三河县某实验中学教学楼 土木工程专业毕业设计计算书

'1绪论根据设计材料提供的建筑场地的地质条件及所在地区的抗震烈度，确定出拟建建筑物的抗震等级为二级，建筑物的设计过程包括建筑设计和结构设计两部分，我们主要以结构设计为主。建筑设计部分：考虑了各种因素对建筑物的影响，采用了能够满足多方面使用要求，又比较经济、合理、美观、适用的方案。在进行设计的过程中，满足了规范对学生宿舍楼的高宽比、隔音、安全出口、消防、节能等要求。结构设计部分：分别从结构体系、结构总体布置、屋盖的结构方案、基础方案的选择及结构计算等多方面进行了论述。结构计算大致分为以下几个步骤：构件布置：按建筑方案中的平、立、剖面进行设计，确定各构件的截面及布置，绘出结构计算简图并初选梁、柱截面。荷载统计：在选截面的基础上，按从上倒下的顺序进行，在荷载的取值按各房间的使用功能及位置查找荷载规范，完成恒载及活载的统计，并求出重力荷载代表值。框架水平地震作用下侧移验算：先算出各个构件的侧移刚度，再根据顶点位移法计算结构的自振周期，按底部剪力法求水平地震剪力，顶点无附加水平地震作用。横向框架内力分析：分析了横向框架在水平地震剪力和竖向荷载作用下的内力。用弯矩二次分配法计算梁端、柱端弯矩、剪力。内力组合：对恒载、活载及地震作用下横向框架的内力进行组合，找出最不利的内力组合，作为对框架梁、柱进行截面设计，和截面配筋计算的依据。板的设计：用弹性理论对板进行设计，求出板的配筋。基础设计：采用钢筋混凝土柱下独立基础。设计成果：平面图四张，立面、剖面一张，楼梯剖面、楼梯配筋图、楼梯详图及楼板配筋图一张。楼、屋盖的结构布置、横向框架、纵向框架配筋图各一张，墙身大样图一张，建筑总说明及结构总说明等。 在设计过程中我们严格按照现行建筑设计规范和现行结构设计规范进行设计，并取一榀框架进行内力配筋计算，绘制建筑施工图和结构施工图，在设计的过程中我们还参考了有关的教材和图集，房建、混凝土结构、抗震等，但是由于我们的水平有限和经验的缺乏，以及资料的不足，还有许多不合宜之处，希望各位老师提出批评指正。2工程概况2.1工程情况2.1.1工程简介该工程为三河县某实验中学教学楼。总建筑面积3000平方米左右，主体结构4层，拟容纳班级18个。建筑层高自定，无地下室。2.1.2自然条件⑴、场地情况拟建场地地段情况见图所示，场地地势平坦，不考虑该场地周围建筑物和道路的影响。图2.1场地布置图工程地质条件如下简介： 根据勘察报告，建筑场地土类别为Ⅱ类，场地土自上而下分布为：①杂填土、②淤泥、③粉质粘土、④残积粘性土、⑤强风化砂岩、⑥中风化砂岩。本工程的持力层为③层粉质粘土，③层地基承载力特征值为120kPa，压缩模量为Es＝6.5MPa，④层地基承载力特征值为220kPa，，场地土对混凝土结构没有腐蚀性。⑵、基本风压：0.35kN/㎡⑶、该地区地震设防烈度为8度，设计地震分组为第一组，场地类别是第Ⅱ类，设计基本地震加速度为0.20g。2.2建筑方案简要说明2.2.1平面设计该教学楼根据使用要求，结合场地条件，结构选型等情况，按照建筑模数选择开间和进深，进而选择合理的建筑平面为灵活分割使用空间创造条件。2.2.2建筑设计要点⑴、用房采用的是单走廊，双面布房，走廊轴线宽度2.7m⑵、建筑内设有卫生间各两间，普通教室、实验室等数间⑶、建筑立面1至4层对齐⑷、屋面采用不上人屋面，做保温、防水层，设女儿墙但不设置屋檐以及顶部不凸出楼梯⑸、8度框架房屋的高宽比小于等于3，满足要求⑺、混凝土强度等级梁C30,柱C40，受力钢筋采用Ⅱ级，其他采用Ⅰ级2.2.3防火要求为了满足防火等级的要求，建筑安全出口为四个，分别设在建筑的前部、后部和端部，走道和楼梯的最小宽度均大于1.1m。2.2.4楼梯设计⑴、设计要求在设计中要求楼梯坚固、耐久、防火，做到上下通行方便，便于搬运家具物品，有足够的通行宽度和疏散能力。此外，楼梯尚有一定的美观要求。楼梯间设计应符合现行国家标准《建筑防火规范》和《高层民用建筑设计规范》的相关规定。 ⑵、构件规定楼梯梯段净宽不应小于1.1m，六层及六层以下住宅，一边设有栏杆的梯段净宽不应小于1米，楼梯踏步宽度不应小于0.26m，踏步高不应大于0.175m，楼梯平台净宽不应小于楼梯梯段净宽，且不得小于1.2m。楼梯下面净空高度的控制为：梯段上净高大于2200mm,楼梯平台处梁底的净高大于2000mm。平台深度的计算应从结构边开始，考虑安全因素，平台边缘应退离转角或门边大约一个踏面宽的位置。 3结构设计3.1结构概念设计3.1.1结构平面布置及计算简图根据该房屋的使用功能及建筑设计要求，进行了建筑平面及剖面设计。该框架柱网平面布置规则，如图3.1，选其中一榀横向框架设计计算，kJ-5计算简图，如图3.2中，框架梁的跨度等于柱截面形心轴线之间距离，底柱高从基础顶面算至二层楼板底。室内外高差为－0.6m，基础顶面至室外地坪通常取－0.5m，故底层柱高4.7m，其余各层的柱高从板底算至板底，均为3.6米。3.1.2材料选择及构件截尺寸楼板及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取120mm,梁截面高度按照梁跨度的1／12到1／8估算，当梁的负载面积较大时，易取上限值。为了防止梁产生剪切脆性破坏，梁的净跨与截面高度之比不易小于4。梁截面宽度可取1／3～1／2梁高，同时不易小于1／2柱宽，且不应小于250mm，梁截面尺寸见表2.1，混凝土强度柱采用C40,梁采用C30,板采用C20，基础采用C25。柱截面尺寸按照轴压比确定，查多高层抗震等级规范知该框架的抗震等级为二级，轴压比限值〔μv〕＝0.8，各层的重力荷载代表值近似取12kN∕mm²,可知边柱及中柱的负载面积为（3600／2+3600／2）×（6000／2）＝3.6×3＝10.8㎡，（3600／2+3600／2）×（6000∕2＋2700∕2）＝3.6×4.35＝15.66㎡的第一层柱截面积为：边柱β＝1.3，中柱β＝1.25边柱Ac＝1.3×3.6×3×12×1000×4∕（0.8×19.1）＝44104.71mm²中柱Ac＝1.25×3.6×4.35×12×1000×4∕（0.8×19.1）＝61492.15mm²如取柱截面为方形，则边柱和中柱截面宽度分别为210mm和248mm根据上述计算结果并综合考虑其他因素，如hc不宜小于400毫米，宽度bc不宜小于350毫米，柱净高与截面长边尺寸之比宜大于4。本设计柱截面尺寸取值如下：1～4层：550×550mm板：现浇板厚取h=120mm，平台板厚取h=70mm，阳台板100mm，雨棚80mm。3.1.2材料选择及构件截面尺寸梁截面尺寸(㎜)及各层混凝土强度等级 表3.1　　横梁(mm)纵梁(mm)层次强度等级L1L2L31～4C30300×700300×500300×500平台梁：200×300梯柱：250×250阳台挑梁：L5:300×400阳台边梁：L6:250×400图3.1梁柱结构平面布置图图3.2计算简图3.2荷载统计3.2.1永久荷载统计屋面荷载（不上人屋面）1：3厚刷着色涂料保护层4厚高聚物改性沥青着色材料0.05kN/㎡ 20厚1：3水泥砂浆找平层20×0.02＝0.4kN/㎡1：6水泥焦渣找2﹪坡最薄处30厚，振捣密实表面抹面（（0.03＋0.031）/2）×12＝0.36kN/㎡108厚水泥蛭石保温层5×0.108＝0.54kN/㎡120厚现浇钢筋混凝土板25×0.12＝3kN/㎡合计：4.35kN/㎡楼板荷载⑴、楼面做法陶瓷面砖楼面10厚地砖铺实拍平，水泥砂浆擦缝0.010×19.8＝0.198kN/㎡20厚1：4干硬性水泥砂浆0.02×20＝0.4kN/㎡素水泥浆结合层一遍钢筋混凝土现浇板120厚25×0.12＝3.00kN/㎡合计：3.598kN/㎡⑵、浴厕、卫生间楼面陶瓷地砖防水楼面8厚地砖铺平拍实，水泥砂浆擦缝0.008×19.8＝0.158kN/㎡25厚1：4干硬性水泥砂浆0.025×20＝0.5kN/㎡1.5厚聚氨酯防水涂料，面撒黄砂，四周沿墙上翻150高刷基层处理剂一遍15厚1：2水泥砂浆找平0.015×20＝0.3kN/㎡50厚C15细石混凝土找坡不小于0.5﹪，最薄处不小于30厚0.05×25＝1.25kN/㎡现浇钢筋混凝土楼板120厚25×0.12＝3.00kN/㎡合计：5.208N/㎡外墙面（加气混凝土砌块）喷刷外墙涂料6厚1：1：6水泥石灰膏砂浆刮平扫毛0.006×12＝0.072kN/㎡6厚1：0.5：4水泥石灰膏砂浆刮平扫毛0.006×12＝0.072kN/㎡6厚1：2.5水泥砂浆找平0.006×20＝0.12kN/㎡刷加气混凝土界面处理剂一遍 合计：0.264kN/㎡内墙面（加气混凝土砌块）⑴刷无光油漆5厚1：0.3：2.5水泥石膏砂浆抹面压实抹光0.005×12＝0.06kN/㎡6厚1：1：6水泥石膏砂浆抹平扫毛0.006×12＝0.072kN/㎡6厚1：0.5：4水泥石膏砂浆打底扫毛0.006×12＝0.072kN/㎡刷加气混凝土界面处理剂一遍合计：0.204kN/㎡⑵浴室、卫生间墙面8厚面砖，水泥砂浆擦缝0.008×19.8＝0.158kN/㎡4厚1：1水泥砂浆加水重20﹪建筑胶镶贴0.004×（20＋10×20﹪）＝0.088kN/㎡15厚1：3水泥砂浆0.015×20＝0.3kN/㎡合计：0.546kN/㎡雨棚水泥砂浆抹面（防水）20厚1：3水泥砂浆找平层20×0.020＝0.4kN/㎡80厚钢筋混凝土现浇板0.08×25＝2.0kN/㎡20厚底板抹灰0.02×17＝0.34kN/㎡合计：2.74kN/㎡阳台水泥砂浆抹面（防水）10厚1：3水泥砂浆找平层10×0.020＝0.2kN/㎡100厚钢筋混凝土现浇板0.100×25＝2.5kN/㎡20厚底板抹灰0.02×17＝0.34kN/㎡合计：3.04kN/㎡3.2.2基本构件面荷载表3.2面荷载 内外墙蒸压粉煤灰加气混凝土砌块（300厚）玻璃木门窗8厚地砖10厚地砖5.5kN/㎡M×0.3=1.65kN/㎡0.2kN/㎡0.158kN/㎡0.198kN/㎡楼面活载走廊活载屋面活载卫生间活载雨棚施工检修雪载玻璃幕墙2.0kN/㎡2.0kN/㎡0.5kN/㎡2.0kN/㎡1.0kN不考虑0.01×1.2＝0.012kN/㎡3.2.3梁柱重力荷载计算表3.3层次构件b(m)h(m)r(kN/mmm)pg(kN/m)Li(m)NGi(kN)1～4L10.30.58251.054.56755.428690.606L20.30.38251.052.99252.11487.9795L30.30.38251.052.9925326233.415一层柱0.550.55251.18.318754.2602096.3252～4层柱0.550.55251.18.318753.6601796.85∑G梁1～4层:1012kN∑G柱1层:2096.3kN2～4层:1796.9kN3.3楼梯荷载（计算简图见图纸）（1）、梯段板的计算：取第一个踏步板的计算单元踏步尺寸：150×300tgα=150/300c=335.41mmcosα=0.8948厚地砖铺实拍平（带防滑条）面层：（0.3+0.15）×0.158/0.3=0.237kN/㎡20厚1：4干硬性水泥砂浆0.02×20＝0.4kN/M 素水泥浆结合层一遍踏步自重：0.5×0.3×0.15×25/0.3=1.88kN/M120砼斜板：0.12×25/0.894=3.36kN/M底面抹灰重：0.02×17/0.894=0.38kN/M恒荷载总重：g=6.26kN/m（2）平台板重：10厚地砖铺平拍实，水泥浆擦缝：0.10×19.8＝0.198kN/㎡20厚干硬性水泥砂浆0.02×20＝0.4kN/㎡素水泥浆一遍70砼板：0.07×25=1.75kN/㎡板底抹灰重：0.02×17=0.34kN/㎡平台板总重：2.69kN/㎡(3)平台梁重：尺寸：200×300平台梁自重：0.2×0.3×25=1.5kN/m70砼板：0.07×25=1.75kN/m梁侧粉刷：0.02×0.25×17×2=0.17kN/m平台梁总重：3.42kN/m3.4荷载分层汇总内外墙均采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块（300厚）内墙总重＝自重＋工程做法×2，外墙总重＝〔自重＋工程做法（内）＋工程做法（外）×0.85各层墙体重量：(13×3.6-13×0.55)×(4.2-2.1)×(1.65+0.264+0.204)×2×0.85+(2×6-2×0.55)×4.2×(1.65+0.264+0.204)×2×0.85+(11×6-11×0.55)×(1.65+0.204×2)×0.85+(14×2.6-14×0.55)×(1.65+0.204×2)×0.85+(6×1.8-6×0.55)×(1.65+0.204×2)×0.85+(2×1.8-2×0.55)×(1.65+0.204+0.546)×0.85+(2×2.7-2×0.55)×(1.65+0.546×2)×0.85+(6-0.2-0.55)×(1.65+0.546×2)×0.85=660.1KN阳台：（16×3.6＋3.9）×1.2×3.04＝261.3kN 雨棚：（3.6×16＋3.9）×1.7×2.5＝261.4kN女儿墙：0.6×（54.3＋15.6）×（1.1＋0.264×2）×2＝136.56kN楼梯：梯段：2.5×6.26×2＋3.0×6.26＝50.08kN平台板：3.6×2.05×2.69＝19.9kN3.9×2.5×2.69＝26.23kN3.9×1.1×2.69＝11.54kN平台梁：3.42×3.9＝13.34kN3.42×3.6＝12.31kN梯柱：（标准层）（0.3×0.3×25＋0.17×2）×3.3×24＝205.13kN（首层）（0.3×0.3×25＋0.17×2）×4.4×24＝273.5kN分层统计：顶层：屋面恒载、50﹪活载、女儿墙、半层墙、半层柱、顶层梁重G4＝2992.6＋0.5×14.8×46.9×0.5＋136.56+660.1/2+1796.9/2+1012=5543.2kN第三层：楼面恒载、50﹪活载、上半层墙、下半层墙、上半层柱、下半层柱、梁重、下半层楼梯、走廊活载G3＝2445.6＋2.0×〔46.9×14.8－（12×0.2×6）〕×0.5＋660.1＋1796.9+1012+(50.08/2+19.9+19.9/2+11.54+26.23/2+13.34×2×2＋12.31×2＋205.13/2)+2.0×2.7×46.8＝6486.42kN第二层：G2=G3=6486.42kN首层：楼面恒载、50﹪活载、上半层墙、下半层墙、上半层柱、下半层柱、梁重、上下各半层阳台隔墙、上下各半层楼梯、雨棚G1＝2445.6＋2.0×〔46.9×14.8－（12×0.2×6）〕×0.5＋660.1＋1796.9+1012+(25.04+19.9+58.2+19.9+11.54+38.42+67.36+36.8)+2.74×（1.7×2.5×2+1.5×3.5×2）＝6923.54kN得集中于各层楼面的重力荷载代表值见图3.3。 图3.3重力荷载代表值图 4kL－5轴横向框架水平地震作用内力计算4.1横梁及柱的线刚度在框架结构中，有现浇层的楼面，可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架侧移。为考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架梁取I=1.5I0(I0为梁的截面惯性矩),对中框架梁取I=2.0I0。梁混凝土C30,Ec=3.0×107kN/㎡柱混凝土C40,Ec=3.25×107kN/㎡横梁及柱的线刚度计算结果列于表4.1、4.2中表4.1横梁线刚度ib计算表名称EC/(kN/㎡)b×h/mm×mmI0l/mm1.5ECI0/l/kN.M2ECI0/l/kN.M边横梁L13.0×107300×7008.58×10-360006.435×1048.58×104走道梁L23.0×107300×5003.13×10-327005.22×1046.96×104表4.2柱线刚度ic计算表层次hc/mmEC/(kN/㎡)b×h/mm×mmIcECIc/hc/kN.M142003.25×104550×5507.63×10－35.90×1042～436003.25×104550×5507.63×10－36.89×1044.2自振周期的计算按顶点位移法计算横向框架的自振周期。顶点位移法是求结构基频的一种近似方法，将结构按质量分布情况简化成无限质点的悬臂直杆,导出以直杆顶点位移表示的基频公式，这样，只要求出结构的顶点水平位移，就可按下式（1）求得结构的基本周期：T1=1.7（1）（1）式中基本周期调整系数。考虑填充墙使框架自振周期减少的影响，取0.7。框架的顶点位移，在未求出框架的周期前，无法求出框架的地震力及位移， 是将框架的重力荷载视为水平作用力，求得的假想框架顶点位移，然后由求出T1，再用T1求得框架结构的底部剪力，进而求出框架各层剪力和结构真正的位移。横向框架顶点位移计算见表3.3表4.3结构顶点的假想侧移计算层次(kN)(kN)(kN/m)层间相对位移=45543.25543.21290430.80.00040.134936486.4212029.621290430.80.0930.134526486.4218516.041290430.80.0140.041516923.5425439.5417309880.00150.0015计算周期T1,其中uT的纲量为m,取=0.7,则∴T1=1.7×0.7×＝0.44s4.3水平地震作用力及楼层地震剪力计算该结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可采用底部剪力法计算水平地震作用,结构等效总重力荷载Geq=0.85∑Gi=0.85×25439.54＝21623.61kN地震作用按8度设计，基本地震加速度为0.30g，Ⅱ类场地，设计地震分组为第一组，则Tg=0.35，αmax=0.24，由于T1=0.44﹤1.4Tg=0.49S且0.1S＜T1=0.44﹤Tg=0.35，故不考虑顶点附加地震作用，并不考虑鞭梢效应。∴FEk=η2αmaxGeq=1.0×0.24×21623.61=5189.7kN各质点横向水平地震作用及楼层剪力计算见表4.4 各质点横向水平地震作用及楼层剪力计算表表4.4层次Hi/mGi/kNGiHi/kN.mGiHi/∑GjHjFi/kNVi/kN415.25543.284256.640.351816.41816.4311.46486.4273945.190.311608.83425.227.86486.4250594.080.211089.8451514.26923.5429078.70.12622.85137.8各质点水平地震作用及楼层剪力沿房屋高度的分布见图4.1图4.1各质点水平地震作用及楼层剪力沿房屋高度的分布4.5水平地震作用下的位移验算见表4.5表4.5横向水平地震作用下的位移验算层次Vi/kN∑Di/(kN/m)Ui/mHi/me=Ui/Hi41816.41290430.80.001413．61/255333425.21290430.80.002653．61/1358245151290430.80.003503．61/102815137.817309880.002974．21/1414以上e均＜1/550,满足要求。4.6水平地震作用下框架内力计算4.6.1计算理论⑴以方案图中③轴线横向框架内力计算为例，说明计算方法，框架柱端剪力及弯矩分别按式（2）和式（3）（4）计算 Vij=（2）Vij――第i层第j柱所分配得地震剪力；Vi――第i层楼层剪力；――第i层第j根柱的侧移刚度；――第i层所以各柱侧移刚度之和。⑵反弯点高度y的确定y=（查表可得，h按计算高度计算。（3）柱端弯矩MC由下式计算（3）（4）（4）计算梁端弯矩Mb梁端弯矩可按节点弯矩平衡条件，将节点上，下柱端弯矩之和按左，右梁的线刚度比例分配。如下式（5）（6）（5）（6）（5）梁端剪力Vb的计算Vb=（7）4.6.2kJ-5地震作用下各层柱端弯矩及剪力计算过程见下表表4.6 5竖向荷载作用下kL－5轴横向框架内力分析 5.1计算单元见图5.1图5.1横向框架KJ-5的计算单元取⑤轴线横向框架内力计算，计算单元宽度3.6m，如图4－1所示。由于房间内布置没有次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如图4－1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。由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合，因此在框架节点上有集中力矩，而B、C框架节点上则相反没有集中力矩。5.2荷载计算5.2.1恒荷计算图5.2图5.2⑴屋面q1q1’代表横梁自重，为均布荷载形式q1＝q1‘‘＝4.57kN/mq1’＝2.99kN/m q2q2’分别为房间和走廊上面的屋面或者楼面传给横梁的梯形荷载和三角形荷载，由图示的几何关系可知：q2=4.35×3.6=15.66kN/mq2’=4.35×2.7=11.745kN/m⑵第三层顶q1＝q1‘‘＝4.57＋（1.65＋0.204×2）×2.6＝9.92kN/mq1’＝2.99＋5.35＝8.34kN/mq2=3.598×3.6=12.95kN/mq2’=3.598×2.4=8.64kN/m⑶第三层顶q1＝q1‘‘＝4.57＋（1.65＋0.204×2）×2.6＝9.92kN/Mq1’＝2.99kN/mq2’=3.598×2.4=8.64kN/mq2=3.598×3.6=12.95kN/m⑷第二层顶、第一层顶同上集中荷载以及集中弯矩的计算⑴屋面框架梁上A、D柱两边纵梁自重：0.3×0.5×25×3.6＝13.5kN粉刷：（0.5－0.12＋0.3）×2×0.01×17×3.6＝0.83kN女儿墙重：（1.1＋0.264×2）×0.6×3.6＝3.52kN梁传来的屋面重：0.5×3.6×0.5×3.6×4.35＝14.09kNA、D柱集中荷载：P1＝P4＝31.94kNA、D柱集中弯矩：M1=M2＝31.94×0.125＝3.99kN.mB、C柱两边纵梁自重：0.3×0.5×25×3.6＝13.5kN粉刷：（0.5－0.12＋0.3）×2×0.01×17×3.6＝0.83kN梁传来的屋面重：14.09＋0.5×2.4×0.5×2.4×4.35＋（1.8－1.2）×2×1.2×4.35＝26.61kNB、C柱集中荷载：P2＝P3＝40.94kN⑵第三层顶框架梁上A柱两边纵梁自重：0.3×0.5×25×3.6＝13.5kN粉刷：（0.5－0.12＋0.3）×2×0.01×17×3.6＝0.83kN雨棚重：2.74×1.7×2.5＝11.645kN梁传来的楼面重：0.5×3.6×0.5×3.6×3.598＝11.66kN外墙重：（1.65＋0.204＋0.264）×〔3.6×（3.3－0.5）－2.4×1.8〕＝12.20kNA柱集中荷载：P1＝49.84kN A柱集中弯矩：M1=49.84×0.125＝6.23kN.mD柱两边纵梁自重：0.3×0.5×25×3.6＝13.5kN粉刷：（0.5－0.12＋0.3）×2×0.01×17×3.6＝0.83kN雨棚重：2.74×1.7×1.25＝5.82kN梁传来的楼面重：0.5×3.6×0.5×3.6×3.598＝11.66kN外墙重：（1.65＋0.204＋0.264）×〔3.6×（3.3－0.5）－2.4×1.8〕＝12.20kND柱集中荷载：P4＝44.01kND柱集中弯矩：M2=44.01×0.125＝5.5kN.mB、C柱两边纵梁自重：0.3×0.5×25×3.6＝13.5kN粉刷：0.83kN梁传来的楼面重：11.66＋0.5×2.4×0.5×2.4×3.598＋（1.8－1.2）×2×1.2×3.598＝24.18kN内墙重：（3.3－0.5）×（1.65＋0.204×2）×3.6/2－2.4×1.2×（1.65＋0.204×2）＋2.4×1.2×0.2＝5.02kNB、C柱集中荷载:P2＝13.5+0.83+24.18=38.51kNP3＝13.5+0.83+24.18+5.02=43.53kN⑶第二层顶框架梁上A柱两边纵梁自重：0.3×0.5×25×3.6＝13.5kN粉刷：（0.5－0.12＋0.3）×2×0.01×17×3.6＝0.83kN梁传来的楼面重：0.5×3.6×0.5×3.6×3.598＝11.66kN外墙重：（1.65＋0.204＋0.264）×（3.6－1.8）×3.6×0.85＝11.67kN上面总集中力为：P0＝37.66kNA柱集中弯矩：M1=37.66×0.125＝4.71kN.mD柱：D柱两边纵梁自重：0.3×0.5×25×3.6＝13.5kN粉刷：（0.5－0.12＋0.3）×2×0.01×17×3.6＝0.83kN梁传来的楼面重：0.5×3.6×0.5×3.6×3.598＝11.66kN外墙重：（1.65＋0.204＋0.264）×（3.6－1.8）×3.6×0.85＝11.67kN 上面总集中力为：P0＝37.67kND柱集中弯矩：M1=37.67×0.125＝4.71kN.mB、C柱两边纵梁自重：0.3×0.5×25×3.6＝13.5kN粉刷：0.83kN梁传来的楼面重：11.66＋0.5×2.4×0.5×2.4×3.598＋（1.8－1.2）×2×1.2×3.598＝24.18kN内墙重：（3.6－1.8）×（1.65＋0.204×2）×3.6－2.4×0.9×（1.65＋0.204×2）＋2.4×0.9×0.2＝9.32kNB、C柱集中荷载:P2＝P3＝13.5+0.83+24.18＋9.32=47.83kN⑷第二层和第一层相同5.2.2活荷计算活载下各梁的荷载简图图5.3图5.3⑴屋面活载作用下框架荷载计算q3=0.5×3.6＝1.8kN/mq3’=0.5×2.7＝1.35kN/mA、D柱集中荷载：P1＝P2＝0.5×3.6×0.5×3.6×0.5＝1.62kNA、D柱集中弯矩：M1=M2＝1.62×0.125＝0.20kN.mB、C柱集中荷载：P2＝P3＝1.62＋0.5×2.7×0.5×2.7×0.5＋（1.8－1.2）×2×1.2×0.5＝3.25kN⑵第三层顶活载作用下框架荷载计算q3=2.0×3.6＝7.2kN/mq3’=2.0×2.7＝5.4kN/mA、D柱集中荷载：P1＝P2＝0.5×3.6×0.5×3.6×2.0＋1（检修荷载）＝7.48kNA、D柱集中弯矩：M1=M2＝7.48×0.125＝0.94kN.mB、C柱集中荷载：P2＝P3＝0.5×3.6×0.5×3.6×2.0＋0.5×2.7×0.5×2.7×2.0＋（1.8－1.2）×2×1.2×2.0＝13.01kN ⑶第二层顶活载作用下框架荷载计算q3=2.0×3.6＝7.2kN/mq3’=2.0×2.7＝4.8kN/mA柱上面的力为:0.5×3.6×0.5×3.6×2.0+0.5×1.5×0.5×1.5×2.0+3.6×0.5×1.5×2.0＝13.01kNA柱集中弯矩：13.01×0.125＝1.63kN.mD柱上面除去阳台产生的力为:0.5×3.6×0.5×3.6×2.0+0.5×1.5×0.5×1.5××0.5×2.0+（1.8－0.5×1.5）×0.5×1.5×2.0＝8.62kND柱集中弯矩：8.62×0.125＝1.08kN.mB、C柱集中荷载：P2＝P3＝12.24kN⑷第二层同第一层将以上计算的结果汇总层次q3q3’P1P2P3P4M1M241.81.351.623.253.251.620.20.237.25.47.4813.0113.017.480.940.9427.25.413.018.628.6213.011.631.0817.25.413.018.628.6213.011.631.08表5.1横向框架kJ-5活载汇总表表5.2横向框架kJ-5恒载汇总表层次q1q1’q1‘‘q2q2’P1P2P3P4M1M244.572.994.5715.6611.7531.9440.9440.9431.943.993.9939.928.349.9212.958.6449.8413.543.5344.016.235.529.922.999.9212.958.6437.6647.8347.8337.664．714.7119.922.999.9212.958.6437.6647.8347.8337.664.714.71 5.3内力计算由于结构基本对称，在竖向荷载作用下框架的侧移可以忽略不计。梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算。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得到。柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到。计算柱底轴力还需考虑柱自重，弯矩图见图5.6、5.7。 图5.6KJ-5的弯矩图 图5.7活载作用下KJ-5的弯矩图 表5.3恒载作用下梁端剪力层次总剪力AB跨BC跨CD跨VaVbVbVcVcVd459.3962.0319.919.962.0359.39368.2968.9315.715.768.9368.29268.1269.115.715.769.168.12167.9269.315.715.769.367.92表5.4恒载作用下柱的轴力层次柱轴力AD柱BC柱N顶N底N顶N底491.29121.29122.81152.813233.59263.59276.01306.012375.72405.72429.32459.321517.66547.66582.82612.82表5.5活载作用下梁端剪力层次总剪力AB跨BC跨CD跨VaVbVbVcVcVd45.375.431.821.825.435.37321.3621.847.297.2921.8421.36221.4321.777.297.2921.7721.43121.3321.877.297.2921.8721.33 表5.6活载作用下柱的轴力层次柱轴力AD柱BC柱N顶N底N顶N底46.996.9910.510.5335.8335.8352.6552.65264.7464.7494.7294.72193.5493.54136.89136.89注：V以向上为正6kJ-5横向框架内力组合 6.1地震情况结构抗震等级可根据结构类型，地震烈度，房屋高度等因素，查表确定，由此表可知，本工程的框架为二级抗震等级6.2框架梁内力组合本工程考虑了三种内力组合，即1.2SGk+1.4SQk，1.35SGk+1.4×0.7×SQk，rRE[1.2(SGk+0.5SGk)+1.3SEk。表中的SGk和SQk两列中的梁端弯矩为经过调幅之后的弯矩（条幅系数取0.8）。6.3框架柱的内力组合取每层柱底和柱顶两个控制截面。组合结果见表6.1，表6.2，表6.3，表6.4。 6.4横向框架柱端组合弯矩设计值的调整表6.3横向框架A柱柱端组合弯矩设计值的调整层次4321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底　　　　　235.69248.07253.95477.2　　　　　695.48794.31946.621078.41注：表中弯矩为相应于本层柱净高上、下两端的弯矩设计值。表6.3横向框架B柱柱端组合弯矩设计值的调整层次4321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底　　　　　370.25374.31373.83505.45　　　　　217.2316.04217.66349.45注：表中弯矩为相应于本层柱净高上、下两端的弯矩设计值。表6.3横向框架C柱柱端组合弯矩设计值的调整层次4321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底　　　　　343.18353.99362.4526.8　　　　　216.96315.8215.63347.42注：表中弯矩为相应于本层柱净高上、下两端的弯矩设计值。表6.3横向框架D柱柱端组合弯矩设计值的调整层次4321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底　　　　　247.95263.89259.63481.08注：表中弯矩为相应于本层柱净高上、下两端的弯矩设计值。6.5跨间最大弯矩的计算：以第一层AB跨梁为例，说明计算方法和过程。计算理论：根据梁端弯矩的组合值及梁上荷载设计值，由平衡条件确定。 1）均布和梯形荷载下，如下图：VA=-（MA+MB）/l+q1l/2+（1-a）lq2/2若VA-（2q1+q2）al/2≤0，说明x≤al，其中x为最大正弯矩截面至A支座的距离，则x可由下式求解：VA-q1x-x2q2/（2al）=0将求得的x值代入下式即可得跨间最大正弯矩值：Mmax=MA+VAx-q1x2/2-x3q2/（6al）若VA-（2q1+q2）al/2>0，说明x>al，则x=（VA+alq2/2）/（q1+q2）可得跨间最大正弯矩值：Mmax=MA+VAx-（q1+q2）x2/2+alq2（x-al/3）/2若VA≤0，则Mmax=MA2）同理，三角形分布荷载和均布荷载作用下，如下图：VA=-（MA+MB）/l+q1l/2+q2l/4x可由下式解得：VA=q1x+x2q2/l可得跨间最大正弯矩值：Mmax=MA+VAx-q1x2/2-x3q2/3l第1层AB跨梁：梁上荷载设计值：q1=1.2×9.92=11.904kN/mq2=1.2×（12.95+0.5×7.2）=19.86kN/m左震：VA=-（MA-MB）/l+q1l/2+（1-a）lq2/2=-（446.24+525.35）/6.6+11.904×6.6/2+（1-1.8/6.6）×19.86×6.6/2=-63.31kN<0则Mmax发生在左支座，Mmax=1.3MEk-1.0MGE=1.3×387.82-（27.37+0.5×8.47）=472.56kN·mγReMmax=0.75×472.56=354.42kN·m右震：VA=-（MA-MB）/l+q1l/2+（1-a）lq2/2=（542.11+298.04）/6.6+11.904×6.6/2+（1-1.8/6.6）×19.86×6.6/2=214.23kN由于214.23-（2×11.904+19.86）×1.8/2=174.93>0，故x>al=1.8x=（VA+alq2/2）/（q1+q2）=（214.23+0.5×1.8×19.86）/（11.904+19.86）=7.3＞6.6m则Mmax发生在右支座Mmax=1.3MEk-1.0MGE=1.3×286.38-（53.86+0.5× 16.05）=310.40kN·mγREMmax=0.75×310.40=232.8kN·m6.6梁的强剪弱弯剪力值计算仍以一层AB跨梁为例说明计算梁上荷载设计值：q1=1.2×9.92=11.904kN/mq2=1.2×（12.95+0.5×7.2）=19.86kN/mln=6.6-0.275-0.4=5.925mq1q2产生的剪力为：VGb＝0.5×〔q1ln＋q2（ln－al）〕＝0.5×〔11.904×5.925＋19.86×（5.925－1.8）〕＝76.23kN左震：＝－52.89/0.85=-62.22kN＝169.98/0.85=199.98kN＝466.24－62.22×0.4＝441.35kN·m＝－525.35＋199.98×0.55/2=-470.36kN·m右震：＝159.53/0.85=187.68kN＝-38.96/0.85=-45.84kN＝-542.11+187.68×0.4＝-467.03kN·m＝298.04-45.84×0.55/2=285.43kN·m+=441.35+470.36=911.71kN·m＞467.03+285.43=752.46kN·m∴=1.2×＋76.23＝260.88kN=221.75kN7截面设计 7.1框架梁设计以一层AB跨梁为例，混凝土强度等级为C30（fc=14.3N/mm2），纵筋采用HRB335级(fy=300N/mm2），箍筋采用HPB300级(fy=210N/mm2）.7.1.1梁的正截面强度计算从表中分别选出AB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转算为支座边缘控制截面的弯矩进行配筋计算。跨间弯矩M=354.42kN.m支座边缘弯矩=542.11-212.71*0.55/2=483.61kN.m=0.75*483.61=362.71=525.35-226.64*0.55/2=463.02kN.m=0.75*463.02=347.27kN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。翼缘计算宽度，当按跨度考虑时，=L/3=6.6/3=2200mm,按梁间距考虑=b+=300+3600-300=3600mm，按翼缘厚度考虑时，=-=700-35=665mm,=120/665=0.180＞0.1，此种情况不起控制作用，故=2200mm梁内纵向钢筋选用（=300N/mm）=0.550，下部跨间截面按单筋T形截面计算：=1.0*14.3*120*2200*（665-60）=2284.0kN.m＞354.42kN.m属于第一类T形截面==0.02实配钢筋4B25（=1964mm2）==0.98%＞＝0.26%满足要求将下部跨间截面的钢筋伸入支座，做为支座弯矩作用下的受压钢筋（=1964mm2），在计算相应的受拉钢筋，即支座A上部。在计算受拉钢筋，即支座A上部：不到屈服可近似取 ==1919.1mm2实4B25（=1964mm2）==0.984%＞=0.310%==-0.013=-0.013＜=0.105支座上部==1837.4mm2实取4B25（=1964mm2）===0.984%＞=0.310%满足要求7.1.2斜截面受剪承载力计算为了防止梁在弯曲屈服前先发生剪切破坏，在截面设计时，对剪力设计值进行如下调整：，调整后的剪力值大于组合表中的静力组合值，故按调整后的剪力值进行截面计算=221.75kN＜=0.25*1.0*14.3*300*665=713.21kN故截面尺寸满足要求，根据规范：二级抗震箍筋肢距不应大于250mm和20d，且配有计算受压钢筋超过3根（为4根）所以梁端加密箍筋去4肢φ8@100，箍筋采用HPB300级钢筋=0.7*1.43*300*665+1.25*210*4*50.30*665/100=550.92kN＞221.75kN加密区长度取1.05m（1.5=1.5*700=1050mm和500mm中的最大值），非加密区箍筋取4肢A8@200，＝＝0.447﹪＞=0.24*=0.163﹪箍筋设置满足要求。由于梁腹板高度＝700－120＝580mm＞450mm，规范要求需配置腰筋每侧不少于0.1﹪b，且间距不宜大于200mm，本设计每侧配4B22，=226mm2下面是其他kJ-3框架梁纵向钢筋计算表和箍筋表：见表6.1、6.2 表7.1钢筋计算表层次截面M/kN·mξ实配钢筋As/mm21支座A-362.71﹤019641919.14C2010.984Bl-463.020.04919641837.44C2010.984AB跨间354.420.025　1743.414C20　0.98支座Br-232.97﹤019641805.974C2511.41Cl-230.24﹤019641784.814C2511.41BC跨间263.130.112　1985.984C20　1.41支座Cr-290.81﹤019641538.684C2010.984D-378.41﹤019642002.24C2010.984CD跨间340.670.02　1743.414C20　0.98层次截面M/kN·mξ实配钢筋As/mm22支座A-309.84﹤019641639.374C2010.98Bl-249.46﹤019641319.894C1810.98AB跨间287.40.021　1464.464C16　0.98支座Br-180.16﹤019641396.594C1811.41　cCl-181.1﹤019641403.884C2511.41BC跨间2230.094　1666.814C16　1.41支座Cr-251.87﹤015201332.654C180.770.98D-320.29﹤015201694.664C200.770.98CD跨间272.340.017　1394.734C16　1.09 层次截面M/kN·mξ实配钢筋As/mm23支座A-227.55﹤012561203.974C1810.63Bl-194.13﹤012561027.144C1610.63AB跨间203.960.015　1046.054C16　0.63支座Br-137.92﹤012561069.154C1610.9Cr　-138.85﹤012561076.364C1610.9BC跨间161.240.067　11884C16　0.9支座Cl-196.50.002310171039.684C160.810.63D-243.910.02710171290.534C160.810.63CD跨间178.840.013　906.574C10　0.51层次截面M/kN·mξ实配钢筋As/mm24支座A-174.040.012804920.854C160.790.51Bl-141.6﹤0804749.214C160.790.51AB跨间107.930.008　557.894C16　0.4支座Br-97.33﹤0804754.54C160.790.73　-97.34﹤0804754.574C160.790.73BC跨间95.850.039　691.554C16　0.58支座A-141.67﹤0804749.584C160.790.51Bl-174.630.012804923.974C160.790.51AB跨间107.420.008　557.894C16　0.4下面的箍筋全是四肢箍，加密区＝2.01，非加密区：间距150的＝0.447，间距200的＝0.34层次截面γREV/KN0.2βcfcbho/KN梁端加密区非加密区实配钢筋（）实配钢筋（） 4A、Bl72.34484.77>γREV-0.224<0双肢φ8@100（1.01）双肢φ8@200（0.224）Br45.6467.06>γREV-0.31<0双肢φ8@100（1.01）双肢φ8@100（0.337）3A、Bl100.556484.77>γREV-0.125<0双肢φ8@100（1.01）双肢φ8@200（0.224）Br96.186467.06>γREV-0.14<0双肢φ10@100（2.36）双肢φ10@100（0.524）2A、Bl113.939484.77>γREV-0.077<0双肢φ8@100（1.01）双肢φ8@200（0.224）Br131.074467.06>γREV-0.017<0双肢φ10@100（2.36）双肢φ10@100（0.524）1A、Bl129.441484.77>γREV-0.021<0双肢φ8@100（2.01）双肢φ8@200（0.447）Br218.098467.06>γREV0.29双肢φ12@100（3.41）双肢φ12@100（1.047）表7.2箍筋表7.2柱截面设计混凝土的强度等级采用C40（=19.1N/mm），纵筋为HRB335级钢筋（=300N/mm）箍筋为HPB300级7.2.1剪跨比和轴压比的验算表7.3为各层柱剪跨比和轴压比计算结果，其中剪跨比λ也可取。注意，表中的、和都不应考虑承载力抗震调整系数。由表可见，各柱的剪跨比和轴压比均满足规范要求,根据《建筑抗震规范》，对于二级抗震等级，剪跨比大于2，轴压比小于0.8。 表7.3柱的轴压比和剪压比层次柱号b(mm)ho(mm)fc(N/m㎡)McNVc*0.85VcMc/(Vc*ho)N/(fc*b*h)1A55055019.1596.51348172.59203.055.760.43B55055019.1631.81172.3213.99251.754.920.37C55055019.1658.51168.6214.18251.985.120.37D55055019.1603.41243.1175.22206.145.740.392A55055019.1310.1992.89153.97181.143.360.32B55055019.1465.9911.15233.07274.203.330.29C55055019.1442.5910.35233.6274.823.160.29D55055019.1329.9920.38165.35194.533.320.293A55055019.1195.1669.08125.47147.612.590.21B55055019.1298.7662.03194.06228.312.570.21C55055019.1299.4665.08194.05228.292.570.21D55055019.1208.8628.63135.53159.452.570.204A55055019.1169.5374.9899.47117.022.840.12B55055019.1235.7413.28141.99167.052.770.13C55055019.1235.7419.88142.23167.332.760.13D55055019.1173.9365.19104.36122.782.780.127.2.2柱子正截面承载力计算以第一层A的为例，进行设计，根据A柱内力组合表，将支座中心处的弯矩换算至支座边缘，并与柱端组合弯矩的调整值比较后，选出最不利内力，进行配筋计算。⑴最不利组合一（调整后）N＝1348kN轴向力对截面重心的偏心距：取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中的较大值即：550/30=18.3mm故取=20mm柱子的计算长度的确定：根据《抗震设计规范》，对于现浇楼盖的底层柱 取轴向力作用点至受拉钢筋As合力点之间的距离采用对称配筋故属于大偏压⑵最不利组合二此组内力是非地震组合情况且无水平荷载效应故不必进行调整M=-6.52kN.M 故为小偏心受压轴向力作用点至受拉钢筋As合力点之间的距离为按上式计算时应满足因为故按构造配筋且应满足单侧配筋率故选5B25总配筋率>0.8﹪7.2.3、柱子斜截面受剪承载力计算以第一层A柱为例计算，由前可知柱弯矩设计值对于级抗震等级柱底弯矩设计值为则框架柱的剪力设计值满足要求其中取较大的柱下端值，而且不应考虑，故为将表（）查的值除以0.8，为将表（）中查的值除以0.85与相应的轴力。 故该层柱应按构造配置箍筋柱端加密区的箍筋选用4肢φ8@100，一层A柱底的轴压比为0.258查表得，最小配筋率特征值则最小体积配筋率：满足要求则根据构造要求，二级抗震柱箍筋加密区最大间距为100mm，8d较小值，故取100mm，加密区长度为1500mm，非加密区还应满足故配置为四肢φ10@2007.2.4、框架梁柱节点核心区截面抗震验算以一层中节点为例，由节点两侧的受弯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，计算时取两侧梁的平均高度即：该框架为二级抗震等级二级框架梁柱节点核芯区组合得剪力设计值按下式计算：为柱的计算高度取节点上下柱反弯点间的距离即：即＝（4.4－2.473）＋1.65＝3.577m为节点左右梁端逆时针或顺时针方向组合弯矩设计值之和，即＝（394.01＋260.66）/0.75=872.89kN.M(左震)剪力设计值 节点核芯区截面得抗震验算是按箍筋和混凝土共同抗剪考虑的，设计时，应首先按下式对截面的剪压比予以控制。节点核芯区的受剪承载力按下式计算注：N取第2层柱底轴力N＝911.15/0.8＝1138.94kN和二者中的较小值，故取N＝1138.94kN该节点区配筋为4肢φ10@200，则7.3楼梯的设计：（建筑主楼梯）层高为3300mm，踏步尺寸为150mm×300mm，采用强度等级为C20，混凝土板的钢筋板底用HPB235级钢筋,梁纵筋采用HRB335钢筋,楼梯上均布活载标准植q=2.0kN/m7.3.1梯段板的计算：取板厚h=120mm约为板斜长的1/30，板倾斜角的正切取1米宽板带计算：（1）、荷载计算梯段板的荷载计算列于表7.6中表7.6梯段板的荷载计算 荷载种类荷载标准值（kN/m）恒荷载8厚面层地砖　三角形踏步　0.5×0.3×0.15×25/0.3=1.8820厚1：4干硬性水泥砂浆　0.02×20＝0.4混凝土斜板　0.12×25/0.894=3.36板底抹灰　小计　6.26活荷载　2.0 表7.7柱的箍筋层次柱号rREV/kN0.2ßcfcbh0/kNN/kN0.3fcAAsv/S/mmλfc/fyv/％实配箍筋加密区非加密区1A203.051071.5113481733.33-6.580.00874φ10＠1004φ10＠200B251.751071.511172.281733.33-7.130.00794φ10＠1004φ10＠200C251.981071.511168.631733.33-6.830.00794φ10＠1004φ10＠200D206.141071.511243.141733.33-6.520.00814φ10＠1004φ10＠2002A181.141071.51992.891733.33-10.880.00754φ10＠1004φ10＠200B274.201071.51911.151733.33-10.040.00734φ10＠1004φ10＠200C274.821071.51910.351733.33-10.550.00734φ10＠1004φ10＠200D194.531071.51920.381733.33-10.810.00734φ10＠1004φ10＠2003A147.611071.51669.081733.33-13.600.00734φ10＠1004φ10＠200B228.311071.51662.031733.33-12.950.00734φ10＠1004φ10＠200C228.291071.51665.081733.33-12.920.00734φ10＠1004φ10＠200D159.451071.51628.631733.33-13.560.00734φ10＠1004φ10＠2004A117.021071.51374.981733.33-12.780.00734φ10＠1004φ10＠200B167.051071.51413.281733.33-12.600.00734φ10＠1004φ10＠200C167.331071.51419.881733.33-12.620.00734φ10＠1004φ10＠200D122.781071.51365.191733.33-12.950.00734φ10＠1004φ10＠200恒荷载的分项系数取活荷载的分项系数取总荷载的设计值（2）、截面设计：板的水平计算跨弯矩的设计:故板的高度 故选用Φ8@100分布筋每级踏步1根Φ87.3.2平台板的设计：设平台板的厚度为70mm，取1m宽板带计算（1）、荷载计算：平台板的荷载列于表6.8，总荷载的设计表7.8平台板的荷载荷载种类荷载标准值（kN/m）恒荷载10厚面层地砖　0.010×19.8×1＝0.19820厚1：4干硬性水泥砂浆　0.02×20×1＝0.470混凝土板　0.07×25×1＝1.75板底抹灰　0.02×17×1＝0.34小计　2.69活荷载　2.0（2）、截面设计：①2.5m平台板：平台板的计算跨度：弯矩设计值：板的有效高度：=70-20=50mm 所以选用φ8@150As=335mm2②1.1m平台板：平台板的计算跨度：弯矩设计值：板的有效高度：=70-20=50mm选用φ8@200As=251mm2分布筋φ6@150，为了避免斜板在支座处产生过大的裂缝，一般在板面设置φ8@200，长为的扣筋。7.3.3.平台梁的设计：设平台梁的截面尺寸为200mm×300mm1）、荷载计算，平台梁的计算列于表2.23，总荷载设计值:P=1.2×13.1+1.4×5.5=23.42kN/m表7.9平台梁的荷载荷载种类荷载标准值（kN/m）恒荷载梁的自重0.20×（0.30-0.12）×25=0.9梁侧粉刷0.02×（0.30-0.12）×2×17=0.12平台板2.69梯段板6.26×3.0/2=9.39小计13.1活荷载2.0×（3.0/2+2.5/2）=5.5截面设计：计算跨度=1.05*(3.9-0.30)=3.78m弯矩设计值：剪力设计值：截面按倒T形梁计算： 梁的有效高度判别截面类型：属于第一类T形梁。故选用4B14As=615mm2箍筋采用4φ6@200则斜截面受剪承载力：故满足要求图7.1梯段梁的配筋图7.4楼板的设计板厚为120mm，楼面活荷载qk为2kN/m2，恒荷载gk为5.208kN/m2采用C20混凝土板中钢筋采用HRB335。按弹性理论计算，由公式m=表中系数×（1）荷载设计值q=1.3qk=1.3×2=2.6kN/m2g=1.2gk=1.2×5.208=6.25kN/m2g＋q/2=6.25＋2.6/2=7.55kN/m2q/2=2.6/2=1.3kN/m2g＋q=6.25＋2.6=8.85kN/m2 (2)计算跨度内跨：(轴线间的距离)边跨(2)弯矩计算(以E区格为例)跨中最大弯矩为当内支座固定时在g＋q/2作用下的跨中弯矩值，与内支座铰支时在q/2作用下的跨中弯矩值之和。混凝土的波桑比取0.2；支座最大负弯矩为当内支座固定时g＋q作用下的支座弯矩E区格＝3.6/6.6=0.55,查表得=(0.0399＋0.2×0.0093)×(g＋q/2)＋(0.0892＋0.2×0.210)q/2＝5.45kN·m=－0.0827(g＋q)＝-0.0827×8.85×3.62=－9.34kN·m=(0.0093＋0.2×0.0399)×7.55×3.62＋(0.210＋0.2×0.0892)×1.3×3.62=1.96kN·m=－0.0570×8.85×3.62=－6.55kN·m (3)截面设计截面有效高度：假定选用φ10钢筋，则方向跨中截面得＝h－20＝120－20＝100mm，方向跨中截面得＝h－30＝120－30＝90mm，支座截面的＝100mm。截面设计用的弯矩：楼板周边为主梁，且不存在次梁，故将区格A的跨中弯矩及A-A支座弯矩减少20%，对于B、C区格＝3.6/6.6=0.55<1.5,故跨中及边缘算起第二个支座截面减小20%，其余不进行折减。为了便于计算，近似取γ＝0.95，。方向：跨中弯矩M1＝5.45×0.8＝4.36kN.M＝218.55所以配φ8@200（As＝251.0）支座弯矩＝－9.43×0.8＝7.544kN.M＝378.15所以选配φ8@130（As＝387.0）方向：跨中弯矩M2＝1.96×0.8＝1.57kN.M＝87.33所以选配φ6@200（As＝141.0）支座弯矩＝－6.55kN.M＝328.32所以选配φ8@150（As＝335.0）8基础设计8.1设计资料 1、某建筑物为4层框架结构，框架为三跨的横向承重框架，每跨跨度为3.6m；边柱传至基础顶部的荷载标准值和设计值分别为：Fk=2665KN、Mk=572KN•M、Vk=146KN，F=3331KN、M=715KN•M、V=182KN；中柱传至基础顶部的荷载标准值和设计值分别为：Fk=4231KN、Mk=481KN•M、Vk=165KN，F=5289KN、M=601KN•M、V=206KN。2、根据现场观察描述，原位测试分析及室内试验结果，整个勘察范围内场地地层主要由粘性土、粉土及粉砂组成，根据土的结构及物理力学性质共分为5层，具体层位及工程特性见附表。勘察钻孔完成后统一测量了各钻孔的地下水位，水位埋深平均值为0.9m，本地下水对混凝土无腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性。3、根据地质资料，确定条基埋深d＝1.9m；8.2内力计算1、基础梁高度的确定取h＝1.5m符合GB50007-20028.3.1柱下条形基础梁的高度宜为柱距的的规定。2、条基端部外伸长度的确定据GB50007-20028.3.1第2条规定外伸长度宜为第一跨的0.25倍考虑到柱端存在弯矩及其方向左侧延伸为使荷载形心与基底形心重合，右端延伸长度为，计算过程如下：a.确定荷载合力到E点的距离： 得b.右端延伸长度为：3、地基净反力的计算。对E点取合力距即：，即4、确定计算简图5、采用结构力学求解器计算在地基净反力Pj作用下基础梁的内力图弯矩图（KN·M） 剪力图（KN）6、计算调整荷载由于支座反力与原柱端荷载不等，需进行调整，将差值折算成调整荷载对于边跨支座为边跨长度；为第一跨长度。对于中间支座为第长度；为第跨长度。故；；；调整荷载作用下基础梁的内力图 弯矩图（KN·M）BC跨中M＝－0.86KN·m；CD跨中M＝－34.98KN·m；DE跨中M＝－2.325KN·m剪力图（KN）7、两次计算结果叠加，得基础梁得最终内力支座截面类型BCDE左右左右左右左右弯矩（KN·m）1030.641745.642957.973558.973021.193622.19843.171558.17剪力（KN）1145.15-2198.752669.15-2603.522432.71-2853.921945.57-1391.228.3基底压力验算按《勘察报告》2005-054；钻孔18处1.9m～2.7m深度范围内的黄土物理指标如下：；；；；；；；；；；；；；；查GB50007-2002表5.2.4承载力修正系数 及均小于0.85的粘性土；1、不考虑宽度修正，只考虑深度修正的地基承载力特征值：2、确定基础宽度取3、经宽度和宽度修正的地基承载力特征值。4、验算基底压力①采用荷载标准值组合计算基底净反力（与荷载基本组合时地基净反力计算方法相同）：②，满足要求。8.4基础配筋计算1、基础梁配筋计算①材料选择混凝土；；钢筋采用HRB335；；垫层100mm厚。②基础梁宽度；符合2.0～3.5的规定③验算截面最小尺寸考虑到钢筋可能为双排布置，故，满足要求④配筋计算表格2、正截面受弯配筋计算 项目截面弯矩截面抵抗矩系数相对受压区高度内力矩的力臂系数截面配筋A左1030.640.0535213340.0550358040.9724820972487.80A右1745.640.0906514220.0951811480.9524094254302.50B左2957.970.1536079540.1676634740.9161682627578.95B右3558.970.1848180000.2060453410.8969773299313.94C左3021.190.1568909800.1716172150.9141913927757.67C右3622.190.1881010270.2101911960.8949044099501.34D左843.170.0437859810.0447890080.9776054952024.61D右1558.170.089160690.084484920.9577575393819.00AB跨中2021.270.1049597480.1111352730.9444323635023.93BC跨中1183.990.0614848290.0635010190.9682494902870.46CD跨中2183.110.1133690640.1206469020.9396765485453.64注：等效矩形应力图形系数；；取及大值基础梁选配钢筋：顶部12B25全长贯通，腰筋按构造设置，详见简图底部6B32全长贯通，大于底部总面积的1/3.C、D支座底部附加钢筋6B32在1/3截断3、箍筋计算①截面尺寸符合要求（第1步第③项已经验算）；②根据纵筋布置及根数确定为6肢箍，选用③斜截面受剪承载力；a、（加密区） b、（非加密区）。8.5基础底板配筋计算翼板按斜截面抗剪强度验算设计高度；翼板端部按固定端计算弯矩，根据弯矩配置横向钢筋（横向钢筋采用16,）.1、翼板的高度如计算简图所示，取1.0m宽度翼板作为计算单元，剪力设计值斜截面受剪承载力，满足要求。2、横向钢筋计算 弯矩设计值；配筋计算：①截面抵抗矩系数②相对受压区高度；③内力矩的力臂系数④钢筋面积实配16@110，分布筋。8.6沉降计算1、土层分层情况如下：项目土层名称及编号天然重度γ承载力特征值fak压缩模量Es1-2变形模量Eo渗透系数k直接快剪冲（钻）孔灌注桩抗拔系数λ基槽开挖允许坡率粘聚力c内摩擦角φ极限侧阻力qsis极限端阻力qpskN/m3kPaMPaMPacm/skPa°kPakPa杂填土①18.0未完成自重固结4.5×10-25.015.0301:1.50淤泥②16.5550.5150.201:1.50粉质粘土③18.61206.55.0×10-626.0(32.0)13.0(15.0)400.751:1.00残积粘性土④18.522050.04.2×10-425.0（29.0）21.0（24.0）500.80强风化砂岩⑤21.04002.0×10-58030000.70中风化砂岩⑥25.0100012012000 沉降计算采用荷载准永久组合,用角点法计算区域划分如下：例如：对于E点有1、地基变形计算深度算至强化闪长岩则，按GB50007-2002规定时且应满足2、沉降计算①E点：对；；001.178912.31581.00000.79307.812.85070.80.42111.178912.31580.99120.89081011.25971.80.94741.178912.31580.93542.207615.518.00266.73.52631.178912.31580.58080.2719103.43687.94.15791.178912.31580.52700.1156300.48718.54.47371.178912.31580.5034计算沉降经验系数首先计算变形计算深度范围内压缩模量的当量值 据GB50007-2002表5.3.5，得所以边柱E点桩基础最终沉降量计算，满足GB5007-2002公式5.3.6要求。②D点：对；；004.96848.52631.00000.79427.812.87010.80.42114.96848.52630.99280.91071011.51121.80.94744.96848.52630.94722.593815.521.15206.73.52634.96848.52630.64160.3654104.61877.94.15794.96848.52630.59040.1570300.66158.54.47374.96848.52630.5674计算沉降经验系数首先计算变形计算深度范围内压缩模量的当量值 据GB50007-2002表5.3.5，得所以中柱D点桩基础最终沉降量计算，满足GB5007-2002公式5.3.6要求。4)D点和E点沉降差中柱D点最终总沉降量与边柱E点最终总沉降量之差-＝34.0194mm－29.1672mm＝4.8522mm满足GB5007-2002表5.3.4要求结论本次设计是三河县某实验中学教学楼的设计，在设计中，进行了的教学楼建筑设计、结构设计。 毕业设计从开题报告开始，经历了建筑设计，结构设计。在写开题报告的过程中，在指导老师的带领下，通过阅读大量的参考文献、资料以及综合所学知识，我认识到每一栋建筑物的设计都应满足其功能、经济及其相应条件下的美观要求。其中满足功能要求是建筑设计的首要任务，它是为人们创造良好的生产与生活环境的关键环节；通过建筑设计，我了解了建筑平面、立面、剖面设计应遵循的设计原则和设计要点；而经过结构设计则收获颇丰，在手算部分使我重新温习和梳理了框架结构的设计过程，在以后的工作中可以思路更清晰，目标更明确。进行电算的过程虽然困难重重，但终究学会并可以熟练使用了当前进行结构设计必备的计算软件PKPM，这也是今后的工作中不可缺少的一个重要环节。以上就是我在这次毕业设计过程中的主要工作，归结起来有以下几点收获：可以综合应用所学基础课、专业基础课及专业课知识和相关技能，熟悉了相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法，解决了具体的土木工程设计问题，提高了工程应用的综合能力和创新能力。通过本次设计，使我能结合所学的结构、材料、制图、力学等各方面的知识，充分掌握工程设计的原理，切实把理论知识与工程实践相结合，同时还锻炼我制图、电算软件实际操作能力，使我操作能力有了大幅度的提高，这不仅是大学四年专业知识的综合，也为以后更好的、独立的从事土木这个行业打下基础。鸣谢本设计过程中，时刻得到颜华老师的指导和教诲，对此特向颜老师表示衷心的感谢。同时也感谢院里其他老师及领导的关心，这次毕业设计才得以顺利完成。 参考文献[1]GB50009-2001,中华人民共和国国家标准.建筑结构荷载规范[S].北京：中国建筑工业出版社,2002年[2]GB50011-2001,中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社,2001年[3]GB50010-2001,中华人民共和国国家标准．混凝土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社,2002年[4]GB50009-2001,中华人民共和国国家标准.建筑地基基础设计规范[S]. 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