.45kN框架柱自重： 0.60×0.60×4.8×25=43.20kN2）边节点A所受集中荷载标准值：G= 65.38+9.91+18.72-19.31+36.86+38.94+72.45 +43.20=266.15kN5A边节点E所受集中荷载标准值：墙自重： 65.38kN 内墙粉刷重： 9.91kN 外贴瓷砖重： 18.72kN 纵向框架梁自重： 36.86kN 纵向框架梁传来楼面自重： 38.94kN 纵向框架梁传来次梁作用力： 72.45kN 框架柱自重： 43.20kN 边节点E所受集中荷载标准值：G=65.38+9.91+18.72+36.86+38.94+72.45+43.20=285.46kN5E3）中间节点B、C、D所受集中荷载标准值：纵向框架梁自重： 36.86kN 纵向框架梁传来楼面自重： 2×38.94 =77.88kN 纵向框架梁传来次梁作用力： 2×72.45 =144.90kN 框架柱自重： 43.20kN 中间节点B、C、D所受集中荷载标准值：G=G5C=G5D=36.86+77.88+144.90+43.20=302.84kN5B2、第三、四层框架节点集中荷载标准值：1）边节点A所受集中荷载标准值：玻璃幕墙自重： 7.80×4.50×1.5 =52.65kN 纵向框架梁自重： 36.86kN 纵向框架梁传来楼面自重： 38.94kN 纵向框架梁传来次梁作用力： 72.45kN 框架柱自重： 0.60×0.60×4.5×25 =40.50kN 边节点A所受集中荷载标准值：G=G4A=52.65+38.86+38.94+72.45+40.50 =241.40kN3A2）边节点E所受集中荷载标准值：墙自重： 0.19×（4.50-0.75）×（7.80-0.60）×11.8 =60.53kN 内墙粉刷重： 0.017×（4.50-0.75）×（7.80-0.60）×20 = 9.18kN 外贴瓷砖重： 4.50×7.80×0.5 =17.55kN 纵向框架梁自重： 36.86kN 纵向框架梁传来楼面自重： 38.94kN 纵向框架梁传来次梁作用力： 72.45kN 框架柱自重： 40.50kN 边节点E所受集中荷载标准值：G=G4E=60.53+9.18+17.55+36.86+38.94+72.45+40.50 =276.01kN3E3）中间节点B、C、D所受集中荷载标准值：纵向框架梁自重： 36.86kN 纵向框架梁传来楼面自重： 2×38.94 =77.88kN 纵向框架梁传来次梁作用力： 2×72.45 =144.90kN 框架柱自重： 40.50kN 中间节点B、C、D所受集中荷载标准值：G=G C=G D=36.86+77.88+144.90+40.50 = 300.14kNB3、第二层框架节点集中荷载标准值：1）边节点A所受集中荷载标准值：玻璃幕墙自重： 7.80×4.50×1.5 =52.65kN 纵向框架梁自重： 36.86kN 纵向框架梁传来楼面自重： 38.94kN 纵向框架梁传来次梁作用力： 72.45kN 纵向框架梁传来雨棚板自重： 0.08×0.90×3.9×25 =7.02kN 框架柱自重： 0.60×0.60×4.5×25 =40.50kN边节点A所受集中荷载标准值：G=52.65+38.86+38.94+72.45+7.02+40.50 =248.42kN2A2）边节点E所受集中荷载标准值：墙自重： 0.19×（4.50-0.75）×（7.80-0.60）×11.8 =60.53kN 内墙粉刷重： 0.017×（4.50-0.75）×（7.80-0.60）×20 = 9.18kN 外贴瓷砖重： 4.50×7.80×0.5 =17.55kN 纵向框架梁自重： 36.86kN 纵向框架梁传来楼面自重： 38.94kN 纵向框架梁传来次梁作用力： 72.45kN 纵向框架梁传来雨棚板自重： 0.08×0.90×3.9×25 =7.02kN 框架柱自重： 40.50kN 边节点E所受集中荷载标准值：G=60.53+9.18+17.55+36.86+38.94+72.45+7.02+40.50=283.03kN2E3）中间节点B、C、D所受集中荷载标准值：纵向框架梁自重： 36.86kN 纵向框架梁传来楼面自重： 2×38.94 =77.88kN 纵向框架梁传来次梁作用力： 2×72.45 =144.90kN 框架柱自重： 40.50kN 中间节点B、C、D所受集中荷载标准值：G=G C=G D=36.86+77.88+144.90+40.50 = 300.14kNB4、第一层框架节点集中荷载标准值：1）边节点A、E所受集中荷载标准值：窗下墙自重： 0.19×0.90×（7.80-0.60）/2×11.8 = 7.26kN 内墙粉刷重： 0.017×0.90×（7.80-0.60）/2×20 =1.10kN外贴瓷砖重：（0.90+0.75）×7.8/2×0.5 = 3.22kN 大玻璃窗自重：（5.40-0.75-0.90）×（7.80-0.60）/2×0.4=5.40kN 玻璃门自重：（5.40-0.75）×（7.80-0.60）/2×0.4 =6.70kN 纵向框架梁自重： 36.86kN 纵向框架梁传来楼面自重： 38.94kN 纵向框架梁传来次梁作用力： 72.45kN 框架柱自重： 0.7×0.7×5.4×25 =66.15kN 边节点A、E所受集中荷载标准值：G=G1E=7.26+1.10+3.22+5.40+6.70+36.86+38.94+72.45+66.151A=238.08kN2）中间节点B、C、D所受集中荷载标准值：纵向框架梁自重： 36.86kN 纵向框架梁传来楼面自重： 2×38.94 =77.88kN 纵向框架梁传来次梁作用力： 2×72.45 =144.90kN 框架柱自重： 66.15kN 中间节点B、C、D所受集中荷载标准值：G=G1C=G1D=36.86+77.88+144.90 +66.15=325.79kN1B2.2.5 恒载作用下的结构计算简图图2-2-1恒载作用下的结构计算简图2.3活载的计算2.3.1 查《建筑结构和载规范》得出各种活荷载标准值：上人屋面活荷载：2.0kN/㎡楼面均部活荷载：3.5kN/㎡雪荷载：0.35kN/㎡2.3.2 活载计算1、屋面活载标准值：1）屋面框架梁线荷载标准值： 3.90×2.0=7.80kN/m 2）框架节点集中荷载标准值：边节点A、E所受集中荷载标准值：纵向框架梁传来屋面活载： 2×0.5×3.9×0.5×3.9×2.0=15.21kN纵向框架梁传来次梁作用力：[2×0.5×（3.9+7.8）×0.5×3.9×2.0]/2 =22.82kN边节点A、E所受集中荷载标准值： Q6A =Q6E=15.21+22.82=38.03kN中间节点B、C、D所受集中荷载标准值：纵向框架梁传来屋面活载： 2×15.21=30.42kN 纵向框架梁传来次梁作用力： 2×22.82=45.64kN 中间节点B、C、D所受集中荷载标准值：Q 6B =Q6C=Q6D=30.42+45.64=76.06kN2、屋面雪载标准值：1）屋面框架梁线荷载标准值： 3.90×0.35=1.37kN/m 2）框架节点集中荷载标准值：边节点A、E所受集中荷载标准值：纵向框架梁传来屋面活载： 2×0.5×3.9×0.5×3.9×0.35=2.66kN纵向框架梁传来次梁作用力：[2×0.5×（3.9+7.8）×0.5×3.9×0.35]/2=3.99kN边节点A、E所受集中荷载标准值： Q6A =Q6E=2.66+3.99=6.65kN中间节点B、C、D所受集中荷载标准值：纵向框架梁传来屋面活载： 2×2.66=5.32kN 纵向框架梁传来次梁作用力： 2×3.99=7.98kN中间节点B、C、D所受集中荷载标准值：Q6B =Q6C=Q6D=5.32+7.98=13.30kN3、楼面活载标准值：1）楼面框架梁线荷载标准值： 3.90×3.5=13.65kN/m 2）框架节点集中荷载标准值：边节点A、E所受集中荷载标准值：纵向框架梁传来楼面活载： 2×0.5×3.9×0.5×3.9×3.5=26.62kN纵向框架梁传来次梁作用力：[2×0.5×（3.9+7.8）×0.5×3.9×3.5]/2 =39.93kN边节点A、E所受集中荷载标准值： QA =QE=26.62+39.93 =66.55kN中间节点B、C、D所受集中荷载标准值：纵向框架梁传来屋面活载： 2×26.62=53.24kN 纵向框架梁传来次梁作用力： 2×39.93=79.86kN 中间节点B、C、D所受集中荷载标准值：Q B =QC=QD=53.24+79.86=133.10kN2.3.3 活载作用下的结构计算简图2.4.1风荷载计算风压标准值计算公式为：ω=βz·μs·μz·ωo邳县地区基本风压ωo=0.35kN/㎡因结构高度H=24.9m<30m，可取βz=1.0；对于矩形平面μs=1.3；μz可查荷载规范。

六 活荷载内力计算（屋面布活荷载）（一）活荷载计算1．屋面框架梁线荷载标准值 q 5AB =2.0×3.9=7.8kN/m q 5BC =2.0×3.0=6.0kN/m2．楼面框架梁线荷载标准值 q AB =2.0×3.9=7.8kN/m q BC =2.5×3.0=7.5kN/m3．屋面框架节点集中荷载标准值 边节点：纵向框架梁传来的活荷载 3.92×2.0/2=15.21kN次梁传来的雪荷载 (1-2×0.272+0.273)×2.0×3.9×7.2/2=24.54kN 则Q 5A =39.75kN 中节点：纵向框架梁传来的雪荷载 15.21+(1-2×0.192+0.193)×2.0×7.8×3/2=37.08kN 则Q 5B =37.08+24.54=61.62kN4．楼面框架节点集中荷载标准值 边节点：纵向框架梁传来的活荷载 3.92×2.0/2=15.21kN次梁传来的活荷载 (1-2×0.272+0.273)×2.0×3.9×7.2/2=24.54kN 则Q A =39.75kN 中节点：纵向框架梁传来的雪荷载 15.21+(1-2×0.192+0.193)×2.0×7.8×3/2=42.55kN 则Q 5B =42.55+24.54=67.09kN（二）活荷载作用下内力计算 1．计算简图 见下页2．荷载等效27.02.729.31=⨯=α顶层边跨 m /82kN .68.7)27.027.021('q 325=⨯+⨯-=边顶层中跨 m /75kN .30.685'q 5=⨯=中中间层边跨 m /82kN .68.7)27.027.021('q 325=⨯+⨯-=边中间层中跨 m /69kN .45.785'q 5=⨯=中荷载等效后的计算简图如下：QD5D3．固端弯矩计算顶层边跨 m 46kN .292.782.6121M 25AB ⋅=⨯⨯=顶层中跨 m 82kN .25.175.331M 25BC ⋅=⨯⨯=中间层边跨 m 46kN .292.782.6121M 2AB ⋅=⨯⨯=中间层中跨 m 52kN .35.169.431M 25BC ⋅=⨯⨯=4．分层计算弯矩 1）顶层内力计算过程如下（单位：kN ∙m ）1-4 1-2 2-1 2-5 2-3 0.431 0.569 0.442 0.335 0.223 -29.46 29.46 -2.82 12.70 16.76 → 8.38 -7.74 ← -15.48 -11.73 -7.81 3.34 4.40 → 2.20 -0.97 -0.74 -0.49 16.04 -16.0423.59-12.47-11.12M 图如下（单位：kN ∙m ）2）中间层内力计算过程见下页（单位：kN ∙m ）16.0411.1223.595.3516.04 4.16(1)(2)(3)12.47(4)(5)3-6 3-1 3-4 4-3 4-2 4-7 4-5 0.301 0.301 0.398 0.331 0.251 0.251 0.167 -29.46 29.46 -3.52 8.87 8.87 11.72 → 5.86 -5.27 ← -10.53 -7.98 -7.98 -5.31 1.58 1.58 2.11 → 1.06 -0.35 -0.27 -0.27 -0.17 10.45 10.45-20.9025.5-8.25-8.25-9M 图如下（单位：kN ∙m ）3）底层内力计算过程如下（单位：kN ∙m ）M 图见下页（单位：kN ∙m ）3-6 3-1 3-4 4-3 4-2 4-7 4-5 0.32 0.307 0.373 0.328 0.248 0.259 0.165 -29.46 29.46 -3.52 9.43 9.04 10.99 → 5.50 -5.16 ← -10.31 -7.80 -8.14 -5.19 1.65 1.58 1.93 → 0.97 -0.32 -0.24 -0.25 -0.16 11.08 10.62-21.7025.3-8.04-8.39-8.87(6)(7)(5)(4)(3)(2)(1)2.7510.4520.93.4810.452.759.025.58.253.488.254.208.0421.703.54(7)(6)(5)(4)(3)(2)(1)11.0810.625.548.3925.308.872.685．不平衡弯矩分配计算过程如下（单位：kN ∙m ），方框内为原不平衡弯矩 1.22不平衡弯矩调整之后即可得出活荷载作用下框架弯矩图，见下页（单位：kN ∙m ，括号内为调幅后的弯矩值）8.418.098.087.8510.5118.0218.0224.4111.2713.1423.6811.8411.8423.7011.8811.8223.009.9713.0331.0824.8127.7927.3227.3026.2010.679.629.6410.119.629.2714.309.577.6825.0619.9020.5620.5620.55(30.07)(23.88)(24.67)(24.67)(24.66)(8.93)(6.67)(6.87)(6.88)(7.15)4.95(4.46)(2.20)2.44(2.43)2.70(2.44)2.71(2.75)3.06(21.09)(23.62)(23.22)(23.21)(22.27)(15.32)(20.75)(20.13)(20.15)(19.55)4.20M 图（单位：kN ∙m ）6．跨中弯矩计算m 78kN .22281.2402.182.782.681M 25AB ⋅=+-⨯⨯=m 5kN .451.100.30.6121M 25BC ⋅-=-⨯⨯=m 09kN .1826.10-19.44279.2741.242.782.681M 24AB ⋅==+-⨯⨯=m 2.22kN 85.763.585.70.35.7121M 24BC ⋅-=-=-⨯⨯=m 69kN .18232.2768.2319.44M 3AB ⋅=+-=m 45kN .28.0863.5M 3BC ⋅-=-=m 69kN .18227.323.719.44M 2AB ⋅=+-=m 2.46kN 8.0963.5M 2BC ⋅-=-=m 19.59kN 226.22319.44M 1AB ⋅=+-= m 78kN .241.863.5M 1BC ⋅-=-=因为楼面活载是按满布计算的，故跨中弯矩应乘以1.1进行放大。

1. 工程概况黑龙江省某市兴建六层商店住宅，建筑面积4770平方米左右，拟建房屋所在地震动参数08.0max =α，40.0T g =，基本雪压-20m 6KN .0S ⋅=，基本风压-20m 40KN .0⋅=ϖ，地面粗糙度为B 类。

地质资料见表1。

表1 地质资料2. 结构布置及计算简图根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计，其标准层建筑平面、结构平面和剖面示意图分别见图纸。

主体结构共6层，层高1层为3.6m ，2～6层为2.8m 。

填充墙采用陶粒空心砌块砌筑：外墙400mm ；内墙200mm 。

窗户均采用铝合金窗，门采用钢门和木门。

楼盖及屋面均采用现浇钢筋砼结构，楼板厚度取120mm ，梁截面高度按跨度的1/812/1～估算，尺寸见表2，砼强度采用)mm 43N .1f ,mm 3KN .14f (C -2t -2c 30⋅=⋅=。

屋面采用彩钢板屋面。

表2 梁截面尺寸（mm ）柱截面尺寸可根据式cN f ][NA c μ≥估算。

因为抗震烈度为7度，总高度30m <，查表可知该框架结构的抗震等级为二级，其轴压比限值8.0][N =μ；各层的重力荷载代表值近似取12-2m KN ⋅，由图2.2可知边柱及中柱的负载面积分别为2m 35.4⨯和2m 8.45.4⨯。

由公式可得第一层柱截面面积为边柱 32c 1.3 4.5312106A 98182mm 0.814.3⨯⨯⨯⨯⨯≥=⨯ 中柱 23c m m 51049114.38.0610128.45.425.1A =⨯⨯⨯⨯⨯⨯≥如取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为371mm 和389mm 。

根据上述计算结果并综合考虑其它因素，本设计框架柱截面尺寸取值均为600mm 600mm ⨯，构造柱取400mm 400mm ⨯。

基础采用柱下独立基础，基础埋深标高-2.40m ，承台高度取1100mm 。

框架结构计算简图如图1所示。

3 框架构造设计与荷载计算3.1 构造布置3.1.1 柱网与层高民用建筑柱网和层高依照建筑使用功能拟定。

柱网布置应当规整，由内廊式和跨度组合式，这里采用跨度组合式（如图）。

层高宜取同一种尺寸，这里采用层高3.6m，对于底层由于市内外地面高差加急出埋深影响为4.7m。

框架构造总高度在8度抗震设防时，高度不应不不大于45m，而此建筑总高度也才22.7m。

图3.1 柱网布置图3.1.2 框架承重方案依照楼盖平面布置和竖向荷载传递途径，框架承重方案可以分为向承重方案。

横向，纵向及纵横向承重三种方案。

此工程采用纵横向承重方案，现浇楼面为双向板（纵向承重时因横向刚度较小普通很少采用）。

3.1.3 变形缝设立考虑变形缝有温度伸缩缝，沉降缝，和防震缝三种。

伸缩缝是为了避免温度变化和混凝土收缩产生赚钱是构造产生裂缝，在构造一定长度范畴内设立伸缩缝。

在伸缩缝处，基本顶面以上构造及建筑构造完全断开，伸缩缝最大间距见下表3.1。

表3.1 伸缩缝最大间距(m)伸缩缝方案，而是采用构造和施工办法，如在顶层，底层和山墙等温度变化大部位提高配筋率。

沉降缝是为了避免地基不均匀沉降使构造产生裂缝，在构造易产生不均匀沉降部位设缝，将构造完全分开。

此建筑中间某些是6层，两边为4层，房屋高度有一定变化，但考虑到变化不大，可以不设沉降缝。

防震缝，是为了防止在地震作用下，特别不规则构造薄弱部位容易导致震害而可用防震缝将构造分为若干独立抗震单元，使各构造规则，但当前设计更倾向于不设，而采用加强构造整体性办法。

3.1.4 材料选取柱采用C35，梁采用C30混凝土。

梁纵筋用HRB335,柱纵筋用HRB400,箍筋均用HPB235。

3.1.5 截面尺寸初步选取 梁截面：梁高 h=(1/12-1/8）L(单跨用较大值，多跨用较小值或负荷较大时用 上限值）且净跨与h 比不适当不大于4； AB 跨h=1/12*7200=600mm梁宽 b=(1/3-1/2)h,抗震构造b≥200mm,h/b≤4; b=300mm别的尺寸见后梁截面表。

一、荷载取值1、面荷载1）二层楼面【建筑做法：采用钢筋混凝土楼板随捣随抹平，上刷耐磨地面硬化剂。

】砼折合板厚125mm 0.125x25=3.125 kN/㎡压型钢板自重0.15 kN/㎡各专业管线设备吊挂荷载0.6 kN/㎡恒载合计 3.9 kN/㎡活荷载标准值为7.5 kN/㎡，货架区域为10 kN/㎡(按业主要求)2）不上人屋面彩色钢板岩棉夹芯板0.25 kN/㎡檩条等0.15 kN/㎡各专业管线设备吊挂荷载0.5 kN/㎡恒载合计0.9 kN/㎡屋面活荷载标准值为 0.5 kN/㎡檩条计算时，风荷载按FM要求按100年取值为0.6 kN/㎡。

4.2m标高雨篷（6m跨&10m跨），输入模型中，荷载见简图22~23轴间有1t电动葫芦，在14.225标高。

2．墙体外墙彩色钢板两层 0.25-0.5*0.12=0.19 kN/m2檩条 0.06 kN/m2玻璃纤维保温棉填充200厚 0.20x1.0 kN/m3=0.2 kN/m2∑ 0.45 kN/ m2二层外墙 0.45*7.8=3.51 kN/m 取为3.6 kN/mKFZ自重 0.1kN/m*10.45=11 kN 取为15 kN一层外墙R轴及32轴：0.45*6.1+1.5*5.0+0.5*4.2=13 kN/m B轴： 0.45*6.1+1.5*5.0+（25*0.25+0.02*20*2）*1.5=26 kN/m 内墙材料统计：CSR（甲方指定）板材二层防火墙，4轴山墙尖，报警阀间，及建筑指定的房间（common room）板材150mm厚，0.3 kN /㎡（根据厂家资料）蒸压砂加气混凝土砌块（200厚）一层防火墙，楼梯间，卫生间，及建筑指定的房间15厚水泥砂浆抹面两层 0.015*20*2=0.6 kN/㎡加气混凝土砌块200厚 0.2x5.5 kN/m3=1.1kN/㎡∑ 1.7 kN/ ㎡1）二层防火墙（CSR） 0.3*（7.8-0.6+2.65/2）=2.6 kN/m 取为10 kN/m(考虑防火卷帘及构造钢柱钢梁等)2）4轴山墙尖（CSR） 0.3*3.2=0.96 kN/m 取为2.5 kN/m3）报警阀间等（CSR） 0.3*3.0=0.9 kN/m （二层3m高）0.3*7.6=2.3 kN/m （二层7.6m高）报警阀间板材墙体自重很小，按装修考虑，未做基础及构造钢梁钢柱。

多高层框架结构的计算简图及荷载
1.1 多高层框架结构的计算简图
进行框架结构计算时，为方便起见，常忽 略结构纵向和横向之间的空间联系，忽略各构 件的抗扭作用，将横向框架和纵向框架分别按 平面框架进行分析计算，如图6-8（a）、(b)所 示。通常，横向框架的间距、荷载都相同，因 此常取有代表性的一榀中间横向框架作为计算 单元。
多高层框架结构的计算简图及荷载
为了方便计算，可将沿建筑物高度分布作 用的风荷载简化为节点集中荷载，分别作用于 各层楼面和屋面处，并合并于迎风面一侧。对 某一楼面，取相邻上、下各半层高度范围内分 布荷载之和，并且该分布荷载按均布考虑。一 般风荷载要考虑左风和右风两种可能。
多高层框架结构的计算简图及荷载
（2）水平地震作用。地震作用是地震时 作用在建筑物上的惯性力，一般当抗震设防烈 度在6度以上时考虑。
地震时，房屋在地震波的作用下既上下颠 簸又左右摇晃，这时房屋既受到垂直方向的地 震作用，又受到水平方向的地震作用，分别称 为竖向地震作用和水平地震作用。
多高层框架结构的计算简图及荷载
在一般建筑物中，地震的竖向作用并不明显， 只有在抗震设防烈度为9度及9度以上的地震区，竖 向地震作用的影响才比较明显。因此，《建筑抗震 设计规范》（GB 50011—2010）规定，对于在抗 震设防烈度为8、9度时的大跨度和长悬臂结构及9 度时的高层建筑，应计算竖向地震作用，其余的建 筑物不需要考虑竖向地震作用的影响。
多高层框架结构的计算简图及荷载
1. 竖向荷载
竖向荷载包括结构构件和非结构构件的自重（恒荷 载）、楼面活荷载、屋面均布活荷载和雪荷载等。
（1）恒荷载。竖向荷载中的恒荷载按相应材料和构 件的自重，根据《建筑结构荷载规范》（GB 50009—201 2）的规定进行计算。

竖向荷载作用下框架结构的内力计算6.1计算单元的选择确定取③轴线横向框架进行计算，如下图所示：图6.1框架计算简图计算单元宽度为6.4 m，由于房间内布置有次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影所示。

计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。

由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合，所以在框架节点上还作用有集中力矩。

6.2荷载计算6.2.1恒载作用下柱的内力计算：恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示：2图6.2恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布图（1）、对于顶层屋面，q1、q1＇代表横梁自重，为均布荷载形式。

q1=0.3×0.75×25=5.625kN/mq1＇=0.3×0.75×25=5.625kN/mq2为屋面板传给横梁的梯形荷载。

q2=5.29×3.2=16.928kN/mP1、P2分别由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括主梁自重、次梁自重、楼板重等重力荷载，计算如下：P1=6.4*0.3*0.75*25+8.5/2*0.25*0.6*25+5.29*3.2*1.6+(5.3+8.5)*1.6*5.29/4=108.223KN P2=6.4*0.3*0.75*25+6.4/2*0.25*0.6*25+5.29*3.2*1.6 +(3.2+6.4)*1.6*5.29/4=95.398KN P3=6.4*0.3*0.75*25+(8.5+6.4)*0.5*0.25*0.6*25+5.29*3.2*1.6*2++(3.2+6.4)*1.6*5.29/4= 190.64KN集中力矩M1=P1e1=108.223×（0.6 -0.3）/2=16.23kN·mM2=P2e2=147.23×（0.6 -0.3）/2=14.31kN·m（2）、对于3层，包括梁自重和其上横墙自重，为均布荷载，其它荷载的计算方法同第顶层。

差
好
而且要考虑结构在荷载作用下 受力合理，各构件材料强度能 充分发挥。
3 梁柱截面尺寸的初步确定
• 框架梁：
梁高：
11
hb

( 8
12)lb
梁宽：
bb

(1 2

1 3)hb
lb 框架梁计算跨度
注意：现浇框架梁是T形截面，装配或装配整体式位矩形 或花篮形截面
• 框架柱
—截面尺寸为方形或矩形
宽度：详见《建设计规范》。
• 两栋房屋的沉降缝处理
柱轴线 错位
• 两栋房屋的沉降缝处理
悬臂挑出
荷载计算 传力路线明确
垂直荷载 框 架 荷 载
水平荷载
框架自重；粉灰重； 板、次梁、墙体重。
恒载 活载
人群、家具、设备等 荷载，取值见《建筑 结构荷载规范》，可 折减。
风载 wk z s z w0
上柱
下柱 右梁
0.377 0.303
J
33.81
33.27 26.74
11.01
0.232
114.04 18.63 16.99
0.274 0.274 0.220
I
33.72
22.01 22.01 17.67
16.64 11.01
0.232
114.04 18.63 16.99
上柱 下柱 右梁
0.541 0.459
E
122.05
66.03 56.02
0.351 0.351 0.298
D
114.04
40.03 40.03 33.98
第一次分配： 放松节点，把各节点 不平衡弯矩“同时” 进行分配。
0.351 0.351 0.298

4荷载计算及计算简图15页word4 荷载计算及计算简图4.1 竖向荷载第 1 页楼、屋⾯荷载按照图4.1.1所⽰导荷⽅式传递到相应框架梁上。

图4.1.1 荷载传导⽅式4.2 楼、屋⾯恒载计算4.2.1 作⽤在顶层框架梁上的线荷载标准值1）梁⾃重m KN g g g BC CD AB /6.3161616=== 2）均布恒载（楼板传⾄的梁段最⼤值） 4.2.2 作⽤在标准层框架梁上的线荷载标准值 1）梁⾃重+墙⾃重2）均布恒载（楼板传⾄的梁段最⼤值） 4.2.3 框架节点集中荷载标准值1）顶层框架边节点集中荷载计算如表4.2.1。

表4.2.1 顶层框架边节点集中荷载计算顶层框架边节点集中荷载 153.73KN 2）顶层框架中节点集中荷载计算如表4.2.2。

顶层框架中节点集中荷载 151.39KN 3）标准层框架边节点集中荷载计算如表4.2.3。

标准层框架边节点集中荷载 114.063KN 4）标准层层框架中节点集中荷载计算如表4.2.4。

标准层框架中节点集中荷载 148.121KN4.3 楼、屋⾯活载计算4.3.1 顶层框架梁上线荷载（楼板传⾄的梁段最⼤值）4.3.2 顶层框架梁上集中荷载4.3.1 顶层框架梁上线荷载（楼板传⾄的梁段最⼤值）梁上线荷载（楼板传⾄的梁段最⼤值）4.3.4 标准层框架梁上集中荷载4.4 竖向荷载作⽤下结构计算简图竖向荷载作⽤下结构计算简图如图4.4.1及4.4.2所⽰。

4.5 ⽔平荷载计算第 3 页4.5.1计算质点重⼒荷载代表值1）顶层重⼒荷载代表值计算如表4.5.1。

2）标准层重⼒荷载代表值计算如表4.5.2。

第 5 页3）底层重⼒荷载代表值计算如表4.5.3。

根据表4.5.1~4.5.3，等效总重⼒荷载为：4.5.2 D 值的计算1）各构件截⾯尺⼨：纵向框架梁：300mmX600mm横向框架梁：250mmX500mm 柱：650mmX650mm2）梁截⾯惯性矩：现浇楼⾯中框架,0.20I I =边框架梁05.1I I =，12/30bh I =3）各构件线刚度：l EI i /=。

第十四章 多层框架结构
一、计算简图
第二节 框架结构计算简图及荷载
1、计算单元
14.2框架结构计算简图
第二节 框架结构计算简图及荷载 一、计算简图
2、节点简化
刚接节点
铰接节点
14.2框架结构计算简图
第十四章 多层框架结构
3、计算模型
梁柱以截面几何轴线来确定：框架跨度——柱子轴线之间距离； 框架层高——相应于建筑层高，底层取基础 顶面到二层楼板顶面的距离。
实际工程中对计算模型可作修正：
（1）当横梁为斜梁，其坡度≤1/8时，可简化为水平直杆； （2）不等跨框架，当各跨跨差≤10% ，可简化为等跨框架，跨度取平均值。
二、构件截面尺寸
1、梁 ：h = (1/8~1/12) l b = (1/2~1/3) h
2、柱： h一般取 （1/15~1/20)层高
同时满足轴压比
三、框架结构的荷载
{ { 竖向荷载Байду номын сангаас
永久荷载 （恒载） 可变荷载 （活荷载）
风荷载 水平荷载 地震作用
1、楼（屋）面活荷载（活荷载折减，表13-1，P.158） 2、风荷载 3、地震作用 4、荷载图式的简化
14.2框架结构计算简图
第十四章 多层框架结构
楼面竖向荷 载 P.157 例24-1 图24-6，框架梁上荷载未按双向板荷载传递原则确定
二构件截面尺寸h一般取115120层高同时满足轴压比一级07二级08三级09bh142框架结构计算简图第十四章多层框架结构三框架结构的荷载水平荷载风荷载地震作用竖向荷载永久荷载恒载可变荷载活荷载1楼屋面活荷载活荷载折减表131p1582风荷载3地震作用4荷载图式的简化3框架结构截面抗弯刚度p158现浇楼盖