多層框架結(jié)構(gòu)畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書

××大學(xué)教學(xué)樓設(shè)計(jì)摘要本設(shè)計(jì)為××大學(xué)校園內(nèi)的多層教學(xué)樓，設(shè)計(jì)為50年的基準(zhǔn)期，二級平安等級，抗震設(shè)防烈度為7度。該教學(xué)樓名為教學(xué)樓，教學(xué)樓采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，樓〔屋〕面、梁、板、柱全都是現(xiàn)澆混凝土，根底所用的是獨(dú)立根底。過程分為建筑還有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩個過程。建筑設(shè)計(jì)以“功能適用、經(jīng)濟(jì)合理、造型美觀、環(huán)境相宜〞的理念，而且還要考慮到防火、水、溫度、用電方面和甲方方面的需要，盡可能最大限度的利用建筑內(nèi)的空地及框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢來設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)方面有空間內(nèi)力分析及其計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果較為準(zhǔn)確，梁柱施工圖運(yùn)用的是平面表示法。手動計(jì)算框架內(nèi)容為荷載聚集、內(nèi)力及內(nèi)力組合計(jì)算、配筋計(jì)算。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以“平安、經(jīng)濟(jì)、適用、耐久〞的理念，進(jìn)行了豎向荷載聚集，內(nèi)力計(jì)算，內(nèi)力組合，風(fēng)荷載地震作用驗(yàn)證與計(jì)算，板、梁、柱、樓梯等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中應(yīng)用了大學(xué)里所學(xué)的知識，查詢設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用專業(yè)計(jì)算軟件。本設(shè)計(jì)依據(jù)了國家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)，完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書所要求的建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞多層教學(xué)樓；框架結(jié)構(gòu)；建筑設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震設(shè)計(jì)ZhixingTeachingBuildingDesign××UniversityAbstractThedesignforthemulticampusteachingbuildingof××,designedfor50yearbaseperiod,asecondarylevelofsecurity,seismicintensityof7degrees.Theteachingbuildingnamedknowingandteachingbuilding,knowingandteachingbuildingofreinforcedconcreteframestructure,building(house)plane,beams,platesandcolumnsareallconcrete,thefoundationusedisindependentbasis.Therearestructuraldesignprocessisdividedintotwoprocessesbuilding.Architecturaldesignwith"featureisavailable,economical,attractiveappearance,environmentallysound"concept,butalsotakeintoaccounttheneedsoffire,water,temperature,electricalaspectsandaspectsoftheParty,asfaraspossibletomaximizetheuseofspacewithinthebuildingandbenefitsframeworktodesign,structureandspaceanalysisofinternalforcecalculation,theresultsaremoreaccurate,beamsconstructionplanstousetheplanerepresentation.Manuallycalculatetheframecontentisloadingcollection,internalforceandinternalforcecalculationReinforcement.Structuredesignedto"safe,economicalandsuitable,durable"concept,werepooledverticalload,calculatetheinternalforces,internalforcewindloadearthquakeverificationandcalculation,plate,beams,columns,stairsandotherstructuralelementsofthedesign.Thedesignoftheapplicationofknowledge,querydesigncodesandstandardstheuniversitylearned,applicationofprofessionalcalculationsoftware.Thedesignbasisofthecorrespondingnationalnormsandstandards,completedthearchitecturalandstructuraldesigngraduatedesignassignmentrequires.Keywords:Multi-storeyschoolbuilding,framestructure,architecturaldesign,structuraldesign,seismicdesign目錄摘要IAbstractII第1章緒論11.1課題背景11.2研究意義1第2章××大學(xué)教學(xué)樓設(shè)計(jì)22.1工程簡介22.2設(shè)計(jì)條件22.3設(shè)計(jì)內(nèi)容22.4參考資料目錄4第3章建筑設(shè)計(jì)53.1平面設(shè)計(jì)5使用局部的平面設(shè)計(jì)5輔助房間的平面設(shè)計(jì)5建筑內(nèi)交通局部的設(shè)計(jì)53.2剖面設(shè)計(jì)5層數(shù)與層高5體型和立面設(shè)計(jì)63.3相關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)6防火疏散設(shè)計(jì)6構(gòu)造設(shè)計(jì)6第4章結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)74.1工程概況74.2結(jié)構(gòu)選型及布置74.3截面尺寸的選擇84.4根本假設(shè)和計(jì)算簡圖9主體結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置9主體結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖94.5計(jì)算模型的簡化94.6荷載聚集10豎向荷載10活荷載11水平荷載114.7風(fēng)荷載作用下框架內(nèi)力計(jì)算12計(jì)算各梁柱的線剛度12計(jì)算各柱抗側(cè)移剛度13各柱剪力計(jì)算14確定反彎點(diǎn)高度比15計(jì)算柱端彎矩15計(jì)算梁端彎矩16計(jì)算梁支座剪力及柱軸力174.8水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算17水平地震作用根本公式17計(jì)算重力荷載代表值和結(jié)構(gòu)的根本自震周期18水平地震作用計(jì)算20水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算214.9豎向荷載作用下框架梁上荷載計(jì)算21各層框架上荷載計(jì)算22豎向荷載作用下框架計(jì)算簡圖25豎向荷載作用下框架梁固端彎矩264.10豎向荷載作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算27框架梁彎矩計(jì)算27框架梁剪力計(jì)算27框架柱彎矩計(jì)算27框架柱軸力計(jì)算274.11梁內(nèi)力組合與配筋計(jì)算27組合原理27內(nèi)力組合28梁正截面承載力計(jì)算34梁斜截面承載力計(jì)算364.12框架柱內(nèi)力組合與配筋計(jì)算37內(nèi)力組合37配筋計(jì)算384.13樓板配筋計(jì)算40樓板配筋設(shè)計(jì)方法40區(qū)格板配筋計(jì)算404.14次梁設(shè)計(jì)計(jì)算41次梁截面設(shè)計(jì)41內(nèi)力計(jì)算414.15根底設(shè)計(jì)43設(shè)計(jì)依據(jù)43計(jì)算信息43計(jì)算參數(shù)45計(jì)算作用在根底底部彎矩值45驗(yàn)算地基承載力45根底沖切驗(yàn)算45根底受剪承載力驗(yàn)算46柱下根底的局部受壓驗(yàn)算47根底受彎計(jì)算47計(jì)算配筋474.16樓梯設(shè)計(jì)47樓梯設(shè)計(jì)計(jì)算47樓梯斜板設(shè)計(jì)48平臺板設(shè)計(jì)50平臺梁設(shè)計(jì)51結(jié)論53致謝54參考文獻(xiàn)55附錄A英文文獻(xiàn)56附錄B英文文獻(xiàn)翻譯63附錄C67緒論課題背景多層框架結(jié)構(gòu)由于該結(jié)構(gòu)比其他結(jié)構(gòu)有較大的承載能力、它的重量也不重、具有較好的抗震性能、工業(yè)化程度高的一些優(yōu)點(diǎn)，而且適用于不同類型的工藝需求，對于現(xiàn)在我們國家來說比擬實(shí)用，而且很常見，它的實(shí)用性也被大家所認(rèn)可。既然比擬普遍，而且被多用，所以更值得我們?nèi)パ芯?，并且在?shí)踐過程中要嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，必須根據(jù)當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，當(dāng)然在設(shè)計(jì)過程中肯定會遇到各種問題，這些問題對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行探討、分析和研究是有意義的。研究意義根據(jù)指導(dǎo)老師楊老師布置的任務(wù)。此次畢業(yè)任務(wù)為多層教學(xué)樓。我擬在××大學(xué)校園內(nèi)的一幢教學(xué)樓，命名為教學(xué)樓建筑面積約為6327，5層框架結(jié)構(gòu)，主體材料采用鋼筋混凝土，外墻采用砌塊外貼保溫苯板。了解多層框架結(jié)構(gòu)在實(shí)際生活中的使用用途，設(shè)計(jì)過程，設(shè)計(jì)要求，回憶自己大學(xué)所學(xué)課程，知識點(diǎn)，學(xué)會結(jié)合各科運(yùn)用到實(shí)際中，并且獨(dú)立思考，解決問題，還有學(xué)習(xí)的能力，增強(qiáng)自己畫圖，設(shè)計(jì)，識圖的能力，對CAD軟件的熟悉操作，對建筑設(shè)計(jì)的深層認(rèn)識，對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程更加深刻理解，增強(qiáng)自己手算能力與準(zhǔn)確性，學(xué)會理論與實(shí)踐相結(jié)合的過程，對PKPM軟件的學(xué)習(xí)，通過點(diǎn)算與手算的比照，認(rèn)識自己的缺乏，端正學(xué)習(xí)態(tài)度，增強(qiáng)自我認(rèn)知力?！痢链髮W(xué)教學(xué)樓設(shè)計(jì)工程簡介工程名稱：多層高校教學(xué)樓;工程地點(diǎn)：××該工程是位于××大學(xué)校園內(nèi)的一多層教學(xué)樓，因?qū)W校的擴(kuò)招方案，滿足教學(xué)要求，方便學(xué)生有一個更舒適的學(xué)習(xí)環(huán)境，在校園內(nèi)的一空地，建一5層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)教學(xué)樓，建筑總面積為6327，內(nèi)設(shè)有階梯教室，多媒體教室，辦公室，會議室，制圖教室等。設(shè)計(jì)條件總體要求建筑總面積6000—7000m2±5%，4-6層，建筑等級Ⅱ級，耐火等級不低于Ⅱ級。建筑及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根本條件主導(dǎo)風(fēng)向：夏季為南、西南；冬季室外采暖計(jì)算溫度-26℃；標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)土深度-2.0m；場地平坦、地下無障礙物；地質(zhì)資料另附；根本風(fēng)壓與根本雪壓按《建筑結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50009—2001〕取用；抗震設(shè)防烈度按7度設(shè)計(jì)，場地類別為Ⅱ類，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，用于設(shè)計(jì)根本地震加速度為0.15g。房間組成及要求為便于管理，同類型用房應(yīng)適當(dāng)集中〔同層或豎向集中〕，連接體之間可采用錯層等布局型式，層間交錯屋頂可用為上層課間休息及防火疏散用場地。設(shè)計(jì)內(nèi)容時間安排畢業(yè)設(shè)計(jì)共十四周，按工作量劃分，建筑設(shè)計(jì)4/14，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8/14，施工或地基設(shè)計(jì)2/14。內(nèi)容要求1．畢業(yè)設(shè)計(jì)論文摘要〔中、外文各一頁〕2．目錄3．建筑設(shè)計(jì)內(nèi)容總平面圖1：1000—1：5000〔位置及環(huán)境設(shè)計(jì)適當(dāng)〕平面圖〔有關(guān)各層〕1：100—1：200〔應(yīng)注明房間名稱及單元局部放大〕立面圖2個1：100—1：200剖面圖2個1：100建筑詳圖≥3個1：10—1：20建筑說明書假設(shè)干項(xiàng)〔包括總體布局說明〕通過上述建筑施工圖將有關(guān)建筑構(gòu)造等表述清楚。4．結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)考慮風(fēng)載及地震作用，電算完成框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析，用手算定性校核其計(jì)算結(jié)果的正確性，完成一榀框架結(jié)構(gòu)的配筋計(jì)算和其配筋圖繪制。完成一部樓梯及一個雨蓬〔主要雨蓬〕的內(nèi)力分析以及配筋計(jì)算和配筋圖。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書?？蚣芙Y(jié)構(gòu)內(nèi)力分析及配筋計(jì)算以電算為主，手算校核為輔。5．圖紙數(shù)量要求：建筑施工圖和結(jié)構(gòu)施工圖不少于6～8張6．地基根底設(shè)計(jì)確定根底型式假設(shè)采用樁根底要求完成：=1\*GB3①合理確定樁的類型，樁長及截面尺寸，確定承臺底面標(biāo)高。=2\*GB3②計(jì)算單樁承載力=3\*GB3③確定樁的數(shù)量及其布置，計(jì)算群樁承載力及驗(yàn)算群樁地基強(qiáng)度與變形。=4\*GB3④進(jìn)行單樁荷載驗(yàn)算及單樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。=5\*GB3⑤預(yù)估承臺尺寸，進(jìn)行承臺抗剪、抗沖切驗(yàn)算及配筋驗(yàn)算。=6\*GB3⑥繪制圖紙1～2張，包括以下內(nèi)容ⅰ根底平面圖，包括群房根底方案布置圖。ⅱ樁及承臺配筋及構(gòu)造詳圖。ⅲ編寫施工說明。假設(shè)采用筏板根底要求完成：=1\*GB3①合理確定根底的底面積及筏板截面尺寸=2\*GB3②用簡化彈性地基梁法或彈性板法及其它數(shù)值分析方法計(jì)算基底反力和筏板內(nèi)力與變形。=3\*GB3③進(jìn)行軟弱下臥層驗(yàn)算及地基變形驗(yàn)算④進(jìn)行筏板抗剪、抗沖切驗(yàn)算及配筋計(jì)算⑤繪制圖紙1～2張，包括以下內(nèi)容ⅰ根底平面布置圖，包括裙房根底方案布置圖和沉降縫構(gòu)造方案圖。ⅱ配筋及剖面構(gòu)造詳圖。ⅲ編寫施工說明假設(shè)采用柱下條型根底及交叉梁根底要求完成：=1\*GB3①合理確定根底的底面積=2\*GB3②用簡化分析法或彈性地基梁的分析方法分析根底的內(nèi)力，進(jìn)行根底的縱、橫向配筋，對根底進(jìn)行剖面設(shè)計(jì)。=3\*GB3③進(jìn)行軟弱下臥層強(qiáng)度驗(yàn)算④計(jì)算相鄰柱中心點(diǎn)的沉降差⑤繪制圖紙1～2張，包括以下內(nèi)容ⅰ根底平面圖，如有相鄰裙房，應(yīng)考慮主體根底與相鄰群房根底間的關(guān)系，根底梁布置圖。ⅱ繪制根底的縱向、橫向剖面圖。ⅲ編寫施工說明。參考資料目錄1．《房屋建筑學(xué)》2．《建筑設(shè)計(jì)資料集》〔一〕〔二〕〔三〕集或新編有關(guān)分冊3．有關(guān)建筑、結(jié)構(gòu)及根底構(gòu)造圖集4．《建筑施工制圖標(biāo)準(zhǔn)》5．《建筑鋼筋混凝土及砌體結(jié)構(gòu)》6．《建筑結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50009-2023〕7．《建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50007—2023〕8．《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50010—2023〕9．《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50003-2023〕10．《施工手冊》中國建筑工業(yè)出版社11．《建筑施工》中國建筑工業(yè)出版社12．《建筑施工技術(shù)》13．《模板計(jì)算手冊》14．《高層建筑施工手冊》中國建筑工業(yè)出版社15．《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔GB50011—2023〕16．《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》〔JGJ3—2023〕17．《混凝土密肋及井式樓蓋設(shè)計(jì)手冊》中國建筑工業(yè)出版社建筑設(shè)計(jì)平面設(shè)計(jì)使用局部的平面設(shè)計(jì)滿足畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求的同時，更大限度的滿足學(xué)校的教學(xué)要求，專門設(shè)計(jì)多媒體教室，會議室，合理的按照平面設(shè)計(jì)要求完成，人性化設(shè)計(jì)各個房間的規(guī)格。對各個教室設(shè)計(jì)的要求:1.房間的規(guī)格要滿足教室的使用用途，教學(xué)設(shè)備布置合理；2.門窗的設(shè)計(jì)滿足采光及防火要求，門開方向設(shè)計(jì)主要是利于防火疏散；3.設(shè)計(jì)時要考慮施工是否方便，房間之間組合是否合理，設(shè)計(jì)使用材料是否符合建筑要求的標(biāo)準(zhǔn)；4.在滿足使用要求的設(shè)計(jì)同時，最大限度的節(jié)省開支。5.慮到結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)受力性能合理性。輔助房間的平面設(shè)計(jì)該教學(xué)樓輔助局部有員工休息室、男女衛(wèi)生間、辦公室和倉庫。衛(wèi)生間根據(jù)教學(xué)樓使用人數(shù)設(shè)計(jì)房間大小，再根據(jù)房間使用面積大小設(shè)計(jì)房間內(nèi)設(shè)施根據(jù)使用用途，還在每層設(shè)計(jì)了員工休息室，教師辦公室?？紤]使用的方便性在教學(xué)樓首層設(shè)計(jì)了倉庫建筑內(nèi)交通局部的設(shè)計(jì)交通聯(lián)系局部包括：走廊、過道、樓梯、門廳、過廳等。設(shè)計(jì)主要考慮防火疏散的平安使用問題，其次是使用的實(shí)用性。剖面設(shè)計(jì)剖面設(shè)計(jì)主要考慮各層之間的結(jié)合，建筑的整體性。層數(shù)與層高根據(jù)任務(wù)書和使用要求，層數(shù)為五層，層高均為4.2m，女兒墻高1m，總高為22m。室內(nèi)外高差取0.3m。體型和立面設(shè)計(jì)體型設(shè)計(jì)總體為長方形平面，這樣不但可以保證空間使用，還能表達(dá)結(jié)構(gòu)的使用特性。立面設(shè)計(jì)在考慮美觀的方面，即在視覺上讓人舒適也讓人覺得得體大方，同時考慮結(jié)構(gòu)方面[3]。相關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)防火疏散設(shè)計(jì)該建筑為二類建筑，二級耐火等級。防煙樓梯為本建筑疏散的主要樓梯。1.樓梯施工采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板式樓梯。2.樓梯踏步高為150mm，寬為270mm。3.梯面裝修選用了水磨石地面面層。構(gòu)造設(shè)計(jì)全部按照相關(guān)的規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)以及規(guī)程進(jìn)行設(shè)計(jì)。墻體的構(gòu)造有：1.內(nèi)墻采用200mm厚頁蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊。2.外墻采用400mm厚頁蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊。樓板構(gòu)造采用單向板布置。屋頂構(gòu)造1.排水構(gòu)造：屋面排水采用材料找坡，坡度取3%，設(shè)計(jì)為內(nèi)排水。2.防水構(gòu)造：采用剛性和柔性防水結(jié)合。3.保溫構(gòu)造：采用80厚礦渣水泥。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程概況1.工程名稱：××大學(xué)教學(xué)樓2.設(shè)計(jì)地點(diǎn)：××市3.工程概況：平面尺寸為66.6m×21m，5層，總面積約為6327m2，每層層高均為4.2m，室內(nèi)外高差0.3m。設(shè)計(jì)年限為50年。4.根本風(fēng)壓：W0=0.55kN/m2，地面粗糙程度為B類。5.根本雪壓：S0=0.45kN/m2，r=1.0。6.抗震設(shè)防要求按7度考慮，場地類別為Ⅱ類，設(shè)計(jì)地震分組為第二組。結(jié)構(gòu)選型及布置結(jié)構(gòu)選型本建筑有五層，且為高校教學(xué)樓，考慮到使用特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)受力性能合理，整個框架結(jié)構(gòu)選用了大跨度的柱距，既可以保證整個空間的光照條件，也可以滿足使用上的高度自由布置。使建筑和結(jié)構(gòu)上保持了一致，到達(dá)了和諧統(tǒng)一。為了使結(jié)構(gòu)的整體剛度較好，樓面、屋面、樓梯、天溝等均采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。根底為柱下獨(dú)立根底。結(jié)構(gòu)布置框架結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)成雙向梁柱抗測力體系，框架梁、柱中心線宜重合。當(dāng)梁、柱偏心距大于該方向柱寬的1/4，宜采取增設(shè)梁的水平加腋等措施。結(jié)合建筑平面、里面、和剖面布置情況，本教學(xué)樓的結(jié)構(gòu)平面和剖面布置分布分別如下圖?？蚣芙Y(jié)構(gòu)房屋中，柱距一般為5~10m，本建筑的柱網(wǎng)為6m×7.4m。根據(jù)結(jié)構(gòu)布置，本建筑平面建筑均為單向板。本建筑由于樓面活荷載不大，為減輕結(jié)構(gòu)自重和節(jié)省材料以及在板中布設(shè)管線等因素起見，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)樓面板和屋面板的厚度的均為100mm。本建筑的材料選用如下：混凝土：采用C30；鋼筋：縱向受力鋼筋采用熱軋鋼筋HRB400，其余采用熱軋鋼筋HPB300；墻體：蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊重度=5.5kN/m2；截面尺寸的選擇梁、柱截面尺寸估算〔1〕框架橫梁截面尺寸主梁截面高度一般取h=〔1/8~1/10〕l，l為主梁的跨度，主梁的截面寬度取b=〔1/2~1/3〕h；且，主梁寬不宜小于柱寬的1/2且不應(yīng)小于250mm。次梁的截面高度一般取h=〔1/12~1/15〕l，l為次梁的跨度，次梁的截面高度取b=〔1/2~1/3〕h，那么：主梁縱向h=〔1/8~1/10〕×7400=925mm~740mm，取h=750mm，b=〔1/2~1/3〕×750=375mm~250mm，取b=350，次梁h=〔1/12~1/15〕×6000=500mm~400mm，取h=500mm，b=〔1/2~1/3〕×500=250mm~133mm，取b=250mm；由此初步確定為梁的截面尺寸詳見下表4-1。表4-1梁的截面尺寸樓層類別尺寸b×h，mm×mm混凝土1~5主梁350×750C301~5次梁250×500C30〔1〕框架柱的截面尺寸框架柱的截面尺寸根據(jù)柱的軸壓比限值，按以下公式計(jì)算：根據(jù)柱的軸壓比限值確定，按以下公式計(jì)算：Nv=柱支撐的樓板面積×樓層數(shù)×〔12~14〕×1.25=7.4×6×5×〔12~14〕×1.25=3330NN=〔1.05~1.15〕Nv=1.1×3330=3663kN(4-1)式中為框架柱軸壓比限值，本方案抗震等級為三級，查《抗震標(biāo)準(zhǔn)》可知取0.9；為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；對C30，查得=14.3N/mm2?！?84615mm2a=533.5mm，初步定為柱均取600mm×600mm根本假設(shè)和計(jì)算簡圖主體結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置主體柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)布置如圖4-1圖4-1主體柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)布置圖主體結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖圖4-2主體結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖計(jì)算模型的簡化為方便計(jì)算，假定框架梁和柱間節(jié)點(diǎn)為剛性節(jié)點(diǎn)，框架柱在根底頂面按固定端考慮，在計(jì)算模型中，各桿的截面慣性矩：柱按實(shí)際截面確定，框架梁那么應(yīng)考慮樓板的作用。當(dāng)采用現(xiàn)澆樓板時，現(xiàn)澆板可作為框架梁的翼緣，故框架梁應(yīng)按T形截面確定其慣性矩，工程中為簡化計(jì)算，允許按下式計(jì)算框架梁的慣性矩，一邊有樓板的梁截面慣性矩取，兩邊有樓板的梁面慣性矩取〔其中，I0為按矩形截面計(jì)算的梁截面慣性矩〕。荷載聚集豎向荷載考慮粉刷層重量，混凝土容重取根本雪壓1．花崗巖樓面荷載20mm厚花崗巖鋪面28mm厚水泥砂漿抹灰120mm厚現(xiàn)澆板12mm頂棚抹灰吊頂恒載合計(jì)2．衛(wèi)生間樓面荷載10mm厚地磚20mm厚水泥砂漿40mm厚細(xì)石砼20mm厚水泥砂漿110mm厚現(xiàn)澆板12mm厚頂棚抹灰吊頂恒載合計(jì)3．上人屋面荷載〔有保溫隔熱層〕50mm厚混凝土預(yù)制板20mm厚水泥砂漿20mm厚水泥砂漿膨脹蛭石找坡層120mm厚現(xiàn)澆板12mm厚頂棚抹灰吊頂恒載合計(jì)4．框架梁自重梁自重10mm厚混合砂漿抹灰合計(jì)5．次梁自重梁自重10mm厚混合砂漿抹灰合計(jì)6．柱自重柱自重10mm厚混合砂漿合計(jì)活荷載活荷載如表4-1：表4-1活荷載設(shè)計(jì)值主體局部樓面活荷載上人屋面走道衛(wèi)生間樓梯〔消防〕荷載2.523.52.53.5水平荷載根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)》查得××地區(qū)的風(fēng)壓為0.55kN/m2。垂直于建筑物外表上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值，式中，為風(fēng)荷載體型系數(shù)，本設(shè)計(jì)取=1.4；為風(fēng)壓高變系數(shù)。本工程位于市中心，地面粗糙度類別為C類，值根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確定為風(fēng)振系數(shù)，，本例中取=1。各層風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算結(jié)果見下表4-2：表4-2風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算結(jié)果距地面高度,m2211.421.40.551.0152111.421.40.551.01516.811.251.40.550.89412.611.141.40.550.8158.4111.40.550.7154.2111.40.550.715風(fēng)荷載作用下框架內(nèi)力計(jì)算計(jì)算風(fēng)荷載作用下各樓層節(jié)點(diǎn)上集中力時，假定風(fēng)荷載在層間為均勻分布，并假定上下相鄰各半層層高范圍內(nèi)的風(fēng)荷載按集中力作用本層樓面上。5層頂處風(fēng)荷載作用下樓層節(jié)點(diǎn)集中力為F5=〔1.015×4.2/2+1.015×0.9〕×7.4=22.53KN4層頂處風(fēng)荷載作用下樓層節(jié)點(diǎn)集中力為F4=〔0.894×4.2/2+1.015×4.2/2〕×7.4=29.67KN3層頂處風(fēng)荷載作用下樓層節(jié)點(diǎn)集中力為F3=〔0.815×4.2/2+0.894×4.2/2〕×7.4=26.56KN2層頂處風(fēng)荷載作用下樓層節(jié)點(diǎn)集中力為F2=〔0.715×4.2/2+0.815×4.2/2〕×7.4=23.78KN1層頂處風(fēng)荷載作用下樓層節(jié)點(diǎn)集中力為F4=〔0.715×4.2/2+0.715×4.2/2〕×7.4=22.22KN各層風(fēng)荷載引起的節(jié)點(diǎn)集中力及各層剪力計(jì)算結(jié)果見表4-3：計(jì)算各梁柱的線剛度計(jì)算梁的線剛度時，考慮到現(xiàn)澆樓板的作用，一邊有樓板的梁截面慣性矩I=1.5，兩邊有樓板的梁截面慣性矩取I=2.0。為按矩形截面計(jì)算的梁截面慣性矩[5]。表4-3集中力及各層剪力計(jì)算結(jié)果層號層高Hm風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值各層集中力,各層剪力女兒墻11.01554.21.01522.5322.5344.20.89429.6752.534.20.81526.5678.7624.20.71523.78102.5414.20.71522.22124.76線剛度計(jì)算公式。各梁柱線剛度計(jì)算結(jié)果見下表4-4。表4-4線剛度計(jì)算結(jié)果梁60003000柱4200計(jì)算各柱抗側(cè)移剛度D值為使柱上下端產(chǎn)生單位相對位移所需施加的水平力，計(jì)算公式為〔4-2〕柱側(cè)移剛度修正系數(shù)如表4-5：表4-5柱側(cè)移剛度修正系數(shù)樓層簡圖Kα一般柱底層柱各柱剪力計(jì)算設(shè)第i層第j根柱的D值為，該層柱總數(shù)為m，該柱的剪力為〔4-3〕水平荷載作用下柱抗側(cè)移剛度D計(jì)算見下表4-6表4-6水平荷載作用下柱抗側(cè)移剛度D計(jì)算結(jié)果層/hi柱列軸號icibKαcDi∑Di5/5A0.8362.461.4710.4240.2411.14B0.8367.384.4140.6880.329C0.8367.354.4140.6880.329D0.8362.461.4710.4240.2414/4A0.8362.461.4710.4240.2411.14B0.8367.384.4140.6880.329C0.8367.354.4140.6880.329D0.8362.461.4710.4240.2413/4A0.8362.461.4710.4240.2411.14B0.8367.384.4140.6880.329C0.8367.354.4140.6880.329D0.8362.461.4710.4240.2412/4A0.8362.461.4710.4240.2411.14B0.8367.384.4140.6880.329C0.8367.354.4140.6880.329D0.8362.461.4710.4240.2411/4A0.8361.231.4710.5680.3231.518B0.8363.694.4140.7660.436C0.8363.694.4140.7660.436D0.8361.231.4710.5680.323確定反彎點(diǎn)高度比〔4-4〕式中，為標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度系數(shù)，根據(jù)結(jié)構(gòu)總層數(shù)m及該柱所在層n及值由表差得；為上下層梁線剛度比對的修正值；，為上下層層高變化對的修正值。反彎點(diǎn)距下端距離為。計(jì)算柱端彎矩根據(jù)各柱分配到的剪力及反彎點(diǎn)位置yh計(jì)算第i層第j根柱端彎矩。上端彎矩為：=〔4-5〕下端彎矩為：〔4-6〕計(jì)算結(jié)果見下表4-7。表4-7風(fēng)荷載作用下柱端彎矩計(jì)算結(jié)果層/hi柱列序號Di∑DiViVijKy5/5A0.2411.1422.534.761.4710.370.3711.87.40B0.3296.54.4140.450.4515.0212.29C0.3296.54.4140.450.4515.0212.29D0.2414.761.4710.370.3712.597.404/4A0.2411.1452.511.11.4710.420.4227.0419.58B0.32915.154.4140.50.531.8231.82C0.32915.154.4140.50.531.8231.82D0.24111.11.4710.420.4227.0419.583/4A0.2411.1478.7616.651.4710.470.4737.0632.87B0.32922.734.4140.50.547.7347.73C0.32922.734.4140.470.4750.6044.87D0.24116.651.4710.50.534.9734.972/4A0.2411.14102.5421.681.4710.500.5045.5345.53B0.32929.64.4140.500.5062.1662.16C0.32929.64.4140.500.5062.1662.16續(xù)表4-7層/hi柱列序號Di∑DiViVijKy1/4A0.3231.518124.7626.551.4710.60.644.6066.91B0.43635.834.4140.550.5567.7282.77C0.43635.834.4140.550.5567.7282.77D0.32326.551.4710.60.644.6066.91計(jì)算梁端彎矩由柱端彎矩，并根據(jù)節(jié)點(diǎn)平衡計(jì)算兩端彎矩。邊跨外邊緣處的梁端彎矩為〔4-7〕中間支座處的梁端彎矩為〔4-8〕〔4-9〕框架在風(fēng)荷載作用下彎矩見以下圖4-3。計(jì)算梁支座剪力及柱軸力根據(jù)力平衡原理，由梁端彎矩和作用在梁上的豎向荷載可求出梁支座剪力；柱軸力可由計(jì)算截面之上的梁端剪力之和求得?？蚣茉陲L(fēng)荷載作用下梁剪力及柱軸力見以下圖4-4風(fēng)荷載作用下梁剪力及柱軸力圖[6]。水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算水平地震作用根本公式本工程建于7度抗震設(shè)防地區(qū)的Ⅱ類場地上，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，用于設(shè)計(jì)根本地震加速度為0.15g。計(jì)算地震作用時，建筑結(jié)構(gòu)的重力荷載代表值取永久荷載標(biāo)準(zhǔn)和?？勺兒奢d組合值系數(shù)按以下規(guī)定采用：1．雪荷載取0.452．樓面活荷載按等效均布活荷載計(jì)算的一般民用建筑取2，屋面活荷載不計(jì)入。圖4-3風(fēng)荷載作用下彎矩圖在實(shí)際地震作用下各柱剪力時，是計(jì)算出建筑物整體的重力荷載值，從而計(jì)算出建筑物各層的總剪力。各層的總剪力再按剛度分配給每一根柱子。為計(jì)算方便僅取6軸一榀框架負(fù)荷載的重力荷載代表值，計(jì)算出剪力后，在該榀框架上進(jìn)行剪力分配。這樣算得的剪力值大于按建筑物整體計(jì)算所得的結(jié)果。計(jì)算重力荷載代表值和結(jié)構(gòu)的根本自震周期計(jì)算重力荷載代表值框架梁自重6.56次梁自重3.125各層樓板自重及抹灰4.5200mm內(nèi)墻〔4.2m高〕7.5400mm外墻〔4.2m高，開洞率18.62%〕11.5柱自重〔4m高〕37.8屋面板自重及保溫防水5.79圖4-4風(fēng)荷載作用下梁剪力及柱軸力圖負(fù)荷面寬取為7.4m，各層內(nèi)隔橫墻長6m+6m=12m,內(nèi)隔縱墻長14.8m,外維護(hù)縱墻長14.8m,各層取上下半層的柱子自重計(jì)入本層。各層樓面活荷載作用屋面雪荷載作用女兒墻〔為1m高，0.3m厚混凝土，兩面抹灰各厚0.02m〕樓面板作用樓面梁作用2~4層墻作用7.526.8m+11.5614.8m=286.544KN各樓層處重力荷載代表值計(jì)算結(jié)果結(jié)構(gòu)自振周期計(jì)算結(jié)構(gòu)自振周期為=〔0.08~0.1〕n=0.5s地震影響系數(shù):(4-10)式中，為水平地震影響系數(shù)的最大值，7度區(qū)多遇地震取0.08;為特征周期，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，類場地土為0.35；T為結(jié)構(gòu)自振周期，取0.5；r為衰減指數(shù)，為阻尼調(diào)整系數(shù)，當(dāng)阻尼比=0.05時，取r=0.9，=1那么==水平地震作用計(jì)算計(jì)算結(jié)果見下表4-8表4-8水平地震力計(jì)算結(jié)果層數(shù)Hi/mGi/KNGiHiFi/KNVi/KN5211120.923538.9107.23107.23416.81299.921838.3277.51184.74312.61299.916378.7458.13242.8728.41299.910919.1638.76281.6314.21299.95459.5819.38301.01∑6320.578134.7用底部剪力計(jì)算結(jié)構(gòu)水平地震作用==6320.5kN=0.85=5372.4kN==311.6kN本工程中=0.5s>1.4=1.40.35=0.49s，考慮頂部附加。計(jì)算結(jié)果見下表4-9表4-9水平地震作用下柱端彎矩計(jì)算結(jié)果層/hi柱列序號DiDi之和ViVijKy5/5A0.2411.14107.2322.671.4710.370.2159.9835.23B0.32930.954.4140.450.3871.4958.5C0.32930.954.4140.450.3871.4958.5D0.24122.671.4710.370.2159.9835.234/4A0.2411.14184.7439.051.4710.420.2695.1368.88B0.3291.1453.324.4140.500.41111.97111.97C0.3291.1453.324.4140.500.41111.97111.97D0.2411.1439.051.4710.420.2695.1368.883/4A0.2411.14242.8751.341.4710.470.40114.28101.35B0.32970.094.4140.500.46147.19147.19C0.32970.094.4140.500.46147.19147.19D0.24151.341.4710.470.40114.28101.352/4A0.2411.14281.6359.541.4710.500.50125.04125.04B0.32981.284.4140.500.50170.69170.69C0.32981.284.4140.500.50170.69170.69D0.24159.541.4710.500.50125.04125.041/4A0.3231.518301.0164.051.4710.600.78107.61161.41B0.43686.464.4140.550.64163.41199.72C0.43686.464.4140.550.64163.41199.72D0.32364.051.4710.600.78107.61161.41水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算框架在水平地震力作用下的彎矩計(jì)算結(jié)果見以下圖4-5,框架在水平地震力作用下的梁剪力及柱軸力見以下圖4-6豎向荷載作用下框架梁上荷載計(jì)算本工程結(jié)構(gòu)及荷載分布比擬均勻，可以選擇典型平面框架進(jìn)行計(jì)算，這里僅給軸線A、B、C、D框架的內(nèi)力計(jì)算，縱向框架的計(jì)算方法與橫向框架計(jì)算方法相同，這里不再給出。多層多跨框架在豎向荷載作用下的內(nèi)力近似按分層法計(jì)算。除底層外，上層各柱線剛度均乘以0.9進(jìn)行修正，這些柱的傳遞系數(shù)取1/3，底層柱的傳遞系數(shù)取1/2。彎矩分配系數(shù)計(jì)算公式。框架節(jié)點(diǎn)彎矩分配系數(shù)計(jì)算結(jié)果見下表4-10。圖4-5框架在水平地震力作用下的彎矩圖各層框架上荷載計(jì)算屋面梁均布荷載〔1〕邊跨均布永久荷載板傳來框架梁自重合計(jì)圖4-6框架在水平地震力作用下的梁剪力及柱軸力〔2〕中間跨均布永久荷載梁自重板傳來合計(jì)〔3〕均布可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值取上人屋面活荷載與雪荷載二者中較大的值，即表4-10框架節(jié)點(diǎn)彎矩分配系數(shù)計(jì)算結(jié)果層A軸B軸C軸D軸下柱上柱梁下柱上柱梁右梁左下柱上柱梁左梁右下柱上柱梁50.400.60.1900.540.270.1900.540.270.400.640.290.290.420.150.150.460.240.150.150.460.240.290.290.4230.290.290.420.150.150.460.240.150.150.460.240.290.290.4220.290.290.420.150.150.460.240.150.150.460.240.290.290.4210.290.290.420.150.150.460.240.150.150.460.240.290.290.421-5層梁均布荷載〔1〕邊跨均布永久荷載板傳來框架梁自重墻自重合計(jì)〔2〕中間跨均布永久荷載梁自重板傳來合計(jì)〔3〕均布可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值豎向荷載作用下框架計(jì)算簡圖綜合上面的荷載計(jì)算，各層框架梁上計(jì)算得的荷載值，布置在框架梁上，框架梁上的分布荷載如以下圖4-7恒荷載作用簡圖，圖4-8活荷載作用簡圖所示，其為分別在豎向恒荷載作用下框架梁的荷載計(jì)算簡圖和豎向活荷作用下框架梁的荷載計(jì)算簡圖。圖4-7恒荷載作用簡圖圖4-8活荷載作用簡圖豎向荷載作用下框架梁固端彎矩〔1〕永久荷載作用下AB跨5層頂1-4層CD跨5層頂1-4層BC跨5層頂1-4層〔2〕可變荷載作用下AB跨CD跨BC跨豎向荷載作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算框架梁彎矩計(jì)算框架梁的設(shè)計(jì)彎矩，把同一開口所求得的梁端彎矩進(jìn)行內(nèi)力組合就得到框架梁端的設(shè)計(jì)彎矩。框架梁剪力計(jì)算框架梁的剪力可取該梁為脫離體進(jìn)行計(jì)算，均布荷載可按下式計(jì)算(4-11)，分別為兩支座的彎矩?？蚣苤鶑澗赜?jì)算將各開口框架所求得的同一控制截面彎矩進(jìn)行拼合得框架柱的最終彎矩?？蚣苤S力計(jì)算根據(jù)各節(jié)點(diǎn)的彎矩分配系數(shù)及框架梁固端彎矩值，進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。具體計(jì)算結(jié)果見以下表4-9至4-12。梁內(nèi)力組合與配筋計(jì)算組合原理框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要滿足“強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，更強(qiáng)節(jié)點(diǎn)〞的延性設(shè)計(jì)要求，故對框架梁剪力設(shè)計(jì)值及框架柱彎矩進(jìn)行調(diào)整[9]。內(nèi)力組合通過以上計(jì)算，已求得5軸框架在各情況的內(nèi)力，現(xiàn)在以2層A~B軸之間梁為例，計(jì)算內(nèi)力組合，各截面梁內(nèi)力見表4-13。各截面內(nèi)力組合有以下4項(xiàng)：組合一：①1.2+②1.4+③1.40.6組合二：①1.2+②1.40.7+③1.4組合三：①1.35+②1.40.7組合四：[(①+0.5②)1.2+④1.3]0.75注：組合四的系數(shù)0.75為承載力抗震力抗震調(diào)整系數(shù)表4-13各截面梁內(nèi)力荷載永久荷載①可變荷載②風(fēng)荷載③地震作用④截面M，kNm101.5730.4278.40266.38V，kN137.3229.3419.7055.39跨中M，kNm59.1218.35——M，kNm130.1338.9836.63105.96V，kN146.8430.0819.1755.39抗震設(shè)計(jì)時，框架梁端部截面組合的剪力設(shè)計(jì)值，其中按簡支梁分析的梁端截面剪力設(shè)計(jì)值為=〔55.39+6.940.5〕6m/21.2=211.90逆時針彎矩設(shè)計(jì)值為：=[(101.57+30.420.5)1.2+226.381.3]0.75=279.74=[(-130.13-38.980.5)1.2+105.961.3]0.75=-31.38順時針彎矩設(shè)計(jì)值為：=[(-101.57-30.420.5)1.2+226.381.3]0.75=-115.62=[(130.13+38.980.5)1.2+105.961.3]0.75=237.97框架梁左端截面組合的剪力設(shè)計(jì)值為V==1.1(279.74-31.38)/6+211.90=253.29框架梁右端截面組合剪力設(shè)計(jì)值為節(jié)點(diǎn)A軸分配方向B軸分配方向C軸分配方向D軸上柱下柱右梁上柱左梁下柱右梁上柱左梁下柱右梁左梁下柱上柱分配系數(shù)0.400.600.270.190.540.540.190.270.600.40固端彎矩-148.23148.23-37.0637.06-148.23148.23分配過程59.2988.94→44.47-44.47←-88.94-59.29-26.01←-52.03-29.57-84.05→-42.0210.4115.61→7.8053.37←106.7437.5653.37→26.68-8.26←-16.52-11.62-33.03→-16.52-8.01←-16.01-10.673.304.96→2.486.62←13.244.666.62→3.31-2.46-1.73-4.91→-2.46-0.99←-1.99-1.321.860.660.93最后彎矩73.00-73.00131.98-42.92-99.0697.9142.87-140.7871.29-71.29表4-9頂層永久荷載內(nèi)力計(jì)算表4-10頂層可變荷載內(nèi)力計(jì)算節(jié)點(diǎn)A軸分配方向B軸分配方向C軸分配方向D軸上柱下柱右梁上柱左梁下柱右梁上柱左梁下柱右梁左梁下柱上柱分配系數(shù)0.400.600.270.190.540.540.190.270.600.40固端彎矩-44.4044.40-11.1011.10-44.4044.40分配過程17.7626.64→13.32-13.32←-26.64-17.76-7.79←-15.58-8.86-25.17→-12.593.124.68→2.3415.99←31.9711.2515.99→7.99-2.47←-4.95-3.48-9.89→-4.95-2.40←-4.80-3.200.991.48→0.741.98←3.971.401.98→0.99-0.74-0.52-1.47→-0.74-0.30←-0.59-0.400.560.200.28最后彎矩21.87-21.8739.53-12.86-29.6729.3312.84-42.1721.35-21.35表4-11〔1-4〕層永久荷載內(nèi)力計(jì)算節(jié)點(diǎn)A軸分配方向B軸分配方向C軸分配方向D軸上柱下柱右梁上柱左梁下柱右梁上柱左梁下柱右梁左梁下柱上柱分配系數(shù)0.290.290.420.150.240.150.460.150.460.150.240.420.290.29固端彎矩-148.23148.23-37.0637.06-148.23148.23分配過程42.9942.9962.26→31.13-31.13←-62.26-42.99-42.99-21.52←-21.34-43.05-21.34-65.46→-32.736.246.249.04→4.5240.26←26.2580.5126.2542.01→21.00-5.37←-6.72-10.75-6.72-20.60→-10.30-4.41←-8.82-6.09-6.091.561.562.26→1.133.38←2.216.772.213.53→1.77-0.68-1.08-0.68-2.08→-1.04-0.37←-0.74-0.51-0.510.210.650.210.34最后彎矩50.7950.79-101.57-28.74130.13-28.74-81.5528.6780.9228.67-138.2699.18-49.59-49.59表4-12〔1-4〕層可變荷載內(nèi)力計(jì)算節(jié)點(diǎn)A軸分配方向B軸分配方向C軸分配方向D軸上柱下柱右梁上柱左梁下柱右梁上柱左梁下柱右梁左梁下柱上柱分配系數(shù)0.290.290.420.150.240.150.460.150.460.150.240.420.290.29固端彎矩-44.4044.40-11.1011.10-44.4044.40分配過程12.8812.8818.65→9.32-9.32←-18.65-12.88-12.88-6.45←-6.39-12.89-6.39-19.61→-9.801.871.872.71→1.3512.06←7.8624.127.8612.58→6.29-1.61←-2.01-3.22-2.01-6.17→-3.08-1.32←-2.64-1.82-1.820.470.470.68→0.341.01←0.662.030.661.06→0.53-0.20-0.32-0.20-0.62→-0.31-0.11←-0.22-0.15-0.150.060.190.060.10最后彎矩15.2115.21-30.42-8.6138.98-8.61-24.438.5924.248.59-41.4129.71-14.85-14.85圖4-9豎向永久荷載作用下彎矩圖V==1.1(-115.62+237.96)/6+211.90=232.29各截面梁內(nèi)力組合見下表4-14梁正截面承載力計(jì)算根本公式本工程所有主梁采用350mm750mm的矩形梁，次梁采250mm500mm的矩形梁，取其各層內(nèi)力最大值進(jìn)行配筋計(jì)算。梁中鋼筋采用HRB335，箍筋采用HPB235，混凝土等級為C30。圖4-10豎向可變荷載作用下彎矩圖表4-14各截面梁內(nèi)力組合荷載組合一組合二組合三組合四截面左支座M，KNm230.33261.46166.93325.82V，KN174.04174.04161.17155.49跨中M，KNm96.6388.9397.8061.47右支座M，KNm241.50245.64213.88237.97V，KN179.98178.08166.46158.86圖4-11豎向永久荷載作用下柱軸力及梁剪力圖梁鋼筋按單筋矩形截面受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計(jì)算，，聯(lián)立上述三個公式可求出:(4-12)為內(nèi)力矩的力臂系數(shù)，為截面抵抗矩系數(shù)，相當(dāng)于均質(zhì)彈性體矩形截面梁抵抗矩W中的系數(shù)。配筋率越大，越小，而越大。在界面設(shè)計(jì)中，求出內(nèi)力臂系數(shù)后，就可方便地算出縱向受拉鋼筋截面面積(4-13)圖4-12豎向可變荷載作用下柱軸力及梁剪力圖梁支座處截面承載力計(jì)算計(jì)算支座配筋：=選用7161407=min〔0.002bh，0.45〕=〔0.002350750，0.45350750〕=〔525mm2，482mm2〕>,滿足要求梁跨中截面承載力計(jì)算同支座處配筋，計(jì)算從略。選用320876>,滿足要求。梁斜截面承載力計(jì)算截面控制內(nèi)力組合=179.98kN截面校核=0.25114.3350mm720mm=900.90KN>V=179.98KN,截面滿足要求。斜截面受剪承載力為=取雙肢>0.39mm加密長度為1000mm，箍筋的配筋率>0.0016滿足要求。本設(shè)計(jì)中梁的箍筋均取為：加密區(qū)箍筋取非加密區(qū)箍筋取?？蚣苤鶅?nèi)力組合與配筋計(jì)算內(nèi)力組合根本原理控制截面配筋計(jì)算時應(yīng)考慮以下三種不利組合①及相應(yīng)的N②及相應(yīng)M③及相應(yīng)M并從中選出最不利值計(jì)算配筋。為減小軸壓比〔保證柱子的延性〕并減少鋼筋用量，應(yīng)對活荷載作用下柱子的軸力進(jìn)行折減具體折減系數(shù)如下表4-15：表4-15折減系數(shù)表墻、柱、根底計(jì)算截面以上的層數(shù)12~34~56~89~20＞20計(jì)算截面以上的各樓層活荷載總和的折減系數(shù)1.00〔0.90〕0.850.700.650.600.55注：當(dāng)樓面梁的附屬面積超過時，應(yīng)采用括號內(nèi)系數(shù)。柱的內(nèi)力組合現(xiàn)在以2層A軸柱為例，計(jì)算內(nèi)力組合，各截面柱內(nèi)力見下表4-16。表4-16各截面柱內(nèi)力值荷載永久荷載①可變荷載②風(fēng)荷載③地震作用④截面柱上端M，KNm50.7915.2145.52125.03N，KN-420.54-87.1227.7587.94柱下端M，KNm50.7915.2145.52125.03N，KN-565.36-116.4643.92143.33設(shè)計(jì)柱時，活荷載應(yīng)折減，取折減系數(shù)為0.65。各截面內(nèi)力組合有以下七項(xiàng)：組合一：①1.2+②1.40.65+③1.40.6組合二：①1.2+②1.40.65-③1.40.6組合三：①1.2+②1.40.70.65+③1.4組合四：①1.2+②1.40.70.65-③1.4組合五：①1.35+②1.40.70.65組合六：[(①+0.5②)1.2+④1.3]0.8組合七：[(①+0.5②)1.2-④1.3]0.8注：組合六、七的系數(shù)0.8為承載力抗震調(diào)整系數(shù)。各截面柱內(nèi)力組合見下表4-17。配筋計(jì)算取7軸一榀框架中的邊柱為例，H=600mm,b=600mm=19.1,=300,=300,相對界限受壓區(qū)高度=0.55，縱筋的混凝土保護(hù)層厚度為35mm，全部縱筋最小配筋率=0.7%，柱計(jì)算長度=1.254200mm=5250mm荷載組合一組合二組合三組合四組合五組合六組合七截面柱上端M，kNm156.4688.34136.8595.45125.74245.67-56.74N，kN-725.89-676.75-621.78-638.86-694.65-709.92-363.57柱下端M，kNm189.3679.65153.5865.57127.75264-65.75N，kN-924.53-875.46-846.28-859.37-953.74-882.14-537.47表4-17各截面柱內(nèi)力組合值最大彎矩M=245.67〔N=709.92kN〕軸壓比=<0.9附加偏心矩max{20mm,19mm}=20mm初始偏心距346.05mm+20mm=366.05mm偏心增大系數(shù)=4.84>1取，取軸向壓力作用點(diǎn)至縱向受拉鋼筋的合力的距離混凝土受壓區(qū)高度由下式求得采用對稱配筋，令=，帶入上式=，屬大偏心受壓構(gòu)件。確定及。最大軸力N=976.1kN，M=116.38kNm，配筋計(jì)算結(jié)果按最小配筋率確定，軸壓比驗(yàn)算滿足要求，具體計(jì)算從略。根據(jù)規(guī)定，框架柱縱向鋼筋最小配筋百分率對角柱全部縱筋不小于0.9%，對于中柱邊柱全部縱筋不小于0.7%；另外，單邊縱向受壓鋼筋配筋率不應(yīng)小于0.2%，即=570mm600mm0.2%=684柱每邊實(shí)配420615,柱周邊共配1220，全部縱筋配筋率為1.9%>0.7%柱箍筋采用4肢，柱端部箍筋加密區(qū)采用。計(jì)算從略。樓板配筋計(jì)算樓板配筋設(shè)計(jì)方法本工程柱網(wǎng)規(guī)那么，樓板為單向樓板，計(jì)算時按板塊極限平衡法計(jì)算各樓板的內(nèi)力，計(jì)算各區(qū)格樓板的跨中和支座處最大彎矩，進(jìn)行配筋計(jì)算。圖4-19平面布置圖，圖4-20計(jì)算見圖所示[10]。圖4-13平面布置圖圖4-14計(jì)算簡圖區(qū)格板配筋計(jì)算配筋計(jì)算荷載設(shè)計(jì)值次梁截面為，現(xiàn)澆板在墻上的支撐長度不小于100mm，去板在墻上的支撐長度為120mm。按塑性內(nèi)力重分布設(shè)計(jì)，板得計(jì)算跨度：l0邊=l0中=查表得板得彎矩系數(shù)分別為：邊支座-1/16，邊跨中1/11，中跨中1/16,中間支座-1/14故：MA=(g+q)l012/11=M1=-(g+q)l012/11=MB=(g+q)l012/16=MC=(g+q)l012/16=這是對端區(qū)單向板而言，對于中間區(qū)隔的單向板，Mc和M2應(yīng)乘以0.8分別為-2.02和1.77C=15mm板厚120mm，h0=120-20=100mm板厚b=1000mmC25混凝土fc=11.9，fy=300計(jì)算結(jié)果如下表4-18表4-18配筋計(jì)算結(jié)果截面A1Bc彎矩設(shè)計(jì)值-2.623.81-2.992.500.0150.0210.0170.0140.020.020.0170.016計(jì)算配筋119.2119.2101.383.4續(xù)表4-18截面A1Bc實(shí)際配筋A(yù)=262A=262A=196A=196滿足要求次梁設(shè)計(jì)計(jì)算次梁截面設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)值恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值由板傳來次梁自重小計(jì)活荷載標(biāo)準(zhǔn)值由板傳來荷載總設(shè)計(jì)值梁計(jì)算跨度。內(nèi)力計(jì)算彎矩設(shè)計(jì)值剪力設(shè)計(jì)值承載力計(jì)算正截面受彎承載力正截面受彎承載力計(jì)算時，跨內(nèi)按T形截面計(jì)算，翼緣寬度取，經(jīng)判別屬于第一種類型T形截面。計(jì)算結(jié)果如下表4-19支座內(nèi)力計(jì)算結(jié)果。表4-19支座內(nèi)力計(jì)算結(jié)果截面左支座跨中右支座彎矩設(shè)計(jì)值-42.448.46-42.4或0.1240.0390.1246871042687選配鋼筋斜截面受剪承載力計(jì)算驗(yàn)算截面尺寸：，因截面按下式驗(yàn)算滿足要求。故各截面應(yīng)按構(gòu)造配置箍筋。采用雙肢箍配箍率滿足。根底設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)依據(jù) 《建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50007-2023)① 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50010-2023)② 《簡明高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊》李國勝計(jì)算信息 構(gòu)件編號:JC-1 計(jì)算類型:自動計(jì)算截面尺寸1.幾何參數(shù)矩形柱寬 bc=600mm 矩形柱高 hc=600mm，根底端部高度 h1(自動計(jì)算)=450mm，根底根部高度h2(自動計(jì)算)=450mm，根底長寬比 1.000 ，根底長度B1(自動計(jì)算)=1550mmB2(自動計(jì)算)=1550mm，根底寬度 A1(自動計(jì)算)=1550mmA2(自動計(jì)算)=1550mm2.材料信息根底混凝土等級: C30，柱混凝土等級: C30，鋼筋級別: HRB4003.計(jì)算信息結(jié)構(gòu)重要性系數(shù): ，根底埋深: ，縱筋合力點(diǎn)至近邊距離: ，根底及其上覆土的平均容重: ，最小配筋率: 4.作用在根底頂部荷載標(biāo)準(zhǔn)值永久荷載分項(xiàng)系數(shù)，可變荷載分項(xiàng)系數(shù)永久荷載分項(xiàng)系數(shù)，可變荷載分項(xiàng)系數(shù)永久荷載分項(xiàng)系數(shù)，可變荷載分項(xiàng)系數(shù)，根底埋深: 5.修正后的地基承載力特征值計(jì)算參數(shù)根底總長根底總寬3.根底總高4.底板配筋計(jì)算高度5.根底底面積6.計(jì)算作用在根底底部彎矩值驗(yàn)算地基承載力1.驗(yàn)算軸心荷載作用下地基承載力因軸心荷載作用下地基承載力滿足要求因根底沖切驗(yàn)算1.計(jì)算根底底面反力設(shè)計(jì)值因Mdx=0并且Mdy=02.柱對根底的沖切驗(yàn)算因800<H<2000βhp=0.992x方向柱對根底的沖切驗(yàn)算x沖切截面上的地基凈反力設(shè)計(jì)值x方向柱對根底的沖切滿足標(biāo)準(zhǔn)要求y方向柱對根底的沖切驗(yàn)算y沖切截面上的地基凈反力設(shè)計(jì)值因y方向柱對根底的沖切滿足標(biāo)準(zhǔn)要求根底受剪承載力驗(yàn)算1.計(jì)算剪力根底底面短邊尺寸大于柱寬加兩倍根底有效高度，不需驗(yàn)算受剪承載力。柱下根底的局部受壓驗(yàn)算因?yàn)楦椎幕炷翉?qiáng)度等級大于等于柱的混凝土強(qiáng)度等級，所以不用驗(yàn)算柱下擴(kuò)展根底頂面的局部受壓承載力。根底受彎計(jì)算因Mdx=0Mdy=0根底軸心受壓,計(jì)算配筋1.計(jì)算根底底板x方向鋼筋選擇鋼筋14@110,實(shí)配面積為1399。2.計(jì)算根底底板y方向鋼筋選擇鋼筋14@110,實(shí)配面積為1399。樓梯設(shè)計(jì)樓梯設(shè)計(jì)計(jì)算本工程樓梯類型采用現(xiàn)澆折線型板式樓梯，鋼筋直徑d不小于12mm時采用=2\*ROMANII級鋼筋，d不小于10mm時采用=1\*ROMANI級鋼筋，平臺梁中受力鋼筋為HRB335〔=300N/mm2〕，其余鋼筋為HPB235〔=210N/mm2〕，混凝土采用C30。樓梯斜板設(shè)計(jì)考慮到第一跑樓梯梯段斜板兩端與混凝土梯段梁的固結(jié)作用，斜板跨度可按凈跨計(jì)算，對斜板取1m寬作為其計(jì)算單元。計(jì)算簡圖如圖4-15圖4-15樓梯計(jì)算簡圖確定斜板厚度斜板水平投影凈長為樓梯的傾角為：斜板的斜向凈長為斜板厚為，取荷載計(jì)算樓梯斜板荷載計(jì)算，荷載計(jì)算見表4-20表4-20樓梯斜板荷載計(jì)算結(jié)果荷載種類荷載標(biāo)準(zhǔn)值，荷載分項(xiàng)系數(shù)荷載設(shè)計(jì)值恒荷載欄桿自重0.21.20.24鋸齒形斜板自重1.27.9630厚水磨石面層1.21.36板底20厚紙筋灰粉刷1.20.46小計(jì)9.2910.02活荷載q2.501.43.50總計(jì)p11.813.52斜板的計(jì)算簡圖可用一根假想的跨度的水平梁替代，其計(jì)算跨度取斜板水平投影凈長內(nèi)力計(jì)算一般只計(jì)算跨中最大彎矩即可，考慮到斜板兩端均與梁整結(jié)，對板有約束作用，所以跨中最大彎矩配筋計(jì)算選用，分布鋼筋，即每一踏步下放一根平臺板設(shè)計(jì)平臺板計(jì)算單元平臺板取1m寬作為設(shè)計(jì)單元。平臺板近似的按短跨方向的簡支板計(jì)算，計(jì)算跨度：由于平臺板兩端均與梁整結(jié)，所以計(jì)算跨度取凈跨，平臺板厚。荷載計(jì)算荷載計(jì)算見表4-21平臺板荷載計(jì)算結(jié)果。內(nèi)力計(jì)算考慮平臺板兩端梁的嵌固作用，跨中最大設(shè)計(jì)彎矩?。号浣钣?jì)算選用：受力鋼筋，，分布筋取。表4-21平臺板荷載計(jì)算結(jié)果荷載種類荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載分項(xiàng)系數(shù)荷載設(shè)計(jì)值恒荷載平臺板自重1.22.430厚水磨石面層1.20.90板底20厚紙筋灰粉刷1.20.38恒荷載合計(jì)g3.073.68活荷載q2.51.43.5總計(jì)p5.577.18平臺梁設(shè)計(jì)平臺梁計(jì)算簡圖平臺梁的兩端擱置在樓梯間的側(cè)墻上，所以一算跨度取平臺梁截面取h=400mm，b=200mm。荷載計(jì)算荷載計(jì)算見表4-22平臺梁荷載計(jì)算結(jié)果。表4-22平臺梁荷載計(jì)算結(jié)果荷載種類荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載分項(xiàng)系數(shù)荷載設(shè)計(jì)值恒荷載由斜板傳來的恒荷載1.214.32由平臺板傳來的恒荷載1.23.31平臺梁自重1.22.4平臺梁上的水磨石面層1.20.18平臺梁底部和側(cè)面的粉刷1.20.32小計(jì)g22.9220.5活荷載q1.410.15合計(jì)p30.4230.65內(nèi)力計(jì)算平臺梁支座處最大剪力平臺梁跨中截面最大彎矩截面設(shè)計(jì)正截面彎矩承載力考慮到平臺梁受力不均，有扭矩存在，縱向鋼筋酌量增大選用斜截面承載力計(jì)算按構(gòu)造要求配筋取雙肢加密區(qū)箍筋取，非加密區(qū)箍筋取結(jié)論四個月的畢業(yè)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)眼間就結(jié)束了，其中遇過不少的困難，但也正是因?yàn)檫@些困難，讓我對這些知識有了更進(jìn)一步的理解與認(rèn)識，同時也讓我自己充分的認(rèn)識到了自己的缺乏之處，首先自己對很多概念性的問題就很模糊，自己只是模糊的知道它的意思，但是卻不能用語言精確的把概念解釋出來，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的一些問題，讓我清楚的認(rèn)識到了這些缺乏，并且及時彌補(bǔ)，讓自己更加充實(shí)。在開始做建筑設(shè)計(jì)時，讓自己也是對CAD這個軟件運(yùn)用的更嫻熟，還有天正建筑也是幫了我很大的忙，讓我知道熟練的掌握這些軟件對設(shè)計(jì)工作真是事半功倍。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更是對開始的建筑設(shè)計(jì)的根底上，用PKPM軟件對結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)驗(yàn)算，讓我們又多學(xué)會了一個軟件，真是如虎添翼，也是讓我感到了，不能光是理論知識學(xué)的扎實(shí)就可以，還要可以充分的運(yùn)用一些軟件，要將知識與科技相結(jié)合，這才是最科學(xué)最合理的設(shè)計(jì)，做到真的既平安又經(jīng)濟(jì)。在手算一榀框架的過程中，更是真的認(rèn)識到了自己的缺乏之處，概念額混淆與迷糊，計(jì)算的生疏，公式的淡忘，等等，給自己也是帶來了很多的困擾，也正是通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，對一些概念更加深刻理解與認(rèn)識，還有對一些標(biāo)準(zhǔn)的要求，也是了解很多，這些標(biāo)準(zhǔn)不光是對自己，更是對設(shè)計(jì)的一種重視，也是對建筑使用平安的一種負(fù)責(zé)，這也要求我們在以后工作的過程中嚴(yán)格要求自己按標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì)，對自己負(fù)責(zé)，對使用人群的生命平安負(fù)責(zé)。最后這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)給自己帶來了很多意想不到的效果，讓自己受益很多，是對自己大學(xué)的檢討，有很多遺憾，也有很多教訓(xùn)，有很多收獲，也有很多經(jīng)驗(yàn)，一分耕耘一分收獲，相信我們的努力不會辜負(fù)我們，業(yè)精于勤荒于嬉，以后我一定會更加嚴(yán)格要求自己，更加勤奮學(xué)習(xí)，充實(shí)自己！致謝時間過得很快，轉(zhuǎn)眼間大學(xué)四年的學(xué)習(xí)生涯就過去了，自己也將步入社會，為自己的人生開始打拼，從此靠自己的努力去實(shí)現(xiàn)自己的夢想，開始做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時候感覺好多東西都不會，感覺大學(xué)學(xué)的東西突然都不會用，突然覺得自己是不是四年來什么都沒學(xué)到，有一絲的恐懼感，然而經(jīng)過××老師和××老師的諄諄教導(dǎo)，才明白畢業(yè)設(shè)計(jì)的重要性，它不單單是考驗(yàn)我們大學(xué)所學(xué)的知識的扎實(shí)程度，更是在我們即將畢業(yè)前，給我們上的最深刻的一課，讓我們把我們學(xué)到的知識靈活運(yùn)用，才是它真正的目的！所以在此首先感謝學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)們?yōu)槲覀儺厴I(yè)生精心安排的這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我們的知識更加飽滿，同時也是對四年的知識的一個穩(wěn)固與復(fù)習(xí)，其次還要好好感謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)中教導(dǎo)我的楊正老師和宋菲老師，他們不但讓我對以前所學(xué)的不太扎實(shí)的知識有了新的認(rèn)識，還讓我學(xué)到了很多書本上沒有的，以及他們工作中的一些經(jīng)驗(yàn)，這讓我真的受益匪淺，我相信這些老師們的經(jīng)驗(yàn)對我在以后的工作中會有非常大的幫助，讓我少走很多彎路，同時也非常感謝我的同學(xué)們，在我們一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的這些日子里，通過我們對不同課題的共同探討，以及一起分享我們的收貨，我們都學(xué)到了很多，共同進(jìn)步，同時也讓我們享受到了分享的收貨與快樂，雖然設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)了很多的難題，但是我們不退縮，不畏懼，共同面對，共同去解決，過程是艱苦的，但是結(jié)果卻是很欣慰的，所以真的要感謝所有在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中幫過我的人，是你們讓我學(xué)會了更多，也要感謝參加本次畢業(yè)辯論的老師們，感謝你們辛苦的為我們的畢業(yè)把關(guān)，讓我們不斷的完善自己，這些我們的成長將伴隨我們永遠(yuǎn)，謝謝你們！天下沒有不散的宴席，畢業(yè)也就意味著我們各自奔向我們的夢想，離開我們可愛的校園，離開我們可愛的老師們，相信我們的未來都是美好的，說一聲惜別，道一聲珍重，最后祝建筑工程學(xué)院的全體師生們心想事成，夢想成真！參考文獻(xiàn)1中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).建筑結(jié)構(gòu)荷載標(biāo)準(zhǔn)(GB50009-2023).中國建筑工業(yè)出版社,2001:6~72中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).建筑制圖標(biāo)準(zhǔn)(GBJ104-87).中國建筑工業(yè)出版社，1987：3~153金虹.房屋建筑學(xué).科學(xué)出版社，2002：17~494中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).民用建筑設(shè)計(jì)通那么(JGJ37-87).中國建筑工業(yè)出版社，1987:57~675中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示制圖規(guī)那么和構(gòu)造詳圖(03G101-1).中國建筑工業(yè)出版社,2003:57~676中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(GB50011-2023).中國建筑工業(yè)出版社,2001:517中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(GB50010-2023).中國建筑工業(yè)出版社,2002:7~118原長慶.高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).××工業(yè)大學(xué)出版社,2023:57~779周竟歐,朱伯欽,許哲明.結(jié)構(gòu)力學(xué).同濟(jì)大學(xué)出版社,2004:153~18310楊杰,崔京浩.框架結(jié)構(gòu)計(jì)算與分析.中國水利水電出版社,2004:3~18311W.Z.Zheng,X.D.Wang.Ultimatestressincreaseinunbondedtendonsinprestressedconcretebeams.JournalofZhejiangUniversitySciencea,2023,11(12):998~101412KEmori，WCSchnobrich．Problemofmultistoryframestructuredesignofcivilbuildings．CivilEngineeringStudies，2003，36(25)：45-5513K.A.Stevens.Problemofmultistoryframestructuredesignofcivilbuildings.2004:134~15714L.A.Jaykus.Engineeringstructurer.2002:141～29615MagazineofConcreteResearch,2007,4.9,NO.8U.K.Sharma,P.Bhargava,andS.A.Sherkh附錄A英文文獻(xiàn)RegionalMapofEarthquakeInducedLiquefactionHazardUsingtheLateralSpreadingDisplacementIndexDLLAccordingtoCastro(1969),Terzaghiwasoneofthe?rstresearcherstoexplainthephenomenonofliquefactionin1920s.Ear