丹阳鸿飞集团办公大楼建筑结构设计-土木工程毕业设计计算书

'文献综述毕业设计是我们在大学学习期间交给老师的最后一份作业，是我们土木工程教学计划中的最后也是最重要的一个环节。它不仅能巩固和加深已学过的基础和专业知识，提高综合运用这些知识独立进行分析和解决实际问题的能力，而且培养我们学生的综合素质、工程实践能力和创新能力。在查阅国家规范并参考相关文献资料的基础上，按照理论知识和设计要求，通过设计、计算和最终的优化工作，满足了本次设计的要求。现将相关文献做如下综述：第一部分：前言本设计的课题是丹阳鸿飞集团办公大楼建筑结构设计，旨在使毕业生进一步了解和掌握结构设计的一般方法和步骤，巩固和检验所学的理论知识，提高分析问题，解决问题的能力。可以说，伴随我们大学四年的学习生活，就是一个对土木工程认识逐渐加深的过程。从第一次听老师解释土木工程含义时起，我们逐渐懂得建筑的防火、排水、抗震设计等，知道构造柱下不单独设置基础，了解窗过梁两端深入墙体的长度…。毕业设计过程也就是要用四年所学的理论知识与培养出的实践能力，来解决一个工程实例。第二部分：土木工程的含义在系统学习土木工程之前，我就狭隘地把它等同于建房子，亲切地称子为砌墙专业。现特引用中国国务院学位委员会在学科简介中对土木工程的定义，具体如下：土木工程（CivilEngineering）是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指工程建设的对象,即建造在地上、地下、水中的各种工程设施；也指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等专业技术。它的范围非常广泛，它包括房屋建筑工程、公路与城市道路工程、铁路工程、桥梁工程、隧道工程、机场工程、地下工程、给水排水工程、港口码头工程等。国际上，运河、水库、大坝、水渠等水利工程也包括于土木工程之中。人民生活离不开衣、食、住、行，其中“住”是与土木工程有直接有关的；而“行”则需要建造铁路、公路、机场、码头等交通土建工程，与土木工程关系也非常紧密；而“食”需要打井取水，筑渠灌溉，建水库蓄水，建粮食加工厂，粮食储仓等；而“衣”的纺纱、织布、制衣，也必须在加工厂内进行，这些也离不开土木工程。此外，各种工业生产必须要建工业厂房，即使是航天事业也需要建发射塔架和航天基地，这些都是土木工程人员可以施展才华的领域。正因为土木工程内容如此广泛，作用如此重要，所以国家将工厂、矿井、铁路、公路、桥梁、农田水利、商店、住宅、医院、学校、给水排水、煤气输送等工程建设称为基本建设，大型项目由国家统一规划建设，中小型项目也归各级政府有关部门管理。根据上面所述可知，土木工程主要有四部分组成：一是包括铁路、公路、码头、机场等在内的交通设施工程；二是包括电站、厂房等在内的工业设施工程；三是包括堤坝、给水排水等在内的水利市政设施工程；四是包括剧院、体育馆、图书馆、教学楼、办公楼、旅馆、住宅等公用和民用建筑工程。（本工程为设计一栋办公大楼，正是属于第四个部分。）土木工程的任务是设计和建造各种建筑物和构筑物。第三部分：建筑设计构想任何一个建筑物的设计，都要符合适用，经济和美观的建筑设计原则。第30页共135页 首先考虑它的使用功能，其次是经济和美观。在这两者的前提下，要考虑建筑物的立面造型和与周围环境相协调，即满足审美要求。首先要确定的是建筑物的占地面积，朝向。根据使用要求，确定满足使用功能需要的房间大小和布局。这些工作基本上算是初步构想吧！整个建筑设计的过程较为复杂，要考虑的因素较多（如建筑的分类、总平面布局、建筑的防火要求等）。首先，根据建设用地条件和建筑使用功能，周边城市环境特点，进行了建筑平面设计，包括建筑平面选择、平面柱网的布置、平面交通流线组织及平面功能设计；其次，进行立面造型与剖面的设计。记得很清楚，我的平面布置方案整整花去我3个星期。起初有许多组矛盾无法解决，后来也基本得以解决。举个例子吧，毕业设计任务书上要求办公大楼的大多房间面积达到100，这样一来，在使用常用柱网的情况下，只有通过增加房间的进身来满足要求。可是，根据规范中关于通风、采光要求的若干规定，一味增加进身会导致房间排气不畅，基本是需要借助中央空调，否则人会感到特别闷。另外，自然采光要求：单侧采光时，房间进身的总长度不应大于窗户顶高度的两倍；双侧采光时，房间进身的总长度不应大于窗户顶高度的四倍。这两组矛盾困扰我很久，最终的解决方法是，增大柱网跨度，减小房间的面积（具体布局可参见图纸）。在考虑上述因素后，我们要布局个功能房间。不但要考虑各个部门之间的联系，而且还要考虑相关辅助部分的结构（如楼梯的布置位置）。而这个部分则要严格满足《建筑设计防火规范（GBJ16-87）》中的相关规定。现做如下应用：根据规范规定，最远房间出入口到楼梯安全出入口的距离必须控制在一定的范围内，由于本工程的耐火等级为二级，则：1、位于两个外部出口或楼梯之间的房间不应大于40米；2、位于袋形走道两侧或尽端的房间不应大于22米。据上并结合平面图（A1）可知，本设计满足了要求。据此，我的设计方案是在建筑物纵向的两端布置两部双跑楼梯，并在靠近门厅的楼梯旁边，设置了一部电梯（客梯；载重1000；门宽1100mm）。按照国家相关建筑规定和工程习惯，当建筑物的层数超过7层，一般要设置电梯，特别是当建筑总高度超过24m的重要建筑，12层以上的民用建筑及高度超过32m的其他建筑，还应设置消防电梯。当然，本工程按道理是不需要设置电梯（更不用说是消防电梯了）的，可是，为了建立较为丰富的竖向交通联系，提高工作效率，我也设置电梯。另外，我还想提一下规范中关于门厅的若干规定。门厅设计应注意以下几点：1、门厅应处于总平面图中明显而突出的位置，一般应面向主干道，使人流出入方便；2、门厅内部设计应当要有明确的导向性，同时交通流线组织简明醒目，减少相互干扰或不知所以的现象；3、由于门厅是人们进入建筑物首先到达、经常停留的地方，因此门厅的设计，除了合理解决好交通枢纽等功能要求外，门厅内的空间组合和建筑造型要求，也是公共建筑中重要的设计内容之一；4、门厅对出口的宽度按防火规范的要求，不得小于通向该门厅的走道、楼梯总宽度的总和。其实吧，我在设计时，遇到了一个较为棘手的问题：建筑平面图的西半部分若设计成三跨结构（跨度分别为：6000mm、2400mm、6000mm），那么在门厅中，就会形成见方为2400mm的四个柱子，严重影响到门厅的使用功能和美观要求。另外一个方面，根据设计任务书中的要求，我还要设置一个大型会议室。我初步把它放在顶层，若西半部分为三跨的话，会议室中间就会有两个大柱，影响会议室的使用。后来采用黄伟老师的建议，我把两跨合并成一跨，最终形成的是两跨框架结构（跨度分别为6000mm和8400mm）。这样一来，门厅中也只有目前的两根柱，大型会议室中也只有一根柱子，很好的解决了上述问题。男女卫生间设计方面，根据男女比例为3：2的情况，依据李必瑜主编的第30页共135页 《房屋建筑学》中关于卫生间中大小洁具位置和数量的布置要求，我在男卫生间中布置5个小便槽和5个大便蹲位，在女卫生间中设置了10个蹲位。这样的布置很好地满足使用要求。我想，上面的内容也就基本完成基本的平面使用功能的布局，可是还得考虑平面造型的问题—美观。我将原来的矩形总平面方案改成现在的L型平面方案，平面造型立刻就发生了很大的改善，变得丰富了。考虑到建筑设计对平面的多样性的要求，设置了两扇旋转门及弧梁下的玻璃门窗。这些工作都是基于满足使用功能要求的情况下，而进行的。建筑物的体型和立面设计方面，必须符合建筑造型和立面构图方面的规律性，如均衡，韵律对比统一等。在本次设计中就是考虑了这些构图的规律性，大门的位置选择以及楼梯间的布置建筑物外观的确定都经过了几次改动才最终确定为现在的方案。为了使建筑物立面产生错落有致的布局效果，避免单调，以建筑物立面上的楼梯间为载体，丰富立面线条，我在北入口处设置了弧形梁和两扇旋转门，特意在东西两大部分设置了不等高楼层（六层和五层）等，都是为了产生较好的立面效果。经过上述的思考过程，建筑设计的基本情况如下：本办公大楼平面整体呈L型，立面上有不等高的楼层，东半部分为5层，右半部分为6层，各楼层的层高均为3.6m，总高为22.800米，总建筑面积约5815。第四部分：结构设计构想结构设计是在建筑设计完成后的一项重要的设计工作。结构设计的目的是使建筑物安全和能够适应使用的要求。结构设计要遵守的主要要求是结构安全可靠，所以，我们在结构设计中要保证这样的要求。查阅了相关的规范和资料后，我想从以下几个方面来说明一下结构设计的要点：1、刚柔相济合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。结构太刚则变性能力较差，强大的破坏立瞬间袭来时，结构需要承受的立是非常大的。如果此时没有较大的变形的话，很容易造成局部受损，最后全部毁坏。但是，太柔性的结构虽然可以很好地消减内力，但容易造成结构发生过大的变形，甚至无法使用至整体倾覆。结构是刚性多一点，还是柔性多一点？刚到生么程度，柔到什么程度才算合适？无法用一个确切的量来衡量，找不到一个放置四海而皆准的标准。刚柔相济乃是设计者的追求。在这里，我想穿插一句。我在去年五月份参加了安徽省大学生“挑战杯”创业计划竞赛，参赛作品就是黄伟老师的个人发明专利——滑移型多维隔震装置。我们也都知道。传统的设计理念就是无限度地加强结构的刚度，而黄老师发明的这种装置是从另一个反面的思路来开发的：在建筑物的基础之上，形成刚度的“薄弱层”。在水平力（特别是地震作用）下，它会产生滑移，从而保护了结构的完整性。这算是一种典型的合理利用刚柔特性吧。2、抗震设计地震荷载是一种随机荷载，它具有作用时间短，破坏力大等特点。它是危害人类安全的重要自然灾害，所以抗震设计显得特别的重要。依照新颁布的抗震规范《建筑抗震设计规范（GB50011-2001）》，抗震设计的精髓归纳为以下几点：（1）、选择对建筑抗震有利的场地，宜避开对建筑抗震不利的地段，不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。对于不利地段，结构工程师应提出避开要求，当无法避开时，应采取有效措施，这就考虑了地震因场地条件间接引起结构破坏的原因，诸如地基的不均匀沉降、地震引起的地表错动与地裂。（2）、建筑的平立面布置应符合概念设计的要求,不应采用严重不规则的方案。不规则的建筑,在结构设计时要进行水平地震作用计算和内力调整,并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。借鉴国际的通行做法,参考外国规范,使我们的设计更加完善合理.第30页共135页 (3)结构材料选择与结构体系的确定应符合抗震结构的要求,采用哪一种结构材料,什么样的结构体系,经济技术经济条件比较综合确定,同时力求结构的延性好、强度与重力比值大、均质性好、正交各项同性,尽量降低房屋重心,充分发挥材料的强度,并提出里结构两个主轴方向的动力特性(周期和振型)相近的抗震概念。(4)尽可能设置多道抗震防线。地震有一定的持续时间,而且可能多次往复作用,根据地震后倒塌的建筑物的分析,我们知道地震的往复作用使结构遭受到严重坡坏,而最后到塌则是结构因破坏而丧失了承重重力荷载的能力。适当处理构件的强弱关系,使其形成多道防线,是增加结构抗震能力的重要措施。例如单一的框架结构,框架就成为唯一的抗侧力构件,那么采用“强柱弱梁”型延性框架,在水平地震作用下,梁的屈服先于柱的屈服,就可以做到利用梁的变形消耗地震能量,使框架柱退居到第二道防线的位置。(5)具有合理的刚度和承载力分布以及与之匹配的延性。提高结构的抗侧移刚度,往往是以提高工程造价及降低结构延性为指标为代价的。要使建筑物在遭受强烈地震时,具有很强的抗倒塌能力,最理想的是使结构中所有构件及构件中所有杆件都具有较高延性,然而实际工程中很难做到。有选择的提高结构中重要构件以及关键杆作的延性是比较经济有效的办法。例如上刚下柔的框支墙结构,应重点提高转换层以下的各层的构件延性。对于框架和框架筒体,应优先提高柱的延性。在工程设计中另一种提高结构延性的办法是结构承载力无明显降低的前提下,控制构件的破坏形态,减小受压构件的轴压比(同时还应注意适当降低剪压比),提高柱的延性。当然，任务书中已经给定了场地条件，不用我们去选。当然，在以后的工程中，可能需要我们自己去选用，那么上述的判定条件就显得非常有用了。我想，这可能就是提高建筑物抗震能力的一个重要手段吧。在这里，我想讲一下结构计算的最终结果与我们绘图之间的联系和差别。通过毕业设计，我得出：计算的配筋比实际绘图的配筋（为方便起见）要小，现场施工时用筋可能比绘图时要大点（考虑施工方便和材料储备状况）。所以，我终于明白黄伟老师在我的《混凝土结构设计原理》课后作业中，批出的“不用太计较如何去节省钢筋，这样是没有意义的”的意义了。我想举个我设计中的一个实例来说明一下。我在设计中，柱的截面选用的尺寸。按照计算，可以得出受力筋是按照最小配筋率来进行的（配置422）。我们在进行柱的对称配筋时，则是用了822，这样一来，它们与构造筋一起就形成了井字箍，对柱的受力有利。那么，做任何事情都是有理由的。之所以加大柱的配筋，这是鉴于：1、我们在加大钢筋用量不多的情况下，却可以把安全储备提升的很高，何乐而不为呢？2、防止漏算荷载，避免结构实际可靠度比设计可靠度要低情况的出现。这个过程应该可以说明上述结论吧。还有就是钢筋的归并问题。在设计中，假如相邻跨所配置的钢筋尺寸大体相同，那么我们为了便于施工，将它们按照较大的截面尺寸来统一配置。这样一来。我们同样可以在加大钢筋用量不多的情况下，可以提高结构的安全储备。等等。第五部分：毕业感悟随着毕业设计的完成，大学生活也将画上句号。回首走过的历程，感悟颇多。有悲有喜、有失有得，满腹的辛酸苦楚尽可化为一句“求学之路，风雨之路，同行之路”。记得我们建工学院党员教育活动中，播放了温家宝总理在十届人大上答记者问的录像。温总理当时做了一个比喻，他说衡量一个舰队速度快慢的不是行驶的最快的那只舰艇，而是行驶最慢的那只。我就觉得在衡量一个人综合素质的时候，要全面考察，不能因为你在某一个领域做的非常好，对其它知识一无所知，还把你看作“最崇拜的偶像”，这样的话顶多可以称作“人才”，而不能称作“全才”。第30页共135页 所以，我觉得作为土木系的一名学生，我们除了接受专业技能的培养外，还要从其他各个方面不断提高自己，成为社会有用的人才。“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”。不论我们离开安徽工业大学后，是直接从事工作还是进一步学习深造，这种“求索”的态度不能丢。“海阔凭鱼跃，天高任鸟飞”。只要我们努力，一定可以做到最好。让我们“自信人生二百年，会当击水三千里”，相信自己没什么办不到的。只要我们有梦想，敢向前迈出一步，哪怕是一小步，成功也就会离我们不远。第1章建筑和结构设计说明1.1设计条件第30页共135页 1.1.1丹阳鸿飞集团办公大楼位于丹阳市开发区，建筑规划总平面图如下所示：1、工程地质资料经某勘探设计研究员现场实地部分勘探，结果如下：（1）、建筑场地平坦，没有不利的地质情况，无软弱下卧层。（2）、地基土剖面图的相关设计资料可根据建筑物所在地区的具体情况来确定。所需设计参数可参照现行规范来确定。序号岩土类别描述底层埋深（m）厚度范围（m）地基容许承载力1杂填土由沙土组成、呈松散状态0.8-1.30.8-1.32硬塑粉质粘土黄褐色、含少量铁锰结核，底部夹少量分化残砾、硬塑状态1.1-2.80.3-1.43003可塑粉质粘土黄褐色、含少量铁锰结核，可塑状态2.0-3.50.9-1.32204强分化花岗闪长岩浅黄褐色、中颗粒、块状构造6.0-8.0可见4.0-4.83601、地下稳定水位距地坪6m以下；2、表中给定土层深度由自然地坪算起。建筑场地类别：Ⅱ类场地土；地震设防烈度：7度。1.2设计要求1.2.1建筑设计内容及要求（可依据具体情况做适当的修改）1）建筑物的总层数应控制在5—6层，其总高度应控制在24m建以下。第30页共135页 2）总建筑面积5000-5500，根据具体情况可适当调整，但是不应超过6000。3）使用面积及房间：（1）门厅100～150（2）值班室40（3）技术档案室100～120（4）图书资料室100～120（5）设计部100～120（6）市场营销部100～120（7）技术部100～120（8）计算中心100～120（9）财务部100～120（10）生产部100～120（11）综合办公室120～200（12）总经理室（包括会客室）100～120（13）董事长室（包括会客室）100—120（14）副总经理室（设五套）每套60（15）中型会议室（每层设一会议室）100—120（16）大会议室250—300（17）卫生间（每层设，按男女比例2/3考虑）80—100（18）健身娱乐室60—80（19）其它房间可按照办公室灵活布置，每室60—80注：各种用房的活荷载标准值见现行《建筑结构荷载规范》1.2.2设计规模、建筑设计构想与说明理解所给的条件，变成自己的想法，书写自己的建筑设计构想与说明。本项目仅仅本集团拟建行政办公区的一期工程，二期工程包括：3000m2实验楼、2000m2培训中心、员工娱乐中心和行政办公区室外绿化等，二期工程的规划应在一期工程的总平面设计中予以考虑。设计要求：建筑总平面设计要考虑行政办公区建筑与周围局部环境的协调关系，并要考虑行政办公区道路与城市交通主干线的关系；建筑平面设计要考虑使用功能的特点，并要考虑建筑防火规范的要求；立面设计要简洁大方、赋有时代感。特别要突出主入口，并考虑本建筑与其他相邻拟建建筑物及环境的协调关系。1.3工程概况本设计应符合适用，经济和美观的建筑设计原则。在设计中要对办公楼各层的平面功能进行综合分析，以便达到最合理的平面和空间的组合，使其满足要求。建筑方面需考虑采光，通风，防火等要求。采光时尽量采用天然光。本工程为临近主干道的一栋办公楼，因此，建筑设计不仅要满足建筑的使用功能，而且应适当考虑建筑的造型，使其具有时代气息。工程概况：建筑名称：丹阳鸿飞集团办公大楼建筑地点：安徽省丹阳市第30页共135页 建筑等级：四级建筑面积：约5815建筑类型：框架填充墙结构设计使用年限：50年该办公大楼平面整体呈L型，立面上有不等高的楼层，东半部分为5层，右半部分为6层，各楼层的层高均为3.6m，总高为22.800米，总建筑面积约5815。本工程的屋面设计为上人屋面，根据规范要求，女儿墙高度设为1.2m。整个建筑设计的过程较为复杂，要考虑的因素较多（如建筑的分类、总平面布局、建筑的防火要求等）。首先，根据建设用地条件和建筑使用功能，周边城市环境特点，进行了建筑平面设计，包括建筑平面选择、平面柱网的布置、平面交通流线组织及平面功能设计；其次，进行立面造型与剖面的设计。1.4建筑设计1.4.1总平面设计依据设计任务书上关于工程建设的过程，本工程“丹阳鸿飞集团办公大楼”全部竣工是由两期工程组成。根据建筑场地示意图，综合考虑地形、建筑走向、主导风向、防火安全、周边道路、绿化等因素，合理布置了办公大楼位置，使其满足使用的功能要求，达到技术经济合理，方便使用的目的。具体如下：1.4.2平面设计依任务书的要求，本建筑平面需布置成L形，由于平面布置不规则（不是矩形），因此，要结合自然采光和通风等条件，根据功能合理布置房间。根据《建筑设计防火规范（GBJ16-87）》（2001修订版）的要求，为满足建筑防火的要求，考虑到建筑物的总长度为54m及使用的方便，我在平面设计中布置了两部楼梯和一部电梯（楼梯采用双跑形式，楼梯高度3600mm，踏步总数为24步，一跑和二跑均为12跑，踏步高度为150mm，踏步宽度为360mm，井宽60mm，扶手高度为900mm；电梯按客梯安装，载重量为1000，轿箱宽深分别为1600mm和1400mm，门宽为1100mm），楼梯于电梯应布置在靠近大门的位置，且人流与货物流线应尽量避免交叉。再依据李必瑜主编的第30页共135页 《房屋建筑学》中关于卫生间中大小洁具位置和数量的布置要求，在男卫生间中布置5个小便槽和5个大便蹲位，在女卫生间中设置了10个蹲位。为使建筑流线较为简洁、明确，满足使用要求，走道设置为2400mm。设计任务书上要求设置一个大型会议室，为不在会议室中间不要出现太多柱，特设8400mm的一跨。考虑到建筑设计对平面的多样性的要求，设置了两扇旋转门及弧梁下的玻璃门窗。首层的走廊两端再设置两扇门，以方便与外界联系（特别是发生火灾作疏散人群之用），与二期工程相联系。1.4.3剖面设计建筑剖面是表示建筑物在垂直方向上房屋各部分间的组合关系,表示各部分的空间位置。剖面设计主要是确定各部分的高度,层数,建筑的空间组合关系和空间利用以及表现结构构造等关系。第30页共135页 根据办公大楼的使用特点,同时兼顾总建筑高度的要求和对工程造价的优化考虑，我把楼层的层高设置为3.6m。在建筑剖面图中,应表示出建筑各构件间的空间位置关系,如主梁、次梁及柱、门窗的位置等。通过建筑的剖面土语其他建筑图，应能确定建筑各部分之间的位置关系（具体可见CAD绘图）。1.4.4立面设计有人说，一个伟大的建筑设计师同时也是一个不错的艺术家。他会根据建筑物所在的位置和周围的大环境，根据建筑物的性质（是用来办公，还是用来作为娱乐之用），具体使用功能的要求，来设计建筑物的立面造型，给人以美的享受。建筑物的美观问题，既在房屋的外部形象和内部空间处理中体现出来，又涉及到建筑群体造型的布局，还与建筑的细部部设计有关，其中房屋的外部形象和内部空间处理，是单体建筑设计时考虑美观问题的主要内容。建筑物的体型和立面设计，必须符合建筑造型和立面构图方面的规律性，如均衡，韵律对比统一等。在本次设计中就是考虑了这些构图的规律性，大门的位置选择以及楼梯间的布置建筑物外观的确定都经过了几次改动才最终确定为现在的方案。为了使建筑物立面产生错落有致的布局效果，避免单调，以建筑物立面上的楼梯间为载体，丰富立面线条，我在北入口处设置了弧形梁和两扇旋转门，特意在东西两大部分设置了不等高楼层（六层和五层）等，都是为了产生较好的立面效果。建筑的北立面和东立面如下图所示：第30页共135页 第30页共135页 1.4.5采光通风设计办公大楼采用内走廊形式，并采用单侧采光。楼层层高为3600mm，窗台高为900mm，窗户高度定位2100mm，内走道设高窗。根据规范中规定，办公楼的窗地比应该在1:8-1:6之间，而本工程的窗地比为1:6，完全符合要求。另外，自然采光对窗户的高度要求为，而本工程的窗户高度为3000mm，虽然不满足自然采光的要求，但是也基本靠近。（这个矛盾困扰我好久，虽然咨询过老师，但从毕业设计的建筑方案的确定开始，一直解决不了，它与建筑的平面面积要求相矛盾。）办公大楼通风问题主要是合理组织气流路径，利用穿堂风可有效地解决其通风问题。其具体设计中是利用外墙的窗户和教室的门、高窗等的直线位置，形成穿堂风，来达到办公大楼通风的要求。1.4.6屋面排水设计屋面排水采用双面外排水，排水坡度为0.3%，坡度为建筑找坡。挑檐沟的坡度为0.5%，坡度也为建筑找坡。屋面排水方式采用有组织排水，屋面排水坡度为0.3%，檐沟纵向坡度取为0.5%。落水管用直径为120mm的PVC管。天沟截面尺寸：天沟高度为200mm，宽度为600mm。1.4.7细部构造设计第30页共135页 现引用图纸“建筑专业施工设计统一说明”中关于构造的一些具体做法：1.5结构设计第30页共135页 本工程的设计为集办公室，会议室和健身等于一体的办公大楼。1-5层为典型的楼层，为考虑大型会议室的要求和立面造型的要求，第6层则采用不等高的楼层，且设置了8400mm的跨度。总体来看为使建筑平面布置较为灵活丰富，采用了框架结构。主体高度为22.800m(除上部的装饰部分外)，五层的建筑高度为19.200m，且本工程全部采用现浇的施工方式。1.5.1柱网布置图1.5.2结构计算简图第30页共135页 考虑到结构布置的复杂性，而且各边跨与中间跨的荷载分布情况不同，所以我取用了东半部分（图示的左边的简图）的一榀框架，具体尺寸如右图所示。1.5.3几个重要结构部分的尺寸和材料选用情况如下1、屋面和楼面板（100厚）选用的材料均为（具体可见下图）：采用C25混凝土〖〗；第30页共135页 配置HPB235级钢筋〖〗。2、次梁（纵向连梁）（）的材料均为（取两种典型的情况）：采用C25混凝土〖〗；选用HRB400级纵向受力钢筋〖〗和HPB235级箍筋〖〗。3、主梁（）的材料均为：采用C30混凝土〖〗；选用纵向受力钢筋〖〗；箍筋及其他钢筋（如构造筋）均采用钢筋〖〗。4、柱（）的材料均为：采用C30混凝土〖〗；选用HRB400纵向受力钢筋〖〗；箍筋及其他钢筋（如构造筋）均采用HPB235钢筋〖〗。5、基础的材料选用：根据工程的实际情况，我采用了独立基础和联合基础的两种形式。联合基础独立基础独立基础和联合基础的具体尺寸如下所示：这两种基础均采用如下材料：第30页共135页 采用C25混凝土〖〗；配置HPB235级钢筋〖〗；基础下采用100厚细石混凝土垫层。6、楼梯的相关情况采用C20混凝土〖〗；选用钢筋〖〗。平台板厚为100mm，三种平台梁分别为第2章屋盖设计第30页共135页 2.1结构平面布置情况依据单向板和双向板的受力性质及他们的定义，屋盖可采用单向板和双向板混合布置方案。具体结构布置和相关尺寸标注如图（1）所示：2.2荷载基本情况2.2.1荷载基本资料第30页共135页 1、根据荷载规范，上人屋面均布活荷载标准值取2.02、屋面基本构造：20厚1：3水泥砂浆粘贴400mm400mm30mm预制混凝土保护层；采用三毡四油防水层；20厚1：3水泥砂浆找平层；80厚防水树脂珍珠岩保温层；20厚水泥砂浆找平层；1：8水泥炉渣找坡层；100厚现浇混凝土板3、屋面底采用V型轻钢龙骨吊顶（仅有一层纸面石板板，无其他保温层）2.2.2荷载计算1、屋面恒荷载标准值20厚1：3水泥砂浆粘贴400mm400mm30mm预制混凝土块0.0220+0.0320=1.0采用三毡四油防水层；0.3520厚1：3水泥砂浆找平层0.0220=0.480厚防水树脂珍珠岩保温层0.083.5=0.2820厚水泥砂浆找平层0.0220=0.41：8水泥炉渣找坡层0.01810=0.18100厚现浇混凝土板0.1025=2.5屋面底采用V型轻钢龙骨吊顶0.12屋面恒荷载标准值5.232.3屋面板的设计2.3.1结构布置的相关尺寸1、主、次梁：主梁跨度由于整体平面呈L型，故有所不同的跨度，具体情况可参看图（1）中标注。2、板、梁截面尺寸：(1)、板厚：兼顾单向板和双向板对板厚的要求，我们先确定板厚的范围：80mm160mm。，所以可取h=100mm，所以也可取h=100mm综上所述，取板厚度为100mm（说明：除去弧形梁除处的板为150mm外）(2)、次梁截面尺寸：H在间取值，即在340mm500mm间取值，目前取次梁尺寸为：3、主梁截面尺寸：H在间取值，即在540mm810mm间取值，目前取主梁尺寸为：2.3.2板内力计算采用弹性理论的设计方法来对板内力进行计算，并依板内力来进行配筋。双向板肋梁楼盖结构平面布置可见上页图（1），现折成两部分来考虑。依据单向板和双向板的定义可知，图中既有单向板，也有双向板，由此我们分别求解：采用弹性理论的设计方法来进行计算，求双向板内力，并进行配筋。1、双向板设计：（1）取用代表性的A、B、C、D、E、F区格双向板，列表计算：第30页共135页 区格项目ABCDEF3.6332.42.4663.6632.47.20.60.830.50.810.83说明：求解双向板跨中最大弯矩值，采用棋盘式布置方式，框架结构的双向板支撑情况与和作用的情况相同。F板的情况属于异形板的情况，故而用补填法使其呈双向板情况，而按这种情况求得的内力和配筋是较实际情况求得的配筋更加安全，具有较高的安全储备。查表《混凝土结构设计》中册后面附表，可知上表中的各个系数的由来。第30页共135页 项目截面配筋实有跨中A805.675355.58359.0723.311230.51236.0B802.883180.64189.0722.07144.11（270）140.0C804.296269.17257.0721.34193.36（270）96.6D801.935121.24（270）126.0721.30590.85（270）89.8E801.36385.40（270）89.8721.36394.89（270）96.6F13011.533444.69457.01228.28340.19335.0支座807.16448.62457.0809.944623.06628.0807.16448.62457.0804.824302.26314.0804.964311.03314.0807.219452.32457.0803.116195.24202.0803.116195.24202.013022.328860.92872.013019.298744.09785.0（2）、对板截面相关属性的界定除F板的板厚取150mm，其余各种双向板的厚度均取100mm。现考虑双向板向短边传递的弯矩要比长边方向传递的弯矩值要大，其方向配置的受力钢筋，应当在长边方向纵筋的外侧。现为方便计算和确保安全，取内力臂系数。由此可求得各方向的配筋情况，采用公式，如右表所示：(我们由计算可知，有部分双向板的某个方向的配筋率偏小，现按最小配筋率计算配筋。：此时可配钢筋。第30页共135页 2、单向板设计（1）、对单向板1（东半部分的内走廊上的屋面板）的计算采用图示几种计算简图来进行板内力计算，并进行配筋。说明：考虑到仅中间一跨为单向板，且考虑塑性因子并使计算简化，我们进行如下假设：假设中间一跨的跨度与其两侧均相等，这样求得的内力偏大，更于安全。次梁截面为250mm500mm，现仅考虑中间跨的情况，取1m宽板带作为计算单元，如图所示，则：A、弯矩设计值查《混凝土结构》中册（三校合编）的表11.1可知：板的中跨中弯矩系数为：，故而：B、正截面受弯承载力计算现知还h=100（mm），取，板宽b=1000（mm）选用C25砼，知选用HPB235级钢筋，配用，C、校核由上述计算可知，，符合内力重分布原则。而不符合最小配筋率要求，应按最小配筋率来配筋。第30页共135页 (2)、对单向板2（西半部分的内走廊上的屋面板）的计算说明：参见前面板的分布图可知，为兼顾两种情况和非五跨，且跨度相差>10%情况，我们取用跨度为3.0m的五跨来进行计算，以达到简化的目标，具体如下图所示：考虑板与边跨支撑和次梁尺寸250mm500mm，有取1m宽板的板带作为计算单元，则：A、弯矩设计值查《混凝土结构》中册（三校合编）的表11.1可知板的弯矩系数分别为：边跨中：；离端第二支座：；中跨中：；中间支座：。B、正截面受弯承载力计算现知还h=100（mm），取，板宽b=1000（mm）选用C25砼，知选用HPB235级钢筋，具体计算过程中主要数据和最终配筋情况见下表截面1B2C弯矩设计值（KN/m）6.90-6.904.57-5.230.0910.0910.060.0690.0960.0960.0620.072计算配筋（）435.2435.2281.1326.4实际配筋（）补充：C、校核由上述计算可知，，符合内力重分布原则。符合最小配筋率要求，应按计算来配筋。第30页共135页 2.3.3次梁（连梁）的设计1、轴线之间的次梁设计：（1）、荷载和计算简图的确定与梯形荷载相等效的均布荷载说明：双向板支撑梁承受的荷载计算，按近似方法从板区格四角作分角线，如右图所示，尺寸数据已标出。为板传来的恒荷载加活荷载，再考虑次梁自重：次梁粉刷：荷载总设计值g+q=21.78+3+0.33=25.11（）而且各跨跨度相差不到10%，可按照五等跨连续梁来计算。计算简图如下所示：（2）、次梁内力计算第30页共135页 A、弯矩设计值查《混凝土结构》中册（三校合编）的表11.1可知板的弯矩系数分别为：边跨中：；离端第二跨跨中：；中跨中：；中间支座：。B、剪力设计值同样查《混凝土结构》中册（三校合编）的表11.3可查剪力系数分别为：A支座内测：；离端第二支座内外侧均为：；中间支座内外侧均为：。C、正截面受弯承载力计算正截面受弯承载力计算时，因为板和次梁现浇在一起，故而跨内正弯矩时时，截面按照T型截面计算：翼缘宽度为（mm），且取（mm）。除支座B外设两排纵向钢筋外，其余截面均布置一排。选用C25砼，知选用HRB400级纵向受力钢筋和HPB235级箍筋，，正截面承载力计算过程见下表：判断T截面类型：而即为T截面的第一种类型。正截面受弯承载力计算第30页共135页 截面1B2C弯矩设计值61.38-61.3850.10-57.26截面抵抗矩系数支座处：跨中处：0.00710.1130.0050.093纵向钢筋配置情况支座处：跨中处：664.0704.4474.3612.6选配钢筋216+118（弯）=657右侧218+118（弯），=763左侧218+118（弯），=763216+118（弯）=657216+118(弯)=657校核由上述计算可知，，符合内力重分布原则。而符合最小配筋率要求，应按计算来配筋。D、斜截面受弯承载力计算a、截面尺寸复核，采用公式截面尺寸满足要求b、腹筋计算第30页共135页 而应当按照构造来配置箍筋。在满足构造要求的情况下，按箍筋最小配筋率来设置箍筋。按两肢箍来配筋，取筋。依上面的描述可知，选配mm箍筋（按构造要求而来的）符合最小配箍率要求。说明：由于轴线E～F部分的次梁所承受的等效均布荷载要比F～G中间次梁等效均布荷载要小，为考虑施工方便，我们将此部分的次梁均按上述计算过程来配筋。2、号轴线次梁计算（1）、荷载和计算简图的确定此根次梁上作用的荷载由（a）和（b）两部分叠加而成，现分别由左到右来计算各区段荷载情况：研究第一个图，则中间跨中央处集中荷载计算过程如右图所示。（近似采用等效集中荷载作用与小梁，把小梁视为简支梁来求其支座反力，从而可求得P=32.67KN）其等效均布荷载分别为：第30页共135页 ；；研究第二个图，则其等效均布荷载分别为：；；现把上述两种情况的等效均布荷载叠加，此即为此根梁上作用荷载的情况。如下图所示：（2）、次梁内力计算应用结构力学上多节点力矩分配法可做以下求解，并可做最终弯矩图：近似把各杆截面抗弯刚度看作同一个不变的值，均为EI，则各杆线刚度分别为：；；；；；结点ABCDEF杆件ABBABCCBCDDCDEEDEFFE分配系数0.2260.7740.7700.2300.4520.5480.5080.492传递系数C固端弯矩-107.42107.42-5.095.09-115.95115.95-55.0155.01-58.4758.47弯矩的分配与传递杆端弯矩-127.6967.20-67.2090.35-90.3597.7-97.744.48-44.4865.47第30页共135页 （3）、次梁承载力计算A、次梁正截面受弯承载力正截面受弯承载力计算时，由于板和梁为现浇在一起，但是次梁两边的板为不等跨的，此时，可能会出现图示情况，现我们做以下的假设，取其翼缘宽度为：选用C25砼，知选用HPB235级钢筋，判断T截面类型：而即为T截面的第一种类型。第30页共135页 正截面受弯承载力计算截面A1B2C3D4E5F弯矩设计值-127.6963.68-67.2-71.15-90.3593.90-97.711.43-44.4832.74-65.47截面抵抗矩系数支座处：跨中处：0，2240.0100.1100.1180.1510.0150.1660.0020.0720.0050.108纵向钢筋配置情况支座处：跨中处：86136942345358055363874（256）277184（256）415选配钢筋220+116（弯）=829.1214+116（弯）=509.1214+116（弯）=509.1214+116（弯）=509.1216+116（弯）=603216+116（弯）=603216+116（弯）=603214+116（弯）=509.1214+116（弯）=509.1214+116（弯）=509.1214+116（弯）=509.1第30页共135页 校核：而，而4号和5号截面并不满足最小配筋率的要求（其配筋率分别为和）故而此两截面应按最小配筋率来配筋。且由上述计算可知，，符合内力重分布原则。B、次梁斜截面受剪承载力a、截面尺寸复核，采用公式验算。截面尺寸满足要求b、计算所需要的腹筋而应当按照构造来配置箍筋。故截面应按照构造进行配筋，用满足最小配箍率来设置箍筋。按两肢箍来配筋，取筋。依上面的描述可知，选配mm箍筋（按构造要求而来的）满足最小配箍率要求。3、～轴线的两二级次梁的计算——之一：(1)、荷载和计算简图的确定其等效均布荷载分别为；根据我们上面的描述可知，我们可以确定右图的计算简图。第53页共135页 (2)、次梁内力计算应用结构力学上单节点力矩分配法可做以下求解，并可做最终弯矩图：近似把各杆截面抗弯刚度看作同一个不变的值，均为EI，则各杆线刚度分别为：；，弯矩分配与传递过程如下表：结点ABC杆件ABBABCCB分配系数0.240.76传递系数C固端弯矩-119.39119.39-5.995.99弯矩的分配与传递杆端弯矩-133.0192.16-92.16-37.10（3）、次梁承载力计算A、正截面承载力说明：正截面受弯承载力计算时，由于板和梁为现浇在一起，故而在跨中正弯矩出现处，截面应视为T型截面，翼缘宽度为：选用C25砼，知选用HRB400级纵向受力钢筋和HPB235级箍筋，，第53页共135页 判断T型截面类型：而即为T截面的第一种类型。截面A1B2C弯矩设计值-133.0166.5-92.16-55.64-37.10截面抵抗矩系数支座处：跨中处：0.2340.0090.1550.0900.060纵向钢筋配置情况支座处：跨中处：889.2415.0595.6345.8230.6（256）选配钢筋220+118（弯）=882.5212+118（弯）=480.5216+118（弯）=656.5212+112（弯）=339212+112（弯）=339具体正截面承载力计算过程如下表所示：校核：C截面配筋率为故而此截面应按最小配筋率来配筋。（此乃是C截面的配筋）再由计算可知，其余截面的配筋均满足要求，均应按照计算配筋。且由上述计算可知，，亦符合内力重分布的设计原则。第53页共135页 B、斜截面受剪承载力计算a、截面尺寸复核，采用公式验算。截面尺寸满足要求b、计算所需要的腹筋对于A截面来讲，应当按照计算来配置箍筋。对于其他截面来讲，应当按照构造进行配筋，用最小配箍率来设置箍筋。A截面的情况：采用双肢箍筋，依公式，得箍筋间距为：其他截面的情况按构造作以下配筋：取筋，按两肢箍来配筋，。，为偏于安全考虑取150mm的间距。依上面的描述可知，选配mm箍筋（按构造要求而来的）满足要求。4、～轴线的两二级次梁的计算——之二：（1）、荷载和计算简图的确定其等效均布荷载分别为根据我们上面的描述可知，我们可以确定下图的计算简图。第53页共135页 （2）、次梁内力计算应用结构力学上单节点力矩分配法可做以下求解，并可做最终弯矩图：近似把各杆截面抗弯刚度看作同一个不变的值，均为EI，则各杆线刚度分别为：，弯矩分配与传递过程如下表：（说明，此时没有必要使用弯矩分配法，因为图示为对称结构在对称荷载作用，可取半边结构代替整个结构进行计算，直接查表可得）由此可得各杆端的弯矩值分别为：；；；（3）、次梁承载力计算A、正截面承载力说明：正截面受弯承载力计算时，由于板和梁为现浇在一起，故而在跨中正弯矩出现处，截面应视为T型截面，翼缘宽度为：选用C25砼，知选用HRB400级纵向受力钢筋和HPB235级箍筋，，判断T型截面类型：而（仅考虑跨中情况）为T截面的第一种类型。具体正截面承载力计算过程如下表所示：第53页共135页 截面A1B2C弯矩设计值-51.2925.65-51.2925.6551.29截面抵抗矩系数支座处：跨中处：0.0800.0030.0840.0030.084纵向钢筋配置情况支座处：跨中处：324.7138.3（256）324.7138.3（256）324.7选配钢筋212+112（弯）=339212+112（弯）=339212+112（弯）=339212+112（弯）=339212+112（弯）=339由上述计算可明显看到，跨中截面的配筋均满足不了最小配筋率的要求。鉴于施工方便，我们对此部分两跨次梁的配筋情况采用截面最小配筋率来配筋。且由上述计算可知，，符合内力重分布原则。B、斜截面受剪承载力计算a、截面尺寸复核，采用公式验算。第53页共135页 截面尺寸满足要求b、计算所需要的腹筋应当按照构造来配置箍筋：取筋，按两肢箍来配筋，。，为偏于安全考虑取150mm的间距。依上面的描述可知，选配mm箍筋（按构造要求而来的）满足要求。5、～轴线间次梁的设计依此根次梁之上板传来的荷载属性，可得实际荷载分布情况：（1）、荷载和计算简图的确定利用等效均布荷载与上述不均匀荷载的转化关系，可知：该次梁的计算简图如下所示：第53页共135页 （2）、次梁内力计算应用结构力学上多节点力矩分配法可做以下求解，并可做M和V图：近似把各杆截面抗弯刚度看作同一个不变的值，均为EI，则各杆线刚度分别为：；；；。结点ABCDE杆件ABBABCCBCDDCDEED分配系数0.7550.2450.4520.5480.5080.492传递系数C固端弯矩-6.06.0-113.47113.47-48.2348.23-51.2951.29弯矩的分配与传递杆端弯矩41.98101.96-101.9689.54-89.5438.09-38.0957.9特别注明：把上表与表中对应位置进行比较，兼顾施工要求，可以得到我们除A支座应用最小配筋率来配筋外，其余各截面可完全模仿中相关截面的配筋情况。（A处有配212+112（弯），=339>256）另外，通过相关计算，我们可知满足最小配筋率及塑性内力重分布的设计原则。同理，斜截面承载力模仿前面页的情况，这里略掉。关于屋盖次梁设计说明：实际上，我们取用了五根次梁进行了计算（其中横向四条，纵向1条），而纵向1条次梁特别具有代表性，横向中的4条次梁，为考虑施工操作清晰，不出现或少出现错误，将他们简化成一条次梁的内力进行配筋，依次，仅需要求两根典型的次梁。也是由此，我们在下面对楼板进行计算时，我们仅取两根典型次梁，具体见下面的设计。第53页共135页 第3章楼盖设计3.1结构平面布置情况标准层楼盖的结构设计布置图与屋面结构大致相同（仅仅在荷载方式及大小方面，有所不同），如下图所示。具体结构布置和相关尺寸标注如图（1）所示：第53页共135页 3.2荷载基本情况3.2.1荷载基本资料1、根据荷载规范，办公楼楼面均布活荷载标准值取2.0，组合值系数为，频遇值系数，准永久系数。第53页共135页 2、楼面的基本构造：20厚大理石块面层配水泥砂浆擦缝；25厚1：2.5干硬性水泥砂浆结合层，上撒2厚干水泥并撒清水适量；20厚1：3水泥砂浆结合层；100厚现浇混凝土板；屋面底采用V型轻钢龙骨吊顶。3.2.2荷载计算由于楼盖与屋面荷载情况大有不同。对屋、楼盖来讲，他们的恒载是不变的，且屋盖的活载亦是不变的，可对于楼盖来讲，鉴于不同的功能区域，它们的活荷载是不尽相同的。现分别做以下表述：1、楼面恒荷载标准值20厚大理石块面层配水泥砂浆擦缝25厚1：3干硬性水泥砂浆找平层2厚干水泥并撒清水适量20厚1：3水泥砂浆结合层100厚现浇混凝土板屋面V型轻钢龙骨吊顶楼面恒荷载标准值A、B、C、D、E、F类型板（无特殊用途空间）的楼面活荷载标准值G类型板（档案室）的楼面活荷载标准值健身房的楼面活荷载标准值走道处单向板的楼面活荷载标准值3.3屋面板的设计3.3.1结构布置的相关尺寸与前面的屋盖设计所定的尺寸相同，即为：次梁尺寸；主梁尺寸。3.3.2板的内力计算由单向板和双向板的定义可知，图中既有单向板，也有双向板，由此我们分别求解。对于双向板，我们采用弹性理论的设计方法来对楼板内力进行计算，并依板内力进行配筋。1、双向板设计（1）、屋盖中，对具有代表性的有A、B、C、D、E、F区格的双向板，列表进行内力计算：A、B、C、D、E、F类型板（无特殊用途空间）的楼面荷载设计值分别为:G类型板（档案室）的楼面荷载设计值分别为:第53页共135页 项目区格ABCDEFG3.6332.42.46663.6632.47.27.20.60.830.50.810.830.83说明：求解双向板跨中最大弯矩值，采用棋盘式布置方式，框架结构的双向板支撑情况与和作用的情况相同。F板的情况属于异形板的情况，故而用补填法使其呈双向板情况，而按这种情况求得的内力和配筋是较实际情况更具有较高的安全储备。第53页共135页 项目截面配筋实有跨中A804.712295.24302．0721.963136.66281．0B803.158197.87281．0724.442309.25327．0C803.583224.50281．0721.13579.02281．0D801.600100.25281．0721.09175.95281．0E801.12670.55281．0721.12678.39281．0F1309.530367.46393．01226.865282.06302．0G8016.2021015.16981．07211.778819.97785．0支座805.722358.52357．0807.946497.87503．0805.722358.52357．0803.855241.54281．0807.946497.87503．0805.796363.16357．0803.102194.36281．0803.102194.36281．08024.7971491.041571．08025.5341525.191571．013017.842687.95654．013015.421594.60604．0（2）、对板截面相关属性的界定除图（1）中F板的板厚取150mm，其余各种双向板的厚度均取100mm。现考虑双向板向短边传递的弯矩要比长边方向传递的弯矩值要大，其方向配置的受力钢筋，应当在长边方向纵筋的外侧。现为方便计算和确保安全，取内力臂系数。由此可求得各方向的配筋情况，采用公式，如右表所示：(我们由计算可知，有部分双向板的某个方向的配筋率偏小，现按最小配筋率计算配筋。：此时可配钢筋。2、单向板设计第53页共135页 （1）、对单向板1（东半部分的内走廊上的屋面板）的计算如同前面对屋盖的设计一样，我们采用图示计算简图来进行板内力计算，并进行配筋。说明：考虑到仅中间一跨为单向板，且考虑塑性因子并使计算简化，我们进行如下假设：中间一跨的跨度与其两侧均相等，这样求得的内力偏大，更于安全。次梁截面为，现仅考虑中间跨的情况，取1m宽板带作为计算单元，如下图所示，则：走道处楼面恒荷载标准值走道处单向板的楼面活荷载标准值；A、弯矩设计值查《混凝土结构》中册（三校合编）的表11.1可知：板的中跨中弯矩系数为：，故而：B、正截面受弯承载力计算现知还h=100（mm），取，板宽b=1000（mm）选用C25砼，知选用HPB235级钢筋，配用，C、校核由上述计算可知，，符合内力重分布原则。而不符合最小配筋率要求，应按最小配筋率来配筋。(2)、对单向板2（西半部分的内走廊上的屋面板）的计算第53页共135页 参见本章前面的板分布图可知，为兼顾两种情况和非五跨，且跨度相差>10%情况，我们取用跨度为3.0m的五跨来进行计算，以达到简化的目标，具体如下图所示：考虑板与边跨支撑和次梁尺寸250mm500mm，有取1m宽板的板带作为计算单元，则：A、弯矩设计值查《混凝土结构》中册（三校合编）的表11.1可知板的弯矩系数分别为：边跨中：；离端第二支座：；中跨中：；中间支座：。B、正截面受弯承载力计算现知还h=100（mm），取，板宽b=1000（mm）选用C25砼，知选用HPB235级钢筋，具体计算过程中主要数据和最终配筋情况见下表：截面1B2C弯矩设计值（KN/m）5.51-5.513.65-4.550.0720.0720.0480.0600.0750.0750.0490.061计算配筋（）340.0340.0222.13276.53实际配筋（）补充：C、校核由上述计算可知，，符合内力重分布原则。不符合最小配筋率要求，应按构造来配筋。经计算可知，可取，即配。3.3.3次梁（连梁）的设计第53页共135页 1、轴线之间的次梁设计：（1）、荷载和计算简图的确定说明：双向板支撑梁承受的荷载计算，按近似方法从板区格四角作分角线，如右图所示，尺寸数据已标出。对最右侧两跨的计算：与梯形荷载相等效的均布荷载考虑到最右两跨为图书档案室，其恒荷载和活荷载总和为，其他的部分板的大小为。对其他的部分板的计算:与梯形荷载相等效的均布荷载上述所求得的；为板传来的恒荷载加活荷载，再考虑次梁自重：次梁粉刷：荷载总设计值分别为：第53页共135页 而且各跨跨度相差不到10%，可按照五等跨连续梁来计算。计算简图如下所示：（2）、次梁内力计算A、弯矩设计值查《混凝土结构》中册（三校合编）的表11.1可知板的弯矩系数分别为：边跨中：；离端第二跨跨中：；中跨中：；中间支座：。B、剪力设计值：第53页共135页 同样查《混凝土结构》中册（三校合编）的表11.3可查剪力系数分别为：A支座内测：；离端第二支座内外侧均为：；中间支座内外侧均为：。C、正截面受弯承载力计算正截面受弯承载力计算时，因为板和次梁现浇在一起，故而跨内正弯矩时时，截面按照T型截面计算：翼缘宽度为（mm），且取（mm）。除支座B外设两排纵向钢筋外，其余截面均布置一排。选用C25砼，知选用HRB400级纵向受力钢筋和HPB235级箍筋，，正截面承载力计算过程见下表：判断T截面类型：而即为T截面的第一种类型。第53页共135页 正截面受弯承载力计算截面1B2C3D4E5弯矩设计值50.67-50.6741.36-47.2741.36-68.8260.21-73.7773.77截面抵抗矩系数支座处：跨中处：0.0060.0820.0050.0760.0050.1130.0070.1220.008纵向钢筋配置情况支座处：跨中处：569.2540.2474.3500.7474.3744.4664.0803.7758.9选配钢筋216+116（弯）=603216+116（弯），=603214+116（弯）=509.1214+116(弯)=509.1214+116（弯）=509.1220+114（弯）=781.9218+116（弯）=710.1220+116（弯）=829.1220+114（弯）=781.9第53页共135页 校核:由上述计算可知，，符合内力重分布原则。符合最小配筋率要求，应按计算来配筋。D、斜截面受弯承载力计算a、截面尺寸复核，采用公式截面尺寸满足要求b、腹筋计算而应当按照构造来配置箍筋。在满足构造要求的情况下，按箍筋最小配筋率来设置箍筋。按两肢箍来配筋，取筋。依上面的描述可知，选配mm箍筋（按构造要求而来的）符合最小配箍率要求。说明：由于轴线E～F部分的次梁所承受的等效均布荷载要比F～G中间次梁等效均布荷载要小，为考虑施工方便，我们将此部分的次梁均按上述计算过程来配筋。2、号轴线次梁计算（1）、荷载和计算简图的确定第53页共135页 此根次梁上作用的荷载由（a）和（b）两部分叠加而成，现分别由左到右来计算各区段荷载情况：研究第一个图:我们很容易看到这张荷载示意图有一跨的一半没有荷载作用，那是因为我们在那里设置了电梯（具体可参见前面的总平面图），掀掉了楼盖。除走道上的总荷载为：其余部分的荷载均为：中间跨中央处的集中荷载计算过程如右图所示。（近似采用等效集中荷载作用与小梁，把小梁视为简支梁来求其支座反力，从而可求得P=26.1KN），其等效均布荷载分别为；；研究第二个图，则其等效均布荷载分别为：；；现把上述两种情况的等效均布荷载叠加，此即为此根梁上作用荷载的情况。如下图所示：第53页共135页 （2）、次梁内力计算应用结构力学上多节点力矩分配法可做以下求解，并可做最终弯矩图：近似把各杆截面抗弯刚度看作同一个不变的值，均为EI，则各杆线刚度分别为：；；；；；结点ABCDEF杆件ABBABCCBCDDCDEEDEFFE分配系数0.2260.7740.7700.2300.4520.5480.5080.492传递系数C固端弯矩-89.3289.32-4.244.24-95.9461.92-46.2146.21-49.1149.11弯矩的分配与传递杆端弯矩-105.5056.58-56.5868.38-68.3863.14-63.1442.82-42.8252.25由上面的计算可以作出次梁弯矩图和剪力图，分别如下所示：第53页共135页 （3）、次梁承载力计算说明：正截面受弯承载力计算时，由于板和梁为现浇在一起，但是次梁两边的板为不等跨的，此时，可能会出现图示情况，现我们做以下的假设，取其翼缘宽度为：选用C25砼，知选用HPB235级钢筋，判断T截面类型：而即为T截面的第一种类型。第53页共135页 正截面受弯承载力计算截面A1B2C3D4E5F弯矩设计值－105.552.95-56.58-56.11-68.3863.81-63.1416.33-42.8226.14-52.25截面抵抗矩系数支座处：跨中处：0.180.0090.0920.0910.1130.0100.1040.0030.0690.0040.085纵向钢筋配置情况支座处：跨中处：1187.4544.6607.4602.2742656.8681.9167.5（256）454.2268.2558.8选配钢筋225+116（弯）=1183.1216+116（弯）=603216+116（弯）=603216+116（弯）=603218+116（弯）=710.1218+116（弯）=710.1218+116（弯）=710.1212+112（弯）=339214+112（弯）=421.1212+112（弯）=339218+112（弯）=622.1第107页共135页 校核：而，而4号并不满足最小配筋率的要求（其配筋率为）故而此两截面应按最小配筋率来配筋。且由上述计算可知，，符合内力重分布原则。B、次梁斜截面受剪承载力a、截面尺寸复核，采用公式验算。截面尺寸满足要求b、计算所需要的腹筋而A截面应当按照计算来配置箍筋：采用双肢箍筋，依公式，得箍筋间距为：为偏于安全考虑取120mm的间距。依上面的描述可知，选配mm箍筋（按构造要求而来的）满足最小配箍率要求。其余截面按照最小配筋率来配筋，如下：按两肢箍来配筋，取筋。依上面的描述可知，选配mm箍筋（按构造要求而来的）满足最小配箍率要求。第107页共135页 第4章楼梯设计4.1设计参数4.1.1楼梯结构平面布置图4.1.2楼梯的基本尺寸和荷载数据楼梯度高3600mm，楼梯间宽3360mm，楼梯井宽60mm，踏步总数24，踏步宽度360mm，踏步高度150mm，休息平台宽度1600mm，扶手高度900mm，扶手宽度60mm，有内扶手。据荷载规范，我们取楼梯上均布活荷载标准值为，且采用C20混凝土〖,〗,I级钢筋()。4.2楼梯板计算板倾斜度；。设板厚，约为板斜长的。取1m宽板带为计算单元,进行计算。4.2.1荷载计算梯段板的恒载:水磨石面层三角形踏步斜板板底抹灰恒载标准值:梯段板的活荷载标准值取用恒载和活载的荷载分项系数，分别为：，基本组合的总荷载设计值为：4.2.2截面设计板的水平计算跨度其弯矩设计值所以可求得：截面抵抗矩系数选配的纵向受力钢筋，实有.第107页共135页 我们同样进行最小配筋率的验算：而符合最小配筋率要求，应按计算来配筋。值得注意的是，我们还应当在每级踏步下设置一根的分布筋。4.3平台板计算设平台板厚h=100mm，取1m宽板带计算。4.3.1荷载计算平台板的恒荷载：水磨石面层100厚混凝土板板底抹灰恒载标准值:梯段板的活荷载标准值取用恒载和活载的荷载分项系数，分别为：，基本组合的总荷载设计值为：4.3.2截面设计板的计算跨度其弯矩设计值（注：根据规范推荐的范围所选）所以可求得：截面抵抗矩系数显然是不满足最小配筋率要求的，于是我们可按最小配筋率来配筋。选配的纵向受力钢筋，实有.我们同样进行最小配筋率的验算：第107页共135页 符合最小配筋率要求。值得注意的是，我们还应当设置分布筋。4.4平台梁计算根据平台梁的位置的受力特点，设置了三种类型的平台梁，分别为：它们的尺寸分别为：，计算过程如下：4.4.1荷载计算平台梁的恒荷载：梁自重梁侧粉刷梯段板传来平台板传来恒荷载标准值:平台梁活荷载标准值取用恒载和活载的荷载分项系数，分别为：，基本组合的总荷载设计值为：4.4.2计算跨度弯矩和剪力的设计值分别为：1、正截面受弯承载力计算根据梁安置的位置和实际情况，我们把截面按倒L形截面计算，有：，而，即为L截面的第一种类型。截面抵抗矩系数第107页共135页 根据《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2002》规定：梁的纵向钢筋配置，一、二级抗震设计时钢筋直径不应小于14mm故而我们选配的纵向受力钢筋，实有.我们同样进行最小配筋率的验算：而符合最小配筋率要求，应按计算来配筋。2、截面尺寸复核，采用公式验算。截面尺寸满足要求1、计算所需要的腹筋而应当按照构造来配置箍筋。所以采用双肢箍筋的布置方案4.4.3计算跨度弯矩和剪力的设计值分别为：1、正截面受弯承载力计算根据梁安置的位置和实际情况，我们把截面按倒L形截面计算，有：，而，即为L截面的第一种类型。第107页共135页 截面抵抗矩系数根据《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2002》规定：梁的纵向钢筋配置，一、二级抗震设计时钢筋直径不应小于14mm故而我们选配的纵向受力钢筋，实有.我们同样进行最小配筋率的验算：而符合最小配筋率要求，应按计算来配筋。2、截面尺寸复核，采用公式验算。截面尺寸满足要求2、计算所需要的腹筋经计算可知斜截面可按照构造来配置箍筋。所以采用双肢箍筋的布置方案注意：鉴于平台梁3是放置在地面之上的，受力较为复杂且对配筋的要求不高，我们省去计算了。完成了楼梯的设计第107页共135页 第5章计算简图及梁柱线刚度5.1确定框架计算简图取轴线上的一榀框架计算，假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。我们取各层柱的截面尺寸均为。由于每一层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，而二层楼标高为3.6m,根据地质条件确定内外高差定为-1.10m，故底层柱高为4.7m。其余各层柱高从楼面算至上一层楼面（即层高）均为3.6m。由此框架的计算简图如本页末图。5.2框架梁柱线刚度对中框架（非两端头）梁取I=2I0两边跨梁：中间跨梁：两边底层柱：中间底层柱：其余层柱：为得到各杆件的相对线刚度，我们令，则：；；框架计算简图第107页共135页 第6章荷载计算6.1屋面和楼面恒荷载标准值6.1.1屋面（上人）恒荷载标准值20厚1：3水泥砂浆粘贴400mm400mm30mm预制混凝土块0.0220+0.0320=1.0采用三毡四油防水层；0.3520厚1：3水泥砂浆找平层0.0220=0.480厚防水树脂珍珠岩保温层0.083.5=0.2820厚水泥砂浆找平层0.0220=0.41：8水泥炉渣找坡层0.01810=0.18100厚现浇混凝土板0.1025=2.5屋面底采用V型轻钢龙骨吊顶0.12屋面恒荷载标准值5.236.1.2标准层楼面恒荷载标准值20厚大理石块面层配水泥砂浆擦缝25厚1：2.5干硬性水泥砂浆结合层2厚干水泥并撒清水适量20厚1：3水泥砂浆结合层100厚现浇混凝土板屋面V型轻钢龙骨吊顶楼面恒荷载标准值6.1.31－6层柱自重(柱尺寸为)柱自重抹灰层（10厚混合砂浆）合计6.1.4主梁自重（主梁尺寸）自重抹灰层合计6.1.5次梁自重（主梁尺寸）自重抹灰层合计6.1.6基础梁（尺寸）第107页共135页 自重合计6.1.7墙体自重1、外纵墙自重（标准层）纵墙铝合金窗水磨石外墙面贴瓷砖墙面合计2、底层外纵墙自重（底层）纵墙铝合金窗水磨石外墙面贴瓷砖墙面合计3、内隔墙自重（标准层）内隔墙贴瓷砖墙面合计栏杆自重：合计6.2屋面及楼面可变荷载标准值上人屋面均布荷载标准值办公室楼面活荷载标准值走道楼面活荷载标准值档案室楼面活荷载标准值健身房的楼面活荷载标准值楼面可变荷载标准值(说明：其中屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者取大值。)6.3竖向荷载下受荷情况第107页共135页 ～，～轴间框架梁：6.3.1均布荷载～，～轴间框架梁的均布荷载相同，均为：屋面板传荷载（标准值）：板传至梁上的三角形荷载等效为均布荷载，荷载的传递示意见上图。恒载：活载：楼面板传荷载（标准值）：恒载：活载：主梁自重（标准值）：次梁自重（标准值）：轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载=主梁自重＋板传荷载=活载=板传荷载=标准层楼面梁：恒载=主梁自重＋板传荷载＋内隔墙自重=活载=板传荷载=—轴间框架梁（走道所在处，且传到次梁上）的均布荷载为：屋面板（单向板）传荷载：恒载：活载：第107页共135页 楼面板（单向板）传荷载：恒载：活载：轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载=主梁自重＋板传荷载=活载=板传荷载楼面梁：横载=主梁自重＋板传荷载=活载=板传荷载6.3.2集中荷载～轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱：女儿墙自重：（墙高1100mm,100mm的混凝土压顶）现浇天沟尺寸如右图所示天沟自重：（琉璃瓦+现浇天沟(如图示）琉璃瓦自重：现浇天沟自重：合计顶层柱恒载＝女儿墙及天沟自重+主梁自重+板传荷载＋次梁自重顶层柱活载＝板传荷载＝主梁传到柱的活载＋次梁传到柱的活载标准层柱恒载=墙体自重＋梁自重＋板传荷载第107页共135页 标准层柱活荷载=板传荷载基础顶面恒载＝底层墙体自重+基础梁自重～轴柱纵向集中荷载的计算：顶层柱恒载＝主梁自重+板传荷载＋次梁自重顶层柱活载＝板传荷载＝主梁传到柱的活载＋次梁传到柱的活载标准层柱恒载=墙体自重＋梁自重＋板传荷载标准层柱活荷载=板传荷载基础顶面恒载＝底层墙体自重+基础梁自重—和—第107页共135页 轴间框架梁的集中荷载（为方便计算，我们均视梁两端的连接为铰接。且荷载可视作先由板传向主梁，然后可求得其集中荷载，具体如下：）屋面梁：集中荷载之恒载：集中荷载之活载：楼面梁：集中荷载之恒载：集中荷载之活载：由以上计算可得如下竖向受荷总图,如右图示。第107页共135页 第7章水平荷载作用下框架的侧移及内力计算7.1侧移刚度D横向底层D值构件名称C轴柱0.43416243D轴柱0.67525251E轴柱0.67525251F轴柱0.43416243=16243＋25251＋25251＋16243=82988KN/m横向2～5层D值构件名称C轴柱0.20016667D轴柱0.49941562E轴柱0.49941562F轴柱0.20016667=16667＋41562＋41562＋16667=116458KN/m(注明：，在后面的计算中会用到的)7.2各楼层重力荷载代表值计算7.2.1顶层=梁自重＋板自重+柱自重+墙体自重+活荷载+女儿墙及天沟自重第107页共135页 7.2.2标准层梁自重＋板自重+柱自重+墙体自重+活荷载梁自重＋板自重+柱自重+墙体自重+活荷载7.2.3底层=梁自重＋板自重+柱自重+墙体自重+活载由以上计算得如下各层重力荷载代表值，如右图所示：第107页共135页 7.3横向框架自震周期计算结构顶点的假想侧移由式，及计算，具体过程如下:横向框架顶点位移楼层51124.931124.931164580.0150.15741009.002133.931164580.0290.14731065.703199.631164580.0200.12921065.704265.331164580.0270.10111086.105351.43829880.0560.064由公式知，7.4地震作用及各楼层地震剪力计算（采用底部剪力法求解）依据本设计的要求，可知：本地区建筑场地类别为Ⅱ类，地震设防烈度为7度，第一组。查表得，地震影响系数最大值，特征周期，地震影响系数:；T=0.47s故结构顶部的地震剪力偏小，不用考虑顶部附加地震作用，故而将总水平地震作用进行分配，则质点的水平地震作用可采用公式：层的水平地震作用为：。具体计算过程及结果见下表：各层地震作用及楼层地震剪力楼层()()()()()()53.619.11124.9321486.20.337080.3280.3243.615.51009.0015639.50.245358.47138.7933.611.91065.7012681.80.198947.41186.2023.68.31065.708845.30.138733.07219.2714.74.71086.105104.70.080119.08238.35第107页共135页 7.5水平地震作用的位移验算水平地震作用下框架的层间侧移按公式来计算。计算过程及结果如下表：楼层层间剪力层间刚度（m）层间转角备注580.321164580.00073.61/5220层间相对弹性转角判断条件4138.791164580.00123.61/30213186.201164580.00163.61/22522219.271164580.00193.61/19121238.35829880.00294.71/1636验算：7.6地震作用下的内力计算框架柱地震剪力、弯距、剪力和柱轴力的计算我们采用D值法，其具体过程和结果如下表所示：横向框架各层水平地震作用的地震剪力柱层次hD边柱(C、F)53.680.32166671164580.1430.500.3017.7841.4943.6138.79166671164580.1430.500.4040.9761.4633.6186.20166671164580.1430.500.4549.1760.0923.6219.27166671164580.1430.500.5570.7757.9014.7238.3516243829880.1960.650.70159.1968.22中柱(D、E)53.680.32415621164580.3571.990.4034.1251.1843.6138.79415621164580.3571.990.4566.3381.0733.6186.20415621164580.3571.990.50112.95112.9523.6219.27415621164580.3571.990.50133.01133.0114.7238.3525251829880.3042.610.575191.31141.40注:(注明：，在前面的计算中提到过)第107页共135页 ；底层考虑上下层高度变化对的修正值、。.框架梁端弯矩、剪力及柱轴力层次～跨～跨和柱轴力57.241.4912.807.542.438.3938.3931.99-6.29-23.6847.279.2428.8015.012.486.3986.3971.99-21.34-56.6437.2101.0644.8220.262.4134.46134.46112.05-43.97-102.5827.2107.0761.4923.412.4184.47184.47153.73-68.68-126.8517.2138.9968.6028.832.4205.81205.81171.51-99.77-137.00注解：框架梁端弯矩、剪力及柱轴力的具体求法见《工程结构抗震》，丰定国主编的。由节点平衡可求得梁端弯矩。因节点处梁端弯矩之和等于柱端弯矩之和，梁每端弯矩可由柱端弯矩之和按梁的线刚度之比分配而得。梁端剪力为梁两端弯矩之和除以梁跨度。节点左右梁端剪力之和即为柱的层间轴力增量。对中柱而言，当梁的跨度相近时，轴力近似为零。应当注意，由于地震荷载的方向是可变的，故梁、柱的弯矩，剪力和轴力方向也是变化的。第107页共135页 (说明：《混凝土结构设计规范》中规定，在考虑地震荷载作用后，不考虑风荷载作用。)第8章竖向荷载作用下框架内力分析8.1确定节点处各杆件的分配系数由前相对线刚度可算得各层节点处的分配系数，具体如左下图所示：（我们选用了半钢架）8.2恒载作用下框架的弯矩计算各层框架梁具体的集中荷载和均布荷载的数值如右上图所示C—D轴间荷载情况；D—1/2E轴间荷载情况C—D轴间荷载情况第107页共135页 ；D—1/2E轴间荷载情况计算简图为对称结构在对称荷载作用下的情况，故而可取半钢架，并采用弯矩分配法。（公式可以查看结构力学下册的载常数表）在框架边柱上，由于梁的中心线与柱的中心线不重合，因此在框架节点还作用有集中力矩，具体如下：；；。第107页共135页 第107页共135页 146.57140.31159.22147.70148.18145.81第107页共135页 第107页共135页 8.3活载作用下框架的弯矩计算各层框架梁具体的集中荷载和均布荷载的数值如下图所示：C—D轴间荷载情况D—1/2E轴间荷载情况C—D轴间荷载情况D—1/2E轴间荷载情况计算简图为对称结构在对称荷载作用下的情况，故而可取半钢架，并采用弯矩分配法。（公式可以查看结构力学下册的载常数表）在框架边柱上，由于梁的中心线与柱的中心线不重合，因此在框架节点还作用有集中力矩，具体如下：；；。第107页共135页 第107页共135页 49.2445.6746.3446.4645.5026.1451.06第107页共135页 第107页共135页 8.4梁端剪力及柱轴力计算梁端剪力：=柱轴力：N=V（梁端剪力）+p（集中力在节点处的作用及柱自重）恒、活载作用下梁端剪力及柱轴力计算结果的具体情况见下面的表：恒载作用下梁端剪力和柱轴力层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力～～～～～～柱柱5100.9028.44-7.06（-5.65）093.8（95.3）-108.0（-106.6）28.44-273.8-307.2-299.8-333.24138.6012.06-3.04（-2.42）0135.6（136.29）-141.6（-141.0）12.06-627.9-661.2-781.8-815.23138.6012.06-3.50（-2.80）0135.1（135.8）-142.1（-141.4）12.06-981.4-1014.8-1264.3-1297.72138.6012.06-11.73（-9.38）0126.9（129.2）-150.3（-148.0）12.06-1326.8-1360.2-1755.1-1788.51138.6012.06-10.00（-8.00）0128.6（130.6）-148.6（-146.6）12.06-1673.9-1717.5-2244.1-2287.7-注：表中数值单位均为KN，括号里的数值乘以折减系数0.8第107页共135页 活载作用下梁端剪力和柱轴力层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力～～～～～～柱柱530.264.32-2.22（-1.77）028.04（28.49）-32.48（-32.03）4.32-63.9-63.9-87.1-87.1430.265.40-0.68（-0.55）029.58（29.71）-30.94（-30.81）5.40-129.4-129.4-173.7-173.7330.265.40-0.88（-0.70）029.38（29.56）-31.14（-30.96）5.40-194.9-194.9-260.3-260.3230.265.40-0.85（-0.68）029.41（29.58）-31.11（-30.94）5.40-260.4-260.4-346.9-346.9130.265.40-2.51（-2.01）027.75（28.25）-32.77（-32.27）5.40-325.9-325.9-433.5-433.5注：表中数值单位均为KN，括号里的数值乘以折减系数0.8(说明：柱的剪力具体求解可参照梁端剪力的求解，这里从略。)第107页共135页 8.5内力组合8.5.1框架梁内力组合说明（一）：在恒载和活载作用下，为了计算的简化与方便，我们认为跨间最大弯矩基本位于跨中，可近似取跨中弯矩来进行计算。（采用公式：=，其中：）说明（二）：在竖向荷载与地震荷载组合时，跨间最大弯矩采用数解法，具体计算过程见下图：其中：对端点取矩，则：；X截面的弯矩为得：跨间最大弯矩的位置,将x代入任一需要求解的截面，其弯矩表达式，可得跨间最大弯矩值为：=第107页共135页 一榀框架梁的内力组合层次位置内力荷载类别竖向荷载组合竖向荷载与地震力组合恒载①活载②地震荷载③①+②1.2×（①+0.5×②）+1.3×③5M-117.8-36.8841.49-192.99-109.55-217.43V93.8028.007.54151.76139.16139.16M-168.63-52.8412.80-276.33-250.70-217.42V108.032.507.54175.10139.30139.30M-115.42-36.8038.39-190.02-110.68-210.49V28.404.3231.9940.1378.2678.26跨中145.8145.50238.67112.5736.23185.814M-179.53-46.2379.24-280.16-140.16-346.19V135.6029.6015.01204.16199.99199.99M-201.42-51.1528.80-313.31-309.83-234.95V141.6030.9015.01213.18168.95168.95M-103.19-25.6186.39-159.68-26.89-251.48V12.105.4071.9922.08111.35111.35跨中146.5745.67239.82100.7824.89155.783M-176.26-44.75101.06-274.16-106.98-369.74V135.1029.4020.26203.28206.10206.10M-201.46-51.0644.82-313.24-330.65-214.12V142.1031.1020.26126.98125.52125.52M-102.90-26.14134.46-160.0835.63-313.96V12.105.40112.0522.08163.43163.43跨中148.1846.46242.86100.4925.42156.182M-177.13-44.97107.07-275.51-100.35-378.73V126.9029.4023.41193.44200.35200.35M-201.55-51.0861.40-313.37-352.33-192.69V150.3031.1023.41136.82131.27131.27M-102.37-26.03184.47-159.29101.35-378.27V12.105.40153.7322.08217.61217.61跨中147.7046.34242.1299.9625.31155.391M-141.80-36.08138.99-220.67-11.12-372.50V128.6027.8028.83193.24208.48208.48M-213.85-54.1768.60-332.46-378.30-199.94V148.6032.8028.83132.40121.16121.16M-124.99-31.73205.81-194.4198.53-436.58V12.105.40171.5122.08240.72240.72跨中159.2249.24260.00122.5831.01190.51第107页共135页 8.5.2框架柱内力组合说明：其中系数β考虑计算截面以上各层活载不同时布满，而对楼面均布活载的一个折减系数，称为活载按楼层的折减系数，其值见下表：活载按楼层的折减系数墙、柱、基础计算截面以上层12~34~56~89~2020计算截面以上各楼层活荷载总和的折减系数1.00（0.90）0.850.700.650.600.55注：当楼面梁的从属面积超过25时，因应用括号内的系数。框架柱取每层柱的柱顶和柱底两个控制截面，其计算过程和结果见下表：柱内力组合层次位置内力荷载类别竖向荷载组合竖向荷载与地震力组合恒载①活载②地震荷载③1.2①+1.4②1.2【①+0.5②】+1.3③5柱顶M40.3142.2741.49107.5519.80127.67N273.866.167.54421.18358.45378.06柱底M109.5329.5317.78172.78172.27126.04N307.266.167.54461.26398.53418.14剪力V-41.6-19.916.46-77.78-40.46-83.264柱顶M93.1422.1061.46142.7145.13204.93N627.9132.3222.55938.73803.56862.19柱底M99.7025.0740.97154.74187.9481.42N661.2132.3222.55978.69843.52902.15剪力V-53.6-13.128.45-82.66-35.20-109.173柱顶M99.7025.0760.09154.7456.57212.80N981.4198.4842.811455.551241.121352.42柱底M97.9524.6349.17152.02196.2468.40N1014.8198.4842.811495.631281.201392.50剪力V-54.9-13.830.35-85.20-34.71-113.622柱顶M102.3225.7357.90158.8162.95213.49N1326.8264.6466.221962.661664.861837.03柱底M124.5531.3170.77193.29260.2576.25N1360.2264.6466.222002.741704.941877.11剪力V-63.0-15.835.74-97.72-131.54-38.621柱顶M40.3910.1668.2262.69-34.12143.25N1673.9330.8095.052471.802083.602330.73柱底M20.205.08159.1931.35234.24-179.66N1717.5330.8095.052524.122135.922383.05剪力V-12.9-3.248.39-19.9645.51-80.31注：表中弯矩M单位为KN.m，剪力单位为KN;框架柱轴力的正负号规定：拉为正，压为负，表中的轴力均未标出负号，特此说明。第107页共135页 柱内力组合层次位置内力荷载类别竖向荷载组合竖向荷载与地震力组合恒载①活载②地震荷载③1.2①+1.4②1.2【①+0.5②】+1.3③)5柱顶M-53.21-16.0451.18-86.31-140.01-6.94N299.861.3039.53445.58345.15447.93柱底M-48.85-13.2434.12-77.16-22.21-110.92N333.261.3039.53485.66385.23488.01剪力V93.88.123.69123.90148.2286.624柱顶M-49.38-12.2981.07-76.46-172.0238.76N781.8126.9087.001115.82901.201127.40柱底M-49.28-13.2466.33-77.6719.15-153.31N815.2126.9087.001155.90941.281167.48剪力V27.47.140.9442.8290.36-16.083柱顶M-49.28-12.29112.95-76.34-213.3580.33N1264.3192.50132.311786.661460.661804.66柱底M-56.16-12.43112.95-84.7971.99-221.69N1297.7192.50132.311826.741500.741844.74剪力V29.36.962.7544.82120.88-42.282柱顶M-54.69-12.63133.01-83.31-246.1299.71N1755.1258.10177.142467.462030.702491.26柱底M-57.23-14.47133.01-88.9395.56-250.27N1788.5258.10177.142507.542070.782531.34剪力V31.17.573.8947.82137.88-54.241柱顶M-31.62-7.98141.40-49.12-226.55141.09N2244.1323.70200.343146.102626.703147.58柱底M-15.81-3.99191.31-24.56227.34-270.07N2287.7323.70200.343198.422679.023199.90剪力V13.22.570.7919.34109.37-74.69注：表中弯矩M单位为，轴力N单位为KN；框架柱轴力的正负号规定：拉为正，压为负，表中的轴力均未标出负号，特此说明。8.6截面设计8.6.1承载力抗震调整系数当考虑地震组合时，结构构件的截面设计采用的表达式。式中:--承载力抗震调整系数；S--地震作用效应或地震作用与其它荷载效应的基本组合；R--结构构件的承载力。在配筋计算时,组合表中与地震力组合的内力均应乘以承载力抗震调整系数第107页共135页 后,再与静力组合的进行比较,然后选出最不利的内力。承载力抗震调整系数材料结构构件受力状态钢筋混凝土梁受弯0.75轴压比小于0.15柱偏压0.75轴压比不小于0.15柱偏压0.80抗震墙偏压0.85各类构件受剪、偏拉0.858.6.2横向框架梁的正截面设计1、第五层框架梁控制截面内力最不利内力组合调整后的值（乘）Ⅰ－ⅠM-217.43-163.07V139.16104.37Ⅱ－ⅡM-276.33-207.25V175.10131.33Ⅲ－ⅢM-210.49-157.87V78.2658.70Ⅳ－ⅣM238.67179.00Ⅴ－ⅤM185.81139.36梁控制截面的位置和截面处的内力值第五层框架梁正截面承载力配筋计算表格控制截面Ⅰ－ⅠⅡ－ⅡⅢ－ⅢⅣ－ⅣⅤ－ⅤM()-163.07-207.25-157.87179.00139.36V()104.37131.3358.70或（）15.6619.708.81-147.41-187.55-149.06179.00139.360.1310.1660.1220.0070.0050.1400.1820.1300.0070.0051114137310321060824选配钢筋420420420420418实配钢筋152015201520152010170.90%0.90%0.90%0.90%0.54%说明：经校核知，满足最小配筋率和最大配筋率的要求（为施工方便，特归并配筋）。2、第四层框架梁梁控制截面的位置和截面处的内力值第107页共135页 控制截面内力最不利内力组合调整后的值（乘）Ⅰ－ⅠM-346.19-259.64V199.99149.99Ⅱ－ⅡM-313.31-234.98V213.18159.89Ⅲ－ⅢM-251.48-188.61V111.3583.51Ⅳ－ⅣM239.82179.87Ⅴ－ⅤM155.78116.84第四层框架梁正截面承载力配筋计算表格控制截面Ⅰ－ⅠⅡ－ⅡⅢ－ⅢⅣ－ⅣⅤ－ⅤM()-259.64-234.98-188.61179.87116.84V()149.99159.8983.51或（）22.5023.9812.53-237.14-211.00-176.08179.87116.840.2060.1890.1470.0070.0040.2330.2110.1600.0070.0041694160811901065691选配钢筋425222和225425218和220416实配钢筋19641742125611378041.16%1.03%0.74%0.67%0.47%说明：经校核知，满足最小配筋率和最大配筋率的要求。（每一个控制截面均为单层配筋）3、第三层框架梁第107页共135页 梁控制截面的位置和截面处的内力值控制截面内力最不利内力组合调整后的值（乘）Ⅰ－ⅠM-369.74-277.31V206.10154.58Ⅱ－ⅡM-330.65-247.99V125.5294.14Ⅲ－ⅢM-313.96-235.47V163.43122.57Ⅳ－ⅣM242.86182.15Ⅴ－ⅤM156.18117.14第三层框架梁正截面承载力配筋计算表格控制截面Ⅰ－ⅠⅡ－ⅡⅢ－ⅢⅣ－ⅣⅤ－ⅤM()-277.31-247.99-235.47182.15117.14V()154.5894.14122.57或（）23.1914.1218.39-254.12-233.87-217.18182.15117.140.2490.1910.1850.0070.0040.2920.2140.2070.0070.0042013163216031078693选配钢筋622222和225222和225218和220416实配钢筋22811742174211378041.51%1.03%1.03%0.67%0.47%说明：经校核知，满足最小配筋率和最大配筋率的要求。（除Ⅰ－Ⅰ控制截面用双层配筋，其他的控制截面均为单层配筋）4、第二层框架梁第107页共135页 梁控制截面的位置和截面处的内力值控制截面内力最不利内力组合调整后的值（乘）Ⅰ－ⅠM-378.73-284.05V200.35150.26Ⅱ－ⅡM-352.33-264.25V131.2798.45Ⅲ－ⅢM-378.27-283.70V217.61163.21Ⅳ－ⅣM242.12181.59Ⅴ－ⅤM155.39116.54第二层框架梁正截面承载力配筋计算表格控制截面Ⅰ－ⅠⅡ－ⅡⅢ－ⅢⅣ－ⅣⅤ－ⅤM()-284.05-264.25-283.70181.59116.54V()150.2698.45163.21或（）22.5414.7724.48-261.51-249.48-233.87181.59116.540.2540.2040.2560.0070.0040.2990.2300.3010.0070.0042067176020821075689选配钢筋622425622218和220416实配钢筋22812281228112568041.51%1.16%1.51%0.67%0.47%说明：经校核知，满足最小配筋率和最大配筋率的要求。除Ⅰ－Ⅰ、Ⅲ－Ⅲ控制截面用双层配筋，其他的控制截面均为单层配筋）第107页共135页 5、第一层框架梁梁控制截面的位置和截面处的内力值控制截面内力最不利内力组合调整后的值（乘）Ⅰ－ⅠM-372.50-279.38V208.48156.36Ⅱ－ⅡM-378.30-283.73V121.1690.87Ⅲ－ⅢM-436.58-327.44V240.72180.54Ⅳ－ⅣM260.00195.00Ⅴ－ⅤM190.51142.88第一层框架梁正截面承载力配筋计算表格控制截面Ⅰ－ⅠⅡ－ⅡⅢ－ⅢⅣ－ⅣⅤ－ⅤM()-279.38-283.73-327.44195.00142.88V()156.3690.87180.54或（）23.4513.6327.08-255.93-270.10-300.36195.00142.880.2210.2170.2590.0070.0050.2950.2880.3580.0070.0052134210724191155845选配钢筋622622622218和220418实配钢筋228122812281125610171.51%1.36%1.67%0.67%0.54%说明：经校核知，满足最小配筋率和最大配筋率的要求。除Ⅰ－Ⅰ、Ⅱ－Ⅱ、Ⅲ－Ⅲ控制截面用双层配筋，其他的控制截面均为单层配筋）第107页共135页 8.6.3横向框架梁斜截面设计为了防止框架梁在延性的弯曲破坏之前出现脆性的剪切破坏。同时考虑地震组合作用。框架梁端剪力值V应做如下调整：式中：V－梁端截面组合的剪力设计值；－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剪力设计值；（）－梁端剪力增大系数，一级为1.3，二级为1.2，三级为1.1。本工程为框架三级抗震，故＝1.1；、－梁左、右端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值。很简单，我们可以说剪力是从首层向顶层是逐渐减少，故而我们可以从第一层开始算起。材料选择：采用C30混凝土，；纵向受力钢筋采用；箍筋及其他钢筋（如构造筋）采用。1、第一层框架梁斜截面设计弯矩值：（单位：）CD跨：顺时针方向；逆时针方向DE跨：顺时针方向逆时针方向计算时取中较大者进行计算。CD跨：＝378.30(KN)DE跨：＝535.11(KN)第107页共135页 考虑承载力抗震调整系数调整后的剪力值和组合表中的剪力值比较，取其中剪力较大的进行斜截面计算。第一层框架梁的斜截面配筋计算截面设计剪力208.48132.40240.72177.21112.54204.6调整后剪力166.47166.47339.48141.50141.50288.56568.43568.43568.43159.16159.16159.16选用箍筋5757157449449169实配箍筋间距S1501501502、第二层框架梁斜截面设计弯矩值：（单位：）CD跨：顺时针方向；逆时针方向DE跨：顺时针方向逆时针方向计算时取中较大者进行计算。CD跨：＝378.73(KN)DE跨：＝479.62(KN)第107页共135页 考虑承载力抗震调整系数调整后的剪力值和组合表中的剪力值比较，取其中剪力较大的进行斜截面计算。第二层框架梁的斜截面配筋计算表截面设计剪力200.35136.82217.61170.30116.30184.97调整后剪力166.54166.54305.57141.56141.56259.73568.43606.00568.43159.16169.67159.16选用箍筋57157157451164217实配箍筋间距S1501501503、第三层框架梁斜截面设计弯矩值：（单位：）CD跨：顺时针方向；逆时针方向DE跨：顺时针方向逆时针方向计算时取中较大者进行计算。CD跨：＝369.74(KN)DE跨：＝349.59(KN)第107页共135页 考虑承载力抗震调整系数调整后的剪力值和组合表中的剪力值比较，取其中剪力较大的进行斜截面计算。第三层框架梁的斜截面配筋计算表截面设计剪力206.10126.98163.43175.19107.93138.92调整后剪力165.04165.04226.11140.28140.28192.19568.43606.00606.00159.16169.67169.67选用箍筋57157157420166121实配箍筋间距S1501501204、第四层框架梁的斜截面设计弯矩值：（单位：）CD跨：顺时针方向；逆时针方向DE跨：顺时针方向逆时针方向计算时取中较大者进行计算。CD跨：＝346.19(KN)DE跨：=251.48(KN)第107页共135页 考虑承载力抗震调整系数调整后的剪力值和组合表中的剪力值比较，取其中剪力较大的进行斜截面计算。第四层框架梁的斜截面配筋计算表截面设计剪力204.16213.18251.48173.54181.20213.76调整后剪力161.12161.12166.15136.95136.95141.23606.00606.00606.00169.67169.67169.67选用箍筋575757258258297实配箍筋间距S1501501505、第五层框架梁斜截面设计弯矩值：（单位：）CD跨：顺时针方向；逆时针方向DE跨：顺时针方向逆时针方向计算时取中较大者进行计算。CD跨：＝276.33(KN)DE跨：＝210.49(KN)第107页共135页 考虑承载力抗震调整系数调整后的剪力值和组合表中的剪力值比较，取其中剪力较大的进行斜截面计算。第五层框架梁的斜截面配筋计算表截面设计剪力151.76175.1078.26128.99148.8466.52调整后剪力95.8695.86142.7281.4881.48121.31606.00606.00606.00169.67169.67169.67选用箍筋5757579696175实配箍筋间距S150150150（注：和截面按照构造进行配筋）8.6.4框架柱截面设计柱的材料选择：混凝土强度等级为C30；纵向钢筋级别为HRB400，箍筋及其他钢筋（如构造筋）均采用级别为HPB235，屈服强度为。取每根柱的柱顶和柱底两个截面为控制截面。1、柱轴压比，采用计算公式：柱轴压比计算柱层次截面柱轴力KN轴压比5柱顶421.180.08柱底461.260.091柱顶2471.800.48柱底2524.120.495柱顶447.930.09第107页共135页 柱底488.010.091柱顶3147.580.61柱底3199.900.62柱轴压比限值类别抗震等级一二三框架柱0.70.80.9结合本工程特点（框架三级抗震），再由上表可知，柱轴压比满足柱轴压比限值要求。2、柱截面尺寸复核取，由前面的对柱的内力组合表可知：，所以采用公式：，满足要求。3、柱正截面承载力计算框架结构的变形能力与框架的破坏机制密切相关，对一般框架结构来说，梁的延性远大于柱，梁先屈服可以在跨中形成塑性铰，从尔使整个框架有较大的内力重分布和能量的消耗。层间位移极限增大，利于抗震。若柱形成了塑性铰，则会伴随产生极大层间位移，平降低结构承受垂直荷载的能力以及可能使结构成为机动体系。所以在框架设计时应遵循强柱弱梁的原则。由教材《工程结构抗震》（丰定国主编）中的相关的介绍可知，要满足框架结构抗震设计中的“强柱弱梁”的目标，要求三级框架的梁柱节点处，除框架顶层和底层柱轴压比小于0.15外，梁柱端弯矩设计值还应符合下式的要求:式中：组合弯矩设计值之和，上下柱端的弯矩设计值可按弹性分布分配；组合弯矩设计值之和；柱的正截面配筋采用对称配筋，所用到的公式及原理归结如下：（1）、=600mm-35mm=565mm;（2）、计算偏心距，且；（3）、当构件长细比时，需考虑偏心距增大系数。（4）、柱的计算长度的确定：根据三校合编的《混凝土结构》中册表可知，如下所示：楼盖类型柱的类别备注：为楼层高度现浇楼盖底层柱其余各层第107页共135页 偏心距增大系数；(5)、在对配筋条件下，将与进行比较；当，其为小偏心受压；(6)、大偏心受压时，则令，采用公式：若，近似取，则上式变为：（考虑受压钢筋可能不屈服，可对其取矩）(7)、小偏心受压时，先求其中：4、鉴于框架柱在各层的具体情况不尽相同，现仅一举例，如下：对C和D柱而言，均采用：C柱的正截面计算：（1）、第一层C柱配筋计算：为满足“强柱弱梁”的设计要求，从C柱各层节点中选出最不利的内力，并运，进行计算和判断。可知：，符合要求。A、第一种内力组合：a、柱顶：。=600mm-35mm=565mm第107页共135页 ，则：，故其为小偏心受压柱的矩形截面按对称配筋计算：，所以其为小偏心受压，所以远离纵向力一边的受力钢筋不屈服，用公式：式中我们按照最小配进率的要求来配筋。（注：）矩形截面为对称配筋，每侧实际配置622，其中b、柱底：。=600mm-35mm=565mm第107页共135页 ，则：，故其为小偏心受压柱的矩形截面按对称配筋计算：，其为小偏心受压，所以远离纵向力一边的受力钢筋不屈服，用公式：式中显然，它并不满足最小配进率的要求，我们按照最小配筋率来配筋。（注：）矩形截面为对称配筋，每侧实际配置622，其中B、第二种内力组合：a、柱顶：。=600mm-35mm=565mm第107页共135页 ，则：，故其为小偏心受压柱的矩形截面按对称配筋计算：，所以其为小偏心受压，所以远离纵向力一边的受力钢筋不屈服，用公式：式中我们按照最小配进率的要求来配筋。（注：）矩形截面为对称配筋，每侧实际配置622，其中b、柱底：。=600mm-35mm=565mm第107页共135页 ，则：，故其为小偏心受压柱的矩形截面按对称配筋计算：，其为小偏心受压，所以远离纵向力一边的受力钢筋不屈服，用公式：式中我们按照最小配筋率来配筋。（注：）矩形截面为对称配筋，每侧实际配置622，其中，符合。同理，我们可以算出其它各层分别在两种内力情况下的配筋情况，如同下表：第107页共135页 第107页共135页 C轴框架柱正截面承载力计算表截面项目54321柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底127.67107.55172.27172.78204.93142.71187.94154.74212.80154.74196.24152.02213.49158.81260.25193.29143.2562.69234.2431.35378.06421.18398.53461.26862.19938.73843.52978.691352.421455.551281.201495.631837.031962.661704.942002.742330.732471.802135.922524.1245004500450045004500450045004500450045004500450045004500450045004700470047004700337.70255.35432.26374.58237.69152.02222.80158.11157.35106.31153.17101.64116.2180.92152.6496.5161.4625.36109.6712.422020202020202020202020202020202020202020357.7275.35452.26394.58257.69172.02242.80178.11177.35126.31173.17121.64136.21100.92172.64116.5181.4645.36129.6732.421.0631.0821.0501.0581.0881.1321.0931.1271.1281.1801.1311.1871.1671.2241.1311.1951.3041.5451.1911.763380.24297.93474.87417.47280.37194.73265.38200.73200.05149.05195.86144.39158.96123.53195.26139.23106.2270.08154.4457.16偏心性质大偏心大偏心大偏心大偏心大偏心大偏心大偏心大偏心大偏心小偏心大偏心小偏心小偏心小偏心大偏心小偏心小偏心小偏心小偏心小偏心645.24562.93739.87682.47545.37459.73530.38465.73465.05414.05460.86409.39423.96388.53460.26404.23371.22335.08419.44322.160.0780.0870.0820.0950.1780.1940.1740.2020.2790.1540.2640.1920.2090.2530.3520.3050.4530.5020.3910.523202.4848.07416.53350.92136.6364.311118.19717.511395.21824.20534.56179.9选筋622622622622622622622322622622622622622622622622622622622622实配22812281228122812281228122812281228122812281228122812281228122812281228122812281（说明：上表所用到的公式已在本节开始列出，各量单位也均省略，现将对称配筋条件的大偏心公式罗列如下：依可推出）同理，我们可以算出D柱各层分别在两种内力情况下的配筋情况，如同下表：D轴框架柱正截面承载力计算表第107页共135页 （具体配筋见图纸）截面项目54321柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底140.016.94110.92110.92172.0238.76153.31153.31213.3580.33221.69221.69246.1299.71250.27250.27226.55141.09270.07270.07345.15447.93488.01488.01901.201127.401167.481167.481460.661804.661844.741844.742030.702491.262531.342531.342626.703147.583199.903199.9045004500450045004500450045004500450045004500450045004500450045004700470047004700405.6515.49227.29227.29190.8834.38131.32131.32146.0644.51120.17120.17121.2040.0298.8798.8786.2544.8284.4084.402020202020202020202020202020202020202020425.6535.49247.29247.29210.8854.38151.32151.32166.0664.51140.17140.17141.2060.02118.87118.87106.2564.82104.40104.401.0531.6401.0921.0921.1081.4171.1501.1501.1371.3521.1621.1621.1611.3781.1911.1911.2331.3821.2371.237448.2158.20270.04270.04233.6677.06174.02174.02188.8187.22162.88162.88163.9382.71141.57141.57131.0189.58129.14129.14偏心性质大偏心小偏心大偏心大偏心大偏心小偏心大偏心大偏心大偏心小偏心小偏心小偏心小偏心小偏心小偏心小偏心小偏心小偏心小偏心小偏心713.21323.20535.04535.04498.66342.06439.02439.02453.81352.22427.88427.88428.93347.71406.57406.57396.01354.58394.14394.140.0710.5020.1010.1010.1860.3910.2410.2410.3010.5230.2220.2220.3460.5110.5230.5230.5470.6620.6450.645307.141307.341307.34456.14335.03335.03选筋622622622622622622622322622622622622622622622622622622622622实配22812281228122812281228122812281228122812281228122812281228122812281228122812281（说明：上表所用到的公式已在本节开始列出，各量单位也均省略，现将对称配筋条件的大偏心公式罗列如下：依可推出）第107页共135页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊4、柱斜截面承载力计算由《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001），再结合本工程的实际情况，可知对三级框架柱的剪力设计值应作如下调整：柱剪力调整计算过程和结果见下表C柱剪力调整计算层次剪跨比柱顶柱底5127.67172.7891.803.62.53.33.34204.93187.94120.043.63.02.83.03202.80196.24121.933.62.92.82.92213.49260.25144.753.62.63.23.21143.25234.2488.354.72.94.74.7D柱剪力调整计算层次剪跨比柱顶柱底5140.01110.9276.673.63.22.63.24172.02153.3199.413.63.12.73.13213.35221.69132.933.62.83.03.02246.12250.27151.673.62.92.92.91226.55270.07116.234.23.44.14.1考虑地震作用组合的框架柱的受剪截面应符合下面条件：当剪跨比大于2时，框架柱有：当考虑地震作用组合的框架柱的斜截面抗震受剪承载力符合下面要求：式中：；当；N-考虑地震作用组合的框架柱的轴向设计值；当；柱的斜截面承载力计算见下表第135页共135页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊C柱斜截面配筋计算层次12345柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底V88.3588.35144.75144.75121.93121.93120.04120.0491.8091.8075.1075.10123.04123.04103.64103.64102.03102.0378.0378.03969.5所选箍筋（4肢）直径箍筋面积202202202202202箍筋间距1501501501501502330.72383.11837.01877.11352.41392.5862.2902.2378.1418.11544.4剪跨比3.0和2.9373.52373.52373.52373.52366.03368.28335.32337.56308.21310.45D柱斜截面配筋计算层次12345柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底V116.23116.23151.67151.67132.93132.9399.4199.4176.6776.6798.8098.80128.92128.92112.99112.9984.5084.5065.1765.17969.5所选箍筋（4肢）直径箍筋面积202202202202202箍筋间距1501501501501503147.63199.92491.32531.31804.71844.71127.41167.5447.9488.01544.4剪跨比3.0373.52373.52376.78376.78373.52373.52350.17352.41312.12314.36第135页共135页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第9章基础设计使用材料及构造情况：基础采用C25混凝土，钢筋采用HPB235级钢筋，基础下采用100厚细石混凝土垫层。考虑到本工程的建筑设计特点（荷载不太大），我们对各榀框架的外柱采用独立基础的形式，对各榀框架的内柱采用联合基础的形式。具体设计见下：9.1基础顶面内力组合值计算9.1.1外柱基础1、标准组合基础上框架柱传来的荷载标准值：地基梁传来的荷载标准值：2、基本组合基础上框架柱传来的荷载设计值：地基梁传来的荷载标准值：9.1.2内柱基础第135页共135页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1、标准组合基础上框架柱传来的荷载标准值：地基梁传来的荷载标准值：2、基本组合基础上框架柱传来的荷载设计值：地基梁传来的荷载标准值：9.2外柱基础的设计9.2.1地基持力层的确定由前面对工程概况的描述，可知：将持力层放在“硬塑粉质粘土”层，基础埋深定位1.8m。该层的地基承载力为。9.2.2外柱（即为和轴柱）独立基础设计1、确定基础埋深为2、地基承载力特征值修正系数：因为，故而还应对进行修正。查表《基础工程》（华南理工大学、浙江大学、湖南大学编）的表2-5（承载力修正系数）可知：、重度计算：第135页共135页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊杂填土属性系数：，粉质粘土属性系数：，则基底平面以上图的加权平均重度：3、基础底面尺寸的确定现假设基础受中心荷载作用，计算基底面积：，为满足要求和偏于安全考虑，我们取，选用矩形，其尺寸为：且由于，地基承载力不必对宽度进行修正。4、地基承载力验算（用标准组合）作用于基底中心的和分别为：，，据此可知：，且，故而承载力满足要求。5、基础剖面尺寸的确定构造要求：一阶台阶宽高比，二阶台阶宽高比，作基础尺寸详图如右所示：6、冲切验算（用基本组合）地基净反力的计算：（用公式）(1)、柱与基础交接处（Ⅰ-Ⅰ截面）：基础有效高度：第135页共135页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊选用公式（见《基础工程》）满足抗冲切要求。(2)、基础变阶处（Ⅱ-Ⅱ截面）而满足抗冲切要求。7、基础底板配筋计算（按基本组合来确定），，（如右图所示）(1)、Ⅰ－Ⅰ截面的配筋计算：第135页共135页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊(2)、Ⅱ－Ⅱ截面的配筋计算：(3)、Ⅲ－Ⅲ截面的配筋计算：(4)、Ⅳ－Ⅳ截面的配筋计算：有以上结果可得两个方向的配筋面积及实际配筋情况，具体如下：横向（即为Ⅱ－Ⅱ截面方向）：选配纵向（即为Ⅰ－Ⅰ截面方向）：选配9.2.3内柱基础的设计（即为和轴柱）联合基础设计第135页共135页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊鉴于两内柱的柱间距仅为2.4m，故而采用联合基础。1、选择基础埋深：2、地基承载力特征值修正系数：因为，故而还应对进行修正。查表《基础工程》（华南理工大学、浙江大学、湖南大学编）的表2-5（承载力修正系数）可知：、重度计算：杂填土属性系数：，粉质粘土属性系数：，则基底平面以上图的加权平均重度：3、基础底面尺寸的确定现假设基础受中心荷载作用，计算基底面积：，为满足要求和偏于安全考虑，我们取，选用矩形，其尺寸为：，地基承载力还必需对宽度进行修正：4、地基承载力验算（用标准组合）作用于基底中心的和分别为：，，据此可知：，故而承载力满足要求。（计算简图见下页05、基础剖面尺寸的确定：6、冲切验算（用基本组合）地基净反力的计算：（用公式）（1）、柱与基础交接处（Ⅰ-Ⅰ截面）：第135页共135页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊基础有效高度：满足抗冲切要求。（2）、基础变阶处：而满足抗冲切要求。7、基础底板配筋计算（按基本组合来确定）（1）、Ⅰ－Ⅰ截面的配筋计算：（2）、Ⅱ－Ⅱ截面的配筋计算：第135页共135页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊（3）、Ⅲ－Ⅲ截面的配筋计算：（4）、Ⅳ－Ⅳ截面的配筋计算：有以上结果可得两个方向的配筋面积及实际配筋情况，具体如下：横向（即为Ⅱ－Ⅱ截面方向）：选配纵向（即为Ⅰ－Ⅰ截面方向）：选配完成基础设计外文文献原文：Costoptimizationofreinforcedconcreteflatslabbuildings第135页共135页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊M.G..SahabaA.F.AshourbV.V.ToropovcCivilandEnvironmentalEngineeringDepartment,AmirkabirUniversityofTechnology(TafreshBranch)Tehran,PostCode39518/79611,IranEDT1,SchoolofEngineering,DesignandTechnology,UniversityofBradford,Bradford,WestYorkshireBD71DP,UKAltairEngineeringLtd.,VanguardCentre,SirWilliamLyonsRoad,CoventryCV47EZ,UKReceived24May2004;receivedinrevisedform5October2004;accepted6October2004Availableonline15December2004Abstract：CostoptimizationofreinforcedconcreteflatslabbuildingsaccordingtotheBritishCodeofPractice(BS8110)ispresented.Theobjectivefunctionisthetotalcostofthebuildingincludingthecostoffloors,columnsandfoundations.Thecostofeachstructuralelementcoversthatofmaterialandlaborforreinforcement,concreteandformwork.Thestructureismodeledandanalyzedusingtheequivalentframemethod.Theoptimizationprocessishandledinthreedifferentlevels.Inthefirstlevel,theoptimumcolumnlayoutisachievedbyanexhaustivesearch.Inthesecondlevel,usingahybridoptimizationalgorithm,theoptimumdimensionsofcolumnsandslabthicknessforeachcolumnlayoutarefound.Inthishybridalgorithm,ageneticalgorithmisusedforaglobalsearch,followedbyadiscreditedformoftheHookandJeevesmethod.Inthethirdlevel,anexhaustivesearchisemployedtodeterminetheoptimumnumberandsizeofreinforcingbarsofreinforcedconcretemembers.Costoptimizationforthreereinforcedconcreteflatslabbuildingsisillustratedandtheresultsoftheoptimumandconventionaldesignproceduresarecompared.Keywords:Flatslabbuildings;Reinforcedconcrete;Structuraloptimization;Geneticalgorithm;Hybridoptimizationalgorithm1.IntroductionFig.1.Flatslabsystem.Inreinforcedconcreteflatslabbuildings,floorsaredirectlysupportedbycolumnsasshowninFig.1withouttheuseofintermediarybeams.Flatslabsystemsarepopularforuseinofficeandresidentialbuildings,hospitals,schoolsandhotels.Theyarequickandeasytoformworkandbuild.Thearchitecturalfinishcanbedirectlyappliedtotheundersideoftheslab.Absenceofbeamsallowslowerstoreyheightsand,asaresult,costsavinginverticalcladding,partitionwalls,mechanicalsystems,plumbingandalargenumberofotheritemsofconstructionespeciallyformediumandhighrisebuildings.Theyprovideflexibilityforpartitionlocationandallowpassingandfixingserviceseasily.Windowscanbeextendeduptotheundersideoftheceiling.Theabsenceofsharpcornersgivesbetterfireresistanceandlessdangerofconcretespillingandexposingthereinforcement.Moreover,aflatslabcanresultinmorestoreybeingaccommodatedWithinarestrictedheightofthebuilding[1–3].CohnandDeionizer[4]demonstratedthestateofpracticeinstructuraloptimizationwithacomprehensivecatalogueof501examplesextractedfromtextbooks,monographs,articlesandconferenceproceedings.Thissurveyshowedthatthemajorityofresearchinthefieldofstructural第135页共135页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊optimizationdealswiththedesignoptimizationofisolatedelementsorsimplestructures,whichmaynotbepracticallyimportant.Theyconcludedthatoptimizationwouldbecomemoreattractivetopracticingdesignersifmoreoptimizationexampleswereavailable,especiallyforrealisticstructures,loadingconditionsandlimitstates.Itisalsotobenotedthatofthe501examplesinthecatalogue,460arerelevanttosteelstructuresandonly21and20dealwithreinforcedconcreteandcompositestructures,respectively.Thisstudyclearlyindicatesthattheamountofresearchinthefieldofoptimizationofreinforcedconcretestructuresismuchlessthanthatforsteelstructures.In1998,SarmaandAdeli[5]reviewedmajorpapersoncostoptimizationofreinforcedconcretestructurespublishedinthepastthreeandahalfdecades.Theyconcludedthatthereisaneedforresearchoncostoptimizationofrealisticreinforcedconcretethree-dimensionallargescalestructures.ThecurrentpaperpresentscostoptimizationofreinforcedconcreteflatslabbuildingsaccordingtotheBritishCodeofPractice(BS8110)fordesignandconstructionofreinforcedconcretestructures[6].Theobjectivefunctionisthetotalcostofthebuildingincludingthecostofmaterialandlaborforconcrete,reinforcementandformworkforfloors,columnsandfoundations.2.StructuralanalysisofflatslabbuildingsFig.2.Aplanofthemiddleequivalentframesofaflatslabbuilding.Thestructuralanalysisofflatslabsystemscanbecarriedoutusingthefiniteelementmethod,stripmethod,grillageanalogy,yieldlinetheoryorequivalentframemethod.Amongthesetechniques,theequivalentframemethod(EFM)hasbeendevelopedasapracticalmethodofanalysisofflatslabbuildingsandadoptedbyseveralcodesofpracticesuchastheBritish(BS8110-1997),American(ACI318-02),Australian(AS3600-2001)andCanadian(CSAA23.3-94)codes[6–9].Fig.3.Designvariablesinatypicalfloorslab.IntheEFM,aflatslabbuildinghavingarectangularcolumnlayoutisdividedintoaseriesoflongitudinalandtransverseplaneframesasshowninFig.2.Eachrimeconsistsofarowofequivalentcolumnsandbeamsrepresentingcolumnsandstripsofslabsboundedlaterallybycentrelinesofpanelsadjacenttocolumns.Ineachdirection,edgeandmiddleequivalentframesarestructurallyanalyzedtoobtainthetotalbendingmomentsandshearforcesatdifferentsectionsofslabs.Theseframesareloadedwiththefulluniformgravitydeadandimposedloadsoverthewidthofequivalentframes.Itisassumedthatlateralloadsareresistedbyotherstructuralsystemssuchasshearwalls.Sincethebendingmomentoverthewidthofslabstrips(equivalentbeams)inequivalentframesisvariabletherefore,thewidthofequivalentbeamsisdividedintotwostrips,namelycolumnandmiddlestrips.TheaveragebendingmomentovereachstripisobtainedasapercentageofthetotalbendingmomentateachsectionofequivalentbeamsusingthevaluesrecommendedbytheCodeofPractice(BS8110).Therequiredreinforcementineachslabsectioniscalculatedaccordingtothedesignbendingmomentobtained第135页共135页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ineachsectionofcolumnandmiddlestripsasshowninFig.3.Itshouldbenotedthatthecurrentanalysisisrestrictedtorectangularplanformbuildings.Incaseofanirregularplanform,theEFMcannotbeusedandothermoreaccuratetechniquessuchasthefiniteelementmethodshouldbeappliedinstead.Inaddition,geometricalnon-linearityintheformofinteractionbetweenaxialloadsanddeflectionsofcolumnsisnegligibleastheheightofflatslabbuildingsconsideredinthepresentstudyissmall.3.Statementoftheproblem3.1.DesignvariablesFig.3illustratesthedesignvariablesforatypicalfloorofaflatslabbuildinghavingstoreywitharbitraryheights,andandspansofequallengthsandinthexandydirections,respectively.Thenumberofspansinthelongitudinalandtransversedirectionsofthebuilding,thethicknessofthefloorslabandthenumberandsizeofreinforcementsindifferentpositionsoverthefloorslabareconsideredasdesignvariables.InFig.3,andarehoggingreinforcements,andaresaggingreinforcementsintheydirectionincolumnandmiddlestrips,andarehoggingreinforcements,andandaresaggingreinforcementsinthexdirectionincolumnandmiddlestrips,respectively.Fig.5.Designvariablesforareinforcedconcretecolumn.Fig.4.Designvariablesforshearreinforcementaroundcolumns.Fig.4showsatypicallayoutofshearreinforcementaroundacolumnrecommendedbyBS8110.Inpractice,itisnotdesirabletousedifferentcompositionofbarsizesindifferentlayersofshearreinforcementaroundacolumn.Therefore,itisassumedthatallrequiredshearreinforcementsforacolumn–slabconnectionhavethesamediameter.Thenumberofrequiredlayersofshearreinforcementforeachcolumn–slabconnectiondependsonthemagnitudeofpunchingshearstressesaroundcolumns.Thenumberofreinforcementsineachlayerisconsideredasadesignvariable.Fourtypesofcolumn–slabconnectionhavebeenconsideredineachfloor.Theseareacornerconnection,twoedgeconnectionsforcolumnslocatedinlongitudinalandtransversesidesofthebuildingandanintermediateconnection.Designdetails,suchascolumnheadorcolumncapital,canbeusedinthetopregionofcolumnstoenhancethepunchingshearresistanceofslab–columnconnections.Themaindisadvantageofprovidingacolumnheadistheadditionalformworkandconsequentincreaseinconstructiontimeandcost.Theymayalsoobstructtheinstallationofservices.Therefore,theyarenotconsideredinthepresentoptimizationalgorithm.Fig.5showsdesignvariablesforacolumn.Tosimplifytheproblem,itisassumedthatallcolumnshaverectangularcross-sectionalshape;however,第135页共135页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊theoptimizationalgorithmcanbeextendedtoaccommodateothercolumncross-sectionssuchascircularorpolygonal.Allreinforcementshavethesamediameterandtheyareconcentratedinfourcornersofthecolumnsection.Sinceithasbeenassumedthatlateralloadsareresistedbyshearwallsoranothersystemcapableofwithstandinglateralforces,thereisnoconsiderableshearforceinthecolumnsection.HencethesizeandspacingofthecolumnlinksarecalculatedintermsofthelongitudinalbardiameteraccordingtotheCoderecommendationstopreventoutwardbuckling3.2.ObjectivefunctionTheobjectivefunction,C,isthecostoflaborandmaterialforconcrete,reinforcementandformworkforfloors,typicalcolumnsandfoundationsforaquarterofthebuildingasfollows:(1)Subjectto(2)(3)(4)Where,andrepresentthetotalcostsoffloors,alltypicalcolumnsandfoundationsincludingthecostoffoundationexcavationforaquarterofthebuilding,respectively.GiveninEq.(2)isthei-thnon-dimensionalTheobjectivefunction,C,isthecostoflaborandbehavioralconstraintfunction.Eq.(3)givessideconstraintsondesignvariables,whereandarethelowerfloors,nctypicalcolumnsandfoundationsforaquarterofthebuildingasfollows:andupperlimitsofthedesignvariable,respectively.InEqs.(2)and(3),andarethenumberofbehavioralandsideconstraints,respectively.Thefoundationcostisapproximatelycalculatedbyassumingthatallfoundationsareidenticalreinforcedconcretepadfootings.Thecostofshearreinforcementaroundcolumnsisalsoincludedinthetotalcostoffloors.Thevectorofdesignvariablescomprisestwocomponents:arethedesignvariablesofflatslabfloorsandarethedesignvariablesofcolumnsasindicatedbyEq.(4).3.3.DesignconstraintsDesignconstraintsrepresentedbyEqs.(2)and(3)areformulatedaccordingtoBS8110[6]Coderequirements.Theconstraintsforslabscanbeexpressedasfollows:(5)(6)(7)(8)(Noshearreinforcementused)(9)(Shearreinforcementused)(10)WhereMisthedesignultimatemoment,isthesectionalmomentofresistance,Kandaretwoparameterswhicharecalculatedfrombendingmomentsafterandbeforemomentredistribution,propertiesofthesectionandthecharacteristicstrengthofconcrete.Inpractice,itis第135页共135页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊preferredtodesignslabswithoutcompressionreinforcement;thereforeKshouldbelessthan.Alsointheaboveconstraints,istheareaoftensionreinforcement,bisthewidthofthesection,istheareaofconcretesection,andaretheminimumandmaximumallowablereinforcementratiosinslabs,respectively,isthenumberofsteelbarsinawidthboftheslab,andandareminimumandmaximumallowablespacingbetweenbars,respectively.Therequiredareaofbendingreinforcementfortheslabisoftencalculatedonthebasisofstrengthrequirements.However,increasingreinforcementinsomespanstosatisfydeflectionrequirements,whichareadequateforbendingstrength,canbemuchmoreeconomicalthanincreasingtheslabthicknessoverthewholefloor.Therefore,therequiredamountofreinforcementatthemiddleofslabspansmayalsobeobtainedfromthedeflectionlimit,asfollows:(11)whereandaretherequiredareaoftensionreinforcementatthemiddleofspanstosatisfydeflectionlimitsandmaximumallowableareaoftensionreinforcementforasinglyreinforcedbendingsection,respectively.Theconstraintsforshearreinforcementaroundcolumnsaresummarizedas(12)(13)(14)(15)whereistheeffectivedesignshearstressatthecolumnface,andaretheshearstrengthandeffectivedesignshearstressprovidedineachpunchingshearzonearoundcolumns,respectively,pisthelengthofeachperimeteraroundcolumns,onwhichlinksaredistributed,andareminimumandmaximumallowablespacingbetweenlinks,respectively,andandaretheareasofshearreinforcementinthefirstandsecondperimetersineachassumedfailurezone(seeFig.4).Theconstraintsforcolumnsinclude:(16)(17)(18)(19)(20)(21)(22)(23)where,,andarethecalculatedaxialstrength,thedesignaxialforce,thecalculatedbendingstrengthandthedesignbendingmoment,respectively,istheareaofsteelinthecolumn,andareminimumandmaximumallowablereinforcementratiosinthecolumn,respectively,Nisthenumberofsteelbarsinthecolumnandisthemainlongitudinalreinforcementdiameterandandarethecross-sectionaldimensionsofthe第135页共135页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊column.andarethediameterandspacingoflaterallinksincolumns,respectively.andareobtainedfrominteractiondiagramsforreinforcedconcretecolumndesign.Thereisalsoanadditionalconstraintformaximumdesignmomenttransferablebetweentheslabandedgeorcornercolumn,:(24)whereMisthevalueofthebendingmomentforanedgeorcornercolumnwhichisobtainedfromthestructuralanalysisofequivalentframesusingEFMandiscalculatedaccordingtothefeaturesoftheslab–columnconnectionandthecharacteristicstrengthofconcreteasgiveninBS8110[6].Inadditiontotheseconstraints,whichareextractedfromthecodeprovisions,someconstraintcanbeestablishedregardingpracticalconsiderations.Forexamplebarsizesarelimitedtothoseavailableinthemarketandalsocolumndimensionsmaydecreaseorbekeptthesamefromlowertoupperfloors.Fig.6.Theflowchartoftheoptimisationprocedure.4.DesignoptimizationprocedureFig.6showsthealgorithmofthecomputerprogramdevelopedforthedesignoptimizationofreinforcedconcreteflatslabbuildings.Theoptimizationprocedureishandledinthreedifferentlevels.Inthefirstlevel,differentpracticalcolumnlayoutsforabuildingofagivennumberofstorey,lengthandwidthofrectangularplanarecomparedagainsteachotherinordertofindtheoptimumnumberofspansinthelongitudinalandtransversedirections.Foreachcolumnlayout,theprogramcreatesamodelforthestructuralanalysisusingtheEFM.Designoptimizationofthestructureisthencarriedoutandthetotalcostoftheoptimumstructureforthedefinedcolumnlayoutiscalculated.Theminimumtotalcostamongalltheresultsobtainedfordifferentcolumnlayoutscorrespondstotheoptimumcolumnlayout.Designvariablesforeachcolumnlayouthavebeendividedintotwogroups.Thefirstgroupisthecross-sectionaldimensionsofcolumnsandthicknessoffloors,whichinfluencethestructuralanalysisandthesecondgroupisthesizeandnumberofbarsinmembercross-sections.Theoptimumvaluesofthesecondgroupofdesignvariablesarecalculatedforeachelement第135页共135页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊separatelyfromdesignforcesandcross-sectionaldimensionsoftheelementaccordingtoBS8110.Thereforethefirstgroupofdesignvariablesareconsideredasindependentdesignvariablesandthesecondgroupofdesignvariablesaredependentdesignvariables.Inthesecondlevel,theoptimumcross-sectionaldimensionsofthecolumnsandthicknessofslabsforeachassumedcolumnlayoutarefound.Thenumberofpossiblesolutionsofdesignvariablescouldbelarge;thereforeahybridoptimizationalgorithm[12]basedonageneticalgorithm(GA)isemployed.Thealgorithmincludestwostages.InthefirststageamodifiedGAisinitiallyusedforaglobalsearchtofindtheoptimumoranear-optimumsolutionforthecross-sectionaldimensionsofstructuralelementsasexplainedbelow.Inthesecondstage,theGAsolutionisimprovedusingacomplementaryprocess,similartotheHookeandJeevesmethod[13]butadaptedfordiscretedesignvariables.ThusthesolutionobtainedbyaGAprocessisconsideredasabasepointforalocalexploration.Theobjectivefunctioniscalculatedatapointobtainedbyapositiveornegativeincrementinthedirectionofthefirstcoordinate(designvariable).Ifanyofthesenewpointsgivesabetterdesign,thisnewpointisconsideredasanewbasepoint.Thisprocessisrepeatedforallcoordinatesuntilthereisnopointintheneighborhoodofthebasepointthatgivesabetterdesign.Inthethirdlevel,usinganexhaustivesearchmethod[14],theoptimumamountofreinforcement(numberanddiameterofbars)foreachgroupofmemberswithgivendimensionsisdetermined.4.1.BasicGAandmodificationsimplementedThenatureofthedesignvariableshasamajorinfluenceontheselectionoftheappropriateoptimizationtechnique.Inthecurrentresearch,alldesignvariablesarediscrete,althoughafloorthicknessandcross-sectionaldimensionsofcolumnsmaytheoreticallytakeanyrealnumbervalue—butpracticallytheyarerestrictedtoasetofdiscretevalues.Numberofbarsisinherentlyadiscretevariableandsizeofbarsisalsorestrictedtothoseofrolledsteelbarsavailableinthemarket.ThediscretenatureofthedesignvariablesoftheproblemunderconsiderationlimitsthechoiceofsolutiontechniquestothegroupofdiscreteoptimizationmethodstowhichGAbelongs.Althoughintegerprogrammingmethodsmaybeusedfordiscreteoptimizationproblems,otherfeaturesofthecurrentproblemsuchasitbeingmultimodaljustifytheuseoftheGA.GAsarenumericaloptimizationtechniquesinspiredbythenaturalevolutionlaws.AGAstartssearchingdesignspacewithapopulationofdesignswhicharecreatedoverthedesignspaceatrandom.InthebasicGA,everyindividualofpopulationisdescribedbyabinarystring.GAusesthreemainoperators:selection(reproduction),crossoverandmutationtodirectthedensityofthepopulationofdesignstowardstheoptimumpoint[12].Intheselectionprocess,someindividualsofapopulationareselectedbysomerandomizedmethodasparentstocreatethenextgeneration.Thefitterindividuals(designs)haveagreaterchanceofbeingselected.Crossoverallowsthecharacteristicsofthedesignstobealtered,dependingonthecrossoverprobability,Pc,forcreationofabettergenerationofdesigns.Inthisprocess,differentdigitsofbinarystringsofeachparentaretransferredtotheirchildren(newdesignsproducedbythecrossoveroperation).Mutationisanoccasionalrandomalterationofthevalueofsomedigitsinadesign’sbinarycode.Themutationoperationchangeseachbitofstringfrom0to1orviceversadependingonthemutationprobability,Pm.Mutationcanbeconsideredasfactorpreventingprematureconvergence[12].TwomodificationshavebeenimplementedinthebasicGA.ThefirstmodificationisthattheGAstartswithalargesizeofrandomlycreatedindividuals(designs)overthedesignsearchspace[15]andthenbestdesignsareselectedtocarryontherestoftheGAprocess.Thesecond第135页共135页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊modificationlimitsthenumberofcopiesofeachgroupofdesignswiththesamefitnesstoone.Inthismanner,thepopulationsizeisdecreasedduringtheprocessbutnottolessthanapredefinedminimumallowablepopulationsize[15].Fulldetailsofthehybridoptimizationtechniquearegiveninanotherpaper[15].5.ConclusionsFig.9.Theminimumstructuralcostversuslengthofspans.Costoptimisationofreinforcedconcreteflatslabbuildingsusingamulti-leveloptimisationprocedurehasbeenpresented.Theprocedureincludesfindingtheoptimumcolumnlayout,cross-sectionaldimensionsandreinforcementofdifferentreinforcedconcreteelements.Thedesignoptimisationofthreereinforcedconcreteflatslabbuildingswithdifferentstructuralfeaturesandnumberofstoreyswasillustratedandthefollowingconclusionsmaybedrawn:Thegreaterthenumberofstoreysinthereinforcedconcreteflatslabbuilding,inotherwords,thegreaterthenumberofstructuralelements,thegreaterthecostsavingsachievedusingdesignoptimisation.Columnlayoutoptimisationofflatslabbuildingscanproducesubstantialsavingsasregardsthetotalstructuralcostofthebuilding..Costoffloorsconstitutesthemajorpartofthetotalstructuralcostofreinforcedconcreteflatslabbuildings.References：[1]GoodchildCH.Economicconcreteframeelements.Crowthorne:ReinforcedConcreteCouncil;1997.[2]MosleyWH,BungeyJH,HulseR.Reinforcedconcretedesign.5thedition.London:MacMillanPressLtd.;1999.p.385.第135页共135页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊[3]FanellaDA.Concretefloorsystems,guidetoestimatingandeconomizing.2ndedition.Illinois(USA):PortlandCementAssociation;2000.[4]CohnMZ,DinovitzerAS.Applicationofstructuraloptimization.JournalofStructuralEngineering,ASCE1994;120(2):617–50.[5]SarmaKC,AdeliH.Costoptimizationofconcretestructures.JournalofStructuralEngineering,ASCE1998;124(5):570–8.[6]BS8110.Structuraluseofconcrete,part1,codeofpracticefordesignandconstruction.London:BritishStandardsInstitution;1997.[7]ACI318-02.Buildingcoderequirementsforstructuralconcrete(ACI318-02)andcommentary(ACI318R-02).Detroit(USA):AmericanConcreteInstitute;2002.[8]StandardsAssociationofAustralia.Concretestructures.AS36002001,Sydney:SAA;2001.[9]CanadianStandardsAssociation.DesignofconcretestructuresforbuildingsCSAA23.3-94.Ontario(Canada):Rexdale;1994.[10]KongFK,EvansRH.Reinforcedandprestressedconcrete.3rdedition.London:ChapmanandHallLtd.;1987.[11]MacGregorJG.Reinforcedconcrete:mechanicsanddesign.3rdedition.EnglewoodCliffs(NJ):Prentice-Hall;1997.[12]GoldbergDE.Geneticalgorithmsinsearch,optimizationandmachinelearning.Reading(MA):Addison-Wesley;1989.[13]HookeR,JeevesTA.Directsearchsolutionofnumericalandstatisticalproblems.JournalofAssoc.ComputerMach.1961;8:212–29.[14]RaoSS.Optimizationtheoryandapplication.2ndedition.NewDelhi(India):WileyEasternLimited;1984.[15]SahabMG,AshourAF,ToropovVV.Ahybridgeneticalgorithmforreinforcedconcreteflatslabbuildings.ComputersandStructuresJournal[acceptedforpublication].外文文献翻译：钢筋混凝土平板建筑物的成本优化M.G..SahabaA.F.AshourbV.V.ToropovcCivilandEnvironmentalEngineeringDepartment,AmirkabirUniversityofTechnology(TafreshBranch)Tehran,PostCode39518/79611,Iran第135页共135页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊EDT1,SchoolofEngineering,DesignandTechnology,UniversityofBradford,Bradford,WestYorkshireBD71DP,UKAltairEngineeringLtd.,VanguardCentre,SirWilliamLyonsRoad,CoventryCV47EZ,UKReceived24May2004;receivedinrevisedform5October2004;accepted6October2004Availableonline15December2004文献概述：钢筋混凝土平板建筑物的成本优化，是依据英国守则bs8110。整体建筑费用的目标函数包括楼板、柱、基础的费用。每结构单元的费用涵盖了制作钢筋混凝土及模板所耗费的材料和劳动力。通过采用等效框架法对结构进行建模并对它进行分析。优化过程是经由三个不同的层次来完成处理的。在第一层次上，通过采用细致的研究方法，实现柱布局的优化。在第二层次上，可采用一种混合优化算法，来确定每一个柱的优化尺寸和板厚。在这种混合的算法中，采用了基于Hook和Jeeves一种不确定的方式的用于全球搜索的遗传算法。在第三个层面上，细致的搜索是用来确定钢筋混凝土中最优的钢筋的数量和尺寸的一种方法。对钢筋混凝土平板结构的建筑物成本优化的三个层次的方法被证实，并且将优化设计和传统设计程序进行了比较。关键词:平板建筑物：钢筋混凝土；结构优化；遗传算法；混合优化算法。图（1）钢筋混凝土平板与柱连接示意图Fig.3.Designvariablesinatypicalfloorslab.1、介绍在钢筋混凝土平板建筑物中，楼板大多未经中介横梁而直接由柱支持，具体如图（1）所示。平板系统普遍应用于办公楼、住宅，医院，学校和旅馆.他们能加快制模板和建构的速度。建筑设计的完成可以直接应用于板的下表面。无梁楼盖可以允许出现更低的楼层高度，这样一来，可以节约，特别对中高层建筑物来讲，在垂直方向上覆面，隔墙，机械系统，管道和其他一大批用于建设的物品的成本。无梁楼盖可以使隔墙的位置更加灵活、使过梁和定位更加简单容易。窗口可以扩展到天花板的下底面。如果不出现急弯情况，将有效的改善结构的耐火性和混凝土剥落及钢筋的锈蚀。此外，在建筑物的高度受到限制的情况下，我们可以安置更多平板楼层。科恩（Cohn）和德林诺（Deionizer）用有完备目录的五百零一个摘自教科书、发表的论文和会议议事录的实例来展示结构优化的实践状态。这项调查显示，在处理孤立构件或简单结构的结构优化领域中的绝大多数研究，未必具有重要的现实意义。他们总结得出，如果有更多的优化实例资料,尤其是对现实的结构,受力条件和极图（2）纵横框架分布情况限状态的实例资料，那么优化设计将对执业设计师更具吸引力。还应当指出的是各类501实例目录中，460例是与钢结构相关，而分别只有21例和20例是研究钢筋混凝土结构和复合结构的。这项研究清楚地表明了,在钢筋混凝土结构优化这一领域中的大量研究，要远远小于对钢结构优化的研究。森马（Sarma）和阿德（Adeli）[5]在1998年审查第135页共135页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊了在过去35年中出版的关于钢筋混凝土结构成本优化的大多数论文。他们的结论是：有必要对现实钢筋混凝土三维大尺度结构的成本优化的研究。目前介绍钢筋混凝土平板建筑物的成本优化，是依据为钢筋混凝土结构的设计和施工的英国规程(bs8110)[6].目标函数是建筑物的总费用，它包括材料成本和混凝土、楼层的钢筋和模板，柱和基础的劳动力。图（3）典型平板设计的多样性2、平板建筑物的结构分析对平板系统的结构分析,可通过利用有限元法,切片法,井式混合，屈服线理论或等值框架法来开展的。在这些技术中，等效框架法(EFM)已发展成为一种实用的分析平板建筑物的方法,并通过了几个规程,比如英国(BS8110-1997)，美洲组织(ACI318-02),澳大利亚(AS3600-2001)和加拿大(CSAA23.3-94)码[6-9]。在等效框架法(EFM)中，一栋分布着矩形柱的平板建筑物被分为一系列纵向和横向框架，如图（2）所示。每一个框架都由一排等效柱和梁组成，用来代替柱和板带限制邻近柱的中心面板侧位移。在每个方向,对边缘和中心等效框架进行结构分析,以取得不同平板截面的的总弯矩和剪力.这些框架被加载了完全统一的重力静荷载并且在等效框架宽度方向施加了荷载.假定侧向荷载被其他结构系统所抵抗，如剪力墙。既然板的宽度方向的弯距在等效框架中的约束是可变的,因此等效框架梁的宽度被分为两板带，即为柱和中间板带。每条板的平均弯矩可根据建议守则(bs8110)所给的值由等效梁截面的总弯矩的百分比获得.所需钢筋,每个板截面所需的钢筋是按每个柱截面和中心带的弯矩设计值计算得来，如图.3.所示。应当指出,当前的分析仅限于直角平面建筑物.如果有不规则平面形式,该等效框架法不能应用而其他更精确的技巧,如有限元法应适用代替.此外,几何非线性的形式轴向载荷和挠度之间相互作用是微不足道的因为高度平板大厦的高度在本研究中考虑是微乎其微的.3、问题声明3.1设计变量图（3）说明了设计变量一个典型的具有楼层且任意高平板建筑楼板与在x和y方向平均长度为和的和的板跨.建筑物在纵向和横向的跨数,楼板的厚度第135页共135页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊，楼板上不同方向钢筋的数量和尺寸都视为设计变量.在表.3,和分别是增设筋.和分别是柱在Y方向和中间地带的saggingreinforcements,和分别是增设筋而和都是在X方向柱和中间地带的分布钢筋。图（4）典型绕柱分布的剪力筋图（4）表示的是BS8110介绍的一种典型的绕柱分布的剪力筋，实际上，围绕柱在不同层次的剪力筋使用的钢筋尺寸不同不是理想的布置形式。因此，假设栏板式结构所有的剪力筋具有相同的直径。栏板式所需层间剪力钢筋的数量取决于绕柱冲切应力的大小。每一层的钢筋数量被视为一个设计变量。四种类型的栏板式结构已考虑在各楼层间。这些是角落连接,柱的两边缘连接沿着建筑物的纵向和横向布置还有中间连接、设计细节,例如：柱头或柱资本,可以被用在柱的上部区域来增加栏板式结构的抗冲切能力。最主要的缺点是提供一个柱头是额外的模板并且由此增加了结构的施工时间和成本它他们也可能阻碍了安装服务。因此，他们没有被考虑在目前的优化算法之内。图（5）钢筋混凝土柱设计的变量图（5）显示了柱的设计变量。为了简化问题,假设所有柱的截面都是矩形形状的。但是,优化算法可以扩展到适应于其他截面形式的柱,如圆形或多边形.所有的钢筋有相同的直径并且他们都集中在所选柱截面的四个拐角处。既然假定水平荷载有剪力墙或其他有抵抗水平荷载的系统来抵抗。因此，在所选柱中不考虑剪应力作用。因此，柱链接的尺寸和柱距是根据纵向钢筋直径来计算,按照守则的建议以防止纵向钢筋外屈曲,并且提供延展性。在每层楼层要考虑四种类型的柱，即一个柱角，两个延建筑物横向和纵向分布的边缘柱和一个中间柱。3.2功能目标功能目标C是指一季度建筑花费在劳动力和浇注材料，层楼板的钢筋和模板种柱和基础上的成本，如下所示:(1)满足(2)(3)(4)其中,和分别代表一个季度建筑楼板的成本,各种类型的柱和基础开挖的总成本，包括在式(2)中给出的是指平面上的X轴方上约束力能力，式(3)给出的对的两边的和分别是对设计变量的最小和最大限值，在式(2)和(3)中和分别代表根据假设所有基础都是有垫层的混凝土基础的成本可以大致计算出来,绕柱的剪力筋的成本也包括在楼层的总成本之内。载体设计变量分两个部分:是平板楼板的设计变量,而式(4)中指出的则表示柱的设计变量。3.3设计约束式(2)和(3)中的设计变量根据bs8110[6]法规要求第135页共135页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊被系统的表达出来。板面约束可以表述如下:(5)(6)(7)(8)(未使用受剪钢筋)(9)(使用受剪钢筋)(10)其中，M代表末状态设计值，是截面阻力矩，K和是弯距分配前后截面特性和混凝土强度特性的两个计算参数.实际上.人们更宁愿设计不带受压钢筋的平板设计，因此，K应该小于.同时在上述的限制中，是受拉钢筋面积；b是截面宽度；是混凝土截面面积；和分别是板中的最小和最大配筋率，是板宽方向的钢筋根数，和分别是钢筋之间的最小间距和最大间距。板中受弯钢筋所受需面积是以刚度要求为基础来计算的。然而，在某些跨度范围内增加钢筋用量来满足偏心要求，这样，有足够的抗弯刚度，而且比增加整个楼板的楼厚要经济的多。因此，中间板跨所需钢筋的数量可以根据挠度极限条件中获得，如：(11)其中和分别代表中间板跨满足偏差限制范围内受拉钢筋所需面积和一个受弯截面受拉钢筋的容许最大面积。对绕柱的剪力筋的限制，概括如下：(12)(13)(14)(15)其中指柱所承受的剪应力有效设计值。和分别值绕柱冲剪地区所提供的抗剪强度和剪应力有效设计值。P指柱的周边长度,柱的周边分布着连续的，和分别指钢筋间距的容许最小值和最大值，和值每个假定失效区域的第一层周边的剪力筋面积和第二层周边的剪力筋面积(见图.4).柱的限制条件包括:(16)(17)(18)(19)(20)(21)(22)(23)其中,,和分别是计算轴向力和轴向力设计值，是柱中钢筋面积,和分别是柱中钢筋的容许最小配筋率和最大配筋率.N是柱中钢筋数目,而第135页共135页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊是纵向分布筋的直径,和是柱横断面层面的尺寸。和分别是柱中延侧面布置钢筋的直径和钢筋间距。和是从钢筋混凝土柱的相互示意图中取得.在面板及角柱间还有一个可移动荷载最大设计时刻产生的额外约束力：(24)其中，M是柱边缘或柱角的弯距值,他是运用等效框架的结构分析中得出的，且是根据栏杆式结构的特征和bs8110中给出的混凝土强度设计值计算出来的。另外，除了这些从规范中提取的限制以外，一些约束可以由有关实践考量来确定.例如,杆件的尺寸被市场上可利用的因素所限制。同样，柱的尺寸从低楼到高楼层可能会被减小或保持不变。4、设计优化程序上表显示了计算机程序算法研制的优化设计钢筋混凝土平板建筑物。优化程序处理分三个不同的层次。在第一层次中，为一个给定楼层数的建筑中布置不同作用的柱,与等效的矩形截面的长度和宽度相比较来找出纵向和横向的最佳跨数。对每一个布置柱，程序里都为等效框架的结构分析创造了一种模式。结构优化设计然后进行已确定的柱的最佳结构布置的总成本计算，在符合柱的最佳布置方式的所有成本结果中取得最低总成本。对每个柱的分布的设计变量被分为两组：第一组是柱的截面尺寸和楼板的厚度。他们影响着结构分析；第二组是截面中杆件的尺寸和数量第二组中的最佳设计变量值是按照bs8110规范对每个元件进行设计荷载单独施加的原则和杆件截面尺寸计算得来。因此，第一组中的最佳设计变量值被认为是独立设计变量而第二组设计变量定为非独立设计变量。第135页共135页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊在第二阶段，我们发现柱的最佳截面尺寸和每块板的厚度决定了柱的布置，解决设计变量可行的方法的数目可能会增加。因此，一种以遗传优化法则为基础的混和优化法则被应用。这种算法包括两个步骤：第一步，改良遗传算法起初用于全球搜索来寻找最佳或近最优的解决结构单元截面尺寸如下的解决办法。第二步，遗传优化解决办法是提高使用过程中的互补性，类似的虎克和搜索法[13]但适应离散设计变量。因此，由遗传优化算法过程得到的解决办法被视为当地考察的基本要点。目标功能是在第一坐标方向由正面或负面的增量而得出一个要点来进行计算。这些要点当中的任意一点若给出一个更好的设计。那么，这个新的设计就被当作一个新的基点,这个过程是反复使用所有坐标,基点附近没有一点能给出更好的设计为止。第三步，用巨细无遗的搜索方法〔14〕，决定在给定的截面中每组最佳钢筋量(钢筋的数量和钢筋直径)。4.1基本遗传优化和执行修改设计变量的属性对选择适当的优化技术具有很重要的影响。在目前研究领域，所有的设计变量都是离散型行的。虽然，板厚和柱截面尺寸理论上可以采取任何实际数值，但实际上他们被一系列离散值所限制。问题中所考虑的设计变量的离散性质限制了属于遗传优化的离散优化方法团体解决方法技巧的选择,尽管整数编程方法可用于离散优化问题及其他当前面临的问题的特点,如它正在被多样化的证实了运用遗传算法是正确的。遗传算法是受自然演化规律启发产生的数字优化技术。遗传算法开始运用能够创造的空间设计的人口设计随机性的寻找设计空间。在遗传基础上，每个人都认作一个遗传基因。遗传基因使用三种最主要的操作项目：选育、交叉、突变来指引人口密度设计接近最佳基本点[12]。在选择过程中，一些个体运用随机的方法选择母体来创造下一代，合适的个体有更大的选择机会。为了创造更优秀的后代，基因交叉容许设计的特征的改变，这取决与交叉概率Pc。在这个过程中，每位家长的遗传基因都转移到其子女（交叉运算的新设计制作）变异是偶然的在预期的遗传代码中某些片段发生随机性改变的情况，变异改变一个片段中的每一小量从0到1反之亦然取决于突变的机率Pm。变异可视为一个预防过早衔接的因素[12]。两项修改已经在基础遗传算法中实施。第一项是遗传算法在设计搜索空间进行大规模的随机搜索来产生个体（设计），然后在余下的遗传工程中实施选择最佳设计方案。第二项是控制每一设计小组与某一个体相对应的复制量。在这种情况下，在这个过程中就会降低人口数量，但不能低于一个预定的最低人口规模〔15〕。在另一页中将给出详细的混合优化技术。5、结论图（7）跨度与结构成本的相关曲线图运用多阶段优化程序来进行钢筋混凝土的资本优化已经出现了。这种程序包括寻找柱的最佳布置，截面面积，不同钢筋混凝土的钢筋构件。三种不同的建筑特征和楼层数目的钢筋混凝土平板建筑优化设计阐明包括如下：1．钢筋混凝土平板建筑楼层数越多，那么，结构构件数越多，运用优化设计节省的花费就越多；2．第135页共135页 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊平面建筑柱的优化布置可以节省不少花费，这关系到建筑结构的总体花费；1．楼板的费用是钢筋混凝土平板建筑总费用的主要组成部分。References：[1]GoodchildCH.Economicconcreteframeelements.Crowthorne:ReinforcedConcreteCouncil;1997.[2]MosleyWH,BungeyJH,HulseR.Reinforcedconcretedesign.5thedition.London:MacMillanPressLtd.;1999.p.385.[3]FanellaDA.Concretefloorsystems,guidetoestimatingandeconomizing.2ndedition.Illinois(USA):PortlandCementAssociation;2000.[4]CohnMZ,DinovitzerAS.Applicationofstructuraloptimization.JournalofStructuralEngineering,ASCE1994;120(2):617–50.[5]SarmaKC,AdeliH.Costoptimizationofconcretestructures.JournalofStructuralEngineering,ASCE1998;124(5):570–8.[6]BS8110.Structuraluseofconcrete,part1,codeofpracticefordesignandconstruction.London:BritishStandardsInstitution;1997.[7]ACI318-02.Buildingcoderequirementsforstructuralconcrete(ACI318-02)andcommentary(ACI318R-02).Detroit(USA):AmericanConcreteInstitute;2002.[8]StandardsAssociationofAustralia.Concretestructures.AS36002001,Sydney:SAA;2001.[9]CanadianStandardsAssociation.DesignofconcretestructuresforbuildingsCSAA23.3-94.Ontario(Canada):Rexdale;1994.[10]KongFK,EvansRH.Reinforcedandprestressedconcrete.3rdedition.London:ChapmanandHallLtd.;1987.[11]MacGregorJG.Reinforcedconcrete:mechanicsanddesign.3rdedition.EnglewoodCliffs(NJ):Prentice-Hall;1997.[12]GoldbergDE.Geneticalgorithmsinsearch,optimizationandmachinelearning.Reading(MA):Addison-Wesley;1989.[13]HookeR,JeevesTA.Directsearchsolutionofnumericalandstatisticalproblems.JournalofAssoc.ComputerMach.1961;8:212–29.[14]RaoSS.Optimizationtheoryandapplication.2ndedition.NewDelhi(India):WileyEasternLimited;1984.[15]SahabMG,AshourAF,ToropovVV.Ahybridgeneticalgorithmforreinforcedconcreteflatslabbuildings.ComputersandStructuresJournal[acceptedforpublication].主要参考书及参考文献1、《建筑设计防火规范（GBJ16-87）》，中华人民共和国建设部，北京：中国建筑工业出版社，2001年局部修订2、《建筑结构荷载规范（GB5009-2001）》，中华人民共和国建设部，北京：中国建筑工业出版社，20023、《建筑抗震设计规范（GB50011-2001）》，中华人民共和国建设部，北京：中国建筑工业出版社，20014、《混凝土结构设计规范（GB50010-2002）》，中华人民共和国建设部，北京：中国建筑工业出版社，20025、《建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）》，中华人民共和国建设部，北第135页共135页 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┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊的精神，然后会以讨论和互动的方式，认真地讲解这种想法是否具有可操作性、是否与工程实践相背离，让我们对自己的这种想法有了更科学和理性的认识。对于那些在毕业设计过程中没有出现的，但在以后的研究生学习中会用到或工作中可能会出现的问题，老师也会给我们做详细的讲解。老师，你们辛苦了！其次，我还要感谢我的同学。在毕业设计过程中，他们也给了我很大的帮助。在与别人交流的过程中，我学到了知识，接受了别人看问题的独特视角和解决问题的方式。任何一项精细的工作都不可能是一个人在一个封闭的环境中独立完成的，交流也是一种学习，也是对能力的一种提高。师兄，你们真的很棒！毕业在即，我想对所有的老师和同学说上一句：衷心感谢你们给我们的关心和帮助！“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”，在以后的工作和学习中，我会时刻牢记老师们的教诲，将抱着一颗求索和感恩的心，投身到学习和工作中去。学生：胡义2007/6/10第135页共135页'