框架结构毕业设计-计算书

'西安石油大学本科毕业设计（论文）目录目录I1.绪论11.1课题意义11.2国内外现状11.3毕业设计的主要内容31.4方法和步骤32.建筑设计42.1工程概况42.2工程资料63.结构设计73.1结构设计说明73.2荷载计算73.4横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算143.5竖向荷载作用下框架结构的内力计算213.6竖向荷载作用下横向框架的内力组合313.7截面设计423.8板的设计503.9楼梯设计533.10梁的构造说明583.11柱的构造说明634.结论66参考文献67致谢68I 西安石油大学本科毕业设计（论文）1绪论1.1课题意义办公楼设计是一个远久的课题，办公楼在现代生活中触目皆是，现代办公楼不仅讲究实用效果、安全可靠还强调外形气质。正因为如此，办公楼的设计仍然需要不懈的努力，在以经济建设为基础的政策下，本人相信中国企业会需要越来越多、越来越大的办公楼。相应的，全球企业也会需要越来越多、越大、越美的办公楼。本人这次研究的毕业设计课题是汉辰中学办公楼设计。来之生活，用之生活；所以研究它很有实际意义！本人本来就在学校里长到这么大，所以很熟悉中学的办公楼是怎么设计安排的；但是本人觉得还要多到周边的中学进行调查，在网上进行相关的查找；再通过理论分析；这样就可以设计出满足现代人们心目中的中学办公楼。通过此次的毕业设计，自己对大学四年所学到的理论知识和一些实习见识能够在老师的辅导下较好的掌握，能够更清楚地认识一下土木工程在现实生活中的应用，也更好地认识到自己以后工作的方向。更重要的是可以提高分析、掌握和解决工程结构设计实际问题的能力；为自己的将来作为一个土建工程技术人员必备的建筑、结构和施工的全局和经济观点有所认识；很好的培养我调查研究，查阅资料、文献以及综合分析能力。1.2国内外现状在建筑设计中，办公楼设计已经日益注重功能，发挥新材料、新结构、新技术的特性；重视经济效益，将求功能分区，突破对称布局；重视外观大气美观，具有标致性；重视安全舒适，行动方便，使用舒适；还需要重视环保。中国的经济在不断发展，使得人们的生活水平也不断提高，人们对于建筑设计的要求也越来越高，智能化的建筑是现代化建筑的发展方向之一，也是城市发展所追求的目标。智能化的建筑设计除了满足人民生活的基本需求，也添加更多人性化、智能化的元素，以营造高品质舒适的生活。我国的智能化建筑设计已经有了一定的发展成果，展望未来，智能建筑的一个整体发展趋势更倾向于与数字化的融合。　　人类已经逐渐进入数字化、信息化的时代，数字化信息，不断改变人们的工作和商务模式，也逐渐改变了人们的生活观念，因此，建筑设计的发展方向也会在智能化的基础上朝着数字化建筑发展。数字化建筑，指的是通过现代化的数字信息将提供管理与服务的一方与每个用户之间实现有机的连接的建筑形式。其最大的特点在于这种数字化的网络系统，使得管理与服务的提供者能实时地与用户之间进行各种形式的交流。数字化建筑有数字化的平台，相比于传统的建筑模式而言，能给用户提供更加有效的管理模式、更加全面的管理70 西安石油大学本科毕业设计（论文）服务以及更加丰富的文化沉淀。未来的建筑设计发展应该有以下几个方面。　　　　第一，建筑更具有人文气息。但各种建筑物竣工之后，应该逐步从构建良好的人文生态环境角度出发，提炼数字化社会所蕴含的各种人文精神，并且促进人文精神与数字社会之间的交汇。同时，也要加强居民的人文教育，从提高居民的人文素质角度出发，建造更加适合人们居住生存的数字化人文建筑物。　　第二，建筑要具有科技含量。智能化、数字化的建筑应该具备多方面的优势，例如设施设备齐全、环境优美、生活便捷、具有高尚的品味、高科技含量等，这都是智能化数字化建筑不可或缺的因素。让建筑更加富含科技含量，对多方面都有极高的要求。政府应以智能化、数字化建筑的发展作为契机，将科学技术逐渐渗透到用户中。　　　　第三，建筑要更加绿色。绿色是时代的要求，建筑设计的绿色不仅指的是建筑物所在的小区以及周边环境的美化，更多的一种意识，一种遵循可持续发展要求的生态意识。加强建筑设计的绿色化，是促进建筑不断适应时代发展的关键。在市场经济的竞争下，建筑设计的发展，要多手抓，不仅抓技术，还有抓环保生态，同时要抓人文内涵，只有这样多元化的建筑设计，才能真正适应时代发展。在结构设计上，主体一般采用框架结构或框剪结构，以满足现代办公楼的布置灵活，外观可塑性强的要求。材料上多采用钢筋混凝土，局部采用钢结构，以满足承载恒荷载、活荷载以及办公用具荷载，并保证具有足够的强度和稳定性的要求。为减轻结构自重，现代框架结构局部填充墙多用加气混凝土砌块，外墙多用承重黏土空心砖。随着社会经济不断发展，人们对工作的环境有了更高的要求。而学校的办公楼作为公共建筑，老师和家长不仅要它经济适用，更要它安全美观；为了适应这一现状，学校的办公楼也在不断的发展。随着建筑业的发展，目前多层和高层建筑逐渐增多，钢筋混凝土框架结构是其主要形式，虽说它的钢筋及水泥用量都比较大，造价也比混合结构高，但它具有梁柱承重，墙体只起分隔和围护的作用，房间布置比较灵活，门窗开置的大小、形状都较为自由的特点。人们可以根据自己的喜好充分利用其使用空间，满足了使用者在使用上的不同要求。因此，框架结构房屋越来越多的受到人们的青睐。框架结构是由梁和柱组成承重体系的结构主梁、柱和基础构成平面框架，各平面框架再由联系梁连接起来而形成框架体系。框架结构的最大特点是承重构件与围护构件有明确分工，建筑的内外墙处理十分灵活，应用范围很广。这种结构形式虽然出现较早，但直到钢和钢筋混凝土出现后才得以迅速发展。根据框架布置方向的不同，框架体系可分为横向布置、纵向布置及纵横双向布置三种。横向布置是主梁沿建筑的横向布置，楼板和连系梁沿纵向布置，具有结构横向刚度好的优点，实际采用较多。纵向布置同横向布置相反，横向刚度较差，应用较少。纵横双向布置是建筑的纵横向都布置承重框架，建筑的整体刚度好，是地震设防区采用的主要方案之一。70 西安石油大学本科毕业设计（论文）1.3毕业设计的主要内容毕业设计主要有三部分：设计准备、建筑设计和结构设计。设计准备：搞清工程概况，明确设计目的和相关要求，搜集相关资料和规范，为下一步设计做好准备。建筑设计：根据要求进行建筑设计，完成建筑物的平、立面及屋面的设计。并且绘出底层及裙房底层平面图；标准层平面图；屋面平面图；1～2个立面图。结构设计：结构计算：重力荷载的计算、框架侧移刚度计算、横向水平荷载作用下框架结构内力和侧移计算、手算在竖向荷载作用下一榀横向框架结构的内力分析计算及组合、一榀横向框架的梁柱截面配筋、板和楼梯的设计及配筋。绘制结构施工图：标准层结构布置图、一榀横向框架的梁柱配筋详图、楼梯详图、屋面结构平面图。编写结构计算书。1.4方法和步骤本次设计为现浇钢筋混凝土框架结构设计。计算方法：本框架结构内力计算，简化成平面结构进行分析；竖向荷载作用下的内力计算采用分层法，它假定作用在某一层框架梁上的竖向荷载只对本楼层的梁以及与本楼层相连的框架柱产生弯矩和剪力，而对其他的楼层框架和隔层的框架柱都不产生弯矩和剪力；梁端、柱端弯矩采用力矩分配法计算，以位移法为基础，逐次渐近地求解结构刚结点力矩的一种数值方法；水平地震作用采用底部剪力法，即根据地震反应谱理论，以工程结构底部的总地震剪力与等效单质点的水平地震作用相等来确定结构总地震作用的一种计算方法；水平荷载作用下的框架内力计算采用D值法，又称反弯点法，它主要是在以下四种假定条件下进行计算的：1.假定计算目标柱及与其上下相邻柱的线刚度均为ic2。假定计算目标柱及与其上下相邻柱的层间水平位移均为Δμ3.假定计算目标柱两端节点及与其上下左右相邻的各个节点的转角均为θ4.假定与目标柱相交的横梁的线刚度分别为i1，i2，i3，i4，从而D=α12ic/h²。基本步骤：第一步：搜集材料，明确设计要求和目的；第二步：进行平面、立面、剖面设计及并绘制相关图纸；第三步：计算单元的索取；第四步：进行荷载计算和组合，荷载分为地震作用、活荷载和恒荷载；第五步：水平地震作用计算和位移验算；第六步：一榀框架内力计算及其组合；第七步：构件截面设计及配筋；第八步：结构图的绘制。70 西安石油大学本科毕业设计（论文）2建筑设计2.1工程概况设计要求：全楼采用热水采暖，散热器设罩，电器、照明电路暗敷，除门厅、走廊、厕所、盥洗室用吸顶灯外，其它房门均为日光灯照明，各房间按要求设置电源插座，电话及空调。施工条件施工由×公司承包，该公司技术力量强，施工机械设备齐全，能从事各种民用建筑的施工。工程所需的各种门窗、中小型钢筋混凝土预制构件以及钢筋、水泥、砂、石等材料均可按设计要求保证供应；施工用水、用电可就近在主干道旁接入，劳动力可满足施工需要。房屋的室外使用要求：房屋周围人行或车辆通行必需的道路宽度、声响。视线干扰距离等因素加以考虑。日照、通风等卫生要求：主要考虑拐角处阴角的采光情况及通风条件。建筑防火规范要求：钢筋混凝土结构属Ⅱ级防火要求，要求建筑物防火间距不小于6m。地基规范要求：两建筑物基础之间要有一定距离，满足大于5m。建筑防火规范规定：对于耐火等级为一、二级，房门至外部出口或封闭楼梯间的最大距离为40m。本设计定为框架结构，只有“一”字形的主楼。房间尺寸3.9m×6.6m，如图2-1所示。屋顶为上人屋面，并设女儿墙及楼梯间。建筑剖面设计主要分析建筑物各部分应有的高度、层数，建筑空间的组合利用以及建筑剖面中的结构，构造关系等，如图2-2所示。结合本楼的层数7层且为办公所用，层净高定为3.0m左右。房屋的采光和窗户与剖面中的高度有关，进深越大，要求侧窗上沿的位置越高，相应净高也应增大。为了避免在房间顶部出现暗角，窗户上沿到房间顶棚底面的距离应尽可能留得小一些。但是需要考虑到房屋的结构、构造要求，即窗过梁或房屋圈梁等必要的尺寸，选取窗尺寸1.4m×2.33m，便于通风和采光。室内空间比例要求：房间空间长、宽、高比例常给人们带来一种精神上的感觉，故净高确定要求长、宽、高比例协调，一般梁的高度按梁长的1/10-1/12考虑。该楼的底层层高为3.9m，其它层层高为3.3m。为防止室外雨水流入室内，并防止墙体受潮，一般将室内地坪适当提高，然后四周做散水。对于浴厕等地坪标高应稍低一些（约低20mm），以免溢水。屋面排水.该屋面排水作成有组织排水，屋面坡度2%，落水管宜布置在柱的旁边。（落水管布置见施工屋面平面图）。屋面构造设计：由于本建筑第处于西安市，夏季温度较高，而冬季温度较低，故保温隔热较重要。房间地面、楼面设计见节点祥图。本设计因为是框架结构，墙的作用是保温、隔断，故采用240墙。70 西安石油大学本科毕业设计（论文）外部装饰主要是墙装饰，采用不同石灰砂浆装饰。走廊、楼梯采用防滑瓷砖。内墙面装饰也采用不同石灰砂浆装饰。图2-1轴网图2.2工程资料汉辰中学办公楼，建于西安市北郊**路南侧，建筑面积为4300㎡左右，建筑层数为七层；建筑物设计耐久年限为50年；耐火等级二级；抗震设防烈度八度；场地类别为Ⅱ类；结构安全等级一级。拟建场地属于砂石土地基，不考虑地基土地震液化影响。地基土和地基水对混凝土结构无腐蚀性，但在干湿交替条件下，对钢筋混凝土有弱腐蚀作用。基本风压为：0.35kN/㎡，基本雪压：0.25kN/㎡；年降雨量650mm，月最大降雨量95mm，1小时最大降雨量55mm。70 西安石油大学本科毕业设计（论文）图2-2剖面图70 西安石油大学本科毕业设计（论文）3结构设计3.1结构设计说明3.1.1结构选型本设计为七层建筑，对于一座建筑的设计，首先应该进行结构形式、结构体系的选择，在其满足使用要求的前提下，尽可能的经济合理、技术先进。结构选型是一项综合性的技术程序，建筑物在满足使用要求的同时，还要考虑精神方面，即人们对建筑物的审美要求，还要考虑基地环境，群体规划等外界因素的影响。建筑物主要有三种结构形式：砖石结构、钢筋混凝土结构、钢结构。砖石结构特点：建筑物刚度低，结构抗剪能力差，且劳动量大，仅适于小型建筑；钢筋混凝土结构有比较高的强度，抗震性好，工业化和机械化程度较高，适用范围广等特点，建筑用钢量不大，耐火性好，多层建筑一般采用钢筋混凝土结构；钢结构强度高，塑性好，施工期短，但其耐腐蚀性差，耐热但不耐火，主要用于超高层结构中。综合比较三种结构形式的优缺点，本办公楼采用钢筋混凝土结构。3.1.2结构类型的选择多层和高层建筑常用的结构类型有：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系和筒体结构体系等几种。框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中，由梁和柱通过节点构成承载结构，框架结构形成灵活布置的建筑空间、使用方便。框架结构侧移刚度小，在水平力作用下将产生较大侧向位移，抗震性能不理想，但相对于砖石结构而言，其抗震性大有加强，综合各方面因素考虑，本设计采用框架结构体系。3.1.3柱网和变形缝的设置本设计采用内廊式框架，柱网布置也采用内廊式柱网，且南北柱网对称布置，横向柱距6.6m，房间进深6.6m，走廊净宽宽2.4m。屋面设计:按上人屋面设计，采用有组织外排水处。防水树脂珠保温板。交通方面:两部楼梯和一部电梯解决垂直交通，楼梯均为双跑楼梯。楼梯每级踏步宽270mm，高150mm，踏步面贴10mm的瓷砖，木栏杆。3.2荷载计算根据该办公楼的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面的设计。主体机构共七层，底层层高3.9米，其它层层高3.3米。局部突出的电梯机房和水箱间层高3.0米。70 西安石油大学本科毕业设计（论文）填充墙采用240mm厚的粘土空心土砖（除卫生间采用120mm）砌筑，门为木门，门洞尺寸1.0m×2.0m，窗为铝合金窗，洞口尺寸为1.4m×2.33m。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取120mm，梁截面高度按梁跨度的1/12—1/8估算，梁的净跨与截面高度之比不宜小于4。梁截面宽度可取1/3~1/2梁高，同时不小于1/2柱宽，且不小于250mm，由此估算见表3-1，表中给出各层梁，板和柱的混凝土强度等级，其设计强度均为：C30(=14.3N/mm²，=1.43N/mm²)。表3-1梁截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级层次C强度等级横梁(b×h)纵梁(b×h)AB，CD跨BC跨2~7C30250×600250×500250×5001C30300×700300×600300×600柱截面尺寸根据公式（3-1，3-2）估算：（3-1）（3-2）式中：N——柱组合的轴压力设计值，kN；——按简支状态计算的柱的负载面积，mm2；——折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，近似取12~15kN/m2；——为考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3。不等跨内柱取1.25，等跨内柱取1.2；n——验算截面以上楼层层数；——柱截面面积，mm2；——混凝土轴心抗压强度设计值，N/mm2；——框架柱轴压比限制，一级、二级和三级抗震等级，分别近似取0.65、0.8和0.9。柱截面尺寸根据估算，该框架结构的抗震等级为一级，其轴压比限值=0.65；各层的重力荷载代表值近似取12kN/m2。由结构平面图可知边柱及中柱的负载面积分别为6.6m×3.9m和5.5m×3.9m。则由式（3-1）得第一层柱截面面积为：边柱：70 西安石油大学本科毕业设计（论文）中柱：如果取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为550mm和493mm。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为：1层700mm700mm。1～7层600mm600mm。基础选用肋梁式条形基础，基础埋深2.0m，梁高度取0.8m。框架结构计算简图如图，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板底，2-7层柱高度即为层高，取3.3m；底层柱高度从基础顶面取至一层板底，即：h=3.9+0.45+2.0-0.8=5.55m。图3-1横向框架计算图3.2.1重力荷载计算1.屋面（上人）：20厚1:2混合砂浆抹面0.02×17=0.34kN/m2120厚现浇钢筋混凝土楼板0.12×25=3.0kN/m21:8水泥膨胀珍珠岩找坡2%最薄处40厚（0.04+0.11）×3.5=0.53kN/m220厚1:2水泥砂浆找平0.02×20=0.4kN/m260厚防水树脂珠保温板0.24kN/m220厚1:2水泥砂浆找平0.4kN/m2SBC120防水层一道0.05kN/m220厚1:2水泥砂浆找平0.4kN/m230厚C20细石混凝土0.03×25=0.75kN/m²70 西安石油大学本科毕业设计（论文）合计:6.09kN/m21-6层楼面：瓷砖地面（包括水泥粗砂打底）0.50kN/m22mm纯水泥一道0.002×20=0.04KN/m²20厚1:2砂浆结合层0.02×20=0.4KN/m²120厚钢筋混凝土板25×0.12=3.0kN/m220厚板底粉刷抹平0.02×17=0.34KN/m²合计：4.28kN/m22.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屋面雪荷载标准值0.25kN/m23.梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算表3-2梁柱重力荷载标准值层次构件b(m)h(m)(kN/m3)(kN/m)(m)n(kN)(kN)1L1（边横梁）0.30.7251.055.5136.142233.847744.629L2(中横梁）0.30.6251.053.6752.861113.514148.649L3（边纵梁）0.30.6251.053.5443.77817.813142.506L4（中纵梁）0.30.6251.055.5133.93218.428589.680Z10.70.7251.055.5135.554471.3873141.0232-7L5（边横梁）0.250.62510.54.7256.442225.358557.865L6(中横梁）0.250.5251.053.1502.56118.40092.400L7（边纵梁）0.250.5251.053.5443.77812.37098.963L8（中纵梁）0.250.5251.054.7253.93212.797409.500Z20.60.6251.054.7253.34431.1851372.140注：1）表中β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；2）梁长度取净长；柱长度取层高。墙体为240mm厚粘土空心砖，外墙用20厚石灰砂浆装饰；内墙面为20mm厚抹灰，则外墙单位墙体重力荷载为：15×0.24+17×0.02×2=4.28kN/m2内墙为240mm粘土空心砖，两侧均为20mm厚抹灰，则内墙单位面积重力荷载为：70 西安石油大学本科毕业设计（论文）15×0.24+2×17×0.02=4.28kN/m2木门单位面积重力荷载0.2kN/m2；铝合金窗单位面积重力荷载取0.35kN/m2。墙体计算见表3-3；70 西安石油大学本科毕业设计（论文）表3-3墙体重力荷载标准值层次墙体G/KN/m²lq/mhq/mAq窗长窗高Ac门长门高Am单片墙重n/层层总重/KN1边横墙4.285.443.6519.90.000.00.0000.085.0223115外中横墙4.282.163.758.10.000.00.0224.017.52外边纵墙4.283.073.7511.52.331.43.3000.035.34外中纵墙4.283.203.7512.02.331.43.3000.037.414门厅墙4.283.203.7512.02.331.43.3224.020.32内边纵墙4.283.073.7511.50.000.00.0224.032.24内中纵墙4.283.203.7512.00.000.00.0224.034.2112-6边横墙4.285.442.7014.70.000.00.0000.062.9222249外中横墙4.282.162.806.01.801.42.5000.015.12外边纵墙4.283.072.808.62.331.43.3000.022.84外中纵墙4.283.202.809.02.331.43.3000.024.416内边纵墙4.283.072.808.60.000.00.0224.019.74内中纵墙4.283.202.809.00.000.00.0224.021.2137边横墙4.285.442.7014.70.000.00.0000.062.9172530外中横墙4.282.162.806.01.801.42.5000.015.12外边纵墙4.283.072.808.62.331.43.3000.022.84外中纵墙4.283.202.809.02.331.43.3000.024.416内边纵墙4.283.072.808.60.000.00.0224.019.74内中纵墙4.283.202.809.00.000.00.0224.021.211纵实墙4.283.202.809.00.000.00.0000.038.32女儿墙4.2854.601.2065.50.000.00.0000.0280.4270 西安石油大学本科毕业设计（论文）3.2.2荷载分层汇总顶层重力荷载代表值包括：50%屋面活荷载，纵、横梁自重，半层柱自重，半层墙体自重及女儿墙自重。其它层重力荷载代表值包括：楼面恒载，50%楼面均布活荷载，纵、横梁自重，楼面上、下各半层的柱及纵、横墙自重。将前述分项荷载相加，得集中于各层楼面的重力荷载代表值如下：第七层：6391.730kN第六层：7965.596kN第五、四、三、二层：8106.437kN第一层：10895.577kN建筑物总重力荷载代表值为kN图3-2为各质点的重力荷载代表值3.3框架侧移刚度计算梁线刚度。其中Ec为混凝土弹模；为梁的计算跨度；为截面惯性矩，对现浇楼面及装配整体式楼面可近似按表3采用，其中I0为梁矩形部分的截面惯性矩，且。楼面做法中框架梁边框架梁现浇装配整体70 西安石油大学本科毕业设计（论文）横梁线刚度计算过程见表3-4；柱线刚度计算过程见表3-5。表3-4横梁线刚度计算表梁号截面b×h(m²)跨度l(m)惯性矩(m4)边框架梁中框架梁L10.3×0.76.140.0.62846.090.83794.79L20.3×0.62.860.0.84965.040..7L30.3×0.63.770.0.64456.230.0.000L40.3×0.63.900.0.62307.690.83076.92L50.25×0.66.440.0.31444.10.41925.47L60.25×0.52.560.0.45776.370.61035.16L70.25×0.53.770.0.31084.220.0.00000L80.25×0.53.900.0.30048.080.40064.10注：其中L3、L4、L7、L8为纵梁。表3-5柱线刚度计算表层次(mm)(N/mm2)bh（mm2）(mm4)（N·mm)155503.0×104700×7002.10.810102~733003.0×104600×6001.08×10109.8×1010柱的侧移刚度D值按下式计算：为柱侧移刚度修正系数，表示梁柱线刚度比。根据梁柱线刚度比的不同，柱可分为中框架中柱和边柱、边框架中柱和边柱等。详细计算结果见表3-6～3-7。70 西安石油大学本科毕业设计（论文）表3-6横向框架柱侧移刚度D值计算层次柱子类型αD根数1边框架边柱0.580.4217647.4994边框架中柱1.370.5523361.40818中框架边柱0.770.4619357.1294中框架中柱1.820.6125599.05618.8632、3、4、5、6边框架边柱0.480.1920946.2564边框架中柱1.220.3841068.13718中框架边柱0.640.2426235.2304中框架中柱1.380.4144243.14018.9387边框架边柱0.320.1414933.2774边框架中柱0.790.2830536.97418中框架边柱0.430.1819035.2314中框架中柱0.890.3133402.16918.602表3-7横向框架层间侧移刚度（N/mm）层次1234567∑D3.4横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算（1）横向自振周期顶点位移发是求结构基频的一种近似方法。将结构按质量分布情况简化成无限质点的悬臂直杆，导出以直杆顶点位移表示的基频公式。这样，只要求出结构的顶点水平位移，就可以按下式（3.3）求得结构的基本周期：（3-3）式中：为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；70 西安石油大学本科毕业设计（论文）为结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的调整系数。则：s>0.35s横向框架位移计算见表3-8。表3-8结果顶点的假想侧移计算层次/kNVGi/kN/(N/mm)/m/mm76391.7306391.7300.0050170.6667965.59614357.3260.0112165.6958106.43722463.7630.0175154.5348106.43730570.2000.0238137.0838106.43738676.6370.0301113.3228106.43746783.0740.027183.26110993.46457776.5380.056156.13（2）水平地震作用及楼层地震剪力剪力计算本设计的结构高度不超过30m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，因此可用底部剪力法计算水平地震作用。结构总水平地震作用标准值按式（3-4）计算：(3-4)式中：为相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数；为结构等效重力荷载（单质点应取总重力荷载代表值，多质点应取总重力荷载代表值的85%）。＝0.85×57419.588＝48806.65kN抗震设防烈度为8度，II类场地，设计地震分组为第一组，设计地震基本加速度为0.20g，查抗震规范得：，采用底部剪力法计算,由于s，，，无须考虑顶部附加地震作用。又由于，采用如下公式计算地震影响系数，其中衰减系数γ=0.9kN各质点的水平地震作用按式计算，将上述代入可得70 西安石油大学本科毕业设计（论文）=6632.974各楼层地震剪力按式(3-5)计算：(3-5)式中：为作用在k层楼面处的水平荷载，具体计算过程见表3-9。表3-9各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次(m)(kN)(kN·m)(kN)(kN)26.55560.8514890.5940.017114.707114.707725.356391.73.3560.1881248.1751362.883622.057965.60.3920.2041353.0262715.909518.758106.44.6940.1771170.8753886.783415.458106.44.4520.145964.8014851.584312.158106.4498493.2100.114758.7275610.31128.858106.4471741.9670.083552.6536162.96415.5510993.4661013.7250.071470.0106632.974各质点水平剪力地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图3-3；70 西安石油大学本科毕业设计（论文）（a）水平地震作用分布（b）层间剪力分布图3-3横向水平地震作用及楼层地震剪力（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和顶点位移分别按式(3-6~3-7)计算：(3-6)(3-7)符号意义同前。计算过程见表3-10，表中还计算了各层的层间弹性位移角。表3-10横向水平地震作用下的位移验算层次(kN)(N/mm)(m)(mm)(mm)71362.8830.0050170.6633001/207562715.9090.0112165.6933001/99953886.7830.0175154.5333001/99944851.5840.0238137.0833001/88135610.3110.0301113.3233001/75926162.9640.027183.2633001/92470 西安石油大学本科毕业设计（论文）16632.9740.056156.1355501/861由表3-10可见，最大层间弹性位移角发生在第三层，其值为1/759<1/550，《建筑抗震设计规范》要求钢筋混凝土框架结构弹性层间位移角限制为1/550，满足《建筑抗震设计规范》要求。（4）水平地震作用框架内力计算以图中②轴线横向框架内力计算为例，说明计算方法，其余框架内力计算略。框架柱端剪力及弯矩分别按(3-8~3-11)式计算：(3-8)(3-9)(3-10)(3-11)式中：为层柱的侧移刚度；h为该层柱的计算高度；y为框架柱的反弯点高度比；为框架柱的标准反弯点高度比；为上、下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值；、为上、下层高度变化时反弯点高度比的修正值。、、、均可根据《建筑结构荷载规范》查得。本设计中底层柱需考虑修正值，第2层柱需考虑，其余柱均无修正。具体计算过程及结果见表3-11。梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按式(3-12~3-15)计算：(3-12)(3-13)(3-14)(3-15)式中：，分别表示节点左右梁的线刚度；，分别表示节点左右梁的弯矩；70 西安石油大学本科毕业设计（论文）为柱在i层轴力，受压为正。具体计算过程见表3-12，其中梁线刚度取自表3-4。表3-11各层柱端弯矩及剪力计算70 西安石油大学本科毕业设计（论文）层次(m)(kN)(N/mm)边柱中柱73.31362.8831903518.90.420.712.549.83340233.10.611.238.371.163.32715.9091903539.20.421.040.888.63340268.80.611.390.9136.353.33886.7831903556.80.421.268.5119.13340299.70.611.5148.1181.043.34851.5841903571.30.421.394.2141.233402125.20.611.5185.9227.233.35610.3111903582.70.421.5122.9150.233402145.20.611.5215.6263.523.36162.9642623593.70.422.3216.392.744243157.90.611.9300.4220.815.556632.97419357124.70.843.4422.4269.925599165.01.133.3549.3366.2注：表中M单位为kN·m，V单位为kN，单位为m。表3-12梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边梁走道梁柱轴力边柱N中柱N749.8528.986.611.9442.0942.092.429.61-11.94-17.676101.1171.186.626.10103.38103.382.472.73-38.05-64.295159.85110.856.641.02161.00161.002.4113.27-79.06-136.554209.73153.036.654.96222.26222.262.4156.37-134.03-237.963244.35183.266.664.79266.16266.162.4187.26-198.82-360.432215.59177.956.659.63258.45258.452.4181.84-258.44-482.641486.27284.246.6116.74382.37382.372.4277.75-375.19-643.65注：1）柱轴力的负号表示拉力。当左地震作用时，左侧两根柱为拉力，对应的右侧两根柱为压力。2）表中M单位为kN·m，V单位为kN，N单位为kN，单位为m。水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及轴力分别如图(图3-4)和(图3-5)所示。70 西安石油大学本科毕业设计（论文）图3-4框架弯矩图（kN·m)70 西安石油大学本科毕业设计（论文）图3-5梁端剪力和柱剪力图（kN）3.5竖向荷载作用下框架结构的内力计算3.5.1计算单元取②轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为3.9m,如图3-6。由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合，因此在框架节点上还作用有集中力矩。70 西安石油大学本科毕业设计（论文）图3-6横向框架计算单元3.5.2荷载计算3.5.2.1恒荷载计算恒载作用下各层框架梁上的荷载分布如图3-7所示；(1)对于第7层、代表横梁自重，为均布荷载形式。=3.938kN/m=3.281kN/m、和分别为屋面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。=6.09×3.9=23.751kN/m=6.09×2.4=14.616kN/mP1、P2分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括主梁自重、女儿墙自重、楼板重等重力荷载，计算如下：P1=(1.95×1.95×0.5)×2×6.09+3.9×3.281+4.28×3.9×1.2=55.98kNP2=[(1.95×1.95×0.5)×2+(1.95+0.75)×1.2×0.5×2]×6.09+3.9×3.281=55.68kN70 西安石油大学本科毕业设计（论文）集中力矩M1=P1×e1=55.98×0.5×(0.6-0.25)=9.8kN∙mM2=P2×e2=55.68×0.5×(0.6-0.25)=9.74kN∙m图3-7各层梁上作用的恒载(2)对于第2-6层包括梁自重和其上横墙自重，为均布荷载，其它荷载的计算方法同第7层。=3.938+4.28×(3.3-0.6)=15.9494kN/m=3.281kN/m、和分别为楼面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。=4.28×3.9=16.692kN/m=4.28×2.4=10.272kN/mP1=(1.95×1.95×0.5)×2×4.28+3.9×3.281+24.387=53.46kNP2=[(1.95×1.95)/2×2+(1.95+0.75)×1.2×0.5×2]×4.28+3.9×3.281+21.229=64.97kN集中力矩M1=P1×e1=53.46×0.175=9.36kN∙mM2=P2×e2=64.97×0.175=11.37kN∙m(3)对于第1层，=5.513+4.28×(3.9+0.45-0.7)=21.135kN/m=4.725kN/m、和，分别为楼面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。=4.28×3.9=16.692kN/m=4.28×2.4=10.272kN/mP1=(1.95×1.95×0.5)×2×4.28+4.725×3.9+37.399=72.10kNP2=[(1.95×1.95)/2×2+(1.95+0.75)×1.2×2/2]×4.28+3.9×4.725+34.24+0.8=83.16kN70 西安石油大学本科毕业设计（论文）集中力矩M1=P1×e1=72.10×0.5×(0.7-0.3)=14.42kN∙mM2=P2×e2=83.61×0.5×(0.7-0.3)=16.72kN∙m3.5.2.2活荷载计算活载作用下各层框架梁上的荷载分布如图3-8所示；图3-8各层梁上作用的活载（1）对于第7层=3.9×2=7.8kN/m，=2.4×2=4.8kN/mP1=（1.95×1.95×2/2）×2=7.6kNP2=[(1.95+0.75)×1.2×2/2]×2+7.6=14.08kN集中力矩M1=P1×e1=7.6×0.175=1.33kN∙mM2=P2×e2=14.08×0.175=2.46kN∙m同理，在屋面雪荷载的作用下：=3.9×0.2=0.78kN/m，=2.4×0.2=0.48kN/mP1=0.76kNP2=1.408kN集中力矩M1=P1×e1=0.76×0.175=0.133kN∙mM2=P2×e2=1.408×0.175=0.246kN∙m（2）对于第2-6层=3.9×2=7.8kN/m，=2.4×2=4.8kN/mP1=（1.95×1.95×2/2）×2=7.6kNP2=[(1.95+0.75)×1.2×2/2]×2+7.6=14.08kN70 西安石油大学本科毕业设计（论文）集中力矩M1=P1×e1=7.6×0.175=1.33kN∙mM2=P2×e2=14.08×0.175=2.46kN∙m（3）对于第1层=7.8kN/m，=4.8kN/mP1=7.6kNP2=14.08kN集中力矩M1=P1×e1=7.6×0.5×(0.7-0.3)=1.52kN∙mM2=P2×e2=14.08×0.5×(0.7-0.3)=2.82kN∙m将以上计算结果总汇，见表3-13和3-14.表3-13横向框架恒载汇总表层次（kN/m）（kN/m）（kN/m）（kN/m）P1（kN）P2（kN）M1kN∙mM2kN∙m73.9383.28123.75114.61655.9855.689.89.742-615.4943.28116.69210.27253.4664.979.3611.37121.1354.72516.69210.27272.183.6114.4216.72表3-14横向框架活载汇总表层次（kN/m）（kN/m）P1（kN）P2（kN）M1kN∙mM2kN∙m77.8（0.78）4.8（0.48）7.6（0.76）14.08（1.41）1.33（0.13）2.46（0.25）2-67.84.87.614.081.332.4617.84.87.614.081.522.82注：表中括号内数值对应于屋面雪荷载作用情况。3.5.3用力矩分配法计算框架弯矩1.梁端、柱端弯矩计算采用弯矩二次分配法，由于结构和荷载均对称，故计算时可用半边框架，计算结果如下图所示。70 西安石油大学本科毕业设计（论文）（a）恒荷载作用下的二次弯矩分配法70 西安石油大学本科毕业设计（论文）（b）活荷载作用下的二次弯矩分配法图3-9横向框架弯矩的二次分配法70 西安石油大学本科毕业设计（论文）(a)恒载作用下竖向荷载作用框架弯矩图（单位：kN）70 西安石油大学本科毕业设计（论文）（b）活载作用下竖向荷载作用框架弯矩图（单位：kN）图3-10竖向荷载作用下框架弯矩图70 西安石油大学本科毕业设计（论文）3.5.4梁端剪力及柱轴力计算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得到。计算柱底轴力还需考虑柱的自重，计算结果如表3-15和表3-16所列。梁端剪力V=V(3-16)式中V—梁上均布荷载引起的剪力，V=—梁端弯矩引起的剪力，=柱轴力N=V+P(3-17)式中V—梁端剪力P—节点集中力及柱自重表3-15恒载作用下梁端剪力和轴力（kN）层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VCN顶N底N顶N底768.334.9-0.005068.268.334.9124.2155.490.6121.8690.027.8-0.312089.790.327.8298.5329.7214.5245.7590.027.8-0.312089.790.327.8472.8503.9338.4369.6490.027.8-0.312089.790.327.8647.0678.2462.3493.5390.027.8-0.312089.790.327.8821.3852.5586.2617.4290.027.8-0.312089.790.327.8995.61026.7710.1741.31108.632.5-1.0950107.5109.732.51206.31277.7857.5928.870 西安石油大学本科毕业设计（论文）表3-16活载作用下梁端剪力和轴力（kN）层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VC718.12.9-0.89017.219.02.956.0(24.8)48.1(17.0)618.12.9-0.44017.718.62.9112.5(81.3)96.2(65.1)518.12.9-0.44017.718.62.9168.9(137.8)144.4(113.2)418.12.9-0.44017.718.62.9225.4(194.2)192.5(161.3)318.12.9-0.44017.718.62.9281.8(250.7)240.6(209.4)218.12.9-0.44017.718.62.9338.3(307.1)288.7(257.6)118.12.9-1.14017.019.32.9434.3(362.9)377.1(305.7)注：剪力以向上为正，轴力以压力为正。3.6竖向荷载作用下横向框架的内力组合3.6.1结构抗震等级结构的抗震等级可根据结构类型、地震烈度、房屋高度等因素，由《建筑抗震设计规范》确定。本工程抗震设防烈度为8度，高度小于30米，根据《建筑抗震设计规范》查得，本工程的框架为一级抗震等级。3.6.2横向框架内力组合梁内力组合本设计考虑了四种内力组合，即1.2+1.4，1.2+0.9×1.4（＋），1.35+1.0及1.2+1.3。此外，对于本工程，1.25+1.4这种内力组合与考虑地震作用的组合相比一般比较小，对结构设计不起控制作用，故不予考虑。各层梁的内力组合结果见表（3-17~3-21)，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）。70 西安石油大学本科毕业设计（论文）图3-12均布荷载下的计算图形下面以第一层AB跨梁考虑地震作用的组合为例，说明各内力的组合方法。对支座负弯按相应的组合情况进行计算，求跨间最大正弯矩时，可根据梁端弯矩组合值及梁上荷载设计值，由平衡条件确定。由图3-12可得（3-18）式中：MA、MB为梁A、B端弯矩。若，说明，其中为最大正弯矩截面至A支座的距离，则可由下式求解：（3-19）将求得的值代入下式即可得跨间最大正弯矩值（3-20）若，说明，则（3-21）（3-22）若VA0，则（3-23）同理，可求得三角形分布荷载和均布荷载组合作用下的VA、和的计算式：（3-24）由下式求得：（3-25）（3-26）本例中：梁上荷载设计值=1.221.135=25.362kN/m=1.2(16.692+0.57.8)=24.71kN/m左震70 西安石油大学本科毕业设计（论文）==5.793kN>0=5.793－(2×25.362＋24.71)×1.95/2=-69.02kN<0说明x<其中x为最大正弯矩截面至A支座的距离；求得x=0.217则kN·m=0.75521.542=391.156kN·m右震==-132.644kN<0说明Mmax发生在右支座。kN·m=0.75535.91=401.93kN·m剪力计算：AB净跨6.6－0.7=5.9m左震=－11.05kN260.31kN516.657-11.05×0.35=512.77kN·m－493.946＋260.31×0.35=－402.865kN·m512.77＋402.865=915.635kN·m右震256.71kN－7.585kN－747.645＋256.71×0.35=－657.797kN·m245.078－7.585×0.35=242.423kN·m657.797+242.423=900.22kN·m=0.5×[25.362×5.9＋24.71×(5.9+5.9－1.95×2)/2]=123.62kN70 西安石油大学本科毕业设计（论文）则kNkN0.85×362.46=308.089kN0.85×359.06=305.202KN其他各梁的计算结果列于表3-17。3.6.3柱内力组合框架柱内力组合，取每层柱顶和柱底两个控制截面，按1.2+1.4，1.35（+1.0）及1.2+1.3进行组合，框架柱内力组合结果及柱端弯矩设计值见表(3-18~3-21)。70 西安石油大学本科毕业设计（论文）表3-17框架梁内力组合表层次截面位置内力SGkSQkSEkγRE[1.2(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]1.35SGk+SQk1.2SGk+1.4SQkV=γRE[ηvb(Mbl+Mbr)/ln+VGb]→←一层AM-88.100-16.290486.27-135.225-132.931387.493-560.734308.089V107.48017.000116.74162.098158.150-9.440218.204B左M-94.710-17.970284.24-145.829-143.546-370.460183.809V109.67019.270116.74167.325164.066221.196-6.447B右M-14.240-2.650382.37-21.874-21.510358.802-386.819518.055V32.5402.880277.7546.80944.707-240.224301.388胯间MAB135.225132.931391.156401.930MBC145.829143.546361.137361.137三层AM-82.880-18.430244.35-130.318-129.402155.356-321.127210.129V89.65017.70064.79138.728136.84325.480151.820B左M-84.740-19.030183.26-133.429-132.567-263.50893.849V90.28018.57064.79140.448138.848152.77926.438B右M-6.170-1.350266.16-9.680-9.603253.346-265.667353.887V27.7802.880187.2640.38338.757-156.281208.877胯间MAB130.318129.402190.809169.170MBC133.429132.567254.372254.372七层AM-63.040-17.12049.85-102.224-102.768-15.836-113.044117.015V68.25017.25011.94109.388109.46357.54680.829B左M-66.930-18.51028.98-108.866-109.577-96.822-40.311V68.26019.03011.94111.181111.96781.63958.356B右M-9.140-2.55042.09-14.889-14.99531.664-50.41196.195V34.9402.88029.6150.04947.7073.87261.612胯间MAB102.224102.76877.022-5.096MBC108.866109.57733.22733.227注:（1）M以下部受拉为正，V以向上为正。SQk一项中括号内的数值表示屋面作用雪荷载时对应的内力。（2）考虑地震作用时，括号内的数值为未乘的数值。70 西安石油大学本科毕业设计（论文）表3-18（a）横向框架A柱弯矩和轴力组合层次截面内力SGkSQkSEKγRE[1.2(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]1.35SGk+SQk1.2SGk+1.4SQk及对应及对应及对应7柱顶M68.9920.0749.8522.522119.723109.757114.336119.723119.723114.336N124.2324.7511.94134.582111.299186.241189.928111.299111.299189.928柱底M-47.12-10.8612.46-35.145-59.445-72.116-74.104-74.104-35.145-74.104N155.3956.0011.94153.407176.690258.005272.637272.637153.407272.6376柱顶M47.1210.8688.65-39.138133.72872.11674.104133.728133.72874.104N298.5081.3038.04342.324268.146469.350486.947268.146268.146486.947柱底M-47.12-10.8640.79-7.521-87.069-72.116-74.104-87.069-7.521-74.104N329.66112.4638.04310.209384.387541.014569.515384.387310.209569.5155柱顶M47.1210.86119.06-68.788163.37872.11674.104163.378163.37874.104N472.77137.7679.06564.567410.400752.359783.825410.400410.400783.825柱底M-47.12-10.8668.4820.771-121.667-72.116-74.104-121.66720.771-74.104N503.93168.9279.06482.628647.072824.023866.394647.072482.628866.3944柱顶M47.1210.86141.25-96.449197.34572.11674.104197.345197.34574.104N647.04194.22134.02853.762575.0011035.3681080.704575.001575.0011080.704柱底M-47.12-10.8694.1647.483-148.379-72.116-74.104-148.37947.483-74.104N678.20225.38134.02619.868898.6301107.0321163.273898.630619.8681163.2733柱顶M47.1210.86150.18-105.741206.63772.11674.104206.637206.63774.104N821.31250.68198.811115.543702.0181318.3771377.583702.018702.0181377.58370 西安石油大学本科毕业设计（论文）续表：3柱底M-47.12-10.86122.8877.343-178.239-72.116-74.104-178.23977.343-74.104N852.47281.84198.81746.8861160.4111390.0411460.1521160.411746.8861460.1522柱顶M47.1210.8692.71-45.975146.87172.11674.104146.871146.87174.104N995.58307.14258.441371.957834.4021601.3861674.462834.402834.4021674.462柱底M-47.12-10.86216.33174.538-275.434-72.116-74.104-275.434174.538-74.104N1026.74338.29258.44879.2701416.8251673.0501757.0301416.825879.2701757.0301柱顶M40.067.87269.94-238.499322.97059.94861.093322.970322.97061.093N1206.32362.89375.181722.443942.0691931.1092015.950942.069942.0692015.950柱底M-20.03-3.94422.37418.143-460.383-29.979-30.554-460.383418.143-30.554N1277.71434.28375.181044.8661825.2402095.2992205.1261825.2401044.8662205.126注：（1）表中M以左侧受拉为正，单位为kN·m,N以受压为正,单位为kN。SQk一项中括号内的数值表示屋面作用雪荷载，其它层作用活荷载时对应的内力值。（2）考虑地震作用时，括号内的数值为未乘的数值。表3-18（b）横向框架A柱柱端组合弯矩设计值的调整层次7654321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柱顶柱底γRH（∑Mc=ηc∑Mb)──────197.345163.547221.805191.536160.168288.784362.013575.479──────575.001898.630702.0181160.411834.4021416.825942.0691825.240注：表中弯矩为相应于本层柱净高上、下两端的弯矩设计值。70 西安石油大学本科毕业设计（论文）表3-19横向框架A柱剪力组合（kN）层次SGKSQKSEKγRE[1.2(SGK+0.5SQK）+1.3SEK]1.35SGK+SQK1.2SGK+1.4SQKV=γREηvc(Mbc+Mtc)/Hn735.185-9.37318.88251.97310.24438.12730.859126.57628.558-6.58239.22569.116-17.57231.97126.482145.14528.558-6.58256.83088.569-37.02531.97126.482190.72428.558-6.58271.337104.599-53.05531.97126.482223.49328.558-6.58282.745117.205-65.66131.97126.482253.46228.558-6.58293.651129.256-77.71231.97126.482318.64110.827-2.128124.740147.796-127.87912.48910.555331.69注：表中V以绕柱端顺时针为正，γREηvc()/为相应于本层柱净高上、下两段的剪力设计值。(ηvc=1.7)70 西安石油大学本科毕业设计（论文）表3-20（a）横向框架B柱弯矩和轴力组合层次截面内力SGkSQkSEKγRE[1.2(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]1.35SGk+SQk1.2SGk+1.4SQk及对应及对应及对应7柱顶M-67.47-18.5171.07-138.3450.240-106.221-110.252-138.345-138.345-110.252N90.6216.9617.6771.965106.422134.771137.02471.96571.965137.024柱底M41.689.1038.2778.9184.29663.28464.84078.91878.91864.840N121.7848.1217.67114.029148.485206.435219.593114.029114.029219.5936柱顶M-53.05-11.56136.28-185.82479.930-80.525-82.497-185.824-185.824-82.497N214.5365.0864.29159.678285.043343.964359.269159.678159.678359.269柱底M41.689.1090.86130.192-46.97863.28464.840130.192130.19264.840N245.6996.2464.29201.741327.106415.628441.838201.741201.741441.8385柱顶M-53.05-11.56181.00-229.419123.525-80.525-82.497-229.419-229.419-82.497N338.43113.20136.55222.391488.663553.158581.514222.391222.391581.514柱底M41.689.10148.09185.994-102.78063.28464.840185.994185.99464.840N369.59144.35136.55264.454530.727624.821664.083264.454264.454664.0834柱顶M-53.05-11.56227.20-274.466168.572-80.525-82.497-274.466-274.466-82.497N462.34161.31237.96256.683720.705762.351803.760256.683256.683803.760柱底M41.689.10185.89222.850-139.63663.28464.840222.850222.85064.840N493.49192.47237.96298.746762.768834.014886.328298.746298.746886.3283柱顶M-53.05-11.56263.53-309.891203.997-80.525-82.497-309.891-309.891-82.497N586.24209.43360.43270.441973.280971.5441026.005270.441270.4411026.00570 西安石油大学本科毕业设计（论文）续表：3柱底M41.689.10215.62251.834-168.62063.28464.840251.834251.83464.840N617.40240.59360.43312.5041015.3431043.2071108.574312.504312.5041108.5742柱顶M-53.05-11.56220.79-268.217162.323-80.525-82.497-268.217-268.217-82.497N710.14257.55482.64284.4531225.6011180.7371248.250284.453284.4531248.250柱底M46.178.55300.39338.279-247.47868.57169.683338.279338.27969.683N741.30288.71482.64326.5161267.6641252.4011330.819326.516326.5161330.8191柱顶M-50.78-9.16366.22-406.888307.240-75.174-76.299-406.888-406.888-76.299N857.45305.66643.65281.6981536.8161420.3531499.746281.698281.6981499.746柱底M25.394.58549.33560.507-510.68337.58738.150560.507560.50738.150N928.84377.06643.65378.0731633.1901584.5481688.928378.073378.0731688.928注：(1)表中M以左侧受拉为正，单位为kN·m。N以受压为正,单位为kN。(2)SQk一项中括号内的数值表示屋面作用雪荷载，其它层作用活荷载时对应的内力值。表3-20（b）横向框架B柱端组合弯矩设计值的调整层次7654321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柱顶柱底γRH（∑Mc=ηc∑Mb)──────274.466222.850309.891251.834268.217338.279406.888560.507──────256.683298.746270.441312.504284.453326.516281.698378.073注：表中弯矩为相应于本层柱净高上、下两端的弯矩设计值。70 西安石油大学本科毕业设计（论文）表3-21横向框架B柱剪力组合（kN）层次SGKSQKSEKγRE[1.2(SGK+0.5SQK）+1.3SEK]1.35SGK+SQK1.2SGK+1.4SQKV=γREηvc(Mbc+Mtc)/Hn733.076-8.36733.13236.28629.63166.082-7.141140.38628.706-6.26168.83032.49327.118102.145-49.970209.74528.706-6.26199.72332.49327.118136.281-84.107281.07428.706-6.261125.17832.49327.118164.409-112.235336.55328.706-6.261145.19732.49327.118186.530-134.355380.19230.067-6.094157.93334.49629.052202.076-146.956434.42113.724-2.476164.96316.05213.689195.021-169.548420.29注：表中V以绕柱端顺时针为正，γREηvc()/为相应于本层柱净高上、下两段的剪力设计值。(ηvc=1.7)70 西安石油大学本科毕业设计（论文）3.7截面设计3.7.1框架梁以第一层AB跨梁为例，说明计算方法和过程，其它层梁的配筋计算结果见表3-22和表3-23。表3-22框架梁纵向钢筋计算表层次截面M（kN·m）M（kN·m）ξ(mm2)As(mm2)实配钢筋As(mm2)As"/As(%)7支座A-88.080.000461462314（461）1.000.35Bl-71.61461375314（461）1.230.35AB跨间93.130.009459314（461）—0.35支座Br-31.35-0.041461203314（461）2.270.43BC跨间21.600.009130314（461）—0.433支座A-274.240.00611401437422（1520）0.791.15Bl-216.3311401134422（1520）1.011.15AB跨间194.560.020968322（1140）—0.86支座Br-201.160.01011401332422（1520）0.861.41BC跨间165.340.0691023322（1140）—1.061支座A-493.350.00419642175525（2545）0.901.35Bl-302.1519641332525（2545）1.471.35AB跨间392.540.0291662425（1964）—1.04支座Br-293.740.01512561540525（2545）0.821.60BC跨间234.740.0671194425（1964）—0.79(1）梁的正截面受弯承载力计算从表3-17中分别选出AB跨跨间截面及支座截面的最不利内力，并将支座中心处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：=657.797kN·m=0.75657.797=493.347kN·m=402.865kN·m=0.75402.865=302.149kN·m跨间弯矩取控制截面，即支座边缘处的正弯矩70 西安石油大学本科毕业设计（论文）。由框架梁内力组合表可得相应的剪力：VA=1.3×116.74－(107.48＋0.5×17)=35.782kN·m则0.75×35.782×0.35=9.393kN·m则支座边缘处=391.156－9.393=381.763kN·m=392.573kN·m当梁下部受拉时，按T型截面设计，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，=l/3=6.6/3=2.2m=2200mm；按梁间距考虑时，=b+=300+（3300-700/2)=2950mm；按翼缘厚度考虑时=-=700-35=665mm，=100/665=0.18>0.1，此种情况不起控制作用，故取取较小值2200mm。梁内纵向受拉钢筋选HRB400级钢（==360），=0.518。下部跨间截面按单筋T型截面计算。因为=1.014.3×（665-120/2）=2283.996kN·m>392.573kN·m属第一类T型截面αs==（3-27）（3-28）=0.985（3-29）实配钢筋425（A=1964mm2），，满足要求。将下部跨间截面的425钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋（=1964mm2），再计算相应的受拉钢筋As，即支座A上部70 西安石油大学本科毕业设计（论文）说明As,富裕，且达不到屈服，可近似取（3-30）实取525（As=2454mm2），支座Bl上部：（3-31）实取525（As=2454mm2），，As,/As=1964/2454=0.8>0.3,满足要求。（2）梁斜截面受剪承载力计算AB跨：，属于厚腹梁。V=308.089kN<=0.250.814.=570.57kN故截面尺寸满足要求。一级抗震箍筋支距不应大于200mm和20d中较大值，箍筋最小直径10。梁端加密区箍筋取2肢10@100，箍筋用HPB300（N/mm2），则=0.421.+1.=393.88kN>308.089kN（3-32加密区长度取max(1.5h,500)=max(1.5×700,500)=1.05m。非加密区箍筋取2肢10@150，则其承载力为=0.421.+1./=309.53kN>308.089kN.，一级抗震配箍率不小于0.28ft/fyv=0.28×1.43/210=0.19%，，满足要求。由于hw=h-hf，=580>450mm;故需配腰筋，每侧不小于0.1%bhw=174mm，且不大于200mm。本例每侧配212，As=226mm²。BC跨：若梁端箍筋加密区取4肢10@100，则其承载力为0.421.+1./=567.503kN>518.055kN，满足要求。由于非加密区长度较小，故全跨均可按加密区配置。70 西安石油大学本科毕业设计（论文），满足要求。表3-23框架梁箍筋数量表层次截面（kN）（kN）(mm)梁端加密区非加密区实配钢筋（）实配钢筋ρsv%7A、B左117.015403.9750.222Ф8@1002.012Ф8@1500.27B右96.195332.4750.222Ф8@1002.012Ф8@1500.273A、B左210.129403.9750.842Ф8@1002.012Ф8@1500.27B右353.887332.4752.332Ф10@1002.622Ф10@1500.421A、B左308.089570.571.082Ф10@1002.622Ф10@1500.35B右518.055484.772.814Ф10@1003.142Ф12@1500.50注：表中V为换算至支座边缘处的梁端剪力。3.7.2框架柱（1）框架柱剪跨比和轴压比验算表3-24给出了框架柱各层剪跨比和轴压比计算结果。表中、和都不应考虑承载力抗震调整系数。表3-24柱的剪跨比和轴压比验算柱号层次b（mm）（mm）（N/mm2）（kN·m）（kN）（kN）A柱760056014.3159.63117.47363.522.427>20.071360056014.3277.26234.851450.512.108>20.282170066014.3696.85316.722281.553.334>20.326B柱760056014.3184.46131.67152.042.502>20.030360056014.3413.19340.49416.722.167>20.081170066014.3747.34348.61504.103.248>20.072注:Mc、Vc分别为柱端截面组合计算值且不考虑承载力抗震调正系数，Mc取上下端较大值。由表可见，各柱的剪跨比和轴压比均满足《建筑设计抗震规范》要求。（2）柱正截面承载力验算70 西安石油大学本科毕业设计（论文）第二层B柱: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。查内力组合表3-20（b)直接获得：338.279kN·m===1036mm取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中的较大值，即600/30=20mm，故取=20mm。此时水平地震荷载作用超出总荷载的75%，所以柱的计算长度取（3-34a）和（3-34b）中较小值＝[1+0.15×()]×H（3-34a）＝(2+0.2)H（3-34b）其中＝[1+0.15×(1.9+1.05)]×3.3＝4.76m因为/=4760/600=7.93>5,故应考虑偏心距增大系数。=(取=1.0)/<15，取=1.0。=1.0e=+=1.0×1056+600/2-40=1014mm对称配筋：====0.068<=0.518为大偏心受压情况。=70 西安石油大学本科毕业设计（论文）825mm2实配428，（=2463mm2）,总配筋率，（满足）单侧配筋，（满足）再按及相应的M一组计算。N=1248.25kN，节点上下柱弯矩：M上=82.497kN·m，M下=69.683kN·m此组内力是非地震组合情况，且无水平载荷效应，故不必进行调整。=1.25×3.3=4.1m。===55.8mm=+=55.8+20=75.8mm/=4100/600=6.88>5同理可求得=1.0，=1.0，=0.98=0.98×75.8=74.28mm<0.3=168mm此情况下为小偏心受压。e=+=74.28+300-40=334.28mm（3-35）按式(3-35)计算时，应满足及。本例N=1248.25kN<=0.51814.=2488.886kN但Ne=1248..28=417.265kN·m<=1157kN·m故按构造配筋，且应满足＝0.8％。单侧配筋率，故mm2选取428（=2463mm2）。70 西安石油大学本科毕业设计（论文）总配筋率0.8%<<5%（满足）单侧配筋率0.2%（满足）（3）柱斜截面受剪承载力计算以第一层B轴柱为例进行计算,由前可知，上柱柱端弯矩设计值542.52kN·m对一级抗震等级，柱底弯矩设计值Mcb=1.7×560.507/0.75=1270.48kN·m则框架柱的剪力设计值kN·m根据≤（满足要求）（取=3.0）其中取较大的柱下端值，而且不应考虑。与相应的轴力为：N=504.1kN<0.3=1981.98kN取N=504.1kN==1.53>0取14，=153.9mm2，则s101mm。故取加密区箍筋414@100。箍筋用HPB300（N/mm2），由表3-25查得第一层的轴压比n=0.072，由《建筑抗震设计规范》查得柱箍筋加密区的箍筋最小配筋特征值，则最小体积配箍率：=0.116.7/210=0.8%>0.6%。加密区位置和长度按《建筑抗震设计规范》要求确定70 西安石油大学本科毕业设计（论文）。加密区一般位于柱子的两端，加密区长度为柱截面长边尺寸、柱净高之1/6和500mm三者之间的最大值。底层柱在刚性地坪上、下各500mm范围内，底层柱柱根以上1/3柱净高的范围亦应按加密区要求配置箍筋。本例中，底层柱高5.55m，净高5.55－0.5=5.05m，基础埋深2.0m,基础高度800mm。则柱加密区范围如下：①刚性地坪上下各500mm②取max(700,5050/6,500)=842mm,取850mm。③柱根以上1/3柱净高5050/3=1683mm。取1700mm。则实际加密区为：柱根以上1700＋500=2200mm柱顶以下850mm非加密区还应满足s<15d=420mm，故箍筋取414@200。各层柱箍筋计算结果见表3-26。表中。表3-26框架柱箍筋数量表层次柱号（kN）（kN）（kN）（kN）(mm)%实配钢筋()加密区非加密区1A331.691321.32>V2153.051981.980.141.0412@100（0.65）412@200（0.32）B420.291321.32>V504.101981.981.530.8414@100（0.88）414@200（0.44）3A253.46960.96>V1394.431441.440.220.8410@100（0.52）410@200（0.26）B380.19960.96>V416.671441.441.840.8416@100（1.34）416@200（0.67）7A126.57960.96>V204.541441.44<00.8410@100（0.52）410@200（0.26）B140.38960.96>V152.041441.44<00.8410@100(0.52)410@200(0.26)（4）框架柱节点核心区截面抗震验算。节点核心区剪力设计值对一级框架式中：为核心区组合的剪力设计值；为与柱端弯矩调整公式中意义相同；为柱的计算高度，可取点上下柱反弯点间的距离；70 西安石油大学本科毕业设计（论文）为节点两侧梁高平均值；为节点两侧梁有效高度平均值；在节点设计中，首先要验算节点截面的限制条件，以防节点截面太小，核心区混凝土承受过大斜压应力致使节点混凝土被压碎而破坏。框架节点受剪水平截面应符合如下条件：（《混凝土结构设计规范》第184页式11.6.3）式中：为节点水平截面的宽度，当验算方向的梁截面宽度不小于该侧柱截面宽度的1/2时，取等于框架柱的宽度，当小于柱截面宽度的1/2时，可采用下列二者的较小值，即，；，为梁截面宽度；分别为验算方向的柱截面宽度和高度。以一层中节点为例。由节点两侧梁的受弯承载力计算节点的剪力设计值，因节点两侧梁不等高，计算时取两侧梁的平均高度，即hb=(600+700)/2=650mm,hb0=(565+665)/2=615mm本例中框架为一级抗震等级，HC为柱的计算高度，取节点上下柱反弯点高度，即HC=5.232m=757.279kN·m剪力设计值因为bb=300，bc/2=350mm，故取bj=650mm，hj=700mm,则满足要求。节点核心区的受剪承载力按下式计算：＝其中N取二层柱底轴力N=435.35kN和0.5fcA=0.5×14.3×6002=2574kN，取二者中的较小值，故取N=435.35kN。设节点区箍筋为414@100，则，故承载力满足要求。70 西安石油大学本科毕业设计（论文）3.8板的设计板必须满足由《混凝土设计规范》第125页的相关要求。由与板的长宽比都小于2，故所有板均按双向板进行设计。3.8.1材料选用混凝土：统一用C30混凝土；钢筋：采用HPB300钢筋。3.8.2荷载计算楼面活荷载kN/m2。板自重加上面层，粉刷层，恒荷载kN/m2。g+q=1.2×gk+qk×1.4=4.28×1.2+2.0×1.4=7.936kN/m2g+0.5q=1.2×gk+0.5×qk×1.4=4.28×1.2+1.4=6.536kN/m20.5q=1.4kN/m23.8.3跨度计算如图，区格板A和区格板B都为双向板（/>0.5,即板的短跨与长跨之比大于0.5），按塑性铰线法设计，梁柱板整浇，板的计算跨度：内跨：=(b为梁宽)，边跨：=-250+100/2-b/2。各区格板计算跨度见表3-27。表3.27按塑性铰线法计算的正截面受弯承载力设计值项目区格ABCD(m)3.94.02.42.4(m)6.76.73.94.0/0.580.600.620.60m14.3564.5091.5861.623m22.7112.9311.0671.055-9.729-10.069-3.552-3.625-6.892-7.250-2.610-2.610-9.729-10.069-3.552-3.625-6.892-7.250-2.610-2.6103.8.4弯矩计算根据不同的布荷情况，有不同的支承情况，整个楼盖可以分为A、B、C、D四种区格板，如图3-11所示。首先假定边缘板带跨中配筋率与中间板带相同，支座截面配筋率不随板带而变，取同一数值；跨中钢筋在离支座/4处间隔弯起；利用式2（3-36）70 西安石油大学本科毕业设计（论文）进行连续运算。式中：短跨（）方向—跨中极限承载力、—两支座的极限承载力长跨（）方向—跨中极限承载力、—两支座的极限承载力—极限荷载图3-11板的结构布置图3.8.5截面设计截面的有效高度：假定选用ф8钢筋，则l01方向跨中截面的h01＝101mm，l02方向跨中截面的h02＝93mm，支座截面的h0＝101mm。截面设计用的弯矩：楼盖周边梁连续，可视为圈梁，有利，各弯矩折减20％，B区不折减。为便于计算，近似取γ＝0.95，70 西安石油大学本科毕业设计（论文）所得计算结果为每1米板宽截面应配筋截面面积。截面配筋计算结果及实际配筋见表3-28。表3-28按弹性理论设计的截面配筋项目截面h0(mm)M(kN·m)As(mm2)配筋实际As(mm2)跨中A区格l01方向1014.356173ф8@200251l02方向932.711117ф8@200251B区格l01方向1014.509224ф8@200251l02方向932.931158ф8@200251跨中C区格l01方向1011.58663ф8@200251l02方向931.06746ф8@200251跨中D区格l01方向1011.62364ф8@200251l02方向931.05545ф8@200251支座A边支座lox101-9.729386ф8@125402A—A101-9.729483ф8@100502A—B101-10.069500ф8@100502A—C101-6.892342ф8@125402B边支座loX101-10.069400ф8@125402B边支座loY101-7.250288ф8@125402C—D101-7.250360ф8@125402B—B101-3.552176ф8@200251B—D101-2.610130ф8@200251D边支座lox101-2.610104ф8@2002513.9楼梯设计本设计采用现浇板式楼梯，结构布置如图3-12所示。混凝土：统一用C30混凝土；钢筋：采用HPB300钢筋。70 西安石油大学本科毕业设计（论文）图3-12现浇板式楼梯结构布置图3.9.1梯段斜板斜板踏步宽270mm，高150mm，倾斜角arctan=29，cos=0.875。斜板厚一般不小于斜长的1/30，底层取h=125mm，其它层取h=105mm；取1m宽板为计算单元。（1）荷载计算梯段板荷载计算结果见表3-29，恒载分项系数取γG＝1.2，活载分项系数取70 西安石油大学本科毕业设计（论文）γQ＝1.4。总荷载设计值为：P=g+q=1.2×6.58+1.4×3.5=12.796kN/m表3-29梯段板的荷载荷载种类荷载标准值（kN/m）恒荷载瓷砖面层(0.3+0.15)×0.5/0.27=0.78三角形踏步0.5×0.27×0.15×25/0.27=1.87混凝土斜板0.125×1×25/0.875=3.54（3.0）板底抹灰0.02×17×1/0.875=0.39（0.39）小计6.58（6.17）活荷载3.5注：括号里的数据为2—7层的荷载值。（2）内力计算计算跨度底层=3.24m；其它层2.7m。梯段板的计算简图如3-13所示。斜板梁端均与梁整浇，考虑梁对板的弹性嵌固作用，斜板的跨中和支座弯矩近似取底层其他层图3-13梯段板的计算简图（3）配筋计算板的有效高度=125-20=105mm，=105-20=85mm70 西安石油大学本科毕业设计（论文）====0.956=637mm2=517mm2底层选用10@100(=785mm2），其他层选用10@150(=523mm2）分布筋每级踏步1根10。3.9.2平台板设计板厚h=120mm，取1m宽板带为计算单元。荷载计算：平台板荷载标准值见表3-30。总荷载设计值为：P=g+q=1.2×3.44+1.4×3.5=9.028kN/m表3-30平台板的荷载荷载种类荷载标准值（kN/m）恒荷载瓷砖面层0.5120厚混凝土板0.12×25=2.6板底抹灰0.02×17×1=0.34kN/m小计3.44活荷载3.5截面设计计算跨度2.0-0.2/2＋0.12/2=1.96m板两端与梁整浇，取有效高度=120-20=100mm===0.9970 西安石油大学本科毕业设计（论文）=3.47×106/（210×0.99×100）=167mm2跨中、支座均选用8@200(=251mm2)。3.9.3平台梁设计假定平台梁截面尺寸b×h=200mm×350mm（1）荷载计算平台梁荷载标准值计算见表3-31。表3-31平台梁的荷载荷载种类荷载标准值（kN/m）恒荷载梁自重(0.35－0.08)×0.2×25=1.35梁侧抹灰0.02×(0.35－0.08)×2×17=0.18平台板传来3.84×1.96/2=3.76梯段板传来6.58×3.24/2=10.66（8.88）小计15.95（14.17）活荷载3.5×(3.24+1.96)/2=9.1（8.16）注：括号里的数据是2～7层的荷载值。总荷载设计值为：底层g+q=1.2×15.95+1.4×9.1=31.88kN/m其他层g+q=1.2×14.17+1.4×8.16=29.08kN/m(2)内力计算计算跨度=1.05Ln=1.05×(3.9－0.24)=3.84m弯矩设计值底层=31.88×3.842÷8=58.85kN·m其他层=29.08×3.842÷8=53.68kN·m剪力设计值底层其他层(3)截面设计正截面强度计算近似地按倒L形截面计算：mm，梁的有效高度：=350-35=315mm70 西安石油大学本科毕业设计（论文）=1.014.（315-120/2）=350.06kN·m>58.85kN·m属第一类T形截面：===底层选配222(=760mm2)，底层选配220(=628mm2)配置8@100的箍筋，则斜截面受剪承载力为：==0.42×1.43×100×315+1.25×210××315=79.43kN>58.34kN箍筋设置满足要求。3.10梁的构造说明3.10.1梁的截面尺寸框架梁的截面尺寸一般由三个条件确定：a)最小构造截面尺寸要求；b)抗剪要求；c)受压区高度的限值。框架梁的截面高度一般按（1/8～1/12）(为梁的计算跨度)估算，且不宜大于1/4净跨，梁的高宽比/不宜小于0.25，因/70 西安石油大学本科毕业设计（论文）较小时，混凝土抗剪能力有较大降低，同时截面宽度不宜小于250mm和/2(为柱宽)，梁截面的最小尺寸还应满足竖向荷载下的刚度要求。为防止梁发生斜压破坏，保证混凝土具有一定的抗剪承载力和箍筋能够发挥作用，梁截面应满足抗剪要求：非抗震设计当≤4时，V≤0.25当≥6时,V≤0.20当4<<6时，按直线内插法取用。抗震设计V≤（0.20）/式中：—截面的腹板高度，矩形截面取有效高度，T形截面取有效高度减去翼缘高度，Ⅰ形截面取腹板净高。为使框架梁具有足够的变形能力，梁的受压区高度应满足：非抗震设计x≤抗震设计一级x≤0.25二级x≤0.35梁的变形能力主要取决于梁端的塑性转动量，而塑性转动量主要与混凝土相对受压区高度有关。试验表明，当x/在0.25-0.35范围内时，梁的位移延性系数可达3-4。在计算相对受压区高度时，可考虑受压钢筋的作用。3.10.2梁的纵向钢筋非抗震设计时：a)纵向受拉筋的最小配筋度支座截面=0.25%跨中截面=0.20%b)在梁端至少配置212钢筋伸入支座，或与支座负钢筋搭接，搭接长度为1.2la。c)顶层框架梁的端节点负筋应伸入边柱内，伸入总长度不应小于1.2，而且其中至少有50%的钢筋伸过梁底面1.2，其它层框架梁的端节点负筋应伸入边柱内，伸入总长度不应小于。d)梁支座截面下部至少有两根钢筋伸入柱中，伸入总长度不应小于20，若需上弯，则水平锚固段不应小于10。e)梁支座负钢筋至少自边柱起延长/4(为梁的净跨)方可截断。抗震设计时：a)纵向受拉钢筋配箍率不应大于2.5%，也不应小于表3-37中的数值。b)考虑到水平力产生的剪力在框架梁总剪力中占的比例很大，且水平力往复作用下，两种剪力反号，反弯点移动的因素，在框架梁中不采用弯起钢筋，梁中全部剪力由箍筋和混凝土共同承担。70 西安石油大学本科毕业设计（论文）c)梁截面上部和下部至少分别配置两根贯通全跨的钢筋，一、二级框架梁其直径不小于14mm，且不应小于梁端顶面和底面纵向钢筋中较大截面面积的1/4，三、四级框架梁纵筋直径布小于12mm。d)在地震反复荷载作用下，梁中纵向钢筋埋入柱节点的相当长范围内，混凝土与钢筋的粘结力易发生破坏，因此，应比非抗震设计框架的锚固长度大。一级框架=+10d二级框架=+5d三、四级框架=e)一、二级框架梁纵向钢筋应伸过边柱节点中心线。当纵向钢筋在节点内水平锚固长度不够时，应沿柱节点外边乡下弯折。试验研究表明，伸入支座弯折锚固的钢筋，锚固力由弯折钢筋水平段的粘结强度和垂直端的弯折锚固作用所构成。水平端的粘结，是构成锚固的主要成份，它控制了滑移和变形，在锚固中起很大作用，故不应小于0.45。垂直段只在滑移变形较大时才受力，要求垂直段不小于10d，因随垂直段加长，其作用相对减小，故限制最大垂直段长度为22。上部纵筋应贯穿中柱节点，下部纵筋伸入柱节点的总长度也应大于，并伸过柱中心线5d，但不宜大于20。纵筋最小锚固长度应满足表3-32。f)纵向钢筋的接头，一级框架中应采用焊接；二级框架中宜采用焊接。梁端部纵向受压钢筋与受拉钢筋面积的比值AS׳/AS,一级框架不应小于0.5，二、三级框架不应小于0.3。因梁端部的底面和顶面纵向钢筋量的比值，对梁的变形能力有较大影响。一方面，梁底面钢筋可增加幅负弯矩作用时的塑性转动能力；另一方面，防止正弯矩作用时屈服过早或破坏过重而影响负弯矩作用时强度和变形能力的正常发挥。表3-32纵筋最小锚固长度表（mm）70 西安石油大学本科毕业设计（论文）钢筋种类混凝土强度等级C20C25C30C35≥C40d≤25d>25d≤25d>25d≤25d>25d≤25d>25d≤25d>25HPB235普通钢筋31312727242422222020HRB335普通钢筋39423437303727302527环氧树脂涂层钢筋48534246374134373134HRB400普通钢筋46514044363933363033RRB400环氧树脂涂层钢筋58635055454941453741注：1.当弯锚时，有些部位的锚固长度为≥0.4+15d，见各类构件的标准构件详图；2.在任何情况下，纵向受拉钢筋的猫固长度不应小于250mm。表3-33抗震设计时框架梁纵向受拉钢筋最小配筋百分率抗震等级支座(取较大)跨中(取较大)一0.40和800.30和65二0.30和650.25和55三、四0.25和550.20和453.10.3梁的箍筋非抗震设计时：a)当梁中配有计算所需受压筋时，箍筋应为封闭形式；当一层内纵向钢筋多于三根时，应设置复合箍筋，但梁宽≤400，且一层内纵向受压钢筋不应多于四根时，可不设置复合箍筋。b)箍筋配筋率≤0.2c)箍筋的间距，在绑扎骨架中部应大于15，在焊接箍加重不应大于20，并应满足表3-34要求。70 西安石油大学本科毕业设计（论文）d)在梁中纵向钢筋搭接长度范围内，当搭接钢筋为受拉时，箍筋间距不应大于5，且不应大于100；当搭接钢筋为受压时，箍筋间距不应大于10，且不应大于200（为纵筋最小直径）。抗震设计时：a)箍筋应做135º弯钩，弯钩端头直段长度不应小于10（为箍筋直径）。b)根据试验和震害调查，发现梁端破坏主要集中在1.5~2.0倍梁高的范围内。为保证梁具有足够的延性，提高塑性铰区压区混凝土的极限应变值，并防止塑性铰区最终发生斜裂缝破坏，在梁端纵筋屈服范围内，加密封闭式箍筋，对提高梁的变形能力十分有效。同时，为防止压筋过早压曲，应限制箍筋间距。试验表明，当纵向钢筋屈服区内配置箍筋间距小于6~8（为纵筋直径）时，在压区混凝土彻底压溃前，压筋一般不会发生压曲现象，能充分发挥梁的变形能力。为此规定了梁的加密区长度，箍筋最大间距及最小直径。c)加密区箍筋的肢距，一、二级不应大于200mm，三、四级不宜大于200mm。纵向钢筋每排多于四根时，每隔一根宜用箍筋或拉筋固定，梁端第一箍筋距柱边一般为50mm。d)沿梁全长，箍筋的配箍率不应小于下列规定：一级抗震0.30二级抗震0.28三、四级抗震0.26梁中箍筋的最大间距应满足表3-34，梁加密区长度、箍筋最大间距及最小直径应满足表3-35.表3-34梁中箍筋的最大间距(mm)Vh>≤1500.6一普通箍、复合箍0.81.21.6螺旋箍0.81.01.2二普通箍、复合箍0.6～0.80.8～1.21.2～1.6螺旋箍0.60.8-1.01.0-1.2三普通箍、复合箍0.4～0.60.6～0.80.8～1.2螺旋箍0.40.60.8注：计算柱箍筋体积配箍率时，不计重叠部分的箍筋体积。f)纵向钢筋搭接接头处，箍筋间距应符合一下要求：纵筋受拉时，不大于5及100mm。纵筋受压时，不大于10及200mm。g)非加密区的箍筋不应小于加密区箍筋的50％，为施工方便，宜不改变直径而将间距扩大一倍，但对一、二级抗震，间距不宜大于10d三级不宜大于15d（d为纵筋直径）。70 西安石油大学本科毕业设计（论文）4结论本次毕业设计是“一”字型的七层办公楼设计，主要部分是建筑、结构设计。建筑设计主要包括平面设计和立面设计。此次按照任务书设计了普通办公室、校长办公室、人事处、保安室、财务处及会议室等，依照规范要求设置楼梯两部，电梯一部。设计走廊宽度为2.4m，布置了6.6m×3.9m的柱网。层总高26.7m。结构设计主要包括初估结构构件的尺寸、荷载计算、地震力作用下框架结构的抗侧移验算、及竖向荷载作用下框架结构的内力分析、弯矩计算、梁端剪力和轴力计算，框架梁、柱的内力组合，梁、柱的正、斜截面的配筋计算，楼梯、板计算等几部分。整个截面设计满足强柱弱梁、强剪弱弯和强节点、强锚固的设计原则，能够满足8度抗震设防要求。房间开间和进深的选择能满足人们的心理要求。70 西安石油大学本科毕业设计（论文）参考文献[1]、同济大学、西安建筑科技大学、东南大学、重庆建筑大学合编.房屋建筑学（第四版）.中国建筑工业出版社，2006；[2]、建筑设计资料集，北京:中国建筑工业出版社，1998；[3]、中华人民共和国国家标准，GB50009—2001(2006年版)，建筑结构荷载规范[S].北京:中国建筑工业出版社，2006；[4]、中华人民共和国国家标准，GB50016—2006，建筑设计防火规范[S].北京:中国计划出版社,2006；[5]、中华人民共和国国家标准，（GB50003—2001），砌体结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社，2001；[6]、中华人民共和国国家标准，（GB/T50001—2001），房屋建筑制图统一标准[S].北京:中国计划出版社，2002；[7]、中华人民共和国国家标准，GB50011—2001（2010年版）建筑抗震设计规范[S].北京:中国计划出版社,2010；[8]、中华人民共和国国家标准，（GB50010—2002），混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社，2002；[9]、邱洪兴.建筑结构设计.北京：东南大学出版社,2002；[10]、梁兴文、史庆轩主编.土木工程毕业设计指导［M］.北京：科学出版社，2002；[11]、王社良主编.抗震结构设计（第三版）［M］.武汉理工大学出版社，2007；[12]、吕西林主编.高层建筑结构（第二版）.武汉理工大学出版社，2003；[13]、刘家仁主编.土木工程施工［M］.高等教育出版社，2003；[14]、闵小莹主编.土木工程施工课程设计指导［M］.武汉理工大学出版社，2004；[15]、东南大学、同济大学、天津大学、合编，清华大学主审.混凝土结构设计（第三版）.中国建筑工业出版社，2004；[16]、罗向荣.钢筋混凝土结构.北京：高等教育出版社,2003。70 西安石油大学本科毕业设计（论文）致谢首先感谢院系领导和指导老师的辛勤栽培，在他们的热心帮助下，我顺利完成了毕业设计；同时帮我找到并及时改正了学习中的不足之处；更重要的是：他们教会了我许多做人的道理。本次毕业设计要求独立完成，但是在这其中却实在包含了很多人的努力，所以这份工作的完成绝非是我一个人的成果，而是许多人共同努力的结晶。我们在宿舍里的讨论也是这份设计完成所不可或缺的部分，很多同学在建筑、结构设计以及绘图、电子文档制作过程中都提出了许多重要的建议和实际的帮助。感谢同组的组员，宿舍的兄弟，还有所有同专业的兄弟姐妹们。限于学识水平，本次毕业设计的缺陷在所难免。在理论联系实际中，我们需要不断探索相关的技术问题，把问题深入理解，不断改进。真诚地希望各位老师对本次毕业设计的缺点、错误和不足给予指正，督促我在以后的学习研究和生产实践中不断进步。最后，感谢母校对我的培养！祝愿亲爱的老师们和同学们工作顺利、健康快乐；祝愿母校明天更加辉煌灿烂！70'