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某5层中学教学楼全套设计 （4340平，含计算书，建筑、结构图） 中学 教学楼 全套 设计 计算 建筑 结构图

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本科生毕业论文（设计）题题 目：目： 某市中学教学楼框架结构设计某市中学教学楼框架结构设计 专业代码：专业代码： 土木工程（土木工程（080703080703） 作者姓名：作者姓名： 宋宋 金金 超超 学学 号：号： 单单 位：位： 指导教师：指导教师： 杨杨 秀秀 英英 大学本科毕业设计1图书分类号: 密 级: 某市中学教学楼框架结构设计作者姓名 宋金超 学 历 类 别 本科 学科专业 土木工程 入 学 时 间 指导教师姓名 杨秀英 指导教师职称 讲师 毕业设计（论文）完成日期 毕业设计（论文）答辩日期 大学本科毕业设计2原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，论文中不含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得聊城大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的相应责任。 学位论文作者签名： 日期： 指导教师签名： 日期： 大学本科毕业设计3前前 言言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。通过毕业设计，使我在大学期间学到的知识贯穿起来，对于我今后的工作奠定了良好的基础。我的毕业设计题目为某市中学教学楼框架设计 。在毕业设计前期，我温习了结构力学 、 钢筋混凝土 、 建筑结构抗震设计等知识，并借阅了抗震规范 、 混凝土规范 、 荷载规范 、 混凝土结构设计规范等规范。在毕业设计中期，我通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。在毕业设计后期，主要进行设计手稿的电脑输入。在整个设计期间我严格按照计划进行设计工作，在杨秀英老师的耐心和细致的辅导下，使我圆满完成了毕业设计任务。在整个毕业设计期间，我在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解，巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进行内力组合的计算时，进一步了解了 Excel。在绘图时熟练掌握了 AutoCAD，天正 CAD,PKPM 等设计软件，以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。大学本科毕业设计4摘摘 要要本设计主要进行了结构方案中横向框架 10 轴框架的抗震设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力） 。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力。最后找出最不利的一组或几组内力组合。选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计。完成了平台板，梯段板，平台梁，斜梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。选取部分梁、板、柱进行了构件的内力和配筋计算。整个结构在设计过程中，严格遵循相关的专业规范的要求，参考相关资料和有关最新的国家标准规范，对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之，适用、安全、经济、使用方便是本设计的原则。关键词：关键词： 框架；结构设计；抗震设计 大学本科毕业设计5Abstract The purpose of the design is to do the anti-seismic design in the longitudinal frames of axis 10. When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibrate cycle is calculated by utilizing the peak-displacement method, then making the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force (bending moment, shearing force and axial force ) in the structure under the horizontal loads can be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and landing girder whose shop drawings are completed in the end.The whole structure of the design process, in strict compliance with the relevant professional standard, reference to relevant information and the latest national standards and specifications, and design of the various components of a comprehensive scientific considerations. In short, application, security, economic and user-friendly design is the principle. Key words : frames；structural design；anti-seismic design大学本科毕业设计1目目 录录建筑部分建筑部分1 1 总平面设计总平面设计.12 2 平面设计平面设计.12.1 交通联系部分的设计.12.1.1 走廊水平交通.12.1.2 楼梯垂直交通.22.2 卫生间的平面设计.23 3 立面设计立面设计.24 剖面设计剖面设计.24.1 层数的确定.34.2 层高的确定.34.3 室内外高差.35 建筑构造设计建筑构造设计.35.1 墙体.35.2 屋面结构.35.3 雨水口构造.36 结构选型及平面布置结构选型及平面布置.4结构部分7 设计原始资料设计原始资料.58 结构设计方案及布置结构设计方案及布置.59 构件初估构件初估.69.1 柱截面尺寸的确定.69.2 梁尺寸确定.69.3 楼板厚度.6大学本科毕业设计210 基本假定与计算简图基本假定与计算简图.610.1 基本假定.610.2 计算简图.611 结构布置及计算简图结构布置及计算简图.612 荷载计算荷载计算.812.1 恒载标准值计算.812.2 活荷载标准值计算 .1012.3 竖向荷载下框架受荷总图 .1012.4 重力荷载代表值计算 .1613 地震作用计算地震作用计算.1813.1 横向框架侧移刚度计算.1813.2 横向自振周期计算.2013.3 横向水平地震力计算.2113.4 水平地震作用下的位移验算 .2313.5 水平地震作用下框架内力计算 .2414 竖向荷载作用框架内力计算竖向荷载作用框架内力计算.2914.1 梁柱端的弯矩计算 .3014.2 梁端剪力和轴力计算 .4115 风荷载计算风荷载计算.4415.1 风荷载侧移计算.4415.2 风荷载内力计算.4516 内力组合内力组合.4716.1 荷载组合.4716.2 控制截面及不利内力.4716.3 计算结果.4716.3.1 框架内力计算.4716.3.2 框架柱内力计算结果及框架柱内力组合.4917 截面设计截面设计.5117.1 框架梁的配筋计算.5217.1.1 正截面受弯承载力计算.5217.1.2 斜截面受弯承载力计算.53大学本科毕业设计317.1.3 裂缝宽度控制验算.5517.1.4 受弯构件的挠度验算.5617.2 框架柱配筋计算.5817.2.1 轴压比验算(B 轴柱).5817.2.2 正截面受弯承载力计算.5817.2.3 斜截面受剪承载力计算.6018 楼板设计楼板设计.6118.1 设计荷载.6118.2 计算跨度L0的求解 .6218.3 弯矩的求解.6218.4 截面设计.651919 楼梯设计楼梯设计.6619.1 踏步板计算.6619.1.1.荷载计算.6619.1.2.内力计算.6619.1.3.受弯承载力计算.6619.2 斜梁设计.6719.2.1 截面设计.6719.2.2 荷载计算.6719.2.3 内力计算.6819.2.4 承载力计算.6819.3 平台板设计.6919.3.1 计算单元的选取.6919.3.2 荷载计算.6919.3.3 内力计算.6919.4 平台梁的设计.7019.4.1 平台梁截面尺寸的选取.7019.4.2 平台梁荷载计算.7019.4.3 平台梁内力计算.7019.4.4 截面设计.7119.4.5 吊筋计算.72基础部分2020 基础设计资料基础设计资料.7320.1 设计说明.7320.2 荷载计算.7320.3 地基承载力设计值的确定.732121 边柱独立基础设计边柱独立基础设计.73大学本科毕业设计421.1 荷载计算.7421.2 基底尺寸的确定.7421.3 持力层强度验算.7421.4 柱底对基础抗冲切验算.7521.5 内力计算与配筋.7522 中柱联合基础设计中柱联合基础设计.7722.1 荷载计算.7722.2 基底尺寸的确定.7722.3 持力层强度验算.7722.4 柱底对基础抗冲切验算.7822.5 内力计算与配筋.78参考文献参考文献.80附录附录.81致谢致谢.82大学本科毕业设计1某市中学教学楼框架结构设计某市中学教学楼框架结构设计建筑部分建筑部分1 1 总平面设计总平面设计本工程为教学楼，其采用框架结构,层高均为 3.9 米。总高 18.9 米,总建筑面积约为 4340.75m2 左右。在建筑设计过程中兼顾安全，适用，经济，美观四个原则，并依据建筑设计资料集进行详细说明。总平面设计要求综合总体规划，基地环境等具体条件合理分区，妥善解决平面各组成部分之间的相互关系，选择合适的交通联系方式。并且简捷明快，管理方便，满足人在心理，视觉和其它各种使用上的要求，按照建筑性质，规划和基地，确定平面形式，使布局紧凑，节约用地，并且为立面设计创造有利条件，考虑合理性及经济。2 2 平面设计平面设计建筑平面是建筑在水平方向房间各部分的组合关系。本设计中，考虑各房间的使用要求以及合理性不止，综合建筑物框架结构特点，初步确定柱网的布置。2.12.1 交通联系部分的设计交通联系部分的设计交通联系部分是人流通行和集散不可缺少的内容，这部分设计的主要内容有：（1）交通路线简捷，明快，联系方便。（2）人流通畅，紧急疏散时迅速安全。（3）满足一定的采光和通风要求。（4）力求节省交通面积，同时应考虑空间处理等问题。结合本建筑的具体要求，设置以下交通联系部分：2.1.1 走廊水平交通本设计中走廊为宽 3.0m 内走廊,在建筑物中延长向布置,同时满足功能使大学本科毕业设计2用要求和防火疏散规定。2.1.2 楼梯垂直交通楼梯设计主要依据使用要求和人流通行情况确定梯段宽度和休息平台的宽度，选择适当的楼梯形式，考虑整幢建筑的楼梯数量，以及楼梯间的平面位置和空间组合。楼梯的位置应布置均匀，导向明确，显明易找，因考虑到建筑面积不大，房间少，故在建筑物中间布置一双跑式楼梯，以便满足行走和防火要求，楼梯踏步为 150mm270mm。2.22.2 卫生间的平面设计卫生间的平面设计卫生间在满足设备布置及人体活动要求的前提下，力求布置紧凑，节约面积，使管道集中，并尽可能有自然采光和通风条件。根据本建筑设计的类型和使用的人数，每层在建筑物的中间部分设男、女厕所各一间。平面的组合形式详见建筑施工图。3 3 立面设计立面设计建筑立面设计是满足房屋使用要求和技术经济条件的前提下，运用建筑物造型和里面构图的一些规律，紧密结合平面布置，剖面的内部空间组合条件而进行设计。联系建筑平面及剖面建筑体型组合，运用建筑形式美的一些基本规律，使他在满足使用要求的前提下，适应环境条件，符合美学的基本规律，也更加富有现代气息和艺术的感觉。本设计中，外立面上采用大面积的铝合金门窗，充分显示框架结构中，框架的特点。外墙采用乳白色面砖贴面。建筑物室内地坪和室外地坪相差 450mm，设四个台阶:150mm300mm 。建筑立面效果见建筑施工图。4 剖面设计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，剖面设计主要分析建筑物各部分应有的高度，建筑物的层数，空间的组合和利用，以及在建筑大学本科毕业设计3物剖面中的结构和构造的关系等。4.14.1 层数的确定层数的确定根据建筑物的使用要求，城市规划要求，进而确定大楼为五层建筑物。4.24.2 层高的确定层高的确定根据使用要求，采光、通风、感观和模数，确定第一层层高为 3.6m，第二、三、四层层高为 3.6 m，顶层层高为 3.6m,设女儿墙为 0.9m。4.34.3 室内外高差室内外高差为防止室外雨水倒流入室内及建筑物沉降使室内地坪标高过低，同时也增强了建筑物的立面效果，故取室内外高差 450mm。见建筑施工图。5 建筑构造设计建筑构造设计 5.15.1 墙体墙体墙体的厚度应满足强度、稳定性，保温隔热、防火隔音等方面的要求，结合设计资料，统一取外墙为 240mm 厚，内墙为 240mm 厚，采用外墙空心砖，内墙砌体填充。5.25.2 屋面结构屋面结构该层面上设女儿墙，且为上人屋面。四屋面防水及排水采用柔性防水，屋面用细石砼保护，防水采用改性油毡（SBS）防水。屋面排水采用有组织排水，即屋面雨水顺坡流入雨水管，再散水流入排沟。屋面泛水做法：将油毡直接引申到墙面，并在墙面上做水泥沙浆滴水线，泛水的高度取250mm，它满足大于 150mm 的规范要求。5.35.3 雨水口构造雨水口构造雨水口是屋面雨水汇集并排出至落水管的关键部位，构造上要求排水通畅，防止渗漏和堵塞。雨水口四周须铺一层油毡，并铺到漏斗口内，用沥青胶贴牢。采用铸铁漏斗形的定型件用水泥沙浆埋嵌牢固，缺口及交接处等薄弱环节可用油膏嵌缝，再用蓖网铁置压盖。大学本科毕业设计46 结构选型及平面布置结构选型及平面布置1)结构体系选型：选用钢筋混凝土现浇框架结构体系。2)屋面结构：采用现浇钢筋混凝土屋盖，刚柔性相结合的屋面，屋面板厚120mm。3)楼面结构：全部采用现浇钢筋混凝土楼盖，板厚 120mm。4)楼梯结构：采用钢筋混凝土梁式楼梯。5)结构平面布置如图 6.1 所示：图 6.1 结构平面布置图大学本科毕业设计5结构设计结构设计7 设计原始资料设计原始资料（1）.冬季主导风向东北平均风速 2.6 m/s，夏季主导风向东南平均风速 2.6 m/s，最大风速 23.7 m/s。(2).常年地下水位低于-1.3m，水质对混凝土没有侵蚀作用。(3).最大积雪厚度 0.32m，基本雪压 SO=0.35KN/M2,基本风压 WO=0.45 KN/M2,土壤最大冻结深度 0.09m。(4).抗震设防烈度 7 度，设计地震分组第三组.(5).地质条件如表 7.1表表 7.17.1序号岩石名称厚度Fak(MPa)1耕土1.1-2黏土2.82503黏土9.41108 结构设计方案及布置结构设计方案及布置 钢筋混凝土框架结构是由梁，柱通过节点连接组成的承受竖向荷载和水平荷载的结构体系。墙体只给围护和隔断作用。框架结构具有建筑平面布置灵活，室内空间大等优点，广泛应用于电子、轻工、食品、化工等多层厂房和住宅、办公、商业、旅馆等民用建筑。因此这次设计的成集中学教学楼采用钢筋混凝土框大学本科毕业设计6架结构。按结构布置不同，框架结构可以分为横向承重，纵向承重和纵横向承重三种布置方案。本次设计的教学楼采用横向承重方案，竖向荷载主要由横向框架承担，楼板为预制板时应沿横向布置，楼板为现浇板时，一般需设置次梁将荷载传至横向框架。横向框架还要承受横向的水平风载和地震荷载。在房屋的纵向则设置连系梁与横向框架连接，这些联系梁与柱实际上形成了纵向框架，承受平行于房屋纵向的水平风荷载和地震荷载。9 构件初估构件初估9.19.1 柱截面尺寸的确定柱截面尺寸的确定柱截面高度可以取01/15 1/ 20 lh ，0l为梁的计算跨度；柱截面宽度可以取为1/ 2 1/ 4bh。选定柱截面尺寸为 500 mm500mm9.29.2 梁尺寸确定梁尺寸确定 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框架梁 300mm600mm9.39.3 楼板厚度楼板厚度 楼板为现浇双向板，根据经验板厚取 120mm。10 基本假定与计算简图基本假定与计算简图10.110.1 基本假定基本假定第一：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。第二：由于结构体型规整，布置对称均匀，结构在水平荷载作用下不计扭转影响。10.210.2 计算简图计算简图在横向水平力作用下，连梁梁对墙产生约束弯矩，因此将结构简化为刚结计算体系，计算简图如后面所述。大学本科毕业设计711 结构布置及计算简图结构布置及计算简图 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、及剖面设计其各层建筑平面剖面示意图如建筑设计图，主体结构为局部 5 层，层高均为3.6m。填充墙面采用 240 mm 厚的灰砂砖砌筑，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 120mm，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 11.1。表表 11.111.1 梁截面尺寸梁截面尺寸横梁（bh）层次砼强度AB 跨BC 跨CD 跨纵梁(bh)1-5C30300600300500300600300600柱载面尺寸可根据式 N=FgEn AcN/UNfc 估算表 11.2 查得该框架结构在30m 以下，抚震得级为三级，其轴压比值UN=0.9表表 11.211.2 抗震等级分类抗震等级分类烈 度结构类型6789高度/m30303030303025框架四三三二二一一框架结构剧场、体育等三二一一表表 11.311.3 轴压比限值轴压比限值抗 震 等 级结构类型一二三框架结构0.70.80.9柱截面尺寸：柱截面宽度可取 b=（1/12-1/18）H，H 为层高；柱截面高度可取h =（1-2）b，并按下述方法进行初步估算。a） 框架柱承受竖向荷载为主时，可先按负荷面积估算出柱轴力，再按轴心受压大学本科毕业设计8柱验算。考虑到弯矩影响，适当将柱轴力乘以 1.2-1.4 的放大系数。b） 对于有抗震设防要求的框架结构,为保证柱有足够的延性,需要限制柱的轴压比,柱截面面积应满足下列要求。 /ANfcc) 框架柱截面高度不宜小于 400mm,宽度不宜小于 350mm。为避免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比不宜大于 4。根据上述规定并综合考虑其他因素，设计柱截面尺寸取值统一取 500500mm。基础采用柱下条形基础，基础+距离室外地平 0.5，室内外高差为 0.45,框架结构计算简图如图所示，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板底，2-4 层柱高度即为层高为 3.6m，底层柱高度从基础顶面取至一层板底，即h1=3.6+0.45+0.5=4.55m。框架计算简图如图 11.1 所示。图图 11.111.1 框架计算简图框架计算简图大学本科毕业设计912 荷载计算荷载计算12.112.1 恒载标准值计算恒载标准值计算（1）屋面：防水层（刚性）30 厚 C20 细石混凝土防水 1.0kN/m2防水层（柔性）三毡四油铺小石子 0.4kN/m2找平层:15 厚水泥砂浆 0.02m20 kN/m3=0.4kN/m2找坡层：40 厚水泥石灰焦渣砂浆 2%找平 0.04m14 kN/m3=0.56 kN/m2保温层：80 厚矿渣水泥 0.08m14.5 kN/m3=1.16 kN/m2结构层：120 厚现浇钢筋混凝土板 0.12m25 kN/m3=3kN/m2抹灰层：10 厚混合砂浆 0.01m17 kN/m3=0.17kN/m2合计 6.59kN/m2（2）楼面：水磨石地面(10mm 面层,20mm 水泥砂浆打底，素水泥打底)0.65kN/m2120 厚钢筋砼板 250.12=3kN/m212 厚水泥沙浆 0.01220=2.5kN/m2合计 3.89kN/m2（3）梁自重： 边跨梁 bh=300600mm梁自重 250.3(0.6-0.12)=3.6kN/m抹灰层：12 厚水泥砂浆0.012(0.6-0.12)2+0.0120.3200.298kN/m 合计 3.898kN/m2（4）柱自重：bh=500500mm柱自重 250.500.50=6.25kN/m抹灰层：12 厚水泥砂浆 0.0120.504200.48kN/m 合计 6.73kN/m（5）外纵墙自重：标准层：大学本科毕业设计10纵墙（240 灰砂砖） 18(3.6-0.6-1.8)0.24=5.18kN/m铝合金门窗 0.351.8 =0.63kN/m瓷砖外墙面 0.36(3.60-1.80)=0.648kN/m水泥粉刷内墙面 0.36(3.60-1.80)=0.648kN/m合计 7.106kN/m2底层： 纵墙（240 灰砂砖） 18(4.55-1.80-0.60-0.40)0.24=7.56kN/m铝合金门窗 0.351.8=0.63kN/m瓷砖外墙面 0.5(4.55-1.80-0.50)=1.125kN/m水泥粉刷内墙面 0.756kN/m合计 10.071kN/m内纵墙自重：标准层：纵墙（240 灰砂砖） 18(3.60-0.60)0.24=12.96kN/m瓷砖墙面 0.36(3.60-0.60)2.00=2.16kN/m合计 15.12kN/m2底层：纵墙（240 灰砂砖） 18(4.55-0.60-0.40)0.24=15.336kN/m瓷砖墙面 0.363.602=2.592kN/m合计 17.928kN/m12.212.2 活荷载标准值计算活荷载标准值计算第一：面和楼屋面活荷载标准值根据荷载规范查得：上人屋面 2.0 kN/m2楼面：教室 2.0 kN/m2走道 2.5 kN/m2第二：雪荷载 0.4 kN/m2屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取大值。大学本科毕业设计1112.312.3 竖向荷载下框架受荷总图竖向荷载下框架受荷总图本次设计的教学楼纵向柱距为 7.20m,横梁跨度为 5.40m，单区格板为7.20m5.40m。L1/L2=1.3T1=0.27S，则n取为 0FI=1iEKnjjjG HiFG H（1-n）各层横向地震作用及楼层地震剪力计算见表 13.6表表 13.613.6 各层横向地震作用及楼层地震剪力各层横向地震作用及楼层地震剪力层次hiHiGiGiHiSjiiiiHGHG1FiVi53.618.959850186657.50.3261047.761047.7643.615.359604147421.40.258829.211876.9733.611.7596041128470.197633.162510.1323.68.15960478272.60.137440.322950.4914.554.5510300468650.082263.553214.00各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布如图 13.2，13.3大学本科毕业设计23图图 13.213.2 水平地震作用分布水平地震作用分布 图图 13.313.3 层间剪力分布层间剪力分布13.413.4 水平地震作用下的位移验算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i和顶点位移 i 分别按式1iniijiVuD和 nk和 1()k 计算计算过程见表 13.7，表中还计算了各层的层间弹性位移角e=i/hi表表 13.713.7 横向水平地震作用下的位移验算横向水平地震作用下的位移验算层次ViDii/mmi/mmhi/me=iih51047.768699461.2012.463.61/298941876.978699462.1611.263.61/166932510.138699462.899.103.61/124822950.498699463.396.213.61/106113214.0011397102.822.824.551/1277由表 13.7 可见，最大层间弹性位移角发生在第 2 层，其值为 1/10611/550 满足式 eeh 的要求，其中/h=1/550 由表查得。大学本科毕业设计2413.513.5 水平地震作用下框架内力计算水平地震作用下框架内力计算水平地震作用下的内力采用改进的反弯点法。框架柱端剪刀及等矩分别按式Vij= 和VDDiSj和ijij1bijMyhVij计算，其中 Dij 取自表Dij 取自表 5，层间剪刀取自表 7，各柱反弯点高度比 y 按式 y=yn+y1+y2+y3 确度，各修正值见表 10，各层柱剪力计算见表 13.8。表表 13.813.8 柱剪力计算柱剪力计算层次A 轴柱B 轴柱C 轴柱D 轴柱第五层138240.016869946DD0.016 1047.7616.65VKN257190.030869946DD0.030 1047.7631.43VKN同B柱同A柱第四层138240.016869946DD0.016 1876.9730.03VKN257190.030869946DD0.030 1876.6956.3VKN同B柱同A柱第三层138240.016869946DD0.016 2510.1340.16VKN257190.030869946DD0.030 2510.1375.30VKN同B柱同A柱第二层138240.016869946DD0.016 2950.4947.21VKN257190.030869946DD0.030 2950.4988.51VKN同B柱同A柱第一层219820.0191139710DD0.025 321480.35VKN308230.0271139710DD0.027 321486.78VKN同B柱同A柱框架柱反弯点位置，y= y0+y1+y2+ y3 ，计算结果如表 13.9大学本科毕业设计25表 13.9 各柱的反弯点高度表表 13.9.a13.9.a A A 轴框架柱反弯点位置轴框架柱反弯点位置层号h/miy0y1y2y3y53.61.050.350000.3543.61.050.400000.4033.61.050.450000.4523.61.050.500000.5014.553.550.650000.65表表 13.9.b13.9.b B B 轴框架柱反弯点位置轴框架柱反弯点位置层号h/miy0y1y2y3y53.63.550.450000.4543.63.550.480000.4833.63.550.500000.5023.63.550.500000.5014.554.440.550000.55C 轴框架柱反弯点位置与 B 柱相同，A 轴框架柱反弯点位置与 D 柱相同。框架各柱的杆端弯矩、梁端剪力及柱轴力发别按下式计算：imCV (1)Myh上imV y hCM下中柱处的梁 bbjCjbbiMiiM左C 下j +1左上右左（M+），bbjCjbbiMiiM右C 下j +1右上右左（M+）中柱处的梁 bCjMMC 下j +1总上（M+）大学本科毕业设计26表表 13.1013.10 横向水平地震作用下横向水平地震作用下 A A 轴框架柱剪力和弯矩的计算轴框架柱剪力和弯矩的计算层号Vim/kNyh/mMc 上/（kNm）Mc 下/（kNm）Mc 总/（kNm）516.651.2638.9620.9838.96430.031.4464.8643.2485.84340.161.6279.5265.06122.76247.211.884.9884.98150.04180.352.96127.96237.64212.94表表 13.1113.11 横向水平地震作用下横向水平地震作用下 B B 轴框架柱剪力和弯矩的计算轴框架柱剪力和弯矩的计算层号Vim/kNyh/mMc 上/（kNm）Mc 下/（kNm）Mc 总/（kNm）531.431.6262.2350.9262.23456.31.728105.3997.29156.3102375.31.8135.54135.54232.8264288.511.8159.32159.32294.858186.782.5025177.68217.17337.0001结果如图 13.4，图 13.5，图 13.6大学本科毕业设计27图图 13.413.4 地震作用下的框架弯矩图地震作用下的框架弯矩图大学本科毕业设计28图图 13.513.5 地震作用下的框架剪力图地震作用下的框架剪力图 图图 13.613.6 地震作用下的框架轴力图地震作用下的框架轴力图大学本科毕业设计2914 竖向荷载作用框架内力计算竖向荷载作用框架内力计算竖向荷载作用下的内力一般可采用近似法，有分层法，弯矩二次分配法和迭代法。当框架为少层少跨时，采用弯矩二次分配法较为理想。这里竖向荷载作用下的内力计算采用分层法。 竖向荷载作用下,框架的内力分析除活荷载较大的工业与民用建筑.可以不考虑活荷载的不利布置,这样求得的框架内力,梁跨中弯距较考虑活载不利布置法求得的弯局偏低,但当活载占总荷载的比例较小时,其影响很小.若活荷载占总荷载的比例较大时,可在截面配筋时,将跨中弯距乘以 1.11.2 的较大系数。框架横梁均布恒荷载、活荷载可从前面荷载计算中查得。具体数值见图 14.1。图图 14.114.1 横向框架荷载作用图横向框架荷载作用图大学本科毕业设计30由于柱纵向集中荷载的作用，对柱产生偏心。在恒荷载和活荷载的作用下的偏心矩如图 14.2，14.3 所示。图图 14.214.2 竖向恒载引起的偏心弯矩竖向恒载引起的偏心弯矩图图 14.314.3 竖向活载引起的偏心弯矩竖向活载引起的偏心弯矩14.114.1 梁柱端的弯矩计算梁柱端的弯矩计算 梁端柱端弯矩采用弯矩分配法计算。计算步骤为：大学本科毕业设计31将原框架分为 5 个敞口单元，除底层柱外的其于各层柱的相对线刚度乘以 0.9。用弯矩分配法计算每一个敞口单元的杆端弯矩，底层柱的传递系数为 0.5，其余各层柱的传递系数为 1/3。将分层法所得到的弯矩图叠加，并将节点不平衡弯矩进行再分配。 梁端固定弯矩计算：恒载：屋面：22AB1131.34 7.2135.391212MglkN m 135.39BAMkN m 221123.67 317.751212BCMglkN m ,17.75CW BWgMkN m 221131.34 7.2135.391212CDMglkN m ,135.39DW CWgMkN m 楼面：221135.22 7.2152.151212ABMglkN m 152.15BAMkN m 221130.69 323.021212BCMglkN m 152.15BCMkN m 135.39CDMkN m 135.39DCMkN m活载：屋面： 22118.33 7.235.991212ABMqlkN m 35.99BAMkN m 22117.5 35.6251212BCMqlkN m 大学本科毕业设计32 5.625CBMkN m 22118.33 7.235.991212CDMqlkN m 35.99DCMkN m楼面： 22118.33 7.235.991212ABMqlkN m 35.99BAMkN m 22119.37 37.031212BCMqlkN m 7.03CBMkN m 22118.33 7.235.991212CDMqlkN m 35.99DCMkN m竖向均布活荷载作用下的框架内力计算方法同上，分层法计算见图14.4、14.5、14.6。图图 14.4.a14.4.a 顶层弯矩分配图顶层弯矩分配图大学本科毕业设计33131.0572.0572.0574.6056.4547.9724.0218.82图图 14.4.b14.4.b 顶层弯矩图顶层弯矩图图图 14.5.a14.5.a 标准层弯矩分配图标准层弯矩分配图大学本科毕业设计3459.23106.9547.72147.9764.9749.3030.4415.9116.4333.719.7411.23图图 14.5.b14.5.b 标准层弯矩图标准层弯矩图图图 14.6.a14.6.a 底层弯矩分配图底层弯矩分配图大学本科毕业设计3564.04103.8139.77148.0067.8644.2633.3313.2614.7535.8821.3511.96图图 14.6.b14.6.b 底层弯矩图底层弯矩图竖向均布活荷载作用下的框架内力计算方法同上，结果见图11.7、11.8、11.9、11.10、11.11。图图 14.7.a14.7.a 顶层弯矩分配图顶层弯矩分配图大学本科毕业设计3634.9619.6919.6920.1414.8211.696.564.94图图 14.7.b14.7.b 顶层弯矩分配及弯矩图顶层弯矩分配及弯矩图图图 14.8.a14.8.a 标准层弯矩分配图标准层弯矩分配图大学本科毕业设计3713.6425.6412.0035.2016.4611.165.914.003.727.584.552.53图图 14.8.b14.8.b 标准层弯矩图标准层弯矩图图图 14.9.a14.9.a 底层弯矩分配图底层弯矩分配图大学本科毕业设计3814.724.8210.1235.2217.31110.036.563.373.348.074.92.69图图 14.9.b14.9.b 底层弯矩图底层弯矩图对节点不平衡弯矩进行再次分配，以恒荷载作用下五层左上节点为例：91.7972.05图图 14.1014.10 弯矩二次分配图弯矩二次分配图 0.4272.0572.0581.68/0.420.40.491.7991.7972.0581.68/0.420.4MkN mMkN m梁柱（91. 79）（）大学本科毕业设计39其余各节点弯矩分配见图中数据。活荷载作用下中间节点弯矩相差不大，不在分配。 本设计中梁端弯矩的调幅系数取 0.8。调幅结果表见 14.1。 表表 14.114.1 梁端弯矩的调幅梁端弯矩的调幅AB 跨BC 跨CD 跨调幅前调幅后调幅前调幅后层次梁左梁右梁左梁右梁左梁右梁左梁右五层72.05131.0581.68132.7274.674.666.6466.64四层106.95147097122.01153.9364.9764.9736.5736.57三层106.95147.97119.22153.6264.9764.9738.0638.06二层106.95147.97119.78153.6264.9764.9738.0638.06恒载一层103.81148109.78149.7764.9764.9756.5656.56五层19.6934.9622.0235.3420.1420.1418.3518.35四层25.6435.2029.4636.1716.4616.4611.8211.82三层25.6435.2028.5836.0216.4616.4612.5812.58二层25.6435.2028.7036.0216.4616.4612.5812.58活载一层24.8235.2226.3235.7217.1117.1114.7314.73同AB跨竖向均布荷载作用下的框架弯矩图为图 14.11，14.12。大学本科毕业设计4014.7513.2642.58 44.7570.8238.06153.6236.5770.5246.84153.9335.2256.85119.2263.4568.90122.01 53.11109.7874.3750.63149.7756.5666.64132.7281.6881.6866.0970.82 44.7555.77119.7862.92153.6238.0614.7513.2642.58 44.7570.8238.06153.6236.5770.5246.84153.9335.2256.85119.2263.4568.90122.01 53.11109.7874.3750.63149.7756.5666.64132.7281.6881.6866.0970.8244.7555.77119.7862.92153.6238.06图图 14.1114.11 竖向均布恒载作用下的框架弯矩图竖向均布恒载作用下的框架弯矩图大学本科毕业设计4112.9226.3217.2711.3135.7214.7318.3535.3422.0222.0216.9912.9110.5213.7528.7014.7236.0212.583.3413.269.6510.5212.9112.5836.0211.8212.7611.5936.178.9813.9828.5814.8416.5629.4612.9226.3217.2711.3135.7214.7318.3535.3422.0222.0216.9912.9110.5213.7528.7014.7236.0212.583.3413.269.6510.5212.9112.5836.0211.8212.7611.5936.178.9813.9828.5814.8416.5629.46图图 14.1214.12 竖向均布活载作用下的框架弯矩图竖向均布活载作用下的框架弯矩图14.214.2 梁端剪力和轴力计算梁端剪力和轴力计算 梁端剪力 qmVVV :2:2qqmmqlVVMMVV左梁上均布荷载引起的剪力右梁端弯矩引起的剪力 柱轴力 NVP :VP梁端剪力柱顶竖向集中荷载 具体计算结果见表 14.2,14.3,14.4,11.5,14.6,14.7。 大学本科毕业设计42表表 14.214.2 恒载作用下恒载作用下 ABAB 梁端剪力计算梁端剪力计算层号q(kN/m)l(m)ql/2 (kN)M/l(kN)VA= ql/2-M/l(kN)VB= ql/2+M/l(kN)531.347.2112.827.09105.73119.91435.227.2126.794.43122.36131.22335.227.2126.794.78122.01131.57235.227.2126.794.70122.09131.49135.227.2126.795.56121.23132.35表表 14.314.3 恒载作用下恒载作用下 BCBC 梁端剪力计算梁端剪力计算层号q(kN/m)l(m)ql/2 (kN)M/l(kN)VA= ql/2-M/l(kN)VB= ql/2+M/l(kN)523.673.029.99029.9929.99430.693.029.99029.9929.99330.693.029.99029.9929.99230.693.029.99029.9929.99130.693.029.99029.9929.99表表 14.414.4 活载作用下活载作用下 ABAB 梁端剪力计算梁端剪力计算层号q(kN/m)l(m)ql/2 (kN)M/l(kN)VA= ql/2-M/l(kN)VB= ql/2+M/l(kN)523.677.235.51035.5135.51430.697.246.04046.0446.04330.697.246.04046.0446.04230.697.246.04046.0446.04130.697.246.04046.0446.04表表 14.514.5 活载作用下活载作用下 BCBC 梁端剪力计算梁端剪力计算大学本科毕业设计43层号q(kN/m)l(m)ql/2 (kN)M/l(kN)VA= ql/2-M/l(kN)VB= ql/2+M/l(kN)57.503.011.25011.2511.2549.373.014.06014.0614.0639.373.014.06014.0614.0629.373.014.06014.0614.0619.373.014.06014.0614.06表表 14.614.6 恒载作用下的剪力和轴力恒载作用下的剪力和轴力总剪力柱轴力AB 跨BC 跨A 柱B 柱层次VAVBVB=VCN 顶N 底N 顶N 底5105.73119.9129.99216.25250.38230.43264.564122.36131.2229.99365.44399.57379.62413.753122.01131.5729.99514.63548.75528.81562.932122.09131.4929.99663.81697.94677.99712.121121.23132.3529.99813.00847.13827.18861.31表表 14.714.7 活载作用下的剪力和轴力活载作用下的剪力和轴力总剪力柱轴力AB 跨BC 跨A 柱B 柱层次VA =VBVB=VCN 顶=N 底N 顶=N 底529.9911.2546.5343.52429.9914.0663.0779.30329.9914.0679.61115.08229.9914.0696.15150.86129.9914.06112.69186.64大学本科毕业设计4415 风荷载计算风荷载计算 15.115.1 风荷载侧移计算风荷载侧移计算本设计地区基本风压为200.50/kN m，所设计的建筑地处城市郊区，风压高度变化系数按 B 类地区考虑风压体型系数迎风面为 1.3，背风面为 0.5。由于房屋的高度不大。B 为 7.2m。为了简化计算，作用在外墙面上的风荷载可进食用作用在屋面梁和楼面梁处的等效集中荷载代替。作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中荷载标准值：kz01W()2szijhhB 计算结果见表 15.1。表表 15.115.1 集中风荷载标准值集中风荷载标准值离地高度Z/mzzs0/(kN/m2)ih/mjh/mkW/kN18.951.231.411.30.53.61.821.9115.351.151.341.30.53.63.625.9611.751.051.231.30.53.63.621.768.151.01.151.30.53.63.619.384.551.01.051.30.54.553.620.02注：对于框架结构也可近似按下式计算其基本自振周期：22331334.234.2T0.250.53 100.250.53 100.33S15.6015.60 。计算z时，取 H=35.40m。查附表得1.24 ，0.46 。风和在作用下的框架侧移计算：jjijvuD框架在风荷载移的计算见表 15.2大学本科毕业设计45表表 15.215.2 风荷载移的计算风荷载移的计算层次jw/kNjv/kND(kN/m)ju/mju/h521.9121.91544920.00041/8954425.9647.87544920.00091/4098321.7669.63544920.00131/2817219.3889.01544920.00161/2204120.02109.03429060.00251/1791侧移验算：侧移最大值：1/17911/55015.215.2 风荷载内力计算风荷载内力计算框架 A 柱、B 柱、C 柱、D 柱的反弯点位置见表 11 和表 12。风荷载作用下框架各柱杆端弯矩、梁端剪力及柱轴力的计算方法和地震作用下框架内力计算相同。计算结果见表 15.3,15.4表表 15.315.3 风荷载作用下风荷载作用下 A A 轴框架柱剪力和弯矩的计算轴框架柱剪力和弯矩的计算层号Vim/kNyh/mMc 上/（kNm）Mc 下/（kNm）521.910.016=0.351.260.820.44447.870.016=0.771.441.671.10369.630.016=1.111.622.201.80289.010.016=1.421.82.552.561109.030.016=2.072.963.296.13表表 15.415.4 风荷载作用下风荷载作用下 B B 轴框架柱剪力和弯矩的计算轴框架柱剪力和弯矩的计算层号Vim/kNyh/mMc 上/（kNm）Mc 下/（kNm）521.910.030=0.661.621.321.06447.870.030=1.441.7282.702.48369.630.030=2.091.83.763.76289.010.030=2.671.84.804.811109.030.027=2.942.50256.017.37结果如图 15.1大学本科毕业设计46图图 15.115.1 风荷载作用下的框架弯矩图风荷载作用下的框架弯矩图大学本科毕业设计47图 15.2 风荷载作用下的框架轴力图16 内力组合内力组合16.116.1 荷载组合荷载组合荷载组合简化如下：（1）恒荷载+活荷载、 （2）恒荷载+风荷载、 （3）恒荷载+活荷载+风荷载、 （4）恒荷载+地震荷载+活荷载。16.216.2 控制截面及不利内力控制截面及不利内力框架梁控制截面及不利内力为：支座截面，Mmax，Vmax，跨中截面，Mmax。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，Nmax 及相应 M、V，Nmin 及相应 M、V。16.316.3 计算结果计算结果16.3.1 框架内力计算框架内力计算结果及框架梁内力组合见表 16.1，16.2大学本科毕业设计48表表 16.116.1 框架内力计算结果框架内力计算结果AB 跨BC 跨荷载类型层次bM左bM中bM右bV左bV右bM左bM中bM右V左=V右5-81.6895.88132.72105.7119.9-66.68.8866.6435.514-122.0190.26153.93122.3131.2-36.511.5136.5746.043-119.2291.81153.62122.0131.5-38.111.5138.0646.042-119.7891.53153.62122.0131.4-38.111.5138.0646.04恒载1-109.7898.45149.77121.2132.3-56.511.5156.5646.045-22.02-19.335.3429.9929.99-18.32.8118.3511.254-29.46-23.436.1729.9929.99-11.83.5111.8214.063-28.58-22.936.0229.9929.99-12.53.5112.5814.062-28.70-22.936.0229.9929.99-12.53.5112.5814.06活载1-26.32-21.735.7229.9929.99-14.73.5114.7314.065-92.6986.23150.39120.73134.91-75.8010.2975.81541.1354-136.7478.54172.015137.36146.22-42.4813.2742.4853.073-133.5180.36171.63137.01146.57-44.3513.2744.3553.072-134.1380.04171.63137.09146.49-44.3513.2744.3553.07重力荷载=+0.51-122.9487.63167.63136.23147.35-63.92513.2763.92553.0750.820.20.390.170.170.930.30.390.6242.10.51.110.450.452.650.91.111.7733.300.71.850.720.724.391.61.852.9324.350.92.530.960.966.032.62.534.02风荷载15.851.33.201.261.267.62.63.205.08538.96010.337.977.9718.11010.337.97485.84026.4013.3513.446.32026.4073.363122.7039.6726.6226.669.59039.67109.22122.7054.8932.9632.969.59054.89138.3地震荷载1150.0054.8943.4343.496.31054.89158.1大学本科毕业设计49表表 16.216.2 框架梁内力组合框架梁内力组合AB 跨BC 跨组合规则层次bM左bM中bM右bV左bV右bM左bM中bM右V左=V右5-129.5387.84209.07169.00186.02-106.4414.38105.9958.884-189.4375.08236.29189.20199.83-62.6617.9961.3676.423-185.8577.49236.33189.00200.47-66.9717.4164.8477.392-187.5776.89236.90189.30200.58-68.3516.5565.4178.31可变荷载控制=1.2+1.4+0.61.41-173.5086.72232.42188.52201.86-94.8916.5291.1879.205-201.79213.7326.88261.189294.23-165.0421.86164.588.774-300.49198.4377.31300.17320.82-93.2327.8091.93115.63-294.56202.0377.14299.58321.86-98.5327.2296.40116.62-296.80201.2377.71299.97321.87-99.9126.3696.97117.5无地震组合永久荷载控制=1.35+0.71.4+0.61.41-273.60217.7369.15298.22324.13-145.4026.33141.7118.45-161.88103.7193.90155.23172.25-114.5212.34104.459.724-275.6894.25240.74182.18192.81-111.1915.9285.30159.03-319.8096.43257.53199.01210.48-143.6915.92104.8205.72-320.5496.04277.31207.35218.63-143.6915.92124.5243.5有地震组合=1.2+1.31-342.58105.1272.51219.93233.27-201.9115.92148.0269.3大学本科毕业设计5016.3.2 框架柱内力计算结果及框架柱内力组合框架柱内力计算结果及框架柱内力组合见表 16.3,16.4表表 16.316.3 框架柱内力计算结果框架柱内力计算结果A 柱B 柱荷载类型层号M柱上M柱下VCNC 上NC 下M柱上M柱下VCNC 上NC 下581.6868.9041.83216.2250.366.0946.8431.17230.4264.56453.1163.4532.38365.4399.570.5244.7511.02379.6413.75355.7762.9232.97514.6548.770.8244.7532.10528.8562.93256.8574.3736.45663.8697.970.8250.6333.74677.9712.12恒载135.2213.2610.65813.0847.142.5814.7512.6827.1861.31522.0216.5610.7246.5346.5316.9911.597.9446.5346.53412.9214.847.7163.0763.0712.7610.526.4863.0763.07313.7514.727.9179.6179.6112.9110.526.5179.6179.61213.9817.278.6896.1596.1512.9111.316.7396.1596.15活载18.9813.264.89112.6112.69.653.342.85112.6112.69592.6977.1847.19239.5273.674.5952.6435.14253.7287.83459.5770.8736.24396.9431.176.950.0114.26411.1445.29362.64570.2836.93554.4588.577.2850.0135.36568.6602.74263.8483.0140.79711.8746.077.2856.2937.11726.0760.20重力荷载=+0.5139.7119.8913.09869.3903.447.4116.4214.03883.5917.6650.80.40.40.10.21.31.10.60.40.4541.71.10.70.20.22.72.41.41.71.7732.21.81.11.31.33.73.72.03.93.9822.52.51.42.32.34.84.82.64.84.83风荷载13.26.12.63.53.56.07.33.75.55.5953921177.97.96250311515.2446543302626.10597.56.70.70.25地震荷载380654053531358775152152.9大学本科毕业设计51258854785852015988258258.311277480129129177217109373373.1表表 16.416.4 框架柱内力组合框架柱内力组合A 柱B 柱荷载类型组合规则层号M柱上M柱下VCNC 上NC 下M柱上M柱下VCNC 上NC 下5129.5106.265.50324.78365.7104.2073.3249.0342.0382.9483.2297.8450.30527.04568.0104.7670.5123.5545.3586.2388.0297.6251.57730.14771.0106.2271.5949.3749.3790.3289.93115.557.08933.11974.0107.0980.6352.1952.2993.2可变荷载控制=1.2+1.4+0.61.4157.6039.6221.831136.3117769.6528.5722.21155.1196.5201.8169.0103.0526.81606.3163.43115.777.0560.0639.64131.5156.079.88882.60962.1172.83111.530.0916.9996.43138.5155.381.631239.21318.174.50112.679.6127413532141.5183.990.371595.71675175.37127.684.116301710无地震组合永久荷载控制=1.35+0.71.4+0.61.4189.2342.5429.411952.52032.108.9942.1933.8198720665161.9119.978.27297.79338.7170.41129.482.9324.2365.24155.8141.282.53510.59551.5229.29186.590.3584.7625.63178.6168.996.52734.15775.1268.94173.5140881.1922.02151.6210.1110.3965.941006362.59274.715912071248有地震组合=1.2+1.31214.0120.4120.21211.31252287.88302.0159.1545.1586. 注：表中 M 以左侧受拉为正，单位为 kN.m，N 以受压为正，单位为 kN。17 截面设计截面设计根据横粱控制截面内力设计值，利用受弯构件正截面承载力和斜截面承载力计算公式，算出所需纵筋及箍筋并进行配筋。大学本科毕业设计52基本数据：混凝土 C30 fc=14.3N/mm2 钢筋 HPB235 fy=210N/mm2 ； HRB335 fy=300N/mm2 550. 0b17.117.1 框架梁的配筋计算框架梁的配筋计算（仅以一层梁为例说明计算过程）17.1.1 正截面受弯承载力计算粱 AB（300 600mm）一层：由梁的内力组合表可知，顶层边跨梁的右支座处弯矩最大，M=217.67KN m，首先以顶层左边跨梁为例，进行正截面受弯承载力计算。 当梁下部受拉时，按 T 形截面设计；当梁上部受拉时，按矩形截面设计。 （1）T 形梁翼缘计算宽度的确定：按计算跨度ol考虑 7.22.4240033oflmbmmm按梁净距ns考虑 30060006300fnbbsmmmmmm按翼缘高度fh考虑 60035565oshhammmmmm 因为 /120/5650.2120.1fohhmmmm故翼缘宽度不受此项限制，取前两者中的较小值。所以，2400fbmm （2）计算类型的判定： 因为1120()1.0 14.3 2400 120 (565)2079.79()217.6722fcffohf b hhKN mMKN m 所以，属于第一类 T 型截面。 （3）配筋计算：梁的截面尺寸为 300mm600mm 跨中截面弯矩 M=217.67KN m62221217.67 100.0201.0 14.3/2400(565)scfoMN mmf b hN mmmmmm11 211 2 0.0200.0200.550sb 大学本科毕业设计5321221.0 14.3/24005650.0201292.72300/cfosyf b hN mmmmmmAmmfN mm%2 . 0)%/45(%,2 . 0maxminytff2,minmin0.002 300600360sAbhmmmmmm下部实配 414 ()，上部按构造要求配筋，实配2As615mm425（As=1964mm2） 。梁 AB 和梁 BC 各截面受弯承载力配筋计算见表 17.1.表表 17.117.1 框架梁正截面强度计算框架梁正截面强度计算截面AAB 跨B 左B 右BC 跨()M kN m-273.60217.67369.15-145.4026.3320()b h mm300 565300 565300 565300 565300 565210scMf bh0.19980.15890.26960.10620.019211 2s 0.2251b0.1740b0.3212b0.1125b0.0194b210csyf bhAmmf1819140619069091572,minsAmm468378468468378配筋425414425425414实配面积2mm196461519641964615%0.56%0.34%0.56%0.56%0.34%注:max 0.25%, 55/%max 0.25%,0.26%0.26%tyffm i n支座 max 0.20%, 45/%max 0.20%,0.21%0.21%tyffm i n跨中 17.1.2 斜截面受弯承载力计算今以底层梁为例，来进行斜截面受剪承载力计算。整品框架梁的最大固端剪力为：大学本科毕业设计54max324.13VKN。（1）验算截面尺寸：跨高比: 07.2122.50.6lh565wohhmm 5651.883 4300whb，属一般梁。 因混凝土强度等级小于 C50，取0 . 1c200.250.25 1.0 14.3/300565605.96324.13kNccbf bhN mmmmmmKNV 截面符合条件。（2）验算是否需要计算配置箍筋：0.70.7 1.43 300 565169.67()324.13tof bhKNVKN ， 故只应按规范配置箍筋。满足要求，且应验算minsvsv。00320.71.25324.13 100.7 1.43 300 5651.25 210 5651.04/btSVyvVf bhASf hmmmm梁端箍筋加密区取双肢箍10,取 min/ 4,8 ,150(100)hd梁根,S=150mm,加密区的长度 max(1.5h,500mm),取 900mm 2222 78.5mm1.57mm /mm1.04mm /mm100mmSVAS满足计算要求。非加密区箍筋配置 2 10150。验算可否按构造要求配箍22 78.5mm1.430.349%0.240.240.163%300mm 150mm210svtsvyvAfbsf框架梁（底层）斜截面受剪承载力配筋计算见表 17.2大学本科毕业设计55表表 17.217.2 框架梁斜截面强度计算框架梁斜截面强度计算截面支座 A支座 B 左支座 B 右剪力V(KN )298.22324.13118.4320()b h mm300 565300 565250 46500.25cCf bhkN605.96bV605.96bV605.96bV000.71.25btSVyvVf bhASf h0.871.040加密区实配箍筋210100210100210100加密区长度2mm900900900截面支座 A支座 B 左支座 B 右实配SVAs1.57mm2/mm1.57mm2/mm1.57mm2/mm非加密区实配箍筋281502815028150 %svsvAbs0.2240.2240.224,min0.24(%)tsvyvff0.1630.1630.163因整品框架的截面尺寸相同，所用材料也相同，故各梁均按 2 肢8150 配置箍筋。梁端加密区采用 2 肢8100，加密区长度详见梁施工图。17.1.3 裂缝宽度控制验算 受弯构件取一最大内力组合进行验算，这一组若满足，其它组也满足。由内力组合表可知，梁的最大跨中弯矩存在于底层边跨梁上，底层边跨梁的计算跨度6.9olm，跨中最大标准组合计算弯矩217.67KMKNm（1）按荷载效应的标准组合计算弯矩KM 217.67KMKN m大学本科毕业设计56（2）计算纵向受拉钢筋的应力SK0600(2525/ 2)562hmm 62217.67 10166.41(/)0.870.87 562 2661KskosMN mmh A（3）计算有效配筋率te 20.50.5 300 60090000teAbhmm 26610.03090000steteAA（4）计算受拉钢筋的应力不均匀系数 0.22.011.1 0.651.1 0.650.8380.8381.00.030 166.41tkteskf 故取（5）计算最大裂缝宽度max混凝土保护层厚度3520,cmmmm 25eqdmm max52.1(1.90.08)166.41252.1 0.838(1.9 350.08)2.0 100.0300.195eqskstedcEmm（6）查规范 ，得最大裂缝宽度的限值limmax0.30.195mmmm，裂缝宽度满足要求。17.1.4 受弯构件的挠度验算受弯构件取一最大内力组合进行验算，这一组合若满足要求，其它组合也满足要求。由内力组合表可知，梁的最大跨中弯矩存在于底层边跨梁上，底层边跨梁的计算跨度6.9olm，跨中最大标准组合计算弯矩109.00KMKNm（1）按受弯构件荷载效应的标准组合并考虑荷载长期作用影响计算弯矩值大学本科毕业设计57qKMM ,按荷载效应标准组合所计算的最大弯矩 217.67KMKNm 按荷载效应的准永久组合 98.450.5 21.56109.23()qMKN m（2）计算受拉钢筋应变不均匀系数 2525/ 238();562sosammhhamm 667. 6)100 . 3/(100 . 2/45csEEE 混凝土30C 2/01. 2mmNftk 2661/0.059(0.5 300 600)testeAA 62217.67 10166.41(/)0.870.87 565 2661KskosMN mmh A 0.20.650.65 2.011.11.10.9671.00.059 166.41tkteskf （3）计算构件的短期刚度sB计算钢筋与混凝土弹性模量比值 667. 6)100 . 3/(100 . 2/45csEEE计算纵向受拉钢筋配筋率 19640.0157300 565soAbh计算受压翼缘面积与腹板有效面积的比值()(2400300)0.0124300 565ffobbbh计算短期刚度大学本科毕业设计58 2521322.0 102661 56566 6.667 0.01571.150.21.15 0.9670.21 3.51 3.5 0.01248.88 10 ()ssosfE A hBEN mm（4）计算构件刚度 B13132217.678.88 10(1)109.23(2 1)217.675.91 10 ()KsqKMBBMMN mm（5）计算梁的挠度并验算2621355217.67 10690018.3()48485.91 10K oM lfmmB查规范挠度限值为/ 2506300/ 25027.6olmm所以，18.3/ 25027.6ofmmlmm满足要求。17.217.2 框架柱配筋计算框架柱配筋计算 该框架的抗震等级为二级17.2.1 轴压比验算(B 轴柱) 底层柱:max2066.77NkN 轴压比: 322066.77 10/0.5781.014.3 500NCCNf A 则 B 轴柱满足要求。17.2.2 正截面受弯承载力计算 柱的同一截面分别承受正反弯矩,故采用对称配筋 B 轴柱: 101.0 14.3 500 465 0.5501828.61bCbNf bhkN一层:从柱的内力组合表可见,bNN,为大偏心;选用 M 大 N 小的组合,最不利组合为:1586.16302.03NkNMkN m查表得,0.80REr,则0.8 1586.161268.88RECr NkN柱计算长度 1.01.0 4.554.55Hm0l大学本科毕业设计59045509.10500lh 6030.75 302.03 10190.420.75 1586.16 10REREMemmN max 20,/30max 20,500/3020aemm hmmmm 所以 20aemm取 0190.4220210.42iaeeemm 2110.50.5 14.3 5001.661.0,1.00.8 1342.54cREf Ar N取 因为 048509.715500lh , 所以21.0取220120114.851()11.0 1.01.34191.70.514001400465ilehh 5001.341 91.735337.9522iheeamm3100.8 1342.54 100.321.0 14.3 500 465REbCr Nf bh 2100321 0.50.8 1342.54 10337.95 14.3 500 4650.321 0.5 0.32300465350REeCSSysr Nf bhAAfha按照构造配筋,最小总配筋率根据建筑抗震设计规范 ，min0.7%，22,min,min0.7% 500 /2875ssAAmm则每侧实配 420 1256 2942SSAAmm，另两侧配构造筋 220垂直于弯矩作用平面的受压载力按轴心受压计算。 一层：max1342.54NkN大学本科毕业设计60 0/6.063/0.610.126,0.95lb查表 2max0.90.9 0.9514.3 500300 923 23530.121342.54CySf Af AkNNkN 17.2.3 斜截面受剪承载力计算 B 轴柱: 一层:最不利内力组合:141.34MkN m1797.56NkN57.78VkN因为剪跨比04.25/24.573,32 0.465nHh所以因为2C0.3f0.3 14.3 5001072.5AkNN,所以1072.5NkN 0031.050.05611.050.85 57.781.43 500 4650.056 1072.5 103 10210 465REtsvyvr Vf bhNAsf h柱箍筋加密区的体积配筋率为: /0.07 14.3/2100.48%0.4%vvcyvff取复式箍 48 11 122 21 250.3 4430430195430 430 0.48%SSvn A ln A lsmml l 加密区箍筋最大间距min 8 ,150100d柱根,箍筋最小直径为 6mm,所以加密区取复式箍 48100。柱上端加密区的长度取max,/6,500nh Hmm，取 700mm，柱根取 1400mm。非加密区取 48150三层：最不组合内力组合 106.89MkN m大学本科毕业设计61 693.27NkN 60.02VkN 非加密区取 48150因为剪跨比03.3/23.553,32 0.465nHh所以因为2C0.3f0.3 14.3 5001072.5AkNN,所以693.27NkN 00331.050.05611.050.85 60.02 101.43 500 4650.056 639.27 103 10210 465REtsvyvr Vf bhNAsf h柱箍筋加密区的体积配筋率为: /0.07 14.3/2100.48%0.4%vvcyvff取复式箍 48 11 122 21 250.3 4430430195430 430 0.48%SSvn A ln A lsmml l 加密区箍筋最大间距min 8 ,150100d柱根,箍筋最小直径为 6mm,所以加密区取复式箍 48100。柱上端加密区的长度取max,/6,500nh Hmm，取 600mm，柱根取 1200mm非加密区取 4815018 楼板设计楼板设计 在肋形楼盖中,四边支承板的长边与短边之比时可按双向板设计。所2l1l21l2l以 A，B，C 区格板按双向板计算。A，B，C 区格板的计算18.118.1 设计荷载设计荷载恒载：大学本科毕业设计62水磨石地面 0.652/kN m 120mm 厚结构层 250.12=3.02/kN m 10 厚水泥砂浆 0.242/kN m23.89/kN m合计 活载：教室 22.0/kN m 2q1.4 2.02.8/kN m走道 22.5/kN m 21.4 2.53.5/kN m教室 26.69/PgqkN m 2/ 25.29/PgqkN m 走道 27.39/PgqkN m 2/ 25.64/PgqkN m18.218.2 计算跨度计算跨度 l l0 0的求解的求解内跨的计算跨度取净跨，边跨的计算跨度为净跨加上板厚的一半， 边跨 0/2nllb内跨 0cll轴线间距18.318.3 弯矩的求解弯矩的求解跨中最大弯矩发生在活载为棋盘式布置时，它可以简化当内支座为固定的/2gq作用下的跨中弯矩值与当内支座铰支时/2q作用下的跨中弯矩值之和。支座最大负弯矩可近似按活载满布求得，即内支座固定时，gq作用支座弯矩，所有区格板可分为 A、B 类，计算弯矩时考虑泊松比影响，取0.2c。板的区格划分见图 18.1。大学本科毕业设计63图图 18.118.1 板的区格划分板的区格划分C 区格板 010.12l5.40.64.882大学本科毕业设计64027.20lm 01024.880.677.2ll 220101122m(0.02260.01632)()(0.057280.2 0.0331)220.0286 5.29 4.880.04456 1.4 7.28.13/qqgllkN m m 220101222(0.016320.2 0.0226)()(0.0331 0.2 0.03728)220.02084 5.29 4.80.04456 1.4 7.25.77/qqmgllkN m m 2211010.05975 ()0.05975 7.39 7.222.89/mmgq lkN m m 2222010.0543 ()0.0543 7.39 7.220.80mmgq l D 区格板 010.123.00.62.462l 025.4l 01022.460.455.4ll 220101122(0.019850.2 0.01724)()(0.02580.2 0.0234)220.023028 5.29 2.460.03051 1.4 5.41.983/qqmgllkN m m 220101222(0.017240.2 0.01958)()(0.02340.2 0.0258)220.021156 5.29 2.460.02856 1.4 5.41.84/qqmgllkN m m 2211010.0550 ()0.0550 7.39 2.462.46/mmgq lkN m m 2222010.0528 ()0.0528 7.39 2.462.36/mmgq lkN m m 大学本科毕业设计6518.418.4 截面设计截面设计截面的有效高度：选用8的钢筋作为受力主筋，则01l（短跨）方向跨中的截面的01120 1541012dhhcmm 。02l（长跨）方向跨中的截面的023111 8932dhhcmm 。支座截面处0101hmm。截面弯矩设计：板四周与梁整浇，故弯矩设计值应按如下折减：对于连续板的中间区格，其跨中截面及中间支座截面的折减系数为 0.8。对于边区格跨中截面及第一内支座截面当0/1.5bll ，折减系数为 0.8；当01.5/2bll，折减系数为 0.9 楼板的角区格不折减。C 区格跨中及 BD 支座减小 20%。 板的配筋计算见表 18.1。表表 18.118.1 板的配筋计算板的配筋计算截面0h（(mm)(. )M kN mAs(mm2)配筋实用sA01l方向1018.13 0.86.5043758125402C 区格02l方向935.77 0.84.616266810050301l方向1011.893 0.81.51878150335跨中D 区格02l方向1031.84 0.81.472858150335B-C11120.80 0.816.64623121001131B-D11120.80 0.816.6462310100785A-C11122.89 0.818.31268410100785支座C 边支座 1ol1112.46 0.81.96863010100785注：表中0sSyMAh f 0.95S为内力臂系数取大学本科毕业设计661919 楼梯设计楼梯设计踏步尺寸采用 150mm300mm,共需 12 个踏步，梯段长 3300mm，活荷载标准值2.5 kN/m2 ，踏步面层采用 30mm 水磨石，底面为 20mm 厚混合砂浆抹灰。混凝土为 C30，梁中受力筋为级，其余钢筋采用级钢。本工程采用现浇梁式楼梯，选楼梯已进行计算，开间 3.9m,进深 7.2m，层高3.6m，梁式楼梯是由踏步又称梯段的斜板及栏杆组成。19.119.1 踏步板计算踏步板计算19.1.1.荷载计算 踏步板自重 0.1950.0450.27 250.900/2kN m 踏步抹灰重 0.30.150.650.293/kN m 底面抹灰重 0.335 0.02 170.114/kN m 恒载 1.307kN/m 活载 2.50.3=0.75kN/m总荷载设计值 1.21.41.2 1.307 1.4 0.752.618/pgqkN m1.351.4 0.71.35 1.307 1.4 0.7 0.752.50/pgqkN m所以取总荷载设计植为 2.618KN/m 进行计算。19.1.2.内力计算 由于踏步板两端均与斜边梁相整结,踏步板计算跨度 (1.6952 0.15)0.151.845nllbm 跨中最大弯距设计值为 22112.618 1.8451.114/88MPlkN m 19.1.3.受弯承载力计算 踏步板截面的折算高度195451202hmm截面有效高度取mmhh4 .1092010；b=300mm。大学本科毕业设计67622101.114 100.02601.0 14.3 270 100scMf bh 11 211 2 0.01290.0263sb 21014.31.0 0.0263270 10048.6210csyfAbhmmf 2min00.002 270 10054sAbhmm踏步板 应按min配筋,每米宽沿斜面配置的受力钢筋260 10000.894200/270sAmmm,（楼梯倾斜角22270cos0.894150270,得3726）为保证每个踏步至少有 2 根钢筋，选用 8 200，2251sAmm分布筋 8 20019.219.2 斜梁设计斜梁设计19.2.1 截面设计 斜梁截面高度111113300(),(),30012181218 0.849hlhmm得 斜梁截面宽取mmb15019.2.2 荷载计算恒载:栏杆自重 1.0 0.10.1 kN/m 踏步板传来荷载 112.618 1.6957.39620.27 kN/m斜梁自重 3351.2 25 0.15 (0.300.04)1.307300 kN/m斜梁抹灰重 3351.20.30.042 0.02 170.237300 kN/m 大学本科毕业设计68 合计 9.04 kN/m19.2.3 内力计算 取平台梁截面尺寸200 400.则斜梁的水平投影计算跨度为3.60.23.8l m。 斜梁跨中最大弯距设计值 22117.991 3.814.42488MPl kN/m 斜梁端部最大剪力 11cos7.991 3.8 0.89413.5722VPlkN 斜梁支座反力 117.991 3.815.1822RPlkN19.2.4 承载力计算 踏步位于斜梁上部,且梯段两侧都有斜边梁,故斜梁按倒 L 形截面设计 翼缘计算宽度 0169515099822fsbbmm 翼缘高度取踏步板斜板厚度mmthf40 鉴别 T 型截面类型 1040()1.0 14.3 998 40 (265)22139.914.424fcffhf b hhkN mMkN m 属于第一中 T 型截面,则 6221021014.424 100.01441.0 14.3 998 26511 20.014514.31.0 0.0145998 265182.8300scfscsfyMf b hfAb hmmf 选用 216, AS=402mm2 大学本科毕业设计6919.319.3 平台板设计平台板设计19.3.1 计算单元的选取平台板取 1m 宽作为计算单元,平台板近似按短跨方向的简支板计算 计算跨度 1950lmm 平台板厚度 t= 60m图图 19.119.1 平台板计算简图平台板计算简图19.3.2 荷载计算 恒载: 平台板自重 1.2 25 0.123.6kN/m 30 厚水磨石面层 1.2250.03 = 0.90 kN/m 板底抹灰重 1.20.02171 = 0.408kN/m 合计 4.908 kN/m 活载: 1.42.5 = 3.5 kN/m g+q = 4.908 + 3.5 = 8.408kN/m19.3.3 内力计算 跨中弯距 2211()8.408 1.953.99688Mgg lkN m 板端弯距 211()8.408 1.9515.98622Vgq lkN 正截面受弯承载力计算大学本科毕业设计70 0623210210120201003.304 100.0281.0 14.3 1010011 20.05614.31.0 0.0561000 100267300sscscsyhhammMf bhfAbhmmf 选用 8150 , AS=335mm2斜截面受剪承载力计算 100.70.7 1.0 1.43 1000 100120.12411.42tf bhkNVkN 按构造配筋,选双肢箍 820019.419.4 平台梁的设计平台梁的设计19.4.1 平台梁截面尺寸的选取平台梁截面尺寸取 h = 400 mm , b = 200 mm19.4.2 平台梁荷载计算恒载:由平台板传来的均布恒载 1.20.650.06 250.02 171.95/ 20.23.511/kN m由平台板传来的均布恒载 1.4 2.51.95/ 20.24.113/kN m 平台梁自重 1.2 25 0.20.40.062.040/kN m 平台梁抹灰重 1.2 20.40.060.02 170.277/kN m 均布荷载设计值 9.941 kN/m 由斜梁传来的集中荷载设计值 G+Q = 7.991 3.6/214.38kN/m19.4.3 平台梁内力计算 计算跨度 1.695 20.160.243.79nllam 支座反力 R 为 19.941 3.32 14.3845.162R kN平台梁跨中最大弯距设计值大学本科毕业设计71 213.790.37145.969.941 3.7914.381.69522839.34MkN m 梁端截面剪力 V 1()2219.941 3.39 14.38 2245.61nVgq lFkN由于靠近楼梯间墙的梯段斜梁距支座过近,剪跨过小,故其荷载将直接传至支座,所以计算斜截面宜取在斜梁内侧,此处剪力1V为 1()219.941 3.39 14.38231.23nVgq lFkN 19.4.4 截面设计 正截面受弯承载力计算 01062103540035365,200,60;/63790/6632,2502100/ 21300,5500.51.0 14.3 550 603650.5 60158.09,39.34 101.0 14.3ffffCfffscfhhmm bmm hmmblmm bmmbmmf b hhhKN mMTMf b h最后取。应按第一类形截面计算, 则22100.0375550 36511 20.03831.0 14.3 550 365 0.0435/300366scsfyfAb hmmf 选用 314, 2462mmAs 皆截面受剪承载力计算大学本科毕业设计72 00.70.7 1.43 250 36591.34tVf bhkNV,所以只需按构造配置箍筋, ,选用双肢 820019.4.5 吊筋计算 采用附加箍筋承受梯段斜梁传来的集中力.设附加箍筋为双肢 8,则所需箍筋总数为 3114.38 100.6812 50.3 210SVyvGQmnAf在梯段斜梁两侧各配置两个双肢 8 箍筋。大学本科毕业设计73基础设计基础设计2020 基础设计资料基础设计资料20.120.1 设计说明设计说明该框架层数不多，地基土较均匀且柱距较大，可选择用独立基础。根据地质报告，地基承载力特征值220akfKPa，取 C30 混凝土（22/43. 1,/3 .14mmNfmmNftc）钢筋采用 HRB335（2/300mmNfy） 。基础垫层采用 C15 混凝土。20.220.2 荷载计算荷载计算 地基梁自重 30.250.525/3.125/mmKN mKN m 墙自重 3(4.551.8 ) 0.2518/12.375/mmmKN mKN m 合计 15.5KN/m20.320.3 地基承载力设计值的确定地基承载力设计值的确定选择基础埋深： d=1.1m+0.25m+0.45m=1.80m地基承载力特征值： 220akfKPa根据规范可知：承载力修正系数：3 . 0b 1.6d重度计算： 人工填土 317.5/1.8KN mhm 317.5/mKN m假设mb3,故只对基础埋深进行修正。(0.5)220 1.6 17.5 (1.80.5)256.4()aakdmffdKPa 2121 边柱独立基础设计边柱独立基础设计以 A 轴上的基础为例：大学本科毕业设计7421.121.1 荷载计算荷载计算 由内力组合表可知，底层边柱的内力最不利组合有两组，分别是： 42.54120.472032.031252.3129.41120.17MKN mMKN mNKNNKNVKNVKN和为了简化计算，将两组不利组合归并为一组，M，N，V 均取最大值，则最不利组合为： 120.472032.03120.17MKN mNKNVKN地梁和墙所传荷载： 15.5 5.43.125 6.9 0.594.48NKN则最终最不利组合为： 120.472032.0394.482126.51()120.17MKN mNKNVKN21.221.2 基底尺寸的确定基底尺寸的确定 22126.519.29256.4 17.5 1.8aGNAmfd 由于偏心不大，基础底面积初步增大 10% 2(1 0.1)10.22AAm 取基础底面尺寸为： 223.23.210.2410.22Ab lmmmm 21.321.3 持力层强度验算持力层强度验算 基础和回填土重：20 1.8 10.24368.64KGGdAKN KKGF2126.51+368.64=2495.15KN 120.47 120.17 1.10252.657()KMMVhKN m 偏心距为： 252.65711101.263.25332495.1566KoKKMemmbmmmFG基底压力为：22495.15243.67256.410.24KKKaFGKNPKPafKPaAm 符合要求。大学本科毕业设计75 ,min,max193.4()62495.156 0.11()(1)()(1)294.0()3.2 3.23.21.21.2 256.4307.7()koKKkaKPaeFGPKPablbfKPa 故持力层强度满足要求。21.421.4 柱底对基础抗冲切验算柱底对基础抗冲切验算 ,max,max2,min,min23