建筑毕业设计计算书

'目录设计说明5结构计算书111.工程概况111.1工程名称111.2工程概况111.3基本设计资料112.结构布置及计算简图112.1梁截面尺寸112.2柱截面尺寸112.3框架结构计算简图113.重力荷载计算简图123.1永久荷载标准值133.1.1屋面荷载标准值133.1.2楼面荷载标准值133.1.3屋面及楼面的可变荷载标准值143.1.4楼梯荷载标准值143.2梁柱重力荷载143.3墙、门、窗重力荷载143.3.1单位墙面重力荷载153.3.2重力荷载计算153.4板的重力荷载153.5楼梯间重力荷载154.框架侧移刚度计算164.1横向侧移刚度计算164.1.1横向梁线刚度164.1.2柱的线刚度164.1.3柱的横向侧移刚度计算165.横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算175.1横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算175.1.1横向自振周期计算17-65- 5.1.2水平地震作用及楼层地震剪力计算175.1.3水平地震作用下的位移验算185.1.4横向水平地震作用下框架结构内力的计算185.2横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算205.2.1风荷载标准值235.2.2风荷载作用下的水平位移验算245.2.3风荷载作用下框架结构内力图246.竖向荷载作用下框架结构的内力计算296.1横向框架内力计算296.1.1计算单元296.1.2恒荷载计算296.1.3活荷载计算316.2恒荷载作用下内力计算326.3活荷载作用下内力计算387.横向框架内力组合437.1抗震等级437.2框架梁内力组合437.2.1控制截面437.2.2控制截面上最不利组合447.2.3框架梁内力组合447.2.4框架柱内力组合447.3框架梁柱内力调整448.截面设计478.1现浇板设计478.1.1设计荷载478.1.2弯矩计算478.1.3截面设计498.2框架梁截面设计508.2.1梁正截面受弯承载力计算508.2.2梁斜截面受剪承载力计算538.3框架梁截面设计548.3.1荷载计算548.3.2内力计算548.3.3梁正截面受弯承载力计算558.3.4梁斜截面受剪承载力计算568.4柱截面计算568.4.1剪压比和轴压比验算578.4.2受力纵筋计算578.4.3箍筋计算58-65- 8.5楼梯设计588.5.1梯段板设计588.5.2平台板设计598.5.3平台梁设计609.基础设计619.1A柱下独立基础计算619.1.1按轴心受压估算基础地面尺寸619.1.2验算基础地面尺寸629.1.3验算基础高度639.1.4基础底版配筋计算639.2B柱下独立基础计算649.2.1按轴心受压估算基础地面尺寸649.2.2验算基础地面尺寸659.2.3验算基础高度669.2.4基础底版配筋计算66-65- 设计说明本次设计的课题是“办公楼”，根据设计资料的规划要求，此建筑主要房间有：接待大厅、会议中心、写字间、管理服务用房、多功能厅以及其他一些辅助房间。在指导老师的指导下，我认真参阅有关规范、建筑书籍等资料，并结合自己所学到的专业知识，逐步完成建筑设计，结构设计、配筋计算以及建筑图和结构图的绘制全过程。1、工程名称：办公楼2、工程概况：本建筑采用全现浇混凝土框架结构，层数为6层，底层层高3.9m，标准层层高为3.6m，室内外高差为0.45m。该建筑位于市商业中心，处在主干道交叉口东北方。3、基本设计资料：（1）设防烈度按7度，设计基本地震加速度为0.1g，Ⅱ类场地，设计地震分组为第二组。（2）基本风压为0.55KN/m2，基本雪压为0.35KN/m2,雪荷载准永久值分区为Ⅲ区，地面粗糙度类别为B类。（3）地质资料：土壤冻结深度为-1.0米。地下水位在地面以下5m，地下水对混凝土无侵蚀性。土层分布均匀，根据取原状土样进行的室内土工试验结果确定各层土的物理力学性能指标。根据荷载试验确定地基承载力、桩端阻力、桩侧阻力特征值。地基土的物理力学性能指标如下表所示：编号土体名称平均厚度（m）含水率ω%天然重度γ（KN/m3）孔隙比e液性指数IL压缩模量Es(MPa)地基承载力fak(KPa)桩侧阻力qpa(KPa)桩端阻力qsa(KPa)1填土0.816.82粘土0.73217.00.90.958.618515.6300.63粘土5.03017.80.720.8316.5280120.52100.54粘土＞103418.60.750.8018.3290140.52300.54、设计内容：4.1.建筑设计-65- 在整个设计过程中，我本着“安全，适用，经济，美观”的原则，在满足设计任务书提出的功能要求前提下，完成了建筑设计这一环节，合理地选择了框架，并为以后的结构设计打下了良好的基础。该办公楼为六层，总高度为21.9m，底层高为3.9m，标准层层高为3.6m，室内外高差为0.45m，建筑面积为5725m2。在综合楼周围留有绿化场地，用于公共活动，同时改善环境。在立面设计中，正立面主要以飘窗为主，兼到采光和美观的作用，同时也便于办公人员休息，远眺，放松放松紧张的神经。标高0.000m以上均采用陶瓷面砖装饰，标高0.000m到标高-0.45m采用蘑菇石，办公房间门均采用成品木门，其它均采用铝合金门，窗户均采用铝合金推拉窗。整座大楼的立面美观大方，有一定的可观性。4.2.结构设计结构设计主要是进行结构的内力计算，严格按照《荷载规范》、《混凝土结构设计规范》、遵照《结构力学》、《钢筋混凝土结构设计》等中的设计方法对本工程进行结构设计。在计算过程中，充分利用了Excel进行计算及结构力学求解器进行电算，不但提高了计算速度，更保证了计算的准确性。结构计算主要包括以下几个步骤：⑴、结构布置及梁、柱截面尺寸及板厚的确定：结构采用全现浇混凝土框架结构，根据商场、办公房间布置的要求及建筑平面布置的原则来确定柱网尺寸。梁截面尺寸的确定：主梁高度为跨度的1/8～1/12，宽为高的1/2～1/3；次梁高度为跨度的1/18～1/12，宽为高的1/3～1/2。柱截面尺寸由轴压比确定：即按公式：N/fcAc<0.9(三级抗震)来确定柱截面尺寸。板厚由h＞l/40来确定。⑵、结构计算中取⑤轴线的一榀横向框架为计算单元。⑶、竖向荷载计算：包括竖向恒载和竖向活载的计算。恒载由构件自重、装修等材料的重量，按一定的传力途径计算出框架的横梁上的线荷载及柱上的集中力，求出梁的固端弯矩，然后用弯矩分配法计算梁、柱的弯矩，用弯矩分配法时采用分层法计算各层弯矩，再进行叠加，求出最后平衡弯矩，再由平衡条件求出梁柱剪力和轴力，由于本设计受力比较复杂，大部分采用电算（借助结构力学求解器）。活载计算过程同恒载。⑷、水平荷载计算①地震荷载作用下的内力计算根据荷载规范算出各楼层的自重。计算梁柱线刚度，在框架结构内力与位移计算中，现浇楼面可视作框架梁的有效翼缘，框架边梁惯性矩取矩形梁的1.5倍，框架中梁惯性矩取矩形梁的2倍。在地震荷载作用下，用顶点位移法计算结构的自震周期，按底部剪力法计算横向各层等效地震力，根据计算结果，必须考虑顶部附加水平地震作用力的影响。楼层弹性位移及验算,为避免建筑物的非结构构件在地震作用下出现破坏，需对框架在多遇地震作用下的变形加以演算，使其最大层间弹性位移小于规定的限值。由验算可知，顶点位移和层间位移均满足规范要求。-65- ②风荷载作用下的内力计算先确定一系列系数的取值。对于本框架结构基本风压值不需调整。由于本建筑物总高度小于30米，对于横向框架：H/B>1.5，沿房屋高度在一定范围内变化，故考虑风压脉动系数的影风压高度变化系数，按B类地区用插入法根据各层离地面高度查表算出；对于纵向框架：H/B<1.5，因此风振系数取1.0。风载体形系数按矩形结构，迎风面取0.8，背风面取-0.5。其余同地震荷载计算。⑸、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力，抵抗地震作用的能力较高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0.8，跨中弯矩由平衡条件求得。支座弯矩和剪力设计值，应取支座边缘得数值，同时，梁两端支座截面常是最大负弯矩及最大剪力作用处。在水平荷载作用下，端截面还有正弯矩，而跨中控制截面常是最大正弯矩作用处。根据弯矩图可知，柱的最大弯矩值出现在柱两端，剪力和轴力值在同一楼层内变化很小，因此，柱的设计控制截面为上、下两端截面，即梁的上、下边缘。所以，在轴线处的计算内力也要换算成梁的上、下边缘处的柱截面内力。⑹内力组合考虑四种荷载组合：（注：重力载＝恒载+0.5活载）a.1.2恒载+1.4活载；b.1.2恒载+1.4风载；c.1.2恒载+0.9×（1.4活载+1.4风载）；d.γRE（1.2重力载+1.3地震荷载）框架横梁的控制截面是支座截面和跨中截面，支座处一般产生-Mmax和Vmax，跨中截面产生Mmax。柱的控制截面在柱的上、下端。恒载、活载、风载和地震荷载都分别按各自规律布置进行内力分析，恒载，活载取支座上部弯矩为负，下部弯矩为正；风载、地震荷载均考虑左右两个方向，然后取出各个构件控制截面处的内力，最后在若干组不利内力中选取几组最不利的内力作为构件截面的设计内力。⑺、梁、柱、板、楼梯、基础配筋抗震结构要求设计成延性结构，其结构应有足够的延性，设计应考虑构件强柱弱梁、强剪弱弯、强结点强锚固等原则，充分发挥构件塑性铰的作用，并保证塑性铰先出现在梁端。a、梁的配筋计算中，分为正截面计算和斜截面计算。正截面计算主要是取梁端最大负弯矩、跨中最大正弯矩来配梁的纵筋。斜截面计算主要是取梁端最大剪力来配梁的箍筋，同时考虑地震剪力的影响。梁端箍筋加密区也要按构造要求来配置。b、柱的正截面计算中。柱的弯矩和轴力组合共考虑了三种组合，即|M|max及相应的N；Nmax及相应的M;Nmin及相应的M。但大多数情况下这几种组合都有一至二组重合，所以一般情况下，最不利组合只有一至两种，取配筋最大的为最终配筋依据。c-65- 、由柱距计算知本设计楼板既有单向板又有双向板；故板按照单向板和双向板分别进行配筋，考虑四边与梁整体连接的中间区格单向板拱作用的有利因素，对中间区格的单向板，其中间跨的跨中截面弯矩及支座截面弯矩可折减20%，但边跨的跨中截面弯矩及第一支座截面弯矩则不折减。d、由于层高不同，故楼梯按梁式楼梯、板式楼梯分别进行计算配筋。e、由基础的受力特点分析，采用柱下扩展基础。在这个设计过程中，我把四年中所学到的专业知识及在设计过程中所学到的知识联系起来，并把以前的一些模糊知识重新加以思考、理解，现以熟悉建筑设计的全过程，对在设计中具体应注意的事项及易出现错误的地方，通过这次毕业设计已能有一个比较深刻的认识。在这次毕业设计中，我充分利用Excel和结构力学求解器进行电算，大大提高了计算的速度和准确性。此外，建筑图利用AutoCAD进行绘制，在很大程度上提高了绘图速度。这次毕业设计受益匪浅，为我以后的工作学习奠定了扎实的基础，更使我对以后的学习工作充满了信心。-65- 结构计算1.工程概况1.1工程名称办公楼。1.2工程概况该建筑采用全现浇混凝土框架结构，层数为6层，底层层高3.9米，标准层层高为3.6米，室内外高差为0.45米。1.3基本设计资料基本风压：0.55KN/m2,基本雪压：0.35KN/m2地面粗糙度类别为B类地质资料：土壤冻结深度为-0.1m，土层分布均匀，各层物理力学性能如设计任务书所表格。抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g，Ⅱ类场地，设计地震分组为第二组2.结构布置及计算简图图1-1结构布置简图2.1、梁截面尺寸：AB、CD跨L=7200mm,h=(1/12～1/8)l=(1/12～1/8)×7200=600～900mm,取h=600mmb=(1/3～1/2)h=200～300mm,取b=250mmBC跨取h=400mm，b=200mm边柱（A、D轴）连系梁取b×h=600mm×250mm中柱（B、C轴）连系梁取b×h=400mm×200mm2.2、柱截面尺寸按层高确定柱截面尺寸，取底层4950mmb=(1/20～1/15)H=248～330mm，取底层柱取500mm×500mm，二～六层柱取-65- 400mm×400mm。2.3框架结构计算简图图1-2框架计算简图取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板底，2~6层柱高度即为层高3.6m，底层柱高度从基础顶面取起，h1=3.9+0.6+0.45=4.95m。3.重力荷载计算简图：注：建筑做法：1.散水做法：（苏J9501～4/12）20厚1：2水泥砂浆抹面、压实抹光60厚C15混凝土素土夯实向外坡4%备注：①散水宽度应在施工图中注明②每隔6m留伸缩缝一道，墙身与散水设10宽，沥青砂浆嵌缝。③宽600～900mm④坡度3～5%2.基础（墙基）防潮层：在－0.050以下基础两侧均用防水水泥砂浆防潮（详见苏J9501－1/1）,20厚的1：2水泥砂浆掺5％避水浆，位置一般在－0.050标高处,适用于砖墙墙身。3.地面：水磨石地面（苏J9501～10/2）15厚1：2水泥白石子磨光打蜡-65- 20厚1：3水泥砂浆找平层60厚C10混凝土100厚碎石或碎砖夯实1.楼面—水磨石楼面（苏J9501～5/3）15厚1：2水泥白石子，掺有色石子磨光打腊20厚1：3水泥砂浆找平层捣制钢筋混凝土楼板2.内墙面做法：（苏J9501～5/4）水泥砂浆粉面：刷（喷）内墙涂料10厚1：2水泥砂浆抹面15厚1：3水泥砂浆打底3.外墙面做法：（苏J9501～8/6）水刷石墙面：10厚1：2水泥白石子粉面，用水刷露出石子面刷素水泥浆一遍，掺水重3～5%的107胶12厚1：3水泥浆打底4.踢脚台度做法：（苏J9501～9/4）釉面瓷砖踢脚台度5厚釉面砖（白瓷砖）水泥擦缝5厚1：1水泥细砂结合层12厚1：3水泥砂浆打底5.屋面做法：（苏J9501）20厚1：2水泥砂浆找平层100mm～140mm厚2%找坡膨胀珍珠岩100mm厚现浇钢筋混凝土楼板6.水泥台阶：（苏J9501～4/11）20厚1：25水泥砂浆抹面压实抹光素水泥浆一道70厚C15号混凝土（厚度不包括踏步三角部分）台阶面向外坡1%200厚碎石或碎砖石灌M2.5号混合砂浆素土夯实（坡度按工程设计）备注：施工图中应注明台阶长度尺寸并绘出剖面大样。3.1永久荷载标准值3.1.1、屋面荷载标准值：20厚1：2水泥砂浆找平层0.02×20=0.4KN/m2100mm～140mm厚2%找坡膨胀珍珠岩（0.10+0.14）/2×7=0.84KN/m2100mm厚现浇钢筋混凝土楼板0.1××25=2.5KN/m215厚纸筋石灰顶棚0.015×16=0.24KN/m2合计4.22KN/m2-65- 3.1.2楼面荷载标准值：（1）楼面：水磨石楼面（100mm面层，20mm水泥砂浆打底）0.65KN/m2100厚钢筋混凝土楼面板0.10×25=2.5KN/m215厚纸筋石灰顶棚0.015×16=0.24KN/m2合计3.39KN/m2（2）卫生间小瓷砖地面0.55KN/m2100厚钢筋混凝土楼面板0.10×25=2.5KN/m215厚纸筋石灰顶棚0.015×16=0.24KN/m2合计3.29KN/m23.1.3屋面及楼面可变荷载标准植上人屋面均布活荷载标准值2.0KN/m2楼面活荷载标准值2.0KN/m2屋面雪荷载标准值Sk=µrS。=1.0×0.35=0.35KN/m2合计4.35KN/m23.1.4、楼梯荷载标准值斜板：栏杆自重0.2KN/m锯齿形斜板重5.23KN/m30厚水磨石面层1.13KN/m板底15厚纸筋灰粉刷0.36KN/m合计6.92KN/m平台梁：自重：25×0.35×0.2=1.75KN/m粉刷：0.02×(0.35-0.1)×2×20=0.16KN/m合计：1.91KN/m3.2、梁柱重力荷载：表3-1梁柱重力荷载层次构件bhvrLinGi∑Gi、1AB、CD跨横梁0.250.60251.056.7030791.441402.12BC跨横梁0.200.40251.051.90935.91A、D轴连系梁0.250.60251.053.4028374.85B、C轴连系梁0.200.40251.053.4028199.92柱0.500.50251.14.95602041.882041.882～6AB、CD跨横梁0.250.60251.056.8030803.251432.73BC跨横梁0.200.40251.052.00937.80A、D轴连系梁0.250.60251.053.5028385.88B、C轴连系梁0.200.40251.053.5028205.80-65- 柱0.400.40251.13.6060950.40950.403.3墙、门、窗重力荷载3.3.1单位墙面重力荷载外墙：外墙面为水刷石墙面0.5KN/m2，内墙面为混合砂浆粉面0.4KN/m2，外墙单位墙面重力荷载为：0.24×19+0.5+0.4=5.46KN/m2女儿墙：做法与外墙同，高度0.6m内墙单位墙面重力荷载为：0.24×19+0.4×2=5.36KN/m23.3.2重力荷载计算表3-2门、窗、墙重力荷载计算表层次构件种类S（m²）γ（KN/m²）gi（KN）Gi（KN）∑Gi（KN）1门弹簧门19.201.0019.253.013725.84木门138.550.227.71铝合金门15.260.46.10窗铝合金窗15.840.34.75921.31飘窗1710.3916.56墙内墙367.975.361972.322751.51外墙136.255.46743.93玻璃幕墙29.391.235.272～6门木门630.212.6015.123504.32铝合金门6.30.42.52窗铝合金窗15.840.34.75261.45飘窗1890.356.7墙内墙491.85.362636.053463.02外墙1455.46791.70玻璃幕墙29.391.235.27屋顶墙女儿墙93.845.46512.37512.37512.373.4板的重力荷载表3-3板的重力荷载计算表层次板面积柱截面积/m2板净面积γ(KN/m2)Gi(KN)1993.4080.5×0.5×60=15978.413.39+0.5×1.5=4.144050.61-65- 2~5993.4080.4×0.4×60=9.6983.813.39+0.5×1.5=4.143886.676993.4080.4×0.4×60=9.6983.814.22+0.5×0.5=4.474397.623.5楼梯间重力荷载6.8×0.3×11×2×2+1.91×3.6×2+（1.64+2.36）×（3.9-0.24）×3.39=153.142表3-4综上所述各层重力荷载值计算如下表：层次梁/KN柱/KN门窗墙板/KN楼梯间重力荷载代表值11402.1252041.883725.844050.61408.7511629.192~51432.73950.403539.593886.67408.7510218.1361432.73950.403539.594397.62/11137.72屋顶817.384.框架侧移刚度计算4.1横向侧移刚度计算4.1.1横向梁线刚度砼为C30，Ec=3×104N/mm2。在框架结构中，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侧移，为考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架取Ib=1.5I0(I0为梁的截面惯性矩)，对中框架Ib=2.0I0表4-1梁的线刚度ib梁b（mm）×h（mm）I0(mm4)Ec(N/mm2)L(mm）Ib（mm）边跨长跨横梁300×6005.4×1093.0×10472004.50×1010短跨横梁200×4001.07×1093.0×10424002.67×1010中跨长跨横梁300×6005.4×1093.0×10472003.38×1010短跨横梁200×4001.07×1093.0×10424002.0×10104.1.2柱的线刚度表4-2柱的线刚度ic层次hc(mm)Ec(N/mm2)b×h(mm×mm)Ic(mm4)EcIc/hc(N.mm)149503.0×104500×5005.21×1093.16×10102~636003.0×104400×4002.13×1091.78×10104.1.3柱的横向侧移刚度计算表4-3横向侧移刚度D值(N/mm)层次柱型柱号Dij∑Di-65- 2~6边柱A、D轴（4根）1.900.4878016354462B、C轴（4根）3.020.6029907中柱A、D轴（14根）2.530.5599195B、C轴（14根）4.030.668110021边柱A、D轴（4根）1.070.5117904330467B、C轴（4根）1.700.5959197中柱A、D轴（14根）1.430.5628690B、C轴(4根）2.270.649100295.横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算5.1横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算5.1.1横向自振周期计算表5-1结构顶点的假想侧移计算层次Gi(KN)Vi(KN)∑Di(N/mm)Dmi(mm)mi(mm)611137.7211137.72354461.950.03140.0314510218.1321355.84354461.950.06020.0917410218.1331573.97354461.950.08910.1807310218.1341792.10354461.950.11790.2986210218.1352010.23354461.950.14670.4454111629.1963639.42330467.400.19260.6380取cT=0.5,由式T1=1.7cT得T1=1.730.53=0.679S5.1.2水平地震作用及楼层地震剪力计算由于该建筑设防烈度为地7度,设计基本地震加速度为0.1g,Ⅱ类场地,设计地震分组为第二组,结构的特征周期Tg和地震影响系数αmax为：Tg=0.4s，,采用底部剪力法计算。由于T1＝0.679s＞1.4×0.4=0.56，故应考虑顶点附加地震作用，取δn=0.08×0.679+0.01=0.0643，1-δn=0.9357结构底部剪力为：α1=(Tg/T)0.9η2αmax=(0.40/0.679)0.9×1×0.08=0.050Fek=α1Geq=α1×0.85×∑Gi=0.050×0.85×63639.42=2704.68KN计算结果列于下表：表5-2各层地震作用及楼层地震剪力计算层次hiHiGiGiHiGiHi/∑GiHiFi=GiHiFek(1-δn)/　∑GiHiVi63.622.9511137.72255610.560.2894732.32732.32-65- 53.619.3510218.13197720.780.2238566.471298.7843.615.7510218.13160935.520.1822461.081759.8633.612.1510218.13124150.260.1405355.692115.5523.68.5510218.1387364.990.0989250.32365.8514.954.9511629.1957564.490.0652164.922530.77各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿高度的分布如下图：图5-1横向水平地震作用分布Fi/KN图5-2层间剪力分布Vi/KN5.1.3水平地震作用下的位移验算表5-3横向水平地震作用下位移验算层次hiViDiVi/Di层间相对弹性转角θi63.6732.323544620.00211/174253.61298.783544620.00371/98343.61759.863544620.0051/72533.62115.553544620.0061/60323.62365.853544620.00671/53914.952530.773304670.00771/646由表知:层间相对弹性转角值均＜,∴满足规范要求5.1.4横向水平地震作用下框架结构内力的计算取⑤轴线横向框架内力计算。表5-4各层柱端弯矩及剪力计算柱层Vi（KN）∑DDD/∑DVikky。M下M上AD轴6732.3235446291950.025919.002.530.42729.2039.1951298.7835446291950.025933.702.530.47757.8663.4341759.8635446291950.025945.652.530.582.1882.1832115.5535446291950.025954.882.530.598.7998.7922365.8535446291950.025961.372.530.5110.479110.4712530.7733046786900.026366.551.430.634208.85120.57-65- BC轴6732.32354462110020.031022.734.030.4536.8245.0051298.78354462110020.031040.314.030.572.5672.5641759.86354462110020.031054.634.030.598.3398.3232115.55354462110020.031065.674.030.5118.20118.2022365.85354462110020.031073.444.030.5132.18132.1812530.77330467100290.030376.802.270.59224.31155.87梁端弯矩、剪力及轴力具体计算见下表：表5-5梁端弯矩、剪力及轴力计算表层次AB跨BC跨柱轴力LM左M右VbLM左M右VbNcNdNeNj67.239.1928.269.372.416.716.713.96-9.37-4.594.599.3757.292.6468.6922.412.440.740.733.92-31.78-16.0916.0931.7847.2140.03107.3034.312.463.663.652.99-66.09-34.7734.7766.0937.2180.96135.9640.022.480.680.667.14-106.11-61.8961.89106.1127.2209.26157.2250.92.493.293.277.64-157.01-88.6388.63157.0117.2231.04180.8757.212.410710789.32-214.22-120.74120.74214.22-65- 图5-3左地震作用下框架弯矩图-65- 图5-4左地震作用下框架剪力图-65- 图5-5左地震作用下框架轴力图-65- 5.2横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算5.2.1风荷载标准值基本风压，由《荷载规范》查得(迎面风)和(背面风)，又根据规范规定，本设计综合楼高度22.95m<30m，且高宽比为22.95/16.8=1.37<1.5，所以无需采用风振系数bz来考虑风压脉动的影响。仍取⑤轴线框架，其负载宽度为3.9m，由此而得沿高度的分布风荷载标准值q(z)=3.930.55μsμz=2.145μsμz，具体计算见下表：表5-6沿房屋高度风荷载标准值层次Hi/mHi/Hmzq1(z)/(KN/m)q2(z)/(KN/m)622.951.0001.302.2311.394519.350.8431.242.1281.330415.750.6861.161.9911.244312.150.5291.061.8191.13728.550.3731.001.7161.07314.950.2161.001.7161.073框架结构分析时，应按静力等效原理将图a的分布风荷载转化为图b的节点集中荷载。其中：等效节点集中荷载的具体计算如下六层：F6=(2.231+2.231/2+2.218/2+1.394+1.394/2+1.33/2)33.6/4=6.49KN五层：F5=[(2.231+2.128+1.394+1.33)/2+2.128+1.330+(2.128+1.991+1.330+1.244）/2+2.128+1.330]33/.6/4=12.42KN四层：F4=[(2.128+1.991+1.33+1.244)/2+1.991+1.244+(1.991+1.244+1.819+1.137）/2+1.991+1.244]33.6/4=14.41KN三层：F3=[(1.991+1.819+1.244+1.137)/2+1.819+1.137+(1.819+1.137+1.716+1.073）/2+1.819+1.137]33.6/4=16.06KN二层：F2=[(1.819+1.716+1.137+1.073)/2+1.716+1.073]33.6/4+（1.716+1.073）33.6/2=12.70KN一层：F1=(1.716+1.073)33.6/2+(1.716+1.073)34.95/2=11.92KN-65- 图5-6等效节点集中风荷载（KN/m）5.2.2风荷载作用下的水平位移验算表5-7风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算层次Fi(KN)Vi(KN)∑Di(N/mm)Dmi(mm)mi(mm)Dmi/hi111.9274.003304670.220.221/16364212.762.083544620.180.401/9111316.0649.383544620.140.531/6736414.4133.323544620.090.631/5728512.4218.913544620.050.681/528066.496.493544620.020.701/7070由上表可知，风荷载作用下框架的最大层间侧移为1/5280，远小于1/550，满足规范要求5.2.3风荷载作用下框架结构内力计算以⑤轴线横向框架内力计算为例：-65- 表5-8各层柱端弯矩及剪力计算柱层次hi∑DiDiD/∑DiVViky。M下M上AD轴63.635446291950.02596.490.172.530.4270.260.3553.635446291950.025918.910.492.530.4770.840.9243.635446291950.025933.320.862.530.51.561.5633.635446291950.025949.381.282.530.52.312.3123.635446291950.025962.081.612.530.52.902.9014.9533046786900.026374.001.951.430.6346.113.53BC轴63.6354462110020.03106.490.204.030.450.330.4053.6354462110020.031018.910.594.030.51.061.0643.6354462110020.031033.321.034.030.51.861.8633.6354462110020.031049.381.534.030.52.762.7623.6354462110020.031062.081.934.030.53.473.4714.95330467100290.030374.002.252.270.596.564.56表5-9梁端弯矩、剪力及轴力计算表层次AB跨BC跨柱轴力LM左M右VbLM左M右VbNcNdNeNj67.20.350.250.082.40.150.150.12-0.08-0.040.040.0857.21.180.870.282.40.520.520.43-0.36-0.190.190.3647.22.401.830.592.41.091.090.90-0.95-0.510.510.9537.23.862.900.912.41.721.721.43-1.86-1.031.031.8627.25.203.911.272.42.322.321.93-3.13-1.691.693.1317.26.425.041.592.42.992.992.49-4.72-2.592.594.72-65- 图5-6左风荷载作用下框架弯矩图-65- 图5-7左风荷载作用下框架剪力图-65- 图5-8左风荷载作用下框架轴力图-65- 6.竖向荷载作用下框架结构的内力计算6.1，横向框架内力计算6.1.1计算单元取⑤轴线横向框架进行计算，计算宽度为7.2m，如图所示：图6-1计算单元6.1.2恒荷载计算1.屋面框架梁线荷载标准值：20厚1：2水泥砂浆找平层0.02×20=0.4KN/m2100mm～140mm厚2%找坡膨胀珍珠岩（0.10+0.14）/2×7=0.84KN/m2100mm厚现浇钢筋混凝土楼板0.1××25=2.5KN/m215厚纸筋石灰顶棚0.015×16=0.24KN/m2合计4.22KN/m2边跨（AB、CD）框架梁自重0.60×0.30×25=4.5KN/m梁侧粉刷2×（0.6-0.1）×0.02×17=0.34KN/m中跨（BC跨）框假梁自重0.25×400×25=2.5KN/m梁侧粉刷2×（0.40-0.1）×0.02×17=0.2KN/m因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为：g6AB1=g6CD1=4.84KN/mg6BC1=2.7KN/mg6AB2=g6CD2=4.22×3.9=16.46KN/mg6BC2=10.13KN/m2.楼面框架梁线荷载标准值水磨石楼面（100mm面层，20mm水泥砂浆打底）0.65KN/m2100厚钢筋混凝土楼面板0.10×25=2.5KN/m2-65- 15厚纸筋石灰顶棚0.015×16=0.24KN/m2合计3.39KN/m2边跨（AB、CD）框架梁自重0.60×0.30×25=4.5KN/m梁侧粉刷2×（0.6-0.1）×0.02×17=0.34KN/m中跨（BC跨）框假梁自重0.25×400×25=2.5KN/m梁侧粉刷2×（0.4-0.1）×0.02×17=0.2KN/m边跨填充墙自重0.24×（3.6-0.6）×19=13.68KN/m墙面粉刷2×（3.6-0.6）×0.02×17=2.04KN/m因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为：gAB1=gCD1=4.84+15.72=20.56KN/mgBC1=2.7KN/mgAB2=gCD2=3.39×3.9=13.22KN/mgBC2=3.39×2.4=8.14KN/m3.屋面框架节点集中荷载标准值：边柱连系梁自重0.30×0.60×3.9×25=17.55KN粉刷2×（0.6-0.1）×0.02×3.9×17=1.33KN60mm高女儿墙自重0.24×0.60×3.9×19=10.67KN连系梁传来屋面自重½×3.9×½×3.9×4.22=16.05KN顶层边节点集中荷载G6A=g6D=45.6KN中柱连系梁自重0.25×0.40×3.9×25=9.75KN粉刷2×（0.4-0.1）×0.02×3.9×17=0.8KN连系梁传来屋面自重½×3.9×½×3.9×4.22=16.05KN½×（3.9+3.9-2.4）×1.20×4.22=13.67KN顶层中节点集中荷载G6B=g6C=40.26KN4.楼面框架节点集中荷载标准值：边柱连系梁自重0.30×0.60×3.9×25=17.55KN粉刷2×（0.6-0.1）×0.02×3.9×17=1.33KN飘窗自重2.5×3.6×0.35=3.15KN窗边墙体自重0.24×（3.5-2.5）×3.6×19=16.42KN粉刷2×（3.5-2.5）×0.02×3.6×17=2.45KN框架柱自重0.40×0.40×3.6×25=14.4KN粉刷0.8×0.02×3.6×17=0.98KN连系梁传来屋面自重½×3.9×½×3.9×3.39=12.89KN顶层边节点集中荷载GA=g6D=69.17KN中柱连系梁自重9.75KN粉刷0.80KN内纵墙体自重0.24×（3.6-0.4）×3.5×19=51.07KN粉刷2×（3.6-0.4）×0.02×3.5×17=7.62KN扣除门洞加上门重-2.1×1.0×（5.24-0.2）=-10.58KN框架柱自重0.40×0.40×3.6×25=14.4KN粉刷0.8×0.02×3.6×17=0.98KN连系梁传来屋面自重½×3.9×½×3.9×3.39=10.98KN½×（3.9+3.9-2.4）×1.20×3.39=10.98KN顶层中节点集中荷载GB=gC=97.91KN-65- 5恒荷载作用下的结构计算简图：图6-2恒载作用下结构计算简图6.1.3活荷载计算楼面活荷载作用下结构计算简图如下，图中各荷载计算如下：p6AB=p6CD=2.0×3.9=7.8KN/mp6BC=2.0×2.4=4.8KN/mp6A=p6D=1/2×3.9×1/2×3.9×2.0=7.61KNp6B=p6C=1/2×3.9×1/2×3.9×2.0+1/2×(3.9+3.9-2.4)×1.2×2.0=14.09KNpAB=pCD=1.5×3.9=5.85KN/mpBC=2.0×2.4=4.8KN/mpA=pD=1/2×3.9×1/2×3.9×1.5=5.70KNpB=pC=1/2×3.9×1/2×3.9×2.0+1/2×(3.9+3.9-2.4)×1.2×1.5=12.18KN活载作用下计算简图：-65- 图6-3活载作用下结构计算简图6.2恒载作用下内力计算恒载作用下内力计算采用分层法。取顶层进行计算，结构计算简图如（a）所示，图中柱的线刚度取框架柱实际线刚度的0.9倍，图中梁上分布荷载由矩形和梯形两部分组成，在求固端弯矩时，将梯形分布荷载及三角形分布荷载化为等效均布荷载，等效计算简图如（b）所示：（a）图6-4等效计算简图-65- （b）梯形、三角形荷载化为等效均布荷载：=20.42KN/mKN/m=33.07KN/mKN/m用弯矩分配法计算结构的内力，根据结构对称性计算固端弯矩：-65- 0.2630.7370.5130.1820.305CDDC-88.2188.26-4.332.1723.2065.0132.51-29.87-59.73-21.19-35.5135.517.8522.0111.01-2.82-5.65-2.00-3.363.360.742.081.04-0.27-0.53-0.19-0.320.320.070.2031.87-31.8766.90-23.38-43.5241.36顶层弯矩分配法计算过程0.2080.2080.5840.4340.1540.1540.257CDDC-142.87142.87-3.74-1.8729.7229.7283.4441.72-39.24-78.49-27.85-27.85-46.4846.488.168.1622.9211.46-2.49-4.97-1.76-1.76-2.952.950.520.521.450.73-0.16-0.32-0.11-0.11-0.190.190.030.030.0938.4338.43-76.86113.00-29.73-29.73-53.3547.74中间层弯矩分配法计算过程0.3410.1730.4860.3770.1340.2650.224CDDC-142.87142.87-3.74-1.8748.7224.7269.4334.72-32.77-65.54-23.30-23.30-38.9438.9411.175.6715.937.96-1.50-3.00-1.07-2.11-1.781.780.510.260.730.36-0.07-0.14-0.05-0.10-0.080.080.020.010.0360.4330.66-91.09117.24-24.41-25.50-44.5538.94底层弯矩分配法计算过程将各层分层法求得的弯矩叠加，可得整个框架结构在恒载作用下是弯矩图。-65- 由于分层法计算的误差，叠加后框架内各节点弯矩不一定能达到平衡，为提高精度可将节点不平衡弯矩再分配一次进行修正，修正后竖向荷载作用下整个结构的内力如下图所示：图6-5框架在恒载作用下的弯矩图-65- 图6-6框架在恒载作用下的剪力图-65- 图6-7框架在恒载作用下的轴力图-65- 6.3活荷载作用下的内力计算梯形、三角形荷载化为等效均布荷载：=7.39KN/mKN/m=5.54KN/mKN/m用弯矩分配法计算结构的内力，根据结构的对称性计算固端弯矩：0.2630.7370.5130.1820.305CDDC-31.9231.92-1.44-0.728.3923.5311.76-10.84-21.67-7.69-12.8812.882.857.993.99-1.02-2.05-0.73-1.221.220.270.750.38-0.10-0.19-0.07-0.120.120.030.0711.54-11.5424.14-8.48-15.6613.50顶层弯矩分配法计算过程-65- 0.2080.2080.5840.4340.1540.1540.257CDDC-23.9323.93-1.44-0.724.984.9813.986.99-6.40-12.79-4.54-4.54-7.587.581.331.333.741.87-0.41-0.81-0.29-0.29-0.480.480.080.080.240.12-0.03-0.05-0.02-0.02-0.030.030.010.010.016.406.40-12.8019.25-4.85-4.85-9.537.37中间层弯矩分配法计算过程0.3410.1730.4860.3770.1340.2650.224CDDC-23.9323.93-1.44-0.728.164.1411.635.81-5.34-10.67-3.79-3.79-6.346.341.820.922.591.30-0.24-0.49-0.17-0.34-0.290.290.080.040.120.06-0.01-0.02-0.01-0.02-0.010.010.000.000.0110.075.11-15.1719.92-3.97-4.15-8.085.92底层弯矩分配法计算过程将各层分层法求得的弯矩叠加，可得整个框架结构在恒载作用下是弯矩图。由于分层法计算的误差，叠加后框架内各节点弯矩不一定能达到平衡，为提高精度可将节点不平衡弯矩再分配一次进行修正，修正后竖向荷载作用下整个结构的内力如下图所示：-65- 图6-8活载作用下框架弯矩图-65- 图6-9活载作用下框架剪力图-65- 图6-10活载作用下框架轴力图-65- 7.横向框架内力组合7.1抗震等级结构的抗震等级可根据结构类型、地震烈度、房屋高度等因素确定，由此查表得，本工程的框架为三级抗震等级。7.2框架内力组合7.2.1控制截面（1）框架梁：支座：梁与柱的交接处，跨中：弯矩最大处。（2）框架柱：每层柱和上下交接处。在内力组合前，对控制截面需要做以下两项工作：①竖向荷载作用下框架梁内力调幅调幅系数：现浇框架：β取0.8~0.9；装配整体式框架β取0.7~0.8。调幅后跨中弯矩不小于简支情况下的50%。②对于梁的正截面承载力计算，考虑抗震承载力调整系数后，按抗震设计和非抗震设计内力组合，选取最大值，按混凝土结构设计规范要求进行计算，并满足有关构造要求。在结构分析中求出的是各荷载作用下梁柱轴线处的内力，需要把内力转化为控制截面处的内力。表7-1梁端柱边弯矩层次梁截面柱宽b恒荷载g活荷载p恒载下梁端剪力V恒载下梁端弯矩M活载下梁端剪力V活载下梁端弯矩M梁端柱边剪力V′梁端柱边弯矩M′6A0.420.427.3971.91-57.1825.91-18.6292.26-94.25B左0.420.427.39-75.11-68.68-27.3-23.62-107.97-70.71B右0.49.033.0010.84-18.623.6-7.5412.03-28.575A0.433.075.54118.04-113.619.83-20.47130.15-160.10B左0.433.075.54-120.06-120.89-20.06-21.31-147.84-112.63B右0.47.793.009.35-18.653.6-3.2110.79-24.024A0.433.075.54117.97-113.3819.7-18.63129.95-158.00B左0.433.075.54-120.13-121.17-20.19-20.39-148.04-111.95B右0.47.793.009.35-18.583.6-3.9710.79-24.713A0.433.075.54117.99-113.5719.73-18.99130.00-158.56B左0.433.075.54-120.11-121.21-20.16-20.55-147.99-112.16B右0.47.793.009.35-18.533.6-3.9710.79-24.662A0.433.075.54117.93-122.6619.71-18.78129.92-167.42B左0.433.075.54-120.17-120.74-20.18-20.45-148.07-111.58B右0.47.793.009.35-18.93.6-3.9110.79-24.971A0.533.075.54118.2-117.4917.96-19.61126.51-168.73B左0.533.075.54-119.91-123.66-20.13-20.92-149.69-107.16B右0.57.793.009.35-16.73-3.55-3.553.10-21.06-65- 7.2.2控制截面上最不利内力（1）框架梁：支座：+Mmax、-Mmax与Vmax跨中：+Mmax、（2）框架柱：取上下柱端，采用对称配筋。所考虑的最不利的内力有：柱端截面：｜M｜max及相应的N、VNmax及相应的MNmin及相应的M各层梁柱的内力组合结果见附表，表中SGK、SQK两列中的梁端弯矩M为经过调幅后的弯矩（梁端调幅系数取0.8，跨间弯矩调幅系数取1.2）。7.2.3框架梁内力组合（见附表1）7.2.4框架柱内力组合（见附表2）7.3框架梁柱内力调整1.强柱弱梁要求根据“抗震规范”6.2.2条，梁柱节点处的柱端弯矩设计值应符和下式要求：∑Mc=ηc∑Mb式中∑Mc——节点上下柱端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和，上下柱端的弯矩设计值可按弹性分析分配；∑Mb——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之和；ηc——柱端弯矩增大系数，一级取1.4；二级取1.2；三级取1.1。具体计算过程见表表中Mcu’=Mcu/∑Mc×ηc∑Mb;Mcd’=Mcd/∑Mc×ηc∑Mb，M使杆端顺时针转动为+。表7-2梁柱节点处柱端弯矩调整计算表杆件组合McuMcd∑McMblMbrηc∑MbMcu′Mcd′A左震0.00-28.83-28.830.0028.8331.710.0031.71右震0.00-130.72-130.720.00130.72143.800.00143.80B左震0.00128.24128.24-116.840.63-127.830.00-127.83右震0.0011.2211.22-43.3644.170.890.000.89A左震-37.939.76-28.170.000.690.761.02-0.26右震-113.86-155.18-269.030.00241.55265.71112.45153.26B左震115.48160.26275.74-218.41-33.16-276.72-115.89-160.83-65- 右震19.74-28.41-8.68-39.8272.6736.13-82.21118.34A左震1.8232.9934.810.00-61.83-68.02-3.56-64.46右震-148.61-180.67-329.280.00302.25332.48150.05182.43B左震160.68194.42355.11-268.09-62.50-363.65-164.55-199.10右震-27.99-61.22-89.2110.90102.83125.1039.2485.85A左震33.2354.3587.590.00-114.83-126.31-47.93-78.38右震-180.43-202.49-382.920.00355.68391.25184.35206.90B左震194.26220.48414.74-305.44-84.66-429.11-200.99-228.12右震-61.39-86.84-148.2348.05124.81190.1578.75111.40A左震53.6371.95125.580.00-152.61-167.88-71.69-96.19右震-203.22-215.28-418.500.00391.46430.61209.10221.51B左震221.07236.56457.63-332.56-100.62-476.50-230.19-246.32右震-86.25-107.12-193.3676.20141.60239.59106.87132.72A左震75.7971.81147.600.00-175.80-193.38-99.29-94.09右震-211.45-241.66-453.110.00424.91467.40218.12249.28B左震233.31279.90513.21-366.40-121.15-536.31-243.82-292.50右震-110.36-125.37-235.74103.87157.53287.53134.61152.922.强剪弱弯要求为保证梁柱的延性，梁端及柱端的抗剪能力一贯大于抗弯能力。（1）“抗震规范”6.2.4条规定：二级框架梁端截面组合的剪力设计值应按下式调整式中Vgb——梁在重力荷载代表值作用下，按简支梁分析的梁端截面剪力设计值（Kn）；Mb左、Mb右——分别为梁左右端逆时针或顺时针方向组合的弯矩设计值（kN.m）；ηvb——梁端剪力增大系数，一级取1.4；二级取1.2；三级取1.1。-65- 具体计算过程见表（表中M使杆端顺时针转动为+）。表7-3梁端剪力设计值调整计算表层数杆件组合VGb左VGb右lnMblMbrηvb(Mbl+Mbr)/lnV左右左右6AB左震104.18-104.187.20-28.83116.8413.45-13.45117.62-117.62右震104.18-104.187.20-130.7243.36-13.3513.3590.83-90.83BC左震15.16-15.162.40-0.6344.1719.96-19.9635.12-35.12右震15.16-15.162.40-44.17-3.11-21.6721.67-6.516.515AB左震154.83-154.837.20-0.69218.4133.26-33.26188.09-188.09右震154.83-154.837.20-241.5539.82-30.8230.82124.01-124.01BC左震13.38-13.382.4033.1672.6748.50-48.5061.88-61.88右震13.38-13.382.40-72.67-28.07-46.1746.17-32.7932.794AB左震154.83-154.837.2061.83268.0950.41-50.41205.23-205.23右震154.83-154.837.20-302.2510.90-44.5144.51110.32-110.32BC左震13.38-13.382.4062.50102.8375.77-75.7789.15-89.15右震13.38-13.382.40-102.83-51.90-70.9270.92-57.5457.543AB左震154.83-154.837.20114.83305.4464.21-64.21219.04-219.04右震154.83-154.837.20-355.68-48.05-61.6861.6893.15-93.15BC左震13.38-13.382.4084.66124.8196.01-96.01109.39-109.39右震13.38-13.382.40-124.81-69.56-89.0989.09-75.7175.712AB左震154.83-154.837.20152.61332.5674.12-74.12228.95-228.95右震154.83-154.837.20-391.46-76.20-71.4571.4583.38-83.38BC左震13.38-13.382.40100.62141.60111.02-111.02124.40-124.40右震13.38-13.382.40-141.60-82.38-102.66102.66-89.2889.281AB左震154.83-154.837.20175.80366.4082.84-82.84237.67-237.67右震154.83-154.837.20-424.91-103.87-80.7880.7874.04-74.04BC左震13.38-13.382.40121.15157.53127.73-127.73141.11-141.11右震13.38-13.382.40-157.53-98.63-117.40117.40-104.03104.03（2）“抗震规范”6.2.5条规定：二级框架柱的剪力设计值应按下式调整V=ηvc（Mb上+Mb下）/Hn式中Mb上、Mb下——分别为柱的上下端逆时针或顺时针方向组合的弯矩设计值（kN.m）；ηvc——柱端剪力增大系数，一级取1.4；二级取1.2；三级取1.1。具体计算过程见表表中M使杆端顺时针转动为+，V使杆件顺时针转动为+。表7-4柱端剪力设计值调整计算表层数杆件组合Hn/mMct/kN·m上Mcb/kN·m下V=ηvc(Mcb+Mct)/Hn上下6A左震3.628.8337.9320.4020.40右震3.6130.72113.8674.7374.73B左震3.6-128.24-115.48-74.47-74.47-65- 右震3.6-11.22-19.74-9.46-9.465A左震3.6-9.76-1.82-3.54-3.54右震3.6155.18148.6192.8292.82B左震3.6-160.26-160.68-98.06-98.06右震3.628.4127.9917.2317.234A左震3.6-32.99-33.23-20.23-20.23右震3.6180.67180.43110.34110.34B左震3.6-194.42-194.26-118.76-118.76右震3.661.2261.3937.4737.473A左震3.6-54.35-53.63-32.99-32.99右震3.6202.49203.22123.97123.97B左震3.6-220.48-221.07-134.92-134.92右震3.686.8486.2552.8952.892A左震3.6-71.95-75.79-45.14-45.14右震3.6215.28211.45130.39130.39B左震3.6-236.56-233.31-143.57-143.57右震3.6107.12110.3666.4566.451A左震4.95-71.81-229.04-66.86-66.86右震4.95241.66313.97123.47123.47B左震4.95-279.90-330.24-135.59-135.59右震4.95125.37252.9684.0784.078.截面设计8.1现浇板设计板的跨度为3.6m，板厚h≥3600/40＝90mm，取板厚h＝100mm图8-1板布置图8.1.1设计荷载办公室楼面荷载：g＝3.39KN/m2，q＝1.5KN/m2走道楼面荷载：g＝3.39KN/m2，q＝2.0KN/m2-65- 办公室：q=1.431.5=2.1KN/m，g=1.233.39=4.07KN/mg+q/2=5.12KN/m，q/2=1.05KN/mg+q=2.1+4.07=6.17KN/m走道：q=1.432.0=2.8KN/m，g=1.233.39=4.07KN/mg+q/2=5.47KN/m，q/2=1.40KN/mg+q=2.8+4.07=6.87KN/m计算简图如前面板的结构布置图计算跨度：内跨：l0＝lc（轴线间距离）；边跨：l0＝lc-120+100/28.1.2弯矩计算跨中最大弯矩为当内支座固定是在g+q/2作用下的跨中弯矩值，与内支座铰支是在q/2作用下的跨中弯矩值之和。计算是混凝土的波桑比取0.2；支座最大负弯矩为当内支座固定时g+q作用下的支座弯矩。根据不同的支承情况，整个楼盖可以分为1、2、3、4、5五种区格板。各区格板的计算：1区格板：l01/l02=2.4/3.9=0.62，查表得m1=（0.0357+0.230.0086）（g+q/2）l012+（0.0789+0.230.0257）ql012/2=1.18+0.68=1.86KN.mm2=（0.0086+0.230.0357）（g+q/2）l012+（0.0257+0.230.0789）ql012/2=0.49+0.33=0.82KN.m-0.0780（g+q）l012=-3.09KN.m-0.0571（g+q）l012=-2.26KN.m对边区格板的简支边，取或0。2区格板：l01/l02=3.9/7.13=0.55，查表得m1=（0.0398+0.230.0042）（g+q/2）l012+（0.0892+0.230.0210）ql012/2=3.16+1.49=4.65KN.mm2=（0.0086+0.230.0357）（g+q/2）l012+（0.0257+0.230.0789）ql012/2=0.95+0.62=1.57KN.m-0.0827（g+q）l012=-7.76KN.m0-0.0570（g+q）l012=-5.35KN.m3区格板：l01/l02=5.0/7.13=0.70，查表得m1=（0.0350+0.230.0093）（g+q/2）l012+（0.0683+0.230.0296）ql012-65- /2=4.72+1.95=6.67KN.mm2=（0.0093+0.230.0350）（g+q/2）l012+（0.0296+0.230.0683）ql012/2=2.09+1.14=3.23KN.m=-0.0774（g+q）l012=-11.94KN.m0-0.0572（g+q）l012=-8.82KN.m4区格板：l01/l02=2.4/3.83=0.63，查表得m1=（0.0374+0.230.0069）（g+q/2）l012+（0.0778+0.230.0259）ql012/2=1.22+0.67=1.89KN.mm2=（0.0069+0.230.0374）（g+q/2）l012+（0.0259+0.230.0778）ql012/2=0.45+0.33=0.78KN.m-0.0803（g+q）l012=-3.18KN.m0-0.0572（g+q）l012=-2.26KN.m5区格板：l01/l02=3.93/7.13=0.54，查表得m1=（0.0529+0.230.0099）（g+q/2）l012+（0.0907+0.230.0203）ql012/2=4.34+1.54=5.88KN.mm2=（0.0099+0.230.0529）（g+q/2）l012+（0.0203+0.230.0907）ql012/2=1.62+0.62=2.24KN.m0.1148（g+q）l012=-10.94KN.m-00-0.0785（g+q）l012=-7.48KN.m表8-1各区格板分别算得的弯矩值，列于下表：项目区格12345L012.43.95.02.43.83L023.97.137.133.837.13L01/L020.620.130.700.630.54m11.864.656.671.895.88m20.821.573.230.782.24-65- m′1-3.09-7.76-11.94-3.18-10.94m″1-3.0900-3.180m′2-2.26-5.35-8.8200m″2-2.26-5.35-8.82-2.26-7.488.1.3截面设计截面有效高度：假定选用f8钢筋，则L01方向跨中截面的h01=81mm，L02方向跨中截面的h02=73mm，支座截面的h0=81mm。截面设计用的弯矩：楼盖周边未设圈梁，故只能将区格1跨中弯矩及1-1支座弯矩减少20%，其余均不折减。为便于计算，近似取g=0.95，As=m/（0.95h0fy）。最小配筋为0.2%bh0=0.2%31000381=162mm2表8-2板配筋项目截面配筋跨中1区格L01方向811.8630.8=1.4992.21Φ8@200L02方向730.8230.8=0.6645.32Φ8@2002区格L01方向814.65287.76Φ8@170L02方向731.57107.80Φ8@2003区格L01方向816.67412.76Φ8@125L02方向733.23221.79Φ8@2004区格L01方向811.89116.96Φ8@200L02方向730.7853.56Φ8@2005区格L01方向815.88363.87Φ8@140L02方向732.24153.81Φ8@200支座1-181-2.2630.8=-1.81-112.01Φ8@2001-281-5.35-331.07Φ8@1401-3818.82545.81Φ10@1401-481-2.26-139.86Φ8@2002-281-7.76-480.21Φ8@1002-381-11.94-738.88Φ10@1102-581-10.94-677.00Φ10@1104-581-7.48-462.89Φ8@1108.2框架梁截面设计8.2.1梁的正截面受弯承载力计算（一层AB、CD跨）一层AB、CD跨：支座弯矩：-65- 跨间：梁上部受拉和下部受拉时均按矩形截面设计。按环境类别为一类，C30时梁的混凝土的保护层最小厚度为25mm，故设，则。由混凝土和钢筋等级查附表知：由混凝土等级查表4-5知：跨中：对于梁中截面，考虑混凝土现浇板翼缘受压，按T型梁计算翼缘计算宽度=7200/3=2400mm1.0×14.3×2400×100×（565-100/2）=1767.48KN.m>167.69KN.m属于第一种类型的T型截面.以代替b,可得计算系数：，可以实配钢筋为三根d=20钢筋，。（实际配筋与计算配筋相差小于5％）将下部跨间截面的三个d=20钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋（）。再计算相应的受拉钢筋-65- 支座A上部：，可以实配钢筋六根d=25钢筋，。（实际配筋与计算配筋相差小于5％）支座B上部：，可以实配钢筋五根d=20钢筋，。（实际配筋与计算配筋相差小于5％）根据施工要求按下表实际配筋进行配筋：表8-3梁配筋顶层五层Mmax钢筋面积选筋实际配筋筋Mmax钢筋面积选筋实际配筋筋AB跨支座A-141.44744.813φ18As=763mm22φ22As=760mm2-251.361413.963φ20，2φ18，As=1450mm23φ25，As=1473mm2跨中143.34755.63φ18，As=763mm22φ22As=760mm2162.55866.003φ16，1φ18，As=858.5mm23φ20，As=941mm2支座B-99.00509.893φ18As=509mm22φ22As=760mm2-164.50877.353φ16，1φ18，As=858.5mm22φ25，As=982mm2-65- BC跨支座B-48.48282.51φ12，1φ14，As=267mm22φ22As=760mm2-73.16372.022φ12，1φ14，As=379.9mm22φ25，As=982mm2跨中-28.09282.51φ12，1φ14，As=267mm22φ20As=628mm2-12.38282.501φ12，1φ14，As=267mm22φ20As=628mm2支座C-48.48282.51φ12，1φ14，As=267mm22φ22As=760mm2-73.16372.022φ12，1φ14，As=379.9mm22φ25，As=982mm2　　四层三层　　Mmax钢筋面积选筋实际配筋Mmax钢筋面积选筋实际配筋AB跨支座A-308.951811.291φ22，3φ25，As=1853.1mm24φ25，As=1964mm2-360.972209.876φ22，As=2281mm25φ25，As=2454mm2跨中172.11921.93φ20，As=941mm23φ20，As=941mm2171.57918.733φ20，As=941mm23φ20，As=941mm2支座B-204.691117.663φ22，As=1140mm23φ25，As=1473mm2-234.4912591φ20,3φ22,As=1454mm23φ25，As=1473mm2BC跨支座B-102.91531.081φ14，2φ16，As=267mm22φ25，As=982mm2-124.11647.541φ20，3φ14，As=662.1mm22φ25，As=982mm2跨中-13.24282.51φ12，1φ14，As=267mm22φ20As=628mm2-12.91282.501φ12，1φ14，As=267mm22φ20As=628mm2支座C-102.91531.081φ14，2φ16，As=267mm22φ25，As=982mm2-124.11647.541φ20，3φ14，As=662.1mm22φ25，As=982mm2　　二层一层　　Mmax钢筋面积选筋实际配筋Mmax钢筋面积选筋实际配筋AB跨支座A-395.492502.455φ25As=2454mm25φ25As=2454mm2-428.612811.776φ25As=2945mm26φ25As=2945mm2跨中172.47924.023φ20，As=941mm23φ20，As=941mm2167.69895.973φ16，1φ20，As=917.2mm23φ20，As=941mm2支座B-256.231446.093φ25，As=1473mm23φ25，As=1473mm2-283.081627.94φ20，1φ22，As=1636mm24φ25，As=1964mm2BC跨支座B-140.46739.263φ18，As=763mm22φ25，As=982mm2-155.58825.653φ16，1φ18，As=858.5mm22φ25，As=982mm2跨中-13.37282.501φ12，1φ14，As=267mm22φ20As=628mm2-10.88282.51φ12，1φ14，As=267mm22φ20As=628mm2支座C-140.46739.263φ18，As=763mm22φ25，As=982mm2-155.58825.653φ16，1φ18，As=858.5mm22φ25，As=982mm2最小配筋率取0.2%和较大值AB跨0.21%×250×600=321mm2BC跨0.21%×200×400=168mm2以上计算都满足要求.-65- 8.2.2梁的斜截面受剪承载力计算取设计剪力V=154.83KN验算截面尺寸属于厚腹梁0.25×1×14.3×250×565=504.97KN>V=154.83KN验算是否需要计算配置箍筋0.7×1.43×250×565=141.39KN≈V=154.83KN故按构造配筋：@250=0.7×1.43×250×565+1.25×210×2×50.3/250×565=201.07KN＞141.39KN配箍率最小配箍率（满足要求）经验算梁的箍钢筋按构造配筋（其他层配箍见附表3所示）。8.3次梁截面设计次梁在主梁上支承长度为240mm，主梁截面为250mm×600mm。次梁搭于主梁上，则，在～D跨⑩轴的次梁计算跨度近似取l0＝5500-240＝5260mm。次梁：h=（～）l0=（292～438）mm，取h=300mm，b=200mm。8.3.1荷载计算恒荷载标准值：均布荷载：板传荷载：3.39×2.5＝8.475KN/m墙重：0.12×（3.6-0.6）×19=6.84KN/m次梁自重：0.2×0.3×25×5.26=7.89KN/m合计：g＝23.21KN/m恒载作用下该跨梁的计算简图：-65- 图8-2恒载作用下次梁计算简图活荷载标准值：板传荷载：1.0×2.5=2.5KN/m活载作用下该跨梁的计算简图：图8-2恒载作用下次梁计算简图8.3.2内力计算用力学求解器求得：恒载作用下：M1/C=0，MD=0跨中最大正弯矩：M跨中=80.27KN.m，V1/C=61.30KN，VD=-61.30KN活载作用下：M1/C=0，MD=0跨中最大正弯矩：M跨中=8.65KN.mVE=6.58KN，VF=-6.58KN通过叠加法叠加恒载和活载作用下的内力，则其设计值为：M1/C=0，MD=0跨中最大正弯矩：M跨中=1.2×80.27+1.4×8.65=108.43KN.m，V1/C=1.2×61.30+1.4×6.85=83.15KNVD=-83.15KN8.3.3正截面受弯承载力计算正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，翼缘宽度取bf‘＝l/3＝5260/3=1754mm；又bf‘＝200+Sn＝200+2500＝2700mm，取较小值则bf‘＝1754mm。-65- C30混凝土，α1＝1.0，fc＝14.3KN/mm2，ft＝1.43KN/mm2,纵向钢筋取HRB335，fy＝300，箍筋采用HPB235，fyv＝210KN/mm2支座：由于在支座、D处的弯矩为0，则可知次梁的上部受拉钢筋按构造配筋，即：故选用212，=226跨中：经判别跨内截面均属于第一类T形截面，由混凝土等级查表4-5知：由表4-6知用来代替b进行计算，则：计算系数：满足要求>0.2%bh=0.002×200×300=120mm²故选用7Ф16=14078.3.4斜截面受弯承载力计算斜截面受剪承载力计算包括截面尺寸的复核、腹筋计算及最小配筋率验算A验算截面尺寸hw＝h0-hf‘＝265-100＝165mm，因hw/b＝165/200=0.83<4截面尺寸按下式验算：0.25βcfcbh0＝0.25×1×14.3×200×265＝189.48KN>V＝83.15KN故截面尺寸满足要求B计算所需腹筋采用Φ8双肢箍筋，E支座Vcs＝0.7ftbh0+1.25fyvAsvh0/s，可得：-65- 调幅后受剪承载力应加强，梁局部范围内将计算的箍筋面积增加20%。现调整箍筋间距，取箍筋间距s＝0.8×232.5=186mm，最后取箍筋间距s=180mm。为方便施工沿梁长箍筋的间距不变。C验算配筋率下限值满足要求8.4柱的配筋计算以第一层B柱为例（其他层见附表4-1，附表4-2，附表4-3），柱的截面尺寸为500mm×500mm。由附表查得：混凝土强度：C30钢筋强度：HRB4008.4.1剪跨比和轴压比验算表8-4横向框架柱的剪跨比和轴压比验算柱子层次b(mm)h0(mm)fc(N/mm2)Mc(KNm)Vc(KN)N(KN)Mc/Vch0N/fcbh0γREA640036514.3107.8556.05187.945.270.090.75540036514.3122.6174.26290.944.520.140.80440036514.3145.9488.27450.174.530.220.80340036514.3165.5299.17995.884.570.480.80240036514.3177.21104.31741.384.650.360.80150046514.3199.4398.781525.534.340.460.80B640036514.3-95.87-55.85214.444.700.100.75540036514.3-128.66-78.45528.334.490.250.80440036514.3-159.28-95.01842.484.590.400.80340036514.3-182.50-107.931156.574.630.550.80-65- 240036514.3-182.50-114.861470.744.350.700.80150046514.3-197.05-108.471793.623.910.540.80>2<0.9注:h0=h-as,as=35mm,混凝土等级为C30,fc=14.3N/mm28.4.2.受力纵筋的计算柱的计算长度1.0×4.95=4.95m4950/500=9.9M=85.00KN.mN=1793.62KN柱端=47.39mmmm=47.39+20=67.39mm0.2+2.7×67.39/465=0.59<1故0.591.291.29×67.39=86.93mm<86.93+500/2-35=301.93mm属于大偏心受压=0.652=0.652×465=303.18-65- =-527.44＜按构造配筋选用620，18848.4.3箍筋的计算箍筋按构造要求配筋@200经验算柱子箍筋按构造配钢筋（其他层见附表5）。（满足要求）。8.5楼梯板设计8.5.1梯段板设计取板厚h＝100mm,约为板斜长的1/30。板倾斜角，。取1m宽板带计算。采用C30混凝土，板、梁内的纵向钢筋选HRB335级钢筋，=300N/mm2。箍筋采用HRB235，1荷载计算：表8-5梯段板的荷载荷载种类荷载标准值（KN/m）恒荷载30厚水磨石面层（0.15+0.3）×0.65/0.3=0.98三角形踏步0.5×0.3×0.15×25/0.3=1.88混凝土斜板0.10×25/0.894=2.80板底抹灰0.02×17/0.894=0.38小计6.04活荷载3.5梯段板的荷载计算列于上表。恒载分项系数,活载分项系数。总荷载设计值：p＝1.2×6.04+1.4×3.5＝12.15KN/m-65- 2、截面设计：板的水平计算跨度，弯矩设计值：板的有效高度，选配分布钢筋每级踏步1根。8.5.2、平台板设计设平台板厚h＝100mm，取1m宽板带计算1．荷载计算平台板的荷载计算列于下表：表8-6平台板荷载计算荷载种类荷载标准值（KN/m）恒荷载30厚水泥砂浆面层0.03×20=0.6100mm混泥土板0.1×25=2.5板底抹灰0.02×17=0.34小计3.44活荷载3.5总荷载设计值：p＝1.2×3.44+1.4×3.5＝4.13+4.9＝9.03KN/m2．截面设计平台板的计算跨度。弯矩设计值：板的有效高度，-65- 按构造配筋选配5分布钢筋。8.5.3平台梁设计：选用200mm×400mm1．荷载计算表8-7平台梁荷载计算荷载种类荷载标准值（KN/m）恒荷载梁重0.2×（0.4-0.07）×25=1.65平台板传来3.44×1.95/2＝3.35梯段板传来6.04×3.3/2＝9.96小计14.96活荷载3.5×（3.3/2+1.95/2）＝9.19总荷载设计值：p＝1.2×14.96+1.4×9.19＝30.81KN/m2．截面设计计算跨度：弯矩设计值：剪力设计值：截面按倒L形计算，梁的有效高度，经判别属于第一类T形截面。，选配214，As＝308mm2配置箍筋，则斜截面受剪承载力：-65- 9.基础设计由《基础工程学》表3-6：场地和地基条件简单，荷载分布均匀的七层及七层以下民用建筑及一般工业建筑；次要的轻型建筑物，地基基础设计等级为丙级。所以本设计的建筑物地基基础设计等级为丙类。材料，用钢筋HRB335，c30砼，采用柱下独立基础：fak＝200Kpa，初步确定基础高度，由地质资料确定基础顶面离室外天然地坪为0.4m，基础高为0.8m，则基础埋深为（1.2+1.65）=1.425m9.1A柱下独立基础计算最不利的内力组合如下9.1.1按轴心受压估算基础地面尺寸地基承载力设计值根据地质条件查表得：=0，=1.0将其增大20%~40%，初步选用地面尺寸为。-65- 图9-1A柱基础平面图9.1.2验算持力层地基承载力基底竖向力：基底总弯矩：偏心距：可得所以该基础地面尺寸是满足要求的。9.1.3验算基础高度地基净反力计算-65- 对台阶进行抗冲切验算，冲切锥体的有效高度，冲切破坏锥体最不利一侧斜截面边长和下边长分别为则考虑冲切荷载时取用的多边形面积A为（由于）故该基础满足抗冲切承载力要求。9.1.4基础底版配筋计算1.沿基础长边方向，对柱边截面1—1处的弯矩，计算柱边净反力：悬臂部分净反力平均值：弯矩-65- 故基础长边方向配置1810，实配=1413mm2。2.沿基础短边方向的计算与上相仿，在基础短边方向的基底反力可按均匀分布计算：对截面：故基础短边方向应按构造配筋，配置1210，实配实配=942mm2。9.2B柱下独立基础计最不利的内力组合如下9.2.1按轴心受压估算基础地面尺寸地基承载力设计值根据地质条件查表得：=0，=1.0-65- 将其增大20%~40%，初步选用地面尺寸为。图9-1A柱基础平面图9.2.2验算持力层地基承载基底竖向力：基底总弯矩：偏心距：可得-65- 所以该基础地面尺寸是满足要求的。9.2.3验算基础高度地基净反力计算对台阶进行抗冲切验算，冲切锥体的有效高度，冲切破坏锥体最不利一侧斜截面边长和下边长分别为则考虑冲切荷载时取用的多边形面积A为（由于）故该基础满足抗冲切承载力要求。9.2.4基础底版配筋计算1.沿基础长边方向，对柱边截面1—1处的弯矩，计算柱边净反力悬臂部分净反力平均值：弯矩-65- 故基础长边方向配置2410，实配=1884mm2。2.沿基础短边方向的计算与上相仿，在基础短边方向的基底反力可按均匀分布计算：对截面：故基础短边方向应按构造配筋，配置1210，实配实配=942mm2。-65-'