某集团接待中心设计 毕业设计-结构设计计算书

'※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※20**届学生毕业设计(论文)材料学校代码：__________学号：**********毕业论文（设计）BACHELORDISSERTATION论文题目：__________*****集团接待中心设计_________学位类别：____________________工学学士_____________________学科专业：___________建筑工程系土木工程专业___________作者姓名：____________________*******______________________导师姓名：________**（建筑）、***（结构）______完成时间：__________________20**.05.25_____________________******集团接待中心设计摘要本工程为合肥市一处拟建多层接待中心。按使用功能将建筑分为五层的接待中心主楼和局部二层裙房。主楼标高20.7m，局部裙楼两层8.7m。总建筑面积6272.64m2。本建筑物防火等级二级，抗震设防烈度7度。77 本工程结构设计采用框架结构，结构计算按横向框架承重分析。内力计算考虑以下三种荷载作用，即水平地震荷载作用下的内力，竖向荷载作用下的内力及重力荷载代表值值作用下的内力。在进行截面抗震设计时，柱按偏压构件计算，为保证延性框架要“强剪弱弯，强柱弱梁，强节点弱构件强锚固的设计原则，且满足构造要求。关键词：框架；结构设计；抗震设计TheDeviseofAnhuiKailiReceptionCentreABSTRACTThisengineeringisareceptioncentreofbuildingintendingtosetupinhefeiCity.Accordingtotheusefunction,theconstructcontentsfivelayer’stallbuildingandtwolayer’sshortbuilding.Thehighis20.7msofMainfloorandthepartialfloorelevationis9.6m.Totalbuildingareais6272.64m2.Thisbuildingresistantfiresissecondclass,andtheanti-seismicgarrisonissevendegree.77 Thisengineeringconstructiondesignadoptiontheframeconstruction,Beingcalculatingthestructure,thelateralstructurebelackedasframesystemandbeanalysis.constructioncalculationconsideroftheactioncomefromthreeloads,theyarehorizontalearthquakeload,designvalueofgravityloadandrepresentativevalueofgravityload,welookthecolumnasstubbornlypressedmembertocompute.Intheintrestoftheassuranceoftheframe-workabilitycontinue,weadheretothedesignprincipleis“strangercolumnandweakerbeam,strangershearforceandweakerbending,strangerjointstrongeranchorage”.Andthecross-sectionmusttomeetthedemandofconstruction.Keywords:frames,structuraldesign,anti-seismicdesign目录第一章绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61.177 建筑设计说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61.2结果设计说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7第二章竖向荷载计算及内力图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．92.1确定框架计算简图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．92.2梁、柱截面尺寸估算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．102.3荷载设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．112.4竖向荷载计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14第三章风荷载作用下内力计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．313.1风荷载标准值计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.313.2风荷载作用下框架内力计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．323.3风荷载作用下内力图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．323.4风验算荷载作用下框侧移．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33第四章77 水平荷载计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．354.1重力荷载代表值计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.354.2梁侧移刚度计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．424.3柱的侧移刚度D值计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．434.4自振周期计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．454.5横向水平地震作用和楼层剪力计算．．．．．．．．．．．．．．．454.6结构在多遇地震作用下的抗震变形验算．．．．．．．．．．．474.7地震作用下的框架内力组合．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．474.8横向框架内力组合．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50第五章截面设计与配筋计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．555.1梁正截面强度计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．555.277 框架梁斜截面计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．555.3框架柱截面设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56第六章基础设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．596.1地质条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．596.2确定基础的高度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．596.3确定l和b．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．596.4偏心荷载验算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.596.5配筋计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60第七章板的配筋计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．637.177 荷载计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．637.2各双向板内力及变形分析计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．647.3各板区及支座配筋计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．68第八章楼梯设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．708.1斜板TB-1设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．708.2楼梯斜高（TL-1）计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71第九章PKPM软件计算和手算结果的比较与计算．．．．．．．．．．72参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74致谢77 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．75第一章绪论毕业设计是土木工程专业综合性和实践性极强的最后一个教学环节，是理论与实际相结合的一个过渡阶段；是我们学生运用所学的基础理论、专业知识和基本技能进行综合运用的实践过程。1.1建筑设计说明这次毕业设计的课题为****集团接待中心设计,结构方案采用框架结构，五层，是一座以接待为特色的永久性建筑，根据地形，该楼正面朝南，为中间走道。在满足功能要求的基础上，该建筑要体现现代化特色，适应现代化的接待需求。满足消防、抗震等安全要求。1.1.1平面设计建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系。由于建筑平面通常较为集中反映建筑功能方面的问题，一些剖面关系比较简单的民用建筑，它们的平面布置基本上能够反映空间组合的主要内容。各种类型的民用建筑，从组成平面各部分面积的使用性质来分析，主要可以归纳为使用部分和交通联系部分两类。建筑平面设计是组合布置建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系，它包括使用部分设计和交通联系部分设计。1.1.2剖面设计建筑剖面图是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的组合关系，剖面设计主要表现为建筑物内部结构构造关系，以及建筑高度、层高、建筑空间的组合与利用。它和房屋的使用、造价和节约用地有着密切关系，也反映了建筑标准的一个方面。其中一些问题需要平、剖面结合在一起研究，才具体确定下来。77 垂直交通采用楼梯，并设计有电梯，因为考虑到办公楼层数较少，仅有五层。门的高度根据人体尺寸来确定，窗高要满足通风采光要求。1.1.3立面设计立面设计是为了满足使用功能和美化环境的需要而进行的。同时，还可起到改善环境条件、保护结构和装饰美化建筑物的作用。并且要考虑它的耐久性、经济性；正确处理与施工技术的关系。建筑立面可以看成是由许多构部件所组成：它们有墙体、梁柱、墙墩等构成房屋的结构构件，有门窗、阳台、外廊等和内部使用空间直接连通的部件，以及台基、勒脚、檐口等主要起到保护外墙作用的组成部分。恰当地确定立面中这些组成部分和构件的比例和尺度，运用节奏韵律、虚实对比等规律，设计出体型完整、形式与内容统一的建筑立面，是立面设计的主要任务。建筑立面设计的步骤，通常根据初步确定的房屋内部空间组合的平剖面关系，例如房屋的大小、高低、门窗位置，构部件的排列方式等，描绘出房屋各个立面的基本轮廓，作为进一步调整统一，进行立面设计的基础。设计时首先应该推敲立面各部分总的比例关系，考虑建筑整体的几个立面之间的统一，相邻立面间的连接和协调，然后着重分析各个立面上墙面的处理，门窗的调整安排，最后对入口门廊、建筑装饰等进一步作重点及细部处理。1.2结构设计说明该接待中心我采用的是框架结构。首先根据框架的跨度估算主次梁的截面尺寸，依据荷载导算的结果估算柱的截面尺寸，并画出一榀框架的竖向受荷图。其次进行水平方向荷载和竖向荷载的内力计算。在进行竖向荷载即恒活载的内力计算时采用的方法是二次弯矩分配法。在进行横向荷载计算主要是地震作用的计算，可采用的方法有反弯点法和D值法，D值法实际上是改进的反弯点法，更为精确些。然后根据计算出的内力进行内力组合，从中取出最不利组合进行下一步的梁、板、柱、楼梯、和基础的界面设计和配筋。最后根据计算出的结果绘制结构施工图。手算完之后再上机利用PKPM进行电算，将手算的结果和电算的结果进行比较，找出两者间的不同之处并分析产生这种结果的原因。77 本组毕业设计题目为《*****集团接待中心设计》。在结构设计前期，我温习了《结构力学》、《混凝土结构设计原理》、《混凝土结构设计》、《工程结构抗震设计》、《土力学》、《基础工程》、等书籍，并借阅了《混凝土结构设计规范》、《混凝土结构构造手册》、《建筑抗震设计规范》、《荷载规范》、《地基规范》、《高层建筑混凝土结构技术规程》等规范。在网上搜集了不少相关资料，并做了笔记。在结构设计中期，我通过所学的基本理论、专业知识和基本技能参照相关书籍中的示例行计算和分析，并在结构设计指导老师的指导下进行相应修正。在结构设计后期，主要进行设计手稿的校正并电脑输入和PKPM计算出图。结构设计的八周里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、以及外文的翻译，加深了对框架结构结构设计、新规范、计算原理、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。通过以上所有这些从不同方面的辅助逐渐达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，由于自己水平有限，在整个结构设计过程中难免有欠考虑和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。77 第二章竖向荷载计算及内力图2.1确定框架计算简图框架的计算单元结构布置如图2.1所示，取轴平面框架为设计对象。假定框架嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，基础标高根据地质条件、室内外高差，定位-1.10m,二层楼面标高为4.5m,故底层柱高为5.6m。绘出框架的计算简图如图2.2所示。图2.1结构布置图77 图2.2结构计算简图2.1.1线刚度计算对于中框架梁I=2IO边跨梁：i=3.0×107×２×（1/12）×0.3×(0.6)3/7.2=4.5×104kN.m中跨梁:i=3.0×107×２×（1/12）×0.3×(0.6)3/2.4=13.5×104kN.m底层柱：i=3.0×107×（1/12）×(0.6)4/5.6=5.8×104kN.m二层柱：i=3.0×107×（1/12）×(0.6)44.2=7.7×104kN.m其余各层柱:i=3.0×107×（1/12）×(0.6)4/3.6=9.0×104kN.m令边跨梁i=1.0，则其余各杆件的相对线刚度为：中跨梁3，底层柱1.3，二层柱1.7，其余各层柱2.02.2梁、柱截面尺寸估算2.2.1纵梁：,取77 ,取横梁：,取,取次梁1：取取次梁2：取b×h=250×300梁混凝土强度等级取C302.2.2柱截面尺寸估算该框架结构的抗震等级为三级，其轴压比限值为[]=0.9,各层重力荷载代表值近似取15kN/m2，边柱及中柱的负荷面积分别为3.757.2m2和4.657.2m2，可得一层柱截面面积为:边柱中柱77 取柱子截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为418mm和457mm。根据上述结果，并综合考虑其它因素，本设计柱截面尺寸取值如下：1～5层600mm600mm2.3荷载计算2.3.1上人屋面隔热层：1/2×11.8×0.18=1.062kN/m2保护层：40厚配筋C25细石砼22×0.04=0.88kN/m2防水层：SBS（3+3）沥青防水卷材0.4kN/m2找平层：15厚水泥砂浆0.015m×20kN/m3=0.3kN/m2找平层：15厚水泥砂浆0.015m×20kN/m3=0.3kN/m2找坡层：1：8水泥陶粒100mm14×0.1=1.4kN/m2保温层：80厚矿渣水泥0.08m×14.5kN/m3=1.16kN/m2结构层：100厚现浇混凝土板0.1m×25kN/m3=2.5kN/m2抹灰层：10厚混合砂浆0.01m×17kN/m3=0.17kN/m2合计：8.172kN/m22.3.2楼面恒载走廊水磨石地面：0.65kN/m2结构层：100厚现浇混凝土板0.1m×25kN/m3=2.5kN/m2抹灰层：0.01m×17kN/m3=0.17kN/m277 合计：3.32kN/m2会议室，办公室，客房地面大理石面层，水泥砂浆擦缝30厚1:3干性水泥砂浆，面上撒2厚素水泥水泥浆结合层1.16kN/m2结构层：100厚现浇混凝土板0.1m×25KN/m3=2.5kN/m2抹灰层：0.01m×17kN/m3=0.17kN/m2合计：3.83kN/m22.3.3梁自重b×h=300mm×600mm梁自重：25kN/×0.3m×（0.6m-0.1m）=3.75kN/m抹灰层：10厚水泥砂浆0.27kN/m合计：4.02kN/m2b×h=250mm×500mm梁自重：25kN/×0.25m×（0.5m-0.1m）=2.5kN/m抹灰层：10厚水泥砂浆0.27kN/m合计：2.71kN/m2b×h=250mm×300mm梁自重：25kN/×0.25m×（0.4m-0.1m）=1.88kN/m抹灰层：10厚水泥砂浆0.27kN/m合计：2.05kN/m277 2.3.4柱自重b×h=600mm×600mm柱自重：25kN/×0.6m×0.6m=9kN/m抹灰层：10厚混合砂浆0.41kN/m合计：9.41kN/m2.3.5墙体，门，窗做法及自重（1）外墙：200厚粘土非承重空心砖（12kN/m3，考虑了外墙保温）内侧20mm抹灰，面砖自重0.5kN/m2则外墙重力荷载为：12×0.2+17×0.02+0.5＝3.24kN/m2（2）内墙200厚：粘土非承重空心砖（12kN/m3）双侧各20mm抹灰，则内墙重力荷载为：12×0.2+17×0.02×2＝3.08kN/m2无面砖外墙体12×0.24+17×0.02=3.22kN/m2（3）木门单位面积重力荷载：0.2kN/m2（4）铝合金窗单位面积重力荷载：0.4kN/m22.3.5女儿墙自重墙重及压顶重11.8×0.9×0.2+25×0.2×0.3=3.624kN/m外贴瓷砖0.5×1.2=0.6kN/m水泥粉刷内面0.36×1.2=0.43kN/m合计：4.65kN/m2.3.6屋面及楼面可变荷载标准值由《建筑荷载规范GB50009-2001》可知：77 （1）上人屋面均布活荷载标准值2.0kN/m2（2）会议室、办公室、客房地面楼面活荷载标准值：2.0kN/m2；走廊取为2.5kN/m2（3）屋面雪荷载标准值：Sk=S0=1.0×0.60=0.60kN/m2（式中为屋面积雪分布系数）屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取大值。2.4竖向荷载计算竖向荷载下框架受荷载总图见图2.3所示图2.2竖向荷载图2.4.1F、1/F轴间框架梁屋面板传荷载：板传至梁上的梯形荷载等效为均布荷载77 恒载：[1-2×（0.38）2+0.383]×1.8m×8.172kN/m2×2=22.54kN/m活载：[1-2×（0.38）2+0.383]×1.8m×2.0kN/m2×2=5.52kN/m楼面板传荷载恒载：[1-2×（0.38）2+0.383]×1.8m×3.83kN/m2×2=10.56kN/m活载：[1-2×（0.38）2+0.383]×1.8m×2.0kN/m2×2=5.52kN/m均布荷载为：屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=4.02kN/M+22.54kN/m=26.56kN/m活载=板传荷载=5.52kN/m标准层楼面梁：恒载=梁自重+梁上墙自重+板传荷载=4.02kN/m+3.24×（3.6-0.6）+10.56KN/M=24.3kN/m活载=板传荷载=5.52kN/m二层楼面梁：恒载=梁自重+梁上墙自重+板传荷载=4.02kN/m+3.24×（4.2-0.6）+10.56KN/M=26.24kN/m活载=板传荷载=5.52kN/m2.4.21/F、G轴间框架梁屋面板传荷载：恒载：8.172kN/m2×1.2m×5/8×2=12.26kN/m77 活载：2.0kN/m2×1.2m×5/8×2=3.0kN/m楼面板传荷载恒载：3.83kN/m2×1.2m×5/8×2=5.75kN/m活载：2.0kN/m2×1.2m×5/8×2=3.0kN/m均布荷载为：屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=4.02kN/m+12.26kN/m=16.28kN/m活载=板传荷载=3.0kN/m标准层楼面梁：恒载=梁自重+梁上墙自重+板传荷载=4.02kN/m+3.24×（3.6-0.6）+5.75kN/m=19.5kN/m活载=板传荷载=3.0kN/m二层楼面梁：恒载=梁自重+梁上墙自重+板传荷载=4.02kN/m+3.24×（4.2-0.6）+5.75kN/m=21.44kN/m活载=板传荷载=3.0kN/m2.4.3G、H轴间框架梁屋面板传荷载：恒载：8.172kN/m2×1.2m×5/8×2=12.26kN/m活载：2.0kN/m2×1.2m×5/8×2=3.0kN/m77 楼面板传荷载恒载：3.32kN/m2×1.2m×5/8×2=4.98kN/m活载：2.5kN/m2×1.2m×5/8×2=3.75kN/m均布荷载为：屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=4.02kN/m+12.26kN/m=16.28kN/m活载=板传荷载=3kN/m标准层楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=4.02kN/m+4.98kN/m=9kN/m活载=板传荷载=3.75kN/m二层楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=4.02kN/m+4.98kN/m=9kN/m活载=板传荷载=3.75kN/m2.4.4F轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱：女儿墙自重：4.65kN/m天沟自重：（玻璃瓦+现浇天沟）玻璃瓦自重;1.05×1.1=1.16kN/m77 现浇天沟自重；约为2.13kN/m合计;3.29kN/m顶层柱恒载=女儿墙及天沟自重+梁自重+板传荷载=(4.65+3.29)kN/m×7.2m+4.02kN/m×(7.2-0.6)m+8.172×5/8×1.8×3.6×2=149.89kN顶层柱活载=板传活载=2.0kN/㎡×1.8m×5/8×7.2m=16.2kN标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+墙及窗自重=4.02kN/m×(7.2-0.6)m+3.83kN/m×1.8×5/8×3.6×2+（0.4×2.5+3.32×0.8）×6.6=81.68kN标准层柱活载=板传活载=2.0kN/㎡×1.8m×5/8×3.6m×2=16.2kN二层柱恒载=梁自重+板传荷载+墙及窗自重=4.02kN/m×(7.2-0.6)m+3.83kN/m×1.8×5/8×4.2×2+（0.4×2.5+3.32×0.8）×6.6=86.86kN二层柱活载=板传活载=2.0kN/㎡×1.8m×5/8×3.6m×2=16.2kN2.4.5G、H轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱恒载=梁自重+板传荷载=4.02kN/m×(7.2-0.6)m+1/2×1.2×(1-2×0.172+0.173)×7.2×8.172+1.2×(1-2×0.332+0.333)×7.2×8.172=117.73kN顶层柱活载=板传活载=1/2×1.2×(1-2×0.172+0.173)×7.2×2.0+1.2×(1-2×0.332+0.333)×7.2×2.0=22.32kN标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+墙及窗自重=4.02kN/m×(7.2-0.6)m+3.32kN/m×（3.6-0.6）×(7.2-0.6)+1/2×1.2×(1-2×0.172+0.173)×7.2×（3.6-0.6）+1.2×(1-2×0.332+0.333)×7.2×3.83=106.67kN77 标准层柱活载=板传活载=1/2×1.2×(1-2×0.172+0.173)×7.2×2.5+1.2×(1-2×0.332+0.333)×7.2×2.0=24.37kN二层柱恒载=梁自重+板传荷载+墙及窗自重=4.02kN/m×(7.2-0.6)m+3.32kN/m×（4.2-0.6）×(7.2-0.6)+1/2×1.2×(1-2×0.172+0.173)×7.2×（4.2-0.6）+1.2×(1-2×0.332+0.333)×7.2×3.83=147.22kN二层柱活载=板传活载=1/2×1.2×(1-2×0.172+0.173)×7.2×2.5+1.2×(1-2×0.332+0.333)×7.2×2.0=24.37kN2.4.6次梁传力集中荷载计算（250×400）顶层恒荷载=梁自重+板传荷载=25×0.25×（0.4-0.1）×（7.2-0.3）+8.172×5/8×3.6×2+8.172×1.2×(1-2×0.332+0.333)×2×3.6=107.45kN顶层活荷载=板传活载=5/8×3.6×2×2+2×1.2×(1-2×0.332+0.333)×2×3.6=23.14kN标准层恒荷载=梁自重+板传荷载=25×0.25×（0.4-0.1）×（7.2-0.3）+3.24×5/8×3.6×2+3.24×1.2×(1-2×0.332+0.333)×2×3.6=50.42kN标准层活载=板传活载=2×5/8×3.6×2+2×1.2×(1-2×0.332+0.333)×2×3.6=23.14kN二层恒荷载=梁自重+板传荷载=25×0.25×（0.4-0.1）×（7.2-0.3）+3.24×5/8×4.2×2+3.24×1.2×(1-2×0.332+0.333)×2×4.2=56.67kN二层活载=板传活载=2×5/8×4.2×2+2×1.2×(1-2×0.332+0.333)×2×4.2=26.99kN将集中力简化为等效均布荷载：77 其中，顶层荷载：恒载：q=+=15.66kN/m同理可得：活载：q=3.38kN/m标准层恒载：q=7.35kN/m标准层活载：q=3.38kN/m二层恒载：q=8.26kN/m二层活载：q=3.94kN/m在比较了F、1/F和1/F、G轴线间的均布荷载相差不是很大，用近似的方法取大值作为AB轴线的均布荷载。屋面：恒载：q=26.56kN/m活载:q=5.52kN/m标准层楼面：恒载:q=24.3kN/m活载:q=5.52kN/m二层楼面：恒载:q=26.24kN/m活载:q=5.52kN/m所以，FG轴线的均布荷载：屋面：恒载:q=26.56+15.66=42.22kN/m活载:q=5.52+3.38=8.9kN/m标准层楼面：恒载:q=24.3+7.35=31.65kN/m活载:q=5.52+3.38=8.9kN/m二层楼面：恒载:q=26.24+8.26=34.5kN/m活载:q=5.52+3.94=9.46kN/m综合以上计算情况把竖向受力数据用一张图表示出来如图2.4所示77 图2.4竖向受荷图根据竖向恒载荷载数据利用二次弯矩分配法求出内力如图2.5所示。77 图2.5恒载弯矩二次分配法77 图2.6恒载弯矩图（KN）77 图2.7恒载剪力图77 图2.8恒载轴力图根据竖向活载荷载数据利用二次弯矩分配法求出内力如图2.9所示。77 图2.9活载二次弯矩分配法77 图2.10活载弯矩图77 图2.11活载剪力图77 图2.12活载轴力图77 第三章风荷载作用下的框架内力计算3.1风荷载标准值的计算其中——垂直于建筑物单位面积上的风荷载标准值——Z高度上的风振系数取1.0——风荷载体型系数根据建筑物体型查得=1.3——Z高度处的风压高度变化系数——基本风压取0.35kN/m2——下层柱高——上层柱高，对顶层为女儿墙高度的两倍B——迎风面的宽度B=7.2m因建设地点位于密集建筑群的城市市区，所以地面粗糙度属于C类。根据各楼层标高，查得代入上式，各楼层标高处的见下表。表3.1集中风荷载标准值计算层次离地高度14.950.7411.30.355.64.211.8829.150.7411.30.354.23.69.45312.750.7411.30.353.63.68.73416.350.7411.30.353.63.68.73519.950.7411.30.353.63.68.73623.550.911.30.353.62.48.85图3.1等效节点集中风荷载77 3.2风荷载作用下框架的内力计算所取轴线框架共有2根中柱，2根边柱，各柱分配到的剪力按以下公式计算。表3.2各层柱柱端弯矩楼层边柱中柱yy63.68.851245550166770.120.50.250.110.32426660.3020.40.440.6553.68.731245550166770.120.50.350.150.27416660.2920.450.470.5843.68.731245550166770.120.50.40.170.25416660.2920.50.530.5333.68.731245550166770.120.5840.50.210.21282330.202.3380.50.360.3624.29.45856842118380.130.7760.660.360.19134930.153.0130.550.340.2815.611.8842606464190.180.50.250.250.75416661.1620.42.603.90表3.3梁端弯矩，剪力及柱轴力层次边梁走道梁柱轴力MlbMrbLVbMlbMrblVb边柱N中柱N60.320.167.20.070.490.492.40.410.160.2550.380.257.20.090.760.762.40.630.250.8040.40.257.20.090.750.752.40.630.341.3330.380.227.20.080.660.662.40.550.421.8020.40.167.20.080.480.482.40.400.502.1211.111.067.20.303.193.192.42.660.804.483.3风荷载作用下的内力图77 图3.2风荷载作用下的弯矩图M(kN.m)图3.3风荷载作用下的剪力、轴力图V(kN)N(kN)3.4风荷载作用下框架的侧移验算计算各层的层间位移，相对侧移和绝对侧移77 ，从表中可以看到最大的层间弹性位移发生在第一层，其值为1/881<1/550满足要求。表4.4风荷载作用下的框架层间剪力及侧移计算层63.68.8512455500.0070.0071/50666453.617.5812455500.0140.0211/25506143.626.3112455500.0210.0421/17042933.635.0412455500.0280.0701/12796724.244.498568420.0520.1221/8088915.656.374260640.1320.2551/42327由表4.4所示，风荷载作用下框架的最大层间位移角远小于1/550,满足规范要求！77 第四章水平荷载计算4.1重力荷载代表值计算4.1.1第五层的重力荷载代表值计算（1）屋面恒载屋盖面积；[(7.2+2.4+7.2)×7.2×8+(7.2+2.4+7.2)×2×3.6]×8.172=8896.37kN女儿墙：[(7.2×8+3.6)×2+(7.2×2+2.4)×2]×4.65=725.4kN（2）梁自重:b×h=300×6004.02×16.8×11+2×8+4.02×（8×7.2+3.6×2）=1103.39kNb×h=250×5002.71×（7.2-0.1-0.1）×16=303.52kNb×h=250×4002.05×（7.2-0.1-0.1-0.25）×16=221.4kN梁重合计：1628.31kN（3）柱的自重:(44个、上半层)（3.6/2-0.6）×9.41×0.6×0.6×44=178.87kN（4）上半层窗、门重：C1821窗户2个1.2×1.8×0.4×2=1.73kNC3221窗户25个1.2×3.2×0.4×25=38.4kNM1021门33个1×0.2×0.3×33=1.98kN77 M2021门2个2×0.2×0.3×2=0.24kN合计：42.35kN（5）墙的自重外墙：（3.6/2-0.6）×(6.6×4+3)×3.24=111.97kN窗户边墙:(3.6/2-0.6)×0.2×16×3.24=12.44kN走廊墙：(64.8×2-9×0.6×2-30×1.0-0.3×2)×（3.6/2-0.6）×3.08=325.99kN隔墙:(8×7+9×6.6×2+6×8)×（3.6/2-0.6）×3.08=823.47kN墙总重:合计1273.87kN五层上半层恒载重为:8896.37+725.4+1628.31+178.87+42.35+1273.87=12745.17kN第五层重力荷载代表值为:G5=12745.17+0.5×0.6×1088.64m2=13071.76kN4.1.2第四层重力荷载代表值计算（1）第五层的下半层重力荷载：楼面：(卫生间按普通楼板近似计算，楼梯间折算为1.5板厚)楼板的面积：7.2×7.2×16+3.6×7.2=859.68m2楼梯间面积：7.2×3.6×3=77.76m2走廊面积：64.8×2.4=155.52m2楼面重力荷载:859.68×(3.83+0.5×2.0)=4126.46kN走廊重：155.52×（3.32+0.5×2.5）=710.73kN楼梯重：1.5×77.76×（3.83+0.5×2.5）=592.53kN77 柱子：3.6/2×9.41×0.6×0.6×44=268.3kN（2）墙重计算：走廊墙：(6.6×1.8×16+3×3-1.8×1.0×29)×3.08=415.8kN隔墙:(6.6×1.8×18+7×1.8×16-1.8×1.0×8+8×3.3)×3.08=784.29kN外墙:(6.6×4+3)×1.8×3.24=153.96kN窗下墙:(0.9×6.6×8+0.9×3×3+0.9×3.2×8+1.8×0.9×2)×3.24=265.36kN墙总重:1538.1kN第五层下半层重：4126.46+710.73+592.53+268.3+1538.1=7362.15kN第四层上半层重（计算数据来自第五层上半层重）：1628.31+178.87+42.35+1273.87=3123.33kN第四层重力荷载代表值：G4=10485.48kN4.1.3第三层重力荷载代表值计算第三层上半层重：（1）梁自重：1628.31kN（2）柱自重：178.87kN（3）上半层门窗重：C1821窗户2个1.2×1.8×0.4×2=1.73kNC3021窗户3个1.2×1.8×0.4×3=2.59kNC3221窗户32个1.2×3.2×0.4×32=49.15kNM1021门33个1×0.2×0.3×33=1.98kN77 M2021门2个2×0.2×0.3×2=0.24kN合计：55.69kN（4）墙自重：外墙：（3.6/2-0.6）×(6.6×4+3)×3.24=111.97kN窗户边墙:(3.6/2-0.6)×0.2×16×3.24=12.44kN走廊墙：(6.6×16+3×3-9×0.6×2-33×1.0-2×2)×（3.6/2-0.6）×3.08=246.89kN隔墙:(16×7+9×6.6×2)×（3.6/2-0.6）×3.08=853.04kN墙总重:1224.34kN第三层上半层重：1628.31+178.87+55.69+1224.34=3087.21kN第四层下半层重：（同第五层下半层重）7362.15kN第三层重力荷载代表值：G3=10449.36kN4.1.4第二层重力荷载代表值计算第二层上半层重：（1）梁自重：1628.31kN（2）柱自重：（4.2/2-0.6）×9.41×0.6×0.6×44=223.58kN（3）上半层门窗重：C1821窗户2个0.9×1.8×0.4×2=1.30kNC3021窗户3个0.9×1.8×0.4×3=1.94kNC3221窗户28个0.9×3.2×0.4×28=32.16kN合计：35.50kN77 （4）墙自重：外墙：（4.2/2-0.6）×（6.6×4+3+2.4+12.2）×3.24=210.92kN窗户边墙:(4.2/2-0.6)×0.2×14×3.24=13.61kN走廊墙：(6.6×12+3×3-15×1-2×2)×（4.2/2-0.6）×3.08=319.7kN隔墙:(6.6×10+7×2+16.6-2×2)×（4.2/2-0.6）×3.08=427.81kN其他墙：（6.6×0.6×14+3×0.6×3）×3.24=197.12kN墙总重:1169.16kN第二层上半层重：1628.31+223.58+48.59+1169.16=3069.64kN第三层下半层重：楼面：(卫生间按普通楼板近似计算，楼梯间折算为1.5板厚)楼板的面积：3.6×7.2×33=855.36m2楼梯间面积：7.2×3.6×3=77.76m2走廊面积：64.8×2.4=155.52m2楼面重力荷载:855.36×(3.83+0.5×2.0)=4131.39kN走廊重：155.52×（3.32+0.5×2.5）=710.73kN楼梯重：1.5×77.76×（3.83+0.5×2.5）=592.53kN柱子：3.6/2×9.41×0.6×0.6×44=268.3kN墙重计算：外墙:(6.6×4+3)×1.8×3.24=153.96kN窗下墙:(0.9×6.6×16+0.9×3×3+1.8×0.9×2)×3.24=344.67kN77 走廊墙：(6.6×1.8×16+3×3-1.8×1.0×37)×3.08=592.65kN隔墙:(6.6×1.8×18+7×1.8×16)×3.08=1279.55kN墙总重:2370.83kN第三层下半层重：4131.39+710.73+592.53+268.43+2370.83=8073.91kN第二层重力荷载代表值：G2=11143.55kN4.1.5第一层重力荷载代表值计算第一层上半层重：（1）梁自重:（比第二层多一个16.8m的次梁250×500）2.71×16.8+1628.31=1673.84kN（2）柱的自重：4.5/2×9.41×0.6×0.6×44=335.37kN（3）上半层窗、门重：C1821窗户1个0.75×1.8×0.4×1=0.54kNC3221窗户18个0.75×3.2×0.4×25=24kNC3021窗户3个0.75×3.0×0.4×3=2.7kNM4030门1个4×0.2×0.75×1=0.6kN合计：27.84kN（4）墙的自重：外墙：（4.5/2-0.6）×(6.6×7+3)×3.24=263.02kN窗户边墙:(4.5/2-0.6)×0.2×9×3.24=9.62kN走廊墙：(6.6×13-1×13)×（4.5/2-0.6）×3.08=369.97kN隔墙:(4×7+9×6.6+8.5)×（4.5/2-0.6）×3.08=487.36kN77 合计:1129.97kN第一层上半层重:1673.84+335.37+27.84+1129.97=3167.02kN第二层下半层重:楼面：(卫生间按普通楼板近似计算，楼梯间折算为1.5板厚)楼板的面积：12.3×16.8+7.2×7.2×6+10.8×7.2×4+3.6×7.2=854.64m2楼梯间面积：7.2×3.6×3=77.76m2走廊面积：16.8×2.1+50.4×2.4=156.24m2楼面重力荷载:854.64×(3.83+0.5×2.0)=4127.91kN走廊重：156.24×（3.32+0.5×2.5）=714.02kN楼梯重：1.5×77.76×（3.83+0.5×2.5）=592.53kN柱子：4.2/2×9.41×0.6×0.6×44=313.01kN墙重计算：外墙:(6.6×5+1.8+3+5.1)×2.1×3.24=291.89kN窗下墙:(0.9×6.6×13+0.9×3×3+1.8×0.9×2)×3.24=286.93kN走廊墙：(6.6×12+3×3-1.8×1.0×19)×2.1×3.08=349.27kN隔墙:(6.6×2.1×10+7×2.1×2+12.6)×3.08=556.25kN墙总重:1484.34kN第二层下半层重：4127.91+714.02+592.53+313.01+1484.34=7231.81kN第一层重力荷载代表值：G1=10398.83kN4.1.6第六层设备间重力荷载代表值主梁：b×h=300×60077 16.8×4.02×2+3.6×2×4.02=164.02kN墙：3.24×[（3.6-0.6）×6.6×4+3+1.6+0.9×3]=280.26kN柱：9.41×0.6×0.6×3.6×8=97.6kN板：（8.172+0.6×0.5）×3.6×16.8=512.39kN合计：G6=1054.27kN综上所有数据重力荷载代表值如图4.1所示：图4.1计算简图及各质点重力荷载代表值4.2梁侧移刚度计算表4.1梁的线刚度计算类别截面b×h()弹性模量Ec(kN/m2)跨度l(m)矩形截面惯性矩I0()边框架梁中框架梁77 混凝土强度等级()(kN·m)()(kN·m)F～G跨0.3×0.6C303．0×1077.25.4×10-38.1×10-33.375×10410.8×10-34.5×104G～H跨0.3×0.6C303．0×1072.45.4×10-38.1×10-310.1×10410.8×10-313.5×104H～J跨0.3×0.6C303．0×1077.25.4×10-38.1×10-33.375×10410.8×10-34.5×1044.3柱的侧移刚度D值计算表4.2柱的侧移刚度D值计算层次截面b×h()混凝土强度等级弹性模量Ec(kN/m2)层高h(m)截面惯性矩Ic()线刚度(kN·m)F,J轴线边框架边柱(4根)3～50.6×0.6C303.0×1073.61.08×10-29×1040.3750.1581316720.6×0.6C303.0×1074.21.08×10-27.7×1040.4390.18942910.6×0.6C303.0×1075.61.08×10-35.8×1040.5820.2254994G,H轴线边框架中柱(4根)3～50.6×0.6C303.0×1073.61.08×10-29×1041.4970.4283566720.6×0.6C303.0×1074.21.08×10-27.7×1041.750.4672446210.6×0.6C303.0×1075.61.08×10-35.8×1042.3230.53711918F,J轴线中框架边柱(18根)77 3～50.6×0.6C303.0×1073.61.08×10-29×1040.50.21666720.6×0.6C303.0×1074.21.08×10-27.7×1040.5840.2261183810.6×0.6C303.0×1075.61.08×10-35.8×1040.7760.2796419G,H轴线中框架中柱(18根)3～50.6×0.6C303.0×1073.61.08×10-29×10420.54166620.6×0.6C303.0×1074.21.08×10-27.7×1042.3380.5392823310.6×0.6C303.0×1075.61.08×10-35.8×1043.1030.60813493表4.3各层D值汇总楼层序号123～5汇总D值各柱D值×根数F、J轴线边框架边柱4994×49429×413167×4G、H轴线边框架中柱11918×424462×435677×4F、J轴线中框架边柱6419×1811838×1816667×18G、H轴线中框架中柱13493×1828233×1841666×18(kN/m)42606485684212455504.4自振周期计算采用顶点位移法计算其基本自振周期T1(S)。结构在重力荷载代表值作用的顶点假想位移计算结果见表4.4。局部突出屋面的楼梯间和电梯机房对主体结构顶点位移的影响，按顶点位移相等的原则，将其重力荷载代表值G6折算到主体结构的顶层。第五层的Gi为G5，Ge之和。表4.4结构顶点假想位移计算77 楼层序号(kN)（kN）(kN/m)5130721440912455500.0110.2464104852489412455500.0200.2353104493534312455500.0280.215211144464878568420.0540.187110390568774260640.1330.133考虑填充墙刚度对框架结构的影响，取折减系数0.7，则T1=1.7=1.7×0.7×=0.59（s）4.5横向水平地震作用和楼层剪力计算由抗震规范采用底部剪力法计算水平地震作用。本结构所在场地为7度设防，第二组，II类场地，查表得，，。因，总水平地震作用标准值即底部剪力按下式计算：由于，所以需考虑顶部附加水平地震作用顶部附加地震作用系数顶部附加水平地震作用则质点的水平地震作用为：主体结构顶层（第5层）水平地震作用为。77 在计算第5层层间剪力时，考虑鞭捎效应，其剪力设计值乘以3倍予以放大，但放大部分仅用于本层地震作用效应分析而不下传。表4.5各楼层水平地震作用和层间剪力计算楼层序号层高（m）高度（m）（kN）63.624.21054255070.0302255877.13231.3953.620.613072269280.34712558886.491117.8843.617.0104851782450.23022558587.931705.8133.613.4104491400170.17882558456.662162.4724.29.8111441092110.13942558356.032518.5015.65.610390581840.07432558189.762708.26抗震验算时，结构各楼层的最小水平地震剪力标准值，应符合：，查表可得剪力系数＝0.016。由表4.6的计算比较结果，各楼层的地震剪力标准值均满足上式要求。表4.6楼层的最小水平地震剪力标准值验算楼层序号（kN）6105410540.01615.49231.39513072141260.016224.641117.88410485246110.016392.401705.81310449350600.016559.582162.47211144462040.016737.892518.5077 110390565940.016904.132708.264.6多遇地震作用下的结构变形验算从表中可以看到最大的层间弹性位移发生在第一层，其值为1/881<1/550满足要求。表4.7横向水平地震作用下的位移验算楼层序号(kN)(kN/m)=/(m)(m)51117.8812455500.000903.61/401141705.8112455500.001373.61/262932162.4712455500.001743.61/207422518.508568420.002944.21/142912708.264260640.006365.61/881∑0.01332120.64.7地震作用下的框架内力计算以轴线横向框架为例，进行水平地震作用下框架内力计算，将框架各楼层的层间总剪力，按各柱的侧移刚度(D值)在该层总侧移刚度所占比例分配到各柱，即可求得第i层j柱的层间剪力。根据求得的各柱层间剪力和修正后的反弯点位置y，即可确定柱端弯矩和77 ；由节点平衡条件，梁端弯矩之和等于柱端弯矩之和，将节点左右梁端弯矩之和按其线刚度比例分配可求出各梁端弯矩；进而由梁的平衡条件可求出梁端剪力；最后，第i层j柱轴力即为其上各层节点左右梁端剪力代数和。相关公式：=/=×yh=×(1-y)hy=+++注：1.y0框架柱的标准反弯点高度比。2.y1为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值。3.y2、y3为上下层层高变化时反弯点高度比的修正值。4.y框架柱的反弯点高度比。计算结果见如表4.8所示表4.8水平地震作用下各柱端弯矩及剪力标准值计算楼层边柱中柱yy53.6111812455501666714.90.50.2513.440.414166637.4020.453.8580.3743.6170612455501666722.840.50.3528.7853.444166657.0620.4592.44112.9833.6216212455501666728.950.50.441.6962.544166672.3420.5130.21130.2124.225198568421183834.800.60.573.0773.072823382.982.30.5174.27174.2715.627084426064641940.800.80.66150.8077.691349385.773.00.55264.16216.13梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按以下公式计算：Mlb=ilb(Ｍbi+j,j+Ｍni,j)/（ilb+irb）Mrb=irb(Ｍbi+j,j+Ｍni,j)/（ilb+irb）Vb=(Ｍni,j+Ｍrb)/lN=Σ(Vlb-Vrb)k具体计算过程如表4.9所示表4.9梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算层边梁走道梁柱轴力77 次MlbMrbLVbMlbMrblVb边柱N中柱N540.4120.197.28.4260.5860.582.450.488.4242.06466.9248.447.216.02145.32145.322.4121.1024.44147.14391.3260.807.221.13182.40182.402.4152.0045.57278.012114.7676.127.226.51228.36228.362.4190.3072.08441.801150.7697.607.234.49292.80292.802.4244.00106.57651.30具体框架弯矩图、梁剪力图、柱轴力图如下图4.2水平荷载弯矩图（kN）77 图4.3剪力图与轴力图（kN）4.8横向框架内力组合对于一般的框架结构，当总高度不超过60m时，不考虑风荷载效应与水平地震作用效应的组合；当设防烈度不大于8度时，也不考虑竖向地震作用效应与水平地震作用效应的组合。故在框架抗震设计时，考虑了两种基本组合：水平地震作用效应与重力荷载代表值效应的组合竖向荷载效应，包括全部恒荷载与活荷载的组合和为某种荷载组合下的梁端弯矩，q为相应荷载组合下等效均布荷载设计值。有地震作用组合时，q＝1.2恒＋0.5活；无地震作用组合时，q＝1.2恒＋1.4活。77 令，可得当0l时，。本框架为三级抗震等级，为保证地震荷载作用下构件的抗剪强度，实现“强剪弱弯”，将梁端剪力设计值乘以剪力增大系数=1.1，即。这里为计算方便，可取轴线处的剪力验算。则，q为第种荷载效应组合下等效均布荷载。取左震和右震分别作用下绝对值的较大者。表3.10为中柱G的内力组合和柱端弯矩调整。为保证“强柱弱梁”，在框架的梁柱节点处，除框架顶层和柱轴压比小于0.15者外，特对有地震荷载组合情况下的柱端弯矩设计值进行调整，取柱端弯矩增大系数为，即。如图4.4，取左震时各楼层G节点左、右梁端弯矩和上、下柱端弯矩，则调整后底层柱下端截面的弯矩设计值，乘以增大系数1.15。表4.10框架梁内力组合楼层截面位置内力屋面活荷载左震右震左震右震6FM-140.75-30.5340.41-40.41-101.01-179.81-211.64236.72V147.1631.36-8.428.42156.79175.40220.50M-175.62-36.88-20.7920.79-194.92-154.38-262.3877 G左V156.8232.928.42-8.42186.05167.44234.27G右M-85.92-15.3960.58-60.58-25.19-143.32-124.65135.89V19.543.6-50.4850.48-34.0177.5528.49跨间  214.92195.79125.87   -138.56-157.7-117.884FM-123.88-35.1866.92-66.92-62.08-192.57-197.91161.02V113.0131.78-16.0216.02113.78149.18180.10G左M-132.29-37.0548.44-48.44-88.50-182.96-210.62V113.932.316.02-16.02151.67116.26183.45G右M-41.76-13.28145.32-145.3299.76-183.61-63.62173.08V10.84.5-121121-120.39147.0219.26跨间    205.5792.9576.44     -109.16-174.21-54.221 EM-125.19-34.56156.76-156.7624.62-281.06-198.61159.97V114.4733.46-34.4934.4995.71171.94184.21F左M-142.92-38.83-97.697.6-241.26-50.94-225.87V116.4134.6534.49-34.49174.5298.30188.20F右M-47.93-13.84292.8-292.8236.12-334.85-76.89327.46V10.84.5-244244-256.31282.9319.26跨间    195.26139.0892.84     245.52325.45-67.49注：梁中弯矩以下侧受拉为正；梁中剪力以向上为正。和分别为AB和BC跨间最大正弯矩。表中为抗震承载力调整系数，对于梁受弯取0.75，受剪取0.85。表4.11横向框架中柱G内力组合77 楼面截面位置内力屋面均布活载左震右震左震右震5柱顶M-89.7-21.49-80.3780.37-180.01-12.84-137.73N294.0958.84-42.0642.06266.83354.31435.28柱底M59.4517.4453.85-53.85121.459.4495.76N327.9458.84-42.0642.06299.32386.81475.904柱顶M-39.14-14.49-112.98112.98-162.0372.97-67.25N452.6797.64-147.14147.14328.40634.46679.90柱底M41.6113.4792.44-92.44142.55-49.7368.79N486.5597.64-147.14147.14360.93666.98720.563柱顶M-49.02-14.25130.21-130.2181.52-189.32-78.77N612.54134.44-278.01278.01363.44941.70923.26柱底M45.0213.55130.21-130.21185.14-85.7072.99N646.24134.44-278.01278.01395.79974.05963.702柱顶M-45.24-13.65-174.27174.27-231.22131.26-73.40N772.08171.19-441.8441.8363.901282.841166.16柱底M53.9915.95174.27-174.27240.73-121.7587.12N811.6171.19-441.8441.8401.841320.781213.591柱顶M-51.07-10.58-216.13216.13-278.88170.67-76.10N938.81210.34-651.3651.3324.871679.571421.05柱底M25.545.29264.12-264.12301.74-247.6338.05N981.16210.34-651.3651.3365.521720.231471.87左震荷载组合时的M和N无震荷载组合时M和N右震荷载组合时M和N注：柱中弯矩以左侧受拉为正；柱中轴力，以受压为正。柱取0.80。表4.11横向框架中柱G剪力组合77 楼层屋面均布活荷载左震右震左震右震541.4310.8137.28-37.28127.71188.8964.85422.437.7757.06-57.06118.55157.8337.79326.137.7272.34-72.34148.53194.7142.16223.637.0582.99-82.9927.7058.3038.23117.023.53106.73-106.7319.1640.3325.37第五章截面设计与配筋计算77 钢筋强度HPB235=210N/mm2HRB400=360N/mm2其中：混凝土强度C30=14.3N/mm2=1.43N/mm25.1梁正截面强度计算表5.1梁正截面强度计算截面梁F~G梁G~H支座左跨中支座右支座左跨中M(kN.m)-281.06195.26-240.26-334.85325.45b×300×565300×565300×565300×565300×5650.2050.1430.1750.2450.2380.2320.1550.1940.2860.27615621157130619261858选筋520420325425620实配面积157012561473196418843873873873873875.2.框架梁斜截面计算FG梁:Vb=159.97kN当满足要求77 按构造配筋取双肢箍GH梁：Vb=327.46kN当满足要求按构造配筋，取双肢箍5.3框架柱截面设计以第一层框架柱中柱为例计算，采用对称配筋（1）轴压比验算：底层柱：Nmax=1718.07kN轴压比：满足要求（2）正截面受弯承载力计算：不利组合有：（M=301.74kN.mN=365.52kNM=38.05kN.mN=1471.87kN)77 第一组M=301.74kN.mN=365.52kN按构造配筋，由于纵向受力钢筋采用HRB400，最小总配筋率第二组M=38.05kN.mN=1471.87kN77 按构造配筋，由于纵向受力钢筋采用HRB400，最小总配筋率77 第六章基础设计6.1地质条件图6.1地质条件6.2确定基础的高度采用锥形基础，根据构造要求，初步确定的基础剖面尺寸如图6.2所示，由于上阶底面落在柱边破坏锥面之内，故该基础只需进行变阶处的抗冲切承载力计算。77 图6.2基础布置图由内力组合可得荷载设计值如下:该结构为五层，采用柱下独立基础,基础深为2m。基础顶面恒载52.7kN，由结构布置柱无偏心，所以e=0不产生附加弯矩作用，所以N=1720.23+52.7=1772.93kN。6.3确定l和b土的平均重度A=(1.1～1.4)=(1.1～1.4)=9.75～12.41取l=4m.b=3m6.4偏心荷载验算基底处的总竖向力：基底处的总力矩：偏心距：验算基底最大压力：地基承载力修正：77 基础抗冲切验算：取h=1100mm,变阶处截面冲切力验算：冲切力：6.5配筋计算选用HRB3356.5.1计算基础长边方向的弯矩设计值取Ⅰ-Ⅰ截面：Ⅲ-Ⅲ截面：77 比较和应按配筋，在3m宽度范围内配6.5.2计算短边方向的弯矩取Ⅱ-Ⅱ截面：Ⅳ-Ⅳ截面：77 第七章板的配筋计算图7.1板格区分图混凝土采用C20,fc=9.6N/mm27.1荷载计算大理石面层、水泥砂浆接缝30厚，1：3厚水泥砂浆面上撒20mm水泥1.16KN/m结构层：100厚现浇混凝土0.10×25kN/M3=2.5kN/m抹灰层：10厚混合砂浆0.01×17kN/m3=0.17kN/m合计：4.33kN/m楼面活载：2.0kN/m2走道活载：2.5kN/m2合计：g+q=1.2×4.33+1.4×2.5=8.70kN/m2在计算各区格板跨内正弯矩时，按恒荷载均布及活荷载棋盘布置计算，取荷载：g’=g+q/2=1.2×4.33+0.5×1.4×2.5=6.95kN/m2。77 在g’作用下，各内支座均可视作固定，某些区格板跨内最大正弯矩不在板的中心点处，在q’作用下，各区格板四边均可视作简支，跨内最大正弯矩在板的中心点处，计算时，可近似取二者之和作为跨内最大正弯矩。在求各中间支座最大负弯矩（绝对值）时，按恒载及活荷载满布各区格板计算，取荷载：P=g+q=8.70kN/m27.2各双向板内力及变形分析计算各区格弯矩计算如下表所示表7.2区格弯矩计算区格FB2.4/7.2=0.333.6/4.8=0.75跨内计算简图++支座计算简图77 表7.2区格弯矩计算区格EA2.4/7.2=0.333.6/4.8=0.75跨内计算简图++支座计算简图77 表7.3区格弯矩计算区格CD2.4/3.6=0.6672.4/3.6=0.667跨内计算简图++支座计算简图77 表7.4区格弯矩计算区格G3.6/7.2=0.50跨内计算简图+支座计算简图由表可见，板间支座弯矩是不平衡的，实际应用时可近似取相邻两区格板支座弯矩的平均值：即：A-B支座：=A-C支座：=B-D支座：=77 E-C,D支座(以大值算)：=E-F支座：=F-C,D支座(以大值算)：=F-G支座：=考虑E、F、G区格板四周与梁整体连接，乘以折减系数0.8，即可近似按计算相应的钢筋截面面积，ρmin=0.236%7.3各板区及支座配筋计算表7.4板的配筋截面M（kN.m/m）bhρmin(mm2)选配钢筋实配钢筋跨中A区格方向3.4802131898@200251方向5.4703871658@130387B区格方向4.73802961898@130387方向2.58701851658@200251C区格方向2.27801421898@200251方向1.0570751658@20025177 D区格方向2.18801371898@200251方向1.1170801658@200251E区格方向2.7×0.8801351898@200251方向0.81×0.870461658@200251F区格方向2.64×0.8801401898@200251方向0.88×0.870531658@200251G区格方向5.47×0.8802811898@130387方向1.95×0.8701181658@200251支座A-B-2.93801841898@200251A-C-2.41801591898@200251B-D-0.8880581898@200251E-C,D-1.92801201898@200251E-F-0.1780111898@200251F-C,D-1.9801191898@200251F-G-3.3802181898@20025177 第八章楼梯8.1斜板设计8.1.1荷载计算：踏步尺寸150mm×270mm,斜板厚度取t=50mm则截面平均高度：恒荷载：取1米长踏步自重：1.2×0.132×1×25=3.96kN/m踏步面承重：1.2×（0.27+0.15）×0.65=0.33kN/m使用活荷载：q=1.4×2.5×1=3.5kN/m总计：q+g=3.5+4.29=7.79kN/m8.1.2内力计算：斜梁截面尺寸b×h=150mm×300mm,则踏步板计算跨度为Ln=1800-50-150-150-125=1325mmLo=ln+b=1.325+0.15=1.475m踏步板跨中弯矩：M=1/8(q+g)×1.4752=1/8×7.79×1.4752=2.12kN.m8.1.3截面承载力计算：77 踏步板计算截面尺寸：b×h=1000mm×133mm8.2楼梯斜梁设计8.2.1荷载计算踏步板传荷：1/2×2.62×(1.325+2×0.15)×1/0.27=7.88kN/m斜梁自重：1.2×（0.30-0.05）×25×1/0.874=1.29kN/m总计：q+g=9.17kN/m8.2.2内力计算：取平台梁截面尺寸b×h=200mm×400mm斜梁计算跨度为：Lo=ln+b=3.24+0.2=3.44m斜梁跨中截面弯矩及支座面剪力分别为：8.2.3承载力计算斜梁按T型截面进行配筋计算77 取翼缘段宽度为第一点T型截面：77 第九章PKPM软件计算和手算结果的比较与分析本次进行结构设计计算时，根据学校要求第一步综合我们大学四年所学专业知识进行了手工计算，然后应用PKPM软件进行结构电算，在进行了手算和电算之后，我发现了手算和电算是有所差别。根据我所学的知识和查阅资料把手算和电算进行了初步的比较：首先，我认为PKPM软件计算的结果和手算结果有差别是正常的，因为计算方法和计算模型不同，手算由于考虑到计算的难度，所以作了大幅度的简化，空间框架结构简化成平面框架；然后平面框架又作了一定程度的简化，用弯矩二次分配法计算内力也是一种近似的方法。而电算由于速度的提高，所以可以作一个比较复杂，比较接近实际的空间模型进行计算。两者在内力计算结果方面有比较大的差别，一般出于安全方面的考虑，手算的简化总是向有利于结构安全方向进行简化，一般计算结果偏大。1）在柱手算配筋后发现和电算差别也有，不过不是特别的大，分析后认为原因可能为；手算一般只考虑单向偏心，很少考虑双向偏心，而在电算程序中，SATWE或者TAT均可以选择考虑双向偏心，所以肯定有差别，但空间模型和平面模型差别不是很大，在工程范围的允许之内，在配筋时这种差别几乎可以忽略不计。2）在板的计算，对于单向板的计算也有所不同，在手算中单向板的荷载分布是沿短向传递的，而在PM中当L1/L2>3就算是单向板，荷载的传递也是按照45°四边传递的.所以计算理论不一样。3)77 计算框架结构的抗震计算时，我采用了D值法，是一种近似的方法，所以这里存在诸多假定，即便是你用的那些系数，也是近似的而非准确的，因为不可能有准确值。但程序计算是根据模型按相应的算法进行，例如TAT和SATWE、PMSAP等计算模型就不相同，如TAT采用二维薄壁杆件计算方法就比较接近手算模型，但是仍和手算不相符合，因为它可以考虑空间作用——这在手算中是简化的。SATWE、PMSAP等是有限元程序，比TAT就更要复杂些，计算结果自然不可能完全相同。一般情况下，对比较规则的框架结构，PKPM的三种程序和其他整体计算程序计算结果应该是接近的，而对于其他结构就可能有较明显差别。参考文献[1]柳炳康，沈小璞.工程结构抗震设计[M]．湖北：武汉理工大学出版社，2005.[2]沈蒲生.混凝土结构设计[M]．北京：高等教育出版社，2002.[3]中国有色工程设计研究总院.混凝土结构构造手册第三版[S]．北京：中国建筑工业出版社，2003.[4]李国强．建筑结构抗震设计[M]．北京：中国建筑工业出版社，2002.[5]赵培明．混凝土结构[M]．湖北：武汉工业大学出版社，2003.[6]建设部．建筑结构荷载规范GB50009-2001[S]．北京：中国建筑工业出版社，2002.[7]建设部．建设部抗震设计规范GB50011-2001[S]．北京：中国建筑工业出版社，2002.[8]建设部．建筑工程抗震设防分类标准GB50007-2002[S]．北京：中国建筑工业出版社，2002.[9]建设部．高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2002[S]．北京：中国建筑工业出版社，2002.[10]建设部．建筑地基基础设计规范GB50007-2002[S]．北京：中国建筑工业出版社，2002.[11]建设部.混凝土结构设计规范GB50010-2002[S]．北京：中国建筑工业出版社，2002.77 致谢在本次毕业设计过程中，**老师和**老师对设计从选题，构思到最后设计完成的各个环节给予细心指引与教导,使我得以最终完成毕业设计。在这过程中,二位老师严谨的治学态度、丰富渊博的知识、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度以及侮人不倦的师者风范是我终生学习的楷模，老师们的高深精湛的造诣与严谨求实的治学精神，将永远激励着我。这四年中还得到众多老师的关心支持和帮助。在此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意！最后，我要向百忙之中抽时间对本设计进行审阅，评议和参与本人毕业设计答辩的各位老师表示感谢。***20**.05.2577'