空军工程学院留学生公寓楼土木工程毕业设计计算书论文

'西京学院1.工程概况本工程为空军工程学院留学生公寓楼。总建筑面积5054.4平方米，此建筑纵向长为70.2m,主体横向18m，主体结构共4层，层高为3.0m。风荷载：基本风压=0.4kN，地面粗糙度为B类。雨雪条件：基本雪压为0.25kN。抗震设计条件：建设场地的地震基本烈度为8度，建筑抗震类别为乙类，建筑结构抗震等级为框架二级，场地土为II类。建筑结构的安全等级为二级，设计地震分组为第一组。设计使用年限为50年。2.结构布置及计算简图根据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，标准建筑平面，结构平面。填充墙采用240mm厚的烧结空心砖砌筑。门为木门，门洞0.9m2.1m,3.0m2.7m,0.8m2.1m，1.22.4，2.42.1。窗为塑钢窗，洞口尺寸为1.8m1.8m，1.80.8，1.8m1.5m，2.4m0.8m。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取100mm.梁截面高度按梁跨度1/12-1/8估算，由此估算的梁截面尺寸见表1,表中还给出了各层梁，柱和板的混凝土强度等级。其设计强度：C35(),C30()表1梁截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级层次混凝土强度等级横梁（bh）纵梁(bh)次梁（bh）AB跨，CD跨BC跨2-4C303006002503003006003005001C35300600250300300600300500由已知条件查表可知该框架结构的抗震等级为二级，其轴压比限值[]=0.8,各层的重力荷载代表值近似取14kN。则边柱及中柱的负载面积7.83.9m和7.85.1m。由式A得各层柱截面面积为：边柱：A中柱：如取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面长度分别为407mm和457-54- 西京学院mm。根据以上计算结果并考虑其它因素，柱截面尺寸取值为：底层柱600600mm，其它层柱550550基础选用柱下独立基础，基础埋深1.55m,基础高1.0m。框架结构计算简图如图1所示,取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线；梁轴线取至板底，2-4层柱高即层高取3.0m.底层柱高度从基础顶面算至一层楼底即h=3.0+0.45+0.55=4.0取h=4.0m(a)横向框架(b)纵向框架图1框架结构计算简图1.重力荷载计算1.1.屋面及楼面的永久荷载标准值屋面（不上人）30厚细石混凝土保护层22三毡四油防水层0.4kN20厚水泥砂浆找平层20240厚水泥蛭石保温层3100厚钢筋混凝土板25合计4.82kN1-3层楼面荷载：8mm厚瓷砖地砖0.55100厚钢筋混凝土板2520mm厚硬性水泥砂浆找平层0.02×20=0.400合计3.5-54- 西京学院1.1.屋面及楼面可变荷载标准值不上人屋面均布活荷载标准值2.0楼面活荷载标准值2.0屋面雪荷载标准值0.25合计4.251.2.梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算梁，柱可根据截面尺寸，材料容重及粉刷等计算长度上的重力荷载对墙，窗，门等可计算单位面积上的重力荷载。具体过程略，计算结果见表2。表2梁、柱重力荷载标准值层次构件b/mh/mr/g/n1边横梁0.30.6251.054.7257.20024816.483614.934中横梁0.250.3251.051.9691.8001035.442次梁0.30.5251.053.9387.40514408.25246纵梁0.30.6251.054.7257.20018612.36柱0.60.6251.109.94.0441742.42～4边横梁0.30.6251.054.7257.20024816.488481.882中横梁0.250.3251.051.9691.8001035.442次梁0.30.5251.053.9387.40514408.25246纵梁0.30.6251.0547.257.200186123.6柱0.550.55251.108.3193.0441098.108注：1.表中为考虑梁柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数；g表示单位长度构件重力荷载；n为构件数量2.长度取净长，柱长度取层高。外墙为490mm厚砌块，外墙面贴瓷砖（0.5）内墙面为20mm厚抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为：内墙为240mm厚砌块，两侧均为20mm厚抹灰，则内墙单位墙面重力荷载为：木门单位面积重力荷载为0.2；铝合金窗单位面积重力荷载为0.4kN/m。-54- 西京学院1.1.重力荷载代表值集中于各楼层标高处的重力荷载代表值G为计算单元范围内各层楼面上的重力荷载代表值及上下各半层的墙柱等重量，计算G时，各可变荷载的组合值按表1.16的规定采用，屋面上的可变荷载均取雪荷载。具体计算过程略，计算结果见图3。2.框架侧移刚度计算图2重力荷载代表值2.1.横向框架侧移刚度计算表3横梁线刚度类别层次边横梁13.15103006005.41078002.18103.27104.36102-43.0103006005.41078002.08103.12104.1510中横梁13.15102503005.62524007.381.11101.48102-43.0102503005.62524007.031.05101.4110表4柱线刚度计算表层次140003.1510600×6001.08108.505102-430003.010550×5507.637.62610-54- 西京学院横向侧移刚度计算方法如下。横梁线刚度计算过程见表4.柱的侧移刚度D值按下式计算D=,为柱的侧移刚度修正系数，可由表2.2所列公式计算。根据梁、柱线刚度比的不同，柱分为中框架中柱和边柱，边框架中柱和边柱以及楼梯间柱等。现以第2层B-3柱的侧移刚度计算为例，说明计算过程，其余柱的计算过程略，计算结果见表。第2层C-7柱及其与其相连的梁的相对线刚度如图3所示，图中数据取自表3和4，由表2.2可得梁柱线刚度比为图4柱及梁的相对线刚度表5中框架柱侧移刚度D值（）层次边柱（14）中柱（14）0.5580.218221660.7470.2722765769752210.5130.403257060.6780.44028067752822表6边框架柱侧移刚度D值（）层次A-1,A-19,D-1,D-19B-1,B-19,C-1,C-192.2230.526534840.3740.1581606527816010.2560.335213690.3430.36022964177332-54- 西京学院表7楼梯间框架柱侧移刚度D值（）层次C-6,C-7,C-13,C-14D-6,D-7,D-13,D-140.4190.173175910.5610.2192226815943610.3840.371236650.5150.40425770197740将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即得框架各层层间侧移刚度，见下表8。表8框架各层层间侧移刚度层次12341127894113511811351181135118由表8可见=0.994＞0.7,故该框架为规则框架。因为纵向框架侧移比横向纵向框架小，故不用验算纵向框架侧移刚度。1.横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算1.1.横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算5.1.1横向自振周期计算结构顶点的假想侧移由式计算。计算过程见下表9。表9结构顶点的假想侧移层次46883.896883.8911351186.161.136883.8913767.78113511812.155.026883.8920651.67113511818.242.917205.1927856.86112789424.724.7按式计算基本周期，其中的量纲为m，取=0.7则：=0.294s5.1.2水平地震作用及楼层地震剪力计算因为本设计方案中结构高度不超过40m,质量和刚度沿高度分布较均匀，变形以剪切-54- 西京学院型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。结构总水平地震作用标准值按式:=0.85（7205.19+6883.89×3）=23678.33kN因1.4T所以应不考虑顶部附加水平地震作用。各质点的水平地震作用按式将上述和代入可得具体过程见表10。各楼层地震剪力按式，结果仍见表10。表10各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次413.06883.8989490.570.3872.0372.03310.06883.8968838.900.2955.41127.4427.06883.8948187.230.2038.79166.2314.07205.1928820.760.1223.20189.43各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图5。5.1.3水平地震作用下的位移验算水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移分别按式（）=和式u=，计算过程见表11。表中还计算了各层的层间弹性位移角。-54- 西京学院图4楼层地震剪力表11横向水平地震作用下的位移验算层次472.0311351180.060.4930001/472773127.4411351180.110.4330001/267212166.2311351180.150.3130001/204861189.4311278940.170.1740001/23817由表11可见,最大层间弹性位移角发生在第2层，其值为1/20486〈1/550，满足的要求，其中。5.1.4水平地震作用下框架内力计算以平面图中②轴线横向框架内力计算为例，说明计算方法其余框架内力计算略。框架柱端剪力及弯矩分别按式和计算，其中取自表5，取自表8，层间剪力取自表11。各柱反弯点高度比y按式确定，其中由表查得。本计算中底层柱需考虑修正值，第2层柱需考虑修正值，其余柱均无修正。具体过程及结果见下表12。表12各层柱端剪力及弯矩计算层次边柱中柱yy43.072.031135118221661.410.080.241.015.23276571.763.150.452.372.9033.0127.441135118221662.490.080.000.007.47276573.113.150.464.285.0323.0166.231135118221663.250.080.161.568.18276574.053.150.506.086.08-54- 西京学院14.0189.431127894257064.320.080.325.5311.74280674.713.150.509.439.43注：表中M量纲为V量纲为。梁端弯矩，剪力及柱轴力分别按下式计算：；；式其中梁线刚度取自表3，具体过程见表13。表13梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边梁中横梁柱轴力边柱N中柱N45.230.667.80.762.242.242.41.87-0.76-1.1136.461.697.81.042.712.712.42.26-1.8-2.3328.182.377.81.357.997.992.46.66-3.15-7.64113.33.547.82.1611.9711.972.49.98-5.31-15.46注：1）柱轴力中的负号表示拉力。当为左震时，左侧两根柱为拉力，对应的右侧两根柱为压力。2）表中M单位为KN.m,V的单位为kN，N的单位为kN，l的单位为m。水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图如图6所示。图5左地震作用下框架弯矩，梁端剪力及柱轴力图-54- 西京学院1.1.横向风荷载作用下框架内力和侧移计算5.2.1风荷载标准值风荷载标准值按式。基本风压=0.4由《荷载规范》第7.3节查得（迎风面）和（背风面）。B类地区，H/B=13.0/70.2=0.19，由表1.15查得=0.42;由表查得表14沿房屋高度分布风荷载标准值层次413.01.001.071.444.332.70310.00.7691.001.363.822.3927.00.5381.001.263.542.2114.00.3081.001.153.232.02(a)风荷载沿房屋高度的分布（单位:）(b)等效节点、集中风荷载（单位:kN）图6框架上的风荷载取②轴线横向框架，其负载宽度为7.8m,由式得沿房屋高度的分布风荷载标准值为：q=根据各楼层标高处的高度，,代入上式可得各楼层标高处的q(z),见下表14；q(z)沿房屋高度的分布见图6（a）《荷载规范》规定，对于高度大于30m且高宽比大于1.5的房屋结构，应采用风振系数来考虑风压脉动-54- 西京学院的影响。本设计中房屋高度H=13.0m<30m,且H/B=0.19,风压脉动的影响较小。因此，该房屋无需考虑风压脉动的影响。框架结构分析时，应按静力等效原理将图6（a）的分布风荷载转化为节点集中荷载，如图6（b）所示，集中荷载：5.2.2风荷载作用下的水平位移验算.根据图6（b）所示的水平荷载由式计算层间剪力，然后依据表5求出②轴线框架的层间侧移刚度，再按式计算各层的相对侧移和绝对侧移。计算过程见表15。5.2.3风荷载作用下框架结构内力计算风荷载作用下框架结构内力计算过程与水平地震作用下的相同。仍以②轴线横向框架计算为例，其余框架内力计算从略。轴线横向框架在风荷载作用下的弯矩。梁端剪力及柱轴力见图7表15风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算层次123417.7517.2321.5120.68-54- 西京学院77.1759.4242.1920.681075469964699646996460.720.600.420.210.721.311.741.940.1793883550.19877030.14113290.0691782由表15可见，风荷载作用下框架的最大层间位移角为1/5031远小于1/550，满足规范要求。表16风荷载作用下各层柱端剪力及弯矩计算层次边柱中柱yy43.020.681135118221660.400.080.240.291.50276570.503.150.450.680.8333.042.191135118221660.820.080.000.362.47276571.033.150.461.421.6723.059.421135118221661.160.080.160.562.92276571.453.150.502.172.1714.077.171127894257061.760.080.322.254.78280671.923.150.503.843.84注：表中M量纲为V量纲为。表17风荷载作用下梁端弯矩，剪力及柱轴力计算层次边梁中横梁柱轴力边柱N中柱N41.500.627.80.270.210.212.40.18-0.27-0.0932.181.767.80.510.590.592.40.49-0.78-0.0722.292.687.80.640.910.912.40.76-1.42-0.1915.344.497.81.261.521.522.41.27-2.94-0.2注：1柱轴力中的负号表示拉力。当为左震时，左侧两根柱为拉力，对应的右侧两根柱为压力。2表中M单位为KN.m,V的单位为kN，N的单位为kN，l的单位为m。1.竖向荷载作用下框架结构的内力计算1.1.横向框架内力计算6.1.1计算单元取轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为7.8m,如图8所示。由于房间内布置有-54- 西京学院次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影线所示，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。在图9中，对于第4层：为房间和走道板传给横梁的梯形和三角形荷载，由图9所示几何关系可得：分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒荷载，它包括梁自重、楼板重、女儿墙等重力荷载。计算如下：(a)框架弯矩图(b)梁端剪力及柱轴力图图7横向框架在水平风荷载作用下的弯矩、梁端剪力和轴力图-54- 西京学院图8横向框架计算单元6.1.2荷载计算6.1.2.1恒荷计算图9各层梁上作用的恒载=127.37kN=148.76kN集中力矩：对2～3层，包括梁自重和其上横墙自重，为均布荷载形式。其它荷载计算方法-54- 西京学院同第6层，结果为：=169.43kN对1层6.1.2.2活荷载计算活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图11所示。对于第4层：-54- 西京学院图10各层梁上作用的活载同理，在屋面雪荷载作用下对2～5层对1层将以上计算结果汇总表18，表19。表18横向框架恒载汇总表层次43.9383.1517.35211.568127.37148.7615.9218.602～320.013.1512.68.4169.43223.3121.1827.91110.013.1512.68.475.31228.2122.0428.53-54- 西京学院6.1.3内力计算梁端、柱端弯矩采用二次分配法计算。由于结构和荷载均对称，故计算时可用半框架。其中恒荷载弯矩计算过程及所得的弯矩如图11所示，活荷载弯矩计算过程及所得的弯矩表19横向框架活载汇总表层次47.24.822.8363.64.52～57.24.822.8363.64.517.24.828.84.326.655.4如图12所示。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，如表20和表21。1.1.横向框架内力组合6.2.1结构抗震等级结构的抗震等级可根据结构类型、地震烈度、房屋高度确定。本工程为二级抗震等级。6.2.2框架梁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22，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0.75）。现以第一层AB跨梁考虑地震作用的组合为例，说明各内力的组合方法。对支座负弯矩按相应的组合情况进行计算，求跨间最大正弯矩时，可根据梁端弯矩组合值及梁上荷载设计-54- 西京学院图11分配及弯矩图（M单位：）表20恒荷作用下梁端剪力及柱轴力（kN）层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱462.3111.67-0.31062.062.6211.67189.37216.82211.38238.83396.708.82-0.12096.5896.828.82482.38510.28558.96586.41296.708.82-0.15096.5596.858.821363.121390.571601.791629.24196.708.82-0.20096.5096.98.821663.381713.871954.352004.8表21活荷载作用下梁端剪力及柱轴力（kN）层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱==420.952.88-0.12020.8321.072.8849.6357.07320.952.88-0.16020.7921.112.8892.22114.18220.952.88-0.05020.9120.992.88248.35285.15120.952.88-0.08020.8721.032.88298.02342.18-54- 西京学院图12活荷载作用下的弯矩分配及弯矩图（M单位：kN.m）图14均布和梯形荷载作用下的计算图形图15均布和三角形荷载作用下的计算图形值，由平衡条件确定。由图14可得若，说明,其中x为最大正弯矩截面至A支座的距离，则x可由下式求解：，将求得的x值代入下式即可求得跨间最大正弯矩值。-54- 西京学院若，说明，则；若，则同理，可求得三角形分布荷载和均布荷载作用下的的计算公式（图15）x由下式解得：本设计中，梁上荷载设计值左震则x可由解得则右震则-54- 西京学院剪力计算：AB净跨左震：右震则-54- 西京学院表22框架梁内力组合层次截面位置内力一层AM-25.01-14.115.06109.77-41.42-54.1778.17-135.88-47.87-49.77112.57V96.520.871.5032.53140.21143.9973.13145.02151.15145.02M-25.94-14.483.9485.39-54.34-44.41-113.1253.39-49.50-51.40V96.921.031.5032.53144.67140.89145.5173.62151.85145.72M-1.88-1.745.88145.232.96-11.86139.12-144.07-4.28-4.69187.95V8.822.884.90121.038.0420.39-123.27144.2014.7914.62跨间136.88329.56238.79238.79三层AM-25.2-14.43.7090.28-53.05-43.72-117.1858.86-48.42-50.40105.67V96.5520.912.8628.09145.81138.60140.1878.11151.25145.13M-25.94-14.613.2178.28-45.49-53.5846.40-106.24-49.63-51.58V96.8520.992.8628.09139.06146.2778.45140.53151.74145.61M-1.88-1.564.11100.170.96-9.4095.27-100.06-4.10-4.4491.58V8.822.883.9883.489.2019.23-81.78102.7114.7914.62跨间185.56291.67128.50128.50-54- 西京学院续表22框架梁内力组合四层AM-32.68-13.630.9723.58-55.17-57.61-12.56-58.54-57.75-58.3062.70V6220.830.276.60100.31100.9966.5781.16104.53103.56M-34.15-14.090.6516.01-57.91-59.55-21.47-52.69-60.19-60.71V62.6221.070.276.60101.35102.0367.3381.91105.61104.64M-4.82-2.120.8320.48-9.50-7.41-25.2614.68-8.63-8.7554.77V11.672.880.6917.0718.5016.7632.23-5.4918.6318.04跨间86.84212.3921.4921.49表23A柱柱端弯矩及轴力组合层次截面内力NMM4柱顶M24.9313.440.9723.5845.6348.075.8654.9147.1048.7354.915.8647.10N189.3749.630.276.60289.44290.12198.75212.48305.28296.73290.12198.75305.28柱底M-10.15-8.56-0.28-6.58-22.61-23.32-6.73-20.70-22.26-24.16-6.73-6.73-22.26N216.8249.630.276.60322.38323.06225.11238.83342.34329.67225.11225.11342.34-54- 西京学院3柱顶M5.167.22.4158.0312.2318.30-51.9468.7614.1716.2768.76-51.9414.17N1069.69198.642.8671.651530.311537.521047.731196.771642.721561.721196.771047.731642.72柱底M-5.26-7.29-1.98-47.48-13.00-17.9940.83-57.93-14.39-16.5240.8340.83-14.39N1097.14198.642.8671.651563.251570.461074.091223.121679.781594.661074.091074.091679.782柱顶M5.047.12.5758.6611.7618.23-52.7669.2513.9015.9969.25-52.7613.90N1363.12248.354.24103.871943.321954.011319.781535.832088.561983.431535.831319.782088.56柱底M-5.83-8.31-2.57-58.66-14.23-20.7051.42-70.59-16.18-18.6351.4251.42-16.18N1390.57248.354.24103.871976.261986.951346.131562.182125.622016.371346.131346.132125.621柱顶M3.395.012.4951.117.2413.52-47.5058.819.5911.0858.81-47.509.59N1663.38298.025.74136.402364.332378.791598.041881.752543.582413.281881.751598.042543.58柱底M-1.7-2.51-7.46-153.344.20-14.60156.64-162.31-4.81-5.55156.64156.64-4.81N1713.09298.025.74136.402423.982438.451645.761929.472610.692472.941645.761645.762610.69表24横向框架A柱柱端组合弯局设计值的调整层次4321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底129.62109.68151.72178.38129.56211.3691.28536.39212.48238.831196.771223.121535.831562.181881.751929.47注：表中弯矩为相应于本层柱净高上，下梁端的弯矩设计值-54- 西京学院表25横向框架A柱剪力组合（kN）层次4-10.63-6.710.389.22-20.73-21.69-3.60-21.58-21.06-22.1548.453-3.16-4.391.3331.97-7.65-11.0026.35-35.99-8.66-9.94133.622-3.3-4.671.5635.55-7.88-11.8129.59-39.73-9.13-10.50153.231-1-1.471.9561.95-0.60-5.5158.84-61.96-2.82-3.26176.45注：表中V以绕柱端顺时针为正。为相应于本层柱净高上、下两端的设计值-54- 西京学院层次截面内力NMM4柱顶M-18.07-10.591.4836.49-36.89-33.16-60.3815.52-34.98-36.5115.52-60.38-34.98N211.3857.070.42-10.47325.04326.09219.43241.21342.43333.55241.21219.43342.43柱底M5.57.23-0.8019.4716.7214.7029.00-11.5014.6616.72-11.5029.0014.66N238.8357.070.42-10.47357.98359.03245.78267.56379.49366.49267.56245.78379.493柱顶M-1.08-5.684.55-107.05-14.19-2.72-115.10107.57-7.14-9.25107.57-115.10-7.14N1254.18228.165.35-117.931785.761799.241190.881436.181921.301824.441436.181190.881921.30柱底M1.136.05-3.6487.5913.574.3995.08-87.107.589.83-87.1095.087.58N1281.63228.165.35-117.931818.701832.181217.231462.531958.361857.381462.531217.231958.36表26B柱柱端弯矩及轴力组合2柱顶M-1-5.84.87-111.18-14.64-2.37-119.37111.88-7.15-9.32111.88-119.37-7.15N1601.71285.157.95-178.692271.322291.361488.681860.352447.462321.261860.351488.682447.46柱底M0.976.57-4.87111.1815.583.31119.71-111.547.8810.36-111.54119.717.88N1627.04285.157.95-178.692301.722321.751512.991884.672481.652351.661884.671512.992481.651柱顶M-0.58-3.964.94-101.69101.69-11.910.54-108.22103.30-4.74-108.220.54103.30N1954.35342.1811.35-267.19267.192762.072790.671762.542318.302980.551762.542790.672318.30柱底M0.291.98-8.42173.15-173.1513.45-7.77181.30-178.852.37181.30-7.77-178.85N2004.84342.1811.35-267.19267.192822.652851.261811.022366.773048.711811.022851.262366.77表27横向框架B柱柱端组合弯局设计值的调整-54- 西京学院层次4321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底109.62109.51108.44144.78112.54134.70102.56504.13241.21267.561436.181462.531860.351884.672318.32366.77注：表中弯矩为相应于本层柱净高上，下梁端的弯矩设计值表28横向框架B柱剪力组合（kN）层次47.145.40.6916.9616.2414.5025.39-7.6815.0416.1358.8030.673.552.4858.988.402.1559.71-55.314.455.77134.6320.63.752.9567.389.161.7367.92-63.474.565.97138.5410.261.643.1953.896.40-1.6453.51-51.571.992.61121.68注：表中V以绕柱端顺时针为正。为相应于本层柱净高上、下两端的设计值-54- 西京学院1.截面设计1.1.框架梁这里取第一层AB跨梁为例,说明计算方法和过程,其它层梁的配筋计算结果见表29和表30。表29框架梁纵向钢筋计算表层次截面M/kNξ//实配钢筋面积4支座A-169.810.012365477316（603）0.610.55-47.62<0365366316（603）0.610.55AB跨间58.570.011346216（402）0.37支座-32.6<0365331316（603）0.610.55BC跨间43.120.023263316（402）0.373支座A-170.37<0601750.2518（1272）0.471.16-154.37<0601551.4518（1272）0.471.16AB跨间128.120.034578.1418（1018）0.93支座-119.36<0623662.2518（1272）0.491.16BC跨间112.730163710.1420（1256）1.151支座A-118.52<0601765.6518（1272）0.470.91-96.87<0601625.8518（1272）0.470.91AB跨间116.870.016690418（1018）0.73支座-142.71<0623679520（1571）0.431.13BC跨间143.230.032768420（256）0.907.1.1梁的正截面受弯承载力计算从表22中分别选出AB跨间截面和支座截面的最不利内力，并将支座中心处的弯矩换算为支座边缘控制截面的弯矩进行配筋计算。支座弯矩-54- 西京学院表30框架梁箍筋数量计算表层次截面/kN/kN梁端加密区梁端非加密区实配钢筋实配钢筋()4A68.72342.73>-0.12<0双肢8@100双支8@150（0.447）71.89301.36>-0.03<0双肢10@100双支8@100（0.523）3A102.43342.73>0.43双肢8@100双支8@150（0.447）216.18301.36>1.63三肢10@100三支8@100（0.523）1A112.57465.9>0.59四肢8@100四肢8@150（0.447）237.21365.7>1.98四肢10@100四肢10@100（0.523）注:表中v换算至支座边远处的梁端剪力。跨间弯矩取控制截面，即支座边缘出的正弯矩。由表22，可求得相应的剪力。则支座边缘处当梁下部受拉时，按T形截面设计，当梁上部受拉时，按矩形截面设计。翼缘计算宽度当按跨度考虑时，，按翼缘厚度考虑时，此种情况下起控制作用，故取梁内纵向钢筋选HRB400级钢下部跨间截面按单筋T形梁计算。因为-54- 西京学院=属第一类T形截面。实配钢筋420+425（），，满足要求。将下部跨间截面的425钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋（），再计算相应的受拉钢筋，即支座A上部支座上部配420（），。7.1.2梁斜截面受剪承载力计算AB跨：梁端截面尺寸满足要求。梁端加密区箍筋取4肢8@100,箍筋用HPB235级钢筋（）加密区长度取0.85m,非加密区箍筋取4肢8@150,箍筋设置满足要求。BC跨：若梁端箍筋加密区取4肢10@100，则其承载力为：-54- 西京学院由于非加密区长度较小，故全跨可按加密区配置1.1.框架柱7.2.1剪跨比和轴压比验算表31给出了框架柱各层剪跨比和轴压比计算结果，其中剪跨比也可取。表中的N都不应考虑承载力抗震调整系数。由表31可见，各柱的剪跨比和轴压比均满足要求。表31柱的剪跨比和轴压比验算柱号层次B/mm/mm/kNN/kNA柱455051014.373.2125.39298.545.65>20.069<0.8355051014.391.6842.341528.94.25>20.35<0.8160056016.788.4172.892411.842.17>20.40<0.8B柱455051014.320.699.04334.454.49>20.077<0.8355051014.3143.4365.071828.164.32>20.423<0.8160056016.7137.7360.672958.464.05>20.49<0.87.2.2柱正截面承载力计算以第二层B轴柱为例说明。根据B柱内力组合表将支座中心处的弯矩换算至支座边缘，并与柱端组合弯矩的调整值比较后，选出最不利组合，进行配筋计算。B节点左，右梁端弯矩B节点上，下梁端弯矩-54- 西京学院1.2=299.23，，在节点处将其按弹性弯矩分配给上、下柱端，即则。柱的计算长度可由表查得因为故需要考虑偏心距增大系数影响η。对称配筋为大偏压情况。实配320（）。7.2.3第二层A轴柱的配筋计算同B轴柱-54- 西京学院。柱的计算长度可由表查得因为故需要考虑偏心距增大系数影响η。对称配筋为大偏压情况。及相应的M一组计算。N＝2481.65kN,节点上，下柱端弯矩　　此组内力是非地震组合情况，且无水平荷载效应，故不必进行调整，且取m同理可得。，故为小偏心受压。-54- 西京学院，按上式计算时，应满足N>及Ne>因为Ne=2481.65258.68642<故应按构造配筋，且满足可取,选用418()7.2.4柱斜截面受剪承载力计算以第一层柱为例进行计算。由前可知，上柱柱端弯矩设计值对二级抗震等级，柱底弯矩设计值则框架柱的剪力设计值其中取较大的柱下端值，而且，不应考虑为将表27中查得的值除以0.8，为将表28中查得的值除以0.85。与相应的轴力N=2203.18>kN,取N=1803.8=故该层柱按构造配置箍筋。柱端加密区的箍筋选用4肢10@100。由表31可得一层柱底的轴压比n=0.49,由表查得则最小体积配筋率：则根据构造要求，取加密区箍筋为410@100,非加密区位置及长度按规范要-54- 西京学院求确定。非加密区还应满足s<10d=220,故箍筋取410@200。各层柱箍筋计算结果见表32。表32柱箍筋计算结果柱号层次N/kN0.3/kN实配箍筋()加密区非加密区A柱448.45802.23>V248.441297.73<00.54548@100(0.8)48@150（0.53)3133.62802.23>V1309.661297.73<00.54548@100(0.8)48@150(0.53)1960.96960.96>V1997.551544.40<00.725410@100(1.32)410@150(0.87)B柱459.80802.23>V274.251297.73<00.54548@100(0.8)48@150(0.53)3134.63802.23>V1488.61297.73<00.54548@100(0.8)48@150(0.53)1121.68960.96>V2203.181544.40<00.725410@100(1.32)410@200(0.87)1.1.框架梁、柱节点核芯区截面抗震验算由节点两侧梁的受弯承载力计算节点核芯区的剪力设计值，因节点两侧梁不等高，计算时取两侧的平均高度，即：该框架为二级抗震等级，应按式计算节点的剪力设计值，其中Hc为柱的计算高度，取节点上、下柱反弯点间的距离，即：=0.49×3.3+0.34×4.0=3.351mkN·m（左震）剪力设计值：992.94kN因，故取，，，则：-54- 西京学院=3182.82kN﹥=922.94kN（满足要求）节点核芯区的受剪承载力按式计算，其中N取二层柱底轴力=1891.24kN和二者中的较小值，故取=1891.24kN。设节点区配箍筋为412@100，则：=1558.82kN﹥955.94kN故承载力满足要求。1.板的设计根据设计可把板分为六类，即A、B、C、和D见下图所示：图13板的区格图-54- 西京学院1.1.荷载设计值8.1.1活荷载　　　　　　　　8.1.2恒荷载　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　8.1.3计算跨度　　　(1)内跨　为轴线间距离　　　(2)边跨　表33板的弯矩计算区格ABCD（ｍ）3.933.92.42.4（ｍ）7.8557.8553.93.930.5000.4960.6150.6164.694.071.881.61.961.550.940.7-7.86-7.75-3.27-3.30-7.86-7.75-3.27-3.30-5.66-5.57-2.47-2.47-5.66-5.57-2.47-2.478.1.4弯矩计算跨中最大正弯矩发生在活荷载为棋盘式布置时，它可以简化为当内支座固支时-54- 西京学院作用下的跨中弯矩值与当内支座铰支时作用下的跨中弯矩两者之和。支座最大负弯矩近似按活荷载满布求得，即内支座固支时，作用下的支座弯矩。本设计中，楼盖边缘对支座的作用是为固定支座。所有区格按其位置与尺寸分为A、B、C、和D七类，计算弯矩时，考虑泊松比的影响，取。A区格板：=3.93/7.855=0.600现以A区格计算为例，说明计算方法，其它区格的计算过程略。查钢筋混凝土结构（下册），计算板的跨中弯矩，其中作用下查表1.11d,作用下查表1.11a;板的支座负弯矩按作用下查表1.11d计算。=（0.0367+0.20.0076）（）+（0.0820+0.20.0242）=0.038226.1253.93+0.086841.43.93=4.69=(0.0076+0.20.0367)×6.1253.93+（0.0242+0.20.082）×1.43.93=0.1494×6.125×3.93+0.0406×1.4×3.93=1.96=-0.0793×（）=-0.07937.5253.93=-7.86=-0.05717.5253.93=-5.66B、C、D、区格计算与A类似，只是边界条件与计算跨度有所不同。其中，作用下B、C、D、区格板的跨中正弯矩分别查表《混凝土结构》（下册）1.11b、1.11d、1.11c、1.11b、1.11d、1.11d,各区格的弯矩计算结果见表34。8.1.5截面设计截面有效高度：选用8和钢筋作为受力钢筋，则（短跨）方向跨中截面的。（长跨）方向跨中截面的截面=h-c-3d/2=73mm。支座截面处h均为81mm。-54- 西京学院截面弯矩设计值：所有区格不予折减。计算配筋量时，区内力臂系数为。截面设计计算结果及实际配筋列于表34中。配筋图见结施03。表34板的配筋计算截面配筋实有跨中A区格短边方向814.692908@100503长边方向731.961358@100503B区格短边方向814.072528@100503长边方向731.551068@100503C区格短边方向811.881168@150335长边方向730.94658@150335D区格短边方向811.6998@150335长边方向730.7488@150335支座A-B81-5.573458@100503A-D81-3.32048@100503B-C81-3.272028@100503B-B81-5.573458@100503C-C(短边)81-3.272028@100503C-C(长边)81-2.471528@100503C-D81-2.471528@100503D-D81-3.32048@100503B边支座81-7.754808@100503D边支座81-2.471508@100503A边支座(长边)81-5.663508@100503A边支座(短边)81-7.864868@100503-54- 西京学院1.基础设计本设计采用柱下独立基础，根据要求基础埋深取d=1.55m。1.1.求地基承载力设计值根据粉质粘土查《土力学与基础工程》表7.10得持力层承载力设计值f(先不考虑对地基宽度进行修正)：1.2.初步选择基础尺寸计算基础和回填土重G时的基础埋深A柱:由公式由于偏心不大，基础底面积按20%增大，即初步选择基础面积且b=4m>3m需要对f进行修正。可知未增大尺寸合适。B柱:由公式初步选择基础面积且b=5.5m〉3m需要对f进行修正。可知未增大尺寸合适。1.3.验算持力层地基承载力A柱:基础和回填土重偏心距基底最大压力为：最后确定该基础底边长l=6m,b=4m。B柱:基础和回填土重基底最大压力为：-54- 西京学院最后确定该基础底边长l=8.0m,b=5.5m。1.1.地基变形特征验算用《规范法》进行计算9.4.1求基底压力和基底附加压力A柱:则基底附加压力B柱：则基底附加压力9.4.2确定沉降计算深度A柱：因存在相邻荷载影响故不可按估算，应按计算，即计算。B柱同A柱。9.4.3沉降计算沉降计算见表359.4.4确定沉降经验系数A柱:计算查表得=0.9。B柱：计算查表得=0.9。-54- 西京学院9.4.5基础最终沉降量A柱：B柱：9.4.6局部倾斜验算，满足要求。9.4.7下卧层强度验算持力层为粉质粘土，其压缩模量，下层粘土的压缩模量，，因此可认为不存在软弱下卧层。-54- 西京学院表35沉降计算柱号点号l/bZ/b(m)A柱002.00113.11.550.82562559.42559.40.020853.223.71.850.79082925.9366.50.02087.634.32.150.72523045.8119.90.02082.544.92.450.69603410.4364.60.02087.655.52.750.63863512.3101.90.02082.166.13.050.61323740.5228.20.02084.776.73.350.56703798.954.40.02081.2790.015B柱002.00113.11.130.89192663.92763.90.028420.523.71.340.8563167.2403.30.028411.534.31.560.81963524.3357.10.028410.144.91.780.7843841.6317.30.02849.055.520.754125283.40.02848.066.12.20.71724374.9249.90.02847.076.72.40.6864596.2221.30.02846.287.32.60.65684794.6198.40.02845.697.92.80.62964973.8179.20.02845.1108.53.00.6045134160.20.02844.5119.13.30.57552341000.02842.8490.340.019-54- 西京学院1.1.基础高度验算基础采用阶梯形基础，基底采用厚度为100mm的素混凝土垫层，两边伸出基础底边100mm.9.5.1计算基底净反力A柱：偏心距基础最大和最小净反力：B柱：基础净反力9.5.2A柱基础高度A柱：初步选择基础高度基础分为三阶，自上而下其高度分别为300mm,400mm,300mm。如下图所示：图16A柱基础计算简图9.5.3A柱基础抗冲切验算-54- 西京学院取冲切力：为受冲切承载力截面影响系数，当时，取1.0；当时，取0.9；其间按线性内插取用。此处取为0.983。故：，满足抗冲切要求。第一变阶处抗冲切验算：取冲切力：为受冲切承载力截面影响系数，当时，取1.0；当时，取0.9；其间按线性内插取用。此处取为1.0。故：，满足抗冲切要求。第二变阶处抗冲切验算：此处。取冲切力：为受冲切承载力截面影响系数，当时，取1.0；当时，取0.9；其间按线性内插取用。此处取为1.0。故，满足抗冲切要求。9.5.4B柱基础高度初步选择基础高度，采用锥-54- 西京学院体基础，基础底面尺寸。基础顶面突出柱边为50mm，如图18所示:9.5.5B柱基础抗冲切验算根据条形基础的计算方法，验算B柱锥形基础的高度，基础总高为1000mm，则：图17B、C柱基础计算简图故基础高度满足要求，且：故满足要求。柱边斜截面抗剪承载力验算：基底净反力设计值（按每米长计）：满足抗冲切要求。-54- 西京学院9.5.6基础配筋计算A柱长边方向：I-I截面（柱边），柱边净反力：=158.55kpa弯矩：II-II截面（第一变阶处），变阶处净反力：弯矩：=Ⅲ-Ⅲ截面（第二变阶处），变阶处净反力：=165.46kpa弯矩：-54- 西京学院比较、、，应按配筋，实配6114@100（）A柱短边方向：因该基础受单向偏心荷载作用，所以，在短边方向的基础反力可按均匀分布计算，取。Ⅳ-Ⅳ截面（柱边），柱边净反力：弯矩：Ⅴ-Ⅴ截面（第一变阶处），变阶处净反力：弯矩：Ⅵ-Ⅵ截面（第二变阶处），变阶处净反力：弯矩：-54- 西京学院比较、、，应按配筋，实配4114@100（）B柱配筋计算，采用条形基础的计算方法。选用HPB235钢筋，。按照单筋矩形截面受弯构件承载力基本公式求。配10@150（实际）正截面强度验算，由于基础柱截面弯矩较小为73.8，而基础宽高比较大，由矩形截面求受弯钢筋截面面积得，选取218，。1.现浇板楼梯设计图18楼梯详图楼梯均布活荷载q=2.01.1.材料选用混凝土采用C20（）-54- 西京学院钢筋当时，选用HPB235级钢筋当时选用HRB335级钢筋1.1.楼梯板的计算10.2.1确定板厚梯段板的厚度为取10.2.2荷载计算(取1宽板计算):楼梯斜板的倾斜角:cos恒荷载:踏步重:斜板重:20厚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-54- 西京学院10.2.3内力计算计算跨度跨中弯矩10.2.4配筋计算（G=1.2，Q=1.4）受力筋选用()分布筋选用6@3001.1.平台板设计10.3.1荷载计算(取1m宽板带计算)恒荷载:平台板自重(假定板厚70mm)0.07125=1.7520mm找平层0.02120=0.40恒荷载标准值:恒荷载设计值:活荷载标准值:-54- 西京学院活荷载设计值:总荷载:10.3.2内力计算计算跨度：跨中弯矩；10.3.3配筋计算选用：6@140（）1.1.平台梁设计设平台梁截面b=240mmh=300mm10.4.1荷载计算恒荷梁自重1.2×0.24×（0.3-0.07）×25=1.38梯段板传来10.126×3.9/2=16.71平台板传来5.38×(1.58/2+0.20)=5.33q=23.42-54- 西京学院10.4.2内力计算l0=ln+a=3.66+0.37=4.03ml0=1.05ln=1.05×3.66=3.843(取两者较小者)l0=3.843mMmax=1/8qL02=1/8×23.42×3.8432=43.23KN.mVmax=1/2qLn=1/2×23.42×3.66=42.86KN10.4.3配筋计算纵向钢筋(按第一类倒L形截面计算)翼缘宽度:选用：（）箍筋计算:箍筋按构造配置@200-54- 西京学院致谢紧张、忙碌的毕业设计结束了，此次设计是我对大学四年所学知识的综合运用。通过本次设计，使我升华了自己从课本学来的知识，同时，也提高了我设计计算的能力、独立完成工作的能力。毕业设计中，通过查询各种资料，锻炼了我查询、分析与运用的能力。在此我衷心的感谢土木教研组的所有老师，是在他们的指导和帮助下，我得以顺利完成该毕业设计的任务，在建筑和结构设计中遇到了很多的困难，但这些困难在老师的指导下迎韧而解。从最初的建筑设计到结构设计无不凝聚着老师对我热心的支持和帮助。在这里我要特别感谢我的指导教师，是他在百忙中给我做指导，使我顺利地完成了毕业设计。在设计中我还得到了老师的帮助，使我受益匪浅，本人在此深表谢意。由于设计工程量大，时间紧，任务重，不免有疏忽和不足之处，恳请老师提出宝贵意见，使本设计更加完善。最后，请允许我再一次的说一声：老师，你们辛苦了，谢谢你们！参考文献[1]．国家标准.房屋建筑制图统一标准（GB／T50001－2001）.北京：中国计划出版社，2002[2]．国家标准.建筑制图标准（GB／T50104－2001）.北京：中国计划出版社，2002[3]．国家标准.高层民用建筑防火规范（GB50045-2005）.北京：中国计划出版社，2005[4]．国家标准.民用建筑热工设计规范（GB50176－93）.北京：中国计划出版社，1993[5]．同济大学、西安建筑科技大学、东南大学、重庆大学合编.房屋建筑学.北京：中国建筑工业出版社，2005[6]．建筑设计资料集编委会.建筑设计资料集（第2、4、8集）.北京：中国建筑工业出版社，1998[7]．国家标准.建筑结构荷载规范（GB50009－2001）.北京：中国建筑工业出版社，2002[8]．国家标准.建筑抗震设计规范（GB50011－2001）.北京：中国建筑工业出版社，2001[9]．国家标准.建筑抗震设防分类标准（GB50223－2004）.北京：中国建筑工业出版社，2004[10]．国家标准.混凝土结构设计规范（GB50010－2002）.北京：中国建筑工业出版社，2002[11]．国家行业标准.高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3－2002、J186－2002）.北京：中国建筑工业出版社，2002[12]．国家标准.建筑结构制图标准（GB/T50105－2001）.北京：中国计划出版社，2002[13]．梁兴文、史庆轩编著.混凝土结构设计.北京：科学出版社，2004[14]．霍达主编.高层建筑结构设计.北京：高等教育出版社，2004-54-'