手算计算书主要内容

'枫林办公楼结构设计（结构手算部分）学生姓名：邓绍宇　　　　学号：20041850　　　　学　　院：　土木建筑与力学学院　　　　专业：04级建筑工程一班　　设计题目：枫林办公楼　　　指导教师：于杰　　　　　日期:　　2008年5月28日　　　　-72- 枫林办公楼结构设计前言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。本毕业设计题目为《框架结构商店设计》。在毕业设计前期，我温习了《房屋建筑学》《结构力学》、《钢筋混凝土》、《建筑结构抗震设计》等知识，并查阅了《结构抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》等规范。在毕业设计中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。本组全体成员齐心协力、互助合作，发挥了积极合作的团队精神。在毕业设计后期，主要进行设计手稿的电子排版整理。毕业设计的两个月里，在各位老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，使我加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识，提高了综合分析、解决问题的能力。在绘图时熟练掌握了AutoCAD，天正建筑，PKPM等制图软件。以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏漏之处，敬请各位老师批评指正。-72- 枫林办公楼结构设计设计任务书1建筑设计部分1.1设计题目设计题目：枫林综合办公楼1.2设计目的及要求1.设计目的：通过本毕业设计，培养综合运用所学的基础理论和专业知识分析和解决土木建筑工程设计问题的能力，同时也培养理论联系实际及动手能力，养成严、求实、创新的科学作风及调查研究、查阅资料、综合分析的能力，为具有土木工程技术人员所必备的基本素质打下坚实的基础。2.具体要求：1）本商店采用框架结构。2）处理好办公室与营业厅的关系，保持各自的独立性。3）装修：重点部位采用高级装修，其他为普通装修。3.总建筑面积：4000--50004.建筑技术条件：1）气象资料温度：最热月日平均气温最高34最冷月日平均气温最低1.6主导风向：夏季东南风，冬季西北风基本雪压：0.4最大冻土深度：0.8m降雨量：平均年降雨总量1396.1mm一小时最大降雨量192.5mm一小时最小降雨量82.5mm2)材料供应三材内建材公司供应，品种齐全，墙体材料选用普通砖或加气混凝土等。1.3设计任务及内容1）建筑方案图：根据任务书及红线方案图，了解设计要求，完成总平面布置，底（楼）层平面及家具等室内布置示意图，主要面积，技术经济指标及方案说明。2）建筑施工图：根据技术设计的深度，按照《建筑制图标准》的规定绘制。-72- 枫林办公楼结构设计平面图：即要考虑建筑平面布置，又要考虑结构方案，确立定位轴线各部分尺寸应标注三道尺寸线。立面图：画出主要的立面，表明立面的形式，门窗形式及立面装修。构造详图：选择二三处主要节点（如檐沟，天沟，特殊构造等）画出构造详图。门窗明细表及装修表：包括门窗编号，洞口尺寸所选图的标准图，墙面的装修做法，附注等。设计说明：需要说明设计意图构造做法及施工要求等。2结构设计部分2.1基本条件1.抗震设防烈度不低于7度，其他抗震参数可根据情况自由选择。2.基本风压按不低于0.35选取，其他荷载的选取见相关规范。3.浅基参数：粘性土深基参数：中风化岩石：微风化岩石：2.2设计要求1．不允许选用砌体结构形式，若为底层结构形式，则至少应有两层框架。2．经手绘手算一榀框架其他可采用计算机成图，主要的结构计算都必须采用结构软件计算。3．结构计算书至少包括的内容：A．设计基本参数的选取情况汇总。B．详图绘制的构件所在层的构件的截面尺寸图，荷载输入图，弯距包络图，弹性变形图，裂缝宽度图及挠度图：C．底层柱角内力图；D．不能运行计算的构件需要手工计算资料；E．对软件计算不准确的构件有手工计算资料；4.图纸应至少包含以下内容：A.图纸目录，结构设计总说明；B.基础平面图及部分基础详图；C.梁，板，柱，剪力墙配筋图（均采用平法表示，且其中至少有一张图纸必须调整大接近施工图的程度）；D.楼梯结构图及部分结构详图；E.从自己的图中至少选一根不少于5跨的梁。同时用平法，梁表及图示（即纵剖面，横剖面）三种方法表示。目录-72- 枫林办公楼结构设计第一章设计资料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5第二章结构选型及布置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6第三章结构简图的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6第四章荷载计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11第五章竖向荷载作用下框架受载总图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15第六章水平地震作用计算及内力、位移分析．．．．．．．．．．．．．．．22第七章风荷地作用下的侧移验算及内力分析．．．．．．．．．．．．．．35第八章迭代法计算竖向荷载作用下的框架内力．．．．．．．．．．．．42第九章内力组合．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48第十章截面设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．751、框架梁截面设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．752、框架柱截面设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83第十一章基础设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1001、A柱下基础设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1002、B柱下基础设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．103附：设计心得．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．108致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．110一、设计资料-72- 枫林办公楼结构设计1．工程名称：枫林办公楼2．建设地点：南京市城郊地段，地形平坦。3.工程概况：建筑总高为27.6m,办公楼长度49.200m,宽度为20.700m,共6层，建筑体型为L型。建筑局部突出为电梯机房、楼梯间和水箱间及杂物间。第一层层高为4.8m，其余层层高3.6m。室内外高差为0.6m。温度：最热月日平均气温最高34最冷月日平均气温最低1.64.主导风向：夏季东南风，冬季西北风5.基本风压：0.4KN/㎡6.基本雪压：0.45KN/㎡7．降雨量:平均年降雨总量1396.1mm一小时最大降雨量192.5mm一小时最小降雨量82.5mm8.材料选用：混凝土：采用C30；钢筋：纵向受力钢筋采用热扎钢筋HRB400，其余采用热扎钢筋HPB235；墙体：外墙、分户墙采用灰砂砖，其尺寸为240mm×120mm×60mm，重度r=18KN/㎡；内隔墙采用水泥空心砖，重度r=9.8KN/㎡；窗：铝合金门窗，r=0.35KN/㎡；门：乙级防火门，r=0.45KN/㎡.9.抗震设防烈度：7度（0.12g）第一组，框架抗震等级为三级。10.工程地质条件：自然地1m内为填土，填土下为5m厚的粘性土，再下为微分化岩石层。地表粘土=220kpa粘土重度Rm=18.2KN/m3.孔隙比e=0.7液性指数=0.75建筑场地类别为Ⅱ类；无地下水及不良地质现象。11.活荷载：上人屋面活荷载2.0KN/m2，屋面及楼面活荷载标准值均取为4.0KN/m2,走廊楼面活荷载2.5KN/m2。二、结构选型及布置-72- 枫林办公楼结构设计1、结构选型根据办公楼建筑的要求，为使建筑平面布置灵活，获得较大的使用空间，本结构采用钢筋混凝土框架结构体系2、结构布置根据建筑功能要求及建筑物可用的占地平面地形，横向尺寸较短，纵向尺寸较长，故把框架结构横向布置，即采用横向承重方案，结构布置详见结构布置图。施工方案采用梁、板、柱整体现浇。楼盖方案采用整体式肋形梁板结构。楼梯采用整体现浇板式楼梯。基础方案采用柱下独立基础。3、初估截面尺寸由结构平面布置图可知。各梁柱截面尺寸确定如下：框架梁：=～=～h且主梁：取=600mm,取=300mm次梁：取=500mm，取=300mm柱截面尺寸估算：由（）228386取柱截面为正方形，则柱截面边长为477.89mm.取500mm500mm.受拉钢筋锚固长度：而梁内纵筋伸入柱内长度应该，满足要求。三、计算简图确定1、计算简图说明-72- 枫林办公楼结构设计本设计选用柱下独立基础，基础顶面标高为-1.100。框架的计算单元如图1所示，取4轴的一榀框架计算，假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱截面尺寸不变，故梁跨度等于柱截面形心轴线之间的距离。1层柱高从基础顶面算至2层楼地面，基础顶高根据地质条件、室内外高差，定为-1.1m.二层楼面标高为4.8m,故1层柱高5.9m，其余各层柱计算高度为层高，取3.6m。2、框架梁、柱截面特征由构件的几何尺寸、截面尺寸和材料强度，利用结构力学有关截面惯性矩及线刚度的概念计算梁柱截面的特性，如表1、表2和图2所示。其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，取跨中I=2.0I表2.1梁截面特性计算表中框架梁梁编号层次混凝土弹性模量Ec/(N/mm2)截面宽b/mm截面高h/mm截面惯性矩I0/mm4梁跨L/mm线刚度2.0EcI0/l/N·mm相对线刚度i’BC跨1--63.01043006005.4010960005.4010100.42CD跨1--63.01043006005.4010924001.3010101.00DE跨1--63.01043006005.4010948006.7510110.52-72- 枫林办公楼结构设计边框架梁梁编号层次混凝土弹性模量Ec/(N/mm2)截面宽b/mm截面高h/mm截面惯性矩I0/mm4梁跨L/mm线刚度1.5EcI0/l/N·mm相对线刚度i’BC跨CD跨1--63.01043006005.4010960004.0510100.311--63.01043006005.4010924009.7510100.75DE跨1--63.01043006005.4010948005.0610110.39表2.2柱截面特性计算表层次混凝土弹性模量Ec/(N/mm2)截面宽b/mm截面高h/mm柱高L/mm截面惯性矩Ic/mm4线刚度EcIo/l/N·mm相对线刚度i’2--63.010450050036005.2081094.3410100.3313.010450050059003.1251092.6510100.2041、框架梁柱的线刚度计算1）中间跨框架梁线刚度：（在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，取跨中I=2.0I）BC跨梁：i1=2Ec×I/L=2.0×3.0×104N/mm×300mm×（500mm）3/(12×6000mm)=5.4×1010N·mmCD跨梁：i2=2Ec×I/L=2.0×3.0×104N/mm×300mm×（600mm）3/(12×2400mm)=1.3×1011N·mmDE跨梁：i3=2Ec×I/L=2.0×3.0×104N/mm×300mm×（500mm）3/(12×6000mm)=6.75×1010N·mm2）边跨框架梁线刚度：-72- 枫林办公楼结构设计i1=1.5Ec×I。/L=1.5×3.0×104N/mm×300mm×（600mm）3/(12×6000mm)=4.05×1010N·mmi2=1.5Ec×I。/L=1.5×3.0×104N/mm×300mm×（600mm）3/(12×2400mm)=9.75N·mm=1.5Ec×I。/L=1.5×3.0×104N/mm×300mm×（600mm）3/(12×4800mm)=5.06N·mm3）2～6层框架柱线刚度：=Ec×I。/L=3.0×104N/mm×500mm×（500mm）3/(12×3600mm)=4.34×1010N·mm4）首层框架柱线刚度：=Ec×I。/L=3.0×104N/mm×500mm×（500mm）3/(12×5900mm)=2.65×1010N·mm5）相对线刚度计算令2～6层柱子的线刚度i=1.0，则其余各杆件的相对线刚度为：⑴中间跨框架梁相对线刚度：i=ii⑵边跨框架梁相对线刚度：i==0.933-72- 枫林办公楼结构设计i=2.25i=1.166⑶底层框架柱相对线刚度：i-72- 枫林办公楼结构设计四、荷载计算１、恒载标准值计算1）上人屋面恒载防水层（刚性）：30厚C20细石混凝土防水层1.0kN/防水层（柔性）：三毡四油铺小石子0.4KN/找平层：1：3水泥砂浆20mm20kN/×0.02m=0.4kN/找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆3/1000找平0.04×14kN/=0.56kN/保温层：80厚矿渣水泥0.8×25kN/=3kN/结构层：120mm厚现浇钢筋混凝土板25kN/×0.12m=3kN/抹灰层：10厚混合砂浆0.01m×17kN/=0.17kN/合计：6.892kN/2）楼面恒载①各层走廊楼面25mm厚水泥砂浆面层：0.65kN/结构层：120mm厚现浇钢筋混凝土板2.50kN/抹灰层：10mm厚混合砂浆0.01×17kN/=0.17kN/合计:3.82kN/②标准层楼面大理石面层，水泥砂浆擦缝30厚1:3干硬性水泥砂浆，面上撒2厚素混凝水泥水泥浆结合层一道1.16kN/-72- 枫林办公楼结构设计结构层：120厚现浇钢筋混凝土板0.12×25kN/=3kN/抹灰层：10厚混合砂浆0.01×17kN/=0.17kN/合计：4.33kN/㎡③梁自重：b×h=300×50025kN/×0.3×(0.5-0.12)=2.85kN/m抹灰层：10厚混合砂浆0.01m×[(0.5-0.12×2+0.3]×17kN/=0.18kN/m合计：3.03kN/m梁自重：b×h=300×60025kN/×0.3×(0.6-0.12)=3.6kN/m抹灰层：10厚混合砂浆0.01m×[(0.6-0.12×2+0.3]×17kN/=0.214kN/m合计：3.814kN/m4）基础梁:b×h=250mm×400mm梁自重:25kN/×0.25m×0.4m2.5kN/m5）柱自重25kN/×0.5m×0.5m=6.25kN/m抹灰层:10厚混合砂浆17kN/×0.01m×0.5m×4=0.34kN/m合计:6.59kN/m6）墙自重外纵墙自重(灰砂砖)首层:纵墙：18kN/×0.8m×0.24m3.456kN/m卷帘门：0.4kN/×4m1.6kN/m-72- 枫林办公楼结构设计水刷石内外墙面:0.5kN/×（4.8m－4m）0.4kN/m合计:5.46kN/m标准层:纵墙18kN/×0.9m×0.24m=3.89kN/m铝合金窗:0.35kN/×2.1m=0.735kN/m水刷石外墙面:0.5kN/×（3.6m-2.1m）=0.75kN/m水泥粉刷内墙面：17/×0.02m×(3.3m-1.8m-0.1m)=0.476kN/m合计:5.915kN/m内纵墙自重首层:纵墙18kN/×0.24m×4.8m=8.26kN/m双面抹灰厚20:4.8m×0.36kN/×2=3.46kN/m合计:24.2kN/m标准层:纵墙18kN/×3.6m×0.24m=15.55kN/m双面抹灰厚20:3.6m×0.36kN/×2=2.59kN/m合计:18.14kN/m内横墙自重标准层：内横墙9.8kN/×3.6m×0.24m=8.47kN/m双面抹灰厚20:3.6m×0.36kN/×2=2.59kN/m合计：11.07kN/m栏杆自重0.24m×1.1m×18kN/+0.05m×25kN/×0.24m=2.6kN/m合计：5.05kN/m女儿墙自重-72- 枫林办公楼结构设计墙重及压顶重：11.8kN/×（0.9+0.2）×0.24m=3.12kN/m外贴瓷砖:0.55×1.2=0.6kN/m水泥粉刷内面:合计:4.14kN/１、活载标准值计算1)屋面及楼面活载标准值上人屋面2.0,办公楼楼面2.0,办公楼走廊2.5（综合考虑活荷载及楼面的二次装修，楼面活荷载取为4.0kN/）。2)屋面雪荷载标准值屋面雪荷载与活荷载不同时考虑,取较大值2.0.3)风荷载(B类地面粗糙程度)风压标准值计算公式为：ω=βz·μs·μz·ωo因结构高度H＝27.600m<30m,可取βz＝1.0；对于矩形平面μs＝1.3；μz可查荷载规范得到。将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，计算过程如表3所示。表3风荷载计算层次离地高度βzμszmμzωo(kN/m2)hi/mhj/mWk/kN623.41.371.323.41.3080.43.62.420.13519.81.331.319.81.2460.43,63.622.34416.21.291.316.21.170.43.63.620.27312.61.241.312.61.0730.43.63.617.9829.01.181.39.01.000.43.63.615.9915.41.111.35.41.000.45.43.618.73-72- 枫林办公楼结构设计四、竖向荷载作用下框架受载总图从本例的结构布置图中可知，屋盖和楼板布置的梁格将板划分为双向板体系。由此可知板面均布荷载传给纵向次梁及纵向框架梁，纵向次梁及纵向框架梁的荷载以集中力的方式传给横向承重的框架主梁。（详见图1）1、顶层梁柱（1）恒载计算DE跨梁1）板传给次梁（纵向）中间次梁:gk=6.79kN/×2.4m=16.3kN/m边框架梁:gk=6.79kN/×1.2m=8.15kN/mE轴:gk2=5.05kN/m（栏杆线荷载）中框架梁:C轴gk=6.79kN/×（1m+1.2m）=14.94kN/mD轴gk=6.79kN/×（1.2m+1.2m）=14.94kN/m2)板传给横向框架梁中间次梁自重传递:次梁自重Gk1=3.81kN/m×(7.2m-0.24m)=26.52kN板---次梁----主梁传递Gk2=16.3kN/m×7.2m=117.36kN小计：G1k=26.52+117.36=143.88kN3)横框架梁自重gk=3.03kN/m折算为集中荷载：G2k=3.03kN/m×2.4m=7.27kN合计:Gk=G1k+G2k=151.55kN/m-72- 枫林办公楼结构设计BC跨梁1）板传给次梁：中间次梁：gk=6.79kN/×2m=13.58kN/m边框架梁：gk=6.79kN/×1m=6.79kN/mB轴：gk2=5.05kN/m（栏杆线荷载）2）次梁传给横框架梁（主梁）中间次梁传递次梁自重：Gk1=3.81kN/×（7.2-0.24）m=26.25kN板---次梁----主梁传递Gk2=13.58kN/m×7.2m=97.78kN横框架梁自重：G2k=3.03kN/m×2m=6.06kN合计:=130.36kN/m3）柱子①B轴边柱边框架梁传递：Gk1=（6.79+5.05）kN/m×7.2m=85.25kN边框架梁自重：Gk2=3.814kN/m×（7.2m-0.5m）=25.55kN合计:GBk=Gk1+Gk2=110.8kN②E轴边柱边框架梁传递：Gk1=（6.79×1.2+5.05）kN/m×7.2m=95.03kN边框架梁自重：Gk2=3.814kN/m×（7.2m-0.5m）=25.55kN合计:GEk=Gk1+Gk2=120.58kN③C轴边柱边框架梁传递：Gk1=6.79kN/m×（1.2m+1m）kN/m×7.2m=107.55kN边框架梁自重：Gk2=3.814kN/m×（7.2m-0.5m）=25.55kN-72- 枫林办公楼结构设计横框架梁自重：Gk3=3.03kN/m×（2.4m-0.5m）=5.76kN合计:Gck=138.86kN④D轴柱边框架梁传递：Gk1=6.79kN/m×（1.2m+1.2m）kN/m×7.2m=117.33kN边框架梁自重：Gk2=3.814kN/m×（7.2m-0.5m）=25.55kN横框架梁自重：Gk3=3.03kN/m×（2.4m-0.5m）=5.76kN合计:Gck=148.64KN（２）活载计算1）DE跨梁①板传给次梁（纵向）中间次梁：qk=4.0kN/×2.4m=9.6kN/m边框架梁：qk=4.0kN/×1.2m=4.8kN/m中框架梁：C轴：qk=4.0kN/×2.2m=8.8kN/mD轴：qk=4.0kN/×2.4m=9.6kN/m②次梁传给横向框架梁中间次梁传递：9.6kN/m×7.2m=69.12kN2)BC跨梁中间次梁：qk=4.0kN/×2m=8.0KN/m边框架及中框架梁：qk=4.0kN/×1m=4.0kN/mQk2=8.0KN/m×7.2m=57.6KNC，D柱子QDK=4.0kN/×2.4m×7.2m=69.12KNQCK=4.0kN/×2.2m×7.2m=63.36KNE，B柱子E轴柱QEk=4.0kN/×1.2m×7.2m=34.56KNB轴柱QBK=4.0kN/×1m×7.2m=28.8KN-72- 枫林办公楼结构设计２、标准层梁柱（１）恒载计算1)DE跨梁①板传给次梁（纵向）中间次梁gk=4.33KN/m×2.4m=10.4KN/m边框架梁gk1=4.33Kn/m×1.2m=5.2KN/mgk2=5.915KN/m中框架梁：C轴：gk=4.33KN/m×1m+3.82kN/×1.2m=8.91KN/mD轴：gk=4.33KN/m×1.2m+4.33kN/×1.2m=10.4KN/m②中间次梁传递次梁自重：Gk1=3.81kN/m×（7.2-0.24）m=26.52kN板传----次梁---主梁传递：Gk1=10.4KN/m×7.2m=74.88KN小计：G1k=101.4KN横框架梁自重:gk=3.03KN/m折算成集中荷载：G2k=3.03KN/m×2.4m=7.27KN合计:Gk=G1k+G2k=108.67KN2)BC跨梁①板传给次梁（纵向）中间次梁:gk=4.33KN/m×2m=8.66KN/m边框架梁:gk1=4.33KN/m×1m=4.33KN/mB轴：gk2=5.915KN/m（墙外）②次梁传给横框架梁（主梁）中间次梁传递：次梁自重：Gk1=3.81kN/m×（7.2-0.24）m=26.52kN板传----次梁---主梁传递：Gk1=8.66KN/m×7.2m=62.352KNG1k=88.87KN横框架梁自重：G2k’=3.03KN/m×2m=6.06KN-72- 枫林办公楼结构设计合计:Gk’=G1k’+G2k’=94.93KN1）B轴柱子①边框架梁传递：Gk1=（4.33+5.915）KN/m×7.2m=73.76KN②边框架梁自重：Gk2=3.814KN/m×（7.2-0.5）m=25.55KN合计:=+=99.31KNE轴柱子：边框架梁传递：Gk1=（4.33*1.2+5.915）KN/m×7.2m=80KN边框架梁自重：Gk2=3.814KN/m×（7.2-0.5）m=25.55KN合计:GEk=Gk1+Gk2=105.55KNC轴柱子：边框架梁传递：Gk1=（4.33*1.2+1）KN/m×7.2m=68.59KN边框架梁自重：Gk2=3.814KN/m×（7.2-0.5）m=25.55KN横框架梁自重：Gk3=3.03KN/m×(2.4-0.5)m=5.76KN合计:GCk=Gk1+Gk2+Gk3=99.9KND轴柱子：边框架梁传递：Gk1=4.33*(1.2+1.2）*7.2m=74.82KN边框架梁自重：Gk2=3.814KN/m×（7.2-0.5）m=25.55KN横框架梁自重：Gk3=3.03KN/m×(2.4-0.5)m=5.76KN-72- 枫林办公楼结构设计合计:GCk=Gk1+Gk2+Gk3=106.13KN(2)标准层恒活荷载同顶层恒活荷载计算（3）各层柱子重量计算①首层柱子G=6.59KN/m*5.78=38.09KN②其余层柱子G=6.59KN/m*3.48=22.93KN(注：柱高取层高减去板厚第一层：5.9m-0.12m=5.78m其他层：3.6m-0.12m=3.48m)（4）底层梁柱恒载计算1）DE跨梁外纵墙gk=5.46KN/mBC跨梁同标准层GK=G1K+G2K=108.67KN2）①B轴柱子边框架梁传递：GK1=（4.33+5.46）KN/m*7.2m=70.49KN边框架梁自重：GK2=3.814KN/m*(7.2-0.5)m=25.55KN合计:GBk=96.04KN②E轴柱子边框架梁传递：GK1=（4.33*1.2+5.46）KN/m*7.2m=76.72KN边框架梁自重：GK2=3.814KN/m*(7.2-0.5)m=25.55KN合计:GBk=102.27KN③C轴柱子，D轴柱子受荷载情况同标准层。-72- 枫林办公楼结构设计活载计算底层梁柱活载与标准层的相同。(注:图中集中力单位为kN,均布荷载单位为kN·m,其中括号内为活载)图3框架受竖向荷载作用总图-72- 枫林办公楼结构设计1）水平地震作用计算及内力、位移分析（本结构由抗震规范知可不进行竖向地震作用的分析与计算）采用底部剪力法进行分析计算。１、重力荷载标准值计算（１）各层梁、柱、板自重标准值详见表4、表5、表6。表4柱重力荷载代表值层数柱编号截面宽/mm截面高/mm净高/m数量1KZ15005005.46.5928996.41237.8KZ23505005.44.6648201.5KZ3d=6005.47.39139.92—6KZ15005003.66.5928664.3825.2KZ23505003.64.6648134.3KZ3d=6003.67.39126.6电梯机房KZ15005003.66.5912284.7445.6KZ23505003.64.6648284.7KZ3d=6003.67.39126.6表5板重力荷载代表值层数板面积/㎡1-6楼地面689.194.332984.193242.33楼梯49.685.196258.14屋面737.796.7905009.65009.6电梯机房层277.834.001111.321111.32注：表中楼梯部分板的gk按楼地面的1.2倍考虑。-72- 枫林办公楼结构设计表6梁重力荷载标准值层数梁编号截面尺寸/mm×mm净跨长/m数量1—7层KL1300×6007.23.81422604.141600.304KL2300×5006.03.0311163.62KL3300×5004.83.03343.63KL4300×5006.33.03476.36KL5300×5003.63.03332.72KL6300×5004.53.03440.91KL7300×5002.43.03721.82KL8300×6003.773.814343.14L1300×5007.23.0320436.32L2300×5004.53.03113.64L3300×6007.23.814254.92L4300×5006.03.03354.54L5300×5004.83.03114.54电梯机房KL1300×6007.23.8144109.84542.43KL2300×5006.03.03472.72KL4300×5006.33.03476.36KL5300×5003.63.03221.82KL6300×5004.53.03340.91KL7300×5002.43.03321.82KL8300×5003.773.814343.14L1300×5007.23.03487.26L2300×6004.53.03113.64L3300×5007.23.814254.92(2)各层墙（外墙）自重标准值计算1）栏杆自重总长L=7.2×4×2=57.6m-72- 枫林办公楼结构设计总重G1k=5.05KN/m×57.6=290.88kN2)楼顶外墙自重标准值G2K=[（4.5+14.7）×2+（14.4+14.7）×2]×5.915KN/m=571.39KN楼顶外墙总重：GK1=G1K+G2K=862.27KN3)标准层墙重总长L。=33.3*2+13.2+1.5*6+7.2*3+6*3+7.2*3.1415-0.5*21=140.52m总重Gk1=140.52×5.915=831.18kN3)首层墙自重Gk1=140.52×5.46=767.24kN各层（各质点）自重标准值计算1）首层（墙+梁+板+柱）=（767.2+831.2）/2KN+1600.3KN+3242.3KN+（1237.8+825.2）/2=6673.34kN2）标准层（墙+梁+板+柱）=831.18KN+1600.304KN+3242.33KN+825.2KN=6499.01kN3）顶层（墙+梁+板+柱）=862.27+831.18/2KN+1600.304KN+5009.6KN+825.2/2KN=8300.36kN4）电梯、机房及水箱（设备重+梁+板+柱）电梯轿箱及设备自重：200kN水、水箱几设备自重：400kN=200+400+445.6+1111.32+542.43=2699.35kN2、重力荷载代表值计算重力荷载代表值G取结构和构件自重标准值和各可变荷载组合值之和，各可变荷载组合值系数取为①雪荷载：0.5，②屋面活荷载：4.0，③按等效均布荷载计算的楼面活载：0.5。1）首层(墙+梁+板+柱)-72- 枫林办公楼结构设计G=恒载+0.5×【（楼板面积+楼梯面积）×活载标准值】G1=6673.34KN+0.5×（689.19+49.68）×4.0KN/m=8151.08KN1）标准层G=恒载+0.5×【（楼板面积+楼梯面积）×活载标准值】=6499.01KN+0.5×(689.19+49.68)×4.0KN/m=7976.75kN2）顶层G=恒载+0.5×屋面面积×雪荷载G6=8300.36+0.5×737.79×0.45=8466.36kN(注：0.45KN/m2为雪荷载标准植)3）电梯机房，水箱及杂物间（G=恒载+0.5×屋面面积×雪荷载）G7=2699.35KN+0.5×277.83×0.45KN/m2=2761.86kN集中于各楼层标高处的重力荷载代表值Gi计算图如图4所示。3、等效总重力荷载代表值计算因本设计抗震设防烈度7度，设计地震分组为第一组，场地类别为二类场地，可查得=0.08，=0。35s,结构总的重力荷载代表值=8151.08+7976.75×4+8466.36+2761.86=51286.3kN结构等效重力荷载代表值：=0.85×51286.3=43593.4kN-72- 枫林办公楼结构设计4、横向框架侧移刚度计算(1)中框架柱侧移刚度计算一般层：表7一般层中框架柱侧移刚度计算表柱编号×根数B轴柱1.2730.3980.4343.60.1566C轴柱4.3030.6830.4343.60.2746D轴柱4.6060.6970.4343.60.27286E轴柱1.5760.440.4343.60.17686首层：表8首层中框架柱侧移刚度计算表柱编号×根数B轴柱2.0590.630.2655.90.0586C轴柱6.9610.8330.2655.90.07616D轴柱7.450.840.2655.90.07676E轴柱2.550.670.2655.90.06126(2)边框架柱侧移刚度计算一般层：表9一般层边框架柱侧移刚度计算表柱编号×根数B轴柱0.9390.31950.4343.60.12842C轴柱2.8930.5190.4343.60.23753D轴柱3.4550.6330.4343.60.25441E轴柱1.1820.37140.4343.60.15142-72- 枫林办公楼结构设计首层：表10首层边框架柱侧移刚度计算表柱编号×根数B轴柱1.520.5740.2655.90.08662C轴柱5.1960.79120.2655.90.07233D轴柱5.590.8020.2655.90.07331E轴柱1.9120.6170.2655.90.056422～6层：=80.494×1层：=26.329×5、横向自震周期计算（1）把G7折算到主体结构的顶层Ge=G7*[1+(3/2)*(3.6/27.5)]=2761.86*(1+0.1964)KN=3304.19KN（2）结构顶点的假想侧移计算楼层剪力：层间相对位移：顶点位移：第六层的Gi=G6+GeG6=8466.36KN+3304.19KN=11770.55KN计算过程见表11，-72- 枫林办公楼结构设计表11结构顶点的假想侧移计算层次611770.5511770.558049400.01460.3690157976.7519747.38049400.02450.3544147976.7527724.058049400.03440.3299137976.7535700.88049400.04440.2955127976.7543677.58049400.054260.2511118515.0851828.632632900.196850.19685由T1=1.7ψT（uT）1/2计算基本周期，取ψT=0.7，有上表可知uT=0.369m，那么T1=0.7229s6、水平地震作用及楼层地震剪力计算（1）水平地震作用及楼层地震剪力计算由房屋的抗震设防烈度为7度、场地类别为二类及设计地震分组为一组确定的地震作用计算参数如下：amax=0.08Tg=0.35s=0.05由此计算的相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数为：a1=结构等效重力荷载为：=43593.4kN因T1=0.72s＞1.4Tg=1.4×0.35=0.49s，所以应考虑顶部附加水平地震作用。顶部附加地震作用系数为：δn=0.08T1+0.07=0.08×0.72+0.07=0.1278△F6=0.1278×1813.49=231.76KNFEk（1-δn）=1581.726kN各质点横向水平地震作用按下式计算：Fi=GiHiFEk（1-δn）/（∑GkHk）-72- 枫林办公楼结构设计地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi为Vi=∑Fk（k=1，2，…n）详见表12以及图5所示。图5横向水平地震作用及楼层地震剪力表12各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次727.575951.150.0947149.79149.79623.9202346.0040.2524630.99780.78520.3161928.0250.202319.511100.29416.7133211.7250.1661262.731363.02313.1104495.4250.1303206.11569.0229.575779.1250.0945149.471718.59-72- 枫林办公楼结构设计15.948091.3720.0694.91813.49801802.8261.0001813.49注：1、考虑局部屋顶部分的鞭梢效应，第七层的楼层剪力V7=3149.79=449.37KN2、鞭梢效应增大的部分不往下传，故表中计算楼层剪力时仍采用原值。7、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由下面两式计算得出结果：（△u）i=Vi/∑Dijui=∑（△u）k各层的层间弹性位移角θe=（△u）i/hi，根据《抗震规范》，考虑抗侧力作用的框架，层间弹性位移角限值[θe]<1/550。计算过程如下表13：表13横向水平地震作用下的位移验算层次6780.788049400.000970.0150053.61/371151100.298049400.0013670.0140353.61/263441363.028049400.0016930.0126683.61/212631569.028049400.001950.0109753.61/184621718.598049400.0021350.0090253.61/168611813.492632900.006890.006895.91/856由此可见，最大层间弹性位移角发生在第一层，1/856<1/550，满足规范要求。8、水平地震作用下的框架内力计算（1）框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算：柱端剪力：Vij=DijVi/∑Dij下端弯矩：Mbij=Vijyh上端弯矩：Muij=Vij（1-y）h-72- 枫林办公楼结构设计上式中：y=yn+y1+y2+y3yn框架柱的标准反弯点高度比。y1为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值。y2、y3为上下层层高变化时反弯点高度比的修正值。y框架柱的反弯点高度比。底层柱需考虑修正值y2，第二层柱需考虑修正值y1和y3，其它柱均无修正。表14-1各层柱端弯矩及剪力计算（边柱B）层次h/my/m/kN·m/kN·m63.6780.788049401560015.1321.2730.3636519.8134.6753.61100.298049401560021.3241.2730.4136531.7545.01243.61363.028049401560026.4161.2730.4542.79452.30333.61569.028049401560030.4081.2730.4636550.75558.7123.61718.598049401560033.3071.2730.4863558.3261.5915.91813.49263290580039.952.0590.55129.64106.07表14-2各层柱端弯矩及剪力计算（边柱E）层次kN/mkN/my/m/kN·m/kN·m63.6780.788049401768017.151.5760.378823.3938.35353.61100.298049401768024.1671.5760.428837.30649.69543.61363.028049401768029.941.5760.4548.50359.2833.61569.028049401768034.461.5760.478859.464.6623.61718.598049401768037.751.5760.567.9567.9515.91813.49263290612042.1532.550.65161.6687.05-72- 枫林办公楼结构设计表14-3各层柱端弯矩及剪力计算（中柱C）层次kN/mkN/my/m/kN·m/kN·m63.6780.788049402740026.584.3030.4543.0652.6353.61100.298049402740037.4544.3030.567.4267.4243.61363.028049402740046.44.3030.583.5283.5233.61569.028049402740053.414.3030.596.1496.13823.61718.598049402740058.54.3030.5105.3105.315.91813.49263290761052.4166.9610.55170.09139.16表14-4各层柱端弯矩及剪力计算（中柱D）层次kN/mkN/my/m/kN·m/kN·m63.6780.788049402728026.464.6060.4542.8752.3953.61100.298049402728037.294.6060.567.12267.12243.61363.028049402728046.1944.6060.583.1583.1533.61569.028049402728053.1754.6060.595.71595.71523.61718.598049402728058.2444.6060.5104.84104.8415.91813.49263290767052.837.450.55171.43140.26(2)梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按以下公式计算：Mlb=ilb（Mbi+1，j+Mui，j）/（ilb+irb）Mrb=irb（Mbi+1，j+Mui，j）/（ilb+irb）Vb=（Mlb+Mrb）/LNi=∑（Vlb-Vrb）-72- 枫林办公楼结构设计表16横向水平地震作用下4轴各层梁端弯矩及剪力计算表6层5层4层3层2层1层BC跨梁34.6764.884.1101.5112.35164.3915.5832.744.6853.1859.6372.368.37516.2521.4625.7828.6639.460.2960.2960.2960.2960.2960.296CD跨梁37.0677.78106.26126.48141.81172.134.4772.37598.88117.69131.97161.27629.862.5685.27101.74114.07138.90.6580.6580.6580.6580.6580.658DE跨梁17.92337.6251.39261.17569.4783.838.35373.08596.586113.16127.3515511.72423.06430.8336.3241.0049.75表17横向水平地震作用下4轴各层柱轴力计算表层次6层5层4层3层2层1层BC跨梁端V/kN8.37516.2521.4625.7828.6639.46CD跨梁端V/kN29.862.5685.47101.74114.07138.9DE跨梁端V/kN11.72423.06430.8336.3241.0049.75B轴边柱N/kN-8.375-24.625-46.085-71.865-100.525-139.99C轴中柱N/kN-21.425-67.735-131.745-207.71-293.12-392.56-72- 枫林办公楼结构设计D轴中柱N/kN-18.076-57.572-112.212-177.632-250.702-339.85E轴边柱N/kN-11.724-34.788-65.62-101.94-142.94-192.69-72- 枫林办公楼结构设计-72- 枫林办公楼结构设计-72- 枫林办公楼结构设计七、风荷载作用下的移验算及内力计算1、风荷载作用下的移验算及内力计算风荷载作用下的层间剪力及侧移计算结果见表18。表18风荷载作用下的框架层间剪力及侧移计算表层次（BE）（CD）620.1320.13156001768002740027280879600.0002290.0076863.61/15720522.3442.47156001768002740027280879600.0004830.0074573.61/7453420.2762.74156001768002740027280879600.0007130.0069743.61/5049317.9880.72156001768002740027280879600.0009180.006263.61/3921215.9996.71156001768002740027280879600.0010990.0053433.61/3276118.73115.445800612076107670272000.0042440.0042445.91/1390层间侧移最大值1/1390＜1/550(满足要求)2、风荷载作用下的内力计算根据各楼层剪力及柱的侧移刚度可求得分配至各框架柱的剪力,根据与地震作用下内力分析的相同方法可求得柱的反弯点高度.由此可求得框架柱的柱端弯矩.其计算结果见表19和表20.由柱端剪力根据结点的弯矩平衡条件求得各梁端弯矩及梁端剪力,其结果见表21;再由结点力的平衡条件求得柱的轴力,其结果见表22.由此绘出风荷载作用下的M、V、N图见图8、图9、图10.-72- 枫林办公楼结构设计表19-1风荷载作用下4轴框架各层柱端弯矩及剪力计算表(边柱B)层次y/m/kN·m/kN·m63.620.1387960156003.571.2730.363654.6748.1853.642.4787960156007.5321.2730.4136511.2215.89943.662.74879601560011.1271.2730.4518.02622.0333.680.72879601560014.3161.2730.4636523.89527.64223.696.71879601560017.1521.2730.4835630.0331.71615.9115.4427200580024.6162.0590.5579.8865.55表19-2风荷载作用下4轴框架各层柱端弯矩及剪力计算表(边柱E)层次y/m/kN·m/kN·m63.620.1387960176804.0461.5760.37885.5179.04853.642.4787960176808.53651.5760.428813.1817.55443.662.74879601768012.611.5760.4520.4324.9733.680.72879601768016.2251.5760.478827.9730.44323.696.71879601768019.4391.5760.534.9934.9915.9115.427200612025.9742.550.6599.6153.99-72- 枫林办公楼结构设计表19-3风荷载作用下4轴框架各层柱端弯矩及剪力计算表(中柱C)层次y/m/kN·m/kN·m63.620.1387960274006.27064.3030.4510.168.5253.642.47879602740013.2294.3030.523.8123.8143.662.74879602740019.5444.3030.535.1835.1833.680.72879602740025.1444.3030.545.2645.2623.696.71879602740030.1254.3030.554.2354.22515.9115.427200761032.2986.9610.55104.885.75表19-4风荷载作用下4轴框架各层柱端弯矩及剪力计算表(中柱D)层次y/m/kN·m/kN·m63.620.1387960272806.2434.6060.4510.1112.3653.642.47879602728013.1724.6060.523.7123.7143.662.74879602728019.4584.6060.535.0235.0233.680.72879602728025.0354.6060.545.0645.06323.696.71879602728029.9944.6060.553.9953.9915.9115.427200767032.5527.450.55105.686.43表20风荷载作用下4轴各层梁端弯矩及剪力计算6层5层4层3层2层1层8.1820.57333.2545.6555.6195.58-72- 枫林办公楼结构设计BC跨梁2.5210.05517.4623.8129.4547.071.785.108.4511.5814.1823.780.2960.2960.2960.2960.2960.296CD跨梁6.023.91541.5356.6370.04111.968.13322.25638.6452.6965.1892.45.8919.2433.4145.5556.3485.180.6580.6580.6580.6580.6580.658DE跨梁4.2311.56820.0927.3933.8748.029.04823.07138.1550.8762.9688.632.777.2212.13316.30520.1728.47表21风荷载作用下4轴各层柱轴力计算表层次6层5层4层3层2层1层BC跨梁端V/kN1.785.118.4511.5814.1823.78CD跨梁端V/kN5.8919.2433.4145.5556.3485.15DE跨梁端V/kN2.777.2212.13316.30520.1728.47B轴边柱N/kN1.786.8815.3326.9141.0964.87C轴中柱N/kN4.1118.2543.2177.18119.34180.71D轴中柱N/kN-3.12-15.14-36.42-65.67-101.84-158.52E轴边柱N/kN-2.77-9.99-22.123-38.428-58.598-87.068注:当为左风时,左侧两根都为拉力,对应的右侧两根为压力.-72- 枫林办公楼结构设计-72- 枫林办公楼结构设计-72- 枫林办公楼结构设计-72- 枫林办公楼结构设计八、迭代法计算竖向荷载作用下框架结构内力竖向荷载作用下,框架的侧移量很小,按不考虑侧移的迭代法进行结构内力分析.考虑内力组合的需要,对恒载、活载作用于BC跨,活载作用于BC，DE跨,并受重力荷载代表值作用的框架内力分析.根据本例的实际情况,迭代法的计算按以下步骤具体实施:1、计算杆端固端弯矩及节点不平衡弯矩固端弯矩:或2、计算杆端的弯矩分配系数由框架的相对线刚度,再根据,求得节点各杆端的弯矩分配系数。1）节点B72)节点C71）节点D74）节点E7：6）节点B6：7）节点C6：-72- 枫林办公楼结构设计8)节点E6：9）节点D610）节点B211）节点C2：12）节点D2：13）节点E2：3、计算节点各杆件的近端转角弯矩4、计算杆端的最后弯矩5、计算剪力-72- 枫林办公楼结构设计6、计算轴力恒载作用下的内力分析（1）屋面固端弯矩KN/mKN/m0.1=-162.72KN/mKN/m(2)标准层固端弯矩KN/mKN/mKN/mKN/m采用前述迭代法的步骤，迭代计算过程见图11(a)(b)。根据迭代结果绘制恒载作用下的内力图,如图12、图13、图14。-72- 枫林办公楼结构设计-72- 枫林办公楼结构设计活载在BC跨的内力分析1）顶层屋面固端弯距KN/m=-73.92KN/m2）标准层屋面固端弯距=顶层屋面固端弯距。用迭代法计算出框架各杆端弯矩(图15),由此计算其剪力和轴力,绘出内力图,如图16、图17、图18所示.活载在DE跨的内力分析1）KN/m=38.01KN/m2）标准层固端弯距=顶层屋面固端弯距。用迭代法计算出框架各杆端弯矩,由此计算其剪力和轴力,绘出内力图,如图19、图20、图21所示.重力菏载代表值作用下的内力分析此时，重力荷载代表值作用的位置与恒载作用总图一致，其数值要经计算。重力荷载代表值的取值：一般层：=恒载+0.5×楼面活载屋面层：=恒载+0.5×雪荷载(1)屋面：-72- 枫林办公楼结构设计(2)标准层（首层）（１）固端弯距1）屋面固端弯距2）标准层固端弯距：-72- 枫林办公楼结构设计九、内力组合各种荷载作用下的内力分析结果取得后，结构所有构件进行内力组合，具体组合方法见内力组合表格。对于梁，左右梁端及跨中截面为最不利截面；对于柱，柱顶和柱底为最不利截面。这里取底层、顶层AB、BC跨梁，以及底层、3层和A柱、B柱进行内力组合。而且因为要考虑抗震设防，所以要考虑和非抗震内力组合后确定截面设计的内力依据。用于承载力计算的框架梁考虑地震作用效应与其他荷载效应的组合见表，由于抗震要求应考虑强剪弱弯，故梁的剪力根据框架抗震等级进行调整。式中6.1为梁的净跨；式中0.75是梁端弯矩在组合表中乘的（受弯）承载力调整系数，在计算剪力时应除以它，以还原内力。用于承载力计算的框架柱考虑地震作用效应与其他荷载效应的基本组合表见表。由于抗震设计要求，柱端弯矩除考虑一般组合外，还要考虑强柱弱梁的作用，对柱段弯矩组合值之和的计算应考虑在相应梁端弯矩组合值之和的基础上做相应的调整，然后再按柱端线刚度的比例分配给各柱端，得到柱弯矩的组合值。式中3.65为底层柱的净高,0.8仍为还原系数.最后为基础设计对柱底进行了内力标准值及设计值的组合,因为基底面积计算时要用到标准值组合,而基础高度的搞冲切验算及基底配筋计算用到设计值组合.所以基顶作用效应非抗震标准值组合及设计值组合表见表;基顶作用效应抗震标准值组合及设计值组合表见表。-72- 枫林办公楼结构设计十、构件截面设计1、框架梁截面设计以一层KL-BC梁为例计算，其余各梁通过表格形式计算，具体过程详见截面设计表。（１）选取最不利内力组合ａ、非抗震情况左端:M=-337.14V=365.4跨中：M=166.32右端：M=-305.7V=-262ｂ、抗震情况左端：M=-280.71V=217.4跨中：M=120.02右端：M=-216.08V=-155.79ｃ、实际所用计算内力综合ａ、ｂ两种情况选择最不利内力计算：左端：M=-337.14V=365.4跨中：M=166.32右端：M=-305.7V=-262（２）正截面受弯承载力计算混凝土强度等级：C30钢筋强度等级：HRB400级:HPB235级:ａ、一层KL-BC的A支座梁截面尺寸为300㎜×600㎜;并且按矩形截面计算.=600-35=565㎜=337.14×/(1.0×14.3×300×)=0.246=0.287≤=Min-72- 枫林办公楼结构设计=1.0×14.3×300×565×0.287/360=1934非抗震时,二级抗震时,实配钢筋为:320+418()ｂ、跨中截面(跨中截面正弯矩按T形截面计算)翼缘计算宽度的确定按计算跨度确定:=6000/3=2000mm按梁肋净距确定:=300+1800=2100㎜按翼缘高度确定:=600-35=565㎜=100/565=0.1798＞0.1故此情况可不考虑.由以上可知=2000mmT形截面类型判断=1.0×14.3×2000×100×(565-100/2)=1473＞166.32故属一类T形截面.ｃ、钢筋面积计算==0.0182=0.0184=实配钢筋为:616()。（１）斜截面计算-72- 枫林办公楼结构设计ａ、截面尺寸要求一层KL-BC的B支座：=0.2×1.0×14.3×300×565=484.77＞356.4＞146.75(非抗震时)都满足要求。ｂ、是否按构造配箍=0.7×1.43×300×565=169.67＜=365.4故需按计算配箍。ｃ、按仅配箍筋计算==1.32>0故按构造要求配箍,选用，沿梁长均布布置，非加密区取。10@200（１）裂缝宽度验算仍取一层KL-BC跨梁验算验算ａ、梁跨中取=166.32kN/1.4=118.8裂缝截面钢筋应力：==240.5N/mm有效受拉混凝土截面面积：=0.5×300×600=90000有效配筋率：=1005/90000=0.0112钢筋应变不均匀系数：=0.614受拉取纵向钢筋效等效直径：==16㎜构件受力特征系数(偏压构件)：=2.1-72- 枫林办公楼结构设计正截面最大裂缝宽度:=2.1×0.614×=0.251㎜＜=0.3㎜故满足要求.ｂ、梁支座取=337.14/1.4=240.8裂缝截面钢筋应力：=有效受拉混凝土截面面积：=9有效配筋率：=1959/9=0.0218钢筋应变不均匀系数：=1.1-=0.7604受拉取纵向钢筋效等效直径：=18.91㎜构件受力特征系数：=2.1正截面最大裂缝宽度:=2.1×0.7604×=0.2334㎜＜=0.3㎜满足要求.-72- 枫林办公楼结构设计2、框架柱截面设计以1层B柱为例进行设计计算,其余各柱通过表格形式计算,具体过程详见截面设计表.(1)非抗震设计ａ、轴压比验算1层B柱:=2337.9轴压比:==0.654＜，满足要求.ｂ、截面尺寸复核取==40㎜,=500-40=460㎜因为=460/500＜4,所以,=0.25×1.0×14.3×500×460=822.25＞=54.75满足要求.ｃ、正截面受弯承载力计算柱同一截面分别承受正反向的弯矩,故采用对称配筋.=14.3×500×460×0.518=1703.7对于对称配筋可由此确定各柱的大小偏心情况:当N属大偏心受压;当N＞属小偏心受压.大偏心受压选取弯矩越大，轴力越小的内力组和轴力接近大小偏压的界限,且弯距也大的组合进行配筋计算。具体详见柱截面计算表。现仍以1层B柱为例：柱的计算高度：底层=1.0H=5.9m选用M大N也大的组合取M=159.7kN·mN=2292.15kN(N>属于大偏压)-72- 枫林办公楼结构设计=M/N==69.67㎜=5900/500=11.8＞5,需考虑偏心矩增大系数./30=500/30=16.7㎜＜20㎜=69.67+20=89.67㎜=0.5×14.3×/(2292.15×)=0.78<1.0取0.78因为＜15,所以取=1.0.=1+=1.398×89.67=125.36㎜=71.16+250-40=335.36㎜=0.6553=675.32故：按构造配筋单侧=0.002×500×500=500每侧实配钢筋为420().大偏压计算取M大,N越小的内力组.这里取M=93.5KN/m,N=1494.7为例计算.=M/N==62.55㎜=14.05/30=16.7㎜＜20㎜=62.55+20=82.55mm=1.196因为5＜＜15,所以取=1.0,并考虑偏心矩增大系数.-72- 枫林办公楼结构设计=1.786=1.786×82.55=147.4343=357.4㎜=209.5mm=0.455=13.97故：采用构造配箍再考虑=500,实配420().ｄ、垂直于弯矩作用平面的受压承载力验算所有柱中=2337.9KN=5900/500=8.4查表得=1.0=0.9×1.0×(360×1256+14.3×)=3624.4kN＞2337.9KN故满足于要求.ｅ、裂缝宽度难度验算由于＜0.55,故该截面可不进行裂缝宽度验算.-72- 枫林办公楼结构设计2）抗震设计ａ、强节点弱构件设计(取2层框架B节点计算)==890.4kN因为梁宽所以=500㎜=1388kN>890.4kN故节点核心区的剪力设计值符合要求.ｂ、 节点核心区受剪承载力验算节点箍筋选用8,则==892.8KN>890.4KN故：节点核心区受剪承载力满足。-72- 枫林办公楼结构设计4）柱裂缝宽度验算（选择部分截面进行验算）对7层B，C，D，E柱截面均出现/＞0.55的情况，选取有代表性的B,C柱上的偏心不满足情况分析.此时需验算柱裂缝宽度。,=2.1.表47柱裂缝宽度验算表6层B柱C柱内力标准值/kN·m249.8235.9204.8206.74/kN397.840395544.3520.8/mm627.9＞0.55597.2＞0.55376.3＞0.55397＞0.550.010.010.010.011.01481.01561.01581.015847.2816.52592.26130000383.93369.1357.32369.1426.5434.9493.6453.090.8820.8860.9120.8950.254＜0.3满足0.254＜0.3满足0.315>0.3不满足0.285＜0.3满足（注：Wmax若再不满足且不相差太多可在施工时采取预应力钢筋措施）-72- 枫林办公楼结构设计十一、基础设计（这里仅计算一个方向）取B柱基础进行设计柱下基础顶面距室外地面0.5m,室内地面比室外地面高出0.6m.粘性土持力层,=220kN/㎡，孔隙比e=0.7,液性指数=0.75，取基础高度800㎜.粘性土=18.2,回填土=10.(=1.5,=0.3).1、B下基础设计（1）非抗震设计1)基础尺寸及埋置深度ａ、按构造要求初步确定基础尺寸按构造要求初步确定基础尺寸如图26所示,基础埋深为1.3m,采用100厚C10混凝土垫层,两边各沿伸出100㎜.ｂ、按轴心受压基础初步估算基底面积=220+1.6×18.2×0.8=243.31.2=11.72按方形基础设计,取a=b=3.2>3m,故宽度修正ｃ、计算基底应力第一组内力组合=109.2=1918.4=-39.96基础回填土重:=18.2×1.3×3.63.6=242.28-72- 枫林办公楼结构设计=211第二组内力组合=-66.7=1242.4=15.66=145第三组内力组合=109.2=1918.4=-39.96KN=211综上所述,=231kPa=132kPa,=211kPaｄ、持力层承载力验算=210.Pa＜=243.3kPa=231kPa＜＜1.2=291.6kPa=132kPa＞0均满足要求.2)基础高度验算-72- 枫林办公楼结构设计M=136.67KNN=2337.86;V=-49.8==0.0585m＜=0.6m=只需对柱边基础截面进行抗冲切验算:取=60㎜,=800-60=740㎜.C30混凝土:=500㎜(柱宽)=500+2×740=1530㎜=(2000+500)/2=1.015m因偏心受压:=253.3kPa=1.58㎡=276.3×1.58=400.2KN,取=0.7×1.0×1.43×1250×750=739.3＞故满足冲切要求.3)配筋计算=253.3kPa=基础受力钢筋采用HRB400级()钢筋,-72- 枫林办公楼结构设计==2214选用12@150(As=754*3.2=2412.8)另一方向选用12@200(As=565*3.2=1808)(2)抗震设计两组最不利组合为:=-109.64=1674.5=-48.35KN=149.64=1394.6KN=31.551)第一组内力计算==0.0572m＜=0.6m=2)第二组内力计算==0.0914m＜=0.6m=A3)结论根据以上两组内力计算可知:=207.3kPa＜1.2=1.2=1.2×1.5×243kPa=438kPaP=144.18kPa＜=1.5×220=365Kpa故承载力满足要求-72- 枫林办公楼结构设计取C,D双柱独立基础进行设计2、C，D下基础设计图26C，D柱下独立基础计算简图（1）非抗震设计1)基础尺寸及埋置深度ａ、按构造要求初步确定基础尺寸按构造要求初步确定基础尺寸如图26所示,基础埋深为0.5m,采用100厚C10混凝土垫层,两边各沿伸出100㎜.-72- 枫林办公楼结构设计ｂ、按轴心受压基础初步估算基底面积=220+1.6*18.2*0.8=243.31.2=22取a=5.6m>3m,故宽度修正取b=3.6mｃ、计算基底应力第一组内力组合=-20.63=4029=14.47基础回填土重:=18.2×1.3×5.6×3.6=477=223.5第二组内力组合=-11.97=2015=5.55-72- 枫林办公楼结构设计=123.6第三组内力组合=-236.43=3049.72=75.85KN=162.38综上所述,=225.3kPa<1.2*,=122.97kPa>0,=223.5kPa<均满足要求.2)基础高度验算M=25.26KNN=4921.8;V=10.58==0.005m＜=0.93m=只需对柱边基础截面进行抗冲切验算:取=60㎜,=800-60=740㎜.C30混凝土:=500㎜(柱宽)=500+2×740=1530㎜=(2000+500)/2=1.015m因偏心受压:=245.45kPa=5.86㎡=245.45×5.86=1438.3KN实际冲切情况中的远小于=1438.3KN,取=0.7×1.0×1.43×2.03×740=1478.6＞-72- 枫林办公楼结构设计故满足冲切要求.3)配筋计算=245.45kPa=基础受力钢筋采用HRB400级()钢筋,==8542.7选用16@130(As=1547*5.6=8663.2)另一方向选用16@100(As=2011*3.6=7239.6)(2)抗震设计最不利组合为:C柱：=-196.2=2136.3=-47.68KND柱：=182.77=1655.2KN=52.61)第一组内力计算==0.065m＜=0.6m=3)结论根据以上内力计算可知:=152.4kPa＜1.2=1.2=1.2×1.5×243.3kPa=396kPaP=144.18kPa＜=1.5×243.3=364.5Kpa故承载力满足要求设计心得-72- 枫林办公楼结构设计日子在指尖流过，光阴一去不复返，走过了四年风风雨雨，即将告别校园了。早就想象着如何对走过四年的兄弟姐妹说再见，想象终归是想象，只有真的到了跟前，心中的那份纠结和不舍才那样真切。当老师宣布该写毕业论文时，离别的气息就开始弥漫了，一切的一切都让人觉得弥足珍贵，老师、朋友、同学乃至母校的一草一木仿佛都象站在月台前的亲人，而我就象游子即将踏上列车，驶向远方........经过四年来基础与专业知识的学习，培养了我独立完成建筑结构设计的基本能力。在老师的指导和同学的帮助下，我成功地完成了这次的手算设计课题——枫林办公楼的框架结构设计。此课题设计历时约两个月，在这两个月中，我能根据设计进度的安排，紧密地和本组同学合作，按时按量的完成自己的设计任务。在毕设前期，我温习了《房屋建筑学》《结构力学》《材料力学》《混凝土结构设计原理》《建筑结构抗震设计》《基础工程》《建筑施工组织设计》等知识，并借阅了《抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》等规范。在毕设中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。毕业设计是对四年专业知识的一次综合应用、扩充和深化，也是对我们理论运用于实际设计的一次锻炼。通过毕业设计，我不仅温习了以前在课堂上学习的专业知识，把这四年在课堂上学到的零零碎碎的知识有了一个总体上的概括和意识，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。土木工程是一门古老而又现代的学科，在进行工程实践的过程中，我们应该立足经典的理论知识，在不断的工程实践积累中，勇于创新，扩大交流，不断形成我们的工程技术优势。现在我国正处于基础建设的高峰时期，作为一名新世纪的土木工程人员，我们应该立足本国的具体情况，充分利用我国的人力和物力优势，不断的加强对外工程技术交流与合作，在竞争激烈的国际市场中占据我们的一席之地。“三个臭皮匠，顶个诸葛亮。”-72- 枫林办公楼结构设计在繁忙紧张的工程实践中，作为一名工程技术人员，我们应该努力调动集体的积极性和创造力，充分挖掘团队的潜力，这样我们的工作才能以最高的效率来进行。在工程实践上，有很多问题应该发挥集体的智慧和力量，所以我们要重视团队作用的发挥。“养兵千日，用兵一时。”在本次毕业设计中，我为能用上四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践相差的太远，甚至觉得没什么用，这可能跟当时特别想学什么就马上能用有关。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。同样，通过这次毕业设计，我也感觉到我们的课程设置方面的优势和不足。我们拥有相当一批非常优秀的结构和施工方面的老师，拥有一批相当勤奋的同学，在教和学的环节处理上，可以说是相当不错的。但话有说回来，我们在一些课程的设置上是不甚合理的。在本次框架结构设计中，我觉得知识涉及面最广的莫过于建筑结构抗震和混凝土结构设计原理，可是在我们的课程设置中，建筑结构抗震设计属于专业选修课，没有得到应有的重视，而且钢筋混凝土课程的课时安排比较紧张，有很多东西只能通过自学。希望以后的课程能够设置得更加合理，这样我们运用起来可能会更加自如。大学毕业后，我将在新的学校开始自己新的学习和生活，但毕业设计这段时间是我四年的大学生活最充实和艰苦的一段时间，我也初步掌握了建筑结构设计的基础知识。在以后的工作生活中，我将加强对基础知识的学习，继续扎实的学习土木工程的专业知识，争取早日成为一名优秀的结构工程师和建筑工程师。在此再次感谢在这次毕业设计中支持和帮助我的老师和同学。-72- 枫林办公楼结构设计致谢毕业设计历时两个多月，在整个设计过程中，从建筑设计阶段到结构设计，均适时的得到了各位指导老师的热情辅导和鼓励，还有同学间的互帮互助以及及时的指正。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。在设计阶段各位老师认真负责、兢兢业业、不辞劳苦，同学也是积极讨论问题总结经验教训，在此设计即将结束时，特对这些帮助过的老师、同学表示由衷地感谢，同时也对所有大学期间教授我基础和专业知识的老师表示诚挚的谢意！-72- 枫林办公楼结构设计参考文献1.包世华．结构力学[M]．武汉工业大学出版社，2001．2.吴陪明．混凝土结构[M]．武汉工业大学出版社，2001．3.陈希哲．土力学地基基础[M]．清华大学出版社，2004．4.傅信祁．广士奎．房屋建筑学[M]．中国建筑工业出版社1990.5.丰定国．王社良．抗震结构设计[M]．武汉工业大学出版社，2001．6.吕西林．高层建筑结构[M]．武汉工业大学出版社，2000．7.周国行．毕业设计指南．中国建筑专业出版社．8.房屋建筑制图统一标准（T50001-2001）9.建筑结构制图标准（GBT50105-2001）10.混凝土结构设计规范（GBJ50010-2001）11.建筑结构设计荷载规范（GB5009-2001）12.地基基础设计规范(GB5007-2002)13.抗震设计规范(GB50011-2001)14.宿舍建筑设计规范JGJ36—87（试行）15.建筑设计资料集16.建筑构造设计资料集17.中小型民用建筑图集18.钢筋混凝土设计手册19.RPark,TPaulay.ReinforcedConcreteStucture.197520.ACIBuildingCodeRequirementsforReinforcedConcrete(ACI318-83).1993.-72-'