钢筋混凝泥土框架结构毕业设计

'河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）第一章设计资料1.1工程概况本工程为郑州市第一高级中学1号宿舍楼，八层钢筋混凝土框架结构，梁板柱均为现浇，建筑面积约为5894.7m2，建筑物平面为矩形，受场地限制，宽16.5m，长为43.2m，建筑方案确定，房间开间3.6m，进深7.2m，走廊宽2.1m，层高3.3m，室内外高差为0.45m，设防烈度7度，二类场地。地震参数区划的特征周期分组为第一组，抗震等级二级。1.2结构设计资料1.2.1地质资料(1)场地概况：拟建建筑场地已经人工填土平整，地形平坦，地面高程为4.6m。(2)地层构成：勘察揭露地层，自上而下除第①层为近期人工填土外，其余均为第四全新世海陆交互相陈积。勘察深度范围内所揭露的地层，厚度变化不大，分布较均匀，其各层概况为：①杂填土：以粘土为主，含大量的垃圾和有机质，不宜作为天然地基，平均厚度2.5m。②淤泥质粉质粘土：深灰色，流塑状态。平均厚度7.1m。③细砂：以细砂为主，少量砂粉，含粘粒，饱和，松散稍密状。平均厚度为2.5m。④中砂：以中粗砂为主，饱和，属密实状态，承载力特征值为220kPa，工程地质性良好，可作为桩尖持力层。本层为揭穿。(3)地下水情况：场地地下水在勘探深度范围内分上下两个含水层，第一含水层存于第层淤泥质粉质粘土中，属上层孔隙滞水，水位高程约为4.2m；第二含水层主要存在于第③细砂层中，属孔隙潜水，具有一定的水压力。经取水样进行水质分析，判断该地下水混凝土无侵蚀性。103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）(4)工程地质评价1)场地土类型与场地类别：经过计算，本场地15m深度以内土层平均剪切波速（按各层厚度加权平均）Ｖsm=140～160m/s，即场地覆盖层厚度Dov为60m，按《建筑抗震设计规范》划分该场地类别为Ⅱ类土。2）场地地基液化判别：第③层细砂为液化土层，ＩＩＥ＝11.3，属中等液化。3)地基持力层选择与评价：第①层杂填土不宜作为天然地基；第②层淤泥质粉质粘土层为软弱下卧层；第③层细砂层为中等液化土层未经处理不可作为地基持力层；第④层中砂物理力学性质教好，可作为桩尖持力层。1.2.3地震资料根据国家地震局审批的《地震区划图及其说明》，本场地地震基本烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g，设计地震分组为第一组。1.2.4气象条件基本雪压0.4kN/m2。103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）第二章建筑设计2.1建筑平面的设计建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋个部分的组合关系。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。2.1.1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。(1)使用房间的设计一般说来，旅馆的客房要求安静，少干扰，而且有较好的朝向。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、各个墙面和构件细部，要考虑人们的使用和审美要求。(2)使用房间的面积、形状和尺寸①房间的面积103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）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：家具或设备所占的面积；人们在屋内的使用活动面积；房间内部的交通面积。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观感来确定，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。2.2建筑体型和立面设计建筑物在满足使用要求的同时，它的体型、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。建筑物的体型和立面，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，建筑体型和立面设计，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。2.2.1建筑体型和立面设计的要求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；103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）(5)符合建筑造型和立面构图的一些规律。2.2.2建筑体型的组合建筑物内部空间的组合方式，是确定外部体型的主要依据。建筑体型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。建筑体型的组合要求，主要有以下几点：(1)完整均衡、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。(2)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。(3)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。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。2.2.3建筑立面设计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、梁柱、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，设计出体型完整，形式与内容统一的建筑立面。103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）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。(1)尺度和比例尺度正确和比例协调，是使立面完整统一的重要方面。(2)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。(3)材料质感和色调配置一幢建筑物的体型和立面，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。(4)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。2.3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。解决的办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。2.3.1沉降缝(1)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变形缝。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荷载大小相差悬殊，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建筑物体型比较复杂、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连时。103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）(2)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2-1：表2-1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30～702.3.2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：(1)高度不超过15m时，可采用70mm；(2)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。103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）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。2.4建筑空间的组合建筑平面设计中，我们已经初步分析了建筑空间在水平方向的组合关系以及结构布置等有关内容，剖面设计中将着重从垂直方向考虑各种高度房间的空间组合，楼梯在剖面的位置，以及建筑空间的利用等问题。(1)高度相同或接近的房间组合高度相同、使用性质接近的房间可以组合在一起。(2)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。在建筑中通常把房间高度较高的餐厅、会客、会议等部分组织在楼下的一、二层或顶层，宿舍的房间部分相对来说它们的高度要低一些，可以按标准层的层高设计。高层建筑中通常还把高度较低的设备房间组织在同一层，成为设备层。(3)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。103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）第三章结构设计3.1结构布置及计算简图3.1.1结构布置根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑结构布置，结构布置平面示意图见图3-1。主体结构共8层，层高均为3.6m。图3-1柱网布置3.1.2初估梁、柱截面尺寸（1）外墙墙体均为250厚的加气混凝土砌块，内墙为200mm加气混凝土砌块，并用M5混合砂浆砌筑。外墙面贴棕色瓷砖，内墙面为厚抹灰。（2）楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度按高跨比条件取。（3）梁截面尺寸次梁截面高度=3600/18~3600/12=200mm~300mm，取500mm，截面宽度取b=250mm。103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）主梁截面高度=7200/15~7200/10=480mm~720mm，取，截面宽度取。由此估算梁截面尺寸见下表3-1，表中还给出了各层梁、柱和板的混凝土强度等级，其设计强度C30（，）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（）纵梁（）AC、DF跨CD跨3~8C303507003505002505001~2C30350700350500250500（4）柱截面尺寸设柱支承的楼面荷载面积上竖向荷载产生的轴向力设计值，为了计算方便，边柱与中柱取同样的截面尺寸，采用C30级混凝土。首层中柱：N=1.1Nv=1.1×12×3.3×8×7.2=2509.06A=N/=2509.06×103/14.3=175458m2=419mm2~8层中柱：N=1.1Nv=1.1×12×3.3×7×7.2=2195.4A=N/=2195.4×103/14.3=153524m2=392mm如取柱截面为正方形，则首层柱截面尺寸取500mm×500mm，2～8层取柱截面尺寸取450mm×450mm。底层柱高度：h=3.3m+0.45m+0.5m—0.12m=4.13m取4.2m，其中3.3m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如图3-2：103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）图3-2框架结构计算简图3.2重力荷载标准值计算3.2.1屋面及楼面的永久荷载标准值（1）屋面（上人）：找平层：15厚水泥砂浆防水层（刚性）40厚细石混凝土防水防水层（柔性）三毡四油铺小石子找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆3％找坡103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）保温层：80厚矿渣水泥结构层：120厚现浇钢筋混凝土板V型轻钢龙骨吊顶2.5/m2合计：6.97/m2（2）标准层楼面：大理石面层，水泥砂浆接缝30厚1：3干硬性水泥砂浆面上撒2厚素水泥水泥浆结合层一道小计：结构层：120厚现浇钢筋混凝土板V型轻钢龙骨吊顶2.5kN/m2合计：4.41因此八层屋面的恒荷载为：(12×3.6)×(7.2×2+2.1)×6.97=4968.22kN一~七层楼面荷载：(12×3.6)×(7.2×2+2.1)×4.41=3143.45kN3.2.2屋面及楼面可变荷载标准值上人屋面均布活荷载标准值楼面活荷载标准值屋面雪荷载标准值=×S0=1.0×0.4=0.4式中:为屋面积雪分布系数,取因此八层屋面均布活荷载标准值为：(12×3.6)×(7.2×2+2.1)×2.0=1425.6103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）一至七层楼面均布活荷载标准值为：(12×3.6)×(7.2×2+2.1)×2.5=17823.2.3梁、柱、墙、门窗重力荷载计算梁、柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载;对墙、门、窗等可计算出单位面积上的重力荷载。具体计算过程从略，计算结果见表3-2。（1）梁自重bh=250mm500mm结构自重：25×0.25×(0.5-0.12）=2.38kN/m抹灰层：10厚混合砂浆2×0.01×(0.5-0.12)×17+0.25×0.01×17=0.17kN/m合计：2.55kN/mbh=250mm500mm结构自重：25×0.35×(0.5-0.12）=3.33kN/m抹灰层：10厚混合砂浆2×0.01×(0.5-0.12)×17+0.35×0.01×17=0.19kN/m合计：3.52kN/m结构自重：抹灰层：10厚混合砂浆2×0.01×(0.7-0.12)×17+0.35×0.01×17=0.26kN/m合计：（2）柱自重bh=500mm500mm结构自重：25×0.5×0.5=6.25kN/m抹灰层：10厚混合砂浆0.01×0.5×4×17=0.34kN/m103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）合计：6.59kN/mbh=450mm450mm结构自重：25×0.45×0.45=5.06kN/m抹灰层：10厚混合砂浆0.01×0.45×4×17=0.31kN/m合计：5.37kN/m外墙为250mm厚加气混凝土砌块，外面贴瓷砖（0.5kN/m）,内墙面为厚抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为：0.5+15×0.25+17×0.02=4.59内墙为240mm厚加气混凝土砌块，两侧均为厚混合砂浆抹灰，则内墙单位面积重力荷载为：15×0.2+17×0.02×2=3.68门窗全部采用塑钢料g=0.35表3-2梁柱重力荷载标准值层次构件（根）2-8边横梁0.350.701.055.347.2261049.631613.2中横梁0.350.501.053.522.113100.90纵梁0.250.501.052.553.648462.67柱0.450.451.105.373.3521013.641边横梁0.350.701.055.347.2261049.631613.2中横梁0.350.501.053.522.113100.90纵梁0.250.501.052.553.648462.67柱0.500.501.106.594.2521583.18103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）3.2.4重力荷载代表值集中于各质点的重力荷载，为计算单元范围内各层楼面上重力荷载代表值及上下各半层的墙、柱等重量，计算Gi时活荷载组合值系数取0.5。过程如下：底层门窗洞口面积：S外=23×1.75×2+2×1.5×2.0+1.8×2.7=91.36m2S内=0.9×2.0×22=39.60m2底层墙体自重：1613.2-4.59×91.36-39.6×3.68+(91.36+39.60)×0.35=1093.97kN二～七层门窗洞口面积：S外=24×1.75×2+2×1.5×2.0=90.00m2S内=0.9×2.0×23=41.4m2二～七层墙体自重：1613.2-4.59×90.00-41.4×3.68+(90.00+41.4)×0.35=1093.74kN顶层门窗洞口面积：S外=24×1.75×2.0+2×1.5×2.0=90.00m2S内=0.9×2.0×24=43.2m2顶层墙体自重：1613.2-4.59×90.00-43.2×3.68+(90.00+43.2）×0.35=1087.74kN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，纵横梁自重、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，楼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如下：103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）第八层：G8=4968.22+1425.6×0.5+1613.2+0.5×1013.64+1087.74=8888.78kN第七层：G7=3143.45+1782×0.5+1613.2+1013.64+1093.74=7755.03kN第六层：G6=7755.03kN第五层：G5=7755.03kN第四层：G4=7755.03kN第三层：G3=7755.03kN第二层：G2=3143.45+1782×0.5+0.5×（1013.64+1583.18）+1093.74=6426.6kN第一层:G1=3143.45+1782×0.5+1583.18+1093.74=6711.60kN图3-3各质点的重力荷载代表值103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）3.3横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算3.3.1梁、柱线刚度计算梁的线刚度，其中为混凝土弹性模量，l为梁的计算跨度，为梁截面惯性矩。柱的线刚度，其中为柱截面惯性矩，h为框架柱的计算高度。横梁线刚度计算过程见表3-3，柱线刚度计算过程见表3-4。表3-3横梁线刚度计算表类别层次mm×mm2边梁1~8350×70010×10972008.34×10106.26×1010中梁1~8350×5003.6×109210010.28×10107.71×1010注：Ec=3.00×104N/mm表3-4柱线刚度计算表层次mm(N/mm)mm×mmmm142003.00×104500×5000.52×10103.71×10102～733003.00×104450×4500.34×10103.09×10103.3.2横向框架柱的侧移刚度D值计算。横向框架侧移刚度D值计算见表3-5。表3-5横向框架侧移刚度D值计算103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）层数柱类型根数底层边框边柱6.26/3.71=1.690.59148914边框中柱(6.26+7.71)/3.71=3.770.74186764中框边柱8.34/3.71=2.250.651640522中框中柱(8.34+10.28)/3.71=5.020.791993822∑D933811二至八层边框边柱(6.26+6.26)/2×3.09=2.030.50170254边框中柱(6.26+7.71)/2×3.09=2.260.53180464中框边柱(8.34+8.34)/2×3.09=2.700.531804622中框中柱(8.34+10.28)/2×3.09=3.010.602043022∑D9867593.3.3横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算（1）横向自振周期计算结构顶点的假想侧移由下式（3-1）~（3-3）计算：（3-1）（3-2）（3-3）103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）式中—集中在层楼面处的重力荷载代表值；—为把集中在各层楼面处的重力荷载代表值式为水平荷载而得第层的层间剪力；—第层的层间侧移刚度；（、分别为第、层的层间侧移；—同层内框架的总数。计算过程见表3-6对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构，其基本自振周期可按式计算得式中—结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，框架结构取0.6~0.7；—计算结构基本自振周期用的结构顶点假想位移表3-6结构顶点的假想侧移计算层次88888.788888.789867589.0291.8677755.0316643.8198675816.9282.8667755.0324398.8498675824.7265.9657755.0332153.8798675832.59241.2647755.0339908.9098675840.44208.6737755.0347663.9398675848.30168.2326426.6054090.5398675854.82119.9316711.6060802.1393381065.1165.113.3.4水平地震作用及楼层地震剪力计算103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）本例中结构高度不超过，质量和侧移刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。结构总水平地震作用标准值按式计算，即=0.85（6711.60+6426.60+7755.035+8888.78）=51681.81地震作用按7度设计，基本地震加速度值为，类场地第一组，则设计地震动参数，Tg=0.35s。=0.04651681.81=2377.36式中—水平地震作用标准值；—相应于结构基本周期的水平地震影响系数；—结构等效重力荷载。因1.4Tg=1.4×0.35=0.4920计算截面以上各楼层活荷载总和的折减系数1.00（0.9）0.850.700.650.600.55103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）表3-19A柱内力组合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＋1.4②1.35①＋②1.2（①＋0.5②）±1.3③8柱顶M61.9316.32-17.3893.3897.2359.89105.08N156.4427.52-3.61226.26238.71199.55208.93柱底M-46.35-9.2713.38-68.60-71.84-43.79-78.58N178.0527.52-3.61252.19267.89225.48234.877柱顶M46.359.27-28.0168.6071.8424.7797.60N349.2455.86-12.25497.29527.33436.68468.53柱底M-46.35-9.2726.38-68.60-71.84-26.89-95.48N370.8555.86-12.25523.22556.51462.61494.466柱顶M46.359.27-38.5368.6071.8411.09111.27V480.0484.20-25.81693.93732.25593.02660.12柱底M-46.35-9.2736.28-68.60-71.84-14.02-108.35N501.6584.20-25.81719.86761.43618.95686.055柱顶M46.359.27-45.9968.6071.841.40120.97N610.84112.54-43.11890.56937.17744.49856.58M-46.35-9.2745.99-68.60-71.84-1.40-120.97103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）柱底N632.45112.54-43.11916.50966.35770.53882.514柱顶M46.359.27-52.9268.6071.84-7.61129.98N741.64140.88-63.811087.201142.09891.541057.45柱底M-46.35-9.2752.92-68.60-71.847.61-129.98N763.25140.88-63.811113.131171.27917.481083.383柱顶M46.359.27-58.2368.6071.84-14.52136.88N872.44169.22-87.071283.841347.011035.271261.65柱底M-46.35-9.2758.23-68.60-71.8414.52-136.88N894.05169.22-87.071309.771376.191061.201261.652柱顶M46.359.27-61.3168.6071.84-18.52140.88N894.05197.56-112.091349.941404.531046.681377.11柱底M-45.75-9.1661.31-67.72-70.9219.31-140.10N1024.85197.56-112.091506.401581.111202.641494.081柱顶M54.9911.00-72.2581.3985.24-21.34166.52N1138.59225.89-140.201682.551762.991319.581684.10柱底M-27.50-5.5088.31-40.70-42.6378.50-151.10N1164.83225.89-140.201714.041798.411351.071715.59注：表中弯矩单位为，轴力单位为kN。103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）表3-20B柱内力组合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＋1.4②1.35①＋②1.2（①＋0.5②）±1.3③8柱顶M-28.63-6.32-19.15-43.20-44.97-63.04-13.26N168.3136.02-6.47252.40263.24215.17231.99柱底M24.844.7515.6736.4638.2853.0312.29N189.9236.02-6.47278.33292.41241.11257.937柱顶M-24.84-4.75-30.76-36.46-38.28-72.657.33N386.5271.22-22.25563.53593.02477.63535.49柱底M24.844.7530.7636.4638.2872.65-7.33N408.1371.22-22.25589.46622.20503.56561.426柱顶M-24.84-4.75-42.32-36.46-38.28-87.6822.36V604.73106.42-47.11874.66922.81728.29250.77柱底M24.844.7542.3236.4638.2887.68-22.36N626.34106.42-47.11900.60951.98754.22876.705柱顶M-24.84-4.75-52.02-36.46-38.28-100.2934.97N822.94141.62-79.421185.801252.59969.251175.75柱底M24.844.7552.0236.4638.28100.29-34.97N844.55141.62-79.421211.731281.76995.191201.68103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）4柱顶M-24.84-4.75-59.88-36.46-38.28-110.5045.18N1041.15176.82-117.561496.931582.371202.641508.30柱底M24.844.7559.8836.4638.28110.50-45.18N1062.76176.82-117.561522.861611.551228.581534.233柱顶M-24.84-4.75-65.87-36.46-38.28-118.2952.97N1259.36212.02-160.411808.061912.161429.911846.98柱底M24.844.7565.8736.4638.28118.29-52.97N1280.97212.02-160.411833.991941.331455.841872.912柱顶M-24.84-4.75-69.37-36.46-38.28-122.8457.52N1477.57247.22-206.492119.192241.941652.981649.84柱底M23.964.7769.3735.4337.12121.80-58.57N1499.18247.22-206.492145.122271.111678.912215.791柱顶M-28.92-5.76-84.29-42.77-44.80-147.7471.42N1695.86282.43-259.182430.432571.841867.562541.42柱底M14.462.88103.0321.3822.40153.02-114.86N1722.10282.43-259.182461.922607.271899.042284.28注：表中弯矩单位为，轴力单位为kN。103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）3.4.5横向框架截面设计（1）承载力抗力调整系数考虑地震作用时，结构构件的截面设计采用下面的表达式：S式中：——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：在截面配筋时，组合表中与地震力组合的内力均应乘以后再与静力组合的内力进行比较，挑选出最不利内力。表3-21承载力抗震调整系数材料结构构件受力状态钢筋混凝土梁受弯0.75轴压比小于0.15的柱偏压0.75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（2）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3-16所示。图中M单位为kN·m，V的单位为kN。103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）图3-16第一层梁内力示意图已知条件：混凝土强度等级为C30（，），纵筋为HRB335（），箍筋为HRB235（）。梁的截面尺寸350mm×700mm,350mm×500mm两种则h01=700-35=665mm；h02=500-35=465mm构造要求：承载力抗震调整系数梁的纵向最小配筋率：箍筋的配筋率配筋计算：当梁下部受拉时按T型截面控制，当梁上部受拉时按矩形截面设计。跨中下部受拉，按T型截面设计。翼缘计算宽度按计算跨度l0考虑：b"f=/3=7200/3=2400mm当按照梁间距考虑时：；当按照翼缘厚度考虑时：=665mmh"f/=100/665=0.15>0.1，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后的弯矩103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）Mmax=0.75×152.68=114.51弯矩设计值为：故属于第一类截面选用222（As=760mm2）ρ=As/bh=760/350×700=0.31%>ρmin，满足要求。支座A将下部截面的222钢筋深入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋（As"=760mm2）再计算相应的受拉钢筋As，即支座A上部。说明As"富裕且达不到屈服，可近似取：支座Bl上部故A支座及Bl支座选用222（As=760mm2）103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文），满足要求。第四层梁：梁控制截面的内力如图3-17所示。图中M单位为kN·m，V的单位为kN图3-17第四层梁内力示意图同第一层梁，考虑抗震系数承载力调整系数后的弯矩Mmax=0.75×179.78=134.84弯矩设计值为故属于第一类截面选用225（As=982mm2），满足要求。支座A将下部截面的225钢筋深入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋（）再计算相应的受拉钢筋As，即支座A上部。103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文），说明As＇富裕且达不到屈服，可近似取支座Bl上部故A支座及Bl支座选用225（As=982mm2），满足要求。第八层梁：梁控制截面的内力如图3-18所示。图中M单位为kN·m，V的单位为kN。图3-18第八层梁内力示意图同第一层梁，考虑抗震系数承载力调整系数后的弯矩Mmax=0.75×149.29=111.97弯矩设计值为：故属于第一类截面103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）选用220（As=628mm2），满足要求。将下部截面的220钢筋深入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋（）再计算相应的受拉钢筋As，即支座A上部。，故支座A选用220（As=628mm2），满足要求。支座Bl上部故A支座及Bl支座选用220（As=628mm2），满足要求。梁的正截面配筋计算与结果见表3-22表3-22梁正截面的配筋计算楼层截面M//mm2/mm2实配/8支座A-66.44＜0628628220(628)1.000.26Bl-121.55＜0628643220(628)1.000.26AB111.970.007533220(628)0.26Br-125.34＜0628656222(760)0.830.43BC85.100.006456222(760)0.43103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）4支座A-169.73＜0760898225(982)0.770.40Bl-138.70＜0760734225(982)0.770.40AB134.840.009685225(982)0.40Br-171.29＜0982896225(982)1.000.56BC68.690.005380225(982)0.561支座A-146.82＜0628777222(760)0.830.30Bl-134.22＜0628710222(760)0.830.30AB114.510.008609222(760)0.30Br-198.95＜09821024225(982)1.000.40BC60.560.004304225(982)0.39（3）梁的斜截面强度计算为了防止梁的弯曲屈服前先发生剪力破坏，截面设计时，对剪力设计值进行如下调整：式中：——剪力增大系数，对二级框架取1.2；——梁的净跨，对第一层梁＝6.7m，＝2.1m；——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。、——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3-15得:AB跨：顺时针方向＝75.75；＝-233.89103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）逆时针方向＝-271.51；＝54.93BC跨：顺时针方向＝21.63；＝-198.95逆时针方向＝-21.63；＝198.95计算中＋取顺时针方向和逆时针方向中较大者。剪力调整：AB跨：BC跨：考虑承载力抗震系数一层斜截面计算见表3-23表3-23一层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（kN）180.68196.68120.14γRE（kN）153.58167.18102.12调整后（kN）200.03200.03176.95γRE（kN）170.03170.03150.41103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）b×h0（mm）350×665350×665350×6650.25βcfcbh0（kN）832.08>V832.08>V581.83>V箍筋直径φ(mm)肢数(n)n＝2，φ8n＝2，φ8n＝2，φ8AsV1（mm）50.350.350.3箍筋间距S（mm）10010080Vcs=0.7ftbh0+1.25fyvh0408.59>γRE408.59>γRE285.71>γRE＝（％）0.260.260.220.160.160.16第四层梁斜截面计算由表3-15得:AB跨：顺时针方向＝30.87；＝-226.30逆时针方向＝-184.93；＝78.54BC跨：顺时针方向＝10.66；＝-171.29逆时针方向＝-10.66；＝171.29计算中＋取顺时针方向和逆时针方向中较大者。剪力调整：AB跨：BC跨：103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）考虑承载力抗震系数第四层梁斜截面计算见表3-24表3-24第四层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（kN）171.05187.0491.59γRE（kN）145.39158.9877.85调整后（kN）188.75188.75147.97γRE（kN）160.44160.44125.77b×h0（mm）350×665350×665350×4650.25βcfcbh0（kN）832.08>832.04>581.83>箍筋直径φ（mm）肢数（n）n＝2，φ8n＝2，φ8n＝2，φ8AsV1（mm）50.350.350.3箍筋间距S（mm）100100100Vcs＝0.7ftbh0+1.25fyvh0408.59>γRE408.59>γRE285.71>γRE103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）＝（％）0.260.260.220.160.160.16第八层梁斜截面计算由表3-15得:AB跨：顺时针方向＝43.41；＝-88.59逆时针方向＝-148.66；＝126.36BC跨：顺时针方向＝92.80；＝-120.30逆时针方向＝-92.80；＝120.30计算中＋取顺时针方向和逆时针方向中较大者。剪力调整：AB跨：BC跨：考虑承载力抗震系数第八层斜截面计算见表3-25103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）表3-25第八层梁斜截面计算截面支座A右支座B左支座B右设计剪力（kN）132.18157.0232.44γRE（kN）112.35133.4727.57调整后（kN）179.45179.45174.56γRE（kN）152.53152.53148.38b×h0（mm）350×665350×665350×4650.25βcfcbh0（kN）832.08>V832.08>581.83>箍筋直径φ（mm）肢数（n）n＝2，φ8n＝2，φ8n＝2，φ8AsV1（mm）50.350.350.3箍筋间距S（mm）10010080Vcs＝0.7ftbh0+1.25fyvh0408.59>γRE408.59>γRE285.71>γRE＝（％）0.260.260.220.160.160.16103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）（3）柱截面设计①轴压比验算下表3-26给出了框架柱各层轴压比计算结果。注意，表中的和都不应考虑承载力抗震系数。由表可见，各柱的剪跨比和轴压比满足规范要求。表3-26柱的轴压比验算柱号层次/////A柱845041014.3105.08208.930.07<0.9445041014.3129.981057.450.36<0.9150046014.3166.521684.100.47<0.9B柱845041014.363.04231.990.08<0.9445041014.3110.501508.300.52<0.9150046014.3147.742541.420.71<0.9②柱正截面承载力计算梁、柱端弯矩应符合下述公式的要求：二级框架=1.2式中——节点上、下柱端顺时针或逆时针截面组合的弯矩设计值之和；——节点上、下梁端逆时针或顺时针截面组合的弯矩设计值之和。地震往返作用，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，梁应考虑逆时针方向弯矩之和，反之亦然。可以取两组中较大者计算配筋。对一、二级框架底层柱底考虑1.25的弯矩增大系数。第一层梁与B柱节点的梁端弯矩值由内力组合表3-15查得103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）：左震233.89+21.63=255.52右震54.93+198.95=253.88取=255.52kN·m第一层梁与B柱节点的柱端弯矩值由内力组合表3-18查得：左震121.80+147.74=269.54右震58.57+71.42=129.99梁端取左震，也取左震：=269.54＜1.2=1.2×255.52=306.62取=306.62将和的差值按柱的弹性分析弯矩值比分配给节点上下柱端（即I-I、II-II截面如下图3-19所示）。图3-19节点上下柱端截面103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）=121.80+16.76=138.56=147.74+20.32=168.06对底层柱底（III-III截面）的弯矩设计值应考虑增大系数1.25。=153.02×1.25=191.28根据B柱内力组合表3-18，选择最不利内力并考虑上述各种调整及抗震调整系数后，各截面控制内力如下：Ⅰ-Ⅰ截面：①=138.56×0.8=110.85=1678.91×0.8=1343.13②=37.12=2271.11Ⅱ-Ⅱ截面：①=168.06×0.8=134.45=1867.56×0.8=1494.05②=44.80=2571.84Ⅲ-Ⅲ截面：①=191.28×0.8=153.02=1899.04×0.8=1519.23②=22.40=2607.27第四层梁与B柱节点的梁端弯矩值由内力组合表3-15查得：左震184.93+10.66=195.59右震78.54+171.29=249.83取=249.83kN·m103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）第四层梁与B柱节点的柱端弯矩值由内力组合表3-18查得：左震100.29+110.50=210.79右震34.97+45.18=80.15梁端取右震，取左震：=210.79＜1.2=1.2×249.83=299.80取=299.80将和的差值按柱的弹性分析弯矩值比分配给节点上下柱端（即I-I、II-II截面）。=100.29+42.35=142.64=110.50+46.66=157.16=110.50根据B柱内力组合表3-18，选择最不利内力并考虑上述各种调整及抗震调整系数后，各截面控制内力如下：Ⅰ-Ⅰ截面：①=142.64×0.8=114.11=995.19×0.8=796.15②=38.28=1281.76Ⅱ-Ⅱ截面：①=157.16×0.8=125.73=1228.58×0.8=982.86②=38.28=1582.37Ⅲ-Ⅲ截面：①=110.50×0.8=88.40103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）=1228.58×0.8=982.86②=38.28=1611.55第八层梁与B柱节点的梁端弯矩值由内力组合表3-15查得：左震148.66+92.80=241.46右震126.36+120.30=246.66取=246.66第八层梁与B柱节点的柱端弯矩值由内力组合表3-18查得：左震53.03+72.65=125.68右震12.29+7.33=19.62梁端取右震，取左震：=125.68＞1.2=1.2×246.66=295.99取=259.99=124.89=171.10=72.65根据B柱内力组合表3-18，选择最不利内力并考虑上述各种调整及抗震调整系数后，各截面控制内力如下：Ⅰ-Ⅰ截面：①=124.89×0.8=99.91=241.11×0.8=192.89②=38.28=292.41Ⅱ-Ⅱ截面：①=171.10×0.8=136.88=477.63×0.8=382.10②=38.28=593.02Ⅲ-Ⅲ截面：①=72.65×0.8=58.12=503.56×0.8=402.85②=38.28103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）=622.20截面采用对称配筋，具体配筋底层B柱正截面见表3-25，四层B柱正截面见表3-26，八层B柱正截面见表3-27，表中：ea=h/30<20mm取ea=20mm当＜15时,取=1.0（大偏心受压）（小偏心受压）（大偏心受压）（小偏心受压）式中——轴向力对截面形心的偏心距；——附加偏心距；103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）——初始偏心距；——偏心受压构件的截面曲率修正系数；——考虑构件长细比对构件截面曲率的影响系数；——偏心距增大系数；——轴力作用点到受拉钢筋合力点的距离；——混凝土相对受压区高度；、——受拉、受压钢筋面积。表3-27柱正截面受压承载力计算（底层）截面Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-ⅢM()110.8537.12134.4544.80153.0222.40N(kN)1343.132271.111494.052571.841519.232607.27(mm)33004200(m2)500×465500×465500×465(mm)82.5316.3490.0017.42100.728.59(mm)202020202020(mm)102.5336.43110.0037.42120.7228.596.68.48.41.00.791.00.701.00.691.01.01.01.01.01.0103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）(mm)116.8847.77133.4453.83144.1644.76e(mm)331.88262.77348.44268.83359.16259.760.4040.6830.4490.7740.4570.784偏心性质大偏心小偏心大偏心小偏心大偏心小偏心775.98＜01181.48＜01138.94＜0选筋422422422实配面积(mm)1520152015200.610.610.61表3-28柱正截面受压承载力计算（四层）截面Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-ⅢM()114.1138.28125.7338.2888.4038.28N(kN)796.151281.76982.861582.37982.661611.55(mm)330033003300(m2)450×415450×415450×415(mm)143.3329.87127.9224.1989.9423.75(mm)202020202020(mm)163.3349.87147.9244.19109.9443.75103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）7.37.37.31.01.01.00.921.00.901.01.01.01.01.01.0(mm)179.1365.67163.7258.72125.7457.97e(mm)369.13255.67353.72248.72315.74247.970.2980.4800.3680.5930.3680.603偏心性质大偏心大偏心大偏心小偏心大偏心小偏心112.53＜0130.33＜0＜0＜0选筋422422422实配面积(mm)152015201520%0.750.750.75表3-29柱正截面受压承载力计算（八层）截面Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-ⅢM()99.9138.28136.8838.2858.1238.28N(kN)192.89292.41382.10593.02402.85622.20(mm)330033003300(m2)450×415450×415450×415103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）(mm)517.96130.91358.2364.55144.2761.52(mm)202020202020(mm)537.96150.91378.2384.55164.2781.527.37.37.31.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.0(mm)553.76166.71394.03100.35180.0797.32e(mm)743.76356.71584.03290.35370.07287.320.0720.1090.1430.2220.1510.233偏心性质大偏心大偏心大偏心大偏心大偏心大偏心583.69＜0666.73＜0＜0＜0选筋422422422实配面积(mm)152015201520%0.750.750.75③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：二级框架103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）式中：——柱净高；、——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，底层柱底应考虑1.5的弯矩增大系数。第一层柱：由正截面计算中第Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ截面的控制内力得：＝168.06＝191.28柱的抗剪承载力：式中：——框架的计算剪跨比，当柱反弯点在层高范围内时，可取，当时，取；当时，取；——考虑地震作用组合的框架柱轴向压力设计值，当时，取。，取，取。设柱箍筋为4肢φ10@80，则：V＝×（×1.43×500×465＋210××465＋0.056×1072.5×103）＝218.43kN>102.67kN同时柱受剪力，截面应符合如下条件：103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）即×（0.2×14.3×500×465）＝782.29kN>102.67kN，可以。第四层柱剪力设计值按下式调整：由正截面计算中第Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ截面的控制内力得：＝157.16＝110.50柱的抗剪承载力：,取。取。设柱箍筋为4肢φ10@100，则：V＝×（×1.43×450×415＋210××465＋0.056×686.4×103）＝500.44kN>97.33kN同时柱受剪力，截面应符合如下条件：即×（0.2×14.3×450×415）＝628.36kN>97.33kN，可以。第八层柱剪力设计值按下式调整：由正截面计算中第Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ截面的控制内力得：103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）柱的抗剪承载力：，取。取477.63kN。设柱箍筋为4肢φ10@100，则：V＝×（×1.43×450×415＋210××465＋0.056×458.1×103）＝474.67kN﹥88.64kN同时柱受剪力，截面应符合如下条件：即×（0.2×14.3×450×415）＝628.36kN﹥88.64kN,可以。（4）节点设计以第一层横梁与B柱相交的节点为例，进行横向节点计算：①节点核心区剪力设计值；对于二级框架：Vj——节点核心区组合的剪力设计值，=233.89+21.63=255.52（左震时）——柱的计算高度，可取节点上下柱的反弯点的距离，103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）Hc=0.50×3.3+0.55×4.2=3.96m（中框架中柱）——节点两侧梁高平均值，即为hb=(700+500)/2=600mm——节点两侧梁有效高度平均值，即为h0=(665+465)/2=565mm②节点核心区截面验算在节点设计中，首先要验算节点截面的限制条件，以防节点截面太小，核心区混凝土承受过大斜压应力致使节点混凝土先被压碎而破坏。框架节点受剪水平截面应符合如下条件：式中——节点水平截面的宽度，当验算方向的梁截面宽度不小于该侧柱截面宽度的1/2时，取等于框架柱的宽度，即＝500mm；——框架节点水平截面高度，可采用验算方向的柱截面高度，即为＝500mm；——交叉梁对节点约束的影响系数，当四侧各梁截面宽度不小于该侧柱截面宽度的1/2时，且次梁高度不小于主梁高度的3/4时，取＝1.5，其它情况下取＝1.0；——按受剪构件取值，取=(0.30×1.0×14.3×500×500)/0.85=1261.76kN>487.28kN，满足要求。103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）③节点核心区截面抗剪强度验算设计表达式为：上式中：N——取对应于剪力设计值的上柱轴向压力，由表3-17查得N=1678.91>=0.5×14.3×500×500=1787.5，取N=1678.91。——核心区验算宽度范围那箍筋总截面面积；设节点核心区箍筋为4肢φ10@100，则满足要求。3.5构造要求（1）梁端加密区的箍筋配置应符合下列要求：加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径应按下表3-30采用，当梁端纵向受拉钢筋配筋大于2％时，表中箍筋最小直径数值应增大2mm。103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）表3-30梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最下直径抗震等级加密区长（采用较大值）（㎜）箍筋最大间距（采用较小值）（㎜）箍筋最小直径一φ10二φ8三φ8四φ6注：箍筋直径部应小于纵向钢筋直径的1/4；d为纵向钢筋的直径，为梁高；梁端加密区箍筋肢距，一级不宜大于200mm和20倍箍筋直径的较大值，二三级不宜大于250mm和20倍箍筋直径的较大值，四级不宜大于300mm。（2）柱的箍筋加密范围按下列规定采用：柱端取截面高度（圆柱直径），柱净高的1/6和500mm三者的较大值；底层柱柱根不小于柱净高的1/3;当有刚性地面时，除柱端尚应取刚性地面上下各500mm；剪跨比大于2的和因填充墙等形成的柱净高与柱截面高度之比不大于4的柱，取全高；一级、二级的框架角柱，取全高。（3）柱箍筋加密区的箍筋间距和直径应符合下列要求：①一般情况下，箍筋的最大间距和最小直径应按下表3-31采用：103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）表3-31箍筋的最大间距和最小直径抗震等级箍筋最大间距（采用较小值）（㎜）箍筋最小直径（㎜）抗震等级箍筋最大间距（采用较小值）（㎜）箍筋最小直径（㎜）一φ10三φ8二φ8四φ6（柱根φ8）注：d为柱纵筋最小直径；柱根指框架底层柱的嵌固部位。②二级框架柱的箍筋直径不小于φ10且箍筋肢距不大于200mm时，除柱根外最大间距允许采用150mm；三级框架柱的截面尺寸不大于400mm时，箍筋最小直径可采用φ6；③剪跨比大于2的柱，箍筋间距不应大于100mm。④柱箍筋加密区箍筋肢距：一级不宜大于200mm，二、三级不宜250mm和20倍箍筋直径的较大值，四级不宜大于300mm。至少每隔一根纵向钢筋宜在两个方向有箍筋或拉筋约束；采用拉筋复合箍时，拉筋宜紧靠纵向钢筋并勾住箍筋。（4）框架节点核心区箍筋的最大间距和最小直径：宜按柱箍筋加密区的要求采用。一、二、三级框架节点核芯区配箍特征值分别不宜小于0.12，0.10，0.08且体积配箍率分别不宜小于0.6％、0.5％和0.4％。柱剪跨比不大于2的框架节点核芯区配箍特征值不宜小于核芯区上下柱端的较大配箍特征值。103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）第四章构件设计4.1板的配筋计算4.1.1楼面板的配筋计算（1）设计资料双向板肋梁楼板板厚120mm，楼面活荷载标准值2.0kN/m2,材料为C30级混凝土，，，HPB235级钢筋，按考虑塑性内力重分布方法计算，取1m宽板为计算单元。楼板的做法：12mm厚水理石地面，30mm厚细石混凝土，现浇钢筋混凝土板，天棚抹灰。钢筋混凝土楼盖平面示意图如图4-1：图4-1楼盖平面示意图（2）荷载计算荷载分项系数取1.35；活荷载分项系数取1.4恒载标准值12mm厚大理石地面0.012×28=0.3430mm厚细石混凝土0.03×24=0.72103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）120mm厚钢筋混凝土整浇层0.12×25=3.015mm厚天棚抹灰0.015×17=0.26合计4.32活载标准值2.0总计1.35×4.32+1.4×2.0=8.63①区格B1的计算a.计算跨度lx=2100mm；ly=3600－250=3350mm，故取，β=2.2。b.弯矩计算B1区格板为四边连续中间区格板，四周有梁，内力折减系数为0.8。取γ=0.95，hox=120-20=100mm，hoy=120-30=90mm，fy=210。Asv,min=minbh=0.31%×1000×120=372mm2103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）表4-1B1板配筋计算截面位置弯矩设计值（kN·m/m）(mm)（mm2）实配钢筋短跨跨中mx=0.8010040<372φ8@120419mm2长跨跨中==0.329018<372φ8@120419mm2短跨支座""="=β=1.7610088<372φ10@160491mm2长跨支座""="=β=0.79039<372φ10@160491mm2②区格B2的计算a.计算跨度lx=2100mm；ly=3600－250=3350mm，故取，β=2.2。b.弯矩计算B2区格板为四边连续边区格板，四周有梁,内力折减系数为0.8。短边支座a为B1与B2的共同支座，配筋于B1区格中已选定，为：φ10@160(As=491mm2)，103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）"=Asγh0=491×210×0.95×90=8.82表4-2B2板配筋计算截面位置弯矩设计值（kN·m/m）(mm)（mm2）实配钢筋短跨跨中mx=0.8010040<372φ8@120419mm2长跨跨中==0.32=0.329018<372φ8@120419mm2短跨支座""="=β=1.7610088<372φ10@160491mm2③区格B3的计算a.计算跨度lx=3600－250=3350mm；=7200－250=6950mmn=/=2.07，故取3，β=2.2。b.弯矩计算B3区格板为四边连续边区格板，四周有梁，内力折减系数为0.8。短边支座b为B1与B3的共同支座，配筋于B1区格中已选定，φ10@160(As=491mm2）故"=Asfyγh0=491×210×0.95×90=8.82/m103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）表4-3B3板配筋计算截面位置弯矩设计值（kN·m/m）(mm)（mm2）实配钢筋短跨跨中mx=2.38100119.3<372φ8@120419mm2长跨跨中==0.32=0.559030.6<372φ8@120419mm2短跨支座""="=β=5.24100262.7<372φ10@160491mm2④区格B4的计算a.计算跨度lx=3600－250=3350mm；=7200－250=6950mmn=/=2.07，故取3，β=2.2。b.弯矩计算B4区格板为四边连续角区格板，不折减。短边支座d为B2与B4的共同支座，配筋于B2区格中已选定，为φ10@160(As=491mm)，故："=Asfyγh0=491×210×0.95×90=8.82/m103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）长边支座为B3与B4的共同支座，配筋于B3区格中已选定，为φ10@160(As=491mm)，故"=Asfyγh0=413×210×0.95×100=8.24/m表4-4B4板配筋计算截面位置弯矩设计值（kN·m/m）(mm)（mm2）实配钢筋短跨跨中mx=2.98100149.37<372φ8@120419mm2长跨跨中==0.32=0.699038.43<372φ8@120419mm24.1.2屋面板的配筋计算（1）设计资料屋面为现浇混凝土屋面，板厚120mm，可上人屋面活荷载标准，楼梯间不上人屋面活荷载标准值，材料为C30级混凝土，，，HPB235级钢筋，按考虑塑性内力重分布方法计算，取1m宽板为计算单元。屋板的做法：103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）上人：15mm厚水泥砂浆找平层；40mm厚C20细石混凝土防水层（刚性）；三毡四油铺小石子防水层（柔性）；40mm厚水泥石灰焦渣砂浆找坡（3%）；80mm厚矿渣水泥保温层；120mm厚现浇钢筋混凝土板；V型轻钢龙骨吊顶；15mm厚混合砂浆抹灰。钢筋混凝土屋盖平面示意图如图4-2图4-2屋盖平面示意图（2）荷载计算荷载分项系数取1.35；活荷载分项系数取1.4上人屋面：恒载标准值15m厚水泥砂浆找平层0.015×20=0.340mm厚C20细石混凝土防水层（刚性）1.0三毡四油铺小石子防水层（柔性）0.440mm厚水泥石灰3%找坡0.04×14=0.5680mm厚矿渣水泥保温层0.08×14.5=1.16120mm厚现浇钢筋混凝土板0.12×25=3V型轻钢龙骨吊顶0.2515mm厚混合砂浆抹灰0.015×17=0.26103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）合计6.93屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者取较大值，雪荷载标准值活载标准值2.0总计1.35×6.93+1.4×2.0=12.16①区格B1的计算a.计算跨度lx=2100mm；=3600－250=3350mm，故取，=2.2。b.弯矩计算B1区格板为四边连续中间区格板，四周有梁，内力折减系数为0.8。取γ=0.95，=120－20=100mm，=120－30=90mm，=210。As,min=minbh=0.31%×1000×120=372mm2表4-5B1板配筋计算截面位置弯矩设计值（kN·m/m）(mm)（mm2）实配钢筋短跨跨中mx=1.1210056.14<372φ8@120103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）419mm2长跨跨中==0.459025.06<372φ8@120419mm2短跨支座""="=β=2.46100123.31<372φ10@160491mm2长跨支座""="=β=0.999055.14<372φ10@160491mm2②区格B2的计算a.计算跨度lx=2100mm；=3600－250=3350mm，故取α=1/n2=0.4，β=2.2b.弯矩计算B2区格板为四边连续边区格板，四周有梁，内力折减系数为0.8。短跨支座a为B1与B2的共同支座，配筋于B1区格中已选定，为φ10@160(As=491mm2)，"=Asfyγh0=491×210×0.95×90=8.82/m103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）表4-6B2板配筋计算截面位置弯矩设计值（kN·m/m）(mm)（mm2）实配钢筋短跨跨中mx=1.1210056.14<372φ8@120419mm2长跨跨中==0.459025.06<372φ8@120419mm2短跨支座""="=β=2.46100123.31<372φ10@160491mm2③区格B3的计算a.计算跨度=3600－250=3350mm；=7200－250=6950mmn=/=2.07，故取α=1/n2=0.23，β=2.2。b.弯矩计算B3区格板为四边连续边区格板，四周有梁,内力折减系数为0.8。短边支座b为B1与B3的共同支座，配筋于B1区格中已选定，为φ10@160(As=491mm)，故"=Asfyγh0=491×210×0.95×90=8.82/m103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）表4-7B3板配筋计算截面位置弯矩设计值（kN·m/m）(mm)（mm2）实配钢筋短跨跨中mx=3.36100168.42<372φ8@120419mm2长跨跨中==0.779042.88<372φ8@120419mm2短跨支座""="=β=7.39100370.42<372φ10@160491mm2④区格B4的计算a.计算跨度lx=3600－250=3350mm；=7200－250=6950mmn=/=2.07，故取α=1/n2=0.23，β=2.2。b.弯矩计算B4区格板为四边连续角区格板，不折减。短边支座d为B2与B4的共同支座，配筋于B2区格中已选定，为φ10@160(As=491mm)，故"=Asfyγh0=491×210×0.95×90=8.82/m103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）长边支座c为B3与B4的共同支座，配筋于B3区格中已选定，为φ10@160(As=491mm)，故mx"=Asfyγh0=491×210×0.95×100=9.80/m表4-8B4板配筋计算截面位置弯矩设计值（kN·m/m）(mm)（mm2）实配钢筋短跨跨中mx=4.20100210.53<372φ8@120419mm2长跨跨中==0.979054.02<372φ8@120419mm2⑤区格B5的计算a.计算跨度lx=3600－250=3350mm；=7200－250=6950mmn=/=2.07，故取α=1/n2=0.23，β=2.2b.弯矩计算B5区格板为楼梯间四边连续角区格板，四周有梁，不折减。103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）取γ=0.95，=100－20=80mm，=120－30=90mm，=210。As,min=minbh=0.31%×1000×120=372mm2.表4-9B5板配筋计算截面位置弯矩设计值（kN·m/m）(mm)（mm2）实配钢筋短跨跨中mx=4.2100210.53<372φ8@120419mm2长跨跨中==0.979054.02<372φ8@120419mm2短跨支座""="=β=9.24100463φ10@160491mm2长跨支座""="=β=2.1390118.63<372φ10@160491mm24.2楼梯设计4.2.1设计参数（1）计算简图及截面尺寸采用现浇整体式钢筋混凝土结构，其结构布置如图4-3：103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）图4-3楼梯模板图及计算（2）设计资料T1（T2）为板式楼梯，踏步尺寸为270×163，踏步面层用20厚水泥砂浆,底面用20厚石灰砂浆抹平，活荷载标准值为，砼自重为，水泥砂浆，石灰砂浆，栏杆重。混凝土为：C30，，。钢筋为：平台板或楼梯采用HRB235，；楼梯梁采用HRB335，。4.2.2梯段板的设计①确定板厚计算跨度：梯段板的厚度为：，取h=100mm②荷载计算（取1m宽板计算）踏步板的倾角：103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）板竖向高度：恒荷载计算踏步及斜板重(0.117+0.163)/2×0.27×25/0.27=3.50kN/m踏步面层重(0.27+0.163)×0.02×20/0.27=0.641kN/m板底抹灰重栏杆重0.1kN/m恒载标准值4.636恒载设计值g=1.2×4.636=5.56kN/m活荷载设计值总荷载g+q=8.363kN/m③内力计算计算跨度跨中弯矩④配筋计算受力筋选用φ10@140（=561mm²），，满足。，满足。103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）分布筋选用φ8@200。4.2.3平台板的设计平台板分两块，PB1跨度为1.8m，PB2跨度为2.3m。①荷载计算（取1m宽板计算）恒荷载计算：平台板自重（板厚100mm）0.1×1×25=2.5kN/m面层抹灰板底抹灰恒载标准值3.24kN/m恒载设计值g=1.2×3.24=3.89kN/m活荷载设计值总荷载g+q=8.363kN/m②内力计算计算跨度跨中弯矩③配筋计算PB1：103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）受力筋的选用φ6@190()，按最小配筋率配筋，受力筋选用φ6@90()。PB2：受力筋的选用φ6@90()，4.2.4平台梁的设计①荷载计算（取1m宽板计算）恒荷载计算：梯段板传来6.69×2.9/2=9.70kN/m平台板传来(0.02×20+0.02×17+0.1×25)×1.3/2=2.11kN/m侧面粉刷0.02×（0.3－0.1）×2×17=0.14梁自重()0.2×（0.3－0.1－0.1）×25=0.5q=12.45kN/m恒载设计值g=1.2×12.45=14.94kN/m103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）活荷载设计值q=2.0×1.4×(2.9/2+1.3/2)=5.88kN/m总荷载g+q=20.82kN/m②内力计算③配筋计算a.纵向钢筋（按矩形截面计算）受力筋的选用318()。钢筋净间距。b.箍筋计算架立筋选用218，箍筋选用φ6@200，双肢（n=2），满足要求。103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）结论本设计为郑州市第一高级中学宿舍楼，八层钢筋混凝土框架结构，建筑面积约5894.7m2。本次设计主要进行的是结构设计部分，大致过程如下：（1）在建筑初步设计的基础上，确定建筑的结构为钢筋混凝土框架结构；（2）进行结构布置，并初步估算、确定结构构件的截面尺寸为：柱一层500mm×500mm，二至八层450mm×450mm，横梁边跨350mm×700mm，横梁中跨350mm×500mm，纵梁250mm×500mm，板厚120mm；（3）进行水平地震力作用下侧移计算，得出满足要求。（4）对竖向荷载作用下框架的恒载活载分析、并进行内力组合及截面设计、节点验算；（5）进行楼梯、板的设计与计算，楼梯为现浇板式楼梯，楼面板和屋面板均为四周有梁的现浇混凝土连续板；（6）绘制施工图及结构图。在这次毕业设计里，我运用到了许多大学四年所学的重要理论，提高了综合运用基本理论和专业知识的水平。为了更严谨的完成设计，我还查阅了大量资料，并从中学习到了新的知识，完善了我已有的知识体系，提高了分析和研究解决结构设计等空间问题的能力，培养了我们建立理论联系实际、踏实，勤奋、认真、严格的科学作风，为毕业后尽快适应各项工作打下良好的基础。103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）参考文献[1]龙驭球，包世华主编．结构力学I．北京：高等教育出版社，2006，[2]李爱群，高振世主编．工程结构抗震设计．北京：中国建筑工业出版社，2005[3]吕西林主编．高层建筑结构．武汉：武汉理工大学出版社，2003[4]滕智明，朱金铨主编．混凝土结构及砌体结构．北京：中国建筑工业出版社，2003[5]陈伯望主编．混凝土结构设计．北京：高等教育出版社，2004[6]沈蒲生主编．混凝土结构设计．北京：高等教育出版社，2005[7]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，2002[8]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，2001[9]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，2001103 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）致谢我衷心的感谢四年来辛勤培养、淳淳教导我的各位老师，虽然我获得的知识和能力离不开自己的刻苦努力，但是更离不开大家的指导和帮助。谢谢我的父母，没有他们辛勤的付出也就没有我的今天，在这一刻，将最崇高的敬意献给你们！毕业设计是对四年大学学习的一个总结与实践，经过本次毕业设计之后，使我对所学知识有了更加深刻的认识和掌握，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、认真和严谨的学习作风，这都为以后的学习和工作打下了坚实的基础。103'