某住宅楼建筑及结构毕业设计

'目录目录中文摘要...................................................................Ⅰ英文摘要...................................................................Ⅱ1绪论11.1钢筋混凝土的发展历史11.2选题目的11.3该选题主要研究的内容11.4该选题设计要点分析22工程概况与设计条件42.1建筑概况42.2结构设计基本条件42.2.1楼、屋面板计算基本条件42.2.1框架结构梁柱计算基本条件42.2.2基础计算基本条件42.3设计参考文献53结构选型及结构布置83.1结构类型选择83.1.1上部结构选型83.1.2基础结构选型83.1.3楼梯结构选型93.2结构布置93.2.1柱网布置93.2.2楼板梁格布置93.2.3结构平面布置图94材料及截面尺寸114.1建筑材料选择114.1.1混凝土114.1.2钢筋114.1.3砌体114.2梁截面尺寸估算124.2.1框架梁截面尺寸估算124.2.2次梁截面尺寸估算124.3框架柱截面尺寸估算124.4楼屋面板厚度估算155结构计算模型175.1框架计算模型的确定175.2框架梁、柱的线刚度计算186竖向荷载标准值216.1屋面、楼面活荷载标准值216.1.1屋面活荷载标准值216.1.2楼面活荷载标准值216.2屋面、楼面及墙柱永久荷载标准值216.2.1屋面板自重标准值21 目录6.2.2标准层楼面板自重标准值216.2.3梁自重标准值226.2.4柱自重标准值226.2.5墙自重标准值226.3框架竖向荷载标准值236.3.1框架竖向荷载组集原则236.3.2框架竖向永久荷载和可变荷载标准值236.5.3框架在竖向荷载作用下的恒载总图276.5.4框架在竖向荷载作用下的活荷载总图297水平荷载及位移计算317.1水平风荷载计算317.1.1风荷载标准值计算317.1.2侧移刚度D值计算337.1.3风荷载作用下的位移验算337.2水平地震作用计算347.2.1重力荷载代表值计算347.2.2框架自振周期计算367.2.3多遇水平地震作用及楼层地震剪力计算377.2.4多遇水平地震作用位移验算388框架内力计算408.1竖向荷载内力计算408.2水平荷载作用下框架的内力分析508.2.1反弯点法508.2.2D值法508.3风荷载标准值作用下的内力计算508.4水平地震作用下的内力计算539框架内力组合619.1控制截面及最不利内力619.1.1框架梁的控制截面内力分析计算619.1.2框架柱的控制截面及最不利内力分析619.2竖向荷载的框架梁弯矩塑性调幅629.3荷载效应组合669.3.1框架梁BC承载能力极限状态下的基本组合669.3.2框架梁承CB载能力极限状态下的基本组合669.3.2框架梁CB正常使用极限状态下的基本组合669.3.3框架梁BA正常使用极限状态下的基本组合669.3.4框架柱Z15承载能力极限状态下的基本组合679.3.5框架柱Z16承载能力极限状态下的基本组合679.3.6框架柱Z17承载能力极限状态下的基本组合679.3.7框架柱Z15正常使用极限状态下的基本组合679.3.8框架柱Z16正常使用极限状态下的基本组合679.3.9框架柱Z17正常使用极限状态下的基本组合6710框架配筋计算9510.1框架抗震设计分析9510.2框架结构抗震设计措施95 目录10.3框架梁设计及配筋9610.3.1框架梁正截面受弯承载力计算9610.3.2框架梁裂缝验算10510.3.3框架梁的斜截面配筋计算10810.4框架柱的配筋计算11410.4.1柱剪跨比和轴压比验算11410.4.2框架柱的正截面配筋计算11510.4.3框架柱裂缝验算12610.4.4框架柱的斜截面配筋计算12611屋盖板、次梁内力及截面配筋13311.1内力分析理论依据13311.1.1弹性理论分析13311.1.2塑性理论分析13311.2屋面板计算(按弹性理论计算)13411.3楼面板计算(按塑性理论计算)13811.4次梁计算14611.4.1次梁内力计算14611.4.2次梁配筋计算14712楼梯设计14912.1设计参数14912.2楼梯板计算14912.2.1荷载计算14912.2.2内力计算：14912.2.3配筋计算15012.3平台板计算15012.3.1确定板厚15012.3.2荷载计算15012.3.3内力计算15012.3.4配筋计算15012.4平台梁计算：15112.4.1估算平台梁截面15112.4.2荷载计算：15112.4.3内力计算：15112.4.4配筋计算15113基础及承台计算15313.1设计资料15313.2确定单桩承载力特征值15313.3柱Z15承台的设计15313.3.1考虑地震荷载作用的标准组合15313.3.2初选桩的跟数15313.3.3初选承台尺寸15313.3.4计算桩顶荷载15413.3.5承台受冲切承载验算15413.3.6承台受剪切承载力计算15613.3.7承台受弯承载力计算156 目录13.3.8局部受压承载力计算157总结159致谢161参考文献162附录1图纸(另祥) 1绪论1631绪论1绪论1.1钢筋混凝土的发展历史根据《混凝土结构设计原理》[1]：现代混凝土结构是随着水泥和钢铁工业的发展而发展起来的，至今已有150多年的历史。1824年，英国约瑟夫·阿斯匹丁(JosephAspdin)发明了波特兰水泥并取得了专利。1850年，法国兰波特(L.Lambot)制成了铁丝网水泥砂浆的小船。1961年，法国约瑟夫·莫尼埃(JosephMonier)获得制造钢筋混凝土板、管道和拱桥的专利。1866年，德国学者发表了混凝土结构的计算理论和计算方法，1887年又发表了试验结果，并提出了钢筋应配置在受拉区的概念和板的计算方法。在此之后，钢筋混凝土的推广应用才有了较快的发展。1891—1894年，欧洲各国的研究者发表了一些理论和试验研究结果。但是在1850—1900年的整整50年内，由于工程师们将钢筋混凝土的施工和设计方法视为商业机密，因此总的来说公开发表的研究成果不多。美国学者1850年进行过钢筋混凝土梁的试验，但其研究成果直到1877年才发表并为人所知。19世纪70年代初有学者曾使用某些形式的钢筋混凝土，并且于1884年第一次使用变形(扭转)钢筋并形成专利。1890年在旧金山建造了一幢两层高、312英尺(约95m)长的钢筋混凝土美术馆。从此以后，钢筋混凝土在美国才获得了迅速的发展。目前，在我国的多高层建筑中，钢筋混凝土结构应用最为普遍，其中钢筋混凝土框架结构是最常用的结构形式，因为其具有足够的强度、良好的延性和较强的整体性，广泛用于地震设防地区。1.2选题目的住宅是人们生活中最常接触的建筑类型之一，住宅设计的好坏直接关乎人们的生活质量和体验。为了使大学学到的各科目例如房屋建筑学、建筑制图、结构力学、混凝土结构设计原理、混凝土结构设计、多高层建筑结构、抗震结构设计、基础工程等能够得到巩固、有机结合起来，住宅的建筑和结构设计是一个很好的课题。住宅的功能是提供居住者满足其生理、心理及行为要求的实用、安全、美观的居住环境，因此决定了它的结构布置比商业楼、学校教学楼、图书馆等稍不规则，例如南北向卧室开间不一致，使横向框架不能拉通等等，结构不规则对结构设计是不利的，而这恰恰是一个很好的训练机会。综合以上原因，本人选择了《XXX住宅楼建筑及结构设计》这个题目。1.3该选题主要研究的内容163 1绪论结构设计主要内容：(1)在建筑设计方案和施工图的基础上进行结构方案的选型，进行结构布置，配合建筑设计的要求进行梁、柱等结构构件尺寸的初步选择，绘制标准层及屋顶层的结构平面布置图；(2)进行标准层楼盖与屋盖部分楼板与次梁的内力计算和配筋计算；(3)按照结构平面协同工作的假设，计算其中一榀典型的平面框架，确定并绘制平面框架计算简图；进行竖向恒、活荷载以及水平风荷载、地震作用计算，绘制框架的荷载简图；(4)分别进行在各种荷载单独作用下框架的内力分析；(5)确定框架梁、柱构件的控制截面，根据各控制截面的内力组合目标进行最不利内力组合；(6)框架梁柱构件设计(截面配筋计算、梁柱配筋的构造要求及节点的构造处理)；(7)绘制结构施工图；(8)运用计算机软件(广厦CAD)进行工程的结构设计，编辑完善整套结构施工图，并对计算机软件计算结果和手工计算结果进行对比分析，找出误差结论和误差产生的原因。1.4该选题设计要点分析钢筋混凝土框架结构具有良好的抗震性能，结构抗震的本质就是延性，结构主要靠延性来抵抗较大地震作用下的非弹性变形。对于受弯构件来说，随着荷载增加，首先受拉区混凝土出现裂缝，从受拉钢筋屈服到压区混凝土压碎，是构件的破坏过程。在这过程中，构件的承载能力没有多大变化，但其变形的大小却决定了破坏的性质。提高延性可以增加结构抗震潜力，增强结构抗倒塌能力。延性结构通过塑性铰区域的变形，能够有效地吸收和耗散地震能量；同时，这种变形降低了结构的刚度，致使结构在地震作用下的反应减小，也就是使地震对结构的作用力减小。当结构设计成为延性结构时，由于塑性变形可以耗散地震能量，结构变形虽然会加大，但结构承受的地震作用不会很快上升，内力也不会再加大，因此具有延性的结构可降低对结构的承载力要求，也可以说，延性结构是用它的变形能力来抵抗罕遇地震作用；反之，如果结构的延性不好，则必须有足够大的承载力抵抗地震。后者会多用材料，对于地震发生概率极少的抗震结构，延性结构是一种经济的设计对策。此外，延性可以使超静定结构的内力得以充分重分布，采用塑性内力重分布方法设计时，同样也可以节约钢筋用量，取得较好的经济效果。因此可以说结构的延性和结构的强度是同等重要的。框架结构是由梁、板、柱以及节点这四部分组成，其中梁、柱以及节点的延性决定了整个框架结构的延性。因此，只要保证柱、梁和节点的延性也就保证的框架结构的延性，从而也就确保了框架结构的抗震能力。在抗震设计中为保证结构的延性，常常采用以下措施：控制受拉钢筋配筋率，保证一定数量受压钢筋，通过加箍筋保证纵筋不局部压屈失稳以及约束受压混凝土，对柱子限制轴压比等。合理选择了结构的屈服水准和延性要求后，通过抗震措施来保证结构确实具有所需的延性能力，从而保证结构在中震、大震下实现抗震设防目标。系统的抗震措施包括以下几个方面内容：(1)“强柱弱梁”：人为增大柱相对于梁的抗弯能力，使钢筋混凝土框架在大震下，梁端塑性铰出现较早，在达到最大非线性位移时塑性转动较大；而柱端塑性铰出现较晚，在达到最大非线性位移时塑性转动较小，甚至根本不出现塑性铰。从而保证框架具有一个较为稳定的塑性耗能机构和较大的塑性耗能能力。(2)“强剪弱弯”：剪切破坏基本上没有延性，一旦某部位发生剪切破坏，该部位就将彻底退出结构抗震能力，对于柱端的剪切破坏还可能导致结构的局部或整体倒塌。因此可以人为增大柱端、梁端、节点的组合剪力值，使结构能在大震下的交替非弹性变形中其任何构件都不会先发生剪切破坏。(3)“强结点强锚固弱构件”：163 1绪论结点区的破坏如果是脆性的，造成的后果可能相当严重。若结点区一坏，与之相连的梁柱构件的性能再好也发挥不出来。因此，在抗震设计中，应使结点区的承载力相对较强，使与之相连的构件的承载力相对较弱，同时还要保证支座连接和钢筋锚固不发生破坏。(4)抗震构造措施：通过抗震构造措施来保证形成塑性铰的部位具有足够的塑性变形能力和塑性耗能能力，同时保证结构的整体性。这一系统的抗震措施理念已被世界各国所接受。1631绪论163 2工程概况与设计条件1632工程概况与设计条件2工程概况与设计条件2.1建筑概况本工程为XXX住宅楼建筑及结构设计，为永久性建筑物，共7层，6、7层为复式，总建筑面积约4800m2。首层层高2.8m，其余各层层高为3.0m。外墙及分户墙厚度为180mm，其余内墙厚度均为120mm。外墙面贴杏黄混色陶瓷砖，内墙面采用水泥石灰砂浆抹灰20mm厚。楼梯间地面用水泥砂浆打底贴瓷砖。上人屋面采用水泥砂浆防水层25mm厚。屋面女儿墙高1200mm。首层架空为停车场，首层室内外高差为-0.15m。住宅楼面和屋面户型见下图2.2结构设计基本条件2.2.1楼、屋面板计算基本条件1.建筑结构的安全等级：二级；2.设计使用年限50年，γ0＝1.0；3.一类环境。2.2.1框架结构梁柱计算基本条件1.设计使用年限50年;2.地上结构部分为一类环境，地下结构部分为二b类环境；3.抗震设防烈度：7度；4.设计基本地震加速度：0.10g；5.设计地震分组：第一组；6.建筑场地类别：Ⅱ类；7.建筑抗震设防类别：丙类；8.建筑结构的阻尼比：ζ＝0.05。2.2.2基础计算基本条件土层编号土层名称土层厚度(m)含水量（%）重度(KN/m3)孔隙比e塑限（%）液限（%）qsa1人工填土2.11802淤泥质土10.14917.51.312439.593粘土0.832190.86425.343.5304粉质粘土5.431.818.90.8262738245强风化岩20qsa=100kpaqpa=3800kpa163 2工程概况与设计条件2.3设计参考文献[1].沈蒲生.混凝土结构设计原理.高等教育出版社，2002[2].沈蒲生.混凝土结构设计.高等教育出版社，2003[3].尚守平.结构抗震设计.高等教育出版社，2003[4].国家标准.GB50010—2002混凝土结构设计规范.中国建筑工业出版社，2002[5].国家标准.GB50007—2002建筑地基基础设计规范.中国建筑工业出版社，2002[6].国家标准.GB50009—2001建筑结构荷载规范.中国建筑工业出版社，2002[7].谢剑，赵丹.Excel在建筑工程中的应用.天津大学出版社，2004[8].江见鲸，郝亚民.建筑概念设计与选型.机械工业出版社，2004[9].董平.多高层框架结构.机械工业出版社，2005[10].《混凝土结构设计规范算例》中国建筑工业出版社，2003[11].《建筑结构静力计算手册》[12].《混凝土结构简明构造手册》[13].《建筑抗震设计规范》163 2工程概况与设计条件图2.12-6层平面图163 2工程概况与设计条件图2.1屋面平面图1632工程概况与设计条件163 3结构选型及结构布置1633结构选型及结构布置3结构选型及结构布置3.1结构类型选择建筑的结构体系，不仅要从使用工艺要求出发，更主要的是取决建筑的高度。随着建筑层数的增加，高度越高，则由于风力或地震作用引起的侧向力就越大，建筑必须具有相应的抗侧力结构体系来抵抗侧向力。目前，建筑常用的结构体系有框架、剪力墙、框架-剪力墙等结构体系。在高层建筑中，为增大侧向刚度，利用空间的结构的作用，又发展了框架-筒体结构，筒中筒结构及组合筒结构等多种抗侧力和空间刚度都很好的结构体系。多层建筑往往采用混合结构或多层框架结构，随着建筑层数的增加，框架结构成为一种良好的既能承担竖向荷载又能承担水平力的结构形式。但由于框架柔性较大，在侧向力作用下会产生较大的侧向位移，且随着建筑高度的增加，水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加，从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，将给建筑平面布置和空间处理带来困难，影响建筑空间的正常使用，在材料用量和造价方面也趋于不合理，所以框架往往限制在16层以下,高度一般不宜超过60m。层数再高时，框架-剪力墙又成为更好的结构形式，层数再多就发展为剪力墙结构、框筒结构、筒体结构等形式。另外，框架构件截面较小，抗侧刚度较小，在强震下结构整体位移都较大，容易发生震害。此外，非结构性破坏如填充墙、建筑装修和设备管道等破坏较严重。因而其主要适用于非抗震区和层数较少的建筑，在较高地震烈度区高度更加受到限制。3.1.1上部结构选型根据本建筑的层数、高度、使用功能等特点，考虑其使用要求、受力性能、施工方便以及经济合理等原则，建筑的高宽比H/B小于5，抗震设防烈度为7度，建筑高度小于55m，所以选用框架结构体系。结构的竖向荷载由各层楼板通过主梁传给柱，再传给基础，最后传给地基；水平荷载通过墙(楼板)传至柱再向下传递。根据建筑的施工方法：选用全现浇式框架：承重构件的梁、板、柱均为现场绑扎、支模、浇筑、养护而成，其整体性好，抗震性强。根据建筑的承重方式：选用全框架结构，其竖向荷载和水平荷载全部由框架承当，而内外墙仅起围护和分隔作用，具有较好的整体性和抗震性。3.1.2基础结构选型163 3结构选型及结构布置工程建设地点为江门市某区，场地处于我国东南沿海地震带内带中段，地质构造活动相对较弱，历史地震活动微弱，无大的地震灾害记录。地貌单元属珠江三角洲冲积平原，场地原为耕地、鱼塘，经人工填土整平，地面较为平坦。场地工程地质条件较复杂，地基上部土层(1)素填土(松散)、(2)粘土(可塑)、(3)细砂(松散)、(4)淤泥(流塑)和(5)粉质粘土(可塑)均属软弱或较软弱土层，其强度低，压缩性高，土质不均匀，不宜选作基础持力层；而地基下部岩土层：(6)粉质粘土(硬塑)、(7)全风化混合岩和(8)强风化混合岩，强度较高，压缩性较低，层位稳定，可选作基础持力层。根据场地工程地质条件，故采用预制桩基础承重，桩端持力层选用(9)全风化混合岩，基础梁采用现浇钢筋混凝土浇筑。3.1.3楼梯结构选型选用现浇钢筋混凝土板式楼梯。3.2结构布置结构的布置：框架结构房屋的建筑体型及结构布置，必须有利于抵抗水平和竖向荷载，特别是在抗震设防地区，应能满足抗震设防标准的要求，使房屋达到最好的工作性能。因此结构的布置宜沿结构的平面和竖向尽可能的简单、规则、均匀、对称，避免发生突变；使荷载的传递路线明确，结构计算简图简单并易于确定；使结构的整体性好，受力可靠，施工简便，经济合理。结构的刚度平面布置宜均匀对称，上下宜均匀连续。楼梯间、电梯间不宜布置在结构单元的两端和凹角部。框架结构布置主要包括柱网布置及楼板梁格布置两个方面。3.2.1柱网布置框架结构柱网的布置应符合以下两个原则：(1)柱网布置应能满足建筑功能的要求，且便于施工；(2)柱网布置应规则、整齐对称、间距适中(梁跨在6～9m为宜)、传力明确。3.2.2楼板梁格布置柱网确定后，将柱用梁连接起来就形成了框架结构。为了计算方便，将空间框架结构体系简化为纵横两个方向的平面框架。纵向框架和横向框架分别承受各自方向上的水平力(如风荷载、地震作用)，而楼(屋)面竖向荷载按梁格不同布置则按不同的方式传递。根据该建筑的体型以及柱网的布置，选用纵横向框架结构承重。这种方案是在两个方向上布置承重梁来承受楼面竖向荷载，具有较好的整体工作性能，应用较为广泛。一般当柱网布置为正方形或接近正方形，或楼面荷载较大时，常采用这种方案。在地震设防地区，多层框架结构房屋常采用这种方案。梁板结构尽可能划分为等跨度，以便于设计和施工；主梁的跨度范围内次梁的根数宜为偶数，以使主梁受力合理。对于肋梁楼盖，单向板的经济跨度一般为2～3m；双向板的经济跨度一般为3～4.5m；次梁的经济跨度一般为4～6m；主梁的经济跨度一般为5～8m。3.2.3结构平面布置图结构平面布置图如图3.1所示。163 3结构选型及结构布置图3.1标准层平面结构布置图1633结构选型及结构布置1634材料及截面尺寸163 4材料及截面尺寸4材料及截面尺寸4.1建筑材料选择4.1.1混凝土按照《混凝土结构设计规范》[4]第3.4.1条和第3.4.2的规定，一类环境混凝土最低强度等级C20。二b类环境混凝土最低强度等级C30。 有抗震设防要求的混凝土结构的混凝土强度等级应符合：框支梁、框支柱以及一级抗震等级的框架梁、柱、节点，混凝土强度等级不应低于C30；其他各类结构构件，混凝土强度等级不应低于C20。本设计建筑结构安全等级：二级，混凝土结构耐久性类别为一类环境，因此：(1)基础选用C30，其强度设计值为fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2，ftk=2.20N/mm2；弹性模量为Ec=2.1×105N/mm2。(2)梁、柱、楼板选用C30，其强度设计值为fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2，ftk=2.20N/mm2；弹性模量为Ec=2.1×105N/mm2。4.1.2钢筋按《混凝土结构设计规范》[4]规定，普通钢筋混凝土采用HRB400级和HRB335级钢筋，也可采用HPB235级和RRB400级钢筋且提倡用HRB400级(即新Ⅲ级)钢筋作为我国钢筋混凝土结构的主力钢筋。鉴于本结构要节省钢筋用量，为了提高结构构件的质量，应尽量选用强度较高、塑性较好、价格较低的钢材。(1)梁、柱和基础的受力钢筋采用热扎钢筋HRB335，查《混凝土结构设计规范》[4]得强度设计值fy=300N/mm2,fyk=335N/mm2,弹性模量为Es=2.1×105N/mm2。(2)其余钢筋采用热扎钢筋HPB235，其强度设计值fy=210N/mm2,fyk=235N/mm2,弹性模量为Es=2.0×105N/mm2。4.1.3砌体按照《建筑抗震设计规范》[4]的规定，混凝土结构的非承重墙体应优先采用轻质墙体材料，混凝土小型空心砌块的强度等级不应低于MU7.5，其砌筑砂浆强度等级不应低于M7.5。钢筋混凝土结构中的砌体填充墙，宜与柱脱开或采用柔性连接，并应符合下列要求：(1)填充墙在平面和竖向的布置，宜均匀对称，宜避免形成薄弱层或短柱；(2)砌体的砂浆强度等级不应低于M5，墙顶应与框架梁密切结合；(3)填充墙应沿框架柱全高每隔500mm设2φ6拉筋，拉筋伸入墙内的长度，6、7度时不应小于墙长的1/5且不小于700mm，8、9度时宜沿墙全长贯通；(4)墙长大于5m时，墙顶与梁宜有拉结；墙长超过层高2倍时，宜设置钢筋混凝土构造柱；墙高超过4m时，墙体半高宜设置与柱连接且沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平系梁。163 4材料及截面尺寸本工程墙体选用M10页岩砌块，M7.5水泥砂浆砌筑；外墙、楼梯墙：18厚，内墙、女儿墙：120mm厚。4.2梁截面尺寸估算梁截面尺寸主要应满足构件承载力及刚度两方面要求。4.2.1框架梁截面尺寸估算框架梁截面尺寸确定应满足构件承载力、刚度和延性的要求，当梁的负荷面积较大或荷载较大时，宜取上限值。为防止梁产生剪切脆性破坏，梁的净跨与截面高度之比不宜小于4。设计时通常可按经验选取，或按满足刚度要求的跨高比范围和模数选取。参考《混凝土结构设计规范》[4]，各类梁的截面尺寸的宽度可按下列式子进行估算，且不需要需作挠度验算。框架梁h=(1/8～1/14)l，b=(1/2～1/3)h框架联系梁h=(1/12～1/15)l，b=(1/2～1/3)h框架梁及其联系梁宽度宜满足b≥200mm。本设计中，横向承重框架梁lmax=5700mm,取h=600mm取b=250mm纵向承重框架梁lmax=4500mm,取h=500mm取b=250mm4.2.2次梁截面尺寸估算次梁一般取梁高hb为Lb/18～Lb/14，Lb为主梁的计算跨度，次梁截面宽度bb为hb/3～hb/2，且宜满足b≥150mm，考虑到部分次梁受力情况比较复杂，设计时按经验选取。本设计中，次梁lmax=3300mm,取h=400mm取b=180mm阳台悬挑梁取b=250mm400mm，封口梁取180mm400mm4.3框架柱截面尺寸估算框架柱截面尺寸的初步确定，一般应满足刚度、轴压比及最小构造三方面要求。框架柱截面尺寸根据柱的轴压比限值按下列公式估算：163 4材料及截面尺寸N=βFgEn式中：Ac——柱截面面积；N——柱组合的轴压力设计值；fc——框架柱的混凝土抗压强度设计值；[μN]——框架柱的轴压比限值，查《混凝土结构设计规范》[4]表11.4.16知二级抗震等级的框架柱轴压比限值[μN]=0.9;β——考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25，等跨内柱取1.2；gE——折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可根据实际荷载计算，也可近似取12～15kN/m2；n——验算截面以上的楼层层数；F——按简支状态计算的柱的负荷面积。如柱Z15截面首层：Nc=γwnS=1.3×1.25×14×7×3.9/2×5.7/2=816.95KN按上述方法确定的柱截面高度hc不宜小于400mm，宽度bc不宜小于350mm，柱净高与截面长边尺寸之比宜大于4，尽量避免设计成“短柱”。框架柱上、下层截面高度不同时，从下至上，边柱一般采取内缩，中柱宜采用两边缩，每次缩小的柱截面高度以100～150mm为宜。框架梁的截面中心线宜与柱中心线重合，当必须偏置时，同一平面内梁、柱中心线间的偏心距不宜大于柱截面在该方向边长的1/4。首层框架柱截面尺寸初定见表:柱编号层数n柱轴向力Nc=βgEnF(kN)计算截面面积Ac=Nc/[μN]fc(mm2)柱截面尺寸b×h(mm×mm)估算轴压比μN=Nc/(b×h×fc)Z17816.9563477.27350×4000.41Z271504.91116931.82400×4500.58Z37687.9653454.55350×4000.34Z471611.21125191.29400×4500.63Z572968.02230615.53450×5500.84Z671605.24124727.27400×4500.62Z771316.20102268.94400×4500.51Z872424.58188390.15450×5500.69Z971681.68130666.67400×4500.65163 4材料及截面尺寸Z1071270.8298742.42400×4500.49Z1172340.98181893.94450×5500.66Z1271429.67111085.23400×4500.56Z1372633.60204630.68450×5500.74Z1471452.36112848.48400×4500.56Z1571497.75116375.00400×4500.58Z1672759.01214375.00450×5500.78Z1771261.2698000.00400×4500.49Z1871429.67111085.23400×4500.56Z1972633.60204630.68450×5500.74Z2071452.36112848.48400×4500.56Z2171270.8298742.42400×4500.49Z2272340.98181893.94450×5500.66Z2371643.46127696.97400×4500.64Z2471270.8298742.42400×4500.49Z2572340.98181893.94450×5500.66Z2671429.67111085.23400×4500.56Z2772633.60204630.68450×5500.74Z2871452.36112848.48400×4500.56Z2971497.75116375.00400×4500.58Z3072759.01214375.00450×5500.78Z3171261.2698000.00400×4500.49Z3271429.67111085.23400×4500.56Z3372591.79201382.58450×5500.73Z3471452.36112848.48400×4500.56Z3571270.8298742.42400×4500.49Z3672340.98181893.94450×5500.66Z3771681.68130666.67400×4500.65Z3871316.20102268.94400×4500.51Z3972424.58188390.15450×5500.69Z4071611.21125191.29400×4500.63Z4172968.02230615.53450×5500.84Z4271605.24124727.27400×4500.62163 4材料及截面尺寸Z437816.9563477.27350×4000.41Z4471504.91116931.82400×4500.58Z457687.9653454.55350×4000.34表4.1框架柱截面初定4.4楼屋面板厚度估算根据《混凝土结构设计规范》[4]，混凝土板应按下列原则进行计算：(1)两对边支承的板应按单向板计算；(2)四边支承的板应按下列规定计算：  1)当长边与短边长度之比小于或等于2.0时，应按双向板计算；2)当长边与短边长度之比大于2.0，但小于3.0时，宜按双向板计算；当按沿短边方向受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋； 3)当长边与短边长度之比大于或等于3.0时，可按沿短边方向受力的单向板计算。板一般不做刚度验算的最小高跨比如表4.2所示。表4.2现浇板的最小高跨比(h/l)序号支承情况板的种类单向板双向板悬臂板1简支1/351/451/122连续1/401/50现浇钢筋混凝土板的最小厚度：单向板为60mm，双向板为80mm。综合考虑上述两条及模数要求，考虑施工方便等，初选各类板的厚度如表4.3所示。表4.3初选板的厚度板编号l2(mm)l1(mm)l2/l1类型h(mm)板厚(mm)B1420039001.08双向板86.67100.00B2150013001.15双向板26.00100.00B3240015001.60双向板33.33100.00B4240012002.00双向板26.67100.00B5420039001.08双向板86.67100.00B6320015002.13单向板42.86100.00B7320021001.52双向板42.00100.00B8360032001.13双向板64.00100.00B9480045001.07双向板90.00110.00B10450015003.00单向板42.86100.00B11300015002.00双向板42.86100.00B12300027001.11双向板54.00100.00B13300015002.00双向板30.00100.00B14480043001.12双向板86.00110.00B15430015002.87单向板42.86100.00B16420033001.27双向板73.33100.00163 4材料及截面尺寸B17200015001.33双向板30.00100.00B18150013001.15双向板26.00100.00B19480033001.45双向板73.33100.00B20420033001.27双向板73.33100.00B21200015001.33双向板30.00100.00B22150013001.15双向板26.00100.00B23480033001.45双向板73.33100.00B24300027001.11双向板54.00100.00B25300015002.00双向板30.00100.00B26480043001.12双向板86.00110.00B27430015002.87单向板42.86100.00B28300015002.00双向板42.86100.00B29300027001.11双向板54.00100.00B30300015002.00双向板30.00100.00B31480043001.12双向板86.00110.00B32430015002.87单向板42.86100.00B33420033001.27双向板73.33100.00B34200015001.33双向板30.00100.00B35150013001.15双向板26.00100.00B36480033001.45双向板73.33100.00B37420033001.27双向板73.33100.00B38200015001.33双向板30.00100.00B39150013001.15双向板26.00100.00B40480033001.45双向板73.33100.00B41300015002.00双向板42.86100.00B42300027001.11双向板54.00100.00B43300015002.00双向板30.00100.00B44480043001.12双向板86.00110.00B45430015002.87单向板42.86100.00B46320015002.13单向板42.86100.00B47320021001.52双向板42.00100.00B48360032001.13双向板64.00100.00B49480045001.07双向板90.00110.00B50450015003.00单向板42.86100.00B51420039001.08双向板86.67100.00B52150013001.15双向板26.00100.00B53240015001.60双向板33.33100.00B54240012002.00双向板26.67100.00B55420039001.08双向板86.67100.00B56300015002.00双向板42.86100.001635结构计算模型163 5结构计算模型1635结构计算模型5结构计算模型5.1框架计算模型的确定当框架比较规则时，梁柱的刚度和荷载分布比较均匀，每层楼盖在其平面内刚度很大，并且结构的扭转反应很小时，为了计算简便，常常不计算结构纵向和横向之间的空间联系，不计各构件的抗扭作用，把纵向框架和横向框架分别按平面框架进行分析计算。确定计算简图时，框架梁与柱刚接，由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴之间的距离；框架柱嵌固于基础顶面，为简化起见，底层柱高从基础顶面算至二层楼面标高处，中间层柱高可以从下层楼面标高算至上一层楼面标高，顶层柱高可以由顶层楼面标高算至屋面标高。本设计首层2800mm，室内地坪标高至基础顶面距离=150mm+850mm=1000mm，所以，首层柱高为2800mm+1000mm=3800mm，其余各层柱高3000mm。取轴线上的一榀框架进行计算，计算单元平面图如图5.1所示，框架的计算简图如图5.1所示。图5.1计算单元平面图163 5结构计算模型图5.2框架的计算简图5.2框架梁、柱的线刚度计算在计算框架梁截面惯性矩I时应该考虑楼板的影响。梁的近支座部分由于受负筋弯矩的作用，楼板受拉，故其影响较小；在梁的跨中由于受正弯矩作用，楼板受压，故其影响较大。在设计计算中，一般仍假定梁的惯性矩沿梁的长度不变。对现浇楼盖的梁，中框架取I＝2Io，边框架取I＝1.5Io，这里Io为框架梁截面矩形部分的惯性矩。（其中Ec=3.00104KN/mm2）梁：柱：163 5结构计算模型标准层边柱：标准层中柱：首层边柱:首层中柱：另.0,则其余各杆件的相对线刚度为：框架梁柱的相对线刚度如图5.3所示。163 5结构计算模型图5.3框架梁柱单位线刚度1635结构计算模型1635结构计算模型1635结构计算模型1635结构计算模型1635结构计算模型1636竖向荷载标准值163 6竖向荷载标准值1636竖向荷载标准值6竖向荷载标准值6.1屋面、楼面活荷载标准值6.1.1屋面活荷载标准值《建筑结构荷载规范》GB50009-2001[6]规定:上人屋面2.0kN/m2不上人屋面0.5kN/m26.1.2楼面活荷载标准值《建筑结构荷载规范》GB50009-2001[6]规定民用住宅2.0kN/m2活动室4.0kN/m2会议室2.0kN/m2阳台2.5kN/m2公共洗衣房3.0kN/m2楼梯2.5kN/m26.2屋面、楼面及墙柱永久荷载标准值6.2.1屋面板自重标准值130mm轻质隔热砖300×300（隔热层）1.34kN/m220mm细石混凝土（刚性防水）0.02m×24kN/m3=0.48kN/m220mm1:3石灰砂浆（结合层）0.02m×17kN/m3=0.34kN/m24mmSBS沥青卷材防水（柔性防水）0.1kN/m2100mm现浇钢筋混凝土板0.10m×25kN/m3=2.5kN/m21:1:6水泥砂浆10mm打底0.01m×17kN/m3=0.17kN/m2纸筋石灰3mm0.003m×17kN/m3=0.05kN/m2总重：5.68kN/m26.2.2标准层楼面板自重标准值1.卫生间楼面板10mm陶瓷地砖面层配色水泥擦缝0.01m×19.8kN/m3=0.198kN/m220mm1:2.5干硬性水泥结合层0.02m×20kN/m3=0.4kN/m215mm1:2.5水泥砂浆找平层0.15m×20kN/m3=0.3kN/m2100mm钢筋混凝土结构层0.1m×25kN/m3=2.5kN/m2200mm填充砂0.2m×17kN/m3=3.4kN/m21:1:6水泥石灰砂浆10mm打底0.01m×17kN/m3=0.17kN/m2纸筋石灰3mm0.003m×17kN/m3=0.05kN/m2总重：7.02kN/m2163 6竖向荷载标准值1.一般楼面板10mm陶瓷地砖面层配色水泥擦缝0.01m×19.8kN/m3=0.198kN/m220mm1:2.5干硬性水泥结合层0.02m×20kN/m3=0.4kN/m215mm1:2.5水泥砂浆找平层0.015m×20kN/m3=0.3kN/m2100mm钢筋混凝土结构层0.1m×25kN/m3=2.5kN/m21:1:6水泥石灰砂浆10mm打底0.01m×17kN/m3=0.17kN/m2纸筋石灰3mm0.003m×17kN/m3=0.05kN/m2总重：3.62kN/m26.2.3梁自重标准值梁b×h＝200mm×600mm梁肋自重25kN/m3×0.25m×(0.6m-0.1m)=3.13kN/m两侧抹灰层10mm0.01m×（0.6-0.1）m×2×17kN/m3=0.17kN/m总重：3.3kN/m梁b×h＝250mm×500mm梁肋自重25kN/m3×0.25m×(0.5m-0.1m)=2.5kN/m两侧抹灰层10mm0.01m×（0.5-0.1）m×2×17kN/m3=0.136kN/m总重：2.64kN/m梁b×h＝180mm×400mm梁肋自重25kN/m3×0.18m×(0.4m-0.1m)=1.35kN/m两侧抹灰层10mm0.01m×（0.4-0.1）m×2×17kN/m3=0.102kN/m总重：1.45kN/m6.2.4柱自重标准值b×h＝400mm×450mm柱自重25kN/m3×0.4m×0.45m=4.5kN/m抹灰层10mm0.01×（0.45+0.4）×2×17kN/m3=0.29kN/m总重：4.79kN/mb×h＝450mm×550mm柱自重25kN/m3×0.45m×0.55m=6.19kN/m抹灰层10mm0.01×（0.45+0.55）×2×17kN/m3=0.34kN/m总重：6.53kN/m6.2.5墙自重标准值双面批档粘土实心砖墙常用墙厚240mm、180mm、120mm对应单位面积重分别为5.24kN/m2、4.1kN/m2、2.96kN/m2.163 6竖向荷载标准值1）外纵墙（180厚）(3-0.5-1.52/3.3)×4.1=7.45kN/m凸窗上人0.5kN/m总重:7.95kN/m2）分户墙（180厚）(3-0.6)×4.1=9.84kN/m3)内墙（120厚，梁高500）(3-0.5)×2.96=7.4kN/m4)内墙（120厚，梁高400）(3-0.4)×2.96=7.7kN/m5)女儿墙（120厚，墙高1.2米）1.2×2.96=3.55kN/m6.3框架竖向荷载标准值6.3.1框架竖向荷载组集原则为方便计算，作用于梁上的荷载可按“可能+最不利”原则进行合理简化计算。有关计算用公式及系数可查《建筑结构静力计算手册》[11]。板传至梁上的三角形或梯形荷载按固端弯矩等效转化为均布荷载，集中力无须转化。6.3.2框架竖向永久荷载和可变荷载标准值图6.1楼面平面结构布置图163 6竖向荷载标准值1.框架梁均布荷载计算（轴线⑦）纵向框架梁自重：2.64kN/m,横向框架梁自重3.3kN/m次梁1.45kN/m1）上人屋面板传荷载等效为均布荷载(无次梁)BC段，α=3.3/2/5.7=0.29恒载：5.68kN/m2×3.3/2×(1-2×0.292+0.293)×2=16.05kN/m活载:2.0kN/m2×3.3/2×(1-2×0.292+0.293)×2=5.65kN/mAB段,α=3.3/2/4.8=0.34恒载:5.68kN/m2×3.3/2×(1-2×0.342+0.343)×2=15.15kN/m活载:2.0kN/m2×3.3/2×(1-2×0.342+0.343)×2=5.33kN/mBC框架梁均布荷载为：均布恒载＝梁自重＋板传荷载gk=3.3kN/m+16.05kN/m=19.35kN/m均布活载=板传活载qk＝5.65kN/mAB框架梁均布荷载为均布恒载＝梁自重＋板传荷载gk=3.3kN/m+15.15kN/m=18.45kN/m均布活载=板传活载qk＝5.33kN/m2）楼面板板传荷载等效为均布荷载BC梁受到的板传荷载按无次梁情况简化为均布荷载：恒载：3.62kN/m2×3.3/2×(1-2×0.292+0.293)×2=10.23kN/m活载：2.0kN/m2×3.3/2×(1-2×0.292+0.293)×2=5.65kN/m梁自重：3.3kN/m梁上墙自重：9.84kN/m恒载＝梁自重＋墙自重＋板传荷载gk=10.23kN/m+3.3kN/m+9.84kN/m=23.37kN/m均布活载qk=板传荷载=5.65kN/mAB梁受到的板传荷载恒载：3.62kN/m2×3.3/2×(1-2×0.342+0.343)×2=9.65kN/m活载：2.0kN/m2×3.3/2×(1-2×0.342+0.343)×2=5.33kN/m梁自重：3.3kN/m梁上墙自重：9.8kN/m163 6竖向荷载标准值恒载＝梁自重＋墙自重＋板传荷载gk=9.65kN/m+3.3kN/m+9.84kN/m=22.79kN/m均布活载qk=板传荷载=5.33kN/m1）楼面BC梁上的集中荷载次梁①(180×400)板传荷载等效为均布荷载如下:恒载：7.02kN/m2×(卫生间)×1.5/2×5/8+3.62kN/m2×1.3/2×(1-2×0.432+0.433)=4.96kN/m活载:2.0kN/m2×1.5/2×5/8+2.0kN/m2×1.3/2×(1-2×0.432+0.433)=1.86kN/m120厚墙重:2.96kN/m2×(3-0.4)m=7.7kN/m梁自重：1.45kN/m次梁①承受的均布恒载：4.96kN/m+7.7kN/m+1.45kN/m=14.11kN/m次梁①转化为次梁②集中荷载荷载：14.11kN/m×1.5/2m=10.58KN活载：1.86kN/m×1.5/2m=1.4KN次梁②(180×400)板传荷载（近似按无次梁①考虑，且板层荷载统一取3.62kN/m2）恒载：3.62kN/m2×3.3m/2×5/8×2=7.47kN/m活载：2.0kN/m2×3.3m/2×5/8×2=4.13kN/m来自次梁①的集中力传给⑦框架梁的部分恒载：1.3/3.3×10.58KN=4.17kN活载：1.3/3.3×1.4KN=0.55kN梁自重：1.45kN/m梁上墙自重：7.7kN/m次梁②最终传到BC框架梁上的集中荷载恒载G=(7.47+1.45+7.7)×3.3/2+4.17=31.59kN活载Q=4.13×3.3/2+0.55=7.36kN1.纵向集中荷载计算若纵向框架梁轴线与柱轴线有偏离，则应在梁柱汇交节点上附加一偏心力矩。双向板传至纵向框架梁上的荷载为三角形或梯形荷载，（此处无须等效为均布荷载）再沿梁轴线传给柱子以集中荷载，通常边柱有偏心荷载而中柱则无.但柱子自重一般为轴心作用，除非为不对称变截面柱,由于柱子的轴心荷载对框架弯矩分析无影响，故柱子自重可暂缓。1）顶层柱顶女儿墙（120mm厚，1200mm高粘土砖墙）自重163 6竖向荷载标准值2.96kN/m2×1.2=3.55kN/m板传三角形分布荷载峰值恒载：5.68kN/m2×1.65m=9.37kN/m活载：2kN/m2×1.65m=3.3kN/m梁自重（250×500）：2.64kN/m对于Z15(400×450):顶层柱恒载(不含柱自重)=女儿墙+梁自重+板传荷载Gw15=3.55kN/m×3.3m+2.64kN/m×(3.3-0.4)m+9.37kN/m×3.3m/2=34.83Kn顶层柱活载=板传荷载Qw15=3.3kN/m×3.3m/2=5.45KN对于Z16(450×550)顶层柱恒载(不含柱自重)=梁自重+板传荷载Gw16=2.64kN/m×(3.3-0.45)m+9.37kN/m×3.3m/2×2=38.45KN顶层柱活载=板传荷载Qw16=(3.3kN/m×3.3/2)×2=10.89KN对于Z17Gw17=Gw15=34.83KNQW17=Qw15=5.45KN1）标准层柱顶Z15板传三角形分布荷载峰值恒载：3.62kN/m2×1.65m=5.97kN/m活载：2kN/m2×1.65m=3.3kN/m梁自重（250×500）=2.64kN/m墙自重=7.95kN/m柱顶恒载（不含自重）=墙体重+梁自重+板传荷载G15=7.95kN/m×3.3m+2.64kN/m×(3.3m-0.4m)+5.97kN/m×3.3m/2=43.74KN顶层柱活载=板传荷载Q15=3.3kN/m×3.3m/2=5.45KNZ16板传荷载163 6竖向荷载标准值恒载：7.47kN/m活载：4.13kN/m次梁集中荷载恒载:4.17KN活载:0.55KN梁自重(250×500):2.64kN/m墙体重:7.4kN/m柱顶恒载:G16=7.47kN/m×3.3m+4.17KN×2+2.64kN/m×(3.3m-0.45m)+7.4kN/m×3.3m=64.94Kn活载:Q16=4.13kN/m×3.3m+0.55KN=14.73KNZ17G17=G15=43.74KNQ17=Q15=5.45KN6.5.3框架在竖向荷载作用下的恒载总图163 6竖向荷载标准值图6.2框架在竖向荷载作用下的恒载总图163 6竖向荷载标准值6.5.4框架在竖向荷载作用下的活荷载总图图6.3活载作用在CB跨的总荷载图163 6竖向荷载标准值图6.4活载作用在BA跨的总荷载图163 7水平荷载及位移计算1637水平荷载及位移计算7水平荷载及位移计算7.1水平风荷载计算7.1.1风荷载标准值计算在水平荷载作用下，多高层框架会产生侧移，其侧移由两部分组成：总体剪切变形和总体弯曲变形。总体剪切变形是由层间剪力引起梁、柱弯曲变形所导致的框架变形，其侧移曲线和悬臂梁剪切变形曲线相似，故称为总体剪切变形。总体弯曲变形是由框架两侧边柱中轴力引起柱子伸长或缩短所导致的框架变形，其侧移曲线和悬臂梁的弯曲变形曲线相似，故称为总体弯曲变形。对于一般多高层框架，其侧移由于柱的轴向变形所引起的侧移值很小，可忽略不计，一般仅考虑梁、柱弯曲所引起的侧移，可采用D值法近似计算。框架在水平风荷载作用下的计算简图如图7.1所示。作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值按下式计算Wk=βzμsμzωo(hi+hj)B/2式中：ωo——基本风压，对于广东省江门市市区ωo＝0.6kN/m2；βz——风振系数，对于高度不超过30m或高宽比小于1.5的房屋建筑取βz＝1.0，对于高度超过30m或高宽比大于1.5的房屋建筑结构按βz＝计算；μs——风荷载体型系数，根据高层建筑风荷载体型系数表查得μs=1.3；μz——风压变化系数，因建在江门市市区中心，所以地面粗糙度为C类；hi——下层柱高；hj——上层柱高，对顶层为女儿墙高度的2倍；B——迎风面宽度B=3.3m。沿房屋高度分布风荷载标准值计算如表7.1所示。层次离地高度z(m)迎风面宽度B(m)μzβzμsωo(kN/m2)hi(m)hj(m)Wk(kN)720.953.31.2611.30.632.48.76617.953.31.211.30.6339.27514.953.31.1411.30.6338.80411.953.31.0511.30.6338.1138.953.3111.30.6337.7225.953.3111.30.6337.7212.953.3111.30.6033.86表7.1风荷载标准值计算163 7水平荷载及位移计算图7.1水平风荷载作用下框架计算简图163 7水平荷载及位移计算7.1.2侧移刚度D值计算表7.2横向2～7层D值的计算构件名称Z60.4518240Z50.4739104Z40.4919860表7.3横向底层D值的计算构件名称Z60.6312565Z50.6426220Z40.6613163　7.1.3风荷载作用下的位移验算水平荷载作用下的框架层间侧移采用弹性方法按下式计算：∆uj＝式中：Vj——第j层的总剪力；——第j层所有柱子的抗侧刚度之和；∆uj——第j层的层间侧移。第一层的层间侧移值求出之后，就可以计算各楼板标高的侧移值的顶点侧移值，各层楼板标高处的侧移值是该层下各层层间侧移之和。顶点侧移是所有各层层间侧移之和。163 7水平荷载及位移计算j层侧移顶点侧移框架在水平风荷载作用下侧移的计算如表7.4所示。层次Wj(kN)Vj(kN)∑D(kN/m)△uj(mm)h(m)△uj/h78.768.76772050.11330001/2644069.2718.02772050.23330001/1285158.8026.83772050.34730001/863448.1134.93772050.45230001/663037.7242.66772050.55330001/543027.7250.38772050.65330001/598013.8654.24519481.04429501/2826u=∑△uj=3.396mm表7.4水平风荷载作用下侧移的计算层间最大侧移值：θe=△uj/h=1/2826根据《结构抗震设计》[3]规定，高度不大于150m的框架结构，按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比△u/h不宜大于1/550，风荷载侧移满足要求。7.2水平地震作用计算7.2.1重力荷载代表值计算重力荷载代表值是结构与构配件恒载标准值和各种活荷载组合值之和。在抗震设计中，当计算地震作用的标准值和计算结构构件的地震作用效应与其他荷载效应的基本组合时，作用于结构重力荷载采用其代表值Ge，它是永久荷载和有关可变荷载的组合值之和，即式中：Gk——结构或构件的永久荷载标准值；Qki——结构或构件第i个可变荷载标准值；ψEi——第i个可变荷载的组合系数，根据可变荷载种类确定。根据《建筑抗震设计规范》[13]规定：计算地震作用时，建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。各可变荷载的组合值系数Ψc按下规定取值：(1)雪荷载0.5；(2)屋面积灰荷载0.5；(3)屋面活荷载0.0；(4)按实际情况的楼板活荷载1.0；(5)按等效均布荷载计算的楼面活荷载0.8，其他民用建筑0.5。集中于各楼层标高处各质点的重力荷载代表值Gi为本层楼面的重力荷载与上下相邻各半层的墙、柱等重力荷载之和，即顶层重力荷载为：屋面恒载(包括楼板、纵、横梁自重)，50%屋面雪荷载，屋面下半层柱自重及半层墙自重；其他层重力荷载代表值为：楼面恒载(包括楼板、纵、横梁自重)，50%楼面均布活荷载，楼面上下半层柱纵横墙自重。(1)各质点的重力代表值计算：①恒载板重163 7水平荷载及位移计算屋面：GWB=5.68kN/m2×3.3m×10.5m=196.81kN楼面板：GB=3.62kN/m2×3.3m×10.5m=125.43kN梁自重GL=3.3kN/m×(4.8+5.7)m+2.64kN/m×3.3m×3+1.45kN/m×2m×2=66.59kN柱自重2-7层GZ=3×(4.79kN/m+4.79kN/m+6.53kN/m)=48.33kNGZ底=3.8m×(4.79kN/m+4.79kN/m+6.53kN/m)=61.22kN墙重2-7层GQ=7.95kN/m×3.3m×2+9.84kN/m×10.5m+7.4kN/m×3.3m+7.7kN/m×3.3=190.86kN女儿墙Gn=3.55kN/m×3.3×2=23.43kN②活载Q=2.0kN/m2×3.3m×10.5m=69.3kN各层重力荷载代表值屋面层：G7=196.81kN+66.59kN+48.33kN/2+23.43kN+190.86kN=406.23kN2-7楼面层:G2-6=125.43kN+66.59kN+48.33kN+190.86kN+69.3kN/2=465.86kN首层:G1=125.43kN+66.59kN+(48.33+61.22)kN/2+190.86kN/2+69.3kN/2=376.88Kn各质点的重力荷载代表值如图7.2所示163 7水平荷载及位移计算图7.2各质点的重力荷载代表值7.2.2框架自振周期计算多层及高层框架结构，结构自振周期按顶点位移法计算，将各楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载作用在各楼层标高处，按弹性方法求得结构顶点的假想位移，并考虑填充墙对框架的影响，则基本周期T1半经验半理论计算公式为：T1=1.7αo式中——计算基本周期用的结构顶点假想位移，即把集中于各楼层处的重量Gi看成水平荷载，并将其作用于结构的相应楼层处，按弹性方法计算出顶点的位移(以m为单位)；αo——考虑填充墙影响基本自振周期的折减系数，框架取αo＝0.6～0.7；框架剪力墙结构取αo＝0.7～0.8。结构顶点的假想位移计算过程如表7.5所示。163 7水平荷载及位移计算层次Gi(kN)VGi=∑Gi(kN)∑D(kN/m)△Tj(m)=∑Gi/∑Dui(mm)7406.43406.43772050.00530.19616465.86872.29772050.01130.19095465.861338.15772050.01730.17964465.861804.01772050.02340.16223465.862269.87772050.02940.13892465.862735.73772050.03540.10951376.883112.61420460.07400.0740表7.5结构顶点假想侧移基本周期T1=1.7αo=1.7×0.65×=0.49s7.2.3多遇水平地震作用及楼层地震剪力计算本建筑重量和刚度沿高度分布比较均匀，高度不超过40m，变形以剪切变型为主，而其基本震型接近于倒三角形，可采用底部剪力法计算水平地震作用。根据《建筑抗震设计规范》[13]规定，江门市区的设防烈度为7度，本建筑计算时设防烈度采用7度，抗震措施时设防烈度采用8度。根据场地类别Ⅱ类和设计地震分组第一组查得特征周期值Tg=0.35s，水平多遇地震影响系数最大值αmax＝0.08。则结构水平地震影响系数可按下式计算：由Tg0.55时，必须进行裂缝验算。裂缝验算过程如表10.34所示。表10.34框架柱裂缝宽度验算10.4.4框架柱的斜截面配筋计算为了防止框架在地震作用下发生脆性剪切破坏，保证柱内纵筋和箍筋在柱破坏时能够有效地发挥作用，必须限制柱受剪截面尺寸不能太小。规范规定，矩形截面框架柱的受剪截面应符合下列条件：(1)无地震组合时(2)有地震组合时当剪跨比λ＞2时的柱为长柱当剪跨比λ≤2时的柱为短柱柱的剪跨比可按下式计算：163 10框架配筋计算式中—剪跨比，反弯点在柱高中部的框架柱，可按柱净高与2倍柱截面高度之比计算：—柱截面宽度，圆形截面柱可按面积相等的方形截面计算；—柱端截面组合的剪力设计值。—混凝土轴心抗压强度设计值；—柱截面有效高度；—承载力抗震调整系数；—混凝土强度影响系数，当C50以下时取1.0框架柱斜截面受剪同样考虑地震作用。无地震组合时有地震组合时式中N—与剪力设计值相应的轴向力；当时，取；—计算剪跨比，当λ＜1时取1，当λ＞3时，取3为了保证“强剪弱弯”，柱的设计剪力应为9度设防烈度和一级框架结构其他情况，一、二、三级抗震等级式中、—分别为柱上、下端顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值；、—柱上下端截面考虑地震作用组合的弯矩设计值；—柱端剪力增大系数，一、二、三级抗震等级分别取1.4、1.2、1.1；考虑“强剪弱弯”柱的剪力调整值见表:表10.35框架柱Z15剪力调整163 10框架配筋计算表10.36框架柱Z16剪力调整表10.37框架柱Z17剪力调整—柱的净高。箍筋加密区范围：1）柱端，取截面高度（圆柱直径）、柱净高的1/6和500mm三者的最大值；2）底层柱柱根以上不小于柱净高1/3的范围；当有刚性地面时，除柱端外尚应取刚性地面上下各500mm；3）剪跨比不大于2的柱和因设置填充墙等形成的柱净高与柱截面高度之比不大于4的短柱，取全高范围内加密；4）对框支柱，一级及二级框架的角柱，沿柱全高加密。框架柱加密区箍筋的最小直径和最大间距见表。表10.38柱箍筋加密区的箍筋最大间距和最小直径抗震等级箍筋最大间距(mm)箍筋最小直径(mm)一6d和100的较小值10二8d和100的较小值8三8d和150(柱根100)的较小值8四8d和150(柱根100)的较小值6(柱根8)在柱箍筋加密区范围内，箍筋的体积配箍率应符合：一级不小于0.8%、二级不小于0.6%、三、四级不小于0.4%。同时，规范规定柱箍筋加密区箍筋肢距，一级不宜大于200mm，二级、三级不宜大于250mm和20倍箍筋直径的较大值，四级不宜大于300mm。163 10框架配筋计算柱箍筋非加密区的体积配筋率不宜小于加密区的50%，一、二级框架柱箍筋间距不应大于10倍纵向钢筋直径，三、四级框架柱不应大于15倍纵向钢筋直径。在柱箍筋加密范围内，箍筋的体积配箍率应符合下式要求。式中—柱箍筋加密区的体积配筋率，一级不小与0.8％，二级不小于0.6％，三、四级不小于0.4％；—箍筋抗拉强度设计值和混凝土抗压强度设计值；—最小配箍特征值。其值见表10.39表10.39柱箍筋加密区的箍筋最小箍筋特征值抗震等级箍筋形式柱轴压比≤0.30.40.50.60.70.80.91.01.05三级抗震普通箍、复合箍0.060.070.090.110.130.150.170.200.22螺旋箍、连续复合螺旋箍0.050.060.070..090.110.130.150.180.20框架柱斜截面抗剪承载力计算及配箍如表163 10框架配筋计算表10.40框架柱Z15斜截面配筋计算163 10框架配筋计算表10.41框架柱Z16斜截面配筋计算163 10框架配筋计算表10.42框架柱Z17斜截面配筋计算163 10框架配筋计算16311屋盖板、次梁内力及截面配筋11屋盖板、次梁内力及截面配筋11.1内力分析理论依据11.1.1弹性理论分析弹性理论计算法计算梁、板的内力，实际上是将钢筋混凝土梁、板作为匀质弹性材料梁来考虑的，完全不考虑材料的塑性性质，这在受荷载较小，混凝土开裂的初始阶段是适用的。随着荷载的增加，由于混凝土受拉区裂缝的出现和开展，受压区混凝土的塑性变形特别是受拉钢筋屈服后的塑性变形，钢筋混凝土连续梁的内力与荷载的关系已不再是线性的，而是非线性的，连续梁的内力发生重分布，这就是通常所称的塑性内力重分布，塑性理论计算方法就是从实际出发，考虑塑性变形内力重分布来计算连续梁的内力。11.1.2塑性理论分析混凝土是一种弹塑性材料，钢筋在达到屈服时存在很大的塑性变形。混凝土出现裂缝后结构各截面的截面刚度降低很大，结构各截面刚度比与弹性阶段是不同的，混凝土超静定结构的内力和变形与荷载的关系不再是线性关系，结构按弹性理论的分析方法必然不能真实反映结构的实际受力与工作状态。按弹性理论分析结构内力与充分考虑材料塑性性能的截面承载力计算也是很不协调的。设计时可以充分考虑钢筋混凝土材料的塑性性能。钢筋混凝土在适筋的情况下，受拉钢筋屈服后，截面在维持一定数值弯矩的情况下，截面发生较大幅度的转动，转动使材料塑性变形及混凝土裂缝开展的表现。塑性铰能传递一定数量的塑性弯矩，并在塑性弯矩作用下发生有限的转动。当塑性的转动幅度超过塑性极限时，塑性铰将因塑性转动能力耗尽而破坏。塑性铰的转动幅度与弯矩的调整幅度有关，弯矩调整幅度是指按弹性理论获得的弯矩绝对值与塑性铰处塑性弯矩绝对值的相对差值。为了保证塑性铰有足够的转动能力，要求钢筋具有良好的塑性，混凝土应有较大的极限应变能力。根据《混凝土结构设计规范》[4]规定：塑性铰处截面的相对受压取高度应满足0.1≤ξ≤0.35。提高截面高度、减小相对受压高度是提高塑性铰转动能力的最有效措施。塑性理论计算法的适用范围：塑性计算法由于是按构件能出现塑性铰的情况而建立起来的一种计算方法，采用此法设计时，在使用阶段的裂缝和挠度一般较大。因此，不是在任何情况下都采用塑性计算法。通常在下列情况下应按弹性理论计算方法进行设计： (1)直接承受可动荷载或重复荷载作用的构件。(2)裂缝控制等级为一级或二级的构件。(3)采用无明显屈服台阶钢材配筋的构件。163 11屋盖板、次梁内力及截面配筋(4)要求有较高安全储备的结构。11.2屋面板计算(按弹性理论计算)屋面板有防水要求，故要对裂缝加以控制，所以屋面板计算按弹性理论计算。屋面板厚：100mm；屋面板平面布置图如图11.1所示。图11.1屋面板平面布置图恒载设计值g＝5.68kN/m2x1.2＝6.82kN/m2活荷载设计值q＝2.0kN/m2x1.4＝2.8kN/m2按弹性理论计算：在求板跨内正弯矩时，按恒载均布及活荷载棋盘式布置计算，取荷载g"＝g+0.5q＝6.82kN/m2+0.5x2.8kN/m2＝8.22kN/m2q"＝0.5q＝2.8kN/m2x0.5＝1.4kN/m2在g"作用下，各内支座可视为固定，某些区格板跨内最大正弯矩不在板的中心处，在q"作用下，各区格板四边均可视作简支，跨内最大正弯矩在中心点处，计算时，可近似取两者之和作为跨内最大正弯矩值。在求各中间支座最大负弯矩时，按恒荷载及活荷载均满布各区格板计算，区荷载：p＝g+q＝6.82kN/m2+2.8kN/m2＝9.62kN/m2计算结果和计算简图见表11.1，板间支座弯矩是不平衡的，实际应用时可近取163 11屋盖板、次梁内力及截面配筋相邻两区格板支座弯矩的平均值。表11.1屋面板内力计算区格WB1WB2lx/ly3.3/4.8=0.693.3/5.7=0.58跨内计算简图跨内μ＝0mx(8.22×0.0357+1.400×0.0696)kN/m2×(3.3m)2=4.42kN·m/m(8.22×0.0391+1.400×0.0849)kN/m2×(3.3m)2=4.79kN·m/mmy(8.22×0.0125+1.400×0.0291)kN/m2×(3.3m)2=1.56kN·m/m(8.22×0.01+1.400×0.019)kN/m2×(3.3m)2=1.15kN·m/mμ＝0.2mxμ(4.42+0.2×1.56)kN·m/m=4.73kN·m/m(4.79+0.2×1.15)kN·m/m=5.02kN·m/mmyμ(1.56+0.2×4.42)kN·m/m=2.44kN·m/m(1.15+0.2×4.79)kN·m/m=2.11kN·m/m支座计算简图m"x9.62kN/m2×0.078×(3.3m)2=8.17kN·m/m9.62kN/m2×0.082×(3.3m)2=8.59kN·m/mm"y9.62kN/m2×0.057×(3.3m)25.97kN·m/m9.62kN/m2×0.057×(3.3m)2=5.97kN·m/m区格WB3WB4lx/ly4.3/4.8=0.93.00/5.7=0.53跨内计算简图跨内μ＝0mx(8.22×0.0221+1.400×0.0456)kN/m2×(4.3m)2=4.53kN·m/m(8.22×0.0399+1.400×0.0892)kN/m2×(3.0m)2=4.08kN·m/m163 11屋盖板、次梁内力及截面配筋my(8.22×0.0165+1.400×0.0353)kN/m2×(4.3m)2=3.42kN·m/m(8.22×0.0093+1.400×0.021)kN/m2×(3.0m)2=0.95kN·m/mμ＝0.2mxμ(4.53+0.2×3.42)kN·m/m=5.2kN·m/m(4.08+0.2×0.95)kN·m/m=4.27kN·m/mmyμ(3.42+0.2×4.53)kN·m/m=4.33kN·m/m(0.95+0.2×4.08)kN·m/m=1.77kN·m/m支座计算简图m"x9.62kN/m2×0.0588×(4.3m)2=10.46kN·m/m9.62kN/m2×0.0827×(3.0m)2=7.16kN·m/mm"y9.62kN/m2×0.0541×(4.3m)2=9.62kN·m/m9.62kN/m2×0.057×(3.0m)2=4.94kN·m/m支座弯矩计算:WB1-WB1支座WB2-WB2支座WB1-WB2支座WB1-WB3支座WB2-WB4支座WB3-WB4支座配筋计算:各区格板跨内及支座弯矩已求得，取截面有效高度,,可近似按计算钢筋截面面积,163 11屋盖板、次梁内力及截面配筋表11.2屋面板配筋计算截面选配钢筋实配钢筋/跨中WB14.7380296Ф8@1503352.4470175Ф8@150335WB25.0280315Ф8@1503352.1170144Ф8@150335WB35.280326Ф8@1503354.3370310Ф8@150335WB44.2780263Ф8@1503351.7770167Ф8@150335支座WB1-WB25.9780374Ф10@200393WB1-WB18.1780512Ф10@150523WB2-WB28.5980538Ф10@100785WB1-WB39.3280584Ф10@100785WB2-WB47.8880564Ф10@100785WB3-WB47.2880521Ф10@100785WB5:取两者较小的值为计算跨度所以，mm弯矩计算163 11屋盖板、次梁内力及截面配筋选配φ8@150(335mm2)11.3楼面板计算(按塑性理论计算)楼面板平面布置图如图图11.2楼面板平面布置图1)双向板计算B1,B2,B4,B6,B7,B8恒载为3.62kN/㎡,活荷载为2.0kN/㎡恒载设计值活荷载设计值合计4.34kN/㎡+2.8kN/㎡=7.14N/㎡163 11屋盖板、次梁内力及截面配筋板B3恒载7.02kN/㎡,活荷载为2.0kN/㎡由于,所以此为以永久荷载控制的组合恒载设计值活载设计值合计11.48kN/㎡板B5,B9恒载3.62kN/㎡，活载2.5kN/㎡恒载设计值活载设计值合计7.84N/㎡区格B1计算跨度:,,取采用分离式配筋163 11屋盖板、次梁内力及截面配筋解得：区格B2计算跨度:,,取采用分离式配筋解得：163 11屋盖板、次梁内力及截面配筋区格B3计算跨度:,,取采用分离式配筋解得：区格B4计算跨度:,,取采用分离式配筋163 11屋盖板、次梁内力及截面配筋解得：区格B6计算跨度:,,取采用分离式配筋163 11屋盖板、次梁内力及截面配筋解得：区格B7计算跨度:,,取采用分离式配筋解得：区格B8计算跨度:,163 11屋盖板、次梁内力及截面配筋,取采用分离式配筋解得：配筋计算:表11.3楼面板配筋计算计算截面类型m(kN·m/m)rsfy(N/mm2)ho(mm)As＝m/(rsfyho)(mm2)ρminAs,min选配钢筋HPB235实配面积(mm2)(%)(mm2)B1-B1支座3.920.95210802460.306306A8@150335B4-B4支座4.30.95210802690.306306A8@150335B6-B1支座40.95210802510.306306A8@150335B7-B2支座0.720.9521080450.306306A8@150336B1-B2,B2-B4支座00.952108000.306306A8@150335B1l0x方向1.960.95210801230.306306A8@150335l0y方向0.880.9521070630.306306A8@150335B2l0x方向0.210.9521080130.306306A8@150335l0y方向0.150.9521070110.306306A8@150335B3l0x方向1.30.9521080810.306306A8@150335l0y方向0.680.9521070490.306306A8@150335B4l0x方向2.150.95210801350.306306A8@150335163 11屋盖板、次梁内力及截面配筋l0y方向0.670.9521070480.306306A8@150335B6l0x方向20.95210801250.306306A8@150335l0y方向1.60.95210701150.306306A8@150335B7l0x方向0.360.9521080230.306306A8@150335l0y方向0.0720.952107050.306306A8@150335B8l0x方向0.920.9521080580.306306A8@150335l0y方向0.740.9521070530.306306A8@150335由此可见，小户型住宅由于板较小，计算出来的配筋面积都是偏小，都是按照构造配件。2)单向板(B5、B6)计算取两者较小的值为计算跨度所以，mm弯矩计算选配φ8@150(335mm2)11.4次梁计算次梁按考虑塑性内力重分布方法计算，计算简图如图11.3所示。11.4.1次梁内力计算163 11屋盖板、次梁内力及截面配筋图11.3连续次梁计算简图由于结构对称，则可以取其一半为研究对象图11.4连续次梁计算简图由前面所算出的荷载跨中控制截面用力学求解器求出最后弯矩和剪力图如下:163 11屋盖板、次梁内力及截面配筋图11.5连续次梁弯矩、剪力图11.4.2次梁配筋计算取梁高调幅:跨中支座:判断T型截面类型，按第一类T型截面试算，故跨内截面属第一类T型截面163 11屋盖板、次梁内力及截面配筋选配支座选配斜截面受剪承载力计算满足要求按构造配件，取双支箍16312楼梯设计12楼梯设计12.1设计参数楼梯结构平面布置图如图12.1所示：楼梯开间2600mm，进深5700mm，踏步总数20，矩形双跑梯，楼梯高度3000mm，梯板水平投影长ln=270×9=2430mm。采用混凝土强度等级C30混凝土163 12楼梯设计（fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2）HPB235钢筋（fy=210N/mm2），楼梯上均布活荷载标准值q=2.0KN/m2。图12.1楼梯结构平面图12.2楼梯板计算板倾斜度tgα=150/270=0.556cosα=0.874板斜长为270×9/0.874=2780mm板厚h=(1/3~1/25)ln,取h=110mm12.2.1荷载计算梯段板的荷载：P=1.2×7.04+1.4×2.0=11.25KN/m荷载种类荷载标准值（KN/m）恒载水磨石面层（0.27+0.15）×0.65/0.27=1.01三角形踏步0.27×0.15×25×0.5/0.27=1.88斜板0.11×25/0.874=3.15板底抹灰0.02×17/0.841=0.40水泥砂浆找平(0.27+0.15)×0.02×20/0.27=0.62小计7.04活荷载2.012.2.2内力计算：板水平计算跨度ln=ln+180=2430+180=2610mm弯矩设计值M=pln2/10=11.0×2.342/10=6.02KN·m12.2.3配筋计算163 12楼梯设计受力筋选用Φ10@200,实配面积12.3平台板计算12.3.1确定板厚取h＝80mm12.3.2荷载计算平台板的荷载：荷载种类荷载标准值（KN/m）恒载水磨石面层0.6580厚混凝土板0.08×25=2.00板底抹灰0.02×17=0.34水泥砂浆找平0.02×20=0.4小计0.4活荷载2.0荷载分项系数rG=1.2rQ=1.4基本组合的总荷载设计值p=1.2×3.39+1.4×2.0=6.87kN/m12.3.3内力计算板的计算跨度l0=1.39m弯矩设计值M=pl02/10=6.87×1.392/10=1.33KN·m12.3.4配筋计算受力筋选用Φ8@200,实配面积>12.4平台梁计算：12.4.1估算平台梁截面b=200mmh=400mm12.4.2荷载计算：平台梁的荷载：163 12楼梯设计荷载种类荷载标准值（KN/m）恒载梁自重0.2×0.4×25=2梁侧粉刷0.02×（0.4-0.08）×2×17=0.22平台板传来3.39×1.39/2=2.36梯段板传来7.04×2.43/2=8.55小计13.1活荷载2.0×（1.39/2+2.43/2）=3.82荷载分项系数rG=1.2rQ=1.4基本组合的总荷载设计值p=1.2×13.1+1.4×3.82=21.07kN/m12.4.3内力计算：计算跨度：12.4.4配筋计算截面按倒L型计算翼缘宽度：梁高：属第一类截面受力筋选用2Φ14实配面积>箍筋计算满足要求。按构造配箍选用Φ8@300双肢箍。配筋简图如图10.2所示。163 12楼梯设计16313基础及承台计算13基础及承台计算13.1设计资料土层编号土层名称土层厚度(m)含水量（%）重度(KN/m3)孔隙比e塑限（%）液限（%）qsa1人工填土2.11802淤泥质土10.14917.51.312439.593粘土0.832190.86425.343.5304粉质粘土5.431.818.90.8262738245强风化岩20qsa=100kpaqpa=3800kpa163 13基础及承台计算表13.1地质资料13.2确定单桩承载力特征值承台采用C30混凝土（,）。承台底受力筋采用HRB335级钢筋（）。选用400预应力混凝土管桩进行设计，桩基安全等级取二级，桩基的重要性系数为1.0。桩截面的面积，桩截面的周长管桩换算成方桩的边长桩打入全风化层1m，则单桩承载力特征值13.3柱Z15承台的设计13.3.1考虑地震荷载作用的标准组合13.3.2初选桩的跟数暂取2根13.3.3初选承台尺寸桩矩：承台长边：取a=2.2m,桩距为1.4m。承台短边：取b=1.0m。承台埋深0.85m，承台高0.8m，桩顶深入承台100mm，钢筋保护层取100mm，承台有效高度为：。13.3.4计算桩顶荷载取承台及上土的平均重度桩顶平均竖向力：163 13基础及承台计算符合要求。单桩水平力设计值：其值远小于估算的单桩水平承载力特征值（---该数值由《基础与工程》给出），满足。相应荷载效应标准组合是作用于柱底的荷载设计值为：Fk＝1312.24kNMk＝-127.98kN.mHk＝43.634kN。扣除承台和其上填土自重后桩顶竖向力设计值：，13.3.5承台受冲切承载验算1.柱对承台的冲切柱边冲切冲切力受冲切承载力截面高度影响系数取1.0冲垮比与系数的计算取0.2163 13基础及承台计算式中――扣除承台及其上的填土自重，作用在冲切破坏锥体上相应与荷载效应基本组合的冲切设计值，冲切破坏锥体应采用自柱边或承台变阶处至相应桩顶边缘连线构成的锥体，锥体与承台底面的夹角不小于45o；――受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，取1.0，当h大于等于2000mm时，取0.9，其间按线性内差法取用；――冲切系数；――根部轴力设计值；――冲切破坏锥体的有效高度；――冲垮比；――冲切破坏锥体范围内各桩的净反力设计值之和。1.角桩对承台的冲切,――角桩冲切系数；――角桩冲垮比，其值满足0.2～1.0；――从承台底角桩内边缘引450冲切线与承台顶面或承台变阶相交点至角柱内边缘的水平距离；163 13基础及承台计算13.3.6承台受剪切承载力计算受剪切承载力截面高度影响系数计算对于Ⅰ－Ⅰ截面＝1,（介于0.3～3之间）剪切系数：式中：――受剪切承载力截面高度影响系数；――剪切系数；――计算截面冲垮比，其值满足0.3～3.0。13.3.7承台受弯承载力计算＝0构造配筋选用11B14，沿平行y轴方向均匀布置。选用8B18，沿平行X轴方向均匀布置。式中――分别垂直于y轴和x轴方向计算截面处的弯矩设计值；――垂直于y轴和x轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离；13.3.8局部受压承载力计算1.柱对承台局部承压计算163 13基础及承台计算符合要求。式中――桩基的重要度系数，一级时取1.1，二级取1.0，三级取0.95；――局部荷载设计值；――局部受压时局部强度提高系数；――混凝土局部承压面积；――柱局部受压时计算底面积；――局部受压面积边长；――局部受压面积的边至相应计算面积边的距离，其值不应大于各柱的边至承台边的最小距离。1.角桩对承台局部承压计算满足。桩基结构平面图和A-A剖面图见图163 13基础及承台计算图13.1框架柱Z12桩承台布置和配筋图163致谢163 总结总结经过三个月的努力，在老师和同学们的悉心指导下，本人顺利独立完成了本科毕业设计——XXX住宅楼建筑及结构设计。本设计分为两个部分，建筑设计阶段和结构设计阶段。建筑设计和结构设计是相辅相成的两个部分，住宅的户型会影响到结构布置，相反若要有合理的结构布置，建筑方案也要有相应的要求，不能只顾结构方案而忘了建筑方案的合理，也不能只顾建筑建筑方案而忽略了结构的合理。本建筑要求总面积4800平方米，七层住宅，六、七层为复式住宅。国家建筑部相关条文规定,“自2006年6月1日起，凡新审批、新开工的商品住房建设，套型建筑面积90平方米以下住房(含经济适用住房)面积所占比重，必须达到开发建设总面积的70%以上。”因此,发展节能节地、紧凑实用的中小户型将是未来发展的主流。本设计采用以70、90平方米为主，120平方米为辅的套型面积为建筑方案，较为符合国家房地产发展的方向。住宅的通风和采光是评定住宅性能好坏标准之一,但由于户型和建筑红线等限制，本设计存在了暗厕的情况，需设置相应的排风管道系统，而排风系统难以根除湿气和异味等情况出现，这是本方案的不足之处之一。而在采光方面，由于楼梯朝北，所以可让更多主卧和客厅的窗户面积向南，这样可以使套内主要空间光线更充足。复式住宅一般是下层供起居用，炊事、进餐、洗浴等，上层供休息睡眠和贮藏用，比较适合三代、四代同堂的大家庭居住，既满足了隔代人的相对独立，又达到了相互照应的目的。本设计中的复式楼梯选用欧式的木质或钢结构为主要材料，这种材料质量轻，经处理之后具有装饰功能，没有混凝土那样具有压抑感，因为中小户型的套内使用面积本来就有点紧张。第二部分为结构设计，该阶段是在自己定下的建筑方案和施工图基础上进行结构布置，和对框架梁、框架柱、次梁、悬挑梁、封口梁等初步估算截面。合理的结构设计，不但要节省材料、结构布置尽量齐整、力传递直接、结构稳定性好且有足够的刚度，耐久性好，同时还要方便施工。本人在进行柱截面设计时，考虑到施工原因和建筑类型是7多层住宅建筑，在层数不多的情况下对工程造价影响不是很大，固取7层同一柱截面，当然不同框架柱的截面需根据不同轴压比而确定。板厚度的确定在满足规范最小板厚要求下可按规范进行估算确定，一般宜选取中间值，不宜太接近最小值。现浇板一般宜优先考虑做成双向板，因为双向板比较经济，且双向板的支承边多，抗震的稳定性好。在抗震设计中为保证结构的延性，常常采用以下措施：控制受拉钢筋配筋率，保证一定数量受压钢筋，通过加箍筋保证纵筋不局部压屈失稳以及约束受压混凝土，对柱子限制轴压比等。通常可通过“强柱弱梁、强剪弱弯、强结点强锚固弱构件、抗震构造措施”来实现。“强柱弱梁、强剪弱弯”是建筑结构设计中非常重要的概念。虽然整个结构体系是由各种构件协调组成一体，但各个构件担任的角色不尽相同，按照其重要性也就有轻重之分。柱子造价在框架结构中是很小的，而在抗震时起着决定性的作用。163 总结在建筑结构中，柱倒了，梁会跟着倒；而梁倒了，柱还可以不倒。柱子一旦坏了会造成大面积倒塌，而且不好补救；梁板坏了一般不至于大面积倒塌，也容易补救。因此为了保证柱是在最后失效，我们故意把梁设计成相对薄弱的环节，使其破坏在先，以最大限度减少可能出现的损失。梁配筋时，梁的纵筋宜选用小直径小间距，这样有利于抗裂，但应注意钢筋间距要满足规范要求，并与梁的断面相应。梁的支座负筋不能太疏，要人为加密，钢筋在梁中的放置必须满足净距要求，特别是梁上部钢筋的净距。连续跨梁配钢筋时，支座两侧的钢筋直径尽可能相同，以便钢筋穿过支座，避免两侧不同的钢筋都在支座锚固，造成节点钢筋过密，影响节点混凝土浇灌筑。163总结163 致谢致谢在毕业设计过程中，我加深了对书本知识的理解,巩固了所学专业知识，熟悉了国家的相关规范，系统学习并掌握完成一个建筑结构设计的全过程。在此衷心感谢毕业设计指导老师XXX老师和XXX老师，详细地为我分析、讲解设计过程所遇到的难题，传授新的知识点，并提供其他各方面的帮助；同时也感谢同学们，在毕业设计过程中，我们相互讨论、相互鼓励。再次向关心和支持我的毕业设计的老师、同学、朋友表示衷心的感谢！163 参考文献参考文献[1]沈蒲生.混凝土结构设计原理.高等教育出版社，2002[2]沈蒲生.混凝土结构设计.高等教育出版社，2003[3]尚守平.结构抗震设计.高等教育出版社，2003[4]国家标准.GB50010—2002混凝土结构设计规范.中国建筑工业出版社，2002[5]国家标准.GB50007—2002建筑地基基础设计规范.中国建筑工业出版社，2002[6]国家标准.GB50009—2001建筑结构荷载规范.中国建筑工业出版社，2002[7]谢剑，赵丹.Excel在建筑工程中的应用.天津大学出版社，2004[8]江见鲸，郝亚民.建筑概念设计与选型.机械工业出版社，2004[9]董平.多高层框架结构.机械工业出版社，2005[10]《混凝土结构设计规范算例》中国建筑工业出版社，2003[11]《建筑结构静力计算手册》[12]《混凝土结构简明构造手册》[13]国家标准.GB50011-2001建筑抗震设计规范.中国建筑工业出版社，2002163'