畢業(yè)設計計算書建筑工程結構設計

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1結構設計說明 11.1工程概況 11.2設計主要依據和資料 11.3結構設計方案及布置 1變形縫的設置 21.5構件初估 21.6根本假定與計算簡圖 2荷載計算 21.8側移計算及控制 21.9內力計算及組合 21.10根底設計 31.11施工材料 31.12施工要求及其他設計說明 32設計計算書 32.1設計原始資料 32.2結構布置及計算簡圖 42.3荷載計算 62.4地震作用計算 142.5豎向荷載作用框架內力計算 242.6風荷載計算 37內力組合 392.8框架橫梁截面設計 422.9樓板設計 48根底設計 53謝辭 65參考文獻 661結構設計說明1.1工程概況某中學教學樓，設計要求建筑面積約4000m2，4-5層。經多方論證，初步確定設為四層，結構為鋼筋混凝土框架結構。1.2設計主要依據和資料1設計依據a)國家現行的有關結構設計標準、規(guī)程及規(guī)定。b)本工程各項批文及甲方單位要求。c)本工程的活載取值嚴格按?建筑結構荷載標準?〔GB50009-2001〕執(zhí)行。1.1房屋建筑學武漢工業(yè)大學出版社2混凝土結構〔上、下〕武漢理工大學出版社3根底工程同濟大學出版社4建筑結構設計東南大學出版社5結構力學人民教育出版社6地基與根底武漢工業(yè)大學出版社7工程結構抗震中國建筑工業(yè)出版社8簡明建筑結構設計手冊中國建筑工業(yè)出版社9土木工程專業(yè)畢業(yè)設計指導科學出版社10實用鋼筋混凝土構造手冊中國建筑工業(yè)出版社11房屋建筑制圖統(tǒng)一標準〔BG50001-2001〕中國建筑工業(yè)出版社12建筑結構制圖標準〔BG50105-2001〕中國建筑工業(yè)出版社13建筑設計防火標準〔GBJ16—87〕中國建筑工業(yè)出版社14民用建筑設計標準〔GBJI0I8-7〕中國建筑工業(yè)出版社15建筑樓梯模數協(xié)調標準〔GBJI0I-87〕中國建筑工業(yè)出版社16建筑結構荷載標準〔GB5009-2001〕中國建筑工業(yè)出版社17建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準〔GB50068-2001〕中國建筑工業(yè)出版社18混凝土結構設計標準〔GB50010—2002〕中國建筑工業(yè)出版社19砌體結構中國建筑工業(yè)出版社20簡明砌體結構設計施工資料集成中國電力出版社21土木工程專業(yè)畢業(yè)設計指南中國水利水電出版社22土建工程圖與AutoCAD科學出版社23簡明砌體結構設計手冊機械工業(yè)出版社24砌體結構設計手冊中國建筑工業(yè)出版社25砌體結構設計標準〔GB50010—2002〕中國建筑工業(yè)出版社本工程采用框架結構體系，抗震等級為三級。本工程耐火等級為二級，其建筑構件的耐火極限及燃燒性能均按民用建筑設計標準〔GBJI0I8-7〕執(zhí)行.全部圖紙尺寸除標高以米為單位外均以毫米為單位。本工程結構圖中所注標高均為結構標高。1.3結構設計方案及布置鋼筋混凝土框架結構是由梁，柱通過節(jié)點連接組成的承受豎向荷載和水平荷載的結構體系。墻體只給圍護和隔斷作用?？蚣芙Y構具有建筑平面布置靈活，室內空間大等優(yōu)點，廣泛應用于電子、輕工、食品、化工等多層廠房和住宅、辦公、商業(yè)、旅館等民用建筑。因此這次設計的成集中學教學樓采用鋼筋混凝土框架結構。按結構布置不同，框架結構可以分為橫向承重，縱向承重和縱橫向承重三種布置方案。本次設計的教學樓采用橫向承重方案，豎向荷載主要由橫向框架承當，樓板為預制板時應沿橫向布置，樓板為現澆板時，一般需設置次梁將荷載傳至橫向框架。橫向框架還要承受橫向的水平風載和地震荷載。在房屋的縱向那么設置連系梁與橫向框架連接，這些聯系梁與柱實際上形成了縱向框架，承受平行于房屋縱向的水平風荷載和地震荷載。1.4變形縫的設置在結構總體布置中，為了降低地基沉降、溫度變化和體型復雜對結構的不利影響，可以設置沉降縫、伸縮縫和防震縫將結構分成假設干獨立的單元。當房屋既需要設沉降縫，又需要設伸縮縫，沉降縫可以兼做伸縮縫，兩縫合并設置。對有抗震設防要求的的房屋，其沉降縫和伸縮縫均應該符合防震縫的要求，并進可能做到三縫合一。1.5構件初估1柱截面尺寸確實定柱截面高度可以取，H為層高；柱截面寬度可以取為。選定柱截面尺寸為500mm×500mm1梁尺寸確定框架梁截面高度取梁跨度的l/8~l/12。該工程框架為縱橫向承重，根據梁跨度可初步確定框架梁300mm×600mm1樓板厚度樓板為現澆雙向板，板厚取130mm。1.6根本假定與計算簡圖1根本假定第一：平面結構假定：該工程平面為正交布置，可認為每一方向的水平力只由該方向的抗側力結構承當，垂直于該方向的抗側力結構不受力。第二：由于結構體型規(guī)整，布置對稱均勻，結構在水平荷載作用下不計扭轉影響。1計算簡圖在橫向水平力作用下，連梁梁對墻產生約束彎矩，因此將結構簡化為剛結計算體系，計算簡圖如后面所述。1.7荷載計算作用在框架結構上的荷載通常為恒載和活載。恒載包括結構自重、結構外表的粉灰重、土壓力、預加應力等?；詈奢d包括樓面和屋面活荷載、風荷載、雪荷載、安裝荷載等。高層建筑水平力是起控制作用的荷載，包括地震作用和風力。地震作用計算方法按?建筑結構抗震設計標準?進行，對高度不超過40m以剪切為主且質量和剛度沿高度分布比擬均勻的結構，可采用底部剪力法。豎向荷載主要是結構自重〔恒載〕和使用荷載〔活載〕。結構自重可由構件截面尺寸直接計算，建筑材料單位體積重量按荷載標準取值。使用荷載〔活荷載〕按荷載標準取值，樓面活荷載折減系數按荷載標準取用。1.8側移計算及控制框架結構的側移由梁柱桿件彎曲變形和柱的軸向變形產生的。在層數不多的框架中，柱軸向變形引起的側移很小，可以忽略不計。在近似計算中，一般只需計算由桿件彎曲引起的變形。框架結構在正常使用條件下的變形驗算要求各層的層間側移值與該層的層高之比不宜超過1/550的限值。1.9內力計算及組合1豎向荷載下的內力計算豎向荷載下內力計算首先根據樓蓋的結構平面布置，將豎向荷載傳遞給每榀框架?？蚣芙Y構在豎向荷載下的內力計算采用分層法計算各敞口單元的內力，然后在將各敞口單元的內力進行疊加；連梁考慮塑性內力重分布而進行調幅，按兩端固定進行計算。1水平荷載下的計算利用D值法計算出框架在水平荷載作用下的層間水平力，然后將作用在每一層上的水平力按照該榀框架各柱的剛度比進行分配，算出各柱的剪力，再求出柱端的彎矩，利用節(jié)點平衡求出梁端彎矩。1內力組合第一：荷載組合。荷載組合簡化如下：〔1〕恒荷載+活荷載、〔2〕恒荷載+風荷載、〔3〕恒荷載+活荷載+風荷載、〔4〕恒荷載+地震荷載+活荷載。第二：控制截面及不利內力。框架梁柱應進行組合的層一般為頂上二層，底層，混凝土強度、截面尺寸有改變層及體系反彎點所在層?？蚣芰嚎刂平孛婕安焕麅攘椋褐ё孛妫璏max，Vmax，跨中截面，Mmax。框架柱控制截面為每層上、下截面，每截面組合：Mmax及相應的N、V，Nmax及相應M、V，Nmin及相應M、V。1.10根底設計在荷載作用下，建筑物的地基、根底和上部結構3局部彼此聯系、相互制約。設計時應根據地質資料，綜合考慮地基——根底——上部結構的相互作用與施工條件，通過經濟條件比擬，選取平安可靠、經濟合理、技術先進和施工簡便的地基根底方案。根據上部結構、工程地質、施工等因素，優(yōu)先選用整體性較好的獨立根底。1.11施工材料第一：本工程中所采用的鋼筋箍筋為Ⅰ級鋼，fy=210N/m㎡,主筋為Ⅱ級鋼，fy=300N/m㎡。第二：柱梁鋼筋混凝土保護層為35mm,板為15mm。第三：鋼筋的錨固和搭接按國家現行標準執(zhí)行。第四：本工程所有混凝土強度等級均為C30。第五：墻體外墻及疏散樓梯間采用240厚蒸壓灰砂磚。第六：當門窗洞寬≤1000mm時,應采用鋼筋磚過梁,兩端伸入支座370并彎直鉤;門窗洞寬≥1000mm時,設置鋼筋混凝土過梁。1.12施工要求及其他設計說明第一：本工程上部樓板設計時未考慮較大施工堆載〔均布〕，當外荷載到達時，應采取可靠措施予以保護。第二：本工程女兒墻壓頂圈梁為240mm×120mm，內配4φ8，φ6@250，構造柱為240mm×240mm，內配4φ10，φ6@250，間隔不大于2000mm第三；施工縫接縫應認真處理，在混凝土澆筑前必須去除雜物，洗凈濕潤，在刷2度純水泥漿后，用高一級的水泥沙漿接頭，再澆筑混凝土。第四：未詳盡說明處，按相關標準執(zhí)行。2設計計算書2.1設計原始資料2.1.1氣象資料溫度：最冷月—2oooC；冬季極端最低—o2。雨雪量：年降雨量，最大積雪深度220mm2、工程地質條件土層為較均勻的3級場地土。場地土層分為三層：第一層為粉質砂土層，灰色、松散，層厚1.8m，〔表層0.3m為作物根層，在1.0m處含有粉質粘土夾層?！车诙訛樯暗[層，層厚7.0m；承載力設計值，地下水位變幅較大，年變幅量在1.2m，勘測地下水位-2.1m。地下水對混凝土結構有弱腐蝕性，對鋼筋混凝土中的鋼筋有中等腐蝕性。2.1.32.2結構布置及計算簡圖根據該房屋的使用功能及建筑設計的需求，進行了建筑平面、立面、及剖面設計其各層建筑平面剖面示意圖如建筑設計圖，主體結構4層，層高均為3.9m。填充墻面采用240mm厚的灰砂磚砌筑，門為木門，窗為鋁合金窗，門窗洞口尺寸見門窗表。樓蓋及屋蓋均采用現澆鋼筋混凝土結構，樓板厚度取130mm，梁載面高度按梁跨度的1/12~1/8估算，由此估算的梁載面尺寸見表1，表中還給出柱板的砼強度等級。C30〔fc2，ft2〕表1梁截面尺寸層次砼強度橫梁〔bh〕縱梁(bh)AB跨BC跨CD跨1-4C30300600250500300600250500柱載面尺寸可根據式N=βFgEnAc≥N/[UN]fc估算表2查得該框架結構在30m以下，抗震等級為三級，其軸壓比值[UN表2抗震等級分類結構類型烈度6789框架結構高度/m≤30＞30≤30＞30≤30＞30≤25框架四三三二二一一劇場、體育等三二一一表3軸壓比限值結構類型抗震等級一二三框架結構柱截面尺寸：柱截面高度可取h=〔1/15-1/20〕H，H為層高；柱截面寬度可取b=〔1/2-1/3〕h，并按下述方法進行初步估算。a〕框架柱承受豎向荷載為主時，可先按負荷面積估算出柱軸力，再按軸心受壓柱驗算?？紤]到彎矩影響，適當將柱軸力乘以1.2-1.4的放大系數。b〕對于有抗震設防要求的框架結構,為保證柱有足夠的延性,需要限制柱的軸壓比,柱截面面積應滿足以下要求。c)框架柱截面高度不宜小于400mm,寬度不宜小于350mm。為防止發(fā)生剪切破壞，柱凈高與截面長邊之比不宜大于4。根據上述規(guī)定并綜合考慮其他因素，設計柱截面尺寸取值統(tǒng)一取500500mm。根底采用柱下獨立根底，根底距離室外地平0.5，室內外高差為0.45,框架結構計算簡圖如下圖，取頂層柱的形心線作為框架柱的軸線，梁軸線取至板底，2-4層柱高度即為層高3.9m，底層柱高度從根底頂面取至一層板底，即h1=3.9+0.45+0.5=4.85m。框架計算簡圖見圖1。圖1框架計算簡圖2.3荷載計算2恒載標準值計算屋面：剛性防水屋面(有保溫層)：40厚C20細石砼內配直徑4間距150雙向鋼筋0.8kN/m2270厚水泥防水珍珠巖塊或瀝青珍珠巖保溫層0.07x10=0.7kN/m220厚1:3水泥砂漿找平層0.02x20=0.4kN/m2100厚結構層0.1x25=2.5kN/m212厚板底抹灰0.012x20=2.5kN/m22樓面：水磨石地面(10mm面層,20mm水泥砂漿打底，素水泥打底)2130厚鋼筋砼板25×0.13=3.25kN/m2×20=2.5kN/m2合計4.14kN/m2梁自重：邊跨梁bXh=300×600mm梁自重25××抹灰層：12厚水泥砂漿×(0.6-0.13)××0.3＞×2中間跨梁bXh=250×500mm梁自重25××抹灰層：12厚水泥砂漿×(0.5-0.13)××0.25＞×2柱自重：bXh=500×500mm柱自重25××××4×外縱墻自重：標準層：縱墻〔240灰砂磚〕18×(3.9-0.5-1.8)××××2底層：縱墻〔240灰砂磚〕18×(4.85-1.80-0.50-0.40)×××內縱墻自重：標準層：縱墻〔240灰砂磚〕18×(3.90-0.50)××(3.90-0.5)×2底層：縱墻〔240灰砂磚〕18×(4.85-0.50-0.40)×××合計2活荷載標準值計算第一：樓屋面和樓面活荷載標準值根據荷載標準查得：走道第二：雪荷載屋面活荷載與雪荷載不同時考慮，兩者中取大值。2豎向荷載下框架受荷總圖本次設計的教學樓縱向柱距為m,橫梁跨度為6.90m，單區(qū)格板為m×6.90m。L1/L2=<2所以按雙向板傳遞荷載，板上荷載分配如圖２所示。圖2板面荷載分配圖圖3計算單元的選取第一：A-B軸間框架屋面板荷載：板傳至梁上的三角形和梯形荷載等效為均布荷載恒載活載樓面板荷載：恒載活載梁自重A-B軸間框架梁均布荷載：屋面梁恒載=梁自重+板傳荷載活載=板傳荷載樓面梁恒載=梁自重+板傳荷載活載=板傳荷載第二：B-C軸間框架梁均布荷載：屋面板傳荷載：恒載活載樓面板荷載：恒載活載梁自重B-C軸間框架梁均布荷載：屋面梁恒載=梁自重+板傳荷載活載=板傳荷載樓面梁恒載=梁自重+板傳荷載+墻自重活載=板傳荷載第三：C-D軸間框架梁均布板荷載同A-B軸第四：A柱縱向集中荷載計算頂層柱：女兒墻自重(做法:墻高900mm,100mm砼壓頂)頂層柱恒載=梁自重+板傳荷載+板傳荷載標準層柱：標準層柱恒載=墻自重+梁自重+板傳荷載第五：B柱縱向集中荷載計算頂層柱：頂層柱恒載=梁自重+板傳荷載標準層柱：標準層柱恒載=內縱墻自重+梁自重+板傳荷載根底頂面恒載=底層內總墻+根底梁自重結構在進行梁柱的布置時柱軸線與梁的軸線不重合，因此柱的豎向荷載對柱存在偏心?？蚣艿呢Q向荷載及偏心距如圖4所示。圖4框架豎向荷載圖2重力荷載代表值計算結構的重力荷載代表值應取結構和構件自重標準值加上各可變荷載組合值，即屋面活載樓面活載：教室走道屋面處的重力荷載代表值的計算女兒墻的計算屋面板結構層及構造層自重的標準層頂層的墻重其余層樓面處重力荷載代表值計算底層樓面處重力荷載代表值計算樓面活荷載標準值總重力荷載標準值2.4地震作用計算2橫向框架側移剛度計算橫梁線剛度ib計算過程見下表4，柱線剛度ic計算見表5。表4橫梁線剛度ib計算表層次類別Ec/(N/mm2)b×h/mm2Io/mm4L/mmEcIo/L(N.mm)2EcIo/L1-4AB跨×104300×600×10963002．57×1010×10105．14×1010BC跨×104250×5002．6×10921003．71×10105．57×10107．43×1010表5柱線剛度ic計算表層次hc/mmEc/(N/mm2)b×h/mm2Ic/mm4EcIc/hc/(N.mm)14850×104500×5003．22×10102-43900×104500×5004．00×1010取BC跨梁的相對線剛度為1.0，那么其他為：AB跨BC跨1層柱2-4層柱相對剛度I框架梁柱的相對線剛度如圖4，作為計算各節(jié)點桿端彎矩分配系數的依據。圖5計算簡圖柱的側移剛度按式D=αc計算，式由系數αc為柱側移剛度修正系數，由相關的表可查，根據梁柱線剛度比的不同。例如，中框架柱分中柱和邊柱，邊柱梁分中柱和邊柱等，現以第2層B-3柱的側移剛度計算為例，其余見表6表6框架柱側移剛度A,D軸中框架邊柱層次線剛度(一般層)(一般層)根數(底層)(底層)13．22×10101．58954462-44．00×10101.27122456A-1,5、D-1,5軸邊框架邊柱層次αcDi根數13．22×10101.19870642-44．00×10100．95100994 BC軸中框架中柱層次αcDi根數13．22×10104．361255062-44．00×10103．14192786把上述不同情況下同層框架柱側移剛度相加，即得框架各層間側移剛度∑Di見下表：橫向框架層間側移剛度〔N/mm〕層次1234∑Di2143683058823058823058822橫向自振周期計算橫向地震自振周期利用頂點假想側移計算，計算過程見表7表7結構頂點的假想側移計算層次Gi/kNVi/kNΣDi(N/mm)Δμi(mm)μi/mm44139413930588213．5177．834884902330588229.5164．3248841390730588245．5134．8152331914021436889．389．3按式T1計算根本周期T1，其中μT的量綱為m取T1=1.7××2橫向水平地震力計算本工程中結構不超過40m質量和剛度沿度分布比擬均勻，變形以剪切型為主，故可用底部剪力法計算水平地震作用，結構總水平地震作用標準值按式FEK=α1Gep計算即GepΣG1×19140=16269kN由于該工程所在地抗震設防烈度為7度，場地類別為Ⅱ類，設計地震分組為第一組，那么。，那么〔式中r衰減指數，在的區(qū)間取0.9,阻尼調整系數,除有專門規(guī)定外,建筑結構的阻尼比應取0.05,相應的〕g×0.45=0.63>T1=0.502S，那么取為0FI=〔1-δn〕各層橫向地震作用及樓層地震剪力計算見表8表8各層橫向地震作用及樓層地震剪力層次hiHiGiGiHiFiVi441396850034884124884427351523325380各質點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布如圖5，6圖6水平地震作用分布圖7層間剪力分布2水平地震作用下的位移驗算水平地震作用下框架結構的層間位移和頂點位移μi分別按式和μ(Δμ)k計算計算過程見表9，表中還計算了各層的層間彈性位移角=Δμi/hi表9橫向水平地震作用下的位移驗算層次ViDi△μiμihiθe=430588239001/59093230588239001/3095230588239001/2335121436848501/1777由表9可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第1層，其值為1/5909＜1/550滿足式Δμe≤[θe]h的要求，其中[Δμ/h]=1/550由表查得。2水平地震作用下框架內力計算水平地震作用下的內力采用改良的反彎點法。框架柱端剪刀及等矩分別按式Vij=計算，其中Dij取自表∑Dij取自表5，層間剪刀取自表7，各柱反彎點高度比y按式y(tǒng)=yn+y1+y2+y3確度，各修正值見表10，各層柱剪力計算見表9。表10柱剪力計算層次A軸柱B軸柱C軸柱D軸柱第四層同B軸同A軸第三層同B軸同A軸第二層同B軸同A軸第一層同B軸同A軸表11各柱的反彎點高度層次A軸柱B軸柱C軸柱D軸柱第四層同B軸同A軸第三層同B軸同A軸第二層同B軸同A軸第一層同A軸同B軸梁端彎矩剪力及柱軸力發(fā)別按下式計算：Vb=(Mb1+Mb2)/l，Ni=表12橫向水平地震作用下A軸框架柱層號48．090．36420．0711．48315．380．4532．9926．99220．410．46442．6736．93126．10．58752．2874．31表13橫向水平地震作用下B軸框架柱層號413．260．4528．4423．27325．360．5049．4549．45230．670．5059．8159．81134．260．5574．7791．39結果如圖8，圖9，圖10圖8地震作用下的框架彎矩圖圖9地震作用下的框架剪力圖圖10地震作用下的框架軸力圖2.5豎向荷載作用框架內力計算豎向荷載作用下的內力一般可采用近似法，有分層法，彎矩二次分配法和迭代法。當框架為少層少跨時，采用彎矩二次分配法較為理想。這里豎向荷載作用下的內力計算采用分層法。豎向荷載作用下,框架的內力分析除活荷載較大的工業(yè)與民用建筑.可以不考慮活荷載的不利布置,這樣求得的框架內力,梁跨中彎距較考慮活載不利布置法求得的彎局偏低,但當活載占總荷載的比例較小時,其影響很小.假設活荷載占總荷載的比例較大時,可在截面配筋時,將跨中彎距乘以1.1~1.2的較大系數?？蚣軝M梁均布恒荷載、活荷載可從前面荷載計算中查得。具體數值見圖10。其中框架柱的相對線剛度除底層柱之外其于各層乘以0.9。圖11橫向框架荷載作用圖2梁柱端的彎矩計算梁端柱端彎矩采用彎矩分配法計算。計算步驟為：1、將原框架分為5個敞口單元，除底層柱外的其于各層柱的相對線剛度乘以0.9。2、用彎矩分配法計算每一個敞口單元的桿端彎矩，底層柱的傳遞系數為0.5，其余各層柱的傳遞系數為1/3。3、將分層法所得到的彎矩圖疊加，并將節(jié)點不平衡彎矩進行再分配。梁端固定彎矩計算：恒載：屋面：樓面：活載：屋面：屋面：分層法計算見圖12、13、14。圖12頂層彎矩分配及彎矩圖圖13三-二層彎矩分配及彎矩圖圖14底層彎矩分配及彎矩圖圖15豎向均布恒載作用下的框架彎矩圖豎向均布恒載作用下的框架彎矩圖如圖15。豎向均布活荷載作用下的框架內力計算方法同上，結果見圖16、17、18、19。圖16頂層彎矩分配及彎矩圖圖17三-二層彎矩分配及彎矩圖圖18底層彎矩分配及彎矩圖圖19豎向均布活荷載作用下梁柱彎矩圖對節(jié)點不平衡彎矩進行再次分配，以恒荷載作用下四層左上節(jié)點為例：圖20彎矩二次分配圖其余各節(jié)點彎矩分配見圖中數據?；詈奢d作用下中間節(jié)點彎矩相差不大，不在分配。本設計中梁端彎矩的調幅系數取0.8。調幅結果表14。表14梁端彎矩的調幅AB跨BC跨CD跨調幅前調幅后調幅前調幅后恒載梁左梁右梁左梁右梁左梁右梁左梁右四層40．1172．4232．0957．9428．9128．9123．1338．224同AB跨三層75．02105．3860．0284．3027．5827．5822．0637．936二層75．62106．0560．5084．8427．1027．1021．6837．52一層67．41103．4353．9382．7429．7629．7623．8139．05活載四層13．8123．3611．0518．6910．8410．848．678．67三層19．7024．1515．7619．328．258．256．66．6二層19．0924．1515．2119．328．258．256．66．6一層17．2124．0813．7719．268．488．486．786．782梁端剪力和軸力計算梁端剪力柱軸力具體計算結果見表15,16,17,18,19,20。表15恒載作用下AB梁端剪力計算層號423．046．372．586．6365．9579．21331．4966．399．215．4793．74104．68231．4966．399．215．6693．55104．87131．4966．399．216．1193．10104．32表16恒載作用下BC梁端剪力計算層號413．382．114．05014．0514．05323．092．124．24024．2424．24223．092．124．24024．2424．24123．092．124．24024．2424．24表17活載作用下AB梁端剪力計算層號47．886．324．822．1522．6726．9737．886．324．821．0923．7325．9127．886．324．821．1923．7325．9117．886．324．821．3223．7326．14表18活載作用下BC梁端剪力計算層號44．22．14．4104．414．4135．252．15．5105．515．5125．252．15．5105．515．5115．252．15．5105．515．51表19恒載作用下的剪力和軸力層次總剪力柱軸力AB跨BC跨A柱B柱465．9579．2114．05182．39208．63205．88232．12393．74104．6824．24422．95449．24433．17460．06293．55104．8724．24663．32628．61790．76817．05193．1105．3224．24903．24935．881148．201174．49表20活載作用下的剪力和軸力層次總剪力柱軸力AB跨BC跨A柱B柱427．6726．974．4152．8766．18323．7325．915．51103．80133．30223．7325．915．51154．73200．42123．5026．145．51205．66267．772.6風荷載計算本設計地區(qū)根本風壓為，所設計的建筑地處農村，風壓高度變化系數按B類地區(qū)考慮風壓體型系數迎風面為0.8，背風面為0.5。由于房屋的高度不大，風振系數都取為1.0。B為。風荷載作用下各層的風荷載標準值及柱剪力如圖21所示圖21風荷載作用位置各層作用風荷載值安下式計算：計算結果見表21。表21各層的風荷載標準值離地高度〔m〕16．051．810．8312．1513．54續(xù)表21離地高度8．2512．7713．512.7內力組合荷載組合時考慮四種荷載組合形式：〔1〕恒荷載+活荷載、〔2〕恒荷載+活荷載、〔3〕恒荷載。具體組合見表：表22橫梁內力組合表層次位置內力荷載類型內力組合恒①活②地震③①②①②1.2〔①②〕±④4AMVMVMV跨中3AMVMVM續(xù)表22層次位置內力荷載類型內力組合恒①活②地震③①②①②1.2〔①②〕±④V跨中2AMVMVMV跨中1AMVMVMV跨中表23框架柱內力組合表層次位置內力荷載類型內力組合恒①活②地震③①②①②1.2〔①②〕±④4A柱上MNA柱下MNB柱上MNB柱下MN3A柱上M50．51N422．95103．8652．86674．78A柱下MNB柱上MNB柱下MN2A柱上MNA柱下MNB柱上MNB柱下MN續(xù)表23層次位置內力荷載類型內力組合恒①活②地震③①②①②1.2〔①②〕±④1A柱上MNA柱下MNB柱上MNB柱下MN注：表中M以左側受拉為正，單位為kN.m，N以受壓為正，單位為kN。2．8框架橫梁截面設計框架橫梁內力計算橫梁配筋根據控制截面內力設計值，利用受彎構件正截面和斜截面承載力計算公式，計算出所需縱筋和箍筋。正截面受彎承載力的計算支座截面采用單筋矩形截面，，砼保護層厚度取35mm,=35mm,那么，混凝土為砼：,鋼筋為HRB335級：，。由標準得：，，，，，，那么各控制截面設計配筋如表9-3所示。表9-3框架梁縱向受力鋼筋計算表層數跨位eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)跨eq\o\ac(○,2)eq\o\ac(○,3)跨截面左支座跨中右支座支座右跨中四層實配鋼筋實際面積461769769308308實際配%%三二一層142實配鋼筋實際面積911911509實際配表9-4框架橫梁箍筋計算表跨位eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)跨eq\o\ac(○,2)eq\o\ac(○,3)跨截面1支座右2支座左2支座右層數1、2、3層4層1、2、3層4層1、2、3層4層＜0＜0＜0＜0＜0＜0由上表可知，均可按構造配筋。試選φ10＠200。滿足要求。2框架柱配筋計算該框架的抗震等級為三級〔1〕軸壓比驗算(B軸柱)底層柱:軸壓比:那么B軸柱滿足要求?！?〕正截面受彎承載力計算柱的同一截面分別承受正反彎矩,故采用對稱配筋B軸柱:一層:從柱的內力組合表可見,,為大偏心;選用M大N小的組合,最不利組合為查表得,,那么柱計算長度所以因為,所以按照構造配筋,最小總配筋率根據?建筑抗震設計標準?，，那么每側實配320，另兩側配構造筋316〔3〕垂直于彎矩作用平面的受壓載力按軸心受壓計算。一層：〔4〕斜截面受剪承載力計算B軸柱:一層:最不利內力組合:因為剪跨比因為,所以柱箍筋加密區(qū)的體積配筋率為:取復式箍48加密區(qū)箍筋最大間距,箍筋最小直徑為6mm,所以加密區(qū)取復式箍48@100。柱上端加密區(qū)的長度取，取700mm，柱根取1400mm。非加密區(qū)取48@150三層：最不組合內力組合非加密區(qū)取48@150因為剪跨比因為,所以柱箍筋加密區(qū)的體積配筋率為:取復式箍48加密區(qū)箍筋最大間距,箍筋最小直徑為6mm,所以加密區(qū)取復式箍48@100。柱上端加密區(qū)的長度取，取600mm，柱根取1200mm非加密區(qū)取48@1502．8．3節(jié)點設計根據<<建筑結構抗震標準>>規(guī)定,對一,二級抗震等級的框架節(jié)點必須進行受剪承載力計算,而抗震等級為三四級的框架節(jié)點以及各抗震等級的頂層端節(jié)點核心區(qū)，,可不進行節(jié)受剪承載力計算，僅按構造要求配箍即可。選擇底層B軸柱上節(jié)點進行驗算，采用標準上如下公式，節(jié)點核心區(qū)剪力設計值：應該滿足，驗算梁柱節(jié)點核心區(qū)受剪能力：故滿足要求。驗算梁柱節(jié)點抗震受剪承載力，采用公式如下：滿足要求。2.9樓板設計在肋形樓蓋中,四邊支承板的長邊與短邊之比時可按雙向板設計。所以,BD區(qū)格板按雙向板計算，A，C區(qū)格板按單向板計算。2B，D區(qū)格板的計算第一,設計荷載恒載：130mm厚結構層活載：教室走道教室走道第二,計算跨度的求解內跨的計算跨度取凈跨，邊跨的計算跨度為凈跨加上板厚的一半，邊跨內跨第三,彎矩的求解跨中最大彎矩發(fā)生在活載為棋盤式布置時，它可以簡化當內支座為固定的作用下的跨中彎矩值與當內支座鉸支時作用下的跨中彎矩值之和。支座最大負彎矩可近似按活載滿布求得，即內支座固定時，作用支座彎矩，所有區(qū)格板可分為A、B類，計算彎矩時考慮泊松比影響，取。板的區(qū)格劃分見圖22。圖22板的區(qū)格劃分B區(qū)格板D區(qū)格板第四,截面設計截面的有效高度：選用的鋼筋作為受力主筋，那么〔短跨〕方向跨中的截面的。〔短跨〕方向跨中的截面的。支座截面處?！?〕截面彎矩設計：板四周與梁整澆，故彎矩設計值應按如下折減：對于連續(xù)板的中間區(qū)格，其跨中截面及中間支座截面的折減系數為0.8?！?〕對于邊區(qū)格跨中截面及第一內支座截面“當當(3)樓板的角區(qū)格不折減。所以B區(qū)格跨中及DB支座減小20%。D區(qū)格跨中及BD支座減小20%。板的配筋計算見表27。表27板的配筋計算截面〔(mm)配筋實用跨中B區(qū)格方向111375φ10@200393方向103387φ10@200393D區(qū)格方向111349φ10@200393方向103347φ10@200393支座B-B111623φ10@100826B-D111623φ10@100826B邊支座111684φ10@100826D邊支座111630φ10@100826D邊支座111605φ10@100826表中2.荷載計算同前雙向板。計算跨度因為板兩端都與梁固接，故板的計算跨度都取凈跨；中間跨截面內力及配筋計算：B=1000mm，h=130mm，板的受荷承載力及配筋計算〔取1m寬的板帶計算〕截面離端第二支座中間支座中間跨跨中離端第二跨中計算跨度〔m〕1．851．851．851．85彎矩系數M〔kNm〕2．59118847474配筋φ6@200φ6@200φ6@200φ6@200141141141141注：1.2.表中2.10根底設計矩形和梯形聯合根底一般用于柱距較小時的情況，這樣可以防止造成板的厚度及配筋過大。為使聯合根底的基底壓力分布較為均勻，應使根底底面形心盡可能接近柱主要荷載的合力作用點。因為B，C軸間柱距較小，所以B，C柱設計為聯合根底。而A，D軸設計成柱下獨立根底。根底材料為：砼，鋼筋HRB335，。2．10．1獨立根底設計以底層A柱根底計算為例a)荷載計算：〔以底層A柱根底計算為例〕由柱傳至基頂的荷載：由柱的內力組合表可查得第一組：第二組：由根底梁傳至基頂的荷載：〔G〕G=〔11.70+2.5〕×G對根底底面中心的偏心距為×作用于基底的彎矩和相應基頂的軸向力設計值為：〔假定根底高度為1100mm〕第一組：第二組：圖23根底高度尺寸圖b)基底尺寸確實定第一：確定l和b取l/b=1.5，解得：b=2.1m,l=3.2m驗算的條件：第二：驗算另一組荷載效應標準組合時的基底應力：第二組：〔可以〕〔可以〕C)確定根底高度采用錐形杯口根底，根據構造要求，初步確定根底剖面尺寸如以下圖所示，由于上階底面落在柱邊破壞錐面之內，故該根底只須進行變階處的抗沖切驗算。圖24根底沖切面圖圖25根底基底反力圖第一：組荷載設計值作用下的地基最大凈反力第一組：第二組：比擬各組數據，取大值，按第一組荷載設計值作用下的地基凈反力進行抗沖切承載力計算。第二：在第一組荷載作用下的沖切力沖切力近似按最大地基凈反力計算取，由于根底寬度b=2.1m，小于沖切錐體底邊寬度時，沖切力作用面積為矩形第三：變階處的抗沖切力由于根底寬度小于沖切錐體底邊寬度，故，滿足要求。因此，上圖所示的根底剖面尺寸可以d)基底配筋包括沿長邊和短邊兩個方向的配筋計算，沿長邊的配筋計算應按第一組荷載設計值作用下的地基凈反力進行，而沿短邊方向，由于其為軸心受壓，