某大学5层学生宿舍楼结构的设计

PAGE4摘要根据宿舍楼设计规范和其它相关标准，以及设计要求和提供的地质资料，设计该框架结构宿舍楼。按照先建筑后结构，先整体布局后局部节点设计步骤设计。主要内容包括：设计资料、建筑设计总说明、建筑的平面、立面、剖面图设计说明，以及其它部分的设计说明；结构平面布置及计算简图确定、荷载计算、内力计算、内力组合、主梁截面设计和配筋计算、框架柱截面设计和配筋计算、次梁截面设计配筋计算、楼板和屋面设计、楼梯设计，基础设计等。其中附有风荷载作用下的框架弯矩、剪力和轴力图；恒荷载和活荷载作用下的框架弯矩、剪力和轴力图以及梁柱的内力组合表。关键词：框架；现浇钢筋混凝土结构；内力组合。目录建筑设计理念及设计依据设计理念宿舍楼是为人们休息提供最为良好环境的建筑。纵观宿舍楼建筑的发展历史，无不体现着人类文化、文明的历史进程和时代特征。宿舍楼建筑设计同设计其他类型建筑一样有许多共同点，也有许多不同的特点和要求。随着时代的发展，宿舍楼的内容和形式都在不断发生变化。因此，我对宿舍楼的设计过程和设计方法进行了详细研究，经过一番思考，我认为本设计应该具有以下特点：（1）弹性。从设计、结构到服务功能都应做到全面性，以适应时空的变化。（2）紧凑性。卧室以及其它辅助用房的空间布置要做到紧凑合理。（3）易接近性。从楼外到楼内，从入口到各个部门，要规划得合理，要设计一个良好的导引系统。（4）可扩展性。在未来扩展时可灵活延伸，将损失减小到低程度。（5）舒适性。在环境、通风、温湿度、光线等方面要柔和、协调，尽量借用外部的自然环境。（6）环境的稳定性。（7）安全性。建筑安全防护措施做到不仅满足规范要求而且更加人性化。（8）经济性。把建设和维护一座公寓楼所需要的经费和人员控制在最低限度。在整个设计过程中，我本着“安全，适用，经济，美观”的原则，在满足设计任务书提出的功能要求前提下，完成了建筑设计这一环节，合理的选择框架，并为以后的结构设计打下了良好的基础。1设计资料1.1建设项目名称：某学院宿舍楼设计1.2建设地点：某市1.3建筑类别：Ⅱ类1.4设计资料：工程地质条件：建筑场地持力层属粉质粘土，地基承载力特征值130kN/m2；抗震设防：6度；设计地震分组：第一组；设计基本地震加速度：0.05g；防火等级：二级；建筑物类型：丙类；基本风压：W0=0.85kN/m2；8）气象条件：详见三亚市气象报告，年平均温度：25.4oC；气温最高为7月，平均28.4oC；气温最低为1月，平均21oC9）楼面活荷：宿舍：2.0kN/m2；走道：2.5kN/m2；楼梯：3.5kN/m2；上人屋面活载：2.0kN/m2；10）场地类别：Ⅱ类；11）地基处理及基础方案：独立基础地基；1.5建筑资料：1.建筑物为五层，建筑高度为18.15米，底层高3.75米，其余层高3.3米，室内外高差0.45米。2结构选型2.1构体系选型：采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。2.2屋面结构：采用现浇钢筋混凝土肋型屋盖，采用刚性防水屋面，板厚120㎜。2.3楼面结构：全部采用现浇钢筋混凝肋形楼盖，板厚120㎜。砼强度为C30，钢筋采用HPB400，楼面活荷载2.0KN/m2.2.4楼梯结构:采用现浇钢筋混凝土板式楼梯。2.5墙体结构：墙体采用240厚的普通砖。由于宿舍楼以住宅为主，所以对住宅进行结构计算。2.6结构布置本框架结构设计结合建筑的平面﹑立面和剖面布置情况，结构平面布置如图2-1；图2-1结构平面布置图本工程结构方案经过分析比较，采用纯框架结构体系。框架的计算简图用梁、柱的轴线表示，梁、柱的轴线分别取各自的形心线。框架的计算单元如图2-2所示。图2-2框架计算单元竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本办公楼框架的承重方案为纵横向框架承重方案，本建筑平面除走廊板区格为单向板外，其余均为双向板。双向板的板厚h≥l/40(l为双向板的短向计算跨度)，h=7500/40=187.5mm,考虑到板的挠度及裂缝宽度的限制因素，本建筑楼面板和屋面板的厚度均取120mm。本建筑的材料选用如下：混凝土：C30（fc=14.3MPa，Ec=3.0×107kN/m2）；钢筋：纵向受力筋采用HRB400级钢筋，其余也均采用HRB400级钢筋；墙体：普通砖；窗：塑钢玻璃窗；门：木门、玻璃门；2.7框架计算简图及梁柱线刚度本结构是三维空间的。但由于建筑结构的质量、刚度都比较均匀，故选用一榀框架进行计算与配筋，其余框架可参照此框架进行配筋。现以⑥轴线为例进行计算。（1）梁柱截面尺寸估算：框架梁：h=(1/8~1/12)l=(1/8~1/12)×7800=975mm~650mm，取h=800mm，b=(1/3~1/2)h=(1/3~1/2)×800=267mm~400mm，取b=300mm；框架柱：建筑总高度按18.15m算，小于30m的现浇框架结构，设防烈度6度不用考虑地震作用，最大轴压比。采用C30混凝土，查得，假定每平方米荷载为14.3kN/m2，则柱子最大轴压力：N=1.25×14.3×7.8×(7/2)×3.6=1756.76kN，则柱子轴压比：即，取柱子截面形状为正方形，即b=h376.5mm；为了简化施工，各柱截面从底层到顶层不改变，即取柱子尺寸为500mm×500mm。（2）确定框架计算简图：假定框架柱嵌固与基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱截面尺寸都不变，故梁跨取柱截面形心线间距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面。根据地质资料，取室内外高差为0.45m，基础顶面至室外地坪取为0.55m，因此框架底层计算高度为=3.3+0.45＋0.55=4.3m，为了简化计算，其它各层取=H=3.3m。由此框架的计算简图如图2-3所示。（3）框架梁柱的线刚度计算：混凝土C30，，现浇框架结构梁惯性矩，对于现浇楼板，考虑楼板的约束，边框架梁取，中框架梁取，线刚度；左跨梁：，中跨梁：，右跨梁：；A~C、F~H轴底层柱：，A~C、F~H轴其余层柱：，令2-5层柱线刚度为1.0，则其余各杆件的相对线刚度为：，，；框架梁柱的相对线刚度如图2-3所示，作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据。图2-3框架计算简图及梁柱相对线刚度3荷载选择和计算3.1工程做法：（1）屋面（不上人）找平层：15厚水泥砂浆防水层：（刚性）40厚C20细石混凝土防水防水层：（柔性）SBS防水卷材2层找平层：15厚水泥砂浆找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆0.3%找平结构层：120厚现浇钢筋混凝土板抹灰层：10厚混合砂浆各层走廊楼面、标准层楼面水磨石地面10mm面层水磨石地面20mm水泥砂浆打底水磨石地面素水泥浆结合层一道结构层：120厚现浇钢筋混凝土板抹灰层：10厚混合砂浆外墙墙体均为240mm厚墙水刷石外墙面 水泥粉刷内墙面内墙墙体均为240mm厚墙水泥粉刷墙面女儿墙墙体为240mm厚墙水刷石外墙面 水泥粉刷内墙面3.2设计内容：(1)楼板厚度：（采用双向板）H≧l/50取h=120mm。(2)梁的计算跨度梁的跨度：取轴线间距，即KL1梁为7.5m,KL2梁为2.4m。(3)柱高度底层柱子高h=3.3m+0.45m+0.55m=4.3m，其中3.3m为层高，0.45m为室内外高差，0.55m为基础顶面至室外地坪的高度。其他层柱高等于层高即为3.3m。由此得框架计算简图，见图2-3。3.3恒荷载标准值计算：（1）屋面（上人）15厚水泥砂浆0.015×20=0.30kN/m240厚C20细石混凝土防水1.0kN/m2SBS防水卷材2层0.4kN/m215厚水泥砂浆0.015×20=0.30kN/m240厚水泥石灰焦渣砂浆0.3%找平0.04×14=0.56kN/m2120厚现浇钢筋混凝土板0.12m×25KN/m3=3.0kN/m2抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m×17KN/m3=0.17kN/m2合计 5.33kN/m2(2)各层走廊楼面、标准层楼面水磨石地面10mm面层0.65kN/m220mm水泥砂浆打底0.02×20=0.40kN/m2素水泥浆结合层一道0.65kN/m2结构层：120厚现浇钢筋混凝土板0.12m×25KN/m3=3.0kN/m2抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m×17KN/m3=0.17kN/m2合计4.87kN/m2(3)梁自重(b×h=300mm×800mm)自重25×0.3×(0.8-0.12)=5.1kN/m10厚混合砂浆 0.01×[(0.8-0.12)×2+0.3]×17=0.28kN/m合计 5.38kN/m(4)柱自重(b×h=500mm×500mm)自重 25×0.5×0.5=9kN/m10厚混合砂浆 0.01×(0.5×4-0.24×3)×17=0.29kN/m合计 9.29kN/m(5)外墙自重2~5层：外墙 （3.3-1.8-0.8）×0.24×18=3.024kN/m塑钢窗 0.35×1.8=0.63kN/m水刷石外墙面 (3.3-1.8)×0.5=0.75kN/m水泥粉刷内墙面 (3.3-1.8)×0.36=0.54kN/m合计 4.94kN/m底层：外墙 (4.3-1.8-0.8-0.45)×0.24×18=7.78kN/m塑钢窗 0.35×1.8=0.63kN/m水刷石外墙面 (4.85-1.8-0.45)×0.5=1.3kN/m水泥粉刷内墙面 (4.3-1.8-0.45)×0.36=0.936kN/m合计 10.65kN/m(6)内墙自重2~5层：内墙 (3.3-0.8)×0.24×18=10.8kN/m水泥粉刷内墙面 (3.3-1.8)×0.36×2=1.08kN/m合计 11.16kN/m底层：内墙 (4.3-0.8-0.45)×0.24×18=15.552kN/m水泥粉刷内墙面 (4.3-0.8-0.45)×0.36×2=2.592kN/m合计 18.144kN/m(7)女儿墙自重：自重1.2×0.24×18=5.184kN/m水刷石外墙面 1.2×0.5=0.6kN/m水泥粉刷内墙面 1.2×0.36=0.432kN/m合计 6.216kN/m3.4活荷载标准值计算1、屋面和楼面活荷载标准值上人屋面2.0kN/m2走廊3.5kN/m2 楼梯 3.5kN/m2宿舍 2.0kN/m22、竖向荷载下框架受荷载总图：确定板传递给梁的荷载时,一个区格板一个区格板地考虑。确定每个区格板的荷载传递时,先区分板是单向板还是双向板。若为单向板,沿板的短跨方向作中线,将板上的荷载平均分给两长边的梁；若为双向板计算，从四角出45o平分线，区格板被分为四个小块，每小块荷载传给与之相邻的的梁，见板传荷示意图2-2。板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载。（1）A~B轴间框架梁：屋面板荷载：板传至梁上的三角形和梯形荷载等效为均布荷载恒载：活载：楼面板荷载：恒载：活载：梁自重标准值：5.38kN/m A~B轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载：梁自重+板传荷载=5.38kN/m+24.94kN/m=30.32kN/m活载：板传荷载=9.36kN/m楼面梁：恒载：梁自重+板传荷载+内墙自重=5.38kN/m+22.78kN/m+11.16kN/m=39.32kN/m活载：板传荷载=9.36kN/m（2）B~C轴间框架梁：屋面板荷载：恒载：kN/m活载：kN/m楼面板荷载：恒载：kN/m活载：kN/m梁自重标准值：5.38kN/mB~C轴间框架梁均布荷载：屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=活载=板传荷载=kN/m楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载+墙自重=5.38kN/m+11.69kN/m+11.16kN/m=28.23kN/m活载=板传荷载=kN/m（3）C~D轴间框架梁：(完全同A~B轴间框架梁)（4）A轴柱纵向集中荷载的计算：顶层柱：女儿墙自重: 6.216kN/m顶层柱恒载=女儿墙自重+梁自重+板传荷载=顶层柱活载=板传活载=标准层：标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=标准层活载=板传活载=（5）B轴柱纵向集中荷载的计算：顶层柱恒载=梁自重+板传荷载=顶层柱活载=板传活=标准层柱恒载=内纵墙自重+梁自重+板传荷载=标准层柱活载=板传活载=（6）C轴柱纵向集中荷载的计算(同B轴柱纵向集中荷载的计算)；（7）D轴柱纵向集中荷载的计算(同A轴柱纵向集中荷载的计算)；恒荷载和活荷载作用下的框架受荷载图如图4-4、图4-5所示。图4-4恒荷载作用下框架受荷载图(kN)图4-5活荷载作用下框架受荷载图(kN)3.5风荷载计算式中——基本风压,=0.85KN/m2；——风载体型系数，根据建筑物体型查得=1.3；——风压高度变化系数，本工程所在地城市，地面粗糙度为B类；——风振系数,因结构高度H=18.15m<30m,可取=1.0；——下层柱高，底层柱高自室外自然地面算起；——上层柱高；对顶层为女儿墙高度的2倍；B——迎风面的宽度，B=7.8m。计算过程见表4.1。表4.1集中风荷载标准值离地高度z/m/(KN/m2)/m/m/KN17.51.201.001.300.853.30017.0714.21.121.001.300.853.303.3031.8610.91.031.001.300.853.303.3029.307.61.01.001.300.853.303.3028.444.31.01.001.300.854.303.6534.263.6风荷载作用下的位移验算1.侧移刚度D见表4.2和表4.3，由于左右对称只算A、B柱。2.风荷载作用下框架侧移计算水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算Δuj=Vj/∑Dij式中Vj—第j层的总剪力；∑Dij—第j层所有柱的抗侧刚度之和；Δuj—第j层层间侧移。表4.2横向2-5层D值计算构件名称=∑ib/2icc=/2+D=cic12/h2A(D)轴柱7.68×104/（2×4.73×104）=0.8120.28915063B(C)轴柱2×（7.68×104+32×104/（2×4.73×104）=8.390.80842113∑D=15063×2+42113×2=114352表4.3横向底层D值计算构件名称=∑ib/icc=/2+D=cic12/h2A/D轴柱7.68×104/(2×3.63×104）=1.060.51012015B/C轴柱2×（7.68×104+32×104）/(2×3.63×104）=10.930.88420826∑D=12015×2+20826×2=65682第一层的层间侧移值求出以后，就可以近似计算各楼板标高处的侧移值，各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和。顶点侧移是所有各层层间侧移之和。j层侧移：uj=Δuj（j从1加到j）顶点侧移u=Δuj（j从1加到n）框架在风荷载作用下侧移的计算见表4.4。表4.4风荷载作用下框架侧移计算层次Wj/kNVj/kN∑D/(kN/m)Δuj/mΔuj/h517.0717.071143520.000154.5×431.8648.931143520.00043329.3078.231143520.00068228.44106.671143520.00093134.26140.93656820.0021u=ΣΔuj=0.0042m侧移验算：层间侧移最大值＜1/550（满足要求）5内力计算5.1恒荷载作用下内力计算①恒载标准值在屋面处引起的固端弯矩：(半边结构)顶层:边跨(A~B)梁：；中跨(B~C)梁：；其他层:边跨梁：；中跨梁：；（梁端弯矩以绕杆端顺时针为正，反之为负）②弯矩二次分配法：方法：首先将框架节点分配系数填在相应方框内，将梁的固端弯矩填写在框架横梁相应位置上，然后将节点放松，把各节点不平衡弯矩同时进行分配。假定远端固定进行传递（不向滑动端传递），右（左）梁分配弯矩向左（右）梁传递，上（下）分配弯矩向下（上）柱传递（传递系数均为0.5）。第一次分配弯矩传递后，再进行第二次弯矩分配。考虑梁端弯矩调幅原因：考虑钢筋混凝土框架塑性内力重分布，可适当降低梁端弯矩，进行调调幅，以减少负弯矩钢筋的拥护现象，对于现浇框架调幅系数，可将调幅后的梁端弯矩叠加简支梁的弯矩，则得到梁的跨中弯矩。这里取。，其中：、、为调幅前梁跨中、左端、右端的弯矩值；、、为调幅后梁跨中、左端、右端的弯矩值。恒载作用横向框架的弯矩二次分配法具体过程如图5-1所示：（因为框架结构对称，荷载对称，故取下图半边结构计算）图5-1恒载作用横向框架的弯矩二次分配法(）③恒载标准值引起的内力（见表5.1、表5.2、表5.3、表5.4）：表5.1恒载标准值下AB（CD）跨梁端剪力计算层次530.327.5113.7-16.18129.8897.52439.327.5147.45-14.93162.38132.52339.327.5147.45-14.93162.38132.52239.327.5147.45-14.93162.38132.52139.327.5147.45-15.60163.05131.85注：M采用调幅前的数值。表5.2恒载标准值下BC跨梁端剪力计算层次518.172.421.80021.8021.80428.232.433.88033.8833.88328.232.433.88033.8833.88228.232.433.88033.8833.88128.232.433.88033.8833.88注：M采用调幅前的数值。表5.3恒载标准值下边柱轴力、剪力计算层次截面横梁传剪力柱恒载柱重边柱轴力边柱剪力51—1129.88237.5830.66367.46367.4631.562—2398.12398.1243—3162.38216.5830.66378.96777.0830.704—4113.0530.66409.62807.7435—5162.38216.5830.66378.961186.730.706—6113.05216.5830.66409.621217.3630.7027—7162.38216.5830.66378.961596.3230.708—8113.05216.5831.58409.621626.9822.8119—9163.05216.5839.95379.632006.6115.7310—1046.47419.582046.56表5.4恒载标准值下中柱轴力、剪力计算层次截面右横梁传剪力左横梁传剪力柱恒载柱重中柱轴力中柱剪力51—121.8021.80165.5530.66209.15209.155.462—230.66239.81239.8143—333.8833.88162.5430.66230.14469.955.644—430.66260.8500.6135—533.8833.88162.5430.66230.14730.755.646—6162.54260.8761.415.6427—733.8833.88162.5430.66230.14991.555.648—8162.54260.81022.2119—933.8833.88162.5439.95230.141252.352.8510—1091.96270.091292.3说明：①假定外纵墙受力荷载完全由纵梁承受。②为本层荷载产生的轴力。恒载作用下框架弯矩图、剪力与轴力图如图5-2、图5-3所示：图5-2恒载作用下框架弯矩标准值(kN﹒m）图5-3恒载作用下剪力与轴力图（kN）5.2活荷载作用下内力计算：①活载标准值在屋面处引起的固端弯矩：顶层边跨梁：；中跨(C~F)梁：;其他层边跨梁：；中跨(C~F)梁：；（梁端弯矩以绕杆端顺时针为正，反之为负）②弯矩二次分配法：具体方法同恒荷载作用时计算过程。活荷载作用横向框架的弯矩二次分配法具体过程如图5-4：（因为框架结构对称，荷载对称，故取下图半边结构计算）图5-4活载作用横向框架的弯矩二次分配法(kN﹒m）③活载标准值引起的内力（见表5.5、表5.6、表5.7、表5.8）：表5.5活载标准值下边跨梁端剪力计算层次59.367.535.1-5.0140.1130.0949.367.535.1-3.5338.6331.5739.367.535.1-3.5338.6331.5729.367.535.1-3.5338.6331.5719.367.535.1-3.6938.7931.41注：M采用调幅前的数值。表5.6活载标准值下跨中梁端剪力计算层次562.47.207.27.2462.47.207.27.2362.47.207.27.2262.47.207.27.2162.47.207.27.2注：M采用调幅前的数值。表5.7活载标准值下边柱轴力、剪力计算层次截面横梁传剪力柱活载柱轴力边柱剪力51—140.1135.5975.775.78.662—275.775.743—338.634.943.53119.237.324—443.53119.2335—538.634.943.53162.767.326—64.94.543.53162.767.3227—738.634.943.53206.297.328—84.94.543.53206.296.2319—938.794.943.69249.983.7510—102.4443.69249.98表5.8活载标准值下中柱轴力、剪力计算层次截面横梁传剪力柱活载柱轴力中柱剪力51—17.247.3854.5854.581.502—254.5854.5843—37.225.5632.7687.341.394—432.7687.3435—57.225.5632.76120.11.396—625.5632.76120.11.3927—77.225.5632.76152.861.398—825.5632.76152.865.3219—97.225.5632.76185.620.4210—1017.9432.76185.62活荷载作用下框架弯矩图、剪力图、轴力图如图5-5、图5-6：图5-5活荷载作用下框架弯矩标准值(kN﹒m）图5-7活荷载作用下剪力与轴力图（kN）5.3风荷载作用下的内力计算（1）风荷载设计值（2）用D值法列表计算框架内利力（表5.9、表5.10、表5.11、表5.12）①各柱剪力②求反弯点高度表5.9底层A柱1.060.5101201526.81B柱10.930.8842082646.47（）65682（3）反弯点高度，计算结果见表5.3。柱端弯矩：，计算结果见表5.4。层号柱号A柱0.8120.289150632.25B柱8.390.808421136.29A柱0.8120.289150636.59B柱8.390.8084211318.44A柱0.8120.2891506310.62B柱8.390.8084211329.70A柱0.8120.2891506314.43B柱8.390.8084211340.33（）114352表5.102~5层（h=3.3m）剪力V层数第5层（）柱号A柱0.8120.3061.00001.001.01B柱8.390.451.00001.001.49层数第4层（）A柱0.8120.401.001.001.001.32B柱8.390.501.001.001.001.65层数第3层（）A柱0.8120.451.001.001.001.49B柱8.390.501.001.001.001.65层数第2层（）A柱0.8120.501.001.001.001.65B柱8.390.501.001.001.001.65层数第1层（）A柱1.060.65－00.770002.80B柱10.930.55－00.770002.37表5.11反弯点高度表5.12风荷载作用下各层柱端弯矩计算层号A柱B柱53.32.251.012.275.156.291.499.3711.3843.36.591.328.7013.0518.441.6530.4330.4333.310.621.4915.8219.2229.701.6549.0149.0123.314.431.6523.8123.8140.331.6566.5466.5414.3026.812.8075.0740.2246.472.37110.1389.49注：表中。5.4梁端剪力、弯矩及柱轴力计算（1）梁端弯矩、剪力对于边柱节点：对于中柱节点：计算结果见表5.13。表5.13风荷载作用下梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层号AB梁BC梁柱轴力55.152.961.087.457.456.21－1.086.21417.3911.923.9122.7522.7518.96－4.9925.17330.1819.396.6136.9336.9330.74－11.655.91248.0734.7911.0558.8958.8949－22.65104.91169.0649.5615.8180.0980.0966.74－38.46171.65注：表中。风荷载（左风）作用下的弯矩图、剪力图及轴力图如图5-8、图5-9及图5-10所示。图5-8风荷载（左风）作用下的弯矩图图5-10风荷载（左风）作用下的剪力图图5-11风荷载（左风）作用下的轴力图6.内力组合荷载组合简化如下：(1)恒荷载+活荷载；（2）恒荷载+风荷载；（3）恒荷载+活荷载+风荷载。6.1控制截面及不利内力框架梁控制截面及不利内力为：支座截面，，，跨中截面，。框架柱控制截面为每层上、下截面，每截面组合：及相应的及相应的及相应的。6.2计算结果框架梁内力计算及框架梁内力组合见表6.1、表6.2。框架柱内力计算及框架柱内力组合见表6.3、表6.4。 表6.1框架梁内力计算结果荷载类型层次AC跨BC跨恒荷载①5－42.884.29139.89129.8897.52－132.7377.01132.7321.8021.804－81.0758.68170.63162.38132.52－155.5792.26155.5733.8833.883－81.0758.68170.63162.38132.52－155.5792.26155.5733.8833.882－81.0758.68170.63162.38132.52－155.5792.26155.5733.8833.881－78.3358.76171.90163.05131.85－157.6992.35157.6933.8833.88活荷载②5－13.21－10.0343.2540.1130.09－41.0618.8241.067.27.24－19.33－5.8140.5438.6331.57－36.8215.8936.827.27.23－19.33－5.8140.5438.6331.57－36.8215.8936.827.27.22－19.33－5.8140.5438.6331.57－36.8215.8936.827.27.21－18.67－5.7340.8338.7931.41－37.315.0337.37.27.2风荷载③5±5.15±1.10±2.96±1.08±1.08±7.450±7.45±6.21±6.214±17.39±2.73±11.92±3.91±3.91±22.750±22.75±18.96±18.963±30.18±5.13±19.39±6.61±6.61±36.930±36.93±30.74±30.742±48.07±6.69±34.79±11.05±11.05±58.890±58.89±49±491±69.06±9.75±49.56±15.81±15.81±80.090±80.09±66.74±66.74表6.2框架梁内力组合组合规则层次AB跨BC跨内力组合恒+活（①+②）5-56.0194.32183.14169.99127.61-173.7995.83173.7929294-100.464.49211.17201.01164.09-192.39108.15192.3941.0841.083-100.464.49211.17201.01164.09-192.39108.15192.3941.0841.082-100.464.49211.17201.01164.09-192.39108.15192.3941.0841.081-9764.49212.73201.84163.26-194.99107.38194.9941.0841.08恒+风（①+③）5-47.9585.39142.85130.9698.6-125.2877.01140.1828.0128.014-98.4661.41182.55166.29136.43-132.8292.26178.3252.8452.843-111.2563.81190.02168.99139.13-118.6492.26192.564.6264.622-129.1465.37205.42173.43143.57-96.6892.26214.4682.8882.881-147.3968.51221.46178.86147.66-77.692.35237.78100.62100.62恒+活+风【①+0.9（②+③）】5-59.32494.307181.479166.951125.573-176.38993.948176.38933.86933.8694-114.11866.366217.844200.666164.452-209.183106.561209.18357.42457.4243-125.62968.526224.567203.096166.882-221.945106.561221.94568.02668.0262-141.7369.93238.427207.092170.878-241.709106.561241.70984.4684.461-157.28772.692253.251212.19174.348-263.341105.877263.341100.426100.426表6.3框架柱内力计算结果荷载类型层次A柱B柱恒荷载①542.840.5331.56367.46398.126.967.455.46209.15239.81440.5340.5330.70777.08807.747.457.455.64469.95500.61340.5340.5330.701186.71217.367.457.455.64730.75761.41240.5342.2530.701596.321626.987.457.535.64991.551022.21136.0818.0415.732006.612046.566.543.272.851252.351292.3活荷载②513.219.668.6675.775.72.111.841.5054.5854.5849.669.667.32119.23119.231.841.841.3987.3487.3439.669.667.32162.76162.761.841.841.39120.1120.129.6610.077.32206.29206.291.841.861.39152.86152.8618.64.303.75249.98249.980.960.480.42185.62185.62风荷载③5±2.27±5.15±2.25±1.08±0.32±9.37±11.38±6.29±6.21±2.854±8.70±13.05±6.59±4.99±3.23±30.43±30.43±18.44±25.17±33.463±15.82±19.22±10.62±11.6±5.87±49.01±49.01±29.70±55.91±60.822±23.81±23.81±14.43±22.65±9.44±66.54±66.54±40.33±104.91±98.041±75.07±40.22±26.81±38.46±26.25±110.13±89.49±46.47±171.65±202.78表6.4框架柱内力组合组合规则层次A柱B柱内力组合恒+活(①+②)556.0150.1940.22443.16473.829.079.296.96263.73294.39450.1950.1938.02896.31926.979.299.297.03557.29587.95350.1950.1938.021349.461380.129.299.297.03850.85881.51250.1952.3238.021802.611833.279.299.397.031144.411175.07144.6822.3419.482256.592296.547.53.753.271437.971477.92恒+风（①+③）545.0745.6833.81368.54398.4416.3318.8311.75215.36242.66449.2353.5837.29782.07810.9737.8837.8824.08495.12534.07356.3559.7541.321198.31223.2356.4656.4635.34786.66822.23264.3466.0645.131618.971636.4273.9974.0745.971096.461120.251111.1558.2642.542045.072072.81116.6792.7649.3214241495.08恒+活+风【①+0.9（②+③）】556.73253.85941.379436.562466.53817.29219.34812.471263.861291.497457.05460.96943.219888.878917.95436.49336.49323.487571.209609.33363.46266.52246.8461343.6241369.12753.21553.21533.621889.159924.238270.65372.74250.2751802.3661821.13768.99269.0943.1881223.5431248.021111.38358.10843.2342266.2062295.167106.52184.24345.0511573.8931641.86注：表中M以左侧受拉为正，单位为kN·m，N以受压为正，单位为kN。7截面设计根据横粱控制截面内力设计值，利用受弯构件正截面承载力和斜截面承载力计算公式，算出所需纵筋及箍筋并进行配筋。基本数据：混凝土（C30，）；钢筋HRB400（）；HRB400（）；。7.1框架梁的配筋计算（仅以五层梁为例说明计算过程）①正截面受弯承载力计算五层（梁AB）：由梁的内力组合表可知，2层中跨梁的右支座处弯矩最大，M=238.427。首先以顶层左边跨梁为例，进行正截面受弯承载力计算。当梁下部受拉时，按T形截面设计；当梁上部受拉时，按矩形截面设计。（a）T形梁翼缘计算宽度的确定：按计算跨度考虑按梁净距按翼缘高度因为，故翼缘宽度不受此项限制，取前两者中的较小值。所以，。（b）计算类型的判定：，则属于第一类T型截面。（c）配筋计算：梁的截面尺寸为300mm×800mm，跨中截面弯矩M=94.307。下部实配222()，上部按构造要求配筋，实配218()。梁AB和梁BC各截面受弯承载力配筋计算见表7.1。表7.1框架梁正截面强度计算截面AAB跨B左B右BC跨M()157.28794.307212.19263.341108.150.00760.00450.01030.01280.0053574340778966400600480600600480配筋225225225225225实配面积981981981981981（％）0.410.410.410.410.41注：②斜截面受弯承载力计算以底层梁为例，来进行斜截面受剪承载力计算。整品框架梁的最大固端剪力为：。（a）验算截面尺寸：跨高比:，属一般梁。因混凝土强度等级小于C50，取。，截面符合条件。（b）验算是否需要计算配置箍筋：，故应按构造要求配箍，则箍筋为：8@350。框架梁（底层）斜截面受剪承载力配筋计算见表7.2。表7.2框架梁斜截面强度计算截面支座A支座B左支座B右212.19100.62100.426300×760300×760300×760815.1815.1815.1———加密区实配箍筋28@35028@35028@350加密区长度900900900截面支座A支座B左支座B右实配———非加密区实配箍筋210@350210@35028@150———0.0950.0950.09527.2框架柱的配筋计算①框架柱截面设计轴压比验算(B轴柱)底层柱:轴压比:则B轴柱满足要求。a.正截面受弯承载力计算柱的同一截面分别承受正反弯矩,故采用对称配筋B轴柱:一层:从柱的内力组合表可见,,为大偏心;选用M大N小的组合,最不利组合为:柱计算长度因为,所以按照构造配筋，柱一侧的最小配筋率则每侧实配418，另两侧配构造筋218,垂直于弯矩作用平面的受压载力按轴心受压计算。b.斜截面受剪承载力计算B轴柱:一层:最不利内力组合:4加密区箍筋最大间距,箍筋最小直径为8mm,所以加密区取复式箍48@100。柱上端加密区的长度取，取700mm，柱根取1400mm。非加密区取48@200其余层：最不组合内力组合因为4加密区箍筋最大间距,箍筋最小直径为8mm,所以加密区取复式箍48@100。柱上端加密区的长度取，取600mm，柱根取1200mm非加密区取48@2008楼梯设计8.1楼梯概况本工程楼梯为现浇整体板式楼梯，踏步尺寸150mm×300mm，层高3300mm；采用混凝土强度等级C30，板采用HRB400级，梁纵筋采用HRB400级钢筋；楼梯上均布活荷载标准值q=3.5kN/m2。8.2楼梯板设计（1）梯段板数据：板水平计算跨度：ln=3.0m，板倾斜角：tgα=150/300=0.5；α=26.6°；cosα=0.894；取1m宽板带计算。确定板厚：板厚要求h=ln/30~ln/25=3000/30～3000/25=100～120=(100~120)mm，取板厚h=120mm。（2）荷载计算：1)恒载：20厚花岗石楼面(0.3+0.15)×0.02×15.4/0.3=0.5kN/m20厚水泥砂浆找平层(0.3+0.15)×0.02×20/0.3=0.6kN/m三角形踏步重1/2×0.3×0.15×25/0.3=1.88kN/m混凝土斜板0.12×25/0.894=3.36kN/m板底抹灰0.02×17/0.894=0.38kN/m恒荷载标准值6.72kN/m恒荷载设计值1.2×6.72=8.06kN/m；2)活荷载：活荷载标准值=3.5kN/m活荷载设计值=1.4×3.5=4.9kN/m；3)荷载总计：g＋q=8.06+4.9=12.96kN/m；（3）内力计算：跨中弯矩=1/10（g＋q）l2n=1/10×12.96×3.02=11.66kN/m；（4）配筋计算：板保护层厚度20mm，有效高度ho=120-20=100mm，=11.66×106/（1.0×14.3×1000×1002）=0.082，，，=11.66×106/（0.957×360×100）=338.4mm2，选配8@150(1000/150=6.7，取7根/m)，实配As=335mm2；另每级踏步下配一根8分布筋。8.3平台板计算（1）确定板厚：取平台板厚为80mm；取1m宽板带计算。（2）荷载计算：1)恒载：20厚花岗石楼面0.02×15.4=0.3kN/m20厚水泥砂浆找平层0.02×20=0.4kN/m平台板0.08×25=2.0kN/m板底抹灰0.02×17=0.34kN/m恒荷载标准值3.04kN/m恒荷载设计值1.2×3.04=3.65kN/m；2)活荷载：活荷载标准值=3.5kN/m，活荷载设计值=1.4×3.5=4.9kN/m；3)荷载总计：g＋q=3.65+4.9=8.55kN/m；（3）内力计算：跨中弯矩=1/10×（g＋q）l2n=1/10×8.55×1.82=2.77kN/m；（4）配筋计算：板保护层厚度20mm，有效高度ho=80-20=60mm，=2.77×106/（1.0×14.3×1000×602）=0.054，，，=2.77×106/（0.97×360×60）=132mm2，选配8@250(1000/250=4,取4根/m)，实有As=205mm2。8.4平台梁设计（1）平台梁截面：b×h=250mm×450mm；跨度l0=3.6m；又lo=1.05×(3.6-0.2)=3.57m；取较小值3.57m。（2）荷载计算：梯段板传来11.56×3.0/2=17.34kN/m平台板传来7.15×(1.8/2)=6.44kN/m梁自重(除板部分)1.2×0.25×(0.45-0.08)×25=2.78kN/m梁粉刷1.2×0.02×(0.25+0.45×2-0.08×2)×17=0.404kN/m荷载设计值P=