高校教学楼计算书 毕业设计

'前言本毕业设计的课题来源于教师，主要研究设计教学楼设计，采用现浇钢筋混凝土框架结构，共五层，毕业设计是大学教学计划的一个重要的组成部分,它培养了我们综合运用所学基础和专业知识,提高了我们实践能力，在理论上联合了实际。本毕业设计课题是设计高校教学楼,其中包括建筑设计,结构设计两大部分共9章内容，包括建筑设计、楼板设计、连系梁设计、框架设计、内力组合、截面设计、楼梯设计、雨篷设计和基础设计。在设计的过程中也运用到很多参考资料，结合规范和实际情况设计了鼎盛教学楼，对于建筑设计，参考了房屋建筑学，研究教学楼各部分的组合原理、构造方法以及建筑空间环境，从而设计出总平面布置图，平面图、立面图以及剖面图。对于结构设计主要参考了混凝土上、中两册，建筑结构抗震及高层建筑结构。设计完成后，一切的数据都是符合规范要求，并运用PKPM进行了电算，符合计算的结果。由于自身所学知识的局限性以及第一次独立的完成设计，设计中难免存在问题。在此，请各位老师，专家给予批评指正。2012年4月-75- 1建筑设计1.1设计理念教学楼是为人们学习提供最为良好环境的建筑。纵观教学建筑的发展历史，无不体现着人类文化、文明的历史进程和时代特征。教学楼建筑设计同设计其他类型建筑一样有许多共同点，也有许多不同的特点和要求。随着时代的发展，办公楼的内容和形式都在不断发生变化。因此，我对教学楼的设计过程和设计方法进行了详细研究，经过一番思考，我认为本设计应该具有以下特点：（1）弹性。从设计、结构到服务功能都应做到开放性，以适应时空的变化。（2）紧凑性。教室以及其它辅助用房的空间布置要做到紧凑合理。（3）易接近性。从楼外到楼内，从入口到各个部门，要规划得合理，要设计一个良好的导引系统。（4）可扩展性。在未来扩展时可灵活延伸，将损失减小到低程度。（5）舒适性。在环境、通风、温湿度、光线等方面要柔和、协调，尽量借用外部的自然环境。（6）环境的稳定性。（7）安全性。建筑安全防护措施做到不仅满足规范要求而且更加人性化。（8）经济性。把建设和维护一座教学楼所需要的经费和人员控制在最低限度。在整个设计过程中，我本着“安全，适用，经济，美观”的原则，在满足设计任务书提出的功能要求前提下，完成了建筑设计这一环节，合理的选择框架，并为以后的结构设计打下了良好的基础。1.2工程概况本设计教学楼位于青岛市。该地段地势平坦，环境较好，在选址和环境营造方面，注意自然景色的优美，也重学习环境各交通条件的因素，更强调人与自然环境的协调统一，比较适合教学楼功能的充分利用。根据设计资料的规划要求，本教学楼建筑要求的主要功能有：普通教室，阶梯教室，实验室，办公室等。建筑总长度为74.75m，所以在长度方向设置温度伸缩缝，其做法为：沿建筑物长度方向54m处预留缝隙，将建筑物从屋顶、墙体、楼层等地面以上构件全部断开，建筑物基础因其埋在地下受温度变化影响小，不必断开。伸缩缝的宽度为10厘米，缝内填保温材料。-75- 设计标高：室内外高差：450mm。墙身做法：墙身采用240厚粉煤灰填充墙。内粉刷为混合沙浆浆底，纸筋抹灰面，厚20mm,内墙涮两度涂料,外墙贴砖。楼面做法：楼面（大理石楼面），100厚现浇钢筋砼楼板，20厚板底抹灰。屋面做法（不上人屋面）门窗做法：塑钢窗和木门。地质资料：土的类型划分为：第1层耕土为软弱土，第2层残积土为中硬土，第3层强风化花岗岩为坚硬土。场地土的特征周期（卓越周期）为0.45s，勘测时间，勘测范围内未见地下水。地震烈度：7度，设计基本地震加速度为0.15g，Ⅱ类场地，设计地震分组为第二组，抗震等级三级。基本风压：0=0.50kN/m2雪压：0.25kN/m2，地面粗糙度类别为B类。不上人屋面活荷为0.5kN/m2，走廊、楼梯活荷载为2.5kN/m2，卫生间楼面活荷载为2.0kN/m2，教室、办公室楼面活荷为2.0kN/m2。1.3使用部分的平面设计使用房间面积的大小，主要由房间内部活动的特点，使用人数的多少以及设备的因素决定的，本建筑物为教学楼，主要使用房间为教室，各主要房间的具体设置在下表一一列出，如下表1.1：表1.1房间设置表序号房间名称数量单个面积(m2)1普通教室3060.482大办公室1430.243厕所2025.925阶梯教室690.726实验室1790.727小办公室525.92-75- 1.4门的宽度、数量和开启方式房间平面中门的最小宽度是由通过人流多少和搬进房间家具设备的大小决定的，如果室内人数多于50人，或房间面积大于60m2时，按照防火要求至少要设两个门，分别设在两端，以保证安全疏散，在进出人流频繁的地方，应使用弹簧门。教室设置两扇900宽的门，门扇开向室内。为了在发生危险时便于疏散，正面大门采用四扇宽为1.6m的门，走廊两端的采用0.80m的双扇门，均向外开。1.5窗的大小和位置房间中窗的大小和位置主要是根据室内采光通风要求来考虑。采光方面，窗的大小直接影响到室内照明是否充足。各类房间照明要求是由室内使用上直接影响到室内是用上精确细密的程度来确定的。通常以窗口透光部分的面积和房间地面的采光面积比来初步确定或检验面积的大小。1.6辅助房间的平面设计通常根据各种建筑物的使用特点和是用人数的多少，先确定所需设备的个数，建筑物中公共服务的卫生间应设置前室，这样使得卫生间比较隐藏，又有利于改善通向卫生间的走廊或过厅的卫生条件。为了节省交通面积，并使管道集中，采用套间布置。在本设计中，每层大约有400人上课，按规范规定每25人/1具:男卫生间：大便器8具；小便槽2具；洗手盆：4具，女卫生间：大便器16具；洗拖把槽：2具；洗手盆：4具。1.7交通部分的平面设计走廊的应符合人流通畅和建筑防火要求，通常单股人流的通行宽度约为500~600mm。由于走廊两侧设房间，走廊宽度采用2400mm。根据建筑物的耐火等级为二级，层数五层。走廊通行人数为60人，防火要求最小宽度为1m,符合要求。楼梯是房屋个层间的垂直交通部分，各楼层人流疏散的必经通路。楼梯设计主要根据使用要求和人流通行情况确定梯段和休息平台的宽度，梯段的宽度通常不小于1100mm~1200mm。-75- 1.8立面设计在本设计中，正立面中所有的窗尺寸都是一样的，给人以特别整齐的感觉！房屋外部形象反映建筑类型内部空间的组合特点，美观问题紧密地结合功能要求，同时，建筑物所在地区的气候、地形、道路、原有的建筑物以及绿化等基地环境，也是影响建筑物立面设计的重要因素。1.9建筑剖面设计为防止室外雨水流入室内，并防止墙身受潮，将使内地坪提高到室外地坪450mm。首层层高为3.9、标准层与顶层层高均为3.6m。-75- 2楼板设计2.1楼面结构平面布置教学楼平面布置图如下图2.1图2.1柱网布置图2.2截面尺寸初步估计2.2.1柱截面设计该结构选用C30的混凝土，选用二级钢筋HRB335。结构抗震等级为三级，由公式，式中取0.8,取14.3×103kN/m2，N=15×A（其中15为面荷载）从而得到N=15×3×（×7.2＋×2.4）=216kN可得A===0.113m2=113000mm2b=h==336mm.取b=h=500mm.2.2.2梁的截面设计梁的截面宽度b:框架梁取300mm,楼面连系梁取250mm。梁的截面高度h取值如下：框架梁：h1=（~）L-75- AB、CD跨:h1=600mmBC跨：在AB和CD之间，考虑到整体性，故也取h1=600mm连系梁：H2Lh2=L==200mm,取h2=500mm。综上可知，各梁的截面如下：框架梁：b1×h1=300mm×600mm（AB跨、BC跨、CD跨）连系梁：b2×h2=250mm×500mm2.3设计资料板采用100厚现浇钢筋混凝土板，10厚水磨石地面层，20厚1：3水泥砂浆打底，20厚1：3水泥砂浆抹灰，V型轻钢龙骨吊顶。混凝土采用C30（fc=14.3N/mm2）,钢筋选用HRB335(fy=300N/mm2).不上人屋面活荷为0.5kN/m2，走廊、楼梯活荷载为2.5kN/m2，卫生间楼面活荷载为2.0kN/m2，教室、办公室楼面活荷为2.0kN/m2。2.3.1荷载计算10厚水磨石地面层0.01×25=0.25kN/m220厚1：3水泥砂浆打底0.40kN/m2100厚现浇混凝土楼板0.10×25=2.50kN/m220厚1：3水泥砂浆抹灰0.02×17=0.34kN/m2V型龙骨吊顶0.25kN/m2--------------------------------------------------------------------------------------------------恒荷载标准值3.74kN/m2恒荷载设计值g=1.2×3.74=4.50kN/m2活荷载标准值：教室、办公室、厕所：2.0kN/m2走廊、楼梯：2.5kN/m2活荷载设计值：教室、办公室、厕所：q1=1.4×2.0=2.80kN/m2走廊、楼梯：q2=1.4×2.5=3.50kN/m2-75- 合计：教室、办公室、厕所：P1=g+q1=4.50+2.80=7.30kN/m2走廊、楼梯：P2=g+q2=4.50+3.50=8.00kN/m22.3.2按塑性理论计算弯矩计算：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l1/4处间隔弯起。取m2=αm1，对所以区隔板，均取α==0.6.取β=2。A区格M1=（4.0-2.2/2)m1+m1/2×2.2/4×2=3.45m1M2=2.2/2×m2+m2/2×2.2/4×2=1.65m2=0.99m1M1/=M1//=-2×4.0m1=8.00m1M2/=M2//=-2×2.2m2=4.4m1=2.64m1带入基本公式:M1+M2+(M1/+M1//+M2/+M2//)=P2l12/12×(312-11)3.45m1+0.99m1+8.0m1+2.64m1=×8.00×2.22×(4.0-2.2/3)得m1=1.05kN·mm2=αm1=0.6×1.05=0.63kN·mm1/=m1//=βm1=-2×1.05=-2.10kN·mm2/=m2//=βm2=-2×0.63=-1.26kN·m区格B将A区格的m1//作为B区隔板m1/的已知值，并取m1//=0，则M1/=-2.10×7.0=-14.70M1//=0M2/=M2//=-2×3.3m2=-6.6m2=3.96m1M1=（）m1×3.3=6.59m1M2=×0.6×3.3m1=1.49m1带入基本公式，由于区格板四周与梁整结，内力折减系数为0.8。M1+M2+(M1/+M1//+M2/+M2//)=P1112/12×(312-11)-75- 6.59m1+1.49m1+3.96m1+14.70/2=×7.30×3.32×(7.0-3.3/3)得m1=4.26kN·mm2=αm1=0.6×4.26=2.56kN·mm/=-2.10kN·mm2/=m2//=2×2.56=5.11kN·m区格C将A区格的m1//作为C区隔板m1/的已知值，并取m1//=0，则M1/=-2.10×4.0=-8.40M1//=0M2/=M2//=-2×3.3m2=-6.6m2=-3.96m1M1=（）m1×3.3=3.59m1M2=×0.6×3.3m1=1.49m1带入基本公式，由于区格板四周与梁整结，内力折减系数为0.8。M1+M2+(M1/+M1//+M2/+M2//)=P2112×(12-11/3)3.59m1+1.49m1+3.96m1+8.40/2=×8.0×3.32×(4.0-3.3/3)得m1=3.03kN·mm2=αm1=0.6×3.03=1.82kN·mm1/=-2.10kN·mm2/=m2//=2×1.82=3.64kN·m区格D将A区格的m1//作为D区隔板m1/的已知值，并取m1//=0，则M1/=-2.10×7.0=-14.70M1//=0M2/=M2//=-2×4.0m2=-8.0m2=-4.8m1M1=（）m1×4=6.5m1M2=×0.6×4.0m1=1.80m1带入基本公式，由于区格板四周与梁整结，内力折减系数为0.8。-75- M1+M2+(M1/+M1//+M2/+M2//)=P1112×(12-11/3)6.5m1+1.8m1+4.8m1+14.7/2=×8.0×4.02×(7.0-4.0/3)得m1=6.36kN·mm2=αm1=0.6×6.36=3.82kN·mm1/=-2.10kN·mm2/=m2//=2×3.82=7.64kN·m2.3.3配筋计算各区格板跨中及支座弯矩已求得,取截面有效高度：h0x=70mm,h0y=80mm,即可以似按As=M/(0.95×fy×h0)计算钢筋截面面积，钢筋选用HPB235，fy=210N/mm2板配筋如下表2.2表2.2板配筋计算截面ho(mm2)m(kNm)As(mm2)选配钢筋实配面积（mm2）跨中AL01方向800.84378@200251L02方向700.51268@200251BL01方向804.261878@200251L02方向702.561298@200251CL01方向803.031338@200251L02方向701.82928@200251DL01方向806.362798@180279L02方向703.821928@200251支座A-A801.26568@200251A-C803.641658@200251A-D807.6433610@220357B-C803.641658@200251B-D807.6433610@220357D-D807.6433610@220357-75- 3连系梁设计连系梁配筋计算，按考虑塑性内力重分布方法计算：主梁：高h=600mm；宽b=300mm，纵向框架梁梁高500mm，外墙厚240mm，确定梁宽为250mm。3.1荷载统计恒载计算（取最大值）由板传来的恒载（1-2×0.332+0.333）×8.00+5/8×7.30=10.39kN/m连系梁自重1.2×25×0.25×（0.5-0.1）=3.00kN/m连系梁粉刷抹灰1.2×20×0.02×（0.5-0.1）=0.19kN/m内墙重1.2×（3.6-0.5）×0.24×18=14.52kN/m墙抹灰1.2×（3.6-0.5）×0.02×20=1.35kN/m合计g=10.39+3.00+0.19+14.52+1.35=29.45kN/m3.2连系梁计算计算跨度取l0=4.2m-0.3m=3.9mM=αmgl02=－×29.45×3.9×3.9=－18.67V=αvgl0=0.50×29.45×3.9=57.43kN连系梁弯矩计算表3.1：表3.1连系梁弯矩计算M（）端支座边跨跨中离端第二支座离端第二跨中中间支座-1/241/14-1/111/16-1/14-18.6732.00-40.7228.00-32.00V(kN)端支座内侧离端外侧第二支座0.50.550.5×29.45×3.9=57.430.55×29.45×3.9=63.173.3截面承载力计算3.3.1正截面受弯承载力计算联系梁混凝土等级为C30,α1=1.0,fc=14.3N/mm2;纵向钢筋采用HRB335，fy=300N/mm2；-75- 联系梁支座截面按矩形截面计算，跨内按T型截面计算，其翼缘计算宽度为bf=1/3×3900=1300<250+1980，取bf=1300mm。离端第二支座截面纵向钢筋按单排布置：h0=500-40=460mm判断跨内截面类型：α1fcbfhf(h0-hf/2)=1.0×14.3×1300×100×(460-100/2)=762.19kN/m>32.00kN/m故属于第一类T型截面，即跨内按宽度为bf的矩形截面计算。支座截面按矩形截面计算h0=460mm连系梁正截面计算表3.2表3.2连系梁正截面计算截面边跨中离端第二支座离端第二跨中中间支座M32.0040.7228.0032.00B13002501300250αs=M/(α1fcbh02)0.00820.05380.00710.0423γs=0.5（1+）0.99590.97230.99640.9784As=M/(fy×γs×h0)232.84303.48203.63237.00实际配筋216314214216实配As4024613084023.3.2斜截面承载力计算验算截面尺寸：hw=h0-bf=460-100=360mm，hw/b=360/250=1.44<4.0混凝土采用C30，βc=1.0。故对离端第二支座左边截面尺寸按下式验算：0.25βcfcbh02=0.25×1.0×14.3×250×4602=411.13kN>V=63.17kN故：截面尺寸满足要求。验算是否需要计算配置箍筋（对离端第二支座左边截面）0.7ftbh0=0.7×1.43×250×460=115.15kN>V=63.17kN按截面构造配置箍筋：28，Asv=101mm2，实配间距为200mm。箍筋加密区长度取1.5h和500mm中较大值600mm，间距100mm。-75- 4框架设计4.1设计资料设计标高：室内设计标高为±0.000；室内外高差为450mm墙身做法：240厚粉煤灰砌块填充墙用M5混合砂浆砌筑内粉刷为混合砂浆打底，纸筋灰面厚20内墙涂料两度外粉刷为1：3水泥砂浆打底，厚20外墙涂料两度楼面做法：10厚水磨石板面层100厚现浇砼板20厚混合砂浆板底抹灰V型轻钢龙骨吊顶屋面做法：20厚1：3水泥砂浆防护层二道TS复合防水卷材80厚苯板保温层1：8水泥膨胀珍珠岩找坡2%最薄处40mm20厚1：3水泥砂浆找平层TS-F复合防水卷材隔气层20厚1：3水泥砂浆找平层100厚现浇砼屋面板20厚1：3水泥砂浆抹灰V型轻钢龙骨吊顶女儿墙900高，240厚砖墙门窗做法：内外窗均为铝合金窗外门为铝合金玻璃门，内门为木门地质资料：地表填土为0.3m；填土下为0.5m中砂层承载力设计值为250KPa，再下层0.7m厚粗砂层场地类型：属于Ⅱ类建筑场地-75- 地震烈度：抗震设防烈度为7度气候条件：基本风压为0.50kN/m；基本雪压0.25kN/m(青岛)风荷载：地面粗糙度为B类；雪荷载：基本雪压为S。=0.25kN/m；屋面积雪分布系数μr=1.0屋面、楼面均布活荷载标准值：厕所、走廊、门厅、楼梯：2.5kN/m教室、实验室、办公室：2.0kN/m不上人屋面：0.5kN/m4.2荷载统计4.2.1屋面框架梁恒载计算屋框架梁线荷载标准值：20厚1：3水泥砂浆找平层0.02×20=0.4kN/m二道TS复合防水卷材0.35kN/m20厚1：2.5水泥砂浆防护层0.02×20=0.50kN/m100厚水泥膨胀珍珠岩保温层0.10×4=0.40kN/m1：8水泥膨胀珍珠岩找坡2%最薄处40mm0.11×4=0.44kN/m20厚1：3水泥砂浆找平层0.02×20=0.40kN/m100厚现浇砼屋面板0.10×25=2.5kN/mV型轻钢龙骨吊顶0.25kN/m恒载标准组合标准值合计：5.14kN/mAB跨屋面梁恒载标准值gwk1=×5.14×2=18.51kN/mBC跨屋面梁恒载标准值gwk2=×5.14×2=12.34kN/m框架梁自重0.3×（0.6-0.1）×25=3.75kN/m抹灰2×0.5×0.02×20=0.40kN/m------------------------------------------------------------------------------------------75- AB跨框架梁自重4.15kN/m框架梁自重0.25×（0.5-0.1）×25=2.50kN/m抹灰2×0.4×0.02×20=0.32kN/m------------------------------------------------------------------------------------------BC跨框架梁自重2.82kN/m屋面不上人，活荷载标准值为0.5kN/m2AB跨框架梁活荷载标准值qwk1==×0.5×2=1.80kN/mBC跨框架梁活荷载标准值qwk2==×0.5×2=1.20kN/m屋面纵向梁传来作用于柱顶的集中荷载：女儿墙自重标准值：900mm高，240mm厚，双面抹灰，墙自重为5.36×0.9=4.82kN/m；纵向框架梁自重标准值：纵向框架梁自重0.3×(0.6-0.1)×25=2.5kN/m抹灰(0.6-0.1)×2×0.02×17=0.272kN/m-----------------------------------------------------------------------------------------纵向框架梁自重标准值2.772kN/mA轴纵向框架梁传来恒荷载标准值：女儿墙自重4.82×4.2=20.26kN纵向框架梁自重2.772×4.2=11.64kN屋面恒荷载传来(4.2+4.2-2.4)××5.14=18.51kN----------------------------------------------------------------------------------------------Gwk1=50.41kNB轴纵向框架梁传来恒荷载标准值Gwk2：纵向框架梁自重2.772×4.2=11.64kN屋面恒荷载传来(4.2+4.2-2.4)××5.14=18.51kN×4.2××5.14=22.67kN------------------------------------------------------------------------------------------------75- Gwk2=52.82kNA轴纵向框架梁传来活荷载标准值Qwk1：屋面活载传来(4.2+4.2-2.4)××0.5=1.80kN-----------------------------------------------------------------Qwk1=1.80kNB轴纵向框架梁传来活荷载标准值Qwk2：屋面活载传来(4.2+4.2-2.4)××0.5=1.80kN×4.2××0.5=2.21kN-----------------------------------------------------------------Qwk2=4.01kNA轴纵向框架梁中心向外偏离柱轴线，由此产生节点弯矩Mk1=50.41×0.075=3.78kN·m；Mk2=1.80×0.075=0.14kN·m4.2.2楼面框架梁恒载计算屋面框架梁恒载统计：10厚面砖，20厚1：3水泥砂浆0.65kN/m20厚1：3水泥砂浆打底0.02×25=0.50kN/m100厚现浇砼屋面板0.10×25=2.5kN/mV型轻钢龙骨吊顶0.25kN/m---------------------------------------------------------------------------------------------恒载标准组合标准值合计：3.74kN/m内隔墙自重：240mm厚粉煤灰砖0.24×18=4.32kN/m20mm厚双面砂浆抹灰0.02×17=0.68kN/m-----------------------------------------------------------------------------------------------内隔墙自重标准值合计：5.36×（3.6-0.6）=14.47kN/mAB跨屋面梁恒载标准值Gk1=4.2×3.74=15.71kN/mGk3=15.71+2.82=18.53kN/mBC跨屋面梁恒载标准值Gk2=3.74×2.4=8.98kN/m-75- Gk4=2.77kN/m教学楼楼面活荷载标准值：教室、厕所、办公室2.0kN/m走廊2.5kN/mAB跨框架梁活载标准值Qk1=2.0×4.2=8..40kN/mBC跨楼面梁活载标准值Qk2=2.5×2.5=6.25kN/m楼面纵向梁传来作用于柱顶的集中荷载：纵向梁传来作用于柱顶的集中荷载：外纵墙自重标准值墙重（4.2-0.5）×（3.6-0.6）×5.36=53.55kN------------------------------------------------------------------------------------------------外纵墙自重标准值53.55kN内纵墙自重标准值：自重（4.2-0.5）×（3.6-0.5）×5.36=53.55kN抹灰（4.2-0.5）×（3.6-0.5）×2×0.02×17=6.79kN------------------------------------------------------------------------------------------------内纵墙自重标准值60.34kNA轴纵向框架梁传来恒荷载标准值：外纵墙自重53.55kN纵向框架梁自重4.2×2.772=11.64kN楼面恒荷载传来(4.2+4.2-2.4)××3.74=13.46kN-----------------------------------------------------------------------------------------------Gk1=78.65kNB轴纵向框架梁传来恒荷载标准值Gk2：内纵墙自重60.34kN纵向框架梁自重4.2×2.772=11.64kN楼面恒荷载传来(4.2+4.2-2.4)××3.74=13.46kN×4.2××3.74=16.49kN------------------------------------------------------------------------------------------------Gk2=101.93kN-75- A轴纵向框架梁传来活荷载标准值Qk1：楼面活载传来(4.2+4.2-2.4)××2.0=7.2kN-----------------------------------------------------------------Qk1=7.2kNB轴纵向框架梁传来活荷载标准值Qk2：楼面活载传来(4.2+4.2-2.4)××2.0=7.2kN×4.2××2.0=2.20kN-----------------------------------------------------------------Qk2=9.40kNA轴纵向框架梁中心向外偏离柱轴线，由此产生节点弯矩Mk1=78.65×0.075=5.90kN·m；Mk2=7.2×0.075=0.54kN·m底层柱自重：0.5×0.5×80×4.85=76.5kN其余各层柱自重：0.5×0.5×80×3.6=59.4kN（混凝土容重取28kN/m，以考虑柱外抹灰重）4.3风荷载计算风荷载：基本风压0.5kN/m2，风荷载体型系数1.3，风压高度变化系数按B类粗糙度查表4.1，查得高度变化系数。表4.1B类粗糙度风压高度变化系数离地高度/m5-101520301.01.141.251.42作用于屋面梁和梁节点处的集中风荷载标准值如下表4.2：，其中：；：高度Z处的风振系数。因高度H=19.25m<30m，故取；--基本风压，取=0.5kN/m2；--风压的高度变化系数；-75- 表4.2柱顶集中风荷载标准值层数离地高度高度变化系各层柱顶集中风荷载标准值518.751.18F5=0.5×1.3×1.0×1.18×(1.8+0.9)×3.6=6.45kN415.151.10F4=0.5×1.3×1.0×1.10×3.6×3.6=7.79kN311.551.01F3=0.5×1.3×1.0×1.01×3.6×3.6=7.15kN27.951.0F2=0.5×1.3×1.0×1.0×3.6×3.6=7.08kN14.351.0F1=0.5×1.3×1.0×1.0×(2.175+1.8)×3.9=7.56kN4.4地震作用计算本工程仅需考虑水平地震作用，建筑高度为19.25m，质量和刚度沿高度均布，故可采用底部剪力法来计算水平地震作用。作用于屋面梁及各层楼面梁处的重力荷载代表值：屋面梁处：G=结构构件自重+50%雪荷载楼面梁处：G=结构构件自重+50%活荷载顶层屋面恒荷（7.2+7.2+2.4）×（4.2×16+3.6×2）×5.14=6061.910kN梁L1（b×h=300mm×600mm）自重及梁侧粉刷:(4.2-0.5)×16+3.1×2×2×0.3×(0.6-0.1)×25+(4.2-0.5)×16+3.1×2×0.02×2×(0.6-0.1)×17+(7.2-0.5)×40×0.3×(0.6-0.1)×25+(7.2-0.5)×40×(0.6-0.1)×0.02×2×17=1470.24kN梁L2（b×h=250mm×500mm）自重及梁侧粉刷:(2.4-0.5)×0.25×18×(0.5-0.1)×25+(0.5-0.1)×2×0.02×17×(2.4-0.5)×18=94.80kN女儿墙自重：(4.2×16+3.6×2+（7.2+2.4+7.2）)×2×0.24×0.9×18+4.2×16+3.6×2+（7.2+2.7+7.2）×2×0.02×1×2×17=794.83kN柱重：（3.6-0.1）/2×（0.5×0.5×25×20×4+1.28×0.02×20×17×4）=770.14kN-75- 活荷载：（7.2+7.2）×70.2×0.25+70.2×2.4×0.25=294.84kN（取一半）G5=6061.910+1470.24+94.80+794.83+770.14+294.84/2=9340kN标准层楼面板及其粉刷：（7.2+7.2+2.4）×（4.2×16+3.6×2）×3.74=4410.81kN梁L1自重:1470.24kN梁L2自重:94.80kN墙自重：(3.6-0.6)×(4.2-0.5)×16×2+(3.6-0.5)×(3.6-0.6)×4×(0.24×18+0.02×17)+(3.6-0.6)×(7.2-0.5)×2×20×(0.24×18+0.02×17)+(3.6-0.5)×(2.4-0.5)×18×(0.24×18+0.02×17)=5017.70kN柱重：770.14×2=1540.28kN活荷载：（7.2+7.2）×70.2×2.0+70.2×2.4×2.5=2442.96kN（取一半)G=4410.81+1470.24+94.80+5017.70+1540.28+2442.96/2=13755kN底层楼面板及其粉刷：（7.2+7.2+2.4）×（4.2×16+3.6×2）×3.74=4410.81kN梁L1自重:1470.24kN梁L2自重:94.80kN柱自重：727.35+（4.85-0.1）/2×0.5×0.5×25×80+1.28×0.02×（4.85-0.1）/2×17×80=1726.12kN活荷载：（7.2+7.2）×74.85×2.0+74.85×2.4×2.5=2442.96kN（取一半)墙自重：5017.70kNG=4410.81+1470.24+94.80+5017.70+1726.12+2442.96/2=13941kN-75- 框架简图及质点重力荷载代表值简图如下图4.1图4.1框架简图及质点重力荷载代表值简图4.4.1地震作用下框架侧移刚度计算梁的线刚度计算如下表4.表4.3梁的线刚度计算截面b×h(m2)跨度l(m）矩形截面惯性矩I0（m4）边框架梁中框架梁Ib=1.5I0(m4)Kb=EcIb/l(kN·m)Ib=2.0I0(m4)Kb=EcIb/l(kN·m)0.3×0.67.25.4×10-38.10×10-33.37×10410.8×10-24.50×1040.25×0.52.42.6×10-33.90×10-34.87×1045.20×10-26.50×104柱的线刚度如下表4.4表4.4柱的线刚度表层次hc/mmEc/(N/mm2)b×h/mm2Ic/mm4EcIc/hc/(kN.m)148503.0×104500×5005.21×1093.68×1042-536003.0×104500×5005.21×1094.26×104-75- 令i左边梁=1.0，则其余各杆的相对线刚度如下图4.2图4.2分层法相对线刚度图-75- 柱的侧移刚度计算如下表4.5表4.5柱的侧移刚度计算层次截面b×h(m2)层高h(m)矩形截面惯性矩Ic(m4)线刚度Kc=(kN·m)K=(一般层)K=（底层）(一般层)（底层）A、D轴边框架边柱2～50.5×0.53.65.21×10-34.83×1040.700.261383810.5×0.54.855.21×10-33.68×1040.920.4911980A、D轴中框架边柱2～50.5×0.53.65.21×10-34.83×1040.930.321703110.5×0.54.855.21×10-33.68×1041.220.5312958B、C轴边框架中柱2～50.5×0.53.65.21×10-34.83×1041.400.412182110.5×0.54.855.21×10-33.68×1042.450.6616136B、C轴中框架中柱2～50.5×0.53.65.21×10-34.83×1042.690.573033710.5×0.54.855.21×10-33.68×1043.530.7317847-75- 各层D值汇总如下表4.6表4.6各层D值汇总层次D值柱类型2～5(D值×根数)1(D值×根数)边柱A、D13838×811980×8A、D17031×3212958×32中柱B、C21821×816136×8B、C30337×3217847×32∑D(kN/m)165841210982244.4.2自振周期计算按顶点位移法计算，考虑填充墙对框架刚度的影响，取基本周期调整系数T=0.6。计算公式为T1=1.7T，式中为顶点位移（单位为m），按D值法计算，见表4.7表4.7横向框架定点位移计算层次Gi（kN）∑Gi(kN）Di∆i-∆i-1=∑Gi/D(m)∆i(m)59340934016584120.00560.13554137552309516584120.01390.12993137553685016584120.02220.11602137555060516584120.03050.09381139416454610982240.05880.0588T1=1.7×0.6×=0.38s4.4.3横向水平地震作用计算对地震作用按7度计算，基本地震加速度0.15g、Ⅱ类场地，设计地震二组，则Tg=0.45s，采用底部剪力法计算。由于T1=0.38s<1.4Tg=1.4×0.45=0.63-75- s，故不考虑顶点附加地震作用。计算结果列于表4.8结构底部剪力为：　FEK=max×0.85=0.12×0.85×64546=6583.69kN表4.8各层地震作用及楼层地震剪力层次层高hi（m）高度（m）（kN）Fi(kN)（kN）53.619.2593401629830.2431599.841599.8443.615.65137551946330.2911915.853515.6933.612.05137551492420.2231468.164983.8523.68.45137551038500.1551020.476004.3214.854.8513941592490.088579.376583.694.4.4变形计算计算结果列于表4.9表4.9变形验算层次层间剪力Vi（kN）层间刚度Dｉ（m）层高hi（m）层间相对弹性转角备注51599.8416584120.000963.61/3438层间相对弹性转角均满足的要求。43515.6916584120.002123.61/155734983.8516584120.003013.61/109626004.3216584120.003623.61/91216583.6910982240.005994.851/7104.4.5地震作用下框架的内力分析柱端弯矩计算结果见表4.10-75- 表4.10横向框架柱端弯矩计算层次层高hi（m）层间剪力Vi（kN）层间刚度DiA轴柱（边柱）DimVim（kN）Ky（m）M上（kN・m）M下（kN・m）53.61599.84165841217031160.930.3534.3218.4843.63515.69165841217031360.930.4565.3453.4633.64983.85165841217031510.930.4592.5775.7423.66004.32165841217031620.930.50102.30102.3014.856583.69109822412958781.220.65116.03215.48B轴柱（中柱）DimVim（kN）Ky（m）M上（kN・m）M下（kN・m）30337292.690.4552.6443.0730337642.690.50105.60105.6030337912.690.50150.15150.15303371102.690.50181.50181.50178471073.530.55204.64250.11注：y=y0+y1+y2,3；Vim=ViDim/Di；M上=Vim(1-yi)hiM下=Vimyihi梁端弯矩剪力及柱轴力发别按下式计算：Vb=(Mb1+Mb2)/l，Ni=-75- 地震作用下框架梁柱弯矩图见图4.3图4.3地震作用下框架梁柱弯矩图（kN∙m）-75- 地震作用下框架梁端剪力及柱轴力见图4.4图4.4地震作用下框架梁端剪力及柱轴力（单位：kN）-75- 4.5风荷载作用下的内力计算4.5.1柱的侧移刚度底层柱侧移刚度见表4.11表4.11底层柱侧移刚度柱边柱（2根）1/0.82=1.220.5344328中柱（2根）(1+1.44)/0.82=2.980.69913839底层=(4328+13839)×2=36334kN其余层柱侧移刚度见表4.12表4.12其余层柱侧移刚度柱边柱（2根）(1+1)/2×0.94=1.060.3464041中柱（2根）(1+1.44)/0.94=2.600.56516187其余层层=(4041+16187)×2=40456kN4.5.2风荷载作用下柱的侧移计算风荷载作用下柱的侧移结果见下表4.13表4.13风荷载作用下柱的侧移计算层次各层风载Pt层间剪力Vi侧移刚度层间侧移56.456.45404560.000160.0000547.7914.24404560.000350.0001137.1521.39404560.000530.0001627.0828.47404560.000700.0002117.5636.03363340.000990.00026框架总侧移U==0.00079m，层间侧移最大值为0.00026m，小于1/550，-75- 满足侧移限值。4.5.3风荷载作用下框架的内力分析柱端弯矩计算结果见表4.14表4.14横向框架柱端弯矩计算层次层高hi（m）层间剪力Vi（kN）层间刚度DiA轴柱（边柱）DimVim（kN）Ky（m）M上（kN・m）M下（kN・m）53.66.454045640410.641.060.351.370.7443.614.244045640411.421.060.452.582.1133.621.394045640412.141.060.503.533.5323.628.474045640412.841.060.504.694.6914.8536.033633443284.291.220.656.3811.85B轴柱（中柱）DimVim（kN）Ky（m）M上（kN・m）M下（kN・m）161872.582.600.454.683.83161875.702.600.509.409.40161878.562.600.5014.1214.121618711.392.600.5018.7918.791383913.722.980.5526.2432.07注：y=y0+y1+y2,3；Vim=ViDim/Di；M上=Vim(1-yi)hiM下=Vimyihi-75- 风荷载作用下框架梁柱弯矩图见图4.5图4.5风荷载作用下框架梁柱弯矩图（kN∙m）-75- 风荷载作用下框架梁端剪力及柱轴力见图4.6图4.6风荷载作用下框架梁端剪力及柱轴力（单位：kN）4.6竖向荷载作用4.6.1恒载作用下的内力计算顶层恒载作用下的内力计算将三角形荷载转化为等效均布荷载AB跨：q=18.51×+4.15=15.72kN/mM=ql2+Gwk1l=×15.72×7.22+×50.41×7.2=113.28BC跨：q=12.34×+2.82=10.53kN/mM=ql2=×10.53×2.42=5.06分层计算弯矩取半结构-75- 顶层杆端弯矩计算见表4.15表4.15顶层杆端弯矩的计算节点DEABC杆端DAEBADABBABEBCCB分配系数0.4840.5160.2070.1950.598固端弯矩-113.28113.28-5.06-2.53节点A分配传递18.2854.8358.4529.33节点B分配传递-8.94-14.23-28.47-26.82-82.2582.25节点A分配传递2.296.897.343.67节点B分配传递-0.24-0.38-0.76-0.72-2.192.19节点A分配传递0.060.180.200.10节点B分配传递-0.02-0.02-0.060.06最后弯矩20.63-9.1861.90-61.90117.13-27.56-89.5681.97中间层恒载作用下的内力计算将三角形荷载转化为等效均布荷载AB跨：q=15.71×+18.53=28.35kN/mM=ql2+Gwk1l=×28.35×7.22+×78.65×7.2=193.25BC跨：q=8.98×+2.77=8.38kN/mM=ql2=×8.38×2.42=4.02中层杆端弯矩的计算见表4.16-75- 表4.16中层杆端弯矩的计算节点D(F)E(G)ABC杆端(F)DA(G)EBAD（AF）ABBABE(BG)BCCB分配系数0.3260.3480.1740.1630.500固端弯矩-193.25193.25-4.02-2.01节点A分配传递21.0063.0067.2533.62节点B分配传递-12.11-19.39-38.78-36.32-111.4111.4节点A分配传递2.116.326.753.38节点B分配传递-0.18-0.30-0.59-0.55-1.691.69节点A分配传递0.010.200.100.05节点B分配传递-0.01-0.01-0.030.03最后弯矩23.12-12.2969.52-138.84190.92-36.88-117.1111.1底层恒载作用下的内力计算将三角形荷载转化为等效均布荷载AB跨：q=15.71×+18.53=28.35kN/mM=ql2+Gwk1l=×28.35×7.22+×78.65×7.2=193.25BC跨：q=8.98×+2.77=8.38kN/mM=ql2=×8.38×2.42=4.02底层杆端弯矩的计算见表4.17-75- 表4.17底层杆端弯矩的计算节点AB杆端ADAFABBABEBGBC分配系数0.2970.3410.3620.1770.1450.1670.511固端弯矩-193.25193.25-4.02节点A分配传递57.3965.9069.9634.98节点B分配传递-19.85-39.69-35.51-37.44-114.57节点A分配传递5.906.777.183.59节点B分配传递-0.32-0.64-0.52-0.60-1.83节点A分配传递0.100.120.120.06节点B分配传递-0.01-0.01-0.01-0.02最后弯矩63.3972.79-136.16191.54-36.04-38.05-120.44节点CFEGD杆端CBFAEBGBDA分配系数固端弯矩-2.01节点A分配传递32.9528.69节点B分配传递114.57-17.76-18.72-75- 节点A分配传递3.382.95节点B分配传递1.83-0.26-0.30节点A分配传递0.060.05节点B分配传递0.02-0.005-0.005最后弯矩114.4136.39-18.02-19.0231.69对柱端弯矩进行叠加得弯矩图4.7-75- 图4.7恒载作用下的弯矩图（kN∙m）平衡节点再一次分配，得弯矩图4.8-75- 图4.8恒载作用下的弯矩图（kN∙m）梁端剪力和轴力计算梁端剪力柱轴力梁剪力及柱轴力见图4.9-75- 图4.9梁剪力、柱轴力图（kN）4.6.2活载作用下的内力计算顶层活载作用下的内力计算将三角形荷载转化为等效均布荷载AB跨：q=1.80×=1.13kN/mM=ql2=×1.13×7.22=4.88BC跨：q=1.2×=0.75kN/mM=ql2=×0.75×2.42=0.36顶层杆端弯矩的计算见表4.18表4.18顶层杆端弯矩的计算-75- 节点DEABC杆端DAEBADABBABEBCCB分配系数0.4840.5160.2070.1950.598固端弯矩-4.884.88-0.75-0.38节点A分配传递0.792.362.521.26节点B分配传递-0.35-0.56-1.12-1.05-3.223.22节点A分配传递0.090.270.290.15节点B分配传递-0.01-0.02-0.03-0.03-0.090.09节点A分配传递0.000.010.010.005最后弯矩0.88-0.362.64-2.645.14-1.08-4.062.93中间层活载作用下的内力计算将三角形荷载转化为等效均布荷载AB跨：q=8.40×=5.25kN/mM=ql2=×5.25×7.22=22.68BC跨：q=6.25×=3.91kN/mM=ql2=×3.91×2.42=1.88中层杆端弯矩计算见表4.19-75- 表4.19中层杆端弯矩的计算节点D(F)E(G)ABC杆端(F)DA(G)EBAD（AF）ABBABE(BG)BCCB分配系数0.3260.3480.1740.1630.500固端弯矩-22.6822.68-1.88-0.94节点A分配传递2.467.397.893.95节点B分配传递-1.34-2.16-4.31-4.03-1.981.98节点A分配传递0.230.700.750.38节点B分配传递-0.18-0.04-0.07-0.06-0.190.19节点A分配传递0.0030.010.010.005最后弯矩2.69-1.528.10-16.2322.63-4.09-4.051.23底层活载作用下的内力计算底层杆端弯矩的计算见表4.20表4.20底层杆端弯矩的计算节点AB杆端ADAFABBABEBGBC分配系数0.2970.3410.3620.1770.1450.1670.511固端弯矩-22.6822.68-1.88节点A分配传递6.747.738.214.10节点B分配传递-2.21-4.41-3.61-4.16-2.10节点A分配传递0.660.750.800.40节点B分配传递-0.04-0.07-0.06-0.06-0.21节点A分配传递0.010.010.020.01-75- 最后弯矩7.418.49-15.9022.71-3.67-4.22-4.19表4.20底层杆端弯矩的计算节点CFEGD杆端CBFAEBGBDA分配系数固端弯矩-0.94节点A分配传递3.873.37节点B分配传递2.10-1.80-2.08节点A分配传递0.370.33节点B分配传递0.21-0.03-0.03节点A分配传递0.0050.005最后弯矩1.374.24-1.83-2.113.70-75- 对柱端弯矩进行叠加得弯矩图图4.10图4.10活载作用下的弯矩图（kN∙m）-75- 不平衡节点再一次分配，得弯矩图4.11图4.11活载作用下的弯矩图（kN∙m）-75- 梁剪力及柱轴力见图4.12图4.12梁剪力、柱轴力图（kN）-75- 5内力组合荷载组合时考虑四种荷载组合形式：（1）恒荷载+活荷载、（2）恒荷载+活荷载、（3）恒荷载。横梁内力组合表5.1表5.1横梁内力组合表层次位置内力荷载类型内力组合恒①活②地震③1.2①+1.4②1.35①+1.0②1.2（①+0.5②）±1.3③5AM-73.82-3.9434.32-94.10-103.60-125.27-56.63V49.076.257.7667.6372.4954.8770.39B左M-128.04-5.5921.57-161.47-178.44-178.57-135.43V64.136.717.7686.3593.2973.2288.74B右M-73.85-3.4231.07-93.41-103.12-121.74-59.60V-12.64-1.4425.89-17.18-18.50-41.929.86跨中MAB0.946.904.4110.798.170.869.68MBC-66.27-2.540.00-83.08-92.00-81.05-81.054AM-154.10-17.4683.82-209.36-225.50-279.22-111.58V97.0529.8020.10158.18160.82114.24154.44B左M-190.18-20.6660.93-257.14-277.40-301.54-179.68V97.0530.6820.10159.41161.70114.77154.97B右M-118.16-6.8987.74-151.44-166.41-233.67-58.19V-10.06-7.5073.12-22.57-21.08-89.6956.55跨中MAB11.5735.3710.0563.4050.9925.0645.16MBC-112.13-2.390.00-137.90-153.77-135.99-135.993AM-159.96-18.08146.03-217.26-234.03-348.83-56.77V96.2829.8434.84157.31159.8298.60168.28B左M-196.6-20.93104.82-265.22-286.34-353.30-143.66-75- 续表5.1横梁内力组合表V96.2830.6434.84158.43160.6299.08168.76B右M-108.94-6.51150.93-139.84-153.58-285.5616.30V-10.06-7.50125.77-22.57-21.08-142.34109.20跨中MAB7.9334.9317.5258.4245.6412.9547.99MBC-102.91-2.010.00-126.31-140.94-124.70-124.702AM-154.57-18.63178.04-211.57-227.30-374.70-18.62V96.7029.9043.61157.90160.4590.37177.59B左M-198.16-21.06135.92-267.28-288.58-386.35-114.51V96.7030.5843.61158.85161.1390.78178.00B右M-106.69-6.31227.38-136.86-150.34-359.1995.57V-10.06-7.50163.11-22.57-21.08-179.68146.54跨中MAB4.8534.5921.1654.2541.145.4147.73MBC-100.66-1.810.00-123.33-137.70-121.88-121.881AM-144.54-16.87218.33-197.07-212.00-401.9034.76V95.0329.7352.30155.66158.0279.57184.17B左M-195.18-20.54158.25-262.97-284.03-404.79-88.29V95.0330.7552.30157.09159.0480.19184.79B右M-115.20-7.31227.38-148.47-162.83-370.0184.75V-10.06-7.50189.48-22.57-21.08-206.05172.91跨中MAB13.8535.7326.1666.6454.4311.9064.22MBC-109.17-2.810.00-134.94-150.19-132.69-132.69框架内力组合表见表5.2-75- 表5.2框架内力组合表层次位置内力荷载类型内力组合恒①活②地震③1.2①+1.4②1.35①+1.0②1.2（①+0.5②）±1.3③5A柱上M71.823.9434.3291.70100.9043.93133.16N99.4856.667.76198.70190.96143.28163.46A柱下M-75.80-7.8318.48-101.92-110.16-119.68-71.63N99.4856.667.76198.70190.96143.28163.46B柱上M54.192.1852.6468.0875.34-2.10134.77N-116.95-59.5325.89-223.68-217.41-209.72-142.40B柱下M22.162.6043.0730.2332.52-27.8484.14N116.9559.5325.89223.68217.41142.40209.724A柱上M78.309.6365.34107.44115.3414.80184.68N275.18165.1127.86561.37536.60393.06465.50A柱下M-77.48-9.0453.46-105.63-113.64-167.90-28.90N275.18165.1127.86561.37536.60393.06465.50B柱上M-49.86-3.77105.60-65.11-71.08-199.3775.19N325.95192.1499.01660.14632.17377.71635.14B柱下M43.834.01105.6058.2163.18-82.28192.28N325.95192.1499.01660.14632.17377.71635.143A柱上M77.489.0492.57105.63113.64-21.94218.74N450.11273.6062.70923.17881.25622.78785.80A柱下M-73.15-8.5475.74-99.74-107.29-191.375.56N450.11273.6062.70923.17881.25622.78785.80B柱上M-43.83-4.01150.15-58.21-63.18-250.20140.19N535.72324.71224.781097.461047.93545.481129.90B柱下M42.377.08150.1560.7664.28-140.10250.29N535.72324.71224.781097.461047.93545.481129.90-75- 续表5.2框架内力组合表2A柱上M86.4210.09102.30117.83126.76-23.23242.75N625.46382.15106.311285.561226.52841.641118.05A柱下M-88.03-10.26102.30-120.00-129.10-244.7821.20N625.46382.15106.311285.561226.52841.641118.05B柱上M-49.10-7.67181.50-69.66-73.96-299.47172.43N745.07457.22387.891534.191463.06664.161672.67B柱下M46.927.78181.5067.2071.12-174.98296.92N745.07457.22387.891534.191463.06664.161672.671A柱上M56.516.61116.0377.0782.90-79.06222.62N799.14490.53158.611645.711569.371047.091459.48A柱下M-31.69-3.70215.48-43.21-46.48-320.37239.88N799.14490.53158.611645.711569.371047.091459.48B柱上M-33.06-5.45204.64-47.30-50.08-308.97223.09N956.09589.90577.371973.171880.62750.672251.83B柱下M18.021.83250.1124.1926.16-302.42347.87N956.09589.90577.371973.171880.62750.672251.83注：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。-75- 6截面设计根据横粱控制截面内力设计值，利用受弯构件正截面承载力和斜截面承载力计算公式，算出所需纵筋及箍筋并进行配筋。基本数据：混凝土C30fc=14.3N/mm2HRB335fy=300N/mm2考虑抗振要求内力乘以承载力抗振调整系数，系数引用见表6.1。表6.1承载力抗震调整系数材料结构构件受力状态钢筋混凝土梁受弯0.75轴压比小于0.15的柱偏压0.75轴压比不小于0.15的柱偏压0.80抗震墙偏压0.85各类构件受剪，偏拉0.856.1框架梁的配筋计算(仅以一层梁为例说明计算过程）正截面受弯承载力计算，粱AB（）一层：跨中截面M=66.64，M=0.75×66.64=49.98αs=M/α1fcbh02=49.98×106/1×14.3×300×5652=0.0365ζ=1-=1-=0.0372==1.0×14.3×300×565×0.0372/300=301mm2下部实配320(-75- )，上部按构造要求配筋。梁AB和梁BC各截面受弯承载力配筋计算见表6.2.表6.2框架梁正截面强度计算截面AAB跨B左B右BC跨-401.9066.64-404.79-370.01150.19-301.4349.98-303.59-277.51112.640.22010.03650.22170.35900.14570.251〈0.037〈0.254〈0.468〈0.158〈202830120532594876468378468325263配筋720320720722320实配面积220094122002661941%1.2%0.38%1.8%2.2%0.81%注:斜截面受弯承载力计算以支座A(一层)为例,Vb=184.17kN,rREV=0.85×184.17=156.54kN跨高比:l0/h=7.2/0.6=12≥2.50.20βcfcbh0=0.20×1.0×14.3×300×565=484.77≥rREV满足要求===0.369-75- 梁端箍筋加密区取双肢箍,取min,S=100mm,加密区的长度max(1.5h,500mm),取900mm非加密区箍筋配置@150验算可否按构造要求配箍框架梁斜截面受剪承载力配筋计算表6.3表6.3框架梁斜截面强度计算截面支座A支座B左支座B右184.17184.79206.05156.54157.07175.14484.77484.77332.47605.96605.96415.59-75- 续表6.3框架梁斜截面强度计算0.3690.3730.8620.0980.1020.734加密区实配箍筋28@10028@10028@100加密区长度900900900截面支座A支座B左支座B右实配1.011.011.01非加密区实配箍筋28@15028@15028@1500.2240.2240.2240.1770.1770.1776.2框架柱配筋计算该框架的抗震等级为三级6.2.1轴压比验算(A轴柱)底层柱:Nmax=1459.48kN轴压比:=N/fcAc==0.408≤1.0则A轴柱满足要求。6.2.2正截面受弯承载力计算柱的同一截面分别承受正反弯矩,故采用对称配筋A轴柱:一层:从柱的内力组合表可见,,为大偏心;选用N大M小的组合,最不利组合为N=1569.37kNM=46.48-75- 查表得,,则N=0.80×1569.37=1255.50柱计算长度l0=1.0H=1.0×4.85=4.85ml0/h=4850/500=9.7e0=M/N=0.75×46.48×106/1255.50×103=27.8mm所以ei=e0+ea=27.8+20=47.80mm===1.421.0.取=1.0因为l0/h=4850/500=9.715,所以=1+=1+=1.502e=ei+h/2-a=1.502×47.80+500/2-35=286.80mm===0.38≤=0按照构造配筋,最小总配筋率根据《建筑抗震设计规范》，，则每侧实配320垂直于弯矩作用平面的受压载力按轴心受压计算。一层：Nmax=1569.37kNl0/b=7.2/0.5=14.4,查表=0.87-75- 0.9（fcA+fyAs）=0.9×0.87×(14.3×5002+300×942×2)=3241.78>Nmax=1569.37kn6.2.3斜截面受剪承载力计算A轴柱:一层:最不利内力组合:M=43.21N=1645.71KNV=20.33KN因为剪跨比因为,所以N=1072.5kN=<0柱箍筋加密区的体积配筋率为:取复式箍48加密区箍筋最大间距,箍筋最小直径为6mm,所以加密区取复式箍48@100。柱上端加密区的长度取，取700mm，柱根取1400mm。非加密区取48@200三层：最不组合内力组合M=218.74N=785.80kNV=60.02kN非加密区取48@2000-75- 因为剪跨比因为,所以N=785.80kN=<0柱箍筋加密区的体积配筋率为:取复式箍48加密区箍筋最大间距,箍筋最小直径为6mm,所以加密区取复式箍48@100。柱上端加密区的长度取，取600mm，柱根取1200mm非加密区取48@2006.3节点设计根据<<建筑结构抗震规范>>规定,对一,二级抗震等级的框架节点必须进行受剪承载力计算,而抗震等级为三四级的框架节点以及各抗震等级的顶层端节点核心区，,可不进行节受剪承载力计算，仅按构造要求配箍即可。-75- 7楼梯设计7.1设计资料踏步面层为10mm厚大理石面层；底面抹灰为20mm厚混合砂浆抹灰；金属栏杆重0.1kN/m；楼面活荷载标准值qk=2.5kN/m2；混凝土型号C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2）；钢筋选用HRB335级（fy=300N/mm2）7.2楼梯段计算估算板厚：h=l0/30=3900/30=130mm，取h=100mm，取1m板宽为计算单元。7.2.1荷载计算恒荷载统计10厚大理石面层0.01×25=0.25kN/m20厚水泥沙浆抹灰(0.3+0.15)×0.02×1/0.3×20=0.60kN/m楼梯段自重（1/2×0.15+0.15/2×）×25=6.07kN/m踏步抹灰重（0.15+0.3）×1/0.3×1.16=1.75kN/m板底抹灰0.02/（2×）×17=0.38kN/m金属栏杆重0.1×1/1.6=0.06kN/m标准值gk=9.11kN/m设计值g=1.2×9.11=10.93kN/m活荷载统计活荷载设计值q=1.4×2.50=4.90kN/m合计:g+q=10.93+4.9=15.83kN/m7.2.2内力计算水平投影计算跨度lo=ln+b=4.2+0.2/2=4.3m跨中最大弯矩M=1/10(g+q)l=1/10×15.83×4.32=29.27kN·m7.2.3截面计算ho=h-as=150-20=130mmαs=M/(α1fcbh)=29.27×106/(1.0×14.3×1000×1302)=0.121-75- =1-0.870=0.129γs=1-0.5=1-0.129/2=0.935As=M/γsfyh0=29.27×106/0.935×300×130=802.69mm2选用钢筋12@120(As=942mm2)。7.3平台板计算7.3.1荷载计算恒荷载设平台板厚100mm，取1m宽板带作为计算单元水磨石面层0..25kN/m平台板自重0.10×25=2.5kN/m20厚板底抹灰0.02×17=0.34kN/m标准值gk=3.09kN/m设计值g=1.2×3.09=3.71kN/m活荷载活载设计值q=1.4×3.50=4.90kN/m------------------------------------------------------------合计:g+q=3.71+4.90=8.61kN/m7.3.2内力计算计算跨度：l0=1.98-0.2/2+0.12/2=2.03m跨中最大弯矩：M=1/10(g+q)l=1/10×8.61×2.032=3.55kN·m7.3.3截面计算ho=h-as=100-20=80mmαs=M/(α1fcbh)=3.55×106/(1.0×14.3×1000×802)=0.039=0.040γs=1-0.5=1-0.040/2=0.980As=M/γsfyh0=3.55×106/0.980×300×80=151mm2-75- 选6/8@180(As=218.0mm2)7.4平台梁计算7.4.1估算截面尺寸计算跨度l0=1.05ln=1.05×（4.2-0.24）=4.158mM=52.10kN·m故属于第一类T型截面。αs=M/(α1fcbh02)=52.10×106/(1.0×14.3×600×3152)=0.061=0.063-75- γs=1-0.5=1-0.063/2=0.969As=M/γsfyh0=52.10×106/（0.969×300×315）=569mm2选220(As=628mm2)受剪承载力计算0.25fcbh0=0.25×1.0×14.3×200×315=225.2kN>V=52.10kN截面尺寸满足要求。0.7ftbh0=0.7×1.43×200×315=56.01kN>V=52.10kN仅需按构造配置箍筋，选用双肢8@200。-75- 8雨篷设计8.1雨篷正截面承载力计算8.1.1尺寸和材料外伸：板长：板端：材料：C30，受力筋Ⅰ级8.1.2荷载计算沿板1m宽板20厚防水砂浆：混凝土板：板底抹灰：恒载标准值：恒载设计值：集中荷载：活载标准值：活载设计值：检修集中荷载：8.1.3内力计算控制截面：　弯矩：　　-75- 取大值则：8.1.4抗弯计算选受力筋6＠110（）8.2雨篷梁计算8.2.1尺寸和材料梁h=400mm、b=250mm、C30混凝土8.2.2荷载板传来的活荷载：8.2.3内力计算取小值：弯矩计算：-75- 剪力计算：扭矩作用下8.2.4抗剪扭截面校核满足要求按构造配筋8.3雨篷抗倾覆验算-75- 满足抗倾覆—梁两端做扩散线，水平取，梁以上各层墙窗挑檐自重。带雨篷处一、二层次用粘土砖填充墙，其它层均按粉煤灰砌块填充。-75- 9基础设计设计基础的荷载包括：①框架柱传来的弯矩，轴力和剪力（可取设计底层柱的相应控制内力）②基础类型的选取由于本建筑物柱距为4200mm，因而采用柱下独立基础在框架柱内力计算中选6轴为一榀框架，该榀框架四根柱子，柱距分别为7200mm，2400mm，7200mm因而将柱分别做成柱下独立基础。9.1荷载设计值9.1.1外柱基础承受的上部荷载框架柱A传来：M1=239.88N1=1459.48kNV1=79.96kN梁自重：45.23kN墙自重：194.77kN地基梁传来：45.23+194.77=240.00=N2M=239.88N=1699.48kN9.1.2内柱基础承受的上部荷载框架柱B传来：M1=347.87N1=2251.83kNV1=115.96kN梁自重：60.30kN墙自重：259.69kN地基梁传来：60.30+259.69=319.99kNM=347.87N=2571.82kN该工程框架层数不多，地基土较均匀且柱距较大，所以选择独立基础，根据地质报告，基础埋深需在粘土以下，取基础混凝土的强度等级为C30，，钢筋采用HRB335，，垫层100mm厚，C10素砼，每边比基础宽出100㎜-75- 9.2外柱独立基础的计算9.2.1初步确定基底尺寸选择基础埋深，地基承载力的深度修正根据资料提供：，、重度计算：杂填土：粘土：粗砂：则基础地面以上土的重度取平均重度：设基础宽度为2.4m基础地面尺度先按中心荷载作用下计算基底面积：但考虑到偏心荷载作用应力分布不均匀，故将计算出的基底面积增大20%～40%，取1.2选用b=l=2.4即，-75- 满足要求：地基承载力不必对宽度进行修正：图9.1基础尺寸地基承载力验算作用于基底中心的弯矩，轴力分别为：-75- 故承受力满足要求基础剖面尺寸的确定采用独立基础冲切验算土壤净反力的计算：基底净反力：9.2.2基础底面配筋计算基础在上部结构传来荷载与土壤净反力的共同作用，可把它倒过来，视为一均布荷载作用下支承于柱上的悬臂板。其弯矩及配筋计算柱边Ⅰ-Ⅰ截面弯矩为：-75- Ⅰ-Ⅰ截面选12@100Ⅱ-Ⅱ截面选12@1009.3内柱独立基础的计算9.3.1初步确定基底尺寸选择基础埋深（同外柱），地基承载力对深度修正（同外柱）基础地面尺度先按中心荷载作用下计算基底面积：取，满足要求地基承载力不必对宽度进行修正地基承载力验算作用于基底中心的弯矩，轴力分别为：故承受力满足要求基础剖面尺寸的确定采用独立基础-75- 冲切验算土壤净反力的计算：基底净反力：（不包括柱基础基回填土自重）土壤净反力计算：基础底面配筋计算同前基础在上部结构传来荷载与土壤净反力的共同作用，可把它倒过来，视为一均布荷载作用下支承于柱上的悬臂板。柱边Ⅰ-Ⅰ截面弯矩为：Ⅰ-Ⅰ截面选12@100Ⅱ-Ⅱ截面选12@100-75- 9.3.2基础梁配筋基础梁按构造配筋，选用其基础配筋的外柱选用416As=804mm2Ⅱ-Ⅱ截面对应的地基梁也选用416内柱选用416As=804mm2Ⅱ-Ⅱ截面对应的地基梁也选用416-75- 结论毕业设计是教学计划的一个重要的组成部分,它培养了我们综合运用所学基础和专业知识,提高了我们实践能力,是最后一个重要教学环节。通过几个月来紧张而有序的设计，提高了我分析和解决实际问题的能力，总结与提高了几年来所学知识的，在理论上联合了实际。我的毕业设计课题是设计高校教学楼,其中包括建筑设计,结构设计两部分。通过这两部分的设计使我对大学以来所学的各门课程有了一个系统而全面的了解，加深了各专业课程知识的融会贯通。建筑设计是对拟建建筑物预先进行设想和规划，根据建筑物的用途和要求确定其各部分的形状和尺寸，并将各部分有机地组织到一起，创造出优美协调的建筑空间环境。从中，我进一步理解民用建筑设计原理和构造的基础知识，掌握建筑施工图的设计方法和步骤，提高绘制和识别建筑施工图的基本技能。我根据教学楼的特点，确定了其结构形式为钢筋混凝土框架结构。在结构设计中，根据《荷载规范》，正确计算作用框架上的荷载值；掌握了框架结构的内力分析方法，学会了内力组合；根据控制截面的不利内力值和截面的尺寸进行配筋和节点构造设计。同时通过PKPM结构计算软件的应用，明白计算机结构计算出图与到工程应用还有较大的距离，必须通过必要的修改才能运用。通过毕业设计的锻炼也使我明白处理不同难题的方法，在遇到难题时不能避而远之，应该通过大量地查找资料、虚心向别人请教来解决。这一点不仅是对现在，而且对我以后的工作都有很大的指导意义。在此再次感谢在这次毕业设计中支持和帮助我的老师和同学。由于自身所学知识的局限性以及第一次独立的完成设计，设计中难免存在问题。在此，请各位老师，专家给予批评指正。-75- 致谢大学四年虽然给我留下了许多美好的回忆，但是使我印象最深的还是这段大家同甘共苦一起做毕业设计的时光。在这段忙碌又充实的日子里，我学到了很多以前没有学到的知识，也遇到了许多以往所没经历的事情，使我受益良多。本次设计从始至终得到了我们教师的关心和支持，尤其是我的指导老师张老师。她在繁忙的工作中抽出大量宝贵的时间对我的设计进行指导，为我提供大量资料参考，在我遇到疑难问题时及时给予解答,使我的设计能够顺利进行。此外，我还衷心的感谢董老师，他时刻提醒着我们尽快完成，给了我们前进的动力，同时，还要感谢同组同学及时的互通消息，以及本宿舍同学在设计中给予的无私帮助和体谅。在此，再次表示衷心的感谢。-75- 主要参考资料[1]叶列平主编，《混凝土结构》，北京，清华大学出版社，2000，1-100。[2]沈蒲生、苏三庆主编，《高等学校建筑工程专业毕业设计指导》，北京，中国建筑工业出版社，2000，2-56。[3]丰定国、王设良主编，《抗震结构设计》，武汉，武汉理工大学出版社，2003，36-158。[4]龙驭球、包世华主编，《结构力学教程》，北京，高等教育出版社，2000，35-45。[5]孙维东主编，《混凝土结构设计》，北京，机械工业出版社，2006，33-67。[6]李必瑜主编，《房屋建筑学》，武汉，武汉工业大学出版社，2000，26-78。[7]王振东主编，《混凝土及砌体结构》，北京，中国建筑工业出版社，2002，3-45。[8]王晓红等主编，《建筑结构cad-pkpm软件应用》，北京，中国建筑工业出版社，2004，1-200。[9]中华人民共和国建设部主编，《民用建筑设计通则》（JGJ67-89），北京，北京工业出版社，2001,1-35。[10]中华人民共和国建设部主编，《建筑设计防火规范》（GBJ16-87（2001修订版）），北京，北京工业出版社，2001,1-25。[11]中华人民共和国建设部主编，《建筑结构制图标准》（GB/T50105-2001），北京，北京工业出版社，2001,1-34。[12]中华人民共和国建设部主编，《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)，北京，北京工业出版社，2001,2-35。[13]中华人民共和国建设部主编，《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)，北京，北京工业出版社，2001,3-24。[14]中华人民共和国建设部主编，《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002），北京，北京工业出版社，2001,1-32。[15]中华人民共和国建设部主编，《房屋建筑制图统一标准》（GB/T50001-2001），北京，北京工业出版社，2001,2-35。-75- 附录编号图纸名称图纸编号1建筑设计总说明建施012底层平面图建施023二-四层平面图建施034顶层平面图建施045南立面图建施056左立面图建施0671-1剖面图及楼梯详图建施078基础平法施工图及基础详图结施019柱图平法施工图结施0210标准层框架楼板平法施工图结施0311标准层楼板平法施工图结施0412顶层框架梁平法施工图结施0513楼梯平法施工图结施0614KJ-6施工图结施07-75-'