宜昌市夷陵中学教学楼2# 毕业设计计算书

'前言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。本组毕业设计题目为《夷陵中学教学楼2#楼框架结构设计》。在毕设前期，我温习了《结构力学》、《钢筋混凝土》、《建筑结构抗震设计》等知识，并借阅了《抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》等规范。在毕设中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。本组在校成员齐心协力、分工合作，发挥了大家的团队精神。在毕设后期，主要进行设计手稿的电脑输入，并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。毕业设计的三个月里，在指导老师伦云霞的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进行内力组合的计算时，进一步了解了Excel。在绘图时熟练掌握了AutoCAD，以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。81 中文摘要本设计主要进行了结构方案中横向框架2、3、7、8轴框架的抗震设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力找出最不利的一组或几组内力组合，选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计。完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。关键词：框架结构设计抗震设计81 AbstractThepurposeofthedesignistodotheanti-seismicdesigninthelongitudinalframesofaxis2、3、7、8.Whenthedirectionsoftheframesisdetermined,firstlytheweightofeachflooriscalculated.Thenthevibratecycleiscalculatedbyutilizingthepeak-displacementmethod,thenmakingtheamountofthehorizontalseismicforcecanbegotbywayofthebottom-shearforcemethod.Theseismicforcecanbeassignedaccordingtotheshearingstiffnessoftheframesofthedifferentaxis.Thentheinternalforce(bendingmoment,shearingforceandaxialforce)inthestructureunderthehorizontalloadscanbeeasilycalculated.Afterthedeterminationoftheinternalforceunderthedeadandliveloads,thecombinationofinternalforcecanbemadebyusingtheExcelsoftware,whosepurposeistofindoneorseveralsetsofthemostadverseinternalforceofthewalllimbsandthecoterminousgirders,whichwillbethebasisofprotractingthereinforcingdrawingsofthecomponents.Thedesignofthestairsisalsobeapproachedbycalculatingtheinternalforceandreinforcingsuchcomponentsaslandingslab,stepboardandlandinggirderwhoseshopdrawingsarecompletedintheend.Keywords:frames,structuraldesign,anti-seismicdesign81 第一部分：工程概况一.工程概况1.建设项目名称：宜昌市夷陵中学教学楼2#本工程建筑功能为公共建筑，使用年限为50年；建筑平面的横轴轴距为8.1m，纵轴轴距为5.4m和4.5m；内、外墙体材料为陶粒混凝土空心砌块，外墙装修使用乳白色涂料仿石材外墙涂料，内墙装修喷涂乳胶漆，教室内地面房间采用水磨石地面，教室房间墙面主要采用石棉吸音板，门窗采用塑钢窗和装饰木门。全楼设楼梯两部。2.建筑地点：宜昌市区3.设计资料：1.3.1.地质水文资料：根据工程地质勘测报告，拟建场地地势平坦，表面为平均厚度0.3m左右的杂填土，以下为1.2～1.5m左右的淤泥质粘土，承载力的特征值为70kN/m2，再下面为较厚的垂直及水平分布比较均匀的粉质粘土层，其承载力的特征值为180kN/m2，可作为天然地基持力层。1.3.2抗震设防要求：六度四级设防1.3.3.底层室内主要地坪标高为±0.000，相当于黄海高程3.0m。1.3.4.地下潜水位达黄海高程2.4-2.5m,对本工程无影响。4.主要构件材料及尺寸估算1.4.1主要构件材料框架梁、板、柱采用现浇钢筋混凝土构件，墙体采用混凝土空心砌块，混凝土强度：梁、板、柱均采用C30混凝土，钢筋使用HPB235，HRB400二种钢筋。1.4.2.主要构件的截面尺寸（1）框架梁：横向框架梁，最大跨度L=8.1m，h=（1/8~1/12）L=1000mm~675mm，取h=800mmb=（1/2~1/3）h=400mm~266mm，取b=300mm纵向框架梁，最大跨度L=5.4m，h=（1/12~1/13）L=450mm~415mm，取h=600mmb=（1/2~1/3）h=300mm~200mm，取b=250mm（2）框架柱：初定边柱尺寸400mm×600mm，中柱500mm×500mm角柱500mm×600mm，一至五层框架柱混凝土强度等C30.其中，n为验算截面以上楼层层数，g为折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，框架结构近似取18kN/m2，F为按简支状态计算的柱的负荷面，β为考虑地震作用组合后柱81 轴压力增大系数。抗震等级四级的框架结构轴压比，边柱和中柱的负荷面积分别是5.4m×4.05m和5.4m×5.4m。边柱中柱所以边柱取400mm×600mm，中柱取500mm×500mm。5.框架结构计算简图和结构平面布置图81 第二部分：楼板设计2.1屋面和楼面板的荷载计算屋面和楼面板的荷载取自《建筑荷载规范》（GB50009—2001）。教室采用水磨石地面名称做法厚度（mm)容重(KN/㎡)重量(KN/㎡)彩色水磨石楼面白水泥大理石子面15250.381:3水泥砂浆找平18200.36纯水泥浆一道2200.04钢筋混凝土楼板120253板底20厚粉刷抹平20170.34　　　楼面静载4.1楼面活载2厕所采用地砖地面名称做法厚度（mm)容重(KN/m)重量(KN/m)厕所地砖铺实10200.21：4干硬性水泥砂浆25200.5基层处理剂一遍　　0.05C20混凝土0.5％找坡20250.711：2.5水泥砂浆找平20200.4防水涂料1.5　0.2钢筋混凝土楼板120253板底20厚粉刷抹平20170.34　　　楼面静载5.4楼面活载2.5不上人屋面名称做法厚度（mm)容重(KN/m)重量(KN/m)非上人屋面高分子卷材4120.051：3水泥砂浆找平20200.4憎水珍珠岩保温层6040.241：3水泥砂浆找平20200.41:6水泥焦渣找坡50150.75钢筋混凝土楼板120253板底20厚粉刷抹平20170.34　　楼面静载5.2楼面活载0.781 走道水磨石地面名称做法厚度（mm)容重(KN/m)重量(KN/m)彩色水磨石楼面白水泥大理石子面15250.381:3水泥砂浆找平18200.36纯水泥浆一道2200.04钢筋混凝土楼板100252.5板底20厚粉刷抹平20170.34　楼面静载3.6楼面活载2.52.2.楼板计算根据《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002），楼板长边l02与短边l01之比小于2时，宜按双向板计算。楼板长边l02与短边l01之比大于2，但小于3.0时，宜按双向板计算，当按沿短边受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够的构造钢筋。根据本工程的实际尺寸，楼板全为双向板，楼板按照弹性方法进行计算。双向板按弹性理论的计算方法：①多跨连续双向板跨中最大正弯矩：为了求得连续双向板跨中最大正弯矩，荷载分布情况可以分解为满布荷载g+q/2及间隔布置q/2两种情况，前一种情况可近似认为各区格板都固定支承在中间支承上，对于后一种情况可近似认为在中间支承处都是简支的。沿楼盖周边则根据实际支承情况确定。分别求得各区格板的弯矩，然后叠加得到各区格板的跨中最大弯矩。②多跨连续双向板支座最大负弯矩：支座最大负弯矩可按满布活荷载时求得。连续双向板的计算图示（1）标准层楼板计算：标准层楼板区格划分：81 标准层楼板区格图①板A板A按四边固定计算：一、基本资料：1、边界条件（左端/下端/右端/上端）：固定/固定/固定/固定/2、荷载：　永久荷载标准值：g＝4.10kN/M2　可变荷载标准值：q＝2.00kN/M2　计算跨度　Lx=5400mm　；计算跨度　Ly=4225mm　板厚　H=120mm；砼强度等级：C30；钢筋强度等级：HRB4003、计算方法：弹性算法。4、泊松比：μ＝1/5.二、计算结果：平行于Lx方向的跨中弯矩Mx　Mx=(0.01393+0.02794/5)×(1.20×4.1+1.40×1.0)×4.22=2.20kN·M　考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩：81 　M=(0.03283+0.05809/5)×(1.4×1.0)×4.22=1.11kN·MM=2.20+1.11=3.31kN·MA=257.92mm2，实配Ф8@180(As＝279mm)ρ＝0.215%，ρ＝0.233%mm平行于Ly方向的跨中弯矩My　　My=(0.02794+0.01393/5)×(1.20×4.1+1.40×1.0)×4.22=3.47kN·M　考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩：　Mya=(0.05809+0.03283/5)×(1.4×1.0)×4.22=1.62kN·MMy=3.47+1.62=5.08kN·MAsy=257.92mm2，实配Ф8@200(As＝279mm)ρ＝0.215%，ρ＝0.233%沿Lx方向的支座弯矩Mx"　Mx"=0.05610×(1.20×4.1+1.40×2.0)×4.22=7.73kN·MAsx"=265.06mm2，实配Ф8@200(As＝279mm)ρ＝0.215%，ρ＝0.233%沿Ly方向的支座弯矩My"　My"=0.06765×(1.20×4.1+1.40×2.0)×4.22=9.32kN·MAsy"=321.57mm2，实配Ф8@150(As＝335mm)ρ＝0.215%，ρ＝0.279%①板B一、基本资料：1、边界条件（左端/下端/右端/上端）：固定/铰支/铰支/固定/固定/2、荷载：　永久荷载标准值：g＝4.10kN/M2　可变荷载标准值：q＝2.00kN/M2　计算跨度　Lx=5400mm　；计算跨度　Ly=4225mm81 　板厚　H=120mm；砼强度等级：C30；钢筋强度等级：HRB4003、计算方法：弹性算法。4、泊松比：μ＝1/5.二、计算结果：平行于Lx方向的跨中弯矩Mx　Mx=(0.02206+0.03255/5)×(1.20×4.1+1.40×1.0)×4.22=3.22kN·M　考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩：　Mxa=(0.03283+0.05809/5)×(1.4×1.0)×4.22=1.11kN·MMx=3.22+1.11=4.33kN·MAsx=257.92mm2，实配Ф8@200(As＝279mm2)ρ＝0.215%，ρ＝0.233%平行于Ly方向的跨中弯矩My　My=(0.03255+0.02206/5)×(1.20×4.1+1.40×1.0)×4.22=4.17kN·M　考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩：　Mya=(0.05809+0.03283/5)×(1.4×1.0)×4.22=1.62kN·MMy=4.17+1.62=5.79kN·MAsy=257.92mm2，实配Ф8@200(As＝279mm2)ρ＝0.215%，ρ＝0.233%沿Lx方向的支座弯矩Mx"　Mx"=0.07144×(1.20×4.1+1.40×2.0)×4.22=9.85kN·MAsx"=340.29mm2，实配Ф8@200(As＝279mm2)ρ＝0.215%，ρ＝0.233%沿Ly方向的支座弯矩My"　My"=0.07939×(1.20×4.1+1.40×2.0)×4.22=10.94kN·MAsy"=379.79mm2，实配Ф8@150(As＝335mm2)ρ＝0.215%，ρ＝0.279%①板D一、基本资料：1、边界条件（左端/下端/右端/上端）：铰支/铰支/固定/固定/2、荷载：81 　永久荷载标准值：g＝4.10kN/M2　可变荷载标准值：q＝2.00kN/M2　计算跨度　Lx=5400mm　；计算跨度　Ly=4225mm　板厚　H=120mm；砼强度等级：C30；钢筋强度等级：HRB4003、计算方法：弹性算法。4、泊松比：μ＝1/5.二、计算结果：平行于Lx方向的跨中弯矩Mx　Mx=(0.02140+0.03728/5)×(1.20×4.1+1.40×1.0)×4.22=3.25kN·M　考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩：　Mxa=(0.03283+0.05809/5)×(1.4×1.0)×4.22=1.11kN·MMx=3.25+1.11=4.37kN·MAsx=257.92mm2，实配Ф8@200(As＝279.mm2)ρ＝0.215%，ρ＝0.233%　平行于Ly方向的跨中弯矩MyMy=(0.03728+0.02140/5)×(1.20×4.1+1.40×1.0)×4.22=4.69kN·M　考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩：　Mya=(0.05809+0.03283/5)×(1.4×1.0)×4.22=1.62kN·MMy=4.69+1.62=6.30kN·MAsy=257.92mm2，实配Ф8@200(As＝279.mm2)ρ＝0.215%，ρ＝0.233%沿Lx方向的支座弯矩Mx"　Mx"=0.07520×(1.20×4.1+1.40×2.0)×4.22=10.36kN·MAsx"=358.94mm2，实配Ф8@200(As＝279.mm2,)ρ＝0.215%，ρ＝0.233%沿Ly方向的支座弯矩My"　My"=0.09016×(1.20×4.1+1.40×2.0)×4.22=12.42kN·MAsy"=433.83mm2，实配Ф8@150(As＝335.mm2,)ρ＝0.215%，ρ＝0.279%①板E一、　基本资料：1、边界条件（左端/下端/右端/上端）：铰支/固定/固定/固定/81 2、荷载：　永久荷载标准值：g＝4.10kN/M2　可变荷载标准值：q＝2.00kN/M2　计算跨度　Lx=5400mm　；计算跨度　Ly=4225mm　板厚　H=120mm；砼强度等级：C30；钢筋强度等级：HRB4003、计算方法：弹性算法。4、泊松比：μ＝1/5.二、计算结果：平行于Lx方向的跨中弯矩Mx　Mx=(0.01435+0.03214/5)×(1.20×4.1+1.40×1.0)×4.22=2.34kN·M　考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩：　Mxa=(0.03283+0.05809/5)×(1.4×1.0)×4.22=1.11kN·MMx=2.34+1.11=3.45kN·MAsx=257.92mm2，实配Ф8@200(As＝279.mm2)ρ＝0.215%，ρ＝0.233%平行于Ly方向的跨中弯矩My　My=(0.03214+0.01435/5)×(1.20×4.1+1.40×1.0)×4.22=3.95kN·M　考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩：　Mya=(0.05809+0.03283/5)×(1.4×1.0)×4.22=1.62kN·MMy=3.95+1.62=5.57kN·MAsy=257.92mm2，实配Ф8@200(As＝279mm2)ρ＝0.215%，ρ＝0.233%沿Lx方向的支座弯矩Mx"　Mx"=0.05707×(1.20×4.1+1.40×2.0)×4.22=7.86kN·MAsx"=269.77mm2，实配Ф8@200(As＝279.mm2mm2)ρ＝0.215%，ρ＝0.233%沿Ly方向的支座弯矩My"　My"=0.07319×(1.20×4.1+1.40×2.0)×4.22=10.09kN·MAsy"=348.92mm2，实配Ф8@150(As＝335.mm2)ρ＝0.215%，ρ＝0.279%第三部次梁计算3.1荷载计算恒载设计值：板传来的自重4.1×1.2×4.05＝19.93KN/M次梁自重0.25×（0.4-0.12）×25×1.2＝2.1KN/M次梁粉刷81 0.02×(0.4-0.12)×2×17×1.2＝0.23KN/M小计：22.26KN/M活载设计值：20×1.4×4.05＝11.34KN/M荷载设计值　g+q=22.6+11.34=33.6KN/M3.2次梁计算3.2.1.弯矩计算边跨Ma=-1/16(g+q)L012=-33.6×4.52/16＝-42.525KN·MM1=1/14(g+q)L012=33.6×4.52/14＝48.60KN·MMb=-1/11(g+q)L012=-33.6×4.52/11=-61.85KN·M第二跨Mb=-1/11(g+q)L022=-33.6×4.52/11=-61.85KN·MM2=1/16(g+q)L022=33.6×4.52/16＝42.525KN·MMc=-1/14(g+q)L022=-33.6×4.52/14＝-48.60KN·M第三跨Mc=-1/14(g+q)L032=-33.6×4.52/14=-48.60KN·MM3=1/16(g+q)L032=33.6×4.52/16＝42.525KN·MMd=-1/14(g+q)L032=-33.6×4.52/14＝-48.60KN·M第四跨Md=-1/14(g+q)L042=-33.6×5.42/14=-69.98KN·MM4=1/16(g+q)L042=33.6×5.42/16＝61.24KN·MMe=-1/11(g+q)L042=-33.6×5.42/11＝-89.07KN·M第五跨Me=-1/11(g+q)L052=-33.6×5.42/14=-89.07KN·MM5=1/14(g+q)L052=33.6×5.42/16＝69.98KN·MMf=-1/16(g+q)L052=-33.6×5.42/11＝-61.24KN·M由于第3跨和第4跨的计算长度不同，支座D处弯矩取两者较大值：-69.98KN·M3.2.2.剪力计算边跨Va=0.5(g+q)L01=0.5×33.6×4.5＝75.6KN81 Vbl=0.55(g+q)L01=0.55×33.6×4.5＝83.16KN第二跨Vbr=0.55(g+q)L02=0.55×33.6×4.5＝83.16KNVcl=0.55(g+q)L02=0.55×33.6×4.5＝83.16KN第三跨Vcr=0.55(g+q)L03=0.55×33.6×4.5＝83.16KNVdl=0.55(g+q)L03=0.55×33.6×4.5＝83.16KN第四跨Vdr=0.55(g+q)L04=0.55×33.6×5.4＝99.79KNVel=0.55(g+q)L04=0.55×33.6×5.4＝99.79KN第五跨Ver=0.55(g+q)L05=0.55×33.6×5.4＝99.79KNVf=0.5(g+q)L05=0.5×33.6×5.4＝90.72KN3.3.截面设计3.3.1AB跨跨中配筋：C30混凝土，fc＝14.331N/mm，HRB400,fy＝360N/mm，纵筋合力点至近边边缘的距离a＝35mm　;M=48.60KN·Mb×h＝250×400mm，ho＝h-as＝400-35＝365mm　ξ＝0.518　ξ＝0.093≤ξ＝0.518　As＝α1×fc×b×x/fy＝1×14.331×250×34/360＝339mm　ρ＝As/(b×ho)＝339/(250×365)＝0.37%>0.20%选配3Ф14（461mm）根据裂缝宽度小于0.3mm重新选配2Ф18+1Ф16AB跨支座配筋计算：C30混凝土，fc＝14.331N/mm，HRB400,fy＝360N/mm，纵筋合力点至近边边缘的距离as＝35mm　;M=48.60KN·Mb×h＝1800×400mm，ho＝h-as＝400-35＝365mm　ξ＝0.518　ξ＝0.012≤ξ＝0.518　As＝α×f×b×x/fy＝1×14.331×1800×5/360＝326mm　选配218（508mm）根据裂缝宽度小于0.3mm重新选配2Ф203.3.2斜截面受剪承载力计算：设计参数：混凝土强度等级C30，fc＝14.331N/mm，ft＝1.433N/mm，as＝30mm　,钢筋等级HRB23581 箍筋抗拉强度设计值fyv＝210N/mm，箍筋间距s＝150mm　剪力设计值V＝99.8kN　截面尺寸b×h＝250×280mm，ho＝h-as＝280-30＝250mm　计算过程：　0.7×ft×b×ho＝0.7×1432.9×0.25×0.25＝62.7kN＜V＝99.8kN　当V＞0.7×ft×b×ho、h≤300mm构造要求：　箍筋最小直径D＝6mm，箍筋最大间距S＝150mm　最小配箍面积Asv,min＝(0.24×ft/fyv)×b×s＝82mm　当ho/b≤4时，V≤0.25×βc×fc×b×ho0.25×βc×fc×b×ho＝0.25×1×14331×0.25×0.25　＝223.9kN≥V＝99.8kN，满足要求。　V≤0.7×ft×b×ho+1.25×fyv×Asv/s×ho　Asv＝(V-0.7×ft×b×ho)×s/(1.25×fyv×ho)　＝(99790-0.7×1432.9×0.25×0.25)×150/(1.25×210×250)＝85mm　沿梁全长配Ф8@150表3.1次梁其他截面配筋表：截面A1B2C3D4E5F弯矩设计值42.5348.6061.8542.5348.6042.5369.9861.2489.0769.9861.24ξ0.010.090.14　0.11　0.16　0.21　0.14计算配筋（mm2)326339506　391　576　757　501考虑裂缝影响2202Ф18+2Ф203Ф142Ф203Ф142Ф20+3162Ф20+3142Ф20+实配钢筋1Ф162Ф142Ф161Ф14第四部分竖向荷载作用下框架结构的内力计算4.1横向框架计算单元根据结构布置和荷载计算，对4号轴线一榀横向中框架进行计算，如图所示。房间内直接传给该框架的楼面荷载如图中的阴影线所示。81 横图4.1向框架计算单元4.2梁、柱线刚度计算：表4.1横梁线刚度计算类别b×hIlEcI/l1.5EcI/l2EcI/l(m×m)（）　（m）　（）　（）　（）　边横梁0.3×0.80.01288.115.823.731.6中横梁0.3×0.40.00162.75.938.9411.9表4.2柱线刚度计算柱线刚度ic计算层次hb×hIEcI/l0.9EcI/l（m）（m×m）（）（）　（）1—250.4×0.60.007214.412.960.5×0.50.005210.49.363—53.90.4×0.60.007218.516.650.5×0.50.005213.311.9781 图4.2横向中框架梁、柱线刚度（单位：）所计算的中框架是对称结构，在计算竖向荷载作用时，取一半计算，断开的中跨线刚度是原来的2倍。4.3.恒载荷载计算荷载计算：线荷载　　屋面：屋面恒载5.2kN/m2屋面板传来的恒载：5.2×4.05＝21.06kN/m教室梁自重：0.30×0.8×25=6kN/m教室梁侧粉刷：2×（0.8-0.12）×0.02×17＝0.46kN/m　　　　　教室横梁的矩形线荷载　　合计：6.46kN/m　　　教室横梁的三角形线荷载　　合计：21.06kN/m走廊板传来的恒载：5.2×2.7＝14.04kN/m走廊梁自重：0.30×0.4×25=3kN/m走廊梁侧粉刷：2×（0.4-0.10）×0.02×17＝0.2kN/m　　走廊横梁的矩形线荷载　　合计：3.2kN/m　走廊横梁的三角形线荷载　合计：14.04kN/m楼面：楼面恒载4.1kN/m2楼面板传来的恒载：4.1×4.05＝16.61kN/m81 教室梁自重：0.30×0.8×25=6kN/m教室梁侧粉刷：2×（0.8-0.12）×0.02×17＝0.46kN/m教室梁上墙自重：0.24×（3.9-0.8）×19＝14.14kN/m教室梁上墙面粉刷：（3.9-0.8）×0.02×2×17＝2.108kN/m　　教室横梁的矩形线荷载　　合计：22.71kN/m　教室横梁的三角形形线荷载　　合计：16.61kN/m走廊：　楼面恒载3.6kN/m2走廊楼面传来的恒载：3.6×2.7＝9.72kN/m走廊梁自重0.30×0.4×25=3kN/m走廊梁侧粉刷：2×（0.4-0.10）×0.02×17＝0.2kN/m　　走廊横梁的矩形线荷载　　合计：3.2kN/m　走廊横梁的三角形线荷载　合计：9.72kN/m荷载计算：集中荷载次梁传来的集中荷载：屋面：板传来的恒载：5.2×4.05＝21.06kN/m次梁自重：0.25×（0.4－0.12）×25＝1.75kN/m次梁粉刷：0.02×（0.4-0.12）×2×17＝0.19kN/m　　　(5.4+5.4-4.05)×21.06×0.5＋1.75×5.4＋0.19×5.4＝81.56KN楼面：板传来的恒载：4.1×4.05＝16.61kN/m次梁自重：0.25×（0.4－0.12）×25＝1.75kN/m次梁粉刷：0.02×（0.4-0.12）×2×17＝0.19kN/m　　　(5.4+5.4-4.05)×16.61×0.5＋1.75×5.4＋0.19×5.4＝66.54KN屋面框架节点集中荷载：边柱联系梁自重：0.25×0.6×5.4×25＝20.25KN粉刷：0.02×（0.6-0.12）×2×5.4×17＝1.76KN0.6m挑檐板自重：0.6×5.4×5.2＝16.8KN0.6m高排水外延沟自重：0.6×5.4×25×0.12＝9.72KN边柱联系梁传来屋面荷载：0.5×(5.4+5.4-4.05)×4.05/2×5.2＝35.53KN顶层边节点集中荷载　合计：84.15KN中柱联系梁自重：0.25×0.6×5.4×25＝20.25KN粉刷：0.02×（0.6-0.12）×2×5.4×17＝1.76KN联系梁传来的屋面板荷载：0.5×(5.4+5.4-2.7)×2.7/2×5.2=18.6KN0.5×(5.4+5.4-4.05)×4.05/2×5.2=35.54KN　　　　　　　顶层中节点集中荷载　合计：76.15KN楼面框架节点集中荷载：边柱联系梁自重：0.25×0.6×5.4×25＝20.25KN粉刷：0.02×（0.6-0.12）×2×5.4×17＝1.76KN塑钢窗：　　　　　　　　　　　　　　　5KN窗下墙体自重：0.24×1.2×5.4×19＝29.5KN81 窗下墙体粉刷自重：2×0.02×1.2×5.4×17＝4.41KN框架柱自重：0.6×0.4×3.9×25＝23.4KN框架柱粉刷自重：(0.6+0.4)×2×0.02×3.9×17=2.65KN联系梁传来的楼面自重：0.5×(5.4+5.4-4.05)×4.05/2×4.1＝28.02KN楼面层边节点集中荷载　合计：115KN中柱联系梁自重：0.25×0.6×5.4×25＝20.25KN粉刷：0.02×（0.6-0.12）×2×5.4×17＝1.76KN内纵墙自重：5.4×(3.9-0.6)×0.24×19=81.3KN内纵墙墙体粉刷自重：5.4×(3.9-0.6)×2×0.02×17=12.2KN扣除门洞：-2.1×1.0×0.24×19+5＝-4.5KN框架柱自重：0.6×0.4×3.9×25＝23.4KN框架柱粉刷自重：(0.6+0.4)×2×0.02×3.9×17=2.65KN联系梁传来的楼面自重：0.5×（5.4+5.4-2.7）×2.7/2×3.6＝18.6KN0.5×(5.4+5.4-4.05)×4.05/2×4.1=28.02KN楼面层中节点集中荷载　合计：183.68KN集中荷载引起的偏心弯矩M:屋面层集中荷载引起的偏心弯矩M84.15×0.45＝37.87KN·M楼面层集中荷载引起的偏心弯矩M:115×0.175=20.1KN·M屋面层梁上作用的恒载81 图4.3屋面层梁上作用的恒载在上图中，gk1、qk1′分别代表横梁自重，是均布荷载形式；gk2和gk2′分别代表房间和走廊传给横梁的两个三角形荷载和三角形荷载，gk代表跨中次梁集中荷载。gk1=6.46kN/mgk2=21.06kN/mgk1′=3.2kN/mgk2′=14.04kN/mgk=81.56KNgk2、gk2′、gk代表房间和走廊传给横梁的梯形、三角形荷载和跨中集中荷载，需要将其转化为等效均布荷载。两个三角形荷载三角形荷载跨中集中荷载　横向框架恒荷载：屋面板：11.18＋6.46+15.10=32.74kN/m（8.1m跨）8.78+3.2=11.98kN/m（2.7m跨）楼面层梁上作用的恒载81 在上图中，gk1、gk1′分别代表横梁自重，是均布荷载形式；gk2和gk2′分别代表房间和走廊传给横梁的两个三角形荷载和三角形荷载，gk代表跨中次梁集中荷载。gk1=22.71kN/m　　gk2=16.61kN/mgk1′=3.2kN/mgk2′=9.72kN/mgk=66.54KNgk2、gk2′、gk代表房间和走廊传给横梁的梯形、三角形荷载和跨中集中荷载，需要将其转化为等效均布荷载。两个三角形荷载三角形荷载跨中集中荷载　横向框架恒荷载：楼面板：22.71＋8.82+12.32=43.85kN/m（8.1m跨）6.08+3.2=9.28kN/m（2.7m跨）4.4．恒载内力计算分层法的计算要点：①作用在某一层的框架梁上的竖向荷载只对本楼层的梁和与本层梁相连的框架柱产生弯矩和剪力，而对其他层框架和隔层的框架柱都不产生弯矩和剪力。②除底层以外的其它各层柱的线刚度均乘折减系数0.9。③除底层以外的其它各层柱的弯矩传递系数取1/3。81 　　　　　0.6550.6380.120　37.850.345　　0.242　-179.00179.00-7.2848.7092.4546.23　　　-69.52-139.05-52.74-26.1526.1523.9945.5422.77　　-14.53-5.51-2.732.7372.68-110.5394.42-58.25-36.1728.89　24.23-19.42顶层弯矩分配(单位KN·M)　28.79　-20.536.53　-1.2022.26-19.32　　86.38-61.5919.60-3.6166.78-57.97　0.1950.2570.4860.5130.097　-20.100.257　　0.195　-239.75239.75-5.6066.78126.2963.14　-76.26-152.51-57.97-28.8428.8419.6037.0618.53-9.51-3.61-1.801.8086.38-152.66159.41-61.59-36.2330.63　28.79-20.53标准层弯矩分配(单位KN·M)　30.05　-21.307.01　-1.3323.04-19.9881 　　90.16-63.9121.04-3.9969.12-59.93　0.2000.2660.5040.5280.098　-20.100.230　　0.174　-239.75239.75-5.6059.77130.9665.48　-79.10-158.21-52.14-29.3629.3618.1939.8719.93-10.53-3.47-1.951.9577.96-148.02156.44-55.60-36.9231.32　25.99-18.53底层弯矩分配(单位KN·M)节点弯矩二次调整：在用分层法计算竖向荷载作用下的结构内力时，计算的框架节点处弯矩之和不等于零，这是由于分层计算单元与实际结构不符带来的误差，因此要对节点不平衡力矩再做一次弯矩分配，予以修正。顶层框架边柱节点，下层框架传来弯矩是28.79kN·m，。节点各构件分配到的弯矩分别为：顶层框架中柱节点，下层框架传来弯矩是-20.53kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：将分配到的不平衡弯矩与节点弯矩相加得到节点的平衡弯矩。见下81 　0.6550.6380.120　0.345　　0.242　　　28.79-18.8613.10-20.532.46　　-9.93-110.5394.424.97-36.1772.68　-58.25　91.54-129.39107.52-73.81-33.71　第四层框架边柱节点，上层和下层框架传来弯矩分别是24.23kN·m，28.79kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：第四层框架中柱节点，上层和下层框架传来弯矩分别是-19.42kN·m、-20.53kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：将分配到的不平衡弯矩与节点弯矩相加得到节点的平衡弯矩。见下图　　　　　　　　24.23　-19.42-13.637.7986.38　-61.5996.98-73.22　0.1950.2570.4860.5130.097　0.257　　0.195　81 　　28.79-25.7720.49-20.533.88　　-13.63-152.66159.417.79-36.2386.38　-61.59　101.54-178.43179.90-74.33-32.35　　　第四层二次弯矩分配(单位KN·M)第三层框架边柱节点，上层和下层框架传来弯矩分别是28.79kN·m，28.79kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：第三层框架中柱节点，上层和下层框架传来弯矩分别是-20.53kN·m、-20.53kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：将分配到的不平衡弯矩与节点弯矩相加得到节点的平衡弯矩。见下图　　　　　　　　28.79　-20.53-14.808.0186.38　-61.59100.37-74.11　0.1950.2570.4860.5130.097　81 0.257　　0.195　　　28.78-27.9821.06-20.533.98　　-14.80-152.66159.418.01-36.2386.38　-61.59　100.36-180.64180.47-74.11-32.25　　　三层二次弯矩分配(单位KN·M)第二层框架边柱节点，上层和下层框架传来弯矩分别是28.79kN·m，30.05kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：第二层框架中柱节点，上层和下层框架传来弯矩分别是-20.53kN·m、-21.30kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：将分配到的不平衡弯矩与节点弯矩相加得到节点的平衡弯矩。见下图　　　　　　　　28.79　-20.53-15.128.1686.38　-61.59100.05-73.96　0.1950.2570.4860.5130.097　0.257　　0.195　81 　　30.05-28.6021.46-21.304.06　　-15.12-152.66159.418.16-36.2386.38　-61.59　101.31-181.26180.87-74.73-32.17　　　二层二次弯矩分配(单位KN·M)底层框架边柱节点，上层框架传来弯矩是28.79kN·m，。节点各构件分配到的弯矩分别为：底层框架中柱节点，上层框架传来弯矩是-20.53kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：将分配到的不平衡弯矩与节点弯矩相加得到节点的平衡弯矩。见下图　　　　　　　　28.79　-20.53-7.664.1190.16　-63.91111.29-80.33　0.2000.2660.5040.5280.098　0.230　　0.174　　　-14.5110.842.0181 　　-6.62-148.02156.443.57-36.9277.96　-55.60　71.34-162.53167.28-52.03-34.91　　　底层二次弯矩分配(单位KN·M)4.5活载荷载计算屋面活荷载：0.5kN/m²，(不上人屋面)，楼面活荷载：2.0kN/m²，走廊：2.5kN/m²荷载计算：线荷载　　屋面：屋面活载0.5kN/m2屋面板传来的活载：0.5×4.05＝2.03kN/m　　　　　　　　　　　　　　　　　教室横梁的三角形线荷载合计：2.03kN/m走廊板传来的活载：0.5×2.7＝1.35kN/m　　　　　　　　　　　　　　　走廊横梁的三角形线荷载　合计：1.35kN/m楼面：楼面活载2.0kN/m2楼面板传来的活载：2.0×4.05＝8.1kN/m　　　　　　　　　　　　　教室横梁的梯形线荷载　　合计：8.1kN/m走廊：　楼面活载2.5kN/m2走廊楼面传来的活载：2.5×2.7＝7.29kN/m　　　　　　　　　　走廊横梁的三角形线荷载　合计：7.29kN/m荷载计算：集中荷载次梁传来的集中荷载：屋面：板传来的活载：0.5×4.05＝2.03kN/m(5.4+5.4-4.05)×2.03×0.5＝6.86KN　　　　　　　　　　次梁传来的集中荷载　合计：6.86KN楼面：板传来的活载：2.0×4.05＝8.1kN/m(5.4+5.4-4.05)×8.1×0.5＝27.2KN　　　　　　　　　　次梁传来的集中荷载　合计：27.2KN屋面框架节点集中荷载边柱联系梁传来的屋面活载：0.6×5.4×0.5＝1.62KN0.5×(5.4+5.4-4.05)×4.05/2×0.5=3.42KN顶层边节点集中荷载　合计：5.04KN中柱联系梁传来的屋面活载：81 0.5×(5.4+5.4-2.7)×2.7/2×0.5=2.73KN0.5×(5.4+5.4-4.05)×4.05/2×0.5=3.42KN　　　　　　　顶层中节点集中荷载　合计：6.15KN楼面框架节点集中荷载：边柱联系梁传来的楼面活载：0.5×(5.4+5.4-4.05)×4.05/2×2.0=13.67KN楼面层边节点集中荷载　合计：13.67KN中柱联系梁传来的楼面活载：0.5×（5.4+5.4-2.7）×2.7/2×2.5＝13.67KN0.5×(5.4+5.4-4.05)×4.05/2×2.0=13.67KN楼面层中节点集中荷载　合计：27.34KN集中荷载引起的偏心弯矩M:屋面层集中荷载引起的偏心弯矩M:5.04×0.45＝2.27KN·M楼面层集中荷载引起的偏心弯矩M:27.34×0.175=4.78KN·M81 图4.4屋面层梁上作用的活载在上图中，qk1、qk1′分别代表房间和走廊传给横梁的三角形荷载。qk1=2.03kN/mqk1′=1.35kN/mqk=6.86KNqk1、qk1′代表房间和走廊传给横梁的三角形荷载和跨中集中荷载，需要将其转化为等效均布荷载。两个三角形荷载三角形荷载跨中集中荷载　横向框架活荷载：屋面板：1.08+1.27=2.35kN/m（8.1m跨）0.844kN/m（2.7m跨）81 图4.5楼面层梁上作用的活载在上图中，qk1、qk1′分别代表房间和走廊传给横梁的三角形荷载。qk1=8.1kN/m　　qk1′=7.29kN/mqk=27.2KNqk1、gk1′代表房间和走廊传给横梁的梯形、三角形荷载和跨中集中荷载，需要将其转化为等效均布荷载。两个三角形荷载三角形荷载跨中集中荷载　横向框架活荷载：楼面板：4.3+5.04=9.34kN/m（8.1m跨）4.56kN/m（2.7m跨）4.6活载内力计算活载作用下节点分配系数同恒载作用下节点分配系数相同。　0.6550.6380.120　2.270.345　　0.242　-12.8512.85-0.5181 3.656.933.46　-5.04-10.08-3.82-1.901.901.743.301.65-1.05-0.40-0.200.205.39-7.666.83-4.22-2.612.09　1.80-1.41顶层弯矩分配(单位KN·M)　6.15　-4.271.36　-0.254.79-4.02　　18.44-12.824.08-0.7514.36-12.07　0.1950.2570.4860.5130.097　-4.780.257　　0.195　-51.1051.10-2.7714.3627.1613.58　-15.88-31.76-12.07-6.016.014.087.723.86-1.98-0.75-0.370.3718.44-32.1034.80-12.82-9.156.38　6.15-4.27中间层弯矩分配(单位KN·M)　6.42　-4.441.46　-0.284.95-4.16　　19.25-13.314.38-0.8314.86-12.48　0.2000.26681 0.5040.5280.098　-4.780.230　　0.174　-51.1051.10-2.7712.8528.1614.08　-16.48-32.95-10.86-6.126.123.798.304.15-2.19-0.72-0.410.4116.64-31.1134.19-11.58-9.296.52　5.55-3.86底层弯矩分配(单位KN·M)节点弯矩二次调整：同恒荷载作用下一样，在活荷载作用下也要对节点不平衡力矩再做一次弯矩分配，予以修正。顶层框架边柱节点，下层框架传来弯矩是6.15kN·m，。节点各构件分配到的弯矩分别为：顶层框架中柱节点，下层框架传来弯矩是-4.27kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：将分配到的不平衡弯矩与节点弯矩相加得到节点的平衡弯矩。见下图　0.6550.6380.120　0.345　　0.242　　　6.15-4.032.72-4.270.51　　-2.12-7.666.831.03-2.615.39　-4.22　9.42-11.699.55-7.46-2.10　　　顶层二次弯矩分配(单位KN·M)81 第四层框架边柱节点，上层和下层框架传来弯矩分别是1.80kN·m，6.15kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：顶层框架中柱节点，上层和下层框架传来弯矩分别是-1.41kN·m、-4.27kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：将分配到的不平衡弯矩与节点弯矩相加得到节点的平衡弯矩。见下图　　　　　　　　1.80　-1.41-2.041.1118.44　-12.8218.20-13.12　0.1950.2570.4860.5130.097　0.257　　0.195　　　6.15-3.862.91-4.270.55　　-2.04-32.1034.801.11-9.1518.44　-12.82　22.55-35.9637.71-15.98-8.60　　　第四层二次弯矩分配(单位KN·M)第三层框架边柱节点，上层和下层框架传来弯矩分别是6.15kN·m，6.15kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：81 顶层框架中柱节点，上层和下层框架传来弯矩分别是-4.27kN·m、-4.27kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：将分配到的不平衡弯矩与节点弯矩相加得到节点的平衡弯矩。见下图　　　　　　　　6.15　-4.27-3.161.6718.44　-12.8221.43-15.42　0.1950.2570.4860.5130.097　0.257　　0.195　　　6.15-5.984.38-4.270.83　　-3.16-32.1034.801.67-9.1518.44　-12.82　21.43-38.0839.18-15.42-8.32　　　三层二次弯矩分配(单位KN·M)第二层框架边柱节点，上层和下层框架传来弯矩分别是6.15kN·m，6.42kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：81 第二层框架中柱节点，上层和下层框架传来弯矩分别是-4.27kN·m、-4.44kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：将分配到的不平衡弯矩与节点弯矩相加得到节点的平衡弯矩。见下图　　　　　　　　6.15　-4.27-3.231.7018.44　-12.8221.36-15.39　0.1950.2570.4860.5130.097　0.257　　0.195　　　6.42-6.114.47-4.440.85　　-3.23-32.1034.801.70-9.1518.44　-12.82　21.63-38.2139.27-15.56-8.31　　　二层二次弯矩分配(单位KN·M)底层框架边柱节点，上层框架传来弯矩是6.15kN·m，。节点各构件分配到的弯矩分别为：81 底层框架中柱节点，上层框架传来弯矩是-4.27kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：将分配到的不平衡弯矩与节点弯矩相加得到节点的平衡弯矩。见下图　　　　　　　　6.15　-4.27-1.640.8519.25　-13.3123.76-16.73　0.2000.2660.5040.5280.098　0.230　　0.174　　　-3.102.250.42　　-1.41-31.1134.190.74-9.2916.64　-11.58　15.23-34.2136.44-10.84-8.87　　　底层二次弯矩分配(单位KN·M)4.7竖向荷载作用下梁、柱内力计算梁端、柱端弯矩见弯矩图。梁端剪力：81 梁端剪力示意图柱轴力：柱轴力示意图边柱（上）：中柱（上）：边柱（下）：中柱（下）：恒载作用下，根据公式计算梁端剪力：表4.3梁端剪力计算恒载作用下梁端剪力序号梁端弯矩梁间恒载跨度梁端剪力边跨中跨边跨中跨边跨中跨边跨中跨81 MlMrMlMrqqLLVaVb左Vb右Vc左5129.39107.5233.7133.7132.7411.988.12.7135.31129.9116.1716.174178.43179.932.3532.3543.859.288.12.7177.41177.7712.5312.533180.64180.4732.2532.2543.859.288.12.7177.61177.5712.5312.532181.26180.8732.1731.443.859.288.12.7177.64177.5412.8112.811162.53167.2834.9134.9143.859.288.12.7177.01178.1812.5312.53表4.4恒载作用下柱轴力恒载作用下柱轴力序号柱截面层高容重集中荷载　　　　边跨中跨边跨中跨A柱B柱b(M)h(M)b(M)h(M)H(M)γ(kn/m3)NNN顶N底N顶N底50.40.60.50.53.9258476219.46242.86222.2246.640.40.60.50.53.925115184535.27558.67620.664530.40.60.50.53.925115184851.28874.681019104320.40.60.50.53.9251151841167.31190.71417144110.40.60.50.55251151841482.71512.718161847表4.5活载作用下梁端剪力活载作用下梁端剪力序号梁端弯矩梁间活载跨度梁端剪力边跨中跨边跨中跨边跨中跨边跨中跨MMMMqqLLVVb左Vb右Vc左511.699.422.102.102.350.848.102.709.809.241.141.14435.9637.718.608.609.344.568.102.7037.6138.046.166.16338.0839.188.328.329.344.568.102.7037.6937.966.166.16238.2139.278.318.319.344.568.102.7037.7037.966.166.16134.2136.448.878.879.344.568.102.7037.5538.106.166.16表4.6活载作用下柱子的轴力活载作用下柱轴力序号集中荷载梁端剪力A柱B柱边跨中跨边跨中跨81 NNVaVb左VN顶N顶55.046.159.809.241.1414.8416.53413.6727.3437.6138.046.1666.1288.07313.6727.3437.6937.966.16117.48159.53213.6727.3437.7037.966.16168.85230.99113.6727.3437.5538.106.16220.07302.59梁跨中弯矩计算：表4.7各层梁的跨中弯矩见下表竖向恒载作用下跨中弯矩计算（单位：kN·m）层次梁端弯矩跨度梁间恒载恒载作用下边跨中跨边跨中跨边跨中跨MlMrMlMrLLqqAB跨BC跨5129.39107.5233.7133.718.102.7032.7411.98150.05-22.794178.43179.9032.3532.358.102.7043.859.28180.46-23.893180.64180.4732.2532.258.102.7043.859.28179.07-23.792181.26180.8732.1732.178.102.7043.859.28178.56-23.711162.53167.2834.9134.918.102.7043.859.28194.72-26.45表4.8竖向活载作用下跨中弯矩竖向活载作用下跨中弯矩计算（单位：kN·m）层次梁端弯矩跨度梁间恒载活载作用下边跨中跨边跨中跨边跨中跨MlMrMlMrLLqqAB跨BC跨511.699.422.102.108.102.702.350.848.72-1.33435.9637.718.608.608.102.709.344.5639.76-4.44338.0839.188.328.328.102.709.344.5637.97-4.16238.2139.278.318.318.102.709.344.5637.86-4.15134.2136.448.878.878.102.709.344.5641.27-4.7181 图4.5恒载作用下框架弯矩图（单位：kN·m）81 图4.6活载作用下框架弯矩图（单位：kN·m）81 图4.7恒载作用下框架梁剪力图、柱轴力图（单位：kN）81 图4.8活载作用下框架梁剪力图、柱轴力图（单位：kN·m）第五部分横向荷载作用下框架结构的内力计算5.1风荷载作用楼层剪力的计算层次βzμsz(m)μzωoAPw51.01.320.61.260.4513.7710.1581 41.01.316.71.180.4521.0614.5031.01.312.81.080.4521.0613.2821.01.38.91.000.4521.0612.3211.01.35.01.000.4522.6813.275.2梁、柱线刚度计算横梁线刚度ib和柱线刚度ic计算分别见下表：梁、柱线刚度计算：横梁线刚度计算类别b×hIlEcI/l1.5EcI/l2EcI/l(m×m)（）　（m）　（）　（）　（）　边横梁0.3×0.80.01288.115.823.731.6中横梁0.3×0.40.00162.75.938.9411.9柱线刚度ic计算层次hb×hIEcI/l（m）（m×m）（）（）　150.4×0.60.007214.40.5×0.50.005210.42—53.90.4×0.60.007218.50.5×0.50.005213.35.3框架柱的侧移刚度D值计算楼层计算简图　Kα一般层　　　　　　　　　　i2　　i1i2　K=i1+i2+i3+i4/2icα=K/(2+K)　　　　　　　ic　　ic　　i4　　i3i4　　　　　　　　　　　　　　底层　　　　K=i1+i2/icα=(0.5+K)/(2+K)　i2　　i1i2　　　　　　　　ic　　ic　　　　　　　　　　　　　　81 图5.1水平力作用下的计算简图表5.1框架柱侧移刚度D值框架柱侧移刚度D值层次线刚度层高边柱中柱∑D边梁边柱中梁中柱HKaDKaD531.618.511.913.33.91.7080.4616.723.2710.6216.5126.47431.618.511.913.33.91.7080.4616.723.2710.6216.5126.47331.618.511.913.33.91.7080.4616.723.2710.6216.5126.47231.618.511.913.33.91.7080.4616.723.2710.6216.5126.47131.614.411.910.45.02.1940.6424.444.1830.7573.7816.445.4风荷载作用下框架内力计算求出框架层间剪力81 后，分配的剪力以及该柱上下端弯矩，反弯点高度y按下式计算：y0为标准框架的反弯点高度比，y1为上下梁刚度比变化时的反弯点高度比修正系数，y2y3是柱上下层高度变化时的反弯点高度比修正系数表5.2柱剪力分配表柱剪力分配表层次层剪力边柱D值中柱D值∑D每根边柱剪力每根中柱剪力510.156.726.5126.472.582.50424.656.726.5126.476.266.06337.936.726.5126.479.639.33250.256.726.5126.4712.7612.36163.524.443.7816.4417.1514.60表5.3各层柱反弯点计算表各层柱反弯点计算表层次边柱中柱5n=5j=5n=5j=5k=1.708y0=0.385k=3.271y0=0.45a1=1y1=0a1=1y1=0a3=1y3=0a3=1y3=0y=0.385　y=0.45　4n=5j=4n=5j=4k=1.708y0=0.435k=3.271y0=0.464a1=1y1=0a1=1y1=0a2=1y2=0a2=1y2=0a3=1y3=0a3=1y3=0y=0.435　y=0.464　3n=5j=3n=5j=3k=1.708y0=0.485k=3.271y0=0.5a1=1y1=0a1=1y1=0a2=1y2=0a2=1y2=081 a3=1y3=0a3=1y3=0y=0.485　y=0.5　2n=5j=2n=5j=2k=1.708y0=0.5k=3.271y0=0.5a1=1y1=0a1=1y1=0a2=1y2=0a2=1y2=0a3=1y3=0a3=1y3=0y=0.5　y=0.5　1n=5j=1n=5j=1k=2.194y0=0.55k=4.183y0=0.55a1=1y1=0a1=1y1=0a2=1y2=0a2=1y2=0y=0.55　y=0.55　各层柱端弯矩和剪力计算：柱端弯矩见弯矩图。柱端剪力层次54321边柱2.586.269.6312.7617.15中柱2.506.069.3312.3614.60层次边柱剪力中柱剪力层高边柱y中柱y边柱柱端M边柱柱底M中柱柱端M中柱柱底M52.582.53.90.390.456.193.875.364.3946.266.063.90.440.4613.7910.6212.6710.9739.639.333.90.490.519.3418.2218.1918.19212.7612.363.90.50.524.8824.8824.124.1117.1514.650.550.5538.5947.1632.8540.15梁端剪力、弯矩、柱轴力计算：梁端弯矩，剪力：表5.4梁端弯矩、剪力，柱轴力计算81 梁端弯矩、剪力，柱轴力计算层次边梁中梁柱轴力MblMbrVbMbrMblVb边柱中柱56.193.901.241.471.471.091.24-0.16417.6712.393.714.674.673.464.96-0.41329.9621.186.317.987.985.9111.27-0.81243.1030.739.1111.5711.578.5720.38-1.36163.4741.3712.9415.5815.5811.5433.33-2.76图5.2风荷载作用下框架弯矩图（单位:kN）81 图5.3梁端剪力及柱轴力图（单位：kN）第六部分横向框架内力组合进行框架梁的内力组合，控制截面有两个，分别是梁端和梁跨中。需要进行内力组合，得到梁端最大的正弯矩和梁端最大的负弯矩，还有梁跨中最大的正弯矩。梁端柱边的剪力和弯矩的公式：6.1恒载作用下内力组合恒载作用下梁端柱边剪力序号梁端剪力梁间恒载柱边梁端剪力边跨中跨边跨中跨边跨中跨VaVb左Vb右Vc左ggVa’Vb’左Vb’右Vc’左5135.31129.9116.1716.1732.7411.98125.49121.7213.1813.184177.41177.7712.5312.5343.859.28164.26166.8110.2110.2181 3177.61177.5712.5312.5343.859.28164.46166.6110.2110.212177.64177.5412.5312.5343.859.28164.49166.5810.2110.211177.01178.1812.5312.5343.859.28163.86167.2210.2110.21表6.1恒载作用下梁端柱边剪力恒载作用下梁端柱边弯矩序号梁端弯矩柱边梁端剪力柱边梁端弯矩边跨中跨边跨中跨边跨中跨MlMrMlMrVa＇Vb＇左Vb＇右Vc＇左Ml＇Mr＇Ml＇Mr＇5129.4107.533.733.71125.5121.7213.1813.1891.7477.0930.4230.424178.4179.932.432.35164.3166.8110.2110.21129.2138.229.829.83180.6180.532.332.25164.5166.6110.2110.21131.3138.8229.729.72181.3180.932.232.17164.5166.5810.2110.21131.9139.2329.6229.621162.5167.334.934.91163.9167.2210.2110.21113.4125.4832.3632.36表6.2恒载作用下梁端柱边弯矩在竖向荷载作用下，梁端弯矩进行调幅，乘以系数0.8。恒载作用下梁端柱边弯矩序号柱边梁端弯矩调幅后柱边梁端弯矩边跨中跨边跨中跨Ml＇Mr＇Ml＇Mr＇βMl＇βMr＇βMl＇βMr＇591.7477.0930.4230.4273.3961.6724.3424.344129.15138.2029.8029.80103.32110.5623.8423.843131.30138.8229.7029.70105.04111.0623.7623.762131.91139.2329.6229.62105.53111.3823.7023.701113.37125.4832.3632.3690.70100.3825.8925.89表6.3恒载作用下梁端柱边弯矩梁端弯矩调幅后，在相应荷载作用下的跨中弯矩必然会增加，因而乘于跨中弯矩乘于系数1.15。同时跨中弯矩还应满足下列要求：式中、、——分别为调幅后梁梁端负弯矩及跨中正弯矩；――按简支梁计算的跨中弯矩。调幅后竖向恒载作用下跨中弯矩计算（单位：kN·m）层次梁端弯矩跨度梁间恒载恒载作用下边跨中跨边跨中跨边跨中跨βMl＇βMr＇βMl＇βMr＇LLqqAB跨BC跨81 573.3961.6724.3424.348.102.7032.7411.98200.98-13.424103.32110.5623.8423.848.102.7043.859.28252.68-15.383105.04111.0623.7623.768.102.7043.859.28251.57-15.302105.53111.3823.7023.708.102.7043.859.28251.17-15.24190.70100.3825.8925.898.102.7043.859.28264.08-17.43表6.4调幅后竖向恒载作用下跨中弯矩计算6.2活载作用下内力组合活载作用下梁端柱边剪力序号梁端弯矩梁间活载跨度梁端剪力边跨中跨边跨中跨边跨中跨边跨中跨VaVb左Vb右Vc左qqLLVa＇Vb＇左Vb＇右Vc＇左59.809.241.141.142.350.848.102.709.108.650.930.93437.6138.046.166.169.344.568.102.7034.8135.715.025.02337.6937.966.166.169.344.568.102.7034.8935.635.025.02237.7037.966.166.169.344.568.102.7034.9035.635.025.02137.5538.106.166.169.344.568.102.7034.7535.775.025.02活载作用下梁端柱边弯矩序号梁端弯矩柱边梁端剪力柱边梁端弯矩边跨中跨边跨中跨边跨中跨MlMrMlMrVa＇Vb＇左Vb＇右Vc＇左Ml＇Mr＇Ml＇Mr＇511.699.422.102.109.108.650.930.938.967.261.871.87435.9637.718.608.6034.8135.715.025.0225.5228.787.357.35338.0839.188.328.3234.8935.635.025.0227.6130.277.077.07238.2139.278.318.3134.9035.635.025.0227.7430.367.067.06134.2136.448.878.8734.7535.775.025.0223.7927.507.627.62活载作用下梁端柱边调幅后弯矩序号柱边梁端弯矩调幅后柱边梁端弯矩边跨中跨边跨中跨Ml＇Mr＇Ml＇Mr＇βMl＇βMr＇βMl＇βMr＇58.967.261.871.877.175.811.501.50425.5228.787.357.3520.4223.025.885.88327.6130.277.077.0722.0924.225.665.66227.7430.367.067.0622.1924.295.655.65123.7927.507.627.6219.0322.006.106.10　6.3风载作用下内力组合81 风荷载用下跨中弯矩序号柱边梁端弯矩跨中弯矩跨中剪力边跨中跨Ml＇Mr＇Ml＇Mr＇边跨中跨边跨中跨55.823.591.21.21.1201.241.09416.5611.463.813.812.5503.713.46328.0719.66.56.54.2406.315.91240.3728.459.439.435.9609.118.57159.5938.1412.712.710.73012.9411.54表6.4风荷载用下跨中弯矩第七部分截面设计7.1框架梁设计以第顶层AB跨框架梁的计算为例。1、梁的最不利内力：经以上计算可知，梁的最不利内力如下：跨间：M=286.36KN·m支座A：M=-106.10KN·m，V=178.33KN支座B：M=-88.95KN·m，V=172.80KN2、梁正截面受弯承载力计算：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。翼缘计算宽度梁内纵向钢筋选Ⅲ级热扎钢（）,砼C30(),,h0=h-a=800-35=765mm。下部跨间截面按单筋T形截面计算。属第一类T形截面。81 实配钢筋422（As=1520mm²）。支座配筋：支座A受压钢筋：将下部跨间截面的422钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋，As，=1520mm2。支座A受拉钢筋：配筋率ρ＝As/(b×ho)＝394/(300×765)＝0.17%　最小配筋率ρ＝0.20%　A＝b×h×ρ＝480mm实配钢筋414（615mm）梁斜截面受剪承载力计算AB跨：当ho/b≤4时，V≤0.25×βc×fc×b×ho0.25×βc×fc×b×ho＝0.25×1×14331×0.3×0.765　＝822.3kN≥V＝468.9kN截面尺寸满足要求。　0.7×ft×b×ho＝0.7×1432.9×0.3×0.765＝230.2kN≥V＝178.3kN　按构造配筋：　加密区长度取1m，梁端加密区钢筋8@100，非加密区钢筋8@200。表7.1其它层梁配筋见下表：层次截面M（KN·m）ξ计算As，（mm2）实配As，（mm2）计算As（mm2）实配As（mm2）配箍1支座A207.900.086789418、（1017）加密区四肢Ф8@100,非加密区四Ф8@200Bl196.230.081743418、（1017）AB跨间422.460.0191549222225(1741)81 支座Br54.760.101439418（1017）加密区二肢Ф8@100非加密区二肢Ф8@200BC跨间23.850.014183414（615.7）2支座A205.460.085779418（1017）加密区四肢Ф8@100,非加密区四肢Ф8@200Bl200.110.083758418（1017）AB跨间401.830.018　1472222225(1741)支座Br47.440.087377418（1017）加密区二肢Ф8@100非加密区二肢Ф8@200BC跨间20.540.012　157414（615.7）3支座A189.250.078715418（1017）加密区四肢Ф8@100,非加密区四肢Ф8@200Bl186.970.077706418（1017）AB跨间402.470.018　1475222225(1741)支座Br43.830.08347418（1017）加密区二肢8@100非Ф加密区二肢Ф8@200BC跨间20.640.012　157414（615.7）4支座A170.580.07642418（1017）加密区四肢8@100非加密区四肢Ф8@200Bl176.120.073664418（1017）AB跨间405.660.0181486222225(1741)支座Br40.820.074323　418（1017）加密区二肢Ф81 8@100非加密区二肢Ф8@200BC跨间21.060.012　　240414（615.7）5支座A106.100.043480414（615）加密区四肢Ф8@100,非加密区四肢Ф8@200Bl88.950.036480414（615）AB跨间286.36　　1048420（1256）支座Br34.330.062270414（615）加密区二肢Ф8@100非加密区二肢Ф8@200BC跨间17.210.01　　240414（615.7）7.2框架柱设计2、柱正截面承载力计算：先以顶层A柱为例，（X向）柱截面宽度：b=400mm柱截面有效高度：h0=600-40=560mm柱的计算长度，对于现浇楼盖的顶层柱，L0=1.25H=4.875m混凝土轴心抗压强度设计值：fc=14.3N/mm2（1）、最不利组合一：Mmax/N顶层A柱的柱上端弯矩为M=132.81KN·m，柱下端弯矩为M=148.76kN·m,N=342.40KN。1.轴心受压构件验算　钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数φ　Lo/b＝4875/400＝12.2　φ＝1/[1+0.002×(Lo/b-8)2]＝0.966　全部纵向钢筋的最小截面面积A＝1200mm　81 一侧纵向钢筋的最小截面面积A＝480mm　全部纵向钢筋的截面面积As"按下式求得：　N≤0.9×φ×(fc×A+fy"×As")As"＝[N/(0.9×φ)-fc×A]/(fy"-fc)　＝[342400/(0.9×0.966)-14.33×240000]/(360-14.33)　＝-8811mm≤As,min＝1200mm，取As"＝As,min2.在Mx作用下正截面偏心受压承载力计算取20mm和偏心矩方向截面尺寸的1/30两者中的较大值，600/30=20mm，所以，要考虑偏心矩增大系数：取，由于，取采用对称配筋，采用对称配筋，属于大偏压情况。时81 配筋要符合最小配筋率要求，四级框架按照建筑抗震设计规范GB50011-2001表6.3.8.1规定受柱纵向钢筋每一侧最小配筋率是0.2%，中柱、边柱全部纵向钢筋最小配筋率是0.6%。故，As’=As=ρbh=0.2%×400×600=480mm2（2）、最不利组合二：N/M第顶层A柱的N=308.57kN，柱端较大弯矩为M=144.07kN·m1..轴心受压构件验算　钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数φ　Lo/b＝4875/400＝12.2　φ＝1/[1+0.002×(Lo/b-8)2]＝0.966　全部纵向钢筋的最小截面面积As,min＝1200mm　一侧纵向钢筋的最小截面面积As1,min＝480mm　全部纵向钢筋的截面面积As"按下式求得：　N≤0.9×φ×(fc×A+fy"×As")As"＝[N/(0.9×φ)-fc×A]/(fy"-fc)　＝[308570/(0.9×0.966)-14.33×240000]/(360-14.33)　＝-8924mm≤As,min＝1200mm，取As"＝As,min2.在Mx作用下正截面偏心受压承载力计算取20mm和偏心矩方向截面尺寸的1/30两者中的较大值，600/30=20mm，所以，要考虑偏心矩增大系数：，取，由于，取采用对称配筋，81 属于大偏压情况。时　　As’=As=ρbh=0.2%×400×600=480mm2（3）、最不利组合三：N/M最不利组合三：N/M　计算配筋结果和最不利组合一相同。实际配筋：X向：318、Asx＝763mm、ρ＝0.32%；　Y向：418、Asy＝1018mm、ρ＝0.42%；（As＝2545mm、ρ＝1.06%）（4）、柱斜截面受剪承载力验算以顶层柱为例进行计算框架柱的剪力设计值ho/b≤4时，V≤0.25×βc×fc×b×ho0.25×βc×fc×b×ho＝0.25×1×14331×0.4×0.56　＝802.6kN≥V＝72.20kN截面尺寸满足要求。　0.7×ft×b×ho＝0.7×1432.9×0.4×0.56＝224.7kN≥V＝72.20kN　所以该层柱应按构造配置箍筋，柱端加密区箍筋选用48@100，非加密区箍筋满足，选用4肢箍筋，8@200。表7.2其它层柱配筋见下表：柱A柱层次123截面尺寸400×600400×600400×600组合一二三一二三一二三M（KN·m）153.4153.4111194.83194.83173.53175.6175.6159.43N（KN）2051205122581615.91615.91773118311831295.95V（KN）50.2196.0788.5981 计算As=As’（mm2）480480480480480480480480480实配Asx(mm)318(763)、ρ＝0.32%318(763)、ρ＝0.32%318(763)、ρ＝0.32%实配Asy(mm)418(1018)、ρ＝0.42%418(1018)、ρ＝0.42%418(1018)、ρ＝0.42%ρsAs＝2545mm、ρs＝1.06%As＝2545mm、ρs＝1.06%As＝2545mm、ρs＝1.06%配箍加密区4肢Ф8@100，非加密区4肢Ф8@200加密区4肢Ф8@100，非加密区4肢Ф8@200加密区4肢Ф8@100，非加密区4肢Ф8@200柱A柱层次45截面尺寸400×600400×600组合一二三一二三M（KN·m）167.64167.64159.44148.76144.07148.76N（KN）747.47747.47819342.4308.57342.4V（KN）85.1972.2计算As=As’（mm2）480480480480480480实配Asx(mm)318(763)、ρx＝0.32%318(763)、ρx＝0.32%实配Asy(mm)418(1018)、ρy＝0.42%418(1018)、ρy＝0.42%ρsAs＝2545mm、ρs＝1.06%As＝2545mm、ρs＝1.06%配箍加密区4肢Ф8@100，非加密区4肢Ф8@200加密区4肢Ф8@100，非加密区4肢Ф8@200层次123截面尺寸500×500500×500500×500组合一二三一二三一二三M（KN·m）116.835.4280.9147.8487.11124.84115.285.44115.16N（KN）2601259427902022.32018.81773156514521564.5581 V（KN）39.0373.5967.18计算As=As’（mm2）480480480480480480480480480实配Asx(mm)318(763)、ρx＝0.32%318(763)、ρx＝0.32%318(763)、ρx＝0.32%实配Asy(mm)418(1018)、ρy＝0.42%418(1018)、ρy＝0.42%418(1018)、ρy＝0.42%ρsAs＝2545mm、ρs＝1.06%As＝2545mm、ρs＝1.06%As＝2545mm、ρs＝1.06%配箍加密区4肢Ф8@100，非加密区4肢Ф8@200加密区4肢Ф8@100，非加密区4肢Ф8@200加密区4肢Ф8@100，非加密区4肢Ф8@200柱B柱层次45截面尺寸500×500500×500组合一二三一二三M（KN·m）126.7194.54116.01111.798.86111.7N（KN）884.4884.4957349.12315.8349.12V（KN）63.4556.07计算As=As’（mm2）480480480480480480实配Asx(mm)318(763)、ρx＝0.32%318(763)、ρx＝0.32%实配Asy(mm)418(1018)、ρy＝0.42%418(1018)、ρy＝0.42%ρsAs＝2545mm、ρs＝1.06%As＝2545mm、ρs＝1.06%配箍加密区4肢Ф8@100，非加密区4肢Ф8@200加密区4肢Ф8@100，非加密区4肢Ф8@2007.3裂缝验算根据混凝土结构设计规范GB50010-2002表3.3.4本工程允许的最大裂缝宽度为0.37.3.1受弯构件裂缝验算一、基本参数：取顶层AB跨矩形梁截面受弯构件为例构件受力特征系数α＝2.181 截面尺寸b×h＝300×800mm，纵向受拉区纵筋420　(As＝1257mm)υ＝1,Es＝200000N/mm　,c＝25mm　a＝35mmho＝765mm　d＝∑(ni×di2)/∑(ni×υ×di)＝20mm　f＝2.01N/mm折减系数Ks=1.35按荷载效应的标准组合计算的弯矩值M＝286.36/1.35＝212.12kN·m　二、最大裂缝宽度验算：ρ＝As/A　对矩形截面的受弯构件：Ate＝0.5×b×h＝0.5×300×800＝120000mm　ρ＝As/A＝1257/120000＝0.010475受弯：σ＝M/(0.87×ho×As)σ＝212.12×106/(0.87×765×1257)＝253.55N/mm　ψ＝1.1-0.65×ftk/(ρ×σ)＝1.1-0.65×2.01/(0.010475×253.55)＝0.608最大裂缝宽度ωmax，按混凝土规范式8.1.2－1计算：　ω＝α×ψ×σ×(1.9×c+0.08×d/ρ)/Es　＝2.1×0.608×253.55×(1.9×25+0.08×20/0.010475)/200000　＝0.324mm＞ωlim＝0.3mm，不满足要求。　因此根据裂缝宽度重新选配钢筋：选配222+222表7.2其他梁截面配筋见下表：层次截面M（KN·m）KsM标准值实配As，（mm2）实配As（mm2）根据裂缝宽度要求实配As，（mm2）根据裂缝宽度要求实配As（mm2）1支座A207.91.35154418、220+222-1017Bl196.231.35145.36418、220+222-1017422.461.35312.93222220/42281 AB跨间225-1741支座Br54.761.3540.563418220+222-1017BC跨间23.851.3517.667414414-615.7　2支座A205.461.35152.19418　220+222　-1017　Bl200.111.35148.23418　220+222　-1017　AB跨间401.831.35297.65　222220/422225-1741支座Br47.441.3535.141418　220+222　-1017　BC跨间20.541.3515.215　414　414-615.7　3支座A189.251.35140.19418　220+222　-1017　Bl186.971.35138.5418　220+222　-1017　AB跨间402.471.35298.13　222220/422225-1741支座Br43.831.3532.467418　220+222　-1017　BC跨间20.641.3515.289　414　414-615.7　4支座A170.581.35126.36418　220+222　-1017　81 Bl176.121.35130.46418　220+222　-1017　AB跨间405.661.35300.49　222220/422225-1741支座Br40.821.3530.237418220+222-1017BC跨间21.061.3515.6414414-615.75支座A106.11.3578.593414214+218-615Bl88.951.3565.889414214+218-615AB跨间286.361.35212.12420222+225-1256支座Br34.331.3525.43414214+218-615BC跨间17.211.3512.748414414-615.7　7.3.2偏心受压构件裂缝验算一、基本参数矩形截面偏心受压构件构件受力特征系数αcr＝2.1　截面尺寸b×h＝400×600mm受压构件计算长度lo＝3900m纵向受拉区钢筋4Φ18　（1017mm2）υ＝1，Es＝200000N/mm，c＝30mm，as＝35mm，ho＝565mmdeq＝∑(ni×di^2)/∑(ni×υ×di)＝18mm　折减系数Ks=1.35按荷载效应的标准组合计算的轴向力值Nk＝349.2kN/1.35=258.67KN　按荷载效应的标准组合计算的弯矩值Mk＝111.7kN·m/1.35=82.77kN·m轴向力对截面重心的偏心矩e＝Mk/Nk＝82.77/258.67＝320mm　81 　二、最大裂缝宽度验算　ρ＝A/A对矩形截面的偏心受压构件：A＝0.5×400×600＝120000mmρ＝A/A＝1017/120000＝0.00848　偏心受压：σsk＝Nk×(e-z)/(As×z)使用阶段的轴向压力偏心距增大系数ηs，当lo/h＝3900/600＝6.5≤14取ηs＝1.0　ys＝0.5×b×h2/(b×h)-as＝0.5×400×6002/(400×600)-35＝265mme＝ηs×eo+ys＝1×320+265＝585mm　受压翼缘面积与腹板有效面积的比值γf"，对于矩形截面，γf"＝0　z＝[0.87-0.12×(1-γf")×(ho/e)2]×ho　＝[0.87-0.12×(1-0)×(565/585)2]×565＝428mm　σsk＝Nk×(e-z)/(As×z)＝258670×(585-428)/（1017×428）＝93.3N/mm　ψ＝1.1-0.65×ftk/(ρte×σsk)＝1.1-0.65×2.01/(0.00848×93.3)<0.2取ψ＝0.2ω＝α×ψ×σ×(1.9×c+0.08×d/ρ)/Es　＝2.1×0.2×93.3×(1.9×30+0.08×18/0.00848)/200000　＝0.053mm≤ω＝0.3mm，满足要求。　其他柱截面经验算裂缝宽度均满足要求，不需重新选配钢筋。第八部分电算比较8.1数据输入柱砼等级c30梁砼等级c30梁柱主筋级别HRB400梁柱箍筋级别HRB235柱保护层C35梁保护层C35柱梁自重计算信息算柱梁支座负弯矩调幅系数0.80梁惯性矩增大系数2.00结构重要性系数1.00抗震等级4设计分组第一组地震烈度6度场第3类81 计算整型6个计算周期折减系数0.8结构类型框架8.2数据输出：81 81 81 81 81 电算校核及分析结果：8.3内力计算根据PKPM软件电算结果与手算结果进行比较，存在着一些偏差。81 用分层法计算的荷载弯矩图与电算进行比较，存在着偏差，这主要由于分层法不是一种很精确的算法，但是偏差不是很大。活载计算时，用的是分层法，也存在这上述问题。用D值法计算风载与电算结果比较，由于此设计中反弯点的位置只是取得近似值，也存在一定的偏差。电算时考虑了空间的结构作用，但是手算只考虑一榀框架没有联系其它框架梁、板、柱对本框架的作用，也因此存在一定偏差。在电算中，输入各项荷载值时，未考虑抹灰自重，使得值有所偏小，而手算时考虑进去了，在这点上，手算较全面。在电算过程中，由于软件运用不是很熟练，有些地方的荷载没有输正确，例如未考虑顶楼的附加荷载，使得计算也出现一定的误差。总体来说，通过电算配筋与手算配筋作比较可知，电算的配筋小一些，而手算的保守一些，配筋大一些。8.4内力组合由于内力组合中手算一榀框架示并未考虑地震荷载及活载的最不利组合，因此内力组合也存在一定的偏差。经综合比较虽然电算与手算存在一定的偏差，但是偏差不大，在工程控制范围内，因此是安全的。第九部分：基础设计9.1设计参数：基础类型：锥型柱基平面:剖面:81 一、几何参数：截面估算：＝（1.1～1.4）×(2257/1.35)/（202.88-20×1.8）(注：1.35为设计值折减为标准值系数)＝11.0～14.0m2取：B1=1750mm,A1=1750mmB2=1750mm,A2=1750mm基础高度取：H1=300mm,H2=350mmB=600mm,A=400mm基础埋深d=1.80m钢筋合力重心到板底距离as=80mm2．荷载值：(1)作用在基础顶部的基本组合荷载F=2257.00kNMy=153.42kN·mVx=50.20kN折减系数Ks=1.20(2)作用在基础底部的弯矩设计值绕Y轴弯矩:M0y=My＋Vx·(H1＋H2)=153.42＋50.20×0.65=186.05kN·m(3)作用在基础底部的弯矩标准值绕Y轴弯矩:M0yk=M0y/Ks=186.05/1.20=155.04kN·m3．材料信息：混凝土：C30钢筋：HRB335(20MnSi)4．基础几何特性：底面积：S=(A1＋A2)(B1＋B2)=3.50×3.50=12.25m2绕X轴抵抗矩：Wx=(1/6)(B1+B2)(A1+A2)2=(1/6)×3.50×3.502=7.15m3绕Y轴抵抗矩：Wy=(1/6)(A1+A2)(B1+B2)2=(1/6)×3.50×3.502=7.15m3二、计算过程1．修正地基承载力计算公式：81 fa=fak＋ηb·γ·(b－3)＋ηd·γm·(d－0.5)式中：fak=180.00kPaηb=0.00，ηd=1.00γ=17.60kN/m3γm=17.60kN/m3b=3.50m，d=1.80m如果b＜3m，按b=3m,如果b>6m，按b=6m如果d＜0.5m，按d=0.5mfa=fak＋ηb·γ·(b－3)＋ηd·γm·(d－0.5)=180.00＋0.00×17.60×(3.50－3.00)＋1.00×17.60×(1.80－0.50)=202.88kPa修正后的地基承载力特征值fa=202.88kPa2．轴心荷载作用下地基承载力验算　　pk=(Fk＋Gk)/AFk=F/Ks=2257.00/1.20=1880.83kNGk=20S·d=20×12.25×1.80=441.00kNpk=(Fk＋Gk)/S=(1880.83＋441.00)/12.25=189.54kPa≤fa，满足要求。3．偏心荷载作用下地基承载力验算计算公式：当e≤b/6时，pkmax=(Fk＋Gk)/A＋Mk/Wpkmin=(Fk＋Gk)/A－Mk/W当e＞b/6时，pkmax=2(Fk＋Gk)/3laX方向:偏心距exk=M0yk/(Fk＋Gk)=155.04/(1880.83＋441.00)=0.07me=exk=0.07m≤(B1＋B2)/6=3.50/6=0.58mpkmaxX=(Fk＋Gk)/S＋M0yk/Wy=(1880.83＋441.00)/12.25＋155.04/7.15=211.23kPa≤1.2×fa=1.2×202.88=243.46kPa，满足要求。4．基础抗冲切验算计算公式：Fl≤0.7·βhp·ft·am·h0Fl=pj·Alam=(at＋ab)/2pjmax,x=F/S＋M0y/Wy=2257.00/12.25＋186.05/7.15=210.28kPapjmin,x=F/S－M0y/Wy=2257.00/12.25－186.05/7.15=158.21kPa(1)柱对基础的冲切验算：H0=H1＋H2－as=0.30＋0.35－0.08=0.57mX方向：Alx=1/4·(2A＋2H0＋B1＋B2－B)(B1＋B2－B－2H0)=(1/4)×(2×0.40＋2×0.57＋3.50－0.60)(3.50－0.60－2×0.57)=2.13m2Flx=pj·Alx=210.28×2.13=447.81kNab=min{A＋2H0,A1＋A2}=min{0.40＋2×0.57,3.50}=1.54mamx=(at＋ab)/2=(A＋ab)/2=(0.40＋1.54)/2=0.97m81 Flx≤0.7·βhp·ft·amx·H0=0.7×1.00×1430.00×0.970×0.570=553.45kN，满足要求。Y方向：Aly=1/2·(B1＋B2)(A1＋A2－A－2H0)－1/4·(B1＋B2－B－2H0)2=(1/2)×3.50×(3.50－0.40－2×0.57)－(1/4)×(3.50－0.60－2×0.57)2=2.66m2Fly=pj·Aly=210.28×2.66=558.42kNab=min{B＋2H0,B1＋B2}=min{0.60＋2×0.57,3.50}=1.74mamy=(at＋ab)/2=(B＋ab)/2=(0.60＋1.74)/2=1.17mFly≤0.7·βhp·ft·amy·H0=0.7×1.00×1430.00×1.170×0.570=667.57kN，满足要求。5．基础受弯计算计算公式：MⅠ=a12[(2l＋a")(pmax＋p－2G/A)＋(pmax－p)·l]/12MⅡ=(l－a")2(2b＋b")(pmax＋pmin－2G/A)/48(1)柱根部受弯计算：G=1.35Gk=1.35×441.00=595.35kNX方向受弯截面基底反力设计值：pminx=(F＋G)/S－M0y/Wy=(2257.00＋595.35)/12.25－186.05/7.15=206.81kPapmaxx=(F＋G)/S＋M0y/Wy=(2257.00＋595.35)/12.25＋186.05/7.15=258.88kPapnx=pminx＋(pmaxx－pminx)(2B1＋B)/[2(B1＋B2)]=206.81＋(258.88－206.81)×4.10/(2×3.50)=237.31kPaⅠ-Ⅰ截面处弯矩设计值：MⅠ=[(B1＋B2)/2－B/2]2{[2(A1＋A2)＋A](pmaxx＋pnx－2G/S)＋(pmaxx－pnx)(A1＋A2)}/12=(3.50/2－0.60/2)2((2×3.50＋0.40)(258.88＋237.31－2×595.35/12.25)＋(258.88－237.31)×3.50)/12=530.54kN.mⅡ-Ⅱ截面处弯矩设计值：MⅡ=(A1＋A2－A)2[2(B1＋B2)＋B](pmaxx＋pminx－2G/S)/48=(3.50－0.40)2(2×3.50＋0.60)(258.88＋206.81－2×595.35/12.25)/48=560.69kN.mⅠ-Ⅰ截面受弯计算：相对受压区高度：ζ=0.033176配筋率：ρ=0.001581计算面积：901.39mm2/mⅡ-Ⅱ截面受弯计算：相对受压区高度：ζ=0.035096配筋率：ρ=0.001673计算面积：953.55mm2/m三、计算结果81 1．X方向弯矩验算结果：计算面积：901.39mm2/m采用方案：14@130实配面积：1184.14mm2/m2．Y方向弯矩验算结果：计算面积：953.55mm2/m采用方案：14@130实配面积：1184.14mm2/m第十部分：楼梯设计10.1楼梯板计算：1、楼梯结构平面布置图：2、层高3.9m，踏步尺寸150mm×300mm，采用混凝土强度等级C30，钢筋Ⅲ级，楼梯上均布活荷载标准值q=2.5KN/m2,面层荷载：q0=1.70kN/m23、几何参数：楼梯净跨:L1=3600mm楼梯高度:H=1950mm梯板厚:t=120mm踏步数:n=13(阶)上平台楼梯梁宽度:b1=200mm下平台楼梯梁宽度:b2=200mm4．材料信息：混凝土强度等级:C30fc=14.30N/mm2ft=1.43N/mm2Rc=25.0kN/m3钢筋强度等级:HRB400fy=360.00N/mm2抹灰厚度：c=20.0mm梯段板纵筋合力点至近边距离：as=20mm（1）计算过程：1．楼梯几何参数：踏步高度：h=0.1500m踏步宽度：b=0.3000m计算跨度：L0=L1＋(b1＋b2)/2=3.60＋(0.20＋0.20)/2=3.80m梯段板与水平方向夹角余弦值：cosα=0.89481 2．荷载计算(取B=1m宽板带)：(1)梯段板：面层：g=(B＋B×h/b)q0=(1＋1×0.15/0.30)×1.70=2.55KN/m自重：g=Rc×B×(t/cosα＋h/2)=25×1×(0.12/0.89＋0.15/2)=5.23KN/m抹灰：g=RS×B×c/cosα=20×1×0.02/0.89=0.45KN/m恒荷标准值：2.55＋5.23＋0.45=8.23KN/m恒荷控制：　1.35gk＋1.4×0.7×B×q=1.35×8.23＋1.4×0.7×1×2.50=13.56KN/m活荷控制：1.2gk＋1.4×B×q=1.2×8.23＋1.4×1×2.50=13.37KN/m荷载设计值取两者较大值　13.56KN/m3．正截面受弯承载力计算：　M=pl02/10=13.56×3.802/10=19.58kN·m相对受压区高度：ζ=0.148配筋率：ρ=0.59%纵筋(1号)计算面积：As=587mm　M=-pl02/20=-13.56×3.802/20=-9.7kN·m相对受压区高度：ζ=0.071配筋率：ρ=0.28%支座负筋(2、3号)计算面积：As"=282mm(2)、计算结果：(为每米宽板带的配筋)1．1号钢筋计算结果(跨中)计算面积As:587mm采用方案：10@100实配面积：785mm2．2/3号钢筋计算结果(支座)计算面积As":187.64mm采用方案：12@200实配面积：565.49mm3．4号分布钢筋采用采用方案：10@200实配面积：392.70mm10.2平台板计算：81 设平台板厚h=120mm。1、荷载计算：平台板荷载取楼面荷载4.1kN/m2,活载取2.5kN/m2，取1m宽板带计算。g=4.1kN/m,q=2.5kN/m基本组合的总荷载设计值p=4.1×1.2+1.4×2.5=8.42KN/m2、截面设计：板的计算跨度L0=2.25-0.2/2+0.2/2=2.25m弯矩设计值:M=pl02/10=8.42×2.252/10=4.26kN·mh0=120-20=100mm相对受压区高度：ζ=0.03As＝/fy＝0.03×14.3×1000×100/360＝120mm配筋率ρ＝As/(b×ho)＝120/(1000×100)＝0.12%　最小配筋率ρ＝Max{0.20%,0.45ft/fy}＝Max{0.20%,0.18%}＝0.20%实际配筋：A＝b×h×ρ＝240mm　采用方案：10@200　实配面积：393mm10.3.平台梁计算：设平台梁截面b=200mmh=350mm1、荷载计算：平台梁的恒载：梁自重：0.2×（0.35-0.12）×25＝1.15KN/M梁侧粉刷:0.02×（0.35-0.12）×2×17=0.16KN/M平台板传来:4.1×2.25/2＝4.61KN/M梯段板传来：8.23×3.6/2＝14.81KN/M　　　　　　　　　　　　　　恒载合计：20.73KN/M活载2.5×3.6/2＋2.5×2.25/2＝7.31KN/M荷载分项系数=1.2=1.4基本组合的总荷载设计值p=20.73×1.2+7.31×1.4=35.11KN/m2、截面设计：计算跨度L0=1.05ln=1.05×（4.5-0.24）=4.47m内力设计值M=pl02/8=35.11×4.472/8=87.69kN·mV=pLn/2=35.11×（4.5-0.24）/2=74.78KN截面按倒L形计算，bf，=b+5hf，=200+5×120=800mm81 h0=350-35=315mm经计算属第一类T形截面。计算得；ξ＝0.092≤ξ＝0.518　As＝ξ×α×fc×b×h0/fy＝1×14.331×800×25/360＝806mm　ρ＝As/(b×ho)＝806/(800×295)＝0.32%　选320,实有As=941mm2斜截面受剪承载力计算，0.7×f×b×ho＝0.7×1430×0.2×0.315＝63.2kN＜V＝74.8kN　Asv＝(V-0.7×ft×b×ho)×s/(1.25×fyv×ho)　＝(74800-0.7×1430×0.2×0.315)×200/(1.25×210×315)＝28mm　V＞0.7×ft×b×ho、300＜H≤500mm构造要求：　箍筋最小直径D＝6mm，箍筋最大间距S＝200mm　最小配箍面积A＝(0.24×ft/fyv)×b×s＝66mm取箍筋Φ8@200,　A＝100.5mm81 致谢这次我的毕业设计在伦云霞老师的悉心指导下，顺利地完成了，我对伦老师表示深深的感谢。同时在设计过程当中其他的同学给了我很大的帮助，我对他们表示谢意。伦老师对我们进行的毕业设计指导，使我感觉到收益良多，我逐渐的形成了一个工程师所必需具有的严谨的态度。老师们孜孜不倦的教诲，在我的心中留下了很深的印记，老师们在教授课程的同时，还要时刻关心我的毕业设计工作，每天都来给我解决问题，有时会讲到很晚，我感觉到老师对我的毕业设计工作十分的关心，我非常地感谢他们。一项工程设计的独立完成，对于我来说是很不容易的，没有老师的帮助，我很难成功。经过这一次毕业设计，我感觉到，以前对实际工程的认识，仅仅局限在书本上的知识，而到了毕业设计，需要每个人独立思考，去完成一项完整的设计，而这一转变就需要老师的指点，这样可以达到很好的实际效果。经过这次毕业设计，我把这几年所学习的专业知识融会贯通，建立了一个体系，通过老师的帮助，在毕业设计中，不断的完善这个体系，最后转变为自己的知识，我觉得这就是毕业设计的意义。大学毕业后，我将开始自己新的学习和生活，但毕业设计这段时间是我四年的大学生活最充实得一段时间，我也初步掌握了建筑结构设计的基础知识。在毕业之后，我会更加的努力，为国家的建设工作贡献自己的力量，为学校争取荣誉。在此再次感谢在这次毕业设计中支持和帮助我的老师和同学。81 参考文献（一）建筑设计参考书目：1.《房屋建筑学》（教材）北京，中国建筑工业出版社，19972.《建筑制图》（教材）何斌、陈锦昌、陈炽坤主编；北京高等教育出版社3.《现行建筑设计规范大全》本社编；北京，中国建筑工业出版社，20024.《公共建筑设计原理》刘方月编；南京，东南大学出版社，20045.《建筑设计资料集4》费麟主编；北京，中国建筑工业出版社，19946.《建筑工程设计施工详细图集》柳惠钏主编；北京，中国建筑工业出版社，2001（二）结构设计参考资料1.《钢筋混凝土结构》教材（上、中、下）罗向荣主编；北京，高等教育出版社，20032.《地基与基础》（教材）北京，中国建筑工业出版社，19983.《基础工程》莫海鸿、杨小平主编；北京，中国建筑工业出版社，20034.《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）中华人民共和国建设部主编；北京，中国建筑工业出版社，20025.《建筑抗震设计规范》（GB5011－2002）6.《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2001）中华人民共和国建设部主编；北京，中国建筑工业出版社，20027.《混凝土结构设计规范算例》本书编委会编著；北京，中国建筑工业出版社，20038.《建筑结构设计新规范综合应用手册》米炳寅、陈富生编著；北京，中国建筑工业出版社，20049.《土木工程抗震设计》本书编委会编著；北京，科学出版社10.《高层建筑结构设计》（教材）方鄂华、钱稼茹、叶列平编著；北京，中国建筑工业出版社81'