2 .计算书某大学7层学生宿舍楼，采用钢筋混凝土框架结构，没有抗震设防要求，设计年限为50年，试设计该结构(限于篇幅，本例仅介绍 轴框架结构的设计)。

2.1设计资料7层钢筋混凝土框架结构学生宿舍，设计使用年限为50年，其建筑平面图和剖面图分别如图1-1、图1-2所示，L 1=6m ，H 1=4.5m 。

(1)设计标高：室内设计标高土0.000相当于绝对标高4.400m ，室内外高差600mm 。

(2)墙身做法：墙体采用灰砂砖，重度γ=18kN/m 3，外墙贴瓷砖，墙面重0.5kN/㎡，内墙面采用水泥粉刷，墙面重0.36kN/㎡。

(3)楼面做法：楼面构造层的恒载标准值为1.56kN/㎡；楼面活荷载标准值为2.5kN/㎡。

(4)屋面做法：屋面采用柔性防水，屋面构造层的恒载标准值为3.24 kN/㎡；屋面为上人屋面，活荷载标准值为2.0kN/㎡。

(5)门窗做法：木框玻璃窗重0.3kN/㎡,木门重0.2kN/㎡。

(6)地质资料：位于某城市的郊区，底层为食堂，层高4.5m ,2~7层位学生宿舍。

(7)基本风压：4.00=ω 2m kN 。

(8)材料选择：混凝土强度等级C35，钢筋级别HRB400和HPB300。

图1-1 建筑平面图2.2 结构布置及结构计算简图的确定结构平面布置如图2-1所示。

各梁柱截面尺寸确定如下：图2-1 结构平面布置图边跨(AB 、CD 跨)梁： mm l l h )1000~7.666(8000121)121~81(=⨯==，取mm h 1000=；h b )31~21(=，取mm b 400=。

边柱和中柱(A 轴、B 轴、C 轴)连系梁：取mm mm h b 500250⨯=⨯；中柱截面均为mm mm h b 600500⨯=⨯，边柱截面均为mm mm h b 500450⨯=⨯现浇楼板厚mm 120。

结构计算简图如图3-59所示根 据地质资料，确定基础顶面标高为mm 1500-，由此求得底层层高为mm 5.6。

各梁柱构件的线刚度经计算后列于图2-2。

其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，取02I I =（0I 为考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）。

图 2-2 结构计算简图：单位；×10-3E （m 3）AB 、BC 跨梁：)(1033.80.814.01212333m E E i -⨯=⨯⨯⨯=中柱：上部各层柱)(1000.25.46.05.0121333m E E i -⨯=⨯⨯⨯=底层柱)(1038.15.66.05.0121333m E E i -⨯=⨯⨯⨯=边柱：上部各层柱)(1004.15.45.045.0121333m E E i -⨯=⨯⨯⨯=底层柱)(1072.05.65.045.0121333m E E i -⨯=⨯⨯⨯=各节点梁的线刚度与柱的线刚度比均大于32.3荷载计算1.恒荷载计算(1)屋面框架梁线荷载标准值：屋面构造层的恒载标准值 3.24 kN/㎡ 120mm 厚现浇钢筋混凝土楼板 20.32512.0m kN =⨯ 224.6m kN 屋面恒荷载边跨(AB 、BC 跨)框架梁自重 m kN 0.102500.14.0=⨯⨯ 梁侧粉刷 m kN 6.01702.0)12.00.1(2=⨯⨯-⨯ m kN 6.10 因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为： m kN g g BC AB 6.101717==m kN g g BC AB 44.37624.62727=⨯==(2)楼面框架梁线荷载标准值楼面构造层的恒载标准值 1.56 2m kN 120mm 厚现浇钢筋混凝土楼板 20.32512.0m kN =⨯256.4m kN边跨框架梁及梁侧粉刷 m kN 6.10 边跨填充墙自重 灰砂砖m kN 12.1518)0.15.4(24.0=⨯-⨯墙粉刷m kN 52.236.0)0.15.4(2=⨯-⨯ m kN 64.17作用在中间层框架梁上的线荷载为： m kN g g BC AB 24.2811==m kN g g BC AB 36.27656.422=⨯==(3)屋面框架节点集中荷载标准值边柱连续梁自重 kN 75.1825650.025.0=⨯⨯⨯ 粉刷 kN 56.11762)12.050.0(02.0=⨯⨯⨯-⨯m 9.0高女儿墙自重 kN 44.1918620.09.0=⨯⨯⨯粉刷 kN 67.3176202.09.0=⨯⨯⨯⨯连续梁传来屋面自重 kN 16.5624.6621621=⨯⨯⨯⨯顶层边节点集中荷载 kN G G C A 58.9977==D 、E 连续梁自重 kN 75.1825650.025.0=⨯⨯⨯ 粉刷 kN 56.11762)12.050.0(02.0=⨯⨯⨯-⨯ 连续梁传来屋面自重kN 37.8224.664.12124.6621621=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯顶层D 、E 节点的集中荷载 kN G G E D 68.10277==中柱连续梁自重 kN 75.1825650.025.0=⨯⨯⨯ 粉刷 kN 56.11762)12.050.0(02.0=⨯⨯⨯-⨯ 连系梁传来屋面自重 kN 42.5224.664.1=⨯⨯顶层中节点集中荷载 kN G B 73.727= (4)楼面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重 kN 75.18 粉刷 kN 56.1 木窗自重 kN 59.23.04.26.3=⨯⨯ 墙体面积 []279.10)4.26.3()0.15.4()45.06(mm =⨯--⨯-墙体自重 kN 61.461879.1024.0=⨯⨯ 外墙贴瓷砖 kN 4.55.079.10=⨯ 内墙粉刷 kN 88.336.079.10=⨯ 框架柱自重 kN 31.25255.45.045.0=⨯⨯⨯ 粉刷 kN 38.1175.402.095.0=⨯⨯⨯ 连系梁传来楼面自重kN 04.4156.4621621=⨯⨯⨯⨯ 中间层边节点集中荷载 kN G G C A 36.146==D 、E 柱连系梁自重 kN 75.18 粉刷 kN 56.1 内纵墙自重 kN 92.611820.0)5.05.4()2.15.06(=⨯⨯-⨯-- 粉刷 kN 7.1121702.0)5.05.4()2.15.06(=⨯⨯⨯-⨯--门重 kN 58.02.04.22.1=⨯⨯ 连系梁传来楼面自重kN 19.6056.464.12156.4621621=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯ 中间层D 、E 节点集中荷载 kN G D 54.154= kN G E 34.80=边柱连系梁自重 kN 75.18 粉刷 kN 56.1 墙体、粉刷、门自重 kN 2.74 框架柱自重 kN 75.33255.46.05.0=⨯⨯⨯ 粉刷 kN 68.1175.402.01.1=⨯⨯⨯ 连系梁传来楼面自重 kN 3.3856.464.1=⨯⨯中间层中节点集中荷载 kN G B 08.168= (5)恒荷载作用下的结构计算简图恒荷载作用下结构计算简图如图3-1所示。

2．楼（屋）面活荷载计算楼面活荷载作用下结构计算简图如图3-61所示。

图中各计算荷载值如下： 顶层均布m kN p p CE AD 1260.277=⨯== 集中载kN p p C A 180.262162177=⨯⨯⨯⨯== kN p p ED 4.260.264.1210.262162177=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯== kN p B 8.160.264.17=⨯⨯=中间层均布m kN p p CE AD 1565.2=⨯== 集中载kN p p C A 5.225.2621621=⨯⨯⨯⨯== kN p p E D 335.264.1215.2621621=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯==kN p B 215.264.1=⨯⨯=图3-1 恒荷载作用下结构计算简图图3-2 楼面活荷载作用下结构计算简图3.风荷载计算风压标准计算公式为错误！未找到引用源。

因结构高度H=32m >30m ，故z β按荷载规范求；对于矩形平面3.1=s μ；zμ可查荷载规范。

将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，计算过程如表3-3所示。

表中z 为框架节点至室外地面的高度，A 为一榀框架各层节点的受风面积，计算结果如图3-4所示。

表3-3 风荷载计算图3-4 风荷载作用下结构计算简图层次 风振系数错误！未找到引用源。

体型系数错误！未找到引用源。

高度z （m ） 变化系数错误！未找到引用源。

基本风压错误！未找到引用源。

受风面积A(m 2) 风荷载错误！未找到引用源。

作用（kN ）7 1.398 1.3 32.6 1.448 0.4 17.96 1.053 18.91 6 1.347 1.3 28.1 1.378 0.4 25.65 0.965 24.76 5 1.283 1.3 23.6 1.301 0.4 25.65 0.868 22.26 4 1.208 1.3 19.1 1.217 0.4 25.65 0.764 19.61 3 1.145 1.3 14.6 1.112 0.4 25.65 0.662 16.98 2 1.086 1.3 10.1 1 0.4 25.65 0.565 14.49 11.029 1.35.610.427.080.53514.492.4内力计算1. 恒荷载作用下的内力计算恒载和楼面活载（竖向荷载）作用下的内力计算采用分层法。

这里以框架恒载中间层为例说明分层法的计算过程，其他层（顶层、底层）仅给出计算结果。

由图3-1取出任一层进行分析，结构计算简图如图4-1所示。

图4-1柱的线刚度取框架柱实际线刚度的0.9倍。

图中梁上分布荷载由梯形（及矩形和三角形）两部分组成，在求固端弯矩时可直接根据图示荷载计算，也可根据固端弯矩相等的原则， 先将梯形分布荷载和三角形分布荷载，化为等效均布荷载，等效均布荷载的计算公式如图4-2所示。

图4-1 恒载荷载作用下结构计算简图02012l l =α ，p q 85=（三角形）图4-2 荷载的等效图因此图不太规则，不能完全等效，故采用结构力学求解器，求得杆端的弯矩为m kN M AB ∙-=86.276 m kN M BA ∙=29.371 m kN M Bc ∙-=59.300m kN M cB ∙=87.261弯矩分配法计算过程如图4-3所示，计算所得结构弯矩图见图4-4。

同样可用分层法求得顶层及底层的弯矩图。

图4-3 弯矩分配法计算过程图4-4 标准层单层结构弯矩图将各层分层法求得的弯矩图叠加，可得整个框架结构在恒载作用下的弯矩图。

很显然，叠加后框架内各节点弯矩并不一定能达到平衡，这是由于分层法计算的误差所造成的。