【導讀】畢業(yè)設(shè)計是土木工程專業(yè)教學中的重要部分。其主要目的是培養(yǎng)學生綜合應。分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計、計算機應用和外文閱讀能力。畢業(yè)設(shè)計特別應強調(diào)理論聯(lián)系實。真和吃苦耐勞的工作作風。此畢業(yè)設(shè)計包括建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計兩部分。本教學樓為四層鋼筋混凝土框。架結(jié)構(gòu)，長，寬，高。本工程以手算優(yōu)先，用結(jié)構(gòu)專業(yè)輔助軟。根據(jù)配筋面積進行繪圖。手算框架部分采用彎矩二次分配法，風荷載計算則采用改進后的Ｄ值法。這些計算方法的運用，不僅大大提高了運算。速度，而且也節(jié)省了時間。同時，在設(shè)計計算過程中充分運用的辦公軟件EXECELL. 確性，保證了計算的可信度。

　　

【正文】 樓面板傳荷載： 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 樓面板傳至梁上的荷載兩邊均為三角形荷載，轉(zhuǎn)化為均布荷載為： m/???? 梁自重： m/.304k5 ? 次梁傳來集中力： m/??? 則 一 ~四 層柱荷載為：（主梁自重 +板傳荷載 +柱自重 +次梁傳來集中力） ????????? )( （ 4） B、 C軸柱縱向集中恒荷載計算 ① 頂層柱 屋面板傳荷載： 屋面板傳至梁上的 荷載兩邊一邊為三角形荷載一邊為梯形荷載，則三角形轉(zhuǎn)化為均布荷載為： m/???? 梯形荷載轉(zhuǎn)化為均布荷載為 ??a m/)1 6 6 ( 32 ??????? 梁自重： m/.625k5 ? 次梁傳來集中力： m/k0 2 ??? 則頂層柱荷載為：（主梁自重 +板傳荷載 +次梁傳來集中力） ???????? )()( ② 一 ~四 層柱 樓面板 傳至梁上的荷載兩邊一邊為三角形荷載一邊為梯形荷載，則三角形 轉(zhuǎn)化為均布荷載為： m/???? 梯形荷載轉(zhuǎn)化為均布荷載為 ??a m/)1 6 6 ( 32 ??????? 梁自重： m/? 次梁傳來集中力： m/??? 則 一 ~四 層柱荷載為：（內(nèi)墻自重 +主梁自重 +板傳荷載 +柱自重 +次梁傳來集中北京交通大學海濱學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 力） ?? ???????????? )()()(框架在豎向恒荷載作 用下的受荷總圖如圖 所示 :（圖中數(shù)值均為標準值） 圖 豎向恒荷載作用下受荷總圖 豎向 恒載作用下框架 內(nèi)力計算 梁 的 固 端 彎 距 、 剪 力 、 軸 力 可 按 如 圖 所 示 求 得 ：北京交通大學海濱學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 圖 梁內(nèi)力計算簡圖 采用二次彎矩分配法。計算步驟如下： 1．計算豎向荷載作用下各層梁端固端彎矩（表 ）。 表 恒載（活載）作用下橫向 4 軸框架梁端固端彎矩（ kNm ） 層號 AB 跨 BC 跨 CD 跨 M*AB M*BA M*BC M*CB M*CD M*DC 4 153. 9 1~3 2．根據(jù)梁柱線剛度求梁柱轉(zhuǎn)動剛度，并確定各節(jié)點處的分配系數(shù)，詳見圖 。 ??? n1 kkk i iii SS? 其中， Sik為節(jié)點 k 第 i 根桿件的轉(zhuǎn)動剛度， Sik為節(jié)點 k 各桿件的轉(zhuǎn)動剛度之和。 桿件的轉(zhuǎn)動剛度的計算方法如下： 梁柱節(jié)點處為剛接，當桿件的另一端為剛節(jié)點時，第 j 根桿件的轉(zhuǎn)動剛度為Sj=4i；當利用結(jié)構(gòu)對稱性 而將桿件的另一端取為定向支座時，第 j 根桿件的轉(zhuǎn)動剛度為 Sj=2i， i 為桿件的線剛度。 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 AB、 CD 跨梁的線剛度： mkNi ??? 51 BC 跨梁的線剛度： mkNi ??? 52 柱的線剛度： 二 ~四層： mkNi ??? 53 一層： mkNi ??? 54 相對線剛度計算 ： 令 二～ 四 層柱 ?bi ，則其余各桿件的相對線剛度為： cb iii? 式中： bi — 當前桿件的線剛度； ci — 二～ 五 層柱的線剛度 。 表 相對線剛度 桿件 AB跨 BC跨 CD跨 一層柱 二 ~四 層 i 圖 各節(jié)點分配系數(shù)詳圖 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 下柱 懸臂 右梁 上柱 下柱 左梁 右梁 上柱 下柱 左梁 右梁 上 柱 下柱 左梁 懸臂 上柱 2 0 2 0 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 0 7 7 7 7 0 圖 用二次彎矩分配法計算豎向恒載作用下框架彎矩 5．根據(jù)各梁、柱彎矩計算各梁、柱的剪力。 梁柱剪力按照平衡條件進行計算，結(jié)果見表 。 表 恒載作用下梁剪力計算 層號 4 3 2 1 AB 跨 左端彎矩 MAB 右端彎矩 MBA VM= (MBAMAB)/l VGb V 左 = VM + VGb(kN) V 左 = VM – VGb(kN) BC 跨 左端彎矩 MBC 右端彎矩 MCB VM=(MCB MBC)/l 0 0 0 0 VGb V 左 = VM + VGb(kN) V 左 = VM – VGb(kN) CD 跨 左端彎矩 MCD 右端彎矩 MDC VM=(MDCMCD)/l VGb V 左 = VM + VGb(kN) V 左 = VM – VGb(kN) 注： V0為各跨梁在兩端簡支條件下的剪力，梁端剪力 V及 V0以使結(jié)點順時針轉(zhuǎn)動為正。 表 恒載作用下柱端剪力計算 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 36 層號 4 3 2 1 A軸 上端彎矩 Mt 下端彎矩 Mb V=(Mt+ Mt)/h B 軸 上端彎矩 Mt 下端彎矩 Mb V=(Mt+ Mt)/h C 軸 上端彎矩 Mt 下端彎矩 Mb V=(Mt+ Mt)/h D 軸 上端彎矩 Mt 下端彎矩 Mb V=(Mt+ Mt)/h 注：柱端剪力 V以使結(jié)點順時針轉(zhuǎn)動為正。 6．柱軸力計算 柱軸力按節(jié)點處平衡條件進行計算，如圖 。 柱頂截面軸力： ? ??? ????? n ij jjjji gVVGN 1,R,Lt 柱底截面軸力： ? ??? ???? n ij jjjji gVVGN ,R,Lb 式中 gi—— 各層柱自重； Gi—— 各層由縱向框架傳來的豎向荷載； VL、 VR—— 分別為節(jié)點左側(cè)、右 側(cè)梁剪力； 列表計算，結(jié)果見表 。 圖 柱剪力計算簡圖 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 37 表 恒載作用下柱軸力計算 層號 4 3 2 1 柱自重 g A軸 節(jié)點右端剪力 VL 縱向框架豎向荷載 G 柱頂軸力 Ni 柱底軸力 Ni B 軸 節(jié)點左端剪力 VL 節(jié)點右端剪力 VR 縱向框架豎向荷載 G 柱頂軸力 Ni 柱底軸力 Ni C 軸 節(jié)點左端剪力 VL 節(jié)點右端剪力 VR 縱向框架豎向荷載 G 柱頂軸力 Ni 柱底軸力 Ni D 軸 節(jié)點左端剪力 VR 縱向框架豎向荷載 G 柱頂軸力 Ni 柱底軸力 Ni 恒荷載作用下框架的內(nèi)力圖如圖 、 、 所示 。 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 38 圖 恒荷載作用下彎距圖（ kNm） 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 39 圖 恒荷載作用下剪力圖（ kN） 圖 恒荷載作用下軸力圖（ kN） 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 40 豎向 活載作用下框架所受荷載 豎向活 載作用下框架所受荷載 上人屋面： 2/ mkN ；辦公室： 2/ mkN ；走廊、門廳、樓梯、廁所 。 （ 1） A～ B、 C～ D 軸間框架梁 ① 屋面板傳荷載： 屋面板傳至梁上的荷載兩邊均為梯形荷載，轉(zhuǎn)化為均布荷載為： ??? m/???????? ）（ ② 樓面板傳荷載： 樓面板傳至梁上的荷載兩邊均為梯形荷載，轉(zhuǎn)化為均布荷載為： 0 .2 5/8 . ??? m/???????? ）（ 則屋面板傳至主梁 AB、 CD 跨的線荷載：（板傳荷載） m/.21k7 ? 樓面板傳至主梁 AB、 CD跨的線荷載：（板傳荷載） m/.21k7 ? （ 2） B～ C軸間框架梁 ① 屋面板傳荷載： 屋面板傳至梁上的荷載兩邊均為三角形荷載，轉(zhuǎn)化為均布荷載為： m/3 . 3 8 k/ ????? ② 樓面板傳荷載： 屋面板傳至梁上的荷載兩邊均為三角形荷載，轉(zhuǎn)化為均布荷載為： m/3 . 3 8 k/ ????? 則屋面板傳至主梁 BC 跨的線荷載：（板傳荷載） m/? 樓面板傳至主梁 BC跨的線荷載：（板傳荷載） m/? （ 3） A、 D軸柱縱向集中恒荷載計算 ① 頂層柱 屋面板傳荷載： 屋面板傳至梁上的荷載兩邊均為三角形荷載，轉(zhuǎn)化為均布荷載為： m/????? 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 41 次梁傳來集中力： m/??? 則頂層柱荷載為：（次梁傳來 集中力 +板傳荷載） m/ ????? ）（ ② 一 ~四 層柱 樓面板傳荷載： 樓面板傳至梁上的荷載兩邊均為三角形荷載，轉(zhuǎn)化為均布荷載為： m/????? 次梁傳來集中力： m/??? 則二 ~四 層柱荷載為：（板傳荷載 +次梁傳來集中力） m/ ????? ）（ （ 4） B、 C軸柱縱向集中恒荷載計算 ① 頂層柱 屋面板傳荷載： 屋面板傳至梁上 的荷載兩邊一邊為三角形荷載一邊為梯形荷載，則三角形轉(zhuǎn)化為均布荷載為： m/????? 梯形荷載轉(zhuǎn)化為均布荷載為 ??? m/)( 32 ??????? 次梁傳來集中力： ??? 則頂層柱荷載為：（板傳荷載 +次梁傳來集中力） m/ 0 . 6 )( 8 . 1)( 6 . 3 3 ????? ② 一 ~四 層柱 樓面板傳至梁上的荷載兩邊一邊為三角形荷載一邊為梯形荷載，則三角形轉(zhuǎn)化為 均布荷載為： m/????? 梯形荷載轉(zhuǎn)化為均布荷載為 ??? m/)( 32 ??????? 次梁傳來集中力： 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 42 ??? 則 一 ~四 層柱荷載為：（板傳荷載 +次梁傳來集中力） m/ 0 . 6 )( 8 . 1)( 6 . 3 3 ????? 框架在豎向活荷載作用下的受荷總圖如圖 所示 :（圖中數(shù)值均為標準值） 圖 豎向活荷載作用下的受荷總圖 豎向活 載作用下框架 內(nèi)力計算 采用二 次彎矩分配法。計算步驟如下： 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 43 下柱 懸臂 右梁 上柱 下柱 左梁 右梁 上柱 下柱 左梁 右梁 上柱 下柱 左梁 懸臂 上柱 0 0 7 7 1 7 1 0 2 0 1 0 1 7 7 0 1 0