房屋建筑毕业设计(论文)--办公楼设计

'高等自学教育考试建筑工程专业（本科）实践环节毕业设计任务书题目：XXX办公楼设计人：指导老师:学号:设计日期：2012.12.20郑州大学土木工程学院二O一二年十二月 目录目录1工程概况12结构布置及计算简图42.1梁、柱、板截面尺寸的初选42.1.1梁截面尺寸估算42.1.2柱截面尺寸估算52.1.3板截面尺寸估计：52.2结构布置62.3框架结构计算简图：63荷载计算83.1屋面及楼面恒荷载计算83.2屋面及楼面活荷载计算83.3梁、柱、墙、门窗重力荷载的计算93.4重力荷载代表值的计算104框架侧移刚度的计算144.1横向框架侧移线刚度计算144.2纵向框架侧移线刚度计算175横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算205.1横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算205.1.1横向自振周期计算205.1.2水平地震作用及楼层地震剪力的计算215.1.3水平地震作用下的位移验算225.1.4水平地震作用下框架内力计算235.2横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算265.2.1风荷载标准值265.2.2风荷载作用下的水平位移验算265.2.3风荷载作用下框架结构内力计算2740 目录6竖向荷载作用下框架结构的内力计算306.1横向框架内力计算306.1.1计算单元306.1.2荷载计算316.1.3内力计算336.2横向框架内力组合376.2.1结构抗震等级376.2.2框架梁内力组合376.2.3框架柱内力组合397截面设计497.1框架梁497.1.1梁正截面受弯承载力计算497.1.2梁斜截面受剪承载力计算517.2框架柱547.2.1剪跨比和轴压比验算547.2.2柱正截面承载力计算547.2.3柱斜截面受剪承载力计算567.2.4框架梁柱节点核芯区截面抗震验算598板的设计628.1荷载计算628.2配筋计算639楼梯设计649.1楼梯板设计649.1.1荷载计算649.1.2截面设计659.2平台板设计659.2.1荷载计算659.2.2截面设计6640 目录9.3平台梁设计669.3.1荷载计算669.3.2截面设计679.3.3斜截面受剪承载力计算6710基础设计6810.1工程概况6810.2独立基础设计（②轴线A、D柱）6810.2.1选型6810.2.2地基承载力验算6910.2.3基础抗剪切验算7010.2.4配筋计算：7110.3独立基础(联合基础)设计(③轴线B、C柱基础）7310.3.1选型7310.3.2地基承载力验算7410.3.3抗冲切验算及配筋74总结77参考文献78致谢错误！未定义书签。毕业设计（论文）知识产权声明错误！未定义书签。毕业设计(论文)独立性声明错误！未定义书签。40 1工程概况1工程概况1.1建筑概况1、工程名称：XXX办公楼2、建设地点：郑州市高新开发区文化大道北，场地平面示意图见附图。建筑规模：本工程地上五层，建筑面积5600㎡，基地面积1100㎡；3、地上5层为办公室，每层高为3.9m，室内为高差为0.6m。4、结构形式：框架结构。5、建筑结构安全等级为2级，建筑耐火等级为2级，层面防水等级为2级。6、功能布置：A.底层布置门厅，接待室、值班室、配电间、消防控制室。B二三层每层各设100平方米会议室一间，60平方米间办公室两间.C顶层布置200平方米活动室，其余为普通办公室。D其他各层房间为普通办公室。E各层均布置男女卫生间，并设前室。F层面为上人屋面7:、建筑设备：本办公楼采用集中空调，水电由市政厅提供。8、建筑装修及材料：A外墙面：外墙涂料。B内墙面：内墙涂料。卫生间及前室前室内墙面选用面砖。C顶棚：吊顶部分用轻钢龙骨矿棉吸音板吊顶，其余采用内墙涂料D楼地面：地板砖9:、墙体材料：外墙采用加气混凝土砌块，内墙采用200厚加气混凝土砌块，标高—1.450以下墙体为250厚钢筋混凝土墙10、门窗：A建筑外窗抗风压性能为3级、气密性为4级、水密性能为3级。保温性能为3级、隔声性能为3级。B门窗制作安装应遵照《全国通用建筑标准设计》92SJ704。二建筑参考资料《房屋建筑制图统一标准》GB/T50001-2001、《建筑工程设计文件编制深度规定》（2003版）、《民用建筑设计通则》GB50325-2005、《办公建筑设计防火规范》GB50016-2006、《05系列工程建设标准设计图集》（05YJ）、《建筑结构制图标注》GB/T50105-2001等。外墙：内外墙采用240mm厚的粘土空心砖。门窗：大门为玻璃门，办公室均为木门。塑钢玻璃窗。门窗详见1.1表。40 1工程概况表1.1门窗表类别编号洞口尺寸数量附注宽（mm）高（mm）窗C-121001800166塑钢玻璃窗C-21500180010塑钢玻璃窗门M-1270024001塑钢玻璃门M-21200210070木门M-3900210078木门M-4150021002塑钢玻璃门柱网与层高：本办公楼采用柱距为7.2m的内廊式大柱网，边跨为6.3m，中间跨为2.7m，层高取3.3m，如图1.1所示：40 图1.1柱网布置图40 2结构布置及计算简图2结构布置及计算简图2.1梁、柱、板截面尺寸的初选2.1.1梁截面尺寸估算横向框架梁h=(1/12～1/8)L=(1/12～1/8)6300mm=525mm～787.5mm取h=600mmb=(1/3～1/2)h=(1/3～1/2)600mm=200mm～300mm取b=250mm故横向框架梁截面尺寸取b×h=250mm×600mm中间框架梁h=(1/12～1/8)L=(1/12～1/8)2700mm=225mm～337.5mm取h=300mmb=(1/3～1/2)h=(1/3～1/2)300mm=100mm～150mm取b=250mm故中间框架梁截面尺寸取b×h=250mm×300mm纵向框架梁h=(1/12～1/8)L=(1/12～1/8)7200mm=600～900mm，取h=600mmb=(1/3～1/2)h=(1/3～1/2)600mm=200～300mm，取b=250mm故纵向框架梁截面尺寸取bh=250mm600mm次梁h=(1/12～1/8)L=(1/12～1/8)6300mm=350mm～525mm，取h=400mmb=（1/3～1/2）h=(1/3～1/2)450mm=150mm～225mm，取b=250mm故次梁截面尺寸取bh=250mm400mm表2.1估算梁的截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级层数混凝土强度等级横梁（b×h）纵梁（b×h）次梁（b×h）AB、CD跨BC跨1～6C30250×600250×300250×600250×400注：C30混凝土轴心抗压强度设计值fc=14.3N/mm2，抗拉强度设计值ft=1.43N/mm240 2.1.2柱截面尺寸估算(1)框架柱的截面尺寸框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按下列公式估算：N=βFgEnAc≥N/[uN]fc注：N为柱组合的轴压力设计值；F按简支状态计算柱的负载面积；β考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，等跨内柱取1.2,不等跨取1.25；gE折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取12～15KN/m2，这里取12KN/m2；n为验算截面以上的楼层层数；Ac为柱截面面积；[uN]为框架柱轴压比限值，本方案为抗震8度设防，二级抗震等级，查《抗震规范》可知取为0.8；fc为混凝土轴心抗压强度设计值，对C30，查得14.3N/mm2。(2)计算过程边柱和中柱的负载面积：边柱：7.2×6.3/2=22.68㎡中柱：7.2×(6.3+2.4)/2=31.32㎡对于边柱：N=βFgEn=1.3×22.68×12×6=2122.85（KN）Ac≥N/uNfc=2122.85×1000/0.8/14.3=185563.81（mm2）对于中柱：N=βFgEn=1.2×31.32×12×6=2706.05（KN）Ac≥N/uNfc=2706.05×1000/0.8/14.3=236542.83（mm2）如取柱截面为正方形，则边柱和中柱的截面高度分别为430mm2和486mm2。初步估计柱的尺寸为600㎜×600㎜＝360000mm2>236542.83mm2，为计算简便中柱和边柱的尺寸相同，均为600㎜×600㎜。根据上述计算结果并综合考虑其他因素，本设计柱截面尺寸取值如下：一层600mm×600mm；二到六层550mm×550mm2.1.3板截面尺寸估计：楼层屋盖为现浇钢筋砼结构。40 板厚取100mm，h=100mm＞L/40=3600/40=90mm。2.2结构布置如图2.1所示图2.1结构布置图注：梁的尺寸：KJL1=300㎜×600㎜，KJL2=300㎜×600㎜，KJL3=300㎜×450㎜，CL2=250㎜×450㎜边柱、中柱的尺寸：一层600㎜×600㎜二到六层550㎜×550㎜2.3框架结构计算简图：基础选用独立柱基础，框架结构计算简图如图2.2所示，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层柱高即为层高，取3.3m；室内外高差为450mm；基础顶面至室外地坪高度取1.0m；底层柱高度从基础顶面取至一层板底，即h=3.3+0.45+1.0-0.1=4.65m40 a纵向框架b横向框架图2.2框架结构计算简图40 3荷载设计值3荷载计算3.1屋面及楼面恒荷载计算屋面（不上人）防水层（柔性）三毡四油油铺小石子0.4KN/㎡找平层：15厚水泥砂浆0.015m×20＝0.3KN/㎡找坡层：40厚水泥石灰砂浆3‰找平0.04m×14＝0.56KN/㎡保温层：80厚矿渣水泥0.08m×14.5＝1.16KN/㎡结构层：100厚现浇钢筋混凝土板0.1m×25＝2.5KN/㎡抹灰层：10厚混合砂浆0.01m×17＝0.17KN/㎡合计5.09KN/㎡各层走廊楼面：水磨石楼面：10㎜面层0.65KN/㎡20㎜水泥砂浆打底素水泥砂浆结合层一道结构层：100厚现浇钢筋混凝土板0.1m×25＝2.5KN/㎡抹灰层：10厚混合砂浆0.01m×17＝0.17KN/㎡合计：3.32KN/㎡标准层楼面：1-6层楼面：10厚1：1水泥砂浆擦缝20×0.01=0.2KN/m220厚大理石28×0.02=0.56KN/m220厚1：3水泥砂浆找平层20×0.02=0.4KN/m2结构层：100厚现浇钢筋混凝土板0.1m×25＝2.5KN/㎡抹灰层：10厚混合砂浆0.01m×17＝0.17KN/㎡合计：3.83KN/m2梁柱密度25KN/m23.2屋面及楼面活荷载计算根据《荷载规范》查得：不上人屋面：0.5KN/㎡楼面：2.0KN/㎡(办公楼)40 郑州大学土木工程学院毕业设计走廊:2.5KN/㎡雪荷载SK=urS0=1.0×0.2KN/㎡=0.2KN/㎡式中ur为屋面积雪分布系数取1.0；S0为基本雪压，KN/㎡屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者取大者.3.3梁、柱、墙、门窗重力荷载的计算(1)根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载，计算结果见表3.1表3.1梁、柱重力荷载标准值注：表中β为考虑梁、柱的粉刷层重力荷载对其重力荷载的增大系数；g表示单位长度构件重力荷载；n表示构件数量；梁长度取净长；柱长度取层高。(2)门窗重力荷载的计算外墙体为240mm厚粘土空心砖，外墙面贴瓷砖（0.5KN/㎡），内墙面为20厚抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为：0.5+15×0.24+17×0.02=4.44KN/㎡内墙为240mm厚粘土空心砖，两侧均为20mm厚抹灰，则内墙单位墙面重力荷载为：15×0.24+17×0.02×2=4.28KN/㎡木门单位面积重力荷载为0.2KN/㎡；铝合金窗单位面积重力荷载为0.4KN/㎡。40 郑州大学土木工程学院毕业设计3.4重力荷载代表值的计算各层楼层重量(各层重力荷载代表值计算如下)六层上半层女儿墙自重（墙高600mm，100mmC20细石混凝土压顶）：(15.3×2+50.4×2)×(0.6-0.1)×4.44+(15.3×2+50.4×2)×0.1×0.25×25=346.128kN外横墙AB跨、CD跨墙：墙厚0.24m计算长度6.3-0.55=5.75m，计算高度3.3/2-0.6=1.05m数量：4面积：1.05×5.75×4=24.15m2总重：24.15×4.44=107.226KNBC跨：计算长度2.7-0.55=2.15m，计算高度3.3/2-0.6=1.05m数量：2面积：(1.05×2.15-1.5×1.05)×2=1.365m2总重：1.365×4.44=6.061KN外纵墙：计算长度7.2-0.55=6.65m，计算高度3.3/2-0.6=1.05m数量：14面积：(1.05×6.65-2×2.1×1.05)×14=36.015m2总重：36.015×4.44=159.907KN内横墙：计算长度6.3-0.55=5.75m，计算高度3.3/2-0.6=1.05m数量：11面积：1.05×5.75×11=66.413m2总重：66.413×4.28=284.248KN内纵墙：(1)计算长度3.6-0.275=3.325m，计算高度3.3/2-0.6=1.05m数量：1640 郑州大学土木工程学院毕业设计面积：[1.05×3.325-（2.1-1.65）×0.9]×16=49.38m2总重：49.38×4.28=211.346KN(2)计算长度7.2-0.55=6.65m，计算高度3.3/2-0.6=1.05m数量：5面积：[1.05×6.65-（2.1-1.65）×1.2×2]×5=29.513m2总重：29.513×4.28=126.314KN内纵墙总重：211.346+126.314=337.66KN内隔墙：计算长度6.3-0.035×2=6.37m，计算高度3.3/2-0.4=1.25m数量：9面积：1.25×6.37×9=71.663m2总重：71.663×4.28=306.718KN内外墙和女儿墙总重：346.128+107.226+6.061+159.907+284.248+337.66+306.718=1547.948KN窗户：（1.05×2.1×28+1.05×1.5×2）×0.4=25.956KN门：[（1.85-1.65）×0.9×15+（1.8-1.65）×1.2×10]×0.2=0.711KN梁自重：1362.782KN柱自重：0.55×0.55×3.3/2×32×25×1.05=498.671KN楼板恒载、活载计算：面积：15.3×50.4=771.12m2恒载：5.09×771.12=3925.01KN活载：0.5×771.12=1542.24KN雪荷载：0.3×771.12=231.336KN由以上计算可知，六层重力荷载代表值为：G6=G恒+0.5×G活=1547.948+25.956+0.771+1362.782+498.671+3925.01+0.5×（1542.24+231.336）=8247.857KN因为结构对称布置，每层房间布置相同，所以上半层与下半层可合为一层计算。二到五层，一二层为例外横墙AB跨、CD跨墙：墙厚0.24m计算长度6.3-0.55=5.75m，计算高度3.3-0.6=2.7m数量：4面积：2.7×5.75×4=62.1m240 郑州大学土木工程学院毕业设计总重：62.124.15×4.44=275.724KNBC跨总重：（2.7×5.75-1.5×1.8）×2×4.44=113.886KN外纵墙总重：[2.7×（7.2-0.55）-2×2.1×1.8]×14×4.44=646.153KN内横墙总重：2.7×（6.3-0.55）×11×4.28=730.917KN内纵墙(1)总重：[2.7×（3.6-0.275）-2.1×0.9]×16×4.28=485.325KN(2)总重：[2.7×（7.2-0.55）-2.1×1.2×2]×5×4.28=276.381KN内纵墙总重：485.325+276.381=761.706KN内隔墙总重：(3.3-0.4)×(6.3+0.035×2)×9×4.28=711.580KN内外墙和女儿墙总重：275.724+113.886+646.153+730.917+761.706+711.580=3239.966KN窗户：（1.8×2.1×28+1.5×1.8×2）×0.4=44.496KN门：(0.9×2.1×15+1.2×2.1×10)×0.2=10.71KN梁自重：1362.782KN柱自重：838.570KN楼板恒载、活载计算(楼梯间按楼板计算)：面积：（3.6-0.12+0.035）×（6.3+0.07）×4+（3.6-0.24）×（6.3+0.07）×24+（2.7-0.55）×（50.4+0.07）=711.75m2恒载：3.83×771.75=2726.01KN活载：（3.6-0.12+0.035）×（6.3+0.07）×2×5.0+[（2.7-0.55）×（50.4+0.07）+（3.6-0.24）×（6.3+0.07）×2]×2.5+515.625×2=1633.50KN由以上计算可知，二层重力荷载代表值为：G2=G恒+0.5×G活=3239.966+44.496+10.71+838.570+1362.782+2726.01+0.5×1633.502=9039.276KN一层外横墙AB跨、CD跨墙：墙厚0.24m计算长度6.3-0.55=5.75m，计算高度3.3-0.6=2.7m数量：4面积：2.7×5.75×4=62.1m2总重：62.124.15×4.44=275.724KNBC跨总重：（2.7×5.75-1.5×2.1）×2×4.44=109.89KN外纵墙总重：[2.7×（7.2-0.55）-2×2.1×1.8]×13×4.44+[2.7×(7.2-0.55)-2.7×2.4]4.44=650.949KN内横墙总重：2.7×（6.3-0.55）×11×4.28=730.917KN内纵墙(1)总重：[2.7×（3.6-0.275）-2.1×0.9]×14×4.28=424.683KN(2)总重：[2.7×（7.2-0.55）-2.1×1.2×2]×5×4.28=276.381KN40 郑州大学土木工程学院毕业设计内纵墙总重：424.683+276.381=701.064KN内隔墙总重：(3.3-0.4)×(6.3+0.035×2)×8×4.28=632.516KN内外墙和女儿墙总重：275.724+109.89+650.949+730.917+701.064+632.516=3101.06KN窗户：（1.8×2.1×27+1.5×1.8×2）×0.4=42.984KN门：(0.9×2.1×14+1.2×2.1×10)×0.2=10.332KN梁自重：1362.782KN柱自重：838.57/2+1406.16/4.65×3.3/2=918.245KN楼板恒载、活载计算(楼梯间按楼板计算)：面积：（3.6-0.12+0.035）×（6.3+0.07）×4+（3.6-0.24）×（6.3+0.07）×24+（2.7-0.55）×（50.4+0.07）=711.75m2恒载：3.83×771.75=2726.01KN活载：（3.6-0.12+0.035）×（6.3+0.07）×2×5.0+[（2.7-0.55）×（50.4+0.07）+（3.6-0.24）×（6.3+0.07）×2]×2.5+515.625×2=1633.50KN由以上计算可知，二层重力荷载代表值为：G2=G恒+0.5×G活=3101.06+42.984+10.332+2726.01+918.245+1362.782+57.545+0.5×1633.502=9095.70KN各质点的重力荷载代表值见图3.1图3.1各质点的重力荷载代表值40 4框架侧移刚度的计算4框架侧移刚度的计算4.1横向框架侧移线刚度计算在计算梁的截面惯性矩的时候，对于中框架I=2Io，边框架取I=1.5Io（Io为梁的截面惯性矩）Io=bh3/12梁采用C30混凝土，Ec=3.0×104N/mm2横梁线刚度ib计算过程见表4.1；柱线刚度ic计算过程见表4.2表4.1横梁线刚度ib计算表类别Ec(N/mm2)b(mm)h(mm)I0(mm4)L(mm)EcI0/l(N·mm)1.5EcI0/l(N·mm)2EcI0/l(N·mm)边横梁3.0×1042506004.5×10963002.143×10103.125×10104.286×1010中横梁3.0×1042503000.563×10927000.626×10100.939×10101.252×1010表4.2柱线刚度ic计算表层次Ec(N/mm2)b(mm)h(mm)hc(mm)Ic(mm4)EcIc/hc(kN·m)13.0×10460060046501.08×10106.968×10102～63.0×10455055033007.626×1096.933×1010柱的侧移刚度按下式D=αc×12Ic/h2计算，其中为αc柱的侧移刚度修正系数；K表示梁柱的线刚度比；Ic为柱的线刚度。40 郑州大学土木工程学院毕业设计a.中框架边柱（12根）A-2、3、4、5、6、7，D-2、3、4、5、6、72～6层K=(4.286+4.286)/(2×6.933)=0.618αc=K/(2+K)=0.236Di1=αc×12×ic/h2=0.236×12×6.933×1010/33002=180301层K=4.286/6.968=0.615αc=(0.5+K)/(2+K)=0.426Di1=αc×12×ic/h2=0.426×12×6.968×1010/46502=16474b.中框架中柱（12根）B-2、3、4、5、6、7，C-2、3、4、5、6、72～6层K=(4.286+1.252)×2/(2×6.933)=0.799αc=K/(2+K)=0.285Di1=αc×12×ic/h2=0.285×12×6.933×1010/33002=217731层K=(4.286+1.252)/6.968=0.795αc=(0.5+K)/(2+K)=0.463Di1=αc×12×ic/h2=0.463×12×6.968×1010/46502=17905c.边框架边柱A-1、A-10、D-1、D-102～6层K=3.15/6.968=0.461αc=K/(2+K)=0.188Di1=αc×12×ic/h2=0.188×12×6.933×1010/33002=1579940 郑州大学土木工程学院毕业设计1层K=3.215/6.968=0.461αc=(0.5+K)/(2+K)=0.39Di1=αc×12×ic/h2=0.39×12×6.968×1010/46502=15082d.边框架中柱B-1、B-10、C-1、C-102～6层K=(0.939+3.215×2)/(6.933×2)=0.599αc=K/(2+K)=0.231Di1=αc×12×ic/h2=0.231×12×6.933×1010/33002=176481层K=(3.125+0.939)/6.968=0.596αc=(0.5+K)/(2+K)=0.422Di1=αc×12×ic/h2=0.422×12×6.968×1010/46502=16319将上述不同情况下同层框架柱的侧移刚度汇总如：表4.3、表4.4层次A-1、A-10、D-1、D-10B-1、B-10、C-1、C-10∑DiDi1Di22~60.4640.188157990.5990.2311764813378810.4610.39150820.5960.42216391125616表4.3边框架柱侧移刚度D值（N/mm）层次边柱（12根）中柱（12根）∑DiDi1Di22~60.6180.236180300.7990.2852177347763610.6150.426164740.7950.46317905412548表4.4中框架柱侧移刚度D值（N/mm）40 郑州大学土木工程学院毕业设计将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即得框架各层层间侧移刚度∑Di，见表4.5层数123456∑Di,538152611424611424611424611424611424表4.5横向框架层间侧移刚度（N/mm）由表4.5可见，∑D1/∑D2=538152/611424=0.88>0.7,故该框架为规则横向框架。4.2纵向框架侧移线刚度计算纵向框架侧移刚度计算方法与横向框架相同。柱在纵向的侧移刚度除与柱沿纵向的截面特性有关外，还与纵梁的线刚度有关。纵梁线刚度ib计算过程见表4.6；纵、横柱线刚度相同，见表4.2表4.6横梁线刚度ib计算表类别Ec(N/mm2)b(mm)h(mm)I0(mm4)L(mm)EcI0/l(N·mm)1.5EcI0/l(N·mm)2EcI0/l(N·mm)纵梁3.0×1042506004.5×10972001.875×10102.813×10103.75×1010a.边框架中柱（12根）A-2、3、4、5、6、7，D-2、3、4、5、6、72～6层K=2.813×4/(2×6.933)=0.811αc=K/(2+K)=0.289Di1=αc×12×ic/h2=0.289×12×6.933×1010/33002=220791层K=2.813×2/6.968=0.807αc=(0.5+K)/(2+K)=0.466Di1=αc×12×ic/h2=0.466×12×6.968×1010/46502=1802140 郑州大学土木工程学院毕业设计b.边框架边柱A-1、A-8、D-1、D-82～6层K=2.813×2/(2×6.933)=0.406αc=K/(2+K)=0.169Di1=αc×12×ic/h2=0.169×12×6.933×1010/33002=129111层K=2.813/6.968=0.404αc=(0.5+K)/(2+K)=0.376Di1=αc×12×ic/h2=0.376×12×6.968×1010/46502=14540c.中框架中柱（12根）B-2、3、4、5、6、7，C-2、3、4、5、6、72～6层K=3.75×4/(2×6.933)=1.082αc=K/(2+K)=0.351Di1=αc×12×ic/h2=0.351×12×6.933×1010/33002=268511层K=3.215×2/6.968=1.076αc=(0.5+K)/(2+K)=0.759Di1=αc×12×ic/h2=0.759×12×6.968×1010/46502=26815d.中框架边柱B-1、B-8、C-1、C-82～6层K=3.75×2/(6.933×2)=0.541αc=K/(2+K)=0.213Di1=αc×12×ic/h2=0.213×12×6.933×1010/33002=1627240 郑州大学土木工程学院毕业设计1层K=3.75/6.968=0.538αc=(0.5+K)/(2+K)=0.409Di1=αc×12×ic/h2=0.409×12×6.968×1010/46502=15816将上述不同情况下同层框架柱的侧移刚度汇总如：表4.7、表4.8表4.7纵向中框架柱侧移刚度D值（N/mm）层次边柱（4根）中柱（12根）∑DiDi1Di22~60.5410.213162721.0820.35138686838687810.5380.409158161.0760.75916391415476表4.8纵向边框架柱侧移刚度D值（N/mm）层次边柱（4根）中柱（12根）∑DiDi1Di22~60.4060.169129110.8110.2892207931659210.4040.376145400.8070.46618021274412将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即得框架各层层间侧移刚度∑Di，见表4.9表4.9横向框架层间侧移刚度（N/mm）层数123456∑Di,689888703460703460703460703460703460由表4-9可见，∑D1/∑D2=689888/703460=0.98>0.7,故该框架为规则纵向框架。40 5横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算5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横向自振周期计算采用结构顶点的假想位移法，计算过程见表5.1表5.1结构顶点的假想侧移计算层次Gi（KN）VGi（KN）∑Di（N/mm）△ui（mm）ui（mm）68247.8578247.85761142413.5314.659039.27617287.13361142428.3301.149039.27626326.40961142443.1272.839039.27635365.68561142457.8229.729039.27644404.96161142472.6171.919035.753440.66153815299.399.3基本自振周期T1（s）可按下式计算：注：uT假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的结构顶点位移。ψT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。uT按以下公式计算：VGi=∑Gk（△u）i=VGi/∑DijuT=∑（△u）k注：∑Dij为第i层的层间侧移刚度。（△u）i为第i层的层间侧移。（△u）k为第k层的层间侧移。VGi为把集中在各层楼面处的重力荷载代表值视为水平荷载得到的带i层间剪力。Gk为集中在k层楼面处的重力荷载代表值s为同层内框架柱的总数。40 郑州大学土木工程学院毕业设计T1=1.7ψT=1.7×0.7=0.675.1.2水平地震作用及楼层地震剪力的计算本结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，即：结构等效总重力荷载代表值GeqGeq=0.85∑Gi=0.85×(9035.7+9039.276×4+8247.857)=45424.56KN查表得二类场地近震特征周期值Tg=0.3s。查表得设防烈度为8度的аmax=0.1水平地震影响系数а1=(Tg/T1)0.9=(0.3/0.67)0.9×0.15=0.073结构总的水平地震作用标准值FEkFEk=а1Geq=0.073×45424.56=3270.57KN因T1=0.67s>1.4Tg=1.4×0.3=0.42s，所以应考虑顶部附加水平地震作用。因Tg=0.3s，故顶部附加地震作用系数δn=0.08×0.67+0.07=0.1236顶部附加地震作用△Fn=δnFEk=0.1236×3270.57=404.24KN各质点横向水平地震作用按下式计算：Fi=GiHiFEk(1-δn)/(∑GkHk)地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi为Vi=∑Fk(i=1，2，…n)计算过程如表5.2：表5.2各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次Hi(m）Gi（KN）GiHi(KN·m)GiHi/∑GjHjFi（KN）Vi（KN）621.158247.857174442.180.2551135.141135.14517.859039.276161351.080.236676.441811.58414.559039.276131521.470.193553.192364.77311.159039.276101691.860.149427.072791.8427.959039.27671862.640.105300.963092.814.659035.7042016.010.062177.713270.5140 郑州大学土木工程学院毕业设计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下图5.1：图5.1横向水平地震作用及楼层地震剪力5.1.3水平地震作用下的位移验算水平地震作用下框架结构的层间位移△ui和顶点位移ui分别按下列公式计算：△ui=Vi/∑Dijui=∑△uk各层的层间弹性位移角θe=△ui/hi，根据《抗震规范》，考虑砖填充墙抗侧力作用的框架，层间弹性位移角限值[θe]<1/550。计算过程如表5.3：表5.3横向水平地震作用下的位移验算层次Vi(KN)∑Di(N/mm)△ui(mm)ui(mm)hi(mm)θe=△ui/hi61135.146114241.8724.4133001/176451811.586114242.9622.5433001/111542364.776114243.8719.5833001/85332791.846114244.5715.7133001/72223092.806114245.0611.1433001/65213270.515381526.086.0846501/76540 郑州大学土木工程学院毕业设计由此可见，最大层间弹性位移角发生在第二层，1/652<1/550，满足规范要求。5.1.4水平地震作用下框架内力计算以②轴线横向框架的内力计算为例，说明计算方法：框架柱端剪力及弯矩分别按下式计算Vij=Dij/∑Dij×Vi，M下=Vijyh，M上=Vij(1-y)h式中Dij为i层j柱的侧移刚度；h为该层柱的计算高度；y为框架柱的反弯点高度比，y按式y=yn+y1+y2+y3确定；yn为框架柱的标准反弯点高度比；本设计中上下层间线刚度无变化，故y1=0，y2，y3表示上下层层高变化时反弯点高度比修正值；底层柱需考虑修正值y2；第二层柱需考虑修正值y1，y3；其余无修正。具体计算过程见表5.4及5.5表5.4各层柱端弯矩及剪力计算层次Hi（m）Vi（KN）∑Dij（N/mm）边柱Di1（N/mm）Vi1（KN）ky（m）M下（KN·mM上（KN·m）63.31135.146114241803033.470.6180.2527.6182.8453.31811.586114241803053.420.6180.3561.70114.5943.32364.776114241803069.730.6180.4092.04138.0733.32791.846114241803082.330.6180.45122.26149.4323.33092.806114241803091.200.6180.45135.43165.5314.653270.5153815216474100.120.6150.75349.17116.3940 郑州大学土木工程学院毕业设计表5.5各层柱端弯矩及剪力计算层次hi（m）Vi（KN）∑Dij（N/mm）中柱Di2（N/mm）Vi2（KN）kY（m）M下（KN·m）M上（KN·m）63.31135.146114242177340.420.7990.3040.0293.3753.31811.586114242177364.510.7990.4085.15127.7343.32364.776114242177384.210.7990.45125.05158.8433.32791.846114242177399.420.7990.45147.64180.4523.33092.8061142421773110.140.7990.45163.56199.9114.653270.5153815217905108.810.7950.70354.18151.79注：表中M单位为kN·m，V单位为kN。梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按以下公式计算：中柱处的梁Mlb=ilb（Mbi+1，j+Mui，j）/（ilb+irb）Mrb=irb（Mbi+1，j+Mui，j）/（ilb+irb）边柱处的梁Mbj=Mbi+1，j+Mui，jVb=（Mlb+Mrb）/lNi=∑（Vlb-Vrb）k具体计算过程见表5.6：表5.6梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算层次边横梁走道横梁柱轴力MlbMrbLVbMlbMrbLVb边柱N中柱N682.8472.266.324.6221.1121.112.715.64-24.628.985142.2129.836.343.1839.7239.722.728.09-67.8024.074199.77188.836.361.6855.1655.162.740.86-129.4838.373241.47236.446.375.8669.0669.062.751.16-205.3463.072287.79268.986.388.3878.5778.572.758.20-293.7293.251251.82244.066.378.7171.2971.292.752.81-372.43119.15注：(1)柱轴力中的负号表示拉力。(2)表中M单位为kN·m，V单位为kN，N单位为kN，l单位为m。40 郑州大学土木工程学院毕业设计地震荷载作用下框架的弯矩剪力及轴力图如图5.2所示图5.2地震荷载作用下框架的弯矩剪力及轴力图40 郑州大学土木工程学院毕业设计5.2横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算5.2.1风荷载标准值作用在屋面梁和楼面梁节点处的风荷载标准值：风荷载标准值公式如下：wk=βzμsμzw0，《荷载规范》规定，对于高度大于30m且高宽比大于1.5的房屋结构，应采用风振系数βz来考虑风压脉动的影响。本设计中，H=18.15m＜30m,B=15m,沿横向的高宽比H/B=1.21＜1.5，可不考虑风压脉动影响，即取βz=1.0。风荷载体型系数μs，查《荷载规范》表7.3.1的30项次得：μs=0.8(迎风面)和μs=-0.5(背风面)。风压高度变化系数μz，查《荷载规范》表7.2.1，地面粗糙度类别为C类,并结合以内差法。下层柱高hi上层柱高hj，对顶层柱高为女儿墙的2倍取②轴线横向框架，其负载宽度为B=7.2m,作用在屋面梁和楼面梁节点处的风荷载标准值：wk=βzμsμzw0(hi+hj)B/2计算结果如表5.7层次离地高度Z/mβzμsμzw0(KN/m2)hi/mhj/mwk/KN621.151.001.300.860.403.301.207.24517.851.001.300.800.403.303.309.88414.551.001.300.740.403.303.309.14311.251.001.300.740.403.303.309.1427.951.001.300.740.403.303.309.1414.651.001.300.740.404.653.3011.01表5.7集中风荷载标准值5.2.2风荷载作用下的水平位移验算计算出各层的相对侧移和绝对侧移，具体过程见表5.840 郑州大学土木工程学院毕业设计表5.8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)△ui(mm)ui(mm)△ui/hi67.247.24796060.092.451/3666759.8817.12796060.222.361/1500049.1426.26796060.332.141/1000039.1435.40796060.441.811/750029.1444.54796060.561.371/5893111.0155.55687580.810.811/5741由此可见，最大层间弹性位移角发生在第一层，1/5741<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风荷载作用下框架结构内力计算过程与水平地震作用下的相同，同样计算②轴线横向框架在风荷载作用下的弯矩、梁端剪力及柱轴力。见表5-9和5-10表5-9各层柱端弯矩及剪力计算层次hi（m）Vi（KN）∑Dij（N/mm）边柱Di1（N/mm）Vi1（KN）ky（m）M下（KN·m）M上（KN·m）63.37.2479526180301.640.6180.251.354.0653.317.1279526180303.880.6180.354.488.3243.326.2679526180305.950.6180.407.8511.7833.335.4079526180308.030.6180.4511.9314.5723.344.54795261803010.100.6180.4515.0018.3314.6555.55724481647412.630.6150.7544.0514.6840 郑州大学土木工程学院毕业设计表5.10各层柱端弯矩及剪力计算层次hi（m）Vi（KN）∑Dij（N/mm）中柱Di2（N/mm）Vi2（KN）ky（m）M下（KN·m）M上（KN·m）63.37.2479526217731.980.7990.301.964.5753.317.1279526217734.960.7990.406.199.2943.326.2679526217737.190.7990.4510.6813.0533.335.4079526217739.690.7990.4514.3917.5923.344.54795262177312.200.7990.4518.1222.1414.6555.55724481790513.730.7950.744.6919.15注：表中M单位为kN·m，V单位为kN。梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按以下公式计算：中柱处的梁Mlb=ilb（Mbi+1，j+Mui，j）/（ilb+irb）Mrb=irb（Mbi+1，j+Mui，j）/（ilb+irb）边柱处的梁Mbj=Mbi+1，j+Mui，Vb=（Mlb+Mrb）/lNi=∑（Vlb-Vrb）k具体计算过程见表5.11：表5.11梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算层次边横梁走道横梁柱轴力MlbMrbLVbMlbMrbLVb边柱N中柱N64.063.546.31.211.031.032.70.76-1.210.5359.678.716.32.922.542.542.71.88-4.211.57416.2614.896.34.954.354.352.73.22-9.163.30322.4221.886.37.036.396.392.74.73-16.195.60230.2628.276.39.298.266.122.76.12-25.488.7740 郑州大学土木工程学院毕业设计129.6828.846.39.298.436.252.76.25-34.7711.81注：(1)柱轴力中的负号表示拉力。(2)表中M单位为kN·m，V单位为kN，N单位为kN，l单位为m。风荷载作用下框架的弯矩图，梁端剪力图及柱轴力图如图5.3图5.3横向框架在水平风荷载作用下的弯矩、梁端剪力和柱轴力图40 郑州大学土木工程学院毕业设计40 6竖向荷载作用下框架结构的内力计算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②轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为7.2m，如图6.1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，计算单元范围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。由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合，所以在框架节点上还作用有集中力矩。图6.1横向框架计算单元40 郑州大学土木工程学院毕业设计6.1.2荷载计算(1)恒载计算在图6.2中，q1、q1′为均布荷载形式的横梁自重。对于6层：q1=3.938 kN/mq1′=1.969kN/mq2、q2′分别为房间和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。由图中的几何关系可得q2=5.09×4.5=20.412kN/mq2′=5.09×2.7=17.01kN/mP1、P2为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，包括梁自重、楼板重和女儿墙等的重力荷载，计算如下：图6.2各层梁上作用的恒载P1=[3.6×1.8×1/2×2+（2.7+6.3）/2×1.8]×5.09+3.938×7.2+2.625×6.3/2+4.44×0.6×7.2=132.76kNP2=[3.6×1.8×1/2×2+（2.7+6.3）/2×1.8+（3.6+2.25）/2×1.35×2]×5.09+3.938×7.2+2.625×6.3/2=154.81kN集中力矩M1=P1e1=132.76×（0.55-0.25）/2=19.914kN·mM2=P2e2=154.81×（0.55-0.25）/2=23.22kN·m对于2～5层q1包括梁自重和其上横墙自重，为均布荷载。其他荷载计算方法同顶层。q1=3.938+4.28×（3.3-0.6）=15.494kN/mq1′=1.969kN/mq2=3.83×4.5=17.235kN/mq2’=3.83×2.7=10.341kN/m40 郑州大学土木工程学院毕业设计P1=[3.6×1.8×1/2×2+（2.7+6.3）/2×1.8]×3.83+3.938×7.2+2.625×6.3/2+4.44×（6.65×2.7-2.1×1.8×2）+0.4×1.8×2.1×2=143.71kNP2=[3.6×1.8×1/2×2+（2.7+6.3）/2×1.8+（3.6+2.25）/2×1.35×2]×3.83+3.938×7.2+2.625×6.3/2+4.28×2.7×（7.2-0.55）=202.40kNM1=P1e1=143.71×（0.55-0.25）/2=21.56kN·mM2=P2e2=202.40×（0.55-0.25）/2=30.36kN·m对于1层q1包括梁自重和其上横墙自重，为均布荷载。其他荷载计算方法同上层。q1=3.938+4.28×（3.3-0.6）=15.494kN/mq1′=1.969kN/mq2=3.83×4.5=17.235kN/mq2’=3.83×2.7=10.341kN/mP1=[3.6×1.8×1/2×2+（2.7+6.3）/2×1.8]×3.83+3.938×7.2+2.625×6.3/2+4.44×（6.65×2.7-2.1×1.8×2）+0.4×1.8×2.1×2=143.71kNP2=[3.6×1.8×1/2×2+（2.7+6.3）/2×1.8+（3.6+2.25）/2×1.35×2]×3.83+3.938×7.2+2.625×6.3/2+4.28×2.7×（7.2-0.60）=201.69kNM1=P1e1=143.71×（0.6-0.25）/2=25.15kN·mM2=P2e2=201.69×（0.6-0.25）/2=35.30kN·m(2)活载计算活载作用下各层框架梁上的荷载分布如图6.3图6.3各层梁上作用的活载对于6层，在屋面活荷载作用下q2=3.6×0.5=1.8kN/mq2’=2.7×0.5=1.35kN/mP1=(3.6×1.8+（2.7+6.3）/2×1.8)×0.5=7.29kNP2=[3.6×1.8+（2.7+6.3）/2×1.8+（3.6+2.25）/2×1.35×2]×0.5=11.61kNM1=P1e1=7.29×（0.55-0.25）/2=4.54kN·mM2=P2e2=11.61×（0.55-0.25）/2=6.97kN·m在屋面雪荷载作用下40 郑州大学土木工程学院毕业设计q2=3.6×0.3=1.08kN/mq2’=2.7×0.3=0.81kN/mP1=(3.6×1.08+（2.7+6.3）/2×1.8)×0.3=4.54kNP2=[3.6×1.08+（2.7+6.3）/2×1.8+（3.6+2.25）/2×0.81×2]×0.3=6.97kNM1=P1e1=4.54×（0.6-0.3）/2=0.68kN·mM2=P2e2=6.97×（0.6-0.3）/2=1.05kN·m对于2～5层：q2=3.6×2=7.2kN/mq2’=2.7×2=5.4kN/mP1=30.24kNP2=40.32kNM1=0.68kN·mM2=1.05kN·m将以上计算结果汇总，见表6.1和6.2表6-1横向框架恒荷载汇总表层次q1/（kN/m）q1"/（kN/m）q2/（kN/m）q2"/（kN/m）P1/kNP2/kNM1/kN·mM2/kN·m63.9381.96922.90513.743132.76154.8119.91423.222～515.4941.96913.78810.341143.71202.4021.5630.36115.4941.96913.78810.341143.71201.6925.1535.30表6-2横向框架活荷载汇总表层次q2/（kN/m）q2"/（kN/m）P1/kNP2/kNM1/kN·mM2/kN·m61.8(1.08)1.35(0.8)7.29(4.54)11.61(6.97)4.54(0.68)6.97(1.05)2～57.25.430.2440.324.546.971-47.25.430.2440.325.297.06注：表中括号内数值对应屋面雪荷载作用情况。6.1.3内力计算梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算，由于结构和荷载对称，故可采用半框架。具体过程见图6.4，所得弯矩图如图6.5。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。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，如表6.3和6.4。40 郑州大学土木工程学院毕业设计图6.4横向框架弯矩二次分配法（M单位:KN·m）40 郑州大学土木工程学院毕业设计图6.5竖向荷载作用下框架弯矩图（M单位：KN·m）40 郑州大学土木工程学院毕业设计表6.3恒载作用下梁端剪力及柱轴力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N底N顶N底663.9415.48-0.77063.1764.7115.48195.93222.14235261.21578.839.64-0.51078.3279.349.64444.17270.38552.59578.8478.839.64-0.52078.3179.359.64692.4718.61870.19896.4378.839.64-0.52078.3179.359.64940.63966.841187.791214278.839.64-0.19078.6479.029.641189.191215.41505.061531.27178.839.64-1.32077.5180.159.641436.621480.561822.751866.69表6.4活荷载作用下梁端剪力及柱轴力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=N底N顶=N底64.05(2.43)0.91(0.54)-0.16(0.05)03.89(2.27)4.21(2.59)0.91(0.54)11.18(6.81)16.73(10.1)516.23.65-0.19(-0.21)016.01(15.99)16.39(16.41)3.6557.43(27.34)77.09(70.48)416.23.65-0.18016.0216.383.65103.69(73.6)137.44(130.83)316.23.65-0.18016.0216.383.65149.95(119.86)197.79(191.18)216.23.65-0.19016.0116.393.65196.2(166.11)258.15(251.54)116.23.65-0.19016.0116.393.65242.45(212.36)318.51(311.9)注：表中括号内数值为屋面雪荷载（0.25KN/㎡）、其他层楼面作用活荷载（2KN/㎡）对应的内力。40 郑州大学土木工程学院毕业设计V以向上为正。6.2横向框架内力组合6.2.1结构抗震等级结构的抗震等级可根据结构类型、地震烈度、房屋高度等因素确定，本工程的框架为二级抗震等级。6.2.2框架梁内力组合本工程考虑四种内力组合，即1.2SGK+1.4SQK、1.2SGK+0.9×1.4（SQK+SwK）、1.35SGK+1.0SQK及1.2SGE+1.3SEK。各层梁的内力组合结果见表6-5，其中SGK、SQK中的梁端弯矩M为经过调幅后的弯矩（调幅系数取0.8）。γRE[1.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK]对应的胯间弯矩计算：以第一层为例，介绍其计算方法。AB跨MAB的计算：梁上荷载设计值：q1=1.2×15.949=18.59kN/mq2=1.2×（13.788+0.5×7.2）=20.87kN/m左震：VA=-（238.69/0.75+414.51/0.75）/6.3+1/2×18.59×6.3+1/2×(1-1.8/6.3)×6.3×20.87=1.83kNVA-1/2(2q1+q2)αl=1.83-0.5×(2×18.59+20.87)×1.8/6.3×6.3=-50.41﹤0由1.83-18.59X-0.5×X2/1.8×20.87=0可得X=0.10Mmax==238.69+1.83×0.1-0.5×18.59×0.12-0.13/(6×1.8)×20.87=238.79kN·mγREMmax=0.75×238.79=179.08kN·m右震：VA=（312.03/0.75+165.04/0.75）/6.3+1/2×18.59×6.3+1/2×(1-1.8/6.3)×6.3×20.87=206.48kN﹥040 郑州大学土木工程学院毕业设计206.48-1/2×(2×18.59+20.87)×1.8/6.3×6.3=154.24﹥0X=(206.48+0.5×1.8×20.87)/(18.59+20.87)=5.71mMmax==-416.04+206.48×5.71-0.5×(18.59+20.87)×5.712+0.5×20.87×1.8×(5.71-1.8/3)=215.66kN·mγREMmax=0.75×215.66=161.74kN·mBC跨MBC的计算：梁上荷载设计值：=1.2×1.969=2.36kN/m=1.2×（10.341+0.5×5.4）=15.65kN/mVB=-（63.70/0.75+75.31/0.75）/2.7+1/2×2.36×2.7+1/4×15.65×2.7=-54.89kN﹤0,则Mmax发生在支座处。Mmax=1.3MEK-1.0MGE=1.3×71.29-1.0×(5.46+0.5×1.98)=86.23kN/mγREMmax=0.75×86.23=64.67kN·m剪力计算：AB净跨：Ln=6.3-0.6=5.7m左震：Vlb=-15.36/0.85=-18.07kNVrb=177.09/0.85=208.34kNMlb边=179.02/0.75-18.07×0.6/2=233.72kN·mMrb边=-310.88/0.75+208.34×0.6/2=-357.22kN·m右震：Vlb=174.20/0.85=204.94kNVrb=-3.14/0.85=3.69kNMlb边=-312.03/0.75+204.94×0.6/2=-359.68kN·mMrb边=165.04/0.75+3.69×0.6/2=221.06kN·mMlb边+Mrb边=233.72+357.22=590.94kN·m>359.68+221.06=580.74kN·mVGb=1/2{18.59×5.7+20.87×[(5.7+5.7-1.8×2)/2]}=94.66kN则VA=1.2×590.94/5.7+94.66=217.99kNVB=1.2×580.74/5.7+94.66=215.86kNγREVA=0.85×217.99=185.29kNγREVB左=0.85×215.86=183.48kNBC净跨：Ln=2.7-0.6=2.1m左震：Mlb中=63.70/0.75-46.66/0.85×0.6/2=68.46kN·m右震：Mrb中=-75.31/0.75+70.05/0.85×0.6/2=-75.69kN·mVGb=1/2(2.36×2.1+0.5×15.65×2.1)=10.95kNV=1.2×(68.46+75.69)/2.1+10.95=93.38kN40 郑州大学土木工程学院毕业设计γREV=0.85×93.38=79.32kN1.35SGK+1.0SQK对应的胯间弯矩计算：以第一层为例梁上荷载设计值：q1=1.35×19.54=20.92kN·mq2=1.35×13.788+7.2=25.81kN/mVA=-（-105.06+114.97）/6.3+1/2×20.92×6.3+1/2×(1-1.8/6.3)×6.3×25.81=122.40kNVA-1/2(2q1+q2)αl=122.40-0.5×(2×20.92+25.81)×1.8/6.3×6.3=61.52X=(122.40+0.5×1.8×25.81)/(20.92+25.81)=3.12mMmax==-105.06+122.40×3.12-0.5×(20.95+25.81)×3.142+0.5×25.81×1.8×(3.14-1.8/3)=105.31kN·mBC跨MBC的计算：梁上荷载设计值：=1.35×1.969=2.66kN/m=1.35×（10.341+5.4）=19.36kN/mVB=-（-9.35+9.35）/2.7+1/2×2.66×2.7+1/4×19.36×2.7=16.66kN·mX×2.66+X2/2.7×19.36=16.66可得X=1.35Mmax=-9.35+16.66×1.35-0.5×2.66×1.352-1.353/(3×2.7)×19.36=4.84kN·m6.2.3框架柱内力组合取每层柱顶和柱底两个控制截面，在考虑地震作用效应的组合中，取屋面为雪荷载时的内力进行组合。组合结果及柱端弯矩设计值调整见表6.5～6.9。40 郑州大学土木工程学院毕业设计40表6.5框架梁内力组合表层次截面位置内力SGkSQkSWkSEk1.2SGk+1.26×(SQk+SWk)γRE[1.2(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]1.35SGk+SQk1.2SGk+1.4SQkV=γRE[ηvb(Ml+Mrb)/ln+VGk]左右左右一层AM-65.7617.71±29.68±251.82-144.93-72.25-310.88165.04-114.97-101.71185.29V77.116.01∓9.29∓78.71101.48124.89-15.36174.20120.65115.43B左M-72.41-17.22∓28.84∓244.06-144.93-72.25-310.88165.04-114.97-111.00V80.1516.39±9.29±78.71128.54105.13177.093.14124.59119.13B右M-5.64-1.98±8.43±71.291.58-19.8863.70-75.31-9.35-9.3379.32V9.643.65∓6.25∓52.818.2924.04-46.6670.0516.6616.68跨间MAB131.43119.82179.08161.74101.34105.31MBC49.3649.3664.6764.674.844.58二层AM-70.83-16.76±30.26±287.79-67.99-144.24209.31-351.88-112.38-108.46197.85V78.6416.01∓9.29∓88.38102.84126.25-9.28186.04122.54110.38B左M-71.49-17.71∓28.27∓268.98-143.72-72.48-334.57189.95-114.22-110.58V79.0216.39±9.29±88.38127.18103.77186.62-8.7123.07117.77B右M-5.26-1.93±8.26±78.571.66-19.1571.00-82.21-9.03-9.0186.48V9.643.65∓6.12∓58.208.4623.88-52.6276.0116.6616.68跨间MAB136.21124.73221.19182.38104.4697.63MBC51.5951.5971.9471.945.164.79三层AM-70.97-16.78±22.42±241.47-78.06-134.56164.01-306.86-112.59-108.66181.68V78.3116.02∓7.03∓75.86105.30123.024.97171.87121.74116.40 郑州大学土木工程学院毕业设计B左M-73.58-17.71∓21.88∓236.44-139.35-83.04-304.72156.34-117.04-113.09V79.3516.38±7.03±75.86124.72107.00173.125.47123.50118.15B右M-5.26-1.93±6.39±9.06-0.69-16.861.73-72.94-9.03-9.0177.13V9.643.65∓4.73∓51.1610.2122.13-44.8468.2316.6616.68跨间MAB115.78104.56164.77154.43102.9392.56MBC43.3743.3762.6662.665.164.65四层AM-70.97-16.78±16.26±199.77-85.82-126.7*9123.35-266.20-112.59-108.66162.83V78.3116.02∓4.95∓61.68107.92120.3919.89156.20121.74116.40B左M-73.58-17.71∓14.89∓188.83-129.37-91.85-258.30109.92-117.04-113.09V79.3516.38±4.95±61.88122.10109.62157.4521.13123.50118.15B右M-5.26-1.93±4.35±55.16-3.26-14.2248.18-59.38-9.03-9.0163.49V9.643.65∓3.22∓40.8612.1121.22-33.4656.8516.6616.68跨间MAB4193.2187.53133.49119.22102.9392.56MBC35.5939.5949.1149.115.164.65五层AM-72.11-16.20(-16.36)±9.67±142.2-94.76-119.1366.46-210.83-113.55-109.21143.52V78.3216.01(15.99)∓2.92∓43.18110.48117.8440.34135.77121.74109.99B左M-74.66-17.18(-17.37)∓8.71∓129.83-122.21-100.26-189.0251.66-117.97-113.64V79.3416.39(16.41)±2.92±3.18119.54112.18137.0041.57123.50118.15 郑州大学土木工程学院毕业设计B右M-5.11-2.01(-1.98)±2.54±37.92-5.46-11.8731.47-42.48-8.91-8.9546.34V9.643.65∓1.88∓28.0913.8018.54-19.3542.7316.6616.68跨间MAB84.4378.67124.6288.12102.1593.23MBC4226.7726.7733.8933.895.284.58六层AM-56.94-5.04(-3.34)4.0682.84-69.56-79.7927.26-134.28-81.91-75.3882.04V63.173.89(2.27)1.2924.6279.0882.3339.2193.6289.1781.25B左M-60.83-5.86(-3.09)3.5472.26-84.84-75.92-127.8413.07-87.89-81.20V64.714.21(2.59)1.2924.6284.5881.3395.3640.9591.5783.55B右M-7.54-0.23(-0.25)1.0321.11-8.04-10.6413.69-27.47-10.41-9.7331.11V15.480.91(0.54)0.7615.6418.7720.681.0333.5421.8119.85跨间MAB66.7363.5978.0162.6986.1287.56MBC8.238.2314.8414.844.103.76注：表中MAB和MBC分别为AB跨和BC跨的跨间最大正弯矩。M以下部受拉为正，V以向上为正。SQk一列中括号内的数值为屋面作用雪荷载时对应的内力. 郑州大学土木工程学院毕业设计表6.6（a）横向框架A、D柱弯矩和轴力组合层次截面内力SGkSQkSWkSEk1.2SGk+1.26×(SQk+SWk)γRE[1.2(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]1.35SGk+SQk1.2SGk+1.4SQkMmax及相应NNmax及相应MNmin及相应M左右左右6柱顶M51.251.76(3.19)∓4.06∓84.2458.6068.83-34.57129.6970.9563.96129.6970.95-34.57N195.9311.18(6.81)∓1.21∓24.62247.69250.73155.40203.41275.69250.77203.41275.69155.40柱底M43-37.31-6.31(-6.62)±1.35±27.61-56.68-54.42-9.64-63.48-56.68-53.61-63.48-56.68-9.64N222.1411.18(6.81)∓1.21∓24.62311.07282.18178.99227.00311.07282.22227.00311.07178.995柱顶M31.269.4(9.4)∓8.32∓114.5938.8759.84-79.36144.0951.6050.67144.0951.60-79.36N444.1757.43(27.34)∓4.21∓67.80600.06610.67345.95478.16657.06613.41478.16657.06345.95柱底M-33.57-8.22±4.48±61.70-45.00-56.2926.25-94.07-53.54-51.79-94.07-53.5426.25N270.3857.43(27.34)∓4.21∓67.80391.51402.12189.54321.75422.44404.86321.75422.44189.544柱顶M33.578.22∓11.78∓138.0735.8065.48-100.71168.5353.5451.79168.5353.54-100.71N692.40103.69(73.60)∓9.16∓129.48949.99973.07600.71886.861038.43976.05886.861038.43600.71 郑州大学土木工程学院毕业设计柱底M-43.73-8.22±7.85±92.04-52.94-72.7246.68-132.80-67.26-63.98-132.80-67.2646.68N718.61103.69(73.6)∓9.16∓129.48981.441004.52627.44913.591073.811007.50913.591073.81627.443柱顶M33.578.22∓14.57∓149.4332.2869.00-111.78179.6153.5451.79179.6153.54-111.78N940.63149.95(119.86)∓16.19∓205.341297.291338.09793.671262.821419.801338.691262.821419.80793.67柱底M-43.73-8.28±11.93±122.26-47.88-77.9476.12-162.29-67.32-64.07-162.29-67.3276.12N966.84149.95(119.86)∓16.19∓205.341328.751369.55820.401274.271455.181370.141274.271455.18820.402柱顶44M33.138.13∓18.33∓165.5326.9073.10-127.92194.8752.8651.14194.8752.86-127.92N1189.19196.20(166.11)∓25.48∓293.721642.141706.35973.131622.251801.611701.711622.251801.61973.13柱底M-37.23-9.23±15.00±135.43-37.41-75.2194.38-169.7159.49-57.60-169.7159.4994.38N1215.40196.2(166.11)∓25.48∓293.721673.591737.80999.861648.981836.991733.161648.981836.99999.861柱顶M23.485.83∓14.68∓116.3917.0354.62-88.54138.4237.5336.34138.4237.53-88.54N1436.62242.45(212.36)∓34.77∓372.431985.622073.241367.201985.192181.892063.371985.192181.891367.20柱底M-11.74-2.92±44.05±349.1737.74-73.27328.56-352.32-18.77-18.18-352.32-18.77328.56N1480.56242.45(212.36)∓34.77∓372.432038.352125.971206.942030.012241.212116.102030.012241.211206.94注：表中M以左受拉为正，单位kN。m，N以受压为正，单位kN。SQk一列中括号内的数值荷载、其它层楼面作用活荷载对应的内力值 郑州大学土木工程学院毕业设计表6.6（b）横向框架A、D柱柱端组合弯矩设计的调整层次654321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底γRE（ΣMC=ηcΣMb）)129.6963.48144.0994.07121.84170.38169.05170.38206.76185.86148.33440.40γREN203.41227.00478.16321.75886.86913.591262.821274.211622.251648.981985.192030.01注;表中弯矩为相应与本层柱净高上、下两端的弯矩设计值层次SGk45SQkSWkSEk1.2SGk+1.26×(SQk+SWk)γRE[1.2(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]1.35SGk+SQk1.2SGk+1.4SQkγRE[ηvc(Mlc+Mrb)/Hn]左右左右6-26.84-2.45(-2.97)±1.60±33.89-33.28-37.317.78-58.30-38.68-35.6479.615-19.65-5.34(-5.34)±3.88±53.42-25.42-35.2032.00-72.17-31.87-31.0698.154-23.42-4.98±5.95±69.85-26.88-41.8850.76-99.95-36.60-35.08160.293-23.42-5.00±8.03±82.33-24.29-44.5264.54-117.41-36.62-35.11178.102-21.32-5.26±10.01±91.20-19.60-44.8376.35-125.21-34.0432.95185.811-7.57-1.88±12.63±100.124.46-27.37119.94140.37-12.10-11.72194.31表6.7横向框架A、D柱剪力组合（kN）注：表中V以柱端顺时针为正。V=γRE[ηvb(Mlc+Mrb)/Hn]为相应与本层柱净高上、下两端的剪力设计值。 郑州大学土木工程学院毕业设计表6.8（a）横向框架B、C柱弯矩和轴力组合层次截面内力46SGkSQkSWkSEk1.2SGk+1.26×(SQk+SWk)γRE[1.2(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]1.35SGk+SQk1.2SGk+1.4SQkMmax及相应NNmax及相应MNmin及相应M左右左右6柱顶M-43.17-0.06（-2.5）∓4.57∓93.37-57.64-46.12-131.0151.05-58.34-51.89-131.01-58.3451.05N235.0016.73(10.1)±0.53±8.98303.75302.41227.70210.36333.98305.42227.70333.98210.36柱底M29.834.53(5.19)±1.96±40.0243.9739.0368.20-9.8444.8042.1468.2044.80-9.84N261.2116.73(10.10)±0.53±8.98335.20333.86248.39230.88369.36336.87248.39369.36230.885柱顶M-23.68-7.47(-7.47)∓9.29∓127.73-49.53-26.12-149.2198.86-39.44-38.87-149.21-39.4498.86N552.5977.09(70.48)±1.57±24.07761.86758.26626.18572.99823.09771.03626.18823.09572.99柱底M25.856.38±6.19±85.1546.8631.26109.16-56.8841.2839.95109.1641.28-56.88N578.877.09(70.48)±1.57±24.07793.67789.72652.92599.73858.47802.49652.92858.47599.734柱顶M-25.85-6.38∓13.05∓158.84-55.50-22.62-179.54130.20-41.28-39.95-179.54-41.28130.20N870.19137.44(130.83)±3.30±38.371221.561213.35996.72911.921312.201236.64996.721312.20911.92 郑州大学土木工程学院毕业设计柱底M41.466.38±10.68±125.0571.2544.33162.11-81.7462.3558.68162.1162.35-81.74N896.40137.44(130.83)±3.30±38.371253.011244.701023.45942.021347.581268.101023.451347.58942.023柱顶M-25.85-6.38∓17.59∓180.45-61.22-16.90-200.61151.2741.28-39.95-200.6141.28151.27N1187.79197.79(119.18)±5.60±63.071681.621667.511378.741239.361801.311702.251378.741801.311239.36柱底M41.466.69±14.39±147.6476.3140.05184.27-103.6262.6659.12184.2762.66-103.62N1214.00197.79(191.18)±5.60±63.071713.071698.961405.471266.091836.691733.711405.471836.691266.092柱顶M-25.80-6.38∓22.14∓199.9166.90-11.10-221.01168.82-41.21-39.89-221.01-41.21168.82N471505.06258.15(251.54)±8.77±93.252142.392120.291766.491560.412289.982167.481766.492289.981560.41柱底M29.227.24±18.12±163.5667.0221.36189.03-129.9246.6945.20189.0346.69-129.92N1531.27258.15(251.54)±8.77±93.252173.842151.741793.221587.142325.362198.931793.222325.361587.141柱顶M-19.15-4.75∓19.15∓151.79-53.09-4.84-167.37128.62-30.60-29.63-167.37-30.60128.62N1822.75318.51(311.90)±11.81±119.152603.502573.742149.931886.612779.222633.212149.932779.221886.61柱底M9.852.38±44.69±354.1870.80-41.82355.26-335.3915.3115.15355.2615.31-335.39N1866.69318.51(311.90)±11.81±119.152656.232626.472194.751931.432838.542685.942194.752838.541931.43注：表中M以左受拉为正，单位kN。m，N以受压为正，单位kN。 郑州大学土木工程学院毕业设计表6.8（b）横向框架B柱柱端组合弯矩设计的调整层次654321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底γRE（ΣMC=ηcΣMb））131.0168.20149.21109.16138.87194.15197.91203.45224.55220.27249.46444.08γREN227.70248.39626.18652.92996.721023.451378.741405.471766.491793.222149.932194.75注;表中弯矩为相应与本层柱净高上、下两端的弯矩设计值48表6.9横向框架B柱剪力组合（kN）层次SGkSQkSWkSEk1.2SGk+1.26×(SQk+SWk)γRE[1.2(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]1.35SGk+SQk1.2SGk+1.4SQkγRE[ηvc(Mlc+Mrb)/Hn]左右左右622.12-1.39(-1.46)±1.98±40.42-25.80-30.7918.88-59.94-31.25-28.4982.10515.014.20(3.36)±4.69±64.5117.3929.3153.83-88.7424.4623.89130.14420.403.87±7.19±86.0320.3038.4272.28-138.6431.4129.90185.14320.403.96±9.69±99.4217.2641.6887.03-132.6931.530.02239.89216.674.13±12.20±110.149.8440.58102.60-141.1026.6425.79221.8216.181.53±13.73±108.81-7.9626.64113.15-127.329.879.56183.68注：表中V以柱端顺时针为正。V=γRE[ηvb(Mlc+Mrb)/Hn]为相应与本层柱净高上、下两端的剪力 7截面设计7截面设计7.1框架梁7.1.1梁正截面受弯承载力计算以第一层为例，说明计算过程和方法,计算结果见表7.1AB跨，支座弯矩：MA=312.03/0.75-174.2/0.85×(0.6-0.55/2)=349.43kN·mγREMA=0.75×394.43=262.07kN·mMB=310.88/0.75-177.09/0.85×0.6/2=352.01kN·mγREMB=0.75×352.01=264.01kN·m跨间弯矩取控制截面Mmax=179.08kN·m当梁下部受拉时，按T形截面设计，当梁上部受拉时，按矩形截面设计。翼缘计算宽度当按跨度考虑时，=/3=6.3/3=2.1m=2100mm,按翼缘厚度考虑时，600-35=565mm,=100/565=0.177﹥0.1,此种情况不起控制作用，故取=2100mm。梁内纵向钢筋选HRB400级钢筋（），=0.518，下部跨间截面按单筋T形截面计算。因为=1.0×14.3×2100×100×(565-100/2)=1546.55kN·m﹥179.08kN·m属于第一类T形截面。=0.016实配钢筋320（AS=942mm2），=942/(250×565)=0.67％﹥0.25％,满足要求。将下部跨间截面的320钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋（=942mm2），再计算相应受拉钢筋，即支座A上部81 郑州大学土木工程学院毕业设计262.08×106-360×942×（565-35）/(1.0×14.3×250×5652)=0.062=0.062﹤2=70/565=0.124说明富裕,且达不到屈服,可近似取实取520(AS=1570mm2)。=1570/(250×565)=1.1％,满足要求。支座BL上部:实取520(AS=1570mm2)，=1570/(250×565)=1.11％﹥0.215％,=0.60﹥0.3,满足要求。支座Br上部:MB右=75.31/0.75-70.05/0.85×0.6/2=75.69kN·mγREMB右=0.75×75.69=56.77kN·m实取318(AS=763mm2)，=763/(250×265)=1.15％﹥0.26％,满足要求。BC跨，跨间弯矩MBC=64.67kN·m翼缘计算宽度当按跨度考虑时，=/3=2.7/3=0.9m=900mm,按翼缘厚度考虑时，300-35=265mm,=100/265=0.377﹥0.1,此种情况不起控制作用，故取=900mm。=1.0×14.3×900×100×(265-100/2)=276.71kN·m﹥64.67kN·m属于第一类T形截面。=0.075实配钢筋318（AS=763mm2），=942/(250×265)=1.15％﹥0.2％,满足要求。81 郑州大学土木工程学院毕业设计7.1.2梁斜截面受剪承载力计算以第一层为例，说明计算过程和方法,计算结果见表7.2AB跨：γREV=185.29KN﹤0.2βcfcbh0=0.2×1.0×14.3×250×565=403.98KN，满足要求。梁端加密区箍筋取2肢8@100，箍筋用HPB235级钢筋（fyv=210N/mm2），则0.42ftbh0+1.25fyvASV/sh0=0.42×1.43×250×565+1.25×210×101/100×565=234.63KN﹥185.29KN加密区长度取850mm，非加密区取2肢8@150，箍筋设置满足要求。BC跨：若梁端箍筋加密区取2肢8@100，则其承载力为0.42×1.43×250×（300-35）+1.25×210×3101/100×265=110.05KN﹥γREV=79.32KN由于非加密区长度，故全跨均可按加密区配置。表7.1框架梁纵向受力钢筋计算表层次截面M/kN·mεA′S/mm2AS/mm2实配钢筋AS/mm2A′S/ASρ/％6支座A-148.750.014603701.64318(763)0.790.54BL-139.60﹤0603658.49318(763)0.790.54AB跨间86.120.009521.01316(603)0.43支座Br-32.11﹤0603432.21316(603)1.000.91BC跨间14.840.016186.67216(402)0.65支座A-215.350.0629421352.30520(1570)0.61.11BL-209.83﹤09421267.50520(1570)0.61.11AB跨间124.620.014797.58320(942)0.67支座Br-38.54﹤0763613.26318(763)1.001.15BC跨间33.890.067624.57318(763)1.154支座A-228.30.0709421435.85520(1570)0.61.11BL-220.11﹤09421384.34520(1570)0.61.1181 郑州大学土木工程学院毕业设计AB跨间133.490.014810.19320(942)0.67支座Br-42.37﹤0763615.45318(763)1.001.15BC跨间49.110.072636.64318(763)1.153支座A-239.640.0709421463.53520(1570)0.61.11BL-235.73﹤09421392.34520(1570)0.61.11AB跨间164.770.014860.59320(942)0.67支座Br-46.78﹤0763632.76318(763)1.001.15BC跨间62.660.072667.85318(763)1.152支座A-251.310.0729421510.14520(1570)0.61.11BL-246.21﹤09421443.72520(1570)0.61.11AB跨间221.190.014910.42320(942)0.67支座Br-52.56﹤0763663.72318(763)1.001.15BC跨间71.940.073723.85318(763)1.151支座A-262.080.0629421373.58520(1570)0.61.11BL-264.01﹤09421383.7520(1570)0.61.11AB跨间179.080.016880.65320(942)0.67支座Br-56.77﹤0763651.63318(763)1.001.15BC跨间64.670.072710.53318(763)1.1581 郑州大学土木工程学院毕业设计表7-2框架梁箍筋数量计算表层次截面γREV/KN0.2βcfcbh0/KNAsv/S=γREV-0.42ftbh0/1.25fyvh0梁端加密区非加密区实配钢筋ASV/S实配钢筋ρsv％6A、BL82.04504.97﹥γREV-0.04﹤0双肢8@150(0.673)双肢8@150(0.269)Br31.11189.47﹥γREV-0.10﹤0双肢8@150(0.673)双肢8@150(0.269)5A、BL143.52403.98﹥γREV0.84双肢8@100(0.673)双肢8@150(0.269)Br46.34189.47﹥γREV0.11双肢8@100(0.673)双肢8@100(0.404)4A、BL162.83403.98﹥γREV1.12双肢8@100(0.673)双肢8@150(0.269)Br63.49189.47﹥γREV0.36双肢8@100(0.673)双肢8@100(0.404)3A、BL181.68403.98﹥γREV1.39双肢8@100(0.673)双肢8@150(0.269)Br77.13189.47﹥γREV0.55双肢8@100(0.673)双肢8@100(0.404)2A、BL197.85403.98﹥γREV1.62双肢8@100(0.673)双肢8@150(0.269)Br86.48189.47﹥γREV0.69双肢8@100(0.673)双肢8@100(0.404)1A、BL185.29403.98﹥γREV2.09双肢8@100(0.673)双肢8@150(0.269)Br79.32189.47﹥γREV0.58双肢8@100(0.673)双肢8@100(0.404)81 郑州大学土木工程学院毕业设计7.2框架柱7.2.1剪跨比和轴压比验算具体过程见表7.3表7.3柱的剪跨比和轴压比验算柱号层次b/mmh0/mmfc/(N/mm2)MC/kN·mVc/KNN/KNMC/VCh0N/fcbhA柱655051014.3172.9268.59302.674.9﹥20.08﹤0.8555051014.3192.1284.91637.554.4﹥20.16﹤0.8455051014.3224.71117.591141.593.7﹥20.28﹤0.8355051014.3239.48138.131592.763.4﹥20.39﹤0.8255051014.3259.83147.312061.233.5﹥20.51﹤0.8160056014.3469.76165.142537.515.1﹥20.53﹤0.8B柱655051014.3174.6870.52331.194.8﹥20.08﹤0.8555051014.3198.95104.40870.563.7﹥20.21﹤0.8455051014.3239.39163.111279.312.9﹥20.32﹤0.8355051014.3267.48156.111756.843.4﹥20.44﹤0.8255051014.3294.68166.002241.533.5﹥20.56﹤0.8160056014.3473.68149.792743.445.6﹥20.57﹤0.87.2.2柱正截面承载力计算以第二层B轴柱为例说明。根据B柱内力组合表，将支座中心处的弯矩换算至支座边缘，并与柱端组合弯矩的调整值比较后，选出最不利内力，进行配筋计算。B节点左、右梁端弯矩-334.57/0.75+186.62/0.85×0.55/2=-385.71kN·m81 郑州大学土木工程学院毕业设计71.00/0.75-52.62/0.85×0.55/2=77.64kN·mB节点上、下柱端弯矩184.22/0.8-102.39/0.85×0.1=220.10kN·m-221.01/0.8+102.6/0.85×(0.6-0.1)=-215.91kN·m∑MB柱=220.10+215.91=436.01kN·m∑MB梁=385.71+77.64=463.35kN·m1.2∑MB梁=1.2×463.35=556.02kN·m在节点处将其按弹性弯矩分配给上、下柱端，即MB上柱=556.02×220.10/436.01=280.68kN·mγREMB上柱=0.8×280.68=224.55kN·mMB下柱=556.02×215.91/436.01=275.34kN·mγREMB下柱=0.8×275.34=220.27kN·me0=M/N=224.55×106/(1793.22×103)=125.22mmea取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中较大值，即550/30=18.3mm，故取ea=20mm。柱的计算长度按公式L0=[1+0.15(ψU+ψL)]H确定。6.933×2/(4.286+1.252)=2.504(6.968+6.933)/(4.286+1.252)=2.510[1+0.15(2.504+2.510)]×3.3=5.78m125.22+20=145.22mm因为5.78×103/550=10.51﹥5,故应考虑偏心距增大系数。0.5fcA/N=0.5×14.3×5502/(1793.22×103=1.2﹥1.0(取1.0)，取1.0。1.28×144.52+550/2-40=420.88mm对称配筋故为大偏心受压情况。81 郑州大学土木工程学院毕业设计按Nmax及相应的M一组计算。N=2325.36KN，节点上、下柱端弯矩46.69-26.41×0.1=44.05kN·m30.60-9.87×(0.6-0.1)=25.67kN·m此组内力是非地震组合情况，且无水平荷载效应，故不必进行调整，取L0=1.25×3.3=4.125m。e0=M/N=44.05×106/(2325.36×103)=18.94mmei=18.94+20=38.94mm4.125×103/550=7.5同理可求得0.5fcA/N=0.5×14.3×5502/(2325.36×103)=0.93，取1.0。1.49×38.94=58.02mm﹤0.3=0.3×510=153mm故为小偏心受压。58.02+550/2-40=293.02mm按上式计算时，应满足及，因为2325.36KN0.550×14.3×550×510=2206.13KN但2352.36×103×293.02=681.38kN·m0.43×14.3×550×5102=879.65kN·m故按构造配筋，且应满足0.8％，单侧配筋率≥0.2％，故0.2％×550×550=605mm2选420（1256mm2）。总配筋率3×1256/（550×510）=1.34％7.2.3柱斜截面受剪承载力计算以第一层柱为例进行计算。由上面计算可知，上柱柱端弯矩设计值Mtc=280.68KN·m81 郑州大学土木工程学院毕业设计对二级抗震等级，柱底弯矩设计值Mbc=1.25×444.08=555.1kN·m则框架柱的剪力设计值V=1.2×（Mtc+Mbc）/Hn=1.2×(280.68+555.1)/4.35=230.56kN其中Mc取较大的柱下端值，且Mc、Vc不应考虑γRE，故Mc为将表6.8查得的值除以0.8，Vc为将表6.9查得的值除以0.85。与Vc相应的轴力N=2149.93kN0.3×14.3×6002/103=1544.4KN取N=1544.4KN。故该层柱应按构造配置箍筋。柱端加密区的箍筋选用4肢10@100，由表6.3可得一层柱底的轴压比n=0.57由表查得=0.144(线性内插法)，则最小体积配箍率=0.144×14.3/210=0.918%取10，ASV=78.5mm,则s≤124.6mm.根据构造要求，取加密区箍筋为410@100。根据规范规定柱端加密区截面高度600mm，柱净高的1/6即1/6×4050=675mm和500mm三者中的最大值，取675mm；柱根加密区取1/3×4050=1350mm非加密区满足s＜10d=220mm,故箍筋取410@200。各层柱箍筋计算见表7.481 郑州大学土木工程学院毕业设计表7.4框架柱箍筋数量表柱号层次γREV/KN0.2βcfcbh0/KNN/KN0.3fcA/KNAsv/S/mmλvfc/fyv/％实配箍筋（％）加密区非加密区A柱679.61802.23＞V203.411297.73＜00.68148@10048@150598.15802.23＞V478.161297.73＜00.68148@10048@1504160.29802.23＞V886.861297.73＜00.68148@10048@1503178.10802.23＞V1262.821297.73＜00.783410@100410@1502185.81802.23＞V1622.251297.73＜00.868410@100410@1501194.31960.96＞V1589.181544.40＜00.884410@100410@150B柱682.10802.23＞V227.701297.73＜00.68148@10048@1505130.14802.23＞V626.181297.73＜00.68148@10048@1504185.14802.23＞V996.721297.73＜00.70248@10048@1503239.89802.23＞V1378.741297.73＜00.810410@100410@1502221.82802.23＞V1793.221297.73＜00.907410@100410@1501960.96＞V＜00.9184481 郑州大学土木工程学院毕业设计183.682149.931544.4010@10010@1507.2.4框架梁柱节点核芯区截面抗震验算以一层中节点为例。结果见表7.5由节点两侧梁的受弯承载力计算节点核芯区的剪力设计值，因为节点两侧梁不等高，计算时取两侧梁的平均高度，即（600+300）/2=450mm(565+265)/2=415mm本框架为二级抗震等级，其中为柱的计算高度，取节点上、下柱反弯点间的距离，即0.45×3.3+0.3×4.65=2.88m∑Mb=414.51+84.93=499.44kN·m（左震）剪力设计值因验算方向的梁截面宽度为250mm<柱截面宽度的1/2为300mm，故取，，，节点核芯区的受剪承载力计算中的取二层柱底轴力和0.5=0.5×14.3×550×550=2162.88KN二者中的较小值，故取。设节点区配箍为410@100，则故承载力不满足要求。改设节点区配箍为412@100，则81 郑州大学土木工程学院毕业设计故承载力满足要求。以一层边节点。600mm565mm本框架为二级抗震等级，其中为柱的计算高度，取节点上、下柱反弯点间的距离，即0.45×3.3+0.25×4.65=2.65m∑Mb=312.03/0.75=416.04kN·m（右震）剪力设计值因验算方向的梁截面宽度为250mm<柱截面宽度的1/2为300mm，故取，，，节点核芯区的受剪承载力计算中的取二层柱底轴力和0.5=0.5×14.3×550×550=2162.88KN二者中的较小值，故取。设节点区配箍为410@100，则故承载力满足要求。7.5节点核芯区选配的钢筋层次边节点中节点1HRB2354肢10@100HRB3354肢12@1002HRB2354肢10@100HRB3354肢12@1003HRB2354肢10@100HRB3354肢12@10081 郑州大学土木工程学院毕业设计4HRB2354肢8@100HRB3354肢10@1005HRB2354肢8@100HRB3354肢10@1006HRB2354肢8@100HRB3354肢10@10081 8板的设计8板的设计8.1荷载计算表8.1荷载计算荷载类型屋面KN/m2楼面KN/m2恒荷载办公室5.093.83走廊3.32活荷载办公室0.52.0走廊2.5楼面恒荷载设计值：g=1.2×3.83=4.60KN/m2活载设计值q=1.3×（2.5+2.0）/2=2.93KN/m2按塑性理论计算楼面弯矩计算中间区格板A计算跨度=2.7m-0.25m=2.45m=7.2m-0.25m=6.95mn==6.95/2.45=2.84α=1/n2=0.13，β=2采用分离式配筋==6.95==α代入公式，由于区格板B四周与梁连接，内力折减系数为0.8.2×6.95+2×0.13×2.45+2×6.95×2+0.13×2×6.95×2=0.8×7.2×2.452/12×(3×6.95-2.45)解得=1.15kN·m/m==0.13×1.15=0.15kN·m/m=2×1.15=2.3kN·m/m=2×0.15=0.30kN·m/m81 西安工业大学毕业设计（论文）边间区格板B、C计算跨度=3.6m-0.25m=3.35m=6.3m-0.25m=6.05mn==6.05/3.35=1.81α=1/n2=0.31，β=2采用分离式配筋==6.05==α代入公式，由于区格板B四周与梁连接，内力折减系数为0.8.2×6.05+2×0.31×3.31+2×2×6.05+2×2.08=0.8×7.2×6.052/12×(3×6.95-6.05)解得=2.52kN·m/m==0.31×2.52=0.78kN·m/m=2×2.52=5.04kN·m/m=2×0.78=1.56kN·m/m8.2配筋计算各区格板跨內及支座弯矩已求得，取截面有效高度截面m(KN/m)ho/mmAs选配钢筋实配面积跨中A区格方向1.1580728@250201方向0.157010.748@250201BC区格方向2.5280187.598@200252方向0.787055.858@250201支座A-B、A-C2.380144.118@200252A-C5.0480315.798/10@200322=80mm，=70mm，按公式计算钢筋截面面积，计算结果见下表8.2：8.2双向板配筋计算81 9楼梯设计9楼梯设计楼梯开间为3.6m，进深为6.3m，采用板式楼梯。共11级踏步，踏步宽为0.30m，踏步高为0.15m，水平投影长度11×0.3m=3.3m，楼梯踢面和踏面均为瓷砖，底面为20厚混合砂浆抹灰，混凝土C30，钢筋采用HPB235。9.1楼梯板设计9.1.1荷载计算板倾斜角150/300=0.50.894设板厚h=100mm，约为板斜长的1/30，取1m宽板带为荷载计算单元。荷载分项系数γG=1.2γQ=1.4表9.1梯段板荷载计算表荷载种类荷载标准值（KN/m）恒载瓷砖地面（0.30+0.15）×0.55×1/0.30=0.83三角形踏步0.5×0.30×0.15×25×1/0.30=1.88斜板0.12×25×1/0.894=3.36板底抹灰0.02×17×1/0.894=0.38恒荷载标准值6.45活荷载标准值2.5恒荷载设计值：6.45×1.2=7.74kN/m活荷载设计值：2.5×1.4=3.5kN/m基本组合的总荷载设计值：p＝7.74+3.5＝11.24kN/m81 郑州大学土木工程学院毕业设计9.1.2截面设计板水平计算长度：m，弯矩设计值：板的有效高度：100-20=80mm选配10@120，实际，分布筋8@300，每级踏步下一根。9.2平台板设计设平台板厚100mm，取1m宽板带计算。9.2.1荷载计算表9.2平台板荷载计算表荷载种类荷载标准值（KN/m）恒载瓷砖地面0.55混凝土板0.1×25=2.520厚板底抹灰0.02×17=0.34恒荷载标准值3.49活荷载标准值2.5恒荷载设计值：3.39×1.2=4.07kN/m活荷载设计值：2.5×1.4=3.5kN/m基本组合的总荷载设计值p＝4.07+3.5=7.57kN/m81 郑州大学土木工程学院毕业设计9.2.2截面设计平台板计算跨度1.8m弯矩设计值：板的有效高度取100-20=80mm选配8@200，实际。9.3平台梁设计设平台梁截面250mm，300mm9.3.1荷载计算表9.3平台梁荷载计算表荷载种类荷载标准值（KN/m）恒载梁自重0.25×(0.3-0.1)×25=1.5梁侧粉刷0.02×（0.3-0.1）×2×17=0.16平台板传来7.57×1.8/2=6.81梯段板传来11.24×3.25/2=16.86恒荷载标准值25.33活荷载标准值2.5恒荷载设计值：25.33×1.2=30.40kN/m荷载设计值：2.5×1.4=3.5kN/m基本组合的总荷载设计值p＝30.40+3.5=33.9kN/m81 郑州大学土木工程学院毕业设计9.3.2截面设计计算跨度1.05×（3.6-0.12）=3.654m=3.6m取3.6m跨中弯矩支座剪力设计值截面按倒L形计算按梁跨度考虑按翼缘宽度考虑取按第一类T形截面计算选216，9.3.3斜截面受剪承载力计算截面满足要求可按构造配筋，选用28@200配置箍筋则满足要求。81 10楼梯设计10基础设计10.1工程概况边柱采用柱下独立扩展基础，中柱采用联合基础。基础埋深不宜大于原有建筑物的基础埋深且大于0.5m；阶梯形基础每阶高度宜为；混凝土强度等级选用C30；底板钢筋的保护层厚度：当设垫层时不宜小于40mm；当不设垫层时不宜小于70mm，故选保护层厚度为40mm；垫层厚度100mm，混凝土等级选用C10；钢筋选用HRB335级；室外地坪-0.450。10.2独立基础设计（②轴线A、D柱）10.2.1选型初步确定基础埋深d=2.5m，满足大于该地区最大冻土深度，同时基础底面处于黄土层。土的平均重度；，。81 10楼梯设计考虑对基础宽度和埋深的修正，则：81 郑州大学土木工程学院毕业设计=160+0.3×20×（4.2-3）+1.6×20×（2.5-0.5）=234.80基础梁：300mm×500mm基础梁自重（梁顶与基础顶面齐平）：1.2×0.3×0.5×（7.2-0.60-0.3）×1/2×25=14.18KN由基础梁承担的内外墙自重：1.2×4.28×（7.2-0.60-0.3）×（4.65-0.5）×1/2=67.14KN取内力组合值（②轴线A柱）：M=-18.77kN·m,N=2241.21kN,V=-12.10kN故N=2241.21+14.18+67.14=2322.53kN所以：但考虑到偏心荷载作用应力分布不均匀，故将计算出的基底面积增大20%～40%，取选用正方形，即宽×长：4.2m×4.2m，10.2.2地基承载力验算内墙和基础梁产生的偏心弯距：M0=1.2×{[0.3×0.5×（7.2-0.60-0.3）×1/2]×25+4.28×（7.2-0.60-0.3）×(4.65-0.5)×1/2]}×1.2=97.58kN·m计算基底净反力偏心距：=(18.77+97.58)/2322.53=0.05m<=0.7m基础边缘处最大最小净反力：故承载力满足要求81 郑州大学土木工程学院毕业设计10.2.3基础抗剪切验算a柱边基础截面抗冲切验算：l=4.2m,b=4.2m,故冲切破坏锥体落在基础底面以内,因为偏心受压，取冲切力：=抗冲切力：(柱边对基础抗冲切强度满足要求)b第一变阶处抗冲切验算,,冲切力：=抗冲切力：(阶底对基础抗冲切强度满足要求)81 郑州大学土木工程学院毕业设计c第二变阶处抗冲切验算,,，冲切力：=抗冲切力：(阶底对基础抗冲切强度满足要求)10.2.4配筋计算：基础长边=短边，取配筋相同。Ⅰ—Ⅰ截面（柱边）：柱边净反力悬臂部分净反力平均值：弯矩：81 郑州大学土木工程学院毕业设计Ⅱ—Ⅱ截面（第一变阶处）Ⅲ—Ⅲ截面（第二变阶处）故长、短配筋按，实配：23根10@180()独立基础配筋见结构图。81 郑州大学土木工程学院毕业设计10.3独立基础(联合基础)设计(③轴线B、C柱基础）10.3.1选型B、C柱600mm×600mm，轴线距离2700mm，因此可采用联合基础。基础梁：300mm×500m基础梁自重（梁顶与基础顶面齐平）：1.2×0.3×0.5×（7.2-2×1.2）×25=21.6KN由基础梁承担的内墙自重：1.2×4.28×（7.2-2×1.2）×（4.65-0.5）=102.31KN取内力组合值（中柱）M=15.31KN·m,N=2838.54kN,V=9.87kN故总2838.54×2+21.6+102.31=5800.99kN考虑对基础宽度和埋深的修正则：=160+0.3×20×（4.8-3）+1.6×20×（2.5-0.5）=234.80所以：81 郑州大学土木工程学院毕业设计但考虑到偏心荷载作用应力分布不均匀，故将计算出的基底面积增大20%～40%，取选用长方形，即宽×长：4.8m×7.2m，10.3.2地基承载力验算因结构和荷载对称，且B、C柱弯矩和剪力相对轴力很小，故联合基础可按中心荷载作用下的基础设计。基础边缘处最大最小净反力：故承载力满足要求10.3.3抗冲切验算及配筋长边方向：Ⅰ—Ⅰ截面（柱边）：l=7.2m,b=4.8m,,故冲切破坏锥体落在基础底面以内：冲切力：=81 郑州大学土木工程学院毕业设计抗冲切力：(柱边对基础抗冲切强度满足要求)弯矩：Ⅱ—Ⅱ截面（第一变阶处），，冲切力：=抗冲切力：(阶底对基础抗冲切强度满足要求)81 郑州大学土木工程学院毕业设计Ⅲ—Ⅲ截面（第二变阶处），，冲切力：=抗冲切力：(阶底对基础抗冲切强度满足要求)所以长边方向按照配筋，实际配（22根12@320）短边方向：同理，Ⅳ—Ⅳ截面（柱边）为短边的配筋控制截面。实际配（18根20@250，），联合基础的配筋详见结构图。81 总结总结通过毕业设计，我综合应用专业知识进行建筑及结构设计，并且巩固、深化、拓宽了所学的基本理论和专业知识。锻炼了团队的协作精神、独立的工作能力、动手能力、计算机应运能力，提高了进行分析和解决实际问题的能力，也锻炼了自己的识图、画图能力。解决结构和建筑设计中各方面问题所需的综合能力和创新能力，达到初步了解与掌握一个建筑方案提出和设计的实际工作内容和工作方法与步骤。学会查阅规范与图集，熟悉设计方面相应的规范和规程，掌握设计软件天正及CAD的性能及其操作使用方法同时也学会使用Execl辅助计算。通过毕业设计全面掌握规划设计的基本原理，绘制设计图纸。全面掌握设计的基本原理、功能组合，完成一整套的设计图纸，为今后从事土木工程设计与施工奠定基础。81 参考文献参考文献[1]房屋建筑制图统一标准（GB/T50001-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2002.[2]建筑制图标准（GB/T50104-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2002.[3]混凝土结构设计规范（GB50010-2002）.北京：中国建筑工业出版社，2002.[4]建筑结构荷载规范（GB50009-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2002.[5]建筑抗震设计规范（GB50011-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2002.[6].建筑结构制图标准（GB/T50105--2001）.北京：中国建筑工业出版社，2002.[7]蒋沧如.理论力学[M].武汉理工大学出版社，2003.[8]彭少民.混凝土结构（上.下）[M].武汉理工大学出版社，2003.[9]李必瑜。刘建荣.房屋建筑学[M].武汉理工大学出版社，2003.[10]丰定国.王社良.抗震结构设计[M].武汉理工大学出版社.2003.[11]赵明华.土力学与基础工程[M].同济大学出版社，2004.[12]陈伯望.混凝土结构设计[M].高等教育出版社2004.[13]徐占发.土建专业实训指导与示例.第1版.北京:中国建材出版社,2006[14]梁兴文,王社良,李晓文.混凝土结构设计原理.第3版.北京:科学出版社出版社,2005[15]吕西林,桂国庆.高层建筑结构.第2版.武汉:武汉工业大学出版社,2005[16]朱彦鹏.混凝土结构设计[M].同济大学出版社，2004.[17]莫海鸿,杨小平.基础工程.第一版.北京:中国建设工业出版社,2003[18]房屋建筑学.第四版.武汉:武汉工业大学出版社,2005[19]梁兴文，史庆轩等.混凝土结构设计.北京：中国建筑工业出版社，2009[20]徐有邻，周氏.混凝土结构设计规范理解与应用.北京：中国建筑工业出版社，2002[21]程文壤.楼梯和阳台雨蓬设计（第2版）.东南大学出版社[22]梁兴文、史庆轩主编，土木工程毕业设计指导，科学出版社[23][美]LeonardSpiegel,ReinforcedConcreteDesign,清华大学出版社[24][美]RobertDorsey,CaseStudiesinBuildingDesignandConstruction,清华大学出版社81 毕业设计答谢本设计的完成是在我们的导师李老师的细心指导下进行的。在每次设计遇到问题时老师不辞辛苦的讲解才使得我的设计顺利的进行。从设计的选题到资料的搜集直至最后设计的修改的整个过程中，花费了李老师很多的宝贵时间和精力，在此向导师表示衷心地感谢！导师严谨的治学态度，开拓进取的精神和高度的责任心都将使学生受益终生！还要感谢和我同一设计小组的几位同学，是你们在我平时设计中和我一起探讨问题，并指出我设计上的误区，使我能及时的发现问题把设计顺利的进行下去，没有你们的帮助我不可能这样顺利地结稿，在此表示深深的谢意。81'