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混凝土教学楼结构计算书毕业设计(doc毕业设计论文)

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'安徽工业大学毕业设计(论文)任务书课题名称:马鞍山星光学校办公楼建筑结构设计学院:建筑工程学院专业班级:土木工程054班姓名:丁宏学号:059044319毕业设计(论文)的工作内容:建筑物位于马鞍山市雨花区,建筑规划总平面见设计指导书,本设计内容为学校办公大楼建筑设计。其主干道为马向路。建筑物的总层数应控制在5—6层,其总高度应控制在24m以下;总建筑面积6000㎡,根据具体情况可适当调整。结构设计与计算内容包括:荷载计算;计算简图、内力分析、内力组合及变形验算;梁、板、柱截面设计及构造措施;基础设计;楼梯设计(可任选一部楼梯);其它构件(如雨篷等悬挑构件)。图纸内容及要求包括:10~12张A1图纸(其中一半为CAD计算机绘图,不含建筑方案设计说明和结果设计方案说明),包括总平面图;平面图、立面图和剖面图;首层平面图、标准层平面图、正立面图、侧立面图不少于2个;剖面图1个;建筑节点详图;主外墙大样图1个,节点大样图3~4个;基础平面布置及基础配筋详图;结构平面布置及部分结构节点构造详图;梁、板、柱配筋图及构造详图;楼梯结构布置及配筋详图。论文设计说明书包括任务书、中文和外文文摘、目录、文献综述、建筑设计说明书、结构设计说明书、英文资料翻译等内容。起止时间:2009年2月16日至2009年6月8日共16.5周 前言工业与民用建筑的建设是我国经济发展的重要表现之一,也是人民生活水平提高的一个体现,人们对居住的要求也越来越高了。作为一名学习工民建的毕业生,应掌握结构设计的答题内容,并了解建筑设计的一般知识,所以毕业设计也就成了考察毕业不可或缺的一环。毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要环节,是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓展、综合教学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。四年的大学学习,从最基础的建筑制图学起,一步一步经过教师的精心指导,对土木工程有了一定的了解和认识,并初步掌握了一般的基本建筑。了解建筑设计与结构设计是密切配合的,结构设计是为了满足建筑设计的要求,而建筑设计也要很好的配合结构设计,使结构设计尽可能具有可行性。结构设计做为土木工程中一个极其重要的方面,它既体现了基础,又涵盖了重点。作为一名设计人员,要求具备扎实的理论知识,更应具备一份强烈的责任心!理论知识主要有:结构力学、混凝土设计原理、土力学、基础工程、房屋建筑学、钢结构设计原理、工程结构抗震等。要有较强的手工制图和计算机辅助制图的能力。同时也要学会利用和查找国家规范、规程和标准,以及构件构造详图。在设计中,要充分体会各个环节知识的运用和各种理论知识之间的联系,检查以前学习中的不足,进一步巩固已掌握的理论知识。这次设计,给我提供了一个练习的机会,也是对大学四年学习的一个考察。在设计中,得到了许多教师和同学的指导,在此向他们表示深深的敬意和感谢!限于本人水平有限,设计中定有不足之处,敬请批评指正。马鞍山星光学校办公楼 摘要.本工程为马鞍山星光学校办公楼工程,采用框架结构,主体为六层,本地区抗震设防烈度为7度,场地类别为Ⅱ类场地。基本风压为,基本雪压为0.35KN/m,楼盖、屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。本设计贯彻“实用、安全、经济、美观”的设计原则。按照建筑设计规范,认真考虑影响结构设计的各种因素。根据结构与建筑的总体与细部的关系。本设计主要进行了结构方案中横向框架抗震设计。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,进而求出水平荷载作用下的结构内力(弯矩、剪力、轴力)。接着进行竖向荷载(恒载及活荷载)作用下结构内力的计算,再找出最不利的一组或几组内力组合,选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计。完成了平台板、楼梯板、平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。对楼板进行了配筋设计,本设计采用柱下独立基础,对基础进行了受力和配筋计算。整个结构在设计过程中,严格遵循相关专业规范的要求,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,实用、安全、经济、使用方便是本设计的原则。设计合理可行的建筑方案是现场施工的重要依据。关键词:框架结构、抗震设计、荷载计算、内力计算、结构配筋MaAn ShanXingGuangSchoolOfficeBuildingAbstractThisworksfortheMaAnShanXingGuangSchoolOfficeBuildingFrameworkstructureforasix-storymain,intheregionearthquakeindensityof7degreesnearLansiteclassificationasClassⅡvenues.Ledtothesouthwestdirection,thebasicPressure0.35KN/m,basicsnowpressure0.45KN/m.Floorroofwereusingcast-in-placereinforced.Thedesignandimplement“practicalsecurityeconomicaesthetic”,thedesignprinciples.Withthearchitecturaldesign,designseriouslyconsidertheinfluencpofthevariousfactors.Accordingtothestructuralandarchitecturaldetailandtheoverallrelationship.Thedesignofthemainstructureoftheprogramhorizontalframeworkseismicdesign.Indeterminingthedistributionframework,thefirstlayerofrepresentativevalueoftheload,thenusevertexfromthedisplacementmethodforearthquakecycle,andthenatthebottomofshearhorizontalseismicloadcalculationundersize,thencalculatedthelevelofloadundertheInternalForces(bendingmoment,shearandaxialforce).ThenCalculateverticalload(constantloadandliveload)undertheInternalForces.Identifythemostdisadvantagedgrouporaninternalforceseveralcombinations.SelectthebestsafetyresultsofthereinforcementandMapping.Inaddition,thestructureoftheprogramindoorstaircasedesign.Completionoftheplatformboards,boardsoftheladder,platformbeamcomponentandthereinforcementofinternalforcescalculationandconstructionmapping.Onthefloorreinforcementcalculation,theuseofpilefoundationdesign,foundationandpilecapsfortheforceandreinforcementcalculation.Thewholestructureofthedesignprocess,instritcompliancewiththerelevantprofessionalstandar,referencetoreleveantinformationandthelatestnationalstandardsandspecifications,anddesignofthevariouscomponentsofa comprehensivescientificconsiderations.Inshort,application,securityeconomicanduser-friendlydesignistheprinciple.Designreasonableandworkablestructureoftheprogramistheconstructionsiteoftheimportantbasicoftheconstruction.KeyWords:FrameStructure,SeismicDesign,LoadCalculation,Internalforcecalculation,Calculationreinfo目录文献综述………………………………………………………….8.第一章设计基本资料……………………………………………13第二章结构布置及计算简图……………………………………15§2.1结构布置及梁、柱截面尺寸的初选…………………15 §2.1.1梁柱截面尺寸初选…………………………….15§2.1.2结构布置……………………………………….17§2.2框架计算简图……………………………………………18§2.3框架梁柱的线刚度计算………………………………..18§2.3.1横梁线刚度计算……………………………….18§2.3.2柱的线刚度计算……………………………….19第一章重力荷载代表值的计算…………………………………20§3.1荷载计算………………………………………………..20§3.1.1屋面及楼面恒荷载计算……………………….20§3.1.2屋面及楼面活荷载计算……………………….21§3.1.3梁、柱、墙、门窗重力荷载计算…………….22第二章横向框架梁柱的线平均刚度及框架侧移刚度计算……24§4.1梁柱的线平均刚度比……………………………………24§4.2横向框架的侧移刚度……………………………………25§4.3竖向荷载作用下内力计算…………………………………26第三章横向水平荷载作用下的框架内力计算…………………31§5.1水平地震作用下结构各层的总重力荷载代表值计算…31§5.1.1墙自重………………………………………….31§5.1.2梁、柱、墙、板、门窗重力荷载标准值汇总.34§5.1.3集中于各楼层处的重力荷载代表值………36.§5.2水平地震作用下框架内力及侧移计算…………………37§5.2.1横向自振周期计算…………………………….37§5.2.2水平地震作用计算…………………………….38§5.2.3水平地震作用下框架内力计算……………….40第四章竖向荷载作用下的内力计算……………………………46§6.1框架结构的荷载计算…………………………………..46§6.1.1板的荷载与配筋计算………………………….46§6.2荷载作用下的框架内力计算……………………………51§6.2.1恒、活荷载作用下框架的弯矩计算………….51第五章框架结构的内力组合……………………………………62§7.1框架结构梁内力组合…………………………………..62§7.2框架结构柱内力组合…………………………………..63§7.2.1框架结构柱的内力组合……………………….64第六章框架柱截面配筋计算……………………………………67§8.1框架梁截面设计………………………………………..67§8.1.1框架梁正截面设计…………………………….67§8.1.2框架梁斜截面设计…………………………….71§8.2框架柱截面设计………………………………………..76 §8.2.1框架柱正截面设计…………………………….76§8.2.2框架柱斜截面设计…………………………….80第一章楼梯计算…………………………………………………87§9.1设计参数…………………………………………………88§9.2楼梯板计算……………………………………………..88§9.3平台板计算……………………………………………..88§9.4平台梁计算……………………………………………..90第二章基础计算…………………………………………………90§10.1设计资料……………………………………………….90§10.2柱独立基础设计……………………………………….91§10.2.1初步确定基础底面设计…………………….92§10.2.2地基承载力计算…………………………….92§10.2.3冲切计算…………………………………….92§10.2.3配筋计算…………………………………….93§10.3柱联合基础设计……………………………………….95§10.3.1初步确定基础底面设计…………………….95§10.3.2地基承载力计算…………………………….95§10.3.3冲切计算…………………………………….95§10.3.3配筋计算…………………………………….95英文及译文……………………………………………………….97致谢……………………………………………………………….104参考文献………………………………………………………….105文献综述 纵观人类文明史,土木工程建设在和自然斗争中不断地前进和发展。在我国的现代化建设中,土木工程业越来越成为国民经济发展的支柱产业。同时,随着社会和科技的发展,建筑物的规模、功能、造型和相应的建筑技术越来越大型化、复杂化和多样化,所采用的新材料、新设备、新的结构技术和施工技术日新月异,节能技术、信息控制技术、生态技术等日益与建筑相结合,建筑业和建筑物本身正在成为许多新技术的复合载体。而超高层和超大跨度建筑、特大跨度桥梁及作为大型复杂结构核心的现代结构技术则成为代表一个国家建筑科学技术发展水平的重要标志。所有这一切都说明在土木工程中越来越体现了技术与创新的作用,谁能在世纪之交把握住土木工程学科的发展趋势。谁就能在知识经济时代开创土木工程学科的新纪元。一、土木工程的概念土木工程是建造各类工程设施的科学技术的总称,它既指工程建设的对象,即建在地上、地下、水中的各类工程设施,也指所应用的材料、设备和所进行的勘测设计、施工、保养、维修等技术。它是最古老的工程科学,与人类的发展和生存息息相关。土木工程领域涵盖了工程力学、结构工程、工程施工、工程管理、市政工程、防灾减灾与防护工程、岩土工程、桥梁工程等学科,不仅涉及工程学科,还与经济学、人文社科、管理学科交叉。建造工程设施的物质基础是土地、建筑材料、建筑设备和施工机具。借助于这些物质条件,经济而便捷地满足人们使用要求和审美要求,又能安全承受各种荷载的工程设施,是土木工程学科的出发点和归宿。土木工程本身具有四个基本特征:(1)综合性;(2)社会性;(3)实践性;(4)技术,经济,建筑艺术的统一性。“材料,施工,理论”是土木工程的三要素。正是这三要素的相互影响和促进,才有了土木工程的不段发展,而其中又以材料最为关键。砖瓦的出现使得古代的土木工程发生了第一次飞跃;十九世纪中叶,钢材和钢筋混凝土在建筑营造中应用则使近代土木工程发生了革命性的变化,实现了第二次飞跃;至二十世纪中叶,预应力混凝土的发明和广泛使用则是土木工程的第三次飞跃,标志着现代土木工程的开始。二、土木工程的主要结构土木工程的主要结构有钢结构和混凝土结构。钢结构是由钢筋构件制成的工程结构。构件之间用焊接,螺栓或铆钉连接,与其他结构形式诸如钢筋混凝土结构,木结构和砖瓦结构相比,钢结构在结构形式,构建计算方面,连接的计算与构件处理方面等都有显著的特点。钢结构内在的特征是由其原材料及加工过程决定的。钢结构的特点有:1、强度高,重量轻。与其他材料相比强度要高得多。在同样的荷载条件下,钢结构构件截面小,自重轻,构件重量轻也利于运输和安装。2、材质均匀,可靠性高。钢结构在冶炼和轧制过程中,质量得到严格控制,材质波动范围小。材质组织均匀,接近于各向同性,其实际工作性能与构件计算理论符合较好,所以其可靠性较高。3、塑性韧性好。建筑工程中钢结构所选用的钢材是有很好的塑性,在拉力作用下,应力— 应变曲线有明显的屈服点和一段屈服平台,然后进入强化阶段。结构在一般工作条件下,不会因为超载而突然断裂。构件采用制造,采用机械化程度高的专业化生产有严格的工艺要求,制造精确度高,周期短。 钢结构以其优越的性能在高层超高层建筑中担当着重要的角色,至1998年,我国已建成的300米以上的建筑有3座,其中2座为钢架加筋混凝土或劲性混凝土核心的结构。  利用水泥掺以极配合理的粗细骨料,加水拌合并浇注在模型之中,经硬化后就可以得到人们需要的各种形状的人工石料——混凝土。它的抗压能力较强但抗拉能力较弱,为了克服这个缺陷,人们就自然的想到利用抗拉强度很高的钢筋来弥补。混凝土的优点:1、可以就地取材2、耐久性好3、耐火学好4、整体性强5、可模型好。三、建筑结构类型建筑结构主要有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构。框架结构是指以钢筋混凝土浇捣成承重梁柱,再用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、浮石、蛭石、陶烂等轻质板材隔墙分户装配成而的住宅。适合大规模工业化施工,效率较高,工程质量较好。  框架结构由梁柱构成,构件截面较小,因此框架结构的承载力和刚度都较低,它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁,楼层越高,水平位移越慢,高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力,这时,现浇楼面也作为梁共同工作的,装配整体式楼面的作用则不考虑,框架结构的墙体是填充墙,起围护和分隔作用,框架结构的特点是能为建筑提供灵活的使用空间,但抗震性能差。剪力墙结构是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱,能承担各类荷载引起的内力,并能有效控制结构的水平力。钢筋混凝土墙板能承受竖向和水平力,它的刚度很大,空间整体性好,房间内不外露梁、柱楞角,便于室内布置,方便使用。剪力墙结构形式是高层住宅采用最为广泛的一种结构形式。框架剪力墙结构与框架结构的主要区别就是多了剪力墙,框架结构的竖向刚度不强,高层或超高层的框架结构建筑更是如此!为了解决这个问题故使用剪力墙。框架- 剪力墙结构,又称为框剪结构,它是框架结构和剪力墙结构两种体系的结合,吸取了各自的长处,既能为建筑平面布置提供较大的使用空间,又具有良好的抗侧力性能。框剪结构中的剪力墙可以单独设置,也可以利用电梯井、楼梯间、管道井等墙体。因此,这种结构已被广泛地应用于各类房屋建筑。框剪结构的变形是剪弯型。众所周知,框架结构的变形是剪切型,上部层间相对变形小,下部层间相对变形大。剪力墙结构的变形为弯曲型,上部层间相对变形大,下部层间相对变形小。对于框剪结构,由于两种结构协同工作变形协调,形成了弯剪变形,从而减小了结砍的层间相对位移比和顶点位移比,使结构的侧向刚度得到了提高。水平荷载主要由剪力墙来承受。从受力特点看,由于框剪结构中的剪力墙侧向刚度比框架的侧向刚度大得多,在水平荷载作用下,一般情况下,约80%以上用剪力墙来承担。因此,使框架结构在水平荷载作用下所分配的楼层剪力,沿高度分布比较均匀,各层梁柱的弯矩比较接近,有利于减小梁柱规格,便于施工。筒体结构由框架-剪力墙结构与全剪力墙结构综合演变和发展而来。筒体结构是将剪力墙或密柱框架集中到房屋的内部和外围而形成的空间封闭式的筒体。其特点是剪力墙集中而获得较大的自由分割空间,多用于写字楼建筑。四、土木工程的发展现状我国的土木工程建设从20世纪50年代起一直没有停过,且发展很快,尤其在近年来,发展极为迅猛,几乎整个中国成了一个大的建设工地。新的高楼大厦、展览中心、铁路、公路、桥梁、港口航道及大型水利工程在祖国各地如雨后春笋般地涌现,新结构、新材料、新技术大力研究、开发和应用。发展之快,数量之巨,令世界各国惊叹不已。截止2006年底,我国铁路运营路程已达7.71万公里,居世界第3位,亚洲之首。到2010年年底,中国铁路营运里程将超过9万公里。铁路朝着城市轻轨和地铁两方而发展。同时,我国也在积极建造高速铁路,武汉至广州的高速铁路运营时间仅需4小时。此外,磁悬浮列车也在发展。桥梁工程也取得了惊人的成就,伴随着桥梁类型的不断翻新,主跨跨度一再突破。杨浦大桥、南浦大桥、芜湖长江大桥、南京长江二桥等大跨桥梁的建成都标志着我国的大跨结构达到了一个新的水平,己跨入世界水平先进行列。目前,我国己建成千米以上大桥3座、800m以上大桥8座、600m以上大桥15座、400m以上大桥40座,重庆万县单孔跨度达420m的钢筋混凝上拱桥更引起世界同行的莫大兴趣。在水利建设方面,50年间全国兴建大中小水库8.6万座,水库总蓄水量4580亿立方米。建设和整修大江大河堤防25万公里,目前防洪工程发挥的经济效益达7000多亿元。在大坝建设方面,我国先后建成了青海龙羊峡大坝、贵州鸟江渡大坝、四川二滩大坝等水利工程。 五、土木工程的发展趋势(一)高性能材料的发展钢材将朝着高强、具有良好的塑性、韧性和可焊性方向发展。日本、美国、俄罗斯等国家已经把屈服点为700N/mm2以上的钢材列人了规范;如何合理利用高强度钢也是一个重要的研究课题。高性能混凝土及其它复合材料也将向着轻质、高强、良好的韧性和工作性方面发展。(二)计算机应用随着计算机的应用普及和结构计算理论日益完善,计算结果将更能反映实际情况,从而更能充分发挥材料的性能并保证结构的安全。人们将会设计出更为优化的方案进行土木工程建设,以缩短工期、提高经济效益。(三)环境工程环境问题特别是气候变异的影响将越来越受到重视,土木工程与环境工程融为一体。城市综合症、海水上升、水污染、沙漠化等问题与人类的生存发展密切相关,又无一不与土木工程有关。较大工程建成后对环境的影响乃至建设过程中的振动、噪声等都将成为土木工程师必须考虑的问题。(四)建筑工业化建筑长期以来停留在以手工操作为主的小生产方式上。解放后大规模的经济建设推动了建筑业机械化的进程,特别是在重点工程建设和大城市中有一定程度的发展,但是总的来说落后于其他工业部门,所以建筑业的工业化是我国建筑业发展的必然趋势。要正确理解建筑产品标准化和多样化的关系,尽量实现标准化生产;要建立适应社会化大生产方式的科学管理体制,采用专业化、联合化、区域化的施工组织形式,同时还要不断推进新材料、新工艺的使用。(五)空间站、海底建筑、地下建筑早在1984年,美籍华裔林铜柱博士就提出了一个大胆的设想,即在月球上利用它上面的岩石生产水泥并预制混凝土构件来组装太空试验站。这也表明土木工程的活动场所在不久的将来可能超出地球的范围。随着地上空间的减少,人类把注意力也越来越多地转移到地下空间,21世纪的土木工程将包括海底的世界。实际上东京地铁已达地下三层:除在青函海底隧道的中部设置了车站外,还建设了博物馆。(六)结构形式计算理论和计算手段的进步以及新材料新工艺的出现,为结构形式的革新提供了有利条件。空间结构将得到更广泛的应用,不同受力形式的结构融为一体,结构形式将更趋于合理和安全。(七)新能源和能源多极化能源问题是当前世界各国极为关注的问题,寻找新的替代能源和能源多极化的要求是21世纪人类必须解决的重大课题。这也对土木工程提出了新的要求,应当予以足够的重视。  此外,由于我国是一个发展中国家,经济还不发达,基础设施还远远不能满足人民生活和国民经济可持续发展的要求,所以在基本建设方面还有许多工作要做。并且在土木工程的各项专业活动中,都应考虑可持续发展。这些专业活动包括:建筑物、公路、铁路、桥梁、机场等工程的建设,海洋、水、能源的利用以及废弃物的处理等。结构计算书第一章设计基本资料§1.1初步设计资料一.工程名称:马鞍山星光学校办公楼建筑结构设计二.工程概况:建筑6000㎡,建筑总高度21.6m,大楼为六层三.现对风向:基本风压0.45四.雨雪条件:雪荷载0.35五.水文资料:经勘测发现地下水稳定水位距地坪-6m以下六.地质条件:1.地震烈度:本工程地震烈度为7度2.地质资料:土层深度由自然地坪算起,建筑场地类别:Ⅱ类场地土见表1-1表一:建筑地层一览表(标准值)序号岩土分类土层深度厚度范围地基承载力桩端阻力桩周摩擦力 1杂填土0-0.50.52粉土0.5-1.51.0178900133中砂1.5-2.51.02202100244砾砂2.5-6.54.03102400305圆砾6.5-12.56.0500350060七.材料使用:1.混凝土:梁柱板均采用C30混凝土2.钢筋:纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB335,其余采用热轧钢筋HPB2353.墙体:a.外纵墙采用240厚灰沙砖(18),一侧墙体为水刷石墙面(0.5),一侧为20厚抹灰(17)b.内隔墙采用240厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块(5.5),两侧贴瓷砖(0.5)c.卫生间隔墙采用100厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块(5.5),两侧贴瓷砖(0.5)4.窗:绝采用铝合金玻璃窗(0.35)5.门:除大门为玻璃门(0.45),办公室均为木门(0.2)八.建筑使用要求本建筑为六层,建筑面积6000㎡左右,主要为办公使用。需要设计的功能场所及房间有办公室,多功能厅,大会议室,小会议室另设楼梯2座,其他辅助用房自设。§1.2结构选型一.结构体系选型:采用钢筋混凝土现浇框架结构体系二.屋面结构:采用现浇混凝土肋型屋盖,刚柔性结合的屋面。三.楼面结构:采用现浇混凝土肋型楼盖,板厚120mm四.楼梯结构:采用钢筋混凝土板式楼梯 第2章结构布置及计算简图§2.1结构布置及梁,柱截面尺寸的初选§2.1.1梁柱截面尺寸初选主体结构共6层,层高为3.6m,内外墙的做法:内外墙均砌240厚空心砌块砖,门窗详见门窗表,楼层屋盖均为现浇钢筋砼结构。板厚取120mm:一.梁截面尺寸的估算:1.AB,CD跨⑴主梁:L=7800㎜,取700㎜,取300㎜故框架横纵梁的截面尺寸为b×h=300㎜×700㎜(2).次梁:L=6400㎜及4500mm,取6400mm计算,取750mm,取300mm 故框架横纵梁的截面尺寸为b×h=300㎜×750㎜2.BC跨⑴主梁:L=2400㎜,取500mm,取250mm故框架横纵梁的截面尺寸为b×h=250㎜×500㎜层数混凝土强度等级横梁(b×h)纵梁(b×h)次梁(b×h)AB,CD跨BC跨1~6C30300×700250×500300×750250×500300×750250×500二.柱截面尺寸的估算框架柱截面尺寸根据柱的轴压比限制,按下式计算:⑴.柱组合的轴压比设计值按照公式1-1计算:(1-1)式中::为考虑地震作用组合后柱轴力压力增大系数,边柱取1.3,等跨内柱取1.2,不等跨取1.25;:为按照简支状态计算柱的负荷面积;:为折算后在单位面积上的重力荷载代表值,近似取14KN/;:为验算截面以上楼层层数;⑵.框架柱验算(1-2)由计算简图2-1可知边柱和中柱的负载面积可知:中柱:(4.5+6.4)/2×(7.8+2.4)/2=5.45×5.1㎡边柱:(6.4+6.4)/2×(2.4)/2=6.4×1.2㎡边柱:中柱:根据上述计算结果,并综合考虑其他因素,取柱截面为正方形,初步估计柱的尺寸为600㎜×600㎜=360000>,为计算简便中柱和边柱的尺寸相同,均为600㎜×600㎜。故初选柱的尺寸为600㎜×600㎜; 图2-1边柱和中柱的负荷面积简图§2.1.2结构布置注:梁的尺寸:L1=300㎜×600㎜L2=250㎜×500㎜边柱、内柱的尺寸均为:600㎜×600㎜图2-2结构平面布置图§2.2框架结构的计算简图 图2-3框架结构梁,柱尺寸注:室内外高差0.45m,基础埋深0.5m,则底层计算高度h=0.45+0.5+3.6=4.55m§2.3框架梁柱的线刚度计算框架梁柱的相对线刚度如图2-4所示,作为计算各节点弯矩分配的依据。在框架结构中,现浇楼板的可以作为梁的有效翼缘,增大梁的有效翼缘,增大梁的有效线刚度,减少框架的侧移。为考虑这一有利作用,在计算梁的截面惯性矩的时候,对边框架取对于中框架取(为梁的截面惯性矩)梁采用C30混凝土,§2.31横梁线刚度计算AB及CD跨梁:BC跨梁:§2.31柱的线刚度计算二~六层:底层: 令二~六层,则其余各杆柱的相对线刚度为:底层:由此可知框架相对线刚度如图2-4所示:图2-4框架梁柱的相对线刚度 第3章重力荷载代表值的计算§3.1荷载计算§3.11屋面及楼面恒荷载计算一.屋面水层(刚性)30厚C20细石混凝土1.0KN/㎡找平层(柔性)三毡四油油铺小石子0.4KN/㎡找平层:15厚水泥砂浆0.015m×20=0.3KN/㎡找坡层:40厚水泥石灰砂浆3‰找平0.04m×14=0.56KN/㎡保温层:80厚矿渣水泥0.08m×14.5=1.16KN/㎡结构层:120厚现浇钢筋混凝土板0.12m×25=3.0KN/㎡抹灰层:10厚混合砂浆0.01m×17=0.17KN/㎡合计6.59KN/㎡二.各层走廊楼面:水磨石楼面:10㎜面层20㎜水泥砂浆打底0.65KN/㎡素水泥砂浆结合层一道结构层:100厚现浇钢筋混凝土板0.12m×25=3.0KN/㎡抹灰层:10厚混合砂浆0.01m×17=0.17KN/㎡合计:3.82KN/㎡三.标准层楼面:大理石楼面大理石面层,水泥砂浆擦缝30厚1:3干硬性水泥砂浆面上撒2厚素水泥 1.16KN/㎡水泥浆结合层一道结构层:100厚现浇钢筋混凝土板0.12m×25=3.0KN/㎡抹灰层:10厚混合砂浆0.01m×17=0.17KN/㎡合计:4.33KN/㎡四.楼梯,水泥砂浆楼面构造层:0.5KN/㎡结构层:100厚现浇钢筋混凝土板0.12m×25=3.0KN/㎡抹灰层:10厚混合砂浆0.01m×17=0.17KN/㎡合计:3.67KN/㎡§3.1.2.屋面及楼面活荷载计算一.根据《荷载规范》查得:不上人屋面:0.5KN/㎡楼面:2.0KN/㎡(办公楼)走廊:2.5KN/㎡二.雪荷载Sk=1.0×0.35KN/㎡=0.35KN/㎡屋面活荷载与雪荷载不同时考虑,两者取大者.§3.1.3.梁、柱、墙、门窗重力荷载的计算一.梁自重:1.边横梁:b×h=300㎜×700㎜梁自重:2.5×0.3m×(0.7m-0.12m)=4.35KN/m抹灰层10厚混合砂浆: 0.01m×[(0.7m-0.12m)×2+0.25m]×17=0.240KN/m合计:4.59KN/m2.中横梁:b×h=250mm×500mm梁自重:25×0.25m×(0.5m-0.12m)=2.375KN/m抹灰层10厚混合砂浆0.01m×[(0.5m-0.12m)×2+0.25m]×17=0.1717KN/m合计:2.547KN/m3.次梁:b×h=300mm×750mm梁自重:25×0.30m×(0.75m-0.12m)=4.725KN/m抹灰层10厚混合砂浆0.01m×[(0.75m-0.12m)×2+0.30m]×17=0.2652KN/m合计:4.990KN/m4.基础梁:b×h=250㎜×500㎜梁自重:25×0.25m×0.5m=3.125KN/m二.柱自重:1.柱:b×h=600mm×600mm柱自重:25×0.6m×0.6m=9KN/抹灰层10厚混合砂浆:0.01m×0.6m×4×17=0.408KN/m合计:9.408KN/m三.外纵墙自重:标准层纵墙:0.78m×0.24m×18=3.370KN/m铝合金窗:0.45KN/㎡×2.0m=0.9KN/m水刷石外墙面:(3.6m-2.0m)×0.5KN/㎡=0.75KN/m水泥粉刷那墙面:(3.6m-2.0m)×0.36KN/㎡=0.54KN/m 合计:5.56KN/m首层:纵墙(4.55m-2.0m-0.6m-0.4m)×0.24m×18=5.616KN/m铝合金窗:0.45KN/㎡×2.0m=0.9KN/m水刷石外墙面:(3.6m-2.0m)×0.5KN/㎡=0.75KN/m石灰粗沙刷那墙面:(3.6m-2.0m)×0.36KN/㎡=0.54KN/m合计:7.892KN/m四.内墙自重:标准层纵墙:(3.6m-0.45m-0.4m)×0.24m×18=11.88KN/m铝合金窗:0.45KN/㎡×0.4m=0.18KN/m水泥粉刷内墙面:(3.6m-0.45m-0.4m)×0.36KN/㎡×2=1.98KN/m合计:14.04KN/m首层:纵墙:(4.55m-0.45m-0.4m)×0.24m×18=15.984KN/m水泥粉刷内墙面:(4.55m-0.45m-0.4m)×0.36KN/㎡×2=1.332KN/m铝合金窗:0.45KN/㎡×0.4m=0.18KN/m合计:17.496KN/m五.内隔墙自重:标准层:内隔墙:(3.6m-0.7m)×0.24m×9.6=6.682KN/m水泥粉刷内墙面:(3.6m-0.7m)×0.36KN/㎡×2=2.088KN/m合计:8.77KN/m首层:内隔墙:(4.55m-1.1m)×0.24m×9.6=8.28KN/m水泥粉刷内墙面:(4.55m-1.1m)×0.36KN/㎡×2=2.484KN/m 合计:10.764KN/m第4章框架侧移刚度的计算横向框架梁柱的线刚度计算及竖向荷载作用下内力计算§4.1梁柱的线平均刚度比一.首层(4-1)(4-2)由公式(4-1)、(4-2)可求梁柱线刚度为:1.B,C柱线刚度为:2.A,D柱线刚度为:二.标准层:(4-3)(4-4)由公式(4-3)、(4-4)可求梁柱线刚度为:1.B,C梁柱的线刚度为: 1.A,D梁柱的线刚度为:故横向框架的侧移刚度见表4-1,4-2表4-1横向框架首层D值构件名称D值(KN/M)数量D(KN/M)A柱18158.9661018158.966B柱24101.9011024101.901C柱24101.9011024101.901D柱18158.9661018158.966845217.34表4-2横向框架2~5层D值构件名称D值(KN/M)数量D(KN/M)A柱18000.0001018000.000B柱32333.3331032333.333C柱32333.3331032333.333D柱18000.0001018000.0001006866.66§4.2竖向荷载作用下内力计算4.21框架结构荷载计算板传荷载计算,计算单元见下图所示:由于楼板为整体现浇,沿四角点45度线将区格分为小块,每板上荷载传与相邻梁,板传至梁上三角形或梯形荷载等效为均布荷载。 一,AB(CD)轴间框架梁屋面板传荷载楼面板传荷载 A~B(C~D)轴间框架梁均布荷载为屋面梁恒载=主梁自重+均布荷载=楼面梁恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=A~B(C~D)轴间框架梁集中荷载间距①4.5m跨②6.4m跨①屋面梁恒载=次梁自重+均布荷载活载楼面梁恒载=次梁自重+板传荷载活载②屋面梁恒载=次梁自重+均布荷载活载楼面梁恒载=次梁自重+板传荷载活载二B~C轴间框架梁屋面板传荷载楼面板传荷载B~C轴间框架梁均布荷载为屋面梁恒载=次梁自重+均布荷载楼面梁恒载=次梁自重+板传荷载 三A,D轴柱纵向集中荷载计算顶层柱女儿墙自重:(做法:墙高500mm,100mm混凝土压顶)顶层柱恒载=女儿墙+梁自重+板传荷载顶层柱活载=板传荷载标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载标准层柱活载=板传荷载基础顶面荷载=底层外纵墙自重+基础自重B,C柱纵向集中力计算顶层柱恒载=梁自重+板传荷载顶层柱活载=板传荷载标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载标准层柱活载=板传荷载基础顶面荷载=底层外纵墙自重+基础自重③框架柱自重 柱自重:荷载作用下框架受荷简图如图所示 竖向受荷总图1图中各值单位为KN2图中数值均为标准值3图中括号数值为活荷载第5章横向水平作用下荷载作用下框架内力和侧移计算§5.1水平地震作用下结构各层的总重力荷载代表值计算§5.1.1.墙自重外纵墙:采用240厚灰砂砖18KN/m3,一侧水刷石墙面0.5KN/m3,另一侧为20mm厚的抹灰(17KN/m3),则墙面单位面积的重力荷载为:一.首层1.A轴线上的纵墙面积:2.D轴线上纵墙的面积:3.1轴线上的纵墙面积:4.10轴线上的横墙面积:合计:134.86+130.66+55.44+57.75㎡=378.71则底层外墙自重为:5.16×378.71=1954.14KN二.标准层:1.A轴线上的纵墙面积: 2.D轴线上纵墙的面积:3.1轴线上的横墙面积:4.10轴线上纵墙的面积:合计:84.66+84.66+41.76+45.24㎡=256.32则标准层外墙自重为:5.16×256.32=1322.61KN内隔墙:采用200厚蒸压加气砼砌块(5.5KN/m3),两侧均为20mm厚抹灰,墙面单位面积荷载为:一.首层:1.B轴线上的横墙面积:2.C轴线上横墙的面积:3.A~D轴线上横墙的面积:合计:177.34+146.16+271.66=595.16则底层内隔墙自重为:1.78×595.16=1059.38KN二.标准层:1.B轴线上的横墙面积:2.C轴线上横墙的面积: 3.A~D轴线上横墙的面积:合计:131.36+107.59+204.62=443.57则标准层内隔墙自重为:1.78×443.57=789.55KN卫生间隔墙:采用200厚蒸压粉煤灰加气砼砌块(5.5KN/m3),两侧均为20mm厚抹灰,墙面单位面积重力荷载为为:底层:——————————————————————————————则底层卫生间隔墙自重为:1.6×27.06=48.17KN2.标准层:——————————————————————————————则标准层卫生间隔墙自重为:1.6×20.79=37.00KN女儿墙自重:采用240厚加气砼砌块(5.5KN/m3),两侧均为200mm厚抹灰,墙高500mm,墙面单位面积重力荷载为为:顶层女儿墙:——————————————————————————————则女儿墙自重:2.0×72.0=144.0KN§5.1.2梁,柱,墙,板,门窗重力荷载标准值汇总一.梁重力荷载标准值汇总表:表5-1梁重力荷载标准值汇总 构件层次b/mh/mg/KNLi/mGi×LinGi/KN横梁边横梁10.30.74.597.835.8010358.00边横梁20.30.74.597.835.8010358.00走道梁首层·0.250.52.552.46.121061.2标准层0.250.52.552.46.121061.2次梁首层0.250.52.554.511.48445.920.30.754.996.431.9414447.16标准层0.250.52.554.511.48445.920.30.754.996.431.9414447.16纵梁首层0.250.52.554.511.48891.840.30.754.996.431.9428894.32标准层0.250.52.554.511.48891.840.30.754.996.431.9428894.32二.门重力荷载标准值汇总表:(除大门为玻璃门,办公室为木门)首层:门标号尺寸数量荷载标准值M52.1m×2.1m1个GM5=0.45×2.1×2.1×1=1.98KNM41.0m×2.1m16个GM4=0.2×1.0×2.1×16=6.72KN∑=8.7KN标准层:门标号尺寸数量荷载标准值M41.0m×2.1m16个GM4=0.2×1.0×2.1×16=6.72KN∑=6.72KN顶层:门标号尺寸数量荷载标准值M41.0m×2.1m14个GM4=0.2×1.0×2.1×14=5.88KN∑=5.88KN三.窗自重:均为铝合金窗0.45KN/㎡表5-3窗重力荷载标准值汇总首层:窗标号尺寸数量荷载标准值 C31.6m×2.1m2个GC3=0.45×2.1×1.6×2=3.02KNC42.0m×2.1m30个GC4=0.45×2.0×2.1×30=56.7KNC51.2m×2.1m2个GC5=0.45×1.2×2.1×2=2.16KN∑=61.88KN标准层:窗标号尺寸数量荷载标准值C31.6m×2.1m2个GC3=0.45×2.1×1.6×2=3.02KNC42.0m×2.1m31个GC4=0.45×2.0×2.1×31=58.59KNC51.2m×2.1m2个GC5=0.45×1.2×2.1×2=2.16KN∑=63.88KN§5.1.3集中于各楼层标高处的重力荷载代表值Gi根据《抗震规范》(GB50011—2001)第5.1.3条:顶层的荷载代表值包括:屋面荷载、50%的屋面雪荷载、顶层纵墙框架自重、顶层半层墙柱自重。其它层重力荷载代表值包括:楼面恒载、50%楼面均布荷载、该层纵墙框架横梁自重、该层上下各半层柱及墙体自重。各楼层重力荷载代表值Gi确定如下:首层:梁:G=横梁+次梁+走道梁+纵梁=1270.28KN柱:G=承重柱/2=656.72KN墙:G=外纵墙/2+内隔墙/2+卫生间隔墙/2=1954.14/2+1059.38/2+48.17/2=1530.85KN板:3840.72KN门:G=8.70KN窗:G=61.88KN可变荷载:G=2×1006.4=2012.8KN∑=1270.28+656.72+1530.85+8.7+61.88+3840.72+2012.8=9381.95KN合计:∑=9381.95KN标准层:梁:G=横梁+次梁+走道梁=358.0+358.0+45.92+447.16+61.2=1270.28KN柱:G=承重柱=9.408×3.6×40=1356.26KN墙:G=外纵墙/2+内隔墙/2+卫生间隔墙/2 =1322.61+789.55+37.00=2149.16KN板:G=3308.42KN门:G=6.72KN窗:G=63.88KN∑=1270.28+1356.26+2149.16+3308.42+6.72+63.88=8163.72KN可变荷载:G=0.5×2.0×1006.4=1006.4KN合计:∑=8163.72+1006.4=9170.12KN顶层:梁:G=横梁+次梁+走道梁=358.00+358.00+45.92+447.16+61.2=1270.28KN柱:G=承重柱/2=656.72KN墙:G=外纵墙/2+内隔墙/2+卫生间隔墙/2+女儿墙=1322.61/2+789.55/2+37/2+144=1218.59KN板:G=18×54×6.59=6405.48KN门:G=6.88KN窗:G=63.88KN雪荷载:0.35KN×54×18=340.2KN顶层重力荷载代表值为:∑=1270.28+656.72+1218.59+6405.48+5.88+63.88+340.2×0.5=9790.93KN合计:∑=9790.93KN§5.2水平地震作用下框架内力合侧移的计算§5.2.1横向自振周期1.质点重力荷载见图5-1: 图5-1结构质点重力荷载(单位:KN)2.水平地震力作用下框架的侧移验算按顶点位移法计算框架的自振周期顶点位移法是求结构基本频率的一种近似方法。将结构按质量分布情况简化为无限质点的悬臂直杆,导出以直杆顶点位移表示的基频公式。这样,只要求出结构的顶点水平位移,就可以按下式求得结构的基本周期:结构顶点假想位移可以由下列公式计算,计算过程,如表5-4:(5-1)(5-2)(5-3)(5-4)式中::基本周期调整系数。考虑填充墙对框架自振周期影响的折减系数,框架结构取0.6—0.7,该框架取0.7。:框架结构的顶点假想位移。在未求出框架的周期前,无法求出框架的地震力及位移,是将框架的重力荷载视为水平作用力,求得的假想框架顶点位移。然后由求出,再用求出框架结构的底部剪力。进而求出框架各层剪力和结构真正的位移。:第i层第j跟柱的抗侧移刚度;表5-4结构顶点的假想侧移计算层次(KN)69790.9321.62540400.0390.217459170.12182540400.0360.194449170.1214.42540400.0360.181339170.1210.82540400.0360.165729170.127.22540400.0360.147819381.953.62540400.0400.1327按公式(5-4)计算基本周期T,其中Ut量纲为m,取3.横向地震作用计算 根据《建筑设计抗震规范》(GB50011—2001)第5.1.2条规定,对于高度不超过40米,以剪切变形为主,且质量和刚度沿着高度方向分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可以采用底部剪力法等简化方法计算抗震作用。因此本框架采用底部剪力法计算抗震作用。在Ⅱ类场地,8度设防区,设计地震分组为第二组情况下,由《建筑设计抗震规范》(GB50011—2001)表5.1.4—1和表5.1.4—2可查得:结构的特征周期和水平地震影响系数最大值(7度,多遇地震作用)为:=0.35s=0.08(1).结构总水平地震作用标准计算:(5-5)(5-6)(5-7)式中::结构基本自振周期的水平地震影响系数值;:结构等效总重力荷载,多质点可取总重力荷载代表值的85%;:顶部附加水平地震作用;:顶部附加地震作用系数;:结构总水平地震作用标准值;:分别为质点i,j的计算高度;对于多质点体系,结构底部纵向水平地震作用标准值:各质点的水平地震作用按公式(5-6)计算:将,,代入式:各楼层地震剪力按:计算:各质点横向水平地震作用,各楼层地震剪力及楼层间位移计算表表5-5 各质点横向水平地震作用,各楼层地震剪力及楼层间位移计算表层次()(KN)(m)69790.9321.6211484.08707433.14751.82751.822540400.003059170.1218165062.16707433.14586.421338.242540400.005349170.1214.4132049.72707433.14467.571805.812540400.007139170.1210.899037.30707433.14352.252158.062540400.008529170.127.266024.86707433.14234.842392.92540400.009419381.953.633775.02707433.14120.132513.032540400.0102最大位移发生在第一层,其楼层最大位移与楼层高之比:,小于《建筑设计抗震规范》(GB50011—2001)第5.5.1条规定的位移极限值[]=1/550满足位移要求§5.2.3.水平地震作用下框架内力计算一.框架第Ⅰ层J柱分配盗的剪力Vij以及该柱上,下端的弯矩和分别按下列各式计算:(5-8)(5-9)(5-10)(5-11)其中,为标准反弯点高度比,可由查表得。本设计中,底层柱只需考虑修正值;第二层柱需考虑修正值,其余各柱均无修正,具体计算过程及结果见表5-7,表5-8。表5-6所查反弯点高度比表摘要njK0.40.50.60.70.80.91.02.060.200.250.300.300.300.350.350.40 650.300.350.350.400.400.400.400.4540.400.400.450.450.450.450.450.5030.500.500.500.500.500.500.500.5020.600.600.600.600.600.600.600.6010.750.750.700.700.650.650.650.65从上表可得各层反弯点高度比y,由于K值界于二者之间,则可以由插值取值。二.框架柱剪力和柱端弯矩计算采用D值法,计算过程见下表5-7表5-7框架柱K值和y值表层B柱C柱D柱E柱kykykyKY60.4090.1571.1320.3041.1320.3040.4090.15750.4090.2051.1320.3571.1320.3570.4090.20540.4090.3051.1320.4071.1320.4070.4090.30530.4090.4001.1320.4571.1320.4570.4090.40020.4090.5001.1320.5001.1320.5000.4090.50010.5510.7251.5260.6371.5260.6370.5510.725表5-8各层中柱B(C)柱端弯矩及剪力计算层次Y63.6751.82254040764223.50.4090.15754.523.453.61338.24254040764246.70.4090.20580.952.643.61805.81254040764259.70.4090.30597.679.533.62158.06254040764271.40.4090.400109110.623.62392.9254040764282.40.4090.500121.4117.614.552513.03352600895189.40.5510.725127.5124.3续表5-8各层边柱A(D)柱端弯矩及剪力计算 层次Y63.6751.82254040302923.50.4090.15740.313.953.61338.24254040302946.70.4090.20561.524.043.61805.81254040302959.70.4090.30567.645.633.62158.06254040302971.40.4090.40072.459.323.62392.9254040302982.40.4090.50075.964.514.552513.03352600605489.40.5510.72583.179.4三.梁端弯矩,剪力及轴力分别按下式计算:(5-12)(5-13)(5-14)(5-15)表5-9活荷载作用下梁端剪力及柱轴力层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱剪力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VCN顶=N底N顶=N底627.540-1.75024.6328.13038.3442.26527.540-1025.3827.38077.4383.95427.540-1.04025.3427.420115.91124.46327.540-0.89025.4127.270154.6165.73227.540-0.82025.4927.340192.79207.81127.540-0.84025.5427.540235.64249.73表5-10恒作用下梁端剪力及柱轴力层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VCN顶N底N顶N底 680.562.0-3.5082.3177.062.0131.52153.79162.86185.175106.32.0-1.39052.28104.922.0329.14349.62365.79389.244106.32.0-1.61052.32104.692.0522.74545.01569.82592.263106.32.0-1.63052.24104.472.0719.16740.69772.14793.152106.32.0-1.72052.29104.292.0913.45942.41975.511001.571106.32.0-3.10052.07103.22.01089.461136.791169.491201.46注:(1)柱轴力中的负号表示拉力,当为地震作用时候,两侧两根柱为拉力,对应的右侧两根柱为压力。(2)表中分别表示节点在左、右梁的弯矩单位为KN.m(3).式中,.分别为节点在左,右梁的线刚度,单位为KN.m(4).N单位为单位为KN,L单位为m,单位为KN图5-4梁端弯矩,剪力计算简图图5-5地震作用下的框架弯矩图 图5-6框架结构梁端剪力,轴力图注:剪力逆时针为“-” 第6章竖向荷载作用下内力计算§6.1框架结构的荷载计算§6.1.1.板传荷载计算本设计采用现浇混凝土单向板,采用C30混凝土一.屋面板的设计1.框架梁板结构平面布置如下图所示,按弹性理论计算板配筋再求各区隔板跨内正弯矩时,按横在均布及棋盘式布置计算,板在力作用下各支座视为固定。屋面板荷载设计值:恒荷载分项系取为1.2;活荷载标分项系数取1.4.于是:恒荷载设计值:g=1.26.59+1.4×2.0×0.5=9.308活荷载设计值:q=1.42.0×0.5=1.4荷载总设计值:g+q=10.708楼梯A1A1A1A1A1A1楼梯A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A2A2A2A2A2A2A3A3A1A1A1A1A1A1A3A3A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1A1①②③④⑤⑥⑦⑧⑨板的平面布置图主梁跨度7800mm,次梁跨度4500mm与6400mm,主梁跨内布置2根次梁,其跨度2600mm,L2/L1=2.46>2,因此按单向板计算,在A3格区,L2/L1=3.46>2,也按单向板设计。计算简图:次梁截面为300mm750mm,现浇板载墙上的支承长度不小于100mm,取板在墙上的支承长度为120mm。按内力重分布设计,板的计算跨度:边跨取中跨因为跨度相差小于10%,可按等跨连续板计算。取1m宽板带作为计算单元,计算简图如图6-1所示: 图6-1板的计算简图3.弯矩设计值查得,板的弯矩系数分别为:边跨:1/11;离端第二支座:-1/11:中跨中:1/16;中间支座:1/14。故1.正截面受弯承载力计算板厚100mm,=120-20=100mm,板宽b=1000mm。C30混凝土,,;HRB335钢筋,。板配筋计算的过程列于表6-2。表6-2板的配筋计算截面1B2C弯矩设计值()5.84-5.844.70-5.370.0300.0300.0330.0380.0300.0300.0340.039轴线①~计算配筋143143162186 ②⑧~⑨实际配筋()计算结果表明:均小于0.35,符合塑性内力重分布的原,此值与,同时此值大于0.2%。符合要求;图6-2走廊板计算简图1.内力计算弯矩设计值:2.承载力计算(1).正截面受弯承载力C30混凝土,,,,纵向钢筋采用HRB400钢,,箍筋采用HRB335钢,。正截面承载力计算过程列于表6-4。经判别跨内截面均属于第一类T形截面。表6-4走廊板正截面受弯承载力计算截面A1B弯矩设计值()-3.544.05-4.050.0250.0280.028 0.0250.0280.028计算配筋120134134实际配筋()计算结果表明:均小于0.35,符合塑性内力重分布的原则;,此值与,同时此值大于0.2%。符合要求;表6-5楼盖板正截面受弯承载力计算截面1B2C弯矩设计值()5.84-5.844.70-5.370.0500.0530.0560.0580.0500.0550.0580.059轴线①~②⑧~⑨计算配筋225233241257实际配筋()二.次梁设计1.计算简图次梁在砖墙上的支承长度为240mm,主梁截面为300mm700mm。计算跨度:取;中跨因跨度相差小于10%,可按等跨连续梁计算。次梁计算简图如图6-2: 内力计算弯矩设计值:剪力设计值:C30混凝土,,,,纵向钢筋采用HRB400钢,,箍筋采用HRB335钢,。正截面承载力计算过程列于表6-4。经判别跨内截面均属于第一类T形截面。续表6-4次梁正截面受弯承载力计算截面1B2C弯矩设计值()76.04-76.0450.61-57.830.00640.0950.00430.0630.00650.10.00440.0652计算配筋309476210310 实际配筋()计算结果表明,均小于0.35,符合塑性内力重分布的设计原则;同时,也大于0.2%,故符合要求。(2)斜截面受剪承载力计算包括:截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配筋率验算。验算截面尺寸:,因为截面尺寸按下式验算:故截面尺寸满足要求。,故各界面应按构造配置腹筋。续表6-4楼盖板次梁正截面受弯承载力计算截面1B2C弯矩设计值()76.04-76.0450.61-57.830.01340.1650.01290.01290.01350.170.01300.0130计算配筋439456410410实际配筋()§6.2荷载作用下的框架内力计算1.横向框架内力计算⑴计算单元 图6-4框架结构计算单元等效荷载2.荷载计算⑴恒载计算A,对于屋盖:在上图中q代表横梁自重,为均布荷载,q=4.59KN/m为纵梁自重及单向板传来屋盖恒载,为中纵梁自重及单向板传来屋盖恒载,计算如下:是由次梁自重及单向板传来屋盖横载:B,对于标准层为纵梁自重及单向板传来屋盖恒载,为中纵梁自重及单向板传来屋盖恒载,计算如下:是由次梁自重及单向板传来屋盖横载:⑵活荷载计算A,对于顶层B,对于标准层3.内力计算 各杆端固端弯矩由均布荷载和集中荷载两部分产生框架线刚度计算弯矩分配计算过程如下图所示,顶层各杆固端弯矩由均布荷载和集中荷载两部分产生 中间层 底层活荷载作用下内力计算顶层 底层 标准层 恒载作用下弯矩图 活载作用下弯矩图层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力ABBCCDABVA=VBBCVB=VCCDVC=VDVAVBVBVCVCVDVAVB左VB右VC左VC右VD6134.727.9213.47-9.59.5009.5-9.5125.2144.227.9227.92144.2125.25154.512.42154.5-0.8140.814000.814-0.814153.7155.312.4212.42155.3153.74154.512.42154.5-0.8140.814000.814-0.814153.7155.312.4212.42155.3153.73154.512.42154.5-0.8140.814000.814-0.814153.7155.312.4212.42155.3153.72154.512.42154.5-0.8140.814000.814-0.814153.7155.312.4212.42155.3153.7112.42-0.8140.81400153.812.42155.3153.8 154.5154.50.814-0.814155.312.42表6-6恒载作用下梁端剪力(kN)层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力ABBCCDABVA=VBBCVB=VCCDVC=VDVAVBVBVCVCVDVAVB左VB右VC左VC右VD68.431.838.43-6.626.62006.62-6.621.8115.051.83.1.8315.051.81539.97.3139.91.1-1.100-1.11.14138.87.317.3138.841439.97.3139.91.1-1.100-1.11.14138.87.317.3138.841339.97.3139.91.1-1.100-1.11.14138.87.317.3138.841239.97.3139.91.1-1.100-1.11.14138.87.317.3138.841139.97.3139.911.434-11.4300-11.4311.4351.3328.477.317.3128.4751.33表6-7活载作用下梁端剪力(kN)表6-7活载作用下梁端剪力及柱轴力(kN)柱轴力层次A柱B柱N顶N底N顶N底6194.1227.94280.5314.35473.94507.81604.5638.34753.8787.7928.5962.431033.71067.51252.61286.421313.51347.41576.61610.511593.41627.31900.61934.4表6-8竖向恒载作用下柱轴力计算(KN)柱轴力 层次A柱B柱N顶N底N顶N底67.017.0425.6825.68568.9568.95110.56110.564130.86130.86195.44195.443192.77192.77280.32280.322254.68254.68365.2365.21327.06327.06450.08450.08表6-9竖向恒载作用下柱轴力计算(KN)第七章框架结构的内力组合§7.1.框架结构梁的内力组合根据《抗震规范》,本方案为三级抗震等级。由于风荷载作用下的组合与考虑地震组合相比,一般较小,对于结果设计不起控制作用,故不予考虑。只考虑以下三种组合形式:一.由可变荷载效应控制的组合:(7-1)二.竖向荷载与水平地震作用下的组合:(7-2)三.由永久荷载效应控制的组合:(7-3)为防止梁在弯曲屈服前发生剪切破坏,即保证“强剪弱弯”截面设计思想,须对有地震作用的组合剪力设计值按(7-4)式进行调整。(7-4)注::为梁的净跨:为梁的重力荷载代表值,按简支梁分析的梁端截面剪力设计值、:分别为梁左右净截面,逆时针或顺时针方向的弯矩设计值:梁端剪力增大系数,对于三级框架取1.1 具体组合过程见表7-1,其中弯矩单位:KN.m剪力单位:KN注:梁中弯矩以下侧受拉为正,梁中建立以向上为正Mab和Mbc分别为AB和BC跨间最大正弯矩。表中恒载、活载两列中的梁端弯矩M为经过调幅后的弯矩(调幅系数取0.8)。表7-1框架梁的内力组合表§7.2.框架结构柱的内力组合§7.2.1框架结构柱的内力组合表7-2框架基本内力组合表位置内力恒载活载地震荷载竖向荷载组合竖向荷载与地震力的组合①②③1.2*①+1.4*②A右M-38.264-31.56840.6-40.6-90.112-12.0776V125.21.817.45-7.45152.774161.011B左M-97.352-72.86416.9-16.9-218.832-138.5708V144.215.057.45-7.45194.11191.755B右M-52.952-27.73638.1-38.1-102.3728-30.654V27.921.8322.95-22.9536.06664.437跨中Mb20.651.2226.48825.512V18.611.2224.0423.064A右M-103.856-81.05658.47-58.47-238.1056-97.2498V153.74110.88-10.88241.84223.184B左M-108.936-74.18431.5-31.5-234.5808-134.2836V155.338.810.88-10.88240.68223.784B右M-35.928-31.673.8-73.8-87.353633.8664V12.427.3155.96-55.9625.13892.038跨中M23.914.8735.5131.614V8.284.8716.75412.858A右M-103.856-81.05674.29-74.29-238.1056-76.6838V153.74113.45-13.45241.84226.525B左M-108.936-71.18446.73-46.73-230.3808-112.6846V155.338.813.45-13.45240.68227.125B右M-35.928-31.6106.75-106.75-87.353676.7014V12.427.3166.36-66.3625.138105.558跨中M23.914.8735.5131.614V8.284.8716.75412.858 A右M-103.856-81.05691.87-91.87-238.1056-53.8298V153.74117.71-17.71241.84232.063B左M-108.936-71.18426.3-26.3-230.3808-139.2436V155.338.817.71-17.71240.68232.663B右M-35.928-31.6136.1-136.1-87.3536114.8564V12.427.3187.27-87.2725.138132.741跨中M23.914.8735.5131.614V8.284.8716.75412.858A右M-103.856-81.056117.4-117.4-238.1056-20.6408V153.74122.62-22.62241.84238.446B左M-108.936-71.18421.92-21.92-230.3808-144.9376V155.338.822.62-22.62240.68239.046B右M-35.928-31.6139.24-139.24-87.3536118.9384V12.427.31111.68-111.6825.138164.474跨中M23.914.8735.5131.614V8.284.8716.75412.858A右M-104.208-145.16895.37-95.37-328.2848-88.1694V153.851.3319.35-19.35256.422240.513B左M-108.328-94.18424.54-24.54-261.8512-154.602V155.228.4719.35-19.35226.098228.477B右M-35.9283-32.592128.74-128.74-88.74276104.69284V12.427.31107.86-107.8625.138159.508跨中M23.914.8735.5131.614V8.284.8716.75412.858表7-2A柱内力组合层次位置内力恒载活载地震荷载竖向荷载组合竖向荷载与地震力的组合①②③1.2*①+1.4*②1.2*(①+0.5*②)+1.3*③6柱顶M47.8319.98-40.340.385.368121.77416.994N131.5238.34-8.48.4211.5191.748169.908柱底M-74.72-38.51-13.913.9-143.578-94.7-130.84N153.71938.34-8.48.4238.1388218.3868196.54685柱顶M74.7238.51-61.561.5143.578192.7232.82N329.1477.43-17.517.5503.37464.176418.676柱底M-74.72-38.51-2424-143.578-81.57-143.97N349.6277.43-17.517.5527.946488.752443.2524柱顶M74.7238.51-67.667.6143.578200.6524.89N522.74115.91-25.325.3789.562729.724663.944柱底M-74.72-38.51-45.645.6-143.578-53.49-172.05N545.01115.91-25.325.3816.286756.448690.668 3柱顶M74.7238.51-72.472.4143.578206.8918.65N719.16154.6-42.942.91079.4321011.522899.982柱底M-74.72-38.51-59.359.3-143.578-35.68-189.86N740.69154.6-42.942.91105.2681037.358925.8182柱顶M74.7238.51-75.975.9143.578211.4414.1N913.45192.79-68.968.91366.0461301.3841122.244柱底M-85.6532.82-64.564.5-56.8320.762-166.938N942.41192.79-68.968.91400.7981336.1361156.9961柱顶M85.6598.46-79.179.1240.624264.68659.026N1089.46235.64-90.790.71637.2481566.6461330.826柱底M-43.33-32.82-92.892.8-97.94448.952-192.328N1136.79235.64-90.790.71694.0441623.4421387.622表7-3B柱内力组合层次位置内力恒载活载地震荷载竖向荷载组合竖向荷载与地震力的组合①②③1.2*①+1.4*②1.2*(①+0.5*②)+1.3*③6柱顶M66.161.6454.4-54.481.688151.0969.656N162.8642.2622.95-22.95254.596250.623190.953柱底M44.911.6423.3-23.356.18885.16624.586N185.1742.2622.95-22.95281.368277.395217.7255柱顶M41.161.6481.7-81.751.688156.586-55.834N365.7983.9522.41-22.41556.478518.451460.185柱底M44.911.6454.7-54.756.188125.986-16.234N389.2483.9522.41-22.41584.618546.591488.3254柱顶M41.161.6497.25-97.2551.688176.801-76.049N569.82124.4647.24-47.24858.028819.872697.048柱底M44.911.6481.6-81.656.188160.956-51.204N592.26124.4647.24-47.24884.956846.8723.9763柱顶M41.161.64114.2-114.251.688198.836-98.084N772.14165.7368.35-68.351158.591114.861937.151柱底M44.911.6491.16-91.1656.188173.384-63.632N793.15165.7368.35-68.351183.8021140.073962.3632柱顶M41.161.64125.3-125.351.688213.266-112.514N975.51207.81139.24-139.241461.5461476.311114.286柱底M17.985.93116.5-116.529.878176.584-126.316N1001.57207.81139.24-139.241492.8181507.5821145.5581柱顶M47.085.9379.25-79.2564.798163.079-42.971N1169.49249.73227.13-227.131753.011848.4951257.957M8.992.97145.4-145.414.946201.59-176.45 柱底N1201.46249.73227.13-227.131791.3741886.8591296.321注:柱中弯矩以左侧受拉为正;柱中轴力以受压为正。第八章框架梁、柱截面配筋计算§8.1框架梁的截面设计§8.1.1横向框架梁的正截面设计第一层:梁内力示意图如下,图中M单位KN*m,V单位为KN混凝土:C30纵向受力筋:HRB335箍筋:HPB235第一层框架梁正截面承载力配筋计算表格控制截面Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-ⅢⅣ-ⅣⅥ-ⅥM()104.208-94.184145.168-108.328136.17()34.334.335.633.933.975.96-69.9594.66-81.51102.270.0300.0410.0320.0350.035 0.0300.0400.0320.0360.0360.5150.5200.5160.5180.518653651647652652选配钢筋420420420420420实配钢筋125612561256125612560.69%0.69%0.68%0.69%0.69%第二层框架梁正截面承载力配筋计算表格控制截面Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-ⅢⅣ-ⅣⅥ-ⅥM()74.72-129.8241.46-136.1744.91()16.1735.633.958.55-129.825.56-136.1710.010.0370.0840.0030.0880.0060.0380.9560.9980.100.0060.9810.9560.9980.9530.9971994521847734选配钢筋420420420420420实配钢筋628125662812566280.47%069%0.43%0.69%0.44%第三层框架梁正截面承载力配筋计算表格控制截面Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-ⅢⅣ-ⅣⅥ-ⅥM()103.856-81.056108.936-71.18444.91()16.1735.633.978.55-59.8285.56-62.1710.010.0370.0840.0030.0880.0060.0380.9560.9980.100.0060.9810.9560.9980.9530.9971994521847734选配钢筋420420420420420实配钢筋62812566281256628 0.47%069%0.43%0.69%0.44%第四层框架梁正截面承载力配筋计算表格控制截面Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-ⅢⅣ-ⅣⅥ-ⅥM()103.856-81.056108.936-71.18444.91()16.1735.633.978.55-59.8285.56-62.1710.010.0370.0840.0030.0880.0060.0380.9560.9980.100.0060.9810.9560.9980.9530.9971994521847734选配钢筋420420420420420实配钢筋628125662812566280.47%069%0.43%0.69%0.44%第五层框架梁正截面承载力配筋计算表格控制截面Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-ⅢⅣ-ⅣⅥ-ⅥM()103.856-81.056108.936-71.18444.91()16.1735.633.978.55-59.8285.56-62.1710.010.0370.0840.0030.0880.0060.0380.9560.9980.100.0060.9810.9560.9980.9530.9971994521847734选配钢筋420420420420420实配钢筋628125662812566280.47%069%0.43%0.69%0.44% 第六层框架梁正截面承载力配筋计算表格控制截面Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-ⅢⅣ-ⅣⅥ-ⅥM()97.325-72.68452.925-27.73624.04()16.1735.68.9738.14-29.829.56-6.174.010.0370.0840.0030.0880.0060.0380.9560.9980.100.0060.9810.9560.9980.9530.9971874261946927选配钢筋420420420420420实配钢筋628125662812566280.47%069%0.43%0.69%0.44%加密区取1.5h=1050mm,取1100mm2横向框架梁斜截面设计第一层为了防止框架梁在延性的弯曲破坏之前出现脆性的剪切破坏。同时考虑地震组合作用。框架梁端剪力值V应做如下调整:式中:V-梁端截面组合的剪力设计值;-梁的净跨;-梁在重力荷载代表值作用下,按简支梁分析的梁端剪力设计值;()。材料选择:采用C30混凝土,;纵向受力钢筋采用;箍筋及其他钢筋(如构造筋)采用。 1、第一层框架梁斜截面设计弯矩值:(单位:)AB跨:顺时针方向;逆时针方向BC跨:顺时针方向逆时针方向计算时取中较大者进行计算。AB跨:=108.328+104.208=212.536(KN)BC跨:=130.112(KN)考虑承载力抗震调整系数调整后的剪力值和组合表中的剪力值比较,取其中剪力较大的进行斜截面计算。第一层框架梁的斜截面配筋计算截面A右B左B右设计剪力153.8155.2166.16130.73131.921430.6调整后剪力238.92238.92198.01203.08203.08168.31368.23368.23238.23选用箍筋50.350.350.32.022.022.38 1.241.241.24实配箍筋间距S2002002002、第二层框架梁斜截面设计弯矩值:(单位:);AB跨:=103.856+108.936=212.792(KN)BC跨:=135.41+130.26=265.67(KN)考虑承载力抗震调整系数第二层框架梁的斜截面配筋计算截面A右B左B右设计剪力153.7155.3248.42130.64132.01210.84调整后剪力238.05238.05238.05202.34202.34165.67368.23368.23368.23选用箍筋50.350.350.32.022.022.691.241.241.24实配箍筋间距S200200200 3、第三层框架梁斜截面设计弯矩值:(单位:);AB跨:=103.856+108.936=212.792(KN)BC跨:=135.41+130.26=265.67(KN)考虑承载力抗震调整系数第三层框架梁的斜截面配筋计算截面A右B左B右设计剪力153.7155.3197.82130.64132.01168.15调整后剪力238.05238.05238.05202.34202.34165.67368.23368.23368.23选用箍筋50.350.350.32.022.022.691.241.241.24实配箍筋间距S2002002004、第四层框架梁斜截面设计弯矩值:(单位:);AB跨:=103.856+108.936=212.792(KN) BC跨:=135.41+130.26=265.67(KN)考虑承载力抗震调整系数第四层框架梁的斜截面配筋计算截面A右B左B右设计剪力153.7155.3140.24130.64132.01119.20调整后剪力238.05238.05238.05202.34202.34165.67368.23368.23368.23选用箍筋50.350.350.32.022.022.691.241.241.24实配箍筋间距S2002002005、第五层框架梁斜截面设计弯矩值:(单位:);AB跨:=103.856+108.936=212.792(KN)BC跨:=135.41+130.26=265.67(KN) 考虑承载力抗震调整系数第五层框架梁的斜截面配筋计算截面A右B左B右设计剪力153.7155.3202.19130.64132.01171.86调整后剪力238.05238.05238.05202.34202.34165.67368.23368.23368.23选用箍筋50.350.350.32.022.022.691.241.241.24实配箍筋间距S2002002006、第六层框架梁斜截面设计弯矩值:(单位:);AB跨:=38.264+97.352=135.616(KN)BC跨:=121.69+66.19=187.88(KN) 考虑承载力抗震调整系数第六层框架梁的斜截面配筋计算截面A右B左B右设计剪力125.2144.2130.45106.42122.57110.88调整后剪力192.31192.31131.04226.65226.65154.16368.23368.23368.23选用箍筋50.350.350.32.022.022.691.241.241.24实配箍筋间距S2002002008.3柱截面设计8.31B柱设计B柱材料采用C30混凝土,;纵向受力钢筋采用;箍筋及其他钢筋(如构造筋)采用。一,轴压比验算抗震等级为一级,框架柱轴压比限制0.7因柱子截面不变,因此各截面轴压比均满足要求。 正截面承载力的计算框架结构的变形能力与框架的破坏机制密切相关,对一般框架结构来说,梁的延性远大于柱,梁先屈服可以在跨中形成塑性铰,从尔使整个框架有较大的内力重分布和能量的消耗。层间位移极限增大,利于抗震。若柱形成了塑性铰,则会伴随产生极大层间位移,平降低结构承受垂直荷载的能力以及可能使结构成为机动体系。所以在框架设计时应遵循强柱弱梁的原则。由教材《工程结构抗震》(丰定国主编)中的相关的介绍可知,要满足框架结构抗震设计中的“强柱弱梁”的目标,要求三级框架的梁柱节点处,框架顶层和底层柱轴压比小于0.15。第一层梁与柱节点梁端弯矩值梁与B柱节点的柱端弯矩由柱弯矩得第二层梁与柱节点梁端弯矩值梁与B柱节点的柱端弯矩由柱弯矩得第三层梁与柱节点梁端弯矩值 梁与B柱节点的柱端弯矩由柱弯矩得第四层梁与柱节点梁端弯矩值梁与B柱节点的柱端弯矩由柱弯矩得第五层梁与柱节点梁端弯矩值梁与B柱节点的柱端弯矩由柱弯矩得第六层梁与柱节点梁端弯矩值梁与B柱节点的柱端弯矩由柱弯矩得截面IIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXXIXII调整后M354.275322.068336.626306.624341.73306.62340.71306.62347.01306.02188.7179.61调整后V1201.461169.491101.57975.51793.15772.14592.26569.82389.24365.79185.17162.86M301.13257.65269.29245.27273.82245.27272.16245.27272.05245.27150.96143.68V961.88935.92881.26780.48634.52617.71473.81455.86311.36292.56148.56130.24 偏心距增大系数;(5)、在对配筋条件下,将与进行比较;当,其为小偏心受压;(6)、大偏心受压时,则令,采用公式:若,近似取,则上式变为:(考虑受压钢筋可能不屈服,可对其取矩)(7)、小偏心受压时,先求其中:B柱正截面承载力计算截面I-III-IIIII-IIIIV-IVM354.2723.91354.2723.91322.0623.91306.6223.91N1221.451201.461198.411169.491147.231101.571052.32975.5165.662.160.161.157.254.358.559.263.460.855.653.189.933.783.126.91.281.531.271.191.251.371.241.3881.1580.0781.1580.07137.645.7103.142.2偏心性质大大大大大大大大265.4262.1265.4262.1195.6281.4195.1271.4274.4209.6274.4209.6266.1214.9266.1214.90.540.530.540.530.480.490.480.47795804795804<0230<0219选筋420420420420420420420420实配125612561256125612561256125612560.6020.6020.6020.6020.6020.6020.6020.602 截面V-VVI-VIVII-VIIVIII-VIIIM341.7323.91306.6223.91340.7123.91306.6223.91N832.14793.15780.36772.14637.89592.26574.11569.82101.345.1115.940.689.667.8124.760.01121.365.2135.960.6151.682.2157.380.11.431.131.461.211.181.321.131.35148.992.9163.688.3179.3115.2103.1240.2偏心性质大大大大大大大大214.5224.1232.4242.1229.6215.4190.5243.7178.3178.1189.5145.3195.1222.9243.1217.10.3770.3840.5120.3780.5170.480.4250.475<0<0<0804<0<0<0<0选筋420420420420420420420420实配125612561256125612561256125612560.6020.6020.6020.6020.6020.6020.6020.602截面IX-IXX-XXI-XIXII-XIIM347.0123.91306.6223.91188.23.91179.6120.65N442.14389.24379.68365.79220.19185.17167.62162.8669.345.197.387.167.571.574.359.891.6699.8275.4981.3495.49101.3497.3098.151.071.411.051.351.081.251.051.23101.45110.2283.4590.50106.32113.46107.5108.15偏心性质大大大大大大大大61.27109.4259.45107.6375.9553.9431.1650.22275.94257.16229.45257.3176.46100.42155.1792.270.2130.2460.1650.2310.0730.1160.0670.108347<0325<0427<0632<0选筋420420420420420420420420实配125612561256125612561256125612560.6020.6020.6020.6020.6020.6020.6020.6028.32柱斜截面承载力计算4、柱斜截面承载力计算由《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),再结合本工程的实际情况,可知对三级框架柱的剪力设计值应作如下调整: 柱剪力调整计算过程和结果见下表(KN)层次N轴压比所选箍筋663.91664.95185.171143.50.134@100596.18664.95389.241143.50.274@1004115.10664.95592.261143.50.444@1003121.31664.95793.151143.50.644@1002127.14664.951001.571143.50.714@1001140.56664.951201.461143.50.924@100A柱设计A柱材料采用C30混凝土,;纵向受力钢筋采用;箍筋及其他钢筋(如构造筋)采用。一,轴压比验算抗震等级为一级,框架柱轴压比限制0.7因柱子截面不变,因此各截面轴压比均满足要求。 第一层梁与柱节点梁端弯矩值梁与B柱节点的柱端弯矩由柱弯矩得第二层梁与柱节点梁端弯矩值梁与B柱节点的柱端弯矩由柱弯矩得第三层梁与柱节点梁端弯矩值梁与B柱节点的柱端弯矩由柱弯矩得 第四层梁与柱节点梁端弯矩值梁与B柱节点的柱端弯矩由柱弯矩得第五层梁与柱节点梁端弯矩值梁与B柱节点的柱端弯矩由柱弯矩得第六层梁与柱节点梁端弯矩值梁与B柱节点的柱端弯矩由柱弯矩得截面IIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXXIXII调整后M279.92286.36236.14213.46209.64196.9161.31154.87141.32136.22107.591.54调整后V1136.791089.4942.21913.45740.69719.16545.01522.74349.62329.14153.72131.55M237.93243.41200.72181.44178.19175.34137.11131.63123.08120.1981.4472.19V1079.651046.27841.51773.32634.51608.36469.60404.14297.16280.74130.64111.78偏心距增大系数; (5)、在对配筋条件下,将与进行比较;当,其为小偏心受压;(6)、大偏心受压时,则令,采用公式:若,近似取,则上式变为:(考虑受压钢筋可能不屈服,可对其取矩)(7)、小偏心受压时,先求其中:A柱正截面承载力计算截面I-III-IIIII-IIIIV-IVM279.9223.91286.3623.91236.1423.91213.4623.91N1136.791102.571089.4989.64942.21923.60913.45889.2566.419.1657.219.4589.933.783.126.985.629.1677.234.45109.953.1103.146.81.281.531.311.451.251.371.271.42109.444.6101.149.95137.673.3130.866.17偏心性质小小小小大大小大265.4408.8262.1405.2195.6281.4195.1271.4274.4209.6266.1214.95236.54231.27211.14207.150.7271.020.7181.110.540.5360.7710.52979510606901131<0230<0109选筋420420420420420420420420实配125612561256125612561256125612560.6020.6020.6020.6020.6020.6020.6020.602截面V-VVI-VIVII-VIIVIII-VIIIM209.6423.91196.923.91161.3123.91154.8723.91N793.15750.69719.16612.57545.01531.88522.74469.76 109.447.8118.342.1127.463.3192.760.0121.365.2135.960.6151.682.2157.380.11.231.421.201.461.181.321.131.35148.992.9163.688.3179.3115.2103.1240.2偏心性质小大大大大大大大147.2140.2191.6137.6187.7121.5131.4156.4-16.1-72.1-14.7-76.719.5-49.5-75.4-57.340.3770.3840.5120.3780.5170.480.4250.475<0<0<0<0<0<0<0<0选筋420420420420420420420420实配125612561256125612561256125612560.6020.6020.6020.6020.6020.6020.6020.602截面IX-IXX-XXI-XIXII-XIIM141.3223.91136.2223.91107.523.9191.5420.65N389.24365.79349.62270.59220.19153.72142.19131.55154.249.3211.379.5153.5149.7329.6161.3174.269.3231.399.5173.5169.7349.6171.31.161.081.121.021.141.051.071.02202.0774.84295.06101.49201.2197.4377.3184.1偏心性质大大大大大大大大125.93107.15123.42129.6160.2468.7171.6257.67-27.5197.12191.45201.4736.232.442.319.570.4190.3740.5120.430.1650.2130.4120.158<03943256544279351863选筋420420420420420420420420实配125612561256125612561256125612560.6020.6020.6020.6020.6020.6020.6020.6024、柱斜截面承载力计算由《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),再结合本工程的实际情况,可知对三级框架柱的剪力设计值应作如下调整: 柱剪力调整计算过程和结果见下表(KN)层次N轴压比所选箍筋6110.4408.8192.73686.40.134@100589.05408.8284.16686.40.284@100479.19408.8457.32686.40.394@100370.13408.8601.42686.40.454@100264.56408.8774.69686.40.514@100157.93408.8979.4686.40.674@100 第九章楼梯计算§9.1.楼梯设计资料楼梯结构平面布置如图9-1所示。楼梯使用活荷载标准值为2.5KN/㎡,踏步面层采用30㎜厚水磨石,底面为20厚混合砂浆抹灰层,采用C30混凝土,,梁中钢筋都采用HRB335,.层高为3.6m,踏步尺寸为150mm270mm,图9-1楼梯结构平面布置图§9.2楼梯板计算板倾斜度设板厚h=120mm,约为板斜长的1/30,取1m宽板带计算。1.荷载计算梯段板的荷载荷载种类荷载标准值计算(KN/m)恒载水磨石面层三角形踏步斜板板底抹灰合计活载2.5荷载分项系数基本组合的总荷载设计值: 2.截面设计板水平计算跨度弯矩设计值:选配:分布筋,每级踏步下一根。§9.3平台板计算设平台板厚h=120mm,取1m宽板带计算。1.荷载计算平台板的荷载:荷载种类荷载标准值计算(KN/m)恒载水磨石面层0.65三角形踏步板底抹灰合计活载2.5荷载分项系数基本组合的总荷载设计值:2.截面设计板的计算跨度弯矩设计值:选配:§9.4平台板计算设平台梁截面b=200mmh=350mm1.荷载计算 平台梁的荷载:荷载种类荷载标准值(KN/m)恒载梁自重梁侧粉刷平台板传来梯段板传来合计活载荷载分项系数基本组合的总荷载设计值:1.截面设计计算跨度内力设计值:截面按倒L形计算:故属于第一类T形截面选配:斜截面受剪承载力计算:配置箍筋则故满足要求。第十章基础设计§10.1设计资料场地涂层分布见下表: 序号岩土分类土层深度厚度范围地基承载力桩端阻力桩周摩擦力1杂填土0.0-0.50.52粉土0.5-1.51.0178900133中砂1.5-2.51.02202100244砾砂2.5-6.54.03102400305圆砾6.5-12.56.05000350060建筑场地类别为Ⅱ类,地下稳定水位距地坪-6m。由于基础设计不需要考虑抗震,所以计算时取静力组合:A柱承受荷载:M=-43.33KN.mN=1136.79KNV=37.01KNB柱承受荷载:M=8.99KN.mN=1201.46KNV=-36.4KN§10.2独立基础设计柱独立基础为锥形,混凝土强度等级为C25,,钢筋级别为HPB235,§10.2.1初步确定基础底面尺寸1.地基承载力深度的修正:《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)规定:当地基基础宽度b大于3.0m或者基础埋深d大于0.5m时,应对地基承载进行修正:式中:--地基承载力设计值--地基承载力标准值--基础底面以下土的重度--基础底面以上土的加权平均重度,--基础宽度和深度修正系数b—基础底面宽度小于3m时,取3m;d—基础埋深,一般自室外地面算起查《建筑地基基础设计规范》得:=3.0,=4.4.对于土的重度:杂填土h=0.8m,中沙h=1.0m,则基础底面以上土的加权重度为:基础底面以下土的重度为18.2,初步取基础底面宽度b=3.0m: 1.底面尺寸的确定先按轴心受压计算,基础埋深d=1.8m,则A柱取A=bd=33.5=10.5§10.2.2地基承载力验算基础及回填土所受重力总弯矩偏心距则基础压力为:则地基承载力满足要求。§10.2.3冲切验算对于矩形截面柱的矩形基础,应验算柱与基础交接处的冲切承载力,计算公式如下:式中:--受冲承载力截面强度影响系数,当h800mm,=1.0当h2000mm,=0.9;其间值按线性内插法计算取值;--混凝土轴心抗拉强度;--基础冲切破坏锥体的有效高度;--冲切破坏锥体最不利一侧计算长度;--冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的边长,当计算柱与基础交接处的受冲切承载力时,取柱宽;--冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面范围内的下边长,当冲切破坏锥体的底面落在基础底面范围内。计算柱与基础交接处受冲切承载力时,取柱宽加两倍基础有效高度;当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以外时,取基底宽;--对偏心受压基础,取基础边缘处最大地基土单位面积净反力;--冲切验算时取用的部分基底面积;--作用在A上的地基土净反力设计值;由于h=1000mm,则=0.98,其余各见图10-1. 则满足冲切验算要求;§10.2.4配筋计算对于矩形基础与台阶的高宽比小于或等于205和e