某综合办公楼的设计 毕业设计(论文).doc

1 毕业设计（论文） 课程名称： 某综合楼设计 姓 名： 学 号： 专 业： 土木工程 指导老师： 完成时间： 2012 年 6 月 9 日 目录 2 某综合办公楼的设计 .4 设 计 总 说 明 .4 第一篇 结构设计 6 1 结构设计技术条件 .6 1.1 工程概况 6 1.2 设计依据 6 1.3 荷载取值 7 1.4 结构总体布置 9 1.5 主要承重构件及墙体截面尺寸 9 1.6 基础 9 1.7 材料 9 1.8 结构计算原则和方法 .10 2 结构方案 11 2.1 结构体系 .11 2.2 结构布置 .11 2.3 计算简图 .12 3 框架侧移刚度计算 15 3.1 梁柱线刚度计算 .15 3.2 柱侧移刚度 d 值计算 .15 4 重力荷载计算 18 4.1 屋面及楼面的永久荷载标准值 .18 4.2 屋面及楼面可变荷载标准值 .18 4.3 梁、柱、墙、门、窗重力荷载计算 .19 4.4 重力荷载代表值计算 .20 5 横向水平地震作用下框架内力和侧移计算 23 5.1 横向自振周期计算 .23 5.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算 .24 5.3 水平地震作用下的位移验算 .25 5.4 水平地震作用下框架内力计算 .26 6 竖向荷载作用下框架结构的内力计算 32 6.1 计算单元 .32 6.2 荷载计算 .32 7 内力组合 51 7.1 组合原则 .51 7.2 框架梁内力组合 .52 7.3 框架柱内力组合 .56 8 截面设计 62 8.1 框架梁截面设计 .62 8.2 框架柱截面设计 .66 3 9 基础设计 74 9.1 基础参数选取 .错误！未定义书签。 10 板的设计 74 11 楼梯设计 第二篇 施工部署 .88 第三篇、施工总平面布置 88 第四篇 施工进度计划 .90 第五篇 主要施工方案 92 参考文献 .108 综 述 .110 4 某综合办公楼的设计 设 计 总 说 明 本工程为某综合办公楼，主体结构采用现浇钢筋混凝土框架结构，总长度为 57.0m，总 宽度为 17.4m, 总高度为 15.42m，共四层，一层高为 3.9m，其它层层高均为 3.6m。 本毕业设计主要完成以下内容： 一、建筑设计 根据建筑的使用功能进行建筑的平面布置及建筑造型设计，并确定建筑材料及绘制建筑 施工图。 二、结构设计 1.结构布置及结构计算简图； 2.确定梁、柱截面尺寸； 3.荷载计算，包括重力荷载、水平地震作用等； 4.荷载效应组合； 5.梁、柱配筋计算； 6.基础设计； 7.绘制结构施工图； 8.利用计算机程序进行结构分析。 关键词：建筑设计；钢筋混凝；框架结构；抗震设计；结构计算 5 some office building design this project for some office building, the main body structure uses the cast-in-place reinforced concrete portal frame construction, the total length is 57.0m, the overall width is 17.4m, the gross altitude is 15.42m, altogether four, one high is 3.9m, other building store heights are 3.6m. the purpose of the graduation design including the following contents: i. architecture design according the building function to arrange the rooms of the building, determine the architectural style and the material of the building and draw the architectural working drawing. ii. strcture design 1. determine the construction arrangement and the calculate concise picture. 2.determine beam、column cross-section size. 3. load calculate. including gravity load、horizontal earthquake load and so on. 4. load effect combination. 5. calculate the required reinforcing bar of the beam and column. 6. foundation design 7. draw the working drawing of building structure. 8. strcture analysis by computer program. key words architecture design； reinforced concrete； frame structure；anti-seismic design； structure calculation 6 第一篇 结构设计 1 结构设计技术条件 1.1 工程概况 项目名称：某综合办公楼 建设地点：略 建筑面积：4038.85 m 2 建筑高度：15.42m 层 高：一层 3.9m，二 四层 3.6m 层 数：4 层 1.2 设计依据 1.2.1 国家标准 （1） 国家标准. 建筑结构荷载规范（gb 500092001） 2006 （2） 国家标准. 建筑抗震设计规范（gb 500112001） （3） 国家标准. 建筑工程抗震设防分类标准（gb 50223 2004） （4） 国家标准. 混凝土结构设计规范（gb 500102002 ） （5） 国家建筑标准设计图集. 建筑物抗震构造详图（03g329 1） （6） 国家标准. 建筑地基基础设计规范（gb 500072002 ） 1.2.2 地质勘察报告 （一）地质条件 1、1 层为杂填土：厚 1.6 左右，层底标高为 33.40 米以上，构成比较复杂，力学性质差异明 显，不宜直接作为地基使用。 2 层为粘土：平均厚度 6 米左右，曾底标高均在 27.00 米-28.00 米，fk=180kpa，液性 指数为 0.75，孔隙比 e=0.85. 2、地下水位：地下水位在 32.85-32.59 米，对砼无侵蚀作用。 7 1.2.3结构设计参数 技术指标 技术条件 取值依据 建筑结构安全等级 二级 建筑结构可靠度设计统一标准 设计使用年限 50 年 建筑结构可靠度设计统一标准 抗震设防烈度 7 度 建筑抗震设计规范 建筑抗震设防类别 丙类 建筑工程抗震设防分类标准 设计基本地震加速度 0.05g 建筑抗震设计规范 设计地震分组 第一组 建筑抗震设计规范 场地类别 类 建筑抗震设计规范 房屋抗震等级 四级 建筑抗震设计规范 1.2.4 抗震设计参数 地震影响 水平地震影响 系数最大值 特征周期 取值依据 多遇地震 0.08max 罕遇地震 0.50 0.35gt建筑抗震设计规范 1.3 荷载取值 1.3.1 风荷载、雪荷载 荷载类型 取值（kn/m 2） 取值依据 基本风压 0.35 建筑结构荷载规范 基本雪压 0.5 建筑结构荷载规范 1.3.2 楼面、屋面活荷载标准值 荷载类型 取值（kn/m 2） 取值依据 房间 2.0 卫生间 2.0 走廊、门厅、楼 梯 2.0 屋面 0.5 建筑结构荷载规范 1.3.3 结构重要性系数、荷载分项系数、可变 荷载组合值系数等系数取值 8 非抗震设计 极限 状态 系数名称 系数取值 取值依据 结构重要性系数 1.00 建筑结构可靠度设计 统一标准 由可变荷载效应 控制的组合 1.2 g当其效 应对结 构不利 时 由永久荷载效应 控制的组合 1.35 承载能力 永久荷载 分项 系数 当其效应对结构有利时 1.0g 建筑结构可靠度设计 统一标准 续表 极限 状态 系数名称 系数取值 取值依据 当其效应对结构不利时 1.4q承载 能力 可变荷 分项系 数 当其效应对结构有利时 0 建筑结构可靠度设计 统一标准 楼面活荷载组合值系数 0.5ic建筑结构荷载规范 屋面活荷载组合值系数 0i建筑结构荷载规范 正常 使用 风荷载组合值系数 0ic建筑结构荷载规范 抗震设计 系数名称 系数取值 取值依据 梁（受弯）：0.75 轴压比小于 0.15 的柱：0.75 轴压比不小于 0.15 的柱： 0.8 承载力抗震调整系数 各类构件（受剪）：0.85 建筑抗震设计规 范 9 重力荷载分项系数 1.2g 水平地震作用分项系数 1.3eh 竖向地震作用分项系数 0v 建筑抗震设计规 范 1.4 结构总体布置 （1）平面、立面布置 结构平面布置规则、对称，质量和刚度变化均匀。 （2）柱网布置 采用大柱网，柱网尺寸（7.5m+2.4m+7.5m）7.2m。 （3）变形缝设置 本工程结构规则、荷载及地基土质均匀，故不设变形缝。 1.5 主要承重构件及墙体截面尺寸 （1）柱： 500mm500mm； （2）梁：ab(cd)跨横梁 300mm700mm，次梁 250mm550mm， 纵梁 300mm700mm； （3）楼盖、屋盖：现浇混凝土楼（屋）盖，板厚 100mm； （4）墙体：外墙厚 240mm，内墙厚 200mm，女儿墙厚 240mm。 1.6 基础 （1）基础形式：柱下独立基础； （2）基础埋深：2.0m； 1.7 材料 混凝土强度等级 梁、板 一四层： c20 10 柱 一四层： c25 基础 c25 钢筋 构件 受力钢筋 箍筋或构造钢筋 板 hpb235 hpb235 梁 hrb335 hpb235 柱 hrb335 hrb335 基础 hrb335 hpb235 1.8 结构计算原则和方法 1.8.1 手算： 采用简化方法计算结构内力和位移，即沿结构纵横两主轴方向，按平面抗侧力结构计算 结构的内力和位移。 1.8.2 电算： (1) 软件名称： pkpm (2) 版 本： 2005.08 (3) 编制单位：中国建筑科学研究院 pkpm cad 工程部 11 2 结构方案 2.1 结构体系 本建筑为综合楼，内设有会议室、客房、办公室、餐厅和后勤服务用房等，房间使用面 积变化大，故选择建筑平面布置比较灵活的框架结构体系，框架结构建筑立面容易处理，结 构自重较轻。且本建筑楼层数为六层，选用钢筋混凝土框架结构能够获得较好的经济效益。 2.2 结构布置 2.2.1 结构平面布置图 根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计，其标准 层建筑平面图、剖面图分别见建筑设计部分图 1.2 和图 1.3。根据建筑平面图可知采用大柱网 较为经济合理，拟定柱距为 7.2m，跨度为 7.5m+2.4m+7.5m。 2.2.2 构件材料及尺寸 （1）现浇板 楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，因板长边与短边之比为 7.5/3.62.0，所以本设 计按短边方向受力的单向板计算，沿长边方向布置足够数量的构造钢筋。根据工程经验，板 厚 h 应满足： m709436inhl 故取 。mh10 （2）框架几何尺寸 1) 横向框架梁 h=(1/81/12)l=(1/81/12) 7500=938625mm 取 h=700mm b=(1/21/3)h=(1/21/3) 700=350233mm 取 b=300mm 中间框架梁由于跨度较小，截面尺寸取 200500 mm 12 2) 纵向框架梁 h=(1/81/12)l=(1/81/12) 7200=600900mm 取 h=700mm b=(1/21/3)h=(1/21/3) 700=233350mm 取 b=300mm 3) 框架柱 柱高 h=(1/61/12)h,h 为层高且不宜小于 400mm 柱宽 b=(11/1.5)h，且不宜小于 250mm 根据上述结果并综合考虑其他因素，本设计柱截面尺寸取值如下： 500 mm500 mm 4) 次梁 h=(1/141/18)l=(1/141/18) 7500 取 h=550mm b=(1/21/3)h 取 b=250mm 2.3 计算简图 本设计基础底面标高为2.35 m，基础高度为 1.0m，则底层柱高度 h1=3.3 2.351.04.65m 。 其他柱高取层高即 3.0m。本结构横向框架计算简图如图 2.2 所示。 图 2.1 结构平面布置图 13 图 2.2 横向框架计算简图 14 3 框架侧移刚度计算 3.1 梁柱线刚度计算 梁的线刚度 ibe cib/l。其中 ec 为混凝土弹性模量；l 为梁的计算跨度；l b 为梁截面惯性 矩，本结构为现浇式楼盖，故考虑楼板的影响，对于中框架梁（t 形截面） ，取 ib2.0i 0；对 于边框架梁（倒 l 形截面） ，取 ib1.5i 0；对于楼电梯间梁，取 ibi 0。其中 i0 为梁矩形部分 的截面惯性矩。 柱的线刚度 ice cic/h，其中 ic 为柱的截面惯性矩， h 为框架柱的计算高度。 横梁线刚度计算过程见表 3.1，柱线刚度计算过程见表 3.2。 表 3.1 横梁线刚度 ib 计算表 类 别 ec /(n/mm2) bh /mmmm i0 /mm4 l /mm eci0/l /nmm 1.5eci0/l /nmm 2eci0/l /nmm ab 跨横梁 3.00104 300700 8.575109 7500 3.431010 5.1451010 6.861010 bc 跨横梁 3.00104 300700 8.575109 2400 3.3341010 2.0011010 2.6681010 表 3.2 柱线刚度 ic 计算表 层 次 hc ec bh ic ecic/hc 1 4650 3.00104 500500 5.2081010 3.361010 24 3000 3.00104 500500 5.2081010 5.2081010 3.2 柱侧移刚度 d 值计算 柱的侧移刚度 d 值按下式计算： 21hidc 式中， 为柱侧移刚度修正系数，对不同情况按下式计算：c 一般层： kc 2 15 底 层： kc 25.0 其中 表示梁柱线刚度比。 根据梁柱线刚度比 的不同，图 2.1 中的柱可分为中框架中柱和边柱、边框架中柱和边 柱以及楼电梯间柱等。现以第 24 层 c1 柱的侧移刚度计算为例，说明计算过程，其余柱 的计算过程从略，计算结果分别见表 3.33.6。 第 24 层 c1 柱及与其相连的梁的相对线刚度如图 3.1 所示，图中数据取自表 3.1 和表 3.2。则可得梁柱线刚度比为： 915.028.534.341.2431 cik.095.cn/m218043.1242d 图 3.1 c1 柱及与其相连的梁的相对线刚度 表 3.3 中框架柱侧移刚度 d 值（n/mm） 边柱（18 根） 中柱（18 根） 层次 kc1idkc2iid 1 2.042 0.629 23289 2.836 0.690 25547 1074392 24 1.317 0.397 27568 1.829 0.478 33192 1336720 表 3.4 边框架柱侧移刚度 d 值（n/mm） 16 a-1,a-12 b-1,b-12 层次 kc1idkc2idi 1 1.531 0.575 21289 2.127 0.658 24362 182604 24 0.988 0.331 22985 1.372 0.407 28262 204988 表 3.5 中楼梯间框架柱侧移刚度 d 值（n/mm） c-6,c-7 d-6,d-7 层次 kc1idkc2iid 1 1.021 0.503 18623 1.418 0.561 20771 157576 24 0.659 0.248 17221 0.915 0.314 21804 15610 将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即得框架各层层间侧移侧度 ，见表id 3.7。 表 3.7 横向框架侧移刚度(n/mm) 层 次 1 2 3 4 di 1414572 1697808 1697808 1697808 由表 3.7 可见，底层刚度最小，其层间刚度与上一层层间刚度之比 7.083./21d 且底层与其上相邻三个楼层侧向刚度平均值之比 /1i 故该框架为规则框架。 17 4 重力荷载计算 4.1 屋面及楼面的永久荷载标准值 屋面及楼面的恒荷载包括结构构件自重和构造屋重量等重力荷载，其标准值按结构构件 的设计算尺寸、构造层的材料及设计厚度以及材料容重标准值计算，计算结构如下： 屋面（不上人）： 三毡四油铺小石子 0.40 kn/m2 20 厚水泥砂浆找平层 20 0.02 = 0.40 kn/m2 50 厚聚苯板保温 0.50 kn/m2 1:10 水泥珍珠岩找坡（3%） 1.2 kn/m2 20 厚水泥砂浆找平 0.40 kn/m2 15 厚顶棚抹灰层 17 0.015 = 0.26 kn/m2 100 厚现浇楼板 250.1 = 2.5 kn/m2 合计 5.66 kn/m2 14 层楼面： 瓷砖地面（包括水泥砂浆打底） 0.55 kn/m2 100 厚钢筋混凝土板 25 0.1 = 2.50 kn/m2 15 厚顶棚抹灰 17 0.015 = 0.26 kn/m2 合计 3.31 kn/m2 4.2 屋面及楼面可变荷载标准值 本建筑为民用建筑，楼面活荷载标准值根据房间用途按建筑结构荷载规范 (gb50009-2001)表 4.1.1 的规定采用；屋面活荷载根据屋面类别按建筑结构荷载规范 (gb50009-2001)表 4.3.1 的规定采用；屋面水平投影面上的雪荷载标准值按建筑结构荷载规 范(gb50009-2001)式 6.1.1 计算，结果如下。屋面活荷载与雪荷载不同时考虑。 18 不上人屋面均布活荷载标准值 0.5 kn/m2 楼面活荷载标准值 2.0 kn/m2 屋面雪荷载标准值 0.45 kn/m245.010srk 式中： 为屋面积雪分布系数，本建筑为平屋顶，故取 1.0。so 代表雪压，本设计r r 查建筑结构荷载规范知湖南湘潭基本雪压为 0.45 kn/m2。 4.3 梁、柱、墙、门、窗重力荷载计算 梁、柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷层等计算出单位长度上的重力荷载；本设计为 现浇板肋梁楼盖，因板自重已计入楼面（屋面）的恒载之中，故计算梁自重时梁截面高度取 梁原截面高度减去板厚。具体计算过程及结果见表 4.1。 表 4.1 梁、柱重力荷载标准值 层次 构件 b /m h /m /(kn/m2) g (kn/m) li /m n gi /kn gi /kn 边横梁 0.3 0.7 25 1.05 4.725 7.260 16 548.856 中横梁 0.3 0.7 25 1.05 4.725 2.160 8 27.216 次梁(三跨) 0.25 0.55 25 1.05 3.281 3.360 28 148.176 纵梁 0.3 0.7 25 1.05 4.725 16.68 7 383.090 1458.12 1 柱 0.5 0.5 25 1.1 6.875 4.650 32 1023 1023 边横梁 0.3 0.7 25 1.05 4.725 7.260 16 548.856 中横梁 0.3 0.7 25 1.05 4.725 2.160 8 27.216 次梁(三跨) 0.25 0.55 25 1.05 3.281 3.360 28 148.176 纵梁 0.3 0.7 25 1.05 4.725 16.68 7 383.090 1458.12 24 柱 0.5 0.5 25 1.1 6.875 3.000 32 660 660 注：表中 为考虑梁、柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系系数；g 表示单位长度构件重力 荷载；n 为构件数量。 墙体重量根据其厚度及材料容重标准值计算，其两侧的粉刷层（或贴面）重量应计入墙 自重内。 19 本设计外墙体为 240mm 厚加气混凝土砌块，外墙面贴瓷砖(0.5kn/m 2)，内墙面为 20mm 厚抹灰，则外墙单位面积重力荷载为： 0.5+0.50.24+170.02 2.16kn/m2 内墙面为 240mm 厚加气混凝土砌块，两侧均为 20mm 厚抹灰，则内墙单位面积重力荷 载为： 5.50.24+170.0222.00kn/m 2 女儿墙为 240mm 厚加气混凝土砌块，外墙面贴瓷砖(0.5kn/m 2)，内墙面为 20mm 厚水泥 砂浆抹面，则女儿墙单位面积重力荷载为： 0.5+5.50.24+170.02 2.16kn/m2 门、窗等自重可根据其材料种类，按建筑结构荷载规范(gb50009-2001)表 a.1 查取 单位面积重量进行计算。 钢铁门（包括玻璃门）单位面积重力荷载取 0.45kn/m2； 铝合金窗单位面积重力荷载取 0.4kn/m2。 墙、门、窗等重力荷载汇总见表 4.2。 4.4 重力荷载代表值计算 集中于各楼层标高处的重力荷载代表值 gi，为计算单元范围内各层楼面上的重力荷载代 表值及上下各半层的墙、柱等重量。计算 gi 时，各可变荷载的组合值系数按建筑抗震设计 规范(gb 50011-2001)表 5.1.3 的规定采用。由于前面已经计算出结构和构配件的重力荷载 标准值，故下面仅以集中于一层楼板处的重力荷载代表值 g1 的计算为例说明计算过程，计 算结果见表 4.3。 表 4.2 墙、门、窗等重力荷载标准值汇总 层次 构件 q /(kn/m2) a /m2 gi /kn gi /kn 外墙 2.16 322.68 696.989 内墙 2.00 459.3 918.61 楼梯间 4.96 54.00 267.054 192.6828 20 门 0.45 60.12 27.054 窗 0.4 40.5 16.2 外墙 2.16 314.04 678.326 内墙 2.00 599.1 1198.2 楼梯间 4.96 54.0 267.84 门 0.45 53.34 24.003 24 窗 0.4 70.2 28.08 2196.4494 14 层楼面 3.31 876.96 2902.738 2902.7376 4 层屋面 5.66 876.96 4963.5936 4963.5936 女儿墙 2.16 81.36 175.7376 175.7376 其它 雨篷 25.950 25.950 注：表中 q 为相应构件的单位面积重力荷载标准值，其中楼梯间面荷载取楼面荷载 1.5 倍，7 层屋面 板考虑压檐墙取屋面荷载 1.2 倍，a 表示单层内构件所占总面积。电梯机房设备近似按 50kn 计算。kn02.893521793.20487.1 活雨 篷窗门墙柱梁楼 面 板 ggg 表 4.3 各层重力荷载代表值 层次 1 2 3 4 gi gi 8935.02 9074.55 9074.55 9074.55 36158.67 21 图 4.1 各质点重力荷载代表值 22 5 横向水平地震作用下框架内力和侧移计算 5.1 横向自振周期计算 本设计采用顶点位移法计算结构自振周期，计算如下： 顶点位移 ut 按以下步骤计算： nikgivsjijiidu1/nkkt1 式中： gk 为集中在 k 层楼面处的重力荷载代表值，对顶层应加上局部突出部分的折算重力荷载； vgi 为把集中在各层楼面处的重力荷载代表值视为水平荷载而得的第 i 层的层间剪力； 为第 i 层的层间侧移刚度； sjijd1 、 分别为第 i、k 层的层间侧移；iu)(k s 为同层内框架柱的总数。 具体计算过程及结果见表 5.1。 表 5.1 结构顶点的假想侧移计算 层次 gi /kn vgi /kn di /(n/mm) ui /mm ui /mm 4 9074.55 26997.09 1697808 15.90 101.97 3 9074.55 36071.64 1697808 21.25 86.07 2 9074.55 45146.19 1697808 26.59 64.82 1 8935.02 54081.21 1414572 38.23 38.23 23 结构基本自振周期 t1(s)按下式计算： tu7.1 式中 为结构基本自振周期考虑非承重砖墙的折减系数，本结构为框架结构，取 为t t 0.7，则 st41.07071 5.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算 本设计中结构高度不超过 40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主， 故可用底部剪力法计算水平地震作用。 由设计任务书可知，本建筑所在地抗震设防烈度为 7 度，水平地震影响系数最大值为 0.08，场地类别为类，设计地震分组为第一组，特征周期 tg 为 0.35s。 因为 tg0.351.4t g1.40.350.49s ，所以不需考虑顶部附加水平地震作用。 将上述计算结果代入下式即可算得各质点的水平地震作用标准值： )3,21()1(1 nifhgneknjjii 式中： gi、g j 分别为集中于质点 i、j 的重力荷载代表值； hi、h j 分别为质点 i、j 的计算高度。 框架各层层间剪力通过下式计算： nikifv 24 式中： fk 为作用在 k 层楼面处的水平地震作用标准值。 具体计算过程及结果见表 5.2。 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图 5.1。 5.3 水平地震作用下的位移验算 水平地震作用下框架结构的层间位移 和顶点位移 按下列两式计算：iuusjijiidv1/nkku1 具体计算过程及结果见表 5.3。 表 5.2 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表 层次 hi /m hi /m gi /kn gihi /knm gihi gihi fi /kn vi /kn 4 3.00 12.30 9074.55 111616.96 0.191 605.83 242.51 3 3.00 9.30 9074.55 84393.32 0.145 459.92 2702.43 2 3.00 6.30 9074.55 57169.66 0.098 310.84 3013.27 1 3.30 3.30 8935.02 29485.56 0.051 161.76 3175.03 (a) 水平地震作用分布 (b) 层间剪力分布 25 图 5.1 横向水平地震作用及楼层地震剪力 表 5.3 横向水平地震作用下的位移验算 层 次 vi /kn di /(n/mm) u i /mm ui /mm hi /mm e ui/hi 4 2242.51 1697808 1.32 6.92 3000 1/2273 3 2702.43 1697808 1.59 5.60 3000 1/1887 2 3013.27 1697808 1.77 4.01 3000 1/1695 1 3175.03 1414572 2.24 2.24 3300 1/1473 表 5.3 还计算了各层的层间弹性位移角 eu i/hi，由表中数值可知，最大层间弹性位移 角发生在第一层，其值为 1/1473rev 0.43 双肢8100(1.01) 双肢8150(0.22%) 4 br 35.79 140.16rev -0.32 双肢8100(1.01) 双肢8150(0.22%) a、 bl 107.41 383.04rev 0.09 双肢8100(1.01) 双肢8150(0.22%) 3 br 41.38 140.16rev -0.29 双肢8100(1.01) 双肢8150(0.22%) a、 bl 131.00 383.04rev 0.22 双肢8100(1.01) 双肢8150(0.22%) 2 br 34.68 140.16rev -0.33 双肢8100(1.01) 双肢8150(0.22%) 1 a、 bl 117.13 383.04rev 0.14 双肢8100(1.01) 双肢8150(0.22%) 62 br 49.41 140.16rev -0.24 双肢8100(1.01) 双肢8150(0.22%) 8.2 框架柱截面设计 8.2.1剪跨比和轴压比验算 柱截面尺寸宜满足剪跨比及轴压比的要求。剪跨比宜大于 2，本结构框架抗震等级为二 级，轴压比应小于 0.9，各层柱剪跨比及轴压比计算过程及结果如表 8.3 所示，由表可见，各 柱的剪跨比和轴压比均满足规范要求。 表 8.3 柱的剪跨比和轴压比验算 柱号 层次 b /mm h0 /mm fc /(n/mm2) mc /knm vc /kn n /kn m/vch0 n/fcbh 4 500 460 14.3 119.38 74.81 940.24 3.502 0.263 2 0.359 2 0.456 2 0.561 2 0.318 2 0.431 2 0.5442 0.663 0.9 8.2.2 柱正截面承载力计算 以第一层 b 柱为例说明计算方法及过程，其余柱的计算结果见表 8.4 和表 8.5。 由 b 柱内力组合表中选出第一层柱不利内力进行配筋计算。 及相应的 n：maxm 根据混凝土结构设计规范(gb 50010-2002)第 7.3.11 条，底层柱的计算高度可按 1.0h 计算，则 4.65m。0l 63 m80.913.150760nme）（ 取 22 3aeh80.18.90aie 因为 ，故应考虑二阶弯矩的影响。5.9/4650/0hl )9.0(.103.59. 121 取nafc ，取 53.90hl 93.460/8.4012120hlei 对称配筋 50.49.0659.1301 bcbhfn 且 74.6820as 故为大偏心受压，且 有效。则 m21.3504280.125. siahe2 230m198406549.0.5.1 sycsfbfna 再按 及相应的 m 计算：maxn m69.1037.218460 ne）（ 取 253aeh 64 m69.3120.10aie)70.(.7.3.28595.0 11 取nafc ，取 3.90hl .289.17.03946/0.412120hlei m18m.563. 0hei 故为小偏心受压 .2741382siah 按以下近似公式计算 bcsbcbhfahfne01012143. 上式中应满足 及 ，因为bchfn01 2.fckn35.10.46059.k37.2801 bcf 但 mk37.5416059.143.00.43n8.7222 bhfec 故按构造配筋。 本设计框架抗震等级为三级，根据混凝土结构设计规范(gb 50010-2002)的规定，柱 全部纵向钢筋配筋率不应小于 0.8%，且每一侧的配筋率不应小于 0.2%，故2min 50%2.0bhas 选用 422（ ） ，总配筋率 ，满足要求。 215s %98.1463 表 8.4 a 柱纵向钢筋计算表 65 层次 截面 b /mm h /mm m /knm n /kn 偏心 类别 as=as /mm2 实配钢筋 (as=as) /mm2 s 114.60 686.61 0.209 大偏心 217 -35.33 597.89 0.182 大偏心 构造配筋柱顶 50.16 1000.78 0.304 大偏心 779 -100.07 705.18 0.214 大偏心 319 21.72 616.45 0.187 大偏心 构造配筋 4 柱底 500 500 -50.16 1028.63 0.313 大偏心 796 420 (1257) 0.55% 1.64% 114.60 943.25 0.287 大偏心 354 -47.44 797.39 0.242 大偏心 734柱顶 50.16 1359.29 0.413 大偏心 930 -117.30 961.82 0.292 大偏心 425 37.12 815.96 0.248 大偏心 813 3 柱底 500 500 50.66 1387.14 0.442 大偏心 932 420 (1257) 0.55% 1.64% 130.08 1204.44 0.366 大偏心 474 -53.13 992.34 0.302 大偏心 842柱顶 48.55 1717.34 0.522 大偏心 951 -130.77 1223.00 0.372 大偏心 477 52.44 1010.90 0.307 大偏心 858 2 柱底 500 500 -49.56 1745.59 0.531 大偏心 构造配筋 420 (1257) 0.55% 1.64% 136.04 1474.35 0.448 大偏心 503 -57.70 1170.51 0.356 大偏心 909柱顶 119.76 2085.2 0.634 小偏心 构造配筋 -137.98 1503.13 0.457 大偏心 493 98.81 1219.28 0.371 小偏心 构造配筋 1 柱底 500 500 -24,.58 2128.37 0.647 小偏心 构造配筋 420 (1257) 0.66% 1.98% 表 8.5 b 柱纵向钢筋计算表 层次 截面 b /mm h /mm m /knm n /kn 偏心 类别 as=as /mm2 实配钢筋 (as=as) s 66 /mm2 -126.22 834.81 0.254 大偏心 276 54.34 823.44 0.250 大偏心 713柱顶 -17.90 1295.86 0.394 大偏心 构造配筋 109.80 853.38 0.259 大偏心 393 -37.91 842.01 0.256 大偏心 829 4 柱底 500 500 17.90 1323.71 0.462 大偏心 构造配筋 420 (1257) 0.55% 1.64% -136.82 1118.67 0.340 大偏心 394 64.93 1113.63 0.339 大偏心 837柱顶 -17.90 1765.44 0.537 大偏心 构造配筋 133.21 1155.10 0.351 大偏心 434 -60.63 1137.23 0.348 大偏心 875 3 柱底 500 500 45.94 1793.29 0.545 大偏心 956 420 (1257) 0.55% 1.64% -144.97 1439.80 0.438 大偏心 444 75.61 1412.54 0.429 大偏心 870柱顶 -43.97 2235.09 0.686 小偏心 构造配筋 144.04 1458.36 0.443 大偏心 452 -75.06 1431.10 0.435 大偏心 867 2 柱底 500 500 42.73 2262.94 0.688 小偏心 构造配筋 420 (1257) 0.55% 1.64% -142.68 1748.53 0.531 大偏心 446 69.85 1712.73 0.521 大偏心 904柱顶 -46.17 2713.63 0.825 小偏心 构造配筋 148.08 1777.35 0.540 大偏心 406 -111.08 1741.51 0.529 大偏心 640 1 柱底 500 500 23.14 2756.79 0.838 小偏心 构造配筋 420 (1257) 0.55% 1.64% 8.2.3 柱斜截面受剪承载力计算 以第一层 b 柱为例说明计算方法及过程，其余柱的计算结果见表 8.6。 混凝土结构设计规范(gb 50010-2002)第 11.4.8 条规定，对于剪跨比 的框架柱，2 考虑地震作用组合的受剪截面应符合下列条件： reccbhfv02. 67 由前可知，第一层 b 柱的组合剪力设计值 kn78.92vkn80.6574503.1.02.0685bhfvcre 故截面满足要求。 根据规范规定，计算斜截面抗震受剪承载力时轴向力取考虑地震作用组合的轴向压力设 计值和 中的较小值。bhfc3.0 kn65.283k50.172503.143.0 bhfc 故取 。kn5.172 由前面算得此柱的剪跨比 (取 )，柱箍筋选用 hrb335 级（ ）6.3 30yvf 则 37.04603086. 6.5. 330hfnbvsayvtresv 同时，根据混凝土结构设计规范(gb 50010-2002)第 11.4.17 条，柱端加密区箍筋应 满足最小体积配箍率的要求。由表 8.3 可得一层 b 柱的轴压比 ，柱混凝土强度等级63.0 为 c25，故混凝土轴心抗压强度设计值按 c30 取，即 ，根据混凝土结构设 2n/m.14cf 计规范(gb 50010-2002)表 11.4.17 查得 ，则最小体积配筋率3.0v （取 ） %6.2.3014.min yvcvvf 98.6minv 柱端加密区箍筋选用 4 肢 8100 柱端箍筋加密区长度根据规范要求确定为 1350mm。 规范规定非加密区箍筋的体积配筋率不宜小于加密区配筋率的一半；对三级抗震等级， 箍筋间距不应大于 8d，故非加密区箍筋选用 4 肢 8150，满足要求。 表 8.6 框架柱箍筋计算表 实配箍筋（ v/%） 柱号 层次 rev /kn 0.2cfcbh0 /kn n /kn 0.3fca /kn s vvmin /% 加密区 非加密区 68 4 100.42 657.8 797.82 1072.5 0.10 0.60 48100(0.82) 48150(0.55) 3 113.66 657.8 1063.18 1072.5 0.20 0.60 48100(0.82) 48150(0.55) 2 121.51 657.8 1323.12 1072.5 0.25 0.61 48100(0.82) 48150(0.55) a 柱 1 74.32 657.8 1587.35 1072.5 0 0.63 48100(0.82) 48150(0.55) 4 109.94 657.8 1097.92 1072.5 0.17 0.60 48100(0.82) 48150(0.55) 3 125.78 657.8 1491.56 1072.5 0.29 0.60 48100(0.82) 48150(0.55) 2 134.62 657.8 1883.38 1072.5 0.35 0.68 48100(0.82) 48150(0.55) b 柱 1 78.86 657.8 2283.65 1072.5 0 0.70 48100(0.82) 48150(0.55) 69 9 基础设计 矩形和梯形联合基础一般用于柱距较小时的情况，这样可以避免造成板的厚度及配筋过 大。为使联合基础的基底压力分布较为均匀，应使基础底面形心尽可能接近柱主要荷载的合 力作用点。 因为 b，c 轴间柱距较小，所以 b，c 柱设计为联合基础。而 a ，d 轴设计成柱下独立基 础。 基础材料为：砼 ，钢筋 hrb335， 。2021./tfnm 230/yfnm 91 独立基础设计 以底层 a 柱基础计算为例 a) 荷载计算： （以底层 a 柱基础计算为例） 由柱传至基顶的荷载：由柱的内力组合表可查得 第一组： n=1304.09kn v=56.2knmaxm15.94kn 第二组： m=23.03kn.m v=16.61kn60 由基础梁传至基顶的荷载：（g） 底层外纵墙自重 11.70kn/m 基础梁自重 2.5kn/m g=（11.70+2.5）（6.9-0.50）=90.88kn g 对基础底面中心的偏心距为 50215em 相应偏心弯矩为 g.e=90.880.125=11.26kn.m 作用于基底的弯矩和相应基顶的轴向力设计值为：（假定基础高度为 1100mm） 第一组： 15.946.2136.4botmkn 30897n 第二组： 2.0.bot m 146915k 70 b) 基底尺寸的确定 第一：确定 l 和 b 2 1394.725(.).8340am 取 l/b=1.5， 解得： b=2.1m,l=3.2m 验算 的条件：0leb 016.439.7231.8.05botmnlm 第二：验算另一组荷载效应标准组合时的基底应力： 第二组： maxbott botgpaw 2 159.83021.5.36 （可以）2 21.5/03/aknfknm maxbott botgmpaw 2 159.83021.5.36 （可以）219.0/kn 22(235.)5.3/50/m a