某市中学教学楼框架结构设计-某五层框架教学楼设计全套图纸及计算书平米左右【可提供完整设计图纸】

'本科生毕业论文（设计）题目：某市中学教学楼框架结构设计专业代码：土木工程（080703）作者姓名：学号：单位：指导教师：2010年6月5日 大学本科毕业设计原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，论文中不含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得聊城大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的相应责任。学位论文作者签名：日期：指导教师签名：日期：82 大学本科毕业设计前言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。通过毕业设计，使我在大学期间学到的知识贯穿起来，对于我今后的工作奠定了良好的基础。我的毕业设计题目为《某市中学教学楼框架设计》。在毕业设计前期，我温习了《结构力学》、《钢筋混凝土》、《建筑结构抗震设计》等知识，并借阅了《抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》、《混凝土结构设计规范》等规范。在毕业设计中期，我通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。在毕业设计后期，主要进行设计手稿的电脑输入。在整个设计期间我严格按照计划进行设计工作，在杨秀英老师的耐心和细致的辅导下，使我圆满完成了毕业设计任务。在整个毕业设计期间，我在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解，巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进行内力组合的计算时，进一步了解了Excel。在绘图时熟练掌握了AutoCAD，天正CAD,PKPM等设计软件，以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。82 大学本科毕业设计摘要本设计主要进行了结构方案中横向框架10轴框架的抗震设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力。最后找出最不利的一组或几组内力组合。选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计。完成了平台板，梯段板，平台梁，斜梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。选取部分梁、板、柱进行了构件的内力和配筋计算。整个结构在设计过程中，严格遵循相关的专业规范的要求，参考相关资料和有关最新的国家标准规范，对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之，适用、安全、经济、使用方便是本设计的原则。关键词：框架；结构设计；抗震设计82 大学本科毕业设计AbstractThepurposeofthedesignistodotheanti-seismicdesigninthelongitudinalframesofaxis10.Whenthedirectionsoftheframesisdetermined,firstlytheweightofeachflooriscalculated.Thenthevibratecycleiscalculatedbyutilizingthepeak-displacementmethod,thenmakingtheamountofthehorizontalseismicforcecanbegotbywayofthebottom-shearforcemethod.Theseismicforcecanbeassignedaccordingtotheshearingstiffnessoftheframesofthedifferentaxis.Thentheinternalforce(bendingmoment,shearingforceandaxialforce)inthestructureunderthehorizontalloadscanbeeasilycalculated.Afterthedeterminationoftheinternalforceunderthedeadandliveloads,thecombinationofinternalforcecanbemadebyusingtheExcelsoftware,whosepurposeistofindoneorseveralsetsofthemostadverseinternalforceofthewalllimbsandthecoterminousgirders,whichwillbethebasisofprotractingthereinforcingdrawingsofthecomponents.Thedesignofthestairsisalsobeapproachedbycalculatingtheinternalforceandreinforcingsuchcomponentsaslandingslab,stepboardandlandinggirderwhoseshopdrawingsarecompletedintheend.Thewholestructureofthedesignprocess,instrictcompliancewiththerelevantprofessionalstandard,referencetorelevantinformationandthelatestnationalstandardsandspecifications,anddesignofthevariouscomponentsofacomprehensivescientificconsiderations.Inshort,application,security,economicanduser-friendlydesignistheprinciple.Keywords:frames；structuraldesign；anti-seismicdesign82 大学本科毕业设计目录建筑部分1总平面设计12平面设计12.1交通联系部分的设计12.1.1走廊——水平交通12.1.2楼梯——垂直交通22.2卫生间的平面设计23立面设计24剖面设计24.1层数的确定34.2层高的确定34.3室内外高差35建筑构造设计35.1墙体35.2屋面结构35.3雨水口构造36结构选型及平面布置4结构部分7设计原始资料58结构设计方案及布置59构件初估69.1柱截面尺寸的确定69.2梁尺寸确定69.3楼板厚度682 大学本科毕业设计10基本假定与计算简图610.1基本假定610.2计算简图611结构布置及计算简图612荷载计算812.1恒载标准值计算812.2活荷载标准值计算1012.3竖向荷载下框架受荷总图1012.4重力荷载代表值计算1613地震作用计算1813.1横向框架侧移刚度计算1813.2横向自振周期计算2013.3横向水平地震力计算2113.4水平地震作用下的位移验算2313.5水平地震作用下框架内力计算2414竖向荷载作用框架内力计算2914.1梁柱端的弯矩计算3014.2梁端剪力和轴力计算4115风荷载计算4415.1风荷载侧移计算4415.2风荷载内力计算4516内力组合4716.1荷载组合4716.2控制截面及不利内力4716.3计算结果4716.3.1框架内力计算4716.3.2框架柱内力计算结果及框架柱内力组合4917截面设计5117.1框架梁的配筋计算5217.1.1正截面受弯承载力计算5217.1.2斜截面受弯承载力计算5382 大学本科毕业设计17.1.3裂缝宽度控制验算5517.1.4受弯构件的挠度验算5617.2框架柱配筋计算5817.2.1轴压比验算(B轴柱)5817.2.2正截面受弯承载力计算5817.2.3斜截面受剪承载力计算6018楼板设计6118.1设计荷载6118.2计算跨度l0的求解6218.3弯矩的求解6218.4截面设计6519楼梯设计6619.1踏步板计算6619.1.1.荷载计算6619.1.2.内力计算6619.1.3.受弯承载力计算6619.2斜梁设计6719.2.1截面设计6719.2.2荷载计算6719.2.3内力计算6819.2.4承载力计算6819.3平台板设计6919.3.1计算单元的选取6919.3.2荷载计算6919.3.3内力计算6919.4平台梁的设计7019.4.1平台梁截面尺寸的选取7019.4.2平台梁荷载计算7019.4.3平台梁内力计算7019.4.4截面设计7119.4.5吊筋计算72基础部分20基础设计资料7320.1设计说明7320.2荷载计算7320.3地基承载力设计值的确定7321边柱独立基础设计7382 大学本科毕业设计21.1荷载计算7421.2基底尺寸的确定7421.3持力层强度验算7421.4柱底对基础抗冲切验算7521.5内力计算与配筋7522中柱联合基础设计7722.1荷载计算7722.2基底尺寸的确定7722.3持力层强度验算7722.4柱底对基础抗冲切验算7822.5内力计算与配筋78参考文献80附录81致谢8282 大学本科毕业设计某市中学教学楼框架结构设计建筑部分1总平面设计本工程为教学楼，其采用框架结构,层高均为3.9米。总高18.9米,总建筑面积约为4340.75m2左右。在建筑设计过程中兼顾安全，适用，经济，美观四个原则，并依据建筑设计资料集进行详细说明。总平面设计要求综合总体规划，基地环境等具体条件合理分区，妥善解决平面各组成部分之间的相互关系，选择合适的交通联系方式。并且简捷明快，管理方便，满足人在心理，视觉和其它各种使用上的要求，按照建筑性质，规划和基地，确定平面形式，使布局紧凑，节约用地，并且为立面设计创造有利条件，考虑合理性及经济。2平面设计建筑平面是建筑在水平方向房间各部分的组合关系。本设计中，考虑各房间的使用要求以及合理性不止，综合建筑物框架结构特点，初步确定柱网的布置。2.1交通联系部分的设计交通联系部分是人流通行和集散不可缺少的内容，这部分设计的主要内容有：（1）交通路线简捷，明快，联系方便。（2）人流通畅，紧急疏散时迅速安全。（3）满足一定的采光和通风要求。（4）力求节省交通面积，同时应考虑空间处理等问题。结合本建筑的具体要求，设置以下交通联系部分：2.1.1走廊——水平交通本设计中走廊为宽3.0m内走廊,在建筑物中延长向布置,同时满足功能使用要求和防火疏散规定。82 大学本科毕业设计2.1.2楼梯——垂直交通楼梯设计主要依据使用要求和人流通行情况确定梯段宽度和休息平台的宽度，选择适当的楼梯形式，考虑整幢建筑的楼梯数量，以及楼梯间的平面位置和空间组合。楼梯的位置应布置均匀，导向明确，显明易找，因考虑到建筑面积不大，房间少，故在建筑物中间布置一双跑式楼梯，以便满足行走和防火要求，楼梯踏步为150mm×270mm。2.2卫生间的平面设计卫生间在满足设备布置及人体活动要求的前提下，力求布置紧凑，节约面积，使管道集中，并尽可能有自然采光和通风条件。根据本建筑设计的类型和使用的人数，每层在建筑物的中间部分设男、女厕所各一间。平面的组合形式详见建筑施工图。3立面设计建筑立面设计是满足房屋使用要求和技术经济条件的前提下，运用建筑物造型和里面构图的一些规律，紧密结合平面布置，剖面的内部空间组合条件而进行设计。联系建筑平面及剖面建筑体型组合，运用建筑形式美的一些基本规律，使他在满足使用要求的前提下，适应环境条件，符合美学的基本规律，也更加富有现代气息和艺术的感觉。本设计中，外立面上采用大面积的铝合金门窗，充分显示框架结构中，框架的特点。外墙采用乳白色面砖贴面。建筑物室内地坪和室外地坪相差450mm，设四个台阶:150mm×300mm。建筑立面效果见建筑施工图。4剖面设计建筑剖面图是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的组合关系，剖面设计主要分析建筑物各部分应有的高度，建筑物的层数，空间的组合和利用，以及在建筑物剖面中的结构和构造的关系等。82 大学本科毕业设计4.1层数的确定根据建筑物的使用要求，城市规划要求，进而确定大楼为五层建筑物。4.2层高的确定根据使用要求，采光、通风、感观和模数，确定第一层层高为3.6m，第二、三、四层层高为3.6m，顶层层高为3.6m,设女儿墙为0.9m。4.3室内外高差为防止室外雨水倒流入室内及建筑物沉降使室内地坪标高过低，同时也增强了建筑物的立面效果，故取室内外高差450mm。见建筑施工图。5建筑构造设计5.1墙体墙体的厚度应满足强度、稳定性，保温隔热、防火隔音等方面的要求，结合设计资料，统一取外墙为240mm厚，内墙为240mm厚，采用外墙空心砖，内墙砌体填充。5.2屋面结构该层面上设女儿墙，且为上人屋面。四屋面防水及排水采用柔性防水，屋面用细石砼保护，防水采用改性油毡（SBS）防水。屋面排水采用有组织排水，即屋面雨水顺坡流入雨水管，再散水流入排沟。屋面泛水做法：将油毡直接引申到墙面，并在墙面上做水泥沙浆滴水线，泛水的高度取250mm，它满足大于150mm的规范要求。5.3雨水口构造雨水口是屋面雨水汇集并排出至落水管的关键部位，构造上要求排水通畅，防止渗漏和堵塞。雨水口四周须铺一层油毡，并铺到漏斗口内，用沥青胶贴牢。采用铸铁漏斗形的定型件用水泥沙浆埋嵌牢固，缺口及交接处等薄弱环节可用油膏嵌缝，再用蓖网铁置压盖。82 大学本科毕业设计6结构选型及平面布置1)结构体系选型：选用钢筋混凝土现浇框架结构体系。2)屋面结构：采用现浇钢筋混凝土屋盖，刚柔性相结合的屋面，屋面板厚120mm。3)楼面结构：全部采用现浇钢筋混凝土楼盖，板厚120mm。4)楼梯结构：采用钢筋混凝土梁式楼梯。5)结构平面布置如图6.1所示：图6.1结构平面布置图82 大学本科毕业设计结构设计7设计原始资料（1）.冬季主导风向东北平均风速2.6m/s，夏季主导风向东南平均风速2.6m/s，最大风速23.7m/s。(2).常年地下水位低于-1.3m，水质对混凝土没有侵蚀作用。(3).最大积雪厚度0.32m，基本雪压SO=0.35KN/M2,基本风压WO=0.45KN/M2,土壤最大冻结深度0.09m。(4).抗震设防烈度7度，设计地震分组第三组.(5).地质条件如表7.1表7.1序号岩石名称厚度Fak(MPa)1耕土1.1---2黏土2.82503黏土9.41108结构设计方案及布置钢筋混凝土框架结构是由梁，柱通过节点连接组成的承受竖向荷载和水平荷载的结构体系。墙体只给围护和隔断作用。框架结构具有建筑平面布置灵活，室内空间大等优点，广泛应用于电子、轻工、食品、化工等多层厂房和住宅、办公、商业、旅馆等民用建筑。因此这次设计的成集中学教学楼采用钢筋混凝土框架结构。按结构布置不同，框架结构可以分为横向承重，纵向承重和纵横向承重三种布置方案。82 大学本科毕业设计本次设计的教学楼采用横向承重方案，竖向荷载主要由横向框架承担，楼板为预制板时应沿横向布置，楼板为现浇板时，一般需设置次梁将荷载传至横向框架。横向框架还要承受横向的水平风载和地震荷载。在房屋的纵向则设置连系梁与横向框架连接，这些联系梁与柱实际上形成了纵向框架，承受平行于房屋纵向的水平风荷载和地震荷载。9构件初估9.1柱截面尺寸的确定柱截面高度可以取，为梁的计算跨度；柱截面宽度可以取为。选定柱截面尺寸为500mm×500mm9.2梁尺寸确定框架梁截面高度取梁跨度的l/8~l/12。该工程框架为纵横向承重，根据梁跨度可初步确定框架梁300mm×600mm9.3楼板厚度楼板为现浇双向板，根据经验板厚取120mm。10基本假定与计算简图10.1基本假定第一：平面结构假定：该工程平面为正交布置，可认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力。第二：由于结构体型规整，布置对称均匀，结构在水平荷载作用下不计扭转影响。10.2计算简图在横向水平力作用下，连梁梁对墙产生约束弯矩，因此将结构简化为刚结计算体系，计算简图如后面所述。11结构布置及计算简图82 大学本科毕业设计根据该房屋的使用功能及建筑设计的需求，进行了建筑平面、立面、及剖面设计其各层建筑平面剖面示意图如建筑设计图，主体结构为局部5层，层高均为3.6m。填充墙面采用240mm厚的灰砂砖砌筑，门为木门，窗为铝合金窗，门窗洞口尺寸见门窗表。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取120mm，梁载面高度按梁跨度的1/12~1/8估算，由此估算的梁载面尺寸见表11.1。表11.1梁截面尺寸层次砼强度横梁（bh）纵梁(bh)AB跨BC跨CD跨1-5C30300600300500300600300600柱载面尺寸可根据式N=βFgEnAc≥N/[UN]fc估算表11.2查得该框架结构在30m以下，抚震得级为三级，其轴压比值[UN]=0.9表11.2抗震等级分类结构类型烈度6789框架结构高度/m≤30＞30≤30＞30≤30＞30≤25框架四三三二二一一剧场、体育等三二一一表11.3轴压比限值结构类型抗震等级一二三框架结构0.70.80.9柱截面尺寸：柱截面宽度可取b=（1/12-1/18）H，H为层高；柱截面高度可取h=（1-2）b，并按下述方法进行初步估算。a）框架柱承受竖向荷载为主时，可先按负荷面积估算出柱轴力，再按轴心受压柱验算。考虑到弯矩影响，适当将柱轴力乘以1.2-1.4的放大系数。b）对于有抗震设防要求的框架结构,为保证柱有足够的延性,需要限制柱的轴压比,柱截面面积应满足下列要求。82 大学本科毕业设计c)框架柱截面高度不宜小于400mm,宽度不宜小于350mm。为避免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比不宜大于4。根据上述规定并综合考虑其他因素，设计柱截面尺寸取值统一取500500mm。基础采用柱下条形基础，基础+距离室外地平0.5，室内外高差为0.45,框架结构计算简图如图所示，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板底，2-4层柱高度即为层高为3.6m，底层柱高度从基础顶面取至一层板底，即h1=3.6+0.45+0.5=4.55m。框架计算简图如图11.1所示。图11.1框架计算简图82 大学本科毕业设计12荷载计算12.1恒载标准值计算（1）屋面：防水层（刚性）30厚C20细石混凝土防水1.0kN/m2防水层（柔性）三毡四油铺小石子0.4kN/m2找平层:15厚水泥砂浆0.02m×20kN/m3=0.4kN/m2找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆2%找平0.04m×14kN/m3=0.56kN/m2保温层：80厚矿渣水泥0.08m×14.5kN/m3=1.16kN/m2结构层：120厚现浇钢筋混凝土板0.12m×25kN/m3=3kN/m2抹灰层：10厚混合砂浆0.01m×17kN/m3=0.17kN/m2合计　　　　　　　　　6.59kN/m2（2）楼面：水磨石地面(10mm面层,20mm水泥砂浆打底，素水泥打底)0.65kN/m2120厚钢筋砼板　　　　　25×0.12=3kN/m212厚水泥沙浆　　　　　　　　0.012×20=2.5kN/m2合计　　　　　　　　3.89kN/m2（3）梁自重：边跨梁b×h=300×600mm梁自重25×0.3×(0.6-0.12)=3.6kN/m抹灰层：12厚水泥砂浆﹝0.012×(0.6-0.12)×2+0.012×0.3﹞×20＝0.298kN/m合计3.898kN/m2（4）柱自重：　b×h=500×500mm柱自重25×0.50×0.50=6.25kN/m抹灰层：12厚水泥砂浆0.012×0.50×4×20＝0.48kN/m合计6.73kN/m（5）外纵墙自重：标准层：82 大学本科毕业设计纵墙（240灰砂砖）　　　　　18×(3.6-0.6-1.8)×0.24=5.18kN/m铝合金门窗　　　　　　　　　　　　　　　0.35×1.8=0.63kN/m瓷砖外墙面　　　　　　　　　0.36×(3.60-1.80)=0.648kN/m水泥粉刷内墙面　　　　　0.36×(3.60-1.80)=0.648kN/m合计7.106kN/m2底层：纵墙（240灰砂砖）　　　　18×(4.55-1.80-0.60-0.40)×0.24=7.56kN/m铝合金门窗　　　　　　　　　　　　　　0.35×1.8=0.63kN/m瓷砖外墙面　　　　　　　　0.5×(4.55-1.80-0.50)=1.125kN/m水泥粉刷内墙面0.756kN/m合计10.071kN/m内纵墙自重：标准层：纵墙（240灰砂砖）　　　　　18×(3.60-0.60)×0.24=12.96kN/m瓷砖墙面　　　　　　　　　0.36×(3.60-0.60)×2.00=2.16kN/m合计15.12kN/m2底层：纵墙（240灰砂砖）　　　　　　　　　18×(4.55-0.60-0.40)×0.24=15.336kN/m瓷砖墙面　　　　　　　　　　　　0.36×3.60×2=2.592kN/m合计17.928kN/m12.2活荷载标准值计算第一：面和楼屋面活荷载标准值根据荷载规范查得：上人屋面　2.0kN/m2楼面：教室2.0kN/m2走道2.5kN/m2第二：雪荷载　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0.4kN/m2屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取大值。82 大学本科毕业设计12.3竖向荷载下框架受荷总图本次设计的教学楼纵向柱距为7.20m,横梁跨度为5.40m，单区格板为7.20m×5.40m。L1/L2=1.3<2所以按双向板传递荷载，板上荷载分配如图12.1所示。图12.1板面荷载分配图82 大学本科毕业设计板的计算单元的选取如图12.2图12.2计算单元的选取第一：A-B轴间框架屋面板荷载：板传至梁上的三角形和梯形荷载等效为均布荷载恒载　活载82 大学本科毕业设计楼面板荷载：恒载　活载梁自重B轴间框架梁均布荷载：屋面梁恒载=梁自重+板传荷载活载=板传荷载楼面梁恒载=梁自重+板传荷载+墙自重活载=板传荷载第二：B-C轴间框架梁均布荷载：屋面板传荷载：　恒载　　活载楼面板荷载：恒载　活载梁自重B-C轴间框架梁均布荷载：屋面梁恒载=梁自重+板传荷载82 大学本科毕业设计活载=板传荷载楼面梁恒载=梁自重+板传荷载+墙自重活载=板传荷载第三：C-D轴间框架梁均布板荷载同A-B轴第四：A柱纵向集中荷载计算顶层柱：女儿墙自重(做法:墙高900mm,100mm砼压顶)顶层柱恒载=梁自重+板传荷载+板传荷载标准层柱：标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载82 大学本科毕业设计第五：B柱纵向集中荷载计算顶层柱：顶层柱恒载=梁自重+板传荷载标准层柱：标准层柱恒载=内纵墙自重+梁自重+板传荷载基础顶面恒载=底层内总墙+基础梁自重结构在进行梁柱的布置时柱轴线与梁的轴线不重合，因此柱的竖向荷载对柱存在偏心。框架的竖向荷载及偏心距如图12.3所示。82 大学本科毕业设计图12.3框架竖向荷载图12.4重力荷载代表值计算结构的重力荷载代表值应取结构和构件自重标准值加上各可变荷载组合值，即其中可变荷载为雪荷载屋面活载楼面活载：教室走道屋面处的重力荷载代表值的计算82 大学本科毕业设计女儿墙的计算屋面板结构层及构造层自重的标准层顶层的墙重其余层楼面处重力荷载代表值计算底层楼面处重力荷载代表值计算82 大学本科毕业设计屋顶雪荷载标准值楼面活荷载标准值总重力荷载标准值13地震作用计算13.1横向框架侧移刚度计算横梁线刚度ib计算过程见下表13.1，柱线刚度ic计算见表13.2。82 大学本科毕业设计表13.1横梁线刚度ib计算表层次类别E/(kN/m2)b×h/m2I/m4L/m2EI/L1~4AB跨3.0×1070.3×0.60.00547.24.5×104BC跨3.0×1070.3×0.60.0054310.8×104CD跨3.0×1070.3×0.60.00547.24.5×104表13.2柱线刚度ic计算表层次E/(kN/m2)b×h/m2I/m4L/mEI/L13.0×1070.5×0.50.00524.553.43×1042-43.0×1070.5×0.50.00523.64.34×104取BC跨梁的相对线刚度为1.0，则其他为：AB跨BC跨1层柱2-5层柱相对刚度I0.421.00.320.4框架梁柱的相对线刚度如图13.1，作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据。图13.1计算简图82 大学本科毕业设计柱的侧移刚度按式D=αc计算，式由系数αc为柱侧移刚度修正系数，由相关的表可查，根据梁柱线刚度比的不同。柱的侧移刚度计算简表13.3和13.4.。表13.3横向2-5层D值的计算构件名称A轴柱0.34413824B轴柱0.64025719C轴柱0.64025719D轴柱0.34413824表13.4横向底层D值的计算构件名称A轴柱0.54721982B轴柱0.76730823C轴柱0.76730823D轴柱0.54721982横向框架层间侧移刚度（N/mm）层次12345∑Di113971086994686994686994686994613.2横向自振周期计算横向地震自振周期利用顶点假想侧移计算，计算过程见表13.582 大学本科毕业设计表13.5结构顶点的假想侧移计算层次Gi/kNVi/kNΣDi(kN/m)Δμi(mm)μi/m59850985086994611.3154.5496041945486994622.4143.2396042905886994633.4120.8296043866286994644.487.411030048962113971043.043.0按式T1=1.7计算基本周期T1，其中μT的量纲为m取=0.7则T1=1.7×0.7×=0.468S13.3横向水平地震力计算框架结构的侧移由梁柱杆件弯曲变形和柱的轴向变形产生的。在层数不多的框架中，柱轴向变形引起的侧移很小，可以忽略不计。在近似计算中，一般只需计算由杆件弯曲引起的变形。当一般装修标准时，框架结构在地震作用下层间位移和层高之比、顶点位移与总高之比分别为1：650，1：700。框架结构在正常使用条件下的变形验算要求各层的层间侧移值与该层的层高之比不宜超过1/550的限值。水平荷载下的计算利用D值法计算出框架在水平荷载作用下的层间水平力，然后将作用在每一层上的水平力按照该榀框架各柱的刚度比进行分配，算出各柱的剪力，再求出柱端的弯矩，利用节点平衡求出梁端弯矩。本工程中结构不超过40m质量和刚度沿度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，结构总水平地震作用标准值按式：FEK=α1Gep，计算即：Gep=0.85ΣG1=0.85×48962=41617kN由于该工程所在地抗震设防烈度为8度，场地类别为Ⅱ类，设计地震分组为第三组，则。82 大学本科毕业设计，则（式中r---衰减指数，在的区间取0.9,---阻尼调整系数,除有专门规定外,建筑结构的阻尼比应取0.05,相应的）因1.4Tg=1.4×0.45=0.63>T1=0.27S，则取为0FI=（1-δn）各层横向地震作用及楼层地震剪力计算见表13.6表13.6各层横向地震作用及楼层地震剪力层次hiHiGiGiHiFiVi53.618.959850186657.50.3261047.761047.7643.615.359604147421.40.258829.211876.9733.611.7596041128470.197633.162510.1323.68.15960478272.60.137440.322950.4914.554.5510300468650.082263.55.00各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布如图13.2，13.382 大学本科毕业设计图13.2水平地震作用分布图13.3层间剪力分布13.4水平地震作用下的位移验算水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移μi分别按式和μ(Δμ)k计算计算过程见表13.7，表中还计算了各层的层间弹性位移角=Δμi/hi表13.7横向水平地震作用下的位移验算层次ViDi△μi/mmμi/mmhi/mθe=51047.768699461.2012.463.61/298941876.978699462.1611.263.61/166932510.138699462.899.103.61/124822950.498699463.396.213.61/10611.0011397102.822.824.551/1277由表13.7可见，最大层间弹性位移角发生在第2层，其值为1/1061＜1/550满足式Δμe≤[θe]h的要求，其中[Δμ/h]=1/550由表查得。82 大学本科毕业设计13.5水平地震作用下框架内力计算水平地震作用下的内力采用改进的反弯点法。框架柱端剪刀及等矩分别按式Vij=计算，其中Dij取自表∑Dij取自表5，层间剪刀取自表7，各柱反弯点高度比y按式y=yn+y1+y2+y3确度，各修正值见表10，各层柱剪力计算见表13.8。表13.8柱剪力计算层次A轴柱B轴柱C轴柱D轴柱第五层同B柱同A柱第四层同B柱同A柱第三层同B柱同A柱第二层同B柱同A柱第一层同B柱同A柱框架柱反弯点位置，y=y0+y1+y2+y3，计算结果如表13.982 大学本科毕业设计表13.9各柱的反弯点高度表13.9.aA轴框架柱反弯点位置层号h/my0y1y2y3y53.61.050.350000.3543.61.050.400000.4033.61.050.450000.4523.61.050.500000.5014.553.550.650000.65表13.9.bB轴框架柱反弯点位置层号h/my0y1y2y3y53.63.550.450000.4543.63.550.480000.4833.63.550.500000.5023.63.550.500000.5014.554.440.550000.55C轴框架柱反弯点位置与B柱相同，A轴框架柱反弯点位置与D柱相同。框架各柱的杆端弯矩、梁端剪力及柱轴力发别按下式计算：中柱处的梁，中柱处的梁82 大学本科毕业设计表13.10横向水平地震作用下A轴框架柱剪力和弯矩的计算层号Vim/kNyh/mMc上/（kNm）Mc下/（kNm）Mc总/（kNm）516.651.2638.9620.9838.96430.031.4464.8643.2485.84340.161.6279.5265.06122.76247.211.884.9884.98150.04180.352.96127.96237.64212.94表13.11横向水平地震作用下B轴框架柱剪力和弯矩的计算层号Vim/kNyh/mMc上/（kNm）Mc下/（kNm）Mc总/（kNm）531.431.6262.2350.9262.23456.31.728105.3997.29156.3102375.31.8135.54135.54232.8264288.511.8159.32159.32294.858186.782.5025177.68217.17337.0001结果如图13.4，图13.5，图13.682 大学本科毕业设计图13.4地震作用下的框架弯矩图82 大学本科毕业设计图13.5地震作用下的框架剪力图图13.6地震作用下的框架轴力图82 大学本科毕业设计14竖向荷载作用框架内力计算竖向荷载作用下的内力一般可采用近似法，有分层法，弯矩二次分配法和迭代法。当框架为少层少跨时，采用弯矩二次分配法较为理想。这里竖向荷载作用下的内力计算采用分层法。竖向荷载作用下,框架的内力分析除活荷载较大的工业与民用建筑.可以不考虑活荷载的不利布置,这样求得的框架内力,梁跨中弯距较考虑活载不利布置法求得的弯局偏低,但当活载占总荷载的比例较小时,其影响很小.若活荷载占总荷载的比例较大时,可在截面配筋时,将跨中弯距乘以1.1~1.2的较大系数。框架横梁均布恒荷载、活荷载可从前面荷载计算中查得。具体数值见图14.1。图14.1横向框架荷载作用图82 大学本科毕业设计由于柱纵向集中荷载的作用，对柱产生偏心。在恒荷载和活荷载的作用下的偏心矩如图14.2，14.3所示。图14.2竖向恒载引起的偏心弯矩图14.3竖向活载引起的偏心弯矩14.1梁柱端的弯矩计算梁端柱端弯矩采用弯矩分配法计算。计算步骤为：82 大学本科毕业设计将原框架分为5个敞口单元，除底层柱外的其于各层柱的相对线刚度乘以0.9。用弯矩分配法计算每一个敞口单元的杆端弯矩，底层柱的传递系数为0.5，其余各层柱的传递系数为1/3。将分层法所得到的弯矩图叠加，并将节点不平衡弯矩进行再分配。梁端固定弯矩计算：恒载：屋面：楼面：活载：屋面：82 大学本科毕业设计楼面：竖向均布活荷载作用下的框架内力计算方法同上，分层法计算见图14.4、14.5、14.6。图14.4.a顶层弯矩分配图82 大学本科毕业设计图14.4.b顶层弯矩图图14.5.a标准层弯矩分配图82 大学本科毕业设计图14.5.b标准层弯矩图图14.6.a底层弯矩分配图82 大学本科毕业设计图14.6.b底层弯矩图竖向均布活荷载作用下的框架内力计算方法同上，结果见图11.7、11.8、11.9、11.10、11.11。图14.7.a顶层弯矩分配图82 大学本科毕业设计图14.7.b顶层弯矩分配及弯矩图图14.8.a标准层弯矩分配图82 大学本科毕业设计图14.8.b标准层弯矩图图14.9.a底层弯矩分配图82 大学本科毕业设计图14.9.b底层弯矩图对节点不平衡弯矩进行再次分配，以恒荷载作用下五层左上节点为例：图14.10弯矩二次分配图82 大学本科毕业设计其余各节点弯矩分配见图中数据。活荷载作用下中间节点弯矩相差不大，不在分配。本设计中梁端弯矩的调幅系数取0.8。调幅结果表见14.1。表14.1梁端弯矩的调幅层次AB跨BC跨CD跨调幅前调幅后调幅前调幅后梁左梁右梁左梁右梁左梁右梁左梁右同AB跨恒载五层72.05131.0581.68132.7274.674.666.6466.64四层106.95147097122.01153.9364.9764.9736.5736.57三层106.95147.97119.22153.6264.9764.9738.0638.06二层106.95147.97119.78153.6264.9764.9738.0638.06一层103.81148109.78149.7764.9764.9756.5656.56活载五层19.6934.9622.0235.3420.1420.1418.3518.35四层25.6435.2029.4636.1716.4616.4611.8211.82三层25.6435.2028.5836.0216.4616.4612.5812.58二层25.6435.2028.7036.0216.4616.4612.5812.58一层24.8235.2226.3235.7217.1117.1114.7314.73竖向均布荷载作用下的框架弯矩图为图14.11，14.12。82 大学本科毕业设计图14.11竖向均布恒载作用下的框架弯矩图82 大学本科毕业设计图14.12竖向均布活载作用下的框架弯矩图14.2梁端剪力和轴力计算梁端剪力柱轴力具体计算结果见表14.2,14.3,14.4,11.5,14.6,14.7。82 大学本科毕业设计表14.2恒载作用下AB梁端剪力计算层号q(kN/m)l(m)ql/2(kN)∑M/l(kN)VA=ql/2-∑M/l(kN)VB=ql/2+∑M/l(kN)531.347.2112.827.09105.73119.91435.227.2126.794.43122.36131.22335.227.2126.794.78122.01131.57235.227.2126.794.70122.09131.49135.227.2126.795.56121.23132.35表14.3恒载作用下BC梁端剪力计算层号q(kN/m)l(m)ql/2(kN)∑M/l(kN)VA=ql/2-∑M/l(kN)VB=ql/2+∑M/l(kN)523.673.029.99029.9929.99430.693.029.99029.9929.99330.693.029.99029.9929.99230.693.029.99029.9929.99130.693.029.99029.9929.99表14.4活载作用下AB梁端剪力计算层号q(kN/m)l(m)ql/2(kN)∑M/l(kN)VA=ql/2-∑M/l(kN)VB=ql/2+∑M/l(kN)523.677.235.51035.5135.51430.697.246.04046.0446.04330.697.246.04046.0446.04230.697.246.04046.0446.04130.697.246.04046.0446.0482 大学本科毕业设计表14.5活载作用下BC梁端剪力计算层号q(kN/m)l(m)ql/2(kN)∑M/l(kN)VA=ql/2-∑M/l(kN)VB=ql/2+∑M/l(kN)57.503.011.25011.2511.2549.373.014.06014.0614.0639.373.014.06014.0614.0629.373.014.06014.0614.0619.373.014.06014.0614.06表14.6恒载作用下的剪力和轴力层次总剪力柱轴力AB跨BC跨A柱B柱VAVBVB=VCN顶N底N顶N底5105.73119.9129.99216.25250.38230.43264.564122.36131.2229.99365.44399.57379.62413.753122.01131.5729.99514.63548.75528.81562.932122.09131.4929.99663.81697.94677.99712.121121.23132.3529.99813.00847.13827.18861.31表14.7活载作用下的剪力和轴力层次总剪力柱轴力AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCN顶=N底N顶=N底529.9911.2546.5343.52429.9914.0663.0779.30329.9914.0679.61115.08229.9914.0696.15150.86129.9914.06112.69186.6482 大学本科毕业设计15风荷载计算15.1风荷载侧移计算本设计地区基本风压为，所设计的建筑地处城市郊区，风压高度变化系数按B类地区考虑风压体型系数迎风面为1.3，背风面为0.5。由于房屋的高度不大。B为7.2m。为了简化计算，作用在外墙面上的风荷载可进食用作用在屋面梁和楼面梁处的等效集中荷载代替。作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中荷载标准值：计算结果见表15.1。表15.1集中风荷载标准值离地高度Z/m/(kN/m2)/m/m/kN18.951.231.411.30.53.61.821.9115.351.151.341.30.53.63.625.9611.751.051.231.30.53.63.621.768.151.01.151.30.53.63.619.384.551.01.051.30.54.553.620.02注：对于框架结构也可近似按下式计算其基本自振周期：。计算时，取H=35.40m。查附表得，。风和在作用下的框架侧移计算：框架在风荷载移的计算见表15.282 大学本科毕业设计表15.2风荷载移的计算层次/kN/kN(kN/m)/m/h521.9121.91544920.00041/8954425.9647.87544920.00091/4098321.7669.63544920.00131/2817219.3889.01544920.00161/2204120.02109.03429060.00251/1791侧移验算：侧移最大值：1/1791﹤1/55015.2风荷载内力计算框架A柱、B柱、C柱、D柱的反弯点位置见表11和表12。风荷载作用下框架各柱杆端弯矩、梁端剪力及柱轴力的计算方法和地震作用下框架内力计算相同。计算结果见表15.3,15.4表15.3风荷载作用下A轴框架柱剪力和弯矩的计算层号Vim/kNyh/mMc上/（kNm）Mc下/（kNm）521.91×0.016=0.351.260.820.44447.87×0.016=0.771.441.671.10369.63×0.016=1.111.622.201.80289.01×0.016=1.421.82.552.561109.030.016=2.072.963.296.13表15.4风荷载作用下B轴框架柱剪力和弯矩的计算层号Vim/kNyh/mMc上/（kNm）Mc下/（kNm）521.91×0.030=0.661.621.321.06447.87×0.030=1.441.7282.702.48369.63×0.030=2.091.83.763.76289.01×0.030=2.671.84.804.811109.03×0.027=2.942.50256.017.37结果如图15.182 大学本科毕业设计图15.1风荷载作用下的框架弯矩图82 大学本科毕业设计图15.2风荷载作用下的框架轴力图16内力组合16.1荷载组合荷载组合简化如下：（1）恒荷载+活荷载、（2）恒荷载+风荷载、（3）恒荷载+活荷载+风荷载、（4）恒荷载+地震荷载+活荷载。16.2控制截面及不利内力框架梁控制截面及不利内力为：支座截面，－Mmax，Vmax，跨中截面，Mmax。框架柱控制截面为每层上、下截面，每截面组合：Mmax及相应的N、V，Nmax及相应M、V，Nmin及相应M、V。16.3计算结果16.3.1框架内力计算框架内力计算结果及框架梁内力组合见表16.1，16.282 大学本科毕业设计表16.1框架内力计算结果荷载类型层次AB跨BC跨V左=V右恒载①5-81.6895.88132.72105.7119.9-66.68.8866.6435.514-122.0190.26153.93122.3131.2-36.511.5136.5746.043-119.2291.81153.62122.0131.5-38.111.5138.0646.042-119.7891.53153.62122.0131.4-38.111.5138.0646.041-109.7898.45149.77121.2132.3-56.511.5156.5646.04活载②5-22.02-19.335.3429.9929.99-18.32.8118.3511.254-29.46-23.436.1729.9929.99-11.83.5111.8214.063-28.58-22.936.0229.9929.99-12.53.5112.5814.062-28.70-22.936.0229.9929.99-12.53.5112.5814.061-26.32-21.735.7229.9929.99-14.73.5114.7314.06重力荷载③=①+0.5×②5-92.6986.23150.39120.73134.91-75.8010.2975.81541.1354-136.7478.54172.015137.36146.22-42.4813.2742.4853.073-133.5180.36171.63137.01146.57-44.3513.2744.3553.072-134.1380.04171.63137.09146.49-44.3513.2744.3553.071-122.9487.63167.63136.23147.35-63.92513.2763.92553.07风荷载④50.820.20.390.170.170.930.30.390.6242.10.51.110.450.452.650.91.111.7733.300.71.850.720.724.391.61.852.9324.350.92.530.960.966.032.62.534.0215.851.33.201.261.267.62.63.205.08地震荷载⑤538.96010.337.977.9718.11010.337.97485.84026.4013.3513.446.32026.4073.363122.7039.6726.6226.669.59039.67109.22122.7054.8932.9632.969.59054.89138.31150.0054.8943.4343.496.31054.89158.182 大学本科毕业设计表16.2框架梁内力组合组合规则层次AB跨BC跨V左=V右无地震组合可变荷载控制=1.2×①+1.4×②+0.6×1.4×④5-129.5387.84209.07169.00186.02-106.4414.38105.9958.884-189.4375.08236.29189.20199.83-62.6617.9961.3676.423-185.8577.49236.33189.00200.47-66.9717.4164.8477.392-187.5776.89236.90189.30200.58-68.3516.5565.4178.311-173.5086.72232.42188.52201.86-94.8916.5291.1879.20永久荷载控制=1.35×①+0.7×1.4×③+0.6×1.4×④5-201.79213.7326.88261.189294.23-165.0421.86164.588.774-300.49198.4377.31300.17320.82-93.2327.8091.93115.63-294.56202.0377.14299.58321.86-98.5327.2296.40116.62-296.80201.2377.71299.97321.87-99.9126.3696.97117.51-273.60217.7369.15298.22324.13-145.4026.33141.7118.4有地震组合=1.2×③+1.3×⑤5-161.88103.7193.90155.23172.25-114.5212.34104.459.724-275.6894.25240.74182.18192.81-111.1915.9285.30159.03-319.8096.43257.53199.01210.48-143.6915.92104.8205.72-320.5496.04277.31207.35218.63-143.6915.92124.5243.51-342.58105.1272.51219.93233.27-201.9115.92148.0269.382 大学本科毕业设计16.3.2框架柱内力计算结果及框架柱内力组合框架柱内力计算结果及框架柱内力组合见表16.3,16.4表16.3框架柱内力计算结果荷载类型层号A柱B柱M柱上M柱下VCNC上NC下M柱上M柱下VCNC上NC下恒载①581.6868.9041.83216.2250.366.0946.8431.17230.4264.56453.1163.4532.38365.4399.570.5244.7511.02379.6413.75355.7762.9232.97514.6548.770.8244.7532.10528.8562.93256.8574.3736.45663.8697.970.8250.6333.74677.9712.12135.2213.2610.65813.0847.142.5814.7512.6827.1861.31活载②522.0216.5610.7246.5346.5316.9911.597.9446.5346.53412.9214.847.7163.0763.0712.7610.526.4863.0763.07313.7514.727.9179.6179.6112.9110.526.5179.6179.61213.9817.278.6896.1596.1512.9111.316.7396.1596.1518.9813.264.89112.6112.69.653.342.85112.6112.69重力荷载③=①+0.5×②592.6977.1847.19239.5273.674.5952.6435.14253.7287.83459.5770.8736.24396.9431.176.950.0114.26411.1445.29362.64570.2836.93554.4588.577.2850.0135.36568.6602.74263.8483.0140.79711.8746.077.2856.2937.11726.0760.20139.7119.8913.09869.3903.447.4116.4214.03883.5917.66风荷载④50.80.40.40.10.21.31.10.60.40.4541.71.10.70.20.22.72.41.41.71.7732.21.81.11.31.33.73.72.03.93.9822.52.51.42.32.34.84.82.64.84.8313.26.12.63.53.56.07.33.75.55.59地震荷载⑤53921177.97.96250311515.2446543302626.10597.56.70.70.25380654053531358775152152.982 大学本科毕业设计258854785852015988258258.311277480129129177217109373373.1表16.4框架柱内力组合荷载类型组合规则层号A柱B柱M柱上M柱下VCNC上NC下M柱上M柱下VCNC上NC下无地震组合可变荷载控制=1.2×①+1.4×②+0.6×1.4×④5129.5106.265.50324.78365.7104.2073.3249.0342.0382.9483.2297.8450.30527.04568.0104.7670.5123.5545.3586.2388.0297.6251.57730.14771.0106.2271.5949.3749.3790.3289.93115.557.08933.11974.0107.0980.6352.1952.2993.2157.6039.6221.831136.3117769.6528.5722.21155.1196.永久荷载控制=1.35×①+0.7×1.4×③+0.6×1.4×④5201.8169.0103.0526.81606.3163.43115.777.0560.0639.64131.5156.079.88882.60962.1172.83111.530.0916.9996.43138.5155.381.631239.21318.174.50112.679.6127413532141.5183.990.371595.71675175.37127.684.116301710189.2342.5429.411952.52032.108.9942.1933.819872066有地震组合=1.2×③+1.3×⑤5161.9119.978.27297.79338.7170.41129.482.9324.2365.24155.8141.282.53510.59551.5229.29186.590.3584.7625.63178.6168.996.52734.15775.1268.94173.5140881.1922.02151.6210.1110.3965.941006362.59274.7159120712481214.0120.4120.21211.31252287.88302.0159.1545.1586.注：表中M以左侧受拉为正，单位为kN.m，N以受压为正，单位为kN。17截面设计根据横粱控制截面内力设计值，利用受弯构件正截面承载力和斜截面承载力计算公式，算出所需纵筋及箍筋并进行配筋。82 大学本科毕业设计基本数据：混凝土C30fc=14.3N/mm2钢筋HPB235fy=210N/mm2；HRB335fy=300N/mm217.1框架梁的配筋计算（仅以一层梁为例说明计算过程）17.1.1正截面受弯承载力计算粱AB（）一层：由梁的内力组合表可知，顶层边跨梁的右支座处弯矩最大，M=217.67，首先以顶层左边跨梁为例，进行正截面受弯承载力计算。当梁下部受拉时，按T形截面设计；当梁上部受拉时，按矩形截面设计。（1）T形梁翼缘计算宽度的确定：按计算跨度考虑按梁净距考虑按翼缘高度考虑因为故翼缘宽度不受此项限制，取前两者中的较小值。所以，（2）计算类型的判定：因为所以，属于第一类T型截面。（3）配筋计算：梁的截面尺寸为300mm×600mm跨中截面弯矩M=217.6782 大学本科毕业设计下部实配414()，上部按构造要求配筋，实配425（As=1964mm2）。梁AB和梁BC各截面受弯承载力配筋计算见表17.1.表17.1框架梁正截面强度计算截面AAB跨B左B右BC跨-273.60217.67369.15-145.4026.330.19980.15890.26960.10620.01920.2251〈0.1740〈0.3212〈0.11250.0194〈181914061906909157468378468468378配筋425414425425414实配面积196461519641964615%0.56%0.34%0.56%0.56%0.34%注:82 大学本科毕业设计17.1.2斜截面受弯承载力计算今以底层梁为例，来进行斜截面受剪承载力计算。整品框架梁的最大固端剪力为：。（1）验算截面尺寸：跨高比:，属一般梁。因混凝土强度等级小于C50，取截面符合条件。（2）验算是否需要计算配置箍筋：，故只应按规范配置箍筋。满足要求，且应验算。梁端箍筋加密区取双肢箍,取min,S=150mm,加密区的长度max(1.5h,500mm),取900mm满足计算要求。非加密区箍筋配置@150。验算可否按构造要求配箍框架梁（底层）斜截面受剪承载力配筋计算见表17.282 大学本科毕业设计表17.2框架梁斜截面强度计算截面支座A支座B左支座B右298.22324.13118.43605.96605.96605.960.871.040加密区实配箍筋210@100210@100210@100加密区长度900900900截面支座A支座B左支座B右实配1.57mm2/mm1.57mm2/mm1.57mm2/mm非加密区实配箍筋28@15028@15028@1500.2240.2240.2240.1630.1630.163因整品框架的截面尺寸相同，所用材料也相同，故各梁均按2肢8@150配置箍筋。梁端加密区采用2肢8@100，加密区长度详见梁施工图。17.1.3裂缝宽度控制验算受弯构件取一最大内力组合进行验算，这一组若满足，其它组也满足。由内力组合表可知，梁的最大跨中弯矩存在于底层边跨梁上，底层边跨梁的计算跨度，跨中最大标准组合计算弯矩82 大学本科毕业设计（1）按荷载效应的标准组合计算弯矩（2）计算纵向受拉钢筋的应力（3）计算有效配筋率（4）计算受拉钢筋的应力不均匀系数（5）计算最大裂缝宽度混凝土保护层厚度（6）查《规范》，得最大裂缝宽度的限值，裂缝宽度满足要求。17.1.4受弯构件的挠度验算受弯构件取一最大内力组合进行验算，这一组合若满足要求，其它组合也满足要求。82 大学本科毕业设计由内力组合表可知，梁的最大跨中弯矩存在于底层边跨梁上，底层边跨梁的计算跨度，跨中最大标准组合计算弯矩（1）按受弯构件荷载效应的标准组合并考虑荷载长期作用影响计算弯矩值按荷载效应标准组合所计算的最大弯矩按荷载效应的准永久组合（2）计算受拉钢筋应变不均匀系数（3）计算构件的短期刚度计算钢筋与混凝土弹性模量比值计算纵向受拉钢筋配筋率计算受压翼缘面积与腹板有效面积的比值计算短期刚度82 大学本科毕业设计（4）计算构件刚度B（5）计算梁的挠度并验算查《规范》挠度限值为所以，满足要求。17.2框架柱配筋计算该框架的抗震等级为二级17.2.1轴压比验算(B轴柱)底层柱:轴压比:则B轴柱满足要求。17.2.2正截面受弯承载力计算柱的同一截面分别承受正反弯矩,故采用对称配筋B轴柱:一层:从柱的内力组合表可见,,为大偏心;选用M大N小的组合,最不利组合为:查表得,,则柱计算长度82 大学本科毕业设计所以因为,所以按照构造配筋,最小总配筋率根据《建筑抗震设计规范》，，则每侧实配4201256，另两侧配构造筋220垂直于弯矩作用平面的受压载力按轴心受压计算。一层：82 大学本科毕业设计17.2.3斜截面受剪承载力计算B轴柱:一层:最不利内力组合:因为剪跨比因为,所以柱箍筋加密区的体积配筋率为:取复式箍48加密区箍筋最大间距,箍筋最小直径为6mm,所以加密区取复式箍48@100。柱上端加密区的长度取，取700mm，柱根取1400mm。非加密区取48@150三层：最不组合内力组合82 大学本科毕业设计非加密区取48@150因为剪跨比因为,所以柱箍筋加密区的体积配筋率为:取复式箍48加密区箍筋最大间距,箍筋最小直径为6mm,所以加密区取复式箍48@100。柱上端加密区的长度取，取600mm，柱根取1200mm非加密区取48@15018楼板设计在肋形楼盖中,四边支承板的长边与短边之比时可按双向板设计。所以A，B，C区格板按双向板计算。A，B，C区格板的计算18.1设计荷载恒载：82 大学本科毕业设计水磨石地面0.65120mm厚结构层25×0.12=3.010厚水泥砂浆0.24活载：教室走道教室走道18.2计算跨度l0的求解内跨的计算跨度取净跨，边跨的计算跨度为净跨加上板厚的一半，边跨内跨18.3弯矩的求解跨中最大弯矩发生在活载为棋盘式布置时，它可以简化当内支座为固定的作用下的跨中弯矩值与当内支座铰支时作用下的跨中弯矩值之和。支座最大负弯矩可近似按活载满布求得，即内支座固定时，作用支座弯矩，所有区格板可分为A、B类，计算弯矩时考虑泊松比影响，取。82 大学本科毕业设计板的区格划分见图18.1。图18.1板的区格划分82 大学本科毕业设计C区格板D区格板82 大学本科毕业设计18.4截面设计截面的有效高度：选用的钢筋作为受力主筋，则（短跨）方向跨中的截面的。（长跨）方向跨中的截面的。支座截面处。截面弯矩设计：板四周与梁整浇，故弯矩设计值应按如下折减：对于连续板的中间区格，其跨中截面及中间支座截面的折减系数为0.8。对于边区格跨中截面及第一内支座截面当，折减系数为0.8；当，折减系数为0.9楼板的角区格不折减。C区格跨中及BD支座减小20%。板的配筋计算见表18.1。表18.1板的配筋计算截面（(mm)As(mm2)配筋实用跨中C区格方向101375φ8@125402方向93266φ8@100503D区格方向10187φ8@150335方向10385φ8@150335支座B-C111623φ12@1001131B-D111623φ10@100785A-C111684φ10@100785C边支座111630φ10@100785注：表中82 大学本科毕业设计19楼梯设计踏步尺寸采用150mm×300mm,共需12个踏步，梯段长3300mm，活荷载标准值2.5kN/m2，踏步面层采用30mm水磨石，底面为20mm厚混合砂浆抹灰。混凝土为C30，梁中受力筋为Ⅱ级，其余钢筋采用Ⅰ级钢。本工程采用现浇梁式楼梯，选楼梯已进行计算，开间3.9m,进深7.2m，层高3.6m，梁式楼梯是由踏步又称梯段的斜板及栏杆组成。19.1踏步板计算19.1.1.荷载计算踏步板自重踏步抹灰重底面抹灰重恒载1.307kN/m活载2.50.3=0.75kN/m总荷载设计值所以取总荷载设计植为2.618KN/m进行计算。19.1.2.内力计算由于踏步板两端均与斜边梁相整结,踏步板计算跨度跨中最大弯距设计值为19.1.3.受弯承载力计算踏步板截面的折算高度82 大学本科毕业设计截面有效高度取；b=300mm。踏步板应按配筋,每米宽沿斜面配置的受力钢筋,（楼梯倾斜角,得）为保证每个踏步至少有2根钢筋，选用φ8@200，分布筋φ8@20019.2斜梁设计19.2.1截面设计斜梁截面高度斜梁截面宽取19.2.2荷载计算恒载:栏杆自重kN/m踏步板传来荷载kN/m斜梁自重kN/m斜梁抹灰重kN/m82 大学本科毕业设计合计9.04kN/m19.2.3内力计算取平台梁截面尺寸.则斜梁的水平投影计算跨度为m。斜梁跨中最大弯距设计值kN/m斜梁端部最大剪力斜梁支座反力19.2.4承载力计算踏步位于斜梁上部,且梯段两侧都有斜边梁,故斜梁按倒L形截面设计翼缘计算宽度翼缘高度取踏步板斜板厚度鉴别T型截面类型属于第一中T型截面,则82 大学本科毕业设计选用2φ16,AS=402mm219.3平台板设计19.3.1计算单元的选取平台板取1m宽作为计算单元,平台板近似按短跨方向的简支板计算计算跨度平台板厚度t=60m图19.1平台板计算简图19.3.2荷载计算恒载:平台板自重kN/m30厚水磨石面层1.2×25×0.03=0.90kN/m板底抹灰重1.2×0.02×17×1=0.408kN/m合计4.908kN/m活载:1.4×2.5=3.5kN/mg+q=4.908+3.5=8.408kN/m19.3.3内力计算跨中弯距板端弯距正截面受弯承载力计算82 大学本科毕业设计选用φ8@150,AS=335mm2斜截面受剪承载力计算按构造配筋,选双肢箍φ8@20019.4平台梁的设计19.4.1平台梁截面尺寸的选取平台梁截面尺寸取h=400mm,b=200mm19.4.2平台梁荷载计算恒载:由平台板传来的均布恒载由平台板传来的均布恒载平台梁自重平台梁抹灰重均布荷载设计值9.941kN/m由斜梁传来的集中荷载设计值G+Q=kN/m19.4.3平台梁内力计算计算跨度支座反力R为kN平台梁跨中最大弯距设计值82 大学本科毕业设计梁端截面剪力V由于靠近楼梯间墙的梯段斜梁距支座过近,剪跨过小,故其荷载将直接传至支座,所以计算斜截面宜取在斜梁内侧,此处剪力为19.4.4截面设计①正截面受弯承载力计算选用3φ14,②皆截面受剪承载力计算82 大学本科毕业设计,所以只需按构造配置箍筋,,选用双肢φ8@20019.4.5吊筋计算采用附加箍筋承受梯段斜梁传来的集中力.设附加箍筋为双肢φ8,则所需箍筋总数为在梯段斜梁两侧各配置两个双肢φ8箍筋。82 大学本科毕业设计基础设计20基础设计资料20.1设计说明该框架层数不多，地基土较均匀且柱距较大，可选择用独立基础。根据地质报告，地基承载力特征值，取C30混凝土（）钢筋采用HRB335（）。基础垫层采用C15混凝土。20.2荷载计算地基梁自重墙自重合计15.5KN/m20.3地基承载力设计值的确定选择基础埋深：d=1.1m+0.25m+0.45m=1.80m地基承载力特征值：根据《规范》可知：承载力修正系数：重度计算：人工填土假设,故只对基础埋深进行修正。21边柱独立基础设计以A轴上的基础为例：82 大学本科毕业设计21.1荷载计算由内力组合表可知，底层边柱的内力最不利组合有两组，分别是：为了简化计算，将两组不利组合归并为一组，M，N，V均取最大值，则最不利组合为：地梁和墙所传荷载：则最终最不利组合为：21.2基底尺寸的确定由于偏心不大，基础底面积初步增大10%取基础底面尺寸为：21.3持力层强度验算基础和回填土重：2126.51+368.64=2495.15KN偏心距为：基底压力为：符合要求。82 大学本科毕业设计故持力层强度满足要求。21.4柱底对基础抗冲切验算取基础高度h=850mm，则，基础为锥形基础。故柱边基础高度满足要求。21.5内力计算与配筋选用12@100实配As=2260mm2>2226mm282 大学本科毕业设计选用12@100实配As=2260mm2>2226mm2图21.1独立基础配筋详图其他独立基础配筋的计算方法同上，详见结构图。82 大学本科毕业设计22中柱联合基础设计由于中柱间距较小，故采用联合基础。考虑到基础的面积较大，且间距较小，不宜简化为倒置的简支梁进行计算，为了使设计更为安全，仍按独立基础进行设计，将联合基础视为两个独立基础的拼接。22.1荷载计算由内力组合表可知，中柱的内力最不利组合有两组，分别是：为了简化计算，将两组不利组合归并为一组，M，N，V均取最大值，则最不利组合为：地梁和墙所传荷载：则最终最不利组合为：22.2基底尺寸的确定由于偏心不大，基础底面积初步增大10%取基础底面尺寸为：22.3持力层强度验算1812.31+505.20=2371.51KN82 大学本科毕业设计符合要求。故持力层强度满足要求。22.4柱底对基础抗冲切验算取基础高度h=850mm，则，基础为锥形基础。故柱边基础高度满足要求。22.5内力计算与配筋ac=0.5bc=0.5mb=3.3m地基净反力取1米宽作为计算单元。长边方向长边方向配筋82 大学本科毕业设计选用16@180实配短边方向短边方向配筋选用12@100实配图22.1联合基础配筋详图82 大学本科毕业设计参考文献1徐占发.土建专业实训指导与示例.第1版.北京:中国建材出版社,20062彭少民.混凝土结构(下册).武汉:武汉工业大学出版社,20023梁兴文,王社良,李晓文.混凝土结构设计原理.第3版.北京:科学出版社出版社,20054梁兴文,史庆轩.混凝土结构设计原理.第2版.北京:科学出版社出版社,20055周克荣,顾祥林,苏小卒.混凝土结构设计.第1版.上海:同济大学出版社,20026吕西林,桂国庆.高层建筑结构.第2版.武汉:武汉工业大学出版社,20057中华人民共和国国家标准.建筑结构制图标（GB/T50105--2001）8中华人民共和国国家标准.建筑制图标准（GBJ/T50104--2001）9中华人民共和国国家标准.建筑结构荷载规范（GB5009--2001）10中华人民共和国国家标准.地基基础设计规范（GBJ50011--2001）11中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范（GBJ50011--2001）12建筑制图标准(GBJ－86)13建筑设计防火规范(GBJ16－79)14莫海鸿,杨小平.基础工程.第一版.北京:中国建设工业出版社,200315房屋建筑学.第四版.武汉:武汉工业大学出版社,200516建筑设计规范大全.中国建筑工业出版社,2001年17建筑结构常用节点图集.江苏省结构构件通用图集,苏G01-200318程文壤.楼梯和阳台雨蓬设计（第2版）.东南大学出版社19混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图.中国建筑标准设计研究所出版,03G101-120混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图.中国建筑标准设计研究所出版,03G101-221混凝土结构施工图平面整体表示制图规则和构造详图.中国建筑标准设计研究所（03G101-2）82 大学本科毕业设计附录本设计是按照聊城大学建筑工程学院2010年本科毕业设计要求编写的毕业设计。题目为“某市中学教学楼框架结构设计”。教学楼是公共建筑，其规范要求比较严格，能体现出建筑和结构设计的很多重要的方面，选择教学楼建筑和结构设计，从而掌握教学楼设计的基本原理，妥善解决其功能关系，满足使用要求。框架结构的设计始于欧美，二十世纪后得到了世界各地大范围的使用，其结构建筑平面布置灵活，使用空间大，延性较好。其具有良好的抗震能力。对办公楼有重要建筑结构非常适用，能满足其较大的使用面积要求。框架结构的研究，对于建筑的荷载情况，分析其受力，采用不同的方法分别计算出各种荷载作用下的弯矩、剪力、轴力，然后进行内力组合，挑选出最不利的内力组合进行截面的承载力计算，保证结构有足够的强度和稳定性。。本结构计算选用一榀框架为计算单元，采用手算的简化计算方法，其中计算框架在竖向荷载下的内力时使用的弯距二次分配法，不但使计算结果较为合理，而且计算量较小，是一种不错的手算方法。本设计主要通过工程实例来强化大学期间所学的知识，建立一个完整的设计知识体系，了解设计总过程，通过查阅大量的相关设计资料，提高自己的动手能力。82 大学本科毕业设计致谢大学四年虽然给我留下了许多美好的回忆，但是使我印象最深的还是这段大家同甘共苦一起做毕业设计的时光。在这段忙碌又充实的日子里，我学到了很多以前没有学到的知识，也遇到了许多以往所没经历的事情，使我受益良多。本次设计从始至终得到了我们建筑工程学院领导、教师的关心和支持，尤其是我的指导老师杨秀英和薛明琛老师。她们在繁忙的工作中抽出大量宝贵的时间对我的设计进行指导，为我提供大量资料参考，在我遇到疑难问题时及时给予解答,使我的设计能够顺利进行。同时，还要感谢同组同学及时的互通消息，以及本宿舍同学在设计中给予的无私帮助和体谅。在此，再次表示衷心的感谢。宋金超2010年6月5号82'