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'河南理工大学本科毕业设计（论文）第一章绪论建筑工程毕业设计摘要本次毕业设计所选题目为“焦作大学学生宿舍楼设计”。该工程采用的结构形式为现浇钢筋混凝土框架结构，共有八层。建筑纵向长度为50.4m，横向长度为12.3m，房屋总高度24.75m,标准层层高3.0m，底层层高3.6m，室内外高差600mm，总建筑物面积9215m2。建筑物坐北朝南，主要功能要求能满足学生日常的使用要求。总体设计主要完成了一榀框架A、B、C、D轴的结构设计与计算。确定框架布局之后，先进行了荷载标准值的计算，从而确定框架计算简图和荷载总图，之后用底部剪力法计算水平地震作用大小，用D值法求出地震作用下的框架内力（弯矩、剪力、轴力）；然后采用弯矩二次分配法计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的框架内力；进而进行框架内力的组合与调整，并选取最不利组合进行截面设计，在进行截面抗震设计时，为保证延性，框架要满足“强剪弱弯”、“强柱弱梁”、“强节点弱构件”的设计原则，且满足构造要求；此外还进行了基础设计、楼盖现浇板和板式楼梯的设计，最后绘制了房屋结构的楼梯、楼板、框架、基础等结构的施工图。关键词：框架结构结构设计抗震设计内力组合截面设计42 河南理工大学本科毕业设计（论文）第一章绪论AbstractThegraduationprojectselectedtopic"JiaozuoUniversitystudentdormitorydesign."Theprojectusesastructureintheformofin-situreinforcedconcreteframestructure,atotalofeight.Buildingalongitudinallengthof50.4m,laterallengthof12.3m,totalhousingheight24.75m,standardlayersofhigh3.0m,bottomstorey3.6m,indoorandoutdoorheight600mm,totalbuildingareaof9215m2.Buildingfacessouth,themainfunctionalrequirementstomeetthestudents"dailyrequirements.TheoveralldesignofthemaincompletedthestructuredesignandcalculationofaframeofA,B,C,Daxis.Afterdeterminingframelayout,thefirstfortheloadstandardvaluesarecalculatedtodeterminetheframeworkforcalculatingthetotalloaddiagramsandmaps,followedbyhorizontalseismicbaseshearmethodtocalculatethesizeoftherole,withtheD-valuemethodundertheframeworkofthecalculatedseismicforces(moment,shear,axialforce);thencalculatedusingmomentdistributionMethodverticalloads(deadloadandliveload)undertheframeworkoftheinternalforces;thusbeacombinationofinternalforcesandadjustmentframework,andselectthemostunfavorablecombinationsectiondesign,conductingseismicdesignsection,inordertoensureductility,theframeworktomeetthe"strongshearweakbending","strongcolumn-weakbeam","strongnodeweakcomponent"designprinciples,andtomeetstructuralrequirements;additionalsocarriedoutbasicdesign,floorslabandplatestaircasedesign,andfinallydrawahousingstructureofthestairs,floor,frame,basicstructuressuchasconstructiondrawings.Keywords:FramestructureStructuredesignSeismicdesignThecombinationofinternalforcesSectiondesign42 河南理工大学本科毕业设计（论文）第一章绪论第一章绪论1.1工程概况工程地理位置：河南省焦作市；工程名称：焦作大学学生宿舍楼；工程总面积：约为9215m2；结构形式：框架结构。1.2建筑物功能与特点该拟建的建筑物位于焦作市，本工程为八层框架学生宿舍楼，建筑总高度为24.75m，底层层高3.6m，标准层层高3.0m，室内外高差0.60m，总建筑面积大约为9215m2。1.2.1平面设计建筑朝向为南北向，主要房间的设计有适宜的尺寸，足够的使用面积，适用的形状，以及良好的采光和通风条件。平面布置满足长宽比小于5，采用纵向3.6m、横向5.1m的柱距，满足建筑开间模数和进深的要求。1.2.2立面设计建筑立面可以看成是由许多构件组成的，如墙体、梁柱、门窗及勒脚、檐口等。恰当地确定立面中这些构件的比例、尺寸，运用节奏、韵律、虚实、对比等规律，是使建筑立面高于表现力的重要设计手法。在建筑立面上，相同构件或门窗作有规律的重复和变化，给人们在视觉上得到类似音乐诗歌中节奏韵律的效果，从而使设计达到形式和内容的完整统一。1.2.3剖面设计建筑剖面设计主要分析各部分应有的高度（层高、室内外高差等）、建筑层数、建筑空间的组合利用，以及建筑剖面中的结构、构造关系。建筑物的平面和剖面是紧密联系的。1.2.4消防设计本工程耐火等级为一级。总平面中，建筑四面临路，消防车均能到达建筑周围，与相邻建筑距离均符合规范要求。按消防实际面积考虑，各部位消防设计如下：每个防火分区设有消防警报、消火栓和自动喷洒系统。42 河南理工大学本科毕业设计（论文）第一章绪论1.2.5抗震设计《建筑抗震设计规范》规定，抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。焦作地区抗震设防烈度为7度，必须进行抗震设防。建筑根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类4类抗震设防类别。甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑；乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需要尽快修复的建筑；丙类建筑应属于除甲、乙类和丁类以外的一般建筑；丁类设防建筑应属于抗震次要建筑。本工程的抗震设防类别为乙类，按7度设防，抗震措施符合本地区抗震设防的要求。1.2.6变形缝的设置在总体结构布置中，为了降低地基沉降、温度变化和体型复杂对结构的不利影响，可以设置沉降缝、伸缩缝和防震缝，从而将结构分成若干个独立的单元。当房屋既需要设沉降缝，又需要设伸缩缝，沉降缝可以兼做伸缩缝，两缝合并设置。对有抗震设防要求的房屋，其沉降缝和伸缩缝均应该复合防震缝的要求，并尽可能做到三缝合一。1.3设计资料本工程采用框架结构，建筑抗震设防分类属乙类建筑。建筑抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，所属设计地震分组为第一组，结构抗震等级为二级。基本雪压：S0=0.25kN/m2，楼面活荷载：房间和走道均为2.5kN/m2。1.4工程做法1.4.1外墙做法外墙瓷砖20mm厚1:2水泥砂浆抹灰加气混凝土砌块20mm厚1:2水泥砂浆抹灰1.4.2内墙做法加气混凝土砌块2面水泥粉刷内墙面42 河南理工大学本科毕业设计（论文）第一章绪论1.4.3楼面做法面层：水磨石地面找平层：20mm厚1:2水泥砂浆结构层：120mm厚现浇混凝土楼面板抹灰层：20mm厚板底抹灰1.4.4屋面做法防水层：三毡四油防水层找坡层：20mm厚1:2水泥灰焦渣砂浆保温层：80mm厚水泥珍珠岩制品保温层找平层：20mm厚1:2水泥砂浆找平结构层：120mm厚现浇混凝土楼面板抹灰层：20mm厚板底抹灰1.4.5散水做法100mm厚1:2:3细实混凝土撒1:1水泥沙子压实抹光150mm厚3:7灰土素土夯实向外坡度3%1.4.6门窗做法门为木门，窗为铝合金窗。42 河南理工大学本科毕业设计（论文）第二章结构设计第二章结构设计2.1框架结构设计计算2.1.1工程概况本工程为八层钢筋混凝土框架结构体系，总建筑面积为9215m2。层高3.0m，平面尺寸50.4m×12.3m，室内地坪为±0.00m，室内外高差0.60m。框架梁柱现浇，屋面及楼面采用120mm厚现浇钢筋混凝土楼面板。2.1.2结构设计方案及布置钢筋混凝土框架结构是由梁、柱通过节点连接组成的承受竖向荷载和水平荷载的结构体系。按结构布置不同，框架结构可以分为横向承重，纵向承重和纵横承重三种布置方案。本次设计的宿舍楼采用横向承重方案，竖向荷载主要由横向框架承担。横向框架还要承受横向的水平风载和地震荷载。在房屋的纵向则设置连系梁与横向框架连接，这些连系梁与柱实际上形成了纵向框架，承受平行于房屋纵向的水平风荷载和地震荷载。框架平面和柱网布置如图2—1所示：图2-1框架平面柱网布置42 河南理工大学本科毕业设计（论文）第二章结构设计2.2梁柱截面、梁跨度及柱高度的确定2.2.1初估柱截面尺寸由公式按轴压比要求计算：式中：—结构抗震等级为二级，取值0.8；β—考虑地震作用组合后柱的轴压力增大系数，边柱取1.3，中柱取1.25；N—柱组合轴压力设计值；F—按简支状态计算柱的负载面积；gE—单位建筑面积上重量荷载值，框架结构体系为12～14kN/m2,此处取13kN/m2；Ac—柱截面面积；fc—混凝土轴心抗压强度设计值；n—验算截面以上楼层层数。对于边柱：对于中柱：根据以上估算结果，并综合考虑其他因素，本设计中的柱子截面尺寸取值如下，柱：b×h=500mm×500mm。2.2.2初估梁截面尺寸横向边跨：L1：h=(1/12～1/8)L=(1/12～1/8)×5100=425～637.5mm，取h=600mmb=(1/3～1/2)h=(1/3～1/2)×600=200～300mm,取b=300mm横向中跨：L2：h=(1/12～1/8)L=(1/12～1/8)×2100=175～262.5mm,取h=450mm42 河南理工大学本科毕业设计（论文）第二章结构设计b=(1/3～1/2)h=(1/3～1/2)×450=150～225mm,取b=250mm纵向梁跨：L3：h=(1/12～1/8)L=(1/12～1/8)×3600=300～450mm,取h=450mmb=(1/3～1/2)h=(1/3～1/2)×450=150～225mm,取b=250mm故L1=300mm×600mm，L2=250mm×450mm，L3=250mm×450mm。2.2.3梁的计算跨度L1：L0=5100mmL2：L0=2100mmL3：L0=3600mm2.2.4柱高度底层柱高度为基础顶面至二层楼面的距离，取H=3.6m，其他层为H=3.0m。2.3计算简图的确定图2—2横向框架计算简图及柱编号42 河南理工大学本科毕业设计（论文）第三章荷载计算第三章荷载计算3.1荷载标准值计算3.1.1屋面均布恒载三毡四油防水层0.4kN/m220mm厚水泥灰焦渣砂浆0.020×14=0.28kN/m280mm厚砂浆珍珠岩制品保温层0.080×3.5=0.28kN/m220mm厚1:2水泥砂浆找平0.020×20=0.4kN/m2120mm厚现浇混凝土楼面板0.120×25=3.0kN/m220mm厚板底抹灰0.020×20=0.4kN/m2共计4.76kN/m2屋面恒载标准值：(3.6×14+0.24)×(5.1×2+2.1+0.24)×4.76=3022.72kN3.1.2楼面均布恒载水磨石地面0.65kN/m220mm厚1:2水泥砂浆0.020×20=0.4kN/m2120mm厚现浇混凝土楼面板0.120×25=3.0kN/m220mm厚板底抹灰0.020×20=0.4kN/m2共计4.45kN/m2楼面恒载标准值：（3.6×14+0.24）×（5.1×2+2.1+0.24）×4.45=2825.86kN3.1.3屋面均布活载（3.6×14+0.24）×（5.1×2+2.1+0.24）×0.5=317.51kN3.1.4楼面均布活载（3.6×14+0.24）×（5.1×2+2.1+0.24）×2.5=1587.56kN3.1.5梁柱自重梁柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算其重力荷载，具体过程见表3—1。42 河南理工大学本科毕业设计（论文）第三章荷载计算表3—1梁柱自身重力荷载标准值层次构件b(m)h(m)r(kN/m3)βg(kN/m)L(m)nGi(kN)∑Gi(kN)1KL10.30.6251.054.7254.6930652.052653.17KL20.250.45251.052.9531.61570.87kL30.250.45251.052.9533.156512.64Z10.50.5251.056.5633.6601417.612～8kL10.30.6251.0654.7254.630652.052416.90kL20.250.45251.052.9531.61570.87kL30.250.45251.052.9533.156512.64Z20.50.5251.056.5633.0601181.34注：(1）β为考虑梁柱的粉刷层重力荷载的增大系数，g表示单位长度构件的重力荷载；(2）表中L取梁净长，柱取层高，n表示构件数量，Gi表示该层某一构件的重量。3.1.6墙体自重外墙墙厚240mm，采用瓷砖贴面；内墙墙厚120mm，采用水泥砂浆抹面，内外墙均采用加气混凝土砌块。单位面积外墙体重量为：5.5×0.24=1.32kN/m2单位面积外墙体抹灰重量为：0.02×20×2=0.8kN/m2单位面积外墙贴面重量为：0.5kN/m2单位面积内墙体重量为：5.5×0.12=0.66kN/m2单位面积内墙双面抹灰重量为：0.36×2=0.72kN/m2底层墙体自重计算：纵墙：外墙：（3.1×3.6-1.8×1.8）×28=221.76m2外墙墙体重量：221.76×1.32=292.72kN外墙抹灰重量：221.76×0.8=177.41kN42 河南理工大学本科毕业设计（论文）第三章荷载计算外墙贴面重量：221.76×0.5=110.88kN小计总重：581.01kN内墙：（3.1×3.6-2.1×0.9）×28=259.56m2内墙墙体重量：259.56×0.66=171.31kN内墙抹灰重量：259.56×0.72=186.88kN小计总重：358.19kN横墙：外墙：4.6×3.6×4=66.24m2外墙墙体重量：66.24×1.32=87.44kN外墙抹灰重量：66.24×0.8=52.99kN外墙贴面重量：66.24×0.5=33.12kN小计总重：173.55kN内墙：4.6×3.6×26=430.56m2内墙墙体重量：430.56×0.66=284.17kN内墙抹灰重量：430.56×0.72=310.00kN小计总重：594.17kN标准层墙体自重计算：纵墙：外墙：（3.1×3.0-1.8×1.8）×28=169.68m2外墙墙体重量：169.68×1.32=223.98kN外墙抹灰重量：169.68×0.8=135.74kN外墙贴面重量：169.68×0.5=84.84kN小计总重：444.56kN内墙：（3.1×3.0-2.1×0.9）×28=207.48m2内墙墙体重量：207.48×0.66=136.94kN内墙抹灰重量：207.48×0.72=149.38kN小计总重：286.32kN横墙：外墙：4.6×3×4=55.2m2外墙墙体重量：55.2×1.32=72.86kN42 河南理工大学本科毕业设计（论文）第三章荷载计算外墙抹灰重量：55.2×0.8=44.16kN外墙贴面重量：55.2×0.5=27.60kN小计总重：144.62kN内墙：4.6×3×26=358.8m2内墙体重量：358.8×0.66=236.81kN内墙抹灰重量：358.8×0.72=258.34kN小计总重：495.15kN墙体自重如表3—2所示：表3—2墙体自重墙体片数重量（kN）底层纵墙外墙28581.01939.2内墙28358.19底层横墙外墙4173.55767.72内墙26594.17其他层纵墙外墙28444.56730.88内墙28286.32其他层横墙外墙4144.62639.77内墙26495.15女儿墙重量：墙体面积s=1.2×（50.4+0.24+12.3-0.24）=75.24m2女儿墙墙体重量：75.24×1.32=99.32kN女儿墙抹灰重量：75.24×0.8=60.19kN外墙贴面重量：75.24×0.5=37.62kN小计总重：197.13kN42 河南理工大学本科毕业设计（论文）第三章荷载计算3.2重力荷载代表值顶层重力荷载代表值包括：屋面荷载+50%屋面活载+纵横梁自重+半层柱自重+半层墙体自重+女儿墙自重其他层重力荷载代表值包括：楼面荷载+50%活载+纵横梁自重+楼面上下各半层的柱及纵横墙体自重第八层：G8’=3022.72+50%×317.51+1235.56+590.67+685.33+197.13=5890.17kN第二至七层：G7’=G6’=G5’=G4’=G3’=G2’=2825.86+50%×1587.56+1235.56+1181.34+1370.65=7407.19kN第一层：G1’=2825.86+50%1587.56+1235.56+1299.48+1538.79=7693.47kN门窗荷载计算：门均采用木门，单位面积木门重量为0.2kN/m2窗采用铝合金窗，单位面积窗重量为0.45kN/m2各层门重量：2.1×0.9×0.2×28=10.58kN各层窗重量：1.8×1.8×0.45×28=40.82kN底层墙体实际重量：G1=7693.47+10.58+40.82=7744.87kN二至八层实际重量：G2=G3=G4=G5=G6=G7=7407.19+10.58+40.82=7458.59kNG8=5890.17+10.58+40.82=5941.57kN建筑物总重力荷载代表值：建筑物总重力荷载代表值：42 河南理工大学本科毕业设计（论文）第三章荷载计算图3—3质点重力荷载值42 河南理工大学本科毕业设计（论文）第四章框架侧移刚度计算第四章框架侧移刚度计算4.1水平地震作用下框架的侧向位移验算4.1.1横向线刚度全部柱梁均采用C30混凝土，Ec=3.0×104N/mm2。在框架结构中，有现浇楼面或预制板楼面。而现浇板底楼面，板可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架侧移。为考虑这一有利作用，在计算量的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架取I=1.5I0(I0为梁的截面惯性矩)。对中框架取I=2.0I0。若为装配楼板，则边框架取I=1.2I0。对中框架取I=1.5I0。本框架结构中，采用现浇楼面，横梁线刚度计算如表4—1所示：表4—1横梁线刚度计算表梁号截面b×h跨度l(mm)惯性矩I0=bh3/12(mm4)边框架梁中框架梁Ib=1.5I0Ib=EIb/lIb=2.0I0Ib=EIb/lL1300×60051005.4×1098.1×1094.765×10101.08×10106.353×1010L2250×45021001.9×1092.85×1094.071×10103.8×1095.429×10104.1.2横向框架柱的侧移刚度D值表4—2柱线刚度计算表层次截面b×h高度L(mm)惯性矩线刚度I0=bh3/12(mm4)ic=EI0/l1500×50036005.2×1094.333×10102～8500×50030005.2×1095.200×101042 河南理工大学本科毕业设计（论文）第四章框架侧移刚度计算表4—3横向框架侧移刚度D值计算项目柱类型（一般层）（底层）（一般层）（底层）根数底层边框架边柱1.0990.516207024边框架中柱2.0390.629252364中框架边柱1.4660.5672274826中框架中柱2.7190.68227362261486612二至八层边框架边柱0.9160.3145217714边框架中柱1.6990.459318244中框架边柱1.2220.3792627726中框架中柱2.2660.531368162618547984.1.3横向框架自振周期横向框架自振周期的计算采用的是结构顶点位移法，顶点位移法是求结构基本频率的一种近似方法，只有求出结构的顶点水平位移，就可以按下式求得结构的基本周期：式中：—周期折减系数，考虑填充墙对结构周期的影响，本工程取0.7；42 河南理工大学本科毕业设计（论文）第四章框架侧移刚度计算—框架的顶点位移。计算时，假想将框架的重力荷载代表值视为水平作用力，然后按弹性方法进行水平位移计算。表4—4横向框架结构的顶点位移计算层次Gi(kN)∑Gi(kN)Di（kN/m）层间位移△i=∑Gi/Di∑△i85941.575941.5718547980.0030.14477458.5913400.1618547980.0070.14167458.5920858.7518547980.0110.13457458.5928317.3418547980.0150.12347458.5935775.9318547980.0190.10837458.5943234.5218547980.0230.08927458.5950693.1118547980.0270.06617744.8758437.9814866120.0390.039所以=0.144m。4.1.4横向地震作用计算本结构为质量和刚度沿高度分布均匀的框架结构，可采用底部剪力法计算多遇水平地震下的框架内力。该地区抗震设防烈度为7度，设计地震加速度为0.10g，Ⅱ类场地，设计地震分组为第一组，特征周期。由地震影响系数曲线可得基本周期的地震影响系数：因为，可不必考虑顶部的附加地震作用。结构总水平地震作用标准值为：42 河南理工大学本科毕业设计（论文）第四章框架侧移刚度计算各层水平地震作用标准值，各层水平地震作用标准值及楼层剪力如表4—5所示：表4—5各层横向地震作用及楼层剪力层次层高hi(m)Hi(m)Gi(kN)GiHi(kN.m)Fi(kN)Vi(kN)83.024.65941.57146162.620.182578.58578.5873.021.67458.59161105.540.200635.811214.3963.018.67458.59138729.770.172546.79176.1853.015.67458.59116354.000.144457.782218.9643.012.67458.5993978.230.117371.952590.9133.09.67458.5971602.460.089282.932873.8423.06.67458.5949226.690.061193.923067.7613.63.67744.8727881.530.035111.273179.03横向框架各楼层水平地震作用和地震剪力沿高度的分布示意图如图4—1所示：图4—1横向框架各层水平地震作用和地震剪力42 河南理工大学本科毕业设计（论文）第四章框架侧移刚度计算4.1.5横向框架抗震变形验算已知水平地震作用下框架结构的层间位移和层间剪力，计算各层间弹性位移角。表4—6横向框架抗震变形验算层次层间剪力Vi(kN)层间刚度Di(kN/m)层间位移Vi/Di(m)层高hi（m）层间相对弹性转角8578.5818547980.0003123.01/961571214.3918547980.0006553.01/45806761.1818547980.0009503.01/315852218.9618547980.0011963.01/250842590.9118547980.0013973.01/214732873.8418547980.0015493.01/193723067.7618547980.0016543.01/181413179.0314866120.0021383.61/1684注：层间相对弹性转角均满足要求，。4.2水平地震作用下横向框架的内力分析表4—7修正后的边柱反弯点高度层次α2=h上/hiα3=h下/hiy0y1y2y3yhi(m)yhi(m)8—1.01.2220.37220000.37223.01.11771.01.01.2220.450000.453.01.3561.01.01.2220.46110000.46113.01.38351.01.01.2220.46110000.46113.01.38341.01.01.2220.500000.503.01.531.01.01.2220.500000.503.01.521.01.21.2220.500000.503.01.510.833—1.4660.62670000.62673.62.25642 河南理工大学本科毕业设计（论文）第四章框架侧移刚度计算表4—8修正后的中柱反弯点高度层次α2=h上/hiα3=h下/hiy0y1y2y3yhi(m)yhi(m)8—1.02.2660.450000.453.01.3571.01.02.2660.46330000.46333.01.39061.01.02.2660.500000.503.01.551.01.02.2660.500000.503.01.541.01.02.2660.500000.503.01.531.01.02.2660.500000.503.01.521.01.22.2660.500000.503.01.510.833—2.7190.58670000.58673.62.112注：y=y0+y1+y2+y3式中：y0—荷载形式、总层数、层次、梁柱线刚度比对反弯点高度的影响；y1—上下层横梁线刚度比对反弯点高度的影响；y2—上下层高与本层层高不同时反弯点高度比的修正值；y3—下层层高与本层层高不同时反弯点高度比的修正值。由上表可得水平地震作用下梁柱端弯矩、剪力及柱轴力，计算见表4—9、表4—10：表4—9横向水平地震作用下柱剪力和柱端弯矩层号Vi(kN)∑D边柱（A、D柱）中柱（B、C柱）Di1Vi1yhiM上M下Di2Vi2yhiM上M下8578.581854798262778.201.11715.449.163681611.481.3518.9415.5071214.3917.201.3528.3823.2224.101.3938.8033.5061761.1824.951.38340.3434.5134.981.552.4752.4752218.9631.441.38350.8443.4844.041.566.0666.0642490.9136.711.555.0755.0751.431.577.1577.1532873.8418547982627740.711.561.0761.073681657.041.585.5685.5642 河南理工大学本科毕业设计（论文）第四章框架侧移刚度计算续表4—9层号Vi(kN)∑D边柱（A、D柱）中柱（B、C柱）Di1Vi1yhiM上M下Di2Vi2yhiM上M下23067.7618547982627743.461.565.1965.193681660.891.591.3491.3413179.0314866122274848.652.25665.39108.872736258.512.1187.06123.57注：Vij=ViDij/∑D，M上=Vij(hi-yhi)，M下=Vijyhi。表4—10地震作用下框架柱轴力和梁端弯矩、剪力层号AB(CD)边跨梁BC中跨梁柱轴力L(m)VbL(m)Vb边柱中柱84.615.4410.215.581.68.738.7310.91-5.58-5.3374.637.5429.2714.521.625.0325.0331.29-20.10-22.1064.663.5646.3423.891.639.6339.6349.54-43.99-47.7554.685.3563.8932.441.654.6454.6468.30-76.43-83.6144.698.5577.1938.201.666.0266.0282.53-114.63-127.9434.6116.1487.7044.311.675.0075.0093.75-158.94-177.3824.6126.2695.3548.181.681.5581.55101.94-207.12-231.1414.6130.5896.1649.291.682.2482.24102.80-256.41-284.6542 河南理工大学本科毕业设计（论文）第四章框架侧移刚度计算图4—2地震力作用下中框架弯矩图（kN.m）42 河南理工大学本科毕业设计（论文）第四章框架侧移刚度计算图4—3地震力作用下框架梁端剪力及柱轴力（kN）42 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章竖向荷载作用下框架结构内力计算第五章竖向荷载作用下框架结构内力计算5.1横向框架内力计算图5—1框架结构计算单元确定每个板区格的荷载传递时，先要区分此板是单向板还是双向板，本结构的所有区格均为双向板，可沿四角点作450线，将区格分为四个部分，将每部分板上的荷载传递到与之相邻的梁上，板传至梁上的三角形荷载或梯形荷载可等效为均布荷载。图5—2等效荷载图42 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章竖向荷载作用下框架结构内力计算A—B（C—D）轴间框架梁：屋面板传给梁的荷载：恒载：活载：楼面板传给梁的荷载：恒载：活载：梁自重（含抹灰）标准值：综上所述，A—B（C—D）轴间框架梁均布荷载值为：屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=4.725+13.62=18.35kN/m活载=板传荷载=1.43kN/m楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=4.725+12.73=17.46kN/m活载=板传荷载=7.15kN/mB—C轴间框架梁：屋面板传给梁的荷载：恒载：活载：楼面板传给梁的荷载：恒载：活载：梁自重（含抹灰）标准值：综上所述，B—C轴间框架梁的均布荷载值为：屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=2.953+6.25=9.20kN/m活载=板传荷载=0.66kN/m楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=2.953+5.84=8.79kN/m活载=板传荷载=3.28kN/m柱纵向集中荷载计算：42 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章竖向荷载作用下框架结构内力计算A(D)轴柱纵向集中荷载计算：顶层柱：恒载=女儿墙+梁自重+板传荷载=活载=板传荷载=第2～7层柱：恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=活载=板传荷载=首层柱：恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=活载=板传荷载=B(C)轴柱纵向集中荷载计算：顶层柱：恒载=梁自重+板传荷载活载=板传荷载第2～7层柱：恒载=梁自重+板传荷载+墙自重42 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章竖向荷载作用下框架结构内力计算活载=板传荷载首层柱：恒载=梁自重+板传荷载+墙自重活载=板传荷载框架在竖向荷载作用下的示意图如图5—3（a）、图5—3（b）所示：图5—3（a）恒载示意图42 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章竖向荷载作用下框架结构内力计算图5—3（b）活载示意图5.2用弯矩分配法计算框架弯矩因为框架结构对称，荷载对称，奇数跨，可取半边结构计算，其计算简图如图所示5—4所示：42 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章竖向荷载作用下框架结构内力计算图5—4框架结构计算简图5.2.1固端弯矩计算将框架视为两端固定梁，计算其固端弯矩，其中边跨，中跨，单位kN.m。表5—1固端弯矩计算荷载类型层号恒载活载边跨中跨边跨边跨839.773.383.100.241～737.843.2315.501.2142 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章竖向荷载作用下框架结构内力计算5.2.2分配系数计算梁、柱的转动刚度如表5—2所示：表5—2梁柱转动刚度杆件名称转动刚度s(N.mm)相对转动刚度框架梁边跨4ib=4×6.353×1010=25.412×10102.340中跨2ib=2×5.429×1010=10.858×10101.000框架柱底层4ic=4×4.333×1010=17.332×10101.596其余层4ic=4×5.200×1010=20.800×10101.916各节点弯矩分配系数计算如表5—3所示：表5—3各节点弯矩分配系数计算节点∑sμ左梁μ右梁μ上柱μ下柱92.340+1.916=4.256—0.550—0.4508～32.340+1.916×2=6.172—0.3800.3100.31022.340+1.916+1.596=5.852—0.4000.3270.273182.340+1.000+1.916=5.2560.4450.190—0.36517～122.340+1.000+1.916×2=7.1720.3260.1390.2670.268112.340+1.000+1.916+1.596=6.8520.3420.1460.2790.2335.2.3弯矩分配恒载、活载作用下框架支座弯矩采用弯矩二次分配法进行计算。恒荷载弯矩二次分配上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁—0.4500.5500.445—0.3650.190-39.77八39.77-3.3817.9021.87层-16.19-13.28-6.915.87-8.1010.94-4.6242 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章竖向荷载作用下框架结构内力计算1.001.23-2.81-2.31-1.2024.77-24.7731.71-20.21-11.490.3100.3100.3800.3260.2670.2680.139-37.84七37.84-3.2311.7311.7314.38层-11.28-9.24-9.28-4.818.955.87-5.647.19-6.64-4.62-2.85-2.85-3.491.331.091.090.5717.8314.75-32.5935.08-14.79-12.81-7.470.3100.3100.3800.3260.2670.2680.139-37.84六37.84-3.2311.7311.7314.38层-11.28-9.24-9.28-4.815.875.87-5.647.19-4.64-4.62-1.89-1.89-2.320.670.550.550.2915.7115.71-31.4234.42-13.33-13.35-7.750.3100.3100.3800.3260.2670.2680.139-37.84五37.84-3.2311.7311.7314.38层-11.28-9.24-9.28-4.815.875.87-5.647.19-4.64-4.62-1.89-1.89-2.320.670.550.550.2915.7115.71-31.4234.42-13.33-13.35-7.750.3100.3100.3800.3260.2670.2680.139-37.84四37.84-3.2311.7311.7314.38层-11.28-9.24-9.28-4.815.875.87-5.647.19-4.64-4.6242 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章竖向荷载作用下框架结构内力计算-1.89-1.89-2.320.670.550.550.2915.7115.71-31.4234.42-13.33-13.35-7.750.3100.3100.3800.3260.2670.2680.139-37.84三37.84-3.2311.7311.7314.38层-11.28-9.24-9.28-4.815.875.87-5.647.19-4.64-4.62-1.89-1.89-2.320.670.550.550.2915.7115.71-31.4234.42-13.33-13.35-7.750.3100.3100.3800.3260.2670.2680.139-37.84二37.84-3.2311.7311.7314.38层-11.28-9.24-9.28-4.815.876.19-5.647.19-4.64-4.83-1.99-1.99-2.440.740.610.610.3215.6115.93-31.5434.49-13.27-13.50-7.720.3270.2730.4000.3420.2790.2330.146-37.84一37.84-3.2312.3710.3315.14层-11.84-9.66-8.06-5.055.87-5.927.57-4.640.020.010.02-1.00-0.82-0.68-0.4318.2610.34-28.6032.57-15.12-8.74-8.715.17-4.37活荷载弯矩二次分配上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.4500.5500.445—0.3650.19042 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章竖向荷载作用下框架结构内力计算-3.10八3.10-0.241.391.71层-1.27-1.04-0.542.41-0.640.86-1.91-0.80-0.970.470.380.203.00-3.003.16-2.57-0.580.3100.3100.3800.3260.2670.2680.139-15.50七15.50-1.214.814.815.89层-4.66-3.82-3.83-1.990.702.41-2.332.95-0.52-1.91-0.24-0.24-0.30-0.17-0.14-0.14-0.075.276.98-12.2413.62-4.48-5.88-3.270.3100.3100.3800.3260.2670.2680.139-15.50六15.50-1.214.814.815.89层-4.66-3.82-3.83-1.992.412.54-2.332.95-1.92-1.91-0.77-0.77-0.950.290.230.240.126.456.45-12.8914.08-5.51-5.50-3.080.3100.3100.3800.3260.2670.2680.139-15.50五15.50-1.214.814.815.89层-4.66-3.82-3.83-1.992.412.54-2.332.95-1.92-1.91-0.77-0.77-0.950.290.230.240.126.456.45-12.8914.08-5.51-5.50-3.080.3100.3100.3800.3260.2670.2680.13942 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章竖向荷载作用下框架结构内力计算-15.50四15.50-1.214.814.815.89层-4.66-3.82-3.83-1.992.412.54-2.332.95-1.92-1.91-0.77-0.77-0.950.290.230.240.126.456.45-12.8914.08-5.51-5.50-3.080.3100.3100.3800.3260.2670.2680.139-15.50三15.50-1.214.814.815.89层-4.66-3.82-3.83-1.992.412.54-2.332.95-1.92-1.91-0.77-0.77-0.950.290.230.240.126.456.45-12.8914.08-5.51-5.50-3.080.3100.3100.3800.3260.2670.2680.139-15.50二15.50-1.214.814.815.89层-4.66-3.82-3.83-1.992.412.54-2.332.95-1.92-2.006.416.54-12.9414.11-5.48-5.57-3.070.3270.2730.4000.3420.2790.2330.146-15.50一15.50-1.215.074.236.20层-4.89-3.99-3.33-2.092.41-2.453.10-1.920.010.010.02-0.40-0.33-0.27-0.177.494.24-11.7313.31-6.24-3.6-3.472.12-1.842 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章竖向荷载作用下框架结构内力计算将杆端弯矩按比例画在杆件受拉的一侧，对于无荷载直接作用的杆件（如柱），将杆端弯矩连一直线，即为该杆的弯矩图；对于有荷载直接作用的杆件（如梁），以杆端弯矩的连线为基线，叠加相应简支梁的弯矩图，即为该杆的弯矩图。合理跨中弯矩为：。考虑钢筋混凝土框架结构塑性内力重分布的性质，可以对梁端弯矩进行塑性调幅。根据工程经验，对现浇钢筋混凝土框架结构，可取调幅系数β=0.8～0.9。本结构取调幅系数为0.85。梁端弯矩降低后，跨中弯矩相应增加。最后弯矩分配结果如图5—5、图5—6所示，图中括号内的数字为梁端弯矩调幅后的截面弯矩值。表5—4（a）梁跨中弯矩层数恒载边跨中跨qLM左M右M中qLM左M右M中818.355.124.7731.7131.429.202.111.4911.49-6.42717.465.132.5935.0822.938.792.17.477.47-2.636617.465.131.4234.4223.858.792.17.757.75-2.90517.465.131.4234.4223.858.792.17.757.75-2.90417.465.131.4234.4223.858.792.17.757.75-2.90317.465.131.4234.4223.858.792.17.757.75-2.90217.465.131.5434.4923.758.792.17.727.72-2.87117.465.128.6032.5726.188.792.18.718.71-3.86表5—4（b）梁跨中弯矩层数活载边跨中跨qLM左M右M中qLM左M右M中81.435.13.003.161.570.662.10.580.58-0.2277.155.112.2413.6210.323.282.13.273.27-1.4642 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章竖向荷载作用下框架结构内力计算续表5—4（b）层数活载边跨中跨qLM左M右M中qLM左M右M中67.155.112.8914.089.763.282.13.083.08-1.2757.155.112.8914.089.763.282.13.083.08-1.2747.155.112.8914.089.763.282.13.083.08-1.2737.155.112.8914.089.763.282.13.083.08-1.2727.155.112.9414.119.723.282.13.073.07-1.2617.155.111.7313.3110.733.282.13.473.47-1.6642 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章竖向荷载作用下框架结构内力计算图5—5恒载作用弯矩图（kN.m）42 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章竖向荷载作用下框架结构内力计算图5—6活载作用弯矩图（kN.m）42 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章竖向荷载作用下框架结构内力计算5.3梁端剪力及柱轴力计算梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得，计算恒载作用时的柱底轴力，要考虑柱的自重。恒载作用下，以第八层为例：荷载引起的剪力：弯矩引起的剪力：柱轴力，式中：V—梁端剪力；P—节点集中力及柱自重。A柱：N顶=46.79-1.36=39.75=85.18kN2～8层柱重：0.5×0.5×3.0×25=18.75kN底层柱重：0.5×0.5×3.6×25=22.50kNN底=85.18+18.75=103.93kNB柱：N顶=46.79+1.36+43.80+9.66=101.61kNN底=101.61+18.75kN同理可依次将其他各层梁端剪力及柱轴力在恒载作用下的值求出（其中弯矩以顺时针为正，剪力以向上为正），其计算结果如表5—5所示：表5—5恒载作用下梁端剪力及柱轴力（kN）层数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N顶N底N顶N底846.799.66-1.36045.4348.159.6685.18103.93101.61120.36744.529.23-0.49044.0345.019.23203.43222.18231.05249.80644.529.23-0.59043.9345.119.23321.58340.33360.59379.3442 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章竖向荷载作用下框架结构内力计算续表5—5层数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N顶N底N顶N底544.529.23-0.59043.9345.119.23439.73458.48490.13508.88444.529.23-0.59043.9345.119.23557.88576.63619.67638.42344.529.23-0.59043.9345.119.23676.03694.78749.21767.96244.529.23-0.58043.9445.109.23794.19812.94878.74897.49144.529.23-0.78043.7445.309.23917.81940.311011.451033.95注：V以向上为正，N以受压为正。活载作用下梁端剪力及轴力的算法同恒载作用下梁端剪力及柱轴力的算法相同，其计算结果如表5—6所示：表5—6活载作用下梁端剪力及柱轴力（kN）层数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N顶N底N顶N底83.650.69-0.0303.623.680.695.655.658.018.01718.233.44-0.27017.9618.503.4433.7433.7448.1548.15618.233.44-0.23018.0018.463.4461.8761.8788.2588.25518.233.44-0.23018.0018.463.4490.0090.00128.35128.35418.233.44-0.23018.0018.463.44118.13118.13168.45168.45318.233.44-0.23018.0018.463.44146.6146.26208.55208.55218.233.44-0.23018.0018.463.44174.39174.39248.65248.6542 河南理工大学本科毕业设计（论文）第五章竖向荷载作用下框架结构内力计算118.233.44-0.31017.9218.543.44202.44202.44288.83288.8342 河南理工大学本科毕业设计（论文）第六章横向框架内力组合第六章横向框架内力组合该工程的结构抗震等级可根据结构类型、地震设防烈度、房屋高度等因素，查《建筑抗震设计规范》可知，本框架结构高度＞24m，抗震设防烈度为7度，因此该框架结构的抗震等级为二级。结构或结构构件在使用期间，可能遇到同时承受永久荷载和两种以上可变荷载的情况。但这些荷载同时都达到它们在设计基准期内的最大值的概率较小，且对某些控制截面来说，并非全部可变荷载同时作业时其内力最大，因此应进行荷载效应的最不利组合。永久荷载的分项系数按规定来取：当其效应对结构不利时，对由可变荷载效应控制的组合取1.2，对由永久荷载效应控制的组合取1.35；当其效应对结构有利时，一般情况下取1.0。可变荷载的分项系数，一般情况下取1.4。均布活载的组合系数为0.7，地震荷载组合值系数为1.3。本设计根据《建筑结构荷载规范》对于框架结构的基本组合和《建筑抗震设计规范》的结构构件地震作用效应和其他荷载效应的基本组合，考虑了四种内力组合，即：1.2恒荷载+1.4活荷载；1.2恒荷载+0.9×1.4（活荷载+风荷载）；1.35恒荷载+0.7×1.4活荷载；1.2（恒荷载+0.5活荷载）+1.3地震作用。对于本工程，第二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。6.1框架梁内力组合各层梁的内力组合结果如表6—1所示，表中，两列中的梁端弯矩M为经过调幅后的弯矩（调幅系数取0.85）。42 河南理工大学本科毕业设计（论文）第六章横向框架内力组合表6—1各层梁的内力组合层数位置内力SGKSQKSEK1SEK21.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK1.35SGK+0.98SQK1.2SGK+1.4SQKMmax左震1右震28A右M21.05-2.5515.44-15.44-6.72-46.86-30.92-28.83-46.86V45.433.62-5.585.5849.4363.9464.8859.58B左M-26.95-2.69-10.2110.21-47.23-20.68-39.20-36.11-47.23V48.153.685.58-5.5867.2452.7368.6162.93B右M-9.77-0.498.73-8.73-0.67-23.37-13.67-12.41-23.37V9.660.69-10.9110.91-2.1826.1913.7212.567A右M-27.70-10.4037.54-37.549.32-88.28-47.04-47.80-88.28V44.0317.96-14.5214.5244.7482.4977.0477.98B左M-29.82-11.58-29.2729.27-80.78-4.68-51.61-52.00-80.78V45.0118.5014.52-14.5283.9946.2478.8979.91B右M-6.35-2.7825.03-25.0323.25-41.83-11.30-11.52-41.83V9.233.44-31.2931.29-27.5453.8215.8315.896A右M-26.71-10.9663.56-63.5644.00-121.26-46.80-47.40-121.26V43.9318.00-23.8923.8932.4694.5776.9577.9256 河南理工大学本科毕业设计（论文）第六章横向框架内力组合续表6—1层数位置内力SGKSQKSEK1SEK21.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK1.35SGK+0.98SQK1.2SGK+1.4SQKMmax左震1右震26B左M-29.26-11.97-46.3446.34-102.5417.95-51.23-51.87-102.54V45.1118.4623.89-23.8996.2734.1578.9979.98B右M-6.59-2.6239.63-39.6342.04-61.00-11.46-11.58-61.00V9.233.44-49.5449.54-51.2677.5415.8315.895A右M-26.71-10.9685.35-85.3572.33-149.58-46.80-47.40-149.58V45.1118.00-32.4432.4421.34105.6976.9577.92B左M-29.26-11.97-63.8963.89-125.3540.76-51.23-51.87-125.35V45.1118.4632.44-32.44107.3823.0478.9979.98B右M-6.59-2.6254.64-54.6461.55-80.51-11.46-11.58-80.51V9.233.44-68.3068.30-75.65101.9315.8315.894A右M-26.71-10.9698.55-98.5589.49-166.74-46.80-47.40-166.74V43.9318.00-38.2038.2013.86113.1876.9577.92B左M-29.26-11.97-77.1977.19-1421.6458.05-51.23-51.87-412.64V45.1118.4638.20-38.20114.8715.5578.9979.98B右M-6.59-2.6266.02-66.0276.35-95.31-11.46-11.58-95.3156 河南理工大学本科毕业设计（论文）第六章横向框架内力组合续表6—1层数位置内力SGKSQKSEK1SEK21.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK1.35SGK+0.98SQK1.2SGK+1.4SQKMmax左震1右震24B右V9.233.44-82.5382.53-94.15120.4315.8315.893A右M-26.71-10.96116.14-116.14112.35-189.61-46.80-47.40-189.61V43.9318.00-44.3144.315.91121.1276.9577.92B左M-29.26-11.97-87.7087.70-156.3071.72-51.23-51.87156.30V45.1118.4644.31-44.31122.817.6178.9979.98B右M-6.59-2.6275.00-75.0088.02-106.98-11.46-11.58-106.98V9.233.44-93.75-108.74135.0215.8315.89135.022A右M-26.81-11.00126.26-126.26125.37-202.91-46.97-47.57-202.91V43.9418.00-48.1848.180.89126.1676.9677.93B左M-29.32-11.99-95.3595.35-166.3381.58-51.33-51.97-166.33V45.1018.4648.18-48.18127.832.5678.9879.96B右M-6.56-2.6181.55-81.5596.58-115.45-11.41-11.53-115.45V9.233.44-101.94101.94-119.38145.6415.8315.89-1A右M-24.31-9.97130.58-130.58134.60-204.91-42.59-43.13-204.91V43.7417.92-49.2949.29-0.84127.3276.6177.5856 河南理工大学本科毕业设计（论文）第六章横向框架内力组合续表6—1层数位置内力SGKSQKSEK1SEK21.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK1.35SGK+0.98SQK1.2SGK+1.4SQKMmax左震1右震21B左M-27.68-11.31-96.1696.16-165.0185.00-48.45-49.05-165.01V45.3018.5449.29-49.29129.561.4179.3280.32B右M-7.40-2.9582.24-82.2496.26-117.57-12.88-13.01-117.57V9.233.44-102.80102.80-120.5146.7815.8315.896.2框架柱内力组合框架柱取每层柱顶和柱底两个控制截面，横向框架弯矩与轴力组合如表6—3、表6—4所示。其中是考虑计算截面以上各层活荷载不总是同时满布而对楼面均布活荷载的一个折减系数，称为活荷载按楼层的折减系数，取值如表6—2所示：表6—2活荷载按楼层的折减系数墙、柱、基础计算截面以上的层数12～34～46～89～20＞20计算截面以上各楼层活荷载的折减系数1.00（0.90）0.850.700.650.600.5556 河南理工大学本科毕业设计（论文）第六章横向框架内力组合表6—3横向框架A柱弯矩和轴力组合层次截面内力SGKSQK前SQK后SEK1SEK21.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK1.35SGK+0.98SQK1.2SGK+1.4SQKMmaxNminNmax左震1右震28柱顶M24.773.003.00-15.4415.4411.4551.6036.8333.9251.60N85.185.655.65-5.585.5898.35112.86120.53110.1398.35120.53柱底M-17.83-5.27-5.279.16-9.16-12.65-36.47-29.24-28.77-36.47N103.935.655.65-5.585.58120.85135.36145.84132.63120.85145.847柱顶M14.756.985.93-28.3828.38-15.6458.1525.7226.0058.15N203.4333.7428.68-20.1020.10235.19287.45302.74284.27235.19302.74柱底M-15.71-6.45-5.4823.22-23.228.05-52.33-26.58-26.52-52.33N222.1833.7428.45-20.1020.10257.56309.82327.82306.45257.56327.826柱顶M15.716.455.48-40.3440.34-30.3074.5826.5826.5274.58N321.5861.8752.29-43.9943.99360.26474.64485.67472.51360.26485.67柱底M-15.71-6.45-5.4834.51-34.5122.72-67.00-26.58-26.52-67.00N340.3361.8752.59-43.9943.99382.76497.14510.98482.02382.76510.985柱顶M15.716.455.48-50.8450.84-43.9588.2326.5826.5288.23N439.7390.0063.00-76.4376.43466.12664.84655.38615.88466.12664.84柱底M-15.71-6.45-4.5243.48-43.4834.96-78.09-25.64-25.18-78.09N458.4890.0063.00-76.4376.43488.62687.34680.69638.38488.62687.3456 河南理工大学本科毕业设计（论文）第六章横向框架内力组合续表6—3层次截面内力SGKSQK前SQK后SEK1SEK21.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK1.35SGK+0.98SQK1.2SGK+1.4SQKMmaxNminNmax左震1右震24柱顶M15.716.454.52-55.0755.07-50.0393.1625.6425.1893.16N557.88118.1382.69-114.63114.63570.05868.09834.17785.22570.05868.09柱底M-15.71-6.45-4.5255.07-55.0750.03-93.16-25.64-25.18-93.16N576.63118.1382.69-114.63114.63592.55890.59859.49807.72592.55890.593柱顶M15.716.454.19-61.0761.07-58.03100.7625.3124.72100.76N676.03146.2695.07-158.94158.94661.661074.901005.81944.33661.661074.90柱底M-15.61-6.41-4.1761.07-61.0758.16-100.63-25.16-24.57-100.63N694.78146.2695.07-158.94158.94684.161097.401031.12966.83684.161097.402柱顶M15.936.544.25-65.1965.19-63.08106.4125.6725.07106.41N794.19174.39113.35-207.12207.12751.781290.291183.241111.72751.781290.29柱底M-18.26-7.49-4.8765.19-65.1959.91-109.58-29.42-28.73-109.58N812.94174.39113.35-207.12207.12774.281312.791208.551134.22774.281312.791柱顶M10.344.242.76-65.3965.39-70.9499.0716.6616.2799.07N917.81202.44131.59-256.41256.41846.991313.661368.001285.60846.991513.66柱底M-5.17-2.12-1.38108.87-108.87134.50-148.56-8.33-8.14-148.56N940.31202.44131.59-256.41256.41873.991540.661398.381312.60873.991540.6656 河南理工大学本科毕业设计（论文）第六章横向框架内力组合表6—4横向框架B柱弯矩和轴力组合层次截面内力SGKSQK前SQK后SEK1SEK21.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK1.35SGK+0.98SQK1.2GK+1.4SQKMmaxNminNmax左震1右震28柱顶M-20.21-2.57-2.57-18.9418.94-50.42-1.17-29.80-27.85-50.42N101.618.018.01-5.335.33119.81133.67145.02133.15119.81145.02柱底M14.794.484.4815.50-15.5040.590.2974.3624.0240.59N120.368.018.01-5.335.33142.31156.17170.341555.65142.31170.347柱顶M-12.81-5.88-5.00-38.8038.80-68.8132.07-22.19-22.37-68.81N231.0548.1540.93-22.1022.10273.09330.55352.03334.56273.09352.03柱底M13.335.514.6833.50-33.5062.35-24.7522.5822.5562.35N249.8048.1540.93-22.1022.10295.59353.05377.34357.06295.59377.346柱顶M-13.35-5.50-4.68-52.4752.47-87.0449.38-22.61-22.57-87.04N360.5988.2575.301-47.7547.75415.64539.79560.31537.72415.64560.31柱底M13.335.514.6852.47-52.4787.02-49.4122.5822.5587.02N379.3488.2575.01-47.7547.75438.14562.29585.62560.22438.14585.625柱顶M-13.35-5.50-4.68-66.0666.06-104.7167.05-22.61-22.57-104.71N490.13128.3589.85-83.6183.61533.37750.76749.73713.95533.37749.73柱底M13.335.513.8666.06-66.06104.19-67.5721.7821.04104.19N508.88128.3589.85-83.6183.61555.87773.26775.04736.45555.87775.0456 河南理工大学本科毕业设计（论文）第六章横向框架内力组合续表6—4层次截面内力SGKSQK前SQK后SEK1SEK21.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK1.35SGK+0.98SQK1.2GK+1.4SQKMmaxNminNmax左震1右震24柱顶M-13.35-5.50-3.85-77.1577.15-118.6381.97-21.80-21.41-118.63N619.67168.45117.92-127.94127.94648.03980.68952.12908.69648.03980.68柱底M13.335.513.8677.15-77.15118.61-81.9821.7821.40118.61N638.42168.45117.92-127.94127.94670.531003.18927.43931.19670.531003.183柱顶M-13.35-5.50-3.58-85.5685.56-129.4093.06-21.80-21.41-129.40N749.21208.55135.56-127.38177.38749.791210.981144.281088.84749.791210.98柱底M13.275.453.5685.56-85.56129.29-93.1721.4020.91129.29N767.96208.55135.56-127.38177.38772.291233.481169.591111.34772.291233.482柱顶M-13.50-5.57-3.62-91.3491.34-137.11100.37-21.77-21.27-137.11N878.74248.65161.62-231.14231.14850.981415.941344.691280.76850.981415.94柱底M15.126.244.0691.34-91.34139.32-98.1624.3923.83138.32N897.49248.65161.62-231.14231.14873.481474.441369.991303.26873.481474.441柱顶M-8.74-3.6-2.34-87.0687.06-125.07101.29-14.09-13.76-125.07N1011.45288.83187.74-284.65284.65956.341696.431549.441476.58956.341696.43柱底M4.371.801.17123.57-123.57166.59-154.707.057.62166.59N1033.95288.83187.74-284.65284.65983.341723.431579.821503.58983.341723.4356 河南理工大学本科毕业设计（论文）第六章横向框架内力组合表6—5横向框架A柱剪力组合层号SGKSQKSEK1SEK2γRE[1.2(SGK+0.5SQK)+0.3SEK]1.35SGK+0.98SQK1.2SGK+1.4SQK左震1右震28-14.2-2.768.20-8.20-6.83-24.95-21.87-20.907-10.15-4.4817.20-17.206.37-31.64-18.09-18.456-10.29-4.3024.95-24.9514.88-40.26-18.11-18.375-10.29-4.3031.44-31.4422.05-47.43-18.11-18.374-10.29-4.3036.71-36.7127.88-53.25-18.11-18.373-10.44-4.2940.71-40.7132.15-57.82-18.30-18.532-11.40-4.6843.46-43.4634.01-62.04-19.84-20.231-4.31-1.7748.65-48.6548.46-59.06-7.55-7.6556 河南理工大学本科毕业设计（论文）第六章横向框架内力组合表6—6横向框架B柱剪力组合层号SGKSQKSEK1SEK2γRE[1.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK1.35SGK+0.98SQK1.2SGK+1.4SQK左震1右震2811.672.3511.48-11.4825.790.4218.0617.2978.713.8024.10-24.1037.45-15.8115.4815.7768.893.6734.98-34.9849.59-27.7115.6015.8158.893.6744.04-44.0459.60-37.7215.6015.8148.893.6751.43-51.4367.77-45.8915.6015.8138.873.6657.05-57.0473.94-52.1215.5615.7729.546.9460.89-60.8979.03-55.5416.7416.9613.641.5058.51-58.5169.13-60.186.386.47注：表中γRE=0.85，V以顺时针为正。6.3框架梁柱端内力调整6.3.1梁端剪力设计值的调整为了避免梁在弯曲破坏之前发生剪切破坏，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：、—分别为梁左右端逆时针方向截面组合的弯矩设计值。当抗震等级为一级且梁两端均为负弯矩时，绝对值较小的一端弯矩应取零（计算时，取顺时针和逆时针方向中的较大者）；—梁的净跨；—考虑抗地震作用组合的重力荷载代表值作用下，按简支梁分析的梁端截面剪力设计值（=1.3×（恒载+0.5活载）××0.5）；—梁剪力增大系数，二级取1.2。56 河南理工大学本科毕业设计（论文）第六章横向框架内力组合框架梁剪力调整如表6—7：表6—7框架梁剪力的调整层号跨恒载+0.5活载（kN/m）ln(m)VGb(kN)(kN/m)(kN/m)V(kN)8AB跨19.074.657.02-6.72-47.2371.0960.43BC跨9.531.69.91-0.67-23.3727.9423.757AB跨21.044.662.919.32-80.7886.3973.43BC跨10.431.610.8523.25-41.8359.6650.716AB跨21.044.662.9144.00-102.54101.1485.97BC跨10.431.610.8542.04-61.0088.1374.915AB跨21.044.662.9172.33-125.35114.4897.31BC跨10.431.610.8561.55-80.51117.4099.794AB跨21.044.662.9189.49-142.64123.47104.95BC跨10.431.610.8576.35-95.31139.60118.663AB跨21.044.662.91112.35-156.30132.99113.04BC跨10.431.610.8588.02-106.98157.10133.542AB跨21.044.662.91125.37-166.33139.01118.61BC跨10.431.610.8596.58-115.45169.87144.391AB跨21.044.662.91134.60-165.01141.07119.91BC跨10.431.610.8596.26-117.57171.22145.54注：表中γRE=0.85。6.3.2柱端弯矩设计值的调整为了使框架结构在地震作用下塑性铰首先在梁中出现，就必须满足“强柱弱梁”的原则，对柱端弯矩设计值予以调整：56 河南理工大学本科毕业设计（论文）第六章横向框架内力组合式中：—为节点上下柱端截面顺时针或逆时针方向组成的弯矩设计值之和，上下柱端的弯矩设计值之和按弹性分析分配；—为节点左右梁截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和；—为柱端弯矩增大系数；二级取1.5。框架顶层柱的轴压比小于0.15，弯矩不需要调整，可取最不利内力组合的弯矩值作为设计值，二级框架结构的底层柱固定端截面组合的弯矩乘以1.5的增大系数作为设计值。轴压比为0.15的框架柱轴力N=0.15fcA=0.15×14.3×500×500=536.25kN。具体调整如图6—1、图6—2所示：56 河南理工大学本科毕业设计（论文）第六章横向框架内力组合图6—1A柱端弯矩设计值的调整（kN）56 河南理工大学本科毕业设计（论文）第六章横向框架内力组合图6—2B柱端弯矩设计值的调整（kN）56 河南理工大学本科毕业设计（论文）第六章横向框架内力组合横向框架柱柱端组合弯矩设计值和轴力设计值如表6—8、表6—9所示：表6—8横向框架A柱柱端组合弯矩设计值的调整层次87654321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柱顶柱底柱顶柱底0.750.750.750.750.750.750.800.800.800.800.800.800.800.800.800.8038.70-27.3543.61-39.2555.94-72.63102.02-91.24108.85-109.30117.96-118.34125.14-129.147116.75-178.2784.65101.52215.59232.37355.98372.86531.87549.87694.47712.47859.92863.521032.231050.231210.931232.53表6—9横向框架B柱柱端组合弯矩设计值的调整层次87654321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柱顶柱底柱顶柱底0.750.750.750.750.800.800.800.800.800.800.800.800.800.800.800.8037.8230.44-51.6167.88-101.09101.79-122.49123.33-139.46140.22-152.97153.35-162.38165.21-148.31199.9189.86106.73204.82221.69332.51350.51426.70444.70518.42536.42599.83617.83680.78698.78765.07786.6757 河南理工大学本科毕业设计（论文）第六章横向框架内力组合6.3.3柱端剪力设计值的调整为了防止框架柱在压弯破坏之前发生剪切破坏，应按“强剪弱弯”的原则对剪力设计值进行调整：式中：—考虑抗震等级，按“强柱弱梁”要求修正后的框架柱上下端弯矩设计值：Hn—柱的净高；—柱端剪力增大系数，二级框架取1.3。表6—10调整后的柱端剪力层次HnA柱VAγREVAB柱VBγREVB82.451.6036.4747.7040.5550.4240.5949.3041.9172.458.1552.3359.8450.8668.8190.5186.3073.3662.474.5896.8492.5878.92126.36127.24137.37116.7652.4127.53114.05130.86111.23153.11154.16166.44141.4742.4136.06136.63147.71125.55174.12175.27189.36160.9632.4147.45147.93160.00136.00191.21191.69207.40176.2922.4156.43161.42172.17146.34202.97206.51221.80188.5313.0145.94222.84159.80135.83185.39249.89188.62160.33注：表中γRE=0.85。6.3.4各层梁跨中弯矩的计算在将各层梁的端部弯矩值求出之后，尚需求出各层梁的跨中弯矩值。在恒载和活载的作用下，跨间Mmax可近似取跨中弯矩代表，计算公式为：式中：、—梁左右端弯矩值，为恒载和活载作用弯矩调幅后得到的数值。98 河南理工大学本科毕业设计（论文）第六章横向框架内力组合在竖向荷载右震与地震作用组合时，跨间最大弯矩采用数解法计算，如图6—3所示：图6—3跨间最大弯矩计算简图图中：MGA、MGB—重力荷载作用下梁端的弯矩；MEA、MEB—水平地震作用下梁端的弯矩；RA、RB—竖向荷载与地震作用共同作用下梁端的反力。对RB作用点取矩可得：距A柱距离为X处截面弯矩为：由，可求得跨间Mmax的位置。将带入任一截面x处的弯矩表达式，可求得跨间最大弯矩为：当右震时，公式中的MEA、MGA反号，MGA及x1的具体数据如下表，RA、MGA、x1均有两组。水平地震作用下梁端弯矩的计算如表6—11、表6—12所示：表6—11水平地震作用下的梁端弯矩跨1.2（恒+0.5活）1.3地震Q[1.2(恒+0.5活)]MGA(kN.m)MGB(kN.m)MEA(kN.m)MEB(kN.m)AB826.7933.9520.0713.2722.8898 河南理工大学本科毕业设计（论文）第六章横向框架内力组合续表6—11跨1.2（恒+0.5活）1.3地震Q[1.2(恒+0.5活)]MGA(kN.m)MGB(kN.m)MEA(kN.m)MEB(kN.m)AB739.4842.7348.8038.0525.24638.6342.2982.6360.24538.6342.29110.9683.06438.6342.29128.12100.35338.6342.29150.98114.01238.7742.39164.14123.96135.1540.00169.75125.01BC812.0212.0211.3511.3511.4479.299.2932.5432.5412.5269.489.4851.5251.5259.489.4871.0371.0349.489.4885.8385.8339.489.4897.5097.5029.449.44106.02106.02110.6510.65106.91106.91表6—12竖向荷载与地震作用共同作用下梁端反力及跨中最大弯矩跨L（m）RA(kN)X1(m)MGE(kN.m)左右左右左右AB85.150.4063.482.202.7848.7941.2075.146.7080.751.853.2052.5240.8965.135.6391.661.413.6369.1545.1755.125.60101.691.014.0385.3155.1845.118.85108.440.754.3096.5366.2035.111.69115.600.464.58115.0675.1425.17.16120.140.284.76126.3983.0215.15.61121.210.224.80135.2286.14BC82.11.2022.820.101.99-0.61-0.6172.1-17.8444.14-1.423.5323.2523.2562.1-35.9262.21-2.874.9742.0442.0452.1-54.5080.79-4.356.4561.5561.5542.1-68.8094.89-5.507.5876.3576.3532.1-79.71106.00-6.378.4788.0288.0222.1-87.83114.12-7.029.1296.5896.5812.1-88.67114.97-7.089.1896.2696.2698 河南理工大学本科毕业设计（论文）第七章截面设计第七章截面设计7.1承载力抗震调整系数考虑地震作用时，结构构件的截面采用下面的表达式：式中：—承载力抗震调整系数，取值见表7—1；S—地震作用效应与其它荷载效应的基本组合；R—结构构件的承载力。注意：在截面配筋时，组合表中地震力组合的内力均应乘以后再与静力组合的内力进行比较，挑选出最不利组合。表7—1承载力抗震调整系数材料结构构件受力状态钢筋混凝土梁受弯0.75轴压比小于0.15的柱偏压0.75轴压比不小于0.15的柱偏压0.80抗震墙偏压0.85各类构件受剪、偏拉0.857.2框架梁截面设计⑴第一层正截面计算框架梁正截面的受弯承载力计算：第一层梁控制截面的内力设计值如图7—1所示：图7—1第一层梁内力示意图98 河南理工大学本科毕业设计（论文）第七章截面设计通过上面的计算可知：M1=-204.91kN.m，V1=141.07kNM2=135.22kN.mM3=-165.01kN.m，V3=141.07kNM4=-117.57kN.m，V4=171.22kNM5=96.29kN.m根据上述支座中心处的弯矩换算成支座边缘处控制截面的弯矩设计值并进行配筋。在抗震设计中，对于楼面现浇的框架结构，梁支座负弯矩按矩形截面进行配筋，跨中正弯矩按T形截面配筋。①中跨跨中（即BC跨跨中，5截面）中间跨（即BC跨）：L2：b×h=250mm×450mm,h0=410mm；按T形截面进行配筋设计，bf’的取法为：按计算跨度l0考虑：；按梁（肋）净距Sn考虑：bf’=b+S11=2100mm；按翼缘高度hf’考虑：bf’=b+12hf’=250+12×120=1690mm。故取bf’=700mm。梁采用混凝土强度等级C30，fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2，保护层厚度为35mm。钢筋强度fy=300N/mm2(HRB335级)，fy=270N/mm2(HPB300级)。故属于第一类T形截面。98 河南理工大学本科毕业设计（论文）第七章截面设计实配钢筋416，As=804mm2。，满足要求。②中跨边支座（即BC跨边支座，4截面）将212伸入支座作为支座负弯矩的受压钢筋（As’=226mm2），按矩形截进行设计受拉钢筋As：受压钢筋未屈服，实配钢筋212+214，As=534mm2。为提高框架梁的延性，对于二级抗震要求，梁端塑性铰区必须配置纵向受压钢筋As’；纵向受压钢筋：，计入受压钢筋梁端受压区高度：，符合二级抗震设计要求。③边跨跨中（即AB跨跨中，2截面）边跨（即AB跨）：L1：b×h=300mm×600mm，h0=560mm。对跨中进行设计时，按T形截面进行设计，计算过程同上：bf’=1690mm。故属于第一类T形截面。98 河南理工大学本科毕业设计（论文）第七章截面设计实配钢筋：416，As=804mm2。，满足要求。④边跨AB边支座A截面（即1截面）将218伸入支座作为支座负弯矩的受压钢筋（As’=509mm2），按矩形截面进形设计受拉钢筋As：受压钢筋未屈服，实配钢筋418，As=1018mm2。，满足要求。为提高框架梁的延性，对于二级抗震要求，梁端塑性铰区必须配置纵向受压钢筋As’：纵向受压钢筋：，计入受压钢筋梁端受压区高度：，符合二级抗震设计要求。⑤边跨AB边支座B截面（即3截面）同理可得：98 河南理工大学本科毕业设计（论文）第七章截面设计受压钢筋未屈服，实配钢筋218+214，As=817mm2。，满足要求。为提高框架梁的延性，对于二级抗震要求，梁端塑性铰区必须配置纵向受压钢筋As’：纵向受压钢筋：，计入受压钢筋梁端受压区高度：，符合二级抗震设计要求。框架梁斜截面受剪承载力计算：。①对于AB梁其跨高比，所以所以截面满足要求。取，n=2,则s=797.46mm2。又，故取。二级抗震时，加密区长度l=max{1.5h，500mm}=900mm，非加密区采用。。②对于BC梁98 河南理工大学本科毕业设计（论文）第七章截面设计其跨高比，所以所以截面满足要求。取8，n=2，则s=116.30mm。又，故取。二级抗震时，加密区长度l=max{1.5h，500mm}=675mm，非加密区采用。。⑵标准层正截面计算框架梁正截面的受弯承载力计算：第三层梁控制截面的内力设计值如图7—2所示：图7—2第三层梁内力示意图通过上面的设计可知：M1=-189.61kN.m，V1=132.99kNM2=115.06kN.mM3=-156.30kN.m，V3=132.99kNM4=-106.98kN.m，V4=157.10kNM5=88.02kN.m根据上述支座中心处的弯矩换算成边缘控制截面的弯矩设计值并进行配筋。98 河南理工大学本科毕业设计（论文）第七章截面设计在抗震设计中，对于楼面现浇的框架结构，梁支座负弯矩按矩形截面进行配筋，跨中正弯矩按T形截面进行配筋。①中跨跨中（即BC跨跨中，5截面）中间跨（即BC跨）：L2：b×h=250mm×450mm，h0=410mm。按T形截面进行配筋设计：bf’=700mm。故属于第一类T形截面。实配钢筋316，As=603mm2。，满足要求。②中跨边支座（即BC跨边支座，4截面）将212伸入支座作为支座负弯矩的受压钢筋（As’=226mm2），按矩形截面进行设计受拉钢筋As：受压钢筋未屈服，98 河南理工大学本科毕业设计（论文）第七章截面设计实配钢筋212+214，As=534mm2。，满足要求。为提高框架梁的延性，对于二级抗震要求，梁端塑性铰区必须配置纵向受压钢筋As’：纵向受压钢筋：，计入受压钢筋梁端受压区高度：，符合二级抗震设计要求。③边跨跨中（即AB跨跨中，2截面）边跨（即AB跨）：L1：b×h=300mm×600mm，h0=560mm。对跨中进行设计时，按T形截面进行设计，计算过程同上：bf’=1690mm。故属于第一类T形截面。实配钢筋：218，As=509mm2。，满足要求。④边跨AB边支座A截面（即1截面）将214伸入支座作为支座负弯矩的受压钢筋（As’=308mm2），按矩形截面进行设计受拉钢筋As：98 河南理工大学本科毕业设计（论文）第七章截面设计受压钢筋未屈服，实配钢筋：214+218，As=817mm2。，满足要求。为提高框架梁的延性，对于二级抗震要求，梁端塑性铰区必须配置纵向受压钢筋As’：纵向受压钢筋：，计入受压钢筋梁端受压区高度：，符合二级抗震设计要求。⑤边跨AB边支座B截面（即3截面）同理可得：受压钢筋未屈服，实配钢筋：414，As=615mm2。，满足要求。为提高框架梁的延性，对于二级抗震要求，梁端塑性铰取必须配置纵向受压钢筋As’：纵向受压钢筋：，计入受压钢筋梁端受压区高度：，符合二级抗震设计要求。框架梁斜截面受剪承载力计算：VA=VB左=132.99kN，VB右=157.10kN98 河南理工大学本科毕业设计（论文）第七章截面设计①对于AB梁：其跨高比，所以所以截面满足要求。取8，n=2，则s=1256mm。又，故取。二级抗震时，加密区长度l=max{1.5h，500mm}=900mm，非加密区采用。。②对于BC梁其跨高比，所以所以截面满足要求。取8，n=2，则s=213.79mm。又，故取。二级抗震时，加密区长度l=max{1.5h，500mm}=675mm，非加密区采用。。梁配筋设计如表7—2、表7—3所示：98 河南理工大学本科毕业设计（论文）第七章截面设计表7—2框架梁配筋计算表层数梁AB梁BC支座A右AB支座B左支座B右BC1所需钢筋As(mm2)975.77609.01785.76498.47600.57实配钢筋As(mm2)1018418804416817214+218534212+2148044163所需钢筋As(mm2)744.57496.23585.95451.40547.21实配钢筋As(mm2)817214+218509218615414534212+214603316表7—3框架梁箍筋数量计算表层次截面γREV(kN)0.2βcfcbh0(kN)梁端加密区非加密区加密区长度（mm）1AB端119.91480.480.126900BC端145.54293.150.8646753AB端113.04480.480.080900BC端133.54293.150.4706757.3框架柱截面设计柱采用混凝土强度等级C30，fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2，有效高度h0=460mm。纵筋强度fy=360N/mm2(HRB400级)，箍筋强度fy=270N/mm2(HPB300级)。现以第二层B柱为例来说明：1、剪跨比和轴压比验算轴压比验算：剪跨比验算：98 河南理工大学本科毕业设计（论文）第七章截面设计2、正截面承载力的计算①第一种不利组合Mmax，NM1=162.38kN.m，M2=165.21kN.m，N=698.78kN，因此需要考虑二阶效应。，取1.0。=故。对称配筋：初步判定为大偏心。则。又故，。98 河南理工大学本科毕业设计（论文）第七章截面设计==实配钢筋：418，As=As’=1018mm2。总配筋率：验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力：，=，满足要求。②第二种不利组合Nmax，MNmax=1369.99kN，M1=21.77kN.m，M2=24.39kN.m因此需要考虑二阶效应。，取1.0。98 河南理工大学本科毕业设计（论文）第七章截面设计=故。对称配筋：，初步判定为大偏心。则又故。==实配钢筋：418，As=As’=1018mm2，总配筋率：。验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力：，=98 河南理工大学本科毕业设计（论文）第七章截面设计=，满足要求。斜截面承载力的计算调整后的框架柱的剪力设计值V=221.80kN，。该柱的剪跨比：故截面尺寸满足要求。柱的抗剪承载力：==所以，取n=4，箍筋，则s=1097.90mm。又对于二级框架，框架柱箍筋最大间距，故柱加密区箍筋采用，非加密区采用，加密区长度。柱的配筋计算如表7—4、表7—5所示：表7—4柱正截面受压承载力计算层次第一层第二层类型A柱B柱A柱B柱M1116.758.33148.317.05125.1425.67162.3821.77M2178.2716.66199.9114.09129.1429.42165.2124.39N1232.531398.38786.671579.821050.231208.55698.781369.99M1/M20.6550.5000.7420.5000.970.870.980.89l036003600360036003750375037503750i144.34144.34144.34144.34144.34144.34144.34144.34l0/i24.9424.9424.9424.9425.9825.9825.9825.9834-1226.1428.0025.1028.0022.3623.5622.3423.32ea202020202020202098 河南理工大学本科毕业设计（论文）第七章截面设计续表7—4层次第一层第二层类型A柱B柱A柱B柱1.451.292.091.131.701.482.561.301.01.01.0671.01.1391.4491.0781.527Cm0.8970.8500.9230.8500.9910.9610.9940.967M178.2716.66199.9114.09145.7740.97177.0336.010.3750.4250.2390.4800.3190.3670.2120.417偏心情况大偏心大偏心大偏心大偏心大偏心大偏心大偏心大偏心x172.5195.5109.94220.8146.74168.8297.52191.822as8080808080808080e0144.6411.91254.128.92138.8033.90253.3426.28ei164.6431.91274.1228.92158.8053.90273.3446.28e374.64241.99484.12238.92368.80263.90483.34256.280.2%bh500500500500实配钢筋420420418418As1256125610181018配筋率1.00%1.00%0.81%0.81%表7—5柱斜截面受剪承载力计算层次第一层第二层类型A柱B柱A柱B柱159.80160.33172.17188.532.932.932.722.72657.8657.8657.8657.8N（kN）1232.53786.671050.231474.440.3fcA(kN)1072.51072.51072.51072.5<00.2290.1650.286加密区箍筋非加密区箍筋加密区长度60060050050098 河南理工大学本科毕业设计（论文）第八章楼板设计第八章楼板设计根据结构的布置可以得出以下结论：各处的楼板，其长边与短边的比值均小于2，故楼板的计算需要按照双向板理论进行计算。8.1设计资料板按弹性方法进行计算，取一米宽板带为计算单元，混凝土采用C30，fc=14.3N/mm2，钢筋采用HPB300级，fy=270N/mm2。8.2楼面板布置楼面板的平面布置，有关尺寸及计算简图如图8—1所示：图8—1楼面板平面布置图8.3楼面板A～D区格板的计算8.3.1荷载计算活荷载：由于楼面板活荷载标准值为2.5kN/m2，故荷载分项系数为1.4，q=1.4×2.5=3.5kN/m2。恒荷载：水磨石地面0.65kN/m298 河南理工大学本科毕业设计（论文）第八章楼板设计20mm厚1:2水泥砂浆0.20×20=0.4kN/m2120mm厚现浇混凝土楼面板0.120×25=3kN/m220mm厚板底抹灰0.020×20=0.4kN/m2合计4.45kN/m2g=1.2×4.45=5.34kN/m2g+q=5.34+3.5=8.84kN/m28.3.2计算跨度纵向：内跨L0=3.6m边跨L0=3.6+0.25-0.15=3.7m横向：内跨L0=2.1-0.5+0.25=1.85m边跨L0=5.1+0.5-0.25=5.35m8.3.3弯矩计算跨中最大弯矩发生在荷载为棋盘式布置时，它可以简化为内支座固支时g+q/2作用下的跨中弯矩值与当内支座铰支时±q/2作用下的跨中弯矩值两弯矩值之和（g是均布荷载，q是均布活荷载），对于前一种荷载情况，可近似认为各内部区格板都固定支承在中间支承上，而对后一种荷载情况，可近似认为各内部区格板在中间支承处是简支的，沿楼盖周边则根据实际支承情况确定。当求支座最大弯矩时，为了简化起见，可按全部区格上都满布均布荷载，并假定各个区格的板都固结于各中间支座上，因而连续板即可化为四边固定的单跨双向板计算其支座弯矩；至于边区格外边界条件按实际情况考虑。计算弯矩时，考虑泊松比的影响，取。表8—1楼面板按弹性理论计算弯矩结果计算内容A区格B区格C区格D区格lx/ly3.7/5.35=0.693.6/5.35=0.671.85/3.7=0.501.85/3.6=0.51μ=0mx(0.0354×7.09+0.0696×1.75)×3.72=5.10(0.0361×7.09+0.0723×1.75)×3.62=4.96(0.0408×7.09+0.0965×1.75)×1.852=1.57(0.0397×7.09+0.0950×1.75)×1.852=1.5398 河南理工大学本科毕业设计（论文）第八章楼板设计my(0.0090×7.09+0.0291×1.75)×3.72=1.57(0.0083×7.09+0.0281×1.75)×3.62=1.40(0.0028×7.09+0.0174×1.75)×1.852=0.17(0.0042×7.09+0.0181×1.75)×1.852=0.21续表8—1计算内容A区格B区格C区格D区格lx/ly3.7/5.35=0.693.6/5.35=0.671.85/3.7=0.501.85/3.6=0.51μ=0.25.10+0.2×1.57=5.414.96+0.2×1.40=5.241.57+0.2×0.17=1.601.53+0.2×0.21=1.571.57+0.2×5.10=2.591.40+0.2×4.96=2.390.17+0.2×1.57=0.480.21+0.2×1.53=0.52mⅠ-0.0778×8.84×3.72=-9.42-0.0787×8.84×3.62=-9.02-0.0836×8.84×1.852=-2.53-0.0834×8.84×1.852=-2.52mⅡ-0.0572×8.84×3.72=-6.92-0.0572×8.84×3.62=-6.55-0.0569×8.84×1.852=-1.72-0.0569×8.84×1.852=-1.72注：mx，mⅠ—板短跨方向的跨中、支座弯矩；my，mⅡ—板长跨方向的跨中、支座弯矩。由表8—1可见，板间支座弯矩是不平衡的。实际运用时可近似取相邻两区格支座弯矩的平均值，即：D—B支座：D—C支座：A—B支座：A—C支座：8.3.4截面设计截面有效高度：假定选定钢筋作为受力钢筋，则短跨方向跨中截面的h0=h-20=120-20=100mm；长跨方向跨中截面的h0=h-30=120-30=90mm；支座截面h0=100mm。截面弯矩设计值：该板四周与梁整浇，故弯矩设计值应按如下折减：中间区格的跨中截面及中间支座折减系数取0.8；98 河南理工大学本科毕业设计（论文）第八章楼板设计边区格的跨中截面及自楼板边缘算起的第二支座：（1）当lb/l≤1.5时，折减系数取0.8，（2）当1.5＜lb/l＜2.0时，折减系数取0.9；式中：lb—沿楼板边缘方向区格板的跨度；l—垂直于lb方向的跨度。（3）角区格则不予折减。计算配筋时，取内力臂系数，。截面配筋计算结果及实际配筋如表8—2所示：表8—2楼面板按弹性理论计算配筋截面h0M（kN.m）As选配实际A跨中A区格Lx向1005.41210.92251Ly向902.59112.19251B区格Lx向1005.24×0.8=4.19163.35251Ly向902.39×0.8=1.9182.74251C区格Lx向1001.6×0.8=1.2849.90251Ly向900.48×0.8=0.3816.46251D区格Lx向1001.57×0.8=1.2649.12251Ly向900.52×0.8=0.4218.19251支座D—D100-1.72×0.8=-1.3853.80251D—B100-4.54×0.8=-3.63141.52251D—C100-1.72×0.8=-1.3853.80251A—B100-9.22359.45387A—C100-4.73184.41251B—B100-9.02351.66387B边支座100-6.55255.36279C边支座100-1.7267.06251A边支座（Lx向）100-9.42367.25387A边支座（Ly向）100-6.92269.792798.4屋面板A～D区格板的计算98 河南理工大学本科毕业设计（论文）第八章楼板设计8.4.1荷载计算活荷载：q=1.4×0.5=0.7kN/m2恒载：三毡四油绿豆砂0.4kN/m220mm厚水泥灰焦渣砂浆0.020×14=0.28kN/m280mm厚水泥珍珠岩制品保温层0.080×3.5=0.28kN/m220mm厚1:2水泥砂浆找平0.020×20=0.4kN/m2120mm厚现浇混凝土楼面板0.12×25=3kN/m220mm厚板底抹灰0.020×20=0.4kN/m2合计4.76kN/m2g=1.2×4.76=5.71kN/m2g+q=5.71+0.7=6.41kN/m28.4.2计算跨度纵向：内跨L0=3.6m边跨L0=3.6+0.25-0.15=3.7m横向：内跨L0=2.1-0.5+0.25=1.85m边跨L0=5.1+0.5-0.25=5.35m8.4.3弯矩计算跨中最大弯矩发生在荷载为棋盘式布置时，它可以简化为内支座固支时g+q/2作用下的跨中弯矩值与当内支座铰支时±q/2作用下的跨中弯矩值两弯矩值之和（g是均布荷载，q是均布活荷载），对于前一种荷载情况，可近似认为各内部区格板都固定支承在中间支承上，而对后一种荷载情况，可近似认为各内部区格板在中间支承处是简支的，沿楼盖周边则根据实际支承情况确定。当求支座最大弯矩时，为了简化起见，可按全部区格上都满布均布荷载，并假定各个区格的板都固结于各中间支座上，因而连续板即可化为四边固定的单跨双向板计算其支座弯矩；至于边区格外边界条件按实际情况考虑。98 河南理工大学本科毕业设计（论文）第八章楼板设计计算弯矩时，考虑泊松比的影响，取。表8—3屋面板按弹性理论计算弯矩结果计算内容A区格B区格C区格D区格lx/ly3.7/5.35=0.693.6/5.35=0.671.85/3.7=0.501.85/3.6=0.51μ=0mx(0.0354×6.06+0.0696×0.35)×3.72=3.27(0.0361×6.06+0.0723×0.35)×3.62=3.16(0.0408×6.06+0.0965×0.35)×1.852=0.96(0.0397×6.06+0.0950×0.35)×1.852=0.94my(0.0090×6.06+0.0291×0.35)×3.72=0.89(0.0083×6.06+0.0281×0.35)×3.62=0.78(0.0028×6.06+0.0174×0.35)×1.852=0.08(0.0042×6.06+0.0181×0.35)×1.852=0.11μ=0.23.27+0.2×0.89=3.453.16+0.2×0.78=3.320.96+0.2×0.08=0.980.94+0.2×0.11=0.960.89+0.2×3.27=1.540.78+0.2×3.16=1.410.08+0.2×0.96=0.270.11+0.2×0.94=0.30mⅠ-0.0778×6.41×3.72=-6.83-0.0787×6.41×3.62=-6.54-0.0836×6.41×1.852=-1.83-0.0834×6.41×1.852=-1.83mⅡ-0.0572×6.41×3.72=-5.02-0.0572×6.41×3.62=-4.75-0.0569×6.41×1.852=-1.25-0.0569×6.41×1.852=-1.25注：mx，mⅠ—板短跨方向的跨中、支座弯矩；my，mⅡ—板长跨方向的跨中、支座弯矩。由表8—3可见，板间支座弯矩是不平衡的。实际运用时可近似取相邻两区格支座弯矩的平均值，即：D—B支座：D—C支座：A—B支座：A—C支座：8.4.4截面设计98 河南理工大学本科毕业设计（论文）第八章楼板设计截面有效高度：假定选定钢筋作为受力钢筋，则短跨方向跨中截面的h0=h-20=120-20=100mm；长跨方向跨中截面的h0=h-30=120-30=90mm；支座截面h0=100mm。截面弯矩设计值：该板四周与梁整浇，故弯矩设计值应按如下折减：中间区格的跨中截面及中间支座折减系数取0.8；边区格的跨中截面及自楼板边缘算起的第二支座：（1）当lb/l≤1.5时，折减系数取0.8，（2）当1.5＜lb/l＜2.0时，折减系数取0.9；式中：lb—沿楼板边缘方向区格板的跨度；l—垂直于lb方向的跨度。（3）角区格则不予折减。计算配筋时，取内力臂系数，。截面配筋计算结果及实际配筋如表8—4所示：表8—4屋面板按弹性理论计算配筋截面h0M(kN.m)As选配实际A截面A区格Lx向1003.45134.50251Ly向901.5466.71251B区格Lx向1003.32×0.8=2.66103.70251Ly向901.41×0.8=1.1348.95251C区格Lx向1000.98×0.8=0.7830.41251Ly向900.27×0.8=0.229.53251D区格Lx向1000.96×0.8=0.7730.03251Ly向900.30×0.8=0.2410.40251支座D—D100-1.25×0.8=1.0038.99251D—B100-3.29×0.8=-2.63102.53251D—C100-1.25×0.8=-1.0038.99251A—B100-6.69260.82279A—C100-3.43133.72251B—B100-6.54254.97265B边支座100-4.75185.1925198 河南理工大学本科毕业设计（论文）第八章楼板设计C边支座100-1.2548.73251A边支座（lx向）100-6.83267.45279A边支座（ly向）100-5.02195.7125198 河南理工大学本科毕业设计（论文）第九章楼梯设计第九章楼梯设计9.1楼梯计算简图及截面尺寸楼梯间建筑平面图如图9—1所示，开间为3.6m，进深为5.1m；采用对折双跑楼梯，层高为3.0m。踏步尺寸采用150mm×280mm，标准层每层有3.0/0.15=20步。图9—1标准层楼梯平面图9.2梯段板设计楼梯采用C20，(fc=9.6N/mm2，ft=1.1N/mm2)，HPB300（fy=270N/mm2）级钢筋。板厚，取h=100mm，板倾斜角，，取一米宽板带作为计算单元。98 河南理工大学本科毕业设计（论文）第九章楼梯设计斜板的计算简图可用一根假想的跨度为梯段板水平投影长度的水平简支梁代替，跨度ln=2.52m，其计算简图如图9—2所示：图9—2标准层楼梯斜板计算简图9.2.1荷载计算恒荷载计算：踏步重斜板重20mm厚水泥砂浆找平层12mm厚水磨石面层12mm厚板底抹灰恒载标准值：gk=1.85+2.844+0.614+0.442+0.32=6.007kN/m恒载设计值：gd=1.2×6.007=7.208kN/m活荷载计算：活载标准值：qk=2.5×1.0=2.5kN/m98 河南理工大学本科毕业设计（论文）第九章楼梯设计恒载设计值：qd=2.5×1.4=3.5kN/m总荷载设计值：gd+qd=7.208+3.5=10.708kN/m9.2.2截面设计考虑到梯段板与平台梁整体现浇，平台对板的转动变形有一定的约束作用，计算板的跨中正弯矩时，一般取。故跨中最大弯矩。配筋计算：h0=h-as=100-20=80mm受力钢筋选用，实配钢筋As=359mm2。其它钢筋按构造要求配置。9.3平台板设计图9—3平台板计算简图取一米宽板带作为计算单元，假定板厚为h=80mm，平台梁h=(1/12～1/18)L=(1/12～1/18)×3000=167～250mm，选取平台梁的截面尺寸为200mm×300mm。98 河南理工大学本科毕业设计（论文）第九章楼梯设计9.3.1荷载计算恒载：平台板自重0.08×1×25=2kN/m12mm厚水磨石面层0.012×1×24=0.288kN/m15mm厚水泥砂浆找平层0.015×1×20=0.3kN/m15mm厚板底抹灰0.015×1×17=0.255kN/m恒载标准值：gk=2+0.288+0.3+0.255=2.843kN/m荷载设计值：gd=1.2×2.843=3.412kN/m活载：活载标准值：qk=2.5×1.0=2.5kN/m活载设计值：qd=1.4×2.5=3.5kN/m总荷载设计值：gd+gk=3.412+3.5=6.912kN/m9.3.2截面设计平台板计算跨度：l=1.3m板跨中弯矩：配筋计算：h0=h-as=80-20=60mm受力钢筋选用，实配钢筋面积251mm2。9.4平台梁计算平台梁的计算跨度l0=3.0m，梁的截面尺寸b×h=200mm×300mm。98 河南理工大学本科毕业设计（论文）第九章楼梯设计9.4.1荷载计算恒载：梁自重0.2×(0.3-0.08)×25=1.1kN/m平台板传来荷载0.5×1.3×2.843=1.848kN/m梯段板传来荷载0.5×2.52×6.007=7.569kN/m恒载标准值：gk=1.1+1.848+7.569=10.517kN/m恒载设计值：gd=1.2×10.517=12.62kN/m活载：活载标准值：qk=0.5×2.5×(1.3+2.52)=4.775kN/m活载设计值：qd=1.4×4.775=6.685kN/m总荷载设计值：gd+qd=12.62+6.685=19.305kN/m9.4.2截面设计梁跨中弯矩：梁剪力：配筋计算：h0=h-as=300-40=260mm受力钢筋选用314，实际钢筋面积462mm2。箍筋计算：故截面尺寸满足要求。Vmax=28.96kN，故可按构造要求选用箍筋，选用的双肢箍筋。98 河南理工大学本科毕业设计（论文）第十章基础设计第十章基础设计10.1设计资料该工程场区地势平坦，土层分布比较规律，地下水深7.0m。基础埋深2.2m，持力层土的承载力设计值为f=240kN/m2。采用柱下条形基础，混凝土采用C30，纵筋采用HRB400级，箍筋采用HPB300级。10.2基础截面确定10.2.1基础梁高梁高H=（1/4～1/8）l，l为柱距。通常梁高为H=1000mm～2000mm。H=（1/4～1/8）×5.1=0.638～1.725m，取H=1.4m。10.2.2翼板厚度翼板厚度为250mm，采用梯形翼板。10.2.3基础长度基础外伸一般为边跨的1/4～1/3，l1=(1/4～1/3)×5.1=1.28～1.70m，所以取l1=1.5m。总长度为：l=5.1×2+2.1+1.5×2=15.3m。10.2.4基础的底面宽度取b=1.8m。10.3基础梁内力计算基础内力采用倒梁法计算，其计算简图如图10—1所示：98 河南理工大学本科毕业设计（论文）第十章基础设计图10—1基础梁计算示意图10.3.1基础反力图10—2基础梁计算简图沿基础纵向的地基均布线荷载：10.3.2翼缘板计算按每米计算，则实际h0=250-40=210mm98 河南理工大学本科毕业设计（论文）第十章基础设计采用14@170，实配面积As=906mm2。10.3.3用弯矩分配法计算基础弯矩①固端弯矩计算边跨固端弯矩为中跨固端弯矩为外伸弯矩②刚度计算表10—1刚度值计算截面b×h跨度惯性矩0.6×1.45.10.6×1.42.1分配系数：③进行弯矩分配表10—2弯矩分配表ABCD01.00.2910.7090.7090.2911.00499.22-961.83961.83-163.08163.08-961.83961.83-499.22-116.22-232.44-566.3198 河南理工大学本科毕业设计（论文）第十章基础设计578.83289.42-42.11-84.22-205.2042.1121.06-3.07-6.13-14.933.071.54-0.45-1.09499.22-499.22950.61-950.61950.61-950.61499.22-499.22④基础剪力计算A截面左边的剪力：取OA段为隔离体计算A截面的支座剪力，=A截面右边的剪力：取AB作为隔离体，则=按跨中剪力为零的条件来求跨中最大负弯矩。OA段：，求得x=4.05m。所以：=CD段对称，最大弯矩在中间截面：98 河南理工大学本科毕业设计（论文）第十章基础设计由以上条件可做条形基础的弯矩图和剪力图，分别见图10—3，图10—4。图10—3弯矩图（kN.m）图10—4剪力图（kN）表10—3基础梁正截面强度计算截面MA左=MA右AB跨中MB左=MB右BC跨中M499.22943.53950.61705.99＞M＞M＞M＞M判断类型I类截面I类截面I类截面I类截面14.3427.2327.4320.321025.311946.951961.251452.88选配钢筋425428225+228428实际面积196424632214246398 河南理工大学本科毕业设计（论文）第十章基础设计表10—4基础梁斜截面承载力计算截面位置A左A右B左B右b×h0600×1360600×1360600×1360600×1360V665.631131.571131.57465.94＞V＞V＞V＞V0.7ftbh0816.82816.82816.82816.82＜00.860.86＜0所选钢筋98 结论本次毕业设计是一幢学生宿舍楼，主要进行的是结构设计部分。结构设计主要是在建筑初步设计的基础上确定建筑的结构，然后进行结构布置，并初步估算、确定结构构件的尺寸，以及根据方案阶段确定的结构形式和体系，依据规范上规定的具体的计算方法来进行详细的结构计算。结构计算主要包括荷载计算，水平地震作用下框架侧移计算、变形验算，竖向荷载作用下的内力分析、内力组合，截面设计，以及板、楼梯和基础的设计与计算等。本次毕业设计，培养了我们综合运用所学的基本理论和专业知识，提高了分析和研究解决结构设计等问题的能力，初步养成了我们理论联系实际，踏实，勤奋，认真，严格的科学作风，为毕业后尽快地适应各项工作打下了良好的基础。98 致谢经过本次毕业设计之后，使我更加深入地对所学知识得到了认识和掌握，学习和体会到了建筑结构设计的基本技能和思想。与此同时，也增强了我以理论知识为基础，广泛的搜索相关各种资料、查询有关规范，从而解决实际工程问题的能力。通过本次毕业设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致。毕业设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱，遇到的一些问题也让我烦躁不安，但我还是坚持了下来，并从中获得了知识和能力。这虽然离不开自己的刻苦努力，但也离不开老师的辛勤指导。在这里，我要衷心感谢我的老师们，感谢你们四年来对我的谆谆教导，感谢你们对于知识的无私奉献。在本次设计中，我尤其要感谢的是胡老师，感谢她能在工作之余、百忙之中耐心地指导我的毕业设计，帮助我解决设计过程中遇到的问题。在此，我要道一声，老师，你们辛苦了！当然，我还要感谢我的同学，感谢你们一直以来的关心和帮助。98 参考文献[1]中华人民共和国国家标准.民用建筑设计通则（GB/50352-2005）[S].北京.中国建筑工业出社.2005[2]中华人民共和国国家标准.建筑制图标准（GB/T50104-2010）[S].北京.中国建筑工业出版社.2010[3]中华人民共和国国家标准.建筑结构荷载规范（GB50009-2010）[S].北京.中国建筑工业出版社.2010[4]中华人民共和国国家标准.建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）[S].北京.中国建筑工业出版社.2002[5]中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范（GB50010-2010）[S].北京.中国建筑工业出版社.2010[6]中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范（GB50011-2010）[S].北京.中国建筑工业出版社.2010[7]蔺新艳,邓夕胜.混凝土结构设计原理[M].中国水利水电出版社.2011[8]房屋建筑学[M]，中国建筑工业出版社.2006[9]吕西林.高层建筑结构（第3版）[M].武汉理工大学出版社.2011[10]龙驭球、包世华主编.结构力学（上）.北京.清华大学出版社.2001[11]混凝土结构基本原理，重庆大学出版社.201198'