沈阳市育才高级中学综合教学楼建筑结构设计计算书-可提供完整设计图纸

'辽宁科技大学本科生毕业设计第IV页沈阳市育才高级中学综合教学楼建筑结构设计摘要本建筑位于沈阳市经济开发区，共五层，建筑面积7163。设计由建筑设计和结构设计两部分组成。在建筑设计中，主要进行了建筑平面、立面和剖面的设计。结构设计是本次毕业设计的重点，主要由结构设计说明书和结构施工图两部分组成。在结构设计中，首先以整个五层建筑为对象进行抗震设计，遵循“小震不坏，中震可修，大震不倒”的设计准则。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用经验公式法求出自震周期，按底部剪力法计算水平地震荷载作用大小，进而用D值法求出在水平荷载作用下的结构内力。其次，取一榀框架，进行水平风荷载计算，竖向荷载计算。在竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的内力采用了二次弯矩分配法进行计算，并按照抗震要求以及结构延性要求进行框架梁柱的内力组合，找出最不利的一组或几组内力组合，进而选取其中最不利的结果计算梁、柱、板和基础的配筋。除此之外，分别进行了楼板、楼梯的设计。并用CAD绘制了建筑图和结构图。关键词：教学楼；框架结构；抗震设计；结构设计 辽宁科技大学本科生毕业设计第IV页ArchitechtureandStructureDesignofSchoolBuildingforShenyangYucaiConstructionInstitutionAbstractThisdesign,whichisforShenyangYucaiconstructioninstitution,hasfivefloorsandfloorspaceis7163.Thisdesignconsistsofarchitecturedesignandstructuraldesign.Inarchitecturaldesign,planedesign、elevationdesignandcross-sectiondesigniscontained.Inthisdesign,structuraldesignisthemainaspect,whichisconstructedbystructuraldesignbookandworkingdrawing.Instructuraldesign,seismicdesignisconsideredforthewholebuilding,whichhasfivefloors.Theseismicdesignisdoneunderthedesignguidelinesof“Behealthyinsmallearthquake;berepairableinmediumearthquake;andnotcollapseinbigearthquake”.Afterarchitecturedesign,representativevaluesofgravityloadofeachfloorarecalculated,andthenthenaturalperiodofvibrationusingempiricalformula.Afterthis,horizontalearthquakeactioniscalculatedusingequivalentbaseshearmethod,andthenthestructureinternalforceunderhorizontalloadactionusingDvaluemethod.Thenexttobecalculatedishorizontalwindloadandverticalload.Tomeetwithanti-earthquakerequestandthestructureductilityrequestandcombinationinternalforcesarecarried,whosepurposeistofindoneorseveralsetsofthemostadverseinternalforce,itiscalculatedusingtwo-cyclemethod,andoneormoreunfavourablegroupsofcombinationofmemberforcesarefound,inwhichthemostinsecureresultsarechosentocalculatethedistributedsteelofbeams,poles,broadandfoundations.Inadditiontothis,floors,stairsaredesigned.Keywords:schoolbuilding；framestructure；seismicdesign；structuredesign 辽宁科技大学本科生毕业设计第IV页目录1.绪论12建筑设计42.1建筑设计总说明42.2设计原始数据42.3平面设计42.4立面设计52.5剖面设计52.6材料52.7一些主要建筑的做法53结构设计83.1结构设计说明83.1.1设计依据83.1.2自然条件83.1.3设计荷载83.1.4一般说明93.1.5各部分结构构件材料强度等级93.2.结构设计与计算103.2.1柱网布置103.2.2估算板梁、柱的截面尺寸103.2.3板的厚度h的确定103.2.4梁的截面尺寸103.2.5柱的截面尺寸确定[5]113.3基本假定与计算简图123.3.1基本假定103.3.2计算简图103.4重力荷载计算133.4.1屋面及楼面的恒荷载标准值（面荷载）133.4.2各层柱荷载汇总143.4.3各层梁自重标准值汇总153.4.4各层门窗自重汇总163.4.5各层墙体自重汇总173.4.6各层恒荷载标准值汇总183.5水平地震作用下框架的内力分析[7]193.5.1横向框架梁、柱的线刚度193.5.2横向水平地震作用计算233.6水平风荷载作用下框架的内力分析333.6.1水平风荷载标准值333.6.2水平风荷载作用下水平位移验算333.6.3水平风荷载作用下柱剪力及弯矩计算333.7竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算34 辽宁科技大学本科生毕业设计第IV页3.7.1计算单元的选取393.7.2荷载计算393.7.3恒荷载计算简图393.7.4可变荷载计算简图（屋面为活荷载）403.8横向框架内力组合563.8.1结构抗震等级563.8.2横向框架梁内力组合563.8.3横向框架柱内力组合643.9梁设计683.9.1框架横梁683.9.2框架柱813.10楼板设计883.10.1设计资料883.10.2荷载设计值893.10.3计算跨度893.10.4弯矩计算893.10.5截面设计913.11楼梯设计[10]933.11.1设计资料933.11.2梯段的计算933.11.3斜板设计933.11.4平台板的设计943.11.5平台梁设计953.12雨篷设计973.12.1确定雨篷板尺寸973.12.2雨篷板的计算973.12.3雨篷梁的计算983.13基础设计[11]1003.13.1A柱下独立基础1003.13.2B柱下独立基础..105结论110致谢111参考文献112 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页1.绪论本设计为沈阳市育才高级中学综合教学楼的建筑与结构设计，由于教学楼设计要求建筑房间面积较大，故本设计采用钢筋混凝土框架结构。钢筋混凝土框架结构体系的特点为：1、建筑平面布置灵活，使用空间大。2、延性及抗震性能较好。3、整体侧向刚度较小，水平力作用下侧向变形较大（呈剪切型）。所以建筑高度受到限制。4、非结构构件破坏比较严重。框架结构体系选择的因素及适用范围：1、考虑建筑功能的要求。例如多层建筑空间大、平面布置灵活时。2、考虑建筑高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件等因素。3、框架结构体系是介于砌体结构与框架-剪力墙结构之间的可选结构体系。框架结构设计应符合安全适用、技术先进、经济合理、方便施工的原则（结构设计原则）。4、非抗震设计时用于多层及高层建筑。抗震设计时一般情况下框架结构多用多层及小高层建筑（7度区以下）。5、框架结构由于其抗侧刚度较差，因此在地震区不宜设计较高的框架结构。在7度设防区，对于一般民用建筑，层数不宜超过7层，总高度不宜超过28米。在8（0.3g）度设防区，层数不宜超过5层，总高度不宜超过20米，超过以上数据时虽然计算指标均满足规范要求，但是不经济。结构平面、竖向布置的要求：1、为了保证框架结构的抗震安全，结构应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等性能。设计中应合理地布置抗侧力构件，减少地震作用下的扭转效应；平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小（不应在同一层同时改变构件的截面尺寸和材料强度），避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。2、框架结构宜设计成双向梁柱刚架体系以承受纵横两个方向的地震作用或风荷载。特殊情况下也可以采用一向为刚架，另一向为铰接排架的结构体系。但在铰接排架方向应设置支撑或抗震墙，以保证结构的承载力、刚度和稳定。3、抗震设计的框架结构，不宜采用单跨框架。如果不可避免的话，可设计为框架-剪力墙结构，多层建筑也可仅在单跨方向设置剪力墙。后者框架结构部分的抗震等级应按框架结构选用，而剪力墙部分的抗震等级应按框架-剪力墙结构选用。4、框架结构按抗震设计时，不应采用部分由砌体墙承重之混合形式。框架结构中的楼、电梯间及局部出屋顶的电梯机房、楼梯间、水箱间等，应采用框架承重，不应采用砌体墙承重。5 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页、小高层结构体系采用框架结构，首先尽可能将过于狭长的结构用伸缩缝脱开。如果建筑专业不允许，可通过加大端部开间的抗侧刚度达到限制结构扭转效应的目的。具体可将边框架的角柱断面增大，加大框架梁的高度，如条件允许，中间增加框架住，既增加框架的跨数。这些方法可以显著增加结构的抗扭刚度。框架结构变形缝的设置：变形缝是伸缩缝、沉降缝和防震缝的统称。在工程实践中,常会遇到不同大小、不同体型、不同层高，建在不同地质条件上的建筑物，对某些建筑物，如果不考虑温度伸缩、沉降和地震的影响，就会产生裂缝，甚至破坏。所以，设置伸缩缝、沉降缝和防震缝是很有必要的。缩缝的主要作用是避免由于温差和砼收缩而使房屋结构产生严重的变形和裂缝。为了防止房屋在正常使用条件下，由于温差和墙体干缩引起的墙体竖向裂缝，伸缩缝应设在因温度和收缩变形可能引起的应力集中、混凝土产生裂缝可能性最大的地方。温度伸缩缝的间距可通过计算确定，亦可按砌体结构设计规范（GB2003-2011）采用。沉降缝是指在工程结构中，为避免因地基沉降不均导致结构沉降裂缝而设置的永久性的变形缝。沉降缝主要控制剪切裂缝的产生和发展，通过设置沉降缝消除因地基承载力不均而导致结构产生的附加内力，自由释放结构变形，达到消除沉降缝的目的。实际上它将建筑物划分为两个相对独立的结构承重体系。沉降缝的设置部位：1、建筑平面的转折部位；2、高度差异或荷载差异处；3、长高比过大的钢筋砼框架的适当部位；4、地基土的压缩性有显著差异处；5、建筑结构或基础类型不同处；6、分期建造房屋的交界处。沉降缝的做法与伸缩缝不同，它要求在沉降缝处将基础连同上部结构完全断开，自成独立单元。必须注意，在沉降缝内不能填塞材料，以免妨碍建筑物两侧各单元的自由移动，不少工程，虽然设置了沉降缝，但由于施工时不慎缝内被砖块或砂浆等杂物堵塞，往往失去沉降缝的作用。在寒冷地区，因保暖需要，可在缝的侧面充填保温材料，但必须保证墙体能自由沉降。为了提高房屋的抗震能力，避免或减轻破坏，在《建筑抗震设计规范》（GB50011-2011）中规定：多层砌体房屋结构有下列情况之一时，应设置防震缝，缝两侧均应设置墙体：1、房屋立面高差在6M以上；2、房屋有错层，且楼板高差较大；3、各部分结构刚度、质量截然不同时；高层钢筋砼房屋当需要设置防震缝时，防震缝最小宽度应符合下列规定：1、框架结构房屋的防震缝宽度，当高度不超过15m时可采用70m；超过15m时，6度、7度、8度和9度相应每增加高度5m、4m、3m和2m 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页，宜加宽20mm。2、防震缝两侧结构类型不同时，宜按需要较宽防震缝的结构类型和较低房屋高度确定缝宽。设置防震缝时，应将建筑物分隔成独立，规则的结构单元，防震缝两侧的上部结构应完全分开，防震缝与伸缩缝、沉降缝应综合考虑，协调布置伸缩缝、沉降缝应符合防震缝的要求。沉降缝的宽度尚应考虑基础内倾使缝宽减小后仍能满足防震缝的宽度。此外，凡是需做伸缩缝、沉降缝的地方均应做成防震缝，防震缝应沿房屋全高设置，两侧应布置墙。一般防震缝的基础可不断开，只是兼做沉降缝时才将基础断开。防震缝宽度按房屋高度和设计烈度的不同，一般可取50-100MM。 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页2建筑设计2.1建筑设计总说明：本设计是根据辽宁科技大学土木工程学院土木专业毕业设计题目中的教学楼组的任务书的要求进行设计的。此设计采用钢筋混凝土框架结构，墙体材料为粉煤灰空心砖，八度抗震设防，属于二级框架，乙类建筑。2.2设计原始数据：1、场地：沈阳市经济技术开发区2、安全等级二级3、防火等级二级4、自然条件：（1）最大冻结深度：-1.5m（2）工程相对标高0.000（室内地坪）相当于绝对标高47.50m。（3）相对地下水位-4.22m（最高），-5.12m（最低）。（4）本地区抗震设计烈度为8度。（5）本地区最高月平均气温24.6℃，极端历史高温39℃本地区最低月平均气温-14.7℃，极端历史低温-32℃。（6）风向：夏季主导风向为南风，冬季主导风向为北偏西风。（7）基本风压值：W=0.55（8）基本雪压值：S=0.5（9）据建设部下发最新文件楼顶不设置水箱，城市生活用管网水头为0.26MP,足够生活用水压，消防用水采用室外消防水池。（10）利用附近锅炉房的集中供暖，不再单独设置2.3平面设计该综合教学楼采用平面形状为L形，采用内廊式的平面组合形式，房间布置在走廊两侧，房间的开间为6.6m，进深为7.2m，走廊宽为3m，教学楼总长为70.68m，总宽31.08m。 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页根据设计任务书的要求，本教学楼共设了普通教室30间，教师办公室10间，语音教室、史地教室、化学实验室、物理实验室、生物实验室、电教室、体育器材室、微机室、多媒体教室、图书库、教学资料室、教师阅览室、学生阅览室各1间、合班教室2间，每层均设有男女厕所，厕所均设有前室。教学楼内设置楼梯两部，其中门梯的开间为7.2m，两端部楼梯的开间为3.3m，楼梯的踏步尺寸为，梯段净宽为1480mm，不小于，满足通行和防火要求。2.4立面设计本设计为一栋主体五层的建筑，建筑总高度为18.45m。立面设计中，采用清新明快的乳白色和红色相结合，再配以装饰装修和线条的划分，立面上形成了良好的比例效果，给人的感觉亲切、轻巧，具有美观、新颖、大方，意境清新、和谐的特点。2.5剖面设计本设计层高3.6m,内外高差为0.6m；窗台高度0.9m2.6材料梁柱混凝土采用C25,钢筋主筋采用HRB335级钢筋；板、箍筋采用HPB235级钢筋；墙体采用粉煤灰空心砖，砌筑砂浆采用M5混合砂浆。2.7一些主要建筑的做法1、屋面（从上到下）：40mm厚细石混凝土保护层两层SBS改性油毡防水层60mm厚聚奔乙烯泡沫塑料板20mm厚1：3水泥沙浆水泥炉渣找坡钢筋混凝土层面板20mm厚混合沙浆天棚抹灰2、楼面（从上到下）：10mm陶瓷地砖1：3的20mm厚水泥沙浆找平层 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页140mm钢筋混凝土板20mm厚混合沙浆天棚抹底3、墙体：一层墙体采用MU10煤渣砖，其余层为水泥空心砖；用M5.0混合砂浆砌筑，在墙体以下0.90m处设防潮层，防水剂20mm厚，用1：3水泥砂浆加5%的防水剂。外墙厚度为370mm，内墙厚度为240mm，特殊教室（如物理试验室）的辅助房间隔墙采用120厚轻质隔墙，轻质隔墙采用石膏板墙，满足隔音、防火等相关设计规范的相关规定。4、厕所（从上到下）：白色面砖20厚1：3水泥砂浆找平层30厚细石混泥土二毡三油防水层冷底子油一道20厚1：3水泥砂浆表面压光100厚现浇钢筋混凝土板20厚混合砂浆刮大白[1]5、基础：采用钢筋混凝土柱下独立基础。基础埋深1.7m。6、门窗：中央大厅的大门采用2扇对开门1500mm2400mm,小楼梯间的对外门采用2扇1800mm2400mm的钢门，窗采用2400mm2100mm的钢窗等。[2]7、楼梯(1)实心扶手，轻金属栏杆，，高度为1.2m。(2)130厚钢筋混凝土楼梯板；；30厚水磨石面层；20厚的水泥沙浆抹灰，(3)防滑条6厚钢条防滑条。8、墙裙1：2水泥砂浆掺5%防水剂20厚，纯水泥浆粘蓝色釉面瓷片。9、散水、勒脚、踢脚（1）散水采用100厚的C20素混凝土随捣随压光；（2）做500厚的炉渣垫层，防止土壤冻涨引起散水开裂；（3）在散水长度方向每隔12 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页设置一温度缝，内填沥青沙浆，防止散水因热胀冷缩而引起开列；（4）在散水与墙体相交处，留20的缝，内填沥青油膏；（5）勒脚采用1：3水泥沙浆抹面，高度为600；（6）踢脚采用20厚黑色大理石，高度为12010、凡是图上未注明和本表未说明者，均按国家有关现行规范（规程）及该地区有关规定执行。 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页3结构设计3.1结构设计说明3.1.1设计依据（1）本设计是根据统一下发的09届土木工程专业毕业设计题目中综合教学楼组的毕业设计任务书的具体要求进行设计的。（2）本设计的建筑结构工程君按国家现行各有关设计规范：《建筑结构荷载规范》、《建筑结构抗震规范》、《混凝土结构设计规范》、《中小学校建筑设计规范》、《建筑结构制图标准》、《建筑结构设计手册》、《建筑地基基础设计规范》等相关规定进行的。3.1.2自然条件（1）土质：中砂，地基承载力270kN/，容重为18kN/；粘土，地基承载力250kN/，容重为18kN/；（2）最大冻结深度：-1.5m（3）工程相对标高0.000（室内地坪）相当于绝对标高47.5m。（4）相对地下水位-4.22m（最高），-5.12m（最低）。（5）本地区抗震设计烈度为八度。（6）本地区最高月平均气温24.6℃，极端历史高温39℃本地区最低月平均气温-14.7℃，极端历史低温-32℃。（7）风向：夏季主导风向为南风，冬季主导风向为北偏西风。（8）基本风压值：W=0.55kN/（9）基本雪压值：S=0.5kN/（10）据建设部下发最新文件楼顶不设置水箱，城市生活用管网水头为0.26MP,足够生活用水压，消防用水采用室外消防水池。（11）利用附近锅炉房的集中供暖，不再单独设置。3.1.3设计荷载（1）屋面活荷载：W=0.5kN/（2）楼面活荷载：W=2.0kN/ 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页（3）厕所、走廊、门厅、楼梯：W=2.5kN/3.1.4一般说明（1）本设计采用钢筋混凝土框架结构，梁、板、柱、基础均现浇，采用纵横向框架承重方式；（2）楼梯、雨篷也是现场浇筑；（3）框架填充墙地层采用煤渣砖，其它层采用水泥空心砖。3.1.5各部分结构构件材料强度等级（1）梁、板、柱混凝土强度等级采用C25级；[3]（2）框架梁、柱纵向受力钢筋采用HRB335级热轧钢筋，梁、柱的箍筋和现浇板中的受力钢筋均采用HPB300级钢筋；（3）楼梯采用C20级混凝土、HPB300级钢筋；（4）基础采用C20级混凝土，基础下铺100mm厚C10混凝土垫层其中受力筋采用HPB300级钢筋；（5）梁受力钢筋接头采用焊接接头，柱采用电渣压力焊。 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页3.2结构设计与计算[4]3.2.1图3.1柱网布置图3.2.2估算板梁、柱的截面尺寸由经验公式和经验数据，初步确定板、梁、柱的-截面尺寸如下：3.2.3板的厚度h的确定由经验公式h=1/50L=1/506600=132mm;又根据最小厚度不小于80mm要求，又结合工程实际，取h=140mm;3.2.4梁的截面尺寸（1）框架横梁的截面高h的确定h=(1/8~1/12)L=(1/8~1/12)7200=600~900mm取h=600mm,L<1/4=1650mm,满足要求。（2）框架横梁截面高h的确定h=(1/8~1/12)L=(1/8~1/12)3000=250~375mm结合工程实际取h=400mm;（3）框架纵梁（边）截面高h的确定；h=(1/12~1/15)L=(1/12~1/15)6600=440~550mm结合工程实际取h=500mm;10~11轴线h取600mm 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页（4）框架纵梁（中）截面高h的确定；取h=400mm;（5）梁截面宽h=(1/2~1/3)L=(1/2~1/3)600=300~200mm取h=250mm;根据前面的估算和梁所在的位置的不同，确定梁的截面形状和尺寸如图3-2所示。（a）框架横梁（中）（b）框架横梁（边）（c）框架纵梁（中）（d）走道横梁（边）（e）框架纵梁（边）走道横梁（中）图3-2梁的截面形状和尺寸表3.1梁截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级层次混凝土强度等级横梁（b×h）纵梁（b×h）框架横梁走道横梁边纵梁内纵梁1~5C25250×600(边)250×600（中）250×400（边）250×400（中）250×500250×4003.2.5柱的截面尺寸确定[5]由于框架结构抗震等级为三级，其轴压比；C25混凝土，各层的重力荷载代表值按经验数值，近似取；由图3-1可知边柱及中柱负载面积分别为和。则由得柱截面面积为：（1）边柱：（2）中柱： 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页如采用柱截面为正方形，则边柱和中柱截面尺寸分别为：和534mm。根据上述计算结果并综合考虑其它因素，本设计中各层柱截面尺寸取值不变，均为，满足抗震构造要求。3.3基本假定与计算简图3.3.1基本假定（1）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，垂直该方向的抗侧力结构不受力；（2）由于结构体型规整，结构在水平荷载作用下不计扭转的影响。在以上基本假定的前提下，将空间框架结构分解成纵向和横向两种平面体系，由于时间关系，只进行横向框架内力计算和配筋计算，纵向框架按横向框架的计算结果配筋，保证安全，但不经济。3.3.2计算简图（1）取柱的形心线作为框架柱的轴线；（2）梁的形心线作为框架梁的轴线；（3）梁轴线取至板底，2～5层柱高度即为层高取为柱高，取为3.6；底层柱高度从基础顶面取至一层板底，即取；（4）梁与柱、柱与基础节点为刚接。计算简图如图3-3所示 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页图3-3框架结构计算简图3.4重力荷载计算3.4.1屋面及楼面的恒荷载标准值（面荷载）（1）屋面荷载（不上人屋面，自上而下）40mm厚细石混凝土保护层两层SBS改性油毡防水层0.3560mm厚聚奔乙烯泡沫塑料板20mm厚1：3水泥沙浆钢筋混凝土层面板20mm厚混合沙浆天棚抹灰屋面恒荷载标准值：（2）楼面20mm淡米色雪花大理石1：3的20mm厚水泥沙浆找平层100mm钢筋混凝土板 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页20mm厚混合沙浆天棚抹底（3）屋面及各层楼面恒荷载标准值总重：各层楼梯恒荷载标准值，按楼面恒荷载标准值的1.2倍计算。屋面及各层楼面恒荷载标准值表3.2各层屋、楼盖恒荷载标准值汇总表层数54321标准值（kN）6541.295684.575684.575684.575684.57（4）屋面及楼面活荷载标准值（面荷载）屋面（不上人）屋面荷载为0.5；雪荷载为0.5；取二者之中较大者取屋面活荷载：。教室厕所活荷载为2.0；走廊、楼梯活荷载为2.5；（5）屋面及各层楼面的活荷载标准值总重：屋面：0.5×(53.4×17.4)=464.58kN楼面：2.0×(53.4×17.4)=1858.32kN（4）屋、楼盖活荷载的折减根据《建筑结构荷载规范》活荷载按楼层的折减系数，将折减后屋盖、各层楼盖的活荷载自重汇总列表3-3所示。表3-3各层屋、楼盖活荷载标准值汇总表层次54321标准值（KN）464.58×0.7=325.2061858.32×0.7=1300.8241858.32×0.85=1579.5721858.32×0.85=1579.5721858.32×1.0=1858.323.4.2各层柱荷载汇总各层柱的截面尺寸均为550mm×550mm；各层柱的自重线荷载标准值为：0.55×0.55×25=7.5625kN/m 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页表3.4各层柱自重标准值汇总表层次截面（mm2）线荷载（kN/m）柱高（m）根数每根重（kN）总重（kN）2-5550×5507.56253.6407.5625×3.6=27.22510891550×5507.56254.05407.5625×4.05=30.6281225.123.4.3各层梁自重标准值汇总各框架梁的截面形状和尺寸见图3-2所示。（1）框架横梁(中),编号为KL1截面尺寸如图3-2（a）所示,其线荷载标准值为:梁自重：抹灰重：计：（2）框架横梁边梁（KL2）截面尺寸如图3-2（b）所示梁自重：抹灰重：计：（3）走道横梁（KL3）截面尺寸如图3-2（c）所示。梁自重：抹灰重：计：（4）走道横梁边梁（KL4）截面尺寸如图3-2（d）所示梁自重：抹灰重：计： 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页（5）框架纵梁(边)，编号KL7、KL8截面尺寸如图3-2（e）所示。梁自重：抹灰重：计：表3.5各层框架梁自重标准值汇总表层次梁位编号截面(mm2)长度（m）线荷载（kN/m）根数每根重(kN)总重(kN)1-5框架横梁边梁KL1250×6007.23.663426.37105.48中梁KL2250×600*7.23.2431623.35373.6走道横梁边梁KL3250×40032.25326.75913.518中梁KL4250×400*31.83385.49943.992框架纵梁边梁KL7250×5003.32.95829.7619.52KL5250×5006.62.9581219.52234.24KL1250×6007.23.663226.3752.75中梁KL6250×4006.61.8331212.098145.176KL2250×6007.23.243223.3546.70KL8250×4003.31.83326.04912.098各层梁的总重为：1347.66kN3.4.4各层门窗自重汇总列表计算,并将计算结果汇总列于表3-6中。表3-6各层门、窗自重标准值汇总表层次门窗编号截面面荷载数量每扇重量总重2-5M11×2.40.2190.489.12M30.75×2.40.220.360.72C12.4×2.10.45282.26863.504C22.7×2.10.4562.551515.309C41.8×1.20.45150.97214.58C51.2×1.20.45100.6486.48∑G=109.7131M11×2.40.2260.4812.48 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页M20.9×2.40.4520.9721.944M30.75×2.40.45160.8112.96C12.4×2.10.45282.26863.504C22.7×2.10.4522.555.10C32.4×1.20.4521.2962.592C41.8×1.20.45120.97211.664C51.2×1.20.45110.6487.128∑G=688.9083.4.5各层墙体自重汇总均采用370mm厚烧结粉煤灰空心砖，比重为10，双面抹灰，其单位面积荷载标准值如下：墙体自重：抹灰重：计：（1）女儿墙女儿墙高度为500mm，240厚普通机制粘土砖，比重为19，双面抹灰，其单位面积荷载标准值计算如下：墙体自重：抹灰重：计：墙体面积为：0.5×（53.4×2+17.4）=62.1（2）2-5层墙体计算外墙面面积为：（3.6－0.6）×（53.4+17.4）×2－（2.4×2.1×28+2.7×2.1×4）-（1.8×1.2）-（3－0.55）×（3.6-0.6）-（3.6－0.6）×18×0.55=221.79内横墙面面积为：13×（7.2-0.55）×（3.6-0.6）=261.3内纵墙面面积为：53.4×（3.6-0.4）×2-1.8×1.2×14-1.2×1.2×10-2.7×1.2×2-（7.2-0.55）×（3.6-0.4）-18×0.55×（3.6-0.4）-2.4×19-0.75×2.4×2=188.48（3）1层墙体计算 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页外墙面面积为：221.79+2.7×2.1×2-0.75×2.4×16=204.33内横墙面面积为：（7.2-0.55）×16×（4.05-0.6）-2.4×1.2×2=361.32内纵墙面面积为2×（4.05-0.4）×（53.4-7.2）-1.8×1.2×12-1.2×1.2×11-2.4×21-16×0.55×（4.05-0.4）=212.98各层墙体自重标准值汇总[6]表3.7各层墙体自重标准值汇总表层次墙体墙厚(mm)面积()面荷载()重量(kN)---女儿墙24062.15.36332.8562-5外墙370221.794.5998.055内横墙240261.33.2836.16内纵墙240188.483.2603.1362437.3511外墙370204.337.831599.904内横墙240361.323.21156.224内纵墙240212.983.2681.5363437.6643.4.6各层恒荷载标准值汇总表3.8各层恒荷载标准值汇总表（单位：kN）构件屋、楼盖重框架梁重柱重墙重门、窗重女儿墙重层次恒载活载56541.29325.2061047.07410892437.351109.713332.85645684.571300.8241047.07410892437.351109.713035684.571579.5721047.07410892437.351109.713025684.571579.5721047.07410892437.351109.713015684.571858.321047.0741225.123437.664688.9080 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页3.5水平地震作用下框架的内力分析[7]集中在个楼层标高处的各质点重力荷载代表值包括：屋、楼盖自重标准值；梁自重标准值；50%屋、楼面承受的活荷载标准值；上下个半层墙、柱、门窗等自重标准值之和。如图3.2所示：图3-4各层重力荷载3.5.1横向框架梁、柱的线刚度梁、柱均采用C25混凝土，；在框架结构中，对于现浇的楼面，楼面可以做为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，见效框架的侧移。为了考虑这一影响，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架梁取，对中框架梁取。（1）横梁线刚度计算采用如下计算公式：，计算结果见下表3.10 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页表3.10横梁线刚度计算表层次类别Ec（N/mm）²ｂ×ｈ（mm×mm）Lb（m）Io（）Ec×Io/Lb（N×mm）边梁中梁1.5Ec×Io/Lb（N×mm）2.0Ec×Io/Lb（N×mm）1-5框架横梁2.8×104250×6007.24.50×1091.75×10102.625×10103.5×1010走道横梁2.8×104250×4003.01.33×1091.24×10101.86×10102.48×1010（2）柱线刚度计算采用如下计算公式：，计算结果见下表3.11表3.11柱线刚度计算表层次截面ｈc（mm）Ec（N/mm）²Ic（）Ec×Ic/ｈc（N×mm）2-5550×55036002.8×1047.626×1095.931×10101550×55040502.8×1047.626×1095.272×10103.5.2横向框架柱侧移刚度D值采用公式:计算，并求出每层的，在计算中，按照框架在结构平面的位置、柱与连接梁的线刚度（考虑板的约束影响）等因素对柱的数量进行了统计。（1）中间框架柱：边柱16个，中柱16个；（2）边框架柱及楼梯间框柱：边柱4，中柱4个，中间框架柱、边框架柱、楼梯间框架柱的抗侧移刚度D值，计算过程分别见表3-12、3-13所示。将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即得框架各层侧移刚度的总和。见表3-12所示。 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页表3-12中框架柱侧移刚度D值层次边柱（16根）中柱（16根）=2-5（N/mm）（N/mm）1（N/mm）（N/mm） 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页表3-13边框架柱、楼梯间框架侧移刚度D值层次边柱（4根）中柱（4根）=2-5（N/mm）（N/mm）1（N/mm）（N/mm） 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页表3-14横向框架层间总侧移刚度层次54321∑D1594636594636594636594636726040注：∑D1／∑D2=726040/594636=1.22＞0.7，所以该横向框架为规则框架。3.5.3横向水平地震作用计算本设计中的房屋高度为18.45m，不超过40m，刚度和质量沿高度分布均匀，层数为5层的多层建筑，因此采用底部剪力法进行计算。（1）框架横向自振周期对于重量和刚度沿高度分布均匀的框架结构，可采用顶点位移法计算结构基本自振周期T1，对框架填充墙对结构刚度从而对结构周期的影响采用周期调整系数来折减。计算公式如下：（式中）结构的顶点位移计算过程见表-15所示。表3-15结构顶点位移计算表层数（kN）假想层间剪力Vi（Vi=）各层抗侧移刚度各层顶点相对位移（）各层顶点位移（）58854.7818854.7815946360.0140.2462411018.1219872.9015946360.03340.2313311157.49431030.39559463630.05220.1979211157.49442187.88959463630.07090.1457112154.68254342.5717260400.07480.0748（2）结构的特征周期和地震影响系数的确定建设场地Ⅱ类场地，地震烈度为8度，查《建筑抗震设计规范》结构的特征周期和地震影响系数为=16（3）结构总水平等效地震力 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页（4）顶部附加水平地震作用的计算由于﹥1.4，应考虑顶部附加水平地震作用。附加地震作用系数：顶点附加地震作用：（5）各楼层水平地震作用的计算按底部剪力法求得各质点的水平地震作用按式：（1-）计算，将上述和代入，可得（1-）=3585×表3-16各层横向地震作用及楼层地震层间剪力计算表层次层高总高各层间剪力53.618.458854.781163370.70940.278996.63996.6343.614.8511018.12163619.0820.2791000.221996.8533.611.2511157.494125521.8080.214767.192764.0423.67.6511157.49485354.82910.145519.833283.8714.054.0512154.68249226.46210.084301.143585.01446099.35各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图3-5所示。 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页（a）水平地震作用分布（b）层间剪力分布图3-5横向水平地震作用及楼层地震剪3.5.4横向水平地震作用下的侧移计算水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移的计算见表3-17所示。本设计采用砌体填充墙，规范允许值为：（1）层间位移角：采用砌体填充墙时：（hi—第i层柱的层高层高）式中（1）顶点位移：采用砌体填充墙时，（H—柱全高）表3-17横向水平地震作用下的位移计算表层数各层间剪力VikN各层抗侧移刚度N/mm层间相对位移mm各层总位移mm层高mm层间位移角顶点位移5996.635946361.67620.14236001/21481/91641996.855946363.35818.46636001/107232764.045946364.64815.10836001/77523283.875946365.52210.4636001/65213585.017260404.9384.93840501/820注：表中的各层的间总的抗侧刚度取自表3-14；层间剪力Vi取自表3-16；从以上计算可知，框架的层间位移角和顶点位移满足规范的允许值。3.5.5横向水平地震作用下的框架内力计算采用D值法，考虑了框架节点转动对柱的抗侧刚度和反弯点高度位置的影响。 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页（1）计算单元的选取取结构布置图中轴线的一榀横向框架为计算单元，如图中阴影部分，其余框架内力计算从略，如图3-6所示。（2）计算简图地震从左侧方向来时，水平地震和作用下框架的计算简图如图3-7所示。（3）各柱反弯点高度计算计算公式为：式中：γ0—标准反弯点高度比；γ1—柱上、下横梁刚度比不同时的修正值；γ2、γ3—分别是上层层高h上和下层层高h下与本层层高h不等时反弯点高度的影响。（γ0、γ1、γ2、γ3的取值详见相关的混凝土结构教材）计算过程及结果见表3-19所示。6600计算单元660066006600图3-6横向地震作用下计算单元选取 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页图3-7横向地震作用下计算简图 辽宁科技大学本科生毕业设计第28页表3-18各柱反弯点高度计算表层次层高（m）柱位置标准反弯点位置γ0γ1γ2γ3修正后反弯点位置53.6边柱0.590.29510--------100.295中柱1.0080.3510--------100.3543.6边柱0.590.351010100.35中柱1.0080.41010100.433.6边柱0.590.4451010100.445中柱1.0080.451010100.4523.6边柱0.590.50010101.12500.500中柱1.0080.50010101.12500.50014.15边柱0.6640.700--------0.8890--------0.700中柱1.1340.637--------0.8890--------0.637注：（1）的数值取自表3-12、表3-13；（2）γ0、γ1、γ2、γ3相关数值时，值与手册表中数值往往不相同，需要用内插法计算，不可直接估算取某个近似值。 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第55页（4）各层柱端弯矩标准值的计算各柱剪力计算：；柱端弯矩标准值计算：；；弯矩正负号的规定：以使柱产生顺时针旋转为正，逆时针旋转为负。将计算结果列于如下表3-20所示。（5）梁端弯矩的计算根据节点平衡方法，先计算梁端弯矩之和，再按左、右梁的线刚度，将弯矩分配到梁端。节点左、右梁的弯矩按下式计算：；。弯矩的正负号规定：以使梁下部受拉为正，上部受拉为负。则根据上述计算方法，可做出水平地震作用下框架的弯矩图，绘图时，因为框架对称，因此可以只绘一半，见图3-7所示。（6）梁端剪力的计算（左上右下为正）：（7）柱轴力标准值（拉为负，压为正）计算过程和结果见表3-20所示。绘出框架剪力、柱轴力图如图3-8所示。 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第55页表3-19水平地震作用下各层柱端弯矩及剪力标准值计算表(使柱产生顺时针旋转为正)层次层高(m)层间剪力(KN)边柱中柱KNKN.mKN.mKNKN.mKN.m53.6996.635946361252120.990.295-22.29-53.271839730.830.35-38.85-72.1443.61996.855946361252142.050.35-52.98-98.41839761.780.40-88.96-133.4433.62764.045946361252158.200.445-93.24-116.281839785.510.45-138.53-169.3123.63283.875946361252169.150.500-124.47-124.4718397101.60.500-182.88-182.8814.053585.017260401685583.230.700-235.96-101.122009599.220.637-255.97-145.87注：（1）各柱的抗侧刚度、值取自表3-12、表3-13；总抗侧刚度取自表3-14；（2）层间剪力取自表3-16；（3）修正后的反弯点的高度取自表3-18 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第55页表3-20地震作用下框架梁端剪力及柱轴力标准值计算表层次框架横梁走道梁柱轴力跨度梁左梁右梁端剪力跨度梁左梁右梁端剪力边柱中柱(m)(KN.m)(KN.m)(KN)(m)(KN.m)(KN.m)(KN)57.2-53.27-42.22-13.263.0-29.92-29.92-19.95-13.26-6.6947.2-120.69-100.84-30.773.0-71.45-71.45-47.63-44.03-23.5537.2-169.26-151.16-44.53.0-107.11-107.11-71.41-88.53-50.4627.2-217.71-188.12-56.373.0-133.29-133.29-88.86-144.9-82.9517.2-225.59-192.41-58.063.0-136.34-136.34-90.89-202.96-115.78注：（1）框架横梁及走道横梁的梁端弯矩取自图3—8水平地震作用下弯矩图；（2）梁端剪力以左上右下为正，柱轴力拉为负压为正；（3）柱轴力以压为正，拉为负。 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第55页图3-8横向地震作用下框架弯矩图、框架梁端剪力及柱轴力图 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第55页3.6水平风荷载作用下框架的内力分析3.6.1水平风荷载标准值基本风压值：=0.55;值：由于建筑物总高H=18.45m不超过30m,所以=1.0。查《荷载规范》得值：迎风面=0.8，背风面=-0.5，B地区，查表得值：第五层=1.22，第四层=1.14，第三层=1.04，第二、一层=1。取柱网中横向框架，其负载宽度为4.5m，沿房屋高度的分布风荷载标准值：=4.5×0.65表3.21沿房屋高度分布风荷载标准值层次（m）（）()()/kN女儿墙顶18.951.2312.44-1.523.96518.451.2212.42-1.513.9315.225414.851.1412.26-1.413.6712.679311.251.0412.06-1.293.3511.87927.65111.98-1.243.2211.5714.05111.98-1.243.2213.041注：表中是将矩形分布的风荷载折算成节点集中力；3.6.2水平风荷载作用下水平位移验算表3.22风荷载作用框架层间剪力及侧移计算层次53.615.22515.225618360.253.041/1440043.612.67927.904618360.452.791/800033.611.87939.783618360.642.341/562523.611.5751.353618360.831.71/433714.0513.04164.394739000.870.871/4655由表可见，风荷载作用下框架的最大层间位移角为1/4337，远小于1/550，满足规范要求。 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第55页3.6.3水平风荷载作用下柱剪力及弯距计算表3.23水平风荷载作用下柱剪力及弯矩计算表柱层kNkN/mD1mD1/kNmkN/mkN/m边柱515.22561836125210.2023.0750.590.2953.6-7.804-3.266427.90461836125210.2025.6370.590.353.6-13.19-7.103339.78361836125210.2028.0360.590.4453.6-16.06-12.87251.35361836125210.20210.3730.590.503.6-18.67-18.67164.39473900168550.22814.6820.6640.74.05-17.84-41.62中柱515.22561836183970.2984.5371.0080.353.6-10.62-5.72427.90461836183970.2988.321.0080.43.6-17.97-11.98339.78361836183970.29811.8551.0080.453.6-23.47-19.21251.35361836183970.29815.3031.0080.503.6-27.55-27.55164.39473900200950.27217.5151.1340.6374.05-25.75-45.19图3.9水平风荷载作用下框架梁柱弯矩、剪力及轴力3.7竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算3.7.1计算单元的选取 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第55页取结构布置图中(15)轴线的一榀横向框架做为计算单元，计算单元宽度为6.6m，如图3-10所示。直接传给该框架横梁的屋、楼面荷载如图中的水平阴影线所示，计算单元范围内的其余荷载则通过纵向框架梁以集中荷载的形式传给横向框架，作用于各节点上（框架柱）。另外，由于纵向框架梁的中心线与柱中心线不重合，因此在框架节点上，还应作用有集中力矩，本次设计中，未予以考虑。竖向荷载作用下计算单元及传给框架梁屋、楼面荷载分布图3.7.2荷载计算（1）恒荷载计算：恒载的项目包括：①均布荷载：屋、楼盖传来的荷载(计算中需将梯形或三角形分布的线荷载折算成均布线荷载)；梁自重；内横墙自重。②集中荷载：女儿墙重；屋、楼盖传给纵向框架梁的荷载；框架纵梁重；纵墙（包括门窗）自重等（通过框架纵梁传来的）。计算过程见表3-24、表3-25所示。（2）活荷载计算：内容包括： 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第55页①均布荷载：屋、楼盖传来活荷载(计算中需将梯形或三角形分布的线荷载折算成均布线荷载)；②集中荷载：屋、楼盖传来活荷载（通过框架纵梁传来）。计算过程见表3-26、表3-27所示。根据表3-24~表3-29中的数值，绘出框架在竖向恒载和竖向活载作用下的计算简图如图3-11和图3-12所示。表3-24计算单元各层框架横梁上作用均布恒荷载标准值计算表层次梁位荷载类型均布线荷载(KN/m)(KN/m)5框架横梁屋面板传来呈梯形分布荷载：折算成均布荷载：35.093梁重3.663走道横梁梁自重1.83334.32屋面板传来呈三角形分布荷载：折算成均布载：1~4框架横梁楼面板传来呈梯形分布荷载：折算成均布荷载：40.143梁自重3.663横墙重走道横梁梁自重1.83329.34楼面板传来呈三角形分布荷载：折算成均布荷载：注：以上计算内容所涉及到的屋、楼面；梁；墙体；门窗；柱等荷载指标数值的来自“3.4重力荷载计算”部分的相关内容。 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第55页表3-25一榀框架有关集中恒荷载计算表(KN)层次板重(KN)柱重纵梁重(KN)纵墙重(包括门窗重)(KN)女儿墙重(KN)A(边)节点B(中间)节点边纵梁中纵梁外纵墙内纵墙527.22519.5212.098427.22519.5212.09848.27641.3040365.56111.61327.22519.5212.09848.27641.3040265.56111.61327.22519.5212.09848.27641.3040165.56111.61330.62819.5212.0980注：以上计算内容所涉及到的屋、楼面；梁；墙体；门窗；柱等荷载数值的来自3.4重力荷载计算部分的相关内容。 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第55页表3-26计算单元一榀框架上各层框架横梁上作用活（雪）荷载标准值计算表层次板面活载标准值(均布荷载(KN/m)50.5框架横梁板传来呈梯形分布荷载：折算成均布荷载：走道横梁板传来呈三角形分布荷载：折算成均布荷载：1~42.0框架横梁板传来呈梯形分布荷载：折算成均布荷载：2.5走道横梁板传来呈三角形分布荷载：折算成均布荷载：注：表中各层屋、楼面活载的标准值应按《荷载规范》规定的折减系数进行折减，本设计中由于活载较小，折减后数值对结构计算影响不大，为了设计简便，未进行活载的折减。表3-27一榀框架有关集中活（雪）荷载计算表(KN)层次板传来的集中荷载(KN)边节点中间节点51~4 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第55页3.7.3恒荷载计算简图第五层G1=女儿墙+边纵梁+屋面板=17.688+76.67+19.52=113.878KNM1=G1×0.03=113.878×0.02=3.42KNmG2=中纵梁+屋面板=12.098+130.526=142.624KNM2=G2×0.1=142.624×0.15=21.39KNmg2=46.464(KN/m);g1=3.663(KN/m);g折=35.093(KN/m)g’2=21.12(KN/m);g’1=1.833(KN/m);g’折=34.32(KN/m)第四，三，二，一层G1=外墙+边纵梁+楼面板=48.276+19.52+65.56=133.356KNM1=G1×0.03=133.356×0.03=4.0KNmG2=内墙+中纵梁+楼面板304+12.098+111.613=165.015KNM2=G2×0.15=165.015×0.15=24.75KNmg2=39.732(KN/m);g1=3.663(KN/m);g折=40.143(KN/m)g’2=18.06(KN/m);g’1=1.833(KN/m);g’折=29.34(KN/m)一层G1=外墙+边纵梁+楼面板=103.899+19.52+65.56=188.979KNM1=G1×0.03=188.979×0.03=5.669KNmG2=内墙+中纵梁+楼面板50.808+12.098+111.613=174.52KNM2=G2×0.15=174.52×0.15=26.18KNm 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第55页3.7.4可变荷载计算简图（屋面为活荷载）第五层p1=屋面板活荷载=5.445KNM1=p1×0.03=5.445×0.03=0.163KNmp2=屋面板活荷载=7.358KNM2=p2×0.15=7.358×0.15=1.104KNmq2=3.3(KN/m);q折=2.23(KN/m)q’2=1.5(KN/m);q’折=0.94(KN/m)第四，三，二，一层p1=楼面板活荷载=21.78KNM1=p1×0.03=21.78×0.03=0.65KNmp2=楼面板活荷载=31.34KNM2=p2×0.15=31.34×0.15=4.7KNmq2=13.2(KN/m);q折=8.93(KN/m)q’2=7.5(KN/m);q’折=4.69(KN/m) 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第55页图3-11竖向恒荷载作用下横向框架计算简图 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第55页图3-12竖向活荷载作用下横向框架计算简图3.7.5梁端、柱端弯矩的计算梁端、柱端弯矩的计算采用弯矩二次分配法(也可采用分层法)进行。由于结构和荷载均匀对称，故计算时可用半边框架，但计算时，走道梁的线刚度应是原来的2倍，对称部位的支座为定向滑动支座，如图3-30(a)(b)（c）所示。（1）梁固端弯矩计算以对杆端产生顺时针转动者为正，逆时针转动者为负。表3-30恒载作用下梁固端弯矩（对杆端产生顺时针转动者为正）层次框架横梁，，走道横梁，， 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第55页5-151.6151.6-25.74-12.871-4-173.4173.4-22.01-11.00注：梁固端弯矩以对杆端产生顺时针转动者为正，逆时针转动者为负。表3-31活载作用下梁固端弯矩（对杆端产生顺时针转动者为正）层次框架横梁，，走道横梁，，KN.mKN.mKN.mKN.m5-9.6349.634-0.71-0.351-4-38.5838.58-3.52-1.76注：梁固端弯矩以对杆端产生顺时针转动者为正，逆时针转动者为负。（2）梁、柱转动刚度计算转动刚度：使杆件近端转动单位转角时所需施加的力矩称为转动刚度，是表示杆端抵抗转动能力的物理量。按下式计算：两端固定：；一端固定，一端滑动支座：将计算结果列于表3-33中。表3-33梁、柱转动刚度的计算构件名称线刚度转动刚度S相对转动刚度梁框架横梁3.07走道横梁1.00柱2-5层10.40底层9.25注：（1）表中的梁、柱线刚度值取自表3-10和表3-11中； 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第55页（2）相对转动刚度是为了计算弯矩分配系数方便而计算的，也可不算，直接代入原值，但数据较大，计算较麻烦。（3）弯矩分配系数的计算作用于某结点的力矩，将按汇拉于该结点各杆的转动刚度的比例分配给各杆端，用表示。用式或将各节点的弯矩分配系数计算结果列于表3-34中。（4）传递系数两端固定：1/2；一端固定，一端铰支：0；一端固定，一端滑动杆：-1。表3-34框架各节点弯矩分配系数计算表层次节点相对转动刚度相对转动刚度之和弯矩分配系数左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁5A------10.403.0713.47------0.7720.228B3.07---10.401.0014.470.212---0.7190.0694A---10.4010.403.0723.87---0.4360.4360.128B3.0710.4010.401.0024.870.1230.4180.4180.0413A---10.4010.403.0723.87---0.4360.4360.128B3.0710.4010.401.0024.870.1230.4180.4180.0412A---10.4010.403.0723.87---0.4360.4360.128B3.0710.4010.401.0024.870.1230.4180.4180.0411A---10.409.253.0722.72---0.4580.4070.135B3.0710.409.251.0023.720.1290.4380.3900.043（5）竖向荷载作用下框架弯矩计算：用弯矩二次分配法分别计算横向排架在恒荷载和活荷载作用下的梁、柱弯矩，弯矩分配的计算过程见图3-14(a)(b)(c)所示。(a)恒载作用下 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第55页　上柱下柱右梁　左梁上柱下柱右梁分配系数0.7720.2280.21200.7190.069固端弯矩3.42-151.6151.6-21.39-25.74分配弯矩114.3933.79-22.15-75.11-7.21传递弯矩36.93-11.0716.89-26.47分配弯矩-19.96-5.902.036.880.66杆端弯矩134.78-134.78148.37-116.09-32.29分配系数0.4360.4360.1280.1230.4180.4180.041固端弯矩4-173.4173.4-24.75-22.01分配弯矩73.8673.8621.68-15.58-52.94-52.94-5.19传递弯矩57.2036.93-7.7910.84-37.56-26.47分配弯矩-37.64-37.64-11.056.5422.2322.232.18杆端弯矩93.4177.14-170.56175.21-68.26-81.92-25.02分配系数0.4360.4360.1280.1230.4180.4180.041固端弯矩4-173.4173.4-24.75-22.01分配弯矩73.8673.8621.68-15.58-52.94-52.94-5.19传递弯矩36.9336.93-7.7910.84-26.47-26.47分配弯矩-28.81-28.81-8.465.1817.6017.601.73杆端弯矩81.9885.98-167.96173.84-61.81-86.56-25.48分配系数0.4360.4360.1280.1230.4180.4180.041固端弯矩4-173.4173.4-24.75-22.01分配弯矩73.8673.8621.68-15.58-52.94-52.94-5.19传递弯矩36.9338.41-7.7910.84-26.47-27.42分配弯矩-29.45-29.45-8.655.2917.9917.991.76杆端弯矩81.3486.82-168.15173.96-61.41-87.11-25.44分配系数0.4580.4070.1350.1290.4380.390.043固端弯矩5.669-173.4173.4-26.18-22.01分配弯矩76.8268.2722.64-16.15-54.84-48.83-5.38传递弯矩36.93-8.0811.32-26.47分配弯矩-13.21-11.74-3.901.956.635.910.65杆端弯矩100.5462.19-162.73170.52-74.68-69.10-26.7431.10-34.55 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第55页(b)活（雪）载作用下　上柱下柱右梁　左梁上柱下柱右梁分配系数0.7720.2280.21200.7190.069固端弯矩0.163-9.6349.634-1.104-0.71分配弯矩7.312.16-1.66-5.62-0.54传递弯矩8.27-0.831.08-6.35分配弯矩-5.74-1.701.123.790.36杆端弯矩10.00-10.0010.17-9.29-0.89分配系数0.4360.4360.1280.1230.4180.4180.041固端弯矩0.65-38.5838.58-4.7-3.52分配弯矩16.5416.544.86-3.73-12.69-12.69-1.24传递弯矩3.668.27-1.872.43-2.81-6.35分配弯矩-4.39-4.39-1.290.832.812.810.28杆端弯矩15.8121.07-36.8838.10-12.69-20.92-4.49分配系数0.4360.4360.1280.1230.4180.4180.041固端弯矩0.65-38.5838.58-4.7-3.52分配弯矩16.5416.544.86-3.73-12.69-12.69-1.24传递弯矩8.278.27-1.872.43-6.35-6.35分配弯矩-6.40-6.40-1.881.264.294.290.42杆端弯矩18.4119.06-37.4738.54-14.75-19.45-4.34分配系数0.4360.4360.1280.1230.4180.4180.041固端弯矩0.65-38.5838.58-4.7-3.52分配弯矩16.5416.544.86-3.73-12.69-12.69-1.24传递弯矩8.278.69-1.872.43-6.35-6.65分配弯矩-6.58-6.58-1.931.304.424.420.43杆端弯矩18.2319.30-37.5238.57-14.62-19.62-4.33分配系数0.4580.4070.1350.1290.4380.390.043固端弯矩0.65-38.5838.58-4.7-3.52分配弯矩17.3715.445.12-3.92-13.30-11.84-1.31传递弯矩8.27-1.962.56-6.35分配弯矩-2.89-2.57-0.850.491.661.480.16杆端弯矩22.7513.52-36.2737.71-17.99-15.06-4.666.76-7.53图3-14竖向荷载作用下框架弯矩二次分配法 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第55页（6）梁端弯矩的调幅：框架结构梁端弯矩较大，配筋较多，因而不便施工。由于超静定结构具有塑性内力重分布性质，所以在重力荷载作用下可乘以调幅系数，适当降低梁端弯矩。现浇框架，可取，本设计中取，调幅后的梁端弯矩为图中括号内的数值；梁端弯矩降低后，跨中弯矩增加。这样，梁端弯矩调幅后，不仅可以减少梁的端的配筋数量，达到方便施工的目的，而且还可以提高柱的安全储备，以满足“强柱弱梁”的抗震设计原则。（7）跨中弯矩的计算计算公式：M中=（注：是为了保证跨中配有足够的受力纵向钢筋，时，取）式中：M0——为按简支梁计算框架横梁的跨中最大弯矩值；、—为调幅后的梁的支座弯矩标准值。计算结果列表如3-35、表3-36、表3-37中。表3-35恒载作用下梁跨中弯矩标准计算表梁位框架横梁，，走道横梁，，M中=M中=5-107.824118.696227.4114.14-25.83225.83238.614-136.448140.168260.13121.822-20.01620.01633.0083-134.368139.072260.13123.41-20.38420.38433.0082-134.52139.168260.13123.286-20.35220.35233.008 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第55页1-130.184136.416260.13126.83-21.392-21.39233.008-表3-36活载作用下梁跨中弯矩标准值计算表梁位框架横梁，，走道横梁，，M中=M中=5-88.13614.9046.836-0.7120.7121.0584-29.17630.4857.86628.038-3.5923.5925.2763-29.97630.83257.86627.463-3.4723.4725.2762-30.01630.85657.86627.43-3.4643.4645.2761-29.01630.16857.86628.274-3.7283.7285.276（8）弯矩图绘制：竖向恒载和竖向活载作用下弯矩图如图3-15（a）（b）（c）所示。 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第55页(a)恒荷载作用下弯矩图 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第55页(b)活荷载作用下弯矩图3.7.6竖向荷载作用下梁端剪力、柱轴力的计算（1）梁端剪力计算：—为简支梁均布荷载作用下的梁端剪力。将计算过程分别列表3-38,3-39和表3-40中。（2）柱端轴力计算：①顶层柱：顶层柱上端轴力=梁端剪力+板重+纵梁重（中柱）+女儿墙重（边柱）顶层柱下端轴力=柱上端轴力+柱自重②一般层：一般层柱上端轴力=上层柱下端轴力+梁端剪力+板重+纵梁重+纵墙重(边柱：外纵墙；中柱：内纵墙)一般层柱下端轴力=柱上端轴力+柱自重柱轴力以受压为正，受拉为负。 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第55页柱轴力计算图如图3-16所示。一榀框架(计算单元)有关荷载计算如表3-24~3-29所示。计算过程和结果分别列表3-40和3-41中。边柱(A)中柱(B)图3-16柱轴力计算 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第55页表3-38恒载作用下框架梁端剪力的计算（左上右下为正）层次框架横梁（，，）走道横梁（，，）5-134.78148.37126.335124.448128.222-32.29-32.2951.4851.4851.484-170.56175.21144.515143.869145.161-25.02-25.0244.0144.0144.013-167.96173.84144.515143.698145.515-25.48-25.4844.0144.0144.012-168.15173.96144.515143.708145.332-25.44-25.4444.0144.0144.011-162.73170.52144.515143.433145.597-26.74-26.7444.0144.0144.01注：（1）表中计算的梁端弯矩的数值取自图3-15（a）竖向恒载作用下框架弯矩图；（2）梁的弯矩以使梁的下部受拉为正，上部受拉为负（与用弯矩二次分配法计算内力时的弯矩符号的规定不同）；（3）剪力的方向以左上右下者为正。 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第55页表3-39活载作用下框架梁端剪力的计算（左上右下为正）层次框架横梁（，，）走道横梁（，，）5-1010.178.0288.0048.052-0.89-0.891.411.411.414-36.8838.132.14831.97932.317-4.49-4.497.0357.0357.0353-37.4738.5432.14831.99932.297-4.34-4.347.0357.0357.0352-37.5238.5732.14832.00232.294-4.33-4.337.0357.0357.0351-36.2737.7132.14831.94832.348-4.66-4.667.0357.0357.035注：（1）表中计算的梁端弯矩的数值取自图3-15（b）竖向活载作用下框架弯矩图；（2）梁的弯矩以使梁的下部受拉为正，上部受拉为负（与用弯矩二次分配法计算内力时的弯矩符号的规定不同）。（3）剪力的方向以左上右下者为正。 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第55页表3-41恒载作用下框架柱端轴力的计算层次柱位置边柱中柱柱上=上层柱下端轴力(顶层除外)+梁端剪力+板重+外纵梁重+外纵墙或女儿墙重(顶层)柱下=柱上+柱自重柱上=上层柱下端轴力+梁端剪力+板重+内纵梁重+内纵墙重柱下端轴力=柱上端轴力+柱自重5柱上124.448+76.67+19.52+17.688=238.326128.222+130.526+12.098+41.304=312.15柱下238.326+27.225=265.551312.15+27.225=339.3754柱上265.551+143.869+65.56+19.52+48.276=542.776339.375+145.161+44.01+111.613+12.098+41.304=693.561柱下542.776+27.225=570.001693.561+27.225=720.7863柱上570.001+143.698+65.56+19.52+48.276=847.055720.786+145.515+40.01+111.613+12.098+41.304=1071.326柱下847.055+27.225=874.281071.326+27.225=1098.5512柱上874.28+143.708+65.56+19.52+48.276=1151.3441098.551+145.332+40.01+111.613+12.098+41.304=1448.908柱下1151.344+27.225=1178.5691448.908+27.225=1476.1331柱上1178.569+143.433+65.56+19.52+48.276=1455.3581476.133+145.597+40.01+111.613+12.098+41.304=1826.755柱下1455.358+30.628=831.881826.755+30.628=1857.383注：（1）表中计算利用了表3-25、表3-38的相关荷载数值；（2）由于首层底从基础顶面算起，因此底层柱下端的轴向力应加上底层纵墙重和基础梁重（基础梁的重量按边纵向框架梁考虑）；（3）轴向力以压为正，拉为负。 辽宁科技大学本科生毕业设计（论文）第55页表3-42活荷载作用下框架柱端轴力的计算层次柱位置边柱中柱柱上=上层柱下端轴力(顶层除外)+梁端剪力+板传来活载重柱下=柱上柱上=上层柱下端轴力(顶层除外)+梁端剪力+板传来活载重柱下=柱上5柱上8.004+5.445=13.4498.052+1.41+7.358=16.82柱下13.44916.824柱上13.449+31.979+21.78=67.20816.82+32.317+7.035+22.32=78.492柱下67.20878.4923柱上67.208+31.999+21.78=120.98778.492+32.297+7.035+22.32=140.144柱下120.987140.1442柱上120.987+32.002+21.78=174.769140.144+32.294+7.035+22.32=201.793柱下174.769201.7931柱上174.769+31.948+21.78=228.497201.793+32.348+7.035+22.32=263.496柱下228.497263.496注：（1）表中计算利用了表3-27、表3-39的相关荷载数值；（2）压为正，拉为负。 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页3.8横向框架内力组合3.8.1结构抗震等级结果的抗震等级可根据结构类型，地震烈度，房屋高度等因素确定。该建筑结构类型为框架，地震烈度为8度，建筑高度<30m，查规范可知，该框架为三级抗震等级。3.8.2横向框架梁内力组合梁内力控制截面一般取两端支座截面及跨中截面。支座楼面内力有支座正，负弯矩及剪力，跨中截面一般为跨中正弯矩。本工程为三级框架，只考虑下面三种组合：（1）1.2+1.4×1.0+1.4×1.0×0.7，（2）1.35+1.4×1.0×0.7；（3）[1.2（+0.5）+1.3]各层梁的内力组合表见后面，表中，两列中的梁端弯矩M为经过弯矩调幅后的弯矩。由于框架梁梁端的弯矩较大，配筋较多，但由于超静定结构具有内力重分布的特点，所以在重力荷载作用下可乘以弯矩调幅系数，适当降低梁端弯矩，表中的当梁受弯时取0.75，当柱受压时取0.8（1）横梁内力组合表 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页表3.44　横向框架梁内力组合表层次截面位置内力五层A-107.824-87.8053.27-132.9409-148.2367124.4488.004-1.95-13.26158.6322162.4542-118.696-8.136-6.22-42.22-147.73-159.9212128.2228.0521.9513.26163.2282167.0502-25.832-0.724.429.92-27.6944-36.318451.481.41-2.93-19.9560.878666.6214跨间------------四层A-136.448-29.17616.46120.69-188.4532-220.7148143.86931.979-4.21-30.77213.2876221.5392-140.168-30.48-13.87-100.84-197.281-224.4662145.16132.3174.2130.77215.3112223.5628-20.016-3.5929.8271.45-19.4244-38.671644.017.035-6.55-47.6356.24269.08跨间－－－－--－－－－--三层A-134.368-29.97623.163169.26-180.5083-225.9077143.69831.999-6.1-44.5211.2582223.2142-139.072-30.832-20.75-151.16-189.7162-230.3862145.51532.2976.144.5213.8558225.8118-20.384-3.47214.7107.11-14.9156-43.727644.017.035-9.8-71.4153.05772.265跨间－－－－--－－－－-- 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页二层A-134.52-30.01631.54217.71-88.4924-150.3108143.70832.002-8.18-56.37209.236225.2688-139.168-30.856-27.37-188.12-183.3774-237.0226145.33232.2948.1856.37211.5936227.6264-20.352-3.46419.39133.29-10.2698-48.274244.017.035-12.93-88.8649.989675.3324跨间－－－－--－－－－--一层A-130.184-29.01636.51225.59-161.0634-232.623143.43331.948-9.4-58.06207.6348226.0588-136.416-30.168-31.2-192.41-175.3584-236.5104145.59732.3489.458.06210.7916229.2156-21.392-3.72822.1136.34-9.2316-52.547644.017.035-14.73-90.8948.225677.0964跨间－－－－--－－－－--续表3.44　横向框架梁内力组合表层次截面位置内力五层A-48.70-152.58-153.40301.03116.37145.67175.85-69.32-151.65-168.21120.24149.55180.995.60-52.74-35.5844.6931.1875.2770.88跨间169.10162.72-7.197.19A18.26-253.61-212.80201.03 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页四层129.05197.06225.56-41.55-238.19-219.10130.55198.55227.6450.0-89.29-30.5444.694.15101.1166.31跨间146.46156.66-63.1263.12三层A30.61-299.45-210.77201.03113.72221.06225.35-8.34-286.42-217.96115.72214.07228.1084.52-124.34-30.9244.6930.43127.3966.31跨间154.5352.36-86.4886.48二层A104.71-319.83-152.19201.03100.61225.19225.37-44.28-322.55-218.12102.42227.00227.85110.08-149.83-30.8744.6949.71146.6766.31跨间48.13238.53-146.47146.47一层A89.73-350.17-204.18201.0398.44226.75224.94-51.25-323.95-213.73100.85229.16228.26-112.00-153.86-32.5344.6951.96148.9166.31跨间139.52153.05－112.21112.21 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页注：当梁受弯时取0.75，各类构件受剪偏压0.85。（2）横梁跨间最大正弯矩计算求跨间最大弯距，根据梁端弯距组合值及梁上荷载设计值，由平衡条件确定。MMABVV图3.17均布和梯形荷载下的计算简图ABxq21qαllα=若，说明，其中为最大正弯距截面至A支座的距离，由下式求解：跨间最大正弯距：若，说明，则：=跨间最大正弯距：若，则同理，可求得三角形分布荷载和均布荷载作用下的、、的计算公式； 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页q1xAVVBAMMB图3.18均布和三角形荷载下的计算简图q2由下式解得：求第二层AB跨间最大正弯矩：梁上荷载设计值：=1.213.263=15.92kN/m=1.2（39.732+0.513.2）=55.60kN/m左震：=104.71×0.75=78.53kNm=-44.28×0.75=-33.21kNm==－＋0.5×15.92×7.2＋×55.60×7.2=176.06kN=176.06－0.5×(2×15.92＋55.6)×0.35×7.2=65.89kN>0由：===3.44m 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页=78.53+65.89×3.44－(15.92+55.6)×3.44×3.44／2+55.6×0.35×7.2××(3.44-×0.35×7.2)=64.17kNm=0.75×64.17kNm=48.13kNm右震：=-319.83×0.75=-239.87kNm=322.55×0.75=241.91kNm==-＋0.5×15.92×7.2＋×55.6×7.2=254.33kN=254.33－0.5×(2×15.92＋55.6)×0.35×7.2=144.16kNm>0===4.54m=－239.87+254.33×4.54－(15.92+55.6)×4.54×4.54／2+55.6××7.2××(4.54－×0.35×7.2)=318.04kNm=0.75436.92=238.53kNm剪力计算：BC净跨：=7.2-0.55=6.65m左震：=100.61×0.85=85.52kNm=115.72×0.85=98.36kNm=78.53-85.520.25=57.15kNm=-33.21+98.360.25=－8.62kNm右震：=225.19×0.85=191.41kNm 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页=227.00×0.85=192.95kNm=－239.87+191.410.25=－192.02kNm=241.91-192.950.25=193.67kNm+=57.15+8.62=65.77kNm<192.02+193.67=385.69kNm=［15.92×6.65+55.6×0.5×(6.65+6.65－2.55×2)］=166.91kN则=1.2+166.91=178.78kN=1.2+166.91=236.51kN=0.85178.78=151.96kN=0.85236.51=201.03kNBC跨间最大正弯矩：梁上荷载设计值：=1.21.833=2.20kNm=1.2（18.06+0.57.50）=26.17kNm左震：=110.08×0.75=82.56kNm=-149.83×0.75=-112.37kNm=－+0.5×2.20×3+0.25×26.17×3=-42.05kN＜0则发生在左支座=1.3-1.0=1.3×133.29+22.01=195.29kNm=0.75195.29=146.47kNm右震：中跨左右两端和左震相同=0.75195.29=146.47kNm剪力计算：BC净跨：=3-0.55=2.45m左震：=49.71×0.85=42.25kN 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页=146.67×0.85=124.67kN=57.13-42.250.25=46.57kNm=-8.62+124.670.25=22.55kNm右震：同左震结果相同在此省略=［2.20×2.45+26.17×0.5×2.45］=18.72kN+=46.57+22.55=69.12kNm则==1.2+18.72=52.57kN（=）=0.8552.57=44.69kN3.8.3横向框架柱内力组合表3-45横向框架A柱弯距和轴力组合表层次内力5顶M134.7810.00-7.80-53.27168.09183.38顶N238.3313.45-1.95-13.26302.92306.74底M-93.41-15.813.2722.29-131.02-137.43底N265.5513.45-1.95-13.26335.58339.404顶M77.1421.07-13.19-98.40134.99109.14顶N542.7867.21-6.16-44.03739.39751.47底M-81.98-18.417.1052.98-117.19-131.11底N570.0067.21-6.16-44.03772.06784.133顶M85.9819.06-16.06-116.28145.60114.12顶N847.06120.99-12.26-88.531173.841197.87底M-81.34-18.2312.8793.24-110.52-135.74底N874.28120.99-12.26-88.531206.511230.542顶M86.8219.30-18.67-124.47149.50112.91顶N1151.34174.77-20.44-144.491606.261646.32底M-100.54-22.7518.67124.47-134.20-170.79底N1178.57174.77-20.44-144.491638.931678.991顶M62.1913.52-17.84-101.1276.07111.04 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页顶N1455.36228.50-29.84-202.962037.092095.58底M-31.10-6.7641.62235.96-6.00-87.57底N831.88228.50-29.84-202.961288.911347.40续表3-45横向框架A柱弯距和轴力组合表层次内力5顶M-73.86177.74191.75191.75191.75-73.86顶N207.62233.48334.93334.93334.93207.62底M-69.45-112.92-141.60-141.60-141.60-69.45底N232.12257.98371.67371.67371.67232.124顶M-174.85-17.03124.79-174.85124.79-174.85顶N475.82561.68798.62475.82798.62475.82底M-30.41-133.72-128.71-133.72-128.71-30.41底N500.32586.17835.37586.17835.37500.323顶M-199.33-27.41134.75-199.33134.75-199.33顶N730.48903.121262.10730.481262.10730.48底M9.50-172.32-127.67-172.32-127.679.50底N754.98927.611298.85927.611298.85754.982顶M-208.18-34.54136.12-208.18136.12-208.18顶N973.971255.731725.58973.971725.58973.97底M20.63-222.08-158.02-222.08-158.0220.63底N998.481280.241762.341280.241762.34998.481顶M-36.54-160.6597.21-160.6597.21-36.54顶N1214.761610.542188.671610.542188.671214.76底M199.03-261.09-48.61199.03-48.61199.03底N653.631049.401346.97653.631346.97653.63注：顶层柱0.75，其余各层柱0.80。表3.46　横向框架边柱剪力组合表层次组合（1）组合（2）组合（3）5-21.41-3.311.0712.98-28.52-31.21-9.24-37.93-32.22-98.424-19.76-4.822.7021.08-26.39-33.190.30-46.28-31.5040.713-19.77-4.664.3127.35-24.16-35.037.34-53.11-31.3564.272-21.34-5.035.9231.65-24.49-39.4110.27-59.68-33.8472.21 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页1-8.43-1.998.2635.87-2.21-23.0329.87-49.40-13.3770.64注：表中V以绕柱端顺时针为正，为相应于本层柱净高上、下两端的剪力设计值，=0.85。其中：组合（1）——组合（2）——组合（3）——表3-47横向框架B柱弯距和轴力组合表内力5顶M-116.09-9.29-10.62-53.27-141.91-162.72顶N312.1516.82-0.98-6.69397.17399.09底M68.2612.695.7222.2994.07105.28底N339.3816.82-0.98-6.69429.84431.764顶M-81.92-20.92-17.97-98.4-109.98-145.20顶N693.5678.49-3.32-23.55938.90945.41底M61.8114.7511.9852.9883.08106.56底N720.7978.49-3.32-23.55971.58978.093顶M-86.56-19.45-23.47-116.28-108.10-154.10顶N1071.33140.14-7.02-50.461474.911488.67底M61.4114.6219.2193.2475.33112.99底N1098.55140.14-7.02-50.461507.581521.342顶M-87.11-19.62-27.55-124.47-105.00-159.00顶N1448.91201.79-11.77-82.952009.662032.73底M74.6817.9927.55124.4787.80141.80底N1476.13201.79-11.77-82.952042.332065.401顶M69.10-15.06-25.75-101.12-78.77-129.24顶N1826.76263.50-17.1-115.782544.252577.77底M-34.557.5345.19235.967.7296.29底N1857.38263.50-17.1-115.782581.002614.51 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页续表3-48横向框架B柱弯距和轴力组合表层次内力5顶M-56.72160.60-165.83-165.83-165.83-56.72顶N281.98295.03437.89437.89437.89281.98底M45.41-88.88104.59104.59104.5945.41底N306.49319.53474.65474.65474.65306.494顶M-12.80179.08-131.09179.08-131.09-12.80顶N636.56682.491013.23682.491013.23636.56底M10.61-113.9297.90-113.9297.9010.61底N661.07706.991049.99706.991049.99661.073顶M-26.72200.03-135.92200.03-135.92-26.72顶N978.061076.461583.61076.461583.6978.06底M29.06-152.7697.23-152.7697.2329.06底N1002.561100.961620.381100.961620.381002.562顶M-34.13208.59-136.83208.59-136.83-34.13顶N1313.951475.702153.781475.702153.781313.95底M46.05-196.67118.45-196.67118.4546.05底N1338.451500.202190.531500.202190.531338.451顶M-29.63167.56108.04167.56108.04-29.63顶N1649.771875.552724.361875.552724.361649.77底M195.58-264.54-54.02-264.54-54.02195.58底N1677.331903.102765.691903.102765.691677.33表3.48　横向框架中柱剪力组合表层次组合（1）组合（2）组合（3）组合（4）组合（5）416.832.581.4117.1825.2121.6637.53-0.4425.2942.540.00315.743.693.5827.9028.0419.0349.09-12.5624.9434.60-59.40215.733.605.7136.2130.6016.2258.19-21.8224.8337.25-70.42116.743.837.8341.8934.7815.0465.65-26.9326.4316.51-79.43注：表中V以绕柱端顺时针为正，为相应于本层柱净高上、下两端的剪力设计值， 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页=0.85其中：组合（1）——组合（2）——]组合（3）——3.9梁设计3.9.1框架横梁1、正截面受弯承载力计算材料：纵向钢筋采用HRB335，N/mm2箍筋HPB300,=270N/mm2混凝土采用C25，N/mm2=11.9N/mm2从梁柱内力组合表中分别挑选出跨间截面及支座截面的最不利内力，并将支座中心处的弯矩换算为支座边缘控制截面的弯矩进行配筋计[9]由梁剪力弯矩内力组合表查得：底层：支座处：=-350.17/0.75+226.75/0.850.225=－406.87kN－0.75×406.87=－305.15kNm-323.95/0.75+229.16/0.850.225=－371.27kN－0.75×371.27=－278.46kNm-153.86/0.75+148.91/0.850.225=-165.73kN－0.75×165.73=-124.30kNm跨间最大：AB跨：144.55kNmBC跨：60.46kNm标准层：支座处： 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页=-319.83/0.75+225.19/0.850.225=－366.83kN－0.75×366.83=－275.12kNm=-322.55/0.75+227/0.850.225=－369.98kN－0.75×369.98=－277.48kNm-149.83/0.75+146.67/0.850.225=-160.95kN－0.75×160.95=－120.71kNm跨间最大：AB跨：=238.53kNmBC跨：=146.47kNm顶层：支座处：=-153.4/0.75+175.85/0.850.225=-157.98kNm－0.75×157.98=－118.49kNm-168.21/0.75+180.99/0.850.225=-176.37kNm－0.75×176.37=－132.28kNm-52.74/0.75+75.27/0.850.225=-50.40kNm－0.75×50.40=－37.80kNm跨间最大：BC跨：136.99kNmCD跨：9.6kNm当梁下部受拉时，按T形截面计算，当梁上部受拉时，按矩形截面计算。确定翼缘计算宽度（查混凝土设计Ⅰ表4.7）一层：AB跨（梁下部钢筋）：按跨度考虑：===2400mm按翼缘高度考虑：=600－35=565mm=250+12×140=1930mm==0.25＞0.1（不起控制作用，故不考虑） 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页按梁间净距考虑：4550+250=4800mm三者中取小值，故取：=2400mm；（查混凝土设计Ⅰ表4.4）=0.55；下部跨间截面按单筋T形截面计算：判断T形截面类型：=1.0×11.9×2400×140×（565－70）×=1979.21kNm＞=144.55kNm属于第一类T形截面==0.016=0.016＜=0.550==860.61mm2实配钢筋320（AS=942mm2）配筋率为：ρ==0.67%,满足要求BC跨（梁下部钢筋）：按跨度考虑：===1000mm按翼缘高度考虑：=400－35=365mm=250+12×140=1930mm,==0.25＞0.1（不起控制作用，故不考虑）按梁间净距考虑：4550+250=4800mm三者中取小值，故取：=1000mm；=0.55；下部跨间截面按单筋T形截面计算：判断T形截面类型：=1.0×11.9×1000×140×（365－70）×=491.47kNm＞=60.46kNm属于第一类T形截面 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页==0.038=0.039＜=0.550==565mm2实配钢筋316（AS=603mm2）配筋率为：ρ==0.66%，满足要求计算梁上部钢筋截面时，将已计算所得的下部钢筋伸入支座，作为支座负弯距作用下的受压钢筋，再进行计算相应的受拉钢筋截面面积，简单的说就是计算梁上部受拉钢筋时，按双筋矩形截面计算；A支座（上部配筋）：取=305.15kNm==0.16=0.18<0.55说明富裕，且达不到屈服。可近似取==1919mm2实配钢筋425（AS=1964mm2）配筋率为：ρ==1.39%,满足要求B支座左（上部配筋）：取=278.46kNm==0.135=0.146<0.55说明富裕，且达不到屈服。可近似取 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页==1751mm2实配钢筋425（AS=1964mm2）配筋率为：ρ==1.39%,满足要求B支座右（上部配筋）：取=124.3kNm==0.16>0=0.18<0.55说明富裕，且达不到屈服。可近似取==1256mm2实配钢筋420（AS=1256mm2）配筋率为：ρ==1.38%,满足要求标准层：AB跨（梁下部钢筋）：按跨度考虑：===2400mm按翼缘高度考虑：=600－35=565mm=250+12×140=1930mm==0.25＞0.1（不起控制作用，故不考虑）按梁间净距考虑：=4550+250=4800mm三者中取小值，故取：=2400mm；（查混凝土设计Ⅰ表4.4）=0.55；下部跨间截面按单筋T形截面计算：判断T形截面类型：=1.0×11.9×2400×140×（565－70）×=1979.21kNm 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页＞=238.53kNm属于第一类T形截面==0.026=0.026＜=0.550==1398.49mm2实配钢筋422（AS=1520mm2）配筋率为：ρ==1.08%,满足要求BC跨（梁下部钢筋）：按跨度考虑：===1000mm按翼缘高度考虑：=400－35=365mm=250+12×140=1930mm,==0.38＞0.1（不起控制作用，故不考虑）按梁间净距考虑：4550+250=4500mm三者中取小值，故取：=1000mm；=0.55；下部跨间截面按单筋T形截面计算：判断T形截面类型：=1.0×11.9×1000×140×（365－70）×=491.47kNm＞=146.47kNm属于第一类T形截面==0.092=0.097＜=0.550==1404.4mm2 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页实配钢筋422（AS=1520mm2）配筋率为：ρ==1.67%，满足要求计算梁上部钢筋截面时，将已计算所得的下部钢筋伸入支座，作为支座负弯距作用下的受压钢筋，再进行计算相应的受拉钢筋截面面积，简单的说就是计算梁上部受拉钢筋时，按双筋矩形截面计算；A支座（上部配筋）：取=275.12kNm==0.035=0.036＜=0.550==1730.3mm2实配钢筋425（AS=1964mm2）配筋率为：ρ==1.39%,满足要求B支座左（上部配筋）：取=277.48kNm==0.038=0.039＜=0.550==1745.2mm2实配钢筋425（AS=1964mm2）配筋率为：ρ==1.39%,满足要求B支座右（上部配筋）：取=120.71kNm 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页==-0.075﹤0==1219mm2实配钢筋325（AS=1473mm2）配筋率为：ρ==1.61%,满足要求顶层：AB跨（梁下部钢筋）：按跨度考虑：=====2400mm按翼缘高度考虑：=600－35=565mm=250+12×140=1930mm==0.25>0.1（不起控制作用，故不考虑）按梁间静距考虑：4550+250=4800mm三者中取小值，故取：=2400mm；=0.55；下部跨间截面按单筋T形截面计算：判断T形截面类型：=1.0×11.9×2400×140×（565－70）×=1979kNm＞=136.99kNm属于第一类T形截面==0.015=0.015＜=0.550==806.82mm2实配钢筋320（AS=942mm2） 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页配筋率为：ρ==0.67%，满足要求BC跨（梁下部钢筋）：按跨度考虑：===1000mm按翼缘高度考虑：=400－35=365mm=250+12×140=1930mm,==0.25>0.1（不起控制作用，故不考虑）按梁间静距考虑：4550+250=4800mm三者中取小值，故取：=1000mm；=0.55；下部跨间截面按单筋T形截面计算：判断T形截面类型：=1.0×11.9×1000×140×（365－70）×=491.5kNm＞=9.6kNm属于第一类T形截面==0.006=0.006＜=0.550==86.87mm2实配钢筋220（AS=628mm2）配筋率为：ρ==0.69%，满足要求计算梁上部钢筋截面时，将已计算所得的下部钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋，再进行计算相应的受拉钢筋截面面积，简单的说就是计算梁上部受拉钢筋时，按双筋矩形截面计算；A支座（上部配筋）：=118.49kNm 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页==－0.033<0==745mm2实配钢筋320（AS=942mm2）配筋率为：ρ==0.67%,满足要求B支座左（上部配筋）：取=132.28kNm==－0.018<0==832mm2实配钢筋320(AS=942mm2）配筋率为：ρ==0.67%,满足要求B支座右（上部配筋）：取=37.8kNm==－0.061<0==382mm2实配钢筋220（AS=628mm2）配筋率为：ρ==0.69%,满足要求 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页表3-50框架梁横向钢筋计算表层次截面M/kNξAs"/mmAs/mm2实配钢筋As/mm2As"/Asρ/%5支座A-118.49<09427453φ20(942)20.67B-132.28<09428323φ20(942)20.67AB跨间136.990.0158073φ20(942)0.67B-37.8<06283822φ20(628)10.69BC跨间9.60.006872φ20(628)0.692A-275.12<0152017304φ25(1964)11.39B-277.48<0152017454φ25(1964)11.39AB跨间238.530.02613984φ22(1520)1.08B-120.71<0152012193φ25(1473)0.791.61BC跨间146.470.09714044φ22(1520)1.681支座A-305.15<094219194φ25(1964)11.39B-278.46<094217514φ25(1964)11.39AB跨间144.550.0168613φ20(942)0.67B-124.3<060312564φ20(1256)0.791.38BC跨间60.460.0395653φ16(603)0.66注：表中未列的3、4层配筋同标准层2层相同2、斜截面受剪承载力计算当≤4时，梁为厚腹梁，其受剪截面应符合：式中：--混凝土强度影响系数考虑地震组合的矩形，T形，L形框架梁，其截面受剪承载力应符合：≤，参见《混凝土结构设计规范》一层：AB跨229.16kN取用φ8双肢箍=0.25×1.0×11.9×250×565=420.23kN>V=229.16kN故截面符合要求； 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页=0.42×1.27×250×565+1.25×270××565=235.2kN>V=229.16kN所以箍筋采用φ8双肢箍、间距120满足要求；%﹥0.24配箍率也满足要求。因此，AB跨非加密区箍筋为φ8＠120；加密区为φ8＠100，加密区长度取1.5h=900mm。BC跨=148.91kN取用φ8双肢箍148.91kN故截面符合要求；=0.42×1.27×250×365+1.25×270××365=151.94kN>V=148.91kN所以箍筋采用φ8双肢箍、间距120满足要求；%﹥0.24配箍率也满足要求。因此，BC跨非加密区箍筋为φ8＠120；加密区为φ8＠100，加密区长度取1.5h=600mm，走廊跨度小所以全跨加密。二层：AB跨227.85kN取用φ8双肢箍=0.25×1.0×11.9×250×565=420.23kN>V=227.85kN故截面符合要求；=0.42×1.27×250×565+1.25×270××565=235.2kN>V=227.85kN所以箍筋采用φ8双肢箍、间距120满足要求；﹥0.24配箍率也满足要求。因此，AB跨非加密区箍筋为φ8＠120；加密区为φ8＠100，加密区长度取1.5h=900mm。 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页BC跨=146.67kN取用φ8双肢箍146.67kN故截面符合要求；=0.42×1.27×250×365+1.25×270××365=151.94kN>V=146.67kN所以箍筋采用φ8双肢箍、间距120满足要求；%﹥0.24配箍率也满足要求。因此，BC跨非加密区箍筋为φ8＠120；加密区为φ8＠100，加密区长度取1.5h=600mm，走廊跨度小所以全跨加密。顶层：AB跨180.99kN取用φ8双肢箍=0.25×1.0×11.9×250×565=420.23kN>V=180.99kN故截面符合要求；=0.42×1.27×250×565+1.25×270××565=203.23kN>V=180.99kN所以箍筋采用φ8双肢箍、间距150满足要求；%﹥0.24配箍率也满足要求。因此，AB跨非加密区箍筋为φ8＠150；加密区为φ8＠100，加密区长度取1.5h=900mmBC跨=75.27kN取用φ8双肢箍75.27kN故截面符合要求； 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页=0.42×1.27×250×365+1.25×270××365=87.49kN>V=75.27kN所以箍筋采用φ8双肢箍、间距150满足要求；%﹥0.24配箍率也满足要求。因此，BC跨非加密区箍筋为φ8＠150；加密区为φ8＠100，加密区长度取1.5h=600mm，走廊跨度小所以全跨加密。表3-51框架梁箍筋数量计算表层次截面V/kN0.25βcbh0/kN梁端加密区非加密区实际配钢筋实际配钢筋5A；Bl180.99420.230.152肢8@100(0.4%)2肢8@150(0.27%)Br75.27271.47-0.252肢8@100(0.4%)2肢8@120(0.40%)2A；Bl227.85420.230.712肢8@100(0.4%)2肢8@120(0.34%)Br146.67271.470.182肢8@100(0.4%)2肢8@120(0.40%)1A；Bl229.16420.230.732肢8@100(0.4%)2肢8@120(0.34%)Br148.91271.470.242肢8@100(0.4%)2肢8@120(0.40%)注：表中未列的3,4层配筋同标准层2层相同3.9.2框架柱1、剪跨比和轴压比验算表3-52框架柱的剪跨比和轴压比验算柱号层次b/mmh0/mmfc/(N/mm2)McVcNMc/Vch0N/fcbh.A5550360011.967.3437.93131.424.33>20.06<0.92550360011.9106.6359.68762.514.36>20.347<0.91550405011.9106.8749.4983.185.28>20.448<0.9B5550360011.964.6237.53131.464.20>20.06<0.92550360011.9112.8765.65876.354.20>20.399<0.91550405011.9111.854.521132.165>20.516<0.9注：表中的Mc，Vc，N都不考虑抗震承载力调整系数。 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页2、框架柱正截面承载力计算遵循强柱弱梁的设计原则，为了保证框架柱的受弯承载力大于梁的受弯承载力，避免柱中出现塑性铰而形成柱铰型破坏机构，需要根据梁端弯矩对柱端弯矩进行调整，并与柱端组合弯矩的调整值比较后，选出最不利内力，进行配筋计算。本设计只计算框架1、2层中柱和边柱；（1）中柱配受力钢筋一层：该框架为二级框架，底层框架柱下端截面的弯矩设计值直接乘以增大系数1.15。=1.15×195.58=224.92kN.m;=1677.33kN==134mm取20mmei=e0＋ea=134+20=154mm弯矩中由水平地震作用产生的弯矩169.18/199.03=0.85>75%对柱的计算长度由《混凝土结构设计规范》（GB50010－2010）7.3.11，当水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值的75％以上时，框架柱的计算长度l0可按下列两个公式计算，并取其中的较小值：l0＝[1＋0.15（ψu＋ψl）]H　l0＝H（2＋0.2ψmin）ψu、ψl—柱的上端、下端节点处交汇的各柱线刚度之和与交汇的各梁线刚度之和的比值；ψmin———比值ψu、ψl中的较小值；H———柱的高度。其中：ψu==0.69ψl=0ψmin=0l0＝[1＋0.15（ψu＋ψl）]H=(1+0.15×0.69)×4.05=4.47ml0＝H（2＋0.2ψmin）=7.2m计算长度=4.47m 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页由于l0/h=4.47×103/550=8.13>5,故应考虑偏心距增大系数。=0.5fcA/N=0.5×11.9×5502/1677330=1.07＞1.0时，取＝1.0；因为l0/h＜15，故取＝1.0=1+×=1.121.12×154+550/2-40=407.48mm对称配筋==0.54<=0.55，为大偏压的情况==1272.4再取以及相应的进行计算，=2765.69kN;=54.02kNm;=54.02-10.730.1=52.95kN.m此组内力为非地震内力情况,且无水平荷载效应,故不必进行调整,且取l0=1.0H=1.03.6=3.6m=19mm取20mmei=e0＋ea=19+20=39mm由于l0/h=3.6×103/550=6.5>5,故应考虑偏心距增大系数。=0.5fcA/N=0.5×11.9×5502/2765690=0.65＜1.0，取＝0.78；　l0/h＜15，取＝1.0=1+××0.78=1.251.25×39=48.79mm<0.3h=123mm，为小偏压的情况。48.79+550/2-40=283.79mm=2765.69×10-0.55×11.9×550×410=1289.8kN=2765.69×10×283.79–0.43×11.9×550×410=-312.28kNm <0 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页0.2550550=605mm2故配418=1017mm2据《建筑抗震设计规范》（GB500011－2010）6.3.8条，当抗震等级为二级时，柱纵向钢筋的最小总配筋率，对于中柱和边柱为0.7%，同时每一侧配筋率不应小0.2％总配筋率：==1.35%>0.2%满足要求。（2）边柱配受力钢筋一层：该框架为二级框架，底层框架柱下端截面的弯矩设计值直接乘以增大系数1.15。=1.15×119.03=136.88kN.m;=653.63==209mm取20mmei=e0＋ea=209+20=229mm弯矩中由水平地震作用产生的弯矩109.5/136.88=0.80>75%对柱的计算长度由《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）7.3.11，当水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值的75％以上时，框架柱的计算长度l0可按下列两个公式计算，并取其中的较小值：l0＝[1＋0.15（ψu＋ψl）]H　l0＝H（2＋0.2ψmin）ψu、ψl—柱的上端、下端节点处交汇的各柱线刚度之和与交汇的各梁线刚度之和的比值；ψmin———比值ψu、ψl中的较小值；H———柱的高度。其中：ψu==1.24ψl=0ψmin=0l0＝[1＋0.15（ψu＋ψl）]H=(1+0.15×1.24)×3.6=4.27ml0＝H（2＋0.2ψmin）=7.2m 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页计算长度=4.27m由于l0/h=4.3×103/450=9.56>5,故应考虑偏心距增大系数。=0.5fcA/N=0.5×11.9×5502/653.63=2.75＞1.0时，取＝1.0；因为l0/h＜15，故取＝1.0=1+×=1.081.08×229+550/2-40=482.32mm对称配筋==0.24<=0.55，为大偏压的情况==295再取以及相应的进行计算，=1346.97kN;=-48.61kNm;=-48.61+14.370.1=-47.17kN.m此组内力为非地震内力情况,且无水平荷载效应,故不必进行调整,且取l0=1.0H=1.03.6=3.6m=36.09mm取20mmei=e0＋ea=13.65+20=56.09mm由于l0/h=3.6×103/550=6>5,故应考虑偏心距增大系数。=0.5fcA/N=0.5×11.9×5502/1346970=0.95﹤1.0，取＝0.95；　l0/h＜15，取＝1.0=1+××0.95=1.211.21×56.09=67.87mm<0.3h=123mm，为小偏压的情况。67.87+550/2-40=302.87mm=1346.97×10-0.55×11.9×550×410=58.43kN﹥0=1346.97×10×302.87–0.43×11.9×550×410=-65.14kNm﹤0 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页故按构造配筋,且应满足=0.7%，单侧配筋率≥0.2%==0.2%bh=0.2%×550×550=405mm2综上所诉，故配418=1017mm2据《建筑抗震设计规范》（GB500011－2001）6.3.8条，当抗震等级为二级时，柱纵向钢筋的最小总配筋率，对于中柱和边柱为0.7%，同时每一侧配筋率不应小0.2％配筋率：==1.35%>0.2%满足要求3、框架柱斜截面承载力计算为防止构件发生脆性剪切破坏，宜使构件的斜截面的受剪承载里大于构件弯曲屈服时实际达到的剪力，以第1层柱为例进行计算，其余计算结果见表2.31和表2.32。（1）中柱配箍筋一层：1层B柱的上柱和下柱的柱端弯矩设计值为=-100.76kNm对二级抗震等级,柱底弯矩设计值=1.15×111.8/0.8=160.71kNm则框架柱的剪力设计值1.1=1.1=87.16kN=87.16×0.85=74.09kN=0.0003<0.2（满足要求）=5.31>3与Vc相应的轴力N=942.76/0.8=1178.45kN>0.3fcbh=0.3×11.9×4502/1000=722.93kN取N=722.93kN= 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页=-0.32<0一层柱应按构造配筋，根据抗震设计规范6.3.12条，柱端加密区ρv不应小于0.4％，1层B柱的轴压比查表8.3得0.513，查得最小配箍特征值λv=0.09。ρvmin=λv·fc/fyv=0.09×11.9/210=0.51%=0.671%>ρvmin加密区选用4肢箍φ8@100,加密区长度按照规范要求取一层柱底为=1m≈1m；柱顶取=0.5m≈0.6m。非加密区选用4肢箍8@150。（2）边柱配箍筋一层：1层A柱的上柱和下柱的柱端弯矩设计值为=65.32/0.8=81.65kNm=1.15×106.87/0.8=153.63kNm则框架柱的剪力设计值1.11.1=86.27kN=86.27×0.85=73.33kN=0.033<0.2（满足要求）=5.28>3与Vc相应的轴力N=961.78/0.8=1202.23kN>0.3fcbh=0.3×11.9×4502/1000=722.93kN取N=722.93kN==-0.33<0一层柱应按构造配筋，根据抗震设计规范6.3.12条，柱端加密区ρv不应小于 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页0.4％，1层A柱的轴压比查表8.3得0.451，查得最小配箍特征值λv=0.08。ρvmin=λv·fc/fyv=0.08×11.9/270=0.453%=0.503%>ρvmin加密区选用4肢箍φ8@100,加密区长度按照规范要求取一层柱底为=1m≈1m；柱顶取=0.5m。非加密区选用4肢箍8@200。表3-53框架柱箍筋数量表柱号层次γREV0.2fcβcbh0/kNN/kN0.3fcA/kNAsv/S/mmλvfc/fyv/%实配箍筋（ρv%)加密区非加密区A265.66439.11745.02722.93<00.3684φ8@100(1.01)4φ8@200(0.503)173.33439.11961.78722.93<00.4534φ8@100(1.01)4φ8@200(0.503)B267.56439.11740.01722.93<00.3974φ8@100(1.01)4φ8@200(0.503)174.09439.11942.76722.93<00.514φ8@100(1.01)4φ8@150(0.671)3.10楼板设计3.10.1设计资料本工程采用双向现浇板楼屋面，楼板采用140mm厚，混凝土强度等级为C25，，钢筋采用HPB300级钢筋，，设计时按弹性理论设计，采用以单区格板为计算基础的计算方法，假定支撑梁不产生竖向位移且不受扭3.10.2荷载设计值楼面活荷载设计值：恒荷载设计值：g=1.2×3.8=4.56N/m2=g+q=4.56+2.8=7.36kN/m23.10.3计算跨度为短边的净跨度；为长边的净跨度。 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页3.10.4弯矩计算本工程边梁对板的作用视为固定支座，所以区格按其位置和尺寸分为A，B，C，D四类首先假定边缘板带跨中配筋率与中间板带相同，支座截面配筋率不随板带而变，取同一数值：取。A区格：==1.09==0.84==4.77kN.m=0.8×4.77=3.82kN.m=-2×4.77=-9.54kN.m=-2×2.82=-7.64kN.mB区格：==2.31==0.19==3.46kN.m0.28×3.46=1.83kN.m=-2×3.46=-6.92kN.m 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页=-2×1.83=-3.66kN.mC区格：==1.98=0.26==0.84kN.m=0.43×0.84=0.36kN.m-2×0.84=-1.68kN.m-2×0.36=-0.72kN.mD区格：==1.11=0.81==1.04kN.m=0.183×1.04=0.082kN.m=-2×1.04=-2.08kN.m-2×0.082=-0.164kN.m 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页表3.54正截面受弯承载力设计值区格项目ABCD(m)6.352.753.052.75(m)6.956.356.953.054.773.460.841.043.821.830.360.082-9.54-6.92-1.68-2.08-7.64-3.66-0.72-0.1643.10.5截面设计有效高度：短跨方向，；长跨方向，。钢筋截面，为便于计算取0.95。 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页表3.54截面配筋项目截面配筋实有跨中A区格方向804.77298.87@200393方向703.82273.54@200393B区格方向803.46216.79@200393方向701.83131.04@200251C区格方向800.8452.63@200251方向700.3625.78@200251D区格方向801.0465.16@200251方向700.0825.87@200251支座A-D80-9.54-597.74@100785A-B80-7.64-478.70@100785B-B80-6.92-433.58@100785B-C80-3.66-229.32@200251C-D80-0.72-45.11@200251 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页3.11楼梯设计[10].3.11.1设计资料ec1c1dt1c2a栏杆面层斜板板底抹灰图3.18楼梯跑的荷载项目本工程采用板式楼梯，混凝土强度等级C20，fc=9.6N/mm2，平台板，楼梯板受力钢筋及构造筋均采用HPB300钢筋，fy=270N/mm2，平台梁纵向受力筋采用HRB335级钢筋fy=300N/mm2楼梯栏杆为轻型金属栏杆，踏步面层为30厚的水磨石面层，梯段板下抹麻刀灰为20厚。3.11.2梯段的计算：3.11.3斜板设计1、取板厚t=(1/25-1/30)l=(1/25-1/30)3550/0.894=159~132，取板厚h=150。板倾斜角tan=；cos=0.894。取1m宽板带计算，根据楼梯板构造按带平台楼梯板构造计算2、荷载计算： 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页表3.55梯段板的荷载表荷载种类荷载标准值（）恒荷载栏杆（金属空心）自重0.2水磨石面层（0.3+0.15）250.03/0.3=1.13踏步楼梯板自重25（0.15/2+0.15/0.894）=6.07板底抹灰0.0217/0.894=0.38小计7.78活荷载2.5恒荷载分项系数=1.2；活荷载分项系数=1.4。总荷载设计值　P＝1.27.78+1.42.5=12.84/m3、内力及截面承载力计算：正截面承载力计算板的有效高度=150-20=130，板水平计算跨度=3.55m，楼梯板两端与梁的固结作用，板跨中的最大弯距：==16.18.m==0.1=0.95==485选配φ10@100，785mm,配筋率为=0.604%>=0.15%（满足要求）斜截面承载力计算：V=pcos/2=0.512.843.550.894=20.38＜0.07=0.079.61000130=87.36由此分布筋选φ8@300，即每一踏步下放一根。3.11.4平台板的设计：取1米宽板带计算平台板的厚度取t=70,=h-20=70-20=50,计算跨度取跨度=1.1 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页1.荷载计算2.表3.56梯段板的荷载表荷载种类荷载标准值（）恒载水磨石面层0.0325=0.7570mm厚混凝土板0.0725=1.75板底抹灰0.0217=0.34小计2.84活载2.5总荷载设计值　P＝1.22.84+1.42.5=6.912.内力及承载力计算：弯矩设计值：==0.84kNm==0.035=0.982==63选配φ8@200，251mm，配筋率为=0.502%>=0.2%（满足要求）分布钢筋选用φ8@300。3.11.5平台梁设计梁的计算跨度：=3.3-0.24=3.06m设平台梁截面尺寸为bh=250mm400mm。1、荷载计算： 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页表3.57平台梁的荷载表荷载种类荷载标准值（）恒荷载梁自重0.400.2525=2.5梁侧粉刷0.02[0.25+（0.40-0.07）2]17=0.31平台板传来2.841.10.5=1.56梯段板传来7.780.53.55=13.81小计2.5+0.31+1.56+13.81=18.18活荷载2.5×(++0.25)=6.44总荷载设计值　P＝1.218.18+1.46.44=30.83/m2、截面内力及承载力计算：内力计算：弯矩设计值=36.08kN.m剪力设计值=47.17kN正截面受剪承载力计算：==0.113=0.94==347选配，=509)。配筋率为=0.558%>=0.2%（满足要求）斜截面承载力验算：=0.25×1.0×9.6×250×365=219kN>V=47.17kN故截面符合要求； 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页=0.42×1.1×250×365+1.25×270××365=124.78kN>V=55.91kN所以箍筋采用φ8双肢箍、间距150满足要求；0.24×=0.098%配箍率也满足要求。因此，AB跨非加密区箍筋为φ8＠150；加密区为φ8＠100，加密区长度取1.5h=600mm。3.12雨篷设计3.12.1确定雨篷板尺寸已知门洞宽1.5m,取雨篷板宽为1.5+2×0.37=2.24m3.12.2雨篷板的计算1.材料：混凝土，Ⅰ级钢筋，=9.6，=2702.荷载计算（取1m为计算单元），设板厚=1100/12=92,取板端厚80mm，根部取100mm。恒荷载：20mm水泥砂浆面层20×0.02×1.0=0.40kN/m板自重（按平均厚）25×0.09×1.0=2.25kN/m15mm水泥砂浆抹灰17×0.015×1.0=0.26kN/m2.91kN/m恒载设计值g=1.2×2.91=3.49kN/m均布活荷载：均布活荷载0.75kN/m活载设计值0.75×1.4=1.05kN/m集中荷载（1m宽内1个）F=1.0kN设计值1×1.4=1.4kN3.弯矩设计值计算恒荷载加均布活荷载： 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页=0.5×（3.49+1.05）×1.1=2.22kNm恒荷载加集中荷载=0.5×3.49×1.1+1.4×1.1=3.65kNm因为，故应按。4.配筋计算取保护层厚20mm,,=100–20=80，则==0.0590.061==174mm选用φ8@200，251mm分布筋φ6@3003.12.3雨篷梁的计算设梁截面尺寸为b×h=370mm×400mm1、梁上荷载计算恒荷载：梁自重25×0.4×0.370=3.70kN/m梁侧粉刷17×0.02×(0.3+0.4)=0.24kN/m雨篷板荷载2.91×1.1=3.20kN/m7.14kN/m设计值1.2×7.14=8.57kN/m活荷载：雨篷板传来的荷载0.75×1.1=0.83kN/m设计值1.4×0.83=1.16kN/m集中力：因梁实际宽2.24m，故集中荷载按三个计算。设计值1.4×1.0=1.40kN/m 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页2、计算简图图3.19雨篷梁计算简图3、弯矩设计值恒荷载加集中力M=8.57×2.24+1.4×0.12×()+1.4×1.12×()+1.4×2.12×()=4.13kNm8.57×2.24+4.2=11.7kN=－8.57×1.12×1.12×0.5－1.4×1－4.13+11.7×1.27=2.19kNm恒荷载加活荷载=(8.57+1.16)×2.24=2.03kNm取=2.19kNm配筋：雨篷梁截面为L型，近似按矩形截面计算，取=400-40=360mm==0.0050.005==21.31mm选用212，（兼顾受扭需要）支座上部：，说明富裕，达不到屈服，近似取==43.02mm选用212， 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页4、受扭计算(1).扭矩和剪力设计值恒荷载加活荷载雨篷板上的均布荷载（g+q）产生沿梁纵轴每米的线扭矩为0.5×(3.49+1.05)×(1.1+0.37/2)=3.75kNm/m梁边处的扭矩：=0.5×3.75×2.24=4.2kNm相应剪力=0.5×(8.57+1.16)×2.24=9.73kN恒荷载加集中荷载集中荷载在门洞边产生的扭矩为=3F/2.24(+0.37/2)=(1.1+0.37/2)=1.72kNm雨篷板上恒荷载产生沿梁纵轴每米的线扭矩为0.5×3.49×(1.1+0.37/2)=2.88kNm/m0.5×2.88×2.24+0.5×1.72×2.24=5.15kNm相应剪力0.5×8.57×2.24+1.5×1.4=11.7kNm故应取进行计算。(2).截面尺寸校核近似取矩形截面计算，截面抗扭塑性抵抗矩为370×(3×400–370)/6=18.94×10mm+=0.428（截面满足要求）验算是否可不考虑剪力：=5.15=0.1751.118.94=3.65kNm故不能忽略扭矩验算是否要按计算配抗剪、抗扭钢筋：=+=0.36故不用计算配置抗剪、抗扭钢筋 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页3.13基础设计[11]3.13.1A柱下独立基础选用钢筋混凝土柱下独立放坡基础，选用C20混凝土，HPB300级钢筋。根据冻土深度与建筑物对基础埋深的要求，假定基础底面标高为-1.4m,假定基础高度为1.2m，基础顶面到自然地面的高度为0.15m。基础梁荷载计算地平层框架横梁梁自重梁自重：11.41kN/m横墙重墙体自重：8.28kN/m走道横梁梁自重梁自重：2.5kN/m表3-58一榀框架有关集中恒荷载计算表(KN)地平层基础纵梁重(KN)纵墙重(包括门窗重)(KN)边纵梁中纵梁外纵墙内纵墙19.5212.10103.9050.81G1=外墙+边纵梁=103.9+19.52=123.42KNM1=G1×0.02=123.42×0.02=2.47KNmG2=内纵墙+中纵梁=50.81+12.10=62.91KNM2=G2×0.1=62.91×0.1=6.29kNmg’基础横梁折=18.89(KN/m)g’走道横梁折=2.5(KN/m)表3-59恒载作用下梁固端弯矩（对杆端产生顺时针转动者为正） 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页层次框架横梁，，走道横梁，地平层49.291.88（1）由基础梁传来的恒荷载设计框架横梁M=-49.29kNmV1=0.5×11.41×(7.2–0.55)=37.94kN边纵梁M=-2.47kNmG1=123.42kN（2）由柱内力表查得，作用在柱底的第一组荷载设计值：=261.09kNm；=1049.4kN；=49.40kN。由柱内力表查得，作用在柱底的第二组荷载设计值：=48.61kNm；=1346.97kN；=13.37kN。故作用在基顶的荷载设计值第一组:：=261.09+49.29+2.47=312.85kNm；=1049.4+123.42+37.94=1210.76kN；=49.40kN。第二组：=48.61+49.29+2.47=100.37kNm；=1346.97+123.42+37.94=1508.33kN；=13.37kN。（1）荷载设计值的确定：由柱内力表查得，作用在柱底的荷载设计值：第一组:：=312.85kNm；=1210.76kN；=49.40kN。基础底面尺寸的初步确定：=4.4基底地基承载力=270+4.4×18×(1.7-0.5)=365.04kN/m确定基底面积考虑偏心受压，将基础地面增大20% 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页所以==2.71由于考虑到偏心受压作用影响去基础底面面积取=1.1b则b==1.4m故取b=2.2m由于＜3m，故不需对进行宽度修正。故基础底面尺寸取×b=2.55×2.25m验算基础底面尺寸取值是否合适==188.91kPa<365.04kPa==0.252m<=0.85m所以满足要求。188.91×(1+)=300.92kPa<1.2=438.05kPa故基础底面尺寸×b=2.55×2.25m符合要求；基地净反力设计值==211.03kPa基地最大净反力设计值(1+)=(1+)=336.15kPa初选基础高度=1200mm；=1155mm（不包含垫层）0.45+2×1.155=2.76m>b=2.55m冲切力的作用面积：Ⅰ-Ⅰ剖面﹤0抗冲切满足要求；Ⅱ-Ⅱ剖面﹤0抗冲切满足要求；Ⅲ-Ⅲ剖面﹤0抗冲切满足要求；（2）基础底面配筋计算：有弯矩方向计算： 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页==274.71kNm=979mm==135.5kNm=739mm==37.23kNm=432mm第二组：=100.37kNm；=1508.33kN；=13.37kN。故基础底面尺寸取×b=2.55×2.25m验算基础底面尺寸取值是否合适==222.73kPa<=365.04kPa==0.072m<=0.42m所以满足要求。222.73×(1+)=246.78kPa<1.2=438.05kPa故基础底面尺寸×b=2.55×2.25m符合要求；基地净反力设计值 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页==262.89kPa基地最大净反力设计值(1+)=262.89(1+)=290.73kPa（2）基础底面配筋计算：有弯矩方向计算：==257.53kNm=918mm==128.02kNm=698mm==35.40kNm=410mm故主弯矩方向配φ10@150钢筋另一弯矩方向也配φ10@150钢筋： 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页3.13.2B柱下独立基础..选用钢筋混凝土柱下独立放坡基础，选用混凝土，HPB300级钢筋。根据冻土深度与建筑物对基础埋深的要求，假定基础底面标高为-1.4m,假定基础高度为1.2m，基础顶面到自然地面的高度为0.2m。1由基础梁传来的恒荷载设计框架横梁M=49.29kNmV1=37.94kN走道横梁M=-1.88kNmV2=0.5×2.5×2.4=3kN中纵梁M=-4.71kNmG2=47.11kN2由柱内力表查得，作用在柱底的第一组荷载设计值：1=195.58kNm；1=1677.33kN；1=65.65kN。2=264.54kNm；2=1903.1kN；2=26.93kN。由柱内力表查得，作用在柱底的第二组荷载设计值：=54.02kNm；=2765.69kN；=26.43kN。故作用在基顶的荷载设计值第一组:：左震：=195.58-49.29+1.88+4.17=152.34kNm；=1677.33+37.94+3+47.11=1765.38kN；=65.65kN。右震：=264.54+49.29-1.88-4.17=307.78kNm；=1903.1+37.94+3+47.11=1991.15kN；=26.93kN。考虑一层荷载对最大弯矩的作用，右震会发生最不利作用，所以第一组数据取右震数据。第二组：=54.02+49.29-1.88-4.71=96.72kNm；=2765.69+37.94+3+47.11=2853.74kN；=26.43kN。（1）荷载设计值的确定：由柱内力表查得，作用在柱底的荷载设计值：第一组:：=307.78kNm；=1991.15kN；=26.93kN。标准值：=227.99kNm；=1474.93kN；=19.95kN。基础底面尺寸的初步确定： 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页=4.4基底地基承载力=270+4.4×18×(1.7-0.5)=365.04kN/m确定基底面积考虑偏心受压，将基础地面增大20%所以==4.46m由于考虑到偏心受压作用影响去基础底面面积取=b则b==2.11m故取b=2.25m由于＜3m，故不需对进行宽度修正。故基础底面尺寸取×b=2.25×2.25m验算基础底面尺寸取值是否合适==228.55kPa<365.04kPa==0.153m<==0.375m所以满足要求。228.55×(1+)=321.80kPa<1.2=438.05kPa故基础底面尺寸×b=2.25×2.25m符合要求；基地净反力设计值==291.34kPa基地最大净反力设计值(1+)=291.34(1+)=410.21kPa初选基础高度=1200mm；=1155mm（不包含垫层）冲切力的作用面积：Ⅰ-Ⅰ剖面0.45+2×1.155=2.76m>a=2.25m 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页=(=()×2.25<0抗冲切满足要求；Ⅱ-Ⅱ剖面+2=1.15+2×0.755=2.66>a=2.55m=()×b=()×2.25<0抗冲切满足要求；Ⅲ-Ⅲ剖面+2=1.85+2×0.355=2.56>a=2.55m=()×b=()×2.25<0抗冲切满足要求；抗冲切满足要求；（2）基础底面配筋计算：有弯矩方向计算：==252.5kNm=900mm==106.66kNm=581mm==15.74kNm=182mm第二组：=96.72kNm；=2853.74kN；=26.43kN。标准值：=71.64kNm；=2113.88kN；=19.58kN。 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页故基础底面尺寸取×b=2.25×2.25m验算基础底面尺寸取值是否合适==355.6kPa<365.04kPa==0.056m<==0.375m所以满足要求。355.6×(1+)=408.7kPa<1.2=438.05kPa故基础底面尺寸×b=2.25×2.25m符合要求；（2）基础底面配筋计算：有弯矩方向计算：==263.44kNm=939mm==149.18kNm=813mm==37.3kNm=432mm故主弯矩方向配φ10@150钢筋 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页另一弯矩方向也配φ10@150钢筋：结论几个月的毕业设计已经接近尾声了，在这次的设计过程中使我对建筑的结构设计、结构计算等有了更深的了解。使我的理论知识与实践得到了很好的结合，丰富了自己的知识，提高了自己的实际的动手能力和综合能力。通过这次设计我也体会到了自身知识的匮乏，未来所要学习的知识还有很多，同时也消减了一些我高傲的个性，在用到以往所学的知识时，也存在记忆模糊的时候，这就更足以证明自己知识掌握的不扎实。让我认识到自身的缺点和短处。通过这个毕业设计可以说是对大学专业课学习的一个良好的检验和总结。从建筑设计到结构设计让我对设计一幢建筑物的基本程序和步骤，有拉更深的认识。优秀的设计能更方便施工，这是我们做设计的一个基本原则。同时在翻译外文文献的过程中英语水平有了更进一步的巩固；在打印计算书和出图的过程中，大量运用了公式编辑器和CAD等常用绘图软件和办公软件等工具；这些都是作为现代土木专业人才所必备的基本技能，所以我们都应该熟练掌握。再有通过这次设计，也让我深深的了解到我所从事专业的重要性及危险性。所以这就需要我们技术人员在专业领域上的敬业性，当然这种敬业性包括：对工程量计算的准确性，对工作认真的态度，以及对待集体的责任感，使命感等等。 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页致谢在我们几个月的毕业设计过程中，让我更深体会到了学院和老师对我们的关心和帮助。在此我要特别感谢我的毕业设计指导教师——何晓慧老师。毕业设计的开始，何老师就十分重视和关注我们的设计情况，她在百忙之中，每周都对我们进行设计指导，无论风雨，从未间断过，平时发现了问题，都及时打电话通知我们，避免我们做无谓的返工，当我们发现有不确定或不能解决的问题去找她或打电话向她询问时，她都放下手上的工作，不厌其烦的耐心为我们讲解，直到明白为止，何老师的学识渊博、思维敏捷、认真负责，使我从中受益非浅，在这次毕业设计中通过老师耐心的指导，使我把遇到的问题一个个解决掉。在这里我想说一句：老师你辛苦了。毕业设计虽然很累，但是想到有老师在背后默默的支持我们，就有用不完的劲有无比的激情投入的设计中。正是因为有何老师的大力帮助，我的毕业设计才能圆满的完成。在整个设计过程中，还得到了同组同学协助，为将来工作中的团队合作打下基础，在此表示感谢！同时感谢我的学校辽宁科技大学，谢谢您给我栽培，祝愿母校明天更加美好！ 辽宁科技大学本科生毕业设计第112页参考文献[1]01J304、01(03)J304,楼地面建筑构造[S].北京：中国建筑标准设计研究院，2006[2]GB5006-2006,建筑设计防火规范[S].北京：中国计划出版社，2006.[3]GB50010-2010,混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.[4]梁兴文，史庆轩：土木工程专业毕业设计指导[M].北京：科学出版社，2005.[5]中国有色工程设计总院.混凝土构件设计手册.建筑工业出版社.2005.[6]东南大学，天津大学，同济大学：混凝土结构与砌体设计[M].中国建筑工业出版社，2005.[7]GB50011-2010,建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2001.[8]GB5009-2001,GB50010-2006,建筑结构荷载规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.[9]GB50010-2010,混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.[10]程文瀼：楼梯阳台和雨篷设计[M].南京：东南大学出版社，1998.[11]华南理工大学，浙江大学，湖南大学：基础工程[M].中国建筑工业出版社，2005.[12]AmitH.Varma,JamesM.Ricles,RichardSause,LeWuLu.Seismicbehaviorandmodelingofhighstrengthcompositeconcretefilledsteeltube(CFT)beam-columns[J].JournalofconstructionalSteelResearch,2002(27):210-211.[13]K.A.S.Susantha,HanbinGe,TsutomnUsami.Uniaxialstress-strainrelationshipofconcreteconfinedbyvariousshapedsteeltubes[J].EngineeringStructures,2001(3):67-69.'