洛阳市某中学实验楼毕业设计计算书

'华北水利水电学院毕业设计洛阳市某中学实验楼毕业设计计算书目录1工程概况41.1主要建筑做法41.2其他设计条件52结构选型与布置52.1结构选型52.2结构布置及结构计算简图的确定52.2.1结构布置52.2.2梁柱截面初选62.2.3结构计算简图83荷载计算103.1恒载计算103.1.1屋面框架梁线荷载标准值103.1.2楼面框架梁线荷载标准值103.1.3屋面框架节点集中荷载标准值113.1.4楼面框架节点集中荷载标准值123.2活荷载计算143.3水平地震作用163.3.1重力荷载代表值163.3.2水平地震作用下框架的侧移验算184内力计算234.1水平地震作用下横向框架的内力计算234.2恒荷载作用下的内力计算274.2.1计算方法的选用274.2.2等效均布荷载计算284.2.3用弯矩分配法计算梁、柱端弯矩294.3活荷载作用下的内力计算414.3.1计算方法的选用41第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计4.3.2等效均布荷载计算424.3.3用弯矩分配法计算梁、柱端弯矩435内力组合546.截面设计646.1框架梁截面设计646.1.1正截面受弯承载力计算646.1.2斜截面受剪承载力计算676.1.3框架梁裂缝宽度验算716.2框架柱截面设计726.2.1正截面承载力计算726.2.2斜截面承载力计算756.3板截面设计766.3.1荷载统计776.3.2内力计算776.3.3板的配筋计算797楼梯设计807.1设计资料807.2踏步板设计（TB1）817.2.1确定踏步板的基本尺寸817.2.2荷载计算817.2.3内力计算827.2.4配筋计算827.3平台板设计（TB2）837.3.1确定板厚837.3.2荷载计算837.3.3内力计算837.3.4配筋计算847.4平台梁设计（TL—1）847.4.1确定尺寸847.4.2荷载计算847.4.3内力计算85第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计7.4.4配筋计算858基础设计868.1A轴（D轴）柱基础（JC-1）设计（独立基础）878.1.1荷载计算878.1.2初步确定基底面积（采用标准组合）888.1.3冲切验算(采用基本组合)898.1.4基础底板配筋计算（采用基本组合）898.2B、C柱联合基础(JC-2)设计908.2.1荷载计算908.2.2选择基础类型918.2.3确定基础尺寸（采用标准组合）918.2.4地基承载力验算(采用标准组合)928.2.5冲切验算(采用基本组合)938.2.6基础底面配筋计算（采用基本组合）93参考文献：95致谢：96第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计1工程概况本工程为洛阳市某中学实验楼，建筑平面图如图1-1所示。本工程为五层现浇钢筋混凝土框架结构。层高为3.9m，建筑总高20.1m，室内外高差为0.45m，基础顶面距室外地0.5m。图1-1建筑平面图1.1主要建筑做法（1）屋面做法（自上而下）：采用中南标屋面16的做法，100mm厚钢筋混凝土楼板，20mm厚石灰砂浆抹底。（2）楼面做法（自上而下）：采用中南标楼面35的做法，100mm厚现浇钢筋混凝土楼板，20mm厚石灰砂浆抹底。（3）墙身做法：250厚粉煤灰加气混凝土砌块，自重5.5kN/m3。（4）门窗做法：除大门为玻璃门（0.45KN/m2）外，其余均为门为木门，自重0.2kN/m2，窗为塑钢窗，自重0.45kN/m2。第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计1.2其他设计条件（1）工程地质条件建筑场地类别为类，地面粗糙类别C类（2）抗震设防烈度七度设防,抗震等级为三级，设计地震分组为第一组（3）基本风压及雪压基本风压：0.45KN/m2基本雪压：0.3KN/m2（4）建筑基地地基承载力特征值为190kN/㎡2结构选型与布置2.1结构选型为了使结构的整体刚度较好，梁柱、楼面、屋面、楼梯等均采用现浇结构，屋面钢筋混凝土板厚100mm，楼面钢筋混凝土板厚100mm.楼梯采用钢筋混凝土板式楼梯，天沟采用现浇天沟，基础为柱下独立基础。2.2结构布置及结构计算简图的确定2.2.1结构布置结构平面布置如图2-1所示，各层梁柱板的混凝土的强度等级为C30。第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计图2-1结构平面布置图2.2.2梁柱截面初选板厚取100mm：h=100mm>l/40=3600/40=90mm一.梁截面尺寸的估算：1.AB跨：(1).主梁：L=7800㎜,取700㎜，取300㎜故框架横梁的截面尺寸为b×h=300㎜×600㎜(2).次梁：L=7800㎜,取600㎜，b取250㎜故框架次梁的截面尺寸为b×h=250㎜×400㎜2.BC跨：L=2700㎜,考虑到次梁高度取500㎜，取250㎜第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计故BC框架横梁的截面尺寸为b×h=250㎜×500㎜3.纵梁：L=7200mm，取600mm，b取250mm表2-1估算梁的截面尺寸（㎜）及各层混凝土强度等级层数混凝土强度等级横梁（b×h）纵梁（b×h）次梁（b×h）AB、CD跨BC跨1～5C30300×700250×500250×600250×500二.柱截面尺寸的估算建筑总高20.1m<30m，设防烈度为7度，查抗震设计规范，该框架结构为三级抗震，框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按轴压比限制为0.9进行估计，按下列公式计算。柱组合的轴压力设计值：其中：为柱组合的轴压力设计值；为按简支状态计算的柱的负载面积，见图2-2中阴影面积所示；为折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可根据实际荷载计算，近似取～15kN/㎡；为验算截面以上楼层层数。柱截面面积：其中：为柱截面面积；为混凝土轴心抗压强度设计值，对于C30，查表得，第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计N/mm2。由结构平面布置图可知，中柱的负载面积为7.2(3.9+1.35)m2。对于中柱：==3307.5kN水平荷载下轴力增大系数按1.1计，即：==282692.31mm2图2-2框架柱受荷面积根据上述计算结果，并综合考虑其他因素，取柱截面为正方形，初步估计柱的尺寸为600㎜×600㎜＝360000>282692.31，为计算简便中柱和边柱的尺寸相同，均为600㎜×600㎜。故初选柱的尺寸为600㎜×600㎜。2.2.3结构计算简图初步设计基础顶面离室外地面500mm，则底层层高为3.9+0.45+0.5=4.85m，结构计算简图如图2-3所示。梁柱线刚度(其中E=3.0×104N/mm2)第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计AC、BC跨梁i=2E××0.3×0.73/7.8=2.2×10-3EBC跨梁i=2E××0.25×0.53/2.7=1.93×10-3E上部各层柱i=E××0.64/3.9=2.77×10-3E底层柱i=E××0.64/4.85=2.23×10-3E将梁柱线刚度标于计算简图中图2-3结构计算简图第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计3荷载计算3.1恒载计算3.1.1屋面框架梁线荷载标准值屋面恒荷载标准值计算：采用中南标98ZJ001屋16做法自重为1.82kN/m2100厚现浇钢筋混凝土板0.10×25=2.5kN/m220厚石灰砂浆抹底0.02×17=0.34kN/m2屋面恒荷载汇总1.82+2.5+0.34=4.66kN/m2框架梁及粉刷自重：边跨（AB、CD）自重0.3×0.7×25=5.25kN/m边跨梁粉刷2×（0.7-0.1）×0.02×17=0.408kN/m中跨梁自重0.25×0.5×25=3.125kN/m中跨梁粉刷2×（0.5-0.1）×0.02×17=0.272kN/m边跨（AB、CD）梁线荷载标准值5.658kN/m4.66×3.6=16.776kN/m中跨（BC）梁线荷载标准值3.397kN/m4.66×2.7=12.582kN/m3.1.2楼面框架梁线荷载标准值楼面恒荷载标准值计算：第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计采用中南标楼35做法自重为1.0kN/m2100厚现浇钢筋混凝土板0.10×25=2.5kN/m220厚石灰砂浆抹底0.02×17=0.34kN/m2楼面恒荷载汇总1+2.5+0.34=3.84kN/m2边跨框架梁及粉刷自重5.685kN/m中跨框架梁及粉刷自重3.397kN/m楼面框架梁上线荷载标准值为：5.658kN/m3.84×3.6=13.824kN/m3.397kN/m3.84×2.7=10.368kN/m3.1.3屋面框架节点集中荷载标准值顶层边节点集中荷载边柱纵向框架梁自重0.25×0.6×（7.2-0.6）×27kN边柱纵向框架梁粉刷2×（0.6-0.1）×0.02×（1.2-0.6）×17=2.448kN0.6m高女儿墙自重0.6×0.25×7.2×5.5=5.94kN0.6m高女儿墙粉刷2×0.6×0.02×7.2×17=2.938kN纵向框架梁传来的恒荷载2×（3.6/2）×4.66=30.197kN次梁自重及粉刷0.5×0.25×25×7.8/2+2×0.02×（0.5-0.1）×7.8/2=12.15kN第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计次梁传来的屋面荷载4.66×2×（7.8+7.8-3.6）×3.6/2×1/2×1/2=25.164kN105.937顶层中间节点集中荷载纵向框架梁自重及粉刷27+2.448=29.448kN纵向框架梁传来的屋面恒荷载30.19+1/2×（7.2+7.2-2.7）×2.7/2×4.66=66.999kN次梁自重及粉刷及传来的屋面恒荷载12.25+25.164=37.414kN29.448+66.999+37.414=133.861kN3.1.4楼面框架节点集中荷载标准值中间层边节点集中荷载纵向框架梁自重及粉刷27+2.448=29.448kN纵向框架梁传来的楼面恒荷载2×（3.6/2）×3.84=24.883kN次梁自重及粉刷12.15kN次梁传来的楼面恒荷载3.84×2×（7.8+7.8-3.6）×3.6/2×1/2×1/2=41.472kN塑钢窗自重2×2.7×1.8×0.45=4.374kN墙体自重及粉刷（3.9×7.2-2×2.7×1.8）×0.25×5.5+2×（3.9×7.2-2×2.7×1.8）×0.02×17=25.245+12.485=37.73kN第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计框架柱自重0.602×3.9×25=35.1kN柱面粉刷（4×0.6-0.25×2）×0.02×（3.9-0.6）×17=2.132kN中间层边柱节点集中荷载为：186.077kN纵向框架梁自重及粉刷29.448kN纵向框架梁传来的楼面恒荷载24.883+1/2×（7.2+7.2-2.7）×2.7/2×3.84=55.209kN次梁粉刷自重及传来的楼面恒荷载12.25+41.472=53.722kN框架主自重及粉刷35.1+0.82=35.92kN门窗自重3.3×0.9×0.45+1.2×2.4×0.2=1.337+0.576=1.913kN墙体自重及粉刷(3.9×7.2-3.3×0.9-1.2×2.4)×0.25+2×（3.9×7.2-3.3×0.9-1.2×2.4）×0.02×17=45.682kN中间层中柱节点集中荷载为：221.894kN恒荷载作用下的计算简图如图3-1所示第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计图3-1恒荷载作用下的计算简图3.2活荷载计算屋面框架梁线荷载标准值0.5×3.6=1.8kN/m0.5×2.7=1.35kN/m楼面框架梁线荷载标准值=2.0×3.6=7.2kN/m=2.5×2.7=6.75kN/m屋面框架节点集中荷载标准值边节点：纵向框架梁传来的活荷载1/2×3.62×1/2×2.0×0.5=3.24kN次梁传来的活荷载2×(7.8+7.8-3.6)×3.6/2×1/2×1/2×1/2=5.4kN第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计则3.24+5.4=8.64kN中节点：纵向框架梁传来的活荷载3.24+1/2×(7.2+7.2-2.7)×2.7/2×0.5=7.189kN则=7.189+5.4=12.589kN楼面框架节点集中荷载标准值边节点：纵向框架梁传来的活荷载1/2×3.6×3.6×1/2×2×2=12.961kN次梁传来的活荷载2×(7.8+7.8-3.6)×3.6/2×1/2×1/2×2=21.6kN则12.96+21.6=34.56kN图3-2楼面活荷载作用下的结构计算简图第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计中节点：纵向框架梁传来的雪荷载12.96+1/2×(7.2+7.2-2.7)×2.7/2×2.5=32.7kN则32.7+21.6=54.3kN楼面活荷载作用下的结构计算简图如图3-2所示3.3水平地震作用重力荷载代表值计算3.3.1重力荷载代表值（1）屋面雪荷载标准值Qsk=0.3×50.4×18.3=278.014kN（2）楼面活荷载标准值=2.1×（50.4×18.3×2-3.6×7.8×2）+2.5×(50.4×2.7+3.6×7.8×2)=1949.868kN（3）屋盖、楼盖自重G5k=4.66×50.4×18.3+（7.8-0.6）×（0.3×0.6×25+2×0.6×0.02×17）×16+（2.7-0.6）×（0.25×0.4×25+2×0.4×0.02×17）×8+×[0.25×0.5×（7.2-0.6）×25+2×0.5×0.02×(7.2-0.6)×17]×7×4+[0.4×0.25×25×（7.8-0.6）+2×0.02×（0.5-0.1）×（7.8-0.6）]×7×2+1.5×0.3×0.25×25×17+（0.9+0.3）×0.3×0.25×25×3+3.0×0.3×0.25×25×24+3.6×0.3×0.25×25×10+1.8×0.3×0.25×25×2+2.1×0.3×0.25×25×4=4318.478+565.4+46.57+640.332+253.613+75.第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计375+279.56=6179.33kNGk=3.84×50.4×18.3+565.4+46.57+640.332+253.613+75.375+279.56=5419.424kN（4）女儿墙自重=0.6×5.5×（50.4+18.3）×2=455.004kN（5）二～五层墙柱等自重柱自重(0.6×0.6×3.9×25+4×0.6×3.9×0.02×17)×32=1149.44kN门面积1.2×2.4×17+0.9×2.1×3=54.63m2窗面积2.7×1.8×24+3.3×0.9×10+1.5×1.8×2+1.8×1.8×2+1.8×1.2×2=120.96+29.7+5.4+6.48+4.32=166.86m2门窗自重54.63×0.2+166.86×0.45=86.013kN墙体自重[（3.9-0.7）（7.8-0.6）×11+（3.9-0.6）×（7.2-0.6）×27+（3.9-0.5）×（2.7-0.6）×2+（3.9-0.5）×（7.8-0.6）×4-54.63-166.86]×0.25×5.5+（3.9-0.3）（3.6-0.25+1.14×2+0.7×2）×0.12×5.5=952.8×0.25×5.5+16.7=1326.8kN小计1149.44+86.013+1326.8=2562.253kN（6）底层墙柱等自重柱自重(0.6×0.6×4.85×25+4×0.6×4.85×0.02×17)×32=（43.65+3.958）×32=1523.443kN门面积1.2×2.4×13+0.9×2.1×6+1.5×2.4×2+1.8×2.4×第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计3=37.44+11.34+7.2+12.96=68.94kN窗面积2.7×1.8×24+3.3×0.9×8+1.5×1.8×2+1.8×1.8×3+1.8×1.22=120.96+23.76+5.4+9.72+4.32=164.16m2门窗自重68.94×0.2+164.16×0.45=13.788+73.872=87.66kN墙体自重[（4.85-0.7）（7.8-0.6）×12+（4.85-0.6）×（7.2-0.6）×26+（4.85-0.5）×（2.7-0.6）×2+（4.85-0.5）×（7.8-0.6）×5-68.94-164.16]×0.25×5.5+（4.85-0.3）（3.6-0.25+1.14×2+0.7×2）×0.12×5.5=1262.73×0.25×5.5+21.111=1757.365kN小计1523.443+87.66+1757.365=3368.468kN各层重力荷载代表值汇总如下：455.004+6179.33+1/2×2562.253+0.5×278.014=8054.468kN5419.424+2562.253+0.5×1949.868=8956.611kN5419.424+1/2×2562.253+1/2×3368.468+0.5×1949.868=9359.71kN3.3.2水平地震作用下框架的侧移验算（1）计算时，考虑楼板对框架梁截面惯性矩的影响，中框架梁取，边框架梁取。经计算，得到梁、柱线刚度见表3-1；边框架抗柱侧移刚度D值见表3-4；中框架抗柱侧移刚度D值见表3-2。表3-1梁、柱线刚度（10-4Em3）层次边框架梁中框架梁柱第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计2～414.4816.519.32227.7114.4816.519.32222.3（2）各层柱的总D值汇总：表3-2中框架2～5层D值计算构件名称（）数量A轴柱0.790.281836012220320B轴柱1.490.43282001238400表3-3中框架底层D值计算构件名称（）数量A轴柱0.990.501706012204720B轴柱1.850.612082012249840表3-4边框架2～5层D值计算构件名称（）数量A轴柱0.590.2315080460320B轴柱1.120.3623600494400表3-5边框架底层D值计算构件名称（）数量A轴柱0.740.4515360461440第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计B轴柱1.390.56191104764402～5层D值=713440底层D值=592440（3）结构基本自振周期计算用能量法计算结构基本自振周期计算公式：s（4）多遇水平地震作用计算该工程所在地抗震设防烈度为7度，场地类型为Ⅱ类，设计地震分组为第一组，则：=0.080.85×44284.02=37641.417KN由于，故式中—衰减指数，在的区间取0.9—阻尼调整系数，取0.05，相应的=1.0所以纵向地震影响系数=(0.35/0.492)0.9×0.0.08=0.0590.492s>1.4Tg=0.49s所以需要考虑顶部附加水平地震作用的影响：0.1090.059×37641.417=2220.84KN附加顶部集中力0.109×2220.84=242.072第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计2220.844-242.072=1978.772质点的水平地震作用标准值、楼层地震剪力及楼层层间位移的计算过程见表3-6表3-6层次（）（m）（）（）（m）58054.4720.45164713.9550012592.59592.597134400.00083148956.6116.55148231.9550012533.2921125.887134400.00157838956.6112.65113301.1550012407.6221533.57134400.00214928956.618.7578370.3550012281.9521815.467134400.00254519359.794.8545394.6550012163.3161978.775924400.00334对于多质点体系，结构底部总纵向水平地震作用标准值如图3-3。图3-3楼层水平地震作用标准值楼层最大位移与楼层层高之比：第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计0.00334/4.85=（1/1452）<(1/550)所以满足位移要求。(5)刚度和剪重比验算表3-7各层刚重比和剪重比层次53.97134402782416592.598054.468345.450.07357343.971344027824161125.8817011.079163.560.06618533.971344027824161533.525967.69107.150.05863123.971344027824161815.4634924.379.670.05198314.8559244028733341978.7744284.0264.880.044684由表3-7可知，各层的刚度比均大于20，不必考虑重力二阶效应，各层的剪重比均大于0.032，满足剪重比要求。4内力计算4.1水平地震作用下横向框架的内力计算采用D值法计算计算公式：（kN.m），，。表4-1水平地震作用下边柱剪力、柱端弯矩标准值层y5592.59713440183600.025715.230.790.317.2241.58第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计41125.88713440183600.025728.940.790.445.1567.7231533.5713440183600.025739.410.790.4569.1684.5321815.46713440183600.025746.660.790.590.9990.9911987.77592440170600.028856.990.990.65179.6696.74表4-2水平地震作用下中柱剪力、柱端弯矩标准值层y5592.59713440282000.039523.411.490.37534.2457.0641125.88713440282000.039544.471.490.42573.7199.7231533.5713440282000.039560.571.490.475112.21124.0221815.46713440282000.039571.711.490.5139.83139.8311978.77592440208200.035169.451.850.565190.31146.52注：轴力受压为+，受拉为-，单位：轴力和剪力的单位为KN；长度的单位为m；弯矩单位为kNm表4-3水平地震作用下AB跨梁端剪力轴力标准值计算层M中柱57.841.5857.0630.249.2076947.885.54133.967120.0692337.8129.68197.73104.830.0615427.8160.15252.04133.5837.6576917.8188.73286.35151.7743.65385表4-4水平地震作用下BC跨梁端剪力轴力标准值计算层M中柱第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计52.757.0626.8226.8219.8666742.7133.9662.9662.8646.6370332.7197.7392.93292.9368.8370422.7252.04118.46118.4687.7481512.7286.35134.58134.5899.68889表4-5水平地震作用下框架柱轴力标准值计算层数边柱中柱59.21-10.66429.28-37.22359.34-76297-126.091140.65-182.13为最后内力组合做准备，需将梁端弯矩、剪力换算到梁端柱边处的弯矩值和剪力值。换算按下列式进行：因AB跨、BC跨上无竖向荷载，剪力图的图形为水平直线段，故剪力无需转化即：弯矩梁的跨中弯矩：地震作用下梁端柱边弯矩即跨中弯矩见表4-6表4-6地震作用下梁端柱边弯矩第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计层梁端弯矩梁端柱边弯矩跨中弯矩541.8530.2426.8238.8227.4820.865.67485.547162.9679.5264.9848.977.273129.68104.892.93120.6695.7872.2812.442160.15133.58118.46148.85122.2892.1413.291188.73151.77134.58175.64138.68104.6718.48水平地震作用下框架的弯矩图，剪力轴力图分别如图4-1，图4-2所示。图4-1水平地震作用下框架弯矩图第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计图4-2水平地震作用下框架剪力轴力图4.2恒荷载作用下的内力计算4.2.1计算方法的选用本方案恒荷载作用下的内力计算采用分层法，由图2-3中取出顶层、中间任意一层以及底层进行分析。顶层的结构计算简图如图4-3(a)所示；中间层和底层的计算简图如图4-3(b)所示。图10中，除底层外，所有柱的线刚度取框架柱实际线刚度的0.9倍。第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计图4-3分层法计算单元简图4.2.2等效均布荷载计算图4-3(a),(b)中梁上分布荷载由矩形和梯形两部分组成。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，先将梯形分布荷载化为等效均布荷载（如图4-3(c),(d)所示）。图4-3荷载的等效梯形荷载化为等效均布荷载：0.231顶层：5.658+(第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计)16.776=21.746kN/m11.26kN/m中间层：5.658+（）13.824=25.487kN/m9.877kN/m底层：25.487kN/m=9.877kN/m4.2.3用弯矩分配法计算梁、柱端弯矩4.2.3.1固定弯矩计算顶层边跨：KN•m顶层中跨：KN•mKN•m中间层边跨：KN•m中间层中跨：KN•mKN•m底层边跨：KN•m底层中跨：KN•m第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计KN•m由纵向框架梁在边柱上的偏心距引起的框架边节点附加偏心弯矩：顶层：105.937×（0.6-0.25）/2=18.539KN•m中间层：186.077×（0.6-0.25）/2=32.563KN•m底层：186.077×（0.6-0.25）/2=32.563KN•m由纵向框架梁在中柱上的偏心距引起的框架边节点附加偏心弯顶层：133.861×（0.6-0.25）/2=23.426KN•m中间层：186.077×（0.6-0.25）/2=38.831KN•m底层：186.077×（0.6-0.25）/2=38.831KN•m4.2.3.2分层法计算弯矩（取半结构计算）计算结果见图4-4所示（1）顶层分配系数：弯矩分配法计算过程：A下柱B下柱分配系数0.5310.4690.3890.440.171第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计固定弯矩(18.54)-110.25110.25(-123.41)-6.84-3.42一次分配48.743.010.521.51-19.750.5-39.49-44.66-17.36-117.36二次分配10.499.260.54.63-0.90.5-1.8-2.04-0.79-10.79三次分配0.480.420.50.21-0.08-0.09-0.04-10.04结果59.67-78.2195.17-46.73-25.0314.77（1）中间层分配系数：A节点B节点弯矩分配法计算过程：A下柱A上柱B下柱B上柱分配系数0.3470.3470.3060.270.3060.3060.118固定弯矩（32.56）-129.22129.22（-38.83）-6-3一次33.5429.580.514.79第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计分配33.54-13.390.5-26.78-30.35-30.35-11.7-111.7二次分配4.654.654.090.52.05-0.280.5-0.55-0.63-0.63-0.24-10.24三次分配0.10.10.080.50.04-0.01-0.01-0.01-0.01-10.01结果38.2938.29-109.14118.76-30.99-30.99-17.958.95（1）底层分配系数：A节点B节点弯矩分配法计算过程：A下柱A上柱B下柱B上柱第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计分配系数0.360.3220.3180.2790.2830.3160.122固定弯矩（32.56）-129.22129.22（-38.83）-6-3一次分配34.831.1230.730.515.37-13.920.5-27.84-28.23-31.52-12.17-112.17二次分配5.014.484.430.52.22-0.310.5-0.61-0.63-0.7-0.28-10.28三次分配0.110.10.20.50.1-0.03-0.03-0.03-0.01-10.01结果39.9235.7-108.18118.43-28.89-32.25-18.469.46第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计图4-4分层法弯矩计算结果图（柱传递系数为1/3，底层为1/2）。4.2.3.3跨中弯矩求梁的跨中弯矩，则需根据求得的支座弯矩和各跨的实际荷载分布，按平衡条件计算，框架梁在实际分布荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩如图4-5所示。第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计图4-5梁在实际分布荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩在实际分布荷载作用下，框架梁的跨中弯矩按下式计算：计算结果如表4-7所示：表4-7框架梁弯矩计算表（kN.m）位置按简支梁跨中弯矩按实际结构跨中弯矩左端弯矩右端弯矩跨中弯矩AB，BC跨顶层161.8878.2195.1775.19中间层190.76109.14118.7676.81底层190.76108.18118.4377.46BC跨顶层10.7425.0325.03-14.29中间层9.3917.9517.92-8.56底层9.3918.4618.46-9.074.2.3.4叠加各层弯矩图将分层法求得的各层弯矩图叠加，可得整个框架在竖向荷载作用下的弯矩图。叠加后结点不平衡弯矩进行再分配，叠加后的框架梁跨中弯矩计算见表4-8。据此可作出叠加后整体结构的弯矩图，如图4-6所示。表4-8叠加后的框架梁跨中弯矩计算位置按简支梁跨中弯矩叠加后框架梁跨中弯矩左端弯矩右端弯矩跨中弯矩AB，BC跨5层161.8884.1999.1970.194层190.76119.13125.7668.323层190.76116.95124.3470.122层190.76116.69124.4470.2第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计1层190.76112.24121.374BC跨5层10.7423.2723.27-12.534层9.3914.914.9-5.513层9.3915.5115.51-6.122层9.3915.4615.46-6.071层9.3917.217.2-7.81图4-6恒载作用下整体框架弯矩图（kN.m）4.2.3.5梁端剪力，梁端控制截面的弯矩（1）梁端剪力计算梁端弯矩求出后，从框架中取隔离体，用平衡条件可求得梁端剪力及梁端柱边剪力值。对AB跨梁取图4-7所示隔离体，由平衡条件整理得：第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计图4-7AB跨梁隔离体同理据此可计算出梁端剪力，计算过程见表4-9，及表4-10表4-9AB跨梁剪力计算表层次梁荷载板荷载55.65816.77684.1999.1970.47-74.3268.35-72.2412.23413.824119.13125.7688.33-90.0384.31-86.01312.23413.824116.95124.3488.24-90.1384.22-86.11212.23413.824116.69124.4488.19-90.1884.17-86.16112.23413.824112.24121.388.02-90.3584-86.33表4-10BC跨梁剪力计算表层次梁荷载板荷载第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计53.39712.58213.08-13.0811.65-11.6543.39710.38611.58-11.5810.22-10.2233.39710.38611.58-11.5810.22-10.2223.39710.38611.58-11.5810.22-10.2213.39710.38611.58-11.5810.22-10.22（2）梁端柱边剪力计算取柱轴心至柱边这一段为隔离体，由平衡条件可求得梁端柱边的剪力值对AB跨梁，取图4-8所示隔离体，由竖向平衡及几何关系，整理得：图4-8梁端柱边剪力计算隔离体同理据此可计算出梁端柱边剪力，计算过程见表17及表18梁端柱边弯矩计算为内力组合作准备，需将梁端弯矩换算至梁端柱边弯矩，按下式进行计算计算结果如表4-11所示第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计表4-11梁端柱边弯矩计算表层数梁端弯矩梁端柱边剪力梁端柱边弯矩5-84.1999.19-23.2768.35-72.211.65-63.6977.53-19.784-119.13125.76-14.984.31-86.0110.22-93.8499.96-11.833-116.95124.34-15.5184.22-86.1110.22-91.6898.51-12.442-116.69124.44-15.4684.17-86.1610.22-91.4498.59-12.391-112.24121.3-17.284-86.3310.22-87.0495.4-14.134.2.3.6柱轴力计算柱轴力可通过对梁端剪力、纵向梁传来剪力和柱自重叠加得到，假定纵向梁按简支支承，即纵向框架梁传给柱的集中力可由其受荷面积得到。柱轴力的计算过程见表4-12，恒载作用下的框架梁的剪力，柱的轴力图见图4-9所示。表4-12柱轴力的计算过程层数B柱轴513.08-74.32133.8637.23221.26顶221.26底258.49411.58-90.03184.6637.23286.27顶544.76底581.99311.58-90.13184.6637.23286.37顶868.36底905.59211.58-90.18184.6637.23286.42顶1192.01底1229.24第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计111.58-90.35184.6646.3286.59顶1515.83底1562.13层数A柱轴570.47133.8637.23204.33顶204.33底241.56488.33148.8537.23237.18顶478.74底515.97388.24148.8537.23237.09顶753.06底790.29288.19148.8537.23237.04顶1027.33底1064.56188.02148.8546.3236.87顶1301.43底1347.73第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计图4-9梁剪力、柱轴力图（kN）4.2.3.7弯矩调幅由于钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布性质，因此在重力荷载作用下对梁端弯矩进行调幅,调幅系数为0.85，再由静力平衡条件求得跨中弯矩，调整后的梁端柱边弯矩及跨中弯矩见图4-10图4-10恒载作用下框架梁经调幅并算至柱边的弯矩（kN.m）4.3活荷载作用下的内力计算4.3.1计算方法的选用第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计本方案活荷载作用下的内力计算也采用分层法，由图2-3中取出顶层、中间任意一层以及底层进行分析。顶层的结构计算简图如图4-11(a)所示；中间层和底层的计算简图如图4-11(b)所示。图4-11中，除底层外，所有柱的线刚度取框架柱实际线刚度的0.9倍。图4-11分层法计算单元简图4.3.2等效均布荷载计算图4-11(a),(b)中梁上分布荷载由矩形和梯形两部分组成。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，先将梯形分布荷载化为等效均布荷载（如图4-11(c),(d)所示）。图4-12荷载的等效第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计梯形荷载化为等效均布荷载：0.231顶层：()1.8=1.726kN/m0.844kN/m中间层：（）7.2=6.905kN/m4.219kN/m底层：6.909kN/m=4.219kN/m4.3.3用弯矩分配法计算梁、柱端弯矩4.3.3.1固定弯矩计算顶层边跨：KN•m顶层中跨：KN•mKN•m中间层边跨：KN•m中间层中跨：KN•mKN•m底层边跨：KN•m底层中跨：KN•m第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计KN•m4.3.3.2分层法计算弯矩（取半结构计算）计算结果见图4-13所示（1）顶层分配系数：弯矩分配法计算过程：A下柱B下柱分配系数0.5310.4690.3890.440.171固定弯矩-8.758.75-0.51-0.26一次分配4.654.10.52.05-20.5-4-4.53-1.76-11.76二次分配1.060.940.50.47-0.18-0.21-0.08-10.08结果5.71-5.717.09-4.74-2.351.58（2）中间层分配系数：A节点B节点第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计弯矩分配法计算过程：A下柱A上柱B下柱B上柱分配系数0.3470.3470.3060.270.3060.3060.118固定弯矩-3535-2.56-1.28一次分配12.1512.1510.70.55.35-5.10.5-10.2-11.56-11.56-4.47-14.47二次分配1.771.771.560.50.78-0.21-0.24-0.24-0.09-10.09结果13.9213.92-27.8430.72-11.8-11.8-7.123.28（3）底层分配系数：A节点B节点第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计弯矩分配法计算过程：A下柱A上柱B下柱B上柱分配系数0.3470.3470.3060.270.3060.3060.118固定弯矩-3535-2.56-1.28一次分配12.611.2711.130.55.57-5.30.5-10.6-10.76-12.01-4.64-14.64二次分配1.911.711.680.50.84-0.23-0.24-0.27-0.1-10.1结果14.5112.98-27.4930.58-11-12.28-7.33.46第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计图4-13分层法弯矩计算结果图（柱传递系数为1/3，底层为1/2）。4.3.3.3求梁的跨中弯矩第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计图4-14梁在实际分布荷载作用下按简支梁计算的跨中弯需根据求得的支座弯矩和各跨的实际荷载分布，按平衡条件计算，框架梁在实际分布荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩如图4-14所示。在实际分布荷载作用下，框架梁的跨中弯矩按下式计算：计算结果如表14-13所示：表4-13实际分布荷载作用下分层法各单元跨中弯矩计算表（kN.m）位置按简支梁跨中弯矩按实际结构跨中弯矩左端弯矩右端弯矩跨中弯矩AB，BC跨顶层12.735.717.096.33中间层50.8927.8430.7221.61底层50.8927.4930.58-1.53BC跨顶层0.822.352.35-3.02中间层4.17.127.12-8.56底层4.17.37.3-3.24.3.3.4叠加各层弯矩图将分层法求得的各层弯矩图叠加，可得整个框架在竖向荷载作用下的弯矩图。叠加后结点不平衡弯矩进行再分配，叠加后的框架梁跨中弯矩计算见表4-14。据此可作出叠加后整体结构的弯矩图，如图4-15所示。表4-14叠加后的框架梁跨中弯矩计算位置叠加后框架梁跨中弯矩第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计按简支梁跨中弯矩左端弯矩右端弯矩跨中弯矩AB，BC跨5层12.73-7.898.624.484层50.89-29.8432.2119.873层50.89-30.6832.8419.132层50.89-30.5832.8919.161层50.89-28.9731.6820.57BC跨5层0.82-1.681.68-0.864层4.1-6.476.47-2.373层4.1-6.196.19-2.092层4.1-6.176.17-2.071层4.1-6.826.82-2.72图4-15活载作用下整体框架弯矩图（kN.m）4.3.3.5梁端剪力，梁端控制截面的弯矩第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计（1）梁端剪力计算梁端弯矩求出后，从框架中取隔离体，用平衡条件可求得梁端剪力及梁端柱边剪力值。对AB跨梁取图4-16所示隔离体，由平衡条件整理得：图4-16AB跨梁隔离体同理据此可计算出梁端剪力，计算过程见表4-15，及表4-16表4-15AB跨梁剪力计算表层次51.87.898.625.31-5.495.27-5.2347.229.8432.2121.3-21.921.12-21.7237.230.6832.8421.32-21.8821.14-21.727.230.5832.8921.3-21.921.12-21.7217.228.9731.6821.25-21.9521.07-21.77表4-16BC跨梁剪力计算表层次51.350.91-0.910.87-0.8746.754.56-4.564.34-4.3436.754.56-4.564.34-4.3426.754.56-4.564.34-4.34第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计16.754.56-4.564.34-4.34（2）梁端柱边剪力计算取柱轴心至柱边这一段为隔离体，由平衡条件可求得梁端柱边的剪力值对AB跨梁，取图4-17所示隔离体，由竖向平衡及几何关系，整理得：同理图4-17梁端柱边剪力计算隔离体据此可计算出梁端柱边剪力，计算过程见表23及表24（3）梁端柱边弯矩计算为内力组合作准备，需将梁端弯矩换算至梁端柱边弯矩，按下式进行计算计算结果如表4-17所示表4-17梁端柱边弯矩计算表第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计层数梁端弯矩梁端柱边剪力梁端柱边弯矩5-7.898.62-1.685.27-5.230.87-6.317.05-1.424-29.8432.21-6.4721.12-21.724.34-23.525.69-5.173-30.6832.84-6.1921.14-21.74.34-24.3426.23-4.892-30.5832.89-6.1721.12-21.724.34-24.2426.37-4.871-28.9731.68-6.8221.07-21.774.34-22.6525.15-5.524.3.3.6柱的轴力计算柱轴力可通过对梁端剪力、纵向梁传来剪力和柱自重叠加得到，假定纵向梁按简支支承，即纵向框架梁传给柱的集中力可由其受荷面积得到。柱轴力的计算过程见表4-18，恒载作用下的框架梁的剪力，柱的轴力图见图4-18所示。表4-18柱的轴力计算过程层数B柱A柱轴轴50.91-5.4912.5918.9918.995.318.6413.9513.9544.56-21.954.380.7699.7521.334.5655.8569.834.56-21.8854.380.74180.4921.3234.5655.85125.6524.56-21.954.380.76261.2521.334.5655.85181.5114.56-21.9554.380.81342.0621.2534.5655.85237.32第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计图4-18梁剪力、柱轴力图（kN）4.3.3.7弯矩调幅由于钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布性质，因此在重力荷载作用下对梁端弯矩进行调幅,调幅系数为0.85，再由静力平衡条件求得跨中弯矩，调整后的梁端柱边弯矩及跨中弯矩见图4-19第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计图4-19活载作用下框架梁经调幅并算至柱边的弯矩（kN.m）5内力组合单位统一为：弯矩kN∙m，剪力kN，轴力kN。根据前面内力计算结果，即可进行框架各梁柱各控制截面上的内力组合，其中梁的控制截面为梁端柱边及跨中，由于对称性，每层梁取5个控制截面。柱分为边柱和中柱，每根柱有2个控制截面。内力组合使用的控制截面标于图5-1。第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计图5-1考虑恒载和活载由可变荷载效应控制的组合（1.2恒+1.4活）和由永久荷载效应控制的组合（）及重力荷载代表值与地震作用的组合（），并比较三种组合的内力，取最不利者。梁内力组合表见下表5-1，其中弯矩以下部受拉为正，剪力以沿截面顺时针为正，弯矩M的单位是kN﹒m，剪力V的单位是kN表5-1梁内力组合计算表楼层截面①恒荷载②活荷载③重力荷载标准值MVMVMV五1-54.1470.47-5.365.31-56.8273.125280.785.4883.5203-65.9-74.32-6-5.49-68.9-77.0654-16.8113.08-1.214.56-17.41515.365-9.56-0.65-9.8850四1-79.7688.33-19.9821.3-89.7598.98282.8623.5694.640第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计3-84.97-90.3-21.84-21.9-95.89-101.254-10.0611.58-4.394.56-12.25513.865-3.74-1.59-4.5350三1-77.9388.24-20.6921.32-88.27598.9284.3822.9395.84503-83.73-90.13-22.38-21.88-94.92-101.074-10.5711.58-4.164.56-12.6513.865-4.25-1.36-4.930二1-77.7288.19-20.621.3-88.0298.84284.4522.9695.9303-83.8-90.18-22.41-21.9-95.005-101.134-10.5311.58-4.144.56-12.613.865-4.21-1.34-4.880一1-73.9888.02-19.2521.25-83.60598.645287.6824.1699.7603-81.09-90.35-21.38-21.95-91.78-101.3254-12.0111.58-4.694.56-14.35513.865-5.69-1.89-6.6350梁内力组合计算表（续）④⑤1.2①+1.4②1.35①+1.4×0.7②第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计地震作用(左震)地震作用(右震)MVMVMVMV38.82-9.21-38.829.21-72.47291.998-78.3418100.33835.67-5.670104.6080114.42340-27.48-9.2127.489.21-87.48-96.87-94.845-105.712220.86-19.87-20.8619.87-21.86622.08-23.879322.1268000-12.3820-13.543079.52-20.07-79.5220.07-123.684135.816-127.2564140.11957.27-7.270132.4160134.94980-64.98-20.0764.9820.07-132.54-139.02-136.1127-143.36748.97-46.64-48.9746.64-18.21820.28-17.883220.1018000-6.7140-6.60720120.66-30.06-120.6630.06-122.482135.736-125.4817140.017612.44-12.440133.3580136.38440-95.78-30.0695.7830.06-131.808-138.788-134.9679-143.117972.28-68.84-72.2868.84-18.50820.28-18.346320.1018000-7.0040-7.07030148.85-37.66-148.8537.66-122.104135.648-125.11139.9305第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计13.29-13.290133.4840136.50830-122.28-37.66122.2837.66-131.934-138.876-135.0918-143.20592.14-87.85-92.1487.85-18.43220.28-18.272720.1018000-6.9280-6.99670175.64-43.65-175.6443.65-115.726135.374-118.738139.65218.48-18.480139.040142.04480-138.68-43.65138.6843.65-127.24-139.15-130.4239-143.4835104.67-99.69-104.6799.69-20.97820.28-20.809720.1018000-9.4740-9.53370梁内力组合计算表（续）1.2③+1.3④1.2③+1.3⑤MVMVmmaxmmin|Vmax|-17.71875.777-118.6599.723-17.718-118.65100.3383107.595092.8530114.423492.8530-118.404-104.451-46.956-80.505-46.956-118.404105.71226.22-7.399-48.01644.2636.22-48.01644.263-11.8620-11.8620-11.862-13.5430-4.32492.685-211.076144.867-4.324-211.076144.867第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计123.0190104.1170134.9498104.1170-199.542-147.591-30.594-95.409-30.594-199.542147.59148.955-44-78.36777.26448.955-78.36777.264-5.4420-5.4420-5.442-6.714050.92879.602-262.788157.75850.928-262.788157.758131.186098.8420136.384498.8420-238.418-160.36210.61-82.20610.61-238.418160.36278.784-72.86-109.144106.12478.784-109.144106.124-5.9160-5.9160-5.916-7.0703087.88169.65-299.129167.56687.881-299.129167.566132.393097.8390136.508397.8390-272.97-170.31444.958-72.39844.958-272.97170.314104.662-97.573-134.902130.837104.662-134.902130.837-5.8560-5.8560-5.856-6.99670128.00661.629-328.658175.119128.006-328.658175.119143.736095.6880143.73695.6880-290.42-178.33570.148-64.84570.148-290.42178.335118.845-112.965-153.297146.229118.845-153.297146.229-7.9620-7.9620-7.962-9.53370柱内力组合计算见表5-2，柱中弯矩M左侧受拉为“+”,右侧受拉为“-”；轴力N受压为“+”，受拉为“-”，表中弯矩M的单位是kN﹒第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计m，轴力N的单位是kN。表5-2柱内力组合计算表柱截面①恒荷载②活荷载③重力荷载(①+0.5②)MNMNMN五层边柱265.65204.337.8913.9569.595211.305146.85241.5613.5513.9553.625248.535五层中柱2-52.53221.266.9418.99-49.06230.755138.55258.49-11.6918.9932.705267.985四层边柱239.72478.7416.2969.847.865513.641-42.19515.97-15.3469.8-49.86550.87四层中柱2-33.39544.76-14.0499.75-40.41594.635135581.9913.3299.7541.66631.865三层边柱242.19753.0615.34125.6549.86815.8851-42.29790.29-15.45125.65-50.015853.115三层中柱2-35868.36-13.32180.49-41.66958.605134.87905.5913.28180.4941.51995.835二层边柱241.631027.3315.14181.5149.21118.0851-44.351064.56-16.13181.51-52.4151155.315二层中柱2-35.291192.01-13.44261.25-42.011322.635139.321229.2414.97261.2546.8051359.865235.331301.4312.84237.3241.751420.09第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计一层边柱1-19.961347.73-7.23237.32-23.5751466.39一层中柱2-25.981515.839.89342.06-21.0351686.86115.311562.135.5342.0618.061733.16④地震作用（左震）⑤地震作用(右震)1.2③+1.3⑤1.2③+1.3④MNMNMNMN-41.58-9.2141.589.21137.568265.53929.46241.593-17.82-9.21-17.829.2141.184310.21541.184286.269-57.06-10.6657.0610.6615.306290.764-133.05263.04834.24-10.66-34.2410.66-5.266335.4483.758307.724-67.72-29.2867.7229.28145.474654.432-30.598578.30445.15-29.28-45.1529.28-118.527699.108-1.137622.98-99.72-37.2299.7237.2281.144761.948-178.128665.17673.71-37.22-73.7137.22-45.831806.624145.815709.852-84.53-59.3484.5359.34169.7211056.204-50.057901.9269.16-59.34-69.1659.34-149.9261100.8829.89946.596-124.02-76124.0276111.2341249.126-211.2181051.526112.21-76-121.2176-107.7611293.802195.6851096.202-90.99-9790.9997177.3271467.802-59.2471215.602第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计90.99-97-90.9997-181.1851512.47855.3891260.278-139.83-126139.83126131.3671750.962-232.1911423.362139.83-126-139.83126-125.6131795.638237.9451468.038-96.74-140.6596.74140.65175.8621886.953-75.6621521.263179.66-140.65-179.66140.65-261.8481942.513205.2681576.823-146.52-182.13146.52182.13165.2342261.001-215.7181787.463190.31-182.13-190.31182.13-225.7312316.561269.0751843.0231.35①+1.4×0.7②1.2①+1.4②|M|max,NNmax,MNmin,MMNMNMNNMMN96.3597289.516589.826264.726137.568265.539289.516596.359729.46241.59376.5265339.77775.19309.40276.5265339.777339.77776.526541.184286.269-64.1143317.3112-53.32292.098133.05263.048317.3112-64.7992-133.05263.04840.5863367.571729.894336.77483.758307.724367.571716.788383.758307.72469.5862-30.598578.304第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计69.5862714.70370.47672.208145.474654.432714.703-71.9897764.9635-72.104716.884118.527699.108764.9635-71.9897-1.137622.98-58.8357833.181-59.724793.362178.128665.176833.181-58.8357-178.128665.17660.3036883.441560.648838.038145.815709.852883.441560.3036145.815709.85271.98971139.76872.1041079.582169.7211056.2041139.76871.9897-50.057901.92-72.23251190.0285-72.3781124.258149.9261100.881190.0285-72.232529.89946.596-60.30361349.1662-60.6481294.718211.2181051.5261349.1662-60.3036-211.2181051.52660.08891399.426760.4361339.394195.6851096.2021399.426760.0889195.6851096.20271.03771564.775371.1521486.91177.3271467.8021564.775371.0377-59.2471215.602-75.67991615.0358-75.8021531.586181.1851512.4781615.0358-75.679955.3891260.278第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计-60.81271865.2385-61.1641796.162232.1911423.3621865.2385-60.8172-232.1911423.36267.75261915.49968.1421840.838237.9451468.0381915.49967.7526237.9451468.03860.27871989.504160.3721893.964175.8621886.9531989.504160.2787-75.6621521.263-34.03142052.0091-34.0741949.524261.8481942.5132052.0091-34.0314205.2681576.823-25.38082381.5893-17.332297.88215.7181787.4632381.5893-25.3808-215.7181787.46326.05852444.094326.0722353.44269.0751843.0232444.094326.0585269.0751843.0236.截面设计6.1框架梁截面设计、截面尺寸为300mm×700mm,截面尺寸为250mm×500mm,混凝土强度等级为C30，纵向受力钢筋采用HRB335级钢筋，箍筋采用HPB235级钢筋。C30混凝土：HRB335级钢筋：HPB235级钢筋：第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计混凝土结构的环境类别为一类，故混凝土保护层厚度C=25mm6.1.1正截面受弯承载力计算对于300mm×700mm的梁，mm对于250mm×500mm的梁，mm构件受弯时承载力抗震系数取0.75，当所选弯矩不是来自抗震组合时，不需乘最小配筋率查《混凝土结构设计规范》，在三级抗震情况下，支座处取0.25％、0.55中的大值，此处取0.26％，跨中处取0.2％、0.45中的大值，此处取0.21％。各截面的正截面受弯承载力计算见下各表所示。表6-1五层框架横梁正截面强度计算计算公式梁AB梁BC支座左截面跨中支座右截面支座左截面跨中-88.99114.42-94.85-36.01-13.540.0480.060.050.0470.0180.0490.0620.0510.0480.018465.97589.59484.98265.9899.74450450450270270实配钢筋418418418218218实配钢筋面积101810181018509509第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计表6-2四层框架横梁正截面强度计算计算公式梁AB梁BC支座左截面跨中支座右截面支座左截面跨中-158.307134.95-149.657-58.7756.7140.0830.0710.0790.0760.0090.0870.0740.0820.0790.009827.33703.7779.78437.7649.87450450450270270实配钢筋418418418218218实配钢筋面积101810181018509509表6-3三层框架横梁正截面强度计算计算公式梁AB梁BC支座左截面跨中支座右截面支座左截面跨中-197.09136.38-178.81-81.86-7.070.1040.0720.0940.1060.0090.110.0750.0990.1120.0091046.05713.31941.44620.6249.87450450450270270实配钢筋418418418218218实配钢筋面积101810181018509509表6-4二层框架横梁正截面强度计算计算公式梁AB梁BC支座左截面跨中支座右截面支座左截面跨中-224.347136.508-204.728-101.177-6.997第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计0.1180.0720.1080.1310.0090.1260.0750.1150.1410.0091198.2713.211093.59781.3249.87450450450270270实配钢筋422418422322218实配钢筋面积1521101815211140509表6-5一层框架横梁正截面强度计算计算公式梁AB梁BC支座左截面跨中支座右截面支座左截面跨中-246.494142.045217.815-114.973-9.5340.1300.0750.1150.1490.0120.1400.0780.1230.1620.0121331.33741.741169.67897.6866.5450450450270270实配钢筋422418422322218实配钢筋面积15211018152111405096.1.2斜截面受剪承载力计算(1)梁端截面组合的剪力设计值调整为了避免梁在弯曲破坏前发生剪切破坏，应按“强剪弱弯”的原则调整框架梁端部截面组合的剪力设计值：式中：—梁的剪力增大系数，三级抗震取1.1第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计、—分别为梁左右端逆时针或顺时针方向正截面组合的弯矩设计值—梁的净跨—梁在重力荷载代表值作用下，按剪支梁分析的梁端截面剪力设计值各层计算结果见表6-6表6-6各层梁端截面组合的剪力设计值调整计算公式五层AB左震17.718118.4047.297.67122.97右震118.6546.956BC左震6.2248.0162.114.7243.13右震48.0166.224层AB左震4.324199.5727.2125.02161.94右震211.07630.594BC左震48.95578.3672.115.181.79右震78.36748.9553层AB左震50.928238.4187.2125.02169.23右震262.78810.61BC左震78.784109.1442.115.1113.54右震109.14478.7842层AB左震87.881272.977.2125.02180.15右震299.12944.958BC左震104.662134.9022.115.1140.59右震134.902104.6621层AB左震128290.427.2125.02188.95右震328.65870.148BC左震118.845153.2972.115.1157.65右震153.297118.845（2）斜截面受弯承载力计算第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计承载力抗震调整系数γRE=0.85。以第五层AB,BC跨梁为例，给出计算方法和过程，其他各梁的配筋计算见表35，表36所示AB跨梁122.97.7KN,122.97×0.85=104.52KN跨高比kN>104.52KN故截面尺寸满足要求。KN>104.52KN梁端箍筋加密区取2肢Φ8@100，s取min（8d，，100mm），取100mm加密区范围取（1.5，500）即（1050mm，500mm），取1050非加密区箍筋配置2Φ8@150.满足要求BC跨梁43.13KN43.13=36.06KNkN>36.06KN故截面尺寸满足要求。KN>1036.06KN梁端箍筋加密区取2肢Φ8@100，s取min（8d，，100mm），取100mm加密区范围取（1.5，500）即（750mm，500mm），取750非加密区箍筋配置2Φ8@150.第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计满足要求全部梁的斜截面配筋计算结果与结果见表6-7，表6-8所示表6-7AB梁斜截面受剪承载力计算层五四三二一122.97161.94169.23180.15188.95104.52137.65143.85153.13160.61570.57570.57570.57570.57570.57731.21731.21731.21731.21731.21<00.1020.1380.1910.234<0<0<0<0<0加密区实配箍筋28@10028@10028@10028@10028@100加密区长度（mm）10501050105010501050实配的1.011.011.011.011.01非加密区实配箍筋28@15028@15028@15028@15028@1500.224%0.224%0.224%0.224%0.224%0.191%0.191%0.191%0.191%0.191%表6-8BC框架梁斜截面受剪承载力计算层五四三二一43.1381.79113.54140.59157.6536.6669.5296.51119.5134332.48332.48332.48332.48332.48415.59415.59415.59415.59415.59第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计<0<00.2190.4070.523<0<0<0<0<0加密区实配箍筋28@10028@10028@10028@10028@100加密区长度（mm）10501050105010501050实配的1.011.011.011.011.01非加密区实配箍筋28@15028@15028@15028@15028@1500.224%0.224%0.224%0.224%0.224%0.191%0.191%0.191%0.191%0.191%6.1.3框架梁裂缝宽度验算验算顶层的裂缝宽度，若满足，则整体满足要求。计算结果见表6-9表6-9裂缝宽度验算表梁梁CB梁BA截面左中右左中右118.65114.423118.40448.01613.54348.016665665665465465465101810181018509509509201.45194.28201.04233.1865.77233.180.010.010.010.010.010.010.4510.4270.450.540.20.54第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计1818181818180.1830.1670.1830.2530.0260.253其中：一类环境C=25,，相对粘结特性系数，构件受力特性系数，。若<0.2，取0.2。由表可得：小于0.3mm，梁裂缝满足要求。6.2框架柱截面设计6.2.1正截面承载力计算(1)柱端弯矩设计值调整各层柱顶端节点：为了使框架结构在地震作用下塑性铰首先在梁中出现，这就必须满足“强柱弱梁”的要求：式中：—节点上下柱端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和—节点左右梁端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和—柱端弯矩增大系数，三级框架取1.1底层柱底端：为避免底层柱柱底过早出现塑性铰而使内力重分布使得底层框架柱的反弯点位置具有较大的不确定性，因此，三级框架底层柱底截面组合的底层弯矩设计值应乘以增大系数1.15。(2)柱端组合剪力设计值的调整为了使框架结构在弯曲屈服之前不允许出现脆性的剪切破坏，这就必须满足“强剪弱弯”的要求。第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计式中:为柱的剪力增大系数，三级抗震取1.1。，分别为柱上、下端逆时针或者顺时针方向正截面组合的弯矩设计值。为柱的净高。(3)“强柱弱梁”及“强剪弱弯”调整的具体调整过程调整过程见表6-10，表6-11表6-10底层A柱及相应的节点下柱弯矩分配系数节点处梁端弯矩值节点下柱弯矩1989.504-118.738-130.61255.51及相应的节点下柱弯矩分配系数节点处梁端弯矩值节点下柱弯矩1521.26128140.881.24底层柱弯矩：kN.m1.15×205.26=236.05kN.m剪力值：kN表6-11底层B柱及相应的节点下柱弯矩分配系数节点处梁端弯矩值节点下柱弯矩2381.589130.424-20.81=109.614120.57532.92及相应的节点下柱弯矩分配系数节点处梁端弯矩值节点下柱弯矩1787.46290.43-153.29=137.14150.85111.63底层柱弯矩：1.15×26.059=30.658kN.m1.15×269.08=309.44kN.m第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计剪力值：kN(4)轴压比验算底层B柱N为最大，=2444.09kN轴压比则底层各轴柱均满足轴压比条件。(5)配筋计算采用对称配筋，，混凝土采用C30，fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2，纵向受力钢筋选用HRB335（fy=f’y=300N/mm2），箍筋选用HPB235，柱的截面尺寸600×600。当在弯矩中由水平地震作用产生的弯矩设计值>75%，柱的计算长度取下列二式中的较小值：式中:、—柱的上端、下端节点处交汇的各柱线刚度之和与交汇的各梁线刚度的比值；—比值、中的较小值；—柱的高度，对底层柱为基础顶面到一层楼盖顶面的高度；对其余各层柱为上、下两层楼盖顶面之间的距离。对A柱：，所以对B柱：，所以表6-12框架柱正截面承载力计算位置A柱B柱组合261.85-34.03205.27269.0826.5851942.512052.0091576.821843.11677.875第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计kN>N大偏心1351713014616202020202015537150166360.2770.0660.2680.2960.0646.066.066.066.066.0610.110.110.110.110.111111111111.2632.1041.2721.2462.14195.76577.848190.8206.8477.04455.465337.848450.8466.84337.04226239184215196115.23<0<0164.78<0选配钢筋418配筋面积1018其余各层柱均按底层柱配筋。6.2.2斜截面承载力计算(1)按强剪弱弯的原则调整柱抗震剪力设计值调整的方法和结果与6.2.1（3）小节相同。(2)配筋计算第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计以最大剪力相应的轴力作为控制值。材料C25混凝土：=11.9N/mm2HPB235钢筋：=210N/mm2，截面=600mm600mm=600-35=565mm表6-13斜截面承载力配筋计算位置B柱A柱V（kN）15.3222.8N（kN）2444.0942052.009331544.4V1130.5>V159.41>V283.53>V构造配筋构造配筋选配:,故查表得,箍筋加密区体积配箍率为采取复合箍筋：mm加密区间距取（8d，100mm）中的较小值，取100mm，，加密区范围取，取800mm，底层柱取：取1800mm。非加密区选，第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计满足要求，其余各层配筋与底层相同。由于底层，不需验算裂缝宽度。6.3板截面设计板的布置图见图6-1所示，此结构采用钢筋混凝土板，板厚取100mmB1板按单向板计算，B2板按单向板计算图6-1板布置图6.3.1荷载统计B1板计算屋面板：恒荷载设计值g=1.2×4.66=5.592kN/m2活荷载设计值q=1.4×0.5=0.7kN/m2楼面板：恒荷载设计值g=1.2×3.84=4.608kN/m2活荷载设计值q=1.4×2=2.8kN/m2B2板计算屋面板：恒荷载设计值g=1.2×4.66=5.592kN/m2活荷载设计值q=1.4×0.5=0.7kN/m2第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计楼面板：恒荷载设计值g=1.2×3.84=4.608kN/m2活荷载设计值q=1.4×2.2=3.5kN/m26.3.2内力计算取1米宽板带作为计算单，屋面及楼面板图计算简图如图6-2所示图6-2屋面及楼面板图计算简图表6-14B1板内力计算截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨内中间跨内中间支座弯矩计算系数屋7.41-7.415.1-5.82楼8.73-8.736-6.86B2板屋面板跨中弯矩为kN.m第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计楼面板跨中弯矩为kN.m6.3.3板的配筋计算混凝土强度C30钢筋强度HRB335,b=1000mm,h=100mmh0=100-20=80mmB1板配筋计算见表6-15、表6-16，B2板配筋见表6-13表6-15屋面板B1板配筋计算部位截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨内中间支座中间支座M（kN·m)7.41-7.415.1-5.820.0810.0810.0560.0640.0850.0850.0580.066324.13324.13221.17244.05215215215215选配钢筋实配钢筋面积393393393393表6-16楼面板B1配筋计算部位截面边跨跨内离端第二支座离端第二跨内中间支座中间支座M（kN·m)8.73-8.736-6.860.0950.0950.0660.0750.10.10.0680.078381.33381.33259.31286第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计215215215215选配钢筋实配钢筋面积393393393393B2板配筋表6-17板配筋计算板带屋面板B2楼面板B2部位截面跨中跨中M（kN·m)4.595.910.050.0650.0510.067149.48255.49215215选配钢筋实配钢筋面积393393其中：因45×1.43/300=0.2145>0.2所mm另外在板的长边方向配分布钢筋。7楼梯设计7.1设计资料楼梯采用板式楼梯，楼梯踏步尺寸150mm300mm。楼梯采用C30混凝土，楼梯板采用HPB235钢筋，梁采用HRB335钢筋。楼梯上均布荷载标准值=2.5kN/m2。楼梯结构平面布置图9-1所示第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计图9-1楼梯结构平面布置图7.2梯段板设计（TB1）7.2.1确定梯段板的基本尺寸梯段板计算跨度110.3+0.2=3.5m斜板厚度取mm板厚取h=120mm7.2.2荷载计算恒荷载：陶瓷地砖面层：=1.05kN/m踏步板自重：=1.88kN/m混凝土斜板：=3.36kN/m板底抹灰：=0.38kN/m恒荷载标准值：1.05+1.88+3.36+0.38=6.67kN/m第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计恒荷载设计值：1.26.67=8.00kN/m活荷载：活荷载标准值2.5kN/m活荷载设计值：1.42.5=3.5kN/m荷载设计值：kN/m7.2.3内力计算跨中弯矩：=17.61kN·m图9-2踏步板计算简图7.2.4配筋计算板保护层厚度15mm，有效高度=12020=100mm=0.123则898.86mm=367.71mm选配12@120(=942mm2)，另外在板的短边方向配置第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计（=393）分布钢筋。7.3平台板设计（TB2）7.3.1确定板厚板厚取=100mm，取1m宽板带进行计算，因此1000mm100mm，有效高度=100-20=80mm。7.3.2荷载计算恒荷载：陶瓷地砖面层：=0.7kN/m平台板自重：=2.50kN/m板底抹灰：=0.34kN/m恒荷载标准值：0.7+2.5+0.34=3.54kN/m恒荷载设计值：1.23.54=4.25kN活荷载：活荷载标准值：2.5kN/m活荷载设计值：1.42.5=3.5kN/m荷载总计：荷载设计值：=7.75kN/m7.3.3内力计算计算跨度m跨中弯矩：=3.50kNm第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计图9-3平台板计算简图7.3.4配筋计算=0.038=212.46mm2=306.43mm2选配10@200(=393mm2)，另外在长边方向配10@200的分布钢筋。7.4平台梁设计（TL—1）7.4.1确定尺寸平台梁截面尺寸b×h=200mm×450mm。平台梁跨度为=1.05×3.6=3.78m7.4.2荷载计算梯段板传来：11.5×3.3/2=18.975kN/m第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计平台板传来：7.75×2.1/2=8.14kN/m平台梁自重：1.2×0.2×(0.450.1)×25=2.1kN/m平台梁粉刷重：1.2×0.02×(0.2+0.35×2)×17=0.367kN/m荷载设计值：=18.975+8.14+2.1+0.367=29.58kN/m7.4.3内力计算跨中弯矩：=52.83kNm支座剪力：=×29.58×3.78=55.91kN图9-4平台梁计算简图7.4.4配筋计算梁有效高度=45040=410mm翼缘计算宽度按倒L形截面计算按梁跨度考虑=3780/6=630mm按梁净距考虑=200+1700/2=1050mm按翼缘高度考虑=100/410=0.24＞0.1不存在取=630mm第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计=324.32kNm＞M因此按第一类T行截面计算=0.035=0.036＜=443.24mm2=0.45×1.43/300×200×450=193.05＜选配218（=509）kN>=55.91kN可按构造配箍筋，选用8@200，=251mm2=0.16%满足要求。8基础设计设计基础混凝土采用C30，根据构造要求，在基础下设置C10厚100mm的混凝土垫层，室内外高差0.45m，基础顶面标高为-0.5m，假定基础埋深1.2m，采用HRB335钢筋，A、D柱选用柱下独立基础，B、C柱采用联合基础，基础平面布置图如图8-1所示第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计图8-1基础平面布置图8.1A轴（D轴）柱基础（JC-1）设计（独立基础）8.1.1荷载计算（1）标准组合：由框架柱传来19.6+7.23+179.66×0.7=152.95kN.m1347.73+237.32+0.6×140.65=1669.44kN.m11.4+4.14+0.7×56.99=55.43kN(2)基本组合：及相应的M、V（轴心力）：=34.03kN·m，=2052kN，=19.45kN及相应的M、V（轴心力）：=205.27kN·m，=1576.8kN，=57.92kN及相应的N、V（轴心力）：=261.85kN·m，=1942.5kN，=17.73kN第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计8.1.2初步确定基底面积（采用标准组合）选择基础埋深室外为1.5m。相对于室内为1.95m。（1.5+1.95）/2=1.725m.查《地基规范》得：0.0，1.0=190+1.0×20×(1.95-0.5)=219kN/A=1669.44/（219-34.5）=9.05m2图8-2A、D柱基础(JC-1)的平、立、剖面图考虑偏心影响，将基底面积增加20%，即A=1.2×9.05=10.86。选用截面=3m，=4m，实际基底面积为12。b≤3m，地基承载力不必对宽度进行修正。基础尺寸如图8-2示。验算承载力：4×4×3/6=820×1.725×12=414KN(1669.44+465.78)/12+152.95/8第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计=177.9+19.1=(197;158.8)<262.8KN=177.9KN/㎡3m，与假设不符，需要对宽度进行修正，但，不必再次修正。第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计基础尺寸如图8-3所示。图8-3B、C柱联合基础（JC-2）的平、立剖面图8.2.4地基承载力验算(采用标准组合)基础底面抗弯刚度W===24。=+=+=208.71kN/===195.87kN/=208.71kN/<1.2=262.8kN/==202.29KN/㎡＜=219KN/㎡地基承载力满足要求。第95页共96页 华北水利水电学院毕业设计8.2.5冲切验算(采用基本组合)=204.76kN/=900-50=850mm，+2=600+2850=2300mm