高校教学楼设计(7 风荷载内力计算)

第七章--风荷载作用下的内力和位移计算第7章 风荷载作用下的内力和位移计算由设计任务资料知，该建筑为五层钢筋混凝土框架结构体系，室内外高差为0.45m 基本风压20m /4.0KN =ω，地面粗糙度为C 类，结构总高度19.8+0.45=20.25m （基础顶面至室内地面1m ）。

计算主要承重结构时，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下式计算，即oz s z k w w μμβ=1、因结构高度H=20.25m<30m,高宽比20.25÷18.2=1.11＜1.5,故可取0.1z =β；2、s μ为风荷载体型系数，本设计按《建筑结构荷载规范》（GB50009--2012）中规定，迎风面取0.8，背风面取0.5，合计s μ=1.3。

3、z μ为风压高度变化系数，本设计的地面粗糙度类别为C 类，按下表选取风压高度变化系数。

7.1 横向框架在风荷载作用下的计算简图6轴线框架的负荷宽度B=（6.6+6.6）/2=6.6m。

各层楼面处集中风荷载标准值计算如表7.1：表7.1层号离地面高度Z（m）zμzβsμW0(KN/m2)h下(m)h上(m)(+)/2i z s zF w B h hβμμ=下上（kN）1 4.650.65 1.0 1.30.4 4.65 3.99.54 28.550.65 1.0 1.30.4 3.9 3.98.70 312.450.65 1.0 1.30.4 3.9 3.98.70 416.350.65 1.0 1.30.4 3.9 3.98.70 520.250.74 1.0 1.30.4 3.9 1.0 6.22根据表7.1，画出6轴框架在风荷载作用下的计算简图，如图7.2所示：图7.2 框架在风荷载作用下的计算简图7.2 位移计算7.2.1框架梁柱线刚度计算考虑现浇楼板对梁刚度的加强作用，故对6轴线框架（中框架梁）的惯性矩乘以2.0，框架梁的线刚度计算：跨度为7.3m 的梁（b ×h=250mm ×600mm ）：)(109126.0250.0212bh 24333m I -⨯=⨯⨯=⨯= m KN L I E c b /105.33.7109108.2i 437b ⨯=⨯⨯⨯==- 跨度为3.3m 的梁 (b ×h=200mm ×400mm ）：）（43-33m 101.2124.02.0212bh 2⨯=⨯⨯=⨯=I m KN L I E c b /109.13.31013.2108.2i 437b ⨯=⨯⨯⨯==- 7.2.1.1 框架柱的线刚度 1、底层柱：A 、D 轴柱：)(1021.512500500433c m I -⨯=⨯=m KN h I E c c c /100.32.51021.5100.3i 437⨯=⨯⨯⨯==-B 、C 轴柱：)(1021.512500500433c m I -⨯=⨯=m KN h I E c c c /100.32.51021.5100.3i 437⨯=⨯⨯⨯==-2、上层柱：A 、D 轴柱：)(1021.512500500433c m I -⨯=⨯=四A0.875 0.30 9467 44180B 1.35 0.40 12623C 1.35 0.40 12623D 0.875 0.30 9467 三A0.875 0.30 9467 44180 B 1.35 0.40 12623 C 1.35 0.40 12623 D 0.875 0.30 9467 二A0.875 0.30 9467 44180 B 1.35 0.40 12623 C 1.35 0.40 12623 D 0.875 0.30 9467 首层A1.17 0.53 7056 30354 B 1.80 0.61 8121 C 1.80 0.61 8121 D1.170.537056风荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算，即有：∑=∆ijjj D V u式中 jV ------第j 层的总剪力标准；∑ijD--------第j 层所有柱的抗侧刚度之和；ju ∆--------第j 层的层间侧移。

教学楼计算面层荷载一、实验室楼面荷载:三、走道、门厅五、卫生间楼面荷载六.屋面荷载:梁上荷载加气混凝土砌块重量取值：7. 50kN/m3加气混凝土隔墙重量取值：100 厚:7. 5X0. 1+0. 68（双面抹灰）二 1. 40kN/m2200 厚：7. 5X0. 20+0. 68 （双面抹灰）二 2. 20kN/m2 250 厚：7. 5X0. 25+0. 68 （双面抹灰）二 2. 56kN/m2 300 厚:7. 5X0. 30+0. 68（双面抹灰）二 2. 93kN/m21-1. 250外墙（加气混凝土砌块）梁上荷载：采用加气混凝土砌块，墙厚250,层高4. 2米，梁高750240kpa2.5 2. 56X (4. 20-0. 75) ~9. OOkX/m考虑开窗的原因，取折减系数0. 70,250开洞外墙荷载取:8. 83*0. 7^6. 5 kN/m1-2. 200内墙（加气混凝土砌块）梁上荷载：采用加气混凝土砌块，墙厚200,层高4. 2米，梁高7502. 20X （4.2-0.75） =7. 6kX/m^8. 00kN/m考虑开窗的原因，取折减系数0.80,200开洞内墙荷载取：7. 60*0. 8^6. 0 kN/m3-1.屋面梁上女儿墙荷载：1. 00*5. 24=5. 24~6. 00 kN/m（25X0.15 + 20X0.04） XI. 4=6. 37~6. 50 kN/m基础汁算地基承载力汁算参数：（1） 地基承载力特征值（2） 地基承载力宽度修正系数（3）地基承载力深度修正系数(4)地基以下土重20KN/M3(5) 地基以上上的加权平均重度20KN/M3(6) 承载力修正用基础埋置深度 1.8M修正后的承载力特征值305kpa。

风荷载作用下框架内力计算：框架在风荷载作用下的内力计算采用D 值法。

计算时首先将框架各楼层的层间总剪力Vj ，按各柱的侧移刚度值（D 值）在该层总侧移刚度所占比例分配到各柱，即可求得第j 层第i 柱的层间剪力Vij ；根据求得的各柱层间剪力Vij 和修正后的反弯点位置Y ，即可确定柱端弯矩Mc 上和Mc 下；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线刚度比例分配，可求出各梁端弯矩；进而由梁的平衡条件求出梁端剪力；最后，第j 层第i 柱的轴力即为其上各层节点左右梁端剪力代数和。

（1）一榀框架上风荷载的作用计算：前面已经算出风荷载作用下的一榀框架下每层楼的剪力，但是还要计算出一品框架下每根柱子分得的剪力Vi DijDijVij sj ∑==1,具体的计算结果见下表:（2）风荷载作用下反弯点高度的计算:反弯点高度比即: V=V0+V1+V2+V3式中:V0 ——标准层反弯点高度比；注：本框架风荷载采用分段式均布荷载，故可查《高层建筑结构设计》表5.8a。

V1 ——因上、下层梁刚度比变化的修正值，查《高层建筑结构设计》表5.9；V2 ——因上层层高变化的修正值，查《高层建筑结构设计》表5.10；V3 ——因下层层高变化的修正值，查《高层建筑结构设计》表5.10。

具体计算结果见下表：（3）计算各柱端、梁端弯矩:①柱端弯矩计算：柱上下端弯矩按式：M u = V (1 - y)h，M d = Vyh计算；②梁端弯矩计算：梁端弯矩按式M = i b / ∑ i b ⨯ (M u + M d )具体结果如下：（4）计算各梁端剪力:计算方法：以梁为隔离体根据力矩平衡可得到梁端剪力。

具体计算结果如下表：注：单位为KN（5）计算各柱轴力:计算方法：已知梁的剪力，由上到下利用节点的竖向力平衡条件，即可得到柱的轴力，计算方法同恒。

（6）风荷载作用下的内力图绘制:风载作用下的梁端、柱端弯矩，梁端柱端剪力，柱的轴力计算完毕，恒载作用下的标准值如下几图所示：手算风荷载作用下柱端弯矩图手算风荷载作用下两端弯矩图与电算内力图的比较：电算风荷载作用下柱端弯矩图电算风荷载作用下两端弯矩图误差分析：风荷载作用下梁柱剪力图的绘制与误差分析：手算风荷载作用下的梁柱剪力图电算风荷载作用下的梁柱剪力图误差分析：风荷载作用下柱轴力图的绘制与误差分析：手算风荷载作用下的柱轴力图电算风荷载作用下的柱轴力图误差分析：水平地震作用下框架内力计算：框架在水平地震荷载作用下的内力计算采用D值法。

目录一、工程概况(结构布置及计算简图) (2)二、屋面板与楼面板的设计 (4)三、地震作用下框架内力和侧移计算 (9)四、竖向荷载作用下框架结构的内力计算 (24)五、框架梁的内力组合： (37)六、框架柱的内力组合： (42)七、截面设计 (48)八、基础设计 (62)一、工程概况(结构布置及计算简图)工程名称：某高校教学楼结构类型：钢筋混凝土框架结构基本设计资料：⑴.抗震设防烈度为8度，设计地震分组为第一组⑵.基本雪压为0.3KN/m2⑶.基本风压为0.45KN/m2⑷.冰冻深度为0.8m⑸.地基承载力标准值为f K=200 KN/m2 , Ⅱ类场地，本工程不考虑地下水影响。

(6).采用柱下独立基础。

建筑地点：北京市建筑类型：六层办公楼，框架填充墙结构。

建筑介绍：建筑面积约1000平方米，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构，楼板厚度取120mm，填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块。

门窗使用：大门采用钢门，其它为木门，门洞尺寸为1.2m×2.1m，窗为铝合金窗，洞口尺寸为1.8m×1.8m。

地质条件：经地质勘察部门确定，此建筑场地为二类近震场地，设防烈度为8度。

柱网与层高：本办公楼采用柱距为7.2m的内廊式小柱网，边跨为7.2m，中间跨为2.4m，层高取3.6m，如下图所示：柱网布置图框架结构承重方案的选择：竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。

根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本办公楼框架的承重方案为横向框架承重方案，这可使横向框架梁的截面高度大，增加框架的横向侧移刚度。

框架结构的计算简图：楼板、框架梁、柱截面尺寸1、梁截面高度一般取梁跨度的1/12至1/8。

本方案取：1/12×7200=600mm，截面宽度取600×1/2=300mm，可得梁的截面初步定为b×h=300×600。

风荷载标准值计算公式
风荷载是指建筑物在风力作用下所受到的荷载，是建筑结构设计中非常重要的一个参数。

风荷载的计算需要根据当地的气象条件和建筑物的结构特点来确定，而风荷载标准值计算公式就是用来计算这一参数的重要工具。

本文将介绍风荷载标准值计算公式的相关知识，希望能对大家有所帮助。

风荷载标准值计算公式的基本原理是根据建筑物的高度、结构形式、气象条件等因素来确定建筑物所受到的风荷载大小。

一般来说，风荷载的计算可以分为静风荷载和动风荷载两种情况。

静风荷载是指建筑物在稳定风场中所受到的风荷载，而动风荷载则是指建筑物在非稳定风场中所受到的风荷载。

在实际工程中，需要根据具体情况来确定采用哪种计算方法。

静风荷载的计算公式一般采用国家相关标准或规范中给出的公式，这些公式通常是根据建筑物的高度、形状系数、风速等参数来确定风荷载的大小。

而动风荷载的计算则需要考虑建筑物在风场中的振动响应，通常需要进行风洞试验或数值模拟来确定。

在实际工程中，风荷载标准值计算公式的准确性对建筑物的结构安全性至关重要。

因此，在进行风荷载计算时，需要充分考虑建筑物的结构特点、周围环境的气象条件以及当地的风荷载标准等因素，确保计算结果的准确性和可靠性。

总之，风荷载标准值计算公式是确定建筑物在风力作用下所受到的荷载大小的重要工具，其准确性和可靠性对建筑物的结构安全性有着重要影响。

在进行风荷载计算时，需要根据实际情况选择合适的计算方法，并严格遵循相关的标准和规范，以确保建筑物的结构安全性和稳定性。

希望本文对大家对风荷载标准值计算公式有所帮助，谢谢阅读！。

第1章建筑设计1.1 建筑的总平面设计(1) 根据地形考虑，该校区西临商业街，东、南各有一条公路，东为学生的入流方向，所以教学楼靠近北方，正立面朝南；西方建运动场，南方建生活用房，校门设在东边。

(2) 教学办公大楼为三层现浇钢筋混凝土框架结构，办公楼总建筑面积为2507.28m2，建筑高度11.45m（从室外地坪到屋面檐口）(3) 为创造一个良好安静的教学环境，在用地范围内布置适当的绿化，以及布置水池、亭、廊等小品设计，并适当考虑与城市绿化带的相互关系，创造一个美好的校园。

1.2 建筑平面设计建筑平面设计是针对建筑的室内使用部分进行的，即有机地组合内部使用空间，使其更能满足使用者的要求，本设计是从平面设计入手，结合教学楼的具体特点进行设计。

本设计按照各基本单元空间的功能性质、使用顺序进行功能分析和功能分区，做到简洁明确、顺畅直接、不交叉迂回，避免相互干扰，并布置良好的朝向，满足采光和通风条件。

1.2.1 房间的平面设计根据设计任务书中对建筑房间的使用功能、房间的数量及使用面积的要求，本设计采用了开间 4.2m，进深为 6.0m的柱网，采用M型烧结多孔砖砌体墙，教学楼中间及两侧均设置楼梯。

教学办公楼各层功能分部如下：（1）一层主要布置了四个教室，一个音乐教室，两个科技活动室，两个教师办公室，一个备用室，入口大厅有传达及值班室。

（2）二层主要布置了四个教室，一个电化教室，两个实验室，两个教师办公室。

（3）三层主要布置了四个教室，接待室，校长室，总务办公室，教务办公室，社团办公室，会议室，书库及阅览室。

1.2.2 楼梯设计根据《中小学建筑设计规范》中确定楼梯的踏步尺寸与楼梯段净宽：楼梯踏步高度均为160mm，宽度取300mm，单跑踏步数均为11。

1.3 建筑立面设计立面设计是反映整个建筑的一个方面,是生动的、富有表现力的信息来源。

通过立面门、窗及各种构配件的位置、大小、外形等变化,使建筑的外观与使用功能、经济技术的合理性达到统一,给人以简洁、明快、朴素、大方的感受。

八地震作用内力计算（一）重力荷载代表值计算1．屋面雪荷载标准值Q sk=0.65×[7.8×6×(7.2×2+3.0)+3.9×(3.0+7.2)+7.8×7.2×2+10.1×3.9+3.9×7.2]=0.65×1034=787kN2．楼面活荷载标准值Q1k=Q2k=2.5×[3.0×7.8×6+3.9×(3.0+7.2)+3.9×(7.2×3+10.1) +3.9×7.2]+2.0×(7.8×7.2×12+3.9×7.2 +7.8×10.1)=2.5×332+2.0×781=2397kNQ3k=Q4k=2.5×332+2.0×(7.8×7.2×12+3.9×7.2)=2.5×332+2.0×702=2239kN3．屋盖、楼盖自重G5k=25×{1034×0.1+0.2×(0.6-0.1)×(7.2×12+3.9×2)+0.3×(0.8-0.1)×[3.9+(3.9×3+7.8×6)×2+(7.8×6+3.9)×2+3.9×3)+(7.2×5+10.1×2+(7.2×2+3.0)×7+3.0+7.2)]}+( 20×0.02+7×(0.08+0.16)/2+17×0.02)×1034=25×201.48+1.58×1034=6666kNG4k=25×201.48+(20×0.02+17×0.02+0.65)×1034=6470kNG1k=G2k=25×{(332+781)×0.1+0.2×(0.6-0.1)×(7.2×12+3.9×2+7.8×2)+0.3×(0.8-0.1)×[(3.9+(3.9×3+7.8×6)×2+(7.8×6+3.9)×2+3.9×3)+(7.2×5+10.1×2+(7.2×2+3.0)×7+3.0+7.2)+10.1+7.8]}+ (20×0.02+17×0.02+0.65)×(332+781)=25×214.70+1.39×1113=6871kN4．女儿墙自重G’=1.0×[(3.9×3+7.8×6+3.9)×2+(10.1+7.2+3.0+7.2)×2]×(18×0.24+17×0.02×2)=179.8×4.66=835kN5．三～五层墙柱等自重柱自重 (0.6×0.6×3.6×25+4×0.6×3.6×0.02×17)×39=1378kN门面积 2.6×1.0×25=65m2窗面积 2.3×1.8×24+10.1×1.8×2=136m2门窗自重 65×0.2+136×0.4=67kN墙体自重 {3.6×[7.8×24+7.2×14+3.9×2+8.7+3.9×2+(7.8+7.2)×2+3.9×2+4.2×2+10.1×2]-(136+65)}×0.24×18=(3.6×378.4-201)×4.32=5017kN 小计6462kN6．二层墙柱等自重柱自重 (0.6×0.6×3.6×25+4×0.6×3.6×0.02×17)×40=1413kN 门面积 65m 2 窗面积 136m 2 门窗自重 67kN墙自重 [3.6×(378.4+10.1)-201]×4.32=5174kN 小计 6654kN7．底层墙柱等自重柱自重 (0.65×0.65×4.2×25+4×0.65×4.2×0.02×17)×40=1923kN 门面积 2.6×1.0×7+2.6×1.5×14=72.8 m 2 窗面积 1.8×6.2×11=122.76 m 2门窗自重 72.8×0.2+122.76×0.4=64kN墙自重 [4.2×(7.8×24+7.2×14+10.1×2)-122.76-72.8]×0.24×18=4747kN 小计6734kN各层重力荷载代表值汇总如下：11126kN 7875.06462216666835G 5=⨯+⨯++=14052kN22395.064626470G G 43=⨯++== 14628kN 23975.06654216462216871G 2=⨯+⨯+⨯+=14764kN 23975.06734216654216871G 1=⨯+⨯+⨯+=（二）水平地震作用计算1．各层D 值汇总（D 单位：104kN/m ） 计算过程见下表2．顶点位移计算（将重力荷载代表值Gi 作为水平荷载） u T =41068.14511126⨯+41068.1451405211126⨯++41068.145140521405211126⨯+++410150.1814628140521405211126⨯++++410150.181476414628140521405211126⨯++++ =167m .010)304.79862.35929.26283.17637.(73=⨯++++-3．基本自振周期486s .0167.07.07.1u 7.1T T T 1=⨯⨯=ψ=4．基本自振周期水平地震影响系数设计地震分组第一组，场地类别Ⅱ类，T g =0.35s ，地震加速度0.10g ，多遇地震下αmax =0.08 06.008.00.1)486.035.0(9.01=⨯⨯=α5．结构底部剪力标准值7kN .3499)1476414628140521405211126(85.006.0G F eq 1Ek =++++⨯⨯==α6．各层水平地震作用标准值49s .04T .1486s .0T g 1=<=，故不需考虑顶部附加地震作用 m 2kN .782493.514764H G 11⋅=⨯= m 2kN .1301893.6)3.5(14682H G 22⋅=+⨯=m 175650kN 2)3.63.5(14052H G 33⋅=⨯+⨯= m 2kN .2262373)3.63.5(14052H G 44⋅=⨯+⨯=m 2kN .2191824)3.63.5(11126H G 55⋅=⨯+⨯=m 8kN .829507HG ii⋅=∑13kN .3307.34998.8295072.78249F 1=⨯=27kN .5497.34998.8295072.130189F 2=⨯=07kN .7417.34998.829507175650F 3=⨯=50kN .9547.34998.8295072.226237F 4=⨯=73kN .9247.34998.8295072.219182F 5=⨯=7．各层水平地震层间剪力73kN .924V 5=1879.23kN954.5073kN .924V 4=+= 3kN .262007.74123.1879V 3=+= 57kN .316927.5493.2620V 2=+= 7kN .349913.33057.3169V 1=+= 楼层水平地震剪力最小值验算如下： 楼层最小地震剪力系数λ=0.01602kN .178G 1=∑λ，402.85kN G 2=∑λ，627.68kN G 3=∑λ 73kN .861G 4=∑λ，1097.95kN G 5=∑λ 故满足要求8．多遇地震下弹性层间位移 计算过程见下表故满足要求（三）一榀框架内力计算（KJ1）本节计算以左震为例。

风荷载计算公式及符号含义
风荷载计算的公式可以根据不同的情况而有所不同，以下是常见的两个公式及符号含义：
1. 低层建筑风荷载计算公式：
F = 0.613 × C_f × A × V_max^2
其中，
F为风荷载（单位为N/m^2或Pa）；
C_f为风压系数；
A为被风作用面积（单位为m^2）；
V_max为设计风速（单位为m/s）。

2. 高层建筑风荷载计算公式（按国家标准GB 50009-2012）：
F = qz × Ce × Cg × A × V^2
其中，
F为风荷载（单位为N/m^2或Pa）；
qz为高度变化系数；
Ce为暴风区基准风压系数；
Cg为结构高度系数；
A为结构投影面积（单位为m^2）；
V为设计基本风速（单位为m/s）。

在这些公式中，符号的含义如下：
- C_f或Ce为风压系数，是根据建筑结构和环境条件来确定的参数，用于衡量建筑所受风力的大小；
- A为被风作用面积或结构投影面积，表示建筑物横截面在垂直方向上所受的风力面积；
- V_max或V为设计风速或设计基本风速，是参考当地的气象数据和规范要求确定的；
- qz为高度变化系数，它是表示建筑高度变化对风荷载的影响；- Cg为结构高度系数，是考虑建筑物高度和形状对风力的影响；- F表示风荷载的大小，单位为N/m^2或Pa，表示单位面积上
所受的力量。

⾼校教学楼设计（4恒荷载内⼒计算）四恒荷载内⼒计算（⼀）恒荷载计算1．屋⾯框架梁线荷载标准值20厚⽔泥混凝⼟找平0.02×20=0.46kN/m240～120厚（1%找坡）膨胀珍珠岩(0.08+0.16)÷2×7=0.546kN/m2四层作法防⽔层0.36kN/m2 100mm厚钢筋混凝⼟楼板0.1×25=2.56kN/m220mm厚⽯灰砂浆抹底0.02×17=0.34kN/m2屋⾯恒荷载4.08 kN/m2边框架梁⾃重0.3×0.8×25=6kN/m边框架梁粉刷2×(0.8-0.1)×0.02×17=0.48kN/m中框架梁⾃重0.3×0.6×25=4.5kN/m2边框架梁粉刷2×(0.6-0.1)×0.03×17=0.34kN/m则作⽤于屋⾯框架梁上线荷载标准值为：g5AB1=6.48kN/mg5BC1=4.85kN/mg5AB2=4.08×3.9=15.91kN/mg5BC2=4.08×3=12.24kN/m2．楼⾯框架梁线荷载标准值20mm厚⽔泥砂浆找平0.02×20=0.46kN/m2100mm厚钢筋混凝⼟楼板0.1×25=2.5kN/m220mm厚⽯灰砂浆抹底0.02×17=0.34kN/m2⽔磨⽯⾯层0.65 kN/m2楼⾯恒荷载3.89 kN/m2边框架梁⾃重及粉刷 6.48kN/m中框架梁⾃重及粉刷 4.85kN/m边跨填充墙⾃重0.24×3.6×18=15.55kN/m填充墙粉刷2×0.02×2×17=2.45kN/m则作⽤于楼⾯框架梁上线荷载标准值为：g AB1=6.48+15.55+2.45=24.48kN/mg BC1=4.85kN/mg AB2=3.89×3.9=15.17kN/mg BC2=3.89×3=11.67kN/m3．屋⾯框架节点集中荷载标准值纵向框架梁⾃重0.3×0.8×7.8×25=46.8kN纵向框架梁粉刷2×(0.8-0.1)×0.02×7.8×17=3.71kN纵向框架梁传来的屋⾯恒荷载2×(3.9/2)2×4.08=31.02kN次梁⾃重及粉刷0.6×0.2×25×7.2/2+2×0.02×(0.6-0.1)×7.2/2=10.87kN次梁传来的屋⾯恒荷载(1-2×0.272+0.273)×4.08×3.9×7.2/2=50.06kN1m⾼⼥⼉墙⾃重及粉刷1×7.8×0.24×18+2×1×7.8×0.02×17=39kN则顶层边节点集中荷载为：G5A=181.46kN纵向框架梁⾃重及粉刷46.8+3.71=50.51kN纵向框架梁传来的屋⾯恒荷载31.02+(1-2×0.192+0.193)×4.08×7.8×3/2=75.64kN 次梁⾃重、粉刷及传来的屋⾯恒荷载10.87+50.06=60.93kN则顶层中节点集中荷载为：G5B=187.08kN4．楼⾯框架节点集中荷载标准值纵向框架梁⾃重及粉刷51.51kN纵向框架梁传来的楼⾯恒荷载2×(3.9/2)2×3.89=29.44kN次梁⾃重及粉刷10.87kN次梁传来的楼⾯恒荷载(1-2×0.272+0.273)×3.89×3.9×7.2/2=47.73kN钢窗⾃重2×2.3×1.8×0.4=3.31kN墙体⾃重(3.6×7.8-2×2.3×1.8)×0.24×18=85.54kN墙⾯粉刷2×(3.6×7.8-2×2.3×1.8)×0.02×1.7=13.46kN框架柱⾃重0.602×3.6×25=32.4kN柱⾯粉刷4×0.6×0.02×17=0.82kN中间层边柱节点集中荷载为：G A=274.08kN纵向框架梁⾃重及粉刷50.51kN纵向框架梁传来的楼⾯恒荷载29.44+(1-2×0.192+0.1923)×3.89×7.8×3/2=71.98kN 次梁粉刷、⾃重及传来的楼⾯恒荷载10.87+47.73=58.6kN⽊门⾃重2×1.0×2.6×0.2=1.04Kn墙体⾃重(3.6×7.8-2×1.0×2.6)×0.24×18=98.84kN墙⾯粉刷2×0.02×()×17=15.56kN框架主⾃重及粉刷32.4+0.82=33.22kN中间层中柱节点集中荷载为：G B=329.75kN（⼆）恒荷载作⽤下内⼒计算1．计算简图计算简图2．荷载等效27.02.729.31=?=α顶层边跨 m /38kN .2048.691.15)27.027.021('g 325=+?+?-=边顶层中跨 m /12.5kN 4.8512.2485'g 5=+?=中中间层边跨 m /37.74kN 48.2417.15)27.027.021('g 32=+?+?-=边中间层中跨 m /11.97kN 4.6867.1185'g =+?=中荷载等效后的计算简图如下GD3．固端弯矩计算顶层边跨 m 88.04kN 2.738.20121M 25AB ?=??=顶层中跨 m 38kN .95.15.1231M 25BC ?=??=中间层边跨 m 04kN .1632.774.37121M 2AB ?=??=中间层中跨 m 98kN .85.197.1131M 25BC ?=??=4．分层计算弯矩（取半结构计算） 1）顶层分配系数计算如下569.040.39.0456.3456.312=??+??=µ431.0569.0111214=-=-=µµ442.023.640.39.0456.3456.321=?+??+??=µ223.023.640.39.0456.326.323=?+??+??=µ335.0223.0442.011232125=--=--=µµµ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 -88.04 88.04 -9.38 37.95 50.09 → 25.05 -22.92 ← -45.84 -34.74 -23.13 9.88 13.04 → 6.52 -1.44 ← -2.88 -2.19 -1.45 0.62 0.82 → 0.41 -0.18 -0.14 -0.09 48.45 -48.4571.12-37.07-34.05M 图见下页（单位：kN ?m ）2）中间层分配系数计算如下301.056.3420.39.040.39.043631=?+==µµ398.0301.0301.011363134=--=--=µµµ251.03.6256.3420.39.040.39.044742=?+?+==µµ331.03.6256.3420.39.0456.3443=?+?+=µ167.0331.0251.0251.01143474234=---=---=µµµµ内⼒计算过程如下（单位：kN ?m ）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 -163.04 163.04 -8.98 49.08 49.08 64.88 → 32.44 -30.87 ← -61.73 -46.81 -46.81 -31.15 9.29 9.29 12.29 → 6.15 -1.02 ← -2.04 -1.54 -1.54 -1.03 0.31 0.31 0.40 → 0.20 -0.07 -0.05 -0.05 -0.03 58.68 58.68-117.36137.99-48.4-48.4-41.19M 图见下页（单位：kN ?m ）37.0734.0571.1212.3616.1548.4548.45(1)(2)(3)(4)(5)。

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。

第7章 风荷载作用下的内力和位移计算由设计任务资料知，该建筑为五层钢筋混凝土框架结构体系，室内外高差为基本风压20m /4.0KN =ω，地面粗糙度为C 类，结构总高度+=（基础顶面至室内地面1m ）。

计算主要承重结构时，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下式计算，即o z s z k w w μμβ=1、因结构高度H=<30m,高宽比÷=＜,故可取0.1z =β；2、s μ为风荷载体型系数，本设计按《建筑结构荷载规范》（GB50009--2012）中规定，迎风面取，背风面取，合计s μ=。

3、z μ为风压高度变化系数，本设计的地面粗糙度类别为C 类，按下表选取风压高度变化系数。

横向框架在风荷载作用下的计算简图6轴线框架的负荷宽度B=（+）/2=。

各层楼面处集中风荷载标准值计算如表：表根据表，画出6轴框架在风荷载作用下的计算简图，如图所示：图 框架在风荷载作用下的计算简图位移计算框架梁柱线刚度计算考虑现浇楼板对梁刚度的加强作用，故对6轴线框架（中框架梁）的惯性矩乘以，框架梁的线刚度计算： 跨度为的梁（b ×h=250mm ×600mm ）：)(109126.0250.0212bh 24333m I -⨯=⨯⨯=⨯= m KN L I E c b /105.33.7109108.2i 437b ⨯=⨯⨯⨯==- 跨度为的梁 (b ×h=200mm ×400mm ）：）（43-33m 101.2124.02.0212bh 2⨯=⨯⨯=⨯=I m KN L I E c b /109.13.31013.2108.2i 437b ⨯=⨯⨯⨯==- 框架柱的线刚度 1、底层柱： A 、D 轴柱：)(1021.512500500433c m I -⨯=⨯=m KN h I E c c c /100.32.51021.5100.3i 437⨯=⨯⨯⨯==- B 、C 轴柱：)(1021.512500500433c m I -⨯=⨯=m KN h I E c c c /100.32.51021.5100.3i 437⨯=⨯⨯⨯==- 2、上层柱： A 、D 轴柱：)(1021.512500500433c m I -⨯=⨯=m KN h I E c c c /100.49.31021.5100.3i 437⨯=⨯⨯⨯==- B 、C 轴柱：)(1021.512500500433c m I -⨯=⨯=m KN h I E c c c /100.49.31021.5100.3i 437⨯=⨯⨯⨯==- 侧移刚度D 计算框架柱刚度修正系数计算公式见表: 表表 各层柱侧向刚度计算风荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算，即有：∑=∆ijjj DV u式中 jV ------第j 层的总剪力标准；∑ijD --------第j 层所有柱的抗侧刚度之和；ju ∆--------第j 层的层间侧移。

毕业设计指导五本部分为框架内力组合（注：在内力组合前，需先进行金边缘内力修正、弯矩调幅、活荷载不利布置使跨中内力放大）1.框架承载力计算内力基本组合方式根据规范及本工程特点，考虑以下内力组合形式（按一般框、排架简化规则）：①S=1.35S「K②S = 1.2S r..+1.0xl.4S m.③ 5 = 1.05^+1.0x1.45^④S=1.2S GA+L0X1.4S晟（分左右风）⑤S=1.0S GA+L0X1.4s“火（分左右风）⑥S = 12S Gk + 0.9 x 1 AS ok + 0.9 x 1,4S vt,.（分左右风）⑦S = 1.0S Gk + 0.9 X I AS Qk + 0.9 X 1,4S wk（分左右风）⑧S = 1.35S G,+1.0x1.45^ （注：此时只能组合竖向活荷载）⑨S= 1.2S GE +L3S W=1.2（S GK+0.5S”）+ 1.3S W（分左右震，顶层S GE采用5096的雪载）上几式中，S G〃为恒载效应标准值，S QA.为活载效应标准值，5“火为风载效应标准值，小£为重力荷载代表值产生的荷载效应标准值，5湫为水平地震作用产生的荷载效应标准值。

注：以上各组合应根据实际情况取舍，例如当恒载不会出现对结构有利时/ （2）、（4）、（6）可舍弃。

以上的|S G%、S0代表的粱端弯矩M都是经过调幅后的弯矩，调幅系数为0.85O但调幅只对竖向荷载作用下内力进行调幅，不对水平荷载作用下内力进行调幅。

2.框架梁内力组合对于3跨结构对称，每层都有五个控制截面，即梁AB两端，梁AB跨间最大弯矩处，梁BC左端、梁BC跨间最大弯矩处。

进行内力组合前，需对竖向荷载产生弯矩进行0.8的调幅，再将两端节点弯矩换算至两端柱边弯矩；活荷载下内力计算时，没有考虑到活载的最不利布置，跨中弯矩需乘以帆大系数L 2；水平荷载直接换算至两端柱边弯矩，方可进行内力组合。

框架梁内力组合表见附表1 （表中根据实际情况舍弃了一些组合项，自己可以添加项目）。

XX市XX区某教学楼结构设计计算书专业：土木工程：XXX学号：XXXXX指导教师：XXXXXXX大学目录引言 (1)结构设计计算书 (2)1设计资料 (2)1.1 工程名称 (2)1.2 工程概况 (2)1.3 设计资料 (2)2结构布置及计算简图 (3)2.1 结构布置 (3)2.2 计算单元选取 (3)2.3 梁柱截面尺寸的确定 (4)2.4 板厚的确定 (5)3恒载计算 (6)3.1 屋面荷载标准值 (6)3.2 楼面荷载标准值 (6)3.3 框架梁柱荷载标准值 (6)3.4 填充墙荷载标准值： (7)3.5 门窗荷载标准值 (7)4活荷载计算 (7)5楼层荷载汇总 (7)5.1 顶层荷载 (7)5.2 二~四层荷载 (9)5.3 一层荷载 (9)6地震作用 (10)6.1 横向框架侧移刚度计算 (10)6.2 横向框架自振周期计算 (12)6.3 横向框架水平地震作用 (13)6.4 变形验算 (14)6.5 横向框架○9轴柱端弯矩计算 (16)6.6 地震作用下的力分析 (16)7竖向荷载作用下横向框架力计算 (19)7.1 计算单元 (19)7.2 荷载计算 (19)7.3 各层结点弯矩计算 (21)7.4 梁柱线刚度比（弯矩分配系数） (22)7.5 横向框架的弯矩用二次分配法进行弯矩分配 (23)8横向框架力组合 (36)8.1 弯矩调幅 (36)8.2 力组合 (38)9截面设计 (49)9.1 框架梁 (49)9.2 框架柱 (54)9.3 现浇板 (63)9.4 次梁 (66)10地基基础设计 (69)10.1 地基变形验算 (69)10.2 柱下基础设计 (69)结论 (76)致 (76)参考文献 (78)引言土木工程专业的毕业设计教学过程，是我们在毕业前最后学习和综合训练过程，是深化、拓宽、综合学习的重要过程，它提高了我们的综合素质，对工程实践能力和创新能力都起到了非常重要的作用。

1风荷载
当空气的流动受到建筑物的阻碍时，会在建筑物表面形成压力或吸力，这些压力或吸力即为建筑物所受的风荷载。

1.1单位面积上的风荷载标准值
建筑结构所受风荷载的大小与建筑地点的地貌、离地面或海平面高度、风的性质、风速、风向以及高层建筑结构自振特性、体型、平面尺寸、表面状况等因素有关。

1.1.1
50年一遇
，其中的单位为kN/m2。

1.1.2
1.1.3风荷载体形系数
1
（
（
（的矩形、方形、十字形平面；
（形、L高宽比的十字形、，
；
（）未述事项详见相应规范。

2
3
1.1.4
的房屋，以及自振周期
虑脉动风压对结构发生顺向风振的影响。

米、高宽比
结构在Z高度处的风振系数可按下式计算：
g为峰值因子，去g=2.50；为10米高度名义湍流强度，取值如下：
R
为结构阻尼比，对钢筋混凝土及砌体结构可取；
为地面粗糙修正系数，取值如下：
、为系数，按下表取值：
为结构第一阶振型系数，可由结构动力学确定，对于迎风面宽度较大的高层建筑，当剪
力墙和框架均其主要作用时，振型系数查下表，其中H为结构总高度，结构总高度小于等于梯度
B。

教学用房荷载设计一、引言教学用房是学校教学活动的重要场所，其建筑设计需要科学合理地考虑荷载设计，以确保教学用房的结构安全可靠。

本文将围绕教学用房荷载设计展开讨论，并介绍荷载的种类、计算方法以及影响荷载设计的因素。

二、教学用房荷载的种类1. 垂直荷载垂直荷载是指作用在教学用房结构上的自重以及建筑内墙、楼板、悬挑、楼梯等构件的重力。

在荷载设计中，需要准确计算各构件的重力以确定垂直荷载的大小。

2. 水平荷载水平荷载是指由风、地震、水压等外力引起的作用在教学用房结构上的水平力。

风荷载是设计中较为重要的水平荷载之一，其计算需考虑地理位置、建筑高度、建筑形状等因素。

地震荷载是指地震引起的构件水平力，其计算需参考相应地区的地震参数。

水压荷载是指建筑物水平结构在受到水的推力时所受的力，计算方法较为复杂，需要综合考虑建筑物的用途、水流速度、水位高度等因素。

3. 附加荷载附加荷载是指除了垂直荷载和水平荷载之外的其他荷载，如人员荷载、设备荷载、雪荷载等。

人员荷载是指人员在教学用房内活动时对结构产生的荷载，需要根据人员密度和活动方式进行计算。

设备荷载是指安装在教学用房内的设备对结构产生的荷载，需要参考设备的重量和安装方式进行计算。

雪荷载是指在雪灾情况下，积雪对结构的荷载，计算需要考虑雪的密度和积厚等因素。

三、教学用房荷载设计的计算方法教学用房荷载设计的计算方法主要包括规范方法和工程实测方法。

1. 规范方法规范方法是根据国家相关规范和标准计算荷载的方法。

国家相关规范和标准包括《建筑抗震设计规范》、《建筑荷载规范》等。

规范方法提供了详细的荷载计算公式和系数，设计师可以根据实际情况选择合适的规范计算荷载。

2. 工程实测方法工程实测方法是通过实际工程中的荷载测量来确定荷载大小的方法。

工程实测方法可以使用传感器、测力计等设备对荷载进行实时监测，得到真实可靠的荷载数据。

这种方法的优势在于可以更好地反映实际情况，但缺点是需要大量的工作量和费用。