综合教学楼计算书毕业设计

'摘要毕业设计内容主要包括两大部分：第一建筑方案设计；第二结构设计。包括粱，柱，楼板，楼梯，基础结构。结构设计主要进行了结构方案中横向框架8轴框架的抗震设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，找出最不利的一组或几组内力组合。最后应用CAD软件画出设计的建筑和结构图。然后截面强度验算，包括预应力配筋计算、承载力极限状态验算、正常使用极限状态验算、应力验算等，通过计算可以验证该建筑各项指标都满足规范要求。整个结构在设计过程中，严格遵循相关的专业规范的要求，参考相关资料和有关最新的国家标准规范，对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之，本着安全，适用，美观和节约的原则进行设计。主体五层，采用内廊式主体结构，整个建筑外形呈槽型字形布置，与周围其他建筑相互协调，既保持了足够的间距满足采光通风要求也体现了美观。在结构方主要采用砌体结构，局部加设独立柱和大梁，采用横墙承重方案，充分考虑大空间教室的跨度进行梁板的设计，消防等方面进行了充分考虑。关键词：框架结构设计；抗震设计; ABSTRACTThedesigncontentmainlyincludestwomajorparts:Firstconstructionplandesign;Secondstructuraldesign.Includingbeams,columns,slabs,stairs,foundationstructure.Thepurposeofthestructuredesignistodotheanti-seismicdesigninthelongitudinalframesofaxis8.Whenthedirectionsoftheframesisdetermined,firstlytheweightofeachflooriscalculated.Thenthevibratecycleiscalculatedbyutilizingthepeak-displacementmethod,thenmakingtheamountofthehorizontalseismicforcecanbegotbywayofthebottom-shearforcemethod.Theseismicforcecanbeassignedaccordingtotheshearingstiffnessoftheframesofthedifferentaxis.Thentheinternalforce(bendingmoment,shearingforceandaxialforce)inthestructureunderthehorizontalloadscanbeeasilycalculated.Afterthedeterminationoftheinternalforceunderthedeadandliveloads,thecombinationofinternalforcecanbemadebyusingtheExcelsoftware,whosepurposeistofindoneorseveralsetsofthemostadverseinternalforceofthewalllimbsandthecoterminousgirders.ThelastapplicationofCADsoftwaretodrawadiagramofthedesignofbuildingsandstructures.Thenthecross-sectionstrengthcalculation,includingprestressedreinforcementcalculations,bearingcapacitylimitstatechecking,thenormaluseofthelimitstateindesignandstresscheckcanbeverifiedbycalculatingtheindicatorsofthebuildingtomeetthespecificationrequirements.Theentirestructureinthedesignprocess,strictlyfollowtherelevantnormsoftheprofessionalrequirements,referenceinformationandthelatestnationalstandards,thedesignofallaspectsofacomprehensivescientificconsideration.Inshort,inlinewithissafe,suitable,artisticandthefrugalprinciplecarriesonthedesign.Inmainbodyfive,Themainstructureoftheinnercorridor,architecturalappearanceofagrooveshapelayout,withperipheryotherconstructionintercoordinations,alsomaintainedtheenoughspacingtosatisfythenaturallightingtoventilatetherequestalsotomanifesthasbeenartistic.Mainlyusesinthestructuresidebuildsthebodystructure, partialCanadasupposesandthesummerbeam,usestheload-bearingplan,fullyconsideredthebigspatialclassroomthespancarriesonLiangBanthedesign,andtoresistedearthquakeshascarriedon,wassatisfyingresistsearthquakes,aspectandsoonfirepreventionhascarriedonthefullconsideration.Keywords:frameworkforthestructuraldesignofseismicdesign;earthquakeresistantdesign； 目录1绪论11.1工程背景11.2设计内容12结构设计22.1工程概况22.2设计资料22.2.1气象条件22.2.2抗震设防22.2.3材料22.3框架结构梁柱截面确定32.3.1结构平面布置32.3.2框架梁截面尺寸确定42.3.3框架柱截面尺寸初估52.4横向框架在竖向荷载作用下的计算简图及内力计算72.4.1横向框架在恒荷载作用下的荷载计算72.4.2横向框架在恒荷载作用下的内力计算152.4.3横向框架在活荷载作用下的荷载计算222.4.4横向框架在活荷载作用下的内力计算262.4.5横向框架在重力荷载作用下的荷载计算292.4.6横向框架在重力荷载作用下的内力计算312.5横向框架在风荷载作用下的内力和位移的计算362.5.1横向框架在风荷载作用下的计算简图362.5.2横向框架在风荷载作用下的位移计算382.5.3横向框架在风荷载作用下的内力计算402.6横向框架在水平地震荷载作用下的内力和位移计算442.6.1重力荷载代表值的计算442.6.2横向框架的水平地震荷载作用和位移计算472.6.3横向框架在地震荷载作用下的内力计算512.7框架梁柱内力组合562.7.1一般规定562.7.2框架梁抗震组合57 2.7.3框架柱抗震组合632.8框架梁柱截面设计662.8.1框架梁截面设计662.8.2框架柱截面设计702.9裂缝宽度验算732.10节点设计732.11楼板配筋计算732.12楼梯设计752.12.1楼梯梯段斜板的设计752.12.2平台板设计782.13基础设计802.13.1初定基础底面积812.13.2计算基底最大压力Pmax812.13.3地基承载力验算812.13.4基础冲切力验算822.13.5根据抗弯验算进行配筋计算82参考文献84致谢86附录87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计1绪论1.1工程背景表1工程背景建筑用途综合教学建筑面积10640m2主体层数5室内外高差-0.6m局部层数4建筑总高18m标准层高3.9m非标准层高4.2m基底标高-1.6m楼梯结构形式板式地质条件本施工场地位于大同盆地北部冲湖积平原区地基土层为第四系粉土，为不液化土，土层分布情况较为均匀1.2设计内容1.确定梁柱截面尺寸及框架计算简图；2.荷载计算；3.框架横向侧移计算；4.框架在水平及竖向力作用下的内力分析；5.内力组合及截面设计；6.节点验算；7.板的计算；8.楼梯的计算；9.基础的计算。87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计2结构设计2.1工程概况该工程位于大同市矿区，为五层的钢筋混凝土框架结构体系。建筑物各层的建筑平面图及剖面图见建筑图。1～5层的建筑层高依次为4.2m,3.9m,3.9m,3.9m,3.9m,;建筑设计使用年限为50年。2.2设计资料2.2.1气象条件基本风压为0.55KN/m，地面粗糙度为B类。基本雪压为0.35KN/m。2.2.2抗震设防抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.15g,框架抗震等级为3级，设计地震分组为第一组,建筑场地土类别为Ⅲ类，场地特征周期为0.45。2.2.3材料梁板柱的混凝土强度等级为C30，底层柱采用C35，楼梯也采用C30。梁、柱（除楼梯）外纵筋为HRB400级，板和梯梁采用HRB335级,休息平台选用HPB235级，箍筋HPB235级。外墙采用200mm的混凝土空心砌块，填充墙采用200mm厚的混凝土空心砌块。门为铝合金门、木门、玻璃门及玻璃木门，窗为铝合金窗，楼盖及屋盖采用钢筋混凝土结构。表2上人屋面做法及横荷载计算构造层面荷载（KN/m2）4厚高聚物石油沥青卷材防水层0.004×10=0.0420厚的1：3水泥沙浆找平层0.02×20=0.41：6水泥焦渣找2﹪坡，最薄处30厚0.03×10=0.370厚的聚苯乙烯泡沫塑料板0.07×0.5=0.035120厚的钢筋混凝土结构层0.12×25=387 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计10厚的混合沙浆抹灰层0.01×17=0.17总计取4.2表3标准楼面做法及横荷载计算构造层面荷载（KN/m2）10厚的铺地砖楼面，干水泥擦缝0.001×19.8=0.19820厚的1：4干硬性水泥沙浆结合层0.02×17=0.3420厚1：3水泥沙浆找平层0.03×20=0.4120厚的钢筋混凝土结构层0.12×24=2.8810厚的混合沙浆抹灰层0.01×17=0.17总计3.988取4.0表4顶棚做法及横荷载计算构造层面荷载（KN/m2）3厚的纸筋（麻刀）石灰膏抹面0.003×16=0.0487厚的1：0.3：3水泥石灰沙浆打底0.007×17=0.119总计0.167取0.2表5活荷载类别活荷载标准值（KN/㎡）上人屋面活荷载2.0走廊、门厅和楼梯活荷载2.5教室、办公室和活动室活荷载2.0卫生间活荷载2.0雨蓬活荷载（按不上人屋面考虑）0.52.3框架结构梁柱截面确定2.3.1结构平面布置87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计根据建筑功能要求及框架结构体系，通过分析荷载传递路线确定梁系布置方案。本工程的各层结构平面布置下图所示。图1一层结构平面图图2二至五层结构平面图2.3.2框架梁截面尺寸确定(1)横向框架梁KL-2KL-3L0=6900mmh=(～)L0=383～863(mm)取h=600mm,b=(～)h=300～200(mm)取b=300mmL0=3000mmh=(～)L0=167～375(mm)取h=300mm,b=(～)h=150～100(mm)取b=150mm(2)纵向框架梁KL-187 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计L0=9000mm,h=(～)L0=500～1125(mm)取h=900mm,b=(～)h=450～300(mm)取b=400m(3)横向次梁L0=6900mmh=(～)L0=383～575(mm)取h=500mm,b=(～)h=250～167(mm)取b=250mm2.3.3框架柱截面尺寸初估（1）按轴压比要求初估框架柱截面尺寸。框架柱的受荷面积如图所示图3框架柱受荷面积框架柱混凝土选用C30,框架抗震等级为三级，轴压比µ=0.9，由轴压比初估柱截面尺寸时按式AC=N/µNfC,轴向压力设计值按式计算N=βFgEn来计算，各字母意义如下：N—地震作用组合下柱的轴向压力设计值87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计F—按简支状态计算的柱的负载面积gE—折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可取12～15KN/m2n—验算截面以上楼层层数β—考虑地震作用组合后柱的轴向压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25；等跨内柱取1.21）中柱竖向荷载下产生的轴力估计值N=βFgEn=1.25×4.95×9×13×5=3620KN水平荷载下轴力估算系数取1.1，即N=1.1×3620=3982KNAC=N/µNfC==309402mm2选柱截面尺寸为b×h=600mm×600mm2）边柱竖向荷载下产生的轴力估计值N=βFgEn=1.3×3.45×9×12×5=2421KN水平荷载下轴力估算系数取1.1，即N=1.1×5572=2664KNAC=N/µNfC==206993mm2选柱截面尺寸为b×h=500mm×500mm(2)校核框架柱截面尺寸是否满足构造要求1）按构造要求框架柱截面高度不宜小于400mm，宽度不宜小于350mm2）为避免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比宜大于4，取二层较短柱高，Hn=3900mm中柱,Hn/h=3900/600=6.5＞4边柱,Hn/h=3900/500=7.8＞4可见满足要求。87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计3）框架柱截面高度和宽度一般宜大于层高的1/10～1/15h＞(1/10～1/15)×4200=420mm～280mm由上可知所选框架柱截面尺寸均满足构造要求。2.4横向框架在竖向荷载作用下的计算简图及内力计算2.4.1横向框架在恒荷载作用下的荷载计算1横向框架计算简图假定横向框架嵌固于基础顶面上，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，所以HJ跨之间的跨度为6900-500/2-600/2=6350mm,GH跨之间的跨度为3000-600/2×2=2400mm。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，根据建筑图知室内外高差为-0.6m，基础顶面至室外地坪取-1.0m，二层楼面标高为+4.2m，故底层柱高位4.2+0.6+1.0=5.8m，其余各层柱高分别为楼层高及3.9m,⑧轴线横向框架计算简图如下图所示图4⑧轴线横向框架计算简图87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计2一层至四层框架计算简图楼面梁布置如下图所示，楼面板布置如图所示，为方便荷载整理，在梁布置图和板布置图中分别标示出梁和板。图6梁板布置图87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计需要说明：双向板沿两个方向传给支承梁的荷载划分是从每一区隔板的四角作与板边成45度的斜线，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，假定每小块板上的荷载就近传递给支承梁，因此板传给短裤梁上的荷载为三角形，长跨梁上的荷载为梯形。对于梁的自重和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，通常需要将三角形荷载和梯形荷载换算为等效均布荷载。等效均布荷载是按支座固端弯矩等效的原则来确定的。图7板分布图三角形荷载作用时：q=p梯形荷载作用时：q=(1-2a2+a3)pq=(1-2a2+a3)p三角形等效均布荷载梯形等效均布荷载87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计（1）F-G轴间框架梁均布荷载1）板传递荷载板的面荷载为4.0KN/m2,由楼面板布置图可知，传给FG梁为梯形荷载，等效为均布荷载为(1-2a2+a3)p=[1-2×（）2+（）3]×4.0×2.25=7.36KN/m2)梁FG自重及抹灰梁（600×300）自重：25×0.3×（0.6-0.12）=3.6KN/m抹灰层：0.01×（0.6-0.12）×2×17=0.16KN/m小计：3.6+0.16=3.76KN/m3）墙体荷载内外墙选用200mm厚混凝土空心小砌块填充墙，，内外墙荷载见下表:表6内外墙面荷载构造层面荷载（KN/m2）构造层面荷载（KN/m2）墙体自重11.8×0.2=2.36水泥内墙面0.36水泥刷外墙面0.36合计3.08墙体荷载小计：3.08×（3.9-0.6）=10.16KN/m4)楼面梁=梁自重+板传荷载+墙体荷载=3.76+7.36×2+10.16=28.65KN/m(2)G-H轴间框架梁均布荷载1）梁（300×150）自重：25×0.15×（0.3-0.12）=0.675KN/m2）抹灰层：0.01×（0.3-0.12）×2×17=0.0612KN/m87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计3）荷载小计：0.675+0.0612=0.74KN/m（3）H-J轴间框架梁均布荷载与F-G轴间框架梁均布荷载相同（4）F轴柱纵向集中荷载的计算1)梁（900×400）自重：25×0.4×（0.9-0.12）=7.8KN/m梁两侧抹灰：0.01×（0.9-0.12）×2×17=0.26KN/m小计：7.8+0.26=8.06KN/m2）板A传来的荷载：板A的面荷载为4.0KN/m2,由楼面板布置图可知，传给梁为三角形荷载，等效为均布荷载为5/8P=5/8×4.0×2.25×2=5.625KN/m3)墙体及门窗传来的荷载：⑦⑧跨⑧⑨跨内的墙长为9000mm，墙上各有两个3000×2100的窗户（窗户面荷载为0.45KN/m2）⑦⑧跨内门窗及墙传来荷载为=7.03KN/m4)横向次梁(500×250)传来的集中荷载梁(500×250)自重：25×0.25×(0.5-0.12)=2.375KN/m梁(500×250)两侧抹灰：0.01×17×2×(0.5-0.12)=0.129KN/m板传来的梯形荷载等效为均布荷载：(1-2a2+a3)p=[1-2×（）2+（）3]×4.0×2.25×2=14.73KN/m横向次梁传来的集中荷载小计：（2.375+0.129+14.73）×6.6/2=56.87KN5)F轴柱纵向集中荷载=(8.06+5.625+7.03)×9/2×2+56.87/2×2=243.31KN(5)G轴柱纵向集中荷载的计算87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计1）梁自重及抹灰：8.06KN/m2）板A传来的线荷载：5.625KN/m3）横向次梁(500×250)传来的集中荷载：56.87KN/m4）板B传来的线荷载：4.0×1.5=6KN/m5）上层墙及门传来的荷载：⑦⑧跨⑧⑨跨内的墙长为9000mm，墙上各有两个门（900×2100），一个窗户（2100×1400）门和窗的面荷载均为0.45KN/m2=7.28KN/m6)G轴柱纵向集中荷载=(8.06+5.625+6+7.28)×9+56.87=299.56KN(6)H轴柱纵向集中荷载的计算与G轴柱相同=299.56KN(7)J轴柱纵向集中荷载的计算与F轴柱相同=243.31KN3顶层框架计算简图(1)F-G轴间框架梁均布荷载1）板传递荷载板的面荷载为3.9KN/m2,由楼面板布置图可知，传给FG梁为梯形荷载，等效为均布荷载为(1-2a2+a3)p=[1-2×（）2+（）3]×3.9×2.25=7.20KN/m2)梁FG自重及抹灰梁（600×300）自重：25×0.3×（0.6-0.12）=3.6KN/m87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计抹灰层：0.01×（0.6-0.12）×2×17=0.16KN/m小计：3.6+0.16=3.76KN/m3)女儿墙荷载女儿墙墙高1200mm，100mm的混凝土压顶女儿墙自重及抹灰：0.2×1.2×11.8+0.2×0.1×25+1.2×0.01×17×2=3.74KN/m4)屋面梁=梁自重+板传荷载+女儿墙荷载=3.76+7.20×2+3.74=29.22KN/m(2)G-H轴间框架梁均布荷载1）梁（300×150）自重：25×0.15×（0.3-0.12）=0.675KN/m2）抹灰层：0.01×（0.3-0.12）×2×17=0.0612KN/m3）女儿墙自重及抹灰：3.74KN/m4）荷载小计：0.675+0.0612+3.74=4.48KN/m（3）H-J轴间框架梁均布荷载与F-G轴间框架梁均布荷载相同（4）F轴柱纵向集中荷载的计算1)梁（900×400）自重：25×0.4×（0.9-0.12）=7.8KN/m梁两侧抹灰：0.01×（0.9-0.12）×2×17=0.26KN/m小计：7.8+0.26=8.06KN/m2）板传来的荷载：板的面荷载为3.9KN/m2,由楼面板布置图可知，传给梁为三角形荷载，等效为均布荷载为5/8P=5/8×3.9×2.25=5.48KN/m3)女儿墙传来的荷载：=4.85KN/m87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计4)横向次梁(500×250)传来的集中荷载梁(500×250)自重：25×0.25×(0.5-0.12)=2.375KN/m梁(500×250)两侧抹灰：0.01×17×2×(0.5-0.12)=0.129KN/m板传来的梯形荷载等效为均布荷载：(1-2a2+a3)p=[1-2×（）2+（）3]×3.9×2.25×2=14.36KN/m横向次梁传来的集中荷载小计：（2.375+0.129+14.36）×6.6/2=56.87KN5)F轴柱纵向集中荷载=(8.06+5.48+4.85)×9+56.87/2×2=222.38KN(5)G轴柱纵向集中荷载的计算1）梁自重及抹灰：8.06KN/m2）板A传来的线荷载：5.48KN/m3）横向次梁(500×250)传来的集中荷载：56.87KN/m4）板B传来的线荷载：3.9×1.5=5.85KN/m5)G轴柱纵向集中荷载=(8.06+5.48+5.85)×9+56.87=231.38KN(6)H轴柱纵向集中荷载的计算与G轴柱相同=231.38KN(7)J轴柱纵向集中荷载的计算与F轴柱相同=222.38KN(8)最终计算简图图8恒载作用下的计算简图87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计2.4.2横向框架在恒荷载作用下的内力计算(1)计算各框架梁柱的截面惯性矩框架梁的截面惯性矩6350mm的跨度：I=300×6003/12=5.4×mm42400mm的跨度：I=150×3003/12=0.34×mm4框架柱的截面惯性矩600mm×600mm的中柱:I=600×6003/12=10.8×mm4500mm×500mm的边柱：I=500×5003/12=5.2×mm4(2)计算各框架梁柱的线刚度及相对线刚度87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计考虑现浇楼板对梁刚度的加强作用，故对中框架梁的惯性矩乘以2.边框架乘以1.5.表中E=3×104N/mm2,E1=3.15×104N/mm2表8梁柱线刚度及相对线刚度计算表构件线刚度相对线刚度框架梁6035跨度I=1.5EI/L=1.5×5.4×/6.035×103E=1.34×106E1.34/1.33=1.012400跨度I=2.0EI/L=2.0×0.34×/2.4×103E=0.28×106E0.28/1.33=0.21框架柱二三四五层中柱I=EI/L=1.08×1010/3.9×103E=2.76×106E2.76/1.33=2.08边柱I=EI/L=5.2×/3.9×103E=1.33×106E1.0一层中柱I=EI/L=1.08×1010/5.8×103E1=1.95×106E1.95/1.33=1.47边柱I=EI/L=5.2×/5.8×103E1=0.90×106E0.9/1.33=0.68（3）计算弯矩分配系数表9弯矩分配系数表87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计层次节点相对线刚度相对线刚度之和分配系数左梁右梁上柱下柱左梁右梁上柱下柱顶层F1.011.02.010.500.50G1.010.212.083.300.310.060.63H0.211.012.083.300.060.310.63J1.011.02.010.500.50标准层F1.011.01.03.010.340.330.33G1.010.212.082.085.380.180.040.390.39H0.211.012.082.085.380.040.180.390.39J1.011.01.03.010.340.330.33一层F1.011.00.682.690.380.370.25G1.010.212.081.474.770.210.050.440.31H0.211.012.081.474.770.050.210.440.31J1.011.00.682.690.380.370.25（4）计算固端弯矩由于各梁都只有均布线荷载作用，所以M左=-M右=-ql2/12表10固端弯矩计算表87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计楼层一层-96.27-0.36-96.27标准层-96.27-0.36-96.27顶层-98.19-2.16-98.19(5)采用弯矩二次分配法计算框架在恒荷载作用下的弯矩，分配过程如下(6)梁端弯矩求出后，从框架中截取梁为隔离体，用平衡条件求得梁端剪力V梁左=(M左-M右)/L+qL/2V梁右=(M右-M左)/L+qL/2由以上两个公式，梁端剪力计算过程见下表表11FG跨剪力计算表层次L(m)q(kn/m)M左M右V梁左V梁右16.3528.6574.0395.4587.5994.3426.3528.6580.0498.8288.0093.9236.3528.6582.98100.9088.1493.7846.3528.6582.98100.9088.1493.7856.3529.2264.4890.2688.7196.83表12GH跨剪力计算表层次L(m)q(kn/m)M左M右V梁左V梁右12.40.742.252.250.890.8922.40.741.521.520.890.8932.40.741.061.060.890.8987 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计42.40.741.061.060.890.8952.44.485.565.565.3765.376HJ跨剪力计算表层次L(m)qCD(kn/m)M左M右V梁左V梁右16.3528.6595.4574.0394.3487.5926.3528.6598.8280.0493.9288.0036.3528.65100.9082.9893.7888.1446.3528.65100.9082.9893.7888.1456.3529.2290.2664.4896.8388.71(7)柱轴力的计算柱轴力可通过对梁端剪力，纵向梁传来的剪力和柱的自重叠加得到表13F柱轴力层数V纵梁竖向力F柱自重每层竖向力P轴力588.71222.3824.375311.09顶311.09底335.47488.14243.3124.375331.45顶666.92底691.2987 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计388.14243.3124.375331.45顶1022.74底1047.11288.00243.3124.375331.31顶1378.42底1402.79188.71243.3136.25332.02顶1734.81底1771.06表14G柱轴力层数纵梁竖向力F柱自重每层竖向力P轴力596.835.376347.135.1438.55顶438.55底473.65493.780.89436.135.1528.99顶1002.64底1037.74393.780.89436.135.1528.99顶1566.73底1601.8387 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计293.920.89436.135.1529.13顶2130.96底2166.06194.340.89436.152.2529.55顶2695.61底2747.81H轴与G轴相同，J轴与F轴相同(8)横向框架在恒荷载作用下的内力图图10内力图87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计2.4.3横向框架在活荷载作用下的荷载计算1一到四层框架计算简图（1）F-G轴间框架梁均布荷载1）屋面板板A传递荷载板A的面荷载为2.5KN/m2,由楼面板布置图可知，传给AB梁为梯形荷载，等效为均布荷载为(1-2a2+a3)p=[1-2×（）2+（）3]×2.5×2.25=3.68KN/m2）荷载小计=2×3.68=7.36KN/m（2）G-H轴间框架梁均布荷载单向板短边为0（3）H-J轴间框架梁均布荷载87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计同F-G轴间框架梁均布荷载=7.36KN/m（4）F轴柱纵向集中荷载的计算1）屋面板A传递荷载板A的面荷载为2.5KN/m2,由楼面板布置图可知，传给梁为三角形荷载等效为均布荷载:5/8×2.0×2.25=2.81KN/m2)横向次梁(500×250)传来的集中荷载板A传来的梯形荷载等效为均布荷载：(1-2a2+a3)p=[1-2×（）2+（）3]×2.0×2.25×2=7.36KN/m横向次梁传来的集中荷载小计：7.36×6.6/2=25.39KN5)F轴柱纵向集中荷载=2.81×9+25.39=50.68KN(5)G轴柱纵向集中荷载的计算1）板A传递荷载:2.81KN/m2）板B传来的线荷载：2.5×1.5=3.75KN/m3）横向次梁(500×250)传来的集中荷载：25.39KN4）F轴柱纵向集中荷载=(2.81+3.75)×9+25.39=84.43KN(6)H轴柱纵向集中荷载的计算与G轴柱相同(7)J轴柱纵向集中荷载的计算与F轴柱相同2顶层框架计算简图（1）F-G轴间框架梁均布荷载1）屋面板A传递荷载87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计屋面板A的面荷载为2.0KN/m2,由楼面板布置图可知，传给AB梁为梯形荷载，等效为均布荷载为(1-2a2+a3)p=[1-2×（）2+（）3]×2.0×2.25=3.68KN/m2）荷载小计=2×3.68=7.36KN/m（2）G-H轴间框架梁均布荷载单向板短边为0（3）H-J轴间框架梁均布荷载同F-G轴间框架梁均布荷载=7.36KN/m（4）F轴柱纵向集中荷载的计算1）屋面板板A传递荷载屋面板A的面荷载为2.0KN/m2,由楼面板布置图可知，传给梁为三角形荷载等效为均布荷载:5/8×2.0×2.25=2.81KN/m2)横向次梁(500×250)传来的集中荷载屋面板A传来的梯形荷载等效为均布荷载：(1-2a2+a3)p=[1-2×（）2+（）3]×2.0×2.25×2=7.36KN/m横向次梁传来的集中荷载小计：7.36×6.6/2=25.39KN5)F轴柱纵向集中荷载=2.81×9+25.39=50.08KN(5)G轴柱纵向集中荷载的计算1）屋面板板A传递荷载:2.81KN/m2）屋面板B传来的线荷载：2.0×1.5=3KN/m3）横向次梁(500×250)传来的集中荷载：25.39KN4）F轴柱纵向集中荷载=(2.81+3)×9+25.39=77.68KN87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计(6)H轴柱纵向集中荷载的计算与G轴柱相同(7)J轴柱纵向集中荷载的计算与F轴柱相同(8)最终计算简图图10活载作用下的计算简图87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计2.4.4横向框架在活荷载作用下的内力计算(1)计算各框架梁柱的截面惯性矩，计算结果与前面相同。(2)计算各框架梁柱的线刚度及相对线刚度，具体计算结果参考前面的结果。（3）计算弯矩分配系数，与前面相同。（4）计算固端弯矩由于各梁都只有均布线荷载作用，所以M左=-M右=-ql2/12表15固端弯矩计算表楼层一至四层-24.730-24.73顶层-24.73-0.36-24.73(5)梁端弯矩求出后，从框架中截取梁为隔离体，用平衡条件求得梁端剪力V梁左=(M左-M右)/L+qL/2V梁右=(M右-M左)/L+qL/2由以上两个公式，梁端剪力计算过程见下表表16FG跨剪力计算表层次L(m)q(kn/m)M左M右V梁左V梁右16.357.3624.7324.7323.3723.3726.357.3624.7324.7323.3723.3736.357.3624.7324.7323.3723.3787 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计46.357.3624.7324.7323.3723.3756.357.3624.7324.7323.3723.37表17GH跨剪力计算表层次L(m)qBC(kn/m)M左M右V梁左V梁右12.40000024.70000034.70000044.70000054.700.360.3600(6)柱轴力的计算柱轴力可通过对梁端剪力，纵向梁传来的剪力和柱的自重叠加得到表18F柱轴力层数F柱V纵梁竖向力F柱自重每层竖向力P轴力523.3750.0824.37573.45顶73.45底97.83423.3750.6824.375112.31顶171.88底196.2687 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计323.3750.6824.375112.31顶308.57底332.95223.3750.6824.375112.31顶445.26底469.64123.3750.6836.25112.31顶581.95底618.20表19G柱轴力层数G柱纵梁竖向力F柱自重每层竖向力P轴力50077.6835.177.68顶77.7底112.840084.4335.184.43顶197.2底232.330084.4335.184.43顶316.7底351.820084.4335.184.43顶436.3底471.410084.4352.284.43顶555.8底608.087 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计（7）横向框架在活荷载作用下的内力图图11活载下的内力图2.4.5横向框架在重力荷载作用下的荷载计算在有地震作用的荷载效应组合时，需用到重力荷载代表值。对于楼层重力荷载代表值取全部恒载和50%的楼面活载1一层至四层框架重力荷载代表值计算（1）F-G轴间框架梁的计算28.65+0.5×7.36=32.33KN/m（2）G-H轴间框架梁的计算0.74KN/m（3）H-J轴间框架梁的计算28.65+0.5×7.36=32.33KN/m87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计（4)F轴柱的计算243.31+0.5×50.68=268.65KN（5）G轴柱的计算299.56+0.5×84.43=341.78KN（6）H轴柱的计算299.56+0.5×84.43=341.78KN（7）J轴柱的计算243.31+0.5×50.68=268.65KN2顶层框架重力荷载代表值计（1）F-G轴间框架梁的计算屋面板A传来的雪荷载为梯形等效为均布线荷载为：(1-2a2+a3)p=[1-2×(2.25/6.9)2+(2.25/6.9))3]×2.25×0.35=0.64kn/m29.22+0.5×0.64×2=29.86KN/m（2）G-H轴间框架梁的计算4.48KN/m（3）H-J轴间框架梁的计算29.86KN/m（4)F轴柱的计算纵梁传来的雪荷载计算如下：屋面板A传来的三角形荷载等效为均布荷载：5/8×0.35×2.25=0.49KN/m横向次梁传来的雪荷载屋面板A传来的雪荷载为梯形等效为均布线荷载为：(1-2a2+a3)p=[1-2×(2.25/6.9)2+(2.25/6.9))3]×2.25×0.35=0.64KN/m222.38+0.5×（0.49×9+0.64）=224.91KN（5）G轴柱的计算屋面板A传来的三角形荷载等效为均布荷载：5/8×0.35×2.25=0.49KN/m屋面板B传来的线荷载：0.35×1.5=0.525KN/m231.38+0.5×（（0.49+0.525）×9+0.64）=236.27KN87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计（6）H轴柱的计算236.27KN（7）J轴柱的计算224.91KN图12重力荷载作用下的计算简图2.4.6横向框架在重力荷载作用下的内力计算1计算弯矩（1）框架梁柱的线刚度及相对线刚度和弯矩分配系数与前面表中的数值一样（2）计算固端弯矩,根据式M左=-M右=-ql2/12来计算，结果见下表固端弯矩计算表20固端弯矩87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计楼层一层-108.63-0.36-108.63标准层-108.63-0.36-108.63顶层-100.33-2.15-100.332采用弯矩二次分配法计算框架在恒重力荷载作用下的弯矩，分配过程如下图13二次分配图87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计梁端弯矩求出后，从框架中取出梁为隔离体，用平衡条件求出梁端剪力表21FG跨剪力计算表层次L(m)q(kn/m)M左M右V梁左V梁右16.3532.3384.1107.698.3105.726.3532.3390.2111.498.7105.336.3532.3390.2111.498.7105.346.3532.3392.6113.298.8105.256.3529.8666.792.890.798.9表22GH跨剪力计算表层次L(m)q(kn/m)M左M右V梁左V梁右12.40.742.52.50.90.922.40.741.611.610.90.932.40.741.611.610.90.942.40.741.211.210.90.952.44.485.55.55.45.4表23柱轴力的计算层数F柱V纵梁竖向力F柱自重每层竖向力P轴力590.7224.9124.375315.61顶315.6底339.9498.8268.6524.375367.5顶707.4底731.8398.7268.6524.375367.4顶1099.2底1123.5298.7268.6524.375367.4顶1490.9底1515.3198.3268.6536.25366.95顶1882.2底1918.587 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计层数G柱纵梁竖向力F柱自重每层竖向力P轴力598.95.4236.2735.1329.8顶329.8底364.94105.20.9341.7835.1446.08顶810.98底846.13105.30.9341.7835.1446.18顶1292.3底1327.42105.30.9341.7835.1446.18顶1773.5底1808.61105.70.9341.7852.2446.58顶2255.2底2307.4图14内力图87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计2.5横向框架在风荷载作用下的内力和位移的计算2.5.1横向框架在风荷载作用下的计算简图一楼面处集中力的计算1风荷载的计算计算公式WK=βZµSµZWOWO为基本风压，由荷载规范知WO=0.55KN/m2µS为风荷载体型系数，迎风面取0.8，背风面取0.5，合计为=1.3µZ为风压高度变化系数与地面粗糙度类别和海平面高度有关βZ为风振系数2各楼面处集中风荷载标准值计算（1）框架风荷载负载宽度为9m87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计(2)计算风振系数βZ对于框架可取T1=(0.08―0.1)n,所以T1=0.08×5=0.4﹥0.25sWOT12=0.55×0.42=0.088,查表可知脉动增大系数ƺ=1.218，v=0.43,风振系数βZ计算结果见下表表24风振系数βZ计算层号离地面高度相对高度ƺvΦZµZβZ=1+vƺΦZ/µZ14.80.21.2180.430.0811.0428.70.41.2180.430.2711.14312.60.61.2180.430.451.071.22416.50.81.2180.430.741.171.33520.40.951.2180.430.91.261.37(2)各层楼面处集中风荷载标准值计算见下表表25风荷载标准值层号离地面高度µZβZµSWOh上h下Fi=µZβZµSWOB(h上+h下)/214.811.041.30.554.83.934.928.711.141.30.553.93.934.3312.61.071.221.30.553.93.939.3416.51.171.331.30.553.93.946.8520.41.261.371.30.553.91.032.687 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计图16风荷载作用下的计算简图2.5.2横向框架在风荷载作用下的位移计算（1）框架梁柱线刚度的计算考虑到现浇楼板对梁刚度的加强作用，固对中跨梁的惯性矩乘以2.边跨梁的惯性矩乘以1.5表26梁线刚度计算表截面b×h(m2)混凝土强度弹性模量E(KN/m2)跨度L(m)惯性矩mm4Kb=EIo/L0.3×0.6C303.0×1076.358.13.83×1040.15×0.3C303.0×1072.40.680.85×104表27柱线刚度计算表87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计框架柱位置截面b×h(m2)混凝土强度弹性模量E(KN/m2)高度L(m)惯性矩mm4KC=EI/H二层以上柱0.6×0.6C303.0×1073.910.88.31×1040.5×0.5C303.0×1073.95.24×104一层柱0.6×0.6C353.15×1075.810.85.87×1040.5×0.5C353.15×1075.85.22.8×104（1）侧移刚度计算考虑梁柱线刚度比，用D值法计算柱的侧移刚度表28柱的侧移刚度楼层KCK"aD=12aKC/h2五层F柱4×1040.960.3210099G柱8.31×1040.560.2214424H柱8.31×1040.560.2214424J柱4×1040.960.3210099∑D49046一层∑DF柱2.8×1041.370.555493G柱5.87×1040.800.469632H柱5.87×1040.800.469632J柱2.8×1041.370.55549330250(3)风荷载作用下框架侧移的计算表29风荷载作用下框架楼层层间侧移与层高之比计算表层次F(KN)V(KN)∑Du(mm)h(m)u/h532.632.6490460.73.90.00018446.979.8490461.73.90.00044339.3118.8490462.53.90.00064234.3153.1490463.33.90.00085134.9188302506.24.80.0012987 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计对于框架结构，楼层层间最大位移与层高之比的限值为1/550,上面表格中最大为0.00129,可见侧移满足要求。2.5.3横向框架在风荷载作用下的内力计算风荷载作用下的内力计算采用D值法（1）反弯点高度计算y=y0+y1+y2+y3式中y0：标准反弯点高度比y1：因上下层梁刚度比变化的修正值y2：因上层层高变化的修正值y3：因下层层高变化的修正表30反弯点高度比计算表楼层F柱G柱H柱J柱五层0.350.350.350.35四层0.40.40.40.4三层0.450.450.450.45二层0.4870.4870.4870.487一层0.620.620.620.62（2）柱端弯矩及剪力计算柱端剪力按式Vij=VjDij/∑D计算柱端弯矩按式M上=Vij（1-y）h,M下=Vijyh计算表31风荷载作用下柱端剪力和弯矩计算表柱楼层Vj∑DDijVijyyhM上M下F柱532.646422100997.10.351.37189.69479.5464221009917.30.41.5640.4826.993119464221009925.90.451.7655.5645.452153464221009933.30.4871.9066.6263.2587 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计118830250549334.10.623.6075.16122.62G柱532.646422131129.20.351.3723.3212.56479.5464221311222.50.41.5652.6535.13119464221311233.60.451.7672.0758.972153464221311243.20.4871.9086.4382.05118830250963253.10.623.60117.03190.95H柱532.646422131129.20.351.3723.3212.56479.5464221311222.50.41.5652.6535.13119464221311233.60.451.7672.0758.972153464221311243.20.4871.9086.4382.05118830250963253.10.623.60117.03190.95J柱532.646422100997.10.351.37189.69479.5464221009917.30.41.5640.4826.993119464221009925.90.451.7655.5645.452153464221009933.30.4871.9066.6263.25118830250549334.10.623.6075.16122.62（3）梁端弯矩及剪力计算由节点平衡，梁端弯矩之和等于柱端弯矩之和，将节点左右梁端弯矩之和按左右梁的线刚度比例分配，可求出各梁端弯矩，进而由梁的条件求出梁端剪力。计算公式如下M左=（M上+M下）K左/(K左+K右)M右=（M上+M下）K右/(K左+K右)V左=V右=(M左+M右)/L87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计表32梁端弯矩计算表楼层柱端弯矩柱端弯矩之和5018181849.6950.1750.1740.48326.9982.5582.5555.56245.45112.07112.0766.62163.25138.41138.4175.16表33梁端弯矩计算表楼层柱端弯矩柱端弯矩之和K左K右5023.323.83×1040.85×10419.14.223.32412.5665.213.83×1040.85×10453.511.752.65335.1107.173.83×1040.85×10487.8819.372.07258.97145.43.83×1040.85×104119.226.286.43182.05199.083.83×1040.85×104163.235.8117.0387 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计表34梁端弯矩计算表楼层柱端弯矩柱端弯矩之和K左K右5023.320.85×1043.83×1044.219.123.32412.5665.210.85×1043.83×10411.753.552.65335.1107.170.85×1043.83×10419.387.8872.07258.97145.40.85×1043.83×10426.2119.286.43182.05199.080.85×1043.83×10435.8163.2117.03表35梁端剪力计算表层数51819.15.844.24.23.519.1185.84450.1753.516.311.711.79.7553.550.1716.3382.5587.8826.819.319.316.0887.8882.5526.82112.1119.236.426.226.221.83119.2112.136.41138.4163.247.535.835.829.83163.2138.447.5（4）梁的剪力求出后即可根据平衡求出柱轴力，柱轴力计算见下表表36柱轴力计算表层数55.84-5.845.843.52.343.55.84-2.345.845.84416.3-22.1416.39.758.899.7516.3-8.8916.322.1487 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计326.8-48.9426.816.0819.6116.0826.8-19.6126.848.94236.4-85.3436.421.8334.1821.8336.4-34.1836.485.34147.5-132.847.529.8351.8529.8347.5-51.8547.5132.8注：负号表示拉力2.6横向框架在水平地震荷载作用下的内力和位移计算2.6.1重力荷载代表值的计算本框架建筑高度小于40m,以剪切变形为主，且质量和高度均匀分布，固采用底部剪力法计算水平地震作用。屋面处的重力荷载代表值=结构和构件自重标准值+0.5屋面雪荷载标准值楼面处的重力荷载代表值=结构和构件自重标准值+0.5楼面活荷载标准值（1顶层重力荷载代表值计算G5女儿墙重：女儿墙墙高1200mm，100mm的混凝土压顶女儿墙自重及抹灰：0.2×1.2×11.8+0.2×0.1×25+1.2×0.01×17×2=3.74KN/m3.74×（60.5+16.8）×2=578.204KN屋面板重：4.2×（60.5×16.8-6.5×6.9）=4080.51KN纵向梁自重：25×（0.9-0.12）×0.4×（9×24+2×6.5）=1786.2KN横向梁自重：25×(0.6-0.12)×0.3×6.9×16+25×(0.5-0.12)×0.25×6.9×12+25×(0.3-0.12)×0.15×3×8=610.29KN框架柱的一半：25×（1.95-0.12）×（0.6×0.6×16+0.5×0.5×16）=446.52KN墙重的一半：0.5×3.08×0.2×{[（9-0.5）×3.9-3×2.1×2]×12+（9-0.6）×87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计3.9-2.1×1.4-0.9×2.1)×12+(6.9-0.3-0.25)3.9×16+(6.9-0.2)×3.9}+0.5×0.45×（2.1×1.4×12+0.9×2.1×12+3×2.1×24）}=356.28kN屋顶雪荷载标准值（取50%）：0.5×0.35×(60.5×16.8-6.5×6.9)=170.02KN总计第五层重力荷载代表值：G5=578.20+4080.51+1786.2+610.29+446.52+356.28+170.02=8208.02KN总计第五层重力荷载设计值:1.2×（578.20+4080.51+1786.2+610.29+446.52+356.28）+1.4×170.02×2=10121.66KN(2)第四层重力荷载代表值计算顶层框架柱的一半：446.52KN顶层墙重的一半：356.28kN四层墙重一半：356.28kN四层柱重一半：446.52KN四层现浇板重：4.0×（60.5×16.8-6.5×6.9）=3886.2KN梁自重：1786.2+610.29=2396.49KN楼面活荷载标准值（取50%）：0.5×2.5×（60.5×16.8-6.5×6.9）=1214.4KN总计第四层重力荷载代表值：G4=446.52+356.28+356.28+446.52+3886.2+446.52+2396.49+1214.4=9102.69KN总计第四层重力荷载设计值：G4=1.2×（446.52+356.28+356.28+446.52+3886.2+446.52+2396.49）+1.4×2×1214.4=12866.27KN(3)第三层重力荷载代表值计算87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计四层墙重柱重一半：446.52+356.28=802.8KN三层现浇板重：3886.2KN三层梁自重：2396.49KN三层框架柱重一半：446.52KN三层墙重一半：356.28KN楼面活荷载标准值（取50%）：1214.4KN总计第三层重力荷载代表值：G3=446.52+356.28+356.28+446.52+3886.2+446.52+2396.49+1214.4=9102.69KN总计第三层重力荷载设计值：G3=1.2×（446.52+356.28+356.28+446.52+3886.2+446.52+2396.49）+1.4×2×1214.4=12866.27KN(4)第二层重力荷载代表值计算三层墙重柱重一半：446.52+356.28=802.8KN二层现浇板重：3886.2KN二层梁自重：2396.49KN二层框架柱重一半：446.52KN二层墙重一半：446.52+0.5×3.08×0.2×3.9×(6.9-0.2)×3=454.6KN楼面活荷载标准值（取50%）：1214.4KN总计第二层重力荷载代表值：=446.52+356.28+356.28+446.52+3886.2+454.6+2396.49+1214.4=9110.69KN总计第二层重力荷载设计值：=1.2×（446.52+356.28+356.28+446.52+3886.2+454.6+2396.49）+1.4×2×87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计1214.4=12875.87KN(5)第一层重力荷载代表值计算二层墙重柱重一半：454.6+356.28=810.8KN一层现浇板重：4.0×60.5×16.8=4065.6KN梁自重：2396.49KN一层框架柱重一半：25×（2.9-0.12）×（0.6×0.6×16+0.5×0.5×16）=678.32KN一层墙重一半：454.6KN楼面活荷载标准值（取50%）：0.5×2.5×60.5×16.8=1270.5KN总计第一层重力荷载代表值：G1=810.8+4065.6+2396.49+678.32+454.6+1270.5=9676.3KN总计第一层重力荷载设计值：G1=13644.37KN2.6.2横向框架的水平地震荷载作用和位移计算（1）框架梁柱线刚度计算框架梁柱线刚度及框架柱的侧移刚度见风荷载计算时的相关表格（2）结构基本自振周期的计算A把各楼层的重力荷载当做水平力产生的楼层剪力来计算楼层的顶点位移，具体计算过程见下表表37顶点位移楼层Gi(KN)∑Gi(KN)∑D(KN/M)△Ui=∑Gi/∑DUi(m)58208.028208.023923680.020.4087 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计49102.6917310.713923680.040.3839102.6926413.43923680.070.3429110.6935524.093923680.090.2719676.345200.392420000.180.18B采用能量法计算结构基本自振周期，计算公式为T1=2πψ,式中ψ=0.7，具体计算过程见下表：表38结构基本自振周期楼层GiuiGiuiGiui258208.020.403283.21313.349102.690.383459.021314.439102.690.343094.91052.329110.690.272459.8664.219676.30.181741.7313.5总计140384657把∑GiUi和∑GiUi2带入上式可求出T1=0.8sC地震影响系数本工程所在场地为7度设防，设计地震分组为第一组，场地土类别为三类，结构的基本自振周期为T1=0.8s，地震加速度为0.15个，查表知水平地震影响系数最大值amax=0.12,Tg=0.35s,由于Tg＜T1=0.8＜5Tg，所以a1=(Tg/T1)0.9×0.12=0.057D各层水平地震作用标准值，楼层地震剪力及楼层层间位移计算，结构底部总横向水平地震作用标准值：87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计FEK=a1Geq=0.057×0.85×∑Gi=0.057×0.85×45200.39=2189.6KN由于T11.4Tg=0.49s,所以需考虑顶部附加水平地震作用的影响:顶部附加水平地震作用系数为：=0.08T1+0.07=0.134顶部附加水平地震作用为：=0.134×2189.6=293.4KN图17水平地震荷载作用下的计算简图式Fi=FEK(1-)GiHi/∑GiHi，，计算各层水平地震作用标准值，进而求出各楼层地震剪力及楼层层间位移，位移计算见下表：各层水平地震作用标准值，楼层地震剪力及层间位移计算表表39层间位移楼层Gi(KN)Hi(m)GiHiFi(KN)Vi(KN)∑D(KN/m)△Ui(m)58208.0221.4175651.6678.15971.553923680.00387 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计49102.6917.5159297.1615.011586.563923680.00439102.6913.6123796.6477.952064.53923680.00529110.699.788373.7341.232405.743923680.00619676.35.856122.5216.682622.422420000.010由上表可以看出楼层最大位移与楼层层高之比为△Ui/h=0.010/5.8＜1/550,满足要求。E刚重比及剪重比的验算为保证结构的稳定和安全，需进行刚重比和剪重比的验算，计算过程见下表：表40各层刚重比和剪重比的计算楼层代表值设计值刚重比剪重比53.93923681530235.29718208.0210121151.0.09643.93923681530235.215869102.69128661190.12333.93923681530235.220649102.69128661190.16023.93923681530235.224059110.69128761190.18715.8242000140360026229676.3136441030.192由上表各层的刚重比均大于10，满足稳定要求，由表查得楼层最小地震剪力系数λ=0.016，由上表各层剪重比均大于0.016，满足剪重比的要求。87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计2.6.3横向框架在地震荷载作用下的内力计算横向框架在地震荷载作用下的内力计算采用D值法，与风荷载的内力计算类似（1）反弯点高度计算y=y0+y1+y2+y3与风荷载下的计算结果一样。表41反弯点高度比计算表楼层F柱G柱H柱J柱五层0.350.350.350.35四层0.40.40.40.4三层0.450.450.450.45二层0.4870.4870.4870.487一层0.620.620.620.62（2）柱端弯矩及剪力计算柱端剪力按式Vij=VjDij/∑D计算柱端弯矩按式M上=Vij（1-y）h,M下=Vijyh计算表42地震荷载作用下柱端剪力和弯矩计算表柱楼层Vj∑DDijDij/∑DVijyM上M下F柱5971392368100990.02624.990.3563.3534.1141586392368100990.02641.240.4096.5064.3332064392368100990.02653.660.45115.1094.1722405392368100990.02662.530.49124.37119.4987 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计1262224200054930.02360.310.62132.92216.87G柱5971392368144240.03735.930.3591.0849.0441586392368144240.03758.680.40137.3191.5432064392368144240.03776.370.45163.81134.0322405392368144240.03788.990.49177.00170.061262224200096320.040104.90.62231.20377.22H柱5971392368144240.03735.930.3591.0849.0441586392368144240.03758.680.40137.3191.5432064392368144240.03776.370.45163.81134.0322405392368144240.03788.990.49177.00170.061262224200096320.040104.90.62231.20377.22J柱5971392368100990.02624.990.3563.3534.1141586392368100990.02641.240.4096.5064.3332064392368100990.02653.660.45115.1094.1722405392368100990.02662.530.49124.37119.491262224200054930.02360.310.62132.92216.87（3）梁端弯矩及剪力计算由节点平衡，梁端弯矩之和等于柱端弯矩之和，将节点左右梁端弯矩之和按左右梁的线刚度比例分配，可求出各梁端弯矩，进而由梁的条件求出梁端剪力。计算公式如下87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计M左=（M上+M下）K左/(K左+K右)M右=（M上+M下）K右/(K左+K右)V左=V右=(M左+M右)/L表43梁端弯矩计算表楼层柱端弯矩柱端弯矩之和柱端弯矩柱端弯矩之和5063.3563.35063.3563.3563.3563.35434.11130.61130.6134.11130.61130.6196.5096.50364.33179.43179.4364.33179.43179.43115.10115.10294.17218.54218.5494.17218.54218.54124.37124.371119.49252.41252.41119.49252.41252.41132.92132.9287 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计表44梁端弯矩计算表楼层柱端弯矩柱端弯矩之和K左K右5091.083.83×1040.85×10474.5416.5491.08449.04186.353.83×1040.85×104152.8033.54137.31391.54255.353.83×1040.85×104209.3845.96163.812134.03311.033.83×1040.85×104255.0455.99177.001170.06401.263.83×1040.85×104329.0372.23231.20表45梁端弯矩计算表楼层柱端弯矩柱端弯矩之和K左K右5091.080.85×1043.83×10416.5474.5491.0887 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计449.04186.350.85×1043.83×10433.54152.80137.31391.54255.350.85×1043.83×10445.96209.38163.812134.03311.030.85×1043.83×10455.99255.04177.001170.06401.260.85×1043.83×10472.23329.03231.20表46梁端剪力计算表层数563.3574.5421.7116.5416.5413.7874.5463.3521.714130.61152.8044.6333.5433.5427.95152.80130.6144.633179.43209.3861.2345.9645.9638.3209.38179.4361.232218.54255.0474.5855.9955.9946.66255.04218.5474.581252.41329.0391.5772.2372.2360.19329.03252.4191.5787 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计（3）梁的剪力求出后即可根据平衡求出柱轴力，柱轴力计算见下表表47柱轴力计算表层数521.71-21.7121.7113.787.9313.7821.71-7.9321.7121.71444.63-44.6344.6327.9516.6827.9544.63-16.6844.6344.63361.23-61.2361.2338.322.9338.361.23-22.9361.2361.23274.58-74.5874.5846.6627.9846.6674.58-27.9874.5874.58191.57-91.5791.5760.1931.3860.1991.57-31.3891.5791.57注：负号表示拉力2.7框架梁柱内力组合2.7.1一般规定根据以上内力计算的结果，及可进行框架截面梁柱各控制截面上的内力组合，中梁的控制截面为梁端柱边及跨中。由于每层有3根梁，故每层有9个控制截面。柱则分为边柱和中柱，每层每根柱有两个控制截面，及柱顶和柱底。本框架在组合时综合考虑了“不利和可能”87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计的组合原则，对一般结构，风荷载组合值系数为0，所以地震作用效应和其他荷载效应的基本组合只考虑重力荷载代表值和水平地震作用两种荷载效应的组合。组合过程列于下表。2.7.2框架梁抗震组合表48用于承载力计算的框架梁抗震基本组合表层次荷载位置重力荷载SGE地震荷载作用SEK抗震组合RrE(1.2SGE++1.3SEK)MV左震右震左震右震MVMVMVMV五层FG左端-66.790.763.4-21.7-63.421.71.7968.54-121.9116.49FG右端92.898.9-74.5-21.774.521.710.8976.9156.16124.86GH左端-5.55.416.5-13.8-16.513.811.14-9.74-21.0420.76GH右端5.55.4-16.5-13.816.513.8-11.14-9.7421.0420.76HJ左端-92.898.974.5-21.7-7.0521.7-10.8976.9-156.16124.86HJ右端66.790.7-63.4-21.763.421.7-1.7968.54121.9116.49FG左端-92.698.8-130.6-44.63130.644.63-210.68.51.4644150.187 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计四层FG右端113.2105.2-152.8-44.63152.844.63-47.157.99250.86156.62GH左端-1.210.933.54-27.95-33.5427.9531.61-29.97-33.7931.8GH右端1.210.9-33.54-27.9533.5427.95-31.61-29.9733.7931.8HJ左端-113.2105.2152.8-44.63-152.844.6347.157.99-250.86156.62HJ右端92.698.8-130.6-44.63130.644.63-210.68.51.4644150.1三层FG左端-90.298.7179.43-61.23-179.4361.2393.7633.01-256.12168.33FG右端111.4105.2-209.38-61.23209.3861.23-103.5239.68304.38174.96GH左端-1.610.945.96-38.3-45.9638.343.36-41.4-46.243.24GH右端1.610.9-45.96-38.345.9638.3-43.36-41.446.243.24HJ左端-111.4105.2209.38-61.23-209.3861.23103.5239.68-304.38174.96HJ右端90.298.7-179.43-61.23179.4361.23-93.7633.01256.12168.3387 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计二层FG左端-90.298.7218.54-74.58-218.5474.58131.8918.26-294.26183.09FG右端111.4105.2-255.04-74.58255.0474.58-148.424.89348.92189.71GH左端-1.610.955.99-46,66-55.9946.6653.14-50.66-56.0452.5GH右端1.610.9-55.99-46.6655.9946.66-53.14-50.6656.0452.5HJ左端-111.4105.2255.04-74.58-255.04-74.58148.424.89-348.92189.71HJ右端90.298.7-218.54-74.58218.5474.58-131.8918.26294.26183.09一层FG左端-84.198.2252.41-91.5-252.4191.5170.41-0.94-321.79201.27FG右端107.6105.7-329.03-91.5329.0391.5-223.966.71417.64208.92GH左端-2.50.972.33-60.19-72.3360.1968.24-65.59-72.7467.43GH右端2.50.9-72.33-60.1972.3360.19-68.24-65.5972.7467.43HJ-107.6105.7329.03-91.5-329.0391.5223.966.71-417.64208.9287 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计左端HJ右端84.198.2-252.41-91.5252.4191.5-170.41-0.94321.79201.27注：弯矩M的单位为KN﹒m剪力V的单位为KN弯矩上侧受拉为负弯矩下侧受拉为正对于受弯混凝土梁，受弯时承载力抗震调整系数RrE=0.75;受剪时承载力抗震调整系数RrE=0.85跨中截面弯矩组合过程如下：五层FG梁跨中：五层GH梁跨中：87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计五层HJ梁跨中：四层FG梁跨中：四层GH梁跨中：四层HJ梁跨中：三层FG梁跨中：三层GH梁跨中：87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计三层HJ梁跨中：二层FG梁跨中：二层GH梁跨中：二层HJ梁跨中：一层FG梁跨中：一层GH梁跨中：87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计一层HJ梁跨中：2.7.3框架柱抗震组合表49用于承载力计算的框架柱抗震基本组合表层数柱号内力重力荷载SGE地震荷载SEK内力组合RrE(1.2SGE++1.3SEK)左震右震左震右震五层F柱顶M66.7-63.3563.35-1.85129.9N315.6-21.721.7280.4325.5V90.7-24.9924.9964.9120.13F柱底M-49.934.11-34.11-11.22-82.86N339.9-21.721.7303.74348.87V90.7-24.9924.9964.9120.13G柱顶M57.4-91.0891.08-39.62149.83N329.9-7.937.93308.46324.95V104.3-35.9335.9366.68146.09GM-60.949.04-49.04-7.46-109.4787 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计柱底N364.97.93-7.93358.55342.06V104.3-35.9335.9366.68146.09四层F柱顶M42.7-96.596.5-59.37141.35N707.4-44.644.6632.7725.49V98.8-41.2441.2455.21146.35F柱底M-90.264.33-64.33-19.69-153.49N731.844.6-44.61166.37238.69V98.8-41.2441.2455.21146.35G柱顶M51.1-137.31137.31-93.66191.78N810.98-16.6816.68761.8795.24V106.1-58.6858.6843.38173.06G柱底M-54.991.54-91.5442.5-147.91N846.116.68-16.68829.6794.9V106.1-58.6858.6843.38173.06F柱顶M45.1-115.1115.1-76.4116387 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计三层N1099.2-61.2361.23991.481118.98V98.7-53.6653.6641.38159.97F柱M-84.194.17-94.1717.23-178.7底N1123.561.23-61.231142.241014.89V98.7-53.6653.6641.38159.97G柱顶M54.9-163.81163.81-117.65223.1N1292.3-22.9322.931216.51264,17V106.1-76.3776.3723.83192.6G柱底M-63.1134.03-134.0378.88-199.84N1327.422.93-22.931297.771250.1V106.1-76.3776.3723.83192.6二层F柱顶M45.1-124.37124.37-86.08172.67N1490.9-74.5874.581353.71508.83V98.7-62.5362.5331.58169.77F柱底M-84.1119.49-119.4943.54-205.0N1515.374.58-74.581532.251377.12V98.7-62.5362.5331.58169.77G柱顶M54.9-177.00177.00-131.38236.78N1773.5-27.9827.981673.461731.66V106.1-88.9988.999.89206.56G柱底M-63.1170.06-170.06116.33-237.48N1808.627.98-27.981765.41707.16V106.1-88.9988.999.89206.5687 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计一层F柱顶M33.1-132.92132.92-106.44170N1882.2-91.5791.571711.71902.14V98.2-60.3160.3133.52166.81F柱底M-16.9216.87-216.87209.4-241.8N1918.591.57-91.571936.991746.5V98.2-60.3160.3133.52166.81G柱顶M42-231.2231.2-200.13280.77N2255.2-31.3831.382132.362197.63V106.6-104.9104.9-7.18224.65G柱底M-21377.22-377.22372.13-412.45N2307.431.38-31.382247.742182.47V106.6-104.9104.9-7.18224.65注：弯矩M的单位为KN﹒m剪力V的单位为KN对于框架柱，偏压时承载力抗震调整系数RrE=0.8，受剪时承载力抗震调整系数RrE=0.852.8框架梁柱截面设计根据前面框架梁柱的内力组合结果，从中选出最不利的内力，即可对框架梁柱进行截面的配筋计算。2.8.1框架梁截面设计边框架梁(FGHJ）的截面尺寸为600mm×300mm，中框架梁(GH)的截面尺寸为300mm×87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计150mm，混凝土等级为C30，纵向受力钢筋采用HRB400级，箍筋采用HPB235级，框架抗震等级为三级，相对受压区高度为=0.35。2.8.1.1框架梁正截面受弯承载力计算表50框架梁正截面受弯承载力计算表（抗震设计）层数梁号截面MaSrSAS配筋KN·mM/a1bfCh021-0.5(1+)M/rSh0fmm2五层FG梁左1220.10.1060.95673316中81.60.070.070.96445216右1560.130.140.93880416GH梁左21.10.170.190.91268214中18.90.150.160.92238214右21.40.170.190.91268214四层FG梁左2110.170.190.901227420中97.640.080.080.96533220右250.90.2080.2360.881494420GH梁左33.790.270.320.84466218中32.330.260.310.85445218右33.790.270.320.84466218左256.10.210.240.88152542287 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计三层FG梁中1290.110.120.94719222右304.40.250.290.851877222+225GH梁左46.20.370.490.75713222中44.350.360.470．74694222右46.20.370.490.75713222二层FG梁左294.30.240.280.851815425中158.90.130.140.93895225右348.90.290.350.822230225+228GH梁左56.040.380.520.76838225中54.380.380.520.76828225右56.040.380.520.76838225一层FG梁左321.80.270.320.842007425中224.80.190.210.91309325右417.60.340.440.792770325+228GH梁左72.740.380.520.761107228中69.830.380.520.761063228右72.740.380.520.7611072282对于三级抗震，最大配筋率为1.39%，最小配筋率如下：87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计支座：=max[0.25%,(0.55ft/fy)%]=max[0.25%,0.22%]跨中：=max[0.2%,(0.45ft/fy)%]=max[0.2%,0.18%]从上表计算可看出，最小最大配筋率均满足要求。2.8.1.2框架梁斜截面受剪承载力计算为避免梁在弯曲破坏前发生剪切破坏，应按“强剪弱弯”的原则调整框架梁端截面组合的剪力设计值。对于抗震等级为一，二，三级的框架梁端截面剪力设计值V应按下式进行调整，V=(Mbl+Mbr)/Ln+VGbVGb—考虑地震作用组合时的重力荷载代表值产生的剪力设计值，可按简支梁计算确定。—梁端剪力增大系数，一级抗震取1.3，二级抗震取1.2，三级抗震取1.梁端控制截面的剪力调整后从V”与RrEV比较，V较大，故按RrEV进行斜截面配筋计算。斜截面受剪承载力及箍筋计算见下表，若算出ASV/S＜0，说明按构造配箍筋即可。表41框架梁斜截面受剪承载力计算表（抗震设计）层次截面位置VASV/S=（V-0.42ftbh0）/1.25fyVh00.25bh0fc实配加密区四肢箍实配非加密区四肢箍=ASV/S=ASV/S五层FG左端116.50.49568.4Φ10@150Φ10@2000.26%FG右端124.80.52568.4Φ10@150Φ10@2000.26%GH左端20.760.19128.7Φ10@150Φ10@2000.52%GH右端20.760.19128.7Φ10@150Φ10@2000.52%FG左端150.10.63Φ10@150Φ10@2000.26%568.487 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计四层FG右端156.60.66568.4Φ10@150Φ10@2000.26%GH左端31.80.29128.7Φ10@150Φ10@2000.52%GH右端31.80.29128.7Φ10@150Φ10@2000.52%三层FG左端168.30.71568.4Φ10@150Φ10@2000.26%FG右端174.90.73568.4Φ10@150Φ10@2000.26%GH左端43.240.4128.7Φ10@150Φ10@2000.52%GH右端43.240.4128.7Φ10@150Φ10@2000.52%二层FG左端218.30.91568.4Φ10@150Φ10@2000.26%FG右端189.70.79568.4Φ10@150Φ10@2000.26%GH左端52.50.49128.7Φ10@150Φ10@2000.52%GH右端52.50.49128.7Φ10@150Φ10@2000.52%一层FG左端201.30.84568.4Φ10@150Φ10@2000.26%FG右端208.90.88568.4Φ10@150Φ10@2000.26%GH左端67.430.62128.7Φ10@150Φ10@2000.52%GH右端67.430.62128.7Φ10@150Φ10@2000.52%由构造要求只最小配箍率为0.26ft/fyV=0.177%,从上表可以看出均满足要求，箍筋加密区长度取1.5h或500中的较大值，本框架中箍筋加密区长度取1200mm。2.8.2框架柱截面设计本框架以第二层G柱作为示范进行截面设计，其余柱与此柱相似，不再详述。2.8.2.1框架柱正截面受弯承载力计算87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计（1）基本数据资料第二层G柱的截面尺寸为600mm×600mm，混凝土等级为C30，纵向受力钢筋采用HPB400,箍筋采用HRB335，相对受压区高度计算如下：===0.518由前面框架柱抗震弯矩和剪力基本组合表，知柱顶最大弯矩为236.78KN·m，对应的轴力为1731.66KN，柱底的最大弯矩为237.46KN·m，对应的轴力为1707.16KN，柱身的最大剪力为206.56KN，最大的轴力为1731.66KN。（2）轴压比的验算，抗震等级为三级的框架柱轴压比限值为0.9===0.336＜0.9满足要求。（验算轴压比时的轴力组合值不考虑承载力抗震调整系数）（3）根据“强柱弱梁”的原则调整柱的弯矩设计值三级抗震等级的框架同一节点梁端柱端组合弯矩设计值应符合：=1.1Mb,则==236.78+237.46=474.24＞1.1Mb=1.1×348.9=383.8KN·m所以满足强柱若梁的要求，故按进行配筋计算。1)根据“强剪弱弯”的原则调整整柱的截面剪力设计值。①剪力设计值==173KN②剪压比计算=>173KN③箍筋计算式中混凝土及轴向压力部分承受的剪力为87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计由于柱反弯点在层高范围内，取=﹤3.0,取=2.95=0.3×14.3×600×600=1544400(N),取N=1544KN所以==214208KN所需箍筋：173000=即=﹤0,所以按构造配筋。(2)对柱端加密区尚应满足：①s﹤8d=8×20=160mm；②s﹤100mm；取较小者，S=100mm。则需=100×11.01=1101mm,选用20，四肢箍，其=4×=1256.6mm﹥1101mm,满足要求。对非加密区，采用s=150mm。(3)体积配筋率。根据=0.25，由表得柱箍筋加密区的箍筋最小配筋特征值，查表可知：，==2.28﹪﹥0.055×=0.375﹪,满足要求。《建筑抗震设计规范》要求柱箍筋非加密区的体积配筋率不宜小于加密区配筋的1/2，非加密区的箍筋间距S=150mm，其配筋率为==1.5﹪﹥0.5×2.28﹪=1.14﹪，满足要求。(4)确定柱端箍筋加密区长度：87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计则加密区长度=1000mm。2.9裂缝宽度验算根据《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）规定，对于≦0.55的偏心受压构件，可不验算裂缝宽度。本设计所选框架柱≦0.55，因此均不需验算裂缝宽度。2.10节点设计根据地震震害分析，不同烈度地震作用下钢筋混凝土框架节点的破坏程度不同，7度地震时，未按地震设计的多层框架结构节点较少破坏，在8度地震时，部分节点，尤其是角柱节点发生程度不同的破坏，在9度以上地震作用下，多数框架节点，产生严重震害。因此，对不同的框架，应有不同的节点承载力和延性要求。《建筑结构抗震规范》（GBJ11—89）规定，对一、二级抗震等级的框架节点必须进行受剪承载力计算，而三级抗震等级的框架节点，仅按构造要求配箍筋，不再进行受剪承载力计算。对于纵横向框架共同具有的节点，可以按各自方向分别进行计算。因为本设计为三级框架，所以仅按构造要求配箍筋，不再进行受剪承载力计算。2.11楼板配筋计算（1）A区格板配筋计算Lx=4.5mLy=6.9mLx/Ly=0.65按双向板计算（2）荷载设计值恒荷载设计值：g=1.2×4.2=5.04(KN/m2)活荷载设计值：q=1.4×2.5=3.5(KN/m2)g+q/2=6.79(KN/m2)q/2=1.75(KN/m2)g+q=8.54(KN/m2)（3）内力计算取1m板宽作为计算单元，按弹性理论计算，取A区格的计算跨度为l0=4500m87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计考虑到该区格板两端梁的嵌固作用，故跨中弯矩取为mx=(0.0345+0.2×0.0095)×6.79×4.52+(0.075+0.2×0.0271)×1.75×4.52=7.85my=(0.0095+0.2×0.0345)×6.79×4.52+(0.0271+0.2×0.075)×1.75×4.52=3.74单位板宽支座弯矩mx"=mx"=-0.0766×8.54×4.52=-13.2my"=my"=-0.0571×8.54×4.52=-9.87截面设计板的保护层厚度20mm，选用8钢筋作为受力主筋，则Lx短跨方向的有效截面高度h01=h－c－d/2=120－20－8/2=96mmly方向的有效高度h02=h－c－3d/2=120－20－24/2=88mm支座处的h0均为96mm截面弯矩设计值不考虑折减，计算配筋量时，取内力臂系数s=0.95AS=板筋选用HPB335fy=300N/mm2表42配筋表位置截面h0MAS选用钢筋实配钢筋跨中lx方向967.8528718@150335ly方向883.741508@300167支座lx方向96-13.24828@100503ly方向96-9.873618@150335B区格板的计算lx=9mly=3mlx/ly=3>2,按单向板计算由可变荷载控制的效应组合：g+q=1.2×4.2+1.4×2.5=8.54KN/m由永久荷载控制的效应组合：g+q=1.35×4.2+1.4×0.7×2.5=8.12KN/m87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计取1m板宽作为计算单元，按弹性理论计算B区格的计算跨度l0=3000mm考虑到该板两端嵌固作用，跨中弯矩取M=1/10（g+q）l02支座处的弯矩为M=1/14（g+q）l02表43弯矩截面跨中支座处截面跨中弯矩支座弯矩弯矩系数1/101/14M=（g+q）l027.686-5.49截面设计板的保护层厚度取20mm，选用6钢筋作为受力主筋，则板的截面有效高度为：h0=120－20－6/2=97mm,混凝土采用C30，则fc=14.3N/mm2板筋选用HPB335fy=300N/mm2B区格板配筋见下表表44配筋表截面M==AS=选配钢筋实配钢筋跨中7.70.0480.9752738@100283支座-5.50.0340.9831928@1202262.12楼梯设计2.12.1楼梯梯段斜板的设计考虑到第一跑楼梯梯段斜板两端与混凝土楼梯梁的固结作用，斜板跨度可按净跨计算，对斜板取1m板宽作为计算单元。87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计图17楼梯平面图1)确定斜板厚度t,斜板的水平投影净长为Ln=13×300=3900mm斜板的斜向净长：Ln1===4360mm斜板厚度t=(～)Ln1=174～145(mm),取t=160mm2)荷载计算表45楼梯梯段斜板荷载计算表荷载类型荷载标准值(KN/m)恒荷载栏杆自重0.2锯齿形斜板自重rs(+)=25×(+)=5.5630mm厚的水磨石面层rc=25×0.03×(0.15+0.3)=1.13板底20mm厚纸筋灰粉刷r1c1/cosa=0.02×16/0.89=0.3687 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计恒荷载合计g7.25活荷载q2.5注：1rsrr1分别为材料的容重2ed分别为三角形踏步的宽和高3c为楼梯踏步面层厚度4a为楼梯斜板的倾角5t为斜板的厚度6c1为板底粉刷的厚度3)荷载效应组合由可变荷载效应控制的组合：p=1.2×7.25+1.4×2.5=12.2KN/m由永久荷载效应控制的组合：p=1.35×7.25+1.4×0.7×2.5=12.24KN/m所以选由永久荷载效应控制的组合进行计算，即p=12.24KN/m4)内力计算考虑到斜板两端均与梁整浇，对板有约束作用，所以跨中弯矩取M===18.6KN·m5)配筋计算h0=t-20=160-20=140mmas===0.064rs=0.5(1+)=0.97As===652mm287 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计选用Φ10@100,As=785mm2,分布钢筋Φ6@2502.12.2平台板设计1)平台板计算跨度平台板为四边支承板，长宽比为1.9近似按短跨方向的简支单向，板计算，取1m板宽作为计算单元，平台梁的截面尺寸取为b×h=200×400,由于平台板两端与梁整浇，所以计算跨度取净跨，及Ln=2000-100-200=1700mm,平台板厚度取80mm。2）荷载计算表46平台板荷载计算表荷载种类荷载标准值恒荷载平台板自重25×0.08×1=230厚的水磨石面层0.03×25×1=0.75板底20厚的纸筋灰粉刷16×0.02×1=0.32恒荷载合计g3.07活荷载q2.53)荷载效应组合由可变荷载效应控制的组合：p=1.2×3.07+1.4×2.5=7.18KN/m由永久荷载效应控制的组合：p=1.35×3.07+1.4×0.7×2.5=6.59KN/m所以选由可变荷载效应控制的组合进行计算，即p=7.18KN/m4)内力计算M===2.08KN·m87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计5)配筋计算h0=t-20=80-20=60mmas===0.04rs=0.5(1+)=0.98As===168mm2选用Φ6@150,As=189mm2,分布钢筋Φ6@3002.12.3平台梁设计1）平台梁计算简图平台梁的两端搁置在梯柱上，所以计算跨度取净跨Ln=3200mm,平台梁的截面尺寸为b×h=200×400。2）荷载计算表47平台梁荷载计算荷载类型荷载标准值(KN/m)恒荷载由斜板传来的恒荷载7.25×3.9/2=14.14由平台板传来的恒荷载3.07×1.7/2=2.61平台梁自重25×1×0.4×0.2=2平台梁底部及侧面粉刷16×0.02×[0.2+2(0.4-0.08)]=0.269恒荷载合计g19.02活荷载q2.5×(3.9/2+1.7/2+0.2)=7.53)荷载效应组合87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计由可变荷载效应控制的组合：p=1.2×19.02+1.4×7.5=33.32KN/m由永久荷载效应控制的组合：p=1.35×19.02+1.4×0.7×7.5=33.03KN/m所以选由可变荷载效应控制的组合进行计算，即p=33.32KN/m4)内力计算最大弯矩：M===42.65KN·m最大剪力：V===53.31KN5)配筋计算A正截面受弯承载力计算h0=h-35=400-35=365mmas===0.11rs=0.5(1+)=0.94As===414mm2选用3Φ14,As=461mm2B斜截面受剪承载力计算Vc=0.42ftbh0=0.42×1.43×200×365=43.85KN＜V=53.31KN===0.34选用双肢箍Φ6@150，实际==0.37＞0.34（可见选配箍筋合适）2.13基础设计87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计由工程地质勘测报告知基础埋在粉土层，综合确定地基承载力特征值为160KPa,设计地基时只考虑恒荷载和活荷载，且按地基承载力确定基底面积和埋深时，传至基础上的荷载用正常使用状态下荷载的标准组合，相应的抗力即为地基承载力特征值。由前面的荷载计算进行荷载组合。荷载组合：N=2747.8+0.5×618.2=3056.9KNM=29.37+0.5×12.35=35.54KN.mV=11.1+0.5×3.6=12.9KN2.13.1初定基础底面积按轴心荷载初定基础底面积，先假定基础高度为900mm，基础底面以下有C10的混凝土垫层（厚度为100mm）A≥==25.5m2考虑到偏心荷载，将基础底面积扩大10﹪～30﹪，A0=1.1×A=1.1×25.7=28㎡假设长宽比为2，则可确定b=3.8m,L=7.6m2.13.2计算基底最大压力Pmax基础及回填土重：G=20×3.8×7.6×2=1155.2KN基底处竖向力合力：=3056.9+1155.2=4212.1KN基底处总力矩：=35.54+12.9×1=48.44KN.m偏心距：e===0.012m＜L/6=1.27基底最大压力:Pmax=(1+)=147.23KPa2.13.3地基承载力验算由承载力修正系数表知ηb=0.5,ηd=2.0=160+0.5×19×(3.8-3)+2×19×(2-0.5)=223.65KPa87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计FaE=ƺaFa=1.3×223.65=290.7KPaPmax＜1.2×FaE=348.8KPaP===145.8KPa＜FaE所以基础采用3.8m×7.6m底面尺寸是合适的。2.13.4基础冲切力验算基础的混凝土选用C30，基础最外层纵向受力钢筋的保护层厚度取40mm,故h0=860mm。地基净反力计算：Pgmax=+=+=146.8Pgmin=-=-=144.8Fl=APgmax=146.8×(2.64×3.7-0.69×0.69)=1252.01KPa0.7βftbmh0=0.7×1×1.43×0.86×103×(0.6+2.32)/2=1256.8KPaFl＜0.7βftbmh0可见抗冲切验算满足要求。故基础高度采用1m是合适的。2.13.5根据抗弯验算进行配筋计算由于偏心距e=0.009＜7.6/6=1.3m,所以对Ⅰ—Ⅰ截面和Ⅱ—Ⅱ截面的弯矩可按下式计算：MⅠ=(L-a0)2(2b+b0)MⅡ=(b-b0)2(2L+a0)Pg1为截面Ⅰ—Ⅰ处地基净反力。87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计先求Pg1，根据比例关系有==1.53把Pgmax=146.8KPa,Pgmin=144.8KPa代入上式，可求出Pg1=146.1KPa对于截面Ⅰ—Ⅰ，MⅠ=(L-a0)2(2b+b0)=1801.6KN.m对于截面Ⅱ—Ⅱ，MⅡ=(b-b0)2(2L+a0)=693.7KN.m采用HRB335级钢，fy=300MPaAs1===0.0078=78cm2As2===0.003=30cm2对于截面Ⅰ—Ⅰ,选配16@100对于截面Ⅱ—Ⅱ，选配14@15087 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计图19基础平面图87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计参考文献[1]中华人民共和国住建和城乡建设部。GB50009-2012。《建筑结构荷载规范》。北京：中国工业出版社，2012-05-28。[2]中华人民共和国住建和城乡建设部。GB50007-2011。《建筑地基基础设计规范》。北京：中国工业出版社，2012-07-26。[3]中华人民共和国住建和城乡建设部。GB50011-2010。《建筑抗震设计规范》。北京：中国工业出版社，2010-05-31。[4]中华人民共和国住建和城乡建设部。GB50010-2010。《混凝土结构设计规范》。北京：中国工业出版社，2010-05-01。[5]白国良.《荷载与结构设计方法》，[M].北京：高等教育出版社，2009[6]同济大学等四校.《房屋建筑学(第四版)》[M].北京：中国建筑工业出版社,2008[7]同济大学等四校，《混凝土结构（上）（下）》,[M].北京：中国建筑工业出版社，2011[8]高峰.《基础工程》，[M]北京：化学工业出版社，2011[9]李国强.《建筑结构抗震设计》，[M].北京：中国建筑工业出版社,201287 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计致谢在这次毕业设计中，我首先要感谢我的指导老师，他的严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风对我产生重要影响。他们用自己的言行来告诉我们应以什么样的心态去学习、去工作。是他们的鼓励和帮助才使我顺利完成设计。在此，向他们表达深深的谢意。特别感谢大同大学工学院给了我这次实践的机会，使我不仅对以往所学知识的进行了综合检验，加深对专业知识的理解和掌握；而且为我们提供了一个模拟的工作环境，能够让我们做一次全面的热身，以饱满积极的态度投入到实际工作中去。在设计中，我使用了AutoCAD、天正和PKPM绘制了所有的建筑及结构图纸，并使用Word等办公软件对所有的设计说明书进行编辑，所有这些对提高我综合利用计算机解决实际问题的能力都起了很大的作用。最重要的是我还要深深地感谢我的父母，她们为我默默操劳支持我读完了大学，他们不辞劳苦的精神，成为我永远前进的动力！我将倍加努力，在新的工作岗位上，用优异的成绩来感谢帮助过我的人。最后，再次感谢母校和老师们！87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计附录——混凝土弹性模量；C30——表示立方体强度标准值为30N/的混凝土强度等级；N——轴向力设计值；M——弯矩设计值；V——剪力设计值；A——构件截面面积；I——截面惯性矩；——永久荷载标准值；——可变荷载标准值；——永久荷载分项系数；——可变荷载分项系数；——结构总水平地震作用标准值；——地震时结构的重力荷载代表值、等效总重力荷载代表值；T——结构自振周期；——承载力抗震调整系数；——构件长细比；——地基承载力特征值；——基础高度；d——基础埋置深度，桩身直径；——土的重力密度；——风荷载标准值；——结构顶部附加水平地震作用标准值；——楼层层间位移；E——偏心距；87 山西大同大学煤炭工程学院2013届本科生毕业设计——箍筋面积；B——结构迎风面宽度；——截面有效高度；－受拉区、受压区纵筋面积。87'