土木工程专业毕业设计(含计算书)某教学楼设计

' 毕业设计说明书　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　目录中文摘要………………………………………………………………I英文摘要…………………………………………………………......II第一章：设计条件……………………………………………………1第二章：结构方案……………………………………………………1第三章：楼梯设计……………………………………………………3第四章：现浇板计算………………………………………………….6第五章：框架结构计算………………………………………………115.1地震内力及侧移计算………………………………………….5.2风荷载作用下框架内力及侧移计算…………………………5.3竖向横载作用下的框架内力计算…………………………….5.4竖向活载作用下的框架内力计算……………………………..5.5内力组合…………………………………………………………第六章：框架截面设计………………………………………………42.第七章：基础设计…………………………………………………...46第八章：结论………………………………………………………….53 摘要本设计主要进行了结构方案中一榀框架4轴线的抗震设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，。是找出最不利的一组或几组内力组合。选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计。完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。关键词：框架结构设计抗震设计AbstractThepurposeofthedesignistodotheanti-seismicdesigninthelongitudinalframesofaxis4.Whenthedirectionsoftheframesisdetermined,firstlytheweightofeachflooriscalculated.Thenthevibratecycleiscalculatedbyutilizingthepeak-displacementmethod,thenmakingtheamountofthehorizontalseismicforcecanbegotbywayofthebottom-shearforcemethod.Theseismicforcecanbeassignedaccordingtotheshearingstiffnessoftheframesofthedifferentaxis.Thentheinternalforce(bendingmoment,shearingforceandaxialforce)inthestructureunderthehorizontalloadscanbeeasilycalculated.Afterthedeterminationoftheinternalforceunderthedeadandliveloads,thecombinationofinternalforcecanbemadebyusingtheExcelsoftware,whosepurposeistofindoneorseveralsetsofthemostadverseinternal forceofthewalllimbsandthecoterminousgirders,whichwillbethebasisofprotractingthereinforcingdrawingsofthecomponents.Thedesignofthestairsisalsobeapproachedbycalculatingtheinternalforceandreinforcingsuchcomponentsaslandingslab,stepboardandlandinggirderwhoseshopdrawingsarecompletedintheend.Keywords:frames,structuraldesign,anti-seismicdesign第一章设计条件1.1、工程名称江宁大学城某学院2号教学楼，四层框架结构1.2、建筑设计资料1、气象条件：主导风向为东北风向。年最低气温零下7度，最高气温38度。基本风压：0.35kN/m²(按50年设计使用年限)基本雪压：0.4kN/m²2、抗震设防：地震烈度为7度3、工程地质资料：地质情况如下，地下水位距地面0.7米。素填土h=0.5m粉质粘土g＝19.5kN/m3h=2.0mfak=90kpa粉质粘土g＝18.5kN/m3fak=65kpa冻土深度:最大冻土深度为0.5m。4、屋面及楼面做法：屋面：块瓦；挂瓦条30×25（高），中距按瓦材规格；顺水条30×25（高），中距500；35厚C15细石混凝土找平层，内置6 @500×500钢筋网；3厚高聚物改性沥青防水卷材；20厚1：3水泥砂浆找平层；80厚1：8膨胀珍珠岩保温层；10厚1：3水泥砂浆找平层；现浇钢筋混凝土屋面板。地面：8厚地面砖干水泥擦缝；10厚1：2干硬性水泥砂浆结合层；60厚C10混凝土；80厚碎石或碎砖夯实；素土夯实。楼面：8厚地砖楼面，干水泥擦缝；5厚1：1水泥细砂浆结合层；20厚1：3水泥砂浆找平层；捣制钢筋混凝土楼板。5、材料：混凝土C25，C30；纵筋为Ⅱ级钢筋，箍筋为Ⅰ级钢筋。6、活荷载：详见《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）第二章结构方案2.1确定结构体系本工程采用框架承重，现浇整体式钢筋混凝土楼板，墙体200厚蒸汽粉煤灰加气混凝土砌块。2.2梁柱截面的确定1、横向框架梁（1）、截面高度h框架梁的高度可按照高跨比来确定，即梁高h=（1/12～1/8）Lh1=（1/12～1/8）L1=（1/12～1/8）×8000=667~1000mmh2=（1/12～1/8）L2=（1/12～1/8）×3000=250~375mm取h1=800mm，h2=300mm（2）、截面宽度b1=（1/3~1/2）h1=（1/3~1/2）×800=267~400mm考虑地震区b≥250mm，故取b2=b1=300mm2、纵向框架梁（1）、截面高度h=（1/12～1/8）L=（1/12～1/8）×8000(6000,4000,3000)=667~1000mm,500~750mm,333~500mm,250~375mm.取h1=800mm用于中框架，h2=600mm,h3=350mm用于边框架。（2）、截面宽度b1=（1/3~1/2）h1=（1/3~1/2）×h1=267~400mmb2=（1/3~1/2）h2=200~300mmb3=（1/3~1/2）h3=117~175mm考虑梁截面宽度不宜小于200mm，取b1=b2=300mm,b3=250mm3、框架柱本设计按层高的1/10取为300mm，同时参考类似工程经验，决定取柱的截面尺寸为500×500mm的方形柱。2.3、结构平面布置 结构平面布置图2.4、框架的跨度和柱高1.框架跨度应取柱截面形心的距离。2.框架柱的高度框架的底层柱高从基础底面算至楼面标高处，根据地质资料的综合分析，初步确定采用独立和联合基础，基础顶面标高为-1.0米，故底层标高为4米。中间层柱从下一层楼高算至上一层标高，故为3.0米。顶层柱标高亦为3.0米，见如下计算简图：第三章楼梯设计该教学楼的所有楼梯尺寸均相同，且一至四层均采用平行等跑楼梯。3.1梯段板的计算 1、计算简图的确定板厚h=l0/30=2700/30=90mm,取h=100mm踏步宽b=300mm,踏步高h=150mm，故tg=150/280=0.54，楼梯倾角=28.18º，故cos=0.881,ln=2.7ml0=ln＋h=2.7＋0.1=2.8m2、荷载计算（取1m宽斜向板带作为结构及荷载计算单元）恒载踏步重1/0.3×1/2×0.3×0.15×25=1.875kN/m斜板重1/0.881×1×0.1×25=2.838kN/m板底抹灰重1/0.881×0.02×17=0.386kN/m20mm找平层（0.3＋0.15）/0.3×1×0.02×20=0.6kN/m标准值5.699kN/m设计值g=1.2×5.699=6.839kN/m活载标准值2.5×1=2.5kN/m设计值q=1.4×2.5=3.5kN/m总荷载P=g＋q=6.839＋3.5=10.339kN/m3、内力计算板的宽度大剪力小，故不进行抗剪计算，只进行抗弯计算Mmax==×10.339×2.8²=8.11kN·m4、配筋计算取板中=20mm,故选用Ф10@140（），分布筋选用Ф6@1303.2平台板计算1、荷载计算恒载板自重1×0.07×25=1.75kN/m20厚水泥砂浆找平0.02×1×20=0.40kN/m20厚板底抹灰重0.02×1×17=0.34kN/m恒载标准值2.49kN/m恒载设计值g=1.2×2.49=2.988kN/m活载q=1.4×2.5×1=3.5kN/m 总荷载P=g+q=6.488kN/m2、内力计算3、配筋计算板中选Ф8@140（），分布筋选用Ф6@3003.3平台梁计算1、荷载计算楼板传来自重10.339×2.7/2=13.96kN/m平台板传来自重6.488×（2.25/2＋0.25）=8.921kN/m平台梁自重1.2×0.2×（0.35-0.07）×25=1.68kN/m总荷载24.561kN/m2、内力计算取3、配筋计算①、正截面配筋计算 选3Ф18（）②、斜截面配筋计算故可按构造配置箍筋，选Ф6@200第四章现浇板计算屋盖处的现浇板计算4.1计算简图的确定1.板的类别的确定A,A1,A2,A3区格：均为长边8m,短边2.67m，8/2.67=2.966>2,单向板计算B(B’),B1,B2(B2’)区格：均为长边4m,短边2.67m，4/2.67=1.5<2,双向板计算C,C1(C1’)区格：均为长边6m,短边2.67m，6/2.67=2.2>2,按单向板计算。2、板厚δ的确定A,A1区格：δ=2670/40=67mm,因为>=80mm,所以取板厚100mm.其它区格板取同厚。 次梁截面高度取h=550mm>l2/15=8000/15=533mm,截面宽取b=200mm.4.2荷载计算面砖面层0.93kN/m²找平层20厚1：3水泥砂浆找平0.02×20=0.40kN/m²结构层100厚现浇钢筋混凝土楼板0.1×25=2.5kN/m²粉刷层10厚粉平顶0.01×17=0.17kN/m²∑=4kN/m²故板自重：g=4KN/m2×1.2=4.8KN/m2板上活载：q=2KN/m2×1.4=2.8KN/m2g‘=g+=6.2KN/m2q’==1.4KN/m2g+q=7.6KN/m24.3板的内力计算由于板很薄，板面很宽，而板的弯矩很小，故不必进行抗剪计算。⑴先双向板区格计算1.B(B’)区格Loy=4m,lox=2.67m,lox/loy=0.668lx/ly支承条件αxαyαx"αy"0.668两邻边嵌固两邻边简支0.04200.0248-0.0768-0.0934四边简支0.07650.0402－－故：ü=0时mx=(0.0420×6.2+0.0765×1.4)×2.672=2.62KNmmy=(0.0248×6.2+0.0402×1.4)×2.672=1.50KNm ü=0.2时mx=2.62+0.2×1.50=2.92KNmmy=1.5+0.2×2.62=2.02KNmmx’=-0.0768×7.6×2.67×2.67=-4.16KNmmy’=-0.0934×7.6×2.67×2.67=-5.06KNm1.B1(B1’)区格Loy=2.67m,lox=4m,loy/lox=0.668lx/ly支承条件αxαyαx"αy"0.668三边嵌固一边简支0.01850.0391-0.0755-0.0937四边简支0.07650.0402－－mx=〔（0.0185×6.2+0.0765×1.4）×2.67×2.67〕+0.2×〔（0.0391×6.2+0.0402×1.4）×2.67×2.67〕=1.58+0.2×2.13=2.01KNmmy=2.13+0.2×1.58=2.45KNmmx’=-4.09KNm,my’=-5.08KNm2.B2(B2’)区格Loy=2.67m,lox=4m,loy/lox=0.668lx/ly支承条件αxαyαx"αy"0.668四边嵌固0.03330.0104-0.0751-0.057四边简支0.07650.0402－－mx=〔（0.0333×6.2+0.0765×1.4）×2.67×2.67〕+0.2×〔（0.0104×6.2+0.0402×1.4）×2.67×2.67〕=2.24+0.2×0.86=2.41KNmmy=0.86+0.2×2.24=1.31KNmmx’=-4.07KNm,my’=-3.09KNm 4.4、板的配筋计算假定钢筋选用φ10，短边方向跨中截面的h0=100-20=80mm，长边方向跨中截面的h0=100-20-10=70mm；支座截面的h0=100-20=80mm。截面设计的计算弯矩：中间跨中间支座的弯矩可减少20%，而边跨的跨中截面和边缘第二支座处的弯矩，根据led/l来选定减少量。当led/l＜1.5时，弯矩可减少20%，当1.5≤led/l≤2时，弯矩可减少10%。截面h0(mm)M(KNm)AS(mm2)配筋实配面积(mm2)跨中B区格lx方向702.92221Φ8@220228ly方向801.5099φ6@220129B1区格lx方向702.01×0.8122φ6@220129ly方向802.45×0.8130φ6@220129B2区格lx方向702.41×0.8146Φ6@190149ly方向801.31×0.869φ6@220129支座B－B1’80(4.16+5.08)×0.8489Φ10@160491B1’－B1’80(5.08+5.08)×0.8538Φ10@150523B1－B280(5.08+3.09)×0.8432Φ10@180436B2’－B2’80(5.08+3.09)×0.8327φ10@240327(2)单向板区格：1.内力计算： 计算跨度：边跨：ln+h/2=2.67-0.12-0.2/2+0.1/2=2.5m取l0=2.5m中间跨：l0=2.66-0.2=2.46m计算跨度差（2.5-2.46）/2.46=1.6%<10%,说明可按等跨连续板计算内力（为简化计算起见，统一取ln=2.5m）连续板各截面弯矩计算见表：截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内，中间跨跨内中间支座弯矩计算系数1/11-1/111/16-1/144.32-4.322.97-3.392.截面承载力计算b=1000mm,h=100mm,h0=100-20=80mm,,连续板各截面配筋见下表：（）板带部分截面m边区板带（②~③轴线间）中间区板带（③~⑥，⑦~⑩轴线间）边跨跨内离端第二支座中间跨跨内中间支座边跨跨内离端第二支座中间跨跨内中间支座M（KNm）4.32-4.322．97-3.394.32-4.32.2.38-3.910.0570.0570.0390.0450.0570.0570.0310.0360.0620.0620.0410.0480.0620.0620.0320.038281281186218281281145172选配钢筋Φ8@180Φ8@180Φ8@250Φ8@220Φ8@180Φ8@220Φ8@240Φ8@240实配钢筋/mm2279279201228279279209209第五章框架结构计算5.1地震内力及侧移计算（一）.地震作用的计算地震作用的而计算即地震荷载的计算。按《建筑抗震设计规范》GBJ11-89规定，本设计的结构底部总剪力（即总地震荷载）可按公式来计算，其中^0.9 1.产生地震荷载的建筑物总质量的计算（1）作用于房屋上的横载标准值①．屋面荷载防水层二毡三油上铺小石子0.40KN/m2找平层15厚1：3水泥砂浆找平0.015×20=0.30KN/m2保温层70厚1：8珍珠岩块保温层0.139×4=0.556KN/m2结构层100厚现浇混凝土屋面板0.1×25=2.5KN/m2粉刷层10厚粉平顶0.01×17=0.17KN/m2∑=3.926KN/m2②楼面荷载面砖面层0.93KN/m2找平层20厚1：3水泥砂浆找平0.02×20=0.40KN/m2结构层100厚现浇混凝土楼板0.1×25=2.5KN/m2粉刷层10厚粉平顶0.01×17=0.17KN/m2∑=3.95KN/m2③屋面及楼面可变荷载标准值：非上人屋面均布活荷载标准值1.5KN/m2楼面活荷载标准值2.0KN/m2屋面雪载标准值KN/m2④梁柱密度25KN/m2蒸汽粉煤灰加气混凝土砌块5.5KN/m2（2）重力荷载代表值Gi的计算决定多层框架的地震荷载时，结构的计算简图可认为是一多质点体系，产生地震荷载的建筑物重量集中于各层的楼盖处，各质点质量还应包括上下各层范围内的恒载，50%的雪载或50%的楼面等效均布荷载。1.第一层：①．梁柱：横梁：300mm*800mm:25×0.3×0.8×(8-0.5)×25=1125KN300mm*300mm:25×0.3×0.3×(3-0.5)×13=73.13KN纵梁300mm*800mm:25×0.3×0.8×(8-0.5)×16=720KN300mm*600mm:25×0.3×0.6×(6-0.5)×16=396KN250mm*350mm:25×0.25×0.35×3.5×11=84.22KN次梁200mm*550mm:25×0.2×0.55×（64×2+68×2）=84.22KN柱：500mm*500mm：25×0.5×0.5×3×51=956.25KN∑=4080.6KN②内外填充墙重的计算横墙：SU,VY跨墙：5.5×0.2×7.5×（3-0.6）×19=376.2KN纵墙：外纵墙：118.22×0.2×5.5=130KN 内纵墙：134.16×0.2×5.5=147.58KN∑=277.58KN③窗户计算（钢框玻璃窗）：255.88×0.4=102.35KN④门重计算：64.26×0.15=9.64KN⑤楼板恒载，活载计算：恒载：3×1.8×2×2×3.95=85.32KN活载：21.6×2.0=43.2KN由以上计算知：一层重力荷载代表值为：G1=G恒+0.5活=1.054080.6+376.2+277.58+102.35+9.64+85.32+43.2×0.5=5157.32KN注：梁柱上粉刷层重力荷载对其的增大系数为1.051.第二层：G2=5157.32+29.27=5186.59KN2.第三层G3=（5050.4+85.32）×0.5+（5050.4+4946.76）×0.5+1890×0.5=8511.44KN3.第四层：G4=（5050.4+4946.76）×0.5+1890×0.5=5943.58KN则集中于各楼层标高处的重力荷载代表值Gi的结果如下图所示：1.梁和柱线刚度的计算本工程柱梁的混凝土均采用C30，Ec=3.0×107KN/m2(1)梁柱线刚度计算①梁线刚度计算在计算框架梁的惯性矩时，考虑梁为矩形截面，框架梁截面的折算惯性矩计算时，中框架的折算系数为2，边框架的为1.5横梁线刚度iB的计算：iB=EIB/L(KNm)类别b×h(m2)跨度L（m）截面惯性矩I0=1/12*bh3中框架边框架IB=2I0ibIB=1.5I0ibSU,VY跨0.3×0.8812．8×0.00125.6×0.0019.6×1000019.2×0.0017.2×10000UV跨0.3×0.330.675×0.0011.35×1.35×1.01×0.0011.01× 0.0011000010000纵梁线刚度iB的计算：类别b×h(m2)跨度L（m）截面惯性矩I0=1/12*bh3中框架边框架IB=2I0ibIB=1.5I0ib⑤⑥跨0.3×0.8812．8×0.00125.6×0.0019.6×1000019.2×0.0017.2×10000③④跨0.3×0.665.4×0.00110.8×0.0015.4×100008.1×0.0014.05×10000其它跨0.25×0.3540.89×0.0011.78×0.0011.335×100001.335×100001.00×10000纵梁线刚度iB的计算：①柱ic：ic=Eic/h(KNm)层次层高（m）b×h(m2)截面惯性矩Ic=1/12bh3线刚度ic1~4层3.00.5×0.55.21×0.0015.21×10000（2）柱的侧移刚度D值的计算：①中间框架中柱D值的计算：层次截面（m2）层高（m）线刚度2-4层0.5×0.53.05.21×100002.660.573.89×10000底层0.5×0.53.05.21×100005.330.805.46×10000注：底层=∑iB/ic,=(0.5+K)/(2+K);非底层=∑iB/2ic,=K/(2+K)②中间框架边柱D值的计算：层次截面（m2）层高（m）线刚度2-4层0.5×0.53.05.21×100001.390.412.84×10000底层0.5×0.53.05.21×100002.780.694.77×10000③边间框架中柱D值的计算：层次截面（m2）层高（m）线刚度2-4层0.5×0.53.05.21×100003.220.624.21×10000底层0.5×0.53.05.21×100006.440.825.70×10000 ①边间框架边柱D值的计算：层次截面（m2）层高（m）线刚度2-4层0.5×0.53.05.21×100001.960.493.40×10000底层0.5×0.53.05.21×100003.930.755.19×10000（1）各层柱侧移刚度之和（层间刚度）的计算：层次中框架中柱中框架边柱边框架中柱边框架边柱∑D2-4层3.89×10000×22=8.558×1000002.84×10000×21=5.964×1000004.21×10000×4=1.684×1000003.4×10000×4=1.36×1000001756600底层5.46×10000×22=12.012×1000004.77×10000×21=10.017×1000005.7×10000×4=12.012×1000005.19×10000×4=2.076×10000026385001.结构基本自震周期T1的计算层次各层重量（KN）总重量（KN）层间刚度∑Di45943.585943.5817566000.00340.032238511.4414455.0217566000.00820.028825186.5919641.6117566000.01120.020615157.3224798.9326385000.00940.0094T1=1.7×注：上式中，对于民用建筑取本设计取0.8；对于ⅲ类场地土近震取Tg=0.3s.2.横向水平地震作用的计算本设计的建筑为7度抗震，地震影响系数则相应于基本自震周期的的值为：α1=αmax=0.101∴结构总水平地震作用值为：Fek=0.101×0.85×24798.93=2128.99KN.式中，——相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数；——结构等效总重力荷载，多质点取总重力荷载代表值的85％； =0.85∑Gi则各质点分配的地震作用为：各质点横向水平地震作用按下式计算：Fi=GiHiFEk/（∑GkHk）地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi为Vi=∑Fk（i=1，2，…n）层次GiHi/∑GjHj435943.580.367781.34781.34338511.440.394838.821620.16235186.590.160340.641960.8135157.320.080169.342130.14（二）水平地震荷载作用下的结构变形验算根据《建筑抗震设计规范》GBJ11-89的要求，本结构需进行多遇地震作用下的抗震变形验算，要对结构的变形加以限制，使其层间弹性位移以及结构顶点位移不超过一定限值。对砌体填充墙的框架结构，其层间弹性位移限值为h≦1/450,其顶点弹性位移变形限值Ut/h≦1/550本结构变形计算如下表所示：水平地震作用下框架结构的层间位移（△u）i按下列公式计算：（△u）i=Vi/∑Dij层次剪力刚度Di层间位移∑4781.3417566000.000441/68180.001131620.1617566000.000921/32610.0009521960.817566000.001121/26790.0006412130.1426385000.000811/37040.00027由表中可以看到，最大层间弹性位移角发生在第二层，1/2679<1/450,满足要求。结构的顶点位移Ut/H=0.0011/12=1/10909≦1/550,故也满足要求。（三）地震荷载作用下的横向框架（KJ-4）内力计算： 由底部剪力法计算出来的每层的地震剪力，按照每榀框架的刚度比值分配到每榀框架上，而每榀框架的地震剪力按柱的刚度比值分配到每根柱上，最后以反弯点法求结构的内力。其内力计算如下：1.地震剪力的分配在每层结构中，KJ-4的地震剪力分配系数为：非底层（2.84×10000×2+3.89×10000×2）/1756600=0.0766;底层（4.77×10000×2+5.46×10000×2）/2638500=0.0775故剪力分配为：第四层Vij=ViDij/∑Di×0.0766=59.85KNV=ViDij/∑DiA柱B柱2.84×10000/(2.84×10000×2+3.89×10000×2)×59.85=12.63KN3.89×10000/(2.84×10000×2+3.89×10000×2)×59.85=17.30KN第三层Vij=ViDij/∑Di×0.0766=124.1KNV=ViDij/∑DiA柱B柱2.84×10000/(2.84×10000×2+3.89×10000×2)×124.1=26.18KN3.89×10000/(2.84×10000×2+3.89×10000×2)×124.1=35.87KN第二层Vij=ViDij/∑Di×0.0766=150.2KNV=ViDij/∑DiA柱B柱2.84×10000/(2.84×10000×2+3.89×10000×2)×150.2=31.69KN3.89×10000/(2.84×10000×2+3.89×10000×2)×150.2=43.41KN第一层Vij=ViDij/∑Di×0.0775=165.09KNV=ViDij/∑DiA柱B柱2.84×10000/(2.84×10000×2+3.89×10000×2)×165.09=38.49KN3.89×10000/(2.84×10000×2+3.89×10000×2)×165.09=44.06KN注：在剪力分配时，D柱与A柱相同，C柱与B柱相同，故表中未列出D,C柱的剪力。2.柱的反弯点高度计算位置系数AB第四层m=4n=4h=3.0m1．41．56y00．370．37211y100--y200 11y001．111．116位置系数AB第三层m=4n=3h=3.0m1．41．56y00．450．4511y10011y20011y001．351．35位置系数AB第二层m=4n=2h=3.0m1．41．56y00．470．47811y10011y20011y001．411．434位置系数AB第一层m=4n=12．35．14 h=3.0my00．550．55--y10011y200--y001．651．65注：--反弯点高度比。—标准反弯点高比，根据上下梁的平均线刚度，和柱的相对线刚度的比值，总层数，该层位置查表确定。—上下梁的相对线刚度变化的修正值，由上下梁相对线刚度比值及查表得。—上下层层高变化的修正值，由上层层高对该层层高比值及查表。—下层层高对该层层高的比值及查表得。1.柱端弯矩计算（设地震荷载从左向右作用）柱下端弯矩M下=×v柱上端弯矩M上=(h-)×v柱端弯矩计算结果如下图：2.梁端弯矩计算----根据节点平衡来计算 第四层：M=23.833，M=29.334M=9.6×10/(9.6×10+1.35×10)×29.334=25.72KNmM=1.35×10/(9.6×10+1.35×10)×29.334=3.62KNm第三层：M=57.161，M=71.105M=9.6×10/(9.6×10+1.35×10)×71.105=62.34KNmM=1.35×10/(9.6×10+1.35×10)×71.105=8.77KNm第二层：M=85.655，M=103.516M=9.6×10/(9.6×10+1.35×10)×103.979=91.16KNmM=1.35×10/(9.6×10+1.35×10)×103.979=12.82KNm底层：M=96.67，M=112.715M=9.6×10/(9.6×10+1.35×10)×112.252=98.41KNmM=1.35×10/(9.6×10+1.35×10)×112.252=13.84KNm1.水平地震下的框架内力图（左向）框架的弯矩图由柱端弯矩和梁端弯矩可直接作出，弯矩图画在构件的受拉边，不标正负号。框架的剪力图根据框架的弯矩图，通过对梁或柱取脱离体，求某一点∑M=0，则可求出梁端和柱端剪力，然后即可作出剪力图。框架轴力图即柱轴力图，根据框架剪力图，取节点脱离体，求∑Y=0，即可求出柱的轴力图，轴力以柱受压为正。 5.2风荷载作用下框架内力及侧移计算1.风荷载计算（假定风从右边吹来）垂直于建筑物表面上的风荷载标准值为：。因结构高度小于30m，所以，对于矩形截面， 层次Z（m）（KN/m）A(m)P(KN)41.01.312.00.940.3593.831.01.39.00.940.35187.721.01.36.00.940.35187.711.01.33.00.940.35187.7故风荷载计算简图为：2.风荷载下各柱剪力的分配：层次A柱B柱42.84×10/(2.84×10×2+3.89×10×2)×3.8=0.81KN3.89×10/(2.84×10×2+3.89×10×2)×3.8=1.10KN32.84×10/(2.84×10×2+3.89×10×2)×11.5=2.41KN3.89×10/(2.84×10×2+3.89×10×2)×11.5=3.34KN22.84×10/(2.84×10×2+3.89×10×2)×19.2=4.08KN3.89×10/(2.84×10×2+3.89×10×2)×19.2=5.58KN14.77×10/(5.46×10×2+4.77×10×2)×26.9=6.27KN5.46×10/(5.46×10×2+4.77×10×2)×26.9=7.18KN注：C同B，D同A3.柱端弯矩计算（设地震荷载从左向右作用）柱下端弯矩M下=×v柱上端弯矩M上=(h-)×v柱端弯矩计算结果如下图： 4.梁端弯矩计算----根据节点平衡来计算第四层：M=1.53，M=2.09M=9.6×10/(9.6×10+1.35×10)×2.09=1.83KNmM=1.35×10/(9.6×10+1.35×10)×2.09=1.26KNm第三层：M=3.98+0.9=4.88，M=1.21+5.51=6.72M=9.6×10/(9.6×10+1.35×10)×6.72=5.89KNmM=1.35×10/(9.6×10+1.35×10)×6.72=0.83KNm第二层：M=9.74，M=13.25M=9.6×10/(9.6×10+1.35×10)×13.25=11.62KNmM=1.35×10/(9.6×10+1.35×10)×13.25=1.63KNm底层：M=14.21，M=17.69M=9.6×10/(9.6×10+1.35×10)×17.69=15.51KNmM=1.35×10/(9.6×10+1.35×10)×17.69=2.18KNm1.风荷载作用下的框架内力图（左向） 框架的弯矩图由柱端弯矩和梁端弯矩可直接作出，弯矩图画在构件的受拉边，不标正负号。框架的剪力图根据框架的弯矩图，通过对梁或柱取脱离体，求某一点∑M=0，则可求出梁端和柱端剪力，然后即可作出剪力图。框架轴力图即柱轴力图，根据框架剪力图，取节点脱离体，求∑Y=0，即可求出柱的轴力图，轴力以柱受压为正。 5.3.竖向恒载作用下的横向框架内力计算(一)竖向横载计算（1）采用分层法=++ +①号竖向横载计算P1=2.67×6×3.926+6×0.2×0.55×26=80KNP2=(2.67/2+1.5)×6×3.926+6×0.3×0.6×26=95.92KNg1=0.3×0.8×26=6.24KN/mg2=0.3×0.3×26=2.36KN/m②号竖向横载计算 P1=2.67×6×4+6×0.2×0.55×26=81.24KNP2=(2.67/2+1.5)×6×4+6×(0.3×0.6×26+1.9×2.4)=123.48KNP3=81.24/2+1.9×2.4×0.7×6=59.77KNg1=0.3×0.8×26=6.24KN/mg2=0.3×0.3×26=2.36KN/m(2)计算各梁柱的线刚度及分配系数（取对称体系如下）：0.0625E/36分配系数：，, (3).弯矩计算：=+(a).弯矩：， (b) ,故B5点M为：175.86-1.77=174.09KNm进行弯矩分配：故各层弯矩和剪力图如下： (4).各层弯矩叠加，然后将不平衡弯矩再重新分配一次，即可得横向框架（KJ-4）的M图：(5).根据弯矩图利用平衡条件及实际荷载求剪力及轴力，可得： 5.4竖向活载作用下的横向框架内力计算（1）①号竖向横载计算 P1=2.67×6×1.5=24KNP2=(2.67/2+1.5)×6×1.5=25.5KN②号竖向横载计算P1=2.67×6×2=32KNP2=(2.67/2+1.5)×6×2=34KN（2）计算各梁柱线刚度及其分配系数取对称体系如下： 则同上：0.0625E/36分配系数：，,(3).弯矩计算：（1）弯矩分配 则各层弯矩如下： (5)各层弯矩叠加，然后将不平衡弯矩再重新分配一次，即可得横向框架（KJ-4）的M图： 5.5内力组合AB梁第四层截面内力恒载活载风载地震荷载1.2恒+1.4活1.35恒+活R［1.2（恒+0.5活）+1.3地］1.2恒+0.9（1.4活+1.4风）AM-82.52-23.622.5124.79-132.092-135.022-109.07-131.95V220.4447.420.363.82330.916345.014223.46324.73框中M219.3360.171.4515.29347.434356.2655239.38340.84M-100.23-28.290.395.79-159.882-163.6005-108.58-159.41 BV240.4463.280.363.82377.12387.874248.6368.71第三层AM-105.03-36.957.3145.92-177.766-178.7405-155.93-181.8V204.1947.631.077.13311.71323.2865212.16306.39框中M125.2147.44.2628.51216.612216.4335161.82215.34M-113.27-39.881.2111.1-191.756-192.7945-130.71-187.7BV248.9966.741.077.13392.224402.8765261.08384.23第二层AM-98.34-35.8515.4179.19-168.198-168.609-181.85-182.6V204.1447.632.2412.27311.65323.219217.12307.8框中M131.748.58.9849.07225.94226.295188.2230.46M-106.94-38.832.5418.95-182.69-183.199-132.2-180.45BV249.0366.752.2412.27392.286402.9405266.13385.76第一层AM-91.62-33.418.0490.7-156.704-157.087-185.92-174.76V204.147.622.6814311.588323.155218.77308.3框中M138.2650.9210.7456.01237.2237.571201.96243.6M-100.51-36.483.4321.31-171.684-172.1685-127.65-170.9BV249.0766.762.6814392.348403.0045267.86386.38BC梁：第四层截面内力恒载活载风载地震荷载1.2恒+1.4活1.35恒+活R［1.2（恒+0.5活）+1.3地］1.2恒+0.9（1.4活+1.4风）AM-18.81-4.921.5722.49-29.46-30.3135-41.07-30.75V118.1430.71.2818.36184.748190.189138.04182.06框中M-17.79-4.921.5722.49-28.236-28.9365-40.15-29.53M-18.81-4.921.5722.49-29.46-30.3135-41.07-30.75BV118.1430.71.2818.36184.748190.189138.04182.06第三层AM-9.62-3.364.8239.42-16.248-16.347-48.6-21.85V156.5134.383.9332.18235.937245.6635187.7236.08框中M-8.6-3.364.8239.42-15.024-14.97-47.69-20.63M-9.62-3.364.8239.42-16.248-16.347-48.6-21.85BV156.5134.383.9332.18235.944245.6685187.7236.08第二层AM-10.14-3.4510.1675.82-16.998-17.139-84.6-29.32V156.5134.388.2961.89235.944245.6685216.67241.57 框中M-9.12-3.4510.1675.82-15.774-15.762-83.69-28.09M-10.14-3.4510.1675.82-16.998-17.139-84.6-29.32BV156.5134.388.2975.82235.944245.6685216.67241.57第一层AM-10.47-3.5713.785.22-17.562-17.7045-94.12-34.32V156.5134.3811.1869.57235.944245.6685167.23245.21框中M-9.45-3.5713.785.22-16.338-16.3275-93.2-33.1M-10.47-3.5713.785.22-17.562-17.7045-94.12-34.32BV156.5134.3811.1869.57235.944245.6685167.23245.21A柱：层次截面内力恒载活载风载地震荷载1.2恒+1.4活1.35恒+活R［1.2（恒+0.5活）+1.3地］1.2恒+0.9（1.4活+1.4风）柱M82.5223.622.5124.79132.092135.022116.34131.95四顶N321.3463.420.363.82474.396497.229342.9465.97V42.513.011.0410.2969.21470.38554.1468.7柱M-57.74-19.30.939.17-96.308-97.24974.23-94.78底N343.0963.420.363.82500.496526.5915363.78492.07柱M47.317.666.3836.7581.48481.51592.1187.05顶N637.63127.051.4310.95943.026987.8505684.5927.04三V29.2810.83.1217.9650.25650.32848.7252.68柱M-49.31-17.993.9122.52-84.358-84.558579.39-86.77底N659.38127.051.4310.95969.1261017.213705.38953.14柱M49.0217.8811.556.6783.85684.057114.5895.84顶N953.87190.683.6723.221411.5961478.40451031.391389.53二V30.3111.055.225.6351.84251.968557.2456.85柱M-50.99-18.585.6627.91-87.2-87.4165115.86-91.73底N975.62190.683.6723.221437.6961507.7671052.271415.63柱M40.9414.812.3862.8169.84870.069111.7383.37顶N1270.07254.36.3537.221880.1041968.89451380.041852.5一V13.554.937.0835.9323.16223.222549.4531.39柱M-21.69-7.920.19102.47-37.088-37.1815131.18-61.42底N1300.38254.36.3537.221916.4762009.8131409.141888.86B柱：层次截面内力恒载活载风载地震荷载1.2恒+1.4活1.35恒+活R［1.2（恒+0.5活）+1.3地］1.2恒+0.9（1.4活+1.4风） 柱M-81.44-23.361.9628.23-130.432-133.304-118.75-129.63四顶N358.5893.980.9214.54561.868578.063404.47549.87V41.9512.860.8612.468.34469.492555.6367.63柱M57.0119.080.8812.6995.12496.043577.0993.56底N380.3393.980.9214.54587.968607.4255425.34575.97柱M-46.66-17.435.1542.83-80.394-80.421-97.71-84.44顶N637.63195.13.7839.591038.2961055.9005746.941015.74三V28.8610.662.621.6349.55649.62151.8651.34柱M48.5717.753.4328.5583.13483.319584.8484.97底N659.38195.13.7839.591064.3961085.263767.831041.84柱M-48.26-17.649.2766.22-82.608-82.791-123.67-91.82顶N1169.62296.239.8389.211818.2661875.2171357.81789.18二V29.7810.884.3230.8750.96851.08361.854.89柱M50.0218.284.9935.6585.61685.80793.8789.34底N1191.37296.239.8389.211844.3661904.57951378.691815.28柱M-40.02-14.6212.1470.88-68.492-68.647119.16-81.74顶N1575.2397.3618.33144.782446.5442523.881853.52414一V13.334.876.638.5222.81422.865551.7530.45柱M21.297.7818.22106.3236.4436.5215134.7458.31底N1605.51397.3618.33144.782482.9162564.79851882.592450.38第六章框架截面设计KJ-46.1梁的计算1.梁的正截面计算（1）已知条件混凝土采用C25，，，纵向钢筋采用II级钢，;箍筋采用I级，,梁的截面尺寸为300mm×800mm,则（2）构造要求-----查《钢筋混凝土设计规范》GBJ10-89(3)配筋计算本设计中跨跨度较小，故中跨支座的钢筋可不必计算，由边跨支座的钢筋延伸过来即可满足，而边跨支座可能出现正弯矩，但其数值较小，故可不必计算，由中跨钢筋伸入支座即可满足要求。梁的截面配筋计算采用表格进行：截面A5A5B5跨中B5A4A4B4跨中B4 b300300300300300300h800800800800800800M176.4210.3188.3322.5179.1243.7as0.08440.10060.09010.15430.08570.1166rs0.95580.94680.95260.91570.95510.9378As80496886115348171132选配钢筋3Ф204Ф203Ф205Ф203Ф205Ф20实配面积952125395215739521253截面A3A3B3跨中B3A2A2B2跨中B2b300300300300300300h800800800800800800M355184.9255.4361193285as0.16990.08850.12220.17270.09230.1364rs0.90620.95360.93460.90440.95140.9263As1707845119117398841341选配钢筋6Ф203Ф204Ф206Ф203Ф205Ф20实配面积18839521253188395212532．（1）验算截面尺寸<4,采用验算截面尺寸>均满足要求。（2）配箍计算取最大的V计算，S，,即，取S=100，，选配箍为Ф8@100结合构造要求，抗震等级为三级，故满足要求，其余均按此配筋。6.2柱的计算（1）A柱的配筋计算柱配筋二，三，四层底层 组合方式M(KNm)191.6150.9169.233.9N(KN)851.4230.81161.9986.10.2480.0410.3390.287判断大小偏心大大大大225152914634202020202451549166541.01.01.01.03.753.754.04.07.57.5881.01.01.01.01.081.011.131.3947417783972853811220107<0柱每边500500500500采用对称配筋，全面积=2000（2）B柱的配筋计算柱配筋二，三，四层底层组合方式M(KNm)206.262.4222.3169.721.6N(KN)989.21196.5302.61316.21633.20.2890.3480.0810.3830.476判断大小偏心大大大大大2085273512913 202020202022872755149331.01.01.01.01.03.753.753.754.04.07.57.57.5881.01.01.01.01.01.081.261.011.131.39457301983380262397<0101468<0柱每边500500500500采用对称配筋，全面积=2000（3）框架柱的抗剪承载力计算查《混凝土结构设计规范》GBJ10-89,可得框架柱斜截面计算时的抗震调整系数柱斜截面A柱B柱底层非底层底层非底层3.22.23.22.232.432.4101.5127.2102.6136.8805805805805截面是否满足要求满足满足满足满足150.3176.9150.3176.9按构造按构造按构造按构造故，选配Ф8@100/200(4) 第七章基础设计7.1．A柱独立基础设计本设计采用的是方形柱，故基础也采用方形的单独基础。本基础的混凝土采用C25.（1）荷载计算1.由柱传至基础顶面的荷载（设计值）2.由基础梁传至基础顶面的荷载墙重和窗重1.9×3.4×0.7×6=27.13KN基础梁1.2×0.3×0.6×25×（6+4）=54KN小计81.13KN（2）确定基础尺寸基础埋深-1.0m地基承载力设计值需修正，出于基础宽尚未确定，故不对基础宽进行修正；基础埋深为-1.0m，故对其深度进行修正，，，基础埋深修正系数，基础埋置深度d=0.55m则，按经验法选取基础底面尺寸①先按轴心受压计算基础底面所需面积②选用方形基础考虑偏心，故把轴心受压面积乘以偏心扩大系数1.4，则：A=1.4×11.1=15.54,取A=16，故a=b=4m③验算基础尺寸 故满足要求（3）抗冲切验算土壤最大净反力（4）配筋计算按地基规范式8.2.7-4计算：实配钢筋按最小配筋率配：实配40Ф12@100（）.7．2 ．矩形和梯形联合基础一般用于柱距较小时的情况，这样可以避免造成板的厚度及配筋过大。为使联合基础的基底压力分布较为均匀，应使基础底面形心尽可能接近柱主要荷载的合力作用点。因为B，C轴间柱距较小，所以B，C柱设计为联合基础。（1）荷载计算：由柱传至其顶的荷载，由柱的内力组合表可查的：第一组：Mmax=134.74N=1882.59V=51.75第二组：Nmax=2564.80M=36.52V=22.87由基础梁传至基顶的荷载：底层墙自重：0.24×3.9×9.6×4+0.24×3.9×9.6×6-0.24×2×9.6×0.9×2-0.24×3×0.5×9.6=78.11门窗重：0.15×2×2×0.9+0.4×0.5×3=1.14基础梁自重：25×0.25×4×（6-0.5）=13.75∑G=93kN作用在基础顶面的荷载：第一组：Mbot=134.74+51.75=186.49N=1882.59+93=1975.59第二组：Mbot=36.52+22.87=59.39N=2564.80+93=2657.8（2）确定基底尺寸==35.41选用a=8b=4地基承载力验算：==205.11=206.48<1.2×205.11=246.14=203.74>0故基底尺寸满足要求=116.11=0.5=（0.5+1.2）×4=6.8=2657.8-（0.5+2×0.2）×2×116.11=1681.310.7×1.43×6.8×1200=8168.16>1681.31故满足要求（3）纵向内力计算 =464.44kN（4）.抗剪验算柱边剪力：=2030.49=0.7×1.43×4×800=3203.2>Vmax满足要求纵向钢筋计算：==5617mm2每米板（As=1404选用14@100）（5）横向配筋柱下等效梁宽：=0.5+2×0.75×0.765=1.65 柱下弯矩：==1017.44kN.m=3291mm2每米板As=822.75mm2选用12@130基础梁的计算，按照简支梁计算：=0.1100=478.5选用2Φ18=0.2774 =1206.57选用4Φ20=0.0164=71.48选用2Φ16 第八章结论经过四年基础与专业知识的学习，培养了我独立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——某教学楼的框架结构设计。此课题设计历时四个多月，在这四个月中，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。在毕设前期，我温习了《结构力学》、《钢筋混凝土》、《建筑结构抗震设计》等知识，并借阅了《抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》等规范。在毕设中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。在毕设后期，主要进行设计手稿的电脑输入，并得到宣老师的审批和指正。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。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。“养兵千日，用兵一时。”在本次毕业设计中，我为能用上四年的学习成果而欣喜万分，同时我深深的感觉到了基础知识的重要性。在以前学习结构力学、钢筋混凝土结构、建筑结构抗震等专业课时，老是觉得所学的东西跟实践相差的太远，甚至觉得没什么用，这可能跟当时特别想学什么就马上能用有关。这种急功近利的思想使自己对一些专业课的学习有所放松，在毕业设计的过程中，我感觉到那些基础知识是相当重要的。在以后的学习生活中切不可急于求成而忽略了基础的夯实，对一门系统的科学，应该扎实的学习它的每一部分知识，充分利用各种实践环节，切实做到理论联系实践，学以致用。大学毕业后，我将在新的环境学习，工作和生活，但毕业设计这段时间是我四年的大学生活最充实得一段时间，我也初步掌握了建筑结构设计的基础知识。在此再次感谢在这次毕业设计中支持和帮助我的老师和同学。'