水工土木结构力学毕业设计.doc 92页

'某库区行政楼结构设计摘要本设计是对郑州某地的库区行政楼进行结构设计，其内容主要包括：双向楼板及不上人屋面板的设计，框架结构中梁柱的截面设计，柱下独立基础的设计以及两侧楼梯的设计。其中，横向框架A，B，C，D轴的框架设计是重中之重。此次设计按如下步骤进行：第一，确定框架结构的布置，选定设计方案；第二，分别计算恒荷载和活荷载的等效荷载及其作用下各杆端的内力，接着用分层法进行内力分配，求出各层内力值，然后进行叠加，最后求出框架结构在水平荷载作用下的弯矩、剪力和轴力；第三，结合以上所求进行内力组合，选择最不利的一组或几组内力组合进行梁、柱截面的设计，计算配筋并验算裂缝是否满足要求，并用CAD进行图纸的绘制；第四，设计柱下独立基础；第五，进行两侧楼梯的设计，包括梯段板、平台板、平台梁等构件的内力计算和配筋，最后完成施工图的绘制。关键词：框架结构内力组合结构设计91 AbstractThisdesignistheadministrationbuildingstructuraldesign,aboutaplacewhichisinthecityofZhengzhou.Itscontentsinclude:two-wayfloorinferiorpersonroofdesign,across-sectionaldesignofbeamsandcolumnsframestructure,independentfoundationundercolumndesignandbothsidesDesignofstairs.Thedesignismainlytodotheanti-seismicdesigninthelongitudinalframesofaxisA，B，C，D.Thedesignaccordingtothefollowingsteps:First,make surethat the layoutframeworkandchooseaplan;Second,calculatetheequivalentloadofdeadload,liveload,windloadandtheinternaloftherodend,withdistributingtheinternalforcebyhierarchicalmethod,andthensuperimposinglayerstocalculatetheinternalforceofthestructureunderhorizontalload(Bendingmoment,ShearandAxialload);Third,withtheaboverequestinternalforcecombination,proceedwiththecombinationofinternalforcesandfindagrouporseveralgroupsofthemostunfavorablecombinationofinternalforces,choosingthebestsafetyresulttoreinforcementanddrawing;Fourth,designtheindependentfoundationundercolumn;Fifth,designthestairs,includetheinternalforcecalculationandreinforcementcalculationofboardsoftheladder,platformplate,platformbeam,aswellasconstructiondrawing.Keywords:Framestructure,Thecombinationofinternalforces,structuraldesign91 1工程概况一.工程概况1.建设项目名称：某库区行政楼结构设计本工程建筑功能为公共建筑，使用年限为50年；建筑平面的横轴轴距为8.1m，纵轴轴距为5.4m和4.5m；内、外墙体材料为陶粒混凝土空心砌块，外墙装修使用乳白色涂料仿石材外墙涂料，内墙装修喷涂乳胶漆，楼内房间采用水磨石地面，墙面主要采用石棉吸音板，门窗采用塑钢窗和装饰木门。全楼设楼梯两部。2.建筑地点：郑州某地3.设计资料：1.3.1地质水文资料：根据工程地质勘测报告，拟建场地地势平坦，表面为平均厚度0.3m左右的杂填土，以下为1.2～1.5m左右的淤泥质粘土，承载力的特征值为70kN/m2，再下面为较厚的垂直及水平分布比较均匀的粉质粘土层，其承载力的特征值为180kN/m2，可作为天然地基持力层。1.3.2抗震设防要求：六度四级设防1.3.3基本风压0.45KN/m2，地面粗糙度B类，风载体型系数1.3。1.3.3底层室内主要地坪标高为±0.000，相当于黄海高程3.0m。1.3.4地下潜水位达黄海高程2.4-2.5m,对本工程无影响。4.主要构件材料及尺寸估算1.4.1主要构件材料框架梁、板、柱采用现浇钢筋混凝土构件，墙体采用混凝土空心砌块，混凝土强度：梁、板、柱均采用C30混凝土，钢筋使用HPB235，HRB400二种钢筋。1.4.2主要构件的截面尺寸（1）框架梁：横向框架梁，最大跨度L=8.1m，h=（1/8~1/12）L=1000mm~675mm，取h=800mmb=（1/2~1/3）h=400mm~266mm，取b=300mm纵向框架梁，最大跨度L=5.4m，h=（1/12~1/13）L=450mm~415mm，取h=600mm91 b=（1/2~1/3）h=300mm~200mm，取b=250mm（2）框架柱：初定边柱尺寸400mm×600mm，中柱500mm×500mm角柱500mm×600mm，一至五层框架柱混凝土强度等C30。5.框架结构计算简图和结构平面布置图图1.1框架结构计算简图91 2楼板设计2.1屋面和楼面板的荷载计算表2.1室内水磨石地面名称做法厚度（mm)容重(KN/m3)重量KN(m2)彩色水磨石楼面白水泥大理石子面15250.381:3水泥砂浆找平18200.36纯水泥浆一道2200.04钢筋混凝土楼板120253板底20厚粉刷抹平20170.34　　　楼面静载4.1楼面活载2表2.2卫生间采用地砖地面名称做法厚度（mm)容重(KN/m3)重量KN(m2)厕所地砖铺实10200.21：4干硬性水泥砂浆25200.5基层处理剂一遍　　0.05C20混凝土0.5％找坡20250.711：2.5水泥砂浆找平20200.4防水涂料1.5　0.2钢筋混凝土楼板120253板底20厚粉刷抹平20170.34　　　楼面静载5.4楼面活载2.591 表2.3不上人屋面名称做法厚度（mm)容重(KN/m3)重量KN(m2)非上人屋面高分子卷材4120.051：3水泥砂浆找平20200.4憎水珍珠岩保温层6040.241：3水泥砂浆找平20200.41:6水泥焦渣找坡50150.75钢筋混凝土楼板120253板底20厚粉刷抹平20170.34　　楼面静载5.2楼面活载0.7表2.4走廊水磨石地面名称做法厚度（mm)容重(KN/m3)重量KN(m2)彩色水磨石楼面白水泥大理石子面15250.381:3水泥砂浆找平18200.36纯水泥浆一道2200.04钢筋混凝土楼板100252.5板底20厚粉刷抹平20170.34　楼面静载3.6楼面活载2.52.2楼板计算根据《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010），当楼板长边l02与短边l01之比小于2时，宜按双向板计算。但当楼板长边l02与短边l01之比大于2，且小于3时，宜按双向板计算，若按沿短边受力的单向板计算，则应沿长边方向布置足够的构造钢筋。本工程的楼板全为双向板，按照弹性方法进行计算；同一方向上，相邻跨度比lmin/lmax大于等于0.75时，按多跨连续双向板计算。双向板按弹性理论的计算方法：①跨中最大正弯矩：91 为了求连续双向板的跨中最大正弯矩，荷载分布情况应按图2.1所示的棋盘式布置，将其分解为满布荷载g+q/2及间隔布置q/2两种情况，前者可近似认为各区格板都固定支承在中间支承上，后者可近似认为各区格板在中间支承处都是简支的。沿楼盖周边则根据实际支承情况确定。分别求得各区格板的弯矩，然后叠加得到各区格板的跨中最大弯矩。②支座最大负弯矩：支座最大负弯矩可近似按满布活荷载时求得。此时认为各区格板都固定在中间支承上，楼盖周边则按实际支承情况确定，再按单个双向板计算支座负弯矩。当相邻区格板分别求得的同一支座的负弯矩值不相等时，可取绝对值较大的值作为该支座的最大负弯矩。图2.1连续双向板的计算图示2.2.1标准层楼板计算图2.2标准层楼板区格图91 ①板A一、基本资料：　恒荷载：g＝1.2×4.1=4.92kN/m2　活荷载：q＝1.4×2=2.8kN/m2　计算跨度　lx=4.5m　；ly=8.1-0.05-0.125+0.25=8.175m　板厚H=120mm；砼强度等级：C30；钢筋强度等级：HRB400泊松比：μ＝0.2二、计算结果：　Mx=(0.0385+0.2×0.0056)×(4.92+1.4)×4.52+（0.0563+0.2×0.0081）×1.4×4.52=6.713kN·m考虑弯矩折减，m=6.713×0.9=6.042kN·mh01=h-20=100mm取s=0.95故Asx=176.75mm2，实配8@200(As＝251mm2)　My=(0.0056+0.2×0.0385)×(4.92+1.4)×4.52+（0.0081+0.2×0.0563）×1.4×4.52=2.251kN·m考虑弯矩折减，m=2.251×0.9=2.026kN·m　h02=h-30=90mm取s=0.95故Asy=65.92mm2，实配8@200(As＝251mm2)　Mx"=-0.0814×(4.92+2.8)×4.52=-12.725kN·m考虑弯矩折减，m"=-12.725×0.9=-11.453kN·m支座截面处h0=100mmAsx"=335.42mm2，实配8@100(As＝503mm2)　My"=-0.0571×(4.92+2.8)×4.52=-8.926kN·m考虑弯矩折减，m"=-8.926×0.9=-8.033kN·mAsy"=235.08mm2，实配8@200(As＝251mm2)②板B一、基本资料：　恒荷载：g＝1.2×4.1=4.92kN/m2　活荷载：q＝1.4×2=2.8kN/m2　计算跨度　lx=4.5-0.1-0.15+0.3=4.55m　；ly=8.175m　板厚H=120mm；砼强度等级：C30；钢筋强度等级：HRB400泊松比：μ＝0.2二、计算结果：　Mx=(0.0382+0.0060×0.2)×(4.92+1.4)×4.55291 +（0.0524+0.2×0.0109）×1.4×4.552=6.737kN·m　板B为楼板的角区格，不折减h01=h-20=100mm取s=0.95故Asx=197.17mm2，实配8@200(As＝251mm2)　My=(0.0060+0.2×0.0382)×(4.92+1.4)×4.552+（0.0109+0.2×0.0524）×1.4×4.552=2.404kN·m　板B为楼板的角区格，不折减h01=h-30=90mm取s=0.95故Asy=78.17mm2，实配8@200(As＝251mm2)　Mx"=-0.0809×(4.92+2.8)×4.552=-12.930kN·mAsx"=378.58mm2，实配8@100(As＝503mm2)　My"=-0.0571×(4.92+2.8)×4.552=-9.126kN·mAsy"=267.17mm2，实配8@200(As＝251mm2)①板D一、基本资料：恒荷载：g＝1.2×4.1=4.92kN/m2　活荷载：q＝1.4×2=2.8kN/m2　计算跨度　lx=5.4m　；ly=8.175m　板厚H=120mm；砼强度等级：C30；钢筋强度等级：HRB400泊松比：μ＝0.2二、计算结果：　Mx=(0.0340+0.2×0.0100)×(4.92+1.4)×5.42+（0.0507+0.2×0.0552）×1.4×5.42=9.155kN·m考虑弯矩折减，m=9.155×0.9=8.240kN·mh01=h-20=100mm取s=0.95故Asx=241.5mm2，实配8@200(As＝251mm2)　My=(0.0100+0.2×0.0340)×(4.92+1.4)×5.42+（0.0552+0.2×0.0507）×1.4×5.42=5.764kN·m考虑弯矩折减，m=5.764×0.9=5.188kN·m　h02=h-30=90mm取s=0.95故Asy=168.58mm2，实配8@200(As＝251mm2)Mx"=-0.0759×(4.92+2.8)×5.42=-17.086kN·m考虑弯矩折减，m"=-17.086×0.9=-15.377kN·mAsx"=449.75mm2，实配8@100(As＝503mm2)91 　My"=-0.0571×(4.92+2.8)×5.42=-12.854kN·m考虑弯矩折减，m"=-12.854×0.9=-11.569kN·mAsy"=338.33mm2，实配8@100(As＝503mm2)①板E一、基本资料：恒荷载：g＝1.2×3.6=4.32kN/m2　可变荷载标准值：q＝1.4×2.5=3.5kN/m2　计算跨度　lx=4.55m　；ly=2.7m　板厚H=100mm；砼强度等级：C30；钢筋强度等级：HRB400泊松比：μ＝0.2二、计算结果：Mx=(0.0073+0.0370×0.2)×(4.32+1.75)×2.72+(0.0724+0.0263×0.2)×1.75×2.72=1.466kN·m考虑弯矩折减，m=1.466×0.9=1.319kN·mh01=100-30=70mm取s=0.95Asx=55.42mm2，实配8@200(As＝251mm2)My=(0.0370+0.0073×0.2)×(4.32+1.75)×2.72+(0.0263+0.0724×0.2)×1.75×2.72=2.188kN·m　考虑弯矩折减，m=2.188×0.9=1.969kN·mh02=100-20=80mm取s=0.95Asy=72.33mm2，实配8@200(As＝251mm2)　Mx"=-0.0571×(4.32+3.5)×2.72=-3.255kN·m考虑弯矩折减，m=-3.255×0.9=-2.930kN·m支座处h0=100-20=80mm取s=0.95Asx"=107.33mm2，实配8@200(As＝251mm2)　My"=-0.0797×(4.32+3.5)×2.72=-4.544kN·m考虑弯矩折减，m=-4.544×0.9=-4.089kN·mAsy"=149.92mm2，实配8@200(As＝251mm2)②板F一、基本资料：恒荷载：g＝1.2×3.6=4.32kN/m2　可变荷载标准值：q＝1.4×2.5=3.5kN/m2　计算跨度　lx=5.4m　；ly=2.7m91 　板厚H=100mm；砼强度等级：C30；钢筋强度等级：HRB400泊松比：μ＝0.2二、计算结果：Mx=(0.0038+0.0400×0.2)×(4.32+1.75)×2.72+(0.0174+0.0965×0.2)×1.75×2.72=0.990kN·m考虑弯矩折减，m=0.990×0.8=0.792kN·mh01=100-30=70mm取s=0.95Asx=33.25mm2，实配8@200(As＝251mm2)My=(0.0400+0.0038×0.2)×(4.32+1.75)×2.72+(0.0965+0.0174×0.2)×1.75×2.72=3.079kN·m　考虑弯矩折减，m=3.079×0.8=2.463kN·mh02=100-20=80mm取s=0.95Asy=90.42mm2，实配8@200(As＝251mm2)　Mx"=-0.0570×(4.32+3.5)×2.72=-3.25kN·m考虑弯矩折减，m=-3.25×0.8=-2.6kN·m支座处h0=100-20=80mm取s=0.95Asx"=95.09mm2，实配8@200(As＝251mm2)　My"=-0.0829×(4.32+3.5)×2.72=-4.73kN·m考虑弯矩折减，m=-4.73×0.8=-3.784kN·mAsy"=138.84mm2，实配8@200(As＝251mm2)①板C一、基本资料：恒荷载：g＝1.2×3.6=4.32kN/m2　可变荷载标准值：q＝1.4×2.5=3.5kN/m2　计算跨度　lx=4.5m　；ly=2.7m　板厚H=100mm；砼强度等级：C30；钢筋强度等级：HRB400泊松比：μ＝0.2二、计算结果：Mx=(0.0076+0.0367×0.2)×(4.32+1.75)×2.72+(0.0242+0.0820×0.2)×1.75×2.72=1.177kN·m考虑弯矩折减，m=1.177×0.8=0.941kN·mh01=100-30=70mm取s=0.95Asx=39.67mm2，实配8@200(As＝251mm2)My=(0.0367+0.0076×0.2)×(4.32+1.75)×2.72+(0.0820+0.0242×0.2)×1.75×2.72=2.799kN·m91 　考虑弯矩折减，m=2.799×0.8=2.239kN·mh02=100-20=80mm取s=0.95Asy=82.25mm2，实配8@200(As＝251mm2)　Mx"=-0.0571×(4.32+3.5)×2.72=-3.255kN·m考虑弯矩折减，m=-3.255×0.8=-2.6kN·m支座处h0=100-20=80mm取s=0.95Asx"=95.09mm2，实配8@200(As＝251mm2)　My"=-0.0793×(4.32+3.5)×2.72=-4.521kN·m考虑弯矩折减，m=-4.521×0.8=-3.617kN·mAsy"=132.42mm2，实配8@200(As＝251mm2)2.2.2不上人屋面板设计①板A一、基本资料：　恒荷载：g＝1.2×5.2=6.24kN/m2　活荷载：q＝1.4×0.7=0.98kN/m2　计算跨度　lx=4.5m　；ly=8.1-0.05-0.125+0.25=8.175m　板厚H=120mm；砼强度等级：C30；钢筋强度等级：HRB400泊松比：μ＝0.2二、计算结果：　Mx=(0.0385+0.2×0.0056)×(6.24+0.49)×4.52+（0.0563+0.2×0.0081）×0.49×4.52=5.974kN·m考虑弯矩折减，m=5.974×0.9=5.377kN·mh01=h-20=100mm取s=0.95故Asx=157.5mm2，实配8@200(As＝251mm2)　My=(0.0056+0.2×0.0385)×(6.24+0.49)×4.52+（0.0081+0.2×0.0563）×0.49×4.52=2.005kN·m考虑弯矩折减，m=2.005×0.9=1.804kN·m　h02=h-30=90mm取s=0.95故Asy=58.92mm2，实配8@200(As＝251mm2)　Mx"=-0.0814×(6.24+0.98)×4.52=-11.901kN·m考虑弯矩折减，m"=-11.901×0.9=-10.711kN·m支座截面处h0=100mmAsx"=313.25mm2，实配8@100(As＝503mm2)91 　My"=-0.0571×(6.42+0.98)×4.52=-8.556kN·m考虑弯矩折减，m"=-8.556×0.9=-7.701kN·mAsy"=225.75mm2，实配8@200(As＝251mm2)①板B一、基本资料：　恒荷载：g＝1.2×5.2=6.24kN/m2　活荷载：q＝1.4×0.7=0.98kN/m2　计算跨度　lx=4.5-0.1-0.15+0.3=4.55m　；ly=8.175m　板厚H=120mm；砼强度等级：C30；钢筋强度等级：HRB400泊松比：μ＝0.2二、计算结果：　Mx=(0.0382+0.0060×0.2)×(6.24+0.49)×4.552+（0.0524+0.2×0.0109）×0.49×4.552=6.043kN·m　板B为楼板的角区格，不折减h01=h-20=100mm取s=0.95故Asx=176.75mm2，实配8@200(As＝251mm2)　My=(0.0060+0.2×0.0382)×(6.24+0.49)×4.552+（0.0109+0.2×0.0524）×0.49×4.552=2.117kN·m　板B为楼板的角区格，不折减h01=h-30=90mm取s=0.95故Asy=68.84mm2，实配8@200(As＝251mm2)　Mx"=-0.0809×(6.24+0.98)×4.552=-12.092kN·mAsx"=354.09mm2，实配8@100(As＝503mm2)　My"=-0.0571×(6.24+0.98)×4.552=-8.535kN·mAsy"=249.67mm2，实配8@200(As＝251mm2)②板D一、基本资料：恒荷载：g＝1.2×5.2=6.24kN/m2　活荷载：q＝1.4×0.7=0.98kN/m2　计算跨度　lx=5.4m　；ly=8.175m　板厚H=120mm；砼强度等级：C30；钢筋强度等级：HRB400泊松比：μ＝0.2二、计算结果：91 　Mx=(0.0340+0.2×0.0100)×(6.24+0.49)×5.42+（0.0507+0.2×0.0552）×0.49×5.42=7.947kN·m考虑弯矩折减，m=7.947×0.9=7.152kN·mh01=h-20=100mm取s=0.95故Asx=209.42mm2，实配8@200(As＝251mm2)　My=(0.0100+0.2×0.0340)×(6.24+0.49)×5.42+（0.0552+0.2×0.0507）×0.49×5.42=4.231kN·m考虑弯矩折减，m=4.231×0.9=3.808kN·m　h02=h-30=90mm取s=0.95故Asy=124.25mm2，实配8@200(As＝251mm2)Mx"=-0.0759×(6.24+0.98)×5.42=-15.980kN·m考虑弯矩折减，m"=-15.980×0.9=-14.382kN·mAsx"=420.59mm2，实配8@100(As＝503mm2)　My"=-0.0571×(6.24+0.98)×5.42=-12.022kN·m考虑弯矩折减，m"=-12.022×0.9=-10.819kN·mAsy"=316.75mm2，实配8@100(As＝503mm2)①板E一、基本资料：恒荷载：g＝1.2×5.2=6.24kN/m2　可变荷载标准值：q＝1.4×0.7=0.98kN/m2　计算跨度　lx=4.55m　；ly=2.7m　板厚H=100mm；砼强度等级：C30；钢筋强度等级：HRB400泊松比：μ＝0.2二、计算结果：Mx=(0.0073+0.0370×0.2)×(6.24+0.49)×2.72+(0.0724+0.0263×0.2)×0.49×2.72=0.999kN·m考虑弯矩折减，m=0.999×0.9=0.899kN·mh01=100-30=70mm取s=0.95Asx=37.92mm2，实配8@200(As＝251mm2)My=(0.0370+0.0073×0.2)×(6.24+0.49)×2.72+(0.0263+0.0724×0.2)×0.49×2.72=2.033kN·m　考虑弯矩折减，m=2.033×0.9=1.829kN·mh02=100-20=80mm取s=0.95Asy=67.09mm2，实配8@200(As＝251mm2)91 　Mx"=-0.0571×(6.24+0.98)×2.72=-3.005kN·m考虑弯矩折减，m=-3.005×0.9=-2.705kN·m支座处h0=100-20=80mm取s=0.95Asx"=99.17mm2，实配8@200(As＝251mm2)　My"=-0.0797×(6.24+0.98)×2.72=-4.195kN·m考虑弯矩折减，m=-4.195×0.9=-3.775kN·mAsy"=138.25mm2，实配8@200(As＝251mm2)①板F一、基本资料：恒荷载：g＝1.2×5.2=6.24kN/m2　可变荷载标准值：q＝1.4×0.7=0.98kN/m2　计算跨度　lx=5.4m　；ly=2.7m　板厚H=100mm；砼强度等级：C30；钢筋强度等级：HRB400泊松比：μ＝0.2二、计算结果：Mx=(0.0038+0.0400×0.2)×(6.24+0.49)×2.72+(0.0174+0.0965×0.2)×0.49×2.72=0.710kN·m考虑弯矩折减，m=0.710×0.8=0.568kN·mh01=100-30=70mm取s=0.95Asx=23.92mm2，实配8@200(As＝251mm2)My=(0.0400+0.0038×0.2)×(6.24+0.49)×2.72+(0.0965+0.0174×0.2)×0.49×2.72=2.357kN·m　考虑弯矩折减，m=2.357×0.8=1.886kN·mh02=100-20=80mm取s=0.95Asy=69.42mm2，实配8@200(As＝251mm2)　Mx"=-0.0570×(6.24+0.98)×2.72=-3.000kN·m考虑弯矩折减，m=-3.000×0.8=-2.400kN·m支座处h0=100-20=80mm取s=0.95Asx"=88.08mm2，实配8@200(As＝251mm2)　My"=-0.0829×(6.24+0.98)×2.72=-4.363kN·m考虑弯矩折减，m=-4.363×0.8=-3.491kN·mAsy"=127.75mm2，实配8@200(As＝251mm2)②板C一、基本资料：91 恒荷载：g＝1.2×5.2=6.24kN/m2　可变荷载标准值：q＝1.4×0.7=0.98kN/m2　计算跨度　lx=4.5m　；ly=2.7m　板厚H=100mm；砼强度等级：C30；钢筋强度等级：HRB400泊松比：μ＝0.2二、计算结果：Mx=(0.0076+0.0367×0.2)×(6.24+0.49)×2.72+(0.0242+0.0820×0.2)×0.49×2.72=0.878kN·m考虑弯矩折减，m=0.878×0.8=0.702kN·mh01=100-30=70mm取s=0.95Asx=29.75mm2，实配8@200(As＝251mm2)My=(0.0367+0.0076×0.2)×(6.24+0.49)×2.72+(0.0820+0.0242×0.2)×0.49×2.72=2.185kN·m　考虑弯矩折减，m=2.185×0.8=1.748kN·mh02=100-20=80mm取s=0.95Asy=64.17mm2，实配8@200(As＝251mm2)　Mx"=-0.0571×(6.24+0.98)×2.72=-3.005kN·m考虑弯矩折减，m=-3.005×0.8=-2.404kN·m支座处h0=100-20=80mm取s=0.95Asx"=88.08mm2，实配8@200(As＝251mm2)　My"=-0.0793×(6.24+0.98)×2.72=-4.174kN·m考虑弯矩折减，m=-4.174×0.8=-3.339kN·mAsy"=122.50mm2，实配8@200(As＝251mm2)2.2.3卫生间一、基本资料：　恒荷载：g＝1.2×5.4=6.48kN/m2　活荷载：q＝1.4×2.5=3.5kN/m2　计算跨度　lx=4.5-0.1-0.15+0.3=4.55m　；ly=8.175m　板厚H=120mm；砼强度等级：C30；钢筋强度等级：HRB400泊松比：μ＝0.2二、计算结果：　Mx=(0.0382+0.0060×0.2)×(6.48+1.75)×4.552+（0.0524+0.2×0.0109）×1.75×4.552=8.690kN·m　板B为楼板的角区格，不折减91 h01=h-20=100mm取s=0.95故Asx=254.33mm2，实配8@100(As＝503mm2)　My=(0.0060+0.2×0.0382)×(6.48+1.75)×4.552+（0.0109+0.2×0.0524）×1.75×4.552=3.099kN·m　板B为楼板的角区格，不折减h01=h-30=90mm取s=0.95故Asy=100.92mm2，实配8@200(As＝251mm2)　Mx"=-0.0809×(6.48+3.5)×4.552=-16.715kN·mAsx"=488.83mm2，实配8@100(As＝503mm2)　My"=-0.0571×(6.48+3.5)×4.552=-11.797kN·mAsy"=345.33mm2，实配8@100(As＝503mm2)91 3竖向荷载作用下框架结构的内力计算3.1横向框架计算单元根据结构布置和荷载计算，对一榀横向中框架进行计算，如图所示。房间内直接传给该框架的楼面荷载如图中的阴影线所示。图3.1横向框架计算单元3.2梁、柱线刚度计算表3.1横梁线刚度计算类别b×hIlEcI/l1.5EcI/l2EcI/l(m×m)（）　（m）　（）　（）　（）　边横梁0.3×0.80.01288.115.823.731.6中横梁0.3×0.40.00162.75.938.9411.991 表3.2柱线刚度ic计算层次hb×hIEcI/l0.9EcI/l（m）（m×m）（）（）　（）1—24.50.4×0.60.00721614.40.5×0.50.005211.610.43—53.60.4×0.60.007220180.5×0.50.005214.413图3.2横向中框架梁、柱线刚度（单位：）所计算的中框架是对称结构，在计算竖向荷载作用时，取一半计算。3.3恒载荷载计算荷载计算：线荷载　　屋面：屋面恒载5.2kN/m2屋面板传来的恒载：5.2×5.4＝28.08kN/m室内梁自重：0.30×0.8×25=6kN/m室内梁侧粉刷：2×（0.8-0.12）×0.02×17＝0.46kN/m　　　　室内横梁的矩形线荷载　　合计：6.46kN/m室内横梁的梯形线荷载　　合计：28.08kN/m91 走廊板传来的恒载：5.2×2.7＝14.04kN/m走廊梁自重：0.30×0.4×25=3kN/m走廊梁侧粉刷：2×（0.4-0.10）×0.02×17＝0.204kN/m　　走廊横梁的矩形线荷载　　合计：3.204kN/m　走廊横梁的三角形线荷载　合计：14.04kN/m楼面：楼面恒载4.1kN/m2楼面板传来的恒载：4.1×5.4＝22.14kN/m室内梁自重：0.30×0.8×25=6kN/m室内梁侧粉刷：2×（0.8-0.12）×0.02×17＝0.462kN/m室内梁上墙自重：0.24×（3.6-0.8）×19＝12.768kN/m室内梁上墙面粉刷：（3.6-0.8）×0.02×2×17＝1.904kN/m　　室内横梁的矩形线荷载　　合计：21.132kN/m室内横梁的三角形形线荷载　　合计：22.14kN/m走廊：楼面恒载3.6kN/m2走廊楼面传来的恒载：3.6×2.7＝9.72kN/m走廊梁自重0.30×0.4×25=3kN/m走廊梁侧粉刷：2×（0.4-0.10）×0.02×17＝0.204kN/m　　走廊横梁的矩形线荷载　　合计：3.204kN/m走廊横梁的三角形线荷载　合计：9.72kN/m荷载计算：集中荷载屋面框架节点集中荷载：边柱连系梁自重：0.25×0.6×5.4×25＝20.25KN粉刷：0.02×（0.6-0.12）×2×5.4×17＝1.763KN1m高女儿墙自重：1×5.4×0.24×19=24.624KN粉刷：1×0.02×2×5.4×17=3.672KN连系梁传来的屋面荷载：1/2×5.4×1/2×5.4×5.2＝37.908KN顶层边节点集中荷载　合计：88.217KN中柱连系梁自重：0.25×0.6×5.4×25＝20.25KN粉刷：0.02×（0.6-0.12）×2×5.4×17＝1.763KN连系梁传来的屋面荷载：1/2×(5.4+5.4-2.7)×2.7/2×3.6×5.2=18.6KN1/2×5.4×5.4×1/2×5.2=37.908KN　　　　　　　顶层中节点集中荷载　合计：78.521KN91 楼面框架节点集中荷载：边柱连系梁自重：0.25×0.6×5.4×25＝20.25KN粉刷：0.02×（0.6-0.12）×2×5.4×17＝1.763KN塑钢窗：　　　　　　　　　　　　　　　5KN窗下墙体自重：0.24×1.2×5.4×19＝29.5KN窗下墙体粉刷自重：2×0.02×1.2×5.4×17＝4.41KN框架柱自重：0.6×0.4×3.6×25＝21.6KN框架柱粉刷自重：(0.6+0.4)×2×0.02×3.6×17=2.448KN连系梁传来的楼面自重：1/2×5.4×5.4×1/2×4.1＝29.889KN楼面层边节点集中荷载　合计：114.86KN中柱连系梁自重：0.25×0.6×5.4×25＝20.25KN粉刷：0.02×（0.6-0.12）×2×5.4×17＝1.763KN内纵墙自重：5.4×(3.6-0.6)×0.24×19=73.872KN粉刷：5.4×(3.6-0.6)×2×0.02×17=11.016KN框架柱自重：0.6×0.4×3.6×25＝21.6KN框架柱粉刷自重：(0.6+0.4)×2×0.02×3.69×17=2.448KN连系梁传来的楼面自重：1/2×(5.4+5.4-2.7）×2.7/2×3.6×5.2＝18.6KN1/2×5.4×5.4×1/2×4.1=29.889KN楼面层中节点集中荷载　合计：179.438KN屋面层梁上作用的恒载图3.3屋面层梁上作用的恒载在上图中，gk1、qk1′分别代表横梁自重，是均布荷载形式；gk2和gk2′分别代表房间和走廊传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。gk1=6.46kN/mgk2=28.08kN/mgk1′=3.204kN/mgk2′=14.04kN/m91 gk2、gk2′代表房间和走廊传给横梁的梯形和三角形荷载，需要将其转化为等效均布荷载。梯形荷载=（1-2α2+α3）gk2=0.815×28.08=22.88kN/m三角形荷载横向框架恒荷载：屋面板：22.88＋6.46=29.34KN/m（8.1m跨）8.78+3.2=11.984KN/m（2.7m跨）楼面层梁上作用的恒载图3.4楼面层梁上作用的恒载在上图中，gk1、gk1′分别代表横梁自重，是均布荷载形式；gk2和gk2′分别代表房间和走廊传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。gk1=21.132kN/m　　gk2=22.14kN/mgk1′=3.204kN/mgk2′=9.72kN/mgk2、gk2′代表房间和走廊传给横梁的梯形和三角形荷载，需要将其转化为等效均布荷载。梯形荷载=（1-2α2+α3）gk2=0.815×22.14=18.044KN/m三角形荷载横向框架恒荷载：楼面板：21.132＋18.044=39.176kN/m（8.1m跨）91 6.08+3.204=9.284KN/m（2.7m跨）3.4恒载内力计算分层法的计算要点：①假定作用在某一层框架梁上的竖向荷载仅对本楼层的梁以及与本楼层梁相连的框架柱产生弯矩和剪力，而对其他楼层的框架梁和隔层的框架柱均不产生弯矩和剪力。②除底层以外的其它各层柱的线刚度均乘修正系数0.9。③除底层以外的其它各层柱的弯矩传递系数取为1/3，底层柱和各层梁的弯矩传递系数取为1/2。　　　　　0.6370.6250.118　0.363　　0.257　-160.42160.42-7.28-3.6458.23102.1951.09-63.82-127.64-52.49-24.1024.1023.17　40.6520.33-6.35-12.70-5.22-2.402.402.314.042.02-1.26-0.52-0.240.2483.71-83.7192.26-58.23-34.0223.127.90-19.41顶层弯矩分配(单位KN·m)91 　25.02　-18.76　75.070.33-56.29-0.06　5.7　-1.030.9918.99-0.18-17.6717.10-3.0856.98-53.03　0.2050.2660.4680.4970.093　0.266　　0.205　-214.20214.20-5.64-2.8256.98100.2450.12-64.28-128.56-53.03-24.0624.0617.10　30.0815.04-3.74-7.48-3.08-1.401.400.991.760.88-0.44-0.18-0.080.0875.07-150.14143.76-56.29-31.1822.7225.02-18.76标准层弯矩分配(单位KN·m)91 　25.97　-20.64　-0.0777.910.37-61.9-1.116.04-0.20-1.331.1119.56-3.33-18.1318.11-3.9958.69-54.38　0.2090.2740.4820.5080.096　0.244　　0.187　-214.20214.20-5.64-2.8252.27103.2451.62-66.09-132.17-48.65-24.9824.9816.13　31.8515.93-4.05-8.09-2.98-1.531.530.991.950.98-0.50-0.18-0.090.0969.39-147.3141.97-51.81-32.2423.7834.70-25.91底层弯矩分配(单位KN·m)节点弯矩二次调整：由于在分层法计算竖向荷载作用下的结构内力时，计算出的框架节点处弯矩之和不等于零，这是因为分层计算单元与实际结构不符带来的误差，因此要对节点的不平衡力矩再进行一次弯矩分配，予以修正。顶层框架边柱节点，下层框架传来弯矩是25.02kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：顶层框架中柱节点，下层框架传来弯矩是-18.76kN·m。91 节点各构件分配到的弯矩分别为：将分配到的不平衡弯矩与节点弯矩相加得到节点的平衡弯矩。见下图　0.6370.6250.118　0.363　　0.257　　　25.02-18.76-9.08-15.9411.734.822.21　83.71　-83.7192.26-58.23-34.02　99.65-99.65103.99-72.17-31.81顶层二次弯矩分配(单位KN·m)第四层框架边柱节点，上层和下层框架传来弯矩分别是27.90kN·m，25.02kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：第四层框架中柱节点，上层和下层框架传来弯矩分别是-19.41kN·m、-18.76kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：91 将分配到的不平衡弯矩与节点弯矩相加得到节点的平衡弯矩。见下图　　　　27.90　-19.41-14.087.8275.07　-56.2988.89-67.88　0.2050.2660.4680.4970.093　0.266　　0.205　　　25.02-18.76-14.08　-24.7618.977.823.55　75.07-150.14143.76-56.29-31.18　　86.01-174.9162.73-67.23-27.63　　第四层二次弯矩分配(单位KN·m)第三层框架边柱节点，上层和下层框架传来弯矩分别是25.02kN·m，25.02kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：第三层框架中柱节点，上层和下层框架传来弯矩分别是-18.76kN·m、-18.76kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：91 将分配到的不平衡弯矩与节点弯矩相加得到节点的平衡弯矩。见下图　　　　25.02　-18.76-13.317.6975.07　-56.2986.78-67.36　0.2050.2660.4680.4970.093　0.266　　0.205　　　25.02-18.76-13.31-23.4218.653.49　75.07-150.14143.767.69-31.18　-56.29　86.78-173.56162.41-67.36-27.69　　三层二次弯矩分配(单位KN·m)第二层框架边柱节点，上层和下层框架传来弯矩分别是25.02kN·m，25.97kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：第二层框架中柱节点，上层和下层框架传来弯矩分别是-18.76kN·m、-20.64kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：91 将分配到的不平衡弯矩与节点弯矩相加得到节点的平衡弯矩。见下图　　　　25.02　-18.76-13.568.0875.07　-56.2986.53-66.97　0.2050.2660.4680.4970.093　0.266　　0.205　　　25.97-20.64-13.56-23.8719.588.083.66　75.07-150.14143.76-56.29-31.18　　87.48-174.01163.34-68.85-27.52　　二层二次弯矩分配(单位KN·m)底层框架边柱节点，上层框架传来弯矩是25.02kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：底层框架中柱节点，上层框架传来弯矩是-18.76kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：91 将分配到的不平衡弯矩与节点弯矩相加得到节点的平衡弯矩。见下图　　　　25.02　-18.76-6.863.9277.91　-61.996.07-76.74　0.2090.2740.4820.5080.096　0.244　　0.187　　　-6.10-12.069.533.511.80　69.39-147.3141.97-51.81-32.24　　63.29-159.36151.5-48.3-30.44　　底层二次弯矩分配(单位KN·m)3.5活载荷载计算屋面活荷载：0.7kN/m²，(不上人屋面)，搂面活荷载：2KN/m²，走廊：2.5KN/m²荷载计算：线荷载　　屋面：屋面活载0.7kN/m2屋面板传来的活载：0.7×5.4＝3.78KN/m　　　　　　　　　　　　　　　　　教室横梁的三角形线荷载合计：3.78KN/m走廊板传来的活载：0.7×2.7＝1.89KN/m　　　　　　　　　　　　　　　走廊横梁的三角形线荷载　合计：1.89kN/m楼面：楼面活载2kN/m2楼面板传来的活载：2×5.4＝10.8KN/m　　　　　　　　　　91 　　　教室横梁的梯形线荷载　　合计：10.8KN/m走廊：　楼面活载2.5kN/m2走廊楼面传来的活载：2.5×2.7＝6.75kN/m　　　　　　　　　　走廊横梁的三角形线荷载　合计：6.75KN/m荷载计算：集中荷载屋面框架节点集中荷载边柱连系梁传来的屋面活载：1/2×5.4×5.4×1/2×0.7=5.103KN顶层边节点集中荷载　合计：5.103KN中柱连系梁传来的屋面活载：1/2×(5.4+5.4-2.7)×2.7/2×0.7=3.827KN1/2×5.4×5.4×1/2×0.7=5.103KN　　　　　　　顶层中节点集中荷载　合计：8.93KN楼面框架节点集中荷载：边柱连系梁传来的楼面活载：1/2×5.4×5.4×1/2×2=14.58KN楼面层边节点集中荷载　合计：14.58KN中柱连系梁传来的楼面活载：1/2×（5.4+5.4-2.7）×2.7/2×2.5＝13.67KN1/2×5.4×5.4×4.051/2×2=14.58KN楼面层中节点集中荷载　合计：28.25KN91 屋面层梁上作用的活载图3.5屋面层梁上作用的活载在图3.5中，qk1、qk1′分别代表房间和走廊传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。qk1=3.78KN/mqk1′=1.89KN/m需要将其转化为等效均布荷载。梯形荷载=0.815×3.78=3.081KN/m三角形荷载横向框架活荷载：屋面板：3.081KN/m（8.1m跨）1.181KN/m（2.7m跨）楼面层梁上作用的活载图3.6楼面层梁上作用的活载在图3.6中，qk1、qk1′分别代表房间和走廊传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。qk1=10.8KN/m　　qk1′=6.75KN/m需要将其转化为等效均布荷载。91 梯形荷载=0.815×10.8=8.802KN/m三角形荷载横向框架活荷载：楼面板：8.802KN/m（8.1m跨）4.219KN/m（2.7m跨）3.6活载内力计算活载作用下节点分配系数同恒载作用下节点分配系数相同。　0.6370.6250.118　0.363　　0.257　-16.8516.85-0.72-0.366.1210.735.37　-6.72-13.44-5.52-2.542.542.444.282.14-1.34-0.55-0.250.258.56-8.569.58-6.07-3.512.432.85-2.02顶层弯矩分配(单位KN·m)91 　5.52　-4.111.25　-0.234.27-3.88　　16.56-12.333.76-0.6812.80-11.65　0.2050.2660.4680.4960.093　0.266　　0.205　-48.1348.13-2.56-1.2812.8022.5311.27　-14.13-28.25-11.65-5.295.293.766.613.31-1.64-0.68-0.310.3116.56-33.1232.82-12.33-8.164.325.52-4.11中间层弯矩分配(单位KN·m)91 　5.73　-4.231.33　-0.254.40-3.98　　17.17-12.683.98-0.7313.19-11.95　0.2090.2740.4820.5080.096　0.244　　0.187　-48.1348.13-2.56-1.2811.7423.2011.60　-14.52-29.04-10.69-5.495.493.547.003.50-1.78-0.65-0.340.3415.28-32.4532.41-11.34-8.394.555.09-3.78底层弯矩分配(单位KN·m)节点弯矩二次调整：同恒荷载作用下一样，在活荷载作用下也要对节点不平衡力矩再做一次弯矩分配，予以修正。顶层框架边柱节点，下层框架传来弯矩是5.52KN·m，。节点各构件分配到的弯矩分别为：顶层框架中柱节点，下层框架传来弯矩是-4.11KN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：91 将分配到的不平衡弯矩与节点弯矩相加得到节点的平衡弯矩。见下图　0.6370.6250.118　0.363　　0.257　　　5.52-3.522.57-4.110.48　　-2.00-8.569.581.06-3.518.56　-6.07　12.08-12.0812.15-9.12-3.03　　顶层二次弯矩分配(单位KN·m)第四层框架边柱节点，上层和下层框架传来弯矩分别是2.85kN·m，5.52kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：第四层框架中柱节点，上层和下层框架传来弯矩分别是-2.02kN·m、-4.11kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：91 将分配到的不平衡弯矩与节点弯矩相加得到节点的平衡弯矩。见下图　　　　2.85　-2.02-2.231.2616.56　-12.3317.18-13.09　0.2050.2660.4680.4970.093　0.266　　0.205　　　5.52-3.913.04-4.110.57　　-2.23-33.1232.821.26-8.1616.56　-12.33　19.85-37.0335.86-15.18-7.59　　第四层二次弯矩分配(单位KN·m)第三层框架边柱节点，上层和下层框架传来弯矩分别是5.52KN·m，5.52KN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：第三层框架中柱节点，上层和下层框架传来弯矩分别是-4.11KN·m、-4.11KN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：91 将分配到的不平衡弯矩与节点弯矩相加得到节点的平衡弯矩。见下图　　　　5.52　-4.11-2.941.6816.56　-12.3319.14-14.76　0.2050.2660.4680.4970.093　0.266　　0.205　　　5.52-5.164.09-4.110.77　　-2.94-33.1232.821.68-8.1616.56　-12.33　19.14-38.2836.91-14.76-7.39　　三层二次弯矩分配(单位KN·m)第二层框架边柱节点，上层和下层框架传来弯矩分别是5.52kN·m，5.73kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：第二层框架中柱节点，上层和下层框架传来弯矩分别是-4.11KN·m、-4.23KN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：91 将分配到的不平衡弯矩与节点弯矩相加得到节点的平衡弯矩。见下图　　　　5.52　-4.11-2.991.7116.56　-12.3319.09-14.73　0.2050.2660.4680.4970.093　0.266　　0.205　　　5.73-5.274.14-4.230.78　　-2.99-33.1232.821.71-8.1616.56　-12.33　19.30-38.3936.96-14.85-7.38　　二层二次弯矩分配(单位KN·m)底层框架边柱节点，上层框架传来弯矩是5.52KN·m，。节点各构件分配到的弯矩分别为：底层框架中柱节点，上层框架传来弯矩是-4.11kN·m。节点各构件分配到的弯矩分别为：91 将分配到的不平衡弯矩与节点弯矩相加得到节点的平衡弯矩。见下图　　　　5.52　-4.11-1.510.8617.17　-12.6821.18-15.93　0.2090.2740.4820.5080.096　0.244　　0.187　　　-2.662.090.39　　-1.35-32.4532.410.77-8.3915.28　-11.34　13.93-35.1134.50-10.57-8.00　　底层二次弯矩分配(单位KN·m)3.7竖向荷载作用下梁、柱内力计算梁端、柱端弯矩见弯矩图。梁端剪力：图3.7梁端剪力示意图91 柱轴力：图3.8柱轴力示意图边柱（上）：中柱（上）：边柱（下）：中柱（下）：恒载作用下，根据公式计算梁端剪力如下表：序号梁端弯矩梁间恒载跨度梁端剪力边跨中跨边跨中跨边跨中跨边跨中跨MlMrMlMrqqLLVaVb左Vb右Vc左599.65103.9931.8131.8129.3411.988.12.7118.29119.3616.1816.184174.90162.7327.6327.6339.189.288.12.7160.17157.1612.5312.533173.56162.4127.6927.6939.189.288.12.7160.06157.3012.5312.532174.01163.3427.5227.5239.189.288.12.7160.00157.3612.5312.531159.36151.5030.4330.4339.189.288.12.7159.65157.7112.5312.53表3.3恒载作用下梁端剪力91 表3.4恒载作用下柱轴力序号柱截面层高容重集中荷载　　　　边跨中跨边跨中跨A柱B柱b(M)h(M)b(M)h(M)h(M)γ(kN/m3)NNN顶N底N顶N底50.40.60.50.53.6258879206.5228.1214.1236.640.40.60.50.53.625115179503.1524.75857608.230.40.60.50.53.625115179799.7821.3957.5980.020.40.60.50.53.6251151791096.11117.71329.31351.810.40.60.50.54.5251151791392.21419.21701.51729.6表3.5活载作用下梁端剪力序号梁端弯矩梁间活载跨度梁端剪力边跨中跨边跨中跨边跨中跨边跨中跨MlMrMlMrqqLLVaVb左Vb右Vc左512.0812.153.033.033.11.28.12.712.4712.491.591.59437.0335.867.597.598.84.28.12.735.7935.505.705.70338.2836.917.397.398.84.28.12.735.8235.485.705.70238.3936.967.387.388.84.28.12.735.8235.475.705.70135.1134.508.008.008.84.28.12.735.7235.575.705.70表3.6活载作用下柱轴力序号集中荷载梁端剪力A柱B柱边跨中跨边跨中跨NNVaVb左VN顶N顶55.108.9312.4712.491.5917.5723.01414.5828.2535.7935.505.7067.9492.46314.5828.2535.8235.485.70118.34161.8991 214.5828.2535.8235.475.70168.75231.31114.5828.2535.7235.575.70219.05300.83梁跨中弯矩计算：各层梁的跨中弯矩见下表：表3.7竖向恒载作用下跨中弯矩计算（单位：KN·m）层次梁端弯矩跨度梁间恒载恒载作用下边跨中跨边跨中跨边跨中跨MlMrMlMrLLqqAB跨BC跨599.65103.9931.8131.818.12.729.3411.98138.80-20.894174.90162.7327.6327.638.12.739.189.28152.48-19.173173.56162.4127.6927.698.12.739.189.28153.34-19.232174.01163.3427.5227.528.12.739.189.28152.65-19.061159.36151.5030.4330.438.12.739.189.28165.89-21.97表3.8竖向活载作用下跨中弯矩计算（单位：KN·m）层次梁端弯矩跨度梁间恒载活载作用下边跨中跨边跨中跨边跨中跨MlMrMlMrLLqqAB跨BC跨512.0812.153.033.038.12.73.081.1813.15-1.95437.0335.867.597.598.12.78.804.2235.74-3.75338.2836.917.397.398.12.78.804.2234.59-3.55238.3936.967.387.388.12.78.804.2234.51-3.54135.1134.508.008.008.12.78.804.2237.38-4.1691 91 图3.9恒载作用下框架弯矩图（单位：KN·m）91 图3.10活载作用下框架弯矩图（单位：KN·m）图3.11恒载作用下框架梁剪力图、柱轴力图（单位：KN）91 图3.12活载作用下框架梁剪力图、柱轴力图（单位：KN·m）91 4横向荷载作用下框架结构的内力计算4.1风荷载作用楼层剪力的计算风压标准值计算公式为：因结构高度H=18.9m<30m，可取=1.0，=1.3，查荷载规范。将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，计算过程如下表：表4.1风荷载楼层剪力层次Z(m)A(m2）（KN）51.01.318.91.230.4515.1210.8841.01.315.31.150.4519.4413.0831.01.311.71.050.4519.4411.9421.01.38.11.000.4519.4411.3711.01.34.51.000.4521.8712.79表中Z为框架节点至室外地面的高度，A为一榀框架各层节点的受风面积。4.2梁、柱线刚度计算横梁线刚度ib和柱线刚度ic计算分别见下表：表4.2横梁线刚度计算类别b×hIlEcI/l1.5EcI/l2EcI/l(m×m)（）　（m）　（）　（）　（）　边横梁0.3×0.80.01288.115.823.731.6中横梁0.3×0.40.00162.75.938.9411.991 表4.3柱线刚度ic计算层次hb×hIEcI/l（m）（m×m）（）（）　14.50.4×0.60.0072160.5×0.50.005211.62—53.60.4×0.60.0072200.5×0.50.005214.44.3框架柱的侧移刚度D值计算表4.4柱的D值楼层计算简图　Kα一般层　　　　　　　　　　i2　　i1i2　K=i1+i2+i3+i4/2ic=K/(2+K)　　　　　　　ic　　ic　　i4　　i3i4　　　　　　　　　　　　　　底层　　　　K=i1+i2/ic=(0.5+K)/(2+K)　i2　　i1i2　　　　　　　　ic　　ic　　　　　　　　　　　　　　是柱抗侧移刚度修正系数对于边柱，i1=i3=091 图4.1风荷载楼层剪力图4.2横向框架计算单元91 表4.5框架柱侧移刚度D值层次线刚度层高边柱中柱∑D边梁边柱中梁中柱HKaDKaD531.62011.914.43.61.580.448.173.020.6028.0232.39431.62011.914.43.61.580.448.173.020.6028.0232.39331.62011.914.43.61.580.448.173.020.6028.0232.39231.62011.914.43.61.580.448.173.020.6028.0232.39131.61611.911.64.51.980.625.903.750.7395.0821.974.4风荷载作用下框架内力计算求出框架层间剪力后，分配的剪力以及该柱上下端弯矩，反弯点高度y按下式计算：y0为标准框架的反弯点高度比，y1为上下梁刚度比变化时的反弯点高度比修正系数，y2、y3是柱上下层高度变化时的反弯点高度比修正系数。表4.6柱剪力分配表层次层剪力边柱D值中柱D值∑D每根边柱剪力每根中柱剪力510.888.178.0232.392.752.69423.968.178.0232.396.055.93335.98.178.0232.399.068.89247.278.178.0232.3911.9311.71160.065.905.0821.9716.1413.8991 表4.7各层柱反弯点计算表层次边柱中柱5n=5j=5n=5j=5k=1.580y0=0.379k=3.021y0=0.45a1=1y1=0a1=1y1=0a3=1y3=0a3=1y3=0y=0.379y=0.454n=5j=4n=5j=4k=1.580y0=0.429k=3.021y0=0.451a1=1y1=0a1=1y1=0a2=1y2=0a2=1y2=0a3=1y3=0a3=1y3=0y=0.429y=0.4513n=5j=3n=5j=3k=1.580y0=0.479k=3.021y0=0.5a1=1y1=0a1=1y1=0a2=1y2=0a2=1y2=0a3=1y3=0a3=1y3=0y=0.479y=0.52n=5j=2n=5j=2k=1.580y0=0.5k=3.021y0=0.5a1=1y1=0a1=1y1=0a2=1y2=0a2=1y2=0a3=1y3=0a3=1y3=0y=0.5y=0.51n=5j=1n=5j=1k=1.975y0=0.65k=3.75y0=0.55a1=1y1=0a1=1y1=0a2=1y2=0a2=1y2=0y=0.65y=0.55各层柱端弯矩和剪力计算（柱端弯矩见弯矩图）：91 表4.8柱端剪力层次54321边柱2.756.059.0611.9316.14中柱2.695.938.8911.7113.89表4.9柱端弯矩层次边柱剪力中柱剪力层高边柱y中柱y边柱柱端M边柱柱底M中柱柱端M中柱柱底M52.752.693.60.3790.4506.143.755.344.3746.055.933.60.4290.45112.439.3411.739.6339.068.893.60.4790.50016.9915.6216.0016.00211.9311.713.60.5000.50021.4721.4721.0721.07116.1413.894.50.6500.55025.4247.2128.1334.38梁端剪力、弯矩、柱轴力计算：表4.10梁端弯矩、剪力，柱轴力计算层次边梁中梁柱轴力MblMbrVbMbrMblVb边柱中柱56.143.881.241.461.461.081.24-0.16416.1711.693.444.404.403.264.68-0.33326.3318.625.557.017.015.2010.23-0.69237.0926.937.9010.1410.147.5118.13-1.0891 146.8935.7410.2013.4613.469.9728.33-1.31图4.3风荷载作用下框架弯矩图（单位:KN）91 图4.4梁端剪力及柱轴力图（单位：KN）91 5横向框架内力组合进行框架梁的内力组合，控制截面有两个，分别是梁端和梁跨中。需要进行内力组合，得到梁端最大的正弯矩和梁端最大的负弯矩，还有梁跨中最大的正弯矩。梁端柱边的剪力和弯矩的公式：5.1恒载作用下内力组合表5.1恒载作用下梁端柱边剪力序号梁端剪力梁间恒载梁端柱边剪力边跨中跨边跨中跨边跨中跨VaVb左Vb右Vc左ggVa’Vb’左Vb’右Vc’左5118.29119.3616.1816.1829.3411.98112.42112.0313.1813.184160.17157.1612.5312.5339.189.28152.33147.3710.2110.213160.06157.3012.5312.5339.189.28152.22147.5110.2110.212160.00157.3612.5312.5339.189.28152.16147.5710.2110.211159.65157.7112.5312.5339.189.28151.81147.9110.2110.21表5.2恒载作用下梁端柱边弯矩序号梁端弯矩梁端柱边剪力梁端柱边弯矩边跨中跨边跨中跨边跨中跨MlMrMlMrVa＇Vb＇左Vb＇右Vc＇左Ml＇Mr＇Ml＇Mr＇599.7104.03232112.4112.013.213.277.276.028.528.54174.9162.72828152.3147.410.210.2144.4125.925.125.13173.6162.42828152.2147.510.210.2143.1125.525.125.12174.0163.32828152.2147.610.210.2143.6126.525.025.01159.4151.53030151.8147.910.210.2129.0114.527.927.9在竖向荷载作用下，梁端弯矩进行调幅，乘以系数0.8。91 表5.3调幅后恒载作用下梁端柱边弯矩序号梁端柱边弯矩调幅后梁端柱边弯矩边跨中跨边跨中跨Ml＇Mr＇Ml＇Mr＇βMl＇βMr＇βMl＇βMr＇577.1775.9828.5128.5161.7360.7922.8122.814144.43125.8925.0825.08115.55100.7120.0620.063143.12125.5325.1425.14114.49100.4320.1120.112143.58126.4524.9724.97114.86101.1619.9719.971129.00114.5227.8827.88103.2091.6222.3022.30梁端弯矩调幅后，在相应荷载作用下的跨中弯矩必然会增加，因而跨中弯矩乘以系数1.15。同时跨中弯矩还应满足下列要求：式中、、——分别为调幅后梁梁端负弯矩及跨中正弯矩；――按简支梁计算的跨中弯矩。表5.4调幅后竖向恒载作用下跨中弯矩计算（单位：KN·m）层次梁端弯矩跨度梁间恒载恒载作用下边跨中跨边跨中跨边跨中跨βMl＇βMr＇βMl＇βMr＇LLqqAB跨BC跨561.7360.7922.8122.818.102.7029.3411.98179.37-11.94115.55100.7120.0620.068.102.7039.189.28213.16-11.63114.49100.4320.1120.118.102.7039.189.28213.87-11.72114.86101.1619.9719.978.102.7039.189.28213.31-11.51103.2091.6222.3022.308.102.7039.189.28223.92-13.95.2活载作用下内力组合91 表5.5活载作用下梁端柱边剪力序号梁端剪力梁间活载跨度梁端柱边剪力边跨中跨边跨中跨边跨中跨边跨中跨VaVb左Vb右Vc左qqLLVa＇Vb＇左Vb＇右Vc＇左512.4712.51.591.593.11.28.12.711.8511.721.301.30435.7935.55.705.708.84.28.12.734.0333.304.644.64335.8235.55.705.708.84.28.12.734.0633.284.644.64235.8235.55.705.708.84.28.12.734.0633.274.644.64135.7235.65.705.708.84.28.12.733.9633.374.644.64表5.6活载作用下梁端柱边弯矩序号梁端弯矩梁端柱边剪力梁端柱边弯矩边跨中跨边跨中跨边跨中跨MlMrMlMrVa＇Vb＇左Vb＇右Vc＇左Ml＇Mr＇Ml＇Mr＇512.112.23.033.0311.911.71.301.309.79.22.72.7437.035.97.597.5934.033.34.644.6430.227.56.46.4338.336.97.397.3934.133.34.644.6431.528.66.26.2238.437.07.387.3834.133.34.644.6431.628.66.26.2135.134.58.008.0034.033.44.644.6428.326.26.86.8表5.7调幅后活载作用下梁端柱边弯矩序号梁端柱边弯矩调幅后梁端柱边弯矩边跨中跨边跨中跨Ml＇Mr＇Ml＇Mr＇βMl＇βMr＇βMl＇βMr＇59.719.222.712.717.777.382.162.16430.2227.536.436.4324.1822.035.145.14331.4728.596.236.2325.1722.874.984.98231.5828.646.226.2225.2622.914.984.98128.3226.166.846.8422.6520.935.475.4791 表5.8调幅后竖向活载作用下跨中弯矩计算（单位KN·m）层次梁端弯矩跨度梁间恒载活载作用下活载作用下×1.2边跨中跨边跨中跨边跨中跨βMl＇βMr＇βMl＇βMr＇LLqqAB跨BC跨AB跨BC跨57.777.382.162.168.12.73.11.217.70-1.0921.2-1.3424.1822.035.145.148.12.78.84.249.08-1.3058.9-1.6325.1722.874.984.988.12.78.84.248.16-1.1457.8-1.4225.2622.914.984.988.12.78.84.248.10-1.1357.7-1.4122.6520.935.475.478.12.78.84.250.40-1.6360.5-2.05.3风载作用下内力组合表5.9风荷载作用下梁端柱边弯矩序号梁端弯矩梁端柱边剪力梁端柱边弯矩边跨中跨边跨中跨边跨中跨MlMrMlMrVa＇Vb＇左Vb＇右Vc＇左Ml＇Mr＇Ml＇Mr＇56.13.91.51.51.241.241.081.085.893.571.191.19416.211.74.44.43.443.443.263.2615.510.83.593.59326.318.67.07.05.555.555.205.2025.217.25.715.71237.126.910.110.17.907.907.517.5135.525.08.268.26146.935.713.513.510.210.29.979.9744.933.211.011.0表5.10风荷载作用下跨中弯矩序号梁端柱边弯矩跨中弯矩跨中剪力边跨中跨Ml＇Mr＇Ml＇Mr＇边跨中跨边跨中跨55.893.571.191.191.1601.241.08415.4810.833.593.592.3303.443.26325.2217.245.715.713.9905.555.20235.5124.968.268.265.2807.907.5191 144.8533.1910.9710.975.83010.209.97所有荷载作用下的控制截面内力组合表格见附件。6截面设计6.1框架梁设计以顶层AB跨框架梁的计算为例。1、梁的最不利内力：经以上计算可知，梁的最不利内力如下：跨间：Mmax=262.96KN·m支座A：Mmin=-91.29KN·m，Vmax=163.38KN支座Bl：Mmin=-89.20KN·m，Vmax=162.73KN2、梁正截面受弯承载力计算：对于楼面现浇的框架结构，梁支座负弯矩按矩形截面计算；跨中正弯矩按T形截面计算。翼缘计算宽度梁内纵向钢筋选用HRB400级钢筋（）,砼C30(),,h0=h-a=800-35=765mm。下部跨间截面按单筋T形截面计算：属第一类T形截面。实配钢筋420（As=1256mm²），支座配筋：91 支座A受压钢筋：将下部跨间截面的420钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋，As’=1256mm2。支座A受拉钢筋：配筋率ρ＝As/(b×ho)＝337.74/(300×765)＝0.15%<＝0.20%　故按　As,min＝b×h×＝480mm2配筋实配钢筋414（As=615mm2）梁斜截面受剪承载力计算AB跨：当ho/b≤4时，V≤0.25×βc×fc×b×ho0.25×βc×fc×b×ho＝0.25×1×14.3×300×765＝820.46kN>V＝163.38kN截面尺寸满足要求。　0.7×ft×b×ho＝0.7×1.4×300×765＝229.73kN>V＝178.3kN　故按构造配筋：　加密区长度取1m，梁端加密区钢筋8@100，非加密区钢筋8@200。表6.1各层梁配筋表层次截面M（KN·m）ξ计算As，（mm2）实配As，（mm2）计算As（mm2）实配As（mm2）配箍1支座A208.890.087793418（1017）　　加密区四肢8@100,非加密区四肢8@200Bl178.140.074672418（1017）　　AB跨间361.560.016　　1324222+225(1741)支座Br47.470.087378418（1017）　　加密区二肢91 8@100非加密区二肢8@200BC跨间19.080.011　　240414（615）2支座A214.400.089815418（1017）　　加密区四肢8@100,非加密区四肢8@200Bl181.710.075686418（1017）　　AB跨间344.530.016　　1261222+225(1741)支座Br40.650.074322418（1017）　　加密区二肢8@100非加密区二肢8@200BC跨间15.540.009　　240414（615）3支座A200.880.084762418（1017）　　加密区四肢8@100,非加密区四肢8@200Bl171.390.071646418（1017）　　AB跨间345.370.016　　1264222+225(1741)支座Br37.600.068297418（1017）　　加密区二肢8@100非加密区二肢8@200BC跨间15.710.009　　240414（615）4支座A188.630.078713418（1017）　　加密区四肢8@100非加密区四肢91 8@200Bl162.260.067610418（1017）　　345.490.016　1265222AB跨间+225(1741)支座Br35.070.064276　418（1017）加密区二肢8@100非加密区二肢8@200BC跨间15.900.009　　240414（615）5支座A91.290.037480414（615）　　加密区四肢8@100,非加密区四肢8@200Bl89.200.036480414（615）　　AB跨间262.960.012　　961420（1256）支座Br32.910.059259414（615）　　加密区二肢8@100非加密区二肢8@200BC跨间15.920.009　　240414（615）6.2框架柱设计图6.1柱剖面图柱正截面承载力计算：以顶层A柱为例（X向）柱截面宽度：b=400mm柱截面有效高度：h0=600-40=560mm91 柱的计算长度，对于现浇楼盖的顶层柱，l0=1.25H=4.5m混凝土轴心抗压强度设计值：fc=14.3N/mm26.2.1最不利组合一：Mmax/N顶层A柱柱端弯矩为M=146.37KN·m，轴力为N=296.01KN。1、在Mx作用下正截面偏心受压承载力计算取20mm和偏心矩方向截面尺寸的1/30两者中的较大值，600/30=20mm，所以，不需要考虑纵向弯曲的影响，取=1采用对称配筋，属于大偏压情况。时，配筋要符合最小配筋率要求，四级框架按照建筑抗震设计规范GB50011-2001表6.3.8.1规定受柱纵向钢筋每一侧最小配筋率是0.2%，中柱、边柱全部纵向钢筋最小配筋率是0.6%。故：As’=As=ρminbh=0.2%×400×600=480mm2实配钢筋318（As=763mm2）截面总配筋率，满足要求。2、验算垂直弯矩作用平面的受压承载力lo/b＝4500/400＝11.25>8，需考虑纵向弯曲的影响　91 查表得：　满足要求。6.2.2最不利组合二：Nmin/M顶层A柱的N=268.39KN，柱端较大弯矩为M=142.54KN·m1、在Mx作用下正截面偏心受压承载力计算取20mm和偏心矩方向截面尺寸的1/30两者中的较大值，600/30=20mm，所以，不需要考虑纵向弯曲的影响，取=1采用对称配筋，属于大偏压情况。时，　　故取As’=As=ρminbh=0.2%×400×600=480mm2实配钢筋318（As=763mm2）截面总配筋率，满足要求。2、验算垂直弯矩作用平面的受压承载力lo/b＝4500/400＝11.25>8，需考虑纵向弯曲的影响　91 查表得：　满足要求。6.2.3最不利组合三：Nmax/M最不利组合三的计算配筋结果和最不利组合一相同。实际配筋：截面总配筋率满足要求。6.2.4柱斜截面受剪承载力验算以顶层柱为例进行计算框架柱的剪力设计值当ho/b≤4时，V≤0.25×βc×fc×b×ho0.25×βc×fc×b×ho＝0.25×1×14.3×400×560＝800.8kN>V＝78.67kN截面尺寸满足要求。0.7×ft×b×ho＝0.7×1.43×400×560＝224.22kN>V＝78.67kN　所以该层柱应按构造配置箍筋，柱端加密区箍筋选用8@100，非加密区箍筋选用8@200。91 表6.2各层边柱的配筋表柱A柱层次123截面尺寸400×600400×600400×600组合一二三一二三一二三M（KN·m）125.53125.5399.09169.02169.02150.45149.66149.66135.91N（KN）1910.981910.982094.181531.051531.051674.301095.811095.811195.51V（KN）52.5190.3882.57计算As=As’（mm2）480480480480480480480480480实配As(mm)318(763)318(763)318(763)实配As’(mm)318(763)318(763)318(763)配箍加密区Ф8@100，非加密区Ф8@200加密区Ф8@100，非加密区Ф8@200加密区Ф8@100，非加密区Ф8@200续表6.2柱A柱层次45截面尺寸400×600400×600组合一二三一二三M（KN·m）143.88143.88135.57146.37142.54146.37N（KN）683.48683.48745.82296.01268.39296.01V（KN）78.8778.67计算As=As’（mm2）480480480480480480实配As(mm)318(763)318(763)实配As’(mm)318(763)318(763)91 配箍加密区Ф8@100，非加密区Ф8@200加密区Ф8@100，非加密区Ф8@200表6.3各层中柱的配筋表柱B柱层次123截面尺寸500×500500×500500×500组合一二三一二三一二三M（KN·m）106.7235.8375.56138.7185.61119.21105.4079.27105.40N（KN）2563.502419.162591.802022.251912.242051.601531.641352.061451.22V（KN）41.8474.0666.30计算As=As’（mm2）500500500500500500500500500实配As(mm)318(763)318(763)318(763)实配As’(mm)318(763)318(763)318(763)配箍加密区Ф8@100，非加密区Ф8@200加密区Ф8@100，非加密区Ф8@200加密区Ф8@100，非加密区Ф8@200续表6.3柱B柱层次45截面尺寸500×500500×500组合一二三一二三M（KN·m）114.5885.02105.64106.3791.37106.37N（KN）818.91818.91881.29311.53285.66311.53V（KN）62.8158.56计算As=As’（mm2）500500500500500500实配As(mm)318(763)318(763)实配As’(mm)318(763)318(763)91 配箍加密区Ф8@100，非加密区Ф8@200加密区Ф8@100，非加密区Ф8@2006.3裂缝验算根据混凝土结构设计规范GB50010-2010表3.4.5本工程允许的最大裂缝宽度为0.36.3.1受弯构件裂缝验算1、基本参数：取顶层AB跨矩形截面梁受弯构件为例构件的受力特征系数＝2.1截面尺寸b×h＝300×800mm，纵向受拉区纵筋420　(As＝1256mm2)＝1,Es＝200000N/mm2,c＝25mm，as＝35mm，ho＝765mm　deq＝∑(ni×di2)/∑(ni×υ×di)＝20mm　ftk＝2.01N/mm2折减系数Ks=1.35按荷载效应的标准组合计算的弯矩值Mk＝262.96/1.35＝194.79KN·m　2、最大裂缝宽度验算：ρte＝As/Ate　对矩形截面的受弯构件：Ate＝0.5×b×h＝0.5×300×800＝120000mm2　ρte＝As/Ate＝1256/120000＝0.01047受弯：σsk＝Mk/(0.87×ho×As)σsk＝194.79×106/(0.87×765×1257)＝233.02N/mm2　ψ＝1.1-0.65×ftk/(ρte×σsk)＝1.1-0.65×2.01/(0.01047×233.02)＝0.565最大裂缝宽度ωmax，按混凝土规范式8.1.2－1计算：　ωmax＝αcr×ψ×σsk×(1.9×c+0.08×deq/ρte)/Es　＝2.1×0.565×233.02×(1.9×25+0.08×20/0.01047)/200000　＝0.277mm<ωlim＝0.3mm，满足要求。因此选配钢筋：420　(As＝1256mm2)符合要求根据裂缝宽度计算，各梁的最终截面配筋如下表：91 表6.4各层梁的实际配筋表层次截面M（KN·m）KsM标准值实配As，（mm2）实配As（mm2）根据裂缝宽度要求实配As，（mm2）根据裂缝宽度要求实配As（mm2）1支座A208.891.35154.73418-1017　418　　Bl178.141.35131.96418-1017　418　　AB跨间361.561.35267.82　222+225-1741220+422支座Br47.471.3535.16418-1017　418　　BC跨间19.081.3514.13　414-615　　4142支座A214.401.35158.81418-1017　418　　Bl181.711.35134.6418-1017　418　　AB跨间344.531.35255.21　222+225-1741222+225支座Br40.651.3530.11418-1017　418　BC跨间15.541.3511.51　414-615　　4143支座A200.881.35148.8418-1017　418　　91 Bl171.391.35126.96418-1017　418　　AB跨间345.371.35255.83　222+225-1741222+225支座Br37.601.3527.85418-1017　418　　BC跨间15.711.3511.64　414-615　　4144支座A188.631.35139.73418-1017　418　　Bl162.261.35120.19418-1017　418　　AB跨间345.491.35255.92　222225-1741222+225支座Br35.071.3525.98418-1017　418　　BC跨间15.901.3511.78　414-615　　4145支座A91.291.3567.62414-615　414　　Bl89.201.3566.07414-615　414　　AB跨间262.961.35194.79　420-1256420支座Br32.911.3524.38414-615　414　　BC跨间15.921.3511.79　414-615　　41491 6.3.2偏心受压构件裂缝验算1、基本参数矩形截面偏心受压构件构件受力特征系数＝2.1　截面尺寸b×h＝400×600mm受压构件计算长度lo＝3600m纵向受拉区钢筋418（As=1017mm2）＝1,Es＝200000N/mm2，c＝30mm，as＝40mm，ho＝560mmdeq＝∑(ni×di2)/∑(ni×υ×di)＝18mm　折减系数Ks=1.35按荷载效应的标准组合计算的轴向力值Nk＝296.01kN/1.35=219.27KN　按荷载效应的标准组合计算的弯矩值Mk＝146.37kN·m/1.35=108.42KN·m轴向力对截面重心的偏心矩eo＝Mk/Nk＝108.42/219.27＝494.48mm　　2、最大裂缝宽度验算　ρte＝As/Ate对矩形截面的偏心受压构件：Ate＝0.5×400×600＝120000mm2　ρte＝As/Ate＝1017/120000＝0.00848　偏心受压：σsk＝Nk×(e-z)/(As×z)使用阶段的轴向压力偏心距增大系数，当lo/h＝3600/600＝6≤14取＝1.0　ys＝0.5×b×h2/(b×h)-as＝0.5×400×6002/(400×600)-40＝260mme＝×eo+ys＝1×494.48+260＝754.48mm　受压翼缘面积与腹板有效面积的比值γf"，对于矩形截面，γf"＝0　z＝[0.87-0.12×(1-γf")×(ho/e)2]×ho　＝[0.87-0.12×(1-0)×(560/754.48)2]×560＝450.18mm　σsk＝Nk×(e-z)/(As×z)＝219270×(754.48-450.18)/（1017×450.18）＝145.74N/mm2　ψ＝1.1-0.65×ftk/(ρte×σsk)＝1.1-0.65×2.01/(0.00848×145.74)=0.043<0.2取ψ＝0.2ωmax＝αcr×ψ×σsk×(1.9×c+0.08×deq/ρte)/Es　＝2.1×0.2×145.74×(1.9×30+0.08×18/0.00848)/200000　＝0.069mm≤ωlim＝0.3mm，满足要求。　其他柱截面经验算裂缝宽度均满足要求，不需要重新选配钢筋。91 6.4连系梁的设计6.4.1荷载计算屋面恒载计算：连系梁的自重：0.25×0.6×25=3.75KN/m粉刷：2×（0.6-0.12）×0.02×17=0.46KN/m屋面板传来的三角形荷载：5.2×5.4=28.08KN/m走廊板传来的梯形荷载：5.2×2.7=14.04KN/m将其转化为均布荷载为：g’=5/8×28.08+（1-2a2+a3)×14.04=30.05KN/m故g=3.75+0.46+30.05=34.26KN/m楼面恒载计算：连系梁的自重：0.25×0.6×25=3.75KN/m粉刷：2×（0.6-0.12）×0.02×17=0.46KN/m室内梁上自重：0.24×（3.6-0.6）×19=13.68KN/m粉刷：（3.6-0.6）×0.02×2×17=2.04KN/m楼面板传来的三角形荷载：4.1×5.4=22.14KN/m走廊板传来的梯形荷载：3.6×2.7=9.72KN/m将其转化为均布荷载为：g’=5/8×22.14+（1-2a2+a3)×9.72=22.49KN/m故g=3.75+0.46+13.68+2.04+22.49=42.42KN/m屋面活载计算：屋面板传来的三角形荷载：0.7×5.4=3.78KN/m走廊板传来的梯形荷载：0.7×2.7=1.89KN/m将其转化为均布荷载为：q=5/8×3.78+(1-2a2+a3)×1.89=4.05KN/m楼面活载计算：楼面板传来的三角形荷载：2.0×5.4=10.8KN/m走廊板传来的梯形荷载：2.5×2.7=6.75KN/m将其转化为均布荷载为：q=5/8×10.8+(1-2a2+a3)×6.75=12.76KN/m6.4.2弯矩计算(按考虑塑性内力重分布计算）91 屋面层：图6.2屋面层连续梁计算简图边跨第二跨第三跨第四跨第五跨91 楼面层：图6.3楼面层连续梁计算简图边跨第二跨第三跨第四跨第五跨6.4.3剪力计算91 屋面层：边跨第二跨第三跨第四跨第五跨楼面层：边跨第二跨第三跨91 第四跨第五跨6.4.4截面设计1、梁正截面受弯承载力计算屋面层：AB跨跨中配筋：（按T形截面计算）C30混凝土，fc=14.3N/mm2，HRB400钢筋，fy=360N/mm2,as=35mmBf’=5.4/3=1800mm，h0=600-35=565mm经判别属于第一类T形截面。选配314（As=461mm2），经验算满足最大裂缝宽度要求。A支座配筋：（按矩形截面计算）C30混凝土，fc=14.3N/mm2，HRB400钢筋，fy=360N/mm2,as=35mmb×h=250mm×600mm，h0=600-35=565mm选配218（As=509mm2），经验算满足最大裂缝宽度要求。91 B支座配筋：（按矩形截面计算）C30混凝土，fc=14.3N/mm2，HRB400钢筋，fy=360N/mm2,as=35mmb×h=250mm×600mm，h0=600-35=565mm选配220（As=628mm2），经验算满足最大裂缝宽度要求。同以上计算过程，第二跨跨中选配314（As=461mm2）C支座选配218（As=509mm2）第三跨跨中选配314（As=461mm2）由于对称性，后边两跨的配筋计算同前边相对应。楼面层：计算过程同上，钢筋选配如下：AB跨跨中选配318（As=763mm2）A支座选配220（As=628mm2）B支座选配320（As=942mm2）第二跨跨中选配318（As=763mm2）C支座选配320（As=942mm2）第三跨跨中选配318（As=763mm2）由于对称性，后边两跨的配筋计算同前边相对应。2、斜截面受剪承载力计算屋面层：当ho/b≤4时，V≤0.25×βc×fc×b×ho0.25×βc×fc×b×ho＝0.25×1.0×14.3×250×565＝504.97kN>V＝113.78kN截面尺寸满足要求。　0.7×ft×b×ho＝0.7×1.4×250×565＝141.39kN>V＝113.78kN　故按构造配筋：选配8@200楼面层：当ho/b≤4时，V≤0.25×βc×fc×b×ho0.25×βc×fc×b×ho＝0.25×1.0×14.3×250×565＝504.97kN>V＝163.88kN91 截面尺寸满足要求。　0.7×ft×b×ho＝0.7×1.4×250×565＝141.39kN0.7×ft×b×ho，h≤800mm的构造要求：箍筋的最小直径Dmin=6mm，最大间距Smax=250mmAsv/S=(163.88×1000-141.39×1000）/(1.25×210×565)=0.152选双肢箍筋，直径8，即Asv=100.6mm2S=100.6/0.152=666.05mm，取S=200mm满足要求，故沿梁全长配箍筋8@20091 7基础设计7.1设计参数基础类型：柱下独立基础、锥形柱基图7.1基础平面图图7.2基础剖面图设计资料：基础上柱的截面尺寸为400mm×600mm，作用在基础顶部的基本组合荷载分别为：F=2130.63KN，M=125.53KN·m，V=52.51KN；K=1.35（设计值折减为标准值系数），地基承载力特征值=180KN/mm291 ，设基础埋置深度d=1.8m，基础混凝土强度等级采用C30，钢筋采用HRB335(20MnSi)；另在基础底部做100mm厚素混凝土垫层，采用C10。1、确定基础底面尺寸基础底面尺寸是根据地基承载力条件和地基变形条件确定的。假定基础是绝对刚性且地基土反力为线性分布。轴心受压时，，初步估算基底面积为A1；偏心受压时，考虑偏心荷载的不利影响，加大基底面积10%~40%，即偏心荷载作用下的基底面积为A=（1.1~1.4）A1。（其中=205.17KN/mm2是修正后的地基承载力特征值）取b=3.5m，l=3.5m即B1=1.75m，B2=1.75m，A1=1.75m，A2=1.75m基础高度取H1=300mm，H2=350mmB=600mm，A=400mm钢筋合力中心到板底距离as=50mm2、作用在基础底部的弯矩设计值绕Y轴弯矩:M0y=My＋Vx·(H1＋H2)=125.53＋52.51×0.65=159.66KN·m3、作用在基础底部的弯矩标准值绕Y轴弯矩:M0yk=M0y/Ks=159.66/1.20=133.05KN·m4、基础几何特性：底面积：S=(A1＋A2)(B1＋B2)=3.5×3.5=12.25m2绕X轴抵抗矩：Wx=(1/6)(B1+B2)(A1+A2)2=(1/6)×3.5×3.52=7.15m3绕Y轴抵抗矩：Wy=(1/6)(A1+A2)(B1+B2)2=(1/6)×3.5×3.52=7.15m37.2柱下独立基础设计1、修正地基承载力特征值计算公式：fa=fak＋ηb·γ·(b－3)＋ηd·γm·(d－0.5)式中：fak=180.00kPaηb=0，ηd=1.0γ=17.60kN/m3γm=17.60kN/m3b=3.50m，d=1.80m如果b＜3m，按b=3m；b>6m，按b=6m91 如果d＜0.5m，按d=0.5mfa=fak＋ηb·γ·(b－3)＋ηd·γm·(d－0.5)=180.00＋0×17.60×(3.50－3.00)＋1.0×17.60×(1.80－0.50)=202.88kPa修正后的地基承载力特征值fa=202.88kPa2、轴心荷载作用下地基承载力验算　应满足pk=(Fk＋Gk)/AFk=F/Ks=2130.63/1.20=1775.53KNGk=20S·d=20×12.25×1.80=441.00KNpk=(Fk＋Gk)/S=(1775.53＋441.00)/12.25=180.94kPa≤fa，满足要求。3、偏心荷载作用下地基承载力验算计算公式：当e≤b/6时，pkmax=(Fk＋Gk)/A＋Mk/Wpkmin=(Fk＋Gk)/A－Mk/W将带入上式中，可得：满足要求。4、基础抗冲切验算计算公式：Fl≤0.7·βhp·ft·am·h0Fl=pj·Alam=(at＋ab)/2柱对基础的冲切验算：假设基础总高度为650mm，则：H0=H1＋H2－as=650－50=600mmAl=1/2·(A＋2H0＋B1＋B2－0.2)(B1－2H0)=(1/2)×(3.5＋2×0.6＋3.50－0.2)(1.75－2×0.6)=2.2m2Fl=pj·Al=196.27×2.2=431.79KN91 ab=400+2×600=1600mmat=400mmam=(at＋ab)/2=(400＋1600)/2=1000mmFl≤0.7·βhp·ft·am·H0=0.7×1.0×1.43×1000×600=600.6KN，满足要求。5、基础受弯计算受力钢筋的最小直径应大于等于10mm，间距在100mm到200mm之间。计算公式：MⅠ=a12[(2l＋a")()＋()·l]/12MⅡ=(l－a")2(2b＋b")()/48柱根部受弯计算：G=1.35Gk=1.35×441.00=595.35kNⅠ-Ⅰ截面处弯矩设计值：MⅠ=[(B1＋B2)/2－B/2]2{[2(A1＋A2)＋A]()＋()(A1＋A2)}/12=(3.50/2－0.60/2)2((2×3.50＋0.40)(196.27＋177.76）+（196.27-177.76）×3.5））/12=496.30KN·mⅡ-Ⅱ截面处弯矩设计值：MⅡ=(A1＋A2－A)2[2(B1＋B2)＋B](）/48=(3.5－0.4)2(2×3.5＋0.6)(196.27＋151.59)/48=529.30KN·mⅠ-Ⅰ截面受弯计算：配筋率：ρ=0.31%计算面积：2188.27mm2/m采用方案：18@100实配面积：2545mm2/m91 Ⅱ-Ⅱ截面受弯计算：配筋率：ρ=0.35%计算面积：2395.37mm2/m采用方案：18@100实配面积：2545mm2/m其他基础计算过程同上，计算结果见图纸。91 8楼梯设计8.1梯段板设计1、楼梯结构平面布置图：图8.1楼梯结构平面布置图2、层高取为3.6m，踏步尺寸定为150mm×300mm，n=12(阶)，楼梯上均布活荷载标准值取q=2.5KN/m2,面层荷载取q0=1.70kN/m2；取板厚t=120mm（为梯段板水平长度的1/30），板倾斜角，，取1m宽板带计算。计算过程：1）荷载计算面层：g=(B＋B×h/b)q0=(1＋1×0.15/0.30)×1.70=2.55KN/m91 自重：g=Rc×B×(t/cosα＋h/2)=25×1×(0.12/0.894＋0.15/2)=5.23KN/m抹灰：g=RS×B×c/cosα=20×1×0.02/0.894=0.45KN/m恒荷标准值：2.55＋5.23＋0.45=8.23KN/m恒荷控制：　1.35gk＋1.4×0.7×B×q=1.35×8.23＋1.4×0.7×1×2.50=13.56kN/m活荷控制：1.2gk＋1.4×B×q=1.2×8.23＋1.4×1×2.50=13.37KN/m荷载设计值取两者较大值13.56KN/m2）截面设计板水平计算跨度　M=pl02/10=13.56×3.32/10=14.767KN·m板的有效高度相对受压区高度：配筋率：ρ=0.43%纵筋(1号)计算面积：As=434mm2M=-pl02/20=-13.56×3.32/20=-7.383kN·m板的有效高度相对受压区高度：配筋率：ρ=0.21%91 支座负筋(2、3号)计算面积：As"=211mm23)计算结果：(为每米宽板带的配筋)1．1号钢筋计算结果(跨中)计算面积As:434mm2采用方案：10@100实配面积：785mm22．2/3号钢筋计算结果(支座)计算面积As":211mm2采用方案：12@200实配面积：565mm23．4号分布钢筋采用8@200实配面积：251mm28.2平台板设计设平台板厚h=120mm，取1m宽板带计算。1、荷载计算：平台板荷载取楼面荷载4.1kN/m2,活载取2.5kN/m2基本组合的总荷载设计值p=4.1×1.2+1.4×2.5=8.42KN/m2、截面设计：板的计算跨度L0=2.4m弯矩设计值:　M=pl02/10=8.42×2.42/10=4.850KN·mh0=120-20=100mm相对受压区高度：配筋率ρ＝As/(b×ho)＝139.03/(1000×100)＝0.14%　最小配筋率ρmin＝Max{0.20%,0.45ft/fy}＝Max{0.20%,0.18%}＝0.20%>ρ＝0.14%故实际配筋：As,min＝b×h×ρmin＝240mm2　采用方案：10@200　实配面积：393mm291 8.3平台梁设计设平台梁截面尺寸为200mm×350mm1、荷载计算：平台梁的恒载：梁自重：0.2×（0.35-0.12）×25＝1.15KN/m梁侧粉刷:0.02×（0.35-0.12）×2×17=0.16KN/m平台板传来:4.1×2.4/2＝4.92KN/m梯段板传来：8.23×3.3/2＝13.58KN/m　　　　　　　　　　　　　　恒载合计：19.81KN/m活载2.5×3.3/2＋2.5×2.4/2＝7.125KN/m荷载分项系数rG=1.2rQ=1.4基本组合的总荷载设计值p=19.81×1.2+7.125×1.4=33.747KN/m2、截面设计：计算跨度L0=1.05ln=1.05×（4.5-0.24）=4.47m内力设计值M=pl02/8=33.747×4.472/8=84.29KN·mV=pLn/2=33.747×（4.5-0.24）/2=71.88KN截面按倒L形计算，经计算属第一类T形截面。计算得；ξ＝0.077≤　ρ＝As/(b×ho)＝770.77/(800×315)＝0.31%　选320,实有As=941mm2斜截面受剪承载力计算，0.7×ft×b×ho＝0.7×1430×0.2×0.315＝63.06kN＜V＝71.88kN　Asv＝(V-0.7×ft×b×ho)×s/(1.25×fyv×ho)　＝(71880-0.7×1430×0.2×0.315×1000)×200/(1.25×210×315)＝21.13mm2　V＞0.7×ft×b×ho、300＜H≤500mm构造要求：　91 箍筋最小直径Dmin＝6mm，箍筋最大间距Smax＝200mm　最小配箍面积Asv,min＝(0.24×ft/fyv)×b×s＝66mm2　取箍筋Φ8@200,Asv＝100.6mm291 总结大学四年一晃而过，在此期间，我们收获了很多，也经历了很多，而毕业设计是我们在校期间最后一个重要的教学环节。毕业设计相当于给了我们一个实战平台，我们可以从中实现对专业系统、综合的训练以及实战演练，不仅提高了综合运用所学知识的能力和实践技能，同时也可以培养我们的创新能力。初次接触这样的设计，没有任何经验的我感到很迷茫，不知如何开始。后来在郭进军老师的帮助下，我翻阅了相关书籍，上网查找类似资料，慢慢有了一丝思路。但是由于考虑不周等原因，有时往往忽略了一些细节，导致从建筑设计开始就反复修改。对结构的合理性考虑不周，内力与配筋计算也存在着问题。期间，郭老师一直很热心的帮我解决各种问题，让我不断完善自己的方案，直至最后基本满足了建筑设计的要求，还略微考虑了建筑美观的要求。在结构设计中，通过手算一榀框架内力，使我深刻地领会了框架、楼梯、板、基础等部分的设计流程、简化措施、计算方法以及相关规范，对建筑构造措施更加重视，也使我的设计更加接近实际工程。而在后期制图过程中，使得我对AutoCAD、word和excel等计算软件更加熟练了，还初步了解了PKPM软件，虽然很遗憾没有用上。此外，我对于制图也有了更为深入的了解，像是对各种平、立、剖面图的内容、线形、尺寸标注等问题也有了更为清楚的认识。从三月份开始至今，紧张的毕业设计终于划上了圆满的句号。回想起两个多月来的设计历程，看到展现在自己面前的设计成果，感觉自己这么久以来的付出终是没有白费。这次的毕业设计对我来说，不仅是对大学四年所学的专业知识进行了一次较系统的归纳总结，而且使我真正体会到了设计期间的艰辛以及那种付出后得到回报所拥有的满足感和成就感。我相信这对我将来的工作也会有很大的帮助。最后，通过该次毕业设计，我们还掌握了结构设计的内容、步骤和方法，并全面了解了建筑工程设计的全过程；培养我们在建筑工程设计中的互帮互助的精神；培养正确、熟练运用规范、手册、标准图集以及参考书的能力；逐步提升了我们正确、熟练的制定结构方案、进行结构设计计算、构造处理及绘制结构施工图等的能力；并通过一系列实践基础，使得我们在各方面的能力都得到了提高，这将是我们在大学里最大的收获。91 致谢此次毕业设计虽然让我苦恼了好一阵子，但最终在郭进军老师的悉心指导和同学、室友的热心帮助下，总算顺利完成了，对此我表示深深的感谢。这次的设计涵盖了很多以前所学的专业知识和一些还没有接触到的知识，给了我一个很大的进步平台，使得我收益良多，也慢慢的养成了一个严谨的态度，变得越来越有耐心，心态也越来越好了。还有老师谆谆不悔的教导，使我受益匪浅。郭老师平时就很忙碌，还要时刻关心我们的毕业设计进程，时刻准备着为我们解决问题，有时晚上很晚了给老师发短信，老师都还没有休息，仍然尽心的帮我解决了难题，对此我感觉到了老师对我们深深的关心、对工作的一丝不苟，老师您真的辛苦了！这次的设计是一个人的战斗，独立完成这样一个工程设计对于我来说难如登天，若是没有老师热心的帮助，我很难完成。经过这次毕业设计，我感觉到自己以前对实际工程的认识太局限了，仅仅只是在课本上的部分文字知识，而在毕业设计过程中，需要每个人独立思考，独自去完成一项完整的设计，从计算到绘图都是不小的工作量，对于毫无经验的我来说，问题是接踵而至，而这些问题就需要老师的指点，才能够得以解决。经过这次毕业设计，我把大学以来所学的相关专业知识融会贯通，在老师的帮助，不断完善自己，充实自己，增强自己的实践能力，我觉得这就是毕业设计的意义。不久后，我将开始新的学习和生活，而毕业设计这段时间是我大学四年里最充实的一段日子，我也初步掌握了建筑结构设计的基础知识。在毕业之后，我会更加的努力，争取为国家、为社会贡献自己的力量，为学校争取荣誉。最后，再次深深地感谢在这次毕业设计中支持和帮助我的老师和同学们，谢谢！91 参考文献【1】混凝土结构设计规范（GB50010—2010），中国建筑工业出版社，2011.7【2】建筑抗震设计规范（GB50011—2010），中国建筑工业出版社，2010.12【3】建筑地基基础设计规范（GB50007—2011），中国建筑工业出版社，2012.3【4】建筑结构荷载规范（GB50009—2012），中国建筑工业出版社，2012.9【5】高层建筑混凝土结构设计规程（JGJ3—2010），中国建筑工业出版社，2011.7【6】房屋建筑学，同济大学编，中国建筑工业出版社【7】混凝土结构（下册），彭少民主编，武汉理工大学出版社【8】混凝土结构（上、中册）程文瀼，颜德姮，康谷贻主编，中国建筑工业出版社【9】混凝土结构设计，郝献华、李章政主编，武汉大学出版社【10】混凝土结构设计原理，沈蒲生主编，高等教育出版社【11】建筑结构静力手册（第二版），中国建筑工业出版社【12】结构概念和体系（第二版），林同炎主编，中国建筑工业出版社91'