合肥某中學(xué)辦公樓設(shè)計說明計算書

1、1 / 107目 錄容摘要 1建筑設(shè)計 3結(jié)構(gòu)設(shè)計 51 結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)條件 51.1 工程概況 51.2 設(shè)計依據(jù) 51.2.1 國家標(biāo)準(zhǔn) 51.2.2 地質(zhì)勘查報告 51.2.3 氣象資料 61.2.4 地震資料 61.3 結(jié)構(gòu)主體布置 61.3.1 平面、立體布置 61.3.2 柱網(wǎng)布置 61.3.3 沉降設(shè)置 61.4 梁板的截面尺寸 71.5 柱截面尺寸 82 重力荷載計算 92.1 屋面、露面荷載計算 92.1.1 屋面與露面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 92.1.2 屋面均布活載 92.1.3 樓面均布荷載 102.1.4 樓面活荷載 102.2 梁體荷載計算 102.3 柱體荷載計算 112.

2、4 墻體荷載計算 112.5 荷載總匯 142 / 1073 橫向水平地震作用下框架力和側(cè)移計算 163.1 水平地震作用下框架的側(cè)向位移驗算 163.1.1 橫向線剛度 163.1.2 橫向框架柱的側(cè)移剛度 D 值 183.1.3 橫向框架自振周期 183.1.4 橫向地震作用計算 233.1.5 橫向框架抗震變形驗算 253.2 水平地震作用下橫向框架的力分析 263.3 橫向風(fēng)荷載作用下框架的力和側(cè)移計算 303.3.1 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計算 303.3.2 各層風(fēng)荷載值計算 333.3.3 風(fēng)荷載作用下的水平位移驗算 333.3.4 風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的力計算 334 豎向荷載作用下框

3、架結(jié)構(gòu)的力計算 364.1 計算單元 364.2 恒載計算 374.3 活載計算 394.4 荷載作用下的力計算 414.4.1 恒載等效計算 414.4.2 活荷載等效計算 434.4.3 荷載彎矩二次分配計算 434.4.4 梁端剪力和軸力 484.5 重力荷載作用力計算 514.5.1 重力荷載代表值計算 514.5.2 重力荷載等效計算 524.5.3 重力荷載彎矩二次分配計算 524.5.4 梁端剪力和軸力計算 555 力組合 563 / 1075.1 框架梁力組合 565.2 框架柱力組合 616 截面設(shè)計 656.1 承載力抗力調(diào)整系數(shù)REr656.2 橫向框架梁截面設(shè)計 666

4、.2.1 梁的正截面設(shè)計 666.2.2 梁的斜截面設(shè)計 716.3 柱截面設(shè)計 756.3.1 剪跨比和軸壓比驗算 756.3.2 柱正截面承載力計算 766.3.3 柱斜截面受剪承載力計算 797 板的設(shè)計 827.1 設(shè)計資料 827.2 樓面板布置 827.3 彎矩計算 837.4 截面設(shè)計 858 樓梯設(shè)計 868.1 踏步計算 868.2 梯段板設(shè)計 868.2.1 確定板厚 868.2.2 荷載計算 878.2.3 力計算 878.2.4 配筋計算 878.3 平臺板計算 888.3.1 荷載計算 888.3.2 力計算 888.4 平臺梁計算 898.4.1 荷載計算 894

5、/ 1078.4.2 力計算 898.4.3 配筋計算 899 基礎(chǔ)設(shè)計 909.1 獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計 909.1.1 基礎(chǔ)參數(shù)選取 909.1.2 基礎(chǔ)底面積計算 909.1.3 承載力驗算 919.1.4 抗沖切驗算 919.1.5 力與配筋 929.2 聯(lián)合基礎(chǔ)設(shè)計 949.2.1 選型 949.2.2 地基承載力驗算 959.2.3 抗沖切驗算與配筋 969.2.4 地震作用組合 97參考資料 100辭 101綜 述 1021 / 107容摘要本設(shè)計主要針對結(jié)構(gòu)方案中框架 10 軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，在確定了框架平面布局之后，首先進(jìn)行了層間荷載代表值的計算,接著利用頂點位移法求出自振周期，進(jìn)而按

6、底部剪力法計算水平地震作用下結(jié)構(gòu)力大小，接著用一樣的方法求出了水平風(fēng)荷載作用下的層間力和位移。然后，計算豎向荷載作用下的結(jié)構(gòu)力，并進(jìn)行力組合，從而找出最不利的一組或幾組力組合，對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行配筋計算并繪圖。此外，本設(shè)計還進(jìn)行了樓梯和基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并對其進(jìn)行配筋計算和施工圖繪制。關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)，抗震，永久荷載，可變荷載，截面設(shè)計，基礎(chǔ)設(shè)計2 / 107ABSTRACTThis design mainly according to the structure scheme framework for structure design, 6 axis in determining the fra

7、mework layout after that first between the layer of calculation, load represent value; then use the vertex displacement method, and then from the vibration periods according to horizontal seismic method for calculating the bottom shear structural internal force under the action of the size, and then

8、 used the same way and from the wind load level between layers of the internal force and displacement. Then, the calculated vertical load, the structural internal force, and force combination, so as to find out the most unfavorable a group or several groups of internal force of structural components

9、 combined, calculated and drawing for reinforcement. In addition, the design is based on the stairs and the structure design, and carries on the reinforcement calculation and construction drawing. KEY WORDS: frame structure, earthquake, permanent load, variable load, section design, the foundation d

10、esign3 / 107建筑設(shè)計一般而言，一幢建筑物是由若干單體空間有機(jī)地組合起來的整體空間，任何空間都具有三度性。因此,在進(jìn)行建筑設(shè)計的過程中,人們常從平面,剖面,立面三個不同方向的投影來綜合分析建筑物的各種特征,并通過相應(yīng)的圖示來表達(dá)其設(shè)計意圖。建筑的平面,剖面,立面設(shè)計三者是密切聯(lián)系而又互相制約的。平面設(shè)計是關(guān)鍵,它集中反映了建筑平面各組成部分的牲與其相互關(guān)系,使用功能的要求,是否經(jīng)濟(jì)合理。除此之外,建筑平面與周圍環(huán)境的關(guān)系,建筑是否滿足建筑平面設(shè)計的要求,同時還不同程度地反映建筑空間藝術(shù)構(gòu)思與結(jié)構(gòu)布置關(guān)系等。一些簡單的民用建筑,如辦公樓,單元式住宅等,其平面布置基本上能反映建筑空間的組

11、合。因此,在進(jìn)行方案設(shè)計時,總是先從平面入手,同時認(rèn)真分析剖面與立面的可能性和合理性,與其對平面設(shè)計的影響。只有綜合考慮平,立,剖三者的關(guān)系,按完整的三度空間概念去進(jìn)行設(shè)計,才能做好一個建筑設(shè)計。根據(jù)地區(qū)的地理特點，考慮設(shè)計方案力求“功能適用、經(jīng)濟(jì)合理、造型美觀、環(huán)境相宜”的原則，該大學(xué)會議接待中心采用框架結(jié)構(gòu)，5 層，造型力求美觀，基礎(chǔ)采用獨(dú)立基礎(chǔ)的形式，結(jié)構(gòu)可靠，功能合理。該建筑西、南面各設(shè)有一個出入口，并設(shè)有三個樓梯和三個安全出口，一但發(fā)生事故可以迅速安全的進(jìn)行疏散，滿足消防、地震、建筑防火規(guī)等的安全要求。建筑體型和立面設(shè)計是整個建筑設(shè)計的重要組成部分。外部體型和立面反映部空間的特征，但

12、絕不能簡單地理解為體型和立面設(shè)計只是部空間的最后加工，是建筑設(shè)計完成后的最后處理，而應(yīng)與平、剖面設(shè)計同時進(jìn)行，并貫穿于整個設(shè)計的始終。在方案設(shè)計一開始，就應(yīng)在功能、物質(zhì)技術(shù)條件等制約下按照美觀的要求考慮建筑體型與立面的雛形。剖面設(shè)計確定建筑物各部分高度，建筑層數(shù)，建筑空間的組合與利用，以與建筑剖面中的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造關(guān)系等。它與平面設(shè)計是從兩個不同的方面來反映4 / 107建筑物部空間的關(guān)系。剖面設(shè)計研究豎向空間的處理，本公寓剖面形狀為矩形，矩形剖面簡單、規(guī)整、便于豎向空間的組合，容易獲得簡潔而完整的體型，同時結(jié)構(gòu)簡單，施工方便。建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個建筑設(shè)計過程中的兩個最重要的環(huán)節(jié)，對整個建筑物

13、的外觀效果、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定起著至關(guān)重要的作用。而二者之間又存在著相互協(xié)調(diào)、互相制約的關(guān)系。任何一個建筑設(shè)計方案，都會對具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計產(chǎn)生影響，而有限的結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)水平又制約著建筑設(shè)計層次。因此，在做建筑設(shè)計的過程中，我們必須也要考慮到結(jié)構(gòu)上的要求，二者必須同時兼顧，同行進(jìn)行，從而創(chuàng)作出優(yōu)秀的建筑設(shè)計作品。5 / 107結(jié)構(gòu)設(shè)計1 結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)條件1.1 工程概況項目名稱： 某中學(xué)辦公樓設(shè)計建筑地點： 市建筑面積： 6912m2 層高： 3.6m 層數(shù)： 5 層1.2 設(shè)計依據(jù)1.2.1 國家標(biāo)準(zhǔn)（1） 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī) GB500012001（2） 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī) GB500102002（3） 建筑

14、抗震設(shè)計規(guī) GB500112001（4） 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī) GB500072002（5） 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)與設(shè)計規(guī) JGJ32002（6） 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊 （靜力計算）（7） 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造手冊（8） 建筑抗震設(shè)計手冊 1.2.2 地質(zhì)勘查報告場地圍土質(zhì)構(gòu)成，自地表向下依次為：a 層：雜填土，厚度 0.5m，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值 fk = 80kpa；6 / 107b 層：亞粘土，厚度 0.5 - 1.5 m，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值 fk = 180kpa；c 層：粘土，厚度 5 - 7m，硬塑狀，地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值 fk = 240kpa；該建筑場地地勢平坦，自然地表標(biāo)高 24.50m，實測最

15、高地下水位 21.00m，水質(zhì)無侵蝕性。1.2.3 氣象資料東南風(fēng)，基本風(fēng)壓 W0 = 0.35kN/m2基本雪壓 S0 = 0.60kN/m21.2.4 地震資料地震設(shè)防烈度為 7 度，設(shè)計地震分組為第一組，II 類場地。1.3 結(jié)構(gòu)主體布置1.3.1 平面、立體布置 結(jié)構(gòu)平面布置規(guī)則， 質(zhì)量和剛度變化均勻。1.3.2 柱網(wǎng)布置采用大柱網(wǎng)，柱網(wǎng)尺寸：（6+2.4+6）m 6m ，6m6m1.3.3 沉降設(shè)置本工程由三個部分組成，由于結(jié)構(gòu)形式的變化，現(xiàn)置有一道沉降縫，縫寬為 80mm。總體布置見圖 1-1：11圖 1-1 總體平面布置圖7 / 1071.4 梁板的截面尺寸梁板采用 C25 砼，

16、fc = 11.9N/mm2 KL1 邊 ：截面高度：h=L/12 L/8 =750mm500mm，取 h=700mm 截面寬度：b=h/3 h/2 =300mm200mm，取 b=300mmKL2 ： 截面高度：h=L/12 L/8 =750mm500mm，取 h=700mm 截面寬度：b=h/3 h/2 =300mm200mm，取 b=300mmKL1 中：截面高度：h=L/12 L/8 =200mm300mm，取 h=450mm(h400mm) 截面寬度：b=h/3 h/2 =225mm150mm, 取 b=250mmL1 邊 ： 截面高度：h=L/18 L/12 =500mm333mm

17、，取 h=450mm 截面寬度：b=h/3 h/2 =200mm133mm，取 b=250mm 板： hmax=72mm,取 h=100mm3600501max501l 梁板截面尺寸見表 1-1，梁布置見圖 1-2：表 1-1 梁板得截面尺寸KL1 邊/mmKL2/mmKL1 中/mmL1 邊/mm板/mm300 700300 700250 450250 450100111 圖 1-2 梁布置圖1.5 柱截面尺寸柱采用 C30 砼，fc = 14.3N/mm2 （1）柱組合軸壓力設(shè)計值N=Fgen（2）ACN/(Nfc)查抗抗震規(guī) GB500112010，得框架柱軸壓比限值 N=0.85（3）

18、截面計算8 / 107邊柱：增大系數(shù)取 =1.3，負(fù)載面積為 6 3 m2 ，各層重力荷載代表值取 ge=12kN/mm2 ，層數(shù) n=5則 N= 1.363121035=1404000NAC=N/（0.8514.3）= 115508 mm2中柱：=1.25，負(fù)載面積為(6+6)/2（6+2.4）/2m2 ,ge=12kN/mm2 , n=5則 N= 1.256（3+1.2）121035=1890000NAC=N/（0.8514.3）= 1554915mm2則柱取 600mm600mm（為滿足/0.7 的需求）1D2D1 至 5 層取 600mm600mm2 重力荷載計算2.1 屋面、露面荷載

19、計算2.1.1 屋面與露面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面 ：二氈三油層 0.35kN/m2 冷底子油熱瑪蹄脂 0.05kN/m220mm 厚水泥砂漿 0.0220=0.40kN/m240mm 厚礦渣水泥 0.0416=0.64kN/m2 100mm 厚現(xiàn)澆混凝土樓板 0.125=2.5kN/m2水泥蛭石屋面保溫層（平均厚 120mm） 0.125=0.6 kN/m2 15mm 厚板底粉刷層 0.01517=0.26kN/m2 小計： 4.8 kN/m2屋面恒載標(biāo)準(zhǔn)值：4814.44.4=3317.76 kN2.1.2 屋面均布活載基本雪壓 0.6 kN/mm29 / 107 （48+0.32）（14.4+

20、0.32）0.6=437.4 kN2.1.3 樓面均布荷載水磨石地面 0.65kN/m225mm 厚水泥砂漿找平層 0.2520=0.5kN/m2100mm 厚現(xiàn)澆混凝土樓板 0.125=2.5kN/m210mm 厚板底粉刷層 0.0117=0.17kN/m2 共計： 3.82 kN/m2樓面恒載標(biāo)準(zhǔn)值：(48+0.32)(14.4+0.32)3.82=2784.78 kN2.1.4 樓面活荷載樓面均布活載對于廁所和辦公產(chǎn)所取 2.0kN/m2，走道陽臺取 2.5kN/m2，為了方便計算，偏安全統(tǒng)一取均布活載為 2.5kN/m2。樓面活載值：(48+0.6)(14.4+0.6)2.5=1822

21、.5 kN2.2 梁體荷載計算包括梁側(cè)、梁底、柱的抹灰重量KL1 邊：bh=0.3m0.7m 長度：6m 根數(shù)：18 根每根：自重: 25kN/m30.3(0.6-0.1)=3.75 kN/m抹 10 厚混合砂漿： 0.01(0.6-0.1)2+0.317=0.221 kN/m合計（每根） 3.97kN/m 故每根重為：3.97kN/m6m18=428.76 kNKL2：bh=0.3 m0.7m 長度：6m 根數(shù)：32 根每根：自重: 25kN/m30.3(0.6-0.1)=3.75 kN/m抹 10 厚混合砂漿： 0.01(0.6-0.1)2+0.317=0.221 10 / 107kN/m

22、合計（每根） 3.97kN/m 故每根重為：3.97kN/m6m32=762.24 kNKL1 中：bh=0.25 m0.45m 長度：2.4-0.32=1.8m 根數(shù)：9 根每根：自重: 25kN/m30.25(0.45-0.1)=2.18 kN/m抹 10 厚混合砂漿： 0.01(0.45-0.1)2+0.2517=0.16 kN/m合計（每根） 2.35kN/m 故每根重為：3.97kN/m1.8m9=38.07 kNL1 邊：bh=0.25m0.45m 長度：6m 根數(shù)：16 根每根：自重: 25kN/m30.25(0.45-0.1)=2.18 kN/m抹 10 厚混合砂漿： 0.01

23、(0.45-0.1)2+0.2517=0.16 kN/m合計（每根） 2.35kN/m 故每根重為：2.35kN/m6m16=235.6 kN2.3 柱體荷載計算底層：KZ-1 截面 0.6m0.6m室外高差 0.45m，底層柱埋置深度 0.5 m則底層柱計算長度：3.6 m +0.45 m +0.5 m = 4.55 m根數(shù)： 94=36 根 自重： 25kN/m30.60.6=9 kN/m抹 10 厚混合砂漿： 0.010.6417 kN/m3=0408 kN/m故每根重為： （4.55-0.1-0.1）（9+0.408）=40.92 11 / 107kN其它層：KZ-2 截面 0.6m0

24、.6m 長度 3.6m 根數(shù) 364=144 根自重： 25kN/m30.60.6=9 kN/m抹 10 厚混合砂漿： 0.010.6417 kN/m3=0408 kN/m故每根重為： （3.6-0.1-0.1）（9+0.408）=32.928 kN梁柱自重見表 2-1：表 2-1 梁柱自重梁（柱）編號截面（m2）長度（m）根數(shù)每根重量（KN）總重（KN）KL1 邊0.30.661823.82428.76KL20.30.663223.82762.24KL1 中0.250.451.894.2338.07L1 邊0.250.457.21614.1235.6KZ-10.60.64.353640.82

25、1473.12KZ-20.60.63.514432.9284741.6322.4 墻體荷載計算墻體偏安全考慮，按不扣除門窗洞口所占體積計算，墻體高度按樓層高度減梁高度考慮，外墻墻厚 240mm，采用瓷磚貼面，墻墻厚 200mm，采用水泥砂漿抹面，外墻均采用蒸壓粉煤加氣混凝土砌塊（5.5 kN/m3）砌筑。外墻：單位面積外墻墻體重量為： 5.50.24=1.32 kN/m2單位面積墻貼面重量為： 0.5 kN/m2單位面積 15mm 厚砂漿找平層： 0.01520=0.3 kN/m2 單位面積 15mm 厚粉刷層： 0.01517=0.255 kN/m212 / 107 共計： 2.38 kN/

26、m2墻：15mm 厚粉刷層(兩側(cè))： 0.015172=0.51 kN/m215mm 厚找平層： 0.015202=0.6 kN/m2200mm 厚蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊： 0.25.5=1.1 kN/m2 共計： 2.21 kN/m2衛(wèi)生間：15mm 水泥砂漿找平層： 0.01520=0.3 kN/m2200mm 厚墻自重： 0.25.5=1.1 kN/m25mm 厚瓷錦磚： 0.12 kN/m2共計： 1.52 kN/m2女兒墻：瓷磚貼面 0.5 kN/m215mm 厚找平層： 0.01520=0.3 kN/m215mm 厚粉刷層： 0.01517=0.255 kN/m2240mm 厚蒸

27、壓粉煤灰加氣混凝土砌塊： 0.245.5=1.32 kN/m2 共計： 2.375 kN/m2底層：外墻： 縱墻：高：3.6+0.45-0.6=3.45m 共 16 片 凈長：6-0.32=5.4m 則：5.43.45102.38=709.43kN橫墻：高：3.6+0.45-0.6=3.45m 共 4 片 凈長：6-0.32=5.4m 則：5.43.4542.38=177.36 KN高：3.6+0.45-0.45=3.6m 共 1 片凈長：2.4-0.32=1.8m 則：1.83.62.38=15.42 KN13 / 107墻： 縱墻：高：3.6-0.45-0.6=3.45m 共 14 片 凈

28、長：6-0.32=5.4m 則：5.43.45142.38=620.75kN橫墻：高：3.6-0.45-0.6=3.4m 共 9 片 凈長：6-0.32=5.4m 高：3.6-0.45+0.45=3m 共 2 片凈長：2.4-0.32=1.8m 高：3.6-0.45+0.45=3m 共 2 片凈長：6-0.32=5.4m 則：(5.43.49+1.832+5.432)2.38=516.65kN 其它層：外墻： 縱墻：高：3.6-0.6=3.0m 共 16 片 凈長：6-0.32=5.4m 則：5.43162.38=616.90kN橫墻：高：3.6-0.6=3.0m 凈長：6-0.32=5.4m

29、 共 4 片 高：3.6-0.45=3.15m凈長：2.4-0.32=1.8m 共 1 片 則：(5.434+1.83.15)2.38=167.72kN 墻： 縱墻：高：3.6-0.6=3.0m 共 14 片 凈長：6-0.32=5.4m 則：5.43142.21=501.228kN橫墻：高：3.6-0.6=3.0m 凈長：6-0.32=5.4m 共 9 片 高：3.6-0.45=3.15m凈長：2.4-0.32=1.8m 共 2 片14 / 107 則：(5.439+1.83.152)2.21=422.46kN女兒墻：高： 1.2m 凈長：68+20.3=48.6m 共 2 片62+2.4+

30、20.3=15m 共 2 片 則：(48.61.22+151.22)2.375=362.52kN墻自重見表 2-2：表 2-2 墻體自重墻體每片面積片數(shù)重量外墻5.43.4516709.43底層縱墻墻5.43.4514620.751330.185.43.454177.36外墻1.83.6115.425.43.49393.271.83.6230.85底層橫墻墻5.43.6292.53709.43外墻5.4316616.90其它層縱墻墻5.4314501.231118.135.434154.22外墻1.83.15113.585.439322.221.83.15225.06其它層橫墻墻5.43.15

31、275.18590.18縱墻48.61.22277.02女兒墻橫墻151.2285.50362.522.5 荷載總匯頂層:重力荷載代表值 = 層面恒載 +50% 屋面雪載 + 梁自重 + 半層柱自重 + 15 / 107半層墻自重 + 女兒墻自重頂層恒載 Q1：3317.76kN頂層活載 Q2：437.4kN頂層梁自重 Q3：18KL1 邊+ 36KL2+9L1 中+16L1 邊=1823.82+3623.82+94.23+1614.1=1464.67kN頂層柱自重 Q4：3632.93=1185.48kN頂層墻自重 Q5：1118.13+590.18=1708.31kN女兒墻自重 Q6： 3

32、62.52kNG5=Q1 +Q2+Q3+Q4+Q5+Q6212121=3317.76+0.5437.4+1464.67+0.51185.48+0.51708.31+362.52= 6810.55kN24 層:重力荷載代表值=樓面恒載 +50% 樓面活載 + 縱橫梁自重 +樓面上、下各半層的柱與縱橫墻自重樓面恒載 Q1：2784.78kN樓面活載 Q2：1822.5kN梁自重 Q3：1464.67kN柱自重 Q4：1185.48kN墻體自重 Q5：1708.31kNG2 G4 = = Q1 +1/2Q2+Q3+1/2 (Q4+ Q4)+ 1/2(Q5+ Q5)=2874.78+0.51822.5

33、+1185.48+1708.31=6589.82 kN底層；重力荷載代表值=樓面恒載 +50% 樓面活載 + 縱橫梁自重 +樓面上、下各半層的柱與縱橫墻自重樓面恒載 Q1：2784.78kN樓面活載 Q2：1822.5kN梁自重 Q3：1464.67kN柱自重 Q4：（40.92+32.93）36/2=1329.30kN墻體自重 Q5：(1330.18+709.43)+(1118.13+590.18)/2=1873.96kN16 / 107 G1 = = Q1 +1/2Q2+Q3+Q4+ Q5=2784.78+0.51822.5+1464.67+1329.30+1873.96=8363.96k

34、N 各層重力荷載代表值見圖 2-1：11圖 2-1 各層重力荷載代表值3 橫向水平地震作用下框架力和側(cè)移計算3.1 水平地震作用下框架的側(cè)向位移驗算3.1.1 橫向線剛度 在框架結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)澆板的樓面，板可以作為梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，減少框架側(cè)移。為考慮這一有利作用，在計算梁的截面慣性行矩時，對現(xiàn)澆樓面的邊框架取 I=1.5I0(I0為梁的截面慣性矩)，對中框架取I=2.0I0，橫向框架計算簡圖見圖 3-1 ，橫向線剛度計算見表 3-1。1111111圖 3-1 一榀框架計算簡圖表 3-1 橫向剛度計算邊框架梁中框架梁梁號L截面hb( m2)跨度l(m)慣性矩I0=bh3/12(m4)

35、Ib =1.5 I0(m4)Kb =EIb /l(kN.m)Ib =1.5 I0(m4)Kb =EIb /l(kN.m)KL1 邊0.30.6635.4 1038.1 1043.78 1021.08 1045.04 10KL20.30.6635.4 1038.1 1043.78 1021.08 1045.04 10KL1 中0.250.452.431.9 1032.85 1043.32 1033.8 1044.43 1017 / 107L1 邊0.250.45631.9 1032.85 1041.33 1033.8 1041.77 103.1.2 橫向框架柱的側(cè)移剛度 D 值柱線的剛度見表 3

36、-2： 表 3-2 柱線剛度 慣性矩線剛度柱號Z截面( m2)柱高度( m )Ic=bh3/12(m4)ic=EIc/h(kN.m)KZ16 . 00.64.550.0108410 7.12KZ26 . 00.63.60.0108410 93.1.3 橫向框架自振周期梁的跨度取軸線間距，即邊跨 6m，中間跨 2.4m，底層柱地下埋深 0.5m，則底層柱高 4.55m，其它層柱高 3.6m，混凝土彈性模量 Ec，柱 C30，Ec = 7103kN/m2,梁 C25，Ec = kN/m2。7102.8底層中框架中柱：4.435.041.337.12i0.50.552cii422127.12 100

37、.55 12/ 455022680.43/ccDiN mmh18 / 107底層中框架邊柱：5.040.717.12i 0.50.452cii422127.12 100.45 12/ 455018408.99/ccDiN mmh底層邊框架中柱：3.323.781.07.12i0.50.52cii422127.12 100.5 12/ 455020615.85/ccDiN mmh底層邊框架邊柱：3.780.537.12i 0.50.412cii422127.12 100.41 12/ 455016810.46/ccDiN mmh25 層邊框架中柱：14.434.435.045.041.0522

38、9.0nbbciii1.050.342 1.052cii422129 100.34 12/ 455028728.31/ccDiN mmh 19 / 10725 層邊框架邊柱：15.045.040.5622 9.0nbbciii0.560.2220.562cii422129.0 100.22 12/ 455018229.17/ccDiN mmh25 層中框架中柱：13.323.323.783.780.7922 9.0nbbciii0.790.2820.792cii422129 100.28 12/ 455023572.38/ccDiN mmh 25 層中框架邊柱：13.783.780.4222

39、9.0nbbciii0.420.1720.422cii422129 100.17 12/ 455014462.81/ccDiN mmh 各層柱側(cè)移剛度 D 值見表 3-3：表 3-3 橫向框架柱側(cè)移剛度 D 值柱型 項目D(N/mm)根數(shù))/(mmND)/(mmNDi中框架中柱22680.43 14 317526.02 底層中框架邊柱18408.914257725.86 724957.1220 / 1079 邊框架中柱20615.85 482463.40 中框架邊柱16810.46 467241.84 中框架中柱28728.31 14402196.34 中框架邊柱18229.17 142552

40、08.38 邊框架中柱23572.38 494289.52 二至五層中框架邊柱14462.81 457851.24 809545.48底層剛度最小，其層間剛度與上一層之比： =724957.12/809545.48=0.90.721/DD且底層與其上相鄰三個樓層側(cè)向剛度平均值之比：=0.90.8iDD/1故該框架為規(guī)則框架。T1=1.7T0式中:基本周期調(diào)整系數(shù)，考慮填充墻使框架自振周期減少的影響，取00.75；框架的頂點位移；T是將框架的重力荷載視為水平作用力，求得的假想框架頂點位移。然后由T求出 T1, 再用 T1求出框架結(jié)構(gòu)的底部剪力，進(jìn)而求出框架各層剪力和結(jié)構(gòu)的T真正位移。 橫向框架頂

41、點位移計算見表 3-4：21 / 107表 3-4 橫向框架頂點位移層次Gi(kN)(kN)iGDi(kN/m)層間相對位移iiiDG /i56810.55 6810.55 809545.48 0.0084 0.1307 46589.82 13400.37 809545.48 0.0166 0.1223 36589.82 19990.19 809545.48 0.0247 0.1057 26589.82 26580.01 809545.48 0.0328 0.0810 18363.96 34943.97 724957.12 0.0482 0.0482 則 T1=1.7=。T01.7 0.750

42、.13070.461( ) s3.1.4 橫向地震作用計算 在 II 類場地，7 度設(shè)防區(qū)，設(shè)計地震分組為第一組的情況下，結(jié)構(gòu)的特征周期 Tg=0.35s，水平地震影響系數(shù)最大值為。08. 0max 由于 T1 =0.461（s）1.4Tg=0.49(s)，不需要考慮頂點附加地震35. 04 . 1作用。 按底部剪力法求得的基底剪力，若按分配給各層，則水平EkiiiiiFHGHGF地震作用呈例三角形分布。 對一般層，這種分布基本符合實際，但對結(jié)構(gòu)上部，水平作用小于按時程分析法和振型分解法就得的結(jié)果，特別對于周期比較長的結(jié)構(gòu)相差更大。地震的宏觀震害也表明，結(jié)構(gòu)上部往往震害很嚴(yán)重。因此，即頂部附加

43、地震作用n系數(shù)考慮，頂部地震力的加大，也考慮了結(jié)構(gòu)周期和場地影響，且修正后的n剪力分布與實際更加吻合。22 / 107r 為衰減指數(shù)，取 0.9，=0.08 T1 +0.07=0.0800.461+0.07=0.107 n由于,故Tg5TTg120.91max10.35()()0.080.0620.461gTT 結(jié)構(gòu)水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 Geq=29702.37kN0.850.85 (6810.553 65898.828363.96)eqiGG 則底部剪力:10.62 29702.371841.5EKeqFGkN各層樓的水平地震作用按下式計算：52 , 11iFHGHGFnEKiiiii頂部附加

44、水平地震作用應(yīng)作用于第四層，各層樓得水平地震作用見表 3-5 和圖 3-2：表 3-5 各層橫向地震作用與樓層地震剪力層次h/mH /mG /kNGH/kN.m GjHj GiHin1iF /kNV /kN53.618.956810.55 129059.9230.323 531.37 531.37 43.615.356589.82 101153.7370.253 416.48 947.85 33.611.756589.82 77430.3850.194 318.80 1266.65 23.68.156589.82 53707.0330.134 221.13 1487.77 14.554.558

45、363.96 38056.0180.095 156.69 1644.46 1111111111圖 3-2 橫向框架各層水平地震作用和地震剪力23 / 1073.1.5 橫向框架抗震變形驗算橫向框架抗震變形驗算詳見表 3-6：表 3-6 橫向框架抗震變形驗算層次層間剪刀Vi/kN層間剛度/(N/mn)iD層間相對位移/mni層間位移/mn層高h(yuǎn)i/mn層間相對彈性轉(zhuǎn)角Q5476.315849160.8112.3836001/44441166.995849162.0011.5736001/1800315395849162.639.5736001/136921796.285849163.076.94

46、36001/117311942.35018463.873.8745501/1176注：= Vi /= / hiiiDQi由表知最大值在第二層：1/117320.05720.14120.22720.31720.40920.0620.14120.2220.29820.3790.96.3.2 柱正截面承載力計算以第一層 E 柱為例說明計算方法與過程，其余柱的計算見表 6-10 和表 6-11。 由 E 柱力組合表中選出第一層柱不利力進(jìn)行配筋計算。與相應(yīng)的 N: ，N=1947.5kN|maxMmkNM07.363max 根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī) （GB50010-2002）第 7.3.11 條，底層柱的

47、計算高度可按 1.0H 計算，則，其余層高度按 1.25H 計算。ml55. 40mmNMe43.186105 .19471007.363360，則mmh203060030mmea20mmeeeai43.2062043.1860因為，故應(yīng)考慮二階段彎矩的影響。558. 7600/4550/0hl75 / 107，取0 . 132. 1105 .19476003 .145 . 05 . 0321NAfc0 . 11，取1558. 70hl0 . 1213. 10 . 10 . 1)6004550(560/43.206140011)(/140011221200hlhei對稱配筋55. 0405.

48、05606003 .14105 .1947301bcbhfN且：143. 05608020has故為大偏心受壓，且有效。則：mmaheesi27.49340260043.20613. 12計算ssAA及2230201587)40560(300)405. 0051 (405. 05606003 .1427.493105 .1947)()5 . 01 (-emmahfbhfNAAsycss再按與相應(yīng)的 M 計算：|maxN，KNN26.2468maxmKNM63.15mmNMe33. 61026.24681063.15360,取mmh203060030mmea20mmeeeai33.262033.

49、 60,取0 . 104. 11026.24686003 .145 . 05 . 0321NAfc0 . 1176 / 107，取1585. 70hl0 . 1287. 10 . 10 . 1)6004550(560/33.26140011)(/140011221200hlheimmhmmei1683 . 024.4933.2687. 10故為小偏心受壓mmaheesi24.30940260033.2687. 12查表得：8 . 0, 0 . 111按以下近似公式計算bcsbcbcbhfahbhfNebhfN010120101)(43. 0上式中應(yīng)滿足200143. 0NebhfbhfNcbc

50、及因為：NbhfkNNbc64.264255. 05606003 .1426.246801mkNbhfmkNNec11575606003 .1443. 043. 028.76324.3091026.24682203故按構(gòu)造配筋。 本設(shè)計框架抗震等級為三級，根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī) （GB50010-2002）規(guī)定，柱全部縱向鋼筋配筋率不應(yīng)小于 0.7%，且每側(cè)的配筋率不應(yīng)小于 0.2%，故：2min720600600%2 . 0mmbhAAss選用 4 20(),總配筋率，滿足需求。21256mmAAss%12. 156060012563其余柱的計算見表 6-10 和表 6-11：表 6-10 D

51、 柱縱向鋼筋計算表層次b h MN偏心ssAA 實配鋼筋s77 / 107/mm/mm/kN.m/kN類別/mm2/mm2ssAA 5600600115.73254.410.053大偏心3474 20(1256)0.37%1.12%4600600173.63679.280.141大偏心1684 20(1256)0.37%1.12%3600600201.381127.270.235大偏心964 20(1256)0.37%1.12%2600600216.571588.770.331大偏心2864 20(1256)0.37%1.12%1600600-316.632108.110.439大偏心2114

52、 20(1256)0.37%1.12%表 6-11 E 柱縱向鋼筋計算表層次b /mmh /mmM/kN.mN/kN偏心類別ssAA /mm2實配鋼筋/mm2ssAA s5600600-123.65263.970.055大偏心3834 20(1256)0.37%1.12%4600600-198.71685.530.143大偏心3154 20(1256)0.37%1.12%3600600-246.4510900.227大偏心2254 20(1256)0.37%1.12%2600600-268.741491.670.31大偏心1024 20(1256)0.37%1.12%1600600363.07

53、1947.50.405大偏心5874 20(1256)0.37%1.12%6.3.3 柱斜截面受剪承載力計算以第一層為例說明計算方法與過程，其余柱的計算結(jié)果見表 6-12， 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī) （GB50010-2002）11.4.8 條規(guī)定，對于剪跨比的框架柱，2考慮地震作用組合的受剪截面應(yīng)符合下列條件；REcccrbhfV/2 . 00剪力設(shè)計值按下列調(diào)整：nlcuccHMMV1 . 1式中：柱凈高；nH、柱上、下端順時針和逆時針截面組合彎矩設(shè)計值，取調(diào)整后ucMlcM78 / 107的彎矩值，一般層應(yīng)滿足，底層柱底考慮 1.15 倍彎矩增加系bcMM1 . 1數(shù)。底層 E 柱，柱頂彎矩為d

54、,柱底彎矩為,乘以折減系m214.5kNm363.07KN數(shù) 0.85，又因為是底層柱，所以要乘以彎矩增大系數(shù) 1.15。則：kNVc56.13945. 4/ )9 .35467.209(1 . 1cREccVkNrbhf54.113085. 0/105606003 .141 . 02 . 0/2 . 030故截面滿足要求。根據(jù)規(guī)規(guī)定，計算斜截面抗震受剪承載力時，軸向力取考慮地震作用組合的軸向壓力設(shè)計值和中的較小值。bhfc3 . 0kNNkNbhfc5 .19474 .143 . 03 . 0故取 V=1544.4kN3, 397. 3)5602/(1045. 42

55、/30取hHn柱箍筋選用 HPB235 級（N/mm） ，則：210fyv027.10560210104 05. 1560.139056. 015 . 1300hfNbhfvrsAyvtREsv故此處按構(gòu)造配置箍筋。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī) （GB50010-2002）第 11.4.17 條，柱端加密區(qū)箍筋滿足最小體積配箍率的要求。由表 6-9 可得一層 E 柱的軸壓比，柱379. 0混凝土強(qiáng)度等級為 C30，小于 C35,故混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值按 C35 取，即，根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī) （GB50010-2002）第 11.4.17 條2/7 .16mmNfc查得，則

56、最小體積配筋率：068. 0v%4 . 0%54. 0210/7 .16068. 0/minyvcvvff取 %54. 0minv柱頂和柱底加密區(qū)圍?。?，取 800mm7426/,500maxncHMh頂79 / 107底層柱柱底：，取 1500mm14833/,500maxncHMh底柱端加密區(qū)箍筋選用 4 肢 10100，計算得，14. 3sAsv%05. 1bsnAsvv滿足要求。非加密區(qū)箍筋選用 4 肢 10150，計算得，09. 2sAsv2%05. 1%7 . 0v且滿足要求。,20010150mmdmmS表 6-12 框架柱箍筋計算表實配箍筋（v/%）柱號層次REV/kN0.2c

57、fcbh0/kNN/kN0.3fcA/kNsAsvvmin/%加密區(qū)非加密區(qū)552.46960.96254.411544.400.48410100(1.05)410150(0.7)481.92960.96679.281544.400.48410100(1.05)410150(0.7)3100.03960.961127.27 1544.400.48410100(1.05)410150(0.7)2115.66960.961588.77 1544.400.49410100(1.05)410150(0.7)D柱1123.25960.962054.05 1544.400.57410100(1.05)41

58、0150(0.7)555.31960.96263.971544.400.48410100(1.05)410150(0.7)498.56960.96685.531544.400.48410100(1.05)410150(0.7)3123.06960.9610901544.400.48410100(1.05)410150(0.7)2142.3960.961491.67 1544.400.48410100(1.05)410150(0.7)E柱1139.56960.961893.44 1544.400.54410100(1.05)410150(0.7)節(jié)點設(shè)計根據(jù)地震震害分析，不同烈度地震作用下鋼筋混

59、凝土框架節(jié)點的破壞程度80 / 107不同，7 度時，未按抗震設(shè)計的多層框架結(jié)構(gòu)節(jié)點較少破壞，因此，對不同的框架，應(yīng)有不同的節(jié)點承載力和延伸要求。 建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)規(guī)定，對一、二級抗震等級的框架節(jié)點必須進(jìn)行受剪承載力計算，而三級抗震等級的框架節(jié)點，僅按構(gòu)造要求配箍，不再進(jìn)行受剪承載力計算。7 板的設(shè)計7.1 設(shè)計資料板按考慮塑性力重分布方法計算,取 1m 寬板為計算單元?；炷敛捎肅25，fc=11.9N/mm2，鋼筋采用 HPB235，fy=210N/mm2。設(shè)計荷載：恒載：2/69. 419. 32 . 1mkNg活載：2/5 . 35 . 24 . 1mkNq2/19. 8mkNqg2/4

60、4. 62mkNqg2/75. 12mkNq7.2 樓面板布置樓面板的平面布置，如圖 7-1 所示：81 / 107圖 7-1 樓面板的平面布置圖7.3 彎矩計算計算各區(qū)格板跨正彎矩，按恒載均布與活載棋盤式布置計算，則荷載：2/44. 62mkNqgg2/75. 12mkNqq在作用下，各支座均可視作固定，某些區(qū)格板跨間最大正彎矩并不在板g的中心點處，在作用下各區(qū)格板四邊均可視作簡支，跨最大正彎矩則在中心q點處，計算時，可近似取二者之和作為跨最大正彎矩值。求各中間支座最大負(fù)彎矩，按恒載與活載均滿布各區(qū)格板計算，則取荷載。2/19. 8mkNqgp力計算簡圖與計算結(jié)果見表 7-1： 82 / 1