畢業(yè)設計---某綜合樓設計

1、<p><b>　　**建筑工業(yè)學院</b></p><p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　課程名稱： 某綜合樓設計 </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學 號：

2、 </p><p>　　專 業(yè)： 土木工程 </p><p>　　指導老師： </p><p>　　完成時間： 2012年6月 9日 </p><p><b>　　目錄</b></p>

3、<p>　　某綜合辦公樓的設計4</p><p>　　設 計 總 說 明4</p><p>　　第一篇 結構設計6</p><p>　　1 結構設計技術條件6</p><p>　　1.1 工程概況6</p><p>　　1.2 設計依據(jù)6</p><p>　　1.3 荷載

4、取值7</p><p>　　1.4 結構總體布置9</p><p>　　1.5 主要承重構件及墻體截面尺寸9</p><p><b>　　1.6 基礎9</b></p><p><b>　　1.7 材料9</b></p><p>　　1.8結構計算原則和方法10&

5、lt;/p><p><b>　　2 結構方案11</b></p><p>　　2.1 結構體系11</p><p>　　2.2 結構布置11</p><p>　　2.3 計算簡圖12</p><p>　　3 框架側移剛度計算15</p><p>　　3.1 梁柱線剛度

6、計算15</p><p>　　3.2 柱側移剛度D值計算15</p><p>　　4 重力荷載計算18</p><p>　　4.1 屋面及樓面的永久荷載標準值18</p><p>　　4.2 屋面及樓面可變荷載標準值18</p><p>　　4.3 梁、柱、墻、門、窗重力荷載計算19</p>

7、<p>　　4.4重力荷載代表值計算20</p><p>　　5 橫向水平地震作用下框架內(nèi)力和側移計算23</p><p>　　5.1 橫向自振周期計算23</p><p>　　5.2 水平地震作用及樓層地震剪力計算24</p><p>　　5.3 水平地震作用下的位移驗算25</p><p>　　

8、5.4 水平地震作用下框架內(nèi)力計算26</p><p>　　6 豎向荷載作用下框架結構的內(nèi)力計算32</p><p>　　6.1 計算單元32</p><p>　　6.2 荷載計算32</p><p><b>　　7 內(nèi)力組合51</b></p><p>　　7.1 組合原則51<

9、;/p><p>　　7.2 框架梁內(nèi)力組合52</p><p>　　7.3框架柱內(nèi)力組合56</p><p><b>　　8 截面設計62</b></p><p>　　8.1 框架梁截面設計62</p><p>　　8.2 框架柱截面設計66</p><p><

10、b>　　9 基礎設計74</b></p><p>　　9.1 基礎參數(shù)選取錯誤！未定義書簽。</p><p><b>　　10板的設計74</b></p><p>　　11樓梯設計 &l

11、t;/p><p>　　第二篇 施工部署88</p><p>　　第三篇、施工總平面布置88</p><p>　　第四篇 施工進度計劃90</p><p>　　第五篇　主要施工方案92</p><p><b>　　參考文獻108</b></p><p><b>

12、;　　綜 述110</b></p><p><b>　　某綜合辦公樓的設計</b></p><p><b>　　設 計 總 說 明</b></p><p>　　本工程為某綜合辦公樓，主體結構采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結構，總長度為57.0m，總寬度為17.4m, 總高度為15.42m，共四層，一層高為3.9m，

13、其它層層高均為3.6m。</p><p>　　本畢業(yè)設計主要完成以下內(nèi)容：</p><p><b>　　一、建筑設計</b></p><p>　　根據(jù)建筑的使用功能進行建筑的平面布置及建筑造型設計，并確定建筑材料及繪制建筑施工圖。</p><p><b>　　二、結構設計</b></p>

14、<p>　　1.結構布置及結構計算簡圖；</p><p>　　2.確定梁、柱截面尺寸；</p><p>　　3.荷載計算，包括重力荷載、水平地震作用等；</p><p><b>　　4.荷載效應組合；</b></p><p>　　5.梁、柱配筋計算；</p><p><b>

15、;　　6.基礎設計；</b></p><p>　　7.繪制結構施工圖；</p><p>　　8.利用計算機程序進行結構分析。</p><p>　　關鍵詞：建筑設計；鋼筋混凝；框架結構；抗震設計；結構計算</p><p>　　Some office building design</p><p>　　This

16、 project for some office building, the main body structure uses the cast-in-place reinforced concrete portal frame construction, the total length is 57.0m, the overall width is 17.4m, the gross altitude is 15.42m, altoge

17、ther four, one high is 3.9m, other building store heights are 3.6m.</p><p>　　The purpose of the graduation design including the following contents:</p><p>　　I. Architecture Design</p><

18、;p>　　according the building function to arrange the rooms of the building, determine the architectural style and the material of the building and draw the architectural working drawing.</p><p>　　II. Strct

19、ure Design </p><p>　　1. Determine the construction arrangement and the calculate concise picture.</p><p>　　2.Determine beam、column cross-section size.</p><p>　　3. Load calculate. In

20、cluding gravity load、horizontal earthquake load and so on.</p><p>　　4. Load effect combination.</p><p>　　5. Calculate the required reinforcing bar of the beam and column.</p><p>　　6

21、. Foundation design</p><p>　　7. Draw the working drawing of building structure.</p><p>　　8. Strcture analysis by computer program.</p><p><b>　　Key words</b></p>&

22、lt;p>　　architecture design； reinforced concrete； frame structure；anti-seismic design； structure calculation</p><p><b>　　第一篇 結構設計</b></p><p>　　1 結構設計技術條件</p><p><b&

23、gt;　　1.1 工程概況</b></p><p>　　項目名稱：某綜合辦公樓</p><p><b>　　建設地點：略</b></p><p>　　建筑面積：4038.85 m2</p><p>　　建筑高度：15.42m</p><p>　　層 高：一層3.9m，二~ 四層3

24、.6m</p><p><b>　　層 數(shù)：4層</b></p><p><b>　　1.2 設計依據(jù)</b></p><p>　　1.2.1 國家標準</p><p>　　1.2.2 地質勘察報告</p><p><b>　?。ㄒ唬┑刭|條件</b>

25、;</p><p>　　1、1層為雜填土：厚1.6左右，層底標高為33.40米以上，構成比較復雜，力學性質差異明顯，不宜直接作為地基使用。</p><p>　　2層為粘土：平均厚度6米左右，曾底標高均在27.00米--28.00米，fk=180Kpa，液性指數(shù)為0.75，孔隙比e=0.85.</p><p>　　2、地下水位：地下水位在32.85--32.59米，對

26、砼無侵蝕作用。</p><p>　　1.2.3結構設計參數(shù)</p><p>　　1.2.4 抗震設計參數(shù)</p><p><b>　　1.3 荷載取值</b></p><p>　　1.3.1 風荷載、雪荷載</p><p>　　1.3.2 樓面、屋面活荷載標準值</p><p&

27、gt;　　1.3.3 結構重要性系數(shù)、荷載分項系數(shù)、可變荷載組合值系數(shù)等系數(shù)取值</p><p><b>　　非抗震設計</b></p><p><b>　　續(xù)表</b></p><p><b>　　抗震設計</b></p><p>　　1.4 結構總體布置</p>

28、<p>　?。?）平面、立面布置</p><p>　　結構平面布置規(guī)則、對稱，質量和剛度變化均勻。</p><p><b>　　（2）柱網(wǎng)布置</b></p><p>　　采用大柱網(wǎng)，柱網(wǎng)尺寸（7.5m+2.4m+7.5m）×7.2m。</p><p><b>　?。?）變形縫設置<

29、;/b></p><p>　　本工程結構規(guī)則、荷載及地基土質均勻，故不設變形縫。</p><p>　　1.5 主要承重構件及墻體截面尺寸</p><p>　?。?）柱： 500mm×500mm；</p><p>　　（2）梁：AB(CD)跨橫梁300mm×700mm，次梁250mm×550mm，</p

30、><p>　　縱梁300mm×700mm；</p><p>　?。?）樓蓋、屋蓋：現(xiàn)澆混凝土樓（屋）蓋，板厚100mm；</p><p>　?。?）墻體：外墻厚240mm，內(nèi)墻厚200mm，女兒墻厚240mm。</p><p><b>　　1.6 基礎</b></p><p>　?。?）基礎

31、形式：柱下獨立基礎；</p><p>　?。?）基礎埋深：2.0m；</p><p><b>　　1.7 材料</b></p><p><b>　　混凝土強度等級</b></p><p><b>　　鋼筋</b></p><p>　　1.8結構計算原則和

32、方法</p><p><b>　　1.8.1 手算：</b></p><p>　　采用簡化方法計算結構內(nèi)力和位移，即沿結構縱橫兩主軸方向，按平面抗側力結構計算結構的內(nèi)力和位移。</p><p><b>　　1.8.2 電算：</b></p><p>　　(1) 軟件名稱：PKPM</p>

33、<p>　　(2) 版 本：2005.08</p><p>　　(3) 編制單位：中國建筑科學研究院PKPM CAD工程部</p><p><b>　　2 結構方案</b></p><p><b>　　2.1 結構體系</b></p><p>　　本建筑為綜合樓，內(nèi)設有會議室、客

34、房、辦公室、餐廳和后勤服務用房等，房間使用面積變化大，故選擇建筑平面布置比較靈活的框架結構體系，框架結構建筑立面容易處理，結構自重較輕。且本建筑樓層數(shù)為六層，選用鋼筋混凝土框架結構能夠獲得較好的經(jīng)濟效益。</p><p><b>　　2.2 結構布置</b></p><p>　　2.2.1 結構平面布置圖</p><p>　　根據(jù)該房屋的使用功

35、能及建筑設計的要求，進行了建筑平面、立面及剖面設計，其標準層建筑平面圖、剖面圖分別見建筑設計部分圖1.2和圖1.3。根據(jù)建筑平面圖可知采用大柱網(wǎng)較為經(jīng)濟合理，擬定柱距為7.2m，跨度為7.5m+2.4m+7.5m。</p><p>　　2.2.2 構件材料及尺寸</p><p><b>　?。?）現(xiàn)澆板</b></p><p>　　樓蓋及屋蓋均

36、采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構，因板長邊與短邊之比為7.5/3.6>2.0，所以本設計按短邊方向受力的單向板計算，沿長邊方向布置足夠數(shù)量的構造鋼筋。根據(jù)工程經(jīng)驗，板厚h應滿足：</p><p><b>　　故取。</b></p><p><b>　?。?）框架幾何尺寸</b></p><p><b>　　橫向框架梁

37、</b></p><p>　　h=(1/8～1/12)l=(1/8～1/12) ×7500=938～625mm 取h=700mm</p><p>　　b=(1/2～1/3)h=(1/2～1/3) ×700=350～233mm 取b=300mm</p><p>　　中間框架梁由于跨度較小，截面尺寸取200×500 mm<

38、/p><p><b>　　縱向框架梁</b></p><p>　　h=(1/8～1/12)l=(1/8～1/12) ×7200=600～900mm 取h=700mm</p><p>　　b=(1/2～1/3)h=(1/2～1/3) ×700=233～350mm 取b=300mm</p><p><b

39、>　　框架柱</b></p><p>　　柱高h=(1/6～1/12)H,H 為層高且不宜小于400mm</p><p>　　柱寬b=(1～1/1.5)h，且不宜小于250mm</p><p>　　根據(jù)上述結果并綜合考慮其他因素，本設計柱截面尺寸取值如下：</p><p>　　500 mm×500 mm</p

40、><p><b>　　次梁</b></p><p>　　h=(1/14～1/18)l=(1/14～1/18) ×7500 取h=550mm</p><p>　　b=(1/2～1/3)h取b=250mm</p><p><b>　　2.3 計算簡圖</b></p><p>

41、;　　本設計基礎底面標高為－2.35 m，基礎高度為1.0m，則底層柱高度h1=3.3＋2.35－1.0＝4.65m。</p><p>　　其他柱高取層高即3.0m。本結構橫向框架計算簡圖如圖2.2所示。</p><p>　　圖2.2 橫向框架計算簡圖</p><p>　　3 框架側移剛度計算</p><p>　　3.1 梁柱線剛度計算&l

42、t;/p><p>　　梁的線剛度Ib＝EcIb/l。其中Ec為混凝土彈性模量；l為梁的計算跨度；lb為梁截面慣性矩，本結構為現(xiàn)澆式樓蓋，故考慮樓板的影響，對于中框架梁（T形截面），取Ib＝2.0I0；對于邊框架梁（倒L形截面），取Ib＝1.5I0；對于樓電梯間梁，取Ib＝I0。其中I0為梁矩形部分的截面慣性矩。</p><p>　　柱的線剛度Ic＝EcIc/h，其中Ic為柱的截面慣性矩，h為框

43、架柱的計算高度。</p><p>　　橫梁線剛度計算過程見表3.1，柱線剛度計算過程見表3.2。</p><p>　　表3.1 橫梁線剛度ib計算表</p><p>　　表3.2 柱線剛度ic計算表</p><p>　　3.2 柱側移剛度D值計算</p><p>　　柱的側移剛度D值按下式計算：</p>

44、<p>　　式中，為柱側移剛度修正系數(shù)，對不同情況按下式計算：</p><p><b>　　一般層：</b></p><p><b>　　底 層：</b></p><p>　　其中表示梁柱線剛度比。</p><p>　　根據(jù)梁柱線剛度比的不同，圖2.1中的柱可分為中框架中柱和邊柱、邊

45、框架中柱和邊柱以及樓電梯間柱等?，F(xiàn)以第2~4層C－1柱的側移剛度計算為例，說明計算過程，其余柱的計算過程從略，計算結果分別見表3.3~3.6。</p><p>　　第2~4層C－1柱及與其相連的梁的相對線剛度如圖3.1所示，圖中數(shù)據(jù)取自表3.1和表3.2。則可得梁柱線剛度比為：</p><p>　　圖3.1 C－1柱及與其相連的梁的相對線剛度</p><p>　　

46、表3.3 中框架柱側移剛度D值（N/mm）</p><p>　　表3.4 邊框架柱側移剛度D值（N/mm）</p><p>　　表3.5 中樓梯間框架柱側移剛度D值（N/mm）</p><p>　　將上述不同情況下同層框架柱側移剛度相加，即得框架各層層間側移側度，見表3.7。</p><p>　　表3.7 橫向框架側移剛度(N/mm)&

47、lt;/p><p>　　由表3.7可見，底層剛度最小，其層間剛度與上一層層間剛度之比</p><p>　　且底層與其上相鄰三個樓層側向剛度平均值之比</p><p>　　故該框架為規(guī)則框架。</p><p><b>　　4 重力荷載計算</b></p><p>　　4.1 屋面及樓面的永久荷載標準值&

48、lt;/p><p>　　屋面及樓面的恒荷載包括結構構件自重和構造屋重量等重力荷載，其標準值按結構構件的設計算尺寸、構造層的材料及設計厚度以及材料容重標準值計算，計算結構如下：</p><p><b>　　屋面（不上人）：</b></p><p><b>　　1~4層樓面：</b></p><p>　　4

49、.2 屋面及樓面可變荷載標準值</p><p>　　本建筑為民用建筑，樓面活荷載標準值根據(jù)房間用途按《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-2001)表4.1.1的規(guī)定采用；屋面活荷載根據(jù)屋面類別按《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-2001)表4.3.1的規(guī)定采用；屋面水平投影面上的雪荷載標準值按《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-2001)式6.1.1計算，結果如下。屋面活荷載與雪荷載不同時考慮。</

50、p><p>　　不上人屋面均布活荷載標準值 0.5 kN/m2</p><p>　　樓面活荷載標準值 2.0 kN/m2</p><p>　　屋面雪荷載標準值 0.45 kN/m2</p><p>　　式

51、中：為屋面積雪分布系數(shù)，本建筑為平屋頂，故取＝1.0。So代表雪壓，本設計查《建筑結構荷載規(guī)范》知湖南湘潭基本雪壓為0.45 kN/m2。</p><p>　　4.3 梁、柱、墻、門、窗重力荷載計算</p><p>　　梁、柱可根據(jù)截面尺寸、材料容重及粉刷層等計算出單位長度上的重力荷載；本設計為現(xiàn)澆板肋梁樓蓋，因板自重已計入樓面（屋面）的恒載之中，故計算梁自重時梁截面高度取梁原截面高度減

52、去板厚。具體計算過程及結果見表4.1。</p><p>　　表4.1 梁、柱重力荷載標準值</p><p>　　注：表中β為考慮梁、柱的粉刷層重力荷載而對其重力荷載的增大系系數(shù)；g表示單位長度構件重力荷載；n為構件數(shù)量。</p><p>　　墻體重量根據(jù)其厚度及材料容重標準值計算，其兩側的粉刷層（或貼面）重量應計入墻自重內(nèi)。</p><p>

53、;　　本設計外墻體為240mm厚加氣混凝土砌塊，外墻面貼瓷磚(0.5kN/m2)，內(nèi)墻面為20mm厚抹灰，則外墻單位面積重力荷載為：</p><p>　　0.5+0.5×0.24+17×0.02＝2.16kN/m2</p><p>　　內(nèi)墻面為240mm厚加氣混凝土砌塊，兩側均為20mm厚抹灰，則內(nèi)墻單位面積重力荷載為：</p><p>　　5.

54、5×0.24+17×0.02×2＝2.00kN/m2</p><p>　　女兒墻為240mm厚加氣混凝土砌塊，外墻面貼瓷磚(0.5kN/m2)，內(nèi)墻面為20mm厚水泥砂漿抹面，則女兒墻單位面積重力荷載為：</p><p>　　0.5+5.5×0.24+17×0.02＝2.16kN/m2</p><p>　　門、窗等自

55、重可根據(jù)其材料種類，按《建筑結構荷載規(guī)范》(GB50009-2001)表A.1查取單位面積重量進行計算。</p><p>　　鋼鐵門（包括玻璃門）單位面積重力荷載取0.45kN/m2；</p><p>　　鋁合金窗單位面積重力荷載取0.4kN/m2。</p><p>　　墻、門、窗等重力荷載匯總見表4.2。</p><p>　　4.4重力荷載

56、代表值計算</p><p>　　集中于各樓層標高處的重力荷載代表值Gi，為計算單元范圍內(nèi)各層樓面上的重力荷載代表值及上下各半層的墻、柱等重量。計算Gi時，各可變荷載的組合值系數(shù)按《建筑抗震設計規(guī)范》(GB 50011-2001)表5.1.3的規(guī)定采用。由于前面已經(jīng)計算出結構和構配件的重力荷載標準值，故下面僅以集中于一層樓板處的重力荷載代表值G1的計算為例說明計算過程，計算結果見表4.3。</p>&

57、lt;p>　　表4.2 墻、門、窗等重力荷載標準值匯總</p><p>　　注：表中q為相應構件的單位面積重力荷載標準值，其中樓梯間面荷載取樓面荷載1.5倍，7層屋面板考慮壓檐墻取屋面荷載1.2倍，A表示單層內(nèi)構件所占總面積。電梯機房設備近似按50kN計算。</p><p>　　表4.3 各層重力荷載代表值</p><p>　　圖4.1 各質點重力荷載代

58、表值</p><p>　　5 橫向水平地震作用下框架內(nèi)力和側移計算</p><p>　　5.1 橫向自振周期計算</p><p>　　本設計采用頂點位移法計算結構自振周期，計算如下：</p><p>　　頂點位移uT按以下步驟計算：</p><p><b>　　式中：</b></p>

59、<p>　　Gk為集中在k層樓面處的重力荷載代表值，對頂層應加上局部突出部分的折算重力荷載；</p><p>　　VGi為把集中在各層樓面處的重力荷載代表值視為水平荷載而得的第i層的層間剪力；</p><p>　　為第i層的層間側移剛度；</p><p>　　、分別為第i、k層的層間側移；</p><p>　　S為同層內(nèi)框架柱的總

60、數(shù)。</p><p>　　具體計算過程及結果見表5.1。</p><p>　　表5.1 結構頂點的假想側移計算</p><p>　　結構基本自振周期T1(s)按下式計算：</p><p>　　式中為結構基本自振周期考慮非承重磚墻的折減系數(shù)，本結構為框架結構，取為0.7，則</p><p>　　5.2 水平地震作用及樓

61、層地震剪力計算</p><p>　　本設計中結構高度不超過40m，質量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切型為主，故可用底部剪力法計算水平地震作用。</p><p>　　由設計任務書可知，本建筑所在地抗震設防烈度為7度，水平地震影響系數(shù)最大值為0.08，場地類別為Ⅱ類，設計地震分組為第一組，特征周期Tg為0.35s。</p><p>　　因為Tg＝0.35<T

62、1＝0.62<5Tg＝1.75，故相應于結構基本自振周期的水平地震影響系數(shù)值為：</p><p>　　根據(jù)表4.3中數(shù)值可得：</p><p><b>　　則</b></p><p>　　因為T1＝0.62s>1.4Tg＝1.4×0.35＝0.49s，所以不需考慮頂部附加水平地震作用。 </p><p&

63、gt;　　將上述計算結果代入下式即可算得各質點的水平地震作用標準值：</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Gi、Gj分別為集中于質點i、j的重力荷載代表值；</p><p>　　Hi、Hj分別為質點i、j的計算高度。</p><p>　　框架各層層間剪力通過下式計算：</p>&

64、lt;p><b>　　式中：</b></p><p>　　Fk為作用在k層樓面處的水平地震作用標準值。</p><p>　　具體計算過程及結果見表5.2。</p><p>　　各質點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見圖5.1。</p><p>　　5.3 水平地震作用下的位移驗算</p>&

65、lt;p>　　水平地震作用下框架結構的層間位移和頂點位移按下列兩式計算：</p><p>　　具體計算過程及結果見表5.3。</p><p>　　表5.2 各質點橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表</p><p>　　(a) 水平地震作用分布 (b) 層間剪力分布</p>&l

66、t;p>　　圖5.1 橫向水平地震作用及樓層地震剪力</p><p>　　表5.3 橫向水平地震作用下的位移驗算</p><p>　　表5.3還計算了各層的層間彈性位移角θe＝Δui/hi，由表中數(shù)值可知，最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層，其值為1/1473<1/550，滿足《建筑抗震設計規(guī)范》(GB 50011-2001)第5.5.1條的規(guī)定。</p><

67、;p>　　5.4 水平地震作用下框架內(nèi)力計算</p><p>　　本設計說明書以圖2.1中⑤軸線橫向框架內(nèi)力計算為例，說明計算方法及過程，其余框架內(nèi)力計算從略。</p><p>　　本設計采用D值法計算水平地震作用下的框架內(nèi)力。各層柱的側移剛度以及各層層間剪力已由前面計算得出，各柱所分配的剪力由下式計算：</p><p><b>　　式中：</

68、b></p><p>　　Vij為第i層第j根柱所分配的地震剪力；</p><p>　　Vi為第i層樓層間剪力；</p><p>　　Dij為第i層第j根柱的側移剛度；</p><p>　　為條i層所有柱側移剛度之和。</p><p>　　柱反彎點高度根據(jù)下式計算：</p><p>　　y

69、＝(y0 + y1 + y2 + y3)h</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　y0為標準反彎點高度比；</p><p>　　y1為某層上下梁線剛度不同時，對y0的修正值。</p><p>　　y2為上層層高與本層高度不同時，對y0的修正值；</p><p>　　y3為

70、下層層高與本層高度不同時，對y0的修正值。</p><p>　　因為本設計各層梁截面相同，即線剛度相同，故不需要考慮y1值，且只有一二層分別需要考慮y3、y3。</p><p>　　由柱剪力Vij和反變點高度y，按下式計算柱端彎矩：</p><p><b>　　上端：</b></p><p><b>　　下端：

71、 </b></p><p>　　具計算過程及結果見表5.4和表5.5。</p><p>　　表5.4 各層邊柱柱端彎矩及剪力計算</p><p>　　表5.5 各層中柱柱端彎矩及剪力計算</p><p>　　梁端彎矩按節(jié)點彎矩平衡條件，將節(jié)點上、下端彎矩之和按左、右梁的線剛度比例分配：</p><p>&

72、lt;b>　　式中：</b></p><p>　　，分別表示節(jié)點左、右梁的線剛度；</p><p>　　，分別表示節(jié)點左、右梁的彎矩。</p><p>　　梁端剪力根據(jù)梁的兩端彎矩，按下式計算：</p><p>　　由梁端剪力疊加便可求得框架柱軸力，其中邊柱為各層梁端剪力按層疊加，中柱軸力為兩側梁端剪力之差，亦按層疊加。具體

73、計算過程及結果見表5.6。</p><p>　　表5.6 梁端彎矩、剪力及柱軸力計算</p><p><b>　　注：</b></p><p>　　1)柱軸力中的負號表示拉力。當為左地震作用時，左側兩根柱為拉力，對應的右側兩根柱為壓。</p><p>　　2)表中M單位為kN·m，V單位為kN，N單位為kN，

74、l單位為m。</p><p>　　水平地震作用下框架的彎矩圖、梁端剪力及柱軸力圖如圖5.2、圖5.3所示。</p><p>　　圖5.3 水平地震作用下框架彎矩圖(kN·m)</p><p>　　圖5.4 水平地震作用下梁端剪力及柱軸力圖(kN)</p><p>　　6 豎向荷載作用下框架結構的內(nèi)力計算</p><

75、;p><b>　　6.1 計算單元</b></p><p>　　取軸線橫向框架進行計算，計算單元寬度為6.6m，即一個柱距寬，如圖6.1所示。由于房間內(nèi)布置有次梁，故直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的水平陰影線所示，計算單元范圍內(nèi)的其余樓面荷載則通過次梁和縱向框架梁以集中力的形式傳給橫向框架，作用于各節(jié)點上。由于縱向框架梁的中心線與柱的中心線不重合，因此在框架節(jié)點上還作用有集中力矩。&l

76、t;/p><p>　　圖6.1 橫向框架計算單元</p><p><b>　　6.2 荷載計算</b></p><p><b>　　6.2.1恒載計算</b></p><p>　　恒載作用下各層框架梁上的荷載分布如圖6.2所示。在圖6.2中，，代表橫梁自重，為均布荷載形式。對于第4層：</p>

77、;<p>　　和分別為房間和走道板傳給橫梁的均布荷載和三角形荷載，由圖6.1所示幾何關系可得：</p><p>　　圖6.2 各層梁上作用的恒載</p><p>　　、分別為由邊縱梁，中縱梁直接傳給柱的恒載，它包括梁自重、樓板重和女兒墻等的重力荷載，計算如下：</p><p>　　對于2~3層：由縱梁傳給柱的恒載除梁自重和樓板重外，還應考慮梁上填充墻等

78、的重力荷載，其它荷載計算方法同4層，計算如下：</p><p><b>　　對于1層：</b></p><p><b>　　框架計算簡圖</b></p><p><b>　　屋面上線荷載：</b></p><p><b>　　樓面梁上線荷載：</b><

79、;/p><p><b>　　固端彎矩計算</b></p><p><b>　　固端彎矩計算表</b></p><p><b>　　節(jié)點分配系數(shù)μ計算</b></p><p><b>　　μA6B6= </b></p><p><b

80、>　　μA6B5= </b></p><p><b>　　μB6A6= </b></p><p><b>　　μB6C6= </b></p><p><b>　　μA6B6= </b></p><p>　　頂層分配系數(shù)計算過程如下（其它層計算方法相同），見下表

81、</p><p><b>　　頂層分配系數(shù)計算表</b></p><p><b>　　風荷載及內(nèi)力分析</b></p><p><b>　　風荷載計算</b></p><p>　　基本風壓值：w0=0.35 kN/m2</p><p>　　Βz值由于建

82、筑物總高度不超過30m，所以Βz=1.0</p><p>　　查《荷載規(guī)范》得μs，迎風面μs=0.8，背風面μs=-0.5，所以取μs=1.3</p><p>　　查表得μz值，一層μz=0.74，二～四層μz=0.84</p><p><b>　　得風荷載標準值wk</b></p><p>　　一層wk=Βzμzμs

83、 w0=1.0×0.74×1.3×0.35 kN/m2=0.37 kN/m2</p><p>　　二～四層wk=Βzμzμs w0=1.0×0.84×1.3×0.35 kN/m2=0.38 kN/m2</p><p>　　風荷載的線荷載標準值qk:</p><p>　　一層qk=wk×7.2=0.

84、37×7.2 kN/m=2.7 kN/m</p><p>　　二～四層qk=wk×7.2=0.38×7.2 kN/m=2.7 kN/m</p><p>　　為簡化計算，將矩形分布的風荷載折算成節(jié)點集中力Fik</p><p>　　第四層2.7 kN/m×3／2×2m=8.1 kN</p><p&g

85、t;　　第三層2.7 kN/m×（3／2+3／2）m=8.1 kN</p><p>　　第二層2.7 kN/m×3／2×2m=8.1 kN</p><p>　　第一層2.7 kN/m×（3／2+3.3／2）m=8.5kN</p><p>　　風荷載作用下荷載分布圖如下圖所示：</p><p>　　圖6.

86、1 風荷載作用下荷載分布圖</p><p>　　各柱的D值及剪力分配系數(shù)y計算</p><p>　　風荷載作用下需考慮框架節(jié)點的側移，采用D值法，各柱的D值及剪力分配系數(shù)見表6.1</p><p>　　表6.1 各柱的D值及剪力分配系數(shù)</p><p>　　各柱的D值及剪力分配系數(shù)y值計算</p><p>　　風荷

87、載作用下需考慮框架節(jié)點的側移，各柱的反彎點位置、剪力、柱端彎矩見表6.2</p><p>　　表6.2各柱的反彎點位置、剪力、柱端彎矩</p><p>　　由表中數(shù)據(jù)可知,最大層間彈性位移轉角發(fā)生在第一層，滿足《建筑抗震設計規(guī)范》的要求，框架抗側移剛度滿足要求。</p><p>　　第四層A節(jié)點已知MA4A5=3.72kN·m ， MA4A3=7.90k

88、N·m,則MA4B4=11.62kN·m</p><p>　　B節(jié)點已知MB4B5=4.96kN·m MB4B3= 9.50 kN·m,則</p><p>　　MB4A4=10.22kN·m MB4C4=3.97kN·m</p><p>　　第三層A節(jié)點已知MA3A4=6.47kN·m ， M

89、A3A2=10.54kN·m,則MA3B3=17.01kN·m</p><p>　　B節(jié)點已知MB3B4=7.78kN·m MB3B2= 12.19 kN·m,則</p><p>　　MB3A3=14.38kN·m MB3C3=5.59kN·m</p><p>　　第二層A節(jié)點已知MA2A3=9.35kN

90、·m ， MA2A1=12.71kN·m,則MA2B2=22.06kN·m</p><p>　　B節(jié)點已知MB5B6=1.57kN·m MB5B4= 5.96 kN·m,則</p><p>　　MB2B3=11.72kN·m MB2C2=7.56kN·m</p><p>　　第一層A節(jié)點已知M

91、A1A2=12.71kN·m ， MA1A0=16.19kN·m,則MA1B1=28.9kN·m</p><p>　　B節(jié)點已知MB1B2=15.27kN·m MB1B0= 17.82 kN·m,則</p><p>　　MB1A1=23.82kN·m MB1C1=9.27kN·m</p><p&g

92、t;　　風荷載作用下彎矩圖，根據(jù)上述計算可得風荷載作用下的彎矩圖</p><p>　　風荷載作用下的彎矩圖</p><p><b>　　6.2.2活載計算</b></p><p>　　活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如圖6.3所示。</p><p><b>　　對于第4層：</b></p&g

93、t;<p><b>　　在屋面活荷載作用下</b></p><p>　　圖6.3 各層梁上作用的活載</p><p><b>　　在屋面雪荷載作用下</b></p><p>　　對于2~3層和第1層：</p><p>　　將以上計算結果匯總，見表6.1、表6.2和表6.3。</p

94、><p>　　表6.1 橫向框架恒載匯總表</p><p>　　表6.2 橫向框架活載匯總表</p><p>　　表6.3 橫向框架重力荷載代表值匯總表</p><p><b>　　6.2.3內(nèi)力計算</b></p><p>　　梁端、柱端彎矩采用彎矩二次分配法計算。由于結構和荷載對稱，故計算時可用半

95、框架。彎矩計算過程如圖6.4、圖6.5和圖6.6所示，所得彎矩圖如圖6.7、圖6.8和圖6.9所示。</p><p>　　圖6.4 恒載作用下的彎矩二次分配</p><p>　　圖6.5 活載作用下的彎矩二次分配</p><p>　　圖6.6 重力荷載代表值作用下的彎矩二次分配</p><p>　　圖6.7 恒載作用下框架彎矩圖</p&

96、gt;<p>　　圖6.8 活載作用下框架彎矩圖</p><p>　　圖6.9 重力荷載代表值作用下框架彎矩圖</p><p>　　梁端剪力可根椐梁上豎向荷載引起的剪力與梁端彎矩引起的剪力相疊加而得。柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點集中力疊加得到。計算柱底軸力還需考慮柱的自重，如表6.4、表6.5和表6.6所列。</p><p>　　表6.4 恒載作用下梁端剪

97、力及柱軸力(kN)</p><p>　　表6.5 活載作用下梁端剪力及柱軸力(kN)</p><p>　　表6.5 活載作用下梁端剪力及柱軸力(kN)</p><p><b>　　7 內(nèi)力組合</b></p><p><b>　　7.1 組合原則</b></p><p>　　

98、根據(jù)《建筑結構荷載規(guī)范》（GB 50009-2001），建筑結構設計應根據(jù)使用過程中在結構上可能同時出現(xiàn)的荷載，按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)分別進行荷載(效應)組合，并應取各自的最不利的效應組合進行設計。</p><p>　　本設計考慮以下兩種基本組合：</p><p>　?。?）無地震作用的豎向荷載效應組合</p><p>　　本工程為一般框架結構，根據(jù)《

99、建筑結構荷載規(guī)范》（GB 50009-2001）第3.2.4條，基本組合可采用簡化規(guī)則，并應按下列組合值中取最不利值確定：</p><p>　　由可變荷載效應控制的組合：</p><p>　　由永久荷載效應控制的組合：</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　為荷載效應組合的設計值</p&g

100、t;<p>　　為永久荷載的分項系數(shù);</p><p>　　為第i個可變荷載的分項系數(shù)；</p><p>　　為按永久荷載標準值計算的荷載效應值；</p><p>　　為按可變荷載標準值計算的荷載效應值；</p><p>　　為可變荷載的組合值系數(shù)；</p><p>　　為參與組合的可變荷載數(shù)。</

101、p><p>　　對于本設計，上述基本組合的荷載分項系數(shù)及可變荷載組合值系數(shù)取值如下：</p><p>　　由可變荷載效應控制的組合，永久荷載分項系數(shù)取1.2；</p><p>　　由永久荷載效應控制的組合，永久荷載分項系數(shù)取1.35；</p><p>　　本工程樓面活荷載小于4kN/m2，可變荷載分項系數(shù)取1.4；</p><

102、p>　　根據(jù)樓面活荷載類別，可變荷載組合值系數(shù)取0.7。</p><p>　?。?）地震作用效應與重力荷載代表值效應的組合</p><p>　　根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》(GB 50011-2001)第5.4.1條，結構構件的地震作用效應和其他荷載效應的基本組合，應按下式計算：</p><p><b>　　式中：</b></p>

103、<p>　　為結構構件內(nèi)力組合的設計值；</p><p>　　為重力荷載分項系數(shù)；</p><p>　　、分別為水平、豎向地震作用分項系數(shù)；</p><p><b>　　為風荷載分項系數(shù)；</b></p><p>　　為重力荷載代表值的效應；</p><p>　　為水平地震作用標準值

104、的效應；</p><p>　　為豎向地震作用標準值的效應；</p><p>　　為風荷載標準值的效應 ； </p><p>　　為風荷載組合值系數(shù)。</p><p>　　根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》(GB 50011-2001)的規(guī)定，本設計可不進行風荷載及豎向地震作用計算。故上述基本組合表達式可寫為：</p><p>　

105、　7.2 框架梁內(nèi)力組合</p><p>　　由于鋼筋混凝土結構具有塑性內(nèi)力重分布性質，在豎向荷載作用下要以考慮適當降低梁端彎矩，以減少負彎矩鋼筋的擁擠現(xiàn)象。本設計為現(xiàn)澆框架結構，支座負彎矩調(diào)幅系數(shù)取0.8。另外，對于考慮地震作用組合的內(nèi)力，應該根據(jù)不同的構件類型考慮相應的抗震承載力調(diào)整系數(shù)。</p><p>　　下面以第四層AB跨梁考慮地震作用的組合為例，說明框架梁內(nèi)力的組合方法。各層梁

106、的內(nèi)力組合結果見表7.1。</p><p><b>　　支座A截面：</b></p><p><b>　　左震：</b></p><p><b>　　右震：</b></p><p>　　則可得組合內(nèi)力如下：</p><p><b>　　左震&l

107、t;/b></p><p><b>　　右震</b></p><p>　　同理可得支座B截面的組合內(nèi)力如下：</p><p><b>　　左震</b></p><p><b>　　右震</b></p><p>　　跨間最大正彎矩根據(jù)梁端彎矩組合值及

108、梁上荷載設計值，由平衡條件確定。計算簡圖如圖7.1所示。</p><p>　　圖7.1 AB跨梁的內(nèi)力計算簡圖</p><p><b>　　由圖7.1可得</b></p><p>　　距A支座為x位置截面的彎矩為：</p><p>　　由即可解得跨中最大彎矩離A支座的距離為</p><p>　　代

109、入第四層AB跨梁荷載及內(nèi)力得</p><p><b>　　左震</b></p><p><b>　　右震</b></p><p>　　根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》(GB 50011-2001)第6.2.4條，一、二、三級的框架梁，其梁端截面組合的剪力設計值應按下式調(diào)整：</p><p><b>

110、;　　式中：</b></p><p>　　為梁端截面組合的剪力設計值；</p><p><b>　　為梁的凈跨；</b></p><p>　　為梁在重力荷載代表值作用下，按簡支梁分析的梁端截面剪力設計值；</p><p>　　、分別為梁左右端截面反時針或順時針方向組合的彎矩設計值，一級框架兩端彎矩均為負彎矩時

111、，絕對值較小的彎矩應取零；</p><p>　　為梁端剪力增大系數(shù)，一級取1.3，二級取1.2，三級取1.1。</p><p><b>　　六層AB跨：</b></p><p><b>　　左震</b></p><p><b>　　右震</b></p><p

112、><b>　　則</b></p><p>　　7.3框架柱內(nèi)力組合</p><p>　　框架柱取每層柱頂和柱底兩個控制截面，遵循“強柱弱梁，強剪弱彎”的設原則，根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》(GB 50011-2001)的規(guī)定，一、二、三級框架的梁柱節(jié)點處，除框架頂層和柱軸壓比小于0.15者及框支梁與框支柱的節(jié)點外，柱端組合的彎矩設計值應符合下式要求：</p&g

113、t;<p><b>　　式中：</b></p><p>　　為節(jié)點上下柱端截面順時針或反時針方向組合的彎矩設計值之和，上下柱端的彎矩設計值，可按彈性分析分配；</p><p>　　為節(jié)點左右梁端截面反時針或順時針方向組合的彎矩設計值之和；</p><p>　　為柱端彎矩增大系數(shù)，一級取1.4，二級取1.2，三級取1.1。</

114、p><p>　　本設計房屋抗震等級為二級，因梁端彎矩設計值之和與柱端彎矩設計值之和相差不大，故直接將柱端彎矩設計值乘以增大系數(shù)1.2以簡化計算。</p><p>　　柱剪力設計值則按下式計算：</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　為柱端截面組合的剪力設計值；</p><p>

115、;<b>　　為柱的凈高；</b></p><p>　　、分別為柱的上下端順時針或反時針方向截面組合的彎矩設計值；</p><p>　　柱剪力增大系數(shù)，一級取1.4，二級取1.2，三級取1.1。</p><p>　　框架柱內(nèi)力組合的方法與框架梁類似，在此不再贅述。</p><p>　　各層柱的組合結果見表7.2和表7.3

116、。</p><p><b>　　注：</b></p><p>　　1）表7.1中，MAB和MBC分別為AB跨梁和BC跨梁的跨間最大正彎矩。M以下部受拉為正，單位kN·m，V以向上為正，單位kN；</p><p>　　2）表7.2和表7.3中M以左側受拉為正，單位kN·m，N以受壓為正，單位kN，V以繞柱端順時針旋轉為正。&l

117、t;/p><p><b>　　8 截面設計</b></p><p>　　8.1 框架梁截面設計</p><p>　　8.1.1梁的正截面受彎承載力計算</p><p>　　以第一層AB跨梁為例，說明計算方法和過程，其余各層梁的縱向鋼筋計算結果見表8.1。</p><p>　　從表7.1中選出AB跨跨間

118、截面及支座截面的最不利內(nèi)力，并將支座中心處的彎矩換算為支座邊緣控制截面的彎矩進行配筋計算。</p><p><b>　　支座彎矩</b></p><p>　　跨間彎矩取控制截面，即支座邊緣處的正彎矩，與之相對應的剪力</p><p><b>　　則支座邊緣處彎矩為</b></p><p>　　當梁下

119、部受拉時，按T形截面設計，當梁上部受拉時，按矩形截面設計。</p><p>　　根據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》(GB 50010-2002)第7.2.3條，T形截面翼緣計算寬度取下列情況中的最小值。</p><p><b>　　按計算跨度考慮，；</b></p><p><b>　　按梁間凈距考慮，；</b></p>

120、;<p>　　按翼緣厚度考慮，，（不起控制作用）。</p><p><b>　　故取。</b></p><p>　　梁內(nèi)縱向鋼筋為HRB335級鋼（），。下部跨間截面按單筋T形截面計算。</p><p><b>　　因為</b></p><p><b>　　屬第一類T形截面&

121、lt;/b></p><p>　　實配鋼筋1Φ18+2Φ16（），，滿足要求。</p><p>　　將下部跨間鋼筋截面1Φ18+2Φ16的鋼筋伸入支座，作為支座負彎矩作用下的受壓鋼筋（），再按雙筋矩形截面計算相應的受拉鋼筋，即支座上部鋼筋。</p><p><b>　　A支座</b></p><p><b&g

122、t;　　則</b></p><p>　　說明富裕，且達不到屈服。可近似取</p><p>　　實取3Φ20（），，</p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p><b>　　B支座</b></p><p>　　實取4Φ16（），，</p&

123、gt;<p><b>　　，滿足要求。</b></p><p>　　表8.1 框架梁縱向鋼筋計算表</p><p>　　8.1.2梁斜截面受剪承載力計算</p><p>　　以第一層AB跨梁為例，說明計算方法和過程，其余各層梁的箍筋計算結果見表8.2。</p><p>　　根據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》(GB

124、50010-2002)第11.3.3條，考慮地震作用組合的框架梁，當跨高比時，其受剪截面應符合下列條件：</p><p>　　本設計中，由表7.1可得一層AB跨梁經(jīng)調(diào)整后的剪力設計值</p><p>　　故截面尺寸滿足要求。</p><p>　　梁箍筋采用HPB235級鋼筋（），則</p><p>　　梁端箍筋加密區(qū)實配雙肢8@100（），

125、加密區(qū)長度取1050mm，非加密區(qū)取8@150，箍筋設置滿足要求。</p><p>　　表8.2 框架梁箍筋計算表</p><p>　　8.2 框架柱截面設計</p><p>　　8.2.1剪跨比和軸壓比驗算</p><p>　　柱截面尺寸宜滿足剪跨比及軸壓比的要求。剪跨比宜大于2，本結構框架抗震等級為二級，軸壓比應小于0.9，各層柱剪跨比

126、及軸壓比計算過程及結果如表8.3所示，由表可見，各柱的剪跨比和軸壓比均滿足規(guī)范要求。</p><p>　　表8.3 柱的剪跨比和軸壓比驗算</p><p>　　8.2.2 柱正截面承載力計算</p><p>　　以第一層B柱為例說明計算方法及過程，其余柱的計算結果見表8.4和表8.5。</p><p>　　由B柱內(nèi)力組合表中選出第一層柱不利內(nèi)

127、力進行配筋計算。</p><p><b>　　及相應的N：</b></p><p>　　根據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》(GB 50010-2002)第7.3.11條，底層柱的計算高度可按1.0H計算，則＝4.65m。</p><p>　　因為，故應考慮二階彎矩的影響。</p><p><b>　　，取</b&

128、gt;</p><p><b>　　對稱配筋</b></p><p>　　且 </p><p>　　故為大偏心受壓，且有效。則</p><p>　　再按及相應的M計算：</p><p><b>　　，取</b></p><p&g

129、t;<b>　　故為小偏心受壓</b></p><p><b>　　按以下近似公式計算</b></p><p>　　上式中應滿足及，因為</p><p><b>　　但</b></p><p><b>　　故按構造配筋。</b></p>&l

130、t;p>　　本設計框架抗震等級為三級，根據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》(GB 50010-2002)的規(guī)定，柱全部縱向鋼筋配筋率不應小于0.8%，且每一側的配筋率不應小于0.2%，故</p><p>　　選用422（），總配筋率，滿足要求。</p><p>　　表8.4 A柱縱向鋼筋計算表</p><p>　　表8.5 B柱縱向鋼筋計算表</p>&

131、lt;p>　　8.2.3 柱斜截面受剪承載力計算</p><p>　　以第一層B柱為例說明計算方法及過程，其余柱的計算結果見表8.6。</p><p>　　《混凝土結構設計規(guī)范》(GB 50010-2002)第11.4.8條規(guī)定，對于剪跨比的框架柱，考慮地震作用組合的受剪截面應符合下列條件：</p><p>　　由前可知，第一層B柱的組合剪力設計值</p