高层建筑施工组织设计

'兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）第一章　　绪论第一节　　我国高层建筑发展概况我国现代高层建筑五十年代开始自行设计与建造，1959年北京建成一批高层公共建筑，如民族饭店（14层）、民航大楼（16层）、六十年代的广州宾馆（27层）。七十年代高层建筑发展加快，上海、广州、北京都兴建了一批高层办公楼和旅馆，广州白云宾馆（33层，112m）成为七十年代国内最高的建筑物，而北京饭店（18层，87m）是8度抗震设防的最高建筑物。上海首先兴建了一批13-16层高层住宅，把高层建筑物推向量大面广的住宅建筑，1975-1976年间北京建成了前三门一条街高层住宅群，从此高层住宅迅速发展，成为我国高层建筑中数量最多的类型。八十年代国内高层建筑高速发展。1980-1984年间所建成的高层建筑相当于解放30年来的总和。仅就北京市而言，到1985年底，高层建筑竣工面积已超过688万㎡。1985年以后，随着国民经济的发展和旅游，外贸的增长，高层公共和旅馆建筑大量兴建，而且从大中城市遍及小城市和沿海地区，加上为解决居住问题而大批建造的高层住宅，我过高层建筑出现了一个新的高潮。我国高层建筑的迅猛发展，除了建筑功能、城市规划需要外，主要是因为城市人口集中，建设用地紧张。目前北京城区人口已达25000人/k㎡，远远超过伦敦，东京等有名的大城市。我国13个百万人口以上大城市人均建设用地不足60㎡，上海不足30㎡，远远低于国外大城市200㎡的水平，因此人口增长与土地资源缺乏成了难以解决的矛盾，所以在未来的几十年内，兴建高层建筑，节省建筑用地还是必要的。近期内高层建筑迅速发展的趋势还会继续下去。第二节　　基础工程施工技术的发展桩基技术——混凝土灌注桩，能适用于任何土层、承载力大、施工对环境影响小，因而发展最快。常用的挡土结构有灌注桩、钢板桩、土钉支护及地下连续墙等。第三节　　模板工程施工技术的进步发展趋势：20世纪70年代末的组合小钢板；20世纪70年代中期全钢大模；高耸建筑物施工的滑动模板：是既具有大模板一次能浇筑一个楼层墙体混凝土的长处，又具有滑动模板可以随楼层升高而连续爬升，不需要每层拆卸和拼装模板的特点。72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）第二章　　工程概括第一节　　编制依据国家颁发的现行施工验收规范，工程质量评定标准及施工操作规程白规建方核[2010]006号《关于白银市现代远程教育大厦及住宅项目建筑设计方案核定通知书》第二节　　工程概括工程名称：白银市现代远程教育大厦及住宅项目建设单位：白银镇远房地产开发有限公司设计单位：兰州市城市建设设计院勘察单位：兰州华夏岩土技术开发公司监理单位：甘肃星驰建设建立有限责任公司建设地点：白银市银光十字，包兰路北侧建设规模：白银市现代远程教育大厦及住宅项目由2栋建筑及地下车库组成，本工程为其中的1#住宅及地下车库。1#楼地上十四层局部二层，一层、二层为商铺，三层以上为住宅，屋顶为电梯机房及楼梯间，地下室一层，主要为小汽车库、自行车库、水泵房、配电室、换热站及库房等。本工程为钢筋混凝土框架剪力墙结构体系，建筑主体高为43.5米。该项目位于白银市银光十字，包兰路北侧，总面积13597.3㎡，地上部分建筑面积：10652㎡，地下部分建筑面积：2945.3㎡。第三节　　设计参数设计使用年限：50年建筑分类：二类高层住宅楼耐火等级：地下一级，地上二级屋面防水等级：Ⅱ级地下防水等级：二级砌体等级：砌体施工质量控制等级B级抗震设防：抗震设防烈度为7度屋内环境污染控制类别：住宅为Ⅰ类，其他为Ⅱ类节能设计标准：在保证相同的室内环境参数条件下，与未采取节能措施相比，全年采暖，通风，空气调节和照明的总能耗减少50%（二步节能）72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）第三章　　建筑设计说明第一节　　建筑平面的设计建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系。在平面设计中，始终需要从建筑整体空间组合的效应来考虑，紧密联系建筑剖面和立面，分析剖面、立面的可能性和合理性；也就是说，我们从平面设计入手，但是要着眼于建筑空间的组合。各种类型的民用建筑，从组合平面各部分面积的使用性质来分析，主要可归纳为使用部分和交通联系部分两大类：使用部分是指主要使用活动和辅助使用活动的面积，即各类建筑物中的使用房间和辅助房间。交通联系部分是指建筑物中各个房间之间、楼层之间和房间内外之间联系通行的面积，即各类建筑物中的走廊、门厅、过道、楼梯、电梯等占的面积。一、使用部分的平面设计建筑平面中各个使用房间和辅助用房，是建筑平面组合的基本单元。（一）使用房间平面的设计的要求：①房间的面积、形状和尺寸要满足室内使用活动和家具设备合理布置的要求。②门窗的大小和位置，应考虑房间的出入方便，疏散安全，采光通风较好。③房间的构成应使结构构造布置合理，施工方便，也要有利于房间的组合，所有材料要符合相应的建筑面积。④室内空间以及顶棚、地面、各个墙面和构件细节，要考虑人们的使用和审美要求。（二）使用房间的面积、形状和尺寸①房间的面积使用房间面积的大小，主要是由房间内部活动特点，使用人数的多少，家具设备的多少等因素来决定的。一个房间内部的面积，根据他们的使用特点，可以分为以下几个部分：家具或设备所占的面积；人们在室内的使用活动面积；房间内部的交通面积；72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）具体进行设计时，在已有面积定额的基础上，仍然需要分析各类房间中家具布置，人们的活动和通行情况，深入分析房间内部的使用要求，然后确定各类房间合理的平面形状和尺寸。②房间平面形状和尺寸初步确定房间的使用面积大小以后，还需进一步确定房间的形状和具体尺寸。房间平面的形状和尺寸，主要是由室内活动的特点、家具布置方式以及采光、通风、剖面等要求所决定。在满足使用要求的同时，我们还应从构成房间的技术经济条件及人们对室内空间的感官来确定，考虑房间的平面形状和尺寸。房间平面形状和尺寸的确定，主要是从房间内部的使用要求和技术经济条件来考虑的，同时室内空间处理美观要求，也是影响房间平面形状的重要因素。第二节　　建筑体形和立面设计建筑物在满足使用要求的同时，他的体形、立面，以及内外空间组合等，还会给人们在精神上以某种感受。建筑物的美观问题，既在房屋外部形象和内部空间处理中表现出来，又涉及到建筑群体的布局，它还和建筑细部设计有关。建筑物的体形和立面，即房屋的外部形象，必须受内部使用功能和技术经济条件所约束，并受基地群体规划等外界因素的影响。建筑物的外部形象，并不等于房屋内部空间组合的直接表现，建筑体形和立面设计，必须符合建筑造型和立面构图方面的规律性，把适用、经济、美观三者有机地结合起来。一、建筑体形和立面设计的要求（一）对房屋外部形象的设计要求，有以下几个方面：①反映建筑功能要求和建筑类型的特征；②结合材料性能、结构构造和施工技术的特点；③掌握建筑标准和相应的经济指标；④适应基地环境和建筑规划的群体布置；⑤符合建筑造型和立面构图的一些规律。二、建筑体形的组合建筑物内部空间的组合方式，是确定外部体形的主要依据。建筑体形反映建筑物总的体量大小，组合方式和比例尺度等，它对房屋外型的总体应具有重要影响建筑体形的组合要求，主要有以下几点：（一）完整均衡、比例恰当72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）建筑体型的组合，首先要求完整均衡，这对较为简单的几何形体和对称的体型，通常比较容易达到。对于较为复杂的不对称体型，为了达到完整均衡的要求，需要注意各组成部分体量的大小比例关系，使各部分的组合协调一致，有机联系，在不对称中取得均衡。（二）主次分明，交接明确建筑体形的组合，还需要处理好各组成部分的连接关系，尽可能做到主次分明，交接明确。建筑物有几个形体组合时，应突出主要形体，通常可以由各部分体量之间的大小、高低、宽窄，形状的对比，平面未知的前后，以及突出入口等手法来强调主体部分。交接明确，不仅是建筑造型的要求，同样也是房屋结构构造上的要求。（三）体型简洁、环境协调简洁的建筑体形易于取得完整统一的造型效果，同时在结构布置和构造施工方面也比较经济合理。建筑物的体型还需要与周围建筑，道路相呼应配合，考虑和地形、绿化等基地环境的协调一致，使建筑物在基地环境中显得完整统一、本置得当。三、建筑立面设计建筑立面是表示房屋四周的外部形象。立面设计和建筑体型组合一样，也是在满足房屋使用要求和技术经济条件的前提下，适用建筑造型和立面构图的一些规律，紧密结合平面、剖面的内部空间组合进行的。建筑立面可以看成是由许多构造部件所组成：它们有墙壁体、廊柱、墙墩等构成房屋的结构构件，有门窗、阳台、外廊等和内部使用空间直接连通的部件，以及台基、勒脚、檐口等主要起到保护外墙作用的组成部分。恰当地确立这些组成部分和构部件的比例和尺度，运用节奏韵律、虚实对比等规律，设计出体形完整，形式与内容统一的建筑立面。完整的立面设计，并不只是美观问题，它和平面、剖面的设计一样，同样也有使用要求，结构构造等功能的技术方面的问题。尺度正确和比例协调，是使立面完统一的重要方面。（一）节奏感和虚实对比节奏韵律和虚实对比，是使建筑立面富有表现力的重要设计手法。（二）材料质感和色调配置一幢建筑物的体形和立面，最终是以它们的形状、材料质感和色彩多方面的综合，给人们留下一个完整深刻的外观形象。　72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）（三）重点及细部处理突出建筑物立面中的重点，既是建筑造型的设计手法，也是房屋使用功能的需要。第三节　　抗震设计建筑物由于受气温变化、地基不均匀沉降以及地震等因素的影响，使结构内部产生附加应力和变形。解决的方法有二：一是加强建筑物的整体性；二是预先在这些变开敏感部位将结构断开，留出一定的缝隙，以保证各部分建筑物在这些缝隙中有足够的变形宽度而不造成建筑物的破损。一、沉降缝（一）沉降缝的设置沉降缝是为了预防建筑物各部分由于不均匀沉降引起的破坏而设置的形缝。凡属下列情况时，均应考虑设置沉降缝：①同一建筑物相邻部分的高度相差较大或载荷大小相差悬殊，或结构形式变化较大，易导致地基沉降不均时；②当建筑物各部分相邻基础的形式、宽度及埋置深度相差较大，造成基础地面底部压力有很大差异，易形成不均匀沉降时；③当建筑物建造在不同地基上，且难于保证均匀沉降时；④建筑物体形比较复杂、连接部位又比较薄弱时；⑤新建建筑物与原有建筑物紧相毗邻时。（二）沉降缝构造沉降缝主要满足建筑物各部分在垂直方向的自由沉降变形，故应将建筑物从基础到顶面全部剖断开。沉降缝的宽度随地基情况和建筑物的高度不同而定，参见表6-1表6-1　随地基情况和建筑物的高度不同沉降缝的宽度地基情况建筑物高度沉降缝宽度（mm）一般地基H＜5mH＝5-10mH＝10-15m305070软弱地基2-3层4-5层5层以上50-8080-120＞120湿陷性黄土地基30-7072 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）二、防震缝在地震区建造房屋，必然充分考虑地震对建筑造成的影响。为此我国制定了相应的建筑抗震设计规范。对多层和高层钢筋混凝土结构房屋应尽量选用合理的建筑结构方案，不设防震缝。当必须设置防震缝时，其最小宽度应符合下列要求：（一）高度不超过15m时，可采用70mm；（二）高度超过15m时，按不同设防列度增加缝宽：6度地区，建筑每增高5m，缝宽增加20mm；7度地区，建筑每增高4m，缝宽增加20mm；8度地区，建筑每增高3m，缝宽增加20mm；9度地区，建筑每增高2m，缝宽增加20mm；防震缝应沿建筑物全高设置，缝的两侧应布置双墙或双柱，或一墙一柱，使各部分结构都有较好的刚度。一般情况下，防震缝基础可不分开，但在平面复杂的建筑中，或建筑相邻部分刚度差别很大时，也需将基础分开。按沉降缝要求的防震缝也应将基础分开。防震缝因缝隙较宽，在构造处理时，应充分考虑盖缝条的牢固性以及适应变形的能力。第四节　　房屋层数的确定和剖面的组合形式一、房屋层数的确定影响确定房屋层数的因素很多，主要有房屋本身的使用要求，城市规划的要求，选用的结构类型，以及建筑防火等。建筑剖面的组合形式，主要由建筑物中各类房间的高度和剖面形状、房屋的使用要求和结构布置特点等因素决定的。剖面的组合方式大体上有以下几种：（一）单层单层剖面便于房屋中各部分人流或物品和室外直接联系。（二）多高层多层剖面的室内交通联系比较紧凑，适应于有较多相同高度房间的组合，垂直交流通过楼梯联系。高层剖面能在占地面积较小的条件下，建造使用面积较多的房屋，这种组合有利于室外辅助设施和绿化等。（三）错层和跃层72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）错层剖面是在建筑物纵向或横向剖面中，房屋几部分之间的楼地面高低错开，它主要适应于结合坡地地形建造房屋。第五节　　建筑空间的组合和利用一、建筑空间的组合（一）高度相同或接近的空间组合高度相同、使用性质接近的房间可以组合在一起。（二）高度相差较大房间的组合在多层和高层房屋的剖面中，高度相差较大的房间可以根据不同高度房间的多少和使用性质，在房屋垂直方向上进行分层组合。高层建筑中通常还把高度较低的设备房间组织在一层，成为设备层。（三）楼梯在剖面中的位置楼梯在剖面中的位置，是和楼梯在建筑平面中的位置以及建筑平面的组合关系密切联系在一起的。二、建筑体型的组合建筑物内部空间的组合方式，是确定外部体形的主要依据。建筑体形反映建筑物总的体量大小，组合方式和比例尺度等，它对房屋外型的总体效应具有重要影响。建筑体形的组合要求，主要有以下几点：（一）整体均衡、比例恰当建筑体型的组合，首先要求完整均衡，这对较为简单的几何形体和对称的体型，通常比较容易达到。对于较为复杂的不对称体型，为了达到完整均衡的要求，需要注意各组成部分体量的大小比例关系，使各部分的组合协调一致，有机联系，在不对称中取得均衡。（二）主次分明，交接明确建筑体型的组合，还需要处理好各组成部分的连接关系，尽可能做到主次分明，交接明确。建筑物有几个形体组合时，应突出主要形体，通常可以由各部分体量之间的大小、高低、宽窄，形状的对比，平面位置的前后，以及突出入口等手法来强调主体部分。交接明确，不仅是建筑造型的要求，同样也是房屋结构构造上的要求。（三）体型简洁、环境协调简洁的建筑体型易于取得完整统一的造型效果，同时在结构布置和构造施工方面也比较经济合理。72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）建筑物的体型还需要与周围建筑，道路相呼应配合，考虑和地形、绿化等基地环境的协调一致，使建筑物在基地环境中显得完整统一、本置得当。72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）第四章　　结构设计说明第一节　　框架结构设计一、柱网布置图5-1柱网布置二、设计资料（一）气象条件基本风压0.45kN/m2;基本雪压0.3kN/m2.（二）抗震设防七度抗震。（三）层面做法：二毡三油防水层；冷底子油热玛蹄脂二道；水泥石保湿层（200mm厚）；20mm厚水泥砂浆找平层；120mm后钢筋混凝土整浇层；粉底（四）楼面做法水磨石地面；72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）120mm厚钢筋混凝土整浇层；粉底（或吊顶）。混凝土强度等级为C30，纵筋2级，箍筋1级。（五）活荷载标准值：上人屋面均布活荷载标准值：2.0kN/m2楼面活荷载标准值：2.0kN/m2第二节　　框架设计计算一、初估梁柱截面尺寸：（一）梁的截面尺寸因为梁的跨度较接近，可取跨度较大者进行计算L=6600m横向h=（1/8～1/12）L=550mm～825mm取h=600mmb=（1/3～1/2）h=200mm～300mm取b=300mm纵向h=（1/8～1/12）L=300mm～450mm取h=500mmb=（1/3～1/2）h=167mm～250mm取b=250mm走廊h=（1/8～1/12）L=200mm～300mm取h=300mmb=（1/3～1/2）h=100mm～150mm取b=200mm（二）梁的计算跨度以上柱形心线为准，由于建筑轴线与墙轴线不重合，故建筑轴线与结构计算跨度相同，见图中所示。底层柱高度：h=3.9m+0.45m+0.5m=4.85m，其中3.9m为底层层高，0.45m为室内外高差，0.5m为基础顶面至室外地面的高度，其它柱高等于层高，即3.3m，由此得框架计算简图72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）图5-2框架梁编号图3-3梁的计算跨度（三）柱的截面尺寸本工程为现浇钢筋混凝土结构，7度设防，高度小于30m。抗震设防等级为二级，根据经验荷载为15kN/m2N=15×3.6×（3.3+1.2）=243（kN）由轴压比限值得=243×10372 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）（四）计算简图5-3框架结构计算简图二、梁柱线刚度计算根据公式i=EI/L可以得出梁柱的线刚度如下：梁L1:h=600mmb=300mm惯性距：I=1/12bh3=1/12×300×6003=5.4×109mm4L3:h=500mmb=300mm惯性距：I=1/12bh3=1/12×250×5003=2.6×109mm4走廊L2：h=600mmb=300mm惯性距：I=1/12bh3=1/12×200×3003=0.45×109mm4柱Z1：h=500mmb=500mm惯性距：I=1/12bh3=1/12×500×5003=5.2×109mm4Z2:h=450mmb=450mm惯性距：I=1/12bh3=1/12×450×4503=3.42×109mm4梁iA8B8=EI/L=（5.4×109/6600）/E=8.2×105E柱iA0B1=EI/L=5.2×109/3900=1.3×105EiA1B2=EI/L=3.42×109/3300=1.04×105E72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）将梁柱的线刚度标于计算简图中（见下页图5-4）图5-4框架轴线尺寸三、荷载计算（一）恒荷载计算屋面框架梁线刚度标准值二毡三油防水层0.35kN/m2冷底子油热玛蹄脂二道0.05kN/m2200mm厚泡沫混凝土保温层0.2×6=1.2kN/m2120mm厚现浇板0.12×25=3kN/m215mm厚吊顶与粉底0.015×17=0.26kN/m2合计4.86kN/m2（二）楼面均布恒载标准层楼面大理石面层，水泥砂浆擦缝72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）30mm厚1：3干硬性水泥砂浆，面上撒20mm厚素水泥水泥砂浆结合层一道结构层：120mm厚现浇钢筋混凝土板0.12×25=3kN/m2抹灰层：100mm厚混合砂浆0.01×17=0.17kN/m2合计4.33kN/m2另八层屋面上设有水箱，因此要将水箱荷载转化为均布荷载约为5kN/m2，水箱尺寸为7.2m×5.6m则：（7.2+0.5）×（5.6+0.5）=453.26kN其中9.65为细石混凝土容重（50厚）因此八层屋面的荷载为：4.86×（53.6-0.5）×（6.6+2.4+6.6-0.5）+196=4552kN其他层楼面荷载：4.33×（53.6-0.25-0.25）×（6.6+2.4+6.6-0.2-0.25）=3471kN（三）屋面均布活荷载：雪荷载标准值：（10×3.6+0.5+7.2×2+2.4）×（6.6×2+2.4+0.5）=257kN计算重力荷载代表值，由于设计的是可上人屋面，因此取荷载为2.0kN/m2则八层屋面活荷载标准值为：（53.6+0.25+0.25）×（6.6×2+2.4+0.5）×2+2.57=1999kN（四）楼面均布活荷载：楼面均布活荷载对宾馆的一般房间为2.0kN/m2，走廊，楼梯，门厅等处取为2.0kN/m2楼面均布活荷载标准值为：（10×3.6+0.5+7.2×2+2.4）×（6.6×2+0.5）×2=1716.3kN（五）梁柱自重（包括梁侧，梁底，柱的抹灰重量）梁侧，梁底抹灰近似加大了梁宽考虑例如：0.34×0.7×6.1×2.5=36.3kN表5-1梁柱自重编号截面（m2）长度（m）根数每根重量（kN）L10.3×0.66.120836.3L20.3×0.61.910411.372 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）L30.3×0.53.14815.81L40.25×0.53.133613.49Z10.5×0.54.855236.68Z20.45×0.453.336419.81（六）墙体自重墙体均为240mm厚，两面抹灰，近似按加厚墙体考虑抹灰重量；单位面积上墙体重量为（0.24+0.04）×19=5.32kN/m2卫生间墙厚为180mm，单位面积上墙体重量为0.2×19=3.8kN/m2墙体自重计算见表：考虑墙体上有门和窗,所以墙净重按80%折算。表5-2墙体自重墙体每片面积（m2）片数重量（kN）折算重量（kN）底层纵墙3.1×3.93321231698底层横墙6.1×3.91316451316标准层纵墙3.1×2.853516451316标准层横墙6.1×2.71916651450卫生间纵墙1.71×2.8524445365卫生间横墙2.6×2.724640512女儿墙纵墙1.2×10×3.628686女儿墙横墙1.2×（6.6×2+2.4）11919（七）荷载分层总汇。顶层重力荷载代表值包括：屋面恒载，50%的均布活荷载，纵横墙自重、楼面上、下各半层的柱及纵横墙体自重。其它层重力荷载代表值包括：楼面恒载；50%的楼面均布活荷载；纵横梁自重，露面上下半层的柱及纵横墙体自重。将上述分项荷载相加，得集中于各层楼面的重力荷载代表值72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）如下：第八层：G8=4552+1999×0.5+（86+19）+365+512+36.3×26+11.3×13+12×24×13.49+19.81×0.5×52=8786.78kN第七层：G7=3471+1716.3×0.5+36.3×26+512+1316+1450+11.3×13+13.49×12×4+19.81×52×0.5+52×19.81×0.5=10740.49kN第六层：G6=10740.49kN第五层：G5=10740.49kN第四层：G4=10740.49kN第三层：G3=10740.49kN第二层：G2=10740.49kN第一层:G1=3471+1716.3×0.5+36.3×26+11.3×13+12×4×15.81+36.68×52×0.5+19.81×52×0.5+1698+1316+365+512=11538.47kN四、水平地震作用下框架的侧移验算.（一）横梁线刚度.混凝土C30，Ec=3×107kN/m2，fe=1.5N/mm2在框架结构中为考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架取I=1.5I0对中框架梁取I=2.0I0，、（I0为梁的截面惯性矩）；72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）图5-5质点重力荷载值建筑物总重力荷载代表值为：84772kN横梁线刚度计算结果列于表5-3表5－3横梁线刚度梁号L截面b×h（m2）跨度L（m）I0=bh3/12m4边框架梁中框架梁Ib=2.0I0（m4）Kb=EIb/L（kNm）Ib=2.0I0（m4）Kb=EIb/L（kNm）L10.3×0.66.65.4×10-38.1×10-34.05×10410.8×10-34.9×104L20.3×0.62.45.4×10-38.1×10-310.1×10410.8×10-34.5×104L30.3×0.63.63.13×10-34.7×10-33.9×1046.26×10-35.2×104L40.25×0.53.62.6×10-33.9×10-33.25×1045.2×10-34.33×104（二）横向框架柱的侧移刚度D值计算.柱线刚度列于下表72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）表5－4柱线刚度柱号（Z）截面（m2）柱高度h（m）惯性矩Ic=bh3/12（m4）线刚度KcKc=EIc/hZ10.5×0.54.855.21×10-33.22×104Z20.45×0.453.33.42×10-33.1×104注：E=3×107kN/m2横向框架侧移刚度D值计算见下表5－5表5-5横向框架侧移刚度D值计算层柱类型根数底层边框边柱4.05/3.22=1.260.5488704边框中柱（4.05+10.1）/3.22=4.390.77126494中框边柱4.9/3.22=1.270.57936318中框中柱（4.9+4.9）/3.22=3.040.701149818∑D461574二.三.四．五六七层边框边柱（4.05+4.05）/（2×3.1）=0.780.393134244边框中柱（4.05×2+10.1）/（2×3.1）=2.930.594202904中框边柱（4.9+4.9）/（2×3.1）=0.860.441503018中框中柱（4.9×2+4.9）/（2×3.1）=1.550.5421851518∑D738666（三）横向框架的自振周期按顶点位移法计算框架的自振周期。顶点位移法是求结构基频的一种近似方法。将结构按质量分布情况简化成无限点的悬臂直杆，导出以直杆顶点位移表示的基频公式，这样，只要求出结构顶点位移，就可按下式得到结构的基本周期：式中α0——基本周期调整系数。考虑非承重填充墙时取0.6；72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）△T——框架的顶点位移。计算结构基本自振周期用的假想顶点位移，即假想把集中在楼层处的重力荷载代表值作为水平荷载，按弹性刚度计算结构顶点位移m。在未求出框架的周期前，无法求出框架的地震力及位移，△T是将框架的重力荷载视为水平作用力，求得的假象框架顶点位移，然后由△T求出T1，在用T1求得框架结构的底部剪力，进而求出框架多层剪力和结构真正的位移。表5－6横向框架顶点位移层次Gi（kN）∑Gi（kN）Di（kN/m）层间相对位移δ=∑Gi/Di△i8878787877386660.01190.5682710741159287386660.02160.5563610741302697386660.0410.5347510741410107386660.0560.4937410741517517386660.0700.4377310741624927386660.0850.3677210741732337386660.0990.2827111539847724615740.18370.1837T1==1.7×0.6×=0.7688（s）（四）横向地震作用计算在工类场地二区，结构的特征周期Tg和地震影响系数αmax为：Tg=0.35（s）αmax=0.08由于T1=0.7688（s）>1.4Tg=1.4×0.35=0.49（s），应考虑顶点附加地震作用。按底部剪力法求得基部剪力，若按Fi=分配给各层顶点，则水平地震作用呈倒三角形分布。对一般层，这种分布基本符合实际，但对结构上部，水平作用小于按时程分析法和振型分解法求得的结果，特别对周期较长的结构相差更大，地震的宏观震害也表明，结构上部往往震害严重。因此引入δn，即顶部附加的影响，且使修正后的剪力分布与实际更加吻合。由于本设计中有突出屋面的小塔楼，因此由于考虑鞭梢效应，通常将按顶部剪力法计算分配给小塔楼质点上的等效地震力加大，抗震规范规定放大系数取了增大的地震作用离用于设计其自身以及与其相连接的结构构件，附加应力△Fn加到主体结构顶部。δn=0.08T1+0.01=0.08×0.7688+0.01=0.071572 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）结构横向总水平地震作用标准值：FEK=（Tg/T1）0.9×αmax×0.85=（0.35/0.7688）0.9×0.08×0.85=2839（kN）顶点附加水平地震作用Fn=δnFEK=0.0715×2839=203kN各层横向地震剪力见表如下表5－7各层横向地震作用及楼层地震剪力层次hiHiGiGiHiFiVi83.327.9587872455970.181514713.973.324.65107412647660.195553.71267.663.321.35107412293200.169479.81747.453.318.05107411938750.1434062153.443.314.75107411584290.117332.22475.633.311.45107411229840.091258.32733.923.38.1510741875390.064182291614.854.8511539559640.041116303272 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）图5－6横向框架各层水平地震作用及地震剪力（五）横向框架抗震变形验算.多遇地震作用下，层间弹性位移验算见下表表5－8横向变形验算层次层间剪力Vi（kN）层间刚度Di（kN）层间位移Vi/Di（m）层高（m）层间相对弹性转角θe8713.97386660.00013.31/330071267.67386660.00173.31/194161747.47386660.00243.31/137552153.47386660.00293.31/113842475.67386660.00333.31/100032733.77386660.00373.31/892229167386660.00393.31/846130324615740.00664.851/745层间弹性相对转角均满足要求θe<[θe]=1/45072 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）五、水平地震作用下，横向框架的内力分析以上框架为例进行计算，边框架和纵向框架的计算方法、步骤与横向中框架完全相同，故不再赘述。框架柱端弯矩见表5-9。梁端弯矩、柱轴力见表5-10。中柱两侧梁端弯矩按梁线刚度分配。表5-10地震力作用下框架梁端弯矩及柱轴力层次nAB跨BC跨柱轴力lmM左kNmM右kNmVbkNlmM左kNmM右kNmVbkNNDkNNJkN86.624.7515.486.102.414.2214.2211.85-6.1-5.7576.667.6544.7317.032.441.0741.0734.23-23.13-22.9566.6102.367.0925.672.461.6161.6151.34-48.8-48.6256.613284.2932.772.477.4177.4164.51-81.57-80.3646.6156.7599.7738.872.491.6391.6376.36-120.44-117.8536.6176.55112.6743.822.4103.48103.4886.23-164.26-160.2626.6189.75122.1447.262.4112.16112.1693.47-211.52-206.4716.6218.23149.2555.682.4137.07137.07114.23-267.2-265.02中柱两侧梁端弯矩按梁线刚度分配地震力作用下框架弯矩见图5-8；剪力及柱轴力见图5-9（一）计算梁端弯矩M：梁端弯矩可按节点弯矩平衡条件，将节点上下柱端弯矩之和按左右梁的线刚度比例分配。M左＝（M上＋M下）K左/（K左＋K右）M右＝（M上＋M下）K右/（K左＋K右）（二）计算梁端剪力Vb：根据梁的两端弯矩Vb＝（M上＋M下）/L（三）计算柱轴力N：边柱轴力为各层梁端剪力按层叠加，中柱轴力为柱两侧梁端剪力之差，亦按层叠加。72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）图5-8:梁端弯矩单位：kN/m72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）图5-9地震作用下框架梁柱弯矩图单位：kN/m72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）图5-10地震作用下框架剪力轴力分布单位：kN六、竖向荷载作用下框架的内力分析仍取中框计算（一）荷载计算第八层梁的均布线荷载AB跨屋面均布恒载传给梁4.86×3.6＝17.50kN/m横梁自重（包括抹灰）0.34×0.6×25＝5.1kN/m恒载总计：22.6kN/mBC跨屋面均布恒载传给梁4.86×3.6＝17.5kN/m横梁自重（包括抹灰）0.34×0.6×25＝2.9kN/m恒载总计：20.4kN/m第八层活载：1.5×3.6＝5.4kN/m72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）第二、三、四、五、六、七层梁的均布线荷载AB跨：楼面均布荷载传给梁4.33×3.6＝15.59kN/m横梁自重（包括抹灰）0.34×0.4×25＝3.4kN/m内横墙自重（包括粉刷）0.28×19×（3.6－0.5）＝16.49kN/m合计：35.48kN/mBC跨：楼面均布荷载传给梁4.33×3.6＝15.59kN/m横梁自重（包括抹灰）0.34×0.6×25＝5.1kN/m合计：20.69kN/m第二、三、四、五、六、七层活荷载：2×3.6＝7.2kN/m第二、三、四、五、六、七层集中荷载：纵梁自重（包括抹灰）0.34×0.65×25×3.6＝19.89kN纵墙自重（包括抹灰）0.28×19×3.6×（3.6－0.45）＝60.33kN柱自重（包括抹灰）0.50×0.50×3.3×25＝20.63kN合计：100.85kN第一层梁的均布线荷载：AB跨恒载：35.48kN/mBC跨恒载：20.69kN/m活载：7.2kN/m第一层集中荷载：纵梁自重（包括抹灰）0.34×0.6×25×3.6＝18.36kN纵墙自重（包括抹灰）0.28×19×3.6×（3.6－0.45）＝60.33kN柱自重（包括抹灰）0.50×0.50×3.3×25＝20.24kN第一层柱自重（包括抹灰）：0.54×0.54×4.85×25＝35.36kN合计：134.68kN注：双向板支承梁计算72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）梯形分布荷载作用下，可将实际荷载换算成等效的均布荷载梯形分布：qeq=(1-2k2+k3)qs三角形分布：qeq=5/8qs图5－11双向板的传力图中框架恒载及活载见下图。图5－12框架竖向荷载示意单位：kN（二）用弯矩分配法计算框架弯矩72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）由于结构对称，在竖向荷载作用下的框架侧移可略去不计，其内力分析采用弯矩分配法。在竖向荷载作用下，梁端可以考虑塑性重分布，取弯矩调幅系数0.8，楼面竖向荷载分别按恒荷载及全部活荷载计算。竖向荷载作用下框架的内力分析，除荷载较大的工业厂房外，对一般的工业与民用建筑可不考虑活载的不利布置，这样求得的框架内力，梁跨中弯矩较考虑活载不利布置求得的弯矩偏低，但当活载占总荷载比例较小时，其影响很小，若活荷载占总荷载比例较大，可在荷载面配筋时，将跨中弯矩乘以1.1～1.2的放大系数予以调整。固端弯矩计算将框架梁视为两端固定梁计算固端弯矩计算结果见表5－11表5－11固端弯矩计算AB跨BC跨简图固端弯矩M0＝MJ（kN/m）简图固端弯矩MJ=MK（kN/m）22.6×22.6×6.62＝84.5420.4×20.4×2.42＝9.7935.48×35.48×6.62＝119.5720.69×20.69×2.42＝9.935.4×5.4×6.62＝19.605.4×5.4×2.42＝2.597.2×7.2×6.62＝26.147.2×7.2×2.42＝3.46分配系数计算考虑框架对称性，取半框架计算，半框架的梁柱线刚度如下图3-13所示。切断的横梁线刚度为原来的一倍，分配系数按与节点连接的各杆的转动刚度比值计算。72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）图5-13半框架梁柱刚度示意单位：kN/m例：A柱顶层节点：下柱＝==0.537梁＝==0.463其他节点的分配系数图见图3－14及图3－15。传递系数：远端固定，传递系数为72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）远端滑动铰支，传递系数为－1。弯矩分配：为简化计算，假定某节点的不平衡弯矩只对与该节点相交的各杆件的远端有影响，而对其他构件的影响忽略不计算，先对各节点不平衡弯矩进行第一次分配，并向远端传递，再将因远端弯矩产生的新的不平衡弯矩进行第二次分配。恒载作用下，框架的弯矩分配计算见图3－14，框架的弯矩见图3－15；活载作用下，框架的弯矩分配计算见图3－12，框架的弯矩见图3－17。在竖向荷载作用下，考虑框架梁端的塑性内力分布，取弯矩调幅系数为0.8，调幅后，恒载及活载弯矩图见恒载作用下框架弯矩图及活载用框架弯矩图括号内数值。梁端剪力及柱轴力计算梁端剪力V=Vq＋Vm式中：Vq——梁上均布荷载引起的剪力，Vq＝ql；Vm——梁端弯矩引起的剪力，Vm＝柱轴力N=V+P式中：V——梁端剪力；P—节点集中力及柱自重72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）图5-14横载弯矩分配图kN/m72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）续图5-14横载弯矩分配图kN/m以AB跨七、八层梁在恒载作用下，梁端剪力及柱轴力计算为例。由图3-12，查得梁上均布荷载为：第七层：q＝35.48kN/m集中荷载：100.85kN72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）柱自重：26.24kN第八层：q＝22.6kN/m由图3-14，查得：七层梁端弯矩：ML=95调幅后ML=76kN·mMr=125.23调幅后Mr=100.18kN·m八层梁端弯矩：ML=46.87kN·m调幅后ML=37.50kN·mMr=81.76KN﹒m调幅后Mr=65.41kN·m八层梁端剪力：VqD＝VqJ＝ql＝×22.6×6.6＝74.58kN调幅前：VmD＝VmJ==-5.29kNVD＝VqD－VmD＝74.58－5.29＝69.29kNVJ＝VqJ＋VmJ＝74.58＋5.29＝79.87kN调幅后：VmD＝VmJ=＝－4.23kNVD＝VqD－VmD＝74.58－4.23＝70.35kNVJ＝VqJ＋VmJ＝74.58＋4.23=78.81kN同理第七层梁端剪力：调幅前：VD＝×35.48×6.6＋＝112.50kNVJ＝×35.48×6.6－＝121.66kN调幅后：VD＝×35.48×6.6+＝113.42kNVJ＝×35.48×6.6－＝120.75kN第八层A柱柱顶及柱底轴力：N顶＝V＋P＝70.35＋0＝70.35kNN底＝V＋P＝70.35＋20.63＝90.98kN第七层A柱柱顶及柱底轴力N顶＝75.45113.42＋10.85＝284.62kNN底＝284.6＋20.63=305.25kN其它梁端剪力及柱轴力计算见表5-1272 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）表5-12恒载作用下梁端剪力及柱轴力（kN）荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力层数AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VqA＝VqBVqA＝VqBVmA＝－VmBVmB＝VmCVmA＝－VmBVAVBVB＝VCN顶N底N顶N底874.5824.83-5.29（-4.22）069.29(70.36)79.87(78.8)24.8370.3590.98103.64124.277117.0824.48-4.58(-3.63)0112.5（113.5）121.66（120.71）24.48284.65305.28349.22370.356117.0824.48-4.58(-3.63)0112.5（113.5）121.66（120.71）24.48498.95519.55595.8616.435117.0824.48-4.58(-3.63)0112.5（113.5）121.66（120.71）24.48713.25733.9841.88862.514117.0824.48-4.58(-3.63)0112.5（113.5）121.66（120.71）24.48927.55948.181087.961108.63117.0824.48-4.58(-3.63)0112.5（113.5）121.66（120.71）24.481141.91162.481334.041354.72117.0824.48-4.58(-3.63)0112.5（113.5）121.66（120.71）24.481356.21376.781580.121600.81117.0824.48-4.58(-3.63)0112.5（113.5）121.66（120.71）24.481570.51591.0818601895注：括号内为调幅后的剪力值。同理：活荷载作用下，框架的弯矩分配如图5-1672 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）如图5-16活荷载弯矩分配图72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）如图5-16活荷载弯矩分配图活载作用下梁端剪力及柱轴力见表5-1372 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）表5-13活荷载作用下梁端剪力及柱轴力（kN）层数荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VqA＝VqBVqA＝VqBVmA＝－VmBVmA＝VmCVAVBVA＝VBN顶＝N底N顶＝N底817.826.48-1.32（-1.06）016.5（16.76）19.14（18.88）6.4817.8225.36723.768.640.95(-0.76)022.81(23)24.71（24.52）8.6440.8258.52623.768.640.95（-0.76）022.81(23)24.71（24.52）8.6463.8291.68523.768.640.95（-0.76）022.81(23)24.71（24.52）8.6486.82124.84423.768.640.95（-0.76）022.81(23)24.71（24.52）8.64109.82158323.768.640.95（-0.76）022.81(23)24.71（24.52）8.64132.82191.16223.768.640.95（-0.76）022.81(23)24.71（24.52）8.64155.82224.32123.768.64-1.14（-0.92）022.62（22.83）24.9（24.67）8.64178.82257.48注：括号内为调幅后的剪力值。七、内力组合（一）框架梁内力组合在恒载和活载作用下，跨间Mvmax可近似取跨中的M代表。Mvmaxql2－式中：M左、M右——梁左、右端弯矩，见图13、14括号内的数值。跨中M若小于ql2，应取M＝ql2。在竖向荷载与地震力组合时，跨间最大弯矩MGE采用数值法计算，如图5-18所示。图中MGA、MGB——重力荷载作用下梁端的弯矩；MGA、MEB——水平地震作用下梁端弯矩；RA、RB——竖向荷载与地震荷载共同作用下梁端反力。对RB作用点取矩：RA＝－（MGB－MGA＋MEA＋MEB）72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）x处截面弯矩为：M＝RAx－－MGA＋MEA由＝0，可求得跨间Mmax的位置为x1＝将x1代入任一截面x处的弯矩表达式，可是跨间最大弯矩为：Mmax＝MGE＝－MGA＋MEA＝－MGA＋MEA当右震时，公式中的MEA、MEB反号。MEA及x1的具体数值见表3-14，表中RA、x1、MGE均有两组数值。梁内力组合见表5-15。表中恒载和活载的组合，梁端弯矩取调幅后的数值（图12、13括号中数值），剪力取调幅前后的较大值，如图15所示，图中M左、M右为调幅前弯矩值。M′左、M′右为调幅后弯矩值。剪力值应取V′左、V′右，具体见表5-12、表5-13。72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）表5-14MGE及X值计算1.2（恒＋0.5活）1.3地震qkN/mMGA（kN·m）MGB（kN·m）MEA（kN·m）MEB（kN·m）AB跨850.0387.8232.1820.1230.367101.38133.0987.9558.1546.906101.41133.09132.9987.215101.41133.09171.6109.584101.41133.09203.78129.73101.41133.09229.52146.712101.41133.09246.68158.78193.50130.82283194.03BC跨859.7359.7318.4918.4927.72774.0174.0153.3953.3929.15674.0174.0180.0980.09574.0174.01100.63100.63474.0174.01119.12119.12374.0174.01134.52134.52274.0174.01145.81145.81175.775.7178.19178.19续表5-14Mge及x值计算L（m）RA（kN）x1（m）MGE（kN·m）AB跨86.686.54/102.392.85/3.37105.4/90.197127.83/172.102.73/3.67161.34/126.496116.61/183.332.49/3.91176.97/124.25107.37/192.572.29/4.11193.16/123.11499.44/200.52.21/4.28207.76/124.38332.97/206.971.98/4.41220.04/125.13288.54/211.41.89/4.51229.04/28.89176.84/221.41.64/4.72252.57/138.0272 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）BC跨82.417.86/48.670.64/1.76-41.24/1.697-9.51/79.42-0.32/2.73-20.62/-20.626-31.76/101.72-1.09/3.495.99/6.085-48.88/118.83-1.68/4.0826.62/26.624-64.29/134.25-2.21/4.645.11/443-77.12/147.08-2.65/5.0560.51/60.512-86.53/156.49-2.97/5.3771.8/71.81-113.51/183.47-3.89/6.29102.49/102.49注：当x1>l或x1<0时，表示最大弯矩发生在支座处，应取x1=L或x1＝0时，用M=RAx－－MGAMEA计算MGE。表5-15梁内力组合表层次位置内力荷载类型竖向荷载组合竖向荷载与地震力组合恒载①活载②地震荷载③1.2①＋1.4②1.2（①＋0.5②）±1.3③8A右M-37.5-8.3±24.75-56.73-17.85-82.20V70.3616.376.10107.9086.5B左M-65.41-15.54-15.48-100.25-67.69-107.94V78.818.886.10120.88113.82B右M-45.14-9.27±14.22-67.15-78.22-41.24V24.486.4811.8538.4517.85跨中MAB71.7417.44104.9396.55MBC30.455.38447A右M-76.73-15.55±67.65113.85-13.46-191.36V113.452317.03168.34172.08127.8B左M-100.67-20.4844.73-149.48-74.94-191.24V120.7124.5217.03179.18181.7137.43B右M-55.89-11.57±41.07-83.27-18.62-127.472 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）V24.488.6434.2341.4779.06-9.94跨中MAB104.4921.19155.05138.1MBC40.996.39586A右M-76.73-15.55±102.3-113.8531.58-234.4V113.452325.67168.34183.31116.57B左M-100.67-20.4867.9-149.48-45.87-220.31V120.7124.5225.67179.18192.87126.25B右M-55.89-11.57±61.61-83.276.08-154.1V24.88.6451.3441.86101.68-31.08跨中MAB104.4921.19155.05138.01MBC40.996.39585A右M-76.73-15.55±132-117.45-10.18-273.02V113.452332.77168.34192.54107.34B左M-100.67-20.4844.73-149.48-23.51-242.67V120.7124.5217.03179.1817691.57B右M-55.89-11.57±41.07-83.2726.62-174.64V24.488.6434.2341.47118.42-49.3跨中MAB104.4921.19155.05138.01MBC40.996.39584A右M-76.73-15.55±156.75113.85102.37-305.19V113.452338.87168.34200.4799.41B左M-100.67-20.4899.77-149.48-3.39-262.79V120.7124.5238.87179.18210.09109.03B右M-55.89-11.57±91.63-83.2745.11-193.13V24.488.6476.3641.47133.83-64.71跨MAB104.4921.19155.05138.0172 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）中MBC40.996.3958层次位置内力荷载类型竖向荷载组合竖向荷载与地震力组合恒载①活载②地震荷载③1.2①＋1.4②1.2（①＋0.5②）±1.3③3A右M-76.73-15.55176.55-113.85128.11-330.93V113.452343.82168.34206.9192.97B左M-100.67-20.48112.67-149.4835.56-257.38V120.7124.5243.82179.18189.9476B右M-55.89-11.57103.48-83.2772.85-196.2V24.488.6486.2341.47146.66-77.54跨中MAB104.4921.19155.05138.01MBC40.996.39582A右M-76.73-15.55189.75-113.85145.27-348.09V113.452347.26116.63159.6736.79B左M-100.67-20.48122.14-149.4825.69-291.87V120.7124.5247.26128.89170.7147.83B右M-55.89-11.57112.16-83.2771.8-219.82V24.488.6493.4741.89156.49-86.53跨中MAB104.4921.19155.05138.01MBC40.996.39581A右M-70.77-14.29218.23-104.93190.2-377.2V113.4522.8355.68168.1222.2277.4672 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）B左M-98.86-20.32149.25-147.0863.21-324.85V120.7124.6755.68179.39232.0387.27B右M-57.02-12.25137.0785.57102.42-253.96V24.488.64114.2341.47180.06-113.94跨中MAB108.3721.9160.7143.18MBC42.137.0760.45表中弯矩单位为kN·m，剪力单位为kN；表中跨中组合弯矩未填处未跨间最大弯矩发生在支座处，其值与支座正弯矩组合值相同。（二）框架柱内力组合框架柱取每层柱顶和柱底两个控制截面，组合结果见表3-16及表3-17表中，系数β时考虑计算截面以上各层活荷载不总是同时满足二对楼面均布活荷的一个折减系数，称为活荷载按楼层的折减系数，其取值见表3-18。表3-18活荷载按楼层的折减系数β墙、柱、基础计算、截面以上的层数12～34～56～89～20>20计算截面以上各楼层活荷载总和的折减系数1.00（0.9）0.850.700.650.600.55表5-19A柱内力组合表层次位置内力荷载类型竖向荷载组合竖向荷载与地震力组合恒载①活载②地震荷载③1.2①＋1.4②1.2（①＋0.5②）±1.3③8柱顶M46.8610.7824.7571.3294.8830.52N70.3517.826.1109.37103.0487.18柱底M-46.42-9.7824.75-69.40-29.39-93.75N90.9817.826.1134.12127.8111.947柱顶M48.489.6362.971.66119.728.18N274.6540.8223.13398.73396.14336.0072 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）柱底M-47.9-9.6742.9-71.02-7.51-119.05N305.2840.8223.13423.48420.9360.766柱顶M47.99.6759.471.02140.50-13.94V498.9563.8248.8688.09700.47573.59柱底M-47.9-9.6759.4-71.0213.94-140.5N519.5563.8248.8712.81724.75598.315柱顶M47.99.6772.671.02147.35-41.65N713.2586.8281.57977.451014.03801.95柱底M-47.9-9.6772.6-71.0231.30-157.66N733.986.8281.571002.231038.81826.734柱顶M47.99.6784.1571.02172.68-46.12N927.55109.82120.441226.811335.521022.38柱底M-47.9-9.6784.15-71.0246.12-177.68N948.18109.82120.441291.561360.281047.143柱顶M47.99.6792.471.02183.4-56.84N1141.85132.82164.261556.171663.451236.37柱底M-47.9-9.6792.4-71.0256.84-183.40N1162.48132.82164.261580.921688.211261.132柱顶M47.99.6797.3571.02189.84-63.28N1356.15155.82211.521845.531995.851445.89柱底M-47.76-9.6797.35-70.8563.45-189.67N1376.78155.82211.521870.282020.611470.6572 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）1柱顶M52.5210.61120.977.9226.53-87.75N1570.45178.82267.22134.92007.221312.5柱底M-35.93-7.24120.9-53.25109.68-204.6N1591.08178.82267.22159.62363.951669.23注：表中弯矩单位为kN·m，轴力单位为kN。表5-20B柱内力组合表层次位置内力荷载类型竖向荷载组合竖向荷载与地震力组合恒载①活载②地震荷载③1.2①＋1.4②1.2（①＋0.5②）±1.3③8柱顶M-25.25-4.0829.7-36.015.86-71.36N103.6425.365.75159.87147.06132.1柱底M26.835.4229.739.7874.06-3.16N124.2725.365.75184.63171.82156.867柱顶M-29.4-5.6256.1-43.1534.28-111.58N349.7258.5222.95501.59484.62424.94柱底M29.015.5856.142.6694.26-34.77N370.3558.5222.95526.35509.37449.696柱顶M-29.01-5.5872.6-42.62132.54-56.22V595.891.6848.62843.21832.63707.31柱底M29.015.5872.642.62132.54-56.22N616.4391.6848.62860.07857.9731.515柱顶M-29.01-5.5889.1-42.6276.94-153.26N841.88124.8480.36262.311189.6980.69柱底M29.015.5889.1-42.62153.26-76.94N862.51124.8480.36262.311214.391005.454柱M-29.01-5.52102.3-42.6294.87171.1172 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）顶N1087.96158117.85354.61553.561247.14柱底M29.015.52102.342.62171.11-94.87N1108.59158117.85354.61578.321271.93柱顶M-29.01-5.62113.85-42.62109.83-186.19N1334.04191.16160.26453.761923.881507.2柱底M29.015.58113.8542.62186.171531.96N1354.67191.16160.26453.761948.641843.782柱顶M-29.01-5.58-120.45-42.62118.43-194.75N1580.12224.32206.47558.242299.151762.33柱底M28.965.58120.4542.62194.69-118.49N1600.75224.32206.47558.242323.91787.081柱顶M-30.25-5.82165.87-44.45175.84-255.42N1860257.48265.02680.02731.022041.96柱底M21.214.23165.8731.37243.62-187.64N1895257.48265.026802773.022083.96注：表中弯矩单位为kN·m，轴力单位为kN。八、截面设计（一）承载力抗力调整系数γRE考虑地震作用时，结构构件的截面设计采用下面的表达式：S式中：γRE——承载力抗震调整系数，取值见表3-21；S——地震作用效应或地震作用效应与其它荷载效应的基本组合；R——结构构件的承载力。注意：在截面配筋时，组合表中与地震力组合的内力均应乘以γRE后再与静力组合的内力进行比较，挑选出最不利内力。表5-21承载力抗震调整系数γRE材料结构构件受力状态γRE钢筋混凝土梁受弯0.75轴压比小于0.15的柱偏压0.7572 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）轴压比大于0.15的柱偏压0.80抗震墙偏压0.85各类构件受剪、偏拉0.85（二）横向框架梁截面设计以第一层梁为例，梁控制截面的内力如图17所示。图中M单位为kN·m，V的单位为kN。图5-19第一层梁内力示意单位：kN·m已知条件：混凝土强度等级为C30（ft＝1.43N/mm2，fc＝14.3N/mm2），纵筋为HRB335（fy＝310N/mm2），箍筋为HRB235（fy＝210N/mm2）。梁的截面尺寸300mm×600mm,300mm×500mm两种则h01=600-35=565mm;h01=500-35=465mm构造要求：承载力抗震调整系数二级抗震设防要求，框架梁的混凝土受压高度x则梁的纵向最小配筋率：支座处：72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）取两者大值所以As1min=525mm2As2min=432mm2跨中取两者较大值所以As1min=444mm2As2min=365mm2箍筋的配筋率配筋计算因结构荷载均对称，故整个框架采用左右对称配筋。当梁下部受拉时按T行截面控制，当梁上部受拉时按矩形截面设计。跨中下部受拉，按T行截面设计翼缘计算宽度按计算跨度l0考虑：当按照梁间距考虑时：当按照翼缘厚度考虑时：此种情况不起控制作用综上取考虑抗震系数承载力调整系数弯矩设计值为72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）故属于第一类截面故配222As=760mm2支座降下部截面的220钢筋深入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋（）再将计算的受拉钢筋As考虑抗震承载力调整系数，考虑设计值0.75×377.2=283kN·m故按构造配筋220As=628mm2全部梁的正截面配筋计算与结果见表5-22表5-22梁正截面的配筋计算表楼层截面MKN．m实配81-61.65＜0509387318763272.410.054392185093-80.96＜05094923187634-58.67＜05092185095330.02419421850971-143.520.03628846322114072 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）1-143.520.0362884632211402103.580.016142206283-143.450.0384632211404-95.60.026571220628543.5＜062827322062861-175.80.055628110532211042103.510.016102206283-165.230.048628103932211404-115.580.011628727320941543.50.01225622062851-204.770.077628128742215202103.510.016102206283-180.00.058628113242215204-130.980.023628824320941543.50.01225622062841-228.90.096281439.642215202103.50.016132206283-197.090.07628123942215204-144.850.033628911320941543.50.01225622062831-248.210.1628156142215202103.510.016102206283-193.040.01628121442215204-147.150.01628925320941543.50.01225622062821-261.070.628155942215202103.50.016102206283-218.90.02628134042215204-164.870.0476281036320941543.50.01725622062811-282.90.024628177942215202107.390.0986362206283-243.640.022628153042215204-190.50.0666281198320941545.340.01269220628：ν＝ην（Mbν＋Mbr）/Ln＋VGb式中：ην——剪力增大系数，对三级框架取1.0；Ln——梁的净跨，对第一层梁LnAB＝6.1m，LnBC＝1.9m；VGb——梁在重力荷载作用下，按简支梁分析的梁端截面剪力设计值。VGb＝1.2（q恒＋0.5q活）－Ln72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）Mbν、Mbr——分别为梁的左右端顺时针方向或逆时针方向截面组合的弯矩值。由表19得:AB跨：顺时针方向Mbν＝190.2kN·m；Mbr＝-324.85kN·m逆时针方向Mbν＝－377.2KN·m；Mbr＝63.21kN·mBC跨：顺时针方向Mbν＝102.42KN·m；Mbr＝－253.96kN·m逆时针方向Mbν＝－102.42KN·m；Mbr＝253.96kN·m计算中Mbν＋Mbr取顺时针方向荷逆时针方向中较大者。剪力调整：AB跨：Mbν＋Mbr190.2＋324.85=515.05kN·m>377.2+63.21=440.41kN·mVGb＝（35.48+0.5×7.2）×1.2××6.1＝143.03kNBC跨：Mbν＋Mbr＝102.42＋253.96=256.38kN·mVGb＝（20.69＋0.5×7.2）×1.2××1.9＝64.63kN·m考虑承载力抗震系数γRE＝0.85γREVD右＝γREVJ左＝0.85×231.69＝196.94kNγREVJ右＝0.85×252.2＝214.4kN调整后的剪力值大于组合表中的静力组合剪力值，故按调整后的剪力值进行斜截面计算。斜截面计算见表5-23表5-23梁的斜截面强度计算截面支座A右支座B左支座B右设计剪力V′（kN）222.2232.03180.06γREV′（kN）188.87197.23153.04调整后V（kN）231.69231.69252.2γREV（kN）196.94196.94214b×h0（mm）300×565300×565300×5650.2fcbh0（kN）353.13>V353.13>V353.13>V箍筋直径φ（mm）肢数（n）n＝2，φ8n＝2，φ8n＝2，φ10AsV1（mm）50.350.350.3箍筋间距S（mm）10010080Vcs＝0.056fcbh0+1.2fyvh0242.11>γREV242.11>γREV270>γREV72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）ρ＝（％）0.4020.4020.65ρsvmin＝0.03（％）0.20.20.2根据国内对低周反复荷载作用下钢筋混凝土连续梁荷悬臂梁受剪承载力试验，反复加载使梁的受剪承载力降低，考虑地震作用的反复性，表中公式将静力荷载作用下梁的受剪承载力公式乘以0.8的降低系数。（三）柱截面设计以第一、二层B柱为例，对其中的Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ截面进行设计。混凝土为C30，fc＝14.3N/mm2,纵向受力钢筋采用HRB400（）箍筋选用HRB235（）柱截面尺寸：底层500mm×500mm其他层450mm×450mm柱计算截面构造要求：抗震调整系数三级抗震设防要求，框架柱纵筋最小配筋百分比满足0.7﹪则=0.07×500×450=1575mm2=0.007×410×450=1292mm2轴压比验算表3-24轴压比限值类型抗震等级一二三框架柱0.70.80.9框支柱0.60.70.8由B柱内力组合表21查得：72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）NⅠ-1=1470.65kNμc＝<0.9NⅡ-Ⅱ=1312.5KNμc＝=<0.9NⅢ-Ⅲ＝1669.5KNμc＝＝<0.9均满足轴压比限值得要求。正截面承载力得计算框架结构得变形能力与框架得破坏机制密切相关，一般框架，梁的延性远大于柱子，梁先屈服可使整个框架由较大的内力重分布和能量消耗能力，极限层间位移增大，抗震性能较好。若柱形成了塑性铰，则会伴随产生极大的层间位移，危及结构承受垂直荷载的能力并可能使结构成为机动体系。因此，在框架设计中，应体现“强柱弱梁”三级框架:1.1式中：——节点下柱端顺时针或反时针截面组合底弯矩设计值之和；——节点左、右梁端反时针或顺时针方向截面组合底弯矩设计值之和。地震往复作用，两个方向的弯矩设计值均应满足要求，当柱子考虑顺时针弯矩之和时，梁应考虑反时针方向弯矩之和，反之亦然。若采用对称配筋，可取用两组中较大者计算配筋。由于框架结构的底层柱过早出现塑性屈服，将影响整个结构的变形能力。同时，随着框架梁铰的出现，由于塑性内力重分布，底层柱的反弯点具有较大的不确定性。因此，对一、二、三级框架《抗震规范》规定：其底层柱下端截面的弯矩设计值，应乘以增大系数1.5。第一层梁与B柱节点的梁端弯矩值由美丽组合表3-15查得。：左震324.85+253.96＝578.81kN·m右震63.21+102.42＝165.63kN·m取＝578.81kN·m第一层梁与B柱节点得柱端弯矩值由内力组合表21查得。72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）：左震194.69+175.84=370.53kN·m右震118.49+255.42＝373.91kN·m梁端取左震，也应取左震：＝370.53kN·m<1.1＝1.1×578.81=637kN·m取ˊ＝637kN·m将与ˊ得差值按柱得弹性分析弯矩值之比分配给节点上下柱端（即Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ截面）：McⅠ-Ⅰ＝194.69+140.46＝335.15kN·mMcⅡ-Ⅱ＝175.84+126.71=302.55kN·m对底层柱底（Ⅲ-Ⅲ截面）的弯矩设计值应考虑增大系数1.5。McⅢ-Ⅲ＝243.61×1.5＝439.94kN·m根据B柱内力组合表3-19，选择最不利内力，并考虑上述各种调整及承载力抗震调整系数后，各截面控制内力如下：Ⅰ-Ⅰ截面：①M＝335.15×0.8＝268.12kN·mN＝2323.9×0.8＝1859.12kN②M＝42.46kN·mN＝558.84kNⅡ-Ⅱ截面：①M=302.55×0.8=242.04kN·mN＝2731.02×0.8＝2184.82kN②M＝44.45kN·mN＝680×0.8＝544kNⅢ-Ⅲ截面：①M＝365.43×0.8＝292.34kN·mN＝2773.02×0.8＝2218.42kN②M＝31.37kN·mN＝680kN截面采用对称配筋，具体配筋计算见表3-25，表中：e0＝ea＝0.12（0.3h0－e0），当e0h0时取ea＝0ei＝e0＋ea72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）ξ1＝0.2＋2.71ξ2＝1.15－0.011，当<15时取ξ2＝1.0η＝1＋（）2ξ1ξ2e＝ηei＋0.5h－asξ＝（大偏心受压）ξ＝（小偏心受压）As＝Asˊ＝（大偏心受压）As＝Asˊ＝（小偏心受压）上述各式中：e0——轴向力对截面行心的偏心距；ea——附加偏心距；ei——初始偏心距；ξ1——偏心受压构件的截面曲率修正系数；ξ2——考虑构件长习比对截面曲率的影响系数；η——偏心距增大系数；e——轴力作用点到受拉钢筋合力点的距离；ξ——混凝土相对受压区高度；As、Asˊ——受拉、受压钢筋面积。72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）表5-25柱正截面受压承载力计算截面Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-ⅢM（kN·m）268.1242.46242.0444.45292.3431.37N（kN）1859.12558.242184.825442218.42680L0（mm）3300×1.25＝41254850×1＝4850bh0（mm2）450×415500×465500×465e0（mm）144.2276.06110.7881.71131.7846.130.3h0（mm）124.5139.5139.5ea（mm）05.813.446.390.9311.2ei（mm）144.2281.87144.2288.64132.7157.33L0/h9.179.79.7ξ11.00.70.960.7150.9711ξ21.01.01.01.01.01.0η1.1871.2311.2531.2711.2461.58ηei（mm）171.19100.78143.12112.66165.3690.58e（mm）361.19290.78358.12327.66380.36305.58ξ(ξb=0.544)0.6960.2090.650.160.540.20偏心性质小偏心小偏心小偏心小偏心大偏心小偏心As＝Asˊ（mm2）<0<0<0<0<0<0选筋4φ184φ224φ25实配面积（mm2）101715201964（四）斜截面承载能力计算以第一层柱为例，剪力设计值按下式调整：Vc＝1.1式中：Hn——柱净高；72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）——分别为柱上、柱下端顺时针或反时针方向截面组合的弯矩设计值。取调整后的弯矩值，一般层应满足＝1.1，底层柱底应考虑1.5的弯矩增大系数。由正截面计算中第Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ截面的控制内力得：Mcu＝302.55kN·mMcl＝365.43kN·mHn＝4.4mVc＝柱得剪力承载力能力：V＝（fcbh0＋fyvh0＋0.056N）式中：λ——框架得计算剪跨比。λ＝，当<1时，取λ＝1；当λ>3时，取λ＝3；N——考虑地震作用组合的框架柱轴向压力设计值，当N>0.3fcA时，取N＝0.3fcA0。λ＝＝>3，取λ＝3.0N＝2731.02kN>=0.3×14.3×500×500＝1072.5kN取1072.5kN设柱箍筋为4肢φ10＠150mm，则：V＝×（×14.3×500×465＋310×465＋0.056×1072.5×103）＝298.48kN>138.01kN同时柱受剪力，截面应符合如下条件：Vc＝（0.2＋fcbh0）即×（0.2×14.3×500×465）＝782.29kN>=138.01kN（五）节点设计根据地震震害分析，不同烈度地震作用下钢筋混凝土框架节点的破坏程度不同，7度地震时，未按抗震设计的多层框架结构节点较少破坏，再8度地震时，部分节点，尤其时角柱节点产生严重震害。因此，对不同的框架，应有不同的节点承载力和延性要求。《建筑结构抗震规范》（GBJ11－89）规定，对一、二级抗震等级的框架节点必须进行受72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）剪承载力计算，而三级抗震等级的框架节点，仅按构造要求配筋，不再进行受剪承载力计算。九、构造要求由于影响地震作用和结构承载力的因素很复杂，在对地震破坏的机理还不十分确定的情况下，对结构的许多方面难以做出准确的计算，因此依据大量的实际工程经验及震害调查资料，《建筑结构抗震规范》（GBJ11-89）提出了一系列合理的结构构造措施以保证结构的抗震能力。（一）梁的构造截面尺寸框架梁的截面一般由三个条件确定；①最小构造截面尺寸要求；②抗剪要求；受压区高度的限值。框架梁的截面高度hb一般按（1/8～1/12）lb（lb为梁的计算跨度）估算，且不宜大于1/4净跨，梁的高宽比bb/hb较小时，混凝土抗剪能力有较大降低，同时梁截面宽度不宜小于200mm和1/2bc（bc为柱宽），梁截面的最小尺寸还应满足竖向荷载作用下的刚度要求。为防止梁发生斜压破坏，保证混凝土具有一定的抗剪承载力和箍筋能够发挥作用，梁截面应满足抗剪要求：非抗震设计当hw/b≤4时，V≤0.25fcbh0当hw/b≥6时，V≥0.20fcbh0当425mm时，其锚固长度按表中数值增加5d采用；2.当螺纹钢筋直径d≤25mm时，其锚固长度按表中数值减少5d采用；3.在任何情况下，纵向受拉钢筋的锚固长度不应小于250mm。梁支座负钢筋至少字柱边起延长ln/4（ln为梁的净跨）方可截断。非抗震设计时，纵向钢筋固要求见图23抗震设计时：纵向受拉钢筋配筋率不应大于2.5%，也不应小于表24中的数值。表3-27抗震设计时，框架梁纵向受拉钢筋最小配分率抗震等级支座跨中一0.400.30二0.300.25三、四0.250.20考虑到水平力产生的剪力在框架梁总剪力中占的比例很大，且水平力往复作用下，梁中剪力反号，反弯点移动的因素，在框架梁中不采用弯起钢筋，梁中全部剪力由箍筋和混凝土共同承担。72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）梁截面上部和下部至少分别配置两根贯通全跨的钢筋，一、二级框架梁其直径不小于14mm，且不应小于梁端顶面和底面纵向钢筋中较大截面积的1/4，三、四级框架梁纵筋直径不小于12mm。在地震反复荷载作用下，梁中纵向钢筋埋入柱节点的相当长度范围内，混凝土与钢筋的粘结力易发生破坏，因此，应比非抗震框架的锚固长度大。一级框架laE=la+10d二级框架laE=la+5d三、四级框架laE=la一、二级框架梁纵向钢筋应伸过边柱节点中心线。当纵向钢筋在节点水平锚固长度不够时，应沿柱节点外边向下弯折。试验表明，伸入支座弯折锚固的钢筋，锚固力由弯折钢筋水平段的粘结强度和垂直段的弯折锚固作用所构成。水平段的粘结，是构成锚固的主要成份，它控制了滑移和变形，在锚固中起很大作用，故不应小于0.45laE。垂直段只在滑移变形较大时才受力，要求垂直段不小于10d，因随垂直段加长，其作用相对减小，故限制最大垂直段长度为22d，纵向钢筋的接头，一级框架中应采用焊接；二级框架中宜采用焊接。梁端部纵向受压钢筋与受拉钢筋面积的比值As’/As,一级框架不应小于0.5，二、三级框架不应小于0.3。因梁端部的底面和顶面纵向钢筋钢筋配筋量的比值，对梁的变形能力有较大影响。一方面，梁底面钢筋可增加负弯矩时塑性转动能力；另一方面，防止正弯矩作用时屈服过早或破坏过重而影响负弯矩作用是强度和变形能力的正常发挥。抗震设计时，框架梁纵向钢筋锚固要求见图24。（三）梁的箍筋非抗震设计时：当梁中配有计算所需受压筋时，箍筋应为封闭形式；当一层内纵向钢筋多于三根时，应设置复合箍筋，当梁宽〈400，且一层内的纵向受压钢筋不应多于四根时，可不设置复合箍筋。箍筋配筋率ρsv≤0.02fc/fyv箍筋的间距，在绑扎骨架中不应大于15d，在焊接骨架中不应大于20d,并应满足表25要求。表5-25非抗震设计时框架梁箍筋最大间距（mm）Vh>0.07fch0≤0.07fch072 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）150800300500在梁中纵向钢筋搭接长度范围内，当搭接钢筋为受拉时，箍筋间距不应大于5d，且不应大于100mm；当搭接钢筋为受拉钢筋为受压时，箍筋间距不应大于10d，且不应大于200mm（d为纵筋最小直径）。抗震设计时：箍筋应做135o弯钩，弯钩端头直段长度不应小于10d（d为箍筋直径）。根据试验和震害调查，发现梁端破坏主要集中杂1.5～2.0倍梁高的范围内。为保证梁具有足够的延性，提高塑性铰区压区混凝土的极限压应变值，并防止塑性铰区最终发生斜裂缝破坏，在梁端纵筋屈服范围内，加密封闭式箍筋，对提够梁的变形能力十分有效。同时，为防止压筋过早压曲，应限制箍筋间距。试验表明，当纵向钢筋屈服区内配置箍筋间距小于6d～8d(d为纵向钢筋直径)时，在压区混凝土彻底压溃前，压筋一般不会发生压曲现象，能充分发挥梁的变形能力。为此规定了梁的加密区长度，箍筋最大间距及最小直径，如表5-26所示。表5-26梁加密区长度、箍筋最大间距及最小直径（mm）抗震等级加密区长度（取较大值）箍筋最大间距（取较小值）箍筋最小直径一2hb,500hb/4,6d,100φ10二1.5hb,500hb/4,8d,100φ8三1.5hb,500hb/4,8d,150φ8四1.5hb,500hb/4,8d,150φ6注：d为纵筋直径，hb为梁高。非加密区箍筋间距不应大于hb/2，bb及250mm加密区箍筋的肢距，一、二级不应大于200mm,三、四级不宜大于200mm。纵向钢筋每排多于4根时，每隔一根宜用箍筋或拉筋固定，梁端第一箍筋距柱边一般为50mm沿梁全长，箍筋的配筋率ρsv不应小于下列规定：一级抗震0.035fc/fyv二级抗震0.030fc/fyv72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）三、四级抗震0.025fc/fyv（四）柱的构造框架柱截面尺寸一般由三个条件确定：最小构造截面尺寸要求；轴压比的要求；抗剪要求。由构造要求，框架柱截面高度hc不宜小于400，柱截面宽度bc不宜小于300mm；hc/bc不应超过1.5，应尽量采用方柱。由于短柱的延性较差，容易产生见切破坏，故柱净高Hc与柱截面在边长hc之比不宜小于4。若实际工程中避免不了的短柱，应采取构造措施，提高柱的延性及抗剪能力。当轴力过大时，柱的延性减小，易产生脆性破坏，所以柱的竖向荷载和地震作用组合下的轴力应满足轴压比μc的要求：一级框架μc≤0.7二级框架μc≤0.8三级框架μc≤0.9柱截面尺寸还应满足抗剪强度要求：非抗震设计Vc≤0.25fcbh0抗震设计Vc≤1/γRE（0.25fcbh0）柱的纵向钢筋框架柱宜采用对称配筋以适应水平荷载和地震作用正反两向的要求。框架柱纵向钢筋最大配筋率ρmax（包括柱中全部纵筋）在非抗震时不应大于5%，抗震设计时不应大于4%，在搭接区段内不应大于5%；当柱净高与截面有效高度之比为3～4时（短柱），其纵向钢筋单边配筋率不宜超过1.2%，并沿柱全长采用符合箍筋。为保证柱的延性，框架柱中全部纵向钢筋截面面积与柱有效结脉内积之比ρ不应小于ρmin(见表27)。表5-27框架柱纵向钢筋最小配筋百分率设计类别构件非抗震设计抗震设计一二三四72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）中柱、边柱0.40.80.70.60.5角柱0.41.00.90.80.7框架柱中纵向钢筋间距不应过大，以便对核心混凝土产生约束作用。在非抗震设计时，不应大于350mm，抗震设计时，不应大于200mm。纵向钢筋的接头，一级框架应采用焊接接头，二级框架底层应采用焊接接头，其他层宜采用焊接接头，三级框架可采用搭接接头，但底层宜采用焊接接头。纵向钢筋接头应避开柱端加密区，同一截面内的接头钢筋面积不宜大于总钢筋面积的1/2，相邻接头间距，焊接时不小于500mm,搭接时不小于600mm，接头最低点距楼板面至少750mm，并不小于柱截面长边尺寸。纵筋的搭接长度，非抗震设计时，不小于1.2la;一级抗震设计时，不小于1.2la+10d;二级不小于1.2la+5d；三、四级不小于1.2la。框架顶层柱的纵向钢筋应锚固在柱顶或伸入板、梁内，其锚固长度自梁底面起算为lw,抗震设计时，一级不小于la+10d；二级不小于la+5d；三、四级不小于la；且至少有10d以上的直钩长度，非抗震设计也不小于la，如图23所示。图5-23顶层柱纵向钢筋锚固柱的箍筋箍筋对框架柱的抗震能力至关重要，历次震害表明，箍筋过细，间距太大，构造不合适是框架柱破坏的重要原因。箍筋对柱的核心混凝土起着有效的约束作用，提高配箍率可以显著提高受压区混凝土的极限压应变，从而增加柱的延性，柱的箍筋有以下构造要求:柱箍筋宜采用复合箍筋，当每边纵筋大于或等于4根时，宜采用井字型箍筋，有抗震设防要求时，纵筋至少每隔一根有箍筋或拉筋拉接，以固定其位置，并使纵筋在两个方向都有约束；72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）柱箍筋的肢距不宜大于200mm，为保证箍筋能在核心混凝土内锚固，在地震荷载作用下，混凝土保护层脱落后钢筋仍不散开，继续约束核心混凝土。箍筋应做135o弯钩，弯钩端头直段不小于10d（d为箍筋直径），如图所示；柱端箍筋加密区范围为：截面高度（或圆柱直径）、柱净高的1/6和450mm三者中的较大值，对底层柱底，取刚性地面上下个500mm。一级框架角柱及任何框架中的短柱，需要提高变形能力的柱，沿柱全高加密箍筋。加密区箍筋最大间距及最小直径应满足表28要求。图5-24柱箍筋形式图5-25箍筋形状表5-28加密区箍筋最大间距及最小直径（mm）抗震等级箍筋最大间距（采用较小值）箍筋最小直径一6d,100φ10二8d,100φ8三8d,150φ8四8d,150φ6框架柱，截面尺寸不大于400mm时，箍筋最小直径可采用φ6；角柱、短柱箍筋间距不应大于100mm柱加密区箍筋的体积配箍率，应满足表29的要求（体积配箍率ρ=VSV/VC；VC为混凝土体积；VSV为在VC内箍筋的体积）。表5-29柱加密区箍筋最小体积配箍率（%）抗震等级箍筋形式柱轴压比〈0.40.4～0.6〉0.672 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）一普通箍、复合箍0.81.21.6螺旋箍0.81.01.2二普通箍、复合箍0.6～0.80.8～1.21.2～1.6螺旋箍0.60.8～1.01.0～1.2三普通箍、复合箍0.4～0.60.6～0.80.8～1.2螺旋箍0.40.60.8注：计算箍筋体积配箍率时，不计重叠部分的箍筋体积。非加密区的箍筋不应小于加密区箍筋的50%，为施工方便，宜不改变直径而将间距扩大一倍，但对一、二级抗震，间距不宜大于10d,三级不宜大于15d（d为纵筋直径）。纵向钢筋搭接接头处，箍筋间距应符合以下要求：纵筋受拉时，不大于5d及100mm纵筋受压时，不大于10d及200mm第五章　　基础设计第一节　　地质条件一、工程地质　　本工程场地地势平坦，土层分布比较规律，地基承载力为120kN/m2～140kN/m2.。持力层为轻质粘土，冻土厚度为400mm，地下水位为7m，水质对混凝土无侵蚀。72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）二、上部荷载同一列柱传下来的竖向荷载相同，本设计以横向中框架B柱为例，采用混凝土灌注桩基础，总高度为27.95m，其传至基础的荷载为N=2773.02kN三、初步定值承台厚度根据以往经验初步定为900mm深1.4m。第二节　　单桩承载力验算一、初步设计　　桩长初步定为10mm，沉管灌注桩，因此沙土层较厚采用的是摩擦桩。初步估算单桩承载力，桩的有效长度为10m，地基土指标，该土为粉质粘土利用公式：摩擦桩式中—单桩竖向承载力特征值（kN）；—桩端的端摩阻力特征值，由当地静荷载试验结果统计分析折算得kN/m；—桩侧的侧阻力特征值，由当地静荷载试验结果统计分析折算得kN/m；—桩底端横截面面积mm2；—桩身周边长度m；—第i层岩土的厚度。预先按λ＝3；φ400，φ300，φ500，两种桩径制成表格，以备选用φ（mm）Ap（）（m）3000.070716000.9425103484184000.125616001.26251051561872 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）5000.19616001.572510706.1847按照桩身材料单桩承载力：混凝土强度等级为C20,fc=10kN/m2，ft=1.1N/mm2R400=0.9×10×10×0.1256×103=1130kNR300=0.9×10×0.0707×1030=638kNR500=0.9×10×0.196×103=1764kN三者均符合则选用φ300二、估算桩基根数及承台面积图6-1桩布置三、计算单桩受外力荷载作用下在轴力平面内承台面积形心弯矩My=243.62kN·m承台底室内外平均深度为承台总体积1.6×1.6×1.09=2.79m3承台土容重γ=29kN/m3则承台及上面土的总重为：72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）G=2.79×20=55kN偏心荷载作用下，最边缘的柱受力安全第三节　　承台的厚度验算一、冲切验算Q=639×2=1278kN调整厚度二、角桩冲切验算弧长的半径三、承台板配筋承台板按照以往经验配筋平行于x轴放置φ16@100AS=1710mm2平行于y轴放置φ16@100AS=2513mm2结论此次毕业设计历时三个月，在辅导老师的悉心指导下，我顺利的完成了毕业设计任务书所要求的各项任务，同时也受益非浅。72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）通过本次设计，我感觉收获很大，不仅有助于自己设计思维的培养，把以前所学的理论知识与实际结合在一起，对过去所学的知识进一步熟悉，而且为以后的工作、学习打下了结实的基础；四年来,我们所学的土木工程方面的知识面比较宽，但同时也致使了我们对桥梁的专业知识的学习还不够，对很多设计细节也不甚了解，所以在做桥梁毕业设计时遇到了相当大的困难，要做好毕业设计对我们来说无疑是一次巨大的挑战。同时在设计过程中对行业规范也有了一定了解，学会了如何使用规范，并在设计过程中充分考虑施工的方便性。在设计过程中使用了AUTOCAD和EXCEL等软件，给设计带来了很大的方便。但由于是第一次做一个相对完整的设计，没有设计经验，没有施工经验，在进行前面的设计环节时不能准确的预见后面可能发生的问题，造成返工等，这些都是我的弱点，我会在将来的学习、工作中不断提高，积累经验，增强自己的理论知识，并有效的和实际结合起来。同时这次设计也有很多不足的地方，由于对施工过程不是十分了解，有很多地方进行了简化，当然也由于时间的问题，还有很多地方没有进行设计，比如说桥墩的设计及验算。在做设计的过程中也让我养成了一个查资料的好习惯，对于自己不懂的首先要去找相关的资料来看，不但能够懂得自己要了解的知识，而且也对相关的知识有所了解，扩大了自己的知识面。致　　谢72 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）　　经过本次毕业设计之后，使我更加深入的对所学知识得到了认识和掌握，学习和体会到了建筑结构设计的基本技能和思想。与此同时，也增强了我以理论知识为基础，广泛的搜索相关各种资料、查询有关规范，从而得到解决实际工程问题方法的能力。在本次毕业设计过程中，也培养了我勤奋、踏实、认真和严谨的工作作风，一切所有的一切都为以后的工作打下了坚实的基础。虽然我获得的知识和能力离不开自己的刻苦努力，但是这一切都是在院领导和各位老师的辛勤培养和淳淳教导下取得的。在此，我衷心的感谢给我指导和帮助的同学和老师。参　考　文　献1．单健吕令毅主编．结构力学东南大学出版社，20042．龙驭球包世华主编．结构力学教程．高等教育出版社，20033．曹双寅主编．工程结构设计原理．东南大学出版社，200272 兰州交通大学博文学院毕业设计（论文）1．邱洪兴等编．建筑结构设计．东南大学出版社，20022．李爱群高振世主编．工程结构抗震与防灾．东南大学出版社，20033．石名磊龚维明等编．基础工程．东南大学出版社，20024．郭正兴李金根主编．建筑施工．东南大学出版社，20035．中华人民共和国建设部．GB50010－2002．混凝土结构设计规范．中国建筑工业出版社．20026．中华人民共和国建设部．GB50011－2001．建筑抗震设计规范．中国建筑工业出版社．20017．中华人民共和国建设部．GB50007－2002．建筑地基基础规范．中国建筑工业出版社．20028．中华人民共和国建设部．GB50009－2001．建筑结构荷载规范．中国建筑工业出版社．20019．建筑结构静力计算手册．中国建筑工业出版社10．建筑结构构造手册．中国建筑工业出版社72'