天元快捷酒店设计 毕业设计计算书

'湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计天元快捷酒店TIANYUANDESIGNOFFASTHOTEL学生姓名：学号：201041927323年级专业及班级：2010级土木工程（3）班指导老师及职称：学部：理工学部湖南·长沙提交日期：20年月 湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。同时，本设计的著作权由本人与湖南农业大学东方科技学院、指导教师共同拥有。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。毕业设计作者签名：年月日 目录1前言62建筑设计说明62.1平面设计72.2剖面设计72.3立面设计72.4构造和建筑设计措施82.4.1墙体82.4.2基础82.4.3楼地层82.4.4屋顶93结构设计说明93.1工程概况：93.2设计主要依据和资料93.3主体工程设计93.4结构设计方案及布置93.4.1构件初估103.4.2基本假定与计算简图103.4.3荷载计算103.4.4侧移计算及控制103.4.5内力计算及组合103.4.6构件及节点设计113.4.7基础设计113.5施工材料113.6施工要求及其他设计说明11 4结构计算书124.1结构选型124.2基本资料124.3结构布置及计算简图124.3.1结构布置124.3.2重力荷载计算134.4框架侧移刚度计算154.5横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算174.5.1横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算174.5.2横向自振周期计算174.5.3水平地震作用及楼层地震剪力计算174.5.4水平地震作用下的位移验算184.5.5水平地震作用下框架内力计算194.5.6横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算204.5.7风荷载标准值204.5.8风荷载内力计算：204.6竖向荷载作用下框架结构的内力计算214.6.1荷载计算214.6.2内力计算214.6.3结构抗震等级234.6.4框架梁内力组合234.6.5框架柱内力组合234.7框架截面设计304.7.1承载力抗力调整系数γRE304.7.2框架粱配筋：304.7.3梁的斜截面强度计算314.7.4柱截面设计324.7.5剪跨比和轴压比验算324.7.6正截面承载力的验算33 4.7.7斜截面受剪承载力计算364.8楼梯计算424.8.1楼梯板计算：424.8.2荷载计算424.8.3截面设计434.8.4平台板设计434.8.5荷载计算434.8.6截面设计444.8.7平台梁设计444.8.8荷载计算454.9基础设计464.9.1材料464.9.2基础承载力计算464.9.3基础计算结果484.9.4基础底板配筋524.9.5计算基础截面处的弯矩524.9.6底板配筋535结论53参考文献54致谢55 天元快捷酒店设计摘要：本设计的主要内容包括快捷酒店的建筑方案设计和结构计算。其中结构设计计算是重点。采用手算进行空间结构计算分析，并采用一榀框架计算框架进行计算。其计算内容主要有：竖向荷载和风荷载、水平地震作用计算，各种荷载作用下框架内力分析及水平荷载作用下框架侧移验算，内力组合及框架梁、框架柱配工程筋计算，楼板配筋计算，楼梯和基础设计计算等。关键词：钢筋混凝土框架结构；内力组合；配筋计算；柱下独立基础TianyuanDesignOfFasthotelAuthor:YUXiang-tianTutor:ZHANGXiao-jun(OrientalScience＆TechnologyCollegeofHunanAgriculturalUniversity,Changsha410128)Abstract:Thisarticlewillbetodesignofthehotelbuilding,andtogivecorrespondinginstructionsfordesign,detailingthestructurearrangementofthehotelbuilding,underthetermsofthearchitecturaldesignandtherelevantspecificationgivenreasonablecolumngridmap;Inconsiderationofthestructureinavarietyofdeadloadandliveload,windloadandearthquakeloadundertheactionofthesituation,afteradetailedanalysisofthestructureunderwindloadandearthquakeloadofvariousperformanceofhorizontalandvertical,concretecalculationofbeamsandcolumnsofthestructureofthebendingmoment,axialforce,shearingforce,andthecorrespondinginternalforcecombination,andthustheframeworkofreinforcementsection,finallycompletedtherelevantcalculationofprecastpilefoundationundercolumn.Tomorefullycompletedthedesignofthehotelbuilding.Keywords:Reinforcedconcreteframestructure;Internalforcecombination;Reinforcementcalculation;Independentfoundationundercolumn 1前言土木工程专业的毕业设计是综合性和实践性极强的最后一个教学环节，是理论与实际相结合的训练阶段；是我们学生运用所学的基础理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构、施工设计的重要实践过程，涉及综合运用建筑、结构、施工和相关学科的基础知识。毕业设计的时间较短，我们土木工程专业的学生本次毕业设计仅需完成该工程主体建筑——某市四层综合酒店大楼的建筑及结构设计施工图，侧重于结构计算，包括Ⅱ类场地土8°近震的抗震设防，考虑结构的抗震设计。在设计中，一方面要把所学的知识运用到设计、施工中去，熟悉国家有关规范、条例和规程并知道如何去查找规范里的相关条文；另一方面，由于现代化建筑一般都具有密度大、高度高、功能多、设备复杂、装修豪华、防火要求和管理自动化水平高等特点，需要各工种交叉配合。因此，通过这次毕业设计，扩大学生非本专业知识面也是十分重要的。由于毕业设计是一种初步的尝试，涉及专业比较多，加上条件和水平所限，不可避免地存在疏漏与错误，敬请工程技术学院资深专家、教师批评指正。2建筑设计说明本方案采用框架结构，框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式，横梁和立柱通过节点连成一体，形成承重结构，将荷载传至基础。其特点是承重系统与非承重系统有明确的分工，支承建筑空间的骨架与梁，柱是承重系统，而分割室内外空间的围护结构和轻质隔墙是不承重的，这种结构形式强度高、整体性好、刚度大、抗震性好、开窗自由。框架结构是多层、高层建筑的一种主要结构形式。这种结构体系的优点是建筑平面布置灵活，能获得较大的使用空间，建筑立面容易处理，可以适应不同的房屋造型。同时，在结构性能方面，框架结构属于柔性结构，自振周期较长，地震反应较小，经过合理的结构设计可以具有较好的延性性能。框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式，横梁和柱，通过节点连为一体，形成承重结构，将荷载传至基础，整个房屋全部采用这种结构形式的称为框架结构或纯（全）框架结构，框架可以是等跨或不等跨的，也可以是层高相同或不完全相同的，有时因工艺和使用要求，也可能在某层抽柱或某跨抽梁，形成缺梁、缺柱的框架。建筑物是社会物质和文化财富，它在满足使用要求的同时，还需要考虑人们对建筑物在美观方面的要求，本方案采用非对称方式，其主体四层，局部三层，房间对比明显，错落有秩又给人不呆板的感觉。 2.1平面设计首先应是底层的设计，初步拟定柱的截面尺寸为500×500，横梁的截面尺寸为300×600，纵梁截面尺寸为300×500，在设计中，考虑到多层综合楼的多项功能集一体，设计中把它主要功能分区，即综合酒店区和客房区分开，各个区进行人员分流以及满足防火要求，各自有单独出入口，并形成对称布置。2.2剖面设计建筑剖面图是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的组合关系，剖面设计主要表现为建筑物内部结构构造关系，以及建筑高度、层高、建筑空间的组合与利用。它和房屋的使用、造价和节约用地有着密切关系，也反映了建筑标准的一个方面。其中一些问题需要平、剖面结合在一起研究，才具体确定下来。本工程为某市酒店综合大楼，除底层外层高均为3.3m。垂直交通采用楼梯，并设计有电梯，因为考虑到酒店人流、物流量较大。门的高度根据人体尺寸来确定，窗高要满足通风采光要求。2.3立面设计立面设计是为了满足使用功能和美化环境的需要而进行的。同时，还可起到改善环境条件、保护结构和装饰美化建筑物的作用。并且要考虑它的耐久性、经济性；正确处理与施工技术的关系。建筑立面可以看成是由许多构部件所组成：它们有墙体、梁柱、墙墩等构成房屋的结构构件，有门窗、阳台、外廊等和内部使用空间直接连通的部件，以及台基、勒脚、檐口等主要起到保护外墙作用的组成部分。恰当地确定立面中这些组成部分和构部件的比例和尺度，运用节奏韵律、虚实对比等规律，设计出体型完整、形式与内容统一的建筑立面，是立面设计的主要任务。建筑立面设计的步骤，通常根据初步确定的房屋内部空间组合的平剖面关系，例如房屋的大小、高低、门窗位置，构部件的排列方式等，描绘出房屋各个立面的基本轮廓，作为进一步调整统一，进行立面设计的基础。设计时首先应该推敲立面各部分总的比例关系，考虑建筑整体的几个立面之间的统一，相邻立面间的连接和协调，然后着重分析各个立面上墙面的处理，门窗的调整安排，最后对入口门廊、建筑装饰等进一步作重点及细部处理。完整的立面设计，并不只是美观问题，它和平、剖面的设计一样，同样也有使用要求、结构构造等功能和技术方面的问题，但是从房屋的平、立、剖面来看，立面设计中涉及的造型和构图问题，通常较为突出。 2.4构造和建筑设计措施建筑不仅要满足人们生产、生活等物质功能的要求，而且要满足人们精神文化方面的要求。为此，不仅要赋予现实用属性，同时，也要赋予它美观的属性。建筑的美观主要是通过内部空间及外部造型的艺术处理体现，同时，涉及到建筑的群体空间布局，而其中建筑物的外观形象经常地，广泛地被人们所接触，对人的精神感受上产生的影响尤为深刻。建筑体型和立面设计是整个建筑设计的重要组成部分，要满足使用功能，物质技术条件，环境条件及社会经济条件等要求。2.4.1墙体墙体按所处位置分为外墙，按布置方向又可以分为纵横墙，按受力方式分为承重墙和非承重墙。墙体应该满足刚度要求及抗震要求。为满足抗震要求，应设置贯通的圈梁和钢筋混凝土构造柱，使其具有一定的延伸性，减缓墙体的酥碎现象产生。墙脚和勒脚受到土壤中水分的侵蚀，致使墙身受潮，墙面层脱落，影响卫生环境，应做好防潮工作。门窗过梁用来支承门窗洞口上墙体的荷载，承重墙上的过梁还要支承楼板荷等，是承重构件，本工程采用钢筋混凝土过梁，外墙为240mm厚水泥炉渣空心砌块，内墙为240mm厚轻质条型墙板。2.4.2基础基础是建筑面地以下的承重构件，是建筑的下部结构，它承受建筑物上部结构传下来的全部荷载，并把这些有过连同本身的重量一起传到地基上。本工程采用柱下预制桩基础。2.4.3楼地层楼地层包括楼板层和地坪层，是水平方向分隔空间的承重构件，楼板层分隔上下楼层空间，地坪层分隔大地与底层空间，楼板层由面层、楼板、顶棚三部分组成，必须满足足够的强度和刚度；隔声、防火、建筑经济等要求，本工程采用现浇钢筋混凝土楼板，该楼板具有强度高、防火性好、耐久等优点，应用广泛。楼地面采用水磨石地面，该种地板有良好的耐磨性，耐久性、防火防潮性，并具有质地美观、表面光洁，下起尘，易清洁等优点。2.4.4屋顶屋顶按其外形一般分为平屋顶、坡屋顶、其它形式的屋顶。本工程采用平屋顶，其排水坡度小于5%，最常用的排水坡度为2%-3%，本工程采用3%的排水坡度。屋顶设计满足功能、结构、建筑艺术三方面要求，屋顶也是建筑的围护结构，应抵御自然界各种 环境因素对建筑物的不利影响。屋顶承受风、雨、雪等荷重及其自身荷重，因此，屋顶也是房屋的承重构件，应有足够的强度和刚度，以保证房屋的结构安全，并防止因过大的结构变形引起的防水原开裂、漏水，本工程采用女儿墙外排水。3结构设计说明3.1工程概况：我们本次设计课题是一幢某市四层综合酒店大楼，四层框架结构，抗震设计烈度为8度、近震。地基按Ⅱ类场地土。建筑物底层层高为3.6m，其它层为3.3m，柱、梁、板均为现浇结构。3.2设计主要依据和资料本工程采用框架结构体系，框架抗震等级为二级。本工程耐火等级为二级，其建筑构件的耐火极限及燃烧性能均按民用建筑设计规范（GBJI0I8-7）执行.全部图纸尺寸除标高以米为单位外均以毫米为单位。本工程结构图中所注标高均为结构标高。3.3主体工程设计1.全部单向板底筋短向放置在底层,长向放置在短向筋上.2.框架柱与砖墙连接均需间隔500高、在柱内预埋并向外伸出长度不小于1000的2φ6的钢筋与砌体相连接。3.主体工程内预留洞、预埋件与其他相关专业配合施工，严禁在结构构件上事后凿洞。凡柱、板、梁及混凝土墙上开洞满足相关规范要求。4.凡建筑图中未设墙处今后需加隔墙时，只允许加轻质隔墙。5.框架梁上下立筋除图中注明外均不宜有接头，不可避免时，必须采用焊接接头，同一截面内钢筋的接头面积不多于钢筋总面积的50%.3.4结构设计方案及布置该建筑为综合酒店大楼，采用框架结构，建筑平面布置灵活，有较大空间。该工程采用全现浇结构体系，混凝土强度等级为C30，结构平面布置见JS-03。3.4.1构件初估1.柱截面尺寸的确定由于本框架结构荷载较小，β可取1.1。设防烈度8度、小于等于30m高的框架结构抗震等级为二级,因此μ取0.9。选定柱截面尺寸为500mm×500mm2.梁尺寸确定框架梁截面高度取梁跨度的l/8~l/12。该工程框架为纵横向承重，根据梁跨度可初步确定横向框架梁300mm×600mm，纵向框架梁300mm×500mm 3.楼板厚度楼板为现浇双向板，根据经验板厚取100mm。3.4.2基本假定与计算简图（1）平面结构假定：该工程平面为正交布置，可认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力。（2）由于结构体型规整，布置均匀，结构在水平荷载作用下不计扭转影响。3.4.3荷载计算高层建筑水平力是起控制作用的荷载，包括地震作用以及风力作用。本建筑高度小于60m，且风荷载不大，故可不算风荷载。地震作用计算方法按《建筑结构抗震设计规范》进行，对高度不超过40m以剪切为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，可采用底部剪力法。竖向荷载主要是结构自重（恒载）和使用荷载（活载）。结构自重可由构件截面尺寸直接计算，建筑材料单位体积重量按荷载规范取值。使用荷载（活荷载）按荷载规范取值，楼面活荷载折减系数按荷载规范取用。3.4.4侧移计算及控制当一般装修标准时，框架结构在地震作用下层间位移和层高之比、顶点位移与总高之比分别为1：650，1：700。3.4.5内力计算及组合1．竖向荷载下的内力计算竖向荷载下内力计算首先根据楼盖的结构平面布置，将竖向荷载传递给每榀框架。框架结构在竖向荷载下的内力分层法；连梁考虑塑性内力重分布而进行调幅，按固端弯矩进行计算。2．水平荷载下的计算水平力首先在框架分配，然后将分得的份额按各榀框架的剪切刚度进行再分配。最后计算单榀框架。3.内力组合（1）荷载组合。由于不考虑风荷载影响，荷载组合简化如下：1）1.2×恒＋1.4×活。2）1.2×重力荷载代表值＋1.3×水平地震作用。（2）控制截面及不利内力。框架梁柱应进行组合的层一般为顶上二层，底层，混凝土强度、截面尺寸有改变层及体系反弯点所在层。框架梁控制截面及不利内力为：支座截面，－Mmax，Vmax，跨中截面，Mmax。 框架柱控制截面为每层上、下截面，每截面组合：Mmax及相应的N、V，Nmax及相应M、V，Nmin及相应M、V。3.4.6构件及节点设计构件设计包括框架梁、柱、板的配筋计算。3.4.7基础设计根据上部结构、工程地质、施工等因素，优先选用预制桩基础。3.5施工材料1.本工程中所采用的钢筋箍筋为Ⅰ级钢，fy=210N/m㎡,主筋为Ⅱ级钢，fy=300N/m㎡。2.柱梁钢筋混凝土保护层为30mm,板为15mm。3.钢筋的锚固和搭接按国家现行规范执行。4.本工程所有混凝土强度等级均为C30。5.墙体外墙及疏散楼梯间采用240厚多孔空心砖，其余内墙采用200厚多孔空心砖，后封设备管道及夹墙采用80厚石膏砌块。6.当门窗洞宽≤1000mm时,应采用钢筋砖过梁,两端伸入支座370mm并弯直钩;门窗洞宽≥1000mm时,设置钢筋混凝土过梁。3.6施工要求及其他设计说明⒈本工程上部楼板设计时未考虑较大施工堆载（均布），当外荷载达到3.0Kn/m时，应采取可靠措施予以保护。2.本工程女儿墙压顶圈梁为240mm×120mm，内配4φ8，φ6@250，构造柱为240mm×240mm，内配4φ10，φ6@250，间隔不大于2000mm。3.施工缝接缝应认真处理，在混凝土浇筑前必须清除杂物，洗净湿润，再刷2度纯水泥浆，再用高一级的水泥沙浆接头，最后浇筑混凝土。4．未详尽说明处，按相关规范执行。4结构计算书4.1结构选型采用钢筋混凝土框架结构(1)屋面、楼面结构：现浇钢筋混凝土屋面板，按上人屋面的使用荷载取用；(2)楼梯结构：采用板式楼梯；(3)排水采用檐沟内排水，沟内垫坡。(4)基础：采用柱下预制桩基础。 4.2基本资料：(1)设计标高：室内设计标高±0.000，室内外高差600㎜。(2)墙身做法：墙身为加气混凝土砌块。内外墙均厚240mm，用M5混合砂浆砌筑，内粉刷为混合砂浆底，纸筋灰面，厚15mm，“803”内墙涂料两度，外粉刷为1：3水泥砂浆底，厚15mm,5厚1：1水泥砂浆粘结层，水刷石墙面。(3)楼面做法：见建施01号图(4)屋面做法：40厚C30UEA补偿收缩混凝土防水层，表面压光，混凝土内配Ф4钢筋双向间距15010厚黄砂隔离层20厚1：2.5水泥沙浆找平层20厚（最薄处）1：8水泥珍珠岩找2%坡现浇钢筋混凝土屋面板，板面清扫干净(5)门窗做法：采用木门，铝合金窗。门厅处门为玻璃木门。(6)工程地质资料：持力层为湿陷性黄土，地基承载力特征值为227.9kPa；(7)基本风压0.35kN/m2，雪压0.2kN/m2。(8)抗震8度设防（近震）(9)活荷载标准值：，屋面活荷载为2.0kN/m2，楼面活荷载2.0kN/m2根据这些资料和设计的平面图和结构布置，该工程选取第10榀框架作为计算单元，并据此来进行框架计算。4.3结构布置及计算简图4.3.1结构布置根据该房屋的使用功能及建筑设计的需求，进行了建筑平面、立面及剖面的设计，其各层建筑平面、剖面示意图见建筑设计图，主体结构4层，底层层高为3.6m，其它层为3.3m。填充墙采用240mm厚的粘土空心砖砌筑，门为木门，窗为铝合金窗，门窗洞口尺寸见门窗表。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取100mm，梁载面高度按梁跨度的1/12~1/8估算，由此估算的梁载面尺寸见表1，混凝土强度等级取C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2）表1梁截面尺寸 Table1Thesizeofbeamsection层次横梁（bh）纵梁（bh）13006003005002-4300600300500柱载面尺寸可根据式N=βFgEn，Ac≥N/[µN]fc估算，查表2得该框架结构在30m以下，抗震等级为二级，其轴压比值[µN]=0.8表2框架结构Table2 Frame Structure结构类型烈度6789框架结构高度/m≤30＞30≤30＞30≤30＞30≤25框架四三三二二一一剧场、体育等三二一一表3柱轴压比限值µNTable3Compressionratioofcolumnshaftµ结构类型抗震等级一二三框架结构0.70.80.9取柱的截面为正方形，设计柱截面尺寸取值统一取500500mm2基础选用预制桩基础，基础埋深取2m，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板顶，2-4层柱高度即为层高3.3m，底层柱高度从基础顶面取至一层板顶，即h1=3.6+0.6+2=6.2m4.3.2重力荷载计算（1）屋面及楼面的永久荷载标准值屋面（上人）：30厘细石混凝土保护层22×0.3=0.66KN/m2三毡四油防水层0.4KN/m220厚水泥砂浆找平层20×0.02=0.4KN/m2150层水泥蛭石保海层5×0.15=0.75KN/m2100厚钢筋砼板25×0.1=2.5KN/m2合计4.71KN/m2 1-4层楼面水磨石地面(10mm面层,20mm水泥砂浆打底)0.65KN/m2100厚钢筋砼板25×0.1=2.5KN/m2合计3.15KN/m2（2）屋面及楼面可承荷载标准值上人屋面均布活载标准值2.0kN/m2楼面活荷载标准值2.0kN/m2玻璃屋顶荷载标准值0.35kN/m2屋面雪荷载标准值SK=µr·S0=1.00.2=0.2kN/m2式中µr为屋面积雪分布系数，取µr=1.0（3）梁柱墙窗门重力荷载计算梁柱可根据载面尺寸，材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力，荷载对墙、门窗等可计算出单位面积上的重力荷载，具体计算结果见表4墙体为240mm，厚粘土空心砖，外墙为水刷石墙面（0.5KN/m2），内墙面为20mm厚抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为0.5+150.24+170.02=4.44kN/m2，内墙为240mm厚粘土空心砖，两侧均为20mm厚抹灰，则内墙单位面积重力荷载为150.24+170.022=4.28kN/m2，木门单位面积重力荷载为0.2kN/m2，铝合金窗单位面积重力荷载取0.4kN/m2，木框玻璃门单位面积重力荷载为0.3kN/m2，钢铁门单位面积重力荷载为0.45kN/m2。表4梁、柱重力荷载标准值Table4Gravityloadstandardvalue层次构件b/mh/mγ/（kN/m3）βg/(kN/m)li/mnGl/kN∑Gi/KN1横梁0.350.80251.057.357.27370.44506.52纵梁0.300.40251.053.153.612136.08柱0.600.60251.109.905.014693.002-4横梁0.350.80251.057.357.27370.44506.52纵梁0.300.40251.053.153.612136.08柱0.600.60251.109.903.614498.96（4）墙重力荷载标准值 一层墙休重力荷载标准值计算底层墙体重力荷载标准值∑G1可以先看作全是整块的墙体计算出∑G1墙再计算出所有的门窗及梁、楼面的重力荷载标准值，于是可以得出∑G1=∑G1纵墙+∑G1横墙-∑G1窗-∑G1门+∑G1梁+∑G1楼面纵墙面积S1=3.9×3.6×74=1038.96m2横墙面积S2=8.25×3.6×29=623.7m2窗面积S3=1.8×3×28=151.2m2门面积S4=1.8×2.1×3+0.9×2.1×26=52.48m2梁面积S5=0.3×0.6×3.9×74+0.3×0.5×7.2×21=74.628m2楼面面积S6=7.2×3.9×40=1132.2m2∑G1=∑G1纵墙+∑G1横墙-∑G1窗-∑G1门+∑G1梁+∑G1楼面=1038.96×4.44+623.7×4.28-151.2×4.05-52.48×7.35+(1132.2+74.628)×3.15=8620.14KN同理第二层∑G2=9620.14KN第三层∑G3=9620.14KN第四层∑G4=5068.99KN4.4框架侧移刚度计算横梁线刚度ib计算过程见下表5线刚度ic计算见表6表5横梁线刚度ib计算表Table5Thebeamlinestiffness层次Ec/(N/mm2)b×h/mm2Io/mm4L/mmEcIo/L(N.mm)1.5EcIo/L(N.mm)2EcIo/L(N.mm)1-43.0×104350×8001.49×101078005.73×10108.6×101011.46×1010表6线刚度ic计算表Table6Linearstiffness层次hc/mmEc/(N/mm2)b×h/mm2Ic/mm4EcIc/hc/(N.mm)150003.0*104600*6001.08*10106.48*10102-436003.0*104600*6001.08*10109.0*1010柱的侧移刚度按式D=αc计算，式中系数αc为柱侧移刚度修正系数，根据梁柱线刚度比的不同，由相关表可查表7、8表7中框架柱侧移刚度D值 Table7Intheframeworkofthelateralstiffnessofcolumn层次αcDi∑Di10.3540.363112911129102-40.2250.113941794170表8边框架柱侧移刚度D值Table8Thelateralstiffnessofframecolumn层次αcDi∑Di10.1770.3119673386922-40.1270.060500020000把上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即得框架各层间侧移刚度∑Di见表9：表9横向框架侧移刚度（N/mm）Table9Thetransverseframelateralstiffness层次1234∑Di151602114170114170114170由上表∑D1/∑D2=151602/114170=1.328>0.7故该框架为规则框架4.5横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算4.5.1横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算4.5.2横向自振周期计算按式T1=1.7计算基本周期T1，其中μT的量纲为m取=0.7则T1=1.7×0.7×=0.71s4.5.3水平地震作用及楼层地震剪力计算本工程中结构不超过40m质量和刚度沿度分布比较均匀，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FEK=α1Gep计算,即Gep=0.85ΣD1 α1=（）0.9αmaxFEK=α1Gep因1.4Tg=1.4×0.45=0.63s1.4TgT1≤1.4Tg≤0.350.08T1+0.070.0<0.35~0.550.08T1+0.01<0.550.08T1–0.02注：T1为结构基本自振周期δn=0.08×0.71+0.07=0.1268∆F6=0.1268×574.8=72.80KN各质点的水平地震作用按下式计算Fi=FEk(1-δn)∆Fn=δnFEk将上述δn和FEk代入可得Fi=FEk(1-δn)=501.92×各楼层地震简力按下式计算Vi=∑Fk具体计算结果见表11表11各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表Table11Eachparticlehorizontalearthquakeandfloorseismicshearforcecalculationtable 层次hi/mGi/kNGiHi/kN.mFi/kNVi/kN415.82068.9932690.040.18592.9346.8312.22068.9925241.680.14371.8418.628.62068.9917793.310.10150.7469.315.02334.9411674.700.06633.1502.4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下图124.5.4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Δμi和顶点位移μi分别按式（Δμ）i=Vi/和μ(Δμ)k计算计算过程见表12表中还计算了各层的层间弹性位移角=Δμi/hi表12横向水平地震作用下的位移验算Table12Checkingdisplacementunderhorizontalearthquake层次Vi/kN∑Di/(N/mm)△μi/mmμi/mmhi/mmθe=4346.81141703.0414.1336001/11843418.61141703.6711.0936001/9812469.31141704.117.4236001/8761502.41516023.313.3150001/1511由表11可见，最大层间弹性位移角发生在第2层，其值为1/876＜1/550满足式Δμe≤[θe]h的要求，其中[Δμ/h]=1/550由表查得。4.5.5水平地震作用下框架内力计算以图中⑥轴线横向框架内力计算为例，说明计算方法，其余框架内力计算从略框架柱端剪刀及等矩分别按式Vij=,计算，其中∑Dij取自表8，层间剪刀取自表11，各柱反弯点高度比y按式y=yn+y1+y2+y3确度，其中yn由表查得，本工程底层柱需考虑修正值y2，第二层柱需考虑修正值y1和y3，其余柱均无修正，具体计算过程及过程见表13表13各层柱端弯矩及剪力计算Table13Calculatinglayercolumnendmomentandshear 层次hi/mVi/KN∑DijN/mmDi1Vi1Y43.6346.8114170941728.600.2550.3333.9868.9833.6418.6114170941734.530.2550.4049.7274.5823.6469.3114170941738.710.2550.6793.3759.9215.0502.41516021129137.420.3540.87162.7833.68注：表中M量纲为kN.m，V量纲为kN。梁端弯矩剪力及柱轴力发别按下式计算：jVb=(Mb1+Mb2)/lNi=其中梁线刚度取自表14，具体计算过程见表15表14梁端弯矩、剪力及柱轴力计算Table14Calculationofbendingmoment,shearforceandaxialforceofcolumnbeamend层次横梁柱轴力NMblMbrlVb486.3286.327.822.1322.133108.56108.567.827.8427.842109.64109.647.828.1128.111127.05127.057.832.5832.58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，对应的右侧两柱为压力。2）表中M量纲为kN.m，V量纲为kN，N量纲为kN,l量纲为m。4.5.6横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算4.5.7风荷载标准值标准值按式ωk=βzμsμzω0计算风压标准值计算公式为：Pw=W·A因结构高度H=15.8<30m，可取风振系数可取---------βz=1.0对于矩形平面μs=1.3建筑处于A类场地 Z从地面（室外）算起查规范取n=50年时该市基本风压取ω0=0.35kN/m2风压标准值计算公式为：Pw=W·A将风载换算成作用于框架各层节点上的集中荷载表15将风荷载转换成作用于框架各层节点上的集中荷载Table15Concentratedloadwindloadactingontheframeintothenodesineachlayer.层次βzμsZμzw0wkP(kN)41.01.315.80.760.350.406.2731.01.312.20.740.350.385.9021.01.38.60.740.350.385.7511.01.34.50.740.350.387.984.5.8风荷载内力计算：采用D值法计算，y1＝y2＝y3＝0即y＝y0，由图可知，可将风荷载看为均布荷载，故y0可由表查的。一般柱：边柱：中柱：底层柱：边柱：中柱：K为梁柱刚度比，为梁柱刚度比对柱刚度的影响表16求柱FH的剪力值Table16ThevalueofFHforthecolumnshear层次αcD∑DV(kN)40.2550.1139417188349.4030.2550.11394171883412.3520.2550.11394171883415.2310.3540.363112912258219.22求柱FH反弯点高度yh根据总层数m，该柱所在层n，梁柱线刚度比，查表得标准反弯点系数y0；根据上下横梁线刚度比值i查得修正值y1；根据上下层高度变化查得修正值y2、y3；各层反弯点高度yh=（y0+y1+y2+y3）×h表17求柱FH反弯点高度yhTable17TheFHforcolumnheightsinflectionpoint 层次y0α1y1α2y2α2y3y40.2550.331010100.3330.2550.401010100.4020.2550.5810101.25-0.050.5310.3540.900.8-0.050.85由下面公式求出柱上下两端弯矩上柱：M上=V﹒(1-y)﹒h下柱：M下=V﹒y﹒h再由节点平衡条件和梁的线刚度比求出各梁端弯矩4.6竖向荷载作用下框架结构的内力计算4.6.1荷载计算1）桓载计算q1代表横梁自重，为均布荷载形式。q2为房间传给横梁的梯形荷载。P0为走道墙传给楼板的恒载，P1、P2分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括梁自重，楼板和女儿墙等的重力荷载。集中力矩M1=M2=P1e1对1-4层q1包括梁自重和其上横墙自重为均布荷载，其它荷载计算方法同与第一层相同M1=P1e1-P0×2.4M2=P2e24.6.2内力计算：梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算。结构和荷载均对称。梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得，柱轴力可由梁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，如表18和表19所列。弯矩二次分配法1.因框架结构和作用荷载对称，仅取半跨进行分析，这时中跨梁的相对线刚度应乘以修正系数1/2。2.计算竖向荷载作用下各跨梁的固端弯矩，并将各节点不平衡弯矩进行第一次分配。3.将所有杆端的分配弯矩向远端传递，传递系数均为1/24.将各节点因传递而产生的新的不平衡弯矩进行第二次分配，使各节点处于平衡状态。5.将各杆端的固端弯矩分配弯矩和传递弯矩相加，即得各杆端弯矩。 表18恒载作用下梁端剪力及柱轴力（KN）Table18Undertheactionofdeadloadbeamendshearforceandaxialforceofcolumn层次荷载引起的简力弯矩引起的简力总简力柱轴力F柱H柱VAVBVA=-VBVAVBN顶N底N顶N底475.40131.95-0.5374.87132.48455.62465.52738.80748.70375.40131.95-0.5374.87132.48618.90628.801032.421042.32275.40131.95-0.5374.87132.48782.18792.081326.041335.94175.40131.95-0.6474.76132.59945.35955.251619.771629.67表19活载作用下梁端剪力及柱轴力(KN)Table19Liveloadbeamendshearforceandaxialforceofcolumn层次荷载引起的简力弯矩引起的简力总简力柱轴力VAVBVA=-VBVAVB(F)N顶=N底(H)N顶=N底412.962.88-0.1412.8213.10116.06（81.32）161.06（118.27）312.962.88-0.1512.8113.11154.79（120.05）225.37（174.58）212.962.88-0.1312.8313.09193.54（158.80）281.66（230.87）112.962.88-0.1612.8013.12309.80（275.06）450.52（399.73）注：表中括号内数值为屋面作用雪荷载（0.20kN/m2）、其它层楼面作用活荷载（2kN/m2）对应的内力。V以向上为正。4.6.3结构抗震等级结构抗震等级可根据结构类型，地震烈度，房屋高度等因素，由表可知，本工程的框架为二级抗震等级。4.6.4框架梁内力组合工程考虑了四种内力组合，即1.2SGk+1.4SQk，1.2SGk+0.9×1.4（SQk+SWk），1.35SGk+1.0SQk及1.2SGE+1.3SEK，此外对于本工程1.2SGk+1.4SWk这种内力组合与考虑地震作用的组合相比，一般较小，对结构设计不起控制作用，故不予考虑，各层梁的内力组合结果见表下，表中SGk、SQk两列中的梁端弯矩M为经过调幅后的弯矩（调幅系数取0.8）4.6.5框架柱内力组合 取每层柱顶和柱底两个控制截面进行组合，组合结果及柱端弯矩设计值的调整见表20至表21。注意，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20框架梁内力组合Table20Framebeamcombinationofinternalforces层次截面位置内力SGKSQKSWKSEK1.2SGK+1.26(SQK+SWK)rRE[1.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK]1.35SGK+SQK1.2SBK+1.4SQKV=rR[yvb()()yn+VGb]→←→←一层FM-9.74-4.3442.03127.0535.80-70.11113.15-134.59-17.49-17.76178.24V74.7612.8019.2232.5881.62130.0641.28104.81113.73107.63HM-81.42-9.5942.03127.05-56.83-162.7546.28-201.47-119.51-109.21V132.5913.1219.2232.58151.42199.8693.47157.00192.12177.48跨间M85.9974.39203.64169.5575.6372.97四层FM-9.72-4.3427.8586.3217.96-52.2273.46-94.86-17.46-17.74161.72V74.8712.829.4022.1394.15117.8451.5894.73113.89107.79HM-91.07-11.8727.8586.32-89.15-159.33-4.19-171.47-134.81-125.90V132.4813.109.4022.13163.64187.33103.55146.71191.95177.32跨间M99.3167.66176.46133.6573.1470.70注：表中M以下部受拉为正，V以向上为正。SQK一项中，括号内的数值表示屋面作用雪荷载时对应的内力。 表21横向框架F柱弯矩和轴力组合Table21Lateralbendingmomentandaxialforceofframecolumn层次截面内力SGKSQKSWKSEK1.2SGK+1.26(SQK+SWK)rRE[1.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK]1.35SGK+SQK1.2SBK+1.4SQK∣Mmax∣NNminMNmaxM→←→←4柱顶M109.625.4322.6768.98109.82166.9533.85168.36153.42139.15168.3633.85153.42N455.62116.06(81.32)9.4022.13681.14704.82440.71483.86731.15709.23483.86440.71731.15柱底M-109.62-6.1911.1733.98-125.27-153.42-68.31-134.58-154.18-140.21-154.18-68.31-154.18N465.52116.06(81.32)9.4022.13693.02716.70449.62492.77744.51721.11744.51449.62744.51层次截面内力SGKSQKSWKSEK1.2SGK+1.26(SQK+SWK)rRE[1.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK]1.35SGK+SQK1.2SBK+1.4SQK∣Mmax∣NNminMNmaxM→←→←3柱顶M109.625.4326.6874.58104.77172.0028.39173.82153.42139.15173.8228.39139.15N618.90154.79(120.05)12.3527.84922.15953.28599.52653.81990.31959.39653.81599.52959.39M-6.1949.72-52.97-149.92-52.97 柱底-109.6217.78-116.94-161.75-154.18-140.21-161.75-154.18N628.80154.79(120.05)12.3527.84934.03965.16608.43662.721003.67971.27965.16608.431003.672柱顶M109.625.4325.7759.92105.92170.8642.68159.52153.42139.15170.8642.68153.42N782.18193.54(158.80)15.2328.111163.291201.67763.65818.461249.481209.571201.67763.651249.48柱底M-147.74-6.1929.0693.37-148.47-221.70-44.72-226.79-205.64-185.95-226.79-44.72-205.64N792.08193.54(158.80)15.2328.111175.171213.551030.081103.161262.851221.451103.161030.081262.851柱顶M71.535.4312.9733.6876.34109.0233.9899.66102.0093.44109.0233.98102.00N945.35309.80(275.06)19.2232.581500.551548.99958.461021.991586.021568.141548.99958.461586.02柱底M-35.77-6.7042.03162.781.59-104.32123.50-193.92-54.99-52.30-193.92123.50-54.99N955.25309.80(275.06)19.2232.581512.431560.87967.371030.901599.391580.021030.90967.371599.39 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。SQK一列中，括号内的数值为屋面作用雪荷载、其它层楼面作用活荷载对应的内力值。表22横向框架F柱简力组合(kN)Table22Thetransverseframecolumnshearcombination层次SGKSQKSWKSEK1.2SGK+1.26(SQK+SWK)rRE[1.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK]1.35SGK+SQK1.2SBK+1.4SQKV=rRE[yvC()H/n]→←→←4-60.90-3.239.409.40-65.31-88.99-53.38-69.90-85.45-77.60111.693-60.90-3.2312.3512.35-61.59-92.71-45.87-73.16-85.45-77.60116.212-71.49-3.2315.2315.23-70.67-109.05-57.74-91.40-99.74-90.31137.701-27.51-3.1114.1014.10-19.16-54.70-14.07-45.23-40.25-37.3796.84注：表中V以绕柱端顺时针为正。V=rRE[yvC()H/n]为相应于本层柱净高上、下两端的剪力设计值。 表23横向框架H柱弯矩和轴力组合TableLateralbendingmomentandaxialforceofframecolumn层次截面内力SGKSQKSWKSEK1.2SGK+1.26(SQK+SWK)rRE[1.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK]1.35SGK+SQK1.2SBK+1.4SQK∣Mmax∣NNminMNmaxM→←→←4柱顶M-68.26-8.7622.6768.98-121.51-64.39-132.631.88-100.91-94.18-132.631.88-100.91N738.80169.06(118.27)9.4022.131087.731111.42719.42762.581166.441123.24762.58719.421166.44柱底M68.2610.2611.1733.98108.9180.7799.18-32.92102.4196.28108.91-32.92102.41N748.70169.06(118.27)9.4022.131099.611123.30728.331028.651179.811135.121123.30728.331179.81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。SQK一列中，括号内的数值为屋面作用雪荷载、其它层楼面作用活荷载对应的内力值。 表24横向框架H柱简力组合(kN)Table24Thetransverseframecolumnshearcombination层次SGKSQKSWKSEK1.2SGK+1.26(SQK+SWK)rRE[1.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK]1.35SGK+SQK1.2SBK+1.4SQKV=rRE[yvC()H/n]→←→←437.925.289.409.4064.0040.3151.7630.9856.4752.9083.64337.925.2812.3512.3567.7236.6055.0227.7256.4752.9088.42241.415.2815.2315.2375.5337.1661.7633.0661.1857.08101.75116.796.3914.1014.1045.9710.4335.974.8029.0629.0984.84注：表中V以绕柱端顺时针为正。V=rRE[yvC()H/n]为相应于本层柱净高上、下两端的剪力设计值。 4.7框架截面设计4.7.1承载力抗力调整系数γRE考虑地震作用时，结构构件的截面设计采用下面的表达式：S≤R/γRE式中γRE————承载力抗震调整系数，取值见表：S————地震作用效应或地震作用效应与其他荷载效应的基本组合；R————结构构件的承载力；注意：在截面配筋时，组合表中与地震力组合的内力均应乘以γRE后在与静力组合的内力进行比较，选出最不利内力。表25承载力抗震调整系数γRETable25Seismicadjustmentcoefficientofbearingcapacity材料结构构件受力状态γRE钢筋混凝土粱受弯0.75轴压比小于0.15的柱偏压0.75轴压比不小于0.15的柱偏压0.8抗震墙偏压0.85各类构件受剪、偏拉0.854.7.2框架粱配筋：根据粱控制截面内力设计值，利用受弯构件正截面承载力和斜截面承载力计算公式，算出所需纵筋及箍筋并进行配筋。计算时考虑到中间几层内力相近，将其合并计算，取较大内力进行计算，故共计算三层。即：底层、第二三层、第四层。基本数据：混凝土C30fc=12.5N/mm2钢筋HPB235fy=210N/mm2；HRB335fy=210N/mm2梁截面：b×h=300mm×600mm（1）计算公式：（a）跨中计算采用公式αs=γREM0/fcbh02<αsmax=0.396ζ=1-(b)支座左截面：采用公式Mminαs=γREM0/fcbh02<αsmax=0.396ζ=1- (c)支座右截面：Mminαs=γREM0/fcbh02<αsmax=0.396ζ=1-4.7.3梁的斜截面强度计算（1）底层=178.24kN＜0.2=0.2×1.0×11.9×350×765=637.25kN故截面尺寸满足要求。梁端加密区箍筋取四肢φ8@100箍筋用HPB235(=210N/)=178.24×103–0.42×1.27×350×765/（1.25×210×765）=0.18则0.42=0.42×1.27×350×765+1.25×210×0.18×765=178.96kN＞178.24kN加密区长度取0.85m，非加密区箍筋取四肢φ8@200箍筋设置满足要求。（2）标准层=161.72kN＜0.2=0.2×1.0×11.9×350×765=637.25kN故截面尺寸满足要求。梁端加密区箍筋取四肢φ8@100箍筋用HPB235(=210N/)=161.72×103–0.42×1.27×350×765/（1.25×210×765）=0.09则0.42=0.42×1.27×350×765+1.25×210×0.09×765=168.73kN＞161.72kN加密区长度取0.85m，非加密区箍筋取四肢φ8@200箍筋设置满足要求。（3）顶层=60.54kN＜0.2=0.2×1.0×11.9×350×765=637.25kN 故截面尺寸满足要求。梁端加密区箍筋取四肢φ8@100箍筋用HPB235(=210N/)=60.54×103–0.42×1.27×350×765/（1.25×210×765）=-0.41则0.42=0.42×1.27×350×765+1.25×210×(-0.41)×765=60.84kN＞60.54kN加密区长度取0.85m，非加密区箍筋取四肢φ8@200箍筋设置满足要求。表26框架梁箍筋数量计算表Table26Thenumberofframebeamreinforcementcalculationtable层次/kN0.2/kN梁端加密区非加密区实配钢筋（）实配钢筋（％）1178.24637.25＞0.18四肢φ8@100(2.01)四肢φ8@200(0.45)4161.72637.25＞0.09四肢φ8@100(2.01)四肢φ8@200(0.45)注：表中V为换算至支座边缘处的梁端剪力。4.7.4柱截面设计：混凝土为C25，fc＝11.9N/mm2，ft＝1.27N/mm2纵筋为HRB335fy＝300箍筋为HPB235fy＝210N/mm2表27柱截面纵向钢筋的最小总配筋率（％）Table27Theminimumreinforcementratiooflongitudinalsteelcolumnsection类别抗震等级一二三四中柱和边柱1.00.80.70.6角柱、框支柱1.21.00.90.84.7.5剪跨比和轴压比验算表28的框架柱各层剪跨比和轴压比计算结果，其中剪跨比λ也可以取 。注意，表中的、和N都不应考虑承载力抗震调整系数。由下表28可见，各柱的剪跨比和轴压比均满足规范要求。表28柱的剪跨比和轴压比验算Table28Theshearspanratioandaxialcompressionratiocheckofcolumn柱号层次b/mmh0/mm/KN.m/kN/kNF柱4600560150.2980.67301.533.33＞20.075＜0.93600560205.57131.40992.672.79＞20.248＜0.92600560258.56113.931374.534.05＞20.344＜0.9H柱1600560134.5984.93365.952.83＞20.092＜0.94.7.6正截面承载力的验算框架结构的变性能力与框架的破坏机制密切相关，一般框架，梁的延性远大于柱子，梁先屈服可是整个框架有较大的内力重分布和能量消耗能力，极限层间位移增大，抗震性能较好。若柱成了塑性铰，则会伴随产生极大的层间位移，危急结构承受垂直荷载的能力并可能使结构成为机动体系。因此，在框架设计中，应体现强柱弱梁，即一、二级框架的梁柱节点处，除顶层和轴压比小于0.15者外，（因顶层和轴压比小于0.15的柱可认为具有与梁相近的变性能力），梁柱端弯矩应符合下述公式的要求：二级框架――节点上、下柱端顺时针或逆时针方向截面组合得弯矩设计值之和。――节点左、右柱端顺时针或逆时针方向截面组合得弯矩设计值之和。地震反复作用，两个方向的弯矩设计值均应满足设计要求，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。若采用对称配筋，可取用两组中较大者计算配筋。由于框架结构的底层柱过早出现塑性屈服，将影响整个结构的变形能力，同时，随着框架梁铰的出现，由于塑性内力重分布，底层柱的反弯点具有较大的不确定性。因此，对一二级框架底层柱考虑1.5的弯矩增大系数。以第四层F柱为例说明。根据F柱内力组合表，将支座中心处的弯矩换算至支座边缘，并与柱端组合弯矩的调整值比较后，选出最不利内力，进行配筋计算。F节点梁端弯矩∑MF梁=117.67KN.m F节点上、下柱端弯矩∑MF柱=168.36＋154.18=322.54KN.m∑MF柱/∑MF梁=2.741.2∑MF梁=141.20kN·m，ΔMF=332.54－141.20=191.34KN.m，在节点处将其按弹性弯矩分配给上、下柱端，即MF上柱=141.20×168.36/（168.36＋154.18）=77.50KN.mMF下柱=141.20×154.18/（168.36＋154.18）=137.84KN.mMF上柱=0.75×73.70=55.28KN.m0=M/N=55.28×106/744.51×103=74.25mm取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者的较大值，即600/30=20mm，故取=20mm。水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值的75％以上时，框架柱的计算长度l0可按下列两个公式计算，并取其中较小值：==式中：、分别为柱的上端、下端节点处交汇的各柱线刚度和与交汇的各梁线刚度之和的比值；为比值、中的较小值：H为柱的高度，按表3.28的注采用。柱的计算长度=6.48×1010/8.6×1010=0.75==0.75===4.41m表29框架结构各层柱的计算长度Table29Calculatethelengthofeachcolumnframestructure 楼盖类型柱的类别计算长度现浇楼盖底层柱1.0H其余各层柱1.25H装配式楼盖底层柱1.25H其余各层柱1.5H注：表中H对底层柱为从基础顶面到一层楼盖顶面的高度对其余各层柱为上、下两层楼盖顶面之间的高度i=0+=74.25+20=94.25mm因为/h=4.41×103/600=7.35>5故应考虑偏心矩增大系数η==0.5×11.9×6002/744.51×103=2.88>1.0取ζ1=1.0/h=4.41×103/600=7.35<15取ζ2=1.0η==1+=1.23=＋h/2－=1.23×94.25＋600/2－40=375.93mm对称配筋ξ=x/h0=N/bh0==0.186＜为大偏心情况。==627 4.7.7斜截面受剪承载力计算（a）底层F柱=109.02kN·m对于二级抗震等级，柱弯矩计算值=1.15×193.92=242.4kN·m则框架柱剪力设计值kN·m=＜0.2(满足要求)=>3(取)其中取较大的柱下端值，且不应考虑，故为将表中的值除以0.8，为表中查的除以0.85。与相应的轴力kN>0.3==1285.20kN取=1285.20kN=＜0该层柱按构造配置箍筋。柱端加密区的箍筋选用4φ10@100有表31可得一层柱的轴压比n=0.344，查的=0.105，则最小体积配箍率===0.595%≥取φ10，=78.5，s≤114.9mm根据构造要求，取加密箍筋为4φ10@100，加密取位置及长度按规范要求确定。非加密区还应该满足s＜10d=220mm，故箍筋取4φ10@200。 （b）标准层F柱=67.50kN·m对于二级抗震等级，柱弯矩计算值=1.15×205.57=256.96kN·m则框架柱剪力设计值kN·m=＜0.2(满足要求)=＜3(取)其中取较大的柱下端值，且不应考虑，故为将表中的值除以0.8，为表中查的除以0.85。与相应的轴力kN＜0.3==1285.20kN取=992.67kN=＜0该层柱按构造配置箍筋。柱端加密区的箍筋选用4φ8@100有表31可得一层柱的轴压比n=0.248，查的=0.105，则最小体积配箍率===0.595%≥取φ8，=50.3，s≤114.9mm根据构造要求，取加密箍筋为4φ8@100，加密取位置及长度按规范要求确定。非加密区还应该满足s＜10d=220mm，故箍筋取4φ8@200。（c）顶层F柱 =112.72kN·m对于二级抗震等级，柱弯矩计算值=1.15×150.29=187.86kN·m则框架柱剪力设计值kN·m=＜0.2(满足要求)=>3(取)其中取较大的柱下端值，且不应考虑，故为将表中的值除以0.8，为表中查的除以0.85。与相应的轴力kN＜0.3==1285.20kN取=301.53kN=＜0该层柱按构造配置箍筋。柱端加密区的箍筋选用4φ8@100有表31可得一层柱的轴压比n=0.075，查的=0.10，则最小体积配箍率===0.057%≥取φ8，=50.3，s≤114.9mm根据构造要求，取加密箍筋为4φ8@100，加密取位置及长度按规范要求确定。非加密区还应该满足s＜10d=220mm，故箍筋取4φ8@200。（d）底层H柱=185.64kN·m 对于二级抗震等级，柱弯矩计算值=1.15×247.52=309.40kN·m则框架柱剪力设计值kN·m=＜0.2(满足要求)=>3(取)其中取较大的柱下端值，且不应考虑，故为将表中的值除以0.8，为表中查的除以0.85。与相应的轴力kN>0.3==1285.20kN取=1285.20kN=＜0该层柱按构造配置箍筋。柱端加密区的箍筋选用4φ10@100有表31可得一层柱的轴压比n=0.567，查的=0.105，则最小体积配箍率===0.595%≥取φ10，=78.5，s≤114.9mm根据构造要求，取加密箍筋为4φ10@100，加密取位置及长度按规范要求确定。非加密区还应该满足s＜10d=220mm，故箍筋取4φ10@200。（e）标准层H柱=108.91kN·m 对于二级抗震等级，柱弯矩计算值=1.15×145.21=181.51kN·m则框架柱剪力设计值kN·m=＜0.2(满足要求)=＜3(取)其中取较大的柱下端值，且不应考虑，故为将表中的值除以0.8，为表中查的除以0.85。与相应的轴力kN>0.3==1285.20kN取=1285.20kN=＜0该层柱按构造配置箍筋。柱端加密区的箍筋选用4φ8@100有表31可得一层柱的轴压比n=0.375，查的=0.105，则最小体积配箍率===0.595%≥取φ8，=50.3，s≤114.9mm根据构造要求，取加密箍筋为4φ8@100，加密取位置及长度按规范要求确定。非加密区还应该满足s＜10d=220mm，故箍筋取4φ8@200。（f）顶层H柱=100.94kN·m 对于二级抗震等级，柱弯矩计算值=1.15×134.59=168.24kN·m则框架柱剪力设计值kN·m=＜0.2(满足要求)=＜3(取)其中取较大的柱下端值，且不应考虑，故为将表中的值除以0.8，为表中查的除以0.85。与相应的轴力kN＜0.3==1285.20kN取=365.95kN=＜0该层柱按构造配置箍筋。柱端加密区的箍筋选用4φ8@100有表31可得一层柱的轴压比n=0.092，查的=0.10，则最小体积配箍率===0.057%≥取φ8，=50.3，s≤114.9mm根据构造要求，取加密箍筋为4φ8@100，加密取位置及长度按规范要求确定。非加密区还应该满足s＜10d=220mm，故箍筋取4φ8@200。各层柱箍筋计算结果见表30表30框架柱箍筋数量表 Table30Stirrupframecolumnnumbertable柱号层次/kN0.2/kNN/kN/kN/mm/%实配箍筋(/%)加密区非加密区491.93799.68992.671285.00＜00.5954φ8@100(.075)4φ8@200(.045)171.69799.681374.531285.00＜00.5954φ10@100(0.95)4φ10@200(0.65)4.8楼梯计算楼梯A（3.6m层高即第二层至四层）4.8.1楼梯板计算：板倾斜度tgα=150/300=0.50、cosα=0.894设板厚h=120mm，约为板斜长的1/30。取1m宽板带计算4.8.2荷载计算荷载分项系数γG=1.2γQ=1.4表31梯段板的荷载Table31Loadstepboard荷载种类荷载标准值（kN/m）恒载水磨石面层三角形踏步斜板板底抹灰（0.30+0.15）×0.65×1/0.30＝0.981/2×0.30×0.15×25×1/0.30＝1.880.12×25×1/0.894＝3.360.02×17×1/0.894＝0.38小计6.6活荷载2.0基本组合的总荷载设计值p＝6.6×1.2＋2.0×1.4＝10.72kN/m4.8.3截面设计板水平计算跨度ln＝3.6m弯矩设计值M＝pln2＝×10.72×3.62＝13.89kN·m h0＝120－20＝100mmαs＝＝＝0.145γs＝＝0.921As＝＝＝707mm2选φ10＠100mmAs＝785mm2分布筋φ8，每级踏步下一根。4.8.4平台板设计设平台板厚h＝70mm，取1m宽板带计算。4.8.5荷载计算表32平台板荷载Table32Plateload荷载种类荷载标准值（kN/m）恒载水磨石面层70厚混凝土板板底抹灰0.650.07×25＝1.750.02×17＝0.34小计2.74活荷载2.0总荷载计算值p＝1.2×2.74＋1.4×2.0＝6.09kN/m图1楼梯平面图Figure1stairfloorplan 4.8.6截面设计板的计算跨度l0=2.4－0.12—0.1＝2.18m弯矩设计值M＝＝×6.09×2.182＝2.89kN·mh0＝70－20＝50mmαs＝＝＝0.120γs＝＝0.936As＝＝＝294mm2选φ6＠90mm，As＝314mm24.8.7平台梁设计设平台梁截面b＝250mm，h＝350mm4.8.8荷载计算图2楼梯板和平台板配筋Figure2stairboardpeacebedplateofreinforcement表33平台梁荷载Table33LiangHezaiplatform荷载种类荷载标准值（kN/m）恒载梁自重梁侧粉刷平台板传来0.25×(0.35－0.07)×25＝1.660.02（0.35－0.07）×2×17＝0.192.74×2.3/2＝3.51 梯段板传来6.6×3.3/2＝10.89小计16.34活荷载2.0×＝5.60总荷载设计值p＝16.34×1.2＋5.60×1.4＝27.45kN/m截面设计计算跨度l0=1.025ln＝1.025×（3.0－0.24）＝2.829m内力设计值M＝＝×27.45×2.8292＝27.46kN·mV＝0.5×pln＝0.5×27.45×2.76＝37.88kN截面按倒L形计算＝＝200＋5×70＝550mmh0＝350－35＝315mm经计算属第一类T形截面αs＝＝0.05241γs＝＝0.9731采用II级钢筋As＝＝289mm2选120As＝314.2mm2斜截面受剪承载力计算配置箍筋φ6＠200mm则Vcs＝0.07＋1.5＝0.07×9.6×200×315＋1.5×210××315＝70417N>37880N满足要求平台梁配筋见下图3 图3平台配筋梁Figure3platformreinforcementbeam4.9基础设计本工程采用预制桩基础，基础埋深2米，地下水位于-6.0米处。4.9.1材料基础采用C20混凝土钢筋采用I级钢筋垫层为C10混凝土。4.9.2基础承载力计算桩基重要性系数:1.000承台底标高:-2.000(m)承台为5桩承台第1种承台的混凝土强度等级：C25承台钢筋级别:HRB335配筋计算as=50(mm)桩基沉降计算经验系数:1.000确定压缩层深度时附加应力与自重应力比:20.00%基础与覆土的平均容重:20.000(kN/m3)表34承台尺寸参数Table34Capsizeparameterse11(mm)1300e12(mm)1300L11(mm)750L12(mm)750A"(mm)500H(mm)600桩类型:预制桩桩长=10.000(m)桩直径=600(mm)桩的混凝土强度等级=C25单桩极限承载力标准值=1000.000(kN)承载力计算时：不考虑承台效应与群桩效应 柱宽=500,柱高=5500(mm)柱子转角=0.000(度)柱的混凝土强度等级=C25柱上荷载设计值:弯矩Mx=72.550(kN-m)弯矩My=614.500(kN-m)轴力N=883.100(kN)剪力Vx=172.200(kN)剪力Vy=-14.900(kN)地面标高=0.000(m)地下水标高=-6.000(m)表35湿陷性黄土数据Table35Collapsibleloessdata层号土类名称层厚重度饱和重度压缩模量承载力标frk风化侧阻力(m)(kN/m3)(kN/m3)(MPa)准值(kPa)(kPa)程度(kPa)1湿陷性黄土15.00018.00019.00010.00160.00------20.004.9.3基础计算结果a.桩竖向承载力验算:单桩极限承载力标准值=1000.000(kN)单桩极限承载力设计值=625.000(kN)桩心坐标=0.000,0.000(mm)在中心荷载作用下,桩顶全反力=263.020(kN)按规范公式(γ0*N<=R)计算,承载力设计满足系数:2.38>1.0满足.在偏心荷载作用下：按规范公式(γ0*Nmax<=1.2*R)计算桩号:1,桩顶全反力:152.141(kN),承载力设计满足系数:4.93>1.0满足桩号:2,桩顶全反力:428.226(kN),承载力设计满足系数:1.75>1.0满足桩号:3,桩顶全反力:263.020(kN),承载力设计满足系数:2.85>1.0满足 桩号:4,桩顶全反力:97.814(kN),承载力设计满足系数:7.67>1.0满足桩号:5,桩顶全反力:373.899(kN),承载力设计满足系数:2.01>1.0满足b.承台受力计算:各桩净反力(kN):桩号01_=65.741(kN)桩号02_=341.826(kN)桩号03_=176.620(kN)桩号04_=11.414(kN)桩号05_=287.499(kN)最大桩净反力:342(kN)柱对承台的冲切:冲切验算:柱宽500柱高5500(mm)桩截面换算边长:480(mm)柱冲切计算承台厚度h0:550(mm)冲切面参数:左右下上冲跨(mm)550.000_550.000_-1500.000_-1500.000um(mm)2000.000_2000.000_525.000_525.000冲跨比1.000_1.000_0.200_0.200冲切系数0.700_0.700_2.100_2.100抗冲切力(kN)1955.800_1955.800_1540.192_1540.192总的抗冲切力:6991.984(kN)总的冲切力(已乘重要性系数):706.480(kN)柱对承台抗冲切的设计满足系数9.897>1.0满足1).桩对承台的冲切:桩号1为角桩冲切面参数: 左右冲跨(mm)550.000_550.000冲跨比1.000_1.000冲切系数0.467_0.467抗冲切力:661.712(kN)冲切力(已乘重要性系数):65.741(kN)抗冲切满足系数:10.065桩号2为角桩冲切面参数:左右冲跨(mm)550.000_550.000冲跨比1.000_1.000冲切系数0.467_0.467抗冲切力:661.712(kN)冲切力(已乘重要性系数):341.826(kN)抗冲切满足系数:1.936桩号3不需要验算桩号4为角桩冲切面参数:左右冲跨(mm)550.000_550.000冲跨比1.000_1.000冲切系数0.467_0.467抗冲切力:661.712(kN)冲切力(已乘重要性系数):11.414(kN)抗冲切满足系数:57.972桩号5为角桩冲切面参数:左右冲跨(mm)550.000_550.000冲跨比1.000_1.000 冲切系数0.467_0.467抗冲切力:661.712(kN)冲切力(已乘重要性系数):287.499(kN)抗冲切满足系数:2.302所有桩:角桩对承台抗冲切的设计满足系数=1.936>1.0满足2)承台抗剪验算:剪切面1剪切面坐标(mm):(1060,-1250)--(1060,1250)实际宽度:2500.0计算宽度b:2500.0(mm)剪跨a:810.0(mm)剪跨比λ:1.473剪切系数β:0.708抗剪切力:1235.857(kN)剪切力(已乘重要性系数):629.325(kN)抗剪切切满足系数:1.964剪切面2剪切面坐标(mm):(-1060,-1250)--(-1060,1250)实际宽度:2500.0计算宽度b:2500.0(mm)剪跨a:810.0(mm)剪跨比λ:1.473剪切系数β:0.708抗剪切力:1235.857(kN)剪切力(已乘重要性系数):77.155(kN)抗剪切切满足系数:16.018右边的抗剪验算的设计满足系数1.964>1.0满足左边的抗剪验算的设计满足系数16.018>1.0满足3)局压验算:柱局压验算:不需要验算桩局压验算:不需要验算柱对承台局压验算满足桩对承台局压验算满足 4)受力计算结果承台弯矩:_My=660.8(kN-m)_Mx=0.0(kN-m)承台配筋(全截面):_Asx=4450(mm2)_Asy=0(mm2)X向主筋配置:D16@100(5027mm2,0.335%)>Asx=4450mm2满足Y向主筋配置:D12@200(2036mm2,0.094%)按构造配筋.满足抗冲切满足_抗剪切满足_柱局压满足_桩局压满足c.软弱下卧层验算结果不存在软弱下卧层d.沉降计算结果按照《建筑桩基技术规范JGJ94-94》5.3计算得：换算矩形承台长Lc=2.500m换算矩形承台长宽Bc=3.600ml/d=16.667Sa/d=2.236C0=0.111C1=1.531C2=7.754nb=1.863桩基等效沉降系数=0.206桩端附加压力=102.122kPa压缩层深度=2.800(m)桩端下各压缩土层：层号厚度Es应力面积本层沉降(mm)(m)(MPa)(m2)未乘系数012.80110.0002.0005920.43承台中心点沉降=1.000*0.206*20.4=4.2(mm) 4.9.4基础底板配筋4.9.5计算基础截面处的弯矩I-I截面处II-II变截面处4.9.6底板配筋选配14φ18 图4基础配筋图Figure4foundationreinforcement5结论通过这段时间的毕业设计，总的体会可以用一句话来表达，纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。在设计的过程中，遇到的问题是不断的。前期的建筑方案由于考虑不周是，此后在方亮老师及各位老师和同学们的帮助下，通过参考建筑图集，建筑规范以及各种设计资料，使我的设计渐渐趋于合理。在计算机制图的过程中，我更熟练AutoCAD、天正建筑等建筑设计软件。在此过程中，我对制图规范有了较为深入地了解，对平、立、剖面图的内容、线形、尺寸标注等问题上有了更为清楚地认识。在进行对选取的一榀框架进行结构手算更是重头戏，对各门专业课程知识贯穿起来加以运用，比如恒载，活载与抗震的综合考虑进行内力组合等。开始的计算是错误百出，稍有不慎，就会出现与规范不符的现象，此外还时不时出现笔误，于是反复参阅各种规范，设计例题等，把课本上的知识转化为自己的东西。因此，通过本毕业设计，掌握了结构设计的内容、步骤、和方法，全面了解设计的全过程；培养正确、熟练的结构方案、结构设计计算、构造处理及绘制结构施工图的能力；培养我们在建筑工程设计中的配合意识；培养正确、熟练运用规范、手册、标准图集及参考书的能力；通过实际工程训练，建立功能设计、施工、经济全面协调的思想，进一步建立建筑、结构工程师的责任意识。 参考文献[1]同济大学等四校.房屋建筑学(第三版)[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.[2]GBJ10-12,混凝土结构设计规范[S].北京：中华人民共和国建设部，2013.2.20.[3]GBJ-2011,现行建筑设计规范大全[S].北京：中华人民共和国建设部，2007.[4]GBJ16-08,建筑设计防火规范[S].北京：中国公安部消防局，2008.[5]杨志勇.工民建专业毕业设计手册[M].武汉：武汉工业大学出版社，2007.[6]GBJ67-12,酒店大建筑设计规范[S].北京：中华人民共和国建设部，2012.[7]GB50011-2011,混凝土结构设计规范[S].北京：中华人民共和国建设部，2012.2.20.[8]望京新城第5小区岩土工程勘察报告[9]GB50010-2013,建筑抗震规范[S].北京：中华人民共和国建设部，2013.[10]GB50009-2012,结构荷载设计规范[S].北京：中华人民共和国建设部,2012.3.1[11]罗福午，方鄂华，叶知满.混凝土结构及砌体结构(下册)[M].北京：中国建筑工业出版社，2009：143-144.[12]牛晓荣，应芬芳.建筑结构构造手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2009.[13]罗福午，方鄂华，叶知满.混凝土结构及砌体结构(上册)[M].北京：中国建筑工业出版社，2009：266-286.[14]GBJ7－12，建筑地基基础设计规范[S].北京：中华人民共和国建设部,2012.[15]袁聚云，李镜培，楼晓明等.基础工程设计原理[M].上海：同济大学出版社，2011.致谢随着毕业设计的开始，就已经宣告了我们大学的倒计时的开始，随着答辩的进行，更是开始了我们打包离校的倒计时。此时此刻，我想我们的心情都是矛盾的、复杂的：一方面即将踏入社会，开始实践自己的梦想，为自己的美好愿望打拼；而另一方面，马上就要告别我的母校，离开自己相识多年的老师和同学，心里很是不舍，因为在湖南农业大学这片希望的土地上留下了我四年来关于青春的点点滴滴。站在这里，感恩、诚挚的感激、衷心的祝福溢满心头。首先，我要感谢我此次毕业设计的指导老师曾小军老师，以及学院的全体任课教师，在我四年的学习中，他们以渊博的学识、孜孜不倦的教诲和兢兢业业的爱岗精神以及伟大的人格魅力对我的培育和影响。其次，我要感谢学校给我们创造的良好的设计环境和对我们的关怀；感谢老师们在我们即将踏入社会的前夕，给我们的鼓舞和自信。 最后，我要感谢和我一起度过了大学四年生活的所有同学和朋友，感谢他们平时对我的帮助和激励，感谢所有曾经鼓励、帮助和支持过我的人。谢谢你们！在这里，我为大家祝福，希望所有老师身体健康，工作顺利，家庭幸福，桃李满天下；也祝我的母校蒸蒸日上，我的同学们在人生路上一帆风顺！此致敬礼2014年05月'