4426平米五层框架教学楼（开题报告、计算书、建筑、结构图）
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4426平米五层框架教学楼开题报告
4426平米五层框架教学楼
建筑图
结构图
五层4426平米框架教学楼
五层框架结构
开题报告
计算书
层教学楼建筑
开题报告
计算书
图纸
框架教学楼建筑
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华北水利水电学院毕业设计华北水利水电学院土木与交通学院土木工程专业毕业设计（论文）任务书课题名称郑州市某中学科教艺术楼（内廊一字型）指导教师潘丽云课题来源模拟课题类型AY注：1、课题来源包括科研（注明项目类型，如基金项目、攻关项目、某企事业单位项目等）、教学、生产、模拟、自选。2、课题类型：（1）A工程设计；B技术开发；C软件工程；D理论研究； （2）X真实课题；Y模拟课题；Z虚拟课题；要求（1）、（2）均要填，如AY，BY等。1. 毕业设计（论文）依据1.1 工程概况1.场地平坦、无障碍物，两面临街，可根据场地情况任意假设一总平面布置图。2.气象条件基本风压和基本雪压见建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)。3.工程地质条件根据对建筑基地的勘察结果，地基承载力特征值为130kN/m2。建筑场地类别：类场地；地震设防烈度：见建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)。 4.各种用房的活荷载标准值见现行建筑结构荷载规范。1.2 建筑规模及功能要求1.建筑规模:建筑面积4500m2，为5层框架结构。2.功能要求:有美术室、音乐室、舞蹈室、更衣室、书法室、自然实验室、仪器室、展览室、音乐室、语音室、多媒体电教室、藏书室、图书阅览室等。2. 毕业设计（论文）任务2.1开题报告在调研、充分理解课题内容和要求的基础上，写出3000汉字左右的开题报告。开题报告严格按照科技论文的格式编写，要注重调研原始资料的完整叙述，文献查阅应在10篇以上，参考文献应在5篇以上，并在报告引用处注明编号。开题报告经指导教师检查合格后方可进入毕业设计（论文）工作。2.2 毕业设计（论文）具体内容确定毕业设计（论文）所需完成的图纸、计算书等各任务的详细内容和要求。对毕业设计和毕业论文的具体要求详见教务处华北水利水电学院本科生毕业设计（论文）规范（院教字2000038号）。2.3 外文资料翻译根据毕业设计（论文）内容，完成与该毕业设计（论文）方向相关的外文资料的翻译，翻译工作量不少于3000汉字，要求译文准确流畅。3. 毕业设计（论文）提交的成果3.1毕业设计书（论文）A、封面；B、毕业设计（论文）任务书；C、毕业设计（论文）开题报告；D、中文摘要；E、英文摘要；F、目录；G、正文；H、参考文献；L、附录封 面 由学校统一印制，按要求打印（详见教务处网页）任 务 书 由指导教师填写，装订于指定位置，教师签字后生效；开题报告 由学生认真书写，经指导教师签字后的开题报告有效；摘 要 中文摘要字数应在400字左右，包括设计（论文）题目、论文摘要、关键词为（3至5个），英文摘要应与中文摘要内容相对应。目 录 按三级标题编写，要求层次清晰，且要与正文标题一致。主要包括摘要、正文主要层次标题、参考文献、附录等。正 文 论文正文包括绪论（或前言、概述等）、论文主体、结论。工科论文要符合科技论文格式，正文要标明章节，正文文字：设计说明书应在10000字以上；论文应在6000字以上。外文原文及翻译 要求翻译的原文是论文的参考文献，或与论文密切相关的资料，译文应不少于2000汉字。参考文献 必须是学生本人真正阅读过的杂志类文献、图书类文献等，要与设计（论文）工作直接相关。附 录 主要包括外文原文及翻译、计算机源程序，有关图纸等。3.2要求提交的成果包括纸质和电子文档两部分。 第3页 共2页 华北水利水电学院毕业设计开题报告工程概况一、建筑概况1 建筑物名称郑州市某中学科教艺术楼2 建筑物概况该建筑设计总面积4500左右，每层建筑面积900左右，共五层，底层为舞蹈室更衣室，二层为美术室，展览室，书法室，三层为音乐室，语音室，多媒体教室，四层为自然室，仪器室，五层为办公室，每层设有卫生间。1个卫生间，2个楼梯。3 所处地理位置该建筑处于郑州市某中学校园内，周围有其他已建建筑物、本学校其他教学楼及辅助建筑。4气候条件郑州市的冻土深度为0.6m，主导风向夏季西南风，冬季东北风，基本风压0.45KN/m，基本雪压0.40KN/m。5地质勘探资料郑州市地区表层0.20.6为人工填土，下层为新近沉积粘性土,厚约2m。（承压力，fk=210kPa)。第三层为粘性土厚度约为0.9m（承压力fk=60.5kPa）第四层为粉土，厚度约为2.1m，fk=190kPa6抗震设计根据建筑抗震设计规范， 郑州市抗震设防烈度为7度，高度小于30m时，其抗震等级为三级，本结构采用三级抗震设计，按7度设防。办公楼平面布置简单，规则对称，尽量采用轻型建筑材料，有利于抗震。二 调查情况在做开题报告前，我去了郑州的几所中学艺术学校，参观了一些艺术教学楼，其中有混凝土结构，砌体结构，钢结构等几种结构形式，查阅了与本建筑有关的一些规范与参考书。三 建筑设计建筑平面组合设计的任务是：根据建筑功能和卫生要求，合理安排各组成部分的位置，组织好建筑物内部和内外之间方便和安全的联系。考虑到结构不止是施工方法和所用材料的合理性，并考虑美观要求，考虑总体规划要求，注意节约用地。1.建筑选型： 本设计拟采用“一”字型建筑设计方案，框架结构，五层，采用内廊一字型，该结构总建筑面积4500左右，长54.6m，宽16.4m，其中内廊宽2.4m，房间进深7m。本设计方案使该建筑有良好的通风采光效果，满足建筑防火和抗震设计规范。由于本建筑物长度在7级抗震设防烈度下未超过55m，所以不需设变形缝。2.空间分配：1）房间： 各房间进深均7m，开间为8m。该设计方案宽敞、明亮、整齐。既满足了教学要求，又为学生提供了一个优美的学习环境。2）楼梯： 考虑到教学楼的人流量较多，交通疏散较难，并且根据外部的交通情况，在楼两侧布置两部楼梯。楼梯分别位于东西两侧偏中，利于人流交通的疏通。楼梯的宽度有通行人数的多少和建筑防火要求决定。因本结构总长100m，每层建筑面积1200，按耐火等级二级设计，楼梯的布置保证了距楼梯最远的房间距离小于20m，满足了建筑防火中安全疏散距离的要求。3）交通联系： 本建筑采用“一”字型。根据有关交通与疏散的规定：教学楼的楼梯不小于1.8m，本建筑的走廊宽度选定为2.4m,符合走廊的规定。3.建筑平面布置根据建筑设计和使用功能的要求，决定本教学楼采用内廊式的建筑设计方案，这种结构方式平面紧凑，走廊所占面积不大，充分利用了空间，比较经济。房间进不太大，其朝向、采光和通风都较好。交通联系部分要求做到：交通路线简捷明确，联系通行方便，人流通畅，紧急疏散时迅速安全；满足一定的采光通风要求；力求节省交通面积，同时考虑空间适度问题。根据国家有关交通与疏散的规定：教学用房：廊不应小于1.8m。本建筑的走廊宽度选定为2.4m,符合走廊的通行原则。另外，楼梯的数量主要根据楼层人数的多少和建筑防火要求而定。本教学楼布置了两个楼梯，其宽度均为3.3m，符合人流的通行要求。该办公楼根据设计任务书中各房间的面积要求，同时柱网的也要选择规整，应该符合钢筋混凝土经济柱网的要求，故此，纵向柱网采用为7米和2.4米，横向柱网采用8米。作为走廊的支撑结构，结构平面是否满足要求，要进行结构计算加以验证，一般首先验算控制性尺寸是否满足要求，在有抗震要求的地区地震时的侧移刚度要满足要求；其次对各构件进行力学验算，计算时一般要先整体，后局部主要计算顺序是荷载计算、计算地震作用、验算层间位移、框架竖向荷载作用下内力的计算、进行作用效用组合，最后确定梁柱的配筋。屋面排水设计采用有组织排水设计，内墙，外墙，楼面，屋面，散水以及门窗的设计根据建筑构造用料做法（中南地区通用建筑标准）选用。4. 建筑立面设计建筑体型和立面设计的主要任务：反映建筑功能要求和建筑类型的特征。结合材料性能、结构构造和施工技术的特点。做到与周围建筑风格协调一致化。掌握建筑标准和相应的技术经济指标，适应基地环境和建筑规划的群体布置。符合建筑造型和立面构造的一般规律。本建筑底层层高为4.2m，其余楼层层高选定为3.6m，楼板100mm，可以满足教学办公用房的要求。建筑底层的楼梯踢面高为175mm，踏面宽为280mm，其余楼层的楼梯踢面高为150mm，踏面宽为300mm，这可以同时满足建筑平面设计和立面设计中对楼梯的要求。5. 基础设计 场地情况：本建筑物场地平坦，无障碍物。 基础设计：基础的作用是把建筑物的荷载安全可靠地传给地基，保证地基不发生强度破坏或变形过大，同时还要充分发挥地基承载力。在墙、柱之下设置水平荷载面向下扩大基础，以便将墙或柱荷载扩散分布于基础低面，使之满足地基承载力变形后的要求。基础埋深宜大于0.6，小于2.0，基础采用扩展基础系中的柱下钢筋混凝土独立基础。该基础抗弯、抗剪性能好，可在竖向荷载较大、地基承载力不高以及承受水平力和力矩荷载等情况下使用。由于这类基础的高度不受台阶高比限制，故适宜需要“宽基浅埋”的场合下使用，当基础埋深和低面尺寸确定之后，即可计算基础内力，以便设计基础截面。6.柱网布置本结构柱网房间采用8m7m，走廊采用8m2.4m。既满足了主梁经济跨度68m的要求，又充分发挥了框架结构的优点（灵活的房间布置）。7.方案比较方案一优点是建设成本较低，销售价格也较便宜。由于本建筑为教学艺术楼，综合考虑，应选用方案一。只有这样，才能避免一些不必要的麻烦。如：1）如用其它形状的设计，有可能妨碍交通。2）土地资源本来已经很少，用其它的设计，会带来土地的浪费。所以，为了有一个良好的办公环境，还是选方案一较好。方案二： 缺点是走廊作为公共交通走道，所占的面积较大，建筑造价较高；同时学生教师和外界人四 结构设计结构设计是土木工程工程专业的重点。本设计的计算内容主要有：荷载计算、水平地震作用计算、侧移验算、横向框架内力分析与组合、框架梁柱设计以及基础设计8。设计计算方法上，考虑到尽量能够运用所学的知识，以求让设计达到最优化，所以采取多种方法进行设计计算。通过多种材料进行计算比较，选择最优。计算框架刚度采用 “D值法”;水平地震作用计算采用“底部剪力法”，竖向荷载作用下框架计算采用“分层法”。风荷载作用下的内力计算采用改进反弯点法4。本设计计算结果主要以手算为主，PKPM为辅助以验算手算结果。1结构布置（1）柱网及层高建筑的柱网及层高是根据建筑使用功能确定的。本设计采用大柱网，柱距为8m，跨度为7m。层高拟选首层4.2m，其余各层3.6m。（2）框架结构的承重方案根据楼盖的平面布置及竖向荷载传递路线，承重方案有横向、纵向及纵横向承重方案。在实际工程中，一般采用横向承重方案。因房屋横向较短，柱数量少，当采用横向承重方案时，横向框架梁的截面高度大，可增加框架的横向侧移刚度14。本设计采用横向承重方案。2 内力计算（1）重力荷载计算 分别计算屋面及楼面的永久荷载标准值（上人屋面，楼面），屋面及楼面可变荷载标准值（上人屋面均布活荷载标准值，楼面活荷栽标准值，屋面雪荷栽标准值），梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算，梁柱可根据截面尺寸、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，重力荷载代表值，集中于各楼层标高处的重力荷载代表值，包括墙重、楼面荷载以及门窗的自重。（2）框架侧移刚度的计算计算框架刚度采用 “D值法”。向框架侧移刚度的计算（横梁线刚度，柱线刚度，中框架柱侧移刚度D值，边框架柱侧移刚度D值，楼梯间框架柱侧移刚度D值，横向框架侧移刚度D值），纵向同横向15。 （3）横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移的计算，横向自震周期计算，水平地震作用及楼层地震剪力计算17，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，变形以剪切为主，故可以用底部剪力法计算水平地震作用，水平地震作用下的位移验算，水平地震作用下框架内力计算（各层柱端弯矩及剪力计算，梁端弯矩剪力及柱轴力计算），横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算（沿房屋高度分布风荷载标准值计算，风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算）。（4）竖向荷载作用下框架结构内力计算。 首先选取一个计算单元，由于房间内布置有次梁，计算单元内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各个节点上。由于纵向框架梁的中心线与柱的中心不重合，因此，在框架接点上还作用有集中力9。然后进行静荷载与动荷载的计算以及内力计算。3 内力组合横向框架内力计算，横向框架内力组合，框架组合考虑地震作用时，除高层建筑须考虑风荷载以外，一般不考虑风荷载和地震作用的组合，框架结构一般也不考虑竖向地震作用6。 （1）框架梁内力组合梁内力控制截面一般取两端支座截面和跨中截面。梁支座负弯距组合的设计值，非抗震时为：=（1.2 +1.4），=（1.35+）。 抗震设计时为=（1.2+1.3）。（2）框架柱内力组合柱子内力控制截面一般取柱上、下端截面，每个截面有、 和。非抗震时为=1.2+1.4，=1.2+1.4，=1.35+，=1.35+。抗震设计时为=1.2+1.3，=1.2+1.3。4 构件设计 要遵循的一般原则主要有：从抗震设计及非抗震设计的内力组合设计值中，选取最不利的内力组合设计值进行截面配筋计算；抗震设计时，构件除了应该有足够的承载力和适当的刚度外，还要有良好的延性，应该遵循强柱弱梁、强剪弱弯、强接点、强锚固的原则。抗震设计时，为保证结构有良好的抗震性能，应该选用合适的材料9。（1）框架梁的设计梁正截面受弯承载力抗震时按照，非抗震时按照计算，设计时进行比较，然后取最大值进行配筋计算。梁支座负弯距按矩形截面设计计算配筋，跨中正弯距按T型截面设计。梁斜截面受剪承载力抗震时按，集中荷载对梁产生的剪力占75时为。（2）柱的设计 根据柱端截面组合的内力设计值及其调，整值，按截面偏心计算柱的纵向受力钢筋。一般采用对称配筋，抗震设计与非抗震设计采用相同的承载力计算公式，但抗震设计时公式的右端应该除抗震调整系数。偏心受压柱截面受剪承载力按下式子计算：偏心受拉柱截面受剪承载力按下式子计算：（3）节点 节点核芯区的剪力应该满足设计要求，截面应该进行抗震验算，按照箍筋和混凝土共同抗剪考虑。当剪压比较高时，斜压力使混凝土破坏先于箍筋，二者不能共同发挥作用。一、二级框架梁节点核芯区组合的剪力设计值按下式子计算：。节点核芯区截面抗震验算首先按下式子对剪压比进行控制：配筋按下式子计算：。（4）板 荷载有段向板带承受的四边支撑板称为单向板，有单向板组成的梁板结构称为单向板梁板结构;荷载有两个方向板带共同承受的四边支撑板称为双向板。本设计采用单向板，板的尺寸除满足承载力、刚度、裂缝宽度要求外，尚应满足施工要求。板厚取；按施工要求，一般楼板厚度不少于60mm，本设计楼板厚度选100mm。本设计采用单向板整浇楼盖，按塑性内力重分布方法计算内力。对多跨连续板沿板的长边方向取1米宽的板带作为板的计算单元。（5）楼梯 楼梯是单层及高层房屋建筑的竖向通道，混凝土楼梯由于经济耐久，并且具有良好的耐火性能而广泛应用。其平面位置及几何尺寸由建筑设计决定，结构形式由结构设计决定。按照结构受力状态可分为梁式、板式、剪刀式等形式。本设计采用板式楼梯，包括楼梯板、平台板和平台梁的计算及构造。（6）次梁 次梁的设计与主梁的设计步骤及内容相同。5基础设计填充混凝土建筑的基础形式，应根据上部结构、工程地质条件、施工条件等因素综合确定，宜选用十字交叉形基础、筏基、桩基。本设计采用柱下独立基础。基础当采用条形基础时，基础顶面应设置钢筋混凝土圈梁。柱下独立基础按简化方法计算，将基础看作绝对刚度，假设基底反力成直线分布，然后按静力分析法或者将柱子作为支座，基底反力作为荷载连续梁计算基础内力，即倒梁法13。柱下独立基础设计计算内容有：荷载计算 （包括选计算单元、确定其宽度），确定基础埋置深度，确定地基承载力特征值，确定基础的宽度和剖面尺寸，软弱下卧层强度验（1）荷载计算，选定计算单元，对有门窗洞口的墙体，取洞口间墙体为计算单元；对无门窗洞口的墙体，则可取1m为计算单元。（2）确定基础埋置深度为dmin=Zd-hmax或经验确定dmin=Z0+（100200）mm。（3）确定地基承载力特征值。（4）确定基础的宽度、高度b，H0。（5）软弱下卧层强度验算。如果在地基土持力层以下的压缩层范围内存在软弱下卧层，则需按下式验算下卧层顶面的地基强度，即 。员相互干扰较大。 五.结论在本建筑的设计中，本着坚固实用、技术先进、经济合理、美观大方的建筑构造设计原则，充分考虑了使用主体的需要和建筑的功能要求，逐步满足了建筑规范中的各项要求。不但使我具体了解了建筑设计中所涉及的各种问题，而且让我能够更系统地复习所学过的专业知识，使我受益匪浅。通过本设计，它使我对知识进行了综合的运用，不但使我各方面的知识系统化，而且使所学知识实践化，通过这次设计培养了我独立分析实际问题的能力及创新能力，并具有了调查研究，收集资料，查阅资料的能力，从而为以后从事实际工作奠定了坚实的基础。设计中，通过查阅各种图集，设计规范及标准，完成了综合办公楼的结构选型，结构布置，提高了我对基础理论和专业知识的理解，掌握程度及综合应用的实际能力，在设计中涉及到了很多工程软件，通过对这些软件的应用，进一步提高了我对专业软件的应用能力。设计的过程中，虽然解决了很多的问题，但是肯定有没有注意到的地方。希望能在以后的学习过程中，能更好地学习专业知识，以便能够更加专业地发现问题、解决问题。六.参考资料1、国家标准、规范、规程总图制图标准(GB/T 50103-2001)房屋建筑制图统一标准(GB/T 50001-2001)建筑结构制图标准(GB/T 50105-2001)建筑设计防火规范(GBJ 16-87)（2001年局部修订）民用建筑设计通则(JGJ 37-87)建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)混凝土结构设计规范(GB 50010-2002)建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002)建筑抗震设计规范(GB 50011-2002)建筑结构可靠度设计统一标准（GB 50068-2001）工程建设标准强制性条文（房屋建筑部分2002年版）2、参考书教科书建筑设计资料集(13)钢筋混凝土设计手册建筑抗震设计手册 第 10 页 共 10 页 华北水利水电学院毕业设计郑州市某中学科教艺术楼摘要：本设计的建筑是郑州某中学科教艺术楼，采用的是钢筋混凝土框架结构。在设计过程中，主要对建筑的平面进行了布置，并对结构的柱，梁，基础等构建进行了承载力的验算。本设计结合建筑、结构相关规范，将钢筋混凝土框架结构设计的几大基本设计步骤贯穿于其中。第一部分，收集设计资料；第二部分，结构及计算简图的确定，以及对基本构件的截面进行初步的估算；第三部分，荷载统计，主要包括恒载统计和活载统计；第四部分，内力计算，主要包括地震荷载作用和重力荷载作用下的恒载近似和活载计算；第五部分，内力组合，根据各部分内力计算结果对内力进行最不利组合；第六部分，配筋计算，包括框架梁柱配筋计算和楼、屋面板配筋计算、楼梯配筋计算和基础配筋计算。通过这次框架结构设计工作，进一步掌握了结构设计的基本步骤和方法，为以后的结构设计工作打下坚实的基础，达到了理论和实践相结合的目的。 关键词：科教艺术楼 钢筋混凝土框架结构 内力计算 配筋 Abstract: The design of the building is zhengzhou certain high school section instruct art storey , Using the reinforced concrete frame structure . In the design process, Building on the main plane of arrangement , As well as structural columns, beams, the foundation for building the capacity of checking . The combination of architectural design, structural relevant norms, will be reinforced concrete frame structure designed several major steps through basic design in it. The first part of the design of the data collection; The second part of the structure and calculation to determine the schematic, and the basic components of the cross-section preliminary estimate; The third part, load statistics, include statistical dead load and live load statistics; Fourth, internal forces, including major earthquake loads and gravity loads of dead load and live load approximate calculation; Fifth, internal force composition According to the results of the internal forces of the stress of the most disadvantaged groups. Part VI, reinforcement, including reinforcement calculation framework of beams and floor, roof slabs reinforced, reinforced staircases and calculated based reinforcement calculation. Through this framework for the design work, and further understand the structural design of the basic steps and methods After the design work has laid a solid foundation for achieving the theory and practice of combining the purpose.Keywords : Teaching Building Reinforced concrete frame structure Internal force calculation Reinforcement 第 2 页 共 2 页77 华北水利水电学院毕业计目录摘要建筑设计说明1 工程概况32 结构选型与布置32.1 结构选型32.2 结构布置33 框架计算简图及梁柱线刚度33.1 梁、柱截面尺寸估算53.1.1 框架梁截面尺寸53.1.2 框架柱截面尺寸53.2 确定框架计算简图53.3 框架柱的线刚度的计算64 荷载计算74.1 恒载标准值计算74.1.1 屋面74.1.2标准层楼面74.1.3 梁自重84.1.4 柱自重84.1.5 外纵墙自重94.1.6 内纵墙自重94.1.7 内隔墙自重94.1.8 山墙自重104.2 活荷载标准值计算114.2.1 屋面和楼面活荷载标准值114.3 竖向荷载下框架受荷总图114.3.1114.3.2 A(D)轴柱纵向集中荷载计算134.3.3 B(C) 轴柱纵向集中荷载计算144.4风荷载标准值计算154.4.1 作用在屋面梁节点处的集中风荷载标准值154.5 水平地震作用计算154.5.1 重力荷载代表值的计算164.5.2 框架柱抗侧移刚度和结构基本自震周期计算175 内力计算215.2 风荷载作用下的内力计算285.3 框架地震内力计算335.3.1 框架柱剪力和柱端弯矩计算采用D值法336 内力组合397 配筋计算457.1 框架柱截面设计457.1.1 轴压比验算467.1.2 截面尺寸复核467.1.3正截面受弯承载力计算467.1.4垂直于弯矩作用水平面的受压承载力验算507.1.5 斜截面受剪承载力计算517.1.6 框架柱裂缝宽度验算537.2 框架梁截面设计547.2.1框架梁正截面计算547.2.2梁的斜截面受剪承载力计算567.2.2梁的斜截面受剪承载力计算577.2.3框架梁裂缝宽度验算607.2.4次梁截面设计608 1#楼梯设计618.1 楼梯形式618.2 踏步板计算618.2.1荷载计算618.2.2平台板的截面承载力计算648.2.3 平台梁截面承载力计算649 楼面板及屋面板的设计669.1 楼面设计669.1.1 荷载计算669.1.2 判断板的计算类型669.1.3 内力计算669.1.4 截面承载力计算6710 基础设计6810.1 基顶内力组合值计算6810.1.1 A柱基础6810.1.2中柱基础6810.2 外柱（A柱）独立基础计算6910.2.1 初步确定基底尺寸6910.2.2 基础底面配筋计算7110.3中柱独立基础计算7310.3.1 初步确定基底尺寸7310.3.2 基础底面配筋计算75附录结构计算书1 工程概况：(1) 工程名称：郑州市某中学科教艺术楼(2) 建设地点：郑州市某中学(3) 工程概况：本建筑由主管部门批准拟建基地。场地情况：场地平坦、无障碍物，两面临街。平面尺寸为：47.6m18.6m，建筑总高度为21.6m，共5层，底层层高为5.1m，二四层层高为3.9m，室内外高差为0.45m，具体情况见结构平面布置图，设计使用年限为50年。(4) 基本风压：0.45。(5) 抗震设防：设防类别为丙类，抗震设防烈度为7度，场地为二类场地土，设计地震分组为第一组。(6) 混凝土：C30钢筋：纵向受力钢筋采用HRB400级热扎钢筋，其余采用HPB235级热扎钢筋。墙体：外墙：混凝土空心小砌块，390mm250mm250mm。r=11.8KN/m3 内墙：混凝土空心小砌块，390mm200mm200mm。r=11.8KN/m3门： 木门：r=0.2KN/m3窗：铝合金窗：r=0.35KN/m3要求：选择合理的结构形式，进行结构布置，并对其进行设计，只对房屋的一榀横向框架进行计算。2 结构选型与布置：2.1 结构选型：本建筑只有5层，且功能单一，各功能分区的开间要求基本一致，为方便布置房间和便于管理采用较大柱网结构。为使结构有较大的刚度本设计中楼面、屋面、楼梯等均采用现浇结构；基础为柱下独立基础。2.2 结构布置：(1) 结构体系选型：采用混凝土现浇框架结构体系(2) 屋面结构：采用混凝土现浇肋形屋盖，刚柔性相结合的屋面，屋面板厚120mm。(3) 楼面结构：采用混凝土现浇肋形楼盖，楼板厚100mm。(4) 楼梯结构：采用混凝土现浇板式楼梯。(5) 天沟：采用现浇天沟。3 框架计算简图及梁柱线刚度：图2-1 结构平面布置图 图2-2 2-2剖面图图1所示的框架结构体系纵向和横向均为框架结构，是一个空间结构体系，理应按空间进行计算。但是采用手算和借助简单的计算工具计算空间框架结构太复杂，高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ-2002）允许在纵向和横向两个方向将其按平面框架计算。本建筑中，横向框架的间距均为4.2m，荷载相差不大，且为对称结构，所以可选用一榀框架进行计算和配筋。现在以7轴线的KJ-7例进行计算3.1 梁、柱截面尺寸估算：3.1.1 框架梁截面尺寸：主梁截面尺寸估算：梁高h=(1/81/12)b=(1/81/12)*6600=825550m. 取700mm.梁宽b=1/2h=300mm.次梁截面尺寸估算：h=550mm,b=300mm.3.1.2 框架柱截面尺寸底层柱轴力估算：假定结构每平方米总荷载设计值为13KN，则底层中柱的轴力设计值约为：N=1.3136.67.84=3480.05kN若采用C30混凝土浇注，（）。假定截面尺寸bh=500mm500mm，则柱的轴压比：=270400.15mm2故确定框架柱的尺寸为500mm500mm。框架梁、柱编号及尺寸如土一所示，为了简化施工，各柱截面从底层到顶层不改变。3.2 确定框架计算简图：框架的计算单元如图1所示框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接，由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，室内外高差为-0.45m基础顶面至室外地坪取0.85m，故基顶标高值0.000的距离为-1.3m，二层楼面标高为5.1m，故底层柱高为6.4m；其余各层柱高从楼面算值上一层楼面（即层高），故均为3.90m。由此可绘出框架的计算简图如图3所示。3.3 框架柱的线刚度的计算：由于各楼摸按板与框架梁的混凝土一起浇注，对于中跨梁取I=2I边跨梁：i=EI/l=中跨梁：i= EI/l=底层柱：=其余柱：=令=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3所示，作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据。图3-1 结构计算简图4 荷载计算：为了便于今后的内力组合，荷载计算均按标准值计算。4.1 恒载标准值计算：4.1.1 屋面：保护层： C20细石混凝土，内配钢筋网片 隔离层：干铺无纺聚脂纤维布一层 保温层：挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板70mm0.5=0.35mm 防水层：三毡四油上铺小石子厚0.5mm 找平层：1:3水泥砂浆中掺聚丙烯或锦纶-6纤维 找坡层：1:8水泥膨胀珍珠岩找坡2%坡 结构层：钢筋混凝土屋面板 120mm 抹灰层： 20mm 合计 5.714.1.2标准层楼面： 水磨石地面：10mm面层，20mm厚水泥砂浆打底，素水泥浆结合层一道；0.65结构层：100mm厚现浇钢筋混凝土板 0.1025=2.5 抹灰层：20厚水泥砂浆粉刷 合计 3.494.1.3 梁自重：bh=300mm700mm梁自重 250.3（0.7-0.10）=4.5抹灰层：20厚水泥砂浆粉刷 0.02（0.7-0.10+0.15）217=0.51 合计 5.01bh=300mm400mm自重 250.25（0.4-0.10）=2.25抹灰层：20厚水泥砂浆粉刷 0.02（0.4-0.10+0.15）217=0.31 合计 2.56bh=300mm550mm自重 250.30（0.55-0.10）=3.375抹灰层：20厚水泥砂浆粉刷 0.02（0.55-0.10+0.15）217=0.41 合计 3.785 基础梁（bh=300mm400mm）自重 250.30.4=34.1.4 柱自重：bh=500mm500mm自重 250.52=6.25抹灰层：20厚水泥砂浆粉刷 0.020.5417=0.68合计 6.934.1.5 外纵墙自重：底层：纵墙 （5.36.1-33.2）0.257/6.6=6.03钢塑窗 0.453.23/6.6=0.65水泥粉刷内外墙面 （5.16.1-33.2）0.362/6.6=2.34合计 9.02 标准层：纵墙 6.13.20.257=34.16铝合金窗 0.452.33=3.12洞口 2.330.257=12.075水泥粉刷内外墙面 （3.96.1-2.33）0.362=12.16合计 37.35合计5.664.1.6 内纵墙自重：标准层：纵墙 3.20.2 7=4.48水泥粉刷内墙面 3.20.362=2.03合计 6.51 4.1.7 内隔墙自重：标准层：纵墙 3.20.2 7=4.48水泥粉刷内墙面 3.20.362=2.03合计 6.51 底层：内隔墙 5.36.10.2 7/6.6=6.86抹灰 5.16.10.362/6.6=3.39合计 10.25 4.1.8 山墙自重（1）山墙自重：标准层：山墙： 3.20.25 7=5.6水泥粉刷内隔墙面 3.20.362=2.3合计 7.9 底层：山墙 5.37.30.25 7/6.6=8.68抹灰 5.37.30.362/7.8=3.57合计 12.24 （2）山墙自重：标准层：山墙： 3.20.257=5.6洞口： 2.30.252.127/7.8=2.17塑钢窗： 0.452.32.12/7.8=0.56抹灰 3.20.3627.3/7.8=2.16合计 6.15 底层：山墙： 5.37.30.25 7/7.8=4.67洞口： 2.30.252.12 7/7.8=3.02塑钢窗： 0.453.22.12/7.8=0.78抹灰 （5.37.3-3.22.12）0.362/7.8=2.3合计 8.7 （3）山墙自重：标准层：山墙： 3.20.2572.5/3=5.6洞口： 2.30.252.17/3=2.82塑钢窗： 0.452.32.1/3=0.72抹灰 （3.22.5-2.32.1）0.362/3=2.57合计 3.33底层：山墙： 5.370.252.57/3=7.73洞口： 1.50.252.17/3=1.84木门： 0.21.52.1/3=0.21抹灰 （5.32.5-1.52.1）0.362/3=2.4合计 8.54.2 活荷载标准值计算：4.2.1 屋面和楼面活荷载标准值：不上人屋面：0.5楼面：2.04.2.2雪荷载标准值 屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取较大者。4.3 竖向荷载下框架受荷总图：4.3.1 (1)A-B轴间框架梁：屋面板传荷载板为单向板，荷载的传递示意图如图4-1恒载：活载：楼面板传给梁的荷载：恒载：活载：梁自重标准值：5.01AB轴间框架梁均部荷载为：屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载 =5.01+18.84=23.84 活载=板传荷载=1.65楼面梁： 恒载=梁自重+板传荷载+墙荷载 =5.01+11.52+5.63=22.16 活载=板传荷载=6.4图4-1 板传荷载示意图(2)B-C轴间框架梁：屋面板传荷载板为单向板，恒载：活载：楼面板传给梁的荷载：恒载：活载：梁自重标准值：2.56BC轴间框架梁均部荷载为：屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载 =2.56+10.71=13.27 活载=板传荷载=0.94楼面梁： 恒载=梁自重+板传荷载 =2.56+6.54=9.1 活载=板传荷载=4.69(3)CD轴间框架梁同AB轴间框架梁屋面梁：恒载=23.85 活载=1.65楼面梁：恒载=16.53 活载=6.44.3.2 A(D)轴柱纵向集中荷载计算:顶层柱：女儿墙自重（做法：墙高900mm，100mm厚的混凝土压顶）顶层柱恒载=女儿墙自重+梁自重+次梁集中荷载顶层柱活载=板传荷载=标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载+次梁集中荷载 标准层柱活载=板传荷载=基础顶恒载=底层外纵墙自重+基础梁自重4.3.3 B(C) 轴柱纵向集中荷载计算：顶层柱恒载=梁自重+板传荷载+次梁集中荷载顶层柱活载=板传荷载标准层柱恒载=梁自重+板传荷载 标准层柱活载=板传荷载基础顶恒载=基础梁自重框架在竖向荷载作用下的受荷总图见图5（图中数值为标准值）4.4风荷载标准值计算：4.4.1 作用在屋面梁节点处的集中风荷载标准值：式中：基本风压=0.45 -风压高度表化系数，因本建筑建设地点为郊区，所以地面粗糙程度为C类。 -风荷载体型系数，根据建筑物的体型查得：=1.3-分振系数，基本自振周期对于钢筋混凝土框架结构用（n为建筑层数）做算，大约为0.4s0.25s,应考虑风压脉动对结构发生顺风向的影响。=1.0-下层柱高，-上层柱高，对顶层为女儿墙的2倍。B-计算单元迎风面宽度。（B=6.6m）风荷载计算过程见表4-1表4-1 各层面处集中风荷载标准值 离地高度（）（m）（m）21.150.861.001.30.453.91.89.4617.250.821.001.30.453.93.912.3513.350.741.001.30.453.93.911.149.450.741.001.30.453.93.911.145.550.741.001.30.455.553.913.504.5 水平地震作用计算：该建筑物高度为21.6m40m，以剪切变形为主，且质量和刚度沿高度均匀分布，故可采用底部剪力法计算水平地震作用。4.5.1 重力荷载代表值的计算：屋面处重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5雪荷载标准值楼面处重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5楼面活荷载标准值其中结构和构配件自重取楼面上、下各半层层高范围内（屋面处取顶层的一半）的结构和构配件自重。4.5.1.1 屋面处重力荷载标准值的计算：女儿墙的重力荷载标准值的计算：屋面板结构层及构造层自重标准值顶层墙重： =5245.5+1137.45+392.2+690.78=7466.234.5.1.2 其余各层楼面处重力荷载标准值计算： 4.5.1.3 底层楼面处重力荷载标准值计算： =6462.82KN4.5.1.4 屋面雪荷载标准值计算：4.5.1.5 楼面活荷载标准值计算：4.5.1.6 总重力荷载代表值的计算：屋面处：屋面处结构和构件自重+0.5雪荷载标准值 =7466.23+0.5367.48=7649.97（设计值为9473.95）楼面处：=楼面处结构和构件自重+0.5活载标准值 =6150.78+0.51909.57=7105.57（设计值为10054.3）底层楼面处：=楼面处结构和构件自重+0.5活载标准值=6462.82+0.51909.57=7417.6KN（设计值为10428.78 KN）4.5.2 框架柱抗侧移刚度和结构基本自震周期计算：4.5.2.1 横向D值的计算：表4-2 横向2-5层D值计算构件名称（）A轴柱0.4514200B轴柱0.5517400C轴柱0.5517400D轴柱0.4514200=63200KN/m表4-3 横向底层D值计算构件名称（）A轴柱1.650.456533B轴柱2.450.558773C轴柱2.450.558773D轴柱1.650.456553=30612表2和表3已经将各层每一柱的D值求出，各层柱的总D值见下表5和表6表4-5 横向25层D值计算构件名称D值（）数量（）A轴柱142008113600B轴柱174008139200C轴柱174008139200D轴柱142008113600=506000表4-6 横向首层D值计算构件名称D值（）数量（）A轴柱6533852264B轴柱8773870184C轴柱8773870184D轴柱6553852264 =3494244.5.2.2结构基本自震周期计算：用假想顶点位移计算结构基本自震周期计算公式计算过程见表7表4-7 假想顶点位移计算结果层次（）（）（）（m）（m）57649.977649.975060000.0150.244247105.5714755.545060000.0290.229237105.5721861.115060000.0430.200227105.5728966.685060000.05720.157217417.636384.283494240.10.1考虑非承重墙对结构基本自震周期的影响，折减系数=0.6则自震周期为： 4.5.2.3多遇水平地震作用计算：该工程所在地郑州的抗震设防烈度为7度，场地类型为类，设计地震分组为第一组，则： 由于，故式中衰减指数，在的区间取0.9阻尼调整系数，除有专门规定外，建筑结构的阻尼比取0.05，相应的=1.0所以纵向地震影响系数：所以需要考虑顶部附加水平地震作用的影响。顶部附加地震作用系数： 如图4-5对于多质点体系，结构底部总纵向水平地震作用标准值：图4-5 楼层水平地震作用标准值（KN）顶部附加集中力：质点i的水平地震作用标准值，楼层地震剪力及楼层层间位移的计算过程见表4-8表4-8层次（）（m）（）（）（m）57649.9722168299.343702585.48661.44661.445060000.0010247105.5718.1128610.82366999.26505.471166.915060000.0018037105.5714.2100899.09366999.26396.551563.465060000.0024127105.5710.373187.37366999.26287.631851.095060000.0028517417.166.447472.64366999.26186.572037.6634942400.0058楼层最大位移与楼层岑每个高之比：满足位移要求。5 内力计算：图5-4 恒载作用下M图 （单位）：kN.M 标题：恒载内力计算杆端内力值 ( 乘子 = 1)- 杆端 1 杆端 2 - - 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩- 1 -1225.47157 -6.06330142 13.1358808 -1181.11957 -6.06330142 -25.6692482 2 -971.113874 -26.3366838 54.2161805 -944.086874 -26.3366838 -48.4968865 3 -732.694004 -24.0023102 46.0984881 -705.667004 -24.0023102 -47.5105216 4 -493.746641 -23.6598361 47.2704663 -466.719641 -23.6598361 -45.0028945 5 -254.236632 -33.1208969 55.8919543 -227.209632 -33.1208969 -73.2795439 6 -1439.34542 4.62491921 -9.85390934 -1394.99342 4.62491921 19.7455735 7 -1143.73112 20.8711126 -43.3886749 -1116.70412 20.8711126 38.0086642 8 -866.828995 17.3321782 -33.3869037 -839.801995 17.3321782 34.2085913 9 -590.454358 16.0950591 -32.5905141 -563.427358 16.0950591 30.1802165 10 -314.642367 23.8042144 -40.3024805 -287.615367 23.8042144 52.5339556 11 -1439.34542 -4.62491921 9.85390934 -1394.99342 -4.62491921 -19.7455735 12 -1143.73112 -20.8711126 43.3886749 -1116.70412 -20.8711126 -38.0086642 13 -866.828995 -17.3321782 33.3869037 -839.801995 -17.3321782 -34.2085913 14 -590.454358 -16.0950591 32.5905141 -563.427358 -16.0950591 -30.1802165 15 -314.642367 -23.8042144 40.3024805 -287.615367 -23.8042144 -52.5339556 16 -1225.47157 6.06330142 -13.1358808 -1181.11957 6.06330142 25.6692482 17 -971.113874 26.3366838 -54.2161805 -944.086874 26.3366838 48.4968865 18 -732.694004 24.0023102 -46.0984881 -705.667004 24.0023102 47.5105216 19 -493.746641 23.6598361 -47.2704663 -466.719641 23.6598361 45.0028945 20 -254.236632 33.1208969 -55.8919543 -227.209632 33.1208969 73.2795439 21 20.2733824 86.0057044 -79.8854287 20.2733824 -86.8422955 -83.1481341 22 4.02718904 13.6500000 -20.0138856 4.02718904 -13.6500000 -20.0138856 23 20.2733824 86.8422955 -83.1481341 20.2733824 -86.0057044 -79.8854287 24 -2.33437365 87.3928691 -94.5953746 -2.33437365 -85.4551308 -87.0381950 25 1.20456072 13.6500000 -15.6426269 1.20456072 -13.6500000 -15.6426269 26 -2.33437365 85.4551308 -87.0381950 -2.33437365 -87.3928691 -94.5953746 27 -0.34247406 87.9203634 -94.7809880 -0.34247406 -84.9276366 -83.1093535 28 0.89464502 13.6500000 -16.3102481 0.89464502 -13.6500000 -16.3102481 29 -0.34247406 84.9276366 -83.1093535 -0.34247406 -87.9203634 -94.7809880 30 9.46106085 88.4830090 -100.894848 9.46106085 -84.3649909 -84.8345784 31 1.75190560 13.6500000 -14.3518813 1.75190560 -13.6500000 -14.3518813 32 9.46106085 84.3649909 -84.8345784 9.46106085 -88.4830090 -100.894848 33 -33.1208969 92.1596324 -73.2795439 -33.1208969 -93.8703675 -79.9514104 34 -9.31668259 19.9050000 -27.4174548 -9.31668259 -19.9050000 -27.4174548 35 -33.1208969 93.8703675 -79.9514104 -33.1208969 -92.1596324 -73.2795439- 图5-5 活载作用下M图 （单位：kN.M）图5-6 恒载作用下的V图（单位）：k.N图5-7 活载作用下的V图（单位：kN）5-8 恒载作用下的N图（单位：kN）图5-9 活载载作用下的N图（单位：kN）5.2 风荷载作用下的内力计算：框架各柱的杆端弯矩，梁端弯矩按下式计算，计算过程见表5-5、表5-6及表5-7中柱：边柱：风荷载作用下的弯矩、剪力及轴力图如图5-10图5-12所 图5-10 风荷载作用下的M图（单位：kN.M）图5-11 风荷载作用下V图 (单位：kN.) 图5-12 风荷载作用下N图（单位：kN）标题：风载杆端内力值 ( 乘子 = 1)- 杆端 1 杆端 2 - - 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩- 1 31.4443438 13.9107391 -48.3517494 31.4443438 13.9107391 40.6769808 2 18.0907356 8.89479458 -14.7362413 18.0907356 8.89479458 19.9534575 3 9.97690273 7.15353251 -12.9561969 9.97690273 7.15353251 14.9425798 4 4.33272258 4.72937634 -8.14175455 4.33272258 4.72937634 10.3028131 5 1.11532754 1.90837878 -2.81884595 1.11532754 1.90837878 4.62383129 6 2.93027211 14.9735245 -50.5402446 2.93027211 14.9735245 45.2903127 7 2.49536923 13.0825331 -24.1366480 2.49536923 13.0825331 26.8852311 8 1.39965819 9.32597896 -17.3080400 1.39965819 9.32597896 19.0632778 9 0.74495152 6.20907656 -11.3244720 0.74495152 6.20907656 12.8909265 10 0.24126441 2.76284505 -4.66393569 0.24126441 2.76284505 6.11116001 11 -2.91338662 14.9343822 -50.4155342 -2.91338662 14.9343822 45.1645119 12 -2.44633861 13.1071282 -24.1828365 -2.44633861 13.1071282 26.9349636 13 -1.37333762 9.32683664 -17.3116373 -1.37333762 9.32683664 19.0630255 14 -0.70547716 6.19345381 -11.2939239 -0.70547716 6.19345381 12.8605458 15 -0.21339150 2.79590740 -4.72676826 -0.21339150 2.79590740 6.17727058 16 -31.4612293 13.7713540 -47.8901536 -31.4612293 13.7713540 40.2465125 17 -18.1397662 9.00554404 -14.9970440 -18.1397662 9.00554404 20.1245777 18 -10.0032233 7.14365189 -12.9074597 -10.0032233 7.14365189 14.9527826 19 -4.37219693 4.67809330 -8.06145495 -4.37219693 4.67809330 10.1831089 20 -1.14320045 1.99286878 -2.99815589 -1.14320045 1.99286878 4.77403234 21 -8.48405547 -13.3536081 55.4132222 -8.48405547 -13.3536081 -48.7449212 22 -6.59306401 -13.7885110 20.6820395 -6.59306401 -13.7885110 -20.6834935 23 -4.76581005 -13.3214630 48.6638549 -4.76581005 -13.3214630 -55.2435565 24 -9.39873793 -8.11383294 32.9096544 -9.39873793 -8.11383294 -30.3782424 25 -5.64218375 -9.20954398 13.8150287 -5.64218375 -9.20954398 -13.8136032 26 -1.86189215 -8.13654298 30.4329977 -1.86189215 -8.13654298 -33.0320374 27 -8.71584383 -5.64418016 23.0843343 -8.71584383 -5.64418016 -20.9402708 28 -5.59894143 -6.29888683 9.44747909 -5.59894143 -6.29888683 -9.44918139 29 -2.46555859 -5.63102637 20.9077681 -2.46555859 -5.63102637 -23.0142375 30 -9.52900244 -3.21739503 13.1216591 -9.52900244 -3.21739503 -11.9740221 31 -6.08277093 -3.72108214 5.58084007 -6.08277093 -3.72108214 -5.58240636 32 -2.68522452 -3.22899648 12.0049077 -2.68522452 -3.22899648 -13.1812647 33 -7.55162122 -1.11532754 4.62383129 -7.55162122 -1.11532754 -4.07572353 34 -4.78877617 -1.35659196 2.03543647 -4.78877617 -1.35659196 -2.03433939 35 -1.99286878 -1.14320045 4.14293119 -1.99286878 -1.14320045 -4.77403234-表5-5 风荷载作用下A、D轴框架剪力和梁、柱端弯矩的计算层yh43.4358198116790.2010.6890.6891.7220.9651.72237.8558198116790.2011.5781.763.3852.7774.35212.2758198116790.2012.4661.795.2034.4147.98116.944172893050.2233.7782.797.78710.54112.20表5-6 风荷载作用下B、C轴框架剪力和梁、柱端弯矩的计算层yh43.4358198174200.2991.0261.661.7031.7031.101.2037.8558198174200.2992.3471.954.5774.5772.993.29212.2758198174200.2993.6691.957.1557.1555.596.14116.9441728115590.2774.6932.6710.24212.5308.299.10表5-7 风荷载作用下框架柱轴力与梁端剪力的计算层次梁端剪力柱轴力AB跨BC跨CD跨A轴B轴C轴D轴40.420.910.42-1.42-0.49-0.490.490.490.4231.082.481.08-1.50-1.40-1.891.421.891.6022.004.632.00-3.50-2.63-4.522.634.523.6013.026.873.02-6.57-3.85-8.373.858.376.62注：轴力受压为+，受拉为-，单位：轴力和剪力的单位为：KN，长度的单位为：m，弯矩单位为：kN.m5.3 框架地震内力计算：5.3.1 框架柱剪力和柱端弯矩计算采用D值法：用D值法进行计算，第i层第m柱所分配的剪力为，为第i层楼面处集中地震荷载标准值，为第i层第m柱的抗侧移刚度框架柱自柱底开始计算的反弯点位置与柱高之比，计算结果见表5-3及表5-4。表5-3 A、D轴框架柱反弯点位置层次h（m）yyh（m）53.91.650.380000.381.4843.91.650.430000.431.6833.91.650.480000.481.8723.91.650.500000.501.9516.42.750.480000.483.1表5-4 B、C轴框架柱反弯点位置层次h（m）yyh（m）53.92.450.420000.421.6443.92.450.450000.451.7633.92.450.500000.501.9523.92.450.500000.501.9516.44.10.550000.553.52计算过程见表5-8，表5-9，其中反弯点相对高度y值在表12和表13中已经求得。框架各柱的杆端弯矩，梁端弯矩按下式计算，计算过程见表17、表18。中柱：边柱：表5-8 横向地震作用下B、C轴框架柱剪力、柱端弯矩的计算层y5661.44506000174000.03417.550.4239.728.7541166.91506000174000.03430.960.4566.4454.3331563.46506000174000.03441.480.5080.8980.8921851.09506000174000.03649.120.5095.78113.8912037.6634942487700.03250.890.55146.56179.13表5-9 横向地震作用下A、D轴框架柱剪力、柱端弯矩的计算层y5661.44506000142000.02713.930.3833.6820.6441166.91506000142000.02724.580.4354.6441.2231563.46506000142000.02732.940.4866.861.6621851.09506000142000.02739.000.5076.0576.0512037.6634942465530.01844.500.48148.1136.7水平地震作用下梁端剪力和柱轴力标准值层AB跨梁端剪力 BC跨梁端剪力柱轴力lL边柱.中柱57.833.6826.747.75312.9612.968.647.750.8947.875.2855.9516.8331.0731.0720.7124.554.837.8108.0291.125.53344.1544.1529.4350.088.727.8137.71118.9832.91357.6857.6838.4582.9914.2417.8224.15163.2149.66379.1379.1352.75142.6517.33注：轴力受压为+，受拉为单位：轴力和剪力的单位为：KN，长度的单位为：m，弯矩单位为：kN.M图5-13横向水平地震作用下M图（单位：kN.M）图5-14 横向水平地震作用下V图 (单位：kN.图5-15 横向水平地震作用下N图 (单位：KN）标题：地震内力计算杆端内力值 ( 乘子 = 1)- 杆端 1 杆端 2 - - 单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩- 1 156.733800 54.5264046 -190.666270 156.733800 54.5264046 158.302718 2 100.531189 42.5842569 -74.7690696 100.531189 42.5842569 91.3095322 3 60.7199591 37.9701067 -70.6505633 60.7199591 37.9701067 77.4328530 4 29.4755691 28.1947179 -50.4186117 29.4755691 28.1947179 59.5407881 5 8.62694855 15.8694459 -25.7696920 8.62694855 15.8694459 36.1211471 6 14.4469713 59.1816596 -200.515230 14.4469713 59.1816596 178.247391 7 12.3600267 60.7604490 -114.500380 12.3600267 60.7604490 122.465370 8 7.40036208 49.3560228 -93.2695944 7.40036208 49.3560228 99.2188946 9 3.88331931 37.0048396 -68.7903207 3.88331931 37.0048396 75.5285539 10 1.10290706 21.2837194 -37.2374366 1.10290706 21.2837194 45.7690692 11 -15.2606180 59.1239269 -200.326837 -15.2606180 59.1239269 178.066294 12 -13.0171364 60.6453291 -114.268193 -13.0171364 60.6453291 122.248589 13 -7.90236011 49.2441593 -93.0500251 -7.90236011 49.2441593 99.0021964 14 -4.22907060 36.8924302 -68.5694090 -4.22907060 36.8924302 75.3110689 15 -1.24839876 21.1055677 -36.9004367 -1.24839876 21.1055677 45.4112774 16 -155.920153 54.3580087 -190.048506 -155.920153 54.3580087 157.842749 17 -99.8740797 42.3999649 -74.4116081 -99.8740797 42.3999649 90.9482551 18 -60.2179611 37.7497109 -70.2160743 -60.2179611 37.7497109 77.0077984 19 -29.1298178 28.0180121 -50.0379742 -29.1298178 28.0180121 59.2322730 20 -8.48145686 15.4812668 -25.0433055 -8.48145686 15.4812668 35.3336352 21 -8.85785226 -56.2026108 233.071788 -8.85785226 -56.2026108 -205.308576 22 -10.4366416 -58.2895554 87.4391964 -10.4366416 -58.2895554 -87.4294698 23 -11.9580438 -56.0460738 204.905018 -11.9580438 -56.0460738 -232.254357 24 -27.4558498 -39.8112302 161.960095 -27.4558498 -39.8112302 -148.567500 25 -16.0514237 -44.7708948 67.1674646 -16.0514237 -44.7708948 -67.1452199 26 -4.65025396 -39.6561185 148.153395 -4.65025396 -39.6561185 -161.164329 27 -34.4346111 -31.2443900 127.851464 -34.4346111 -31.2443900 -115.854777 28 -22.0834279 -34.7614328 52.1544379 -22.0834279 -34.7614328 -52.1298605 29 -9.73169884 -31.0881433 115.441745 -9.73169884 -31.0881433 -127.045772 30 -44.0447280 -20.8486206 85.3104802 -44.0447280 -20.8486206 -77.3087604 31 -28.3236077 -23.6290328 35.4572301 -28.3236077 -23.6290328 -35.4298684 32 -12.5367452 -20.6483610 76.7816372 -12.5367452 -20.6483610 -84.2755786 33 -57.8705540 -8.62694855 36.1211471 -57.8705540 -8.62694855 -31.1690516 34 -36.5868346 -9.72985562 14.6000176 -36.5868346 -9.72985562 -14.5895492 35 -15.4812668 -8.48145686 30.8217282 -15.4812668 -8.48145686 -35.3336352-6 内力组合：各种荷载确定以后，根据最不利又好似最可能的原则进行内力组合，本设计中考虑了四中组合，即：。各层梁的内力组合结果见表23，表中、两列中的梁端弯矩M为已经调幅后的弯矩（调幅系数为0.8）。各柱的内力组合见下页表6-1-表6-5。竖向荷载作用下的M、N调幅：恒载作用下的弯矩调幅顶层屋面处：梁AB 梁BC 四层楼面处：梁AB 梁BC 三层楼面处：梁AB 梁BC 二层楼面处：梁AB 梁BC 一层楼面处：梁AB 梁BC 活载作用下的弯矩调幅顶层屋面处：梁AB 梁BC 四层楼面处：梁AB 梁BC 三层楼面处：梁AB 梁BC 二层楼面处：梁AB 梁BC 一层楼面处：梁AB 梁BC 7 配筋计算：混凝土采用C30，（。钢筋:纵向受力钢筋采用HRB400，（， 箍筋HPB235,(7.1 框架柱截面设计： 根据规范公式，三级抗震等级。为同一节点左右梁端按顺时针和逆时针方向计算的两端考虑地震作用的弯矩设计值之和较大值。这样的情况需要比较的弯矩值有4组。为了简便起见，直接按柱的组合弯矩值乘以1.2，由文献记载这样的结果能反映真实的情况，相差不大。 7.1.1 轴压比验算：底层柱：轴压比： 满足要求7.1.2 截面尺寸复核 取，因为，所以，满足要求。 7.1.3正截面受弯承载力计算：柱同一截面同时承受正、反向弯矩，故采用对称配筋：底层：A轴柱由于，为大偏心受压，选用M大N大的组合，最不利组合为调整后最不利组合为查表知：在弯矩中由水平地震作用产生的弯矩 75%。柱的计算长度取下列二式中的较小者式中：柱的上端，下端节点交汇的各柱线刚度之和与交汇的各梁线刚度之和的比值比值中的较小者H柱的高度，对底层柱为基础顶面到一层楼面的高度所以 所以所以取 所以取 由于是对称配筋， 由建筑抗震设计规范（GB50011-2001）查得最小总配筋率为0.7%。所以：。每侧实配3 20（）另两侧按构造配4 16B轴柱由于为小偏心受压，选用M大N大的组合，最不利组合为调整后最不利组合为查表知：在弯矩中由水平地震作用产生的弯矩 75%。柱的计算长度取下列二式中的较小者式中：柱的上端，下端节点交汇的各柱线刚度之和与交汇的各梁线刚度之和的比值比值中的较小者H柱的高度，对底层柱为基础顶面到一层楼面的高度所以 所以所以取 所以取 由于是对称配筋， 由建筑抗震设计规范（GB50011-2001）查得最小总配筋率为0.7%。所以：。每侧实配3 20（）另两侧按构造配4 167.1.4垂直于弯矩作用水平面的受压承载力验算：1层：A柱：满足要求。B柱：满足要求。其余各层柱正截面配筋计算见下表各层柱正截面配筋计算计算公式二层三层四层五层A 柱B柱A 柱B柱A 柱B柱A 柱B柱M110.20150.80103.41128.7862.9793.1451.9782.141.2MN993.961171.69653.66809.84321.42448.29321.42448.291.270.641.520.7600001.270.641.520.760.760.150.760.151.270.641.520.7600005.805.016.125.164.685.164.685.16133.2154.8209.6210.8274.75269.60274.75269.602020202020202020153.20174.80209.60210.80274.7269.60274.7269.601.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.01.291.191.241.171.111.131.111.13e412.6423.0466.5467.9544.7538.5544.7538.50.240.280.160.190.080.110.080.1110.13156.47105.77240.97137.78209.40154.78240.40875实配钢筋同底层柱7.1.5 斜截面受剪承载力计算： 框架柱组合的剪力设计值按下式调整： 五层：柱A 柱B 四层：柱A 柱B 三层：柱A 柱B 二层：柱A 柱B 一层：柱A 柱B A轴柱一层：最不里内力组合因为剪跨比因为柱箍筋加密区的体积配箍率为所以按构造选配箍筋取复式箍加密区箍筋最大间距=min（8d，100mm，165），所以加密区取取复式箍4柱上端加密区长度取=800mm，柱根取1600mm，非加密区取4。B柱：最不里内力组合因为剪跨比因为柱箍筋加密区的体积配箍率为所以按构造选配箍筋取复式箍加密区箍筋最大间距=min（8d，100mm，165），所以加密区取取复式箍4柱上端加密区长度取=800mm，柱根取1600mm，非加密区取4。其他框架柱斜截面配筋计算见下表其他框架柱斜截面配筋计算计算公式二层三层四层五层A柱B柱A柱B柱A柱B柱A柱B柱M120.32100.56N993.961171.69653.66809.84321.42448.29300.12450.56V67.5788.0761.1774.2062.6356.4876.256.11333333331072.501072.501072.501072.501072.501072.501072.501072.50N993.961072.50653.66809.84321.42448.29300.12450.5600000000实配钢筋按构造配筋 同底层柱7.1.6 框架柱裂缝宽度验算： 因为各柱e0均小于255.75mm。所以不必验算裂缝宽度。7.2 框架梁截面设计7.2.1框架梁正截面计算 一层：查内力组合表得：AB跨（）：跨中弯矩 下部实配3 16（）上部按照构造要求配筋梁AB和梁BC各截面的正截面受弯承载力配筋计算见表7-1表7-1 梁正截面强度计算层次计算公式梁AB梁BC支座左截面跨中截面支座右截面支座左截面跨中截面支座右截面5102.39163.7899.0041.934.95041.930.750.750.750.750.750.750.0410.0650.0400.0570.0060.0570.0410.0670.0400.0570.0070.057393.048637.053379.763295.56034.015295.560420420420240240240实配钢筋4 224 224 224 224 224 224202.82147.72173.2159.442.57059.440.750.750.750.750.750.750.0800.0580.0680.0780.0030.0780.0840.0600.0710.0810.0030.081795.77572.576675.131773.17717.633773.177420420420240240240实配钢筋4 224 224 224 224 224 223-252.37151.44-205.41-82.984.46-82.980.750.750.750.750.750.750.100.0600.0810.1090.0020.1090.1050.0620.0850.1160.0020.1161001.496587.469806.410603.2139.211603.213420420420240240240实配钢筋4 224 224 224 224 224 222-273.16150.80-268.99-101.803.700-101.800.750.750.750.750.750.750.1080.0600.1060.1340.0050.1340.1150.0620.1130.1440.0050.1441089.30584.911071.621368.8725.401368.87420420420240240240实配钢筋4 224 224 224 224 224 221-371.67161.90-341.88-136.248.52-136.240.750.750.750.750.750.750.1470.0640.1350.1790.0110.1790.1600.0660.1460.1980.0110.1981518.49629.481386.311035.9658.6861035.96420420420240240240实配钢筋4 224 224 224 224 224 227.2.2梁的斜截面受剪承载力计算：梁端剪力设计值作如下调整： 五层： 梁AB: 梁BC： 四层： 梁AB: 梁BC： 三层： 梁AB: 梁BC： 二层： 梁AB: 梁BC： 一层： 梁AB: 梁BC： 7.2.2梁的斜截面受剪承载力计算梁AB（）：一层： 因为跨高比满足要求梁端箍筋加密区取双肢箍，s=100mm 2加密区长度，取900mm。非加密区箍筋配置2梁AB和梁BC各截面的斜截面受剪承载力配筋见表7-2表7-2 梁的斜截面配筋计算梁AB梁BC层次五四五四138.26127.314
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