五層民用住宅樓框架結構設計計算書

中文摘要本次畢業(yè)設計為一擬建多層住宅樓——五層民用住宅樓框架結構設計方案。根據(jù)現(xiàn)場的土地使用面積將該樓設計成一對稱布置的住宅樓，一層設置兩戶。各層的層高均為3.2m，室外地坪標高為-0.300m，樓層總高度為16.3m?；撅L壓值0.50kN/m2，抗震設防烈度7度，設計基本地震加速度值為0.10g，Ⅱ類場地，設計地震分組為第一組。本工程結構設計采用框架結構，結構計算按橫向框架承重分析。具體內容包括：結構布置和初選截面尺寸；樓板結構設計；結構計算簡圖及剛度參數(shù)計算；荷載計算及結構位移驗算；水平荷載作用下的結構內力分析；豎向荷載作用下的結構內力分析；荷載效應及內力組合；截面設計和構造要求；基礎設計；結構施工圖的繪制；計算機輔助設計。在進行截面抗震設計時，柱按偏壓構件計算，保證延性框架要“強剪弱彎，強柱弱梁，強節(jié)點弱構件強錨固”的設計原則，且滿足構造要求。關鍵詞多層抗震框架結構設計AbstractThisgraduationprojectforplanstoconstructthemulti-layeredapartmentbuilding--fivecivilapartmentbuildingportalframeconstructiondesignproposaltwo(12),whichisaproposedmulti-storeyresidentialbuilding.Accordingtotheuseoflandarea,itwillbecarriedintoasymmetricallayoutdesignofresidentialbuildingwithoneoftwohouseholds.Thelevelofeachflooris3.2m,andtheoutdoorfloorelevationis-0.300m.Thetotalheightofthebuildingis16.3m.Basicwindpressurevalueis0.50kN/m2Thisengineeringconstructiondesignadoptstheframeconstructionwiththemethodofstructureanalysisoftheverticaltransverseloading.Concretecontentsinclude:structuralprogrammesandprimarycross-sectionalsize;floorstructuraldesign;Structuralcalculationdiagrammaticdrawingandstiffnessparametercalculation;Structuralloadcalculationanddisplacementcalculation;Levelloadroleofendogenousforcestructureanalysis;Verticalloadroleoftheendogenousforcestructureanalysis;Loadeffectsandendogenousforcecombination;Cross-sectionaldesignandconstructionrequirements;Foundationdesign;Structuralconstructionmapping;computer-aideddesign.Earthquakeincross-sectionaldesign,pillarbybiascomponentscalculatedtoensureextensiveframeworktoobservethedesignprinciples—"strongreminderandweakbends,strongcolumnandweakbeam,strongjoint(orstronganchorage)andweakcomponents".Thecross-sectionmusttomeetthedemandofconstructionrequirements.KeywordsMulti-storeystructuresEarthquakeproofingconstructionFrameStructuraldesign

目錄１工程概況 1２結構布置和初選構件截面尺寸 22.1柱截面尺寸 22.2梁截面尺寸 32.3板的厚度 33樓板結構設計 43.1樓梯設計 43.1.1梯板計算 43.2樓板設計 63.2.1荷載計算 63.2.2計算跨度L0 73.2.3彎矩和配筋計算 7４非框架梁的設計 104.1墻體荷載 104.2非框架梁的內力計算 114.3非框架梁的配筋計算 134.3.1正截面承載力計算 144.3.2斜截面承載力計算 145橫向框架的抗側移剛度計算 155.1橫向框架的抗側移剛度 155.1.1eq\o\ac(○,1)軸框架的抗側移剛度計算 155.1.2eq\o\ac(○,2)軸框架的抗側移剛度計算 176豎向荷載及水平荷載計算 196.1豎向荷載 196.1.1各種構件的荷載標準值 196.1.2重力荷載代表值 206.2橫向水平地震作用 216.2.1橫向水平地震作用——底部剪力標準值 216.3橫向風荷載計算 227水平荷載作用效應分析 237.1水平地震作用下框架側移驗算 237.2水平地震作用下的內力計算 247.2.1各根柱、梁的內力 247.2.2框架梁、柱的內力計算 247.3橫向風荷載作用下的內力計算 267.3.1各根柱、梁的內力 267.3.2框架梁、柱的內力計算 278豎向荷載作用下結構的內力計算 288.1框架內力計算 288.1.1計算簡圖 288.1.2分配系數(shù)及固端彎矩 338.1.3分配與傳遞 349荷載效應組合 409.1框架梁柱的內力組合 409.1.1框架梁內力調整 409.1.2框架柱內力調整 439.1.3框架梁、柱的內力組合 4410截面設計 4710.1框架梁 4710.1.1正截面受彎承載力計算 4710.1.2斜截面受剪承載力計算 4910.2框架柱 5010.2.1剪跨比和軸壓比 5010.2.2正截面抗彎承載力計算 5110.2.3斜截面抗剪承載力計算 5310.2.4節(jié)點的抗剪承載力計算 5411基礎設計 5411.1基礎選型 5411.2基礎梁截面設計 5411.3基礎截面計算 5611.4地基承載力及基礎沖切驗算 5711.4.1地基承載力驗算 5711.4.2基礎沖切驗算 5711.5基礎底板配筋計算 58致謝 59參考文獻 60１工程概況本工程為五層框架結構民用住宅樓，建筑物地點為：廣州市郊區(qū)，基本風壓值：。該工程抗震設防類別為丙類，抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度值為0.10g，Ⅱ類場地，設計地震分組為第一組。主體結構：地上5層，各層層高見設計任務分配表，天面上設頂層梯間，其層高為2.8m。首層柱高4.4m（室內外高差0.3m，基礎頂面離室外地坪0.9m，首層層高3.2m），二層至五層柱高3.2m，天面層柱高2.8m。外圍護墻墻厚180mm，選用混凝土空心小砌塊。內圍護墻墻厚120mm２結構布置和初選構件截面尺寸該建筑經(jīng)過對建筑高度、使用要求、材料用量、抗震要求、造價等因素綜合考慮后，宜采用鋼筋混凝土框架結構。混凝土強度等級選用：梁、板為C25；墻、柱為C30。按照建筑設計確定的軸線尺寸和結構布置的原則進行結構布置。標準層結構布置平面圖如圖2.1所示。圖2.1標準層結構布置圖2.1柱截面尺寸1.首層中柱按軸壓比限值考慮。本結構框架抗震等級為三級，；住宅荷載相對較大，?。粯菍訑?shù)；彎矩對中柱影響較小，取；；；柱負荷面積，以上數(shù)據(jù)代入式得：，于是。首層邊柱負荷面積,取1.2,其余參數(shù)與中柱相同?？傻茫海瑒t。2.考慮到各柱尺寸不宜相差太大以及柱抗側移剛度應有一定保證，因此初選柱截面尺寸為：1～5層中柱，邊柱。以上尺寸也滿足規(guī)范關于柱截面寬度和高度的最小尺寸、柱剪跨比、截面高寬比等要求。2.2梁截面尺寸1.橫向框架梁計算跨度，梁高取，初選；梁寬度，初選。按簡支梁滿載時的驗算。取，則選用HRB335，混凝土C50時,ξb=0.518。按單筋梁估算，有：于是初選梁截面為。2.縱向框架梁計算跨度，梁高取，初選；梁寬度，初選。按簡支梁滿載時的驗算。取，則選用HRB335，混凝土C50時,ξb=0.518。按單筋梁估算，有：于是初選梁截面為。其它非框架梁取。2.3板的厚度板的最小厚度不小于80mm；按雙向板跨度的1/50考慮，板厚，考慮到保證結構的整體性，初選h=100mm，頂層樓板取120mm各種構件截面尺寸及混凝土強度等級詳見表2.1。3樓板結構設計3.1樓梯設計 本住宅樓采用板式樓梯，標準層尺寸如圖3.1所示，。采用C25混凝土，梯板鋼筋用HPB235，梯梁用HRB335。 圖3.1標準層樓梯圖3.1.1梯板計算TB1：TB2：計算跨度梯板厚度，取踏步高度為，踏步寬度為荷載計算：(1)平板面層：10厚地磚，素水泥漿擦縫0.01×20＝0.20kN/m225厚1:3水泥砂漿0.25×20＝0.50kN/m2梯板：140mm厚鋼筋混凝土板 0.1425＝3.5kN/m2板底：15厚水泥石灰漿打底、5厚紙筋灰批面0.015×17+0.005×16＝0.34kN/m2恒荷載標準值：＝4.54kN/m2折算成折板恒荷載標準值：＝4.54×1300/4000＝1.48kN/m2(2)踏步段梯板面層：(0.20＋0.50)×(0.3+0.16)/0.3＝1.15kN/m2梯踏步：0.16×25/2＝2.00kN/m2梯斜板： 0.14×25/cosθ＝3.97kN/m2板底：0.34/cosθ＝0.39kN/m2扶手重：（不計入，另加2A12）恒荷載標準值： 折算成折板恒荷載標準值：折板總恒荷載標準值：折板總活荷載標準值：(3)均布荷載設計值：由可變荷載控制的由永久荷載控制的最不利的荷載設計值為：支座反力：(4)斜截面受剪承載力計算，滿足要求。(5)正截面受彎承載力計算跨中最大彎矩值：選用12@140，As＝808mm2。支座截面彎矩值：選用8@120，As＝419mm2。3.2樓板設計各樓面板的編號如圖3.3所示。 圖3.3標準層樓板面編號3.2.1荷載計算1.樓面荷載標準值活荷載：2.0kN/m2（按住宅取值，陽臺為2.5kN/m2）恒荷載：飾面層：10厚地磚，素水泥漿擦縫 0.01×20=0.2kN/m2找平結合層：25厚1：3水泥砂漿 0.025×20=0.5kN/m2結構層：100厚鋼筋混凝土樓面板 0.10×25=2.5kN/m2頂棚抹灰：15厚水泥石灰漿打底，5厚紙筋灰批面0.015×17+0.005×16=0.34kN/m2____________________________________________恒荷載合計 ＝3.54kN/m2恒荷載設計值： 活荷載設計值： （陽臺）2．屋面荷載標準值活荷載：2.0kN/m2（上人屋面）恒荷載：飾面層：10厚防滑地磚，素水泥漿擦縫0.01×20=0.2kN/m2結合層：20厚1：3水泥砂漿0.02×20=0.4kN/m2隔熱層：50厚的膨脹珍珠巖隔熱層0.05×10=0.5kN/m2防水層：20厚1：2.5水泥砂漿加5％防水粉0.02×20=0.4kN/m2找平層：20厚1：2.5水泥砂漿 0.02×20=0.4kN/m2結構層：120厚鋼筋混凝土屋面板 0.12×25=3.0kN/m2頂棚抹灰：15厚水泥石灰漿打底，5厚紙筋灰批面0.015×17+0.005×16=0.34kN/m2___________________________________________________________恒荷載合計：=5.24kN/m2恒荷載設計值：活荷載設計值： 3．梯間頂層荷載標準值活荷載：0.5kN/m2（不上人屋面）恒荷載：飾面層：10厚地磚，素水泥漿擦縫 0.01×20=0.2kN/m2找平結合層：25厚1：3水泥砂漿 0.025×20=0.5kN/m2結構層：120厚鋼筋混凝土板 0.12×25=3.0kN/m2頂棚抹灰：15厚水泥石灰漿打底，5厚紙筋灰批面0.015×17+0.005×16=0.34kN/m2_______________________________________________________________________恒荷載合計 ＝4.04kN/m2恒荷載設計值： 活荷載設計值：3.2.2計算跨度L0各板內跨取軸線間的距離，邊跨取板凈跨加梁寬度。以B4板為例：由于，故按雙向板計算。3.2.3彎矩和配筋計算1．雙向板的計算因為《混凝土結構設計規(guī)范》10.1.2規(guī)定當長邊與短邊長度之小于2.0按雙向板計算?，F(xiàn)只計算B4，其它板的計算見下表。計算時取混凝土泊松比，取一米寬的板帶作為計算長度。用和其（陽臺的活荷載設計值），＝11.9N/mm2，＝210N/mm2，＝80mm，查《建筑結構靜力計算手冊》后得如下：，由《靜力手冊》查雙向板均布荷載作用下的內力系數(shù)表可得：跨內最大彎矩：(短向底筋在下)查表實配8@180，。(長向底筋在上)查表實配8@180，。 支座彎矩：同理可求出其他板的跨內最大彎矩和支座彎矩，并進行配筋計算（見表3.1）支座負鋼筋則要由該支座相鄰兩區(qū)格同一支座彎矩的較大值確定。查表實配8@180，。2．單向板的計算由于本結構中的單向板數(shù)量較小且不是連續(xù)板，再加上活荷載較小，故單向板計算時不考慮結構最不利荷載組合。全部按活載滿跨布置。取一米寬的板帶作為計算長度。用q＝4.25+2.8=7.05kN/m2（陽臺q＝4.25+3.5=7.75kN/m2）＝11.9N/mm2，＝210N/mm2，，查《建筑結構靜力計算手冊》得：計算簡圖如3.4a,b所示：圖3.4a圖3.4b樓面單向板的彎矩和配筋計算如表3.2所示：注：1.M的系數(shù)通過《建筑結構靜力計算手冊》查得；2.M=表中系數(shù)×；各單向板的分布鋼筋選用8@180，。單向板的端支座配置垂直于板邊的構造鋼筋選用8@180，。3．各板支座配筋由以上板彎矩和配筋的計算，可以看出，同一支座相鄰板的支座配筋都大致相同或相近，故此，可選較大值做為該支座的支座配筋。支座的配筋如表3.3所示：４非框架梁的設計按考慮內力重分布設計。高層樓蓋不考慮梁從屬面積的荷載折減和活荷載的不利布置。標準層梁編號如圖4.1所示：圖4.1標準層梁編號4.1墻體荷載1.外墻：10厚面磚0.20kN/m240厚面層（雙側）0.80kN/m2180厚外墻0.18×11.8＝2.12kN/m2_____________________________________________________________________合計3.12kN/m22.120內墻：40厚面層（雙側）0.80kN/m2120厚外墻0.12×18＝2.16kN/m2_____________________________________________________________________合計2.96kN/m23.180內墻：40厚面層（雙側）0.80kN/m2180厚外墻0.18×18＝3.24kN/m2_____________________________________________________________________合計4.04kN/m24.120陽臺欄板：10厚面磚0.20kN/m240厚面層（雙側）0.80kN/m2120厚欄板0.12×11.8＝1.42kN/m2_____________________________________________________________________合計2.42kN/m24.2非框架梁的內力計算L3(1)：截面尺寸：200mm×300梁的自重和粉刷荷載為：內墻傳來的荷載：板B5、B6傳來的三角形荷載：等效均布荷載總荷載支座反力：L3跨中最大彎矩4.2aL1計算簡圖AAB16.82-16.82圖4.2bL1剪力圖（kN）ABAB7.57圖4.2cL1彎矩圖（kN·m）L2(1)：截面尺寸：200mm×300梁的自重和粉刷荷載為：內墻傳來的荷載：板B5、B8傳來的梯形荷載分別為：板B6傳來的三角形荷載為：L3傳給L2的集中力為：查表求得：支座反力：L2跨內最大彎矩ABAB圖4.3aL2剪力圖（kN）57.6324.6215.32-57.16AB圖4.3bL2彎矩圖（kN·m）50.55L1(1)：截面尺寸：200mm×梁的自重和粉刷荷載為：陽臺欄板傳來的荷載：板B1傳來的均布荷載為：總荷載支座反力：L1跨中最大彎矩L4(1)：截面尺寸：200mm×300梁的自重和粉刷荷載為：內墻傳來的荷載：板B7、B9傳來的三角形荷載：等效均布荷載總荷載支座反力：L4跨中最大彎矩L5(1)：截面尺寸：200mm×300梁的自重和粉刷荷載為：板B11傳來的均布荷載：板TB1、TB2傳來的均布荷載：總荷載支座反力：L5跨中最大彎矩L6(1)：截面尺寸：200mm×梁的自重和粉刷荷載為：陽臺欄板傳來的荷載：板B10傳來的均布荷載為：總荷載支座反力：L6跨中最大彎矩4.3非框架梁的配筋計算連續(xù)梁跨內若承受正彎矩的截面按T形截面或倒L形截面計算，支座和跨內承受負彎矩的截面按矩形截面計算。混凝土強度等級C25，；受力縱筋選用HRB335鋼筋，，箍筋和架立筋選用HRB235鋼筋，。以L3(1)為例計算其配筋，其他非框架梁的配筋見表4.1和表4.2。L1配筋的計算過程如下所示：4.3.1正截面承載力計算翼緣計算寬度：邊跨：梁高，翼緣厚判別T形截面類型：按第一類Ｔ形截面試算跨內截面，故該跨內截面屬于第一類T形截面。先假定受力鋼筋按一排布置，查表得：所需縱向受拉鋼筋面積為：，按最小配筋率配置。選用2B12（），一排可以布置得下，因此不必修改重新計算。支座截面彎矩為零，按構造配置鋼筋，選用2B12。4.3.2斜截面承載力計算，，，屬一般梁。，截面尺寸滿足要求。，按構造配筋。由于抗震要求，選用A8@200雙肢箍。5橫向框架的抗側移剛度計算5.1橫向框架的抗側移剛度由于橫向框架的布置規(guī)則左右對稱，所以綜合整個框架結構的布置情況，eq\o\ac(○,1)軸與=6\*GB3⑥軸相同，eq\o\ac(○,2)軸、eq\o\ac(○,3)軸、=4\*GB3④軸、=5\*GB3⑤軸相同，將其簡化為eq\o\ac(○,1)軸、eq\o\ac(○,2)軸等二榀框架進行柱的抗側移剛度計算：現(xiàn)計算各軸框架的抗側移剛度D，最后將各軸框架柱的D值以匯總表格的形式給出。梁的混凝土標號為C25，Eb=；柱的混凝土標號為C30，Ec＝。在框架結構中，現(xiàn)澆樓面可以作為梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，減少框架側移?？紤]這一有利作用，在計算梁的截面慣性矩時，對一側有樓板時，梁截面慣性矩可近似取矩形截面慣性矩的1.5倍；兩側有樓板時，梁截面慣性矩可近似取矩形截面慣性矩的2倍。5.1.1eq\o\ac(○,1)軸框架的抗側移剛度計算(1)截面尺寸(eq\o\ac(○,1)軸框架結構計算簡圖如圖5.1所示)梁KL1-1、KL1-2截面尺寸均為：bb×hb=250mm×500mmeq\o\ac(○,A)軸各層柱截面尺寸均為：300mm×500mm；eq\o\ac(○,B)軸各層柱截面尺寸均為：300mm×500mm；eq\o\ac(○,C)軸各層柱截面尺寸均為：300mm×500mm；底層柱的計算長度Lc=4400mm，其余柱的計算長度均為Lc=3200mm。(2)梁、柱截面慣性矩Ib、Ic梁KL1-1、KL1-2的截面慣性矩均為：eq\o\ac(○,A)軸柱的截面慣性矩：1~5層eq\o\ac(○,B)軸柱的截面慣性矩： 1～5層 eq\o\ac(○,C)軸柱的截面慣性矩：1～5層 圖5.1eq\o\ac(○,1)軸框架結構計算簡圖(3)梁、柱的線剛度梁KL1-1的線剛度：梁KL1-2的線剛度：eq\o\ac(○,A)軸柱的線剛度ic1層；2～5層。eq\o\ac(○,B)軸柱的線剛度ic1層；2～5層。eq\o\ac(○,C)軸柱的線剛度ic1層；2～5層。3.計算柱的抗側移剛度柱的抗側移剛度D計算公式：以eq\o\ac(○,A)軸柱為例計算其抗側移剛度：2～5層：；；。1層：；；eq\o\ac(○,1)軸柱抗側移剛度D的計算詳見表5.1。5.1.2eq\o\ac(○,2)軸框架的抗側移剛度計算(1)截面尺寸(eq\o\ac(○,2)軸框架結構計算簡圖如圖5.2所示)梁KL2-P1、KL2-P2截面尺寸為：bb×hb=200mm×300mm；梁KL2-1、KL2-2截面尺寸均為：bb×hb=250mm×500mm。eq\o\ac(○,A)、eq\o\ac(○,C)軸各層柱截面尺寸均為：300mm×500mm；eq\o\ac(○,B)軸各層柱截面尺寸均為：450mm×450mm。底層柱的計算長度Lc=4400mm，其余柱的計算長度均為Lc=3200mm。(2)梁、柱截面慣性矩Ib、Ic梁KL2-P1、KL2-P1的截面慣性矩為：梁KL2-1、KL2-2的截面慣性矩均為：eq\o\ac(○,A)、eq\o\ac(○,C)軸柱的截面慣性矩均為：1~5層eq\o\ac(○,B)軸柱的截面慣性矩：1～5層圖5.2②軸框架結構計算簡圖(3)梁、柱的線剛度梁KL2-P1的線剛度：梁KL2-P2的線剛度：梁KL2-1的線剛度：梁KL2-2的線剛度：eq\o\ac(○,A)、eq\o\ac(○,C)軸柱的線剛度ic1層；2～5層。eq\o\ac(○,B)軸柱的線剛度ic1層；2～5層。eq\o\ac(○,2)軸柱抗側移剛度D的計算詳見表5.2。綜上將橫向框架各柱抗側移剛度匯總于表5.3。6豎向荷載及水平荷載計算6.1豎向荷載6.1.1各種構件的荷載標準值1.板荷載(1)天面荷載標準值活荷載：2.0kN/m2（上人屋面）恒荷載：飾面層：10厚防滑地磚，素水泥漿擦縫0.01×20=0.2kN/m2結合層：20厚1：3水泥砂漿0.02×20=0.4kN/m2隔熱層：50厚的膨脹珍珠巖隔熱層 0.05×10=0.5kN/m2防水層：20厚1：2.5水泥砂漿加5%防水粉0.02×20=0.4kN/m2找平層：20厚1：2.5水泥砂漿 0.02×20=0.4kN/m2結構層：120厚鋼筋混凝土屋面板 0.12×25=3.0kN/m2頂棚抹灰：15厚水泥石灰漿打底，5厚紙筋灰批面0.015×17+0.005×16=0.34kN/m2___________________________________________________________恒荷載合計 5.24kN/m2(2)樓面荷載標準值活荷載：2.0kN/m2（按住宅取值，陽臺為2.5kN/m2）恒荷載：飾面層：10厚地磚，素水泥漿擦縫 0.01×20=0.2kN/m2找平結合層：25厚1：3水泥砂漿 0.025×20=0.5kN/m2結構層：100厚鋼筋混凝土屋面板0.10×25=2.5kN/m2頂棚抹灰：15厚水泥石灰漿打底，5厚紙筋灰批面0.015×17+0.005×16=0.34kN/m2___________________________________________________________恒荷載合計 3.54kN/m2(3)梯間頂層屋面標準值活荷載：2.0kN/m2恒荷載：5.24kN/m22.梁、柱自重梁柱自重由構件的幾何尺寸和材料單位體積的自重計算。梁構件表面粉刷層重為0.40kN/m2。梁高應由梁截面高度中減去板厚。例如橫向框架梁(250mm×600mm)單位長度的自重為：gk=0.25×(0.6－0.1)×25+0.40×[(0.6－0.1)×2]=3.53kN/m各層柱凈高取層高減去板厚，為了簡化計算，柱單位高度的自重近似取1.1倍柱截面積和材料單位體積自重的乘積，以考慮柱面粉刷層的重量。3.內外墻自重(1)外墻：3.12kN/m2(2)120內墻：2.96kN/m2(3)180內墻：4.04kN/m2(4)120陽臺欄板：2.42kN/m26.1.2重力荷載代表值計算地震作用時先要計算各質點重力荷載代表值Gi。本設計計算時采用以下簡化作法：各層樓面取建筑總面積計算恒載，取樓板凈面積計算樓面活荷載；各根梁取梁截面高度減去板厚的尺寸計算梁自重；各根柱取凈高度（層高減去板厚）計算柱自重；各墻段根據(jù)門窗的大小采用有門窗的墻體按無洞墻體重乘以相應的折減系數(shù)0.90。最后將各層樓面（含梁）及上下各半層的墻柱恒載100%，樓面活荷載50%相加算得各樓層重力荷載代表值。計算過程見表6.1~6.5。由此求得集中于各樓層標高處的重力荷載代表值：1層為3.18×103kN；2～3層為2.61×103kN；4層為2.61×103kN；5層（含女兒墻）為2.74×103kN；屋面小塔樓（質點位置17.7m）為0.57×103kN?？傊亓奢d代表值（各層重力荷載代表值的和）為11.7×103kN。6.2橫向水平地震作用6.2.1橫向水平地震作用——底部剪力標準值1.結構等效總重力荷載2.結構基本自振周期基本自振周期可按下式來計算：s3.相應于的水平地震影響系數(shù)本工程屬Ⅱ類場地，設計地震分組為第一組，由《高規(guī)》表3.3.7-2查得特征周期值。按抗震設防烈度7度由《高規(guī)》表3.3.7-1查得水平地震影響系數(shù)最大值。因，故由《高規(guī)》3.3.8條及圖3.3.8得4.主體結構底部剪力標準值5.2.2各層水平地震作用,查表得的計算結果詳見表6.7。注：6.3橫向風荷載計算1.垂直作用在建筑物表面單位面積上的風荷載標準值WK按下式計算，即式中各符號取值根據(jù)以下情況考慮：本工程為一般多層建筑，根據(jù)《高規(guī)》3.2.2條規(guī)定，由《荷載規(guī)范》附錄D.4查出的50年重現(xiàn)期的風壓值W0=0.5kN/m2不需要再乘以1.1的增大系數(shù)；本建筑屬于矩形平面建筑，其風載體型系數(shù)按《高規(guī)》3.2.5條規(guī)定可取μs=1.3；風壓高度變化系數(shù)根據(jù)地面粗糙度類別（B類）由《高規(guī)》表3.2.3查??；風振系數(shù)按式計算，式中，ξ為脈動增大系數(shù)，由《高規(guī)》表3.2.6-1查取，查表時取結構基本自振周期T1=0.09n=0.45s，則，據(jù)此由表查得ξ=1.23；ν為脈動影響系數(shù)，由《高規(guī)》表3.6.2-2查取，根據(jù)地面粗糙度類別（B類），H/B=16.3/18.6＝0.88及H=16.3m查得ν=0.46。于是橫向風壓為：2．總風荷載計算作用于建筑物表面高度Z處的總風荷載是沿高度變化的分布荷載。Z高處總風荷載值的大小為：將上式簡化為：式中B為高度z處建筑物長度，對主體結構B=18.6m，對小塔樓B=2.8m。各樓層標高處的集中風荷載Fi：為計算方便，還需要將折算為作用于各樓層標高處的集中風荷載Fi，即式中hi、hi+1——第i層樓面上、下層層高，計算頂層集中荷載時，取女兒墻高度。以上計算過程和結果見表6.8。7水平荷載作用效應分析7.1水平地震作用下框架側移驗算比較表6.7和表6.8可知，風荷載比水平地震作用小很多，因此只需進行水平地震作用下的位移驗算。樓層層間最大位移與層高之比應滿足表2-3的要求，即，由表7.1知：7.2水平地震作用下的內力計算7.2.1各根柱、梁的內力1.各框架柱的剪力框架剪力應按各框架柱的D值分配到各柱。則第j層第i根框架柱的剪力Vcij為：表7.2列出eq\o\ac(○,A)、eq\o\ac(○,B)和eq\o\ac(○,C)軸框架柱的計算結果。表中ΣDi由表5.5查出，各Di值由表5.1~5.4查出。7.2.2框架梁、柱的內力計算1.=2\*GB3②軸框架(1)柱的反彎點高度比柱的反彎點高度比按下式計算：y=y0+y1+y2+y3。根據(jù)梁、柱線剛度比K、總層數(shù)n、計算層j及柱上、下端梁線剛度比a1、上、下層與本層高度比a2、a3，由高層建筑結構設計教材相應表格依次查出y0、y1、y2、y3，即得y。表7.3列出了=2\*GB3②軸A柱各層y值。=2\*GB3②軸B、C柱的計算方法相同，計算結果分別見表7.4、7.5。(2)梁、柱端彎矩第i層各柱的剪力由表7.2查得，該剪力乘以反彎點高度yhi或（1-y）hi可得柱端彎矩。梁端彎矩由匯交于結點的桿端彎矩平衡條件求出。以=2\*GB3②軸3層中柱上端節(jié)點為例，由表7.2查得節(jié)點上、下層柱剪力為V4=28.4kN，V3=35.0kN，由表7.4查得y4=0.5，y3=0.5。則

由表5.2查得節(jié)點左、右梁線剛度分別為：，則節(jié)點左、右梁端彎矩為：圖7.1結點彎矩示意圖(kN·m)按上述作法求得的=2\*GB3②軸框架各梁、柱端彎矩列于表7.6。(3)梁的剪力及柱的軸力各梁的剪力由梁端彎矩根據(jù)平衡條件求出，柱的軸力由該層以上各層與柱相連的梁端剪力的和求得，計算結果見表7.7。7.3橫向風荷載作用下的內力計算7.3.1各根柱、梁的內力1.各框架柱的剪力框架剪力應按各框架柱的D值分配到各柱。則第j層第i根框架柱的剪力Vcij為：表7.8列出eq\o\ac(○,A)、eq\o\ac(○,B)和eq\o\ac(○,C)軸框架柱的計算結果。表中ΣDi由表5.3查出，各Di值由表5.2查出。7.3.2框架梁、柱的內力計算在橫向風荷載作用下，各框架梁的梁端彎矩、剪力和框架柱的柱端彎矩、剪力、柱軸力的計算工程均與水平地震作用下的計算過程相同?，F(xiàn)僅將橫向風荷載作用下=2\*GB3②軸梁、柱端彎矩及梁端剪力、柱的軸力列于表7.9、7.10。8豎向荷載作用下結構的內力計算8.1框架內力計算根據(jù)設計任務的要求只需計算指定軸=2\*GB3②軸框架內力，以=2\*GB3②軸框架為例，說明恒載作用下框架內力的計算過程，由各荷載差異并不太大，因此這里近似按對稱荷載處理，以=2\*GB3②軸右側計算的對稱荷載?？蚣茉谪Q向荷載作用下的內力計算用分層法，取各層梁及其上、下柱（柱的遠端作為固定端）為獨立的計算單元。除底層外各柱線剛度乘以0.9，傳遞系數(shù)取1/3（底層線剛度不折減，傳遞系數(shù)1/2）。分層計算所得的梁端彎矩即為最終彎矩；而柱端彎矩則需要由上下兩層所得的同一柱端的彎矩疊加而成。從分層計算的結果上來看，結點上的彎矩可能不平衡，但誤差不會很大，如果需要修正，可將各結點的不平衡力矩再進行一次分配。8.1.1計算簡圖按照6.1節(jié)算得的天面、樓面恒荷載及梁與梁上隔墻重量，得到=2\*GB3②軸框架的荷載，各荷載均取標準值，以便于各種工況下的荷載效應組合，如圖8.1(a)所示。在計算過程中作了如下簡化：開門窗洞的墻重按無洞墻重乘0.85計算。具體計算過程見表8.1。天面層（括號內的荷載為活荷載）：WKL4-2：截面尺寸：200mm×300梁的自重和粉刷荷載為：板WB1傳來的均布荷載為：()板WB3傳來的三角形荷載為：()由力學求解器可求得：恒荷載作用下的支座反力：活荷載作用下的支座反力：WKL5-2：截面尺寸：200mm×300mm梁的自重和粉刷荷載為：板WB3傳來的三角形荷載為：()板WB7傳來的三角形荷載為：()由力學求解器可求得：恒荷載作用下的支座反力：活荷載作用下的支座反力：WKL6-2：截面尺寸：200mm×300梁的自重和粉刷荷載為：板WB10傳來的均布荷載為：()板WB9傳來的梯形荷載為：()由力學求解器可求得：恒荷載作用下的支座反力：活荷載作用下的支座反力：2~5層（括號內的荷載為活荷載）：L3：截面尺寸：200mm×300梁的自重和粉刷荷載為：板B5、B6傳給L3的荷載均為：()隔墻傳給L3的荷載：由力學求解器可求得：恒荷載作用下的支座反力：活荷載作用下的支座反力：L2：截面尺寸：200mm×300梁的自重和粉刷荷載為：板B5、B8傳給L2的梯形荷載分別為：()()板B6傳來的三角形荷載為()隔墻傳給L2的荷載：L1傳給L3的集中力為：()由力學求解器可求得：恒荷載作用下的支座反力：活荷載作用下的支座反力：L4：截面尺寸：200mm×300梁的自重和粉刷荷載為：板B7、B9傳給L4的梯形荷載分別為：((隔墻傳給L4的荷載：由力學求解器可求得：恒荷載作用下的支座反力：活荷載作用下的支座反力：KL4-2：截面尺寸：200mm×300梁的自重和粉刷荷載為：板B1傳來的均布荷載為：()板B3傳來的三角形荷載為：()隔墻傳來的荷載：由力學求解器可求得：恒荷載作用下的支座反力：活荷載作用下的支座反力：KL5-2：截面尺寸：200mm×30梁的自重和粉刷荷載為：板B3傳來的三角形荷載為：()板B7傳來的三角形荷載為：()隔墻傳給L2的荷載：L3傳來的集中力為：()由力學求解器可求得：恒荷載作用下的支座反力：活荷載作用下的支座反力：KL6-2：截面尺寸：200mm×300梁的自重和粉刷荷載為：板B10傳來的均布荷載為：()板B9傳來的梯形荷載為：()隔墻傳來的荷載：由力學求解器可求得：恒荷載作用下的支座反力：活荷載作用下的支座反力：查《表靜力計算手冊》的表3-3將三角形荷載和梯形荷載化為具有相同支座彎矩的等效均布荷載，再與框架梁及隔墻的均布荷載相加，具體計算見表8.2所示。轉換后在恒載下的計算簡圖如圖8.1(b)所示。圖8.1(a)=2\*GB3②軸框架在恒荷載作用下的計算簡圖圖8.1(b)=2\*GB3②軸框架在恒荷載作用下的計算簡圖8.1.2分配系數(shù)及固端彎矩1.梁柱線剛度由5.2節(jié)查得=2\*GB3②軸框架梁線剛度：KL2-P1：KL2-P2：KL2-1：KL1-2：柱的線剛度見表8.3，表中ic各值選自表5.1。2.分配系數(shù)計算彎矩分配系數(shù)時，注意上層柱的線剛度為0.9ic，底層柱的線剛度為ic。3.梁的固端彎矩各梁分別受均布荷載和集中荷載作用,其固端彎矩見表8.4。8.1.3分配與傳遞以頂層為例，彎矩分配過程及結果見表8.5及圖8.2。其余各層彎矩分配與傳遞過程和頂層相同，計算結果見表8.6。 圖8.2恒載作用下第6層彎矩圖由于柱端彎矩取相鄰兩層對應柱端彎矩之和，此時，原來已經(jīng)平衡的節(jié)點彎矩可能不再平衡，當此項彎矩較大時，應考慮再分配，以使節(jié)點彎矩取得平衡。這里考慮了彎矩的再分配，其計算過程及結果見表8.7。計算各跨梁端剪力時，可將梁看作簡支梁，求出梁在梁端彎矩和該跨梁上的恒載作用下的支座反力即為梁端剪力；各柱端剪力根據(jù)柱端彎矩由平衡條件求出；各柱上端軸力由橫向框架梁端剪力、縱向框架梁端支反力（按簡支梁計算）與上層柱傳來的軸力相加而得；各柱下端軸力為上端軸力加本層柱自重。按上述做法求得的=2\*GB3②軸各梁，柱內力匯總于表8.8?；詈奢d作用下的彎矩分配、傳遞與恒載作用下的計算完全相同，不再贅述。此處僅列出各個計算表格，見表8.10～8.15。9荷載效應組合根據(jù)《高規(guī)》規(guī)定，抗震設計要同時按下面兩式計算荷載效應組合：(1)(2)按式(1)計算時，對由永久荷載效應控制的組合為，式中；對由可變荷載效應控制的組合為和。按式(2)計算時，對本結構（H<60m，7度抗震設計）可表示為。對風荷載和地震作用尚需考慮正、反兩個方向的荷載效應。現(xiàn)僅以大多數(shù)情況下對最不利內力起控制作用的上述第1和第4兩種組合為例，說明計算過程。9.1框架梁柱的內力組合9.1.1框架梁內力調整為了獲得梁（含連梁）、柱桿端截面的彎矩和剪力，需要將第7、8章中計算的節(jié)點內力值換算為支座邊緣的內力標準值。例如對圖9.1所示的梁，A端支座邊緣處的彎矩和剪力可近似按下式換算：圖9.1梁支座邊緣的彎矩和剪力圖9.2柱支座邊緣內力示意圖（q為作用在梁上的均布荷載）柱支座邊緣處的彎矩與梁支座邊緣彎矩的換算公式相同，由于柱的彎矩圖均為直線圖形（圖9.2），故柱支座邊緣的剪力值仍為節(jié)點處的剪力值。另外，在內力組合前，對豎向荷載作用下梁支座邊緣處的彎矩需乘以彎矩調幅系數(shù)（本設計取0.8），跨中彎矩乘1.1?，F(xiàn)僅以6層=2\*GB3②軸框架梁KL2-1為例計算其控制截面內力標準值，其余框架梁的控制截面內力標準值見表9.1。水平地震作用下彎矩和剪力的調整計算：由表7.7查得框架梁KL2-1在水平地震作用下兩端彎矩和剪力分別為：，，。即：截面AR在水平地震作用下梁支座邊緣處的彎矩為：截面BL在水平地震作用下梁支座邊緣處的彎矩為：水平地震作用下A、B軸梁支座邊緣處的剪力分別為：，恒荷載作用下彎矩和剪力的調整計算：由表8.8查得框架梁KL2-1在恒荷載作用下兩端彎矩和剪力分別為：，，，。即：截面AR在恒荷載作用下梁支座邊緣處的彎矩為：截面BL在恒荷載作用下梁支座邊緣處的彎矩為：恒荷載作用下梁跨中彎矩調整值為：不符合要求，故取梁跨中彎矩的調整值為：，取。截面AR在恒荷載作用下梁支座邊緣處的剪力為：；截面BL在恒荷載作用下梁支座邊緣處的剪力為：?；詈奢d作用下彎矩和剪力的調整計算：由表8.14查得框架梁KL2-1在活荷載作用下兩端彎矩和剪力分別為：，，，。即：截面AR在活荷載作用下梁支座邊緣處的彎矩為：；截面BL在活荷載作用下梁支座邊緣處的彎矩為：?；詈奢d作用下梁跨中彎矩調整值為：；（在實際工程設計中，可以不考慮活荷載不利分布，按滿布方式布置做內力計算后再將框架梁的跨中彎矩乘以1.1～1.3的放大系數(shù)，本設計取1.2。）不符合要求，故取梁跨中彎矩的調整值為：，取。截面AR在活荷載作用下梁支座邊緣處的剪力為：；截面BL在活荷載作用下梁支座邊緣處的剪力為：。注：梁截面彎矩以下部纖維受拉為正，單位為kN?m；各剪力只給出大小，單位為kN。9.1.2框架柱內力調整柱支座邊緣處的彎矩與梁支座邊緣彎矩的換算公式相同，剪力值仍為節(jié)點處的剪力值?，F(xiàn)僅以5層上端截面截面內力標準值的計算為例，其余截面見表9.2，計算過程從略。各內力作用下彎矩、軸力、剪力的調整計算：由表8.9查得各柱在恒荷載作用下上端彎矩：，，剪力：，，軸力：，，由表8.15查得各柱在活荷載作用下上端彎矩：，，剪力：，，軸力：，，由表7.6查得各柱在水平地震作用下上端彎矩：，，由表7.2查得各柱在水平地震作用下上端剪力：，，由表7.7查得各柱在水平地震作用下的軸力：，，。A軸柱在恒載作用下支座邊緣彎矩為：B軸柱在恒載作用下支座邊緣彎矩為：C軸柱在恒載作用下支座邊緣彎矩為：同理，A、B、C軸柱在活荷載作用下支座邊緣彎矩分別為：，，A、B、C軸柱在水平地震作用下作用下支座邊緣彎矩分別為：，，各框架柱在內力作用下剪力、軸力也無需調整，直接取以上各表中的數(shù)據(jù)即可，具體見表9.2。表9.2給出了②軸框架柱支座邊緣截面的內力標準值。9.1.3框架梁、柱的內力組合在有地震作用組合時，承載力抗震調整系數(shù)應根據(jù)梁、柱、剪力墻各構件的不同受力狀態(tài)由《高層建筑框架-剪力墻結構設計》中的表9.1取值。重力荷載代表值G應取結構和構件自重標準值和各可變荷載組合值之和，各可變荷載的組合值系數(shù)應按如下規(guī)定取值：（1）雪荷載0.5；（2）屋面積灰荷載0.5；（3）屋面活荷載0.5；（4）按實際情況計算的樓面活荷載1.0；（5）按等效均布荷載計算的樓面活荷載；藏書庫、檔案庫0.8，其他民用建筑0.5；（6）吊車懸吊物重力：硬鉤吊車0.3，軟鉤吊車0.0。與本設計相關的是此規(guī)定的3、5項，綜合以上各項的規(guī)定，重力荷載代表值的效應按下式計算：②軸框架梁KL2的內力組合見表9.3；②軸A、B、C柱內力組合分別見表9.4、9.5、9.6。注：梁截面彎矩以下部纖維受拉為正，單位為kN?m；各剪力只給出大小，單位為kN。10截面設計各構件最不利內力組合完成后，即可進行截面設計。截面設計應按照抗震等級的要求進行，框架結構的抗震等級為三級。作為示例，本節(jié)僅給出②軸框架2層梁、2層柱的截面配筋計算，其他層梁柱的計算見表格。10.1框架梁現(xiàn)以2層AB跨(KL2-1)為例，說明計算過程?；炷翉姸鹊燃塁25，，縱筋為HRB335，；箍筋HPB235，?？蚣艿目拐鸬燃墳槿?，梁跨中縱筋的最小配筋率取和的較大者，即；梁支座縱筋的最小配筋率取和的較大者，即。10.1.1正截面受彎承載力計算由內力組合表9.3知，控制截面最大內力為：跨中截面；支座截面；；?？缰薪孛姘吹筁形截面計算，，，，，按單排布筋，。屬于第Ⅰ類L形截面。且，滿足要求。實配鋼筋2B18（）。②軸框架其他各梁的跨中正截面受彎承載力計算見表10.1。支座截面：②軸框架其他各梁的支座正截面受彎承載力計算見表10.2。以支座AR為例，按矩形截面計算，截面最大彎矩為，將上面求出的跨中兩根受拉縱筋作為受壓鋼筋，則，；,滿足要求。滿足要求。實配鋼筋2B20（）。10.1.2斜截面受剪承載力計算查內力組合表9.3，支座截面最不利剪力值。根據(jù)強剪弱彎的要求，梁端截面剪力設計值應按式適當調整，即，式中選自表9.3，由表9.1的數(shù)據(jù)求出。剪壓比，滿足最小截面尺寸要求。箍筋選用HPB235級鋼筋，。由，有現(xiàn)選用A8@200雙肢箍，，滿足要求。配箍率為（《高規(guī)》6.3.4條的要求）。梁端箍筋加密區(qū)的箍筋最大間距、最小直徑以及加密區(qū)長度尚應滿足（《建筑抗震設計規(guī)范》表6.3.箍筋最大間距為：加密區(qū)長度：箍筋加密區(qū)選用A8@100。eq\o\ac(○,1)軸框架其他各梁的斜截面受剪承載力計算見表10.3。10.2框架柱現(xiàn)以2層②軸B柱為例說明截面配筋計算過程。柱截面尺寸300mm×500mm，混凝土強度等級C30，，。10.2.1剪跨比和軸壓比根據(jù)《高規(guī)》6.2.6條，反彎點位于柱高中部的框架柱，柱剪跨比可取柱凈高與計算方向2倍柱截面有效高度之比，此處近似按該方法計算，即，為長柱。由表9.5查得B柱的軸力N=1053.15kN，于是滿足柱軸壓比限值的要求（《建筑抗震設計規(guī)范》表6.3.7）。其他各層柱的剪跨比和軸壓比驗算見表10.4。10.2.2正截面抗彎承載力計算從柱內力組合表9.5可見，2層②軸B柱上、下端截面共有6組內力。為達到強柱弱梁的要求，其中上、下端及、與及的4組柱端彎矩設計值應按調整?，F(xiàn)以上端為例，說明調整做法。柱抗震等級為三級，系數(shù)，由表9.3查得,則。由表9.5知2層柱上端彎矩為79.97kN?m，第3層柱下端為76.86kN?m，同一節(jié)點上、下柱端彎矩，各柱端彎矩應增加14.75kN?m，即2層②軸B柱上端Mmax的一組考慮抗震調整系數(shù)后應為75.77kN?m。同理可得其余三組的彎矩調整為77.76kN·m(下端Mmax)、54.36kN·m（與上端Nmin相應）、47.59kN·m（與下端Nmin相應）。其他各節(jié)點彎矩設計值的調整見表10.5。現(xiàn)僅取Mmax的一組(M=75.77kN?m，N=830.24kN)和Nmax的一組(M=21.43kN?m，N=1038.72kN)進行配筋計算，其余4組計算過程從略，并取其中配筋較大者。其他內力組合的配筋計算見表10.6。柱計算長度采用對稱配筋，選用HRB335級鋼筋()(1)Mmax的一組(M=75.77kN?m，N=830.24kN)：取h/30=500/30=16.67mm及20mm中的較大者，即，則，取因為，取，為小偏心受壓。對稱配筋時先按下式求出值，再代入求AS的公式計算配筋面積。上式若及時為構造配筋。本例僅需按構造配筋。(2)Nmax的一組(M=21.43kN?m，N=1038.72kN)取h/30=500/30=16.67mm及20mm中的較大者，即，則，取因為，取，為小偏心受壓。對稱配筋時先按下式求出值，再代入求AS的公式計算配筋面積。上式若及時為構造配筋。本例僅需按構造配筋。根據(jù)構造要求，全部縱向鋼筋配筋率不應大于5%，且不小于0.7%（邊柱），柱截面每一側縱向鋼筋配筋率不應小于0.2%，即因此，實際每側配筋2B16（），共配8B16（總配筋面積為1608mm2>966mm2）。10.2.3斜截面抗剪承載力計算為保證強剪弱彎，柱剪力設計值應按《高規(guī)》6.2.3調整，對本設計為（截面尺寸滿足要求）由內力組合選取與相應的軸向壓力設計值為：。由，得僅需按構造配置箍筋。根據(jù)《高規(guī)》表6.4.3-2的規(guī)定，柱端加密區(qū)箍筋選用A8@100，采用復合箍筋，其體積配箍率滿足要求。（上式當混凝土強度等級低于C35時，按C35計算；為箍筋或拉筋的抗拉強度設計值，超過時，按計算。）柱非加密區(qū)采用4肢A8@150，，且間距，滿足要求。其他各框架柱斜截面抗剪承載力計算見表10.7。10.2.4節(jié)點的抗剪承載力計算本框架抗震等級為三級，只需要按構造要求在節(jié)點區(qū)內配置水平箍筋，配箍特征值不宜小于0.08，體積配鼓勁不宜小于0.4％，不必專門進行抗剪承載力的計算。11基礎設計11.1基礎選型擴展基礎系指柱下鋼筋混凝土獨立基礎和墻下鋼筋混凝土條形基礎，本設計采用柱下鋼筋混凝土獨立基礎。按受力性能，柱下獨立基礎有軸心受壓