某科技开发公司综合办公楼设计计算书(毕业设计)

'本科毕业设计说明书（本科毕业论文）58 目录ABSTRACTV2建筑设计12.1建筑概况12.2采光、通风、防火设计22.3建筑细部设计22.4方案构思22.5设计过程22.6建筑做法23结构设计33.1结构选型布置及计算简图33.1.1．结构选型33.1.2．柱网布置33.1.3．梁板柱的截面尺寸43.1.4.计算简图53.2荷载计算63.2.1．恒荷载计算63.2.2活荷载计算103.2.3.风荷载计算123.3.内力计算133.3.1恒荷载作用下的内力分析13恒载（竖向荷载）作用下的内力计算采用分层法，结构内力可用力矩分配法计算，并可利用结构对称性取二分之一结构计算。133.3.2.活荷载作用下的框架内力分析183.3.3风荷载作用下的内力计算及侧移验算233.3.3.1柱的侧移刚度计算过程如下233.4框架的内力组合2758 3.5.截面设计303.5.1框架梁（以5层AB跨梁为例，说明计算过程）303.5.2.框架柱373.5.3．楼梯的计算433.5.4．板的计算463.5.5．基础设计514施工设计584.1工程概况584.1.1总体概况584.1.2建筑设计584.1.3结构设计584.2施工部署594.2.1总体部署594.2.2工程的管理组织604.3施工准备614.4施工顺序614.4.1施工原则614.4.2基础工程施工顺序614.4.3主体工程施工顺序614.4.4屋面工程施工顺序614.5分项工程施工技术及参数614.5.1土方与基础工程施工方案614.5.2主体结构施工方案684.5.3主要装饰工程施工方案784.6施工进度计划824.7主要机具表834.8施工平面图布置834.8.1施工平面图布置原则834.8.2平面布置8458 4.9施工措施844.9.1安全技术措施854.9.2文明施工措施874.9.3雨季施工措施88谢辞93参考文献9458 摘要本文为某科技开发公司综合办公楼设计计算书。该楼建筑面积5500平方米左右，根据建筑设计、抗震方面等的要求，确定合理的结构形式和结构布置方案，确定框架、基础的形式。根据要求采用了钢筋混凝土结构。本设计中选取一榀主框架以及楼面及屋面板进行截面设计及配筋计算。首先根据框架布局确定各构件尺寸，进行恒载、活载及风荷载的统计。然后采用分层法进行竖向荷载作用下的结构内力计算，水平荷载采用D值法进行计算。之后进行内力组合分析，找出最不利的一组内力，进行构件计算。楼板采用弹性理论设计，并进行柱下独立基础的配筋设计。除此之外，还进行了楼梯的设计计算。最后，根据计算结果，按照相应的构造要求，绘制了结构施工图，并写出了相应的设计说明。本设计的特点之一，运用了大学四年所学过的很多理论，计算中多种计算方法得到体现，如D值法，弯矩分配法，分层法等，使自己掌握了多方面的知识。关键词：框架结构；结构设计；内力计算；弹性理论；荷载；钢筋混凝土58 DesignationforaSupermarketBuilding（SchemeFour）ABSTRACTAbuildingofsupermarketwasdesignedinthispaper.Thebuildingareaisabout5400.Accordingtothesupermarketdesignandtheearthquakeresistance,thereasonablestructuralschemeandstructuralfoundationplanwasdetermined.Onelateralframeandslabwasselectedandcalculated.First,depthandwidthofsectionsweredetermined,anddeadload,liveload,windloadweredetermined.Thentheinternalforcesofthestructureunderverticalloadwerecalculated.TheD-methodwasusedforcaculatingthewindload.Afterthecombinationofinternalforces,themostunfavorablecombinationofinternalforceswasidentified.Thenthenecessaryreinforcementinbeamsandcolumnswasdetermined.Theelastictheorywasusedforcalculatingslab.Inaddition,thesingle-foundationandcombinedfoundationweredesigned.Thestairwayandcanopywerealsodesigned.Finallyaccordingtothecalculatedresultsanddetail,blueprintsofthestructurehadbeencompleted.Theadvantageinthisdesignwasthatmanytheoriesstudiedinuniversityinfouryearswasused.Themanykindsofcomputationalmethodswasmanifestedinthecomputation,likeD-method,themomentassignment-method,delaminationandsoon,sowhichcausedmyselftograspthevariousknowledge.KeyWords:frame；structuraldesign；internalforce；elastictheory；lateralloads；reinforcedconcrete 58 1前言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。通过毕业设计,可以将以前学过的知识重温回顾,对疑难知识再学习,对提高个人的综合知识结构有着重要的作用。通过毕业设计,使我们在资料查找、设计安排、分析计算、施工图绘制、口头表达等各个方面得到综合训练,具备从事相关工作的基本技术素质和技能。目前，我国建筑中仍以钢筋混凝土结构为主，钢筋混凝土造价较低，材料来源丰富，且可以浇筑成各种复杂断面形状，节省钢材，承载力也不低，经过合理设计可以获得较好的抗震性能。今后几十年，钢筋混凝土结构仍将活跃在我国的建筑业上。框架结构体系的主要特点是平面布置比较灵活，能提供较大的室内空间，对于自选商场类楼房是最常用的结构体系。多层建筑结构的设计，除了要根据建筑高度、抗震设防等级等合理选择结构材料、抗侧力结构体系外，要特别重视建筑体形和结构总体布置。建筑体形是指建筑的平面和立面；结构总体布置指结构构件的平面布置和竖向布置。建筑体形和结构总体布置对结构的抗震性能有决定性的作用。毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过查阅资料、设计计算、论文撰写以及图纸绘制，加深了对规范等相关内容的理解，巩固了专业知识，提高了综合分析、解决问题的能力。并熟练掌握了AutoCAD和结构设计软件PKPMCAD，基本上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，后面采用建筑结构软件PKPMCAD进行电算,并将电算结果与手算结果进行了误差分析对比。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。2建筑设计2.1建筑概况该科技开发公司综合办公楼位于无锡市郊区，夏季主导风向为东南风，冬季为西北风，抗震设防烈度为6度（0.05g），第一组;建筑为五层钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积约5500m2。标准层高3.6m，室内外高差0.45m。建筑等级:耐火等级为Ⅱ级抗震等级为四级58 设计使用年限50年2.2采光、通风、防火设计1.采光、通风设计在设计中选择合适的门窗位置，取得良好的效果以便于通风。2.防火设计本工程耐火等级为二级，建筑的内部装修、陈设均应做到难燃化，以减少火灾的发生及降低蔓延速度，公共安全出口设有两个，可以方便人员疏散。在疏散门处应设有明显的标志。各层均应设有手动、自动报警器及高压灭火水枪。2.3建筑细部设计1、建筑热工设计应做到因地制宜，保证室内基本的热环境要求，发挥投资的经济效益。2、建筑体型设计应有利于减少空调与采暖的冷热负荷，做好建筑围护结构的保温和隔热，以利节能。3、采暖地区的保温隔热标准应符合现行的《民用建筑节能设计标准》的规定。4、室内应尽量利用天然采光。5、为满足防火和安全疏散要求，设有两部楼梯，一部电梯。6、办公楼内的布置与装修以清新自然为主，卫生间的地面铺有防滑地板砖，墙面贴瓷砖。2.4方案构思设计采用目前国内通用的钢筋混凝土结构。本设计充分考虑到总体规划提出的要求、建筑高度、抗震设防烈度和周围环境的关系，确定本结构的建筑平面布置简单、规则、对称、长宽比不大，对抗震有利，结构具有较好的整体性；因建筑物长度较大，且两边为局部两层的建筑，为满足设计要求，设置了两条伸缩缝；同时考虑到结构不同使用功能的需求，建筑平面布置较为灵活，可以自由分割空间，选用框架结构；立面注意对比与呼应、节奏与韵律，体现建筑物质功能与精神功能的双重特性。2.5设计过程建筑设计根据建筑用地条件和建筑使用功能、周边城市环境特点，首先设计建筑平面，包括建筑平面选择、平面柱网布置、平面交通组织及平面功能设计；其次进行立面造型、剖面设计；最后设计楼梯和卫生间。本设计满足建筑单位的使用要求，技术措施合理，同时，通风、采光、消防等技术指标均满足相应的规范和规定。2.6建筑做法1．屋面做法：屋面：10厚铺地缸砖，干水泥擦缝，每3×6m留10宽缝，58 1：3石灰砂浆勾缝；防水层：20厚1：3防水水泥砂浆，喷涂2厚合成高分子防水层，4厚高聚物改性沥青卷材防水层；保温层：40mm厚现场喷涂硬质发泡聚氨脂；找坡层：1:8水泥膨胀珍珠岩找坡2%最薄处40厚；找平层：20厚1：3水泥砂浆；结构层：100mm厚钢筋砼屋面板。2．楼面做法：地面：15厚1：2.5水泥白石子磨光，刷草酸打蜡；找平层：20厚1：3水泥砂浆；结构层：90mm现浇砼板。3．墙体做法：内墙：喷内墙涂料或刷油漆；6厚1：2.5水泥砂浆抹面压实抹光；7厚1：3水泥砂浆找平扫毛；7厚1：3水泥砂浆打底扫毛；刷素水泥浆一道。外墙：7厚1:2.5水泥砂浆抹面；7厚1：3水泥砂浆找平扫毛；7厚1：3水泥砂浆打底扫毛；刷素水泥浆一道。3结构设计3.1结构选型布置及计算简图3.1.1．结构选型本工程选用钢筋混凝土框架结构选择此结构的原因：由于设计任务书中的要求，要求建筑物使用空间多样化，能灵活分割，采用框架结构即可最大限度的满足任务书中的要求，而且框架结构整体性好，抗震性能好。3.1.2．柱网布置58 柱网布置图3.1.3．梁板柱的截面尺寸3.1.3.1梁a．框架梁：横向L=7500mm梁高h=(1/10-1/15)L=(500-750)mm取h=700mm梁宽b=(1/3-1/2)h=(233-350)mm取b=300mm纵向L=6600mm梁高h=(1/10-1/15)L=(440-660)mm取h=600mm梁宽b=(1/3-1/2)h=(200-300)mm取b=300mmb．次梁：梁高h=(1/12-1/18)L=((1/12-1/18)×7500=(417-625)mm取次梁尺寸：b×h=300×600mm3.1.3.2板跨L=3300通常取板厚h=(l/50-l/35)=(66-94)mm此处板厚取h=90mm3.1.3.3柱柱的尺寸根据轴压比公式确定μ=N/fcbha.边柱，q取10kN/m2μ=0.9,fc=14.3N/mm2A1=7.5×6.6/2=24.75m258 N1=A1q=24.75×10=247.5KN设计值N1=1.25×N1×n=1.25×247.5×5=1546.88kN柱截面面积A=N/fcμ=120192mm2则b=h=347mm取柱截面尺寸为b×h=450×450mmb.中柱：A2=6.6×（7.5/2+2.4/2）=32.67m2N2=A2q=32.67×10=326.7KN设计值N=1.25×N2×n=1.25×326.7×5=2041.88KN则柱截面积A=N/fcμ=158654mm2则b=h=398mm取柱的截面尺寸为b×h=450×450mm3.1.4.计算简图结构计算简图如图所示，室内外高差为450mm，根据地质资料确定基础顶面离室外地面为500mm。因此求得底层计算高度为0.5+0.45+3.6=4.55m。各梁柱构件的线刚度比经过计算后列于图中其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，取I=2Io(Io为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩)。边跨梁：ib=2Ec×(1/12)×0.3×0.73/7.5=22.87×中间梁：ib=2Ec×(1/12)×0.25×0.43/2.4=11.11×上部各层柱ic=Ec×(1/12)×0.45×0.453/3.6=9.49×底层柱ic=Ec×(1/12)×0.45×0.453/4.55=7.51×58 结构计算简图（）3.2荷载计算3.2.1．恒荷载计算3.2.1.1屋面框架梁线荷载标准值10厚地缸砖0.01×21=0.21kN/m225厚水泥砂浆结合层0.025×20=0.5kN/m21:8水泥膨胀珍珠岩找坡2%最薄处40厚7×0.19=1.33kN/m220厚1：3防水水泥砂浆找平层0.02×20×2=0.8kN/m2100厚现浇钢筋混凝土屋面板0.12×25=3kN/m2屋面恒荷载5.24kN/m2边跨框架梁自重：0.7×0.3×25=5.25kN/m梁侧粉刷：2×(0.7-0.09)×0.02×17=0.42kN/m中跨框架梁自重：0.25×0.4×25=2.5kN/m梁侧粉刷：2×(0.4-0.09)×0.02×17=0.21kN/m因此作用在屋顶框架梁上的线荷载为：58 ==5.67kN/m=2.71kN/m==5.24×3.3=17.29kN/m=5.24×2.4=12.58kN/m·均布荷载传递图3.2.1.2楼面框架梁线荷载标准值水磨石楼面：0.70KN/m290厚现浇混凝土楼板0.09×25=2.25KN/m2楼面恒荷载2.95KN/m2边跨框架梁自重：0.7×0.3×25=5.25kN/m梁侧粉刷：2×(0.7-0.09)×0.02×17=0.42kN/m边跨填充墙自重：0.24×(3.6-0.7)×19=13.22kN/m58 墙面粉刷：(3.6-0.7)×0.02×2×17=1.97kN/m中跨框架梁自重：0.25×0.4×25=2.5kN/m梁侧粉刷：2×(0.4-0.09)×0.02×17=0.21kN/m因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为：==5.67+15.19=20.86kN/m=2.71kN/m==2.95×3.3=9.74kN/m=2.95×2.4=7.08kN/m3.2.1.3屋面框架节点集中荷载标准值a.B轴框架梁传来恒荷载标准值：女儿墙自重标准值：1400mm高240mm厚1.4×6.6×0.24×19=42.14KN粉刷：1.4×0.02×2×6.6×17=6.28KN边柱纵向框架梁自重：0.3×0.6×6.6×25=29.7KN粉刷：0.02×(0.6-0.09)×2×6.6×17=2.28KN次梁自重标准值：0.6×0.3×25×7.5/2=16.88KN粉刷：0.02×(0.6-0.09)×2×7.5/2×17=1.30KN屋面恒载传来：7.5×6.6/4×5.24=64.85KN顶层边节点集中荷载==163.43KN由建筑图知，=75mm得=163.43×0.075=12.26kN.mb.C轴框架梁传来恒荷载标准值：纵向框架梁自重：0.3×0.6×6.6×25=29.7KN粉刷：0.02×(0.6-0.09)×2×6.6×17=2.28KN次梁自重标准值：0.6×0.3×25×7.5/2=16.88KN粉刷：0.02×(0.6-0.09)×2×7.5/2×17=1.30KN屋面恒荷载传来：64.85+1/2×6.6×2.4×5.24=64.85+41.5=106.35KN58 顶层中节点集中荷载==156.51KN=156.51×0.075=11.74kN.m集中荷载传递图3.2.1.4楼面框架节点集中荷载标准值a：B轴框架梁传来恒荷载标准值：边柱纵梁自重及粉刷：29.7+2.28=31.98KN次梁自重及粉刷：16.88+1.30=18.18KN钢窗自重：2.4×1.8×2×0.45=3.89KN窗外墙体自重：[(6.6-0.45)×3.0-2.4×1.8×2]×0.24×19=44.73KN粉刷：(6.15×3.0-2.4×3.6)×0.02×2×17=6.67KN框架柱自重：0.45×0.45×3.6×25=18.23KN纵向框架梁自重标准值：0.3×0.6×25=4.5kN/m粉刷：(0.45×4-0.24×2)×0.02×3.6×17=1.62KN楼面传来荷载：7.5×6.6/4×2.95=36.51KN中间层边节点集中荷载==161.81KN58 =161.81×0.075=12.14kN.mb.C轴框架梁传来恒荷载标准值：纵向框架梁自重及粉刷：29.7+2.28=31.98KN次梁自重及粉刷：16.88+1.30=18.18KN内纵墙自重：(6.15×3.0-2.4×1.0)×0.24×19=73.19KN粉刷：(6.15×3.0-2.4)×0.02×2×17=10.91KN门重：2.4×1.0×0.2=0.48KN框架柱自重：0.45×0.45×3.6×25=18.23KN粉刷：(0.45×4-0.24×2)×0.02×3.6×17=1.62KN楼面传来荷载：36.51+1/2×6.6×2.4×2.95=59.87KN中间层中节点集中荷载==214.46KN=214.46×0.075=16.08kN.m恒荷载图3.2.2活荷载计算58 3.2.2.1屋面活荷载计算：屋面为上人屋面，查得屋面活荷载标准值：2.0kN/m2=2.0×3.3=6.6KN/m=1/4×6.6×7.5×2.0=24.75KN=1/2×2.4×6.6×2.0+1/4×6.6×7.5×2.0×1/2=40.59KN24.75×0.075=1.86kN.m40.59×0.075=3.04kN.m3.2.2.2楼面活荷载计算楼面活荷载标准值：2.0kN/m2=2.0×3.3=6.6KN/m=1/4×6.6×7.5×2.0=24.75KN=1/2×2.4×6.6×2.0+1/4×6.6×7.5×2.0=44.55KN24.75×0.075=1.86kN.m44.55×0.075=3.34kN.m活荷载图58 3.2.3.风荷载计算风压标准值计算公式为wk=βzμzμsw0因结构高度H=18m<30m,可取βz=1.0,对于矩形平面μs=1.3;μz查荷载规范，将风荷载换算成作用于框架每层节点的集中荷载，计算过程列于下表，表中z为框架节点离室外地面的高度，A为一榀框架各层节点的受风面积表3.1风荷载计算层次βzμsZ(m)μzW0A(m2)PW(KN)51.01.318.451.2160.4521.1215.0241.01.314.851.1360.4523.7615.7931.01.311.251.0350.4523.7614.3921.01.37.651.000.4523.7613.9011.01.34.051.000.4525.2514.77注：地面粗糙程度为B类风荷载图58 3.3.内力计算3.3.1恒荷载作用下的内力分析恒载（竖向荷载）作用下的内力计算采用分层法，结构内力可用力矩分配法计算，并可利用结构对称性取二分之一结构计算。3.3.1.1梁固端弯矩顶层各跨：==×22.96×=107.63kN.m==×2.71×=1.30kN.m==×2.71×=0.65kN.m其余层：==×30.6×=143.44kN.m==×2.71×=1.30kN.m==×2.71×=0.65kN.m3.3.1.2求各节点的分配系数节点分配系数顶层：标准层：底层：58 3.3.1.3内力计算弯矩的计算过程如下图，将相邻两层由分层法求得的内力叠加，作为原框架结构的内力，梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加而得。58 58 框架梁在实际恒荷载分布荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩如下：顶层边跨框架梁在恒载作用下的弯矩图中跨框架梁在恒载作用下的弯矩图标准层边跨框架梁在恒载作用下的弯矩图恒载弯矩图（括号内为梁在柱边缘出弯矩值）58 恒载轴力图恒载剪力图（括号内为梁在柱边缘处剪力值）58 调幅后柱边缘处弯矩图3.3.2.活荷载作用下的框架内力分析本工程采用满布荷载近似法考虑活荷载不利布置的影响，内力分析方法采用分层法计算，分层法除底层以外，其余各层柱的线刚度应乘以0.9的修正系数，且传递系数，由1/2改为1/3，以考虑假设的柱上下端与实际情况的出入。3.3.2.1梁固端弯矩顶层/楼层：==×6.6×=30.94kN.m3.3.2.2求各节点分配系数各节点的分配系数同活荷载作用下的相同直接应用即可。3.3.2.3内力计算弯矩的计算过程如下图，将相邻两层由分层法求得的内力叠加，作为原框架结构的内力，梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加而得。58 58 框架梁在实际活荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩如下：框架梁弯矩图58 活荷载弯矩图（KNm）（括号内为梁在柱边缘的弯矩值）活荷载作用下的轴力图（KN）58 活荷载框架梁的剪力图（括号内为梁在柱边缘处剪力值）活载作用下调幅后柱边弯矩图58 3.3.3风荷载作用下的内力计算及侧移验算3.3.3.1柱的侧移刚度计算过程如下底层柱的侧移刚度柱DK=∑ib/icαc=(0.5+k)/(2+k)Dz=αc×12ic/hj2(N/mm)边柱（2根）22.87/7.51=3.050.70314665中柱（2根）（22.87+11.11）/7.51=4.520.77016063注：刚度见第6页计算框架Ec=3.0×104底层∑D=14665×2+16063×2=61456N/mm上层柱的侧移刚度柱DK=∑ib/（2ic）αc=k/(2+k)Dz=αc×12ic/hj2(N/m)边柱（2根）22.87×2/（2×9.49）=2.410.54614393中柱（2根）（22.87×2+11.11×2）/（2×9.49）=3.580.64216924∑D=14393×2+16924×2=62634N/mm3.3.3.2风荷载作用下的侧移验算水平荷载作用下的层间侧移可按下式计算△μj=Vj/∑Djk各层的层间位移求得后，顶点位移为各层层间位移之和，框架在风荷载作用下的侧移计算如下表；框架在风荷载作用下的侧移计算表层次各层风载Pj(KN)层间剪力Vi(KN)侧移刚度∑D(N/mm)层间侧移△μj(mm)△μj/hj515.0215.02626340.2401/15000415.7930.81626340.4921/7317314.3945.20626340.7221/4986213.9059.10626340.9441/3814114.7773.87614561.2021/3785层间侧移最大值1/3785<1/550,满足要求，=∑△μj=3.6mm3.3.33风荷载作用下的内力分析用D值法求解，以顶层计算为例，其余各层列于表中。58 B轴线柱：D/∑D=14393/62634=0.230,则=0.230×15.02=3.45KN反弯点的高度由K=2.41查表得因I=1,1，所以,,顶层不考虑，则=+=0.421柱端弯矩：柱顶=(1-0.421)×3.6×3.45=7.19kN.m柱底=0.421×3.6×3.45=5.23kN.mC轴线柱：D/∑D=16924/62634=0.27,则=0.27×15.02=4.06KN反弯点的高度由K=3.58查表的因I=1,1所以,,顶层不考虑，则=+=0.45柱端弯矩：柱顶=(1-0.45)×3.6×4.06=8.04KNm柱底=0.45×3.6×4.06=6.58KNm柱端弯矩表层数B轴C轴D/∑DV(KN)y(m)(KNm)(KNm)D/∑DV(KN)y(m)(KNm)(KNm)50.2303.450.4217.195.230.2704.060.458.046.5840.2307.090.45014.0411.490.2708.320.4815.5814.3830.23010.400.5018.7218.720.27012.200.5021.9621.9620.23013.590.5024.4624.460.27015.960.5028.7328.7310.23917.650.5532.1739.320.26119.280.5535.1442.95求梁端弯矩：两端的剪力由梁端的弯矩求得。58 梁端弯矩剪力及柱的轴力计算表层次边跨（BC、DE）中跨BC柱轴力Mb左Mb右L(m)Vb(KN)Mb左Mb右L(m)Vb(KN)B、E柱C、D柱57.195.417.51.682.632.632.42.19±1.68±0.51419.2714.917.54.567.257.252.46.04±6.24±1.99330.2124.467.57.2911.8811.882.49.9±13.53±4.60243.1834.127.510.3116.5716.572.413.81±23.84±8.10156.6342.997.513.2820.8820.882.417.4±37.12±12.22“±”号表示风荷载可能左右两个方向作用于框架，当风荷载反方向作用于框架是轴力将变号。计算梁内剪力时，以各梁为脱离体，将梁的左右端弯矩之和除以该梁的跨度即得。计算柱内轴向力时，自上而下逐项叠加节点左右的梁端剪力。当风荷载从A侧作用时，梁柱的剪力轴力如下图。风载引起的剪力图58 左风荷载作用下柱的轴力图风载引起的柱的轴力图左风荷载作用下梁柱的弯矩图：左风载引起的柱的弯矩图（括号内为梁在柱边缘处弯矩）58 3.4框架的内力组合可以考虑四种内力组合形式，即：1.2SGK+1.4SQK,1.2SGK+1.4SWK,1.2SGK+1.40.9(SQK+SWK)，1.35SGK+0.98SQK。各层梁的内力组合结果如下表所示，表中SGKSQK两列中的梁弯矩是柱边梁的弯矩。对于支座负弯矩按相应的组合形式进行计算，求跨间最大正弯矩时，由于组合下左右梁端弯矩不同，在梁上荷载与左右梁端弯矩的作用下，垮内最大正弯矩往往不在跨中，而是偏向梁端弯矩较小的一侧，在水平荷载参与组合是有其明显。此时可根据梁端弯矩组合值及梁上荷载设计值由平衡条件确定垮内最大正弯矩的位置及数值。（由于本工程中水平荷载作用较小，左右梁端的弯矩相差不悬殊，垮内最大正弯矩可近似取跨中弯矩，以减小计算量。）取每层柱顶和柱底两个控制截面，内力组合形式见框架柱内组合表。58 58 58 3.5.截面设计3.5.1框架梁（以5层AB跨梁为例，说明计算过程）3.5.1.1梁的正截面受弯承载力计算从梁的内力组合表中选出AB跨跨间截面及支座截面的最不利内力（支座截面的内力为支座边缘控制截面的内力）支座边缘处：MA=57.05KN.mMB=88.10KN.m跨内弯矩：M=195.12KN.m梁跨内截面下部受拉，可按T形截面进行配筋计算，支座边缘截面梁上部受拉，可按矩形截面计算。翼缘的计算宽度：按梁的计算跨度lo考虑：边跨bf’＝l/3=7500/3=2500mm;中间跨bf’＝l/3=2400/3=800mm按梁（纵肋）净距考虑：bf’=b+Sn=300+3000=3300mm按翼缘高度考虑：ho=h-as=700-35=665mm；ho=h-as=400-35=365mm因为hf’/ho=90/665=0.14>0.1此种情况下不起控制作用,所以取bf’=2500mm和800mm。梁内纵向钢筋选用HRB400(fy=fy’=360N/mm2)ξb=0.518下部跨间截面按单筋T形截面计算，因为：58 α1fchf’bf’(ho-hf’/2)=1.0×14.3×90×2500×(665-90/2)=1994.85KN.M＞195.12KNM 属于一类T形截面＜0.002取=0.02，则Asmin=0.02×300×700=420mm2实配316（As＝603mm2>Asmin=420mm2）将下部跨间截面的钢筋全部伸入支座。则支座截面可按已知受压钢筋的双筋截面计算受拉钢筋，因本工程梁端弯矩较小，简化计算，仍可按单筋矩形截面设计。A支座截面：实配：316（＝603>Asmin=420mm2）满足要求。B支座截面：58 实配316（As＝603mm2>Asmin=420mm2）满足要求。其他层的配筋计算结果见下表配筋计算结果见下表58 3.5.1.2梁斜截面受剪受弯承载力计算：箍筋采用HPB235级钢筋，BC跨：V=138.09KN由属厚腹梁﹥V截面尺寸满足要求。按构造要求配筋，取双肢筋φ8@200,则%﹥%，满足要求。其他层梁的斜截面受剪承载力配筋计算结果见下表梁的斜截面受剪承载力配筋计算表斜截面受剪承载力配筋计算层次截面剪力（KN）0.25βcfcbho实配钢筋实际5B-C左138.09731.21﹥V﹤0双肢Ф8﹫2000.530C右-D左6.23326.22﹥V﹤0D右-E138.09713.21﹥V﹤04B-C左173.34713.21﹥V﹤0C右-D左11.62326.22﹥V﹤0D右-E左173.34713.21﹥V﹤03B-C左173.39713.22﹥V﹤0C右-D左17.03326.22﹥V﹤0D右-E173.39713.22﹥V﹤02B-C左176.43713.23﹥V﹤0C右-D左22.50326.22﹥V﹤0D右-E左176.43713.23﹥V﹤01B-C左181.00713.24﹥V﹤0C右-D左27.53326.22﹥V﹤0D右-E181.00713.23﹥V﹤03.5.1.3挠度及裂缝的验算：1.挠度的计算58 以5层BC跨梁为例说明计算过程（1）荷载的计算梁左所承受的弯矩（标准值）：，，梁内所承受的弯矩（标准值）：，，梁右所承受的弯矩（标准值）：，，屋面活荷载的准永久值系数，风荷载的准永久值系数，楼面活荷载的准永久值系数，风荷载的准永久值系数。梁左：梁内：梁右：（2）计算相关系数梁左：﹤0.2取﹤0.2ho=133mm，取58 同样求得梁内：﹤0.2ho=133mm，取梁右：58 取0.2﹥0.2ho=133mm，取由于，，可取跨中刚度B计算。（3）挠度验算由结构力学知识求得S=0.043,得：查表得：，故﹤满足要求。2.验算最大裂缝宽度（以跨中计算为例）梁内：﹤,取,,C=24mm,,得：满足要求。其他验算见下表：梁的挠度及裂缝计算表（下页）58 3.5.2.框架柱3.5.2.1轴压比验算：底层柱:=2520.64KN,=0.87﹤[1.05]满足要求3.5.2.2截面尺寸复核：取ho＝450-40＝410mm。Vmax＝37.62KN则，满足要求。3.5.2.3框架柱正截面承载力计算以底层中间柱为例。由C58 柱内力组合表，考虑到柱端弯矩较小，支座中心处的弯矩与支座边缘的弯矩偏差不大，且按支座中心算是偏于安全的，故采用对称配筋。B轴柱：(=0.518)选最不利组合：柱顶:①，②，③柱底：①，②，③以第一种不利组合为例计算：柱顶：﹤N为小偏心受压，，取ζ2=1.0（﹥）（）柱底：﹤N为小偏心受压，58 ，取ζ2=1.0（﹥）（）﹤0Asmin=0.002bh=0.002×450×450=405mm2其他各柱正截面受弯承载力计算如下表：柱正截面受弯承载力计算表58 58 58 3.5.2.4垂直于弯矩作用平面的受压承载力验算按轴心受压构件验算：查表：0.9×0.979×（14.3×450×450+360×8×254.5）=3197.3KN﹥满足要求。3.5.2.5斜截面受弯承载力计算以C轴柱为例一层最不利组合剪跨比﹥3(取)=868.7KN﹤N取N=868.7KN﹤0按构造配筋。取井字形复式箍其余各柱斜截面受剪承载力计算如下表表3.12柱斜截面受剪承载力计算表柱斜截面受剪承载力计算柱号控制内力斜截面抗剪承载力计算V（KN）N(KN)HnhoλAsv/s实配钢筋B5-B442.07379.97360041030Ф8@200B4-B344.49775.32360041030Ф8@200B3-B248.721174.06360041030Ф8@200B2-B154.381582.61360041030Ф8@200B1-B037.321993.85405041030Ф8@200C5-C435.72404.43360041030Ф8@200C4-C339.72893.47360041030Ф8@200C3-C244.621381.14360041030Ф8@200C2-C150.541867.67360041030Ф8@200C1-C037.081921.43405041030Ф8@20058 3.5.3．楼梯的计算踏步面层为20厚水泥砂浆抹面，楼梯底面为20厚水泥砂浆抹灰，金属栏杆重0.1KN/m。楼梯活荷载标准值3.5KN/m，混凝土C30,钢筋HRB235。取板厚120mm,约为板斜长的1/30,板倾斜角tanα=150/300=0.5,cosα=0.894取1m宽板带计算。图3.21楼梯图(1)荷载计算恒荷载:水磨石面层：(0.3+0.15)×0.65/0.3=0.98KN/m三角形踏步：1/2×0.3×0.15×25/0.3=1.88KN/m砼板自重：0.12×25/0.894=3.36KN/m板底抹灰自重：0.02×17/0.894=0.38KN/m金属栏杆自重0.1×=0.09KN/m恒荷载标准值=6.99KN/m恒荷载设计值g=1.2×6.99KN/m=8.39KN/m活荷载设计值q=1.4×3.5KN/m=4.2KN/m恒荷载活荷载合计q+g=13.89KN/m(2)内力计算水平投影计算跨度为lo=3300mm58 跨中最大弯矩M=(3)截面计算ho=h-=120-20=100mm（=215）选用Ф12@150实配As=754mm22.平台板计算设平台版厚h=70mm，取1m板带作为计算单元①恒荷载计算平台板自重0.07×25×1.0=1.75KN/m板底抹灰自重0.02×17×1.0=0.34KN/m水磨石面层自重0.65KN/m合计(恒荷载标准值)=2.74KN/m恒荷载设计值g=1.2×2.74=3.29KN/m活荷载设计值q=1.4×3.5=4.9KN/m合计g+q=8.19KN/m②内力计算计算跨度lo=跨中最大弯矩M=③截面计算ho=h-as=70-20=50mm58 （=167）选用Ф8@150实配As=352mm24.平台梁设计（1）确定梁尺寸计算跨度估算截面尺寸：h=mm梁宽取b=200mm，高取h=400mm。（2）．荷载计算梯段板传来：6.99×4.2/2=14.68kN/m平台板传来：2.74×2.2/2=3.01kN/m平台梁自重：0.20×(0.4-0.07)×25=1.65kN/m平台梁粉刷自重：[(0.4-0.07)×2+0.2]×0.02×17=0.29kN/m恒载标准值：g=19.63kN/m活载：q=2.5×（）=8kN/m合计P=1.2g+1.4q=34.76kN/m（3）内力计算弯矩设计值：剪力设计值：（4）配筋计算平台梁按倒L形计算，受压翼缘取，梁的有效高度ho=h-ao=400-35=365mm﹥M=75.18KNm，58 为第一类T形截面。选配316As=603mm2（Asmin=180mm2）受剪承载力计算0.25βcfcbho=0.25×1.0×14.3×200×365=261KN>V=75.18KN故截面尺寸满足要求=0.7×1.43×200×365=73.1kN>V=68.82KN按构造配箍筋，箍筋选用φ6@200。3.5.4．板的计算设计资料:楼板板厚90mm,屋面板厚100mm,选用C30混凝土,钢筋采用HRB400级钢筋,箍筋采用HPB235级钢筋，屋面恒荷载标准值为5.24KN/,屋面活荷载标准值为2.0KN/,楼面恒荷载标准值为2.95KN/,楼面活荷载标准值为2.0KN/。图3.22板分布图58 3.5.4.1以楼面B2区格板为例计算，按弹性理论设计(1)荷载设计值：g=1.2×2.95=3.54q=2.0×1.4=2.8g+q=9.86(2)计算跨度内跨l0=ln=3300-300=3000mm边跨=3300-150-120+90/2=3075按等跨连续板进行计算(3)弯矩设计值查表11-2得=6.34×3.075/11=5.45kNm=-6.34×3/14=-4.08kNm=6.34×3/16=3.57kNm(4)截面设计板厚90mm，h=90-20=70mm，板宽b=1000mmC30混凝土，а=1.0，f=14.3kN/mm,HPB235,f=210kN/mm截面1B2C弯矩设计值5.45-5.453.57-4.08а0.0780.0780.0510.058ξ0.0810.0810.0520.060A386．1386.1247.9286实配Ф8＠120（A=419mm）Ф8＠120（A=419mm）Ф8＠150（A=335mm）Ф8＠150（A=335mm）计算结果表明，ξ均小于0.35，符合内力重分布的原则；=335/1000×90=0.37%,此值大于0.45=0.45×1.43/210=0.31%，同时大于0.02%，符合要求58 因为板长宽比介于2和3之间，所以长跨方向布置Ф8＠150的分布钢筋。CD跨：支座弯矩=-6.34×2.4/12=-3.04kNm跨中弯矩=6.34×2.4/24=1.52kNm计算方法同BC跨，得A=209.7mm，A=104.9mm实配Ф8＠150（A=335mm）长跨方向布Ф8＠1803.5.4.2屋面板的计算屋面板的布置如下图：板分布图(1)荷载设计值：g=1.2×5.24=6.288q=2.0×1.4=2.8g+q=9.1(2)计算跨度内跨l0=ln=3300-300=3000mm58 边跨=3300-150-120+90/2=3075按等跨连续板进行计算(3)弯矩设计值查表11-2得=9.1×3.075/11=7.82kNm=-9.1×3/14=-5.85kNm=9.1×3/16=5.12kNm(4)截面设计板厚100mm，h=100-20=80mm，板宽b=1000mmC30混凝土，а=1.0，f=14.3kN/mm,HPB235,f=210kN/mm截面1B2C弯矩设计值7.82-7.825.12-5.85а0.0850.0850.0560.064ξ0.0890.0890.0580.066A484.8484.8316.0359.5实配Ф8＠100（A=502mm）Ф8＠100（A=502mm）Ф8＠120（A=419mm）Ф8＠120（A=419mm）计算结果表明，ξ均小于0.35，符合内力重分布的原则；=335/1000×100=0.35%,此值大于0.45=0.45×1.43/210=0.31%，同时大于0.02%，符合要求因为板长宽比介于2和3之间，所以长跨方向布置Ф8＠150的分布钢筋。CD跨：支座弯矩=-9.1×2.4/12=-4.37kNm跨中弯矩=9.1×2.4/24=2.18kNm计算方法同BC跨，得A=267mm，A=131mm实配Ф8＠150（A=335mm）长跨方向布Ф8＠18058 3.5.4.3次梁设计：(1)荷载设计值：板传来荷载1.2×2.95×3.3=11.68次梁自重0.3×（0.6-0.09）×25×1.2=4.5粉刷0.02×（0.6-0.09）×2×17×1.2=0.41g=16.59q=2.0×1.4×3.3=9.24g+q=25.83(2)计算跨度=7500-120-300/2+240/2=7350mm(3)弯矩设计值=-25.83×7.35/12=-116.28kNm=58.14kNm剪力设计值V=-V=ql/2=94.93KN(4)截面设计跨内按T形截面积算，翼缘宽度b=l/3=2500mmC30混凝土，а=1.0，f=14.3kN/mm,纵筋HRB400，f=360kN/mm箍筋HPB235,f=210kN/mm截面A1B弯矩设计值-116.2858.14116.28а0.0850.00510.085ξ0.0890.00510.089A599.2286.1599.2实配3Ф16（A=603mm）3Ф14（A=461mm）3Ф16（A=603mm）=461/300×600=0.26%,此值大于0.45=0.45×1.43/360=0.1858 %，同时大于0.02%，符合要求.斜截面受剪承载力计算：箍筋采用HPB235级钢筋，由属厚腹梁﹥V=94.93kN截面尺寸满足要求。按构造要求配筋，取双肢筋φ8@150,则%﹥%，满足要求屋面次梁计算方法同上，计算得支座A=814.7mm，跨中A=387mm实配支座处A=941mmA=461mm经验算满足最小配筋率，斜截面承载力要求。3.5.5．基础设计3.5.5.1荷载计算：1.边柱基础承受的上部荷载（标准值）B、E轴框架柱传来：MK=59.53KNm，NK=1647.52KN,V=30.35KN2．中柱基础承受的上部荷载（标准值）C轴框架柱传来：MK=59.1KNm，NK=1949.95KN,V=29.54KND轴框架柱传来：MK=26.8KNm，NK=1949.95KN,V=29.54KN3.5.5.2基础设计资料及形式的选择该工程层数不多,地基土较均匀且柱矩较大,故选择独立基础.取基础混凝土的强度等级为C30,ft＝1.43N/mm2,fc＝14.3N/mm2,钢筋采用HRB335,fy＝300N/mm2,垫层100厚,采用C15素混凝土,每边比基础宽100mm.3.5.5.3边柱B、E轴柱独立基础的计算设基础埋深为1.5m，基础高度为0.8m，则有效高度为h0=0.8-0.04=0.76m，基础持力层为第二层土为亚粘土，。1．基底尺寸的确定58 （1）地基承载力的修正由地质报告查表设基础宽度为3m，﹥（2）基础底面尺寸的确定先按轴心荷载作用下估算基底面积将其增大10%—40%，初步选用底面尺寸为b×l=4.5m×3m2．地基承载力验算﹤﹥0﹤=189.12故该基础底面尺寸满足要求。1．验算基础高度58 基础尺寸图基底净反力按比例可求得控制截面处地基净反力=148.72﹥选用基础高度合适。4．基础底板配筋58 沿基础长边方向，对柱边截面I-I处的弯矩为实配Ф12@100,As=3393mm2（Asmin=1380mm2）沿基础短边方向，对柱边截面Ⅱ-Ⅱ处的弯矩为实配Ф12@200,As=2543mm2（Asmin=2100mm2）58 边柱布筋图3.5.5.4中柱C、D轴柱基础设计设基础高度及埋深同A、E轴上基础，则1初步确定基地尺寸(1)地基承载力的深度修正设基础宽度为4m，﹥(2)基础底面尺度先按轴心荷载作用下计算基底面积将其增大20%—40%，初步选用底面尺寸为b×l=8m×4m2地基承载力验算﹤﹥0﹤=189.12故该基础底面尺寸满足要求。3验算基础高度基底净反力58 ﹥选用基础高度合适。基础尺寸图4基础底板配筋沿基础长边方向，对柱边截面I-I处的弯矩为58 实配Ф16@110,As=7235mm2（Asmin=2420mm2）沿基础短边方向，对柱边截面Ⅱ-Ⅱ处的弯矩为实配Ф14@180,As=6770mm2（Asmin=3120mm2）中柱布筋图58 参考文献[1]GB50009—2012，建筑结构荷载规范[S]．[2]GB50010－2012，混凝土结构设计规范[S]．[3]GB50011－2010，建筑抗震设计规范[S]．[4]GB500007－2012，建筑地基基础设计规范[S]．[5]GB50045－95，高层民用建筑设计防火规范[S]．[6]GB50003－2012，砌体结构设计规范[S]．[7]GBT50104，建筑结构制图标准[S]．[8]GB/T50001，房屋建筑制图统一标准[S]．[9]GB/T50103，总制图标准[S]．[10]GBJ16－87，建筑设计防火规范[S]．[11]GB/T50033，建筑采光设计标准[S]．[12]梁兴文,史庆轩.土木工程专业毕业设计指导[M]．北京：科学出版社，2012.[13]包世华,方鄂华.高层建筑结构设计[M]．北京：清华大学出版社，2011.[14]龙驭球,包世华.结构力学教程[M]．北京：高等教育出版社，2011.[15]庄崖屏,江见鲸.钢筋混凝土基本构件设计[M]．北京：地震出版社，2011.[16]同济大学.房屋建筑学[M]．北京：中国建筑工业出版社，2010.[17]朱福熙,何斌.建筑制图[M]．北京：高等教育出版社，2011.[18]韦定国,王庄良.抗震结构设计[M]．武汉：武汉工业大学出版社，2012.[19]叶书麟,叶观宝.地基处理[M]．北京：中国建筑工业出版社，2012.[20]华南理工大学.地基及基础[M]．北京：中国建筑工业出版社，2011.58'