【導(dǎo)讀】長沙市岳麓區(qū)按一般建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)建筑一幢高層辦公樓，，計(jì)劃投資約800萬元。該辦公樓建筑部分設(shè)計(jì)已在前一階段完成。本階段進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，該結(jié)構(gòu)采用的是鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)?！痘炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》、《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)》、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》、《中南地區(qū)通用建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集》。根據(jù)辦公建筑功能的要求，為使建筑平面布置靈活，獲得較大的使用空間，本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系。施工方案采用梁、板、柱整體現(xiàn)澆方案?；A(chǔ)方案采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。各層梁柱板混凝土強(qiáng)度等級均為C30，縱向受力鋼筋采用HRB335級鋼筋，其余鋼筋用HPB235級鋼筋。，11表示底層柱承受其上十一層的荷載。取柱截面為正方形，則柱截面邊長為829mm。梁內(nèi)鋼筋伸至邊柱內(nèi)長度，故柱子截面滿足此抗震構(gòu)造要求。

　　

【正文】 層間側(cè)移最大值（滿足要求）表18 風(fēng)荷載作用下框架層間剪力及側(cè)移計(jì)算層次102520056260263521078121/3512692520056260263521078121/1433082520056260263521078121/922572520056260263521078121/693562520056260263521078121/564452520056260263521078121/482742520056260263521078121/427332520056260263521078121/384822520056260263521078121/35241120172790012542524591/2194－1145555112315750814281/3668 風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算根據(jù)各樓層剪力及柱的抗側(cè)剛度可求得分配至各框架柱的剪力，根據(jù)與地震作用下內(nèi)力分析的相同方法可求得柱的反彎點(diǎn)高度。由此可求得框架柱的柱端彎矩。邊柱的計(jì)算結(jié)果見表120，中柱的計(jì)算結(jié)果見表21。由柱端剪力根據(jù)節(jié)點(diǎn)的彎矩平衡條件求得各梁端彎矩及梁端剪力，其結(jié)果見表22；再由節(jié)點(diǎn)力的平衡條件求得柱的軸力，其結(jié)果見表23。由此作風(fēng)荷載作用下的、圖見圖圖圖11。表20 風(fēng)荷載作用下5軸框架各層柱端彎矩及剪力計(jì)算表邊柱（A柱）層次101078122520091078122520081078122520071078122520061078122520051078122520041078122520031078122520021078122520015245912017－18142814555表20 風(fēng)荷載作用下5軸框架各層柱端彎矩及剪力計(jì)算表邊柱（C柱）層次101078122635291078122635281078122635271078122635261078122635251078122635241078122635231078122635221078122635215245912542－18142815750表21 風(fēng)荷載作用下5軸框架各層柱端彎矩及剪力計(jì)算表中柱（B柱）層次101078125626091078125626081078125626071078125626061078125626051078125626041078125626031078125626021078125626015245927900－18142851123表22 風(fēng)荷載作用下5軸框架各層梁端彎矩、剪力計(jì)算表　AB跨梁BC跨梁層次柱端待分配彎矩之和10987654321－1表23 風(fēng)荷載作用下5軸框架各層柱軸力計(jì)算表AB跨梁端剪力BC跨梁端剪力邊柱軸力（A）邊柱軸力（C）中柱軸力層次10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 －1 注： 表中柱軸力中的負(fù)號表示拉力，當(dāng)為左右風(fēng)作用時，軸力反向。圖9 左風(fēng)彎矩圖圖10 左風(fēng)剪力圖圖11 左風(fēng)軸力圖 迭代法計(jì)算豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力豎向荷載作用下，框架的側(cè)移量很小，按不考慮側(cè)移的迭代法進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析?？紤]內(nèi)力組合的需要，對恒載，活載作用于AB跨，活載作用于BC跨，并受重力荷載代表值作用的框架內(nèi)力分別進(jìn)行分析。迭代法的計(jì)算具體步驟如下：1．計(jì)算桿端的固端彎矩及節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩從框架的受載總圖可知，梁受載情況比較復(fù)雜，既有集中力又有線性荷載，采用結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器求解。依次算得各種條件下的固端彎矩及節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩。固端彎矩填入桿端，節(jié)點(diǎn)不平衡彎矩填入內(nèi)方框中（如圖12）。2． 計(jì)算桿端的彎矩分配系數(shù)由圖2的相對線剛度，再根據(jù)，求得節(jié)點(diǎn)各桿端的彎矩分配系數(shù)；將分配系數(shù)填入內(nèi)外框各對應(yīng)的桿端處。匯于同一節(jié)點(diǎn)各桿端的分配系數(shù)之和為－。3．計(jì)算節(jié)點(diǎn)各桿件的近端轉(zhuǎn)角彎矩該計(jì)算過程在圖上進(jìn)行，直到的前后兩次近似值達(dá)到要求的精度為止。4．計(jì)算桿端的最后彎矩 疊加桿件最后的桿端彎矩在圖13上進(jìn)行。 恒載作用下的內(nèi)力分析1．屋面固端彎矩 2．標(biāo)準(zhǔn)層固端彎矩 3．首層固端彎矩 框架在恒載作用下的迭代計(jì)算過程見圖12，框架在恒載作用下的最后桿端彎矩計(jì)算見圖13。根據(jù)迭代結(jié)果繪制的恒載作用下框架的彎矩圖見圖14，由彎矩圖根據(jù)構(gòu)件平衡條件可以繪制結(jié)構(gòu)的剪力圖（圖15），由節(jié)點(diǎn)平衡條件可繪出結(jié)構(gòu)的軸力圖（圖16）。 活載在第Ⅰ跨（AB跨）的內(nèi)力分析1．屋面、標(biāo)準(zhǔn)層固端彎矩A柱的集中力 B柱的集中力 2．首層固端彎矩A柱的集中力 B柱的集中力 活載在第Ⅰ跨的迭代計(jì)算過程見圖17，框架在恒載作用下的最后桿端彎矩計(jì)算見圖18。根據(jù)迭代結(jié)果繪制的活載作用在第Ⅰ跨框架的彎矩圖見圖19，由彎矩圖根據(jù)構(gòu)件平衡條件可以繪制結(jié)構(gòu)的剪力圖（圖20），由節(jié)點(diǎn)平衡條件可繪出結(jié)構(gòu)的軸力圖（圖21）。 活載在第Ⅱ跨（BC跨）的內(nèi)力分析1．屋面固端彎矩B柱的集中力 C柱的集中力 2．標(biāo)準(zhǔn)層固端彎矩B柱的集中力 C柱的集中力 3．首層固端彎矩B柱的集中力 C柱的集中力 活載在第Ⅱ跨的迭代計(jì)算過程見圖22，框架在恒載作用下的最后桿端彎矩計(jì)算見圖23。根據(jù)迭代結(jié)果繪制的活載作用在第Ⅱ跨框架的彎矩圖見圖24，由彎矩圖根據(jù)構(gòu)件平衡條件可以繪制結(jié)構(gòu)的剪力圖（圖25），由節(jié)點(diǎn)平衡條件可繪出結(jié)構(gòu)的軸力圖（圖26）。 重力荷載代表值作用下的內(nèi)力分析此時重力荷載代表值作用的位置與受載總圖一致，其數(shù)值要經(jīng)計(jì)算。重力荷載代表值的取值：一般層：屋面層：重力荷載代表值作用下框架的受載總圖與恒載下的受載總圖類似。以下分別計(jì)算各作用點(diǎn)的荷載大小。1．屋面(注：)(注：)(注：)(注：)2．標(biāo)準(zhǔn)層(注：)(注：)(注：)(注：) 3．首層(注：)(注：)(注：)(注：)4．二層其他同標(biāo)準(zhǔn)層5．固端彎矩（1） 屋面固端彎矩 （2）標(biāo)準(zhǔn)層端彎矩 （3）首層端彎矩 重力荷載代表值作用下的迭代計(jì)算過程見圖27，框架在恒載作用下的最后桿端彎矩計(jì)算見圖28。根據(jù)迭代結(jié)果繪制的活載作用在第Ⅱ跨框架的彎矩圖見圖29，由彎矩圖根據(jù)構(gòu)件平衡條件可以繪制結(jié)構(gòu)的剪力圖（圖30），由節(jié)點(diǎn)平衡條件可繪出結(jié)構(gòu)的軸力圖（圖31）。圖 12恒載作用下的迭代計(jì)算（單位：）圖 13恒載作用下最后桿端彎矩計(jì)算（單位：）圖 14恒載作用下的彎矩圖（單位：）圖 15恒載作用下的剪力圖（單位：kN）圖 16恒載作用下的軸力圖（單位：kN）圖 17活載作用在AB跨的迭代計(jì)算（單位：）圖 18活載作用在AB跨最后桿端彎矩計(jì)算（單位：）圖 19活載作用在AB跨的彎矩圖（單位：）圖 20活載作用在AB跨的剪力圖（單位：kN）圖 21活載作用在AB跨的軸力圖（單位：kN）圖 22活載作用在BC跨下的迭代計(jì)算（單位：）圖 23活載作用在BC跨最后桿端彎矩計(jì)算（單位：）圖 24活載作用在BC跨下的彎矩圖（單位：）圖 25活載作用在BC跨下的剪力圖（單位：kN）圖 26活載作用在BC跨下的軸力圖（單位：kN）圖 27重力荷載代表值作用下的迭代計(jì)算（單位：）圖 28重力荷載代表值作用下最后桿端彎矩計(jì)算（單位：）圖 29重力荷載代表值作用下的彎矩圖（單位：）圖 30重力荷載代表值作用下的剪力圖（單位：kN）圖 31重力荷載代表值作用下的軸力圖（單位：kN） 內(nèi)力組合對受力較大構(gòu)件的最不利截面進(jìn)行組合。對梁而言，左、右梁端及跨中為最不利截面；對柱而言，柱頂和柱底為最不利截面。取1層、5及10層AB和BC跨梁，以及1層、5層和頂層A柱、B柱及C柱進(jìn)行內(nèi)力組合。本結(jié)構(gòu)考慮抗震設(shè)防，比較抗震和非抗震內(nèi)力組合確定截面設(shè)計(jì)的內(nèi)力依據(jù)。組合的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)均采用框架計(jì)算軸線處的數(shù)據(jù)。在對梁柱進(jìn)行截面配筋設(shè)計(jì)時，梁柱均采用框架計(jì)算軸線處的數(shù)據(jù)。各種內(nèi)力組合具體過程詳見內(nèi)力組合表。用于承載力計(jì)算的框架梁由可變荷載效應(yīng)控制的基本組合表見表24，用于承載力計(jì)算的框架梁由永久荷載效應(yīng)控制的基本組合表見表25，同理給出兩種組合下A柱、B柱及C柱的內(nèi)力組合表，如表2表2表2表2表表31所示。用于承載力計(jì)算的框架梁考慮地震作用效應(yīng)與其他荷載效應(yīng)的組合表見表32，由于抗震要求應(yīng)考慮強(qiáng)剪弱彎，故梁的剪力應(yīng)考慮框架抗震等級進(jìn)行調(diào)整。以下示意表中部分?jǐn)?shù)據(jù)具體計(jì)算過程。梁WLAB左端最大負(fù)彎矩組合剪力組合應(yīng)考慮強(qiáng)剪弱彎的調(diào)整：；（受彎）承載力調(diào)整系數(shù)，在計(jì)算剪力時應(yīng)除以它，以還原內(nèi)力。用于承載力計(jì)算的框架柱考慮地震作用效應(yīng)與其他荷載效應(yīng)的基本組合表分別為表33和表34（A柱），表35和表36（B柱），表37和表38（C柱）。由于抗震設(shè)計(jì)要求，柱端彎矩除考慮一般組合外，還要考慮強(qiáng)柱弱梁的作用，對柱端彎矩組合值之和的計(jì)算應(yīng)考慮在相應(yīng)梁端彎矩組合值之和的基礎(chǔ)上做相應(yīng)的調(diào)整（二級抗震，），然后再按柱端線剛度的比例分配給各柱端，得到柱端彎矩的組合值。以示意表中部分?jǐn)?shù)據(jù)具體計(jì)算過程。5層B柱上端彎矩：；1/2為柱端彎矩抗柱線剛度的分配系數(shù)，因上、下柱線剛度相同，故取一半；。5層B柱上端彎矩：柱剪力：，，在剪力計(jì)算時予以還原。1層柱上端彎矩：1層柱柱底彎矩：底層柱柱底彎矩。柱剪力：，