红宇大学宿舍设计：六层三跨大学宿舍结构受力计算书-毕业设计

'目录摘要1关键词11前言22建筑设计22.1建筑概况及主体结构选型22.2墙体方案及布置32.3其他结构选型33结构设计43.1结构布置与荷载计算43.1.1结构布置43.1.2结构材料43.1.3梁、板、柱截面尺寸估算53.1.4荷载统计83.1.5重力荷载代表值计算103.2内力计算183.2.1框架侧移刚度计算183.2.2横向水平地震作用下框架内力和侧移计算203.2.3横向水平风荷载作用下框架内力和侧移计算283.2.4竖向荷载作用下框架内力计算343.3内力组合503.4框架结构截面设计与配筋计算573.4.1设计参数573.4.2框架梁截面设计与配筋计算57 3.4.3框架柱截面设计与配筋计算593.4.4楼板截面设计与配筋计算623.5楼梯设计673.5.1设计参数673.5.2楼梯板截面设计与配筋计算673.5.3平台板截面设计与配筋计算683.5.3平台梁截面设计与配筋计算703.6基础设计713.6.1设计条件713.6.2A(D)柱下基础设计723.6.3B(C)柱下基础设计744结论75参考文献76致谢77 红宇大学宿舍设计摘要：本设计为红宇大学宿舍楼，采用现浇钢筋混凝土框架结构,建筑面积为4283.04m2。本设计主要进行了结构方案中横向框架A，B，C，D轴框架结构的设计。结构设计选取②轴框架为计算单元进行计算。设计综合考虑恒载、活载、风载和地震作用,恒活分开计算。内力组合考虑风荷载作用、地震作用，选用最不利荷载进行配筋计算，充分保证结构的安全性与实用性。关键词：框架结构；内力组合；配筋计算TheDormitoryDesignofHongYuUniversity(CollegeofOrientaltechnology,HunanAgriculturalUniversity,Changsha410128,China)Abstract:It’sthedesignfordormitorydesignofhongyuUniversity.Itusereinforcedconcreteframestructurewithabuildingareaof4283.04m2.ItmainlydesignsthehorizontalframeofA,B,C,Daxisandchoosesthenumber2frameascalculationunit.Itconsiderstheconstantload,liveload,windandseismicaction,andeachcalculatesseparately.Thecombinationofinternalforceconsidersseismicactionandchoosethemostunfavorablecombinationtoconfiguratesteel,whichfullyguaranteesthesafetyofandpracticalapplicabilityofthewholestructure.keywords:framestructure;thecombinationofinternalforce;reinforcementcalculation1前言毕业设计是我们大学阶段极其重要的环节之一，是对土木工程专业知识的一次大检验，是对我们大学所学的专业知识的一次综合运用，是正式进入工作前的必经过程。在大学四年里，学到的知识多样而复杂，而此次毕业设计，能为我们梳理好知识脉络，了解并且掌握土木工程设计的全过程，切实掌握结构设计为主的各项专业综合技能。75 我所选的毕业课题是”红宇大学宿舍楼”。宿舍设计看似简单，千篇一律，实则是学生度过一半大学时光的地方。另外，宿舍除了要具有足够的空间并且各项设施齐全，以满足生活需要以外，最重要的是必须具有可靠的安全与稳定系数，充分保障学生人身安全与学校财产安全。因此，越来越多的人开始关注并重视学校硬件设施，尤其是宿舍规模、规划布局，建筑形象、结构设计。在本次设计中，结构为现浇钢筋混凝土框架结构，建筑层数：六层，总建筑面积为4283.04m2。设计涵盖建筑、结构的各个方面，充分保障设计的可行性、安全性与实用性，能为学生营造一个良好的住宿环境。本次设计中，能合理布置建筑平面与空间，较为准确地计算材料用量，保证建筑可靠度。建筑设计中基本采用规则对称结构，有利于结构抗震。各个宿舍均开设大尺寸窗洞，充分保障采光通风要求。结构设计综合考虑恒载、活载、风载和地震作用,恒活分开计算。由于建筑侧移较小,选择无侧移迭代法进行恒活载计算。风载以及地震作用下的内力分析采用D值法。内力组合考虑风载和地震作用，选用最不利荷载进行配筋计算，充分保证结构的安全性与实用性。设计中，通过查阅相关资料，阅读参考书籍文献，询问指导老师，同时积极与同学讨论，我学会了房建设计的基本方法，进一步巩固已学的课程，将课本知识运用到了实处。了解了相关规范要求，为今后的独立设计奠定基础。培养了独立思考、解决设计过程中遇到的问题以及理论知识联系实际工程问题的能力。同时锤炼了细致严谨，精益求精的专业精神。但由于专业知识尚为不足，实践经验缺乏，该设计也有些许多不足之处，希望各位领导、老师斧正。2建筑设计2.1建筑概况及主体结构选型该建筑为红宇大学宿舍楼，建筑层数为：六层，总建筑面积为4283.04m2。建筑总长46.6m，总宽15.0m，总高度为18.1m，各层层高为3.0m，室外标高为-0.1m，基础高度为0.9m。主体采用混凝土现浇框架结构。建筑总平面布置有单车棚、绿化，满足学生通行与环境要求，为学生提供舒适而便宜的生活环境。宿舍楼内配备有双人宿舍60间、四人宿舍48间、八人宿舍48间。其中双人宿舍建筑尺寸为2.5m×6.5m，能满足定员2人的容积需求，四人宿舍建筑尺寸为3.5m×6.5m，能满足定员4人的容积需求，八人宿舍建筑尺寸为4m×6.5m，能满足定员八人的容积需求。由于房屋柱网不得大于8m，故宿舍楼柱网尺寸为7m75 ×6.5m，8m×6.5m，7.5m×6.5m，4.1m×6.5m，4.5m×6.5m，4.5m×2m。建筑基本采用规则对称结构，有利于结构抗震。各个宿舍均开设大尺寸窗洞，充分保障采光通风要求。宿舍楼流线设置较为合理，能充分满足学生日常生活要求。宿舍楼两侧均设置有大门，方便通行。2.2墙体方案及布置变形缝：由建筑设计得知该建筑物的总长度46.6m<55m,因此不用设伸缩缝。由工程地质水文情况：场地平坦，周围无相邻建筑物，没有较大差异的荷载等，可不设沉降缝。可以不设防震缝。墙体布置：外纵墙、山墙均采用24墙（黏土实心砖）。填充墙材料：黏土实心砖,外墙:乳白色墙漆。2.3其他结构选型屋面结构：采用钢筋混凝土现浇板作承重结构，屋面板设计为不上人屋面。女儿墙高600mm。屋面为平屋面，坡度为2%。楼层结构：均采用钢筋混凝土现浇板作承重结构，100mm厚。陶瓷地砖地面。楼梯结构：由于楼梯梯段的水平投影长度约为3m，采用钢筋混凝土板式楼梯。楼梯开间4.1m，进深为3.1m，踏步高150mm，宽350mm，单跑级数为9级，符合楼梯设计各项要求，并能保障宿舍楼正常通行。天沟：采用现浇的外天沟。过梁：窗过梁以及门过梁均采用预制钢筋混凝土梁，并采用纵向框架梁兼作窗过梁。基础梁：采用现浇钢筋混凝土基础梁。基础：采用钢筋混凝土柱下独立基础。门窗：大面积门窗洞口，能满足教室采光、疏散要求。台阶：由于室内外高差为0.2m，宿舍门前坪均设置有1级200×200的台阶。3结构设计3.1结构布置与荷载计算3.1.1结构布置根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计，结构共6层，层高为3.6m。根据建筑功能要求以及建筑施工图，本工程确定采用框架承重方案，框架梁、柱布置参见结构平面图。75 图1柱网布置图Fig.1Columngridlayout3.1.2结构材料混凝土强度等级：垫层：C10框架梁、框架柱：C30独立基础：C25现浇板：C25基础连梁：C30次梁、构造柱：C30钢筋：HPB235级钢筋fk=235N/mm2fy=210N/mm2HRB335级钢筋fk=335N/mm2fy=300N/mm2HRB400级钢筋fk=400N/mm2fy=360N/mm2砌体隔墙：砌体隔墙材料及位置详见建筑施工图纸。3.1.3梁、板、柱截面尺寸的估算框架柱截面尺寸估算：框架柱的截面尺寸一般选择1/10~1/15层高，并且满足，。（为柱的计算长度）且，对于抗震结构，柱宽不宜小于300mm，柱的净高度与截面之比不宜大于4，由以下公式来估计柱的截面尺寸：其中：a：轴压比（三级抗震0.9），fc：砼轴心抗压强度设计值，Nc：75 估算柱轴力设计值。其中：N：竖向荷载作用下柱轴力的标准值（已包含活载），：水平力作用下对柱轴力的放大作用，C：中柱1，边柱1.1，角柱1.2。竖向荷载作用下柱轴力的标准值：N=nAq其中：n：柱承受荷载的层数，A：柱子的从属面积，q：竖向荷载的标准值（已包含活载，取14kN/m2）。本设计中柱混凝土标号为C30：fc=14.3N/mm2=14300kN/m2取跨度最大中柱，边柱，角柱进行计算中柱：（8000+8000）/2*(6500+2000)/2=34000000mm2=34m2N=nAq=6*34m2*14kN/m2=2856kN=1.25*1.05*1*2856kN=3748.5kN=3748.5kN/(0.9*14300kN/m2)0.29m2m2令框架柱截面为正方形，则b=h>0.53m边柱：（8000+8000）/2*6500/2=26000000=26=6*26m2*14kN/m2=2184kN=1.25*1.05*1.1*2184kN=3153.15kN=3153.15kN/(0.9*14300kN/m2)0.245令框架柱截面为正方形，则b=h>0.50m角柱：8000/2*6500/2=13000000=13=6*13*14kN/m2=1092kN=1.25*1.05*1.2*1092kN=1719.9kN=1719.9kN/(0.9*14300kN/m2)0.137令框架柱截面为正方形，则b=h>0.37m综合考虑各方面因素，构造柱本设计取值如下：75 B=h=600mm框架梁截面尺寸估算：主梁：主梁梁高为跨度的1/14~1/10，梁宽为主梁梁高的1/3~1/2取跨度较大者进行计算纵向最大跨度为6.5m：6500*1/10~6500*1/14=650~464.3mm，取550mm,550*1/3~550*1/2=183.3~275mm，取250mm，即b*h=250mm*550mm横向最大跨度为8m：8000*1/14~8000*1/10=572~800mm，取700mm，700*1/3~700*1/2=233~350mm，取250mm，即b*h=250mm*700mm次梁：次梁梁高为跨度的1/14~1/18，梁宽为次梁梁高的1/3~1/2取跨度较大者进行计算最大跨度为4m：4000*1/14~4000*1/18=285.5~222.2mm，取250mm，250*1/3~250*1/2=83~125mm，取200mm即b*h=200mm*250mm表1梁截面尺寸估算Table1Estimatesofthebeamsurface混凝土等级纵梁（）横梁（）主梁次梁C30250*700200*250250*550板尺寸估算：板厚与跨度的最小比值：连续单向板l/40（l为短向）连续双向板l/50最大板跨为2500mm*4000mm为双向板4000/50=80mm,取板厚100mm厚。3.1.4荷载统计屋面荷载统计：75 屋面恒荷载标准值统计：4厚SBS改性沥青防水层0.4kN/m220厚1:3水泥砂浆找平层0.02×20＝0.4kN/m21:10水泥珍珠岩找坡2%最薄处20厚0.09×40＝0.36kN/m220厚SBS改性沥青隔气层0.05kN/m220厚1:3水泥砂浆找平层0.02×20＝0.4kN/m2100厚现浇钢筋混凝土屋面板0.1×25＝2.5kN/m220厚混合砂浆抹面刮大白0.02×17＝0.34kN/m2合计4.45kN/m2屋面可变荷载标准值:不上人屋面均布活荷载标准值0.5kN/m2屋面雪荷载标准值:0.35kN/m2楼面荷载统计：楼面恒荷载标准值统计：10厚陶瓷地砖：17.8*0.01=0.178kN/m220厚1:4干硬性水泥砂浆：20.0*0.02*2=0.80kN/m2100厚现浇混凝土楼板：25.0*0.10=2.50kN/m2合计：3.478kN/m2楼面活荷载标准值：2.0kN/m2卫生间荷载统计：卫生间恒荷载标准值统计：10厚陶瓷地砖：17.8*0.01=0.178kN/m220厚水泥砂浆搓麻20.0*0.02=0.40kN/m220厚抗渗水泥砂浆保护层：20.0*0.02=0.40kN/m2100厚现浇混凝土楼板：25.0*0.10=2.50kN/m275 合计3.478kN/m2卫生间活荷载标准值2.5kN/m2楼梯荷载统计：楼梯恒荷载标准值统计：30厚1:1水泥砂浆贴地面砖素水泥浆擦缝0.65kN/m2楼梯板重25*0.12=3kN/m2合计：3.65kN/m2楼梯活荷载标准值2.5kN/m2墙体自重：外墙单位面积自重：2.0厚专用界面漆刷外墙涂料0.02kN/m220厚1:2.5水泥砂浆找平0.02*20=0.4kN/m2240厚机制普通砖0.24*19=4.56kN/m220厚混合砂浆磨平刮白0.02*20=0.4kN/m2合计：5.38kN/m2内墙单位面积自重：20厚混合砂浆磨平刮白（双面）2*0.02*20=0.8kN/m2120厚机制普通砖0.12*19=2.28kN/m2合计：3.08kN/m2120厚PVC空心轻质隔墙：0.27kN/m2女儿墙自重60厚EPS板保温层0.06×0.5＝0.03kN/m2100厚现浇钢筋混土0.1×25＝2.5kN/m260厚水泥砂浆0.06×20＝1.2kN/m275 60厚粘土实心砖0.06×18＝1.08kN/m2合计：4.81kN/m2梁自重：纵梁：截面尺寸为250mm*550mm，抹灰20mm0.25*0.55*25+0.02*0.55*20*2+0.02*0.25*20=3.9775kN/m横梁：截面尺寸为250mm*700mm，抹灰20mm0.25*0.7*25+0.02*0.7*20*2+0.02*0.25*20=5.035kN/m次梁：截面尺寸为100mm*250mm，抹灰20mm0.1*0.25*25+0.02*0.25*20*2+0.02*0.1*20=0.865kN/m柱自重：柱截面为600mm*600mm0.6*0.6*25*1.1=9.9kN/m门窗自重：0.45kN/m3.1.5重力荷载代表值的计算首层：柱：每层层高均为3.0m取上下各半层柱高：3.0/2*2-0.1=2.9m柱数量：32根柱自重：9.9*2.9*32=918.72kN梁：250*550梁：（6.5+2.0+6.5-0.55*3）*15=200.25m梁自重：3.9775*200.25*1.05=836.32kN250*700梁：75 46.6*4=186.4m梁自重：5.035*186.4*1.05=985.45kN150*250梁（46.6-4.1-0.25*15）*2=77.5m梁自重：0.865*155*1.05=70.39kN板：楼板面积（除卫生间）：598.9自重：598.9*3.478=2082.98kN活载：598.9*2.0=1197.8kN卫生间面积：46.8自重：46.8*3.478=162.78kN活载：46.8*2.5=117kN墙：外墙：250*550梁下墙：墙高：3.0-0.1-0.55=2.35m墙长：15m数量：2自重：5.38*15*2.35*2=379.29kN250*700梁下墙：墙高：3.0-0.1-0.7=2.2m墙长：21.5m，21m数量：2,2自重：5.38*42.5*2.2*2=1006.06kN内墙：250*550梁下墙：墙高：3.0-0.1-0.55=2.35m墙长：6.5m数量：2675 自重：6.5*2.35*26*3.08=1223.23kN250*700梁下墙：墙高：3.0-0.1-0.7=2.2m墙长：21.5m，21m数量：2,2自重：42.5*2.2*2*3.08=575.96kN隔墙：墙高：2.9m墙长：2.52m数量：26自重：2.52*2.9*26*0.27=51.31kN门窗洞口所占墙体面积：外墙：51.6内墙：87.34隔墙：43.68所占墙体重量：外墙：277.61kN内墙：269.01kN隔墙：11.8kN门窗自重：82.18kN楼梯间：4.1*6.5*2=53.3自重：53.3*3.65=194.55kN活载：53.3*2.5=133.25kN综上所述：G1=918.72+836.32+985.45+70.39+1197.8+2082.98+162.78+117+379.29+1006.06+1223.23+575.96+51.31-277.61-269.01-11.8+82.18+194.55+133.25=9459.41kN标准层：柱：每层层高均为3.0m75 取上下各半层柱高：3.0/2*2-0.1=2.9m柱数量：32根柱自重：9.9*2.9*32=918.72kN梁：250*550梁：（6.5+2.0+6.5-0.55*3）*15=200.25m梁自重：3.9775*200.25*1.05=836.32kN250*700梁：46.6*4=186.4m梁自重：5.035*186.4*1.05=985.45kN150*250梁（46.6-4.1-0.25*15）*2=77.5m梁自重：0.865*155*1.05=70.39kN板：楼板面积（除卫生间）：598.9自重：598.9*3.478=2082.98kN活载：598.9*2.0=1197.8kN卫生间面积：46.8自重：46.8*3.478=162.78kN活载：46.8*2.5=117kN墙：外墙：250*550梁下墙：墙高：3.0-0.1-0.55=2.35m墙长：15m数量：2自重：5.38*15*2.35*2=379.29kN250*700梁下墙：墙高：3.0-0.1-0.7=2.2m75 墙长：21.5m，21m数量：2,2自重：5.38*42.5*2.2*2=1006.06kN内墙：250*550梁下墙：墙高：3.0-0.1-0.55=2.35m墙长：6.5m数量：26自重：6.5*2.35*26*3.08=1223.23kN250*700梁下墙：墙高：3.0-0.1-0.7=2.2m墙长：21.5m，21m数量：2,2自重：42.5*2.2*2*3.08=575.96kN隔墙：墙高：2.9m墙长：2.52m数量：26自重：2.52*2.9*26*0.27=51.31kN门窗洞口所占墙体面积：外墙：39.84内墙：87.34隔墙：43.68所占墙体重量：外墙：214.34kN内墙：269.01kN隔墙：11.8kN门窗自重：76.89kN楼梯间：4.1*6.5*2=53.3自重：53.3*3.65=194.55kN75 活载：53.3*2.5=133.25kN综上所述：G2=G3=G4=G5=918.72+836.32+985.45+70.39+1197.8+2082.98+162.78+117+379.29+1006.06+1223.23+575.96+51.31-214.34-269.01-11.8+76.89+194.55+133.25=9516.83kN顶层：柱：每层层高均为3.0m取上下各半层柱高：3.0/2*2-0.1=2.9m柱数量：32根柱自重：9.9*2.9*32=918.72kN梁：250*550梁：（6.5+2.0+6.5-0.55*3）*15=200.25m梁自重：3.9775*200.25*1.05=836.32kN250*700梁：46.6*4=186.4m梁自重：5.035*186.4*1.05=985.45kN150*250梁（46.6-4.1-0.25*15）*2=77.5m梁自重：0.865*155*1.05=70.39kN板：屋顶面积：699自重：598.9*3.478=2082.98kN699*4.45=3110.55kN活载：699*2.0=1197.8kN699*0.85=594.15kN墙：外墙：250*550梁下墙：墙高：3.0-0.1-0.55=2.35m墙长：15m75 数量：2自重：5.38*15*2.35*2=379.29kN250*700梁下墙：墙高：3.0-0.1-0.7=2.2m墙长：21.5m，21m数量：2,2自重：5.38*42.5*2.2*2=1006.06kN内墙：250*550梁下墙：墙高：3.0-0.1-0.55=2.35m墙长：6.5m数量：26自重：6.5*2.35*26*3.08=1223.23kN250*700梁下墙：墙高：3.0-0.1-0.7=2.2m墙长：21.5m，21m数量：2,2自重：42.5*2.2*2*3.08=575.96kN隔墙：墙高：2.9m墙长：2.52m数量：26自重：2.52*2.9*26*0.27=51.31kN女儿墙自重：4.81*73.92=355.56kN门窗洞口所占墙体面积：外墙：39.84内墙：87.34隔墙：43.68所占墙体重量：外墙：214.34kN75 内墙：269.01kN隔墙：11.8kN门窗自重：76.89kN楼梯间：4.1*6.5*2=53.3自重：53.3*3.65=194.55kN活载：53.3*2.5=133.25kN综上所述：G6=10296.31kN75 图2各楼层重力荷载代表值Fig.2Eachfloorgravityloadrepresentativevalue3.2内力计算3.2.1框架侧移刚度计算横向框架的侧移刚度梁、柱采用C30混凝土。由于采用现浇钢筋混凝土板中框架的惯性矩增大系数为2.0，边框架增大系数为1.5。梁柱的线刚度75 柱（单位）：梁（单位）：边框架边跨梁：边框架中跨梁：中框架边跨梁：中框架中跨梁：柱的侧移刚度D值：其中为柱侧移刚度修正系数，查表得到(标准层)，（底层）底层边跨边柱（4根）：底层中跨边柱（12根）：75 底层边跨中柱（4根）：底层中跨中柱（12根）：标准层边跨边柱（4根）：标准层边跨中柱（4根）：标准层中跨边柱（12根）：75 标准层中跨中柱（12根）：故该框架为规则框架3.2.2横向水平地震作用下框架内力和侧移计算:横向自震周期计算:对于质量和刚度沿高度分布均匀的框架结构，基本自振周期：框架结构取表2结构顶点的假想侧移计算Table2Hypotheticallateraldisplacementcalculationofstructuralvertices层数Gi/kN∑DI/N·mm-1VGi/kN△ui/mmui/mm610296.31131788810296.317.813138.55275 续表2层数Gi/kN∑DI/N·mm-1VGi/kN△ui/mmui/mm59516.83131788819813.1415.403130.73949516.83131788829329.9722.255115.33639516.83131788838846.8029.47793.08129516.83131788848363.6336.69863.60419459.41214905657823.0426.90626.906所以：自振周期由工程概况和相关规范得知，本场地设防烈度7度，设计地震加速度0.10g，设计地震分组为第一组，抗震等级3级，场地类别为Ⅱ类，Tg=0.35s。因为故不考虑顶部附加水平地震作用。查表得知抗震设防烈度为7度时，底部剪力：由公式：计算各层剪力如表3所示表3各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表Table3Calculationtableofseismicactionandfloorearthquakeshearofeachparticle层数Hi/mGi/kNGiHi/kN·mGiHi/∑GjHjFi/kNVi/kN61810296.31185333.580.30212402.6532402.6535159516.83142752.450.23271884.8614257.5144129516.83114201.960.18621480.8495768.363399516.8385651.470.13961110.2396878.602269516.8357100.980.0931740.4247619.026139459.4128378.230.0467371.4057990.43175 图3横向水平地震作用及楼层地震剪力Fig.3transversehorizontalseismicactionandfloorseismicshear水平地震作用下的位移验算：水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移分别按公式和公式计算，计算结果如下：表3横向水平地震作用下的位移验算Table3Checkingcalculationofdisplacementofhorizontalseismicaction层数62402.65313178881.82326.4930000.0006054257.51413178883.23024.6730000.0010745768.36313178884.37721.4430000.0014536878.60213178885.21917.0630000.0016127619.02613178885.78111.8430000.0016817990.43121490566.0636.0630000.00176由上表可知层间最大弹性位移角发生在第一层，其值为0.00176<1/550=0.00181满足要求水平地震作用下框架内力计算：选择整个框架结构中一榀横向框架进行内力计算，说明计算方法，其余75 框架内力计算略。横向框架计算简图见下图：图4横向框架计算单元Fig.4Horizontalframecalculationunit对于地震荷载作用下的各柱剪力分配应放入整个楼层中，按照抗侧刚度在同层柱中进行分配。求得每层层间剪力后，层柱分配到的剪力及该柱上下端的弯矩分别按下式进行计算：75 各柱反弯点高度比y按公式确定。本结构上下层梁线刚度无变化，上下层层高无变化，故不考虑反弯点高度比修正值。具体计算过程及结果见下表：表4各层柱端弯矩及剪力计算（边柱）Table4Layerscolumnendmomentandshearcalculation(sidecolumn)层数hi/mVi/kN∑Dij/N·mm-1边柱Di1/N·mm-1Vi1/kNkY/mMbi2/kN·mMui2/kN·m632402.713178884622484.2730.3210.1537.923214.896534257.5131788846224149.3110.3210.30134.380313.553435768.4131788846224202.2980.3210.40242.758364.136336878.6131788846224241.2330.3210.45325.665398.034237619.0131788846224267.1980.3210.55440.877360.717137990.4214905653856200.2420.3960.80480.581120.145表5各层局端弯矩及剪力计算(中柱)Table5Layersofcentralofficebendingmomentandshearcalculations(column)层数hi/mVi/kN∑Dij/N·mm-1中柱Di1/N·mm-1Vi1/kNkY/mMbi2/kN·mMui2/kN·m632402.7131788865808119.9720.4570.2589.979269.937534257.5131788865808191.2890.4570.35200.853373.014435768.4131788865808288.0420.4570.45388.857475.269336878.6131788865808343.4480.4570.45463.655566.689237619.0131788865808390.4170.4570.55644.188527.063137990.4214905685392317.4960.5930.70666.742285.746梁端弯矩、剪力及轴力分别按下式计算：75 表6梁端弯矩及剪力计算Table6Endofthebeambendingmomentandshearforcecalculation层数AB跨BC跨LVbLVb6214.89663.5416.542.836206.502206.5022.0206.5025351.476108.9896.570.841354.191354.1912.0354.1914498.516159.1596.5101.181517.233517.2332.0517.2333640.792224.9366.5133.189730.993730.9932.0730.9932686.382233.2156.5141.476757.899757.8992.0757.8991561.022218.9066.5119.989711.400711.4002.0711.400表7柱轴力计算Table7columnaxialforcecalculation层数654321边柱42.836113.677214.858348.047489.523609.512中柱103.251280.347538.963904.4591283.4091639.10975 图5框架弯矩图()Fig.5Frameworkmomentdiagram()75 图6梁端剪力及柱轴力图(kN)Fig.6Theendofthebeamshearforceandcolumnaxialforce(kN)3.2.3横向水平风荷载作用下框架内力和侧移计算:风压标准值计算公式：由《荷载规范》规定知，本建筑是高度小于30m且高宽比小于1.5的房75 屋结构，故不考虑风振系数，取。本结构平面为矩形平面，风荷载体型系数,地面粗糙类型为C类，查表可知，基本风压：W0=0.5kN/m2，负载宽度7.0m。风压标准值计算公式：q(z)=7.0×0.65=4.55表7沿房屋高度分布风荷载标准值Table7Standardvaluesforwindloaddistributionalongtheheightofhouses层数618.00.700.7-0.62.231.91515.00.650.7-0.62.071.77412.00.650.7-0.62.071.7739.00.650.7-0.62.071.7726.00.650.7-0.62.071.7713.00.600.7-0.61.911.6475 图7风荷载沿房屋高度分布图（kN/m）Fig.7Distributionofwindloadalongtheheightofhouses按照静力等效原理将上图均布荷载转化为节点荷载以第二层为例：75 图8等效节点集中风荷载（kN）Fig.8Equivalentnodeconcentratedwindload风荷载水平位移验算：表8风荷载作用下的位移验算Table8Displacementcheckingofwindload层数612.2711.272240640.0501.03730000.0000167511.6723.942240640.1070.98730000.0000357411.5235.462240640.1580.88030000.0000527311.8147.272240640.2110.72230000.0000703211.3858.652240640.2620.51130000.0000873110.8069.452784960.2490.24930000.000083075 由上表可知层间最大弹性位移角发生在第2层，其值为：0.0000830<1/550=0.00181满足要求水平风荷载作用下各柱剪力及该柱上下端的弯矩分别按下式进行计算：各柱反弯点高度比y按公式确定。本结构上下层梁线刚度无变化，上下层层高无变化，故不考虑反弯点高度比修正值。具体计算过程及结果见下表：表9各层柱端弯矩及剪力计算（边柱）Table9Layerscolumnendmomentandshear(sidecolumn)层数hi/mVi/kN∑Dij/N·mm-1边柱Di1/N·mm-1Vi1/kNkY/mMbi2/kN·mMui2/kN·m6311.27224064462242.330.3210.151.055.935323.94224064462244.940.3210.304.4410.374335.46224064462247.320.3210.408.7813.173347.27224064462249.750.3210.4513.1616.092358.652240644622412.100.3210.5519.9616.331369.452784965385613.430.3960.8032.238.06表10各层柱端弯矩及剪力计算（中柱）Table10Layerscolumnendmomentandshear(column)层数hi/mVi/kN∑Dij/N·mm-1中柱Di1/N·mm-1Vi1/kNkY/mMbi2/kN·mMui2/kN·m6311.27224064658083.310.4570.252.487.455323.94224064658087.030.4570.357.3813.714335.462240646580810.410.4570.4514.0617.183347.272240646580813.880.4570.4518.7422.9075 续表10层数hi/mVi/kN∑Dij/N·mm-1中柱Di1/N·mm-1Vi1/kNkY/mMbi2/kN·mMui2/kN·m2358.652240646580817.230.4570.5528.4223.262358.652240646580817.230.4570.5528.4223.261369.452784968539221.290.5930.7044.7219.16梁端弯矩、剪力及轴力分别按下式计算：表10风荷载作用下框架梁端弯矩及剪力计算Table10Calculationofbendingmomentandshearforceofframebeamunderwindload层数AB跨BC跨LVbLVb65.931.756.51.187.457.4527.45511.423.816.52.3412.3812.38212.38417.615.786.53.6118.7818.78218.78324.878.706.55.1628.2628.26228.26229.499.896.56.0632.1332.13232.13128.0211.206.56.0336.3836.38236.38表11风荷载作用下柱轴力计算Table11Calculationofcolumnaxialforceunderwindload层数654321边柱1.183.527.1312.2918.3524.38中柱3.739.9419.3333.4649.5367.7275 图8左风荷载作用下框架弯矩图（）Fig.8Bendingmomentdiagramofframeundertheactionofleftwindload（）75 图9左风荷载作用下梁端剪力及柱轴力图（kN）Fig.9Studyontheshearandcolumnaxisforceofthebeamattheendoftheleftwindload（kN）3.2.4竖向荷载作用下内力计算框架结构荷载计算计算单元:取③轴横向框架进行计算，如下图所示：75 图10横向框架计算单元Fig.10Horizontalframecalculationunit计算单元宽度为7.0m，由于房间内布置有次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影所示。计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线重合，所以在框架节点上没有集中力矩。荷载计算：恒荷载作用下柱的内力计算：恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示：75 图11各层梁上作用的恒荷载Fig.11Layersbeamroleofdeadload对于第六层：q1、q1’代表横梁自重，为均布荷载形式。q1=q1’=0.25*0.55*25*1.05=3.61kN/mq2、q2’分别为屋面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。q2=4.5*3.5=15.75kN/mq2’=4.5*2.0=9.0kN/mP1、P2分别由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括主梁自重、次梁自重、屋面板重、女儿墙重等重力荷载，计算如下：P1=[（3.5*2.167/2）*2（2.167+6.5)/2*1.75]4.5+5.035*7.0+3.978*6.5/2+0.6*0.1*25*7.0=121.24kNP2=[(3.5*2.167/2)*2+(2.167+6.5)/2*1.75+(3.5+0.67)/2*1*2+(2.0*0.67)/2]*4.5+5.035*7+3.978*(6.5/2+2.0/2)=142.15kN对于第1-5层q1,q1’代表横梁自重及其上横墙自重，为均布荷载形式。q1=q1’=3.61+7.24=10.85kN/mq2、q2’分别为屋面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。q2=3.48*3.5=12.18kN/mq2’=3.48*2.0=6.96kN/mP1、P2分别由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括主梁自重、次梁自重、楼板重等重力荷载，计算如下：P1=[（3.5*2.167/2）*2+（2.167+6.5)/2*1.75]*3.48+5.035*7.0+3.978*6.5/2+(7.0*2.3-0.6*0.8-1.5*1.2)*2*5.38+0.45*(0.6*0.8+1.5*1.5)*2=251.95kNP2=[(3.5*2.167/2)*2+(2.167+6.5)/2*1.75+(3.5+0.67)/2*1*2+(2.0*0.67)/2]*3.478+5.035*7+3.978*(6.5/2+2.0/2)+3.08*(7.0*2.3-0.8*2.1*2)*75 2+0.45*0.8*2.1*4=261.32kN活荷载作用下的内力计算活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示：图12各层梁上作用的活荷载Fig.12Layersbeamliveloadof对于第六层:q2=0.85*3.5=2.98kN/mq2’=0.85*2.0=1.7kN/mP1=(3.6*1.8+3.6*1.8)*2=25.92kNP2=(3.6*1.8*2+6*1.2)*2=41.76kN对于1-5层q2=2.0*3.5=7.0kN/mq2’=2.0*2.0=4.0kN/mP1=(3.6*1.8+3.6*1.8)*2=25.92kNP2=(3.6*1.8*2+6*1.2)*2=41.76kN表12横向框架恒荷载汇总表Table12Horizontalframeworkdeadloadsummarytables层数q1(kN/m)q1’(kN/m)q2(kN/m)q2’kN/mP1(kN)P2(kN)63.613.6115.759.0121.24142.151-510.8510.8512.186.96251.95261.32表13横向框架活荷载汇总表Table13Horizontalframeworkliveloadsummarytables层数q2(kN/m)q2’kN/mP1(kN)P2(kN)62.981.725.9241.761-57.04.025.9243.76竖向荷载作用下的内力计算梁端弯矩计算由结构静力公式均布荷载两端固定时：75 梯形荷载两端固定时：,均布荷载一端固定，一端滑动时：三角形荷载一端固定，一端滑动时：表14竖向恒载作用下框架梁端弯矩计算（kN·m）Table14Calculationofbendingmomentofframebeamunderverticaldeadload（kN·m）层次6-68.12-8.701-5-80.74-5.92表15竖向活载作用下框架梁端弯矩计算（kN·m）Table15Calculationofbendingmomentofframebeamunderverticalliveload（kN·m）层次6-10.49-1.421-5-24.45-3.33弯矩分配系数：表16梁转动刚度Table16Beamrotationalstiffness构件名称转动刚度S（kN·m）框架梁边跨梁中跨梁表17柱转动刚度Table17Columnrotationalstiffness构件名称转动刚度S（kN·m）框架柱底层标准层75 表18梁柱分配系数（）Table18distributioncoefficientofBeamandcolumn节点123.5.7.94.6.8.101112—0.067—0.070—0.1020.0860.1090.0900.1130.1530.1660.1960.1530.2050.159——0.2180.1700.2050.1590.3470.232图13分配节点图Fig.13Assignmentnodediagram说明：梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配计算，由于结构和荷载对称，故计算时可用半框架。弯矩计算过程如图所示，弯矩如图。75 图14竖向恒荷载作用下弯矩分配图()Fig.14Verticalconstantloadmomentdistribution()75 图15竖向活荷载作用下弯矩分配图()Fig.15VerticalLiveLoadsmomentdistribution()75 图16竖向恒荷载作用下框架弯矩图()Fig.16Verticalconstantloadframebendingmomentdiagram()75 图17竖向活荷载作用下框架弯矩图()Fig.17Verticalliveloadundertheframeworkofbendingmomentdiagram()75 表19恒、活荷载作用下柱端剪力Table19Shearforceofcolumnunderconstantloadandactiveload恒荷载活荷载层数A柱B柱A柱B柱612.4813.183.033.46514.8612.234.544.41414.6512.284.434.38314.6812.294.434.38214.8812.394.494.4217.216.463.622.3675 图18恒荷载作用下柱剪力（kN）Fig.18Shearforceofcolumnunderconstantload（kN）75 图19活荷载作用下柱剪力（kN）Fig.19Shearforceofcolumnunderliveload（kN）75 横向框架在竖向荷载作用下的梁端剪力及柱轴力梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得。柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到。计算柱底轴力还需考虑柱的自重，如表均布荷载作用下梯形荷载作用下三角形荷载作用下。表20恒载作用下梁端剪力Table20Shearofbeamatbeamendunderdeadload层数荷载引起的剪力弯矩引起的剪力总剪力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨654.3911.11-2.74051.6513.857.36568.2516.65-0.94067.3117.5913.75468.2516.65-0.76067.4917.4113.75368.2516.65-0.76067.4917.4113.75268.2516.65-0.78067.4717.4313.75168.2516.65-0.86067.3917.5113.75表21活载作用下梁端剪力Table21Shearofbeamatbeamendunderliveload层数荷载引起的剪力弯矩引起的剪力总剪力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨68.071.42-0.2307.848.301.42518.963.33-0.06018.9019.023.33418.963.33-0.02018.9418.983.33318.963.33-0.02018.9418.983.33218.963.33-0.01018.9518.973.33118.963.33-0.04018.9219.003.33单层柱自重：0.6*0.6*25*3.0=27kN75 表22恒载作用下柱轴力（kN）Table22Axialforceofcolumnunderconstantload（kN）层次柱轴力A柱B柱6121.24148.24142.15169.155400.19427.19430.47457.474679.14706.14718.79745.793958.09985.091007.111034.1121237.041264.041295.431322.4311515.991542.991583.751610.75表23活载作用下柱轴力（kN）Table23Axialforceofcolumnunderliveload（kN）层次柱轴力A柱B柱==625.9241.76551.8485.52477.76129.283103.68173.042129.60216.801155.52260.563.3内力组合在本工程的设计中考虑了三种内力组合，即，，及。此外，对于本工程而言，这种内力组合与考虑地震作用的组合相比一般较小，对于结构设计不起控制作用，故不予考虑。各层梁的内力组合结果见表，表中，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），以减少负弯矩钢筋的拥挤现象。ηvb梁端剪力增大系数，三级取1.1。75 表24各层梁的内力组合及梁端剪力调整结果Table24Layersbeaminternalforcemixandtheendofthebeamshearadjustmentresults层次截面位置内力SGk调幅后SQk调幅后SWkSEk[1.2×(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]1.35SGk+1.0SQk1.2SGk+1.4SQkSGk×1.2+1.4×0.9(SQk+Swk)6AM49.227.735.93214.89343.0674.1869.8976.28V41.326.271.1842.84109.0462.0558.3658.97B左M53.618.101.7563.54151.7980.4775.6676.74V11.086.641.1842.8472.9721.6022.5923.15B右M5.601.117.45206.5275.848.678.2817.51V5.891.147.45206.5276.209.088.6617.885AM61.6618.5811.42351.48542.06101.8199.99111.78V53.8515.122.3470.84165.7887.8185.7986.62B左M63.1618.683.81108.99228.69103.95101.94104.13V14.0715.222.3470.84118.1134.2138.1939.01B右M2.506.6712.38354.19467.4610.0512.3527.01V11.002.6612.38354.19475.2517.5116.9332.164AM61.8818.7017.61498.52733.55102.23100.43120.00V53.9915.153.61101.18205.4288.0486.0088.43B左M63.1018.725.78159.16293.86103.91101.93106.59V13.9315.183.61101.18157.3633.9937.9740.39B右M2.426.7318.78517.23679.349.9912.3235.04V11.002.6618.78517.23687.2017.5116.9340.223AM61.8818.7024.87640.79918.50102.23100.43129.15V53.9915.155.16133.19247.0388.0486.0090.38B左M63.1018.728.70224.64378.99103.91101.93110.27V13.9315.185.16133.19198.9733.9937.9742.35B右M2.426.7328.26730.99957.229.9912.3246.98V11.002.6628.26730.99965.0917.5116.9352.162AM61.8518.6929.49686.38977.72102.18100.38134.92V53.9815.166.06141.48257.7988.0386.0091.51B左M63.0518.689.89233.21390.04103.79101.81111.66V13.9415.186.06141.48209.7634.0037.9843.49B右M2.396.7232.13757.9992.179.9512.2851.82V11.002.6632.12757.91000.0717.5116.9357.031AM61.4418.5728.02561.02814.19101.5199.72132.43V53.9115.146.03119.99229.7687.9285.8891.36B左M62.8618.6211.20218.91371.18103.48101.50113.01V14.0115.206.03119.99181.9234.1138.0943.5675 续表24层次截面位置内力SGk调幅后SQk调幅后SWkSEk[1.2×(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]1.35SGk+1.0SQk1.2SGk+1.4SQkSGk×1.2+1.4×0.9(SQk+Swk)B右M2.677.1936.38711.4932.3410.8013.2858.11V11.002.6636.38711.4939.6217.5116.9362.40对支座负弯矩按相应的组合情况进行计算，求跨间最大正弯矩时，可根据梁端弯矩组合值及梁上荷载设计值，由平衡条件确定。由图18可得图20均布和梯形荷载作用下的计算简图Fig.20Uniformandtrapezoidalloadscalculationdiagram若，说明，其中为最大正弯矩截面至A支座的距离，则由下式求解：将值带入即可得到跨间最大正弯矩值：若，则说明，则75 若,则。表25跨间最大弯矩计算结果Table25Crossmomentcalculationresults层数123跨ABBCABBCABBCMmax265.75179.56232.49153.49199.75138.76层数456跨ABBCABBCABBCMmax169.38104.53101.8267.1957.6630.7375 表26横向框架A柱弯矩和轴力组合Table26ThecalculationforbendingmomentandaxialforceofcolumnA层数截面内力SGk调幅后SQk调幅后SWkSEk[1.2×(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]1.35SGk+1.0SQk1.2SGk+1.4SQkSGk×1.2+1.4×0.9(SQk+Swk)MmaxNmaxNmin6柱顶M17.913.805.93214.90303.14-255.6027.9826.8133.75303.14N121.2425.921.1842.84216.73105.35189.59181.78179.63216.73105.35柱底M19.535.291.0537.9275.91-22.6931.6630.8431.4275.91N148.2425.921.1842.84249.13137.75226.04214.18212.03249.13137.755柱顶M22.606.9910.37313.55438.93-376.3037.5036.9148.99438.93N400.1951.843.52113.68659.12363.55592.10552.80549.98659.12363.55柱底M21.976.644.44134.38205.04-144.3536.3035.6640.32205.04N427.1951.843.52113.68691.52395.95628.55585.20582.38691.52395.954柱顶M21.976.6413.17364.14503.73-443.0336.3035.6651.32503.73N679.1477.767.13214.861140.94582.31994.60923.83921.931140.94582.31柱底M21.976.648.78242.76345.94-285.2436.3035.6645.79345.94N706.1477.767.13214.861173.34614.711031.05956.23954.331173.34614.713柱顶M21.976.6416.09398.03547.79-487.0936.3035.6655.00547.79N958.09103.6812.29348.051664.38759.451397.101294.861295.831664.38759.45柱底M22.056.6613.16325.67453.83-392.9236.4335.7851.43453.83N985.09103.6812.29348.051696.78791.851433.551327.261328.231696.78791.8575 续表26层数截面内力SGk调幅后SQk调幅后SWkSEk[1.2×(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]1.35SGk+1.0SQk1.2SGk+1.4SQkSGk×1.2+1.4×0.9(SQk+Swk)MmaxNmaxNmin2柱顶M21.686.5516.33360.72498.88-438.9935.8235.1954.84498.88N1237.04129.601.00489.522198.58925.831799.601665.891649.002198.58925.83柱底M22.976.9319.96440.88604.87-541.4237.9437.2761.45604.87N1264.04129.6018.35489.522230.98958.231836.051698.291703.272230.98958.231柱顶M15.594.718.06120.15177.73-134.6625.7625.3034.80177.73N1515.99155.5224.38609.512704.861120.142202.112036.922045.862704.861120.14柱底M6.046.1432.23430.58570.69-548.8214.2915.8455.59570.69N1542.99155.5224.38609.512737.261152.542238.562069.322078.262737.261152.54表27横向框架B柱弯矩和轴力组合Table27ThecalculationforbendingmomentandaxialforceofcolumnB层数截面内力SGk调幅后SQk调幅后SWkSEk[1.2×(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]1.35SGk+1.0SQk1.2SGk+1.4SQkSGk×1.2+1.4×0.9(SQk+Swk)MmaxNmaxNmin6柱顶M20.334.347.45269.94377.92-323.9231.7930.4739.25377.92N142.1541.763.73103.25329.8661.41233.66229.04227.90329.8661.41柱底M19.216.042.4889.98143.65-90.3031.9731.5133.79143.6575 续表27层数截面内力SGk调幅后SQk调幅后SWkSEk[1.2×(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]1.35SGk+1.0SQk1.2SGk+1.4SQkSGk×1.2+1.4×0.9(SQk+Swk)MmaxNmaxNminN169.1541.763.73103.25362.2693.81270.11261.44260.30362.2693.815柱顶M18.273.3413.71373.01508.84-460.9928.0026.6043.41508.84N430.4785.529.94113.68715.66420.09666.65636.29636.84715.66420.09柱底M18.426.577.38200.85287.15-235.0631.4431.3039.68287.15N457.4785.529.94113.68748.06452.49703.10668.69669.24748.06452.494柱顶M18.426.5717.18475.27643.90-591.8131.4431.3052.03643.90N718.79129.2819.33538.961640.76239.471099.651043.541049.801640.76239.47柱底M18.426.5714.06388.86531.56-479.4731.4431.3048.10531.56N745.79129.2819.33538.961673.16271.871136.101075.941082.201673.16271.873柱顶M18.426.5722.90566.69762.74-710.6531.4431.3059.24762.74N1007.11173.0433.46904.462488.15136.561532.641450.791468.722488.15136.56柱底M18.466.5818.74463.66628.86-576.6631.5031.3654.06628.86N1034.11173.0433.46904.462520.55168.961569.091483.191501.122520.55168.962柱顶M18.236.5123.26527.06710.96-659.4031.1230.9959.39710.96N1295.43216.8049.531283.413353.0316.161965.631858.041890.093353.0316.16柱底M18.946.7628.42644.19864.23-810.6632.3332.1967.05864.23N1322.43216.8049.531283.413385.4348.562002.081890.441922.493385.4348.5675 续表27层数截面内力SGk调幅后SQk调幅后SWkSEk[1.2×(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]1.35SGk+1.0SQk1.2SGk+1.4SQkSGk×1.2+1.4×0.9(SQk+Swk)MmaxNmaxNmin1柱顶M14.445.6219.16285.75392.18-350.7825.1125.2048.55392.18N1583.75260.5667.721639.114187.68-74.012398.622265.282314.134187.68-74.01柱底M4.931.4244.72666.72873.50-859.978.087.9064.05873.50N1610.75260.5667.721639.114220.08-41.612435.072297.682346.534220.08-41.6175 3.4框架结构截面设计与配筋计算3.4.1计算信息混凝土强度：柱：C30，梁：C30，钢筋强度：HPB235，HRB400，查《建筑抗震规范》可知本工程框架为三级抗震等级表28承载力调整系数γRE的取值Table28ThevalueforbearingcapacityadjustmentcoefficientγRE结构构件类别正截面承载力计算斜截面承载力计算梁柱梁、柱γRE0.750.80.853.4.2框架梁的截面设计与配筋计算正截面受弯承载力计算保护层厚度35mm无论梁是上部，还是下部受拉，都按矩形截面设计，计算表格如下表29框架梁正截面配筋计算Table29Arrangementsteelforbeamofprincipalnormalsection层数梁位置MmaxγRE•MasξAsAsmin实配面积6AB梁A343.06257.300.270.321655.842895C221901mm2跨中57.6643.250.050.05238.83289B左151.79113.840.120.13656.13289BC梁B右275.84206.880.220.251274.7228975 续表29层数梁位置MmaxγRE•MasξAsAsmin实配面积跨中30.7323.050.020.02125.862895AB梁A542.06406.550.430.623183.842899C223421mm2跨中101.8276.370.080.08429.97289B左228.69171.520.180.201028.55289BC梁B右467.46350.600.370.492504.03289跨中67.1950.390.050.05279.442894AB梁A499.53374.650.400.542771.97289跨中169.38127.040.130.14738.52289B左293.86220.400.230.271373.08289BC梁B右589.38442.040.470.743784.4128910C223801mm2跨中104.5378.400.080.09441.952893AB梁A428.97321.730.340.432214.96289跨中199.75149.810.160.17884.54289B左378.99284.240.300.371877.91289BC梁B右619.54464.660.490.864392.7728912C224562mm2跨中138.76104.070.110.12596.062892AB梁A479.33359.500.380.512599.87289跨中232.49174.370.180.201047.84289B左390.04292.530.310.381949.33289BC梁B右624.73468.550.490.894561.2828912C224562mm2跨中153.49115.120.120.13664.022891AB梁A618.43463.820.490.854361.62289跨中265.75199.310.210.241220.73289B左371.18278.390.290.361828.36289BC梁B右628.19471.140.500.924711.0028913C224942mm2跨中179.56134.670.140.15786.92289选取箍筋直径8mm，采用双肢箍，n=2根据规范要求，梁端加密区长度为MAX[1.5h0,500]=800mm,箍筋最大间距MIN[h0/4,150]=150mm.表30框架梁斜截面配筋计算Table30Calculationofdiagonalsectionreinforcementofframebeam层数位置最大剪力V-fcbh0ASVPsv,minPsv实Psv取Asv取ssminS取6AB109.04-19.84-0.1640.146%-0.066%0.146%0.365275.62150150BC146.5317.650.1460.146%0.058%0.146%0.365275.6215015075 续表30层数位置最大剪力V-fcbh0ASVPsv,minPsv实Psv取Asv取ssminS取5AB165.7836.900.3050.146%0.122%0.146%0.365275.62150150BC179.2650.380.4160.146%0.167%0.167%0.416241.671501504AB205.4276.540.6320.146%0.253%0.253%0.632159.07150150BC234.79105.910.8750.146%0.350%0.350%0.875165.021501503AB247.03118.150.9760.146%0.390%0.390%0.976159.13150150BC267.65138.771.1470.146%0.459%0.459%1.147152.991501502AB257.79128.911.0650.146%0.426%0.426%1.065159.31150150BC286.39157.511.3010.146%0.521%0.521%1.301157.421501501AB229.76100.880.8340.146%0.333%0.333%0.834168.85150150BC249.56120.680.9970.146%0.399%0.399%0.997172.641501503.4.3框架柱的截面设计与配筋计算框架柱的剪跨比和轴压比应满足以下要求：＞2，＜0.9表31剪跨比和轴压比验算Table31Shearspanratioandshaftpressureratiocheck柱号层次B/mmh0/mmfc/N·mm-2Mc/kN·mVc/kNN/kNMc/Vch0N/fcbh0A660056014.3303.1484.27249.136.420.052560056014.3438.93149.31691.525.250.144460056014.3503.73202.301173.344.450.244360056014.3547.79241.231669.784.060.348260056014.3604.87267.202230.984.040.464160056014.3570.69200.242737.265.090.570B660056014.3377.95119.97362.265.630.075560056014.3508.84191.30748.064.750.156460056014.3643.90288.041673.163.990.348360056014.3762.74343.452520.553.970.525260056014.3864.23390.423385.433.950.705160056014.3873.50317.504220.084.910.878偏心距e0=M/N，附加偏心矩ea取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者的较大值，即20mm，故取ea=20mm。长细比l0/h=3000/600=5，故不考虑偏心距增大系数，最不利荷载Mmax，Nmax均为在地震作用下产生，为同一种情况，故不分开考虑。75 表32柱受压性质计算Table32Calculationofcolumnpressureproperty层数McMc*0.8ne0e1受压性质A6303.14242.51249.13973.44993.44大偏心受压5438.93351.14691.52507.79527.79大偏心受压4503.73402.981173.34343.45363.45大偏心受压3547.79438.231669.78262.45282.45大偏心受压2604.87483.902230.98216.90236.90大偏心受压1570.69456.552737.26166.79186.79大偏心受压B6377.95302.36362.26834.65854.65大偏心受压5508.84407.07748.06544.17564.17大偏心受压4643.90515.121673.16307.87327.87大偏心受压3762.74610.192520.55242.09262.09大偏心受压2864.23691.383385.43204.22224.22大偏心受压1873.50698.804220.08165.59185.59大偏心受压对于大偏心受压构件：表33框架柱正截面配筋计算Table33Arrangementsteelforcolumnof principalnormalsection柱层数fcB*h0Nξe1As=AS’A614.3600*560249.130.052993.44596.15514.3600*560691.520.144527.7929.88414.3600*5601173.340.244363.45-803.37314.3600*5601669.780.348282.45-1607.73214.3600*5602230.980.464236.9-2301.17114.3600*5602737.260.570186.79-3124.69B614.3600*560362.260.075854.65611.04514.3600*560748.060.156564.17190.86414.3600*5601673.160.348327.87-1203.27314.3600*5602520.550.525262.09-2033.47214.3600*5603385.430.705224.22-2504.60114.3600*5604220.080.878185.59-2896.4575 注：负数按构造配筋，即满足，即A、B柱均取8C22，即可满足要求，框架柱斜截面配筋计算：剪跨比：框架柱剪力设计值：框架柱箍筋面积：表34框架柱斜截面配筋计算Table34Arrangementsteelforcolumnof inclinedsection柱层数n0.3fcAVA6249.13303.1475.912.681441440228506.57151.62<05691.52438.93205.042.681441440228537.54257.59<041173.34503.73345.942.681441440228571.26339.87<031669.78547.79453.832.681441440228606.02400.65<022230.98498.88604.872.681441440228645.30441.50<012737.26177.73570.692.681441440228680.74299.37<0B6362.26377.92143.652.681441440228514.49208.63<05748.06508.84287.152.681441440228541.49318.40<041673.16643.90531.562.681441440228606.25470.18<032520.55762.74628.862.681441440228665.57556.64<023385.43710.96864.232.681441440228726.11630.08<014220.08392.18873.502.681441440228784.54506.27<0由上可知A、B柱均按构造配箍。取4肢箍非加密区φ8@150，加密区φ8@100。3.4.4楼板截面设计与配筋计算板全部为双向板，下面以标准层某板为例，计算如下：75 计算信息：几何参数：计算跨度:Lx=3500mm;Ly=2500mm板厚:h=100mm材料信息：混凝土等级:C25fc=11.9N/mm2ft=1.27N/mm2ftk=1.78N/mm2Ec=2.80×104N/mm2钢筋种类:HRB400fy=360N/mm2Es=2.1×105N/mm2最小配筋率:ρ=0.272%纵向受拉钢筋合力点至近边距离:as=20mm保护层厚度:c=15mm荷载信息(均布荷载)：永久荷载分项系数:γG=1.200可变荷载分项系数:γQ=1.400准永久值系数:ψq=1.000永久荷载标准值:ｑgk=3.500kN/m2可变荷载标准值:ｑqk=2.000kN/m2计算方法:弹性板边界条件(上端/下端/左端/右端):固定/固定/固定/固定设计参数：结构重要性系数:γ0=1.00泊松比:μ=0.200计算参数：计算板的跨度:L0=2500mm计算板的有效高度:h0=h-as=100-20=80mm配筋计算(lx/ly=3500/2500=1.400<2.000所以按双向板计算):X向底板钢筋：确定X向板底弯矩Mx=表中系数(γGｑgk+γQｑqk)L02=(0.0038+0.0400×0.200)×(1.200×3.500+1.400×2.000)×2.52=0.52kNm75 确定计算系数αs=γ0Mx/(α1fcbh0h0)=1.00×0.52×106/(1.00×11.9×1000×80×80)=0.007计算相对受压区高度ξ=1-sqrt(1-2αs)=1-sqrt(1-2×0.007)=0.007计算受拉钢筋面积As=α1fcbh0ξ/fy=1.000×11.9×1000×80×0.007/360=18.5mm2验算最小配筋率ρ=As/(bh)=18.5/(1000×100)=0.0185%ρ<ρmin=0.272%不满足最小配筋要求所以取面积为As=ρminbh=0.272%×1000×100=272mm2采取方案C8@150,实配面积335mm2Y向底板钢筋：确定Y向板底弯矩Mx=表中系数(γGｑgk+γQｑqk)L02=(0.040+0.0038×0.200)×(1.200×3.500+1.400×2.000)×2.52=1.78kNm确定计算系数αs=γ0Mx/(α1fcbh0h0)=1.00×1.78×106/(1.00×11.9×1000×80×80)=0.023计算相对受压区高度ξ=1-sqrt(1-2αs)=1-sqrt(1-2×0.023)=0.023计算受拉钢筋面积As=α1fcbh0ξ/fy=1.000×11.9×1000×80×0.023/360=60.8mm2验算最小配筋率ρ=As/(bh)=60.8/(1000×100)=0.061%ρ<ρmin=0.272%不满足最小配筋要求75 所以取面积为As=ρminbh=0.272%×1000×100=272mm2采取方案C8@150,实配面积335mm2X向支座左边钢筋：确定左边支座弯矩Mx=表中系数(γGｑgk+γQｑqk)L02=0.057×(1.200×3.500+1.400×2.000)×2.52=2.5kNm确定计算系数αs=γ0Mx/(α1fcbh0h0)=1.00×2.5×106/(1.00×11.9×1000×80×80)=0.033计算相对受压区高度ξ=1-sqrt(1-2αs)=1-sqrt(1-2×0.033)=0.033计算受拉钢筋面积As=α1fcbh0ξ/fy=1.000×11.9×1000×80×0.033/360=87.3mm2验算最小配筋率ρ=As/(bh)=87.3/(1000×100)=0.087%ρ<ρmin=0.272%不满足最小配筋要求所以取面积为As=ρminbh=0.272%×1000×100=272mm2采取方案C8@150,实配面积335mm2X向支座右边钢筋：确定右边支座弯矩Mx=表中系数(γGｑgk+γQｑqk)L02=0.057×(1.200×3.500+1.400×2.000)×2.52=2.5kNm确定计算系数αs=γ0Mx/(α1fcbh0h0)=1.00×2.5×106/(1.00×11.9×1000×80×80)=0.033计算相对受压区高度75 ξ=1-sqrt(1-2αs)=1-sqrt(1-2×0.033)=0.033计算受拉钢筋面积As=α1fcbh0ξ/fy=1.000×11.9×1000×80×0.033/360=87.3mm2验算最小配筋率ρ=As/(bh)=87.3/(1000×100)=0.087%ρ<ρmin=0.272%不满足最小配筋要求所以取面积为As=ρminbh=0.272%×1000×100=272mm2采取方案C8@150,实配面积335mm2Y向上边支座钢筋：确定上边支座弯矩Mx=表中系数(γGｑgk+γQｑqk)L02=0.0829×(1.200×3.500+1.400×2.000)×2.52=3.63kNm确定计算系数αs=γ0Mx/(α1fcbh0h0)=1.00×3.63×106/(1.00×11.9×1000×80×80)=0.048计算相对受压区高度ξ=1-sqrt(1-2αs)=1-sqrt(1-2×0.048)=0.049计算受拉钢筋面积As=α1fcbh0ξ/fy=1.000×11.9×1000×80×0.048/360=126.93mm2验算最小配筋率ρ=As/(bh)=126.93/(1000×100)=0.127%ρ<ρmin=0.272%不满足最小配筋要求所以取面积为As=ρminbh=0.272%×1000×100=272mm2采取方案C8@150,实配面积335mm2Y向下边支座钢筋：确定下边支座弯矩Mx=表中系数(γGｑgk+γQｑqk)L0275 =0.0829×(1.200×3.500+1.400×2.000)×2.52=3.63kNm确定计算系数αs=γ0Mx/(α1fcbh0h0)=1.00×3.63×106/(1.00×11.9×1000×80×80)=0.048计算相对受压区高度ξ=1-sqrt(1-2αs)=1-sqrt(1-2×0.048)=0.049计算受拉钢筋面积As=α1fcbh0ξ/fy=1.000×11.9×1000×80×0.048/360=126.93mm2验算最小配筋率ρ=As/(bh)=126.93/(1000×100)=0.127%ρ<ρmin=0.272%不满足最小配筋要求所以取面积为As=ρminbh=0.272%×1000×100=272mm2采取方案C8@150,实配面积335mm23.5楼梯设计3.5.1设计参数几何参数：楼梯净跨:L1=3150mm楼梯高度:H=1500mm梯板厚:t=120mm踏步数:n=10(阶)上平台楼梯梁宽度:b1=200mm下平台楼梯梁宽度:b2=200mm荷载标准值：可变荷载：q=2.50kN/m2面层荷载：qm=0.65kN/m2栏杆荷载：qf=0.20kN/m材料信息：混凝土强度等级:C25fc=11.90N/mm2ft=1.27N/mm2Rc=25.0kN/m3钢筋强度等级:HRB400fy=360.00N/mm2抹灰厚度：c=20.0mmRs=20kN/m3梯段板纵筋合力点至近边距离：as=20mm75 支座负筋系数：α=0.253.5.2梯斜板截面设计与配筋计算楼梯几何参数：踏步高度：h=0.15m踏步宽度：b=0.35m计算跨度：L0=L1＋(b1＋b2)/2=3.00＋(0.20＋0.20)/2=3.35m梯段板与水平方向夹角余弦值：cosα=0.926荷载计算(取B=1m宽板带)：面层：gkm=(B＋Bh/b)qm=(1＋1×0.15/0.35)×0.65=0.93kN/m自重：gkt=RcB(t/cosα＋h/2)=25×1×(0.12/0.93＋0.15/2)=5.10kN/m抹灰：gks=RSBc/cosα=20×1×0.02/0.93=0.43kN/m恒荷标准值：gk=gkm＋gkt＋gks＋qf=0.93＋5.10＋0.43＋0.20=6.66kN/m恒荷控制：Pn(G)=1.35gk＋1.40.7Bq=1.35×6.66＋1.4×0.7×1×2.50=11.44kN/m活荷控制：Pn(L)=1.2gk＋1.4Bq=1.2×6.66＋1.4×1×2.50=11.49kN/m荷载设计值：Pn=max{Pn(G),Pn(L)}=11.49kN/m正截面受弯承载力计算：左端支座反力:Rl=18.75kN右端支座反力:Rr=18.75kN最大弯矩截面距左支座的距离:Lmax=1.60m最大弯矩截面距左边弯折处的距离:x=1.60mMmax=RlLmax－Pn·x2/2=18.75×1.60－11.72×1.602/2=15.00kN·m相对受压区高度：ζ=0.135224配筋率：ρ=0.007663纵筋(1号)计算面积：As=766.27mm2支座负筋(2、3号)计算面积：As=αAs=0.25×766.27=191.57mm2计算结果：(为每米宽板带的配筋)1号钢筋计算结果(跨中)：计算面积As:766.27mm2采用方案：C10@10075 实配面积：785.40mm22/3号钢筋计算结果(支座)：计算面积As":191.57mm2采用方案：C8@150实配面积：335.10mm24号钢筋计算结果：采用方案：C8@150实配面积：335.10mm23.5.3平台板截面设计与配筋计算荷载计算（取B=1m宽板带）恒载平台板自重0.10×25＝2.50kN/m板面抹灰重0.02×20＝0.40kN/m板底抹灰重0.02×17＝0.34kN/m标准值gk＝3.24kN/m设计值g=1.2×3.24＝3.888kN/m活荷载设计值g=1.4×2.5＝3.50kN/m合计g＋q＝7.388kN/m内力计算：左板：计算跨度：l0=ln+h/2+b/2=2.15m跨中最大弯矩：右板：计算跨度:l0=ln+h/2+b/2=2.15m跨中最大弯矩：截面计算：75 左板：查表得选C8@150（As=335mm2）右板：查表得选C8@150（As=335mm2）3.5.3平台梁截面设计与配筋计算计算跨度为：估算截面尺寸：，取荷载计算：梯段板传来：kN/m平台板传来：kN/m平台梁自重kN/m平台梁侧抹灰kN/m合计kN/m内力计算75 跨中最大弯矩：支座最大剪力：截面计算：受弯承载力计算：按倒L形截面计算，受压翼缘计算宽度取下列中较小值，所以，取，，属于第一类截面查表得选3C20（）受剪承载力计算截面尺寸满足要求，配置箍筋，选用双肢A10@200，经计算满足要求。3.6基础设计3.6.1设计条件地质条件：自然地表1m内为填土，填土下层为3m厚砂质粘土，再下为砾石层。砂质粘75 土地基承载力特征值200～250kN/m2，砾石层为300～400kN/m2。地下水位：地表以下2.0m，无侵蚀性。相邻建筑物：相邻原有建筑基础为条形基础，其底面标高在室外地面下1.2m处，马路上排水暗沟3.0m。材料强度：混凝土强度等级C30＝14.3N/mm＝1.43N/mm钢筋采用Ⅱ级HPB335＝＝300N/mm其他条件：柱截面为500mm*500mm，基础标高-1.1m，选取黏土层作为持力层，取地基承载力标准值为25kPa，不考虑地下水的作用，取基础高度为900mm，黏土层基础顶柱端最不利内力组合结果见下表：表34基础顶柱端内力组合Table34Basictopcolumnendinternalforcecombination内力A柱B柱M/kN·m570873.5N/kN2737.264220.08V/kN299.37506.273.6.2A（D）柱下基础设计确定基础尺寸：基础埋置深度为0.65+1=1.65m，采用100厚C15混凝土垫层，两边各延伸出100mm。估算基础底面积：1.2A0=10.32m275 取a=b=3.3m，需修正宽度：计算基底压力：基础回填上重：Gk=20*1.65*3.3*3.3=359.37kN综合以上可知最大边界应力为：，，持力层承载力验算：均满足要求基础高度验算：只对柱变基础截面进行抗冲验算取保护层厚度为50mm，h0=850mmac=at=500mmab=500+2*850=2000mmam=(at+ab)/2=1.25m75 因偏心受压：Pn=Pn,max=346.37kPaAl=(2.5+3.3)*0.3*0.5=0.87m2Fl=PnAl=301.34kN满足冲切要求配筋计算：选用箍筋Ф8@150，主筋20B14（As=3078mm2）另一方向同样选用Ф8@1503.6.3B（C）柱下基础设计确定基础尺寸：基础埋置深度为0.65+0.9=1.55m，采用100厚C15混凝土垫层，两边各延伸出100mm。估算基础底面积：1.2A0=15.91m2取a=b=3.9m，需修正宽度：计算基底压力：基础回填上重：Gk=20*1.65*3.9*3.9=501.93kN75 综合以上可知最大边界应力为：，，持力层承载力验算：均满足要求基础高度验算：只对柱变基础截面进行抗冲验算取保护层厚度为50mm，h0=850mmac=at=500mmab=500+2*850=2000mmam=(at+ab)/2=1.25m因偏心受压：Pn=Pn,max=362.90kPaAl=(2.5+3.9)*0.3*0.5=0.96m2Fl=PnAl=348.38kN满足冲切要求配筋计算：75 选用箍筋Ф8@150，主筋36B14（As=5536.8mm2）另一方向同样选用Ф8@1504结论毕业设计是对大学四年学习成果的检验，是对专业基础知识的加深和系统化梳理，是走向工作岗位前最重要的一环。通过本次红宇大学宿舍楼的设计，我对大学专业知识脉络有了清晰的把握，巩固了工程设计专业技能，培养了细致的专业精神。通过该毕业设计在结构方面达到了预期的三个目标：1、了解了多层钢筋混凝土结构框架结构体系得特点及其布置原则。2、通过毕业设计使自己掌握了多层建筑钢筋混凝土框架结构的结构设计方法、计算方法、步骤、结构构造。3、通过毕业设计使自己掌握了地基基础的设计方法、计算方法、步骤、结构构造。在本次设计之初，由于对知识缺乏宏观把握，各学科学习深度不够，加之对设计流程的生疏，出现了很多问题。在同学和老师的热心帮助下，认真思考，一一解决了这些难题，专业知识得到巩固。在建筑设计中，起初多考虑到整体的美观性，忽视了结构设计的可操作性，因而设计出现了瓶颈。在对建筑设计的反复修改之后，获得了一个较为完善的方案。结构设计中，尽量保证计算的正确性，掌握了设计的规范化流程。设计知识之余，我还熟练掌握了绘图软件，对制图规范有了较为深入地了解。由于自身专业水平的不足以及时间上的限制，此次设计难免有诸多不足，恳请各位老师斧正。参考文献[1]梁兴文，史庆轩.土木工程专业毕业设计指导[M].北京：科学出版社，2002：12～67[2]包世华，方鄂华.高层建筑结构设计[M].北京：清华大学出版社，2001：38～94[3]龙驭球，包世华.结构力学教程[M].北京：高等教育出版社，2001：67～126[4]庄崖屏，江见鲸.钢筋混凝土基本构件设计[M].北京：地震出版社，2001：78～145[5]赵明华.土力学与基础工程（第二版）[M].武汉：武汉大学出版社，2003：23～46[6]李国强，李杰，苏小卒.建筑结构抗震设计（第二版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2008：47～83[7]李必瑜，王雪松.房屋建筑学（第三版）[M].武汉：武汉理工大学出版社，2008：142～75 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