四川达州凤鸣乡教学楼设计 毕业设计计算书

'目录第一篇:设计报告………………………………………………………………………….4第二篇：框架结构设计计算……………………………………………………………..111.工程概况………………………………………………………………………………….111.1工程概况……………………………………………………………………………...111.2建筑地点……………………………………………………………………………..111.3建筑规模……………………………………………………………………………...111.4抗震设防烈度………………………………………………………………………..111.5主要建筑技术经济技术指标…………………………………………………………111.6建筑室外做法………………………………………………………………………...121.7荷载取值情况………………………………………………………………………...121.8地质材料……………………………………………………………………………...122结构布置简图及计算图…………………………………………………………………122.1结构布置简图……………………………………………………………………….132.2梁柱截面尺寸及柱高和板厚的确定…………………………………………….....102.3结构计算简图的确定……………………………………………………………….133．重力荷载计算…………………………………………………………………………163.1屋面及楼面的永久荷载标准值……………………………………………………163.2屋面及楼面可变荷载标准值………………………………………………………163.3梁柱墙门窗重力荷载计算…………………………………………………..193.4重力荷载标准值……………………………………………………………………194.框架侧移刚度计算……………………………………………………………………..205.横向水平荷载作用框架结构内力和侧移计算………………………………………..205.1横向水平地震作用下框架结构的内力侧移计算…………………………………215.1.1横向自振周期计算……………………………………………………………….215.1.2水平地震剪力计算……………………………………………………………….225.1.3水平地震作用下的位移验算…………………………………………………….255.2横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算……………………………………295.2.1风荷载标准值…………………………………………………………………….295.2.2风荷载作用下的水平位移验算………………………………………………….325.2.3风荷载作用下框架结构的内力计算…………………………………………….336.竖向荷载作用下框架结构的内力计算………………………………………………366.1竖向框架内力计算…………………………………………………………………366.1.1计算单元………………………………………………………………………….366.1.2荷载计算………………………………………………………………………….376.2横向框架和梁柱的内力组合………………………………………………………486.2.1结构抗震等级…………………………………………………………………….486.2.2框架梁内力组合………………………………………………………………….486.3框架柱内力组合……………………………………………………………………516.3.1内力组合……………………………………………………………………….....516.3.2柱端弯矩值设计的调整………………………………………………………….527.截面设计………………………………………………………………………………4477 7.1框架梁………………………………………………………………………………447.2框架柱………………………………………………………………………………487.2.1剪跨比和轴压比验算…………………………………………………………….487.2.2柱正截面承载力计算…………………………………………………………….507.2.3柱斜截面承载力计算…………………………………………………………….518.双向板肋形楼盖设计………………………………………………………………....638.1设计资料……………………………………………………………………………648.2楼盖板设计…………………………………………………………………………649.基础设计………………………………………………………………………………669.1初步确定基础底面…………………………………………………………………679.2计算基础最大应力…………………………………………………………………679.3地基承载力设计值及地基承载力验算……………………………………………689.4基础冲切力验算……………………………………………………………………689.5配筋计算……………………………………………………………………………6910.楼板设计………………………………………………………………………………7010.1梯段板设计………………………………………………………………………..7110.2平台板设计……………………………………………………………..................7210.3平台梁设计………………………………………………………………………...73第三篇：致谢…………………………………………………………………………….76附录1：建施图附录2:结施图77 第一篇：设计报告四川达州凤鸣乡教学楼设计摘要：进入21世纪，我们进入了知识经济的时代，随着对“科学技术是第一生产力”的深入理解，各个城市的综合教学楼如雨后春笋般修建起来成，并结合各个地方的特色，这就对教学楼的设计提出了更高的要求。随着新技术的不断涌现，新的建筑设计方法也在各个建筑的设计中应用,使教学楼的结构型式、建筑风格不断的丰富。我根据凤鸣乡的实际情况和我所掌握的有限知识，以公共建筑的安全性和实用的便利性为主要目的，使用天正建筑设计软件进行建筑施工图设计，利用PKPM结构设计软件并结合手工计算进行结构施工图设计，完成了对都江堰市办公楼的建筑和结构设计。关键词：教学楼，建筑，设计SichuanRuralTeachingBuildingFengmingFloridaStudy:LuShiyin(SichuanAgriculturalUniversity,InstituteofUrbanandRuralConstruction,CivilEducation,20078666)Instructor:Mosilver(SichuanAgriculturalUniversity,InstituteofUrbanandRuralConstruction)Abstract:Inthe21stcentury,weentertheeraofknowledgeeconomy,withthe"Scienceandtechnologyareprimaryproductiveforces"in-depthunderstandingofallthecity'scomprehensiveconstructionofschoolbuildingsarespringingupinto,andtheintegrationofthevariouslocalcharacteristics,whichthethedesignofschoolbuildingsahigherrequirement.Withthecontinuousemergenceofnewtechnologies,newbuildingdesignapproachisalsoappliedinthedesignofeachbuilding,teachingbuilding,thestructure,thericharchitecturalstyleconstantly.InaccordancewiththeactualsituationinFengmingtownandmylimitedknowledgeofpossessiontothesecurityofpublicbuildingsandutilitiesforthepurposeofconvenience,theuseofTengenarchitecturalbuildingconstructiondesignsoftware,structuraldesignsoftwarebycombiningPKPMhandstructuralconstructiondesigncalculations,completedtheconstructionofDujiangyan77 City,andstructuraldesignoffice.1引言由于受到大地震的影响，各地区的建筑物均发生不同程度的破坏，其破坏面积面广，尤其是公共服务设施，“汶川”大地震之后，教学楼破坏相当严重。尤其是学校承载祖国的未来，社会的希望，家庭的梦想，国家决定把教学楼的设计在原来的基础上提高一个层次，有些地方甚至出现了钢结构教学楼。通过毕业设计对大学期间所学的知识做一个系统的总结和应用，通过自己对在熟悉任务书的基础上参观、比较同类建筑、查阅、搜集有关设计资料使我所学的知识得以综合的应用，提高综合知识的应用能力，对所学过的知识得以系统的深化。并培养我独立解决建筑设计、结构设计的内容和步骤，及掌握建筑施工图结构施工图绘制的方法，为了向社会培养具有独立设计、施工与管理的高技术人才，因此，毕业设计是我们每个土木工程专业学生必须完成的内容。本教学楼，采用多层框架结构，为7度设防建筑物，由于承担着巨大的使命，避免悲剧再次上演，为学生提高一个好的学习环境，教学楼使用人员众多，流动性大，所以办公布置为内廊式。因此，教学楼设计体现着设计的较高水平。在“汶川”大地震中我们的许多建筑物倒塌，这可能是施工或设计的问题，因此我们对学校建筑有了更加严格的要求，在源头上控制好质量，同时也赋予了我们建筑师、结构师更大的使命。2总体规划本工程根据设计任务书要求需设计一所教学楼，前面是一条公路路口，离公路30米、上、下为居民楼，下为都江堰大道下为。要求抗震设防烈度为7度，地震加速度为0.1g，设计地震分组为第二组，主体结构为6层。根据当地城市规划，建筑规模和要求以及现有的气象条件，工程场地地质条件及材料供应和施工条件进行设计。根据地质情况及各种荷载情况设计建筑物的基础，根据荷载和建筑布局设计建筑物主体各层结构，设计梁柱的尺寸及配筋、板厚及配筋，根据气象条件设计建筑物的屋面防水、保温与隔热，使其达到保温节能的要求。3工程概况本工程为都江堰市民政局办公楼，建筑面积为6268平方米。为都江堰市整个民政机构的办公区，工程占地面积：5600m2；建筑总高度：23.1m，层数：六层，无地下室；建筑密度：底层建筑面积/总占地面积=1044/5600×100%=18.7%。77 4建筑设计建筑设计是在总体规划的前提下，根据设计任务书的要求，综合考虑基地环境、使用功能、结构施工、材料设备、建筑经济和建筑艺术问题，着重解决建筑物内部各种使用功能和使用空间的合理安排，建筑物与周围环境、与各种外部条件的协调配合，内部与外表的的艺术效果，各个细部的构造方式，创造出既符合科学性又具有艺术性的生产和生活环境，并且使建筑物做到使用、经济、坚固、美观。4.1平面设计国际上流行的图书馆设计“三统一”原则，即“统一柱距、统一层高、统一荷载”的模式设计。统一柱距可使办公楼根据发展需要和功能要求实行相对任意分割，不至于因建筑柱距不同而在改变使用功能上受到制约；统一层高可使办公楼采光效果好，空气流通新鲜，工作人员及办事人员来往便利，布局安排合理，水平运输畅通无阻，有利于使用功能的相互替代；统一荷载，打破了档案馆和其他部门之间的明显界限。“三统一”的结构设计，有利于标准化设施的布设和使用功能的灵活转换。我认为统一层高并不是要求一座办公楼各楼层的层高都一致，而是要求在单个楼层尽量减少错层布置,使楼板形成一个整体，既有利于办公楼内部布置又有利于房屋的抗震。由于本建筑各层的使用要求和布置不尽同，所以采用了不同的层高布置，但总体上满足图书馆设计的“三统一”原则。第一层设置门厅，为了给来往人员营造一种亲切的气氛，门厅高度设为4.2米，但一层的层高为4.2米。4.2交通联系部分设计本工程的垂直交通由两道疏散双跑板式楼梯和一部主楼梯承担。水平交通由楼面的3.3m过道承担。为了避免水平交通路线过长，本工程的楼梯均按左右距离近似相等的体量设计。这种集中块状体型使现代办公楼具有灵活性的平面布局形式，这也就是国外新型设计理念之一的“模数式”办公楼设计。4.3门窗及防火设计教学楼需要有一个明亮的阅读环境，所以教学楼楼全采用无色浮法玻璃的大窗布置。为了加强内部的通风，本图书馆的为窗全采用平开铝合金窗，内窗采用推拉铝合金窗。门采用防盗门，均满足防盗防火要求。77 4.4平面组合设计本图书馆考虑了平面组合设计和建筑的不同功能分区。平面组合采用大厅式组合与走道式组合相结合。除在一层办证大厅、便民服务中心等采用大厅式组合外，在办公楼的其他部分都采用走道式组合。这样的平面组合有利与办公楼内部获得较大的使用空间和较灵活的平面布置。一层主要为办证大厅、便民服务中心和一些娱乐用房。二层以上为办公室、会议室等，是办公楼的主要组成部分。馆内墙面采用白色乳胶漆；天棚采用V型轻钢龙骨吊顶，馆内地面采用大理石地面，尽量为工作人员营造一种舒适、温馨、明亮的工作环境。4.5剖面设计建筑剖面设计也就是确定建筑物各部分的高度，建筑层数，建筑空间的组合与利用，以及建筑剖面中的结构、构造关系，着重研究竖向空间的处理。（图五）图五剖面图4.6体型及立面设计本办公楼采用“一”字体型设计，这样设计有他独特的优点：平面布置灵活，内部空间可以任意分割，建筑采光通风好，水平交通路线较短且满足国际通用的“模数式”办公楼设计。建筑立面设计：立面反映结构、空间、功能和结构的整体设计概念使其产生了自然和谐一致的建筑外观。底层采用3.9M层高和标准层采用六层3.6M层高的比例，使空间达到和谐，外形装饰采用灰色面砖，与古城遥相辉映，突出严肃感，同时色调搭配上应给人以清新明亮、积极活泼的感觉，产生形体的整体韵律，达到统一中求细节变化的效果。4.7节能设计“一”的体型设计使节能效果达到最佳。长方体有较小的散热面积和较大的容积率。该教学楼采用200mm厚填充墙，水泥砂浆刷乳胶漆墙面（5厚1：3水泥砂浆打底，15厚1：3水泥砂浆抹灰，纸筋灰抹面外刷白色乳胶漆三遍）。瓷砖墙面（5厚1：3水泥砂浆打底，15厚1：3水泥砂浆抹灰，白色乳胶漆三遍）。77 屋面保温采用250mm厚水泥蛭石保温层4mm厚高分子卷材：3水泥砂浆保护层，60厚憎水珍珠岩，20厚1:3水泥砂浆找平层,50厚1：6水泥焦渣找破，120厚钢筋混凝土现浇板，V轻钢龙骨吊顶。5结构设计5.1结构选型为了使建筑物设计符合技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的要求，建筑结构方案设计与选型占有重要地位。建筑结构方案设计和选型的构思都是很细致的工作，只有充分考虑各种影响因素并进行全面综合分析，才能选出优化的方案。结构作为建筑物的骨架，形成建筑的内部空间，既要满足人们的生产、生活需要，也要满足人们对建筑物的美观要求。办公楼框架建筑需要较大的内部空间和较灵活的空间布置，结合抗震设防等各方面的实际需要，该图书馆我选取了较大柱距的框架结构。框架结构有以下优点:其一，容易获得较大的内部空间，结构布置灵活；其二，能够满足各种造型的需要，表面处理容易；其三，抗震性能好，防火性能优异。5.2截面选取柱的截面选取先采用轴压比估算，再根据结构受力验算其承载能力。主梁的截面高度采用其跨度的1/8~1/12，截面宽度取截面高度的1/2~1/3。5.3计算方法5.3.1结构布置统一柱距：柱距除两跨为7.8米、一跨为3.9m，其余都统一采用4.2米的柱距，这样统一柱距有利于结构的平面布置，方便施工。统一荷载：楼面活荷载按照《荷载规范》统一采用2.0kN/m2,横载按照楼面构造层计算求的。5.3.2水平及竖向荷载计算水平地震荷载采用底部剪力法计算，内力采用D值法进行计算。竖向荷载在计算单元内按照三角形或梯形传递，内力计算采用弯矩二次分配法。6抗震设计本设计工程位于都江堰市，按7度设防，地震分组为第二组，地震加速度为0.1g。抗震设计原则：按照“两阶段三水准”77 原则（小震不坏，中震可修，大震不倒）进行设计计算；按照强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件的原则进行内力调整。详细计算见本教学楼楼框架结构设计计算书。7结束语教学楼建筑作为特殊的公共建筑，作用也因使用单位的不同而各异，因此在设计时还应充分考虑便于各部门施政的要求。教学楼楼中也有一些特殊用途的房间，如会议室，由于其建筑面积很大，且内部要求空旷，不能布置柱，因此在结构设计和计算中是难点，需要特别重视，重点考虑。学习环境的好坏会影响学习效率的高低，因此现代教学楼建筑应充分考虑保温隔热消音通风等要求，采用新型无毒装饰材料，防止对外界、他人的影响。随着现在能源的日益紧缺，建筑作为能源消耗大户，也应充分考虑环保要求。现代综合教学楼建筑中多采用新型、环保技术和材料，以减少对能源的消耗，最大限度的节约能源。参考文献77 [1]叶列平.混凝土结构（第二版上册）[M],清华大学出版社,2006[2]陈希哲编著.地基基础(第4版)[M]，清华大学出版社，2002[3]舒秋华.李世禹主编.房屋建筑学(精编版)[M]，武汉理工出版社，2005[4]吕西林主编.高层建筑学(第2版)[M]，武汉理工出版社，2003[5]张文忠主编.公共建筑设计原理[M],中国建筑工业出版社，2001[6]西南地区建筑标准设计协作领导小组办公室，四川省西南建标科技发展有限公司编写.西南地区建筑标准设计通用图[J],2003[7]中国建筑标准设计研究院编著.03G101混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规制和构造详图[J],中国建筑标准设计研究院出版社，2003[8]中国人民共和国国家标准.建筑地基基础设计规范(GB50007—2002)[J],2002[9]中华人民共和国国家标准.民用建筑设计通则(JGJ37-87)[J],1987[10]中国人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范(GB50011—2001)[J]，2001[11]中华人民共和国国家标准.混凝土设计规范(GB50010—2001)[J]，2002[12]中华人民共和国国家标准.建筑结构荷载规范(GB50010—2001)[J]，2002[13]中国人民共和国国家标准.建筑设计防火规范(GBJ16—87)，2006[14]中国人民共和国行业标准.办公建筑设计规范(JGJ67—89),浙江省建筑设计院，1990[16]G.Tyler.Environmentalscience,U.S.A:InternationalThomsonPubli-Shin[M],1995[17]MarilynZilinsky.TheInspiredWorkspace:DesignsforCreativityandProductivity[M],RockportPublishers,2002、第二篇：框架结构设计计算书77 框架结构设计计算书根据《毕业设计任务书》之要求规定，对建筑的使用功能及建筑设计的要求进行了建筑平、立、剖、建筑结构及其他施工图纸的设计，具体内容详见施工图，根据设计要求现行取该住院部主楼作为结构设计的任务，以3轴线取之为具有代表性一榀框架作为计算分析。1、工程概况1.1建筑地点：四川省宣汉县凤鸣乡1.2建筑规模：（1）建筑面积：（2）层数：六层。（3）本工程采用4跨内廊式框架结。（4）该设计以教学为主，使用年限50年，横轴线轴距为：6.6米；3.3米；6.6米；6米；纵轴距为9米。1.3结构类型:该教学楼平面接近“一”字形，简单、规则、对称。根据《毕业生设计任务书》的要求采用钢筋混凝土现浇全框架结构，框架抗震等级为Ⅱ级，轴压比限值。各楼层面、屋面均采用钢筋混凝土现浇结构。1.4抗震设防烈度:本设计工程位于四川省达州市凤鸣乡，按7度设防，地震分组为第一组，地震加速度为0.1g，地面粗糙度属于C类，水平地震影响系数αmax=0.16,特征周期值Tg=0.4S。1.5主要建筑技术经济指标：（1）占地面积：m2（2）总建筑面积：m2（3）层数：六层。无地下室（4）建筑总高度：m（5）建筑密度：底层建筑面积/总占地面积=（6）建筑容积率:建筑总面积/总占地面积=77 1.6建筑室内外做法：（1）设计标高：室内设计标高为±0.000，相当于绝对标高现场确定，室内外高差4540mm。（2）墙身作法：墙身为轻质填充墙，内外墙厚均为200mm采用M7.5水泥砂浆砌筑。内墙水泥砂浆刷乳胶漆墙面（5厚1：3水泥砂浆打底，15厚1：3水泥砂浆抹灰，纸筋灰抹面外刷白色乳胶漆三遍）。瓷砖墙面（5厚1：3水泥砂浆打底，15厚1：3水泥砂浆抹灰，白色乳胶漆三遍）外墙1：3水泥砂浆打底20厚，外墙装修使用乳白色涂料仿石材涂料。（3）楼面作法（自上而下）：水磨石地面，25厚水泥砂浆结合层，150厚钢筋混凝土现浇板，V型轻钢龙骨吊顶。（4）屋面作法（自上而下）：4mm厚高分子卷材：3水泥砂浆保护层，60厚憎水珍珠岩，20厚1:3水泥砂浆找平层,50厚1：6水泥焦渣找破，120厚钢筋混凝土现浇板，V轻钢龙骨吊顶。1.7荷载取值情况：根据《楼面均布活荷载》表取用1.8地质材料根据工程地质勘测报告拟建场地地势平坦，表层为0.8米的杂填土层，重度r=16kn/m，地基承载力标准值FK=90KPa，且下面为0.6的粉质土层，重度r=19kn/m，地基承载力标准值FK=150KPa,Es=6KPa再下面为精密卵石层，厚度5.4m，重度r=20kn/m,地基承载力标准值FK=300KPa。2、结构布置简图及计算图77 2.1结构布置结构平面布置图如图示。2.2梁柱截面尺寸、板厚、柱高的确定：梁柱截面尺寸、板厚及柱高确定如下:边柱负荷面积：9×3m2中柱负荷面积：6.6×9m2梁截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级：见下表层次混凝土强度等级横梁（b×h）纵梁（b×h）次梁（b×h）AB跨BC、DE跨CD跨1-2C35250×800250×800250×800250×800250×5003-6C30250×700250×700250×700250×700250×400该框架结构的抗震等级为二级，起轴压比限制值[μn]=0.8,各层的重力荷载代表值近似取12kN/m2，柱截面尺寸根据：进行估算，则得第一层柱截面面积为：（混凝土强度等级C35，N/mm2，N/mm2）边柱：77 Ac=1.3×9×3×12×1000×6/16.7=151329.34mm²中柱：Ac=1.25×9×6.6×12×1000×6/16.7=191123.596mm²如取柱截面为正方形，则边柱和中柱的高度分别为：390mm和437mm根据上述计算结果并综合考虑其它因素，本设计柱截面尺寸取值如下：1至2层：600×600mm3至6层：600×600mm基础选用柱下独立基础，基础埋深取2m，室内外高差为0.45m，楼板厚度取120mm。2至6层层高即为柱高取：3.6m，底层柱高度从基础顶面取至一层板顶，即：4.2+3+0.45-1.2=5.45。取顶层柱的形心线作为框架柱轴线，梁轴线取到板底。2.3结构计算简图的确定：结构计算简图如图：横向框架、纵向框架（横向框架结构计算简图）77 （纵向框架结构计算简图）3、重力荷载计算3．1屋面及楼面的永久荷载标准值（1）屋面（上人保温）4厚高分子卷材：0.05kN/m220厚1∶3水泥砂浆找平：0.02×20=0.4kN/m260厚憎水珍珠岩：0.06×4=0.24kN/m220厚1：3水泥砂浆找平层：20×0.02=0.4kN/m277 50厚1∶6水泥焦渣找平坡：15×0.05=0.75kN/m2120厚钢筋混凝土板：25×0.12=23kN/m2V型轻钢龙骨吊顶：0.12kN/m2合计：5．09kN/m2图（5）(2)1至5层楼面：水磨石楼面（15mm厚面层，25mm水泥砂浆打底：0．86kN/m2120厚钢筋混凝土板：25×0.12=3kN/m2V型轻钢龙骨吊顶：0.12kN/m2合计：4.11kN/m23.2屋面及楼面可变荷载标准值走廊2.5KN/㎡不上人屋面均布荷载标准值：0．5kN/m2楼面活荷载标准值：2．0kN/m2屋面雪荷载标准值：Sk=MrSo=1.0×0.1=0.1kN/m2合计：5.1kN/m23．3梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算外墙为240mm厚加气混凝土砌块，外墙面贴瓷砖（0.5KN/㎡），内墙面为200mm，厚涂料；则外墙单位墙面重力荷载为：1.0．5+18×0.24+17×0.02=4.84kN/m2内墙为240mm厚加气混凝土砌块，两侧均为20mm抹灰及涂料；单侧瓷砖于墙裙（0.5KN/㎡），则内墙单位面积重力荷载为：18×0.24+17×0.02+0.5=5.5kN/m277 木门单位面积重力荷载为：0.2kN/m2，钢铁门单位面积重力荷载为：0.45kN/m2塑钢窗单位面积重力荷载为：0.5kN/m2。梁柱重力荷载标准值祥见下表层次构件b/mh/mβlinGi一层至二层横梁AB跨0.250.8251.055.255.594115.52068．89BC跨0.250.8251.055.255.848245.28CD跨0.250.8251.055.253．068128.52DE跨0.250.8251.055.255.848245.28纵梁0.250.8251.055.257.174150.57纵梁0.250.8251.055.253.4589.25纵梁0.250.8251.055.258.518803.25次梁0.250.5251.053．286.3414291.24柱0.60.6251.106.886.45361597．54三层至六层横梁AB跨0.250.7251.054.5945.58101.11787.58BC跨0.250.7251.054.5945.858214.63CD跨0.250.7251.054.5943.068112.46DE跨0.250.7251.054.5945.848214.63纵梁0.250.7251.054.5947.174131.76次梁0.250.41.052.6256.3414233纵梁0.250.7251.054.5943.4578纵梁0.250.7251.054.5948.51870柱0.50.5251.106.883.636891.65注：1）表中B考虑梁柱粉刷层，而重力荷载的增大系数g表示单位长度构件重力荷载，为构件数量2)梁长度取净长，柱长度取层高77 窗的自重：层次面积m2自重kN一层214.39107.195二和六层227.54113.77三四五层227.54113.77门的自重：层次面积m2自重kN一层33.8115.21二层至六层46.4120.883.4重力荷载代表值屋面恒载，50%屋面雪荷载，纵横梁自重，半层柱自重，半层墙体自重顶层重力荷载代表值包括：屋面恒载，50%屋面雪荷载，纵横梁自重，半层柱自重，半层墙体自重其他楼层重力荷载代表值包括：楼面恒载，50%楼面均布活荷载，纵横梁自重，楼面上下各半层的柱及纵横墙体自重。如图G1=2068.89+(1597.50+891.65)/2+(107.195+113.77+15.21+20.88+34.49+3948.528)/2+4.11×152.45+（2.5×157.41+2×995.04）/2=1338.24KNG2=2068.89+891.65+l13.77+20.88+3948.528+4.11*1152.45+(2.5X157.41+2.5X995.04)/2=13220.42KN/mG3=13320.42KN/mG4=13220.42KN/mG5=13220.42KN/mG6=6759.64KN/m77 各层自重如图所示4、框架侧移刚度计算横向框架侧移则度计算横梁线刚度计算表：类别层次Ec/(N/mm2)b×h/mm×mmI0Mm4LmmEcIo/ι/N∙mm1.5EcIo/ι/Nmm2.0EcIo/ι/N∙mm边横梁1-23.15×104250×80010.6×10966005.1×10107.65×101010.2×10103～63.0×104250×7007.15×1093.25×10104.88×10106.5×1010中横梁1~23.15×104250×80010.6×109330010.2×10101.53×101020.41×10103～63.0×104250×7007.15×1096.5×10107.75×101013.00×101077 柱线刚度计算表：层次Hc/mmEc/(N/mm2)b×h(mm×mm)Ic/mm4EcIc/hc/N∙mm164503.15×104500×5005.208×10103.10×10102～636003.0×104500×5005.208×10104.34×1010柱的侧移刚度：进行计算，为柱侧移刚度修正系数，按以下公式进行计算：（一般层）（底层）具体计算结果详下表：中框架柱侧移刚度D值（N/mm）层次边柱（10根）中柱（10根）KacDi1KacDi23～61.4970.42169004.20.672690049180021.920.49197005.770.742970055340014.140.739930012.430.8610800402600楼梯间框架柱侧移刚度D值（N/mm）77 层次B-3,B-8E-5,E-6C-3,C-8D-5,D-6KacDi1KacDi23～62.30.58215003.740.652620016980022.250.53213003.530.642570017520015.090.51640010.370.8811000142600边框架柱侧移刚度D值（N/mm）层次A-4,A-7E-1,E-10B-1,B-10KacDi1KacDi2KacDi33～61.2480.383154003.370.628252002.310.535217008920021.440.419168002.740.578232002.090.5112050012100013.110.70688003.730.73892003.420.7239100102000横向框架层间侧移刚度（N/mm）层次123456647200849600750800750800750800750800由上表可见1/2=647200/849600=0.762＞0.7。故该框架为规则框架。5、横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算5.1横向水平地震荷载作用下框架结构的内力和侧移计算5.1.1横向自振周期计算：屋面突出部分将其折算成重力荷载Ge按公式计算:77 根据公式：；计算出结构顶点的假想侧移。式中：Gk为集中在k层楼面处的重力荷载代表值；VGi为把集中在各层楼面处的重力荷载代表值视为水平荷载而得到的第i层的层间剪力；为第i层的层间侧移刚度。具体计算结构详下表：结构顶点的假想侧移计算层次66759.648337.8934540024.14350.18513220.4519980.0975080028.71326.04413220.4533200.5475080046,32297.33313220.4546420.9975080063.69251.01213220.455641.4484960072.1187.63113318.2472959.68647200115.52115.52基本自振周期T1（S）按下式计算：其中为结构顶点假想位移；为考虑非承重砖墙影响的折减系数，框架结构取0.6~0.7。T1=1.7x0.7X√0.35018=0.704s5.1.2水平地震剪力计算由于建筑物所在地区为四川宣汉，Ⅱ类建筑场地，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值77 为0.1g，设计地震分组为第一组，结构特征周期Tg=0.35s，地震影响系数αmax=0.08。在本设计中，结构高度不超过40M，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故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下式进行计算：式中：为相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值；为结构等效总重力荷载，多质点应取总重力荷载代表值的85%，单质点应取总重力荷载代表值。=0.85×（13318.24+13220.45×4+1100.8+6759.64）=62950.86KN根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）规定结构的地震影响系数为：=(.35/0.526)0.9x0.04=0.028底部剪力法：FEK=a1Gep=0.28×62950.86=1762.63KN因1.4Tg=1.4×0.35=0.49(s)＜T1=0.704（s）,所以考虑地震作用系数Sn按：Sn=0.08T1+0.07=0.08X0.704+0.07=0.126则顶部附加水平地震作用△Fs=0.126×1762.63=222.09KN.kN各质点的水平地震作用按下式进行计算：式中：Gi、Gj分别为集中于质点i、j的重力荷载代表值；HiHj分别为质点i、j的计算高度；77 为顶部附加水平地震作用为顶部附加地震作用系数。各质点的水平地震作用和各楼层地震剪力：Fi=1540.54具体计算详见下表：各质点横向水平面地震作用及楼层地震剪力计算：层次623.456759.6415813.560.164252.65252.65519.8513220.45262425.930.271417.5670.15416.2513220.4518839.410.194298.87969.02312.6513220.45167238.690.173266.541235.5629.0513220.45119645.070.123189.481425.0415.4513318.2472584.410.075115.541540.58各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布如图：77 横向水平地震作用及楼层地震剪力图5.1.3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下式进行计算：式中：VGi为把集中在各层楼面处的重力荷载代表值视为水平荷载而得到的第i层的层间剪力；为第i层的层间侧移刚度。各层的层间弹性位移角按下式进行计算：77 具体计算过程详见下表：横向水平地震作用下的位移验算层次6252.653454000.73115.20736001/49255670.157508000.8937.88736001/40314969.627508001.2916.99436001/278931235.567508001.6465.70336001/218721425.088496001.6774.05736001/214711540.586372002.382.3854501/1513层间弹性位移角应满足《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）中第5.5.1条规定，由表可知，最大层间弹性位移角发生在第一层，其值为：1/1513<1/550满足规范要求，其中[/h]=1/550查表得。（4）水平地震作用下框架内计算：取计算简图中④轴线横向框架进行内力计算。框架柱端剪力及弯矩由下式进行计算：柱端剪力：柱端弯矩：式中：为层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为框架柱的标准值反弯点高度比；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的反弯点高度比的修正值，在查表时K表示梁柱线刚度比i，77 m表示结构纵层数；n表示该柱所在的楼层位置。各层柱端弯矩及剪计算表：水平地震荷载作用下各层柱端弯矩及剪力计算层次/m/kN/(N/mm)边柱Ky63.6252．653454001690012.361.4790.417.826.753.6670.157508001690015.081.4790.4529.8629.8643.6696.027508001690015.671.4790.4531.0331.0333.61235.657508001690027.811.4790.550.0650.0623.61425.048496001790030.021.920.554.0454.0415.451540.58647200930022.414.140.560.3360.33注：表中单位为：kN·m。V单位为：kN水平地震荷载作用下各层柱端弯矩及剪力计算层次/m/kN/(N/mm)中柱Ky63.6252.653454002690019.684.20.4531.8838.9753.6670.157508002690024．014.20.542.2242.2243.6696.027508002690024.944.20.544.8944.8933.61235.567508002690044.274.20.576.6976.6923.61425.048496002970049.825.770.5598.6480.7115.451540.586472001080025.7112.430.5577.06563.05注：表中单位为：kN·m。V单位为：kN水平地震荷载作用下梁端弯矩、剪力、及柱轴力计算层次边梁走道梁柱轴力VbVb边柱中柱(N)77 626.713.06.66.0220.8620.863.312.64-6.02-14.84547.6624.726.610.9744.4644.463.326.95-16.99-30.82455.4629.066.612.8152.2752.273.331.68-29.8-47.81375.4541.566.617.7374.7574.753.345.3-47.53-77.612104.153.516.623.8896.2496.243.358.33-71.41-112.061114.37137.446.638.1597.0197.013.358.79-109.56-132.7注：表中M单位为：kN·m。V单位为：kN水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪及柱轴力见下图:77 左地震作用下框架弯矩图、梁端剪力及柱轴力图5.2横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算：5.2.1风荷载标准值：风荷载标准值按式：，进行计算。基本风压77 。由于基本风压小于0.3则取：，由《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）第7.3节查得（迎风面）和（背风面）。地面粗糙度为C类地区，H/B=23.45/63.3=0.37。由脉支影响系数表查得：V=0.4；T1=0.526S，W0T12=O.62X0.5262=0.051。由于脉动增大系数表查得：§=1。18，固本设计高度已超过30m，故应考风压脉动的影响。则：取图中④轴线横向框架，其页荷面宽度为9m，则沿房屋高度的分布风荷载标准值：q(z)=9×0.3Bzuzus沿房屋高度分布风荷载标准值层次623.4510.8951.5272.9521.845519.850.8460.8371.4592.6381.649416.250.6930.7651.4282.361.475312.650.5390.741.3632.1791.36229.050.3860.741.2461.9921.24515.450.2320.741.1481.8341.147沿高度的分布风荷载转化为节点集中荷载，转化过程：F1=(1.834+1.147)×（5.45/2+4.2/2）+【（1.245-1.147）+（1.992-1.834）】×4.2×1/2×1/3=14.56F2=（1.834+1.992+1.245+1.147）×3.6×0.5+【（1.992-1.834）+（1.245-1.147）】×3.6×1/6=11.34F3=（1.992+1.245+2.179+1.362）×3.6/2+【（1.475-1.362）+（2.36-2.179）】×3.6/2+【（1.362-1.245）+（2.179-1.992）】×3.6×0.5×2/312.74F4=（2.179+1.362+2.36+1.475）×3.6/2+【（1.649-1.475）+2（2.638-2.36）】×4.2/2×77 1/3+【（2.36-2.179）+（1.475-1.36）×3.6×0.5×2/3=13.94F5=（2.36+1.475+2.638+1.649）×3.6×0.5+【（2.852-2.638）+（1.845-1.649）】×3.6×0.5×1/3+【（2.638-2.36）+（1.649-1.475）】×3.6×0.5×2/3=15.47F6=（2.638+1.649）×3.6×0.5×0.5+（2.952+1.845）×3.6×0.5×0.5=8.18框架上的风荷载见下图77 5.2.2风荷载作用下的水平位移验算。根据等级节点的集中水平荷载；由下式计算层间剪力77 根据求出的④轴线框架的层的侧移刚度，由下式计算各层的相对侧移和绝对侧移。计算过程见下表：；风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算层次12345614.5611.3412.7413.9415.478.1876.2361.6750.3337.5923.658.1851001285001145001145001145001145001.490.480.440.330.210.0711.491.972.412.742.953.661/36581/87501/94541/127271/200001/59154由上表可见，风荷载作用下框架的最大层间位移角发生在第一层，其值为：1/3658，远小于，故满足规范要求。5.2.3风荷载作用下框架结构内力计算：仍取计算简图中④轴线横向框架进行内力计算。框架柱端剪力及弯矩由下式进行计算：柱端剪力：柱端弯矩：77 式中：为层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。各层柱端弯矩及剪计算表：水平风荷载作用下各层柱端弯矩及剪力计算层次/m/kN/(N/mm)边柱Ky63.68.18345400169000.031.4790.40.040.0753.623.65750800169000.531.4790.450.861.0543.637.59750800169000.8461.4790.451.371.6833.650.33750800169001.131.4790.52.032.0323.661.67849600179001.31.920.52.342.3415.4576.2364720093001.194.140.522水平风荷载作用下各层柱端弯矩及剪力计算层次/m/kN/(N/mm)中柱Ky63.68.18345400269000.644.20.51.153.2453.623.65750800269000.8474.20.51.523.2443.637.59750800269001.354.20.52.432.4333.650.33750800269001.84.20.53.243.2423.661.67849600297002.155.770.554.263.4815.4576.23647200108002.2712.430.554.493.68注：表中单位为：kN·m。V单位为：kN77 水平风荷载作用下梁端弯矩、剪力、及柱轴力计算层次边梁走道梁柱轴力VbVb边柱(N)中柱(N)60.071.086.60.181.941.943.31.18-0.18-51.091.586.60.412.642.643.31.6-0.591.1842.541.726.60.652.862.863.31.73-1.242.2633.41.896.60.83.43.43.32.06-2.043.5224.372.246.61.04.034.033.32.44-3.044.9614.342.656.61.064.764.763.32.88-4.108.00注：表中单位为：kN·m。V单位为：kN:水平风荷载作用下框架的弯矩图，梁端剪力图及轴力图鉴下图77 横向框架在水平风荷载作用下的弯矩、梁端剪力和柱轴力图6、坚向荷载作用下框架结构的内力计算：6.1横向框架内力计算：6.1.1计算单元：取④77 轴线横向框架进行计算、计算单元宽度为6.6m，由于结构布置有次梁，故直接传递给该框架的楼面荷载见图中水平阴影部分所示，计算单元范围内其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的方式传递给横向框架，作用于各节点传于纵向框架梁中心线于柱的中心线不重合，因此在框架节点上还作用有集中力矩，框架柱处于偏心受压状态。横向框架计算单元如下图：6.1.2荷载计算：①恒载计算：以，代表横梁自重，为均布荷载形式。,分别为房间和走道板传递给横梁的梯形荷载和三角形荷载。分别为由边纵梁、中纵梁直接传递给柱的恒载。如图示P1q2P2q2,P2q2P2q1q177 对于第六层：横梁自重:=4.594kN/m=4.725kN/m,分别为房间和走道板传递给横梁的梯形荷载和三角形荷载，由图横向框架单元的几何关系可得=4.96×3.3=16.37kN/m=4.69×3.3=16.37kN/m分别为由边纵梁、中纵梁直接传递给柱的恒载。它包括梁自重，楼板自重和女儿墙的重力荷载，计算如下：=[（4.5×2.2×）×2+(2.2+6.6)×2.2×]×4.96+5.25×9+3.28×6.6/2+4.48×1.5+9.0=170.5kN/m=[(4.5×2.2×）×2+(2.2+6.6)×2.2×+【(4.4+3.3)/2×1.65)】×4.96+5.25×9+2.625×6.6/2+=250.62kN/m集中力矩：M1=P1×e1=170.5×（0.5-0.3）/2=17.05kN.mM2=P2×e2=184.54×（0.5-0.2）=18.45kN.m对于二至五层：横梁自重:=4.594+5.5×2.8=19.994kN/m=4.725kN/m房间和走道板传递给横梁的梯形荷载和三角形荷载:=4.11×3.6=14.796kN/m=4.11×2.4=9.864kN/m分别为由边纵梁、中纵梁直接传递给柱的恒载。计算如下：=[（4.5×2.2×2）×3.3+5.25×9+3.28×4.33+0.4×1.5×1.8×2+4.84×（8.5×2.8-1.5×1.8×2）=218.01kN/m=[3.6×2.2×2+7.4×1.5]×3.6+5.25×9+3.28×3.3×（9-0.55）77 =163.94kN/m集中力矩：M1=P1×e1=218.01×（0.55-0.3）/2=27.25KN.MM2=P2×e2=235.69×（0.55-0.3）/2=23.371KN.M对于一层：=23.32kN/m=16.37kN/m分别为由边纵梁、中纵梁直接传递给柱的恒载。计算如下：=170.32kN/m=184.54kN/m集中力矩：M1=17.05kN.mM2=18.45kN.m②活荷载计算：活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示：P1P2P2P1q1q1各层梁上作用的活载对于第六层：屋面板传递给横梁的梯形荷载和三角形荷载:=4.5×2=9kN/m=3.3×2=6.6kN/m77 分别为由边纵梁、中纵梁直接传递给柱的活载。计算如下：=（4.5+2.25+4.5×2.25）2=40.5kN/m=[4.2×2.25×2+(2.2+4.5)×1.65]×2=62.61kN/m集中力矩：M1=P1×e1=40.5×（0.5-0.3）/2=4.05kN.mM2=P2×e2=62.61×（0.5-0.3）/2=6.261kN.m同理，在屋面雪荷载作用下：=9×0.1=0.9kN/m=3.3×0.1=0.33kN/m分别为由边纵梁、中纵梁直接传递给柱的活载。计算如下：=(9×4.5+9×4.5)×0.1=8.1kN/m=[9×4.5×2+(2.1+9)×1.2]×0.1=9.432kN/m集中力矩：M1=P1×e1=8.1×（0.5-0.3）/2=0.81kN.mM2=P2×e2=9.432×（0.5-0.3）=0.9432kN.m对于二至五层：房间和走道板传递给横梁的梯形荷载和三角形荷载:=9×2=18kN/m=3.3×2=6.6kN/m分别为由边纵梁、中纵梁直接传递给柱的活载。计算如下：=（9×4.5×2）×2=162kN/m=[9×4.5×2+(2.1+9)×1.65]=198.63kN/m集中力矩：M1=P1×e1=162×（0.5-0.3）/2=16.2kN.m77 M2=P2×e2=198.63×（0.5-0.3）=19.863kN.m对于第一层：房间和走道板传递给横梁的梯形荷载和三角形荷载:=18kN/m=3.3×2=6.6kN/m分别为由边纵梁、中纵梁直接传递给柱的活载。计算如下：=18kN/m=198.63kN/m集中力矩：M1=P1×e1=162×（0.5-0.3）/2=16.2kN.mM2=P2×e2=198.63×（0.5-0.3）=19.863kN.m将以上计算结果分层汇总见下表:横向框架恒荷载汇总表层次/（KN/m）/（KN/m）/（KN/m）/（KN/m）/KN/KN/（KN.m）/（KN.m）64.5944.72522.3216.37170.5184.5417.0518.452-519.9944.72514.7969.864218.01235.6927.2529.46119.9944.72523.3216.37170.05184.5417.0518.45横向框架活荷载汇总表层次/（KN/m）/（KN/m）/（KN/m）/（KN/m）/KN/KN/（KN.m）/（KN.m）6\96.640.562.614.056.26177 2-5\181816.2198.6316.219.8631\181816.2198.6316.219.863(3)内力计算：①刚度计算：梁、柱转动刚度及相对转动刚度构件层次转动刚度S（kN.m）相对转动刚度S‘边梁一至二层4kc=4×5.1×1010=20.4×10101.645三至六层4kc=4×3.25×1010=13×10101.048中梁一至二层4kc=4×10.2×1010=40.8×10103.29三至六层4kc=4×6.5×1010=26×10102.097柱一至二层4kc=4×3.1×1010=12.4×10101.000三至六层4kc=4×4.34×1010=17.36×10101.4A、梁的线刚度：边梁：一层至二层：5.1×1010N.mm三层至六层：3.25×1010N.mm中梁：一层至二层：10.2×1010N.mm三层至六层：6.5×1010N.mmB、柱的线刚度：一层至二层：3.1×1010N.mm77 三层至六层：4.34×1010N.mm②分配系数计算：分配系数按下式计算：具休计算见下表：F柱分配系数u层次61.4+1.048=2.448∕0.5720.428∕51.1+1.4+1.048=3.8480.3640.3640.273∕43.8480.3640.3640.273∕33.8480.3640.3640.273∕23.8480.260.260.427∕11+1.645=4.0450.610.2470.407∕G柱分配系数u层次61.4+1.048+2.097=4.545/0.3080.4610.23151.4+1.4+1.048+2.097=5.9450.2350.2350.3530.17741.4+1.4+1.048+2.097=5.9450.2350.2350.3530.17731.4+1.4+1.048+2.097=5.9450.2350.2350.3530.17721+1+1.645+3.29+1=6.935　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0.2020.2020.4740.23711+1+1.645+3.29+1=6.9350.1440.2020.4740.237③、梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算，由于构和荷载对称，故取半边框架进行分配77 活载作用下77 恒载作用下77 77 风荷载作用下　　　　　　　　　　　　　　　　　　　77 　竖向荷载作用框架弯矩图（单位：kN。m）恒载作用下梁端剪力及柱轴力计算单位：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轴B轴VB=VCVC=VDVB=-VCVGC=VDVBVCVC=VDN顶N底N顶N底664.2621.3-2.8061.4667.0621.3231.96256.73251.6276.3777 598.539.28-1.41097.1299.949.28571.86596.63611.99636.77498.539.28-1.41097.1299.949.28911.76936.53972.4997.16398.539.28-1.41097.1299.949.281251.661276.431332.81357.56298.539.28-1.41097.1299.949.281559.751584.521664.741689.511117.7321.3-4.910112.82122.6421.31859.751884.521964.741989.51单位：KN活载作用下梁端剪力及柱轴力计算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轴B轴VB=VAVC=VBVB=-VAVC=VBVAVBVB=VCNAVB=VC6(1.98)19.8(0.27)5.45(0.1)0.920(1.06)18.88(9.2)20.72(0.27)(9.16)51.38(12.33)83.33539.65.45(0.48)-0.70(39.12)38.9(40.08)40.35.45(56.38)252.282(61.84)322.26439.65.45-0.63038.9740.235.45(103.45)453.25(115.5)561.12339.65.45-0.08039.5239.685.45(151.67)654.77(164.61)799.432239.65.45-0.37039.2339.975.45(198.4)856(268.01)1038.03139.65.45-1.59038.0141.195.45(244.15)1056.01(318.63)1277.85注：表中括号内数值为屋面作用雪荷载（0.2KN/m2），楼面作用活荷载根据不同的用途对应取值。6.2横向框架梁、柱的内力组合：6.2.1结构抗震等级77 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，查规范得到，该框架结构，高度<30m，地处抗震设防烈度为7度的达州地区，因此该框架为二级抗震等级。6.2.2框架梁内力组合梁内力控制截面一般取两端支座截面及跨中截面。支座截面内力有支座正、负弯矩及剪力，跨中截面一般为跨中正截面。6.2.2.1作用效应组合结构或结构构件在使用期间，可能遇到同时承受永久荷载和两种以上可变荷载的情况。但这些荷载同时都达到它们在设计基准期内的最大值的概率较小，且对某些控制截面来说，并非全部可变荷载同时作用时其内力最大，因此应进行荷载效应的最不利组合。永久荷载的分项系数按规定来取：当其效应对结构不利时，对由可变荷载效应控制的组合取1.2，对由永久荷载效应控制的组合取1.35；当其效应对结构有利时，一般情况下取1.0，对结构的倾覆、滑移或漂移验算取0.9。可变荷载的分项系数，一般情况下取1.4。均布活荷载的组合系数为0.7，风荷载组合值系数为0.6，地震荷载组合值系数为1.3；6.2.2.2承载力抗震调整系数从理论上讲，抗震设计中采用的材料强度设计值应高于非抗震设计时的材料强度设计值。但为了应用方便，在抗震设计中仍采用非抗震设计时的材料强度设计值，而是通过引入承载力抗震调整系数来提高其承载力。承载力抗震调整系数受弯梁偏压柱受剪轴压比<0.15轴压比>0.150.750.750.800.856.2.2.3梁内力组合该框架内力组合共考虑了四种内力组合，，,，77 ，各层梁的内力组合结果见附表，其中竖向荷载作用下的梁端弯矩为经过调幅后的弯矩(调幅系数为0.8)。梁内力组合见附表下面以第一层AB跨考虑地震作用的组合为例，说明各内力的组合方法，对支座负弯矩按相应的组合情况进行计算，求胯间最大正弯矩时可根据梁端组合及梁上荷载设计值，由平衡条件确定。若，说明，其中为最大正弯矩截面至A支座的距离，则可由下式求解：将求得的x值代入下式即可得跨间最大正弯矩值若，说明,则若，则同理，可求得三角形分布荷载和均布荷载作用下的、x和的计算公式x可由下式解得：由以上条件可得，梁上荷载设计值：77 Q1=1,.2×19.994=23.99KN/mQ2=1.2×（23.32-0.5×18）=38.78KN/m左震：VA=-48.27+30.88/6.6+0.5×23.99×6.6+1/2×（1-2.2/6.6）×6.6×38.78=152.49＞0则x=152.49+1/2×0.3333×6.6×38.78/（23.99+38.78）=3.11m则Mmax发生在距离支座3.11m=-48.27+152.49×3.11-1/2（23.99+38.99）×3.112+1/2×38.78×1.8××（3.11-1/2×1.8）=200.52KN/m剪力计算，AB净跨ln+=6.6-0.6=6m左震：Vbl=-38.11/0.85=-44.84KNVbr=70.23/0.85=82.62KNMbl=48.27-44.84×0.425=29.213KN.MMbr边=-30.88+82.62×0.6/2=-10.23KN.M右震：Vb=136.07/0.85160.08KNVbr=144.63/0.85=1170.15KNMbl边=-249.1+160.08×0.425=-181.07KN.MMbl边=309.71-170.15×0.3=258.67KN.MMbl边+Mbl边=29.21+16.23＜181.07+258.67=439.74VGb=1/2[23。99×6.1+38.78×（6.0+6.0-1.8×2）/2]=156.55KN则：VA=1.2×39.44/6.1+156.55=164.31KNVB左=1.2×439.74/6.1+156.55=243.06KNrREVA=0.85×164.31=139.66KNrREVB左=0.85×243.06=206.6KN6.3架柱内力组合6．3.1柱的内力组合77 柱内力控制截面一般取柱上、下端截面，每个截面上有M、N、V。由于柱是偏心受力构件且一般采用对称配筋，故应从上诉组合中求出下列最不利内力：及相应的N及相应的M及相应的M见附表6.3.2柱端弯矩值设计的调整（见表）一、二、三级框架的梁柱节点处，除框架顶层和柱轴压比小于0.15者及框支梁与框支柱的节点外，柱端组合的弯矩设计值应符合下式的要求：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来分配;——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；——柱端弯矩增大系数；三级框架为1.1。为了避免框架柱脚过早屈服，一、二、三级框架结构的底层柱下端机面的弯矩设计值，应分别乘以增大系数1.5、1.25和1.15。底层是指无地下室的基础以上或地下室以上的首层。表6-3-1横向框架A柱柱端组合弯矩设计值的调整层次654321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱顶柱底柱底柱顶柱底柱顶柱底64.5678.64102.44104.18137.22182.59532.04110.72117.12202.09110.75356.97298.06356.73859.6988.411404.81434.531956.641489.752502.182507.843007.783037.8477 框架B柱柱端组合弯矩设计值的调整层次654321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱顶柱底柱底柱顶柱底柱顶柱底74.1284.2394.6589.94106.54104.32432.11117.86112.88124.77254.37360.95322.63362.35887.68916.8650.491471.711631.621656.582474.832504.552951.892981.617、载面设计：7.1框架梁：在进行框架梁、柱的截面配筋计算时，需要考虑两个有关的计算系数。活荷载按楼层的折减系数β。根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）第4.1.2条中对该系数的取值进行规定，见下表活荷载按楼层的折减系数墙、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(0.90)0.850.70.650.60.55注：当楼面梁的从属面积超过25m2时，采用括号内的数据。承载力抗震调整系数：根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第11.1.6条，考虑地震作用组合的混凝土结构构件，其截面承载力应除以承载力抗震调整系数，承载力抗震调整系数规定见下表取用。承载力抗震调整系数77 结构构件类别正截面承载力计算斜截面承载力计算局部受力承载力计算受弯构件偏心受压柱偏心受拉构件剪力墙各类构件及框架节点0.750.80.850.850.851.0注：柱压比小于0.15的偏心受压柱的承载力抗震调整系数取=0.75。一层AB梁（1）梁正截面受弯承载力设计：a、支座弯矩值：MA=186.82/0.75-136.32/0.85×（0.9-0.6/2）=286.21kn.MRREMA=0.75×286.21=214.66kn.mMB=266.75/0.75-95.49/0.85(0.9/2)2=225.12KN.MγreMB=0.5×225.12=171.1kn.m胯间弯矩取控制截面：即V=1.3×38.15-（11.28+0.5×38.01）=19.4kn则支座边缘处：Mmax=201.11-36.11×0.425=232.465kn.mγreMax=232.47×0.75=74.35kn.m当梁下部受拉时，按T形截面设计，当梁上部受拉时按照矩形截面设计，翼缘计算宽度当按跨度考虑时，bf,=L/3=6.6/3=2.2m,按梁间距时bf,=b+sn=300+3275=3575mm;按翼缘厚度考虑时，h0=h-as=700-35=665mm,hf,/h0=100/665=0.152＞0.1，此种情况不起控制作用，故取bf,=2200mm.梁内纵向钢筋选用HRB400级钢筋，（N/mm2）ξb=0.518，下部胯间截面按T形截面计算，详细结果见面，其他的梁相同，故：α1fcbf,hf,(h0-h,)=1.0×16.7×2200×100×（665-100/2）=2259.5kn.m＞174.35kn.m属第一类T形截面αs=174.35×106/1.0×16.7×2200×6652=0.021ξ=1-√1-2αs=0.021＜0.3577 AS=ξα1fcbf,h0/fy=0.021×1.0×16.7×2200×665/360=1425.21mm²实配钢筋：5φ20（As=1570mm²）ρ=As/A=1570/250×665=0.94%＞0.25%＞55ft/fy=55×1.57/360=0.24%故满足要求。将下部跨间截面4根20的HRB400的钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋(As=1570mm2)，再计算相应的受拉钢筋，即支座A上部：αs=214。6×106-360×1570×（665-35）/1.0×16.7×300×6652=0.012ξ=0.012＜2af,/h0=2×35/665=0.105说明富裕，且达不到屈服，可近似取AS=M/fy(h0-as)=214.6×106/360（665-35）=1068.87mm2选5φ20（As=1570mm²）支座B左上部：AS=M/fy(h0-as)=174.35×106/360（665-35）=1068.87mm2实选5φ20（As=1570mm²）ρ=1570/300×665=0.79＞0.3%＞65ft/fy=65×1.57/300=0.28%As,/As=0.1＞0.3故满足规范要求。斜截面受剪承载力设计：γREV=139.6KN＜0.2βcfcbh0=0.2×1.0×16.7×350×665=777.39KN故截面尺寸满足要求。梁端加密区的箍筋取4肢φ8@100，箍筋用级钢77 ，则考虑地震作用组合的T形截面的框架梁，其斜截面受剪承载力应符合：即=0.42×1.57×300×665+1.25×210×201/100526.27KN＞139.6KN加密区长度取1200mm，则取非加密区的箍筋取4肢φ8@150设置，箍筋设置满足要求。7.2框架柱：7.2.1剪跨比和轴压比验算：各层柱的剪跨比和轴压比计算结果详见下表:A柱的剪跨比和轴压比验算层次bh0fcNCMCVCMC/VCh0N/fcbh/mm/mm/(N/mm2)/KN/KN.M/KN660056014.3433.41108.2967.332.87＞20.084＜0.8360056014.31862.19109.4580.892.37＞20.36＜0.8160056016.73797.3112.750.354.00＞20.63＜0.8由表可见，各柱的剪跨比和轴压比均满足规范要求B柱的剪跨比和轴压比验算层次bh0fcNCMCVCMC/VCh0N/fcbh/mm/mm/(N/mm2)/KN/KN.M/KN660056014.3501.1881.76123.39＞20.094＜0.8360056014.32322.96127.3595.952.37＞20.45＜0.8.094160056016.74158.25127.3576.482.56＞20.692＜0.877 由表可见，各柱的剪跨比和轴压比均满足规范要求7.2.2柱正截面承截力计算：以第二层B柱为例，根据B柱内力组合表，将支座中心处的弯矩换算至支座边缘，并与柱端组合弯矩调整值比较后，选出最不利内力进行配筋计算。B节点左右端弯矩：-231.88/0.75+266.75/0.85×0.6/2=-215.03KN.M155.82/0.75-78.94/0.85×0.6/2=179.9kn.mB节点上下柱端弯矩：122.86/0.75-61.18/0.85×0.12=155.18kn.m-104.45/0.75+81.94/0.85×（0.7-0.12）=-76.12kn.m∑BM柱=155.18+76.12=231.13kn.m∑BM梁=215.03++179.9=394.93kn.m1.2∑BM梁=473.92kn.m△MB=473.92-231.13=450.786kn.m在节点处将其弹性弯矩分配给上下柱端即：MB上柱=2473.92×155.18/（155.18+76.12）=317.96kn.mMB下柱=473.92×76.12/（155.18+76.12）=155.97kn.m77 γREMB上柱=0.8×317.96=254.37kn.mγREMB下柱=0.8×155.97=124.77kn.me0=M/N=254.37×106/2504.55×103=101.56kn.me0取11mm和偏心方向截面尺寸两者中的较打值，即600/30=20mm，故取20mm柱的计算长度按入式确定：Ei=e0+ea,=101.56+20=121.56mm因为：l0/h=6.2×103/600=10.33＞5，故应考虑偏心距的增大系数nξ1=0.5fcA/N=0.5×14.3×6002/2504.5×103=1.03＞1.0取（ξ1=1）。L0/h=6.2/0.6=10.33＜15，取（ξ2=1.0）。1+1/1400×（121.56/560）×1.0×77 10.332=1.351=1.35×1.56+600/2-40=424.11mm对称配筋：=2504.55×103/14.3×600×560=0.42＜ξb故为大偏心压情况。=2504.55×103×424.11-0.421×（1-0.5×0.421）×14.3×600×5602/360（560-40）=832mm²再按Nmax及相应的M—组计算，N=3480.65kN，节点上、下柱端弯矩：底：43.43-0.12×20.88=40.88kN•m顶：41.47-0.6×11.78=69.84kN•m此组内力是非地震组合情况，是无水平荷载效应，故不必进行调整，且取40.88×106/3480.65×103=11.75mm77 L0/h=5.25×103/600=8.75Ei=11.75+20=31.75mmξ1=0.5fcA/N=0.5×14.3×6002/3480.65×103=0.74＞0.1（取）01。1+1/1400×31.75/560×5.252=-1.29ηei=1.29×31.75=40.95＜0.3h0=0.3×560=168mm故为小偏心受压：=1.29×600/2-40=347mm按上式计算时，应满足N=3480.56KN＞0.518×14.3×600×560=2788.89KN，但是Ne=3480.56×103×347=1207.78KN.M＜0.4fcbh02=0.43×16.7×600×5602=1351.1kn.m。故按构造配筋且满足ρm=0.8%,单侧配筋率ρmin≥0.2%。故：As=As,=ρminbh=0.2%×600×600=720mm277 选用三级钢4φ20（As,=1256mm²）总配筋率：ρs=3×156/560×600=1.12%故满足要求。7.2.3柱斜表面受剪承截力计算；取第一层柱进行计算：上柱柱端弯矩设计值：MCt=254。33/0。8=317。96kn.m柱底变矩设计值：MCb=360.95/0.8×1.25=563.98kn.m则柱梁柱的剪力设计值：=1.2×（317.96+368.8）/(5.45-0.6)=218.2KN=0.85×218.21×103/1.0×16.7×600×560=0.033＜0.2故满足要求。入=MC/VCh0=360.95×103/（52.03×560）=12.38＞3取（入≤3.0）其中取较大的柱下端值，而，不应考虑故应除以调整系数0.8，应除以调整系数0.85。与相应的轴力：N=2951.8×0.8=2361.44KN＜0.3fcbh=0.3×16.7×7002/100=2454.90KN取N=2361.44KN=0.85×218.21×103-1.05/（3+1）×1.57×700×660-0.056×2361.44×103/210×660＜0故该层柱应按构造配置箍筋。柱端加密区的箍筋运用4ф10@100。第一层柱底的轴压比n=0.692箍筋最小配箍特征值：入V=0.68则最小体积配筋率77 =0.138×16.7/210=1.33%=1.33×550×550/100×8×550=0.914取ф10，则S≤78.5/0.914≤85.89mm根据构造要求，取加密区箍筋为4ф10@100，加密区位置及长度按规范要求确定。非加密区应满足S<10d=200mm，故箍筋到4ф10@150各层柱箍筋计算结果见下表。框架柱箍筋数量柱号层次/（KN）0.2/（KN）/（KN）0.3/（KN）/mm/%实际配箍筋加密区非加密区A柱664.63960.96＞V372.581544.4<01.144Φ10@1004Φ10@150A柱677.69960.96＞V2445.91544.4<01.144Φ10@1004Φ10@150148.32960.96＞V3759.131544.4<01.334Φ10@1004Φ10@150B柱658.56960.96＞V415.781544.4<01.144Φ10@1004Φ10@150392.11960.96＞V2039.531544.4<01.144Φ10@1004Φ10@150B柱173.42960.96＞V3689.861803.6<01.334Φ10@1004Φ10@1507.3框架梁柱节点核芯区载面抗震验算：取第一层中节点：两侧梁的受弯承载计算节点核芯区的剪力设计值，因节点两侧梁不等高，计算时取两侧梁的平均高度，即：77 hb=(600+600)/2=600mmhb0=(665+665)/2=665mm本设计为二级抗震等级，应按下式进行计算节点的剪力设计值。其中Hc为柱的计算高度，取节点、上下柱反弯点间的距离，即：Hc=0.50×4.2+0.58×5.45=5.261m∑Mb=163.81+139.27=303.16(左震)剪力设计值：Vj=1.2×303.16×103/（565-35）×【1-（565-35）/（3723.01-450）=1057.2KN因bb=bc/2=300mm故取bj=hc=600,hj=600,ηj=1.5,则：=1/0.85×（0.3×1.5×16.7×600×600）=3182.82KN＞Vj=1057.2KN（故满足要求）节点核芯区的受剪承载力按下式计算：其中N取二层柱底轴力N=3130.69kN和fcA=0.5×16.7×600×600=3006kN二者中的较小值，故取3130.69kN设节点区配箍为4ф10@100则=1/0.85【1.1×1.5×1.57×600×600+0.05×1.5×3130.69×103+210×4×78.5×（515-35）/100】=3643.16＞Vj=3130.69KN故承载力满足要求。综合以上计算结果，绘出横向框架的配筋图，详施工图。8、双向板肋形楼盖设计根据《毕业设计任务书》要求规定，对本工程进行楼盖设计，现取住院部第二层口腔科部分3-5轴线进行双向板楼盖设计，采用塑性铰线法计算，其结构平面布置如下图：77 板结构平面布置图8.1设计资料：（1）楼面活荷载标准值Pk=2.0KN/M3,荷载系数取1.4。（2）楼面做法（自上而下）：水磨石面层（15厚面层，25厚砂浆打底）、100厚钢筋混凝土、V型轻钢龙骨吊顶。（3）材料：混凝土强度等级为C30；钢筋：梁的受力筋为HRB400级（fy=360N/mm），板采用HRB335（fy=300N/mm）其它均为HPB235级钢筋（fy=210N/mm）。8.2楼盖板设计：（1）板厚确定：H≥l0/50=4500/50=90mm，根据荷载及楼盖板布置情况，取h=120mm（2）荷载计算：水磨右楼面（15mm厚面层，25mm水泥砂浆打底：0．86kN/m2100厚钢筋混凝土板：25×0.12=3kN/m2V型轻钢龙骨吊顶：0.12kN/m2合计（gk）：3．98kN/m2活载标准值：，总荷载标准值：q=1.2gk+1.4pk=1.2×3.98+1.4×2.0=7.576KN。77 根据楼盖平面布置图楼盖为双向板受力，取出的部分轴线板设计分析的区格，根据板边支承受力情况将区格分成两种情况，计算过程及结果如下：1）A1区格板的计算：计算跨度：Lx=4500-250+120/2-600/2=4160Ly=6600-250+120/2-300/2=6260N=LX/ly==6260/4160=1.504取a=1/n2=1/5.042=0.442取①内力计算：因A1区格为边区格则：=7.576×4.162/12×（3×1.504-1）/【2（1.504-0.25）+3/2×1.504×1.9+2×0.442×1.9】=5.63KN.M/MMy=amx=0.442×3.63=2.49kn.m/m，=1.9×5.63=10.67kn.m/m=1.9×2.49=4.73kn.m/m②配筋计算：跨中钢筋：H0x=120-20=100,h0y=120-20=100,γ0=0.8则，X方向：=2.49×106/210×0.8×100=148mm2查表选配Φ10@150(=523mm2)Y方向：77 计算方法同x方向一样，通过计算得：查表选配Φ10@200(=392.5mm2)支座钢筋：X方向：=10.7×106/210×0.8×100=637mm2查表选配Φ10@100(=785mm2)Y方向：=4.73×106/210×0.8×100=218.54mm2查表选配Φ10@100(=785mm2)2）A2区格板的计算,同A1板计算跨度①内力计算：因A2区格为中间区格则：，②配筋计算：跨中钢筋：X方向：查表按构造选配Φ8@200(=251mm2)77 Y方向：查表按构造选配Φ8@200(=251mm2)支座钢筋：查表按构造选配Φ8@200(=251mm2)Y方向：查表选配Φ8@200(=251mm2)9、基础设计取B柱基础进行设计。作用在基础上的荷载：M=360.95kN.m，N=2981.61kN，V=266.75×0.85地基土为精密层γ=20kN/m地基承载力标准值基础底面为矩形，其尺寸设计如下：77 由于采用柱下独立基础d=3.2+0.45=3.645m设基础回填土重：kN/m39.1初步确定基础底面积：≥2981.61/（300-18×3.65）≥12.73M2设A0增大3090，A=1.3A0=1.3×12.73=16.55m2设长宽比：B≥√A/2.0=√16.55/2.0=2.88m取：b=3.0m则l=6.0m9.2计算基础最大压力Pmax基础及回填地重：G=18×3×6×3.65=1182.6kn；基础及坚向力合力∑F=2981.61+1182.6=4164.21KN；基底处总力矩。∑M=360.95+266.75×0.85×（3.2-1.2）=814.25KN.m偏心矩=814.25/4164.21=0.2m＜l/6=6/6=1m故偏心力作用点在载面核心内。基底最大压力：=4164.21/3×6×（1+0.21×6/6）=279.93kPa9.3地基承载力设计值及地基承载力验算：由于基底为精密卵石层：根据承载力修正系数表查得：，。77 kPaρmax=279.93＜1.2f=659.38kpa满足要求P=∑F/lb=4164.21/（3×6）=231.45kpa＜649.58kpa故满足要求所以基础采用3.0m×6m底面尺寸是合适的。9.4基础冲切力验算：基础顶面的荷载：F=4164.21kNM=515.64kN.m地基净反力计算：Pg.max=(F/A)+(M/w)=4164.21/(3×6)+515.64/3×62/6=260.1kpaPg.min=(F/A)+(M/w)=4164.21/(3×6)-515.64/3×62/6=208.1kpa沿基础项作斜线，计算作用在冲切破坏锥体边缘的冲切力为：kNC25混凝土kN所以故基础高度采用1.2m是合适的。9.5配筋计算：偏心矩：e=M/F=515.64/4164.21=0.124m6＜l/6=1mPg1：26.1/(Pg1-208.1)=6/(0.765+0.35+0.4+3)77 Pg1=403.82kPa对于截面1-1=260.1+403.82/48(6-1.5)2×（2×3+1.5）=2100.74KN.m采用HRB335级钢筋(MPa)：=2100.74/(0.9×0.765×300)=10.18cm2配置ф10@150（cm2）对于截面2-2：=(260.1+208.3)/48×（3-1.5）2（2×6-1.5）=231KN.mA1==231×106/【（0.9×0.765-0.2）×300×103】=15.1cm2实选：ф20@200（m2）。基础底面配筋详见施工图10.楼梯设计：该次设计以住院部建筑主楼二号楼梯为设计对象，采用现浇钢筋混凝土板式楼梯，现以一层至二层楼梯进行设计，其余采用电算，配筋详见结构施工。楼梯结构平面布置详见下图：77 层高4.2m踏步尺寸：150mm×300mm。采用C30混凝土，板采用HPB235钢筋，梁纵筋HRB335钢筋。楼梯上均布活荷载标准值qk=3.5kN/m210.1梯段板设计：取板厚h=120mm约当板斜长的1/3，板倾斜角tanα=150/300=0.5cosα=0.894取1m宽板带计算。（1）荷载计算：梯段板的荷载计算：荷载种类荷载标准值(kN/m)恒荷载水磨右面层(0.3+0.15)×0.65/0.3=0.98三角形踏步0.5×0.3×0.15/03=1.88混凝土斜板0.12×25/0.894=3.36板底抹灰0.02×17/0.894=0.0.748乳胶漆0.02小计6.98877 活荷载3.5恒荷载分项系数；活荷载分项系数总荷载设计值：ρ1.2×6.988+1.4×3.5=13.29KN/m（1）截面设计：板水平计算跨度ln=3.3m弯矩设计值：M=1/10×Pln2=0.1×13.29×3.32=14.47KN.m板的有效高度。=14.47×106/（1.0×14.3×1000×1002）=0.11=0.942=14.47×106/（0.942×210×100）=731.5mm2实选：14ф10@100()，分布筋每级踏步1根ф810。10.2平台板设计：设平台板厚h=100mm，取1m宽板带计算。77 （1）荷载计算：平台板的荷载计算列于下表：荷载种类荷载标准值恒荷载地砖面层1.10100层砖板0.10×25=2.5板底浮胶漆0.02×17=0.34小计3.94活载3.5kN/m恒荷载分面系数活载分项系数总荷载设计值：（2）截面设计：平台板的计算跨度l0=1.6+0.2/2-0.2/2=1.6m弯矩设计值M=1/10×Pln2=0.1×9.63×1.62=2.47KN.m板的有效高度=2.47×106/（1.0×14.3×1000×1002）=0.018=0.99=2.47×106/（0.99×210×100）=119mm2选配：8ф6.5@110()77 10.3平台梁设计：设计平台梁截面尺寸为：200mm×400mm（1）荷载计算：荷载种类荷载标准值恒荷载梁自重0.2×(0.40-0.10)×25=1.5梁侧粉刷0.02×(0.40-0.1)×2×17=0.204平台板传来3.94×1.7/2=3.35梯段板传来7.0×3.9/2=13.65合计18.71活荷载总荷载设计值P=1.2×18.71+1.4×9.8=336.17kN/m计算跨度值l0=1.05ln=1.05×(3.3-0.20)=3.3m弯矩设计值：M=1/8×Pln2=(1/8)×36.17×3.32=49.31KN.m剪力设计值：V=1/2Pln=0.5×36.17×3.3=60KN截面按侧L形计算，梁的有效高度h0=400-35=365mm因:=315.315kN.m>49.3kN.m属于第一类T形截面：=49.31×106/（1.0×14.3×700×3652）=0.04ξ=1-√1-as=0.041As=77 =2.47×106/（0.99×210×100）=119mm2As=763ξa1fcbf,h0/fs=0.041×1.0×14.3×700×365/300=500mm2选配3ф18配置ф8@150箍筋，则斜截面受剪承载力137．33＞60KN（故满足要求）77 第三篇：致谢致谢：经过半年多的忙碌工作，本次毕业设计论文由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没莫老师的督促指导，以及一起学习的同学们的支持，想要完成这个设计是困难的。在这里首先要感谢我的导师莫忧老师。莫老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从题目的确定和修改，方案检查，施工图设计等整个过程中都给予了我悉心的指导和正确的建议。我的设计毛病较多，但是莫老师仍然细心地纠正其中的错误。除了敬佩他老师的专业水平外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。然后还要感谢大学四年来所有的老师，为我们打下土木工程专业知识的基础；同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励。此次毕业设计才会顺利完成。最后感谢我的母校——四川农业大学都江堰分校四年来对我的大力栽培。77 77'