合肥某中学办公楼设计毕业设计计算书

'安徽新华学院本科毕业设计目录内容摘要1建筑设计3结构设计51结构设计技术条件51.1工程概况51.2设计依据51.2.1国家标准51.2.2地质勘查报告51.2.3气象资料61.2.4地震资料61.3结构主体布置61.3.1平面、立体布置61.3.2柱网布置61.3.3沉降设置61.4梁板的截面尺寸71.5柱截面尺寸82重力荷载计算92.1屋面、露面荷载计算92.1.1屋面及露面永久荷载标准值92.1.2屋面均布活载92.1.3楼面均布荷载102.1.4楼面活荷载102.2梁体荷载计算102.3柱体荷载计算112.4墙体荷载计算112.5荷载总汇14 安徽新华学院本科毕业设计3横向水平地震作用下框架内力和侧移计算163.1水平地震作用下框架的侧向位移验算163.1.1横向线刚度163.1.2横向框架柱的侧移刚度D值183.1.3横向框架自振周期183.1.4横向地震作用计算233.1.5横向框架抗震变形验算253.2水平地震作用下横向框架的内力分析263.3横向风荷载作用下框架的内力和侧移计算303.3.1风荷载标准值的计算303.3.2各层风荷载值计算333.3.3风荷载作用下的水平位移验算333.3.4风荷载作用下框架结构的内力计算334竖向荷载作用下框架结构的内力计算364.1计算单元364.2恒载计算374.3活载计算394.4荷载作用下的内力计算414.4.1恒载等效计算414.4.2活荷载等效计算434.4.3荷载弯矩二次分配计算434.4.4梁端剪力和轴力484.5重力荷载作用内力计算514.5.1重力荷载代表值计算514.5.2重力荷载等效计算524.5.3重力荷载弯矩二次分配计算524.5.4梁端剪力和轴力计算555内力组合56 安徽新华学院本科毕业设计5.1框架梁内力组合565.2框架柱内力组合616截面设计656.1承载力抗力调整系数656.2横向框架梁截面设计666.2.1梁的正截面设计666.2.2梁的斜截面设计716.3柱截面设计756.3.1剪跨比和轴压比验算756.3.2柱正截面承载力计算766.3.3柱斜截面受剪承载力计算797板的设计827.1设计资料827.2楼面板布置827.3弯矩计算837.4截面设计858楼梯设计868.1踏步计算868.2梯段板设计868.2.1确定板厚868.2.2荷载计算878.2.3内力计算878.2.4配筋计算878.3平台板计算888.3.1荷载计算888.3.2内力计算888.4平台梁计算898.4.1荷载计算89 安徽新华学院本科毕业设计8.4.2内力计算898.4.3配筋计算899基础设计909.1独立基础设计909.1.1基础参数选取909.1.2基础底面积计算909.1.3承载力验算919.1.4抗冲切验算919.1.5内力及配筋929.2联合基础设计949.2.1选型949.2.2地基承载力验算959.2.3抗冲切验算及配筋969.2.4地震作用组合97参考资料100谢辞101综述102 安徽新华学院本科毕业设计内容摘要本设计主要针对结构方案中框架10轴进行结构设计，在确定了框架平面布局之后，首先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自振周期，进而按底部剪力法计算水平地震作用下结构内力大小，接着用相同的方法求出了水平风荷载作用下的层间内力和位移。然后，计算竖向荷载作用下的结构内力，并进行内力组合，从而找出最不利的一组或几组内力组合，对结构构件进行配筋计算并绘图。此外，本设计还进行了楼梯和基础的结构设计，并对其进行配筋计算和施工图绘制。关键词：框架结构，抗震，永久荷载，可变荷载，截面设计，基础设计98 安徽新华学院本科毕业设计ABSTRACTThisdesignmainlyaccordingtothestructureschemeframeworkforstructuredesign,6axisindeterminingtheframeworklayoutafterthatfirstbetweenthelayerofcalculation,loadrepresentvalue;thenusethevertexdisplacementmethod,andthenfromthevibrationperiodsaccordingtohorizontalseismicmethodforcalculatingthebottomshearstructuralinternalforceundertheactionofthesize,andthenusedthesamewayandfromthewindloadlevelbetweenlayersoftheinternalforceanddisplacement.Then,thecalculatedverticalload,thestructuralinternalforce,andforcecombination,soastofindoutthemostunfavorableagrouporseveralgroupsofinternalforceofstructuralcomponentscombined,calculatedanddrawingforreinforcement.Inaddition,thedesignisbasedonthestairsandthestructuredesign,andcarriesonthereinforcementcalculationandconstructiondrawing.KEYWORDS:framestructure,earthquake,permanentload,variableload,sectiondesign,thefoundationdesign98 安徽新华学院本科毕业设计建筑设计一般而言，一幢建筑物是由若干单体空间有机地组合起来的整体空间，任何空间都具有三度性。因此,在进行建筑设计的过程中,人们常从平面,剖面,立面三个不同方向的投影来综合分析建筑物的各种特征,并通过相应的图示来表达其设计意图。建筑的平面,剖面,立面设计三者是密切联系而又互相制约的。平面设计是关键,它集中反映了建筑平面各组成部分的牲及其相互关系,使用功能的要求,是否经济合理。除此之外,建筑平面与周围环境的关系,建筑是否满足建筑平面设计的要求,同时还不同程度地反映建筑空间艺术构思及结构布置关系等。一些简单的民用建筑,如办公楼,单元式住宅等,其平面布置基本上能反映建筑空间的组合。因此,在进行方案设计时,总是先从平面入手,同时认真分析剖面及立面的可能性和合理性,及其对平面设计的影响。只有综合考虑平,立,剖三者的关系,按完整的三度空间概念去进行设计,才能做好一个建筑设计。根据合肥地区的地理特点，考虑设计方案力求“功能适用、经济合理、造型美观、环境相宜”的原则，该大学会议接待中心采用框架结构，5层，造型力求美观，基础采用独立基础的形式，结构可靠，功能合理。该建筑西、南面各设有一个出入口，并设有三个楼梯和三个安全出口，一但发生事故可以迅速安全的进行疏散，满足消防、地震、建筑防火规范等的安全要求。建筑体型和立面设计是整个建筑设计的重要组成部分。外部体型和立面反映内部空间的特征，但绝不能简单地理解为体型和立面设计只是内部空间的最后加工，是建筑设计完成后的最后处理，而应与平、剖面设计同时进行，并贯穿于整个设计的始终。在方案设计一开始，就应在功能、物质技术条件等制约下按照美观的要求考虑建筑体型及立面的雏形。剖面设计确定建筑物各部分高度，建筑层数，建筑空间的组合与利用，以及建筑剖面中的结构、构造关系等。它与平面设计是从两个不同的方面来反映建筑物内部空间的关系。剖面设计研究竖向空间的处理，本公寓剖面形状为矩形，矩形剖面简单、规整、便于竖向空间的组合，容易获得简洁而完整的体型，同时结构简单，施工方便。98 安徽新华学院本科毕业设计建筑设计与结构设计是整个建筑设计过程中的两个最重要的环节，对整个建筑物的外观效果、结构稳定起着至关重要的作用。而二者之间又存在着相互协调、互相制约的关系。任何一个建筑设计方案，都会对具体的结构设计产生影响，而有限的结构设计技术水平又制约着建筑设计层次。因此，在做建筑设计的过程中，我们必须也要考虑到结构上的要求，二者必须同时兼顾，同行进行，从而创作出优秀的建筑设计作品。98 安徽新华学院本科毕业设计结构设计1结构设计技术条件1.1工程概况项目名称：某中学办公楼设计建筑地点：合肥市建筑面积：6912m2层高：3.6m层数：5层1.2设计依据1.2.1国家标准（1）《建筑结构荷载规范》GB50001—2001（2）《混凝土结构设计规范》GB50010—2002（3）《建筑抗震设计规范》GB50011—2001（4）《建筑地基基础设计规范》GB50007—2002（5）《高层建筑混凝土结构与设计规范》JGJ3—2002（6）《建筑结构设计手册》（静力计算）（7）《钢筋混凝土结构构造手册》（8）《建筑抗震设计手册》1.2.2地质勘查报告场地范围内土质构成，自地表向下依次为：a层：杂填土，厚度0.5m，地基承载力标准值fk=80kpa；b层：亚粘土，厚度0.5-1.5m，地基承载力标准值fk=180kpa；c层：粘土，厚度5-7m，硬塑状，地基承载力标准值fk=240kpa；该建筑场地地势平坦，自然地表标高24.50m，实测最高地下水位21.00m，水质无侵蚀性。98 安徽新华学院本科毕业设计1.2.3气象资料东南风，基本风压W0=0.35kN/m2基本雪压S0=0.60kN/m21.2.4地震资料地震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，II类场地。1.3结构主体布置1.3.1平面、立体布置结构平面布置规则，质量和刚度变化均匀。1.3.2柱网布置采用大柱网，柱网尺寸：（6+2.4+6）m×6m，6m×6m1.3.3沉降设置本工程由三个部分组成，由于结构形式的变化，现置有一道沉降缝，缝宽为80mm。总体布置见图1-1：111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111图1-1总体平面布置图1.4梁板的截面尺寸梁板采用C25砼，fc=11.9N/mm2KL1边：截面高度：h=L/12～L/8=750mm～500mm，取h=700mm截面宽度：b=h/3～h/2=300mm～200mm，取b=300mm98 安徽新华学院本科毕业设计KL2：截面高度：h=L/12～L/8=750mm～500mm，取h=700mm截面宽度：b=h/3～h/2=300mm～200mm，取b=300mmKL1中：截面高度：h=L/12～L/8=200mm～300mm，取h=450mm(h400mm)截面宽度：b=h/3～h/2=225mm～150mm,取b=250mmL1边：截面高度：h=L/18～L/12=500mm～333mm，取h=450mm截面宽度：b=h/3～h/2=200mm～133mm，取b=250mm板：hmax=72mm,取h=100mm梁板截面尺寸见表1-1，梁布置见图1-2：表1-1梁板得截面尺寸KL1边/mmKL2/mmKL1中/mmL1边/mm板/mm30070030070025045025045010011111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111图1-2梁布置图1.5柱截面尺寸柱采用C30砼，fc=14.3N/mm2（1）柱组合轴压力设计值N=βFgen（2）ACN/([μN]×fc)查抗抗震规范GB50011—2010，得框架柱轴压比限值μN=0.85（3）截面计算边柱：增大系数取β=1.3，负载面积为6×3m2，各层重力荷载代表值取ge=12kN/mm2，层数n=5则N=1.3×6×3×12×103×5=1404000N98 安徽新华学院本科毕业设计AC=N/（0.85×14.3）=115508mm2中柱：β=1.25，负载面积为(6+6)/2×（6+2.4）/2m2,ge=12kN/mm2,n=5则N=1.25×6×（3+1.2）×12×103×5=1890000NAC=N/（0.85×14.3）=1554915mm2则柱取600mm×600mm（为满足/>0.7的需求）1至5层取600mm×600mm2重力荷载计算2.1屋面、露面荷载计算2.1.1屋面及露面永久荷载标准值屋面：二毡三油层0.35kN/m2冷底子油热玛蹄脂0.05kN/m220mm厚水泥砂浆0.02×20=0.40kN/m240mm厚矿渣水泥0.04×16=0.64kN/m2100mm厚现浇混凝土楼板0.1×25=2.5kN/m2水泥蛭石屋面保温层（平均厚120mm）0.12×5=0.6kN/m215mm厚板底粉刷层0.015×17=0.26kN/m2小计：4.8kN/m2屋面恒载标准值：48×14.4×4.4=3317.76kN2.1.2屋面均布活载基本雪压0.6kN/mm2（48+0.3×2）×（14.4+0.3×2）×0.6=437.4kN2.1.3楼面均布荷载水磨石地面0.65kN/m225mm厚水泥砂浆找平层0.25×20=0.5kN/m298 安徽新华学院本科毕业设计100mm厚现浇混凝土楼板0.1×25=2.5kN/m210mm厚板底粉刷层0.01×17=0.17kN/m2共计：3.82kN/m2楼面恒载标准值：(48+0.3×2)×(14.4+0.3×2)×3.82=2784.78kN2.1.4楼面活荷载楼面均布活载对于厕所和办公产所取2.0kN/m2，走道阳台取2.5kN/m2，为了方便计算，偏安全统一取均布活载为2.5kN/m2。楼面活载值：(48+0.6)×(14.4+0.6)×2.5=1822.5kN2.2梁体荷载计算包括梁侧、梁底、柱的抹灰重量KL1边：b×h=0.3m×0.7m长度：6m根数：18根每根：自重:25kN/m3×0.3×(0.6-0.1)=3.75kN/m抹10厚混合砂浆：0.01×[(0.6-0.1)×2+0.3]×17=0.221kN/m合计（每根）3.97kN/m故每根重为：3.97kN/m×6m×18=428.76kNKL2：b×h=0.3m×0.7m长度：6m根数：32根每根：自重:25kN/m3×0.3×(0.6-0.1)=3.75kN/m抹10厚混合砂浆：0.01×[(0.6-0.1)×2+0.3]×17=0.221kN/m合计（每根）3.97kN/m故每根重为：3.97kN/m×6m×32=762.24kNKL1中：b×h=0.25m×0.45m长度：2.4-0.3×2=1.8m根数：9根每根：自重:25kN/m3×0.25×(0.45-0.1)=2.18kN/m抹10厚混合砂浆：0.01×[(0.45-0.1)×2+0.25]×17=0.16kN/m合计（每根）2.35kN/m故每根重为：3.97kN/m×1.8m×9=38.07kN98 安徽新华学院本科毕业设计L1边：b×h=0.25m×0.45m长度：6m根数：16根每根：自重:25kN/m3×0.25×(0.45-0.1)=2.18kN/m抹10厚混合砂浆：0.01×[(0.45-0.1)×2+0.25]×17=0.16kN/m合计（每根）2.35kN/m故每根重为：2.35kN/m×6m×16=235.6kN2.3柱体荷载计算底层：KZ-1截面0.6m×0.6m室内外高差0.45m，底层柱埋置深度0.5m则底层柱计算长度：3.6m+0.45m+0.5m=4.55m根数：9×4=36根自重：25kN/m3×0.6×0.6=9kN/m抹10厚混合砂浆：0.01×0.6×4×17kN/m3=0408kN/m故每根重为：（4.55-0.1-0.1）×（9+0.408）=40.92kN其它层：KZ-2截面0.6m×0.6m长度3.6m根数36×4=144根自重：25kN/m3×0.6×0.6=9kN/m抹10厚混合砂浆：0.01×0.6×4×17kN/m3=0408kN/m故每根重为：（3.6-0.1-0.1）×（9+0.408）=32.928kN梁柱自重见表2-1：表2-1梁柱自重梁（柱）编号截面（m2）长度（m）根数每根重量（KN）总重（KN）KL1边0.3×0.661823.82428.76KL20.3×0.663223.82762.24KL1中0.25×0.451.894.2338.07L1边0.25×0.457.21614.1235.6KZ-10.6×0.64.353640.821473.12KZ-20.6×0.63.514432.9284741.63298 安徽新华学院本科毕业设计2.4墙体荷载计算墙体偏安全考虑，按不扣除门窗洞口所占体积计算，墙体高度按楼层高度减梁高度考虑，外墙墙厚240mm，采用瓷砖贴面，内墙墙厚200mm，采用水泥砂浆抹面，内外墙均采用蒸压粉煤加气混凝土砌块（5.5kN/m3）砌筑。外墙：单位面积外墙墙体重量为：5.5×0.24=1.32kN/m2单位面积墙贴面重量为：0.5kN/m2单位面积15mm厚砂浆找平层：0.015×20=0.3kN/m2单位面积15mm厚粉刷层：0.015×17=0.255kN/m2共计：2.38kN/m2内墙：15mm厚粉刷层(两侧)：0.015×17×2=0.51kN/m215mm厚找平层：0.015×20×2=0.6kN/m2200mm厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块：0.2×5.5=1.1kN/m2共计：2.21kN/m2卫生间：15mm水泥砂浆找平层：0.015×20=0.3kN/m2200mm厚墙自重：0.2×5.5=1.1kN/m25mm厚陶瓷锦砖：0.12kN/m2共计：1.52kN/m2女儿墙：瓷砖贴面0.5kN/m215mm厚找平层：0.015×20=0.3kN/m215mm厚粉刷层：0.015×17=0.255kN/m2240mm厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块：0.24×5.5=1.32kN/m2共计：2.375kN/m2底层：外墙：纵墙：高：3.6+0.45-0.6=3.45m共16片净长：6-0.3×2=5.4m则：5.4×3.45×10×2.38=709.43kN横墙：高：3.6+0.45-0.6=3.45m共4片净长：6-0.3×2=5.4m98 安徽新华学院本科毕业设计则：5.4×3.45×4×2.38=177.36KN高：3.6+0.45-0.45=3.6m共1片净长：2.4-0.3×2=1.8m则：1.8×3.6×2.38=15.42KN内墙：纵墙：高：3.6-0.45-0.6=3.45m共14片净长：6-0.3×2=5.4m则：5.4×3.45×14×2.38=620.75kN横墙：高：3.6-0.45-0.6=3.4m共9片净长：6-0.3×2=5.4m高：3.6-0.45+0.45=3m共2片净长：2.4-0.3×2=1.8m高：3.6-0.45+0.45=3m共2片净长：6-0.3×2=5.4m则：(5.4×3.4×9+1.8×3×2+5.4×3×2)×2.38=516.65kN其它层：外墙：纵墙：高：3.6-0.6=3.0m共16片净长：6-0.3×2=5.4m则：5.4×3×16×2.38=616.90kN横墙：高：3.6-0.6=3.0m净长：6-0.3×2=5.4m共4片高：3.6-0.45=3.15m净长：2.4-0.3×2=1.8m共1片则：(5.4×3×4+1.8×3.15)×2.38=167.72kN内墙：纵墙：高：3.6-0.6=3.0m共14片净长：6-0.3×2=5.4m则：5.4×3×14×2.21=501.228kN98 安徽新华学院本科毕业设计横墙：高：3.6-0.6=3.0m净长：6-0.3×2=5.4m共9片高：3.6-0.45=3.15m净长：2.4-0.3×2=1.8m共2片则：(5.4×3×9+1.8×3.15×2)×2.21=422.46kN女儿墙：高：1.2m净长：6×8+2×0.3=48.6m共2片6×2+2.4+2×0.3=15m共2片则：(48.6×1.2×2+15×1.2×2)×2.375=362.52kN墙自重见表2-2：表2-2墙体自重墙体每片面积片数重量底层纵墙外墙5.4×3.4516709.431330.18内墙5.4×3.4514620.75底层横墙外墙5.4×3.454177.36709.431.8×3.6115.42内墙5.4×3.49393.271.8×3.6230.855.4×3.6292.53其它层纵墙外墙5.4×316616.901118.13内墙5.4×314501.23其它层横墙外墙5.4×34154.22590.181.8×3.15113.58内墙5.4×39322.221.8×3.15225.065.4×3.15275.18女儿墙纵墙48.6×1.22277.02362.52横墙15×1.2285.5098 安徽新华学院本科毕业设计2.5荷载总汇顶层:重力荷载代表值=层面恒载+50%屋面雪载+梁自重+半层柱自重+半层墙自重+女儿墙自重顶层恒载Q1：3317.76kN顶层活载Q2：437.4kN顶层梁自重Q3：18KL1边+36KL2+9L1中+16L1边=18×23.82+36×23.82+9×4.23+16×14.1=1464.67kN顶层柱自重Q4：36×32.93=1185.48kN顶层墙自重Q5：1118.13+590.18=1708.31kN女儿墙自重Q6：362.52kNG5=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6=3317.76+0.5×437.4+1464.67+0.5×1185.48+0.5×1708.31+362.52=6810.55kN2～4层:重力荷载代表值=楼面恒载+50%楼面活载+纵横梁自重+楼面上、下各半层的柱及纵横墙自重楼面恒载Q1：2784.78kN楼面活载Q2：1822.5kN梁自重Q3：1464.67kN柱自重Q4：1185.48kN墙体自重Q5：1708.31kNG2～G4=Q1+1/2Q2+Q3+1/2(Q4+Q4)+1/2(Q5+Q5)=2874.78+0.5×1822.5+1185.48+1708.31=6589.82kN底层；重力荷载代表值=楼面恒载+50%楼面活载+纵横梁自重+楼面上、下各半层的柱及纵横墙自重楼面恒载Q1：2784.78kN楼面活载Q2：1822.5kN98 安徽新华学院本科毕业设计梁自重Q3：1464.67kN柱自重Q4：（40.92+32.93）×36/2=1329.30kN墙体自重Q5：[(1330.18+709.43)+(1118.13+590.18)]/2=1873.96kNG1=Q1+1/2Q2+Q3+Q4+Q5=2784.78+0.5×1822.5+1464.67+1329.30+1873.96=8363.96kN各层重力荷载代表值见图2-1：11111111111111111111111111111111111111111111111图2-1各层重力荷载代表值3横向水平地震作用下框架内力和侧移计算3.1水平地震作用下框架的侧向位移验算3.1.1横向线刚度在框架结构中，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行矩时，对现浇楼面的边框架取I=1.5I0(I0为梁的截面惯性矩)，对中框架取I=2.0I0，横向框架计算简图见图3-1，横向线刚度计算见表3-1。1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111图3-1一榀框架计算简图表3-1横向刚度计算梁号L截面(m2)跨度l(m)惯性矩I0=bh3/12(m4)边框架梁中框架梁Ib=1.5I0(m4)Kb=EIb/l(kN.m)Ib=1.5I0(m4)Kb=EIb/l(kN.m)98 安徽新华学院本科毕业设计KL1边0.3×0.66KL20.3×0.66KL1中0.25×0.452.4L1边0.25×0.456·3.1.2横向框架柱的侧移刚度D值柱线的刚度见表3-2：表3-2柱线刚度柱号Z截面(m2)柱高度(m)惯性矩线刚度Ic=bh3/12(m4)ic=EIc/h(kN.m)KZ14.550.0108KZ23.60.01083.1.3横向框架自振周期梁的跨度取轴线间距，即边跨6m，中间跨2.4m，底层柱地下埋深0.5m，则底层柱高4.55m，其它层柱高3.6m，混凝土弹性模量Ec，柱C30，Ec=kN/m2,梁C25，Ec=kN/m2。98 安徽新华学院本科毕业设计底层中框架中柱：底层中框架边柱：底层边框架中柱：底层边框架边柱：98 安徽新华学院本科毕业设计2～5层边框架中柱：2～5层边框架边柱：2～5层中框架中柱：2～5层中框架边柱：98 安徽新华学院本科毕业设计各层柱侧移刚度D值见表3-3：表3-3横向框架柱侧移刚度D值柱型项目D(N/mm)根数底层中框架中柱22680.4314317526.02724957.12中框架边柱18408.9914257725.86边框架中柱20615.85482463.40中框架边柱16810.46467241.84二至五层中框架中柱28728.3114402196.34809545.48中框架边柱18229.1714255208.38边框架中柱23572.38494289.52中框架边柱14462.81457851.24底层刚度最小，其层间刚度与上一层之比：=724957.12/809545.48=0.9>0.7且底层与其上相邻三个楼层侧向刚度平均值之比：=0.9>0.8故该框架为规则框架。T1=1.7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0.75；—框架的顶点位移；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求出框架结构的底部剪力，进而求出框架各层剪力和结构的真正位移。横向框架顶点位移计算见表3-4：98 安徽新华学院本科毕业设计表3-4横向框架顶点位移层次Gi(kN)(kN)Di(kN/m)层间相对位移56810.556810.55809545.480.00840.130746589.8213400.37809545.480.01660.122336589.8219990.19809545.480.02470.105726589.8226580.01809545.480.03280.081018363.9634943.97724957.120.04820.0482则T1=1.7=。3.1.4横向地震作用计算在II类场地，7度设防区，设计地震分组为第一组的情况下，结构的特征周期Tg=0.35s，水平地震影响系数最大值为。由于T1=0.461（s）<1.4Tg==0.49(s)，不需要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，则水平地震作用呈例三角形分布。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就得的结果，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，也考虑了结构周期和场地影响，且修正后的剪力分布与实际更加吻合。r为衰减指数，取0.9，=0.08T1+0.07=0.080×0.461+0.07=0.107由于,故98 安徽新华学院本科毕业设计结构水平地震作用标准值Geq=29702.37kN则底部剪力:各层楼的水平地震作用按下式计算：顶部附加水平地震作用应作用于第四层，各层楼得水平地震作用见表3-5和图3-2：表3-5各层横向地震作用及楼层地震剪力层次hｉ/mHｉ/mGｉ/kNGｉHｉ/kN.mFｉ/kNVｉ/kN53.618.956810.55129059.9230.323531.37531.3743.615.356589.82101153.7370.253416.48947.8533.611.756589.8277430.3850.194318.801266.6523.68.156589.8253707.0330.134221.131487.7714.554.558363.9638056.0180.095156.691644.461111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111图3-2横向框架各层水平地震作用和地震剪力3.1.5横向框架抗震变形验算横向框架抗震变形验算详见表3-6：表3-6横向框架抗震变形验算98 安徽新华学院本科毕业设计层次层间剪刀Vi/kN层间刚度/(N/mn)层间相对位移/mn层间位移/mn层高hi/mn层间相对弹性转角5476.315849160.8112.3836001/44441166.995849162.0011.5736001/1800315395849162.639.5736001/136921796.285849163.076.9436001/117311942.35018463.873.8745501/1176注：=Vi/=/hi由表知最大值在第二层：1/1173<1/550,满足《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)第5.5.1条的规定。3.2水平地震作用下横向框架的内力分析本设计说明书以的图3-1中⑥轴线横向框架内力计算为例，说明计算方法及过程，其余框架内力计算从略。本设计采用D值法计算，水平地震作用下的框架内力，各层柱的侧移刚度以及各层层间剪力已由前面计算得出，各柱所分配的剪力，由下式计算；式中：为第i层第j根柱所分配的地震剪力；为第i层楼间剪力；为第i层第j根柱侧移刚度；为第i层所有柱侧移刚度之和；柱反弯点高度比根据下式计算；y=(y0+y1+y2+y3)式中：y0为标准反弯点高度比；98 安徽新华学院本科毕业设计y1为某层上下梁线刚度不同时，对y0的修正值；y2为上层层高与本层高度不同时，对y0的修正值；y3为下层层高与本层高度不同时，对y0的修正值。因为本设计各层梁截面相同，即线刚度相同，故不需要考虑y1值，而且只有一、二层分别需要考虑y2、y3.由柱剪力和反弯点高度比y,按下式计算柱端弯矩；上端：下端：具体计算过程及结果见表3-7和表3-8：表3-7各层边柱柱端弯矩及剪力计算层次hi（m）Vi（kN）(N/mm）(N/mm）Vij（kN）yM上（kN.m）M下（kN.m）53.6476.315849162250018.320.740.3542.8723.0843.61166.995849162250044.890.740.496.9664.6433.615395849162250059.200.740.45117.2295.9023.61796.285849162250069.100.740.485128.11120.6514.551942.35018462022278.270.940.65124.64231.48表3-8各层中柱柱端弯矩及剪力计算层次hi（m）Vi（kN）(N/mm）(N/mm）Vij（kN）yM上（kN.m）M下（kN.m）53.6476.315849163083325.111.160.35858.0332.3698 安徽新华学院本科毕业设计43.61166.995849163083361.521.160.45121.8199.6633.615395849163083381.131.160.458158.30133.7723.61796.285849163083394.691.160.487174.87166.0114.551942.35018462352491.051.460.65145.00269.28该框架为对称结构，梁端弯矩按节点弯矩平衡条件，将节点上下弯矩和按左、右梁的线刚度比例分配：式中：、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：由梁端剪力叠加便可求得框架柱轴力，其中边柱为各层梁端剪力按层叠加，中柱轴力为两侧梁端力之差，亦按层叠加，具体计算过程及结果见表3-9。表3-9梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边横梁中横梁柱轴力lVblVb边柱N中柱N542.8737.217.211.1220.8220.822.417.35-11.12-6.234120.0498.877.230.4055.3055.302.446.08-41.52-21.9198 安徽新华学院本科毕业设计3181.86165.437.248.2392.5392.532.477.11-89.75-50.792224.01197.937.258.60107.53107.532.489.61-148.35-81.801245.29199.457.261.77111.56111.562.492.97-210.12-113注：（1）柱轴力的负号表示拉力；（2）表示M单位为kN.m,V单位为kN,N单位为kN，l单位为m。水平地震作用下框架的弯矩图，梁端剪力及柱轴力图分别如图3-3、图3-4所示。98 安徽新华学院本科毕业设计图3-3水平地震作用下框架弯矩图（kN.m）98 安徽新华学院本科毕业设计图3-4水平地震作用下梁端剪力及柱轴力图（kN）3.3横向风荷载作用下框架的内力和侧移计算3.3.1风荷载标准值的计算基本风压值：W0=0.35kN/m2，东南风向。98 安徽新华学院本科毕业设计垂直于建筑物表面上的风荷载标准值应按下述公式计算：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—基本风压其中C类地面粗糙类别=0.83（高度19.65m处）迎风面取0.8背风面高宽比：H/B=19.65/36.6=0.54结构基本自振周期：则因为,所以取查表得脉动增大系数，脉动影响系数v=0.4取中框架纵向框架柱，其负载宽度为3.6m,沿房屋高度的分布风荷载标准值为：各层风荷载标准值计算见表3-10：98 安徽新华学院本科毕业设计表3-10各层风荷载标准值计算层次Hi/mHi/H519.6510.831.571.310.82414.850.760.741.491.110.69311.250.570.741.371.020.6427.650.390.741.250.930.5814.050.210.741.140.850.53注意：底层自地面算起，顶层附加女儿墙1.2m高。则一榀框架各层节点处风荷载标准值如图3-5所示：图3-5各层节点处风荷载标准值（kN/m）98 安徽新华学院本科毕业设计3.3.2各层风荷载值计算3.3.3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，然后依据中框架柱层间侧移刚度计算各层相对位移和绝对位移。风荷载作用下框架各层间剪力及位移计算见表3-11：表3-11风荷载作用下框架各层间剪力及位移计算层次层高（m）Fi（kN）Vi（kN）（N/mm）(mm)(mm)53.66.396.395849160.0110.1661/32727243.66.4812.875849160.0220.1551/16363633.65.9818.855849160.0320.1331/11250023.65.4424.295849160.0420.1011/8571414.055.2829.575018460.0590.0591/68644风荷载作用下框架的最大层间位移角为1/68644，远小于1/550,满足要求。3.3.4风荷载作用下框架结构的内力计算风荷载作用下框架结构的内力计算过程与水平地震的相同，计算结果见表3-12、表3-13和表3-14：98 安徽新华学院本科毕业设计表3-12各层边柱柱端弯矩及剪力计算层次hi(m)Vi（kN）(N/mm)边柱DilVily53.66.39584916225000.250.740.350.590.3243.612.87584916225000.500.740.41.080.7233.618.85584916225000.730.740.451.451.1823.624.29584916225000.930.740.4851.721.6214.5529.57501846202221.190.940.651.903.52表3-13各层中柱柱端弯矩及剪力计算层次hi(m)Vi（kN）(N/mm)中柱DilVily53.66.39584916308330.341.160.3580.790.4443.612.87584916308330.681.160.451.351.1033.618.85584916308330.991.160.4581.931.6323.624.29584916308331.281.160.4872.362.2414.5529.57501846235241.391.460.652.214.41表3-14梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边横梁中横梁柱轴力lVblVb边柱N中柱N50.590.517.20.150.280.282.40.23-0.15-0.0841.41.157.20.350.640.642.40.53-0.5-0.2632.171.947.20.571.091.092.40.91-1.07-0.622.92.567.20.761.431.432.41.19-1.83-1.0313.522.857.20.881.61.62.41.33-2.71-1.48注：（1）柱轴力的负号表示拉力；98 安徽新华学院本科毕业设计（2）表中M单位为kN.m，V单位为kN，N单位为kN，l单位为m。风荷载作用下的弯矩图，梁端剪力及柱轴图，如图3-6和图3-7所示：图3-6风荷载作用下框架弯矩图（kN.m）98 安徽新华学院本科毕业设计图3-7风荷载作用下梁端剪力及柱轴力图（kN）4竖向荷载作用下框架结构的内力计算4.1计算单元取⑥轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为7.2m，即一个柱距宽。如图4-1所示，由于房间内布置有次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影线所示98 安徽新华学院本科毕业设计，计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各个节点上，由于纵向框架的中心线与柱的中心线不重合，因此在框架节点上还作用有集中力矩。图4-1横向框架就算单元4.2恒载计算恒载作用下各层框架梁上的荷载分布如图4-2所示，图中q1、q2代表横梁自重，为均布荷载形。98 安徽新华学院本科毕业设计图4-2各层梁上作用的恒载和分别为房间和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载，对于第5层有：p1、p2分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括梁自重、楼板重和女儿墙等的重力荷载，计算如下：、分别为纵梁轴线与柱轴线偏心而产生的集中力距，计算如下：98 安徽新华学院本科毕业设计对于2～4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4层。结果如下：学习1～4层：则集中力距：4.3活载计算活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图4-3所示：98 安徽新华学院本科毕业设计图4-3各层梁上作用的活荷载对于第5层，不上人屋面，只有雪荷载：对于1～4层，楼面活载：98 安徽新华学院本科毕业设计对于1到5层荷载计算结果见表4-1和表4-2：表4-1横向框架恒荷载汇集表层次54.7252.36315.8410.56133.38146.4320.0121.961-411.1342.36314.0769.384175.55202.3426.3330.35表4-2横向框架活荷载汇集表层次52.161.449.7214.041.462.111-49640.558.56.088.784.4荷载作用下的内力计算4.4.1恒载等效计算梁上分布荷载由矩形和梯形两部分组成，根据固端弯矩相等的原则，先将梯形分布荷载以及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：98 安徽新华学院本科毕业设计图4-4梯形荷载图4-5三角形荷载即：第5层：即顶层梯形、三角形荷载转化为等效均布荷载则顶层各杆的固端弯矩为：4-1层：则各端柱固端弯矩为：98 安徽新华学院本科毕业设计4.4.2活荷载等效计算梯形荷载和三角形荷载转化为等效荷载：第5层：则顶层各杆固端弯矩为：1～4层：则顶层柱各杆固端弯矩为：4.4.3荷载弯矩二次分配计算梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算，由于结构和荷载对称，故计算时可以用半框架，弯矩计算过程如图4-6、图4-7所示，所得弯矩如图4-8、图4-9所示：98 安徽新华学院本科毕业设计图4-6恒载作用下弯矩二次分配(kN.m)98 安徽新华学院本科毕业设计图4-7活载作用下弯矩二次分配(kN.m)98 安徽新华学院本科毕业设计调幅系数0.85图4-8恒载作用下框架弯矩图(kN.m)98 安徽新华学院本科毕业设计调幅系数0.85图4-9活载作用下框架弯矩图(kN.m)4.4.4梁端剪力和轴力(1)恒载作用下梁端剪力计算①梁端剪力由两部分组成a荷载引起的剪力，计算公式为：、分别为矩形和三角形荷载b弯矩引起的剪力，计算原理是杆件弯矩平衡，即：DE跨：EF跨：因为EF跨两端弯矩相等，故②柱的轴力计算顶层柱顶轴力由节点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：式中，、分别为经弯矩分配后的上、下端弯矩，l为柱长度④恒载引起的剪力：第5层：第4～1层：弯矩引起的剪力：DE跨：第5层：98 安徽新华学院本科毕业设计第4层：第3层：第2层：第1层：(2)活载作用下梁端剪力计算①梁端剪力由两部分组成a荷载引起的剪力，计算公式为：为三角形荷载b弯矩引起的剪力，计算原理是杆件弯矩平衡，即：DE跨：EF跨：因为EF跨两端弯矩相等，故②柱的轴力计算；顶层柱顶轴力由节点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：④活载引起的剪力：第5层：第4～1层：弯矩引起的剪力：DE跨：第5层：98 安徽新华学院本科毕业设计第4层：第3层：第2层：第1层：(3)计算总汇恒载、活载作用下梁端剪力及柱轴力计算结果见表4-3和表4-4：表4-3恒载作用下梁端剪力及柱轴力(kN)层次由荷载引起的由弯矩引起的总剪力柱轴力DE跨EF跨DE跨EF跨DE跨EF跨D柱E柱559.789.17-0.95058.8360.739.17192.21227.85216.33251.97478.098.47-0.42077.6778.518.47481.07516.71541.29576.93378.098.47-0.49077.678.588.47769.86805.5866.32901.96278.098.47-0.47077.6278.568.471058.671094.311191.331226.97178.098.47-0.71077.3878.88.471347.241392.291516.581561.63表4-4活载作用下梁端剪力及柱轴力(kN)层次由荷载引起的由弯矩引起的总剪力柱轴力DE跨EF跨DE跨EF跨DE跨EF跨D柱E柱55.830.86-0.0505.785.880.8615.520.78424.33.6-0.26024.0424.563.680.04107.44324.33.6-0.23024.0724.533.6144.61194.07224.33.6-0.22024.0824.523.6209.19280.69124.33.6-0.32023.9824.623.6273.67367.4198 安徽新华学院本科毕业设计4.5重力荷载作用内力计算4.5.1重力荷载代表值计算对于第5层：对于第1～4层：计算汇总结果,见表4-5：98 安徽新华学院本科毕业设计表4-5横向框架重力荷载代表值汇总表层次54.7252.36316.9211.28138.24153.4520.7423.021～411.1342.36318.5812.38195.8231.5929.3734.744.5.2重力荷载等效计算第5层：则顶层各杆固端弯矩为：1～4层：则顶层各杆固端弯矩为：4.5.3重力荷载弯矩二次分配计算梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配计算，由于结构和荷载对称，故计算时可以用半框架，弯矩计算过程如图4-10所示，所得弯矩如图4-11所示。98 安徽新华学院本科毕业设计图4-10重力荷载作用下弯矩二次分配(kN.m)98 安徽新华学院本科毕业设计调幅系数0.85图4-11重力荷载作用下框架弯矩图（kN.m）98 安徽新华学院本科毕业设计4.5.4梁端剪力和轴力计算计算公式：、分别为矩形和三角形荷载弯矩引起的剪力：DE跨：EF跨：因为EF跨两端弯矩相等，故重力荷载引起的剪力：第5层：第4～1层:弯矩引起的剪力：DE跨：第5层：第4层：第3层：第2层：第1层：重力荷载作用下梁端剪力及柱轴力计算结果见表4-6：表4-6重力荷载作用下梁端剪力及柱轴力（kN）层次由荷载引起的由弯矩引起的总剪力柱轴力DE跨EF跨DE跨EF跨DE跨EF跨D柱E柱98 安徽新华学院本科毕业设计VD=VEVE=VFVD=-VEVE=VF562.699.6-0.94061.7563.639.6199.99235.63226.68262.32490.2510.26-0.56089.6990.8110.26521.12556.76594.98630.62390.2510.26-0.6089.6590.8510.26842.21877.85963.32998.96290.2510.26-0.58089.6790.8310.261163.321198.961331.641367.28190.2510.26-0.87089.3891.1210.261484.141529.181700.251745.35内力组合5.1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M代替；式中：、－梁左、右端弯矩；跨中M若小于应取；在竖向荷载与地震组合时，跨间最大弯矩是用数值法计算，如图5-1所示：98 安徽新华学院本科毕业设计图5-1框架梁内力组合图图中：、－重力荷载作用下梁端的弯矩；、－水平地震作用下梁端的弯矩；、－竖向荷载与水平地震荷载共同作用下的梁端反力。对作用点取距：X截面处弯矩：由du/dx=0,可求得跨间的位置将代入任意一截面x处弯矩表达式，可求得跨间最大弯矩为：当右震时，公式中、反号即可。表5-1及的具体数据见项目跨1.2（恒+0.5活）1.3地震qDE570.5778.7155.7348.3719.274113.62118.44156.06128.5327.683113.21118.38236.42215.0627.682113.6118.6291.21257.3127.681107.21114.76318.88259.2927.68EF515.5915.5927.0727.079.4198 安徽新华学院本科毕业设计413.8413.8471.8971.8910.1313.8613.86120.29120.2910.1213.7413.74139.79139.7910.1116.3716.37145.03145.0310.1、及的计算见表5-2：表5-2、及计算项目跨L/m/kN/mDE57.253.78/82.72.79/4.2960.16/51.0247.255.02/134.082.08/5.0799.66/70.2737.231.8/157.211.2/5.94142.25/11727.218.34/170.710.69/6.45183.91/145.3817.213.87/174.470.52/6.6218.82/150EF52.4-12.32/32.79-1.44/3.8411.48/11.4842.4-48.84/70.79-5.3/7.758.05/58.0532.4-89.18/111.31-9.67/12.07106.43/106.4322.4-105.43/127.56-11.43/13.84126.05/126.0512.4-109.79/131.92-11.91/14.31128.66/128.66注意：左震：右震：当或时，取或,用公式：98 安徽新华学院本科毕业设计框架梁内力组合见表5-3：表5-3梁内力组合表层次位置内力荷载类型竖向力与地震荷载组合恒载①活载②地震荷载③风荷载④①②①②④①②③5M-56.65-6.950.59-83.29-77.21-16.42-127.88V58.835.78-0.1585.0878.5659.6188.52M-63.5-7.29-0.51-92.87-86.83-128.95-32.2V60.735.880.1587.7581.2390.8661.95M-12.97-0.920.28-18.41-16.6210.95-43.18V9.170.86-0.2313.2212.01-11.0434.08跨中62.016.220.0489.8183.1581.8274.473.234.91009.1710.756.826.824M-81.71-26.311.4-136.09-133.7142.21-269.89V77.6724.04-0.35128.41126.5768.11147.15M-84.75-28.19-1.15-142.04-142.13247.159.92V78.5124.560.35130.06128.89148.4769.43M-9.44-4.060.64-16.72-16.4758.13-85.65V8.473.6-0.5314.9614.76-47.5872.23跨中76.7225.980.13129.03128.55121.4293.8998 安徽新华学院本科毕业设计2.961.35005.325.444.364.363M-80.84-27.052.17-135.64-133.06123.18-349.66V77.624.07-0.57128.35126.3444.86170.26M-84.35-28.68-1.94-141.98-143-333.4996.63V78.5824.530.57130.12129.12171.7146.32M-9.66-3.791.09-16.76-15.98106.42-134.16V8.473.6-0.9114.9614.44-87.92112.57跨中76.7225.980.12129.03128.54118.3496.972.961.35005.325.444.364.362M-81.11-27.162.9-136.12-132.92177.59-404.84V77.6224.08-0.76128.39126.22-9.08224.27M-84.51-28.74-2.56-142.25-143.8-375.97138.65V78.5624.520.76130.09129.24225.66-7.69M-9.58-3.761.43-16.62-15.56126.04153.54V8.473.6-1.1914.9614.2-104.17128.82跨中76.7225.980.17129.03128.58124.690.72.961.35005.325.444.364.361M-76.64-25.473.52-128.42-124.67211.63-426.13V77.3823.98-0.88127.96125.6926.94187.55M-81.77-27.78-2.85-137.61-139.41-374.08144.49V78.824.620.88130.51129.77189.6329.0398 安徽新华学院本科毕业设计M-11.43-4.511.6-19.85-18.69128.61-161.45V8.473.6-1.3314.9614.09-108.54133.19跨中76.7225.980.34129.03128.72137.4577.862.961.35005.325.444.364.635.2框架柱内力组合框架柱取每层柱顶和柱底两个控制截面组合，其中系数是考虑截面计算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，称为活载按楼层折减系数，具体组合结果见表5-4、表5-5、表5-6和表5-7：表5-4横向框架D柱弯矩和轴力组合层次位置内力荷载类型竖向力与地震荷载组合恒载①活载②地震荷载③风荷载④①②①②④①②③5柱顶M46.646.7269.5564.884.27115.73N192.2115.5274.67252.23225.5254.41柱底M-36.79-10.81-60.26-59.01-20.63-80.64N227.8515.5322.79294.99268.26297.184柱顶M33.0114.0658.3458.39-77.53173.63N481.0780.04727.88688.92571.33679.2898 安徽新华学院本科毕业设计柱底M-34.39-12.87-59.04-58.6835.04-133.02N516.7180.04776731.69614.1722.053柱顶M34.3912.8759.0458.07-103.4201.38N769.86144.611181.031125.39893.921127.27柱底M-33.98-12.72-58.34-57.5976.26-173.08N805.5144.611229.141168.16936.691170.042柱顶M35.1113.1560.2959.1-116.52216.57N1058.67209.191634.211561.731203.061588.77柱底M-41.79-15.65-71.75-70.797.31-216.38N1094.31209.191682.321604.51245.831631.541柱顶M22.058.2337.8336.39-130.63193.43N1347.24273.672086.971997.551507.732054.05柱底M-11.03-4.12-18.93-16.05285.22-316.63N1392.29273.672147.792051.611561.792108.11表5-5横向框架E柱弯矩和轴力组合层次位置内力荷载类型竖向力与地震荷载组合恒载①活载②地震荷载③风荷载④①②①②④①②③5柱顶M-37.48-5.39-0.79-55.88-53.19-123.6527.23N216.3320.78-0.08312.41288.62263.97280.1698 安徽新华学院本科毕业设计柱底M30.158.560.4449.0948.5383.38-0.75N251.9720.78-0.08360.52331.39306.73322.934柱顶M-28.11-11.04-1.35-48.77-50.32-198.71118N541.29107.44-0.26836.03799.75685.53742.5柱底M28.7610.251.148.8749.79170.22-88.9N576．93107．44-0.26884.15842.51728.3785.263柱顶M-28.76-10.25-1.93-48.87-50.48-246.45165.13N866.32194.07-0.61359.721310.7810901222.05柱底M28.5110.171.6348.4649.82214.22-133.59N901.96194.07-0.61407.831353.551132.771264.822柱顶M-29.29-10.44-2.36-49.77-51.75-268.74185.92N1191.33280.69-1.031883.371821.71491.671704.35柱底M34.0212.132.2457.8159.69263.92-167.71N1226.97280.69-1.031931.491864.461534.441747.121柱顶M-18.38-6.57-2.21-31.25-33.11-214.50162.5N1516.58367.41-1.482407.442333.031893.442187.24柱底M9.193.294.1115.6319.09363.07-337.06N1561.63367.41-1.482468.262387.091947.52241.398 安徽新华学院本科毕业设计表5-6横向框架D柱剪力组合层次荷载类型竖向力与地震荷载组合恒载①活载②地震荷载③风荷载④①②①②+④①②③5-23.18-4.780.25-36.07-34.42-6.92-54.554-18.72-7.480.5-32.6-32.5231.41-85.313-18.99-7.120.73-32.61-32.1449.9-104.022-21.36-80.93-36.68-36.0559.4-120.261-7.27-2.711.19-12.47-11.5291.4-112.1表5-7横向框架E柱剪力组合层次荷载类型竖向力与地震荷载组合恒载①活载②地震荷载③风荷载④①②①②④①0.5×②③518.793.880.3429.1728.2757.52-7.77415.85.910.6827.1227.81102.48-57.47315.915.670.9927.0427.86127.96-82.98217.596.271.2829.8930.96147.97-98.2316.062.171.3910.3111.48126.94-109.7998 安徽新华学院本科毕业设计6截面设计6.1承载力抗力调整系数式中：—承载力调整系数，取值见表6-1；S—地震作用效应与其它荷载效应的基本组合；R—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，挑选出最不利的组合。表6-1承载力抗震调整系数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0.8598 安徽新华学院本科毕业设计6.2横向框架梁截面设计6.2.1梁的正截面设计以第一层DE跨梁为例，其余各层的纵向钢筋计算结果见6-2。DEIIIIIIIVV图6-2底层梁内力示意图梁控制截面的内力如图6-2所示，混凝土强度等级C25，纵筋为HRB335,箍筋为HPB235。按梁的跨度考虑：按梁的净距考虑：按梁翼缘高考虑：故翼缘不受限制。翼缘计算宽度取三者中较小的值，即2400mm。98 安徽新华学院本科毕业设计辨别T型梁截面类型。属于第一类T型截面。T形梁计算截面简图如图6-3所示：图6-3T形梁计算截面简图支座弯矩：跨中截面弯矩：取第一层框架梁的正截面强度计算见表6-2：98 安徽新华学院本科毕业设计表6-2第一层框架梁的正截面承载力计算截面IIIIIIIVV-369.87129.03-317.19-121.495.44-277.4129.03-237.89-91.125.4430024003003008006656656653653650.1760.010.1510.1920.0040.1950.010.1650.2150.0041543633130693446选筋422222422422222实际面积1520760152015207600.76%0.38%0.76%1.39%0.69%注：表中II、V的M为静力组合的M，不需要调整二层：三层：98 安徽新华学院本科毕业设计四层：五层：表6-3第二层框架梁的正截面承载力计算截面IIIIIIIVV-337.56129.03-308.27-114.895.44-253.17129.03-231.2-86.175.4430024003003008006656656653653650.160.010.1460.1810.0040.1750.010.1590.2010.0041385633125887346选筋422222422422222实际面积1520760152015207600.76%0.38%0.76%1.39%0.69%98 安徽新华学院本科毕业设计注：表中II、V的M为静力组合的M，不需要调整表6-4第三层框架梁的正截面承载力计算截面IIIIIIIVV-298.58129.03-281.98-100.395.44-223.94129.03-211.49-75.295.4430024003003008006656656653653650.1420.010.1340.1580.0040.1540.010.1440.1730.0041219633114075146选筋420220420420220实际面积1256628125612566280.63%0.31%0.63%1.15%0.57%注：表中II、V的M为静力组合的M，不需要调整表6-5第四层框架梁的正截面承载力计算截面IIIIIIIVV-225.75129.03-202.61-63.985.44-169.31129.03-151.96-47.995.4430024003003008006656656653653650.1070.010.0960.1010.0040.1130.010.1010.1070.00498 安徽新华学院本科毕业设计89463379946546选筋320220320320220实际面积9426289429426280.47%0.31%0.47%0.86%0.57%注：表中II、V的M为静力组合的M，不需要调整表6-6第五层框架的正截面承载力计算截面IIIIIIIVV-101.3489.81-101.69-32.9610.75-76.0189.81-76.27-24.7210.7530024003003008006656656653653650.0480.0070.0480.0520.0080.0490.0070.0490.0530.00838844338823093选筋220220220220220实际面积6286286286286280.31%0.31%0.31%0.57%0.57%注：表中II、V的M为静力组合的M，不需要调整6.2.2梁的斜截面设计实验和理论分析证明，翼缘对提高T型截面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发生剪切破坏，截面设计时对剪力设计值进行98 安徽新华学院本科毕业设计调整如下：式中：—剪力增大系数，对三级框架取1.1；—梁的净跨，对于第一层，；—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、右端顺时针方向和逆时针方向截面组合的弯矩值。一层：ED跨：顺时针方向：逆时针方向：EF跨：顺时针方向：逆时针方向：计算中取顺时针方向和逆时针方向中较大值。剪力调整：ED跨：EF跨：98 安徽新华学院本科毕业设计考虑承载力抗震调整系数表6-7梁的斜截面强度计算截面支座右支座左支座右剪力V（kN）207.27207.27188.17155.45155.45141.13箍筋直径Φ（mm）肢数nn=2Φ=8n=2Φ=8n=2Φ=850.350.350.3箍筋间距S（mm）1501501500.2240.2240.2240.1570.1570.157加密区长度：1.5h=1050mm，取2Φ8100。二层：ED跨：顺时针方向：98 安徽新华学院本科毕业设计逆时针方向：EF跨：顺时针方向：逆时针方向：剪力调整：DE跨：EF跨：故截面尺寸满足要求。DE跨：EF跨：非加密区箍筋取2Φ8@150,加密区取2Φ8@100，，箍筋设置满足要求。其它层梁端箍筋计算如一、二层，具体计算过程见表6-8：98 安徽新华学院本科毕业设计表6-8框架梁箍筋计算表层次截面/kN/kN梁端加密区非加密区实配钢筋实配钢筋578.82-0.16双肢8@100（1.01）双肢8@150（0.22%）32.43-0.27双肢8@100（1.01）双肢8@150（0.22%）4118.410.07双肢8@100（1.01）双肢8@150（0.22%）74.080.16双肢8@100（1.01）双肢8@150（0.22%）3139.320.19双肢8@100（1.01）双肢8@150（0.22%）118.450.63双肢8@100（1.01）双肢8@150（0.22%）2150.170.25双肢8@100（1.01）双肢8@150（0.22%）136.320.81双肢8@100（1.01）双肢8@150（0.22%）1155.450.28双肢8@100（1.01）双肢8@150（0.22%）141.130.86双肢8@100（1.01）双肢8@150（0.22%）6.3柱截面设计6.3.1剪跨比和轴压比验算柱截面尺寸宜满足剪跨比及轴压比的要求，剪跨比宜大于2，本结构框架抗震等级为三级，轴压比应小于0.9，各层柱剪跨比及轴压比计算过程及结果如表6-9所示：98 安徽新华学院本科毕业设计表6-9柱的剪跨比和轴压比验算柱号层次b/mm/mm/（N/mm2）/kN.m/kNN/kND柱560056014.3115.7354.55297.183.79>20.057<0.9460056014.3173.6385.31722.053.63>20.141<0.9360056014.3201.38104.021170.043.46>20.227<0.9260056014.3216.57120.261631.543.22>20.317<0.9160056014.3193.43112.12108.113.08>20.409<0.9E柱560056014.3123.6557.52306.733.84>20.06<0.9460056014.3198.71102.48728.33.46>20.141<0.9360056014.3246.45127.961132.773.44>20.22<0.9260056014.3268.74147.971534.443.24>20.298<0.9160056014.3214.50126.941947.53.02>20.379<0.96.3.2柱正截面承载力计算以第一层E柱为例说明计算方法及过程，其余柱的计算见表6-10和表6-11。由E柱内力组合表中选出第一层柱不利内力进行配筋计算。及相应的N:，N=1947.5kN根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第7.3.11条，底层柱的计算高度可按1.0H计算，则，其余层高度按1.25H计算。，则因为，故应考虑二阶段弯矩的影响。98 安徽新华学院本科毕业设计，取，取对称配筋且：故为大偏心受压，且有效。则：计算再按及相应的M计算：，,取,取98 安徽新华学院本科毕业设计，取故为小偏心受压查表得：按以下近似公式计算上式中应满足因为：故按构造配筋。本设计框架抗震等级为三级，根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）规定，柱全部纵向钢筋配筋率不应小于0.7%，且每侧的配筋率不应小于0.2%，故：选用420(),总配筋率，满足需求。其余柱的计算见表6-10和表6-11：表6-10D柱纵向钢筋计算表层次b/mmh/mmM/kN.mN/kN偏心类别/mm2实配钢筋/mm298 安徽新华学院本科毕业设计5600600115.73254.410.053大偏心347420(1256)0.37%1.12%4600600173.63679.280.141大偏心168420(1256)0.37%1.12%3600600201.381127.270.235大偏心96420(1256)0.37%1.12%2600600216.571588.770.331大偏心286420(1256)0.37%1.12%1600600-316.632108.110.439大偏心211420(1256)0.37%1.12%表6-11E柱纵向钢筋计算表层次b/mmh/mmM/kN.mN/kN偏心类别/mm2实配钢筋/mm25600600-123.65263.970.055大偏心383420(1256)0.37%1.12%4600600-198.71685.530.143大偏心315420(1256)0.37%1.12%3600600-246.4510900.227大偏心225420(1256)0.37%1.12%2600600-268.741491.670.31大偏心102420(1256)0.37%1.12%1600600363.071947.50.405大偏心587420(1256)0.37%1.12%6.3.3柱斜截面受剪承载力计算以第一层为例说明计算方法与过程，其余柱的计算结果见表6-12，《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）11.4.8条规定，对于剪跨比的框架柱，考虑地震作用组合的受剪截面应符合下列条件；剪力设计值按下列调整：式中：—柱净高；、—柱上、下端顺时针和逆时针截面组合弯矩设计值，取调整后的弯矩值，一般层应满足98 安徽新华学院本科毕业设计，底层柱底考虑1.15倍弯矩增加系数。底层E柱，柱顶弯矩为d,柱底弯矩为,乘以折减系数0.85，又因为是底层柱，所以要乘以弯矩增大系数1.15。则：故截面满足要求。根据规范规定，计算斜截面抗震受剪承载力时，轴向力取考虑地震作用组合的轴向压力设计值和中的较小值。故取V=1544.4kN柱箍筋选用HPB235级（N/mm），则：故此处按构造配置箍筋。根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第11.4.17条，柱端加密区箍筋满足最小体积配箍率的要求。由表6-9可得一层E柱的轴压比，柱混凝土强度等级为C30，小于C35,故混凝土轴心抗压强度设计值按C35取，即，根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第11.4.17条查得，则最小体积配筋率：取柱顶和柱底加密区范围取：，取800mm底层柱柱底：，取1500mm98 安徽新华学院本科毕业设计柱端加密区箍筋选用4肢10@100，计算得，，满足要求。非加密区箍筋选用4肢10@150，计算得，，且满足要求。表6-12框架柱箍筋计算表柱号层次γREV/kN0.2βcfcbh0/kNN/kN0.3fcA/kNρvmin/%实配箍筋（ρv/%）加密区非加密区D柱552.46960.96254.411544.4<00.484Φ10@100(1.05)4Φ10@150(0.7)481.92960.96679.281544.4<00.484Φ10@100(1.05)4Φ10@150(0.7)3100.03960.961127.271544.4<00.484Φ10@100(1.05)4Φ10@150(0.7)2115.66960.961588.771544.4<00.494Φ10@100(1.05)4Φ10@150(0.7)1123.25960.962054.051544.4<00.574Φ10@100(1.05)4Φ10@150(0.7)E柱555.31960.96263.971544.4<00.484Φ10@100(1.05)4Φ10@150(0.7)498.56960.96685.531544.4<00.484Φ10@100(1.05)4Φ10@150(0.7)3123.06960.9610901544.4<00.484Φ10@100(1.05)4Φ10@150(0.7)2142.3960.961491.671544.4<00.484Φ10@100(1.05)4Φ10@150(0.7)1139.56960.961893.441544.4<00.544Φ10@100(1.05)4Φ10@150(0.7)节点设计98 安徽新华学院本科毕业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。7板的设计7.1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。设计荷载：恒载：活载：7.2楼面板布置楼面板的平面布置，如图7-1所示：98 安徽新华学院本科毕业设计图7-1楼面板的平面布置图7.3弯矩计算计算各区格板跨内正弯矩，按恒载均布及活载棋盘式布置计算，则荷载：在作用下，各内支座均可视作固定，某些区格板跨间内最大正弯矩并不在板的中心点处，在作用下各区格板四边均可视作简支，跨内最大正弯矩则在中心点处，计算时，可近似取二者之和作为跨内最大正弯矩值。求各中间支座最大负弯矩，按恒载及活载均满布各区格板计算，则取荷载。内力计算简图及计算结果见表7-1：98 安徽新华学院本科毕业设计表7-1双向板弯矩计算区格A区格B区格C区格D区格3600/7200=0.52400/3600=0.673600/7200=0.52400/3600=0.67跨内计算简图支座计算简图98 安徽新华学院本科毕业设计7.4截面设计截面有效高度：选用Φ8钢筋作为受力钢筋，则短边方向跨中截面的有效高度为，长边方向跨中截面的有效高度为截面弯矩设计值，该板四周与梁整浇，故弯矩设计值应按如下折减：C区格不予折减；A区格跨中截面与A-B支座截面折减20%（）；D区格跨中截面与D-B支座截面折减20%（）；B区格跨中截面与B-B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见表7-2：表7-2双向板配筋计算截面选配刚筋实配面积跨中A区格方向80302Φ8@100335方向7094Φ8@200252B区格方向80110Φ8@200252方向7060Φ8@200252C区格方向7.0380465Φ8@100503方向2.1970166Φ8@200252D区格方向8090Φ8@200252方向70120Φ8@200252支座A-B80329Φ8@200393A-C7.1980476Φ8@160491B-D80332Φ8@200393C-D8.0480532Φ8@14056198 安徽新华学院本科毕业设计8楼梯设计8.1踏步计算采用C25混凝土，，，楼梯梁受力钢筋采用HRB335，，其余钢筋选用HPB235，。踏步高取150mm，踏步宽取300mm，按板式楼梯形式进行设计，楼梯平面如图8-1所示。图8-1楼梯平面图8.2梯段板设计8.2.1确定板厚梯段板的厚度为98 安徽新华学院本科毕业设计8.2.2荷载计算取1m宽板作为计算单元恒荷载：踏步重：斜板重：20mm厚水泥砂浆找平层：恒荷载标准值：恒荷载设计值：活荷载标准值：活荷载设计值：总荷载：8.2.3内力计算计算跨度：跨中弯矩：8.2.4配筋计算98 安徽新华学院本科毕业设计受力钢筋选用Φ10@120(),分布钢筋选用Φ8@200。8.3平台板计算8.3.1荷载计算(取1m宽板带计算)恒荷载计算：平台板自重(假定板厚100mm):20mm厚水泥砂浆找平层：恒荷载标准值：恒荷载设计值：活荷载标准值：活荷载设计值：总荷载：8.3.2内力计算计算跨度：跨中弯矩：配筋计算：受力筋选用Φ8@200()98 安徽新华学院本科毕业设计8.4平台梁计算8.4.1荷载计算(取1m宽板带计算)梯段板传来：平台板传来：梁自重(8.4.2内力计算取两者中较小者8.4.3配筋计算纵向钢筋(按第一类倒L形截面计算)翼缘宽度取值为：取98 安徽新华学院本科毕业设计选用314，箍筋计算：箍筋按构造配置Φ8@200。9基础设计9.1独立基础设计9.1.1基础参数选取此处采用独立柱基础，以D柱为例，进行基础内力分配及配筋计算。基础采用C25混凝土，垫层采用C15混凝土，垫层采用100mm厚，不考虑地基变形验算。自地表向下：a层为0.5m厚杂填土， ，b层为0.5-1.5厚的亚粘土，，c层为粘土，厚5-7m，，现将基础埋于亚粘土层，。9.1.2基础底面积计算查表得，则98 安徽新华学院本科毕业设计考虑偏心受压，将基础底面增大20%，即取，取方形截面基础，则，取。9.1.3承载力验算基础抵抗矩：考虑到由基础梁及墙传给基础顶面的竖向荷载设计值，基础梁尺寸采用。9.1.4抗冲切验算在轴心荷载作用下要求满足式中：—相应荷载效应基本组合的地基净反力；—冲切力作用面积；98 安徽新华学院本科毕业设计—受冲切承载力截面高度影响系数，当基础高度h不大于800mm时，，当h大于或等于2000mm时，。基础高h取800mm,混凝土，满足抗冲切要求，故基础高度为0.8m。9.1.5内力及配筋1-1截面，即柱边截面：2-2截面，即柱边截面：3-3截面，即变阶截面：98 安徽新华学院本科毕业设计4-4截面，即变阶截面：按和中大值配置水平方向的钢筋，并放置在下层；按和中大值配置纵向的钢筋，并放置在上层；放置下层：根取s=100，取d=10mm,即10@100放置上层：根取所s=200，取所d=14mm,即14@200。基础截面尺寸见图9-1：98 安徽新华学院本科毕业设计图9-1基础截面尺寸图9.2联合基础设计9.2.1选型E、F柱，轴线距离2400mm，因此可以采用联合基础。先考虑E、F柱恒载、活载组合：98 安徽新华学院本科毕业设计M=0，荷载确定：纵基础梁，横基础梁横梁自重：纵梁自重：墙自重：则：基底面积确定：故取考虑偏心受压，将基础底面增大20%，则，取b=4m，l=7m,则。9.2.2地基承载力验算基础边缘最大最小净反力:故承载力满足要求。98 安徽新华学院本科毕业设计9.2.3抗冲切验算及配筋长边方向：I-I截面(柱边)：取冲切力：抗冲切力：II-II截面：取冲切力：98 安徽新华学院本科毕业设计抗冲切力：所以长边方向按配筋，即，实际配14@150(即2814，)短边方向：同理，III-III截面(柱边)为短边的配筋控制截面。即：实际配14@200(即3614，)9.2.4地震作用组合左震：地基承载力验算：偏心距：98 安徽新华学院本科毕业设计故左震时地基承载力满足要求。由于可知左地震组合下，所以按恒荷载组合时配筋即可。右震：地基承载力验算：偏心距：故右震时地基承载力满足要求。由上可知右地震组合下，所以按恒荷载组合时配筋即可。联合基础形式见图9-2：98 安徽新华学院本科毕业设计图9-2联合基础示意图98 安徽新华学院本科毕业设计参考资料[1]中国建筑工业出版社编,现行建筑设计规范大全[M].北京：中国建筑工业出版社，2002；[2]建筑结构设计编辑组编,建筑结构静力计算手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1997；[3]高层民用建筑设计防火规范GBJ45-82；[4]赵西安.钢筋混凝土高层建筑结构结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社，1992；[5]《建筑结构荷载规范》GB50001—2001；[6]《混凝土结构设计规范》GB50010—2002；[7]《建筑抗震设计规范》GB50011—2001；[8]《建筑地基基础设计规范》GB50007—2002；[9]《高层建筑混凝土结构与设计规范》JGJ3—2002；[10]《建筑结构设计手册》（静力计算）；[11]《钢筋混凝土结构构造手册》；[12]《建筑抗震设计手册》。98 安徽新华学院本科毕业设计谢辞本毕业设计是在我的指导老师蒋亚琼和丁文清老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。她们严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到设计的最终完成，老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持，在此谨向蒋老师和丁老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。在论文的写作过程中我也学到了做任何事情所要有的态度和心态，首先做学问要一丝不苟，对于发展过程中出现的任何问题和偏差都不要轻视，要通过正确的途径去解决，在做事情的过程中要有耐心和毅力，不要一遇到困难就打退堂鼓，只要坚持下去就可以找到思路去解决问题。总之，此次论文的写作过程，我收获了很多，即为大学四年划上了一个完美的句号，也为将来的人生之路做好了一个很好的铺垫。再次感谢我的大学和所有帮助过我并给我鼓励的老师，同学和朋友，谢谢你们！98 安徽新华学院本科毕业设计综述通过毕业设计，我不仅复习了以前在课堂上学习的专业知识，同时我也得到了老师和同学的帮助，学习和体会到了建筑结构设计的基本技能和思想。特别值得一提的是，我深深的认识到作为一个结构工程师，应该具备一种严谨的设计态度，本着建筑以人为本的思想，力求做到实用、经济、美观；在设计一幢建筑物的过程中，应该严格按照建筑规范的要求，同时也要考虑各个工种的协调和合作，特别是结构和建筑的交流，结构设计和施工的协调。这就要求一个结构工程师应该具备灵活的一面，不仅要抓住建筑结构设计的主要矛盾，同时也要全面地考虑一些细节和局部的设计。在毕业设计的过程中，我深深地认识到各种建筑规范和规定是建筑设计的灵魂，一定要好好把握。在以后的学习和工作中，我会不断加强对建筑规范的学习和体会。有了这个根本，我们就不会犯工程上的低级错误，同时我们在处理工程问题时就会有更大的灵活性，也会有自己的创新。在本次毕业设计中，我为能用上三年的学习成果而欣喜万分，同时我深深的感觉到了基础知识的重要性。在以前学习结构力学、钢筋混凝土结构、建筑结构抗震等专业课时，老是觉得所学的东西跟实际相差的太远，甚至觉得没什么用，这可能跟当时特别想学什么就想马上能用得上有关吧。这种急功近利的思想使自己对一些专业课的学习有所放松，在毕业设计的过程中，我感觉到那些基础知识是相当重要的。在以后的学习生活中切不可急于求成而忽略了基础的夯实，对一门系统的科学，应该扎实的学习它的每一部分知识，充分利用各种实践环节，切实做到理论联系实践，学以致用。如今，对于将要迈出学校大门的我，满怀希望和对未来的美好憧憬，决心不负众望，去开创属于自己的一片天地！在此，特别谢谢所有老师，感谢他们的谆谆教导，感谢他们的辛勤付出，你们的教诲和汗水我将铭记在心。98'