南华大学土木工程毕业设计计算书

'南华大学城市建设学院本科毕业设计毕业设计题目武警衡阳支队一中队营房学院名称城市建设学院指导教师赵振华老师职称讲师班级建工103班学号20104490325学生姓名郝浪浪2014年5月28日 南华大学城市建设学院本科毕业设计摘要本毕业设计为营房楼建筑结构设计，设计工作由建筑设计和结构设计组成。建筑设计包括建筑平面、立面、剖面设计等，结构设计包括上部结构设计和基础设计。该营房楼的建筑设计平面布置简单，是一个很规则的多层框架混凝土结构设计。内部房间布置也很有规律，但也能很好的满足建筑功能要求。在设计中，尽量做到适用性、经济性、安全性、美观性等设计理念。在通风采光方面，也严格按照规范来做，尽量做到各个房间能自然采光通风，达到节能的目的。该营房楼的上部结构设计包括：根据建筑设计来确定结构体系为框架结构、确定结构主要材料为钢筋混凝土，结构平面布置，初步选用材料类型、强度等级等，根据经验初步确定构件的截面尺寸，结构荷载计算及各种荷载作用下结构的内力分析，荷载效应组合，构件的截面设计等。此外还包括某些必要构造措施。需要依据结构专业相关规范、图集等。基础设计包括单桩承载力计算、承台计算等。除此之外，还有楼梯设计和雨篷设计。计算方法：竖向荷载采用弯矩二次分配法，水平荷载采用D值法。关键词：框架结构；建筑设计；结构设计；基础设计；计算方法VII 南华大学城市建设学院本科毕业设计ABSTRACTThisgraduationdesignisabarracksbuildingstructuredesign,designworkismadeupofarchitecturaldesignandstructuraldesign.Architecturaldesignincludingbuildingplane,elevation,sectiondesign,structuredesignincludingthedesignoftheupperstructureandfoundationdesign.Thebarracksbuildingarchitecturaldesignlayoutissimple,isaveryregularmultilayerframeconcretestructuredesign.Insidetheroomlayoutisregular,butalsocanbeaverygoodmeetthebuildingfunctionalrequirements.Inthedesign,applicability,economy,security,trytobebeautifulsexsuchasdesignconcept.Intermsofventilation,lighting,andinstrictaccordancewiththespecificationstodo,trytomakeeachroomcanbenaturallightingandventilation,achievethegoalofenergysaving.Floorofthebuildingoftheupperstructuredesignincludes:accordingtothearchitecturaldesigntodeterminethestructureofframestructure,determinethemainmaterialforreinforcedconcretestructure,structurelayout,preliminaryselectionofmaterialtype,strengthgrade,etc.,accordingtotheexperienceofapreliminarydeterminationartifacts,thesectionsizeofstructuralloadcalculationandanalysisoftheinternalforceundervariousloadstructure,loadeffectcombination,thecomponentofthecrosssectiondesign,etc.Inadditionalsoincludessomenecessarystructuralmeasures.Needaccordingtothestructureofprofessionalrelatedspecification,atlas,etc.Foundationdesignincludingthebearingcapacityofsinglepile,pilecapscalculation,etc.Besides,therearealsostairsandawningdesign.Verticalloadcalculationmethod:USESthebendingmomentsecondarydistributionmethod,horizontalloadusingtheDvaluemethod.KeyWords:Framestructure，Architecturaldesign，Structuredesign，Foundationdesign，CalculationmethodVII 南华大学城市建设学院本科毕业设计目录摘要…………………………………………………………………………………………iiAbstract……………………………………………………………………………………III第1章建筑设计………………………………………………………………………11.1工程概况……………………………………………………………………………11.2设计资料……………………………………………………………………………11.2.1工程地质条件…………………………………………………………………11.2.2水文地质条件…………………………………………………………………11.2.3工程所用材料…………………………………………………………………11.3平面设计……………………………………………………………………………21.3.1使用部分平面设计…………………………………………………………………21.3.2交通联系部分平面设计……………………………………………………………21.4立面设计……………………………………………………………………………31.5剖面设计……………………………………………………………………………41.5.1各层建筑层高设计…………………………………………………………………41.5.2通风采光设计……………………………………………………………………41.5.3排水设计……………………………………………………………………………51.6装饰工程……………………………………………………………………………51.7该建筑设计特点……………………………………………………………………51.8建筑设计总结………………………………………………………………………5第2章结构方案选择及结构布置……………………………………………………62.1结构方案的选择……………………………………………………………62.1.1结构形式…………………………………………………………………………62.1.2基础形式…………………………………………………………………………62.1.3楼梯布置方案……………………………………………………………………62.1.4楼梯形式…………………………………………………………………………62.1.5变形缝的设置……………………………………………………………………72.1.6材料的选用………………………………………………………………………7VII 南华大学城市建设学院本科毕业设计2.2截面尺寸估算………………………………………………………………………72.2.1梁截面估算……………………………………………………………………72.2.2板截面估算……………………………………………………………………82.2.3柱截面估算……………………………………………………………………8第3章荷载计算………………………………………………………………………113.1荷载取值…………………………………………………………………………113.2屋面恒载……………………………………………………………………113.2.1现浇板坡屋面……………………………………………………………………113.2.2挑檐荷载……………………………………………………………………113.2.3雨篷荷载………………………………………………………………………113.3楼面恒载……………………………………………………………………113.3.1宿舍、学习室……………………………………………………………………113.3.2办公室…………………………………………………………………………123.3.3图书阅览室……………………………………………………………………123.3.4游艺室……………………………………………………………………………123.3.5中队学习室……………………………………………………………………123.3.6体育活动室……………………………………………………………………123.3.7卫生间…………………………………………………………………………133.3.8公共水房………………………………………………………………………133.3.9弹药、枪库……………………………………………………………………133.3.10空调隔板………………………………………………………………………133.4楼梯间荷载……………………………………………………………………133.4.1楼梯平台板荷载…………………………………………………………………133.4.2楼梯梯段板荷载…………………………………………………………………143.5墙体荷载计算………………………………………………………………………143.6柱子自重……………………………………………………………………………153.7梁自重……………………………………………………………………………153.8风荷载计算……………………………………………………………………16第4章结构布置………………………………………………………………194.1平面结构布置……………………………………………………………………19VII 南华大学城市建设学院本科毕业设计4.2板的设计……………………………………………………………………19第5章楼梯的计算……………………………………………………………………215.1楼梯的计算…………………………………………………………………215.1.1LT1的计算……………………………………………………………………215.2雨篷的设计…………………………………………………………………24第6章框架结构计算……………………………………………………………………306.1基础知识…………………………………………………………………………306.1.1结构布置图………………………………………………………………………316.1.2计算单元…………………………………………………………………………316.2计算简图……………………………………………………………………………316.2.1计算简图…………………………………………………………………………326.2.2框架横向刚度计算………………………………………………………………336.3框架结构荷载计算简图……………………………………………………………336.4横向风荷载作用下框架的内力和侧移计算………………………………………346.4.1风荷载作用下的水平位移验算…………………………………………………346.4.2风荷载作用下的框架柱剪力及柱端弯矩………………………………………356.4.3风荷载作用下的梁端、跨中弯矩、剪力及柱轴力……………………………366.5竖向荷载作用下横向框架的内力计算……………………………………376.5.1荷载计算…………………………………………………………………………376.5.2活荷载的计算简图………………………………………………………………386.5.3恒载作用下的内力计算…………………………………………………………396.5.4计算分配系数……………………………………………………………………436.5.5框架爱弯矩二次分配及弯矩图…………………………………………………446.5.6梁端剪力、轴力…………………………………………………………………456.6活荷载内力作用下横向框架的内力计算……………………………………466.6.1活荷载作用下的荷载计算………………………………………………………466.6.2活荷载作用下的梁端剪力、轴力………………………………………………496.7内力组合…………………………………………………………………………50第7章截面设计…………………………………………………………………………567.1横向框架梁截面设计………………………………………………………………56VII 南华大学城市建设学院本科毕业设计7.1.1梁正截面截面设计………………………………………………………………567.1.2梁斜截面受剪承载力计算………………………………………………………597.2柱截面设计…………………………………………………………………………667.2.1柱正截面截面受弯承载力计算…………………………………………………667.2.2柱斜截面受剪承载力计算………………………………………………………70第8章基础设计……………………………………………………………………………728.1设计资料……………………………………………………………………………728.2确定桩端持力层、承台埋深…………………………………………………………728.3确定单桩的竖向承载力及水平承载力特征值……………………………………728.4初步确定承台尺寸………………………………………………………738.5群桩基础中单桩承载力验算………………………………………………………738.6承台结构计算……………………………………………………………………748.6.1承台受弯验算与承台配筋………………………………………………………748.6.2承台受冲切承载力验算…………………………………………………………758.6.3承台受剪切验算…………………………………………………………………768.7桩身结构设计计算…………………………………………………………………778.7.1桩身强度验算……………………………………………………………………778.7.2桩身构造设计……………………………………………………………………77第9章手算与电算结果的比较分析…………………………………………………789.1手算与电算结果比较…………………………………………………………809.2误差原因及分析……………………………………………………………………80参考文献………………………………………………………………………………81致谢……………………………………………………………………………………82VII 南华大学城市建设学院本科毕业设计第1章建筑设计1.1工程概况该272武警中队营房楼建设地点是湖南衡阳，为一栋4层钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积约3440m2。营房楼各层建筑平面图、剖面图、门窗表等见建筑施工图，图号建施。各层的层高皆为3.6米，屋顶不上人。第1层为架空层，为了综合利用建筑空间，该层设有餐厅；第2～4层为办公室、宿舍、学习室等，室内外高差0.45m。建筑设计使用年限50年。1.2设计资料1.2.1工程地质条件工程地质情况自上而下描述如下：①杂填土：为人工堆填而成。黄色、褐黄色，由粘性土及风化岩块等组成，含建筑垃圾及植物根系，处于松散～稍密、稍湿～湿润状态，层厚1.5~4.5m。②粉质粘土：黄色～褐黄色，处于可塑～硬塑、稍湿～湿润状态，层厚0.0~7.9m。③全风化泥质粉砂岩：紫红色、桔黄色、灰白色，裂隙极发育，岩心多风化成土状，局部有软硬相间现象，但具原岩构造，层理清晰可见。全场分布，层厚0.9~8.0m。④强风化泥质粉砂岩：紫红色，岩石风化强烈，岩心呈碎块状、短柱状，岩质极软，锤击声哑，易碎，水稳性差，遇水易崩解，全场分布，层厚1.3~5.8m。⑤中风化泥质粉砂岩：紫红色、桔黄色、，中厚层状结构。岩体完整程度为软破碎～较完整。岩石层理发育，单层层厚0.15~1.0m，全场分布。qpa=2500kPa.1.2.2水文地质条件场地水文地质条件简单，杂填土层含上层滞水；粉质粘土层为相对隔水层；基岩裂隙发育，含裂隙水。地下水对钢筋混凝土无腐蚀性。3抗震设防烈度：假定本地区非抗震设防1.2.3工程所用材料梁、板的混凝土均采用C30的混凝土，柱的混凝土采用C35的混凝土，梁、柱主筋选用HRB400，箍筋选用HPB335，板受力钢筋选用HPB235；墙体材料采用MU10烧结轻质空心砖和M5的砌筑砂浆。VII 南华大学城市建设学院本科毕业设计图1.1总平面图1.3平面设计建筑平面图是表示建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系，它是建筑施工图的基本样图，是假想用一水平的剖切面沿门窗洞位置将房屋剖切后，对剖切面以下部分所作的水平投影图。它能反映出房屋的平面形状、大小和布置；墙、柱的位置、尺寸和材料，以及门窗的类型和位置等。该建筑主要用处是供武警官兵住宿，为了充分利用建筑空间，底层设有餐厅，供武警官兵用。平面的组合形式采用内廊式，平面形状为矩形，体型系数为0.17，小于规范规定的0.35；各个朝向的窗墙比皆满足规范规定值，采光通风良好；建筑坐向为东南方向，出入口通向主要干道；单体建筑符合整体规划要求，与周围环境协调适应。1.3.1使用部分平面设计房间平面的形状和尺寸，主要是由房间的使用功能，活动特点，家具布置方式，以及通风采光等特点决定的。在满足使用功能的同时，经济性、舒适性也是确定房间平面形状和尺寸的重要因素。第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计l门厅设计门厅作为建筑物的主要出入口，尤其对于这种人流量比较大，底层还兼做公共餐厅的营房楼，显得尤为重要。因此，底层的门厅尺寸设为8400×6000，采用3600mm宽，2100mm高的玻璃大门，不仅有利于通风采光，还有利于紧急情况下人员疏散。门厅的左侧是大楼值班室和更衣室，走廊的尽头是公共餐厅，右侧是接待室、公共洗澡堂，楼梯设在大楼的中部和右侧边部。门厅的出入口设有两根砖砌大圆柱，撑起一个不上人的大雨棚。l宿舍设计宿舍是营房楼的主要组成部分，也是武警官兵生活起居活动最频繁的地方。因此，它的设计是否合理，直接关系到武警官兵身心健康。所有宿舍设计都采用一种设计方案：进深6000mm，开间8400mm，层高3600mm；标准9人间，床采用单层单人床；安全通道采用内走廊；左右两边设有公共卫生间（4200mm×6000mm）它的通风管道设在走廊顶部。l门窗设计为了使建筑能更好的通风采光，窗墙面积比又满足规范要求，由于过道是内走廊式，且是一条狭长的通道，因而建筑物两端的过道通风采光窗基本占用整个墙体；底层公共活动空间，由于地势标高底，窗的尺寸在满足窗墙比的情况下，也采用了比较大的尺寸；楼梯窗采用1800mm×1800mm的窗。整栋建筑的门，主要设有宿舍内开式防盗门（1200mm×2100mm），它们的做法详见规范98ZJ681GJM201。l屋顶平面设计本设计中的屋顶为不上人的屋顶，从经济角度和施工角度出发，采用了坡屋顶设计。在屋顶上采用挑檐排水，排水坡取2％。建筑图中只画出屋盖，没有画出屋面架空隔热层。防水采用刚性防水。l辅助房间的设计建筑物中的辅助房间不是建筑物的主要组成不分，它只是对建筑物空间的合理利用，辅助建筑物功能的发挥。因而它的位置一般处在建筑物比较差的位置。本栋营房楼的平面结构布置简单，具有很好的对称性，因而建筑当中的空间位置也无所谓的好坏之分。主楼的主要辅助房间是公共卫生间、办公室等。它的位置处在大楼的正中央，方便大楼中所有武警官兵使用。1.3.2交通联系部分设计l走廊第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计依据《建筑设计防火规范》和《房屋建筑学》知识，走道宽度应按人流股数并结合门开启的方向来确定，同时考虑建筑防火、安全疏散的要求，一般要求双排房间走道宽度为2000mm～3000mm。考虑到本栋大楼每层只有40人，且楼梯设在建筑正中央，并结合学校其他营房楼的走廊宽度，取其宽度为2400mm。l楼梯本栋营房楼设有两部楼梯，设在建筑正中央和右侧边部。依据《房屋建筑学》中的知识，营房楼楼梯踏步高140mm～160mm，踏步宽度大于280mm，因此取踏步高度150mm，宽度300mm。共24踏步，双跑式，每跑12步。图1.2鸟瞰图第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计图1.3首层平面图1.4立面设计建筑立面设计是建筑功能、建筑构造和建筑美学的统一体，建筑师通常通过色彩、材质、尺度、比例、方向、形状及其组合，运用对比、差异、统一、呼应和穿插、几何性、次序性、节奏和韵律等美学原理，在满足建筑功能的基础上，尽可能创造立面和外观的美感；同时,立面的外观也受社会文化、经济水平、地方习俗等影响。但由于知识水平和知识偏重点不同，本栋建筑就没有那么完好的表现建筑立面图的功效，只是力求其美学效果与之靠近：外墙面砖采用白色面砖，窗户玻璃采用蓝色玻璃；大楼正中央用玻璃幕墙，大楼门厅入口设置两根直径400mm的圆柱，并用大理石装饰，其上设有3600mm×8400mm的大雨棚；屋顶设有4根直径为150mm的白色落水管，位置位于楼梯和公共卫生间两墙角处。图1.4正立面图图1.5正立面图效果图第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计1.5剖面设计1.5.1各层建筑层高设计l室内外高差0.45m；l底层层高3.6m，净高3.5m；l标准层层高3.6m，净高3.5m；l屋顶为不上人屋面；1.5.2通风采光设计根据建筑节能要求，每个房间均采用自然采光，且在满足窗墙比的情况下，尽量采用大的窗户，使的通风采光更良好。1.5.3排水设计屋面采用有组织排水：分水岭设于建筑纵向中线，排水坡度为2％；设有0.42m的挑檐，排水坡度为0.5％；在楼梯和公共卫生间四墙角设有4根直径150mmPVC落水管，采用外排式。这样既能使屋面防水性和耐久性增强，又不影响建筑立面造型。1.6装饰工程装饰工程在建筑工程中所占的费用比例，也是一个很大的数字，因而可以想象其重要性。好的装饰装修，能给人以赏心悦目的感觉，特别是这种用于生活起居的公共住房，装饰装修就显得格外重要了。建筑物的各部分构造做法详见建筑设计图纸和结构设计计算。1.7该建筑设计特点该营房楼的建筑设计平面布置简单，是一个很规则的多层框架结构设计。内部房间布置也很有规律，但也能很好的满足建筑功能要求。在设计中，尽量做到适用性、经济性、安全性、美观性等设计理念。在通风采光方面，也严格按照规范来做，尽量做到各个房间能自然采光通风，达到节能的目的。以上是该建筑设计的优点所在，但也有其不好的地方。由于设计计算知识有限，在设计中，都尽量想让结构布置趋于简单明了，方便结构分析时计算。比如说柱距的很小，次梁布置也不均匀，局部间距取的太小。这些缺陷在以后的设计当中值得注意和改进。第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计1.8建筑设计总结在为期三周的建筑设计阶段，查规范，查教科书，看样图，画草图，再到各个问题的细化，整个过程中，不仅熟悉了建筑设计的步骤，同时对房屋建筑的细部构造规范有了一定的了解。在画图过程中，学会了如何熟练的使用建筑专业设计软件天正，也进一步熟练了AutoCAD的操作技能，这是我在该阶段感受最深的，最有成就感的地方。第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计第2章结构平面布置2.1结构方案2.1.1、结构形式该建筑采用纵横两向承重布置，因为该建筑属武警中队营房楼设计，功能性房间较多，而且为了结构布置的合理，通常采用纵横墙布置方案。其荷载传递路线为：横墙楼（屋）面板→梁→纵墙→基础→地基横墙纵横墙承重方案既可以保证有灵活的布置房间，又具有较大的空间刚度和整体性。2.1.2、基础形式采用钢筋混凝土桩基础！这种形式的基础有利于减小地基反力，利用基础的整体刚度还可以调整产生的不均匀沉降。承台顶面距室外-0.6m（自室外地坪算起），室内、外地坪高度差为0.45m。2.1.3、楼盖布置方案该建筑统一采用现浇钢筋混凝土空心楼盖。优点1)适用范围广:这种楼盖形式特别适用于大跨度、大荷载、大开间的多高层建筑。2)节约材料:由于现浇钢筋混凝土空心楼盖与传统结构形式相比自重轻,梁、柱和基础承受的荷载小,从而混凝土、钢材用量减少,模板损耗量也小于传统形式。3)提高净空:由于现浇钢筋混凝土空心楼盖板自重减轻,使主次梁截面及配筋有所降低,从而使净空高度增加。特别是板柱式现浇钢筋混凝土空心楼盖对提高楼层净空高度更为显著。4)使用功能多变:使用功能改善,可灵活隔断楼面平板,有利房间灵活隔断,适合于大开间布置,不受传统的承重墙约束。5)隔音保温效果好
缺点1)当车库采用机械停车位时,不宜采用现浇混凝土空心楼盖。机械停车位需用化学锚栓固定停车位轨道。而空心楼盖上翼缘较薄,难以固定化学锚栓。2)房间开间、进深较小的建筑不宜采用现浇钢筋混凝土空心楼盖。2.1.4、楼梯形式楼梯形式的选择取决于所处位置、楼梯间的平面形状与大小、楼层高低与层数、人流多少与缓急等因素。该建筑选用梁式平行双跑楼梯。2．该建筑设计选用板式楼梯。板式楼梯由梯段板、休息平台和平台梁组成。梯段是斜放的齿形板，支承在平台梁上和楼层梁上，底层下端一般支承在地垄墙上。板式楼梯的优点是下表面平整，施工支模较方便，外观比较轻巧。缺点是斜板较厚，约为梯段板斜长的1／25—1／30第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计，其混凝土用量和钢材用量都较多，一般适用于梯段板的水平跨长不超过3m时。图2.1板式楼梯的组成  2.1.5变形缝的设置 沉降缝设置于：建筑主体结构高度悬殊，重量差别过大；地基不均匀；同一建筑结构不同的单元采用不同基础形式的建筑。防震缝设置于：建筑有较大错层时；建筑各部分结构刚度或荷载相关悬殊时；地基不均匀，各部分沉降相差过大时。 本工程建筑结构平面尺寸较短，结构均匀，高度一致，刚度均匀，地基均匀良好，结合上述条件，不需要设缝。2.1.6材料的选用混凝土：柱采用C35（），梁、板采用C30（）钢筋：受力钢筋HRB400,绑扎钢筋HPB300砖：水泥空心砖，砌筑砂浆选用M7.5的混合砌筑砂浆。2.2截面尺寸估算2.2.1梁截面估算梁：；《建筑抗震设计规范》规定：梁的截面尺寸，宜符合下列各项要求：（1）截面宽度不宜小于200mm；（2）截面高宽比不宜大于4；（3）净跨与截面高度之比不宜小于4。主梁：主梁跨度为2400mm：Hb＝（1/8～1/12）l=（1/8～1/12）×2400=200～300mm第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计Bb=(1/2～1/3)×400mm=133～200mm取Hb=400mm,Bb=250mm主梁跨度为6000mm：Hb＝（1/8～1/12）l=（1/8～1/12）×6000=500～750mmBb=(1/2～1/3)×600mm=200～300mm取Hb=600mm,Bb=250mm主梁跨度为8400mm：Hb＝（1/8～1/12）l=（1/8～1/12）×8400=700～1050mmBb=(1/2～1/3)×700mm=233～350mm取Hb=700mm,Bb=300mm次梁跨度为6000mm：次梁：Hb＝（1/12～1/15）l=（1/12～1/15）×6000=400～500mmBb=(1/2～1/4)×400mm=100～200mm取Hb=400mm,Bb=250mm综上：主梁尺寸为400×250mm,600×250mm,700×300mm次梁尺寸为400×250mm2.2.2板截面估算板尺寸的确定此结构楼层统一采用现浇楼板。（1）单向板的截面设计要点：现浇钢筋混凝土单向板的厚度h除应满足建筑功能外，还应符合下列要求：跨度小于1500mm的屋面板h50mm跨度大于等于1500mm的屋面板h60mm民用建筑楼板h60mm工业建筑楼板h70mm行车道下的楼板h80mm此外，为了保证刚度，单向板的厚度尚应不小于跨度的1/40（连续板）、1/35（简支板）以及1/12（悬挑板）。（2）双向板的截面设计要点：双向板的厚度不宜小于80mm。由于饶度不另作验算，双向板的厚度与短跨跨长的比值应满足刚度要求：简支板（工程中一般取为）第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计连续板综合楼板层强度，刚度等结构要求，以及防水，隔音（声）等建筑功能要求和水电设备安装管道穿越等设计要求。板尺寸：b=(1/35～1/45)L=(1/35～1/45)×4200mm=93～120mm取B=120mm2.2.3柱截面估算柱的截面尺寸一般由满足抗震要求的柱轴压比确定：柱轴压力设计值：式中：考虑地震作用组合柱轴力增大系数，边柱1.3，不等跨内柱1.25，等跨内柱1.2F：按简支状态柱的受荷面积ge：楼面荷载近似取值12～15kN/m2n：验算截面以上楼层层数Ac：柱估算截面面积：柱轴压比限值，按抗震等级确定《建筑抗震设计规范》规定：柱的截面尺寸，宜符合下列各项要求：（1）截面的宽度和高度均不宜小于300mm；圆柱直径不宜小于350m；（2）剪跨比宜大于2；（3）截面长边与短边的边长比不宜大于3。柱截面尺寸的确定（1）柱1）中柱的截面估算按中柱的负荷面积估算底层柱的轴力：恒载活载估算柱轴力设计值第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计中柱的截面尺寸为。2）边柱的截面估算1轴：按边柱的负荷面积估算底层柱的轴力：恒载活载估算柱轴力设计值边柱的截面尺寸为。A轴：按边柱的负荷面积估算底层柱的轴力：恒载活载估算柱轴力设计值边柱的截面尺寸为。3）角柱的截面估算按角柱的负荷面积估算底层柱的轴力：恒载活载估算柱轴力设计值第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计考虑角柱受作用复杂等因素，暂取角柱截面尺寸为。第3章荷载计算第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计3.1活荷载取值屋面活载：0.5KN/m2楼面活载：2.0KN/m2基本风压：0.4KN/m2基本雪压：0.35KN/m23.2屋面荷载3.2.1现浇板坡屋面（120厚）瓦屋面1.1kN/㎡30厚水泥砂浆卧瓦层0.75kN/㎡30厚挤塑板保温层0.1kN/㎡20厚水泥砂浆找平层0.02×20=0.4kN/㎡SBS防水卷材防水层0.2kN/㎡20厚水泥砂浆找平层0.02×20=0.4kN/㎡120厚钢筋混凝土板0.12×25=3kN/㎡20厚石灰砂浆板底粉刷0.02×17=0.34kN/㎡---------------------------------------------------------------------恒载标准值∑=6.29kN/㎡活载标准值0.50kN/㎡3.2.2挑檐4.0kN/㎡3.2.3雨篷（120mm厚）120厚钢筋混凝土板0.12×25=3.0kN/㎡永久荷载标准值0.7kN/m2---------------------------------------------------------------------恒载标准值∑=3.7kN/㎡活载标准值0.7kN/㎡3.3楼面荷载3.3.1宿舍、学习室（120mm厚）（二～四层）楼面面层0.8kN/㎡120厚钢筋混凝土板0.12×25=3.0kN/㎡20厚石灰砂浆板底粉刷0.02×17=0.34kN/㎡瓷砖地面0.55kN/㎡---------------------------------------------------------------------恒载标准值∑=4.69kN/㎡活载标准值2.0kN/㎡第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计3.3.2办公室（120mm厚）（二～四层）楼面面层0.8kN/㎡120厚钢筋混凝土板0.12×25=3.0kN/㎡20厚石灰砂浆板底粉刷0.02×17=0.34kN/㎡瓷砖地面0.55kN/㎡---------------------------------------------------------------------恒载标准值∑=4.69kN/㎡活载标准值2.0kN/㎡3.3.3图书阅览室（120mm厚）（三层）楼面面层0.8kN/㎡120厚钢筋混凝土板0.12×25=3.0kN/㎡20厚石灰砂浆板底粉刷0.02×17=0.34kN/㎡瓷砖地面0.55kN/㎡---------------------------------------------------------------------恒载标准值∑=4.69kN/㎡活载标准值5.0kN/㎡3.3.4游艺室（120mm厚）（三层）楼面面层0.8kN/㎡120厚钢筋混凝土板0.12×25=3.0kN/㎡20厚石灰砂浆板底粉刷0.02×17=0.34kN/㎡瓷砖地面0.55kN/㎡---------------------------------------------------------------------恒载标准值∑=4.69kN/㎡活载标准值4.0kN/㎡3.3.5中队学习室（120mm厚）（四层）楼面面层0.8kN/㎡120厚钢筋混凝土板0.12×25=3.0kN/㎡20厚石灰砂浆板底粉刷0.02×17=0.34kN/㎡瓷砖地面0.55kN/㎡---------------------------------------------------------------------恒载标准值∑=4.69kN/㎡活载标准值2.0kN/㎡3.3.6体育活动室（120mm厚）（四层）楼面面层0.8kN/㎡120厚钢筋混凝土板0.12×25=3.0kN/㎡第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计20厚石灰砂浆板底粉刷0.02×17=0.34kN/㎡瓷砖地面0.55kN/㎡---------------------------------------------------------------------恒载标准值∑=4.69kN/㎡活载标准值4.0kN/㎡3.3.7卫生间（120mm厚）（二～四层）楼面面层0.8kN/㎡120厚钢筋混凝土板0.12×25=3.0kN/㎡20厚石灰砂浆板底粉刷0.02×17=0.34kN/㎡瓷砖地面0.55kN/㎡---------------------------------------------------------------------恒载标准值∑=4.69kN/㎡活载标准值2.5kN/㎡3.3.8公共水房（120mm厚）（二～三层）楼面面层0.8kN/㎡120厚钢筋混凝土板0.12×25=3.0kN/㎡20厚石灰砂浆板底粉刷0.02×17=0.34kN/㎡瓷砖地面0.55kN/㎡---------------------------------------------------------------------恒载标准值∑=4.69kN/㎡活载标准值3.0kN/㎡3.3.9弹药、枪库室（120mm厚）（二层）楼面面层0.8kN/㎡120厚钢筋混凝土板0.12×25=3.0kN/㎡20厚石灰砂浆板底粉刷0.02×17=0.34kN/㎡瓷砖地面0.55kN/㎡---------------------------------------------------------------------恒载标准值∑=4.69kN/㎡活载标准值5.0kN/㎡3.3.10空调搁板0.15kN/㎡1.35×0.6×0.15=0.12kN3.4楼梯间荷载3.4.1楼梯平台板（100mm厚）A.底层半平台第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计设板厚h=100mm，取1m宽板带计算。a.荷载计算表3.1平台板荷载计算表荷载种类荷载标准值（kN/m）恒荷载水磨石面层0.65100mm厚混凝土板0.10×25=2.50板底抹灰20mm0.02×17=0.34小计3.45活荷载2.03.4.2梯段板荷载（取1m计算）（一层）（1）板厚确定斜板的斜向净长h=(1/30~1/25)l=3691/30~3691/25=123~148mm,取板厚h=120mm；板倾斜角的正切tanα=150/300=0.5，cosα=0.894。取1m宽板带计算。1.荷载计算表3.2梯段板荷载计算表荷载种类荷载标准值（kN/m）恒荷载水磨石面层(0.1607+0.26)×0.65/0.26=1.052三角石踏步0.5×0.26×0.1607×25/0.26=2.001混凝土斜板0.12×25/0.894=3.356板底抹灰0.02×17/0.894=0.380小计6.789活荷载2.03.4.3梯段板荷载（取1m计算）（二～四层）二～四层梯段板斜板的斜向净长h=(1/30~1/25)l=3691/30~3691/25=123~148mm,取板厚h=120mm；板倾斜角的正切tanα=150/300=0.5，cosα=0.894。取1m宽板带计算。1.荷载计算第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计表3.3梯段板荷载计算表荷载种类荷载标准值（kN/m）恒荷载水磨石面层(0.1615+0.26)×0.65/0.26=1.054三角石踏步0.5×0.26×0.1615×25/0.26=2.019混凝土斜板0.12×25/0.8494=3.356板底抹灰0.02×17/0.8494=0.380小计6.809活荷载2.03.5墙体荷载计算内墙为240mm厚水泥空心砖（9.6），两侧均为20mm厚的抹灰，则墙面单位面积重力荷载为外墙亦为240mm厚水泥空心砖，外墙面贴瓷砖（0.5），内墙面为20mm厚抹灰（0.34），则外墙墙面单位面积重力荷载为外墙窗尺寸为1.8m×1.5m，单位面积自重为0.4kN/m2，玻璃幕墙自重1.2kN/m23.6柱子自重b×h=300×300mm25×0.3×0.3=2.25kN/mb×h=400×400mm25×0.4×0.4=4.0kN/m10厚抹灰砂浆0.01×4×0.4×17=0.27kN/m底层柱重4.65×2.52=11.72kN，4.65×4.27=19.86kN其余层柱重3.6×2.52=9.07kN，3.6×4.27=15.37kN表3.4柱自重层次编号截面（mm2）长度（m)根数每根自重（kN)总计（kN)总重（kN)1Z1400×4004.651219.86238.32472.72Z2300×3002011.72234.42～4Z1400×4003.61215.37184.44365.84Z2300×300209.07181.43.7梁自重横梁：L-1b×h=300×700mm横梁自重：0.3×0.7×25=5.25kN/m10厚抹灰砂浆：0.01×（2×0.3+2×0.7)×17=0.34kN/m合计：5.25+0.34=5.59kN/m纵梁：L-2b×h=250×600mm、CL-1b×h=250×400mm纵梁自重：0.25×0.6×25=3.75kN/m0.25×0.4×25=2.5kN/m第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计10厚抹灰砂浆：0.01×（2×0.25+2×0.6）×17=0.290.01×（2×0.25+2×0.4）×17=0.22合计：L-2重3.75+0.29=4.04kN/m，CL-1重2.5+0.22=2.72kN/m横梁每根梁重5.59×8.1=45.28kN,5.59×8.4=46.96kN纵梁每根L-2梁重4.04×6.0=24.24kN,纵梁每根CL-1梁重2.72×6.0=16.32kN走廊梁自重b×h=250×400mm。0.25×0.4×25=2.5kN/m10厚抹灰砂浆：0.01×（2×0.25+2×0.4）×17=0.22合计：2.5+0.22=2.72kN/m，走廊梁每根自重2.4×2.72=6.53kN/m表3.5梁自重层次编号截面（mm2)跨度（mm)根数每根自重（kN)总计（kN)1L-1300×70084002446.961127.048100445.28181.12L-2250×60060001624.24387.84L-3250×400240086.5352.24CL-1250×40060001216.32195.844200411.4245.68180034.9014.72L-1300×70084002546.9611748100445.28181.12L-2250×60060001624.24387.843600214.5429.08L-3250×400240086.5352.24CL-1250×40060001416.32228.483～4L-1300×70084002446.961127.048100445.28181.12L-2250×60060001624.24387.84L-3250×400240086.5352.24CL-1250×40060001416.32228.483.8风荷载计算风压标准值：，主体结构高度小于30m，故迎风面：迎风面：迎风面（背风面）高度h=14.4m,查表取第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计迎风面风压：背风面风压：表3.6沿房屋高度风荷载标准值（kN/m)层次z（m)z/Hiuzβzq1(z)q2(z)集中荷载415.451.001.1501.01.3250.8283.77311.850.7671.0521.01.2120.7577.1428.250.5341.001.01.1520.726.8014.650.3011.001.01.1520.724.35第4章现浇板的计算4.1平面结构布置第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计图4.1平面布置图4.2板的设计根据《混凝土结构设计规范》（GB50010—2010），楼板长边与短边之比小于2时，宜按双向板计算。楼板长边与短边之比大于2，但小于3.0时，宜按双向板计算，当按沿短边受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够的构造钢筋。所以应按双向板计算。4.2.1荷载计算恒载：4.69kN/㎡活载：5.0kN/㎡恒荷载分项系数取1.2；活荷载分项系数取1.4设计值总值:P=1.2×4.69+1.4×5.0=12.63kN/m24.2.2板计算简图现浇楼板的实际结构如图示。第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计图4.2板平面布置图4.2.3内力计算及配筋将楼盖划分为A、B两种区格板，每区格板均取，其中为短跨跨长，为长跨跨长。区格A（双向板）计算跨度：，查的四边嵌固时的弯矩系数和四边简支时的弯矩系数如下表4.1表4.1弯矩系数支承条件0.7四边嵌固0.03210.0113-0.0735-0.0569四边简支0.06830.0296取钢筋混凝土的泊松比为0.2，则可求得A区格板的跨中和支座弯矩如下：区格B（双向板）计算跨度：，查的四边嵌固时的弯矩系数和四边简支时的弯矩系数如下表表4.2弯矩系数支承条件0.7四边嵌固0.03780.0068-0.0805-0.0571四边简支0.08580.0228取钢筋混凝土的泊松比为0.2，则可求得B区格板的跨中和支座弯矩如下：第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计配筋计算短边方向跨中的面的截面有效高度，短边方向跨中的面的截面有效高度，受拉钢筋As的计算：为了简化计算，取表4.3板配筋计算截面位置M(kNm)As(mm2)配筋实配面积（mm2)跨中区格A方向907.63262393方向1004.16129393区格B方向902.6992393方向1001.9059393支座AA9012.56431523BB904.49154393第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计第5章现浇楼梯的计算5.1楼梯计算第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计图5.1楼梯剖面图由于该楼梯的水平跨度为3.3m,故采用板式楼梯，楼梯剖面图见上图。5.1.1LT1的计算（板式楼梯）1楼梯梯段板设计（1）板厚确定斜板的斜向净长h=(1/30~1/25)l=3691/30~3691/25=123~148mm,取板厚h=120mm；（2）荷载计算荷载计算，取1板宽计算表5.1梯段板荷载计算表荷载种类荷载标准值（kN/m）恒荷载栏杆重0.2第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计恒荷载踏步重（0.195+0.045）/2×0.3×25=0.900斜板重（0.15/2+0.12/0.894）×25=5.23120mm水磨石面层0.02×25×（0.15+0.3）/0.3=0.7520厚板底抹灰0.020×17/0.894=0.380恒荷载合计7.461可变荷载效应控制永久荷载效应控制恒载标准值7.4617.461恒载设计值8.95410.073活荷载活载标准值3.53.5活载设计值4.93.43总荷载设计值13.8513.50由永久荷载效应控制13.85(3)内力计算跨中弯矩：(2)配筋计算选用受力钢筋，分布钢筋选用2平台板计算(1)平台板的荷载计算取1宽计算：表5.2平台板荷载计算表荷载种类荷载标准值（kN/m）恒荷载平台板自重25×0.1×1=2.520厚水磨石面层25×0.02×1=0.5板底抹灰20mm0.02×17×1=0.34小计3.34可变荷载效应控制永久荷载效应控制恒荷载恒载标准值3.343.34恒载设计值4.0084.509活荷载活载标准值3.53.5活载设计值4.93.43总荷载设计值8.917.94第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计由可变荷载效应控制8.91（2）内力计算计算跨度：板跨中弯矩：(2)配筋计算选用受力钢筋，分布钢筋选用3平台梁计算（1）荷载计算表5.3平台梁荷载计算表荷载种类荷载标准值（kN/m）恒荷载平台板传来均布荷载3.34×/2=1.97梯段板传来的均布荷载7.461×=12.31平台梁自重25×1×0.2×0.4=2.0小计16.28可变荷载效应控制永久荷载效应控制恒荷载恒载标准值15.7815.78恒载设计值18.9421.30活荷载活载标准值6.16.1活载设计值8.545.98总荷载设计值27.4827.28由可变荷载效应控制27.48（2）内力计算平台梁计算跨度取净跨：第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计（3）承载力计算，，应按第一类T形截面计算。，选用(4)斜截面受剪承载力计算因为，所以只需按构造要求配置箍筋。选用5.2雨篷设计雨篷设计的主要内容有：雨篷板的抗弯计算，雨篷梁的设计和雨篷整体的抗倾覆设计。底层门洞宽8400mm,雨篷为长度3600mm，采用门厅柱支撑的悬臂板式雨篷，所以挑出去的长度为900mm，设计中的雨篷梁为搭在门厅柱上的梁，因此梁的截面尺寸250mm×600mm。采用C30，混凝土，板和梁采用HPB400级钢筋1.雨篷板计算计算时取1000mm板宽作为计算单元，如图11-2所示，靠近柱的板根部厚度为板厚120mm，，端部板厚取100mm.1.1荷载计算雨篷板上的荷载有恒载（包括自重粉刷等）、雪荷载、均布活荷载、以及施工和检修集中荷载。以上荷载中，雨篷均布荷载与雪荷载不同时考虑，取两者中的较大值。施工和检修集中荷载与均布活荷载中取集中荷载值为1.0KN，进行承载力计算时，沿板宽每1m考虑一个集中荷载。具体的雨篷板做法及荷载标准值见表5.4所示。表5.4雨篷板的荷载第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计荷载种类荷载标准值（KN/m）恒荷载gk20厚水泥砂浆面层0.02×1×20=0.4钢筋砼板自重（平均厚120mm）0.12×1×25=312厚纸筋灰板粉刷0.012×1×16=0.19总计3.59均布活荷载标准值qk0.75作用在板端集中荷载标准值QK1.0由永久荷载控制的组合：由可变荷载控制的组合：集中荷载设计值：1.2.内力组合分为两种情况：。两种情况的计算简图如图5-2所示。取两者的较大值，则梯段板板保护层，则梯段的板有效高度：其中，第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计则，因此最小配筋率取则因为，所以按计算筋率配筋因此选说明：由门厅柱支撑的板按框架结构中的板配筋进行配筋。2.雨篷梁计算2.1荷载计算雨篷上的墙体高度的墙体自重作用在梁上的荷载值：墙体自重：0.9×0.24×19=4.10KN/m梁自重：0.6×0.25×25=3.75KN/m梁侧粉刷：0.02×0.4×17×2=0.27KN/m板传来的荷载（恒）：3.59×0.9=3.23KN/m恒荷载标准值：g=11.35KN/m雨篷板传来的活荷载标准值：集中荷载标准值：由永久荷载控制的组合：集中荷载设计值：2.2抗弯计算1、弯矩设计值计算计算跨度：弯矩：取Max第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计取所以：2.3配筋计算梁有效高度：其中，则，因此最小配筋率取则因为，所以按计算筋率配筋因此选2C2.4抗剪、扭计算1、剪力计算：取Max所以2.5扭矩计算：粱在均布荷载作用下沿跨度方向每米长度上的扭矩第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计（g.q分别为雨篷板的均布荷载设计值）集中力作用下，梁支座边最大扭矩：因此，梁在支座边缘的扭矩取：取Max2.6验算截面尺寸：因为，故按下面计算公式验算截面尺寸：故截面尺寸满足要求截面尺寸满足要求，故可仅按构造配置剪、扭钢筋。钢筋配置：（纵筋采用HRB400钢筋，箍筋采用HRB335钢筋）故可以忽略剪力及扭矩的作用。仅按受弯构件和纯扭构件进行计算（HRB400）按构造配筋，所以故受弯和受扭纵筋截面面积为：第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计选用3C20，As=942mm²(2)、受剪、扭箍筋：（HpB300）按构造配置，选用φ8@200，As=251mm²3雨篷的抗倾覆验算由于雨篷梁是由门厅柱直接支撑的，可以满足抵抗雨篷倾覆的能力，因此可不进行雨篷的抗倾覆验算。第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计第6章框架结构设计计算6.1基础知识多高层建筑结构是一个复杂的三维空间受力体系，它是由垂直方向的抗侧力构件、与水平方向刚度很大的楼盖（现浇楼盖）相互连结所组成。计算分析时应根据结构实际情况，选取能较准确地反映结构中各构件的实际受力状况的力学模型。框架结构一般有按空间结构分析和简化成平面结构分析两种方法。现在，微型计算机的日益普及和应用软件的不断出现，框架结构分析时更多是采用空间结构模型进行变形、内力的计算，以及构件截面承载力的计算。《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）规定：对于平面和立面布置简单规则的框架结构宜采用空间分析模型，可采用平面框架空间协同模型。也就是说采用手算计算规则的框架结构时，允许在纵、横两个方向将其按平面框架计算，但要考虑空间协同作用，在手算一个方向的平面框架时，要考虑另一个方向框架的传力。采用平面结构假定的近似的手算方法虽然计算精度较差，但概念明确，能够直观地反映结构的受力特点，因此，工程设计中也常利用手算的结果来定性地校核判断电算结果的合理性。本宿舍楼框架结构的设计计算，就以假定的近似的手算方法进行设计计算。为了便于设计计算，在计算模型和受力分析上应进行不同程度的简化。在进行手算横向平面框架时应该满足以下四个基本假定。1、结构分析的弹性静力假定多高层建筑结构内力与位移均按弹性体静力学方法计算，一般情况下不考虑结构进入弹塑性状态所引起的内力重分布。其实钢筋混凝土结构是具有明显弹塑性性质的结构，即使在较低应力情况下也有明显的弹塑性性质，当荷载增大，构件出现裂缝或钢筋屈服，塑性性质更为明显。但在目前，我国国内设计规范仍沿用按弹性方法计算结构内力，按弹塑性极限状态进行截面设计。2、平面结构假定在柱网正交布置情况下，可以认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力。本宿舍楼的柱网就是正交布置。3、楼板在自身平面内刚性假定第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计各个平面抗侧力结构之间，是通过楼盖联系在一起而作为一个整体的。建筑的进深一般较大，框架相距较近，楼板可视为水平放置的深梁，在水平平面内有很大的刚度，并可以按楼板在平面内不变形的刚性隔板考虑。所以楼板常假定在其自身平面内的刚度为无限大。建筑物在水平荷载作用下产生侧移时，楼盖只有刚性位移——平移和转动，而不必考虑楼板的变形。当不考虑结构发生扭转时，根据刚性楼板的假定，在同一标高处，所有抗侧力架构的水平位移都相等。4、水平荷载按位移协调原则分配将空间结构简化为平面结构后，整体结构上的水平荷载应按位移协调原则，分配到各片抗侧力结构上。当结构只有平移而无扭转发生时，根据刚性楼盖的假定，在同一标高处的所有抗侧力结构的水平位移都相等。6.1.1结构布置图图6.1结构平面布置图6.1.2计算单元图6.2计算单元第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计图6.3计算简图6.2计算简图图6.4荷载分布图第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计图6.5整体框架荷载分布图6.2.1计算简图假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故框架梁的跨度等于柱截面形心之间的距离。为计算简便，结构平面布置时，该宿舍楼墙、梁、柱的形心皆在轴线上。底层柱高从基础顶面算至二楼楼面，根据地质条件，室内外高差-0.45m，基础顶面至室外地坪通常去-0.60m，二楼楼面标高为+3.600m，故底层柱高为3.6+0.45+0.6=4.65（m）。其余各层柱高从楼面算至上一层楼面，皆为3.6m。说明：本设计为了计算方便，墙、梁、柱的轴线跟定位轴线重合。在实际工程中，往往墙、梁、柱的中心线不一致。在手算时为计算方便，在荷载传递时，楼板和梁的跨度近似取轴线之间的距离（结果可能导致板的荷载多算一些，但在计算梁自重时，梁高要减去板厚，这样可能导致梁的荷载少算一些，如边框架梁）。在框架计算时，框架梁的跨度取柱截面形心之间的距离，本工程中由于墙梁柱的布置特殊，柱为方形截面的柱，也就是取轴线之间的距离。6.2.2框架横向刚度计算表6.1横梁线刚度计算表类别层次边梁1～43.0×104250×6004.5×10960004.5×1010走道梁1～43.0×104250×4001.3×10960003.25×1010其中。计算跨度取和计算简图相同。表6.2柱线刚度计算表楼层E/(N/mm2)截面b×h/(mm×mm)惯性矩/mm4层高h/mm/N·mm相对线刚度2～43.0×104400×4002.13×10936001.775×10101.00013.0×104400×4002.13×10946501.374×10100.774其中。计算高度取和计算简图相同。第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计6.3框架结构荷载计算简图需要说明：双向板沿两个方向传给支承梁的荷载划分是从每一个区格板的四角作与板边成45°的斜线，这些斜线与平行于长边的中线相交，每块板都被划分为四小块。假定每小块板的荷载就近传给其支承梁，因此板传给短跨梁上的荷载为三角形，长跨梁上的荷载为梯形。对于梁的自重或直接作用在梁上的其他荷载按实际情况考虑。为了便于计算，通常需要将三角形或梯形荷载转换成均布荷载。等效均布荷载是按照支座固端弯矩等效的原则来确定的。三角形荷载（图4-4）作用时：梯形荷载（图4-5）作用时：图6.6简化简图6.4横向风荷载作用下框架的内力和侧移计算6.4.1风荷载作用下的水平位移验算根据上述计算的水平荷载求出层间剪力，然后依据中框柱框架层间侧移刚度计算各层相对侧移和绝对侧移，计算过程见表。表6.3分配系数楼层计算简图一般层i2i1i2第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计icici4i3i4底层i2i1i2icic表6.4各层柱侧向刚度D值（N/mm)层次边柱中柱13.2750.71654605.6400.8046131231822～42.5350.55991874.3660.6891132441022表6.5风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算层次层高146504.3522.06410220.538236006.8017.71231820.764336007.1410.91231820.471436003.773.77231820.163由表可见，风荷载作用下的框架的层间位移角均小于1/550，满足要求6.4.2风荷载作用下的框架柱剪力及柱端弯矩（D值法）表6.6风荷载作用下各层框架柱端弯矩计算层次层高（m)Vi(kN)Di(N/mm)边柱43.63.772318291871.492.5350.432.313.0633.610.912318291874.322.5350.487.468.09第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计23.617.712318291877.022.5350.5012.6412.6414.6522.064102254602.943.2750.557.526.15层次层高（m)Vi(kN)Di(N/mm)中柱43.63.7723182113241.844.3660.452.983.6433.610.9123182113245.334.3660.509.599.5923.617.7123182113248.654.3660.5015.5715.5714.6522.064102261313.305.6400.558.446.91图6.7风荷载作用下的框架柱弯矩图,,其中，，为节点左右梁的两端弯矩；，为节点上下的柱弯矩，为节点左右的梁的线刚度，，为两端的剪力。具体计算过程如下表：6.4.3风荷载作用下梁端、跨中弯矩、剪力、柱轴力第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计表6.7风荷载作用下梁端弯矩、剪力以及柱轴力计算层次边梁走道梁柱轴力边柱中柱43.062.116.00.861.531.532.41.28-0.86-0.42310.47.306.02.955.275.272.44.39-3.81-1.86220.114.616.05.7910.5510.552.48.79-9.60-4.86118.7913.056.05.319.439.432.47.86-14.91-7.41图6.8风荷载作用下的框架梁弯矩图6.5竖向荷载作用下横向框架的内力计算6.5.1荷载计算1恒载的计算简图第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计图6.9各层梁上作用的恒荷载计算简图第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计图6.10各层梁上作用的恒荷载6.5.2活载的计算简图活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图下图所示：第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计图6.11各层梁上作用的活荷载计算简图第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计图6.12各层梁上作用的活荷载6.5.3恒载作用下内力计算梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配计算。计算时先对各节点不平衡弯矩进行第一次分配，向远端传递(传递系数为1/2)，然后对由于传递而产生的不平衡弯矩再进行分配，不再传递。由于结构和荷载均匀对称，故计算时可用框架。梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力向叠加而得。柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到。计算柱底轴力还需考虑柱的自重。荷载计算，以2～3层的恒载计算为例，说明荷载计算方法，其余荷载计算过程从略，计算结果见下表在图中及包括梁自重（扣除板自重）和填充墙自重、为板自重传给横梁的梯形和三角形分布荷载峰值，由计算单元可得，第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计、等效：,故AB、CD跨均布荷载：+=11.94+15.72=27.66kN/mBC跨均布荷载：+=1.75+7.04=8.79kN/m、、M1、M2分别为通过纵梁传给柱的板自重、纵梁自重、纵墙自重、空调搁板自重所产生的集中荷载和集中弯矩。外纵梁内侧与柱内侧平齐，内纵梁一侧与柱的走道侧齐平。空调搁板重为0.12kN，偏心距为0.45m。包括主梁自重、房间板传给的荷载、次梁自重及其上房间板以集中力的形式传给主梁的荷载、梁上的墙重等。主梁及粉刷层自重：房间板传给主梁的荷载：房间板传给次梁的荷载：15.72(等效为均布荷载）次梁及粉刷层线荷载：次梁传给主梁的恒载：主梁上的墙体自重为=38.20+41.37+39.53+58.96=178.06kN（3）的计算（4）的计算包括梁自重、房间板传给梁的三角形分布荷载、次梁以集中力的形式传给梁的荷载、梁上墙重主梁及粉刷层自重：房间板传给主梁的荷载：房间次梁传来的荷载第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计走廊次梁及粉刷层自重：走廊板传给主梁的荷载：主梁上的墙体自重=38.20+41.37+65.89+4.43+40.52+57.53=247.94kN（5）的计算屋顶荷载计算在图中及包括梁自重（扣除板自重）和填充墙自重、为板自重传给横梁的梯形和三角形分布荷载峰值，由计算单元可得，、等效：,故AB、CD跨均布荷载：+=3.0+21.08=24.08kN/mBC跨均布荷载：+=1.75+9.44=11.09kN/m、、、分别为通过纵梁传给柱的板自重、纵墙自重、纵梁自重所产生的集中荷载和集中弯矩。（2）的计算包括主梁自重、屋顶板传给梁的荷载、挑檐重、次梁自重及其上屋顶板以集中力的形式作用在梁上的荷载。主梁及粉刷层自重：屋顶板传给主梁KL1的荷载：第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计主梁上挑檐重量房间板传给次梁的荷载：21.08(等效为均布荷载）次梁及粉刷层线荷载：次梁传给主梁的恒载：=38.20+55.48+20.16+51.59=165.43kN（3）的计算=×（0.3-0.3）=0（4）的计算包括梁自重、屋面板传给梁的荷载、次梁传给梁的荷载。主梁及粉刷层自重：房间板传给主梁的荷载：房间次梁传来的荷载走廊上部次梁及粉刷层自重：次梁传给主梁的荷载：=38.20+55.48+85.99+4.43+40.52=224.62kN（5）的计算=表6.8各层梁上的竖向标准值恒荷载第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计层次M1M243.01.7526.4215.10165.43224.62011.231～311.941.7519.7011.26178.06247.940.05412.40注：表中、、、的量纲为kN/m；、的量纲为kN；M1、M2的量纲为kNm6.5.4计算分配系数因结构和荷载均对称，故取对称轴一侧的框架为计算对象，对于边节点，与节点相连的各杆件均为固接，因此杆端近端的转动刚度，为杆件的线刚度，分配系数为；对于中间节点，与该节点相连的走道梁的远端转化为滑动支座，因此转动刚度，其余杆端，分配系数计算过程如下：表6.9弯矩二次分配系数层次425.131.6-0.2830.717-0.2250.5700.2062～332.238.70.2200.2200.5590.1830.1830.4650.168130.6037.100.2320.1800.5880.1910.1480.4850.1751～3层。AB、CD跨：两端均为固定支座BC跨：一端为固定支座，一端为滑动支座4层。AB、CD跨：两端均为固定支座BC跨：一端为固定支座，一端为滑动支座第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计6.5.5框架弯矩二次分配及弯矩图表6.10恒载作用下的框架弯矩二次分配层次边节点中节点上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁四层分配-0.2830.7170.57-0.2250.2060-72.2472.2411.23-5.3220.4451.80-44.55-17.58-16.109.12-22.2825.90-8.343.729.44-10.00-3.95-3.6233.28-33.2843.59-29.87-25.04二层～三层分配0.2200.2200.5590.4650.1830.1830.1680.054-82.9882.9812.40-4.2218.2418.2446.36-42.39-16.68-16.68-15.3110.229.12-21.2023.18-8.79-8.340.410.411.04-2.81-1.11-1.11-1.0228.8727.82-56.7860.96-14.18-26.13-20.55一层分配系数0.2320.1800.5880.4850.1910.1480.1750.054-82.9882.9812.40-4.2219.2414.9348.76-41.75-17.41-13.49-15.959.12-20.8824.38-8.792.732.126.91-7.56-2.98-2.31-2.7331.0917.10-48.1958.05-16.78-15.8-22.98.55-7.9第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计图6.13恒载作用下的框架弯矩图（单位：kN•m）6.5.6梁端剪力和轴力梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得，而柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到，计算恒载作用时的柱底轴力，要考虑柱的自重。恒载作用下梁的剪力以及柱的轴力、剪力计算①梁端剪力由两部分组成：a.荷载引起的剪力，计算公式为：、分别为矩形和梯形荷载、分别为矩形和三角形荷载b.弯矩引起的剪力，计算原理是杆件弯矩平衡，即AB跨第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计BC跨因为BC跨两端弯矩近似相等，故可以忽略不计。②柱的轴力计算：顶层柱顶轴力由节点剪力和节点集中力叠加得到，柱底轴力为柱顶轴力加上柱的自重。其余层轴力计算同顶层，但需要考虑该层上部柱的轴力的传递。（3）柱的剪力计算柱的剪力：式中，分别为经弯矩分配后柱的上、下端弯，为柱长度。列表如下：表6.11恒载作用下的梁端剪力及柱轴力层次由荷载引起的由弯矩引起的总剪力柱子轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱460.5211.16-1.72058.8062.2411.16224.23232.33298.02312.42374.248.86-0.70073.5474.948.86251.6259.7331.74346.14274.248.86-0.70073.5474.948.86251.6259.7331.74346.14174.248.86-1.64072.6075.888.86250.66261.12332.68351.28注：N底＝N顶＋柱自重6.6活载作用下内力计算6.6.1活载作用下荷载计算第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计当活荷载产生的内力远小于恒荷载及水平力所产生的内力时，可不考虑活荷载的不利布置，而把活荷载同时作用于所有的框架梁上，这样求得的内力在支座处与按最不利荷载位置法求得内力极为相近，可直接进行内力组合。但求得的梁的跨中弯矩却比最不利荷载位置法的计算结果要小，因此对梁跨中弯矩应乘以的系数予以增大。梁上分布荷载为梯形荷载，根据固端弯矩相等的原则，先将梯形分布荷载以及三角形分布荷载，化为等效均布荷载。2～3层荷载计算，房间里的活载取图书馆的活载标准值5.0kN/m2,走道板取活载标准值3.5kN/m2。（1）、、的计算、为板上活载传给横梁的梯形和三角形分布荷载峰值：=5.0×4.2=21.0kN/m=3.5×2.4=8.4kN/m、等效：（2)的计算房间板传给主梁的活载：房间板传给次梁的等效线活载：16.76次梁传给主梁的活载：主梁传给柱的活载：=44.1+37.70=81.80（3）的计算=×（0.3－0.3）=0（4）的计算房间板传给主梁的活载：次梁传给主梁的活载：房间板直接或通过次梁传给主梁的荷载：主梁传给柱的活载：=44.10+62.85+30.24=137.19(5)的计算表6.12各层梁上的竖向标准值层次活荷载第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计M1M21～421.08.481.80137.1906.861～4层。AB、CD跨：两端均为固定支座BC跨：一端为固定支座，一端为滑动支座表6.13活载作用下的框架弯矩二次分配层次边节点中节点上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁四层分配-0.2830.7170.57-0.2250.2060-50.2850.286.86-2.5214.2336.05-31.13-12.29-11.255.53-15.5718.03-5.002.847.20-7.43-2.93-2.6822.60-22.6029.75-20.22-13.93二层～三层分配0.2200.2200.5590.4650.1830.1830.1680-50.2850.286.86-2.5211.0611.0628.11-25.40-10.00-10.00-9.187.125.53-12.7014.05-6.15-5.220.010.010.04-1.25-0.49-0.49-0.4518.1916.6-34.8337.68-9.78-15.71-12.15一层分配系数0.2320.1800.5880.4850.1910.1480.1750-50.2850.286.86-2.5211.669.0529.56-26.49-10.43-8.08-9.565.53-13.2514.78-5.001.791.394.54-4.74-1.87-1.45-1.7118.9810.44-29.4333.83-10.44-9.53-13.795.22-4.77第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计图6.14活载作用下的框架弯矩图（单位：kN•m）6.6.2活载作用下的梁端剪力和轴力①梁端剪力由两部分组成：a.荷载引起的剪力，计算公式为：为梯形荷载为三角形荷载b.弯矩引起的剪力，计算原理是杆件弯矩平衡，即AB跨BC跨因为跨两端弯矩近似相等，故可以忽略不计。②柱的轴力计算：顶层柱顶轴力由节点剪力和节点集中力叠加得到，柱底轴力为柱顶轴力加上柱的自重。其余层轴力计算同顶层，但需要考虑该层上部柱的轴力的传递。第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计（3）柱的剪力计算柱的剪力：式中，分别为经弯矩分配后柱的上、下端弯，为柱长度。列表如下：表6.14活载作用下梁端剪力及柱轴力层次由荷载引起的由弯矩引起的总剪力柱子轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱440.955.04-1.19039.7642.145.04121.56184.37340.955.04-0.48040.4741.435.04122.27183.66240.955.04-0.48040.4741.435.04122.27183.66140.955.04-0.73040.2241.685.04122.02183.91竖向荷载作用下边柱（A柱）剪力表6.15竖向荷载作用下边柱剪力层次恒载作用下活载作用下433.2828.87-17.2622.6018.19-11.332~327.8228.87-15.7516.618.19-9.66117.108.55-5.5210.445.22-3.37竖向荷载作用下中柱（B柱）剪力表6.16竖向荷载作用下中柱柱剪力层次恒载作用下活载作用下429.8714.1812.2420.229.788.332~326.1314.1811.2015.719.787.08115.87.905.109.534.773.086.7内力组合内力组合见下表6.17第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计第63页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计第7章.截面设计7.1横向框架梁截面设计7.1.1梁正截面截面设计梁的控制截面如图7.1所示图7.1梁的内力示意混凝土强度等级：：钢筋的强度等级：纵筋：级箍筋：级式中：：表混凝土立方体抗压强度设计值：表钢筋的抗拉强度设计值：表钢筋的抗压强度设计值在计算中用与相等，可以代换使用：从梁内力组合表中找出相应的数据，截面最不利内力，并将支座中心处的弯矩换算为支座边缘控制截面的弯矩进行配筋计算。第1层：第26页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计A支座右边缘：B支座左边缘：B支座右边缘：AB跨：BC跨：梁正截面受弯承载力计算AB跨梁先计算跨中截面，因梁板现浇，故跨中按T形截面计算。实配2CC满足要求，故实配钢筋2CC将跨中截面的2CC全部伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋A"s=882mm2，据此计算支座上部纵向钢筋的数量支座A所以按跨中截面配筋即可，2CC支座B实配配筋，2CCBC跨梁第26页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计拟配2C满足要求，故实配钢筋2C将跨中截面的2C全部伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋A"s=226mm2，据此计算支座上部纵向钢筋的数量支座实配钢筋，2CC7.1.2梁斜截面受剪承载力计算AB跨梁两端支座截面剪力值相差较小，所以两端支座截面均按V=147.26kN.确定箍筋数量。因，故第26页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计因为剪力相差不大，所以按构造配置加密箍筋，取经计算，BC跨梁也是按构造要求配置箍筋，取第2层：A支座右边缘：B支座左边缘：B支座右边缘：AB跨：BC跨：梁正截面受弯承载力计算AB跨梁先计算跨中截面，因梁板现浇，故跨中按T形截面计算。实配2CC满足要求，故实配钢筋2CC将跨中截面的2CC全部伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋A"s=829mm2，据此计算支座上部纵向钢筋的数量支座A第26页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计所以按跨中截面配筋即可，2CC支座B实配配筋，2CCBC跨梁拟配2C满足要求，故实配钢筋2C将跨中截面的2C全部伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋A"s=226mm2，据此计算支座上部纵向钢筋的数量支座第26页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计实配钢筋，3CAB跨梁两端支座截面剪力值相差较小，所以两端支座截面均按V=145.78kN.确定箍筋数量。因，故经计算，BC跨梁也是按构造要求配置箍筋，取第3层：A支座右边缘：B支座左边缘：B支座右边缘：AB跨：BC跨：梁正截面受弯承载力计算AB跨梁先计算跨中截面，因梁板现浇，故跨中按T形截面计算。第26页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计实配2CC满足要求，故实配钢筋2CC将跨中截面的2CC全部伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋A"s=829mm2，据此计算支座上部纵向钢筋的数量支座A所以按跨中截面配筋即可，2CC支座B实配配筋，2CCBC跨梁拟配2C第26页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计满足要求，故实配钢筋2C将跨中截面的2C全部伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋A"s=226mm2，据此计算支座上部纵向钢筋的数量支座实配钢筋，3CAB跨梁两端支座截面剪力值相差较小，所以两端支座截面均按V=145.78kN.确定箍筋数量。因，故经计算，BC跨梁也是按构造要求配置箍筋，取第4层：A支座右边缘：B支座左边缘：B支座右边缘：AB跨：BC跨：梁正截面受弯承载力计算第26页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计AB跨梁先计算跨中截面，因梁板现浇，故跨中按T形截面计算。实配2CC满足要求，故实配钢筋2CC将跨中截面的2CC全部伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋A"s=882mm2，据此计算支座上部纵向钢筋的数量支座A所以按构造配筋即可，3C支座B实配配筋，3CBC跨梁第26页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计拟配2C满足要求，故实配钢筋2C将跨中截面的2C全部伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋A"s=226mm2，据此计算支座上部纵向钢筋的数量支座实配钢筋，2CCAB跨梁两端支座截面剪力值相差较小，所以两端支座截面均按V=133.14kN,确定箍筋数量。因，故经计算，BC跨梁也是按构造要求配置箍筋，取7.2柱截面设计7.2.1柱正截面受弯承载力计算以1层B柱为例，说明柱正截面受弯配筋计算过程。钢筋采用HRB400级钢筋，N/mm2,。第26页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计混凝土选用,箍筋选用HPB300级钢筋.柱采用对称配筋。首先计算Nb将其与内力计算表中该层柱的控制内力的轴力相比较，发现Nb比所用控制轴力都大，所以可以判断，该层柱属于大偏心受压柱，由此确定最不利的内力为弯矩大轴力小的情况，由此取出表中内力，为计算的最不利内力。(1)判断构件是否考虑附加弯矩杆端弯矩比（2）计算构件弯矩设计值截面回转半径长细比所以不考虑杆件自身挠曲变形的影响。（3）判别偏压类型因为出现，所以应按最小配筋率配筋（4）计算钢筋面积因为是对称配筋，所以只需满足总配筋率（一侧配筋率也一定满足）第26页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计所以选用3C20（）（5）验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力。其余各端柱的正截面受弯钢筋计算过程去上诉相似。具体配筋计算结果详见下表表7.1A柱正截面计算及配筋层次1234-17.56859.77656.624-60.1135.136-61.99-60.1171.576N(kN）471.62397.482482.818439.26l0(mm)4650432043204320-0.5<0.9-0.964<0.9-0.942<0.9-0.841<0.90.314<0.90.264<0.90.321<0.90.292<0.9h0(mm)2602602602602020202087878787>>>>所以应该考虑杆件自身的挠曲变形影响1.593>11.891>11.556>11.711>10.70.70.70.71.01.01.01.035.13661.9960.1171.576第26页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计7515612416395>0.3h0=78176>0.3h0=78144>0.3h0=78183>0.3h0=78(大偏心）205286254293（小偏心）----94799688偏心性质大偏心大偏心大偏心大偏心As=Asˊ(mm2)<0333261423选筋4C222C20+1C162C20+1C163C14实配面积（mm2)1520829829462总配筋率1.80%>0.55%1.20%>0.55%1.20%>0.55%0.65%>0.55%15.514.414.414.40.8830.9130.9130.9131629.29>N1480.24>N1480.24>N1371.68>N表7.2B柱正截面计算及配筋层次123423.31443.12530.70830.708-33.661-61.023-53.35-64.152N(kN）499.929501.966655.212615.742l0(mm)4650432043204320-0.693<0.9-0.707<0.9-0.576<0.9-0.479<0.90.187<0.90.188<0.90.245<0.90.230<0.9h0(mm)36036036036020202020115.5115.5115.5115.5<<<<所以不考虑杆件自身挠曲变形的影响第26页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计33.66161.02353.3564.1526712281104（大偏心）-302-284（小偏心）----偏心性质-大偏心-大偏心As=Asˊ(mm2)-<0-<0选筋4C203C203C203C20实配面积（mm2)1256942942942总配筋率1.18%>0.55%1.18%>0.55%1.18%>0.55%1.18%>0.55%11.6310.810.810.80.9560.9680.9680.9682688.03>N2623.29>N2623.29>N2623.29>N7.2.2柱斜截面受剪承载力计算同样以1层B柱为例，说明斜截面的配筋计算过程。箍筋用HPB300级钢筋()，由内力组合表可知，该段柱的最大剪力为12.258kN，与其相对应的组合中的较小轴力为499.929kN。首先判断柱截面是否符合要求说明柱截面尺寸符合要求。所以计算使用N=499.929kN。第26页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计按构造要求配置箍筋，验算满足要求。非加密区按，可取<250mm，取2肢A8@200。其余各端梁的箍筋的配置方法与上述过程相似，具体结果见下表。表7.4框架柱A箍筋数量表层次/kN/kN/kN柱端加密区非加密区实配钢筋实配钢筋(436.574448.98199.350.56%2B8@1502B8@200332.424482.818199.350.56%2B8@1502B8@200233.822397.482199.350.56%2B8@1502B8@200112.468405.939199.350.52%2B8@1502B8@200表7.5框架柱B箍筋数量表层次/kN/kN/kN柱端加密区非加密区实配钢筋实配钢筋(426.35633.022199.350.56%2B8@1502B8@200324.617523.146199.350.56%2B8@1502B8@200228.933519.246199.350.56%2B8@1502B8@200112.258522.249199.350.52%2B8@1502B8@200第26页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计第8章基础设计8.1设计资料本设计采用桩基础，柱子底的荷载效应标准组合值为：柱的截面尺寸为：400×400mm；预制桩的及承台混凝土强度等级为C30，钢筋采用HRB400级。工程地质条件表8.1基土的力学性质报告表层次岩层名称层底深度分层厚度承载力特征值fak(kPa)钻冲挖孔桩桩端阻力特征值qpa(kPa)桩侧阻力特征值qsia(kPa)1杂填土1.9-3.2m3.2m60--------2粉质粘土0.6-5.4m0.6m200----103全风化岩2.8-7.7m1.5m280----154强风化岩1.3-3.0m3.5m350900255中风化岩8.0-12.5m4.5m----2200----8.2确定桩端持力层、承台埋深选择第⑤号土层中风化岩做桩端持力层。采用直径为400mm的钢筋混凝土预制桩基础。桩端进入持力层0.8m，桩顶嵌入承台100mm，承台埋深为1.2m，桩长：3.2-1.2+0.1＋0.6＋1.5＋3.5＋0.8=8.5m.8.3确定单桩的竖向承载力及水平承载力特征值根据地基基础规范经验公式:桩侧土的极限侧阻力标准值查《桩基规范》表5.3.5-1知：粉质黏土，可塑，全风化泥质粉沙岩，强风化泥质粉沙岩，第26页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计桩的极限端阻力标准值查《桩基规范》表5.3.5-2知：强风化泥质粉沙岩，则则单桩的竖向承载力特征值为:,其中所以取即8.4初步确定桩数以及承台尺寸确定桩数n，初定承台底面尺寸为2.4m×4.0m，查表得，桩距边距：350mm,承台厚度取600mm，混凝土的保护层厚度取40mm，选用，钢筋采用。，取8根。图8.1桩平面布置图8.5群桩基础中单桩承载力验算取承台及其上土的平均重度：，则单桩所受平均竖向力：，满足要求。单桩所受最大及最小竖向力：第26页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计满足要求。单桩水平力：此值远小于估算的单桩水平承载力特征值，故无需验算群桩效应的基桩水平承载力。8.6承台结构计算相应于荷载标准值时作用于柱底的荷载设计值为：8.6.1承台受弯验算及承台配筋计算各排桩竖向反力及净反力①桩：净反力：②桩：净反力：③桩净反力：④桩净反力：x轴受到弯矩作用：采用桩的净反力计算承台计算表截面处的有效高度为第26页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计取6C20的钢筋,，沿着平行于y轴方向均匀布置。y轴受到弯矩作用：采用桩的净反力计算取8C20的钢筋，，沿着平行于x轴方向均匀布置。8.6.2承台受冲切承载力验算①柱边冲切，柱截面400×400mm，柱短边到最近桩内边缘的水平距离为柱长边到最近柱内边缘水平距离：冲跨比：，，冲切系数：，柱截面短边，长边根据《建筑地基基础设计规范》，受冲切承载力截面高度影响系数在h不大于800mm时取1.0，查《混凝土结构设计规范》冲切力：,满足要求②角桩向上冲切角桩内边缘至承台外边缘的距离：在x方向，角桩内缘引冲切线，与承台顶面交点到角桩内缘的水平距离在y方向，因柱子在该冲切线内，取柱边缘至角桩内缘的水平距离角桩冲跨比：；角桩冲切系数：，角桩竖向净反力：第26页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计，满足要求8.6.3承台受剪切验算桩方向受剪验算：柱边至边桩内缘水平距离承台计算宽度为计算截面处的有效高度为剪跨比剪切系数受剪承载力截面高度影响系数满足要求。桩y方向受剪验算：柱边至边桩内缘水平距离承台计算宽度为计算截面处的有效高度为剪跨比剪切系数受剪承载力截面高度影响系数满足要求。8.7桩身结构设计计算：灌孔桩的最小配筋率不宜小于0.5％。第26页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计选用8C20，8.7.1桩身强度验算桩身强度应该满足下式：其中；满足要求8.7.2桩身构造设计桩身按构造要求配筋，选用8C20的HRB400级钢筋通长配筋；箍筋选用φ8@200的HPB300级钢筋。第26页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计第九章手算与电算结果比较比较结果见表9.1第26页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计第26页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计9.1手算与电算结果分析根据计算结果，电算比手算配筋要大，且有一定的误差。原因有以下几个方面：（1）电算时考虑了竖向荷载（包括恒载和活载）的偏心作用，手算时考虑到偏心弯矩较小，就忽略了偏心弯矩的影响。（2）电算时现浇板的传力体系是按梯形荷载考虑，手算时按均布荷载考虑。（3）电算时计算没有简化，手算时进行了简化，这也造成了误差的出现。（4）电算考虑了框架结构的三维影响，而手算则没有考虑。9.2手算与电算结论手算结果配筋小于电算结果配筋。第26页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计参考文献：[1]建筑设计资料集1、2、3《建筑设计资料集》编委会编北京：中国建筑工业出版社,1994.[2]公共建筑设计原理。张文忠主编.北京：中国建筑工业出版社,2008.[3]建筑的艺术与技术.北京：中国建筑工业出版社[4]房屋建筑学高校试用教材聂洪达，郄恩田主编.北京：北京大学出版社,2007.[5]建筑制图标准（GBJI-73）；北京：中国建筑工业出版社,1973.[6]中南地区通用建筑标准（88ZJ~）；中南地区建筑标准设计协作组办公室出版,1989.[7]房屋建筑制图统一标准（GBJ1-86）北京：中国计划出版社,20ll.[8]建筑结构荷载规范(GB50009-2012)；北京：中国建筑工业出版社,2012.[9]中华人民共和国行业标准.建筑地基基础设计规范(GB50007-2011)；北京：中国建筑工业出版社,2011.[10]中华人民共和国行业标准.建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)；北京：中国建筑工业出版社,2008.[11]中华人民共和国行业标准.混凝土结构设计规范(GB50010-2010)；北京：中国建筑工业出版社,2011.[12]中华人民共和国国家标准.砌体结构设计规范(GB50003-2011)；北京：中国建筑工业出版社,2011.[13]中华人民共和国行业标准.建筑抗震设计规范(GB50011-2010)；北京：中国建筑工业出版社,2010.[14]建筑结构制图标准(GB/T50105-2001)；北京：中国计划出版社,2002.[15]混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图03G101;北京：中国建筑标准设计研究院,2004.[26]中华人民共和国国家标准.砌体结构设计手册；北京：中国建筑工业出版社,1992.[17]简明建筑结构设计手册；北京：中国建筑工业出版社,1980.[18]中华人民共和国行业标准.建筑设计防火规范(GB50016-2006)；北京：中国建筑工业出版社,2006.第26页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计致谢：四年的读书生活在这个季节即将划上一个句号，而于我的人生却只是一个逗号，我将面对又一次征程的开始。四年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下，走得辛苦却也收获满囊，在毕业设计即将付梓之际，思绪万千，心情久久不能平静。伟人、名人为我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和赞美献给一位平凡的人，我的导师。我不是您最出色的学生，而您却是我最尊敬的老师。您治学严谨，学识渊博，思想深邃，视野雄阔，为我营造了一种良好的精神氛围。授人以鱼不如授人以渔，置身其间，耳濡目染，潜移默化，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学术目标，领会了基本的思考方式，从毕业设计题目的选定到毕业设计阶段的指导,经由您悉心的点拨,再经思考后的领悟,常常让我有“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”。在这里还要感谢我的爸爸妈妈，焉得谖草，言树之背，养育之恩，无以回报，你们永远健康快乐是我最大的心愿。在毕业设计即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到毕业设计的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚谢意！人生的道路有许多的坎坷，不是一条通往光明之路，有痛苦，有伤心，有无助，也有面对一切所不能忍受的，这就是生活。但是生活中确实有许多美好的东西，有些时候你不会看到它的本身的色彩，如果你用这一种方式感受不到的话，不妨换一种方式去感受，也许它正是你所需要的那种生活方式。千万不要放弃生活，你放弃了它，生活也就放弃了你，人生贵在的是感受，会感受才会有幸福，在生活中如果你感受的多了，那你才会感受到生活中的美好，你才会知道你在前世所选择的是今生的最正确的人生路。在此，非常感谢赵振华老师在我大学的最后学习阶段——毕业设计阶段给我的指导，从最初的选题，到资料收集，到毕业设计，他给了我耐心的指导和无私的帮助。为了指导我们的毕业毕业设计，他放弃了自己的休息时间，他的这种无私奉献的敬业精神令人钦佩，在此我向她们表示我诚挚的谢意。同时，感谢所有任课老师和所有同学在这四年来给我的指导和帮助，是他们教会了我专业知识，教会了我如何学习，教会了我如何做人。正是由于他们，我才能在各方面取得显著的进步，在此向他们表示我由衷的谢意，并祝所有的老师培养出越来越多的优秀人才，桃李满天下！2014年5月58于南华大学签名：第26页共97页 南华大学城市建设学院本科毕业设计第26页共97页'