毕业设计指导书（建筑、结构）

入屋盖荷载之中，故梁截面高度应减去板厚，且梁两侧的粉刷层重量也应计入梁自重内。

3.女儿墙重：包括女儿墙墙体、混凝土压顶及装饰层的重量。 4.柱重：柱的高度应减去板厚。

5.墙体重：包括内外墙砌体、内外墙装饰和门、窗的重量。

以上荷载均可从《荷载规范》中查取单位体积或面积的标准值计算，最后合计为顶层的总荷载值。 2.3.2 楼层恒荷载

1.楼盖重 2.楼面梁重 3.柱重 4.楼梯重 5.墙体重

楼层各部分重量的组成及计算方法与顶层相同，但应注意：计算首层的柱和墙体重时，构件的高度应从基础顶面算起。各层各部分的重量最后均需合计为该层的总荷载值。

2.4 横向水平地震作用计算及弹性变形验算

2.4.1 计算简图及重力荷载代表值计算

1.计算简图

对于多层框架结构，应按集中质量法将各层之间的结构重力荷载、屋面和楼面的可变荷载集中于屋面和楼面标高处，将其简化为多质点弹性体系。一般情况下，对于具有n层的框架，可简化成n个多质点弹性体系；对于局部突出屋面的房间，因其面积和荷载均很小，不单独作为一个质点。简化方法及计算简图可参见教材郭继武编著《建筑抗震设计》（以下简称《抗震设计》）中图3-8所示。

2.重力荷载代表值Gi计算

集中于上述各质点的重力荷载代表值Gi，应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和，各可变荷载的组合系数，应按《抗震设计》中表3-5采用。对于局部突出屋面的房间，应将其重力荷载折算到主体结构顶层的荷载中。 2.4.2 框架刚度计算

1.梁、柱线刚度计算

计算中注意：在计算梁的线刚度时，可以考虑楼板对梁刚度的有利影响，即板作为梁的翼缘参加工作。计算时，梁均先按矩形截面计算其惯性矩I0，再乘以增大系数求得I，增大系数可查《抗震设计》中表4-8。

2.柱的侧移刚度

柱侧移刚度计算公式为：D??kc12，式中h为各层框架柱的高度，Kc 为框架柱的线刚度，α2h的概念及计算公式详见《抗震设计》中表4-7。

计算出每层各柱的侧移刚度后，尚需根据每层各柱的根数，计算出每层柱的总侧移刚度。 2.4.3 框架自震周期计算

1.侧移计算

为计算框架的自震周期，可假设各质点处的重力荷载代表值Gi水平作用于相应质点上，计算其产

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生的侧移。该侧移的计算过程可采用《抗震设计》中表4-13的格式进行。

2.周期计算

采用能量法的计算公式为：T1?2?T?Gu?Gu2iiii

采用顶点位移法的计算公式为： T1?1.7?TuT

式中?T为结构基本周期考虑非承重填充墙体影响的折减系数，民用框架结构取0.6～0.7。 最后取周期T1 为以上两式计算结果中的较小值。 2.4.4 多遇水平地震作用标准值和位移计算

对于高度不超过40m，以剪切变形为主（房屋高宽比小于4时），且质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架，其水平地震作用可采用底部剪力法计算。

地震影响系数计算公式为：

,式中?为等效重力荷载系数，取?=0.85

结构总水平地震作用计算公式为：各质点的水平地震作用计算公式为：Fi?GiHi?Gj?1nFEk

jHjFEk(1??n) ，?Fn??nFEk

若T1＞1.4Tg 时，则上式改为：Fi?GiHi?Gj?1njHj质点i的水平地震作用标准值，楼层地震剪力及楼层层间位移的计算过程可参见《抗震设计》中表4-14的格式进行。

值得注意的是，由于地震影响系数在长周期区段下降较快，结构按上述公式算得的水平地震作用可能太小，出于对结构安全的考虑，规范规定按底部剪力法所算得的结构层间剪力应符合下式要求：

VEKi???G

i所以在按表4-14计算时，应增加该项计算，式中剪力系数?之值可按《抗震设计》中表3-7查取。 2.4.5 框架层间弹性位移验算

框架结构房屋的层间弹性位移应满足下式要求：

?ue?[?e]h

式中：Δue为多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的层间弹性位移；h为计算楼层层高；[θe]为弹性层间位移角限值，按《抗震设计》中表3-15采用。

2.5横向水平地震作用下框架内力计算—采用D值法

2.5.1框架柱剪力和柱端弯矩标准值计算

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有关计算公式为： 柱剪力：Vi??Fi Vik?DikVi D?ik柱端弯矩：y?y0?y1?y2?y3 M上?Vik(1?y)h M下?Vikyh

具体计算过程可参见《抗震设计》中表4-15的格式进行。 2.5.2框架梁端弯矩和剪力、柱轴力标准值计算

1.梁端弯矩Mb计算：框架梁端弯矩可根据柱端弯矩由节点平衡求得。

2.梁端剪力V、柱轴力N计算：梁端剪力可根据梁端弯矩由梁杆件的平衡求得，柱轴力可根据梁端剪力由节点平衡求得。具体计算过程可参见《抗震设计》中表4-16的格式进行。 5.2.3 框架内力图

根据上述计算结果，分别绘制相应的框架内力图。

1.框架柱剪力图 2.框架梁、柱弯矩图 3.框架梁剪力、柱轴力图

2.6 竖向荷载作用下框架内力计算—采用弯矩二次分配法

2.6.1 无地震作用时

1.框架梁上荷载 2.框架柱上集中荷载

以上两项荷载计算时应注意：①应根据所设计的某榀框架的具体受力情况分层、分跨进行计算；②在分别计算出恒荷载和活荷载值以后，按恒荷载分项系数为1.2、活荷载分项系数为1.4计算荷载的设计值；③顶层的活荷载应采用屋面均布活荷载值。

3.重力荷载设计值作用下框架弯矩计算

（1）荷载计算简图：将上述计算的荷载值绘制在框架计算简图上。

（2）梁、柱转动刚度S及相对转动刚度S：应根据计算简图和各杆件的线刚度按结构力学中的规定进行计算，可参见《抗震设计》中表4-18的格式进行。

（3）各节点杆件弯矩分配系数：μ= S/ ∑S，可参见《抗震设计》中表4-19的格式进行计算。 （4）梁固端弯矩计算：按照结构力学中的有关计算公式，分层、分跨计算各梁端的固端弯矩。 （5）弯矩分配与传递、杆端弯矩计算

计算方法及步骤可参见《抗震设计》中图4-20所示，计算中应注意： ①梁固端弯矩：对杆端顺时针转动为（＋）。

②第一次弯矩分配：将各节点不平衡弯矩（梁固端弯矩之和）改变（＋）、（－）符号后进行分配。 ③弯矩传递：将所分配的弯矩向各杆件的远端传递，传递系数均为1/2，且不改变弯矩符号。 ④第二次弯矩分配：再次将各节点不平衡弯矩（各杆件传递弯矩之和）改变（＋）、（－）符号后进行分配。

⑤上述4项弯矩之和，即为框架梁、柱的杆端弯矩。 （6）梁端弯矩的调幅

框架结构梁端的负弯矩较大，配筋较多，因而不便施工。由于超静定钢筋混凝土结构具有塑性内

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力重分布的性质，所以在重力荷载作用下可乘以调幅系数β，适当降低梁端弯矩。对现浇钢筋混凝土框架，可取β= 0.8～0.9。梁端弯矩调幅后，不仅可以减少梁端配筋数量，达到施工方便的目的，而且还可以提高柱的安全储备，以满足“强柱弱梁”的设计原则。

（7）梁的跨中弯矩计算：根据梁上的荷载和调幅后的梁端弯矩计算各层、各跨梁的跨中弯矩。 4.梁端剪力计算：梁端剪力可根据梁端弯矩和梁上的荷载由梁杆件的平衡求得，可参见《抗震设计》中表4-20的格式进行计算。

5.柱轴力计算：柱轴力可根据梁端剪力和框架柱上集中荷载由节点平衡求得，可参见《抗震设计》中表4-21的格式进行计算。

6. 框架内力图

（1）框架梁、柱弯矩图：调幅后的梁端弯矩和相应的跨中弯矩值可用括号表示。 （2）框架梁剪力、柱轴力图 2.6.2有地震作用时

1.框架梁上荷载 2.框架柱上集中荷载

以上两项荷载计算时应注意：①各层梁上、柱上的恒荷载和活荷载标准值与2.6.1中无地震作用时基本相同；②在分别计算出恒荷载和活荷载值以后，按恒荷载取标准值、活荷载乘以组合值系数后计算重力荷载的代表值；③顶层的活荷载应采用雪荷载值。

3.重力荷载代表值作用下框架弯矩计算

（1）荷载计算简图：将上述计算的荷载值绘制在框架计算简图上。 （2）梁固端弯矩计算：计算方法与2.6.1中无地震作用时相同。

（3）弯矩分配与传递、杆端弯矩计算：计算方法与2.6.1中无地震作用时相同。 （4）梁端弯矩的调幅：取调幅系数β= 0.8。

（5）梁的跨中弯矩计算：计算方法与2.6.1中无地震作用时相同。 4.梁端剪力计算：计算方法与2.6.1中无地震作用时相同。 5.柱轴力计算：计算方法与2.6.1中无地震作用时相同。 6.框架内力图

（1）框架梁、柱弯矩图：调幅后的梁端弯矩和相应的跨中弯矩值可用括号表示。 （2）框架梁剪力、柱轴力图

2.7横向框架内力组合

2.7.1梁端截面弯矩计算

在框架梁、柱端部截面配筋计算中，应采用构件端部截面的内力，而不是轴线处的内力，见《抗震设计》中图4-28所示。由于梁端截面弯矩、剪力较柱轴线处的小，柱端截面内力较梁轴线处的小，因此需求出构件端部截面内力。

1.地震作用下梁端弯矩MEK

2.重力荷载设计值作用下梁端弯矩Mq 3.重力荷载代表值作用下梁端弯矩MGE

2.7.2 梁弯矩组合

梁端负弯矩，取下式两者较大值：

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