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教学楼 全套 设计 计算 建筑 结构图

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某6层教学楼全套设计(含计算书、建筑图结构图),教学楼,全套,设计,计算,建筑,结构图

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毕业设计中文摘要中文摘要摘 要：我本次设计的课题为多层框架教学楼。为六层框架结构，建筑总高度22.5m，建筑面积约5000m2。通过对该幢建筑的建筑、结构设计，熟悉了单体建筑的前期准备、设计、施工全过程，绘制了建筑、结构设计图纸，本计算书详细介绍了此教学楼的建筑、结构设计的全过程。设计分为建筑设计阶段和结构设计阶段两部分。一、建筑设计阶段在建筑设计阶段，通收集各种优秀的设计方案，同时对相关建筑物的实地考察，形成一定的设计概念，在对相关规范认真学习的基础之上进行初步建筑方案设计，在图纸上绘制总平面图、各层平面图、主要立面图、主要剖面图的草图。在专业老师指导下，进行反复修改，并最终在计算机上绘制详图，达到正确美观的效果。二、结构设计阶段在结构设计阶段，可以采用力矩分配法和分层法对竖向荷载作用下的框架结构进行内力计算；在水平荷载作用下的内力计算可采用D值法，用电算进行计算，手算校核；为了减少框架结点外的钢筋拥挤，方便施工，根据框架结构延性设计原则，可采用弯矩调幅法人为的减少梁端负弯矩。关键词： 教学楼 建筑物 结构 框架结构 建筑设计 结构设计 水平荷载 纵向荷载AbstractAbstract：My this design topic for multi-layered frame classroom building. For six portal frame constructions, construction gross altitude 22.5m, floor space approximately 5000m2. Through to this buildings construction, the structural design, was familiar with the monomer construction earlier period preparation, the design, to construct the entire process, has drawn up the construction, the structural design blueprint, this account book introduced this classroom building construction, the structural design entire process in detail. The design divides into the architectural design stage and the structural design stage two parts.one, architectural design stage in the architectural design stage, passes collects each kind of outstanding design proposal, simultaneously to is related the building on-the-spot investigation, forms certain design concept, in studies earnestly to the related standard above the foundation carries on the preliminary construction project design, draws up the general layout, each horizontal plan, the main elevation, the main sectional drawing schematic diagram on the blueprint. Under the specialized teacher guide, carries on revises repeatedly, and draws up the detail finally on the computer, achieves the correct artistic effect。two, structural design stage in the structural design stage, may use the moment of force method of distribution and the delamination carries on the endogenic force computation to under the vertical load function portal frame construction; May use the D value law under the horizontal load functions endogenic force computation, uses electricity calculates carries on the computation, the hand calculates the examination; In order to reduce outside the frame point the steel bar to be crowded, facilitates the construction, according to the portal frame construction ductility principle of design, may use the bending moment amplitude modulation legal person for reduces the Liang end hogging moment. Key Words: the office building ；construction ；frame ；frame structure；building design； the structure calculation； horizontal lotus to carry； lengthways the lotus carry.毕业设计外文摘X X X 毕业设计说明书题 目： 教学楼设计 作 者： 学 号： 系 (院)： 土 木 工 程 学院 专业班级： 指导者： 评阅者： 2009年6月 淮海工学院二八届本科毕业设计 第 29 页 共 104 页绪论0.1 毕业设计的目的1. 在知识上，应综合应用各种学科的理论、知识与技能去分析和解决工程的实际问题，并通过学习、研究和实践，使理论深化，知识拓宽，专业技能延伸。2. 在能力上，培养调研、收集、加工、整理和应用各种资料的能力。3. 在综合素质方面，培养严肃认真的科学态度和严谨的科学作风，以及协调合作的能力。0.2 毕业设计的基本要求1. 认真贯彻“实用、安全、经济、美观”的设计原则。2. 进一步掌握建筑与结构设计的全过程及基本方法和步骤。3. 认真处理好结构设计及建筑的总体与细部关系，选择合理的建筑结构形式、结构体系和结构布置。4. 确定结构计算简图，进行结构分析，结构分析方法必须手算，电算校核。5. 了解和掌握与本设计有关的设计规范和规定，并能正确使用。6. 认真编写设计计算书，绘制相应的设计图纸，并要求正确、规范、美观。设计总说明1 设计简介：本设计为六层教学楼，按照设计要求与规范，本建筑座北朝南，处于文明路与现代路的交汇处。本建筑对建筑材料要求较高，主体采用了混凝土材料，外墙采用乳胶漆，美观大方。本建筑采用“一”字形框架结构，顶层部分有女儿墙，使整个建筑不枯燥单调，教学楼出入口位于南面，楼梯布置于北面，且两端有出入口，使其有合理的布局，从而有良好的教学环境，体现了必须适合教学的这一特点。2 建筑做法：根据建筑苏J012005房屋建筑学等资料采用以下建筑做法：2.1 地 面：（除卫生间）水磨石地面（有防水层） 15厚1：2水泥白石子磨光打蜡 素水泥浆结合层一道 15厚1：3水泥沙浆找平层40厚C20细石混凝土防水层：刷冷底子油一道，二毡三油防潮层， 绿豆砂一层热沥青粘牢 20厚1：3水泥沙浆找平层60厚C15混凝土100厚碎石或碎砖夯实素土夯实2.2 楼 面：（除卫生间）水磨石楼面（防水层）15厚1：2水泥白石子磨光打蜡素水泥浆结合层一道30厚C20细石混凝土防水层：聚氨酯二遍涂膜，厚1.220厚1:3水泥砂浆找平层，现浇钢筋混凝土楼面2.3 踢脚线：地砖踢脚，台度 8厚地砖素水泥浆擦缝 5厚1：1水泥细砂结合层12厚1：3水泥砂浆打底刷界面处理剂一道2.4 内 墙：乳胶漆外墙面 刷乳胶漆5厚1：0.3：3石灰膏砂浆水泥粉面12厚1：1：6水泥石灰砂浆打底刷界面处理剂一道2.5 外 墙：涂料外墙面 刷外墙涂料 6厚1：2.5水泥砂浆粉面，水刷带出小麻面 12厚1：3水泥砂浆打底 刷界面处理剂一道2.6 屋 面：高聚物改性沥青卷材防水屋面 铺贴防滑面砖，干水泥擦缝 20厚1：2.5水泥砂浆 40厚C20混凝土，表面刷素水泥浆一道 隔离层 高分子防水卷材一层20厚1：3水泥砂浆找平层，现浇钢筋混凝土屋面板2.7平顶： 喷涂顶棚 （现浇混凝土） 刷涂料 3厚麻刀灰粉面8厚1：0.3：3水泥石灰膏粉面刷素水泥浆一道（内掺建筑胶）现浇钢筋混凝土2.8油漆： 乳胶漆 乳胶漆二度 满刮腻子二道 刷稀释乳胶漆一度2.9台阶： 防滑砖台阶 10厚防滑地砖（带防滑条），干水泥擦缝 8厚1：1水泥细砂浆结合层 20厚1：3水泥砂浆找平层 素水泥砂浆结合层一道 70厚C15混凝土台阶面向外坡1%200厚碎石，灌1：5水泥砂浆素土夯实2.10散水：细石混凝土散水 40厚C20细石混凝土，撒1:2水泥黄砂压实抹光 120厚碎石垫层素土夯实，向外坡4%211 卫生间：地砖楼面（带防水层） 8-10厚地砖楼面，干水泥擦缝 5厚1:1水泥细砂浆结合层30厚C20细石混凝土 防水层：聚氨酯二遍涂膜，厚1.220厚1：3水泥砂浆找平层现捣制钢筋混凝土楼板3 设计内容：3.1 建筑设计：本建筑采用的是现浇混凝土框架结构，层数为6层，顶层为阅览室、报告厅，五层为办公室，其余为教室及其辅助用房。一层层高为4.2m，二层层高为3.6m，标准层层高为3.6m，六层层高为3.9m, 室内外高差为0.45m，平屋顶。建筑设计阶段，通收集各种优秀的设计方案，同时对相关建筑物的实地考察，形成一定的设计概念，再对相关规范认真学习的基础之上进行初步建筑方案设计，在图纸上绘制总平面图、各层平面图、主要立面图、主要剖面图的草图。在专业老师指导下，进行反复修改，并最终在计算机上绘制详图，达到正确美观的效果。3.2 结构设计：在结构设计阶段，可以采用力矩分配法和分层法对竖向荷载作用下的框架结构进行内力计算；在水平荷载作用下的内力计算可采用D值法，用电算进行计算，手算校核。在进行大量数据处理时，可采用Excel表格进行计算，提高工作效率。通过计算使用Auto-CAD绘制结构详图、施工图、编写施工说明。结构计算主要包括以下几个步骤：3.2.1 结构布置、柱网布置、计算简图以及梁、柱截面尺寸板厚的确定：1、梁截面尺寸的确定：主梁高取跨度的，次梁高取跨度的，梁宽取梁高的。2、柱截面尺寸的确定：由轴压比来确定，根据公式（三级抗震）来确定柱子的截面尺寸。3、板厚取120mm。4、计算单元选取：取轴线一榀框架为计算单元。3.2.2 水平荷载计算：地震作用和风荷载内力计算1、地震作用内力计算：根据荷载规范算出各楼层的自重。计算梁柱线刚度，在框架结构内力与位移计算中，现浇楼面可视作框架梁的有效翼缘，框架边梁惯性矩取矩形梁的1.5倍，框架中梁惯性矩取矩形梁的2倍。在地震荷载作用下，用顶点位移法计算结构的自震周期，按底部剪力法计算横向各层等效地震力，根据计算结果，必须考虑顶部附加水平地震作用力的影响。楼层弹性位移及验算。2、风荷载作用内力计算： 先确定一系列系数的取值。对于本框架结构基本风压值不需调整。由于本建筑物总高度小于30米，对于横向框架：H/B1.5，沿房屋高度在一定范围内变化，故考虑风压脉动系数的影风压高度变化系数，按B类地区用插入法根据各层离地面高度查表算出；对于纵向框架：H/B0.7 故层间刚度符合要求6.3 横向框架水平地震作用地震作用按7度，设计基本地震加速度为0.1g的场地，设计地震分组为第二组，则，因，总水平地震作用标准值即底部剪力按下式计算： （10046.85+11737.14+11601.46=68769.22KN =3246.54 由于，所以需要考虑顶部附加水平地震作用 顶部附加水平地震作用系数： 顶部附加水平地震作用：则质点i的水平地震作用为： 抗震验算时，结构各楼层的最小水平地震剪力标准值应符合因为 查表得剪力系数表 6-7 各层地震作用及楼层地震剪力层次hi(m)Hi(m)Gi(KN)GiHiGiHi/GiHiVi(KN)6.22.510046.852260540.25333058962.89962.895.18.611737.142183110.24473058748.291711.184.15.011601.461740220.19503058596.312307.493.11.411601.461322570.14823058453.202760.692.7.811601.46904910.10143058310.083070.771.4.212180.85511600.05733058175.223245.99表6-8 楼层的最小水平地震剪力标准值验算楼层序号Gi(KN)610046.8510046.850.016160.75962.89511737.1421783.990.016348.541711.18411601.4633385.450.016534.172307.49311601.4644986.910.016719.792760.69211601.4656588.370.016905.413070.77112180.8568769.220.0161100.313245.996.4 变形验算：结果列于表 6-9表 6-9 变形验算 层次层间剪力Vi（KN）层间刚度Di（KN）Ui-Ui-1=Vi/Di（m）层高hi(m)层间相对弹性转角备注6962.895059320.001793.91/2180层间相对弹性转角均满足ee =1/550的要求51711.186182160.002573.61/140042307.496182160.003473.61/103832760.696182160.004163.61/86423070.776362160.004533.61/79513245.995706920.005694.21/7380.022222.5从表可见最大层间弹性位移发生在第一层，其值为1/738 1/550 满足要求图61 层间剪力及位移示意图6. 横向框架轴柱端弯矩计算注：y值可根据工程结构抗震设计查附表4.1差值求的； 表6-10 横向框架轴柱端弯矩计算 层次hVi层间刚度DA、D轴（边柱）DKy1-yMtMb63.9962.89505932134771.4860.370.6363.0237.0153.61711.18618216163551.3730.420.5892.9067.2743.62307.49618216163551.3730.450.55118.7997.1933.62760.69618216163551.3730.470.53136.95121.4523.63070.77636216169181.4540.500.50146.98146.9814.23245.99570692165111.6010.590.41161.72232.72层次hVi层间刚度DB、C轴（中柱）DKY1-yMtMb63.9962.89505932192353.1070.450.5578.5264.2553.61711.18618216236702.8710.450.55128.75105.3443.62307.49618216236702.8710.500.50157.83157.8333.62760.69618216236702.8710.500.50188.83188.8323.63070.77636216242323.0390.500.50216.66216.6614.23245.99570692203593.3460.550.45218.86267.496.6 地震作用下的内力分析取轴横向框架分析，轴柱端弯矩计算结果详见表 6-11，地震作用下框架梁柱端弯矩、梁端剪力及柱轴力分别见下图。求得柱端弯矩后可用节点平衡的方法求得梁端弯矩，公式如下：表 6-11 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算见 层次A-BB-C柱轴力MblMbrlVbMblMbrlVbAB663.02-37.537.213.9740.99-40.992.434.16-13.97-20.195129.91-92.257.230.86100.75-100.752.483.96-44.83-73.294186.06-125.807.243.31137.37-137.372.4114.48-88.14-144.463234.14-165.707.255.53180.96-180.962.4150.80-143.67-239.732268.43-193.827.264.20211.67-211.672.4176.39-207.87-351.921308.70-208.187.271.79227.34-227.342.4189.45-279.66-469.58以六层AB梁为例： 图62 地震作用下横向框架梁柱弯矩图淮海工学院二八届本科毕业设计 第 60 页 共 104页图63 地震作用下横向框架剪力图图64 地震作用下横向框架轴力图7 横向框架风荷载用下的内力分析风压标准值计算公式为： 基本风压：，风载体型系数：（迎风面）和 （背风面）地面粗糙度类别为B类：，查表的脉动影响系数，结构自振周期。因为结构高度H=22.5m30m，可取；对矩形平面总体型系数,可查荷载规范。将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，计算过程如表 7-1所示。表中Z为框架节点至室外地面的高度，A为一榀框架各层节点的受风面积，计算结果如图7-1所示。 表 7-1 风荷载计算 层次zsZ(m)z0(KN/m2)A(m2)P(KN)61.01.322.951.300.6022.6823.0051.01.319.051.230.6027.0025.9041.01.315.451.150.6025.9223.2531.01.311.851.050.6025.9221.2321.01.38.251.000.6025.9220.2211.01.34.651.000.6029.7023.17 图71 结点等效集中风荷载7.1横向框架风荷载作用下的水平位移验算7.1.1侧移刚度D 表72 横向顶层D值计算 构件名称A轴柱0.42613477B轴柱0.60819235C轴柱3.1070.60819235D轴柱1.4860.42613477表72 横向3-5层D值计算 构件名称A轴柱0.40716355B轴柱0.58923669C轴柱2.8710.58923669D轴柱1.3730.40716355 表72 横向底层D值计算 构件名称A轴柱0.58316511B轴柱0.71920359C轴柱3.3460.71920359D轴柱1.6010.583165117.1.2风荷载作用下框架侧移计算水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算第一层的层间侧移值求出后，就可以计算各楼板标高处的顶点位移值，各楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和，顶点位移是所有层的层间侧移之和。 J层侧移 顶点侧移 框架在风荷载作用下的侧移计算见表7-3 表73 风荷载作用下框架侧移计算 层次623.0023.00654240.00041/9750525.9048.90800480.00061/5455423.2572.15800480.00091/4000321.2393.38800480.00121/3000220.22113.60823000.00141/2571123.17136.77737400.00191/2211侧移验算 层间侧移最大值 1/2211 1/550 满足要求7.2 横向框架风荷载作用下的内力计算以轴线横向框架计算内力，其计算方法同地震作用计算方法，柱端剪力及弯矩按以下公式计算: , 具体见表 7-4：注：y值可根据工程结构抗震设计查附表4.1差值求的；表7-4 风荷载作用下A轴框架柱剪力和梁柱端弯矩计算 层次Dyh623.0065424134770.2064.741.4411.656.8311.65548.9080048163550.2049.981.5120.8415.0727.67472.1580048163550.20414.721.6229.1523.8544.22393.3880048163550.20419.051.6936.3532.1960.202113.6082300169180.20623.401.8042.1242.1274.311136.7773740165110.22430.642.4852.7675.9994.88风荷载作用下B轴框架柱剪力和梁柱端弯矩计算623.0065424192350.2946.761.7614.5011.9014.50548.9080048236700.29614.471.6228.6523.4440.55472.1580048236700.29621.361.8038.4538.4561.89393.3880048236700.29627.641.8049.7549.7588.202113.6082300242320.29433.401.8060.1260.12109.871136.7773740203590.27637.762.3771.3789.49131.49层次A-BB-C柱轴力llAB611.65-6.937.22.587.57-7.572.46.312.58-3.73527.67-19.387.26.5321.17-21.172.417.649.11-14.84444.22-29.587.210.2532.31-32.312.429.1919.36-33.78360.20-42.167.214.2246.04-46.042.438.3733.58-57.93274.31-52.527.217.6257.35-57.352.447.7951.20-88.10194.88-62.857.221.9168.64-68.642.457.2073.11-123.39以六层AB梁例：图72 风荷载用下横向框架梁柱弯矩图图73 风荷载作用下横向框架梁剪力图图74 风荷载作用下横向框架柱轴力图8 竖向荷载作用下横向框架内力计算8.1计算单元 取轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为7.2m，如图8-1所示，由于房间布置有次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影线所示，计算单元范围内的楼面荷载先传递给次梁和纵向框架梁，再以集中力的形式传给框架，作用于各节点上，由于纵向框架的中线与柱的中心线不重合，因此在框架节点上还有集中力矩。图81 计算单元及力的传递 8.2 荷载计算8.2.1各层恒载计算：第六层：图8-2所示: 图82 六层梁上作用的恒载女儿墙 5.247.21.245.27KN 次梁自重AB CD间： 3.387.2=24.34KN 边框梁自重：4.777.2=34.34KNAB、CD跨均布荷载： 4.77+5.1BC跨均布荷载：3.38 KN/mA、D轴集中力： B、C轴集中力： A、D节点偏心矩： B、C节点偏心矩： 第五层：如图8-3所示，图83 一五层梁上作用的恒载A、D轴5-6跨墙体：-2 2.1B、C轴5-6跨墙体： A、D轴窗重量： 22.12.10.4=3.53KNB、C轴门重量： 21.02.10.2=0.84KNAB、CD跨均布荷载：4.77+5.13.6+5.24(3.9-0.7)=39.9KN/MBC跨均布荷载：3.38 KN/mA、D轴集中力: 【(24.34+5.13.67.2) 1/2+34.34+66.13+3.53】1/22=182.27KNB、C轴集中力：【(24.34+5.13.67.2) 1/2+34.34+90.34+0.84】1/22=203.79KN A、D节点偏心矩：B、C节点偏心矩： 8.2.2各层活载计算 一六层活载计算： 图84 一六层梁上作用的活载AB、CD跨均布荷载：BC跨均布荷载：A、D轴集中力： 2.03.67.21/21/22=25.92KNB、C轴集中力：(2.0 3.67.21/2+2.07.22.4/2) 1/22=43.20KNA、D节点偏心矩：B、C节点偏心矩：8.3 各层结点弯矩计算8.3.1六层恒载作用下结点弯矩(布置见图8-2) 8.3.2五层恒载作用下结点弯矩（布置见图8-3） 8.3.3一四层恒载作用下结点弯矩（布置见图8-4） 8.3.4一六层活载作用下结点弯矩（布置见图8-5） 8.4梁柱线刚度比（弯矩分配系数）一层：梁 柱 二六层： 六层柱 二五层柱 图88 梁柱线刚度比 8.5 横向框架的弯矩用二次分配法进行弯矩分配 8.5.1 恒载作用下的弯矩二次分配：见（图 8-7）8.5.2活载作用下的弯矩二次分配：见（图8-8）8.5.3 恒载作用下的内力图图8-9 恒载作用下梁柱弯矩图图8-10 恒载作用下梁柱轴力图图8-11 恒载作用下梁柱剪力图8.5.4活载作用下的内力图图8-12 活载作用下梁柱弯矩图图8-13 活载作用下梁柱轴力图图8-14 活载作用下梁柱剪力图 8.5.5 荷载作用下的内力表8-1 恒载作用下的内力表8-2 活载作用下的内力注：以6层为例计算跨中弯距及剪力梁左上柱下柱梁左梁右上柱下柱0.4040.5960.3610.2440.39520.52-99.9299.92-20.37-1.6232.0847.32-28.13-19.01-30.7820.89-14.0723.66-13.9215.39-2.76-4.06-9.07-6.13-9.9350.21-70.7386.38-39.06-26.940.2810.3040.4150.2850.1930.2090.31323.70-172.37172.37 -26.49 -1.6241.7845.2061.70-41.11-27.84-30.15-45.1516.0421.28-20.5630.85-9.51-14.3022.58-4.71-5.10-6.96-8.44-5.72-6.19-9.2753.1161.38-138.19153.67-43.07-50.64-33.460.2970.2970.4060.2800.2060.2060.308 22.33-165.59165.59-25.12-1.6242.5542.5558.16-38.88-28.60-28.60-42.7722.6021.28-19.4429.08-15.08-14.3021.39-7.26-7.26-9.92-5.91-4.34-4.34-6.5057.8956.57-136.79149.88-48.02-47.24-29.500.2970.2970.4060.2800.2060.2060.30822.33-165.59165.59-25.12-1.6242.5542.5558.16-38.88-28.60-28.60-42.7721.2821.28-19.4429.08-14.30-14.3021.39-6.87-6.87-9.39-6.12-4.51-4.51-6.7456.9656.96-136.26149.67-47.41-47.41-29.740.2970.2970.4060.2800.2060.2060.30822.33-165.59165.59-25.12-1.6242.5542.5558.16-38.88-28.60-28.60-42.7721.2820.56-19.4429.08-14.30-13.4721.39-6.65-6.65-9.09-6.36-4.68-4.68-6.9957.1856.46-135.97149.43-47.58-46.75-29.980.2870.2750.4380.2960.1940.1860.32422.33-165.59165.59-25.12-1.6241.1239.4062.75-41.10-26.94-25.83-44.9921.280-20.5531.38-14.30022.50-0.21-0.20-0.32-11.72-7.68-7.36-12.8262.1939.20-123.72144.16-48.92-33.19-36.93 A B C 图 8-7 恒载作用下弯矩二次分配图（KNm） 梁左 上柱下柱梁左梁右上柱下柱0.4040.5960.3610.2440.3955.62-31.1031.10-3.3710.2915.19-10.01 -6.77 -103.58-5.017.60-2.685.480.580.85-3.75-2.54-4.1114.45-20.0724.94-11.89-9.580.2810.3040.4150.2850.1930.2090.3135.62-31.1031.10-3.377.167.7510.57-7.90-5.35-5.80-8.685.153.79-3.955.29-3.39-2.864.34-1.40-1.52-2.07-0.96-0.65-0.71-1.0610.9110.02-26.5527.53-9.39-9.37-5.400.2970.2970.4060.2800.2060.2060.3085.62-31.1031.10-3.377.577.5710.34-7.76-5.71-5.71-8.543.793.79-3.885.17-2.90-2.864.27-1.10-1.10-1.50-1.03-0.76-0.76-1.1310.2610.26-26.1427.48-9.37-9.33-5.400.2970.2970.4060.2800.2060.2060.3085.62-31.1031.10-3.377.577.5710.34-7.76-5.71-5.71-8.543.793.79-3.885.17-2.86-2.864.27-1.10-1.10-1.50-1.04-0.77-0.77-1.1510.2610.26-26.1427.47-9.34-12.71-5.240.2970.2970.4060.2800.2060.2060.3085.62-31.1031.10-3.377.577.5710.34-7.76-5.71-5.71-8.543.793.66-3.885.17-2.86-2.694.27-1.06-1.06-1.45-1.09-0.80-0.80-1.2010.3010.17-26.0927.41-9.37-9.2-5.470.2870.2750.4380.2960.1940.1860.3245.62-31.1031.10-3.377.317.0111.16-8.21-5.38-5.16-8.983.79 0-4.115.58-2.860-4.490.090.090.140.520.340.330.5711.197.1-23.9129.90-7.90-4.83-12.90 A B C 图 8-8 活载作用下弯矩二次分配图 图8-9 恒载作用下的梁柱弯矩图 图8-10 恒载作用下的柱轴力图 图8-11 恒载作用下梁柱的剪力图 图8-12 活载作用下梁柱的弯矩图 图8-13 活载作用下柱的轴力图 图8-14 活载作用下梁柱的剪力图 表8-1 恒载作用下的内力 层次A-BB-CC-D柱轴力M左M右V左V右M左M右V左V右M左M右V左V右ABCD670.7386.3881.6784.8726.9426.944.064.0686.3870.7384.8786.38241.15243.99243.99241.15268.18271.02271.02268.185138.19153.67142.05145.2333.4633.464.064.06153.67138.19145.23153.67594.09622.51622.51594.09619.04647.46647.46619.044136.79149.88136.65139.3329.5029.504.064.06149.88136.79139.33149.88928.77982.76982.76928.77953.721007.711007.71953.723136.26149.67136.61139.3629.7429.744.064.06149.67136.26139.36149.671263.451343.011343.011263.451288.401367.961367.961288.402135.97149.43136.61139.3629.9829.984.064.06149.43135.97139.36149.431598.131703.261703.261598.131623.081728.211728.211623.081123.72144.16135.89140.0936.9336.934.064.06144.16123.72140.09144.161932.812063.512063.511932.811961.922092.322092.321961.92活载作用下的内力 表8-2层次A-BB-CC-D柱轴力M左M右V左V右M左M右V左V右M左M右V左V右ABCD620.0724.9425.4226.429.589.580024.9420.0726.4225.4251.8469.1269.1251.84526.5527.5325.8226.025.405.400027.5326.5526.0225.82103.68138.24138.24103.68426.1427.4825.7826.065.405.400027.4826.1426.0625.78155.52207.36207.36155.52326.1427.4725.7826.065.425.420027.4726.1426.0625.78207.36276.48276.48207.36226.0927.4125.7826.065.475.470027.4126.0926.0625.78259.20345.60345.60259.20123.9129.9025.3126.5312.9012.900029.9023.9126.5325.31311.04414.72414.72311.04淮海工学院二八届本科毕业设计 第 108 页 共 104 页9、横向框架内力组合9.1 弯矩调幅 当考虑结构塑性内力重分布的有利影响时，应在内力组合之前对竖向荷载作用下的内力进行调幅。分别考虑恒荷载和活荷载由可变荷载效应控制组合和由永久荷载效益控制的组合，并比较两种组合的内力，取最不利者。由于构件控制截面的内力取自支座边缘处，为此，进行组合前，应先计算各控制截面处的内力值。 调幅系数=0.8，b=0.6m，g为恒载，p为活载，具体计算过程见表9-1 表9-1 弯矩调幅 层次恒载作用下的弯矩(KNM)调幅及控制截面处的弯矩M控(KNM)及剪力V (KN)MM=0.8MAB跨BC跨CD跨AB跨MblMbrMblMbrMblMbrMblMbr670.7386.3826.9426.9486.3870.7356.5869.105138.19153.6733.4633.46153.67138.19110.55122.944136.79149.8829.5029.50149.88136.79109.43119.903136.26149.6729.7429.74149.67136.26109.01119.742135.97149.4329.9829.98149.43135.97108.78119.541123.72144.1636.9336.93144.16123.7298.98115.33层次M=0.8MVBC跨CD跨AB跨BC跨MblMbrMblMbrVblVbrVblVbr621.5521.5569.1056.5881.6784.874.064.06526.7726.77122.94110.55142.05145.234.064.06423.6023.60119.90109.43136.65139.334.064.06323.7923.79119.74109.01136.61139.364.064.06223.9823.98119.54108.78136.61139.364.064.06129.5429.54115.3398.98135.89140.094.064.06层次V V=V-gb/2CD跨AB跨BC跨CD跨VblVbrVblVbrVblVbrVblVbr684.8781.6775.8979.093.223.2279.0975.895145.23142.05132.08135.263.223.22135.26132.084139.33136.65127.07129.753.223.22129.75127.073139.36136.61127.03129.783.223.22129.78127.032139.36136.61127.03129.783.223.22129.78127.031140.09135.89126.31130.513.223.22130.51126.31层次活载作用下的弯矩(KNM)调幅及控制截面处的弯矩M控(KNM)及剪力V (KN)MM=0.8MAB跨BC跨CD跨AB跨MblMbrMblMbrMblMbrMblMbr620.0724.949.589.5824.9420.0716.0619.95526.5527.535.405.4027.5326.5521.2422.02426.1427.485.405.4027.4826.1420.9121.98326.1427.475.425.4227.4726.1420.9121.98226.0927.415.475.4727.4126.0920.8721.93123.9129.9012.9012.9029.9023.9119.1323.92层次M=0.8MVBC跨CD跨AB跨BC跨MblMbrMblMbrVblVbrVblVbr68.438.4319.9516.0625.4226.420054.324.3222.0221.2425.8226.020044.324.3221.9820.9125.7826.060034.344.3421.9820.9125.7826.060024.384.3821.9320.8725.7826.0600110.3210.3223.9219.1325.3126.5300层次V V=V-pb/2CD跨AB跨BC跨CD跨VblVbrVblVbrVblVbrVblVbr626.4225.4223.6224.620024.6223.62526.0225.8224.0224.220024.2224.02426.0625.7823.9824.260024.2623.98326.0625.7823.9824.260024.2623.98226.0625.7823.9824.260024.2623.98126.5325.3123.5124.730024.7323.51 续表-9-1 弯矩调幅 层次M控制=M-V控b/2（恒载）AB跨BC跨CD跨M控lM控rM控lM控rM控lM控r637.6149.3320.7520.7549.3337.61576.4888.0825.9725.9788.0876.48476.7287.1822.8022.8087.1876.72376.3086.3522.9922.9986.3576.30277.0287.1023.1823.1887.1077.02167.4082.7028.7428.7482.7067.40层次M控制=M-V控b/2（活载）AB跨BC跨CD跨M控lM控rM控lM控rM控lM控r610.1613.808.438.4313.8010.16514.7415.974.324.3215.9714.74414.9215.924.324.3215.9214.92314.9215.924.344.3415.9214.92214.3615.494.384.3815.4914.36112.5017.5910.3210.3217.5912.509.2 内力组合考虑五种荷载组合：（注：重力载恒载+0.5活载）1、1.2恒载+1.4活载；2、1.35恒载+0.98活载 3、1.2恒载+1.4风载；4、1.2恒载+0.9（1.4活载+1.4风载）；5、RE（1.2重力载+1.3地震荷载） 为达到“三水准设防，二阶段设计”的要求，应使框架结构具有足够的承载能力、良好的变形能力以及合理的破坏机制。因此在抗震设计时应遵循“强柱弱梁”，“强剪弱弯”，“强结点、强锚固”的设计原则。框架横梁的控制截面是支座截面和跨中截面，支座处一般产生-Mmax和Vmax，跨中截面产生Mmax。柱的控制截面在柱的上、下端。恒载、活载、风载和地震荷载都分别按各自规律布置进行内力分析，恒载，活载取支座上部弯矩为负，下部弯矩为正；风载、地震荷载均考虑左右两个方向，然后取出各个构件控制截面处的内力，最后在若干组不利内力中选取几组最不利的内力作为构件截面的设计内力。梁的内力见组合 附表-1，柱的内力组合 附表-2，梁柱结点弯矩调整 附表-3，柱端剪力调整 附表-4，调整后横向框架各柱剪力组合 附表-5。10、截面设计10.1框架梁 由于二五层内力较为接近，所以取第二层进行计算，考虑到上层荷载的减小，三到五层的梁配筋将会比实际偏于保守，底层与顶层分别进行计算，各层计算结果见表10-110.1.1 梁的正截面受弯承载力计算 当梁的下部受拉时，按T型梁截面计算，当梁上部受拉时，按矩形梁截面计算。即跨中按T型梁截面计算，支座出按矩形梁截面计算。 翼缘计算宽度按跨度考虑，取三分之一跨度，AB跨：7.21/3=2.4m BC跨：2.41/3=0.8m 按翼缘考虑时： （考虑到截面宽度较小，取60） 此情况不起控制作用，故 梁内纵向钢筋采用HRB335级钢筋 标准层：1 AB跨 图101 AB跨梁简图 属于第一类T型截面： 实配422（ 同时满足配筋率要求2、BC跨：图102 BC跨梁简图属于第一类T型截面：实配216 （满足要求。将下部跨间截面的216钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用的受压钢筋，（再计算相应的受拉钢筋，即支座的上部3、AB跨：（按双筋梁计算）支座A上部 = =32.27mm因为实配622（）支座B上部 = =3.86mm因为 实配622（）4、BC跨：支座B上部 = =138.33mm因为 实配622（）支座C上部 同支座B实配622（） 表10-1 横梁配筋计算 顶层二五层计算面积选筋实配面积计算面积选筋实配面积ABCD跨支座A、D99.86573.91220628337.501939.76222281支座B、C87.20501.15220628274.341576.67622 2281跨中177.63925.164181017268.6513914221526BC跨支座B62.43547.63220628229.2220506222281支座C62.43547.63220628229.2220506222281跨中1.4610.462164021.4610.46216402底层计算面积选筋实配面积ABCD跨支座A、D366.752107.86222281支座B、C285.321639.86222281跨中264.9913804221526BC跨支座B252.172313.76222945支座C252.172313.76222945跨中1.4610.4621640210.1.2 梁的斜截面受剪承载力计算 表10-2 梁斜截面配筋计算 (抗震组合下) 截面支座A支座B左支座B右支座C左支座C右支座D六层V/KN127.15124.7068.6568.65130.90127.15REV /KN108.08106.0058.3558.35111.27108.08bh0/mm22506402506402504402504402506402506400.20cfc bh0/KN457.60457.60314.60314.60457.60457.6096.1096.1066.0766.0796.1096.10000000箍筋股数、直径n=2 8n=2 8n=2 8n=2 8n=2 8n=2 8箍筋间距2002002002002002000.5030.5030.5030.5030.5030.503验算满足满足满足满足满足满足标准层V/KN256.05252.20325.62325.62252.20256.05REV /KN217.64217.64276.78276.78217.64217.64bh0/mm22506402506402504402504402506402506400.25cfc bh0/KN457.60457.60314.60314.60457.60457.6096.1096.1066.0766.0796.1096.100.7230.7231.8241.8240.7320.732箍筋股数、直径n=2 8n=2 8n=2 10n=2 10n=2 8n=2 8箍筋间距2002001001002002000.5030.5031.571.570.5030.503验算满足满足满足满足满足满足一层V/KN268.79262.34350.19350.19262.34268.79REV /KN228.47222.99297.66297.66222.99228.47bh0/mm22506402506402504402504402506402506400.25cfc bh0/KN457.60457.60314.60314.60457.60457.6096.1096.1066.0766.0796.1096.100.7880.7882.012.010.7880.788箍筋股数、直径n=2 8n=2 8n=2 12n=2 12n=2 8n=2 8箍筋间距2002001001002002000.5030.5032.262.260.5030.503验算满足满足满足满足满足满足括号内数值为梁端加密区范围内的箍筋间距，c1.0，RE为梁的抗震受剪承载力调整系数，取0.85ft1.43KN/mm2，fc14.3KN/mm2,fyv=210KN/mm2梁端加密区箍筋取2肢8100，采用HPB235级钢筋， 加密区长度取1.5倍的梁高（0.7m）1050mm ，非加密区箍筋取2肢8200，箍筋设计满足要求。10.2 框架柱 10.2.1 柱的正截面计算 一六层柱截面均为500mm500mm 。 表10-3 柱正截面承载力计算 层数杆件柱A柱B柱A柱B柱A柱B组合类型Mmax NNmax MNmin M一M320.31462.48 47.7743.38252.36237.40N1633.032527.832953.413231.461315.411267.15轴压比 N/fcA0.310.480.560.610.250.24e0=M/N/mm196.14182.9616.1713.42191.85187.35ea=max(20,h/30)/mm202020202020ei=e0+e1/mm216.14202.9636.1733.42211.85207.351=0.5fcA/N1.611.040.890.822.002.08l0=H/mm420042004200420042004200l0/h8.48.48.48.48.48.41.111.111.551.541.101.11e=ei+0.5h0-as/mm449.92435.29266.06261.47443.04440.16x=N/(1fcb)/mm154.79239.60279.94306.30124.68120.11判别大偏心且 x1.0取1.0,l0/h15时取2=1.0,1=1.0,2=1.0,b取0.55，1=0.8。 表10-3续1 柱正截面承载力计算 层数杆件柱A柱B柱A柱B柱A柱B组合类型Mmax NNmax MNmin M二M276.77386.1694.9269.76208.32152.63N1352.281922.152445.172557.691093.131063.92轴压比 N/fcA0.380.540.680.720.310.30e0=M/N/mm204.67200.9038.8227.27190.57143.46ea=max(20,h/30)/mm202020202020ei=e0+e1/mm224.67220.9058.8247.27210.57163.461=0.5fcA/N1.320.930.730.701.641.68l0=1.25H/mm4.54.54.54.54.54.5l0/h9999991.121.111.331.391.131.16e=ei+0.5h0-as/mm461.63455.20288.23275.71447.94399.61x=N/(1fcb)/mm189.13268.83341.98357.72152.89148.80判别大偏心 且 xbh0=250大 小小小大大0.570.720.75大偏压As=As1032558118小偏压As=As205160.30minbh/mm2875875875875875875选用配筋/mm2A 柱 按构造配筋420 As=1256mm2B 柱 按构造配筋425 As=1964mm2 表10-3续2 柱正截面承载力计算 层数杆件柱A柱B柱A柱B柱A柱B组合类型Mmax NNmax MNmin M三M260.38340.4987.2973.42198.95124.94N1090.341566.861942.55211.70885.27877.20轴压比 N/fcA0.300.440.540.590.250.25e0=M/N/mm238.81217.3144.9434.67224.73142.43ea=max(20,h/30)/mm202020202020ei=e0+e1/mm258.81237.3167.9454.67244.73162.431=0.5fcA/N1.641.140.920.842.022.04l0=1.25H/mm4.54.54.54.54.54.5l0/h9999991.101.111.381.411.111.16e=ei+0.5h0-as/mm494.69473.41299.62287.08481.65398.42x=N/(1fcb)/mm152.50219.14271.62296.18123.81122.69判别大偏心 且 xbh0=250大大小小大大0.630.54大偏压As=As96015295870小偏压As=As00minbh/mm2875875875875875875选用配筋/mm2A 柱 按构造配筋420 As=1256mm2B 柱 按构造配筋425 As=1964mm2 表10-3续3 柱正截面承载力计算 层数杆件柱A柱B柱A柱B柱A柱B组合类型Mmax NNmax MNmin M四M231.32312.9386.9573.16180.9594.85N819.691141.101439.931563.62668.96673.98轴压比 N/fcA0.230.320.400.440.190.19e0=M/N/mm282.20274.2460.3846.79270.49140.73ea=max(20,h/30)/mm202020202020ei=e0+e1/mm302.20294.2480.3866.79290.49160.731=0.5fcA/N2.181.571.241.142.672.65l0=1.25H/mm4.54.54.54.54.54.5l0/h9999991.091.091.331.401.091.17e=ei+0.5h0-as/mm539.40530.72316.91303.51526.63398.05x=N/(1fcb)/mm144.64159.59201.39218.6993.5694.26判别大偏心且xbh0=250大大大 大大大大偏压As=As8891363006020小偏压As=Asminbh/mm2875875875875875875选用配筋/mm2A 柱 按构造配筋420 As=1520mm2B 柱 按构造配筋422 As=1520mm2 表10-3续4 柱正截面承载力计算 层数杆件柱A柱B柱A柱B柱A柱B组合类型Mmax NNmax MNmin M五M196.36324.0488.2174.01160.2562.91N537.63716.38937.311009.55440.74447.26轴压比 N/fcA0.150.200.260.280.120.13e0=REM/REN/mm365.23452.3394.1173.31363.59140.66ea=max(20,h/30)/mm202020202020ei=e0+e1/mm385.23472.33114.1193.31383.59160.661=0.5fcA/N3.322.501.911.774.064.00l0=1.25H/mm4.54.54.54.54.54.5l0/h9999991.071.061.231.291.071.17e=ei+0.5h0-as/mm622710.67350.36375.16620.44397.97x=N/(1fcb)/mm75.19100.19131.09141.2061.6462.55判别大偏心 且 xbh0=250大大大大大大大偏压As=As8531710006690小偏压As=Asminbh/mm2875875875875875875选用配筋/mm2A 柱 按构造配筋420As=1256mm2B 柱 按构造配筋422 As=1520mm2 表10-3续5 柱正截面承载力计算 层数杆件柱A柱B柱A柱B柱A柱B组合类型Mmax NNmax MNmin M六M146.47219.4682.3967.35122.0226.27N226.74270.38412.85433.61186.68189.23轴压比 N/fcA0.060.080.120.120.050.05e0=REM/REN/mm645.98811.67199.56155.32653.63138.83ea=max(20,h/30)/mm202020202020ei=e0+e1/mm665.98831.67219.56175.32675.63158.831=0.5fcA/N7.886.614.334.129.589.45l0=1.25H/mm4.8754.8754.8754.8754.8754.875l0/h9.759.759.759.759.759.751.051.041.141.181.051.20e=ei+0.5h0-as/mm909.281074.94460.30416.88917.31400.60x=N/(1fcb)/mm31.7137.8257.7460.6426.1119.42判别大偏心且xbh0=250大大大大大大大偏压As=As837136095.611/3柱高，所以一层全截面加密410100表10-4 柱的斜截面计算 层号123柱号ABABABV166.30195.01173.41220.17157.48196.94981.15981.15657.80657.80657.80657.80截面是否满足要求满足要求N1633.032527.831352.282031.581090.341566.861582.501582.501072.501072.501072.501072.501582.501582.501072.501072.501072.501072.50333333000000选配n=410200n=410200n=410200n=410200n=410200n= 102000.560.610.680.720.540.59加密区最小配箍特征值0.110.130.130.150.110.111.11%1.13%0.89%1.02%0.87%0.87%加密区配筋n=410100n=410100n=410100n=410100n=410100n=410100层号456柱号ABABABV140.40173.34120.80142.9383.8391.21657.80657.80657.80657.80657.80657.80截面是否满足要求满足要求N819.69118.65537.65639.92226.74270.381072.501072.501072.501072.501072.501072.50819.691072.50537.65693.92226.74270.383332.613300000V=45.23KN 满足要求。12 地基基础设计12.1 地基变形验算根据建筑物地基设计等级及长期荷载作用下的地基变形对上部结构的影响程度，地基基础设计应符合规范。由规范可知，场地和地基条件简单，荷载分布均匀的七层和七层以下的民用建筑和一般工业建筑，次要的轻型建筑为丙级建筑物。对于框架结构，地基承载力特征值且7层的建筑，可不进行地基变形验算，该建筑的地基承载力特征值，为7层框架结构，故可不进行地基变形验算。12.2 柱下基础设计柱的截面尺寸为，采用柱下扩展基础，采用C30混凝土等级，垫层采用C10，厚度100mm，采用HRB335级钢筋。12.2.1 A、D轴下基础设计 1.初步确定基础高度： 400+35