陕科大综合教学实验楼 土木工程毕业设计计算书

'摘要本工程为陕科大综合教学实验楼，主体结构为钢筋混凝土框架结构。总建筑面积约为6834㎡，层高3.6m，建筑层数六层。采用独立基础，室内外高差为0.45.m。本设计综合运用所学的专业知识，根据设计任务书的要求进行了钢筋混凝土结构办公楼的建筑、结构设计。设计过程遵循先建筑后结构再基础的顺序进行。建筑设计，依据建筑总体规划要求、建筑用地条件和基地周边的环境特点，首先设计建筑平面，其次进行立面造型、剖面设计。建筑设计应满足使用功能和造型艺术的要求。结构设计密切联系建筑设计，以现有的有关规范为依据，主要包括结构选型及结构布置、确定计算简图及计算单元、荷载计算、侧移控制、内力组合、构件设计、楼梯设计、基础设计等内容。本工程采用钢筋混挺土框架结构体系（纵横向混合承重），选择了有代表性的一榀框架进行计算。对于竖向荷载采用分层法计算，水平荷载作用采用D值法计算。设计计算整个过程中综合考虑了技术经济指标和施工工业化的要求，由于本工程位于8度抗震设防区，计算时考虑了抗震的要求。关键词：建筑设计；混凝土框架结构设计；抗震设计76 AbstractThisprojectforSustcomprehensiveteachingandlaboratorybuilding,mainbodystructureforreinforcedconcreteframestructure.Withatotalconstructionareaofaboutfor6834㎡,storeyheight3.6m,constructionlayersixlayers.Adoptindependent0.45based,indoorandoutdoorelevationjm.Thisdesigncomprehensiveuseofexpertise,accordingtotherequirementsofthedesignplandescriptionsoftheofficebuildingofthereinforcedconcretestructures,thestructuredesign.Designprocessfollowafterthefirstbuildingstructurebasedontheorderagain.Architecturaldesign,theoverallplanningrequirements,accordingtothebuildinglandforconstructionconditionsandbasecircumjacentenvironmentcharacteristics,thefirstbuildingplane,secondlyondesign,sectionfacadedesign.Architecturedesignshouldmeettheusefunctionandplasticartsrequirements.KEYWORDS:Structuredesign；Designofconcreteframestructure；Seismicdesign76 目录1设计任务11.1工程概况11.2建筑结构设计的基本内容11.3设计资料11.3.1气象条件11.3.2抗震设防21.3.3地基土承载力21.3.4其它条件21.3.5钢筋混凝土22结构类型33框架结构设计计算43.1梁柱截面,梁跨度及柱高确定43.1.1初估截面尺寸43.1.2梁的计算跨度63.1.3柱的高度63.2楼屋面及梁柱墙门窗的均布荷载73.2.1屋面板的均布恒载73.2.2屋面的均布活载73.2.3楼面的均布恒载83.2.4楼面均布活荷载83.2.5梁柱的自重83.2.6墙体自重的计算93.2.7门窗的自重的计算103.2.8各层荷载组合113.3水平地震力作用下框架的侧移验算1276 3.3.1横梁的线刚度123.3.2横向框架柱的线刚度及侧移刚度D值133.3.3横向框架自震周期143.3.4横向地震作用计算153.3.5横向框架抗震变形验算163.4水平地震作用下，横向框架的内力分析173.5竖向荷载作用下横向框架的内力分析223.5.1计算单元的选择确定233.5.2荷载作用下框架的内力计算233.5.3荷载作用下梁的内力计算273.5.4用力距二次分配法计算框架弯距273.5.5梁端剪力及柱轴力的计算353.6风荷载作用下框架的内力分析393.7内力组合393.7.1框架梁内力组合393.7.2框架柱内力组合453.8截面设计493.8.1承载力抗震调整系数493.8.2横向框架梁截面设计503.8.3柱截面设计614现浇板设计684.1区格板的分布684.2荷载计算684.3荷载跨度694.4弯矩计算694.4.1A区格内力计算694.4.2B区格内力计算714.5板的配筋计算7376 结论75参考文献76致谢7776 1设计任务1.1工程概况1）某多层综合教学实验楼，主体6层，钢筋混凝土框架结构。梁板柱均为现浇，主楼建筑面积约6834㎡,建筑物平面简单；2）建筑方案确定，房间开间5.1m，进深6.6m,走廊宽3.0m,底层4.2m,中间层3.6m,其室内外高差0.45m,其中标高相当于马路中心相对标高；3）抗震设防要求：设防烈度8度（0.2g）,地震分组为一组，场地类别：Ⅲ类，抗震等级三级，建筑物安全等级二级；4）基础设计不考虑地基土的变形验算，其承载力为；5）建筑所在地的主导风向:冬夏季为东北风，基本风压：0.4kN/m2；6）不上人屋面活荷载：0.5KN/m2；上人屋面活荷载：2KN/m2(标准值)；楼面活载2.0KN/m2。1.2建筑结构设计的基本内容结构计算书包括结构布置，设计依据及步骤和主要计算的过程及计算结果，计算简图，及如下内容：（1）地震作用计算；风荷载作用计算；（2）框架内力分析，配筋计算（取一榀）；（3）板、楼梯、雨蓬的配筋计算。其它构件计算视设计情况而定。1.3设计资料1.3.1气象条件（1）基本风压：0.4KN/m2;基本雪压：0.2KN/m2（2）此处按建筑结构荷载规范GB50009-2001采用；（3）主导风向：冬夏季为东北风。76 1.3.2抗震设防查GB50011－2010知本地区抗震设防烈度为8级，设计基本地震加速度为0.20g,地震分组为第一组，Ⅲ类场地设计1.3.3地基土承载力地基土承载力为。1.3.4其它条件表1-1地层特性层序地层名称状态地层包含物层厚（M）地基承载力特征值（Kpa）a杂填土可塑黑灰色含少量碎砖1.0~1.385b粉质粘土可塑黄灰色含氧化铁0.9~1.1145c粘土硬塑褐黄色含少量氧化铁、铁锰结核9.0290c砂岩强风化坚硬棕红色含风化砂岩颗粒未钻穿3801）地下水上层滞水，主要分布于上部填土层中，水量中等，对砼无侵蚀性。2）建筑物位于西安地区。.拟建场地地面平坦。抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.2g，设计地震第一组，场地土类别为Ⅲ类.3）拟建物建议其基础均全部埋置于粘土层中，其地基承载力特征值取290Kpa，压缩模量取15Mpa。1.3.5钢筋混凝土按三级抗震等级设计时，现浇框架梁的混凝土强度等级不应低于C20，同时不宜大于C40。框架柱三级抗震时，混凝土强度不应低于C20所以梁板柱采用C35混凝土，纵筋采用II级，箍筋采用I级。76 2结构类型本建筑设计方案采用框架结构，梁、板、柱、楼面均采用现浇形式，我们取框架（1—10）（C—F）为计算对象，计算简单图如下示：图2-1计算框架柱网布置图一榀框架计算简图如下图：图2-2一榀框架计算简图76 3框架结构设计计算3.1梁柱截面,梁跨度及柱高确定3.1.1初估截面尺寸柱：柱截面尺寸可根据式,其中N=FnN为柱组合的轴压力设计值；F为按简支状态计算的柱的负载截面面积；为折算在单位建筑面积上的重力荷载计算，也可近似取12～15KN/㎡,为考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25，n为验算截面以上楼层层数；为柱截面面积；为混凝土轴心抗压强度设计值；为框架柱轴压比限值，对三级抗震等级可取0.8，各层的重力荷载代表值近似取14KN/㎡。由图2-1可知边柱及中柱的负载面积分别为5.1×3.3㎡和5.1×4.8㎡，由得第一层柱截面面积为（C35混凝土的=16.7N/,=1.57N/）边柱中柱并列成表3-1表3-1柱的截面尺寸确定层次n1～6层边柱1.316.251460.916.7132822中柱1.2523.751460.916.7186658考虑到不同地震方向的作用采用正方行柱截面,同时根据抗震规范要求柱净高与截面边长尺寸之比宜大于4和柱截面最小尺寸为350mm要求,本工程底层柱截面都取500㎜×500mm,二～六层取450mm×450mm。梁：为满足承载力、刚度及迫性要求，截面高度h取梁跨度的76 ，且不小于400㎜，梁的宽高比一般取值为，同时考虑到梁截面的抗侧移刚度和避免短梁的出现要求，，根据三级抗震的要求梁的最小宽度为250㎜（1）边横梁对跨度为6600的边横梁：截面高度h：6600×1/12=5426600×1/8=812即截面高度h：542～812则取截面高度为600截面宽度b：600×1/2=300600×1/3=200即截面宽度b：200～300则取截面宽度为250（2）中横梁对跨度为3000的中横梁：截面高度h：3000×1/12=2503000×1/8=375即截面高度h：250～375考虑到刚度突变和施工方便取截面高度为400截面宽度b：400×1/2=200400×1/3=133即截面宽度b：133～200考虑到刚度突变和施工方便取截面高度为250（3）纵梁对跨度为5100的纵梁：截面高度h：5100×1/12=4175100×1/8=625即截面高度h：417～625则取截面高度为500截面宽度b：500×1/2=250500×1/3=167即截面宽度b：167～250则取截面宽度为250纵上可将估计梁的截面尺寸汇总于下表3-2表3-2梁截面尺寸（㎜）确定层次横梁（b×h）纵梁（b×h）AB跨、CD跨BC跨1～6层250×600250×400250×50076 3.1.2梁的计算跨度框架梁的计算跨度以上柱形心线为准，而建筑轴线与墙轴线不重合，所以柱建筑轴线结构计算跨度相同3.1.3柱的高度底层柱高度：4.2+0.6+0.45=5.25m。注：底层层高4.2m，室内外高差0.45m，基础顶部至室外地面0.6m。中间层为3.6m因而得到=5.25m；=3.6m;由此得到框架的计算简图如图3-1所示：图3-1框架的计算简图76 3.2楼屋面及梁柱墙门窗的均布荷载3.2.1屋面板的均布恒载其按屋面的做法逐项计算均布荷载：吊顶处不做粉底，无吊顶处做粉底，近似取吊顶来参与计算：其屋面构造做法如图3-2所示，按图2来计算屋面恒载，其结果如下：图3-2屋面构造做法而屋面面积：864.6那么屋面恒荷载标准值为：864.6×5.71=4936.87KN3.2.2屋面的均布活载计算重力荷载代表值时，本工程为上人屋面,活荷载取值：即得=2.0KN/m2864.6×2.0=1729.2KN76 3.2.3楼面的均布恒载图3-3楼面构造做法楼面的做法如图3所示，按图示各层进行组合来参与计算楼面恒载大小。因而得到楼面均布恒载标准值(楼梯间按楼板计算)：864.6×3.8=3285.48KN3.2.4楼面均布活荷载楼面活载标准值按2.0KN/㎡来参与计算：864.6×2.0=1729.2KN3.2.5梁柱的自重此处计算包括梁侧面、梁底面，柱的侧面抹灰重量：（1）梁的自重：在此计算过程中，梁的长度按净跨长度，即把梁的计算跨度减掉柱的宽度来参与计算过程：：长度=6.6－0.50=6.0m（扣除一个柱宽）：长度=5.1－0.50－0.24=4.36m（扣除一个柱宽）:长度=3.0－0.24=2.76m76 表3-3粱、柱重力荷载计算层次构件b×hm×mrβgmnKNKN1层边横梁0.25×0.60251.053.9385.920464.61052.1中横梁0.25×0.40251.052.6252.761072.5纵梁0.25×0.50251.053.2814.3636515.1柱0.50×0.50251.16.8755.25401443.81443.82～6层边横梁0.25×0.60251.053.938620472.51177.2中横梁0.25×0.40251.052.6252.761072.5纵梁0.25×0.50251.053.9384.4636632.2柱0.45×0.45251.15.5693.640801.9801.9注：（1）上表中梁截面的确定，考虑到抹灰层乘以1.05（2）此处抹层按近似加大梁宽考虑，按每立方25KN计算（3）梁的长度都按净跨长度计算（4）柱因四面抹灰乘以1.1（5）抹层记入柱内，按每立方25KN计算3.2.6墙体自重的计算墙体为240mm厚灰砂砖，外墙面贴瓷砖（包括打底找平），内墙面为20㎜厚抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为：内墙为120mm厚灰砂砖，两侧均为20㎜厚抹灰。内墙单位墙面重力荷载为：墙体重力荷载计算如下各表(表中“ד表示乘号)：76 表3-4墙体重力荷载计算表层次墙体位置计算过程墙体面积(㎡)单位面积重力荷载重量(KN)1层A、D轴的纵墙4.2×(5.1-0.50)×17-2.4×2.4×16229.145.641292.3B、C轴纵墙4.2×(5.1-0.50)×16-0.9×2.1×16-4.55×2.1×2253.053.08779.4外横墙（16.0-0.50×3）×4.2-1.5×2.4×253.75.64302.9内横墙（6.6-0.50）×4.2×16403.23.081241.9合计3616.62到5层A、D轴的纵墙3.6×(5.1-0.45)×17-2.4×2.4×16186.35.641050.7B、C轴纵墙3.6×(5.1-0.45)×16-0.9×2.1×16-4.55×2.1×2212.733.08655.2外横墙（16.0-0.45×3）×3.6-1.5×2.4×245.545.64256.8内横墙（6.6-0.45）×3.6×16348.483.081073.3合计3036.16层A、D轴的纵墙3.6×(5.1-0.45)×17-2.4×2.4×16186.35.641050.7B、C轴纵墙3.6×(5.1-0.45)×16-0.9×2.1×16-4.55×2.1×2212.733.08655.2外横墙（16.0-0.45×3）×3.6-1.5×2.4×245.545.64256.8内横墙（6.6-0.45）×3.6×16348.483.081073.3合计3036.1女儿墙女儿墙128×0.676.85.64433.23.2.7门窗的自重计算根据建筑结构荷载规范GB50009-2001，木门按0.276 考虑，钢框玻璃窗和钢铁门按0.4考虑，计算结果如表3-4所示：1层门窗总重：2—6层门窗总重：其他层统计见下表表3-5门窗重量层次门窗（KN）合计(KN)141.2141.212-641.2141.213.2.8各层荷载组合屋盖和楼盖重力代表值为：屋盖层=屋面恒载+50%雪载+纵横梁自重+半层柱重+半层墙重+女儿墙重楼盖层=楼面恒载+50%楼面活载+纵横梁自重+(楼面上下各半层柱+半层墙重)将上述各荷载相加，得到集中于各层楼面的重力荷载代表值如下：所以质点重力荷载代表值如图3-6所示表3-6重力荷载代表值项目屋（楼）盖自重活荷载纵横梁自重上层墙自重上层柱自重上层窗户自重下层墙自重下层柱自重下层窗户自重重力荷载代表值64936.871729.21177.2433.2801.903036.1801.962.9210164.153285.481729.21177.23036.1801.962.923036.1801.962.929228.243285.481729.21177.23036.1801.962.923036.1801.962.929228.233285.481729.21177.23036.1801.962.923036.1801.962.929228.223285.481729.21177.23036.1801.962.923036.1801.962.929228.276 续表3-6项目屋（楼）盖自重活荷载纵横梁自重上层墙自重上层柱自重上层窗户自重下层墙自重下层柱自重下层窗户自重重力荷载代表值13285.481729.21052.13036.1801.946.063616.61443.846.069697.4图3-4重力荷载代表值3.3水平地震力作用下框架的侧移验算3.3.1横梁的线刚度混凝土C35在框架结构中，对现浇楼面，可以作为梁的有效翼缘，增大了梁的有效刚度，减小了框架的侧移，为了考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架梁取I=1.5（为梁的截面惯性矩），对中框架梁取I=2来计算：横梁线刚度计算结果见表3-5所示：76 表3-7横梁线刚度梁号L截面b×h(㎡)跨度l(m)惯性矩Ib边框架梁中框架梁bh1.5Ibib2Ibib横梁10.250.66.6横梁20.250.43.0纵梁0.250.55.13.3.2横向框架柱的线刚度及侧移刚度D值柱的线刚度见表3-8所示，横向框架柱侧移刚度D值见表3-9所示：表3-8柱线刚度柱号截面(M^2)柱高度(M)惯性矩Ic=b×h^3/12Ec线刚度ic=E×Ic/hZ10.50.55.250.00521Z20.450.453.60.00342注：由于柱采用C35混凝土，因而,表3-9横向框架柱侧移刚度D值的计算横向中框架侧移刚度D值计算项目kαicD根数∑D1层边框架边柱1.0470.514边框架中柱1.7190.604中框架边柱1.3960.5616中框架中柱2.2920.6516合计　2-6层边框架边柱1.0940.354边框架中柱1.7960.474中框架边柱1.4590.421676 续表3-9项目kαicD根数∑D中框架中柱2.3950.5416合计　3.3.3横向框架自震周期本处按顶点位移法计算框架的自震周期：此方法是求结构基频的一种近似方法，将结构按质量分布情况简化成无限质点的悬臂之杆，导出直杆顶点位移的基频公式，所以需先求出结构的顶点水平位移，按式来求结构的基本周期：：基本周期调整系数，考虑填充墙使框架自振周期减小的影响，因是框架结构,此处取0.7。：是将框架的重力荷载视为水平力,求得的假想框架顶点位移，而在求框架周期前，无法求框架地震力和位移，是将框架的重力荷载顶点位移，然后求，再由求框架结构底部剪力，再求各层剪力和结构的真正的位移，如表3-10：表3-10横向框架顶点位移计算层次Gi(KN)∑Gi(KN)Di(KN/M)层间相对位移Vi=∑Gi/Di△i610164.110164.15197700.0195549950.45096502559228.219392.35197700.0373093870.4314100349228.228620.55197700.0550637780.39410064339228.237848.75197700.072818170.33903686529228.247076.95197700.0905725610.26621869519697.256774.13232300.1756461340.10629819676 因此：=1.7×0.7×=0.799s3.3.4横向地震作用计算地震作用计算按Ⅲ类场地，8度抗震，地震动参数区划分的特征周期区分一区考虑，刚结构的特征周期和地震影响系数分别为：而：T1=0.799s>1.4Tg=1.4×0.45=0.63s根据结构抗震设计，因而不考虑顶部附加地震作用。结构高度不超过40m按底部剪力法求得基底剪力，按分配结各层的质点，因此各层横向地震作用及搂层地震剪如表3-11所示：注：==2851.96KN表3-11各层横向地震作用及楼层地震剪力层次hiHiGiGi×HiGiHi/∑GjHjFiVi63.623.2510164.1236315.30.290587467828.7438828.743853.619.659228.2181334.10.222979299635.9281464.67243.616.059228.2148112.60.18212813519.42211984.09433.612.459228.2114891.10.141276961402.91622387.0123.68.859228.281669.570.100425791286.41032673.42115.255.259697.250910.30.062602352178.53942851.96横向框架各层水平地震作用和地震剪力如图3-5所示：76 图3-5横向框架各层水平地震作用及地震剪力3.3.5横向框架抗震变形验算由GB50011-2001查得:层间弹性位移验算如表3-12所示：表3-12横向变形验算层次层间剪力(KN)层间刚度Di(KN)层间位移Vi/Di层高hi(M)层间相对弹性转角θe1/5506828.745197750.0015944213.60.0004428950.00222251464.675197750.0028178923.60.0007827480.00222241984.095197750.0038172093.60.0010603360.00222276 续表3-12层次层间剪力(KN)层间刚度Di(KN)层间位移Vi/Di层高hi(M)层间相对弹性转角θe1/55032387.015197750.0045923913.60.0012756640.00222222673.425197750.0051434183.60.0014287270.00222212851.96323238.40.0088230855.250.0016805880.002222注：层间弹性相对转角均满足要求：<3.4水平地震作用下，横向框架的内力分析此处采用中框架为例计算，边框架和纵向框架的计算方法步骤与横向中框架完全相同：框架柱剪力和弯矩计算，采用D值法；求框架柱的剪力和弯矩时，此处采用D值法来进行求解；其计算的过程和结果如下表3-13所示：其中反弯点位置的确定考虑梁和层高的影响作用：既：式中为标准反弯点高度比为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值,分别为上层,下层层高变化时的反弯点高度比的修正值y为框架柱的反弯点高度比此框架结构底层柱需考虑修正值,第二层柱需考虑,其它柱均无修正表3-13边柱的反弯点位置和弯矩层次hiVi∑DiDiKVi1ymbmuy0y2y363.6828.741.45918.6170.350023.4643.5653.61464.671.45932.9020.350041.4676.9943.61984.091.45944.5700.450072.2088.2576 续表3-13层次hiVi∑DiDiKVi1ymbmuy0y2y333.62387.011.45953.6210.450086.87106.1723.62673.425.197×1051.45960.0550.500108.10108.1015.252851.761.39667.0120.6500228.68123.13表3-14中柱的反弯点位置和弯矩层次hiVi∑DiDiKVi1ymbmuy0y2y363.6828.741.45924.0550.40034.6451.9653.61464.671.45942.5140.40061.2291.8343.61984.092.39557.5910.469750097.39109.9433.62387.012.39569.2860.4700117.23132.2023.62673.422.39577.5990.500139.68139.6815.252851.762.29278.0830.6500266.46143.48注:（1）括号里的空白为查表不需修正的（2）计算梁端弯矩M,梁端弯矩可按节点弯矩平衡条件,将节点上下端弯矩之和按左右的线刚度比例分配表3-15梁端弯距剪力及柱轴力计算层次AB跨(KL2)BC跨(KL3)柱轴力l(m)MblMbrVbl(m)MblMbrVb边柱N中柱N66.643.5631.6411.57320.3220.3213.55-11.57-1.9856.6100.4577.0127.30349.4649.4632.97-38.87-7.6546.6135.63108.8837.62369.9269.9246.62-58.57-8.4736.6178.37139.8148.95389.7889.7859.86-107.52-19.3876 续表3-15层次AB跨(KL2)BC跨(KL3)柱轴力l(m)MblMbrVbl(m)MblMbrVbl(m)Mbl26.6194.97156.4454.063100.47100.4766.98-161.59-32.2916.6231.23172.4262.103110.73110.7373.82-223.69-44.01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，对应的右侧两根柱压力2）表中M单位为KN•m，V单位为KN，N单位为KN，l单位为m。水平地震作用下框架的弯距图，梁端剪力图及柱轴力图如下图3-6所示：76 图3-6(a)地震作用力下的框架弯矩图76 图3-6(b)地震作用下的框架剪力图(KN)76 图3-6（c）地震作用下的框架轴力图3.5竖向荷载作用下横向框架的内力分析此处仍用中框架7为例来进行76 3.5.1计算单元的选择确定图3-7计算单元图计算单元宽度10.2m,直接传给框架的楼面荷载如图中的阴影所示,计算单元范围内的其余楼面荷载则通过纵向框架以集中力的形式传给横框架,作用于各节点上,由纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合,所以在框架节点上还作用有集中力矩。3.5.2荷载作用下框架的内力计算1）恒荷载作用下框架的内力计算(此处不考虑柱的自重)恒载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示图3-8各梁上作用的恒荷载76 3-16屋面、、、、、计算过程(表中“ד表示乘号)荷载类型荷载组成kn/m合计q1梁线荷载3.93819.45横墙线荷载0q1"板传来2×5.1×5.71×(1-2×(5.1/6.6)^2+(5.1/6.6)^3)q2梁线荷载2.62513.33横墙线荷载0q2"板传来2×1.5×5.71×5/8p1次梁(横)自重0182.63板传来(5.71×6.6×5/8)×5.1纵梁自重3.281×10.0纵墙自重0.6×5.64×10.0p2次梁(横)自重087.66板传来(5.71×1.5×5/8)×3.0+5.1×5.71×(1-2(5.1/6.6)^2+(5.1/6.6)^3)×5.1纵梁自重3.281×10.0纵墙自重0其中：,代表横梁自重,为均布荷载形式(包括粉刷层),分别为屋面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载短方向分配荷载：(kn/m)长方向分配荷载：(kn/m)76 图3-9双向板示意图,分别由边纵梁,中纵梁直接传给柱的横载,它包括梁自重、楼板重、纵墙、重力荷载。表3-17：1－5层、、、、、计算过程(表中“ד表示乘号)荷载类型荷载组成计算过程合计q1梁线荷载3.93829.66横墙线荷载3.08×5.1q1"板传来2×5.1×3.80×(1-2×(5.1/6.6)^2+(5.1/6.6)^3)q2梁线荷载2.6259.75横墙线荷载0q2"板传来2×1.5×3.80×5/8p1次梁(横)自重0392.00板传来(3.80×6.6×5/8)×5.1纵梁自重3.281×10.0纵墙自重5.1×5.64×10.0p2次梁(横)自重0223.31板传来(3.80×1.5×5/8)×3.0+5.1×3.80×(1-2(5.1/6.6)^2+(5.1/6.6)^3)×5.1纵梁自重3.281×10.0纵墙自重5.1×3.08×1076 2）活荷载作用下柱的内力计算活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所图3-10各层梁上作用的活荷载表3-18：屋面、、、、、计算过程(表中“ד表示乘号)荷载类型荷载组成kn/m合计q1梁线荷载05.43横墙线荷载0q1"板传来2×5.1×2.0×(1-2×(5.1/6.6)2+(5.1/6.6)3)q2梁线荷载03.75横墙线荷载0q2"板传来2×1.5×2.0×5/8p1次梁(横)自重040.63板传来(2.0×6.6×5/8)×5.1纵梁自重0纵墙自重0p2次梁(横)自重019.21板传来(2.0×1.5×5/8)×3.0+5.1×2.0×(1-2(5.1/6.6)^2+(5.1/6.6)^3)×5.1纵梁自重0纵墙自重076 表3-19：1-5层、、、、、计算过程(表中“ד表示乘号)荷载组成计算过程合计q1梁线荷载05.43横墙线荷载0q1"板传来2×5.1×2.0×(1-2×(5.1/6.6)^2+(5.1/6.6)^3)q2梁线荷载03.75横墙线荷载0q2"板传来2×1.5×2.0×5/8p1次梁(横)自重040.63板传来(2.0×6.6×5/8)×5.1纵梁自重0纵墙自重0p2次梁(横)自重019.21板传来(2.0×1.5×5/8)3.0+5.1×2.0×(1-2(5.1/6.6)^2+(5.1/6.6)^3)×5.1纵梁自重0纵墙自重03.5.3荷载作用下梁的内力计算梁端、柱端弯距采用弯距二次分配法计算。3.5.4用弯距二次分配法计算框架弯距等效后框架竖向荷载示意图(没有计入柱子自重)76 图3-11（a）恒载分布图(单位:kn/m，kn)图3-11（b）活载分布图(单位:kn/m，kn)76 注意：以上集中荷载不包括柱自重。1固端弯矩计算：此处固端弯距的计算，将框架梁视为两端固定梁计算固端弯距，并考虑柱心矩计算结果见表3-20所示：表3-20均布荷载作用下梁固端弯距恒载作用下梁固端弯矩　ABBC层次QLMQLM619.456.6068.4813.333.0010.00529.666.60104.439.753.007.31429.666.60104.439.753.007.31329.666.60104.439.753.007.31229.666.60104.439.753.007.31129.666.60104.439.753.007.31续表：活载作用下梁固端弯矩　ABBC层次QLMQLM65.436.6019.123.753.002.8155.436.6019.123.753.002.8145.436.6019.123.753.002.8135.436.6019.123.753.002.8125.436.6019.123.753.002.8115.436.6019.123.753.002.81注：１、M=q×L2/12　　２、q可以查前图2分配系数的计算：因框架对称性，所以取半框架计算，半框架的梁柱线刚度如图3-1276 所示，其中切断的横梁的线刚度取为原来的一倍，分配系数按与接点连接的各杆转动刚度比值计算：图3-12半框架梁柱线刚度示意图分配系数见表3-21和表3-22所示3传递系数：远端固定：传递系数为1/2远端滑支：传递系数为-14弯距分配：恒载作用下，框架弯距分配计算见3-21表，框架的弯距图见图3-21，活载作用下框架的弯距分配计算表3-22，框架的弯距图见图3-22所示：在竖向荷载作用下，考虑框架梁端的塑性内力重分布，取弯距调幅系数为0.8，调幅后，恒载及活载弯距图见图3-13及图3-14中括号内数值所示：表3-21恒荷载弯矩计算表（KN.m）上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁6层0.0000.4070.5930.4660.0000.3200.21476 续表3-21上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁-68.4868.48-10.0027.8640.62-27.27-18.70-12.5115.10-13.6420.31-11.77-0.60-0.87-3.98-2.73-1.83-1.72-1.99-0.43-0.111.512.200.250.170.1242.15-42.1557.35-33.14-24.225层0.2890.2890.4220.3530.2420.2420.162-104.43104.43-7.3130.2030.2044.03-34.31-23.53-23.53-15.7413.9315.10-17.1622.02-9.35-11.77-3.43-3.43-5.11-0.32-0.22-0.22-0.15-0.30-1.89-0.16-2.50-1.370.180.680.680.991.300.890.890.6041.0740.65-81.7390.61-33.57-34.44-22.604层0.2890.2890.4220.3530.2420.2420.162-104.43104.43-7.3130.2030.2044.03-34.31-23.53-23.53-15.7415.1015.10-17.1622.02-11.77-11.77-3.77-3.77-5.500.540.370.370.25-1.72-1.890.27-2.75-0.110.180.960.961.410.950.650.650.4340.7740.60-81.3890.86-34.39-34.10-22.373层0.2890.2890.4220.3530.2420.2420.162-104.43104.43-7.3176 续表3-21上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁30.2030.2044.03-34.31-23.53-23.53-15.7415.1015.10-17.1622.02-11.77-11.77-3.77-3.77-5.500.540.370.370.25-1.89-1.860.27-2.750.180.171.001.001.470.850.580.580.3940.6440.67-81.3290.76-34.17-34.18-22.422层0.2890.2890.4220.3530.2420.2420.162-104.43104.43-7.3130.2030.2044.03-34.31-23.53-23.53-15.7415.1014.90-17.1622.02-11.77-11.64-3.71-3.71-5.420.490.340.340.22-1.890.270.25-2.710.18-1.190.400.400.581.310.900.900.6040.0942.05-82.1491.23-33.88-35.13-22.221层0.2850.3020.4160.3490.2400.2510.160-104.43104.43-7.3129.8131.5643.47-33.94-23.28-24.33-15.5715.100.00-16.9721.73-11.770.000.530.570.78-3.48-2.39-2.50-1.60-1.860.00-1.740.390.170.001.031.091.50-0.19-0.13-0.14-0.0944.6133.21-77.4088.93-37.40-26.96-24.5716.61-13.4876 表3-22活荷载弯矩计算图（KN.m）上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁6层0.0000.4070.5930.4660.0000.3200.214-19.1219.12-2.817.7811.34-7.61-5.22-3.492.76-3.805.67-1.980.420.62-1.72-1.18-0.79-0.55-0.860.310.070.570.83-0.17-0.12-0.0810.99-10.9915.60-8.43-7.175层0.2890.2890.4220.3530.2420.2420.162-19.1219.12-2.815.535.538.06-5.76-3.95-3.95-2.643.892.76-2.884.03-2.61-1.98-1.09-1.09-1.590.200.130.130.090.21-0.380.10-0.80-0.59-0.010.020.020.030.490.340.340.238.566.84-15.4017.28-6.68-5.47-5.144层0.2890.2890.4220.3530.2420.2420.162-19.1219.12-2.815.535.538.06-5.76-3.95-3.95-2.642.762.76-2.884.03-1.98-1.98-0.77-0.77-1.12-0.03-0.02-0.02-0.01-0.55-0.38-0.01-0.560.07-0.010.270.270.400.180.120.120.087.257.42-14.6716.98-5.76-5.84-5.3976 续表3-22上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁3层0.2890.2890.4220.3530.2420.2420.162-19.1219.12-2.815.535.538.06-5.76-3.95-3.95-2.642.762.76-2.884.03-1.98-1.98-0.77-0.77-1.12-0.03-0.02-0.02-0.01-0.38-0.38-0.01-0.56-0.01-0.010.220.220.330.200.140.140.097.377.37-14.7417.01-5.82-5.82-5.372层0.2890.2890.4220.3530.2420.2420.162-19.1219.12-2.815.535.538.06-5.76-3.95-3.95-2.642.762.73-2.884.03-1.98-1.95-0.76-0.76-1.10-0.04-0.02-0.02-0.02-0.380.01-0.02-0.55-0.01-0.240.110.110.160.280.190.190.137.277.63-14.8917.08-5.77-5.98-5.341层0.2850.3020.4160.3490.2400.2510.160-19.1219.12-2.815.465.787.96-5.70-3.91-4.09-2.612.760.00-2.853.98-1.980.000.020.030.04-0.70-0.48-0.50-0.32-0.380.00-0.350.02-0.010.000.210.220.300.000.000.000.008.086.02-14.0216.71-6.38-4.59-5.753.01-2.2976 3.5.5梁端剪力及柱轴力的计算梁端剪力：柱轴力：式中：为梁上均布荷载引起的剪力为梁端弯距引起的剪力，V为梁端剪力P为节点集中力及柱自重梁在恒荷载作用下，梁端剪力及柱轴力为例(此处取简化后的均布荷载,实际应为梯形和矩形或梯形和三角形组合,计算结果见下表:表3-23恒荷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VqA=-VqBVqB=-VqCVmA=VmBVmB=VmCVAVBVB=-VCN顶N底N顶N底663.2120.00-2.34060.87-65.5520.00243.97264.02173.21193.25596.4014.63-1.37095.13-97.7614.63751.32771.37528.95549.00496.4014.63-1.46094.94-97.8514.631258.601278.65884.79904.84396.4014.63-1.45094.94-97.8514.631765.881785.931240.621260.67296.4014.63-1.40095.10-97.7914.632273.212293.251596.391616.44196.4014.63-1.77094.62-98.1714.632780.232816.321952.551988.64调幅后6-1.8761.3465.185-1.0995.3097.494-1.1795.2397.563-1.1695.2397.562-1.1295.2897.511-1.4294.9897.8176 这里剪力沿梁端顺时针转动为正依照相同的原理可以把公式简化为：V=Vq+Vm=1/2ql-(M左+M右)/L注：（1）荷载引起剪力：（2）弯矩引起剪力：（3）为了便于施工以及提高框架结构的延性,通常对竖向荷载作用下的梁端负弯矩进行调幅。调幅系数现浇框架取0.8。表3-24活荷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VqA=-VqBVqB=-VqCVmA=VmBVmB=VmCVAVBVB=-VCN顶N底N顶N底617.655.63-0.71016.94-18.365.6357.7157.7143.1943.19517.655.63-0.29017.36-17.945.63115.76115.7685.9685.96417.655.63-0.36017.29-18.005.63173.75173.75128.80128.80317.655.63-0.35017.30-18.005.63231.75231.75171.63171.63217.655.63-0.34017.31-17.985.63289.76289.76214.45214.45117.655.63-0.41017.23-18.065.63330.39330.39257.35257.35调幅后76 6-0.5717.0818.215-0.2317.4217.884-0.2817.3617.933-0.2817.3717.932-0.2717.3817.921-0.3317.3217.9876 图3-13恒荷载作用下框架弯矩图（KN.m）注:梁端弯矩要乘以0.8调幅系数,左右弯矩是对称的.76 图3-14活荷载作用下框架弯矩图（KN.m）注:梁端弯矩要乘以0.8调幅系数,左右弯矩是对称的.3.6风荷载作用下框架的内力分析建筑物的层数较少,可以不考虑风荷载。3.7内力组合3.7.1框架梁内力组合在恒载和活载作用下，跨间可近似取跨中的M代替，式中：、为梁端左右端弯矩见图3-15中所示76 跨中M若小于，那么应取在竖向荷载与地震力组合时，跨间最大弯矩采用数解法来进行计算如图3-25所示：表3-25竖向荷载与地震力组合表项目1.2(恒+0.5活)1.3地震qMGA(KN.m)MGB(KN.m)MEA(KN.m)MEB(KN.m)KN/mAB跨6-45.7469.9330.5056.6326.6985-85.42104.5953.90100.0938.854-85.17104.2793.86114.7338.853-85.14104.24112.93138.0238.852-85.14104.85140.53140.5338.851-81.03102.00297.28160.0738.85BC跨6-26.6926.6945.1367.5518.2465-24.1624.1679.59119.3813.954-24.0624.06126.61142.9213.953-24.1024.10152.40171.8613.952-23.8923.89181.58181.5813.951-26.3526.35346.40186.6213.9576 图3-15框架梁内力组合图图中：、表示重力荷载作用下梁端弯矩、表示水平地震作用下梁端弯矩表竖向荷载与地震荷载共同作用下梁端反力对图中作用点取弯矩可见：那么任意截面x处的弯矩为：由时，可求得跨间的位置为：将代入任意截面处弯矩表达式，可得跨间最大弯矩为：当右震时，公式中反号即可。其中，及的具体数值可参见表3-26所示，表中的和均有两组数值，而梁的内力组合情况见表3-27所示：76 在表中恒载和活载的组合，梁端弯矩取调幅后的数值，剪力取调幅前后较大值，如图3-16所示图中，分别表调幅前后的弯矩，剪力值应取，见表3-15，3-16所示：图3-16调整前后剪力值变化表3-26和值的计算项目lRAX1(m)MGE(m)左震右震左震右震左震右震AB跨66.6069.3296.132.613.61-75.19-97.4756.6099.62147.002.563.78-96.21-138.8046.6091.23155.412.354.00-115.82-131.8336.6084.72161.932.184.17-120.16-139.4126.6079.98166.462.064.28-137.81-131.0216.6052.68193.401.364.98-251.96-103.06BC跨63.00-10.1664.90-0.563.5618.34-40.8653.00-45.4087.25-3.256.2555.42-95.2243.00-68.92110.77-4.947.94102.54-118.8633.00-87.16129.01-6.259.25128.30-147.7676 23.00-100.13141.98-7.1810.18157.69-157.6913.00-156.72198.57-11.2314.23320.05-160.18注:当X1﹥L或X1﹤0时表示最大弯矩发生在支座处X1=L时应取X1=0时应取表3-27梁内力组合表层次截面位置内力荷载类别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)+1.3③6层AM-33.72-8.7923.46-23.46-52.77-15.24-76.24V61.3417.08-11.5711.5797.5268.8298.90B左M45.8824.7843.56-43.5689.75126.6513.30V65.1818.2111.57-11.57103.59104.0673.98B右M-19.38-5.7434.64-34.64-31.2818.34-71.72V20.005.63-13.5513.5531.889.7644.99跨中MAB-75.19-97.47MBC18.34-40.865层AM-65.38-11.6041.46-41.46-94.70-31.52-139.32V95.3017.42-27.3027.30138.7589.32160.30B左M72.4929.3476.99-76.99128.07204.684.51V97.4917.8827.30-27.30142.02163.2192.23B右M-18.08-4.1161.22-61.22-27.4555.42-103.75V14.635.63-32.9732.9725.44-21.9363.80跨中MAB-96.21-138.80MBC55.42-95.2276 续表3-27层次截面位置内力荷载类别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)+1.3③4层AM-65.10-11.7472.20-72.20-94.568.69-179.03V95.2317.36-37.6237.62138.5875.79173.60B左M72.6928.4188.25-88.25127.00219.00-10.45V97.5617.9337.62-37.62142.17176.7478.92B右M-17.90-4.3197.39-97.39-27.51102.54-150.67V14.635.63-46.6246.6225.44-39.6781.54跨中MAB-115.82-131.83MBC102.54-118.863层AM-65.16-11.7986.87-86.87-94.5827.79-198.07V95.2317.37-48.9548.95138.5961.06188.33B左M72.6128.51106.17-106.17127.05242.26-33.78V97.5617.9348.95-48.95142.17191.4764.20B右M-17.94-4.30117.23-117.23-27.54128.30-176.60V14.635.63-59.8659.8625.44-56.8898.75跨中MAB-120.16-118.86MBC128.30-147.762层AM-64.91-11.91108.10-108.10-94.5755.49-225.57V95.2817.38-54.0654.06138.6754.49195.14B左M72.9828.78108.10-108.10127.87245.38-35.68V97.5117.9254.06-54.06142.10198.0457.4976 续表3-27层次截面位置内力荷载类别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③B右M-17.78-4.27139.68-139.68-27.31157.69-205.48V14.635.63-66.9866.9825.44-66.14108.01跨中MAB-137.81-118.86MBC157.69-157.691层AM-61.92-11.22228.68-228.68-90.01216.25-378.32V94.6817.32-62.1062.10137.8643.28204.74B左M71.1427.70123.13-123.13124.16262.06-58.07V97.8117.9862.10-62.10142.54208.8947.43B右M-19.66-4.60266.46-266.46-30.03320.05-372.75V14.635.63-73.8273.8225.44-75.13116.90跨中MAB-251.96-103.06MBC320.05-160.18注：（1）弯矩单位KN.m，剪力单位KN。（2）弯矩以顺针方向为正，剪力以绕柱顺时针为正。3.7.2框架柱内力组合框架柱取每层柱顶和柱底两个控制截面，组合结果参见表3-28和表3-30所示：表3-28A柱内力组合表层次位置内力荷载类别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+1.4②1.35①+②1.2(①+0.5②)+1.3③6柱顶M-33.14-8.43-51.9651.96-51.57-53.17-112.3722.7276 续表3-28层次位置内力荷载类别竖向荷载组合竖向荷载与地震力组合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+1.4②1.35①+②1.2(①+0.5②)+1.3③N173.2143.19-1.981.98268.32277.02231.19236.34V18.534.2024.06-24.0628.1129.2156.03-6.62柱底M-33.57-6.68-34.6434.64-49.64-52.00-89.320.74N193.2543.19-1.981.98292.37304.08255.24260.395柱顶M-34.44-5.47-91.8391.83-48.99-51.96-163.9974.77N528.9585.96-7.657.65755.18800.04676.37696.26V19.043.1242.51-42.5127.2128.8279.99-30.55柱底M-34.10-5.76-61.2261.22-48.98-51.80-123.9635.21N549.0085.96-7.657.65779.14827.11700.43720.324柱顶M40.607.42-76.9976.9959.1162.23-46.92153.26N1258.60173.75-58.5758.571753.571872.861538.431690.71V-22.57-4.1132.90-32.90-32.83-34.5713.23-72.32柱底M40.647.37-41.4641.4659.0962.23-0.71107.09N1278.65173.75-58.5758.571777.631899.931562.491714.773柱顶M40.677.37-156.96156.9659.1262.27-150.82257.27N1765.88231.75-107.52107.522443.512615.692118.332397.88V-22.43-4.0779.27-79.27-32.61-34.3573.69-132.41柱底M40.097.27-128.42128.4258.2961.39-114.48219.42N1785.93231.75-107.52107.522467.572642.762142.392421.942柱顶M42.057.63-159.56159.5661.1464.40-152.39262.47N2273.21289.76-161.59161.593133.523358.592691.643111.7876 续表3-28层次位置内力荷载类别竖向荷载组合竖向荷载与地震力组合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+1.4②1.35①+②1.2(①+0.5②)+1.3③V-24.07-4.3688.64-88.64-35.10-36.8683.73-146.74柱底M44.618.08-159.56159.5664.8468.30-149.05265.81N2293.25289.76-161.59161.593157.563385.652715.693135.821柱顶M33.216.02-212.33212.3348.2850.85-232.57319.49N2780.23330.29-223.69223.693798.684083.603243.653825.25V-9.49-1.72115.55-115.55-13.80-14.53137.80-162.64柱底M16.613.01-394.32394.3224.1525.43-490.88534.35N2816.32330.29-223.69223.693841.994132.323286.963868.56注：（1）弯矩单位KN.m，轴力单位KN。（2）弯矩以顺针方向为正，剪力以绕柱顺时针为正。表3-29活荷载按楼层的折减系数的值墙、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载总和的折减系数1.000.850.700.650.600.55表3-30B柱内力组合表层次位置内力荷载类别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+1.4②1.35①+②1.2(①+0.5②)+1.3③6柱顶M-89.82-25.62-89.4489.44-143.65-146.88-239.43-6.88N262.1754.45-6.366.36390.83408.38339.01355.5476 续表3-30层次位置内力荷载类别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+1.4②1.35①+②1.2(①+0.5②)+1.3③V37.7210.6735.49-35.4960.2061.5997.815.53柱底M-68.62-19.18-59.6359.63-109.20-111.82-171.37-16.33N303.7554.45-6.366.36440.73464.51388.90405.445柱顶M-53.51-14.58-133.07133.07-84.62-86.82-245.95100.03N644.71108.76-6.366.36925.92979.12830.64847.18V30.938.4661.61-61.6148.9650.21122.28-37.90柱底M-57.82-15.89-88.7288.72-91.63-93.95-194.2536.42N680.35108.76-6.366.36968.681027.23873.41889.944柱顶M-34.10-5.84-91.8391.83-49.10-51.88-163.8074.96N884.79128.80-8.478.471242.071323.271128.021150.04V18.963.2442.51-42.5127.2928.8479.97-30.57柱底M-34.17-5.82-61.2261.22-49.15-51.95-124.0835.19N909.84128.80-8.478.471272.131357.081158.081180.103柱顶M-33.18-5.82-189.82189.82-47.96-50.61-290.07203.46N1240.62171.63-19.3819.381729.031846.471566.631616.92V18.633.2299.49-99.4926.8628.37153.62-105.15柱底M-33.88-5.77-168.33168.33-48.73-51.51-262.95174.71N1260.67171.63-19.3819.381753.091873.531590.591640.982柱顶M-35.13-5.98-200.24200.24-50.53-53.41-306.06214.57N1596.35214.45-32.2932.292215.852369.522002.312086.27V20.153.43111.24-111.2428.9830.63170.85-118.38柱底M-37.40-6.38-200.24200.24-53.81-56.87-309.02211.6076 续表3-30层次位置内力荷载类别竖向荷载与地震力组合竖向荷载与地震力组合恒载①活载②地震荷载③1.2①+1.4②1.35①+②1.2(①+0.5②)+1.3③N1616.44214.45-32.2932.292239.962396.642026.422110.381柱顶M-26.96-4.59-239.18239.18-38.78-40.99-346.04275.83N1952.55257.35-44.0144.012703.352893.292440.262554.68V7.701.31130.17-130.1711.0811.71179.25-159.19柱底M-13.48-2.29-444.19444.19-19.38-20.49-595.10559.90N1988.64257.35-44.0144.012746.662942.012483.572597.99注：（1）弯矩单位KN.m，轴力单位KN。（2）弯矩以顺针方向为正，剪力以绕柱顺时针为正。3.8截面设计3.8.1承载力抗震调整系数考虑地震作用时，结构构件的截面设计采用下面的表达式：式中：：表示承载力抗震调整系数见表3-31所示：表地震作用效应或地震作用效应与其它荷载效应的基本组合：结构构件的承载力在此截面配筋时，组合表中与地震力组合的内力均应乘以再与静力组合的内力框进行比较，挑选出最不利内力：表3-31承载力抗震调整系数的值材料结构构件受力状态钢梁受弯0.7576 筋混凝土轴压比〈0.15的柱偏压0.75轴压比>0.15的柱偏压0.80抗震墙偏压0.85各类构件受剪，偏拉0.853.8.2横向框架梁截面设计梁的控制截面如图3-17所示图3-17梁的内力示意混凝土强度等级：C35：钢筋的强度等级：纵筋：II级箍筋：I级式中：表示混凝土立方体抗压强度设计值:表示混凝土立方体抗压强度设计值：表示钢筋的抗拉强度设计值：表示钢筋的抗压强度设计值在计算中用与相等，可以代换使用：1）梁的正截面强度计算梁的正截面强度计算见表3-32—表3-37所示76 表3-32第1层框架梁正截面强度计算一层AB跨BＣ跨截面ⅠⅡⅢⅣVM(KN·m)378.32251.96262.06320.05160.18b×h0（㎜2）250×565250×565250×565250×365250×365b·v/2(KN·m)51.190.0052.2229.230.00M0＝M-bv/2(KN·m)327.14251.96209.84290.83160.18γREM0(KN·m)245.35188.97157.38218.12120.14αs=γREM0/α1fcbh020.2150.0190.1380.1140.252ξ=1-（1-2αs）1/20.2450.0190.1490.1220.296AS=ξα1fcbh0/fy19261315117224771504选筋522422522522422实配面积(mm2)19001520190019001520ρ(%)1.345%1.076%1.345%2.082%1.666%h0(mm)565565565365365剪力(KN)204.740.00208.89116.900.00fc16.716.716.716.716.7α11.01.01.01.01.0b(mm)25021672501000250fy300300300300300此处取梁端弯矩式中M0—梁端柱边截面的弯矩V,M—内力计算得到的梁端柱轴线截面的剪力和弯矩跨中截面:最小配筋为:0.2﹪,0.45=0.45×=0.215﹪中较小值76 支座截面:最小配筋为:0.25﹪,0.55=0.55×=0.288﹪中较小值当梁下部受拉时,按T形截面设计。当梁上部受拉时,按矩形截面设计。跨中截面的计算弯矩应取该跨的跨间最大正弯矩或支座弯矩与1/2简支梁弯矩之中的较大者。依据上述理论我们以一层ＡＢ跨为例计算如下,其他层见下表：⑴考虑跨间最大弯矩处:按T形截面设计,翼缘计算宽度b’f①按跨度考虑,取b’f②按净梁净距Sn考虑b’f=b+sn③按翼缘高度h’f考虑,h0=h-a梁内纵向钢筋选HRB335级热扎钢筋(fy=f’y=300N/m),ξb=0.550因为α1fcb’fh’f(h0-h’f/2)所以属第一类T形截面计算.下部跨间截面按单筋T形截面计算.αs=M/α1fcb’fh02ξ=1-(1-2αs)1/2AS=ξα1fcb’fh0/fyξ=fyAS/(α1fcb’fh0)<0.55符合三级抗震设计要求.⑵考虑两支座处:支座I上部:αs=M/(α1fcb’fh20)ξ=1-(1-2αs)1/2AS表3-33第2层框架梁正截面强度计算二层AB跨BＣ跨截面ⅠⅡⅢⅣVM(KN·m)225.57137.81245.38205.48157.69b×h0（mm2）250×565250×565250×565250×365250×36576 续表3-33二层AB跨BＣ跨截面ⅠⅡⅢⅣVb·v/2(KN·m)48.760.0049.5127.000.00M0＝M-bv/2(KN·m)176.81137.81195.87178.48157.69γREM0(KN·m)132.61103.36146.90133.86118.27αs=γREM0/α1fcbh020.1160.0100.1290.0700.248ξ=1-（1-2αs）1/20.1240.0110.1380.0730.291AS=ξα1fcbh0/fy974716108714821476选筋520420520520520实配面积(mm2)15701256157015701570ρ(%)1.112%0.889%1.112%1.721%1.721%h0(mm)565565565365365剪力(KN)195.140.00198.04108.010.00fc16.716.716.716.716.7α11.01.01.01.01.0b(mm)25021672501000250fy300300300300300表3-34第3层框架梁正截面强度计算三层AB跨BＣ跨截面ⅠⅡⅢⅣVM(KN·m)198.07120.16242.26176.60147.76b×h0（mm2）250×565250×565250×565250×365250×365b·v/2(KN·m)47.080.0047.8724.690.00M0＝M-bv/2(KN·m)150.99120.16194.39151.81147.7676 续表3-34三层AB跨BＣ跨截面ⅠⅡⅢⅣVγREM0(KN·m)113.2490.12145.79113.86110.82αs=γREM0/α1fcbh020.0990.0090.1280.0600.233ξ=1-（1-2αs）1/20.1050.0090.1370.0620.269AS=ξα1fcbh0/fy823624107812531365选筋520420520520520实配面积(mm2)15701256157015701570ρ(%)1.112%0.889%1.112%1.721%1.721%h0(mm)565565565365365剪力(KN)188.330.00191.4798.750.00fc16.716.716.716.716.7α11.01.01.01.01.0b(mm)25021672501000250fy300300300300300表3-35第4层框架梁正截面强度计算四层AB跨BＣ跨截面ⅠⅡⅢⅣVM(KN·m)179.03131.83219.00150.67118.86b×h0（mm2）250×565250×565250×565250×365250×365b·v/2(KN·m)43.400.0044.1920.390.00M0＝M-bv/2(KN·m)135.63131.83174.82130.29118.86γREM0(KN·m)101.7298.87131.1197.7189.15αs=γREM0/α1fcbh020.0890.0100.1150.0510.18776 续表3-35四层AB跨BＣ跨截面ⅠⅡⅢⅣVξ=1-（1-2αs）1/20.0940.0100.1220.0530.209AS=ξα1fcbh0/fy73568596210701062选筋520420520520420实配面积(mm2)15701256157015701256ρ(%)1.112%0.889%1.112%1.721%1.376%h0(mm)565565565365365剪力(KN)173.600.00176.7481.540.00fc16.716.716.716.716.7α11.01.01.01.01.0b(mm)25021672501000250fy300300300300300表3-36第5层框架梁正截面强度计算五层AB跨BＣ跨截面ⅠⅡⅢⅣVM(KN·m)139.32138.80204.68103.7595.22b×h0（mm2）250×565250×565250×565250×365250×365b·v/2(KN·m)40.080.0040.8015.950.00M0＝M-bv/2(KN·m)99.25138.80163.8887.8095.22γREM0(KN·m)74.43104.10122.9165.8571.42αs=γREM0/α1fcbh020.0650.0110.1080.0350.150ξ=1-（1-2αs）1/20.0680.0110.1140.0350.163AS=ξα1fcbh0/fy53172189871582976 续表3-36五层AB跨BＣ跨截面ⅠⅡⅢⅣV选筋520420520520420实配面积(mm2)15701256157015701256ρ(%)1.112%0.889%1.112%1.721%1.376%h0(mm)565565565365365剪力(KN)160.300.00163.2163.800.00fc16.716.716.716.716.7α11.01.01.01.01.0b(mm)25021672501000250fy300300300300300表3-37第6层框架梁正截面强度计算六层AB跨BＣ跨截面ⅠⅡⅢⅣVM(KN·m)76.2497.47126.6571.7240.86b×h0（mm2）250×565250×565250×565250×365250×365b·v/2(KN·m)24.730.0026.1511.250.00M0＝M-bv/2(KN·m)51.5297.47100.4060.4740.86γREM0(KN·m)38.6473.1075.3045.3530.65αs=γREM0/α1fcbh020.0340.0070.0660.0240.064ξ=1-（1-2αs）1/20.0340.0070.0680.0240.067AS=ξα1fcbh0/fy27150653749033876 续表3-37六层AB跨BＣ跨截面ⅠⅡⅢⅣV选筋420320420420320实配面积(mm2)125694212561256942ρ(%)0.889%0.667%0.889%1.376%1.032%h0(mm)565565565365365剪力(KN)98.900.00104.6044.990.00fc16.716.716.716.716.7α11.01.01.01.01.0b(mm)25021672501000250fy3003003003003002）梁的斜截面强度计算为了防止梁在弯曲屈服前先发出剪切破坏，截面设计时，对剪力设计值进行调整如下所示：式中：：表剪力增大系数，三级框架，依规范取用1.1；：梁的净跨lnAB=7.2mlnBC=2.1m：梁在重力荷载作用下，按简支梁分析。得到梁端截面剪力设计值：分别为梁在左右端顺和反时针方向截面组合的弯距值：由表3-38中查得：表3-38剪力调整见下表项目层次Ln(m)Mlb+Mlb(KN.m)VGb(KN)η调整前左端V调整前右端V调整后V(KN)76 续表3-38AB跨66.60111.3186.441.198.90104.06105.2856.60173.16126.261.1160.30163.21155.5746.60227.69126.261.1173.60176.74164.7936.60270.05126.261.1188.33191.47171.9626.60300.86126.261.1195.14195.14177.1816.60478.31126.261.1204.74204.74207.21BC跨63.00143.4527.371.144.9979.9753.00207.5020.931.163.8097.0143.00301.3420.931.181.54131.4233.00353.0020.931.198.75150.3623.00410.9620.931.1108.01171.6113.00745.4920.931.1116.90294.27调整后的剪力值大于组合表中的静力组合的剪力值，按剪力值在两者之间的较大值进行截面计算斜截面强度计算见表3-39—表3-所示：表3-39一层斜截面强度计算截面支座A右支座B左支座B右调整后剪力V（KN）207.21207.20805294.27γREV（KN)176.13176.13250.13b×h0（㎜2）250×600250×600250×3650.2fcbh0（KN）467.60471.78304.78箍筋直径Ф（㎜）肢数（n）n=2,Φ=8n=2,Φ=8n=2,Φ=8Asv1（㎜2）50.350.350.3箍筋间距s（㎜）100100100Vcs=0.7ftbh0+1.25fyvAsvh0/s(N)30230419776 续表3-39截面支座A右支座B左支座B右ρsv＝nAsv1/b·s（％)0.402%0.402%0.402%ρsvmin＝0.26ft/fyv（％)0.194%0.194%0.194%表3-40二层斜截面强度计算：截面支座A右支座B左支座B右调整后剪力V（KN）177.18177.17808171.61γREV（KN)150.60150.60145.87b×h0（㎜2）250×600250×600250×3650.2fcbh0（KN）471.78471.78304.78箍筋直径Ф（㎜）肢数（n）n=2,Φ=8n=2,Φ=8n=2,Φ=8Asv1（㎜2）50.350.350.3箍筋间距s（㎜）100100100Vcs=0.7ftbh0+1.25fyvAsvh0/s(N)304304197ρsv＝nAsv1/b·s（％)0.402%0.402%0.402%ρsvmin＝0.26ft/fyv（％)0.194%0.194%0.194%表3-41三层斜截面强度计算：截面支座A右支座B左支座B右调整后剪力V（KN）171.96171.96266150.36γREV（KN)146.17146.17127.80b×h0（㎜2）250×600250×600250×3650.2fcbh0（KN）471.78471.78304.78箍筋直径Ф（㎜）肢数（n）n=2,Φ=8n=2,Φ=8n=2,Φ=8Asv1（㎜2）50.350.350.376 续表3-41截面支座A右支座B左支座B右箍筋间距s（㎜）100100100Vcs=0.7ftbh0+1.25fyvAsvh0/s(N)304304197ρsv＝nAsv1/b·s（％)0.402%0.402%0.402%ρsvmin＝0.26ft/fyv（％)0.194%0.194%0.194%表3-42四层斜截面强度计算：截面支座A右支座B左支座B右调整后剪力V（KN）164.79164.79448131.42γREV（KN)140.08140.08111.70b×h0（㎜2）250×600250×600250×3650.2fcbh0（KN）471.78471.78304.78箍筋直径Ф（㎜）肢数（n）n=2,Φ=8n=2,Φ=8n=2,Φ=8Asv1（㎜2）50.350.350.3箍筋间距s（㎜）100100100Vcs=0.7ftbh0+1.25fyvAsvh0/s(N)304304197ρsv＝nAsv1/b·s（％)0.402%0.402%0.402%ρsvmin＝0.26ft/fyv（％)0.194%0.194%0.194%表3-43五层斜截面强度计算截面支座A右支座B左支座B右调整后剪力V（KN）155.57155.5658697.01γREV（KN)132.23132.2382.46b×h0（㎜2）250×600250×600250×36576 0.2fcbh0（KN）471.78471.78304.78续表3-43截面支座A右支座B左支座B右箍筋直径Ф（㎜）肢数（n）n=2,Φ=8n=2,Φ=8n=2,Φ=8Asv1（㎜2）50.350.350.3箍筋间距s（㎜）100100100Vcs=0.7ftbh0+1.25fyvAsvh0/s(N)304304197ρsv＝nAsv1/b·s（％)0.402%0.402%0.402%ρsvmin＝0.26ft/fyv（％)0.194%0.194%0.194%表3-44六层斜截面强度计算：截面支座A右支座B左支座B右调整后剪力V（KN）105.28105.2811279.97γREV（KN)89.4989.4967.97b×h0（㎜2）250×600250×600250×3650.2fcbh0（KN）471.78471.78304.78箍筋直径Ф（㎜）肢数（n）n=2,Φ=8n=2,Φ=8n=2,Φ=8Asv1（㎜2）50.350.350.3箍筋间距s（㎜）100100100Vcs=0.7ftbh0+1.25fyvAsvh0/s(N)304304197ρsv＝nAsv1/b·s（％)0.402%0.402%0.402%ρsvmin＝0.26ft/fyv（％)0.194%0.194%0.194%（注：1：上表箍筋的配置是加密区的配置，加密区的长度为：AB，CD段为1050；BC段为。2：非加密区箍筋取双肢8@150。）76 3.8.3柱截面设计混凝土为C35纵筋为II级箍筋为I级柱正截面承载力验算：从柱内力组合表可看出来，B柱受力最大，我们取B柱验算，其他层的柱按B柱配筋，取底层I-I、II-II、III-III截面验算B柱：这里分别取弯最大一组内力，轴力最大一组内力分别计算。图3-18B柱的截面示意图(1)第一层梁与B柱节点的梁端弯矩值由内力组合表查得左震：216.25+378.32＝594.57右震：262.06+58.07＝320.13取＝594.57第一层梁与B柱节点的柱端弯矩值由内力组分别查得左震：309.02+211.60＝520.08右震：346.04+275.83=621.87取621.87＝621.87<1.1=1.1×594.57=654.0376 取＝654.03节点处近弹性弯矩分配纵然上、下柱即：Ⅰ-Ⅰ⑴M=363.94×0.8＝291.15N=2026.42×0.8＝1621.14KN⑵M=56.87N=2396.64KN（是非地震组合情况，且无水平荷载效应，故不必进行调整）Ⅱ-Ⅱ⑴M=290.09×0.8＝232.07N=2110.38×0.8＝1688.30KN⑵M=40.99N=2893.29KN（是非地震组合情况，且无水平荷载效应，故不必进行调整）Ⅲ-Ⅲ⑴M=559.90×0.8＝447.92　　　N=2597.99×0.8＝2078.39KN⑵M=20.29　N=2942.01KN（是非地震组合情况，且无水平荷载效应，故不必进行调整）其计算结果如表3-34所示：表中计算涉及到的公式：76 表3-45B柱的正截面受压承载力计算截面I－III－IIIII－IIIM(KN·m)291.1556.87232.0740.99447.9220.29N（KN）1621.142396.642893.292893.292078.392942.01lo(mm)450045005250525052505250b×ho(mm2)450×415500×465500×465e0（mm）179.6023.7380.2114.17215.516.90ea(mm)20.0020.0020.0020.0020.0020.00ei(mm)199.6043.73100.2134.17235.5126.90lo/h9.689.6811.2911.2911.2911.29ξ11.00.90.70.71.00.7ξ21.01.01.01.01.01.0η1.1351.6151.3652.0721.1552.361ηei(mm)226.670.6136.870.8272.163.576 续表3-45截面I－III－IIIII－IIIe(mm)139.5139.5139.5139.5139.5139.5ξ（ξb＝0.550）大偏心小偏心小偏心小偏心大偏心小偏心偏心性质441.5285.6351.8285.8487.1278.5As=A"s（mm2）924.6-429.87-327.43-518.512361.7-548.63选筋418418418418418418实配面积（mm2）101810181018101810181018(单侧)ρ%=AS/bho0.880.880.880.880.880.88当As=A"s<0时按构造配筋,且满足ρmin=0.8%,单侧配筋率ρmin>0.2%,故As=A"s=ρmin×bh=0.2%×500×500=500(mm2)柱的斜截面承载力计算：此处以B柱为柱力，控制点取第一层梁与B柱节点，其它层及A柱参考B柱配筋。第一层梁与B柱节点的柱端弯矩由表3-22所示76 图3-19柱的控制截面计算示意图其中剪力设计值按下式调整：式中：：表柱净高、：表柱上下端顺和逆时针截面组合的弯矩设计值，取调整后的弯矩值，底层柱底应考虑1.15弯矩增大系数：由正截面计算中第II-II，III-III截面的控制内力得：验算柱截面尺寸满足要求。76 此处按构造配置配筋框架柱的箍筋加密区范围根据下列规定决定：(1)柱端,取截面高度,柱净高的1/6和500mm三者的较大值。本工程取600mm。(2)底层柱，柱根不小于净高的1/3，本工程取1750mm.因而此处箍筋数量取@100(四肢)验算箍筋加密区最小体积配筋率：轴压比：查表知符合要求。而非加密区箍筋采用@150。因而按上述计算来配筋给柱子配筋。76 4现浇板设计本工程采用采用梁板整体现浇结构，楼板厚120mm，楼面活荷载,采用砼，钢筋采用级钢筋。在设计中按弹性理论计算各板区格的弯矩进而进行板配筋计算。4.1区格板的分布板边缘梁截面情况：边横梁取：；中横梁取：；纵梁取：；由于本工程采用的是梁板整体现浇，则根据板的平面尺寸划分区格如下图：`图4-1板区格划分4.2荷载计算按弹性理论设计工程中，不考虑连续双向板的支承梁在垂直方向上的变形，近似认为板能自由转动，而在板同一方向的跨度相同。同时对作用在板上的荷载根据工程设计理和工程实践的证实，荷载设计值如下：2～5层:76 6层:4.3荷载跨度计算跨度：内跨：，为轴线间距离。外跨：，为净跨，为梁宽。4.4弯矩计算4.4.1A区格内力计算图4-1A区格板的计算简图即：，则查表可以的到四边固定的弯矩系数，见下表4-1：表4-1A区格弯矩系数表支承条件0.77四边固定0.02860.0136-0.0688-0.0563四边简支0.05960.032476 则有2～5层弯矩设计值：第6层同样由上面的公式，有：76 4.4.2B区格内力计算图4-2B区格板的计算简图即：，则查表可以的到四边固定的弯矩系数，见下表4-2：表4-2B区格弯矩系数表支承条件0.600四边固定0.03670.0076-0.0793-0.0571四边简支0.08200.0242则有2～5层弯矩设计值：76 第6层：同样由上面的公式，有：将上面所计算得出的弯矩设计值汇总于下表4-3表4-3板的弯矩计算区格层次////A2～5层7.9614.617-14.379-11.7676层8.8815.403-17.32-14.174B2～5层3.4191.315-5.967-4.2966层4.0031.526-7.187-5.17576 4.5板的配筋计算由板的厚度：假定选用选钢筋，则短跨方向截面：方向跨中截面：支座截面：截面弯矩设计值：该板四周与梁整浇，故弯矩设计值将区格的跨中截面与各支座截面折减20%。根据前面的计算则可以计算出各层次板的配筋，计算公式为:.计算结果如下表4-4：表4-4板的配筋层次截面位置配筋实配钢筋2～5层跨中区格A8039952370265523区格B801715237075523支座区格A8072078580590785区格B802997858021578576 续表4-4层次截面位置配筋实配钢筋6层跨中区格A8044552370309523区格B802015237087523支座区格A8029978580215785区格B803607858025978576 结论土木工程专业的毕业设计教学过程，是我们在毕业前最后学习和综合训练阶段，是深化、拓宽、综合学习的重要过程，它培养我们综合素质，工程实践能力和创新能力都起到非常重要作用。本次毕业设计是按学校的教学计划进行的，根据任务书的要求，回顾四年来学习的各门课程，并使之联系起来，达到贯通的效果，使我们的知识更系统化，更靠近实践中所遇到的实际情况。我们也从中感受颇深，受益匪浅。使自己的理论知识更深化一步，更加牢固地掌握，劳累之余，也感到了欣慰。在此次设计中，我计算的主要包括八个部分:结构选型、水平力作用下的框架结构计算、竖向荷载作用下的内力计算、横向框架内力组合、截面尺寸设计、板的设计、设计主体是六层框架结构，选择一榀框架计算，框架结构的计算部分包括，梁板柱尺寸的初步确定，重力荷载标准值的计算，横向框架侧移刚度的计算，水平地震力作用下的内力计算和侧移计算和水平风荷载作用下的侧移验算，风荷载作用在内力组合时不与考虑，竖向荷载作用下的框架内力计算，主要包括恒荷载和活荷载作用下的内力计算，内力组合主要是水平地震作用、恒荷载作用、活荷载作用之间的组合，截面设计包括梁的截面设计和柱的界面设计，梁的界面设计包括正截面验算和斜截面验算，柱的截面设计包括轴压比的验算和正截面验算和斜截面验算和结点设计。板的设计采用的是双向板。基础设计包括荷载计算，基础承载力计算，冲剪验算，基础配筋计算。楼梯设计包括梯段设计、平台梁设计、平台板设计、楼梯的配筋计算。我学到了很多以前在书本上没完全掌握的知识；提高了综合运用知识的能力。但因水平有限，实践不足，错漏不可避免，敬请各位老师批评指导。76 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