合肥市某高校综合楼设计_毕业设计计算书

'安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）本科毕业论文（设计）题目：合肥市某高校综合楼设计姓名：陈朋学号：11S257101专业：土木工程院系：土木与环境工程学院指导老师：张雅男胡毅职称学历：助教/硕士研究生讲师/硕士研究生完成时间：2013年5月20号教务处制104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）安徽新华学院本科毕论文（设计）独创承诺书本人按照毕业论文（设计）进度计划积极开展实验（调查）研究活动，实事求是地做好实验（调查）记录，所呈交的毕业论文（设计）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中特别加以标注引用参考文献资料外，论文（设计）中所有数据均为自己研究成果，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的工作已在论文中作了明确说明并表示谢意。毕业论文（设计）作者签名：日期：104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）合肥市某高校综合楼设计摘要本工程为某高校综合楼，采用框架结构，主体为五层，本地区抗震设防烈度为7度，场地类别为II类场地，基本雪压0.4kN/m。楼﹑屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。首先，进行建筑设计，包括对建筑空间的研究及对构成建筑空间的建筑物实体的研究，通过对建筑平面的功能分析，进行建筑物使用部分、交通联系部分的平面组合设计，进而对建筑体型组合和立面、剖面的设计。然后再根据建设用地条件，考虑建筑分类，建筑在总平面中的布置。建筑设计完成后，根据建筑类型选择结构体系，根据以往经验对结构构件进行初步估算，确定计算简图，得出荷载，线刚度，重力荷载代表值等数据，从而验算地震作用对房屋所产生的层间位移。再根据竖向荷载计算梁和柱的内力并进行组合，对梁和柱截面进行设计。以及对基础的设计和计算，楼梯的设计和计算。关键词：框架结构；抗震设计；荷载计算；内力计算104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）TheDesignforacomplexofCollegeinHefeiAbstractThisprojectisabuildingforauniversityofcomplexwhichisconsistofframeworkstructuresforasan-storeymain.Theearthquakeseismicintensityofthelocalis7degrees，andtheclassificationofthissiteis2venues.Thebasicsnowpressureis0.4kN/m.Cast-in-placereinforcedconcretestructureswereusedinthefloorsandroofs.Thefirststepistocarryoutarchitecturaldesign,includingthestudyofarchitecturalspaceandthephysicalformofbuildingsofarchitecturalspaceresearch，Thenaccordingtothefunctionanalysisofthisarchitecturalplane，theportfolioplanedesignofthebuilding，spartuseandtransportationlinkswerecarriedout.Furthermore,thebodyshapeandtodevicetheelevation、sectionofthebuildingwerecombined.Thenaccordingtotheconditionsofconstructionland,buildingclassificationandlayoutinthegeneralplanewereconsidered.Afterthearchitecturaldesign,thestructuralsystembasedonbuildingtypewaschosed,thestructuralcomponentsbasedonpreviousexperiencepreliminarywasestimated,inordertodeterminingthecalculationdiagrams,thevalueobtainedonbehalfofgravityload,linearstiffnessandotherdata,therebycheckingtheroleofearthquakeonproducedbyhousinglayerdisplacement.Accordingtoverticalloadtocalculatetheinternalforcesofbeamsandcolumns,andcombingtheseinternalforces,todesignthebeamandcolumninsection,Thefoundationandthestairconcluded.KeyWords:Framestructure；Seismicdesign；Loadcalculation；Internalforcecalculation104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）目录引言11建筑设计说明31.1工程概况：31.2工程设计依据31.2.1工程设计原始资料31.2.2规范41.3建筑设计的目的和要求41.4建筑剖面设计51.4.1房间的剖面形状51.4.2房间各部分高度的确定51.4.3房屋的层数确定61.5建筑体型和立面的设计61.5.1影响体型和立面的因素61.5.2体型设计71.5.3立面设计71.6构造设计71.6.1影响建筑构造设计的因素71.6.2建筑构造设计的原则：81.6.3墙体和基础设计81.6.4楼地面设计81.6.5屋顶设计9104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）2结构设计说明102.1结构类型及构件初估102.1.1柱截面尺寸的确定102.1.2梁截面尺寸的确定102.1.3板截面尺寸的确定112.2基本假定与计算简图112.2.1基本假定112.2.2计算简图122.3荷载计算122.4内力计算及组合122.4.1竖向荷载下的内力计算122.4.2水平荷载下的计算122.4.3内力组合122.5基础设计133框架设计计算143.1设计原始资料143.1.1梁的计算跨度143.1.2柱的高度143.2重力荷载的计算153.2.1屋面及楼面永久荷载（恒荷载）标准值153.2.2屋面及楼面可变荷载（活荷载）标准值163.3.3梁柱的自重16104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）3.3.4墙体的自重173.3.5门窗的自重193.3.6各层的荷载的组合193.4水平地震作用下框架结构的侧移和内力计算203.4.1横梁的线刚度203.4.2横向框架柱的线刚度及侧移刚度D值213.4.3横向框架自震周期233.4.4横向框架水平地震作用及楼层地震剪力233.4.5横向框架抗震变形验算253.4.6水平地震作用下横向框架的内力分析253.5横向风荷载作用下框架的内力和侧移计算303.5.1风荷载标准值的计算303.5.2风荷载作用下的水平位移验算333.5.3风荷载作用下框架内力计算333.6竖向荷载作用下横向框架的内力计算363.6.1计算单元363.6.2荷载计算373.6.3恒载作用下内力计算403.6.4活载作用下内力计算423.7框架结构的内力组合543.7.1内力组合相关系数543.7.2结构抗震调整系数54104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）3.7.3现浇框架梁支座负弯矩调幅543.7.4作用效应组合553.7.5框架梁的内力组合563.7.6计算跨间最大弯矩563.7.7支座端部剪力583.7.8框架柱内力组合623.8框架梁截面设计与配筋计算683.9框架柱的配筋计算743.9.1框架柱斜截面计算844板、楼梯、基础设计计算844.1现浇板的截面设计及配筋854.1.1板的截面内力计算854.1.2板的配筋计算894.2楼梯设计904.2.1楼梯段板设计904.2.2平台板计算924.2.3平台梁计算924.3基础设计954.3.1荷载计算954.3.2基础尺寸的确定954.3.3轴心荷载作用下地基承载力验算964.3.4偏心荷载作用下地基承载力验算96104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）4.3.5基础受冲切承载力验算974.3.6基础高度974.3.7配筋计算985结论100致谢101参考文献102104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）引言毕业设计是土木工程专业本科培养计划中间的最后一个重要的环节，目的是通过毕业设计这一个时间较长的专门环节，培养我们综合应用所学公共基础课、专业基础课及专业课知识和解决具体工程设计问题所需的综合能力和创新能力。毕业设计要求我们在指导老师的指导下，独立系统地完成一项工程设计，解决与之相关的问题，熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法，具有实践性、综合性强等显著特点。因而能培养我们的综合素质、增强我们的工程意识和创新能力。毕业设计不仅是对大学四年所学知识的总结，也是对我们能力的一次考验，这对我们以后的工作有很大的帮助。本次我所选做的毕业设计的课题是《中学教学楼》且在老师的指导下，我进行了本次毕业设计。建筑设计说明中详细阐述了建筑要求，满足了建筑功能要求，采用了合理的技术措施，具有良好的经济效果。建筑设计在整体工程设计中起着主导和先进的作用，除考虑上述各种要求，还应考虑建筑与结构，建筑与各种设备等相关技术的综合协调，以及如何以较少的材料、劳动力、投资和时间来实现各种要求，使建筑达到适用、坚固、美观的要求。结构设计计算根据建筑设计选择可行的结构方案，进行结构计算及构件设计、结构布置及构造设计等。结构计算书中详细阐述了荷载计算和内力组合、抗震计算、柱下独立基础设计、楼梯设计等。在本设计基本上是一个内容比较全面的设计，在设计中运用了AutoCAD、天正等一系列计算机辅助设计软件，这也对自己的计算机知识和软件运用能力有了一定帮助。本设计从建筑到结构是一个较为完整的设计过程，通过毕业设计复习和巩固了以前所学知识，把主要原本分散的知识联系成一个完整的体系，并运用于设计中；本次毕业设计培养了我进行独立设计的基本能力，为我以后的学习与工作打下了坚实的基础。104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）鉴于设计书的实践性强、质量高，因此，本设计书力求扩大知识面；力求综合运用所学学科的基本理论和知识，以满足设计任务；力求理论联系实际；力求符合新规范、新标准和有关技术法规；着重结构计算。本设计书在编写时，内容上尽量符合设计需要，但是本人能力和经验均有一定的局限，本设计中难免会有失稳妥之处，还望老师批评指正，提出宝贵意见，本人不胜感激。在本次毕业设计中，我的指导老师张雅男和胡毅老师在百忙之中倾注了大量时间和精力，给予了重要的指导，在此表示衷心的感谢。104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）1建筑设计说明1.1工程概况建筑面积约5500-6000m2，主体五层，层高均为3.8m，结构形式为现浇整体框架。建筑设计要求建筑物造型美观、新颖，满足各项使用功能要求，功能组合合理；结构设计要求结构布置合理，构件设计经济合理。1.2工程设计依据1.2.1工程设计原始资料该建筑采用框架结构。楼层为五成，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g，建筑场地类别为Ⅰ类，设计地震分组为第一组，场地特征周期为0.25s，基本风压为0.35，基本雪压0.4，场地粗糙程度为B类。该拟建的建筑位于合肥市市内，此建筑占地面积1000左右。(1)建筑物功能与特点：①平面设计建筑朝向为南北向，必须满足建筑开间模数和进深的要求。②立面设计外墙面选用面砖饰面。③防火防火等级为二级。④抗震建筑的平立面布置规则，建筑的质量分布和刚度变化均匀，楼层没有错层，满足抗震要求。(2)设计资料：①工程地质条件：土壤性质：表面为2m厚的杂填土，均匀性差，杂填土下为粘土层(e=0.7,Il=0.78,=17.5kN/m2,=170)，Ⅰ类场地土。104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）②抗震设防：查阅《建筑抗震设计规范》GB50011-2010③防火等级：二级④建筑物类型：查阅《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008⑤基本风压：查阅《建筑结构荷载规范》GB50009-2001⑥基本雪压：查阅《建筑结构荷载规范》GB50009-2001⑦冻土深度：－0.6m⑧气象条件：年平均温度：15.7oC最高温度：40oC最低温度：-8oC年总降雨量：890mm1.2.2规范建筑：《建筑设计资料集》（第二版）(1)(3)(4)(10)《建筑设计防火通则》《教学设计规范》《现代建筑集成》辽宁科学技术出版社屋面,饰面,门窗,室外工程,楼梯,浴厕等安徽省及国家标准图集GB04J601-1《木门窗》等结构：《建筑结构荷载规范》GB50009-2001《建筑抗震设计规范》GB50011-2010《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002《建筑结构静力计算手册》（第二版）《混泥土结构构造手册》《建筑抗震设计手册》《混泥土结构设计原理》1.3建筑设计的目的和要求通过毕业设计初步了解民用建筑设计原理，熟悉应用建筑规范和建筑标准图集。初步掌握建筑设计的基本方法和步骤，了解建筑各细部的构造做法。本着“布局合理，功能齐全，技术先进，美观大方，经济合理”的原则设计一座实用、104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）经济、坚固、美观的现代化教育建筑。1.4建筑剖面设计剖面设计确定建筑物各部分高度，建筑层数，建筑空间组合与利用以及建筑剖面中的结构，构造关系。设计内容应包括：第一：确定房间的剖面形状、尺寸及比例关系；第二：确定房间的层数各部分的标高；第三；确定天然采光自然、通风、保温、隔热、屋面排水及选择建筑构造方案；第四：确定主体结构及围护结构的方案；第五：进行房间竖向空间的组合。1.4.1房间的剖面形状高效综合楼的剖面形状都采用矩形。这是因为矩形剖面简单、规整、便于竖向空间的组合，易于获得简洁而完整的体形，同时结构简单，施工方便。同时也能满足使用要求。同时矩形的剖面的形状规整、简洁、有利于梁板式结构的布置。1.4.2房间各部分高度的确定房间的净高和层高：确定教学楼间的净高和层高的因素：第一：综合楼中教学设备及教师活动的要求；第二：综合楼采光和通风的要求；第三：综合楼的结构高度及布置方式的要求；第四：建筑经济效果；第五：教室内空间的比例。设计中根据综合楼净高一般为3.30m-380m的规定采用教室的净高为3.80m，办公室的净高采用与教学室相同的高度。同时这样的高度也能够符合建筑采光及通风的要求。窗台的高度：104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）对于综合楼的窗台过高，课桌椅将全部或大部分处于阴影处，影响使用效果。因此一般取高度900–1000mm，这样窗台距离桌面的高度控制在100mm–200mm。因此设计中外墙窗台高度设计为1000mm。室内外地面高差设计：为了防止室外雨水流入室内，并防止墙身受潮，一般民用建筑常把室内地坪适当提高，以使建筑物室内外形成一定的高差，该高差主要由以下的因素确定：第一：内外联系方便；第二：防水、防潮要求；地形及环境要求；第三：建筑物性格特点。综合考虑各种因素和综合楼的特点室内外的高差确定为450mm。台阶高度采用150mm高，三阶台阶。室内地面标高为+0.000m，室外地面的标高为–0.500m。1.4.3房屋的层数确定选择综合楼的层数时综合考虑了它的使用要求，建筑结构，材料和施工的要求，建筑基地环境与城市规划的要求。即教学楼的层数要满足使用人数的要求并保证其人员活动的安全。同时有利于一般的建筑结构形式的实现。教学楼的高度也考虑到学校整体环境的适应问题。综合这些要求教学楼的层数确定为五层。1.5建筑体型和立面的设计建筑不仅要满足人们的物质功能的要求，而且要满足人们精神文化方面的要求。为此，不仅要赋予建筑实用性，同时也要赋予建筑美观的属性。建筑的美观主要是通过内部空间和外部造型的艺术处理来体现，同时也涉及到建筑的群体空间布局，而其中建筑物的外部形象广泛的被人们所接触，对人们的精神感受上产生的影响尤为深刻。1.5.1影响体型和立面的因素第一：使用功能；第二：物质技术条件；第三：城市规划及环境条件；104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）第四：社会经济条件。1.5.2体型设计选择综合楼体型时主要考虑到基地环境和使用功能的要求。要求建筑物不单调，要有艺术感，那么建筑体型就不能采用单一的体型，要采用复杂的体型。复杂体型一般由两个以上体量组合而成，体型丰富。综合楼兼有教学和办公两种功能，将教学与办公分别置于两种单独的体型中，再将他们相互的组合，这样就充分优化了综合楼的功能区分，避免了相互的干扰。同时不高的室内外高差又使综合楼不失亲切感。1.5.3立面设计进行综合楼立面设计时主要通过虚实与凹凸的对比来使建筑的立面丰富。南立面中大面积的窗户形成了“虚”，而窗户间的墙体则形成了“实”。大面的“虚”配以小面积的“实”使建筑获得轻巧、开朗的效果。南立面中上下窗户间的墙体上做银灰色的铝合金的装饰骨架，使墙体部分的视觉感受更加丰富。1.6构造设计构造设计主要解决建筑各组成部分的构造原理和构造方法。它是建筑设计中不可缺少的一部分，其任务是根据建筑的功能、材料、性能、受力情况、施工方法和建筑艺术等要求选择经济合理的构造方案，并作为建筑设计中综合解决技术问题及进行施工图设计的依据。1.6.1影响建筑构造设计的因素第一：外部作用里的影响；第二：气候条件的影响；第三：认为因素的影响；第四：建筑技术的影响；第五：建筑标准的影响。104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）1.6.2建筑构造设计的原则：第一：坚固实用；第二：技术先进；第三：经济合理；第四：美观大方。1.6.3墙体和基础设计本设计为框架结构，墙体都为填充墙。由于填充墙不承受外来的荷载，且本身的重量还要由楼板和梁来承受，因此设计应使用墙自重轻，厚度薄，便于施工，有一定的隔声能力，同时还要能够满足特殊使用部位如实验室、卫生间等处的防水、防火、防潮的要求。综合以上的要求本设计中所有的教室、办公室的墙体都采用240mm厚的蒸压灰砂砖，卫生间的墙体采用实心砖。本设计的地基情况良好，可以采用柱下独立基础。1.6.4楼地面设计楼地层包括楼板层和地平层，是水平方向分隔房间空间的承重构件，楼板分割上下楼层的空间，地坪层分隔大地与底层的空间。由于他们所处的位置不同、受力不同，因而结构层有所不同。楼板层的结构层为楼板；地坪层的结构层为垫层。楼板层的设计要求：第一：具有足够的刚度和强度；第二：满足隔声，防火的要求；第三：满足建筑经济的要求。地坪层与楼板层一样，是人们日常生活、工作、生产直接接触的地方，根据不同房间对面层的不同要求，面层应坚固耐磨、表面平整、光洁、不起尘、易清洗。对于居住和人们长时间停留的房间，要求有较好的蓄热性和弹性；浴室、厕所要求耐潮湿、不透水；厨房、锅炉房要求防水、耐火。104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）本设计的房间用途主要是教室和办公室。人流量较大，因此采用水磨石地面。因为水磨石地面具有良好的耐磨性、耐久性、防水防火性，并具有质地美观、表面光洁、不起尘、易清洗等优点，而且经济性好。1.6.5屋顶设计屋顶一般可以分为平屋顶和坡屋顶。屋顶的设计应该考虑满足功能、结构、建筑三方面的要求。屋顶是建筑物的围护结构，应能抵御自然界各种环境因素对建筑的不利影响。其次屋顶还应具有抵御气温的影响。屋顶好要承受风、雨、雪的荷载及自身的重量，上人屋面还要承受人和设备的重量。因此必须具备一定的强度和刚度。屋顶是建筑的外部形体的重要组成部分，屋顶的造型对建筑的造型具有影响。同时屋顶的设计应该利于迅速的排水。屋顶的排水方式分为有组织排水和无组织排水两大类。排水方式的选择应该满足下列要求：第一：高度较低的建筑为了控制造价，宜采用无组织排水。第二：积灰多的屋面应采用无组织排水。第三：有腐蚀性介质的工业建筑也不宜采用有组织排水。第四：在浆雨量大的地区或房屋较高的地区应采用有组织排水。第五：临街建筑的排水向人行道时宜采用有组织排水。本设计为高校综合楼，地处合肥地区，属于丘陵地带，雨水量一般。采用不上人屋面。不上人屋面的做法采用标准做法可见施工说明。屋顶的排水采用有组织排水，利用结构进行找坡。屋面采用柔性防水。104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）2结构设计说明2.1结构类型及构件初估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。图2.1是标准层平面网柱布置。主体结构共5层，层高均为3.8m。填充墙采用240mm厚的粘土空心砖砌筑。门为木门,窗为塑钢窗，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。图2.1柱网布置2.1.1柱截面尺寸的确定柱截面高度可以取h=(1/12～1/6)H，H为层高；柱截面宽度可以取为b=(1～2/3)h，H=3800mm，h=317～634，取h=500mm，取b=500mm选定柱截面尺寸为500mm×500mm。2.1.2梁截面尺寸的确定(1)横梁①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)×7200mm＝600～900mm，h=(1/12～1/8)×3000mm＝250～375mm，104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）则边跨梁高度：h1=600mm,h2=400mm②梁截面宽度可取1/3～1/2梁高,同时不宜小于1/2柱宽,且不应小于250mm。b=(1/3～1/2)×600mm=200～300mm则边跨梁宽度：b＝300mm(2)纵梁①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)×7800mm＝650～975mm，则边跨梁高度：h=700mm②梁截面宽度可取1/3～1/2梁高,同时不宜小于1/2柱宽,且不应小于250mm。b=(1/3～1/2)×700mm=233～350mm则边跨梁宽度：b＝300mm由此，估算出的梁截面尺寸见表2.1，表中还给出了各层梁的混凝土强度等级。表2-1梁截面尺寸及混凝土强度等级层次混凝土强度等级横梁()纵梁AB跨CD跨BC跨1~5C30300×600300×400300×7002.1.3板截面尺寸的确定楼板为现浇双向板，根据经验板厚取1l/40=7200×1/40=180mm。2.2基本假定与计算简图2.2.1基本假定第一：平面结构假定：该工程平面为正交布置，可认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力。第二：由于结构体型规整，布置对称均匀，结构在水平荷载作用下不计扭转影响。104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）2.2.2计算简图在横向水平力作用下，连梁梁对墙产生约束弯矩，因此将结构简化为刚结计算体系，计算简图如后面所述。2.3荷载计算高层建筑水平力是起控制作用的荷载，包括地震作用和风力。地震作用计算方法按《建筑结构抗震设计规范》进行，在本次毕业设计过程中水平方向只要考虑地震作用。竖向荷载主要是结构自重（恒载）和使用荷载（活载）。结构自重可由构件截面尺寸直接计算，建筑材料单位体积重量按荷载规范取值。使用荷载（活荷载）按荷载规范取值，楼面活荷载折减系数按荷载规范取用。2.4内力计算及组合2.4.1竖向荷载下的内力计算竖向荷载下内力计算首先根据楼盖的结构平面布置，将竖向荷载传递给每榀框架。框架结构在竖向荷载下的内力计算采用分层法计算各敞口单元的内力，然后在将各敞口单元的内力进行叠加；连梁考虑塑性内力重分布而进行调幅，按两端固定进行计算。2.4.2水平荷载下的计算利用D值法计算出框架在水平荷载作用下的层间水平力，然后将作用在每一层上的水平力按照该榀框架各柱的刚度比进行分配，算出各柱的剪力，再求出柱端的弯矩，利用节点平衡求出梁端弯矩。2.4.3内力组合第一：荷载组合。荷载组合简化如下：(1)1.2恒荷载+1.4活荷载104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）(2)1.2重力荷载+1.3地震荷载第二：控制截面及不利内力。框架梁控制截面及不利内力为：支座截面，跨中截面。框架柱控制截面为每层上、下截面，每截面组合：Mmax及相应的N、V，及相应M、V，及相应M、V。2.5基础设计根据上部结构、工程地质、施工等因素，优先选用经济性好，受力较好的独立基础。104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）3框架设计计算3.1设计原始资料基本雪压0.4,抗震设防烈度7度，设计地震分组第一组，设计基本地震加速度值为0.10g。建筑场地类别为Ⅰ类Tg=0.25s,场地粗糙程度为B类。3.1.1梁的计算跨度框架梁的计算跨度以上柱形心线为准，而墙中心线是与轴线重合的，所以柱的形心与轴线发生偏移，造成计算跨度与轴线间距不同。3.1.2柱的高度底层：3.8+0.45+0.5=4.75。注：底层层高3.8m，室内外高差0.45m，基础顶部至室外地面0.5。104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）图3.1横向框架计算简图及柱编号3.2重力荷载的计算3.2.1屋面及楼面永久荷载（恒荷载）标准值(1)屋面其按屋面的做法逐项计算均布荷载：吊顶处不做粉底，无吊顶处做粉底，近似取吊顶来参与计算，粉底为相同重量：防水层(柔性)：三毡四油铺石子0.420厚1：3水泥砂浆层找平层0.41：6水泥焦渣找2%坡，最薄处30厚0.42保温层：120mm厚膨胀珍珠岩0.127=0.84厚钢筋混泥土基层粉饰层0.4合计4.96屋面的长边长：7.8×7+0.24=54.84m屋面的短边长：7.2×2+3+0.24=17.64m那么屋面恒荷载标准值为：54.84×17.64×4.96=4798.19kN(2)楼面12厚1:2.5水泥磨石楼面磨光打蜡0.12×0.65=0.07820厚1:3水泥砂浆找平层，上卧分隔条。20×0.02＝0.40素水泥砂浆结合层一道0.65粉饰层0.4现浇180mm厚的钢筋混凝土楼板25×0.18＝2.5104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）合计4.028因而得到楼面均布恒载标准值：54.84×17.64×4.028=3896.60kN3.2.2屋面及楼面可变荷载（活荷载）标准值(1)屋面计算重力荷载代表值时，仅考虑屋面雪荷载作用54.84×17.64×0.4=386.95kN(2)楼面根据荷载规范，楼面活载按来参与计算：54.84×17.64×2=1934.76kN3.3.3梁柱的自重此处计算包括梁侧面、梁底面，柱的侧面抹灰重量：(1)梁的自重在此计算过程中，梁的长度按净跨长度，即把梁的计算跨度减掉柱的宽度来参与计算过程：例:：长度=7.2﹣0.5=6.7(扣除一个柱宽)：长度=2.76(扣除墙宽)104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）表3-1梁自重层次编号截面（m2）长度根数每根重量（kN）总计1～5L10.3×0.66.7160.34×0.62×6.7×25=35.309980.4L20.3×0.42.7680.34×0.42×2.76×25=9.85L30.3×0.77.8280.34×0.72×7.8×25=47.736注:①上表中梁截面的确定，考虑到抹灰层有（每抹层均按20mm计算）。宽：0.3+2×0.02=0.34m高：0.6+1×0.02=0.62m0.4+1×0.02=0.42m0.7+1×0.02=0.72m②此处抹层按近似与梁相同，按每立方25kN计算。③梁的长度都按净跨长度计算。(2)柱的自重表3-2柱自重层次编号截面（m2）长度根数每根重量（kN）总计（kN）1Z10.5×0.54.75320.54×0.54×4.75×25=34.631108.162～5Z20.5×0.53.8320.54×0.54×3.8×25=27.70886.4注：①柱因四面抹灰，与梁相同办法处理，边长=0.5+0.02×2=0.54m。②抹层记入柱内，按每立方25kN计算。3.3.4墙体的自重墙体为240厚，两面抹灰，近似按加厚墙体计算（考虑抹灰重量），采用机器制普通砖，砖自重为15，墙体为240mm厚粘土空心砖，外墙面贴瓷砖()，内墙面为20mm厚抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为：内墙为240mm粘土空心砖，两侧均为20mm厚抹灰，则内墙单位面积重力荷载为：104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）木门单位面积重力荷载为0.2，钢框玻璃窗单位面积重力荷载取0.4，则表3-3墙体自重墙体的位置每片面积（m2）片数重量（kN）总计（kN）底层外纵墙7.3×4.05141837.765647.05底层内纵墙7.3×4.05141771.53底层外横墙6.7×4.154493.823.0×4.352115.88底层内横墙6.7×4.15121428.062～5层外纵墙7.3×3.1141406.684335.182～5层内纵墙7.3×3.1141355.992～5层外横墙6.7×3.24380.773.0×3.4290.582～5层内横墙6.7×3.2121101.16注：①墙厚=240+20×2=280mm（考虑抹灰层）。②单位面积重为1×0.28×19=5.32。③女儿墙自重墙体为120mm单砖，女儿墙高为600mm，外墙面贴瓷砖(0.5)，内墙面为20mm厚抹灰，则女儿墙重力荷载为：（0.5＋15×0.12＋17×0.02）×1.2=3.168kN/m（0.5＋15×0.12＋17×0.02）×0.6×（54.84×2+17.64×2）=275.54kN104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）3.3.5门窗的自重根据建筑结构荷载规范GB50009-2010，木门按0.2考虑，塑钢窗按0.4考虑，计算结果如表3-3-5所示：表3-4门窗自重层数墙体位置门、窗扣除门窗的尺寸个数扣除部分墙体重量门窗重量总扣除重量总和1～5外墙窗1.5×2.4701118.88100.81018.082301.81.8×2.4681304.29117.501186.791.5×2.08106.569.696.96门1.8×31.5×33271.9339.966.483.665.4536.36101.813.3.6各层的荷载的组合屋盖和楼盖重力代表值为：屋盖层=女儿墙+屋面恒载+50%雪载+纵横梁自重+半层柱重+半层墙重（墙和门窗）楼盖层=楼面恒载+50%楼面活载+纵横梁自重+楼面上下各半层柱+楼面上下各半层墙重将上述各荷载相加，得到集中于各层楼面的重力荷载代表值如下：五层：G5=275.54＋4798.19+1/2×386.95＋1980.4＋1/2×886.4＋1/2×(4335.18－2301.83－101.81)=8656.58四~二层：G4～2=3896.60＋0.5×1934.76＋1980.4＋1/2×886.4×2＋1/2×(4335.18－2301.83－101.81)×2=8696.55底层：=3896.60＋0.5×1934.76＋1740.6＋1/2×(1108.16+886.4)＋1/2(5647.05+4335.18)－2301.83－101.81=10189.34104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）图3.2重力荷载代表值3.4水平地震作用下框架结构的侧移和内力计算3.4.1横梁的线刚度混凝土为C30:，在框架结构中，对现浇楼面，可以作为梁的有效翼缘，增大了梁的有效刚度，减小了框架的侧移，为了考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架梁取I=1.5(为梁的截面惯性矩)，对中框架梁取I=2来计算：梁线刚度计算边跨=1.5Ec××300×6003/6700=3.63中跨=2.0Ec××300×4003/2760=3.48104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）表3-5横梁线刚度计算表类别层次截面尺寸惯性矩跨度线刚度边框架中框架边跨1～53006005.467002.423.634.84中跨1～53004001.627601.742.613.483.4.2横向框架柱的线刚度及侧移刚度D值3.4.2.1横向框架柱的线刚度柱的线刚度见表3-6所示，横向框架柱侧移刚度D值见表3-7所示。柱线刚度计算：底层柱线刚度：=Ec××500×5003/4.75=3.291其它层柱线刚度：=Ec××0.5×0.53/3.8=4.113表3-6柱的线刚度柱号Z截面()()()Z1500×5005.2147503.291Z2500×5005.2138004.113104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）3.4.2.2横向框架柱的侧移刚度D值柱的侧移刚度按计算，由于梁线刚度比不同，所以柱可以分为边框边柱，边框中柱，中框边柱，中框中柱。表3-7横向框架柱侧移刚度D值计算表层次（一般层）（一般层)（底层）（底层）底层边框架边柱3.63/3.291=1.1030.5179049.24边框架中柱(3.63+2.61)/3.291=1.90.61516819.74中框架边柱4.84/3.291=1.470.56815534.212中框架中柱(4.84+3.48)/3.291=2.530.66918296.512∑D（底层）509444标准层边框架边柱3.63×2/4.113×2=0.8830.30610459.14边框架中柱(3.63+2.61)×2/4.113×2=1.520.43214765.84中框架边柱4.84×2/4.113×2=1.1770.37012646.612中框架中柱(4.84+3.48)×2/4.113×2=2.020.50217158.412∑D（标准层层）458559.6104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）3.4.3横向框架自震周期本处按顶点位移法计算框架的自震周期：此方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之杆，导出直感顶点位移的基频公式，所以需先求出结构的顶点水平位移，按式来求结构的基本周期：——基本周期调整系数，考虑填充墙使框架自振周期减小的影响，此处取0.6。框——架顶点位移，而在求框架周期前，无法求框架地震力和位移，是将框架的重力荷载顶点位移，由求，再由求框架结构底部剪力，再求各层剪力和结构的真正的位移，如表3-8所示。表3-8横向框架顶点位移层次58656.588656.58458559.60.0190.27848696.5517353.13458559.60.0380.25938696.5526049.68458559.60.0570.22128696.5534746.23458559.60.0760.164110189.3444935.575094440.0880.088因此：T1=1.70=1.7×0.6×=0.5383.4.4横向框架水平地震作用及楼层地震剪力总框架高为19.6m，因本工程结构高度不超过40m，质量刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切变形为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，设防烈度7度地震分区为一区，查表得(水平地震影响系数最大值)。Ⅰ类场104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）地近震时特征周期：=0.25s；结构总水平地震作用标准值按计算，。由于=0.538﹥1.4=1.4×0.25=0.35(s)，需考虑顶点附加地震作用。而△Fn=，=0.08+0.07=0.1=(/)0.9××0.85I=(0.25/0.538)0.9×0.08×0.85×44935.57=1533kN△Fn=0.1×1533=153.3kN∑GjHj=10189.34×4.75+8696.55×(4.75+3.8)+8696.55×(4.75+3.8+3.8)+8696.55×(4.75+3.8×3)+8656.58×(4.75+3.8×4)=543305.4kNF1=10189.34×4.75÷543305.4×1533×(1-0.1)=123.0kNF2=8696.55×8.55÷543305.4×1533×(1-0.1)=188.8kNF3=8696.55×12.35÷543305.4×1533×(1-0.1)=272.7kNF4=8696.55×16.15÷543305.4×1533×(1-0.1)=356.7kNF5=8656.58×19.95÷543305.4×1533×(1-0.1)+153.3=591.9kN表3-9各层横向地震作用及楼层地震剪力层次(m)(m)(kN)()(kN)(kN)53.819.958656.58172698.80.317534.9534.943.816.158696.55140449.30.259322.3857.233.812.358696.55107402.40.198246.51103.723.88.558696.5574355.50.137170.71274.414.754.7510189.3448399.40.089111.11385.5104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）图3.3横向框架各层水平地震作用和地震剪力3.4.5横向框架抗震变形验算由于为钢筋混凝土框架，因此其弹性层间位移角限值为1/550；表3-10横向框架抗震变形验算层次层间剪力Vi()层间刚度Di()层间位移Vi/Di(mm)层高hi(mm)层间相对弹性转角5534.9458559.61.1738000.0003084857.2458559.61.8738000.00049231103.7458559.62.4138000.00063421274.4458559.62.7838000.00073211385.55094442.7247500.000573注：经验算其最大弹性层间位移角限值0.000732=θe〈[θe]=1/550，因此均满足设计要求。3.4.6水平地震作用下横向框架的内力分析3.4.6.1横向框架柱端弯矩及剪力此处采用中框架为例计算，边框架和纵向框架的计算方法步骤与横向中框架完全相同：框架柱剪力和弯矩计算，采用D值法；104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）求框架柱的剪力和弯矩时，此处采用D值法来进行求解；其计算的过程和结果如下表所示：其中反弯点位置的确定考虑梁和层高的影响作用，既：；当＞时，反弯点下移，查表时应取，查得的冠以负号，对于底层柱不考虑修正值，即=0；对于顶层柱，不考虑修正值，取=0，对于底层柱，不考虑修正值，即=0，取中框架。以5层边柱为例：Dij=12646.6，∑Dij=357660，Dij/∑Dij=0.035Vij=0.035×534.9=18.72kN=0.36=Vij×y×h=25.61=Vij×(1-y)×h=18.72×(1-0.36)×3.8=45.53同理可得其它层边柱的柱端弯矩，也可得出中柱的柱端弯矩，现将计算结果列表如下：表3-11各层边柱柱端弯矩及剪力计算层次柱高()层间剪力()()()()53.8534.90.03518.721.1770.3625.6145.5343.8857.20.03530.001.1770.4551.3062.7033.81103.70.03538.631.1770.4667.5379.2723.81274.40.03544.601.1770.5084.7484.7414.751385.50.03852.651.470.65162.5687.53104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）表3-12各层中柱柱端弯矩及剪力计算层次柱高()层间剪力()()()()53.8534.90.06534.772.020.4052.8579.2843.8857.20.06555.722.020.4595.28116.4533.81103.70.06571.742.020.5136.31136.3123.81274.40.06582.842.020.5157.40157.4014.751385.50.06285.902.530.65265.22142.813.4.6.2横向框架梁端弯矩及剪力根据:梁端弯矩按节点弯矩平衡条件，将节点上、下端弯矩之和按左、右梁的线刚度比例分配：式中，分别表示节点上、下两端柱的弯矩；，分别表示节点左、右梁的线刚度；，分别表示节点左、右梁的弯矩；梁端剪力根据梁的两端弯矩，按下式计算：计算出梁端的弯矩及剪力，计算结果见下表。104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）表3-13边梁弯矩及剪力计算层次(m)()()()56.743.5346.1213.3846.788.3198.4927.8836.7130.57134.7239.6026.7152.27170.8648.2316.7172.27174.6451.78表3-14走道梁弯矩、剪力及柱轴力计算层次(m)()()()边柱轴力中柱轴力52.7633.1633.1624.03–13.38–24.0342.7634.9834.9825.35–41.26–49.3832.7696.8796.8770.20–80.86–119.5822.76122.85122.8589.02–129.09–208.612.76125.57125.5790.99–180.87–299.59注：①柱轴力中的负号表示拉力。当为左地震作用时，左侧两根柱为拉力，对应的右侧两根柱为压。②表中M单位为kN·m，V单位为kN，N单位为kN，l单位为m。104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）图3.4横向框架各层水平地震作用下弯矩图104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）图3.5梁端剪力及柱轴力3.5横向风荷载作用下框架的内力和侧移计算3.5.1风荷载标准值的计算3.5.1.1风荷载标准值垂直于建筑物表面上的风荷载标准值当计算主要承重结构时按下式来计算：式中—风荷载标准值()；—高度Z处的风振系数；—风荷载体型系数；—风压高度变化系数；104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）—基本风压（）。由《荷载规范》，合肥地区重现期为50年的基本风压：=0.35kN/m，地面粗糙度为B类。风载体型系数由《荷载规范》第7.3节查得：=0.8（迎风面）和=-0.5（背风面）。H/B=19.95/54.6=0.365，框架结构(0.08～0.1)=(0.08～0.1)×4=0.32～0.4(s)，，由《荷载规范》表7.4.3、表7.4.4-3查得ξ=1.19、ν=0.42。由式可算得仍取中框横向框架柱，其负载宽度为7.8米，沿房屋高度的分布风荷载标准值为q(z)＝7.8×0.35=2.73根据各楼层标高处的高度Hi由《荷载规范》表7.2.1查取μz，代入上式可得各楼层标高处的q1（z），q2（z）沿房屋高度分布图见图3.6所示。表3-15沿房屋高度分布风荷载标准值层次(迎)(背)519.951.001.241.4033.8002.375416.150.8101.171.3463.4392.150312.350.6191.071.2893.0121.88328.550.4291.001.2142.6511.65714.750.2381.001.1192.4441.527104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）图3.6风荷载沿房屋高度分布图其中，A为一榀框架各层节点的受风面积，取上层的一半和下层的一半之和，顶层取到女儿墙顶，底层只取到下层的一半。注意底层的计算高度应从室外地面开始取，即为4.25m。=(3.800+2.375)×(0.6+3.8/2)=15.44=(3.439+2.150)×3.8=21.24=(3.012+1.883)×3.8=18.60=(2.651+1.657)×3.8=16.37=(2.444+1.527)×(4.25/2+3.8/2)=15.98104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）3.5.2风荷载作用下的水平位移验算根据上述计算的水平荷载求出层间剪力，然后依据中框柱框架层间侧移刚度计算各层相对侧移和绝对侧移，计算过程见表3-16。表3-16风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算层次层高(mm)5380015.4415.44458559.60.0370.5660.000154380021.2436.68458559.60.0800.5290.000143380018.6055.28458559.60.1210.4490.000122380016.3771.65458559.60.1560.3280.000081425015.9887.63509444.00.1720.1720.00004由表3-16可见，风荷载作用下的框架的最大层间位移角为0.00015，远小于1/550=0.0018，满足规范要求。3.5.3风荷载作用下框架内力计算风荷载作用下框架内力计算过程与水平地震作用下的相同，见表3-17。表3-17各层边柱柱端弯矩及剪力计算层次柱高()层间剪力()()Ky()()53.815.440.0350.541.1770.360.741.3143.836.680.0351.281.1770.452.192.6833.855.280.0351.931.1770.463.373.9623.871.650.0352.511.1770.504.774.7714.7587.630.0383.331.470.6510.285.54104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）表3-18各层中柱柱端弯矩及剪力计算层次柱高()层间剪力()()Ky53.815.440.0651.002.020.401.522.2843.836.680.0652.382.020.454.074.9733.855.280.0653.592.020.56.826.8223.871.650.0654.662.020.58.858.8514.7587.630.0625.432.530.6516.779.03图3.7风载作用下的弯矩图104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）图3.8风载作用下的梁端剪力及轴力图104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）3.6竖向荷载作用下横向框架的内力计算3.6.1计算单元仍取此中框架一榀框架为例计算，计算单元宽度为7.8m，如图所示，由于房间无次梁，故直接传给该框架楼面荷载如图3.9中水平阴影线所示，计算单元范围内的其余楼面荷载则通过板和纵向框架梁以集中力的形式传递给横向框架，作用于各节点上，由于纵向框架中心线与柱的中心线不重合，因此在框架上还有集中力矩。图3.9横向框架计算单元104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）3.6.2荷载计算3.6.2.1恒载的计算图3.10各层梁上作用的恒荷载图中，代表横梁自重，为均布荷载形式。对于第5层，=25×0.34×0.62=5.27kN/m，=25×0.34×0.42=3.57kN/m，分别为房间和走道板传给横梁的三角形荷载，由图3.10所示的几何关系可知：=4.96×7.2=35.71kN/m，=4.96×3=14.88kN/m,分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括梁自重、楼板重和女儿墙等重力荷载。=[(0.6+7.8)×3.6÷2×2+(7.2+3.6)÷2×2]×4.028+0.34×0.72×25×7.8+3.168×7.8=237.76kN=[(0.6+7.8)×3.6÷2×2+(7.8+4.8)×1.5÷2×2]×4.028+0.34×0.72×25×7.8=245.67kN则集中力矩M1==237.76×(0.5-0.24)/2=30.91104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）M2==245.67×(0.5-0.24)/2=31.94对于4～2层，，包括梁自重和其上墙自重，为均布荷载。其它荷载的计算方法同第5层，结果如下：=5.27+4.28×(3.8-0.7)=18.54kN/m，=25×0.34×0.42=3.57kN/m=4.028×7.2=29.00kN/m，=4.028×3=12.08kN/mP1=[(0.6+7.8)×3.6÷2×2+(7.2+3.6)÷2×2]×4.028+0.34×0.72×25×7.8+4.44×[(7.8-0.5)×(3.8-0.7)-1.8×2.4]+0.4×1.8×2.4=311.62kNP2=[(0.6+7.8)×3.6÷2×2+(7.8+4.8)×1.5÷2×2]×4.028+0.34×0.72×25×7.8+4.28×[(7.8-0.5)×(3.8-0.7)-0.9×2.1]+0.2×0.9×2.1=334.82kN则集中力矩M1==311.62×(0.5-0.24)/2=40.51kN·mM2=e2=334.82×(0.5-0.24)/2=43.53kN·m对于第1层，，包括梁自重和其上墙自重，为均布荷载。其它荷载的计算方法同第5层，结果如下：=5.27+4.28×(3.8-0.7)=18.54kN/m，=25×0.34×0.42=3.57kN/m=4.028×7.2=29.00kN/m，=4.028×3=12.08kN/mP1=[(0.6+7.8)×3.6÷2×2+(7.2+3.6)÷2×2]×4.028+0.34×0.72×25×7.8+4.44×[(7.8-0.5)×(3.8-0.7)-1.8×2.4]+0.4×1.8×2.4=311.62kNP2=[(0.6+7.8)×3.6÷2×2+(7.8+4.8)×1.5÷2×2]×4.028+0.34×0.72×25×7.8+4.28×[(7.8-0.5)×(3.8-0.7)-0.9×2.1]+0.2×0.9×2.1=334.82kN则集中力矩M1==311.62×(0.5-0.24)/2=40.51kN·mM2==334.82×(0.5-0.24)/2=43.53kN·m104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）3.6.2.2活载的计算活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图所示：图3.11各层梁上作用的活荷载对于第5层，不上人屋面，只有雪载=0.4×7.2=2.88kN/m，=0.4×3=1.2kN/m=[(0.6+7.8)×3.6÷2×2+(7.2+3.6)÷2×2]×0.4=16.42kN=[(0.6+7.8)×3.6÷2×2+(7.8+4.8)×1.5÷2×2]×0.4=19.66kNM1==16.42×(0.5-0.24)/2=2.13kN·mM2==19.66×(0.5-0.24)/2=2.56kN·m对于4～1层，楼面活载=2×7.2=14.4kN/m，=2×3=6kN/m=[(0.6+7.8)×3.6÷2×2+(7.2+3.6)÷2×2]×2=82.08kN=[(0.6+7.8)×3.6÷2×2+(7.8+4.8)×1.5÷2×2]×2=98.28kNM1==82.08×(0.5-0.24)/2=10.67kN·mM2==98.28×(0.5-0.24)/2=12.78kN·m104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）表3-19横向框架恒载汇总表层次()()()()()()()()55.273．5735.7114.88237.76245.6730.9131.944～218.543．5729.0012.08311.62334.8240.5143.53118.543．5729.0012.08311.62334.8240.5143.53表3-20横向框架活载汇总表层次()()()()()()52.881.216.4219.662.132.564～114.46.082.0898.2810.6712.783.6.3恒载作用下内力计算梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配计算。计算时先对各节点不平衡弯矩进行第一次分配，向远端传递(传递系数为1/2)，然后对由于传递而产生的不平衡弯矩再进行分配，不再传递。由于结构和荷载均匀对称，故计算时可用框架。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向叠加而得。柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到。计算柱底轴力还需考虑柱的自重。3.6.3.1计算固端弯矩对于边节点，与节点相连的各杆件均为固接，因此杆端近端的转动刚度，为杆件的线刚度，分配系数为；对于中间节点，与该节点相连的走道梁的远端转化为滑动支座，因此转动刚度，其余杆端，分配系数计算过程如下：104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）梁上分布荷载由三角形组成，在求固端弯矩时可直接根据图示荷载计算，也可根据固端弯矩相等的原则，先将三角形分布荷载，化为等效均布荷载，等效均布荷载的计算公式如图所示。图3.12三角形荷载第5层，即顶层三角形荷载化为等效均布荷载=+5/8=5.27+5/8×35.71=27.59kN/m=+5/8=3.57+5/8×14.88=12.87kN/m则顶层各杆的固端弯矩为：跨：两端均为固定支座MAB=-MBA=﹣1/12××=-1/12×27.59×7.22=-119.19kN·m跨：一端为固定支座，一端为滑动支座MBC=﹣1/3××=-1/3×12.87×1.52=-9.65kN·mMCB=﹣1/6××=-1/6×12.87×1.52=-4.83kN·m4～1层三角形荷载化为等效均布荷载=+5/8=18.54+5/8×29.00=36.67kN=+5/8=3.57+5/8×12.08=11.12kN跨：两端均为固定支座MAB=-MBA=1/12××=1/12×36.67×7.22=-158.41kN·m跨：一端为固定支座，一端为滑动支座MBC=-1/3××=-1/3×11.12×1.52=-8.34kN·mMCB=-1/6××=-1/6×11.12×1.52=-4.17kN·m104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）3.6.3.2.恒载作用下框架弯矩二次分配及弯矩图图3.13恒载作用下的框架弯矩二次分配104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）图3.14恒载作用下的框架弯矩图3.6.3.3梁端剪力和轴力梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起恒载作用下梁的剪力以及柱的轴力的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得，而柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到，计算恒载作用时的柱底轴力，要考虑柱的自重。(1)剪力计算梁端剪力由两部分组成：①荷载引起的剪力，计算公式为：、分别为矩形和三角形荷载、分别为矩形和三角形荷载104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）②弯矩引起的剪力，计算原理是杆件弯矩平衡，即跨跨因为跨两端弯矩相等，故(2)柱的轴力计算：顶层柱顶轴力由节点剪力和节点集中力叠加得到，柱底轴力为柱顶轴力加上柱的自重。其余层轴力计算同顶层，但需要考虑该层上部柱的轴力的传递。(3)柱的剪力计算柱的剪力：式中、分别为经弯矩分配后柱的上、下端弯矩，为柱长度。荷载引起的剪力：第5层：第4～2层第1层：弯矩引起的剪力，AB跨第5层：VA=－VB=－(－96.015+102.095)=－6.08kN第4层：VA=－VB=－(－142.196+147.663)=－5.47kN第3层：VA=－VB=－(－140.583+147.121)=－6.54kN第2层：VA=－VB=－(－140.263+147.906)=－7.64kN第1层VA=－VB=－(－144.927+137.142)=7.79kN104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）表3-21恒载作用下的梁端剪力及柱轴力层次由荷载引起的由弯矩引起的总剪力柱子轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱顶顶底底583.2516.52－6.08077.1789.3316.52314.93335.00342.63362.704118.9414.42－5.470113.47124.4114.42740.02794.23767.72821.933118.9414.42－6.540112.40125.4814.421164.041254.531191.741282.232118.9414.42－7.640111.30126.5814.421586.961715.931614.661743.631118.9414.427.790126.73111.1514.422025.312161.902061.742198.33104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）图3.15恒载作用下梁剪力、柱轴力图3.6.4活载作用下内力计算当活荷载产生的内力远小于恒荷载及水平力所产生的内力时，可不考虑活荷载的不利布置，而把活荷载同时作用于所有的框架梁上，这样求得的内力在支座处与按最不利荷载位置法求得内力极为相近，可直接进行内力组合。但求得的梁的跨中弯矩却比最不利荷载位置法的计算结果要小，因此对梁跨中弯矩应乘以的系数予以增大。梁上分布荷载为三角形荷载，根据固端弯矩相等的原则，先将三角形分布荷载化为等效均布荷载。活载作用下，顶层三角形荷载化为等效均布荷载。第5层，即顶层三角形荷载化为等效均布荷载=5/8=5/8×2.88=1.88kN104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）=5/8=5/8×1.2=0.75kN则顶层各杆的固端弯矩为跨：两端均为固定支座MAB=﹣MBA=﹣1/12××=﹣1/12×1.88×7.22=﹣8.12kN·m跨：一端为固定支座，一端为滑动支座MBC=﹣1/3××=﹣1/3×0.75×1.52=﹣0.56kN·mMCB=﹣1/6××=﹣1/6×0.75×1.52=﹣0.28kN·m4～1层三角形荷载化为等效均布荷载=5/8=5/8×14.4=9.00kN=5/8=5/8×6=3.75kN跨：两端均为固定支座MAB=﹣MBA=﹣1/12××=﹣1/12×9×7.22=-38.88kN·m跨：一端为固定支座，一端为滑动支座kN·mkN·m104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）3.6.4．1活载作用下框架弯矩二次分配及弯矩图图3.16活载作用下的框架弯矩二次分配104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）图3.17活载作用下的框架弯矩图104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）3.6.4.2梁端剪力和轴力(1)梁端剪力由两部分组成：①荷载引起的剪力，计算公式为：为三角形荷载为三角形荷载②弯矩引起的剪力，计算原理是杆件弯矩平衡，即跨跨因为跨两端弯矩相等，故(2)柱的轴力计算：顶层柱顶轴力由节点剪力和节点集中力叠加得到，柱底轴力为柱顶轴力加上柱的自重。其余层轴力计算同顶层，但需要考虑该层上部柱的轴力的传递。(3)柱的剪力计算柱的剪力：式中分别为经弯矩分配后柱的上、下端弯矩，为柱长度。荷载引起的剪力：第5层：VA=VB=1/4×2.88×7.2=5.18kNVB=VC=1/4×1.20×3.0=0.9kN第4～1层：VA=VB=1/4×14.4×7.2=25.92kNVB=VC=1/4×6.0×3.0=4.5kN弯矩引起的剪力，AB跨第5层：VA=﹣VB=－(﹣8.042+8.090)=﹣0.05kN第4层：VA=﹣VB=－(﹣33.316+36.075)=﹣2.76kN第3层：VA=﹣VB=－(﹣34.385+36.818)=﹣2.43kN104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）第2层：VA=﹣VB=－(﹣34.308+36.881)=﹣2.57kN第1层：VA=﹣VB=－(﹣35.376+34.447)=0.93kN列表如下：表3-22活载作用下梁端剪力及柱轴力层次由荷载引起的由弯矩引起的总剪力柱子轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱顶=顶=底底55.180.9﹣0.0505.135.230.921.5524.89425.924.5﹣2.76023.1628.684.5126.79151.85325.924.5﹣2.43023.4928.354.5232.36278.48225.924.5﹣2.57023.3528.494.5337.79405.25125.924.50.93026.8524.994.5446.72528.52104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）图3.18活载作用下梁端剪力及柱轴力图104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）竖向荷载作用下边柱(A)剪力表3-23竖向荷载作用下边柱剪力层次恒载作用下活载作用下565.10553.35031.175.9129.9254.17448.89450.32926.1112.87711.9266.53350.32950.61326.5611.92611.9946.23249.72955.01027.5611.78313.0456.53140.01820.00912.649.4454.7232.98竖向荷载作用下中柱(B)剪力表3-24竖向荷载作用下中柱剪力层次恒载作用下活载作用下5﹣46.917﹣42.192﹣23.45﹣4.454﹣7.684﹣3.194﹣42.066﹣42.10122.15﹣9.957﹣9.326﹣5.073﹣42.101﹣41.859﹣22.09﹣9.326﹣9.273﹣4.892﹣42.729﹣46.497﹣23.48﹣9.463﹣10.262﹣5.191﹣25.364﹣12.682﹣8.10﹣5.623﹣2.811﹣1.70104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）3.7框架结构的内力组合3.7.1内力组合相关系数内力组合相关系数均是来自于规范规定，在设计过程中查阅了大量的资料，最终将计算结果于与下节给于列出。3.7.2结构抗震调整系数结构的抗震等级可根据结构类型、地震烈度、房屋高度等因素由表确定。由《抗震规范》可知，本工程的框架为三级抗震等级。地震设计时，其设计表达式：式中—表示承载力抗震调整系数，见表3-25所示；—表示地震作用效应或地震作用效应与其它荷载效应的基本组合；—表示结构构件的承载力；表3-25承载力抗震调整系数材料结构构件受力状态混凝土梁受弯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各类构件受剪、偏拉0.853.7．3现浇框架梁支座负弯矩调幅104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）为了便于施工及提高框架结构的延性，通常对竖向荷载作用下的梁端负弯矩进行调幅。对现浇框架梁，负弯矩塑性调幅系数取0.8。竖向荷载作用下弯矩调幅后的结果见表3-25。梁支座负弯矩调幅后，跨中弯矩应按调幅后的支座弯矩及相应荷载用平衡条件求得。表3-26竖向荷载作用下梁端负弯矩调幅(单位kN·m)层次恒载作用活载作用弯矩调整前弯矩调整后弯矩调整前弯矩调整后AB左B右AB左B右AB左B右AB左B右5-96.015-102.095-23.238-76.812-81.676-18.591-8.042-8.090-1.076-6.434-6.472-0.8614-142.196-147.663-19.875-113.757-118.130-15.900-33.316-36.075-5.654-26.653-28.860-4.5233-140.583-147.621-19.890-112.466-118.097-15.912-34.385-36.818-5.387-27.508-29.454-4.3102-140.263-147.906-19.788-112.210-118.325-15.830-34.308-36.881-5.364-27.446-29.505-4.2911-144.927-137.142-21.750-115.942-109.714-17.400-35.376-34.447-5.783-28.301-27.558-22.6413.7.4作用效应组合结构或结构构件在使用期间，可能遇到同时承受永久荷载和两种以上可变荷载的情况。但这些荷载同时都达到它们在设计基准期内的最大值的概率较小，且对某些控制截面来说，并非全部可变荷载同时作用时其内力最大，因此应进行荷载效应的最不利组合。永久荷载的分项系数按规定来取：当其效应对结构不利时，对由可变荷载效应控制的组合取1.2，对由永久荷载效应控制的组合取1.35；当其效应对结构有利时，一般情况下取1.0，对结构的倾覆、滑移或漂移验算取0.9。可变荷载的分项系数，一般情况下取1.4。均布活荷载的组合系数为0.7，风荷载组合值系数为0.6，地震荷载组合值系数为1.3；对于一般框架、排架结构，荷载效应组合的设计值S可按下列规定采用：由可变荷载效应控制的组合104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）由永久荷载效应控制的组合式中，为可变荷载的组合值系数，对于门诊室可取0.7。考虑以竖向永久效应控制的组合时，参与的可变荷载可仅限于竖向荷载对于一般框架结构，当总高度不超过60m时，地震与风荷载不同时组合也不考虑竖向地震作用。因此一般情况下，考虑地震作用效应的组合为：3.7.5框架梁的内力组合本设计方案中考虑了四种内力组合，即,，。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。各层梁的内力组合见表3-28，表中，两列中的梁端弯矩M为经过调幅后的弯矩(调整系数为0.8)。3.7.6计算跨间最大弯矩抗震设计及非抗震设计时，梁跨间最大正弯矩的确定方法相同。抗震设计时，梁的跨间最大正弯矩是水平地震作用产生的跨间弯矩与相应的重力荷载代表值产生的跨间弯矩的组合。由于水平地震作用可能来自左、右两个方向，因而应考虑两种可能性，分别求出跨间弯矩，然后取较大者进行截面配筋计算。计算跨间最大弯矩时，可根据梁端弯矩组合值及梁上荷载设计值，由平衡条件来确定。MAMBalxq1q2lVAVBMAMBxq1q2lVAVB图3.19竖向荷载作用下的计算图形104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）(1)若，说明，其中为最大正弯矩截面至A支座的距离，则可由下式求解：将求得的x值代入下式即可得跨间最大正弯矩值(2)若，说明,则(3)若，则同理，可求得三角形分布荷载和均布荷载作用下的、x和的计算公式x可由下式解得：104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）3.7.7支座端部剪力对支座端部剪力计算，根据水平荷载左方向或右方向作用，在荷载组合条件下按下式计算梁左端的剪力值，梁右端的剪力值。然后，按下式计算梁两端净跨边缘处的经过荷载组合后的弯矩值。式中—为梁计算长度范围内的端部弯矩组合值；c—为框架的计算轴线到支座边缘处的净间距；—为梁左端或右端的剪力值和；在两个方向水平力作用下，由上式可求得梁净跨梁端的组合弯矩值。按下式计算相应的梁净跨端部剪力值。104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）层次截面位置内力1.35+1.2+1.4支座边V5AM-76.82-6.4341.3143.53-98.63-101.93-29.58-114.47-110.13-101.1883.22V77.175.130.3913.3898.5899.5666.5496.11109.3199.79B左M-81.61-6.4721.3346.12-107.48-104.49-121.39-31.45-116.73-107.07V89.335.230.3913.38114.28113.29108.5779.00125.83114.52B右M-18.59-0.8610.9533.16-22.20-24.5915.21-49.45-25.96-23.5120.17V16.520.900.6924.0320.0921.83-9.2443.8623.2021.08跨间MAB128.32128.39147.53149.62118.19127.49MBC25.2026.7021.0549.4527.6426.004AM-113.757-26.6533.4288.31-165.78-174.40-28.27-200.48-180.22-173.82114.43V113.4723.161.0727.88164.00166.6996.74158.36176.34168.59B左M-118.130-28.863.7898.49-182.22-173.36-215.33-23.28-188.34-182.16V124.4126.681.0727.88184.257181.56171.31109.70194.63186.64B右M-15.90-4.5232.7134.98-21.36-28.1917.76-50.45-25.99-25.4119.40V14.424.51.9625.3520.5025.44-11.0145.0223.9723.60跨间MAB192.51192.91199.46208.67182.53188.82MBC26.3730.42-13.7950.4528.9928.653AM-112.46-27.5086.15130.57-161.87-177.3713.71-240.90-179.34-173.47115.32V112.4023.491.8639.60162.13166.8282.87170.39175.23167.77表3-27框架梁内力组合表104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）续表B左M-118.097-29.4546.34134.72-186.93-170.84-250.8911.81-188.88-182.95V125.4828.351.8639.60162.13166.8282.87170.39175.23167.77B右M-15.912-4.314.5596.87-18.79-30.2678.19-110.71-25.79-25.1219.40V14.424.53.370.2018.8227.13-60.5794.5723.9723.60跨间MAB192.50192.70209.64212.46182.70188.60MBC25.1531.8678.19110.7128.8728.472AM-112.21-27.4468.14152.27-158.97-179.4935.12-261.80-178.93-173.08113.36V111.3023.352.5848.23159.33166.0371.97178.56173.61166.25B左M-118.325-29.5059.12170.86-190.66-167.68-286.3646.82-189.24-183.30V126.5828.492.5848.23191.04184.54196.9490.35199.37191.78B右M-15.83-4.2916.55122.85-16.15-32.66103.60-135.96-25.66-25.0019.40V14.424.54.7589.0216.9928.96-81.3692.6723.9723.60跨间MAB192.14193.23209.23225.75182.73188.62MBC24.0433.67103.60135.9628.7928.391AM-115.942-28.30110.31172.27-161.80-187.7850.88-285.05-184.72-178.75116.25V126.7326.853.0951.78182.01189.8075.65176.63197.94189.67B左M-109.714-27.55810.4174.64-179.48-155.98-281.4259.13-175.67-170.24V111.1524.993.0951.78168.76160.97183.3368.90175.04168.37B右M-17.40-22.6417.48125.57-39.98-58.0396.58-148.28-46.13-52.5819.40V14.424.55.4290.9914.9729.80-83.54117.5523.6723.60104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）续表跨间MAB196.21195.09220.99224.90186.55192.30MBC40.0158.8396.58148.2846.137.96注:表中MAB和MBC分别为AB跨和BC跨的跨间最大正弯矩。M以下部受拉为正，V以向上为正。SQk一项中括号内的数值表示屋面作用雪荷载时对应的104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）3.7.8框架柱内力组合3.7.8.1框架内力组合一般原理(1)柱端弯矩和轴力组合柱内力控制截面一般取柱上、下端截面，每个截面上有M、N、V。由于柱是偏心受力构件且一般采用对称配筋，故应从上诉组合中求出下列最不利内力：及相应的N及相应的M及相应的M(2)柱端弯矩值设计值的调整一、二、三级框架的梁柱节点处，除框架顶层和柱轴压比小于0.15者及框支梁与框支柱的节点外，柱端组合的弯矩设计值应符合下式的要求：式中—节点上下柱端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩设计值之和，上下柱端的弯矩设计值可按弹性分析来分配；—节点左右梁端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩设计值之和；—柱端弯矩增大系数；三级框架为1.1；为了避免框架柱脚过早屈服，一、二、三级框架结构的底层柱下端机面的弯矩设计值，应分别乘以增大系数1.5、1.25和1.15。底层是指无地下室的基础以上或地下室以上的首层。(3)柱端剪力设计值的调整抗震设计时，一、二、三级的框架柱和框支柱端部组合的剪力设计值应按下式来调整：式中—柱端截面组合的剪力设计值；104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）—柱的净高；、—分别为柱的上下端顺时针或反时针方向截面组合的弯矩设计值，应符合上述柱端弯矩设计值调整的要求；—柱端剪力增大系数，三级框架取1.1；框架角柱地震作用效应的调整由于地震引起的建筑结构扭转会使角柱地震作用效应明显增大，故应对角柱的地震作用效应予以调整。一、二、三级框架的角柱，经过上述调整后的组合弯矩设计值。剪力设计值尚应乘以不小于1.1的增大系数。注意事项：(1)柱的竖向荷载作用的弯矩和剪力设计值不考虑调幅。(2)地震作用组合时，要用雪荷载参与组合；(3)地震组合时，当时，的抗震调整系数为；当时，的抗震调整系数为，其中为组合轴力设计值，且不考虑地震调整系数。(4)在后面的柱的受压正截面设计时，要同时考虑抗震组合()和非抗震组合()两种组合。表3-28横向框架A柱弯矩和轴力组合104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）层次截面内力1.35+1.2+1.4Mmax/Nmax5柱顶M65.1055.9121.3143.5383.9287.2320.07110.6193.8086.40110.61N314.9321.250.3913.38404.20404.53298.62326.45446.41407.67446.41柱底M-53.35-9.9250.7425.61-75.59-77.46-29.35-82.61-81.95-77.92-82.61N342.6321.250.3913.38437.44438.42325.21353.04483.80440.91483.804柱顶M48.89412.8772.6862.7071.5278.27-12.09118.3378.8876.70118.33N740.02126.791.4641.261045.941049.62728.37814.191125.821065.531125.82柱底M-50.329-11.9262.1951.30-72.66-78.18-0.69-107.39-79.87-77.09-107.39N767.72126.791.4641.261079.181082.86754.96840.781163.211098.771163.213柱顶M50.32911.9263.9679.2770.4380.41-28.40136.4879.8777.09136.48N1164.04232.363.3280.861685.441693.801144.921313.101803.811722.151803.81柱底M-50.613-11.9443.3767.53-71.54-80.0315.91-124.55-80.27-77.46-124.55N1191.74232.363.3280.861718.681727.041171.511339.701841.211755.391841.212柱顶M49.72911.7834.7784.7468.5180.53-34.73141.5378.9276.17141.53N1586.96337.795.9129.092322.532337.401551.371819.872480.192377.622480.19柱底M-55.01-13.0454.7784.74-76.44-88.46133.06-251.20-87.31-84.28-251.20N1614.66337.795.9129.092355.772370.641577.961846.462517.582410.502517.581柱顶M40.0189.4455.5487.5352.9466.90-48.08133.9863.4761.24133.98N2025.31446.728.99180.872981.913004.571970.622346.833180.893055.783180.89柱底M-20.009-4.72310.28162.56-17.01-42.91147.59-190.54-31.74-30.623-190.54N2061.74446.728.99180.873025.633048.282005.592381.803230.073099.503230.07104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）表3-29横向框架A柱剪力组合（kN）层次1.35+1.2+1.4Hn/m5-31.17-4.170.5418.19-41.98-43.34-13.82-54.02-46.25-43.243.266.724-26.11-6.531.2830-37.95-41.173.19-63.11-41.78-40.473.277.943-26.56-6.281.9338.63-37.35-42.2212.39-72.98-42.14-40.663.290.12-27.56-6.532.514.46-38.14-44.1617.84-80.72-43.74-42.213.2135.61-12.63-2.983.3352.65-14.72-23.1143.78-72.58-20.03-19.334.1586.4注:表中V以绕柱端顺时针为正；剪力的抗震调整系数为；为相应于本层柱净高上、下两端的剪力设计值。表3-30横向框架A柱柱端组合弯矩设计值的调整层次54321截面柱顶柱底柱顶柱顶柱底柱底柱顶柱底柱顶柱底107.880.5115.3104.7133.1121.4138.0245.0130.6185.7334.8362.9844.4872.41352.91380.91860.91888.22385.72422.6104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）表3-31横向框架B柱弯矩和轴力组合层次截面内力1.35+1.2+1.4Mmax/Nmax5柱顶M-46.917-4.4542.2879.28-64.79-59.04-129.6335.27-67.79-62.54-129.63N335.0024.890.6924.03432.49434.23308.56358.54477.14436.85477.14柱底M42.1927.6841.5252.8562.2358.4099.16-10.7764.6461.3999.16N362.7024.890.6924.03465.73467.47335.15385.13514.54470.09514.544柱顶M-42.066-9..9574.97116.45-69.29-56.76-166.2775.95-66.75-64.42-166.27N794.23151.852.6549.381141.071147.65784.06886.771224.061165.671224.06柱底M42.1019.3264.0795.2867.4057.14143.98-54.2066.1663.58143.98N821.93151.852.6549.381174.311180.99810.59913.301261.461198.911261.463柱顶M-42.101-9.3266.82136.31-70.87-53.68-186.6696.87-66.16-63.58-186.66N1254.53278.485.95119.581848.721863.821213.661462.381972.101895.311972.10柱底M41.5899.2736.82136.3170.1853.00186.14-97.3965.4262.89186.14N1282.23278.485.95119.581882.061897.061240.251488.972009.491928.552009.492柱顶M-42.729-9.4638.85157.40-74.35-52.05-209.26118.13-67.15-64.52-209.26N1715.93405.2510.7208.62556.252583.211624.872058.762721.162626.472721.16柱底M46.49710.2628.85157.4079.8857.58213.26-114.1373.0370.16213.26N1743.63405.2510.7208.62589.492616.451651.462085.352759.152659.712759.151柱顶M-25.364-5.6239.03142.81-48.90-26.14-175.57121.47-39.86-38.31-175.57N2161.90528.5216.12299.593239.903280.532017.542640.293447.093334.213447.09柱底M12.6822.81116.77265.2239.89-2.37289.35-262.3019.9319.15289.35104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）续表N2198.33528.5216.12299.593283.623324.242052.512675.663496.273377.923377.92表3-32横向框架B柱剪力组合（kN）层次Hn/m523.443.19134.7733.4130.8963.96-12.8934.8332.593.279422.155.072.3855.7235.9729.9786.75-36.3934.9733.683.2107322.024.893.5971.7437.1128.06104.23-54.3234.6233.273.2128223.485.194.6682.8440.5928.84118.13-64.9436.8935.443.214618.011.785.4385.9018.705.01104.00-85.8412.5912.104.15123.8注:表中V以绕柱端顺时针为正；剪力的抗震调整系数为；为相应于本层柱净高上、下两端的剪力设计值。表3-33横向框架B柱柱端组合弯矩设计值的调整层次54321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底126.496.7162.1140.4182.0181.5204.0207.9171.2282.1357.9385.9918.0946.11479.11507.12040.92069.42585.32622.7104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）3.8框架梁截面设计与配筋计算混泥土采用C30(fc=270N/mm²，ft=270N/mm²)，梁中纵向受力钢筋采用钢筋强度HRB400(fy′=360N/mm²，ζb=0.518)其他钢筋均采用HPB300(fy=270N/mm²，fy′=270N/mm²)。五层：AB跨五层梁跨中弯矩最大，M中=149.62kN·m当梁下部受拉时，按T型截面设计，当梁上部受拉时，按矩形截面设计按梁的计算跨度考虑：=1/3L0=1/3×7200=2400mm按梁的尽距考虑：=7200-500+500=7200mm故取上面两者中的较小值，=2400mm判断T形截面类型：=1.0×14.3×2400×1000×(570-100/2)=1784.64kN·m>M=149.62kN·m属于一类截面将跨中的318(=763)钢筋两根伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋(=508)，据此计算支座上部纵向受拉钢筋的数量。支座A：kN·m，=508104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）选配钢筋316，有效面积为As=603mm²支座B：M左=121.39kN·m选配钢筋316，有效面积为As=603mm²BC跨五层梁跨中弯矩最大，M中=49.45kN·m设置一排受拉钢筋h0=400–30=370mm,由于板与梁是现浇而成，按T型截面进行计算。确定梁的翼缘跨度与梁的翼缘厚度hf有关。T型截面受弯构件按梁的计算跨度考虑：按梁的尽距考虑：mm故取上面两者中的较小值，判断T形截面类型：属于一类截面选配316钢筋(As=402mm²)，将其中一根伸入支座作为支座。　　　　支座B：M右=49.45kN·m=201104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）bh=360mm2选配钢筋216，有效面积为As=402mm四层：AB跨四层梁跨中弯矩最大，M中=208.67kN·m，由五层知属于一类截面。选配钢筋418，=1017mm2，将跨中的钢筋全部伸入支座。支座A:=1017mm2选配钢筋418，有效面积为As=1017mm²支座B：M左=215.33kN·m,=1017mm²选配钢筋322，有效面积为As=1140mm²BC跨:同五层BC跨,上部216，下部316。104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）三层：AB跨三层梁跨中弯矩最大，M中=212.46kN·m选配418钢筋，As=1017mm2支座A：，=1017mm2选配钢筋420，有效面积为As=1256mm²支座B：M左=250.89kN·m=1017mm2选配钢筋420，有效面积为As=1256mm²BC跨:三层梁跨中弯矩最大，M中=110.71kN·m选配320钢筋，As=941mm2支座B：M右=110.71KN·m=941mm2104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）选配320钢筋，As=941mm2二层：AB跨二层梁跨中弯矩最大，M中=225.75kN·m　选配418钢筋，As=1017mm2支座A：,=1017mm2选配钢筋420，有效面积为As=1256mm²支座B：M左=286.36kN·m，=1017mm2选配钢筋422，有效面积为As=1520mm²BC跨:二层梁跨中弯矩最大，M中=135.96kN·m选配418钢筋，As=1017mm2104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）支座B：M右=135.96kN·m=1017mm2选配322钢筋，有效面积As=1140mm2一层：AB跨三层梁跨中弯矩最大，M中=224.90kN·m与二层相同　选配418，As=1017mm2支座A：=1017mm2选配钢筋422，有效面积为As=1520mm²支座B：M左=281.42kN·m选配钢筋422，有效面积为As=1520mm²BC跨:一层梁跨中弯矩最大，M中=148.28kN·m选配322钢筋，As=1140mm2104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）支座B：M右=148.28kN·m=1140mm2选配420钢筋，有效面积As=1256mm2梁斜面计算：由：h0/b=370/300=1.234，0.25fcbh0=0.25×14.3×300×370=396.7Vmax=199.37kN截面满足要求，故按构造配筋即可，梁两端加密区布f8@100双肢篐，其余地方布置f8@200，同理可得整榀柜架梁布f8@100双肢篐，非加密区布置f8@200。3.9框架柱的配筋计算柱混凝土采用C30，钢筋采用HRB400，,，，，，。柱同一截面分别受正反弯矩，故采用对称配筋。一层A柱:设则，查内力组合表知。kN·m,柱子剪跨比s=Hn/2h0=4150/(2×460)=4.51＞3,满足要求柱子轴压比n=N/fcbh=2422.6×103/(14.3×500×500)=0.678＜0.9满足要求原始偏心距附加偏心距=20mm则：=+=76.7+20=96.7mm104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）底柱的计算长度要考虑偏心距增大系数，取/h=9.5＜15，取==1.23=1.23×96.7=118.94＜0.3先假定为小偏心受压X=N/fcb=2422.6×103/(1.0×14.3×500)=338＞Xb(=0.518×460=238)属于小偏心,由，求出X=h0=0.678×460=311.88mm104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）故每边选配418，有效面积为()B柱:kN·m，柱子剪跨比s=Hn/2h0=4150/(2×460)=4.51＞3满足要求柱子轴压比n=N/fcbh=2622.7×103/(14.3×500×500)=0.734＜0.9满足要求原始偏心距附加偏心距=20mm则=+=107.5+20=127.5mm底柱的计算长度要考虑偏心距增大系数，取/h=9.5＜15，取==1.187=1.187×107.5=127.6＜0.3先按小偏心受压计算X=N/fcb=2622.7×103/(1.0×14.3×500)=366＞Xb属于小偏心，由，求出。104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）X=h0=318.78mm故每边选配418，有效面积为()二层A柱：查内力组合表知：kN·m,柱子剪跨比s=Hn/2h0=3800/(2×460)=4.13＞3满足要求柱子轴压比n=N/fcbh=1888.2×103/(14.3×500×500)=0.528＜0.9满足要求原始偏心距附加偏心距=20mm则=+=129+20=149mm底柱的计算长度，要考虑偏心距增大系数，取/h=7.6＜15，取==1.12104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）=1.12×149=166.9＞0.3，属于大偏心受压X=N/fcb=1888.2×103/(1.0×14.3×500)=234＜Xb故每边选配418，有效面积为()B柱：kN·m,柱子剪跨比s=Hn/2h0=3800/(2×460)=4.13＞3满足要求柱子轴压比n=N/fcbh=2069.4×103/(14.3×500×500)=0.579＜0.9满足要求原始偏心距附加偏心距=20mm则=+=107.5+20=120.5mm底柱的计算长度要考虑偏心距增大系数，取/h=7.6＜15，取==1.14=1.14×120.5=137.4＜0.3，先按小偏心受压计算104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）X=N/fcb=1888.2×103/(1.0×14.3×500)=264＞Xb(=0.518×460=238)，属于小偏心，由，求出。故每边选配418，有效面积为()三层A柱:查内力组合表知：kN·m，柱子剪跨比s=Hn/2h0=3800/(2×460)=4.13＞3满足要求柱子轴压比n=N/fcbh=1380.9×103/(14.3×500×500)=0.385＜0.9满足要求原始偏心距附加偏心距=20mm则=+=88+20=108mm底柱的计算长度，要考虑偏心距增大系数，取/h=7.6＜15，取104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）==1.17=1.12×149=126.36＜0.3先按小偏心受压计算X=N/fcb=1380.9×103/(1.0×14.3×500)=241mm＞Xb=238mmX=h0=0.52×460=239.2mm故只需按构造配筋每边选配418，有效面积为()B柱：kN·m，柱子剪跨比s=Hn/2h0=3800/(2×460)=4.13＞3满足要求柱子轴压比n=N/fcbh=1507.1×103/(14.3×500×500)=0.422＜0.9满足要求原始偏心距附加偏心距=20mm104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）则=+=120+20=140mm底柱的计算长度要考虑偏心距增大系数，取/h=7.6＜15，取==1.14=1.14×120.5=137.4＞0.3,先按大偏心受压计算X=N/fcb=1507.1×103/(1.0×14.3×500)=210.8＜Xb(=0.518×460=238)四层A柱:kN·m，柱子剪跨比s=Hn/2h0=3800/(2×460)=4.13＞3满足要求柱子轴压比n=N/fcbh=946.1×103/(14.3×500×500)=0.265＜0.9满足要求原始偏心距附加偏心距=20mm则=+=148+20=168mm底柱的计算长度要考虑偏心距增大系数104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计），取/h=7.6＜15，取==1.11=1.11×168=186.48＞0.3先按大偏心受压计算X=N/fcb=946.1×103/(1.0×14.3×500)=132mm＜Xb=238mm故每边选配418，有效面积为()五层A柱：kN·m，柱子剪跨比s=Hn/2h0=3800/(2×460)=4.13＞3满足要求柱子轴压比n=N/fcbh=362.9×103/(14.3×500×500)=0.101＜0.9满足要求原始偏心距附加偏心距=20mm则=+=221+20=241mm底柱的计算长度要考虑偏心距增大系数，取104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）/h=7.6＜15，取==1.08=1.08×241=260.3mm＞0.3，先按大偏心受压计算X=N/fcb=362.9×103/(1.0×14.3×500)=87.75＜Xb(=0.518×460=238)故每边选配418，有效面积为()B柱：kN·m，柱子剪跨比s=Hn/2h0=3800/(2×460)=4.13＞3满足要求柱子轴压比n=N/fcbh=385.9×103/(14.3×500×500)=0.11＜0.9满足要求原始偏心距附加偏心距=20mm则=+=250.6+20=270.6mm底柱的计算长度要考虑偏心距增大系数，取/h=7.6＜15，取104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）==1.07=1.07×270.6=290＞0.3先按大偏心受压计算X=N/fcb=385.9×103/(1.0×14.3×500)=83mm＜Xb=238mm故每边选配418，有效面积为()3.9.1框架柱斜截面计算二层柱：V=135.6kN，N=1888.2kN0.25fcbh0=0.25×14.3×500×460=822>V=135.6kN,因此其箍筋按构造配置。选配4f10，间距在上下柱两端600mm范围，内为100mm,其余间距为150mm。同理可知一层、三层、四层、五层均按此配置箍筋。104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）4板、楼梯、基础设计计算4.1现浇板的截面设计及配筋根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)，楼板长边与短边之比小于2时，按双向板计算。楼板楼板长边与短边之比大于2，但小于3时，宜按双向板计算。板的恒载设计值：g=1.2×4.028=4.83kN/m2板的活载设计值：q=1.4×2.0=2.8kN/m2拟定板的厚度h=100mm，则板的有效高度：短边方向h0=h-20=80mm，长边方向h0=h-30=70mm4.1．1板的截面内力计算图4.1板的分布A区隔板(1)跨内最大正弯矩（棋盘式布置）①在g+作用下（二邻边固定，二邻边简支）查表得104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）又因②在则(2)支座负弯矩（满布置）二邻边固定，而林边简支B区隔板(1)跨内最大正弯矩（棋盘式布置）①在g+作用下（三边固定，一边简支）查表得又因104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）②在则(2)支座负弯矩（满布置）C区隔板(1)跨内最大正弯矩（棋盘式布置）①在g+作用下（三边固定，一边简支）查表得又因②在104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）则(2)支座负弯矩（满布置）三边固定，一边简支D区隔板(1)跨内最大正弯矩（棋盘式布置）①在g+作用下（四边固定）查表得又因②在则104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）(2)支座负弯矩（满布置）4.1.2板的配筋计算各跨内、支座弯矩已求得，近似按计算钢筋截面面积，钢筋采用HPB300，取跨内支座截面计算结果见下表。表4-1板配筋计算截面M/(kN·m)h0/mmAs/mm2选配钢筋实配面积跨中A区格lx方向14.33800698f8@100714ly方向12.8470715f8@100714B区格lx方向3.5880174f8@100168ly方向1.077059f8@100168C区格lx方向13.22×0.880515f8@100714ly方向9.74×0.870434f8@100714D区格lx方向3.5880174f8@100168ly方向1.077060f8@100168支座A-B29.66×0.8801156f10@1501121C-D27.96×0.8801090f10@1501121A-C5.7480279f8@100279C-C3.9180190f8@100279B-D25.59×0.880997f8@100981D-D22.19×0.880865f8@100981104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）4.2楼梯设计从设计图中任选一楼梯进行设计计算，踏步高取152mm，踏步宽取300mm，平台宽取2000mm，其基本布置如下图所示：选用标准层计算C30混凝土，受力纵筋选Ⅲ级钢筋，其它钢筋选用Ⅰ级。图4.2楼梯平面4.2.1楼梯段板设计(1)板厚确定,取图4.3楼梯构造详图(2)荷载计算取1板宽计算，楼梯斜板的的倾角，104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）恒载计算：踏步重：斜板重：20mm厚粉刷层重：15mm厚板底抹灰：恒载标准值：恒载设计值：=1.2活载标准值：活载设计值：总荷载设计值：(3)内力计算跨中弯矩：剪力：V=kN(4)配筋计算结构重要性系数。故选用，分配布置筋选用f8@200。104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）4.2.2平台板计算(1)荷载计算取1宽板带作为计算单元，板厚为80来计算：平台板自重：板面抹灰重：板底抹灰重：恒载设计值：=活载设计值：总荷载设计值(2)内力计算计算跨度：板跨中弯矩：(3)配筋计算取用受力筋选用：8@300()分布筋选用：f8@200()4.2.3平台梁计算(1)确定平台梁截面(200×400)此处以平台楼为例来计算：先确定平台梁的截面：104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）取小者取大者用(2)荷载计算平台板传来荷载6.09梯段板传来的荷载梁自重：所以荷载设计值：(3)内力计算平台梁计算跨度：=3.84m净跨：=3.66m(4)配筋计算计算高度=400–35=365，正截面承载力计算，此处以例L形截面计算。翼缘有效宽度：按梁肋净距考虑：取小值：判断型截面类型：=365，，104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）=211.4按第一类截面计算：选用:316()斜截面较核：=326.5此处按不配置腹筋来计算，则箍筋用量为：选双肢箍筋：8@200，，=0.106℅，满足要求104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）4.3基础设计本建筑为五层，采用柱下独立基础。以A柱为例进行设计计算。受力主筋采用HRB335()，混凝土采用C30；(fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2)。4.3.1荷载计算由柱传至基顶的荷载可由内力组合表查得：，，作用于基底的弯矩和相应的基顶的轴向力的设计值为：，假定基础的高度为800mm，室内外高差为450mm，基础顶面标高为-950mm,基础深4.3.2基础尺寸的确定基础底面积按地基承载力计算确定，并取相应荷载效应的标准值组合，由《建筑地基基础规范》，可查的、均小于0.85的粘土土质：，。取基础底面以上土平均重度。由于N较大，取(如果b＜3m，按b=3m，如果b>6m，按b=6m；如果d＜0.5m，按d=0.5m)，深度修正为：确定基础底面尺寸：考虑到偏心受压，将基础底面积增大20%，即，104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）取b=2.5m,a=3.4m验算得条件(满足要求)4.3.3轴心荷载作用下地基承载力验算按《建筑地基基础设计规范》(GB50007－2010)下列公式验算pk=(Fk＋Gk)/AFk=Fk/Ks=2422.6/1.35=1795kNpk=(Fk＋Gk)/A=(1795＋588)/(2.5×3.4)=141.68kPa≤fa=205kPa，满足要求。4.3.4偏心荷载作用下地基承载力验算按《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）下列公式验算：当e≤/6时pkmax=(Fk＋Gk)/A＋Mk/Wpkmin=(Fk＋Gk)/A－Mk/W当e＞b/6时pkmax=2(Fk＋Gk)/3la104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）所以最后确定基底的尺寸为，4.3.5基础受冲切承载力验算荷载设计值作用下的地基净反力：净偏心距荷载设计值作用下的地基最大净反力：4.3.6基础高度①柱边截面柱边截面取，，则基础分二级，下阶，，取，②变阶处截面104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）4.3.7配筋计算计算基础沿长边方向的弯距设计值1-1截面：3-3截面：比较和，因按配筋，现于2.5m宽度范围内配1216@200，，计算基础沿短边方向的弯距设计值2-2截面：104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）4-4截面：比较和，因按配筋，现于3.4m长度范围内配1116@300，。4.4基础平面布置图104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）结论本次我的毕业设计是框架结构的高校综合楼，在设计前查阅了各种资料，实地参观了多处建筑的情况下，对综合楼建筑的特征、现状、发展趋势有了一定的了解。围绕如何使本建筑在设计年限内满足其使用功能的要求，并具备安全、耐久、实用、美观的性能进行了设计、计算和验算。设计通过手算一榀框架来熟练掌握多层框架结构，并了解以此引申到其它各种结构形式的具体计算过程；熟悉各种建筑规范；通过手算一榀框架的结果与机算结果进行比较，并得出其异同及建立相关的力学概念。在设计中，我感触最深的是怎样将理论运用于实际工程，在实践中发现不足，弥补不足，发现问题，解决问题。颇具挑战性和令人感兴趣的是怎样将建筑设计和结构设计揉合成一个整体，最大限度地满足安全、经济、美观、适用的设计原则，并有利于施工。这个过程，首先需要有扎实的理论基础，其次需要大胆的设计构思，而且需要耐心地反复推敲，最后更需要的是运用专业知识作科学的创新。本设计过程，也是综合运用各种设计软件和办公软件的过程。充分锻炼和提高我运用计算机辅助设计的能力。总之，这次设计锻炼了我综合运用知识、学习新知识和解决实际工程问题的能力，提高了实际操作能力，这对我将来的工作会有极大的指导和帮助。104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）致谢今年是2013年，也是我们大学毕业的一年，大学的时光转眼就要过去了，在毕业之际,我要衷心地对所有在这次毕业设计的过程中给予我关心、支持的人表示感谢。我首先要感谢大学里给予我帮助和教导的老师们，感谢土木工程系领导和我的老师们对我二年来的培养，感谢您们辛勤地耕耘、无私的付出，是您们多年如一日孜孜不倦地教诲，让我在专业知识的积累、人生阅历等各个方面都有了显著的提高。在这里，我尤其要感谢在这次毕业实习及毕业设计中给予我关心和帮助的指导老师。在整个毕业设计过程中正是张雅男老师及胡毅老师耐心、细致的指导，还有和我二年来身边的同学，在毕业设计过程中互相督促和帮助，才有了我今天毕业设计的圆满完成。最后，我要感谢我的母校。在此，也衷心祝愿我的母校明天会更好！再次衷心感谢所有给予过我关心、帮助的人，谢谢你们！104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）参考文献[1]11G101-3，混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图（现浇混凝土框架、剪力墙、框架剪力墙、框支剪力墙结构）［S］．北京：中国建筑标准设计研究院，2011．[2]11G329-1，建筑物抗震构造详图（多层和高层钢筋混凝土）［S］．北京：中国建筑标准设计研究院，2011．[3]GB50009—2012，建筑结构荷载规范［S］．北京：中国建筑工业出版社，2012．[4]JGJ3—2010，高层建筑混凝土结构技术规程［S］．北京：中国建筑工业出版社，2010．[5]GB50007—2011，建筑地基基础设计规范［S］．北京：中国建筑工业出版社，2012．[6]GB50010—2002，建筑抗震设计规范［S］．北京：中国建筑工业出版社，2002．[7]柳炳康，沈小璞．工程结构抗震设计［M］．武汉：武汉理工大学出版社，2010.[8]龙驭球，包世华．结构力学［M］．北京：高等教育出版社，2006.[9]孔军，高翔．土力学与地基基础［M］．北京：中国电力出版社，2008.[10]中国建筑工业出版社，现行建筑设计规范大全（修订缩印本）［S］．北京：中国建筑工业出版社，2002．[11]吕西林.高层建筑结构［M］．武汉：武汉理工大学出版社，2011.[12]许传华，贾莉莉.房屋建筑学［M］．合肥：合肥工业大学出版社，2005.[13]程文瀼，李爱群.混凝土楼盖设计［M］．北京：中国建筑工业出版社，1998.[14]梁兴文，史庆轩.混凝土结构设计［M］．北京：中国建筑工业出版社，2011.[15]丰定国，王社良.抗震结构设计［M］．武汉：武汉理工大学出版社，2001.[16]华南理工大学，浙江大学，湖南大学.基础工程［M］．北京：中国建筑工业出版社，2003.[17]东南大学，同济大学，天津大学.混凝土结构［M］．北京：中国建筑工业出版社，2008.104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）104 安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）104'