结构毕业设计设计

'摘要本论文主包括结构方而设计，本设计选择的是一栋7层框架结构。结构设计方而，密切联系建筑设计，以现行的有关规范为依据，本工程采用现浇钢筋混凝土框架结构体系，仅对前而主体选择了中间一棍横向框架进行计算,考虑抗震设防烈度7度进行了抗震计算。整个过程中包括了水平荷载、竖向荷载计算及其各内力计算和构件设计，对于竖向荷载作用采用弯矩二次分配法，水平荷载作用采用D值法，地震作用采用底部剪力法。设计计算整个过程中综合考虑了抗震要求、技术经济指标和施工工业化的要求。关键词：结构计算；抗震设计 ABSTRACTThedesignofthethesisincludesarchitecturaldesignandstnicturaldesign.Structuraldesignmaintainscloseticswiththearchitecturaldesign,whichisbasedoncurrentrelevantcodes.Thisprojectadoptscast-in-placereinforcedconcretestructure,whichhasonlychosenamiddleframetocalculate.Duringthedesignprocesssevendegreeearthquake-resistantdesign,thewholeprocessincludesVerticalloadfunction,levelloadfunctionandloadcalculation,componentdesign,Verticalloadfunctionadoptsmomentdistributionmethod,levelloadfunctionadoptsDvaluemethod,andseismicloadfunctionadoptsequivalentbaseshearmethod・Duringthedesignprocessearthquake-resistantdesign,technicaleconomyindexandconstructionindustrializedrequestarcsyntheticallyconsidered・Keywords：structuralcalculation;anti-seismicdesign -1-Z-—1—刖s毕业设计是本专业教育培养的重点，也是毕业前的综合学习阶段，是对所学专业知识的深化、拓宽，是对大学期间所学专业知识的全而总结。通过毕业设计，可以将以前学过的知识重温回顾，对疑难知识再学习，对提高个人的综合知识结构有着重要的作用。通过毕业设计，使我们在资料查找、设计安排、分析计算、施工图绘制、口头表达等各个方面得到综合训练，具备从事相关工作的基本技术素质和技能。在我国，多层建筑结构以钢筋混凝土结构为主。多层建筑的结构设计有两方面的特质：一是风荷载和地震荷载等水平方向作用引起的内力和位移已成为结构设计的控制因素；二是结构抗侧移刚度是结构设计的关键因素。结构不仅要满足承载力（强度）的要求，同时还要把结构在水平荷载下的位移控制在一定范围内，所以多层建筑结构需要有较大的抗侧移刚度。框架结构体系的主要特点是平面布置比较灵活，能提供较大的室内空间，是较常用的结构体系。在建筑结构设计中，结构是建筑的骨架，是建筑物赖以生存的物质基础。在一定意义上讲，结构支配着建筑。一个成功的设计必然以经济合理的结构方案为基础，在决定建筑物平而、立而和剖而时，应当考虑结构方案的选择,使之既满足建筑的使用和美学要求，又照顾到结构的可靠和施工的难易。由于建筑结构的各构件受力不同，所采用的截而、材料以及计算方法都有较大差异，本设计通过详细的手算方法、形彖的图表展示和必要的文字论述，对一个工程进行了结构设计。在毕业设计的这段时间，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计 算、论文撰写以及外文的翻译，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、解决问题的能力。在绘图时熟练掌握了AutoCAD,以上所有这些从不同方而达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，后面采用建筑结构软件PKPM进行电算，并将电算结果与手算结果进行了对比，修改。由于自己的知识水平有限，难免有很多疏忽之处，敬请各位老师批评指正。 1、结构设计81.1结构布置及计算简图的确定81.1.1选择承重方案81.1.2梁、柱截而尺寸估算81.2.3结构计算简图92、荷载计算112.1屋面及楼面的永久荷载标准值112.2屋面及楼面可变荷载标准值112.3梁、柱、墙重力荷载计算112.3.1梁自重计算2.3.2柱自重计算2.4计算重力荷载代表值132.4.1第5层的重力荷载代表值：2.4.22〜4层的重力荷载代表值2.4.3一层的重力荷载代表值：3、横向框架侧移刚度计算153.1计算梁、柱的线刚度153.2计算柱的侧移刚度154、横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算17 4.1横向水平地震作用下的框架结构的内力计算和侧移计算。174.1.1横向自振周期的计算4.1.2水平地震作用及楼层地震剪力计算4.1.3水平地震作用下的位移验算4.1.4水平地震作用下框架内力计算4.2横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算254.2.1风荷载标准值4.2.2风荷载作用下的水平位移验算4.2.3风荷载作用下框架结构内力计算5、竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算315.1计算单元315.2荷载计算325.2.1恒载计算5.2.2活荷载计算：5.3内力计算355.3.1、计算分配系数。5.3.2用弯矩二次分配法来计算恒载作用下的梁端、柱端弯矩。5.3.3计算恒载和活载作用下梁端剪力和柱轴力。6框架内力组合496.1结构抗震等级496.2框架梁内力组合496.3、框架柱内力组合50 7、配筋计算517.1框架梁和柱的截面计算517」.1柱的配筋计算7.1.2梁的配筋计算7.2板的配筋计算65721荷载和内力计算7.2.2配筋设计8基础设计708.1基础梁截面尺寸的选取708.2荷载选用708.3基础截面计算708.4地基承载力及基础冲切验算718.5基础底板配筋计算73参考文献76 1X结构设计1.1结构布置及计算简图的确定根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计，墙体采用加气混凝土砌块做隔墙，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取lOOmnio1.1.1选择承重方案该建筑为综合楼，房间布局较为整齐规则，且不需要考虑太大空间布置,所以采用横向框架承重方案，四柱三跨不等跨的形式。柱网布置形式详见建筑平面图。1.1.2梁、柱截面尺寸估算纵梁:/?=(i□—)x7=(-□—)x6000=750□330物，8180818取/?=600mm=(1□1)x/?=(-□-)x600=300□150〃加，2424取b=300mm横梁:/?=(i□—)x7=(-□—)x4200=525□233物,8180818取/?=600mm=(1□1)x/?=(-□-)x600=300□150〃加2424取b=300mm次梁:力=(丄□—)x7=(丄□—)x4200=350□233滋121801218取/?=600mm=(1□1)x/?=(-□-)x600=300□150〃加2424取b=300mm各层梁截面尺寸及混凝土强度等级如下表， 层次混凝土强度等级横梁bXh纵梁次梁1〜7C30300x600300x600300x600柱截面尺寸估算该框架结构的抗震等级为三级，其轴压比限值为［冷］二0.9,各层重力荷载代表值近似取15kN7m2,中柱的负荷面积为4.2X7.7=32.34m2,可得一层柱截面面积为：=343000〃加/3FgEn_1.3x32.34x15x103x7［如£二0.9x14.3取柱子截面为正方形，柱截面尺寸为586mmX586nun根据上述结果，并综合考虑其它因素，本设计柱截面尺寸取值如下:600mmx600mm基础选用柱下独立基础，基础顶面距室外地面为500ninio1.2.3结构计算简图框架结构计算简图，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板顶，2〜7层高度即为层高，取4.8in；底层柱高度从基础顶面取至一层板顶,即也=4.8+0.45+0.5=5.75m。见下图： C2UCC我/ipnon‘>1P000ULT卜LC、/2-1-1结构计算简图 2、荷载计算2.1屋面及楼面的永久荷载标准值屋面（不上人）屋面采用钢筋混凝土屋面板。除结构层外，自重为2.3kN/m2屋面结构层自重：0.1X25=2.5kN/m2合计4.8kN/m2天棚7厚1：1：4水泥石灰砂浆0.14kN/m25厚1：0.5：3水泥石灰砂浆0.1kN/m2合计0.24kN/m21〜6层楼面除结构层外，自重为1.2kN/m2结构层自重：0.1X25=2.5kN/m2合计3.7kN/m22.2屋面及楼面可变荷载标准值不上人屋面均布活荷载标准值0.50kN/m2楼面活荷载标准值2.OkN/m2走廊活荷载标准值2.5kN/m2屛面雪荷载标准值Sk=MrXs0=l.0X0.35=0.35kN/m2屋面风荷载标准值吧=几“虫o©=0.3kN/m2式中：ur为屋面积雪分布系数，取卩r=l.02.3梁"柱、墙重力荷载计算查规范得以下自重，外墙面为面砖墙面口重：0.5kN/m2混凝土空心小砌块11.8kN/m22.3.1梁自重计算bXh=300mmx600mm梁口重:25X0.3X(0.6-0.12)=3.6kN/m 抹粉层：10厚混合砂浆：0.21kN/m合计3.81kN/m2.3.2柱自重计算bXh=600mmx600mm柱自重：0.6X0.6X25=9kN/m贴面及粉刷：(0.6X4-0.2X2)X0.02X17=0.68kN/m合计9.68kN/m女儿墙自重（含贴面和粉刷）：0.9x0.02x2x17+0.2x15x0.9=3.312kN/m2.3.3隔墙自重标准层：内隔墙：4.8x0.2x7.5=7.2kN/m水泥石灰砂浆0.65kN/m合计：7.85kN/m底层：内隔墙：5.75x0.2x7.5=7.2kN/m水泥石灰砂浆1.224kN/m合计：8.424kN/m2.3.4外墙自重标准层：外墙4.8x0.2x7.5=7.85kN/m水泥砂浆外墙面：4.8x0.015x20=0.27kN/m水泥石灰砂浆0.33kN/m合计：9.62kN/m底层:外墙5.75x0.2x7.5=8.6kN/m 水泥砂浆外墙面：水泥石灰砂浆1.44kN/m0.33kN/m合计：10.32kN/m2.4计算重力荷载代表值2.4.1第7层的重力荷载代表值:屋面恒载：女儿墙：纵横梁自重：半层柱自重：半层墙自重：屋面雪载：(2X12+3.4)X4.2X2.3=264.68kN3.312X4.2X2=27.82kN8X4.2X3.81+(2X12+3.4)X3.81X2=336.804kN9.68X4.8X4X0.5=92.928kN2X4.2X1.95+(2X12+3.4)X2X2=125.98kN(12x2+3.4)x4.2x0.35=40.28kN恒载+0.5x雪载：264.68+27.82+336.804+92.928+125.98+0.5x40.28=968.352kN2.4.22〜6层的重力荷载代表值楼面恒载：上"下半层墙重：纵横梁自重：上半层柱+下半层柱：楼面活荷载：(12X2+3)X4.2X1.2=13&096kN125.98+125.98=251.96kN336.804kN92.928+92.928=185.856kN4.2x(12X2X2+3.4X2.5)=237.3kN恒载+0.5><活载：138.096+251.96+336.804+185.856+0.5X237.3=1031.366kN2.4.3一层的重力荷载代表值:楼面恒载：138.096kN下半层墙自重：(a)外纵墙：0.5X2X4.2X7.8=32.76kN(b)内纵墙：0.5X2X4.2X8.424=70.762kN(c)横墙:0.5X(3.4+12X2)X2X8.424=230.818kN 纵横梁自重：336.804kN上半层墙自重：125.98kN上半层柱自重+下半层柱自重：0.5X9.68X4.55X4）=88.09kN楼面活荷载：237.3kN恒载+0.5X楼面活载:138.096+32.76+70.762+230.818+336.804+125.98+88.09+237.3/2=1376.768kN则一桶框架总重力荷载代表值工G,•为：（n=7）/=1£G.二G+G2+G3+G4+G5+G6+G7=1376.768+5x1031.3664-968.352=7501.95KN/=1 3、横向框架侧移刚度计算3.1计算梁、柱的线刚度梁线刚度计算梁柱混凝土标号均为Go，Ec=3.00xl07^/m2o在框架结构中，现浇楼面或预制楼板但只有现浇层的楼面，可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架侧移。考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架梁取/=1.5/。,对中框架梁取/=2.0/（）o表3-1-1横梁线刚度计算表类别Ec/(N/mm2)bXh/mmXmmIo/mm4I/mmEclo///N•mm2EcIo//N•mm边横梁3.0X104300x6005.4X109120001.35X1O102.7OX1O10走道梁3.0X104300X6005.4X10°34004.76X10"9.52X1O10柱线刚度计算表3-1-2柱线刚度Ic计算表层次hc/mmEc/(N/mm2)bXh/mmXmmIc/mm4Eclc//zr/N-mm157503.0x10’600x60010.8X1095.63X1O102〜748003.0X101600x60010.8X1096.75X1O103.2计算柱的侧移刚度柱的侧移刚度D计算公式：D=a^lr其中乞为柱侧移刚度修止系数，斤为梁柱线刚度比，不同情况下，%、斤取值不同。对于一般层：2瓦Kocc-—2+K对于底层：2K0.5+Koc———2+K 工2_21137.85x2工2一22851.56x2=0.925>0.7,该框架为规则框架。层次层高h(m)柱根数K0ch2N/mm2-74.8边柱20.40.175976.5645703.12屮柱21.810.481687515.75边柱20.480.3958071.4442275.7中柱22.170.6413066.41 4、横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算4.1横向水平地震作用下的框架结构的内力计算和侧移计算。4.1.1横向自振周期的计算运用顶点位移法来计算，对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构，基本自振周期可按下式来计算:式中，uT——计算结构基本自振周期用的结构顶点假想位移，即假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值q作为水平荷载而算得的结构顶点位移；妁.一一结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取0.7；表4-1-1结构顶点的假想位移计算层次q/kNVGi/kN/mm)□Uj/mmu./mm796&35296&35245703.1221.18643.5161031.3661999.71845703.1243.75621.8851031.3663031.08445703.1266.32578.1341031.3664062.4545703.128&98511.8131031.3665093.81645703.12111.45422.9221031.3666125.18245703.12134.02311.4711376.7687501.9542275.7177.45177.45由上表计算基本周期7；,人=1.7妁^7—1-7x0.7xa/0.64351二0.955s4.1.2水平地震作用及楼层地震剪力计算该建筑结构高度远小于40ni,质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切为主，因此用底部剪力法来计算水平地震作用。首先计算总水平地震作用标准值即底部剪力o式中，©——相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数； Qq——结构等效总重力荷载，多质点取总重力荷载代表值的Ge(/=0.85工G,=0.85x7501.95=6376.66徐州地区特征分区为一区，又场地类别为II类，查规范得特征周期7；=0.45s查表得，水平地震影响系数最大值6Tmax=0.08由水平地震影响系数。曲线来计算0,<0.45ocx—(0.955丿、0.9x0.08=0.0406式屮，Y衰减系数，§=0.05时，取了二0.9；FEk“q=0・0406x6376・66=258・89kN因为T{=0.955s<1.47；=1.4x0.45=0.63^所以需要考虑顶部附加水平地震作用。查表得：=0.087；+0.01=0.0864则□打=玄xFEk=0.0864x258.89=22.3駅KN故作用在结构各楼层上的水平地震作用为：G6J=1式子：G,、G/•分别为集中于质点i、j的荷载代表值，比、比为质点i、j的计算高度，各楼层的地震剪力按V严工Fk计算k= 层次HJmGJkNGjHJkNmFJkNVJkN734.55968.35233456.56254.4654.56629.751031.36630683.13949.94104.4524.951031.36625526.30941.88146.28420.151031.36620782.02533.83180.11315.381031.36615862.40925.82205.93210.551031.36610880.91117.71223.6415.751376.7687916.41612.89236.53145314.043各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图图4-1-1横向水平地震作用及层间地震剪力4.1.3水平地震作用下的位移验算用D值法来验算框架第「层的层间剪力％、层间位移（山小及结构顶点位移弘分别按下式来计算：k=i/=" 计算过程见下表，表中计算了各层的层间弹性位移角0=△冷仏。表4-1-3横向水平地震作用下的位移验算层次VJkN工Di/(N/mm)ui/mmui/mm人/mm0e—Aw./人754.4645703.121.1925.648001/40336104.445703.122.2824.4148001/21055146.2845703.123.222.1348001/15004180.1145703.123.9418.9348001/12183205.9345703.124.5114.9948001/10642223.6445703.124.8910.4848001/9811236.5342275.75.595.5957501/1028由表中可以看到，最犬层间弹性位移角发生在第一层，1/981C/550,满足要求。4.1.4水平地震作用下框架内力计算将层间剪力分配到该层的各个柱子，即求出柱子的剪力，再由柱子的剪力和反弯点高度来求柱上、下端的弯矩。柱端剪力按下式来计算：fj£/ZDijM“Mb柱上、下端弯矩Mij、必"按下式来计算M冷ZM；；=V,.*(1-y)h尸儿+儿+力+力式中：0厂1层j柱的侧移刚度；h为该层柱的计算高度；y—反弯点高度比；儿一标准反弯点高比，根据上下梁的平均线刚度心，和柱的相对线刚度&•的 值，总层数加，该层位置〃查表确定。必一上下梁的相对线刚度变化的修正值，由上下梁相对线刚度比值e及；查表旳一上下层层高变化的修正值，由上层层高对该层层高比值也及,查表。儿一下层层高对该层层高的比值及，查表得。注意儿是根据表：倒三角形分布水平荷载下各层柱标准反弯点高度比儿查得。表4-1-4各层边柱柱端弯矩及剪力计算层次hjmVJkN工Dq/(TV/mm)%KyM上M下74.854.4645703.125976.567.120.40.2027.346.8464.8104.445703.125976.5613.650.40.3045.8619.6654.8146.2845703.125976.5619.130.40.3559.6932.1444.8180.1145703.125976.5623.550.40.4062.1750.8734.8205.9345703.125976.5626.930.40.4571.1058.1724.8223.6445703.125976.5629.250.40.5070.2070.2015.75236.5342275.78071.4445.160.480.7662.32197.35表4-1-5各层中柱柱端弯矩及剪力计算层次hjmV.JkN工DJ(N/mm)4KYMrM下74.854.4645703.121687520.111.810.3958.8837.6564.8104.445703.121687538.551.810.44103.6281.4254.8146.2845703.121687554.011.810.49132.22127.0344.8180.1145703.121687566.501.810.49162.79156.4134.8205.9345703.121687576.041.810.49186.1517&8524.8223.6445703.121687582.571.810.5019&17198.1715.75236.5342275.713066.4173.112.170.55189.17231.21注：表中弯矩单位为kN•加，减力单位为KN 丹側爲+叫)lb十％MQ石⑴寫+叫)lb十lbv=M：+M：bIM=Z(W-Kr)k=ik表4-1-6梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边梁走道梁柱轴力M：M；1%M：M；1%边柱N中柱7727.3413.01123.3645.0845.083.4026.52-3.36-23.16652.731.21126.99110.06110.063.4064.74-10.35-80.91L051.847.2128.25166.44166.443.4097/91-18.6-170.574121.8664.041215.49225.78225.783.40132.81-34.09-287.893121.9775.691216.47266.87266.873.40156.98-50.56-428.42128.3783.31217.64293.72293.723.40172.78-68.2-583.571132.5285.581218.18301.76301.763.40177.51-86.38-742.9 图4-1-2左地震作用下框架弯矩图 3.36-u-3.3626.5233&■1In-1"HFrtl—3.36-tl-—3・36丄0.35丄86134.09—50.56—688—86・386.99-Tl-8.25-Tl-15.49-tl-16.47—fl—17.64-tl-1818-tl-I6.995；■1l+tHH-tI64.746.996.99-tl-8.25-口十fH汗fl97.918.25-fl-p15.4^3■11-FtHH-!!132.8115.4915.49-tl-—3.36丄0.35—se—34・09—50・56—68m—B6・38RJCOCO316.4716.479"1l-ptHFF11156.9S16.47-tl-17.64"172.7S17.64-□十fH卄Icnco3CJl18.18U100w，J1：8.18177.511U+tH-P-tiro8图4-1-3左地震作用下梁端剪力及轴力图17.M-tl- 4.2横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算4.2.1风荷载标准值垂直于建筑物表面上的风荷载标准值当计算主要承重结构时按下式来计算.•叭=0虫虫半0式中，d—风荷载标准值（kN/m2）0z—高度Z处的风振系数"、一风荷载体型系数"二一风压高度变化系数°。一基本风压（kN/m2）由《荷载规范》，徐州地区重现期为50年的基本风压：。（）二0・35KN/m,地面粗糙度为B类。风载体型系数由《荷载规范》第7.3节查得：“广0.8（迎风面）和〃广-0・5（背风面）。《荷载规范》规定，对于高度大于30叫且高宽比大于1.5的房屋结构，应采用风振系数0二来考虑风压脉动的影响。本设计中，房屋高度H二34.55<30m,H/B=34.55/42=0.82<1.5,则不需要考虑风压脉动的影响，取0一二1.0。将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，如下表：表4-2-1风荷载计算（地面粗糙度为C类）层次AAZ(m)"z5A(m2)叮kN)V(kN)71.01.334.551.070.3513.866.756.7561.01.329.751.000.3520.169.1715.9251.01.324.950.920.3520.168.4424.3641.01.320.150.840.3520.167.7132.0731.01.315.350.740.3520.166.793&8621.01.310.550.740.3520.166.7945.6511.01.35.750.740.3521.117.1152.76其中，A为一棉框架各层节点的受风面积，取上层的一半和下层的一半之和，顶层取到女儿墙顶，底层只取到下层的一半。注意底层的计算高度应从室外地面开始取。4.2.2风荷载作用下的水平位移验算根据水平荷载，计算层间剪力，再依据层间侧移刚度，计算出各层的相 对侧移和绝对侧移。计算过程如下表,表4-2-2风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算层次FJkNVf/kN/mm)A色/mm坷/mmAwz/也76.756.7545703.210.154.831/3200069.1715.9245703.210.354.681/1371458.4424.3645703.210.534.331/905747.7132.0745703.210.73.801/685736.7938.8645703.210.853.101/564726.7945.6545703.211.002.251/480017.1152.7642275.71.251.251/4600由表可以看出，风荷载作用下框架的最大层间位移角为一层的1/4600,小于1/550,满足规范要求。4.2.3风荷载作用下框架结构内力计算计算方法与地震作用下的相同，都采用D值法。在求得框架第I层的层间剪力匕后，I层j柱分配到的剪力岭以及柱上、下端的弯矩分别按下列各式计算：柱端剪力计算公式为:柱端弯矩计算公式为:M；=V’jxyh,M：j=岭x(l-y)hy=^+yi+y2+%注意风荷载作用下的反弯点高比儿是根据表：均布水平荷载作用下的各层标准反弯点高度比儿查得。 层次%/mVJkN工q/(N/mm)%KyM上M下74.86.7545703.215976.560.880.40.203.380.8464.815.9245703.215976.562.080.40.306.993.0054.824.3645703.215976.563.190.40.3511.615.3644.832.0745703.215976.564.190.40.4012.078.0434.838.8645703.215976.565.080.40.4513.5611.0924.845.6545703.215976.565.970.4().；3()14.3314.3315.7552.7642275.75976.566.900.480.807.9431.74表4-2-4各层中柱柱端弯矩及剪力计算层次hjmVJkN工Dy/(N/mm)%KYM上M下74.86.7545703.21168752.491.810.397.294.6664.815.9245703.21168755.881.810.4415.8J12.4254.824.3645703.2116875&991.810.4922.0121.1444.832.0745703.211687511.841.810.492&9827.8534.83&8645703.211687514.351.810.4935.1333.7524.845.6545703.211687516.861.810.5040.4640.4615.7552.7642275.713066.4116.312.170.5542.2051.58注：表中弯矩单位为KN.M,剪力单位为KN。梁端弯矩M。、剪力V-以及柱轴力N,分别按照下列公式计算:闵二名（aCj+mq；lb十lb⑷严石（叽+叫）;lb十lbN产工（以-叨k=i 层次边梁走道梁柱轴力M；1M；1边柱N中柱N73.381.61120.425.685.683.43.34-0.42-2.9267.834.52121.0315.9515.953.49.38-1.45-11.27514.617.61121.8526.8226.823.415.78-3.30-25.20417.4311.07122.3839.0539.053.422.97-5.68-45.79321.6013.92122.9649.0649.063.42&86-&64-71.69225.4216.40123.4957.8157.813.434.01-12.13-102.21122.2726123.3864.4064.403.437.88-15.51-136.71 图4-2-3左风作用下框架弯矩图 0.4226.520.42•tInrfHj-0.42-tin1.03-tl-UID.4®—1.45—3.3rc91.03e•111HH~tI占ro1.8564.7497.91381—5・68—8.64丄roo381丄551ruD21.031.03-tl-1.85tl-rtH^rtl-Iruuihj2.381.85-thro2.38132.81M十fH卜-口-I4cn156•虫92.962.38-tl-U1eco2.96U—2.96-thco42.493.38172.7^3.493.49■Ti177.513.2811—3.38-n-IL3cr・7L图4-2-4左风作用下梁端剪力及轴力图 5、竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算5・1计算单元取3轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为7.Om,如图所示，由于房间内布置有次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影线所示，计算单元内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。见图5-1-1 ly<3.4二4.08初/用节点集中荷载A：纵梁自重：3.81x4.2=41.10kN外墙自重：(4.8-0.7)x4.2x1.95=33.58/:?/纵梁传来楼面自重：0.5x2.1x2.1x1.2x2=5.29^合计：£=54.8kN节点集中荷载次纵梁自重：3.81x4.2=16kN纵梁传来楼而自重：0.5x2.1x4.2x1.2x2=10.58^合计：£=54.8kN节点集中荷载 3.81x4.2=16kN(4.8-0.7)x4.2x2=33.4W次纵梁口重:内隔墙白重: 合计：5.2.2活荷载计算：呂=59.01kN对于第7层，q2=0.5x6=3RN/m%、0.5x3.4=1.700/加节点集中荷载人：屋面活载：0.5x0.5x2.1x2.1x2=2.21册合计：£=2.21kN节点集中荷载出：屋面活载：0.5x0.5x2.1x4.2x2=4.41^合计：£=4.41kN节点集中荷载人：屋面活载：0.5x0.5x2.1x2.1x2=2.21^走道传来屋面荷载：0.5x(0.8+3.4)xl.7x0.5x0.5x2=1.7^合计：呂=4kN对于1〜6层，%=2.0x6=2kN/mq；=2.0x3.4=6EkN/m节点集中荷载人：楼面活载：2x0.5x2.1x2.1x2=8.82^合计:£=&82kN 中节点集中荷载鬥:楼面活载：2x0.5x2.1x42x2=17.64W合计：£=17.64kN节点集中荷载出:楼而活载：2x0.5x2.1x2.1x2=8.82^走道传来屋面荷载：2.5x(0.8+3.4)xl.7x0.5x0.5x2=8.93RN合计：出=17.75kN5.3内力计算5.3.1、计算分配系数。梁端和柱端弯矩采用弯矩二次分配法来计算，计算时先对各节点不平衡弯矩进行第一次分配，向远端传递（传递系数为1/2）,然后对由于传递而产生的不平衡弯矩再进行分配，不再传递，到此为止，由于结构和荷载均对称，故计算时可用半框架。对于边节点，与节点相连的各杆件均为固接，因此杆端近端的转动刚度5=4z,i为杆件的线刚度，分配系数为对于中间节点，与该节点相连的走道梁的远端转化为滑动支座，因此转动刚度S=i,其余杆端5=4/,分配系数计算过程如下：梁上分布荷载由矩形和梯形两部分组成，在求固端弯矩时可直接根据图示荷载计算，也可根据固端弯矩相等的原则，先将梯形分布荷载以及三角形分布荷载，化为等效均布荷载，等效均布荷载的计算公式如图所示。 q=（1-2夕图5-3-1顶层梯形荷载化为等效均布荷载心，（三角形荷载）荷载的等效g边=S1ABI+(1—2”+刃)g7AB2—牛(3—守)幻佔2+｝菩=3.81+(1—2x0」752+0」753)x13.8—Q(3—-^)x13.8+?x^^9.52kN/mg中二g7Bci+"|g7BC2=3.81+?x7.82=8・7KW/加OO则顶层各杆的固端弯矩为AA"跨：一端为固定支座，一端为滑动支座旳脱二—gg边心=—+><19.52x62=—234.24KN•加1，?17^.=--^=--19.52x6^-117,12^..心=%=~^4=-±x21.8x7.52=-102.19K/VmA方跨：一端为固定支座，一端为滑动支座M.=-H7A2kN/mM.=-234.24kN/mABBABC跨：两端为固定支座MHC=-MCH=-—g中©=x8.7x3.42=—%38KN・m11其余层梯形荷载化为等效均布荷载g边=&AB1+（1-2"+G，）gAB2-牛（3-守）g朋2+^X卷=3.81+(1-2x0.1752+0.1753)x7.2-^(3-^^)x7.2+-x^^422122.96kN/mg中二gBci+专gBC2=3.81+专x4.08=6.36KN/moo M“=--^.，ll=--xl2.96x62=—55.52KN・mAA3M.=-M=-17.76kN/mAA£朋Mbc=~Mcb=-12^-12x636x3.4=-6.13^-m5.3.2用弯矩二次分配法来计算恒载作用下的梁端、柱端弯矩。M.B=-17J6kN/mMB.=-}55.52kN/m楼层上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁70.7140.2860.1420.3560.502-234.24167.2566.99234.24-32.070.0038-80.41-113.3832.43-16.04-11.70-4.6933.50-1.97-19.64-4.93-6.950.00187.97-187.97233.700.00-104.98-12&7260.4170.4170.1660.1050.2630.2630.37064.85-155.5264.8525.82155.52-15.69-39.29-6.13-39.29-55.2783.62-45.1232.43-7.84-45.12-17.9612.91-40.204.9312.35-19.6412.3517.37103.3552.16-155.51157.67-67.15-46.59-44.0450.4170.4170.1660.1050.2630.2630.37064.85-155.5264.8525.82155.52-15.69-39.29-6.13-39.29-55.2732.43-23.7732.43-7.84-23.77-9.4612.91-19.642.776.94-19.646.949.7673.5173.51-147.01155.51-52.00-52.00-51.6440.4170.4170.1660.1050.2630.2630.370-155.52155.52-6.13表6-3-1 64.8564.8525.82-15.69-39.29-39.29-55.2732.4332.43-7.8412.91-19.64-19.64-23.77-23.77-9.462.776.946.949.7673.5173.51-147.01155.51-52.00-52.00-51.640.4170.4170.1660.1050.2630.2630.370-155.52155.52-6.13364.8564.8525.82-15.69-39.29-39.29-55.2732.4332.43-7.8412.91-19.64-19.64-23.77-23.77-9.462.776.946.949.7673.5173.51-147.01155.51-52.00-52.00-51.640.4170.4170.1660.1050.2630.2630.370-155.52155.52-6.13264.8564.8525.82-15.69-39.29-39.29-55.2732.432&85-7.8412.91-19.64-20.47-22.28-22.28-8・872.867.157.1510.0775.0071.42-146.42155.60-51.78-52.60-51.340.3710.4480.1790.1090.2740.2290.387-155.52155.52-6.1357.7069.6727.84-16.28-40.93-34.21-57.81132.43-&1413.92-19.64-9.01-10.88-4.350.621.571.312.2281.1158.79-140.17153.78-59.01-32.90-61.7329.396-16.449 图5-3-2恒载作用下框架弯矩图（KN-in）5.3.3计算恒载和活载作用下梁端剪力和柱轴力。梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得，而柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到，计算恒载作用时的柱底轴力，要考虑柱的自重。恒载作用下梁的剪力以及柱的轴力、剪力计算①梁端剪力由两部分组成： a・荷载引起的剪力，计算公式为：匕★十*山+警（］〜）如、色分别为矩形和梯形荷载=Vr=-ql2+-q2l2q；、g；分别为矩形和三角形荷载2b.弯矩引起的剪力，计算原理是杆件弯矩平衡，即AB跨Va=_Vb=mab+MbaBC跨因为BC跨两端弯矩相等，故叫=%=0②柱的轴力计算：顶层柱顶轴力由节点剪力和节点集中力叠加得到，柱底轴力为柱顶轴力加上柱的自重。其余层轴力计算同顶层，但需要考虑该层上部柱的轴力的传递。表5-3-3恒载作用下的梁端剪力及柱轴力层次由荷载产生由弯矩产生总剪力柱子轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱vA=vBVb二VcvA=-vBV.fVcVAvBV.fVcN顶=“底N顶=“底7139.3321.27-3.810135.52143.1421.27175.57198.766100.6217.29-0.550100.07101.1717.29376.97422.695100.6217.29-1.08099.54101.7017.29577.84647.154100.6217.29-1.08099.54101.7017.29778.71871.613100.6217.29-1.08099.54101.7017.29979.581096.072100.6217.29-1.14099.48101.7617.291180.391320.591100.6217.291.13099.49101.7517.291381.211545.1注：N底=“顶+柱自重（46.46K/V）（3）柱的剪力计算柱的剪力：V=M下式中，M上、M下分别为经弯矩分配后柱的上、下端弯矩。/为柱长度。 图5-3-3恒载作用下梁剪力、柱轴力图（KN）2）活载作用下内力计算当活荷载产生的内力远小于恒荷载及水平力所产生的内力时，可不考虑活荷载的不利布置，而把活荷载同时作用于所有的框架梁上，这样求得的内力在支座处与按最不利荷载位置法求得内力极为相近，可直接进行内力组合。但求得的梁的跨中弯矩却比最不利荷载位置法的计算结果要小，因此对梁跨中弯矩应乘以1.1-1.2的系数予以增大。梁上分布荷载为梯形荷载，根据固端弯矩相等的原则，先将梯形分布荷载以及三角形分布荷载，化为等效均布荷载。活载作用下，顶层梯形荷载化为等效均布荷载 0.3522)x3+?x沦212035=(1-2x0」75?+0」75»3--(3-=3.13QV/加^=|^c2=|xl.7=1.06^/m用弯矩二次分配法并可利用结构对称性取二分之一结构计算。则顶层各杆的固端弯矩为：Maa=~^P^=-1X3.13X6--37.56^-.M•=丄耐=-18.78^//??M,=-l8•個N]mM.=-31.56kN/mABBAMac=-Mcb=~g(^=-^xl.06x3.42=-1.02/^N-m其余层梯形荷载化为等效均布荷载P边=（1一2。2+力）匕B2-牛（3-守）匕B2十］菩=(1-2x0.1752+0」75?)x12-竺(3—^^)x12+°x^^42212=10.45划V/加曙討。2=討6.8=4.25册加同理，其余层各杆的固端弯矩为：Maa.==-|x10.45x62=-125.4^-m叫厂厂-62.7册/加 表5-3-3活载作用下框架弯矩二次分配楼层上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.7140.2860.1420.3560.502-37.5637.56-1.02726.8210.74-5.190.00-13.01-1&3426.15-2.595.37-15.95-16.82-6.741.503.775.310.0036.15-36.1539.240.00-25.19-14.050.4170.4170.1660.1050.2630.2630.370-125.40125.40-4.09652.2952.2920.82-12.74-31.90-31.90-44.8813.4126.15-6.3710.41-6.50-15.95-13.84-13.84-5.511.273.173.174.4651.8664.60-116.46124.34-35.24-44.69-44.520.4170.4170.1660.1050.2630.2630.370-125.40125.40-4.09552.2952.2920.82-12.74-31.90-31.90-44.8826.1526.15-6.3710.41-15.95-15.95-19.15-19.15-7.622.265.655.657.9559.2959.29-118.58125.33-42.20-42.20-41.020.4170.4170.1660.1050.2630.2630.3704-125.40125.40-4.0952.2952.2920.82-12.74-31.90-31.90-44.8826.1526.15-6.3710.41-15.95-15.95-19.15-19.15-7.622.265.655.657.9559.2959.29-118.58125.33-42.20-42.20-41.020.4170.4170.1660.1050.2630.2630.3703-125.40125.40-4.0952.2952.2920.82-12.74-31.90-31.90-44.8826.1526.15-6.3710.41-15.95-15.95 -19.15-19.15-7.622.265.655.657.9559.2959.29-118.58125.33-42.20-42.20-41.020.4170.4170.1660.1050.2630.2630.370-125.40125.40-4.09952.2952.2920.82-12.74-31.90-31.90-44.8826.1523.26-6.3710.41-15.95-16.62-17.95-17.95-7.142.335.835.83&2060.4957.61-118・10125.40-42.03-42.69-40.770.3710.4480.1790.1090.2740.2290.387-125.40125.40-4.0946.5256.1822.45-13.22-33.24-27.78-46.95126.15-6.6111.22-15.95-7.25-8.75-3.500.521.301.081.8365.4247.43-113.06123.92-47.90-26.70-49.2123.71-13.35 图5-3-4活载作用下框架弯矩图（KN-ni）（2）活载作用下梁的剪力以及柱的轴力、剪力计算①梁端剪力由两部分组成：乩荷载引起的剪力，计算公式为：=匕=§2为梯形荷载4^么为三角形荷载b.弯矩引起的剪力，计算原理是杆件弯矩平衡，即 BC跨因为BC跨俩端弯矩相等，故V,=VC=O②柱的轴力计算：顶层柱顶轴力由节点剪力和节点集中力叠加得到，柱底轴力等于柱顶轴力。其余层轴力计算同顶层，但需要考虑该层上部柱的轴力的传递。③柱端剪力计算：+M卜./5-3-4活荷载作用下梁端剪力及柱轴力（KN）层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCvA=-vBVb=VcVaVBVb=VcN顶二N底N顶二N底718.781.8-0.26018.522.061.820.737.86662.77.26-0.66062.047.927.2691.5940.79562.77.26-0.56062.147.827.26162.5573.62462.77.26-0.56062.147.827.26233.52106.45362.77.26-0.56062.147.827.26304.47139.28262.77.26-0.61062.097.877.26375.38172.16162.77.26-0.91061.798.187.26445.99204.35表5-3-5竖向荷载作用下边柱剪力（KN） 层次恒载作用下活载作用下M上M下VM上M下V7187.98103.36-60.731.0821.9-11.02652.1673.51-25.9716.8818.98-7.47573.5173.51-30.6318.9818.98-7.91473.5173.51-30.6318.981&98-7.91373.5174.91-30.9218.9819.34-7.98273.5181.37-31.8518.4621.02-8.23158.7917.76-15.9515.217.61-4.75表5-3-7竖向荷载作用下中柱剪力(KN)层次恒载作用下活载作用下M上M下VM上MKV7104.996&4936.1417.9913.946.65647.9153.3121.0912.1912.655.18553.3153.3122.2112.6512.655.27453.3153.3122.2112.6512.655.27353.3153.3122.2112.6512.65.27253.9259.0123.5312.614.355.61135.5217.7611.1&034.022.51图5-3-5活载、雪载作用下梁剪力、柱轴力图(KN) J.8图5-3-5活载作用下梁剪力、柱轴力图（KN）6框架内力组合 6.1结构抗震等级结构的抗震等级可根据结构类型、地震烈度、房屋高度等因素，查规范得到，该框架结构，高度＞30m,抗震设防烈度为7度，因此该框架为二级抗震等级。6.2框架梁内力组合梁内力控制截面一般取两端支座截面及跨中截面。支座截面内力有支座正、负弯矩及剪力，跨中截面一般为跨中正截面。6.2.1作用效应组合结构或结构构件在使用期间，可能遇到同时承受永久荷载和两种以上可变荷载的情况。但这些荷载同时都达到它们在设计基准期内的最大值的概率较小，且对某些控制截面来说，并非全部可变荷载同时作用时其内力最大，因此应进行荷载效应的最不利组合。永久荷载的分项系数按规定来取：当其效应对结构不利时，对由可变荷载效应控制的组合取1.2,对由永久荷载效应控制的组合取1.35；当其效应对结构有利时，一般情况下取1・0,对结构的倾覆、滑移或漂移验算取0.9。可变荷载的分项系数，一般情况下取1・4。均布活荷载的组合系数为0.7,风荷载组合值系数为0.6,地震荷载组合值系数为1.3；6.2.2承载力抗震调整系数从理论上讲，抗震设计中采用的材料强度设计值应高于非抗震设计时的材料强度设计值。但为了应用方便，在抗震设计中仍采用非抗震设计时的材料强度设计值，而是通过引入承载力抗震调整系数齐e来提高其承载力。表6-2-1承载力抗震调整系数沧受弯梁偏压柱受剪轴压比＜0.15轴压比＞0.150.750.750.800.85 6.2.3梁内力组合表该框架内力组合共考虑了四种内力组合，1.2SGK+L4SQR,1.2SGK+1.4xO.9(SQk‘Vre1.2(Sgk+0.5SqR)+1.3Swk，1.35SGK+1.4x0.7SOk,各层梁的内力组合结果见附表，其中竖向荷载作用下的梁端弯矩为经过调幅后的弯矩(调幅系数为0.8)。梁内力组合见表6-2-2——表6-2-86.3、框架柱内力组合6.3.1柱内力组合柱内力控制截面一般取柱上、下端截面，每个截面上有M、N、Vo由于柱是偏心受力构件且一般采用对称配筋，故应从上诉组合中求出下列最不利内力：M及相应的NIImaxN叭及相应的M他血及相应的M柱内力组合见表6-3-1——表6-3-7 7配筋计算1!7.1、框架柱和梁的截面设计7・1・1、柱的配筋计算由《混凝土结构设计规范》查得：/A,=2.01N/mm2混凝土C30/；=14.3N/mm2/=1.43N/miiF钢筋强度HPB235fv=210N/mm2几=235N/mm2HRB400fv=360N/mm2fxk=400N/mm27.1.1.K框架柱截面设计木结构选用柱为600mmx600mm,抗震等级为二级轴压比验算N2476.13xlOlo.48vo.8轴压比A轴，第一层"嘶最大为2389.57kN轴压比N=2389.57x101°彳6<0.8"心©14.3X6002B轴，第一层“唤最大为Nmax=2476.13kN心c14.3X6002所以轴压比满足要求7.1.1.2s正截面受弯承载力计算1.A轴：由于柱同一截面分别承受正，反向弯矩，故釆用对称配筋.（用HRB400级钢筋）取as=35mm,则600-35=565mm,由于C30VC50,所以山=1.0,卩i=l・0=^^^=1.0x14.3x600x565x0.518=2511.11^I）底层：从柱的内力组合表可知，最大的N值为2389.57,N=20mmet—e0+ea—140+20=160mm=1.22〉1.0取侨=1.00.5xl43x60022104.13xlO3/Q9?/...t=—=16.53>15...^=1.15-0.01x1=0.981+1400勺 」+x(^^)2xl.0x0.98_1400x160/565600=1.68e=%+2一乞=1.68x160+型-35=533.8mm=0.35<^=0.518协_0・8x2104・13xl()3a}fcbh^1.0xl4.3x600x565（y朋=0.8承载力抗震调整系数）fENe一©力％0苛（1一0.5歹）心仇—心）_0.8x2104」3x103x533.8—1.0x14.3x600x5652x0.35(1—0.5x0.35)360x(565-35)=336m,??但按构造配筋，最小总配筋率根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)表6.3.8-1,查得pmin=0.8%,Ajjnin=mjn=0.8%x6002/2=1440mm2,每侧实配钢筋4业22（As=A=1520mm2）,另两侧配构造筋4竝16。II）其他层：从柱的内力组合表可知，NVNb为大偏心受压，选用M大N小的组:M=201.52kNm,N=1786.11kN,从柱的内力组合表可知。柱的计算长度：在弯矩中由水平地震作用产牛的弯矩＞75%Mmax,柱的计算长度/。可按下两个公式计算，并取其中的较小值:所以,[1+0.15仇+妁)]H/0=(2+0.2{/inin)//式中：屮口、出——柱的上端、下端节点处交汇的各柱线刚度之和与交汇的各 梁线刚度之和的比值；屮min——比值屮u、屮1中的较小值；H——柱的高度八6.75+6.75=5u2.76.75+5.63必=Z7%=4.59l0=2.43/7=2.43x4.8=11.66m警沪誥等"心心12•沏20mmea=max600/30=20mmJ20mmet=eQ+ea=112.8+20=132.8m/77皿」・5x14・3x600.44〉1.0取1yREN1786.11X103杈j1.U=1.15-0.01x^=0.96h1+x（""6°）2xl.0x1.01400x132.8/565600=2.10齐廿2.10X132.8+晋一35=543削呦（卩朋=0.8承载力抗震调整系数）金恥一©力弘0肯（1一0.5歹） _0.8x1786.11x10’X543.88—1.0x14.3x600x5652x0.29(1—0.5x0.29)_360x(565-35)°=514mm^但按构造配筋，最小总配筋率根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）表6.3.8—1,查得pmin=0.8%,Ajmin=min=0.8x6002/2=1440mm2,每侧实配钢筋422（九=A；=1520mm2）,另两侧配构造筋416。2.B轴：由于柱同一截面分别承受正，反向弯矩，故采用对称配筋.（用HRB400级钢筋）取as=35mm,则600-35=565mm,由于C30VC50,所以ai=1.0,pi=1.0“b=0力0力0§产1・0x14・3x600x565xO.518=2511.11ENI）底层：从柱的内力组合表可知，最大的N值为3009.29,N>Nb为小偏心受压，选用M大N大的组合M=276.85kN-m,N=3009.29kN柱的计算长度：在弯矩中由水平地震作用产牛的弯矩>75%Mmax,柱的计算长度/。可按下两个公式计算，并取其中的较小值: -=[1+0.15仇+妁)]H/0=(2+0.2{/inin)//式中：屮u、T1——柱的上端、下端节点处交汇的各柱线刚度之和与交汇的各梁线刚度之和的比值；Tmin——比值屮u、屮1中的较小值；H——柱的高度6.75+5.632.7+9.52=1.01汽=0./0=1.15/7=1.15x5.75=6.61m20mmea=max600/30=20mm>=20mmM=276.85X10"92側2009.29et=e0+ea=92+20=112mm=0.86<1.0取$=0.860.5xl4.3x60023009.29X103・・・©TOJ+1400x112/565XC)2X1-0><0-86=1.38 总=證冷二1需豐爲需5=°497＜鈿°%18（7re=0.8承载力抗震调整系数）金恥一©力弘0肯（1一0.5歹）_0.8x3009.29x103x419.56—1.0x14.3x600x5652x0.497(1—0.5x0.497)360x(565-35)=109.56加m2但按构造配筋，最小总配筋率根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)表6.3.8-1,查得pmjn=0.8%,Ajjnin=mjn=0.8%x6002/2=1440mm2,每侧实配钢筋4业22（As=A=1520mm2）,另两侧配构造筋4竝16。II）其他层：从柱的内力组合表可知，最大的N值为2502.4kN,N＜Nb为大偏心受压，选用M大N小的组:M=337.04kNm,N=985.12kN,从柱的内力组合表可知。柱的计算长度：在弯矩中由水平地震作用产牛的弯矩＞75%Mmax,柱的计算长度/。可按下两个公式计算，并取其中的较小值:所以,[1+0.15仇+妁)]H/o=(2+O.2^min)H式中：屮口、出——柱的上端、下端节点处交汇的各柱线刚度之和与交汇的各梁线刚度之和的比值；屮min——比值屮u、屮1中的较小值；H——柱的高度6.75+6.752.7+9.52=1.16.75+5.632.7+9.52=1.0%=1・° Zo=1.315H=1.315x4.8=6.312m伫337.04x10"342」3如0N985.1220mmea=max<600/30=20mmJ20mmet=e0+ea=342.13+20=362.13mm冬3.5X14.3X6性“I.。取y斗YreN985.12X103联Ji・u,卜加。.52<15=1+x(63122><10><101400x362.13/565600=1.12—+齐吠1.12X362.13+罟一35=670.59如（血=0.8承载力抗震调整系数）A=A._rRENe-aJcbh^(i-0.5^)s 0.8x985」2xl0"x670.59-1.0x14.3x600x5652x0.0.16(1-0.5x0」6)360x(565-35)=656.79mm2但按构造配筋，最小总配筋率根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)表6.3.8—1,查得pmin=0.8%,min=0.8x6002/2=1440mm2,每侧实配钢筋422(4=^=1520mm2),另两侧配构造筋416。7・1丄3、垂直于弯矩作用平而的受压承载力验算垂直于弯矩作用平而的受压承载力按轴心受压计算。I)A轴柱底层：M和=2389.57kN/Q92¥=牛=16・53查《混凝土结构》表6・1知：。=0.87(钢筋混凝土轴心受b0.6压构件稳定系数)。O・90(£A+/；(A+A*s)=0.9x0.87x(14.3x6002+360X1520x2)=4887.80kN>N=2389.57kN.lliclX满足要求。中间层：皿痂=2034.3lkN半=罟=19.43查《混凝土结构》表6・1知：0=0.77(钢筋混凝土轴心受压构件稳定系数)。0.9(p(fcA+f.(A+A,s)=0.9x0.77x(14.3x6002+360X1520x2)=4325.98kN>W=2034.31kN・iliuX满足要求。 II)B轴柱底层：N唤=3009.29kN女=2里=11.01查《混凝土结构》表6-1^U：0=0.965(钢筋混凝土轴心受b0.6压构件稳定系数)。0.90(/71+)=0.9x0.965x(14.3x6002+360X1520x2)=5337.25kN>Nnrix=3009.29kN.iliuX中间层：N唤=2503.4kN1=^12=10.52查《混凝土结构》表6-1^U：0=0.96(钢筋混凝土轴心受压构件稳定系数)。0.9(p(fcA+f.(A+)=0.9x0.96X(14.3x6002+360X1520x2)=5393.43kN>Nnrix=25024kN.iliuX7・1・1・4、斜截而受剪承载力计算I)A轴柱底层：最不利内力组合：M=293.77kNm,N=2104.13kN,V=45.62kNLJ・・・剪跨比A==2%・：A=3575二亠2=5.09>32x0.565・・・03fcA=0.3xl4.3x6002=1544.4ENAyfc/fyv=0.1x16.7/210=0.79%>0.6%取箍筋4①10,加密区4①10@100上端加密区的长度为1000mm非加密区4①10@150o中间层:最不利内力组合：M=201.52kN-m,N=1786.11kN,V=66.09kN・・・0.3fcA=0.3xl4.3x6002=1544.42N0.6%取箍筋4①10,加密区4①10@100上端加密区的长度为800mm非加密区4①10@150。 II)B轴柱底层：最不利内力组合：M=276.85kNm,N=3009.29kN,V=215.94kN•・・剪跨比A=575=5.09>32%2x0.565.•・2=3・・・0.3fcA=0.3xl4.3x6002=1544.4W0.6%%取箍筋4①10,加密区4①10@100上端加密区的长度为1000mm非加密区4①10@150。中间层：最不利内力组合：M=178.2kN-m,N=2502.4kN,V=193.01kN•・・剪跨比几=生=—=4.25>32%2x0.565•・•0.3/A二0.3X14.3X6002=544AkN0.6%取箍筋4①10,加密区40)10@100上端加密区的长度为800mm非加密区4①10@150。7.1.2梁的配筋计算7・1・2・1、正截而受弯承载力计算梁AB(300x600)底层：跨中截面M=210.77kNmyREM=0.75x210.77=158.08kN-mYreM_158.08x10°ajcbh^1.0x14.3x300x5652=0.12^=1-71-26/=1-71-2x0.12=0.13<0.518人_0力.肋0§_14.3x300x565x0.13=815mm2Anin=max0.25%(45/；//v)%=45xl^%=0.18%=0.25%Asmin=p血bh=0.25%x300x600=450mmF部实配2业25(As=982mm2),上部按构造要求配筋，配318其它层见表7-1-1 7・1・2・2、斜截而受剪承载力计算梁AB,底层：V产266.28kN,199.71kN•・•跨高比Z0//z=565/300=1.88<40.25A=025x1.0x14.3x300x565=605,96kN>yREVh满足要求_办-0.42/0/1。199.71X103-0.42x1.43x300x565_八“1・25从1.25x210x565——v.OO梁端箍筋加密区取双肢箍①10,s取min(8dthh/4,100mm),s=100mm加密区的长度max(1.5/%，500mm),取900mm字忤">0.66可以非加密区箍筋配置2①10@140Awbs而丽S49%>0.24严0.245/2Z.I6%满足要求。梁各斜截面受剪承载力配筋计算见下表7-l-2o 7.2板的计算本结构采用钢筋混凝土双向板，每个板尺寸为4200mmx6000mmo计算简图如下图5・1。支承梁截面为300x600mm2,根据双向板的构造要求，对于连续板应满足刚度要求板厚取为100mm,有前而可知楼而活荷载qk=2kN/m2,混凝土为C30(fc=4.3N/mm2),钢筋用HPB235级(fy=2N/mm2)oUUU工————U寸r——C————B——匚UU9、p—J—A1!1•■,4pon.4pon,4pon4A00.图5・1屋盖计算简图 721荷载和内力计算I）荷载计算楼面恒荷载标准值gK=L2kN/n?屋面恒荷载标准值gK=2.3kN/n?楼面恒荷载设计值g=1.2x1.2=1.44kN/n?屋面恒荷载设计值g=2.3x1.2=2.76kN/n?走廊恒荷载设计值g=1.2x1.2=1.44kN/n?楼面活荷载设计值q=2.0x1.3=2.6kN/m2屋面活荷载设计值q=2.0x1.3=2.6kN/m2走廊活荷载设计值q=2.5x1.3=3.25kN/m2楼面荷载设计值合计p=g+q=4.04kN/n?屋面荷载设计值合计p=g+q=5.36kN/n?走廊荷载设计值合计p=g+g=4.45kN/n?II）内力计算按弹性理论计算，求各区各板跨内正弯矩时，按恒荷载满布及活荷载棋盘式布置计算，屋面：对称荷载：gg+|=2.76+2.6/2=4.06kN/m2反对称荷载：q—±—=±.3kNItn22楼面：对称荷载：g+|=1.44+2.6/2=2.74kN/m2反对称荷载：q—±—=±.3kNItn22走廊：对称荷载：g+|=2.76+4.45/2=3.67kN/m2反对称荷载：q—±—二±2.3ZJV/tn22【II）弯矩计算在Q作用下，各内支座均可视为固定，某些区格板跨内最大正弯矩不在板的中心处；在/作用下，各区格板均可视为简支，跨内最大正弯矩则在板的中心处，计算时可近似取两者之和作为跨内最大正弯矩。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，取荷载g+q。屋面为5.360/加r楼面为4.04jWV//772,走廊为6.07kN/m2屋面:①边区格Ah=4・2加-0.12+0.15"T"二5.81m=1.385.81n4.2由于A区格为三边连续一边简支板，四周与梁整体连接。则:M严（5.81-4.2~4~)mx=4.13mv3Mv=—x0・6x4.2〃s=1.89mvM；=0>4AAMx=/3loymx=2x5.81mx=11.62mxMv=Mv=2x0.6x4.2/nv=5.04mvyyxx带入公式，由于区格板四周与梁相连。内力折减系数为0.8yn[22%+2My+M；+My+M；+M；=令(3loy-lox)2x4.13%.+2x1.89阻+11.62%+2x5.04mv0.8X5.36X4,12(3x5.81-4.2)mY=lAlkNImmx-0.5x2.47=L24kNIm得到：f“mv=my=2x1.24=2.48kNIm ②边区格B =竺=1.454取cr=0.50=2跨中钢筋在距支座仓处弯起一半，故的跨内及支座塑性较线上的总弯矩44则:Ma=(5.81-->x=4.8wx33My二玄如，叫盲><0.5x4他=1.5%Mx=Mx-/3loymx=2x5.8叫=11.6mxMv=Mv=/3oclmY=2x0.5x4mr=4mrV/(/AAXX带入公式yn[22%+2My+M；+My+M；+M；=令(3loy-lox)2x4.8叫+2x1.5叫+11.6阻+2x4叫0.8x5.36x4212(3x5.8-4)mY=1.75WN/mmy=0.5x1.75=0.87RN/m得到：mx=mK-0m斗-2x1.75=3.5kNImmx=my-0叫-2x0.87=U5kN/m』J丁③边区格clQx=3.4—0.2=3.2mloy=4.2—0.2=4m取a=0.640=2 则:Mx=(4-3.2T)mx-3.2mx My=严叫=-x0.64x3.2/nx=1.54叫M；==01。、叫=2x4%=8叫Mv=M=Balmv=2x0.64x3・2叫=4AmrV/6m按6血取。人-基础地面以上土的加权平均重度，取20KN/m3o厂-基础底面以下土的重度，取20KN/m先按b=3m计算，地基承载力修正200+3.0x20x(3-3)+4.4x20x(1.85-0.5)=318.8/C^/m2,基底底面积：基底底板的面积可以先按照轴心受压时面积的1.2-1.4倍先估算。则壮出£二3009.29+10&9=9&龙f-ymd414.44-20x1.85考虑到偏心荷载作用下应力分布不均匀，将A增加20%-40%,则取A=/x/?=2.9x4.5=13.05m2W=-bh2=-x2.9x4.52=9.79ah36613^9/?=2.9m<3m,故不必再对进行修止。N2=ymdA=20x1.85xl3.05=482.85KN/m8.4地基承载力及基础冲切验算1)地基承载力验算根据规范，地基承载力验算公式 ①心肿1.2£"max+"min2000mm时,取0.9。在该例中,%=800-40=760mm，取1.0。Q”厂冲切破坏锥体最不利一侧的计算长度，am=(at+©)/2。q-冲切破坏锥体最不利一侧斜截面上边长，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时取柱宽，勺=0.6加。©-冲切破坏锥体最不利一侧斜截面下边长，取柱宽加俩倍基础有效高度，at=a+2/?0=0.6+2x0.76=2.12/77贝I」匕”=(0.6+2」2)/2=1.36加人-冲切验算取用的部分基底面积。.1z_小c、z2.92.12、“,4.52.12「八―小，Af=—x(2.12+2.9)x()+2.9x(———0.14)=1.72府PjN+N] =2S4.S6kN/m23009.29+108.9276.85+215.94x0.8113.059.79巧=p.A,=284.86X1.72=489.97KNFt