天元快捷酒店设计 毕业设计计算书.doc

湖南农业大学东方科技学院 全日制普通本科生毕业设计 天元快捷酒店 tianyuan design of fasthotel 学生姓名： 学 号：201041927323 年级专业及班级：2010 级土木工程（3）班 指导老师及职称： 学 部：理工学部 湖南长沙 提交日期：20 年 月 湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生 毕业设计诚信声明 本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计是本人在指导老师的指导下， 进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注 明引用的内容外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的 作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确 的说明并表示了谢意。同时，本设计的著作权由本人与湖南农业大学东 方科技学院、指导教师共同拥有。本人完全意识到本声明的法律结果由 本人承担。 毕业设计作者签名： 年 月 日 目 录 1 前言 6 2 建筑设计说明 .6 2.1 平面设计 .7 2.2 剖面设计 .7 2.3 立面设计 .7 2.4 构造和建筑设计措施 8 2.4.1 墙体 8 2.4.2 基础 8 2.4.3 楼地层 8 2.4.4 屋顶 9 3 结构设计说明 .9 3.1 工程概况： .9 3.2 设计主要依据和资料 9 3.3 主体工程设计 .9 3.4 结构设计方案及布置 9 3.4.1 构件初估 .10 3.4.2 基本假定与计算简图 .10 3.4.3 荷载计算 .10 3.4.4 侧移计算及控制 .10 3.4.5 内力计算及组合 .10 3.4.6 构件及节点设计 .11 3.4.7 基础设计 .11 3.5 施工材料 11 3.6 施工要求及其他设计说明 11 4 结构计算书 .12 4.1 结构选型 .12 4.2 基本资料 12 4.3 结构布置及计算简图 12 4.3.1 结构布置 .12 4.3.2 重力荷载计算 13 4.4 框架侧移刚度计算 15 4.5 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 .17 4.5.1 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 17 4.5.2 横向自振周期计算 17 4.5.3 水平地震作用及楼层地震剪力计算 17 4.5.4 水平地震作用下的位移验算 18 4.5.5 水平地震作用下框架内力计算 19 4.5.6 横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算 20 4.5.7 风荷载标准值 20 4.5.8 风荷载内力计算： 20 4.6 竖向荷载作用下框架结构的内力计算 21 4.6.1 荷载计算 .21 4.6.2 内力计算 .21 4.6.3 结构抗震等级 23 4.6.4 框架梁内力组合 23 4.6.5 框架柱内力组合 23 4.7 框架截面设计 30 4.7.1 承载力抗力调整系数 re30 4.7.2 框架粱配筋： 30 4.7.3 梁的斜截面强度计算 31 4.7.4 柱截面设计 32 4.7.5 剪跨比和轴压比验算 32 4.7.6 正截面承载力的验算 33 4.7.7 斜截面受剪承载力计算 36 4.8 楼梯计算 42 4.8.1 楼梯板计算： 42 4.8.2 荷载计算 .42 4.8.3 截面设计 .43 4.8.4 平台板设计 .43 4.8.5 荷载计算 .43 4.8.6 截面设计 .44 4.8.7 平台梁设计 .44 4.8.8 荷载计算 .45 4.9 基础设计 46 4.9.1 材料 .46 4.9.2 基础承载力计算 46 4.9.3 基础计算结果 48 4.9.4 基础底板配筋 52 4.9.5 计算基础截面处的弯矩 52 4.9.6 底板配筋 .53 5 结论 53 参考文献 54 致 谢 55 天元快捷酒店设计 摘 要：本设计的主要内容包括快捷酒店的建筑方案设计和结构计算。其中结构 设计计算是重点。采用手算进行空间结构计算分析，并采用一榀框架计算框架进行计 算。其计算内容主要有：竖向荷载和风荷载、水平地震作用计算，各种荷载作用下框 架内力分析及水平荷载作用下框架侧移验算，内力组合及框架梁、框架柱配工程筋计 算，楼板配筋计算，楼梯和基础设计计算等。 关键词：钢筋混凝土框架结构；内力组合；配筋计算；柱下独立基础 tianyuan design of fasthotel author: yu xiang-tian tutor : zhang xiao-jun (oriental science technology college of hunan agricultural university, changsha 410128) abstract: this article will be to design of the hotel building, and to give corresponding i nstructions for design, detailing the structure arrangement of the hotel building, under the terms o f the architectural design and the relevant specification given reasonable column grid map; in con sideration of the structure in a variety of dead load and live load, wind load and earthquake load under the action of the situation, after a detailed analysis of the structure under wind load and e arthquake load of various performance of horizontal and vertical, concrete calculation of beams a nd columns of the structure of the bending moment, axial force, shearing force, and the correspo nding internal force combination, and thus the framework of reinforcement section, finally comple ted the relevant calculation of precast pile foundation under column. to more fully completed the design of the hotel building. key words: reinforced concrete frame structure; internal force combination; reinforcement calc ulation; independent foundation under column 1 前言 土木工程专业的毕业设计是综合性和实践性极强的最后一个教学环节，是理论与 实际相结合的训练阶段；是我们学生运用所学的基础理论、专业知识和基本技能进行 建筑、结构、施工设计的重要实践过程，涉及综合运用建筑、结构、施工和相关学科 的基础知识。毕业设计的时间较短，我们土木工程专业的学生本次毕业设计仅需完成 该工程主体建筑某市四层综合酒店大楼的建筑及结构设计施工图，侧重于结构计 算，包括类场地土 8近震的抗震设防，考虑结构的抗震设计。在设计中，一方面 要把所学的知识运用到设计、施工中去，熟悉国家有关规范、条例和规程并知道如何 去查找规范里的相关条文；另一方面，由于现代化建筑一般都具有密度大、高度高、 功能多、设备复杂、装修豪华、防火要求和管理自动化水平高等特点，需要各工种交 叉配合。因此，通过这次毕业设计，扩大学生非本专业知识面也是十分重要的。由于 毕业设计是一种初步的尝试，涉及专业比较多，加上条件和水平所限，不可避免地存 在疏漏与错误，敬请工程技术学院资深专家、教师批评指正。 2 建筑设计说明 本方案采用框架结构，框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式，横梁 和立柱通过节点连成一体，形成承重结构，将荷载传至基础。其特点是承重系统与非 承重系统有明确的分工，支承建筑空间的骨架与梁，柱是承重系统，而分割室内外空 间的围护结构和轻质隔墙是不承重的，这种结构形式强度高、整体性好、刚度大、抗 震性好、开窗自由。 框架结构是多层、高层建筑的一种主要结构形式。这种结构体系的优点是建筑平 面布置灵活，能获得较大的使用空间，建筑立面容易处理，可以适应不同的房屋造型。 同时，在结构性能方面，框架结构属于柔性结构，自振周期较长，地震反应较小，经 过合理的结构设计可以具有较好的延性性能。框架结构是由梁、柱、节点及基础组成 的结构形式，横梁和柱，通过节点连为一体，形成承重结构，将荷载传至基础，整个 房屋全部采用这种结构形式的称为框架结构或纯（全）框架结构，框架可以是等跨或 不等跨的，也可以是层高相同或不完全相同的，有时因工艺和使用要求，也可能在某 层抽柱或某跨抽梁，形成缺梁、缺柱的框架。 建筑物是社会物质和文化财富，它在满足使用要求的同时，还需要考虑人们对建 筑物在美观方面的要求，本方案采用非对称方式，其主体四层，局部三层，房间对比 明显，错落有秩又给人不呆板的感觉。 2.1 平面设计 首先应是底层的设计，初步拟定柱的截面尺寸为 500500，横梁的截面尺寸为 300600，纵梁截面尺寸为 300500，在设计中，考虑到多层综合楼的多项功能集一 体，设计中把它主要功能分区，即综合酒店区和客房区分开，各个区进行人员分流以 及满足防火要求，各自有单独出入口，并形成对称布置。 2.2 剖面设计 建筑剖面图是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的组合关系，剖面设计主要表现 为建筑物内部结构构造关系，以及建筑高度、层高、建筑空间的组合与利用。它和房 屋的使用、造价和节约用地有着密切关系，也反映了建筑标准的一个方面。其中一些 问题需要平、剖面结合在一起研究，才具体确定下来。 本工程为某市酒店综合大楼，除底层外层高均为 3.3m。垂直交通采用楼梯，并设 计有电梯，因为考虑到酒店人流、物流量较大。门的高度根据人体尺寸来确定，窗高 要满足通风采光要求。 2.3 立面设计 立面设计是为了满足使用功能和美化环境的需要而进行的。同时，还可起到改善 环境条件、保护结构和装饰美化建筑物的作用。并且要考虑它的耐久性、经济性；正 确处理与施工技术的关系。 建筑立面可以看成是由许多构部件所组成：它们有墙体、梁柱、墙墩等构成房屋 的结构构件，有门窗、阳台、外廊等和内部使用空间直接连通的部件，以及台基、勒 脚、檐口等主要起到保护外墙作用的组成部分。恰当地确定立面中这些组成部分和构 部件的比例和尺度，运用节奏韵律、虚实对比等规律，设计出体型完整、形式与内容 统一的建筑立面，是立面设计的主要任务。 建筑立面设计的步骤，通常根据初步确定的房屋内部空间组合的平剖面关系，例 如房屋的大小、高低、门窗位置，构部件的排列方式等，描绘出房屋各个立面的基本 轮廓，作为进一步调整统一，进行立面设计的基础。设计时首先应该推敲立面各部分 总的比例关系，考虑建筑整体的几个立面之间的统一，相邻立面间的连接和协调，然 后着重分析各个立面上墙面的处理，门窗的调整安排，最后对入口门廊、建筑装饰等 进一步作重点及细部处理。 完整的立面设计，并不只是美观问题，它和平、剖面的设计一样，同样也有使用 要求、结构构造等功能和技术方面的问题，但是从房屋的平、立、剖面来看，立面设 计中涉及的造型和构图问题，通常较为突出。 2.4 构造和建筑设计措施 建筑不仅要满足人们生产、生活等物质功能的要求，而且要满足人们精神文化方 面的要求。为此，不仅要赋予现实用属性，同时，也要赋予它美观的属性。建筑的美 观主要是通过内部空间及外部造型的艺术处理体现，同时，涉及到建筑的群体空间布 局，而其中建筑物的外观形象经常地，广泛地被人们所接触，对人的精神感受上产生 的影响尤为深刻。建筑体型和立面设计是整个建筑设计的重要组成部分，要满足使用 功能，物质技术条件，环境条件及社会经济条件等要求。 2.4.1 墙体 墙 体 按 所 处 位 置 分 为 外 墙 ， 按 布 置 方 向 又 可 以 分 为 纵 横 墙 ， 按 受 力 方 式 分 为 承 重 墙 和 非 承 重 墙 。 墙 体 应 该 满 足 刚 度 要 求 及 抗 震 要 求 。 为 满 足 抗 震 要 求 ， 应 设 置 贯 通 的 圈 梁 和 钢 筋 混 凝 土 构 造 柱 ， 使 其 具 有 一 定 的 延 伸 性 ， 减 缓 墙 体 的 酥 碎 现 象 产 生 。 墙 脚 和 勒 脚 受 到 土 壤 中 水 分 的 侵 蚀 ， 致 使 墙 身 受 潮 ， 墙 面 层 脱 落 ， 影 响 卫 生 环 境 ， 应 做 好 防 潮 工 作 。 门 窗 过 梁 用 来 支 承 门 窗 洞 口 上 墙 体 的 荷 载 ， 承 重 墙 上 的 过 梁 还 要 支 承 楼 板 荷 等 ， 是 承 重 构 件 ， 本 工 程 采 用 钢 筋 混 凝 土 过 梁 ， 外 墙 为 240mm 厚 水 泥 炉 渣 空 心 砌 块 ， 内 墙 为 240mm 厚 轻 质 条 型 墙 板 。 2.4.2 基础 基础是建筑面地以下的承重构件，是建筑的下部结构，它承受建筑物上部结构传 下来的全部荷载，并把这些有过连同本身的重量一起传到地基上。本工程采用柱下预 制桩基础。 2.4.3 楼地层 楼地层包括楼板层和地坪层，是水平方向分隔空间的承重构件，楼板层分隔上下 楼层空间，地坪层分隔大地与底层空间，楼板层由面层、楼板、顶棚三部分组成，必 须满足足够的强度和刚度；隔声、防火、建筑经济等要求，本工程采用现浇钢筋混凝 土楼板，该楼板具有强度高、防火性好、耐久等优点，应用广泛。楼地面采用水磨石 地面，该种地板有良好的耐磨性，耐久性、防火防潮性，并具有质地美观、表面光洁， 下起尘，易清洁等优点。 2.4.4 屋顶 屋 顶 按 其 外 形 一 般 分 为 平 屋 顶 、 坡 屋 顶 、 其 它 形 式 的 屋 顶 。 本 工 程 采 用 平 屋 顶 ， 其 排 水 坡 度 小 于 5%， 最 常 用 的 排 水 坡 度 为 2%-3%， 本 工 程 采 用 3%的 排 水 坡 度 。 屋 顶 设 计 满 足 功 能 、 结 构 、 建 筑 艺 术 三 方 面 要 求 ， 屋 顶 也 是 建 筑 的 围 护 结 构 ， 应 抵 御 自 然 界 各 种 环 境 因 素 对 建 筑 物 的 不 利 影 响 。 屋 顶 承 受 风 、 雨 、 雪 等 荷 重 及 其 自 身 荷 重 ， 因 此 ， 屋 顶 也 是 房 屋 的 承 重 构 件 ， 应 有 足 够 的 强 度 和 刚 度 ， 以 保 证 房 屋 的 结 构 安 全 ， 并 防 止 因 过 大 的 结 构 变 形 引 起 的 防 水 原 开 裂 、 漏 水 ， 本 工 程 采 用 女 儿 墙 外 排 水 。 3 结构设计说明 3.1 工程概况： 我们本次设计课题是一幢某市四层综合酒店大楼，四层框架结构，抗震设计烈度 为 8 度、近震。地基按类场地土。建筑物底层层高为 3.6m，其它层为 3.3m， 柱、梁、板均为现浇结构。 3.2 设计主要依据和资料 本工程采用框架结构体系，框架抗震等级为二级。本工程耐火等级为二级，其建 筑构件的耐火极限及燃烧性能均按民用建筑设计规范（gbji0i8-7）执行.全部图纸尺 寸除标高以米为单位外均以毫米为单位。本工程结构图中所注标高均为结构标高。 3.3 主体工程设计 1.全部单向板底筋短向放置在底层,长向放置在短向筋上. 2.框架柱与砖墙连接均需间隔500高、在柱内预埋并向外伸出长度不小于1000的 26的钢筋与砌体相连接。 3.主体工程内预留洞、预埋件与其他相关专业配合施工，严禁在结构构件上事后 凿洞。凡柱、板、梁及混凝土墙上开洞满足相关规范要求。 4.凡建筑图中未设墙处今后需加隔墙时，只允许加轻质隔墙。 5.框架梁上下立筋除图中注明外均不宜有接头，不可避免时，必须采用焊接接头， 同一截面内钢筋的接头面积不多于钢筋总面积的50%. 3.4 结构设计方案及布置 该建筑为综合酒店大楼，采用框架结构，建筑平面布置灵活，有较大空间。 该 工程采用全现浇结构体系，混凝土强度等级为 c30，结构平面布置见 js-03。 3.4.1 构件初估 1.柱截面尺寸的确定 由于本框架结构荷载较小， 可取 1.1。设防烈度 8 度、小于等于 30 m 高的框架 结构抗震等级为二级,因此 取 0.9。选定柱截面尺寸为 500 mm500mm 2.梁尺寸确定 框 架 梁 截 面 高 度 取 梁 跨 度 的 l/8l/12。 该 工 程 框 架 为 纵 横 向 承 重 ， 根 据 梁 跨 度 可 初 步 确 定 横 向 框 架 梁 300mm600mm， 纵 向 框 架 梁 300mm500mm 3.楼板厚度 楼板为现浇双向板，根据经验板厚取 100mm。 3.4.2 基本假定与计算简图 （1）平面结构假定：该工程平面为正交布置，可认为每一方向的水平力只由该 方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力。 （2）由于结构体型规整，布置均匀，结构在水平荷载作用下不计扭转影响。 3.4.3 荷载计算 高层建筑水平力是起控制作用的荷载，包括地震作用以及风力作用。本建筑高度 小于 60m，且风荷载不大，故可不算风荷载。地震作用计算方法按建筑结构抗震设 计规范进行，对高度不超过 40m 以剪切为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结 构，可采用底部剪力法。 竖向荷载主要是结构自重（恒载）和使用荷载（活载） 。结构自重可由构件截面 尺寸直接计算，建筑材料单位体积重量按荷载规范取值。使用荷载（活荷载）按荷载 规范取值，楼面活荷载折减系数按荷载规范取用。 3.4.4 侧移计算及控制 当一般装修标准时，框架结构在地震作用下层间位移和层高之比、顶点位移与总 高之比分别为 1：650，1：700。 3.4.5 内力计算及组合 1竖向荷载下的内力计算 竖向荷载下内力计算首先根据楼盖的结构平面布置，将竖向荷载传递给每榀框架。 框架结构在竖向荷载下的内力分层法；连梁考虑塑性内力重分布而进行调幅，按固端 弯矩进行计算。 2水平荷载下的计算 水平力首先在框架分配，然后将分得的份额按各榀框架的剪切刚度进行再分配。 最后计算单榀框架。 3. 内力组合 （1）荷载组合。由于不考虑风荷载影响，荷载组合简化如下： 1）1.2恒1.4活。 2）1.2重力荷载代表值1.3水平地震作用。 （2）控制截面及不利内力。框架梁柱应进行组合的层一般为顶上二层，底层，混 凝土强度、截面尺寸有改变层及体系反弯点所在层。 框架梁控制截面及不利内力为：支座截面，m max，v max，跨中截面，m max。 框架柱控制截面为每层上、下截面，每截面组合：mmax 及相应的 n、v，n max 及相应 m、v，n min及相应 m、v。 3.4.6 构件及节点设计 构件设计包括框架梁、柱、板的配筋计算。 3.4.7 基础设计 根据上部结构、工程地质、施工等因素，优先选用预制桩基础。 3.5 施工材料 1.本工程中所采用的钢筋箍筋为级钢，fy=210n/m,主筋为级钢， fy=300n/m。 2.柱梁钢筋混凝土保护层为30mm,板为15mm。 3.钢筋的锚固和搭接按国家现行规范执行。 4.本工程所有混凝土强度等级均为c30。 5.墙体外墙及疏散楼梯间采用240厚多孔空心砖，其余内墙采用200厚多孔空心砖， 后封设备管道及夹墙采用80厚石膏砌块。 6.当门窗洞宽1000mm时,应采用钢筋砖过梁,两端伸入支座370mm并弯直钩;门窗 洞宽1000mm时,设置钢筋混凝土过梁。 3.6 施工要求及其他设计说明 本工程上部楼板设计时未考虑较大施工堆载（均布） ，当外荷载达到3.0kn/m 时，应采取可靠措施予以保护。 2. 本工程女儿墙压顶圈梁为240mm120mm，内配48，6250，构造柱为 240mm240mm，内配410，6250，间隔不大于2000mm。 3. 施工缝接缝应认真处理，在混凝土浇筑前必须清除杂物，洗净湿润，再刷2度 纯水泥浆，再用高一级的水泥沙浆接头，最后浇筑混凝土。 4未详尽说明处，按相关规范执行。 4 结构计算书 4.1 结构选型 采用钢筋混凝土框架结构 (1)屋面、楼面结构：现浇钢筋混凝土屋面板，按上人屋面的使用荷载取用； (2)楼梯结构：采用板式楼梯； (3)排水采用檐沟内排水，沟内垫坡。 (4)基础：采用柱下预制桩基础。 4.2 基本资料： (1)设计标高：室内设计标高0.000，室内外高差 600。 (2)墙身做法：墙身为加气混凝土砌块。内外墙均厚 240mm，用 m5 混合砂浆砌筑， 内粉刷为混合砂浆底，纸筋灰面，厚 15mm， “803”内墙涂料两度，外粉刷为 1：3 水 泥砂浆底，厚 15mm, 5 厚 1：1 水泥砂浆粘结层，水刷石墙面。 (3)楼面做法：见建施 01 号图 (4)屋面做法：40 厚 c30uea 补偿收缩混凝土防水层，表面压光，混凝土内配 4 钢筋双向间距 15010 厚黄砂隔离层 20 厚 1：2.5 水泥沙浆找平层 20 厚（最薄处） 1：8 水泥珍珠岩找 2%坡现浇钢筋混凝土屋面板，板面清扫干净 (5)门窗做法：采用木门，铝合金窗。门厅处门为玻璃木门。 (6)工程地质资料：持力层为湿陷性黄土，地基承载力特征值为 227.9kpa； (7)基本风压 0.35kn/m2，雪压 0.2kn/m2。 (8)抗震 8 度设防（近震） (9)活荷载标准值：，屋面活荷载为 2.0kn/m2，楼面活荷载 2.0 kn/m2 根据这些资料和设计的平面图和结构布置，该工程选取第 10 榀框架作为计算单 元，并据此来进行框架计算。 4.3 结构布置及计算简图 4.3.1 结构布置 根据该房屋的使用功能及建筑设计的需求，进行了建筑平面、立面及剖面的设计， 其各层建筑平面、剖面示意图见建筑设计图，主体结构 4 层，底层层高为 3.6m，其它 层为 3.3m。 填充墙采用 240 mm 厚的粘土空心砖砌筑，门为木门，窗为铝合金窗，门窗洞口 尺寸见门窗表。 楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取 100 mm，梁载面高度按梁跨 度的 1/121/8 估算，由此估算的梁载面尺寸见表 1，混凝土强度等级取 c30（f c=14.3n/mm2，f t=1.43n/mm2） 表 1 梁截面尺寸 table1 the size of beam section 层次 横梁（b h）纵梁（b h） 1 300 600 300 500 2-4 300 600 300 500 柱载面尺寸可根据式 n=fg en ， acn/ nfc估算，查表 2 得该框架结构在 30m 以下，抗震等级为二级，其轴压比值 n=0.8 表 2 框架结构 table2 frame structure 烈 度结构类型 6 7 8 9 高度/m 30 30 30 30 30 30 25 框架 四 三 三 二 二 一 一 框架结构 剧场、体育等 三 二 一 一 表 3 柱轴压比限值 n table3 compression ratio of column shaft 结构类型 抗 震 等 级 一 二 三 框架结构 0.7 0.8 0.9 取柱的截面为正方形，设计柱截面尺寸取值统一取 500 500 mm2 基础选用预制桩基础，基础埋深取 2m，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁 轴线取至板顶，2-4 层柱高度即为层高 3.3m，底层柱高度从基础顶面取至一层板顶， 即 h1=3.6+0.6+2=6.2m 4.3.2 重力荷载计算 （1）屋面及楼面的永久荷载标准值 屋面（上人）： 30 厘细石混凝土保护层 220.3=0.66kn/m 2 三毡四油防水层 0.4 kn/m2 20 厚水泥砂浆找平层 200.02=0.4 kn/m 2 150 层水泥蛭石保海层 50.15=0.75kn/m 2 100 厚钢筋砼板 250.1=2.5kn/m 2 合 计 4.71kn/m2 1-4 层楼面 水磨石地面(10mm 面层,20mm 水泥砂浆打底) 0.65 kn/m 2 100 厚钢筋砼板 250.1=2.5 kn/m 2 合 计 3.15 kn/m 2 （2）屋面及楼面可承荷载标准值 上人屋面均布活载标准值 2.0 kn/m 2 楼面活荷载标准值 2.0kn/m 2 玻璃屋顶荷载标准值 0.35 kn/m 2 屋面雪荷载标准值 sk =rs0=1.0 0.2=0.2kn/m2 式中 r 为屋面积雪分布系数，取 r=1.0 （3）梁柱墙窗门重力荷载计算 梁柱可根据载面尺寸，材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力，荷载对墙、 门窗等可计算出单位面积上的重力荷载，具体计算结果见表 4 墙体为 240mm，厚粘土空心砖，外墙为水刷石墙面（0.5 kn/m2） ，内墙面为 20mm 厚抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为 0.5+15 0.24+17 0.02=4.44kn/m2， 内墙为 240mm 厚粘土空心砖，两侧均为 20mm 厚抹灰，则内墙单位面积重力荷载 为 15 0.24+17 0.02 2=4.28 kn/m2， 木门单位面积重力荷载为 0.2 kn/m2，铝合金窗单位面积重力荷载取 0.4 kn/m2， 木框玻璃门单位面积重力荷载为 0.3kn/m2，钢铁门单位面积重力荷载为 0.45kn/m2 。 表 4 梁、柱重力荷载标准值 table4 gravity load standard value 层次 构件 b/m h/m /（kn/m 3 ） g/(kn/m) li/ m n gl/kn gi/kn 横梁 0.35 0.80 25 1.05 7.35 7.2 7 370.44 纵梁 0.30 0.40 25 1.05 3.15 3.6 12 136.08 1 柱 0.60 0.60 25 1.10 9.90 5.0 14 693.00 506.52 2-4 横梁 0.35 0.80 25 1.05 7.35 7.2 7 370.44 506.52 纵梁 0.30 0.40 25 1.05 3.15 3.6 12 136.08 柱 0.60 0.60 25 1.10 9.90 3.6 14 498.96 （4）墙重力荷载标准值 一层墙休重力荷载标准值计算底层墙体重力荷载标准值g 1可以先看作全是整块 的墙体计算出g 1墙再计算出所有的门窗及梁、楼面的重力荷载标准值，于是可以得 出g1=g 1纵墙+ g 1横墙- g 1窗- g 1门+ g 1梁+ g 1楼面 纵墙面积 s1=3.93.674=1038.96 m2 横墙面积 s2=8.253.629=623.7m2 窗面积 s3=1.8328=151.2 m2 门面积 s4=1.82.13+0.92.126=52.48 m2 梁面积 s5=0.30.63.974+0.30.57.221=74.628 m2 楼面面积 s6=7.23.940=1132.2 m2 g 1=g 1纵墙+ g 1横墙- g 1窗- g 1门+ g 1梁+ g 1楼面 =1038.964.44+623.74.28-151.24.05-52.487.35 +(1132.2+74.628)3.15=8620.14kn 同理 第二层g 2=9620.14 kn 第三层g 3=9620.14 kn 第四层g 4=5068.99 kn 4.4 框架侧移刚度计算 横梁线刚度 ib计算过程见下表 5 线刚度 ic计算见表 6 表 5 横梁线刚度 ib计算表 table5 the beam line stiffness 层次 ec /(n/mm2) bh /mm2 io /mm4 l /mm ecio/l (n .mm) 1.5ecio/l (n .mm) 2ecio/l (n .mm) 1-4 3.0104 350800 1.491010 7800 5.731010 8.61010 11.461010 表 6 线刚度 ic计算表 table6 linear stiffness 层次 hc/mm ec/(n/mm2) bh/mm2 ic/mm4 ecic/hc/(n.mm) 1 5000 3.0*104 600*600 1.08*1010 6.48*1010 2-4 3600 3.0*104 600*600 1.08*1010 9.0*1010 柱的侧移刚度按式 d= c 计算，式中系数 c为柱侧移刚度修正系数，根据梁21hi 柱线刚度比 的不同，由相关表可查表 7、8k 表 7 中框架柱侧移刚度 d 值 table7 in the framework of the lateral stiffness of column 层次 c di d i 1 0.354 0.363 11291 112910 2-4 0.225 0.113 9417 94170 表 8 边框架柱侧移刚度 d 值 table8 the lateral stiffness of frame column 层次 k c di d i 1 0.177 0.311 9673 38692 2-4 0.127 0.060 5000 20000 把上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即得框架各层间侧移刚度d i见表 9： 表 9 横向框架侧移刚度（n/mm） table9 the transverse frame lateral stiffness 层次 1 2 3 4 d i 151602 114170 114170 114170 由上表d 1/d 2=151602/114170=1.3280.7 故该框架为规则框架 4.5 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 4.5.1 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 4.5.2 横向自振周期计算 按式 t1=1.7 计算基本周期 t1，其中 t的量纲为 mt 取 =0.7 则 t1=1.70.7 =0.71s359.0 4.5.3 水平地震作用及楼层地震剪力计算 本工程中结构不超过 40m 质量和刚度沿度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故 可用底部剪力法计算水平地震作用，结构总水平地震作用标准值按式 fek= 1gep计算,即 gep=0.85d 1 1=（ ） 0.9 maxtg fek= 1gep 因 1.4tg=1.40.45=0.63s1.4 tg t11.4t g 0.35 0.08 t1 +0.07 5ol 故应考虑偏心矩增大系数 =1nafc.0 =0.511.96002 /744.51103 =2.88 1.0 取 1=1.0 /h =4.41103/600=7.35 3 (取 )ocvm32.10.590.3 其中 取较大的柱下端值，且 不应考虑 ，故 为将表中的c cv、 recm 值除以 0.8， 为表中查的除以 0.85。与 相应的轴力 kn 0.3 = =1285.20 kn1374.5nbhfc230.31960/ 取 =1285.20kn oyvtresvhfnva5 = 0 3 31.050.854.2760.6128. 该层柱按构造配置箍筋。 柱端加密区的箍筋选用 410100 有表 31 可得一层柱的轴压比 n = 0.344，查的 =0.105，则最小体积配箍率v = = = 0.595 %minvyvcf/0.15.9/20 sav0.5960.4918coril 取 10， =78.5 ，s 114.9mmsv2m 根据构造要求，取加密箍筋为 410100，加密取位置及长度按规范要求确定。 非加密区还应该满足 s10d=220mm，故箍筋取 410200。 （b）标准层 f 柱 =67.50 knmtcm 对于二级抗震等级，柱弯矩计算值 =1.15205.57=256.96 knmbc 则框架柱剪力设计值 knm67.502.961.21108.53tbcnvh = 0.2 (满足要求)ocrebhf0.859 = 3 (取 )ocvm32.7102.9462.79 其中 取较大的柱下端值，且 不应考虑 ，故 为将表中的c cv、 recm 值除以 0.8， 为表中查的除以 0.85。与 相应的轴力 kn0.3 = =1285.20 kn92.67nbhfc230.31960/ 取 =992.67kn oyvtresvhfnva5 = 0 3 31.050.851. .2760.692.719 该层柱按构造配置箍筋。 柱端加密区的箍筋选用 48100 有表 31 可得一层柱的轴压比 n = 0.248，查的 =0.105，则最小体积配箍率v = = = 0.595 %minvyvcf/0.15.9/20 sav0.5960.4918coril 取 8， =50.3 ，s114.9mmsv2m 根据构造要求，取加密箍筋为 48100，加密取位置及长度按规范要求确定。 非加密区还应该满足 s10d=220mm，故箍筋取 48200。 （c）顶层 f 柱 =112.72 knmtcm 对于二级抗震等级，柱弯矩计算值 =1.15150.29=187.86 knmbc 则框架柱剪力设计值 knm12.78.61.210.93 tbcnvh = 0.2 (满足要求)ocrebhf0.85.90.6 = 3 (取 )ocvm31.2.70.3 其中 取较大的柱下端值，且 不应考虑 ，故 为将表中的c cv、 recm 值除以 0.8， 为表中查的除以 0.85。与 相应的轴力 kn0.3 = =1285.20 kn301.5nbhfc230.31960/ 取 =301.53 kn oyvtresvhfnva5 = 0 3 31.050.851.92760.61. 该层柱按构造配置箍筋。 柱端加密区的箍筋选用 48100 有表 31 可得一层柱的轴压比 n = 0.075，查的 =0.10，则最小体积配箍率v = = = 0.057 %minvyvcf/0.1.9/20 sav0.5760.418coril 取 8， =50.3 ，s114.9mmsv2m 根据构造要求，取加密箍筋为 48100，加密取位置及长度按规范要求确定。 非加密区还应该满足 s10d=220mm，故箍筋取 48200。 （d）底层 h 柱 =185.64 knmtcm 对于二级抗震等级，柱弯矩计算值 =1.15247.52=309.40 knmbc 则框架柱剪力设计值 knm185.6427.1.214.390tbcnvh = 0.2 (满足要求)ocrebhf 309. = 3 (取 )ocvm3247.5104.860.3 其中 取较大的柱下端值，且 不应考虑 ，故 为将表中的c cv、 recm 值除以 0.8， 为表中查的除以 0.85。与 相应的轴力 kn 0.3 = =1285.20 kn268.nbhfc230.31960/ 取 =1285.20kn oyvtresvhfnva5 = 0 3 31.050.8514.92760.6128. 该层柱按构造配置箍筋。 柱端加密区的箍筋选用 410100 有表 31 可得一层柱的轴压比 n = 0.567，查的 =0.105，则最小体积配箍率v = = = 0.595 %minvyvcf/0.15.9/20 sav0.5960.4918coril 取 10， =78.5 ，s114.9mmsv2m 根据构造要求，取加密箍筋为 410100，加密取位置及长度按规范要求确定。 非加密区还应该满足 s10d=220mm，故箍筋取 410200。 （e）标准层 h 柱 =108.91 knmtcm 对于二级抗震等级，柱弯矩计算值 =1.15145.21=181.51 knmbc 则框架柱剪力设计值 knm108.945.211.228.736tbcnvh = 0.2 (满足要求)ocrebhf0.854.7. = 3 (取 )ocvm31.20.6492.64 其中 取较大的柱下端值，且 不应考虑 ，故 为将表中的c cv、 recm 值除以 0.8， 为表中查的除以 0.85。与 相应的轴力 kn 0.3 = =1285.20 kn1497.3nbhfc230.31960/ 取 =1285.20 kn oyvtresvhfnva5 = 0 3 31.050.854.7.2760.6128.64 该层柱按构造配置箍筋。 柱端加密区的箍筋选用 48100 有表 31 可得一层柱的轴压比 n = 0.375，查的 =0.105，则最小体积配箍率v = = = 0.595 %minvyvcf/0.15.9/20 sa6.48oril 取 8， =50.3 ，s114.9mmsv2 根据构造要求，取加密箍筋为 48100，加密取位置及长度按规范要求确定。 非加密区还应该满足 s10d=220mm，故箍筋取 48200。 （f）顶层 h 柱 =100.94 knmtcm 对于二级抗震等级，柱弯矩计算值 =1.15134.59=168.24 knmbc 则框架柱剪力设计值 knm10.943.51.2278.16tbcnvh = 0.2 (满足要求)ocrebhf 30.857 = 3 (取 )ocvm314.902.862.83 其中 取较大的柱下端值，且 不应考虑 ，故 为将表中的c cv、 recm 值除以 0.8， 为表中查的除以 0.85。与 相应的轴力 kn0.3 = =1285.20 kn365.9nbhfc230.31960/ 取 =365.95 kn oyvtresvhfnva5 = 3 31.050.857. .2760.6.95108 0 该层柱按构造配置箍筋。 柱端加密区的箍筋选用 48100 有表 31 可得一层柱的轴压比 n = 0.092，查的 =0.10，则最小体积配箍率v = = = 0.057 %minvyvcf/0.1.9/20 sa576.48oril 取 8， =50.3 ，s114.9mmsv2 根据构造要求，取加密箍筋为 48100，加密取位置及长度按规范要求确定。 非加密区还应该满足 s10d=220mm，故箍筋取 48200。 各层柱箍筋计算结果见表 30 表 30 框架柱箍筋数量表 table30 stirrup frame column number table 实配箍筋 ( /%)v层次 vre /kn 0.2 0bhfc /kn n /kn /kafc3.0 n s sv /mm /yvcf % 加密 区 非加 密区 4 91.9 3 799.68 992.67 1285.00 0 0.595 48 100 (.075 ) 48 200 (.045 ) 柱 号 1 71.6 9 799.68 1374.5 3 1285.00 0 0.595 410 100 (0.95 ) 410 200 (0.65 ) 4.8 楼梯计算 楼梯 a（3.6m 层高即第二层至四层） 4.8.1 楼梯板计算： 板倾斜度 tg=150/300=0.50、cos=0.894 设板厚 h=120mm，约为板斜长的 1/30。 取 1m 宽板带计算 4.8.2 荷载计算 荷载分项系数 g=1.2 q=1.4 表 31 梯段板的荷载 table31 load step board 荷载种类 荷载标准值（kn/m） 水磨石面层 三角形踏步 斜 板 板 底 抹灰 （0.30+0.15）0.651/0.300.98 1/20.300.15251/0.301.88 0.12251/0.8943.36 0.02171/0.8940.38 恒 载 小 计 6.6 活荷载 2.0 基本组合的总荷载设计值 p6.61.22.01.410.72kn/m 4.8.3 截面设计 板水平计算跨度 l n3.6m 弯矩设计值 m pln2 10.723.6213.89knm81 h012020100mm s 0.145 20bfcm2 610.983 s 0.9211s as 707mm 20hfmy1029.83 6 选 10100mm a s785mm 2 分布筋 8，每级踏步下一根。 4.8.4 平台板设计 设平台板厚 h70mm，取 1m 宽板带计算。 4.8.5 荷载计算 表 32 平台板荷载 table32 plate load 荷载种类 荷载标准值（kn/m） 水磨石面层 70 厚混凝土板 板底抹灰 0.65 0.07251.75 0.02170.34 恒 载 小 计 2.74 活荷载 2.0 总荷载计算值 p1.22.741.42.06.09 kn/m 图 1 楼梯平面图 figure 1 stair floor plan 4.8.6 截面设计 板的计算跨度 l 0=2.40.120.12.18m