一.工程概况…………………………………………………………………………2
二.设计资料…………………………………………………………………………2
三.横向框架内力计算………………………………………………………………3
（1）各梁柱截面尺寸确定…………………………………………………………3
（2）荷载计算………………………………………………………………………3
1）恒载计算……………………………………………………………………3
1）恒载计算……………………………………………………………………3
（3）内力计算………………………………………………………………………7
1）恒、活荷载作用下的内力计算……………………………………………7
2）分层法对一榀横向框架进行受力分析……………………………………8
（4）梁截面计算……………………………………………………………………16
1）顶层梁截面面设计…………………………………………………………16
2）中间层梁截面面设计………………………………………………………18
（5）柱截面计算……………………………………………………………………19
四.参考资料…………………………………………………………………………21
五.附图
计算书
一、工程概况
某企业新建办公楼，总建筑面积4581 m2，主体结构5层，无地下室。办公楼采用框架结构形式，各层层高均为3.6m。
二、设计资料
（1）冬季采暖室外计算温度-5℃。
（2）主导风向为东北风，基本风压为0.75KN/m2。
（3）基本雪压为0.30 KN/m2。
（4）年降雨量：650mm，日最大降雨量：92mm，时最大降雨量：56mm。
（5）土壤最大冻结深度：450mm。
（6）地基土土质均匀，中压缩性，地基承载力特征值fak=160KPa。
（7）地下水稳定埋深8.5~10.8m，属潜水类型，地下水对混凝土结构不具腐蚀性。
（8）不考虑抗震设防。 图1 柱网布置图
图2横向框架立面图
三、横向框架内力计算
（1）各梁柱截面尺寸确定如下。
梁(A~D轴)：h=(1/18~1/10)l01=(1/18~1/10)*7200=400~720mm，取h=700mm
h/b<4,取b=300mm
梁(1~11轴)：h=(1/18~1/10)l02=(1/18~1/10)*6300=350~630mm，取h=600mm
h/b<4,取b=300mm
柱截面均为 b*h=550mm*600mm
现浇楼板厚150mm。
（2）荷载计算
1）恒载计算
取⑥轴线横向框架进行计算单元宽度为7.2m，如图4-1所示。传给该框架的楼面荷载如图3中的水平阴影线所示。
图3
1屋面横向框架梁线荷载标准值（AB、CD段）：
30厚C30混凝土保护层 25×0.03=0.75KN/m2
铺油毡隔离层一道 0.25KN/m2
25厚挤塑泡沫成品保护层 0.5×0.025=0.13 KN/m2
高分子防水卷材一层 0.01 KN/m2
20厚1：2.5水泥砂浆找平 20×0.02＝0.4KN/m2
水泥炉渣2％找坡 14×0.072＝1.01 KN/m2
150厚钢筋混凝土板 25×0.15＝3.75KN/m2
20厚纸筋灰打底 16×0.02＝0.32 KN/m2
屋面恒荷载6.62 KN/m2
所以，屋面荷载传递到框架梁上的线荷载为： 2*6.62*6.3/2=41.7KN/m
框架梁自重0.3*0.6*25=4.5 KN/m
梁侧粉刷2*（0.6-0.15）*0.02*20=0.36 KN/m
②屋面横向框架梁线荷载标准值（BC段）：
30厚C30混凝土保护层 25×0.03=0.75KN/m2
铺油毡隔离层一道 0.25KN/m2
25厚挤塑泡沫成品保护层 0.5×0.025=0.13 KN/m2
高分子防水卷材一层 0.01 KN/m2
20厚1：2.5水泥砂浆找平 20×0.02＝0.4KN
水泥炉渣2％找坡 14×0.072＝1.01 KN/m2
100厚钢筋混凝土板 25×0.10＝2.5KN/m2
20厚纸筋灰打底 16×0.02＝0.32 KN/m2
屋面恒荷载5.37 KN/m2
所以，屋面荷载传递到框架梁上的线荷载为： 2*5.37*3.0/2=16.1KN/m
框架梁自重0.3*0.6*25=4.5 KN/m
梁侧粉刷2*（0.6-0.15）*0.02*20=0.36 KN/m
③楼面框架梁线荷载标准值（AB、CD段）
吊顶及地砖 1.2 KN/m2
20厚1：2.5水泥砂浆找平 20×0.02＝0.40 KN/m2
150厚钢筋混凝土板 0.15×25＝3.75 KN/m2
屋面恒荷载5.35 KN/m2
所以，屋面荷载传递到框架梁上的线荷载为： 2*5.35*6.3/2=33.7KN/m
框架梁自重0.3*0.6*25=4.5 KN/m
梁侧粉刷2*（0.6-0.15）*0.02*20=0.36 KN/m
填充墙自重（加气混凝土）：0.24*（3.6-0.6）*10=7.2 KN/m
墙侧粉刷：2*0.02*（3.6-0.6）*20=2.4 KN/m
④楼面框架梁线荷载标准值（BC段）
吊顶及地砖 1.2 KN/m2
20厚1：2.5水泥砂浆找平 20×0.02＝0.40 KN/m2
100厚钢筋混凝土板 0.10×25＝2.5 KN/m2
屋面恒荷载4.1 KN/m2
所以，屋面荷载传递到框架梁上的线荷载为： 2*4.1*3.0/2=12.3KN/m
框架梁自重0.3*0.6*25=4.5 KN/m
梁侧粉刷2*（0.6-0.15）*0.02*20=0.36 KN/m
恒荷载作用下的结构内力图如图4所示：
2）活荷载计算
①楼面框架梁线荷载标准值（AB、CD段）
屋面活荷载传递到框架梁上的线荷载为：2*2.0*6.3/2=12.6 KN/m
②楼面框架梁线荷载标准值（BC段）
屋面活荷载传递到框架梁上的线荷载为：2*2.0*3.0/2=6.0 KN/m
活荷载作用下的结构内力图如图5所示：
图4 恒载图
图5 活载图
(3)内力计算
1）恒活荷载作用下的内力计算
将三角形恒荷载（竖向荷载）、三角形活荷载化为等效均布荷载。
由活载效应控制的组合
由恒载效应控制的组合
GK---恒载标准值
Qk---活载标准值
CG、CQ ---恒载、活载效应系数
经荷载组合后，取用活载效应控制的组合，如图6所示。
图6 荷载组合图（单位：kN/m2）
2)采用分层法对一榀横向框架进行受力分析
将5层框架沿高度分成5个单层无侧移的敞口框架，如图7所示。框架梁上作用的荷载、柱高及梁跨均与原结构相同。计算时，将各层梁及其上、下柱所组成的敞口框架作为一个计算单元，用弯矩分配法分层计算各敞口框架的杆端弯矩，由此求得的梁端弯矩即为其最后弯矩。
为便于计算，分层法假定敞口框架上、下柱的远端是固定端，实际上，除底层柱的下端嵌固外，其他各柱的柱端均有转角产生，应为弹性支承。为减少计算误差，可把除底层柱以外的其他各层柱的线刚度乘以修正系数0.9，据此来计算节点周围各杆件的弯矩分配系数；杆端分配弯矩向远端传递时，底层柱和各层梁的传递系数仍按远端为固定支承取为1/2，其他各柱的传递系数考虑远端为弹性支承取为1/3。
逐层叠加敞口框架的弯矩图即得原框架的弯矩图。 图7 分层法计算简图
本例中横向框架是对称结构，所以只取半边结构进行计算。具体计算过程见下图。
图8 顶层荷载图（单位： KN/m）
图9 顶层弯矩分配图（单位： KN.m）
图10 顶层弯矩图（单位：kN.m）
图11 2~4层荷载图（单位：kN/m）
图12 2~4层弯矩分配图（单位：kN.m）
图13 2~4层弯矩图（单位：kN.m）
图14 底层荷载图（单位：kN/m）
图15 底层弯矩分配图（单位：kN.m）
图16 底层弯矩图（单位：kN.m）
将分层法所得弯矩图叠加，并将A、D轴线各节点不平衡弯矩做一次分配，B、C轴线各节点不平衡弯矩相差不大，不再分配。框架最终弯矩图如图17所示。
图17 框架弯矩图（单位：kN.m）
图18 框架剪力图（单位：kN）
图19 框架轴力图（单位：kN）
（4）梁截面计算
1）顶层梁截面设计
①正截面强度计算：
梁的截面尺寸为300mm*600mm。
梁的混凝土保护层厚度为30mm。
对于梁端，不考虑现浇混凝土板的作用。
梁端Ａ：
梁端B：
考虑梁上层纵筋施工，梁端A、B统一选用216+218 (911mm2)
AB跨中截面：
对于梁跨中截面，考虑现浇混凝土板翼缘受压，按T形梁计算。
翼缘计算宽度
选用216+218 (911mm2)
斜截面强度计算
取较大设计剪力V=-117.8KN
验算截面尺寸
故按构造配筋φ8@200。
2）中间层梁截面设计
①正截面强度计算：
梁的截面尺寸为300mm*600mm。
梁的混凝土保护层厚度为30mm。
对于梁端，不考虑现浇混凝土板的作用。
梁端Ａ：
选用420(1257mm2)
梁端B：
选用420(1257mm2)
AB跨中截面：
对于梁跨中截面，考虑现浇混凝土板翼缘受压，按T形梁计算。
翼缘计算宽度
选用216+218 (911mm2)
2斜截面强度计算
取较大设计剪力V=-154.6KN
验算截面尺寸
故按构造配筋φ8@200。
（5）柱截面计算
以底层Ｂ轴线柱为例，其最不利荷载组合如下：
受力钢筋的计算：
柱的计算长度
故按小偏心受压构件计算。
表明柱的截面尺寸较大，按单侧受压钢筋最小配筋率配置钢筋。
选用820(2513mm2)
参考资料
[1]建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）中国建筑工业出版社.2002.
[2]混凝土结构设计规范（GB 50010-2002）中国建筑工业出版社.2002.
[3]混凝土结构构造手册 中国建筑工业出版社.2003.
[4]梁兴文、王社良、李晓文等编著.混凝土结构设计原理.科学出版社.
[5]梁兴文、史庆轩编著.混凝土结构设计.科学出版社.
[6]唐岱新、孙伟民主编.高等学校建筑工程专业课程设计指导。中国建筑工业出版社.2000.
[7]龙驭球、包世华、匡文起、袁驷编著.结构力学I.中国建筑工业出版社.
[8]彭少民主编.混凝土结构（上册） 武汉理工大学出版社.
[9]彭少民主编.混凝土结构（下册） 武汉理工大学出版社.下载本文
