某住宅施工组织设计毕业论文.doc

'某住宅施工组织设计毕业论文目录1绪论11.1建筑设计背景11.1.1建筑概况11.1.2设计资料及设计依据11.2建筑方案及方案说明11.2.1建筑方案的初步设计11.2.2建筑施工图设计31.3建筑设计的工程做法41.4课题研究的意义42结构布置52.1结构布置52.2柱网布置52.3框架结构承重方案的选择62.4框架结构的计算简图62.5梁、柱截面尺寸的初步确定73框架结构刚度参数计算93.1框架结构侧移刚度的计算93.1.1梁柱线刚度计算93.1.2柱的抗侧刚度计算94重力荷载计算124.1屋面及楼面的永久荷载标准值124.2屋面及楼面的可变荷载标准值124.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载的计算124.4重力荷载代表值155横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算175.1横向自振周期的计算175.2水平地震作用及楼层地震剪力的计算1769 5.2.1结构等效总重力荷载代表值Ge185.2.2计算水平地震影响系数а1185.2.3结构总的水平地震作用标准值FEk185.3多遇水平地震作用下的位移验算195.4水平地震作用下框架内力计算195.4.1框架柱端剪力及弯矩计算195.4.2水平地震作用下框架梁内力计算216竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算246.1横向框架计算图246.2荷载计算256.2.1恒载计算256.2.2活载计算276.3内力计算296.3.1恒载和活载作用下杆端弯矩296.3.2恒载和活载作用下梁端剪力和柱轴力377内力组合407.1抗震等级的确定407.2框架梁的内力组合407.2.1内力组合种类407.2.2计算跨间最大弯矩408截面设计508.1框架梁508.1.1梁的正截面受弯承载力计算508.2框架柱548.2.1柱截面尺寸验算548.2.2柱正截面承载力的计算548.2.3柱斜截面受剪承载力的计算598.2.4框架梁柱节点核芯区截面抗震验算599楼板设计619.1楼板类型及设计方法选择619.2荷载计算619.3弯矩计算6169 9.4截面设计6210楼梯设计6310.1建筑设计6310.2结构设计6310.2.1楼梯梯段板设计6310.2.2楼梯平台板设计6410.2.3楼梯平台梁设计6411结论6611.1总结6611.2体会66参考文献68致谢69毕业设计(论文)知识产权声明70毕业设计(论文)独创性声明7169 1绪论1绪论1.1建筑设计背景1.1.1建筑概况设计题目：长安实验中学公寓楼设计建筑层数：六层建筑面积：4989.6m2建筑总高度：20.7m结构类型：现浇混凝土框架结构1.1.2设计资料及设计依据a.设计使用年限根据规范和任务书，本方案的设计使用年限为50年。(1)场地条件建筑用地地形平缓，常年地下水位低于地面下8m.地下水无运侵蚀性；场地类别为II类。(2)气象条件冬季平均风速0.7m/s，基本风压w0=0.35kN/m2；基本雪压:0.20kN/m2。(3)地质条件地层自上而下分别为：杂填土，厚度2.8～4m,不宜作天然地基；黄土，厚度2.8～3.5m，具有弱湿陷性，承载力标准值；粉质粘土，揭露厚度15m，夹中砂，卵石透镜体，承载力标准值。b.抗震设防地震基本烈度为8度，设计基本地震加速度为0.15g，设计特征周期为0.35s，建筑场地类别为Ⅱ类，抗震设防烈度为8度，抗震等级为二级。1.2建筑方案及方案说明1.2.1建筑方案的初步设计根据使用功能及条件，确定建筑方案，进行初步设计，绘出平、立、剖面草69 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)图经指导老师修改后进行下一步设计。建筑总平面布置应考虑到和周围环境(相邻建筑、绿化及道路)的关系，要求平面布置紧凑，人流路线合理，满足防火要求，房间的采光通风及保温隔热等均需满足功能要求，建筑造型和建筑立面要求美观、大方，体现时代特色。在完成平、立、剖草图时做了以下处理手法：a.平面设计柱网尺寸采用6.9m×7.2m，柱网布置见图2.1。该建筑主要用于可容纳4人的普通公寓楼，根据实际情况并参考《.宿舍建筑设计规范》(JGJ36-87)，取1个开间为一个房间，每个房间带一个阳台，开间尺寸为3.6m×5.7m，阳台尺寸为：3.6m×1.2m。(1)主要房间平面设计1)房间门设置根据《建筑防火设计规范》每个开间取一个门，所有宿舍门均取2.1m×0.9m(其中门高2.1m)的木门。2)窗的设置根据《房屋建筑学》中民用建筑采光等级表可知：宿舍的采光等级为Ⅲ级，要求窗地面积比为1/6--1/8(此处取1/6)，则选窗的尺寸为1.8m×1.5m。(2)辅助房间设计卫生间平面设计：为保证建筑上的布局合理，故在楼道的左，右两侧各布置一大卫生间。(3)交通联系部分的平面设计1)走廊由《楼梯门和走道的宽度指标》可知，当建筑的耐火等级为二级时，一层、二层为0.65m，三层为0.75m/百人，大于四层为1m/百人。故可设置楼道建筑轴线尺寸为2.7ｍ，以保证走廊净宽为2.5m，满足设计要求。一层两侧设门，二层以上楼道两侧设窗，窗尺寸选择2.4m×1.5m。2)楼梯由于楼全长在50.4米以上，故为满足房间门到封闭楼梯间的最大距离22米的要求，可设置二道楼梯，左右两侧各设平行双跑楼梯，满足防火要求。门厅：采用两个开间即7.2m×6.9m(参考建议中小学宿舍建筑面积为每人0.06-0.08平方米)。b.立面设计69 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)立面设计是在满足房间的使用要求和技术经济条件下，运用建筑造型和立面构图的一些规律，结合平面的内部空间组合进行的。进行立面设计设计时要考虑房屋的内部空间关系，相邻立面的协调，各立面墙面的处理和门窗安排，满足立面形式美观要求，同时还应考虑各入口，雨篷等细部构件的处理。考虑设计的是公寓楼，立面尽量简洁，大方。在建筑的南北立面各层采用统一的塑钢玻璃窗，有规整的效果。建筑剖面考虑的是建筑物各部分高度，建筑层数和空间结构体系。确定房间净高时，主要考虑房间的使用性质，室内采光通风及设备设置和结构类型。综合考虑这些因素，取房间层高为3.3m。c.剖面设计剖切线一般是要通过楼梯的，选取比较有代表的地方剖切，剖面图很详细的显示楼梯的构造和尺寸，楼梯的出口尺寸，楼梯梯间宽、踏步尺寸以及平台尺寸等。d.防火设计该建筑为高度不超过24m的多层建筑，防火等级为二级，将每一层划分为一个防火区间，则每层长度50.4m小于允许长度150m，每层的建筑面积831.6m2小于最大允许面积2500m2。该建筑设有二部楼梯，每一个防火区间的安区出口几位3个，满足防火规范要求。表1.1安全疏散距离高层建筑房间门或住宅户门至最近的外部出口或楼梯间的最大距离(m)位于两个安全出口之间的房间位于袋形走道两侧或尽端房间公寓楼3015该建筑总长为50.4m，均匀设置2部楼梯，任一房间至外部出口的距离不大于15m，安全疏散距离满足规范要求。表1.2首层疏散外门和走道的净宽(m)高层建筑每个外门的净宽走道净宽单面布房双面布房居住建筑1.11.21.3其它1.21.31.4高层建筑内走道的净宽，应按通过人数每100人不小于1.00m计算；首层疏散外门的总宽度，应按人数最多的一层每100个不小于1.00m计算。首层疏散外门和走道的净宽不应小于表1.2的规定。该建筑首层走道净宽取2.1m，外门净宽为2.4m，满足规范要求。根据6.2.2条，建筑高度不超过32m的二类建筑应设封闭楼梯间，在走道和楼梯交汇处设置防火门，门宽1.5m。各层防火门开向楼梯。1.2.2建筑施工图设计69 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)建筑设计和结构设计互相影响、互相配合、互相制约，所以，在绘制建筑施工图过程中，一定要参考结构验算和构造要求，遇到问题及时修改。在施工图设计过程中，一定要结合相关的规范考虑全面，按照制图统一标准绘制，节点细部构造要细心绘制，尺寸标注、做法标注及一些说明要符合要求。用天正建筑结合AutoCAD绘制建筑施工图，画出每层的平面图之后，利用天正建筑生成立面图和剖面图，再利用AutoCAD做细部修改，在初步设计的基础上，绘制建筑施工图。设计深度应满足施工、安装及预算要求，图面应详尽表现建筑物的各有关部分。建筑设计说明书，说明工程概况及设计依据、设计意图、建筑规模、要求、建筑方案及方案说明、设计依据和设计原则、经济技术指标等。1.3建筑设计的工程做法在绘制建筑施工图的同时，把屋面、楼面、立面和剖面的主要工程做法定下来，以便在结构计算中使用。屋面为不上人屋面，工程做法如下：40厚C20细石混凝土保护层三毡四油防水层20厚水泥砂浆找平层100厚钢筋混凝土屋面板20厚混合砂浆天棚抹灰楼面工程做法：水磨石楼面(包括水泥粗砂打底)100厚钢筋混凝土屋面板10厚混合砂浆天棚抹灰立面：喷硬质复层花纹涂料(浮雕)。1.4课题研究的意义通过长安实验中学公寓楼设计，综合运用所学过的基础理论和专业知识，锻炼查阅相关规范和资料进行教学楼建筑方案设计和框架结构计算的能力，熟悉工程设计的内容和程序，提高分析和解决工程实际问题的能力，为以后工作奠定一定的基础。69 2结构布置2结构布置2.1结构布置根据该房屋的使用功能及建筑设计要求，进行了建筑平面、立面和剖面设计，主体结构共6层，层高3.3m。填充墙采用240mm的粘土空心砖砌筑，门部分采用木门，部分采用玻璃门，详见门窗表，门洞尺寸为0.9×2.1，窗为塑钢玻璃窗，洞口尺寸为1.8×1.5.对该建筑进行建筑高度、使用要求、材料用量、抗震要求、造价等综合因素考虑后，选择框架结构。因为考虑到框架结构有以下优势：建筑平面布置灵活，可以获得较大空间，也可以做成小房间；建筑立面好处理；结构自重较轻；计算理论较为成熟；在一定高度范围内可以降低造价。混凝土的等级选用，梁、板一层选用C35，柱选择C35，标准层梁、板选用C30，柱选择C30，(因为现浇混凝土框架结构混凝土强度不宜大于C40)。2.2柱网布置本综合公寓楼采用柱距为7.2m的内廊式小柱网，边跨6.9m，中间跨为2.7m，层高取3.3m，如下图所示：图2.1柱网布置图69 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文）2.3框架结构承重方案的选择竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本教学楼框架的承重方案为横向框架承重方案，这可使横向框架梁的截面高度大，增加框架的横向侧移刚度。2.4框架结构的计算简图本方案中，需近似的按横向的平面框架分别计算。图2.2框架结构的计算简图A1=(6.9/2+2.7/2)×7.2=34.56m2A2=6.9/2×7.2=24.84m2图2.3横向框架组成的空间结构69 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文）2.5梁、柱截面尺寸的初步确定楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取100mm.a.梁、柱截面尺寸的初步确定(1)梁截面尺寸估算1)横向框架梁AB、CD跨(计算跨度取柱形心线之间的距离6.9m)梁高取：h=(1/8～1/12)×l=(1/8～1/12)×6900=575mm～862.5mm初选600mm。梁宽取：b=(1/2～1/3)×h=(1/2～1/3)×600=200mm～300mm初选300mm。(2)柱截面尺寸估算柱截面尺寸根据柱的轴压比限值，按公式计算。1)轴压比抗震设防烈度为8度，高度<30m，查《抗震规范》得抗震等级为二级。抗震等级为二级，框架结构，查《抗震规范》得，柱轴压比限值为0.8。2)柱组合的轴压比设计值N=βFgnβ考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数,对外柱取1.3，对等跨内柱取1.25；F按简支状态计算柱的负载面积；gE折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值；可近似的取15KN/m2；n为验算截面以上的楼层层数。3)Ac≥N/uNfcuN为框架柱轴压比限值，本方案为二级抗震等级，查《抗震规范》可知取为0.8。fc为混凝土轴心抗压强度设计值，对C30，查得14.3N/mm2。4)计算过程对于边柱(底层)：Ac≥N/uNfc=1.3×24.84×15×6×103/0.8/16.7=217536mm2mm对于内柱(底层)：Ac≥N/uNfc=1.25×34.56×15×6×103/0.8/16.7=291018mm2取mm对于标准层方法同上。综上，梁、柱截面尺寸见下表：69 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文）表2.1梁截面尺寸(mm)层数混凝土等级横梁(b×h)纵梁(b×h)次梁(b×h)AB跨、CD跨BC跨12-6C35C30300×600300×600300×400300×400300×700300×700300×400300×400300×600300×600表2.2柱截面尺寸(mm)层次混凝土等级b×h1C35700×7002-6C30600×60069 3框架结构刚度参数计算3框架结构刚度参数计算3.1框架结构侧移刚度的计算3.1.1梁柱线刚度计算框架梁线刚度为ibEcI0/l。在框架结构中，可将现浇楼面视作梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架侧移。考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架梁取，对中框架梁取。柱线刚度为I0=bh3/12，计算见下表：表3.1横梁线刚度ib计算表类别层次Ec/(N/mm2)b/mmh/mmI0/mm4l/mmEcI0/l/kN·m1.5EcI0/l/kN·m2EcI0/l/kN·mAB，CD跨13.151043006005.40010969002.46510103.69810104.93010102-63.01043006005.40010969002.34810103.52210104.6961010BC跨13.151043004001.60010927001.86710102.80010103.73410102-63.01043004001.60010927001.77810102.66710103.5561010表3.2柱线刚度ic计算表层次Ec/(N/mm2)b/mmh/mmhc/mmIc/mm4EcIo/l/kN.m13.1510470070045502.001101013.85310102-63.010460060033001.08010109.81810103.1.2柱的抗侧刚度计算根据梁柱的线刚度比的不同，框架柱可分为中柱，边柱等。69 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)位置边柱中柱简图K简图K一般层底层表3.3柱线刚度的修正系数现在以底层B-3柱为例说明侧移刚度计算方法，底层柱以及与其相连的梁的线刚度计算方法。梁柱的线刚度比为=(4.930+3.734)/13.853=0.625柱侧移刚度修正系数αc=(0.5+)/(2+)=0.429柱的抗侧刚度为D=αc×12×ic/h2=0.429×12×13.853×1010/45502=34448N/mm其余柱计算结果见表3.4、3.5：69 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)表3.4中框架柱侧移刚度D值(N/mm)层次边柱中柱A-2--7与D-2-7(12根)B-2-7与C-2-7(12根)Di1Di1∑D60.4780.193208800.8400.2963202363483650.4780.193208800.8400.2963202363483640.4780.193208800.8400.2963202363483630.4780.193208800.8400.2963202363483620.4900.197213130.8610.3013256464652410.3560.363291480.6250.42934448763152表3.5边框架柱侧移刚度D值(N/mm)层次边柱中柱A-1，8与D-1，8B-1，8与C-1，8Di1Di1∑D60.3590.152164440.6300.2402596516963650.3590.152164440.6300.2402596516963640.3590.152164440.6300.2402596516963630.3590.152164440.6300.2402596516963620.3680.155167690.6460.2442639817266810.2720.340273010.4690.39231477235112将上述不同情况下同层框架柱的侧移刚度相加，即得框架各层层间侧移刚度∑Di,见下表：表3.6横向框架层间侧移刚度(N/mm)层次123456∑Di,998264819192804472804472804472804472∑D2/∑Di=819192/998264=0.82>0.7,故该框架为规则框架。69 4重力荷载计算4重力荷载计算4.1屋面及楼面的永久荷载标准值屋面(不上人)：40mm厚C20细石混凝土保护层23×0.04=0.92kN/m25mm厚的1：3石灰砂浆隔离层17×0.005=0.0851kN/m220mm厚的水泥砂浆找平20×0.02=0.4kN/m2三毡四油防层0.4kN/m2100mm厚的钢筋混凝土板25×0.1=2.5kN/m220mm厚的1：2.5水泥砂浆找平20×0.02=0.4kN/m212厚的纸筋石灰抹底0.16kN/m2合计：4.865kN/m21～5层楼面(水磨石楼面)15mm厚的1：2白水泥白石子(掺有色石子)磨光打蜡18×0.015=0.27kN/m220mm厚的1：3水泥砂浆找平层20×0.02=0.4kN/m2100mm厚钢筋混凝土板25×0.1=2.5kN/m23mm厚的细石粉面16×0.003=0.048kN/m28mm厚的水泥石膏砂浆14×0.008=0.112kN/m2合计：3.33kN/m24.2屋面及楼面的可变荷载标准值不上人屋面均布活荷载标准值0.5kN/m2楼面活荷载标准值2.0kN/m2屋面雪荷载标准值0.3kN/m2走廊、门厅、楼梯2.5kN/m24.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载的计算梁柱可根据截面尺寸，材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载，对墙、门窗等可计算出单位面积上的重力荷载。墙体为240mm粘土空心砖，外墙面刷涂料(0.5kN/m2)内墙面为20mm厚抹灰，则外墙单位面积墙面重力荷载为：0.5+15×0.24+17×0.02=4.44kN/m2内墙体为200mm加气混凝土块，两侧为20mm厚抹灰，则内墙单位面积墙面重力荷载为:2.10+2×17×0.02=2.78kN/m269 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)木门单位面积重力荷载0.2kN/m2，铝合金门窗单位面积重力荷载0.4kN/m2。表4.1梁柱重力荷载标准值层数构件b/mH/m/()G/()/nGi∑G1边横梁0.30.6251.054.7256.216468.722167.831中横梁0.30.4251.053.152.0850.4次梁0.30.6251.054.7255.57512645.4361.170.30.4251.053.153.328纵梁0.30.7251.055.51256.5281003.275柱0.70.7251.1013.4754.55321961.961961.962~6边横梁0.30.6251.055.51256.5418476.282190.274中横梁0.30.4251.052.6253952.92次梁0.30.6251.054.7255.5512642.3641.0570.30.43.153.328纵梁0.30.7251.055.51256.6281018.71柱0.60.6251.109.93.3321045.441045.44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)梁长度取净长；柱长度取层高。其中墙体重力标准值的计算如下：a.底层(1)外墙1)横墙AB,CD跨：(6.9-0.7)×(3.3-0.6)=16.74m数量：4BC跨：(2.7-0.7)×(3.3-0.4)=5.8m数量：22)纵墙轴线：(50.4-6×0.7-7.2)×(3.3-0.7)=101.4m1/A轴线：(7.2-0.20)×(3.3-0.4)=20.184m1/C轴线：(3.6-0.20)×(3.3-0.4)×4=38.976mD轴线：(50.4-2×7.2-5×0.7)×2.6=84.5m3)外墙上的门窗面积门：m1:2.4×2.4×2=11.52m2m4：1.2×2.1×2=5.04m2窗：C1:2.4×1.5×22=79.2m2C2：1.5×1.5×4=9m2则外墙的净面积：16.74×4+5.8×2+101.4+20.184+38.976+84.5-1-5.04-79.2-9=224.98m269 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)外墙的重力代表值：224.98×4.44=998.91kNm2(2)内墙1)横墙墙1：(6.9-0.7)×(3.3-0.6)=16.74m数量：12墙2：(6.9+0.7-0.48)×(3.3-0.6)=19.224m数量：7墙3：(5.7+0.35-0.24-0.12)×(3.3-0.6)=15.363m数量：52)纵墙1/A轴线：(50.4-7.2-12×0.24)×(3.3-0.4)=116.928mB轴线：101.4mC轴线：101.4m1/C轴线：(50.4-7.2×2-0.24×9)×(3.3-0.4)=98.136m门窗：门：68.04m2窗：63.45m2门洞：7.56m2净面积：16.74×12+19.224×7+15.363×5+116.928+101.4+101.4+98.136-68.04-63.35-7.56=691.007m2内墙重力荷载代表值：691.007×2.78=1921.19kN底层墙重力荷载代表值：998.91+1921.19=2920.1kNb.标准层(1)外墙1)横墙(6.9-0.6)×(3.3-0.6)×4+2.1×2.9×2=80.22m2)纵墙A：(50.4-7×0.6)×(3.3-0.7)=120.12mD：(50.4-7.2×2-5×0.6)×(3.3-0.7)=85.8m1/C：36.228m净面积：80.22+120.12+85.8+36.228-99=223.368m2外墙的重力代表值：223.368×4.44=991.75m2(2)内墙1)横墙墙1：(6.9-0.6)×(3.3-0.6)×12=204.12m墙2：(6.9+0.6-0.24×2)×(3.3-0.6)×7=132.678m墙3：(5.7-0.24×2)×(3.3-0.6)=70.47m2)纵墙1/A：(50.4-13×0.24)×(3.3-0.4)=137.112m69 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)B：(50.4-7)×0.6×(3.3-0.7)=120.12mC：120.12-(3.6-0.3-0.12)×(3.3-0.6)×2=102.948m1/C：(50.4-7.2×2-9×0.24)×(3.3-0.4)=98.136m净面积：204.12+132.678+70.47+137.112+120.12+102.948+98.136-76.02-57.15=732.414m2内墙重力荷载代表值：732.414×2.78=2036.11m2标准层墙重力荷载代表值：991.75+2036.11=3027.86m24.4重力荷载代表值集中于各楼层标高处的重力和在代表值：Gi=Wi板+Wi梁+1/2Wi+1墙、柱+1/2Wi墙、柱+50%Q活载+1/2Wi门、窗+1/2Wi+1门、窗一层楼面恒载：3.33×16.5×50.4=2769.228kN50%楼面均布活载2.0×16.5×50.4×0.5=831.60kN梁2167.831kN柱1503.7kN墙2973.98kN窗61.38kN门16.128kN一层重力荷载代表值为：10323.847kN标准层：楼面恒载：3.33×16.5×50.4=2769.228kN梁2190.274kN柱1045.44kN墙3027.86kN窗62.46kN门13.692kN标准层重力荷载代表值为：9940.554kN屋面：楼面恒载：4045.734kN50%屋面活载(取雪荷载)207.9kN梁2190.274kN柱522.72kN墙1513.93kN69 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)窗62.46kN门13.692kN女儿墙128.320kN屋面重力荷载代表值为：8685.03kN故集中于各楼层标高处的重力荷载代表值Gi的计算结果如图所示：图4.1各质点的重力荷载代表值69 5横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算5横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算5.1横向自振周期的计算横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法。基本自振周期T1(s)可按下式计算：T1=1.7ψT(uT)1/2(5.1)注：uT假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的结构顶点位移。ψT结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取0.7。uT按以下公式计算：VGi=∑Gk(5.2)(△u)i=VGi/∑Dij(5.3)uT=∑(△u)k(5.4)注：∑Dij为第i层的层间侧移刚度。(△u)i为第i层的层间侧移。(△u)k为第k层的层间侧移。s为同层内框架柱的总数。结构顶点的假想侧移计算过程见下表：表5.1结构顶点的假想侧移计算层次Gi(KN)VGi(KN)∑Di(N/mm)△ui(mm)ui(mm)68685.038685.0380447210.80235.3459940.54418625.58480447223.15224.5449940.54428566.13880447235.51201.3939940.54438506.69280447247.87165.8829940.54448447.24681919259.14118.01110323.84758771.09399826458.8758.87T1=1.7ψT(uT)1/2=1.7×0.7×(0.23534)1/2=0.577s5.2水平地震作用及楼层地震剪力的计算本结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切变形为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。69 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)5.2.1结构等效总重力荷载代表值GeGeq=0.85∑Gi=0.85×58771.093=49955.43kN5.2.2计算水平地震影响系数а1查表得二类场地近震特征周期值Tg=0.35s，查表得设防烈度为8度的аmax=0.16，则а1=(Tg/T1)0.9аmax=(0.35/0.577)0.9×0.16=0.102。5.2.3结构总的水平地震作用标准值FEkFEk=а1Geq=0.102×49955.43=5095.45kN因1.4Tg=1.4×0.35=0.49s0.150.750.750.800.857.2.2计算跨间最大弯矩计算跨间最大弯矩时，可根据梁端弯矩组合值及梁上荷载设计值，由平衡条件来确定。69 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)a.若由剪力图与弯矩图的关系可知跨中最大弯矩发生在剪力为零点，即。图7.1均布与梯形荷载作用下的计算简图跨中最大弯矩的表达式为的求解公式为：解出值代入表达式可求得跨中最大弯矩。b.若即，同理可解得c.若跨中最大弯矩发生在A支座处，。由于该构件以及荷载均对称，梁端弯矩均以下拉为正，可以从B支座的剪力来判断跨中最大值发生的位置这样可以不必处理VA>[(2q1+q2)al+(q1+q2)(1-2a)]/2的情况，在实际计算中均从正弯矩值较大的支座剪力判断跨中弯矩最大值发生的位置，在对称荷载作用下，跨中弯矩最大值总是偏向于支座弯矩正弯矩较大的一侧。对应上述a、b、c三种情况，由B支座求跨中最大弯矩的公式为：a．若69 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)b.若c.若跨中最大弯矩发生在B支座处，。同理，对于图7.2.2所示的在均布和三角形荷载作用下的跨中最大弯矩计算公式如下。图7.2均布与三角形荷载作用下的计算简图a.若b.若跨中最大弯矩发生在A支座处，,(1)若(2)若跨中最大弯矩发生在B支座处，下面以第一层AB跨梁考虑地震作用的组合情况为例。本例中，梁上荷载设计值：q1=1.2×12.231=14.667q2=1.2×(12.987+0.5×7.8)=20.264左震：69 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)VA=-(352.63+503.28)/6.9+14.677×6.9/2+5.4×20.264×(1-1.8/6.9)/2=-32.96则MMAX发生在左支座。MMAX=1.3MEK-1.0MGE=1.3×348.80-(73.936+0.5×20.152)=369.428kN.mγREMMAX=0.75×369.428=277.071kN.m右震：VA=(554.25+318.26)/6.9+14.677×6.9/2+5.4×20.264×(1-1.8/6.9)/2=217.53217.53-(2×14.677+20.264)×1.8/2=172.87>0x=(217.53+0.5×1.8×20.264)/(14.677+20.264)=6.75<6.9说明MMAX发生在左支座。MMAX=1.3×315.98-(66.512+0.5×21.16)=333.683γREMMAX=0.75×333.683=250.26剪力计算：AB净跨Ln=6.9-(0.7-0.6/2)-0.7/2=6.15左震：Vlb=-21.376kNVrb=226.108kNMlb=352.63-21.376×(0.7-0.6/2)=344.08kN.mMrb=503.28+226.108×0.7/2=-424.14kN.m右震：Vlb=229.108kNVrb=-24.376kNMlb=-554.25+229.108×0.4=-462.61kN.mMrb=318.26-24.376×0.7/2=309.73kN.m344.08+424.14=768.22<772.34VGb=[14.677×6.15+20.26×(6.15+6.15-1.8×2)/2]/2=89.21kN则：VA=1.2×772.34/6.15+89.21=239.91kNVB左=1.2×768.22/6.15+89.21=239.11γREVA=0.85×239.91=203.92kNγREVB左=0.85×239.11=203.24kN69 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)表7.2框架梁的内力组合表层次位置内力荷载类型γRE[1.2(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]1.35SGk+SQk1.2SGk+1.4SQkV=γRE[ηvb(Mlb+Mrb)/ln+VGb]SGkSQkSEk→←1AM-73.936-20.152348.80264.47-415.69-119.97-116.94203.92V76.6919.7396.34-18.17194.74123.262119.65M-66.512-21.16315.98-377.46238.6977-110.95-109.44V74.0120.0996.34192.19-20.7196120.00116.94M-6.04-11.208239.33222.87-243.826-19.36-22.94321.6V10.323.65177.28-183.51208.282317.5817.49跨中MAB369.43250.26MBC224.61224.612AM-74.096-20.384352.61267.94-419.654-120.41-117.45207.66V76.1019.6598.22-20.89196.1766122.39118.83M-69.776-21.816325.08-389.57244.3374-116.01-114.27V74.5720.1798.22194.88-22.185120.84117.72M-5.488-11.12246.17230.07-249.959-18.53-22.15282.01V10.323.65182.35-189.11213.884717.5817.49跨中MAB280.58150.156MBC231.73231.733AM-74.576-20.504344.82259.85-412.545-121.18-118.20201.42V76.1619.6793.59-15.70191.1319122.49118.93M-70.096-21.856300.95-366.35220.5047-116.49-114.71V74.5420.1593.59189.72-17.1097120.78117.66M-5.424-11.112227.90212.32-232.085-18.43-22.07276.53V10.323.65168.81-63.65198.92317.5817.4969 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)表7.2框架梁的内力组合表(续)层次位置内力荷载类型γRE[1.2(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]1.35SGk+SQk1.2SGk+1.4SQkV=γRE[ηvb(Mlb+Mrb)/ln+VGb]SGkSQkSEk→←3跨中MABMBC4AM-74.576-20.504255.51172.78-325.47-121.18-118.20200.09V76.1619.6771.468.75166.68122.49118.93M-70.096-21.856237.56-304.54158.70-116.49-114.71V74.5420.1571.46165.277.34120.78117.66M-5.424-11.112179.89165.51-185.28-18.43-22.07268.99V10.323.65133.25-134.85159.6317.5817.49跨中MAB185.5170.85MBC167.16167.165AM-75.896-20.024(-19.816)189.84107.87-262.32-119.97-116.94196.04V76.1519.6151.4530.82144.53123.262119.65M-71.472-21.68(-21.472)165.16-235.0287.044-110.95-109.44V74.5520.2151.45143.2029.50120.00116.94M-5.16-11.144(-11.184)125.07112.27-131.62-19.36-22.94239.62V10.323.6592.64-89.98114.7617.5817.49跨中MAB120.7499.17MBC113.88113.886AM-61.376-5.744(-3.136)110.9551.53-164.83-88.60-81.69111.61V65.655.09(2.09)28.0837.0099.0693.7285.91M-56.36-5.12(-2.584)82.82-132.6428.86-81.21-74.80V63.834.87(1.89)28.0897.1035.0491.0483.41M-9.56-3.312(-0.16)62.7252.48-69.83-16.22-16.11113.87V13.120.91(0.36)46.46-37.7764.9018.6217.02跨中MAB60.9737.5169 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)层次截面内力SGkSQkSEkγRE[1.2(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]1.35SGk+SQk1.2SGk+1.4SQk|Mmax|NNminMNmaxM→←6柱顶M64.457.02(3.85)110.95-48.44167.9194.0387.17167.91-48.4494.03N147.456.17(2.52)28.08106.46161.22205.23185.58161.22106.46205.23柱底M-44.47-10.63(-9.82)35.04-10.28-78.61-70.66-68.25-78.61-10.28-70.66N177.156.17(2.52)28.08133.19187.95245.32221.22187.95133.19245.325柱顶M35.8913.76(14.31)154.80-112.19189.6762.2162.33189.67-112.1962.21N350.1230.1(26.45)79.53249.47404.55502.76462.28404.55249.47502.76柱底M-39.35-12.49(-12.49)83.3640.24-122.31-65.61-64.71-122.3140.24-65.61N379.8230.1(26.45)79.53276.20431.28542.86497.92431.28276.20542.864柱顶M39.3512.49172.15-126.81208.8865.6164.71208.88-126.8165.61N552.854.09(50.44)150.99373.00667.43800.37739.09667.43373.00800.37柱底M-39.35-12.49140.8596.29-178.36-65.61-64.71-178.3696.29-65.61N582.554.09(50.44)150.99399.73694.16840.47774.73694.16399.73840.473柱顶M39.3512.49203.77-157.64239.7165.6164.71239.71-157.6465.61N755.4878.08(74.43)244.58474.96951.891097.981015.89951.89474.961097.98柱底M-40.61-12.82166.88128.42-218.69-67.64-66.68-218.69128.42-67.64N785.1878.08(74.43)244.58535.141043.861138.071051.531043.86535.141138.072柱顶M37.5012.01185.73-151.39234.9262.6461.81234.92-151.3962.64N958.10102.05(98.4)342.80610.501323.521395.491292.591323.52610.501395.49柱底M-39.80-13.25226.95191.46-280.60-66.98-66.31-280.60191.46-66.98N987.8102.05(98.4)342.80639.011352.031435.581328.231352.03639.011435.581柱顶M33.4811.08121.85-83.69153.9245.2056.28153.92-83.6945.20N1160.16126.1(122.45)439.14671.091527.411692.321568.731527.41671.091692.32柱底M-16.74-5.54555.1523.66-558.78-28.14-27.84-558.78523.66-28.14N1200.59126.1(122.45)439.14707.471563.801631.881456.221563.80707.471631.88表7.3横向框架A柱弯矩和轴力组合表69 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)表7.4横向框架B柱弯矩和轴力组合表层次截面内力SGkSQkSEkγRE[1.2(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]1.35SGk+SQk1.2SGk+1.4SQk|Mmax|NNminMNmaxM→←6柱顶M-76.97-6.69(-3.46)145.54-212.7371.07-110.60-101.73-212.73-212.73-110.60N200.0512.97(5.13)18.38164.43200.27283.04258.22164.43164.43283.04柱底M56.508.15(7.28)78.37130.54-22.2884.4379.21130.54130.5484.43N229.7512.97(5.13)18.38191.16227.00323.13293.86191.16191.16323.135柱顶M-47.24-9.34(-9.89)211.86-253.53159.60-73.11-69.76-253.53-253.53-73.11N453.6165.59(57.74)59.57376.15492.31677.96636.16376.15376.15677.96柱底M50.848.87153.42199.33-99.8477.5073.43199.33199.3377.50N483.3165.59(57.74)59.57402.88519.04718.06671.8402.88402.88718.064柱顶M-50.84-8.87264.03-307.18207.68-77.50-73.43-307.18-307.18-77.50N707.16118.14(110.30)121.36567.75804.411072.811013.99567.75567.751072.81柱底M50.848.87216.02260.37-160.8777.5073.43260.37260.3777.50N736.86118.14(110.30)121.36594.48831.141112.901049.63594.48594.481112.903柱顶M-50.84-8.87312.83-378.41272.28-77.50-73.43-378.41-378.41-77.50N960.71170.70(134.10)196.58782.211191.091467.661391.83782.21782.211467.66柱底M51.688.99255.95320.12-212.2678.7674.60320.12320.1278.76N990.41170.70(134.10)196.58810.721219.611507.751427.47810.72810.721507.752柱顶M-49.53-8.69315.30-379.63276.19-75.56-71.60-379.63-379.63-75.56N1214.29223.27(186.67)344.53897.011613.631862.561769.73897.01897.011862.56柱底M55.299.59315.30385.59-270.2384.2379.77385.59385.5984.23N1243.99223.27(186.67344.53925.521642.141902.661805.37925.52925.521902.661柱顶M-47.95-8.60240.01-299.77199.45-73.33-69.58-299.77-299.77-73.33N1466.58275.77(239.17)425.471080.231965.212255.652145.971080.231080.232255.65柱底M23.984.3560.02607.51-557.3436.6734.80607.51607.5136.67N1507.01275.77(239.17)425.471119.042004.022310.232194.491119.041119.042310.2369 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)表7.5横向框架A柱剪力组合表层次SGkSQkSEkγRE[1.2(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]1.35SGK+SQK1.2SGK+1.4SQKV=γRe[ηvc(Mbc+Mlc)/hn]→←六层-33.01-5.35(-4.14)44.2413.10-84.67-49.91-47.1089.64五层-22.80-7.95(-8.12)72.1752.35-107.15-38.73-38.49136.14四层-23.85-7.5794.8576.62-133.00-39.77-39.22140.82三层-24.23-7.67112.3895.55-152.81-40.38-39.81166.69二层-23.42-7.65125.05110.39-165.97-39.27-38.81187.46一层-11.04-3.65148.78151.28-177.52-18.55-18.36187.97表7.6横向框架B柱剪力组合表层次SGkSQkSEkγRE[1.2(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]1.35SGK+SQK1.2SGK+1.4SQKV=γRe[ηvc(Mbc+Mlc)/hn]→←六层-40.45-4.50(-3.25)67.8532.06-117.89-59.11-54.84124.83五层-29.72-5.52(-5.68)110.6989.10-155.52-45.64-43.39164.68四层-30.81-5.38145.47126.57-194.91-46.97-44.50206.38三层-31.07-5.41172.36156.01-224.91-47.36-44.86254.01二层-31.76-5.54191.09175.93-246.38-48.42-45.87278.26一层-15.81-2.84175.83176.72-211.87-24.18-22.95239.2869 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)a.柱端弯矩设计值的调整(1)A柱第6层，按《抗震规范》，无需调整。第5层，柱顶轴压比[uN]=N/Acfc=431.282×103/14.3/6002=0.083<0.15。第4层，柱顶轴压比[uN]=N/Acfc=694.163×103/14.3/6002=0.135<0.15无需调整。第3层，柱顶轴压比[uN]=N/Acfc=951.891×103/14.3/6002=0.185>0.15，需调整。可知，一、二、三层柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求：ΣMc=ηcΣMb(7.4)注：ΣMc为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，上下柱端的弯矩设计值可按弹性分析分配。ΣMb为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。ηc柱端弯矩增大系数，三级取1.1。表7.7横向框架A柱柱端组合弯矩设计值的调整层次654321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底γRE(ΣMc=ηcΣMb)------287.654262.433281.909336.715192.402698.478γREN------951.8911043.8621323.521352.031527.4081563.795表7.8横向框架B柱柱端组合弯矩设计值的调整层次654321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底γRE(ΣMc=ηcΣMb)-----368.61312.44-454.09384.14-455.56462.71374.71759.38γREN----567.75594.48782.21810.72897.01925.521080.231119.0469 8截面设计8截面设计8.1框架梁8.1.1梁的正截面受弯承载力计算以第一层AB跨框架梁的计算为例从表中分别选出跨间截面及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。经以上计算可知，梁的最不利内力如下：跨间：Mmax=369.43kN·m,支座A:Mmax=415.69kN·m,支座Bl:MBl=377.46kN·m,调整后的剪力：V=203.92kN支座弯矩：MA=415.69/0.75-194.74/0.85×(0.7-0.6/2)=462.61kN·m,rREMA=0.75×462.61=346.958kN·m,MBl=377.46/0.75-192.19/0.85×0.7/2=424.146kN·m,rREMBl=0.75×424.146=318.110kN·m,MBr=243.83/0.75-208.28/0.85×0.7/2=239.338kN·mrREMBr=0.75×239.338=179.504kN·m跨间弯矩取控制截面，及支座边缘处的正弯矩AB跨：V=1.3×96.34-(74.01+0.5×20.09)=41.187kNMmax=369.428/0.75-41.187×(0.7-0.6/2)=476.096kN·mrREMmax=0.75×476.096=226.27kN·mBC跨：V=1.3×177.28-(10.32+0.5×3.65)=218.319kNMmax=224.61/0.75-218.319×0.7/2=223.068kN·mrREMmax=0.75×223.068=167.301kN·m抗震设计中，对于楼面现浇的框架结构，梁支座负弯矩按矩形截面计算纵筋数量。跨中正弯矩按T形截面计算纵筋数量，跨中截面计算弯矩，应取该跨的跨间最大正弯矩或支座弯矩与1/2简支梁弯矩之中的较大者，当梁下部受拉时，按T形截面设计；当梁上部手拉时，按矩形截面设计。依据上述理论，得：69 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)a.考虑跨间最大弯矩处按T形截面设计，翼缘的计算宽度bf"按跨度算，bf"=l/3=6.9/3=2.3m=2300mm，梁内纵筋选HRB335(fy=fy，=300N/mm)。h0=h-a=600-35=565mm，因为α1fcbf，hf，(h0-hf，/2)=1.0×16.7×2300×100×(565-100/2)=1978.115kN·m>357.02kN·m属于第一类T形截面下部跨间截面按单筋T形截面计算αs=M/(α1fcbf，h02)=357.02×106/(1.0×16.7×2300×5652)=0.0291ξ=1-(1-2αs)1/2=0.0295<ξb=0.518As=ξfcbf，h0/fy=0.0295×16.7×2300×565/300=2134mm2实配钢筋4Ф25、As=1964mm2ρ=1964/300/565=1.16%>ρmin=0.25%，满足要求。梁端截面受压区相对高度：ξ=fyAs/(fcbf，h0)=(300×1964)/16.7/2300/565=0.027<0.35，符合二级抗震设计要求。b.考虑两支座处将下部跨间截面的4Ф20钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋，As，=1964mm2，再计算相应的受拉钢筋As，即支座A上部，αs=[M-fy,As，(h0-a,)]/(fcbf，h02)=[346.958×106-300×1964×(565-35)]/16.7/300/5652=0.022ξ=1-(1-2αs)1/2=0.022<2αs"/h0=2×35/565=0.124说明As，富裕，且达不到屈服，可近似取As=M/fy/(h0-a,)=346.958×106/300/(565-35)=2182mm2实配钢筋5Ф25，As=2454mm2。支座Bl上部：As=M/fy/(h0-a,)=318.110×106/300/(565-35)=2001mm2实配钢筋5Ф25、As=2454mm2。ρ=2454/300/565=1.45%>ρmin=0.3%，又As，/As=0.82>0.3，满足梁的抗震构造要求。69 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)表8.1框架梁纵向钢筋配筋表层次截面M/kNξAs"/mm2As/mm2实配钢筋As/mm2As"/Asρ/%6支座A-138.605＜06288723Ф20(942)0.670.56B左-106.933＜06286733Ф20(942)0.670.56AB跨间89.7750.0095572Ф20(628)0.37支座B右-52.647＜06285323Ф20(942)0.670.86BC跨间43.3850.0283902Ф20(628)0.575支座A-224.061＜0125614095Ф20(1570)0.80.93B左-197.112＜0125612405Ф20(1570)0.80.93AB跨间166.3190.0169914Ф20(1256)0.74支座B右-101.244＜0125610235Ф20(1570)0.81.4BC跨间89.5170.0618494Ф20(1256)1.14支座A-281.346＜0125617695Ф22(1900)0.661.1B左-260.795＜0125616405Ф22(1900)0.661.1AB跨间183.6360.01710534Ф20(1256)0.74支座B右-143.020＜0125614455Ф22(1900)0.661.7BC跨间130.9170.09012534Ф20(1256)1.13支座A-361.951＜0157022765Ф25(2454)0.641.4B左-316.127＜0157019885Ф25(2454)0.641.4AB跨间264.2440.02515494Ф22(1570)0.92支座B右-179.429＜0196418125Ф22(1900)1.01.7BC跨间167.3260.11716284Ф25(1964)1.82支座A-367.724＜0196423135Ф25(2454)0.81.4B左-337.983＜0196421265Ф25(2454)0.81.4AB跨间270.8980.02616114Ф25(1964)1.2支座B右-193.342＜0196419535Ф25(2454)0.82.0BC跨间172.1950.12016704Ф25(1964)1.461支座A-346.958＜0196421825Ф25(2454)0.81.36B左-318.110＜0196420015Ф25(2454)0.81.36AB跨间357.0720.029521344Ф25(1964)1.09支座B右-179.504＜0196418135Ф25(2454)0.81.01BC跨间167.3010.09916094Ф25(1964)1.13c.梁斜截面受剪承载力计算(1)验算截面尺寸hw=h0=565mmhw/b=665/300=1.88<4,属一般梁。0.20fcbh0=0.20×16.7×300×565=566.13kN>V=203.92N可知，截面符合条件。69 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)(2)验算可否按构造配箍0.7fcbh0=0.7×1.57×300×565=186280N203.92kNρsv=nAsv1/bs=4×50.3/100/300=0.67%>ρsvmin=0.02fc/fyv=0.02×16.7/210=0.16%加密区长度取0.90m，非加密区箍筋取Ф8@150，箍筋配置，满足构造要求。BC跨：若梁端箍筋加密区取4肢Ф8@100，则其承载力：0.42fcbh0+1.25fyvnAsv1h0/s=0.42×1.57×300×365+1.25×210×210/100×565=264.79kN<321.6kN。加密区长度取0.60m，非加密区箍筋取Ф8@150，箍筋配置，满足构造要求。表8.2框架梁箍筋数量计算表层次截面γREV/kN0.20βcbh0/kN梁端加密区非加密区实际配钢筋实际配钢筋6A，Bl111.61484.77>γREV0.066双肢Ф8@100双肢Ф8@150Br113.87313.17>γREV0.50双肢Ф8@100双肢Ф8@1005A，Bl196.04484.77>γREV0.64双肢Ф8@100双肢Ф8@150Br239.62313.17>γREV1.81双肢Ф8@100双肢Ф8@1004A，Bl200.09484.77>γREV0.66双肢Ф8@100双肢Ф8@150Br268.99313.17>γREV2.12双肢Ф8@100双肢Ф8@1003A，Bl201.42484.77>γREV0.88双肢Ф8@100双肢Ф8@150Br276.53313.17>γREV2.20双肢Ф8@100双肢Ф8@1002A，Bl207.66484.77>γREV0.71双肢Ф8@100双肢Ф8@150Br282.01313.17>γREV2.26双肢Ф8@100双肢Ф8@1001A，Bl203.92566.13>γREV0.62双肢Ф8@100双肢Ф8@150Br321.6365.73>γREV2.60双肢Ф8@100双肢Ф8@10069 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)8.2框架柱8.2.1柱截面尺寸验算根据《抗震规范》，对于二级抗震等级，剪跨比大于2，轴压比小于0.8。下表给出了框架柱各层剪跨比和轴压比计算结果，注意，表中的Mc、Vc和N都不应考虑抗震调整系数，由表可见，各柱的剪跨比和轴压比均满足规范要求。例：第1层A柱：柱截面宽度：b=700mm柱截面有效高度：h0=700-40=660mm混凝土轴心抗压强度设计值：fc=16.7N/mm2柱端弯矩计算值：Mc取上下端弯矩的最大值。Mc=558.78/0.75=745.043kN·m柱端剪力计算值：Vc=177.52/0.85=208.852kN柱轴力N取柱顶、柱底的最大值：N=1563.80/0.75=2085.06kN剪跨比：Mc/Vch0=745.043×103/208.852/660=5.405>2轴压比：N/fcbh0=2085.06×103/16.7/700/660=0.315<0.9表8.3柱的剪跨比和轴压比验算柱号层次b(mm)h0(mm)fc(N/mm2)Mc(kN·m)Vc(kN)N(kN)Mc/Vch0N/fcbh0A柱660056014.3223.88599.608250.5964.013>20.052<0.8560056014.3253.263126.053575.0433.587>20.119<0.8460056014.3278.425156.467925.5513.177>20.192<0.8360056014.3319.618179.7721391.8163.174>20.289<0.8260056014.3374.128195.2591802.7093.421>20.375<0.8170066016.7745.043208.8522085.065.405>20.315<0.8B柱660056014.3283.643138.695254.8843.650>20.053<0.8560056014.3338.04182.969537.1753.299>20.11<0.81460056014.3409.569229.311792.6643.189>20.164<0.8360056014.3504.543264.5981080.9583.405>20.224<0.8260056014.3514.125289.8531234.0043.167>20.256<0.8170066016.7810.007249.2551492.0564.923>20.225<0.88.2.2柱正截面承载力的计算根据柱端截面组合的内力设计值及其调整值，按正截面受压(或受拉)计算柱的纵向受力钢筋，一般可采用对称配筋。计算中采用的柱计算长度的采用：由《混凝土结构设计规范》(GB50010－2002)所示方法计算。一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构的各层柱段，现浇楼盖底层为其他层为，69 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)对底层柱为基础顶面到一层板顶的高度，其余层为上下板顶之间的高度。水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值以上时，框架柱的计算长度按如下两式计算，并取其中较小值：式中，、为柱的上、下端节点交汇的各柱线刚度之和与交汇的各梁的线刚度之和的比值；为两较小值；为柱的高度。先以第1层A柱为例:a.最不利组合一(调整后)Mmax=698.478kN·m，N=1563.795kN轴向力对截面重心的偏心矩：e0=M/N=698.478×106/(1563.795×103)=446.66mm附加偏心矩ea取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中的较大值，即700/30=23.33mm，故取ea=23.33mm。柱的计算长度，根据《抗震设计规范》，对于现浇楼盖的底层柱，l0=1.0H=4.55m。初始偏心矩：ei=e0+ea=446.66+23.33=469.99mm因为长细比l0/h=4550/700=6.5>5，故应考虑偏心矩增大系数η。ξ1=0.5fcmA/N=0.5×16.7×7002/(1563.795×103)=2.62>1.0取ξ1=1.0又l0/h<15，取ξ2=1.0得，η=1+l02ξ1ξ2h0/1400eih2=1+6.52×660/1400/469.99=1.042轴向力作用点至受拉钢筋As合力点之间的距离e=ηei+h/2-as=1.042×469.99+700/2-40=799.73mm对称配筋：ξ=x/h0=N/fcbh0=1563.795×103/16.7/700/660=0.203<ξb=0.55，为大偏压情况。As,=As=[Ne-ξ(1-0.5ξ)fcbh02]/fy`/(h0-as,)=[1563.795×103×799.73-0.203×(1-0.5×0.203)×16.7×700×6602]/300/(660-40)=1730.25mm2b.最不利组合二Nmax=1692.316kN，M=45.198kN·m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。轴向力对截面重心的偏心矩e0=M/N=45.198×106/(1692.316×103)=26.71mm69 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)初始偏心矩：ei=e0+ea=26.71+23.33=50.04mm长细比l0/h=4550/700=6.5>5，故应考虑偏心矩增大系数η。ξ1=0.5fcA/N=0.5×16.7×7002/(1692.316×103)=2.42>1.0取ξ1=1.0又l0/h<15，取ξ2=1.0得η=1+l02ξ1ξ2h0/1400eih2=1+6.52×660/1400/50.04=1.398ηei=1.398×50.04=69.96mm<0.3h0=0.3×660=198mm,故为小偏心受压。轴向力作用点至受拉钢筋As合力点之间的距离e=ηei+h/2-as=69.96+700/2-40=379.96mmξ=(N-ξbfcbh0)/[(Ne-0.45fcbh02)/(0.8-ξb)/(h0-as,)+fcbh0]+ξb按上式计算时，应满足N>ξbfcmbh0及Ne>0.43fcbh02.因为N=1692.316kN<ξbfcbh0=0.55×16.7×700×660=4243.470kN故可按构造配筋，且应满足ρmin=0.8%，单侧配筋率ρsmin≥0.2%，故As,=As=ρsminbh=0.2%×700×700=980mm2选4Ф20，As,=As=1256mm2总配筋率ρs=3×1256/700/660=0.82%>0.8%69 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)表8.4A柱正截面配筋表A柱六层二层一层组合方式|Mmax|—NNmax—M|Mmax|—NNmax—M|Mmax|—NNmax—M截面柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶M(KNm)78.606167.91470.66594.028336.715281.90166.9862.635698.478192.40228.13945.198N(KN)187.947161.217245.323205.2281352.031323.521435.581395.4851563.7951527.4081631.8771692.3160.3h0168168168168168168168168198198198198e0=M/N(mm)418.231041.534288.045458.159249.044212.99846.65744.884446.655125.96617.24326.707ea(mm)202020202020202023.3323.3323.3323.33ei=e0+ea(mm)438.231061.534308.045478.160269.044232.99866.65764.88469.986149.29640.57350.038l0(m)4.1254.1254.1254.1254.1254.1254.1254.1254.554.554.554.55l0/h6.886.886.886.886.886.886.886.886.506.506.506.50ζ11.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.0ζ21.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.0η1.1081.0451.1531.0991.1761.2031.7091.7281.0901.2832.0411.844ηei485.501108.80355.31525.43316.31280.26113.92112.15512.24191.5582.8292.29e(mm)745.501368.80615.31785.43576.31540.26373.92372.15822.24501.55392.82402.29ξ0.0390.0340.0510.0430.2810.2750.2990.2900.2030.1980.2120.219偏心性质大大大大大大小小大小小小AS=AS"(mm2)200.13702.9392.60257.96695.35413.16<0<01652.90<0<0<0实配钢筋4Ф184Ф224Ф25面积(mm2)101715201964ρS(%)0.9%1.4%1.3%69 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)表8.5B柱正截面配筋表A柱六层二层一层组合方式|Mmax|—NNmax—M|Mmax|—NNmax—M|Mmax|—NNmax—M截面柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶M(KNm)130.537212.73284.425110.600462.712455.55884.23275.556759.382374.71336.67373.333N(KN)191.163164.433323.1325283.038925.520897.0091902.6571862.5621119.0421080.232310.2342255.6530.3h0168168168168168168168168198198198198e0=M/N(mm)682.861293.73261.27390.76499.95507.8644.2740.57678.60346.8815.8732.51ea(mm)202020202020202023.3323.3323.3323.33ei=e0+ea(mm)702.861313.73281.27410.76519.95527.8664.2760.57701.93370.2139.2055.84l0(m)4.1254.1254.1254.1254.1254.1254.1254.1254.554.554.554.55l0/h6.886.886.886.886.886.886.886.886.506.506.506.50ζ11.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.0ζ21.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.0η1.0271.0141.0671.0461.0361.0361.2951.3131.0281.0541.5081.357ηei721.791332.66300.20429.69538.88546.8083.2079.50721.85390.1359.1275.76e(mm)981.791592.66560.20689.69798.88806.80343.20339.501031.85700.13369.12385.76ξ0.0400.0340.0670.0590.1930.1870.3960.3880.1450.1400.2990.292偏心性质大大大大大大小小大大小小AS=AS"(mm2)441.97924.5036.46221.191452.631438.67<0<01903.24431.95<0<0实配钢筋4Ф184Ф224Ф25面积(mm2)101715201964ρS(%)0.9%1.4%1.3%69 9楼板设计8.2.3柱斜截面受剪承载力的计算以第1层A柱为例，上柱柱端弯矩设计值MCt=192.402×1.25=240.50kN·m柱底弯矩设计值MCb=698.478×1.25=873.10kN·m框架柱剪力设计值V=1.2(MCt+MCb)/Hn=338.31kNREV/Cfcbho=0.85×338.31×103/16.7/700/660=0.037<0.2满足要求λ=MC/VCh0=745.043×103/(208.852×660)=5.41>3取λ=3N=1527.41/0.8=1909.26kN>0.3fcbh=0.3×16.7×7002/103=2454.900kN故取N=1909.26kNASV/S=[γREV-1.05/(1+λ)fcbho-0.056N]/fyvh0=(0.85×338.31×103-1.05/4×16.7×700×660-0.056×1909.26×103)/210/660<0故该层柱应按构造配置箍筋。柱端加密区的箍筋选用4肢Ф8@200。查表得，最小配筋率特征值λv=0.08，则最小配筋率ρvmin=λvfc/fyv=0.08×16.7/210=0.63%Asv/s≥ρvAcor/li=0.63×650×650/100/8/650=0.51取8，ASV=50.3mm,则s≤101.5mm.根据构造要求，取加密区箍筋为48@100。非加密区满足s＜10d=220mm,故箍筋取48@200。各层箍筋计算结果见表。表8.6柱斜截面配筋计算表柱号层次γREVC(kN)0.2fcbh0(kN)N(kN)0.3fcbh(kN)(ASV)/SvλVfC/fyV(%)实配箍筋加密区非加密区A柱676.198960.96>V214.9561544.40＜00.085.4548@10048@1504143.633960.96>V834.2881544.40＜00.085.4548@10048@1501249.8241543.08>V1909.262454.90＜00.086.3648@10048@150B柱688.727960.96>V219.2441544.40＜00.085.4548@10048@1504146.495960.96>V757.0041544.40＜00.085.4548@10048@1501265.0541543.08>V1350.2882454.90＜00.086.3648@10048@1508.2.4框架梁柱节点核芯区截面抗震验算以第一层中节点为例，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，因为节点两侧梁不等高，计算时取两侧梁的平均高度，即Hb=(600+400)/2=500mm,hb0=(565+365)/2=465mm本例框架为二级抗震等级，应按式Vj=(ηjbΣMb)[1-(hb0-as,)/(Hc-hb)]/(hb0-as)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69 9楼板设计Hc=0.49×3.3+0.34×4.55=3.164mΣMb=(377.46+222.87)/0.75=800.44kN·m(左震)可知，剪力设计值Vj=(ηjbΣMb)[1-(hb0-as,)/(Hc-hb)]/(hb0-as)=1.2×800.44×103×[1-(465-35)/(3164-500)]/(465-35)=1873.23kN因bb=bc/2=350mm,故取bj=bc=700mm,hj=700mm，ηj=1.5则1/rRE(0.30ηjfcbjhj)=1/0.85(0.30×1.5×16.7×700×700)=4332.18kN≥Vj=1873.23kN，满足要求节点核芯区的受剪承载力按下式计算：Vj≤[1.1ηjftbjhj+0.05ηjNbj/bc+fyvAsvj(hb0-as,)/s]/γRE计算，其中，N取第2层柱底轴力N=1352.03/0.8=1690.04kN和0.5fcA=0.5×16.7×6002=3006kN二者中的较小值，故取N=1690.04kN。该节点区配箍为4Ф10@100，则[1.1ηjftbjhj+0.05ηjNbj/bc+fyvAsvj(hb0-as,)/s]/γRE=[1.1×1.5×1.57×700×700+0.05×1.5×1690.04×103+210×4×78.5×(465-35)/100]/0.85=1976.05kN≥Vj=1690.04kN故承载力满足要求。69 9楼板设计9楼板设计9.1楼板类型及设计方法选择对于楼板，根据弹性理论，l02/l01时,在荷载作用下，在两个正交方向受力且都不可忽略，在本设计中，以房间板为例进行计算，根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)10.1.2条规定，当四边支撑时，长边于短边之比在2到3之间时，均归属为双向板,设计时按弹性理论设计。本方案的房间板为一边简支三边固定的双向板。9.2荷载计算本方案中，恒载标准值均为3.33kN/m2活载标准值除A为2.0kN/m2外，B为2.5kN/m2a.荷载设计值q=1.4×2.0=2.8kN/m2g=1.2×3.33=4.0kN/m2q1=1.4×2.5=3.5kN/mb.计算跨度内跨：(lc轴线间距离)边跨：n+b(ln为净跨，b为梁宽)9.3弯矩计算在求区格板跨中正弯矩时，按恒载均布及活载棋盘式布置计算。取荷载:g·=g+q/2=4.0+2.8/2=5.4kN/m2q1=q/2=2.8/2=1.4kN/m2在求区格板支座最大弯矩时，按恒载及活载均布各区板计算，P=g+q1=4.0+2.8=6.8kN/m2在g·作用下，各内支座可视为三边固定，一边简支，某些区格板跨内最大正弯矩不在板的中心点处，在q1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。根据双向板按弹性理论分析计算系数《结构静力计算手册》进行内力计算，计算结果见下。69 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)Lx/Ly=3.6/5.7=0.63跨内：μ=0：Mx=(0.0368×5.4+0.0791×1.4)×3.62=4.01kN.mMy=(0.0107×5.4+0.0257×1.4)×3.62=1.21kN.mμ=0.2：Mx=4.01+0.2×1.21=4.252kN.mMy=1.21+0.2×4.01=2.012kN.m支座：Mx=0.0803×6.8×3.62=7.08kN.mMy=0.0572×6.8×3.62=5.04kN.m9.4截面设计截面的有效高度：考虑到短跨比长跨方向的弯矩大，故将短方向的钢筋放在长跨方向的外侧，则：短跨方向：ho=h-20=80mm长跨方向：ho=h-30=70mm支座截面处：ho=80mm双向板混凝土标号采用C30，fc=14.3N/mm2,板内分布受力筋为为HPB235级。截面弯矩设计值：该板周围与梁整体现浇，故弯矩设计值应按如下折减(折减系数为0.8)，可近似按As=m/(0.95fyh)算出相应的钢筋截面面积，计算结果如下：表9.1板的配筋计算截面ho/mmmAS/mm2配筋实配跨中Lox804.252266Ф8@180279Loy702.012144Ф8@250201支座1807.08444Ф10@1505232805.04315Ф8/10@20032269 10楼梯设计10楼梯设计10.1建筑设计a.楼梯间尺寸楼梯开间取3.6米，进深取5.7米。b.楼梯形式尺度采用双跑楼梯，层高3.3米，踏步采用150mm×270mm，井宽为100mm,每层共需要3300/150=22步。10.2结构设计结构采用板式楼梯。10.2.1楼梯梯段板设计选用钢筋选HRB335级钢，(fy=fy，=300N/mm2)，混凝土采用C30(，)。a.板厚的确定假定板厚为h=100mm，约为板斜长的1/30。b.荷载计算(取1m板宽进行计算)楼梯斜板的倾角　　　板倾斜度tgα=150/300=0.5cosα=0.8944表10.1梯段板的荷载荷载种类荷载标准值(kN/m)恒载水磨石面层(0.27+0.15)×0.65/0.3=0.91三角形踏步0.27×0.15×25/2/0.3=1.69斜板0.10×25/0.894=2.8板底抹灰0.02×1.0×17/0.894=0.38小计5.78活荷载2.5荷载分项系数rG=1.35rQ=1.4基本组合的总荷载设计值p=5.78×1.35+2.5×1.4=11.303kN/mc.截面设计板水平计算跨度ln=3.3+0.3=3.6m69 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)弯矩设计值M=Pln/10=11.303×3.62/10=14.65kN·mαs=M/(fcbh02)=14.65×106/14.3/1000/802=0.160，ξ=0.175As=1.0×14.3×1000×80×0.175/210=953.33mm2选Φ14@150,实有As=1026mm2，分布筋Φ8@260，每级踏步下一根，具体见配筋图。10.2.2楼梯平台板设计表10.2平台板的荷载荷载种类荷载标准值(kN/m)恒载水磨石面层0.65100厚混凝土板0.10×25=2.50板底抹灰0.02×17=0.34小计3.49活荷载2.5×1=2.5a.荷载计算：设平台板厚h=100mm，平台板下梁截面尺寸为200×300mm，取1m宽板带计算。荷载分项系数rG=1.2rQ=1.4基本组合的总荷载设计值p=3.49×1.2+1.4×2.5=7.68kN/mb截面设计板的计算跨度l0=ln=1.8-0.2×2=1.4m弯矩设计值M=pl02/10=7.68×1.42/10=1.51kN·mh0=100-20=80mmαs=M/(fcbh02)=1.51×106/14.3/1000/802=0.016，ξ=0.016As=1.0×14.3×1000×80×0.016/210=87.2mm2选Φ8@100,实有As=503mm2，分布筋Φ8@200。10.2.3楼梯平台梁设计设平台梁截面b=200mmh=300mma.荷载计算表10.3平台梁的荷载荷载种类荷载标准值(kN/m)恒载梁自重0.2×(0.30-0.10)×25=1梁侧粉刷0.02×(0.30-0.10)×2×17=0.136平台板传来3.49×1.40/2=2.443梯段板传来5.78×3.6/2=10.404小计13.983活荷载2.5×(3.6/2+1.40/2)=6.2569 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)荷载分项系数rG=1.35rQ=1.4基本组合的总荷载设计值p=16.983×1.35+6.25×1.4=31.68kN/mb截面设计计算跨度l0=1.05ln=1.05×(3.6-0.24)=3.528m内力设计值M=pl02/8=31.68×3.5282/8=49.29kN·mV=pln/2=31.68×3.528/2=55.88kN截面按倒L形计算：bf，=b+5hf，=200+5×100=700mmh0=300-35=265mmα1fcbf，hf，(h0-hf，/2)=1.0×14.3×700×100×(265-100/2)=215.215kN·m>49.29kN·m经计算属第一类T形截面。αs=M/(fcmbh02)=49.29×106/14.3/700/2652=0.070，ξ=0.073As=1.0×14.3×700×265×0.073/300=645.5mm2选3Ф18，实有As=763mm2截面校核0.25fcbh0=0.25×14.3×200×265=189.5kN·m>49.29kN·m截面尺寸满足要求。判别是否需要配腹筋0.07fcbh0=0.07×14.3×200×265=53.05kN.m>49.29kN.m故安构造要求配置腹筋配置双肢69 11结论11结论11.1总结本论文是西安市长安实验中学公寓楼的设计，对相关的设计过程进行了详细的论述，并根据所学知识确定了合理的设计方案，论文研究的主要成果有：此课题设计历时约四个多月，在这四个多月中，已经能根据设计任务书的要求，紧密地和本组同学合作，按照任务进度完成自己的设计任务。在拿到任务书我仔细研读了任务书，分析了题目的背景和意义：本工程项目位于西安市长安区，属综合性公寓楼。该课题的设计对我们土木工程专业学生具有现实意义：此设计需综合运用专业知识进行建筑及结构设计；同时也需学会查阅规范与图集；并能锻炼团队协作精神、独立工作能力、动手能力、计算机应用能力等综合素质，为今后从事土木工程设计与施工奠定基础。在开始动手设计的前期，陆续重温了《结构力学》、《混凝土设计原理》、《建筑结构抗震设计》、《房屋建筑学》等书，并在指导老师和图书馆那儿借阅了《抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》等书。通过前期的准备和指导老师的指导下我开始动手平、立、剖草图的设计。完成初步设计后在指导老师意见下经过细心修改后完成建筑方案设计，随后就进入一榀框架计算阶段，这阶段计算工作量很大，为了少出错误我秉着勤学好问紧密结合老师和同学的路线，一步一个脚印的往下走。结合前期的准备，在老师的指导下初步确定构件尺寸，计算刚度，验算在水平地震荷载作用下结构的层间位移。随着设计的进行，计算一榀承重框架的内力，并进行内力组合，接着进行截面配筋计算，还进行了楼梯设计，绘制出结构施工图，最后整理计算书、论文和图纸。在毕设后期，主要进行计算书手稿的电脑输入，并得到老师和同学们的帮助使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。11.2体会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，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。69 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)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，要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有了更大的灵活性。大学毕业后，我将在新的环境开始自己新的生活和学习，但毕业设计这段时间是我四年的大学生活最充实得一段时间，我也初步掌握了建筑结构设计的基础知识。在走上工作岗位后，我将继续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。再次感谢在这次毕业设计中支持和帮助我的老师和同学。69 参考文献参考文献[1]中华人民共和国国家标准，混凝土结构设计规范(GB50010-2002)，北京：中国建筑工业出版社，2002[2]中华人民共和国国家标准，建筑结构荷载规范(GB50009-2001)，北京：中国建筑工业出版社，2002[3]中华人民共和国国家标准，建筑抗震设计规范(GB50011-2001)，北京：中国建筑工业出版社，2001[4]中华人民共和国国家标准，建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)，北京：中国建筑工业出版社，2002[5]中华人民共和国国家标准，建筑设计防火规范(GBJ16-87，2001)北京：中国建筑工业出版社，2001[6]中华人民共和国国家标准，建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068-2001)北京：中国建筑工业出版社，2001[7]严正庭、严捷编，简明混凝土结构构造手册，北京：中国建筑工业出版社，1992年11月第一版[8]张誉主编，混凝土结构基本原理，北京：中国建筑工业出版社，2000[9]梁兴文、史庆轩、童岳生编著，钢筋混凝土结构设计，北京：科学技术文献出版社，1992.[10]梁兴文、史庆轩主编，土木工程专业毕业设计指导，北京：科学出版社，2002[11]方鄂华编著，多层及高层建筑结构设计，北京：地震出版社，1992[12]许有邻，周氐编著，混凝土结构设计规范理解与应用，北京：中国建筑工业出版社，2002[13]KennethLeet.ReinforcedConcreteDesign.McGraw-HillBookCompany,1982[14]ParkYJandAngAH-SMechanisticSeismicDamagemodelforReinforcedConcrete,JournalofStructuralEngineering,ASCE,Vollll,No.4,1995[15]Miranda,E.ApproximateSeismicLateralDeformationDemandsinMultistoryBuildings.StructEngrg,ASCE,199969 毕业设计（论文）独创性声明69'