厦门湾御墅结构设计 毕业设计计算书

'摘要：本次毕业设计题目为厦门湾御墅结构设计。总建筑面积约为347m2,采用框架承重结构，主体结构层数为3层，层高均为3m。抗震设防烈度为7度。本毕业设计主要完成下列内容：一、建筑设计阶段：根据建筑的重要性，建筑所在地的抗震设防烈度，工程地质勘查报告，建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式、建筑平面、剖面及立面设计；二、结构计算阶段：包括竖向荷载作用下的框架计算和水平地震荷载作用下内力计算，内力组合：考虑地震荷载作用下的梁、柱最不利内力组合，梁柱配筋,楼板计算，楼梯计算,基础计算等；三、施工图设计阶段：根据上述计算结果来最终确定构件布置和构件配筋以及根据规范的要求来确定结构构件的构造措施。本次设计共完成建筑图纸12张，结构图纸10张。此设计选用常用的框架结构形式，通过本次毕业设计使我对所学的专业知识能够有机的结合起来，达到融会贯通；同时还对框架结构的荷载传递路径，内力计算、组合以及构件截面配筋，楼梯、基础等设计进行了系统研究和掌握，为以后参加工作，更好的运用所学的知识提供了很大的帮助。关键词：框架结构设计内力组合配筋计算I 毕业设计Abstract：ThetitleofthisthesisdesignisaapartmentoffarmersinXiaMenYushu.province.Totalconstructionareaisabout347sq.m,framestructure,4floors.Theheightofallflooris3m,thedesignstrengthofanti-earthquakeis7degrees.First,architecturaldesignstage:Accordingtobuildingimportance,theseismicfortificationintensityofbuildinglocation,geologicalprospectingworksreport,thetypeofconstructionsitesandconstructionofthehighandlow-risebuildingtodeterminethestructure、constructionplane、elevationprofilesanddesign;Second,structurecomputationstage:Includingtheverticalloadcalculationundertheframeworkandlevelofinternalforcesunderearthquakeloadcalculation,combinationofinternalforces:Considertheroleofearthquakeloadbeams,columnsmostdisadvantagedcombinationofinternalforces,reinforcedbeams,calculationofthefloor、stairs、basisandsoon.Third,constructiondrawingdesignstage:Basedontheabovecalculationresultstodeterminethefinalcomponentlayoutandcomponentsaswellasreinforcementinaccordancewiththerequirementsofstandardizedcomponentstodeterminethestructureofthestructuralmeasures.Thedesignofatotalof12completedconstructiondrawings,structuraldrawings10.Thisdesignselectsthecommonlyusedportalframeconstructionform,enablesmetothespecializedknowledgewhichthroughthisgraduationprojectstudiestheorganicunion,tocomprehensively;Atthesametimealsoontheframeworkofloadtransferpath,internalforcecalculation、combinationandreinforcedcross-section.Havestudyandmasterthesystemonstaircases,thebasisofdesignandsoon.Forthefuturetoworkbetterbytheuseoftheknowledgeacquiredtoprovidealotofhelp.Keywords:FramesStructuraldesignCombineinsidethedintThecalculationofreinforcementSignatureofsupervisor:-IV- 毕业设计目录封面I摘要IIAbstractIV引言11建筑设计说明21.1工程概况21.2工程规模21.3设计参数21.4设计依据21.5规范要求31.6构造设计31.7建筑功能设计42结构设计说明72.1工程概况72.1.1设计参数72.1.2设计依据72.1.3建筑材料72.2结构布置及截面尺寸初估72.2.1柱网布置72.2.2计算简图82.2.3初步确定梁柱的尺寸92.3竖向荷载计算92.3.1恒荷载标准值的计算92.3.2活荷载标准值112.3.3竖向荷载作用下的框架受载总图112.4横向框架侧移刚度计算182.5水平地震作用计算202.5.1重力荷载代表值202.5.2横向地震作用下框架结构的内力和侧移计算22-IV- 毕业设计2.6横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算332.6.1风荷载标准值332.6.2风荷载作用下的水平位移验算342.6.3风荷载作用下框架结构内力计算352.7竖向荷载作用下框架结构内力352.7.1固端弯矩计算352.7.2分配系数计算372.7.3弯矩分配372.7.4横梁跨中弯矩计算442.7.5梁端剪力及柱轴力452.8横向框架内力组合482.8.1结构抗震等级482.8.2框架梁内力组合482.8.3框架柱内力组合522.9截面设计622.9.1框架梁622.9.2框架柱642.10楼梯设计682.10.1梯板一设计692.10.2梯板二设计702.11基础设计712.11.1初步确定基础尺寸732.11.2基础受冲切承载力验算762.11.3配筋计算77结论80参考文献81致谢82-IV- 毕业设计引言经济适用住房是指已经列入国家计划，由城市政府组织房地产开发企业或者集资建房单位建造，以微利价向城镇中低收入家庭出售的住房。它是具有社会保障性质的商品住宅。具有经济性和适用性的特点。经济性是指住宅价格相对于市场价格而言，是适中的、能够适应中低收入家庭的承受能力。适用性是指在住房设计、单套面积设定及其建筑标准上强调住房的实用效果。中国经济适用房政策形成于20世纪90年代。早在1991年6月，国务院在有关城镇住房制度改革的通知中就提出大力发展经济实用商品房的目标。1994年7月，国务院进而要求各地政府重视经济适用住房的开发建设，加快解决中低收人家庭的住房问题。其后，国务院于1995年1月发布了《国家安居工程实施方案》，并在1998年颁发了《关于进一步深化城镇住房制度改革，加快住房建设的通知》，确立了购买经济适用住房的申请、审批制度。在该《通知》中，中央政府明确提出了中国住房政策的总体目标，即不同收人家庭实行不同的住房供应政策。最低收人家庭租赁由政府或单位提供廉租住房;中低收人家庭购买经济适用住房;高收人家庭购买、租赁市场价商品住房。在这一背景中，经济适用房逐渐成为我国住房供应体系中的一个重要组成部分。建设经济适用住房，有助于缓解居民住房困难、不断改善住房条件，提高城镇居民的居住水平。它着眼于房改目标的实现，致力于改善居民居住条件，满足城镇居民不断增长的住房需求，让符合条件的中低收入家庭买得起、住得上基本住房，对于解决中低收入家庭住房问题具有重要意义。基于以上原因，本设计确定设计目标为经济适用房。钢筋混凝土框架结构是我国多、高层建筑中经常采用的一种结构形式，是以由梁、柱组成的框架作为竖向承重和抗水平作用的结构体系。这种体系在建筑上能够提供较大的空间，平面布置灵活，计算理论较为成熟，因而适合于多层工业厂房以及民用建筑中的多、高层办公楼、旅馆、医院、学校、商店和住宅建筑。结构平面布置力求简单、规则、对称，刚度和承载力分布均匀，使结构的刚度中心和质量中心尽量重合，避免凹角和狭长的缩颈部位，结构竖向布置应尽量避免较大的外挑和内收，以减少因形状不规则产生扭转的可能性。框架结构的缺点是抗侧刚度较小，在水平荷载作用下位移较大，抗震性能较差，因此应考虑抗震设计及其构造措施，文中将进行详细介绍。–83– 毕业设计1建筑设计说明1.1工程概况1.设计题目：厦门湾御墅结构设计2.住宅类型：别墅。随着经济水平的提高，人们对生活品质的追求也越来越高，购买别墅的业主越来越多，别墅俨然已成为城市的另一道风景线别墅设计应以居住者的生活内容为设计依据，满足人的基本空间要求。在解决使用功能的基础上进行设计，营造出一个健康、舒适、愉悦和富于文化品位而个性化的家居氛围。本项目结构设计将以安全方便为目的，在表现建筑主观美和异形美的同时，别墅结构应当稳定，整体性要强。1.2工程规模1.结构形式为现浇钢筋混凝土框架结构，层数为3层，层高3米，现浇楼板，为柱下独立基础，总建筑面积347m2；1.3设计参数①抗震设计烈度为：7度；②结构耐火等级：二级；③使用环境类别：二类；④场地类别Ⅱ类；⑤设计使用年限：50年。1.4设计依据《住宅设计规范》《住宅建筑规范》《民用建筑设计通则》《房屋建筑制图统一标准》《住宅建筑构造03J930－1》–83– 毕业设计1.5规范要求《住宅设计规范》GB50096-1999摘要1.双人卧室不小于10平方米；大人卧室不小于6平方米；兼起居室的卧室不小于12平方米；起居室使用面积不小于12平方米；层高宜为2.8米；套内入口净宽不小于1.2米。2.楼梯梯段净宽不应小于1.10ｍ。六层及六层以下住宅，一边设有栏杆的梯段净宽不应小于1ｍ（ 注： 楼梯梯段净宽系指墙面至扶手中心之间的水平距离）。楼梯踏步宽度不应小于0.26ｍ，踏步高度不应大于0.175ｍ。扶手高度不宜小于0.90ｍ。楼梯水平段栏杆长度大于0.50m时，其扶手高度不应小于1.05m。楼梯栏杆垂直杆件间净空不应大于0.11m。 楼梯平台净宽不应小于楼梯梯段净宽，并不得小于1.20ｍ。楼梯平台的结构下缘至人行过道的垂直高度不应低于2ｍ。入口处地坪与室外地面应有高差，并不应小于0.10m。1.6构造设计1.屋顶排水考虑屋顶上人的需要，采用女儿墙边天沟内排水沟，双坡排水；屋面做法由下至上依次为钢筋混凝土屋面板（100mm），聚苯乙烯泡沫塑料保温板（50mm），1:8水泥陶粒找坡层（平均厚80mm），1:3水泥砂浆找平层（20mm），SBS改性沥青防水卷材，细石混凝土（30mm）。2.女儿墙构造柱女儿墙应设置构造柱，构造柱间距不宜大于4m，构造柱应伸至女儿墙顶并与现浇钢筋混凝土压顶整浇在一起。3.墙体外墙厚300mm，内墙厚120mm，隔户墙厚200mm。4.散水《建筑地面设计规范》GB50037-96摘要–83– 毕业设计1.散水的宽度，应根据土壤性质、气候条件、建筑物的高度和屋面排水型式确定,宜为600～1000mm；当采用无组织排水时，散水的宽度可按檐口线放出200～300mm。2.散水的坡度可为3%～5%。当散水采用混凝土时，宜按20～30m间距设置伸缝。散水与外墙之间宜设缝，缝宽可为20～30mm，缝内应填沥青类材料。本工程据此采用宽900mm，坡度5%，散水与外墙之间缝宽20mm，外沿高30mm。1.7建筑功能设计现时流行的居室八大功能即包括起居、就餐、厨卫、就寝、储藏、工作、学习以及阳台。1.客厅(起居室)客厅(起居室)的内部一般设置沙发、茶几和电视机座等，从经济适用的角度考虑，并考虑到电视机在1米范围内的辐射危害很大，而以荧光屏对角线为标准，四~五倍的距离比较合适。因此，从建筑布局上来说，大约为4~5米左右。客厅的开间大小尺寸最小可取3.9米和4.2米，且其使用面积应不小于12m2，这样既满足使用要求，又比较经济，家具的布置也比较容易。如在户型面积比较小的情况下，起居室也可和卧室合二为一，使用面积的最小值应当在20m2以上。2.餐厅餐厅作为用户就餐的空间，它的平面设计应当依据就餐的人数和餐桌椅的大小尺寸确定。随着目前家庭生活的变迁，经济适用房的居住者以两口或三口之家为主，由于受到住房面积的限制，餐厅的规模不需要很大，也可以餐厅与起居室合用，室内餐桌的布置可分为中间摆放和靠边布置等方式。分开设置时，要考虑到人通行及其餐桌的摆放等因素。参考目前市场上一些家具的尺寸，餐桌宽度一般为0.7~1m，长度一般为0.8~2m，由此可大致推算出餐厅的最小开间应为1.6~1.8m，进深在1.8~2.2m以上。考虑到家庭人口的变化，餐厅的开间尺寸在2.1m~3.3m左右，进深在2.1m~3.5m左右，比较经济实用。3.卧室卧室是住宅建筑中最为重要的组成单元，卧室本身需要营造的是一种安静的、舒适的、免受打扰的私密环境，人们能在个人的环境中享受独处乐趣，进行个人的生活活动，因此卧室在布局上应考虑与起居室相对独立，并远离公共交通部分，具有良好朝向。一般而言，双人卧室不应小于10m2；单人卧室不应小于6m2；如兼起居的卧室则最小为12m2。对于经济适用房而言，由于总体户型面积不大，–83– 毕业设计因此卧室的数量一般为1~3个。作为一室户，在进行平面布置的时候，床的摆放应尽量一侧靠墙设置，节省面积，提高房间利用率。如是二、三室户，两卧室之间的面积可相互调整，形成主卧与次卧的区别，主卧相对大一点，设置床铺和衣柜以外，还可设置小的梳妆台。4.厨房房部分作为住宅功能的核心部分，应有直接采光、自然通风，并宜布置在套内靠近入口处。与餐厅合用的厨房还应布置餐桌椅，兼顾进餐功能。厨房内部包括很多设备和管道。厨房包括的功能和设备虽然很多，但面积不宜过大，可将省下面积补贴到卧室和起居室中。在面积受到限制时，也可将厨房部分功能搁置在阳台上，建造时预留管井和通风井道，腾出一部分面积给起居室和卧室。厨房的布置基本上可以分为单面布置、双面布置和L型布置等几种。单面布置的时候，厨房面积控制在4~7m2；双面布置时，厨房面积可控制在5~7m2左右；当采用L型布置时，则可控制在5~6m2左右，基本能够满足要求。5.卫生间盥洗室作为小户型来说，一个卫生间能够满足要求。卫生间和盥洗室可放在一起，两个功能用房用隔断分开，大小便与洗漱分开。根据卫生洁具的摆放方式，可总结出卫生间的开间和进深尺寸。一般来说，卫生间的开间在1.4~1.8m，进深在2.1~2.4m之间比较合适。每套住宅至少应配置三件卫生洁具。在进行户型设计的时候，卫生间应该尽量靠近出入口，且不应正对客厅开门，也不宜正对餐厅开门，当平面功能布局无法满足这种条件时，可通过阳台或者凹廊的方式进行联系。6.储存空间在许多经济适用住宅中，对储存空间的考虑不是很充分，家庭内部一些杂物无处对方，于是人们采取放在某个角落或者额外的购置储存柜的方式，这样既增加了家庭经济负担，又影响了家庭内部活动。因此，经济适用房由于受到面积的限制，储存空间的设计可以结合实际情况采取以下方法：(1)利用住宅架空层专用的储存室，住宅内不设专用储存室；(2)利用住宅内部凹入的空间隐蔽布置，充分利用空间的竖向尺寸进行分隔；(3)利用室内家具及隔断的零散空间；(4)取消部分非承重墙，采用墙体嵌入的办法设置储存贵；(5)利用过道的上方空间；(6)利用生活阳台局部设置储存空间等。7.阳台及平台阳台是建筑物室内的延伸，人们在阳台上可以晒太阳、观赏风景、呼吸新鲜空气。对于阳台的利用一般有几种方式：–83– 毕业设计(1)利用封闭的阳台形成室内空间，可作为小卧室或者书房的用途，虽然空间较小，但利用率却比较高，从而能够提高经济适用房内部面积的使用率。(2)利用阳台设置一些绿化植物，形成家庭内部的小花园，改善住宅空间内部的小气候。(3)利用阳台设置健身器具或休息座椅等，供休闲使用。8.室内装修布局室内装修是采用恰当的建筑结构、适宜的装修材料、科学的加工工艺和施工方法对建筑物内部进行改造、修饰的过程。室内空间设计的风格与环境规划主要取决于生活的需求。对于经济使用房而言，应充分考虑到使用者的生活习惯、心里倾向和经济水平，合理布局，简约高效，避免浪费。设计过程中应当充分考虑家具布置的需要，比如开门窗的位置、放置床的位置、厨房及卫生间设备的摆放位置等。家具一般靠墙设置，因此应尽可能地留出相对宽松一点的墙面，应根据家具的尺寸进行合理规划，使得住户对房间的布置能够更加灵活。满足不同人群的需要。–83– 毕业设计2结构设计说明2.1工程概况结构形式为现浇钢筋混凝土框架结构，层数为3层，层高3米，柱，梁，楼板等构造部件均为现浇。填充墙采用空心砌块，外墙厚300mm，内墙厚120mm，内隔墙厚120mm，内隔墙厚200mm，楼板厚100mm。2.1.1设计参数(1)抗震设计烈度为：7度；(2)结构耐火等级：二级；(3)使用环境类别：二类；(4)场地类别Ⅲ类；(5)设计使用年限：50年(6)基本风压：0.8kN/m2。2.1.2设计依据《建筑结构荷载规范》《混凝土结构设计规范》《建筑抗震设计规范》《建筑地基基础设计规范》《建筑结构制图标准》2.1.3建筑材料各层梁、板、柱混凝土强度等级均为C30，基础采用C25。梁、柱受力钢筋采用HRB400，箍筋采用HPB400，基础采用HPB400。2.2结构布置及截面尺寸初估2.2.1柱网布置具体布置见图2.1–83– 毕业设计图2.1结构平面布置图2.2.2计算简图–83– 毕业设计2.2框架结构计算简图2.2.3初步确定梁柱的尺寸1.梁的截面尺寸h=(1/8～1/12)L=(1/8～1/12)×5400mm=675mm～450mm,取h=500mm;b=(1/2～1/3)h=(1/2～1/3)×450mm=225mm～150mm,取b=200mm;2.柱的截面尺寸楼面荷载近似取为12kN/m2，以中柱计算为依据，中柱最大承载范围为4.4m×4.25m，柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比限值估算：–83– 毕业设计如取柱截面为正方形，则其截面尺寸为b×h=263mm×263mm，由于《建筑抗震设计规范》第6.3.5条规定，一、二、三级且超过2层时，柱截面不宜小宇400mm.取b×h=400mm×400mm。2.3竖向荷载计算2.3.1恒荷载标准值计算1.不上人屋面恒载防水层（柔性）三毡四油铺小石子0.4KN/m2找平层：20厚1：3水泥砂浆找平0.020×20=0.4KN/m2找坡层：60厚水泥石灰焦渣砂浆找坡0.06×14=0.84KN/m2结构层：100厚现浇钢筋混凝土楼板0.10×25＝2.5KN/m2抹灰层：10厚板底混合砂浆0.01×17＝0.17KN/m2合计：4.312.楼面恒载25mm硬木地板：0.2地板格栅：0.220mm厚水泥砂浆找平层：20×0.02＝0.4100mm厚现浇钢筋混凝土板：25×0.10＝2.510mm厚水泥石膏砂浆打底：140.01＝0.14合计：3.44阳台恒载20mm厚水泥砂浆：20×0.02＝0.4100mm厚现浇钢筋混凝土板：25×0.10＝2.510mm厚水泥石膏砂浆打底：140.01＝0.14合计：3.043.主梁自重–83– 毕业设计b×h=200mm×500mm自重：25×0.2×(0.5-0.1)=2.010mm厚水泥石膏砂浆抹灰：170.01(0.5-0.1)×2＝0.136合计：2.636次梁自重b×h=150mm×400mm自重：25×0.15×0.3=1.12510mm厚水泥石膏砂浆抹灰：170.01(0.4-0.1)×2＝0.102合计：1.2274.柱自重b×h=400mm×400mm自重：25×0.4×0.4=410mm厚水泥石膏砂浆抹灰：170.014×0.4＝0.272合计：4.2725.墙自重(1)外墙自重8mm抗裂砂浆：17×0.008＝0.13650mm厚聚苯板：0.5×0.05＝0.025300mm水泥空心砖：9.6×0.3＝2.8820mm内墙面抹灰：170.02＝0.34合计：3.381(2)内墙自重120mm厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块：5.5×0.12＝0.6620mm厚双面抹灰：2×17×0.02＝0.68合计：1.34(3)内隔户墙自重200mm厚混凝土空心砌块：11.8×0.2＝2.3620mm厚双面抹灰：2×17×0.02＝0.68–83– 毕业设计合计：3.046.女儿墙自重(墙高1000mm，100mm混凝土压顶，压顶厚400mm)墙重及压顶重：9.6×1×0.3+25×0.1×0.4＝3.8820mm厚双面水泥砂浆抹灰：2×20×0.02×1.1＝0.88合计：4.767.门、窗自重木门：0.2钢铁门：0.45塑钢窗：0.452.3.2活荷载标准值1.不上人屋面活荷载0.52.楼面活荷载住宅2.0厨房2.0门厅、楼梯2.0阳台、浴室、卫生间2.52.3.3竖向荷载作用下框架受载总图1.计算单元取⑦轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为3.3m，如图2.3所示。直接传给该框架楼面荷载如图中的水平阴影所示，计算单元范围内的其余楼面荷载通过纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架梁，作用于各节点上。–83– 毕业设计图2.3横向框架计算单元2.荷载计算（1）恒载计算图2.4中q1代表横梁均布荷载；q2和q’2代表板传梯形分布荷载；P1、P2、P3代表纵梁传给柱的恒载。图2.4中的梯形分布荷载可根据支座弯矩相等的条件转化为等效均布荷载，如下：–83– 毕业设计图2.5梯形分布荷载化为均布荷载（α=a/l）2.3.4A-B轴间框架梁屋面板传荷载：恒载：[4.31kN/m2×1.25m×(1-2×0.231+0.231)+4.31kN/m2×2.7m×5/8]×1.35=12.152kN/m活载：[0.5kN/m2×1.25m×(1-2×0.231+0.231)+0.5kN/m2×2.7m×5/8]×1.35=1.409kN/m楼面板传荷载：恒载：3.44kN/m2×1.25m×(1-2×0.231+0.231)+3.44kN/m2×2.7m×5/8=9.7kN/m活载：2.0kN/m2×1.25m×(1-2×0.231+0.231)+2.0kN/m2×2.7m×5/8=5.639kN/m粱自重：2.02kN/mA-CB间框架梁均布荷载为：屋面粱恒载=粱自重+板传荷载　=2.636kN/m+12.152kN/m=14.788N/m活载=板传荷载=1.490kN/m楼面粱恒载=粱自重+板传荷载+墙自重=2.636N/m+9.7kN/m+3.04×3kN/m=21.456kN/m–83– 毕业设计活载=板传荷载=5.639kN/m5.3.2B-C轴间框架梁屋面板传荷载：恒载：[4.31kN/m2×1.25m×（1-2×0.368+0.368﹚+4.31kN/m2×1.7m×5/8]×1.35=8.776kN/m活载：[0.5N/m2×1.25m×（1-2×0.368+0.368﹚+0.5N/m2×1.2m×5/8]×1.35=1.103kN/m楼面板传荷载：恒载：3.14kN/m2×1.25m×（1-2×0.368+0.368﹚+3.44kN/m2×1.7m×5/8=7.085kN/m活载：2.0kN/m2×1.25m×（1-2×0.368+0.368﹚+2.0kN/m2×1.7m×5/8=4.119kN/m粱自重：2.636kN/mB-C轴间框架梁均部荷载为：屋面粱恒载=粱自重+板传荷载=2.636N/m+8.776kN/m=11.412kN/m活载=板传荷载=1.103KN/m楼面粱恒载=粱自重+板传荷载=2.636N/m+7.085kN/m＋3.381×3=19.864N/m活载=板传荷载=4.119kN/m5.3.4A轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱–83– 毕业设计顶层柱恒载=粱自重+板传荷载＋女儿墙自重=2.636kN/m×（2.5m+6m）/2+4.31kN/m×1.25×5/8+4.31kN/m×2.7×（1-2×0.45+0.45﹚＋4.25×4.76=27.553kN顶层柱活载=板传活载=0.5kN/m2×1.25×5/8＋0.5×2.7×（1-2×0.45+0.45﹚=1.2kN标准层恒载=墙自重+粱自重+板传荷载=3.381×﹙4.25×3﹣1.8×1.5﹚＋0.45×1.8×1.5＋2.636×4.25＋3.44×1.25×5/8＋3.44×2.7×（1-2×0.45+0.45﹚=55.457kN标准层活载=板传荷载=2×1.25×5/8m＋2×2.7×（1-2×0.45+0.45﹚=5.268kN5.3.5B轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱恒载=梁自重+板传荷载=2.636×4.25＋4.31×1.25×5/8×2＋4.31×2.7×（1-2×0.45+0.45﹚＋4.31×1.7×（1-2×0.28+0.28﹚=32.2611kN顶层柱活载=板传活载=0.5kN/m2×5/8×1.25m×2+0.5kN/m2×2.7×（1-2×0.45+0.45﹚＋0.5×1.7×=2.443KN标准层恒载=粱自重+墙自重+板传荷载=3.04kN/m×4.25×3＋3.44kN/m×1.25m×2×5/8＋3.44kN/m×2.7m×（1-2×0.45+0.45﹚＋3.44×1.7×（1-2×0.28+0.28﹚=55.567kN标准层活载=板传荷载=2.0kN/m2×5/8×1.25m×2+2.0kN/m2×2.7m×（1-2×0.45+0.45﹚＋2×1.7×（1-2×0.28+0.28﹚=9.722kN5.3.6C轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱恒载=梁自重+板传荷载–83– 毕业设计=2.636kN/m×（6m+2.5m）／2+4.31kN/m×5/8×1.25m+4.31kN/m×1.7m×（1-2×0.28+0.28)=20.909kN顶层柱活载=板传活载=0.5kN/m×5/8×1.25m+0.5kN/m×(1-2×0.282+0.283)×1.7m=1.126kN标准层恒载=粱自重+墙自重+板传荷载=3.381kN/m×4.25m×3+1.8×1.5＋0.45kN/m×1.8×1.5m＋2.636×4.25＋3.44×1.25×5/8＋3.44×1.7×(1-2×0.282+0.283)=60.573kN标准层活载=板传荷载=2.0kN/×5/8×1.25m×2+2kN/m×(1-2×0.282+0.283)×1.7m=4.504kN–83– 毕业设计框架竖向受载总图2.4横向框架侧移刚度计算梁柱均采用C30混凝土，Ec=3.0×104N/mm2。1.线刚度计算(1)横梁线刚度ib计算–83– 毕业设计截面尺寸：b×h=200mm×500mm跨度：l=5400mm梁矩形部分截面惯性矩：梁截面惯性矩：横梁线刚度1：：(2)柱线刚度ic计算截面尺寸：b×h=400mm×400mm柱高：H=3000mm柱截面惯性矩：柱线刚度：2.柱侧移刚度计算柱的侧移刚度D值按下式计算：其中αc为侧移刚度的修正系数，h为柱子计算高度,ic为柱子的线刚度。梁柱线刚度比为对于第1层：①边柱–83– 毕业设计②中柱对于第2～6层：①边柱②中柱–83– 毕业设计表2.1横向框架侧移刚度D值(N/mm)层数边柱中柱∑Di(N/mm)根数Di(N/mm)根数Di(N/mm)2～48821941459013411218132914180591784762.5水平地震作用计算2.5.1重力荷载代表值集中于各楼层标高处的重力荷载代表值，为计算单元范围内的各楼层楼面上的重力荷载代表值及上下各半层的墙柱等重量。计算时，各可变荷载的组合按规定采用，屋面上的可变荷载均取雪荷载。(1)顶层重力荷载标准值屋面板：梁：柱：窗：外墙：门：隔户墙：隔墙：合计Gk6=1087.08kN(2)2～5层重力荷载标准值楼板：–83– 毕业设计梁：柱：窗：外墙：门：隔户墙：隔墙：阳台板：合计Gk2～5=1398.02kN(3)底层重力荷载标准值楼板：梁：柱：窗：外墙：门：隔户墙：隔墙：阳台板：合计Gk1=1400.07kN(4)活荷载标准值屋面活载：14.4×8.8×0.5=63.36kN楼面活载：14.4×8.8×2.0=253.44kN阳台活载：9.4×1.4×2.5=32.9kN1～3层活载：楼面+阳台=253.44+32.9=286.73kN(5)重力荷载代表值顶层：G6=1089.08+0.5×63.36=1120.76kN–83– 毕业设计2～3层：G2～5=1398.02+0.5×286.34=1541.19kN底层：G1=1400.07+0.5×286.34=1543.24kN各质点的重力荷载代表值如图2.10所示图2.10各质点的重力荷载代表值2.5.2横向地震作用下框架结构的内力和侧移计算1.计算框架的自振周期按顶点位移法计算框架的自振周期T1=1.7×式中：——基本周期调整系数,取0.7。uT——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，uT是将框架的重力荷载视为水平作用力，求得的假象框架顶点位移。然后由uT求出T1，再用T1求得框架结构的底部剪力，进而求出框表2.2结构定点假想位移计算–83– 毕业设计层数Gi/kNVGi/kN∑Di/(N/mm)∆ui/mmui/mm41120.761120.761241129.075.431541.192661.9512411221.466.421541.192661.9512411221.445.021543.244205.1917847623.5623.6结构基本自振周期T1=1.7×=1.7×0.7×=0.614s2.5.2.2水平地震作用及楼层地震剪力计算因为本设计方案中结构高度不超过40m,质量和刚度沿高度分布较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。结构总水平地震作用标准值按式计算即：=0.85（1120.76+1541.19+153.24）=0.85×4205.19=3574..41kN设计地震分组为第2组，Ⅱ类场地，查表的特征周期Tg=0.45s抗震设防烈度为7度，多遇地震，查表得水平地震影响系数最大值αmax=0.08各质点的水平地震作用计算按式将上述和代入可得各楼层地震剪力计算按式具体过程见表2.3–83– 毕业设计表2.3各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层数411.51120.7612888.740.31790.6490.64391541.1913910.710.34192.22182.86261541.199247.140.22764.91247.77131543.244629.720.11934.03281.80各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图2.11–83– 毕业设计(a)水平地震作用分布(b)层间剪力分布图2.11横向水平地震作用及楼层地震剪力2.5.2.3水平地震作用下的位移验算水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移分别按式和计算，计算过程见表2.4。表中还计算了各层的层间弹性位移角。表2.4横向水平地震作用下的位移验算–83– 毕业设计层数490.641241120.735.7730001/41672182.861241121.475.0430001/20002247.771241122.003.5830001/15151281.81784761.581.5830001/2300由表2.4可见,最大层间弹性位移角发生在第2层，其值为1/1515<1/550，满足的要求，其中。2.5.2.4水平地震作用下框架内力计算以平面图中⑦轴线横向框架内力计算为例，说明计算方法，其余框架内力计算略。框架柱端剪力及柱上、下端弯矩分别按下列各式计算：式中：Dij为i层j柱的侧移刚度；h为该层柱的计算高度；y为框架柱的反弯点高度比；yn为框架柱的标准反弯点高度比；y1为上、下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值；y2、y3为上、下层层高变化时反弯点高度比的修正值。yn可以查表得到，本设计不需考虑修正。具体计算过程及结果见下表2.5。–83– 毕业设计表2.5各层柱端剪力及弯矩计算层数边柱中柱yy4390.6412411282196.000.8140.4516.2428.431459010.662.1060.4733.4141.2633182.86124112821912.110.8140.4528.6234.831459021.492.1060.5044.1552.7223247.77124112821916.410.8140.5033.7441.151459029.132.1060.5053.0753.0713281.881784761328112.980.8140.6856.5937.261805928.512.1060.6360.5162.31注：表中M量纲为V量纲为。梁端弯矩，剪力及柱轴力分别按下列各式计算：，，，式中：ilb，irb分别表示节点左右梁的线刚度（如下图所示），Mlb，Mrb分别表示节点左右梁的弯矩，Ni为柱在i层的轴力，以受压为正，具体计算过程见表2.6。–83– 毕业设计表2.6梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层数梁柱轴力ll边柱N中柱N边柱N451.1641.085.417.083.421.22-21.408.5214.31365.3849.585.421.293.427.31-32.7413.4027.54270.0157.795.423.673.432.41-53.5717.8527.54166.7250.765.421.763.423.67-81.3219.5359.48注：1）柱轴力中的负号表示拉力。当为左震时，左柱为拉力，对应的右柱为压力。2）表中M单位为kN.m,V的单位为kN，N的单位为kN，l的单位为m。水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图如图2.12～2.15所示。–83– 毕业设计图2.12左地震作用下框架弯矩图（kN·m）–83– 毕业设计图2.13左地震作用下梁端剪力及柱轴力图（kN）2.6横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算2.6.1风荷载标准值风荷载标准值：，基本风压ω0=0.8kN/m2，查表知风载体型系数μs=1.8。《建筑结构荷载规范》规定，对于高度大于30米且高宽比大于1.5的房屋结构，应采用风振系数取βz来考虑风压脉动的影响。本设计房屋高度H=11.5m<30m，H/B=11.5/10.8=1.04<1.5，故不考虑风压脉动的影响。所以仍取⑦轴线横向框架，其负载宽度3.m，沿房屋高度的分布风荷载标准值为：–83– 毕业设计根据各楼层标高处的高度Hi，可查表得μz的值，计算结果如下表:表2.7沿房屋高度分布风荷载标准值层数Hi/mμzβzqz(kN/m)411.51.131.02.98391.001.02.64261.001.02.64131.001.02.64qz沿房屋高度的分布见图2.16(a)（a）风荷载沿房屋高度的分布(kN/m)（b）等效节点集中风荷载(kN)图2.16框架上的风荷载框架结构分析时，应将图2.16(a)的分布风荷载转化为节点集中荷载,公式如下：–83– 毕业设计式中：hi为下层柱高，hj为上层柱高。节点集中风荷载如图2.16(b)所示。2.6.2风荷载作用下的水平位移验算根据图2.16(b)所示的水平荷载由式计算层间剪力，然后依据表2.1求出⑦轴线框架的层间侧移刚度，再按式和计算各层的相对侧移和绝对侧移。计算过程见表2.8。表2.8风荷载作用下的框架层间剪力及侧移计算层数48.948.94310280.292.3630001/833327.9216.86310280.542.0730001/555627.9224.78312080.801.5330001/333317.9232.70446910.730.7330001/4166由表2.8可见,最大层间弹性位移角发生在第2层，其值为1/3333，远小于1/550，满足的要求，其中。2.6.3风荷载作用下框架结构内力计算风荷载作用下框架结构内力计算过程与水平地震作用下的相同,此处从略。2.7竖向荷载作用下框架结构内力–83– 毕业设计梁端、柱端弯矩采用二次分配法计算。对于无侧移框架，某一点不平衡弯矩只对相连杆件的远端弯矩影响比较明显，对其它杆件的影响很小。弯矩二次分配法就是根据框架结构在竖向荷载作用下的这一特点，将各节点的不平衡弯矩，同时做分配和传递。远端均假设为固定端，传递系数取为1/2。对于因弯矩传递产生的新的不平衡弯矩，做第二次分配，而不再进行传递。这样得到的弯矩即为结构在竖向荷载下的最终弯矩计算结果。2.7.1固端弯矩计算将框架梁视为两端固定梁计算固端弯矩，计算公式为：计算结果见表2.9(恒载)和表2.10(活载)表2.9恒载固端弯矩层数AB跨BC跨简图固端弯矩(kN·m)简图固端弯矩(kN·m)614.2527.731～520.6748.27表2.10活载固端弯矩层数AB跨BC跨–83– 毕业设计简图固端弯矩(kN·m)简图固端弯矩(kN·m)61.352.681～55.43102.7.2分配系数计算将节点不平衡弯矩按线刚度比进行分配。对于顶层：(1)左节点：右节点与左节点对称。(2)中节点：对于1～3层：(2)左节点：–83– 毕业设计右节点与左节点对称。(2)中节点：2.7.3弯矩分配恒载和活载作用下，框架的弯矩分配计算分别见图2.17～2.18，框架的弯矩图分别见图2.19～2.20。–83– 毕业设计图2.17恒载作用下的弯矩二次分配(M单位：kN·m)–83– 毕业设计图2.18活载(上人屋面活载)作用下的弯矩二次分配(M单位：kN·m)–83– 毕业设计图2.20恒载作用下的框架弯矩图(单位：kN·m)–83– 毕业设计图2.21活载(上人屋面活载)作用下的框架弯矩图(单位：kN·m)2.7.4横梁跨中弯矩计算取脱离体，按简支梁则有：恒载和活载分别作用下的横梁跨中弯矩计算结果见表2.11～2.13，并将M中的值标在弯矩图2.20～2.22上。表2.11恒载作用下横梁跨中弯矩(单位：kN·m)层数AB跨BC跨421.3714.956.42101.0810.4390.65–83– 毕业设计329.8716.0113.86175.9410.68165.26229.8716.0113.86175.9410.68165.26129.8716.0113.86175.9410.68165.26表2.12活载(上人屋面活载)作用下横梁跨中弯矩(单位：kN·m)层数AB跨BC跨41.951.560.599.771.217.5637.851.156.7036.452.3834.0727.851.156.7036.452.3834.0717.851.156.7036.452.3834.072.7.5梁端剪力及柱轴力1.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叠加而得。竖向荷载引起的剪力:梁端弯矩引起的剪力:叠加后：；2.轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到。计算柱底轴力还需考虑柱的自重，计算结果见表2.14～2.16。–83– 毕业设计–83– 毕业设计层数AB跨BC跨柱轴力ql/2∑M/lV左V右ql/2∑M/lV左V右A柱B柱C柱N顶N底N顶N底N顶N底425.132.5622.9727.6930.81-1.9528.8632.76254.12266.79390.19402.86263.95276.62336.481.5438.0234.9453.62-1.1552.4754.77350.6363.27539.2551.87365.35378.02236.481.5438.0234.9453.62-1.1552.4754.77447.08459.75688.21700.88466.75479.42136.481.5438.0234.9453.62-1.1552.4754.77543.18555.85837.97850.64567.78580.45表2.14恒载作用下梁端剪力及柱轴力(kN)表2.15活载(上人屋面活载)作用下梁端剪力及柱轴力(kN)层数AB跨BC跨柱轴力ql/2∑M/lV左V右ql/2∑M/lV左V右A柱(N顶=N底)B柱(N顶=N底)C柱(N顶=N底)42.390.461.932.852.970.213.182.7637.3980.4737.3939.590.439.1610.0211.070.1311.210.9449.95107.149.9529.590.439.1610.0211.070.1311.210.9462.51133.7362.5119.590.439.1610.0211.070.1311.210.9475.01160.4875.012.8横向框架内力组合2.8.1结构抗震等级结构的抗震等级可根据结构类型、地震烈度、房屋高度等因素由抗震规范确定。本工程的框架为三级抗震等级。2.8.2框架梁内力组合–83– 毕业设计本设计方案中考虑了三种内力组合，即，，。各层梁的内力组合见表2.17，表中，，三列中的梁端弯矩M为经过调幅后的弯矩（调整系数为0.8）。承载力抗震调整系数γRE受弯时取0.75，受剪时取0.85。1.在非抗震组合作用下，跨中弯矩最大值Mmax近似取恒载和活载跨中弯矩组合值代替，并乘以1.1倍的增大系数。在抗震组合作用下，采用解析法导出跨中弯矩最大值Mmax的计算公式，推导过程中，弯矩以顺时针方向为正，剪力以向上为正。图2.23求解梁跨间最大正弯矩计算图形如图2.23所示，M左代表梁左端考虑抗震的组合弯矩值，M右代表梁右端考虑抗震的组合弯矩值，q为梁上荷载设计值，l为梁的跨度，x代表最大正弯矩Mmax距梁左端的距离。对右端取矩可得：则–83– 毕业设计由解得则下面以第一层AB跨梁为例，说明计算过程：①左震时②右震时2.根据《抗震规范》，梁端截面组合的剪力设计值应按下式调整：式中：V—梁端截面组合的剪力设计值；ln—梁的净跨，本设计ln=5m；–83– 毕业设计VGb—梁在重力荷载代表值作用下，按简支梁分析的梁端截面剪力设计值；、—分别为梁左右端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值—梁端剪力增大系数，本设计为三级抗震，取1.1。；取顺时针或逆时针方向中较大值；调整结果见表2.17。–83– 毕业设计表2.17框架梁内力组合层数截面位置内力→←1AM-24.35-4.2-4.266.7241.25-88.86-37.07-35.176.21V40.967.057.0521.7621.3369.4262.3559.02B左M-36.13-6.12-6.1250.76-84.7614.22-54.9-51.92V46.427.937.9321.7675.4427.3570.666.81B右M-37.56-6.12-6.1250.7612.93-86.05-56.83-53.6478.75V49.17.937.0521.7629.6377.7274.2270.02CM-26.24-4.2-4.266.72-90.5639.55-39.62-37.37V43.867.057.9321.7672.8324.7466.2662.5跨间MAB53.0931.8528.3826.88MBC33.1753.9430.3828.652AM-25.9-4.46-4.4665.3838.43-89.06-39.43-37.3275.21V41.347.117.1121.2922.2769.3262.9259.56B左M-36.06-6.12-6.1249.58-83.5513.13-54.8-51.84V46.047.877.8721.2974.527.4570.0266.27B右M-37.62-6.12-6.1249.5811.73-84.95-56.91-53.7177.75V48.737.877.8721.2930.1977.2473.6669.49CM-27.89-4.46-4.4665.38-90.8536.64-42.11-39.71V44.237.117.1121.2972.2725.2266.8263.03–83– 毕业设计跨间MAB51.2130.9927.1325.68MBC32.2452.0128.9627.31续表2.17层数截面位置内力→←4AM-13.12-3.51-1.0319.426.66-31.21-21.22-20.6635.39V23.676.791.446.2118.0231.7438.7437.91B左M-22.46-6.54-1.3114.14-34.59-7.02-36.86-36.11V27.998.191.566.2136.2122.4845.9845.05B右M-22.64-6.54-1.3114.14-7.18-34.75-37.1-36.3235.39V288.191.566.2122.4936.2245.9945.07CM-13.27-3.51-1.0319.42-31.346.53-21.42-20.84V23.666.791.446.2131.7318.0138.7337.9跨间MAB21.6112.718.3518.03MBC14.1621.4818.117.81注：M以下部受拉为正，V以向上为正，MAB和MBC分别为AB跨和BC跨的跨间最大弯矩。2.8.3框架柱内力组合–83– 毕业设计取每层柱顶和柱底两个控制截面进行组合，组合结果见表2.18～2.23。在考虑地震作用效应的组合中，取屋面为雪荷载时的内力进行组合。表2.18横向框架A柱弯矩和轴力组合层数截面内力|Mmax|NNminMNmaxM→←4柱顶M16.44.391.2919.42-3.5934.2826.5325.8334.28-3.5926.53N61.212.242.536.2150.1662.2794.8690.5862.2750.1694.86柱底M-15.87-3.24-2.269.14-6.39-24.21-24.66-23.58-24.66-6.39-24.66N73.8712.242.536.2161.5773.68111.96105.78111.9661.57111.963柱顶M16.192.792.7938.53-21.7453.3924.6523.3353.39-21.7424.65N350.649.9540.1756.57278.46388.77523.26490.65388.77278.46523.26M-16.19-2.79-2.7931.5214.91-46.56-24.65-23.33-46.5614.91-24.65–83– 毕业设计柱底N363.2749.9540.1756.57289.86400.18540.36505.85400.18289.86540.362柱顶M16.192.792.7938.49-21.753.3524.6523.3353.35-21.724.65N447.0862.5152.7380.24347.87504.33666.07624.01504.33347.87666.07柱底M-18.81-3.24-3.2438.4919.14-55.91-28.63-27.11-55.9119.14-28.63N459.7562.5152.7380.24359.27515.74683.17639.21515.74359.27683.171柱顶M11.632.012.0128.23-16.1539.1917.7116.7739.19-16.1517.71N543.1875.0165.23102418.77617.67808.3756.83617.67418.77808.3柱底M-5.82-1.01-1.016052.81-64.19-8.87-8.4-64.1952.81-8.87N555.8575.0165.23102430.17629.07825.41772.03629.07430.17825.41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。–83– 毕业设计表2.19横向框架A柱剪力组合（kN）层数→←4-10.76-2.54-1.189.52-1.06-22.1-17.07-16.473-10.79-1.86-1.8623.3513.85-37.76-16.43-15.552-11.67-2.01-2.0125.6615.43-41.28-17.76-16.821-5.82-1.01-1.0129.4126.05-38.95-8.87-8.4注：表中V以绕柱端顺时针为正。–83– 毕业设计表2.20横向框架B柱弯矩和轴力组合层数截面内力|Mmax|NNminMNmaxM→←6柱顶M0.220028.27-27.3727.760.30.2627.76-27.370.3N92.0927.275.3085.2785.27151.59148.6985.2785.27151.59柱底M-0.710016.6115.56-16.83-0.96-0.85-16.8315.56-0.96N104.7627.275.3096.6796.67168.7163.8996.6796.67168.73柱顶M0.970055.07-52.8254.571.311.1654.57-52.821.31N539.2107.185.270523.65523.65835.02797523.65523.65835.02柱底M-0.970055.0752.82-54.57-1.31-1.16-54.5752.82-1.31N551.87107.185.270535.05535.05852.12812.18535.05535.05852.122柱顶M0.970060.51-58.1259.871.311.1659.87-58.121.31N688.21133.73111.90669.74669.741062.811013.07669.74669.741062.81–83– 毕业设计柱底M-1.070060.5158.03-59.96-1.44-1.28-59.9658.03-1.44N700.88133.73111.90681.15681.151079.921028.28681.15681.151079.921柱顶M0.710041.01-39.3540.620.960.8540.62-39.350.96N837.97160.48138.650816.57816.571291.741230.24816.57816.571291.74柱底M-0.360069.8467.77-68.42-0.49-0.43-68.4267.77-0.49N850.64160.48138.650827.97827.971308.841245.44827.97827.971308.84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。表2.21横向框架B柱剪力组合（kN）层数→←4-0.310014.9616.21-16.85-0.42-0.37–83– 毕业设计3-0.650036.7139.9-41.23-0.88-0.782-0.680040.3443.88-45.27-0.92-0.821-0.360036.9540.46-41.2-0.49-0.43注：表中V以绕柱端顺时针为正。表2.22横向框架C柱弯矩和轴力组合层数截面内力|Mmax|NNminMNmaxM→←4柱顶M-16.59-4.39-1.2919.42-34.453.42-26.79-26.05-34.453.42-26.79N61.1912.242.536.2162.2650.1594.8590.5662.2650.1594.85柱底M16.823.242.269.1425.077.2425.9524.7225.957.2425.95N73.8612.242.536.2173.6761.56111.95105.77111.9561.56111.953柱顶M-17.43-2.79-2.7938.53-54.5120.62-26.32-24.82-54.5120.62-26.32N365.3549.9540.1756.57402.05291.74543.17508.35402.05291.74543.17–83– 毕业设计柱底M17.432.792.7931.5247.67-13.7926.3224.8247.67-13.7926.32N378.0249.9540.1756.57413.45303.14560.28523.55413.45303.14560.282柱顶M-17.43-2.79-2.7938.49-54.4720.59-26.32-24.82-54.4720.59-26.32N466.7562.5152.7380.24522.04365.57692.62647.61522.04365.57692.62柱底M20.223.243.2438.4957.18-17.8730.5428.857.18-17.8730.54N479.4262.5152.7380.24533.44376.97709.73662.82533.44376.97709.731柱顶M-12.58-2.01-2.0128.23-39.7515.3-18.99-17.91-39.7515.3-18.99N567.7875.0165.23102639.81440.91841.51786.35639.81440.91841.51柱底M6.291.011.016064.62-52.389.58.9664.62-52.389.5N580.4575.0165.23102651.21452.31858.62801.55651.21452.31858.62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。–83– 毕业设计表2.23横向框架C柱剪力组合（kN）层数→←411.142.541.189.5222.481.4517.5816.92311.621.861.8623.3538.6-1317.5516.55212.552.012.0125.6642.18-14.5318.9517.8716.291.011.0129.4139.43-25.579.58.96注：表中V以绕柱端顺时针为正。–83– 毕业设计2.9截面设计2.9.1框架梁这里取第一层BC跨梁为例,说明计算方法和过程。1.选取最不利内力从表2.17中选取如下：左端：M=-86.05kN·m；V=-77.72kN跨中：M=53.94kN·m右端：M=-90.56kN·m；V=72.83kN2.正截面受弯承载力计算混凝土强度等级C30：C30级fc=14.3N/mm2；ft=1.43N/mm2应力系数α1=1.0；高度系数β=0.8钢筋强度等级：纵向钢筋：HRB400级fy=360N/mm2箍筋：HPB400级fy=360N/mm2(1)支座C梁截面尺寸为b×h=200mm×500mm，按矩形截面计算单层配筋了近似取mm2实配钢筋318，–83– 毕业设计抗震设计时，支座（满足）(1)支座C梁截面尺寸为b×h=200mm×500mm，按矩形截面计算单层配筋了近似取实配钢筋，318，抗震设计时，支座满足）(3)跨中截面按T形截面计算①翼缘可计算宽度的确定按计算跨度l0考虑：按梁间净距考虑：按翼缘厚度考虑:(故此种情况不考虑)综上，取–83– 毕业设计②T形截面类型判断属于第一类T形截面实配钢筋，218，抗震设计时，支座满足）③钢筋面积计算3.斜截面计算由表2.17查得故截面尺寸满足要求。故可按构造要求配箍筋，三级抗震时梁端箍筋加密区构造要求如下：①箍筋加密区长度为–83– 毕业设计②箍筋最大间距③箍筋最小直径8mm所以，加密区取28@100，非加密区取28@150。2.9.2框架柱以一层B柱为例，说明计算方法和过程。1.轴压比验算Nmax=1308.84kN轴压比（满足要求）2.柱正截面承载力计算(1)按及相应的N计算为体现“强柱弱梁”的原则，对于三级框架，梁、柱端弯矩应符合下述公式要求：式中：——节点上下柱端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩设计值之和，上下柱端的弯矩设计值，可按弹性分析分配；——节点左右梁端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值之和。由于地震的往复作用，两个方向的弯矩设计值均应满足要求。当柱子考虑顺时针弯矩之和时，梁应考虑逆时针方向弯矩之和，反之亦然。一层B柱与梁节点的梁端弯矩值由内力表2.17查得：左震：右震：取（右震）一层B柱与梁节点的柱端弯矩值由内力表2.20查得–83– 毕业设计左震：右震：取（右震）取将按柱的弹性分析弯矩值之比分配给节点上下柱端则底层柱上端弯矩调整为三级框架，底层柱截面的弯矩设计值应乘以增大系数1.15计算偏心距：附加偏心距：（l为偏心方向截面尺寸）确定柱的计算长度，其中因为长细比，故需要考虑偏心距增大系数η。–83– 毕业设计对称配筋为大偏压情况。(2)按及相应的M计，此组内力是非地震组合情况，且无水平荷载效应，故不必进行调整–83– 毕业设计因为长细比，故需要考虑偏心距增大系数η。故为小偏心受压。采用对称配筋因为所以按构造配筋，且应满足且满足，选218，总配筋率3.柱斜截面受剪承载力计算由前可知，，–83– 毕业设计则框架柱的剪力设计值剪跨比取（满足要求）根据规范，所以取故该柱按构造配置箍筋，三级抗震时柱端箍筋加密区构造要求如下：①箍筋加密区长度为上端：下端(底层柱根)：②箍筋最大间距为上端：下端(底层柱根)：③箍筋最小直径8mm–83– 毕业设计所以，加密区取28@100，非加密区取28@200。轴压比查表得最小配箍特征值λv=0.07，则柱箍筋加密区最小体积配筋率（满足要求）2.10楼梯设计板式楼梯：TB-11.1基本资料　1.1.1工程名称：工程一　1.1.2楼梯类型：板式A型（╱），支座条件：两端弹性；支座弯矩取-1/20·q·l02，　跨中弯矩取1/10·q·l02，跨中调整系数γm＝1.2　1.1.3踏步段水平净长Lsn＝1820mm，梯板净跨度Ln＝Lsn＝1820mm，　梯板净宽度B＝1200mm　1.1.4低端支座宽度dl＝200mm，高端支座宽度dh＝200mm　计算跨度L0＝Min{Ln+(dl+dh)/2,1.05Ln}＝Min{2020,1911}＝1911mm　1.1.5梯板厚度h1＝100mm　1.1.6踏步段总高度Hs＝1335mm，楼梯踏步级数n＝8　1.1.7线性恒荷标准值Pk＝1kN/m；楼梯（住宅）均布活荷标准值qk＝2kN/m2，ψc＝0.7　–83– 毕业设计1.1.8面层厚度c1＝25mm，面层容重γc2＝20kN/m3；顶棚厚度c2＝20mm，　顶棚容重γc2＝18kN/m3；楼梯自重容重γb＝25kN/m3　1.1.9混凝土强度等级为C25，fc＝11.943N/mm2，ft＝1.271N/mm2，ftk＝1.779N/mm2，　Ec＝27871N/mm2　1.1.10钢筋抗拉强度设计值fy＝360N/mm2，Es＝200000N/mm2；　纵筋的混凝土保护层厚度c＝20mm　　1.2楼梯几何参数　1.2.1踏步高度hs＝Hs/n＝1335/8＝166.9mm　踏步宽度bs＝Lsn/(n-1)＝1820/(8-1)＝260mm　踏步段斜板的倾角α＝ArcTan(hs/bs)＝ArcTan(166.9/260)＝32.7°　踏步段斜板的长度Lx＝Lsn/Cosα＝1820/Cos32.7°＝2163mm　1.2.2踏步段梯板厚的垂直高度h1"＝h1/Cosα＝100/Cos32.7°＝118.8mm　踏步段梯板平均厚度T＝(hs+2h1")/2＝(166.9+2*118.8)/2＝202.3mm　1.2.3梯板有效高度h10＝h1-as＝100-25＝75mm　　1.3均布永久荷载标准值　1.3.1梯板上的线载换算为均布恒荷gk1＝Pk/B＝1/1.2＝0.83kN/m2　1.3.2梯板自重gk2＝γb·T＝25*0.2023＝5.06kN/m2　1.3.3踏步段梯板面层自重　gk3＝γc1·c1·(n-1)(hs+bs)/Ln＝20*0.025*(8-1)*(0.1669+0.26)/1.82　＝0.82kN/m2　1.3.4梯板顶棚自重gk4"＝γc2·c2＝18*0.02＝0.36kN/m2　gk4＝gk4"·Lx/Ln＝0.36*2.163/1.82＝0.43kN/m2　1.3.5均布荷载标准值汇总gk＝gk1+gk2+gk3+gk4＝7.14kN/m2　　1.4均布荷载的基本组合值　–83– 毕业设计由可变荷载控制的Q(L)＝γG·gk+γQ·qk＝1.2*7.14+1.4*2＝11.37kN/m2　由永久荷载控制的Q(D)＝γG1·gk+γQ·ψc·qk＝1.35*7.14+1.4*0.7*2＝11.60kN/m2　最不利的荷载基本组合值Q＝Max{Q(L),Q(D)}＝Max{11.37,11.6}＝11.60kN/m2　　1.5梯板的支座反力　永久荷载作用下均布反力标准值Rk(D)＝6.50kN/m　可变荷载作用下均布反力标准值Rk(L)＝1.82kN/m　最不利的均布反力基本组合值R＝10.55kN/m　　1.6梯板斜截面受剪承载力计算　V≤0.7·βh·ft·b·h0　V＝1/2·Q·Ln·Cosα＝0.5*11.6*1.82*Cos32.7°＝8.9kN　R＝0.7·βh·ft·b·h0＝0.7*1*1271*1*0.075＝66.7kN≥V＝8.9kN，满足要求。　　1.7正截面受弯承载力计算　1.7.1跨中Mmax＝1/10·Q·L02＝0.1*11.6*1.9112＝4.24kN·m　As＝160mm2，as＝24mm，ξ＝0.063，ρ＝0.21%；ρmin＝0.20%，　As,min＝200mm2；实配纵筋：8@200（As＝251）　1.7.2支座Mmin＝-1/20·Q·L02＝-0.05*11.6*1.9112＝-2.12kN·m　As＝79mm2，as＝24mm，ξ＝0.031，ρ＝0.10%；ρmin＝0.20%，As,min＝200mm2；　实配纵筋：8@200（As＝251）　　1.8板式楼梯平面整体表示方法的注写内容　–83– 毕业设计AT1,h=100166.9X8＝13358@200　1板式楼梯：TB-21.1基本资料　1.1.1工程名称：工程一　1.1.2楼梯类型：板式D型（__╱￣），支座条件：两端弹性；支座弯矩取-1/20·q·l02，　跨中弯矩取1/10·q·l02，跨中调整系数γm＝1.2　1.1.3踏步段水平净长Lsn＝260mm，低端平板净长Lln＝1020mm，　高端平板净长Lhn＝1020mm，　梯板净跨度Ln＝Lln+Lsn+Lhn＝1020+260+1020＝2300mm，梯板净宽度B＝1150mm　1.1.4低端支座宽度dl＝200mm，高端支座宽度dh＝200mm　计算跨度L0＝Min{Ln+(dl+dh)/2,1.05Ln}＝Min{2500,2415}＝2415mm　1.1.5梯板厚度h1＝100mm　1.1.6踏步段总高度Hs＝340mm，楼梯踏步级数n＝2　1.1.7线性恒荷标准值Pk＝1kN/m；楼梯（住宅）均布活荷标准值qk＝2kN/m2，ψc＝0.7　1.1.8面层厚度c1＝25mm，面层容重γc2＝20kN/m3；顶棚厚度c2＝20mm，　顶棚容重γc2＝18kN/m3；楼梯自重容重γb＝25kN/m3　1.1.9混凝土强度等级为C30，fc＝14.331N/mm2，ft＝1.433N/mm2，ftk＝2.006N/mm2，　Ec＝29791N/mm2　1.1.10钢筋抗拉强度设计值fy＝360N/mm2，Es＝200000N/mm2；　纵筋的混凝土保护层厚度c＝15mm　　1.2楼梯几何参数　1.2.1踏步高度hs＝Hs/n＝340/2＝170mm　–83– 毕业设计踏步宽度bs＝Lsn/(n-1)＝260/(2-1)＝260mm　踏步段斜板的倾角α＝ArcTan(hs/bs)＝ArcTan(170/260)＝33.2°　踏步段斜板的长度Lx＝Lsn/Cosα＝260/Cos33.2°＝311mm　1.2.2踏步段梯板厚的垂直高度h1"＝h1/Cosα＝100/Cos33.2°＝119.5mm　踏步段梯板平均厚度T＝(hs+2h1")/2＝(170+2*119.5)/2＝204.5mm　1.2.3梯板有效高度h10＝h1-as＝100-20＝80mm　　1.3均布永久荷载标准值　1.3.1梯板上的线载换算为均布恒荷gk1＝Pk/B＝1/1.15＝0.87kN/m2　1.3.2踏步段梯板自重gk2"＝γb·T＝25*0.2045＝5.11kN/m2　gk2＝gk2"·Lsn/Ln＝5.11*0.26/2.3＝0.58kN/m2　1.3.3低端、高端平板自重gk3"＝γb·h1＝25*0.1＝2.50kN/m2　gk3＝gk3"·(Lln+Lhn)/Ln＝2.5*(1.02+1.02)/2.3＝2.22kN/m2　1.3.4踏步段梯板面层自重　gk4"＝γc1·c1·[n·hs+(n-1)·bs]/Lsn＝20*0.025*[2*0.17+(2-1)*0.26]/0.26　＝1.15kN/m2　gk4＝gk4"·Lsn/Ln＝1.15*0.26/2.3＝0.13kN/m2　1.3.5低端、高端平板面层自重gk5"＝γc1·c1＝20*0.025＝0.50kN/m2　gk5＝gk5"·(Lln+Lhn)/Ln＝0.5*(1.02+1.02)/2.3＝0.44kN/m2　1.3.6梯板顶棚自重gk6"＝γc2·c2＝18*0.02＝0.36kN/m2　gk6＝gk6"·(Ln+Lx-Lsn)/Ln＝0.36*(2.3+0.311-0.26)/2.3＝0.37kN/m2　1.3.7均布荷载标准值汇总gk＝gk1+gk2+gk3+gk4+gk5+gk6＝4.61kN/m2　　1.4均布荷载的基本组合值　由可变荷载控制的Q(L)＝γG·gk+γQ·qk＝1.2*4.61+1.4*2＝8.33kN/m2　–83– 毕业设计由永久荷载控制的Q(D)＝γG1·gk+γQ·ψc·qk＝1.35*4.61+1.4*0.7*2＝8.18kN/m2　最不利的荷载基本组合值Q＝Max{Q(L),Q(D)}＝Max{8.33,8.18}＝8.33kN/m2　　1.5梯板的支座反力　永久荷载作用下均布反力标准值Rk(D)＝5.30kN/m　可变荷载作用下均布反力标准值Rk(L)＝2.30kN/m　最不利的均布反力基本组合值R＝9.58kN/m　　1.6梯板斜截面受剪承载力计算　V≤0.7·βh·ft·b·h0　V＝1/2·Q·Ln＝0.5*8.33*2.3＝9.6kN　R＝0.7·βh·ft·b·h0＝0.7*1*1433*1*0.08＝80.2kN≥V＝9.6kN，满足要求。　　1.7正截面受弯承载力计算　1.7.1跨中Mmax＝1/10·Q·L02＝0.1*8.33*2.4152＝4.86kN·m　As＝171mm2，as＝19mm，ξ＝0.053，ρ＝0.21%；ρmin＝0.20%，　As,min＝200mm2；实配纵筋：8@200（As＝251）　1.7.2支座Mmin＝-1/20·Q·L02＝-0.05*8.33*2.4152＝-2.43kN·m　As＝84mm2，as＝19mm，ξ＝0.026，ρ＝0.10%；ρmin＝0.20%，As,min＝200mm2；　实配纵筋：8@200（As＝251）　　1.8板式楼梯平面整体表示方法的注写内容　DT1,h=100170X2＝3408@200　–83– 毕业设计2.11基础设计取B柱基础设计。地基土为粉质粘土，，地基承载力特征值，无软弱下卧层。本工程框架层数不多，地基土比较均匀，可采用柱下独立基础。混凝土强度等级选C25，ft=1.27N/mm2；钢筋取HRB400，fy=360N/mm2；采用100厚C15混凝土垫层，两边各延伸出100mm。根据《建筑地基基础设计规范》，按地基承载力确定基础底面积及埋深时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合计算；在确定基础高度、确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合计算。表2.24和2.25分别为B柱基顶荷载标准组合和基本组合。–83– 毕业设计表2.24B柱基顶荷载标准组合截面内力|Mkmax|NNkminMNkmaxM→←一层柱底M-0.360069.8469.48-70.2-0.36-70.269.48-0.36N850.64160.48138.650919.97919.971011.12919.97919.971011.12V-0.360036.9536.59-37.31-0.36-37.3136.59-0.36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；V以绕柱端顺时针为正，单位为kN。–83– 毕业设计表2.25B柱基顶荷载基本组合截面内力|Mmax|NNminMNmaxM→←一层柱底M-0.360069.8490.36-91.23-0.49-0.43-91.2390.36-0.49N850.64160.48138.6501103.961103.961308.841245.441103.961103.961308.84V-0.360036.9547.6-48.47-0.49-0.43-48.4747.6-0.49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；V以绕柱端顺时针为正，单位为kN。–83– 毕业设计2.11.1初步确定基础尺寸基础埋深设为1.5m。，1.按轴心荷载初步确定基础底面积。从表2.24中选用荷载标准组合值，Nkmax=1011.12kN考虑偏心荷载的影响，将A0增大20%，即设基础为正方形，则，。2.地基承载力修正根据查表得3.计算基底压力（采用荷载标准组合）(1)取标准组合及相应的N，V即基础及回填土重：基底处竖向合力：基底处总力矩：偏心距–83– 毕业设计所以，偏心力作用在基础截面内。(2)取标准组合及相应的M，V即基础及回填土重：基底处竖向合力：基底处总力矩：偏心距所以，偏心力作用在基础截面内。综上，可知–83– 毕业设计4.持力层承载力验算均满足要求。所以，基础底面尺寸采用2.3m×2.3m是合适的。基础尺寸如图2.25所示：–83– 毕业设计图2.25基础计算简图2.11.2基础受冲切承载力验算（采用荷载基本组合）根据《建筑地基基础设计规范》，受冲切承载力按下列公式验算：式中：βhp————受冲切承载力截面高度影响系数；am————冲切破坏锥体最不利一侧计算长度；at————冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长，当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽；ab————冲切破坏锥体最不利斜截面在基础底面积范围内的下边长，当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时，取柱宽加两倍基础有效高度；pj————扣除基础自重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力；Al————冲切验算时取用的部分基底面积；Fl————相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。根据h=900mm，通过线性内插得βhp=0.9917；取as=50mm，则h0=h-as=900-50=850mm；柱宽a=400mm，则at=a=400mm，ab=a+2h0=400+2×850=2100mm，am=(at+ab)/2=(400+2100)/2=1250mm。(1)取基本组合及相应的N，V即–83– 毕业设计偏心距所以，偏心力作用在基础截面内。(2)取基本组合及相应的M，V即偏心距所以，偏心力作用在基础截面内。综上，可知则。故满足冲切要求，选用基础高度h=900mm合适。2.11.3配筋计算（采用荷载基本组合）–83– 毕业设计设计控制截面Ⅰ、Ⅱ在柱边处，如图2.24所示，此时相应的(1)取基本组合及相应的N，V即基础及回填土重：基底处竖向合力：基底处总力矩：偏心距所以，偏心力作用在基础截面内。(2)取基本组合及相应的M，V即基础及回填土重：基底处竖向合力：基底处总力矩：偏心距–83– 毕业设计所以，偏心力作用在基础截面内。综上，可知图2.26截面Ⅰ处基底反力位置如图2.26所示，截面Ⅰ处基底反力为设计控制截面Ⅰ处的弯矩为该方向受力钢筋面积–83– 毕业设计实配12@150，As=1885mm2。设计控制截面Ⅱ处的弯矩为该方向受力钢筋面积实配12@150，As=1885mm2\–83– 毕业设计结论通过对厦门湾御墅的设计，使我了解了框架结构的一般设计要求、程序、方法和内容。随着经济水平的提高，人们对生活品质的追求也越来越高，购买别墅的业主越来越多，别墅俨然已成为城市的另一道风景线别墅设计应以居住者的生活内容为设计依据，满足人的基本空间要求。在解决使用功能的基础上进行设计，营造出一个健康、舒适、愉悦和富于文化品位而个性化的家居氛围。本项目结构设计将以安全方便为目的，在表现建筑主观美和异形美的同时，别墅结构应当稳定，整体性要强。因此将是一次很好的锻炼，也是一次巨大的挑战。通过本次设计对大学期间所学的知识做一个系统的总结和应用，对所学的知识得以系统的深化。培养我们独立自主的能力以及认真的学习态度，提高本人毕业后到第一线工作的能力，树立外国先进理论和本国实际国情相结合的思想和观点，同时还将培养设计工作中实事求是、严格、准确的科学态度和工作作风。结构计算时综合考虑设计依据、抗震等级、活荷载不利布置、风雪荷载、地质条件、材料选用、防水以及规范中规定的一些构造措施。手算采用一些简化的但比较精确的计算方法，如计算地震作用的底部剪力法、计算水平荷载作用下框架内力的“D值法”、计算竖向荷载作用下框架内力的弯矩二次分配法等。采用PKPM软件进行辅助计算。电算出图快捷、精确，是实际工程设计采用的主要手段，但毕业设计采用手算为主更能加深对计算原理的理解。总之，毕业设计是大学生涯中一个十分重要的学习环节，它最贴近实践，是一个很好的检验学习成果的机会。通过毕业设计巩固了专业知识，提高了综合分析问题的能力，初步掌握了一般住宅建筑工程的设计流程、原理及方法，为将来的工作打下良好的基础。–83– 毕业设计参考文献[1]《高层建筑混凝土结构技术规程》[2]混凝土结构.北京：中国建筑工业出版社，2002[3]地基基础工程.大连：大连理工大学出版社，1998[4]梁兴文、史庆轩主编.土木工程专业毕业设计指导.北京：科学出版社，2002[5]同济大学、西安建筑科技大学、东南大学、重庆建筑大学合编.房屋建筑学.北京：中国建筑工业出版社，2002[6]中华人民共和国国家标准.房屋建筑制图统一标准（GB/T50001—2001）.北京：中国建筑工业出版社，2001[7]中华人民共和国国家标准.建筑结构制图标准（GB/T50105—2001）.北京：中国建筑工业出版社，2001[8]中华人民共和国国家标准.建筑结构荷载规范（GB50009—2001）.北京：中国建筑工业出版社，2001[9]中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范（GB50010—2002）.北京：中国建筑工业出版社，2002[10]中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范（GB50011—2001）.北京：中国建筑工业出版社，2001[11]中华人民共和国国家标准.建筑地基基础设计规范（GB50007—2002）.北京：中国建筑工业出版社，2002[12]Park,R.andPaulay.T.Reinforcedconcretestructures,NewYork:Wiley,1975[13]DesignofReinforcedConcrete,7thEdition,ACI318-05CodeEdition[14]艾伦·威廉斯.DesignofReinforcedConcreteStructures,北京:中国水利水电出版社,2002[15]HenryJ.Cowan.DesignofReinforcedconcretestructures,EnglewoodCliffs:PrenticeHall,1989[16]LuluBasheer,JoergKropp,DavidJ.Cleland.Assessmentofthedurabilityofconcretefromitspermeationproperties:areview.Elsevier,2005,93-103.–83–'