某学校教学楼的设计 毕业设计计算书

'本科毕业论文（设计）（题目：某学校教学楼的设计）姓名：学号：0942052116专业：土木工程院系：土木与环境工程学院指导老师：职称学历：助教/硕士研究生工程师/硕士研究完成时间：2013.5.20教务处制 安徽新华学院本科毕业论文（设计）独创承诺书本人按照毕业论文（设计）进度计划积极开展实验（调查）研究活动，实事求是地做好实验（调查）记录，所呈交的毕业论文（设计）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中特别加以标注引用参考文献资料外，论文（设计）中所有数据均为自己研究成果，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的工作已在论文中作了明确说明并表示谢意。毕业论文（设计）作者签名：日期：II 教学楼设计摘要本设计建筑名称为教学楼，教学楼建筑建筑总高度18米，共5层，层高3.6米，采用现浇钢筋混凝土框架结构，抗震等级为四级，抗震设防烈度为6度，整个设计包括建筑设计和结构设计两部分。建筑设计部分，首先根据建筑的使用功能确定建筑的初步布局，包括建筑体形及室内空间布置等，然后结合使用的材料、做法进一步确定具体尺寸和平、立面风格等。具体来说，主要包括总平面设计、建筑平面设计（功能布局及布置思路、房间的布置、卫生间的设计、楼梯布置、柱网布置等）、立面设计、剖面设计（层数层高确定及楼梯设计）、建筑材料设计（屋面做法、楼面做法）、防火设计，并对主要设计规范、尺寸单位、荷载及钢筋混凝土作了附加说明。结构设计部分，首先根据建筑设计、工艺使用要求、材料供应情况以及场地地质条件等确定结构布置方案，然后选取一榀典型框架进行设计计算。在明确计算简图的前提下，进一步确定框架承受的荷载，包括恒载、屋（楼）面活载和风荷载，在此基础上进行框架内力计算（采用D值法计算风荷载作用下的内力，采用弯矩二次分配法计算竖向荷载作用下的内力）、内力组合、梁、柱和基础等构件的配筋计算以及风荷载作用下的侧移验算。除此之外，还进行了楼梯设计（梯段板设计、平台板设计及平台梁设计）、雨篷的设计与计算等。为进一步验证手算结果的精确度，采用PKPM2005行业软件进行了电算，比较分析表明手算结果是可靠的。最后用AutoCAD进行绘图。关键词：钢筋混凝土框架结构；教学楼；建筑设计；结构设计II TheDesignOfEducationBuildingAbstractThenameofthedesignbuildingisaneducationbuilding.Thepresentprojectisa5-storeywiththefloorheight3.6mandthetotalheight18m.Thefive-layerbuildingisadoptedthecast-in-placereinforcedconcreteframestructure,andtheseismicfortificationintensityis6withtheanti-seismiclevel4.Theentiregraduationprojectdividesintotwoparts,thearchitecturaldesignpartandthestructuraldesignpart.Inthearchitecturaldesignpart,thegenerallayoutisfirstdeterminedaccordingtothebuildingfunction,includingconformationandindoorspatialsetting;thenthedimension,planestyleandelevationstylearechosenconsideringtheengineeringmaterialsandconstructionaldetails.Makeitmorespecific,itincludesthetotalplanedesign,architecturalgraphicdesign(thefunctionlayoutandlayoutthinking,theroomarrangementandthedesignoftoilet,stairlayout,column,etc),thefacadedesignlayout,sectiondesign(thenumberandtheheightoflayersidentityandstairdesign),buildingmaterialsdesign(roofingapproach,thefloorpractice)andfirepreventiondesign.Inaddition,instructionsforthemaindesignnormsanddimensions,loadandreinforcedconcreteisgiven.Inthestructuraldesignpart,thearrayofstructureisfirstdeterminedaccordingtoarchitecturaldesign,processdemand,materialsupplyandgeologicalconditions;thenatypicaltransverseframeistakentobecomputed.Aftertheextractofcomputationsketch,theexternalloadssuchasthedeadload,livingloadontheroof(floor)andthewindloadarecalculated;thentheinternalforceinthestructureisobtainedthroughthemomentdistributionmethodunderverticalloadingandthemodifiedknickpointmethodunderhorizontalloads.Inthefollowing,thecombinationofinternalforceisVIII performed.Ontheabovebasis,thedesignofstructuralcomponentssuchasbeams,columnsandfoundationsarerespectivelycarriedout,andatthesametimethecheckingcomputationoftheslideswayunderwindloadisdone.Inaddition,thedesignofthestair(ladderperiodofboarddesign,smoothbedplatedesignandplatformbeamdesign),thecanopyandotheraccessorycomponentsarealsocompleted..Toverifytheaccuracyofaboveresults,numericaltestsareperformedwiththesoftwarePKPM2005,andthecomparisonsprovethattheoriginalresultsarereliable.Finally,theconstructiondocumentsarecompletedusingthesoftwareAutoCAD2004.Keywords:Reinforcedconcreteframe;educationbuilding;Architecturaldesign;Structuraldesign.VIII 目录1绪论12建筑设计说明32.1工程概况32.2工程设计依据32.2.1工程设计原始资料32.2.2规范32.3建筑设计的目的和要求32.4建筑剖面设计42.4.1房间的剖面形状42.4.2房间各部分高度的确定42.4.3房屋的层数确定52.5建筑体型和立面的设计52.5.1影响体型和立面的因素52.5.2体型设计52.5.3立面设计52.6构造设计62.6.1影响建筑构造设计的因素62.6.2建筑构造设计的原则：6VIII 2.6.3墙体和基础设计62.6.4楼地面设计72.6.5屋顶设计73结构设计说明93.1结构体系的选择93.1.1框架结构组成93.1.2框架结构种类93.1.3框架结构布置93.2.1柱截面尺寸的确定103.2.2梁尺寸确定103.2.3楼板厚度103.3基本假定与计算简图103.3.1基本假定103.3.2计算简图103.4荷载计算113.5内力计算及组合113.5.1竖向荷载下的内力计算113.5.2水平荷载下的计算113.5.3内力组合113.6基础设计123.7施工材料123.8施工要求及其他设计说明12VIII 4设计计算书134.1设计原始资料134.2结构布置及计算简图134.3荷载计算154.3.1恒载标准值计算154.3.2活载标准值计算174.3.3竖向荷载作用下框架受荷载174.4荷载总汇204.4.1各层重力荷载代表值204.4.2横向地震作用计算254.4.3横向框架抗震变形验算274.4.4水平地震作用下横向框架的内力分析274.5用弯矩分配法计算框架弯矩314.6梁端剪力及柱轴力的计算384.7内力组合434.7.1框架梁内力组合434.7.2框架柱内力组合484.8梁截面设计504.8.1承载力抗力调整系数504.8.2梁的正截面承载力计算514.8.3梁斜截面承载力计算584.9柱截面设计60VIII 4.9.1剪跨比和轴压比验算604.9.2柱正截面承载力计算614.9.3柱斜截面承载力计算664.9.4节点设计685现浇板的截面设计695.1设计资料695.2区格板的计算695.2.1.荷载设计值计算695.2.2计算跨度705.2.3弯矩计算705.2.4截面设计715.3楼梯设计725.3.1设计资料725.3.2计算过程735.3.3台板计算745.3.4平台梁计算755.4基础设计775.4.1单柱基础设计77结论82致谢84参考文献85VIII 1绪论毕业设计是土木工程专业本科培养计划中间的最后一个重要的环节，目的是通过毕业设计这一个时间较长的专门环节，培养我们综合应用所学公共基础课、专业基础课及专业课知识和解决具体工程设计问题所需的综合能力和创新能力。毕业设计要求我们在指导老师的指导下，独立系统地完成一项工程设计，解决与之相关的问题，熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法，具有实践性、综合性强等显著特点。因而能培养我们的综合素质、增强我们的工程意识和创新能力。毕业设计不仅是对大学四年所学知识的总结，也是对我们能力的一次考验，这对我们以后的工作有很大的帮助。本次我所选做的毕业设计的课题是《某学校教学楼的设计》且在老师的指导下，我进行了本次毕业设计。建筑设计说明中详细阐述了建筑要求，满足了建筑功能要求，采用了合理的技术措施，具有良好的经济效果。建筑设计在整体工程设计中起着主导和先进的作用，除考虑上述各种要求，还应考虑建筑与结构，建筑与各种设备等相关技术的综合协调，以及如何以较少的材料、劳动力、投资和时间来实现各种要求，使建筑达到适用、坚固、美观的要求。结构设计计算根据建筑设计选择可行的结构方案，进行结构计算及构件设计、结构布置及构造设计等。结构计算书中详细阐述了荷载计算和内力组合、抗震计算、柱下独立基础设计、楼梯设计等。在本设计基本上是一个内容比较全面的设计，在设计中运用了AutoCAD、天正等一系列计算机辅助设计软件，这也对自己的计算机知识和软件运用能力有了一定帮助。本设计从建筑到结构是一个较为完整的设计过程，通过毕业设计复习和巩固了以前所学知识，把主要原本分散的知识联系成一个完整的体系，并运用于设计中；本次毕业设计培养了我进行独立设计的基本能力，为我以后的学习与工作打下了坚实的基础。39 鉴于设计书的实践性强、质量高，因此，本设计书力求扩大知识面；力求综合运用所学学科的基本理论和知识，以满足设计任务；力求理论联系实际；力求符合新规范、新标准和有关技术法规；着重结构计算。本设计书在编写时，内容上尽量符合设计需要，但是本人能力和经验均有一定的局限，本设计中难免会有失稳妥之处，还望老师批评指正，提出宝贵意见，本人不胜感激。在本次毕业设计中，我的指导老师在百忙之中倾注了大量时间和精力，给予了重要的指导，在此表示衷心的致谢。39 2建筑设计说明2.1工程概况建筑面积约7276㎡，占地面积为1455㎡，层高为3.6m，室内外高差0.45m结构形式为现浇整体框架。建筑设计要求建筑物造型美观、新颖，满足各项使用功能要求，功能组合合理；结构设计要求结构布置合理，构件设计经济合理。2.2工程设计依据2.2.1工程设计原始资料基本雪压S0=0.35kN/㎡抗震设计烈度：6度，地震分组为第一组。2.2.2规范《建筑结构荷载规范》GB50009-2011《混凝土结构设计规范》GB50010-2010《建筑抗震设计规范》GB50011-2010《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002《建筑结构静力计算手册》（第二版）《混凝土结构构造手册》《建筑抗震设计手册》2.3建筑设计的目的和要求通过毕业设计初步了解民用建筑设计原理，熟悉应用建筑规范和建筑标准图集。初步掌握建筑设计的基本方法和步骤，了解建筑各细部的构造做法。本着“布局合理，功能齐全，技术先进，美观大方，经济合理”的原则设计一座实用、经济、坚固、美观的现代化教育建筑。39 2.4建筑剖面设计剖面设计确定建筑物各部分高度，建筑层数，建筑空间组合与利用以及建筑剖面中的结构，构造关系。设计内容应包括：第一：确定房间的剖面形状、尺寸及比例关系；第二：确定房间的层数各部分的标高；第三；确定天然采光自然、通风、保温、隔热、屋面排水及选择建筑构造方案；第四：确定主体结构及围护结构的方案；第五：进行房间竖向空间的组合。2.4.1房间的剖面形状教学楼的剖面形状都采用矩形。这是因为矩形剖面简单、规整、便于竖向空间的组合，易于获得简洁而完整的体形，同时结构简单，施工方便。同时也能满足使用要求。同时矩形的剖面的形状规整、简洁、有利于梁板式结构的布置。2.4.2房间各部分高度的确定房间的净高和层高：确定教学楼的净高和层高的因素：第一：教学设备及教学人员活动的要求；第二：教学楼采光和通风的要求；第三：教学楼的结构高度及布置方式的要求；第四：建筑经济效果；第五：教学楼室内空间的比例。室内外地面高差设计：为了防止室外雨水流入室内，并防止墙身受潮，一般民用建筑常把室内地坪适当提高，以使建筑物室内外形成一定的高差，该高差主要由以下的因素确定：第一：内外联系方便；第二：防水、防潮要求；地形及环境要求；39 第三：建筑物性格特点。综合考虑各种因素和教学楼的特点室内外的高差确定为450mm。台阶高度采用150mm高，三阶台阶。室内地面标高为+0.000m，室外地面的标高为-0.450m。2.4.3房屋的层数确定选择教学楼的层数时综合考虑了它的使用要求，建筑结构，材料和施工的要求，建筑基地环境与城市规划的要求。即教学楼的层数要满足使用人数的要求并保证其人员活动的安全。同时有利于一般的建筑结构形式的实现。教学楼的高度也考虑到学校整体环境的适应问题。综合这些要求教学楼的层数确定为五层。2.5建筑体型和立面的设计建筑不仅要满足人们的物质功能的要求，而且要满足人们精神文化方面的要求。为此，不仅要赋予建筑实用性，同时也要赋予建筑美观的属性。建筑的美观主要是通过内部空间和外部造型的艺术处理来体现，同时也涉及到建筑的群体空间布局，而其中建筑物的外部形象广泛的被人们所接触，对人们的精神感受上产生的影响尤为深刻。2.5.1影响体型和立面的因素第一：使用功能；第二：物质技术条件；第三：城市规划及环境条件；第四：社会经济条件。2.5.2体型设计选择教学楼体型时主要考虑到基地环境和使用功能的要求。2.5.3立面设计进行教学楼立面设计时主要通过虚实与凹凸的对比来使建筑的立面丰富。39 南立面中大面积的窗户形成了“虚”，而窗户间的墙体则形成了“实”。大面的“虚”配以小面积的“实”使建筑获得轻巧、开朗的效果。南立面中上下窗户间的墙体上做银灰色的铝合金的装饰骨架，使墙体部分的视觉感受更加丰富。2.6构造设计构造设计主要解决建筑各组成部分的构造原理和构造方法。它是建筑设计中不可缺少的一部分，其任务是根据建筑的功能、材料、性能、受力情况、施工方法和建筑艺术等要求选择经济合理的构造方案，并作为建筑设计中综合解决技术问题及进行施工图设计的依据。2.6.1影响建筑构造设计的因素第一：外部作用里的影响；第二：气候条件的影响；第三：认为因素的影响；第四：建筑技术的影响；第五：建筑标准的影响。2.6.2建筑构造设计的原则：第一：坚固实用；第二：技术先进；第三：经济合理；第四：美观大方。2.6.3墙体和基础设计本设计为框架结构，墙体都为填充墙。由于填充墙不承受外来的荷载，且本身的重量还要由楼板和梁来承受，因此设计应使用墙自重轻，厚度薄，便于施工，有一定的隔声能力，同时还要能够满足特殊使用部位如教室、卫生间等处的防水、防火、防潮的要求。综合以上的要求本设计中所有的教室39 的墙体，外墙都采用300厚的加气混凝土砌块，内墙都采用240厚的加气混凝土砌块，标高-1.450以下墙体为250厚钢筋混凝土墙。本设计的地基情况良好，可以采用柱下独立基础。2.6.4楼地面设计楼地层包括楼板层和地平层，是水平方向分隔房间空间的承重构件，楼板分割上下楼层的空间，地坪层分隔大地与底层的空间。由于他们所处的位置不同、受力不同，因而结构层有所不同。楼板层的结构层为楼板；地坪层的结构层为垫层。楼板层的设计要求：第一：具有足够的刚度和强度；第二：满足隔声，防火的要求；第三：满足建筑经济的要求。地坪层与楼板层一样，是人们日常生活、工作、生产直接接触的地方，根据不同房间对面层的不同要求，面层应坚固耐磨、表面平整、光洁、不起尘、易清洗。对于居住和人们长时间停留的房间，要求有较好的蓄热性和弹性；浴室、厕所要求耐潮湿、不透水；厨房、锅炉房要求防水、耐火；教室要求耐酸碱、耐腐蚀。本设计的房间用途主要是教室。人流量较大，因此采用水磨石地面。因为水磨石地面具有良好的耐磨性、耐久性、防水防火性，并具有质地美观、表面光洁、不起尘、易清洗等优点，而且经济性好。2.6.5屋顶设计屋顶一般可以分为平屋顶和坡屋顶。屋顶的设计应该考虑满足功能、结构、建筑三方面的要求。屋顶是建筑物的围护结构，应能抵御自然界各种环境因素对建筑的不利影响。其次屋顶还应具有抵御气温的影响。屋顶好要承受风、雨、雪的荷载及自身的重量，上人屋面还要承受人和设备的重量。因此必须具备一定的强度和刚度。屋顶是建筑的外部形体的重要组成部分，屋顶的造型对建筑的造型具有影响。39 同时屋顶的设计应该利于迅速的排水。屋顶的排水方式分为有组织排水和无组织排水两大类。排水方式的选择应该满足下列要求：第一：高度较低的建筑为了控制造价，宜采用无组织排水。第二：积灰多的屋面应采用无组织排水。第三：有腐蚀性介质的工业建筑也不宜采用有组织排水。第四：在浆雨量大的地区或房屋较高的地区应采用有组织排水。第五：临街建筑的排水向人行道时宜采用有组织排水。本设计为教学楼，地处丘陵地带，雨水量一般。采用上人屋面。上人屋面的做法采用标准做法可见施工说明。屋顶的排水采用有组织排水，利用结构进行找坡。屋面采用柔性防水。39 3结构设计说明钢筋混凝土框架结构广泛应用于教学、住宅、办公、商业、旅馆等民用建筑。这种结构体系的优点是建筑平面布置灵活，能获得较大的使用空间，建筑立面容易处理，可以适应不同房间造型。因此这次设计的教学楼采用钢筋混凝土框架结构。3.1结构体系的选择3.1.1框架结构组成框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式，横梁和立柱通过节点连为一体，形成承重结构，将荷载传至基础。整个房屋采用这种结构形式称为框架结构或纯框架结构。3.1.2框架结构种类框架结构根据施工方法的不同分为整体式、装配式和装配整体式三种。整体式又称全现浇框架，它由现场支模浇筑而成，整体性好，抗震能力强。本次设计的工程采用现浇整体式框架。3.1.3框架结构布置按结构布置不同，框架结构可以分为横向承重，纵向承重和纵横向承重三种布置方案，本次设计的教学楼采用纵横向承重方案，楼板的竖向荷载沿两个方向传递。3.2构件初估39 3.2.1柱截面尺寸的确定柱截面高度可以取h=(1/12～1/6)H，H为层高；柱截面宽度可以取为b=(1～2/3)h，选定柱截面尺寸为500mm×500mm。3.2.2梁尺寸确定框架梁截面高度取梁跨度的l/12～l/8估算，宽度按高的l/4～l/2估算；次梁截面高度取梁跨度的l/18～l/12估算，宽度按高的l/3～l/2估算。该工程框架为纵横向承重，根据梁跨度可初步确定横向框架梁300mm×800mm，走道梁250mm×500mm，纵向框架梁300mm×850mm。3.2.3楼板厚度楼板为现浇单向板，根据经验板厚取80mm。3.3基本假定与计算简图3.3.1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。3.3.2计算简图在横向水平力作用下，连梁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。3.4荷载计算39 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，在本次毕业设计过程中水平方向只要考虑地震作用。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。3.5内力计算及组合3.5.1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分层法计算各敞口单元的内力，然后在将各敞口单元的内力进行叠加；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。3.5.2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。3.5.3内力组合第一：荷载组合。荷载组合简化如下：（1）1.2恒荷载+1.4活荷载（2）1.2重力荷载+1.3地震荷载第二：控制截面及不利内力。框架梁控制截面及不利内力为：支座截面，跨中截面。框架柱控制截面为每层上、下截面，每截面组合：M及相应的N、V，及相应M、V，及相应M、V。39 3.6基础设计根据上部结构、工程地质、施工等因素，优先选用经济性好，受力较好的独立基础。3.7施工材料第一：本工程中所采用的钢筋箍筋为Ⅰ级钢，fy=270N/,主筋为Ⅱ级钢，fy=300N/。第二：柱梁钢筋混凝土保护层为30mm,板为15mm。第三：钢筋的锚固和搭接按国家现行规范执行。第四：本工程所有混凝土强度等级均为C30。3.8施工要求及其他设计说明第一：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/m时，应采取可靠措施予以保护。第二：本工程女儿墙压顶圈梁为240mm×120mm。第三；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度纯水凝浆后，用高一级的水凝砂浆接头，再浇筑混凝土。第四：未详尽说明处，按相关规范执行。39 4设计计算书4.1设计原始资料基本雪压0.35kN/m抗震设防烈度6度，设计地震分组第一组，设计基本地震加速度值为0.15g。地质条件：场地二类，Tg=0.35s4.2结构布置及计算简图框架平面同柱网布置如下图4.1。图4.1框架平面同柱网布置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，层高均为3.6m。39 填充墙面外墙采用300mm厚的加气混凝土砌块，内墙采用240厚加气混凝土砌块。标高-1.450以下墙体为240厚钢筋混凝土墙。门为木门，窗为铝合金窗，门窗洞口尺寸见施工图门窗表。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取80mm，梁截面高度按梁跨度的1/12～1/8估算，由此估算的梁截面尺寸见表4-1，表中还给出柱板的混凝土强度等级C30（=14.3N/，=1.43N/）。表4-1梁截面尺寸层次砼强度横梁（bh）纵梁(bh)AB跨BC跨CD跨1-5C30300800250500300800300850截面尺寸可根据式Ac≥N/unfc估算表4-2查得该框架结构在24m以下，抗震等级为四级，其轴压比值un=0.9，柱尺寸取500mm×500mm。表4-2抗震等级分类结构类型烈度6789框架结构高度/m≤24＞24≤24＞24≤24＞24≤24框架四三三二二一一大跨度框架三二一一表4-3柱轴压比限值结构类型抗震等级一二三四框架结构0.650.750.850.939 基础采用柱下独立基础，基础顶面距离室外地坪0.8m，室内外高差为0.45m,框架结构计算简图如图所示，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板底，2-5层柱高度即为层高3.6m，底层柱高度从基础顶面取至二层板底，即h1=3.6+0.45+0.8=4.85m。4.3荷载计算4.3.1恒载标准值计算（1）屋面（上人）找平层：20mm厚水凝砂浆0.0220=0.4kN/m2防水层（柔性）：三毡四油铺小石子0.4kN/m2找坡层：40mm厚水凝石灰焦渣砂浆找平0.0414=0.56kN/m2保温层：120mm厚膨胀珍珠岩0.127=0.84kN/m2结构层：100mm厚现浇钢筋混凝土板0.125=2.5kN/m2装饰层:10厚石灰砂浆　　　　　　　　　0.0117=0.17kN/m2合计　　　　　　　　　4.87kN/m2（2）标准层楼面水磨石地面（10mm面层，20mm水凝砂浆素水凝浆结合一道）0.65kN/m2结构层：80mm厚现浇钢筋混凝土板0.0825=2.0kN/m2抹灰层：15厚混合砂浆0.01517=0.225kN/m2合计　　　　　　　　　　2.88kN/m2(3)梁自重边跨横梁b×h=300×800mm0.30×(0.80-0.1)×25=5.40kN/m10mm厚砂浆抹灰层0.01×(0.80-0.1+0.30)×2×17=0.35kN/m合计　　　　　　　　　　5.75kN/m中跨横梁b×h=250×500mm0.25×(0.50-0.1)×25=4.20kN/m10mm厚砂浆抹灰层0.01×(0.50-0.1+0.25)×2×17=0.27kN/m合计　　　　　　　　　　4.82kN/m39 次梁b×h=250×600mm0.25×(0.60-0.1)×25=3.25kN/m10mm厚砂浆抹灰层0.01×(0.60-0.1+0.30)×2×17=0.32kN/m合计　　　　　　　　　　4.82kN/m（4）柱自重b×h=500×500mm0.50×0.50×25=6.25kN/m10mm混合砂浆0.01×0.50×4×17=0.34kN/m合计6.59kN/m（5）外纵墙自重标准层纵墙（3.6-1.8-0.80）×0.25×7=2.10kN/m铝合金窗0.35×1.8=0.63kN/m水凝刷外墙面0.36×(3.6-1.8)=0.65kN/m水凝刷内墙面0.36×(3.6-1.8)=0.65kN/m合计4.03kN/m底层纵墙（5.05-1.8-0.65-1.45）×7×0.25=2.01kN/m铝合金窗0.35×1.8=0.63kN/m瓷砖外墙面0.5×20.1=10.00kN/m1.45米以下为钢筋混凝土墙1.45×0.25×25=7.50kN/m水凝刷内墙面0.36×(3.6-1.8)=0.65kN/m合计19.73kN/m（6）内纵墙自重标准层纵墙（240灰砂砖）0.24×7×（3.6-0.80）=4.70kN/m水凝刷墙面0.36×2×（3.6-0.80）=2.02kN/m合计6.72kN/m39 底层纵墙（5.05-0.80）×17×0.24=5.46kN/m水凝刷墙面0.36×2×（4.05-0.80）=2.34kN/m合计7.80kN/m4.3.2活载标准值计算1、屋面和楼面活荷载标准值上人屋面2.0kN/m2楼面2.0kN/m2走廊2.5kN/m24.3.3竖向荷载作用下框架受荷载1)A-B轴间框架梁屋面板传荷载：图4.2荷载的传递示意图板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载、荷载的传递示意图见图恒载：2×（1—2a2+a3）q=2×[1—2（1.6/8.4）2+（1.6/8.4）3]1.6×4.87＝14.50kN/m活载：2×（1—2a2+a3）q=2×0.93×1.6×2＝5.95kN/m楼面板传荷载：39 恒载：2.88×0.93m×2＝8.57kN/m活载：2×0.93m×2＝5.95kN/m梁自重5.75kN/mA-B轴间框架梁均布荷载为：屋面梁恒载＝梁自重＋板传恒载＝5.75kN/m＋14.50kN/m＝20.25kN/m活载＝板传活载＝5.95kN/m楼面梁恒载＝梁自重＋板传荷载+墙自重＝5.75kN/m+8.75kN/m+6.27kN/m＝9.58kN/m活载＝板传活载＝5.75kN/m2）B-C轴间框架梁均布荷载为：屋面梁恒载＝梁自重=5.75kN/m无活载楼面梁恒载＝梁自重=5.75kN/m无活载3）C-D轴间框架梁均布荷载同A-B轴间框架梁均布荷载4)A轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱女儿墙自重：（做法：墙高1100mm，100mm的混凝土压顶）0.24m×1.1m×18kN/m3+25kN/m3×0.1m×0.24m+（1.2m×2m+0.24m）×0.5kN/m2=6.67kN/m顶层柱恒载＝女儿墙自重＋梁自重＋板传荷载=6.67kN/m×9.6m+6.06kN/m×（9.6m-0.50m）+3.51×8.4+4.87×（9.6×8.4/2-1.60×8.4×0.93)=276.90k顶层柱活载＝板传荷载=2.0kN/m2×（9.6×8.4/2-1.6×8.4×0.93）=55.64kN标准层柱恒载＝外纵墙自重+梁自重+板传荷载＝4.03kN/m×（9.6m-0.50m）+6.06kN/m×（9.6m-0.50m）+3.51kN/m2×8.4+2.88×（9.6×8.4/2-1.6×9.4×0.93）=197.14kN39 标准层柱活载＝板传活载＝2.0kN/m2×（9.6×8.4/2-1.6×9.4×0.93）=55.64kN基础顶面恒载＝底层外纵墙自重＝19.73kN/m×（9.6m-0.50m）＝179.54kN5)B轴纵向集中荷载计算顶层恒载＝梁自重+板传荷载＝6.06kN/m×（9.6m-0.50m）+4.97kN/m2×（9.6×8.4/2-1.6×8.4×0.93+4.87×3.3/2×9.6）+3.51×8.4＝297.26kN顶层活载＝板传活载＝2.0kN/m2×3.3/2m×9.6+2.0kN/m2×（9.6×8.4/2-1.6×9.4×0.93）=87.32kN标准层恒载＝梁自重+内纵墙自重+板传荷载＝6.06kN/m×（9.6m-0.50m）+3.51kN/m×8.4+6.27kN/m2×(2.88×(9.6×8.4/2-1.6×8.4×0.93)+2.88×3.3/2×9.6)=267.43kN标准层活载＝板传活载＝2.0kN/m2×(9.6×8.4/2+2.5×9.6×3.3/2)＝94.04kN基础顶层恒载＝底层内纵向墙自重＝7.80kN/m×（9.6m-0.50m）＝70.87kN6)D轴与A轴柱相同,C轴与B轴相同。39 图4.3竖向荷载示意图4.4荷载总汇4.4.1各层重力荷载代表值顶层重力荷载代表值包括：屋面恒载，50%屋面活载，纵横墙自重，半层柱自重，半层墙体自重其他层重力荷载代表值包括：楼面恒载，50%楼面活载，纵横墙自重，楼上下各半层柱及墙体自重。每层面积约1455㎡。（a）顶层集中于屋盖处重力代表值G5屋面活载2×1455=2910kN屋面恒载4.87×1455=7086kN39 纵梁6.06×72.4×4=1755.90kN横梁5.75×8.4×14+4.82×3.3×7+3.51×8.4×2×13=1554.10kN女儿墙2×6.67×（72.4+20.1）=1233.9kN柱重25×0.5×0.5×3.6/2×38=427.5kN纵横墙1/2×4.03×72.4×2+9.04×1/2×20.1×2+6.72×1/2×（72.4×2-30）=1944.08kN合计G5=15455.38kN（b）集中于二、三、四层处的重力代表值G2～G450%楼面活载0.5×2×1455=1455kN楼面恒载2.88×1455=4190.4kN梁3.75×14×8.4+4.82×3.3×7+3.51×8.4×2×13=1554.1kN纵梁6.06×72.4×4=1751.0kN柱重25×0.5×0.5×3.6×38=855kN横墙9.03×(20.1-1.8)×2+6.7×8.4×16=1233.6kN纵墙4.03×12.4+6.72×(72.4×2-30)=1355.0kN合计12394.1kN（c）集中于底层处的重力代表值G150%楼面活载0.5×2×1455=1455kN楼面恒载2.88×1455=4190.4kN横梁3.75×14×8.4+4.82×3.3×7+3.51×8.4×2×13=1554.1kN纵梁6.06×72.4×4=1751.0kN柱重25×0.5×0.5×38×5.05=973.75kN横墙1233.6×4.05/3.6=1367.8kN纵墙1355×4.05/3.6=1524.38kN合计25840.53kN建筑物总重力荷载代表值∑G为∑G=15455.38+12394.1×3+12540.53=65178.2139 图4.4各质点的重力荷载代表值梁线刚度计算Ec=3×107kN/mI0=bh3/12(m4)——惯性矩边跨：300×800mm（L=8.4)=1.5E××0.30×0.803/8.4=6.86×104kN·m250×600mm（L=3.3m）=1.5E××0.25×0.603/3.3=7.30×104kN·m中跨：300×800mm（L=8.4m）=2.0E××0.30×0.803/8.4=9.60×104kN·m250×650mm（L=3.3m）=2.0E××0.25×0.603/3.3=10.4×104kN·m柱线刚度计算底层柱线刚度：=E××0.50×0.503/5.04=3.86×104kN·m39 其它层柱线刚度：=E××0.50×0.503/3.6=4.34×104kN·m表4-4梁的线刚度计算截面（mm2）跨度（m）边宽架梁（kN.m)截面（mm）跨度（m）中宽架梁（kN.m)300×8008.46.86×104300×8008.49.15×104250×6003.37.30×104250×6503.310.40×104300×8509.67.20×104300×8509.69.60×104200×6008.43.21×104表4-5柱的线刚度计算表截面（mm2）柱高度（m）线刚度（kN.m)500×5005.053.86×104500×5003.64.34×104表4-6横向框架柱侧移刚度D值计算表层次（一般层）（一般层)（底层）（底层）底层边框架边柱6.86/3.86=1.780.60177904边框架中柱(6.86+7.55)/3.86=3.730.80237214中框架边柱9.15/3.86=2.370.661957014中框架中柱(9.15+7.40)/3.86=4.290.842490714∑D（底层）788722标准边框架边柱6.86×2/2×4.34=1.580.4417681439 续表层边框架中柱(6.86+10.55)×2/2×4.34=4.930.71285314中框架边柱9.15×2/2×4.34=2.110.512049314中框架中柱(9.15+10.40)×2/2×4.34=4.570.793174514∑D（标准层层）91618这样，只要求出结构的顶点水平位移，就可以按下式求得结构的基本周期：（4-1）式中——基本周期调整系数，考虑填充墙使框架自振周期减少的影响，取0.6；——框架的顶点位移。在未求出框架的周期前，无法求出框架的地震力及位移；是将框架的重力荷载视为水平作用力，求得的假想框架顶点位移。然后由求出，再用求出框架结构的底部剪力，进而求出框架各层剪力和结构真正的位移。横向框架顶点位移计算见表4-7表4-7横向框架顶点位移层次（kN）（kN）（kN/m）层间相对位移515455154559161800.01690.2314412394278499161800.03040.2145312394402439161800.04400.1841212394526379161800.05750.1401112541651787887220.08260.0826T1=1.70=1.7×0.6×=0.490639 4.4.2横向地震作用计算由于该工程所在地区抗震设防烈度为7度，场地土为二类，设计地震分组为第一组情况下，结构的特征周期=0.35s，水平地震影响系数最大值=0.04。由于=0.4906<=1.4×0.35=0.49（s），需考虑顶点附加地震作用。按底部剪力法求得的基底剪力，若按分配给各层，则水平地震作用呈倒三角形分布。对一般层，这种分布基本符合实际。但对结构上部，水平作用小于按时程分析法和振型分解法求得的结果，特别对于周期比较长的结构相差更大。地震的宏观震害也表明，结构上部往往震害很严重。因此，即顶部附加地震作用系数考虑顶部地震力的加大。考虑了结构周期和场地的影响。且修正后的剪力分布与实际更加吻合。=0.08+0.07=0.08×0.4906+0.07=0.109结构横向总水平地震作用标准值：=（/）0.9××0.85I（4-2）=（0.35/0.4906）0.9×0.04×0.85×65178.21=1635.26kN各层横向地震剪力计算见表4-8，表中：（4-3）横向框架各层水平地震作用和地震剪力见图4.539 表4-8各层横向地震作用及楼层地震剪力层次（m）（m）（m）kN/m（kN）（kN）53.619.45154552851440.378494.50494.5043.615.85123941840510.244319.20813.7033.612.25123941394320.185242.021055.7223.68.6512394948140.126164.831220.5515.055.0512540507870.06787.651308.20图4.5横向框架各层水平地震作用和地震剪力39 4.4.3横向框架抗震变形验算详见表4-9。表4-9横向框架抗震变形验算层次层高（m）层间剪力（kN）层间刚度（kN）层间位移（m）层间相对弹性转角53.6494.509161800.000541.500×10443.6813.709161800.000893.389×10433.61055.729161800.001153.194×10423.61220.559161820.001333.694×10415.051308.207887220.001664.099×104注：层间弹性相对转角均满足要求。＜[]=1/550。4.4.4水平地震作用下横向框架的内力分析本设计取中框架为例，柱端计算结果详见表4-10、表4-11。地震作用下框架梁柱弯矩，梁端剪力及柱轴力分别见表4-12、图4.6、图4.7。表4-10A轴柱（边柱）柱端弯矩计算层次层高H（m）层间剪力层间刚度y(m)53.9829.5467228810582131.550.4826.3624.3443.91457.9167228810582231.550.5043.7043.7033.91942.2267228810582311.550.5060.4560.4523.9228067228810582361.550.5070.2070.2015.22483.663302565481412.080.5595.94106.6注：表中：39 （4-4）（4-5）（4-6）以本建筑第五层为例：由高层内差法得=0.48，由于柱的上梁与下梁的刚度相等，=0对于最上层，不考虑修正值对于最下层，不考虑修正值层高没有变化，不考虑修正值表4-11B轴柱（中柱）柱端弯矩计算层次层高H（m）层间剪力层间刚度y(m)53.6494.5091618031745174.290.4533.6627.5443.6813.7091618031745284.290.5050.4050.4033.61055.7291618031745374.290.5066.6066.6023.61220.5591618031745434.290.5077.4077.4015.051308.2091618024907464.570.5583.80102.50该框架为对称结构,A轴柱与D轴柱相同，B轴柱与C轴柱相同。梁端弯矩按节点弯矩平衡条件，将节点上、下端弯矩之和按左、右梁的线刚度比例分配：（4-7）（4-8）式中：分别表示节点上、下两端柱的弯矩；39 ，分别表示节点左、右梁的线刚度；，分别表示节点左、右梁的弯矩。梁端剪力根据梁的两端弯矩，按下式计算：（4-9）由梁端剪力叠加便可求得框架柱轴力，其中边柱为各层梁端剪力按层叠加，中柱轴力为两侧梁端剪力之差，亦按层叠加。具体计算过程及结果见表4-12。表4-12框架梁端弯矩、剪力及轴力计算层次A-B跨B-C跨柱轴力lVblVb边柱N中柱N523.7615.828.44.7117.8417.843.310.09-4.71-5.38441.4836.638.49.3041.3141.313.325.04-13.74-21.12372.3654.998.415.1662.0162.013.337.58-28.90-43.54293.6067.688.419.2076.3276.323.346.25-48.10-70.591117.4675.768.423.0085.4485.443.351.78-71.10-118.69注：1)柱轴力中的负号表示拉力。当为左地震作用时，左侧两根柱为拉力，对应的右侧两根柱为压。2)表中M单位为kN·m，V单位为kN，N单位为kN，l单位为m。39 图4.6地震作用下中框架弯矩图(kN·m)39 图4.7水平地震作用下梁端剪力及柱轴力图(kN)4.5用弯矩分配法计算框架弯矩竖向荷载作用下框架的内力分析，除活荷载较大的工业厂房外，对一般的工业与民用建筑可以不考虑活荷载的不利布置。这样求得的框架内力，梁跨中弯矩较考虑活荷载不利布置法求得的弯矩偏低，但当活荷载在总荷载比例较大时，可在截面配筋时，将跨中弯矩乘1.1～1.2的放大系数予以调整。a.固端弯矩计算(1)恒荷载作用下内力计算将框架视为两端固定梁，计算固端弯矩。对于顶层：39 AB=-BA=-×20.25kN/m×8.42=-119.07kNBC=-CB=-×5.75kN/m×3.32=-5.22kN对于标准层：AB=-BA=-×21.2kN/m×8.42=-124.77kNBC=-CB=-×5.75kN/m×3.32=-5.22kN(2)活荷载作用下内力计算对于顶层：AB=-BA=-×5.95kN/m×8.42=-34.99kNBC=-CB=0kN对于标准层：AB=-BA=-×5.75kN/m×8.42=-33.81kNBC=-CB=0kNb.分配系数计算考虑框架对称性，取半框架计算，半框架的梁柱线刚度如图4.8。各杆端分配系数见表4-13。39 图4.8半框架梁柱线刚度示意表4-13各杆端分配系数层号节点A各杆端分配系数节点C各杆端分配系数顶层A5A40.32B5B40.22A5B50.68B5A50.39B5C50.29标准层A4A50.24A4A30.24B4B50.19B4B30.19A4B40.52A4B40.39B4C40.23底层A1A20.25A1A00.22B1B20.19B1B00.17A1B10.53B1A10.39B1C10.23c.传递系数远端固定，传递系数为1/2；d.弯矩分配恒荷载作用下，框架的弯矩分配计算见图4.9，框架的弯矩图见图4.10；活荷载作用下，框架的弯矩分配计算见图4.11，框架的弯矩图见图4.12。39 竖向荷载作用下，考虑框架梁端的塑性内力重分布，取弯矩调幅系数为0.85，调幅后，恒荷载及活荷载弯矩见图中括号内数值。上柱下柱右梁5层左梁上柱下柱右梁00.320.680.4900.220.2938.10-119.0780.97119.07-55.79-5.22-33.02-25.0514.974.15-27.908.7940.49-14.54-10.82-6.53-8.6157.22-57.2289.23-42.40-46.850.240.240.524层0.390.190.190.2329.94-124.7764.8124.77-46.62-5.2229.94-21.63-21.63-26.1919.05-2.5714.97-23.2132.44-4.33-12.53-10.82-2.57-5.57-2.11-2.11-2.5546.4242.34-98.76106.26-36.27-34.56-35.430.240.240.523层0.390.190.190.2329.9429.94-124.7764.93127.77-46.62-21.63-21.63-5.22-26.1914.97-1.5914.97-1.59-23.31-3.2932.44-4.24-10.82-2.05-10.82-2.05-2.5043.3243.32-86.64106.35-34.50-34.50-37.350.240.240.522层0.390.190.190.2329.9429.94-124.7764.83127.77-46.62-21.63-21.63-5.22-26.1914.97-1.0215.60-1.02-23.31-2.2232.44-3.99-10.82-1.94-11.39-1.94-2.3543.8945.52-88.41106.6-44.39-34.96-27.250.250.220.531层0.390.190.170.23-124.77124.77-5.2239 31.1924.4566.13-58.58-22.71-20.32-27.5014.97-29.2933.07-10.823.583.157.59-10.09-4.23-3.78-5.1249.7430.60-80.3490.36-37.76-24.10-528.515.30-12.05图4.9恒载弯矩分配图图4.10恒载作用下框架弯矩图（单位kN.m）上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁39 5层00.320.680.4900.220.2911.20-34.9923.7934.99-17.15-10.15-7.704.061.44-8.573.0711.90-3.39-3.21-1.91-2.5216.70-16.7026.53-12.82-13.530.240.240.524层0.390.190.190.238.11-33.8117.5833.81-13.198.11-6.42-6.42-27.785.60-0.734.06-6.608.78-0.67-3.85-3.21-0.73-1.59-0.33-0.33-0.2912.9812.98-25.9628.73-10.38-9.96-8.390.240.240.523层0.390.190.190.238.118.11-33.8117.5833.81-13.19-6.42-6.42-7.784.06-0.364.06-0.36-6.600.798.78-0.92-3.21-0.45-3.21-0.45-0.5411.8111.81-23.6228.48-10.08-10.08-8.320.240.240.522层0.390.190.190.238.118.11-33.8117.5833.81-13.19-6.42-6.42-7.784.06-0.414.23-0.41-6.60-0.898.78-0.92-3.21-0.45-3.21-0.45-0.5511.7611.93-23.6928.48-10.08-10.08-8.320.250.220.531层0.3950.1420.1890.274-33.8133.818.457.4417.92-12.85-6.42-5.75-7.884.06-6.438.69-3.210.590.521.26-2.18-1.09-0.98-1.3239 13.107.96-21.0627.74-10.72-6.73-10.293.98-4.68图4.11活载弯矩分配图图4.12活载作用下框架弯矩图（单位kN.m）39 4.6梁端剪力及柱轴力的计算梁端剪力V=+Vq+Vm（4-10）式中Vq-------梁上均布荷载引起的剪力。Vq=ql/2-------梁上均布荷载引起的剪力。=p/2Vm-------梁端弯矩引起的剪力。Vm=(M左-M右)/l柱轴力N=V+（4-11）式中-------梁端剪力-------节点集中力-------柱自重AB跨：四五层梁在恒载作用下，梁端剪力及柱轴力计算为例由图4.2查得梁上均布荷载为：第四层：=21.22kN/m梁集中荷载：0kN柱集中荷载：197.14kN柱自重：2.5kN第五层：=20.25kN/m梁集中荷载：0kN柱集中荷载：276.90kN四层梁端弯矩：=88.76kN·m（75.45kN·m）=106.26kN·m（90.32kN·m）五层梁端弯矩：=57.22kN·m（48.64kN·m）=89.23kN·m（75.85kN·m）括号内为调幅后的数值。39 五层梁端剪力：VqA=VqB==1/2×20.25×8.4=80.05kNVpA=VpB=1/2P=0kN调幅前：kN=++=80.05+0-3.81=81.24kNkN调幅后：kN=++=85.05+0-3.60=81.48kNkN同理可得五层梁端剪力：===1/2×21.22×8.4=89.12kN调幅前：kNkN=++=89.12+0-2.08=87.04kNkN调幅后：kN=++=87.83kNkN五层A柱柱顶及柱底轴力：=+=81.48+276.90+0=358.38kN=358.38+22.50=380.88kN四层A柱柱顶及柱底轴力：=197.14+87.83+380.88=665.85kN=665.85+22.50=686.35kN其他层梁端剪力及柱轴力计算见表4-14，表4-15。39 表4-14恒载作用下梁端剪力及柱轴力(kN)层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱顶底顶底585.059.49-3.81(-3.60)081.24（81.48）88.86（88.65）9.49380.88240.09395.40417.9489.129.49-2.08(-1.29)087.04（87.83）91.20（90.41）9.49681.35417.52785.23807.73389.129.49-2.35（-2.00）086.77（87.12）91.47（91.12）9.49988.11594.951175.771198.27289.129.49-2.17（-1.84）086.96（87.28）91.25（90.96）9.491295.03772.381566.151588.65189.129.49-1.20（-1.01）087.92（88.11）90.32（90.13）9.491602.59944.811955.891978.3884 表4-15活载作用下梁端剪力及柱轴力（kN)层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱顶=底顶=底底524.990-1.15（-0.98）023.84（24.01）25.97（26.14）079.65109.69424.150-0.33（-0.28）023.82（23.87）24.48（24.43）0159.1227.16324.150-0.59（-0.49）023.56（23.66）24.74（24.64）0238.3345.84224.150-0.57（-0.48）023.58（23.67）24.72（24.63）0317.61464.51124.150-0.80（-0.68）023.35（23.47）24.95（24.83）0396.72579.3884 4.7内力组合4.7.1框架梁内力组合在恒载和活载作用下，跨间可以近似取跨中的代替：（4-12）式中、——梁左、右端弯矩，见图4.10、4.12括号内数值。跨中若小于应取＝。在竖向荷载与地震组合时，跨间最大弯矩采用数值法计算，如图4.13所示。图4.13跨间最大弯矩计算图中、——重力荷载作用下梁端的弯矩；、——水平地震作用下梁端的弯矩84 、——竖向荷载与地震荷载共同作用下梁端反力。对作用点取矩：（4-13）处截面弯矩为：=--+（4-14）由=0,可求得跨间的位置为=将代入任一截面处的弯矩表达式,可得跨间最大弯矩为：==-+=-+（4-15）当右震时公中反号。及的具体数据见表4.16,表中、、均有两组数据。梁内力组合见表4-17。表中恒载和活载的组合，梁端弯矩取调幅后的数值（图4.10、4.12括号中数值），剪力取调幅前后的较大值，如上图所示，图中M左、M右为调幅前弯矩值。左、M右为调幅后弯矩值。剪力值应取V′左、V′右，具体见表4-14、表4-15。表4-16MGE及值计算项目跨1.2（恒＋0.5活）1.3地震（kN/m）（kN/m）（kN/m）（kN/m）（kN/m）4103.78123.0433.333.0524.583100.42123.0194.0765.522102.26123.26121.6887.9884 续表跨192.69106.32152.70100.62BC跨554.6854.6823.1923.196.90440.7040.7053.7053.706.90342.3442.3480.7380.73232.0032.0099.2299.22134.3334.33111.07111.07续表4-16项目跨MGE（kN/m）（kN/m）（kN/m）（kN/m）AB跨58.4106.05/118.314.48/4.99199.74/258.954111.28/127.084.53/5.17181.75/258.05399.74/137.744.06/5.60196.23/350.51293.98/143.903.82/5.85198.76/440.01189.65/149.973.65/6.01223.74/517.32BC跨53.3-2.71/25.39-0.39/3.67-31.49/77.874-21.20/43.90-3.07/6.3613.00/97.403-38.5/61.31-5.59/8.8938.39/123.072-48.75/71.51-7.06/103667.2/131.221-5.94/78.70-8.10/1.41-76.74/-145.40注：当x1>l或x1<0时，表示最大弯矩发生在支座处，应取x1=L或x1＝0时，用M=RA84 x－－MGAMEA计算MGE。表4-17梁内力组合层次位置内力荷载类型竖向荷载组合竖向荷载与地震力组合恒载①活载②地震荷载③1.2①+1.4②1.2(①+0.5②)±1.3③5A右M-48.63-14.20-23.7623.76-78.25-111.15-49.37V81.4824.01-4.714.71131.39106.05118.30B左M-75.82-22.40-15.8215.82-122.34-121.99-83.85V88.6526.14-4.714.71142.98116.64127.48B右M-39.82-11.50-17.8417.84-63.88-77.88-31.49V9.490-10.8110.8111.39-26.6325.44跨中Mab116.3734.18-3.973.97187.50154.99165.31Mbc3.910.000.000.004.694.694.694A右M-75.45-22.07-41.4841.48-121.44-157.70-49.85V87.8323.87-9.309.30138.81107.63131.81B左M-90.32-24.42-36.6336.63-142.57-170.66-75.42V90.4124.43-9.309.30142.69111.06135.24B右M-30.12-7.59-41.3141.31-46.77-93.0313.60V9.490-25.0425.0411.38-21.1643.93跨中Mab104.277.83-2.432.43136.09126.66132.98Mbc3.910.000.000.004.694.694.69续表84 3A右M-75.15-20.08-72.3672.36-118.92-196.298.16V87.1223.66-15.1615.16137.6799.03138.45BM-90.61-24.21-54.9954.99-142.63-194.75-51.77左V91.1224.64-15.1615.16143.84104.42143.84B右M-23.16-7.07-62.0162.01-37.69-112.64-48.58V9.490-37.5837.5811.39-33.7156.49跨中Mab104.287.83-8.698.69134.53118.54141.13Mbc3.910.000.000.004.694.694.692A右M-75.15-20.14-93.6093.60-18.34-223.94-19.42V87.2823.67-19.2019.20137.8795.90141.98B左M-90.61-24.21-67.6867.68-142.63-21.24-35.28V90.9624.63-19.2019.20143.0598.97148.89B右M-23.16-7.00-76.3276.32-37.59-131.2167.23V9.490.00-46.2546.2511.39-48.7373.52跨中Mab104.287.83-13.5013.50138.90112.28147.38Mbc3.910.000.000.004.694.694.691A右M-68.29-17.90-117.46117.46-107.01-245.3960.01V88.1123.47-23.0023.00138.5989.91149.71B左M-76.81-23.58-75.7675.76-127.62-204.81-7.83V90.1323.83-23.0023.00141.5272.15131.96B右M-24.23-8.57-85.4485.44-40.13-136.7568.30续表84 V9.490.00-51.7851.7811.39-55.9378.04跨中Mab114.61-9.327.83-20.03148.49116.19168.27Mbc3.910.000.000.004.694.694.69注：表中弯矩单位为kN·m，剪力单位为kN；4.7.2框架柱内力组合框架柱取每层柱顶和柱底两个控制截面组合结果见表4-18、表4-19。表中系数是考虑计算截面以上各层活载不总是同时满布而对楼面均布活载的一个折减系数，称为活载按楼层的折减系数，取值见表4-20。表4-20活荷载按楼层的折减系数β墙、柱、基础计算、截面以上的层数12～34～56～89～20>20计算截面以上各楼层活荷载总和的折减系数1.00（0.9）0.850.700.650.600.55表4-18A柱内力组合层次位置内力荷载类型竖向荷载组合竖向荷载与地震力组合恒载①活载②地震荷载③1.2①+1.4②1.2（①+0.5②）±1.3③5柱顶M57.2216.70-23.7623.7692.04109.5747.79N358.3879.65-4.714.71541.62483.99471.75柱底M-42.34-11.68-15.8415.84-67.16-37.23-78.41N380.8871.69-4.714.71557.42506.13493.884柱顶M46.4211.68-25.6425.6472.0696.0429.38N665.85143.19-14.0114.01999.49903.11866.69续表84 柱底M-43.32-10.03-29.1629.16-66.03-20.0995.91N681.35135.24-14.0114.011006.95917.01880.593柱顶M43.3210.03-43.2043.2066.03114.161.84N965.61202.56-29.1729.171442.321317.921242.08柱底M-43.89-10.00-4.324.32-66.67-2.50114.82N988.11202.56-29.1729.171468.531317.921269.082柱顶M45.5210.14-50.4050.4068.82116.11-14.93N1272.53269.97-48.3748.371905.001751.881626.11柱底M-49.74-9.17-5.045.04-72.530.33130.71N1295.03222.33-48.3148.311865.301749.881624.111柱顶M30.105.57-45.8148.8143.9299.01-20.09N1580.09277.70-71.3771.372284.862154.781969.22柱底M-15.30-2.79-71.6471.64-22.2771.13113.13N1602.59277.70-71.3771.372311.882181.781996.22注：表中弯矩单位为kN·m，轴力单位为kN。表4-19B柱内力组合层次位置内力荷载类型竖向荷载组合竖向荷载与地震力组合恒载①活载②地震荷载③1.2①+1.4②1.2（①+0.5②）±1.3③5柱顶M-42.40-12.82-33.6633.66-68.83-14.81-102.33N395.40109.69-5.385.38628.05547.28533.30柱底M36.279.34-27.5427.5456.6084.9313.33续表84 N417.9098.72-5.385.38639.39567.70553.724柱顶M-34.56-8.96-50.4050.40-54.02-18.67-112.37N785.23204.44-21.1221.121228.491092.361037.44柱底M34.508.57-50.4050.4053.4018.92-12.12N807.73193.09-21.2221.221239.601112.461057.543柱顶M-34.50-8.57-66.6066.60-53.4040.04-133.12N1175.77296.51-43.5443.541826.041645.431532.23柱底M44.398.57-66.6066.6065.27144.99-28.17N1198.27296.51-43.5443.541852.711672.601559.402柱顶M-34.90-8.57-77.4077.40-53.959.50103.70N1566.15394.83-70.5970.592432.142384.772201.23柱底M37.767.50-77.4077.4055.81150.43-50.81N1588.65325.16-70.5970.592361.602192.772009.231柱顶M-24.10-4.17-83.8083.80-34.7582.48-135.40N1955.89405.57-118.69118.692913.802744.302435.70柱底M12.053.42-102.50102.5019.25-116.74149.76N1978.38405.57-118.69118.692941.402770.302461.70注：表中弯矩单位为kN·m，轴力单位为kN。4.8梁截面设计4.8.1承载力抗力调整系数考虑地震作用时,结构构件的截面采用下面的表达式：≤/（4-16）式中——承载力抗力调整系数，取值见表4-21；——地震作用效应与其它荷载效应的基本组合；——结构构件的承载力。注意在截面配筋时，组合表中地震力组合的内力均应乘以84 后再与静力组合的内力进行比较，挑选出表4-21承载力抗震调整系数γRE材料结构构件受力状态γRE钢筋混凝土梁受弯0.75轴压比小于0.15的柱偏压0.75轴压比大于0.15的柱偏压0.80抗震墙偏压0.85各类构件受剪、偏拉0.854.8.2梁的正截面承载力计算底层框架梁图4.14底层梁内力示意图梁控制截面的内力如图4.14所示。图中单位为kN·m，的单位为kN。混凝土强度等级（=14.3N/mm2，=1.43N/mm2）,纵筋为HRB335(=300N/mm2),箍筋为HPB300(=270N/mm2)。以第一层AC跨梁为例，说明计算方法和过程，其余各层梁的纵向钢筋计算结果见表4-22、4-23、4-24、4-25、4-26。84 从表4-17中选出AC跨跨间截面及支座截面的最不利内力，并将支座中心处的弯矩换算为支座边缘控制截面的弯矩进行配筋计算。支座弯矩当梁下部受拉时，按T形截面设计，当梁上部受拉时，按矩形截面设计。根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)第7.2.3条，T形截面翼缘计算宽度取下列情况中的最小值。按梁的跨度考虑按梁的净距考虑按梁翼缘高度考虑，=800-35=765mm/=80/765=0.104>0.1故翼缘不受限制。翼缘计算宽度取三者中较小值，即=2800mm判别T形梁截面类型=1.0×14.3×2800×80×（765-80/2）=2322.3kN·m〉M=168.27×0.75=126.20kN·m为第一类T型截面84 表4-22底层框架梁的正截面承载力计算截面AAB跨中B左B右BC跨中-222.91168.27-186.77-122.774.96-167.18143.03-158.75-92.072.22300280030025011007657657654654650.06660.00610.06320.15880.00120.06700.00610.06540.17400.0013754.47625.18715.09963.9130.27选筋318318318320320实际面积763mm2763mm2763mm2941mm2941mm20.33%0.33%0.33%0.81%0.81%表4-23第二层框架梁的正截面承载力计算截面AAB跨中B左B右BC跨中84 -219.09147.38-186.50-119.554.96-164.3210.54-139.87-89.664.22300280030025011007657657654654650.06540.00470.00560.11590.00120.06770.00470.05730.12360.0013741.09482.79627.45685.0730.27选筋318318318318318实际面积763mm2763mm2763mm2763mm2763mm20.32%0.32%0.32%0.66%0.66%表4-24第三层框架梁的正截面承载力计算84 截面AAB跨中B左B右BC跨中-171.53141.13-168.65-104.424.69-128.65105.85-126.49-78.314.22300280030025011007657657654654650.05120.00450.05150.10130.00120.08520.00450.05300.10700.0013575.71462.27575.58593.1030.27选筋316316316316316实际面积603mm2603mm2603mm2603mm2603mm20.26%0.26%0.26%0.52%0.52%表4-25第四层框架梁的正截面承载力计算84 截面AAB跨中B左B右BC跨中-130.79139.09-142.91-87.784.96-98.09102.07-107.18-65.844.22300280030025011007657657654654650.03910.00440.04270.08510.00120.03980.00440.04360.08910.0013436.10445.72477.43493.9930.27选筋218218218218218实际面积509mm2509mm2509mm2509mm2509mm20.22%0.22%0.22%0.44%0.44%表4-26第五层框架梁的正截面承载力计算截面AAB跨中B左B右BC跨中-84.64187.50-92.53-71.24.6984 -63.48140.63-69.62-53.414.22300280030025011007657657654654650.02530.00600.02750.06910.00120.02560.00600.02790.07160.0013280.19614.62350.44397.1030.27选筋216+118216+118216+118218218实际面积656.5mm2656.5mm2656.5mm2509mm2509mm20.29%0.29%0.29%0.44%0.47%4.8.3梁斜截面承载力计算实验和理论证明，翼缘对提高T型截面梁的受剪承载力并不是很显著，因此，《混凝土结构设计规范》规定，计算T型截面梁的承载力时，仍取腹板宽度b并按矩形截面计算。以底层AB和BC跨梁为例，说明计算方法和过程，其余各层梁的箍筋计算结果见表4-27。为了防止梁的弯曲屈服前先发生剪力破坏，截面设计时，对剪力设计值进行如下调整：ν＝ην（MbL＋Mbr）/Ln＋VGb（4-17）式中：ην——剪力增大系数，对四级框架取1.1；Ln——梁的净跨，对第一层梁LnAB＝7.90m，LnBC＝2.80m；VGb——梁在重力荷载作用下，按简支梁分析的梁端截面剪力设计值。84 VGb＝1.2（q恒＋0.5q活）×Ln（4-18）MbL、Mbr——分别为梁的左右端顺时针方向或逆时针方向截面组合的弯矩值。由表4-17得:AB跨：顺时针方向MbL＝-245.39kN·m；Mbr＝-240.81kN·m逆时针方向MbL＝60.01kN·m；Mbr＝-7.83kN·mBC跨：顺时针方向MbL＝-136.55kN·m；Mbr＝-55.93kN·m逆时针方向MbL＝68.30kN·m；Mbr＝78.04kN·m计算中MbL+Mbr取顺时针方向和逆时针方向中较大值。剪力调整AB跨：MbL+Mbr=245.39+240.81=486.1kN·m<60.13-7.83=52.18kN·mVGb=(22.12+0.5×5.77)×1.2×1/2×7.9=114.21kN·mBC跨：MbL+Mbr=136.75+55.93=192.68kN·mVGb=5.75×1.2×1/2×2.8=9.66kN·mVA右=VB左=48.11/7.9+114.21=175.74kNVB右=114.21/2.8+9.66=50.45kN考虑承载力抗震调整系数=0.85γREVA右=γREVB左=0.75×175.74=131.81kN·mγREVB右=0.75×50.45=37.83kN·m根据《混凝土结构设计规范》（GB20010-2010)第11.3.3条，考虑地震作用组合的框架梁，当跨高比L0/h>2.5时，其受剪截面应符合下列条件：Vb≤(0.2βCfCbh0)/γRE（4-19）AB跨梁经调整后的剪力设计值：γREV=131.81kN<0.2βCfCbh0=0.2×1.0×14.3×300×765=656.37kN故截面尺寸满足要求。84 同理BC跨梁截面尺寸满足要求。梁箍筋采用HPB300(=270N/mm2)，则：ASV/S=(γREV-0.42ftbh)/1.00fyvh0=(131.81×103-0.42×1.43×300×765)/1.00×270×765=-0.000023梁端箍筋加密区实配双肢Φ8@100（），加密区长度取1200mm，非加密区取Φ8@200，箍筋设置满足要求。表4-27框架梁的斜截面计算层次截面γREV/kN0.2βcfcbh0/kN梁端加密区非加密区实配钢筋(Asv/s)实配钢筋（ρsv=ASV/bs)5A、Bl107.79656.37>γREV小于0双肢Φ8@100(1.01)双肢Φ8@200(0.2%)Br36.54332.48>γREV小于0双肢Φ8@100(1.01)双肢Φ8@200(0.2%)4A、Bl119.08656.37>γREV小于0双肢Φ8@100(1.01)双肢Φ8@200(0.2%)Br35.81332.48>γREV小于0双肢Φ8@100(1.01)双肢Φ8@200(0.2%)3A、Bl122.78656.37>γREV小于0双肢Φ8@100(1.01)双肢Φ8@200(0.2%)Br50.43332.48>γREV小于0双肢Φ8@100(1.01)双肢Φ8@200(0.2%)2A、Bl126.97656.37>γREV小于0双肢Φ8@100(1.01)双肢Φ8@200(0.2%)续表Br60.40332.48>γREV小于0双肢Φ8@100(1.01)双肢Φ8@200(0.2%)1A、Bl131.81656.37>γREV小于0双肢Φ8@100(1.01)双肢Φ8@200(0.2%)Br37.83332.48>γREV小于0双肢Φ8@100(1.01)双肢Φ8@200(0.2%)84 4.9柱截面设计混凝土等级为C30，=14.3N/mm2，=1.43N/mm2；纵筋为HRB335，=300N/mm2，箍筋为HPB300，=270N/mm2。4.9.1剪跨比和轴压比验算柱截面尺寸宜满足剪跨比及轴压比的要求。剪跨比宜大于2，本结构框架抗震等级为四级，轴压比应小于0.90，各层柱剪跨比及轴压比计算过程及结果如表4-28所示，由表可见，各柱的剪跨比和轴压比均满足规范要求。表4-28柱的剪跨比和轴压比验算柱号层次b/mmh0/mmfc/(N/mm2)/mmN/kN/2h0N/fcbhA柱550046014.33100557.423.37>20.16<0.90450046014.331001006.953.37>20.28<0.90350046014.331001468.533.37>20.41<0.90250046014.331001865.303.37>20.52<0.90150046014.335502311.603.86>20.65<0.90B柱550046014.33100639.693.37>20.17<0.90续表450046014.331001239.603.37>20.35<0.90350046014.331001852.713.37>20.52<0.90250046014.331002361.603.37>20.66<0.9084 150046014.335502941.403.86>20.82<0.904.9.2柱正截面承载力计算以第一层B柱为例说明计算方法及过程，其余柱的计算结果见表4-29和表4-30，计算公式如下：（4-20）（4-21）（4-22）（4-23）（4-24）（4-25）（4-26）ξ＝（大偏心受压）（4-27）ξ＝（小偏心受压）（4-28）（小偏心受压）（4-29）84 （大偏心受压）（4-30）上述各式中：e0——轴向力对截面行心的偏心距；ea——附加偏心距；ei——初始偏心距；ξ1——偏心受压构件的截面曲率修正系数；η——偏心距增大系数；e——轴力作用点到受拉钢筋合力点的距离；ξ——混凝土相对受压区高度；As、Asˊ——受拉、受压钢筋面积。由B柱内力组合表中选出第一层柱不利内力进行配筋计算。根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)第7.3.11条，底层柱的计算高度可按1.0H计算，其余层高度按1.25H计算，则L0=5.2m。，则因为，故应考虑二阶弯矩的影响。对称配筋84 故为小偏心受压且无效，则ξ＝本设计框架抗震等级为四级，根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)的规定，柱全部纵向钢筋配筋率不应小于0.6%，且每一侧的配筋率不应小于0.2%，故选用420（），总配筋率满足要求。表4-29A柱纵筋计算层次54321M(kN·m）78.4195.91114.82130.71113.13/(kN·m）62.7376.7391.86104.5790.64N(kN)557.421006.951468.531865.302311.88/(kN)445.94805.561174.821492.241849.50L0(mm)45004500450045004600b=h(mm)500500500500500h0(mm)460460460460460续表bh0(mm2)230000230000230000230000230000e0(mm)140.6714.0378.1970.0849.01h/3016.716.716.716.716.7ea(mm)202020202084 e1(mm)160.67134.0398.1990.0869.010.5fcA/N4.012.21.521.200.97ζc11110.97L0/h99998.1η=1+（l0/h)2ζc/(1300ei/h0)1.171.201.271.301.30ηei(mm)187.98160.84124.70117.1089.71e(mm)397.28370.65334.81326.68299.84ζ(ζb=0.55)0.140.550.360.450.97偏心性质大偏心大偏心大偏心大偏心小偏心As=As′(mm2)291.12300.1401.30342.95477.23选筋420420420420420实配面积12561256125612561256ρ%0.50%0.50%0.50%0.50%0.50%表4-30B柱纵筋计算M(KN·m）84.93118.92144.99150.43149.76//(KN·m）67.9495.14115.93120.34119.81N(KN)639.691239.601852.712361.602941.40/(KN)511.75991.681482.171889.282353.12续表L0(mm)45004500450045004600b=h(mm)500500500500500h0(mm)460460460460460bh0(mm2)230000230000230000230000230000e0(mm)132.7695.9478.2283.7070.9284 h/3016.716.716.716.716.7ea(mm)2020202020ei(mm)152.76115.9478.2263.7070.920.5fcA/N3.491.801.210.950.608ζc1110.950.608L0/h99998.1η=1+（l0/h)2ζc/(1300ei/h0)1.171.231.271.301.18ηe1(mm)178.73142.61124.74108.8183.69e(mm)389.37352.55334.83318.8293.69ζ(ζb=0.55)0.160.220.690.770.89偏心性质大偏心大偏心小偏心小偏心小偏心As=As′(mm2)393.10460.00570.12909.021198.57选筋420420420420420实配面积12561256125612561256ρ%0.50%0.50%0.50%0.50%0.50%4.9.3柱斜截面承载力计算以第一层B柱为例，剪力设计值按下式调整：Vc＝1.1（4-31）式中：Hn——柱净高；——分别为柱上、柱下端顺时针或反时针方向截面组合的弯矩设计值。取调整后的弯矩值，一般层应满足＝1.1，底层柱底应考虑1.15的弯矩增大系数。（4-32）84 式中：——框架的计算剪跨比；当<1.0时，取=1.0；当>3.0时，取=3.0N——考虑地震作用组合的框架柱和框支柱轴向压力设计值，当时，取。柱顶弯矩为135.40kN·m，柱底弯矩149.76kN·m，乘以折减系数0.85，又因为是底层，所以要乘以弯矩增大系数1.15验算截面尺寸：故截面满足要求。根据《混凝土结构设计规范》规定，计算斜截面抗震受剪承载力时轴向力取考虑地震作用组合的轴向压力设计值和中的较小值。故取由前面算得此柱的剪跨比（取），柱箍筋选用HPB300级（）则同时，根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-201084 )第11.4.17条，柱端加密区箍筋应满足最小体积配箍率的要求。由表4.28可得一层B柱的轴压比，柱混凝土强度等级为C30，小于C35，故混凝土轴心抗压强度设计值按C35取，即，根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)表11.4.17查得，则最小体积配筋率（取）柱端加密区箍筋选用2肢Φ10@100，计算得（4-33）——方格网式或螺旋式间接钢筋内表面范围内的会凝土核心面积，其重心应与的重心重合，计算中仍按同心对称的原则取值；——间接钢筋的体积配筋率（核心面积范围内单位混凝土体积所含间接钢筋面积）；——分别表示方格网沿方向的钢筋根数和单根钢筋的截面面积；——分别表示方格网沿方向的钢筋根数和单根钢筋的截面面积；——方格网式或螺旋式间接钢筋的间距，宜取30-80mm满足要求。柱端箍筋加密区长度根据《混凝土结构设计》规范要求确定为：《混凝土结构设计规范》规定非加密区箍筋的体积配筋率不宜小于加密区配筋率的一半，箍筋间距不应大于8d，故非加密区箍筋选用2肢Φ10@150，满足要求，因此按上述计算来给柱子进行配箍。84 4.9.4节点设计根据地震震害分析，不同烈度地震作用下钢筋混凝土框架节点的破坏程度不同，7度时，未按抗震设计的多层框架结构节点较少破坏，因此，对不同的框架，应有不同的节点承载力和延伸要求。《混凝土结构设计规范》11.6.1规定，对一、二、三级抗震等级的框架节点必须进行受剪承载力计算，而四级抗震等级的框架节点，仅按构造要求配箍，不再进行受剪承载力计算。84 5现浇板的截面设计根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010），楼板长边与短边之比小于2时，按双向板计算。楼板楼板长边与短边之比大于2，但小于3时，宜按双向板计算，当按单向板计算时，应沿长边方向布置足够的构造筋。根据本工程实际尺寸，楼板全为双向板。5.1设计资料板按考虑塑性内力重分布方法计算。取1m宽板为计算单元。混凝土采用C30，fc=14.3N/mm2，钢筋采用HPB300，fy=270N/mm，板厚80mm。板的区格划分及有关尺寸见图5.1图5.1现浇板的区格布置（部分）5.2区格板的计算5.2.1.荷载设计值计算（1）活荷载84 （2）恒荷载水磨石地面：20厚水凝砂浆打底结构层：100mm厚现浇钢筋混凝土板抹灰层：15mm厚混合砂浆合计（3）恒载和活载的设计值永久荷载设计值g=1.2×2.88=3.45kN/可变荷载设计值q=2.0×1.4=2.80kN/荷载总设计值g+q+6.25kN/5.2.2计算跨度板厚h=100mm，L1:b×h=300mm×800mm，L2:b×h=250mm×500mm①内跨，为轴线间距离②边跨，为净跨，b为梁宽各区格板计算跨度见表5-1。5.2.3弯矩计算跨中最大弯矩发生在活荷载为棋盘式布置时，它可以简化为内支座固支时g+q/2作用下的跨中弯矩值与当内支座铰支时±q/2作用下的弯矩值两者之和。支座最大负弯矩可近似按活荷载满布求得，即内支座固支时g+q作用下的支座弯矩。在本例中，楼盖边梁对板的作用是为固定支座。所有区格板按其位置与尺寸分为1、2、3、4、5、6、7、8八类，计算弯矩时，考虑泊松比的影响，取。查表“单向板按弹性分析的计算系数表”（见《建筑结构静力手册》第二版）对各区格弯矩进行计算。各区格板的弯矩计算列于表5-1。84 5.2.4截面设计截面有效高度：选用Φ8钢筋作为受力主筋，则（短跨）方向跨中截面的（长跨）方向跨中截面的支座截面处均取为80mm。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：①中间区格板的支座及跨内截面减小20%;②边区格板的跨内截面及第一内支座截面：时，弯矩减少20%时，弯矩减少10%时，不折减式中：——沿板边缘方向的计算跨度——垂直板边缘方向的计算跨度③角区格板各截面弯矩值不予折减，因跨度相差小于10%可按等跨计算。表5-1单向板弯矩级配筋计算截面1B2C弯矩设计值（KN/）(g+q)/11=5.11-(g+q)/11=-5.11(g+q)/14=4.02(g+q)/16=3.510.0990.0990.0780.0680.1050.1050.0810.071边跨计算配筋332.86332.86258.68224.6084 续表实际配筋Φ8@150Φ8@150Φ8@150Φ8@150中跨计算配筋332.86332.86206.94179.68实际配筋Φ8@150Φ8@150Φ8@150Φ8@150分布钢筋取Φ8@200。5.3楼梯设计楼梯是多层及高层房屋的竖向通道，是房屋的重要组成部分。钢筋混凝土楼梯由于经济耐用，耐火性能好，因而被广泛采用。楼梯的外形和几何尺寸由建筑尺寸确定。目前楼梯的类型较多，按施工方法的不同，可以分为整体式楼梯和装配式楼梯。按梯段结构形式的不同，主要分为板式楼梯和梁式楼梯两种。本次毕业设计采用板式楼梯。板式楼梯由梯段板、平台板和平台梁组成。梯段板是一块带有踏步板，两端支承在上、下平台梁上。其优点是下表面平整，支模施工方便，外观也轻巧。其缺点是梯段跨度较大时，斜板较厚，材料用量也多。5.3.1设计资料楼梯的平面布置及尺寸见图5.2。84 图5.2楼梯结构的平面尺寸结构安全等级为二级，（重要性系数），混凝土为30，fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2。钢筋为：平台板、楼梯、楼梯梁采用HRB335，fy=300N/mm²。5.3.2计算过程(1)确定板厚梯段板的厚度为，取h=120mm(2)荷载计算（取1m宽板计算）a.恒荷载计算踏步重84 斜板重20厚水凝砂浆找平层水磨石面层重0.65kN/m金属栏杆重恒载标准值6.44kN/m恒载设计值b.活荷载计算活荷载标准值活荷载设计值c.总荷载（3）内力计算计算跨度跨中弯矩（4）配筋计算受力筋的选用Φ10@1420（=654mm²）　分布筋选用Φ8@2005.3.3台板计算(1)荷载计算（取1m宽板计算）恒荷载计算：84 平台板自重（假定板厚100mm）20厚水凝砂浆找平层水磨石面层重0.65kN/m恒载标准值恒载设计值活荷载标准值活荷载设计值总荷载(2)内力计算计算跨度跨中弯矩(3)配筋计算受力筋的选用选用8@110(=457mm²)5.3.4平台梁计算计算跨度为：(取两者较小值）估算截面尺寸：，取。(1)荷载计算（取1m宽板计算）梯段板传来84 平台板传来梁自重1.2×0.25×（0.4-0.10）×25=1.8kN/m平台梁侧抹灰重g=33.617kN/m(2)内力计算(3)配筋计算a.纵向钢筋（按第一类倒L形截面计算）翼缘宽度:取受力筋的选用318（=763mm²）b.箍筋计算箍筋按构造配置Φ8@200。84 5.4基础设计5.4.1单柱基础设计（1）设计资料本建筑为五层，采用柱下独立基础。受力主筋采用HRB335（），混凝土采用C30；（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2）。（2）荷载计算由柱传至基顶的荷载可由内力组合表查得：作用于基底的弯矩和相应的基顶的轴向力的设计值为：假定基础的高度为1350mm，室内外高差为450mm，基础顶面标高为-1200mm,基础深。（3）基础尺寸的确定基础底面积按地基承载力计算确定，并取相应荷载效应的标准值组合，由《建筑地基基础规范》，可查的、均小于0.85的粘土土质：。取基础底面以上土平均重度。由于N较大，取（如果b＜3m，按b=3m,如果b>6m，按b=6m；如果d＜0.5m，按d=0.5m），深度修正为：确定基础底面尺寸：84 考虑到偏心受压，将基础底面积增大20%，即取矩形基础长短边之比a/b=1.5,故，取b=3.0m,a=1.5m。验算得条件（满足要求）（4）轴心荷载作用下地基承载力验算计算公式：按《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）下列公式验算pk=(Fk＋Gk)/A（5-1）Fk=Fk/Ks=2941.40/1.35=2478.81kNpk=(Fk＋Gk)/A=(2178.81＋486.00)/13.5=197.39kPa≤fa=280.1kPa,满足要求。（5）偏心荷载作用下地基承载力验算计算公式：按《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）下列公式验算：当e≤/6时，pkmax=(Fk＋Gk)/A＋Mk/W（5-2）pkmin=(Fk＋Gk)/A－Mk/W（5-3）当e＞b/6时，pkmax=2(Fk＋Gk)/3la（5-4）84 所以最后确定基底的尺寸为，如下图5.3（6）基础受冲切承载力验算荷载设计值作用下的地基净反力：净偏心距：荷载设计值作用下的地基最大净反力：（7）基础高度①柱边截面柱边截面取h=1000mm，=955mm，则（8）配筋计算计算基础沿长边方向的弯距设计值1-1截面(柱边)：柱边净反力：84 悬臂部分净反力平均值：弯矩及配筋：现于2.1m宽度范围内配12@100，，计算基础沿短边方向的弯距设计值2-2截面(柱边)：悬臂部分净反力平均值：弯矩及配筋：现于2.1m宽度范围内配10/8@150，。84 图5.3基础计算简图84 结论本次我的毕业设计是框架结构的教学楼，在设计前查阅了各种资料，实地参观了多处建筑的情况下，对教学楼建筑的特征、现状、发展趋势有了一定的了解。围绕如何使本建筑在设计年限内满足其使用功能的要求，并具备安全、耐久、实用、美观的性能进行了设计、计算和验算。设计通过手算一榀框架来熟练掌握多层框架结构，并了解以此引申到其它各种结构形式的具体计算过程；熟悉各种建筑规范；通过手算一榀框架的结果与机算结果进行比较，并得出其异同及建立相关的力学概念。本次毕业设计主要包括：设计准备、建筑设计、结构设计和资料整理。在这些设计的全过程中，每一个环节都有着必要的联系，缺一不可。经历了本次的全过程毕业设计后，使我对建筑设计和结构设计有了深刻的认识和理解。现将本次的设计要点归纳如下，以便今后设计和工作中参考。在设计前期准备工作上，我首先是熟悉设计任务书，明确了建设项目的设计要求，理解了拟建建筑物的性质和使用要求；然后是广泛收集必要的设计相关资料例如地质水文资料、气象资料等，参考同类型设计的文字及图纸资料；最后是查阅并学习相关图集、法规和规范。做好设计前的准备工作，为以后的设计打下了很好的基础。在建筑上，现实中的建筑设计是一个全过程的社会化、系统化和信息化的工作，它不仅要考虑使用功能、技术条件和经济基础等，还应考虑社会艺术形态。建筑设计的工作需要较大的社会背景、人文文化和科技技术，社会的分工较为明显。在建筑选材上，力求简洁明快，个性鲜明又不铺张浪费，较好地解决美观与经济的对立性。在结构上，选用目前我国广泛使用的钢筋混凝土框架结构形式，并且相应地了解了我国目前的建筑发展概况，为本设计及今后参与实际工程设计奠定了根本基础。在设计中，采用传统的手算计算方法与现代计算方法相结84 合的方式，比较其优缺点，分析其结果差异性，反复论证、研究，使建筑尽量符合安全、经济、适用的设计原则。在结构设计的全过程中，我感受最深的是内力组合和抗震设计。内力组合时，要收集框架结构竖向恒载、竖向活载、水平地震荷载的内力，并对各种构件在各种内力的作用下进行组合，找到各种构件的控制截面上最不利内力，之后，以最不利内力进行各个构件的配筋和相关的计算。框架结构的抗震设计从三个层次入手：概念设计、抗震设计与构造措施。概念设计在总体上要求把握抗震设计的基本原则，抗震计算为抗震设计提供定量的手段；构造措施则可以在保证结构整体性和加强局部薄环节上对抗震计算结果的有效性得到充分保证。从以上三方面的抗震设计的总体要求出发，结构的抗震设计通过两阶段的设计方法，最终达到抗震设计的目的和要求。钢筋混凝土框架设计宜符合“四强、四弱”准则，即强节点弱杆件、强柱弱梁、强剪弱弯、强压弱拉，因此在计算过程中就应该考虑对内力进行相应的调整。在设计中，我感触最深的是怎样将理论运用于实际工程，在实践中发现不足，弥补不足，发现问题，解决问题。颇具挑战性和令人感兴趣的是怎样将建筑设计和结构设计揉合成一个整体，最大限度地满足安全、经济、美观、适用的设计原则，并有利于施工。本设计过程，也是综合运用各种设计软件和办公软件的过程。充分锻炼和提高我运用计算机辅助设计的能力。通过本次设计我得出以下结论：1、本次设计采用框架结构体系的优点是整体性和抗震性均好于混合结构，且平面布置灵活，可以提供较大的使用空间，也可构成丰富多变的立面造型。2、本次设计的全部构件均采用现场浇注成整体，因此，整体性和抗震性能强，钢材用量省，构件尺寸不受标准构件所限制，对房屋各种使用功能的适应性大。但是不足的地方是，模板消耗量非常大，现场工作量大。3、施工图方面，平面图上反映设计思路、各层布置方案及房间的功能分区；立面图上表现建筑的造型和风格，并对表面装修有比较详细的说明；剖面图上体现出了各层板、梁、柱、墙的位置和相互关系。另外，楼梯等大样图着重反映了建筑的细部构造。在需注明的地方均应在各图中加上说明。所有的图均应表示清楚，尺寸标注应符合建筑施工图绘制要求。总之，这次设计锻炼了我综合运用知识、学习新知识和解决实际工程问题的能力，提高了实际操作能力，这对我将来的工作会有极大的指导和帮助。84 致谢今年是2012年，也是我们大学毕业的一年，大学的时光转眼就要过去了，在毕业之际,我要衷心地对所有在这次毕业设计的过程中给予我关心、支持的人表示感谢。我首先要感谢大学里给予我帮助和教导的老师们，感谢土木工程系领导和我的老师们对我四年来的培养，感谢您们辛勤地耕耘、无私的付出，是您们多年如一日孜孜不倦地教诲，让我在专业知识的积累、人生阅历等各个方面都有了显著的提高。在这里，我尤其要感谢在这次毕业实习及毕业设计中给予我关心和帮助的指导老师。在整个毕业设计过程中正是汪老师及钟老师耐心、细致的指导，还有和我四年来身边的同学，在毕业设计过程中互相督促和帮助，才有了我今天毕业设计的圆满完成。最后，我要感谢我的母校。在此，也衷心祝愿我的母校明天会更好！再次衷心感谢所有给予过我关心、帮助的人，谢谢你们！84 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