恒通百货大楼行政办公楼建筑结构设计

恒通百货大楼行政办公楼建筑结构设计 Architectural and Structural design of Reach department store administrative offices 学生姓名： XXX 学生学号： 10230626 专业名称： 土木工程专业 指导教师： XXXX 土木工程学院 2014 年 6 月 3 日 独创性声明 本人声明所呈交的毕业设计（论文）是本人在指导教师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以引用标注之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，没有伪造数据的行为。 毕业设计（论文）作者签名： 签字日期： 年 月 日 毕业设计（论文）版权使用授权书 本毕业设计（论文）作者完全了解学校有关保留、使用论文的规定。同意学校保留并向有关管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权天津城建大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。 （保密的毕业设计（论文）在解密后适用本授权说明） 毕业设计（论文）作者签名： 指导教师签名： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 摘 要 本建筑为行政办公楼，建筑面积约为 4800平米。该建筑主体为 6层，首层层高为 3.9 米，标准层层高为 3.3 米。建筑平面布置采用一字型，建筑总长度为 57.6米，宽度为 14.1 米。本工程框架柱截面尺寸为 600*600mm.框架梁截面尺寸为300*600mm和 300*500mm，次梁截面尺寸也为 300*500mm。 本工程的主体结构为现浇钢筋混凝土框架结构体系。楼梯为梁式楼梯，基础为桩基础。 结构设计有水平地震作用和竖向荷载的计算，内力组合，梁板柱的配筋以及楼梯基础等等。水平地震采用 D值法， 竖向荷载计算采用弯矩二次分配法，梁的下部按 T形截面进行验算，上部按双筋矩形截面验算，柱配筋按偏压构件计算。 关键词 ：建筑设计；结构设计；主体设计；基础设计； Abstract The construction of the administrative building, construction area of about 4800 square meters. The main building of 6 floors, the first floor storey of 3.9 meters, 3.3 meters high standard layers. Architectural layout using a font, building a total length of 57.6 m, a width of 14.1 meters. The engineering framework for the post-sectional dimensions 600 * 600mm. Frame beam cross-sectional dimensions of 300 * 600mm and 300 * 500mm, also for the second beam section size 300 * 500mm. The main structure of the project is in-situ reinforced concrete frame structure system. Liang staircase staircase, the foundation for pile foundation Structural design with horizontal and vertical seismic load calculations, a combination of internal forces, reinforcement and foundation slab staircase column, and so on. Horizontal seismic method using the D value, the vertical load is calculated using Moment Distribution Method, the lower beam by T-shaped cross checking, the upper rectangular cross-checking by double reinforcement, reinforcement column is calculated by a biasing member. Keywords: architectural design; structural design; main design; basic design; 目 录 第一章 建筑设计说明 1 1.1 建筑设计基本信息 1 1.2 建筑方案设计 1 1.3 建筑装饰工程做法 2 第二章 结构设计计算 4 2.1 结构方案及结构布置简图 5 2.2 主要构件截面尺寸确定及材料计算 8 2.3 荷载及楼层计算 9 2.4 内力计算 30 2.5 内力组合 60 2.6 构件截面设计 72 2.7 楼梯设计 89 2.8 基础设计 96 致谢 100 参考文献 101 附录 103 第一章 建筑设计说明 1 第一章 建筑设计说明 1.1 建筑设计基本信息 1.1.1工程概况 工程地址：天津市恒通百货大楼行政办公楼 1结构类型：钢筋混凝土框架结构 2建筑面积：约 4800m2。 3层数：本工程为 6 层钢筋混凝土框架结构 , 4. 室内外高差： 600mm 1.1.2设计原始资料 工程地质条件：场地图为中软场地土，建筑场地类别为类，特征周期为 0.45s，勘察深度范围内无液化土层，本场地属抗震不利地段。根据地质勘查报告，场区范围内土质构成，自地表向下依次为： 序号 土质 厚度（ m） 容许承载力 (kPa) 1 杂填土层 0.4-1.2 2 粉质粘土 0.9-2.4 80 3 细砂 1.3-1.9 100 4 中砂 1.5-2.3 130 5 粉质粘土地 4.1 150 3建筑物类别： 乙类 4冰冻深度： -0.6m 5抗震设防烈度：本场地抗震设防裂度为 7度，设计基本地震加速度值为 0.15g，属设计地震分组为第一组。 6防火等级： 二级 7气温： 年平均温度 11.60C，最高 39.6OC ，最低 -21.4OC 8风力： 基本风压 : wo=0.50kN/m2 9降雨量： 年总降雨量为 541.5mm 日最大降雨量 115.5mm 1小时最大降雨量为 75.0mm 10基本雪压： So=0.40kN/m2 全年平均气温 12.3 ，高温极值 40.9 ，低温极值零下 18.3 。年平均降水量 566.0毫米 (新的 ) 11地下水位：最低： -2.5m，最高： -1.0m。 12.楼面活荷：按建筑功能要求的不同，学生自己查荷载规范。（包括楼板、楼梯、厕所） 第一章 建筑设计说明 2 1.2 建筑方案设计 1.2.1平面设计 办公楼的的平面采用了矩形内廊式，房间分为办公室，会议室，等等。建筑东西两侧设有楼梯与电梯。 1.2.2剖面设计 办公楼为一字矩形，首层层高为 3.9 米，标准层层高为 3.3 米。窗户尺寸为2.1*1.8米，门为 1.0*2.1米。室内外高差 600mm. 1.2.3立面设计 建筑整体采用矩形样式，从立面效果上令整个建筑显得庄重大方。使得建筑楼梯在白天获得充足采光的同时，美观富有创意。 1.3 建筑装饰工程做法 1.3.1外墙以及内墙墙体、墙面工程做法说明 外墙： 240mm 厚 混凝土空心小砌块 墙 外面： 12mm 厚 1： 1:6 水泥石灰 砂浆 8mm 厚 1： 1:4水泥石灰 砂浆 内面： 18mm 厚 1:3 石灰砂浆 2mm 厚麻刀石灰面 内墙： 240mm 厚 蒸汽粉煤灰加气混凝土砌块 墙 双 面： 18mm 厚 1:3 石灰砂浆 2mm 厚 麻刀石灰面 内墙面：采用 粘贴石质板材墙面 （卫生间 总厚度 50-60mm） 15mm厚 1： 3 水泥砂浆 刷素水泥浆一遍 4mm5mm厚 1： 1 水泥砂浆加水重 20%建筑胶镶贴 8mm12mm厚石质板材，水泥浆擦缝 1.3.2地面、楼地面和屋面的做法 第一章 建筑设计说明 3 地面做法： 8-10mm厚地砖铺实拍平，水泥浆擦缝 （地 19、总厚度 110） 20mm厚 1:4 干硬性水泥砂浆 素水泥浆结合层一遍 80 厚 C15 混凝土 素土夯实 楼地面做法：采用陶瓷地砖楼面（办公室等） （楼 10、总厚度 28-30、自重 0.70） 8mm10mm 厚地砖铺实拍平，水泥浆擦缝 20mm 厚 1： 4 干硬性水泥砂浆 素水泥结合层一遍 100mm 厚钢筋混凝土楼板 楼地面做法：采用复合木地板楼面（会议室） （楼 16、总厚度 41、自重 0.70） 8mm 厚复合木地板 2mm 厚聚乙烯泡沫塑料垫 建筑胶水泥腻子刮平 30mm 厚 1： 2.5 水泥砂浆掺入水泥用量 3%的硅质密实剂（分两次抹面） 钢筋混凝土楼板 屋面做法： 05J1 屋 1（ B1-30-F14） 采用倒置式不上人屋面 (总厚度 120mm,自重 2.102KN/m2) 保护层： C20 细石混凝土，内配 4150 150 钢筋网片 隔离层：干铺无纺聚酯纤维布一层 保温层：挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板（厚度 =40mm） 防水层：按屋面说明附表 I 选用（高聚物改性沥青防水卷材） 找平层： 1： 3 水泥砂浆，砂浆中掺聚丙烯或锦纶 -6 纤维，0.75-0.90kg/m3 找坡层： 1： 8 水泥膨胀珍珠岩找 2%坡 结构层：钢筋混凝土屋面板 1.3.3室外散水、台阶做法 散水： 细石混凝土散水 (散 1、总厚度 210) 60mm厚 C15细石混凝土，面上加 5mm厚 1:1水泥砂浆随打随抹光 150mm厚 3:7灰土垫层， 第一章 建筑设计说明 4 素土夯实，向外找坡 3 室外台阶：石质板材 贴面台阶 （台 6 总厚度 410、石质板材选用花岗石） 20mm厚石质板材踏步及踢脚线，水泥浆擦缝 30mm厚 1:4干硬性水泥砂浆，向外找坡 1 素水泥浆结合层一遍 60mm厚 C15混凝土台阶 300mm厚 3:7灰土垫层 素土夯实 1.4 建筑方案总体评价 现代建筑设计的基本核心是完备的建筑功能、科学的建筑技术和丰富的建筑艺术。根据这三个核心的实在意义分析，即以建筑功能为关键，以建筑技术为特色，以建筑美观为建筑艺术性的直观体现。本建筑设计综合考虑了功能用途、技术措施、经济指标和艺术观感等方面，进行了综合考量和设计。 建筑功能方面：该建筑除室内空间的尺寸满足办公楼的使用功能外，还为日常办公创造了良好的环境，具有良好的朝向，以及采光、保温、隔声、隔热、和通风性能。同时，建筑设计充分思考了本体与周围环境的关系，使人与环境的关系协调，提升了工作效率。 建筑技术方面 ：该建筑确定了与土建工程各方面要求相符合的建筑材料、工程做法、结构措施和施工方案。 建筑艺术方面：本建筑整体造型为矩型，建筑整体具有规则对称的造型，外墙采用石灰墙简约，华丽而不是稳重的玻璃幕墙同时也是采光节能的一大设计亮点，符合现代办公楼的设计风格与理念。 第二章 结构设计计算 5 第二章 结构设计计算 2.1 结构方案及结构布置简图 2.1.1结构选型 框架结构适用于承受竖向荷载作用、层数较少的建筑，它具有在建筑上能提供较大的空间，它具有平面布置灵活等特点。而框架 剪力墙结构虽具有较强的承载力、较好的延性和整体性且抗震能力好；但剪力墙的存在，在一定程度上限制了建筑平面设计的灵活性，且成本造价不易控制。而本工程共计 6 层，结构高度 21.6m，符合建筑抗震设计规范 GB50011-2010中关于框架结构在 7 度区的房屋最大使用高度，故本工程选用钢筋混凝土框架结构较为合理。 2.1.2柱网布置 本工程为办公楼，柱网布置方式采用内廊式，两边为办公室，中间为走廊的 布置方案。 2.1.3承重方案 本工程横向尺寸较短，纵向尺寸较长，纵向框架多与横向框架，考虑抗震要求，采用纵横双向承重方案，以提高建筑物的整体抗侧移刚度。 2.1.4施工方法 本工程采用现浇钢筋混凝土施工，以保证构件有较好的整体性和抗震性能。 2.1.5其他结构构件选型 1.楼梯结构：采用梁式楼梯。 2.柱下基础：采用桩基础，承台埋深取 1.0m. 2.1.6结构设计简图 第二章 结构设计计算 6 第二章 结构设计计算 7 2-1 轴网布置图 2.2 主要构件截面尺寸确定及材料计算 2.2.1 梁截面尺寸的初步确定 1、 横 梁 A 边跨梁 : 截面的高度： 1/12 1/8 的跨度（ 为满 足承 载 力、 刚 度及延性要求），梁截面 宽 度可取 1/3 1/2梁高 ,同 时 不宜小于 1/2柱 宽 ,且不 应 小于 250 h=（ 1/12 1/8） 7200 600 900， b=（ 1/3 1/2） h 200 450 ， 则边 跨梁高度、宽度： h=600 b=300mm B中横梁 : l=2100mm 取 h=500mm ， b =300 横次梁： h=（ 1/18 1/12） 7200 400 600， b=（ 1/3 1/2） h 133 300， 取 h=500mm ， b =300 2、纵梁 A: 截面的高度： 1/12 1/8的跨度（ 为满 足承 载 力、 刚 度及延性要求），梁截面宽 度可取 1/3 1/2梁高 ,同 时 不宜小于 1/2柱 宽 ,且不 应 小于 250 h =（ 1/12 1/8） 7200 600 900， b =（ 1/3 1/2） h 600 200-300， 则边 跨梁高度、宽度： h=600 b=300 由此，估算出的梁截面尺寸见表 1-1，表中还给出了各层梁的混凝土强度等级。 表 2-1 梁截面尺寸及混凝土强度等级 层次 混凝土强 度等级 横梁（ bh ） 纵梁 AB 跨， CD跨 BC跨 次梁 2 6 C30 600 300 500 300 500 300 600 300 3、柱截面尺寸的确定 框架柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比限值按下列公式估算： EN F g n cNc fNA /式中： N 柱 的组 合的 轴压力设计 值； F 按简 支 状态计 算的柱的 负载 面 积 ； Eg 折算在 单 位建筑面 积 上的重力荷 载 代表值，可根据 实际 荷 载计 算，也可近似取 12 15kN/； 考 虑 地震作用 组 合后柱 轴压力 增大系 数 ， 边 柱取 1.3，不等跨 内 柱取 1.25，等跨 内 柱取 1.2； n 验算 截面以上 楼层层数 ； cA 柱截面面 积 ； cf 混凝土 轴 心抗 压强 度 设计 值； 第二章 结构设计计算 8 N 框架柱 轴压 比限值，此 处 可近似取，即 为 一 级 、二 级 和三 级 抗震等 级 ，分 别 取 0.7， 0.8 和 0.9。 其中： Eg 15 kN/， n 4， N 0.9，边 1.3，中 1.25。 C30混凝土： fc 14.3 kN/ ， ft 1.57 kN/ 边 柱： cNEc fnFgA / 7.169.0/610156.38.73.1 3 25102.2 mm 中柱： cNEc fnFgA / 7.169.0/610155.58.725.1 3 25 mm102.3 按上述方法确定的柱截面高度ch不宜小于 400mm，宽 度不宜小于 350mm，柱 净 高与 截面边长 尺寸之比宜大于 4 为 方便 计 算取柱截面尺寸 为： mmmm 600600 2.2.2 板截面尺寸的初步估计 根据 实际 情 况 和 设计 要求，板厚取： mm100h 2.2.3 梁的计算跨度 框架梁的计算跨度以上柱形心线为准，而墙中心线是与轴线重合的，所以柱的形心与轴线发生偏移，造成计算跨度与轴线间距不同。 2.2.4 柱的高度 底层： 3.9+1.2=5.1m 。注：底层层高 3.9m，室内外高差 0.600m，基础顶部至室外地面 1.2m 。 其他各层为 3.3m 因而得到柱高： 1h =5.1m ； 2h =3.3m 2.3 荷载及楼层计算 2.3.1屋面荷载：不上人屋面 05J1屋 1（ B1-30-F14） 保护层： C20 细石混凝土，内配 4150 150钢筋网片 隔离层：干铺无纺聚酯纤维布一层 保温层：挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板（厚度 =40mm） 防水层：按屋面说明附表 I选用（高聚物改性沥青防水卷材） 找平层： 1： 3水泥砂浆，砂浆中掺聚丙烯或锦纶 -6纤维， 0.75-0.90kg/m3 找坡层： 1： 8水泥膨胀珍珠岩找 2%坡 结构层：钢筋混凝土屋面板 合计： 4.602 KN/ 屋面长边长： 57.6m 屋面短边长： 14.1m 楼盖面积 S=(57.6+0.6)X(14.1+0.6)=58.2X14.7=855.54 屋面恒荷载标准值为： KN3 9 3 76 0 2.48 5 5 . 5 4 2.3.2 楼面 采用陶瓷地砖楼面（办公室）（楼 10.总厚度 28-30，自重 0.7） 8mm-10mm厚地砖铺实拍平，水泥浆擦缝 第二章 结构设计计算 9 20mm厚 1:4 干硬性水泥砂浆 素水泥结合层一遍 100mm厚钢筋混凝土楼板 合计： 3.2 KN/ 楼面恒荷载标准值： 楼盖面积（扣除朱所占的面积） S=58.2X14.7-0.6X0.6X36=842.38 楼面恒荷载标准值为： KN6 1 6.2 6 9 52.338.428 2.3.3卫生间 选用陶瓷地砖防水楼（总厚度 102，自重 2.26KN/m2）楼 28 8-10mm厚地砖铺实拍平，水泥浆擦缝 25厚 1:4干硬性水泥砂浆 1.5厚聚氨脂防防水涂料 刷基层处理剂一遍 15厚 1:2水泥砂浆找平 50厚 C15细石混凝土找坡不小于 0.5% 钢筋混凝土楼板 自重： 2.26 KN/ 100厚楼板 2.5 KN/ 合计： q=4.76 / 卫生间面积 7.2X6.0=43.2 卫生间恒载标准值 4.76X43.2=205.632 2.3.4 梁、柱内饰 面 18厚 1： 3石灰沙浆 17KN/m0.018=0.306 KN/ 2厚纸筋石灰泥 16 KN/m0.002=0.032 KN/ 合计： q=0.338KN/ 2.3.5墙面做法 顶层 1） 女儿墙做法 女儿墙结构：墙身高 1200mm，墙身采用 240mm厚陶粒空心砌块， 女儿墙上面钢筋混凝土压顶宽 300mm，高 120mm 240mm厚陶粒空心砌块 0.24*6=1.44KN/ 内面 18mm厚 1:3石灰砂浆 2mm厚麻刀石灰面 2mKN4.0q 外面 12mm厚 1:1:6 水泥石灰砂浆 8mm厚 1:1:4水泥石灰砂浆 2mKN4.0q 第二章 结构设计计算 10 合计： q=2.24 KN/ 2m （ 2）外墙 240mm厚混凝土空心砌块 0.24*11.8=2.832KN/ 内面 18mm厚 1:3石灰砂浆 2mm厚麻刀石灰面 q=0.4KN/ 2m 外面 12mm厚 1:1:6 水泥石灰砂浆 8mm厚 1:1:4水泥石灰砂浆 2mKN4.0q 合计： 2mKN632.3q 内墙 240mm厚蒸汽粉煤灰加气混凝土砌块 0.24*11.8=2.832KN/ 双面 18mm厚 1:3石灰砂浆 2mm厚麻刀石灰面 0.4*2=0.8KN/ 合计： q=3.632KN/ 表 2-2 各构件自重标准值统计表 位置 结构 均布面荷载 屋面 不上人屋面 100厚的现浇混凝土顶板 q=4.602 KN/m2 楼面 普通楼板 100的厚现浇混凝土楼板 q=3.2KN/m2 卫生间 100厚的现浇混凝土楼板 q=4.76 KN/m2 墙体 外墙 240厚蒸汽粉煤灰加气混凝土砌块 q=2.832 KN/m2 内墙 240厚蒸汽粉煤灰加气混凝土砌块 q=2.832 KN/m2 做法 外墙 q=0.8 KN/m2 内墙 q=0.8 KN/m2 门窗 窗 门 q=0.4 KN/m2 q=0.45 KN/m2 活荷载 雪荷载 q=0.4KN/m2 标准层走廊、楼梯 q=2.5 KN/m2 标准层楼面、卫生间 q=2.0KN/m2 2.3.6梁柱自重 此处计算包括梁侧面、梁底面，柱的侧面抹灰重量： 1梁的自重 在此计算过程中，梁的长度按净跨长度，即把梁的计算跨度减掉柱的宽度来参第二章 结构设计计算 11 与计算过程： 梁的尺寸（ 600 300） 表 2-2 梁自重 层次 构件 截面（） 长度（ m） 根数 每根重量（ KN） 重量（ KN） 合计（ KN） 1 6 边横梁 0.6 0.3 5.4 18 28.458 512.244 1844.16 中横梁 0.5 0.3 1.5 9 5.355 48.195 次梁 0.5 0.3 5.7 16 20.349 325.584 纵梁 0.6 0.3 6.6 32 29.172 933.504 厕所次梁 0.5 0.3 6.9 1 24.633 24.633 注：梁的长度都按净跨长度计算 2.柱的自重 表 2-3 柱自重 层次 编号 截面（） 长度 根数 每根重量（ KN） 总计（ KN） 1 1层柱 0.60. 6 5.1 36 52.225 1880.064 2 6 2层柱 0.60. 6 3.3 36 33.792 1216.512 2.3.7 门窗自重 表 1-2 门窗表 楼层 名称 尺寸 个数 每个重量（ KN） 总和（ KN） 填充墙的质量（ KN） 备注 首层 M0821 800 2100 2 0.756 1.512 12.20 M1021 1000 2100 24 0.945 22.68 183.05 M1521 1500 2100 4 1.4175 5.67 45.76 C211 2100 1800 26 1.512 39.312 356.95 第二章 结构设计计算 12 8 二六层 M0821 800 2100 2 0.756 1.512 12.20 M1021 1000 2100 26 0.945 24.57 198.31 C2118 2100 1800 30 1.512 45.36 411.87 注：依建筑结构荷载规范 GB50009-2012 建筑结构荷载规范，钢铁门按 0.452考虑，塑钢窗按 0.4 考虑。 3、 各层重力荷载代表值计算 1）女儿墙结构 材料为 蒸汽粉煤灰加气混凝土砌 ，高 1200mm，长度 L=(57.6+14.1)x2=143.4m 则女儿墙自重： G=143.4 1.2 2.24=385.4592KN （ 2）钢筋混凝土压顶 女儿墙上面钢筋混凝土压顶宽 300mm，高 100mm，压顶自重： q=25 KN/m3 0.3m=7.5KN/m2 。 G=7.5 143.4 0.1=107.55KN 合计：女儿墙自重 G=385.4592+107.55=493KN 2）墙体 （ 1）外墙第 1层 外墙边跨梁和纵梁下的墙高 h=3300mm 长 L=(57.6-0.6*8)*2+5.4*4=127.2 中跨梁下的墙高 h=3400mm，长 L=3m 自重 q=3.632KN/m G= ）（ 4.333.32.1 2 76 3 2.3 =1561.614KN 门窗 G=5.67+39.312+1.89=46.872KN 门窗洞口应有的墙质量 G=45.76+356.95+15.25=417.96KN 则合计：外墙重 G=1561.614-417.96+46.872KN=1190.526KN 内墙第 1层 主梁下的墙高 h=3300mm 长 L=130.32m， 次梁下的墙高 h=3400mm，长 L=77.16m 自重 q=3.632 KN/m 2/KN m2/KN m第二章 结构设计计算 13 G= ）（ 4.316.773.332.130632.3 =2514.7968KN 电梯间门尺寸 1100 2100 G=1.1 2.1 0.45 2=2.08 门窗洞口应有的墙质量 G=167.80+12.20=180KN 门窗 G=1.512+20.79+2.08=24.382 合计：内墙重 G=2514.7968-180+24.382=2359.1788KN 总重：外墙 +内墙 =1190.526+2359.1788=3549.7048KN （ 2）外墙第 2-6层 外墙边跨梁和纵梁下的墙高 h=2700mm 长 L=127.2m， 中跨梁下的墙高 h=2800mm，长 L=3m 自重 q=3.632 KN/m G= ）（ 8.237.22.127632.3 =1277.882KN 门窗 G=45.36KN 门窗洞口应有的墙质量 G=411.87KN 则合计：外墙重 G=1277.882-411.87+45.36N=911.372KN 内墙第 1层 主梁下的墙高 h=2700mm 长 L=143.04m， 次梁下的墙高 h=2800mm，长 L=77.16m 自重 q=3.632 KN/m G= ）（ 8.216.777.204.1 4 36 3 2.3 =2187.393KN 电梯间门尺寸 1100 2100 G=1.1 2.1 0.45 2=2.08 门窗洞口应有的墙质量 G=12.20+198.31=210.51KN 门窗 G=1.512+24.57+2.08=28.162 合计：内墙重 G=2187.393-210.51+28.162=2005.045KN 总重：外墙 +内墙 =911.372+2005.045=2916.417KN 2.3.8 各层荷载的组合 屋盖和楼盖重力代表值为： 屋盖层 =女儿墙 +屋面恒载 +50%雪载 +纵横梁自重 +半层柱重 +半层墙重（墙和门窗） 楼盖层 =楼面恒载 +50%楼面活载 +纵横梁自重 +楼面上下各半层柱 +楼面上下各半层墙重 将上述各荷载相加，得到集中于各层楼面的重力荷载代表值如下： 第二章 结构设计计算 14 六层： G6=493 3937 342.096+1844.16+2916.417/2+1216.512/2=8682.7205KN 五层：活荷载 走廊、楼梯： S=57.6 2.1m+3.6m 6m 2=164.16m G=2.5 KN/m 161.4m =410.4KN 楼面、卫生间： S=842.38-164.16m =678.22m G=2.0 KN/m 678.22m =1356.44KN 电梯活荷载 S=7.2 2.1=15.12m G=15.12 7=105.84KN 50% （ 410.4KN+1356.44KN+105.84KN） =936.34KN G5=2916.417+2695.616+1844.16+1216.512+936.34=9609.045KN 四 二层： 活荷载 走廊、楼梯： S=57.6m 2.1m+3.6m 6m 2=164.16m G=2.5 KN/m 164.16m =410.4KN 楼面、卫生间： S=842.38-164.16m =678.22m G=2.0 KN/m 678.22m =1356.44KN 合计： G=50% （ 410.4KN+1356.44KN） =883.42KN G4 2=2695.616+1844.16+1216.512+2916.47+883.42=9556.178KN 底层：1G=2695.616 1844.16+883.42+1/2（ 3549.7048+1880.064） =8138.0804KN 重力荷载代表值如图 2-4所示 图 2-4 重力荷载代表值 层 构件 荷载值（ KN） 合计（ KN） 顶层 女儿墙 493 10749.185 内、外墙体 2916.417 梁 1844.16 柱 1216.512 屋面 3937 活荷载 342.096 五层 内、外墙体 2916.417 10545.385 梁 1844.16 柱 1216.512 22 22 22 22 22 22 22 2第二章 结构设计计算 15 楼面 2695.616 走廊和楼梯 活荷载 410.4 楼面和卫生间活荷载 1356.44 电梯机活荷载 105.84 四层到二层 内、外墙体 2916.417 10439.545 梁 1844.16 柱 1216.512 楼面 2695.616 走廊和楼梯 活荷载 410.4 楼面和卫生间活荷载 1356.44 首层 内、外墙体 3549.7048 11736.3848 梁 1844.16 柱 1880.064 楼面 2695.616 走廊和楼梯 活荷载 410.4 楼面和卫生间活荷载 1356.44 2.3.9 水平地震作用下框架结构的侧移 1 横梁的线刚度 24 /1025.3 mmNE c 在框架结构中，对现浇楼面，可以作为梁的有效翼缘，增大了梁的有效刚度，减小了框架的侧移，为了考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架梁取 I=1.5 （ 为梁的截面惯性矩），对中框架梁取 I=2 来计算： 表 2-6 横梁线刚度计算表 类别 层次 截面尺寸 惯性矩 跨度 线刚度 边框架 中框架 b h 30 121 bhI l lIEk cb 0 lIEc 05.1 lIEc 02 m m 4m m mNK 0I 0I 0ImNK mNK第二章 结构设计计算 16 边横梁 1 6 0.3 0.6 3-104.5 6 41093.2 41039.4 41085.5 中横梁 1 6 0.3 0.5 3-10125.3 2.1 41084.4 41025.7 41067.9 合计 11.64 15.52 2 横向框架柱的线刚度及侧移刚度 D值 表 2-7 柱 的线刚度 柱号 Z 截面（ 2m ） 30 121 bhI （ 4m ） h （ m ） lIEk cb 0 （ mKN ） Z1 6.06.0 3-108.10 5.1 41088.6 Z2 6.06.0 3-108.10 3.3 41064.10 注：由于柱采用 C4凝土，因而 27 /K1025.3 mNEc 柱的侧移刚度按212hiD cc 计算，由于梁线刚度比 K 不同，所以柱可以分为边框边柱，边框中柱，中框边柱，中框中柱 中框架柱侧移刚度 D 值 表 2-8 中框架柱侧移刚度 D值 层次 柱型 柱的个数 总的 合计 1 边柱 0.85 0.473 15014 14 210196 498162 中柱 2.26 0.648 20569 14 287966 26 边柱 0.55 0.216 25325 14 354550 1047228 中柱 1.46 0.422 49477 14 692678 第八品框架边框架柱侧移刚度 D 值 表 2-9 边框架柱侧移刚度 D值 2bcbckkkkk （ 一 般 层 ）k= （ 底 层 ）k= （ 一 般 层 ）2 + k0 . 5 + k= （ 底 层 ）2 + k212h cD= k （ KN/m）第二章 结构设计计算 17 层次 柱型 柱的个数 总的 合计 1 边柱 0.64 0.432 13712 4 54848 130140 中柱 1.69 0.593 18823 4 75292 26 边柱 0.41 0.170 19932 4 79728 245280 中柱 1.09 0.353 41388 4 165552 总刚度 D值 总的 D值 一层 628302 二到六层 1292508 3 横向框架自震周期 本处按顶点位移法计算框架的自震周期：此方法是求结构基频的一种近似方法，将结构按质量分布情况简化成无限质点的悬臂之杆，导出直感顶点位移的基频公式，所以需先求出结构的顶点水平位移，按式 来求结构的基本周期： ：基本周期调整系数，考虑填充墙使框架自振周期减小的影响，此处取 0.6。 ：框架顶点位移，而在求框架周期前，无法求框架地震力和位移， 是将框架的重力荷载顶点位移，由 求 ，再由 求框架结构底部剪力，再求各层剪力和结构的真正的位移，如表 2-10所示： 表 2-10 横向框架顶点位移计算 层次 Gi（ KN) 6i1i kNGi ）（Di )m(DG- i1-ii ）（ mi 6 10749.185 10749.185 1292508 0.0083 0.2249 5 10545.385 21294.57 1292508 0.0164 0.2166 4 10439.545 31734.115 1292508 0.0245 0.2002 3 10439.545 42173.66 1292508 0.0326 0.1757 2 10439.545 52613.205 1292508 0.0407 0.1431 2bcbckkkkk （ 一 般 层 ）k= （ 底 层 ）k= （ 一 般 层 ）2 + k0 . 5 + k= （ 底 层 ）2 + k 212h cD = k （ KN/m ）101 .7TT0T TT 1T 1T第二章 结构设计计算 18 1 11736.3848 64349.5898 628302 0.1024 0.1024 sT 4 8 4.00 .2 2 4 96.07.11 4 横向水平地震作用及楼层地震剪力 （ 1） 水平地震影响系数 该建筑所在场地为类，特征周期为 0.55s，：本场地抗震设防裂度为 7度，设计基本地震加速度值为 0.15g，属设计地震分组为第二组。查建建筑结构荷载规范 -2010 表 5.1.4-1 多遇地震下水平地震影响系数最大值maxa=0.08， Tg=0.55s.已经求出 484.0T1 ，由于gTT 11.0 ，一般钢筋混凝土结构 12 故： 08.01m a x2 （ 2） 利用底部剪力法求各楼层的水平地震作用 结构总重力荷载 : KN1 5 1 5.5 4 6 9 738.1 7 3 61355.1 0 4 3 939.1 0 5 4 519.1 0 7 4 985.0G eq ）（ 则结构总水平地震作用标准值 08.0GFeq1Ek 54697.1515=4375.77212KN 为了考虑高振型对水平地震作用沿高度分布的影响，需在顶部附加一集中水平力，由于 T1=0.4840.1,可不考虑12fbh 故fb 2000mm 对 T形截面先判定截面类型 : cf fbfh0hfh /2 1.0 14.3 2000 100 60040-100/2 1458.60KN m253.09KN m 属于第一类 T形截面。 1 2656020003.140.1 1009.253211 0.03 0.2,0.45tf/yf 0.2%,满足。 sA 0h 1272/ 300 560 0.76%0.2% 同时 0.3(抗震设计时，梁端截面的底部和顶面纵向钢筋的截面面积之比不应小于 0.3) 右支座处负筋计算配置 设计内力值： M=-270.04KN m，抗震调整： M 0.75 -270.04=-202.53KN m 按双筋矩形截面设计，已知支座负弯矩作用下受压钢筋为 6C12，sA 678 第二章 结构设计计算 115 1 ，带入数据求得 0.06，受压钢筋不屈服，取 x=2a 配筋 sA M/（yf0hsa 202.53 100000/ 360 560 40=1081.89 2mm 实际配筋： 3C22，sA 1140 2mm sA 0h 1140/ 300 560 0.68 %0.2% 同时 0.3(抗震设计时，梁端截面的底部和顶面纵向钢筋的截面面积之比不应小于 0.3) 箍筋配置 支座剪力maxV -188.62KN，抗震调整： V 0.85 -188.62 -160.33 KN 跨中剪力：maxV -113.15KN， 抗震调整： V 0.85 -113.15-96.18 KN 根据抗规 6.2.9 验算受剪截面： cV 0.2cf 0bh 0.2 1.0 300 560 480.48KN -160.33KN 截面满足要求。可配置箍筋： 10100，加密区长度为 900mm， 非加密区箍筋： 10200 1uV 0.42tf 0bhyvf svAs 0h 0.42 1.43 300 560 270 157100560 1000 338.28KN160.33KN 满足要求。 2uV 0.42tf 0bhyvf svAs 0h 0.42 0.42 1.43 300 560 270第二章 结构设计计算 116 157200 560 1000 219.59KN96.18 KN 满足要求。 加密区配箍率： Asvnbs 2 78.5 300 100 0.52% 非加密