徐州市新苑a座住宅楼 毕业设计计算书

'中国矿业大学徐海学院本科生毕业论文姓名：学号：学院：专业：　论文题目：指导教师：职称：2012年6月徐州 中国矿业大学徐海学院毕业论文任务书专业年级学号学生姓名任务下达日期：2011年12月14日毕业论文日期：2011年12月20日至2012年6月5日毕业论文题目：徐州市新苑A座住宅楼毕业论文主要内容和要求：设计要求：通过毕业设计使学生初步掌握所设计建筑的建筑设计原则和方法。在设计中应贯彻经济、美观、适用的原则，并考虑诸多功能要求，并力求建筑布局与结构布置和谐统一。所有设计图纸，应达到施工图深度。1建筑设计：(1)建筑平面设计：根据建筑功能要求，确定建筑单元的开间和进深以及它们的彼此联系；(2)建筑剖面与立面设计。2结构设计：(1)确定结构形式以及承重结构的布置；(2)设计结构构件的截面尺寸及类型；(3)对主要框架结构进行具体的荷载计算、荷载效应及组合、最不利内力组合、内力分析与配筋；(4)基础设计与计算；(5)楼板、楼梯的设计与计算。3绘制建筑和结构施工图：(1)建筑施工图：底层平面图、标准层平面图、正立面图、剖面图；(2)结构施工图：基础平面及基础详图、结构平面布置图（板配筋图）、结构详图（框架、楼梯配筋图）。翻译要求：翻译一篇近三年出版的外文参考文献，其中文字数不少于3千字，并且附原文。指导教师签字： 郑重声明本人所呈交的毕业论文，是在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本毕业论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本论文属于原创。本毕业论文的知识产权归属于培养单位。本人签名：日期： 中国矿业大学徐海学院毕业论文指导教师评阅书指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日 中国矿业大学徐海学院毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；④工作量的大小；⑤取得的主要成果及创新点；⑥写作的规范程度；⑦总体评价及建议成绩；⑧存在问题；⑨是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字： 年月日中国矿业大学徐海学院毕业论文答辩及综合成绩答辩情况提出问题回答问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字：年月日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人：年月日 摘要本毕业设计的建筑是徐州市新苑A座住宅楼，位于江苏省徐州市，总建筑面积约为，总高度为18.9m，共6层，各层层高均为3.0m。毕业设计主要内容包括建筑设计和结构设计两部分。建筑设计部分完成了建筑总体方案设计、平面设计、立面设计、剖面设计、外立面装饰设计、防火设计以及屋面、楼梯及墙体等细部构造设计。完成了建筑设计说明及相应建筑图。根据建筑使用功能要求和经济合理的原则，选取钢筋混凝土框架结构作为本建筑的结构承重体系，采用柱下独立基础。结构设计中考虑了恒载、楼屋面活载及地震水平作用、风荷载作用，荷载效应组合等问题。本设计框架抗震等级为三级。对框架梁、柱按强剪弱弯、强柱弱梁原则进行构件配筋设计，并考虑了地震区对配筋的各种构造要求。结构设计部分完成了结构体系选取、框架结构平面布置、截面尺寸估算、荷载计算、侧移验算、内力计算、内力组合及构件配筋设计等工作，同时还完成了基础设计，楼板设计、楼梯设计工作。完成了结构设计说明及基础配筋图，以及相应图纸绘制。另外仔细研读了一篇与本专业相关的英文文献，并将其译成中文。关键词：住宅楼；钢筋混凝土框架结构；建筑设计；结构设计 ABSTRACTThegraduationdesignisadriverapartmentsofXuzhouCity,NewGarden,BlockAresidentialbuilding,whichlocatesinthedowntownareaofXuZhouCityinJiangsuProvinceandhasatotalconstructionareaofabout3053.76squaremeters.Thebuidingiscomposedofsix-story,18.9mhigh.Eachlayerare3.0mhigh.Thegraduationdesignmainlyincludestwosections:architecturaldesignandstructuraldesign.Inthearchitecturaldesignsection,thispaperhasfinishedgeneralprogrammedesign,graphicdesign,elevationdesign,profiledesign,decorativefacadesdesign,firedesign,roof,stairs,wallsandotherstructuraldesignetc,alsoithascompletedtheexplanationofarchitecturaldesignandthearchitecturaldesignandbuildingplansnote.Accordingtotheprincipleoftheconstructionuseofthefunctionalrequirementsandofeconomicrationality,thebuildinghasselectedthestructureofreinforcedconcreteframeworkbuildingstructureastheload-bearingsystem,andhasadoptedanindependentbasisbycolumn.Thepermanentload,variableloadoffloorandroof,theleveloftheearthquake,windloads,loadeffectcombinationsareconsideredinthestructuraldesignsection.Theseismicdesigngradeoftheframeworkisthree.Thereinforcedbardesigninthebeamsandcolumnsoftheframeworkisbasedontheprincipleofweakshear-bendingandstrong-weakbeamandthestructuralrequirements.ofthereinforcementsarealsoconsidered.Structuraldesignstage:theselectionoftheloadingsystem,theframeworkstructurelayout,estimatingsectionsize,loadcalculation,thelateralchecked,theinternalforcecalculation,thecombinationofinternalforcesandcomponentdesignarefinished.Thefoundationdesign,floordesign,andstaircasedesign.arealsocompleted.Thedescriptionofthestructuraldesignandreinforcementofthefoundationdesignandcorrespondingchartshavebeenfinished..Inaddition,anEnglisharticleoncivilengineeringhasbeenresearchedandtranslated.Keywords:apartments;reinforcedconcreteframestrcuture；architecturaldesign;structuraldesign 目录第一部分徐州市新苑A座住宅楼建筑设计1工程概况21.1原始设计资料22建筑设计说明42.1建筑平面设计42.2建筑立面设计62.3建筑剖面设计72.4建筑装饰设计72.5建筑防火设计72.6建筑抗震设计72.7细部构造总说明83建筑细部构造具体做法10第二部分徐州市新苑A座住宅楼结构设计1结构方案选取及计算简图确定141.1概述141.2结构体系的选择141.3屋盖(楼面)体系的选择141.4竖向承重体系及水平承重体系的选择151.5楼梯及基础形式选取151.6框架结构平面布置图及框架计算简图151.7梁、柱截面尺寸估算182荷载计算192.1竖向荷载计算202.2地震作用计算232.3风荷载作用计算303框架内力计算313.1竖向荷载作用下框架内力计算313.2水平地震作用下框架内力计算483.3风荷载作用下框架内力计算554框架内力组合及调整584.1框架内力组合584.2框架梁内力组合594.3框架柱内力组合594.4柱端弯矩值设计值的调整595框架截面设计615.1框架梁截面设计61II 5.2框架柱截面设计656楼板设计737楼梯设计767.1楼梯梯段板设计767.2平台板设计777.3平台梁设计788基础设计808.1基础梁截面尺寸选取808.2荷载选取818.3基础截面设计828.4地基承载力验算838.5基础冲切验算848.6基础底板配筋计算85参考文献89附录表191翻译部分101致谢123II 第一部分徐州市新苑A座住宅楼建筑设计124 1工程概况本工程为徐州市新苑A座住宅楼，建筑面积，工程所在地处于江苏省徐州市。根据建筑物功能使用、经济性能要求及徐州地区建筑行业的发展水平，该住宅楼采用钢筋混凝土框架结构。在方案的设计过程中考虑基地环境、使用功能、结构选型、施工、材料、设备、建筑经济等，设计主要依据按照国家建筑、结构设计规范，根据徐州市区工程地质条件、地震设防烈度、气象资料等有关资料进行设计。初步设计相关资料如下：工程层数：6层；结构类型：钢筋混凝土框架结构；工程环境：本工程位于徐州市市区；地面粗糙度：B类；抗震设防类别：丙类；场地类别：Ⅱ类；设计使用年限：50年；结构重要性系数：1.0；现浇钢筋混凝土房屋抗震等级：三级；环境类别：地面以上一类，基础：二（a）类；抗震设防烈度为7度（第二组别），设计地震基本加速度值为；1.1原始设计资料（一）气象资料徐州市自然条件及气候条件：年平均温度最热月平均气温最高气温最冷月平均气温最低气温土壤冻结最大深度年平均降雨量日最大降雨量124 相对湿度平均71%（冬季61%，夏70%）主导风向全年主导风向为偏东风平均风速最大风速基本风压值夏季平均风速折算为距地面2m处数值积雪最大厚度基本雪压（二）地质资料（1）地形地貌特征及工程地质特征该场地地貌上属于平原地带，地势开阔，地形较为平坦，地面稍有起伏。地面标高一般在34.60～35.90m。（2）岩土层构成野外勘测成果与室内土工试验成果表明，场地工程地质条件简单。勘探深度内揭露的岩土层全为第四系冲洪积层，岩性以粘性土为主。依据其物理与工程特性，可划分为4个主层（编号为①层～④层）。①层粉质粘土：黄褐色、褐黄色及棕黄色，偶见钙质条纹。硬塑，具中压缩性。该层层底埋深2.90～6.90m，层厚2.70～6.90m。其主要物理与工程特性指标见表1.1。②层粘土：棕黄、棕红色及浅棕红色，含铁锰氧化物，含少量钙结核，硬塑，具中压缩性。该层层底埋深4.50～14.00m，层厚1.00～8.50m。其主要物理与工程特性指标见表1.1。③层粉质粘土：棕黄、褐黄等色，含少量铁锰氧化物，偶有锰结核。硬塑，具中压缩性。据穿透的勘探点的统计，该层层底埋深18.50～25.80m，层厚2.40～3.00m。其主要工程特性指标统见表1.1。④层粉质粘土：褐黄及棕黄色等，含氧化铁和少量锰结核。硬塑，具中压缩性。该层最大揭露厚度3.50m，底层标高为67.47m。其主要工程特性指标见表1，以及各地段地基土承载力特征值见表1.2。表1.1各土层主要物理及工程特性指标推荐表层号含水量ω%湿重度γ(kN/m3)孔隙比e液性指数IL压缩模量Es1-2(MPa)直接快剪凝聚力cK(kPa)内摩擦角φ(°)124 ①层21.519.080.7410.209.5269.5②层23.619.500.7350.1814.44012.0③层23.519.500.7150.3011.8--------------④层23.219.300.7000.0815.0--------------表1.2各地段地基土承载力特征值综合表（单位：kPa）地层层序①层②层③层④层⑤层综合值160200220230-------本工程选择第①层粉质粘土层作为持力层，地基承载力标准值。（3）水文地质条件选择基础埋深时应注意地下水的埋藏条件和动态。综合以上因素：本设计初选基础顶面到室外地面的距离为，室内外高差为,则底层柱高。（4）地震工程地质根据国家地震局和省地质局相关资料查知，确定该地区抗震设防烈度7度；地震分组为第一组；设计基本地震加速度值为。2建筑设计说明2.1建筑平面设计徐州市新苑A座住宅楼的设计为，一到六层均为住宅，以双跑楼梯为竖向交通枢纽。在本住宅楼设计中采用双跑平行楼梯，在使用中改变行进方向，本设计中采用一梯二户的平面类型，每套有两个朝向，便于组织穿堂通风，套门干扰少，宜组织户内交通，单元面较窄，拼接灵活。(1)房间使用面积、形状、大小的确定本设计采用的是钢筋混凝土框架结构，房间的布置比较灵活，根据房间使用的性质不同，房间的尺寸也不同。在客厅中，进深为4.8m，开间为3.9m。餐厅的进深为3.3m，开间为2.1m。本设计中设了两个卧室，进深为4.2m，开间为3.3m。本设计中有设了一个书房，进深为4.8m，开间为2.7m。（2）门窗的大小及位置确定124 门的宽度及高度、开启方式、数量及位置的确定：根据《住宅建筑门窗应用技术规范》要求，卧室入口门洞宽度不应小于，高度不应小于；卫生间门洞宽度不应小于，高度不应小于。本设计中门统一采用木门。门的宽度、开启方式、数量及位置由建筑的功能和要求确定。具体尺寸位置见建筑图。房间中窗的大小和位置的确定，主要是考虑到室内采光和通风的要求。卧室和客厅均做大窗户，保证房间的采光要求。本工程设计中，一般的窗户均采用铝合金窗平推窗，厕所内开的窗采用磨砂玻璃的材料，充分保证私密性，并配置机械通风设备。具体布置位置见建筑平面图、立面图。（4）交通联系部分的平面设计一幢建筑物除了有满足各种使用功能的房间以外，还需要有把各个使用房间及室内外有机联系起来,建筑物内部的交通联系部分包括：水平交通空间—走道；垂直交通空间—楼梯；交通枢纽空间—门厅、过厅等。在多层建筑中，楼梯是必不可少的一部分，是楼层人流疏散的必经之路，楼梯的数量、位置及形式应满足使用方便和安全疏散的要求，注重建筑环境空间的艺术效果。1）垂直交通联系部分：楼梯设计楼梯时，还应使其符合《建筑设计防火规范》和《民用建筑设计通则》和其他有关单项建筑设计规范的规定。楼梯是多层房屋中的重要组成部分。楼梯的平面布置、踏步尺寸、栏杆形式等由建筑设计确定。楼梯常见种类：板式楼梯、梁式楼梯，根据其特点及实际工程的需要，本工程采用板式楼梯，其具有下表面平整，施工支模方便，外观比较轻巧的优点，是一种斜放的板，板端支承在平台梁上，作用于梯段上的荷载直接传至平台梁。当梯段跨度较小（一般在3m以内）时，采用板式楼梯较为合适，其斜板厚为跨度的1/25-1/30。本设计采用的楼梯为最常用的平行双跑楼梯，且为板式双跑楼梯。作为主要交通用的楼梯梯段净宽应根据楼梯使用过程中人流股数确定，一般按每股人流宽度0.55m+（0～0.15m）计算，并不应少于两股人流。楼梯平台部位的净高不应小于2m，楼梯梯段部位的净高不应小于2.2m楼梯梯段净高为自踏步前缘线量至直上方凸出物下缘间的铅垂高度。楼梯坡度的选择要从攀登效率、节省空间、便于人流疏散等方面考虑。124 根据《住宅建筑规范GB50368—2005》规定：楼梯踏步宽度不应小于260mm，踏步高度不应大于175mm,扶手高度不应小于900mm，各级踏高应该相同。由《规范》，本建筑楼梯踏步高度选用150mm,踏面选用300mm，本工程楼梯采用一部双跑楼梯。具体做法见楼梯详图。楼梯的扶手应坚固适用同时美观大方。本设计中楼梯扶手采用不锈钢材料，外观及尺寸满足办公建筑空间气氛和视觉感受的要扶手高度考虑人的高度及其使用方便的要求，取1m，在楼梯的起始及终结处，扶手自其前缘向前伸出115mm，且出于安全因素，扶手末端均进行圆角处理。2）交通联系枢纽─门厅门厅作为建筑交通系统的枢纽，是人流出入汇集的场所，门厅的大小、面积各不相同，门厅面积大小主要根据建筑物的使用性质和规模确定，与所有交通联系部分的设计一样，疏散出入安全也是门厅设计的一个重要内容，门厅对外出入口的总宽度，应不小于通向该门厅的走道、楼梯宽度的总和，人流比较集中的公共建筑物，门厅对外出入口的宽度，一般按每100人0.6m计算。外门的开启方式采用外开启的弹簧旋转门。另外，门厅必须导向性明确。总则：交通联系部分的设计不仅要考虑保证使用便利和安全疏散的要求，而且还要考虑其对造价和平面组合设计的影响。平面设计中对交通联系部分作以下要求：①通路线简洁明确，以利于联系通行方便；②宽度合理，人流畅通，以利于紧急疏散安全迅速；③应满足一定的采光和通风要求；④交通面积力求节省，同时兼顾空间造型的处理等。门厅是住宅内使用的水平交通空间。起联系各起居室和卧室、避免房间的穿套，调整室内小气候和隔绝噪声的作用，其隐藏部位可存放鞋具、雨具等。(5)阳台阳台不仅应考虑到采光，还应考虑到住户可能作为一个小房间使用。2.2建筑立面设计124 建筑立面设计是在满足房间的使用要求和技术经济条件下，运用建筑造型和立面构图，结合平面内部空间组合进行。进行立面设计时要考虑房屋的内部空间关系，相邻立面的协调性，在各立面墙处理与做法以及窗户的布置，充分体现自然采光的最佳效果，在满足立面美观要求下，同时还应考虑各出入口、雨棚等细部构件的处理。立面设计要体现出虚实凹凸的立面效果作用，也满足人使用需求。建筑底部勒脚出需进行防水防潮处理，顶层女儿墙与其它层墙面采用相同做法和处理。2.3建筑剖面设计建筑剖面图旨在反映出建筑物在垂直方向上各部分的组合关系，则建筑剖面设计的主要内容包括：建筑层高、层数的确定，采光、通风的处理以及空间的组织与利用等。建筑的剖面设计，首先要根据建筑的使用功能确定其层高和净高。建筑的层高是指从楼面（地面）至楼面的距离；而净高是指从楼面至顶棚（梁）的距离。本工程设计的是一栋居民住宅楼，立面简洁大方，考虑室内使用性质和活动特点、采光通风、结构类型、室内空间比例的要求等综合因素，各层层高均为3.0m。2.4建筑装饰设计外墙面采用贴灰褐色瓷砖；窗户采用浅蓝色塑钢窗；门采用灰白色的木门，具体制造与生产商联系；室内地面采用灰白色地砖地面；卫生间采用防水地砖楼面。2.5建筑防火设计严格按照《建筑设计防火规范》进行设计，外墙面采用耐火极限不低于1小时的非燃烧体时，其墙内填充材料可采用难燃烧材料。楼梯是安全疏散道路中一个主要组成部分，应设明显指示标志，并宜布置在易于寻找的位置。根据《建筑设计防火规范》要求，首先楼梯的布置及大小要满足发生火灾时人流紧急疏散的要求。建筑结构自身的防火保护：在结构外表面喷涂防火材料，以保证建筑结构的强度降低速度不是太快，以达到防火要求。建筑物内部配备完善的消防设施，其布置间距由规范确定，本设计主要配置消防栓。2.6建筑抗震设计《建筑抗震设计规范》规定，抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。徐州地区抗震设防烈度为7度，故进行抗震设防。124 建筑根据其使用功能的重要性分为甲、乙、丙、丁四个抗震设防类别。甲类应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑；乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需要尽快恢复的建筑，以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果，需要提高设防标注；丙类建筑应属于除甲、乙、丁类以外的一般建筑，丙类建筑应属于抗震次要建筑。本工程的抗震设防类别为丙类，丙类建筑地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防的要求。丙类建筑的抗震等级应由《建筑抗震设计规范》第6.1.2条确定，本设计属于框架结构，7度抗震设防，高度小于30m，故为三级框架。2.7细部构造总说明（1）勒脚：勒脚是墙身接近室外地面的部分，一般情况下，其高度为室内地坪与室外地面的高差部分。它起着保护墙身和增加建筑物立面美观的作用。由于它容易受到外界的碰撞和雨、雪的侵蚀，遭到破坏，同时地表水和地下水的毛细作用所形成的地潮也会造成对勒脚部位的侵蚀。所以，在构造上必须采取相应的防护措施。勒脚防潮层：分为水平防潮层和垂直防潮层。当室内地坪出现高差或室内地坪低于室外地面时，要同时设置水平防潮层和垂直防潮层。本工程只需设水平防潮层。本工程采用防水砂浆防潮层。为了提高防潮层的抗裂性能，常采用厚的配筋细石混凝土防潮层。（2）散水为保护墙基不受雨水的侵蚀，常在外墙四周将地面做成向外倾斜的坡面，以使将屋面水排至远处，这一坡面称散水。散水坡度约3%-5%，宽一般为600mm-1000mm，纵向每隔10m做一道伸缩缝，散水与外墙设20宽缝，其缝内均填沥青砂浆。当屋面排水方式为自由落水时，要求其宽度较出檐多200mm，一般雨水较多地区多做成明沟，干燥地区多做成散水。本工程做散水，宽度800mm，坡度3%，做法详见施工说明。（3）楼地面工程内地面混凝土垫层应设置纵横缝，细石混凝土地面面层设置分格缝，分格缝与垫层缩缝对齐，缝宽20mm，内填沥青玛蹄谛脂。室内经常有水房间（包括室外阳台）应设地漏，楼地面用1：2.5水泥砂浆（掺3%防水粉）作不小于1%排水坡度坡向地漏，最薄处为20厚，地面最高点标高低于同层房间地面标高0.020。（4）屋面工程屋面具体做法详见《江苏省建筑配件标准图集施工说明》124 （苏J01-2005）。基层与突出屋面结构（女儿墙、墙、变形缝、管道、天沟、檐口）的转角处水泥砂浆粉刷均做成圆弧或圆角。凡管道穿屋面等屋面留洞孔位置须检查核实后再做防水材料，避免做防水材料后再凿洞。（5）门窗工程设计门窗时应考虑大小比例、尺度、造型、组合方式、应满足坚固耐用，开启方便，关闭紧密，功能合理，便于维修的要求。在生产加工门、窗之前，应对门窗洞口进行实测。门窗安装前预埋在墙或柱内的木、铁构件应做防腐、防锈处理。（6）油漆构件防锈、防腐工程埋入混凝土中的金属构件须先除锈，刷防锈漆饿二道；所有露明金属构件（不锈钢构件除外），均须先除锈刷防锈漆一道，再刷油漆二道。埋入混凝土及砌块中的木质构件均须做好防腐处理，满涂焦油一道。屋面架空硬木板须经防虫、防腐处理后方可使用，面刷酚酞清漆。室内木质门窗均需打腻子，磨退后刷底漆一道，再刷调和漆二道。（7）基础工程根据现行《建筑地基基础设计规范》（GB50007---2002）第3.0。1条和地基损坏造成建筑物破坏后果的严重性，将基础分为三个安全等级：甲级、乙级、丙级。本设计基础的安全等级为乙级，对应于破坏后产生严重的后果，建筑类型为一般工业与民用建筑。基础按刚度分可分为：刚性基础和柔性基础；按构造分类可分为：独立基础、条形基础、筏板基础、箱形基础和壳体基础。本工程采用独立柔性基础。在保证建筑物基础安全稳定，耐久使用的前提下，应尽量浅埋，以便节省投资，方便施工。某些建筑物需要具备一定的使用功能或宜采用某种基础形式，这些要求常成为其基础埋深的先决条件。结构物荷载大小和性质不同，对地基的要求也不同，因而会影响基础埋置深度的选择。为了保护基础不受人类和生物活动的影响，基础宜埋置在地表以下，其最小埋深为0.5m，且基础顶面宜低于室外设计地面0.1m，同时有要便于周围排水沟的布置。由《建筑地基基础设计规范》第5.1.1条，基础的埋置深度，应按下列条件确定：①建筑物的用途，有无地下室、设备基础和地下设施，基础的形式和构造；②作用在地基上的荷载大小和性质；③工程地质和水文地质条件；124 ④相邻建筑物的基础埋深；⑤地基土冻胀和融陷的影响。综合以上因素：本设计初选基础梁顶面到室外地面的距离为450mm，室内外高差为450mm,则底层柱高=3000+450+450=3900mm。3建筑细部构造具体做法1.屋面做法：由《江苏省建筑配件标准图集施工说明》（苏J01-2005）（1）SBS改性沥青防水卷材；（2）100厚阻燃型苯乙烯泡沫塑料保温板；（3）20厚1:3水泥砂浆找平层（上刷聚氨酯防水涂料一层）；（4）水泥防水珍珠岩块或沥青珍珠岩块，最薄处30厚；（5）20厚1:3水泥砂浆找平层；（6）100~120厚钢筋混凝土板；（7）20厚石灰抹灰；（8）V型轻钢龙骨吊顶（二层9mm纸面石膏板，有50厚的岩棉板保温层）。2.楼面做法：由《江苏省建筑配件标准图集施工说明》（苏J01-2005）（1）瓷砖地面（包括水泥砂浆打底）；（2）100~120厚钢筋混凝土楼板；（3）20厚石灰抹底；（4）V型轻钢龙骨吊顶（二层9mm纸面石膏板，有50厚的岩棉板保温层）。3.地面做法：由《江苏省建筑配件标准图集施工说明》（苏J01-2005）（1）15mm厚1:2水泥白石子磨光打蜡；（2）素水泥浆结合层一道；（3）20厚1:3水泥砂浆找平层；（4）60厚C15混凝土；（5）100mm厚碎石或碎砖夯实；（6）素土夯实。4.外墙做法：124 （1）1:1水泥砂浆勾缝或用专用勾缝剂勾缝（）；（2）6~12厚面砖；（3）10厚1:2水泥砂浆粘结层；（4）10厚1:3水泥砂浆打底扫毛；（5）刷界面处理剂一道；（6）内墙面为20厚石灰砂浆抹灰；（7）200厚加气混泥土切块，并在外墙面采取保温措施。5.内墙做法：（1）8厚1:2.5石灰砂浆粉面；（2）12厚1:3石灰砂浆打底；（3）刷界面处理剂一层；（4）200厚加气混泥土砌块。6.附设卫生间做法：（1）瓷砖地面（包括水泥砂浆打底）（2）20厚水泥砂浆防水保护层（3）厕所、盥洗室防水层（4）100厚钢筋混凝土现浇板（5）V型轻钢龙骨吊顶7.踢脚做法：（1）8-10厚地砖素水泥擦缝；（2）5厚1:1水泥细砂结合层；（3）12厚1:3水泥砂浆打底。8.墙基防潮：（1）20厚1:2水泥砂浆掺5%避水浆，位置一般在-0.06标高处。9.台阶做法：（1）花岗石条石规格厚度和宽度，按台阶设计要求，长度1000～1500表面剁平；（2）30厚1:3水泥砂浆结合层；（3）素水泥浆一道；（4）100厚C30号现捣钢筋混凝土φ6双面钢筋中距150（厚度不包括踏步三角部分），台阶面向外坡2%；（5）150厚碎石或碎砖垫层；124 （6）素土夯实（坡度按工程设计）。10.坡道做法水泥防滑坡道：（1）20厚1:2水泥砂浆抹面15宽金刚砂防滑条，中距80，凸出坡面；（2）素水泥浆一道；（3）80厚C15混凝土；（4）200厚碎石灌M2.5混合砂浆；（5）素土夯实。11.散水（宽度800mm，坡度3%做水磨石面层）：（1）40厚C20细石混凝土，撒1:2水泥黄砂压实抹光；（2）120厚碎石，灌M2.5混合砂浆；（3）素土夯实，向外坡。12.女儿墙：（1）6厚水泥砂浆罩面；（2）12厚水泥砂浆打底；（3）200厚钢筋混凝土；（4）20厚水泥砂浆找平。13.排水雨水管：（1）直径100mm高级塑料落水管。14.门窗：（1）木门、塑钢窗。15.油漆：（1）楼梯扶手为油漆蜡克罩面；（2）楼梯栏杆为不锈钢套管；（3）木门油一底二度栗色调和漆；（4）所有铁件油防锈漆一度、银粉漆二度，深入墙内木料为热柏油防腐。16.踢脚（采用大理石踢脚）：（1）稀水泥浆擦缝，10~20厚大理石板；（2）厚1:2水泥砂浆灌缝。17.基础：采用柱下独立基础，基础采用C30混凝土，有垫层，垫层厚度100mm，垫层混凝土标号为C10，基础具体尺寸与做法详见基础设计。124 第二部分徐州市新苑A座住宅楼结构设计124 1结构方案选取及计算简图确定1.1概述建筑结构按照结构所用材料分类可分为：砌体结构、混凝土结构、钢结构、钢筋混凝土结构、钢-混凝土组合结构。一般来讲，砌体结构主要用于建造多层住宅、办公楼、教学楼以及轻型工业厂房等；钢结构多用于超高层建筑、大跨度空间结构建筑以及重型或有特殊要求的工业厂房等；其他情况均可以采用钢筋混凝土结构。由于砌体结构抗震能力差，而钢结构造价高，所以该公寓楼采用钢筋混凝土结构，可以充分发挥结构布置灵活方便，可组成多种结构体系的优点。1.2结构体系的选择多层及高层建筑的结构体系大致有混合结构体系、框架结构体系、剪力墙结构体系、筒体结构体系、巨型结构体系。框架是由梁、柱构件通过节点连接形成的骨架结构。其特点是由梁、柱承受竖向和水平荷载，墙仅起维护作用，其整体性和抗震性均好于混合结构，且平面布置灵活，可提供较大的使用空间，也可构成丰富多变的立面造型。需要时，可用隔断分隔成小房间，或拆除隔断改称大房间。如果采用轻质隔墙和外墙，就可大大降低房屋自重，节省材料。其主要缺点是侧向刚度较小，当层数过多时，会发生过大的侧移，易引起非结构构件破坏，但是可通过合理的设计，使之具有良好的延性，成为“延性框架”，在地震作用下，这种延性框架具有良好的抗震性能。钢筋混凝土框架结构按施工方式的不同，可分为全现浇式、装配式以及装配整体式框架结构三种形式。本公寓楼设计充分考虑框架结构的优缺点和施工方法，决定采用钢筋混凝土全现浇式框架结构。1.3屋盖(楼面)体系的选择多层与高层建筑中各竖向抗侧立结构（框架、剪力墙、筒体等）是依靠水平楼面结构连成整体的，水平力通过楼板平面进行传递和分配。多层及高层建筑在构造上对楼盖有如下要求：①房屋高度超过50m时，应采用现浇楼盖；124 ②顶层楼面应加厚并采用现浇，以抵抗温度变化的影响，并在建筑物的顶部加强约束，提高抗风和抗震能力；③现浇楼板不宜小于100mm，不应小于80mm，楼板太薄不仅因上部钢筋位置变动而开裂，而且不便于敷设各类管道；④楼板的厚度必须满足正截面承载力、变形、裂缝、抗冲切、防火等各项要求。本设计采用现浇楼面结构体系，以提高框架结构的整体性和结构的抗侧刚度。1.4竖向承重体系及水平承重体系的选择本建筑层数不多，在地震区，宜优先采用框架结构。框架结构的外墙为非承重构件，可以开大空间的窗来满足采光要求。而且在立面设计上可做到灵活多变。这些特点正是框架结构的优点，故采用框架结构。框架结构由梁、柱构件通过节点连接构成，它既能承受竖向荷载，又承受水平荷载。框架结构体系的优点是：建筑平面布置灵活，能获得较大空间；建筑立面容易处理；结构自重较轻；计算理论比较成熟；在一定的高度范围内造价较低。比较各方案，本设计选用框架结构作为竖向承重体系。由于肋梁楼盖结构具有良好的技术经济指标，可以最大限度地节省混凝土和钢筋的用量，能充分发挥材料的作用，结构整体性好，抗震性能好，且结构平面布置灵活，易于满足楼面不规则布置、开洞等要求，容易适用各种复杂的结构平面及各种复杂的楼面荷载。故本设计选用现浇楼盖结构中的肋梁楼盖为该大楼的水平向承重体系。1.5楼梯及基础形式选取本设计选取现浇板式楼梯,板式楼梯具有下表面平整，施工支模方便，外观比较轻巧等优点。根据现场的工程地质条件、上部结构荷载的大小、上部结构对地基上不均匀沉降、倾斜的敏感程度、施工条件及必要的技术经济比较等因素，综合考虑后，本设计的基础形式选取现浇柱下钢筋混凝土独立基础。1.6框架结构平面布置图及框架计算简图(1)结构布置原则①结构平面形状和立面体形宜简单、规则，是各部分刚度均匀对称，减少结构产生扭转的可能性；②控制结构高宽比，以减少水平荷载下的侧移；124 ③尽量统一柱网及层高，以减少构件种类规格，便于设计和施工；④房屋的总长度宜控制在最大温度伸缩缝间距内，当房屋长度超过规定值时，可设伸缩缝将房屋分成若干温度区段。本住宅楼根据上述结构布置原则，结构平面采取单一的“一”字形平面，立面上也采取平整的立面，避免凹进或凸出。平面上各房间尽量布置对称，楼梯的布置也是对称的，使各部分的刚度均匀，减少结构产生扭转的可能性。(2)柱网布置在本住宅楼结构的柱网布置上，根据建筑平面设计和结构布置的原则，采用内廊式的建筑平面，中间为走廊，两侧为客房。因此，横向为四排柱三跨对称布置的框架，其跨度分别为4.8m、1.5m、4.2m；横向框架之间的跨度为3.3m、2.7m、3.9m等，柱网布置如图2.1所示。根据建筑剖面和立面设计的要求，各层层高均为3.0m。（3）承重框架的布置柱网确定后，沿房屋的纵横向两个方向均应布置梁系，因此，实际的框架结构是一个空间受力体系。但是为了计算方便起见，可以把实际空间框架结构看成纵横两个方向的平面的平面框架，这种简化仅限于方形或矩形的规则平面。沿建筑物长向的称为纵向框架，沿建筑物短向的称为横向框架。它们分别承受各自方向上的水平力，而楼面竖向荷载则依楼盖结构布置方式不同而按不同的方式传递。按楼面竖向荷载传递路线的不同，承重框架的布置方案可以有横向框架承重、纵向框架承重和纵横向框架混合承重三种方案。横向框架承重体系有利于提高建筑物的横向抗侧刚度，纵向框架有利于房屋内的采光与通风，而混合框架整体性好，受力均匀，有利于抗震，由于本公寓楼考虑抗震，采用双向框架承重方案和现浇楼面的屋楼盖体系。124 图2.1柱网布置图124 (4)一榀框架结构的计算简图如图2.2所示。图2.2框架结构计算简图1.7梁、柱截面尺寸估算（1）柱截面尺寸估算框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按下列公式计算：柱截面尺寸初估时，可用下列经验公式粗略确定：(2.1)式中—折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似取14；—按简支状态计算的柱的负荷面积；—验算截面以上楼层层数；124 —考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，中柱取1.25；—混凝土轴压强度设计值；—框架柱轴压比限值，查《建筑抗震设计规范》—柱截面面积，取方形截面时边长为a。因为柱的混凝土强度等级为C35，故，本方案为三级抗震等级，查《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）第6.3.6条知轴压比为0.85；中柱与边柱的负荷面积分别为4.5×4.5和4.2×4.5；所以得第一层柱截面面积为：中柱：边柱：柱取方形截面，则中柱与边柱边长分别为335和310,本设计中的中柱、边柱截面尺寸取值均为：1～6层:b×h=400×400（2）梁截面尺寸估算框架主梁截面高度,可取（～）,且不小于400，为主梁的计算跨度。不宜大于净跨。主梁截面宽度不宜小于及，为柱子宽度，且不应小于250。边横梁=（～）4800=320～600,取=400,=250中横梁=400,=250纵梁=（～）6500=433～800,取=450，=250次梁=（～）4800=320～600，取=400,=200阳台横梁取=400,=250阳台纵梁取=400，=2002荷载计算124 2.1竖向荷载计算查《建筑结构荷载规范》（GB50009—2001（2006年版））第4.1.1条和第4.3.1条，楼、屋面活荷载标准值取值如下：(1）屋面及楼面可变荷载标准值不上人屋面均布活荷载标准值客房、服务用房活荷载标准值走廊、楼梯活荷载标准值(2）屋面及楼面的恒荷载标准值①屋面4mm厚SBS改性沥青防水卷材；100厚阻燃型苯乙烯泡沫塑料保温板；20厚1:3水泥砂浆找平层（上刷聚氨酯防水涂料一层）；水泥防水珍珠岩块或沥青珍珠岩块，最薄处30厚；20厚1:3水泥砂浆找平层；120厚钢筋混凝土板（部分100厚）；20厚石灰抹灰；V型轻钢龙骨吊顶（二层9mm纸面石膏板，有50厚的岩棉板保温层）。0.25合计②1～6层楼面瓷砖地面（包括水泥砂浆打底）120厚钢筋混凝土楼板（部分100厚）；20厚石灰抹底；V型轻钢龙骨吊顶（二层9mm纸面石膏板，有50厚的岩棉板保温层）。0.550.25合计③附设卫生间瓷砖地面（包括水泥砂浆打底）0.55124 20厚水泥砂浆防水保护层附设卫生间防水层100厚钢筋混凝土现浇板V型轻钢龙骨吊顶20×0.02=0.400.200.20合计④楼梯贴瓷砖三角形踏步150厚混凝土斜板20厚板底抹灰楼梯扶手重（0.3+0.15）×0.60/0.3＝0.90.5×0.3×0.15×25/0.3＝1.87525×0.15/0.894=4.1917×0.02/0.894＝0.3800.20合计7.55(3)梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算梁、柱可根据截面尺寸、材料容重以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。钢筋混凝土的容重=25kN，抹灰的容重=17kN。梁柱计算结果见表2.1。外墙体为200厚加气混凝土砌块（6.5），外墙面贴瓷砖（0.5），内墙面为20mm厚抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为0.5+6.5×0.2+17×0.02＝2.14同理，200mm厚女儿墙单位墙面重力荷载为0.5+6.5×0.2+17×0.02＝2.14故女儿墙的自重标准值为39.4×0.9×2.14×2＋12×0.9×2.14×2＝198表2.1梁柱重力荷载标准值层次构件1～6横梁10.250.401.052.62536.3195.288横梁20.250.401.052.62582.21215.755纵梁0.250.451.052.953157.61465.393次纵梁0.200.401.052.100101.01212.100124 1柱0.400.401.104.4003.936617.7602～6柱0.400.401.104.4003.036475.200注：⑴表中为考虑梁、柱的粉刷层重力荷载而其重力荷载的增大系数；表示单位长度构件重力荷载；为构件数量；⑵梁长度取净长；柱长度取层高；梁柱的容重为25。内墙为200厚加气混凝土砌块（6.5），两侧均为20抹灰，则内墙单位面积重力荷载为6.5×0.2+17×0.02×2＝1.98附设卫生间墙为100厚加气混凝土砌块（6.5），两侧均为20抹灰，则内墙单位面积重力荷载为6.5×0.1+17×0.02×2＝1.33钢框架玻璃窗单位面积重力荷载取0.4；玻璃门自重取0.4；木门取0.2。门、窗、墙、板重力荷载标准值以及楼板活载标准值计算结果见表2.2，具体计算过程从略。表2.2各种结构重力荷载标准值层次填充墙(kN)窗户(kN)门(kN)楼板恒载(kN)楼板活载(kN)11150.2021.7829.172054.27992.402～51162.6723.9427.912054.27992.4061162.6723.9427.912619.94248.10(4）各层重力荷载代表值根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）得可变荷载的组合值系数。顶层重力荷载代表值包括：屋面及女儿墙自重，50%屋面雪荷载，纵横梁自重，半层柱自重，半层墙体自重。其它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、下各半层的柱及墙体自重。由计算各层重力荷载代表值分别如下：124 图2.3各质点的重力荷载代表值2.2地震作用计算（1）横梁、柱线刚度计算在现浇楼面或预制楼板的框架结构中，只有现浇楼面可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架侧移。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，对中框架梁取124 ，其中。横梁线刚度：。梁的混凝土强度等级为C30，混凝土的弹性模量。柱的混凝土强度等级为C35，混凝土的弹性模量。表2.3框架横梁尺寸及线刚度类别截面跨度惯性矩线刚度(N·mm)中框架梁边框架梁AB跨0.25×0.404.80BC跨0.25×0.401.50CD跨0.25×0.404.20表2.4柱尺寸及线刚度柱号截面柱高度惯性矩线刚度(N·mm)底层柱0.40×0.403.90标准层柱0.40×0.403.00（2）横向框架柱的侧移刚度D值梁柱相对线刚度比以及柱侧移刚度修正系数计算公式：一般层：底层：表2.5计算横向中框架侧移线刚度（）124 层次轴号K(N·mm)h/m2-6层D（7根）0.420.173.05077.33C（7根）1.610.453.013440B（7根）1.560.443.013141.33A（7根）0.370.163.04778.671层D（7根）1.100.523.97056.41C（7根）4.190.763.910313.2B（7根）4.060.753.910177.51A（7根）0.970.493.96649.31表2.6计算横向边框架侧移线刚度（）层次轴号K(N·mm)h/m2-6层D（2根）0.320.143.04181.33C（2根）1.210.383.011349.33B（2根）1.170.373.011050.67A（2根）0.280.123.035841层D（2根）0.830.473.96377.91C（2根）3.150.713.99634.71B（2根）3.050.703.99499.01A（2根）0.730.453.96106.51=7(5077.33+13440+13141.33+4778.67)+2(6377.91+9634.71+9499.01+6106.51)=315391.97=7(7056.41+10313.2+10177.51+6649.31)+2(6377.91+9634.71+9499.01+6106.51)124 =302611.29由上表可得,故该框架为规则框架。（3）框架地震自振周期的计算横向框架地震自振周期的计算一般多采用顶点位移法计算结构基本周期。基本自振周期按下式计算：（2.2）式中—考虑非结构墙体刚度影响的周期折减系数，取0.7。—假想集中在各层楼面处的重力荷载代表值为水平荷载，按弹性方法所求的的结构顶点假想位移（m）。按以下公式计算：（2.3）（2.4）（2.5）注：为第层的层间柱侧移刚度；为第层的层间侧移；为同层内框架柱的总数。结构顶点的假想侧移计算见下表2.7：表2.7结构顶点假想的侧移计算层次6480140813153928.01173.6454991979231539216.34165.63449911478331539224.66149.29349911977431539232.99124.63249912476531539241.3191.64150492981430261150.3350.33则结构基本自振周期:124 （4）水平地震作用及各楼层地震剪力计算根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第5.1.2条规定，高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法等简化方法。因此，本框架结构采用底部剪力法计算抗震作用。采用底部剪力法是先计算出作用于结构的总水平地震作用，也就是作用于结构底部的总剪力标准值：（2.6）（2.7）式中—相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值，由《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第5.1.5建筑结构地震影响系数曲线计算确定；—结构等效总重力荷载；—集中于质点的重力荷载代表值；—等效系数，由《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第5.21条知。在多遇地震作用下，由地震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第二组；场地类别为Ⅱ类，由《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）表5.1.4-1和表5.1.4-2可以查得：水平地震影响系数最大值：特征周期值：因为，所以横向地震影响系数为：对于多质点体系：结构底部横向水平地震作用总剪力标准值：因为124 ，所以不考虑顶部附加水平地震作用故取。查《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第5.2.1条得，各质点的横向水平地震作用按下式计算（2.8）式中、分别为集中于质点、的重力荷载代表值；、分别为质点、的计算高度。地震作用下各楼层水平地震层间剪力为（2.9）则质点的水平地震作用计算结果见表2.8。表2.8横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次(kN·m)618.904801.0090738.900.26844448.44448.44515.904991.0079356.900.23447392.19840.63412.904991.0064383.900.19047318.191158.8239.904991.0049410.900.14618244.201403.0226.904991.0034437.900.10188170.191573.2113.905049.0019691.100.0582597.311670.52124 图2.4横向水平地震作用及楼层地震层间剪力分布（5）横向框架在水平地震作用下的位移验算水平地震作用下横向框架结构的层间位移和顶点位移分别按下列公式计算：（2.10）（2.11）各层的层间弹性位移角，计算结果见表2.9。由表2.2.7可见，最大层间弹性位移角发生在第二层，其值为1/1143，小于《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第5.5.1条规定的位移角限值，满足要求。由于建筑总高度小于50m，故不用考虑结构的顶点位移与总高度之比，因此顶点位移满足要求。124 表2.9横向水平地震作用下的位移验算层次6448.443153920.74811.86930001/40115840.633153921.40211.12130001/214041158.823153921.9339.71930001/152231403.023153922.3417.78630001/128121573.213153922.6255.44530001/114311670.523026112.8202.82039001/13832.3风荷载作用计算对于垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，当计算主要承重结构是，按下式计算：（2.12）式中—风荷载标准值（）；—高度处的风振系数；—风荷载体型系数；—风压高度变化系数；—基本风压（）。由《建筑结构荷载规范》，徐州地区重现期为50年的基本风压：，地面粗糙度为B类。风载体型系数由《建筑结构荷载规范》第7.3节查得：=0.8（迎风面）和=-0.5（背风面）。《建筑结构荷载规范》规定，对于高度大于30m，且高宽比大于1.5的房屋结构，应采用风振系数来考虑风压脉动的影响。本设计中，房屋高度H=18.45m<30m，H/B=18.45/40.95=0.45<1.5，则不需要考虑风压脉动的影响，取=1.0。124 表2.10风荷载计算层次618.451.01.31.220.357.924.404.40515.451.01.31.150.359.909.589.58412.451.01.31.070.359.904.8214.4039.451.01.31.000.359.904.5118.9126.451.01.31.000.359.904.5123.4213.451.01.31.000.3510.644.8428.26将风荷载换算成作用于框架每层节点上的荷载，如上表2.10。其中，为一榀框架各层节点的受风面积，取上层的一半和下层的一半之和，顶层取到女儿墙顶，底层只取到下层的一半。注意底层的计算高度应从室外地面开始计算。3框架内力计算3.1竖向荷载作用下框架内力计算本设计取第⑤号轴线处横向框架进行计算，计算单元宽度为3.3m，如图2.5所示。计算范围内楼面荷载直接床给主梁，主梁以集中力的形式传给框架柱。框架柱的计算跨度取框架柱轴线间的距离，框架柱的计算高度（除底层外）取各层层高，底层柱取至基础顶面。由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线重合，所以在框架柱节点上没有集中力矩。为计算方便将悬挑部分化为几种荷载和弯矩作用在外侧柱上。板的传力方式如图2.5板传力图。124 图2.5横向框架板传力图。1.一榀横向框架上的荷载计算（1）恒载计算1)A-B跨6层梁自重（考虑抹灰）屋面板传给梁合计16.64kN/m1-5层梁自重（考虑抹灰）屋面板传给梁124 内墙合计18.77kN/m2)B-C跨6层梁自重（考虑抹灰）屋面板传给梁合计7.58kN/m1-5层梁自重（考虑抹灰）屋面板传给梁内墙合计11.66kN/m3)C-D跨6层梁自重（考虑抹灰）屋面板传给梁合计15.73kN/m1-5层梁自重（考虑抹灰）屋面板传给梁内墙合计18.05kN/m4)阳台外挑梁124 6层梁自重（考虑抹灰）屋面板传给梁女儿墙合计9.36kN/m1-5层梁自重（考虑抹灰）屋面板传给梁阳台墙合计8.29kN/m（2）活载计算活载取值：阳台，2.5kN/m;其它房间，2.0kN/m（《建筑结构荷载规范》）1）A-B跨板传给梁2）B-C跨板传给梁3）C-D跨板传给梁4）阳台外挑梁板传给梁124 2.一榀横向框架柱上集中荷载计算本计算结构关于5号轴线轴对称，4-5轴线间纵梁传力与5-6轴线间纵梁传力相同。（1）恒载1）A轴6层梁自重（考虑抹灰）屋面板传给梁合计34.223kN1-5层梁自重（考虑抹灰）屋面板传给梁内墙合计38.03kN2)B轴6层梁自重（考虑抹灰）屋面板传给梁124 合计34.223kN1-5层梁自重（考虑抹灰）屋面板传给梁内墙合计41.06kN3)C轴6层梁自重（考虑抹灰）屋面板传给梁合计34.223kN1-5层梁自重（考虑抹灰）屋面板传给梁124 内墙合计41.06kN4)D轴6层梁自重（考虑抹灰）屋面板传给梁阳台墙合计30.00kN1-5层梁自重（考虑抹灰）屋面板传给梁内墙合计30.11kN5)阳台梁端集中力6层梁自重（考虑抹灰）屋面板传给梁合计17.03kN1-5层梁自重（考虑抹灰）124 屋面板传给梁阳台墙合计20.73kN（2）活载1）A轴2）B轴3）C轴4）D轴5）阳台梁端集中力3.纵向梁传给柱1）A柱6层纵向梁传给柱恒载:34.223kN活载:9.27kN阳台传给柱的荷载恒载:17.03kN活载:4.78kN附加弯矩恒载:活载:合计轴力，恒载：51.25kN活载：14.05kN124 弯矩，恒载：25.55活载：7.171-5层纵向梁传给柱恒载:38.03kN活载:9.27kN阳台传给柱的荷载恒载:20.73kN活载:4.78kN附加弯矩恒载:活载:合计轴力，恒载：58.76kN活载：14.05kN弯矩，恒载：31.10活载：7.172)B柱6层纵向梁传给柱恒载:34.223kN活载:9.27kN合计轴力，恒载:34.223kN活载:9.27kN1-5层纵向梁传给柱恒载:41.06kN活载:9.27kN合计轴力，恒载:41.06kN活载:9.27kN3）C柱6层纵向梁传给柱恒载:34.223kN活载:9.27kN合计轴力，恒载:34.223kN活载:9.27kN1-5层纵向梁传给柱恒载:41.06kN活载:9.27kN合计轴力，恒载:41.06kN活载:9.27kN4）D柱6层纵向梁传给柱恒载:30.00kN活载:5.45kN合计轴力，恒载:30.00kN活载:5.45kN1-5层124 纵向梁传给柱恒载:30.11kN活载:5.45kN合计轴力，恒载:30.11kN活载:5.45kN将恒载、活载的计算结果汇总如下表2.11、2.12所示：表2.11横向框架竖向均布恒载(活载)汇总表层次615.737.5816.644.961.885.311～518.0511.6618.774.961.885.31注：表中、、分别为D-C跨C-B跨B-A跨的均布恒荷载、、分别为D-C跨C-B跨B-A跨的均布活荷载，其单位为。表2.12横向框架柱集中恒载汇总表（a）层次端附加弯矩630.6339.5939.5958.3928.201～532.9345.2745.2764.3633.18注：表中的、、、单位为，的单位为表2.12横向框架柱集中活载汇总表（b）层次端附加弯矩66.8111.311.316.918.421～56.8111.311.316.918.42注：表中的、、、单位为，的单位为（4）恒载作用下的梁端、柱端弯矩①梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算，弯矩计算如下图2.12、2.13所示：124 图2.12恒载作用下框架内力计算图（单位：）124 图2.13(手算)恒载作用下框架弯矩图（单位：kN·m）由PKPM软件计算结果如图2.14所示，经比较并计算知手算与PKPM计算的误差在10%以内，满足要求，现以顶层边梁计算为例：边梁左端弯矩误差：（37.18-36.7）/36.7=1.3%边梁右端弯矩误差：（17.4-15.79）/17.4=9.3%124 图2.14(PKPM计算)恒载作用下框架的弯矩图（单位：kN·m）②计算恒载作用下梁端剪力和柱轴力梁端剪力可以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，而柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到，在计算恒载作用时柱底轴力，须考虑柱的自重。124 恒载作用下梁的剪力以及柱的轴力、剪力计算a梁端剪力由两部分组成：荷载引起的剪力，计算公式为：（2.13）式中分别为矩形和三角形荷载（2.14）式中分别为矩形和三角形荷载弯矩引起的剪力，计算原理是杆件弯矩平衡，即跨：（2.15）跨：因为跨两端弯矩相等，故由于本设计中梁与柱的大街方式无偏心，故无弯矩引起的剪力。b柱的轴力计算：顶层柱顶轴力由节点剪力和节点集中力叠加得到，柱底轴力为柱顶轴力加上柱的自重。其余层轴力计算同顶层，但需要考虑该层上部柱的轴力的传递。表2.13恒载作用下的梁端剪力及柱轴力（kN）层次总剪力跨跨跨跨617.0324.0539.9439.945.6933.03520.7326.9525.8525.858.7537.91420.7326.9525.8525.858.7537.91320.7326.9525.8525.858.7537.91220.7326.9525.8525.858.7537.91120.7326.9525.8525.858.7537.91层次柱柱柱柱柱顶底顶底顶底顶底124 663.0376.2372.9486.1479.85393.053115.24128.445106.34119.54120.36133.56127.276140.476187.2200.404149.65162.85174.62187.82181.536194.736259.16272.363192.96206.16228.88242.08235.796248.996331.2344.322236.27249.47283.14296.34290.056303.256403.08416.281279.58296.74337.40354.56344.316361.476475.04492.20注：N底＝N顶＋柱自重,其中第一层柱自重为17.16,2-6层柱自重为13.2。③柱的剪力计算柱的剪力：（2.16）式中分别为经弯矩分配后柱的上端、下端弯矩，为柱的高度，计算结果如图2.16所示。图2.15恒载作用下框架的轴力图（单位：）124 图2.16恒载作用下框架的剪力力图（单位：）（5）活荷载作用下的框架内力计算①由于屋面及楼面的活荷载分别为、，所占总荷载比例较小，则活荷载作用下梁端、柱端弯矩按满布法计算。采用弯矩二次分配法计算活荷载作用下梁端、柱端的内力如下图2.17、2.18所示：②活荷载作用下梁端剪力和柱轴力梁端剪力可以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，而柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到，在计算恒载作用时柱底轴力，须考虑柱的自重。124 活载作用下梁的剪力计算：a梁端剪力由两部分组成：荷载引起的剪力，计算公式为：（2.17）式中为三角形荷载（2.18）式中为三角形荷载弯矩引起的剪力，计算原理是杆件弯矩平衡，即跨：（2.19）跨：因为跨两端弯矩相等，故由于梁的剪力计算过程与恒载作用下的计算过程一致，故在此梁的剪力计算省略。③活荷载作用下柱的轴力及剪力计算：顶层柱顶轴力由节点剪力和节点集中力叠加得到，柱底轴力为柱顶轴力加上柱的自重。其余层轴力计算同顶层，但需要考虑该层上部柱的轴力的传递。柱的剪力计算柱的剪力：（2.20）式中分别为经弯矩分配后柱的上端、下端弯矩，为柱的高度。由于柱的轴力及剪力计算过程与恒载作用下的计算过程一致，在此柱的轴力及剪力计算省略。由PKPM软件计算结果如下图2.18所示为活荷载作用下框架弯矩图。124 图2.18活荷载作用下框架弯矩图（单位：kN·m）3.2水平地震作用下框架内力计算框架结构内力计算采用D值法，以图2.1中④124 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。框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算：（2.21）（2.22）（2.23）式中—第层第根柱所分配的地震剪力；—第层第根柱的侧移刚度；—第层楼层剪力；—第层所有各柱的侧移刚度之和；—框架柱的标准反弯点高度比，由框架总层数、该柱所在层数及梁柱平均线刚度比确定；—为上下层梁线刚度变化是反弯点高度比的修正值；—上层层高与本层高度不同时反弯点高度修正值；—下层高度与本层高度不同时反弯点高度修正值。查表：，，，不需对的修正。表2.14（a）各层柱端弯矩及剪力计算层次/m/kN(N/mm)D柱y63.0448.443153925077.337.220.420.634.5516.9753.0840.633153925077.3313.530.421.0514.2126.3843.01158.823153925077.3318.660.421.2322.9533.0333.01403.023153925077.3322.590.421.3530.5037.2723.01573.213153925077.3325.330.421.6541.7934.2013.91670.523026117056.4138.951.101.8371.2880.63注：表中、的单位为，的单位为。124 表2.14（b）各层柱端弯矩及剪力计算层次/m/kN(N/mm)C柱y63.0448.443153921344019.111.611.1421.7935.5453.0840.633153921344035.821.611.3548.3659.1043.01158.823153921344049.381.611.4471.1177.0333.01403.023153921344059.791.611.5089.6989.6923.01573.213153921344067.041.611.50100.56100.5613.91670.5230261110313.256.934.192.15122.4099.63注：表中、的单位为，的单位为。表2.14（c）各层柱端弯矩及剪力计算层次/m/kN(N/mm)B柱y63.0448.4431539213141.3318.681.561.1421.3034.7453.0840.6331539213141.3335.031.561.3547.2957.8043.01158.8231539213141.3348.281.561.4469.5275.3233.01403.0231539213141.3358.461.561.5087.6987.6923.01573.2131539213141.3365.551.561.5098.3398.3313.91670.5230261110177.5156.184.061.6592.70126.41注：表中、的单位为，的单位为。表2.14（d）各层柱端弯矩及剪力计算层次/m/kN(N/mm)A柱y63.0448.443153924778.676.790.370.543.6716.7053.0840.633153924778.6712.740.370.9912.6125.6143.01158.823153924778.6717.580.371.2021.1031.6433.01403.023153924778.6721.260.371.3528.7035.0823.01573.213153924778.6723.840.371.6539.3432.1813.91670.523026116649.3136.710.371.9571.5871.58124 注：表中、的单位为，的单位为。梁端弯矩、剪力及轴力分别按以下公式计算：（2.24）（2.25）（2.26）（2.27）式中、分别表示左右梁的线刚度；、分别表示左右梁的弯矩；为柱在层的轴力，以压力为正，拉力为负。计算结果见表2.15。表2.15梁端弯矩、剪力及柱轴力层次边梁D-C走道梁C-B616.9726.194.210.289.358.261.511.74530.9359.604.221.5521.2918.811.526.73447.2492.394.233.2533.0029.161.541.44360.22118.484.242.5542.3237.391.553.14264.70140.184.248.7850.0744.241.562.871122.42147.514.264.2752.6853.451.570.75边梁B-A柱轴力D柱C柱B柱A柱124 26.4716.74.88.99-10.28-1.462.758.9960.2929.284.818.66-31.83-6.6410.8227.6593.4544.254.828.69-65.08-14.8323.5756.34119.8256.184.836.67-107.63-25.4240.0493.01141.7860.884.842.22-156.41-39.5160.69135.23171.29110.924.858.79-220.68-45.9972.65194.02注：表中、单位为，为，为。水平地震（左震）作用下框架梁的剪力和柱的轴力、弯矩分别如图2.19、2.20所示。图2.19左地震作用下梁端剪力及柱轴力图（单位：）124 图2.20（手算）左震作用下弯矩图（单位：kN·m）124 图2.21(PKPM计算)左地震作用下框架弯矩图（单位：kN·m）由PKPM软件得左地震作用下的框架弯矩如图2.21所示。经比较并计算知，手算和电算的弯矩误差较大。124 误差分析：第一、手算和电算水平地震作用的计算方法不同，手算依据底部剪力法，电算为振型分解法；第二、计算精度的不同，手算过程中可能出错等原因也会导致误差，因为在手算过程中各层的重力荷载代表值的计算值与电算存在差异，从而产生误差。3.3风荷载作用下框架内力计算横向框架在风荷载作用下内力计算采用D值法，计算结果见下表2.16（a）、2.16（b）、2.17。图2.22等效节点集中风荷载（单位：）表2.16（a）各层柱端弯矩及剪力计算层次(N/mm)D柱y63.04.403153925077.330.0710.420.630.0450.16853.09.583153925077.330.1540.421.050.1620.30043.014.403153925077.330.2320.421.230.2850.41133.018.913153925077.330.3040.421.350.4100.50223.023.423153925077.330.3770.421.650.6220.50913.4528.263026117056.410.6591.101.831.2061.068注：表中、的单位为，的单位为。124 表2.16（b）各层柱端弯矩及剪力计算层次(N/mm)C柱y63.04.40315392134400.1881.611.140.2140.35053.09.58315392134400.4081.611.350.5510.67343.014.40315392134400.6141.611.440.8840.95833.018.91315392134400.8061.611.501.2091.20923.023.42315392134400.9981.611.501.4971.49713.4528.26302611134400.9634.192.152.0701.252注：表中、的单位为，的单位为。表2.16（c）各层柱端弯矩及剪力计算层次(N/mm)B柱y63.04.4031539213141.330.1831.561.140.2090.34053.09.5831539213141.330.3991.561.350.5390.65843.014.4031539213141.330.6001.561.440.8640.93633.018.9131539213141.330.7881.561.501.1821.18223.023.4231539213141.330.9761.561.501.4641.46413.4528.2630261110177.510.9504.061.651.5681.710注：表中、的单位为，的单位为。表2.16（d）各层柱端弯矩及剪力计算层次(N/mm)A柱y63.04.403153924778.670.0670.370.540.0360.165124 53.09.583153924778.670.1500.370.990.1490.30243.014.403153924778.670.2200.371.200.2640.39633.018.913153924778.670.2900.371.350.3920.47923.023.423153924778.670.3550.371.650.5860.47913.4528.263026116649.310.6210.971.951.2110.932注：表中、的单位为，的单位为。表2.17梁端弯矩、剪力及柱轴力层次边梁D-C走道梁C-B60.1680.2584.20.1010.0920.0811.50.11550.3450.6544.20.2380.2330.2061.50.29340.5731.1124.20.4010.3790.3511.50.49930.7871.5424.20.5550.5480.4871.50.69020.9191.9944.20.6920.7120.6291.50.89411.6902.0264.20.8850.7230.7551.50.985边梁B-A柱轴力D柱C柱B柱A柱0.2590.1654.80.088-0.101-0.0140.0270.0880.6610.3384.80.208-0.339-0.0690.1120.2961.1240.5454.80.348-0.74-0.1670.2630.6441.5590.7434.80.480-1.295-0.3020.4731.1242.0170.8714.80.602-1.989-0.5020.7651.7262.4191.5184.80.820-2.874-0.6020.9302.546注：表中、单位为，为，为。124 4框架内力组合及调整4.1框架内力组合（1）结构抗震等级结构的抗震等级可根据结构类型、地震烈度、房屋高度等因素，查《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）表6.1.2得该框架结构高度小于30m，地处抗震设防烈度为7度的徐州地区，因此该框架为三级抗震等级。（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，跨中弯矩一般为跨中正弯矩。梁支座负弯矩组合的设计值：（2.28）梁支座正弯矩组合的设计值：（2.29）梁端剪力设计值：（2.30）式中：、重力荷载代表值作用下梁的支座弯矩和剪力；、水平地震作用下梁的支座弯矩和剪力。（3）荷载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，因此应进行荷载的最不利组合。由《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）第3.2.3和3.2.4条知:对于一般框架结构，荷载效应组合的设计值可按下列规定采用：由可变荷载效应控制的组合：（2.31）（2.32）由永久荷载效应控制的组合：（2.33）124 考虑以竖向的永久荷载效应控制的组合时，参与组合的可变荷载可仅限于竖向荷载。永久荷载的分项系数按下列规定选取：当其效应对结构不利时，对由可变荷载控制的组合取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，对荷载标准值大于的工业建筑结构的活荷载取1.3。均布活荷载组合值系数为0.7，风荷载组合值系数为0.6，地震作用组合值系数为1.3。（4）承载力抗震调整系数从理论上，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。但实际上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。对于轴压比小于0.15的偏心受压柱，因柱的变形能力与梁接近，故其承载力抗震调整系数与梁相同。查《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）5.4.2得表2.18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〉0.150.750.750.800.854.2框架梁内力组合该框架内力组由PKPM组合，各层梁的内力组合结果见附录表1，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0.85)。4.3框架柱内力组合柱内力控制截面一般取柱上、下端截面，每个截面上有、、。由于柱是偏心受压构件且一般采用对称配筋，故应从内力组合中选出下列最不利内力：及相应的；及相应的；及相应的。柱内力组合见附录表1。4.4柱端弯矩值设计值的调整124 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，查《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）6.2.2条得柱端组合的弯矩设计值应符合下式的要求：（2.34）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1.3。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截面的弯矩设计值，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。以第一层梁与底层中柱节点的梁端弯矩值由PKPM内力组合查得(见附录表1)，并计算计算截面的弯矩：梁2：负正梁3：负正右震：左震：取第一层梁与底层中柱节点的柱端弯矩值由PKPM内力组合查得(见附录表1)，并计算计算截面的弯矩：柱2：柱6：右震：梁端取左震，也应取左震：<1.1，故取：将和的差值按柱的弹性分析弯矩值之比分配给节点上下柱端：124 对底层柱柱底的弯矩设计值应乘以增大系数1.15，则其它柱端弯矩的调整用相同的方法（略）。5框架截面设计5.1框架梁截面设计（1）梁2的最不利内力计算考虑地震作用时，横向框架梁的截面设计采用下面的表达式：（2.35）式中：—框架梁内力组合设计值，包括组合的弯矩和剪力的设计值；—框架梁承载力设计值；—承载力抗震调整系数，由《建筑抗震设计规范》GB50011-2001表5.4.2查得。因此，框架梁截面设计时，组合表中与地震作用组合的内力均应乘以后，进行框架梁截面配筋。下面以第1层框架梁—梁2为例说明其计算方法和计算过程。表2.19（a）梁2内力组合值组合号梁左端梁右端弯矩轴力剪力弯矩轴力剪力27231.517.50139.352.36-12.5383.0628212.798.33121.8720.00-12.5263.4829-23.22-12.1657.40-233.1817.18168.5230-39.21-12.2142.09-212.3516.40146.1853-10.65-12.6169.42-230.9912.61167.96124 54-28.74-12.5952.11-210.5312.59145.7155219.297.95127.33-0.22-7.9583.6256202.618.71111.8517.85-8.7163.94注：表中弯矩单位为，轴力和剪力为。表2.19（b）梁2配筋计算(B=0.300m,H=0.600m,L=6.6mRc=30)梁下部截面12345678910111213M-9.430-10.24-24.04-34.51-41.5-43.41-41.62-39.6-36.46-29.47-23.47-16.58As(1)30030097232338411431412355265212168300As(2)30000000000000300Asc0000000000000梁上部截面12345678910111213M94.6165.3639.1518.671.92000008.7729.7369.84As(1)740491285133130000083289569As(2)74000000000000569Asc0000000000000注：表中弯矩单位为，轴力和剪力为，面积单位为。梁构造配筋Asmin=300.00.梁主筋最大计算配筋率124 Umaxb=0.0043Umaxt=0.0074梁左端最大剪力对应组合号：53，剪力V=75.71梁右端最大剪力对应组合号：15，剪力V=65.32箍筋Asv/S=0.33其余梁的内力组合与配筋计算结果（略）。根据内力组合结果将支座中心处的弯矩换算成支座边缘控制截面的弯矩设计值，并进行配筋计算。支座处弯矩：跨间：（2）梁正截面受弯承载力计算抗震设计中，对于楼面现浇的框架结构，梁支座负弯矩按矩形截面计算纵筋数量。跨中正弯矩按T形截面计算纵筋数量，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，得：①考虑跨间最大弯矩处：按T形截面设计，翼缘计算宽度按跨度考虑，，梁内纵向钢筋采用HRB335热扎钢筋），梁采用混凝土强度等级为C30，，因为属于第一类T形截面。实配钢筋：3B16（）。124 ，满足要求。粱端截面受压区相对高度：，满足要求。②考虑两支座处：将跨中截面的正弯矩钢筋3B16深入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋()，由《抗震结构设计》第五章第5.4.1（2）提高梁延性的措施知，在计算粱端该截面受压区高度是，由于受压钢筋在梁铰形成时呈现不同程度的压曲失效，一般可按受压钢筋面积的60%且不大于同截面受拉钢筋的30%考虑。则，然后再计算相应的受拉钢筋。支座A上部：由说明有富余，且达不到屈服，可近似取：实配钢筋：4B16（）。支座B上部：实配钢筋：4B16（）。，满足要求。且，满足梁的抗震规范构造要求。（3）梁斜截面受剪承载力计算为了使粱端有足够的抗剪承载力，实现“强剪弱弯”，防止梁在弯曲屈服前先发生剪切破坏，截面设计时，应按《建筑抗震设计规范》第6.2.4条式6.2.4-1，对剪力设计值进行调整。124 式中：—梁端剪力增大系数，一级为1.3，二级为1.2，三级为1.1；—梁的净跨；—梁在重力荷载代表值作用下，按简支梁分析的梁端截面剪力设计值，；、—分别为梁左、右端顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值。调整后的剪力设计值小于组合表中竖向荷载组合和与风荷载组合的剪力设计值，故按调整后的剪力设计值进行斜截面计算。根据《建筑抗震设计规范》第6.2.9条，考虑地震作用组合的框架梁，当跨高比时，其受剪截面应符合下列条件:故其受剪截面尺寸满足要求。梁端加密区箍筋根据《建筑抗震设计规范》表6.3.3的要求，梁端加密区箍筋选用B8@100。箍筋选用HRB335()，则满足要求。加密区的长度取，则取加密区长度为，则配置箍筋为B8@100；非加密区B8@200，箍筋配置满足构造要求。124 图2.23梁配筋图（跨中）由于梁腹板高度，则不需要在梁的两个侧面应沿高度配置纵向构造钢筋。5.2框架柱截面设计（1）剪跨比和轴压比验算根据查《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第6.2.9和6.3.6条得柱截面尺寸宜满足剪跨比和轴压比的要求：剪跨比，其值宜大于2；轴压比，三级框架小于0.85。其中、、均不应考虑抗震承载力调整系数。以第一层中柱(柱2)为例说明框架柱截面设计的过程和方法。柱截面宽度：柱截面有效高度：混凝土轴心抗压强度设计值：C35混凝土抗压强度设计值。柱端弯矩计算值：取上下端弯矩的最大值，则柱端剪力计算值：柱轴力N取柱顶、柱底的最大值：剪跨比：,满足要求。轴压比：,满足要求。（2）柱正截面承载力计算以第一层的中柱为例说明正截面承载力的计算过程。根据PKPM内力124 组合，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。在框架结构设计中，为了体现“强柱弱梁”的原则，《建筑抗震设计规范》第6.2.2条规定，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者外，柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求：（2.36）式中—节点上下柱端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和，上下柱端的弯矩设计值，可按弹性分析分配；—节点左右梁端截面逆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，对框架结构，一、二、三、四级可分别取1.7、1.5、1.3、1.2。根据中柱的PKPM内力组合知，选择最不利内力，并考虑上述各种调整及承载力抗震调整系数后，第一层中柱的柱顶及柱底的控制内力如下：柱顶截面：①及相应的，②及相应的，③及相应的，柱底截面：①及相应的，②及相应的，③及相应的，采用对称配筋，混凝土采用C35（,），，纵向钢筋选用HRB335级钢筋（），，横向箍筋选用HRB335级钢筋（）。柱底正截面承载力计算:根据《混凝土结构设计规范2010》第6.2.4条知，124 除排架结构柱外，其他偏心受压构件考虑轴向压力在挠曲杆件中产生的二阶效应后控制截面的弯矩设计值，应按下列公式计算：当小于1.0时；对剪力墙及核心筒墙，可取等于1.0。式中：—构件端截面偏心距调节系数，当小于0.7时，取0.7;—弯矩增大系数；—与弯矩设计值相对应的轴向压力设计值；—附加偏心距；—截面曲率修正系数，当计算值大于1.0是取1.0；—截面高度；—截面有效高度；—构件截面面积；—构件的计算长度，可近似取偏心受压构件相应主轴方向上下支撑点之间的距离。、—分别为已考虑侧移影响的偏心受压构件两端截面按结构弹性分析确定的对同一主轴的组合弯矩设计值，绝对值较大的为，绝对值较小的为。（一）最不利组合一：，,=，=由《混凝土结构设计规范2010》第6.2.5条知，附加偏心距取和偏心方向截面尺寸的两者中的较大值，即，故取。=400mm=400-35=365mm柱的计算长度，根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），第6.2.20条知：对于现浇楼盖的底层柱，。取。124 则：轴向力对截面的初始偏心距：初始偏心距修正为：，初步判别为大偏心。轴向力作用点至受拉钢筋合力点之间的距离：上述判别正确，确实为大偏压情况。采用对称配筋：故按照构造配筋，考虑抗震作用组合时三级框架柱的截面纵向钢筋的最小总配筋率为0.7%（当采用HRB400级钢筋时，应按以上的数值减少0.1），同时柱的截面每一侧配筋率不应小于0.2%。故（二）最不利组合二：,=，=124 附加偏心距取和偏心方向截面尺寸的两者中的较大值，即，故取。=400mm=400-35=365mm柱的计算长度，根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），对于现浇楼盖的底层柱，。取。则：轴向力对截面的初始偏心距：初始偏心距修正为：，初步判别为大偏心。轴向力作用点至受拉钢筋合力点之间的距离：上述判别正确，确实为大偏压情况。采用对称配筋：故按照构造配筋，考虑抗震作用组合时三级框架柱的截面纵向钢筋的最小总配筋率为0.7%（当采用HRB400级钢筋时，应按以上的数值减少0.1），同时柱的截面每一侧配筋率不应小于0.2%。故（三）最不利组合三：124 ,=，=附加偏心距取和偏心方向截面尺寸的两者中的较大值，即，故取。=400mm=400-35=365mm柱的计算长度，根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），对于现浇楼盖的底层柱，。取。则：轴向力对截面的初始偏心距：初始偏心距修正为：，初步判别为小偏心。轴向力作用点至受拉钢筋合力点之间的距离：按上式计算时，应满足及，因为，故可按构造配筋，且应满足，单侧配筋率，故经比较三种最不利组合情况得柱的最终配筋为最不利组合及相应起控制，则实配钢筋选2B18+1B16（），总配筋率：124 ，满足要求。根据构造要求，在柱侧面上应设置纵向构造钢筋，并应设置成复合箍筋或拉筋，故选择1B16的构造钢筋。（3）柱斜截面受剪承载力计算以第一层中柱为例计算。由框架柱正截面承载力可知，第一层中柱的弯矩设计值分别:柱顶：，柱底：根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第6.2.5条规定，一、二、三级的框架柱组合的剪力设计值应按下式调整：（2.37）式中：、—分别为柱上、下端顺时针或逆时针方向截面组合的弯矩设计值；—柱的净高度；—柱剪力增大系数，一级取1.4，二级取1.2，三级取1.1。框架柱组合的剪力设计值为：剪跨比：，取剪压比：故满足要求。根据《建筑抗震设计规范》规定，对于剪跨比大于2的矩形截面框架柱，其截面尺寸与剪力设计值应符合下式要求：故其受剪截面尺寸满足要求。根据《混凝土结构设计规范》第11.4.9条，框架柱斜截面受剪承载力应符合下列公式：（2.38）式中：—框架柱的剪跨比，可取，此处，为柱净高；当<1.0时，取=1.0；当>3.0时，取=3.0；124 —当考虑地震作用组合的框架柱轴向压力设计值，当。由，取=3.0取。因此，故只需按照构造配置箍筋，加密区长度取截面高度、和（底层为）三者中的最大值，故柱底加密区的长度取。根据构造要求，三级抗震等级的框架柱箍筋加密区的最大间距为，中的较小值，柱根取，为柱纵向钢筋的直径。故柱端加密区箍筋选用4B8@100。经计算得第一层中柱的轴压比，根据《混凝土结构设计规范2010》第11.4.17条并查表11.4.17查得柱箍筋加密区的箍筋的最小配筋特征值，则最小体积配筋率为：柱箍筋的体积配筋率：满足要求。非加密区还应满足，故柱非加密区箍筋配置为4B8@200，柱端箍筋配置为4B8@100。柱的配筋图如图2.25所示：124 图2.24柱配筋图（柱底）6楼板设计以标准层的楼板为例进行说明。由《混凝土结构设计规范2010》第9.1.1和9.1.2条；现浇钢筋混凝土楼板设计厚度为,混凝土强度等级采用C30级，钢筋采用HRB335级。因为，宜按双向板计算，本设计按弹性理论计算双向板的内力，并进行截面设计。以图2.26中②～③轴线间的内廊区格计算为例。（1）荷载计算：恒载标准值计算：活载标准值计算：荷载设计值：（2）计算跨度：中跨，为轴线间距；边跨，为边梁宽。因为该区格为中跨，故，，。（3）内力计算：按双向板弹性理论计算，跨中最大弯矩发生在活荷载为棋盘形布置时，可简化为当内支座为固支时，作用下的跨中弯矩值与当内支座为铰支时124 作用下跨中弯矩值两者之和。支座最大负弯矩可近似按活荷载满布试求得，即内支座固支时作用下的支座弯矩。图2.26楼面梁格布局图取宽的板计算板跨中弯矩及支座最大负弯矩，由（为短跨方向，为长跨方向）查《实用建筑结构设计手册》得：（4）截面设计截面有效高度计算：跨中截面，短跨方向；长跨方向；支座截面近似取，由于该板与梁整体现浇，故跨中截面与支座截面弯矩设计值应折减20%。计算配筋时，取内力臂系数，则124 ，具体计算结果表2.20所示以方向为例计算。），实配钢筋为B8@180（）。表2.20板A的配筋计算结果截面mm原弯矩M/m折减系数折减后M计算钢筋选配实配钢筋跨中方向1004.170.83.336117.05B8@150335方向902.740.82.19285.46B8@150335支座方向1007.850.86.28220.35B10@200393方向906.610.85.288185.54B10@2003937楼梯设计本节所设计的是建筑物的中部楼梯，其建筑布置图如图2.27所示。层高3.0m，楼梯踏步尺寸：。采用板式楼梯，混凝土强度等级为C30，梯段板与平台梁采用HRB335钢筋，平台板采用HRB335钢筋，楼梯上均布荷载标准值。124 图2.27楼梯平面布置图7.1楼梯梯段板设计板倾斜度，，由《混凝土结构设计规范2010》第9.1.2条知:梯段板板厚为梯段斜板板长1/30，故h=120mm，取宽板带计算。（1）荷载计算恒载计算贴瓷砖三角形踏步150厚混凝土斜板20厚板底抹灰楼梯扶手重恒荷载标准值合计活荷载标准值荷载分项系数：总荷载设计值：（2）截面设计板水平计算跨度，(是梯段水平投影净跨，为平台梁宽度)取板的保护层厚度为，则板有效高度124 ，考虑斜板两端与平台梁整体相连的嵌固作用，则弯矩设计值kN·m则实配钢筋：7B10@120（），分布钢筋为B8@200。则配筋率：满足要求。7.2平台板设计平台板的板厚取，取宽板带计算，钢筋选用HRB335,混凝土强度等级为C30。（1）荷载计算贴瓷砖120厚混凝土斜板20厚板底抹灰恒荷载标准值合计活荷载标准值荷载分项系数：总荷载设计值：（2）截面设计板的计算跨度：，板的有效高度：，则弯矩设计值kN·m则124 则配筋率：故按最小配筋率配筋，实配钢筋B（），平台板长边方向按构造配筋，选取B。7.3平台梁设计平台梁截面：，钢筋选用HRB335，混凝土强度等级为C30。（1）荷载计算梁自重20厚梁侧粉刷平台板传来的恒载梯段板传来的恒载恒荷载标准值合计活荷载标准值荷载分项系数：总荷载设计值：（2）截面设计梁的净跨度，计算跨度，按简支梁计算跨中弯矩和梁端剪力：截面按倒L形梁计算：①梁正截面承载力计算：翼缘宽度，翼缘厚度，梁的有效高度，则124 ，故按第一类T形截面计算。实配钢筋选用4B18（），梁上部钢筋选用2B20，则配筋率：满足要求。②梁斜截面受剪承载力计算：截面校核：，属厚腹梁，混凝土强度等级为C30,不超过C50，则，按式验算，则截面尺寸满足要求。判断是否按计算配置箍筋：故无需计算配置箍筋，按构造配置箍筋B。8基础设计根据地质资料，野外勘测成果与室内土工试验成果表明，场地工程地质条件简单。勘探深度内揭露的岩土地层全为第四系冲洪积层，岩性以粘性土为主。依据其物理与工程特性，可划分为4个主层（编号为层①～层④）。层①粉质粘土：黄褐色、褐黄色及棕黄色，偶见钙质条纹。硬塑，具中压缩性。该层层底埋深，层厚。124 层②粘土：棕黄、棕红色及浅棕红色，含铁锰氧化物，含少量钙结核，硬塑，具中压缩性。该层层底埋深，层厚。层③粉质粘土：棕黄、褐黄等色，含少量铁锰氧化物，偶有锰结核。硬塑，具中压缩性。据穿透的勘探点统计,该层层底埋深，层厚。层④粉质粘土：褐黄及棕黄等色，含氧化铁和少量锰结核。硬塑，具中压缩性。该层最大揭露厚度，层底标高。本工程选择第①层粉质粘土层作为持力层，地基承载力标准值。本工程边柱采用独立基础，中柱由于柱距较小采用联合基础。联合基础及其余框架的柱下独立基础采用PKPM基础计算软件JCCAD辅助设计完成，本节设计内容以轴线⑤～⑤对应框架边柱1为例，具体计算如下。该基础设计材料选用混凝土强度等级C30，，垫层采用C10,厚度，钢筋选用HRB335，表2.21各地段地基土承载力特征值综合表（单位：kPa）各地段fak值地层层序fak综合值层①160层②200层③220层④2308.1基础梁截面尺寸选取本设计为三级抗震框架，独立基础间应设置基础梁，基础梁尺寸：，取，取8.2荷载选取本设计为高度的6层住宅楼。《建筑抗震设计规范》第4.4.1条规定：不超过层且高度在以下的一般民用框架房屋可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算。由PKPM计算得到在不考虑地震作用情况下的48124 种柱底内力基本组合和22种柱底内力标准组合。从该组合中摘录主要数据用于基础设计的荷载。（1）基础冲切验算及配筋计算采用荷载基本组合，具体数据摘录如下：表2.22柱底内力基本组合摘录荷载类别组合号(kN·m)39-31.771064.31-13.0813-4.261179.70-1.65（2）计算基础面积以及地基承载力验算时用荷载标准组合，具体数据摘录如下：表2.23柱底内力标准组合摘录荷载类别组合号(kN·m)24-50.84883.40-20.0112-14.93929.76-5.88基础梁上荷载重:基础梁重：则基础梁传给基础的荷载为：8.3基础截面设计按《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第5.1.3条要求，当采用独立基础时，基础埋深指基础底面到室内地面的距离，至少取建筑物高度的，基础高度暂按柱截面高度加设计，则基础高度取，故基础埋深：由地质资料选则粉质粘土层为持力层，地基承载力特征值124 ，根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第5.2.4条要求，当基础宽度大于,埋深大于时，地基承载力按下式修正：（2.39）式中、基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，根据粘土的物理性质，查地基承载力修正系数表、；－基础底面宽度，当按取，按取，暂取；－基础底面以下土的重度，由地质资料计算的；－基础底面以上土的加权平均重度，取。综上，先假设基础宽度，则基底面积：基底底板的面积可以先按照轴心受压时面积的1.2～1.4倍估算，采用表2.23柱底内力标准组合：－基础底面到室内地面与到室外地面的距离的平均值。考虑到偏心荷载作用下应力分布不均匀，将增加，则初故取，因为，故不需对进行再次修正。则基础自重及其上土重:基础尺寸如图2.28所示：124 图2.28基础尺寸8.4地基承载力验算根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第5.2.1和5.2.2条，地基承载力验算公式(2.40)(2.41)采用表2.23柱底内力标准组合验算①最大组合下地基承载力验算：显然，满足要求。②最大组合下地基承载力验算：显然，满足要求。124 综上所述，地基满足承载力要求。8.5基础冲切验算由于本设计中采用的是锥形基础，故只需验算柱与基础交接处的受冲切承载力，采用表2.22柱底内力基本组合验算。根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第8.2.7条，基础受冲切验算采用下列公式计算：(2.42)(2.43)式中:－受冲切承载力的截面高度影响系数，按《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）第6.3.1条，当时,取。当时,取，其间按线性内插法取用；－冲切破坏锥体最不利一侧的计算长度，；－冲切破坏锥体最不利一侧斜截面上边长，计算柱与基础交接处的受冲切承载力时取柱宽，；－冲切破坏锥体最不利一侧斜截面下边长，取柱宽加两倍基础有效高度，，则；－冲切验算取用的部分基底面积。由于，则①最大组合下地基承载力验算：满足要求。②最大组合下地基承载力验算：124 满足要求。综上所述，基础满足冲切验算承载力要求。8.6基础底板配筋计算基础底板在地基净反力的作用下，在两个方向均将产生向上的弯曲，因此，需在底板两个方向都配置受力钢筋，需进行配筋计算的控制截面，一般取在柱与基础的交接处及变阶处（对阶形基础）。计算两个方向的弯矩时，把基础视作固定在柱边的周边挑出的悬臂板。配筋计算采用表2.22柱底基本组合。①︱M︱max组合下配筋计算：根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第8.2.7条知：截面弯矩:124 截面弯矩:－截面I－I至基底边缘最大反力处的距离，则则实配钢筋:B14@180（）。实配钢筋:B14@180（）。②Nmax组合下配筋计算：则截面弯矩:124 截面弯矩:－截面I－I至基底边缘最大反力处的距离，则则实配钢筋:B14@180（）。实配钢筋:B14@180（）。经比较两组荷载知，124 组合下配筋起控制作用，则基础的最终配筋为：纵横向均为B14@180（）。参考文献[1]中华人民共和国国家标准.建筑制图标准（GB/T50104-2010）.北京：中国建筑工业出版社，2010[2]中华人民共和国国家标准.住宅设计规范（GB50096-1999）.北京：中国建筑工业出版社，2003[3]中华人民共和国国家标准.建筑结构荷载规范（GB50009-2001）.北京：中国建筑工业出版社，2006[4]124 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141.09777.672.026.79-758.95-2.02150.89647.851.685.66-632.25-1.68161.28875.422.297.63-854.36-2.291722.90779.5312.4426.63-842.13-12.571822.70649.7012.1025.50-715.42-12.2219-15.04863.07-4.73-2.39-925.674.6120-15.25733.24-5.07-3.52-798.964.952118.31875.059.8118.93-775.01-9.682218.10745.239.4617.81-648.31-9.3423-19.64958.59-7.36-10.08-858.557.4924-19.84828.77-7.71-11.21-731.857.832521.14918.6711.6424.26-899.95-11.642620.94788.8511.3023.13-773.25-11.3027-16.801002.21-5.53-4.76-983.495.5328-17.01872.39-5.87-5.88-856.795.872920.07735.9010.6121.30-717.18-10.613019.86606.0810.2720.17-590.48-10.2731-17.88819.44-6.56-7.72-800.726.5632-18.08689.62-6.90-8.85-674.026.903334.74738.9717.6234.70-777.18-17.713434.53609.1517.2833.57-650.47-17.3735-28.51878.21-10.99-13.67-916.4110.9136-28.71748.38-11.33-14.80-789.7111.253731.52805.8415.7829.31-730.20-15.693831.32676.0215.4428.18-603.49-15.3539-31.72945.07-12.84-19.05-869.4312.9240-31.93815.25-13.18-20.18-742.7313.274133.50836.3817.0633.04-817.66-17.064233.30706.5516.7231.91-690.95-16.7243-29.74975.61-11.55-15.32-956.8911.5544-29.94845.79-11.90-16.45-830.1911.904532.75708.4416.3430.97-689.72-16.344632.55578.6116.0029.84-563.01-16.00124 47-30.49847.67-12.28-17.40-828.9512.2848-30.69717.85-12.62-18.53-702.2512.624976.19618.0236.0664.91-634.16-36.115075.79485.1735.5963.39-498.62-35.6451-73.441017.22-31.57-50.11-963.6531.6252-73.51877.55-31.85-51.07-832.9031.8953-72.231035.91-30.78-47.82-1017.1930.7854-72.50893.13-31.19-49.17-877.5331.195574.97599.3335.2862.62-580.61-35.285674.78469.6034.9461.49-454.00-34.94柱下端最大配筋对应组合号:56,M=74.78,N=469.60柱下端单侧计算配筋As=403.柱上端最大配筋对应组合号:56,M=61.49,N=-454.00柱上端单侧计算配筋As=252.柱单侧构造配筋As=640.柱抗剪最大配箍对应组合号:1,V=16.36,N=690.61柱抗剪计算配箍(按100mm间距输出)：Asv=0.柱抗剪构造配箍：Asvmin=158.抗震最大轴压比对应组合号：53,N=1017.19轴压比=0.532***组合与配筋***柱6（B=0.40,H=0.40,Lx=3.75,Ly=3.75）组合号弯矩轴力剪力弯矩轴力剪力131.74601.8920.9431.07-587.49-20.94230.17495.1519.9329.63-483.15-19.933-12.84679.01-8.88-13.82-664.618.884-14.41572.27-9.89-15.25-560.279.89517.09722.8711.2517.15-724.06-11.27615.51616.1210.2515.72-619.72-10.27715.98778.2010.4415.67-772.91-10.4586.21707.753.704.41-677.75-3.6894.63601.012.692.97-573.41-2.68108.36767.625.156.75-740.50-5.14118.84795.726.4610.55-781.32-6.46124 127.26688.975.469.11-676.97-5.461310.20829.197.0811.05-812.99-7.081414.46634.908.4911.01-620.50-8.491512.88528.167.499.58-516.16-7.491614.14716.628.5111.38-700.42-8.511730.46699.7320.2030.62-700.93-20.221828.89592.9919.2029.18-596.58-19.22193.72746.002.313.69-747.20-2.33202.14639.261.302.25-642.86-1.322119.58684.6112.6517.88-654.62-12.632218.01577.8711.6416.44-550.28-11.6223-7.17730.88-5.25-9.05-700.895.2724-8.74624.14-6.25-10.49-596.556.272522.21772.5815.4124.01-758.18-15.412620.63665.8414.4022.58-653.84-14.4027-4.54818.85-2.48-2.91-804.452.4828-6.11712.11-3.49-4.35-700.113.492927.83611.7617.4424.48-597.36-17.443026.26505.0216.4323.04-493.02-16.43311.09658.03-0.45-2.45-643.630.4532-0.49551.29-1.46-3.89-539.291.463337.09659.5824.6037.04-656.10-24.613435.51552.8423.5935.60-551.76-23.6135-7.49736.70-5.22-7.85-733.225.2136-9.07629.96-6.23-9.28-628.886.213729.47649.0019.3128.12-623.68-19.293827.89542.2618.3026.68-519.34-18.2939-15.11726.12-10.51-16.77-700.8010.5340-16.68619.38-11.52-18.20-596.4611.534131.31710.5821.2432.41-696.18-21.244229.73603.8420.2430.98-591.84-20.2443-13.27787.70-8.58-12.47-773.308.5844-14.84680.95-9.58-13.91-668.959.58124 4535.25598.0022.6632.74-583.60-22.664633.67491.2621.6631.30-479.26-21.6647-9.33675.12-7.16-12.14-660.727.1648-10.91568.38-8.16-13.58-556.388.164968.96566.8245.4967.76-559.10-45.505066.84454.1944.1165.71-447.76-44.1251-48.20778.31-32.21-48.69-757.2332.2252-49.55666.76-33.05-49.83-649.1933.0653-47.08816.01-31.03-46.06-801.6131.0354-48.61698.18-32.06-47.64-686.1832.065567.83529.1244.3065.13-514.72-44.305665.90422.7743.1263.52-410.77-43.12柱下端最大配筋对应组合号:56,M=65.90,N=422.77柱下端单侧计算配筋As=345.柱上端最大配筋对应组合号:56,M=63.52,N=-410.77柱上端单侧计算配筋As=328.柱单侧构造配筋As=640.柱抗剪最大配箍对应组合号:56,V=43.12,N=410.77柱抗剪计算配箍(按100mm间距输出)：Asv=1.柱抗剪构造配箍：Asvmin=158.抗震最大轴压比对应组合号：53,N=801.61轴压比=0.420梁2(B=0.25,H=0.40,L=4.80)组合号弯矩轴力剪力弯矩轴力剪力120.951.8242.85-46.96-1.8252.85214.092.0134.41-41.98-2.0145.34361.41-4.1358.41-12.724.1337.29454.55-3.9449.97-7.753.9429.78555.09-4.4766.38-26.562.3643.46648.23-4.2857.94-21.582.1735.94756.07-3.6267.98-31.272.1449.57839.770.7150.02-42.941.4160.65932.900.9041.58-37.971.2153.141045.340.0156.53-42.741.4761.61124 1142.96-2.6961.71-36.830.5748.121236.09-2.5053.27-31.850.3840.611367.23-6.2671.05-16.294.1438.791460.37-6.0762.61-11.313.9531.281527.632.4945.35-53.21-0.3865.321620.772.6936.92-48.24-0.5757.801751.90-1.0854.69-32.673.1955.981845.04-0.8846.25-27.703.0048.471930.69-0.5053.87-44.66-0.9851.722023.83-0.3145.43-39.68-1.1744.212171.15-6.4569.43-10.424.9736.162264.29-6.2661.00-5.454.7828.652319.963.1342.42-56.13-1.6563.752413.103.3233.99-51.15-1.8456.242560.42-2.8257.99-21.894.3148.192653.56-2.6349.55-16.924.1140.6827-1.57-9.2138.60-69.848.3163.1528-9.43-8.7929.04-65.108.0355.762989.326.2969.165.98-5.3832.963082.566.3460.7611.89-5.5924.333152.11-0.1865.32-40.190.1859.483245.250.0156.89-35.22-0.0151.973353.98-0.6267.25-40.810.6260.793442.96-3.5851.08-29.803.5844.623536.10-3.3942.64-24.833.3937.113647.58-3.0057.27-33.543.0050.393739.971.6060.66-50.46-1.6064.153833.111.7952.22-45.49-1.7956.643964.25-1.9769.99-29.921.9754.814057.38-1.7861.55-24.951.7847.304130.83-1.7946.41-40.071.7949.294223.96-1.6037.97-35.101.6041.784355.10-5.3655.74-19.535.3639.95124 4448.24-5.1747.31-14.565.1732.444528.602.5053.14-54.20-2.5062.944621.742.6944.70-49.23-2.6955.434769.06-3.4568.70-19.973.4547.384862.20-3.2660.26-14.993.2639.864922.200.1243.16-46.93-0.1252.545015.340.3234.72-41.95-0.3245.035162.66-5.8358.72-12.695.8336.985255.80-5.6350.28-7.725.6329.465394.615.9075.717.16-5.9032.465486.976.0366.2312.87-6.0323.925590.694.4569.6111.61-4.4526.095683.704.8161.1416.58-4.8118.61梁3(B=0.25,H=0.40,L=1.50)组合号弯矩轴力剪力弯矩轴力剪力1-13.316.40-18.25-31.04-6.4037.612-15.985.93-21.68-30.69-5.9337.82345.40-0.7559.4226.760.75-40.07442.73-1.2255.9927.121.22-39.86523.733.6231.363.02-3.67-10.44621.063.1527.933.38-3.20-10.23723.433.7330.701.21-3.77-7.83811.742.4913.34-8.07-2.447.6099.072.029.91-7.71-1.977.811015.042.9518.09-6.56-2.914.80116.125.768.06-14.32-5.8112.87123.455.294.63-13.96-5.3413.071341.351.4754.6620.37-1.52-33.741438.671.0051.2320.72-1.05-33.5315-5.874.64-9.96-25.41-4.5930.9116-8.544.17-13.39-25.06-4.1231.11124 1729.360.3536.649.27-0.30-15.701826.68-0.1233.219.630.17-15.4919-7.936.95-10.71-27.43-6.9931.1620-10.606.48-14.14-27.07-6.5231.372150.78-0.2066.9730.380.16-46.512248.11-0.6763.5430.730.63-46.3123-16.326.17-23.32-35.19-6.1343.7924-18.995.70-26.76-34.84-5.6644.002542.39-0.9854.3522.611.02-33.882639.71-1.4550.9222.971.49-33.6827-50.941.46-67.78-69.13-1.4887.8128-54.160.93-71.98-69.14-0.9588.682984.534.39110.5264.56-4.36-90.493082.163.94107.6165.34-3.92-90.913115.721.9222.44-1.45-1.920.073213.041.4519.01-1.09-1.450.273317.822.5524.46-1.92-2.55-0.483420.414.1922.26-4.37-4.19-2.903517.733.7218.83-4.01-3.72-2.693621.104.1324.33-3.97-4.13-2.5537-1.904.07-0.86-18.79-4.0723.3738-4.573.60-4.29-18.44-3.6023.573933.33-0.2245.7515.890.22-23.244030.66-0.6942.3216.250.69-23.03412.796.33-1.05-21.71-6.3320.41420.125.86-4.48-21.35-5.8620.614338.022.0445.5612.97-2.04-26.204435.341.5742.1313.33-1.57-26.0045-13.545.77-16.95-30.56-5.7738.5246-16.215.30-20.38-30.20-5.3038.724745.17-1.3860.7227.251.38-39.164842.50-1.8557.2927.601.85-38.9649-10.267.35-17.08-32.60-7.3536.44124 50-12.936.88-20.51-32.25-6.8836.655148.450.2060.5925.20-0.20-41.235245.78-0.2757.1625.560.27-41.035386.234.14114.4267.40-4.14-93.725483.583.73110.8667.70-3.73-93.605588.245.11114.3466.15-5.11-94.995685.254.54110.7966.66-4.54-94.66基础节点号*31*基础反力基础相连柱号：1☆标准组合组合号MNV组合号MNV116.82738.296.702-21.22780.80-8.213-0.81788.550.384-4.75885.16-2.525-3.52917.01-1.406-2.04756.70-0.74710.60775.804.858-12.23801.30-4.1096.67872.411.9510-16.16897.92-7.00117.89904.263.0712-14.93929.76-5.88139.37743.953.7314-13.45769.46-5.221517.79758.597.5016-20.25801.10-7.421715.04826.225.4618-23.01868.73-9.451915.90848.516.2520-22.15891.02-8.662116.94736.306.7122-21.11778.81-8.212345.83713.0418.1724-50.84883.40-20.0125-50.23899.32-19.452645.22697.1217.61Mmax对应组合号:23Mmax=45.83N=713.04V=18.17Mmin对应组合号:24Mmin=-50.84N=883.40V=-20.01Nmax对应组合号:12M=-14.93Nmax=929.76V=-5.88Nmin对应组合号:26M=45.22Nmin=697.12V=17.61Vmax对应组合号:23M=45.83N=713.04Vmax=18.17Vmin对应组合号:24M=-50.84N=883.40Vmin=-20.01☆基本组合组合号MNV组合号MNV123.99881.709.53224.43729.799.693-29.27941.21-11.354-28.83789.30-11.205-0.70952.060.686-0.26800.150.837-1.611053.810.098-6.201087.32-3.389-5.76935.41-3.2310-5.461148.49-2.7511-4.491131.90-1.8112-4.05979.99-1.66124 13-4.261179.70-1.6514-2.42907.48-0.8915-1.98755.57-0.7416-2.811022.60-1.011715.28934.216.941815.72782.307.0919-16.68969.91-5.5920-16.24818.00-5.43219.781069.472.882210.22917.563.0323-22.181105.17-9.6524-21.74953.26-9.492511.491114.054.452611.93962.144.6127-20.471149.75-8.0728-20.03997.85-7.922913.56889.625.373014.00737.725.5231-18.40925.33-7.1632-17.96773.42-7.013325.35910.1210.643425.79758.2110.8035-27.91969.63-10.2436-27.47817.72-10.093721.501004.807.803821.94852.907.9539-31.771064.31-13.0840-31.33912.41-12.934122.701036.018.904223.14884.109.0543-30.571095.52-11.9844-30.13943.61-11.834524.15878.919.544624.59727.019.7047-29.12938.42-11.3448-28.68786.52-11.194959.73849.5523.645060.03694.7423.6851-65.751066.18-25.8552-65.05901.71-25.5253-65.011085.29-25.1754-64.44917.63-24.965559.00830.4422.975659.42678.8223.12Mmax对应组合号:50Mmax=60.03N=694.74V=23.68Mmin对应组合号:51Mmin=-65.75N=1066.18V=-25.85Nmax对应组合号:13M=-4.26Nmax=1179.70V=-1.65Nmin对应组合号:56M=59.42Nmin=678.82V=23.12Vmax对应组合号:50M=60.03N=694.74Vmax=23.68Vmin对应组合号:51M=-65.75N=1066.18Vmin=-25.85124 翻译部分英文原文及中文翻译124 124 124 124 124 124 124 124 124 124 124 124 124 中文译文在500kV输电塔上加载两个不等的覆冰荷载导致交叉臂破坏的数值模拟HongLiBarryAnderson摘要本文中提出了一个实际的交叉臂两种传输失败事件，不平衡冰载荷下导致两输电塔破坏事件的回顾和讨论。然后提出一个动态模拟，通过数值模拟重建失败的过程。同时还探讨的问题是不平等的冰荷载如何在山区评估的重要性，并对设计时考虑动态影响输电线路或升级。简介英国哥伦比亚省输电公司（BCTC）具有传输冰风险评估方案正在研究其主要输电线路上的平等和不平等的冰荷载的影响，在西南部分省。作为该计划的一部分，英国哥伦比亚水电工程和力成的实验室已进行了如下所述的实际塔失败的案例研究从一个不平等的冰情的影响评估的动态纵向负荷。1995年12月,卑诗省水电局5L42电路所有横臂的489/3塔和489/2塔被一场冰暴严重的损坏。基于故障的调查和分析（1996年安德森和Schildt），得出的结论是，在489/2座横臂安装保险丝板被激活了（失败）首次在突然下降而引起的动态影响的捆绑导体在相邻的塔。结果导致右横臂塔489/3被损坏。保险丝板是一种安装在横臂的设计第一次未能在预定的负载免受损害的主塔体底部的钢板。数值模拟是非常成功的预测破损导体和绝缘体的突然下降（McClure和Tinawi，1987年，2003年李和布扬）由于邻近结构的动态影响。了解和模拟的进展失败和量化动态的影响，有限元根据受影响的部分电路5L42六跨度的数值模型，开发利用商业软件ADINA。进行静态和动态分析，以验证激活的不平衡冰载荷下的机械大厦489/2124 安装保险丝，重建相邻的塔489/3由于动态的影响，随后横臂故障。一个目标是确定在动态加载所造成的纵向载荷的增加，以确定是否将来使用的保险丝，可能是作为切线悬挂塔的升级替代是可行的。在本文的数值模型和静态和动态的分析结果进行了总结。还提出，是不平等的冰荷载如何在多山的地形和设计或升级传输线时，考虑动态影响的重要性进行评估。1995年冰事件回顾1995年12月，塔489/2和右横臂的塔489/3，5L42回路分析的两个交叉双臂被严重损坏，489/2完全切断从塔的右横臂，发现挂在导线。此塔坐落在陡峭崎岖的地形，海拔约500m，英国ColumblaCheekye变电站附近11公里的北部。瞬时停电发生在1995年12月10日，在一段时间重冻雨电路5L42。由于地势险峻，正确指挥地面明确的结果，没有任何其他的强迫停运发生的伤害，直到被发现于1996年1月。见图9。立即进行临时修理：修复工作是困难的,因为到远程网站的性质,只有直升机才能进行作业。由于有一个要求，以保持在寒冷的天气推迟到更有利的天气后的永久性修理的权力。图1显示了交叉在手臂塔489-3右腿破坏。Figure1.BrokencrossarmatTower489-3.电路5L42建于1966年，已经没有结冰的已知问题,除了无止境的绝缘子串飞弧从白霜结冰的山脊。124 在Squamish的惠斯勒地区的输电线路的部分有一个19毫米（3/4”）冰导体50年的工作负荷。塔也有针对没有额外的安全系数为1.5。一个纵向载荷，包括在原设计为2A（切线暂停）和3C（光角）塔;然而，始建时5L42设计没有提出这样不平等的冰荷载研究，为特定地点进行。这些和平式悬挂塔的横臂设计一个独特的元素是主要钢拉伸试件在该基地的交叉臂被设计用来当作融为一体，失败时为纵向载荷的1.3倍。这座塔设计失败本身为1.5倍,以防止整体塔倒塌。在1996年进行静态的不平等冰荷载研究，以确定可能造成失败的结冰条件。这项研究的结果是：●一个不平等的负荷将有19mm（3/4英寸）两个相邻跨度489/2冰塔489/2或纵向负荷31.7kN（7.1k）大于28.9kN。（6.5k）最终容量。●如果手臂上的489/2第一次失败，就已经合并的纵向载荷53kN（11.9K），这还不包括489/3，对结构的影响，其中有78.7kN，最终静态负载能力（17.7K）。原塔在20世纪60年代测试，结果表明：最终失败的2A型横臂负载了105％的终极荷载，让我们相信，保险丝行动的目的。这也考验并证实了1996年测试在实验室中的保险丝酒吧之一。在一个独立的事件,在一场冰暴向东弗雷泽山谷地区的1972年温哥华冬奥会在另一个电路、几种类型的ki1ometres和平楼倒塌了,主要是由于极度的竖向荷载与冰。和其他原因，在20世纪70年代，它被认为保险丝没有工作和未来的系列，云母系列，500千伏塔设计withoul保险丝。动态模拟基于上述的faihire调查和后续的分析，得出的结论，保险丝板安装在489/2座横臂被激活了（失败）。这导致突然跌落在束导线造成相邻的塔489/2和塔489/3的右横臂损坏的动态影响。以量化动态的影响和重建的失败事件后，开发了一个数值模型，如图2所示的电路5L42，6跨线部分。塔支持34束和平钢芯铝绞线导体，每有一个直径为24.13毫米，裸露的重量为1.09kg/m。总结表1为线部分和塔的配置。Table1.Configurationofthelinesection.塔海拔(m)高度(m)跨度前方(塔楼之间的距离)(m)124 488/1(2J1)476.0527247.54488/2(2A)478.6524289.02488/3(4C)458.7930514.34489/1(2D1)494.9527424.22489/2(2A)515.933O153.86489/3(3C)520.7127788.50490/l(3D)476.7124N/A计算机模型样品的部分应用ADINA模拟使用线软件如图3。导体和insu1ators使用的3-D两个节点桁架元素为蓝本，而塔和跨武器使用两个节点的3-D型梁元素为蓝本。模拟包括以下步骤：进行非线性静力分析,从而得到静态响应和均衡配置下的导体因其自重造成的,不平衡的冰载荷和初始应力),对非线性瞬态分析的时域性能指标的基础上,均衡配置,确定结构的振动反应的激活板在保险丝。Figure3.Computermodelofthelinesection.冰载荷。根据先前的研究中（1996年安德森和Schildt）在同一行上，据估计，相邻跨度489/219mm不等的冰加载失败导致在1995年。因此，从488/1489/3跨度加载冰厚度19mm的模拟。特征参数。124 卑诗水电捆绑导体和绝缘体的参数，如表2和表3所示。为了简化分析,4束导体均使用等效单导体。等效特点是显示在表2。Table2.Characteristicsoftheequivalentsingleconductor.singlePEACEACSR4BundlePEACEACSREquivalentConductordiameter24.13(mm)Conductordiameter48.28(mm)Bareweight1.09(kg/m)Bareweight4.37(kg/m)MOE6.76E+10(N/m）MOE6.76E+10(N/m)Conductorarea0.000344(m)Conductorarea0.001376(m)Horizontaltension(bareconductor@-18deg.C)16991(N)Horizontaltension(bareconductor@-18deg.C)67964(N)Table3.Characteristicsoftheinsulators塔长度(m)重量(N)描述455/16.15400Doublestring46kipDE(205kN)488/24.11779Single36kipsuspension(160kN)488/34.11779Single36kipsuspension(160kN)489/14.l1779Single36kipsuspension(160kN)489/24.l1779Single36kipsuspension(160kN)489/34.12046Single46kipsuspension(205kN)490/14.12046Single46kipsuspension(205kN）结果静态分析进行了静态响应先获得和平衡构形导体重量下,冰载荷和初始张力,以一个假定的受载期为1.0s。时程分析当时的dynalmic起因于t=1.0s时间的时候就被激活了489/2导火索塔。在时间t=6.0s分析终止了。在导体的骤降,两相分离作为一个跨越连接在一起的寿命。由于动能导体下降超出了最终的平衡配置，然后振荡，直到能量消散。为了验证489/2座，保险丝被激活下静载（不平等的19毫米的冰），横臂塔489/2，如图4所示，从响应中提取适用于纵向力的历史。它可以发生在静载荷年底纵向负荷的30.6kN。超过保险丝容量28.9kN。(安德森和Schildt1996),它确认保险丝板被激活(失败)在1995年的冰暴。图5显示了塔489/3，489/1,124 488/3绝缘子的动态影响。动态影响最大的第一高峰发生在2.0s的时间，一秒钟后，保险丝板的激活，和相邻塔淡出的距离从489/2座增加的动态影响。比较绝缘子的应用与相应的能力最大的动态力量，所有三个绝缘子生存的动态影响，如表3所示。基于绝缘体力的时间历程和摆动角度分析所得，在塔489/3的纵向和垂直施加的载荷进行了计算，如在图6和图7所示。时程的竖向位移载流导体的点连接到塔489/2如图8。卑诗水电塔设计规范的基础上，纵向，横向和竖向荷载的组合，纵向和垂直的承载能力为489/3座（3C）为78.7kN。和113.4kN。分别从图6和7，可以得出结论，在不到一秒钟的保险丝被激活后，连接到大楼的导线点489/2下降至35（115英尺），如图8所示。产生动态的纵向载荷，适用于489/3座，超过了能力，严重破坏了横臂。应当指出的是，从以往的静态分析获得最大的纵向负荷（绝缘体下降后）为53kN。（1996年安德森和Schildt）这是从图6所示的动态分析得到的低得多。还应当指出，从动态模拟，绝缘体和交叉武器应用的动态加载率也可以得到。这将有助于确定机械协调绝缘线、交叉双臂和塔楼以及结构的完整性。Figure9.Conductorbundleof489/2dropped35mandremainedenergized.124 不等的冰和动态加载的进一步发展继力成实验室的2005年动态研究这个范例部分，这是明显的从纵向负荷增加3倍，未来横臂熔断器安装在切线悬挂塔可能不会成为首选的升级解决方案。这是当然,除非相邻的塔楼暂停或终端塔重角度具有很强的纵向的能力。力成和卑诗水电公司目前正在工作的其他动态分析，以确定是否可以级联故障防止中等角度（10-25度），230千伏线路上悬挂塔，由利用背靠背死胡同的组合在很短的悬式绝缘子绝缘体应变集会。BCTC公元前500千伏/海德鲁的塔是方形的4-legged刚性塔或拉索伏塔跟纵能力的一个类似的幅值,在横向的方向。这些塔有一个很好的固有多山的地形中的不平等冰荷载的纵向能力。图10显示了典型的不平等冰上切线悬挂塔的500千伏线路上遇到的负荷。切线悬挂塔，最终纵横臂能力通常在4分裂导线的总UTS的10％的范围内。这负载应用到所有三个阶段模拟一个不平等的冰荷载。ASCE指南＃74建议稍高的价值等于裸露的导线张力（总额4-bundie的在我们的例子UTS的约15％），但适用于这只是一个阶段的代表对任何不可预见的原因可能的断丝。早期的英国哥伦比亚水电公司在20世纪60年代和70年代的设计考虑破单裸导体的条件，但现在只考虑无风，这是一个多山的地区更现实的条件不平等的冰荷载一个，两个或三个阶段。124 Figure10.Unequaliceloadingona500kVguyedtangenttowerin2005.在20世纪70年代和80年代，卑诗水电的悬挂塔的不平等的冰荷载计算装载13毫米（1/2“）或有时19日毫米（3/4”）上的单跨所有阶段的冰。这种方法仍然是加载单跨用于确定到地面结冰过程隙的事件。现有研究多跨现在冰敷更精确模拟冰分布的线。利用PLS-CADD结构布置方案,每一段悬架塔通常是加载来模拟十个或十个以上的一侧跨越塔的冰,在跨越不加冰的另一边。1995事件建模动态分析是由于不平等的釉面结冰。然而,最常见的不平等的加载在不列颠哥伦比亚省来自积累湿雪。通常情况下约10跨度在一定高度范围内成为装在每个事件的湿雪。雾凇和云结冰也可以发生，但比湿雪和不常见的，通常只影响在时间跨度5或6。在雾凇冰的情况下，这主要是由于塔的背风面的山脊上被庇护。目前，部分关键的500千伏线路正在加强平等和不平等的冰荷载。在山区,在设计荷载作用下最大平等的冰25毫米(1英寸),一个较小的价值,如19毫米(3/4英寸),是用在评价性能的不平等的冰塔载入。图11显示了一个2002年的情况,在那里一个阶段的输电线路卸载后五天原事件在变暖的趋势。在平坦的低洼地区受釉结冰不平等的冰载荷通常不考虑。当这个确实发生然而，不平等冰较小的值是用来反映更均匀的负荷（在同一标高塔）和较小的导体运动（由于在导体的金额较小的懈怠与所有类似长度的跨度）。为不平等的冰量在目前的研究中使用的实践已经使用在平坦低洼河谷地带和山区的设计冰的重量约60％的设计冰的重量约30％。釉（降水）结冰，CSAS的tandard22.3注意到，在冰融化凇通常在较小的部分逐渐下降的最不平等的结冰发生。如果不平等的冰荷载为这些领域的关注的是，修正案建议只使用结构的一面类似的冰荷载的设计冰荷载的30％。124 Figure11.onephaseunloaded5dayslaterduringawarmingperiod.总结1.进行了非线性静态和动态分析的海德鲁的BCTC/BC电路5L42输电线路冰灾，重建于1995年在跨两塔武器失败的样本部分。静态分析结果证实不平衡冰塔489/2装载机械保险丝激活。相邻的塔489/3的序列交叉臂故障重构的动态仿真结果。根据调查结果，可以得出结论，动态冲击由于导体下降，可以构成对相邻的塔，设计一个新的输电线路或升级现有生产线时，必须考虑产生巨大的影响。2.动态分析，有望成为一个有用的工具，在设计和评估一条龙的结构，以防止在重冰区线路级联故障。3.在不平等的冰荷载确定的最重要的概念，是试图从经验模型，在每一条线的位置发生结冰的规模和类型。加载方式可能取决于它是否是在山区或低洼平坦的地方，或是否结冰湿雪或云，雾凇或釉冰事件的结果是截然不同的。致谢作者想感谢资助不列颠哥伦比亚省输电公司的吉姆·托特·亚诺什和达克斯伯里和鼓励使用国家最先进的动态分析，以便更好地了解输电塔的表现受到本研究提供的合作和支持不平等的冰荷载。124 致谢本学期的三个多月的毕业设计，使我对建筑结构设计有了更深层次的了解，在这里我首先感谢我的指导老师舒前进老师，感谢他在我做毕业设计的每个阶段，从查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计等整个过程中都给予了我悉心的指导，感谢他在毕业设计的整个过程中的严格要求；同时感谢同学们的热情帮助，使我成功地完成了这次的设计课题—徐州新苑A座住宅楼的整体设计。通过这次毕业设计，我受益匪浅，具体心得如下：（1）自主、自学、自觉、自律，这是我在本次毕业设计中最大的感受。（2）我意识到规范的重要性，做设计不能随心所欲，每一步都要有据可依。（3）将大学四年所学的知识系统化，加深了我对土木工程专业知识的理解。（4）较熟练地掌握了与毕业设计相关的软件，如PKPM、AutoCAD等。（5）同学之间互相学习，共同进步，让我懂得团结合作的重要性。鉴于上述感言，在此，我由衷地感谢舒前进老师的点拨以及同学对我的鼓励、支持，然后还要感谢大学四年以来所有老师的谆谆教诲，为我今后从事土木工程行业相关工作打下坚实的专业知识基础。同时，感谢评阅老师和答辩委员会对我的设计精心评阅。最后衷心感谢中国矿业大学徐海学院四年来对我的培养，它教会了我怎样学习、做事、做人。祝愿徐海学院学院今后有更加长足的发展，祝愿百年矿大再续辉煌。124'