5层教学楼全套设计(4665平，含计算书、建筑图，结构图)
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5层教学楼全套设计
4665平
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5层教学楼全套设计4665平
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建筑图
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建筑结构设计
教学楼设计图纸
含全套图纸
教学楼计算书
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正文第一章 设计任务及要求1.1设计原始资料1.1.1工程概况本建筑为某五层教学楼，建筑面积为4665.6m2，位于上海某郊区干道的东南角，耐久年限为50年，7度设防，结构类型为框架结构。1.1.2自然条件1、建设地带、地形及周边条件（环境）：该地区抗震设防烈度为7度，抗震等级为三级设计地震动参数amax=0.08, Tg=0.35s2、气象：全年主导风向：东南风 基本风压为：0.55kN/m2（B类场地）本雪压为：0.20kN/m23、水文、地质：根据工程地质勘测报告，拟建场地地势平坦，土质为粘性土，没有夹层，其承载力的标准值为120kN/m2，可作为天然地基持力层。地下水位距地表最低为-3.0m,对建筑物基础无影响。第二章 结构方案总说明2.1材料选择2.1.1钢筋选择：梁 柱 HRB335 fy =300N/mm2构造钢筋 箍筋 HPB235 fy=210 N/mm22.1.2砼强度的选择：C30 fc=14.3 N/mm2 ft=1.43 N/mm2 Ec=3.0010 N/mm22.2构件截面尺寸选择2.2.1梁的截面尺寸横向框架梁 h=lo/12lo/8=6600/126600/8=550825 取h=800mm b=h/2h/4=350175 取b=300mm 且 h/b=2.64 符合要求纵向框架梁 h=lo/12lo/8=9000/129000/8=7501125取h=800mm b=h/2h/4=350175 取b=300mm 且 h/b=2.5V56.21V56.21V0.7fcbho38.5741.2541.25箍筋肢数 直径666Asv=n Asv1106112112S=1.25fyvAsvho/V-0.7ftbho85103103实配箍筋间距s1201201203.2.风荷载作用下的框架内力计算3.2.1各杆相对线刚度及相关尺寸根据上图及水平风荷载标准值，采用D值法计算风荷载作用下的内力1）框架柱的剪力框架柱剪力标准值计算层数（F）柱号kib/2icc=k/2+kD=c12ic/h2VFD/F（KN）5（16.41KN）A5B51.5953.9760.4440.6650.186(12/3.92)0.279(12/1.92)3.284.924（21.08KN）A4B41.5953.9760.4440.6650.186(12/3.92)0.279(12/1.92)7.5011.253（18.57KN）A3B31.5953.9760.4440.6650.186(12/3.92)0.279(12/1.92)11.2116.822（18.57KN）A2B21.5953.9760.4440.6650.186(12/3.92)0.279(12/1.92)14.9322.391（20.36KN）A1B12.165.3870.5190.7290.279(12/4.22)0.226(12/4.22)26.2421.263.2.2框架柱反弯点高度计算层数第五层（m=5,n=5nh=3.9m）柱号ko112233y (m)A51.5950.5610102.18B53.9760.4510101.76第四层（m=4,n=4,h=3.9m）A41.5950.641010102.5B43.9760.51010101.95第三层（m=3,n=3,h=3.9m）A31.5950.721010102.81B33.9760.51010101.95第二层（m=2,n=2,h=3.9m）A21.5950.810111.303.1B23.9760.510101.301.95第一层(m=1,n=1,h=4.2m)A12.1610.240.801.25B15.3870.590.803.073.2.3风荷载作用下的框架内力在求出各柱剪力Vi和该柱反弯点高度yi值后，则该柱下端弯矩MiViyi，上端弯矩为Vi（hiyi），进而利用节点平衡求出框架梁端弯矩，画出左风作用下的框架内力图。3.2.4风荷载作用下的侧移计算风荷载标准值作用下的框架侧移验算位置Fwk（KN）Dji（KN/mm）i1n Uj（mm）Uj/hj限值5层16.4170.3460.271/130001/4004层21.0870.3460.351/111433层18.5770.3460.311/130002层18.5770.3460.311/130001层20.3652.4970.461/8400顶点位移Uj1.7mm j1n1/132001/500注djic/12ich2（4根柱）E（3.0104N/mm2）UjFwk/0.85dji3.3.框架的荷载效应组合（非抗震组合时）3.3.1.组合公式对于承载能力极限状态，按荷载效应的基本组合进行设计。基本组合是永久作用和可变作用的组合。a， 由可变荷载效应控制的组合：G恒+Q活；G恒+Q风；G恒+0.9（G活+Q风）其中，G一般取1.2，当对结构有利时取1.0；Q一般取1.4；对于一般多层框架结构，第二项往往不起控制作用。b， 由永久荷载效应控制的组合：1.35恒+1.4c活，其中c为荷载组合值系数，除书库，档案库，储藏室，电梯机房等为0.9外，其余民用建筑为0.7.3.3.2控制截面内力组合值框架梁：框架梁的控制截面是梁的跨中和梁端支座边缘处，跨中截面的内力组合值为+M（同时注意可能出现的M），梁端截面的内力组合值为M（同时注意可能出现的+M）和V。框架柱：对于某一层框架柱，其控制截面为该柱的上端和下端。由于框架柱是偏心受压构件，M和N的不同组合会导致受压承载力的变化，因此对于采用对称配筋截面的框架柱，应分别考虑如下三种内力组合，即：|M|max和相应的N,V；Nmax和相应的M,V。3.3.3荷载效应组合（1）框架梁的内力组合表- 82 -屋面框架梁的内力组合表5层杆件号 AB BC截面位置 A 跨中 B左 B右 跨中内力种类 M V M M V M V M荷载分类恒A-16.9465.31143.68-92.23-88.13-49.92-15.872.98活B-34.8440.5106.92-53.04-46.02-27.06-8.286.624风C5.6-1.5-4.21.56.3-1.9风D-5.61.54.2-1.5-6.31.9内力组合1.2A+1.4B-69.104135.072322.104-184.932-170.184-97.788-30.63612.84961.2A+1.4C(或D)1.35A+0.98B-57.0122127.8585298.7496-176.49-164.075-93.9108-29.538910.514521.2A+1.26(B+C或D）-57.1704127.512307.1352-182.798-161.851-86.0616-31.870811.92224楼面框架梁的内力组合表4层杆件号 AB BC截面位置 A 跨中 B左 B右 跨中内力种类 M V M M V M V M荷载分类恒A-79.7368.17149.97-93.77-72.43-28.25-14.433.61活B-63.3156.13148.188-76.4-60.09-27.341-12.7810.224风C17.7-4.5-12.34.518.3-5.5风D-17.74.512.3-4.5-18.35.5内力组合1.2A+1.4B-184.31160.386387.4272-219.484-171.042-72.1774-35.20818.64561.2A+1.4C(或D)1.35A+0.98B-169.679147.0369347.6837-201.462-156.669-64.9317-32.004914.893021.2A+1.26(B+C或D）-153.145146.8578366.6809-224.286-156.959-45.2917-40.348817.21424楼面框架梁的内力组合表3层杆件号 AB BC截面位置 A 跨中 B左 B右 跨中内力种类 M V M M V M V M荷载分类恒A-76.6467.83149.23-92.96-72.77-28.76-14.433.61活B-63.2456.04147.948-76.87-60.18-24.09-12.7810.224风C31-8-21.9832.8-9.9风D-31821.9-8-32.89.9内力组合1.2A+1.4B-180.504159.852386.2032-219.17-171.576-68.238-35.20818.64561.2A+1.4C(或D)1.35A+0.98B-165.439146.4897346.4495-200.829-157.216-62.4342-32.004914.893021.2A+1.26(B+C或D）-132.59141.9264365.4905-236.002-153.071-23.5374-45.892817.21424楼面框架梁的内力组合表2层杆件号 AB BC截面位置 A 跨中 B左 B右 跨中内力种类 M V M M V M V M荷载分类恒A-76.4667.83149.23-92.73-72.77-28.9-14.433.61活B-63.156.05147.972-76.67-60.17-24.21-12.7810.224风C43.4-11.2-30.711.245.87-13.9风D-43.411.230.7-11.2-45.8713.9内力组合1.2A+1.4B-180.092159.866386.2368-218.614-171.562-68.574-35.20818.64561.2A+1.4C(或D)1.35A+0.98B-165.059146.4995346.4731-200.322-157.206-62.7408-32.004914.893021.2A+1.26(B+C或D）-116.574137.907365.5207-246.562-149.026-7.3884-50.932817.21424楼面框架梁的内力组合表1层杆件号 AB BC截面位置 A 跨中 B左 B右 跨中内力种类 M V M M V M V M荷载分类恒A-71.9467.95150.48-87.47-72.65-36.54-14.433.61活B-59.3556.14148.212-72.367-60.08-30.51-12.7810.224风C115.8-21.3-24.6-21.336.7-11.1风D-115.821.324.621.3-36.711.1内力组合1.2A+1.4B-169.418160.136388.0728-206.278-171.292-86.562-35.20818.64561.2A+1.4C(或D)1.35A+0.98B-155.282146.7497348.3958-189.004-156.956-79.2288-32.004914.893021.2A+1.26(B+C或D）-15.201125.4384367.3231-227.142-189.719-36.0486-47.404817.21424注：表中系数0.98由1.40.7得出，1.26由0.91.4得出，风荷载产生跨中弯矩很小，略去表中单位MKN.m，VKN活2的跨中弯矩已乘系数1.2不起控制作用的组合，能直接看出时未计算而以表示（2）框架柱的内力组合表：框架柱的内力组合表5层杆件号 A柱（外柱） B柱（内柱）截面位置 上端 下端 层间 上端 下端 层间内力种类 M N M N V M N M N V荷载分类恒A16.9 86.7 36.6 234.0 13.7 -42.3 127.0 -33.9 234.3 19.6 活B34.8 40.5 31.7 31.7 17.1 -26.0 46.0 -25.4 46.0 13.2 风C-5.6 -1.5 -7.2 -7.2 3.3 -10.5 -4.2 -8.7 -4.2 4.9 风D5.6 1.5 7.2 7.2 -3.3 10.5 4.2 8.7 4.2 -4.9 组合值1.2A+1.4B|M|max88.3 325.2 40.4 -87.1 216.8 41.9 Nmax88.3 325.2 40.4 -76.2 345.6 41.9 Nmin69.1 160.8 40.4 -87.1 216.8 41.9 1.2A+1.4C(或D)|M|max33.8 270.7 21.1 -65.5 146.5 30.3 Nmax33.8 270.7 21.1 -52.9 275.3 30.3 Nmin12.5 102.0 21.1 -65.5 146.5 30.3 1.35A+0.98B|M|max80.4 347.0 35.3 -82.6 216.6 39.3 Nmax80.4 347.0 35.3 -70.6 361.4 39.3 Nmin57.0 156.8 35.3 -82.6 216.6 39.3 1.2A+1.26(B+C或D)|M|max74.8 311.7 42.1 -96.7 205.1 46.2 Nmax57.2 153.2 42.1 -83.6 333.9 46.2 Nmin74.8 311.7 42.1 -96.7 205.1 46.2 框架柱的内力组合表4层杆件号 A柱（外柱） B柱（内柱）截面位置 上端 下端 层间 上端 下端 层间内力种类 M N M N V M N M N V荷载分类恒A43.2 261.2 36.3 414.2 20.9 -31.6 270.3 -32.1 377.7 16.3 活B31.6 96.6 31.6 96.6 16.2 -26.7 100.1 -26.4 100.1 13.6 风C-10.5 -6.0 -18.8 -6.0 7.5 -21.9 -16.4 -21.9 -16.4 11.3 风D10.5 6.0 18.8 6.0 -7.5 21.9 16.4 21.9 16.4 -11.3 组合值1.2A+1.4B|M|max96.2 448.7 47.8 -75.5 593.3 38.7 Nmax87.9 632.4 47.8 -75.5 593.3 38.7 Nmin96.0 448.7 47.8 -75.3 464.6 38.7 1.2A+1.4C(或D)|M|max37.1 305.0 35.6 -69.2 430.2 35.3 Nmax17.3 488.7 35.6 -69.2 430.2 35.3 Nmin37.1 305.0 35.6 -65.6 301.4 35.3 1.35A+0.98B|M|max89.2 447.3 44.1 -39.2 607.9 35.4 Nmax80.0 653.9 44.1 -69.2 607.9 35.4 Nmin89.2 447.3 44.1 -68.8 463.1 35.4 1.2A+1.26(B+C或D)|M|max78.4 427.6 55.0 -99.4 558.7 50.9 Nmax59.7 611.3 55.0 -99.4 558.7 50.9 Nmin78.4 427.6 55.0 -99.1 429.9 50.9 框架柱的内力组合表3层杆件号 A柱（外柱） B柱（内柱）截面位置 上端 下端 层间 上端 下端 层间内力种类 M N M N V M N M N V荷载分类恒A38.32435.6538.05588.6919.58-32.1413.65-32.25520.9716.5活B31.62152.6731.7152.6716.24-26.39160.29-26.51160.2913.56风C-12.2-14-31.5-1411.21-32.836.9-32.8-36.916.82风D12.21431.514-11.2132.8-36.932.836.9-16.82组合值1.2A+1.4B|M|max90.252736.5246.232-75.81849.5738.784 Nmax90.04920.1746.232-75.81849.5738.784 Nmin90.252736.5246.232-75.47720.7938.7841.2A+1.4C(或D)|M|max28.904503.1839.19-84.62573.543.348 Nmax1.56686.8339.19-84.62573.543.348 Nmin28.904503.1839.19-84.44548.0443.3481.35A+0.98B|M|max82.72737.7442.348-69.52860.3935.564 Nmax82.434944.3542.348-69.52860.3935.564 Nmin82.72737.7442.348-69.2715.5135.5641.2A+1.26(B+C或D)|M|max70.453697.558.083-113.4780.6458.079 Nmax45.912881.1558.083-113.4780.6458.079 Nmin70.453697.558.083-113.1744.8458.079框架柱的内力组合表2层杆件号 A柱（外柱） B柱（内柱）截面位置 上端 下端 层间 上端 下端 层间内力种类 M N M N V M N M N V荷载分类恒A38.41610.1130.55763.1517.68-31.58556.97-32.72664.2916.49活B31.4208.7234.15208.7216.81-25.95220.46-26.88220.4613.55风C-11.9-25.2-46.3-25.214.93-43.766.9-43.766.922.39风D11.925.246.325.2-14.9343.7-66.943.7-66.9-22.39组合值1.2A+1.4B|M|max90.0521024.344.75-76.91105.838.758 Nmax84.47120844.75-76.91105.838.758 Nmin90.0521024.344.75-74.23977.0138.7581.2A+1.4C(或D)|M|max29.432696.8542.118-100.4890.8151.134 Nmax-28.16880.542.118-100.4890.8151.135 Nmin29.432696.8542.118-99.08762.0251.1341.35A+0.98B|M|max82.6261028.240.342-70.511112.835.541 Nmax74.711234.840.342-70.511112.835.541 Nmin82.6261028.240.315-68.06967.9635.5411.2A+1.26(B+C或D)|M|max70.662963.3761.208-128.21159.265.072 Nmax21.351114761.208-128.21159.265.072 Nmin70.662963.3761.208-125.71030.465.072框架柱的内力组合表1层杆件号 A柱（外柱） B柱（内柱）截面位置 上端 下端 层间 上端 下端 层间内力种类 M N M N V M N M N V荷载分类恒A41.39784.5715.281004.510.9-18.21700.29-9.11853.395.25活B25.2264.8612.6264.867.27-14.97280.54-7.49280.544.9风C-69.5-46.5-32.8-46.526.24-17.692.4-65.392.421.26风D59.546.532.846.5-26.2417.6-92.465.3-92.4-21.26组合值1.2A+1.4B|M|max84.9481312.323.258-42.811233.113.16 Nmax35.9761576.123.258-21.421416.813.16 Nmin84.9481312.323.258-42.811233.113.161.2A+1.4C(或D)|M|max-47.63876.3849.816-46.49969.7136.064 Nmax-27.581140.249.816-102.41153.436.064 Nmin-47.63876.3849.816-46.49969.7136.0641.35A+0.98B|M|max80.5731318.721.84-39.251220.311.89 Nmax32.9761615.621.84-19.64142711.89 Nmin80.5731318.721.84-39.251220.311.891.2A+1.26(B+C或D)|M|max-7.1161480.555.303-62.891310.339.262 Nmax-7.1161480.555.303-102.6149439.262 Nmin-6.151216.255.303-62.891310.339.2623.4水平地震作用下的框架计算3.4.1.框架的抗震等级： 由设计要求，抗震设防烈度为7度，房屋高度未超过30m，丙类建筑，由此可知该框架抗震等级为三级3.4.2.场地和特征周期值 根据工程地质报告和土的类型划分，该场地的等效剪切波速在140250m/s之间，覆盖层厚度未超过50m，可判定为类场地，由地震分组为一组，可查的特征周期值Tg0.35s3.4.3.重力荷载代表值 取中间计算单元4.5m，宽度范围的重力荷载代表值如下：G5（顶层）:恒载： 女儿墙：4.38KN/m16.270.96KN 屋面： 3.88KN/m216.24.5282.95KN 主梁：4.76 KN/m16.277.114KN 次梁：41.64 KN/m（4.50.3）27.55KN 柱： 6.59 KN/m3.9/2451.40KN 外墙（含窗）:18.24.52128.7KN 内墙: 12.74.5282.98KN 总和 787.97KN活载： 雪荷载：0.516.24.536.45KN G5G恒0.5G活787.971/236.45806.20KNG2-G4（情况相同）恒载： 楼面:3.2413.24.5+3.0434.5233.50KN 主梁：77.11KN 次梁：27.55KN 柱： 6.593.94102.8KN 外墙（含窗）：28.594.52257.31KN 内墙：18.434.52165.87KN 总和 864.14KN活载： 楼面荷载：2.04.513.22.54.53152.55KN故G2-G4864.14+0.5152.55940.42KNG1（底层）恒载： 楼面：3.2413.24.5+3.0434.5233.5KN 梁： 77.11+27.55104.66KN 柱： 6.59（1.95+5.2/2）4119.94KN 外墙（含窗）：36.444.52327.96KN 内墙： 23.354.52210.15KN活载： 楼面荷载：2.04.513.2+2.54.53152.55KN故G1996.21+0.5152.551072.49KN3.4.4.结构自振周期T1框架结构，则采用经验公式T10.085n01.08550.43s3.4.5.地震影响系数Tg0.35s，设防烈度为7度，多遇地震max0.08，TgT15Tg1=(Tg/T1)0.9, max(0.35/0.43)0.90.08=0.073.4.6.计算水平地震作用标准值利用底部剪力法：T1=0.431.4Tg=0.49故不考虑顶部附加地震作用系数nFiGiHi/GjHjFekFekGeq0.050.85（806.2+3940.42+1072.49）199.75KN列表如下：水平地震作用标准值计算位置Gi（kn）Xi（m）GiXiFek（1n）n0Fi（kn）5层806.220.816769199.7556.754层940.4216.915893199.7553.793层940.4213.012226199.7541.382层940.429.18558199.7528.961层1072.495.25577199.7518.87GjHj59023KN.mFi=199.75KN3.4.7.水平地震作用产生的框架内力1） 各柱剪力值 列表如下：位置5层4层3层2层1层Vi（kn）56.75110.54151.92180.88199.75A柱剪力值11.522.430.836.755.8B柱剪力值16.932.945.253.844.12） 各柱反弯点高度y由风荷载计算可知，各柱反弯点高度比反由o决定：列表如下：位置5层4层3层2层1层ABABABABABo0.560.450.640.500.720.500.80.50.240.59y（m）2.181.762.51.952.811.953.11.951.253.073） 水平地震作用产生的框架内力：根据各柱剪力和反弯点高度，可得水平地震作用下的框架内力图4） 地震作用效应和其他荷载效应的基本组合（1）框架梁：考虑地震作用组合的框架梁弯矩值5层 杆件 AB BC 截面位置 A右 跨中 B左 B右 跨中 重力荷载代表值产生E-16.94143.68-92.23-49.922.98 水平地震作用产生F或G19.789.8714.747.37组合1.2E1.3（F或G）5.386172.42-97.845-40.7413.157-46.04172.42-123.507-79.07-6.0051.0E1.3（F或G)8.774143.68-79.399-30.7612.561-42.65143.68-105.061-69.08-6.601考虑地震作用组合的框架梁弯矩值4层 杆件 AB BC 截面位置 A右 跨中 B左 B右 跨中 重力荷载代表值产生E-79.73149.97-93.77-28.252.71 水平地震作用产生F或G68.26.2837.5656.3428.17组合1.2E1.3（F或G）-7.016188.13-63.69639.34239.873-184.3171.8-161.352-107.1-33.3691.0E1.3（F或G)8.93158.13-44.94244.99239.331-168.4141.81-142.598-101.5-33.911考虑地震作用组合的框架梁弯矩值3层 杆件 AB BC 截面位置 A右 跨中 B左 B右 跨中 重力荷载代表值产生E-76.64149.23-92.96-28.762.71 水平地震作用产生F或G115.825.72360.9291.3845.69组合1.2E1.3（F或G）58.598186.52-32.35684.28262.649-242.5171.64-190.748-153.3-56.1451.0E1.3（F或G)73.926156.67-13.76490.03462.107-227.2141.79-172.156-147.6-56.687考虑地震作用组合的框架梁弯矩值2层 杆件 AB BC 截面位置 A右 跨中 B左 B右 跨中 重力荷载代表值产生E-76.46149.23-92.73-28.92.71 水平地震作用产生F或G150.3777.22115.8357.92组合1.2E1.3（F或G）103.73179.08-10.89115.978.548-287.2179.08-211.662-185.3-72.0441.0E1.3（F或G)119.02149.237.656121.6878.006-271.9149.23-193.116-179.5-72.586考虑地震作用组合的框架梁弯矩值1层 杆件 AB BC 截面位置 A右 跨中 B左 B右 跨中 重力荷载代表值产生E-71.94150.48-87.47-36.542.71 水平地震作用产生F或G314.6583.2556.684.9142.46组合1.2E1.3（F或G）322.72288.8-31.38466.53558.45-495.472.351178.544-154.2-51.9461.0E1.3（F或G)337.11258.71-13.8973.84357.908-48142.255161.05-146.8-52.488考虑地震作用组合的剪力设计值：a，重力荷载代表值作用下的剪支剪力VGb5层VGb1.2Ge/9107.49KN4层2层VGb1.2940.42/9125.39KN1层VGb1.21072.49/9143.00KNb，剪力值计算V1.1（MbMrb）+VGb5层 Va1.146.04/6.6+107.49115.16KNVab1.1（123.51-5.39）/6.6+107.49127.18KNVbc1.1（79.0740.74）/6.6+107.49113.88KN4层Va1.1184.34/6.6+125.39156.11KNVab1.1（161.357.02）/6.6+125.39151.11KNVbc1.1（107.1439.34）/6.6+125.39136.69KN3层Va1.1242.53/6.6+125.39165.81KNVab1.1（190.7558.6）/6.6+125.39147.42KNVbc1.1（153.3184.28）/6.6+125.39136.9KN2层Va1.1287.23/6.6+125.39173.26KNVab1.1（211.66103.73）/6.6+125.39143.28KNVbc1.1（185.26115.9）/6.6+125.39136.95KN1层Va1.1495.37/6.6+143225.56KNVab1.1（495.3731.38）/6.6+143220.33KNVbc1.1（154.2366.54）/6.6+143157.62KN（2）框架柱：考虑地震作用的柱内力组合表5层 杆件 A柱（外柱） B柱（内柱） 截面位置 上端 下端 上端 下端 内力种类（M:Knm N:kn) M N M N M N M N 水平地震作用下E或F19.784.4936.844.4924.619.8329.749.83 重力荷载代表值作用下G16.9486.7336.55233.97-42.31127.01-33.93234.33组合值1.2G1.3E或F|M|max-5.38698.23991.752286.60182.765165.19-2.054268.42Nmax-5.38698.23991.752286.601-18.78139.6379.378293.98Nmin46.042109.913-4.032274.92782.765165.19-2.054268.42注：在右表示 负正考虑地震作用的柱内力组合表4层 杆件 A柱（外柱） B柱（内柱） 截面位置 上端 下端 上端 下端 内力种类（M:Knm N:kn) M N M N M N M N 水平地震作用下E或F31.3620.5182.2520.5164.1647.3964.1647.39 重力荷载代表值作用下G43.18261.1938.32414.23-31.59270.33-32.1377.65组合值1.2G1.3E或F|M|max152.909523.739121.93514.79Nmax152.909523.739121.93514.79Nmin92.584340.091121.32386考虑地震作用的柱内力组合表3层 杆件 A柱（外柱） B柱（内柱） 截面位置 上端 下端 上端 下端 内力种类（M:Knm N:kn) M N M N M N M N 水平地震作用下E或F33.5747.28121.0147.2888.14108.3188.14108.31 重力荷载代表值作用下G38.32435.6538.05588.69-32.1413.65-32.25520.97组合值1.2G1.3E或F|M|max202.973767.892153.28765.97Nmax202.973767.892153.28765.97Nmin89.625584.244153.1637.18考虑地震作用的柱内力组合表2层 杆件 A柱（外柱） B柱（内柱） 截面位置 上端 下端 上端 下端 内力种类（M:Knm N:kn) M N M N M N M N 水平地震作用下E或F29.3681.77166.7881.77104.91185.53104.91185.53 重力荷载代表值作用下G38.41610.1130.55763.15-31.58556.97-32.72664.29组合值1.2G1.3E或F|M|max253.4741022.081175.651038.3Nmax253.4741022.081175.651038.3Nmin84.26838.433174.28909.55考虑地震作用的柱内力组合表1层 杆件 A柱（外柱） B柱（内柱） 截面位置 上端 下端 上端 下端 内力种类（M:Knm N:kn) M N M N M N M N 水平地震作用下E或F147.87138.4280.213138.4236.6242.14155.70242.14 重力荷载代表值作用下G41.39784.5717.5721004.45-18.21700.29-10.48853.39组合值1.2G1.3E或F|M|max241.8991121.43125.3631385.28669.4321155.1214.981338.9Nmax241.8991121.43125.3631385.28669.4321155.1214.981338.9Nmin142.563761.53883.1911025.39425.728525.57189.94709.29注：底层柱下端弯矩要乘以1.155）水平地震作用下的框架弹性侧移验算钢筋混凝土框架结构应进行多遇地震作用下的抗震变形验算，其楼层内的最大弹性层间位移Ve的要求位置Fhk（kn）Dji（KN/mm）i1n Ve（mm） Ve/hj5层56.7570.3460.811/50001/5504层110.5470.3461.61/25003层151.9270.3462.21/18182层180.8870.3462.61/15001层199.7552.4973.81/13683.5竖向荷载作用下的框架内力计算3.5.1竖向荷载作用下的框架内力计算 框架KJZ的楼面框架编号为KLZ,屋面框架梁编号为WKLZ 其承受的竖向荷载有:次梁传来的集中荷载 框架自重(为均布荷载) 板的面荷载传给次梁,次梁再以集中力传给主梁(要加上次梁自重), 然后主梁以均布荷载作用（1）受荷情况AB跨顶层: 屋顶 3.88Kn/m22.2m4.5m38.41Kn 次梁 1.64Kn/m（4.50.3）m6.89Kn 主梁 4.76Kn/m6.6m31.42Kn底层及标准层： 楼板 3.24Kn/m22.2m4.5m32.08Kn 次梁 1.62Kn/m（4.50.3）m6.89Kn 主梁 4.76Kn/m6.6m31.42K故 恒荷载标准值 Gk138.416.8931.4276.72Kn Gk232.086.8931.4270.39Kn 等效均布荷载 gek1876.72/36.630.99Kn/m gek2870.39/36.628.44Kn/m 梁固端弯矩Mgk11/1230.996.62112.49Kn.m Mgk21/1228.446.62103.24Kn.m（2） 计算简图：BC跨顶层: 屋顶 3.88Kn/m22.25m27.29Kn 主梁 4.76KN/m底层及标准层 楼板 3.24KN/m22.25m27.29KN 主梁 4.76KN/m恒荷载标准值 gek1=8.732/3.0+4.76=10.58Kn/m gek27.292/3.04.769.62Kn/m梁固端弯矩 Mgk11/1210.58327.94Kn.m Mgk2=1/129.62327.22Kn.m3.5.2恒荷载作用下的框架内力： 用弯矩分配法 准备工作：对风荷载计算中的各种相对线刚度值图，除底层柱外，其余层各柱线刚度乘以0.9轴力图的准备：外柱：屋面层1 ：由剪力算得 65.31KN 外框架梁 4.762.25221.42 总 86.73KN屋面层2： 由剪力算得 65.31KN 柱自重 250.50.53.924.38N 外墙自重 28.594.5128.66KN 外框架梁 4.764.521.42KN 总 239.77KN以此类推：4层层顶239.774.764.5261.19KN4层层底261.19+24.38+128.66414.23K3层层顶414.23+21.42435.65KN3层层底435.65+24.38+128.66588.69KN2层层顶588.69+21.42610.11KN2层层底610.11+24.38+128.66763.15KN1层层顶763.15+21.42784.57KN1层层底784.57+250.50.55.2+187.381004.45KN内柱：5层层顶4.764.5+3.884.5+88.13127.01KN5层层底127.01+24.38+18.434.5234.33KN4层层顶234.33+21.42+3.244.5270.33KN4层层底270.33+24.38+82.94377.65KN3层层顶377.65+21.42+14.58413.65KN3层层底413.65+24.38+82.94520.97KN2层层顶520.97+21.42+14.58556.97KN2层层底556.97+24.38+82.94664.29KN1层层顶664.29+21.42+14.58700.29KN1层层底700.29+32.5+120.69853.39KN3.5.3活荷载作用下的框架内力： 采用满跨布置由于不上人屋面活载为0.5KN/m2，教室为2.0KN/m2，走廊为2.5KN/m2而雪荷载标准值为Skr SoAB跨：顶层：屋顶 0.5KN/m2.24.54.95KN 次梁 6.89KN 主梁 31.42KN底层及标准层： 楼板 2.02.24.519.8KN 次梁 6.89KN 主梁 31.42KN所以 活载标准值Qk143.26 Qk258.11等效均布荷载qk18F/3l843.26/36.617.48KN/m，qk28F/3l858.11/36.623.48KN/m梁固端弯矩Mk11/1217.486.6263.45KN.m Mk21/1223.486.6285.23KN.mBC跨：顶层： 屋顶 0.52.251.13KN 主梁 4.76KN/m底层及标准层：楼板2.52.255.63KN 主梁 4.76KN/m所以 活载标准值qk1（1.132）/34.765.52KN/m qk25.63/34.768.52KN/m梁固端弯矩Mk11/125.52324.14KN.m Mk21/128.52326.39KN.m弯矩图如下：剪力图如下：轴力图如下：3.6配筋3.6.1框架梁的配筋：（1）纵向受力钢筋计算15层非抗震时的弯矩设计值及1层和5层抗震时的弯矩设计值本教学楼的结构重要性系数o1.0，RE=0.75（受弯框架梁）框架梁弯矩设计值截面位置AB跨BC跨A跨中B左B左跨中5层o M69.1322.1184.997.830.6REMb34.53107.7678.851.819.424层o M184.31387.43224.2972.1818.65REMb138.25141.1121.0180.3629.903层o M180.50386.20236.0068.2418.56REMb181.90139.89143.06114.9846.992层o M180.09386.24246.5668.5718.65REMb215.42134.31158.75138.9458.911层o M169.42388.07227.1486.5418.65REMb371.53216.60133.91115.6743.84屋面框架梁配筋计算5层控制截面A右AB跨中B左B右BC跨中o M或REMb69.1322.1184.997.830.6bho(mm)30074022007653007403007402200765=10.030.0180.0820.0430.002As=fcbho/fy3182141444325868216+218455412140114ho=has=800-60=740(支座处双筋矩形截面)hohas80035765（跨中单筋T形截面）b300支座处；6600/32200 跨中处fc14.3N/mm2（C30），fy300N/mm2屋面框架梁配筋计算4层控制截面A右AB跨中B左B右BC跨中o M或REMb184.31387.43224.2980.3629.90bho(mm)30074022007653007403007402200765=10.0820.0210.100.0350.002As=fcbho/fy868216+2181685222+3201058418370210+212140114屋面框架梁配筋计算3层控制截面A右AB跨中B左B右BC跨中o M或REMb181.90386.20236.00114.9846.99bho(mm)30074022007653007403007402200765=10.080.0210.1060.050.003As=fcbho/fy847214+21685222+3201122218+220529218241310屋面框架梁配筋计算2层控制截面A右AB跨中B左B右BC跨中o M或REMb215.42388.07246.56138.9458.91bho(mm)30074022007653007403007402200765=10.0960.0210.1110.0610.003As=fcbho/fy10164181685222+3201275218+220646220241310屋面框架梁配筋计算1层控制截面A右AB跨中B左B右BC跨中o M或REMb371.53388.07227.14115.6743.84bho(mm)30074022007653007403007402200765=10.1730.0210.1020.0510.002As=fcbho/fy18316201685222+3201079216+220540212+2141401141） 斜截面受剪承载力计算a,剪力设计值框架剪力设计值非抗震和抗震 o1.0 RE0.75截面位置AB左B右5层o V135.07170.1831.87RE Vb86.3795.3985.414层o V160.39171.0440.35RE Vb117.08113.33102.523层o V159.85173.2345.89RE Vb124.36110.57102.682层o V159.87171.5650.93RE Vb129.95107.54102.711层o V160.14189.7247.40RE Vb169.17165.25118.22b,截面尺寸验算：由上表可知，整体而言截面尺寸由非抗震要求控制，lo/h6600/7409.52.50.2cfcbho0.2114.3300740634.92KNRE Vb故满足要求c,抗剪计算各梁均取o V198.72KN（上表中最大值），框架梁主要承受次梁传来的集中荷载，要考虑剪跨比，取为集中力荷载到节点边缘位置a/ho（2200-250）/7402.640.26ft/fyv0.183.6.2框架柱配筋1.底层：1） 纵向受力钢筋计算500500外柱 HRB335,fyfy300N/mm2，b0.55，C30ss40，Nb1bfcbho1.00.5514.35004601808.95KN以此区分大小偏压A 非抗震设计时的内力组合，又表可知，全部都是属于大偏压取M,N分别最大的两组是 84.95KN.m,1312.29KN和32.98KN.m,1615.57KNB. 按抗震设计的内力组合柱上端：241.90KN.m 1121.43KN 和142.56KN.m 761.54KN柱下端：125.36 KN.m 1385.29 KN和83.19 KN.m 1025.39 KNRE0.8，则对底层的框架柱抗震设计组合的RESe，有柱上端：241.901.10.8212.87 KN.m 1121.431.10.8986.86KN142.561.10.8125.32 KN.m 761.541.10.8670.16KN 柱下端：125.361.10.8110.32 KN.m 1385.291.10.81219.06KN 83.191.10.873.21 KN.m 1025.391.10.8902.34KN C.配筋计算 经比较，底层外柱，控制配筋的内力组合是 1， 212.87 KN.m 986.86KN 2，125.45 KN.m 670.16KN 3，84.95 KN.m 1312.29KN 4，32.98 KN.m 1615.57KN列表计算底层外柱配筋计算内力组别1234eoM/N2161876521eieo+ea2362078541偏心矩增大系数1.151.171.421.87eei+h/2as4824523312870.30.20.40.5AsAs714243500（min）500（min）钢筋选择（每侧）416（804）110114（233）218（508）218（508）eah/30500/3020，取ea=20,hohas460mmasas40mm底层，lo1.0H5200mmC30砼，HRB335级钢筋11/（1400ei/ho）（lo/h）21210.5fcA/N，21.150.01lo/hN/1fcbho，均1.0因为2as/ho，故AsAs（Ne1fcbho2（10.5）/fy（hoas） 500500内柱：A 非抗震设计时的内力组合Nb1fcbhob1.014.35004600.551808.95KN以此区分大小偏压，由内力组合表可知，都是大偏压所有的组合为： 42.81KN.m 1233.1KN；21.42 KN.m 1416.82KN 46.49 KN.m 969.71KN; 102.35 KN.m 1153.43KN 39.25 KN.m 1220.32KN;19.64 KN.m 1427.01KN 62.89 KN.m 1310.25KN;102.65 KN.m 1493.97KN 取M,N分别最大的两组B 按抗震设计组合按表中起控制作用的上下2组：69.43 KN.m 1155.13KN 上端 和 214.98 KN.m 1388.85KN 下端 控制内力：上端RE S0.81.169.4361.10 KN.m 0.81.11155.131016.51KN 下端RE S0.81.15214.98197.78 KN.m 底层内柱配筋计算表控制截面内力N1016.51Kn，M=61.1 Kn.mN1277.74 Kn，M197.78 Kn.meoM/N60155eieo+ea801751.441.20eei+h/2as3254200.30.4AsAs500（min）417钢筋选择218（508）216（402）eah/30500/3020，取ea=20,hohas460mmasas40mm底层，lo1.0H5200mmC30砼，HRB335级钢筋11/（1400ei/ho）（lo/h）21210.5fcA/N，21.150.01lo/hN/1fcbho，均1.0因为2as/ho，故AsAs（Ne1fcbho2（10.5）/fy（hoas）2） 斜截面受剪计算1. 剪力设计值 框架柱的剪力主要是由水平作用产生，多层框架结构考虑地震作用组合的剪力往往在抗震计算中起控制作用。非抗震时，VA55.3KN，VB39.3KN抗震设计时剪力值按“强剪弱弯”原则确定三级抗震等级V1.1（ML+MR）/Hn故VA1.1（69.4+125.4）/5.277.7KN REVA0.8577.756.1KN VB1.1（69.4+215）/5.254.7KNREVB0.8554.746.5KN 2.受剪截面要求（剪压比计算） M/Vho1.7REVA M/Vho7.93 故B柱 0.2cfcbho0.21.014.3500460657.8KNREVB 均满足要求3.箍筋计算A柱：0.3fcA0.314.35005001072.5KN3，取3 由REV1.05/（+1）ftbho+fyvAsv/s ho+0.056N， Asv/s（561001.05/（3+1）1.435004600.0561072500）/2104600.31 选10双肢箍。Ast1,v78.4，则s253，实配s200mmB柱：0.3fcA0.314.35005001072.5KN3，取3 Asv/s（465001.05/（3+1）1.435004600.0561072500）/2104600.21 选8双肢箍，Ast1,v50.3，则s239.5，实配s200mm4.箍筋构造要求 箍筋加密区 加密区长度：A柱h500mm，Hn/b5200/6867mm B柱h500mm，Hn/b5200/6867mm 均取900mm，0.00上下500mm范围也同样加密 直径d8，取d10 间距 柱根处100mm，其余100mm 肢距 不大于250mm，和20倍箍筋直径（200mm）2.顶层柱：1）、纵向受力钢筋计算500500外柱 HRB335 fc14.3 fyfy300N/mm2 b0.55ss40mmNb1fcbhob1.00.5514.35004601808.95KN以此区分大小偏压A非抗震设计的内力组合：由表可知，都是大偏压可得出88.28KN.m 325.19KN 和80.44KN.m和346.95KNB.按抗震设计的内力组合按表中起控制作用的上下两组46.04 KN.m 109.91KN和91.75 KN.m 286.60KNRESe：上端 46.041.10.840.52 KN.m 109.91*1.1*0.8=96.72下端91.751.50.880.74 KN.m 286.61.50.8252.21KNC配筋计算 控制截面内力N96.72Kn，M=40.52 Kn.mN252.21 Kn，M80.74 Kn.meoM/N419320eieo+ea4393501.131.16eei+h/2as7066160.030.08AsAs220392钢筋选择212（226）216（402）eah/30500/3020，取ea=20,hohas460mmlo1.25H6500mmC30砼，HRB335级钢筋11/（1400ei/ho）（lo/h）21210.5fcA/N，21.150.01lo/hN/1fcbho，均1.02as/ho，AsAsNe/fy（hoas）e eih/2as500500内柱：Nb1bfcbho1808.95KN以此区分大小偏压A.非抗震设计的内力组合 由表可知，均属于大偏压96.74 Kn.m，205.11KN 和70.65 Kn.m，361.45KN B按抗震设计时的内力组合 按表中起控制作用的上下两组： 上：82.77 Kn.m，165.2KN 和下：79.38 Kn.m，293.98KN RESe： 上端：82.771.10.872.84 Kn.m 165.21.10.8145.38KN 下端：79.381.50.895.26 Kn.m 293.981.50.8352.78KNC. 配筋计算控制截面内力N145.38Kn，M=72.84 Kn.mN352.78 Kn，M95.26 Kn.meoM/N501270eieo+ea5212901.111.19eei+h/2as7885550.040.11AsAs425378钢筋选择14+18（409）12+18（368）eah/30500/303，取3 故A柱 0.2cfcbho0.21.014.3500460657.8KNREVA M/Vho82.8/20.80.468.73，取3 故B柱 0.2cfcbho0.21.014.3500460657.8KNREVB 均满足要求C 箍筋计算A柱：0.3fcA0.314.35005001072.5KNN Hn/2ho5200/24605.73，取3 由REV1.05/（+1）ftbho+fyvAsv/s ho+0.056N， Asv/s（175101.05/（3+1）1.435004600.056346950）/210460N=293.98KN Hn/2ho5200/24605.73，取3由REV1.05/（+1）ftbho+fyvAsv/s ho+0.056N， Asv/s（176801.05/（3+1）1.435004600.056293980）/2104600 按构造配筋，选8200双肢箍。D 配箍构造要求箍筋加密区：加密区长度： A柱h500mm，Hn/b5200/6867mm B柱h500mm，Hn/b5200/6687mm 均取900mm，0.00上下500mm范围也同样加密 直径d8，取d10mm 间距 柱根处100mm，其余100mm 肢距 不大于250mm，和20倍箍筋直径（200mm）3.6.3框架的基础设计1.设计资料根据工程地质报告提供的资料，场地为类，在主要受力层范围内不存在软弱粘性土层，上步框架结构未超过8层，高度在25m以下，故该房屋基础不进行抗震承载力验算。底层柱传至基础顶部的作用效应仅取非抗震设计时的作用效应。A柱 M最大：84.95KN.m 1312.29KN V23.26KN N最大：32.98 KN.m 1615.57KN V21.84KN M,N较大：80.57 KN.m 1318.73KN V21.84KNB柱 M最大：102.65KN.m 1493.97KN V36.06KN N最大：102.65 KN.m 1493.97KN V36.06KN M,N较大：62.89 KN.m 1310.25KN V39.26KN2.按独立基础设计 1）基础底面积和地面尺寸确定 柱基础顶面标高已选为 56.30处，距0.000为1m 柱钢筋直径最大值为d=25mm,HRB400级 基础砼强度为C25，则柱钢筋的锚固长度laE1.05ln1.0540251050mm 考虑钢筋保护层厚度，取基础高度h1300mm，则基础底板标高为55.00处，自0.0开始的埋深为2.3m，计算时取fa200KPA 该工程地表以下1.5m内为杂填土，承载力设计值为fk50kpa，1.510m内为普通粘土，承载力设计值为fk210kpa，土壤的最大冻结深度为0.1m，地下水位为10m，故该工程选柱下独立基础，室外地坪标高为0.45m，基础地面标高为2.3m，杂填土重度116KN/m3，fk50kpa，粘土重度为220KN/m3，fk210kpa，土与基础的平均重度为G20KN/m3，fk220kpa 重度计算： 杂填土：h1（1.5+1.05）/21.275m 粘土： h22.31.50.8m 则基础底面以上土的加权平均重度为 o（1+2）/（h1+h2）（161.275+200.8）/（1.275+0.8）17.5KN/m3 令fa200kpa A柱：Nk1615.57
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