土木工程毕业设计：钢筋混凝土框-剪结构综合楼设计.pdf

钢筋混凝土框剪结构综合楼设计 考虑到施工设计已在第四章有详细范例，且多数院校毕业设计以结构设计为主，本范 例突出框一剪结构计算过程要求。 第 一 节 设 计 任 务 书 某公司由于发展需要，拟建一幢综合办公楼，为公司自用或出租，总建筑面积 左右。 一、设计要求 在建筑初步方案基础上，进行建筑、结构、基础设计，绘制施工图。 建筑部分要求完成以下内容： 总平面设计。 建筑物的平面、立面、剖面设计。 主要节点构造设计。 结构部分要求完成以下内容： 结构方案与结构布置。 框架一剪力墙结构协同工作分析。 结构侧移计算。 剪力墙受力分析与截面设计。 框架受力分析与截面设计。 基础设计。 应用设计软件完成分析、设计，对比分析电算、手算主要结果。 二、设计成果 设计成果包括设计说明书和施工图两部分。 设计说明书 设计说明书要求包括以下各方面内容： 设计概况。 建筑设计说明。 结构设计说明。 结构计算书（手算为主，电算主要结果与手算结果对比分析）。 外文参考资料翻译。 第 1 7 3 页 设计施工图 设计施工图要求包括以下一些施工图。 ）建筑： ）底层、标准层、屋顶平面图。 ）主要立面图个。 典型剖面图个。 楼梯、电梯井道、屋顶泛水、外墙、玻璃幕墙等详图若干。 ）结构： 基础布置图及详图。 结构布置图。 框架、剪力墙、楼面配筋详图。 楼梯、雨篷等详图。 三、设计资料 ）当地气象资料（略）。 工程地质勘察资料（略）。 度，建筑场地类别为类，）抗震设防烈度为场地特征周期为 ，基本雪压，地面粗类。糙度为 第二节 设 计 概 况 一、工程概况 该层，总高为工程为一综合办公楼，共层为半地下室，高为 层层高为外，其余层， 除层层高地上均为； 突出屋面的塔楼为电梯 机房。 该建筑为框架一剪力墙结构，属丙类建筑。 二、设计过程 遵循先建筑、后结构、再基础的设计过程。建筑设计根据建设用地条件和建筑使用功 能、周边城市环境特点，首先设计建筑平面，包括建筑平面选择、平面柱网布置、平面交 通组织及平面功能设计；其次进行立面造型、剖面设计；然后考虑建筑分类、总平面布局、 防火分区及安全疏散，进行防火设计；最后设计楼梯及电梯间。 结构设计包括以下内容： 确定结构体系与结构布置。 根据经验对构件进行初估。 确定计算单元计算模型及计算简图。 ）荷载计算。 内力计算及组合。 构件及节点设计。 基础设计。 ，基本风压 第 1 7 4 页 三、设计特点 剪结构办公楼，建筑设计布局合理，造型美观，能较好利用周围环境及该工程为框 已有建筑物；平面空间较大，分隔灵活，具有良好使用性；立面注意对比与呼应、节奏与 韵律，体现建筑物质功能与精神功能的双重特性；重视防火设计，考虑了防火分区及防烟 分区。另外，本建筑设置地下室，利用它满足人防要求，兼顾布置配电房、空调机房、通 风机房、储物仓库等附属用房，同时使建筑基础埋置于良好地基土层中。 结构设计密切结合建筑设计，经济合理，在框架结构体系中适当布置钢筋混凝土剪力 墙，作为抗侧力构件与框架协同工作，使结构具有良好的抗震性能；结构分析的重点在于 框架和剪力墙的协同工作分析。考虑毕业设计的特殊要求，以手算为主、电算为辅。 第 三 节 结 构 设 计 说 明 一、结构方案及布置 该建筑为办公楼，建筑平面布置灵活，有较大空间，可考虑采用框架结构或框一剪结 构。由于楼层为层， 主体高度度抗震，考虑到框架抵抗水平荷载能力较低，抗 侧刚度差，侧向变形大，且电梯井道一般宜做成钢筋混凝土筒体，选择框一剪结构。 该工程采用全现浇结构体系，层混凝土强度等级为以上各层均为。 结构 平面布置图见 结构平面布置图图 二、构件初估 柱截面尺寸的确定 利用式（，由于框剪结构办公楼荷载较小，按考虑；负荷面积按 考虑，可取。设防度、小于烈度高的框一 剪结构抗震等取级为三级，因此 层中柱（取混凝土， 层中柱 （取混凝土， 第 1 7 5 页 初步选定中柱截面，同理可选边柱截面 梁尺寸确定 框架梁宽取与墙等宽跨长。该工程， 高取为框架为纵横向承重，根据梁 跨度可初步， 中跨、 、轴为确定横向框架梁：边跨 其；横向次梁余为；纵向框架梁 楼板厚度 楼板为现浇双向板，根据经验板厚均为 电梯机房近似位于建筑物中心且墙体为承重墙体，考虑作成钢筋混凝土筒体。根据框 类场地）度一剪结构底层剪力墙截面面积与楼面面积之比的要求， 纵横向布置剪力墙面积各为 除电梯井道筒体外，横向另设两道跨剪力墙，纵向设三道剪力墙，墙厚均 与隔墙相等为横向， 纵向， 根 据 “ 分 散、 均 匀、 对 称、 周 边”的原则，布置成形剪力墙，且使质量中心和刚度中心尽可能重合。 三、基本假定与计算简图 基本假定 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。 楼板在自身平面内刚性假定：在水平荷载作用下，框架和剪力墙之间不产生相对位移。 由于结构体型规整、剪力墙布置对称均匀，结构在水平荷载作用下不计扭转的影响。 在以上基本假定的前提下，将空间框剪结构分解成纵向和横向两种平面体系：将所 有剪力墙综合在一起形成总剪力墙；将所有框架综合在一起形成总框架。楼板的作用是保 证各片平面结构具有相同的水平侧移。 计算简图 在横向水平力作用下，剪力墙之间由连梁连接，连梁对墙产生约束弯矩，因此将结构 简化为刚结计算体系，计算简图详见本章第五节。 四、荷载计算 高层建筑水平力是起控制作用的荷载，包括地震作用与风力， 且。本建筑高度小于 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 高度不超过以剪切变形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。 五、侧移计算及控制 当一般装修标准时，框剪结构在地震作用下层间位移与层高之比、顶点位移与总高 第 1 7 6 页 ： 之比分别为。计算见本章第五节。 六、内力计算及组合 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及每 片剪力墙。框架结构在竖向荷载下的内力用分层法；剪力墙为一竖向悬臂构件，承受各层 楼盖、连梁、纵向连系梁传来的荷载及各层剪力墙自重荷载；连梁考虑塑性内力重分布而 进行调幅，按两端固定梁计算。 水平荷载下的内力计算 水平力首先在总框架与总剪力墙之间分配，然后将总框架分得的份额按各榀框架的剪 切刚度进行再分配；将总剪力墙分得的份额按各片剪力墙的等效刚度进行再分配。最后计 算单榀框架和单片剪力墙的内力。 内力组合 荷载组合。由于不考虑风荷载影响，荷载组合简化如下： 活恒。 重力荷载代表值水平地震作用。 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；剪力墙应选择底层，有变化层等进行组合。 框架梁控制截面及不利内力为：支座截面，；跨中截面， 框架柱、剪力墙控制截面为每层上、下截面，每截面应组合：及相应 及相应。及相应计算见本章第五节。 七、构件及节点设计 构件设计包括框架梁柱、连梁、剪力墙的配筋计算（详见本章第五节），节点设计详见 施工图及第三章。 八、基础设计 对高层建筑宜根据上部结构、工程地质、施工等因素优先选用整体性较好的箱形和筏 形基础，根据城市规划，要求本建筑按人防工程考虑设置地下室，故采用箱形基础。上部 剪力墙全部到底。 根据地质资料并结合地下室高度，取箱基埋置深高层建度为。 根 据 筑箱形与筏形基础技术规范，箱形基础埋置深度不宜小于建筑物高度的； 箱基高度不 宜小于基础长度的，并不宜小于，经验算均满足要求。 限于篇幅，箱基具体计算等内容可参考高等学校建筑工程专业毕业设计指导（沈蒲 生、苏三庆主编，中国建筑工业出版社， 第四节 结构设计计算书 一、剪力墙、框架及连梁的刚度计算 （一）框架的等效剪切刚度 梁的线刚度计算 第 1 7 7 页 框架柱侧移刚度 框架柱侧移刚度（）计算见表 的建筑物，仅考虑梁柱弯对于高度小于且高宽比小于曲变形引起的柱侧移刚 度，忽略柱的轴向变形。与剪力墙相连的边柱作为剪力墙的翼缘，计入剪力墙的刚度，不 作为框架柱处理。 梁的线刚度计算见表 表梁 线 刚 度 柱的线刚度计算 柱的线刚度计算见表 柱 线 刚 度表 第 1 7 8 页 表框架柱侧向刚度（）值计算 第 1 7 9 页 同理： 框架剪切刚度： （二）剪力墙的等效刚度 的 剪力墙 刚度计算 剪力墙截面见图 有效翼缘宽度： 取小值， 墙肢面积： 墙肢形心： 值： 第层总 等效剪切刚度： 层混凝土 剪 层混凝土 力墙厚 至洞口距离 墙肢惯性矩： 截面 图 截面 图 第 1 80 页 图框架剪力墙 连梁刚域图 （应算至墙肢形心， 考虑与 题为简化计算统一算至墙肢中心。） 面积： 惯性矩： 查表得剪应力不均匀系数： ，等 截面不均匀系数 效刚度为 层： 等效刚度按层高加权平均得： 剪力墙的刚度计算 ，与计剪力墙截面见图算过程相同。 ，截面不均匀系数则 层： 层： 等效刚度： 横向剪力墙总等效刚度 横向剪力墙总等效刚度为 （三）连梁约束刚度 截层混凝土为 层为 面 一端有刚域，如所示。图 相连连梁的墙肢形心与墙体中心相差不远，本 第 1 81 页 考虑剪切变形： 连层：梁约束弯矩： 层： 连梁等效剪切刚度： 的类型判别 墙肢惯性矩 的截面尺寸如图 墙肢： 组合截面： （四）壁式框架柱剪切刚度 及组。不考虑墙肢翼缘作用时，墙肢截面积合截面惯性矩 所示。 图不考虑翼缘作用截面图 连梁折算惯性、截面积 及折算惯性矩计算跨度 矩。连梁折算惯性矩 （见表 第 1 82 页 高度加权平均 整体系数： 净截面惯性矩： 查表得： 判断为壁式框架。 当墙肢考虑翼缘时，仍判断为壁式框架。本算例按不考虑墙肢翼缘作用来计算壁式框架。 的刚域长壁式框架度计算 以底层为例。 壁梁刚域长度： 连梁表折算惯性矩 及第列整体系数连梁： 第列洞口两侧墙肢轴线距离； 边柱壁柱刚域长度： 第 1 83 页 梁层： 层 ： 层： 柱 ：边 柱 ： 中柱： 的尺寸及各杆件的刚 （杆件的宽度均为 域长度详见图 的立面 图 尺寸及刚域长度 梁和柱考虑刚域及剪切变形影响的折算线刚度 的梁在净跨范围内由两根高度 梁柱的惯性矩。因 相等的梁组成，所以双层 梁的惯性矩等于两单梁惯性矩之和。 第 1 84 页 壁梁和壁柱的折算线刚度（计算简图见图的梁和柱折算线刚度，分 别列和表中。于表 图 梁柱均为矩形截面： 表壁梁杆端转动折算线刚度 第 1 85 页 表壁柱杆端转动折算线刚度及侧移折算线刚度 考虑剪切变形影响的附加系数 壁梁折算线刚度： 第 1 86 页 （见表壁柱的侧移刚度 壁式框架柱剪切刚度：边柱： 中柱： 壁柱折算线刚度： 各杆的折算线刚度见图 杆件的杆端转动折算图线刚度 及柱的侧移折算线刚度（括号内数字）（单位： 及壁式框架剪切刚度 壁式框架总剪切刚度： 总框架剪切刚度： 第 1 87 页 二、水平地震作用效应分析 （一）水平地震荷载计算 对高度不超过 底部剪力法。 结构基本自振周期 荷载计算从略。 壁柱的侧移刚表度值和值 （五）主体结构刚度特征值 主体结构刚度特征值（不考虑连梁刚度折减，壁式为框架剪切刚度计入框架中） 以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，可采用 假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值视作水平荷载来计算结构顶点侧移 第 1 88 页 并进一步简化为均布荷载， 则 在均布荷载作用下，由总剪力墙单独承受水平荷载时的顶点位移为 在顶点处，查表得框一剪结构在均布荷载作用下的 顶点位移系数为， 则 对质量和刚度沿高度均匀的框一剪结构，结构自振周期由顶点侧移确定，可按下式计算： 总水平地震作用 该场地土类，场地特征周期， 则 主体结构底部剪力标准值为 各楼层质点的水平地震作用 顶部附加地震作用系数： 附加顶端集中荷载： 计算结果见表 表各楼层质点的水平地震作用 第 1 89 页 续表 的水平地为后续计算方便和顶点附，将各楼层质点震作用 ，加水平地震作用按基底弯矩和基底剪力相等原则折算为倒三 角形连续分布荷载和顶所示。点集中荷载，如图 由基底弯矩： 图荷载形式 基底剪力： 得 （二）框架剪力墙协同工作计算 框架一剪力墙协同工作计算简图 框架一剪力墙协同工作计算简图见 图 建筑物横向所有框架、所有剪力墙 和所有连梁各自综合在一起，分别形成 总框架、总剪力墙和总连梁。 结构顶点位移及层间位移验算 考虑连梁塑性调幅，其刚度折减系 图框剪协同工作计算简图 数取为， 重新计算值： 结构顶点位移为 倒三角形荷载： 顶点集中荷载： 第 1 9 0 页 由表 层间位移 （满足要求） ： （满足要求 顶点位移： ） 查图表可计算出各楼层标高处的位移，结果见表 表位 移 计算 可知： 总剪力墙、总框架和总连梁的内力 按折算倒三角形荷载及其基底剪力和基底弯矩； 按计算悬臂剪力 及其和基底弯矩折算顶端集中荷载计算悬臂剪力基底剪力 总悬臂剪力： 查图表计算由从而各楼层标高处总剪力墙弯矩系数 第 1 9 1 页 计算求得总剪力墙弯矩见表 查图表得各楼层中间标高处剪力系数从而得，计算过程及结果 见表 表总剪力墙弯矩计算表 表总剪力值计算表 第 1 9 2 页 总剪力墙剪力： 计算过程及结果见表 （ 、 （总和总连梁框线约束弯矩之 ）总剪力墙剪力 和为 架剪力 倒三角形荷载： 顶点集中荷载： 总框架剪力： 总连梁线约束弯矩： ）和表总连梁） 、 总框架剪力线约束弯距总剪力墙剪力 注，层为（表中括取 号内数字） 。 第 1 9 3 页 总框架剪力的调整：对总框架剪力 的楼层，取和楼层中较小值。各 层框架总剪力调整后，按调整前后的比例放大各柱和 梁的剪力和端部弯矩；柱轴力不放大。 总剪力墙在结构底部承担地震弯矩 因此，框架抗震等级为三级，剪力墙抗震等级为 二级。 （三）连梁内力计算 层计算简所示。图图如图 连梁 连梁刚域长度， 计算长度 各层连梁总约束弯矩： 每根连梁的约束弯矩： 层连梁计算弯矩： （单根连梁）。 地震作用下连梁内力 一端刚域连梁计算简图 连梁计算剪力 计算分别见连梁的式中：约束刚度部分。 同层：理， 连梁内力计算结果见表 表 第 1 9 4 页 （四）单片剪力墙的内力 水平荷载下剪力墙的内力计算，按各片剪力墙的等效刚度进行分配，由此计算单片剪 力墙的内力。 ，由钢筋混凝土高层建筑结构设计与 施工规程可知，仅考虑弯曲变形影响，不考虑柱和墙肢的轴向变形。 个墙肢的弯矩和剪力分层第考虑与连梁连接的剪力墙受连梁弯矩、剪力的影响，第 别为 续表 分配系其中，分配系数数 计算结果见表 （五）框架内力计算 在各框架柱间的框架地震剪力分配 取轴一榀横向框架。 ） 第层第柱所分配剪力： 框架柱反弯点位置：根据式 （计算， 结果见表各层柱反弯点高度比 第 1 9 5 页 表地震作用单片剪力墙内力 表框架柱及反弯点位置 第 1 9 6 页 轴）边柱 （： 中柱轴）：（ 计算结果见表 框架柱轴力与框架梁剪力计算 ）框架梁剪力： ：梁 ：梁 ：梁 ）框架梁柱节点弯矩分配（见图 图框架节点弯矩分配 其中： 框架柱轴力： 梁柱计算结果见表 第 1 9 8 页 注 横线以上数字为未经放大的数字，计算轴力时取用该项数值。 三、竖向荷载作用下框架和剪力墙内力计算 （一） 框架内力计算 以轴横向框架为例。 荷载及计算简图 ）屋面荷载： 面层（防水层、隔热层、保温层、找平层）： 厚钢混凝土板： 厚天棚水泥砂浆抹灰： 吊顶棚： 活载： 合计 ）楼面荷载： 面层： 厚钢混凝土板： 厚天棚水泥砂浆抹灰： 吊顶棚： 活载：一般房间： （走廊、卫生间： 轴框架柱 表 轴力与梁端剪力 合计 第 1 9 9 页 楼面荷载分配为等效均布荷载（如图 短向分配荷载： 长向分配荷载： 横向框架梁上线荷载： 跨 （跨）： 层：梁自重（考虑抹灰）： 屋面板传给梁： 合计 层：梁自重（考虑抹灰）： 楼面板传给梁： 横隔墙 合计 层：梁自重（考虑抹灰）： 屋面板传给梁： 横隔墙 合计 跨： 层：梁自重（考虑抹灰）： 屋面板传给梁： 合计 层：梁自重（考虑抹灰）： 楼面板传给梁： 合计 横向框架柱上集中荷载： 轴线荷载：次梁 层：梁自重（考虑抹灰）： 屋面板传给梁： 合计 层：梁自重（考虑抹灰）： 所示）： 厚加气混凝土双面抹灰）： 厚加气混凝土双面抹灰）： 第 2 0 0 页 楼面板传给梁： 厚加气 横隔墙 混凝土双面抹灰）： 合计 层：梁自重（考虑抹灰）： 屋面板传给梁： 厚加气混凝土双面抹灰） 横隔墙 （ ： 合计 层轴梁端剪力： 层： 层： 荷载：轴次梁 层：均布线荷载梁自重（考虑抹灰）： 屋面板传给梁： 合计 轴传来） ：跨中集中荷载（ 层： 均布线荷载梁自重 （考虑抹灰） ： 楼面板传给梁： 纵隔墙自重（考虑窗洞）： 合计 轴传跨中集中荷载（来） ： 层：均布线荷载梁自重（考虑抹灰） 楼面板传给梁： 纵隔墙自重（考虑窗洞）： 合计 跨中集中荷载（轴传来） ： 轴次梁荷载： 层：均布线荷载梁自重（考虑抹灰）： 屋面板传给梁： 合计 轴传来） ：跨中集中荷载（ 层：均布线荷载梁自重（考虑抹灰）： 第 2 0 1 页 楼面板传给梁： 纵隔墙自重（考虑窗洞）： 合计 跨中集中 轴传来） ： 荷载（ 层：均布线荷载梁自重（考虑抹灰）： 楼面板传给梁： 纵隔墙自重（考虑窗洞）： 合计 （轴传来） 跨中集中荷载 边柱集中荷载： 层： 层： 柱自重（考虑粉刷）： 层： 柱自重（考虑粉刷）： 高柱自重： 中柱集中荷载： 层： 层： 柱自重（考虑粉刷）： 层： 柱自重（考虑粉刷）： 高柱自重： 框架竖向荷载如 所示。 图 框架弯矩计算 在竖向荷载作用下框架内力采用分层法进行简化计算，此时每层框架连同上下层柱组成基 本计算单元，竖向荷载产生的梁固端弯矩只在本层内进行弯矩分配，单元之间不再传递。梁的弯 矩取分配后的数值；柱端弯矩取相邻两层单元对应柱端弯矩之和。 第 2 0 2 页 图轴框架竖向荷载 ：梁的固端弯矩（见表 表轴框架梁固端弯矩计算表 ：柱的线刚度（见表 表轴框架线刚度 第 2 0 3 页 。 梁的线刚度： 层： 层： 层： 层： 分配系数：考虑框架对称性，取半框架进行计算。半框架的梁柱线刚度所如图 倍，分配系示。切断横梁线刚度为原来的数按与节点连接的各杆的转动刚度比值计算。 图轴半框架梁柱线刚度示意（ 【 例 】柱顶层节点。 ，其余各层传递系数：底层柱传递系数为柱传递系数为；梁远端固定传递系数 为，远端滑动铰支座传递系数为一 弯矩分配（分配过程见图 第 2 0 4 页 了新的弯矩而不再平衡，应将不平衡弯矩再分配，计算过程见表 用分层法进行近似计算的梁柱最终弯矩值见图 在竖向荷载作用下，对梁端负弯矩进行调幅，调幅系数取 梁剪力及柱轴力计算 ）梁端剪力： 图轴竖向荷载弯矩分配图 节点不平衡弯矩的再分配：由于柱端弯矩按传递系数传递到远端（底层按传 递系数），柱端弯矩取相邻两层单元对应柱端弯矩之和，此时原来已经平衡的结点弯矩由于加入 第 2 0 5 页 表轴结点不平衡弯矩配计算表 第 2 0 6 页 （荷载引起剪力）弯矩引起剪力） ）柱轴力： （梁端剪力（节点集中力及柱自重） 竖向荷载作用下梁端剪力及柱轴力计算见表 表竖向荷载作用下梁端剪力及柱轴力 注 括号内为调幅后的剪力值。 （二）剪力墙内力计算 连梁传递的荷载 连梁传递给剪力墙的竖向荷载使剪力墙产生轴力和，见图弯矩 剪力墙各层弯矩按下式计算： 应按剪力墙线刚度分配给上层剪力墙及下层剪力墙： 各层轴力则为 其中， 及由轴框架内力计算而得。轴框架在竖向荷载作用下计算方法同 轴框架，其计算简图见图 第 2 0 8 页 轴框架柱线刚度同 轴框架梁线刚度： 轴，见表 层： 层： 轴框架竖向荷载弯矩分配图见图 图轴框架弯矩分配图 轴框架竖向荷载结点不平衡弯矩分配见表 在竖向荷载中梁所示，由此得下的最终弯矩图如图在竖 向荷载作用下的剪力 第 2 0 9 页 表轴框架结点不平衡弯矩分配计算表 第 2 1 0 页 楼板传来的竖向荷载 楼板传给剪力墙的竖向荷载如图 示，集中 轴纵梁、剪力墙传至柱， 荷载为楼板、 和它使剪力墙产生轴力弯矩 轴力 层： 层： ：弯矩 剪力墙轴线 层 轴剪力墙受楼板传来竖向荷载 层： 层： 应按剪力墙线刚度分配给上层剪力墙及下层剪力墙： 墙自重 墙自重按每层重量计。 层： 层： 层： 竖向荷载作用下产生的剪力 如层 所 图 轴剪力墙 的弯矩、轴力及剪力见表 竖向荷载作用下 竖向荷载作用下剪力墙 轴的内力计算 表 第 2 1 1 页 四、荷载效应组合 层梁柱的本节内容仅列出轴内力组合过程， 其余层计算方法相同， 不再赘述。 在只考虑竖向荷载情况下，按规定应分别计算出在恒载和活载作用下结构的内力，然 后乘上各自的分项系数以获得恒载和活载组合时的内力，在本例中，考虑了活载占全部竖 向荷载的实际比例，当取竖向荷载的综合分项系数时， 其计算结果十分相近， 即 为计算方便，本例仅计算出全部竖向荷载（恒载活载）作用下结构的内力，当乘以 综合分项系数时，即为只考虑竖向荷载的组合结果。 在竖向荷载作用下，先考虑梁端负弯矩的调幅，然后再计算剪力和跨中弯矩，进行内 力组合。 考虑竖向荷载代表值取恒载、活载，故本例竖向荷载代表值约占总重力荷 载的，当与地震作用组合时，取 钢筋混凝土高层建筑结构构件的承载能力按下列公式验算： 非抗震设计： 抗震设计： 为了计算比较，本例在内力组合以获得荷载效应组合设计值的同时，乘上结构重要 性系数和抗震能力调整系数，即对抗震设计采用下列表达式： （一）梁的支座弯矩和剪力 考虑到水平地震作用可自左向右和自右向左作用，分别引起大小相等而方向相反的支 座弯矩和剪力。当竖向荷载效应与水平地震作用效应组合时，支座弯矩和剪力按下列各式 组合： 续表 第 2 1 2 页 注跨中最大正弯矩、支座最大负弯矩均按竖向荷载支座负弯矩调幅后，并跟地震作用组合后的端弯矩求得 截面设计时取用括号内数值 （二）梁的跨中最大弯矩 （取跨中正弯矩：其中之大者） 为梁跨式中：的最大正值；为竖向荷载（恒载和楼面活范围内 载）标准值引起的梁跨范围内最大正弯矩。 现以为例计算梁的跨中最大正轴六层 弯矩。 仅考虑竖向荷载 所示，仅如图考虑竖向荷载：剪力为零值 点距， 则点距离为 六层图竖向荷载此截面处跨中弯矩最大，即 （取 支座负弯矩： 其中之大者） 支座正弯矩： 梁端剪力： 支座正负弯矩、梁端剪力的组合结果见表 框 架 梁 内 力 组 合 表 第 2 1 3 页 竖向荷载与水平地震作用组合 ） 组合 ，取， 则 考虑竖向荷载与水平地震作用组合 ）当地震自左向右时，如图所示，则 地震作用方向 图六层竖向荷载与水平地震作用组合 ）组合 剪力为零值点距点距离为， 则 此截面处跨中弯矩最大，即 考虑到抗震能力调整系数， 则 ）当地震自右向左时，如图所示，则 地震作用方向 图六层 ） 左端弯矩组合值 第 2 1 4 页 ：右端弯矩组合值 （按图）可求得梁端剪力 剪力点距离， 则为零值点距 此截面处跨中弯矩最大，即 考虑到抗震能， 则力调整系数 轴框架内力组合见表 （三）柱的内力组合 柱的内力组合如下： 考虑内力组合 轴时压比，取 正截面抗弯承载能力 时轴压比，取 对柱 斜截取面抗弯承载能力 式中，（即各柱的水平地震作用产生的剪力 可根据各柱端弯矩算出。 如层边柱：柱顶： 柱底： 同理，算出轴 层柱的组轴第合计算见表 （四）剪力墙内力组合 以轴剪力墙 考虑内力组合 每层剪力墙选取顶端和底端两个控制截面，从 为截面设计控制值。 层剪力墙的组合计算见表轴第 及 层 ） 层 ） 值）已算出，竖向荷载产生的剪力 层各柱剪力。框架柱选取每层柱顶和柱底两个控制截面，从 组内力组合中选取一组配筋最大者作为截面设计控制值。 为例，剪力墙内力组合如下： 及 组内力组合中选取一组配筋最大者作 第 2 1 5 页 表轴框架柱内力组合表 第 2 1 6 页 轴框架梁，在竖向荷载及水平地震作用下的跨中最大弯 所 示。 连梁内力组合表 轴剪力表内力组合表 （五）连梁内力组合 算法同连梁 矩均在支座处，如表 表 第 2 1 7 页 五、截面设计与配筋设计 （一）框架梁（正、斜）截面设计 混凝土强度：层： 层： 钢筋强度级钢，： 正截面受弯承载力计算 层）边跨（。 ）跨中截面（ 故取下部配筋 ）支座左截面 故取上部配筋 支座右截面 故取上部配筋 其他层计算略，结果见表 层）中跨 （ ）跨中截面： ）支座截面： ，边跨实际配筋所有层下部，上部 ，故取下部配筋 ，故取上部配筋 ） 。 其他层计算配筋略，中跨实际配筋所有层下部， 上 部 斜截面抗剪设计（三级抗震） 梁端加密区，剪力设计值由强剪弱弯要求计算 边跨层： 剪压比：（满足最小截面尺寸要求） 第 2 1 8 页 表手算与电算主要结果对比 第 2 1 9 页 内力单位：弯矩， 框架柱 ，）为剪力墙计算 表示墙柱一端的暗柱配筋面积， 续表 注剪力、轴力，；配筋面积， 分别为内力组合轴力、弯矩、剪力的最大值。 的设计弯矩、设计轴力；）为计算的设计剪力、设计轴力。 为水平分布筋间距范围内水平分布筋面积。 故 取按构造配筋，取双肢箍故边跨取 ）中跨： 故取 （二）框架柱截面设计 柱截面尺寸 验算轴压比：柱净高与截面长边尺寸之比，为长柱，允许轴压比。 柱 第 2 2 0 页 底及材料改 层）轴压比见表 变，均满足要求。处 柱计算长度 无侧移现浇结构： 底层： 层 ： 其他层： 柱截面配筋计算 正截面：柱同一截面分别承受正反向弯矩，故采用对称配筋。 边 柱层： 层： 值， 从柱内 小偏压，选用 力组合表可查 大 对 偏压，大选用小的组合。 层边柱均 和 为小偏压，故选 ，取其中配筋较大者。 以为例。 大的组合大；对 仅需按构造配筋。 层边柱均为大 和 偏压，故选 ，取其中配筋较大者。 以为例。 取 第 2 2 1 页 按构造配筋。 边柱： 实际每侧配筋 ） 。 层中柱： 层： 层中柱：有大偏压柱，也有小偏压柱，故选 （ （小偏压） 小偏压） （大偏压）配 （大偏压） 筋较大者。 层中柱均为大 进行配筋。 偏压，故选 中柱： 实际每侧配筋 ，其余计算过程相似，略。 斜截面抗剪（二级抗震）： 为保证强剪弱弯，柱设计剪力值取 内力组合 边柱：层： ，钢筋截面面积，共配 ，钢筋截面面积，共配 （及内力组合中较大值 取 （满足最 剪压比： 小截面尺寸要求） 又 取 第 2 2 2 页 肢，取复式箍仅需按构造配筋 按体积配箍要求 所以取复按构造， 取式箍 非加密区取复式箍长柱柱端加密区长度取 。 所层柱。有边柱配箍同 同理，中柱柱端加密区配；非加