雅高快捷酒店建筑结构设计 毕业设计结构计算书

'学校代码：__________学号：1101012026HefeiUniversity毕业设计DIPLOMAPROJECT设计题目：雅高快捷酒店建筑结构设计学位类别：工学学士学科专业：土木工程作者姓名：导师姓名：完成时间：63 雅高快捷酒店设计摘要本次毕业设计是一个快捷酒店，主要进行的是结构设计部分。结构设计的阶段大体可以分为三个阶段：一、结构方案阶段：根据建筑的重要性，建筑所在地的抗震设防烈度，工程地质勘查报告，建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式，本工程采用的是框架结构；二、结构计算阶段：包括荷载计算、内力计算和构件计算；三、结构施工图绘制关键词：结构设计；荷载计算；节点验算；AbstractThisgraduationdesignisaFasthotel,mainlycarriesonthestructuraldesignpart. Thestageofstructuredesigncanbedividedintothreestages.:Seismicfortificationintensity,phaseoftheprogramme:accordingtotheimportanceofthebuilding.Thebuildingislocated,engineeringgeologicalinvestigationreportandthetypeofconstructionsiteandconstructionoftheheightandnumberoflayerstodeterminethestructureofbuildings,thisprojectusesaframestructure;Two,thestructureofthecalculationstage:includingloadcalculation,internalforcecalculationandcomponentcalculation;Three,structureconstructiondrawingKeywords:structuraldesign;loadcalculation;nodecheckingcalculation;63 目录第一章：前言4第二章：工程概况5第三章结构设计说明部分63.1主体工程设计63.2基本假定与计算简图63.2.1基本假定63.2.2计算简图63.3荷载、侧移计算及控制73.4内力计算及组合73.4.1竖向荷载下的内力计算73.4.2水平荷载下的计算73.4.3内力组合83.5构件、节点及基础设计83.6施工材料8第四章：结构计算书94.1工程总体概述94.1.1柱网布置94.1.2框架结构承重方案的选择：94.1.3梁、柱截面尺寸的初步确定104.2板的设计124.2.1屋面及楼面恒荷载计算124.2.2屋面及楼面活荷载计算134.2.3楼板内力分析及配筋计算144.3横向框架在竖向荷载作用下的计算164.3.1横向框架简图164.3.2恒荷载作用计算174.3.3活荷载作用计算234.3.4梁端剪力及柱端轴力计算264.3.5重力荷载作用计算334.4横向框架在水平地震作用下的内力和侧移计算384.4.1框架侧移刚度的计算384.4.2横向自震周期的计算404.4.3水平地震作用及楼层地震剪力的计算414.4.4多遇水平地震作用下的位移验算424.4.5水平地震作用下框架内力计算434.5框架梁、柱内力组合464.5.1结构选用的抗震等级及计算规定464.5.2框架梁柱内力组合474.6框架梁截面设计474.6.1梁正截面受弯承载力计算474.6.2、梁斜截面受剪承载力计算494.7框架柱截面设计5063 4.7.1柱截面尺寸复核504.7.2柱正截面承载力计算504.7.3柱斜截面受剪承载力计算:534.8基础设计544.8.1基础工程概况544.8.2独立基础设计（选用11轴线A柱下基础）54参考文献59致谢60附录6163 第一章：前言土木工程专业的毕业设计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、设备、给排水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——某旅游宾馆的建筑及结构设计部分施工图，侧重于结构计算，包括II类场地土7°近震的抗震设防，考虑结构的抗震设计。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，敬请教师批评指正。学生：李富强2015年5月15日63 第二章：工程概况1、工程名称：合肥雅高快捷酒店建筑结构设计;2、工程位置：安徽省合肥市;3、工程总面积：5574.6㎡，地上五层，建筑高度22.2m，底层层高4.2m，其余各层层高3.6m;4、结构形式：现浇整体框架；5、工程地质条件：详见地质勘查报告；6、抗震设防；7度；7、防火等级：二级，Ⅱ类场地；8、建筑类型：丙类；9、基本风压：主导风向：东南风；10、基本雪压：S0=0.60KN/m211、楼面活载：走廊、门厅：2.5KN/m2；其余：2.0KN/m2。63 第三章结构设计说明部分3.1主体工程设计该建筑采用框架结构，混凝土强度等级为C30。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、框架柱与砖墙链接均需间隔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、预埋件应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必须满足相关规范要求。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%。3.2基本假定与计算简图3.2.1基本假定（1）平面结构假定：该工程平面为正交布置，可以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：布置对称均匀，结构在水平荷载作用下不计扭转影响。3.2.2计算简图在横向水平力作用下，连续梁对墙产生约束弯矩，因此将结构简化为钢结构计算体系，计算简图如后面所述。63 3.3荷载、侧移计算及控制高层建筑水平力是起控制作用的荷载，包括地震作用于风力。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，可采用底部简历发。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。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内力计算及组合3.4.1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，按两端固定进行计算。由于钢筋混凝土材料的弹塑性性质，使得超静定结构的部分破坏截面能够形成“塑性铰”，使得构件发生内力重分布，从而提高结构的极限承载能力。在进行框架梁设计时，可以主动考虑塑性内力重分布，对梁端负弯矩进行适当调幅，达到调整配筋分布、节约材料、方便施工的目的要求,且规范要求跨中截面正弯矩设计值不应小于竖向荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩设计值的50%”。3.4.2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；将总剪力墙分得的份额按各片剪力墙的等效刚度进行再分配。最后计算单榀框架。注意力学方法在结构计算中应用的近似性及结构设计规范对这种“近似”带来的误差的调整方法，学会分析结构问题63 3.4.3内力组合进行组合目标内力与竖向荷内力之间的符号关系判别（水平荷内力左右均考虑，选取不利值即可），若二者符号一致，此竖向内力应对结构不利，若二者符号相反，则此竖向内力应对结构“有利”，再区分此竖向内力是由永久荷还是可变荷引起的，正确选取分项系数进行内力组合。（1）荷载组合。由于不考虑风荷载影响，荷载组合简化如下：①1.2×恒＋1.4×活。②1.2×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。3.5构件、节点及基础设计构件设计包括框架梁、柱，板的配筋计算。根据上部结构、工程地质、施工等因素，优先选用独立基础及联合基础。基础底板在地基净反力作用下，在两个方向均产生向上的弯曲，因此底板下部需双向配筋，计算截面取柱边或变阶处，计算两个方向弯矩时，把基础视为固定在柱周边的四边挑出的悬臂板。3.6施工材料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㎡。柱梁钢筋混凝土保护层为35mm,板为20mm。钢筋的锚固和搭接按国家现行规范执行。本工程梁柱混凝土强度等级均为C30、基础混凝土等级为C25。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厚轻质隔墙板，后封设备管道及夹墙采用80厚石膏砌块。当门窗洞宽≤1000mm时,应采用钢筋混凝土过梁,放置两端伸入支座并弯直钩;门窗洞宽≥1000mm时,设置钢筋混凝土过梁。63 第四章：结构计算书部分4.1工程总体概述4.1.1柱网布置柱网与层高：根据该房屋的使用功能及建筑设计要求，进行了平立面及剖面的设计，主体结构为整体6层局部3层，底层层高为4.2m其余层高3.6m。柱网如图5-1所示：图5-1主体结构柱网布置图4.1.2框架结构承重方案的选择：竖向荷载的传力途径：楼板→次梁→主梁→框架柱→地基。图4-2框架结构计算单元63 4.1.3梁、柱截面尺寸的初步确定1、框架梁截面尺寸估算（1）纵向框架梁1）、l=8100mm，h=（1/8～1/12）l＝750mm～1000mm,取h=700mm；b=（1/2～1/3）h＝200mm～300mm,取b=250mm；故梁的截面初步定为：b×h=250mm×700mm其惯性矩为：I＝1/12（bh3）＝250×7003/12＝7.2×109mm42）、l=3900mm，h=（1/8～1/12）l＝300mm～480mm,取h=400mm；按规范规定的最小限值，梁的截面初步定为：b×h=250mm×400mm,其惯性矩为：I＝1/12（bh3）＝250×4003/12＝1.33×109mm4（2）横向框架梁l=600mm，h=（1/8～1/12）l＝500mm～750mm,取h=600mm；b=（1/2～1/3）h＝300mm～200mm,取b=250mm；故梁的截面初步定为：b×h=250mm×600mm,其惯性矩为：I＝1/12（bh3）＝250×6003/12＝4.5×109mm4（3）次梁=275mm～184mm,取b=200mm；故次梁的截面初步定为：b×h=200mm×550mm2、框架柱截面尺寸估算（1）按轴压比要求初估框架柱的截面尺寸。框架柱的受荷面积如图5-3所示，框架柱选用C30混凝土，,根据设计资料知框架抗震等级为三级，轴压比。由轴压比初步估算框架柱截面尺寸时按式估算，主轴压力设计值N按式估算。63 图4-3框架柱的受荷面积1)、11轴与E轴相交中柱=1.25×14×[6×(4.05+4.05)]×5×1.05×1.0×1.0=3333.96KN因，取中柱截面为550mm×550mm2)、11轴与A轴相交边柱=1.25×14×8.1×3×5×1.05×1.0×1.0=2232.56KN，考虑边柱承受偏心荷载，故取柱的截面为550mm×550mm3）、1轴与A轴相交角柱角柱虽然承受面荷载较小，但由于角柱承受双向偏心荷载作用，受力复杂，故截面尺寸取550mm×550mm(2)校核框架柱截面尺寸是否满足构造要求1）、按构造要求框架柱截面高度不宜小于400mm，宽度不宜小于350mm2）、为避免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比宜大于4取二层较短住高，：3）、框架柱截面高度和宽度一般可取层高的1/10～1/15（取底层柱高为5200mm）故所选框架柱截面尺寸均满足构造要求表5-1柱截面尺寸（mm）层次混凝土等级（b×h）(mm×mm)1～6C30550×550表5-2梁截面尺寸（mm）混凝土等级纵梁（b×h）(mm×mm)横梁（b×h）(mm×mm)次梁（b×h）(mm×mm)C30250×600250×400250×600200×55063 4.2板的设计4.2.1屋面及楼面恒荷载计算根据建筑类别（框架结构）查05J909工程做法P290表可以查得屋面防水等级为Ⅲ级，即为10年。1、屋面恒荷载计算根据平屋面和上人屋面要求选择05J909工程做法P297卷材涂膜防水屋面（上人）（水泥砂浆保护层有保温隔热WM15）①40厚C20细石混凝土0.04×25=1KN/m2②10厚低标号砂浆隔离层忽略③防水层(4厚SBS改性沥青卷材)0.15KN/m2④20厚1：3水泥砂浆找平层0.02×14.5=0.29KN/m2⑤保温或隔热层，采用30厚硬质聚氨酯泡沫塑料3.5×0.03=0.105KN/m2⑥最薄30厚LC轻集料混凝土2%找坡层6×0.23=1.38KN/m2⑦现浇钢筋混凝土屋面板120厚25×0.12=3.0KN/m2合计：5.925KN/m22、楼面恒荷载计算（1）卫生间、盥洗室楼面——铺防滑地板砖①小瓷砖地面（包括水泥粗砂打底）0.55KN/m2②3mm防水涂膜0.3KN/m2③25mm厚细石混凝土找坡24×0.025=0.6KN/m2④现浇钢筋混凝土楼板100厚25×0.1=2.5KN/m2合计：3.95KN/m263 （2）会议室（铺地毯）楼面（单层地毯楼面）：①地毯5-8厚不考虑②1：2.5水泥砂浆20厚0.02×20KN/m3=0.40KN/m2③水泥砂浆一道（内掺建筑胶）不考虑④现浇钢筋混凝土楼板100厚0.1×25KN/m3=2.5KN/m2合计：2.9KN/m2（3）其他楼面——水泥砂浆楼面①1：2.5水泥砂浆20厚不考虑②水泥砂浆一道（内掺建筑胶）0.02×20KN/m3=0.40KN/m2③现浇钢筋混凝土楼板100厚0.1×25KN/m3=2.5KN/m2合计：2.9KN/m24.2.2屋面及楼面活荷载计算查《建筑荷载规范GB50009-2001》可知：①上人屋面均布活荷载标准值取为2.0kN/m2②楼面活荷载标准值：水泥砂浆楼面取为2.0KN/m2；走廊、门厅取为2.5KN/m2；厕所取为2.0KN/m2③屋面雪荷载标准值：=1.0×0.60=0.60KN/m2（式中为屋面积雪分布系数）63 4.2.3楼板内力分析及配筋计算如下图所示,可将该区板块分为A、B两种板，分别计算如下：图4-4楼盖梁格布置图（1）A区格板（双向板）恒荷载设计值：活荷载设计值：保护层厚度取20mm，钢筋选用Ф8则短跨方向跨中截面有效高度63 支座处均为76mm，取，表4-3A区格板配筋计算（1）B区格板（双向板）恒荷载设计值：活荷载设计值：保护层厚度取20mm，钢筋选用Ф8则短跨方向跨中截面有效高度支座处均为76mm，取，A区格板配筋计算结果见下表4-3表4-3B区格板配筋计算4.363 横向框架在竖向荷载作用下的计算4.3.1横向框架简图1、假定框架柱嵌固于基础顶面之上，框架梁与柱刚接。由于各层柱的尺寸不变，故框架梁的跨度等于柱截面型心之间的距离，此处取11轴线横向框架示意计算，计算简图如图4-5所示。图4-511轴线横向框架简图2、楼面梁布置简图、横向框架计算简图分别如图4-6和4-7所图4-6梁布置简图63 图4-711轴横向框架计算单元简图4.3.2恒荷载作用计算1、恒荷载计算各构件恒荷载计算（1）墙、门、窗单位面积重力荷载①外墙200厚，粘土非承重空心砖（12KN/m3，考虑了外墙保温）内侧20mm抹灰，则外墙重力荷载为：12×0.2+17×0.02＝2.74KN/m2②内墙200厚，粘土非承重空心砖（12KN/m3）双侧各20mm抹灰，则内墙重力荷载为：12×0.2+17×0.02×2＝3.08KN/m2③木门单位面积重力荷载：0.2kN/m2④铝合金窗单位面积重力荷载：0.4kN/m2恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图4-8所示：63 图4-8梁上恒载作用示意图（1）对于第5层、代表横梁自重，为均布荷载形式。=0.25×0.6×25×1.05=3.938kN/m=0.25×0.4×25×1.05=2.625kN/m为屋面板传给横梁的梯形荷载,由图4.3-3关系可得相应尺寸，并将这些分布荷载转化为等效均布荷载值如下：P1、P2分别由边纵梁、中纵梁、中间次梁直接和间接传给柱的恒载，它包括主梁自重、楼板自重、次梁自重、女儿墙自重等重力荷载，计算如下：P1=女儿墙自重+板传荷载+次梁自重+主梁自重P2=板传荷载+次梁自重+主梁自重P1、P2集中力产生的弯矩计算如下：63 （2）对于1～4层，包括梁自重和其上横墙自重，为均布荷载，其它荷载的计算方法同第6层。=3.938+3.08×（6-0.55）=20.724kN/m=2.625kN/m为楼面板传给横梁的梯形荷载，转化为均布荷载P1=板传荷载+外纵墙+内横墙+梁自重P2=板传荷载+外纵墙+内横墙+梁自重P1、P2集中力产生的弯矩计算如下：将以上横载计算结果汇总于表5-6所示：表5-6横向框架恒载汇总表层次63.9382.62518.07165.69196.562934.341～520.7242.6258.84194.66220.534.0738.5963 2、恒荷载作用下的内力计算梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算，由于结构和荷载均对称，故计算时可用半框架。弯矩计算过程如图5-10所示、所得弯矩图如图5-11所示。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。柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到。计算过程还应考虑柱自重。梁端、柱端弯矩的计算：梁、柱线刚度如图4-9所示：图4-9各层梁、柱线刚度示意图恒荷载作用下梁的固端弯矩计算：(1)对于第5层：（1）对于第4～1层综上可得：63 第5层:第4-1层：1、分配系数计算第5层：A轴：B轴：第4～2层：A轴：B轴：第1层:A轴：63 B轴：恒荷载作用下横向框架的弯矩二次分配及弯矩图分别如下图4-10及图4-11所示图5-10恒荷载作用弯矩二次分配计算图图5-11恒荷载作用下弯矩图63 4.3.3活荷载作用计算1、活荷载计算活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图4-12所示:图4-12梁上活载作用示意图⑴、对于第5层：1）、屋面活荷载板的面荷载为2.0KN/m，传递给AB、BC梁的为梯形荷载，等效转化为均布荷载：P1、P2集中力产生的弯矩计算如下：2）、雪荷载（0.6KN/m）P1、P2集中力产生的弯矩计算如下：63 ⑵、对于1～4层(楼板、卫生间、取为2.0kN/m2，走廊取为2.5kN/m2)P1、P2集中力产生的弯矩计算如下： 著水电土024242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424经上述计算将横向框架所受的活荷载进行汇总，结果列于表4-7。表4-7横向框架活载汇总表(注：括号内为雪荷载)层次56.1（1.83）54.825（13.74）74.265（19.572）9.24（2.4）13（3.42）1～46.154.82576.49.2414.062、活荷载作用下固端弯矩计算（1）对于第5层屋面活荷载：雪荷载：（2）对于4～1层：63 楼面活荷载：综上计算可得：第5层：屋面活荷载：MAB=-18.3kN.m，MBA=18.3kN.m，MBC=0雪荷载：MAB=-5.49kN.m，MBA=5.49kN.m，MBC=0第5～1层：MAB=-18.3kN.m，MBA=18.3kN.m，MBC=0活荷载作用下的内力图分别如图4-13及图4-14所示。图4-13活荷载作用弯矩二次分配计算图图4-14活荷载作用下弯矩图（括号内为雪荷载）4.3.4梁端剪力及柱端轴力计算1、恒荷载作用下计算(1)第5层：63 荷载引起的剪力：AB跨：BC跨:弯矩引起的剪力：AB跨：BC跨：总剪力：AB跨：BC跨：VB=VC=4.73KN柱轴力：A柱：B柱：(1)第4层：荷载引起的剪力：AB跨：BC跨：弯矩引起的剪力：AB跨：BC跨：总剪力：63 AB跨：VA=26.52-0.31=26.21kN，VB=26.52+0.31=26.81kNBC跨:VB=VC=24.87kN柱轴力：A柱：B柱：(1)第3层：荷载引起的剪力：AB跨：BC跨:弯矩引起的剪力：AB跨：BC跨：总剪力：AB跨：VA=26.52-0.32=26.2kN，VB=26.52+0.32=26.84kNBC跨：VB=VC=24.87kN柱轴力：A柱：63 B柱：（4）第2层：荷载引起的剪力：AB跨：BC跨:弯矩引起的剪力：AB跨：BC跨：总剪力：AB跨：VA=26.52-0.31=26.21kN，VB=26.52+0.31=26.83kNBC跨：VB=VC=24.87kN柱轴力：A柱：B柱：（5）第1层：荷载引起的剪力：AB跨：BC跨:63 弯矩引起的剪力：AB跨：BC跨：总剪力：AB跨：VA=26.52-0.45=26.07kN，VB=26.52+0.45=26.97kNBC跨：VB=VC=24.87kN柱轴力：A柱：B柱：2、活荷载作用下计算：（1）第6层：1）屋面活荷载：荷载引起的剪力：AB跨：BC跨:弯矩引起的剪力：AB跨：BC跨：总剪力：AB跨：BC跨：VB=VC=0KN63 柱轴力：A柱：B柱：2）雪荷载：荷载引起的剪力：AB跨：BC跨:弯矩引起的剪力：AB跨：BC跨：总剪力：AB跨：BC跨：VB=VC=0KN柱轴力：A柱：B柱：（2）第4层：荷载引起的剪力：AB跨：BC跨:弯矩引起的剪力：AB跨：BC跨：总剪力：AB跨：63 BC跨：VB=VC=0KN柱轴力：A柱：B柱：（3）第3层：荷载引起的剪力：AB跨：BC跨:弯矩引起的剪力：AB跨：BC跨：总剪力：AB跨：BC跨：VB=VC=0KN柱轴力：A柱：B柱：（4）第2层：荷载引起的剪力：AB跨：BC跨:弯矩引起的剪力：AB跨：BC跨：总剪力：AB跨：63 BC跨：VB=VC=0KN柱轴力：A柱：B柱：（5）第1层：荷载引起的剪力：AB跨：BC跨:弯矩引起的剪力：AB跨：BC跨：总剪力：AB跨：BC跨：VB=VC=0KN柱轴力：A柱：B柱：将上述计算结果汇总，见表5-8与表5-9所示表5-8恒载作用下梁端剪力及柱轴力（kN）层次荷载引起的剪力弯矩引起的剪力总剪力柱轴力AB跨B跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=-VBVB=VCVA=VBVB=VCVAVBVB=VCN顶N底N顶N底654.214.73-0.49053.7254.74.73207.81235.04240.87268.10526.5224.87-0.31026.2126.8324.87427.88455.11508.79240.508.79536.02426.5224.87-0.32026.226.8424.87647.94675.17777.34804.57326.5224.87-0.32026.226.8424.87868895.231045.891073.12226.5224.87-0.31026.2126.8324.871088.071115.301314.431341.66126.5224.87-0.45026.0726.9724.871280.771320.101583.111622.4463 表5-9恒载作用下梁端剪力及柱轴力（kN）层次荷载引起的剪力弯矩引起的剪力总剪力柱轴力AB跨B跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=-VBVB=VCVA=VBVB=VCVAVBVB=VCN顶=N底N顶=N底618.3（5.49）0（0）-0.26（-0.05）0（0）18.04（5.45）18.56（5.54）0(0)70.84(21.29)88.64(26.56)518.30-0.15017.1518.450140.79181.49418.30-0.17018.1318.470211.72274.36318.30-0.17018.1318.470282.65367.23218.30-0.17018.1318.470353.58460.1118.30-0.23018.0718.530424.45553.034.3.5重力荷载作用计算1、各构件重力荷载计算（1）墙、门、窗单位面积重力荷载①外墙200厚，粘土非承重空心砖（12KN/m3，考虑了外墙保温）内侧20mm抹灰，则外墙重力荷载为：12×0.2+17×0.02＝2.74KN/m2②内墙200厚，粘土非承重空心砖（12KN/m3）双侧各20mm抹灰，则内墙重力荷载为：12×0.2+17×0.02×2＝3.08KN/m2③木门单位面积重力荷载：0.2kN/m2④铝合金窗单位面积重力荷载：0.4kN/m2梁柱平面布置图如图5-15所示：63 图4-15梁柱的平面布置图2、各质点重力荷载代表值计算（1）第五层重力荷载代表值计算：①女儿墙的自重标准值：G女儿墙=3.0×（8.1×6+18）×2=399.6kN②屋面板结构层及构造层自重标准值：G屋面板=5.925×（56.4+0.55）×（18+0.55）=6259.3kN③梁自重标准值：G梁=0.55×0.2×（6+0.44-0.4）×25×12+0.6×0.25×（6-0.55）×25×14+25×0.25×0.4×（6-0.55）×7+0.6×0.25×（8.1-0.55）×25×24=1260.32kN④柱自重标准值(取1/2)：G柱=⑤墙自重标准值（取1/2）G墙=G外墙+G内墙+G门+G窗=⑥屋顶雪荷载标准值（取1/2）：Q6=则第6层重力荷载代表值汇总为：G6=G女儿墙+G墙+G屋面板+G梁+G柱+Q6=345.6+3875.32+1119.95+381.15+973.48+196.22=6891.42kN重力荷载设计值：63 G6=1.2×（345.6+3875.32+1119.95+381.15+973.48）+1.4×196.22×2=8584.02kN(2)第5～2层重力荷载代表值计算①楼面板结构层及构造层自重标准值：G楼面=2.9×(43.2+0.55)×(14.4+0.55)=1896.78kN②梁自重标准值：G梁=1119.95kN③柱自重标准值(上下各取取1/2)：G柱=381.15×2=762.3kN④墙自重标准值（取1/2）G墙=G外墙+G内墙+G门+G窗⑤活荷载标准值（取1/2）则第5～2层重力荷载代表值汇总为：Gi=G楼板+G墙++G梁+G柱+Q5=1896.78+1119.95+762.3+2325.62+656.25=6760.9kN重力荷载设计值：Gi=1.2×（1896.78+1119.95+762.3+2325.62）+1.4×656.25×2=9163.08kN(3)第1层重力荷载代表值计算①楼面板结构层及构造层自重标准值：G楼面=1896.78kN②梁自重标准值：G梁=119.95kN③柱自重标准值(上下各取1/2)：63 G柱=G柱（2下半层）+G柱（1上半层）=381.15+5.2×0.55×0.55×25×7×4×0.5=931.07Kn④墙自重标准值（上下层各取1/2）G墙=G墙（2下班层）+G墙（1上半层）G墙（2下班层）=G外墙+G内墙+G门+G窗G墙（1层上半层）=G外墙+G内墙+G门+G窗G墙=G墙（2层下班层）+G墙（1层上半层=1467.88+1403.34=2871.22kN⑤活荷载标准值（取1/2）:Q1=656.25kN则第1层重力荷载代表值汇总为：G1=G楼板+G墙++G梁+G柱+Q1=1896.78+1119.95+931.7+2871.22+656.25=7475.9kN重力荷载设计值：G1=1.2×（1896.78+1119.95+931.7+2871.22）+1.4×656.25×2=10021.08kN63 集中于各楼层标高处的重力荷载代表值Gi的计算结果如下：G6=6891.43kN，G5=6760.9kN，G4=6760.9kN，G3=6760.90kN，G2=6760.9kN，，G1=7475.9kN各个质点的重力荷载代表值示意图如图4-16所示：图4-16各个质点的重力荷载代表值示意图4.4横向框架在水平地震作用下的内力和侧移计算4.4.1框架侧移刚度的计算1、横梁线刚度的计算：表5-10横梁线刚度计算类别×104(N/mm2)b×h(mm×mm)×109(mm2)l（mm）（）×1010（N·mm）（1.5）×1010（N·mm）（2.0）×1010（N·mm）63 AB跨3.0250×6004.560002.25003.3754.5BC跨3.0250×4001.3324001.66252.493.33CD跨3.0250×6004.572002.25003.3754.52、柱线刚度的计算：I=bh3/12表5-11柱线刚度计算层号层高（mm）×104(N/mm2)b×h(mm×mm)×1010（N/mm2）×1010（N·mm）152003.0550×5500.764.382~636003.0550×5500.766.333、各层横向侧移刚度计算(D值法)（1）底层①A-4、A-10、D-4、D-10（4根）K=30375/4.38=0.771αc=(0.5+K)/(2+K)=0.459Di1=αc×12×ic/h2=0.459×12×4.38×1010/52002=8922②B-4、B-10、C-4、C-10（4根）K=(3.375+2.49)/4.38=1.339αc=(0.5+K)/(2+K)=0.551Di2=αc×12×ic/h2=0.551×12×4.38×1010/52002=10710③A-5～9、D-5～9、（10根）K=4.5/4.38=1.027αc=(0.5+K)/(2+K)=0.504Di3=αc×12×ic/h2=0.504×12×4.38×1010/52002=9797④B-5～9、C-5～9、（10根）K=（4.5+3.33）/4.38=1.788αc=(0.5+K)/(2+K)=0.604Di4=αc×12×ic/h2=0.604×12×4.38×1010/52002=11740∑D1=(8922+10710)×4+(9797+11740)×10=520980（2）2～6层①AA-4、A-10、D-4、D-10（4根）63 K=3.375×2/（6.33×2）=0.533αc=K/(2+K)=0.210Di1=αc×12×ic/h2=0.210×12×6.33×1010/36002=12308②BB-4、B-10、C-4、C-10（4根）K=(2.49+2.375)×2/（6.33×2）=0.927αc=K/(2+K)=0.317Di2=αc×12×ic/h2=0.317×12×6.33×1010/36002=18580③A-5～9、D-5～9、（10根）K=（4.5×2）/（6.33×2）=0.711αc=K/(2+K)=0.262Di3=αc×12×ic/h2=0.262×12×6.33×1010/36002=15356④B-5～9、C-5～9、（10根）K=（3.33+4.5）×2/（6.33×2）=1.251αc=K/(2+K)=0.382Di4=αc×12×ic/h2=0.382×12×6.33×1010/36002=22389∑D2-5=(12308+18580)×4+(15356+22389)×10=501002由上计算得，横向框架梁的层间侧移刚度为：表5-12横向框架梁的层间侧移刚度汇总层次12345（N/mm）5209805010025010025010025010024.4.2横向自震周期的计算横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法。结构顶点假想位移按按以下公式计算：VGi=∑Gk(△u)i=VGi/∑DijuT=∑(△u)k63 注：∑Dij为第i层的层间侧移刚度；(△u)i为第i层的层间侧移；(△u)k为第k层的层间侧移；s为同层内框架柱的总数。结构顶点的假想侧移计算过程见下表4-13所示表4-13结构顶点的假想侧移计算层次（kN）（kN）（N/mm）（m）（m）56760.913652.335010020.02730.269446760.920413.235010020.04070.242436760.927174.135010020.05420.201426760.933935.035010020.06770.147217475.941410.935010020.07950.0795基本自振周:T1=1.7ψTuT0.5注:ψT为结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取0.7。uT为假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值，Gi作为水平荷载而算得的结构顶点位移。T1=1.7ψTuT0.5＝1.7×0.7×0.28230.5＝0.633s4.4.3水平地震作用及楼层地震剪力的计算本办公楼结构高度未超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，属多层框架结构，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，即：1、结构等效总重力荷载代表值2、计算水平地震影响系数查《建筑抗震规范》得二类场地一组特征周期值Tg=0.35s。63 设防烈度为7度的因则地震影响系数为：3、结构总的水平地震作用标准值：因1.4Tg=1.4×0.35=0.49s0.1，此种情况不起主要控制作用，故取bf，=2300mm63 查表得选用420（）配筋率计算：梁端受压区相对高度：2、考虑两边支座处：将下部跨间截面的420钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋(As=1256mm2)，再计算相应的受拉钢筋As，计算结果见表4-16表4-16第一层AB框架梁正截面受弯承载力计算（支座处）截面位置MKN·m支座A-253.610.220.252<0.350.8741426.61B-266.720.230.256<0.350.8671512.47由上表计算结果知，查表支座A、B处选用钢筋422（）配筋率计算：最小配筋率计算：支座：跨中：故各截面的配筋率均大于最小配筋率，满足要求。63 4.6.2、梁斜截面受剪承载力计算根据“强剪弱弯”原则，由内力组合表知：AB框架梁端截面最大剪力组合：梁斜截面受剪承载力计算结果见表4-17表4-17梁斜截面受剪承载力计算截面位置V(KN)（KN）实配加密区双支箍筋实配非加密区双支箍筋A210.56536.250.81Ф8@150Ф8@2000.32%0.18%B210.56536．250.81Ф8@150Ф8@2000.32%0.18%由于梁腹板高度hw=600−100=500mm>450mm，规范要求需配腰筋每侧不少于0.1％bhw，且间距不宜大于200mm，本方案每侧配212（As=226mm2）。箍筋加密区长度：1.5×600=900mm与500mm较大者，故加密区长度取900mm箍筋配置，满足构造要求梁配筋图见图4-20图4-20梁配筋图63 4.7框架柱截面设计4.7.1柱截面尺寸复核底层柱NMAX=2721.17KN轴压比µn=N/(fcAc)=2721.17×103(14.3×5502)=0.63≤［0.9］(满足要求)取h0=550-35=515mm,VMAX=72.6KNh0/b=515/550=0.94≤40.25fcbh0=0.25×1.0×14.3×550×515=1012.6KN＞VMAX(满足要求)4.7.2柱正截面承载力计算柱同一截面分别承受正反向弯矩，故采用对称配筋选取第一层B轴柱进行计算，可从内力组合表中得知，应选择两组内力组合即NMAX，M和MMAX,N1、第一组内力组合：Mmax=227.79kN·mN=1182.54kN2、第二组内力组合：Nmax=2721.17KNM=9.78KN·m框架柱的截面尺寸为：550mm×550mm，混凝土等级为C30，纵向受力筋采用HRB400，箍筋采用HPB235级，框架抗震等级为三级。查得材料的强度等级标准值和设计值如下：混凝土强度：C30钢筋强度：HRB400HPB235相对受压区高度：框架柱正截面受弯承载能力计算过程见表4-1863 表4-18框架柱正截面受弯承载能力计算截面位置柱底柱顶M(KN·m)9.78227.79V(KN)2721.171182.545.15.1550×515550×5153.59192.63202023.59212.639.279.270.791.01.01.02.061.1548.56244.52283.56479.520.671>0.292<偏心性质小偏压大偏压65.83416.19选配钢筋422422实配面积15201520单侧最小配筋面积60560563 轴向力对截面重心的偏心距附加偏心距取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中的较大值初始偏心距：柱的计算长度根据《混凝土结构设计规范》（GB5001-2002）第7.3.11-2条规定，计算长度系数取1.25，故柱的计算长度当偏心受压构件的长细比时，可取。为柱子的回转半径，矩形截面，因而对矩形截面，当时，可取，由于本设计，故应考虑偏心距增大系数。为小偏心受压构件的截面曲率修正系数，当>1.0时，取=1.0为偏心构件长细比对截面曲率的修正系数，当时，取偏心距增大系数采用对称配筋，若，为大偏压，采用下式计算若，为小偏压，采用下式计算63 5.7.3柱斜截面受剪承载力计算:第1层中柱控制剪力值为：V=72.6KN，对应的M=227.79kN·m,N=1182.54kN。剪跨比：由于N=1182.54KN将上述参数代入下试进行箍筋计算框架柱斜截面承载力的计算过程见表4-19表4-19框架柱斜截面承载力的计算V（KN）N（KN）实配箍筋（构造配筋）加密区非加密区72.61012.621182.541297.73<0Ф10@80Ф10@150根据要求,三级抗震柱的箍筋取加密区最大间距为，则取80mm加密区长度计算：非加密区还应满足s≤10d=200mm,则非加密区箍筋配置为Ф10@150柱配筋图见图4-21图4-21柱配筋图63 4.8基础设计4.8.1基础工程概况边柱采用柱下独立扩展基础，中柱采用联合基础。基础埋深不宜大于原有建筑物基础埋深且大于0.5m；阶梯形基础每阶高度宜为300~500mm；混凝土等级不低于C20，选C25；基础保护层厚度40mm；垫层厚度100mm，混凝土强度等级选C10；钢筋选用HRB335级钢筋；室外地坪-0.45m。4.8.2独立基础设计（选用11轴线A柱下基础）初步假定基础形式如图4-22所示图4-22基础形式示意图63 1、独立基础选型初步确定基础埋深2.0m，基础底面处于硬塑状粘土层。基底以下土的平均容重γ=18kN/m3基底以上土的平均重度γm=20kN/m3;ηb=0.3,ηd=1.6(e或IL均小于0.85的粘性土)fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)，b<3m时，b=3m,取d=2.0m则fa=fak+ηdγm(d-0.5)＝240+1.6×20×（2-0.5）＝288kpa>1.1fak＝264kpa取fa＝288kpa。基础梁300×600mm梁自重：1.2×0.3×0.6×(7.2-0.55)×25×1.5＝53.87kN墙自重：2.74×(6-0.55)×(2.1+0.45)＝38.03kN即总重：53.78+38.08＝91.86kN取内力组M=9.78kN·mN=2721.17kNV＝5.63kN故N=2721.17+91.86=2813.03kN所以A1≥N/(fa-γGd)=2813.03/(288-20×2)=10.97m2，考虑偏心A=(1.1～1.5)A1=12.067～16.455m2,取l=b=4m（A=16m2）由于b>3m，故重新修正地基承载力特征值:2、地基承载力验算计算基底净反力：偏心距：en，o=M/F=（9.78+5.36×2）/（2721.17+20×2×16）=0.007基础边缘处最大最小净反力：故承载力满足要求63 3、基础抗冲切验算）柱跟与基础相交截面抗冲切验算：冲切力：=抗冲切力：b）第一变阶处抗冲切验算上台阶两个边长均为1.225m冲切力：抗冲切力：c)第二变阶处抗冲切验算上台阶两个边长均为1.725m冲切力：抗冲切力：4、配筋计算选用HRB335钢筋（y=300N/mm2）基础长边=短边，取配筋相同。63 ⅠⅠ截面（柱边）：柱边净反力：==210.38kpa弯矩：==896.1ⅡⅡ截面（第一变阶处）==211.18kpa==352.22ⅢⅢ截面（第二变阶处）==211.73kpa63 ==97.17故长、短配筋按=2273.2mm2，即568.3mm2/m，实配12@190（即2112，=2373.3）。独立基础配筋见图5-23：63 图4-23独立基础配筋图参考文献1、主要参考文献：[1]《混凝土结构构造手册》，第三版。中国有色工程设计研究总院主编，中国建筑工业出版社，2003.[2]《建筑结构抗震设计》，李国强等编著。北京：中国建筑工业出版社，2002[3]《混凝土结构》，第二版，赵培明主编。武汉工业大学出版社，2003[4]《多层钢筋混凝土框架结构设计实例详解》，第一版，周俐俐编著，中国水利水电出版社，20082、其它参考文献：[1]《建筑结构荷载规范》GB50009-2001,建设部主编,北京：中国建筑工业出版社，2002[2]《抗震设计规范》GB50011-2001,建设部主编,北京：中国建筑工业出版社，2002[3]《建筑工程抗震设防分类标准》GB50007-2002,建设部主编,北京：中国建筑工业出版社，2002[4]《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002建设部主编,北京：中国建筑工业出版社，2002[5]《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002,建设部主编,北京：中国建筑工业出版社，2002[6]《混凝土结构设计规范》GB50010-2002,建设部主编,北京：中国建筑工业出版社，200263 致谢本次论文是我大学期间对所学知识的一次总结，一次运用。首先要感谢陈长冰老师在论文写作中的倾囊相授，在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，因为有了他无私的、不厌其烦的指导和帮助，在一次次的改进后，本文才得以成型。感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了很多你问素材，还在论文的撰写和排版灯过程中提供热情的帮助。由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正！作者：李富强2015年5月25日63 附录:附表一：横向框架梁内力组合表楼层截面位置内力SGKSQKSEKγRE［1.2（SGK+0.5SQK）+1.3SEK］1.2SGK+1.4SQK1.35SGK+0.84SQK屋面均布活荷载雪荷载左震右震左震右震5AM-43.02-15.93-5.2878.62-78.6235.56-117.75-73.93-71.46V53.7218.045.45-24.0824.0830.9784.1889.7287.68B左M-45.94-17.49-5.56-65.8865.88-108.0820.39-79.61-76.71V54.718.565.5424.08-24.0885.2332.0191.6289.44B右M-1.65-0.5-0.1148.75-48.7546-49.07-2.68-2.65V4.7300-40.6340.63-40.0749.725.686.39跨间MAB　　　　　97.67140.7680.2185.8MBC　　　　　48.07-47-0.41-0.384AM-82.31-17.6138.35-138.3552.89-216.89-123.41-125.9V26.2117.15-42.3842.38-11.3582.3155.4649.79B左M-84.14-18.51-115.93115.93-197.0928.98-126.88-129.14V26.8318.4542.38-42.3883.61-10.0558.0351.72B右M-3.53-0.1885.78-85.7880.38-86.89-4.49-4.92V24.870-71.4871.48-53.62104.3529.8433.57跨间MAB　　　　55.85101.2374.7472.19MBC　　　　82.45-84.82-2.22-2.653AM-83.86-17.32246.28-246.28156.86-323.39-124.88-127.76V26.218.13-75.4475.44-47.39119.3356.8250.6B左M-85.76-18.33-206.37206.37-286.64115.78-128.57-131.17V26.8418.4775.44-75.44120.16-46.5658.0751.75B右M-3.24-0.21152.71-152.71145.88-151.9-4.18-4.55V24.870-127.26127.26-115.25165.9929.8433.57跨间MAB　　　　179.23139.1973.2270.35MBC　　　　147.95-149.83-1.91-2.282AM-84.23-17.36291.12-291.12200.22-367.46-125.38-128.29V26.2118.13-89.1889.18-62.56134.5256.8350.61B左M-86.06-18.37-243.94243.94-323.56152.12-128.99-131.61V26.8318.4789.18-89.18135.33-61.7658.0551.74B右M-3.19-0.2180.51-180.51173.04-178.96-4.11-4.47V24.870-150.43150.43-140.86191.5929.8433.57跨间MAB　　　　210.48163.5572.7169.81MBC　　　　175.11-176.89-1.84-2.21AM-7.97-16.66245.07-245.07224.27-253.61-32.89-24.75V26.0718.07-72.3772.37-44.16115.7856.5850.37B左M-82.41-18.03-189.17189.17-266.72102.16-124.13-126.4V26.9718.5372.37-72.37116.93-43.0158.3151.97B右M-4.04-0.29139.98-139.98132.71-140.25-5.25-5.7V24.870-116.65116.65-103.53154.2729.8433.57跨间MAB　　　　239.19134.5121.67126.34MBC　　　　134.78-138.18-2.98-3.4363 附表二：横向框架中柱B内力组合表楼层截面位置内力SGKSQKSEKγRE［1.2（SGK+0.5SQK）+1.3SEK］1.2SGK+1.4SQK1.35SGK+0.84SQK屋面均布活荷载雪荷载左震右震左震右震5柱顶M-12.54-4.731.27-114.63114.63-130.64107.77-21.67-20.9N240.8788.6426.56-40.6340.63201.73286.24413.14399.63柱底M20.493.012.2749.13-49.1371.86-30.3428.830.19N268.188.6426.56-40.6340.63227.87312.38445.82436.39V9.182.151.1245.49-45.4956.66-3814.0314.24柱顶M-26.94-2.3-152.58152.58-185.65131.72-35.55-38.3N508.79181.49-112.11112.11458.96692.15864.43839.32柱底M24.672.55101.72-101.72130.7-80.8833.1735.45N536.02181.49-112.11112.11485.1718.29897.31876.08V14.341.3570.64-70.6487.88-59.0519.120.493柱顶M-24.67-2.55-221.17221.17-254.92205.11-33.17-35.45N1045.89367.23-348.74348.74817.641543.011769.191720.43柱底M24.262.51180.95-180.95212.68-163.6932.6334.86N1073.12367.23-348.74348.74843.781569.161801.871757.19V13.591.41111.7-111.7129.89-102.4418.2819.532柱顶M-25.43-2.63-243.5243.5-278.92227.56-34.2-36.54N1314.43460.1-499.17499.17963.562001.842221.462160.97柱底M30.693.18199.23-199.23238.19-176.2141.2844.1N1341.66460.1-499.17499.17989.72027.982254.132197.73V15.591.61122.98-122.98143.64-112.1620.9622.41柱顶M-14.5-1.54-129.92129.92-149.78120.46-19.56-20.87N1583.11553.03-615.82615.821144.792425.692673.972601.74柱底M7.250.77211.98-211.98227.79-213.139.7810.43N1622.44553.03-615.82615.821182.542463.452721.172654.84V4.180.4465.75-65.7572.6-64.165.636.0163 计算书插图目录：(1)图5-1主体结构柱网布置图(2)图5-2框架结构计算单元示意图(3)图5-3框架柱受荷面积示意图(4)图5-4楼盖梁格布置图(5)图5-5⑦轴横向框架计算简图(6)图5-6梁布置简图(7)图5-7⑦轴横向框架计算单元简图(8)图5-8梁上恒载作用示意图(9)图5-9各层梁、柱线刚度示意图(10)图5-10恒荷载作用弯矩二次分配计算图(11)图5-11恒荷载作用下弯矩图(12)图5-12梁上活载作用示意图(13)图5-13活荷载作用弯矩二次分配计算图(14)图5-14活荷载作用下弯矩图(15)图5-15梁柱的平面布置图(16)图5-16各个质点的重力荷载代表值示意图(17)图5-17水平地震作用分布示意图(18)图5-18层间剪力示意图(19)图5-19左震作用下框架内力图(20)图5-20梁配筋图(21)图5-21柱配筋图(22)图5-22基础形式示意图(23)图5-23独立基础配筋图(24)图5-25楼梯平面布置图(25)图5-26楼梯板计算简图(26)图5-27平台板计算简图(27)图5-28平台梁计算简图(28)图5-29楼梯配筋图63'