xxx市七里河区某单位办公楼 毕业设计计算书

'甘肃广播电视大学土木工程（本科）专业毕业设计题目:XXX市七里河区某单位办公楼姓名:XXX学号:XXXXXXXXX教学班:土木工程（本科）分校工作站:电大完成日期：XXXX年XX月XX日 指导教师评语按要求结合课程选题，选题适当，有一定的实用性、科学性、专业性和可行性。能综合运用专业基础理论、基础知识分析和解决实际问题。分析到位，计算详细，图纸清楚。初评成绩74分指导教师（签名）：XXXXXXX年XX月XX日答辩记录答辩主持人答辩小组成员秘书答辩日期答辩教师提问学生回答情况1．2． 3．4．5．67 8．答辩小组评语答辩主持人（签名）：年月日答辩成绩答辩主持人（签名）：年月日电大分校初审意见分校专业负责人（签名）：年月日省级电大复审意见省级电大专业负责人（签名）：年月日说明：1.答辩小组应填写评价意见，小组成员均应签名（盖章）。答辩小组不应少于3人。2.此表附于封面之后。3.此表由分校、工作站自行复制。 目录1工程概况12结构选型与布置12.1结构承重方案选择12.2结构布置22.3材料选用23框架计算简图及梁柱线刚度23.1梁柱截面尺寸估算23.1.1梁的截面尺寸估算23.2梁柱线刚度计算33.3确定计算简图44荷载计算54.1恒载标准值计算54.1.1屋面计算（采用中南标98ZJ001屋15做法）54.1.2楼面计算（采用中南标98ZJ001楼11做法）64.1.3屋面框架节点集中荷载标准值64.1.4楼面框架节点集中荷载标准值74.2活载标准值计算84.2.1屋面和楼面活荷载标准值84.3水平地震作用计算94.3.1重力荷载代表值的计算94.3.2框架柱抗侧移刚度和结构基本自震周期计算115内力计算145.1水平地震荷载作用内力计算145.1.1柱端弯矩及剪力的计算145.1.2梁端弯矩、剪力及柱子轴力的计算155.1.3地震作用下柱边内力175.2恒载作用下的内力计算185.2.1计算方法的选用18 5.2.2等效均布荷载计算185.2.3用弯矩分配法计算梁柱端弯矩取半边结构195.2.4梁端剪力及柱子轴力计算205.2.5恒载作用下柱边内力225.3活载作用下的内力计算235.3.1计算方法的选用235.3.2等效均布荷载计算235.3.3用弯矩分配法计算梁柱端弯矩取半边结构235.3.4梁端剪力及柱子轴力计算265.3.5活载作用下柱边内力266内力组合277框架梁、柱的控制截面288截面设计288.1框架梁截面设计288.1.1框架梁正截面设计288.1.2框架梁斜截面设计318.1.3裂缝验算328.2次梁计算338.2.1荷载计算338.2.2正截面承载力348.2.3次梁斜截面承载力计算348.3框架柱截面设计358.3.1框架柱正截面设计358.3.2框架柱正截面配筋计算378.3.3框架柱斜截面设计418.3.4框架柱裂缝宽度验算428.4板截面设计428.4.1板B1、B2、B5设计438.4.2板B3、B4设计489楼梯设计49 9.1设计资料499.2踏步板设计509.3平台板设计519.4平台梁设计5210基础设计5310.1荷载计算5310.1.1B柱基础(DJP01)5310.1.2C柱基础(DJP02)5310.2B柱基础(DJP01)的计算5410.3C柱联合基础(DJP02)的计算57参考文献63 结构设计计算书1工程概况(1)建设项目名称：XXX市七里河区某单位办公楼；(2)建设地点：XXX市七里河区；(3)建筑物总高度18.60m,共4层,层高3.9m,室内外高差0.45m。(4)雨量：年降雨量227mm，最大雨量71.8mm/日风压：主方向东北风，风压0.3kN/m2雪压：0.15kN/m2地质条件：①场地内地质结构简单，在勘测深度内地基土由杂土层，粉质粘土层和卵石层三层组成。土层的工程性质描述如下：杂土层：黑褐土，湿，稍密，含有植物根须，层厚介于2~2.85米。粉质粘土：粉质粘土，黑褐色，稍湿，稍密，其间含有中、粗沙和砾石，层厚介于8~9.5米。粉质粘土的承载力特征值fak=540kp。该层地层稳定，工程性质良好。卵石:杂色，以白色和青色为主，含量大于65%，粒径以50~150mm为主，中密-密实，夹杂有砾石，向下卵石粒径渐增，砾石含量减少，该层最大开挖深度4.4米，该层未揭穿，卵石层的承载力特征值fak=3000kp。②水文地质条件本场地无不良环境水文地质条件，地下水位深12米。地下水对混凝土无腐蚀性。(5)抗震设防烈度为8度，场地为三类场地土，设计地震分组为第Ⅱ组，设计基本地震加速度为0.2g。2结构选型与布置2.1结构承重方案选择本工程采用框架承重方案1、结构类型选择框架结构。2、梁﹑板﹑柱结构形式：现浇钢筋混凝土结构。 3、墙体厚度：外墙:300mm，内墙:200mm。4、楼梯采用现浇板式楼梯。5、基础采用柱下独立基础。2.2结构布置结合建筑的平面、立面和剖面布置情况，本办公楼的结构柱网平面布置如图2.2所示。图2-1结构柱网平面布置图2.3材料选用混凝土：采用C30。钢筋：板中受力钢筋及箍筋采用HPB300，梁、柱、基础中纵向受力钢筋选用热扎钢筋HRB335。墙体：外墙、内隔墙均采用加气混凝土砌块。窗：钢塑窗，=0.45。门：木门，=0.2。3框架计算简图及梁柱线刚度3.1梁柱截面尺寸估算3.1.1梁的截面尺寸估算 横向边跨梁（BC跨,DE跨）L=6300.790～525取h=600。250～167取b=300。横向中跨梁（CD跨）L=2400。综合考虑取b=300，h=500。纵向框架梁L=7200。900～600取h=600。300～200取b=300。3.1.2柱的截面尺寸估算柱截面尺寸可根据下式估算：其中该框架结构在8度抗震设防地区，楼层总高30根据规范查得抗震等级为三级，轴压比限值[]=0.85，各层重力荷载代表值近似取13kN/m2。中柱的负载面积为7.8×3.9。柱截面面积为：m2本设计柱截面尺寸均取6006003.2梁柱线刚度计算其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇板的作用，取I=2I0(I0为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩)。BC、DE跨梁：(m3) CD跨梁：(m3)纵向框架梁：(m3)上部各层柱：(m3)底层柱：(m3)图3-1梁柱线刚度示意图i×10-4E（m3）3.3确定计算简图选取一榀框架进行计算,选6号轴线为计算单元，其余框架可参照此框架进行配筋。 框架梁跨度：BC、DE跨:6300mm,CD跨:2400mm框架柱高度：取底层:3900+450+500=4850mm其它层:3600mm荷载传递示意图见图3-3。图3-2荷载传递示意图见4荷载计算4.1恒载标准值计算4.1.1屋面计算三毡四油撒铺绿豆砂刷冷底子油一遍20厚1:2.5水泥沙浆找平层20厚（最薄处）1:8水泥加气混凝土碎渣找2%坡干铺100厚加气混凝土砌块共2.26kN/m2现浇钢筋混凝土板120mm3.0kN/m2合计5.26kN/m2 （1）框架梁及粉刷自重框架梁自重0.3×0.6×25=4.5kN/m粱粉刷2×(0.6-0.12)×0.02×20=0.384kN/m梁线荷载标准值（2）边跨（BC、DE）线荷载标准值自重均布g4BC1=g4DE14.884kN/m恒载传来梯形g4BC2=g4DE25.5×3.9=21.45kN/m（3）中跨（CD）线荷载标准值自重均布gCD0.3×0.5×25+2×(0.5-0.12)×0.02×20=4.054kN/m4.1.2楼面计算20厚大理石板铺实拍平，水泥浆擦缝30厚1：4干硬性水泥砂浆，面上撒素水泥素水泥浆结合层一遍共1.16kN/m2现浇钢筋混凝土板100mm2.5kN/m2Ｖ型轻钢龙骨吊顶0.25kN/m2合计3.91kN/m2边跨框架梁及粉刷自重（均布）4.884kN/m边框架梁填充墙(3.9-0.6)×1.4=4.62kN/m填充墙粉刷2×(3.9-0.6)×0.02×20=2.64kN/m中框架梁及粉刷4.054kN/m1、楼面边框架梁上的线载标准值gBC1=gDE1(均布)4.884+6.6=11.484kN/mgBC2=gDE2(梯形分布)3.9×3.9=15.21kN/m2、楼面中间跨线载标准值gCD4.054kN/m4.1.3屋面框架节点集中荷载标准值1、顶层边节点集中荷载边柱纵向框架梁自重0.3×0.6×7.8×25=40.95kN 边柱纵向框架粱粉刷(0.7-0.12)×7.8×[0.66+0.02×20]=4.795kN1.2m高女儿墙自重（100m厚的混凝土压顶）7.8×(0.1×0.25×25+1.2×1.75)=14.54kN1.2m高女儿墙粉刷1.2×7.8×(0.66+0.02×20)=9.922kN纵向框架梁传来屋面自重2×0.5×3.9×0.5×3.9×5.51=41.828kN次梁自重及粉刷4.884×6=29.30kN次梁传来屋面自重0.5×(6+2.1)×0.5×3.9×5.51×2=86.872kN汇总G4B=G4E=221.775kN2、顶层中节点集中荷载中柱纵向框架梁自重0.3×0.6×7.8×25=40.95kN中柱纵向框架粱粉刷2×0.02×(0.6-0.12)×7.8×20=3.619kN纵向框架梁传来屋面自重2×3.9×0.6×3.9×0.6×5.51=41.828kN汇总G4C=G4D=129.957kN4.1.4楼面框架节点集中荷载标准值1、中间层边节点集中荷载边柱纵向框架梁自重40.95kN边柱纵向框架梁粉刷4.795kN塑钢窗自重2×2.4×2×0.45=3.78kN窗下墙体重2×0.9×(3.9-0.25-0.1)×1.75=11.182kN窗下墙体粉刷2×0.9×3.55×(0.66+0.02×20)=6.773kN窗边墙体自重2×1.45×(3.6-0.7-0.9)×1.75=10.15kN窗边墙体粉刷2×(3.6-1.6)×1.45×(0.66+0.02×20)=6.148kN框架柱自重及粉刷0.6×0.6×3.9×25+0.02×(3.9-0.7)×20×(0.5×4-0.25×2-0.2)=24.008kN纵向框架梁传来楼面自重2×0.6×3.9×3.9×0.6×3.91=29.66kN次梁传来楼面自重2×(6×2-3.9)×0.6×3.9×0.6×3.91=66.60kN汇总GB=GE=228.347kN2、中间层中节点集中荷载中柱纵向框架梁自重40.95kN中柱纵向框架梁粉刷3.619kN内纵墙自重2×(3.9-0.1-0.25)×(3.6-0.7)×1.4=28.826kN 内纵墙粉刷2×2×0.02×(3.9-0.35)×(3.6-0.7)×20=16.472kN扣除门洞重加上门重-2×2.4×1×(1.4+2×0.02×20-0.2)=-9.6kN框架柱自重及粉刷24.008k中柱纵向框架梁传来楼面自重2×3.9×0.6×3.9×0.6×3.91+7.8×1.2×3.91=60.548kN汇总GC=GD=164.823kN由于纵向框架梁的中心与柱子的中心不重合，因此在框架节点上还作用有集中力矩。屋面：MB=221.775×0.1=22.18kN·m，MC=129.957×0.1=12.996kN·m楼面：MB=228.347×0.1=22.83kN·m，MC=164.823×0.1=16.482kN·m恒载作用下计算简图见图4-1图4-1恒载作用下计算简图4.2活载标准值计算4.2.1屋面和楼面活荷载标准值根据《荷载规范》查得：不上人屋面：0.5kN/m2楼面：办公室：2.0kN/m2档案室、走廊、楼梯间：2.5kN/m21、屋面活荷载kN/m kN/mkNkNkN·m，kN·m2、楼面活荷载kN/m，kN/mkNkN·m，kN·m楼面活荷载作用下计算简图见图4-2图4-2楼面活荷载作用下计算简图4.3水平地震作用计算该建筑物高度为18.6m＜40m，以剪切变形为主，且质量和刚度沿高度均匀分布，故可采用底部剪力法计算水平地震作用。4.3.1重力荷载代表值的计算屋面处重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5×雪荷载标准值 楼面处重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5×楼面活荷载标准值其中结构和构配件自重取楼面上、下各半层层高范围内（屋面处取顶层的一半）的结构和构配件自重。1、屋面处重力荷载标准值的计算女儿墙的重力荷载标准值的计算：G女儿墙=(54.6×2+14.4+20.4+6)×1.2×(1.75+0.66)+0.1×25×0.25×150=621.3kN屋面板结构层及构造层自重标准值G屋面板=5.51×[(54.6-0.25)×(14.4-0.25)+(6-0.25)×(7.8-0.25)]=4476.68kNG梁=45.75×14+44.569×15+4.884×6×2+4.054×2.4×8=2178.01kNG外纵墙=(11.182+6.773+10.15+6.148)6+[(6-0.375-0.1)(3.9-0.7)(1.75+0.66+0.02×20)+0.9(1.8-0.2)(1.75+0.0220+0.66)+(0.9-0.2)2(1.75+0.66+0.02×20)]×2+24×2.1×20.45+2×0.9×2×0.45=395.59kNG外横墙=[(6-0.4-0.375)×(3.9-0.7)×2+2×0.9×(2.4-0.2)+2×2×(0.3-0.1)×2+(6-0.1-0.375)×0.9+(1.5-0.1)×2+(1.5-0.375)×2]×(1.75+0.66+0.02×20)+[(6-0.375-0.25)×0.9+(0.6×2-0.375)+(6-0.25)×2]×2×(1.75+0.66+0.02×20)+[(3-0.1-0.4)×0.9+(0.6-0.4+1.5-0.1)×2]×(1.75+0.66+0.02×20)×2+1.8×2×2×0.45+0.9×2×2×0.45+0.45×2.1×2×4+3×2×0.45=237.34kNG内纵墙=[(3.9-0.4-1)×2.4+(3.9-0.4)×(3.9-0.7-2.4)×22+6×3.9×3]×(1.4+0.02×20×2)+0.2×1×2.4×22=528.22kNG内横墙=[6×3.6×5+(6-0.4-0.25)×3.6×2.2×12+(3-0.2-0.9)×2.4+3.5×(3.6-0.6-2.4)]×(1.4+0.02×20×2)+(12-0.2-1.8×2)×3.6×2.2+1.8×2×(3.6-0.6-2.4)×2.2+2×2.4×0.9×0.2+1.8×2.4×2×0.2=739.468kNG柱子=0.6×0.6×3.6×25×34+0.5×4×3.6×0.02×20=1105.75kN0.5×雪荷载=0.5×0.4×[(54.6-0.25)×(14.4-0.25)+(6-0.25)×(7.8-0.25)]=203.116kN2、第二、三层楼面处重力荷载标准值计算G板=3.91×(54.6×14.4+7.8×6)=3257.186kNG柱子=1105.75kNG梁=2178.01kNG外纵墙=358.505kNG外横墙=215.087kNG内纵墙=528.22kNG内横墙=739.468+6×(3.9-0.6)×(1.4+0.02×20×2)×3=858.268kN 0.5×楼面活荷载=0.5×2.5×(54.6×14.4+7.8×6)=1041.3kN3、底层楼面处重力荷载标准值计算G板=3.91×(54.6×14.4+7.8×6)=3257.186kNG柱子=34×(0.6×0.6×4.55×25+0.5×4×3.6×0.02×20)=1364.795kNG梁=2178.01kNG外纵墙=358.505kNG外横墙=215.087kNG内纵墙=528.22-7.8×2.9×2.2=478.456kNG内横墙=858.268+6×3×(1.4+0.02×20×2)=897.868kN0.5×楼面活荷载=0.5×2.5×(54.6×14.4+7.8×6)=1041.3kN4、总重力荷载代表值的计算G1=9347.832kN,G2=9204.456kN,G3=9204.456kN,G4=8473.038kN计算简图见图4.3.1。图4-3水平地震作用下的计算简图4.3.2框架柱抗侧移刚度和结构基本自震周期计算1、横向框架侧移刚度的计算中框架柱Ib=2I0,边框架柱Ib=1.5I0表4-1梁柱线刚度表(10-4E·m3) 层次边框架梁中框架梁柱子iBCiCDiBCiCD2~4层13.519.531826.0414.51层13.519.531826.0411.4表4-2边框架柱侧移刚度D值(10-4E·m)层次边柱5根中柱5根顶层0.9310.3835.1422.2780.6038.09566.1852~3层57.040.9310.3184.2652.2780.5327.1431层40.3951.1840.5293.4952.8970.6944.584表4-3中框架柱侧移刚度D值(10-4E·m)层次边框架柱12根中框架柱12根顶层1.2410.4536.0793.0370.6698.988180.8042~3层1.2410.3835.1413.0370.6038.095158.8321层1.5790.5133.3893.8630.9156.045113.208表4-4不同层框架侧移刚度层次1层2~3层顶层(kN/m)4608096476527409672、结构基本自振周期计算计算公式：，计算过程见下表： 表4-5横向框架顶点位移层次4层8473.0388473.0387409670.01140.15883层9204.45617677.4946476520.02730.14742层9204.45626881.956476520.04150.12011层9347.83236229.7824608090.07860.0786(s)3、水平地震作用及楼层地震剪力计算该工程所在地抗震设防烈度为8度，场地类型为Ⅱ类，设计地震分组为第三组，则：，kNkN(s)所以不考虑顶部附加水平地震作用。表4-6各楼层地震剪力计算结果层次415.358473.04130061.130.3661030.1081030.108311.759204.456108152.360.304855.6091885.71728.159204.45675016.320.210591.0452476.74214.559347.83242532.640.120337.7402814.5024、水平地震作用下的位移验算水平地震作用下框架结构层间位移Δμi，顶点位移μi表4-7各层的层间弹性位移角θe=Δμi/hi 层次41030.1087409671.39014.23436001/259031885.7176476522.91212.84436001/123622476.7426476523.8249.93236001/94112814.5024608096.1086.10845501/745由上表可知，最大层间弹性位移角发生在第一层1/745<1/550，所以满足位移要求。5内力计算5.1水平地震荷载作用内力计算5.1.1柱端弯矩及剪力的计算框架柱的柱端剪力、弯矩按下式计算。其中Dij取自表4-7，层间剪力取自表4-6。梁柱线刚度比值K取自表4-3。y0查表得出，各柱反弯点高度比值y按下式计算。本例底层需考虑修正值y2，第二层柱需考虑修正值y3其余柱均无需修正。具体计算过程见下表表5-1B柱柱端弯矩及剪力的计算层次43.91030.1087409671823725.351.2410.4541.0750.1933.91885.7176476521542345.261.2410.5081.4781.4723.92476.7426476521542359.441.2410.4698.43115.5514.552814.5024608091016762.101.5790.62175.18107.37表5-2C柱柱端弯矩及剪力的计算 层次43.91030.1087409672696437.493.0370.5067.4867.4833.91885.7176476522428570.713.0370.50127.28127.2823.92476.7426476522428592.873.0370.50167.17167.1714.552814.50246080918135110.763.8630.55277.18277.185.1.2梁端弯矩、剪力及柱子轴力的计算梁端弯矩、剪力及柱子的轴力分别按下式计算，其中梁的线刚度取自表4-1。顶层边节点：一般层节点：中间节点：表5-3梁端弯矩及剪力层次BC跨梁CD跨梁450.1927.586.312.9639.8539.852.433.213122.5479.606.333.69115.16115.162.495.972197.02120.356.352.90174.10174.102.4145.091205.80161.016.361.14232.94232.942.4194.11表5-4柱子的轴力 层次B柱轴力C柱轴力4-12.96-20.253-46.65-82.532-99.55-174.721-160.69-307.69注：轴力受压为+，受拉为-，单位：轴力和剪力的单位为：kN，长度的单位为：m，弯矩单位为：kN·m地震作用下框架结构的弯矩图见图5-1。地震作用下梁端剪力及柱子轴力图见图5-2。图5-1地震作用下框架结构的弯矩图(kN·m) 图5-2地震作用下梁端剪力及柱子轴力图(kN）5.1.3地震作用下柱边内力内力组合前取梁柱控制截面内力，各控制截面内力值取支座边缘处，计算支座边缘处的内力。梁支座边缘处的内力值按下式计算：其中：支座边缘截面的弯矩标准值支座边缘截面的剪力标准值梁与轴线交点处的弯矩标准值与M相应的梁与轴线交点处的剪力标准值梁单位长度的均布荷载标准值轴线至柱边的距离1、水平地震作用下剪力为常数故无需调整2、水平地震作用下柱边弯矩值计算结果见下表。 表5-5BC梁弯矩调整层次BC跨梁4层50.19-27.58-12.9642.27-23.693层122.54-79.60-33.69114.96-69.492层197.02-120.35-52.90185.12-104.481层205.8-161.01-61.14192.04-142.67表5-6CD跨梁弯矩调整层次CD跨梁4层39.85-33.2133.213层115.16-95.9795.972层174.10-145.09145.081层232.94-194.11194.12注：弯矩以下侧受拉为正，剪力以向上为正。5.2恒载作用下的内力计算5.2.1计算方法的选用计算方法的选用弯矩二次分配法5.2.2等效均布荷载计算梁上分布荷载由矩形和梯形两部分组成。在求固端弯矩时，可直接根据图示。荷载计算，也可根据固端弯矩相等的原则，先将梯形分布荷载化为等效均布荷载。梯形荷载化为等效均布荷载：， 顶层：kN/m其余层：kN/m5.2.3用弯矩分配法计算梁柱端弯矩取半边结构恒载作用下的弯矩分配见图5-3。图5-3恒载作用下的弯矩分配现浇框架梁梁端负弯矩调幅系数可取0.8~0.9，竖向荷载作用下考虑框架梁梁端的塑性内力重分布，取弯矩调幅系数为0.85。恒载作用下框架梁跨中弯矩计算见表5-5。(a)顶层边跨跨中弯矩101.43kN·m(b)顶层中间跨跨中弯矩8.86kN·m (c)中间层边跨跨中弯矩108.01kN·m(d)中间层中间跨跨中弯矩7.13kN·m表5-7恒载作用下框架梁跨中弯矩计算位置按简支梁计算(kN·m)叠加后左(kN·m)右(kN·m)跨中(kN·m)BC跨梁4层101.43-51.52(-43.79)-56.25(-47.81)47.55(55.63)3层108.01-65.47(-55.65)-65.66(-55.81)42.45(52.28)2层108.01-64.69(-54.99)-65.27(-55.48)43.03(52.78)1层108.01-61.88(-52.60)-62.50(-53.13)45.82(55.15)CD跨梁4层8.86-23.26(-19.77)-23.26(-19.77)-14.4(-10.91)3层7.13-16.08(-13.67)-16.08(-13.67)-8.95(-6.54)2层7.13-16.34(-13.89)-16.34(-13.89)9.21(-6.76)1层7.13-18.93(-16.09)-18.93(-16.09)-11.8(-8.96)恒载作用下的弯矩图见图5-4。图5-4恒载作用下的弯矩图(kN·m)恒载作用下的剪力轴力图见图5-5。 图5-5恒载作用下的剪力轴力图(kN)5.2.4梁端剪力及柱子轴力计算梁端剪力：，，柱子轴力：V—梁端剪力P—梁节点集中力及柱子自重表5-8恒载作用下梁端剪力层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力BC跨梁(kN)CD跨梁(kN)BC跨梁(kN)CD跨梁(kN)BC跨梁(kN)CD跨梁(kN)4层67.6214.76-0.67066.9568.2914.763层72.0011.88-0.027071.9772.0311.882层72.0011.88-0.082071.9272.0811.881层72.0011.88-0.088071.9172.0911.88注：剪力以向上为正方向。 表5-9恒载作用下柱子轴力层次B柱轴力C柱轴力柱顶(kN)柱底(kN)柱顶(kN)柱底(kN)4层290.09314.095211.65235.663层614.38638.39484.44508.452层938.67962.68757.25781.261层1262.781291.221030.171058.615.2.5恒载作用下柱边内力(1)恒载作用下柱边剪力调整BC跨梁：CD跨梁：(2)梁端柱边弯矩计算计算结果如下表所示。表5-10梁端柱边剪力层次44.88421.4566.9568.2965.5766.334.05414.7613.72311.48415.2171.9772.0369.1968.234.05411.8810.91211.48415.2171.9272.0869.1468.284.05411.8810.91111.48415.2171.9172.0969.1368.294.05411.8810.91 表5-11梁端柱边弯矩层次BC跨梁CD跨梁4-43.79-29.04-47.81-27.91-19.77-17.033-55.65-40.08-55.81-40.46-13.67-11.492-54.99-39.43-55.48-35.0-13.89-10.621-52.60-37.05-53.13-32.64-16.09-13.915.3活载作用下的内力计算5.3.1计算方法的选用计算方法的选用弯矩二次分配法5.3.2等效均布荷载计算计算弯矩时对于一般的工业建筑与民用建筑可以不考虑活荷载的最不利布置。若活荷载占总荷载比例较大时可在截面配筋时将跨中弯矩乘以1.1~1.2的放大系数。梯形荷载化为等效均布荷载：，顶层：其余层：5.3.3用弯矩分配法计算梁柱端弯矩取半边结构活载作用下的弯矩分配见图5-6。 图5-6活载作用下的弯矩分配现浇框架梁梁端负弯矩调幅系数可取0.8~0.9，竖向荷载作用下考虑框架梁梁端的塑性内力重分布，取弯矩调幅系数为0.85。活载作用下框架梁跨中弯矩计算见表5-8。(a)顶层边跨跨中弯矩7.25kN·m(b)中间层边跨跨中弯矩36.14kN·m表5-12活载作用下框架梁跨中弯矩计算位置按简支梁计算(kN·m)叠加后左(kN·m)右(kN·m)跨中(kN·m)BC跨梁4层7.245-4.83(-4.106)-4.53(-3.85)2.57(3.27)3层36.14-20.84(-17.714)-20.39(-17.33)15.53(18.62)2层36.14-21.60(-18.36)-21.07(-17.91)14.81(18.0)1层36.14-20.03(-17.03)-19.91(-16.92)16.17(19.17)4层-1.31（-1.11）-1.31（-1.11）-1.31（-1.11）-1.31（-1.11） CD跨梁3层-6.97(-5.92)-6.97(-5.92)-6.97(-5.92)-6.97(-5.92)2层-7.58(-6.44)-7.58(-6.44)-7.58(-6.44)-7.58(-6.44)1层-7.54(-6.41)-7.54(-6.41)-7.54(-6.41)-7.54(-6.41)活载作用下的弯矩图见图5-7。活载作用下的剪力轴力图见图5-8。图5-7活载作用下的弯矩图图5-8活载作用下的剪力轴力图 5.3.4梁端剪力及柱子轴力计算计算公式与恒载作用下相同。表5-13活载作用下梁端剪力层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力BC跨梁(kN)BC跨梁(kN)BC跨梁(kN)4层4.830.0434.874.793层24.090.06424.1524.022层24.090.07524.1724.021层24.090.01824.1124.07注：剪力以向上为正方向。表5-14活载作用下柱子轴力层次B柱轴力C柱轴力柱顶=柱底(kN)柱顶=柱底(kN)4层16.5814.813层99.2581.522层181.93155.611层264.54229.755.3.5活载作用下柱边内力1、活载作用下柱边剪力调整BC跨梁：2、梁端柱边弯矩计算 计算结果如下表所示。表5-15梁端柱边剪力层次41.954.874.794.844.7539.7524.1524.0224.0223.8029.7524.1724.0224.0223.8019.7524.1124.0723.9823.85表5-16梁端柱边弯矩层次BC跨梁4-4.11-3.02-3.85-2.433-17.71-12.31-17.33-10.192-18.36-12.96-17.91-10.771-17.03-11.63-16.92-11.556内力组合画出框架结构在各种和在作用下的内力图，根据最不利又是可能的原则进行内力组合，应考虑结构塑性内力重分布的有利影响时，应在内力组合前对竖向荷载作用下的内力进行调幅，分别考虑恒载和活载由可变荷载效应控制的组合（1.2恒+1.4活）和由永久荷载效应控制的组合（）及重力荷载代表值与地震作用的组合（），并比较三种组合的内力，取最不利者。柱上端控制截面在上层的梁底，柱下端控制截面在下层的梁顶，所以按轴线计算简图算得的柱端内力值宜换算到控制截面处的值，为简化起见，采用轴线处的内力值。梁的内力组合见附表1。柱子的内力组合见附表2。 7框架梁、柱的控制截面框架梁、柱的控制截面见图7-1。图7-1框架梁、柱的控制截面图8截面设计8.1框架梁截面设计8.1.1框架梁正截面设计1、确定各参数值：C30混凝土=14.3N/mm²，=1.43N/mm²。HRB335级钢筋=300N/mm²，HPB300级钢筋=270N/mm²，=1.0，=0.550。查表可得，一类环境，c=25mm。假定钢筋单排布置，则=c+d/2=25+20/2=35mm。梁承载力抗力调整系数=0.75，梁的跨中弯矩要乘以1.2的增大系数。梁截面配筋见表8-1。 最小配筋率为：支座：取较大值=0.26％跨中：取较大值=0.21％⑵判断梁截面类型：梁的跨中截面按T形计算，支座处按矩形截面计算。BC跨梁：，，Sn+b=3900-150×2+300=3900mm取小值2000mm。M故属于第一类T形截面。CD跨梁：，，Sn+b=7800mm取小值M故属于第一类T形截面。⑶框架梁正截面配筋计算：框架梁正截面配筋计算见表8-1。表8-2。框架梁正截面配筋计算见表8-2。 表8-1框架BC梁正截面配筋计算表层次截面M（kN·m）(mm²)选配钢筋实配面积(mm²)41-69.390.0510.052420.1468218509290.470.0100.010538.63783187633-50.680.0360.037298.946821850931-154.230.1130.120969.5446841810182114.720.0110.011592.53783187633-105.710.0770.080646.4468418101821-222.390.1620.1781438.246861815272135.290.0150.015808.037841810183-139.170.1020.108872.6468618152711-225.350.1650.1811462.446861815272121.340.0130.013700.23783187633-173.880.1270.1361098.84687181781表8-2框架CD梁正截面配筋计算表层次截面M（kN·m）(mm²)选配钢筋实配面积(mm²)44-48.240.0520.053352.4362.72185095-13.320.0140.01493.0931521850934-106.090.1140.121804.6362.741810185-11.120.0120.01279.7931521850924-179.560.1940.2181449.6362.761815275-6.000.0020.00235.531521850914-204.190.2200.2521675.7362.771817815-9.540.0040.00470.9315218509 8.1.2框架梁斜截面设计1、梁端截面组合的剪力设计值调整2、为了避免梁在弯曲破坏前发生剪切破坏，应按“强剪弱弯”的原则调整框架梁端部截面组合的剪力设计值：式中：—梁的剪力增大系数，三级抗震取1.1、—分别为梁左右端逆时针或顺时针方向正截面组合的弯矩设计值—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其中：m，m各层计算结果见表8-3。表8-3框架梁剪力调整计算公式4321BCCDBCCDBCCDBCCD1.11.11.11.11.11.11.11.1(kNm)-92.5222.03-205.64108.07-296.52205.71-300.47232.46(kNm)-5.97-64.3239.73-141.4586.08-239.41139.13-272.25(m)5.501.95.501.95.501.95.501.9(kN)76.0615.1791.6314.1491.6314.1491.6314.14(kN)101.3962.66144.79151.38169.85278.92180.81291.73 表8-4框架梁斜截面配筋计算梁梁BC梁CD层数43214321101.39144.79169.85180.8162.66151.38278.92291.7386.18123.07144.37153.6953.26128.67237.08247.97=484.77kN=398.97kN=101.80kN=83.78kN＜00.1540.3080.376＜00.3251.111.19加密区实配箍筋210@140210@120加密区长度900mm750mm非加密区实配箍筋210@200210@2000.262%0.262%0.262%0.133%0.133%注：抗震时，对于抗震设计等级为三级的建筑物，梁端加密区取max{1.5h,500mm}，本设计取900mm和750mm。梁端加密区取双支箍10，箍筋的最大间距取min{hb/4，8d,150mm}。8.1.3裂缝验算由于顶层的配筋较少，现仅对顶层的裂缝宽度进行验算。Mk=恒载+活载表8-5顶层框架梁裂缝验算梁BCCD截面12345（kN·m）-32.0658.90-30.34-17.69-11.25（mm）565565565465465（mm²）509509509509509（N/mm²）44.44241.01211.5675.6740.12 （mm²）90000900009000075000750000.010.010.010.010.010.20.5570.4820.2000.200（mm）1818181818（mm）0.0180.270.2050.030.016注：表中，当<0.01时，取=0.01，（当＜0.2时，取=0.2；当＞1时，取=1）=2.01N/mm2，，，c=25㎜，N/mm²注意到=0.27mm＜=0.30mm，满足要求。8.2次梁计算截面尺寸：8.2.1荷载计算屋面梁：恒载：1.2×22.54=27.05kN/m活载：1.4×1.61=2.25kN/m楼面梁：恒载：1.2×24.003=28.8kN/m活载：1.4×8.03=11.24kN/m为简便计算，计算跨度取支座中心间距离作为计算跨度，l0=6300mm屋面梁的跨中弯矩：kN·m支座剪力：kN楼面梁的跨中弯矩： kN·m支座剪力：kN8.2.2正截面承载力图8-1次梁荷载计算简图表8-6次梁正截面配筋计算表公式屋面楼面131.85180.184654650.0960.1310.1010.1418161139.2实配钢筋322322实配面积114011408.2.3次梁斜截面承载力计算表8-7次梁斜截面承载力计算计算公式屋面楼面87.9120.12()=484.77=101.80.013 实配箍筋28@2000.168%8.3框架柱截面设计8.3.1框架柱正截面设计1、柱端弯矩设计值调整为了使框架结构在地震作用下塑性铰首先在梁中出现，这就必须满足“强柱弱梁”的要求：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—节点左右梁端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和—柱端弯矩增大系数，三级框架取1.3底层柱底端：为避免底层柱柱底过早出现塑性铰而使内力重分布使得底层框架柱的反弯点位置具有较大的不确定性，因此，三级框架底层柱底截面组合的底层弯矩设计值应乘以增大系数1.3。2、柱端组合剪力设计值的调整为了使框架结构在弯曲屈服之前不允许出现脆性的剪切破坏，这就必须满足“强剪弱弯”的要求。式中:为柱的剪力增大系数，三级抗震取1.2。，分别为柱上、下端逆时针或者顺时针方向正截面组合的弯矩设计值。为柱的净高。3、“强柱弱梁”及“强剪弱弯”调整的具体调整过程强柱弱梁的调整（1）B柱第一层节点处弯矩的调整=1.3×300.47=390.61kN·m kN·mkN·m第二层节点处弯矩的调整kN·mkN·mkN·m第三层节点处弯矩调整kN·mkN·mkN·mB柱底层柱下端弯矩M=1.3×237.13=308.27kN·m（2）C柱第一层节点处弯矩调整kN·mkN·mkN·m第二层节点处弯矩调整kN·mkN·mkN·m第三层柱节点处弯矩调整kN·mkN·m kN·mC柱底层柱下端弯矩为kN·m强剪弱弯的调整见表8-8表8-8框架柱柱端剪力的调整层次Hn(m)B柱子C柱子M顶(kN·m)M底(kN·m)V(kN)M顶(kN·m)M底(kN·m)V(kN)43.85193.15308.27156.29335.43497.77254.0932.9220.24197.46172.84284.60268.14228.7222.9164.60165.24136.49201.90224.60176.4812.9102.42102.7384.89121.38121.81100.63表8-9轴压比和剪跨比计算柱号层次b(mm)h0(mm)fc(N/mm2)Mc(kN·m)Vc(kN)N(kN)B柱460056014.3102.4251.84440.224.29>20.134<0.85360056014.3135.2875.06884.233.91>20.269<0.85260056014.3180.3195.261392.174.12>20.423<0.85160056014.3158.3786.921914.793.96>20.582<0.85C柱460056014.3121.3866.20265.843.98>20.081<0.85360056014.3193.86107.68555.323.91>20.169<0.85260056014.3249.60137.74800.763.94>20.243<0.85160056014.3369.05149.711001.405.35>20.304<0.85则各层柱均满足轴压比和剪跨比的条件。8.3.2框架柱正截面配筋计算1、混凝土和钢筋参数采用C30混凝土，=14.3N/，=1.43N/，HRB335级钢筋，=300N/，混凝土保护层厚度c=30mm，=1.0，=0.550,采用对称配筋,则==c+d/2=30+20/2=40mm，=h-=560mm，2=2×40=80mm，=0.550× 560=308mm，截面受压区高度满足2=2×40=80mm75%，柱的计算长度取下列二式中的较小值：式中:—柱的上下端节点交汇的各柱线刚度之和与交汇的各梁线刚度之和的比值；—比值中的较小者；—柱的高度，对底层柱为基础顶面到一层楼盖顶面的高度；对其余各层柱为上、下两层楼盖顶面之间的距离。底层柱：对B柱：，所以=，=min｛5.53，10.41｝=5.53m对C柱：，所以=则=min｛4.95，9.64｝=4.95m表8-10框架柱正截面承载力计算位置B柱C柱组合158.3722.76120.79312.24277.39312.241914.792002.3814971001.41801.391001.42261.19kN(大偏心）82.7111.3780.69205.60153.99205.6202020202020102.7131.37100.69225.60173.99225.600.2230.0680.2190.4850.3780.4855.535.535.534.954.954.9512.0212.0212.0210.7610.7610.76 0.9330.8931.001.000.9921.001.001.001.001.001.001.001.432.361.471.121.221.11146.8874.03148.01252.67212.27252.57356.88284.03358.01580.05422.27578.30267.8280.05209.37140.06251.94140.06467.8321514.21261.61496.70.8%×500×500=2000mm2选配钢筋418422配筋面积1018mm21521mm2注：二层柱均也按底层柱配筋。，查表得=0.964，截面承载力=0.9×0.964×(14.3×600×600+300×1018)=3366.64kN=1601.9kN满足承载力要求。对于三层柱：对B柱：，所以min{5.34，8.36}=5.34mC柱：，所以min{4.31,7.67}=4.31m表8-11框架柱正截面承载力计算位置B柱C柱组合135.2835.29134.95193.86137.14193.78 884.23959.09762.94555.32766.30555.322261.19kN(大偏心）152.9636.80176.88249.10178.96249.10202020202020172.9656.80196.88269.10198.96269.100.3760.1230.4280.8020.4330.8025.545.545.544.314.314.3110.6810.6810.688.628.628.621.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.221.661.191.071.121.07211.0194.29234.29266.54222.84266.54421.01304.29444.29604.94432.84604.78123.67134.14106.7077.67107.1777.67168.30240.7809.9160.82809.90.8%×500×500=2000mm2选配钢筋418配筋面积1018mm2注：顶层按第三层柱子配筋。，查表得=0.9×0.97×(14.3×600×600+300×1018)=3366.64kN=767.27kN 承载力满足要求。8.3.3框架柱斜截面设计1、框架柱斜截面配筋计算：C30混凝土，=14.3N/，=1.43N/，HRB335级钢筋，=300N/，混凝土保护层厚度c=30mm，=1.0。则==c+d/2=40mm，=h-=460mm。0.2=0.2×1.0×14.3×600×560=657800N=657.8kN>=132.85kN，故截面尺寸符合要求。0.2=0.2×1.0×14.3×600×560=657800N=657.8kN>=215.98kN，故截面尺寸符合要求。以第一层的B柱为例计算，其余各层计算方法与此相同B柱：=132.85kN，相应的N=1914.79kN,取=3。0.3A=0.3×14.3×500×500=1072.50kN