某高层办公楼框架结构毕业设计

'某高层办公楼框架结构毕业设计目录第1章建筑设计11.1主题11.2设计思想11.3场地选择及平立面设计11.4防水设计31.5防火设计31.6建筑所用材料3第2章结构设计52.1工程概况62.2结构布置及计算简图62.3重力荷载计算72.4横向框架侧移刚度和纵向侧移刚度计算122.5横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算132.6竖向荷载作用下框架结构的内力计算292.7截面配筋设计472.8基础设计59结论67参考文献69致谢7067 第1章建筑设计1.1主题创造出既舒适又具有功能性的办公环境和城市环境。1.2设计思想随着经济建设的高速发展，我国高层办公建筑雨后春笋般的产生了，从南方走到北方，各地各处高楼林立，形成了强大的冲击波。面对如此的形势，必须把高效率办公空间的实现和高质量的办公环境的创造放在首位加以考虑。21世纪的高层办公楼建筑在体现了主题属性基础上更突出地表现了以下特征：（1）空间的可变性；（2）形象的艺术性；（3）办公的资讯性；（4）环境的休闲性；（5）建筑的地域性。把握现代高层办公建筑的时代特征，提高创造质量，是我们追求的目标。该建筑是综合性办公楼,建筑周围花草树木点缀，建筑外表采用银灰色外墙面砖，显得雅观、素净。办公空间充分利用自然采光，明亮，舒适，创造出了好的办公环境。1.3场地选择及平立面设计1.3.1场地选择应遵循以下原则：1、位于城市的办公建筑的场地，应符合城市规划布局的要求，并应选在市政设施比较完善的地段。2、建筑的场地应选在交通和通讯方便的地段，并应避开产生粉尘、煤烟、散发有害物质的场所和储存有易爆、易燃品等地段。3、同一场地内的办公楼与其他建筑共建或建造以办公用房为主的综合性建筑，应根据使用功能不同，作到分区明确，布局合理，互不干扰。67 1.3.2平面设计建筑平面设计的任务，就是充分研究组成平面的各个部分的特征和相互关系，以及平面与周围环境的关系，在各种复杂的关系中找出平面设计的规律，使建筑能满足功能、技术、经济、美观的要求[1]。本设计中高10层的框架办公楼沿城市干道布置，建筑裙房位于主体的东侧，分别为礼堂，主体和裙房之间设有150的沉降缝。该建筑的走廊为内廊式，这是北方建筑的一个特点，电梯井布置两个，每层设有两个男女厕所。1.交通布置高层建筑的垂直交通以电梯为主，电梯设置在中间，离主入口近、便于人流通行及疏散。楼梯作为电梯的辅助设施，可设置在电梯的两端，并且电梯和楼梯均应满足高层建筑防火要求。本建筑共设置了三部电梯，其中二部作为消防电梯，采用带自动报警装置的乙级防火推拉门。楼梯也设置有防火门，且与消防电梯共用一前室，满足高层防火要求和最大人流量的运输要求。2.房间布置办公建筑应根据使用性质、建设规模与标准的不同，确定各类用房。一般由办公用房、公共用房、服务用房等组成。本建筑在底层和裙房设置了公共用房、服务用房及娱乐用房，例如商店、电话厅、礼堂等，二层以上为办公区，本设计中没有具体规定办公室的大小，可由使用者自行分配，即用灵活隔断、家具等把大空间进行分隔。1.3.3立面设计建筑本身就是构成城市空间和环境的重要因素，它不可避免的要受到城市规划、基地环境的某些制约，另外，任何建筑都必定坐落在一定的基地环境之中，要处理得协调统一，与环境融合一体，就必须和环境保持密切的联系。所以建筑基地的地形、地质、气候、方位、朝向、形状、大小、道路、绿化、以及原有建筑群的关系等，都对建筑外部形象有极大影响。从和谐统一的角度来讲，立面采用银灰色外墙面砖，显得雅观、素净。每个立面方向的窗体使用不同的规格。从均衡角度讲，本建筑裙房设在主体建筑的东侧，对10层主体建筑起到了很好的衬托作用。这样的轻重处理和均衡搭配组合具有很好安定、平稳、可靠感。67 1.4防水设计屋面防水等级按二级处理，宜选用合成高分子卷材、高聚物性沥青防水卷材等材料处理，并设置2—3道防水。高层建筑不应采用外排水，因为维修室外雨水管既不方便又不安全。另外，严寒地区的建筑为了防止低温使室外雨水管的雨水冻结，故不适宜采用外排水。综合这两方面因素，本建筑采用集中式排水方案，雨水管通过各层设置的管道井将水排至地下。1.5防火设计高层建筑的防火设计，必须遵循“预防为主，防消结合”的消防工作方针，根据高层建筑发生火灾的特点，立足自防自救，采用可靠的防火措施，做到安全适用，技术先进，经济合理。1.裙房要求：高层建筑的底边至少有一个长边或周边长度的1/4且不小于一个长边长度，不应布置高度大于6进深大于4的裙房，且在此范围内必须设有直通室外的楼梯或直通楼梯间的出口。2.防火间距要求：高层建筑的防火间距不应小于13，其裙房的防火间距不应小于9，两座高层建筑相邻较高一面外墙为防火墙或比相邻较低一座建筑屋面高15及以下范围内的墙为不开设门、窗洞口的防火墙时，其防火间距可不限。3.防火、防烟分区的要求:高层建筑内应采用防火墙等划分防火分区，每个防火分区允许的最大建筑面积一类建筑不得超过1000平方米,本建筑标准层建筑面积为816.48平方米,故可不设防火分区。4.消防电梯的要求:电梯井应独立设置，井内严禁敷设可燃气体和甲、乙、丙类液体管道，并不应敷设与电梯无关的电缆、电线等。1.6建筑所用材料67 　　建筑装修设计应妥善处理装修效果和使用安全的矛盾，积极采用不燃性材料和难燃性材料，尽量避免采用在燃烧时产生大量浓烟或有毒气体的材料。先将本设计所使用的材料介绍如下：1.钢筋混凝土建筑使用的最主要的材料，主要使用于梁板柱中。优点是：耐久性好，耐火性好，整体性好，刚性好，可模性好，取材方便。2.水泥砂浆用于内外墙抹灰及结构层的找平，建筑使用的砂浆要求具有良好的强度、可塑性和保水性。3.轻质砌块做外墙或隔墙，其特点是自重轻，保温隔热性能好。4.陶瓷地砖（卫生间用马赛克，即陶瓷锦砖）用于地面装修，是经高温烧结而成的小型不透明块材，表面致密光滑，坚硬耐磨，耐酸耐碱，一般不变色，可根据需要拼成各种花纹图案，是一种很好的装饰材料。5.大白浆用于内墙粉刷，由大白粉掺入适量胶料配置而成，覆盖力极强，涂层细腻洁白，价格低，货源充足，施工及维修也很方便。6.铝合金主要用于门窗中，少量用于铝合金龙骨吊顶中。特点是：质量轻、性能好、坚固耐用、色泽美观。具有良好的气密性、水密性、刚性大，最适用于防火，隔声，隔热，保温等特殊要求的建筑中。67 第2章结构设计2.1结构方案选择结构方案的确定是整幢房屋设计是否合理的关键，结构方案的选择包括三个方面的内容：结构形式、结构体系和结构布置。对于一幢十二层的办公楼采用框架结构体系是合理的，既能满足抗震方面的要求，也能满足办公楼在建筑上大空间的功能要求而且框架结构的平面布置灵活，楼层平面采用了L形结构，造型美观，独具匠心。轴网布置图柱网采用内廊式，主体结构横向采用6.6m柱距，纵向采用7.8m的柱距，柱距布置完全对称，有利于抗震。（如图2-1柱网布置图所示）对于伸缩缝的处理现在建筑的趋势是不设缝，所以本建筑采用设置后浇带施工时把结构分成30—40m长的区段，各区段之间留出100cm宽的带暂不浇混凝土，待大部分收缩完成后在浇注这部分混凝土，把结构连接成整体这样就可以减少温度收缩的影响层高除底层3.9m外，其他各层均为3.3m67 。对于主体板楼与裙房的基础类型，埋置深度及它们之间的沉降缝设置问题直接取决于建筑场地的土层分布情况，由于本建筑场地土层地质条件良好，故决定主体部分采用桩基础，裙房采用柱下独立基础。2.1.1工程概况本建筑的场地位于大庆市，地质条件良好。7度抗震设防，II类场地土。2.2结构布置及计算简图2.2.1梁板尺寸估算主体结构共10层，底层层高为3.9m。其余层高均为3.3m，局部突出屋面的塔楼为楼梯间和电梯机房，层高为3.3m。楼盖及屋盖采用现浇钢筋混凝土结构，屋盖板厚度120mm，楼盖板厚100mm。梁的截面尺寸应满足承载力、刚度及延性的要求，截面高度按梁跨度的1/12～1/8估算，为了防止梁产生剪切脆性破坏，梁的净跨与截面高度之比不宜小于4；截面宽度可按梁高的1/3～1/2估算，同时不宜小于柱宽的1/2，且不宜小于250mm。由此估算的梁截面尺寸见表2-2，表中给出了各层梁、柱和板的混凝土强度等级，其设计强度：2～10层为C35（=16.7N/mm,=1.57N/mm,Ec=3.15×104）,底层为C40(=19.1N/mm,=1.71N/mm,Ec=3.25×104)。表2-1梁截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级楼层混凝土强度横梁（）纵梁次梁AB.CD.DE跨BC跨2-10C353006003004003006003005001C403506003004003506003005002.2.2柱截面尺寸的估算该结构抗震等级为二级，其轴压比限值，各层重力荷载代表值近似取12KN/m²。各层柱混凝土强度等级选用如下：1层,C40；2-10层，C35边柱AC≥=262790.58mm2中柱AC≥==356053.66mm267 如果柱截面取为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为575mm、661mm根据上述计算结果并综合考虑其他因素，本设计边柱和中柱统一取截面尺寸，取值如下：1-10层600mm600mm框架结构计算简图如图2-2所示。基础选用桩基础承台顶面标高在地下0.5m处，取顶层的形心线作为框架柱的轴线；梁轴取至底板，2～层10柱高度即为层高，取3.3m；底层柱高度从室外地坪面取至一层板底，即h1=3.9+0.45+0.5=4.85m图2-2框架结构计算简图2.3重力荷载计算2.3.1荷载计算2.3.1.1屋面及楼面的永久荷载标准值[4]屋面（上人）：30厚细石混凝土保护层220.03=0.66kN/m2油毡防水层（包括改性沥青、防水卷材）0.35kN/m220厚1:3水泥砂浆找平层20×0.02=0.4kN/m2150厚水泥沙浆找平层5×0.15=0.75kN/m2120厚钢筋混凝土板25×0.12=3.00kN/m267 V型轻钢龙骨架吊顶0.25kN/m2合计：屋面恒荷载标准值5.41kN/m21～10层楼面荷载：20厚瓷砖地面（包括水泥粗砂打底）0.55kN/m2100厚钢筋混凝土板25×0.10=2.5kN/m2V型轻钢龙骨架吊顶0.25kN/m2合计：楼面恒荷载标准值3.3kN/m22.3.1.2屋面及楼面可变荷载标准值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门厅、走廊、楼梯标准值2.5kN/m2屋面雪荷载标准值0.3kN/m22.3.1.3墙重外墙为390mm×290mm×190mm陶粒空心砌块（6.0KN/m²），外墙面贴瓷砖（0.5KN/㎡），选用轻质GRC保温板（3000mm×600mm×60mm）的自重0.14kN/m2内墙面为20mm厚混合砂浆抹灰（17kN/m2），外墙取300mm,内墙取200mm的砌块。则外墙单位墙面重力荷载为：0.5+6.0×0.3+17×0.02+0.14=2.78kN/㎡则内墙单位面积重力荷载为：6.0×0.2+17×0.02×2=1.88kN/㎡2.3.1.4门窗重木门单位面积重力荷载为：0.20kN/㎡防火门采用钢铁门，其重力荷载为：0.45kN/㎡铝合金门窗单位面积重力荷载为：0.40kN/㎡67 2.3.1.5梁、柱重力荷载计算表2-2梁、柱重力荷载标准值层次构件(m)(m)(kN/m3)(kN/m)(m)(kN)(kN)1边横梁0.350.60251.055.516.8021786.7282268.945中横梁0.300.40251.053.151.701369.615次梁0.300.50251.053.947.1512338.052纵梁0.350.60251.055.516.50301074.45柱0.60.70251.1013.484.85402615.122615.122~10边横梁0.300.6251.054.736.9021685.3772015.394中横梁0.300.6251.053.151.701369.615次梁0.300.4251.053.947.1512338.052纵梁0.300.6251.054.736.5030922.35柱0.600.60251.109.93.30401306.81306.8梁柱可根据截面尺寸、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2-2。注：1.表中为考虑梁柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数；g表示单位长度重力荷载；n为构件数量。2.梁长都取净长；柱长度按计算得出。2.3.1.6楼梯计算板式楼梯，取1m板宽作为计算单元，踏步面层为20mm厚水泥砂浆抹灰，底面为20mm厚混合砂浆抹灰，金属栏杆0.1kN/m，楼梯活荷载标准值=2.5kN/，混凝土C35（），钢筋为HPB335级（）。在计算楼梯间恒载时可用简便的方法，即用楼板的标准值，再乘以1.2的系数。恒载设计标准值3.96kn/m活载标准值2kn/m楼梯荷载308.97kn/m67 2.3.2重力荷载代表值整幢办公楼集中于楼盖及屋盖处的重力荷载代表值（标准值），为恒荷载与50%活荷载之和，即本层楼盖自重，50%活载以及上下各半层墙重之和，它集中在该层楼（屋）盖标高处。=楼（屋）盖自重（含50%活载，屋盖为50%雪载）+梁重+外墙重（需去掉门窗洞口，加上门窗自重）+柱重+内墙重上式中，顶层需加上女儿墙重，内外墙及柱重需算上层一半，下层一半，单位为kN。2.3.2.6构件自重汇总梁：1层2268.945kN2~10层2015.394kN柱：1层2615.12kN2~10层1306.8kN1层外墙：{(0.45+3.9)×[(7.8-0.6)×16+(6.6-0.6)×2+(2.7-0.6)×2]-[(2.1×2.122)+(2.1×2.7×9)+（1.8×0.9×3）]}×2.78=1100.63kN内墙：{(3.9-0.6)×[(7.8-0.6)×18+(6.6-0.6)]-[(0.9×2.1×23)+1.1×2.1×4]}×1.88=975.49kN2~12层外墙：{(0.45+3.9)×[(7.8-0.6)×16+(2.7-0.6)×2]-[2.1×2.1×2.2+2.1×2.7×11+1.8×0.9×3+2.1×1.2×6+1.2×2.1]}×2.78=1083.366kN内墙：{(3.9-0.6)×[(7.8-0.6)×19+(6.6-0.6)×18]-[(0.9×2.1×25+1.1×2.1×4]}×1.88=1013.05kN女儿墙：1.45×[(7.8-0.6)×16+(6.6-0.6)×2+(2.7-0.6)×2)]×2.78=541.35kN顶层电梯间及楼梯间：2.78×{3.9×[(3.9+7.8+3.9-0.3)+(6.6-0.3)}+5.41×{[7.8+(7.8-0.3)×(6.6-0.3)]}=532.0kN门窗：1层0.8×2.1×2.7×9+0.6×2.1×2.1×22+0.4×(1.8×0.9×3+2.1×5×1.2)+0.2×(1.8×0.6)=125.676kN2~12层0.6×2.1×2.1×22+0.8×2.1×2.7×11+0.4×(1.8×0.9×3+2.1×1.2×67 6)=206.1kN楼面：3.3×[7.8×5×(6.6×2+2.7)+(3×7.8+2.7)×(6.6×2+2.7)]=3183.246kN屋面：5.41×[7.85××(6.6×2+2.7)+(3×7.8+2.7)×(6.6×2+2.7)]=5218.59kNG1=楼面恒、活载+梁重+柱重(上+下)×0.5+墙重（上+下）×0.5+门窗重+楼梯重G1=3183.24+2268.945+(2615.12+1306.8)0.5+(1100.63+1083.366+975.49+1013.05)0.5+308.97=9934.06kNG2=G9楼面恒、活载+梁重+柱重(上+下)×0.5+墙重（上+下）×0.5+门窗重+楼梯重=3183.246+2015.394+1306.8+1083.366+1013.05+125.676+308.97=99340.06kNG10=屋面+梁重+[(标准层墙+顶层电梯间)×0.5+女儿墙]+柱×0.5+窗重+楼梯重×0.5=5218.59+2015.394+(1083.366+1083.366+1013.05+532)0.5+(1306.80.5+(125.676+308.97)0.5=9420.415KNG11=电梯间墙重×0.5+屋面重+梁重+门窗重+柱重×0.5=(6.6-0.3)×(3-0.3)×5.41×6+(7.8-0.6)×2.7×2.78×307.23×4.73×2+(6.6-0.3)×3×3.94+4.73×(6.6-0.3)×3+8×2.7×9.9=1938.6KN各质点重力荷载代表值简图见图2-2所示。图2-2各质点的重力荷载代表值（单位：KN）67 2.4横向框架侧移刚度和纵向侧移刚度计算2.4.1横向框架侧移刚度计算梁的线刚度，其中为混凝土弹性模量,为梁的计算跨度,为梁截面的惯性矩（对现浇楼面可近似取为：中框架梁=2.0,边框架=1.5,其中为矩形部分的截面惯性矩），计算过程见表2-2。柱的线刚度，其中为柱的截面惯性矩，为框架柱的计算高度,计算过程见表2-3。柱的侧移刚度D值按下式计算：D=×12/(2-1)式中：——柱侧移刚度修正系数对于底层柱/(2-2)对于一般层柱/(2-3)根据梁柱线刚度比的不同，柱可分为中框架中柱和边柱、边框架中柱和边柱以及楼、电梯间柱等。侧移刚度D值见表2-4～2-5表2-2横梁线刚度计算类别层次(N/mm)(mm﹒mm)(mm4)(mm)(N﹒mm)(N﹒mm)(N﹒mm)边横梁13.25×104350×6006.30×10966002.84×10104.65×10106.2×10102～103.15×104300×6005.40×10966002.363×10103.87×10105.16×1010中横梁13.25×104300×4001.60×10927001.734×10102.895×10103.86×10102～103.15×104300×4001.60×10927001.680×10102.805×10103.74×101067 表2-3柱线刚度计算表层次(mm)(N/mm2)(mm﹒mm)(mm4)(N﹒mm)148503.25×104600×6001.08×10107.24×10102-1033003.15×104600×6001.08×101010.319×1010表2-4中框架柱侧移刚度D值（N/mm）层次边柱(11根)中柱(17根)10.8560.474175070.5330.4071503244812120.5510.216175680.3680.155126064075503-100.5000.200162660.3630.15312444390474表2-5边框架柱侧移刚度D值（N/mm）层次边柱5根中柱7根10.6420.432159550.3990.166613012268520.4130.171139080.2760.12198411384273-100.3750.157127690.2720.1199678131591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，见表2-6。表2-6横向框架层间侧移刚度（N/mm）层次123456570806545977522071522071522071522071层次789101112522071522071522071522071522071522071由表2-6可见，,故该框架为规则框架。2.4.2纵向框架侧移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了与柱沿纵向的截面特性有关，还与纵向梁的线刚度有关，纵向框架侧移刚度一定满足要求，计算过程从略。67 2.5横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算2.5.1横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算2.5.1.1横向自振周期计算对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构,其基本自振周期(s)可按下式计算:(2-5)式中:计算结构基本自振周期用的结构顶点假想位移(m),即假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值作为水平荷载而算得的结构顶点位移；结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数,框架结构取0.6~0.7。对于屋面带突出屋顶间的房屋，应取主体结构顶点的位移。突出间对主体结构顶点位移的影响，可按顶点位移相等的原则，将其重力荷载代表值折算到主体结构的顶层。屋面突出屋顶间的重力荷载可按下式计算：（2-6）式中：H为主体结构计算高度。对框架结构，式（2-5）中的可按下式计算：=（2-7）（2-8）（2-9）式中：－集中在k层楼面处的重力荷载代表值；－把集中在各层楼面处的重力荷载代表值视为水平荷载而得的第i层的层间剪力；67 －第i层的层间侧移刚度；－分别为第i、k层的层间侧移；S同层内框架柱的总数。按式（2-6）将折算到主体结构的顶层，即==2192.6kN结构顶点的假想侧移由式（2-7）~（2-9）计算。计算过程见表2-7，其中第11层的为和之和。=9420.415+2192.13=11612.5KN按式（2-5）计算基本周期，其中的量纲为m，取=0.7，则1.7×0.7×=1.0789s2.5.1.2水平地震作用及楼层地震剪力计算多自由弹性体系在水平地震作用下可采用底部剪力法和阵型分解反应普法求得，对于结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，可用底部剪力法计算水平地震作用。本设计建筑高度为40.2米，故可采用底部剪力法，采用底部剪力法时，各楼层可仅取一个自由度，结构的水平地震作用标准值按下式计算。表2-7结构顶点的假想侧移计算层次/kN/kN/（N/mm）/mm/mm1011612.54511612.54552207122.243980.67399036.50220649.40752207139.553958.43089036.50229685.54952207156.861918.87779036.50238722.50752207174.171862.01669036.50247758.53352207191.479787.84559036.50256795.055522071108.788696.36649036.50265831.557522071126.097587.57839036.50274868.509522071143.407461.48129036.50283904.561545977153.678318.07519034.0693838.621570806164.397164.39767 （2-10）（2-11）（2-12）式中：-结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值，多质点可取总重力荷载代表值的85%；质点i的水平地震作用标准值；相应于结构基本自震周期的水平地震影响系数；根据地震影响系数曲线确定；分别为集中于质点i，j的重力荷载代表值；分别为质点i，j的计算高度；顶部附加水平地震作用系数；顶部附加水平地震作用。结构总水平地震作用标准值按式（2-10）~（2-12）计算，=0.85(9934.06+9036.5028+1162.545)=79762.828根据建筑材料，该建筑抗震烈度为7度，由于设计地震分组为第一组，II类场地，可由《建筑抗震设计规范》查得特征周期=0.35s，1.4=1.4×0.35=0.49s<=0.900s可知<<5=5×0.35=1.75s（2-13）地震影响系数曲线的阻尼调整系数，取1.0；衰减系数，取0.9地震影响系数最大值，由《建筑抗震设计规范》查得7度多遇地震时取0.08。67 因此，可求得因,所以应考虑顶部附加水平地震作用。顶部附加地震作用系数，由《建筑抗震设计规范》知：当时，各质点的水平地震作用按下式计算（2-14）各楼层地震剪力按下式计算（2-15）式中：作用在K层楼免除的水平荷载（水平地震作用或风荷载）。具体计算过程及结果见表2-867 表2-8各质点横向水平地震作用楼层地震剪力计算表层数/m/kN/kN·m/kN/kN37.851938.673376.010.038100.725100.7241034.5511612.545401213.4300.207550.755651.479931.259036.502282390.6880.145387.6441039.123827.959036.502252570.2310.130346.7091385.832724.659036.502222749.7740.115305.7741691.606621.359036.502192929.3180.099264.8381956.444518.059036.502163108.8610.084223.9032180.347414.759036.502133288.4050.069182.9682363.316311.459036.502103467.9480.053142.0332505.34828.159036.50273647.4910.038101.0982606.44614.859034.0643815.1910.02360.1462666.59267 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图2-3。（a）水平地震作用分布（b）层间剪力分布图2-3横向水平地震作用及层间剪力分布图2.5.1.3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及结构顶点位移分别按下式计算：（2-15）（2-16）计算过程见表2-9，表中还计算了各层的层间弹性位移角（2-17）67 2.5.1.4水平地震作用下框架内力计算以结构平面布置图中轴线横向框架内力计算为例，说明计算方法，其余框架内力计算从略。框架柱端剪力及弯矩按下列各式计算。=×/（2-18）=yh（2-19）=（1-y）h（2-20）y=（2-21）式中：－i层j柱的侧移刚度；－框架柱的反弯点高度比；－框架柱的标准反弯点高度比；－上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值；、上层高变化时反弯点高度比修的正值。表2-9横向水平地震作用下的位移验算层次/kN/（N/㎜）/㎜/㎜/㎜10651.4795220711.24835.82833001/2644.49791039.1235220711.99034.58033001/1657.9781385.8325220712.65432.59033001/1243.17771691.6065220713.24029.93633001/1018.46761956.4445220713.74726.69533001/880.59552180.3475220714.17622.94833001/790.16542363.3165220714.52718.77233001/728.99032505.3485220714.79914.24533001/687.66322606.4465459774.7749.44639001/816.94012666.5925708064.6724.67248501/1038.12由表2-67 9可见，最大层间弹性位移角发生在第二层，其值为1/1594＜1/550，满足要求。其中和取自表2-4，取自表2-7，层间剪力取自表2-9，，，和可由规范查得。本设计底层柱需考虑修正值，第2层柱需考虑和，其余柱均无修正，具体计算过程及结果见表2-10a和表2-10b。梁端弯矩、剪力及柱轴力按下式计算：对于边跨梁端弯矩（2-22）对于中跨梁端弯矩（2-23）（2-24）剪力（2-25）轴力（2-26）式中：分别表示节点左右梁的线刚度；分别表示左右梁的弯矩；柱在第i层的轴力，以受压为正。其中梁线刚度取自表2-2，具体计算过程及结果见表2-11。67 表2-10a各层边柱柱端弯矩及剪力计算层次mkN(N/mm)边柱103.3651.55220711626620.2980.50.2516.74650.23793.310395220711626632.3760.50.3537.39469.44683.313865220711626643.1780.50.456.99585.49273.316925220711626652.7050.50.4578.26795.65963.319565220711626660.9560.50.4590.520110.63653.321805220711626667.9320.50.45100.880123.29743.323635220711626673.6330.50.5121.495121.49533.325055220711626678.0580.50.5128.796128.79623.326065459771756883.8680.5510.55179.897147.18814.8526675708061750781.7860.8560.67265.764130.899注：表中M单位为KN.M，V单位为KN。表2-10b各层中柱柱端弯矩及剪力计算层次mkN(N/mm)中柱103.3651.55220711244415.5290.3630.189.22442.02093.310395220711244424.7680.3630.3326.97354.76383.313865220711244433.0320.3630.3740.33368.67573.316925220711244440.3210.3630.453.22479.83563.319565220711244446.6330.3630.4366.17387.71853.321805220711244451.9700.3630.4577.17694.32643.323635220711244456.3320.3630.4583.652102.24233.325055220711244459.7170.3630.598.53398.53323.326065459771260660.1800.3680.52122.045112.65714.8526675708061503270.2240.5330.75255.43985.146注：表中M单位为KN.M，V单位为KN。67 表2-11梁端弯矩剪力及柱轴力计算层次边梁走道梁柱轴力kN.mkN.mmkNkN.mKN.mkNkN边柱NkN中柱NkN1050.2429.1266.612.02521.11121.11082.715.638-12.025-3.613986.1949.9726.620.63136.22036.222.726.830-32.656-9.8128122.971.2466.629.41451.64051.63972.738.252-62.070-18.6497152.788.5056.636.53964.14964.1492.747.518-98.609-29.6286188.9109.5216.645.21679.38279.38172.758.801-143.82-43.2135213.8123.9666.651.17989.85189.85122.766.556-195.00-58.5914222.4128.9286.653.22893.44793.44752.769.220-248.23-74.5833250.3145.1136.659.910105.178105.1782.777.910-308.14-92.5842276160.0096.666.060115.975115.9752.785.908-374.20-112.431310.8191.5446.676.112119.252119.2522.788.335-450.31-124.652.5.2横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算2.5.2.1风荷载标准值垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应该按下述公式计算：（2-27）式中：风荷载标准值（）；风荷载体型系数；风压高度变化系数；基本风压（），大庆风荷载50年平均0.55。风振系数按下式计算（2-28）67 式中：高度Z处的风振系数动力系数a）地震作用下框架弯矩图b）地震作用下的梁端剪力图及柱轴力图图2-4地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图6767 脉动影响系数基本风压=0.55kN/m2，由《建筑结构荷载规范》，查得=1.4，B类地区，H/B=34.55/15.9=2.17,查表;s,kN·s2/m2,查得，求得仍取15号轴线横向框架，其负载宽度为7.8m，由得沿房屋高度的分布风荷载标准值根据各楼层标高处的高度Hi查得，代入上式可得各楼层标高处的见表2-12；沿房屋高度的分布图见2-5《建筑结构荷载规范》规定，对于高度大于30m且高宽比大于1.5的高度结构，应采用风振系数来考虑风压脉动的影响。本例房屋高度mm，且，因此，该建筑应需考虑风压脉动的影响。表2-12沿房屋高度分布风荷载标准值层数/m(kN/m)(kN/m)1034.551.0001.491.457.334.582931.250.9041.441.426.954.341827.950.8091.391.396.564.099724.650.7131.331.366.143.837621.350.6181.281.325.753.595518.050.5221.211.295.303.311414.750.4271.141.254.843.027311.450.3311.041.214.292.67928.150.23611.163.932.45914.850.14011.093.722.324由上表可见67 沿房屋高度在1.08~1.40范围变化，即风压脉动的影响大，按静力等效原理将下图2-5（a）的分布风荷载转化为节点集中荷载，如图2-5（b），a）风荷载沿房屋高度的分布（单位：kN/m）b）等效节点集中风荷载（单位：kN）图2-5框架上的风荷载例如：第一层的集中荷载的计算过程如下：=[（3.720+2.324）×4.85×0.5+[(3.93-3.720)+(2.459-2.324)]×3.3×1/3+(3.720+2.324)×4.85×0.5=24.704KN2.5.2.2风荷载作用下的水平位移验算根据图2-5(b)所示水平荷载，计算层间剪力Vi，求出轴线框架的层间侧移刚度、各层的相对位移和绝对侧移。计算过程见表2-13表2-13风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算层次12345678910/kN24.70423.17025.88128.40929.54030.78532.94935.14137.39333.012/kN300.984276.279253.109227.22998.820169.280138.495105.54670.40533.012(N/㎜)570806545977522071522071522071522071522071522071522071522071/㎜0.5270.5060.4850.4350.3810.3240.2650.2020.1350.063/㎜0.5271.0331.5181.9532.3342.6582.9243.1263.2613.3241/91971/65211/68061/75811/86651/101771/124391/163231/244701/5218867 由表2-13可见，风荷载作用下框架的最大层间位移角为1/1086，小于1/550满足规范要求2.5.2.3风荷载作用下框架结构内力计算表2-14a各层边柱柱端弯矩及剪力计算层次/m/kN/(N/mm)边柱103.333.012522071162661.0280.50.250.8482.54593.370.405522071162662.1930.50.352.5334.70583.3105.546522071162663.2880.50.44.3406.51173.3138.495522071162664.3150.50.456.4077.83163.3169.280522071162665.2740.50.457.8329.57253.3198.820522071162666.1940.50.459.19811.24343.3227.229522071162667.0790.50.511.68111.68133.3253.109522071162667.8860.50.513.01113.01223.3276.279545977175688.8890.5510.5516.13513.20114.85300.984570806175079.2310.8560.6729.99714.774表2-14b各层中柱柱端弯矩及剪力计算层次/m/kN/(N/mm)中柱103.333.012522071124440.7860.50.250.6491.94793.370.405522071124441.6780.50.351.9383.59983.3105.546522071124442.5150.50.43.3204.98173.3138.495522071124443.3010.50.454.9025.99163.3169.280522071124444.0340.50.455.9917.3253.3198.820522071124444.7390.50.457.0378.60143.3227.229522071124445.4160.50.58.9368.9333.3253.109522071124446.0330.50.59.9549.95423.3276.279545977126066.3780.5510.5511.5769.47214.55300.984570806150327.9260.8560.6725.75612.6867 表2-15梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边梁走道梁柱轴力kN.mkN.mmkNkN.mkN.mmkN边柱NkN中柱NkN102.5451.4766.60.6091.0701.0692.70.792-12.025-3.61395.553.2206.61.3292.3342.3332.71.729-13.354-4.01289.0445.2446.62.1653.8013.802.72.815-15.519-4.663712.1727.0576.62.9145.1155.112.73.789-18.433-5.538615.9809.2656.63.8256.7156.712.74.974-22.258-6.688519.07511.0596.64.5668.0168.0152.75.938-26.824-8.059420.88212.1066.64.9988.7748.7742.76.500-31.822-9.561324.6914.3176.65.91110.37710.32.77.687-37.732-11.337226.21315.1986.66.27411.01611.012.78.160-44.007-13.222130.90919.0506.67.57011.86011.862.748.560-51.577-54.213a）风荷载作用下框架弯矩图b）风荷载作用下的梁端剪力图及柱轴力图67 水平风荷载作用下框架的弯矩图、剪力图及柱轴力图如图2-6所示。2.6竖向荷载作用下框架结构的内力计算2.6.1横向框架内力计算2.6.1.1计算单元取⑥轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为7.2m，如图2-7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。楼面荷载为均匀分布，则可以从相邻柱距中线截取计算单元，如下图2-7所示。对现浇楼面结构作用在框架上的荷载可能为集中荷载，三角荷载、梯荷载以及力矩等。图2-7横向框架计算单元2.6.1.2荷载计算(1)恒载计算67 在图2-8中，,代表横梁自重，为均布荷载形式。对于第10层78002700图2-8各层梁上作用的恒载7800=4.73kN/m=3.15kN/m,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2-8所示几何关系可得==21.099kN/m==14.607kN/m、分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括梁自重、楼板和女儿墙等的重力荷载，计算如下：对10层=纵梁重+次梁重×0.5+外墙重×（女儿墙面积）+屋面重×（S三角形+S梯形）对2～9层包括梁自重和其上横墙自重，为均布荷载，其它荷载计算方法同第12层。67 =边梁重+内墙重×（层高-柱高）==9.806kN/m,=中横梁自重=3.150kN/m==12.87kN/m==8.9kN/m=纵梁重+次梁重+楼面重×（S三角形+S梯形）+外墙重×[（7.8-0.6）×（3.3-0.3）-1.8×1.8×2]+门窗重=楼面重×（S三角形+S梯形+S梯形）+纵墙重+次梁重+内墙重对1层=边梁重+内墙重×（层高-柱高）=5.51+1.88（3.3-0.6）=11.71kN/m，=中横梁自重=3.150kN/m=12.87kN/m=8.9kN/m=纵梁重+次梁重+楼面重×（S三角形+S梯形）+外墙重×[（7.8-0.6）×（3.3-0.6）-2.1×2.1×2]+门窗重=楼面重×（S三角形+S梯形+S梯形）+纵墙重+次梁重+内墙重(2)活荷载计算活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图2-9所示。对于第10层==7.8kN/m，=2.72=5.4kN/m67 ==33.345kN==50.76kN同理，在屋面雪荷载作用下=3.9×0.3（雪荷载重）=1.17kN/m，=2.7×0.3=0.81kN/m==5kN==7.61kN780027007800图2-9各层梁上作用的活载对于2～9层=3.92=7.8kN/m，=2.7×2=5.4kN/m==33.345kN==50.76kN对于1层=3.92=7.8kN/m，=2.7×2.5=6.75kN/m==33.345kN==50.76kN67 将以上计算结果汇总，见表2-16和表2-17表2-16横向框架恒载总汇表层次/kN/m/kN/m/kN/m/kN/m/kN/kN104.733.15021.09914.607159.61192.5252-99.8063.15012.878.9140.96164.106111.5263.15012.878.9159.56176.95表2-17横向框架活载总汇表层次/kN/m/kN/m/kN/kN107.8(1.17)6.75（0.8）33.34550.761-97.86.7533.34550.76注：表中括号内数值对应于屋面雪荷载作用情况。2.6.1.3荷载等效转化　作用在梁上的三角形和梯形荷载利用公式：和q=(1－2a+a)×q,进行等效转化其中：a=1.95/6.6=0.30q=q+qAB跨：屋面q=0.847×21.099+4.73=22.6KN/mq=0.847×7.8=6.6KN/m其他层q=0.847×12.87+9.806=20.71KN/mq=0.847×7.8=6.6KN/mBC跨：屋面q=0.625×14.607+3.15=12.28KN/mq=0.625×6.75=4.22KN/m其他层q=0.625×14.607+3.15=12.28KN/m67 q=0.625×6.75=4.22KN/m2.6.1.2.4梁端固定端计算M为恒载产生，M为活载产生。AB跨：屋面M=ql/12=22.6×6.6×6.6/12=82.038KN/mM=ql/12=6.6×6.6×6.6/12=23.96KN/m其他层M=ql/12=20.71×6.6×6.6/12=75.17KN/mM=ql/12=6.6×6.6×6.6/12=23.96KN/mBC跨：屋面M=ql/12=12.28×2.7×2.7/12=7.46KN/mM=ql/12=4.22×2.7×2.7/12=2.56KN/m其他层M=ql/12=8.71×2.7×2.7/12=5.29KN/mM=ql/12=4.22×2.7×2.7/12=35.192.56KN/m2.6.1.3分层法进行力矩分配梁端，柱端弯矩采用弯矩二次配法计算。由于该框架结构和荷载均匀对称故计算时采用半框架。每一柱位于上下两层，所以柱的弯矩为上下两层计算弯矩之和。由于计算时假定柱的远端为固定端，而实际上是弹性支撑，为减少误差，除底层外，其他各柱线刚度折减0.9，传递系数取为1/3。其他取1/2。柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到，计算时柱底轴力还需考虑柱自重。弯矩分配计算过程及弯矩图如下。67 a）恒载作用下框架弯矩二次分配b）活载作用下框架弯矩二次分配67 a恒载作用下框架弯矩图b活载作用下框架弯矩图图2-6竖向荷载作用下弯矩图67 层荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力次BC跨CD跨BC跨CD跨BC跨CD跨B柱C柱　1065.02314.112-1.923063.10066.94614.112222.710267.194259.471303.955962.51410.260-0.589061.92563.10410.260425.595470.079486.680531.164862.51410.260-0.777061.73763.29110.260628.292672.776714.078758.562762.51410.260-0.777061.73763.29110.260830.989875.473941.475985.959662.51410.260-0.777061.73763.29110.2601033.6861078.1701168.8731213.357562.51410.260-0.777061.73763.29110.2601236.3831280.8671396.2701440.754462.51410.260-0.661061.85463.17510.2601439.1961483.6801623.5511668.035362.51410.260-0.389062.12562.90410.2601642.2811686.7651850.5611895.045262.51410.260-0.811061.70463.32510.2601844.9451889.4292077.9912122.475162.51410.260-0.439062.07562.95410.2602066.5802119.1522317.8952370.467恒载作用下梁端剪力及轴柱力67 层荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力次BC跨CD跨BC跨CD跨BC跨CD跨B柱C柱　NN1018.275（2.741）4.556（0.547）-0.676017.600（2.066）18.951（3.417）4.556（0.547）50.945（2.066）69.711（3.417）918.2754.556-0.292017.98318.5684.556102.273139.039818.2754.556-0.347017.92818.6224.556153.546208.421718.2754.556-0.347017.92818.6224.556204.819277.804618.2754.556-0.347017.92818.6224.556256.093347.186518.2754.556-0.347017.92818.6224.556307.366416.568418.2754.556-0.347017.92818.6224.556358.640485.951318.2754.556-0.270018.00618.5454.556409.990555.25218.2754.556-0.362017.91318.6384.556461.249624.653118.2754.556-0.279017.99718.5544.556512.590693.968活载作用下梁端剪力及轴柱力67 2.6.2横向框架内力组合2.6.2.1结构抗震等级〔6〕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。查《建筑抗震设计规范》可知，本工程的框架抗震等级为二级。2.6.2.2框架梁内力组合对结构设计不起控制作用的内力组合不予考虑。各层梁的内力组合见表2-20，表中，两列中的梁端弯矩M为经过调幅后的弯矩（调幅系数取0.8）。本设计考虑四种内力组合：恒载+活载：1.2恒载+活载+风载：1.2对于有地震作用的所有高层，组合情况为：1.2为承载力抗震调幅系数，梁取0.75；轴压比小于0.15的柱取0.75；大于取0.8；剪力取0.85。下面以第一层AB跨梁考虑地震作用的组合为例，说明各内力的计算的组合方法。对支座负弯矩按相应的组合情况进行计算，求跨间最大弯矩时，可根据梁端弯矩组合情况进行计算，求跨间最大弯矩时，可根据梁端弯矩组合及梁上荷载设计值，由平衡条件决定。设x为最大弯矩距离左支座的距离，=1.95/6.6=0.3，本例中梁上荷载设计值为：1.2×9.806=11.76kN/m1.2×(12.8+0.5×8.9)=20.7kN/m左震：=-（321.504+335.21）/6.6+0.5×11.76×6.6+0.5×(1-0.3)×6.6×20.7=-36.79<0则发生在左支座=1.3×310.8-（60.216+0.5×17.128）=335.26kN.m0.75×335.26=251.445kN.m右震：=-(486.57+162.8)/6.6+0.5×11.76×6.6+0.5×(1-0.3)×6.6×20.7=185.0167 则发生在右支座=1.3×191.544-（62.536+0.5×18.6）=177.17kN.m0.75×177.17=132.88kN.m剪力计算：AB净跨：左震：=-18.23kN，=247.497kN=321.504+18.23×0.3=316.03kNm，=-335.21+247.497×0.3=-260.96kNm+=316.03+260.96=516.99kNm右震：=245.65kN，=-16.36kN=-486.57+245.65×0.3=-412.88kNm，=162.8+16.36×0.3=157.89kNm+=412.88+157.89=570.77kNm==1/2×[11.76×6+20.7×（6+6-1.95×2）/2]=77.198kN则1.2×576.99/6+77.198=192.596kN0.85×192.56=163.71kN同理，可以计算其它层层的荷载作用下的跨间最大正弯矩以及其各种情况的内力组合，具体数值见表2-2067 层次位置内力Sgk①Sqk②Swk③Swk③Sek④Sek④1.2*①+1.4*②+1.4*0.6*③0.75*[1.2(①+0.5②)+1.3*④]1.35*①+1.4*②1.2*①+1.4*②v=0.75*[1.2*(Mr+Ml)/1+v一层AM-60.216-17.12830.909-30.909310.800-310.800-98.077-96.238241.128-364.932-52.966-139.511192.596V62.07517.997-7.5707.570-76.11276.112101.43899.686-10.243138.17589.088110.284ClM-62.536-18.600-19.05019.050-191.544191.544-102.652-101.083-251.408122.103-127.753-74.413V62.95418.5547.570-7.57076.112-76.112103.171101.520139.217-9.201112.11890.922CrM-5.720-1.59211.860-11.860119.252-119.252-9.282-9.093110.406-122.1357.511-25.697270.380V10.2604.556-8.8098.809-88.33588.33518.31618.690-74.84297.4116.35831.023跨间Mbd251.445132.88138.82104.23130.26100.34Mde183.4683.46149.83149.8310.3310.31二层BM-54.904-17.15226.213-26.213276.000-276.000-90.929-89.898211.968-326.232-53.199-126.59699.15V61.70417.913-6.2746.274-66.06066.060100.85599.123-0.814128.00390.339107.907DlM-59.184-19.064-15.19815.198-160.009160.009-98.581-97.710-217.85394.164-118.988-76.433V63.32518.6386.274-6.27466.060-66.060103.754102.083129.7880.971110.86793.300DrM-9.320-3.66411.860-11.860115.975-115.975-16.173-16.314103.039-123.1120.290-32.918271.84V10.2604.556-8.1608.160-85.90885.90818.31618.690-72.47695.0457.26630.114跨间Mbd90.1371.05120.40104.06101.1298.93Mde76.5776.57142.86142.869.879.87框架梁内力组合表（表2-20）67 续表2-20层次位置内力Sgk①Sqk②Swk③Swk③Sek④Sek④1.2*①+1.4*②+1.4*0.6*③0.75*[1.2(①+0.5②)+1.3*④]1.35*①+1.4*②1.2*①+1.4*②v=0.75*[1.2*(Mr+Ml)/1+v五层BM-55.25-17.32020.882-20.882222.400-222.400-91.569-90.555159.316-274.364-61.320-119.790103.58V6.8517.928-4.9984.998-53.22853.228101.07299.32411.839115.63492.327106.321DlM-58.74-18.960-12.10612.106-128.928128.928-97.885-97.037-187.10664.303-113.985-80.088V63.1718.6224.998-4.99853.228-53.228103.536101.881117.13513.340108.87894.884DrM-8.80-3.7448.774-8.77493.447-93.447-15.549-15.80281.506-100.716-3.518-28.085264.250V10.264.556-6.5006.500-69.22069.22018.31618.690-56.20578.7749.59027.790跨间Mbd88.8670.10114.20102.2097.3295.84Mde74.5874.58135.64135.647.247.24十层BM-51.94-14.7042.545-2.54550.240-50.240-84.534-82.918-4.382-102.350-79.355-86.48196.35V63.1017.600-0.6090.609-12.02512.025102.433100.36052.98676.43499.507101.213DlM-62.09-18.272-1.4761.476-29.12629.126-101.736-100.096-92.507-35.711-102.162-98.030V66.9418.9510.609-0.60912.025-12.025108.949106.86780.50457.055107.719106.014DrM-15.98-5.1281.070-1.07021.111-21.111-26.604-26.3603.890-37.276-24.862-27.858263.960V14.114.556-0.7920.792-15.63815.63823.51623.313-0.49629.99822.20424.422跨间Mbd49.850.4756.5539.9655.0552.24Mde1.351.3548.1248.125.255.0767 表2-21横向框架A柱弯矩和轴力组合层次位置内力Sgk①Sqk②Swk③Swk③Sek④Sek④1.2*①+1.4*②+1.4*0.6*③0.8*[1.2(①+0.5②)+1.3*④]1.35*①+1.4*②1.2*①+1.4*②|Ma×|NMNminMNa×m10柱顶M40.9913.38-0.850.85-16.7516.7568.4567.9226.5859.2466.7369.1169.1159.2468.45N222.7150.950.61-0.6112.03-12.03350.58338.58235.09211.64339.43337.72337.72211.64350.58柱底M-28.12-2.592.55-2.5550.24-50.24-40.50-37.3722.51-75.45-33.81-40.93-40.93-75.45-40.50N-267.1950.95-0.610.61-12.0312.03410.64391.96251.68275.12391.10392.81392.81275.12410.649柱顶M21.637.65-2.532.53-37.3937.3936.7036.67-13.5559.3733.1240.2140.2159.3736.70N425.60102.271.94-1.9432.66-32.66674.78653.90460.90397.22656.61651.18651.18397.22674.78柱底M-23.97-8.334.71-4.7169.45-69.45-40.52-40.4342.39-93.03-33.84-47.01-47.01-93.03-40.52N470.08102.27-1.941.94-32.6632.66734.83707.28437.25500.93704.56709.99709.99500.93734.838柱顶M23.978.33-4.344.34-57.0057.0040.5240.43-30.2580.8934.3546.5046.5080.8940.52N628.29153.554.10-4.1062.07-62.07998.67968.91695.08574.04974.66963.17963.17574.04998.67柱底M-23.97-8.336.51-6.5185.49-85.49-40.52-40.4358.03-108.68-31.31-49.54-49.54-108.68-40.52N672.78153.55-4.104.10-62.0762.071058.721022.30614.08735.111016.551028.041028.04735.111058.727柱顶M23.978.33-6.416.41-78.2778.2740.5240.43-50.99101.6331.4649.4049.40101.6340.52N830.99204.827.02-7.0298.61-98.611322.561283.93936.20743.911293.761274.111274.11743.911322.56柱底M-23.97-8.337.83-7.8395.66-95.66-40.52-40.4367.95-118.59-29.46-51.39-51.39-118.59-40.5267 续表2-21层次位置内力Sgk①Sqk②Swk③Swk③Sek④Sek④1.2*①+1.4*②+1.4*0.6*③0.8*[1.2(①+0.5②)+1.3*④]1.35*①+1.4*②1.2*①+1.4*②|Ma×|NMNminMNa×m7柱底N875.47204.82-7.027.02-98.6198.611382.611337.31783.95976.241327.491347.141347.14976.241382.616柱顶M23.978.33-7.837.83-90.5290.5240.5240.43-62.94113.5829.4651.3951.39113.5840.52N1033.69256.0910.84-10.84143.83-143.831646.451598.951185.79905.331614.131583.771583.77905.331646.45柱底M-23.97-8.339.57-9.57110.64-110.64-40.52-40.4382.55-133.19-27.03-53.83-53.83-133.19-40.52N1078.17256.09-10.8410.84-143.83143.831706.501652.33945.371225.821637.161667.511667.511225.821706.505柱顶M23.978.33-9.209.20-100.88100.8840.5240.43-73.04123.6827.5553.3053.30123.6840.52N1236.38307.3715.41-15.41195.00-195.001970.341913.971441.191060.931935.541892.401892.401060.931970.34柱底M-23.97-8.3311.24-11.24123.30-123.30-40.52-40.4394.89-145.54-24.69-56.17-56.17-145.54-40.52N1280.87307.37-15.4115.41-195.00195.002030.391967.351100.971481.221945.781988.921988.921481.222030.394柱顶M23.978.33-11.6811.68-121.50121.5040.5240.43-93.14143.7824.0756.7856.78143.7840.52N1439.20358.6420.41-20.41248.23-248.232294.382229.131698.691214.642257.702200.562200.561214.642294.38柱底M-21.23-7.6811.68-11.68121.50-121.50-36.19-36.2395.89-141.02-19.87-52.58-52.58-141.02-36.19N1483.68358.64-20.4120.41-248.23248.232354.442282.511254.671738.732253.942311.082311.081738.732354.443柱顶M28.849.48-13.0113.01-128.80128.8048.2247.88-95.35155.8029.6666.1066.10155.8048.22N1642.28409.9926.32-26.32308.14-308.142618.872544.721962.991362.112581.572507.882507.881362.112618.87柱底M-39.76-12.2013.01-13.01128.80-128.80-65.63-64.7984.30-166.85-46.58-83.01-83.01-166.85-65.63N1686.77409.99-26.3226.32-308.14308.142678.922598.101402.152003.022561.262634.952634.952003.022678.9267 续表2-21层次位置内力Sgk①Sqk②Swk③Swk③Sek④Sek④1.2*①+1.4*②+1.4*0.6*③0.8*[1.2(①+0.5②)+1.3*④]1.35*①+1.4*②1.2*①+1.4*②|Ma×|NMNminMNa×m层次位置2柱顶M38.1711.44-16.1416.14-179.90179.9062.7461.82-135.90214.9039.2384.4184.41214.9062.74N1844.95461.2532.59-32.59374.20-374.202942.702859.682232.861503.172905.312814.062814.061503.172942.70柱底M-30.38-9.5113.20-13.20147.19-147.19-50.33-49.77111.89-175.13-31.29-68.25-68.25-175.13-50.33N1889.43461.25-32.5932.59-374.20374.203002.752913.061543.202272.892867.442958.692958.692272.893002.751柱顶M20.966.90-30.0030.00-265.76265.7635.0634.81-237.15281.09-7.1876.8176.81281.0935.06N2066.58512.5940.16-40.16-450.31450.313292.223197.521651.532529.643253.753141.303141.302529.643292.22柱底M10.483.45-15.0015.00-132.88132.8817.5317.41-118.58140.54-3.5938.4038.40140.5417.53N2119.58512.59-40.1640.16450.3158.733363.773261.122577.342195.553204.903317.353317.352195.553363.7767 表2-22横向框架A柱柱端组合弯矩设计值的调整层次109876截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底M44.45661.66746.25264.592N1274.1101347.1381583.7751667.513层次54321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底M47.97367.39951.10163.09859.48699.60975.96881.90269.127-46.085N1892.4011988.9242200.5632311.0802507.8792634.9482814.0552958.6913141.2973317.347层次10-20.942-4.8391.028-1.02820.298-20.298-33.015-31.906-1.235-40.816-30.467-33.34620.7629-13.818-4.8422.193-2.19332.376-32.376-23.400-23.36116.951-46.182-20.291-26.43216.4068-14.527-5.0483.288-3.28843.178-43.178-24.559-24.50126.752-57.445-19.897-29.10418.0087-14.527-5.0484.315-4.31552.705-52.705-24.559-24.50136.041-66.734-18.460-30.54119.8366-14.527-5.0485.274-5.27460.956-60.956-24.559-24.50144.086-74.779-17.117-31.88420.6545-14.527-5.0486.194-6.19467.932-67.932-24.559-24.50150.888-81.580-15.829-33.17321.4314-13.697-4.8527.079-7.07973.633-73.633-23.245-23.22857.282-86.303-13.317-33.14021.1483-20.788-6.5707.885-7.88578.058-78.058-34.502-34.14354.441-97.772-23.103-45.18329.3712-20.773-6.3488.890-8.89099.117-99.117-34.265-33.81575.086-118.191-21.370-46.26129.0561-2.687-0.8853.846-3.84634.072-34.072-4.495-4.46330.404-36.0370.921-9.8473.658表2-23横向框架A柱剪力组合67 层次位置内力Sgk①Sqk②Swk③Swk③Sek④Sek④1.2*①+1.4*②+1.4*0.6*③0.8*[1.2(①+0.5②)+1.3*④]1.35*①+1.4*②1.2*①+1.4*②|Ma×|NMNminMNma×10柱顶M-28.810-8.840-0.6490.649-9.2249.224-47.557-46.948-38.900-20.914-47.857-46.039-47.857-20.914-47.557N259.47169.7110.792-0.7923.613-12.025418.603408.961268.417253.169410.069407.852410.069253.169418.603柱底M20.8706.4501.947-1.94742.020-42.02034.49634.07462.655-19.28436.80031.34836.800-19.28434.496N303.95569.711-0.7920.792-3.6133.613478.656462.341301.407308.452461.233463.450461.233308.452478.6569柱顶M-18.220-5.670-1.9381.938-26.97326.973-30.154-29.802-45.2487.349-32.515-27.089-32.5157.349-30.154N486.680139.031.192-1.1929.812-9.812793.276778.671510.146491.013780.339777.002780.339491.013793.276柱底M19.0405.9103.599-3.59954.763-54.76331.49631.12273.189-33.59836.16126.08336.161-33.59831.496N531.164139.03-1.1921.192-9.8129.812853.330832.051531.048550.182830.383833.720830.383550.182853.3308柱顶M-19.040-5.910-3.3203.320-40.33340.333-31.496-31.122-59.12019.529-35.770-26.474-35.77019.529-31.496N714.078208.421.842-1.84218.649-18.6491168.251148.683754.642718.2771151.2621146.101151.26718.2771168.25柱底M19.0405.9104.981-4.98168.675-68.67531.49631.12286.754-47.16338.09524.14938.095-47.16331.496N758.562208.42-1.8421.842-18.64918.6491228.311202.064758.312794.6781199.4851204.641199.48794.6781228.317柱顶M-19.040-5.910-4.9024.902-53.22453.224-31.496-31.122-71.68932.098-37.985-24.259-37.98532.098-31.496N941.475277.802.718-2.71829.628-29.6281543.231518.6961001.227943.4521522.5011514.891522.50943.4521543.23柱底M19.0405.9105.991-5.99179.835-79.83531.49631.12297.635-58.04439.50922.73539.509-58.04431.496N985.959277.80-2.7182.718-29.62829.6281603.291572.076983.4881041.2621568.2711575.881568.271041.261603.29表2-24横向框架B柱弯矩和轴力组合67 续表2-246柱顶M-19.040-5.910-5.9915.991-66.17366.173-31.496-31.122-84.31444.723-39.509-22.735-39.50944.723-31.496N1168.87347.183.867-3.86743.213-43.2131918.321888.7081250.3521166.0871894.1221883.291894.121166.081918.22柱底M19.0405.9107.320-7.32087.718-87.71831.49631.122105.321-65.73041.37020.87441.370-65.73031.496N1213.35347.18-3.8673.867-43.21343.2131978.271942.0891206.1221290.3881936.6751947.501936.671290.381978.275柱顶M-19.040-5.910-7.0327.032-77.17677.176-31.496-31.122-95.04255.451-40.967-21.277-40.96755.451-31.496N1396.27416.565.239-5.23958.591-58.5912293.202258.7191501.2251386.9722266.0542251.382266.051386.972293.20柱底M20.1306.2408.601-8.60194.326-94.32633.29132.892112.893-71.04344.93320.85144.933-71.04333.291N1440.75416.56-5.2395.239-58.59158.5912353.252312.1001427.0081541.2602304.7652319.432304.761541.262353.254柱顶M-16.620-5.170-8.9368.936-83.65283.652-27.504-27.182-98.84564.276-39.692-14.672-39.69264.276-27.504N1623.55485.956.741-6.74174.583-74.5832668.022628.5931752.5921607.1552638.0302619.152638.031607.152668.02柱底M19.0505.9108.930-8.930102.22-102.2431.50931.134119.490-79.88143.63618.63243.636-79.88131.509N1668.03485.95-6.7416.741-74.58374.5832728.072681.9731647.1911792.6282672.5362691.412672.531792.622728.073柱顶M-18.060-5.430-9.9549.954-98.53398.533-29.702-29.274-114.76777.372-43.210-15.338-43.21077.372-29.702N1850.56555.258.516-8.51692.584-92.5843042.402998.0322005.6401825.1013009.9542986.103009.951825.103042.40柱底M19.3506.0609.954-9.95498.533-98.53332.06131.704116.212-75.92845.64017.76845.640-75.92832.061N1895.04555.25-8.5168.516-92.58492.5843102.463051.4121865.1362045.6753039.4903063.333039.492045.673102.462柱顶M-18.360-5.580-11.57611.576-122.04122.04-30.254-29.844-138.02999.959-46.050-13.638-46.05099.959-30.254N2077.99624.6510.402-10.402112.43-112.433417.443368.1032260.9072041.6653382.6663353.543382.662041.663417.44柱底M19.2705.5509.472-9.472112.65-112.6531.45430.894129.681-90.00044.15517.63344.155-90.00031.454N2122.47624.65-10.40210.402-112.43112.4323477.503421.4842081.7002300.9433406.9213436.043406.922300.943477.501柱顶M-19.410-5.400-25.75625.756-255.04255.04-31.496-30.852-268.568228.770-66.9105.206-66.910228.770-31.496N2317.89693.9611.641-11.641124.65-124.653809.243753.0292519.9292276.8533769.3273736.733769.322276.853809.24M-9.705-2.700-12.87812.878-127.52127.52-15.748-15.426-134.284114.385-33.4552.603-33.455114.385-15.74867 柱底N2370.46693.96-11.64111.641-124.6558.7303880.213816.1162324.1682502.9683799.8183832.413799.812502.963880.21表2-25横向框架B柱柱端组合弯矩设计值的调整层次109876截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底M37.98547.41135.55849.644N1522.5011568.2711894.1221936.675层次54321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底M36.87053.92035.72352.36338.88954.76841.44552.98660.219-40.146N2266.0542304.7652638.0302672.5363009.9543039.4903382.6663406.9213769.3273799.81867 表2-25横向框架B柱剪力组合层次1015.0554.633-0.7870.787-15.52815.52824.86424.5520.49430.77423.45125.65315.873911.2913.509-1.6781.678-24.76824.76818.68218.462-12.40835.89016.11320.81112.877811.5393.582-2.5152.515-33.03333.03319.08818.862-20.21044.20415.34022.38313.850711.5393.582-3.3013.301-40.32140.32119.08818.862-27.31651.31014.24123.48316.012611.5393.582-4.0344.034-46.63446.63419.08818.862-33.47157.46513.21524.50915.975511.8703.682-4.7374.737-51.97051.97019.63219.398-38.33263.01112.76626.03017.023410.8093.358-5.4145.414-56.33256.33217.88317.672-43.68466.16210.09225.25116.516311.3363.482-6.0336.033-59.71759.71718.1618.478-46.45569.99410.03226.92417.561211.4033.373-6.3786.378-71.12271.12218.69918.405-57.56381.1249.47627.33518.27712.4880.692-3.3023.302-32.69832.6984.0383.955-29.32934.432-0.6678.5783.16967 2.7截面配筋设计以第一层ＡＢ跨梁为例，说明计算过程和方法。其它层梁的配筋见表7-1和7-2。2.7.1梁的正截面受弯承载力计算从表7-1中分别选出ＡＢ跨跨间截面及支座截面的最不利内力，并将支座中心的弯矩换算为支座边缘控制截面的弯矩进行配筋计算。支座弯矩：跨间弯矩取控制截面，即支座边缘处的正弯矩。由表6-4可知当梁下部受拉时，按T型截面设计，当梁上部受拉时，按矩形设计。翼缘计算宽度当按跨度考虑时，=/3=6.6/3=2.2m=2200mm；按梁间距考虑时，==350+3550=3900mm；按翼缘厚度考虑时，=600-35=565mm，=120/565=0.12>0.1，此种情况不起控制作用，故取=2200mm。梁内纵向钢筋选HRB400级钢（==360N/mm2），=0.520。下部跨间截面按单筋T形截面设计。因为=1.0×19.1×120×（565-120/2）=1157.5kN·m属第一类T型截面=138.82×/（1.0×19.1×2500×）=0.017=0.017=0.017×1.0×19.1×2200×575/360=1172.08mm2实配钢筋420（=1256mm2）,=1256/（350×565）=0.64﹪>0.25﹪,故满足要求。将下部跨间截面的420伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋（=1256mm2），再计算相应的受拉钢筋面积，即：支座B上部。=说明富裕，，且达不到屈服。可近似取67 ==309.66×/[360×（565－35）]=1622.9mm2，实取620（=1884mm2）。支座上部：==279.5×/[360×（565-35）]=1464.8mm2，实取620（=1884mm2），=1884/（350×565）=0.95﹪>0.3﹪,=0.66＞0.3，满足要求。表7-1框架梁纵向钢筋计算表层次截面M/kNmξAs,/mm2As/mm2实配钢筋As,/Asρ/%10支座A-81.270.00510171111.0618(1527)0.921.1B-89.240.00510171120.3618(1527)0.921.76AB跨间79.790.006869418(1017)0.74B-156.050.0061000618(1527)1.17BC跨间92.720.007869418(1017)1.172-9支座A-147.220.00510171436.5618(1527)0.661.1B-137.370.00510171245.6618(1527)0.661.76AB跨间83.610.006977418(1017)0.74B-315.380.0061206618(1527)1.17BC跨间95.370.007939418(1017)1.171支座A431.30.01812561622.9620(1880)0.660.95B-390.130.01812561868620(1880)0.421.76AB跨间241.130.0181187420(1256)0.64B-472.220.0181696620(1880)1.17BC跨间96.300.0061031420(1256)0.372.7.2梁斜截面受剪承载力计算=600-35=565mm67 b=350mm/b=565/350=1.61＜4AB跨故截面尺寸满足要求。梁端加密箍筋取双肢8@100，箍筋用HPB300级钢筋，则=332.71﹥192.596加密区长度取1m，非加密区箍筋取双肢8@150，箍筋设置满足要求。AB跨若梁端箍筋加密区取双肢8@100，则其承载力为>270.38KN加密区长度取1m，非加密区箍筋取双肢8@150，箍筋设置满足要求。1-10层边横梁和中横梁都选加密区双肢8@100，非加密区双肢8@150。2.7.2框架柱2.7.2.1材料的选用选用钢筋HRB400级（）作为受力筋，选用箍筋为HRB335级钢筋（），底层C40混凝土（），2~10层C35混凝土（），采用对称配筋。2.7.2.2截面尺寸1~10层600mm600mm2.7.2.3剪跨比和轴压比验算表2-29给出了框架柱剪跨比和轴压比计算结果，其中剪跨比也可取Hn。注意，表中的Mc、Vc和N都不应考虑承载力抗震调整系数。由表可见，各柱的剪跨比和轴压比均满足规范要求。表2-29柱的剪跨比和轴压比验算67 柱号层次/mm/mm/N/mm2/kNm/kN/kNA柱160056016.7100.6140.82366.834.40>20.06<0.8460056016.7191.73286.3031837.773.97>20.31<0.81060056019.1374.79108.8473372.866.17>20.49<0.8B柱160056016.751.8730.774411.273>20.07<0.8260056016.7238.9866.1622390.176.45>20.4<0.81060056019.1358.992.73337.296.91>20.48<0.82.7.2.3柱正截面承载力计算本设计以第二层柱为例，根据A柱的内力组合表，将支座中心处的弯矩换算至A支座边缘，并与柱端弯矩的调整值比较后选出最不利的内力，进行配筋计算。最不利组合：N=2598.69kNmm取mm和偏心方向截面尺寸的两者中的较大值，即：=600/30=20mm，故取=20mm取m=102.7mm因为4.13/0.6=6.88>5，故应考虑偏心距增大系数。0.5×16.7×6002/(2598.69×103)=1.16>1.0取=1.0＜，取1+1/(1400×102.7/565)×6.882×1.0×1.0=1102.7+600/2-35=367.7mm对称配筋，2598.69×103/(16.7×600×565)=0.51<=0.520，为大偏心情况。=再按及相应的一组计算。=3002.75kN，M=62.74kN67 mm=40.89mm4.13/0.6=6.88>5，则0.5×16.7×6002/(3002.75×103)=1.01>1.0取=1，取1＋1/(1400×40.89/565)×6.882×1.0×1.0=1.47﹤mm故为小偏心受压构件。60.11+300-35=325.11mm（2-27）=按式上（2-27）式计算时，应满足虽然N=3002.75kN>0.52×16.7×600×565=2943.88kN但kNm﹤kNm故按构造配筋，且应满足=0.8%。单侧配筋率0.2%，故，mm2选418mm2)mm）总配筋率=0.81%﹥0.8%表2-30架柱纵向钢筋计算表柱号A柱B柱层次6~101-56~101-5实配钢筋AS/mm2416418416418总配筋率%0.820.810.810.8267 2.7.2.4斜截面受剪承载力计算各种框架柱的箍筋配置见表2-31。以第一层A柱为例进行计算。由前可知，对二级抗震等级，上下柱柱端弯矩设计值为：=182.32Nm，=553.74kNm则框架柱的剪力设计值为：kN﹤0.2（满足要求）（取）其中为较大的柱下端值，而且、不应考虑，故为设计值除以0.8，为设计值除以0.85，与相应的轴力。N=3317.35kN﹥kN，取=3317.35kN﹤0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。查表可得一层柱底的轴压力比n=0.48。另外，可查得=0.105，则最小体积配箍率为=0.10519.1/210=0.91%>0.6%取φ10，mm2，则s105.37mm。根据构造要求，取加密区箍筋为4φ10@100，加密区位置及长度按规范要求确定为：非加密区还应满足sd=250mm，故箍筋取4φ10@200。长度规范要求确定为：柱端：取截面高度600mm，柱净高的1/6（4250×1/6=708mm）及500mm三者中最大值，即取为708mm。67 柱根：不小于净高的1/3（H/3=4250/3=1417mm），取为1500mm。表2-31框架柱箍筋数量表柱号层次/kN/kN/kN/kN/mm/%实配钢筋加密区非加密区B柱10156.231122.24＞V354.031803.6＜00.76%4φ8@1004φ@2004224.581324.31＞V3245.052116.7＜00.86%4φ10@1004φ@2001238.711764.84＞V3317.352062.8＜00.92%4φ10@1004φ@200D柱10108.341122.24＞V358.91803.6＜00.76%4φ8@1004φ@2004168.581324.31＞V2727.392116.7＜00.80%4φ10@1004φ@2001176.631764.84＞V3543.882807.7＜00.91%4φ10@1004φ@2002.7.2.5框架梁柱节点核芯区截面抗震验算以一层中节点B为例。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，因节点两侧梁不等高，计算时取两侧梁的平均高度，即=500mmmm本设计框架为二级抗震等级，应按下式计算节点的剪力设计值。(2-29)式中：，—分别为梁截面高度及有效高度；—梁受压钢筋合力点至受压边缘的距离；—柱计算高度；—节点左右梁端反时针或顺时针方向组合弯矩设计值；—节点剪力增大系数。正交梁的约束影响系数核心区截面有效验算宽度节点核心区的截面高度取节点上下柱反弯点间的距离，即=0.44×3.3+0.67×4.85=4.7m67 =（446.95+247.49)=694.44kN·m（左震）剪力设计值kN因mm，故取=600mm，=600mm，=1.5，则=﹥=1715.75kN,满足要求。节点核芯区的受剪承载力计算，其中N取二层柱底轴力N=3317.135kN和=0.5×19.1×600×600=3438kN二者的较小值，故取N=1740.54kN。设节点区配筋为4φ10@100，则=1/0.85×（1.1×1.5×1.71×600×600+0.05×1.5×1740.5×+300×78.5×4×）=1927.3kN>=1740.54kN，故承载力满足要求。2.7.3板2.7.3.1材料及板的结构布置楼盖及屋盖的结构布置如图2-12所示，楼盖板厚选用100mm，屋盖板厚选用120mm，混凝土为C30(=14.3)，钢筋为HPB235级（=270)。67 2.7.3.2荷载屋面荷载为荷载设计值经查《混凝土结构设计规范》得知：当3时，可按单向板设计；当3>>2时宜按双向板设计，若按单向板设计，应沿长边方向布置足够的构造筋；当2时，应按双向板设计。2.7.3.3单向板计算对于A1,A2区格，计算跨度=2.7-0.35=2.35m;截面承载力计算：B=1000mm,h=100mm，h=120-20=80mm单向板配筋计算A2,A2支座跨中67 0.9880.987选筋6@2006@200实配筋面积1411412.7.3.4双向板配筋本设计板，,故按双向板设计，按塑性理论计算。下面以标准层楼面板计算为例，屋面板可同理计算。（A）角区格板计算跨度l×=6.6-0.35=6.25m，=7.8-0.35=7.45mn=ly/l×=7.45/6.25=1.192，取==0.7，=2.0(=1.5~2.5)图2-12楼（屋）盖的结构布置图采用分离式配筋，跨中钢筋在距/4支座处截断一半代入基本公式，可得解得，=6.72kN·m，则kN/mkN/mkN/m（B）边区格板计算跨度l×=3.9-0.35=3.55m，ly=6.6-0.35=6.25mn=ly/l×=6.25/3.55=1.76，取==0.32,β=2.0采用分离式配筋由于三边连续一边简支，无边梁内力不做折减67 代入基本公式，可得解得，=3.25kN·m，则kN/mkN/mkN/m（C）角区格板计算跨度l×=2.65m，=6.25mn=ly/l×=6.25/2.65=2.36，取==0.2，=2.0(=1.5~2.5)代入基本公式，可得解得，=2.11kN·m，则kN/mkN/mkN/m（D）角区格板计算跨度l×=3.9-0.35=3.55m，=4.8-0.35=4.45mn=ly/l×=4.45/3.55=1.25，取==0.64，=2.0(=1.5~2.5)代入基本公式，可得67 解得，=3.43kN·m，则kN/m（E）角区格板计算跨度l×=3-0.35=2.65m，=3.6-0.35=3.25mn=ly/l×=3.25/2.65=1.23，取==0.67，=2.0(=1.5~2.5)代入基本公式，可得解得，=1.96kN·m，则kN/m各跨跨中、支座弯矩既已求得（取跨中及支座截面有效高度mmmm），可近似地按计算钢筋截面面积，计算结果见表2-32表2-32双向板配筋计算截面m（kN·m）H(mm)A(mm)选配钢筋实配面积（mm）跨中区格方向6.7280159.77φ8/10@200322方向4.77047.26φ8/10@200322区格方向3.2580114.66φ8/10@200322方向1.047020.05φ8/10@200322支座—13.4480310.55Φ10@140561—6.580229.32Φ10@14056167 计算其他板的跨中A均小于322mm，支座处A均小于561mm，故其他板配筋同上。2.8基础设计2.10.1地质条件采用桩基础，充分利用土壤承载力故采用磨擦桩。第一层杂填土，厚0.5，第二层粉土，厚0.6，=150，=6.5。第三层粘土，厚3.0，=180，=4.0。第四层粉沙，厚8.0，=200，=6.8。各土层厚度均匀，稳定水位位于地下2.0，最大冻土深度2.0，除第一层外，其余各层均可作为建筑物的天然地基。2.10.2桩基础设计资料边柱传到基础顶面的内力组合以B柱为例进行计算最大的轴组合为：=3880.22，=134.284，=采用钢筋混凝土静压预制桩，截面取350350，以第四层粉砂为持力层，桩伸进承台50。承台埋深2,桩长9，桩进入持力层9-0.05-2.1＝6.85。混凝土C30，钢筋HRB335=3002.10.3单桩承载力设计值单桩承载力设计值按下式计算：(5-19)式中：、——分别为桩端阻力、桩侧阻力特征值；——桩身的横截面面积；——桩周长；——第层土的厚度；——单桩竖向承载力设计值。桩长采用9，入土深度=9-0.05+2=10.95，0.50.75,查表得、。=9000.350.35+40.35（502.1+306.85）=544.95单桩承载力设计值:=1.2=1.2544.95=653.9467 确定桩的数量，考虑偏心的影响，采用扩大系数==1.33880.22/653.94=7.7，取=8根。通常桩的中心距为3=1.05，取1.1。桩的排列及承台尺寸如下图：图2.15桩的布置及承台尺寸2.10.4桩基各桩承载力计算取承台及其上覆土平均重度=20，则承台及上覆土重为=2.92.9220=336.4所以，=（3880.22+336.4）/8=527.07单桩最大竖向承载力按下式计算：　　　　　　　　　　　　（5-20）　　　　　　　　——作用于承台顶面的竖向力和水平力设计值；　　　　　　——承台及其上土的自重设计值；——作用于承台底面通过桩群形心的轴的力矩设计值；　　　　　　——第根基桩分别至轴的距离。因此：=527.07+67 　=1.0555.99=555.99<1.2527.07=632.48为桩基重要系数（建筑桩基为二级安全等级取=1.0）,单桩最小竖向承载力为：=527.07-28.92=498.15　=498.15>0单桩平均竖向承载力为：=527.07<，可见，在偏心荷载作用下，最边缘的桩受力在两种组合情况下均是安全的。2.10.5单桩设计预制桩混凝土强度等级采用C30（，），弹性模量为，钢筋选用（），保护层厚度取=40。当桩长在20以内采用两个吊点,需考虑1.5的动力系数，桩身最大弯矩为：　　　　　　　（5-21）　　　　　　——动力系数；——桩单位长度的重力；——桩长。桩身截面有效高度为=0.35-0.04=0.31=31查规范得=0.992　　　　　　　　　　　　　　　　　（5-22）——抗弯系数；选用216，因此整个截面的主筋为416（=804）其配筋率：=0.74﹪>=0.6﹪桩身强度：=1.0（1.014.3350350+300804）=1902.59>=653.94满足要求，箍筋按构造要求配置钢筋。67 2.10.6承台设计图2.16桩与承台布置图承台混凝土强度等级采用C30。由单桩受力可知，桩顶最大反力=555.99，平均反力=527.07故桩顶的净反力为：=-　　　　　　　　（5-23）=-　　　　　　　　（5-24），——桩顶最大，平均反力；——承台及其上方填土的；——桩数。=-=555.99-336.4/8=513.94=-=527.07-336.4/8=485.022.10.6.1柱对承台的冲切由图可知==675，承台厚=1.5，计算截面处的有效高度　　　　=1.5-0.085=1.415冲跨比：　　　　　　　　　　　　=　　　　　　　　　(5-25)——自柱长边或短边到最近桩边的水平距离；——冲跨比；——承台冲切破坏锥体的有效高度。67 ===0.475冲切系数：====1.244A柱截面尺寸：600600　　　　　　　　　　＝　(5-26)——承台混凝土的抗拉强度设计值——柱截面长短边尺寸。=41.244（0.6+0.675）14301.415=10687.2>=1.03380.22=3380.22(满足要求)2.10.6.2角桩对承台的冲切由图可知==675，=525角桩冲跨比：==575/1415=0.41(0.2~1.0之间)角桩冲切系数：====0.787=20.787（0.525+0.6/2）14301.415=2151.27>=513.94(满足要求)2.10.6.3斜截面抗剪验算计算截面，截面有效高度=1.415，截面计算宽度=3.1，混凝土轴心抗压强度，该计算截面上的最大剪力设计值由图可知==675，===0.475剪切系数：=0.167143002.91.415=9916.93　　　>=1541.82(满足要求)2.10.6.4受弯计算承台截面处的最大弯矩：　　　=kn.m　　　级，=30067 选用1618（=4072）（双向布置）对B、C柱：因两柱间距较小,荷载较大,故将此作成联合承台B,C柱荷载：N=3880.32kNM=134.284kN/mV=34.43kN最大轴力组合3880.322=7760.64kN初步估算桩数：n≥(取为13根)，由于桩距S0≥3d=3×0.35=1.05m，取为1.05m，故承台长边和短边为：a=0.35x2+1.1x4=5.1m，b=0.35x2+3×1.1=3.9m。故承台底面尺寸取为5.1m×3.9m，如图2-15所示。图2-1520桩联合承台2.10.7联合承台设计混凝土采用C30（，），钢筋采用HRB335级（=300)，承台尺寸采用4.9×1.75mm2，承台高为1.2m，截面有效高度为m=1115mm。不考虑承台及其上部土的质量，则，单桩最大净反力为：=555.99-336.4/13=1086.1kN单桩平均净反力为：=3880.32/13=298.49kN2.10.8承台冲切验算2.10.8.1柱边对承台的冲切（满足0.2～1.0）=2×[1.03×2×(0.6+0.675）]×1430×1.115=10687.2kN>=1.0×3880.32=3880.32kN，满足要求。2.10.8.2角桩对承台的冲切多桩矩形承台受角桩冲切的承载力计算如下：角桩向上冲切，从角桩内边缘支承台外边缘距离c1=c2=525mm，==675mm,，==575mm,67 角桩冲切系数=[0.67×（0.525+0.6）×2]×1430×1.115=1762.66kN>=1.0×513.94=513.94kN，满足要求。2.8.16承台受剪切承载力计算剪切破坏面为通过桩边和柱边连线形成的斜截面，因此计算截面取I-I（II-II与I-I受力情况相同）截面有效高度=1200-35-50=1115mm，截面有效宽度为2900mm，该计算截面上的最大剪力设计值V=2x1086.1=2172.2kN剪跨比与以上冲垮比相同，故对I-I斜截面：=0.52（介于0.3～1.4之间）剪切系数kN>2=2×1.0×1086.12172.2kN（满足要求。）2.8.17受弯及配筋计算计算截面取为I-I截面，即柱边处，该处最大弯矩为：kN·m承台配筋计算为：mm2采用2020（=314.2×20=6284mm2），延平行与y轴方向布置。同理kN.m采用2020（=314.2×20=6284mm2），沿平行于x轴方向布置。2.8.18承台局部受压验算由于承台的混凝土强度等级不低于柱或桩的混凝土强度等级，故不必验算柱下或桩上承台的局部受压承载力。67 参考文献[1]JGJ62-90,高层建筑设计规范[S].[2]李必瑜.房屋建筑学[M]，武汉:武汉工业大学出版社，2000.[3]GB50010-2002,建筑设计防火规范[S].[4]JGJ3-91，钢筋混凝土高层建筑结构与施工规程[S].[5]方鄂华.多层及高层建筑结构设计[M]，北京:地震出版社，1992.2.[6]GB50011-2001,建筑抗震设计规范[S].[7]哈尔滨工业大学等.混凝土及砌体结构[M]，北京:中国建筑工业出版社，2002.9.[8]丰定国，王清敏，钱国芳，苏三庆.工程结构抗震[M]，北京:地震出版社，1994.[9]龙驭球，包世华.结构力学教程[M]，北京:高等教育出版社，2001.1.[10]毛鹤琴.土木工程施工[M]，武汉:武汉工业大学出版社，2000.[11]赵明华.土力学与基础工程[M]，武汉:武汉工业大学出版社，2000.[12]HuYu×ian.EarthuakeEngineeringinChina.EARTHQUAKEENGINEERINGANDENGINEERVIBRATION.[J]V0l.l,June2002,1-9.[13]D.J.Oehlers*,L.Campbell,M.haskett,P.AntramandR.ByneSchoolofcivilandEnvironmentalEngineering,AdelaideUniversity,SA5005,Australia.AdvancesinstructuralEngineering[J]Vol.9NO.22006.67 致　谢首先，感谢东北石油大学和土木建筑工程学院给我提供了这么好的学习环境，在这四年中我不仅学会了如何学习，更懂得了如何做人的道理，感谢给予我帮助的所有的教师，是你们培养和教育了我。这段时间里，遇到了许多问题，这就使我不得不问老师，去查资料、规范，因此弥补了四年学习的不足，又从中学到了许多知识。四年的学习生活中，我曾经取得了不少的好成绩，与此同时也饱受着困难，挫折和磨难的考验。离别的季节也是收获的季节，看着自己辛勤劳动的成果，自己深感安慰，我深深知道，成绩不仅是我个人的成果，背后还有老师和同学们的关怀和无私的帮助。整个设计的过程中，老师和同学的帮助下，我不仅对我四年的知识进行了回顾而且也培养了自己独立工作、理论联系实际的能力。当然，在作设计的过程中也看到了自己的缺点和不足之处。就是自己对以前的知识掌握得还不扎实，因此，在以后的工作中我会好好的努力，提高自己的水平。即将告别校园之际，回顾四年的学习生活，禁不住心潮澎湃，在这里我要感谢我的指导老师李文老师，感谢他对我的无私关怀和悉心的指导。特别感谢各位论文评阅专家和教授在百忙之中抽出时间来评阅我的论文，并给予我了莫大的帮助和指导。在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！最后，我要感谢我的家人，二十多年来，他们对我无微不至的关心和照顾，可以说这是我此生最大的财富，他们的殷切期望也是我信心的丰富源泉。谨以此文献给关心我的家人、老师和同学！张学志2013年06月15日67'