土木办公楼设计计算书

'摘要本次毕业设计所完成的是位于土木学院办公楼的建筑与结构设计。该办公楼采用现浇钢筋混凝土框架结构，其建筑面积大约在6217平方米左右。在建筑设计阶段，我们展开了一系列地实地调研与可行性分析。结合设计原始资料确定了设计方案，并完成了建筑物的平面设计、立面设计与剖面设计，绘制了相应的建筑施工图。在结构设计阶段，依据既定方案进行该办公楼的结构选型及结构布置。按照7度抗震设防要求对建筑物抵抗水平地震作用的能力进行了必要地设计计算，并先后完成了竖向荷载作用下框架的内力分析与最不利内力组合，梁、柱的配筋设计，以及现浇楼面板配筋计算，基础和楼梯的设计与计算。最后是施工图的设计，根据上述计算结果，来最终确定构件布置和构件配筋以及结构构件的构造措施。设计过程中，参阅了房屋建筑制图统一标准、建筑设计防火规范、混凝土结构设计规范、建筑抗震设计规范、建筑地基基础设计规范以及国家建筑标准设计图集等资料，保证了设计的功能性、合理性，并符合相关规范规定。关键词：土木办公楼建筑结构设计钢筋混凝土框架结构 ABSTRACTThegraduationprojectiscompletedinUniversity,aschoolofcivilengineeringofficeinthearchitecturalandstructuraldesign.Theofficeusessteelreinforcedconcreteframestructure,thebuildingareaofabout6217squaremetersaround.Inthearchitecturaldesignphase,welaunchedaseriesofresearchandfeasibilityanalysistothefield.Designoftheoriginaldatasetcombiningdesign,andcompletedthegraphicdesignofbuildings,verticaldesignandprofiledesign,constructiondrawingthecorrespondinggraph.Inthestructuraldesignstage,accordingtotheestablishedprogramstructureofthehotelselectionandstructuralarrangement.Requirementsinaccordancewith7degreeearthquakeresistanceofbuildingstheabilitylevelofseismicdesignandcalculationofthenecessaryland,andhascompletedaverticalloadoftheinternalforceoftheframeworkofinternalforceandthemostunfavorablecombinationofbeamsandcolumnsofreinforcedconcretedesign,andfloorspanelreinforcementcalculation,basicandstaircasedesignandcalculation.Finally,thedesignofconstructiondrawings,theaboveresults,tofinallydeterminethecomponentlayoutandcomponentreinforcementandstructuralcomponentsoftheconstructionmeasures.Thedesignprocess,refertothedrawinguniformstandardsforhousingconstruction,buildingfireprotectiondesign,designofconcretestructures,seismicdesignofbuildings,designofbuildingfoundationandtheNationalBuildingStandardDesignAtlas,etc.,toensurethedesignoffunctionality,reasonableandthattheymeettherelevantspecification.Keywords:civilengineeringofficearchitecturalandstructuraldesignsteelreinforcedconcreteframestructure 目录第一章总体规划11.1办公楼设施规划11.1.1确定项目11.1.2面积分配计划11.2办公楼标准层设计11.3设计原始依据1第二章框架结构设计32.1框架计算简图及梁柱截面尺寸32.1.1计算简图32.1.2初估梁柱截面尺寸42.1.3荷载标准值的计算42.2水平地震作用计算52.2.1梁柱线刚度计算52.2.2结构重力荷载代表值72.2.3计算结构的基本周期92.2.4横向地震作用计算102.2.5变形验算102.2.6水平地震作用下框架的内力分析112.3竖向荷载作用下框架内力分析152.3.1荷载计算15第三章内力组合233.1结构抗震等级233.2内力组合方式233.3梁内力组合233.4柱的内力组合26第四章梁的截面设计与配筋计算304.1框架梁截面设计304.1.1截面尺寸304.1.2梁的纵向钢筋314.1.3梁的箍筋314.2正截面受弯承载力计算314.3斜截面受弯承载力计算34第五章框架柱截面设计38 5.1柱的构造要求385.1.1柱截面尺寸385.1.2柱的纵向钢筋385.1.3柱的箍筋385.2边柱设计395.2.1轴压比验算395.2.2截面尺寸复核395.2.3正截面承载力计算395.3中柱设计445.3.1轴压比验算445.3.2截面尺寸复核445.3.3正截面承载力计算44第六章板和次梁设计496.1板的设计496.1.1双向板的设计与计算496.2次梁的设计516.2.1荷载设计值516.2.2计算简图516.2.3内力计算516.2.4承载力计算52第七章楼梯设计547.1基本设计依据547.2梯段板计算547.2.1设计资料547.2.2荷载计算547.2.3内力及截面承载力计算557.3平台板计算557.3.1荷载计算557.3.2内力及承载力计算567.4平台梁计算567.4.1计算简图及截面尺寸567.4.2荷载计算567.4.3内力及承载力计算57第八章基础设计58 8.1基本数据588.2初步确定基础底面尺寸及埋深588.4基础底板的配筋计算59谢辞61参考文献62 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）第一章总体规划1.1办公楼设施规划1.1.1确定项目根据学校发展的规划，拟在我校旅顺校区二期建设土木学院综合办公楼，拟建的综合办公楼为5层框架结构，建筑面积控制在6000-7000m2。该楼主要用于土木学院教学和办公。设学院、教研室、办公室若干间，小型会议室，学术报告厅（100人），2个班级（60人）使用的多媒体教室、60人使用的计算机房等各若干。1.1.2面积分配计划面积计划应包括教室与办公室，实验室的数目比例，各教室、实验室功能设施的容量，行政办公室的面积以及后勤服务区等面积要求。显然，办公室使用面积是决定办公楼规模的主要因素，其次，办公楼建筑结构形式也会影响办公室使用面积与建筑面积的比例（利用系数），下列因素对办公楼面积有重大影响：1.建筑结构、外形。2.办公楼层数。3.办公室，实验室，教室的位置。4.机房位置。1.2办公楼标准层设计在设计中要充分考虑建筑的朝向、外观和结构形式的选择，不仅要注意建筑的立面处理，更重要的是位了长期节约能源消耗的费用。建筑物的外形要尽量减少受风面，以降低风压力。办公楼标准层设计要求相对来说简单些。它要求有明确的办公室或实验室、位置适当，符合建筑法规的楼梯、有充裕储备物品的储藏室、零售机器等。办公楼的建筑平面和立面办公楼设计前要研究的问题。1.3设计原始依据1.建筑地点：大连市内2.设计要求：采用现浇钢筋混凝土框架结构3.地质、水文和气象资料：该场地地层简单，分布稳定，根据钻孔揭露，拟建场地地表为粘性土，下部为砾砂和碎石土。由上至下各土层承载力设计值为：(1)粘性土：土层厚度0.57m；承载力标准值fk=120kPa；(2)砾砂和碎石土：承载力标准值fk=350kPa。61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）地下水位在地表以下2.5m处，最大冻土深度为0.8m。大连地区基本风压为0.65kN/m2，基本雪压为0.4kN/m2。4.抗震设防要求：抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g；设计地震分组为第一组。Ⅱ类场地。自振基本自振周期T1=0.08n（n为结构的层数），场地的特征周期Tg=0.4s。5.耐火等级：二级6.其他设计资料：(1)设计标高：室内地坪为±0.000，室内外高差450mm；(2)办公楼楼面活荷载为2.0kN/m2,准永久值系数为0.4，屋面活荷载标准值为0.5kN/m2。7.墙身做法：墙身为空心砖填充墙（底层1m以下为普通砖），用M5混合砂浆砌筑，内墙面20厚抹灰，外墙面贴釉面砖。61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）第二章框架结构设计2.1框架计算简图及梁柱截面尺寸2.1.1计算简图柱网布置如图2-1所示。图2-1柱网布置图底层柱高度h=底层层高＋室内外高差＋基础顶面至室外地面的垂直距离。其中，基础顶面至室外地面的垂直距离与建筑场地内地下水水位，冻土深度等有关，实际计算中常取值为0.5。据此，h=4.5+0.45+0.5=5.45m。其它柱高等于层高，即3.6m，由此得框架计算简图,如下图2-2所示。图2-2框架计算简图及柱编号61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）2.1.2初估梁柱截面尺寸连续主梁高h>l/15~l/10，l为梁的计算跨度。连续次梁高h>l/18~l/12，梁的宽与高之比一般为1/3~1/2。梁宽不小于250mm。1.梁截面尺寸：主梁：取h=(1/10～1/15)l=660～440mm，初选h=550mmb=(1/2～1/3)h=275～183mm，初选b=250mm次梁：取h=(1/12～1/18)l＝425~283mm，初选h=350mmb=(1/2～1/3)h=175~117mm，初选b=150mm2.柱截面尺寸：本设计取柱截面为：长边短边都为500mm2.1.3荷载标准值的计算2.2.3.1恒荷载标准值1.屋面板均布荷载标准值，由上至下为：水泥砂浆保护层厚20mm：0.02x20=0.40kN/m2沥青卷材防水层厚3mm：0.003x10=0.03kN/m2水泥砂浆找平层厚20mm：0.02x20=0.40kN/m2水泥珍珠岩保温隔气层厚120mm：0.12x4=0.48kN/m2水泥砂浆找平层厚20mm：0.02x20=0.40kN/m2现浇钢筋混凝土屋面板厚120mm：0.12x25=3kN/m2板底混合砂浆抹灰厚15mm：0.015x17=0.26kN/m2恒载标准值：gk=0.40+0.03+0.40+0.48+0.40+3+0.26=4.97kN/m22.楼板均布荷载标准值，由上至下为：水泥砂浆面层厚20mm：0.02x20=0.40kN/m2现浇钢筋混凝土板厚120mm：0.12x25=3kN/m2板底混合砂浆抹灰厚15mm：0.015x17=0.26kN/m2恒载标准值：gk=0.40+3+0.26=3.66kN/m23.梁自重主梁：混凝土重：0.25×(0.55-0.12)×25=2.69kN/m粉刷：[2×(0.55-0.12)+0.25]×0.02×17=0.38kN/m两项共计：2.69+0.38=3.07kN/m次梁：61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）混凝土重：0.15×（0.35-0.12）×25=0.86kN/m粉刷：[2×(0.35-0.12)+0.15]×0.02×17=0.21kN/m两项共计：0.86+0.21=1.07kN/m4.柱自重：承重柱0.5×0.5×25×4×3.6+0.6×0.6×25×5.45=139.05kN/根大门罗马柱0.6×0.6×3.14×25×(4.5+3.6)=228.91kN/根5.墙自重：二层至五层墙：主梁下内墙：0.24×（3.6-0.55）×15=10.98kN/m填充墙：0.2×（3.6-0.35）×15=9.75kN/m外墙：0.3×（3.6-0.55）×15=13.73kN/m一层墙：主梁下内墙：0.24×（4.5-0.55）×15=14.22kN/m填充墙：0.2×（4.5-0.35）×15=12.45kN/m外墙：0.3×（4.5-0.55）×15=17.78kN/m6.女儿墙自重:五层0.12×1.2×15＝2.16kN/m六层0.12×0.6×15＝1.08kN/m2.2.3.2活荷载标准值六层屋面为不上人屋面，活荷载取0.5kN/m2，五层屋面为上人屋面，活荷载取2kN/m2，楼面，活荷载取2kN/m22.2水平地震作用计算高层建筑水平力是起控制作用的荷载，包括地震作用与风力。本建筑高度小于60米，且风荷载不大，故可不算风荷载。2.2.1梁柱线刚度计算在框架结构中为考虑楼板对梁刚度的有利影响，在计算梁的截面惯性矩时，取中框架梁I=2.0I0，边框架梁I=1.5I0（I0为梁的截面惯性矩）梁采用C30混凝土，EC=3.0×104N/mm2，I0=1/12×bh3(mm4)，框架梁线刚度计算结果列于表2-1。表2-1框架梁线刚度计算表位置截面尺寸b×h跨度l（mm）截面惯性矩I0(mm4)边框架中框架I=1.5I0ib=EI/lI=2.0I0ib=EI/l61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）边跨350×55051004.85×1097.28×1094.28×1010中跨350×55024004.85×1099.7×1092.3.1.2柱线刚度标准层柱截面为b×h=500×500mm，底层为700×700mm。框架柱线刚度计算结果列于表2-2。柱采用C30的混凝土。表2-2框架柱线刚度计算表柱位置截面尺寸（mm）柱高度h（mm）惯性矩IC=bh3/12（mm4）线刚度ic=EIC/h（mm4）一层柱700×70054502.00×101011.0×1010二层至五层柱500×50036005.21×1094.34×1010并由此得到梁柱的相对线刚度，结果如图2-3。图2-3中框梁柱相对线刚度2.3.1.3计算框架的侧移刚度D值公式如下：61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）一般层:=D=(2-1)底层:=D=(2-2)侧移刚度D值计算结果如下表2-3。表2-3横向框架侧移刚度D值计算层柱类型D根数底层柱F0.390.371644310柱E1.490.572533110柱D1.490.57253318柱C0.390.37164438∑D7.5×105二层至五层柱F1.790.471888710柱E3.770.652612010柱D3.770.65261208柱C1.790.47188878∑D8.1×105经过验算，每层的侧移刚度均不小于相邻上一层的70%，并不小于相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%，竖向刚度分布合理。2.2.2结构重力荷载代表值重力荷载代表值＝100％恒荷载＋50％活荷载表2-4列出了每层重力荷载代表值的计算数据，在此对表中数据说明如下：1．在计算墙体重力的过程中，这里没有精确考虑门窗洞口处应该被扣除的墙体重，而是对墙体乘以修正系数0.8来进行计算的。2．表中各层墙体的长度具体计算过程如下：底层：内墙：6.6×8+5.1×10＝103.8m外墙：6.6×11+5.1×4+2.4×2＝97.8m二层：内墙：6.6×11+5.1×12＝133.8m外墙：6.6×14+5.1×4+2.4×2＝117.6m61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）三层：内墙：6.6×11+5.1×12＝133.8m外墙：6.6×14+5.1×4+2.4×2＝117.6m四层：内墙：6.6×11+5.1×12＝133.8m外墙：6.6×14+5.1×4+2.4×2＝117.6m五层：内墙：6.6×11+5.1×12＝133.8m外墙：6.6×14+5.1×4+2.4×2＝117.6m表2-4重力荷载代表值项目底层二层三层四层五层恒载主梁自重（kN/m）3.073.073.073.073.07总长度（m）285.6285.6285.6285.6285.6重量（kN）876.79876.79876.79876.79876.79次梁自重（kN/m）1.071.071.071.071.07总长度（m）71.471.471.471.471.4重量（kN）76.4076.4076.4076.4076.40柱自重（kN/根）49.0522.522.522.522.5数量3636363636重量（kN）1765.8810810810810楼/屋面板楼/屋面板重（kN/m2）3.663.663.663.664.97总面积（m2）582.12582.12582.12582.12582.12重量（kN）2130.562130.562130.562130.562893.14　内墙自重（kN/m）折减0.811.388.788.788.788.78总长度（m）103.8133.8133.8133.8133.8重量（kN））1181.241174.761174.761174.761174.76内墙（填充墙）自重（kN/m）12.459.759.759.759.75总长度（m）15.335.735.735.725.5重量（kN）190.49348.08348.08348.08248.63外墙自重（kN/m）17.7813.7313.7313.7313.73总长度（m）97.8117.6117.6117.6117.6重量（kN）1738.881614.651614.651614.651614.65女儿墙自重（kN/m）折减0.8\\2.16总长度（m）\\92.4重量（kN）\\199.58恒载总和（kN）7960.167031.247031.247031.247893.9561 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）活载楼/屋面板楼/屋面活载（kN/m2）2.02.02.02.02.0总面积（m2）582.12582.12582.12582.12582.12活载（kN）1164.241164.241164.241164.241164.24活载总和（kN）1164.241164.241164.241164.241164.24重力荷载代表值：恒载总和+0.5x活载总和8542.287613.367613.367613.368476.07将各楼层的重力荷载代表值的集中质点设在各层标高处，如图2-5。建筑物总重力荷载代表值39858.43kN。图2-4质点重力荷载值2.2.3计算结构的基本周期采用顶点位移法计算结构的基本周期，计入α0的影响，框架结构的基本周期T1可按下式计算：(2-3)式中α0——考虑非结构墙体刚度影响的周期折减数，当采用实砌填充墙时取0.6-0.7,这里取0.6来计算。△T——假想集中在各层楼面处的重力荷载代表值为水平荷载，按弹性方法所求得的结构顶点假想位移。按D值法计算，见表2-5。表2-5横向框架顶点位移层Gi（KN）∑Gi（kN）∑Di（kN/m）层间相对位移δ=∑Gi/∑Di△i58476.078476.078.1×1050.0100.15161 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）47613.3616089.438.1×1050.0200.14137613.3623702.798.1×1050.0290.12127613.3631316.158.1×1050.0390.09218542.2839858.437.5×1050.0530.053△T=∑δ=0.053+0.039+0.029+0.020+0.010=0.151m=1.7×0.6=0.396s2.2.4横向地震作用计算地震作用按7度设计基本地震加速度为0.1g,Ⅱ类场地土，设计地震分组按第一组可得，结构的特征周期Tg和地震影响系数αmax分别为：Tg=0.35sαmax=0.08由于T1=0.396s〈1.4Tg=1.4×0.35=0.49s，不用考虑顶点附加地震作用，结构底部剪力为：α=（Tg/T1）0.9η2αmax=（0.35/0.396）0.9×1.0×0.08=0.072FEk=α×0.85=（0.35/0.396）0.9×0.08×0.85×39858.43=2439kNFi＝FEK(2-4)计算结构列于表2-6。表2-6各层地震作用及楼层地震剪力层hiHiGiGiHiFiVi53.618.858476.071597740.32378878843.616.257613.361237170.250610139833.612.657613.36963090.194473187123.69.057613.36689010.139339221015.455.458542.28465550.09422924392.2.5变形验算多遇地震作用下，层间弹性位移验算见表2-7。表2-7横向变形验算61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）层层间剪力Vi（kN）层间刚度Di（kN）层间位移δ=Vi/Di（m）层高（m）层间相对弹性转角θe=1/δ57888.1×1050.000973.60.0003413988.1×1050.001733.60.0005318718.1×1050.002313.60.0006222108.1×1050.002723.60.0008124397.5×1050.003255.450.0006表2-7中计算所得的层间相对弹性转角均满足θe<[θe]=1/550=0.00182的要求。2.2.6水平地震作用下框架的内力分析反弯点高度的计算：二至六层的反弯点高度为柱中点处，底层的反弯点高度为2/3柱高度处在计算水平地震作用下柱端弯矩时用的公式有：(2-5)(2-6)(2-7)表2-8水平地震作用下C柱端弯矩层h(m)∑Di（层刚度之和）(kN/m)D（某柱刚度）(kN/m)D/∑DiVi（层剪力(kN)Vik（某柱剪力）(kN)M下(kN·m)M上(kN·m)53.68.1×105188870.023378818.360.533.0533.0543.68.1×105188870.0233139832.570.558.6358.6333.68.1×105188870.0233187143.590.578.4678.4623.68.1×105188870.0233221051.490.592.6892.6815.457.5×105164430.0219243953.410.67195.0396.06表2-9水平地震作用下D柱端弯矩层h(m)∑Di（层刚度之和）D（某柱刚度）D/∑DiVi（层剪力(kN)Vik（某柱剪力）M下(kN·m)M上(kN·m)61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）(kN/m)(kN/m)(kN)53.68.1×105261200.032278825.370.545.6745.6743.68.1×105261200.0322139845.020.581.0481.0433.68.1×105261200.0322187160.250.5108.45108.4523.68.1×105261200.0322221071.160.5128.09128.0915.457.5×105253310.0338243982.440.67301.03148.27表2-10水平地震作用下E柱端弯矩层h(m)∑Di（层刚度之和）(kN/m)D（某柱刚度）(kN/m)D/∑DiVi（层剪力(kN)Vik（某柱剪力）(kN)M下(kN·m)M上(kN·m)53.68.1×105261200.032278825.370.545.6745.6743.68.1×105261200.0322139845.020.581.0481.0433.68.1×105261200.0322187160.250.5108.45108.4523.68.1×105261200.0322221071.160.5128.09128.0915.457.5×105253310.0338243982.440.67301.03148.27表2-11水平地震作用下F柱端弯矩层h(m)∑Di（层刚度之和）(kN/m)D（某柱刚度）(kN/m)D/∑DiVi（层剪力(kN)Vik（某柱剪力）(kN)M下(kN·m)M上(kN·m)53.68.1×105188870.023378818.360.533.0533.0543.68.1×105188870.0233139832.570.558.6358.6333.68.1×105188870.0233187143.590.578.4678.4623.68.1×105188870.0233221051.490.592.6892.6815.457.5×105164430.0219243953.410.67195.0396.06通过结点平衡，计算梁的固端弯矩。总的公式如下：(2-8)61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）(2-9)并由此得到梁的固端弯矩如下图2-6所示。图2-5水平地震荷载作用下框架的弯矩图（左震，单位：kN/m）梁、柱剪力(2-10)柱的轴力＝上层柱的轴力＋该结点处梁的所有剪力的代数和。这样，结构所受到的剪力和轴力都可以通过已求得的弯矩数据很容易地求得，剪力图(见图2-7)，轴力图(见图2-8)。61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）图2-6水平地震荷载作用下框架的剪力u图(左震，单位：kN)图2-7水平地震作用下柱的轴力图（左震，轴力压为正。单位：kN）61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）2.3竖向荷载作用下框架内力分析2.3.1荷载计算1．基本数据：恒载:屋面4.97kN/m2，楼面3.66kN/m2，女儿墙自重2.16kN/m梁自重：主梁：3.07kN/m；次梁：1.07kN/m，墙自重：内墙：底层11.38kN/m标准层8.78kN/m；外墙底层17.78kN/m标准层13.73kN/m活载：楼面：2.0kN/m2上人屋面：2.0kN/m22．内力分析：无论是单向板还是双向板楼盖，框架梁负荷面积可近似取这一榀框架梁相邻两侧框架梁间距的一半的范围，见下图2-9。图2-8板支撑梁的荷载分配图框架上的恒荷载计算：（1）顶层：61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）屋面板的自重转化为线荷载作用在主梁上：7.923.73kN/m主梁的自重：3.07kN/m女儿墙自重：2.16kN/m恒载之和：5.23kN/m活载：2kN/m边柱的集中力为：梁端集中力：123.03kN柱的自重：0kN两者之和：123.03kN中柱的集中力为：梁端集中力：119.07kN柱的自重：0kN两者之和：119.07kN（2）中间层：楼板的自重转化为线荷载作用在主梁上：5.832.74kN/m主梁的自重：3.07kN/m内墙的自重：8.78kN/m恒载之和：11.85kN/m活载：2kN/m边柱的集中力为：梁端集中力：170.01kN柱的自重：22.5kN两者之和：192.51kN中柱的集中力为：梁端集中力：157.52kN柱的自重：22.5kN两者之和：180.02kN（3）底层：楼板的自重转化为线荷载作用在主梁上：5.832.74kN/m主梁的自重：3.07kN/m内墙的自重：8.78kN/m恒载之和：11.85kN/m活载：2kN/m边柱的集中力为：61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）梁端集中力：170.01kN柱的自重：22.5kN两者之和：192.51kN中柱的集中力为：梁端集中力：157.52kN柱的自重：22.5kN两者之和：180.02kN框架上的活荷载计算：（1）顶层：屋面板活荷载转化为线荷载作用在主梁上：3.191.5kN/m边柱的集中力为：梁端集中力：33.52kN中柱的集中力为：梁端集中力：24.85kN（2）中间层：楼板活荷载转化为线荷载作用在主梁上：3.191.5kN/m边柱的集中力为：梁端集中力：33.52kN中柱的集中力为：梁端集中力：24.85kN图2-9双向板支撑梁承受的荷载61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）3．计算简图利用结构对称性，选择半框架进行分析：(a)恒荷载作用下(上）(b)活荷载作用下（下）图2-9竖向荷载作用下结构计算简图（单位：集中力kN，分布力kN/m）4．计算固端弯矩将框架梁视为两端固定梁计算固端弯矩。(1)恒荷载作用下梁两端弯矩的计算公式为：M=±ql²/12将各层、各跨的梁端弯矩计算，并写在相应的梁端，见图2-11。(2)活荷载作用下梁两端弯矩的计算公式为：M=±ql²/12将各层、各跨的梁端弯矩计算，并写在相应的梁端，见图2-12。5．计算梁、柱的分配系数ui的计算：(2-11)Si为转动刚度，远端固定时，Si=4i，远端铰支时，Si=3i，远滑动时，Si=i，远端自由时，Si=0。i为梁、柱的线刚度。计算结果写在杆件的方框内，见图2-11、2-12。6．传递系数：梁的传递系数：远端固定，传递系数为0.5；远端滑动铰支，传递系数为-1。61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）2.4.2计算框架弯矩内力分析采用弯矩二次分配法，计算过程如图2-11，2-12所示。（考虑框架对称性，取半框架计算，切断的横梁线刚度为原来的2倍。）（弯矩二次分配法：首先对所有节点的不平衡弯矩同时进行第一次分配，写在相应的位置；然后将所有杆端弯矩同时向远端传递，写在相应的位置；将各节点传递来的弯矩进行第二次分配，写在相应的位置；最后将所有的弯矩求和）依据计算结果得到弯矩图见图2-13。首先求出支反力Ra或Rb，然后求出跨中弯矩。图2-10竖向恒荷载作用下框架弯矩分配图61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）图2-11竖向活荷载作用下框架弯矩分配图(a)恒荷载作用下(b)活荷载作用下图2-12竖向荷载作用下框架弯矩图（单位：kN/m）(荷载对称）61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）在竖向荷载作用下，考虑框架梁端的塑性内力分布，取弯矩调幅系数为0.8，调幅后，恒载及活载弯矩图如图2-14。且(2-12)其中：Ma′，Mb′，M0′为调整后的支座及跨中弯矩，M为按简支梁计算的跨中弯矩。(a)恒荷载作用下(b)活荷载作用下图2-13调幅后竖向活荷载作用下框架弯矩图（单位：kN/m）（荷载对称）计算梁端剪力与柱的轴力时，梁端剪力公式如下V=Vq＋Vm(2-13)式中：Vq——梁上荷载引起的剪力；Vm——梁端弯矩引起的剪力，Vm＝(2-14)柱的轴力公式N=V+P(2-15)式中：V——梁端剪力；P——节点集中力及柱自重。61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）由此可以分别得到在恒荷载和活荷载作用下的结构的内力图，如图2-15，2-16所示。(a)为剪力图(b)轴力图图2-14恒荷载作用下框架内力图（单位：kN）（柱受压为正）(a)为剪力图(b)轴力图图2-15活荷载作用下框架内力图（单位：kN）（柱受压为正）61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）第三章内力组合3.1结构抗震等级结构的抗震等级可根据结构类型、地震烈度、房屋高度等因素，查规范得到，该框架结构，高度<30m，地处抗震设防烈度为7度的大连地区，因此该框架为三级抗震等级。3.2内力组合方式在竖向荷载和地震荷载共同作用下，考虑二种组合组合一：F1=1.2·恒荷载内力(SGK)+1.4·活荷载内力(SQK)组合二：F2=γRE[1.2·重力荷载代表值(SGK＋0.5·SQK)+1.3·地震作用下内力(SEK)抗震设计中采用的材料强度设计值应高于非抗震设计时的材料强度设计值。但为了应用方便，在抗震设计中仍采用非抗震设计时的材料强度设计值，而是通过引入承载力抗震调整系数γRE来提高其承载力。表3-1地震组合时的系数γRE材料结构构件受力状态γRE混凝土梁受弯0.75轴压比小于0.15的柱偏压0.75轴压比大于0.15的柱偏压0.80抗震墙偏压0.85各类构件受剪，偏拉0.853.3梁内力组合在恒载和活载作用下，跨间Mvmax可近似取跨中的M代表。MvmaxMq-(3-1)各层梁的内力组合见下列各表，表中恒载和活载的组合，梁端弯矩取调幅后的数值，剪力取调幅前后的较大值。61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）表3-2梁的内力组合表层位置内力荷载类型竖向荷载组合竖向荷载与地震力组合恒载G活载Q地震作用E1.2G+1.4Q1.35G+1.4·0.7Q1.2（G+0.5Q）±1.3E5支座截面AM-11.73-3.5033.05-18.98-19.2726.79-59.14V26.667.76-8.8242.8643.6025.1848.11支座截面B左M-18.65-5.38-11.93-29.91-30.45-41.12-10.10V-29.38-8.5-8.82-47.16-47.99-51.82-28.89支座截面B右M-12.31-3.4233.74-19.56-19.9727.04-60.69V8.161.8-28.1212.3112.78-25.6847.43支座截面C左M-12.31-3.42-33.74-19.56-19.97-60.6927.04V-8.16-1.8-28.12-12.31-12.78-47.4325.68支座截面C右M-18.65-5.3811.93-29.91-30.45-10.10-41.12V29.388.5-8.8247.1647.9928.8951.82支座截面DM-11.73-3.50-33.05-18.98-19.27-59.1426.79V-26.66-7.76-8.82-42.86-43.60-48.11-25.18跨中截面1M20.545.9310.5632.9533.5441.9314.48跨中截面2M2.451.0804.454.373.593.59跨中截面3M20.545.93-10.5632.9533.5414.4841.934支座截面AM-13.53-4.7591.68-22.89-22.92100.10-138.27V22.378-24.4438.0438.04-0.1363.42支座截面B左M-15.23-5.39-32.94-25.82-25.84-64.3321.31V-23.03-8.26-24.44-39.20-39.19-64.36-0.82支座截面B右M-6.81-2.34-93.76-11.45-11.49-131.46112.31V6.971.8-78.1310.8811.17-92.13111.01支座截面C左M-6.81-2.3493.76-11.45-11.49112.31-131.46V-6.97-1.8-78.13-10.88-11.17-111.0192.13支座截面C右M-15.23-5.3932.94-25.82-25.8421.31-64.33V23.038.26-24.4439.2039.190.8264.3661 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）支座截面DM-13.53-4.75-92.68-22.89-22.92-139.57101.40V-22.37-8-24.44-38.04-38.04-63.420.13跨中截面1M14.565.329.3724.8924.8558.83-17.53跨中截面2M2.091.0804.023.883.163.16跨中截面3M14.565.3-29.3724.8924.85-17.5358.833支座截面AM-12.8-4.6137.09-21.80-21.79160.10-196.34V22.247.98-36.5437.8637.84-16.0378.98支座截面B左M-15.13-5.38-49.27-25.69-25.70-85.4442.67V-23.16-8.28-36.54-39.38-39.38-80.2614.74支座截面B右M-7.09-2.38140.22-11.84-11.90172.35-192.22V6.971.8-116.8510.8811.17-142.46161.35支座截面C左M-7.09-2.38-140.22-11.84-11.90-192.22172.35V-6.97-1.8-116.85-10.88-11.17-161.35142.46支座截面C右M-15.13-5.3849.27-25.69-25.7042.67-85.44V23.168.28-36.5439.3839.38-14.7480.26支座截面DM-12.8-4.6-137.09-21.80-21.79-196.34160.10V-22.24-7.98-36.54-37.86-37.84-78.9816.03跨中截面1M14.975.3843.9125.5025.4878.28-35.89跨中截面2M2.091.0804.023.883.163.16跨中截面3M14.975.38-43.9125.5025.48-35.8978.282支座截面AM-12.51-4.5171.14-21.31-21.30204.77-240.19V22.197.96-45.6237.7737.76-27.9090.71支座截面B左M-15.09-5.37-61.5-25.63-25.63-101.2858.62V-23.21-8.3-45.62-39.47-39.47-92.1426.47支座截面B右M-7.2-2.42175.04-12.03-12.09217.46-237.64V6.97-1.8-145.875.847.65-182.35196.92支座截面C左M-7.2-2.42-175.04-12.03-12.09-237.64217.46V-6.971.8-145.87-5.84-7.65-196.92182.35支座截面C右M-15.09-5.3761.5-25.63-25.6358.62-101.28V23.218.3-45.6239.4739.47-26.4792.14支座截面DM-12.51-4.5-171.14-21.31-21.30-240.19204.77V-22.19-7.96-45.62-37.77-37.76-90.7127.90跨中截面1M15.145.4454.8225.7825.7792.70-49.83跨中截面2M2.091.0804.023.883.163.1661 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）跨中截面3M15.145.44-54.8225.7825.77-49.8392.701支座截面AM-13.33-4.78188.74-22.69-22.68226.50-264.23V22.398.03-51.1038.1138.10-34.7498.12支座截面B左M-14.92-5.31-71.85-25.34-25.35-114.5072.32V-23.01-8.23-51.10-39.13-39.13-98.9833.88支座截面B右M-5.91-1.94204.51-9.81-9.88257.61-274.12V6.971.8-170.4310.8811.17-212.12231.00支座截面C左M-5.91-1.94-204.51-9.81-9.88-274.12257.61V-6.97-1.8-170.43-10.88-11.17-231.00212.12支座截面C右M-14.92-5.3171.85-25.34-25.3572.32-114.50V-23.018.23-51.10-16.09-23.00-89.1043.76支座截面DM-13.33-4.78-188.74-22.69-22.68-264.23226.50V22.39-8.03-51.1015.6322.36-44.3888.48跨中截面1M14.815.3358.4525.2325.2296.96-55.02跨中截面2M2.091.0804.023.883.163.16跨中截面3M14.815.33-58.4525.2325.22-55.0296.96说明：表中弯矩单位为kN·m，轴力单位为kN。3.4柱的内力组合框架柱取每层柱顶和柱底两个控制截面。表3-3A柱内力组合表层位置内力荷载类型竖向荷载组合竖向荷载与地震力组合恒载G活载Q地震力E1.2G+1.4Q1.35G+1.0Q1.2（G+0.5Q）±1.3E5柱顶M14.664.37-33.0523.7124.16-22.7563.18N149.6941.2818.36237.42243.36228.26180.53柱底M-9.84-3.2633.05-16.37-16.5429.20-56.73N172.1941.2818.36264.42273.74255.26207.534柱顶M7.082.68-58.6312.2512.24-66.1286.32N364.5782.832.57553.40574.97529.51444.82柱底M-8-2.8758.63-13.62-13.6764.90-87.54N387.0782.832.57580.40605.34556.51471.823M82.87-78.4613.6213.67-90.68113.3261 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）柱顶N579.32124.343.59869.20906.38826.43713.10柱底M-8.37-3.0178.46-14.26-14.3190.15-113.85N601.82124.343.59896.20936.76853.43740.102柱顶M7.272.61-92.6812.3812.42-110.19130.77N794.02165.7851.461184.921237.711119.19985.39柱底M-7.03-2.5292.68-11.96-12.01110.54-130.43N816.54165.7851.461211.941268.111146.211012.421柱顶M9.633.4696.0616.4016.46138.51-111.25N1008.94207.3380.861500.991569.401440.241230.01柱底M-4.82-1.73195.03-8.21-8.24246.72-260.36N1057.99207.3380.861559.851635.621499.101288.87注：表中弯矩单位为kN·m，轴力单位为kN。表3-4B柱内力组合表层位置内力荷载类型竖向荷载组合竖向荷载与地震力组合恒载G活载Q地震力E1.2G+1.4Q1.35G+1.0Q1.2（G+0.5Q）±1.3E5柱顶M-7.92-2.45-45.67-12.93-13.14-70.3548.40N148.4533.3525.37224.83233.76231.13165.17柱底M5.621.9745.679.509.5667.30-51.45N170.9533.3525.37251.83264.13258.13192.174柱顶M-4.9-1.86-81.04-8.48-8.48-112.3598.36N351.566.4645.02514.84540.99520.20403.15柱底M5.031.8881.048.678.67112.52-98.19N37466.4645.02541.84571.36547.20430.153柱顶M-5.03-1.88-108.45-8.67-8.67-148.15133.82N554.6899.5960.25805.04848.41803.70647.05柱底M5.081.9108.458.768.76148.22-133.75N577.1899.5960.25832.04878.78830.70674.052柱顶M-4.78-1.78-128.09-8.23-8.23-173.32159.71N757.91132.7471.161095.331155.921081.64896.63柱底M4.211.57128.097.257.25172.51-160.52N780.41132.7471.161122.331186.291108.64923.631M-7.05-2.63-148.27-12.14-12.15-202.79182.7161 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）柱顶N960.94165.82124.811385.281463.091414.871090.37柱底M3.531.32301.036.086.09396.37-386.31N1009.99165.82124.811444.141529.311473.731149.23注：表中弯矩单位为kN·m，轴力单位为kN。表3-5C柱内力组合表层位置内力荷载类型竖向荷载组合竖向荷载与地震力组合恒载G活载Q地震力E1.2G+1.4Q1.35G+1.0Q1.2（G+0.5Q）±1.3E5柱顶M-7.92-2.45-45.67-12.93-13.14-70.3548.40N148.4533.3525.37224.83233.76231.13165.17柱底M5.621.9745.679.509.5667.30-51.45N170.9533.3525.37251.83264.13258.13192.174柱顶M-4.9-1.86-81.04-8.48-8.48-112.3598.36N351.566.4645.02514.84540.99520.20403.15柱底M5.031.8881.048.678.67112.52-98.19N37466.4645.02541.84571.36547.20430.153柱顶M-5.03-1.88-108.45-8.67-8.67-148.15133.82N554.6899.5960.25805.04848.41803.70647.05柱底M5.081.9108.458.768.76148.22-133.75N577.1899.5960.25832.04878.78830.70674.052柱顶M-4.78-1.78-128.09-8.23-8.23-173.32159.71N757.91132.7471.161095.331155.921081.64896.63柱底M4.211.57128.097.257.25172.51-160.52N780.41132.7471.161122.331186.291108.64923.631柱顶M-7.05-2.63-148.27-12.14-12.15-202.79182.71N960.94165.82124.811385.281463.091414.871090.37柱底M3.531.32301.036.086.09396.37-386.31N1009.99165.82124.811444.141529.311473.731149.23注：表中弯矩单位为kN·m，轴力单位为kN。表3-6D柱内力组合表层荷载类型竖向荷载组合61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）位置内力竖向荷载与地震力组合恒载G活载Q地震力E1.2G+1.4Q1.35G+1.0Q1.2（G+0.5Q）±1.3E5柱顶M14.664.37-33.0523.7124.16-22.7563.18N149.6941.2818.36237.42243.36228.26180.53柱底M-9.84-3.2633.05-16.37-16.5429.20-56.73N172.1941.2818.36264.42273.74255.26207.534柱顶M7.082.68-58.6312.2512.24-66.1286.32N364.5782.832.57553.40574.97529.51444.82柱底M-8-2.8758.63-13.62-13.6764.90-87.54N387.0782.832.57580.40605.34556.51471.823柱顶M82.87-78.4613.6213.67-90.68113.32N579.32124.343.59869.20906.38826.43713.10柱底M-8.37-3.0178.46-14.26-14.3190.15-113.85N601.82124.343.59896.20936.76853.43740.102柱顶M7.272.61-92.6812.3812.42-110.19130.77N794.02165.7851.461184.921237.711119.19985.39柱底M-7.03-2.5292.68-11.96-12.01110.54-130.43N816.54165.7851.461211.941268.111146.211012.421柱顶M9.633.4696.0616.4016.46138.51-111.25N1008.94207.3380.861500.991569.401440.241230.01柱底M-4.82-1.73195.03-8.21-8.24246.72-260.36N1057.99207.3380.861559.851635.621499.101288.87注：表中弯矩单位为kN·m，轴力单位为kN。61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）第四章梁的截面设计与配筋计算在截面配筋时，内力组合表中与地震力组合的内力均应乘以承载力抗震调整系数γRE后再与静力组合的内力进行比较，挑选出最不利内力。γRE的选用见表2-19。表4-1承载力抗震调整系数γRE材料结构构件受力状态γRE钢筋混凝土梁受弯0.75轴压比小于0.15的柱偏压0.75轴压比大于0.15的柱偏压0.80抗震墙偏压0.85各类构件受剪、偏拉0.85表4-2基本数据材料fc/fyN/ft/fykN/Ec/EsN/mm2混凝土C3014.3N/mm21.433.0×104板中受力钢筋HPB300270N/3002.1×105梁、柱轴力钢筋HRB335300N/3352.0×105当混凝土强度等级不超过C50时，β1为0.80，Ec=3.0×104N/mm2，εcu=0.00334.1框架梁截面设计4.1.1截面尺寸框架梁的截面一般由最小构造截面尺寸要求、抗剪要求和受压区高度的限值确定。为防止梁发生斜压破坏，保证混凝土具有一定的抗剪承载力和箍筋能够发挥作用，梁截面应满足抗剪要求：对于非抗震设计，当hw/b≤4时，V≤0.25fcbh0；当hw/b≥6时，V≥0.20fcbh0；当470.68kN满足要求。5.2.3正截面承载力计算在框架设计中，应体现“强柱弱梁”。＝式中：——节点下柱端顺时针或反时针截面组合的弯矩设计值之和；——节点左、右梁端反时针或顺时针方向截面组合的弯矩设计值之和；61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）——三级抗震，取1.1。对一、二、三级框架《抗震规范》规定：其底层柱下端截面的弯矩设计值，应乘以增大系数1.15。这里，以二层柱柱底，底层柱柱顶、柱底作为控制截面进行计算。由第一层梁与B柱节点的梁端弯矩值可得：：左震226.50kN/m右震264.23kN/m应取右震由第一层梁与A柱节点的柱端弯矩值可得：：左震110.54+138.51=249.05kN/m右震130.43+111.25＝241.68kN/m应取左震：＝249.05kN/m<1.1＝1.1×264.23=290.65kN/m取ˊ＝290.65kN/m将与ˊ的差值按柱的弯矩值之比分配给节点上下柱端：Mc1上ˊ＝×（290.65-249.05）＝18.46kN/mMc2下ˊ＝×（290.65-249.05）＝23.14kN/m则：Mc2下＝138.51+23.14＝161.65kN/mMc1上＝110.54+18.46=129kN/m对底层柱柱底的弯矩设计值应考虑增大系数1.15。Mc1下＝161.65×1.15＝185.90kN/m根据A柱的最不利内力，并考虑上述各种调整及承载力抗震调整系数后，各截面控制内力如下：二层柱底截面：①M＝129×0.8＝103.2kN/mN＝1146.21×0.8＝916.97kN②M＝-12.01kN/mN＝1268.11kN底层柱顶截面：①M=161.65×0.8=129.32kN/m61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）N＝1440.24×0.8＝1152.19kN②M＝16.46kN/mN＝1569.40kN底层柱底截面：①M＝260.36×0.8＝208.29kN/mN＝1499.10×0.8＝1199.28kN②M＝-8.24kN/mN＝1635.62kN具体配筋计算见表2-29，用到的公式有：e0＝；(5-1)ea＝max[h/30，20]；(5-2)ei＝e0＋ea；(5-3)1＝,(5-4)当1>1.0时，取1.0；2＝1.15－0.011，(5-5)当<15时取2＝1.0；η＝1＋（）212；(5-6)e＝ηei＋0.5h－as；(5-7)ξ＝(5-8),则为大偏心受压，否则为小偏心受压；As＝Asˊ＝，(5-9)大偏心受压且ξ>则采用此公式，As<0时，按构造配筋。其中：e0——轴向力对截面形心的偏心距；61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）ea——附加偏心距；ei——初始偏心距；1——偏心受压构件的截面曲率修正系数；2——考虑构件长细比对截面曲率的影响系数；η——偏心距增大系数；e——轴力作用点到受拉钢筋合力点的距离；ξ——混凝土相对受压区高度；As、Asˊ——受拉、受压钢筋面积。表5-3柱正截面受压承载力计算截面二层柱底截面底层柱顶截面底层柱底截面M（kN/m）103.2-12.1129.3216.46208.29-8.24N（kN）916.971268.111152.191569.401199.281635.62L0（mm）3600×1.25＝45005450×1＝5450b×h0（mm）700×665700×665700×665e0（mm）112.549.54112.2410.49173.685.040.3h0（mm）199.50199.50199.50ea（mm）23.3323.3323.3323.3323.3323.33ei（mm）135.8732.87135.5733.82197.0128.37L0/h6.47.47.411.01.01.01.01.01.021.01.01.01.01.01.0η1.151.621.201.811.141.97ηei（mm）156.2553.25162.6861.21224.5955.89e（mm）471.25368.25477.68376.21539.59370.89ξ(ξb=0.55)0.1380.1910.1730.2360.1800.246偏心性质大偏心大偏心大偏心大偏心大偏心大偏心0.1050.1050.1050.1050.1050.105As＝Asˊ（mm2）<0按构造配<0按构造配<0按构造配<0按构造配<0按构造配<0按构造配实配钢筋12Φ22（4559）12Φ22（4559）12Φ22（4559）61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）ρ0.81%0.81%0.81%4．斜截面承载力计算以底层柱为例，剪力设计值按下式调整：Vc＝1.1(5-10)式中：Hn——柱净高；——分别为柱上、下端顺时针或反时针方向截面组合的弯矩设计值。取调整后的弯矩值，一般层应满足＝1.1，底层柱底应考虑1.15的弯矩增大系数。由正截面计算中各控制截面的最不利内力得：Mcu＝161.65kN/mMcl＝185.90kN/mHn＝3.6mVc＝1.1×＝106.20kN柱的剪力承载力能力：V＝（ftbh0＋fyvh0＋0.07N）(5-11)式中：λ——框架的计算剪跨比。λ＝，当λ<1时，取λ＝1；当λ>3时，取λ＝3。N——考虑地震作用组合的框架柱轴向压力设计值。当N>0.3fcA时，取N＝0.3fcAλ＝＝＝2.71<3，取λ＝2.71N＝1499.10kN<0.3fcA=0.3×14.3×700×700＝2102kN所以N=1499.10kNftbh0＋0.07N＝×1.43×700×665＋0.07×1499.10×103＝418.93kN>V=171.23kN按构造配箍，加密区取φ10@100非加密区取φ10@200同时矩形截面偏心受压构件，其截面尺寸还应验算下列条件：V（0.25fcbh0）(5-12)61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）即×（0.25×14.3×700×665）＝1957.38kN>171.23kN满足要求。5.3中柱设计5.3.1轴压比验算底层柱1529.31kN抗震等级为三级，n=0.9轴压比n=Nmax/Afc=0.218<0.95.3.2截面尺寸复核底层柱截面：700mm×700mm=700-35=665mm109.94kN因为，所以0.25βcfcbh0＝0.25×1.0×14.3×700×665=1664.16kN>109.94kN满足要求。5.3.3正截面承载力计算在框架设计中，应体现“强柱弱梁”。＝式中：——节点下柱端顺时针或反时针截面组合的弯矩设计值之和；——节点左、右梁端反时针或顺时针方向截面组合的弯矩设计值之和；——三级抗震，取1.1。对一、二、三级框架《抗震规范》规定：其底层柱下端截面的弯矩设计值，应乘以增大系数1.15。这里，以二层柱柱底，底层柱柱顶、柱底作为控制截面进行计算。由第一层梁与B柱节点的梁端弯矩值可得：：左震-202.79kN/m右震182.71kN/m取＝202.79kN/m由第一层梁与B柱节点的柱端弯矩值可得：：左震114.50+274.12=388.62kN/m右震72.32+257.61＝329.93kN/m61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）梁端取左震，也应取左震：＝388.62kN/m>1.1＝1.1×202.79=223.07kN/m取ˊ＝388.62kN/m对底层柱柱底的弯矩设计值应考虑增大系数1.15。Mc1下＝274.12×1.15＝315.24kN/m根据B柱的最不利内力，并考虑上述各种调整及承载力抗震调整系数后，各截面控制内力如下：二层柱底截面：①M＝114.50×0.8＝91.6kN/mN＝1081.64×0.8＝865.31kN②M＝7.25kN/mN＝1186.29kN底层柱顶截面：①M=274.12×0.8=219.30kN/mN＝1414.87×0.8＝1131.90kN②M＝-12.15kN/mN＝1463.09kN底层柱底截面：①M＝315.24×0.8＝252.19kN/mN＝1473.73×0.8＝1178.99kN②M＝6.09kN/mN＝1529.31kN具体配筋计算见表2-29，用到的公式有：e0＝；(5-1)ea＝max[h/30，20]；(5-2)ei＝e0＋ea；(5-3)1＝,(5-4)当1>1.0时，取1.0；2＝1.15－0.011，(5-5)当<15时取2＝1.0；61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）η＝1＋（）212；(5-6)e＝ηei＋0.5h－as；(5-7)ξ＝(5-8),则为大偏心受压，否则为小偏心受压；As＝Asˊ＝，(5-9)则采用此公式，As<0时，按构造配筋。其中：e0——轴向力对截面形心的偏心距；ea——附加偏心距；ei——初始偏心距；1——偏心受压构件的截面曲率修正系数；2——考虑构件长细比对截面曲率的影响系数；η——偏心距增大系数；e——轴力作用点到受拉钢筋合力点的距离；ξ——混凝土相对受压区高度；As、Asˊ——受拉、受压钢筋面积。表5-4柱正截面受压承载力计算截面二层柱底截面底层柱顶截面底层柱底截面M（kN/m）91.67.25219.30-12.15252.196.09N（kN）865.311186.291131.901463.091178.991529.31L0（mm）3600×1.25＝45005450×1＝5450b×h0（mm）700×665700×665700×665e0（mm）105.866.11193.758.30213.903.980.3h0（mm）199.50199.50199.50ea（mm）23.3323.3323.3323.3323.3323.33ei（mm）129.1929.44217.0831.63237.2327.31L0/h6.47.47.461 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）11.01.01.01.01.01.021.01.01.01.01.01.0η1.161.701.131.871.122.00ηei（mm）149.6749.92244.4659.01264.6154.62e（mm）464.67364.92559.46374.01579.61369.62ξ(ξb=0.55)0.1300.1780.1700.2200.1770.230偏心性质大偏心大偏心大偏心大偏心大偏心大偏心0.1050.1050.1050.1050.1050.105As＝Asˊ（mm2）<0按构造配<0按构造配<0按构造配<0按构造配<0按构造配<0按构造配实配钢筋12Φ22（4559）12Φ22（4559）12Φ22（4559）ρ0.81%0.81%0.81%4．斜截面承载力计算以底层柱为例，剪力设计值按下式调整：Vc＝1.1(5-10)式中：Hn——柱净高；——分别为柱上、下端顺时针或反时针方向截面组合的弯矩设计值。取调整后的弯矩值，一般层应满足＝1.1，底层柱底应考虑1.15的弯矩增大系数。由正截面计算中各控制截面的最不利内力得：Mcu＝274.12kN/mMcl＝315.24kN/mHn＝3.6mVc＝1.1×＝180.08kN柱的剪力承载力能力：V＝（ftbh0＋fyvh0＋0.07N）(5-11)式中：λ——框架的计算剪跨比。61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）λ＝，当λ<1时，取λ＝1；当λ>3时，取λ＝3。N——考虑地震作用组合的框架柱轴向压力设计值。当N>0.3fcA时，取N＝0.3fcAλ＝＝＝2.71<3，取λ＝2.71N＝1499.10kN<0.3fcA=0.3×14.3×700×700＝2102kN所以N=1499.10kNftbh0＋0.07N＝×1.43×700×665＋0.07×1499.10×103＝418.93kN>V=171.23kN按构造配箍，加密区取φ10@100非加密区取φ10@200同时矩形截面偏心受压构件，其截面尺寸还应验算下列条件：V（0.25fcbh0）(5-12)即×（0.25×14.3×700×665）＝1957.38kN>171.23kN满足要求。61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）第六章板和次梁设计6.1板的设计按考虑塑性内力重分布计算。取1m宽板为计算单元。在计算截面弯矩设计值时，由于板四周与梁整浇，故弯矩设计值应按如下折减：边区格、角区格不予折减；内区格折减20%。6.1.1双向板的设计与计算6.1.1.1荷载计算活荷载设计值:屋面：qW=1.4×2.0=2.8kN/m楼面：qL=1.4×2.0=2.8kN/m恒荷载设计值屋面：gW=1.2×4.97=5.96kN/m楼面：gL=1.2×3.66=4.39kN/m因此，屋面：g+q＝2.8+5.96=8.76kN/m楼面：g+q=4.39+2.8=7.19kN/m按楼面计算。q=2.8kN/m；g=4.39kN/m则：p=g+q=2.8+4.39=7.19kN/m=g+q/2=4.39+2.8/2=5.79kN/m=q/2=2.8/2=1.4kN/m6.1.1.2板的计算高度选用φ8钢筋作为受力主筋，则（短跨）方向跨中截面的=120-15-8/2=101mm（长跨）方向跨中截面的=120-15-12=93mm支座取81mmb.计算跨度边横梁：b×h=250mm×550mm，中横梁：b×h=250mm×550mm边纵梁：b×h=250mm×550mm，中纵梁：b×h=250mm×550mm。内跨,为轴线间距离61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）边跨，为净跨，b为梁宽6.1.1.3内力计算板的弯矩计算见表3-1。其中，弯矩系数由＝0.2时各支承情况下双向板按弹性方法计算各主要截面的弯矩系数表差得。，式中为板的短边边长。跨中弯矩：，表6-1弯矩设计值区格ABCL015.12.45.1L026.66.66.6L01/L020.770.360.77g3.663.663.66q2.82.82.8跨中mxg+q/20.03140.03350.03140.01210.01020.0121q/20.04340.05020.04340.01830.01350.0183m13.031.613.03m21.670.751.67支座myg+q/2-0.0728-0.0754-0.0728q/2-0.0571-0.0570-0.0571m1"-6.05-3.12-6.05m2"-4.75-2.36-4.75由表可见，板间支座弯矩是不平衡的，实际应用中可近似取相邻两区格板支座弯矩的平均值，即：A-B支座=(-4.75-2.36)/2=-3.56kN·mB-C支座=(-2.36-4.71)/2=-3.54kN·m6.1.1.4配筋计算各区格板跨内及支座弯矩已求得，以下按计算钢筋截面面积，计算结构见表4-2。61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）表6-2双向板的配筋计算截面m(kN·m)h0(mm)As实配钢筋跨中A板3.03101116.96φ8@200（251）1.679370.01φ8@200（251）B板1.61×0.8=1.2910149.79φ8@200（251）0.75×0.8=0.69325.15φ8@200（251）C板3.03101116.96φ8@200（251）1.679370.01φ8@200（251）支座AB3.56×0.8=2.85101110.01φ8@200（251）BC3.56×0.8=2.85101110.01φ8@200（251）6.2次梁的设计按考虑内力重分布设计,取梁上有内墙的最危险的一道次梁进行计算。6.2.1荷载设计值恒荷载设计值：板传来(含内墙重)：3.66×3.3+9.75=21.83kN/m次梁自重(含粉刷重)：1.07kN/m共计：g=22.90kN/m活荷载设计值：q=2.0×2.55=5.1kN/m荷载总设计值：g+q=22.90+5.1=28kN/m6.2.2计算简图主梁截面为250×550mm。因次梁两端与主梁或柱连接，按调幅法计算，次梁的计算跨度取净跨度：边跨：=+a/2=(5.1-0.12-0.30/2)+0.3/2=4.98m6.2.3内力计算计算截面的弯矩和剪力,见表4-3,4-4。公式：61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）表6-3次梁弯矩计算截面端支座边跨跨中（I）弯矩系数-1/241/14g+p(kN/m)28(m)4.98弯矩M（kNm）-28.9349.06(2)次梁剪力计算：剪力：V=0.5×24.51×4.98=61.03kN6.2.4承载力计算(1)正截面承载力计算支座截面按矩形截面(b×h＝150mm×350mm)计算，跨中截面按T形截面计算，其翼缘计算宽度为：边跨：=l0/3＝4.38/3=1460mm0.1判别T形截面类型：＝1×14.3×1460×120×(315-120/2)=659.45kN·m>33.59kN·m显然跨中截面属于第一类T形截面。表6-4次梁正截面受弯承载力及配筋计算截面位置端支座边跨跨中（I）-21.7036.800.0100.018=0.010<0.350.018<0.35γS=0.9970.995206.26349.78实配钢筋212（226）216（402）61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）(2)斜截面受剪承载力计算表6-5次梁斜截面承载力计算截面位置γREV0.25βCfcbh0验算是否满足γREV≤0.25βcfcbh0验算可否按构造配筋（γREVb<实配箍筋端支座内侧45.77180满足47.30可以2φ8@20061 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）第七章楼梯设计7.1基本设计依据活荷载标准值qk=2.0N/㎡。主要选用材料：平台板及楼梯段受力及构造钢筋均用HPB300级钢筋，平台梁纵向受力钢筋用HRB335级钢筋。混凝土C30。主要材料做法：踏步面层贴大理石踏步面层50mm厚，梯段板下抹麻刀灰20mm厚，采用金属条栏杆。取一米板带计算。具体尺寸见图5-1。图7-1梯段剖面图7.2梯段板计算7.2.1设计资料踏步板的倾角：cos=0.87板厚：取t=100mm7.2.2荷载计算恒荷载计算：栏杆自重：0.2kN/m面层：(0.27+0.15)×28×0.05/0.27=2.18kN/m梯段自重：0.1×25/0.87+0.5×0.27×0.15×25/0.27=4.75kN/m板底抹灰：0.02×17/0.87=0.39kN/m61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）共计：7.52kN/m恒荷载设计值：7.52×1.2=9.02kN/m活荷载计算：活荷载标准值：2.0kN/m活荷载设计值：2.0×1.4=2.8kN/m荷载总设计值：9.02+2.8=11.82kN/m7.2.3内力及截面承载力计算(1)正截面承载力计算取h0=t-20=100-20=80mm=2700mm考虑到梯段板两端与梁的固结作用，板跨中的最大弯矩：=8.62kN·m板的配筋采用HPB300级钢筋，公式如下：8.62/(1.0×14.3×1000×802)×106=0.094=0.614实配钢筋：φ8@200(AS=502mm2)满足要求。(2)斜截面承载力计算13.88kN80.08kN>13.88kN由此可以看出梯段板抗剪承载能力较大，设计楼梯时不需要对梯段斜截面进行进一步地验算。7.3平台板计算7.3.1荷载计算平台板厚取120mm，平台板的计算跨度为：1200－200/2+120/2=1160mm恒荷载计算：栏杆自重：0.2kN/m面层：28×0.05=1.4kN/m61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）平台板自重：0.12×25=3kN/m板底抹灰：0.02×17=0.34kN/m共计：4.94kN/m恒荷载设计值：4.94×1.2=5.93kN/m活荷载计算：活荷载标准值：2.0kN/m活荷载设计值：2.0×1.4=2.8kN/m荷载总设计值：5.93+2.8=8.73kN/m7.3.2内力及承载力计算=1.39kN/m板的配筋采用HPB300级钢筋，公式如下：1.39/(1.0×14.3×1000×802)×106=0.015=0.614实配钢筋（AS=352）满足要求。7.4平台梁计算7.4.1计算简图及截面尺寸由图可知平台梁两端支承在框架梁上，可按单跨简支梁计算，不考虑平台板的影响。梁的计算跨度：l=ln=3000-300=2700梁的截面尺寸选：b×h=200mm×300mmh0=300-35=265mm7.4.2荷载计算作用在梁上的荷载主要是由平台板、梯段板传来的反力及自重。如下所示：梯段板传来的荷载：11.82×2.7×0.5=15.96kN/m平台板传来的荷载：8.73×1.26×0.5=5.5kN/m梁自重（包括抹灰）：25×0.2×（0.3-0.12）×1.2=1.08kN/m61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）P总=22.54kN/m7.4.3内力及承载力计算(1)内力计算：=16.43kN/m=30.43kN(2)正截面受弯承载力计算采用HRB335级钢筋，C30混凝土。实配钢筋：410(AS=314mm2),满足要求。(3)斜截面承载力验算验算梁截面尺寸：kN>30.43kN截面尺寸满足设计要求。验算配箍量：0.7×1.43×200×265=53.05kN>30.43kN所以只需要按构造配箍筋。选用φ8@150(AS=335mm2)，满足要求。61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）第八章基础设计8.1基本数据基础材料：混凝土C30,钢筋HRB335垫层材料（高度100mm）：混凝土C15基础受力情况：弯矩最大时，M=260.36kN·m,N=1288.87kNV=100.95kN轴力最大时，M=8.24kN·m,N=1635.62kNV=70.53kN地基承载力fk=360kPa8.2初步确定基础底面尺寸及埋深柱传到基础的集中力：Fk=1635.62kN基础面积A=（1.1~1.2）Fk/fk，A=1.2×1635.62/360=5.45m2，取A=2.5×2.5=6.25m2=2.6m3。由任务书知，地下水位在地表以下3m处，最大冻土深度为0.95m。按构造要求拟定基础高度基础高度：h=900mm基础顶面标高：-0.5m基础埋深：d=h+500=1400mm8.3地基承载力验算基础与其上部土自重：G=20×2.5×2.5×1.4=175kN总荷载的偏心距：e=∑M/∑N=198.92×1000/（1635.62+175）=109.86mm基底边缘最大压力：（1635.62+175）/（2.5×2.5）×（1+6×0.10986/2.5）=229.25kN/m2修正后的地基承载力特征值fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)=360+4.4×20×(1.4-0.5)=439.2kPa验算偏心荷载下基底应力的允许条件：1.2fa=1.2×439.2=527.04kPa＞302.05kN/m2验算中心荷载作用下基底应力的允许条件：P=∑N/A=（1635.62+175）/6.25=289.70kPa＜439.2kPa因此A=2.5×2.5=6.25m2,满足设计要求。61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）8.4基础底板的配筋计算（1）基础采用阶梯形基础，根据计算结果已知：柱截面尺寸600mm×600mm基础底面尺寸2500mm×2500mm∑N=1635.62+175=1810.62kNM=198.92kN.me=∑M/∑N=198.92×1000/（1635.62+175）=109.86mm（2）计算基底净反力pmax=338.21kPa﹤1.2fa=527.04kPa=261.7kPa（3）按抗冲切验算确定基础高度前面已初步假定基础的高度为900mm，采用阶梯形基础，根据构造要求，初步确定的基础剖面尺寸如图5-1。1）柱根处冲切及抗冲切验算基础有效高度h0=900-40=860mml=2.5>lc+2h0=0.5+0.86=1.36m故：=(2.5/2-0.5/2-0.86)2.5-(2.5/2-0.5/2-0.86)2=1.84m2则Fl=PmaxA=274.17×1.84=504.47kN>Fl=504.47kN满足要求2）变阶处冲切面抗冲切验算=(2.5/2-0.5/2-0.86)2.5-(2.5/2-1.5/2-0.86)2=0.22m则Fj=PmaxA=338.21×0.22=74.41KN满足要求。按直线比例关系求得：61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）=368.81kPa沿柱边截面处的弯矩：M=（2.5-0.45）2×（2×2.5-0.5）×（274.17+368.81）=253.32KN·m4相应的配筋：选用：2010@120（AS=1750mm2）；8-1基础剖面尺寸图61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）谢辞首先，我要对大学四年中所有教育辅导我的任课老师们表示感谢，正是他们把宝贵的知识传授给了我，能够让我很好的了解更多的专业技能与学问，让我终生受益。本次毕业设计我更要感谢我的指导老师。在设计过程中，郭老师给了我很多指导与帮助。老师经常在百忙之中，不辞辛劳地给我们讲解设计中遇到的各种问题，耐心细致地指导我们设计中的注意事项，认认真真地审查我们的设计进展与环节步骤，不放过任何一个微小的错误。从而让我的毕业设计顺利的完成。在此，向我的老师表示衷心的感谢。通过一学期的毕业设计，我收获很多，对以前所有学过的专业知识进行了复习，贯穿，并进行了有效的巩固和提高。对我所学的房屋建筑学更有了深一层次的认知，懂得了设计房屋基本的步骤和要考虑的因素。相信对我在日后的工作中和学习中也会有跟大的帮助。此外，土木工程教研室的各位老师也在毕业设计的过程中给予了很多帮助提供了很多便利。在此，也特向这些给过我多方面关怀、帮助的老师道声真诚的谢谢！最后向在百忙之中参加评审本文的各位专家老师表示衷心的感谢。61 大连交通大学2014届本科生毕业设计（论文）参考文献[1]房屋建筑制图统一标准，（GB/T50001-2001）[S]，中国建筑工业出版社，2002[2]建筑设计防火规范，（GB50016-2006）[S]，中国计划出版社，2006[3]建筑设计资料图集[M]，中国建筑工业出版社，2004[4]建筑结构荷载规范，（GB50009-2001）[S]，中国建筑工业出版社，2002[5]混凝土结构设计规范，（GB50010-2002）[S]，中国建筑工业出版社，2002[6]建筑抗震设计规范，（GB50011-2001）[S]，中国建筑工业出版社，2002[7]建筑地基基础设计规范，（GBJ50007-2002）[S]，中国建筑工业出版社，2002[8]住宅建筑规范，（GB50368-2005）[S]，中国建筑工业出版社，2005[9]高层建筑混凝土结构技术规程，[S]（JGJ3-2002、J186-2002），中国建筑工业出版社，2002[10]舒秋华等编，房屋建筑学[M],武汉理工大学出版社，2005.12[11]熊丹安主编，混凝土结构设计[M],武汉理工大学出版社，2006.1[12]赵明华主编，基础工程[M],高等教育出版社，2003.1[13]陆培毅主编，土力学[M],中国建材工业出版社,2000.3[14]实用建筑结构设计手册编写组编写，实用建筑结构设计[M],中国建筑工业出版社，2002第二版[15]高小旺等编著，建筑抗震设计规范理解与应用，中国建筑工业出版社，2002.4[16]DionisioBernal1.LoadVectorsforDamageLocationinSystemsIdentifiedfromOperationalLoads.JournalofEngineeringMechanics.2010.136:31-39.61'