土木工程专业框架结构毕业设计指导书范例--中学教学楼

'土木工程专业框架结构毕业设计指导书范例土木工程专业毕业设计过程包括设计准备、正式设计、毕业答辩三个阶段。设计准备阶段主要是根据设计任务书要求，明确工程特点和设计要求，收集有关资料，拟定设计计划；止式设计阶段需完成设计、结构手算和电算及对比分析等。这一阶段分为：建筑设计、结构设计、施工图设计等不同阶段；而毕业答辩阶段则是对毕业设计过程和成果的总结，使学生深化对有关概念、理论、方法的认识。在整个毕业设计过程中的关键是结构设计阶段，总结多年的土木工程专业毕业设计指导经验，在这一阶段90%的学生选择房屋结构类型是框架结构。在结构设计过程中每年都会出现一些类似的错误；毕业设计所参考的计算书版本不同，直接影响到设计计算的质量；而所参考的图纸也是决定绘图质量的重要因素；没有一份完整、正确的范例，导致很多学生即使在毕业设计完成后，对框架结构的诸多设计概念依然模棱两可。木指导书以“铜山县邓庄初级中学教学楼”(以下简称教学楼)为设计实例，釆用手算的方法，详细说明框架结构的设计过程。本指导书仅对土木工程专业毕业设计中结构设计起示范作用，为节约篇幅，对该工程的结构布置进行了简化，例如调整柱网为对称结构及统一活荷载等，同学们在实际毕业设计过程中需依据任务书和建筑要求进行设计。 木指导书结构设计所遵循的主要规范、规程为《建筑结构荷载规范》(GB50009-20012006年版)、《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010).《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)及《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002),分别简称《荷规》、《抗规》、《混规》及《高规》。木指导书编写过程中，得到了一些同事的鼓励和指导以及参考了大量的文献资料，在此谨向张三柱、杨敏、李青松和宋明智以及参考文献的作者表示衷心的感谢。由于编者学识所限，疏漏z处在所难免，恳请读者批评指止。 目录前吕第一章设计任务书.1.1毕业设计题目.1.2毕业设计应达到的目的.1.3毕业设计的内容和要求.1.3.1基本要求1.3.2设计内容1.3.3技术资料21.4毕业设计的成果要求.21.4.1建筑设计成果要求21.4.2结构设计成果要求21.4.3对图纸和计算书质量要求3第二章建筑设计说明.42.1建筑平面设计.42.1.1教学楼的平面布置42丄2辅助使用房间52.1.3交通联系部分52.1.4建筑做法62.2建筑空间和立面设计.62.2.1层数层高62.2.2建筑立面设计6第三章结构设计计算.73.1工程概况.73.2设计资料.3.2.1地勘资料3.2.2气象资料73.2.3抗震设防烈度73.2.4建筑做法73.2.5材料83.3结构布置.8 3.3.1结构柱网布置图8 3.3.2初估梁的截面尺寸83.3.3初估柱的截面尺寸93.3.4板的截面尺寸：103.3.5底层柱高度103.3.6基本假定103.3.7横向框架计算简图103.4荷载计算.3.4.1恒荷载标准值113.4.2活荷载标准值123.4.3梁柱自重标准值123.4.4墙体自重标准值133.4.5门窗的自重143・4・・6重力荷载代表值计算143.5横向框架在水平地震作用下内力和位移计算.153.5.1横梁的线刚度153.5.2横向框架柱的线刚度及侧移刚度D值163.5.3横向框架自震周期173.5.4横向框架水平地震作用及楼层地震剪力173.5.5横向框架水平地震作用位移验算181923233.5.6横向框架在水平地震作用下的内力计算3.6横向框架在风荷载作用下的位移计算.3.6.1风荷载标准值的计算3.6.2风荷载作用下的水平位移验算25363风荷载作用下结构内力计算293.7竖向荷载作用下横向框架的内力计算、3.7.1计算单元293.7.2荷载计算293.7.3恒载作用下内力计算333.7.4活载作用下内力计算423.8内力组合.473.8.1承载力抗震调整系数473.8.2框架梁内力组合483.8.3KL抗震设计内力调整513.8.4框架柱内力组合54 3.9截面设计.-55-3.9.1截面设计及构造措施・58・3.9.2承载力抗震系数•58・3.9.3梁跨中钢筋-59-3.9.4梁的斜截面受剪承载力配筋计算-64-3・9・5横向框架柱截面设计-66-3.10板的设计及配筋.-75-3.10.1设计荷载•73・3.10.2四边支承板的内力及截面配筋计算-74-3・11楼梯设计-79-3.11.1楼梯段板设计-79-3.11.2平台板计算-81-3.11.3平台梁计算-82-3.12基础设计.-84-3.12.1基础设计-84-3.12.2基础底面积计算-84-3.12.3承载力验算-86-3.12.4抗冲切验算•86・3.12.5内力及配筋-87-3.12.6地基梁设计-89-3.12.6BC柱下联合基础设计-89- 第一章设计任务书1.1毕业设计题目铜山县邓庄初级11「学教学楼设计1.2毕业设计应达到的目的毕业设计是高等工程教育最后的集成教育阶段，其目的在于：（1）在知识上，应综合应用各种学科的理论、知识与技能去分析和解决工程的实际问题,并通过学习、研究和实践，使理论深化，知识拓宽，专业技能延伸。（2）在能力上，培养调研、收集、加工、整理和应用各种资料的能力。培养学生掌握有关工程设计的程序、方法和技术规范，提高工程设计计算、理论分析、图表绘制、技术文件编写的能力，以及培养学生分析问题和解决问题的能力。（3）在综合素质方面，培养严肃认真的科学态度和严谨的科学作风，以及协调合作的能力。1.3毕业设计的内容和要求1.3.1基本要求（1）认真贯彻“实用、安全、经济、美观”的设计原则。（2）进一•步掌握建筑与结构设计的全过程及基木方法和步骤，认真考虑影响设计的各种因素。（3）认真处理好结构设计及建筑的总体与细部关系，选择合理的建筑结构形式、结构体系和结构布置，掌握建筑结构的计算方法和构造要求。（4）确定结构计算简图，进行结构分析，结构分析方法必须手算，可用电算校核。（5）了解和掌握与本设计有关的设计规范和规程，并能正确使用。对基础、墙体、梁、板、柱、楼梯等构件按现行的规范作详细准确的设计计算。（6）认真编写设计计算书，绘制和应的设计图纸，并要求止确、规范、美观。1.3.2设计内容教学楼位置：见总平而图，总建筑而积约为5000m2,层数为4层。主要房间：教室，教师休息室，实验室。参考密度：30%・50%、参考容积率:1-2＞绿化率：35%以上。 1.3.3技术资料1设防烈度按7度，设计基本地震加速度为O.lg,设计地震分组为第二组。2基本风压为0.35kN/m2,基本雪压为0.35kN/m2,雪荷载准永久值系数分区为II区，地而粗糙度类别为C类。3地质资料根据岩土工程勘察报告，场区范围内地下水位高程为-6.00m,经水质分析并依据《岩土工程勘察规范》(GB50021・2001)综合判定：地下水对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构小钢筋具弱腐蚀性。场地类别为II类，不存在液化现彖，冻结深度按1.00m计。表1.1土层参数编号土体名称平均厚度(m)含水量(%)重度(kN/m3)天然孔隙比hEs(MPa)承载力特征值fak(kPa)钻孔灌注桩qsik(kPa)Qpk(kPa)1填土0.816.82粉质粘土夹粘土0.732170.90.958.618515.6300.63粉质粘土53017.80.720.8316.5280658504粘土>10341&60.750.819.32907011001.4毕业设计的成果要求1.4.1建筑设计成果要求1、建筑设计说明部分内容工程概况，建筑功能分析，构造做法。要求不少于3000字，可以附图说明。(1)施工说明、门窗表(2)总平面图.表示拟建建筑物周围的环境、标高、平面尺寸、层数及其与周边建筑物、道路的关系，指北针等。(3)各层平面图。(4)主要立面图■…至少两个(鼓励透视图和色彩表现，可加分)。(5)主要剖面图■-至少二个(剖切平面必须经过楼梯)。(6)详图一楼梯详图必须|田i,标准间、卫生间至少一个。1.4.2结构设计成果要求1、结构设计计算书成果要求：(要求用手工书写)(1)主体结构设计计算：对于框架结构要求完成一棉框架全部计算内容，对于框架剪力墙结构要求完成一櫛框架和一片剪力墙全部计算内容，并绘出相应施工图。(2)标准层楼板及屋面板设计，一部楼梯结构设计，并绘出相应施工图。 (1)可选择地基基础设计，绘出相应施工图。2、结构图纸内容：（要求用手工绘图。）（1）基础平而图、基础详图（可选）。（2）标准层结构布置图（包括楼板配筋图）（必选）。（3）屋而结构布置图（包括楼板配筋图）（必选）。（4）框架或剪力墙配筋图（必选）。（5）楼梯结构配筋图（必选）。（6）结构图不少丁4张1号图纸。1.4.3对图纸和计算书质量要求1、图纸内容必须充实，图面整洁，图面布置合理，图框、标题栏符合制图标要求。2、设计计算书耍求正确，符合学校规范化耍求，计算书一律用手工书写，并写出不少于300字的中英文摘要。 第二章建筑设计说明教学楼设计在一个和当长的时期里，人们多把教学楼设计的着眼点放在“教学"字上，旨在如何满足“教学"这一基木需求上考虑问题。于是，为数众多的教学楼模式单一，空间乏味，很难与城市总体规划目标和适应。教学楼不仅是学生上课学习的场所，也是学生开心活动的首选问题。如何把教学楼的建筑功能分区合理，以人为木，与口然和谐和称是教学楼建筑设计中十分重要的一方面。教学楼设计方案的选择，体现了建筑环境和人文环境和适应的设计理念。2.1建筑平面设计2.1.1教学楼的平面布置教学楼的标准层建筑平面布置见图2.1.1所示。uuqoaa女肠>0XJTql"QalaxAAjVAAr§2心。1朗⑴03»W0rlSAIJ[Jhan厂5X0ISCOC7(7=v£3n£3£1n□]咖|l邓凹|w:o]neo1M015W130013101W0tcWlBlOx10341&60.750.7519.32907011003.2.2气象资料(1)、基本风压：0.35KN/mm2,地面粗糙度类别为C类。(2)、基木雪压：0.45KN/mm2,雪荷载准永久值分区II区3.2.3抗震设防烈度抗震设防基木烈度为7度，设计基木地震加速度为O.lg,设计地震分组为第二组，框架抗震等级为2级(根据规范地震分组，框架结构高度小于30m确定，另该建筑抗震设防类别为重点设防类)。3.2.4建筑做法1、墙体工程1)、内墙做法：水泥砂浆粉而，刷涂料两度，12厚水泥砂浆打底，240mm厚的粘土多孔砖砌体。2)、外墙做法：外墙面瓷砖，12厚1：3水泥石灰砂浆打底，刷界面处理剂一道，240mm厚的粘土多孔砖砌体。 2、楼地面工程1）地而做法素土夯实，100厚CIO素混凝土垫层，20厚1：3水泥砂浆打底，15厚水磨石面层。2）楼面做法粉刷层，100厚钢筋混凝土楼面板，20厚1：3水泥砂浆找平层上铺水磨石面层。3）屋面做法粉刷层，120厚钢筋混凝土楼而板，150厚水泥防水珍珠岩块保温层，20厚1：3水泥砂浆找平层，三毡四油防水层上铺35厚C20细石混凝土。3.2.5材料梁、板、柱的混凝土设计强度为C25,主筋选用HRB400,箍筋选HPB235。3.3结构布置3.3.1结构柱网布置图根据该教学楼建筑设计的要求，通过分析荷载传递路线确定框架结构布置体系。本工程的柱网布置见图3.3.1,本章以布置图中的⑥轴线框架为例说明一棍横向平面框架的手算计算方法。图3.3.1柱网布置图3.3.2初估梁的截面尺寸1、主梁依据《高规》6.3.1条框架结构的主梁截面高度加可按（1/10〜1/18）lb确定，lb为主梁计算跨度；梁净跨与截面高度Z比不宜小于4。梁的截面宽度不宜小于200mm,梁截面的高宽比不宜大于4。(1)横向框架梁A・B、C・D跨 lb=6600min,hb=(l/10〜l/18)lb=(l/10〜1/18)x6600=660〜367mm取h=600mm取截面宽度为300mmB-C跨lb=3000mm,hb=(l/10〜l/18)h=(l/10〜1/18)x3000=300〜167mm考虑边跨及地震作用的影响取h=400b=(l/2〜"3)h=(l/2〜1/3)x400=200〜133mm取截面宽度为250mm。(1)纵向框架梁lb=4500mm,hb=(l/10〜1/18血=(1/10〜1/18)x4500=450〜250mm取h=450mmb=(l/2〜"3)h=(l/2〜1/3)x450=225〜150mm取截面宽度为250mm故初选计算框架梁截面尺寸见表3.3.1。表3.3.1计算框架梁截面尺寸及混凝土强度等级层次混凝土强度等级横梁()纵梁AB跨，CD跨BC跨1〜4C25300x600300x400250x450注：其余梁截而尺寸确定同上述方法3.3.3初估柱的截面尺寸由轴压比要求估算框架柱截面尺寸，可按式(3・1)计算，即A沙/(吋)(3-1)式屮仏一框架柱的截而而积，mn?;N—柱轴向压力设计值，按式(3-2)进行估算，N或kN；“一框架柱的轴压比限值，依据《抗规》636条查表；/；•—柱混凝土抗压强度设计值，N/mm2o柱轴向压力设计值N按式(3-2)估算，即N=y(iqSna冋卩(3-2)式中沧一竖向荷载分项系数(已包含活荷载)可取1.25;g—每个楼层上单位面枳的竖向荷载值，kN/mm2,参考《高规》5.1.8条文说明：目前国内钢筋混凝十•结构高层建筑出恒载和活载引起的单位面积重力,框架与框架一剪力墙结构约为12〜14kN/m2,剪力墙和简体结构约为13〜16kN/m2；S一柱一层的受荷面积，mm?；n—柱承受荷载的楼层数；如一考虑水平力产生的附加系数，风荷载或四级抗震吋，如=1.05；三〜一级抗震等级时，a尸1.05〜1.15；a2—边柱、角柱轴向力增大系数，边柱6（2=1.1,角柱02=1.2,中柱«2=1.0；0—柱由框架梁与剪力墙连接时，柱轴力折减系数，可取为0.7〜0.8。框架柱受荷面积如图3.3.1,选用C25混凝土，f；=11.9N/mm2,抗震等级为三级，轴压比为 ji=0.90o1、中柱N=y旳弘©y/^fc=1587.6x1000/0.85x11.9=156955mm2a=4a=0.396m2、边柱疋20=1.25xl4x3.3x4.5x4xl.O5xlxl=lO91.5kNA沙/吋=1091.5x1000/0.90x11.9=101914mm2a=V7=0.319m《抗规》6.3.5条：柱的截面尺寸，三级且超过2层时不宜小于450mm,剪跨比宜大于2,截面长边与短边的边长比不宜大于3。故初选柱截面尺寸：500mm><500mm（1〜4层），满足上述要求。3.3.4板的截面尺寸：板的厚度应满足承载力、刚度和裂缝控制的要求，还应满足使用要求、施工方便及经济方面的要求。一般可根据刚度的要求确定，但实际设计取值时还需依据各地方技术要求。依据《混规》第10.1.1条要求，连续双向板的板厚不应小于80mm,Hh>L/50=4500/50=90mm本设计均为双向板，为简化计算过程，统一取板厚h=100mmo3.3.5底层柱高度底层：Hn=3.9+0.6+0.5=5.0m,Hn/h=5.0/0.5=10>4注：底层层高3.9m,室内外高差0.6m,基础顶部至室外地血0.5m。其他各层:Hn=3.6w,Hn/h=3.6/0.5=7.274>43.3.6基本假定第一：平而结构假定：该工程平而为正交布置，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。第二：由于结构体型规整，结构在水平荷载作用下不计扭转影响。3.3.7横向框架计算简图假定框架柱嵌固于基础顶面上，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故框架梁的跨度等于柱截而形心Z间的距离。⑥轴线横向框架计算简图如图3.3.3所示。3.4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、结构表面的抹灰重、土压力、预加应力等。活荷载包括楼面和屋面活荷载、风荷载、雪荷载、安装荷载等。 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、使用荷载（活荷载）、楼面活荷载折减系数等按《荷规》取值。300X600250X400300X600300X600250X400^300X600gg300X600250X400^300X600ggr300X600250X400^300X600g•gg500X500500X500500X500•glOqvzzzz/z.6600Z/ZZ・.3000°”，""66009d■•®®图3.3.3⑥轴线横向框架计算简图3.4.1恒荷载标准勺1、屋面其按屋面的做法逐项计算均布荷载：有吊顶处不做板底抹灰，无吊顶处做板底抹灰，近似取吊顶來参与计算，板底抹灰为和同重量：其屋面构造做法如图3.4.1所示，屋面恒载计算结果如下：0.840.400.401.50■2.500.40KN/m2KN/m2KN/m2KN/m2KN/m2合计：6.54KN/m2KN/m2 图3.4.1屋面构造做法屋面的长边长：4.5x8+3.9x2+33+0.24=43.44加屋面的短边长：6.6x2+0.24+3.0=16.44m那么屋面恒荷载标准值为：43.44x16.44x6.54=4670.56EN2、楼面楼面的做法如图3.4.2所示，按图示各层进行组合來参与计算楼面恒载大小。图3.4.2楼面构造做法因而得到楼而均布恒载标准值：43.44x16.44x3.95二2820.9W3.4.2活荷载标准计1、屋而计算重力荷载代表值时，仅考虑屋面雪荷载作用43.44x16.44x0.45=321.37KN2、楼面根据《荷规》表4丄1,教学楼教室活载取2.0kN/m2,走卿、楼梯间取3.5kN/m2,简化计算楼面活载统一取2.0kN/m2o43.44x16.44x2.0=1428.3IKN 3.4.3梁柱自重标准值此处计算包括梁侧面、梁底面，柱的侧面抹灰重量：1、梁的自重梁自重计算见表3.4.1,梁的长度按净跨长度，即把梁的计算跨度减掉柱的宽度來参与计算过程：例：厶：长度=6.6-0.5=6（扣除一个柱宽）厶厂长度=3.0-0.24=2.76w（扣除墙宽）表3.4.1梁自重层次编号截面（m2）长度根数每根重量（KN）总计L103x0.66」220.34x0.62x6.1x25=32.1471L20.25x0.42.76110.29x0.42x2.76x25=8.404L30.25x0.454.5320.29x0.47x4.5x25=15.3341388.634L40.25x0.453.940.29x0.47x3.9x25=13.289L50.25x0.453.340.29x0.47x3.3x25=11.279注：（1）上表屮梁截面的确定，考虑到抹灰层有（每抹层均按20mnv计算）宽:0.3+2x0.02=0.34m0.25+2x0.02=0.29m高：0.6+1x0.02=0.62m0.4+1x0.02=0.42m0.45+1x0.02=0.47m（2）此处抹层按近似与梁相同，按每立方25KN计算（3）梁的长度都按净跨长度计算2、柱的口重梁自重计算见表3.4.2表3.4.2柱自重层次编号截面（m2）长度根数每根重量（KN）总计（KN）1Z10.5X0.55.0440.54x0.54x5x25=36.451603.82〜4Z20.5x0.53.6440.54x0.54x3.6x25=26.441163.36注：（1）柱因四面抹灰,与梁相同办法处理,边长=0.5+0.02x2=0.54m（2）抹层记入柱内，按每立方25KN计算3.4.4墙体自重标准值墙体为240mm厚粘土空心砖，两面抹灰，近似按加厚墙体计算（考虑抹灰重量），根据《荷规》附录A,粘十•空心砖砌体自重为5KN/m3,其计算如表3.4.3所示。外墙面贴瓷砖（0.5kN/m2），内墙面为20mm厚抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为：0.5+15x0.24+17x0.02=4.44KNIm1内墙两侧均为20mm厚抹灰，在内墙单位面积重力荷载为：15x0.24+17x0.02x2=4.28KNIm1 表3.4.3墙体自重墙体的位置每片面积（ma）片数重址（KN）总计（KN）底层外纵墙4.0x4.558x2=161292.933.4x4.552x1=2137.372.8x4.551x2=2113.13 底层内纵墙4.0x4.55141090.544436.482.8x4.55154.53底层外横墙6.1x4.42x2=4476.683.0x4.62122.54底层内横墙6.1x4.410114&752〜4层外纵墙4.0x3.158x2=16895.103162.623.4x3.152x1=295.12.8x3.151x2=278.322〜4层内纵墙4.0x3.1516862.852.8x3.15137.752〜4层外横墙6」0.02x2=4325.00333.2285.252〜4层内横墙6」x3.010783.24注：（1）墙M=240+20x2=280mm（考虑抹灰层）（2）单位面积重为1x0.28x19=5.32ATV/w2（3）女儿墙自重墙体为120mm单砖，女儿墙髙为1200mm,外墙而贴瓷砖（0.5kN/nf）,内墙而为20mmM抹灰，则女儿墙重力荷载为：（0.5+15x0.12+17x0.02）x1.2=3.168kN/m（0.5+15x0.12+17x0.02）xl.2x（43.44x2+16.44x2）=379.40kN3.4.5门窗的自重根据《荷规》,木门按0.2KN/m2考虑,塑钢窗按OAKN/m2考虑，计算结果如表3.4.4所示。表344门窗自重层数墙体位宜门、窗扣除门窗的尺寸个数扣除部分墙体匣最门窗重量总扣除重量总和1.8x2」35344.0631.392312.6681窗1.8x1.25219.981.818.18356.048外墙1.5X2.1227.722.5225.24门0.8X2.1336.981.72835.25223.250.9x2.!20197.229.22188.00 3.4..6重力荷载代表值计算屋盖和楼盖重力代表值为：屋盖层=女儿墙+屋面恒载+50%雪载（活载）+纵横梁自重+半层柱重+半层墙重（墙和门窗）楼盖层=楼面恒载+50%楼面活载+纵横梁0重+楼面上卜•各半层柱+楼而上下各半层墙重将上述各荷载相加，得到集中于各层楼面的重力荷载代表值如下：四层：G4=379.40+4670.56+0.5x321.37+1388.63+1/2x1163.36+l/2x(3162.62-356.08-223.25)=8472.6KN三〜二层：G3〜2=2820.91+0.5x1428.31+1388.63+1/2x1163.36x2+1/2x(3162.62—356.08—223.25)x2=8670.35KN底层：Gl=2820.91+0.5x1428.31+1388.63+l/2x(1603.8+1163.36)+1/2(4436.48+3162.62)一356.08—223.25=9527.50册重力荷载代表值如图3.4.3所示。4i3+L时"反弯点下移,査表时应取I=(/3+z4)/(zj+z2),査得的y冠以负号,对于底层柱不考虑修正值戸，即必=0；对于顶层柱，不考虑修正值尹2，取歹2=0，对于底层柱,不考虑修正值尹3,即y3=0o以4层边柱为例：仑严14238.52,工21=584466.4严°・°24=0.024x859.52=20.63^"儿+只+y2+儿=J;o+儿=0・36=V4iyh=20.63x0.36x3.6=26.73A7V-m=v^-y)h=20.63x(1-0.36)x3.6=47.53^-m同理可得其它层边柱的柱端弯矩，也可得出中柱的柱端弯矩，计算结果如表3.5.8所示。表3・5・8水平地震作用下柱端弯矩及剪力计算林”柱高％层间剪力D0vayMiiMij (m)V；(kN)(kN)(kN•m)(kN•m)43.6859.520.02420.630.361.29626.7347.53A轴33.61537.850.02436.910.451.6259.7973.0823.62016.400.02448.390.461.65680.1494.0815.02323.040.02660.400.572.85172.14129.8643.6859.520.03126.650.391.40437.4158.51B轴33.61537.850.03147.670.451.6277.2394.3923.62016.400.03162.510.491.764110.26114.7715.02323.040.03069.690.552.75191.65156.812、梁端弯矩及剪力计算由节点平衡条件，梁端弯矩Z和等于柱端弯矩Z和，将节点左右梁端弯矩Z和按左右梁的线刚度比例分配，求岀各梁端弯矩，进而由梁的平衡条件求岀梁端剪力。水平荷载作用下的梁端弯矩、剪力、轴力按下式计算，即m;=（m：+m";/比+i；）N辽M+叫）计算岀梁端的弯矩、剪力，计算过程见表3.5.9、3.5.10o表3・5.9AB.CD梁弯矩及剪力计算层次/（加）Mrh(KN・w)Vab=Vba^N)46.147.5337.8514.0036.199.8184.6230.2326.1153.87124.2145.5916」210.00172.7762.75表3.5.10BC梁弯矩.剪力层次gVcb((KN)42.7620.6620.6614.9732.7640.1846.1833.4622.7667.7967.7949.1212.7694.3094.3068.33表3.5.11水平地震作用下柱轴力计算层次J(KN)Na(KN)%(KN)Vbc(KN)Nb(KN)414.00-14.0014.0014.97-0.97330.23-44.2330.2333.46420245.59・89.8245.5949.12-7.73 162.75J52.5762.756&33J3.31注：由于对称结构，对称梁剪力方向相反，故林轴力方向对称，计算小注意剪力的实际方向。3、绘制内力图依据计算结果，単出⑥轴线框架在水平地震作用下的弯矩图、剪力图及轴力图，如图3・5・2、353、354所示。图3.5.2⑥轴线框架在水平地震作用下的弯矩图 20.6314.0026.6514.9726.6514.0020.6336.9130.2347.6733.4647.6730.2336.9148.3；)45.5962.5149.1262.5145.5948.960.4062.7569.6968.69.336962.7560.40图3.5.3⑥轴线框架在水平地震作用下的剪力图14.000.9714.0044.234.2044.2389.82r.7S89.82152.5713.31152.57图3.5・4⑥轴线框架在水平地震作用下的轴力图3.6横向框架在风荷载作用下的位移计算依据《高规》564条，冇地震作用效应组合时，60米以下的混凝土结构，风荷载口J以不参与组合，木指导书只给出横向框架在风荷载作用下位移计算过程，未绘制的内力 图，实际设计过程中需依据任务书要求。3.6.1风荷载标准值的计算垂宜于建筑物表面上的风荷载标准值当计算主耍承重结构吋按下式来计算：叫=0屮小邛©式中，叫一风荷载标准值（kN/m2）仅一高度Z处的风振系数弘一风荷载体型系数仏一风压高度变化系数%—基木风压（kN/m?）由《荷规》，铜山县重现期为50年的基本风压：©产0.35kN/m,地面粗糙度为C类。风载体型系数由《荷规》第7.3节查得：“、=0.8（迎风面）和儿二0.5（背风面）。《荷规》7.4.1条规定：对于高度大于30m且高宽比犬于1.5的房屋和基本自振周期T1人于0.25s的各种高耸结构以及人跨度屋盖结构，均应考虑风压脉动对结构发生顺风向风振的影响。风振计算应按随机振动理论进行，结构的自振周期应按结构动力学计算。《高规》3.2.6条规定：对于比较规则的结构，其自振周期可采用近似公式计算，即框架结构的自振周期7；=（0.08〜0.1）卅。H/B=15.8/43.44=0.364,框架结构=（0.08〜0.1）〃=（0.08〜0.1）x4=032〜0.4（s）,略严=0.06仞7寸伽彳），由《荷规》表743、表7.4.4-3查得g=1.17、v=0.4,由式几=1+竺乂乞可算得"比H⑥轴线框架柱，其负载宽度为4.5米，沿房屋高度的分布风荷载标准值为q⑺=4.5xO・350z“$“z=1・5750z“$“z根据各楼层标高处的高度Hi由《荷规》表7.2.1查取应，代入上式可得各楼层标高处的q（z）,见表361,q（z）沿房屋高度分布图见图361所示。 表3.6.1沿房屋高度分布风荷载标准值层次比HJHA如(z)(迎)§2(z)(背)q⑵415.81.0000.771.6081.5600.9752.535312.20.7720.741.4881.3870.8672.25428.60.5440.741.3441.2530.7832.03615.00.3160.741.2001.1190.6992.818图3.6.1⑥轴线框架风荷载沿房屋高度分布图其中，A为一棍桩架各层节点的受风面积，取上层的一半和下层的一•般之和，顶层需到女儿墙顶，底层的计算高度应从室外地面开始取，即为4.5m,F|只取到底层计算高度的一半。F4=(1.56+0.975)x(1.2+3.6/2)=1.61KNF3=(1.387+0.867)x3.6=&UKNF2=(1.253+0.0.783)><3.6=733KNF、=(1.253+0.0.783)x(4.5/2+3.672)=8.25KN 3.6.2风荷载作用下的水平位移验算根据上述计算的水平荷载求出层间剪力，然后依据中框柱框架层间侧移刚度计算各层相对侧移和绝对侧移，计算过程见表362。表3.6.2风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算层次层咼(inm)個V）工D(kN/m)(mm)（〃如）M仏436007.617.61693922.270.0110.1481/327273336008.1115.72693922.270.0230.1371/156521236007.3323.05693922.270.0330.1141/109090150008.2531.30385330.790.0810.0811/61728由表3.6.2可见，风荷载作用下的框架的最人层间位移角为1/61728,远小于1/550,满足规范要求。3.6.3风荷载作用下结构内力计算1、纵向框架风荷载作用下的柱端弯矩计算其计算方法与地震作用相同，柱端剪力及弯矩按下式计算i=l叫上=那1-y）m叫下巴h：y各柱反弯点位置痛地震作用详见表3.5.8以四层为例，其余见表3.6.31）A、D轴（边柱）74=7.61KN2严14238.52工Qi=584466.48久/工2严0.024乙=0.183=«】yh=0.24KNm =/(l-y)h=0.42KNm同理可得其他层边柱的柱端弯矩，也可得岀中柱的柱端弯矩，计算结果如下表363表363风荷载作用下柱端弯矩柱层次柱高hjCm)Big0»也比(KN)yyhM"(KNm)M,(KNm)A轴43.67.610.0240.1830.361.2960.240.4233.615.720.0240.3370.451.620.610.7523.623.050.0240.5530.461.6560.921.0815.031.300.0260.8140.572.852.321.75B轴43.67.610.0310.2360.391.4040.3310.51833.615.720.0310.4870.451.620.7890.96423.623.050.0310.7150.491.7641.2611.31315.031.300.0300.9390.552.752.582.112）梁端弯矩及剪力计算由节点平衡条件，梁端弯矩Z和等于柱端弯矩Z和，讲节点左右梁端弯矩Z和按左右梁线刚度比例分配，求出备梁端弯矩，进而由梁的平衡条件求出梁端剪力。水平荷载作用下，梁端弯矩、剪力、轴力按下式计算M；=（Mg+M：）i：/（i；+i；）M；=（M：+M：）i；/（i；+i；）（M；+M；）/IN=》（V；+V：）计算出梁端弯矩、剪力，计算过程见表364和表365,366表364AB梁弯矩、剪力层次L(m)X(KNm)M；(KNm)46」0.420.350.12636.10.9860.6240.26426.11.6861.0910.45516.12.6661.7250.720表365BC梁弯矩、剪力层次L(m)M：(KNm)M；(KNm)N弋（KN）42.760.070.070.05132.760.3620.3620.26222.760.5950.5950.43112.760.9410.9410.682 表366风荷载作用下柱轴力计算层次VabVbc40.126-0.1260.1260.051-0.07530.264-0.390.2640.262-0.09120.455-0.850.4550.431・0.11510.720-1.570.7200.682・0.153注：由丁-对称结构，对称梁剪力方向相反，故柱轴力方向对称，计算剪力的实际方向。3）绘制内力图依据计算结果，画轴线框架的风荷载作用下的弯矩图、剪力图及轴力图，如图362,363和364所示。图362⑥轴线框架在风荷载作用下的弯矩图 图363⑥轴线框架在风荷载作用下的剪力图图364⑥轴线框架在风荷载作用下的轴力图 3.7竖向荷载作用下横向框架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棍框架，而后采用弯矩二次分配法进行计算。3.7.1计算单元⑥轴线框架计算单元宽度为4.5m,如图3.7.1所示，由于房间无次梁，故直接传给该框架楼面荷载如图3.7.1中水平阴影线所示,计算单元范围内的其余楼面荷载则通过板和纵向框架梁以集中力的形式传递给横向框架，作用于各节点上，由于纵向框架中心线与柱的中心线不重合，因此在框架上还有集中力矩。00SOOS0SW0002250|22502250[2250图3・7・1⑥轴线框架计算单元3.7.2荷载计算1、⑥轴线框架梁恒载的计算 图3.7.2各层梁上作用的恒荷载(1)对于第4层，如图3.7.2所示，q、,g；代表横梁自重，为均布荷载形式。^,=25x0.34x0.62=5.27KN/m,q=25x0.29x0.42=3.045(包括粉刷层厚度)的，％分别为房间和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载，由图3.7.2所示的儿何关系可知：=6.54x4.5=29.43KN/m,=6.54x3.0=19.62KN/m片，爲分别为边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括梁自重、楼板重和女儿墙等重力荷载。7]=[(1/2x4.5x2.25)x2+1/2(2.1+6.6)x2.25]x6.54+0.34x0.42x25x4.5+5.27x6.6/2+3.168x4.5=176.53KNP2=[(1/2x4.5x2.25)x2+1/2(2.1+6.6)x2.25+1/2(2.25+0.75)x1.5]x6.54+0.34x0.42x25x4.5+5.27x6.6/2=176.98KN则集屮力矩：M]==176.53x(0.5-0.25)/2=22.07KN•加A/2=/^e2=176.98x(0.5-0.25)/2=22.12^/77(2)对于3〜2层，如，如包括梁自重和其上墙自重，为均布荷载。其它荷载的计算方法同第4层，结果如下：q}=5.27+4.28x3.0=18.21KN/m,q=25x0.29x0.42=3.045KN/mq2=3.95x4.5=17.78KN/〃，q；=3.95x3.0=11.85KN/加 P、=[(1/2x4.5x2.25)x2+1/2(2.1+6.6)x2.25]x3.95+0.29x0.47x25x4.5+5.27x6.6/2+4.44x(4.0x3」5-1.8xl.8)+0.4xl.8xl.8=153.78KNP2=[(1/2x4.5x2.25)x2+1/2(2.1+6.6)x2.25+1/2(2.25+0.75)x1.5】x3.95+0.29x0.47x25x4.5+5.27x6.6/2+4.28x(4.0x3.15-1.5x1.2-1.2x2.4)+0.4x1.5x1.2+1.2x2.4x0.2=155.0KN则集中力矩：M]=Pxe{=153.78x(0.5-0.25)/2=19.22KN-mM2=P2e2=155.01x(0.5-0.25)/2=93SKN-m（3）对于第1层，如，N包括梁自重和其上墙自重，为均布荷载。其它荷载的计算方法同第4层，结果如2如=5.27+4.28x4.4=24.10KN/m,q=25x0.29x0.42=3.045KN/mq2=3.95x4.5=17.78KN/加，q=3.95x3.0=11.85KN/加R=[(1/2x4.5x2.25)x2+1/2(2.1+6.6)x2.25]x3.95+0.29x0.47x25x4.5+5.27x6.6/2+4.44x(4.0x4.55-1.8x1.8)+0.4x1.8x1.8=178.65^P2=[(1/2x4.5x2.25)x2+1/2(2.1+6.6)x2.25+1/2(2.25+0.75)x1.5]x3.95+0.29x0.47x25x4.54-5.27x6.6/2+4.28x(4.0x4.55-1.5xl.2-1.2x2.4)+0.4x1.5x1.2+1.2x2.4x0.2=134.64KN则集屮力矩：M、=P^=178.65x(0.5—0.25)/2=22.33KN"M2=P2e2=134.64x(0.5-0.25)/2=16.83KN-m2、⑥轴线框架梁活载的计算活荷载作用下备层框架梁上的荷载分布如图3.7.3所示:P!PlMiMiJX66003000660016200012-.m2图3.7.3各层梁上作用的活荷载 (1)对于第4层，不上人屋面，只有雪载q1=0.45x4.5=2.025KN/m,q；=0.45x3=1.35KN/mP、=[(1/2x4.5x2.25)x2+l/2x(2.1+6.6)x2.25】x0.45=8.91KNP2=[(1/2x4.5x2.25)x2+1/2x(2.1+6.6)x2.254-1/2(2.25+0.75)x1.5]x0.45=9.92KN=也=8.91x(0.5-0.25)/2=1.11M2=P2e2=9.92x(0.5一0.25)/2=1.24KN・m(2)对于3〜1层，楼面活载中教室活载取2.0KN/m2,走廊取3.5KN/m2,但为方便计算,则统一取为2.0KN/m2$2=2x4.5=9.0KN/加,q2=2x3=6.0KN/m片=[(1/2x4.5x2.25)x2+1/2x(2」+6.6)x2.25]x2=39.6KNP2=[(1/2x4.5x2.25)x2+1/2x(2.1+6.6)x2.25+1/2(2.25+0.75)x1.5]x2=44」KNM、=P}e}=39.6x(0.5-0.25)/2=4.95KN-mM2=P2e2=44.1x(0.5-0.25)/2=5.5KN-m3、⑥轴线框架梁恒载汇总见表3.7.1,活载汇总见表3.7.2。表3.7.1横向框架恒载汇总表层次(KN/m)?i（KN/加）?2(KN/同(KN/m)(KN)A(KN)(KN•m)m2[KN-m)45.273.04529.4319.62176.53176.9822.0722.123〜218.213.04517.7811.85153.78155.0119.2219.38124.103.04517.7811.85178.65134.6422.3316.83表3・7・2横向框架活载汇总表层次%{KN/m){KN/ni)P(AW)P2(KN)M(KNm)m242.0251.358.919.921.111.243〜19.06.039.644.14.955.51 3.7.3恒载作用下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。梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配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。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向叠加而得。柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到。计算柱底轴力还需考虑柱的自重。1、计算分配系数对于边节点，与节点相连的各杆件均为固接，因此杆端近端的转动刚度S=4Z,j为杆件的线刚度，分配系数为由于对称结构，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,分配系数计算过程如下:远端固定；S=4i远端简支；S=3z远端滑动；S=i各杆A端得弯矩与各杆A端得转动刚度成正比。M—jMVjUAJ=^r-（分配系数）A工“川=“恥+“肚+“舶=1L四层节点1右梁q=4.957NmmSab~^ab 节点24i如=壬十=0.550下柱i加=4.侏IN”缶mSq=4iJP4i如==0.450S肋+s加AB左梁右梁下柱卩叮==0.512s^+s肚+S^iBC=2.处5廿mm4i“阳=匹——=0.070Sra+比「+SrfAbe=1一“必—c=0-418二〜三层节点上柱右梁xda=w=4.05INmm二如场4i如=型——=0.310i」册諡Sde=4iD£下柱如-S^+Sr)F+SDG~0380i"4.0釣Nmm"DGSdg=朿应“DG=1—0.310—0.380=0.310节点2,上柱L〃=i宓=4・051NmmHb=4%下柱Peb==0.295..勒嬰芒EH+Sedi劭=4.051NmmSeH=^EH左梁右梁Peh=—=0.295i-immFkED~~kDe7J/1V111111^ED=如仞==0.361.c专Eh+Sed+SEF1必=2.705NmmSef=Pep=1—Peb~Peh~Ped=°・°49 一层卩点1"上柱G=4.05INmmSjg=4i“4i,/nJC==0.34S〃+S』g+Sm下柱i/w=2坎7Nmm右梁=0.245PjK=1—Pjg-“丿M=0.415节点2"上柱=4.05INmmSkh=4%下柱likh==0.321厂人〃c+13〜K/I55.67^O//龙管/800°0"&1V三3000三40.74V-44.23^^^一^^.27/39为、/s/9.1对L一6V」.6匚¥45.16「_^^36.62/一^^38/\$怎//99998/0O//V5/3&二29.3匚30.67「Cl)A"1I:>A・UDWQ6一—l15,31///仏66」X14.6615.31」/✓/110M民~(OS26.616亦I0.一35：2.S400.902<7U.2UA1723,93一&43(L£10IP.3804.95-加.61I3,36110.29526.61G2951()・()伯—5.52,816.71b.60-5,404.12~277"-况40-0.90一2・941169仲沁H.910：450,07了・衣9—3・的0.340.2佔|0・4巧L95-26.617.36OOSTTTFaT工："0理让00,065.372.690.393C.3210.2320.05426-61-5.51-2.817.19一汛87-1.26-0.<)94.M-2.f-Q710.58山12-0.10空.21-9.15一讥（W-3.9-2.33xy0.550.4524.68-7.65图3.710活载作用下框架弯矩二次分配图上柱下柱右梁左梁上林卜•柱右溪0.450G.5590.5120.41S0.07(11.115.990.635.991.72-0.29一2・7C 4.529.719,235.37图3・7・11活载作用下的框架弯矩图2、梁端剪力和轴力①梁端剪力由两部分组成：3.荷载引起的剪力，计算公式为：的为梯形荷载匚…二警（IS的为三角形荷载SB跨va=-vb=Mab+Mbab.弯矩引起的剪力，计算原理是杆件弯矩平衡，即BC跨因为BC跨两端弯矩相等，故Vb=Vc=Q②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。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）柱的剪力计算柱的剪力：/"严卜.式中，M,.必卜・分别为经弯矩分配后柱的上、下端弯矩，/为柱长度。荷载引起的剪力：第4层：VA=VB=(2.025x6.6)/2x(l-0.341)=4.46KNVB=VC二1/4x1.35x3.0=1.00KN第3〜1层：VA=VB=(9x6.6)/2x(1-0.341)=19.SKNVB=VC=1/4x6x3.0=4.5KN弯矩引起的剪力，AB跨第4层：VA=-VB=-(5.92-5.64)/6.6=—0.042KN第3层：VA=-VB=—(23.93—22.12)/6.6=—0.27KN第2层：VA=-VB=—(24.68—23.l)/6.6=—0.24KN第1层：VA=-VB=-(23.21-21」2)/6.6=-0.31KN列表如下：表3・7・6活载作用下梁端剪力及柱轴力层次由荷载引起的由弯矩引起的总剪力柱子轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VB=VCVa%vB=vc心Nb44.461.00-0.4204.044.881.0012.9814.8319.84.5-0.27019.5320.074.572.0878.97219.84.5-0.24019.5620.044.5131.24143.11119.84.5-0.31019.4920.114.5190.33207.32 4.421.00、_4.421.0019.534.50、19.53^20^074.5019.564.50、^19.56200?^4.5020>^19.494.50、19.4920.114.5020.11图3.7.12活载作用下框架梁剪力图图3.7.13活载作用下框架柱轴力图竖向荷载作用下边柱（A柱）剪力表3・7・7竖向荷载作用下边柱剪力层次恒载作用下活载作用下M、•(KNm)M卜（KN•加）v{kn)M卜(KN•m)v{kn)453.6744.23-27.194.527.45-3.33340.7440.38-22.539.718.91-5.17245.1657.93・2&649.2310.8-5.56130.6715.34-9.205.372.67-1.61注：剪力以顺时针转动为正竖向荷载作用下中柱（B柱）剪力表3・7・8竖向荷载作用下中柱柱剪力 层次恒载作用下活载作用卞M(KN•M、丄KNm)V（KN）M上(AW-tw)M下(KN・m)v{kn)447.8439.2724.203.856.432.86330.0036.6218.518.277.654.42241.6554.0626.597.899」54.73129.3214.668.804.662.331.403.8内力组合1、内力调整与换算前面进行的设计均为弹性设计，而混凝土为弹塑性材料，因而，应采用概念设计，这样在地震荷载作用下，框架就具有一定的延性，可吸收消耗一部分地震作用，降低地震作用的影响，这就需要进行弯矩调幅，降低负弯矩，以减少配筋面积。此结构为现浇框架结构，支座弯矩调幅系数取0.80,跨中弯矩由平衡条件求得。根据规范查得该地区抗震设防为第二组，裂度为7度，结构高度为15.9m,在丙类建筑结构抗震等级表中查得该结构抗震等级为三级。第一：荷载组合。荷载组合简化如2（1）恒荷载+活荷载、（2）恒荷载+风荷载、（3）恒荷载+活荷载+风荷载第二：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，M=0.8M,跨中截面，Mnraxo框架柱控制截面为每层上、下截面，每截面组合：M唤及相应的N、V,N唤及相应M、V,“简及相应M、No考虑以下儿种荷载组合：a.1.2恒载+1.4活载;b.1.35恒载+1.4X0.7活载;c.1.2恒载+0.9X1.4（活载+风载）；d.1.2（恒载+0.5活载）+1.3地震荷载从理论上讲，抗震设计屮采用的材料强度设计值应高于菲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来提高其承载力。表3・8・1承载力抗震调整系数了肚.受弯梁偏压柱受剪轴压比＜0.15轴压比＞0.150.750.750.800.853.8.2框架梁内力组合1、梁一般取梁端和跨中作为梁承载力设计的控制截面。一般情况下，梁端为抵抗负弯矩和剪力设计控制界面，但在有地震作用组合时，也要组合梁端的止弯矩，因此梁的最不利组合内力有：梁端截面：-Mm2+Mmm,:梁跨中截面：+M唤2、计算跨间弯矩在恒载和活载作用K,跨间M唤可近似取跨中的弯矩，跨中弯矩应按调幅后的支座弯矩及相应荷载用平衡条件求得。在恒载和活载作用下，跨间Mmax可近似取跨中的M代替，式中：M片、M右为梁端左右端弯矩,，跨中M若小于-ql那么应取816表3・8・2恒载作用下梁端弯矩调幅层次A・B跨（C~D）B〜C跨A・B跨（C〜D）BY跨M左%M左M履M左%M左M右476.7487.1917.2317.2361.3969.7513.7813.783104.1910&1011.8411.8483.3586.489.4729.4722104.6109.5211.6811.6883.6887.629.359.351110.88114.8614.6614.668&7191.8911.7311.73注：M=O.SM表3.8・3活载作用下梁端弯矩调幅层次A・B跨（C〜D）B〜C跨A・B跨（C〜D）BY跨M左M右M左M右%:M右45.645.920.820.824.524.740.660.66322.1223.933.763.7617.7019.153.013.01 223.1024.683.643.6418.4819.752.912.91121.1223.213.903.9016.9018.573」23」2注：M=0.8M3、各类荷载作用下框架控制截面内力计算A支座边缘截面内力计算对于以混凝土梁或柱为支座的多跨结构，考虑到支座中心截面M中/Mu中一般小于支座边缘截而M边/M.边,故取支座边缘截而结构控制截而。控制截面的调整M边中■馭均布荷载时^=^-y(q+g)集中荷载吋怜=乙人一按简支梁计算的支座边缘处剪力g、q—作用于结构上的恒载和活载b—结构支座宽度，本设计b=0.5m控制截面处的V控和M控具体计算见下表：表3.8.4恒载作用下控制截面处V控计算VA-B（C〜D）B〜CA-B（C〜D）BC层次%5%5巧，479.8182.9719.2819.2872.575.6615.4615.4639&6799.8513.4613.4690.5091.6810.9910.99298.51100.1013.4613.3690.3491.9310.9910.99111&146119.1513.4613.46108.50109.5110.9910.99注：r气qA・B跨中4层q=29.24KN/m2〜3层q=32.7KN/mB・C跨中4层q=15.31KN/m2〜3层q=10.45KN/m表3・8・5恒载作用下控制截面M控计算 %层次M控A-B（C〜D）B〜CA-B（C~D）BC%M左M疋%M圧461.3969.7513.7813.7843.2750.849.929.92383.3586.489.479.4760.7363.566.736.73283.6887.629.359.3561.1064.646.616.61188.7191.8911.7311.7361.5964.528.958.95表3.8.6活载作用下控制截面处V控计算VA-B（C〜D）B〜CA-B（C〜D）BC层次备44.424.501.001.004.014.670.790.79319.5320.074.504.5017.701&243.573.57219.5620.044.504.5017.7318.213.573.57119.4920.114.504.5017.6618.283.573.57注：A-B跨中4层q边=1.65KN/m4中=0.84KN/m。1〜3层q边=7.33KN/mq中=3.75KN/m。表3.8.7活载作用下控制截面M控计算M控M控MA-B（C〜D）B〜CA-B（C〜D）BY层次M左%叭M右M左M右%%44.524.740.660.663.523.570.470.47317.7019.153.013.0113.2814.592.122」2218.4819.752.912.9114.0515.202.022.02116.9018.573」23.1212.4914.002.232.23B跨屮弯矩，恒载作用下：第4层：如=29.24KN/加，伽=1531KN/m第3层：9边=32.70KN/加,q中=10.45砂加 第2层：g边=32.70KN/加,q中=10.45KN/m第1层：9边=38.59KN/加，q中=10.45KN/m则：第4层：M佔=1/8x29.24x6.62-1/2x(61.39+69.75)=93.65KN•mMbc=-^ql2=8.6KNm第3层：=1/8x32.7x6.62-1/2x(83.35+86.48)=93.14KN•mMrc=1/16x10.45x32=5.88KN•加第2层：=1/8x32.7x6.62-1/2x(83.68+87.62)x0.8=92.40KN•mMbc=1/16x10.45x32•=5.88KW•加第1层：=1/8x38.59x6.62--1/2x(88.71+91.89)=1119.82KN•mMbc=1/16x10.45x3?；=5.88KN•加活载作用下：第4层:q边=1.65KN/加,q中==0.84KN伽其余层：q边=7.33KN/加,g中=3.75KN/m则：第4层：Mab=1/16x1.65x6.62=4.49/JV-m,MBC=1/16x0.84x32=2.29KNm其余层：Mab=1/16x7.33x6.62=9.96KN-m,MBC=1/16x3.75x32=2AiKN-m调整后横向框架梁的内力组合见附录表3.8.83・&3KL抗震设计内力调整基本原理：KL设计时，应遵循“强剪弱弯”设计原则。《抗规》规定：对于抗震等级为一、二、三级KL梁端剪力设计值V按下式进行调整?=%(%+%)/円b式中1“一梁的净跨；丫逅一梁在重力荷载代表值作用下按简支梁球的剪力设计值；M"、Mb「一考虑地震组合下，梁左、右端逆时针或顺时针方向组弯矩设计值； 久b—梁端剪力增人系数，木设计为抗震三级，取1・1;以四层A・B、B・C跨梁为例计算，其余见表3.8.9。1）左震作用下AB跨：Mb[=7J0KNmMb=-11239KNmln=6・6-0.5=6.Im（逆）匕b/=%x29.24x6.1+%x°.5xl.65x6.1=91.7°KN匕战二％x29.24x6.1・%x0.5x1.65x6.1=・91.70KN1.1x(-7.7-112.39)GA+91.70=70.04KNLlx(・7.7・l12.39)_9]7o=j1336KN6.1A点gx%A=59.53KNB点強x乙二96.36KWBC跨：Mz=14.6KWm心二39.04KNmln=3.0-2x0.12=2.76m匕bB=%x15.31x2.76+%x0.5x0.84x2.76=21.72KN人垃二%x15.36x2.76・%x0.5x0.84x2.76二2IJ2KN故，1.1x39.04x14.6Z76+21.72=1.74^=^1.1x39.04x14.6Z76・21.72=・41.08KN=Vb〃B点rBExVbB=lASKNC点煉x人c二34.92KN2）右震作用下 AB跨：Mb】二115.88KNmMb严13.98KNm%=%x29.24x6.1+^x0.5x1.65x6.1=9UOKNV^B=・％x29.24x6丄%x0.5x1.65x6.1=・91.70KN1.1x(115.88-13.98)6J+91.70=110.08KN1」x(l15.88-13.98)=——L-91.70=・73.32KN6」A点尬xJ^=93.57KNB点尬x^=・62.32KN表3.8.9层数页跨%4恒q活“八陋+心-入左岭b右a左右4AB7.75・112.46.129.241.65■21.6691.7-91.770.04・113.459.53・96.36BC14.67-39.042.7615.310.84-21.4119.67-19.671.74-41.081.48-34.923AB48.91-195.06.132.707.33-43.99110.9・110.966.92-154.956.88-131.7BC50.69・69.382.7610.453.75・47.8515.41・15.4132.44・63.2627.57-53.772AB118.3-248.26.132.707.33・72.09110.9・110.93&82-183.033.00-155.6BC78.98・97.272.7610.453.75・70.2415.41-15.4154.83-85.6546.61-72.801AB191.6-310.46」38.597.33-90.53128.9-128.938.35-219.432.60-186.5BC110.5-134.672.7610.453.75・97.7215.41・15.4182.31・113.169.96-96.164AB・115.9-13.986.129.241.6518.3891.7■91.7110.1・73.3293.57・62.32BC・39.0414.672.7615.310.8421.4119.67-19.6741.081.7434.921.483AB-210.624.986.132.707.3342.48110.9-110.9153.4-68.43130.4・5&17BC-69.3850.692.7610.453.7547.8515.41・15.4163.2632.4453.7727.572AB-281.874.796.132.707.3364.30110.9・110.9175.2-46.61148.9-39.62BC-97.2778.982.7610.453.7570.2415.41-15.4185.654.8372.8046.61 1AB-354.4138.786.13&597.338&93128.9-128.9217.8-39.95185」■33.96BC-134.7110.512.7610.453.7597.7215.41-15.41113.182.3196.1669.96岭恒i+orx"q活1门X（M+耐注：i•朋=0.852,:陆（久b取i・i）8右二亍q恒105x-xq活］n表3.8.10框架梁不利内力组合表位芒内力四层二层二层一层KaxV-MmaxVVmaxMMmaxVmaxVVmaxMKaxVmaxVVmaxMKaxVmaxVVmaxMAM・86.87・158-211.3-265.8V93.57130.4148.9185」B片M-84.27-146.3・186.1-232.8V-96.36-131.7-155.6・186.5B右M12.53・29.2839.18-52.0460.38-72.9584.40-101.0V34.9253.7772.8096.16CA-M・29.28・52.04-72.95-101.0V-34.92-53.77-72.80-96.16C右M-84.27-146.3・186.1-232.8V96.36131.7155.6186.5DM■86.87・158-211.3-265.8V・93.57-130.4-148.9・185.1跨间M130.8145.3144.3181.3V12.0910.0110.0110.01 注：跨间BC间中间最大正弯矩小于梁端，配筋时可収梁端及中间最大值，利用施工。3.8.4框架柱内力组合1、框架柱内力组合基本原则及内力组合各种荷载情况下的内力求得后，依据最不利乂是可能的原则进行的内力组合。同框架梁内力一样考虑4种组合情况。具体见表3.8.11、3.8.12、3.8.132、框架柱抗震设计内力调整延性框架柱设计时，也应遵守“强柱弱梁”“强剪弱弯”的原则，避免柱端产生塑性较，以形成合理的破坏机制，同时防止过早发生脆性的剪切破坏。柱端弯矩设计值的调整：工=〃c工陆=（+M：h式中工节点上下柱端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩和，一般情况可按弹性分析分配；工节点左右梁端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值Z和；伉一柱端弯矩增大系数，一级为1.6,二级为1.4,木设计为三级，取1.3；对于一、二、三级框架结构的底层，计算柱下端截面组合的弯矩设计值时应分别乘以增大系数1.5、1.25、1.15,本设计以增大系数为1.15o1）柱端剪力设计值调整M（+Mb“计七亠式中v—柱端截面组合的剪力设计值；Hn—柱的净高；M：、柱的上下端顺时针或逆时针方向截面组合的弯短设计值，应考虑强柱弱梁系数及底层柱下端弯矩放大系数的影响；张c—柱剪力增大系数，本设计为三级取L2；计算承载力时，荷载效应设计值应乘以相应的承载力抗震调整系数/RE,工胚=乙工陆尬以四层A柱为例计算，其余见表3.&14,3.&15。 i、左震作用下工Mb=7.75KNm工M；=77c》Mb尬=1.3x7.75x0.8=8.06KNm工M：=8.06KNmii、右震作用下工二115.83KNm工M；=77c》Mb尬=1.3x(—115.83)xO.8=—12O.46KNmM：下=》M：=—120.46KNm表3.8.14工计算汇总表层柱Mb左陆右IX7CzxYreMc陆左矶右2X"cTreMc4A07.757.751.310.758.060-115.88-115.881.3-150.64-120.52B-112.3614.67127.031.3165.14132.11•13.98・39.04・25.061.3-32.58・26.06C・39.04-13.9825.061.332.5826.0614.67-112.36-127.031.3-165.14・132.11D-115.880115.881.3150.64120.527.750-7.751.3-10.075-8.063A04&914&911.363.6650.930-210.60・210.601.3-273.78-219.02B-195.0350.6950.691.3319.44255.5524.98-69.38・94.361.3-122.67-98.13C・69.3824.9824.981.3122.6798.1350.69-195.03-245.721.3・319.44-255.55D・210.60001.3273.78219.0248.910■4&911.3・63.66・50.932A0118.28118.281.3153.76123.010-281.78-281.781.3-366.31-293.05B-248.1678.9878.981.3425.28340.2374.79・97.27-172.061.3-223.68・17&94C・92.2774.7974.791.3223.68178.9478.98-248.16・327.141.3-425.28-340.23D-281.78001.3366.31293.05118.280-118.281.3-153.76•123.011A0191.60191.601.3249.08199.260-354.40-354.401.3-460.72-368.58B-310.43110.51110.511.3547.22437.78138.78-134.67-273.451.3-355.49-284.39C-134.67138.78138.781.3355.49284.39110.51・310.43-420.941.3-547.722-437.78 D-345.40001.3460.72368.58191.600-191.601.3-249.08-199.26表3.8.16柱端剪力调整 竺陆上+陆下cnVvcrr层次A柱B柱C柱D柱4•86.5997.42-97.4286.593・110.02128.07■138.07110.022-144.30171.19・171.19144.301-122.67138.63■139.63122.67 3.9截面设计3.9.1截面设计及构造措施表3・9・1框架梁纵向受拉钢筋最小配筋百分率（％）抗震等级梁中位置支朋跨屮—0.40和80；久中的较人值0.30和6九％屮的较大值一.0.30和65ft/fy中的较大值0.25和5豹久屮的较大值二、四0.25和55ft/fy中的较大值0.20和4豹力中的较大值3.9.2截面尺寸基本原因：当梁的下部受拉时。按T形截面计算，当上部受拉时，按矩形截面计算，即跨中按T形截面计算，支座按矩形截面计算。并且梁端破坏时，梁端控制截面在（柱边）边缘，应以边缘的M和V作为配筋计算的内力值。*T形截面（跨中）的翼缘计算宽度的确疋bf一般，b，f按L跨度的1/3进行计算，故A-B（C-D）：bf=-x6600=2200mm3「1B-C：bf=-x3000=1000mm*3按《规范》规定，应满足以下情况1）按L净跨Sn考虑，即应满足b；〈b+Sn都满足要求。A-B(C-D)：b；=2200〈b+S“=6140B—C:b；=1000〈b+Sn=30602）按翼缘高度儿•考虑 应满足/?；//?0>0」时，不考虑冷〃0〈0.1时,b；〈b+12〃；其中hf（屋）=120mm,hf（楼）=100mm,h0=h-as=600-35=565（假设钢筋按一排布置）故詐挣°・2咖hf_100h7_565=0.19）0.1•••不按②考虑综上所述，T形翼缘宽b；屮22°0mm5-C：1000mm矩形截面（支座）:A-B（C-D）h0=h-as=600-35=565mmB-Ch0=h-as=600-35=565mm钢筋选择：梁小常用纵向受力筋直径为12〜25mm,根数不小于2根，梁内受力钢筋的直径尽可能相同。当采用不同的直径时，它们之间相差至少为2mm,故取梁内纵向采用钢筋HRB400,贝壮=0.518,ft=1.27^/mm2,fy=f*=360^/inm2,/?max=1.71%各截面计算如下3.9.3梁跨中钢筋1）判别T型截而类型 若fyAs<+抑.95访检：&=301.95加沪〉几曲拠=200mm2符合，故选择420c、二层=60.38KNm=0.038,歹=1-Jl-2匕=0.038,〜_rREM_60.38xlO6‘aj/1.0xll.9xl000x3652]Oxll9=0.038xl000x365x=468.61mm2360检：As=468.61m/772)pillinbh=200m/w2符合，故选择420,A=363mm1d、一层rREM=S4A0KNmrREM84.40xlO6cnnc.a,—；~7==0.053r£=1—JI—2/=0.053,■vajcbfhl1.0xll.9xl000x3652v5zyf1Qxll9A=£b"h(}=0.053xlOOOx365x=660.38mw2/fy360检：&=660.38mm2")pininbh=200mm2符合，故选择4 20,4=763mm2③支座配筋支座处配筋按梁的矩形计算层数I（AB梁左）II（AB梁右）III（BC梁左）四层「reM86.884.2729.28a=S山贰0.0760.0740.074訂1-丿-2乞0.0790.0770.077A=埶普444.3430.86231.73选筋实配面积603603603P%0.335%0.335%0.335%二层rREM157.95146.2752.04a=*SaJibfh^0.140.130.13歹=1一Jl—2a$0.150.140.14&=gbj%Jy839.45772.08426.20选筋实配面积125612561256p%0.697%0.697%0.697%二层FreM211.34286.1272.95a=*SaJ》f阮0.190.16驚1—Jl—2乞0.210.21 &=如0；＜1158.71005.1618.6选筋实配面积125612561256P%0.697%0.697%1.04%一层FreM256.8232.82101.00a=尬“X艸盘0.230.200.25§=1-J1-2as0.260.230.30&=物尽1450.21294.08904.2选筋实配面积152015201520P%0.844%0.844%1.14%3.9.4梁的斜截面受剪承载力配筋计算①复核截面尺寸矩形hw-h0-565mm,hw/b-565/300=1.88（4,hw=ho—365mm,久"=365/300=1.23〈4T形久=hQ-hf=565-120=445mm,hjb=445/300=1.48（4,Hw=h0-=365-120=245mm,hjb=245/300=0.81<4均属一般梁，即截面尺寸应满足750.250/地（Q为栓强度影响系数）C25：0=1.0,fc=U.9N/mm2, ①验算可否按构造配筋，当7SO.70"；弘。时，可不配置篩筋和弯起钢筋（炕截面丄高度影响系数，人〈800时取800计算，则A=［竽J=1.0） 非加密区应满足加密区：抗震三级加密长度｛1.5%,500｝唤最小直径取彷8,箍筋最大间距（加密区）仏/4,8d,150｝罰（心为梁高）框架梁斜截面配筋计算表截而四层三层AB左B右AB左B右』KN93.57-96.3934.92130.38-131.67537.7O.150"°/KN302.56302.56162.88302.56302.56162.88箍筋直径d（mm）2G824>824)82824)82*82Asv=nAsvx(mm")101101101101101101S_1・25少泌"V-QA2ftbh.按构造配筋803778/07/M150.69150.6981.12150.69150.6981.12非加密实配s200(350)200(350)200(350)200(350)200(350)200(350)p=nAsvifbs0.1120.1120.2020.1120.1120.202Pmin=0.24+JJT0.0850.0850.0850.0850.0850.085加密区s150150100150150100加密区长度900900600900900600截而二层一层ABA：B右AB左B6』KN148.93155.5572.80185.14186.5096.160.150/螞/KN302.56302.56162.88302.56302.56162.88 箍筋直径（I）（mm）2d)82*82<1)82*82*82d)8 Asv=nAsvx(mm2)101101101101101101―L25f/sM。V-QA2ftbh./492/3283343490.7./M150.69150.6981.12150.69150.6981.12非加密实配S200(350)200(350)200(350)200(350)200(350)200(350)p=——fbs0.1120.1120.2020.1120.1120.202D『0.24#Jyv0.0850.0850.0850.0850.0850.085加密区s150150100150150100加密区长度9009006009009006003.9.5横向框架柱截面设计柱的混凝土强度等级为C25,则fc=11.9N/mm29生=0.518纵筋使用III级fy=360N/mm2=f"y,故as=as=40wm,/?0=/?-as=500-40=460〃如箍筋使用I级，7；=210N/加莎查表得e=1.0,A=0.80,轴压比取0.91）柱的轴压比验算柱轴压比表柱型层次N(KN)N/fcbhYRE备注A柱4394.820.13270.8小于0.9,满足3823.870.27690.8小于0.9,满足2125&130.42290.8小于0.9,满足11765.920.59360.8小于0.9,满足B柱4426.800.14350.8小于0.9,满足3887.600.29840.8小于0.9,满足21350.070.45380.8小于0.9,满足11823.020.61280.8小于0.9,满足2）剪跨比限值 人.3,4剪跨比Vc满足要求。箍筋数量计算，剪跨比：A=H”/(2〃°)=(5.0x103)/(2x460)=5.43>3,取；I=3而0.3/地二0.3x11.9x500x500xl0"3=892.5KNvN=1651.37KN取N=S92.5KN叫0・16£弘o/仏+1.5)+°/s+0.056N]/流=、fy、A加s=/REV-0.16fcbh0/(A+1.5)-0.0567V=0.85x138.63-(1.05x11.9x500x460xl0_3)/(3+1)-0.056x892.5=-65.06<0此处按构造配置配筋；加密区配筋s取100mm；两端柱顶和柱底加密区长度取值要求：底厂柱!顶"力｛6°0,他50°｝取850"如卞[底Max｛600,H/3,500｝取1700加加匕柱顶％"｛60°，乞/6,500｝取600〃?加底Max｛600,H/6,500｝取600刃加因而此处箍筋数量取010@100(四肢)验算箍筋加密区最小体积配筋率：pv=(9&5x4x460)/(430x430x100)=0.78%>0.6%符合要求。而非加密区箍筋采用010@200。其余篩筋选配见下表。 柱号AB层号421421HJm53.63.653.63.6N/KN394.81258.131765.92426.81350.071823.02V!KN86.59144.3122.6797.42171.19138.63b500500500500500500fc11.911.911.911.911.911.91.271.271.271.271.271.27210210210210210210%4604604604604604605.433.913.915.433.913.912=Hn/2h0人于3时取33333330.150/地（2〈2）//////0.200加（2〉2）547.4547.4547.4547.4547.4547.4是否满足满足满足满足满足满足满足0.3/J892.50892.50892.50892.50892.50892.50N=min（O.3"N）394.82892.50892.50892.50892.50892.50A—器例）—0.056N^sv_Z+l-6.77-6.46-6.68-6.67-6.18-6.52S_fyA选配能筋010010010010010010轴压比N/fcA0.1330.4230.5940.1430.4540.613加密区最小配箍特征值入0.060.070.090.060.070J1Pv=5W小于4%取4%0.4%0.4%0.4%0.4%0.4%0.4%Pv0.78%0.78%0.78%0.78%0.78%0.78%加密区配箍筋010@100010汲00010@100010@100010@100010@100 非加密区配箍筋010@200 3.10板的设计及配筋根据《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002),楼板长边佥与短边厶之比小于2时，宜按双向板计算。楼板长边沧与短边厶之比大于2,但小于3.0时，宜按双向板计算，当按沿短边受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够的构造钢筋。根据本工程的实际尺寸，楼板全为双向板，楼板按照弹性方法进行计算。双向板按弹性理论的计算方法:①多跨连续双向板跨中最大正弯矩：为了求得连续双向板跨中最大正弯矩，荷载分布情况可以分解为满布荷载g+q/2及间隔布置±q/2两种情况，前一种情况可近似认为各区格板都固定支承在中间支承上，对于后一种情况可近似认为在中间支承处都是简支的。沿楼盖周边则根据实际支承情况确定。分别求得各区格板的弯矩，然后叠加得到各区格板的跨中最大弯矩。②多跨连续双向板支座最大负弯矩：支座最大负弯矩可按满布活荷载时求得跨内：考虑双向弯矩相互影响后的x、y方向宽度板带的跨内弯矩设计值例)=A/v+uMv=M”+uMx式中，Mx>为z/=0计算的x、y方向跨内弯矩设计值。3.10.1设计荷载楼面恒载：g=1.2x3.95=4.74KN/"『活载：9=1.4x2.0=2.80KN/屋面恒载：g=1.2x6.54=7.85KN/加$活载：g=1.4x0.5=0.7KN// 3.10.2四边支承板的内力及截面配筋计算Atr==jA1A—-LArArAi__rBBBBBBAhJA1A—-LArArAi__r图3.10.1现浇板区格布置图（部分）1、楼面A区格板（双向板）当u=0,M=系数Xql;g作用下各内制作可视为固定，跨内Mnwx不一定在板屮心点处q作用下各内区格四边均可视为简支，跨内M吹x则在中心点处计算跨度：lx=4.5m,Zv=6.6m,lx/lv=0.68查得四边嵌固时的弯矩系数和四边简支时的弯矩系数如表3.10.1所示。表3.10.1A区格板弯矩系数支承条件ava；•0.68四边嵌固0.03600.0122-0.0783-0.0572四边简支0.07100.0286取钢筋混凝土的泊松比为0.2,则可求得A区格板的跨屮和支座弯矩如下:M；=(0・036+0.2x0.0106)(g+g/2“：+(0・0710+0.2x0.0286)g/2x/：=(0.036+0.2x0.0122)(4.74+2.8/2)x4.52+(0.0710+0.2x0.0286)x2.8/2x4.52=6.954/CV-wM；=(O.O122+O.2xO.O331)(g+g/2“：+(O.O286+O.2xO.O71O)g/2xf=(0.0122+0.2x0.0331)(4.74+2.8/2)x4.52+(0.0286+0.2x0.0710)x2.8/2x4.52=3.625/C/V-mM"x=-0.0783x(g+g)f=-0.0783x(4.74+2.8)x4.52=—11.971KN・mM"x=—0.0572x(g+q)=-0.0572x(4.74+2.8)x4.52=—8.745KN•mB区格表（双向板）计算跨度：lx=3.0m,ly=4.5m,lx/ly=0.67 查得四边嵌固时的弯矩系数和四边简支时的弯矩系数如下表3.10.2所示。表3.10.2B区格板弯矩系数IJI、支承条件aya；•0.67四边嵌固0.03380.0103-0.0750-0.0570四边简支0.07200.0280取钢筋混凝土的泊松比为0.2,则可求得A区格板的跨屮和支座弯矩如下：M；=(0.0338+0.2x0.0103g+q/2)/f+(0.0720+0.2x0.0280)g/2x/;=(0.0338+0.2x0.0103X4.74+2.8/2)x3.02+(0.0720+0.2x0.0280)x2.8/2x3.02=2.93KN•mM；=(0.0103+0.2x0.0338Xg+q/2)/f+(0.0280+0.2x0.0720)g/2x1}=(0.0103+0.2x0.0338)(4.74+2.8/2)x3.02+(0.0280+0.2x0.0720)x2.8/2x3.02=1.491KN•mM；=-0.0750x(g+g)£=-0.0750x(4.74+2.8)x3.02=-5・069KN・mM"x=—0.0570x(g+q)/；=-0.0569x(4.74+2.8)x3.02=—3.861KNw2、屋面A区格板(双向板)计算跨度：lx=4.5/w,人,=6.6加，/".〃］,=0.68查表3.10」得弯矩系数：M：=(O・O36+O.2xO.OlO6)(g+g/2)f+(0・0710+0.2x0.0286)g/2x/；=(0.036+0.2x0.0122)(7.85+0.7/2)x4.52+(0.0710+0.2x0.0286)x0.7/2x4.52=6.927KNmM：=(0.0122+0.2x0.0331)(g+g/2)/；+(0.0286+0.2x0.0710)g/2x/；=(0.0122+0.2x0.0331)(7.85+0.7/2)x4.52+(0.0286+0.2x0.0710)x0.7/2x4.52=3.525^-7/7M；=-0.0783x(g+g)f=—0.0783x(7.85+0.7)x4.52=-13.56KN•加M"x=一0.0572x(g+=-0.0572x(7.85+0.7)x4.52=-9.903KN•mB区格表（双向板）计算跨度：/v=3.0m,ly=4.5/77,lx/ly=0.67查表3.10.2得弯矩系数；M：=(0.0338+0.2x0.0103)(g+g/2)/；+(0.0720+0.2x0.0280)?/2x(=(0.0338+0.2x0.0103)(7.85+0.7/2)x3.02+(0.0720+0.2x0.0280)x0.7/2x3.()2=2.891KN•加=(0.0103+0.2 x0.0338)(g+q/2)l^+(0.0280+0.2x0.0720)q/2xl^=(0.0103+0.2x0.0338)(7.854-0.7/2)x3.02+(0.0280+0.2x0.0720)x0.7/2x3.02=1.393/r7V-mM：=—0.0750x(g+q)/：=—0.0750x(7.85+0.7)x3.02=—5.771KN"M；=—0.0570x(g+q“；=—0.0569x(7.85+0.7)x3.02=—4.378KW•加综上楼面支座A-A：mx=-x(-11.971-l1.971)=-11.971AWmA-B：mv=1x(_8.688—5.069)=—6.879KNm2屛面支座A-B：mv=1x(—9.903—5.771)=—7.837KNm23、截面设计⑴截面有效高度他：假定选用010钢筋，则短边方向跨屮的而的冇效高度/?()=100-20=80/wm,长边方向跨屮截面的有效高度/?0=80-10=70mmo屋面有效高度/?0=120-20=100mm,长方向跨中截面有效高度/?0=100-10=90mm⑵受拉钢筋的计算：为了简化计算，近似取内力臂系数7=0.9,贝UA=M/(0.9fyh.)⑶截面配筋计算表3.10.3楼面A、B区格板计配筋计算截面位置M（KN•加）As(mm2)配筋实配面积4方向806.954460010@150523跨中区格A人方向703.625274010@150523人方向802.930194010@150523区格B人,方向701.491113010@150523 支朋A-B806.879456010@150523A-A8011.971754°10@100785B-B803.861255010@150523表3.10.4屋面A、B区格板计配筋计算截而位置M(KN•As(mm1—4.75+-x2.8x32=-5.54KNm)配筋实配而积跨中区格A4方向1006.927366010@150523厶,方向903.525207010@150523区格B〈方向1002.89115201O@15O523一方向901.3938201O@15O523支座A-A100-13.5671701O@15O785B-B100-5.7730501O@1OO523A-B100-7.8341401O@15O523因设计中A、B两区段，在B区段有单向板，根据规范查得"恒载g=1.2x3.95=4.74KN/m10l2丿活载g=1.4x2.0=2.8KN//板各截面弯矩计算h=3.3/??/()r=9m如杲该区隔板两端为完全简支的情况，则跨屮弯矩取M=^(g+g)/；,考虑B区隔板两端梁的嵌固作用，故跨屮弯矩为M=£(g+q)可，如果该区隔板两端完全嵌固,则支座弯矩为M二-丄(g+q)/；,但考虑到支座两端不是完全欧固，故实际取支座弯111(]矩M二—一(g+g)/：,跨中一ql2=—4.75+-x2.8x32=3.953^m, 支座-加14v7014141.2丿 b=1000mm,h=1OOm/w，Ao=100-30=IQmm查表ct}=1.0,fc=11.9N/mm2,fy=210#/mm1截面EE—FFM3.9535.543.95M(X=5e/M0.0680.0950.068§=1-Jl-2as0.0690.0980.0694=纽/処/fy273.7376.8273.7选配筋R010010010间距s(mm)200200200实配面积(mm2)393393393 3.11楼梯设计此处所选A楼梯为例为例进行设计计算，踏步高取150mm,踏步宽取300mm,平台宽取1800mm,其基木布置如图3.11」所示：选用标准层计算C25混凝土I级钢筋。图3.11.1楼梯不意图3.11.1楼梯段板设计1、板厚确定h=l/30x/=1/30x3300=110mm,取力=120〃伽2、荷载计算取1加板宽作为荷载计算单元楼梯斜板的的倾角a-tan-1(150/300)=tan-10.5=26°34,cosa=0.8944恒载计算：水磨石面层：(0.3+0」5)x0.65x-!-=0.975KW/加♦3踏步重：1.0/0.3x1/2x0.3x0.15x25=1.875KN/m 斜板重：1.0/0.8944x0.12x25=3.35KN/m20mm厚粉刷层重：(0.3+0.15)/0.3x1.0x0.02x20=0.6KN/m15mm厚板底抹灰：1.0/0.8944x0.015x17=0.29KN/m恒载标准值：工g&=1.875+3.35+0.6+0.29+0.975=7.095KN/m恒载设计值：=1.2x7.095=8.514KN/加活载标准值：pk=2.5x1=2.5KN伽活载设计值：pd=Ax2.5=3.5KN/m总荷载设计值:qd=gd+pd=8.514+3.5=12.01KN伽12.01KN/mAT!!TTT!TIT!TTTB图3.11.3荷载分布示意图3、内力计算跨中弯矩：标准层M=1/10xqdl2=1/10x12.01x3.32=13.08KN•m首层M=l/10xg/=1/10x12.01x3.62=15.56KN•加4、配筋计算结构重要性系数儿=1.0/?o=力一20=120—20=1OQmm标准层：q=(/oM)/(«1/,Z>/?o2)=(1.0xl3.08xl06)/(1.0xll.9xl000xl02)=0.1099ys=(1+J1-2乞)/2=(1+J1-2x0.099)/2=0.9424=M/(YsfyhQ)=(13.08x106)/(0.942x210xl00)=661.2mm2故选用010@110仏・=714W) 分配布置筋选用磔@300首层：=(ZoA/)/(^1./；/7/7o2)=(l.Ox15.56xlO6)/(l.Oxll.9xl000xl02)=0.131=(1+Jl-2匕.)/2=(1+Jl—2x0.099)/2=0.92974=7w/(/v/v/?0)=(15.56x106)/(0.9297x210x100)=796.9mm2故选用010@90(%,=872如*分配布置筋选用^8@2003.11.2平台板计算取1加宽计算,板厚为80mm来计算:恒载：水磨石地而重：1.2x0.65x0.02=0.936平台板口重：1.2x0.08x25=2.4KN/加板面抹灰重：1.2x0.02x20=0.48^/7??板底抹灰重：1.2x0.02x17=0.41KN/加恒载设计值：gd=4.226KN/m活载设计值:久=1.4x2.5x1.0=3.5KN/m总荷载设计值：qd=g(/+Pd=4.226+3.5=7.726KN/加2、内力计算计算跨度：/标=1800mm/忤=1500mm板跨中弯矩：标准层M=1/8xqdl2=1/8x7.726xl.82=3.13KN•m首层Af=1/8x^/2=1/8x7.726xl.52=2.17^-/773、截面承载力计算取用：％=80—15=65加加長一泄戸M3.13xl06八“"标准层:a===0.06225afbh}11.9xl000x652 1+J1—2a二7s=0.9692As:M3.13xl062===138.1Smm"Ysfsho0.969x360x65首层：匕=0.043,人=0.978,&=162.55加加彳综上，取大值受力筋选用：⑪10@200(厶=393刃加2)分布筋选用:⑪8@200(As=25mm2)3.11.3平台梁计算A、此处以平台楼门为例来计算：先确定平台梁的截面:/=/w+a=3.66+0.24=3.9mmln=1.05x3.66=3.84mm取小者/=3.84/?7/?>1/=1X3.84=0.32/771212/?>150+120=0.284加〃70.894取人者用h=320mm综上所述，取梁截面为250X400mm1、荷载计算平台板传来均布荷载：7.726KN/加梯段板传來的均布荷载：(10.84x3.3x2+3.29x2)/3.9=20.03KN/m梁自重：0.25x0.40x25+0.02x(0.40-0.10)x17x2=2.70KN!m所以荷载设计值：qd=gd+pd=7.7264-20.03+2.70=30.456KN/m2、内力计算平台梁计算跨度:I=3.84m净跨：/?;=3.66m M=1/8xqf=1/8x30.456x3.842=56.14KN・mql2coscr2-4x30.456x0.894=49.827^/,3、承载力计算计算高度：=11.9x640x70x[295-丄x702=139KNm>M=56.14KN•m止截面承载力计算，翼缘有效宽度：此处以例T形截面计算：/3840“166按梁肋净距考虑：,.s71630___._._bf=—+b=+250=1065mm/22取小值：■bf=640/wmAo=400-35=365mm判断厂型截面类型:〃o=365mm,bf=640zwm,hf=70m/??按第一类截面计算:56.14xl06~11.9x640x3652=0.05531+Jl-2a$2=0.954MXsfA=527.46mm256.14x10°"0.972x300x365选用:3⑪16(/,=603mzn2)架立筋选用：2⑪16斜截而较核：0.25./；肪。=0.25x11.9x250x365x10-3=271.47KN>49.827^所以截而尺寸满足要求：此处按不配置腹筋来计算，则箍筋用量为：0・07£地=0.07xll.9x250x365=76.0KN选双肢箍筋：08@200,£=28.3/wm2s=200mmb=250mm HA.SV==bs=250x200=0H3%"min=0.113%0.02/；0.02x11,9fy=210满足要求。匕严0.07/•地+1.5（必,“）几九2x2S3=76.01+1.5xx210x365200=108.55KN〉7=76.01KN满足要求。4、同理，楼面上的平台梁与其受力大小相似，可取同样配筋计算。3.12基础设计3.12.1基础设计此处采用独立柱基础，基础内力如图3.12」所示，以A柱为例，进行基础内力分配及配筋计算。以A柱为例。基础采用C25混凝土，垫层采用C15混凝土，垫层100/nm厚，不考虑地基变形验算，其地基承载力特征值f（lk=220kN/m2.3.12.2基础底面积计算地基承载力设计值:fa=Afak=242KN/m2 Ni=1716.35KN,-Mi=243.8KN.m/=81.40KN-I—A/—I-iO.Ctt)-0.600Jr--1.8904r-§0<□J1900j13300图3.12.1基础内力图如图3.12.1所示:M]=243.80KN・mNi=1716.35KN(注：此处基础地而尺寸确定取抗震组合，基础配筋设计时则应取非抗震组合)。考虑由基础梁及柱传给基础顶面的竖向荷载设计值，基础梁尺寸采用250x500：(AAlA(A6]N2=(O.25xO.5)x-x2+—x25+5.32x-x2x(5-0.5-0.45)+5.32x—x(22丿12丿2(5-0.5-0.6)=22.031+86」84+63.2814=171.496KNAX=N/(/-yd}=(1716.35+171.49)/(242-20x1.2)=8.66m2A=(.1〜1.4)4=9.53〜12.12加$对丁单独基础，先选定b,再确定另一边长，使A=hxl,一般///>=1.0〜2.0。取基础底面尺寸bx/为3.0mx3.3m； 贝I」：=3.0x33=9.9w2；验算:L=.4+^7/Z(^-3)+(6/-0.5)=2204-0+20x0.7=234<1.fak:取人="=242电,满足要求。3.12.3承载力验算基础抵抗矩0=1/6xba2=1/6x3.3x3.02=4.95m3N二M+M=1716.35+171.49=1887.84KNPm3X=N/A+(M+%)/"+加=1887.84/9.9+(243.8+92.52x0.7)/4.95+20x1.2=276.75KN/莎心n二N//—(M+〃)/W+yd=1887.84/9.9—(243.80+90.52x0.7)/4.95+20x1.2=52.64KN/m2>0Pm[n=N/A4-/^=190.69+24=214.69KN/m2梁宽：h=x500=170〜250〃伽，取250mmU2；2、荷载计算g=25x0.5x0.25+6.24x4.5=31.21KN/加3、地基梁正截面配筋计算最大弯矩：M=*P69.9KNm,§=1_J1_2q、=0.321,=1222.64mm2选用：4⑪20（4=1256加加2）Af厂启“％〉叭哼,°.2%J=0.2%4、地基梁斜截面配筋计算7=102.99KWV"=0.20彳心=273.7KN”按构造配筋，选用08@200梁端加密区箍筋取2肢08@100,采用HPB235,则A0.7ftbh.+1.25几亠％=1079.81KN〉1O2.99KN,满足s加密区长度取1・5倍梁高为750mmo3.12.6BC柱下联合基础设计计算简图如图3.12.7 图3.12.7最不利荷载效应基本组合设计值为：B柱：Mb=22.07KNm,Nb=823Q2KN"b="325KNC柱与B柱对称取相同N由前得N=V1.49KN1、计算基底形心位置及基础高度£a/b=0,得X厂MX1.8+见+绻X0.5—%-冬X0.5=。$3,”厶50Nb+Nc+2N假设B柱左边悬挑1.2m,则对称C也悬挑1.2m厶=1.2+3.26+0.5+1.2=6.16加2、计算基础底而宽度b=N+心2（=32〃心-m）3、计算基础内力净反力设计值：片川+N「+2N=2i642K£bl函=26.42x3.2=692.54KN/m计算简图:女口下3.12.8 图3.12.8计算V、M如下图3.12.94、基础高度计算20取力二3.26/6=540加加，设为700mm,=700-40——=650mm2①厂受冲切承载力验算巧=576.45KN,%”=£x（0.5+3.2）=1.85加,0・70#人=0.7xl.0xl270xl.85x0.65=1069.02KN〉刁,满足②厂受剪切承载力验算取柱C冲切破坏锥体面边缘处截面（1・1）为计算截面，该剪力设计值为 V=818.84-692.54x|—+0.65|=195.25KN,I2丿0-MZ^o=0.7X1.0X1270X3.2X0.65=1849.12KN}V可以满足5、配筋计算756.73xl06"0.9x360x650①纵向配筋(采用HPB235级)最大正弯矩：M=156.73KNm=3592.73加沪配或22@100,(4=3801mm2)②横向钢筋2柱B等效宽度b.+1.5%=0.5+1.5x0.65=1.475m,=59.2KNm,A=M=519.12x1°=2464加加?"O.9/；/?o0.9x360x650折成每m板宽配筋面积2464/1.475=1670mm2,配山16@100(&=2011mm2) 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