内蒙古自治区呼和浩特市区的兴建六层多功能楼 土木工程毕业设计计算书

'前言随着社会经济的发展建筑行业在最近十几年得到了空前的发展。为满足社会的需求，不少高校都开设了土木工程这个专业。为培养一名合格的土木工程大学生，在完成相应科目学习之后,学校给我们准备了一次实践教学环节——毕业设计，这是我们从学校走向工作岗位的必经之路。通过毕业设计使我们对房屋建筑工程土建设计过程有了较为全面的了解，使我们熟悉有关设计，施工规范和手册，进一步提高工程的建筑设计、结构设计以及施工组织设计方面的能力，使我们受到工程师必须的基本训练，达到建筑工程专业人才培养的要求。本次设计要求布图合理，图线清晰，尺寸齐全，注文工整，能正确表达设计意图，符合国家主图标准及有关设计规范的规定，设计说明书，结构设计计算书要求计算明确，文理通顺，书写工整，装订整齐。本次设计中图纸上的局部数据与本计算书中数据有所不同是由于此设计偏于安全考虑的原因，由于是手算，所以结果取安全数据进行设计、施工，施工过程中的数据如与此计算书数据有所出入，数据均以图纸中数据为准。由于时间和水平有限，难免出现设计不全面等诸多问题，望各位老师、同学给予批评指正。-５- 第一章工程概况1.1工程简介该工程位于内蒙古自治区呼和浩特市区的兴建六层多功能楼。建筑面积为6521平米左右，该房屋所在地震动参数，，基本雪压，基本风压，地面粗糙度为C类。1.2工程地质资料1.2.1地形地貌建筑场地内地势基本平坦，勘察期间场地内地面相对高程100.17~100.40m，相对高差0.21m。1.2.2地层岩性勘察场地属冲洪积平原，地层组成受当时古地理、古气候环境的影响，根据沉积物成因类型及岩性特点，将勘察深度内的第四纪地层划分为五层，各层分别描述如下：第①层耕土：褐色、松散状态，主要成分为粉土，是第四纪人类活动堆积物，地表有新近一年堆积物的厚度为0.2~0.5m的杂填土。第②层粉土：约在2.5m以上为褐色，以下为黄色，稍湿—湿，中密—密实状态，上部含有砂砾，含有粉质粘土、粉细砂透镜体。层厚1.80~2.90m，平均厚度2.48m。第③粉砂：黄色，湿—饱和，稍密状态，局部含有粉土薄层透镜体状分布。层厚0.5~1.5m，平均厚度1.02m。第③—1层粉土：黄色，湿—饱和，中密—密实状态，呈透镜体状分布，仅在ZK5中存在。厚度0.6m。第④层砾砂：黄色，饱和，松散—稍密状态，局部含有少量卵石和薄层角砾透镜体。层厚度1.1~5.80m，平均厚度4.01m。第⑤层粉细砂：中密—密实状态，黄色，饱和，稍密状态，本次勘察最大钻-５- 探深度11.2m，未穿透该层。1.2.3水文地质条件本区地下水属于微承压潜水类型，主要受大气降水补给，故地下水位受季节性变化影响较大，一般冬、春季为枯水期，水位有所下降，夏、秋季为丰水期，地下水位有所回升，枯水期与丰水期的水位变化幅度在1.5~3.0m之间。勘探期间地下水位埋深约在4.5m。地下水属重碳酸型水。勘察区地下水赋存在④层砾砂层、⑤层粉细砂层中。依据当地建设经验，水和土对建筑材料无侵蚀作用。1.2.4地基土的液化判别场地内地下水位为4.5m，地下水位以下至勘探深度范围内存在有饱和砂土和粉土，依据《建筑抗震设计规范》（GB50011——2001）DI24.3.2条“存在饱和砂土和粉土（不含黄土）的地基，除6度设防外，应进行液化判别”的规定，选用标准贯入试验对低级土进行液化判别。在地面以下15m深度范围内，经逐点计算判别，场地内未见液化土层。1.2.5岩土工程分析评价根据勘察资料和室内土工试验综合分析，得各土层物理力学综合指标如下表1.1所示1.1各土层物理力学主表综合表层号②③③—1④⑤土层名称粉土粉砂粉砂砾砂粉细砂质量密度ρ（g/cm3）1.963—1.98——天然含水率（W%）20.9—22.4——孔隙比e0.663—0.678——压缩模量Esl-2（Mpa）6.96—7.01——变形模量E0（Mpa）—12.0—40.014.0标贯击数N（击）6.510.07.0—12.1内摩擦角（度）28.00———粘聚力C（Kpa）5.034———承载力特征fak（Kpa）160150160220180注：②层粉土层粘粒含量ρc平均值为11.3%-５- 1.2.6地基土的分析与评价建筑场地地貌单一，属于山前冲洪积平原中部。勘察深度内地层地质成因为第四纪冲洪积层。根据勘察资料的综合分析，对场地土评价如下：第①层耕土：松散状态，结构松散，力学性能差，不可作为基础的直接持力层。第②层粉土：层位发育基本稳定，力学性质在垂直、水平方向有一定差异，不宜作为基础的直接持力层。第③粉砂：层位发育不稳定，力学性能一般，可作为基础的受力层第④层砾砂：层位发育较稳定，力学性能好，力学强度大，可作为良好的基础受力层。第⑤层粉细砂：层位发育较稳定，力学性能较好，可作为较好的基础受力层。1.3建设场地施工条件1.3.1水电供应情况电源：基地内设变电室，电源由附近高压线引入。水源：从附近的自来水给水管道联通接入基地，自挂水表；排水：可排至附近城市污水管道。1.3.2施工能力施工单位技术力量雄厚，机械设备齐全，完全能够满足本项目的施工要求。1.3.3材料与预制构件供应本工程所用材料经业主对厂家资质审核后，可由施工单位直接从业主认可的厂家购买，材料来源充足。预制构件可由施工单位所属预制厂制作提供。1.3.4施工期限整个工程从当年四月一日开工至次年十月底交工。-５- 第二章结构布置及计算简图2.1结构布置根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计，其标准层建筑平面、结构平面示意图分别见下图。该工程采取框架承重方案。主体结构共6层，每层的层高都为3.9m。结构的竖向布置为体型规则、均匀，为避免有较大的外挑我内收敛，质量沿高度方向均匀分布，结构的承载力和刚度宜自己上而下逐渐减小，为避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。结构体型采取一字型，横向、竖向均较为简单、规则框架。计算简图用框架轴线表示，柱轴线用柱顶的形心线，梁轴线对于现浇楼盖一般取楼板顶面作为形心线，框架柱的底部与基础顶面固结。二到五层柱高即为计算高度，底层采用地圈梁，与柱之间采用固结，所以底层柱的计算高度还是按层高计算，室内外高差为0.45m。填充墙采用陶粒空心砌块砌筑：外墙300mm；内墙200mm。窗户均采用铝合金推拉窗，门采用钢门和木门。楼盖、梁及屋面均采用C30现浇钢筋砼结构，柱基础采用C35现浇浇钢筋砼结构；基础钢筋采用HRB400,梁采用HRB335，板筋及箍筋全部采用HPB235。-５- 87 87 87 2.2截面尺寸估计：2.2.1框架梁选择（1）．横梁a:截面的高度：1/12～1/8的跨度（为满足承载力、刚度及延性要求）h=（1/12～1/8）×7200㎜＝600～900㎜，h=（1/12～1/8）×3000㎜＝250～375㎜，h=（1/12～1/8）×5100㎜＝425～638㎜，所以选择横梁尺寸为h=750mm;梁宽为梁高的1/2到1/3,所以选择横梁高为350mm。（2）．纵梁a:截面的高度：1/12～1/8的跨度（为满足承载力、刚度及延性要求）h=（1/12～1/8）×8000㎜＝667～1000㎜，h=（1/12～1/8）×3000㎜＝250～375㎜，87 h=（1/12～1/8）×5000㎜＝417～625㎜，所以选择横梁尺寸为h=750mm;梁宽为梁高的1/2到1/3,所以选择横梁高为350mm。2.2.2次梁选择（1）．横次梁a:截面的高度：1/12～1/8的跨度（为满足承载力、刚度及延性要求）h=（1/16～1/12）×7200㎜＝450～600㎜，所以选择横梁尺寸为h=500mm;梁宽为梁高的1/2到1/3,所以选择横梁高为250mm。（2）．纵次梁a:截面的高度：1/12～1/8的跨度（为满足承载力、刚度及延性要求）h=（1/16～1/12）×8000㎜＝500～667㎜，h=（1/16～1/12）×3000㎜＝188～250㎜，h=（1/16～1/12）×5000㎜＝313～417㎜，所以选择横梁尺寸为h=500mm;梁宽为梁高的1/2到1/3,所以选择横梁高为250mm。2.2.3板厚度选择根据单双向板的选择方法可以选择（1）单向板选择厚度为100（2）双向板选择厚度为130砼强度采用。屋面采用细石混凝土屋面表2.1梁截面尺寸（mm）层次混凝土强度等级框架横梁框架纵梁次梁87 柱截面尺寸可根据式估算。因为抗震烈度为8度，总高度，查表可知该框架结构的抗震等级为二级，其轴压比限值；各层的重力荷载代表值近似取12，由图框架图可知边柱及中柱的负载面积分别为和。由公式可得第一层柱截面面积为边柱中柱如取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为和。根据上述计算结果并综合考虑其它因素，本设计框架柱截面尺寸取值均为，构造柱取。基础采用柱下独立基础，基础埋深标高-2.20m，承台高度取1000mm。采用地圈梁。框架结构计算简图如图2.2所示。取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线；梁轴线取至板底，层柱高度即为层高，取3.9m。2.2框架结构计算简87 第三章　重力荷载计算3.1　屋面及楼面的永久荷载标准值屋面（细石混凝土不人屋面）：保护层：细石防水混凝土，厚度大于40mm；隔离层：干铺无纺聚酯纤维布一层保温层：100厚的挤塑聚苯乙烯泡沫熟料板防水层：高聚物改性沥青防水卷材找平层：1:3水泥砂浆，砂浆中掺聚丙烯找坡层：1：8水泥膨胀珍珠岩找坡2%结构层：100和130钢筋混凝土板合计100板2.772+2.5=5.272合计130板2.772+3.25=6.002楼面（陶瓷地砖楼面）：瓷砖铺实拍平，水泥砂浆擦缝20厚1:4干硬性水泥砂浆素水泥浆结合层一遍100和130厚钢筋混凝土合计10.7+2.5=3.200合计20.7+3.25=3.950地面（陶瓷地砖地面）：瓷砖铺实拍平，水泥砂浆擦缝20厚1:4干硬性水泥砂浆素水泥浆结合层一遍80厚钢筋混凝土素土夯实87 墙体：外墙（聚丙乙烯泡沫泡沫塑料板保温外墙）：30厚陶粒空心砌块20厚1:3水泥砂浆找平10厚1:1水泥专用胶粘剂刮于板背面60厚的聚苯乙烯泡沫塑料板加压粘劳板面打磨1.5厚专用胶粘加强网于需加强的部位1.5厚专用胶粘标准网于整个墙面，并用抹刀将网压入胶泥中基层休整平面一底二涂高弹丙烯酸涂料合计5.83内墙（石灰砂浆墙面）：20厚陶粒空心砌块18厚1:3石灰砂浆2厚麻刀石灰面合计5.4墙裙（现浇水磨石墙裙）：15厚1:3水泥砂浆素水泥浆结合层一遍10厚1:2水泥石子磨光踢脚（陶瓷锦砖踢脚）：15厚1:3水泥砂浆4厚1:1水泥砂浆加水重20%建筑胶镶贴5厚陶瓷锦砖，水泥砂浆擦缝顶棚（石灰砂浆顶棚）：钢筋混凝土板地面清洁干净10厚1:1：4水泥石灰砂浆2厚麻刀石灰面表面喷刷涂料87 散水（混凝土散水）：60厚C15混凝土，面加5厚1:1水泥砂浆随打随抹光150厚3:7灰土素土夯实，向外坡4%台阶（陶瓷地砖台阶）：10厚地砖，5缝宽，1：1水泥砂浆填缝25厚1:4干硬性水泥砂浆素水泥浆结合层一遍60厚C15混凝土台阶3.2　屋面及楼面可变荷载标准值不人屋面均布荷载标准值0.5楼面活荷载标准值2.0楼道处荷载标准值2.5屋面雪荷载标准值0.43.3　梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算在计算过程中梁、墙采用采用通跨计算，柱采用层高计算，板用每层的面积其中考虑抹灰的作用乘以扩大系数，梁板为1.05，柱为1.10。3.3.1梁自重：框架梁：A-A、G-G轴梁重：0.35×0.75×25×1.05×56×2＝771.75KNB-B、F-F轴粱重：0.35×0.75×25×1.05×5×4=137.81KNC-C、E-E轴梁重：0.35×0.75×25×1.05×66×2=909.56KN1-1、12-12轴粱重：0.35×0.75×25×1.05×14.2×2=195.69KN2-2、11-11轴梁重：0.35×0.75×25×1.05×2.1×4=57.88KN次梁：次梁1：0.25×0.5×25×1.05×50=164.06KN次梁2：0.25×0.5×25×1.05×32=105KN次梁3：0.25×0.5×25×1.05×8=26.25KN次梁4：0.25×0.5×25×1.05×3×4=39.38KN梁总重：3366.56KN87 3.3.2柱自重：0.6×0.6×25×1.1×48×3.9=1853.28KN3.3.3板自重：双向板1（5.1*8板）：5.1×8×25×1.05×0.13×13=189.99KN双向板2（4*7.2板）：4×7.2×25×1.05×0.13×2=196.56KN双向板3（3*5板）：3×5×25×1.05×0.1×2=78.75KN双向板4（2.1*3板）：2.1×3×25×1.05×0.13×4=86.00KN双向板5（5*5.1板）：5×5.1×25×1.05×0.13×2=174.04KN单向板1（3*8板）：3×8×25×1.05×0.13×7=573.30KN单向板2（2.1*8板）：2.1×8×25×1.05×0.13×9=396.90KN单向板3（2.1*5板）：2.1×5×25×1.05×0.13×2=55.13KN板总重2832.00KN3.3.4墙自重、门、窗自重计算过程略：最后计算得到梁窗自重为1187.95KN女儿墙重为146.97KN3.4　重力荷载代表值（见下图）集中于各楼层标高处的重力荷载代表值，为计算单元范围内的各楼层楼面上的重力荷载代表值及上下各半层的墙柱等重量。计算时，各可变荷载的组合按规定采用，屋面上的可变荷载均取雪荷载，具体过程略，计算简图下图87 第四章横向框架侧移刚度计算本设计中框架梁采用C30（Ec=30000N/mm2）混凝土，柱混凝土采用C35（Ec=315000N/mm2）。本设计为内蒙古自治区呼和浩特市区的兴建六层多功能楼。该房屋所在地震动参数，。横梁线刚度计算过程见表4.1；柱线刚度计算见表4.2。表4.1横梁线刚度计算表类别层次边梁30000350×7501.2×101072005.13×10107.69×10101.03×1011走道梁30000350×7501.2×101030001.23×10111.85×10112.46×1011边梁30000350×7501.2×101051007.24×10101.09×10111.44×1011走道梁30000350×7501.2×101021001.76×10112.64×10113.52×1011表4.2柱线刚度计算表层次3900柱的侧移刚度D值按下式计算：。根据梁柱线刚度比的不同，柱可分为中框架中柱和边柱、边框架中柱和边柱以及楼、电梯间柱等，下面以二层中柱为例将计算过程计算于下。计算过程：柱的计算侧移刚度按87 其他计算结果见下表4.3、表4.4、表4.表4.3中框架柱侧移刚度D值层次边柱（12根）中柱（12根）11.1750.528363124.000.7505160610550222～61.1750.370254764.000.66645868856127表4.4边框架柱侧移刚度D值层次4个梁为5100的边角8个梁为2100的角点4个边框点11.2450.538370053.0230.7014482683.36050.72018495637324182～61.2450.384264003.0230.6018414173.36050.626943144609511表4.5楼梯架柱侧移刚度D值层次边柱（4根）中柱（4根）10.8820.479329973.700.737507193348642～60.8820.306210553.700.64944685262962将上述不同情况下同层框架侧移刚度相加，即得框架各层层间侧移刚度，见表4.6.由表4.6可见，，故该框架为横向规则框架。表4.6横向框架层间侧移刚度D值层次12345621223051728603172860317286031728603172860387 第五章　横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算5.1　横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算5.1.1　横向自振周期计算结构顶点的假想位移计算见表5.1。表5.1结构顶点的假想位移计算层次611241.4811241.4817286066.503205127.1667510975.8422217.32172860212.85277120.6635410975.8433193.16172860219.20231107.8107310975.8444169172860225.5518688.6084210975.8455144.84172860231.9014163.05654110975.8466120.68212230531.1551331.15513结构基本自震周期，其中υT的量纲为m，取，则5.1.2　水平地震作用及楼层地震剪力计算本方案结构高度小于40m，质量和刚度沿高度分布较均匀，变形以剪切型为主,故可用底部剪力法计算水平地震作用。因为是多质点结构，所以Geq=0.85Gi=0.85×（11241.48+10975.84×5）=56202.58KN设防烈度按8度考虑，场地特征周期分区为二区，场地土为Ⅱ类，查表得：特征周期Tg=0.35s水平地震影响系数最大值因为，所以不应考虑顶部附加水平地震作用。各质点的水平地震作用：87 具体计算过程见5.2表5.2各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次Hi（m）Gi（KN）GiHi（KN）Fi（KN）Vi（KN）623.411241.48263050.6320.290622123.3642123.364519.510975.84214028.880.236461727.6573851.021415.610975.84171223.1040.1891681382.1265233.147311.710975.84128417.3280.1418761036.5946269.74127.810975.8485611.5520.094584691.06286960.80413.910975.8442805.7760.047292345.53147306.335各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布如下图5.3。（a）纵向水平地震作用分布（b）层间剪力分布图5.3纵向水平地震作用及层间剪力分布图87 5.1.3　水平地震作用下的位移验算水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移按下式计算和，各层的层间弹性位移角，计算结果如表5.4。表5.4横向水平地震作用下的位移验算层次62123.36417286021.22837078517.5801239000.00031553851.02117286022.2278240916.3517539000.00057145233.14717286023.02738673414.1239339000.00077636269.74117286023.62705871611.0965439000.0009326960.80417286024.0268400387.46948139000.00103317306.33521223053.4426414393.44264139000.000883由表可见，最大层间弹性位移角发生在第2层，其值0.1033〈1/550,满足要求,其中是由弹性层间位移角限值查得。5.1.4　水平地震作用下框架内力计算以4轴线框架内力计算，其余框架计算从略。框架柱端剪力及弯矩按式；　；各柱反弯点高度比本例中底层柱需考虑修正值y2，第二层柱需考虑修正值y1和y3，其余柱均无修正。计算结果见表5.5。梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按式87 ；　；　　　　　；　；计算结果见表5.6。87 表5.5各层柱端弯矩及剪力计算层次hi/mVi/KNΣDijN·m边柱中柱Di1Vi1yDi2Vi2y63.92123.3617286022547631.291.1750.35943.8178.234586856.3440.4598.88120.8653.93851.0217286022547656.761.1750.4599.61121.7445868102.1940.5199.26199.2643.95233.1517286022547677.131.1750.459138.06162.7345868138.8640.5270.78270.7833.96269.7417286022547692.401.1750.5180.19180.1945868166.3740.5324.41324.4123.96960.80172860225476102.591.1750.5200.05200.0545868184.7140.5360.17360.1713.97306.34212230536312125.011.1750.642313.00174.5451606177.6640.55381.08311.80注:表中M的量纲为KN·m,V量纲为KN87 表5.6梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边梁走道梁柱轴力LVbLVb右边柱中柱N1678.2335.577.215.8185.2985.29356.86-15.81-41.055165.5687.757.235.18210.39210.393140.26-50.99-146.134262.33138.347.255.65331.70331.703221.13-106.63-311.613318.25175.187.268.53420.01420.013280.01-175.17-523.092380.23201.497.280.79483.10483.103322.07-255.962-764.361374.58197.777.279.49474.19474.103316.13-335.46-1001.00注:1)柱轴力中的负号表示拉力。当为左地震时，左侧两根柱为拉力,对应的右侧两根柱为压力。2）表中单位为KN·m，V单位KN，l的单位为m。.（a）框架弯矩图87 （b）梁端剪力及柱轴力图图5.7左地震作用下框架弯矩图、梁端剪力及柱轴力图5.2　横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算5.2.1　风荷载标准值风荷载标准值按式，基本风压w0=0.50KN/m2。由《荷载规范》查得（迎风面）和（背风面），C类地区，H/B=23.4/17.4=1.34，查表得：脉动影响系数υ=0.40.T1=0.43S，W0T12=0.0740KNS2/m2.查表得脉动增大系数ξ=1.175。仍取图4轴线横向框架，其负载宽度4.05m，沿房屋高度分布风荷载标准值q(z)=8×0.4βzμzμs87 根据各楼层标高处高度Hi查取，沿房屋高度的分布见表5.9(a)。沿房屋高度的分布见图5.8表5.8沿房屋高度分布风荷载标准值层次Hi（m）Hi（m）623.41.000.891.584.512.82519.50.830.741.583.752.35415.60.670.741.473.482.17311.70.500.741.353.202.0027.80.330.741.232.921.8313.90.170.741.122.641.65（a）风荷载沿房屋高度的分布87 （b）等效节点集中风荷载图5.9框架上的风荷载《荷载规范》规定，对于高度大于30m且高宽比大于1.5的房屋结构，应采用风振系数来考虑风压脉动的影响，本例房屋高度H=23.4m<30m,H/B<0.35,因此，该房屋应不考虑风压脉动的影响。框架结构分析时，应按静力等效原理将分布风荷载转化为节点集中荷载，节点集中荷载见图5.9（b），例第5层集中荷载F5的计算如下：F5=(3.75+2.34)×3.9=23.78KN5.2.2　风荷载作用下的水平位移验算根据图5.9（b）所示水平荷载，由式计算层间剪力Vi，然后依据表5.8求出轴8线框架的层间侧移刚度，再按式；87 计算各层的相对侧移和绝对侧移，计算结果见表5.10。表5.10风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算层次123456Fi（KN）16.7618.5220.2722.0323.7814.29Vi（KN）115.6598.8980.3760.1038.0714.291758361426881426881426881426881426880.65770.69300.56320.42120.26680.10010.65771.35071.91402.33522.60202.702130.0001690.0001780.0001440.0001080.0000680.000026由表5.10可见，风荷载作用下框架最大层间位移角为0.000178，远小于1/550，满足规范要求。5.2.3　风荷载作用下框架结构内力计算风荷载作用下框架结构内力计算过程与水平地震作用下的相同。8轴线横向框架在风荷作用下的弯矩，梁端剪力及柱轴力见图5.11。计算结果见表5.12图5.13；表5.11风荷作用梁端弯矩剪力及柱轴力计算层次边梁走道梁柱轴力LVbLVb右边柱中柱N160.5260.2397.20.1060.5740.57430.383-0.106-0.27651.5880.7767.20.3281.8601.86031.240-0.434-1.18742.7951.4957.20.5963.5853.58532.389-1.030-2.98134.05362.1397.20.8605.1295.12933.419-1.890-5.54024.9622.7307.21.0686.5456.54534.363-2.958-8.83615.6922.9567.21.2017.0887.08834.725-4.160-12.3608轴线横向框架在风荷载作用下的弯矩、梁端剪力及柱轴力见图5.13。87 表5.12风荷作用各层柱端弯矩及剪力计算层次hi/mVi/KNΣDijN·m左边柱中柱Di1Vi1yDi2Vi2y63.914.291728602254760.2101.1750.3590.2950.526458680.37940.450.6650.81353.938.071728602254760.5611.1750.4090.8951.293458681.01040.51.9701.97043.960.11728602254760.8861.1750.451.5541.900458681.59540.53.1103.11033.980.371728602254761.1841.1750.4592.1202.499458682.13340.54.1594.15923.998.891728602254761.4571.1750.52.8422.842458682.62440.55.1175.11713.9115.452122305363121.9751.1750.634.8532.850516062.80740.556.0224.92787 （a）框架弯矩图87 （b）梁端剪力及柱轴力图图5.13横向框架在水平风荷载作用下框架弯矩图、梁端剪力及柱轴力图87 第六章　竖向荷载作用下框架结构的内力计算6.1　横向框架内力计算6.1.1　计算单元取8轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为16m，如图6.1所示。由于房间内布置有次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影线所示，计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。由于纵向框架的中心线与柱的中心线不重合，因此在框架节点上还作用有集中力矩。图6.1横向框架计算单元87 6.1.2　荷载计算下面以标准层为例对荷载进行计算。图6.2各层梁上作用的恒荷载在图6.2中，、代表横梁自重及墙自重，为均布荷载。对于第2到5层：=，为房间板传给横梁的三角形荷载，由图7所示，几何关系得：；、分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括梁自重、楼板重等的重力荷载，为梁上集中荷载。计算如下：87 在恒载和活荷载作用下的计算方法与上面相同，所以计算结果见下面的表格将以上计算结果汇总，见表6.3，表6.4。各层梁上作用荷载表6.3横向框架恒荷汇总表层次66.8930.606.8918.00156.56178.09177.521～56.8920.1456.899.6121.92119.93120.40表6.4横向框架活荷汇总表层次64.592.715.222.818.401～510.27.533.8450.6446.8087 6.1.3　内力计算梁端、柱端弯矩采用分层法计算。弯矩计算过程如图6.5所示，所得弯矩图如图6.6所示。梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得；柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到，计算柱底轴力还需要考虑柱的自重，如表6.7和表6.8所列。87 87 87 （a）恒荷作用下图11竖向荷载作用下框架弯矩图87 （b）活荷作用下图6.6竖向荷载作用下框架弯矩图87 表6.7恒荷作用下梁端剪力及柱轴力层次荷载引起的跨间最大弯矩总剪力柱轴力AD跨弯矩值DE跨弯矩值AD跨DE跨A柱D柱VAVBVBVCN顶N底N顶N底6375.701-122.779200.229105.52450.83550.835356.789393.644333.879370.7345226.231-59.359139.00981.89931.93531.935654.573691.428604.968641.8234234.985-63.679140.14880.76031.93531.935953.496990.351874.918911.7733234.985-63.679140.14880.76031.93531.9351252.4191289.2741144.8681181.7232234.985-63.679140.14880.76031.93531.9351551.3421588.1971414.8181451.6731240.017-69.289140.00380.90431.93531.9351850.1201886.9751684.9121721.76787 表6.8恒荷作用下梁端剪力及柱轴力层次荷载引起的跨间最大弯矩总剪力柱轴力AD跨弯矩值DE跨弯矩值AD跨DE跨A柱D柱VAVBVBVCN顶N底N顶N底640.954-17.477522.86611.6386.0756.07538.06638.06636.11336.113582.308-18.377549.84026.81016.87516.875121.746121.746126.598126.598483.280-17.497549.98226.66816.87516.875205.568205.568216.941216.941383.280-17.497549.98226.66816.87516.875289.390289.390307.284307.284283.280-17.497549.98226.66816.87516.875373.212373.212397.627397.627185.443-19.547550.11726.53316.87516.875457.169457.169487.836487.83687 6.2　横向框架内力组合6.2.1　结构抗震等级结构的抗震等级根据结构类型、地震烈度、房屋高度等因素查表得，本商场框架结构为二级抗震等级。6.2.2　框架梁内力组合本方案考虑了四种内力组合，即，，及。此外，对于本方案，这种内力组合与考虑地震作用的组合相比一般较小，对结构设计不起控制作用，故不予考虑。各层梁的内力组合结果见表6.9，表中，两列中的梁端弯矩为经过调幅后的弯矩（调幅系数取0.8）。6.2.3　框架柱内力组合取每层柱顶和柱底两个控制截面进行组合，组合结果以及柱端弯矩设计值的调整见表6.10～表6.13。在考虑地震作用效应的组合中，取屋面为雪荷载时的内力进行组合。87 层次截面内力SGKSQKSWKSEK1.2SGK+1.4(SQK+SWK)SQKSQK一AM-76.13-25.045.69374.58-115.74-130.08285.43-445.00-127.82-126.41286.45V140.0050.00-1.20-79.49229.49232.5180.46256.14239.00238.00B左M-145.57-54.04-2.96-197.77-246.50-239.04-348.1637.49-250.56-250.34V80.9026.561.2079.49132.06129.03183.908.23135.78134.26层B右M-82.15-30.497.09474.19-128.06-145.93374.68-549.99-141.39-141.27397.51V31.9416.88-4.73-316.1353.6465.56-308.14390.5160.0061.96跨间MAB375.7040.952.60171.18505.71499.16523.46189.66548.15508.17　MBC-200.64-23.890.000.00-270.87-270.87-191.33-191.33-294.75-274.21二AM-80.45-26.504.96380.23-123.68-136.18286.39-455.05-135.11-133.64287.59V140.1549.98-1.07-80.79229.81232.5079.17257.72239.18238.15B左M-150.72-54.72-2.73-201.49-253.25-246.37-356.7236.18-258.19-257.47V80.7626.671.0780.79131.86129.17185.256.70135.70134.25层B右M-77.66-28.856.55483.10-121.29-137.80388.15-553.90-133.69-133.58399.96V31.9416.88-4.36322.0754.1065.09397.07-314.7060.0061.96跨间MAB226.2382.312.27173.77378.05372.33410.0771.22387.72386.71MBC-100.27-48.190.000.00-181.04-181.04-111.93-111.93-183.55-187.79表6.9框架梁内力组合表续表2287 层次截面内力SGKSQKSWKSEK1.2SGK+1.4(SQK+SWK)SQKSQK三AM-80.45-26.504.05318.25-124.83-135.03225.96-394.62-135.11-133.64273.24V140.1549.98-0.86-68.53230.07232.2492.72244.17239.18238.15B左M-150.72-54.72-2.14-175.18-252.51-247.11-331.0710.53-258.19-257.47V80.7626.670.8668.53131.60129.43171.7020.25135.70134.25层B右M-77.66-28.855.13420.01-123.08-136.01326.63-492.39-133.69-133.58358.10V31.9416.88-3.42-280.0155.2963.91-268.22350.6060.0061.96跨间MAB234.9883.281.85145.44389.24384.58390.76107.15400.50398.57MBC-104.59-47.310.000.00-185.12-185.12-115.42-115.42-188.51-191.74四AM-80.45-26.502.79262.33-126.41-133.45171.44-340.10-135.11-133.64258.17V140.1549.98-0.60-55.65230.40231.91106.95229.94239.18238.15B左M-150.72-54.72-1.50-138.34-251.70-247.92-295.15-25.39-258.19-257.47V80.7626.670.6055.65131.27129.76157.4734.48135.70134.25层B右M-77.66-28.853.58331.70-125.03-134.05240.53-406.28-133.69-133.58299.58V31.9416.88-2.39-221.1356.5962.61-203.16285.5460.0061.96跨间MAB234.9883.281.28119.87388.52385.30365.83132.08400.50398.57MBC-104.59-47.310.000.00-185.12-185.12-115.42-115.42-188.51-191.7487 层次截面内力SGKSQKSWKSEK1.2SGK+1.4(SQK+SWK)SQKSQK五AM-85.12-26.981.59165.56-134.14-138.1472.67-250.17-141.89-139.92234.24V139.0149.84-1.59-35.18227.61231.61128.33206.08237.50236.59B左M-148.84-54.39-0.78-87.75-248.12-246.16-243.99-72.88-255.32-254.75V81.9026.811.5935.18134.06130.06136.0958.34137.38135.81层B右M-74.21-29.551.86210.39-123.94-128.63125.04-285.22-129.73-130.42217.26V31.9416.88-1.24-140.2658.0361.16-113.80196.1760.0061.96跨间MAB234.9883.280.7375.73387.83385.99322.79175.12400.50398.57MBC-104.59-47.310.000.00-185.12-185.12-115.42-115.42-188.51-191.74六AM-81.37-9.900.5378.23-109.45-110.79-1.41-153.96-119.75-111.50258.79V200.2322.87-0.53-15.81268.42269.76198.43233.37293.18272.29B左M-205.98-24.71-0.24-35.57-278.61-278.01-231.18-161.82-302.78-281.77V105.5211.640.5315.81141.96140.62131.0496.10154.09142.92层B右M-147.62-15.870.5785.29-196.42-197.86-56.84-223.16-215.16-199.36180.79V50.846.08-0.38-56.8668.1969.15-7.87117.7974.7169.52跨间MAB240.0285.440.2437.93395.98395.38291.4587.57409.47407.64MBC-110.20-49.360.000.00-194.43-194.43-121.39-121.39-198.13-201.3487 表6.10横向框架A柱弯矩和轴力组合层次截面内力SGKSQKSWKSEK1.2SGK+1.4(SQK+SWK)SQKSQKNNminMNmaxM6柱顶M101.7112.380.5325.261136.98138.3222.22178.75149.69139.38178.7522.22149.69N356.7938.070.1111.330475.98476.25344.35358.91519.74481.45358.91344.35519.74柱底M-61.33-17.030.2961.847-94.69-95.42-21.49-104.30-99.83-97.44-104.30-21.49-99.83N393.6438.070.2811.330519.98520.69379.73394.20569.48525.67394.20379.73569.485柱顶M45.0816.701.2995.42473.5176.76-75.32169.2777.5677.48169.27-75.3277.56N654.57121.750.4331.890938.35939.43633.80681.211005.42955.93681.21633.801005.42柱底M-45.08-16.700.8963.616-74.02-76.2652.30-146.44-77.56-77.48-146.4452.30-77.56N691.23121.751.1931.890981.38984.38668.99716.041054.91999.93716.04668.991054.914柱顶M50.2816.701.90120.28978.9883.77-112.95216.6084.5883.72216.60-112.9584.58N953.50205.571.0364.8701401.921404.52903.131025.771492.801432.001025.77903.131492.80柱底M-50.28-16.701.5598.419-79.43-83.3387.30-191.11-84.58-83.72-191.1187.30-84.58N990.35205.572.9864.8701443.681451.19938.501060.211542.541476.221060.21938.501542.543柱顶M50.2816.702.50146.19278.2384.53-131.11234.4784.5883.72234.47-131.1184.58N1252.42289.391.89106.1501865.151869.921159.051383.591980.161908.051383.591159.051980.16柱底M-50.28-16.702.12119.612-78.71-84.05131.11-234.65-84.58-83.72-234.65131.11-84.58N1289.27289.395.55106.1501904.761918.751194.431417.212029.901952.271417.211194.432029.902柱顶M50.2816.702.8446.55177.8084.96-151.77254.9684.5883.72254.96-151.7784.58N1551.34373.212.96102.5302328.122335.581402.231754.062467.522384.101754.061402.232467.52柱底M-55.06-17.822.84346.879-84.95-92.10146.64-259.55-92.15-91.02-259.55146.64-92.15N1588.20373.218.84102.5302364.952387.221437.611786.632517.282428.331786.631437.612517.2887 续表6.10层次截面内力SGKSQKSWKSEK1.2SGK+1.4(SQK+SWK)SQKSQKNNminMNmaxM1柱顶M40.1017.822.84174.5467.0574.10-134.47218.6771.9673.07218.67-134.4771.96N1850.12457.174.16335.462790.942801.421646.682123.002954.832860.182123.001646.682954.83柱底M-20.05-8.914.85312.99-29.18-41.40301.98-342.43-35.98-36.53-342.43301.98-35.98N1886.98457.1712.36335.462824.842855.981682.062154.453004.592904.412154.451682.063004.59注：表中M以左侧受拉为正，单位为KN.m。N以受压为正，单位为KN。SQK一列中括号内的数值为屋面作用雪荷载，其它层楼面作用活荷载对应的内力值。87 表6.11横向框架D柱弯矩和轴力组合层次截面内力SGKSQKSWKSEK1.2SGK+1.4(SQK+SWK)SQKSQKNNminMNmaxM6柱顶M-72.94-11.050.81120.86-102.47-100.43-201.0250.37-109.52-103.00-201.02-201.0250.37N333.8836.110.2741.05445.81446.49295.17380.55486.85451.21295.17295.17380.55柱底M51.2214.550.6798.8880.6478.95158.99-46.6883.7081.83158.99158.99-46.68N370.7336.110.2741.05490.03490.71330.54415.93536.60495.43330.54330.54415.935柱顶M-42.07-16.501.97188.26-73.76-68.79-244.10147.48-73.29-73.58-244.10-244.10147.48N604.97126.601.18146.13883.99886.97489.56793.51943.31903.20489.56489.56793.51柱底M42.0716.501.97199.2673.7668.79255.54-158.9273.2973.58255.54255.54-158.92N641.82126.601.18146.13928.21931.19524.94828.89993.06947.42524.94524.94828.894柱顶M-42.07-16.503.11270.78-75.19-67.36-329.92233.30-73.29-73.58-329.92-329.92233.30N874.92216.942.98311.621319.491327.00619.971268.141398.081353.62619.97619.971268.14柱底M42.0716.503.11270.7875.1967.36329.92-233.3073.2973.58329.92329.92-233.30N911.77216.942.98311.621363.711371.22655.351303.521447.831397.84655.35655.351303.523柱顶M-42.07-16.504.16324.41-76.52-66.03-385.69289.08-73.29-73.58-385.69-385.69289.08N1144.87307.285.54523.091754.041768.00702.561790.581852.851804.04702.56702.561790.58柱底M42.0716.504.16324.4176.5266.03385.69-289.0873.2973.58385.69385.69-289.08N1181.72307.285.54523.091798.261812.22737.931825.961902.601848.26737.93737.931825.962柱顶M-42.07-16.505.11360.17-77.71-64.84-422.88326.27-73.29-73.58-422.88-422.88326.27N1414.82397.638.84764.362187.662209.94754.162344.022307.642254.47754.16754.162344.02柱底M45.6616.935.11360.1782.5669.69426.54-322.6278.5778.49426.54426.54-322.62N1451.67397.638.84764.362231.882254.16789.532379.402357.382298.69789.53789.532379.4087 续表6.11层次截面内力SGKSQKSWKSEK1.2SGK+1.4(SQK+SWK)SQKSQKNNminMNmaxM1柱顶M-33.67-12.514.93311.80-62.38-49.95-362.60285.94-57.96-57.92-362.60-362.60285.94N1684.91487.8412.361001.02621.002652.14810.642892.722762.472704.87810.64810.642892.72柱底M16.846.266.02381.0835.6820.51415.49-377.1528.9928.97415.49415.49-377.15N1721.77487.8412.361001.02665.232696.38846.022928.102812.232749.10846.02846.022928.10注：表中M以左侧受拉为正，单位为KN.m。N以受压为正，单位为KN。SQK一列中括号内的数值为屋面作用雪荷载，其它层楼面作用活荷载对应的内力值。87 表6.12横向框架A柱剪力组合（KN）层次SGKSQKSWKSEK1.2SGK+1.4(SQK+SWK)SQK1.4SQK6-41.81-7.540.2131.29-59.41-59.94-11.22-39.68-63.98-60.7378.575-24.45-8.590.5656.76-39.46-40.8731.44-67.01-41.60-41.3783.754-25.78-8.620.8877.13-40.69-42.9151.33-88.07-43.42-43.00113.863-25.78-8.621.1892.41-40.31-43.2867.22-103.82-43.42-43.00132.112-27.01-8.881.46102.59-41.76-45.4476.50-114.52-45.34-44.84152.341-15.42-5.621.97125.01-23.10-28.07112.51-134.46-26.44-26.37148.97注:表中V以绕柱端顺时针为正。为相应于本层柱净高上下两端的剪力设计值。表6.13横向框架D柱剪力组合（KN）层次SGKSQKSWKSEK1.2SGK+1.4(SQK+SWK)SQK1.4SQK6-31.84-6.560.3856.34-45.99-46.9524.88-92.31-49.54-47.3992.315-22.49-5.821.01102.18-33.05-35.5981.88-130.65-36.18-35.14123.544-23.42-8.31.59138.86-36.56-40.57117.95-170.88-39.92-39.72179.333-23.42-8.32.13166.36-35.88-41.25146.55-199.48-39.92-39.72220.182-23.42-8.32.63184.70-35.25-41.88165.62-218.56-39.92-39.72249.361-12.95-4.812.81177.66-18.06-25.14170.03-199.51-22.29-22.27241.9987 柱弯矩调整见下表6.14弯矩最大时6.14柱弯矩调整　　Ma∑MM上M下系数M底系数M顶调整柱上M调整柱下MA柱1445.000712.000-259.550218.6700.5430.457328.467276.7332455.050728.080-234.650254.9600.4790.521296.598322.2703394.620631.392-191.110234.4700.4490.551241.002295.6814340.100544.160-146.440216.6000.4030.597186.574275.9625250.170400.272-104.300169.2700.3810.619129.715210.516D柱1722.8401156.544426.540-362.6000.5410.459531.357451.7052744.8701191.792385.690-422.8800.4770.523483.215529.8083657.7001052.320329.920-385.6900.5390.461482.091412.3814535.680857.088255.540-329.9200.5640.436410.540317.9855369.030590.448158.990-244.1000.6060.394303.925197.95687 轴力最小　　Ma∑MM上M下系数M底系数M顶调整柱底M调整柱顶MA柱1285.430456.688146.640-134.4700.5220.478202.495185.6902286.390458.224131.110-151.7700.4630.537180.522208.9683225.960361.53687.300-131.1100.4000.600122.832184.4734171.440274.30452.300-112.9500.3160.68473.792159.366572.670116.272-21.49075.3200.2220.77821.93976.893D柱1722.8401156.544426.540-362.6000.5410.459531.357451.7052744.8701191.792385.690-422.8800.4770.523483.215529.8083657.7001052.320329.920-385.6900.4610.539412.381482.0914535.680857.088255.540-329.9200.4360.564317.985410.5405369.030590.448158.990-244.1000.3940.606197.956303.925轴力最大　　Ma∑MM上M下系数M底系数M顶调整柱底M调整柱顶MA柱1127.820204.512-92.15071.9600.5620.43897.61176.2242135.110216.176-84.58084.5800.5000.50091.87591.8753135.110216.176-84.58084.5800.5000.50091.87591.8754135.110216.176-77.56084.5800.4780.52287.89795.8535141.890227.024-99.83077.5600.5630.437108.59884.372D柱1587.480939.968-322.620285.9400.5300.470423.565375.4082590.080944.128-289.080326.2700.4700.530377.004425.5053502.920804.672-233.300289.0800.4470.553305.468378.5034380.890609.424-158.920233.3000.4050.595209.888308.1235212.340339.744-46.680147.4800.2400.76069.429219.35387 第七章截面设计7.1　框架梁本方案以第一层为例，说明计算方法和过程，各层梁的配筋计算结果见表7.1表7.1框架梁横向钢筋计算表层次截面M（KN.m）ξAs(mm2)实配钢筋As6支座A-85.94<02281421.28420(1256)1.820.478Dl-163.16<02281799.80420(1256)1.820.478Dr-175.79<02281861.72420(1256)1.820.478AD跨409.470.0241931.76622(2281)-0.8695支座A-188.65<02281924.76420(1256)1.820.478DL-182.47<02281894.46420(1256)1.820.478Dr-228.19<022811118.58420(1256)1.820.478AD跨400.500.0231888.94622(2281)0.86987 层次截面M（KN.m）ξAs(mm2)实配钢筋As4支座A-272.25<022811334.56622(2281)1.00.869Dl-227.30<022811114.22622(2281)1.00.869Dr-327.46<022811605.20622(2281)1.00.869AD跨400.500.0231888.94622(2281)-0.8693支座A-322.78<022811582.26622(2281)1.00.869DL-259.23<022811270.74622(2281)1.00.869Dr-398.08<022811951.37622(2281)1.00.869AD跨400.500.0231888.94622(2281)-0.86987 层次截面M（KN.m）ξAs(mm2)实配钢筋As2支座A-397.41<022811859.85622(2281)1.00.869Dl-281.08<022811377.84622(2281)1.00.869Dr-448.51<022812198.58622(2281)1.00.869AD跨410.070.0241934.63622(2281)0.8691支座A-396.66<029451944.41622(2281)1.290.869DL-272.82<029451337.35622(2281)1.290.869Dr-455.25<029452231.61622(2281)1.290.869AB跨548.150.0322596.70625(2945)1.2127.1.1　梁的正截面承载力计算从表22中分别选出AB跨跨间截面及支座截面的最不利内力，并将支座中心处的弯矩换算为支座边缘控制截面的弯矩进行配筋计算。A支座弯矩：B左支座弯矩：跨间弯矩取控制截面，即支座边缘的正弯矩。由表7.1，可求得相应的剪力：则支座边缘处即跨中最大正弯矩：当梁下部受拉时，按T形截面设计；当梁上部受拉时，按矩形截面设计。翼缘计算宽87 度当按跨度考虑时，按梁间距考虑时，按翼缘厚度考虑时，此种情况不起控制作用，取三者最小者，故。梁内纵向钢筋选HRB335级钢（），。下部跨间截面按单筋T形截面计算，因为：属第一类T形截面。AB跨：实配钢筋6Φ25(),满足要求。将下部跨间截面的6Φ25钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋（），再计算相应的受拉钢筋，即支座A上部说明富裕，且达不到屈服，可近似取实取，，，满足要求。支座B右上部实取，，，满足要求。支座B左上部87 实取7.1.2　梁斜截面受剪承载力计算表7.2框架梁箍筋数量计算表层次截面（KN）（KN）梁端加密区非加密区实配筋Asv/s实配筋1ADl334.85715.72><0四肢φ8@100(3.14)二肢φ8@200（1.57）DrE465.51715.72><0四肢φ8@100(3.14)2ADl336.19715.72><0四肢φ8@100(3.14)二肢φ8@200（1.57）DrE468.39715.72><0四肢φ8@100(3.14)3ADl319.31715.72><0四肢φ8@100(3.14)二肢φ8@200（1.57）DrE419.14715.72><0四肢φ8@100(3.14)4ADl301.58715.72><0四肢φ8@100(3.14)二肢φ8@200（1.57）DrE273.42715.72><0四肢φ8@100(3.14)5ADl273.42715.72><0四肢φ8@100(3.14)二肢φ8@200（1.57）DrE253.45715.72><0四肢φ8@100(3.14)6ADl302.31715.72><0四肢φ8@100(3.14)二肢φ8@200（1.57）DrE210.54715.72><0四肢φ8@100(3.14)87 AB跨：故截面满足要求。梁端加密区箍筋取4肢φ8@100，箍筋用HPB235级钢筋（）加密区长度取1.20m，非加密区箍筋取2肢φ8@200，箍筋设置满足要求。BC跨：故截面满足要求。由于BC跨距离较小所以通跨布4肢φ8@100，箍筋设置满足要求。7.2　框架柱7.2.1　剪跨比和轴压比验算表7.3柱的剪跨比和轴压比验算柱号层次B、H（mm）Fc（N/mm2）Mc（KN.m）Vc（KN）N（KN）A柱616.7129.7263.98569.483.62>20.095<0.8516.7210.5283.751054.914.49>20.175<0.8416.7275.96113.861542.544.33>20.257<0.8316.7296.60132.112029.94.01>20.38<0.8216.7328.47152.342517.283.85>20.419<0.8116.7428.04148.973004.595.13>20.500<0.8B柱616.7303.9392.31415.935.88>20.069<0.8516.7410.54123.54828.895.93>20.138<0.8416.7482.09179.331303.524.80>20.217<0.8316.7483.22220.181825.963.92>20.304<0.8216.7531.36249.362379.403.81>20.396<0.8116.7519.36241.992928.103.83>20.487<0.8注：表中Mc、Vc和N都不应考虑，承载力抗震调整系数。87 由上表7.3柱的剪跨比和轴压比计算结果可见，各柱的剪跨比和轴压比均满足规范要求。7.2.2　柱正截面承载力计算以第一A为例说明，根据A内力组合表，分别用三种最不利组合进行计算。A点内力弯矩根据内力组合柱弯矩调整表得：（1）当弯矩最大的时候：N=2154.5KNea取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中较大值，即600/30=20mm,故取ea=20mm,柱的计算长度按公式确定，其中柱的计算长度因为L0/h=4880/600=8.13>5,故应考虑偏心矩增大系数。此为大偏心受压情况87 （2）轴力大的时候：N=3004.59KN此内力组合是非地震作用下的组合情况，且水平荷载等效，故不必进行调整，取同理可求得：故按构造配筋，且应满足，单侧配筋率，故选，总配筋率。87 表7.4边柱正截面配筋A轴框架柱正截面配筋计算截面一层　|M|maxNmaxNminM(KN·m)428.04377.4876.22N(KN)2154.451682.063004.59Nb(KN)2906.62906.62906.6大小偏心大大小e0(mm)198.68224.4225.37ei(mm)218.67244.4245.37l0/h7.967.968.12ζ11.001.000.80ζ21.001.001.00η1.121.101.56ηei(mm)244.04269.7870.74e(mm)504.04529.78330.74x/ho0.3840.3000.535As=As"510.20510.20<0ρ(%)0.800.800.80Asmin1440.001440.001440.00配筋实配面积87 表7.5中柱正截面配筋D轴框架柱正截面配筋计算截面一层　|M|maxNmaxNminM(KN·m)531.357531.357471.44N(KN)846.02846.022928.81Nb(KN)2906.62906.62906.6大小偏心大大大e0(mm)628.07628.07161.01ei(mm)648.07648.07181.01l0/h(mm)7.967.968.12ζ11.0001.0001.00ζ23.553.551.02η1.041.041.14ηei(mm)673.43673.43206.37e(mm)933.43933.43466.37x/ho0.1510.1510.522As=As"2254.152254.15985.12ρ(%)0.80%0.80%0.80%Asmin1960.001960.001960.00配筋实配面积7.2.3　柱斜截面受剪承载力计算以第一层柱为例进行计算，有前可知，上柱柱端弯矩设计值对二级抗震等级，柱底弯矩设计值则框架柱的剪力设计值，满足要求。87 其中取较大的柱下端值，而且不应考虑，故为将表6.9查得的值除以0.8，为将表6.13查得的值除以0.85。与相应的轴力取故该层柱应按构造配置箍筋。柱端加密区的箍筋选用4肢。一层柱底轴压比,查表得柱箍筋最小配箍率特征值，则最小体积配箍率：取，则，根据构造要求，取加密区箍筋为，加密区位置及长度按规范要求确定。非加密区还应满足，故箍筋取，各层柱箍筋计算结果见表7.6。表7.6框架柱箍筋数量表柱号层次实配箍筋加密区非加密区A柱639.681122.24394.21803.60.8358@1008@150583.751122.24716.041803.60.8358@1008@1504113.861122.241060.211803.60.8358@1008@1503132.111122.241417.211803.60.8358@1008@1502152.341122.241786.631803.60.8358@1008@1501148.971122.242154.451803.60.8358@1008@15087 D柱692.311122.24330.541803.60.8358@1008@1505123.541122.24524.941803.60.8358@1008@1504179.331122.24655.351803.60.8358@1008@1503220.181122.24737.931803.60.8358@1008@1502249.361122.24789.531803.60.8358@1008@1501241.991122.24846.021803.60.8358@1008@1507.3　框架梁柱节点核芯区截面抗震验算以一层节点为例，由节点两侧梁的弯矩承载力计算节点核芯区的剪力设计值。因节点两侧梁不等高，故计算时取梁的平均高度．，二级框架梁柱节点核芯区组合的剪力设计值V；应按下式公式确定：为柱的计算高度，可采用节点上、下柱反弯点之间的距离。（左震）剪力设计值因，故取，，则满足要求。节点核芯区的承载力按式计算，其中N取二层柱底轴力。设节点区配箍为则故承载力满足要求。87 第八章楼板设计87 8.1楼板布置图87 87 8.2荷载设计值对于该建筑板CDGF采用100厚的板，其余采用130厚的板。对于1-5层楼面，活载：办公室:q=2.0KN/m2,走廊q=2.5KN/m2，恒载：100厚板处为3.2KN/m2；对于130厚板处g=3.92KN/m2设计值g=1.2×3.2=3.84KN/m2，g=1.2×3.92=4.74KN/m2；q=1.4×2.0=2.8KN/m2;走道：q=1.4×2.5=5.0KN/m2g+q/2=5.95KN/m2，g+q/2=6.14KN/m2；q/2=1.4KN/m2，q/2=1.75KN/m2g+q=7.24KN/m2，g+q=7.5KN/m2对于6层屋面，活载：q=0.5KN/m2，恒载：对于130厚板g=6.002KN/m2对于100厚板g=5.272KN/m2；g=1.2×6.002=7.2042KN/m2，g=1.2×5.272=6.3264KN/m21.4×0.5=0.7KN/m2g+q/2=6.68KN/m2，g+q/2=7.55KN/m2q/2=0.35KN/m2，g+q=7.33KN/m2，g+q=7.90KN/m28.3双向板计算8.3.1计算跨度：楼板采用C30混凝土，板中钢筋采用一级钢筋，板厚选用130mm，h/l11=130/5100=1/39≥1/50。符合构造要求。8.3.2弯矩计算首先假定边缘板带跨中配筋率与中间板带相同，支座截面配筋率不随板带而变，取同一数值，跨中钢筋在离支座l1/4处间隔弯起。以6层A区板格为例：（1）满布荷载时g+q/2=7.55KN/m2，布于板上时，邻边支撑一边简支三边固定，m1=0.01792,m2=0.0454(2)间隔布置时0.35KN/m2，四边简支m1=0.0765m2=0.0265(3)满布荷载g+q/2=7.55KN/m2,邻边支撑邻边固定，(4)弯矩计算1板：计算跨度：<3按双向板计算按塑性理论计算，采用分离式配筋样式，各塑性铰上总弯矩为：则：87 对其它区格板，亦按同理进行计算，详细过程从略，所得计算结果列于下表：87 　hmγAs配筋实有As　　　　　　　hmγAs　屋面A区格L011036.0450.978159.9608@200251A-A111-14.3310.947363.52110@200L0211110.0020.964249.3368@160314A-K111-14.3310.947363.52110@200B区格L0111110.7040.961267.5738@160314A-E111-14.3310.947363.52110@200L021035.7670.979152.4468@200251A-C111-18.3960.931474.74910@150K区格L011115.5820.980136.8278@200251B-J111-19.4270.927503.63110@150L021034.6320.984121.9308@200251B-H111-19.4270.927503.63110@150J区格L011111.6830.99440.6738@200251B-F111-14.5750.946370.08410@200L021031.0040.99626.0858@200251B-K111-14.5750.946370.08410@200G区格L011112.570.99162.3078@200251J-K111-14.5750.946370.08410@200L021031.0620.99627.5988@200251K-F111-11.020.96275.81710@200E区格L011115.5310.980135.5518@200251E-D111-3.7650.98791.67410@200L021032.3240.99260.6658@200251H-G111-3.7650.98791.67410@200H区格L011112.7640.99067.0578@200251E-E111-9.4960.966236.25610@200L021030.8250.99721.4218@200251C-D111-5.4660.981133.92610@200F区格L011111.3540.99532.6848@200251G-D111-5.4660.981133.92610@200L021030.4040.99910.4748@200251D-D111-3.7580.98791.50110@200D区格L01814.1230.985137.7528@200251F-G111-2.6780.99164.95010@200C区格L02812.020.99366.9798@200251F-C111-1.8420.99444.54110@20087 　hmγAs配筋实有As　　　　　　　hmγAs　楼面A区格L011117.2870.974179.7668@200251A-A111-15.0030.94381.62910@200L021039.3440.966250.3828@160314A-K111-15.0030.94381.62910@200B区格L0110311.0760.960298.8168@160314A-E111-15.0030.94381.62910@200L021115.9010.979144.8188@200251A-C111-19.2590.93474.74910@150K区格L011115.8160.979142.6878@200251B-J111-20.3370.92529.36110@140L021035.0010.982131.8238@200251B-H111-20.3370.92529.36110@140J区格L011111.7340.99441.9138@200251B-F111-15.2580.94388.52910@200L021031.0290.99626.7378@200251B-K111-15.2580.94388.52910@200G区格L011113.2060.98977.9048@200251J-K111-15.2580.94388.52910@200L021031.3370.99534.7788@200251K-F111-11.5360.96289.32410@200E区格L011116.140.978150.8188@200251E-D111-3.8750.9894.39010@200L021032.5890.99167.6478@200251H-G111-3.8750.9894.39010@200H区格L011113.7570.98791.4768@200251E-E111-9.9410.96247.75710@200L021031.210.99631.4618@200251C-D111-5.4020.98132.32610@200F区格L011111.8410.99444.5178@200251G-D111-5.4020.98132.32610@200L021030.5930.99815.3858@200251D-D111-3.7140.9890.41510@200D区格L01814.0730.986136.0578@200251F-G111-2.6470.9964.19110@200C区格L02811.9960.99366.1778@200251F-C111-1.820.9944.00610@20087 第九章楼梯计算9.1设计资料本工程楼梯为现浇整体式板式楼梯，梯段跨度为3600mm，踏步尺寸150mm×300mm，层高3900mm。混凝土强度为C30，楼梯板的配筋HPB235钢筋，梁纵筋采用HRB335钢筋，楼梯上均布活荷载标准值q=3.5KN/㎡。9.2梯段板设计板厚120mm，约为板斜长的1/30。板倾斜角cosa==0.894，取1m宽板带计算。9.2.1荷载计算梯段板的荷载计算列于下表表9.1梯段板的荷载荷载种类荷载标准值（KN/m）恒荷载花岗石楼梯面（0.3+0.5）×1.16/0.3=1.74三角形踏步0.5×0.3×0.15×25/0.3=1.88混凝土斜板0.1×25/0.894=3.36板底抹灰0.02×17/0.894=0.38小计7.36活荷载3.5恒荷载分项系数。活荷载分享系数。总荷载设计值P=1.2×7.36+1.4×3.5=13.732KN/m9.2.2截面设计板水平计算跨度，弯矩设计值。板的有效高度。87 ，选配φ10@80，。分布钢筋每级踏步1根φ109.3平台板设计设平台板厚h=100mm，取1m宽板带计算。9.3.1荷载计算平台板的荷载计算列于下表表9.2平台板的荷载荷载种类荷载标准值（KN/m）恒荷载花岗石楼梯面1.1670mm厚混凝土板0.1×25=2.5板底抹灰0.02×17=0.34小计4.0活荷载3.5总荷载设计值。9.3.2截面设计平台板的计算跨度。弯矩设计值板的有效高度。87 ，选配φ8@140，9.4平台梁设计设平台梁截面尺寸为250mm×400mm。9.4.1荷载计算平台梁的荷载设计见下表表9.3平台梁的荷载荷载种类荷载标准值（KN/m）恒荷载梁自重（0.25-0.01）×0.4×25=2.4梁侧粉刷0.02×（0.4-0.1）×2×17=0.20平台板传来4×2.5/2=5.0梯段板传来7.36×3.6/2=13.25小计20.85活荷载总荷载设计值P=1.2×20.85+1.4×10.68=39.97KN/m9.4.2截面设计计算跨度弯矩设计值剪力设计值截面按倒L形计算，，梁的有效高度。经判别属第一类T形截面。87 ，选配，配置φ8@200箍筋，则斜截面受剪承载力满足要求。87 第十章雨篷设计10.1雨篷的尺寸采用钢筋混凝土板，外挑1800mm,梁的尺寸采用350mm×700mm。10.2雨篷板的抗弯强度计算（1m宽计算单元）10.2.1荷载计算采用20mm厚防水砂浆：钢筋混凝土板：板底抹灰：恒荷载标准值：设计值：活荷载标准值：设计值：施工或检修荷载（查《荷载规范》）得：设计值：10.2.2计算简图87 10.2.3内力计算情况1：内力最大值发生在固端：情况2：内力最大值发生在固定端：两者取较大值计算，取情况2，10.2.4配筋计算（混凝土采用C30，钢筋采用Ⅰ级钢）选用φ8@100）。分布钢筋选用φ8@20010.3雨篷梁的抗弯强度计算（1m宽计算单元）10.3.1荷载计算雨篷梁上的墙体高度0.9m<3.6/3=1.2m，所以取0.9m高度的墙体自重为作用在梁上的荷载值。墙体自重：梁自重：雨篷板传来的恒载：87 恒载标准值：,设计值：雨篷板传来的活载标准值：设计值：集中活载标准值：10.3.2内力计算式中——活荷载为集中力作用下的弯矩；——恒荷载为均布力作用下的弯矩；梁跨中最大弯矩：10.3.3配筋计算:选用钢筋（）87 10.4雨篷梁的抗剪、抗扭计算（1m宽计算单元）10.4.1内力计算剪力，作用于梁截面上对称轴的力矩：雨篷板上恒载产生的力矩：雨篷板上活载产生的力矩：作用在雨篷梁上的最大扭矩发生在梁端，则，或，取大值。10.4.2验算截面尺寸及受扭钢筋是否需要按计算配置：，截面满主要求，只需按构造配置抗扭钢筋。箍筋配筋率，其中，箍筋选用封闭式的，弯起135度平直段150mm。87 ，配置在梁截面上部的纵筋，因为。选用（）配置在梁截面下部的纵筋为受弯与受扭纵筋之和：,选用。87 第十一章基础设计本设计为一6层框架结构，建筑高度23.4m，基础采用C35混凝土，做100mm厚的C15素混凝土垫层，抗震设防烈度为8度，抗震等级为二级,均采用柱下独立基础和联合基础。11.1柱下独立基础的设计计算11.1.1确定地基承载力特征值和基底尺寸选A柱进行计算。基础高度取为1.0m，基础埋深为2.2m，置于粉土层上，则，因，地基承载力特征值需做深度修正。因粘粒含量，取，。基础底面以上土的加权平均重度则修正后的地基承载力特征值上部结构传至基础顶面的荷载效应标准组合值为：基础底面面积选取因，地基承载力特征值还需做宽度修正，则上部结构传至基础底面的荷载效应标准组合值为：87 基础底面边缘的最大和最小压力可按下式计算：基础底面的平均压力，满足。11.1.2基础的设计计算一、计算基底反力设计值相应于荷载效应基本组合时上部结构传至基础顶面处的荷载设计值为：87 在偏心荷载作用下，基础边缘处最大和最小地基净反力设计值可按下式计算：在中心荷载作用下，基底净反力设计值为二、基础高度计算和抗冲切验算基础高度，，则抗冲切验算按下式计算,满足。三、配筋计算锥形基础，采用HRB335级钢筋87 配置27φ14@160，,双向布置。11.2联合基础的设计计算11.2.1确定地基承载力特征值和基底尺寸选8-D柱和8-E柱进行计算，8-D柱编号为“1”，8-E柱编号为“2”。基础高度取为1.0m，基础埋深为2.2m，置于粉土层上，则，因，地基承载力特征值需做深度修正。因粘粒含量，取，。基础底面以上土的加权平均重度则修正后的地基承载力特征值上部结构传至基础顶面的荷载效应标准组合值为：基础底面面积87 选取所以基底尺寸，，取,地基承载力特征值还需做宽度修正，则上部结构传至基础底面的荷载效应标准组合值为：87 基础底面边缘的最大和最小压力可按下式计算：基础底面的平均压力，满足。11.2.2基础的设计计算一、计算基底反力设计值相应于荷载效应基本组合时上部结构传至基础顶面处的荷载设计值为：在偏心荷载作用下，基础边缘处最大和最小地基净反力设计值可按下式计算：在中心荷载作用下，基底净反力设计值为87 二、基础高度计算和抗冲切验算基础高度，，则抗冲切验算按下式计算,（1）满足。（2）满足。三、配筋计算锥形基础，采用HRB335级钢筋板底配筋计算87 按E-4柱配置14φ14@100，，双向布置。87 结论经过将近四年的基础和专业知识的学习，培养了我做建筑结构设计的基本能力。在老师的指导和同学的帮助下，我成功地完成了这次的设计课题——呼和浩特市某多功能楼建筑结构设计。在毕业设计的几个月中，我能根据设计进度的安排，紧密地和本组同学合作，按时按量的完成自己的设计任务。另外,通过资料查阅、设计计算、论文撰写等，我加深了对建筑规范、规程、手册等相关内容的理解和认识。并巩固了专业基础知识、提高了综合分析和解决问题的能力。同时通过此次毕业设计,我还进一步了解和掌握了word、Excel、AutoCAD等软件的使用，从而达到了毕业设计的目的与要求。毕业设计是对四年专业知识的一次综合应用、扩充和深化，也是对我们理论运用于实际设计的一次锻炼。通过毕业设计，我不仅温习了以前在课堂上学习的专业知识，同时我也得到了老师和同学的帮助，学习和体会到了建筑结构设计的基本技能和思想。特别值得一提的是，我深深的认识到作为一个结构工程师，应该具备一种严谨的设计态度，本着建筑以人为本的思想，力求做到实用、经济、美观；在设计一幢建筑物的过程中，应该严格按照建筑规范的要求，同时也要考虑各个工种的协调和合作，特别是结构和建筑的交流，结构设计和施工的协调。这就要求一个结构工程师应该具备灵活的一面，不仅要抓住建筑结构设计的主要矛盾，同时也要全面地考虑一些细节和局部的设计。在毕业设计的过程中，我深深地认识到各种建筑规范和规定是建筑设计的灵魂，一定要好好把握。在以后的学习和工作中，要不断加强对建筑规范的学习和体会，有了这个根本，我们就不会犯工程上的低级错误，同时我们在处理工程问题时就有了更大的灵活性。土木工程是一门古老而又现代的学科，在进行工程实践的过程中，我们应该立足经典的理论知识，在不断的工程实践积累中，勇于创新，扩大交流，不断形成我们的工程技术优势。现在我国正处于基础建设的高峰时期，作为一名新世纪的土木工程人员，我们应该立足本国的具体情况，充分利用我国的人力和物力优势，不断的加强对外工程技术交流87 与合作，在竞争激烈的国际市场中占据我们的一席之地。大学毕业后，我将在新的学校开始自己新的学习和生活，在以后的工作阶段，我将更加对基础知识的学习，继续扎实的学习土木工程的专业知识，争取早日成为一名优秀的结构工程师。在此再次感谢大学四年来所有的老师，为我打下扎实的土木工程专业基础知识，同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励此次毕业设计才会顺利完成！参考资料及文献[1]高等学校建筑工程专业毕业设计指导，沈蒲生、苏三庆，中国建工出版社[2]多高层建筑钢结构设计，李国强，中国建工出版社[3]建筑结构抗震设计理论与实例，吕西林，同济大学出版社[4]建筑抗震设计规范理解与应用，高小旺，中国建筑工业出版社[5]混凝土结构与砌体结构设计（第四版）[6]民用建筑设计通则（GB50352——2005）[7]建筑设计防火规范（GB50016——2006）[8]建筑结构荷载规范（GB50009——2001）2006版[9]混凝土结构设计规范（GB50010——2002）[10]建筑工程抗震设防分类标准（GB50223——2008）[11]建筑结构抗震设计规范(GB50011——2001)2008版[12]地基基础设计规范(GB50007——2002)[13]地基与基础工程施工及验收规范（GBJ202-83）[14]混凝土结构工程施工及验收规范（GB50204-92）[15]建筑设计资料集（第一版1—3），（第二版1—10），中国建工出版社[16]05系列建筑标87 谢辞为期一学期的毕业设计已接近尾声。在毕业设计完成之际，我真心地感谢在设计中给予我们帮助的郝庆莉老师、赵燕茹老师和吴安利老师。还用同学们的帮助。正因为有您们的耐心辅导我才能顺利完成毕业设计。在这三个月多月里，三位老师给予了我很大的鼓励和耐心的指导，老师老师们勤奋严谨的治学作风、渊博的专业知识和孜孜不倦的教学精神对我产生了很大的影响，并使我终生受益。在毕业设计的完成过程中，组里的很多同学也给了我很多大的帮助，他们每天早出晚归、不懂就问学习态度值得我学习。在此深表谢意！最后，我要感谢我的父母和亲人以及我所有的朋友和老乡，是他们在我的身后默默无闻地支持着我，在我成功时，有他们和我一起高兴，在我失败时，有陪我度过难关，他们是我永远的后盾。在我步入工作之后，我会努力工作，报答他们。总之，感谢所有帮助过我的人！87'