某高校教学楼工程设计计算书

' 摘要本工程为成都市某高校教学楼工程，采用钢筋混凝土框架结构，主体结构为五层，本地区的抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第三组，拟建场地土的类型为中软场地土，建筑场地为II类建筑场地。主导风向：夏季东南风，冬季西北风。楼板和屋盖均采用的是现浇钢筋混凝土板。本次设计遵循“实用、安全、经济、美观”的设计原则。按照建筑设计的要求规范，考虑了影响设计的各个关键因素和结构与建筑的总体与细部的之间的联系。在确定框架布置之后，先进行了每一层层间荷载代表值的计算进行荷载统计，从而采用D值法求出水平荷载风荷载作用下的结构的内力（弯矩、剪力、轴力）。然后采用弯矩二次分配法计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构的内力。在进行内力组合后找出最不利的一组或几组内力组合进行截面验算和配筋。选取最保守的组合进行计算配筋然后绘制施工图。对楼板先进行了划格分板型进行配筋计算，本设计所采用是独立基础，需要对基础进行了面积受力、抗冲切和配筋计算还应注意是否有联合柱基。本结构在整个设计过程中，满足了相关的专业设计规范的要求，借鉴相关的资料和这方面最新的国家标准规范，对设计的每个环节都考虑了科学性和施工的可操作性。总而言之，适用、安全、经济、人性是本设计的准则和亮点。关键词：框架结构；荷载计算；内力计算；计算配筋 AbstractThisprojectisateachingbuildingengineeringuniversitiesinChengdu,theuseofreinforcedconcreteframestructure,thefive-storymainstructure,theseismicintensityof7degreesintheregion,thedesignearthquakegroupedintoathirdgroup,thetypeproposedsiteisinsoftsoilsitesoil,buildingsitefortheclassIIconstructionsite.Dominantwinddirection:XiaJidongsoutherlywinternorthwestwind.Floorroofaremadeofreinforcedconcreteslabiscast.Thedesignfollowsthe"practical,safe,economicalandaesthetic"designprinciple.Inaccordancewiththerequirementsofarchitecturaldesignspecification,considerthelinksbetweenthevariouskeyfactorsinfluencethedesignandstructureanddetailoftheoverallconstruction.Afterdeterminingtheframearrangement,thefirstrepresentativevaluewascalculatedforeachloadcarriedloadsbetweenthelayersofstatistics,therebyusingtheinternalforces(bendingmoments,shear,axialforce)Dvaluemethodcalculatedwindloadsunderhorizontalloadstructure.ThencalculatedusingtheverticalstructureMomentDistributionMethodunderload(deadloadandliveload)theroleoftheinternalforces.Afterconductinginternalforcetoidentifythemostunfavorableonegrouporseveralgroupssectionalinternalforcecombinationcheckingandreinforcement.Selectthemostconservativeportfolioiscalculatedreinforcementthendrawconstructionplans.Onthefirstfloorwerecrosscutbereinforcementtypesub-boardcomputing,inthisdesignisanindependentfoundation,theneedforabasisfortheareabyforce,punchingshearandreinforcementcalculationshouldalsopayattentiontowhetherthereisjointcolumnbase.Thestructurethroughoutthedesignprocesstomeettherequirementsoftherelevantprofessionaldesignspecifications,drawonrelevantinformationandinthisrespectthelatestnationalstandards,everyaspectofthedesignaretakenintoaccountscientificandconstructability.Allinall,application,security,economic,humannatureisthedesignoftheguidelinesandhighlights.Keywords:framestructure;loadcalculation;internalforcecalculation;calculatingreinforcement 目录1建筑设计说明11.1建筑平面图11.2建筑立面图11.3建筑剖面图12结构设计说明2.1建筑概况12.2设计依据12.3设计资料12.4结构设计方案及布置22.5构件初估32.5.1梁截面尺寸估算32.5.2柱截面尺寸估算32.5.3楼板厚度确定42.6基本假定与计算简图42.6.1基本假定42.6.2计算简图42.7荷载计算42.7.1侧移计算及控制52.7.2竖向荷载下的内力计算52.7.3水平荷载下的计算52.7.4内力组合52.8基础设计52.9施工要求及其他设计说明62.9.1施工材料：62.9.2其他设计说明63荷载统计63.1结构布置及计算简图63.2荷载计算73.2.1恒载标准值计算8I 3.2.2活荷载标准值计算93.2.3竖向荷载计算104横向荷载作用下的内力计算154.1框架侧移刚度计算154.1.1梁线刚度计算164.1.2柱线刚度计算164.1.3柱侧移刚度计算164.2横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算174.2.1风荷载计算174.2.2风荷载作用下水平位移验算184.2.3风荷载作用下框架内力计算184.2.3.1框架柱端弯矩及剪力计算184.2.3.2框架梁端弯矩、剪力及柱轴力计算205竖向荷载作用框架内力计算225.1恒载下梁柱端的弯矩、剪力及轴力计算225.1.1弯矩二次分配法计算竖向恒载下框架内力225.1.2梁柱端剪力及柱轴力计算275.1.3梁跨中弯矩计算285.2活载下梁柱端弯矩、剪力及轴力计算295.2.1梁端固定弯矩计算295.2.2弯矩二次分配法计算竖向活载下框架内力295.2.3梁柱端剪力及柱轴力计算335.2.4梁跨中弯矩计算346内力组合.356.1结构抗震等级356.2框架梁柱内力组合357截面设计417.1梁配筋计算417.1.1梁正截面受弯承载力计算417.1.2梁斜截面受弯承载力计算457.2柱配筋计算451 7.2.1柱正截面受弯承载力计算467.2.2柱斜截面受剪承载力计算498次梁设计508.2.1梁正截面受弯承载力计算508.2.2梁斜截面受弯承载力计算519基础设计519.1基础选型519.2边柱基础计算519.2.1基底选型519.2.2地基承载力计算529.2.3基础抗冲切验算529.2.3.1柱边基础截面(1截面)529.2.4配筋计算529.2.4.1柱边基础截面(1截面)529.3D轴基础计算549.3.1地基承载力计算549.3.2基础抗冲切验算559.3.2.1柱边基础截面(1截面)559.3.3配筋计算559.3.3.1柱边基础截面(1截面)559.4联合基础计算569.4.1基底选型569.4.2地基承载力验算569.4.3基础抗冲切验算及配筋569.4.3.1柱边基础截面(1截面)5610楼板设计5710.1楼板设计5710.1.1楼板类型及设计方法的选择5710.1.2板的弯矩计算5810.1.2.1双向板计算5810.2屋盖设计59III 10.2.1屋盖类型及设计方法的选择5910.2.1.1双向板计算5911结论6212谢词6313参考文献645 成都市某高校教学楼3号楼设计1.建筑设计说明1.1建筑平面图首先使用假设的水平剖切面，在房屋的窗子上方将整个房屋剖开从而得到建筑平面图。建筑平面图里面包含了断面中可见的建筑内部结构和构件的位置。它是墙体的砌筑以及门窗安装和室内装修的重要的参考依据。底层地面的平面图需有室外台阶、散水等，其他各层除应表示本层情况外，还应考虑所能看到的建筑结构1.2建筑立面图它是房间各个方向的外墙面以及按投影方向可见的构配件的正投影图。有定位轴线的建筑物，宜根据两端定位轴线号编注立面图名称。建筑物立面时用来反映房屋的体型和外貌、门窗形式和位置、墙面装饰材料等的图样。1.3建筑剖面图用一个垂直于横向或纵向轴线的竖直平面剖切房屋所得正投影图，反映门窗洞口及窗台高度以及简要的结构形式和构造方式等情况，剖切面的剖切位置，应选在能反应房间全貌构造特征以及有代表性的部位，一般应显示楼梯，并在底层平面中表示。所有设计图详见建筑图2.结构设计说明2.1建筑概况成都市某高校教学楼3号楼设计，设计要求面积约为5000m2，层数5层、局部可6层。建筑物所在地区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1m/s2，设计地震分组为第三组，拟建场地土类型中软场地土，II类建筑场地。2.2设计依据a)国家现行的有关结构设计规范、规程及规定。b)本工程各项批文及甲方单位要求。c)本工程的活载取值严格按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）执行。2.3设计资料1房屋建筑学武汉工业大学出版社2混凝土结构（上、下）武汉理工大学出版社3基础工程同济大学出版社4建筑结构设计东南大学出版社5结构力学人民教育出版社第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计6地基与基础武汉工业大学出版社7简明建筑结构设计手册中国建筑工业出版社8土木工程专业毕业设计指导科学出版社9实用钢筋混凝土构造手册中国建筑工业出版社10房屋建筑制图统一标准（BG50001-2001）中国建筑工业出版社11建筑结构制图标准（BG50105-2001）中国建筑工业出版社12建筑设计防火规范（GBJ16—87）中国建筑工业出版社13民用建筑设计规范（GBJI0I8-7）中国建筑工业出版社14建筑楼梯模数协调标准（GBJI0I-87）中国建筑工业出版社15总图制图标准（GB/T50103-2001）中国建筑工业出版社16建筑模数协调统一标准（GBJ2-86）中国建筑工业出版社17建筑结构制图标准（GB/T50105-2001）中国建筑工业出版社18办公建筑设计规范（JGJ67-2006）中国建筑工业出版社19公共建筑节能设计标准GB50189-2005中国建筑工业出版社20建筑照明设计标准GB50034-2004中国建筑工业出版社21建筑结构荷载规范（GB5009-2001）中国建筑工业出版社22建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001）中国建筑工业出版社23混凝土结构设计规范（GB50010—2010）中国建筑工业出版社24地基与基础设计规范（GB5007-2002）中国建筑工业出版社25砌体结构中国建筑工业出版社26简明砌体结构设计施工资料集成中国电力出版社27土木工程专业毕业设计指南中国水利水电出版社28土建工程图与AutoCAD科学出版社29简明砌体结构设计手册机械工业出版社30砌体结构设计手册中国建筑工业出版社31砌体结构设计规范（GB50010—2002）中国建筑工业出版社本工程采用框架结构体系，抗震设防烈度7度。本工程耐火等级为二级，其建筑构件的耐火极限及燃烧性能均按民用建筑设计规范（GBJI0I8-7）执行.全部图纸尺寸除标高以米为单位外均以毫米为单位。本工程结构图中所注标高均为结构标高。2.4结构设计方案及布置第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计混凝土框架结构广泛用于住宅、学校、办公楼、厂房，也有根据需要对混凝土梁或板施加预应力，以适用于较大的跨度；框架钢结构常用于大跨度的公共建筑、多层工业厂房和一些特殊用途的建筑物中，如剧场、商场、体育馆、火车站、展览厅、造船厂、飞机库、停车场、轻工业车间等。本设计的教学楼楼采用横向承重方案，竖向荷载主要由横向框架承担，现浇楼板，一般需设置次梁将荷载传至横向框架。横向框架还要考虑承受横向地震作用。在房屋的纵向则设置连系梁与横向框架连接，这些连系梁与柱实际上形成了纵向框架，承受平行于房屋纵向的水平风荷载和地震荷载。2.5构件初估2.5.1梁截面尺寸估算梁的截面尺寸应满足承载力、刚度及延性要求。主梁截面高度一般去取梁跨度的1/12~1/8，次梁取梁跨的1/20~1/15进行估算，为防止梁产生剪切脆性破坏，梁的净跨度与截面高度之比不宜小于4，梁宽取梁高的1/3~1/2,，且不应小于200mm。故取各截面为：横向框架：边跨：h=1/12~1/8=600~900mm，取h=600mm，b=300mm中跨：h=1/12~1/8=200~300mm，取h=450mm，b=200mm纵向框架：h=1/12~1/8=500~750mm，取h=600mm，b=300mm边跨次梁：h=1/18~1/12=350~500mm，取h=400mm，b=200mm注：为控制结构的扭转效应，故可加大边跨刚度方法，因为混凝土结构不宜受扭2.5.2柱截面尺寸估算本工程为现浇钢筋混凝土结构，7度设防，高度<30m，抗震等级为三级，λ=0.9。框架柱的面积根据柱的轴压比确定：柱组合的轴压力设计值N=nβFge注：N—柱组合的轴压比设计值；n—楼层层数；β—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1.2F—按简支状态计算的柱负载面积，本方案中柱及边柱的负载面积分别为6×4.8=28.8m2和6×3.6=21.6m2(纵向)、5.1×2.25=11.475m2(横向)ge—建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取18kN/m2。柱的截面尺寸Ac≥N/（mNfc）；注：λ—轴压比限值fc—轴心抗压强度设计值纵向边柱：N=nβFge=5×1.3×21.6×18＝2527.2kNAc≥N/（λfc）=2527.2×103/（14.3×0.9）＝196361.68mm2横向边柱：N=nβFge=5×1.3×11.475×18=1342.57kN第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计Ac≥N/（λfc）=1342.57×103/（14.3×0.9）＝104318.06mm2中柱：N=nβFge=5×1.2×28.8×18＝3110.35kNAc≥N/（λfc）=3110.35×103/（0.9×14.3）=241674.41mm2取柱子尺寸为：外柱：b×h=600mm×600mm中柱：500mm×500mm2.5.3楼板厚度确定走廊双向板h=l0/45=2400/45=53.3mm，房间双向板h=l0/45=4500/45=100mm，统一取h=100mm。表2.1混凝土强度等级层数1—6柱混凝土等级C30梁、板混凝土等级C30基础混凝土等级C30基础垫层C15注：为施工方便，梁板柱混凝土等级采用相同标号C30(fc=14.3N/mm2ft=1.43N/mm2)C15(fc=7.2N/mm2ft=N/mm2)2.6基本假定与计算简图2.6.1基本假定第一：平面结构假定：该工程平面为正交布置，可认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力。第二：由于结构体型规整，布置对称均匀，结构在水平荷载作用下不计扭转影响。2.6.2计算简图在横向水平力作用下，连梁对墙产生约束弯矩，因此将结构简化为刚结计算体系，计算简图如后面所述。2.7荷载计算作用在框架结构上的荷载通常为恒载和活载。恒载包括结构自重、结构表面的粉灰重、土压力等。活荷载包括楼面和屋面活荷载、风荷载、雪荷载、安装荷载等。高层建筑水平力是起控制作用的荷载，包括地震作用和风力。地震作用计算方法按《建筑结构抗震设计规范》进行，对高度不超过40m以剪切为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，可采用底部剪力法。第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计竖向荷载主要是结构自重（恒载）和使用荷载（活载）。结构自重可由构件截面尺寸直接计算，建筑材料单位体积重量按荷载规范取值。使用荷载（活荷载）按荷载规范取值，楼面活荷载折减系数按荷载规范取用。2.7.1侧移计算及控制框架结构的侧移由梁柱杆件弯曲变形和柱的轴向变形产生的。在层数不多的框架中，柱轴向变形引起的侧移很小，可以忽略不计。在近似计算中，一般只需计算由杆件弯曲引起的变形。当一般装修标准时，框架结构在地震作用下层间位移和层高之比、顶点位移与总高之比分别为1：650，1：700。框架结构在正常使用条件下的变形验算要求各层的层间侧移值与该层的层高之比不宜超过1/550的限值。2.7.2竖向荷载下的内力计算竖向荷载下内力计算首先根据楼盖的结构平面布置，将竖向荷载传递给每榀框架。框架结构在竖向荷载下的内力计算采用弯矩二次分配法；连梁考虑塑性内力重分布而进行调幅，按两端固定进行计算。2.7.3水平荷载下的计算利用D值法计算出框架在水平荷载作用下的层间水平力，然后将作用在每一层上的水平力按照该榀框架各柱的刚度比进行分配，算出各柱的剪力，再求出柱端的弯矩，利用节点平衡求出梁端弯矩。2.7.4内力组合第一：荷载组合。荷载组合简化如下：(1)恒荷载+活荷载、(2)恒荷载+风荷载、(3)恒荷载+活荷载+风荷载、(4)恒荷载+地震荷载+活荷载。第二：控制截面及不利内力。框架梁柱应进行组合的层一般为顶上二层，底层，混凝土强度、截面尺寸有改变层及体系反弯点所在层。框架梁控制截面及不利内力为：支座截面，－Mmax，Vmax，跨中截面，Mmax。框架柱控制截面为每层上、下截面，每截面组合：Mmax及相应的N、V，Nmax及相应M、V，Nmin及相应M、V。2.8基础设计在荷载作用下，建筑物的地基、基础和上部结构3部分彼此联系、相互制约。设计时应根据地质资料，综合考虑地基——基础——上部结构的相互作用与施工条件，通过经济条件比较，选取安全可靠、经济合理、技术先进和施工简便的地第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计基基础方案。根据上部结构、工程地质、施工等因素，优先选用整体性较好的独立基础。2.9施工要求及其他设计说明2.9.1施工材料本工程中所采用的钢筋箍筋为Ⅰ级钢，fy=270N/m2，主筋为Ⅱ级钢，fy=300N/mm2。柱梁钢筋混凝土保护层为40mm,板为15mm，钢筋的锚固和搭接按国家现行规范执行，本工程所有混凝土强度等级均为C30。墙体外墙及内墙分别采用240mm和240mm页岩空心砖，厕所隔墙采用120页岩空心砖。当门窗洞宽≤1000mm时,应采用钢筋砖过梁,两端伸入支座370并弯直钩;门窗洞宽≥1000mm时,设置钢筋混凝土过梁。2.9.2其他设计说明本工程上部楼板设计时未考虑较大施工堆载（均布），当外荷载达到3.0KN/m2时，应采取可靠措施予以保护。女儿墙压顶圈梁为240mm×120mm，内配4φ8，φ6@250，构造柱为240mm×240mm，内配4φ10，φ6@250，间隔不大于2000mm。施工缝接缝应认真处理，在混凝土浇筑前必须清除杂物，洗净湿润，在刷2边纯水泥浆后，用高一级的水泥沙浆接头，再浇筑混凝土。3.荷载统计3.1结构布置及计算简图根据该房屋的使用功能及建筑设计的需求，进行了建筑平面、立面、及剖面设计其各层建筑平面剖面示意图如建筑设计图，主体结构5层，层高为3.9m。填充墙面采用240mm厚的页岩空心砖砌筑，门为木门，窗为铝合金窗，门窗洞口尺寸见门窗表。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取100mm，梁载面高度按梁跨度的1/12～1/8估算，由此估算的梁载面尺寸见表。C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2）表3.1梁截面尺寸层次砼强度横梁（bh）纵梁(bh)AB、FG跨BC、EF跨CD、DE跨1-5C30300×600200×450300×600300×600第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计柱截面尺寸：柱截面高度可取h=（1/15～1/20）H，H为层高；柱截面高度可取b=（1～2/3）h，并按下述方法进行初步估算。(1)框架柱承受竖向荷载为主时，可先按负荷面积估算出柱轴力，再按轴心受压柱验算。考虑到弯矩影响，适当将柱轴力乘以1.2～1.4的放大系数。(2)对于有抗震设防要求的框架结构,为保证柱有足够的延性,需要限制柱的轴压比,柱截面面积应满足下列要求。A≥N/λfc(3)框架柱截面高度不宜小于400mm,宽度不宜小于350mm。为避免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比不宜大于4。根据上述规定并综合考虑其他因素，设计柱截面尺寸外柱：b×h=600mm×600mm中柱：500mm×500mm。选用柱下独立基础，基础埋深取1.5m，室内外高差0.45m。框架结构计算简图如图所示，2-5层柱高取3.9m，底层柱高度从基础顶面取至一层板顶即4.15+0.7+0.45=5.3m。图3.1框架计算简图3.2荷载计算3.2.1恒荷载标准值计算第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计(1)屋面:30厚C30细石混凝土保护层0.03×25=0.75KN/m240厚硬泡聚氨酯保温层0.04×3.5=0.014KN/m23厚SBS卷材防水层0.003×11=0.033KN/m220厚1:3水泥砂浆找平层20×0.02=0.4KN/m220-150轻质混凝土找坡层0.784KN/m2100厚钢筋混凝土结构层0.1×25=2.5KN/m2混合砂浆顶棚0.506KN/m2合计：5.12KN/m2(2)楼面：10厚锦里面砖层22×0.01=0.22KN/m220厚1:2干硬水泥砂浆结合层0.02×20=0.4KN/m220厚水泥砂浆找平层20×0.02=0.4KN/m2100mm厚钢筋混凝土现浇板0.1×25=2.5KN/m2混合砂浆顶棚0.506KN/m2合计：4.036KN/m2(3)梁自重：边跨框架梁自重0.3×（0.6-0.1）×25+2×（0.6-0.1）×0.01×17=3.92KN/m中跨框架梁自重0.3×（0.45-0.1）×25+2×（0.45-0.1）×0.01×17=2.35KN/m边跨框架次梁自重0.2×（0.4-0.1）×25+2×（0.4-0.1）×0.01×17=2KN/m(4)柱自重:柱自重:外柱0.6×0.6×25=9KN/m内柱0.5×0.5×25=6.25KN/m柱侧粉刷:(0.6+0.02)×0.02×4×17=0.84KN/m(0.5+0.02)×0.02×4×17=0.71KN/m合计:外柱：9.84KN/m内柱：6.96KN/m(5)外墙自重：（计算时扣去窗洞）外面：240厚页岩空心砖0.24×11.8=2.83KN/m215厚1:3水泥砂浆打底扫毛0.015×20=0.3KN/m2第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计10厚1:0.15:2水泥石膏砂浆0.01×17=0.17KN/m27厚饰面砖面层0.07×19=0.13KN/m2内面：5厚1:3水泥砂浆垫层0.005×20=0.1KN/m210厚1:3水泥砂浆粘接层0.01×20=0.2KN/m225厚聚苯板保温层0.025×0.3=0.075KN/m23厚玻璃纤维网保护层0.003×1=0.003KN/m21厚水泥砂浆抹灰0.001×20=0.02KN/m2合计：3.83KN/m2女儿墙自重：3.83×1.2=4.6KN/m(6)内墙自重：（内墙偏于安全不考虑门洞）240厚页岩空心砖0.24×11.8=2.83KN/m26厚1:3水泥砂浆垫层0.006×20=0.12KN/m28厚1:3水泥砂浆粘接层0.008×20=0.16KN/m225厚聚苯板保温层0.025×0.3=0.075KN/m23厚玻璃纤维网保护层0.003×1=0.003KN/m21厚水泥砂浆抹灰0.001×20=0.02KN/m2合计：3.21KN/m2(7)厕所隔墙及屋面部分120:120厚页岩空心砖0.12×18=3.6KN/m28厚1:3水泥砂浆打底扫毛0.008×20=0.16KN/m28厚1:1:6水泥找平砂浆0.008×14=0.11KN/m25厚1:0.3:3水泥石膏砂浆0.005×14=0.07KN/m2合计：3.94KN/m2(8)顶部玻璃面板:20厚钢化玻璃0.49KN/m2(9)栏杆自重：栏杆自重0.5KN/m2第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计3.2.2活载标准值计算(1)屋面和楼面活荷载标准值上人屋面：2KN/m2；办公室楼面：2KN/m2；卫生间：2KN/m2楼梯、走廊：2.5KN/m2(2)雪荷载标准值按照《建筑结构荷载规范》不予考虑3.2.3竖向荷载计算图3.2竖向荷载下框架受荷总图(1)A-B、F-G轴框架梁屋面板传恒载：5.12×2×1.5×(1—2×1.52/7.22+1.53/7.23)=13.89KN/m屋面板传活载：2×2×1.5×(1—2×1.52/7.22+1.53/7.23)=5.4KN/m楼面板传恒载：4.036×2×1.5×(1—2×1.52/7.22+1.53/7.23)=11.0KN/m楼面板传活载：2×2×1.5×(1—2×1.52/7.22+1.53/7.23)=5.4KN/m梁自重：4.5KN/mA-B、F-G轴间框架梁均布荷载为：屋面梁恒载=梁自重+板传恒载3.92+13.89=21.2KN/m活载=板传活载5.4KN/m楼面梁恒载=梁自重+板传恒载+内横墙自重3.92+11+3.21×3.3=25.51KN/m活载=板传活载5.4KN/m(2)A-B、F-G轴次梁第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计屋面板传恒载：5.12×2×1.5×(1—2×1.52/7.22+1.53/7.23)=13.89KN/m屋面板传活载：2×2×1.5×(1—2×1.52/7.22+1.53/7.23)=5.4KN/m楼面板传恒载：4.036×2×1.5×(1—2×1.52/7.22+1.53/7.23)=11.0KN/m楼面板传活载：2×2×1.5×(1—2×1.52/7.22+1.53/7.23)=5.4KN/m次梁总重：1.6KN/mA-B、F-G轴间次梁均布荷载为：屋面梁恒载=梁自重+板传恒载1.6+13.89=15.49KN/m活载=板传活载5.4KN/m楼面梁恒载=梁自重+板传恒载+内横墙自重1.6+11.0=12.6KN/m活载=板传活载5.4KN/m(3)B-CE-F轴框架梁屋面板传恒载：5.12×1.2×5/8=3.84KN/m屋面板传活载：2×1.2×5/8=1.5KN/m楼面板传恒载：4.036×11.2×5/8=3.03KN/m楼面板传活载：2.5×1.2×5/8=1.88KN/m梁自重：2.35KN/mB-CE-F轴间框架梁均布荷载为：屋面梁恒载=梁自重+板传恒载2.35+3.84=6.19KN/m活载=板传活载1.5KN/m楼面梁恒载=梁自重+板传恒载+内横墙自重2.35+3.03=5.38KN/m活载=板传活载1.88KN/m(4)C-DD-E轴框架梁屋面板传恒载：0.49×2×1.5×(1—2×1.52/5.12+1.53/5.13)=1.25KN/m屋面板传活载：0.5×2×1.5×(1—2×1.52/75.12+1.53/5.13)=1.28KN/m楼面板传恒载：4.036×2×1.5×(1—2×1.52/5.12+1.53/5.13)=5.15KN/m楼面板传活载：2.5×2×1.5×(1—2×1.52/5.12+1.53/5.13)=3.19KN/m梁自重：2.35KN/mC-D、D-E轴间框架梁均布荷载为：屋面梁恒载=梁自重+内墙重+板传恒载2.35+1.8×1.2+1.25=5.76KN/m活载=板传活载1.28KN/m楼面梁恒载=梁自重+板传恒载+栏杆重2.35+0.5+5.15=8KN/m第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计活载=板传活载3.19KN/m(5)C-DD-E轴次梁屋面板传恒载：0.49×2×1.5×(1—2×1.52/5.12+1.53/5.13)=1.25KN/m屋面板传活载：0.5×2×1.5×(1—2×1.52/75.12+1.53/5.13)=1.28KN/m楼面板传恒载：4.036×2×1.5×(1—2×1.52/5.12+1.53/5.13)=5.15KN/m楼面板传活载：2.5×2×1.5×(1—2×1.52/5.12+1.53/5.13)=3.19KN/m梁自重：1.6KN/mC-D、D-E轴间次梁均布荷载为：屋面梁恒载=梁自重+内墙重+板传恒载1.6+1.8×1.2+1.25=5.01KN/m活载=板传活载1.28KN/m楼面梁恒载=梁自重+板传恒载1.6+5.15=6.75KN/m活载=板传活载3.19KN/m(6)8-9轴间边框架连系梁屋面板传恒载：5.12×1.5×5/8=4.8KN/m屋面板传活载：2×1.5×5/8=1.88KN/m楼面板传恒载：4.036×1.5×5/8=3.78KN/m楼面板传活载：2×1.5×5/8=1.88KN/m梁自重：3.92KN/m8—9轴间框架梁均布荷载为：屋面梁恒载=梁自重+板传恒载+女儿墙荷载3.92+4.8+4.6=13.32KN/m活载=板传活载1.88KN/m楼面梁恒载=梁自重+板传恒载+外纵墙自重3.92+3.78+3.83×1.62=13.9KN/m活载=板传活载1.88KN/m(7)8—9轴间轴线B、F框架连梁屋面板传恒载:5.12×1.2×（1-2×1.22/62+1.23/63）+5.12×1.5×5/8=10.51KN/m屋面板传活载:2×1.2×（1-2×1.22/62+1.23/63）+2×1.5×5/8=4.11KN/m楼面板传恒载:4.036×1.2×（11-2×1.22/62+1.23/63）+4.036×1.5×5/8=8.29KN/m楼面板传活载:2.5×1.2×（11-2×1.22/62+1.23/63）+2×1.5×5/8=4.67KN/m梁自重：3.92KN/m8—9轴间轴线B、F框架梁均布荷载为：第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计屋面梁恒载=梁自重+板传恒载3.92+10.51=14.43KN/m活载=板传活载4.11KN/m楼面梁恒载=梁自重+板传恒载+内纵墙自重3.92+8.29+3.21×3.3=22.80KN/m活载=板传活载6.67KN/m(8)8—9轴间轴线C、E框架连梁屋面板传恒载:5.12×1.2×（1-2×1.22/62+1.23/63）+0.49×1.5×5/8=6.17KN/m屋面板传活载:2×1.2×（1-2×1.22/62+1.23/63）+0.5×1.5×5/8=2.7KN/m楼面板传恒载:4.036×1.2×（11-2×1.22/62+1.23/63）=4.5KN/m楼面板传活载:2.5×1.2×（11-2×1.22/62+1.23/63）=2.79KN/m梁自重：2.35KN/m8—9轴间轴线C、E框架梁均布荷载为：屋面梁恒载=梁自重+板传恒载+内墙自重2.35+6.17+3.21×1.2=12.37KN/m活载=板传活载2.7KN/m楼面梁恒载=梁自重+板传恒载+栏杆重2.35+4.5+0.5=7.35KN/m活载=板传活载2.79KN/m(9)8-9轴间轴线D框架连系梁屋面板传恒载：0.49×2×3×5/8=1.84KN/m屋面板传活载：0.5×2×3×5/8=1.88KN/m梁自重：2.35KN/m8—9轴间轴线D框架梁均布荷载为：屋面梁恒载=梁自重+板传恒载+内墙自重2.35+1.84+3.21×1.2=8.04KN/m活载=板传活载1.88KN/m(10)7-8轴间轴线D框架连系梁屋面板传恒载：1.84KN/m屋面板传活载：1.88KN/m楼面板传恒载：4.036×6×5/8=15.14KN/m楼面板传活载：2.5×6×5/8=9.38KN/m梁自重：2.35KN/m7—8轴间轴线D框架梁均布荷载为：屋面梁恒载=梁自重+板传恒载+内墙自重2.35+1.84+3.21×1.2=8.04KN/m活载=板传活载1.88KN/m第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计楼面梁恒载=梁自重+板传恒载2.35+15.14=17.49KN/m活载=板传活载9.38KN/m(11)7—8轴间轴线C、E框架连梁屋面板传恒载:5.12×1.2×（1-2×1.22/62+1.23/63）+0.49×1.5×5/8=6.17KN/m屋面板传活载:2×1.2×（1-2×1.22/62+1.23/63）+0.5×1.5×5/8=2.7KN/m楼面板传恒载:4.036×3×5/8+4.036×1.2×（11-2×1.22/62+1.23/63）=12.07KN/m楼面板传活载:2.5×3×5/8+2.5×1.2×（11-2×1.22/62+1.23/63）=7.48KN/m梁自重：2.35KN/m7—8轴间轴线C、E框架梁均布荷载为：屋面梁恒载=梁自重+板传恒载+内墙自重2.35+6.17+3.21×1.2=12.37KN/m活载=板传活载2.7KN/m楼面梁恒载=梁自重+板传恒载2.35+12.07=14.42KN/m活载=板传活载7.48KN/m(12)A、G轴纵向集中荷载计算顶层柱恒载=梁自重+板传梁荷载+女儿墙自重+次梁自重+板传次梁荷载=(3.92+1.5×5.12×5/8+4.6)×6+（1.6+11.0）×7.2/2=79.92+55.76=135.68KN顶层柱活载=板传梁荷载+板传次梁荷载=5.4×7.2/2+1.88×6=30.72KN标准层柱恒载=梁自重+板传梁荷载+外纵墙自重+次梁自重+板传次梁荷载=(3.92+3.78+6.20)×6+(1.6+11.0)×7.2/2=83.4+45.36=128.76KN标准层柱活载=板传梁荷载+板传次梁荷载=1.88×6+5.4×7.2/2=30.72KN(13)B、F轴纵向集中荷载计算顶层柱恒载=梁自重+板传梁荷载+次梁自重+板传次梁荷载=(3.92+10.51)×6+(1.3+13.89)×7.2/2=86.58+55.76=142.34KN顶层柱活载=板传梁荷载+板传次梁荷载=4.11×6+5.4×7.2/2=44.1KN标准层柱恒载=梁自重+板传梁荷载+内纵墙自重+次梁自重+板传次梁荷载=(3.92+3.78+10.59)×6+(1.6+11.0)×7.2/2=109.74+45.36=155.1KN标准层柱活载=板传梁荷载+板传次梁荷载=4.67×6+5.4×7.2/2=47.46KN(14)C、E轴纵向集中荷载计算顶层柱恒载=梁自重+板传梁荷载+内纵墙+次梁自重+板传次梁荷载+内横墙=（2.35+6.17+3.85×6+(1.6+1.2+2.16)×5.1/2=48.24+12.56=86.87KN第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计顶层柱活载=板传梁荷载+板传次梁荷载=2.7×6+1.28×5.1/2=19.46KN标准层柱恒载=梁自重+板传梁荷载+栏杆+次梁自重+板传次梁荷载=2.35×6+（4.5+12.07）×3+0.5×3+(1.6+5.51)×5.1/4=73.92KN标准层柱活载=板传梁荷载+板传次梁荷载=（2.78+7.84）×3+5.15×5.1/4=38.43KN(15)D轴纵向集中荷载计算顶层柱恒载=梁自重+板传梁荷载+内纵墙+次梁自重+板传次梁荷载+内横墙=(2.35+1.84+3.85)×6+(1.6+12+2.16)×5.1/2=48.24+12.65=60.89KN顶层柱活载=板传梁荷载+板传次梁荷载=1.88×6+1.28×5.1/2=14.54KN标准层柱恒载=梁自重+板传梁荷载+次梁自重+板传次梁荷载=(2.35+15.14)×3+(1.6+1.2)×5.1/4=52.47+3.57=56.04KN标准层柱活载=板传梁荷载+板传次梁荷载=9.38×3+1.28×5.1/4=29.77KN图3.3竖向荷载计算简图4.横向荷载作用下的内力计算4.1框架侧移刚度计算第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计4.1.1梁线刚度计算梁的线刚度ib=EcIb/lEc—混凝土弹性模量；l—梁的计算跨度；Ib—梁的截面惯性矩，由于现浇楼面中，考虑楼板对梁提供刚度，形成T型梁，故中框架梁Ib=2Io，表4.1梁线刚度ib计算表EC(N/mm2)b×h(mm×mm)Io(109mm4)l(mm)ECIo/l(N.mm)2ECIo/l(N.mm)A-B、F-G横梁3×104300×6005.4×10972002.25×10104.5×1010B-C、E-F横梁3×104200×4501.6×10924002.0×10104×1010C-D、D-E横梁3×104200×4501.6×10951009.4×1091.88×10104.1.2柱线刚度计算柱的线刚度ic=EI/hE—混凝土弹性模量；h—框架柱的计算高度；I—柱的截面惯性矩表4.2柱线刚度ic计算表中柱EC(N/mm2)b×h(mm×mm)Io(109mm4)h(mm)ECIo/l(N.mm)底柱3×104500×5005.2153003.26×10102至5层柱3×104500×5005.2139004×1010边柱EC(N/mm2)b×h(mm×mm)Io(109mm4)h(mm)ECIo/l(N.mm)底柱3×104600×60010.853006.75×10102至5层柱3×104600×60010.839008.31×10104.1.3柱横向侧移刚度计算(1)底层：A、G轴边柱K=Σib/ic=4.5×1010/6.75×1010=0.67αc=(0.5+K)/(2+K)=0.44D=αc×12×ic/h2=15468.75N/mmB、F轴中柱K=Σib/ic=8×1010/3.26×1010=2.61αc=(0.5+K)/(2+K)=0.86第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计D=αc×12×ic/h2=14602.1C、E轴中柱K=Σib/ic=5.88×1010/3.26×1010=1.80αc=(0.5+K)/(2+K)=0.61D=αc×12×ic/h2=10357.3N/mmD轴中柱K=Σib/ic=1.88×2×1010/3.26×1010=1.08αc=(0.5+K)/(2+K)==0.51D=αc×12×ic/h2=8733.09N/mm(2)2、3、4、5层：A、G轴边柱K=Σib/2ic=9×1010/2×8.31×1010=0.54αc=K/(2+K)=0.21D=αc×12×ic/h2=13768.05N/mmB、F轴中柱K=Σib/2ic=8.5×1010/8×1010=2.13αc=K/(2+K)=0.52D=αc×12×ic/h2=16257.25N/mmC、E轴中柱K=Σib/2ic=5.88/8=1.47αc=K/(2+K)=0.42D=αc×12×ic/h2=13254.44N/mmD轴中柱K=Σib/2ic=1.88×4×1010/8×1010=0.94αc=K/(2+K)=0.31D=αc×12×ic/h2=9783.04N/mm表4.3各层侧移刚度汇总表层次123456ΣDi（N/mm）89589.3996336.5296336.5296336.5296336.5296336.524.2横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算4.2.1风荷载计算本工程所在地基本风压0.3KN/m2，地面粗糙度B类风压标准值计算公式：ωk=βzμsμzω0ωk——风荷载标准值，(kN/m2)；βz——z高度处的风振系数；μs——风荷载体型系数；第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计μz——风压高度变化系数；ω0——基本风压，(kN/m2).作用在楼面梁和屋面梁节点处的集中荷载标准值：q=βzμsμzω0房屋高度，20.4m<30m，高宽比H/B=20.4/29.4=0.73<1.5按《荷载规范》的规定，不考虑顺风向风振的影响，βz＝1。查表μs=1.3ω0=0.3表3.10风荷载计算表层次Hiβzμzμsq520.911.271.002.97417.011.170.812.21313.111.070.622.0229.2110.431.8715.3110.241.874.2.2风荷载作用下水平位移验算水平风荷载作用下结构的层间位移△ui和顶点位移ui按下公式计算：(1)；(2)；(3)θε=计算过程见下表表3.11风荷载作用下的位移验算层次Fi(KN)Vi（kN）∑Di(N/mm)△ui（mm）hiθε52.652.6596336.50.03390098000410.7713.4296336.50.1439002785739.9523.3796336.50.2439001625029.2632.6396336.50.3439001147019.1341.7689589.40.4753008297由上表可知，风荷载作用下最大层间位移为<1/550，满足规范要求。4.2.3风荷载作用下框架内力计算4.2.3.1框架柱端弯矩及剪力计算分别按下列公式计算：Vij=DijVi/ΣDijMbij=VijyhMuij=Vij(1-y)hy0=y1+y2+y3注：y0为框架柱的标准反弯点高度比y1为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比修正值第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计y2、y3为上下层层高变化时反弯点高度比修正值y为框架柱的反弯点高度比底层柱需考虑修正值y2，二层柱需考虑修正值y1和y3，其他柱无修正。以8轴线横向框架内力的计算为例：表4.12各柱反弯点高度的修正柱号层号Ky0y1y2y3yA柱50.540.270000.2740.540.350000.3530.540.430000.4320.540.50000.510.670.70000.7B柱52.130.410000.4142.130.450000.4532.130.50000.522.130.50000.512.610.550000.55C柱51.470.370000.3741.470.430000.4331.470.470000.4721.470.50000.511.800.60000.6D柱50.990.350000.3540.990.40000.430.990.450000.4520.990.50000.511.080.640000.64第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计表4.13横向风载下各层柱端弯矩及剪力计算柱号层号hi(m)Vi(KN)∑Di（N/mm）Di（N/mm)Vij(KN)yMbij(KN.m)Muij(KN.m)A柱53.92.6596336.513768.10.370.270.391.0543.913.4296336.513768.11.880.352.574.7733.923.3796336.513768.13.270.435.487.2723.932.6396336.513768.14.570.58.918.9115.341.7689589.415468.87.210.726.7511.46B柱53.92.6596336.516257.30.450.410.721.0443.913.4296336.516257.32.280.454.004.8933.923.3796336.516257.33.970.57.747.7423.932.6296336.516257.35.550.510.8210.8215.341.7689589.414602.16.810.5516.2416.24C柱53.92.6596336.513251.40.370.370.530.9143.913.4296336.513251.41.880.433.154.1833.923.3796336.513251.43.270.475.996.7723.932.6296336.513251.44.570.58.918.9115.341.7689589.410357.34.830.615.3610.24D柱53.92.6596336.59783.040.270.350.370.6943.913.4296336.59783.041.340.42.093.1433.923.3796336.59783.042.340.454.115.0223.932.6296336.59783.043.260.556.995.7215.341.7689589.48733.094.180.6414.187.984.2.3.2框架梁端弯矩、剪力及柱轴力计算分别按以下公式计算：Mlb=ilb(Mbi+j+Mni,j)/(ilb+irb)Mrb=irb(Mbi+j+Mni,j)/(ilb+irb)Vb=(Mni,j+Mrb)/lNi=Σ(Vlb-Vrb)k注：Ilb、irb分别表示节点左、右梁线刚度Mlb、Mrb分别表示节点左、右梁弯矩Ni表示柱在i层的轴力，认定受压为正具体计算过程见下表第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计层号A-B梁B-C梁C-D梁柱轴力MlbMrblVbMlbMrblVbMlbMrblVbABCD51.050.557.20.220.490.622.40.460.290.355.10.13-0.22-0.240.33045.162.977.21.132.643.22.42.431.51.765.10.64-1.35-1.542.12039.846.227.22.235.546.752.45.123.173.565.11.32-3.58-5.345.920214.399.847.23.378.7610.062.47.844.734.925.11.89-6.95-9.8111.870120.3714.347.24.8212.813.022.410.76.127.495.12.67-11.77-15.6919.00表4.14梁端弯矩，剪力及柱轴力的计算第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计图4.1水平风荷载作用下梁弯矩图(KN.m)第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计图4.2水平风荷载作用下柱弯矩图(KN)5竖向荷载作用下框架内力计算5.1恒载下梁柱端弯矩、剪力及轴力计算5.1.1弯矩二次分配法计算竖向恒载下框架内力采用无侧移框架的弯矩分配法计算竖向荷载作用下框架结构的杆端弯矩，由于要考虑任一节点不平衡弯矩对框架所以杆件的影响，因而计算十分冗繁。由分层法可知，多层框架的节点不平衡弯矩对邻近节点影响较大，对较远节点影响较小。为例简化计算，可假定某一点的不平衡弯矩只对与该节点相交的各杆件的远端有影响，而对其余杆件的影响忽略不计。计算时，先对各节点不平衡弯矩进行第一次分配，并向远端传递（传递系数均取1/2），再将因传递弯矩而产生的新的不平衡弯矩进行第二次分配。表5.1恒载下弯矩二次分配法第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计图5.1恒载作用下梁弯矩图(KN.m)第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计图5.2恒载作用下柱弯矩图(KN.m)第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计图5.3恒载作用下梁、柱剪力图(KN)对于节点不平衡弯矩值较小，对整个过程几乎没影响，所以不做节点不平衡弯矩的再次分配。本设计中梁端弯矩调幅系数取0.8表5.2梁端弯矩调幅计算表第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计5.1.3梁柱端剪力及柱轴力计算梁端剪力：V=Vq+VmVq：梁上均布荷载引起的剪力Vq=ql/2Vm：梁端弯矩引起的剪力Vm=(M左+M右)/l柱端剪力：V上=V下=ΣM/l柱轴力：N上=V+PN下=V+P+柱自重V:梁端剪力P:柱顶竖向集中荷载表5.4恒载作用下梁端剪力计算表5.5恒载作用下柱端剪力计算第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计表5.6恒载作用下柱轴力计算5.1.4梁跨中弯矩计算表5.7恒载作用下梁端跨中弯矩计算表第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计5.2活载下梁柱端弯矩、剪力及轴力计算5.2.1梁端固定弯矩计算同恒载梁端固定弯矩计算5.2.2弯矩二次分配法计算竖向活载下框架内力表5.8活载下弯矩二次分配法第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计图5.4活载作用下柱弯矩图(KN.m)第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计图5.5活载作用下柱弯矩图(KN.m)第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计图5.6活载作用下梁、柱剪力图(KN)对于节点不平衡弯矩值较小，对整个过程几乎没影响，所以不做节点不平衡弯矩的再次分配。本设计中梁端弯矩调幅系数取0.8表5.9梁端弯矩调幅计算表第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计5.2.3梁端、柱端剪力和柱轴力计算梁端剪力：V=Vq+VmVq：梁上均布荷载引起的剪力Vq=ql/2Vm：梁端弯矩引起的剪力Vm=(M左+M右)/l柱端剪力：V上=V下=ΣM/l柱轴力：N上=V+PN下=V+P+柱自重V:梁端剪力P:柱顶竖向集中荷载表5.10活载作用下梁端剪力计算表表5.11活载作用下柱端剪力计算表第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计表5.12活载作用下柱轴力计算表5.2.4梁跨中弯矩计算第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计表5.13活载作用下梁端跨中弯矩6内力组合6.1结构的抗震等级结构的抗震等级可以根据结构的类型，地震烈度，房屋高度等因素，有规范查得。根据规范可以知道本工程得框架为三级框架。6.2框架梁柱内力组合本方案考虑四种内力组合，即1.2SGK+1.4SQK、1.35SGK+1.4×0.7SQK、1.2SGK+1.3SQK、及1.2SGK+0.9×1.4ΣSQK。考虑到钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布的性质，在竖向荷载下可以适度降低梁端弯矩，进行调幅(调幅系数取0.8)，以减少负弯矩钢筋的拥挤现象。在竖向荷载作用下，可考虑框架梁端塑性变形内力重分布对梁端负弯矩的影响，对其乘以调幅系数进行调幅，并应符合下列规定：(1)现浇框架梁端负弯矩调幅系数β可取0.8-0.9(2)看空间梁端负弯矩调幅后，梁端中弯矩应按平衡条件得(3)调幅后跨中弯矩可按下式计算：M=M中+(Mlo+Mro)(1-β)/2(4)应先对竖向荷载作用下框架梁的弯矩进行调幅，再与水平作用产生的框架梁弯矩进行组合(5)截面设计时，框架梁跨中截面正问你设计值不应小于竖向荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩设计值的50%梁弯矩组合表及柱组合表见下表表6.1屋面框架梁内力组合第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计6.2四层楼面梁框架梁内力组合第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计6.3三层楼面梁框架梁内力组合表6.4二层楼面梁框架内力组合第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计表6.5底层楼面梁框架内力组合第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计表6.6A柱内力组合表6.7B柱内力组合第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计表6.8C柱内力组合表6.9D柱内力组合第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计7截面设计7.1梁配筋计算梁的最不利设计(五层框架梁)经以上计算可知，梁的最不利内力如下：AB跨：A支座：-91.98KN.m跨间：72.43KN.mB支座左：-103.23KN.mBC跨：B支座右：-33.75KN.m跨间：-12.98KN.mC支座左：-2.89KN.mCD跨：C支座右：-10.74KN.m跨间：26.01KN.mD支座左：-5.5KN.m7.1.1梁正截面受弯承载力计算抗震设计中，对于楼面现浇的框架结构，梁支座负弯矩按矩形截面计算纵筋数量，跨中正弯矩按T形截面计算纵筋数量。(1)AB跨考虑跨间最大弯矩，按T形截面设计，翼缘计算宽度bf"按跨度考虑，bf"取=l/3=7200/3=2400mm，梁内纵向钢筋选HRB335级钢筋(fy=f"y=300N/mm)，混凝土C30(fc=14.3N/mm2)，ho=h-a=600-35=565mm。因为α1fcbf"hf"(ho-hf"/2)=1.0×14.3×2400×100×(565—100/2)=1470.9>72.43KN.m属第一类T形截面，下面跨间截面按单筋T形截面计算：αs=M/(fcbf"ho2)=72.43×106/(1.0×14.3×2400×5652)=0.0087第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计ξ=1-(1-2αs)1/2=1-(1-2×0.0087)1/2=0.0087As=α1fcb"fξho/fy=1.0×14.3×2400×0.0087×565/300=452.5mm2实配钢筋314As=461mm2ρ=As/bho=461/300×565=0.27%>ρmin=0.2%(2)支座A处上部αs=M/(fcbf"ho2)=91.98×106/(1.0×14.3×300×5652)=0.08ξ=1-(1-2αs)1/2=1-(1-2×0.08)1/2=0.08As=α1fcb"fξho/fy=1.0×14.3×300×0.08×565/300=646.36mm2实配钢筋318As=763mm2ρ=As/bho=763/300×565=0.45%>ρmin=max{0.2%,0.45ft/fy=0.26%}(3)支座B处上部αs=M/(fcbf"ho2)=103.23×106/(1.0×14.3×300×5652)=0.008ξ=1-(1-2αs)1/2=1-(1-2×0.08)1/2=0.08As=α1fcb"fξho/fy=1.0×14.3×300×0.08×565/300=646.36mm2实配钢筋318As=763mm2ρ=As/bho=763/300×565=0.45%>ρmin=max{0.2%,0.45ft/fy=0.26%}(4)BC跨考虑跨间最大弯矩，按T形截面设计，翼缘计算宽度bf"按跨度考虑，bf"取=l/3=2400/3=800mm，梁内纵向钢筋选HRB335级钢筋(fy=f"y=300N/mm2)，混凝土C30(fc=14.3N/mm2)，ho=h-a=450-35=415mm。因为α1fcbf"hf"(ho-hf"/2)=1.0×14.3×800×100×(415—100/2)=417.56>11.8KN.m属第一类T形截面，下面跨间截面按单筋T形截面计算：αs=M/(fcbf"ho2)=12.98×106/(1.0×14.3×800×4152)=0.007ξ=1-(1-2αs)1/2=1-(1-2×0.007)1/2=0.007As=α1fcb"fξho/fy=1.0×14.3×800×0.007×415/300=110.78mm2实配钢筋212As=226mm2ρ=As/bho=226/200×415=0.27%>ρmin==max{0.2%,0.45ft/fy=0.26%}(5)支座B处上部αs=M/(fcbf"ho2)=33.75×106/(1.0×14.3×200×4152)=0.07ξ=1-(1-2αs)1/2=1-(1-2×0.07)1/2=0.07As=α1fcb"fξho/fy=1.0×14.3×200×0.07×415/300=276.9mm2第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计实配钢筋214As=308mm2ρ=As/bho=308/200×415=0.37%>ρmin=max{0.2%,0.45ft/fy=0.26%}(6)支座C处上部αs=M/(fcbf"ho2)=2.89×106/(1.0×14.3×200×4152)=0.006ξ=1-(1-2αs)1/2=1-(1-2×0.006)1/2=0.006As=α1fcb"fξho/fy=1.0×14.3×200×0.006×415/300=23.87mm2实配钢筋212As=226mm2ρ=As/bho=226/200×415=0.27%>ρmin=max{0.2%,0.45ft/fy=0.26%}(7)CD跨考虑跨间最大弯矩，按T形截面设计，翼缘计算宽度bf"按跨度考虑，bf"取=l/3=5100/3=1700mm，梁内纵向钢筋选HRB335级钢筋(fy=f"y=300N/mm2)，混凝土C30(fc=14.3N/mm2)，ho=h-a=450-35=415mm。因为α1fcbf"hf"(ho-hf"/2)=1.0×14.3×1700×100×(415—100/2)=887.3>26.01KN.m属第一类T形截面，下面跨间截面按单筋T形截面计算：αs=M/(fcbf"ho2)=26.01×106/(1.0×14.3×1700×4152)=0.006ξ=1-(1-2αs)1/2=1-(1-2×0.006)1/2=0.006As=α1fcb"fξho/fy=1.0×14.3×1700×0.006×415/300=14.11mm2实配钢筋212As=226mm2ρ=As/bho=226/200×415=0.27%>ρmin==max{0.2%,0.45ft/fy=0.26%}(8)支座C处上部αs=M/(fcbf"ho2)=10.74×106/(1.0×14.3×200×4152)=0.02ξ=1-(1-2αs)1/2=1-(1-2×0.02)1/2=0.02As=α1fcb"fξho/fy=1.0×14.3×200×0.02×415/300=79.12mm2实配钢筋212As=226mm2ρ=As/bho=226/200×415=0.27%>ρmin=max{0.2%,0.45ft/fy=0.26%}(6)支座D处上部αs=M/(fcbf"ho2)=5.5×106/(1.0×14.3×200×4152)=0.01ξ=1-(1-2αs)1/2=1-(1-2×0.01)1/2=0.01As=α1fcb"fξho/fy=1.0×14.3×200×0.01×415/300=39.56mm2实配钢筋212As=226mm2ρ=As/bho=226/200×415=0.27%>ρmin=max{0.2%,0.45ft/fy=0.26%}第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计表7.1五层梁正截面配筋计算表表7.2四层梁正截面配筋计算表表7.3三层梁正截面配筋计算表表7.4二层梁正截面配筋计算表第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计表7.5一层梁正截面配筋计算表7.1.2梁斜截面受剪承载力计算(1)AB跨验算截面尺寸：AB跨梁两端支座截面剪力值相差较小，所以支座截面均按V=148.54KN确定箍筋数量因hw/b=565/300=1,88＜4故0.25βcfcbho=0.25×1.0×14.3×300×565=605.96KN>N故截面尺寸满足要求0.7ftbho=0.7×1.43×300×565=169.67KN＞N所以此梁可以按构造要求配置箍筋取Φ8@200经计算，BC、CD梁也是按构造要求配置箍筋取Φ8@2007.2柱配筋计算第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计7.2.1柱正截面承载力计算混凝土：所有框架柱均采用C30，fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2钢筋：所有纵向钢筋采用HRB335，fy=300N/mm2；所有箍筋采用HPB300，fy=270N/mm2这里以第五层A柱为例，详细说明计算方法和过程，柱截面尺寸为600mm×600mm，取a＝a’＝40。按前面的三种内力组合，分别进行正截面验算。(1)|M|max及相应的N|M|max=96.99KN.mN=320.52KNeo=M/N=96.99×106/226.8×103=302.3mmea=(h/30,20)max=(600/30,20)max=20mmei=eo+ea=302.3+20=322.3mmlo=1.25H=1.25×3900=4875mm由于lo/h=4875/600=8>5,故考虑偏心距增大系数ηζ1=0.5fcA/N=0.5×14.3×600×600/320.52×103=8.03>1.0取ζ1=1.0ζ2=1.15—0.01×lo/h=1.15—0.01×3900/600=1.09>1.0取ζ2=1.0η=1+(lo/h)2ζ1ζ2ho/1300/ei=1+（3900/600）2×560/1300/322.3=1.13由于对称配筋，故ζ=N/α1fcbho=320.52×103/(1.0×14.3×600×560)=0.0667<0.518x=ζho=0.0667×560=37.4mm<2a=80mm故属于大偏心受压情况，因此e=ηei+h/2—as=1.13×322.3+600/2—40=624.2mmAs=A"s=[Ne—ζ(1—0.5ζ)fcbho2]/fy/(ho—as)=[320.52×103×624.2—0.0667×(1—0.5×0.0667)×14.3×600×5602]/300/(560—40)=170.4mm2(2)Nmax及相应的MNmax=411.28KNM=83.84KN.meo=M/N=83.84×106/411.28×103=203.9mmea=(h/30,20)max=(600/30,20)max=20mmei=eo+ea=203.9+20=223.9mmlo=1.25H=1.25×3900=4875mm由于lo/h=4875/600=8>5,故考虑偏心距增大系数ηζ1=0.5fcA/N=0.5×14.3×600×600/411.28×103=6.26>1.0取ζ1=1.0ζ2=1.15—0.01×lo/h=1.15—0.01×6.5=1.09>1.0取ζ2=1.0第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计η=1+(lo/h)2ζ1ζ2ho/1300×ei=1+6.52×560/1300/223.9=1.08由于对称配筋，故ζ=N/α1fcbho=411.28×103/1.0×14.3×600×560=0.086<0.518x=ζho=0.086×560=47.9mm<2a=80mm故属于大偏心受压情况，因此e=ηei+h/2—as=1.08×223.9+600/2—40=484.98mmAs=A"s=[Ne—ζ(1—0.5ζ)fcbho2]/fy/(ho—as)=[411.28×103×484.98—0.086×(1—0.5×0.086)×14.3×600×5602]/300/(560—40)=-140.9mm2<0按构造配筋(1)Nmin及相应的MNmax=304.18KNM=92.56KN.meo=M/N=92.56×106/304.18×103=304.3mmea=(h/30,20)max=(600/30,20)max=20mmei=eo+ea=304.3+20=324.3mmlo=1.25H=1.25×3900=4875mm由于lo/h=4875/600=8>5,故考虑偏心距增大系数ηζ1=0.5fcA/N=0.5×14.3×600×600/304.18×103=8.46>1.0取ζ1=1.0ζ2=1.15—0.01×lo/h=1.15—0.01×6.5=1.09>1.0取ζ2=1.0η=1+(lo/h)2ζ1ζ2ho/1300×ei=1+6.52×460/1300/324.3=1.06由于对称配筋，故ζ=N/α1fcbho=304.18×103/1.0×14.3×600×560=0.064<0.518x=ζho=0.064×560=35.6mm<2a=80mm故属于大偏心受压情况，因此e=ηei+h/2—as=1.06×324.3+600/2—40=603.76mmAs=A"s=[Ne—ζ(1—0.5ζ)fcbho2]/fy/(ho—as)=[304.18×103×603.76—0.064×(1—0.5×0.064)×14.3×600×5602]/300/(560—40)=108.75mm2最终配筋：综合上述三种内力组合的配筋结果，又按照构造要求配筋，选配416总配筋率：ρ=12×201/600/600=0.67%>0.6%单侧配筋率：ρ=804/600/600=0.22%>0.2%表7.6A柱正截面承载力计算第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计表7.7B柱正截面承载力计算表7.8C柱正截面承载力计算第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计表7.9D柱正截面承载力计算7.2.2柱斜截面受剪承载力计算有柱的内力组合可知A轴柱的最大剪力V=87.77KN，相应的轴力N=1696.52KN＞0.3fcA=1544.4KN取N=1544.4KNλ=Hn/2/ho=（3900-600）/2/560=2.95第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计1.75/（λ+1）ftbh0+0.07N=320.98KN＞V=87.77KN。所以可以按构造要求配置箍筋Φ8@200由于柱截面高度大于400mm故应采用复合箍筋。B轴柱的最大剪力V=71.03KN，相应的轴力N=1866.78KN＞0.3fcA=1072.5KN取N=1072.5KNλ=Hn/2/ho=（3900-1050/2）/2/460=3.67＞3λ=31.75/（λ+1）ftbh0+0.07N=218.97KN＞V=71.03KN所以可以按构造要求配置箍筋Φ8@200由于柱截面高度大于400mm故应采用复合箍筋C轴柱的最大剪力V=55.6KN，相应的轴力N=1057.71KN＜0.3fcA=1072.5KN取N=1057.71KNλ=Hn/2/ho=（5300-450）/2/460=5.27＞3λ=31.75/（λ+1）ftbh0+0.07N=217.93KN＞V=71.03KN所以可以按构造要求配置箍筋Φ8@200由于柱截面高度大于400mm故应采用复合箍筋D轴柱的最大剪力V=52.62KN，相应的轴力N=1124.63KN＞0.3fcA=1072.5KN取N=1072.5KNλ=Hn/2/ho=（5300-460）/2/460=5.27＞3λ=31.75/（λ+1）ftbh0+0.07N=218.97KN＞V=52.62KN所以可以按构造要求配置箍筋Φ8@200由于柱截面高度大于400mm故应采用复合箍筋8.1次梁设计次梁与主梁现浇，采用C30混凝土，HRB335钢筋，次梁截面200mm×400mm，计算跨度lo=7200-300=6900mm恒载：g=1.2×15.49=18.59KN/m活载：q=1.4×5.4=7.56KN/mg+q=26.15KN/m8.1.1梁正截面受弯承载力计算承受正截面的跨中截面按T形截面计算跨中：1/8(g+q)lo2=1/8×26.15×6.92=155.63KN/m翼缘宽度：bf=l/3=6.9/3=2300m155.63KN/m故属于第一类T形截面αs=M/α1fcbho2=155.63×106/14.3×2300×3652=0.0355As=ζbhoa1fc/fy=0.0362×2300×365×14.3/300=1146.7mm2选配钢筋4Φ22(As=1520mm2),ρ=1520/200×365=2.08%>0.21%ρmin=45ft/fy=45×1.43/300=0.21%8.1.2梁斜截面受剪承载力计算验算截面尺寸hw=ho-hf"=365-100=265mm，hw/b=265/270=0.98<4(属于后腹梁)V=ql/2=26.15×6.9/2=90.22KN0.25βcfcbho=0.25×14.3×200×365=261KN>90.22KN0.7βcfcbho=0.7×1.43×200×365=73.1KN<90.22KN仅配置箍筋计算Asv/s=V-0.7ftbh0/fyvh0=0.17选用双肢（n=2）Φ8Asn=101mm2则箍筋间距为：S≤101/0.17=594.12取s=200mm满足最大箍筋间距和最小箍筋直径要求ρ=Asv/bs=101/200×200=0.25%>0.24ft/fyv=0.24×1.43/210=0.16%(满足）9基础设计9.1基础选型边柱采用柱下独立扩展基础，中柱500mm×500mm，轴线距离2400mm，因此采用联合基础。采用C30混凝土。9.2边柱基础计算9.2.1基底选型初步确定基础埋深-1.5m，基础底面处于厚粘土，土的平均重度γm=γ1+γ2/h1+h2=(0.5×18+1×21)/1.5=20KN/m3ηb=0.3ηd=1.6b<3时,b=3m，取d=1.5mfa=fak+ηdγm(b-3)+ηdγm(d-0.5)=200+1.6×20×(1.5-0.5)=232kpa初步选择基底尺寸d=0.5×（1.9+1.95）=1.725m第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计Ao=N/fa-γGd=2216.91/232-20×1.725=11.22m2考虑偏心A=(1.1-1.5)Ao=12.4-16.9m2取A=l.b=5×2.8=14㎡且b=2.8m＜3m不需要在对fa进行修正，初步基础高度900mm9.2.2地基承载力验算计算基底净反力：G=γGAd=20×14×1.725=483KN偏心距en,o=M/Fk+Gk=(28.54+68.35×0.9)/(2216.91+483)=0.04m（l/6=0.83m）及Pkmin＞0满足Pk,max=(Fk+Gk)(1+6e/l)/A=(2216.91+483)(1+6×0.03/5)/14=199.79kpa<1.2fa=278.4kpa故承载力满足要求9.2.3基础抗冲切验算9.2.3.1计算基底净反力偏心距en0=M/F=ek=0.04m基底边缘的最大和最小净反力Pnmax(Pnmin)=F(1+6e/l)/A=165.95Kpa(150.74Kpa)因偏心受压区Pn=Pnmax冲切力：Fl=Pnmax[(l/2-ac/2-ho)b-(b/2-bc/2-ho)2]=165.95×[(5/2-0.6/2-0.85)×3.6-(2.8/2-0.6/2-0.85)2]=616.92KN抗冲切力：0.7βhpftamho=0.7×1.0×1.43×103×1.35×0.85=1148.67KN>616.92KN满足9.2.4配筋计算选用HRB335钢筋(fy=300N/mm2)。9.2.4.1柱边基础截面(1截面)a基础长边柱边净反力：pn,1=pn,min+(l+ac)(pn,max-pn,min)/2l=150.74+(5+0.6)×(165.95-150.74)/(2×5)=159.26kpa弯矩：MI=(pn,max+pn,I)/2(l-ac)2(2b+bc)/24=162.61×(5-0.6)2×(2×2.8+0.6)/24=813.27KN.mAs,1=M1/0.9fyho=813.27×106/0.9×300×850=3543.6mm2实配14Φ18(As=3556mm2)＞3543.6mm2第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计b基础短边因该基础受单向偏心作用，所以基础短边的基底净反力可按均匀分布计算：Pn=0.5（Pnmax+Pnm）=158.35KN弯矩：MⅡ=1/24Pn（b-bc）2（2l+ac）=338.5KN.mAs,Ⅱ=M1/0.9fyho=813.27×103/0.9×300×850=1474.9mm2实配25Φ10(As=1962mm2)＞1474.9mm29.3D柱基础计算:初步确定基础埋深-1.5m，基础底面处于厚粘土，土的平均重度γm=γ1+γ2/h1+h2=(0.5×18+1×21)/1.5=20KN/m3ηb=0.3ηd=1.6b<3时,b=3m，取d=1.5mfa=fak+ηdγm(b-3)+ηdγm(d-0.5)=200+1.6×20×(1.5-0.5)=232kpa初步选择基底尺寸d=0.5×（1.9+1.95）=1.725m第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计Ao=N/fa-γGd=1171.60/232-20×1.725=5.93m2考虑偏心A=(1.1-1.5)Ao=6.52-8.90m2取A=l.b=3.6×2.0=7.2且b=2.0m＜3m不需要在对fa进行修正，初步基础高度700mm9.3.1基底承载力验算计算基底净反力：G=γGAd=20×7.2×1.725=248.4KN偏心距en,o=M/Fk+Gk=(52.62×0.7)/(1171.6+248.4)=0.02m（l/6=0.83m）及Pkmin＞0满足Pk,max=(Fk+Gk)(1+6e/l)/A=(1171.6+248.4)(1+6×0.02/3.6)/14=203.80kpa<1.2fa=278.4kpa故承载力满足要求9.3.2基础抗冲切验算9.3.2.1计算基底净反力偏心距en0=M/F=ek=0.02m基底边缘的最大和最小净反力Pnmax(Pnmin)=F(1+6e/l)/A=168.14Kpa(157.30Kpa)因偏心受压区Pn=Pnmax冲切力：Fl=Pnmax[(l/2-ac/2-ho)b-(b/2-bc/2-ho)2]=168.14×[(3.6/2-0.5/2-0.65)×2-(2/2-0.5/2-0.65)2]=300.97KN抗冲切力：0.7βhpftamho=0.7×1.0×1.43×103×1.25×0.65=818.3KN>300.97KN满足9.3.4配筋计算选用HRB335钢筋(fy=300N/mm2)。9.3.4.1柱边基础截面(1截面)a基础长边柱边净反力：pn,1=pn,min+(l+ac)(pn,max-pn,min)/2l=163.6kpa弯矩：MI=(pn,max+pn,I)/2(l-ac)2(2b+bc)/24=165.87×(3.6-0.5)2×(2×2+0.5)/24=298.88KN.mAs,1=M1/0.9fyho=298.88×106/0.9×300×650=1703mm2实配12Φ14(As=1848mm2)＞1703mm2第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计b基础短边因该基础受单向偏心作用，所以基础短边的基底净反力可按均匀分布计算：Pn=0.5（Pnmax+Pnm）=162.72KN弯矩：MⅡ=1/24Pn（b-bc）2（2l+ac）=117.5KN.mAs,Ⅱ=M1/0.9fyho=117.5×106/0.9×300×650=699.31mm2实配19Φ10(As=1492mm2)＞699.31mm29.4联合基础计算9.4.1基底选型先考虑B、C恒载、活载组合：M=23.35KN.mN=3552.06KNV=6.96KN土的平均重度γm=γ1+γ2/h1+h2=(0.5×18+1×21)/1.5=20KN/m3ηb=0.3ηd=1.6b=3.6>3时,b=3m，取d=1.5mfa=fak+ηdγm(b-3)+ηdγm(d-0.5)=200+1.6×20×(1.5-0.5)=232kpa第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计初步选择基底尺寸d=0.5×（1.9+1.95）=1.725mAo=N/fa-γGd=3552.06/232-20×1.725=17.99m2考虑偏心A=(1.1-1.5)Ao=19.8-27.0m2取A=l.b=5.4×4=21.6修正后的fa=240.4KN，初步基础高度800mm9.3.1基承载力验算计算基底净反力：G=γGAd=20×21.6×1.725=759KN偏心距en,o=M/Fk+Gk=(23.35+6.96×0.8)/(3552.1+759)=0.007m（l/6=0.9m）及Pkmin＞0满足Pk,max=(Fk+Gk)(1+6e/l)/A=201.1kpa<1.2fa=288.5kpa故承载力满足要求9.3.2基础抗冲切验算9.3.2.1计算基底净反力偏心距en0=M/F=ek=0.007m基底边缘的最大和最小净反力Pnmax(Pnmin)=F(1+6e/l)/A=165.73Kpa(163.17Kpa)因偏心受压区Pn=Pnmax冲切力：Fl=Pnmax[(l/2-ac/2-ho)b-(b/2-bc/2-ho)2]=165.73×[(5.4/2-2.9/2-0.75)×4-(4/2-0.5/2-0.75)2]=165.73KN抗冲切力：0.7βhpftamho=0.7×1.0×1.43×103×1.25×0.75=938.4KN>165.73KN满足9.3.3配筋计算选用HRB335钢筋(fy=300N/mm2)。9.3.3.1柱边基础截面(1截面)a基础长边柱边净反力：pn,1=pn,min+(l+ac)(pn,max-pn,min)/2l=165.1kpa弯矩：MI=(pn,max+pn,I)/2(l-ac)2(2b+bc)/24=165.44×(5.4-2.9)2×(2×4+0.5)/24=366.21KN.mAs,1=M1/0.9fyho=366.21×106/0.9×300×750=1808mm2第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计实配24Φ10(As=1884mm2)＞1808mm2b基础短边因该基础受单向偏心作用，所以基础短边的基底净反力可按均匀分布计算：Pn=0.5（Pnmax+Pnm）=164.45KN弯矩：MⅡ=1/24Pn（b-bc）2（2l+ac）=1085.18KNmAs,Ⅱ=M1/0.9fyho=1085.18×106/0.9×300×750=5358.9mm2实配35Φ14(As=5390mm2)＞5358.9mm210.1楼板设计10.1.1楼板类型及设计方法的选择对于楼板，根据塑性理论，lo2/lo1<3时，在荷载作用下，在两个正交方向受力且都不可忽略。在本方案中，对于双向板，设计时按塑性铰线法设计；楼面荷载4.036KN/m2。荷载分析(1)gk=4.036KN/m2(2)活荷载标准值办公室2.0KN/m2走廊2.5KN/m2第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计板的恒载设计值g=1.2gk=4.84KN/m2板的活载设计值q=1.4qk10.1.2板的弯矩计算10.1.2.1双向板计算lo1/lo2=3000/7200=0.64g=4.84KN/m2q=1.4×2=2.8KN/m2p=g+q=4.84+2.8=7.64KN/m2q/2=1.4KN/m2g"=g+q/2=6.24KN/m2满布荷载时，g"=g+q/2=6.24KN/m2，布于板上时lo1/lo2=3000/7200=0.64，支撑方式为四边固定，查表得：mx=0.035my=0.0091mx"=—0.0771my"=—0.0571间隔布置时，±q/2=1.4KN/m2，A板lo1/lo2=3000/7200=0.64，支撑方式三边简支,一边固定，查表得：mx=0.0518my=0.0124教室楼板：m1=(mx+vmy)(g+q/2)lo12+(my+vmx)qlo12/2=(0.035+0.2×0.0091)×6.24×32+(0.0124+0.2×0.0518)×1.4×32=2.35KN.m/mm2=(my+vmx)(g+q/2)lo12+(mx+vmy)qlo12/2=(0.0091+0.2×0.035)×6.24×32+(0.0518+0.2×0.0124)×1.4×32=1.59KN.m/mm1"=m1""=—0.0771(g+q)lo12=—0.0771×7.64×32=—5.3KN.m/mm2"=m2""=—0.0571(g+q)lo12=—0.0571×7.64×32=—3.93KN.m/m走廊楼板：lo1/lo2=2400/6000=0.4g=4.84KN/m2q=1.4×2.5=3.5KN/m2p=g+q=4.84+3.5=8.34KN/m2q/2=1.75KN/m2g"=g+q/2=6.59KN/m2满布荷载时，g"=g+q/2=6.59KN/m2，布于板上时lo1/lo2=2400/6000=0.4，支撑方式为四边固定，查表得：mx=0.04my=0.0038mx"=-0.0829my"=-0.057间隔布置时，±q/2=1.75KN/m2，走廊板lo1/lo2=2400/6000=0.4，支撑方式两边简支,两边固定，查表得：mx=0.0416my=0.0017第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计m1=(mx+vmy)(g+q/2)lo12+(my+vmx)qlo12/2=(0.04+0.2×0.0038)×6.59×2.42+(0.0017+0.2×0.0416)×1.75×2.42=1.65KN.m/mm2=(my+vmx)(g+q/2)lo12+(mx+vmy)qlo12/2=(0.0017+0.2×0.0416)×6.59×2.42+(0.0416+0.2×0.0017)×1.75×2.42=0.8KN.m/mm1"=m1""=—0.0829(g+q)lo12=—0.0664×8.34×2.42=—3.19KN.m/mm2"=m2""=—0.0559(g+q)lo12=—0.057×8.34×2.42=—2.74KN.m/m截面设计：选用Φ8钢筋为主筋lo1方向跨中截面ho1=h-c-d/2=100-15-4=81mm支座截面处ho均为81mmlo2方向跨中截面ho2=h-c-d/2=100-15-12=73mmAs=M/0.95hofy截面弯矩设计值：该板四周与梁整浇，故弯矩设计值应按如下折减：教师楼板、走廊楼板跨中截面折减20%取内力臂系数γs=0.95，As=m/0.95hofy表10.1双向板计算表ho(mm)m(KN.m/m)As(mm2)配筋实配As教室楼板lo1812.35×0.8=1.88116.4Φ8@200251lo2731.59×0.8=1.2787.3Φ8@200251走廊楼板lo1811.65×0.8=1.3281.7Φ8@200251lo2730.8×0.8=0.6443.9Φ8@20025110.2屋盖设计10.2.1楼板类型及设计方法的选择对于屋盖，根据塑性理论，lo2/lo1<3时，在荷载作用下，在两个正交方向受力且都不可忽略。在本方案中，对于双向板，设计时按塑性铰线法设计；屋面荷载5.12KN/m2。荷载分析：(1)gk=5.12KN/m2(2)活荷载标准值上人屋面2KN/m2板的恒载设计值g=1.2gk=6.14KN/m2板的活载设计值q=1.4qk=2.8KN/m210.2.1.1双向板计算lo1/lo2=3600/7200=0.6g=6.14KN/m2q=1.4×2=2.8KN/m2第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计p=g+q=6.14+2.8=8.94KN/m2q/2=1.4KN/m2g"=g+q/2=7.54KN/m2满布荷载时，g"=g+q/2=7.54KN/m2，布于板上时lo1/lo2=3000/7200=0.64，支撑方式为四边固定，查表得：mx=0.035my=0.0091mx"=—0.0771my"=—0.0571间隔布置时，±q/2=1.4KN/m2，A板lo1/lo2=3000/7200=0.64，支撑方式三边简支,一边固定，查表得：mx=0.0416my=0.0017教室屋板：m1=(mx+vmy)(g+q/2)lo12+(my+vmx)qlo12/2=(0.035+0.2×0.0091)×7.54×32+(0.0124+0.2×0.0518)×1.4×32=2.79KN.m/mm2=(my+vmx)(g+q/2)lo12+(mx+vmy)qlo12/2=(0.0091+0.2×0.035)×7.54×32+(0.0518+0.2×0.0124)×1.4×32=1.77KN.m/mm1"=m1""=—0.0793(g+q)lo12=—0.0771×8.94×32=—6.2KN.m/mm2"=m2""=—0.0571(g+q)lo12=—0.0571×8.94×32=—4.59KN.m/m走廊屋板：lo1/lo2=2400/6000=0.4g=6.14KN/m2q=1.4×2=2.8KN/m2p=g+q=6.14+2.8=8.94KN/m2q/2=1.4KN/m2g"=g+q/2=7.54KN/m2满布荷载时，g"=g+q/2=7.54KN/m2，布于板上时lo1/lo2=2400/6000=0.4，支撑方式为四边固定，查表得：mx=0.04my=0.0038mx"=-0.0829my"=-0.057间隔布置时，±q/2=1.4KN/m2，走廊板lo1/lo2=2400/6000=0.4，支撑方式两边简支,两边固定，查表得：mx=0.0416my=0.0017m1=(mx+vmy)(g+q/2)lo12+(my+vmx)qlo12/2=(0.04+0.2×0.0038)×7.54×2.42+(0.0017+0.2×0.0416)×1.4×2.42=1.85KN.m/mm2=(my+vmx)(g+q/2)lo12+(mx+vmy)qlo12/2=(0.0017+0.2×0.0416)×7.54×2.42+(0.0416+0.2×0.0017)×1.4×2.42=0.77KN.m/m第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计m1"=m1""=—0.0829(g+q)lo12=—0.0664×8.94×2.42=—3.42KN.m/mm2"=m2""=—0.0559(g+q)lo12=—0.057×8.94×2.42=—2.94KN.m/m截面设计选用Φ8钢筋为主筋lo1方向跨中截面ho1=h-c-d/2=100-15-4=81mmlo2方向跨中截面ho2=h-c-d/2=100-15-12=73mm支座截面处ho均为81mm截面弯矩设计值：该板四周与梁整浇，故弯矩设计值应按如下折减：教室屋板、走廊屋板折减20%，取内力臂系数γs=0.95，As=m/0.95hofy表10.2双向板配筋表ho(mm)m(KN.m/m)As(mm2)配筋实配AsA区板lo1812.79×0.8=2.23138Φ8@200251lo2731.77×0.8=1.4298Φ8@200251B区板lo1811.85×0.8=1.4892Φ8@200251lo2730.77×0.8=0.6243Φ8@200251第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计结论通过这将近两个月的毕业设计，总的来说，纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行！在大学四年的时间里学到的所有知识基本上在这次设计里都运用上了。以往的课程设计都是单独的构件或建筑物的某一部分的设计，而毕业设计则不一样，它需要综合考虑各个方面的工程因素，诸如布局的合理，安全，经济，美观，还要兼顾施工的方便。这是一个综合性系统性的工程，因而要求我们分别从建筑，结构等不同角度去思考问题。这也是对大学所学知识的一次统一运用。在设计的过程中，遇到的问题是不断的。前期的建筑方案由于考虑不周是，由于自己多规范的不了解，此后在指导老师和同学们的帮助下，通过参考建筑101图集，建筑规范以及各种设计资料，使我的设计渐渐趋于合理。最重要的是选取的一榀框架进行结构手算，对各门专业课程知识贯穿起来加以运用，比如恒载，活载与抗震的综合考虑进行内力组合等。开始的计算是错误百出，稍有不慎，就会出现与规范不符的现象，此外还时不时出现笔误，于是反复参阅各种规范，设计例题等，其中主要用到的是力学和混凝土的知识，把课本上的知识转化为自己的东西，使其更接近于实际工程。但由于时间的仓促所以没有考虑地震的影响。最后的的计算书电脑输入，主要考察的是一些办公软件的使用，由于以前对各种办公软件应用不多，以致开始的输入速度相当的慢，不过经过一段时间的练习，日趋熟练。所以也让我重新掌握了这些办公软件。在这紧张的毕业设计终于划上了一个句号，从三月份至今，回想起过去两个多月的设计收获是很大的，终于看到自己努力后的成果，不仅使我对四年来大学所学专业知识的进行了一次比较系统的复习和总结归纳，而且使我真正体会了设计的艰辛和一种付出后得到了回报的满足感和成就感。同时也为以后的工作打下了坚实的基础。通过本毕业设计，掌握了结构设计的内容、步骤、和方法，全面了解设计的全过程；培养正确、熟练的结构方案、结构设计计算、构造处理及绘制结构施工图的能力；培养我们在建筑工程设计中的配合意识；培养正确、熟练运用规范、手册、标准图集及参考书的能力；通过实际工程训练，建立功能设计、施工、经济全面协调的思想，进一步建立建筑、结构工程师的责任意识。也知道了所有的一切都必须依靠规范来源于规范。第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计致谢毕业设计即将结束，自己的学生生涯也随之画上句号。即将走上社会的我，回想大学的生活感慨颇多。在这四年的时间里，认识了很多老师和同学，不论是在生活方面还是在学习方面，他们都给了我很大的帮助。通过这几年的学习，我不仅学到了许多文化知识，而且在做人和为人处世方面也有了长足的进步，在毕业离校之际，深深地向他们表达我最真诚的谢意！在整个毕业设计期间，正因为有了你们的帮助和支持，我才能把一个设计完整地完成。正是因为有了你们的帮助，才让我不仅学到了本次课题所涉及的新知识，更让我感觉到了知识以外的东西，那就是要勤于善问。在这次毕业设计中，我首先要感谢我的指导老师，她的严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风，在我们一遍又一遍的询问一些学过的知识是的不厌其烦的态度对我产生重要影响。是他们的鼓励和帮助才使我顺利完成设计。在毕业设计过程中，所有的同学都给我极大的帮助。在此，向他们表达深深的谢意。最重要的是我还要深深地感谢我的父母，她们为我默默操劳支持我读完了大学，他们不辞劳苦的付出，成为我永远前进的动力！我将倍加努力，在新的工作岗位上，用优异的成绩来感谢和回报曾经帮助过我的人。最后，再次感谢母校和老师们。致谢人：周建峰2015-6-12第65页共64页 成都市某高校教学楼3号楼设计参考文献[1]李国强，李杰，苏小卒《建筑结构抗震设计》北京：中国建筑工业出版社，2002[2]方鄂华，钱痂茹，叶列平《高层建筑结构设计》北京：中国建筑工业出版社，2003[3]罗晓辉《基础工程设计原理》武汉:华中科技大学出版社,2007[4]同济大学，西安建筑科技大学，东南大学，重庆建筑大学《房屋建筑学》北京：中国建筑工业出版社，1997[5]东南大学,天津大学,同济大学．混凝土结构(上册)．北京：中国建筑工业出版社，2003[6]东南大学,天津大学,同济大学．混凝土结构(中册)．北京：中国建筑工业出版社，2003[7]《建筑设计资料集》编委会．建筑设计资料集(8)．北京：中国建筑工业出版社，1996[8]龙驭球,包世华．《结构力学》(上、下册)．北京：高等教育出版社，1994[9]陈柄汗．《中文AutoCAD+天正TArch建筑绘图标准教程》．北京：机械工程出版社，2008[10]《建筑设计资料集》（第1、2、3集）[11]《建筑结构静力计算手册》[12]《建筑结构构造资料集》[13]《混凝土结构构造手册》[14]《地基基础设计手册》[15]《简明建筑结构设计手册》[16]《工业与民用建筑毕业设计手册》第65页共64页'