钢筋混凝土构件结构毕业设计计算书

'目录1绪论11.1工程概况11.2地理位置12结构设计计算书22.1框架结构设计任务书22.1.1设计资料22.1.2设计内容22.1.3设计依据32.1.4设计资料32.2框架结构设计计算32.2.1基本假定与基本计算说明32.2.2荷载计算42.2.3侧移计算及控制42.2.4内力计算及组合42.2.5内力组合52.2.6基础设计52.2.7施工材料52.2.8施工要求及其他设计说明62.3结构布置及计算简图62.4荷载计算82.4.1恒载标准值计算82.4.2活荷载标准值计算112.4.3竖向荷载下框架受荷总图112.4.4横向框架侧移计算172.4.5竖向荷载作用框架内力计算182.4.6梁柱端的弯矩计算192.4.7梁端剪力和轴力计算28 2.4.8风荷载计算292.4.9水平地震作用下框架的内力和侧移计算352.4.10内力组合422.5钢筋截面设计462.5.1框架梁配筋计算（仅以一层梁为例说明计算过程）462.5.2框架柱配筋计算482.5.3楼板配筋计算502.5.4楼梯配筋计算（采用平行双跑楼梯）632.5.5基础配筋计算67参考文献73致谢74附录A：图纸（另册）75 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计1绪论1.1工程概况广州大学丽景宿舍楼框架结构设计，主体为六层，钢筋混凝土框架结构。梁板柱均为现浇，建筑面积约为4404m2，建筑物平面为长方形，受场地限制，宽30m，长为55.2m，建筑方案确定，房间开间3.6m，进深8.7m，走廊宽2.7m，底层层高3.6m，其它层高3.6m，室内外高差为0.6m，设防烈度7度，二类场地。1.2地理位置宿舍楼设计位于学校的建筑群内，去其他建筑联系紧密，其内部功能室同事能提供给附近宿舍的同学。鉴于其他宿舍楼采光不好，现采用大面积的玻璃窗和门不仅仅为建筑中庭提供了充足的采光，也将城市空间引入建筑内部。图1.1总平面图77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计2结构设计计算书2.1框架结构设计任务书2.1.1设计资料（1）基本风压值：；（2）抗震设防：本工程抗震设防烈为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组，Ⅱ类场地；（3）建筑物安全等级为二级；（4）其他荷载参见《荷载规范》。（5）地基与基础：根据工程地质勘察报告，拟建场地地层从上而下各土层情况如下：1）杂填土：灰黄色、含碎砖及垃圾、结构松散2）淤泥：灰黑色、饱和、流塑状态3）粉土：黄红色、软塑4）粘土：棕红色、硬塑5）微风化砂岩：饱和单轴抗压强度标准值为表2.1地质资料层次土层承载力天然含水量（）容重孔隙比层厚塑性指数液性指数1杂填土80.032.017.01.02淤泥100.037.518.01.612.513.01.423粉土169.026.719.50.806.09.90.984粘土300.020.819.70.706.011.20.235砂岩2.1.2设计内容（1）确定梁柱截面尺寸及框架计算简图；（2）荷载计算；（3）框架纵横向侧移计算；（4）框架在水平及竖向力作用下的内力分析；（5）内力组合及截面设计；（6）基础设计。77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计2.1.3设计依据（1）国家及广东省现行的有关结构设计规范、规程及规定。（2）本工程各项批文及甲方单位要求。（3）本工程的活载取值严格按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）执行。2.1.4设计资料（1）房屋建筑学武汉工业大学出版社（2）建筑结构设计东南大学出版社（3）结构力学人民教育出版社（4）地基与基础武汉工业大学出版社（5）工程结构抗震中国建筑工业出版社（6）简明建筑结构设计手册中国建筑工业出版社（7）土木工程专业毕业设计指导科学出版社（8）实用钢筋混凝土构造手册中国建筑工业出版社（9）房屋建筑制图统一标准（BG50001-2001）中国建筑工业出版社（10）建筑设计防火规范（GBJ16-2006）中国建筑工业出版社（11）建筑楼梯模数协调标准（GBJ101-87）中国建筑工业出版社（12）建筑结构荷载规范（GB5009-2001）中国建筑工业出版社（13）建筑结构可靠度设计标准（GB50068-2001）中国建筑工业出版社（14）混凝土结构设计规范（GB50010-2010）中国建筑工业出版社（15）地基与基础设计规范（GB5007-2002）中国建筑工业出版社（16）建筑地基处理技术规范（GBJ79-91）中国建筑工业出版社（17）土建工程图与AutoCAD科学出版社全部图纸尺寸除标高以米为单位外均以毫米为单位。本工程结构图中所注标高均为结构标高。2.2框架结构设计计算2.2.1基本假定与基本计算说明1、基本假定（1）平面结构假定：该工程平面为正交布置，可认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力。77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计（2）由于结构体型规整，结构在水平荷载作用下不受扭转影响。2、计算简图在横向水平力作用下，连系梁对墙产生约束弯矩，因此将结构简化为刚接计算体系，计算简图2.1和图2.2所示。2.2.2荷载计算作用在框架结构上的荷载通常为恒载和活载。恒载包括结构自重、结构表面的粉刷层和抹灰层重、土压力、预加应力等。活荷载包括楼面和屋面活荷载、风荷载、安装荷载等。高层建筑水平力是起控制作用的荷载，包括地震作用和风力作用。地震作用计算方法按《建筑结构抗震设计规范》进行，对高度不超过40m以剪切为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，可采用底部剪力法。竖向荷载主要是结构自重（恒载）和使用荷载（活载）。结构自重可由构件截面尺寸直接计算，建筑材料单位体积重量按荷载规范取值。使用荷载（活荷载）按荷载规范取值，楼面活荷载折减系数按荷载规范取用。2.2.3侧移计算及控制框架结构的侧移由梁柱杆件弯曲变形和柱的轴向变形产生的。在层数不多的框架中，柱轴向变形引起的侧移很小，可以忽略不计。在近似计算中，一般只需计算由杆件弯曲引起的变形。当一般装修标准时，框架结构在地震作用下层间位移和层高之比、顶点位移与总高之比分别为。框架结构在正常使用条件下的变形验算要求各层的层间侧移值与该层的层高之比不宜超过的限值。2.2.4内力计算及组合1、竖向荷载下的内力计算竖向荷载下内力计算首先根据楼盖的结构平面布置，将竖向荷载传递给每榀框架。框架结构在竖向荷载下的内力计算采用分层法计算各敞口单元的内力，然后再将各敞口单元的内力进行叠加。连续梁考虑塑性内力重分布而进行调幅，按两端固定进行计算。77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计2、水平荷载下的内力计算利用D值法计算出框架在水平荷载作用下的层间水平力，然后将作用在每一层上的水平力按照该榀框架各柱的刚度比进行分配，算出各柱的剪力，再求出柱端的弯矩，利用节点平衡求出梁端弯矩。2.2.5内力组合1、荷载组合荷载组合简化如下：（1）恒荷载+活荷载；（2）恒荷载+风荷载；（3）恒载+地震荷载；2、控制截面及不利内力框架梁柱应进行组合的层一般为顶上二层，底层，混凝土强度、截面尺寸有改变层及体系反弯点所在层。框架梁控制截面及不利内力为：支座截面，跨中截面。框架柱控制截面为每层上、下截面，每截面组合：及相应的、及相应及相应。2.2.6基础设计在荷载作用下，建筑物的地基、基础和上部结构3部分彼此联系、相互制约。设计时应根据地质资料，综合考虑地基——基础——上部结构的相互作用与施工条件，通过经济条件比较，选取安全可靠、经济合理、技术先进和施工简便的地基基础方案。根据上部结构、工程地质、施工等因素，本工程优先选用桩基础。2.2.7施工材料（1）本工程中所采用的钢筋箍筋为Ⅰ级钢，,主筋为Ⅱ级钢，；（2）柱梁钢筋混凝土保护层为35mm,板为10mm；（3）钢筋的锚固和搭接按国家现行规范执行；（4）本工程所有混凝土强度等级均为C30；（5）疏散楼梯间采用200厚蒸压灰砂砖；77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计（6）填充墙面除卫生间部分隔墙采用100mm厚灰砂砖外，其他墙体均采用200mm厚的灰砂砖砌筑，门为木门，窗为铝合金窗，门窗洞口尺寸见门窗列表。（7）当门窗洞宽1000mm时,应采用钢筋砖过梁,两端伸入支座370mm并弯直钩;门窗洞宽1000mm时,设置钢筋混凝土过梁。2.2.8施工要求及其他设计说明（1）本工程上部楼板设计时未考虑较大施工堆载（均布），当外荷载达到3.0kN/m时，应采取可靠措施予以保护。（2）本工程女儿墙压顶圈梁为，内配48，6@250，构造柱为，内配410，6@250，间隔不大于2000mm。（3）施工缝接缝应认真处理，在混凝土浇筑前必须清除杂物，洗净湿润，在刷2度纯水泥浆后，用高一级的水泥沙浆接头，再浇筑混凝土。（4）未详尽说明处，按相关规范执行。2.3结构布置及计算简图根据该房屋的使用功能及建筑设计的需求，进行了建筑平面、立面、及剖面设计，其各层建筑平面剖面示意图如建筑设计图，主体结构6层，标准层层高为3.6m。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取120mm，梁截面高度按梁跨度的估算，由此估算的梁载面尺寸见表2.2，表中还给出柱板的砱强度等级：C30（，）。柱网布置见图2.1，框架计算简图见图2.2：图2.1柱网布置图77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计图2.2框架计算简图梁尺寸确定：主梁：h=（），b=（）h，又b200mm当=2700mm时，h=250～450mm；当=6600mm时，h=550～900mm；当=3600mm时，h=350～550mm；故取主梁BC、DE截面为300mm600mm；主梁CD截面为300mm450mm；纵梁取300mm500mm表2.2梁截面尺寸层次砼强度横梁（）纵梁()BC跨CD跨DE跨1-6C30300600300450300600300500柱截面尺寸可根据式估算，由表2.3、表2.4查得该框架结构在24m以上，抗震设防烈度7度，抗震等级为三级，其轴压比值。77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计表2.3抗震等级分类结构类型烈度6789框架结构高度/m24＞2424＞2424＞2424框架四三三二二一一剧场、体育等三二一一表2.4轴压比限值结构类型抗震等级一二三框架结构0.70.80.9柱截面尺寸：可按下述方法进行初步估算。（1）框架柱承受竖向荷载为主时，可先按负荷面积估算出柱轴力，再按轴心受压柱验算。考虑到弯矩影响，适当将柱轴力乘以的放大系数；（2）对于有抗震设防要求的框架结构,为保证柱有足够的延性,需要限制柱的轴压比,柱截面面积应满足下列要求：；（3）框架柱截面高度不宜小于400mm,宽度不宜小于350mm。各层重力荷载代表值可根据实际荷载计算，也可近似取值，这里近似去，由结构平面布置图可知边柱及中柱的负载面积分别为3.6m×5.4m和4.65m×5.4m。由此可得柱截面面积为：边柱：中柱：如取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别去406mm和453mm。根据上述计算结果，本设计柱截面尺寸取值为。基础采用桩基础，基础顶面距室外地平0.5m，室内外高差为0.6m,取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板底，2~6层柱高度即为层高3.6m，底层柱高度从基础顶面取至二层板面，即。框架计算简图见上图2.2。2.4荷载计算2.4.1恒载标准值计算1、屋面刚性防水屋面(有保温层)77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计40厚C20细石砼内配直径10间距150双向钢筋20厚1:3水泥砂浆找平70厚水泥防水珍珠岩块或沥青珍珠岩保温层20厚1:3水泥砂浆找平层120厚结构层　　　　　　　　　　　12厚板底抹灰层　　　　　　合计　　　　2、楼面水磨石地面(10mm面层,20mm水泥砂浆打底，素水泥打底)120厚钢筋砼板　12厚水泥沙浆　　　　　　　　　　合计　　　　　　3、BC跨梁梁自重12厚水泥砂浆抹灰合计4、CD跨梁梁自重12厚水泥砂浆抹灰合计5、柱自重柱自重12厚水泥砂浆抹灰合计墙体忽略门窗，其洞口仍按灰砂砖计算其自重，计算结果将趋向保险。77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计6、外纵墙自重标准层：纵墙（200灰砂砖）　　釉面砖外墙面　　　　　水泥粉刷内墙面　　　合计底层：纵墙（200灰砂砖）釉面砖外墙面　　　水泥粉刷内墙面合计8、内纵墙自重标准层：纵墙（200灰砂砖）　　　水泥粉刷墙面　　　　　　　合计底层：纵墙（200灰砂砖）　水泥粉刷墙面　　　　　　　　合计9、内横墙标准层B-C跨：纵墙（200灰砂砖）　　　　水泥粉刷墙面　　　　　　合计C-D跨：纵墙（200灰砂砖）　　水泥粉刷墙面　　　　　　77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计合计底层：B-C跨：纵墙（200灰砂砖）　　　水泥粉刷墙面　　　　　　　　合计C-D跨：纵墙（200灰砂砖）　水泥粉刷墙面　　　　　　　　合计2.4.2活荷载标准值计算楼面和屋面活荷载标准值，根据荷载规范查得：上人屋面　楼面：宿舍楼走道：宿舍楼楼梯：宿舍楼2.4.3竖向荷载下框架受荷总图本次设计的宿舍楼纵向柱距为3.60m,横梁跨度为3.6m，单区格板为3.60m×6.30m。，所以按双向板传递荷载，板上荷载分配如图2.3所示：77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计图2.3板面荷载分配图根据等面积法，可得到计算单元的荷载分配图2.4：图2.4计算单元的选取77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计1、B-C轴间框架屋面板荷载：板传至梁上的三角形和梯形荷载等效为均布荷载恒载　活载楼面板荷载：恒载　活载梁自重B-C轴间框架梁均布荷载：屋面梁恒载=梁自重+板传荷载活载=板传荷载楼面梁恒载=梁自重+板传荷载+墙自活载=板传荷2、C-D轴间框架梁均布荷载屋面板传荷载：恒载　活载楼面板荷载：恒载　活载梁自重C-D轴间框架梁均布荷载：屋面梁恒载=梁自重+板传荷载活载=板传荷载楼面梁恒载=梁自重+板传荷载+墙自重77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计活载=板传荷载3、在B、E轴上的7-9轴间框架屋面板荷载：板传至梁上的三角形和梯形荷载等效为均布荷载恒载　活载楼面板荷载：恒载　活载梁自重7-9轴间框架梁均布荷载：屋面梁恒载=梁自重+板传荷载活载=板传荷载楼面梁恒载=梁自重+板传荷载+墙自活载=板传荷4、在C、D轴上的9-11轴间框架梁均布荷载屋面板传荷载：恒载　活载楼面板荷载：恒载　活载梁自重9-11轴间框架梁均布荷载：屋面梁恒载=梁自重+板传荷载活载=板传荷载楼面梁77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计恒载=梁自重+板传荷载活载=板传荷载5、梁间荷载如图2.5、2.6所示图2.5屋面板传荷载图2.6楼面板传荷载6、B柱纵向集中荷载计算（1）顶层柱女儿墙自重(做法:墙高740mm,260mm砼压顶)顶层柱恒载=女儿墙自重+梁恒载（2）标准层柱标准层柱恒载=墙自重+梁恒载7、C柱纵向集中荷载计算（1）顶层柱：顶层柱恒载=梁自重+板传荷载77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计（2）标准层柱：标准层柱恒载=内纵墙自重+梁自重+板传荷载基础顶面恒载=底层内总墙+基础梁自重结构在进行梁柱的布置时柱轴线与梁的轴线不重合，因此柱的竖向荷载对柱存在偏心。框架的竖向荷载及偏心距如图2.5所示：图2.5框架竖向荷载及偏心弯矩图77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计2.4.4横向框架侧移计算横梁线刚度计算过程见下表2.5，柱线刚度计算见表2.6：表2.5横梁线刚度计算表层次类别1-6BC跨3.0×104300×6005.4×10963002.57×1010CD跨3.0×104300×4502.2×10927002.29×1010DE跨3.0×104300×6005.4×10963002.57×1010表2.6柱线刚度计算表层次147003.0×104500×5002.13×1091.36×10102-636003.0×104500×5002.13×1091.78×1010取CD跨梁的相对线刚度为1.0，则其他为：BC跨CD跨DE跨1层柱2-6层柱相对刚度I0.9810.980.590.85框架梁柱的相对线刚度如图2.6，作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据。图2.6计算简图77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计2.4.5竖向荷载作用框架内力计算竖向荷载作用下的内力一般可采用近似法，有分层法，弯矩二次分配法和迭代法。当框架为少层少跨时，采用弯矩二次分配法较为理想。这里竖向荷载作用下的内力计算采用分层法。竖向荷载作用下,框架的内力分析除活荷载较大的工业与民用建筑.可以不考虑活荷载的不利布置,这样求得的框架内力,梁跨中弯距较考虑活载不利布置法求得的弯矩偏低,但当活载占总荷载的比例较小时,其影响很小。若活荷载占总荷载的比例较大时,可在截面配筋时,将跨中弯距乘以1.1~1.2的系数。框架横梁均布恒荷载、活荷载可从前面荷载计算中查得。具体数值见图2.7。其中框架柱的相对线刚度除底层柱之外其余各层乘以0.9。图2.7横向框架荷载作用图77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计由于柱纵向集中荷载的作用，对柱产生偏心。在恒荷载和活荷载的作用下的偏心矩如图2.8、图2.9所示：图2.8竖向恒载引起的偏心弯矩图图2.9竖向活载引起的偏心弯矩图2.4.6梁柱端的弯矩计算梁端柱端弯矩采用弯矩分配法计算。计算步骤为：（1）将原框架分为6个敞口单元，除底层柱外的其余各层柱的相对线刚度乘以0.9；（2）用弯矩分配法计算每一个敞口单元的杆端弯矩，底层柱的传递系数为0.5，其余各层柱的传递系数为1/3；（3）将分层法所得到的弯矩图叠加，并将节点不平衡弯矩进行再分配。梁端固定弯矩计算：1）恒载：屋面：77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计楼面：2）活载：屋面：楼面：分层法计算见图2.10、2.11、2.12：77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计图2.10恒载作用下顶层弯矩分配计算及弯矩图图2.11恒载作用下六-二层弯矩分配计算及弯矩图77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计图2.12恒载作用下底层弯矩分配计算及弯矩图竖向均布恒载作用下的框架弯矩图如图2.13：77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计图2.13竖向均布恒载作用下的框架弯矩图竖向均布活荷载作用下的框架内力计算方法同上，结果见图2.14、2.15、2.16：77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计图2.14活载作用下顶层弯矩分配计算及弯矩图77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计图2.15活载作用下六-二层弯矩分配计算及弯矩图图2.16活载作用下底层弯矩分配计算及弯矩图77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计图2.17活荷载作用下的弯矩图77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计对节点不平衡弯矩进行再次分配，以恒荷载作用下顶层左上节点为例：图2.17恒载作用下顶层弯矩二次分配图其余各节点弯矩分配见图中数据。活荷载作用下中间节点弯矩相差不大，不再分配，考虑梁的塑性内力重分布，本设计中梁端弯矩的调幅系数取0.8。调幅结果表2.7：表2.7梁端弯矩的调幅BC跨CD跨DF跨调幅前调幅后调幅前调幅后恒载梁左梁右梁左梁右梁左梁右梁左梁右六层27.4452.1533.0752.8527.3427.27五层56.8584.1164.9185.4733.5534.41四层56.8584.1165.0490.3633.5533.92略三层56.8584.1165.0490.3633.5533.92二层56.8584.1164.5790.6433.5533.9一层54.5584.1760.4185.8934.9834.81活载六层7.3714.817.3714.517.87.87五层9.814.7612.2416.86.386.18四层9.814.7611.0715.196.386.34三层9.814.7611.0715.196.386.34二层9.814.7611.1315.246.386.33一层9.4214.7711.4115.36.626.5777 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计2.4.7梁端剪力和轴力计算梁端剪力：柱轴力：具体计算结果见表2.8,2.9：表2.8恒载作用下BC梁端剪力计算层号616.126.653.200.9852.2154.18525.446.683.952.8681.1086.81425.446.683.953.5280.4487.47325.446.683.953.5280.4487.47225.446.683.953.6280.3387.57125.446.683.953.5480.4187.49表2.9活载作用下BC梁端剪力计算层号64.416.614.550.9913.5615.4454.416.614.550.6313.9215.1944.416.614.550.5713.9815.1334.416.614.550.5713.9815.1324.416.614.550.5713.9815.1214.416.614.550.5414.0115.09表2.10恒载作用下CD梁端剪力计算层号614.5272.719.61019.6119.61524.7112.733.36033.3633.36424.7112.733.36033.3633.36324.7112.733.36033.3633.36224.7112.733.36033.3633.36124.7112.733.36033.3633.3677 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计表2.11活载作用下CD梁端剪力计算层号65.5152.77.4507.457.4555.5152.77.4507.457.4545.5152.77.4507.457.4535.5152.77.4507.457.4525.5152.77.4507.457.4515.5152.77.4507.457.452.4.8风荷载计算本设计地区基本风压为，所设计的建筑地处街道，风压高度变化系数按B类地区考虑，风压体型系数迎风面为0.8，背风面为0.5。由于房屋的高度为28.8m<30m，且高宽比H/B=28.8/55.2=0.52＜1.5，该建筑可以不考虑脉动风压影响，此时风振系数取βz=1.0。整体结构近似为矩形，H/B=20.7/50.4=0.41＜4，取μs=1.3风荷载作用下各层的风荷载标准值及柱剪力如图2.18所示：图2.18风荷载作用位置轴横向框架梁,其负载宽度为3.6米。由式可算得沿房屋高度的风荷载标准值:77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计q(z)=3.6×0.5×βz×μs×μz，风压体型系数迎风面为0.8，背风面为0.5。计算结果见表2.10：表2.10各层的风荷载标准值离地高度（m）q1(z)/kN/m2q1(z)/kN/m223.91.31611.300.501.901.1822.71.29611.300.501.871.1719.11.23011.300.501.771.1115.51.15111.300.501.661.0411.91.05311.300.501.520.958.31.00011.300.501.440.94.71.00011.300.501.440.9对应分布荷载图如下：图2.19风荷载分布按静力等效原理将分布风荷载转化为节点集中荷载如图所示。第七层，即屋面处的集中荷载F7要考虑女儿墙的影响。F6=[1.87+(1.87+1.77)/2]×3.6/4+(1.90+1.87)/2+[1.17+(1.17+1.11)/2]×3.6/4+(1.18+1.17)/2=8.46kNF5=(1.87+1.77+1.77+1.66)×3.6/4+(1.17+1.11+1.11+1.04)×3.6/4=10.33kN同理，可算的F4=9.66kN；F3=8.97kN；F2=8.54kN；F1=8.64kN如下图：77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计（1）各层剪力为：；（2）按式计算各柱的侧移刚度，其中，其中K为梁柱线刚度比；（3）按式计算各柱的剪力值；（4）按式，确定各柱的反弯点高度比，然后按式和计算各柱上、下端的弯矩值，计算结果见下表2.11：表2.11柱反弯点高度及反弯点高度比层数柱别6边柱1.280.411010100.411.476中柱2.590.451010100.451.625边柱1.280.451010100.451.62中柱2.590.481010100.481.7284边柱1.280.461010100.461.656中柱2.590.51010100.51.83边柱1.280.461010100.461.656中柱2.590.51010100.51.82边柱1.280.510101.2500.51.8中柱2.590.510101.2500.51.81边柱1.660.58000.80000.582.726中柱3.360.55000.80000.552.58577 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计（5）按式计算梁端弯矩；（6）由梁端弯矩按式计算梁端剪力；（7）最后由梁端剪力按节点受力平衡计算柱轴力，计算结果见表2.13、2.14：表2.12柱端剪力及弯矩计算层次柱别6B1.280.390.643.141.720.411.4762.553.66C2.590.560.932.510.451.624.064.96D2.590.560.932.510.451.624.064.96E1.280.390.641.720.411.4762.553.665B1.280.390.643.143.830.451.626.207.58C2.590.560.935.570.481.7289.6210.42D2.590.560.935.570.481.7289.6210.42E1.280.390.643.830.451.626.207.584B1.280.390.643.145.800.461.6569.6011.27C2.590.560.938.430.51.815.1815.17D2.590.560.938.430.51.815.1815.17E1.280.390.645.800.461.6569.6011.273B1.280.390.643.147.630.51.813.7313.73C2.590.560.9311.080.51.819.9519.95D2.590.560.9311.080.51.819.9519.95E1.280.390.647.630.51.813.7313.732B1.280.390.643.149.380.51.816.8616.86C2.590.560.9313.610.51.824.5024.50D2.590.560.9313.610.51.824.5024.50E1.280.390.649.380.51.816.8616.861B1.660.590.441.9412.380.582.72633.7624.45C3.360.720.5314.920.552.58538.5631.55D3.360.720.5314.920.552.58538.5631.55E1.660.590.4412.380.582.72633.7624.4577 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计层次柱别M下M上边跨梁端弯矩中跨梁端弯矩M(KN•m)风荷载下梁端剪力V(KN)边跨梁跨中弯矩左梁右梁VBVC左VC右6　边柱2.553.66——3.66－0.93－0.6中柱4.064.960.4950.5052.452.51－0.93－1.865　边柱6.27.58——10.13－2.62－1.48中柱9.6210.420.4950.5057.177.31－2.62－5.424　边柱9.611.27——17.47－4.51－2.6中柱15.1815.170.4950.50512.2712.52－4.51－9.273　边柱13.7313.73——23.33－6.17－2.97中柱19.9519.950.4950.50517.3917.74－6.17－13.142　边柱16.8616.86——30.59－7.97－4.29中柱24.524.50.4950.5052222.45－7.97－16.631　边柱33.7624.45——41.31－10.46－6.78中柱38.5631.550.4950.50527.7428.31－10.46－20.97表2.13梁端弯矩、剪力表2.14柱轴力计算层次柱别M下M上风荷载下梁端剪力柱轴力VBVC左VC右NBNC6边柱2.553.66－0.93－0.93中柱4.064.96－0.93－1.86－0.935边柱6.27.58－2.62－3.55中柱9.6210.42－2.62－5.42－3.724边柱9.611.27－4.51－8.05中柱15.1815.17－4.51－9.27－8.493边柱13.7313.73－6.17－14.22中柱19.9519.95－6.17－13.14－15.462边柱16.8616.86－7.97－22.19中柱24.524.5－7.97－16.63－24.121边柱33.7624.45－10.46－32.65中柱38.5631.55－10.46－20.97－34.6377 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计图2.21风荷载作用框架弯矩（）77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计图2.22风荷载作用框架剪力和柱轴力()2.4.9水平地震作用下框架的内力和侧移计算.表2.15横向框架层间侧移刚度（）及重力荷载代表值层次1234561.943.143.143.143.143.14重力荷载代表值95.53226.42226.42226.42226.42117（1）横向自振周期计算。《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）附录B给出了结构水平地震作用计算的底部剪力法，可按式计算基本周期。其中为结构定点的假想位移，单位为，即假想把集中荷载在各楼层的重力荷载代表值作为该楼层水平荷载来计算结构顶点的弹性水平位移。其中：77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计，为第层的层间剪力，计算过程见下表2.16：表2.16结构顶点假想位移计算层次层间相对位移695.5356.743.1418.07196.125226.42173.873.1437.30178.054226.42291.003.1437.30140.753226.42408.133.1437.30103.452226.42525.263.1437.3066.151117581.231.9428.8528.85框架结构非承重墙的影响系数取为0.7，则（2）水平地震作用及楼层地震剪力计算。对于高度不超过40m,质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主的结构，可用底部剪力法计算水平地震作用。据表3.13，结构总水平地震作用标准值如下：由《建筑抗震设计规范》（GB50011-2002）下表2.17、2.18可得，。表2.17水平地震影响系数最大值地震影响6度7度8度9度多遇地震0.040.08（0.12）0.16（0.24）0.32罕遇地震-0.50（0.72）0.90（1.20）1.40注：括号中数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。表2.18特征周期（s）设计地震分组场地类别ⅠⅡⅢⅣ第一组0.250.350.450.65第二组0.300.400.550.75第三组0.350.450.650.90则因为，所以应该考虑顶部附加水平地震作用。77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计顶部附加地震作用系数可有下表2.19：表2.19顶部附加地震作用系数0.00注：T1为结构基本自振周期各质点的水平地震作用按下列过程计算，将和代入得具体计算过程见下表2.20。各楼层剪力按计算。表2.20各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次26.323.67622.520.071.831.83622.795.531288.000.153.795.62519.1226.422237.180.266.5812.20415.5226.421815.520.215.3417.54311.9226.421393.850.164.1021.6428.3226.42972.180.112.8624.5014.7117263.060.030.7725.27各质点水平地震作用及楼层剪力沿高度分布见下图：图2.21横向水平地震作用及楼层地震剪力77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计（3）水平地震作用下的侧移验算。水平地震作用下框架结构的层间位移分别按计算，计算过程见下表2.21。表中还计算了各层的层间弹性位移角。表2.21横向水平地震作用下的侧移验算层次66.523.141.7938.9836001/2012514.833.143.8837.1936001/1205421.613.145.5933.3036001/1044326.863.146.8927.7236001/882230.573.147.8020.8336001/644131.491.9413.0313.0347001/571由表可见，最大层间弹性位移发生在第1层，其值为，满足要求，其中由《建筑抗震设计规范》（GB50011-2002）下表2.22查得：表2.22弹性层间位移角限值结构类型钢筋混凝土框架钢筋混凝土框架-剪力墙、板柱-剪力墙、框架-核心筒钢筋混凝土剪力墙、筒中筒钢筋混凝土框支层多、高层钢结构则柱端剪力及弯矩计算和梁端剪力和弯矩及柱轴力计算方法同风荷载，具体计算见表2.23、2.24：表2.23柱端剪力及弯矩计算层次柱别6B0.643.145.621.150.411.4761.692.43C0.935.621.660.451.622.73.30D0.935.621.660.451.622.73.30E0.645.621.150.411.4761.692.435B0.643.1412.22.490.451.624.034.92C0.9312.23.610.481.7286.246.76D0.9312.23.610.481.7286.246.76E0.6412.22.490.451.624.034.9277 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计4B0.643.1417.543.580.461.6565.926.95C0.9317.545.190.51.89.359.35D0.9317.545.190.51.89.359.35E0.6417.543.580.461.6565.926.953B0.643.1421.644.410.51.87.308.57C0.9321.646.410.51.811.5411.54D0.9321.646.410.51.811.5411.54E0.6421.644.410.51.87.308.572B0.643.1424.54.990.51.88.998.99C0.9324.57.260.51.813.0613.06D0.9324.57.260.51.813.0613.06E0.6424.54.990.51.88.998.991B0.441.9425.275.730.582.72615.6211.31C0.5325.276.900.552.58517.8514.60D0.5325.276.900.552.58517.8514.60E0.4425.275.730.582.72615.6211.3177 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计层次柱别M下M上边跨梁端弯矩中跨梁端弯矩M(KN•m)地震荷载下梁端剪力V(KN)边跨梁跨中弯矩左梁右梁VBVC左VC右6　边柱1.692.43——2.43－0.62－0.4中柱2.73.30.4950.5051.631.67－0.62－1.235　边柱4.034.92——6.61－1.71－0.96中柱6.246.760.4950.5054.684.78－1.71－3.544　边柱5.926.95——10.98－2.83－1.63中柱9.359.350.4950.5057.727.87－2.83－5.833　边柱7.38.57——14.49－3.76－2.07中柱11.5411.540.4950.50510.3410.55－3.76－7.812　边柱8.998.99——16.29－4.31－2.06中柱13.0613.060.4950.50512.1812.42－4.31－9.201　边柱15.6211.31——20.3－5.15－3.3中柱17.8514.60.4950.50513.6913.97－5.15－10.35表2.24梁端弯矩、剪力表2.25柱轴力计算层次柱别M下M上地震荷载下梁端剪力柱轴力VBVC左VC右NBNC6边柱1.692.43－0.62－0.62中柱2.73.3－0.62－1.23－0.625边柱4.034.92－1.71－2.33中柱6.246.76－1.71－3.54－2.454边柱5.926.95－2.83－5.16中柱9.359.35－2.83－5.83－5.453边柱7.38.57－3.76－8.92中柱11.5411.54－3.76－7.81－9.502边柱8.998.99－4.31－13.23中柱13.0613.06－4.31－9.20－14.391边柱15.6211.31－5.15－18.39中柱17.8514.6－5.15－10.35－19.5877 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计图2.21地震荷载作用框架弯矩（）77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计图2.22地震荷载作用框架剪力和柱轴力()77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计2.4.10内力组合用计算恒荷载和活荷载作用下的梁跨中弯矩，见计算表2.26表2.26横梁跨中弯矩跨别BC跨CD跨梁左梁右跨中荷载梁左梁右跨中荷载恒载六层33.0752.8544.8216.1214.2914.29－1.0514.527五层64.9185.4763.3525.44334.4134.41－11.8924.711四层65.0490.3660.8425.44333.9233.92－11.4024.711三层65.0490.3660.8425.44333.9233.92－11.4024.711二层64.5790.6460.9325.44333.933.9－11.3824.711一层60.4185.8965.3925.44334.8134.81－12.2924.711活载六层7.3714.5113.084.4127.877.87－2.845.515五层12.2416.89.504.4126.186.18－1.155.515四层11.0715.1910.894.4126.346.34－1.315.515三层11.0715.1910.894.4126.346.34－1.315.515二层11.1315.2410.844.4126.336.33－1.305.515一层11.4115.310.674.4126.576.57－1.545.515荷载组合时考虑三种荷载组合形式：（1）；（2）；（3）。具体组合见表2.27、2.28：77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计表2.27横梁内力组合表层次位置内力内力组合恒①活②地③123　　　　6　　　BM52.857.372.4373.7478.7266.58V52.2113.560.4681.6484.0563.25M29.1614.511.6355.3153.8837.12V54.1815.540.4686.7888.6965.61M14.297.871.6728.1727.1619.31V19.617.451.5933.9633.9225.60跨中MBC46.7813.080.4074.4576.2456.65MCD-1.05-2.840.00-5.24-4.27-1.26　　　5　　　　BM64.9112.246.6195.0399.8786.49V81.1013.921.31116.80123.4099.02M85.4716.804.68126.08132.18108.65V86.8115.191.31125.43132.38105.88M34.416.184.7849.9452.6347.50V33.367.454.5550.4652.4845.95跨中MBC63.359.500.9689.3295.0277.27MCD-11.89-1.150.00-15.89-17.21-14.27　　4　　　　　BM65.0411.0710.9893.5598.8792.32V80.4413.982.17116.10122.5799.34M90.3615.197.72129.70137.18118.46V87.4715.132.17126.14133.21107.78M33.926.347.8749.5852.1350.94V33.367.457.5050.4652.4849.78跨中MBC60.8410.891.6388.2693.0275.13MCD-11.40-1.310.00-15.52-16.71-13.68　　3　　　　　BM65.0411.0714.4993.5598.8796.89V80.4413.982.90116.10122.57100.29M90.3615.1910.34129.70137.18121.87V87.4715.132.90126.14133.21108.73M33.926.3410.5549.5852.1354.42V33.367.4510.0550.4652.4853.09跨中MBC60.8410.892.0788.2693.0275.70MCD-11.40-1.310.00-15.52-16.71-13.68　　　BM64.5711.1316.2993.0798.3098.6677 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计　2　　　V80.3313.983.42115.97122.43100.84M90.6415.2412.18130.10137.60124.60V87.5715.123.42126.26133.35109.53M33.906.3312.4249.5452.1056.83V33.367.4511.8350.4652.4855.41跨中MBC60.9310.842.0688.2993.1075.79MCD-11.38-1.300.00-15.48-16.67-13.66　　　　1　　　BM60.4111.4120.3088.4792.9698.88V80.4114.013.84116.11122.57101.49M85.8915.3013.69124.49131.25120.87V87.4915.093.84126.12133.21109.98M34.816.5713.9750.9753.5659.93V33.367.4513.3050.4652.4857.33跨中MBC65.3910.673.3093.4098.9482.76MCD-12.29-1.540.00-16.91-18.14-14.75表2.28框架柱内力组合表层次位置内力荷载类型内力组合恒①活②地③1236B柱上M33.077.372.4350.0052.0142.84　N96.5319.040.46142.49149.36116.43B柱下M31.297.621.6948.2249.8639.75　N112.3119.040.46161.43170.66135.37C柱上M25.586.283.3039.4940.8134.99　N92.7525.101.13146.44150.31112.77C柱下M17.575.642.7028.9829.3624.59　N108.5325.101.13165.38171.62131.705A柱上M33.624.634.9246.8350.0246.74　N338.7338.081.77459.79495.37408.78A柱下M31.525.544.0345.5848.0943.06　N354.5138.081.77478.72516.67427.72C柱上M33.494.986.7647.1650.1948.98　N377.1050.204.36522.80559.29458.19C柱下M23.333.756.2433.2535.2536.11　N392.8850.204.36541.74580.59477.134A柱上M33.525.546.9547.9850.7949.26　N580.9357.123.94777.08841.38702.2377 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计A柱下M31.525.545.9245.5848.0945.52　N596.7157.123.94796.02862.68721.17C柱上M33.115.119.3546.8949.8151.89　N661.4575.309.70899.16968.26806.35C柱下M23.333.759.3533.2535.2540.15　N677.2375.309.70918.10989.56825.283A柱上M33.525.5411.9447.9850.7955.75　N823.1376.169.231094.381187.39999.76A柱下M31.895.4910.1745.9548.5451.49　N838.9176.169.231113.321208.691018.69C柱上M33.115.1111.5446.8949.8154.73　N945.80100.4016.841275.521377.231156.86C柱下M23.313.7411.5433.2135.2142.97　N961.58100.4016.841294.461398.531175.792A柱上M32.785.608.9947.1849.8551.02　N1065.3395.2010.261411.681533.401291.73A柱下M35.515.408.9950.1753.3454.30　N1081.1195.2010.261430.611554.701310.66C柱上M33.445.1613.0647.3550.3057.11　N1230.15125.5025.261651.881786.201509.02C柱下M26.354.7813.0638.3140.3548.60　N1245.93125.5025.261670.821807.511527.951A柱上M24.906.0011.3138.2839.6244.58　N1198.11114.2414.101597.671731.691456.06A柱下M11.883.6015.6219.3019.6434.56N1218.71114.2414.101622.391759.501480.78C柱上　M24.733.9514.6035.2137.3448.66　N1365.67150.6034.721849.641994.251683.94C柱下M13.231.9917.8518.6619.8539.08　N1386.27150.6034.721874.362022.061708.6677 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计2.5钢筋截面设计根据横梁控制截面内力设计值，利用受弯构件正截面承载力和斜截面承载力计算公式，算出所需纵筋及箍筋并进行配筋。基本数据：混凝土C30钢筋HPB300,；HRB335,；考虑抗震要求内力乘以承载力抗震调整系数，系数引用见表2.29：表2.29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轴压比不小于0.15的柱偏压0.80抗震墙偏压0.85各类构件受剪，偏拉0.852.5.1框架梁配筋计算（仅以一层梁为例说明计算过程）1、正截面受弯承载力计算粱BC（）一层：跨中截面，下部实配418()，上部按构造要求配筋。梁BC和梁CD各截面受弯承载力配筋计算见表2.30：77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计表2.30框架梁正截面强度计算截面BBC跨C左C右CD跨-92.9698.94-131.25-53.5618.14300×565300×565300×565300×415300×415-69.7274.21-98.44-40.1713.610.1020.1080.1440.1090.0370.0520.11460.0750.0560.0368是是是是是422929603332218378378378284284配筋218418318218218实配面积5091018763509509%0.28%0.28%0.42%0.38%0.38%注:支座跨中2、斜截面受弯承载力计算以支座C左(一层)为例,,跨高比:满足要求。梁端箍筋加密区取双肢箍8,,S=100mm,加密区的长度，取900mm，,非加密区箍筋配置28@100。验算是否按构造要求配箍：框架梁斜截面受剪承载力配筋计算见表2.31：.77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计表2.31框架梁斜截面强度计算截面支座B支座C左支座C右122.57133.2152.48104.18113.2344.61484.77484.77356.07605.96605.96415.59<00.077<0<0<0<0加密区实配箍筋28@10028@10028@100加密区长度900900600截面支座B支座C左支座C右实配1.011.011.01非加密区实配箍筋28@15028@15028@1500.3360.3360.2240.1770.1770.1772.5.2框架柱配筋计算1、轴压比验算(C轴柱)（1）底层柱:轴压比:,则C轴柱满足要求。2、正截面受弯承载力计算柱的同一截面分别承受正反弯矩,故采用对称配筋C轴柱:一层:从柱的内力组合表可见,,为小偏心;选用N大M小的组合,最不利组合为查表得,,则柱计算长度:77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计所以因为,所以按照构造配筋,最小总配筋率，，则每侧实配4B16。3、垂直于弯矩作用平面的受压承载力按轴心受压计算一层：4、斜截面受剪承载力计算C轴柱:一层:最不利内力组合:，,77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计因为剪跨比因为,所以柱箍筋加密区的体积配筋率为:取复式箍48加密区箍筋最大间距,箍筋最小直径为6mm,所以加密区取四肢箍。柱上端加密区的长度取，取700mm，柱根取1400mm。非加密区取四肢箍。2.5.3楼板配筋计算在肋形楼盖中,四边支承板的长边与短边之比时可按双向板设计。所以,A、B、C、D区格板按双向板计算。板的区格划分见图2.20：77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计图2.20板的区格划分1、D区格板的计算（1）设计荷载恒载：水磨石地面120mm厚结构层12厚水泥砂浆合计活载：宿舍楼走道（2）计算跨度的求解内跨的计算跨度取净跨，边跨的计算跨度为净跨加上板厚的一半，边跨内跨（3）弯矩的求解跨中最大弯矩发生在活载为棋盘式布置时，它可以简化当内支座为固定的作用下的跨中弯矩值与当内支座铰支时作用下的跨中弯矩值之和。支座最大负弯矩可近似按活载满布求得，即内支座固定时，作用支座弯矩，所有区格板可分为A、B类，计算弯矩时考虑泊松比影响，取。77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计1、构件编号:D2、示意图3、依据规范《建筑结构荷载规范》GB50009-2001《混凝土结构设计规范》GB50010-20024、计算信息（1）几何参数计算跨度:，板厚:（2）材料信息混凝土等级:C30钢筋种类:HRB335最小配筋率:纵向受拉钢筋合力点至近边距离:保护层厚度:（3）荷载信息(均布荷载)永久荷载分项系数:可变荷载分项系数:准永久值系数:77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计永久荷载标准值:可变荷载标准值:（4）计算方法:弹性板（5）边界条件(上端/下端/左端/右端):固定/固定/固定/固定（6）设计参数结构重要性系数:泊松比:弯矩系数表支承条件0.75四边固定0.02960.0130﹣0.0701﹣0.05655、计算参数:（1）计算板的跨度:（2）计算板的有效高度:6、配筋计算(所以按双向板计算):（1）X向底板钢筋1)确定X向板底弯矩=0.0296×(1.200×3.890+1.400×2.000)×7.22=11.462)确定计算系数=1.00×11.46×106/(1.00×14.3×1000×100×100)=0.083)计算相对受压区高度4)计算受拉钢筋面积5)验算最小配筋率77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计<，满足最小配筋要求采取方案,实配面积503mm2。（2）Y向底板钢筋1)确定Y向板底弯矩=0.013×(1.200×3.890+1.400×2.000)×2.72=0.72)确定计算系数=1.00×0.7×106/(1.00×14.3×1000×100×100)=0.0053)计算相对受压区高度4)计算受拉钢筋面积5)验算最小配筋率>，不满足最小配筋要求，所以取最小配筋率采取方案,实配面积503mm2。（3）X向支座左边钢筋1)确定左边支座弯矩=0.0701×(1.200×3.890+1.400×2.000)×3.62=6.782)确定计算系数=1.00×6.78×106/(1.00×14.3×1000×100×100)=0.0473)计算相对受压区高度77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计4)计算受拉钢筋面5)验算最小配筋率>，不满足最小配筋要求，所以取最小配筋率采取方案10@100,实配面积。（4）X向支座右边钢筋1)确定左边支座弯矩=0.0701×(1.200×3.890+1.400×2.000)×3.62=6.782)确定计算系数=1.00×6.78×106/(1.00×14.3×1000×100×100)=0.0473)计算相对受压区高度4)计算受拉钢筋面5)验算最小配筋率>，不满足最小配筋要求，所以取最小配筋率采取方案10@100,实配面积。（5）Y向上边支座钢筋1)确定上边支座弯矩=0.0565×(1.200×3.890+1.400×2.000)×2.72=3.0762)确定计算系数77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计=1.00×3.076×106/(1.00×14.3×1000×100×100)=0.0223)计算相对受压区高度4)计算受拉钢筋面积5)验算最小配筋率>，不满足最小配筋要求，所以取最小配筋率采取方案10@100,实配面积。（6）Y向下边支座钢筋1)确定上边支座弯矩=0.0565×(1.200×3.890+1.400×2.000)×2.72=3.0762)确定计算系数=1.00×3.076×106/(1.00×14.3×1000×100×100)=0.0223)计算相对受压区高度4)计算受拉钢筋面积5)验算最小配筋率>，不满足最小配筋要求，所以取最小配筋率采取方案10@100,实配面积。77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计7、跨中挠度计算：--------按荷载效应的标准组合计算的弯矩值--------按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值（1）计算荷载效应=0.0176×(3.890+2.000)×7.22=5.374=0.0176×(3.890+1.000×2.000)×7.22=5.374（2）计算受弯构件的短期刚度1)计算按荷载荷载效应的标准组合作用下，构件纵向受拉钢筋应力=5.374×106/(0.87×100×503)=122.8032)计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率矩形截面积:=503/60000=0.838%3)计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ因为不能小于最小值0.2，所以取4)计算钢筋弹性模量与混凝土模量的比值5)计算受压翼缘面积与腹板有效面积的比值矩形截面，γf6)计算纵向受拉钢筋配筋率7)计算受弯构件的短期刚度=2.0×105×503×1002/[1.15×0.200+0.2+6×6.667×0.503%/(1+3.5×0.0)]=1.594×103（3）计算受弯构件的长期刚度1)确定考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计当时，2)计算受弯构件的长期刚度=5.374/(5.374×(2.0-1)+5.374)×1.594×103=797（4）计算受弯构件挠度=0.00248×(3.890+2.000)×7.24/797=9.501mm（5）验算挠度挠度限值，满足规范要求!8、裂缝宽度验算:（1）跨中X方向裂缝1)计算荷载效应=0.0176×(1.200×3.890+1.400×2.000)×7.22=6.8142)光面钢筋,所以取值3)计算按荷载效应的标准组合作用下，构件纵向受拉钢筋应力=6.814×106/(0.87×100×503)=155.7094)计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率矩形截面积，=503/60000=0.00838因为=0.00838<0.01,所以让=0.015)计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数=1.1-0.65×2.010/(0.0100×155.709)=0.161因为<0.2,所以让6)计算单位面积钢筋根数n7)计算受拉区纵向钢筋的等效直径deq=10×8×8/(10×0.7×8)=1177 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计8)计算最大裂缝宽度=2.1×0.200×155.709/2.0×105×(1.9×20+0.08×11/0.0100)=0.0423mm≤0.30,满足规范要求（2）跨中Y方向裂缝1)计算荷载效应=0.0176×(1.200×3.890+1.400×2.000)×7.22=6.8142)光面钢筋,所以取值3)计算按荷载荷载效应的标准组合作用下，构件纵向受拉钢筋应力=6.814×106/(0.87×100×503)=155.7094)计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率矩形截面积，=503/60000=0.00838因为=0.00838<0.01,所以让=0.015)计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ=1.1-0.65×2.010/(0.0100×155.709)=0.161因为<0.2,所以让6)计算单位面积钢筋根数n7)计算受拉区纵向钢筋的等效直径=10×8×8/(10×0.7×8)=118)计算最大裂缝宽度=2.1×0.200×155.709/2.0×105×(1.9×20+0.08×11/0.0100)=0.0423mm≤0.30,满足规范要求（3）支座上方向裂缝1)计算荷载效应77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计M=0.0513×(1.200×3.890+1.400×2.000)×7.22=19.862)光面钢筋,所以取值3)计算按荷载荷载效应的标准组合作用下，构件纵向受拉钢筋应力=19.86×106/(0.87×100×785)=290.804)计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率矩形截面积，=503/65000=0.0131因为=0.0077大于0.01,所以让=0.01315)计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数=1.1-0.65×2.010/(0.0100×290.80)=0.4496)计算单位面积钢筋根数n7)计算受拉区纵向钢筋的等效直径=10×10×10/(10×0.7×10)=148)计算最大裂缝宽度=2.1×0.326×290.80/2.0×105×(1.9×20+0.08×14/0.0100)=0.149mm≤0.30,满足规范要求（4）支座下方向裂缝1)计算荷载效应=0.0513×(1.200×3.890+1.400×2.000)×7.22=19.862)光面钢筋,所以取值3)计算按荷载荷载效应的标准组合作用下，构件纵向受拉钢筋应力=19.86×106/(0.87×100×785)=290.804)计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率矩形截面积，77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计=503/65000=0.0131因为=0.0077大于0.01,所以让=0.01315)计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数=1.1-0.65×2.010/(0.0100×290.80)=0.4496)计算单位面积钢筋根数n7)计算受拉区纵向钢筋的等效直径=10×10×10/(10×0.7×10)=148)计算最大裂缝宽度=2.1×0.326×290.80/2.0×105×(1.9×20+0.08×14/0.0100)=0.149mm≤0.30,满足规范要求（5）支座左方向裂缝1)计算荷载效应=0.0513×(1.200×3.890+1.400×2.000)×7.22=19.862)光面钢筋,所以取值3)计算按荷载荷载效应的标准组合作用下，构件纵向受拉钢筋应力=19.86×106/(0.87×100×785)=290.804)计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率矩形截面积，=503/65000=0.0131因为=0.0077大于0.01,所以让=0.01315)计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数=1.1-0.65×2.010/(0.0100×290.80)=0.4496)计算单位面积钢筋根数n7)计算受拉区纵向钢筋的等效直径77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计=10×10×10/(10×0.7×10)=148)计算最大裂缝宽度=2.1×0.326×290.80/2.0×105×(1.9×20+0.08×14/0.0100)=0.149mm≤0.30,满足规范要求（6）支座右方向裂缝1)计算荷载效应=0.0513×(1.200×3.890+1.400×2.000)×7.22=19.862)光面钢筋,所以取值3)计算按荷载荷载效应的标准组合作用下，构件纵向受拉钢筋应力=19.86×106/(0.87×100×785)=290.804)计算按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率矩形截面积，=503/65000=0.0131因为=0.0077大于0.01,所以让=0.01315)计算裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数=1.1-0.65×2.010/(0.0100×290.80)=0.4496)计算单位面积钢筋根数n7)计算受拉区纵向钢筋的等效直径=10×10×10/(10×0.7×10)=148)计算最大裂缝宽度=2.1×0.326×290.80/2.0×105×(1.9×20+0.08×14/0.0100)=0.149mm≤0.30,满足规范要求77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计2.5.4楼梯配筋计算（采用平行双跑楼梯）踏步尺寸采用150mm×300mm,共需12个踏步，梯段长3300mm，活荷载标准值，踏步面层采用30mm水磨石，底面为20mm厚混合砂浆抹灰。混凝土为C30，梁中受力筋为Ⅱ级，其余钢筋采用Ⅰ级钢。本工程采用现浇梁式楼梯，选楼梯已进行计算，开间3.6m,进深6.6m，层高3.6m，梁式楼梯是由踏步又称梯段的斜板及栏杆组成。根据经验，（1）板式楼梯的梯段板厚一般取取；（2）平台板厚按跨高比要求，取单向板最小厚度为60mm，去h=70mm。（3）梯段梁：1）TL-1:且2）TL-2:且平面布置图如下图2.21：图2.21楼梯结构平面布置图77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计1、计算示意图:2、基本资料：（1）依据规范：《建筑结构荷载规范》（GB50009－2001）《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）（2）几何参数：楼梯净跨:楼梯高度:梯板厚:踏步数:上平台楼梯梁宽度:下平台楼梯梁宽度:（3）荷载标准值：可变荷载：面层荷载：栏杆荷载：（4）材料信息：混凝土强度等级:C30,,钢筋强度等级:HRB335抹灰厚度：梯段板纵筋合力点至近边距离：支座负筋系数：77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计3、计算过程（1）楼梯几何参数：踏步高度：踏步宽度：算跨度：梯段板与水平方向夹角余弦值：（2）梯段板设计：1）荷载计算(取宽板带)荷载设计值：2）正截面受弯承载力计算：左端支座反力:右端支座反力:最大弯矩截面距左支座的距离:最大弯矩截面距左边弯折处的距离:,查表得,配筋(1号)计算面积：支座负筋(2、3号)计算面积：（3）平台板设计（PB-1）：77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计1)荷载计算(取宽板带)平台板自重：面层重：板底抹灰重：恒载标准值：活载标准值：根据《建筑结构荷载规范》（GB5009-2001）的规定，荷载设计值为取荷载设计值2)配筋计算：由于梁端与平台梁整浇，故计算跨度取支承中心线间的距离，即板跨中弯矩选用钢筋8@200(251mm2)（4）梯段梁设计（TL-1）：1）荷载计算梯段板传来的荷载：平台板传来的荷载：梁自重：荷载设计值：2)配筋计算：跨中弯矩77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计支座剪力：(取支座边缘截面处剪力)纵向钢筋计算（按倒L形截面）：判断截面类型：属于第一类T形截面。选用钢筋318（实配面积763mm2）腹筋计算，截面校核：截面尺寸满足要求。不需按计算配置箍筋，根据《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）第10.2.10条规定，箍筋钢筋直径不小于6mm，间距不宜大于200mm，故选用构造配箍8@200。4、计算结果(梯段板)（1）1号钢筋计算结果(跨中)计算面积，采用方案：10@100，实配面积：。（2）2/3号钢筋计算结果(支座)计算面积，采用方案：10@200，实配面积：。（3）4号钢筋计算结果，采用方案：8@200，实配面积：。2.5.5基础配筋计算1、确定桩的规格根据地质勘察资料，确定第4层粘土为桩端持力层。采用钢筋混凝土预制桩，桩截面为圆桩，为直径600mm，桩长为12m。混凝土强度C30,采用HRB335级钢筋,承台埋深1.8m，桩顶嵌入承台0.1m，则桩端进持力层1.0m。柱截面尺寸为，77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计由内力组合表可知，桩基作用到基础顶面处的设计荷载为：，，。2、确定单桩竖向承载力标准值Q地质资料见表2.28：表2.28地质资料层次土层承载力天然含水量（%)容重孔隙比层厚m塑性指数液性指数1杂填土80321712淤泥10037.5181.612.5131.423粉土16926.719.50.806.09.90.984粘土30020.819.70.706.011.20.235砂岩桩周土对桩摩擦力表2.29：表2.29地质资料桩周土对桩摩擦力表土的名称土的状态土的名称土的状态填土粉土淤泥淤泥质土粘性土粉细砂稍密中密密实中砂中密密实粗砂中密红性土密实砾砂中密、密实根据公式[13]=3.14×2×0.3×(10×1.0+8×2.5+30×6.0+40×1.0)+1300×3.14×0.3×0.3=838.3877 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计3、确定桩的规格数量及初定承台的尺寸根据《建筑桩基础设计规范》（JGT194-94法）：不计承台的重量，因偏心荷载受荷，桩数初选：=（1.1,1.2）×1199.51/838.38=(1.574,1.718),取n=2,桩心距:3d=3×0.6=1.8m。承台尺寸：设计桩承台尺寸长2100mm,宽1200mm。因为边桩中心至承台边缘的距离不宜小雨桩的直径，且桩的外边缘至承台的边缘距离不小于150mm，所以承台的尺寸取，承台高度取0.8m。承台示意图见图2.22：4、示意图图2.22承台平面图及剖面图5、单桩承台承载力验算：承台及覆土自重：＜6、偏心荷载验算：按偏心荷载验算，计算承台四周边缘最不利受力情况：77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计7、基本资料：承台类型：二桩承台，承台计算方式：验算承台尺寸。（1）依据规范：《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）（2）几何参数：承台边缘至桩中心距:桩列间距:承台根部高度:平均埋深:矩形柱宽:矩形柱高:圆桩直径:虑到桩顶伸入承台100mm，故取保护层厚度＞70mm，承台有效高度:。（3）荷载设计值：(作用在承台顶部）竖向荷载:绕Y轴弯矩:X向剪力:（4）材料信息：混凝土强度等级:C30，，。钢筋强度等级:HRB335，。8、计算过程：(1)作用在承台底部的弯矩绕Y轴弯矩:(2)基桩净反力设计值：计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计=(1004.53+93.24)/2＋157.13×(-0.865)/1.73=470.32=(1004.53+93.24)/2＋157.13×0.865/1.73=627.465(3)承台受柱冲切验算：计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）自柱边到最近桩边的水平距离：最不利一侧冲切面计算长度：作用于最不利冲切面以外冲切力设计值：承台有效高度：冲跨比：冲切系数：受冲切承载力截面高度影响系数采用线性内插法求得=3.258×0.8×0.917×1430.00×0.865=2956.4>Fl=627.465,满足要求。(4)承台受剪验算：计算公式：《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）(5)垂直X方向截面的抗剪计算X方向上自柱边到计算一排桩的桩边的水平距离：计算截面处承台宽度：斜截面上最大剪力设计值：计算截面的剪跨比：剪切系数：承台计算截面的计算宽度：be=b=1.2m=0.917×1.654×1430.00×1.20×0.865=2251.33>=627.465,满足要求。77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计(6)承台受弯计算：1)1-1截面：1-1截面钢筋:2)2-2截面：2-2截面钢筋:(7)承台受压验算：计算公式：《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）局部荷载设计值：混凝土局部受压面积：混凝土局部受压计算面积：混凝土受压时强度提高系数：混凝土强度影响系数：（砼强度C30＜C50）=1.35×1.00×2.5×1430.00×0.25=1206.56>Fl=1004.53,满足要求。9、计算结果(1)沿平行于承台1-1方向布置，8根20，，(2)沿平行于承台2-3方向布置，8根18，。77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计参考文献[1]王振东.混凝土及砌体结构（上、中册）[M].中国建筑工业出版社出版.[2]周俐俐.多层钢筋混凝土框架结构设计实例详解-手算与PKPM应用[M].中国水利水电出版社.[3]王焕定，祁皑.结构力学[M].清华大学出版社.[4]于立君，孙宝庆.建筑工程施工组织[M].高等教育出版社.[5]蓝宗建，朱万福.混凝土结构与砌体结构设计东南大学出版社2007年1月第二版.[6]陈仁朝.钢筋混凝土框架结构设计问题初探[J].建筑技术与应用，2/2004.41-42.[7]叶劲彤，叶靖.关于钢筋混凝土框架结构设计的几个问题探讨:;建筑结构2002，32(10).[8]徐建平，严建烽.多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计.中国高新技术企业，2009(20):140-141.[9]李碧雄.建筑结构设计[M].北京:中国电力出版社，2008年2月第二版.[10]苑辉等《建筑抗震设计与计算实例》人民交通出版社2008[11]砌体结构设计规范（GBJ3—88）[12]建筑地基处理技术规范（GBJ79—91）[13]建筑地基基础设计规范（GB50007—2002）[14] Shuji Sakurai. Bruce R. Elling. Shigeru Kushiyama. Probabilistic study of the behavior of steel frames with partially restrained connections [J]. Engineering Structures. 2001, 23 (11):1410~1417 [15] Claudio Javier Zega, Angel Antonio Di Maio. Recycled concrete made with different natural coarse aggregates exposed to high temperature [J]. Construction and Building Materials, 2009, 23:  2047～205277 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计致谢经过四年基础与专业知识的学习，培养了我进行建筑结构设计的基本能力。在老师的指导和同学的帮助下，我成功地完成了这次的设计课题——广州大学丽景宿舍楼框架结构设计。此课题设计历时约三个月。在这三个月中，我根据设计进度的安排，紧密地和本组同学合作，按时按量的完成自己的设计任务。毕业设计是对四年专业知识的一次综合应用、扩充和深化，也是对我们理论运用到实际设计中的一次锻炼。通过这次毕业设计，我不仅温习了以前在课堂上学习的专业知识，而且学习和体会到了建筑结构设计的基本技能和思想。作为一个设计者，应该具备一种严谨的设计态度，本着建筑以人为本的思想，力求做到实用、经济、美观。在设计一幢建筑物的过程中，应该严格按照建筑规范的要求，同时也要考虑各个工种的协调和合作，特别是结构和建筑的交流，结构设计和施工的协调。这是作为设计者应该具备的一面，不仅要抓住建筑结构设计的主要矛盾，同时也要全面地考虑一些细节和局部的设计。在毕业设计的过程中，首先要感谢各位老师的帮助和支持，特别要感谢我的指导老师张威威在我完成本设计过程中的悉心指导和鼓励。毕业设计的三个月里，我在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算以及英文翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解，巩固了专业知识，提高了综合分析、解决问题以及计算机辅助工具使用的能力。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中主要以手算为主，辅以一些计算软件的校正，这里要再次感谢老师在毕业设计前期提醒我们灵活运用Excel表格，这使我在整个毕业设计过程中减少了大量的工作量。由于自己水平有限，以及后期的时间仓促，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。77 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计附录A：图纸（另册）内部资料，请勿外传！序号名称规格型号单位数量备注一制冷系统1压缩机组4AV10台42冷凝器LN-70台13贮氨器ZA-1.5台14桶泵组合ZWB-1.5台15氨液分离器AF-65台16集油器JY-219台17空气分离器KF-32台18紧急泄氨器JX-108台19冷风机KLL-250台810冷风机KLD-150台411冷风机KLD-100台212阀门套8613电磁阀套614管道及支架吨18.615管道及设备保温m32216管道保温包扎镀锌板吨1.617附件套1二气调系统1中空纤维制氮机CA-30B台12GA-15台177 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计二氧化碳洗涤器3气动电磁阀D100台144电脑控制系统CNJK-406台15信号转换器8线台16果心温度探头台77库气平衡袋5m3个78库气安全阀液封式个79小活塞空压机0.05/7台110PVC管套111附件套1三水冷系统1冷却塔DBNL3-100台22水泵SBL80-160I台23水泵SBL50-160I台24阀门套305管道及支架吨2.86附件套1四电仪控系统1电器控制柜套12照明系统套13电线电缆套14桥架管线套15附件套177 广州大学丽景宿舍楼框架结构设计77'