科技學院辦公樓結(jié)構(gòu)施工設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計說明

廣西科技大學鹿山學院畢業(yè)設(shè)計(論文)題目：某科技學院辦公樓結(jié)構(gòu)、施工設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計指導教師：靖本工程按使用功能將建筑分為4層(局部為5層)。樓房標高16.5m,總建筑面積2604.87m2。本工程結(jié)構(gòu)設(shè)計采用多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，基本步驟為：結(jié)構(gòu)計算簡圖的確定、荷載計算、樓板設(shè)計、力分析、力組合，梁、柱截面配筋、樓梯的設(shè)計、基礎(chǔ)的設(shè)計風荷載以及地震作用；柱、板的設(shè)計采用彈性理論；梁的設(shè)計采用塑性理論；樓梯選關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)；鋼筋混凝土；結(jié)構(gòu)設(shè)計；Thisengineeringaccordingtotheusefunctidividedinto4(forlocal5).Thebuildingelevationof16.5m,thetconstructionareaof260ofload;analysisofinternalforce;combinationofinternalfortforbeamsandcolumns;thedesignofslabdrawingofstructuralworkingplan.Deadload,liveload,windloadandearthquakeactionbeam,strongshearandweakbending,strongjointweekmember"isobeyed.Andthecross-sectioncanmeetthedemandofconstruction.目摘要…2重力荷載計算3鋼筋混凝土現(xiàn)澆板設(shè)4現(xiàn)澆板式樓梯設(shè)計錄…159橫向框架的力組合頁腳1.1工程概況本工程為某科技學院辦公樓結(jié)構(gòu)、施工設(shè)計，按使用功能將建筑分為4層(局部為5層)。樓房標高16.5m,總建筑面積2604.87m2?？倶菍訛榈厣?層，局部5層。各層的層高及各層的建筑面積、門窗標高詳1.2相關(guān)設(shè)計資料1.規(guī)模：本工程為某科技學院辦公樓，建筑設(shè)計工作已完成?？偨ㄖ娣e2604.87m2。總樓層為4層，局部5層。各層的層高及各層的建筑面積、門窗標高2.防火要求：建筑物屬二級防火標準。3.結(jié)構(gòu)形式：鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。填充墻厚度詳表一。4.氣象、水文、地質(zhì)資料：(1)主導風向：夏季東南風、冬秋季西北風?；撅L壓值WO詳表一。(2)建筑物地處某市中心，不考慮雪荷載和灰荷載作用。(3)自然地面-10m以下可見地下水。(4)地質(zhì)資料：地質(zhì)持力層為粘土，孔隙比為e=0.8,液性指數(shù)IL=0.90,場地覆蓋層為1.0M,場地土壤屬Ⅱ類場地土。地基承載力詳表一。(5)抗震設(shè)防：此建筑物為一般建筑物，建設(shè)位置位于近震區(qū)，其抗震設(shè)防烈度為6度。頁腳1.1.1.1結(jié)構(gòu)形式主要類型。本工程的設(shè)計屬于多層建筑結(jié)構(gòu)，根據(jù)建筑物的使用功能和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的各項優(yōu)點，所以本工程的設(shè)計選擇鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)類型。1.2.1.2結(jié)構(gòu)體系多、高層建筑結(jié)構(gòu)體系主要有框架、剪力墻和筒體結(jié)構(gòu)以及他們的組合體系。1.4.1.3梁、板、梁、柱截面尺寸的估算1.3.1板的截面尺寸的估算1.3.1.1截面尺寸估算原則知：四邊支承的板當長邊與短邊長度之比不大于2.0時，應(yīng)按雙向板計算；當長邊與短邊長度之比大于2.0,但小于3.0時宜按雙向板計算；當長邊與短邊長度之比不小于3.0時，宜按沿短邊方向受力的單向板計算，并應(yīng)沿長邊方向布置構(gòu)造鋼筋。查《混規(guī)》9.1.2可知：單向板的跨厚比不大于30,雙向板的跨厚比不大于40;單向板民用建筑樓板最小厚度為60mm,工業(yè)建筑樓板最小厚度為70mm;雙向板最小厚度為80mm。根據(jù)板的厚度確定的一般原則，結(jié)合該建筑物各板的受力情況和各塊板的長短邊長度之比，取板厚均為100mm,尺寸較大的板相應(yīng)增加板厚。1.3.2.1截面尺寸估算原則查《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2010)(以下簡稱《高規(guī)》)6.3.1和《混規(guī)》11.3.5可知：框架結(jié)構(gòu)的主梁截面高度可按計算跨度的確定；梁凈跨與截面高度之比不宜小于4。梁的截面寬度不宜小于梁截面高度的也不宜小于200mm。1.3.2.2縱向框架梁,故B、D、F軸上各梁的梁高h均取1.3.2.2橫向框架梁2~9軸上各BD跨的跨度均為6900mm,DF跨的跨度均為4500mm,故此處梁估算，取h=600mm,取b=250mm。1.3.3.1截面尺寸估算原則柱截面尺寸可直接憑經(jīng)驗確定，也可先根據(jù)其所受軸力按軸心受壓構(gòu)件估算，再乘以適當?shù)姆糯笙禂?shù)以考慮彎矩的影響，即為柱所承受的軸向壓力設(shè)計值；1.25為重力荷載的荷載分項系數(shù)平均值；重力荷載標準值可根據(jù)實際荷載取值，也可近似按不宜小于250mm,抗震設(shè)計時，四級不宜小于300mm,一、二、三級時不宜小于400mm;圓柱直徑，非抗震和四級抗震設(shè)計時不宜小于350mm,一、二、三級時不宜小于450mm。柱截面高寬比不宜大于3。1.3.3.2柱截面尺寸估算柱截面尺寸按以上原則估算。各層重力荷載可近似取14kN/m2,由建筑設(shè)計圖可知邊柱及中柱的負載面積分別為3.6m×3.9m和4.5m×3.9m。根據(jù)以上及式(1.1)可估算得第一層柱截面面積為邊柱結(jié)合建筑物長短邊長度之比，則柱截面尺寸為400mm以500mm,由于本工程設(shè)計為多層建筑結(jié)構(gòu)，不需要布置變截面柱，因此，各層相應(yīng)位置處的柱子截面尺寸均一致?？蚣苤?、梁的布置見圖1-1,即二層結(jié)構(gòu)布置圖。11AA1I12重力荷載計算1.5.2.1活載標準值查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)》(GB50009-2012)上人屋面kN/m2走廊、樓梯kN/m2其他kN/m21.6.2.2恒載標準值計算40厚C20細石混凝土隨抹隨光30厚擠塑板20以0.02=0.4kN/m2C15細石混凝土找坡2%防現(xiàn)卷卷泥水板30厚擠塑板20C15細石混凝土找坡2%現(xiàn)樓面恒載標準值計算(除衛(wèi)生間外其它都為此做法)彩色釉面磚8~10厚，干燥泥擦縫20厚1:2.5水泥砂漿面頁腳g=3.84kN/m2廁所樓板標準值防滑地板磚2.26kN/m220厚1:3水泥砂漿C15細石混凝土找坡2%1.0kN/m20.012以20=0.24kN/m2g=12.46kN/m2梁自重0.0.1.1.柱自重柱自重厚水水1I11711.7.3.1雙向板的計算為雙向板，根據(jù)要求，按彈性理論進行計算，雙向板結(jié)②確定每塊板的邊界支座形式(求跨中最大正彎矩時，活荷載應(yīng)按棋盤式布置，將荷載分布情況分解成滿布的正對稱荷載g+q/2及間隔布置±q/2兩種情況，在正對稱荷載g+q/2作用下，可近似認為中間支座為固支，邊支座按實際情況考慮；在反對稱荷載±q/2作用下，可近似認為中間支座為簡支，邊支座按實際中間支座為固支，邊支座按實際情況考慮，然后按單塊雙向板計算出各支座的負彎矩，當相鄰區(qū)格板分別求得的同一支座負彎矩不相等時，取絕對值的較大值作為該支座最大負彎矩);③確定計算單元寬度上的荷載設(shè)計值，應(yīng)考慮永久荷載起控制作用和可變荷載起控制作用兩種情況；④查《混凝土結(jié)構(gòu)》教材中附錄求出每塊板在總荷載設(shè)計值作用下各塊板在總荷載設(shè)計值(p=g+q)作用下各固定支座上的支座彎矩M';⑤求出每塊板跨間最大正彎矩，按上述原則按正對稱荷載與反對稱荷載根據(jù)不同的支座情況分別查表，表中系數(shù)是根據(jù)波桑比v=0制定的，當v≠0時，應(yīng)按下式換算：其中m?=m?1+m?2,m?=m?1+m?2;m?=表中系數(shù)×g'lo2;m?2=表中系數(shù)×q'lo2。對于混凝土材料，一般取波桑比v=0.2。⑥截面設(shè)計⑦繪制施工圖(1)板的荷載設(shè)計值由前邊計算可知，衛(wèi)生間樓板采用永久荷載控制組合，其他樓板采用可變荷載恒載設(shè)計值：8?=1.35gk=1.35以12.46=16.82kN/m2(衛(wèi)生間)8?=1.2g=1.2以3.84=4.6kN/m2(辦公室、走廊和樓梯)活載設(shè)計值：q?=0.7×1.4q=0.7×1.4×2=1.96kN/m2(衛(wèi)生間)q?=1.4q=1.4×2=2.8kN/m2(辦公室)q?=1.4q=1.4以2.5=3.5kN/m2(走廊、樓梯)荷載總設(shè)計值：P?=g?+q?=16.82+1.96=18.78kN/m2(衛(wèi)生間)P?=8?+q?=4.6+2.8=7.4kN/m2(辦公室)P?=8?+q?=4.6+3.5=8.1kN/m2(走廊、樓梯)折算恒載設(shè)計值：8?=8?+q?/2=16.82+1.96/2=17.8kN/m28?=8?+q?/2=4.6+2.8/2=8?=8?+q?/2=4.6+3.5/2=6q?'=q?/2=2.8/2=1.4kN/m29?=q?/2=3.5/2=1.75kN(2)計算跨度(3)彎矩計算求跨中最大正彎矩時，在正對稱荷載g+q/2作用下，中間支座為固支，邊支座按實際情況(也為固支)考慮；在反對稱荷載±q/2作用下，可近似認為中間支座為簡支，邊支座按實際情況(固支)考慮，同時應(yīng)考慮混凝土的波桑比，混邊支座按實際情況(固支)考慮，然后按單塊雙向板計算出各支座的負彎矩，跨計算簡圖：m?=(0.0271×6.35+0.0428×1.75)×3.62m?=(0.0144×6.35+0.0187×1.75)×3.62支座計算簡圖：M,'=-0.0559×8.1×3.62跨計算簡圖：m?=(0.0321×6.0+0.035×1.4)×3.32=2.6m?=(0.0113×6.0+0.0093×1.4)×3.32=M?=2.631+0.2×0.88=2M?=0.88+0.2×2.631=1支座計算簡圖：M'=-0.0569×7.4×3.32=-4跨計算簡圖：m?=(0.0356×6.0+0.0376×1.4)×4.52=5.3m?=(0.00855×6.0+0.00675×1.4)×4.52=1M?=5.391+0.2×1.23=5M?=1.23+0.2×5.391=2支座計算簡圖：M'=-0.07795×7.4×4.52=M,'=-0.0571×7.4×4.52=-8B4板：跨計算簡圖m?=(0.0221×6.0+0.0291×1.4)×4.52=m?=(0.0165×6.0+0.0224×1.4)×4.52=支座計算簡圖：M'=-0.0541×7.4×4.52=M,'=-0.0588×7.4×4.52=截面有效高度：假定選用C8鋼筋，則中間區(qū)格板帶，各區(qū)格板四周與梁整體連接，故各跨跨和中間支座考慮板的拱作用，計算配筋量降低20%,但必須滿足最小配筋率的要求。為了便于計算，近似取Y?=0.95,截面)M最小配筋)選配鋼筋實配面積)L方向跨中l(wèi),方向L方向l,方向l方向I,方向L方向l,方向支座板式樓梯是運用最廣泛的樓梯形式，它是將樓梯作為一塊板考慮，板的兩1.8.4.1二層樓梯構(gòu)件尺寸確定根據(jù)本工程設(shè)計的建筑設(shè)計圖可知，二層的層高為3.3m,每級踏步的尺寸均為b×h=300mm×150mm。由樓梯平面布置圖4—1可知，樓梯梯段斜板水平投影的長度為l。=3000mm,樓梯梯段斜板厚度：圖4—1樓梯平面布置圖圖4—2二層樓梯剖面圖1.10.1.4.2.1樓梯板(TB1)梯段板的傾斜度：所以θ=30,cosθ=0.866。取1米寬板帶為計算單元。梯段板自重踏步自重1:3干硬性水泥砂漿結(jié)合層20厚水泥石灰砂漿合計活荷載標準值由可變荷載效應(yīng)控制的組合由永久荷載效應(yīng)控制的組合qx=3.5kN/m2可見，對于樓梯板(TB1)而言，由可變荷載效應(yīng)控制的組合所得的荷載設(shè)計值2配筋計算樓梯板(TB1)的水平計算跨度：l,=3.0m;跨中彎矩設(shè)計值：混凝土強度等級C25:f=11.9N/mm2,f,=1.27N/mm2;采用HRB400鋼筋：f,=360N/mm2:選配φ8@100,A=503mm2;分布鋼筋選用C8每級踏步下一根。平臺板(PTB1)的板厚h=100mm,取1米寬板帶為計算單元。1荷載計算平臺板自重1:3干硬性水泥砂漿結(jié)合層20厚水泥石灰砂漿2合計8,=3.11kN/m2活荷載標準值qx=3.5kN/m2由可變荷載效應(yīng)控制的組合1.2×3.11+1.4×3.5=8.63kN/m2由永久荷載效應(yīng)控制的組合1.35×3.11+0.7×1.4×3.5=7.63kN/m2可見，對于平臺板(PTB1)而言，由可變荷載效應(yīng)控制的組合所得的荷載設(shè)計值較大，所以平臺板(PTB1)力計算時取8.63kN/m2。2配筋計算查《混規(guī)》9.1.1可知，對于四邊支承的板，當長邊與短邊長度之比大于2.0,但小于3.0時，宜按雙向板計算，這時如按沿短邊方向受力的單向板計算，應(yīng)沿長邊方向布置足夠數(shù)量的構(gòu)造鋼筋。平臺板(PTB1)的長邊與短邊長度之比為2.27,處于2.0與3.0之間，所以在本工程設(shè)計平臺板(PTB1)按沿短邊方向受力的單向計算?？缰袕澗卦O(shè)計值：有效截面高度：h。=h-a=100-20=80mm;混凝土強度等級C25:f=11.9N/mm2,f,=1.27N/mm2;采用HRB400鋼筋：f,=360N/mm2:選配φ8@200,A,=251mm2,分布筋按構(gòu)造要求取φ8@200。1.10.5.4.2.3平臺梁(TL1)的計算平臺梁(TL1)的截面尺寸為200mm×400mm。1荷載計算平臺梁(TL1)雙側(cè)粉刷0.012×(0.4-0.1)×17×2=0.122kN/m平臺板傳3.11×1.80/2=2.80kN/m1.2以13.8+1.4隊8.4=28.32kN/m1.35以13.8+0.7以1.4以8.4=26.86kN/m可見，對于平臺梁(TL1)而言，由可變荷載效應(yīng)控制的組合所得的荷載設(shè)計值較大，所以平臺梁(TL1)力計算時取282配筋計算根據(jù)教材《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》4.5.1中公式(4.28)可計算出平臺梁的平臺梁(TL1)正截面設(shè)計按倒L型考慮，查《混規(guī)》表5.2.4可知：按翼緣高度考慮：,故不受此限制；設(shè)計值M≤M時屬于第一類T型截面，反之屬于第二類T型截面。此平臺梁由此可知，此T型截面屬于第一類T型截面。完成配筋之后，還需要進行斜截面受剪承載力計算以驗算截面尺寸和驗算0.25β.fbh,=0.25以比11.9200360=214.20.7fbh?=0.7以B27200360=64.0kN>V=41.63kN,由此可知，不需要按構(gòu)造配置雙肢箍筋φ8@200,構(gòu)造配筋的最小配筋率為梯柱截面尺寸為250mm×250mm,計算長度為l?=1.65m,查《混規(guī)》表6.2.15可知，穩(wěn)定系數(shù)φ=1.00。經(jīng)過分析可知，梯柱(TZ)上的荷載為梯柱本身自重加上平臺梁傳來的荷混凝土強度等級：C25,f=11.9N/mm2,f,=1.27N/mm2;所選鋼筋型號：HRB400,f,=fy=360N/mm2。由軸心受壓公式：N=0.9φ(f.A+fA)可得，由此可見，梯柱(TZ)不需要按計算配筋，僅按構(gòu)造要求配置配筋即可，但是必須滿足最小配筋率的要求。查《混規(guī)》表8.5.1和9.3.1可知：受壓構(gòu)件全部縱向鋼筋最小配筋率為0.60%,受壓構(gòu)件一側(cè)縱向鋼筋最小配筋率為0.20%;縱向受力鋼筋直徑不宜小于12mm,箍筋直徑不應(yīng)小于d/4,且不應(yīng)小于6mm,d為縱向鋼筋的最大直徑。梯柱(TZ)縱筋選用4C12,箍筋選用φ8@200。按照上述要求驗算梯柱(TZ)縱向鋼筋配筋率：全部縱向鋼筋配筋率：一側(cè)縱向鋼筋配筋率：由此可見，按構(gòu)造要求選配的鋼筋滿足最小配筋率的要求。按由板到次梁(如果有次梁)、次梁到主梁、主梁到柱子的荷載傳遞路線，以及采用簡支傳力的假定即允許出現(xiàn)塑性鉸進行計算，計算出恒載和活載傳遞取出最不利的力組合項進行配筋的計算和截面的驗算。5.1框架計算簡圖頁腳250米600B4250米600400米500400米500圖5-1框架立面圖5.1.2梁柱線剛度計算梁柱混凝土強度等級均選用C30,其彈性模量為E.=2.80×10?N/mm2,線剛度按下列公式計算：對于中框架梁的線剛度取I=2I?,邊框架梁取I=1.5I?,查有關(guān)規(guī)定可知梁柱線剛度之比不大于5.0,即,梁柱線剛度的計算數(shù)值如下表5—1、表5—2所示，梁柱線剛度之比如表5—3所示。表5-1梁線剛度計算表梁的類別IβlBD跨4.5以109DF跨4.5以1095.6以101表5—2柱線剛度計算表柱的類別Iβ底層柱4.17隊10?底層柱4.17隊10°底層柱中層柱400以500中層柱3.54眠10中層柱400以500頂層柱4.17隊10°頂層柱4.17隊10°頂層柱令底層B、F軸線柱的線剛度為1.0,則其余各桿件的相對線剛度為：5.2恒載標準值計算40厚C20細石混凝土隨抹隨光30厚擠塑板C15細石混凝土找坡2%現(xiàn)C15細石混凝土找坡2%頁腳板底抹灰0.02×12=0.24kN/m2樓面恒載標準值計算(除衛(wèi)生間外其它都為此做法)彩色釉面磚8~10厚，干燥泥擦縫20厚1:2.5水泥砂漿面5厚聚合物抗裂砂漿(嵌耐堿玻纖網(wǎng)絡(luò)布)板底抹灰計廁所樓板標準值20厚1:3水泥砂漿5厚水泥漿結(jié)合層C15細石混凝土找坡2%500厚焦渣混凝土板板板底抹灰2.26kN/m2頁腳梁自重梁兩側(cè)20厚水泥砂漿梁自重梁兩側(cè)20厚水泥砂漿柱自重水0.8m高磚墻混凝土壓頂厚水泥5.3活載標準值查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)》(GB50009-頁腳上人屋面kN/m2樓面活載標準值走廊、樓梯kN/m2其他kN/m25.4.樓面層傳荷載5.4.1.1屋面板傳荷載頁腳X￥B頁腳恒載：851=6.28以4.5/2=14.13kN/m活載：qs=2.0以4.5/2=4.5kN/m恒載：852=6.28以4.5/2=14.13kN/m活載：q?2=2.0以4.5/2=4.5kN/m5.4.1.2三、四層樓面板傳荷載四層樓面板B1傳至橫向框架梁KL1上的荷載為梯形，梯形定高處的大小為：恒載：841=831=3.84以3.6/2=6.91kN/m活載：q?1=931=2以3.6/2=3.6kN/m四層樓面板B6傳至橫向框架梁KL2上的荷載為三角形，三角形荷載頂面處為：恒載：842=832=3.84以4.5/2=8.64kN/m活載：q?2=q?2=2以4.5/2=4.5kN/m5.4.1.3二層樓面板傳荷載③9906x…5217③二層樓面板B1傳至橫向框架梁KL1上的荷載為梯形，梯形定高處的大小為：恒載：841=83=3.84以3.6/2=6.91kN/m活載：q?1=??=2以3.6二層樓面板B6傳至橫向框架梁KL2上的荷載為三角形，三角形荷載頂面處為：恒載：822=3.84以4.5/2=8.64kN/m活載：q?2=2以4.5/2=4.5kN/m二層樓面板B2傳至橫向框架梁KL2上的荷載為三角形，三角形荷載頂面處為：恒載：822=3.84以4.5/2=8.64kN/m活載：Q?2=2以4.5/2=4.5kN/m5.4.1屋面層梁傳集中荷載恒載=梁自重+女兒墻自重+B7傳荷載活載=B7傳荷載恒載=梁自重+B7傳荷載+B5傳荷載G?2=4.23以石.32+14.13以石.32+6.28以刀州不26.32=81.57kN活載=B7傳荷載+B5傳荷載32=23.63kN恒載=梁自重+B5傳荷載+B6傳荷載G?3=3.52以石.32+6.28以刀M不26.32+14.13以石.32=79.34kN活載=B5傳荷載+B6傳荷載頁腳恒載=梁自重+女兒墻自重+B6傳荷載活載=B6傳荷載三、四層梁傳集中荷載恒載=梁自重+墻自重+B1傳荷載活載=B1傳荷載恒載=梁自重+B1傳荷載+B5傳荷載活載=B1傳荷載+B5傳荷載恒載=梁自重+墻自重+B5傳荷載+B6傳荷載活載=B5傳荷載+B6傳荷載恒載=梁自重+墻自重+B6傳荷載活載=B6傳荷載二層梁傳集中荷載恒載=梁自重+墻自重+B1傳荷載G??=(4.23+10.908)以3.62+8.64以乃.62=42.8kN活載=B1傳荷載Q??=3.6以3.62=6.48kN恒載=梁自重+B1傳荷載+B5傳荷載+B8傳荷載G?2=4.23臥及.62+8.64以3.62+3.84以刀42(6.3+5.1)天2=49.43kN活載=B1傳荷載+B5傳荷載+B8傳荷載恒載=梁自重+墻自重+B2傳荷載+B6傳荷載+B5傳荷載+B8傳荷載活載=B2傳荷載+B6傳荷載+B5傳荷載+B8傳荷載恒載=梁自重+墻自重+B6傳荷載+B2傳荷載活載=B6傳荷載+B2傳荷載6.1風荷載導荷由于本工程為主體四層，局部五層(2軸二層)框架結(jié)構(gòu)，建筑高度較低，基本風壓w?=0.7kN/m2,地面粗糙度類別C類，框架承受風荷載的計算寬查相關(guān)資料可以知道，風荷載近似按階梯型分布，所以，我們應(yīng)該將其簡根據(jù)《荷載規(guī)》8.1.1可知，垂直于建筑物表面的風荷載標準值應(yīng)按下述計算公式計算：根據(jù)上述公式可以導出作用在屋面梁和樓面梁節(jié)點處的集中風荷載標準值的計算公式：P=wA=βμμ?w?Aβ?一風振系數(shù)μ—風荷載體型系數(shù)μ—風壓高度變化系數(shù)A—一榀框架各層節(jié)點受荷面積(m2)查《荷載規(guī)》表8.3.1項次30可知，風荷載體型系數(shù)μ=1.3;查《荷載規(guī)》8.4.1可知，對于高度大于30m且高寬比大于1.5的房屋均應(yīng)考慮脈動風壓對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的風振影響，而本工程設(shè)計總高度小于30m,所以風振系數(shù)β?=1.0;對于風壓高度變化系數(shù)μ按《荷載規(guī)》表8.2.1查詢；一榀框架各層節(jié)點受荷面積A=HB,H取上層層高的一半與下層層高的一半之和，屋面層取整個女兒墻表6—1框架梁節(jié)點處的集中右風荷載的標準值層次μμA頂432頁腳圖6-1風荷載受荷簡圖b523.63KN頁腳框架KJ2在恒載作用下的受荷簡圖如圖所示，現(xiàn)用結(jié)構(gòu)力學求解力，彎矩圖如圖所示、剪力圖如圖所示、軸力圖如圖所示。_+④79.0425.3881,842217田108.023.244OO頁腳7.2框架在活載作用下的力計算框架在活荷載作用下的力計算需要考慮活荷載的最不利布置，目前，我國混凝土框架結(jié)構(gòu)由恒荷載和樓面活荷載引起的單位面積重力荷載約為15%~20%,活荷載不利分布的影響較小。因此，一般情況下，可以不考慮樓面活荷載不利布置的影響，而按活荷載滿布各層各跨梁的一種情況計算力。為了安全起見，實用上可將這樣求得的梁跨中截面彎矩及支座截面彎矩乘以1.1~1.3的放大系數(shù)，活荷載較大時可選用較大的數(shù)值?？蚣茉诨钶d作用下的受荷簡圖如圖5—14所示，現(xiàn)用彎矩二次分配法求其力，運用彎矩二次分配法時，同層梁左、右端彎矩相互傳遞，同層柱的上、下端彎矩相互傳遞，傳遞系數(shù)為0.5。7.2.1固端彎矩計算(查結(jié)構(gòu)靜力計算手冊)固端彎矩和跨中彎矩都按實際荷載計算。根據(jù)靜力學手冊可知，按彈性理論設(shè)計計算梁的支座彎矩時，可按支座彎矩等效的原則，按下式將三角形荷載和梯形荷載等效為均布荷載P:三角形荷載作用時：(其中Lo、lo?分別為相應(yīng)板的短邊、長邊計算長度)在計算跨中彎矩時，應(yīng)還原為實際荷載情況計算。計算過程如下表所示。表7-1框架梁固端彎矩計算屋面層框架梁BD跨固端彎矩計算計算簡圖將三角形荷載簡化為均布荷載：4.5隊5/8=8K4.5以6.9+3隊4.52)表7-23-4層框架梁BD跨固端彎矩計算計算簡圖8將三角形荷載簡化為均布荷載：4.5隊5/8=28K4.5以6.9+3以4.52)計算簡圖將三角形荷載簡化為均布荷載：4.5隊5/8以2=8K4.5以6.9+354.52)M20419.54+2048頁腳表7-4屋面層框架梁DF跨固端彎矩計算計算簡圖將三角形荷載簡化為均布荷載：4.5以5/84.5+3以4.52)=-4.74KN0m表7-52-4層框架梁DF跨固端彎矩計算計算簡圖4.5以(1-2隊0.42+0.43)=3.35KN/m4.5+3隊4.52)=-5.65KN0m屋面層四層三層二層頁腳節(jié)點F5:節(jié)點D5:節(jié)點F4:節(jié)點D4:節(jié)點B4:節(jié)點F3:μF3F?=0.28HF3F2=0.28HF?D?=0.44節(jié)點D3:HosD?=0.21Hp?p2=0.21HDsF?=0.36節(jié)點B3:HB?54=0.33HBB?=0.33H?D?=0.34節(jié)點D2:Ho?03=0.23Ho?m=0.16Ho?F?=0.37節(jié)點B2:Ha?83=0.37HB?8t=0.25HB?02=0.38上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁頁腳頁腳"剪力計算：屋面層DF跨F將三角形荷載轉(zhuǎn)化為均布荷載4.5K5/8=2.81kN/m屋面層BD跨圖7-6VbsBs4.5+28.17-14.68-(2.4+4.5)A1/2K4.5-23.63以2.4=0圖7-7三層DF跨D將梯形荷載轉(zhuǎn)化為均布荷載3..35kN/m二層DF跨圖7-9④524年圖7-10活載作用下的剪力圖(單位kN)頁腳e67.07圖7-11活載作用下柱子的軸力圖(單位kN)8框架在左風作用下的力計算根據(jù)以上計算可知，框架在左風作用受荷簡圖如本工程設(shè)計計算書圖5—16所示，框架梁柱的線剛度計算如本工程設(shè)計計算書表5-1、表5-2所示，梁柱的相對線剛度如圖5—7所示。本工程設(shè)計中框架在左風作用下的力計算采用D值法。=BBDF根據(jù)梁柱的線剛度之比，用D值法計算柱子的側(cè)位移剛度，具體計算步驟如下表8-1所示。表8-1柱側(cè)移剛度計算樓層Kα底層：K=Li?/i底層：F軸柱底層F軸柱2反彎點高度計算框架各柱的反彎點高度比Y可用下式表示，即y?—上、下層橫梁線剛度變化時反彎點高度比的修正值y?、y?—上、下層層高變化時反彎點高度比的修正值反彎點高度比y的計算過程如表5-1所示。2.計算各柱的反彎點高度風荷載作用下的柱的反彎點高度查均布荷載作用下的反彎點高度修正法。層別修正系數(shù)B軸柱D軸柱F軸柱備注K四層標準反彎點高度：n=4,j=4y000上、下層梁的線剛度變化修正系數(shù)，該軸框上下梁的線剛度相同，故系數(shù)取0.000上層柱高與本層柱高不同時的修正系數(shù)，由于無上層柱000下層柱高與本層柱高不同時的修正系數(shù)三層K標準反彎點高度：n=4,j=3y000上、下層梁的線剛度變化修正系數(shù)，該軸框上下梁的線剛度相同，故系數(shù)取0.000上層柱高與本層柱高不同時的修正系數(shù)000下層柱高與本層柱高不同時的修正系數(shù)表8-3柱反彎點高度計算表層別修正系數(shù)F軸柱備注K頁腳層標準反彎點高度：n=4,j=2000上、下層梁的線剛度變化修正系數(shù)，該軸框上下梁的線剛度相同，故系數(shù)取0.000上層柱高與本層柱高不同時的修正系數(shù)，由于無上層柱，故取0。000下層柱高與本層柱高不同時的修正系數(shù)層K標準反彎點高度：n=4,j=1000上、下層梁的線剛度變化修正系數(shù)，該軸框上下梁的線剛度相同，故系數(shù)取0.000上層柱高與本層柱高不同000下層柱高與本層柱高不同時的修正系數(shù)由于無下層柱，故取0。3框架柱剪力計算頁腳根據(jù)相關(guān)資料可知，柱子的剪力可按下式計算：依據(jù)上式計算出各框架柱的剪力，如下表8-4所示。表8-4框架柱剪力計算層次VB柱剪力(KN)D柱剪力(KN)43214框架柱彎矩計算根據(jù)相關(guān)資料可知，框架柱的彎矩可按下式計算：M下=Vyh框架柱彎矩的具體計算結(jié)果如表8-5所示。表8-5框架柱彎矩計算樓層F軸框架柱四層上柱2.09隊(1-0.35)3.33.47隊(1-0.42)縱3.32.09以0.35隊3.3=2.413.47隊0.42以3.3=4.812.70眠0.38職3.3=3.39三層4.90隊(1-0.45)3.38.14以(1-0.475)隊3.36.34以(1-0.45)以3.34.90以0.45以3.3=7.286.34出0.45隊3.3=9.41二層上柱7.72K(1-0.45)既3.3柱7.72既0.45以3.3=11.46一層上柱12.85以(1-0.59)以4.816.65以(1-0.55)以4.814.66以(1-0.56)以4.812.85以0.5954.8=36.3916.65隊0.55以4.8=43.9614.66K0.56以4.8=39.415.計算框架橫梁的彎矩當計算出了框架在水平力作用下的柱端彎矩值后，求梁端彎矩時，由柱端對于中跨，由于梁的端彎矩與梁底線剛度成正比，因此，MMM表8-6框架橫梁彎矩計算表層號梁BD跨梁DF跨沒MMKn4326梁端剪力和柱端軸力計算具體計算數(shù)據(jù)如表5—13所示。表8-7梁剪力和柱軸力計算表層次梁別M頂層層三層二層軸力以拉力為正，壓力為負。7左風作用下的力圖根據(jù)上述計算可以繪制出力圖，即彎矩圖如圖5—24所示，剪力圖如圖5—25所示，軸力圖如圖5—26所示。頁腳圖8-2左風作用下的彎矩圖(單位：kN·m)e④ee④④④④+圖8-3左風作用下的剪力圖(單位：kN)e④④9橫向框架的力組合9.1力組合說明1、嚴格的講，力組合的力值應(yīng)采用支座邊緣處的力值，如梁應(yīng)采用柱邊緣截面的力值，柱應(yīng)采用梁底和梁頂?shù)牧χ?，但本設(shè)計為方便計算均采用軸線處的力值。截面的力組合值為+M,梁端截面的力組合值為-M和V,因此在力組合時，9.1.1力組合時，主要考慮下面幾種情況：S=Y?SGx+Y?SokY?一般取1.2,當對結(jié)構(gòu)有利是取1.0,本設(shè)計取1.2;Yo取1.4S=yScx+YeWcSok由于本設(shè)計中風荷載不起控制作用，因而本設(shè)計中考慮以下三種組合：由結(jié)構(gòu)力學知識可知，梁跨彎矩最大的截面即為剪力為0的截面；但對于跨沒有剪力為0的截面，彎矩最大的截面即為集中荷載作用的截面。綜合恒載、活載作用在BD.DF跨、活載作用在BD,DF跨、風荷載三種力情況，對于KLI(2)活載在跨中的最大彎矩的取值，由于前述力計算時，并沒有手算跨截面的力值，因此跨以上兩個截面的力標準值直接取力學求解器求出的數(shù)值。對于梁，彎矩以梁下邊受拉為正，反之為負；對于柱，彎矩以柱右邊受拉為正，反之為負；剪力以繞桿端順時針轉(zhuǎn)為正，反之為負；軸向力以壓為正，反之為負。各層框架梁柱的力組合詳細過程見力組合表。表9-1二層梁力組合表梁截面力活載風載1.2恒+1.4活+1.4*0.6風1.2恒+1.4*0.7活+1.4風1.35恒+1.4*0.7活左風右風左風右風左風右風左支MV跨MV00右支MV左支MV跨MV00右支MV頁腳層次10.1.二層橫向框架梁截面設(shè)計梁的混凝土等級：C30f=14.3N/mn2f,=1.43N/mm2選用鋼筋：箍筋采用HPB300級鋼筋f+f,l+f+270N/mm2受力鋼筋采用HRB400級鋼筋f,tf,l+f.+360N/mm2由力組合表中得BD跨的截面力設(shè)計值表10-1截面力設(shè)計值截面左中右(1)正截面配筋計算①BE跨間正截面配筋計算考慮到板和梁一起現(xiàn)澆，板的混凝土與梁的跨間部分一起參與受壓。對于跨間的正截面應(yīng)按T形截面計算。T形截面翼緣計算寬度b,:A、按計算跨度l?？紤]：翼緣寬度取以上三者的最小值：b,l+2300mm因此，此T形截面屬于第1類T形截面。所以：I+14I42+1412M0.016+0.032,+0.550滿足要求類+0.5%(110彎)+0.5(11220.016)+0.984考慮到支座處為了方便配筋，選用合適的鋼筋選用：實際配筋(HRB400)4C18,A,t1018mm2受壓區(qū)構(gòu)造配筋驗算最小配筋率：滿足要求。②左支座截面配筋計算，截面有效高度：hthaug+600440+560mm/+1A12+1△I2M0.206+0.412,+0.550滿足要求米+0.5.(1122彎)+0.55(112比0.206)+0.794實際配筋(HRB400)4C22,Agt1520mm2tt③右支座配筋計算IMIt317.97kN漸(力值近似取柱中心)按單筋截面配筋/+14i42+1△I220.173+0.546,+0.550滿足要求實際配筋(HRB400)4C28,A,+2463mm2(2)斜截面配筋計算h+ha,+600/40+560mmh+h?h,+600400+500mmhwIb+500/250+2.0÷4.0,屬于厚腹梁，按下式進行驗算：0.25Qf,bh,+0.2514.3250560+500.5kN③驗算是否要按計算配筋左支座截面：0.7fbh,+0.7M5432505因此，左支座需要按計算配筋。只配箍筋而不配彎起鋼筋，箍筋選用HPB300級箍筋配置雙肢箍筋φ8150/200,對構(gòu)造要求驗算如下：100隊2=200mm0滿足要求。加密區(qū)長度：1.5h,=1,5以600=900mm,加密區(qū)長度取900mm。滿足要求混凝體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)對最小配筋率的要求。右支座截面：0.7f,bh,+0.77因此，右支座需要按計算配筋。配置雙肢箍筋φ8150/200,對構(gòu)造要求驗算如下：0100mmum8d=8520=160mm滿足要求。0加密區(qū)長度：1.5h,=1.5以600=900mm,加密區(qū)長度取900mm。滿足要求混凝體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)對最小配筋率的要求。④支座配筋驗算支座按構(gòu)造配筋，選用68@100/200。對箍筋的構(gòu)造要求如下：非加密箍筋間距：加密箍筋間距：加密區(qū)長度：1.5h,+1.50.500+750mm+500mm最小配筋率：滿足要求。10.1.1.3..BD跨配筋計算由力組合表中得BD跨的截面力設(shè)計值表10-2截面力設(shè)計值截面左中右(1)正截面配筋計算①FD跨間正截面配筋計算最大彎矩Mm+11.87kN漸，截面有效高度五=h-a,=600-40=560mn?？紤]到板和梁一起現(xiàn)澆，板的混凝土與梁的跨間部分一起參與受壓。對于跨間的正截面應(yīng)按T形截面計算。T形截面的翼緣計算寬度b,:A、按計算跨度L?？紤]時：C、按翼緣高度b考慮：翼緣寬度取最小值判斷T形截面類型：因此，此T形截面屬于第1類T形截面。所以：/+11220+121220.0018+0.0036,+0.550滿足要求米+0.5M(1122聘)+0.5(1≈/12250.0018)+0.998考慮到支座處為了方便配筋，選用合適的鋼筋選用：實際配筋(HRB400)2C14,A?+308mm2受壓區(qū)構(gòu)造配筋驗算最小配筋率：滿足要求。②左支座截面配筋計算(支座處按矩形梁計算)IMIt149.54kN粉(力值近似取柱中心)/+14120+1412以0.044+0.088,+0.550滿足要求實際配筋(HRB400)2C18A,+509mm2x(2)斜截面配筋計算左支座截面IVImx+85.36kN,右支座截面IVIm+59.18kNhthla,+600∠40+560mmh,+h?Ah,+6004100+500mm②驗算截面尺寸hwIb+500/250+2.0÷4.0,屬于厚腹梁，按下式進行驗算：0.25Qfbh,+0.2514.3250560+5③驗算是否要按計算配筋左支座截面：0.7fbh,+0.7E8432因此，左支座不需要按計算配筋，只需要按構(gòu)造配筋。右支座截面：0.7fbh,+0.7827250因此，右支座不需要按計算配筋，只需要按構(gòu)造配筋。④支座配筋驗算支座按構(gòu)造配筋，選用48@100/200。對箍筋的構(gòu)造要求如下：10.2框架B柱截面設(shè)計10.2.12軸框架B柱設(shè)計資料截面設(shè)計資料框架柱的計算長度：10.2.2、框架柱的軸壓比驗算經(jīng)比較，框架柱在各種力組合下，軸力最大的值為N=-1074.07KN,用這個軸壓比來驗算框架柱的軸壓比，最大軸力下的柱的軸壓比滿足了，其余也滿足。0.9,截面滿足抗震作用下的延性要求。10.2.3、框架柱第二層配筋計算(1)正截面配筋計算層號柱端力N及相應(yīng)的M、V2層上端MVN下端MVN②②1)判別是否要考慮二階彎矩效應(yīng)：①驗算柱兩端截面同一主軸方向的最小彎矩設(shè)計值與最大彎矩設(shè)計值比值：。根據(jù)混泥土規(guī)規(guī)定，對于構(gòu)件單曲率彎曲時，M?/M?為正值。M?/M?=63.72/99.64=0.且柱軸壓②驗算構(gòu)件的長細比綜上所述，可判斷出需考慮該方向構(gòu)件自身扭曲產(chǎn)生的附加彎矩影響。2)求框架柱設(shè)計彎矩M由每邊配筋率為p/2=0.76%/2=0.38%>0.2%,滿足最小配筋率要求。(B)判別是否要考慮二階彎矩效應(yīng)：1)判別是否要考慮二階彎矩效應(yīng)：①驗算柱兩端截面同一主軸方向的最小彎矩設(shè)計值與最大彎矩設(shè)計值比值：。根據(jù)混泥土規(guī)規(guī)定，對于構(gòu)件單曲率彎曲時，M?/M?為正值。M,/M?=104.00/137.45=0.②驗算構(gòu)件的長細比綜上所述，可判斷出需考慮該方向構(gòu)件自身扭曲產(chǎn)生的附加彎矩影響。2)求框架柱設(shè)計彎矩M附加偏心,取20mnM=CmnM?=1.05M137.45=13)判別大、小偏心受壓由x=ξh=0.269%460=123mm>2a=2M40mm=80mm則有6)選配鋼筋及驗算配筋率每邊選2C22(A=A=760mm2.HRB400級),則全部縱向鋼筋的配筋率為：每邊配筋率為p/2=0.76%/2=0.38%>0.2%,滿足最小配筋率要求。(2)斜截面配筋計算框架柱斜截面受剪計算應(yīng)按剪壓構(gòu)件考慮，從力組合標中選取V、及相應(yīng)的軸力N和彎矩M組合情況進行斜截面配筋計算。表10-4通過比較2層柱上、下端，發(fā)現(xiàn)由于剪力設(shè)計值相同，軸力大小不同，但軸向壓層號柱端力2層上端MVN下端MVN力對柱的抗剪作用起有利作用，故在剪力相同的情況下，取軸向壓力較小值這一不利情況作為斜截面抗剪設(shè)計值。力設(shè)計值如下：取N=708.73KN驗算是否需要按計算配置箍筋：因此，不需要按計算配置箍筋，只需按構(gòu)造要求配置箍筋?，F(xiàn)選配箍筋為A8100/