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6层钢筋混凝土框架结构计算书-毕业设计论文

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'XX学院本科毕业设计(论文)目录1绪论11.1工程背景11.1.1设计资料11.1.2材料11.2工程特点11.3本章小结22结构设计32.1框架结构设计计算32.1.1工程概况32.1.2设计资料32.1.3梁柱截面、梁跨度及柱高度的确定42.1.4荷载计算52.1.5水平地震作用下框架的侧向位移验算112.1.6水平地震作用下横向框架的内力分析152.1.7竖向荷载作用下横向框架的内力分析163.1.8内力组合222.1.9截面设计302.2板的计算502.2.3屋面板532.3楼梯设计572.3.1计算简图及截面尺寸572.3.2设计资料572.3.3梯段板设计572.3.4平台板计算592.3.5平台梁计算59结论61致谢62参考文献6362 XX学院本科毕业设计(论文)1绪论1.1工程背景本项目为6层钢筋混凝土框架结构,占地面积约为960.96㎡,总建筑面积约为5765.76㎡;层高3.6m,平面尺寸为18.3m×52.0m。采用桩基础,室内地坪为±0.000m,室外内高差0.6m。框架梁、柱、楼面、屋面板板均为现浇。1.1.1设计资料(1)气象资料夏季最高气温40℃,冬季室外气温最低-20℃。冻土深度25cm,基本风荷载W。=0.35kN/㎡;基本雪荷载为0.2kN/㎡。年降水量500mm。(2)地质条件建筑场地地形平坦,粘性土层,不考虑地下水。(3)地震设防烈度八度1.1.2材料柱采用C30,纵筋采用HRB335,箍筋采用HPB235,梁采用C30,纵筋采用HRB335,箍筋采用HPB235。基础采用C30,纵筋采用HRB400,箍筋采用HPB235。1.2工程特点本工程为六层,主体高度为21.6米。建筑采用的结构可分为钢筋混凝土结构、钢结构、钢-钢筋混凝土组合结构等类型。本建筑自身的特点,决定采用钢筋混凝土结构。在多层建筑中,62 XX学院本科毕业设计(论文)不同的结构体系,适用于不同的层数、高度和功能。框架结构体系是由梁、柱构件通过节点连接构成,既承受竖向荷载,也承受水平荷载的结构体系。这种体系适用于多层建筑及高度不大的高层建筑。本建筑采用的是框架机构体系,框架结构的优点是建筑平面布置灵活,框架结构可通过合理的设计,使之具有良好的抗震性能;框架结构构件类型少,易于标准化、定型化;可以采用预制构件,也易于采用定型模板而做成现浇结构,本建筑采用的现浇结构。由于本次设计是办公楼设计,要求有灵活的空间布置,和较高的抗震等级,故采用钢筋混凝土框架结构体系。1.3本章小结本章主要论述了本次设计的工程概况、相关的设计资料、多层建筑的一些特点以及综合本次设计所确定的结构体系类型。62 XX学院本科毕业设计(论文)2结构设计2.1框架结构设计计算2.1.1工程概况本项目为6层钢筋混凝土框架结构体系,占地面积约为960.96㎡,总建筑面积约为5765.76㎡;层高3.6m平面尺寸为18.3m×52.0m。采用桩基础,室内地坪为±0.000m,室外内高差0.6m。框架平面同柱网布置如下图:2-1框架平面柱网布置框架梁柱现浇,屋面及楼面采用100mm厚现浇钢筋混凝土。2.1.2设计资料(1)气象条件:基本风荷载W。=0.35kN/㎡;基本雪荷载为0.2KN/㎡。(2)楼、屋面使用荷载:走道:2.5kN/㎡;消防楼梯:2.5kN/㎡;办公室2.0kN/㎡;机房:8.0kN/㎡,为安全考虑,均按2.5kN/㎡计算。(3)工程地质条件:建筑物场地地形平坦,粘性土。(4)屋面及楼面做法:屋面做法:20mm厚1:2水泥砂浆找平;100~140mm厚(2%找坡)膨胀珍珠岩;100mm厚现浇钢筋混凝土楼板;15mm厚纸筋石灰抹灰。楼面做饭:25mm厚水泥砂浆面层;100mm厚现浇钢筋混凝土楼板;15mm纸筋石灰抹灰。62 XX学院本科毕业设计(论文)2.1.3梁柱截面、梁跨度及柱高度的确定(1)初估截面尺寸:1)柱:b×h=600mm×600mm2)梁:梁编号如下图:L1:h=(1/12~1/8)×7800=650~975取h=700mmb=(1/3~1/2)H=(1/3~1/2)×700=233~350取b=300mmL2:h=(1/12~1/8)×2700=225~338取h=450mmb=(1/3~1/2)H=(1/3~1/2)×450=130~225取b=250mmL3:h=(1/12~1/8)×4000=333~500取h=450mmb=(1/3~1/2)H=(1/3~1/2)×450=150~225取b=250mmL4:h=(1/12~1/8)×3600=300~450取h=400mmb=(1/3~1/2)H=(1/3~1/2)×400=133~200取b=250mmL5:h=(1/12~1/8)×2400=200~300取h=400mmb=(1/3~1/2)H=(1/3~1/2)×400=133~200取b=250mmL6:h=(1/12~1/8)×8000=667~1000取h=700mmb=(1/3~1/2)H=(1/3~1/2)×700=233~350取b=300mm图2-2框架梁编号(2)梁的计算跨度框架梁的计算跨度以上柱形心为准,由于建筑轴线与柱轴线重合,故计算跨度如下:62 XX学院本科毕业设计(论文)(3)柱高度底层柱h=3.6+0.6+0.5=4.7m其他层h=3.6m2.1.4荷载计算(1)屋面均布恒载二毡三油防水层(绿豆砂保护层)0.35kN/㎡冷底子油热玛蹄脂0.05kN/㎡20mm厚1:2水泥砂浆找平0.02×20=0.4kN/㎡100~140厚(2%坡度)膨胀珍珠岩(0.1+0.14)×7/2=0.84kN/㎡100mm厚现浇钢筋混凝土楼板0.1×25=2.5kN/㎡15mm厚纸筋石灰抹底0.015×16=0.24kN/㎡共计4.38kN/㎡屋面恒载标准值为:(52+0.24)×(7.8×2+2.7+0.24)×4.38=4242.16kN(2)楼面均布恒载按楼面做法逐项计算25厚水泥砂浆找平0.025×20=0.05kN/㎡100厚现浇钢筋混凝土楼板0.1×25=2.5kN/㎡15厚纸筋石灰抹灰0.015×16=0.24kN/㎡共计3.24kN/㎡62 XX学院本科毕业设计(论文)楼面恒载标准值为:(52+0.24×7.8×2+2.7+0.24)×3.24=3180.04kN(3)屋面均布活载计算重力荷载代表值时,仅考虑屋面雪荷载:0.2×(52+0.24×7.8×2+2.7+0.24)=197.71kN(4)楼面均布活荷载楼面均布活荷载对于办公楼一般房间为22.0KN/m2,走道、消防楼梯为2.5kN/m2,为计算方便,偏安全的统一取均布活荷为2.5kN/㎡。楼面均布活荷载标准值为:2.5×(52+0.24×7.8×2+2.7+0.24)=2421.32kN(5)梁柱自重(包括梁侧、梁底、柱的抹灰重量)L1:b×h=0.3m×0.7m长度7.2m每根重量0.7×7.2×25×0.02×2+0.3)=42.84kN根数15×2×6=180根L2:b×h=0.25m×0.45m长度2.1m每根重量0.45×2.1×25×0.02×2+0.25)=6.85kN根数15×6=90根L3:b×h=0.25m×0.45m长度3.4m每根重量0.45×3.4×25×0.02×2+0.25)=11.09kN根数16×2×6=192根L4:b×h=0.25m×0.4m长度3.0m每根重量0.4×3×25×0.02×2+0.25)=8.7kN根数8×6=48根L5:b×h=0.25m×0.4m长度1.8m每根重量0.4×1.8×25×0.02×2+0.25)=5.22kN根数8×6=48根L6:b×h=0.3m×0.7m长度7.4m每根重量0.7×7.4×25×0.02×2+0.3)=44.03kN根数4×6=24根Z1:截面0.6×0.6㎡长度4.7m每根重量(0.6+0.02×2)²×4.7×25=48.13kN62 XX学院本科毕业设计(论文)根数14×4=56根Z2:截面0.6×0.6㎡长度3.6m根重量(0.6+0.02×2)²×3.6×25=36.86kN根数14×4×8=448根表2-1梁柱自重梁(柱)编号截面(m2)长度(m)根数每根重量(kN)L10.3×0.77.2018042.84L20.25×0.452.1906.85L30.25×0.453.419211.09L40.25×0.43.0488.70L50.25×0.41.8485.22L60.3×0.77.402444.03Z10.6×0.64.75648.13Z20.6×0.63.644836.86(6)墙体自重外墙墙厚240mm,采用瓷砖贴面;内墙墙厚120mm,采用水泥砂浆抹面,内外墙均采用粉煤灰空心砌块砌筑。单位面积外墙体重量为:7.0×0.24=1.68kN/㎡单位面积外墙贴面重量为:0.5kN/㎡单位面积内墙体重量为:7.0×0.12=0.84kN/㎡单位面积内墙贴面重量为(双面抹面):0.36×2=0.72kN/㎡62 XX学院本科毕业设计(论文)墙体每片面积(m2)个数重量(KN)底层纵墙外墙3.4×4.2516外墙墙体388.41881.46外墙墙面115.63.0×4.304外墙墙体86.69外墙墙面25.81.8×4.304外墙墙体52.01外墙墙面15.487.4×4.002外墙墙体99.56外墙墙面29.6内墙3.4×4.2516内墙墙体194.21400.92内墙墙面166.463.0×4.302内墙墙体21.67内墙墙面18.78底层横墙外墙7.2×4.04外墙墙体96.77207.56外墙墙面82.942.1×4.252外墙墙体15.0外墙墙面12.85内墙7.2×4.016内墙墙体387.07718.85内墙墙面331.78外墙3.4×3.1516外墙墙体287.89外墙墙面85.68表2-2墙体自重62 XX学院本科毕业设计(论文)墙体每片面积(㎡)个数重量(kN)其他层纵墙外墙3.0×3.204外墙墙体64.51601.08外墙墙面19.211.80×3.204外墙墙体38.71外墙墙面11.527.4×2.902外墙墙体72.11外墙墙面21.46内墙3.4×3.1516内墙墙体143.94351.69内墙墙面123.383.0×3.202内墙墙体16.13内墙墙面13.821.8×3.202内墙墙体9.68内墙墙面8.297.4×2.901内墙墙体18.03内墙墙面15.45其他层横墙外墙7.2×2.904外墙墙体140.37210.48外墙墙面41.762.1×3.152外墙墙体22.23外墙墙面6.12内墙7.2×2.9016内墙墙体280.62514.48内墙墙面233.8662 XX学院本科毕业设计(论文)(7)荷载合计:顶层重力荷载代表值包括屋面恒载+50%屋面雪载+纵横梁自重+半层柱自重+半层墙体自重。顶层恒载:4242.16kN顶层活载:193.71kN顶层梁自重:+++++=42.84×30+6.85×15+11.09×32+8.7×8+5.22×8+44.03×4=2030.31kN顶层柱自重:36.86×56=2064.16kN顶层墙自重:601.08+351.69+210.48+514.48=1677.73kN=+1/2++1/2+1/2=9759.58kN其他层重力荷载代表值包括楼面恒载+50%活载+纵横梁自重+楼面上下各半层的柱及纵横墙体自重。=3138.04+1/2×2421.32+42.84×30+6.85×15+11.09×32+1677.73=8120.9kN8120.9kN=3138.04+1/2×2421.32+42.84×30+6.85×15+11.09×32+8.7×8+5.22×8=8567.52kN门窗荷载计算M-1、M-2采用钢框门,单位面积钢框门重量为0.4kN/㎡M-3、M-4采用木门,单位面积木门重量为0.2kN/㎡C-1、C-2、C-3、C-4、C-5、C-6均采用钢框玻璃窗,单位面积钢框玻璃窗重量为0.45kN/㎡表2-3门窗重量计算层号门窗号单位面积(m2)数量重量(kN)底层M-11.5×2.734.8664.35M-21.5×2.122.52M-30.9×2.4135.62C-10.9×1.821.46C-21.0×1.843.24C-42.4×1.81834.9962 XX学院本科毕业设计(论文)C-51.8×1.8811.66层号门窗号单位面积(m2)数量重量(kN)二至六层M-30.9×2.4106.0567.55M-41.5×2.464.32C-21.0×1.843.24C-31.5×1.822.43C-42.4×1.81634.99C-51.8×1.8811.66C-63.0×1.824.86(8)底层墙体实际重量:=10699.07kN建筑物总重力荷载代表值:kN2.1.5水平地震作用下框架的侧向位移验算(1)横向线刚度混凝土C30kN/㎡在框架结构中,有现浇楼面或预制板楼面。而现浇板的楼面,板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取=1.5(为梁的截面惯性矩)。对中框架取=2.0。若为装配楼板,现浇层的楼图2-5质点重力荷载值面,则边框架梁取=1.2,对中框架取=1.5。(2)横向框架柱的侧移刚度D值柱线刚度列于表2-4,横向框架柱侧移刚度D值计算见表2-5。(2)横向框架自振周期按顶点位移法计算框架的自振周期。顶点位移法是求结构基本频率的一种近似方法。将结构按质量分布情况简化为无限质点的悬臂直杆,导出以直杆顶点位移表示的基本公式。62 XX学院本科毕业设计(论文)表2-4柱线刚度柱号截面(m2)柱高度(m)惯性矩线刚度(m4)(kN·m)0.6×0.64.710.8×10-36.89×1040.6×0.63.610.8×10-39.00×104表2-5横向框架柱侧移刚度D值计算项柱类型层数根数底层边框架边柱0.448167684边框架中柱0.528197624中框架边柱0.4931845224中框架中柱0.58021709241109984二至六层边框架边柱0.216180004边框架中柱0.311259174中框架边柱0.2682233324中框架中柱0.37531250241461660这样,只要求出结构的顶点水平位移,就可以按下式求得结构的基本周期:式中62 XX学院本科毕业设计(论文)——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0.6;——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,再用求出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2-6。表2-6横向框架顶点位移层次(kN)(kN)(kN/m)层间相对位移69813.338891.8814616600.02660.2859813.348705.1814616600.03330.253449813.358518.4814616600.04000.220139813.368331.7814616600.04670.180129813.378145.0814616600.05340.1334110699.0788844.1511099840.08000.0800=1.7×0.6×(3)横向地震作用计算在I类场地,8度设防区,设计地震分组为第二组情况下,结构的特征周期=0.25s,水平地震影响系数最大值=0.16。由于=0.577>=1.4×0.25=0.35(s),应考虑顶点附加地震作用。按底部剪力法求得的基底剪力,若按分配给各层,则水平地震作用呈倒三角形分布。对一般层,这种分布基本符合实际。但对结构上部,水平作用小于按时程分析法和振型分解法求得的结果,特别对于周期比较长的结构相差更大。地震的宏观震害也表明,结构上部往往震害很严重。因此,即顶部附加地震作用系数考虑顶部地震力的加大。考虑了结构周期和场地的影响。且修正后的剪力分布与实际更加吻合。62 XX学院本科毕业设计(论文)=0.08+0.01=0.08×0.577+0.01=0.0562结构横向总水平地震作用标准值:=(/)××0.85=(0.25/0.850)0.9×0.16×0.85×88844.15=5691.88kN顶点附加水平地震作用:==0.068×5681.88=387.05kN各层横向地震剪力计算:横向框架各层水平地震荷载作用下的地震剪力见图2-7。各层横向地震剪力计算:横向框架各层水平地震荷载作用下的地震剪力见图2-7。表2-7各层水平地震荷载作用下的地震剪力层次(m)(m)(kN)(kN)(kN)63.622.79813.32227620.133714.483884.2353.619.19813.31874340.112601.664485.8943.615.59813.31521060.091488.854974.7433.611.99813.31167780.070376.045350.7823.68.39813.3814500.050268.65619.3816.54.710669.07501450.030161.165780.54注:表中第6层中加入了,其中=387.05kN。(4)横向框架抗震变形验算详见表2-8。表2-8横向框架抗震变形验算62 XX学院本科毕业设计(论文)层次层间剪力(kN)层间刚度(kN)层间位移(m)层高(m)层间相对弹性转角63884.2314616600.002663.61/135354485.8914616600.003073.61/117344974.7414616600.00343.61/105835350.7814616600.003663.61/98325619.3814616600.003843.61/93815780.5411099840.005214.71/691注:层间弹性相对转角均满足要求。<[]=1/450。(若考虑填充墙抗力作用为1/550)2.1.6水平地震作用下横向框架的内力分析本设计取中框架为例,柱端计算结果详见表2-9。地震作用下框架梁柱弯矩,梁端剪力及柱轴力分别见表2-10、图2-7,图2-8。表2-9C轴柱(边柱)柱端弯矩计算层次层高h层间剪力层间刚度y(m)63.63884.23146166022333590.7330.45116.8295.5853.64485.85146166022333690.7330.45136.62111.7843.64974.74146166022333760.7330.5136.8136.833.65350.78146166022333820.7330.5147.6147.623.65619.38146166022333860.7330.5154.8154.814.65780.54110998418452960.9580.65157.92293.28注:表中:62 XX学院本科毕业设计(论文)表2-10D轴柱(中柱)柱端弯矩计算层次层高h层间剪力层间刚度y(m)63.63884.23146166031250831.2020.5149.4149.453.64485.85146166031250961.2020.5172.8172.843.64974.741461660312501061.2020.5190.8190.833.65350.781461660312501151.2020.520720723.65619.381461660312501201.2020.521621614.65780.541109984217091131.570.6212.44318.662.1.7竖向荷载作用下横向框架的内力分析图2-11荷载折减示意图(1)荷载计算第6层梁的均布线荷载62 XX学院本科毕业设计(论文)CD跨:屋面均布恒载传给梁4.38×4.0×0.883=17.52kN/m横梁自重(包括抹灰)(0.3+0.02×2)×0.7×25=5.95kN/m恒载:23.47kN/mDE跨:屋面均布恒载传给梁4.38×4.0×0.883=17.52kN/m横梁自重(包括抹灰)(0.25+0.02×2)×0.45×25=3.26kN/m恒载:20.78kN/m第2~5层梁均布线荷载CD跨:楼面均布恒载传给梁3.24×4.0×0.883=12.96kN/m横梁自重(包括抹灰)(0.3+0.02×2)×0.7×25=5.95kN/m无横墙恒载:18.91kN/mDE跨:楼面均布恒载传3.24×4.0×0.883=12.96kN/m横梁自重(包括抹灰)(0.25+0.02×2)×0.45×25=3.26kN/m恒载:16.22kN/m第2~5层集中荷载:纵梁自重(包括抹灰):(0.25+0.02×2)×0.45×25×4.0=13.05kN外纵墙自重(包括抹灰):(1.68+0.72)×3.6×(4.0-0.60)=26.68kN内纵墙自重:(0.84+0.72)×3.6×(4.0-0.60)=19.09kN柱自重(包括抹灰):0.64×0.64×3.6×25=36.68kN总计:95.68kN第1层梁均布线荷载:跨恒载:18.91kN/m跨恒载:16.22kN/m第1层集中荷载:纵梁自重(包括抹灰):13.05kN纵墙自重(包括抹灰):16.22kN柱自重(包括抹灰):48.13kN62 XX学院本科毕业设计(论文)总计:106.95kN活荷载计算:屋面梁上线活荷载:楼面梁上线活荷载(2)用弯矩分配法计算框架弯矩竖向荷载作用下框架的内力分析,除活荷载较大的工业厂房外,对一般的工业与民用建筑可以不考虑活荷载的不利布置。这样求得的框架内力,梁跨中弯矩较考虑活荷载不利布置法求得的弯矩偏低,但当活荷载在总荷载比例较大时,可在截面配筋时,将跨中弯矩乘1.1~1.2的放大系数予以调整。a.固端弯矩计算1)恒荷载作用下内力计算将框架视为两端固定梁,计算固端弯矩。计算结果见表2-12。表2-12固端弯矩计算层数简图边跨框架梁顶层底层中间跨框架梁顶层62 XX学院本科毕业设计(论文)底层2)活荷载作用下内力计算将框架视为两端固定梁,计算固端弯矩。计算结果见表2-13。表2-13固端弯矩计算层数简图边跨框架梁顶层底层中间跨框架梁顶层底层b.分配系数计算各杆端分配系数见表2-14。表2-14各杆端分配系数层号节点C各杆端分配系数节点D各杆端分配系数顶层C6C50.58D6D50.51C6D60.42D6C60.37D6E60.12C5C60.37C8C70.37D5D60.34D5D40.3462 XX学院本科毕业设计(论文)标准层C5D50.26D5C50.25D5E50.07底层C1C20.4C1C00.31D1D20.37D1D00.28C1D10.29D1C10.27D1E10.08c.传递系数远端固定,传递系数为1/2;d.弯矩分配恒荷载作用下,框架的弯矩分配计算见图2-15;活荷载作用下,框架的弯矩分配计算见图2-16;竖向荷载作用下,考虑框架梁端的塑性内力重分布,取弯矩调幅系数为0.8,调幅后,恒荷载及活荷载弯矩见图2-13,图2-15中括号内数值。图2-15恒载弯矩分配图上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.370.370.266层0.250.340.340.07-44.7744.77-5.3616.5616.5611.65-9.85-13.40-13.40-2.768.288.28-4.935.83-6.7-6.7-4.30-4.30-3.031.892.572.570.53-2.15-2.160.95-1.521.231.281.241.240.87-0.25-0.34-0.34-0.0619.6319.62-39.2540.87-16.64-16.59-7.650.370.370.265层0.250.340.340.07-44.7744.77-5.3616.5616.5611.65-9.85-13.40-13.40-2.768.288.28-4.925.82-6.7-6.7-4.31-4.31-3.031.892.572.570.54-2.15-2.150.95-1.511.281.281.241.240.87-0.26-0.36-0.36-0.0719.6219.62-39.2540.86-16.61-16.61-7.650.370.370.264层0.250.340.340.07-44.7744.77-5.3616.5616.5611.65-9.85-13.40-13.40-2.768.288.28-4.935.83-6.7-6.7-4.31-4.31-3.031.892.572.570.54-2.15-2.150.95-1.521.281.281.241.240.88-1.26-0.35-0.35-0.0719.6219.62-39.2540.86-16.6-16.6-7.650.370.370.263层0.250.340.340.07-44.7744.77-5.3662 XX学院本科毕业设计(论文)16.5616.5611.65-9.85-13.40-13.40-2.768.288.28-4.925.83-6.7-6.7-4.31-4.31-3.021.892.572.570.54-2.15-2.280.95-1.511.281.391.291.290.90-0.29-0.39-0.39-0.0819.6719.54-39.2140.84-16.64-16.53-7.660.370.370.262层0.250.340.340.07-44.7744.77-5.3616.5616.5611.65-9.85-13.40-13.40-2.768.288.96-4.935.82-6.7-7.29-4.55-4.55-3.202.042.782.780.57-2.150.64-0.590.641.020.44-1.600.071.280.100.040.100.0218.7821.02-39.7941.25-15.94-17.77-7.530.40.310.291层0.270.370.280.08-44.7744.77-5.3617.9113.8812.98-10.6414.58-11.03-3.158.28-5.326.49-6.7-1.18-0.92-0.860.050.080.060.02-2.280.03-0.431.390.90.700.65-0.26-0.36-0.17-0.0123.6313.66-37.2940.67-21.2-10.97-8.49图2-16活载弯矩分配(3)梁端剪力及柱轴力的计算梁端剪力:式中:——梁上均布荷载引起的剪力,;——梁端弯矩引起的剪力,。柱轴力:式中:——梁端剪力;——节点集中力及柱自重。跨:五六层梁在恒载作用下,梁端剪力及柱轴力计算为例。由图2-15查得梁上均布荷载为:第五层:=18.91kN/m62 XX学院本科毕业设计(论文)集中荷载95.68kN柱自重36.86kN第六层:=23.47kN/m由图2-15查得:五层梁端弯矩:=88.72kN·m(70.98kN·m)=99.57kN·m(79.656kN·m)六层梁端弯矩:=85.76kN·m(68.61kN·m)=99.57kN·m(79.368kN·m)括号内为调幅的数值。六层梁端剪力:===1/2×23.47×7.8=91.53kN调幅前:=+=91.53-1.72=89.81kN=-=91.53+1.72=93.25kN调幅后:=+=91.53-1.38=90.15kN=-=91.53+1.38=92.91kN同理可得五层梁端剪力:===1/2×18.91×7.8=73.75kN调幅前:=+=73.75-1.39=72.36kN=-=73.75+1.39=75.14kN调幅后:kN=+=73.75-1.11=72.64kN=-=73.75+1.11=74.86kN六层C柱柱顶及柱底轴力:==90.15+0=90.15kN=90.15+36.86=127.01kN五层C柱柱顶及柱底轴力:=90.15+73.26+95.68=258.19kN=258.19+36.86=295.05kN其他层梁端剪力及柱轴力计算见表2-17,表2-18。3.1.8内力组合62 XX学院本科毕业设计(论文)(1)框架梁内力组合在恒载和活载作用下,跨间可以近似取跨中的代替:式中、——梁左、右端弯矩,见图2-13、2-15括号内数值。跨中若小于应取=在竖向荷载与地震组合时,跨间最大弯矩采用数解法计算,如图2-16所示。图2-17框架梁内力组合图图2-18调幅前后剪力值变化对作用点取矩:=-(-++处截面弯矩为:=--+由=0,可求得跨间的位置为=将代入任一截面处的弯矩表达式,可得跨间最大弯矩为:==-+62 XX学院本科毕业设计(论文)=-+当右震时公式中、反号。及的具体数据见表2-19,表中、、均有两组数据。表2-19及值计算项目跨1.2(恒+活)1.3地震(kN/m)(kN/m)(kN/m)(kN/m)(kN/m)CD跨686.4299.3968.8051.3529.235104.02114.57130.57112.7627.99499.25104.25190.44171.0399.65103.32252.95205.83299.65103.32301.86254.05199.66103.32323.15288.34DE跨626.8326.8332.8932.8926.0517.1217.1272.1072.1024.76417.7017.70109.33109.33317.9517.95131.60131.60217.9517.95164.81164.81117.9417.94184.34184.34续表2-19项目跨(kN/m)(kN/m)(kN/m)(kN/m)CD跨65.696.93/105.583.32/3.61173.69/203.65576.57/112.292.74/4.01112.57/235.79462.12/129.472.22/4.6373.93/304.44349.87/141.961.78/5.0748.10/363.67237.42/154.411.34/5.5228.68/429.58130.30/161.531.08/5.7720.06/469.7562 XX学院本科毕业设计(论文)DE跨62.510.74/39.590.41/1.5227.92/30.145-19.98/74.15-0.81/2.9954.98/54.984-47.56/101.30-1.92/4.0991.63/91.633-64.05/117.61-2.59/4.75113.9/113.92-88.66/142.22-3.58/5.74146.86/146.861-103.12/156.69-4.16/6.33166.4/166.4梁内力组合见表2-20表2-20梁内力组合表层次位置内力荷载类别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)±1.3③6M-67.34-31.4194.58-124.77153.31-352.60V73.4434.2749.02136.11172.426M-69.75-32.7158.33-129.48-309.15102.51V74.1434.6549.02137.48173.48M-11.9-6.12101.23-22.85113.65-149.55V21.911.9296.4142.97158.77跨中75.2729.84132.1363.6748.107.393.4213.665M-67.34-31.4232.12-124.77202.11-401.4062 XX学院本科毕业设计(论文)V73.4434.2759.39136.11185.90M-69.76-32.69195.42-129.48-357.37150.72V74.1434.6559.39137.48186.97M-11.9-6.12126.78-22.85146.86-182.77V21.911.92120.7442.97190.39跨中75.2634.58138.72429.5828.687.392.8512.864M67.35-31.4248.5836.86385.13-261.17V73.4734.2793.94136.14230.85M-69.75-32.69221.8-129.47-391.65185.03V74.1334.6563.94137.47192.87M11.89-6.12141.85.7194.94-173.74V21.911.92135.0542.97209.00跨中75.2624.58124.72469.7520.067.392.8212.823M-67.3-31.37284.4-124.68270.14-469.3062 XX学院本科毕业设计(论文)V73.4434.2773.2136.11203.85M-69.7-32.67242.66-129.38-418.7212.22V74.1434.6573.2137.48204.92M-11.9-6.13155.14-22.86183.72-219.64V21.911.92147.7542.97225.51跨中75.3122.84122.35526.0211.447.392.6212.54+M-68.26-31.83302.4-126.47292.11-494.132V73.4734.2977.84136.17209.93M-70.44-33258.03-130.73-439.77231.11V74.134.6377.84137.40210.89M-11.66-6.02164.97-22.42196.86-232.07V21.911.92157.1142.97237.68跨中74.4622.58120.96558.177.527.392.6212.541M-63.99-29.83312.72-118.55311.85-501.2262 XX学院本科毕业设计(论文)V73.2134.0979.73135.58211.96M-68.22-32.54261.35-127.42-441.14238.37V74.4334.8779.73138.13213.89M-13.43-6.79167.09-25.62197.03-237.41V21.911.92159.1342.97240.30跨中77.7123.38125.99583.549.547.392.6212.54注:表中恒载和活载的组合,梁端弯矩取调幅后的数值,剪力取调幅前的较大值。图中M左、M右为调幅前弯矩值,M左′、M右′为调幅后弯矩值。剪力值应取V左和V左′具体数值见表2-16(2)柱内力组合框架柱取每层柱顶和柱底两个控制截面组合结果见表2-22、表2-23。表中系数是考虑计算截面以上各层活载不总是同时满布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,取值见表2-21。表2-21活荷载按楼层的折减系数墙,柱,基础计算截面以上的层数12~34~55~6>20计算截面以上各楼层活荷载的折减系数1.00(0.90)0.850.700.650.55表2-22C柱内力组合表层次位置内力荷载类别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)±1.3③62 XX学院本科毕业设计(论文)6柱顶M42.0919.62116.8277.98-89.59214.15N596.25109.84116.53869.28629.92932.89柱底M-42.09-19.6395.58-77.9961.97-186.54N633.11109.84126.53913.51661.15990.135柱顶M42.0919.62136.6277.98-115.33239.89N765.37144.11185.921120.20763.211264.61柱底M-42.09-19.62111.78-77.9883.03-207.59N802.23144.11185.921164.43807.451290.844柱顶M42.0919.62136.877.98-115.56240.12N934.5178.38249.860371.13903.611553.25柱底M-42.19-19.64136.8-78.12115.43-240.25N971.36178.38249.861415.36947.841597.483柱顶M41.9319.54147.677.67-129.84253.92N1103.62212.65323.061622.051031.961871.91柱底M-40.27-18.78147.6-74.62132.29-251.47N1140.48212.65323.061666.291076.191916.142柱顶M45.0521.02154.883.49-134.57267.91N1272.77246.94400.91873.041154.322196.66柱底M-50.7-23.63154.8-93.922126.22-276.26N1309.63246.94400.91917.271198.552240.8962 XX学院本科毕业设计(论文)1柱顶M29.2913.66157.9254.27-161.95248.64N1452.93281.03480.632136.961287.322536.95柱底M-14.86-6.94293.28-27.55359.27-403.26N1501.06281.03480.632194.711345.072594.71表2-22D柱内力组合表层次位置内力荷载类别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)±1.3③6柱顶M-36.16-16.59149.4-66.62-247.57140.57N697148.84126.91045.26761.211091.15柱底M36.1616.61119.466.65247.58-140.86N734.26148.84126.91089.49805.451135.395柱顶M-36.16-16.61172.8-66.65-278.0171.28N889.12195.47188.251640.52939.471428.92柱底M36.1716.6172.866.64278.00-171.28N925.8195.41188.251384.53983.481472.934柱顶M-36.17-16.6190.8-66.64-301.40194.68N1080.83241.98259.361931.031105.021779.35柱底M36.2416.64190.864.00301.51-194.57N1117.69241.98259.3616801149.251823.583M-36.01-16.53207-66.35-322.23215.9762 XX学院本科毕业设计(论文)柱顶N1272.55288.55333.911931.03320.352134.27柱底M34.7415.9420764.00132.29-217.85N1309.41288.55333.911975.261310.342178.512柱顶M-38.73-17.77216-71.35-337.94223.66N1464.24335.1413.182226.231421.012495.28柱底M43.9221.221682.38346.22-215.38N1501.09335.1413.192270.451465.232539.191柱顶M-24.8-10.97212.44-44.76-312.15240.19N1667.51381.89492.582535.661589.792870.19柱底M12.055.52318.6622.19432.03-396.49N1715.64381.89492.582593.411647.552928.262.1.9截面设计(1)承载力抗力调整系数考虑地震作用时,结构构件的截面采用下面的表达式:≤/式中——承载力抗力调整系数,取值见表2-23;——地震作用效应与其它荷载效应的基本组合;——结构构件的承载力。注意在截面配筋时,组合表中地震力组合的内力均应乘以后再与静力组合的内力进行比较,挑选出最不利组合。62 XX学院本科毕业设计(论文)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的柱偏压0.75轴压比不小于0.15的柱偏压0.80抗震墙偏压0.85各类构件受剪、偏拉0.85(2)横向框架梁截面设计1)底层框架梁梁控制截面的内力:按梁的跨度考虑按梁的净距考虑=300+3700=4000mm图2-19T形梁计算截面按梁翼缘高度考虑,=800-35=765mm/=100/765=0.13>0.1故翼缘不受限制。翼缘计算宽度取三者中较小值,即2600mm。判别T形梁截面类型=1.0×14.3×2600×100×(765-100/2)=2658.37kN·m〉M属于第一类T型截面。2)梁的斜截面强度计算(见表2-25)实验和理论分析证明,翼缘对提高T型截面梁的受剪承载力并不很显著,因此,《混凝土结构设计规范》规定,在计算T形截面梁的承载力时,仍取腹板宽度b并按矩形截面计算。为了防止梁在弯曲屈服前先发生剪切破坏,截面设计时对剪力设计值进行调整如下:式中A——剪力增大系数,对二级框架取1.05;62 XX学院本科毕业设计(论文)——梁的净跨,对第一层梁,=7.2m,=2.1m;——梁在重力荷载作用下,按简支梁分析的梁端截面剪力设计值,;,——分别为梁的左、右端顺时针方向或反时针方向截面组合的弯矩值。由表2-19查得:CD跨:顺时针方向=311.85kN·m=-441.14kN·m逆时针方向=-501.22kN·m=238.37kN·mDE跨:顺时针方向=±197.03kN·m逆时针方向=237.41kN·m计算中+取顺时针方向和逆时针方向中较大值。剪力调整:CD跨:+=311.85+441.14=752.99kN·m>501.22+238.37=739.59kN·m=(18.91+0.5×8.33)×1.2×7.2=99.68kN·mDE跨:+=197.03+237.04=434.07kN·m=(18.91+0.5×8.33)×1.2×1/2×2.1=29.07kN·m=1.05×752.99/7.2+99.68=209.49kN=1.05×434.07/2.1+29.07=246.11Kn考虑承载力抗震调整系数==0.85×209.49=178.07kN=0.85×246.11=209.19kN表2-25梁的斜截面强度计算62 XX学院本科毕业设计(论文)截面支座C右支座D左支座D右设计剪力V´(kN)211.96213.89240.30(kN)180.17181.81204.26调整后的剪力V(kN)209.49209.49246.11(kN)178.07178.07209.19300×665300×665300×465713.21×103>V713.21×103>V370.91×103>V箍筋直径Φ(mm)肢数(n)n=2;Φ=8n=2;Φ=8n=2;Φ=850.350.350.3箍筋间距S(mm)10010080335.37×103>·V335.37×103>·V214.59×103<·V0.3350.3350.4020.2040.2040.204(2)标准层框架梁取CD跨梁,梁控制截面的内力:按梁的跨度考虑按梁的净距考虑=300+3700=4000mm按梁翼缘高度考虑,=800-35=765mm62 XX学院本科毕业设计(论文)/=100/765=0.13>0.1故翼缘不受限制。翼缘计算宽度取三者中较小值,即2600mm。判别T形梁截面类型=1.0×14.3×2600×100×(765-100/2)=2658.37kN·m〉M属于第一类T型截面。(2)梁的斜截面强度计算(见表2-27)为了防止梁在弯曲屈服前先发生剪切破坏,截面设计时对剪力设计值进行调整如下:由表2-19查得:CD跨:顺时针方向=292.11kN·m=-439.77kN·m逆时针方向=-494.13kN·m=231.11kN·mDE跨:顺时针方向=±196.86kN·m逆时针方向=232.07kN·m计算中+取顺时针方向和逆时针方向中较大值。剪力调整CD跨:+=292.11+439.77=731.88kN·m>494.13+231.11=725.24kN·m=(24.97+0.5×7.8)×1.2×7.2×1/2=99.68kN·mDE跨:+=196.86+232.07=428.93kN·m=23.52×1.2×1/2×2.1=29.07kN·m=1.05×731.88/7.2+99.68=206.41kN=1.05×428.93/2.1+29.07=243.54kN考虑承载力抗震调整系数=0.8562 XX学院本科毕业设计(论文)若调整后的剪力值大于组合表中的静力组合的剪力值,则按调整后的剪力进行斜截面计算。根据国内对低周期反复荷载作用下的钢筋混凝土连续梁和悬臂梁受剪承载力试验,反复加载使梁的受剪承载力降低。考虑地震作用的反复性,表中静力荷载作用下梁的受剪承载力公式乘0.85的降低系数。表2-27第二层梁的斜截面强度计算截面支座C右支座D左支座D右设计剪力V´(kN)209.93210.89237.68(kN)178.44179.26202.03调整后的剪力(kN)206.41206.41243.54(kN)175.45175.45207.01300×665300×665250×415713.21×103>V713.21×103>V370.91×103>V箍筋直径Φ(mm)肢数(n)n=2;Φ=8n=2;Φ=8n=2;Φ=850.350.350.3续表2-27箍筋间距S(mm)10010080335.37×103>V335.37×103>V214.59×103<V0.3350.3350.4020.2040.2040.204(3)柱截面设计a.底层D柱截面设计混凝土等级为C30,=14.3N/mm2,=1.43N/mm262 XX学院本科毕业设计(论文)纵筋为HRB335,=300N/mm2,箍筋为HPB235,=210N/mm21)轴压比验算表2-28轴压比限值类别抗震等级一二三框架柱0.70.80.9框架梁0.60.70.8由D柱内力组合表3-15查得:Ⅰ-Ⅰ=2539.50kNc==2539.50×103/(600×600×14.3)=0.30<0.9Ⅱ-Ⅱ=2870.50kNc==2870.50×103/(600×600×14.3)=0.56<0.9Ⅲ-Ⅲ=2928.26kNc==2928.26×103/(600×600×14.3)=0.680<0.9均满足轴压比的要求。2)正截面承载力的计算框架结构的变形能力与框架的破坏机制密切相关,一般框架梁的延性远大于柱子。梁先屈服使整个框架有较大的内力重分布和能量消耗能力,极限层间位移增大,抗震性能较好。若柱子形成了塑性铰,则会伴随产生较大的层间位移,危及结构承受垂直荷载的能力,并可能使结构成为机动体系。因此,在框架设计中,应体现“强柱弱梁”,即一、二级框架的梁柱节点处,除顶层和轴压比小于0.15者外(因顶层和轴压比小于0.15的柱可以认为具有与梁相近的变形能力)。梁、柱端弯矩应符合下述公式的要求:D柱截面计算:二级框架=1.1式中62 XX学院本科毕业设计(论文)——节点上、下柱端顺时针或逆时针截面组合的弯矩设计值之和;——节点上、下梁端逆时针或顺时针截面组合的弯矩设计值之和。地震往返作用,两个方向的弯矩设计值均应满足要求,当柱子考虑顺时针弯矩之和时,梁应考虑逆时针方向弯矩之和,反之亦然。可以取两组中较大者计算配筋。由于框架结构的底层柱过早出现塑性屈服,将影响整个结构的变形能力。同时,随着框架梁塑性铰的出现,由于塑性内力重分布,底层柱的反弯点具有较大地不确定性。因此,对一、二级框架底层柱底考虑1.5的弯矩增大系数。第一层梁与D柱节点的梁端弯矩值由内力组合表2-19查得:左震441.14+197.03=638.17kN·m右震238.37+237.41=475.78kN·m取=638.17kN·m第一层梁与D柱节点的柱端弯矩值由内力组合表2-22查得:左震346.22+312.15=658.37kN·m右震215.38+240.19=455.57kN·m梁端取左震,也取左震:=658.37kN·m<1.1=1.1×638.17=701.99kN·m取´=701.99kN·m将和´的差值按柱的弹性分析弯矩值比分配给节点上下柱端(即I-I、II-II截面)。=×(701.99-658.37)=22.94kN·m=×(701.99-658.37)=20.68kN·m=346.22+22.94=369.16kN·m=312.15+20.68=332.83kN·m对底层柱底(III-III截面)的弯矩设计值应考虑增大系数1.5。=432.03×1.5=648.05kN·m根据D柱内力组合,选择最不利内力并考虑上述各种调整及抗震调整系数后,各截面控制内力如下:62 XX学院本科毕业设计(论文)第一截面:①=369.16×0.8=295.33kN·m=1465.23×0.8=1172.18kN②=82.38kN·m=2270.45kN第二截面:①=332.83×0.8=266.26kN·m=1589.79×0.8=1271.83kN②=45.76kN·m=2536.66kN第三截面:①=648.05×0.8=518.44kN·m=1647.55×0.8=1318.04kN②=22.19kN·m=2593.41kN截面采用对称配筋,具体配筋见表2-29,表中:当<15时,取=1.0(小偏心受压)62 XX学院本科毕业设计(论文)式中——轴向力对截面形心的偏心距;——附加偏心距;——初始偏心距;——偏心受压构件的截面曲率修正系数;——考虑构件长细比对构件截面曲率的影响系数;——偏心距增大系数;——轴力作用点到受拉钢筋合力点的距离;——混凝土相对受压区高度;、——受拉、受压钢筋面积。表2-29柱正截面受压承载力计算(底层)截面Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-ⅢM(kN·m)295.3382.38266.2645.76518.4422.19N(kN)1172.182270.451271.832536.661318.042593.41(mm)54005875(m2)600×565600×565600×565(mm)251.9536.28209.3518.04393.348.56(mm)169.5169.5169.5(mm)202020202020(mm)271.9556.28229.3536.04413.3428.5699.799.791.01.01.01.01.00.9931.01.01.01.01.01.062 XX学院本科毕业设计(论文)1.1201.5811.1692.0731.0942.345(mm)304.5888.98268.1174.71452.1966.97e(mm)569.58353.98533.11339.71717.19331.970.2420.4680.2620.5230.2720.535偏心性质大偏心大偏心大偏心大偏心大偏心大偏心641<0403<02264<0选筋420228+322228+322实配面积(mm)125623722372%0.630.670.673)斜截面承载能力计算以第一层D柱为例,剪力设计值按下式调整:式中——柱净高;——分别为柱上下端顺时针或逆时针方向截面组合的弯矩设计值。取调整后的弯矩值,一般层应满足=1.1,底层柱底应考虑1.15的弯矩增大系数。由正截面计算中第一截面、第三截面的控制内力得:=332.83kN·m=648.05kN·m=4.1m柱的抗剪承载能力:式中——框架的计算剪跨比,,当<1时,取=1当>3,取=3;——考虑地震作用组合的框架柱轴向压力设计值,当>时取==取=3.062 XX学院本科毕业设计(论文)=1589.79kN>=1544.4kN取=1544.4kN设柱箍筋为4肢Φ8﹫150,则=527.43kN>263.16kN同时柱受剪截面应符合如下条件:即kN>263.16kN截面满足抗剪要求。b.标准层D柱截面设计混凝土等级为C30,=14.3N/mm2,=1.43N/mm2纵筋为HRB335,=300N/mm2,箍筋为HPB235,=210N/mm21)轴压比验算由D柱内力组合为:=2495.28kNc==2495.28×103/(600×600×14.3)=0.485<0.9=2178.51kNc==2178.51×103/(600×600×14.3)=0.423<0.9均满足轴压比的要求。2)正截面承载力的计算第二层梁与D柱节点的梁端弯矩值由内力组合表2-19查得:左震439.77+196.86=636.63kN·m右震231.11+232.07=463.18kN·m取=636.63kN·m第二层梁与D柱节点的柱端弯矩值由内力组合表2-22查得62 XX学院本科毕业设计(论文):左震320.25+337.94=658.19kN·m右震217.85+223.6=441.45kN·m梁端取左震,也取左震:=658.19kN·m<1.1=1.1×636.63=700.29kN·m取´=700.29kN·m将和´的差值按柱的弹性分析弯矩值比分配给节点上下柱端(即IV-IV、V-V截面)。=×(700.29-636.63)=30.94kN·m=×(7000.29-636.63)=32.69kN·m=320.25+30.94=351.19kN·m=337.94+32.69=370.63kN·m根据D柱内力截面控制内力如下:第四截面:①=351.19×0.8=280.95kN·m=1310.34×0.8=1048.27kN②=71.35kN·m=2226.23kN第五截面:①=370.63×0.8=296.50kN·m=1421.01×0.8=1136.81kN②=64.0kN·m=1975.26kN截面采用对称配筋,具体配筋见表2-30中.表2-30柱正截面受压承载力计算(标准层)截面第五截面第四截面M(kN·m)280.9571.35296.5064.0N(kN)1048.272226.231136.811975.26(mm)5875(m2)600×565600×565(mm)268.0132.05260.8232.40(mm)169.5169.562 XX学院本科毕业设计(论文)(mm)20202020(mm)288.0152.05280.8252.409.799.791.01.01.01.01.01.01.01.01.1341.7431.1381.738(mm)326.6090.72319.5791.07续表2-30e(mm)591.6355.72584.57356.070.2160.4590.2350.407偏心性质大偏心大偏心大偏心大偏心559<0594<0选筋420420实配面积(mm)12561256%0.630.63(3)斜截面承载能力计算以第二层柱为例,剪力设计值按下式调整:由正截面计算中第Ⅳ-Ⅳ、Ⅴ-Ⅴ截面的控制内力得:=351.19kN·m=519.33kN·m=3.0m柱的抗剪承载能力:=取=2.65=1421.01kN<=1544.4kN,取=1421.01kN设柱箍筋为4肢Φ8﹫150,则62 XX学院本科毕业设计(论文)=455.94kN>319.15kN同时柱受剪截面应符合如下条件:即kN>319.15kN截面满足抗剪要求。a.底层C柱截面设计以第一,二层C柱为例:混凝土等级为C30,=14.3N/mm2,=1.43N/mm2纵筋为HRB335,=300N/mm2,箍筋为HPB235,=210N/mm2(1)轴压比验算由C柱内力组合表2-21查得:Ⅰ-Ⅰ=2240.89kNc==2240.89×103/(600×600×14.3)=0.44<0.9Ⅱ-Ⅱ=2536.95kNc==2536.95×103/(600×600×14.3)=0.49<0.9Ⅲ-Ⅲ=2594.71kNC柱截面计算c==2594.71×103/(600×600×14.3)=0.50<0.9均满足轴压比的要求。(2)正截面承载力的计算第一层梁与C柱节点的梁端弯矩值由内力组合表2-19查得:左震311.85kN·m右震501.22kN·m取=501.22kN·m62 XX学院本科毕业设计(论文)第一层梁与C柱节点的柱端弯矩值由内力组合表2-21查得:左震126.22+248.64=374.86kN·m右震276.26+161.95=438.21kN·m梁端取右震,也取右震:=438.21kN·m<1.1=1.1×501.22=551.34kN·m取´=551.34kN·m将和´的差值按柱的弹性分析弯矩值比分配给节点上下柱端(即I-I、II-II截面)。=×(551.34-438.21)=72.32kN·m=×(551.34-438.21)=40.81kN·m=276.26+72.32=348.58kN·m=161.95+40.81=202.76kN·m对底层柱底(III-III截面)的弯矩设计值应考虑增大系数1.5。=359.27×1.5=538.91kN·m根据C柱内力组合截面控制内力如下:第一截面:①=348.58×0.8=278.86kN·m=1198.55×0.8=958.84kN②=93.92kN·m=1917.21kN第二截面:①=202.76×0.8=162.21kN·m=1287.32×0.8=1029.86kN②=54.27kN·m=2136.96kN第三截面:①=538.91×0.8=431.13kN·m=1345.07×0.8=1076.06kN②=27.55kN·m=2194.71kN截面采用对称配筋,具体配筋见表2-31中.表2-31C柱正截面受压承载力计算(底层)62 XX学院本科毕业设计(论文)截面第一截面第二截面第三截面M(kN·m)278.8693.92162.2154.27431.1327.55N(kN)958.841917.211029.862136.961076.062194.71(mm)54005875续表2-31(m2)600×565600×565600×565(mm)290.8348.99157.5125.40400.6612.55(mm)169.5169.5169.5(mm)202020202020(mm)310.8368.99177.5145.40420.6632.5599.799.791.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.1051.4741.2181.8521.0922.188(mm)343.47101.69216.2184.08459.3671.22e(mm)608.47366.69481.21349.08724.36336.220.1980.3950.2120.4410.2220.453偏心性质大偏心大偏心大偏心大偏心大偏心大偏心600<0<0<03351<0选筋420232+328232+328实配面积(mm)125634563456%0.631.021.02(3)斜截面承载能力计算以第一层C柱为例,剪力设计值按下式调整:=202.76kN·m=538.91kN·m=4.1m62 XX学院本科毕业设计(论文)柱的抗剪承载能力:=取=3.0=1287.32kN<=1544.4kN,取=1287.22kN设柱箍筋为4肢Φ8﹫150,则=433.91kN>198.98kN同时柱受剪截面应符合如下条件:即kN>198.98kN截面满足抗剪要求。d.标准层C柱截面设计混凝土等级为C30,=14.3N/mm2,=1.43N/mm2纵筋为HRB335,=300N/mm2,箍筋为HPB235,=210N/mm2(1)轴压比验算由C柱内力组合表2-21查得:=2196.66kNc==2196.66×103/(600×600×14.3)=0.426<0.9=1916.14kNc==1916.14×103/(600×600×14.3)=0.372<0.9均满足轴压比的要求。(2)正截面承载力的计算62 XX学院本科毕业设计(论文)第二层梁与C柱节点的梁端弯矩值由内力组合表2-19查得:左震292.11kN·m右震494.13kN·m取=494.13kN·m第二层梁与C柱节点的柱端弯矩值由内力组合表2-21查得:左震132.29+134.57=266.86kN·m右震251.47+267.91=519.38kN·m梁端取左震,也取左震:=519.38kN·m<1.1=1.1×494.13=542.44kN·m取´=542.44kN·m将和´的差值按柱的弹性分析弯矩值比分配给节点上下柱端(即IV-IV、V-V截面)。=×(542.44-494.13)=23.39kN·m=×(542.44-494.13)=24.92kN·m=251.47+23.39=274.86kN·m=337.94+32.69=370.63kN·m根据C柱内力组合截面控制内力如下:第四截面::①=292.83×0.8=234.26kN·m=1154.32×0.8=923.46kN②=83.49kN·m=1873.04kN第五截面::①=274.86×0.8=219.89kN·m=1076.19×0.8=860.95kN②=74.62kN·m=1666.29kN截面采用对称配筋,具体配筋见表2-32中。(3)斜截面承载能力计算以第二层柱为例,剪力设计值按下式调整:由正截面计算中第Ⅳ-Ⅳ、Ⅴ-Ⅴ截面的控制内力得:62 XX学院本科毕业设计(论文)=274.86kN·m=189.18kN·m=3.0m表2-32C柱正截面受压承载力计算(标准层)截面Ⅳ-ⅣⅤ-ⅤM(kN·m)234.2683.49219.8974.62N(kN)923.461873.04860.951666.29(mm)5875(m2)600×565600×565(mm)253.6844.57255.4044.78(mm)169.5169.5(mm)20202020(mm)273.6864.57275.4064.789.799.791.01.01.01.01.01.01.01.01.1411.5991.1401.597(mm)312.67103.25313.96103.45e(mm)577.67368.25578.96368.450.3970.3860.1780.344偏心性质大偏心大偏心大偏心大偏心374<0336<0选筋420420实配面积(mm)12561256%0.630.63柱的抗剪承载能力:62 XX学院本科毕业设计(论文)=取=2.65=1154.32kN<=1544.4kN,取=1154.32kN设柱箍筋为4肢Φ8﹫150,则=441.0kN>170.15kN同时柱受剪截面应符合如下条件:即kN>170.15kN截面满足抗剪要求。d.节点设计根据地震震害分析,不同烈度地震作用下钢筋混凝土框架节点的破坏程度不同,7度时,未按抗震设计的多层框架结构节点较少破坏,因此,对不同的框架,应有不同的节点承载力和延伸要求。《建筑结构抗震规范》规定,对一、二级抗震等级的框架节点必须进行受剪承载力计算,而三级抗震等级的框架节点,仅按构造要求配箍,不再进行受剪承载力计算。2.2板的计算2.2.1设计资料板按考虑塑性内力重分布方法计算。取1m宽板为计算单元。混凝土采用C25,fc=11.9N/mm2,钢筋采用HPB235,fy=210N/mm2。2.2.2楼面板楼面板的平面布置图,有关尺寸及计算简图如图2-24所示。62 XX学院本科毕业设计(论文)(1)C~F区格板的计算a.荷载设计值1)活荷载由于活荷载标准值大于2.5,故荷载分项系数为1.4。q=1.4×2.5=3.5kN/m22)恒荷载面层25厚水泥砂浆找平0.025×20=0.05kN/m2板自重100厚现浇钢筋混凝土楼板0.1×25=2.5kN/m2板底抹灰15厚纸筋石灰抹灰0.015×16=0.24kN/m2共计3.24kN/m2g=1.2×3.24=3.89kN/m2g+q=3.89+3.5=7.39kN/m2g+q/2=3.89+1.75=5.64kN/m2q/2=1.75kN/m2b.计算跨度板厚h=100mm,L1b×h=300mm×700mm,L2b×h=250mm×450mmL3b×h=250mm×450mm。内跨,为轴线间距离边跨,为净跨,b为梁宽c.弯矩计算62 XX学院本科毕业设计(论文)跨中最大弯矩发生在活荷载为棋盘式布置时,它可以简化为内支座固支时g+q/2作用下的跨中弯矩值与当内支座铰支时±q/2作用下的弯矩值两者之和。支座最大负弯矩可近似按活荷载满布求得,即内支座固支时g+q作用下的支座弯矩。在本例中,楼盖边梁对板的作用是为固定支座。所有区格板按其位置与尺寸分为C、D、E、F,其中D、E、F三种去较大的D板计算,计算弯矩时,考虑泊松比的影响,取。查表“双向板按弹性分析的计算系数表”(见《混凝土结构》)对各区格弯矩进行计算。各区格板的弯矩计算列于表2-33。d.截面设计截面有效高度:选用Φ8钢筋作为受力主筋,则(短跨)方向跨中截面的=100-20-8/2=76mm(长跨)方向跨中截面的=100-20-12=68mm支座截面处均取为76mm。截面弯矩设计值:该板四周与梁整浇,故弯矩设计值应按如下折减:A区格不予折减;B区格的跨中截面与B-D支座截面折减10%();C区格的跨中截面与C-D支座截面折减20%();D区格的跨中截面与D-D支座截面折减20%。计算配筋量时,取内力臂系数。截面配筋计算结果及实际配筋列于表2-33。表2-33板的配筋计算截面(mm)M(kN•m)(mm²/m)配筋实有(mm²/m)跨中A区格方向765.69396Φ8@120419方向681.72134Φ8@200251B区格方向764.74×0.9=4.27297Φ8@150335方向68255Φ8@19026562 XX学院本科毕业设计(论文)3.64×0.9=3.28C区格方向761.63×0.8=1.3091Φ8@200251方向681.15×0.8=0.9272Φ8@200251D区格方向762.07×0.8=1.66116Φ8@200251方向680.86×0.8=0.6752Φ8@200251支座A边支座(方向)76-10.55734Φ10@100785A边支座(方向)76-7.25564Φ10@130604A-B76-10.55734Φ10@100785A-C76-7.25564Φ10@130604B边支座76-6.74469Φ8@100503C边支座76-2.33162Φ8@200251B-B76-9.80682Φ10@110719B-D76-6.74×0.8=5.4376Φ8@130387C-D76-2.33×0.8=1.86130Φ8@2002512.2.3屋面板屋面板的平面布置图,有关尺寸及计算简图如图2-26所示。(1)C、D、E、F区格板的计算a.荷载设计值1)活荷载q=1.4×0.5=0.7kN/m22)屋面均布恒载二毡三油防水层0.35kN/m2冷底子有热玛蹄脂0.05kN/m262 XX学院本科毕业设计(论文)20mm厚1:2水泥砂浆找平0.02×20=0.4kN/m2100~140mm厚(2%坡度)膨胀珍珠岩(0.1+0.14)×7/2=0.84kN/m2100mm厚现浇钢筋混凝土楼板0.1×25=2.5kN/m215mm厚纸筋石灰抹底0.015×16=0.24kN/m2共计4.38kN/m2图2-26楼板平面布置图g=1.2×4.38=5.26kN/m2g+q=5.26+0.7=5.96kN/m2g+q/2=5.26+0.7/2=5.61kN/m2q/2=0.35kN/m2b.计算跨度板厚h=100mm,L1b×h=300mm×700mm,L2b×h=250mm×450mmL3b×h=250mm×450mm①内跨,为轴线间距离②边跨,为净跨,b为梁宽c.弯矩计算跨中最大弯矩发生在活荷载为棋盘式布置时,它可以简化为内支座固支时g+q/2作用下的跨中弯矩值与当内支座铰支时±q/2作用下的弯矩值两者之和。支座最大负弯矩可近似按活荷载满布求得,即内支座固支时g+q作用下的支座弯矩。在本例中,楼盖边梁对板的作用是为固定支座。62 XX学院本科毕业设计(论文)所有区格板按其位置与尺寸分为A、B、C、D、E、F,其中较大的D板计算,E、F按单向板计算。计算弯矩时,考虑泊松比的影响,取。查表“双向板按弹性分析的计算系数表”.d.截面设计截面有效高度:选用Φ8钢筋作为受力主筋,则(短跨)方向跨中截面的=100-20-8/2=76mm(长跨)方向跨中截面的=100-20-12=68mm支座截面处均取为76mm。截面弯矩设计值:该板四周与梁整浇,故弯矩设计值应按如下折减:1)A区格不予折减;2)B区格的跨中截面与B-D支座截面折减10%();3)C区格的跨中截面与C-D支座截面折减20%();4)D区格的跨中截面与D-D支座截面折减20%。计算配筋量时,取内力臂系数截面配筋计算结果及实际配筋列于表2-37。表2-37板的配筋计算截面(mm)M(kN•m)(mm²/m)配筋实有(mm²/m)跨中A区格方向768.15567Φ10@130604方向681.33103Φ8@200251B区格方向763.81×0.9=3.43239Φ8@200251方向681.49×0.9=1.3493Φ8@200251C区格方向761.27×0.8=1.0271Φ8@200251方向680.54×0.8=0.4333Φ8@200251D方向761.32×0.8=1.0674Φ8@20025162 XX学院本科毕业设计(论文)区格方向680.52×0.8=0.4233Φ8@200251支座A边支座(方向)76-8.37583Φ10@130604A边支座(方向)76-5.75400Φ8@120419A-B76-8.37583Φ10@130604A-C76-5.75400Φ8@120419B边支座76-5.75400Φ8@120419B-B76-7.91551Φ10@130604B-D76-5.44×0.8=-4.35303Φ8@150335C边支座76-1.85129Φ8@200251C-D76-1.85×0.8=-1.48103Φ8@200251D-D76-1.48103Φ8@200251B-E76-7.91551Φ10@130604B-F76-7.91551Φ10@130604(2)E、F板的计算图2-27计算跨度a.板的计算跨度及荷载因板两端与梁固接,按调幅法计算跨度净跨==(3600-300/2)=3450mm==(2400-300/2)=2250mm活荷载设计值:q=1.4×0.5=0.7kN/m2恒荷载:g=1.2×4.38=5.26kN/m2g+q=5.96kN/m2b.计算截面的弯矩设计值及配筋(见表2-38)表2-38计算截面的弯矩设计值及配筋截面中间区格板带左边跨端支座左边跨跨中第一内支座右边跨跨中右边跨端支座62 XX学院本科毕业设计(论文)计算跨度3.453.452.252.252.25弯矩系数-1/161/11-1/111/11-1/16弯矩3.555.69-2.742.741.51-0.0580.093-2.740.045-0.0251.0280.9511.0220.9771.01220635616016789配筋Φ8@200Φ8@130Φ8@200Φ8@200Φ8@200钢筋有效面积2513872512512512.3楼梯设计2.3.1计算简图及截面尺寸采用现浇整体式钢筋混凝土结构,其结构布置如图:图2-28梯段板TB-1模板图及计算简图2.3.2设计资料结构安全等级为二级,,混凝土为C25,fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm²。钢筋为:平台板或楼梯,采用HRB235,fy=210N/mm²楼梯梁采用HRB335,fy=300N/mm²按板式楼梯进行设计。TB-1的设计()62 XX学院本科毕业设计(论文)2.3.3梯段板设计(1)确定板厚梯段板的厚度为,取h=120mm(2)荷载计算(取1m宽板计算)a.恒荷载计算踏步重斜板重20厚水泥砂浆找平层恒载标准值5.271kN/m恒载设计值b.活荷载标准值活荷载设计值c.总荷载(3)内力计算计算跨度跨中弯矩(4)配筋计算62 XX学院本科毕业设计(论文)受力筋的选用Φ10@150(=523mm²)分布筋选用Φ8@3002.3.4平台板计算(1)荷载计算(取1m宽板计算)恒荷载计算:平台板自重(假定板厚100mm)20厚水泥砂浆找平层恒载标准值恒载设计值活荷载标准值活荷载设计值总荷载(2)内力计算计算跨度跨中弯矩(3)配筋计算受力筋的选用Φ6@200(=141mm²)2.3.5平台梁计算(1)荷载计算(取1m宽板计算)梯段板传来62 XX学院本科毕业设计(论文)平台板传来梁自重(假定)1.2×0.25×(0.25-0.10)×25=1.13kN/mq=23.74kN/m(2)内力计算取两者中较小者,(3)配筋计算a.纵向钢筋(按第一类倒L形截面计算)翼缘宽度取受力筋的选用318(=763mm²)b.箍筋计算箍筋按构造配置Φ6@200。2.4本章小结本章主要对建筑的结构构件进行初步估算并确定了结构构件的尺寸,对框架进行了62 XX学院本科毕业设计(论文)结构计算,包括荷载计算、变形验算、内力组合、水平地震力作用下框架侧移计算,以及内力分析及截面设计,楼梯、板结构计算。62 XX学院本科毕业设计(论文)结论本次毕业设计是一幢行政办公楼,主要进行的是结构设计部分。结构设计主要是在建筑初步设计的基础上确定建筑的结构为钢筋混凝土框架结构,然后进行结构布置,并初步估算、确定结构构件的尺寸,进行结构计算,就是根据方案阶段确定的结构形式和体系,依据规范上规定的具体的计算方法来进行详细的结构计算。包括荷载计算、变形验算、内力组合、水平地震力作用下框架侧移计算,内力分析及截面设计,以及节点验算,以及楼梯、板和基础的设计与计算。这次毕业设计,培养了我们综合运用所学的基本理论和专业知识,提高了分析和研究解决结构设计等空间问题的能力,培养了我们建立理论联系实际,踏实,勤奋,认真,严格的科学作风,为毕业后尽快适应各项工作打下良好的基础。62 XX学院本科毕业设计(论文)致谢经过本次毕业设计之后,使我更加深入的对所学知识得到了认识和掌握,学习和体会到了建筑结构设计的基本技能和思想。与此同时,也增强了我以理论知识为基础,广泛的搜索相关各种资料、查询有关规范,从而得到解决实际工程问题方法的能力。在本次毕业设计过程中,也培养了我勤奋、踏实、认真和严谨的工作作风,一切所有的一切都为以后的工作打下了坚实的基础。今天我能有如此的知识和能力,这一切都是在院领导和各位老师的辛勤培养和淳淳教导下取得的。在此,我衷心的感谢给我指导和帮助的同学和老师。62 XX学院本科毕业设计(论文)参考文献[1]丰定国.王社良《抗震结构设计》.武汉:武汉理工大学出版社,2001[2]吴培明.《混凝土结构》.武汉:武汉理工大学出版社,2003[3]吕西林.《高层建筑结构》.武汉:武汉理工大学出版社,2003[4]杨位洸.《地基及基础.北京:中国建筑工业出版社,1998[5]丰定国.王社良主编《抗震结构设计》.武汉:武汉理工大学出版社,2003[6]方鄂华《多层及高层建筑结构设计》.北京:地震出版社,1992[7]陈基发.沙志国.《建筑结构荷载设计手册》.北京:中国建筑工业出版社,2004[8]龙驭球.包世华主编.结构力学(上).北京:清华大学出版社,2001[9]吴德安.《混凝土结构设计手册》.北京:中国建筑工业出版社[10]《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)[11]《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)[12]《建筑抗震设计规范》(GB50011-2002)[13]Li.Zhujing.Elementaryreinforcedconcretedesign[D].TsinghuaUniversityPress.2005.[14]Spiegel.Leonard.Reinforcedconcretedesign[D].TsinghuaUniversityPress.2006.62'