定安某区六层办公楼建设结构设计毕业论文.doc

学士学位论文 定安某区六层办公楼建设结构设计毕业论文第1章 概况1.1 概况拟在定安某区建造一栋六层办公楼，层高3.3m，室内外高差为450mm。本工程的总平面已经由建设单位选定，并经城市管理部门批准。地段属南北向，水、电、道路等公用设设施条件已具备，地势平坦。1.2 场地设计条件拟建建筑场地已经人工填土平整，地形平坦，地面绝对高程为13.4m，高差较小。场地地质情况已经有勘察资质的单位进行勘探，本次勘察26m范围内的地层，自下而上除第层为人工填土外，其余为淤泥质粉质粘土层、细砂层、中砂层及粘土层。勘察深度（26.0m）范围内所揭露的地层，厚度变化不大，分布较均匀，其各层岩土概况如下所示：杂填土：场地内均有分布。灰褐色，主要由砂土、粘性土及建筑垃圾等组成，局部含有少量生活垃圾。干湿，松散。厚度1.4m2.2m，平均值1.8m。淤泥质粉质粘土层：场地内均有分布。深灰色，流塑状。含贝壳屑、少量腐枝质及粉、细粒石英砂，局部夹薄层中砂或砾砂，具泥臭味。层厚5.6m6.1m，平均值5.85m。细砂：场地内均有分布。浅黄色褐黄色，矿物成分主要为石英，以细粒为主，含少量中砂，粘粒含量占612%，局部夹薄层杂色粘土。饱和，松散稍密状。层厚2.5m3.7m，平均值3.1m。中砂：主要分布于场地中部，褐黄色，矿物成分主要为石英，以中、细粒为主，粘粒含量占410%，局部含铁质结核或夹薄层杂色粘土。饱和，密实。层厚2.53.5m，平均值3.0m。粘土：场地内均有分布。深灰色，顶部为浅黄色，可塑硬塑状态。质纯，具有水平薄层理。本层未揭穿。1.3 地下水及场地类别在本次勘察深度范围内层细砂和层中砂为承压孔隙水含水层，勘察期间测得稳定水位标高为12.4m。根据岩土工程勘察规范的有关规定和水质分析报告，地下水对混凝土结构无腐蚀性。场地环境类别为II类。1.4 岩土工程分析评价杂填土：场地内均有分布。厚度1.4m2.2m，平均值1.8m。该层尚未自重固结，属松散状态，高压缩性土，不宜作为建筑物基础的持力层。淤泥质粉质粘土层：场地内均有分布。层厚5.6m6.1m，平均值5.85m。属流塑状态，含水率为34.646.6%，属高压缩性土。承载力特征值为50kPa，为软弱下卧层。细砂：场地内均有分布。层厚2.5m3.7m，平均值3.1m。属松散稍密状，承载力特征值为160kPa，经标准贯入试验测得其液化指数IlE为12.6，属中等液化。中砂：主要分布于场地中部层厚2.53.5m，平均值3.0m。属密实状态，承载力特征值为250kPa，工程地质性质良好，可作为桩尖持力层。粘土：场地内均有分布。本层未揭穿。属可塑硬塑状，属中高压缩性土。承载力标准值为220kPa，工程地质性质良好，是良好的下卧层和桩尖持力层。根据室内土工试验报告、标准贯入试验成果、现场鉴定，结合定安地区经验，各层土的承载力特征值及桩基础设计参数详见下表：层序土层名称平均厚度（m）实际标贯击数承载力特征值fak(kPa)沉管灌注桩预制桩qsia(kPa)qpa(kPa)qsia(kPa)qpa(kPa)淤泥质粉质粘土5.85501015细砂3.101316015206.584中砂3.00250501500552000粘土未揭穿2203014003518001.5 基础方案根据拟建建筑物的特点及场地的岩土工程条件，并根据地勘报告建议采用基础形式选用桩基础，桩型可考虑灌注桩或预制桩，以层中砂、层粘土作为桩基础的桩端持力层。地下水埋深较浅，基坑开挖时可采用明渠加集水坑进行基坑降水和排水。1.6 场地地震效应根据建筑金额够抗震设计规范，本场地地震基本烈度为8度，设计基本地震加速度为0.2g，设计地震分组为第一组。场地类别属于中软场地，建筑场地类别为II类。第2章 建筑设计条件2.1建筑设计概要本建筑为某办公楼，位于海南省定安县某次干道。本工程建筑层数为地上六层，底层层高为3.75m，其余层高为3.3m。2.1建筑做法1. 铺块材上人屋面10厚防滑地砖铺平拍实，缝宽5-8，1：1水泥砂浆填缝25厚1：4干硬性水泥砂浆，面上撒素水泥40厚C20细石混凝土(配6200)6mx6m分缝，缝宽1020mm，建筑密封膏嵌缝干铺无纺聚酯纤维布一层挤塑聚苯板30 mm厚30 mm厚(最薄处)1:8水泥陶粒找2%坡2 mm厚贴必定BAC双面自粘防水卷材现浇钢筋混凝土屋面板,（随捣随抹光）2. 地砖楼面10 mm厚地砖铺实拍平，水泥浆擦缝20 mm厚1:4干硬性水泥砂浆素水泥浆结合层一道钢筋混凝土楼板3. 混合砂浆顶棚钢筋混凝土板底面清理干净7 mm厚1：1：4水泥石灰砂浆mm 5厚1：0.5：3水泥石灰砂浆表面喷刷乳胶漆4. 面砖外墙面8 mm厚面砖，1：1水泥砂浆勾缝或水泥浆擦缝5 mm厚面砖1：1水泥砂浆加水重20%白乳胶镶贴刷素水泥浆一遍8 mm厚1:2.5水泥砂浆掺5%JX-II防水剂防水层5 mm厚柔性砂浆复合热镀锌钢丝网粘结抗裂层（用塑料锚栓与基层锚固）10 mm厚1:3水泥砂浆掺5%JX-II防水剂找平层180 mm厚蒸压加气混凝土墙体5乳胶漆墙面刷白色乳胶漆涂料二道饰面封底漆一道（干燥后再做面涂）满刮mm 2厚面层耐水腻子找平20 mm厚1:1:6水泥石灰膏砂浆压实找平刷界面剂一道120 mm厚蒸压加气混凝土墙体第3章 结构设计3.1 结构体系方案的确定根据建筑条件，并结合本建筑工程的高度，抗震设防条件以及建筑使用功能，考虑到现浇钢筋混凝土框架结构建筑平面布置灵活，能够获得较大的使用空间，建筑立面容易处理，可以适应不同房屋造型，故本设计采用现浇钢筋混凝土框架结构。3. 2 基础类型的确定根据施工场地、场地周围的环境条件，并结合拟建建筑物的特点及场地的岩土工程条件，并根据地勘报告建议采用基础形式选用桩基础，桩型选用预应力高强混凝土管桩，以层粘土作为桩基础的桩端持力层。基础埋深取不小于建筑物高度的1/18，即取承台及基础梁顶标高为室外地坪以下1.7m。3.3 结构构件截面尺寸和材料的选择 根据建筑平面布局和使用功能划分，结构的柱网、纵横向结构梁布置如下图：平面布置图1楼板厚度的确定根据平面布置，双向板的尺寸为5.4mX4.5m；按刚度条件，板厚为l/45=4500/50=90mm，并满足规范要求的最小厚度；取办公室板厚h=100mm，取走廊板厚h=100mm。2框架梁截面尺寸确定(1) 横向框架梁横向框架梁的最大跨度为5400mm；横向框架梁高h=(1/81/12)L=(1/81/12)X5400=675mm450mm；取梁高h=550mm；横向框架梁宽b=(1/21/3)h=(1/21/3)X550=275mm183mm；取b=250mm (2) 纵向框架梁横向框架梁的最大跨度为4500mm；横向框架梁高h=(1/81/12)L=(1/81/12)X4500=563mm375mm；取梁高h=450mm；横向框架梁宽b=(1/21/3)h=(1/21/3)X450=225mm150mm；取b=200mm 3. 框架柱截面尺寸估算又对于抗震设防烈度为8度，房屋高度为：19.8+0.45+1.4=21.65m30m，即抗震等级为二级的框架结构。该框架结构的抗震等级为二级，其轴压比限值为n=0.8，考虑各层重力荷载代表值近似取12kN/m2，并结合本建筑物的办公室布置及柱网布置情况，柱面积按以下公式估算：ASN/(nfc)=FgEn/(nfc)=1.2X5.4X4.5X12000X6/(0.8X14.3)=183523mm2综合考虑各种因素，取柱子截面为正方形，则柱截面边长500mm，本设计取柱截面尺寸500 mm500mm。4材料选择(1) 混凝土强度等级：基础垫层混凝土选用C15，基础及首层柱子选用C30外，其他各层混凝土均选用C25。(2) 钢筋级别：框架梁、柱等主要构件的纵向受力钢筋选择HRB335、HRB400级钢筋；板内钢筋选择HRB335、HPB235；构造钢筋、箍筋选用HPB235。3.4 荷载分析1 恒载标准值：(1) 屋面铺装面层：10mm厚防滑地砖 0.01020 kN/m3=0.20kN/m2铺垫层：25mm厚1：4干硬性水泥砂浆 0.02520 kN/m3=0.50kN/m2刚性防水层：40mm厚C20细石混凝土 0.04020 kN/m3=0.8 kN/m2保温层：30mm厚挤塑聚苯板 0.03012 kN/m3=0.36kN/m2找坡层：平均40mm厚1:8水泥陶粒找坡 0.04014 kN/m3=0.56kN/m2结构层：100mm厚现浇钢筋混凝土板 0.10025 kN/m3=2.50kN/m2抹灰层：12mm厚混合砂浆 0.01217 kN/m3=0.20 kN/m2合计 5.12kN/m2(2) 地砖楼面（含走廊）铺装面层：10mm厚防滑地砖 0.01020 kN/m3=0.20kN/m2铺垫层：25mm厚1：4干硬性水泥砂浆 0.02520 kN/m3=0.50kN/m2结构层：100mm厚现浇钢筋混凝土板 0.12025 kN/m3=3.00kN/m2抹灰层：10mm厚混合砂浆 0.01017 kN/m3=0.17kN/m2合计 3.87kN/m2 (3) 外墙自重贴瓷砖外墙面：8mm厚面砖 0.00820 kN =0.16kN水泥砂浆层：5+8+5+10+20 厚水泥砂浆 0.04820kN=0.96kN墙体：180mm厚蒸压加气混凝土 0.188kN=1.44kN合计 2.56 kN/m2(4) 内墙自重水泥砂浆层：20+20 厚水泥砂浆 0.04020kN=0.80kN墙体：120mm厚蒸压加气混凝土 0.128kN=0.96kN合计 1.76 kN/m22活荷载标准值(1) 屋面活荷载标准值上人屋面：2.0kN/m2(2) 楼面活荷载标准值楼面：办公室：2.0kN/m2 ；走廊：2.0kN/m23. 风荷载标准值垂直于建筑物表面上的风荷载标准值当计算主要承重结构时按下式来计算：wk=zszw0由建筑结构荷载规范查找，海南定安地区基本风压w00.75kN/m2，s =0.8(迎风面)，s =-0.5(背风面)，所以地面粗燥度为C类，风压高度变化系数z如下表所示：离地面或海平面高度(m)510152030风压高度变化系数0.740.740.740.841.0框架结构分析时，按静力等效原理将分布风荷载转化为节点集中荷载。风荷载沿房屋高度分布风荷载标准值如下表所示：层次高度Hi(m)层高Hi体型系数z高度变化系数z风振系数z基本风压w0集中荷载FK (KN)女儿墙21.651.41.30.841.00.755.16620.253.31.30.741.00.7510.71516.953.31.30.741.00.7510.71413.653.31.30.741.00.7510.71310.353.31.30.741.00.7510.7127.053.31.30.741.00.7510.7113.753.31.30.741.00.7510.7100.450.451.30.741.00.751.46风荷载示意图3.5 楼板设计结构板布置如下图所示，根据前面的结构选型分析及荷载分析，板厚选用100mm，楼面恒载标准值gk=3.87kN/m2，活荷载：qk=2.0kN/m2，混凝土为C25 , 。楼面恒载设计值：g=1.2X3.87kN/m2=4.644 kN/m2楼面活载设计值：q=1.4X2.0kN/m2=2.8 kN/m2由计算简图可知，将楼板划分了A板，B板两种板块，均按照双向板计算，按塑性理论计算。横向主梁的h550mm，宽度b=为250 ，主梁的高度h450mm，宽度b=为200。1标准层中间区格板A楼板计算：1) 弯矩计算：计算跨度：Lx=4.5-0.25=4.25m；Ly=5.4-0.2=5.2m 计算弯矩时，考虑泊松比的影响，取 ，Lx/ Ly =0.82 ，取1m板宽进行计算。荷载mx (mx)my(my)跨中g+q/20.02710.0144q/20.05610.0334支座g+q-0.0664-0.0559跨中最大弯矩可简化为当内支座固支时，g+q/2作用下的跨中弯矩值与当内支座铰支时q/2作用下的跨中弯矩值两者之和。支座最大负弯矩即为内支座固支时g+q作用下的支座弯矩。2) 配筋计算：跨中截面取长边，短边，支座截面近似取。A板四周都有整浇梁支撑，故跨中及支座面弯矩应于折减。另外板中配筋较低，故近似的取内力臂数进行计算。Y方向跨中：选用10200(As=393mm2)Y方向支座：选用10200(As=393mm2)X方向跨中：选用10200(As=393mm2)X方向支座：选用10180(As=471mm2)2标准层中间区格板B楼板计算：1) 弯矩计算：计算跨度：Lx=2.5-0.20=2.3m；Ly=4.5-0.25=4.25m 计算弯矩时，考虑泊松比的影响，取 ，Lx/ Ly =0.54 ，取1m板宽进行计算。荷载mx (mx)my(my)跨中g+q/20.03850.0056q/20.08920.0210支座g+q-0.0814-0.0571跨中最大弯矩可简化为当内支座固支时，g+q/2作用下的跨中弯矩值与当内支座铰支时q/2作用下的跨中弯矩值两者之和。支座最大负弯矩即为内支座固支时g+q作用下的支座弯矩。2) 配筋计算：跨中截面取长边，短边，支座截面近似取。A板四周都有整浇梁支撑，故跨中及支座面弯矩应于折减。另外板中配筋较低，故近似的取内力臂数进行计算。Y方向跨中：选用构造配筋8250(As=201mm2)Y方向支座：选用8250(As=201mm2)X方向跨中：选用8250(As=201mm2)X方向支座：选用8200(As=25201mm2)3) 相同原理计算其他楼板配筋。由于屋面板与楼面板的布置一致，边界条件也相同，在计算屋面板时，按上述相同原理和步骤，分别将屋面荷载带入上述各计算式，得到屋面板配筋详图，详见施工图。3.6 框架计算模型1. 计算模型根据前面的结构梁截面确定分析及荷载分析，取5轴框架作为计算框架的计算单元如图所示，取轴上的一榀框架计算。假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层术的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，基顶标高根据地质条件、室内外高差，层高均为3.3m。2. 梁柱线刚度计算柱惯性矩： 柱线刚度： 对于梁考虑整体刚度提高取 框架梁的惯性矩：框架梁的惯性矩：框架梁的线刚度：框架梁的线刚度： 令柱线刚度，则其余各杆件的相对线刚度为： 框架梁、柱相对线刚度如下图所示：根据前面的结构梁截面确定分析及荷载分析，取5轴框架作为计算，结构梁竖向荷载分布如下图所示。3. 框架梁荷载计算(1) 板传荷载计算方法板传至梁上的三角形或梯形荷载为均布荷载，荷载的传递示意图如下图所示。三角形传荷：梯形传荷：，其中其中：是实际荷载，是等效均布荷载。(2) 轴交-跨梁、-跨梁屋面板传荷载：恒载 5.12 kN/m2(120.422+ 0.423) 2.25m2=16.62kN/m活载 2 kN/m2(120.422+ 0.423) 2.25m2=6.49 kN/m 楼面板传荷载：恒载 3.87kN/m2(120.422+ 0.423) 2.25m2=12.56 kN/m活载 2 kN/m2(120.422+ 0.423) 2.25m2=6.49 kN/mL1梁自重 25 kN/m30.550.25=3.44kN/m内墙自重 1.76kN/m2(3.3-0.45)= 5.02kN/m梁线荷载：屋面梁 恒载=梁自重+板传荷载=3.44kN/m+ 16.62kN/m =20.06 kN/m活载=6.49 kN/m楼面梁恒载=梁、墙自重+板传荷载=3.44 kN/m+ 5.02kN/m +26.06 kN/m =34.52 kN/m活载=6.49 kN/m(3) 轴交-跨梁屋面板传荷载 （中间跨）：恒载 5.12 kN/m21.35m5/82=8.64 kN/m 活载 2 kN/m21.35m5/82=3.38 kN/m 楼面板传荷载：恒载 3.87kN/m21.35m5/82=6.53 kN/m活载 2 kN/m21.35m5/82=3.38 kN/mL2梁自重 25 kN/m30.550.25=3.44kN/m梁线荷载：屋面梁 恒载=梁自重+板传荷载=3.44kN/m + 8.64kN/m =12.08kN/m活载=3.38 kN/m楼面梁 恒载=梁自重+板传荷载=3.44 kN/m +6.53 kN/m =9.97 kN/m活载=3.38 kN/m (4) 同理采用相同计算方法讨论纵向框架梁荷载，则轴与轴交-跨梁、-跨梁荷载屋面板传荷载：恒载5.12 kN/m2(120.32+ 0.33) 1.35 m +5.12 kN/m21.35m5/8=10.17kN/m活载2 kN/m2(120.32+ 0.33) 1.35 m +2 kN/m21.35m5/8=3.97kN/m楼面板传荷载：恒载3.87 kN/m2(120.32+ 0.33) 1.35 m +3.87kN/m21.35m5/8=7.69kN/m活载2 kN/m2(120.32+ 0.33) 1.35 m +2 kN/m21.35m5/8=3.97kN/mL11梁自重 25 kN/m30.450.20=2.25kN/m内墙自重 1.76kN/m2(3.3-0.45)= 5.02kN/m梁线荷载：屋面梁 恒载=梁、墙自重+板传荷载=2.25kN/m +10.17kN/m =12.42kN/m活载=3.97kN/m楼面梁恒载=梁、墙自重+板传荷载=2.25kN/m+5.02kN/m +7.69kN/m =14.96 kN/m活载=3.97kN/m(5) 轴与轴交-跨梁、-跨梁荷载屋面板传荷载：恒载 5.12 kN/m22.25m5/8=7.2kN/m活载 2 kN/m22.25m5/8=2.81kN/m楼面板传荷载：恒载 3.87 kN/m22.25m5/8=5.44kN/m活载 2 kN/m22.25m5/8=2.81kN/mL22梁自重 25 kN/m30.45 m0.20 m =2.25kN/m女儿墙自重 2.56 kN/m21.4 m = 3.58kN/m外墙自重 2.56 kN/m2(3.3-0.45) m = 7.30kN/m梁线荷载：屋面梁恒载=梁、墙自重+板传荷载=2.25kN/m+3.58kN/m +10.17kN/m =16.00 kN/m活载=2.81kN/m楼面梁恒载=梁、墙自重+板传荷载=2.25kN/m+7.30kN/m+ 7.69kN/m =17.24 kN/m活载=2.81kN/m4. 框架柱荷载计算(1)轴交轴顶层柱、轴交轴顶层柱恒载=柱自重+梁传荷载25 kN/m30.5 m0.5 m3.3 m +20.06 kN/m5.4/2+12.08kN/m2.7/2 +12.42kN/m4.5 m =146.99kN活载=梁传荷载=6.49 kN/m5.4/2+3.38kN/m2.7/2+3.97kN/m4.5 m =39.88kN(2) 轴交轴标准层柱、轴交轴标准层柱恒载=柱自重+梁传荷载25 kN/m30.5 m0.5 m3.3 m +34.52kN/m5.4/2+9.97kN/m2.7/2 +14.96kN/m4.5 m =194.61kN活载=梁传荷载=6.49 kN/m5.4/2+3.38kN/m2.7/2+3.97kN/m4.5 m =39.88kN(3) 轴交轴顶层柱、轴交轴顶层柱恒载=柱自重+梁传荷载25 kN/m30.5 m0.5 m3.3 m +20.06 kN/m5.4/2+16.00kN/m4.5 m =146.79kN活载=梁传荷载=6.49 kN/m5.4/2+2.81kN/m4.5 m =30.17kN(4) 轴交轴顶层柱、轴交轴标准层柱恒载=柱自重+梁传荷载25 kN/m30.5 m0.5 m3.3 m +34.52kN/m5.4/2+16.00kN/m4.5 m =185.83kN活载=梁传荷载=6.49 kN/m5.4/2+2.81kN/m4.5 m =30.17kN框架在竖向荷载作用下的受力图如下：注：括号中的数值为活荷载作用下的内力值，括号外的为恒荷载作用下的内力值3.7 竖向荷载作用下的内力计算1. 恒荷载作用下的弯矩二次分配计算为简化计算，只考虑恒载、活荷载满跨作用单独受荷情况，对于竖向荷载，采用弯矩二次分配法计算，并只考虑弹性理论计算，不作塑性计算。在内力分析前，还应计算在竖向荷载作用下各杆端的固端弯矩以及节点各杆的弯矩分配系数。(1) 固端弯矩计算轴交-跨梁、-跨梁轴交-跨梁顶层底层及标准层(2) 节点分配系数计算由于框架结构的对称性，仅计算、轴节点的弯矩分配系数，结合框架梁、柱相对线刚度图，计算过程如下（其他层计算方法相同）顶层节点A：， 顶层节点B： 节点分配系数计算表节点A各杆端分配系数节点B各杆端分配系数顶层A6A50.57B6A60.22A6B60.43B6B50.29B6C60.49标准层AiAi-10.30BiBi-10.17Ai Ai+10.30Bi Bi+10.17AiBi0.40BiAi0.21BiCi0.45底层A1A20.30B1B00.17A1A00.30B1B20.17A1B10.40B1A10.21B1C10.45(3) 恒荷载作用下弯矩分析2 活荷载作用下的弯矩二次分配计算 (1) 固端弯矩计算轴交-跨梁、-跨梁轴交-跨梁顶层底层及标准层（2）活荷载作用下弯矩分析3竖向荷载作用下的内力图恒载作用下的弯矩图恒载作用下的轴力图恒载作用下的剪力图活载作用下的弯矩图活载作用下的轴力图活载作用下的剪力图3.8 水平荷载作用下的内力及位移根据3.4章节中的荷载分析和3.6章节中的框架计算模型线刚度分析结果，计算框架在风荷载作用下的内力及位移。各层D值及剪力分配系数的计算柱端剪力按下式来计算： 柱上、下端弯矩、按下式来计算 ， ，梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按下式来计算，式中 柱抗侧刚度修正系数 柱的高度柱线刚度框架梁的线刚度框架梁的线刚度各柱的D值及剪力分配系数表层位层高柱号kN/mkN/m6层3.3mA0.3091.830.169B0.6060.331B0.6060.331D0.3090.16952层3.3mA0.3091.830.169B0.6060.331B0.6060.331D0.3090.169一层3.3mA0.4082.0020.203B0.5930.297C0.5930.297D0.4080.203各柱的剪力、位移计算结果表层号柱号6A（D）0.1691.8310.5210.521.780.1092.294B（C）0.3313.485A（D）0.1691.8310.7121.233.580.222B（C）0.3317.034A（D）0.1691.8310.7131.945.400.333B（C）0.33110.543A（D）0.1691.8310.7142.657.210.446B（C）0.33114.122A（D）0.1691.8310.7153.369.020.558B（C）0.33117.661A（D）0.2032.00212.1765.5313.300.626B（C）0.29719.46最大层间位移角发生在底层，其值为1/5271，满足小于规范1/550的要求。各柱的弯矩计算结果表层号层高(m)柱号63.3A（D）0.300.301.781.174.11B（C）0.450.453.485.176.3253.3A（D）0.400.403.584.737.09B（C）0.450.457.0310.4413.0543.3A（D）0.430.435.407.6610.16B（C）0.470.4710.5416.3520.1533.3A（D）0.450.457.2110.0713.09B（C）0.500.5014.1223.3023.3023.3A（D）0.500.509.0214.8814.88B（C）0.500.5017.6629.1429.1413.3A（D）0.850.8513.3037.316.58B（C）0.650.6519.4641.7422.48注：修正后的反弯点高度为详表中，其中为反弯点修正值，其值均为0。各梁的弯矩计算结果表（单位kN.m）各梁的剪力及柱轴力计算结果表（单位kN）风荷载作用下梁、柱的弯矩图（单位：kNm）风荷载作用下柱的剪力图（单位：kN）风荷载作用下梁的剪力图（单位：kN）风荷载作用下柱的轴力图（单位：kN）3.9 内力组合本设计考虑以下4种荷载组合，分别是：只考虑竖向荷载： 1.21.4 1.351.40.75竖向荷载及风荷载： 1.21.40.9（） 1.351.4（0.70.6）1. 框架梁弯矩组合将内力计算图中的弯矩，剪力标准值填入内力组合表，对于活荷载作用下跨中弯矩还应当乘以1.2，再进行内力组合。因为标准层荷载、截面均相同，故只取每层的边跨梁（AB跨）和中间跨梁（BC跨）组合。框架梁在恒荷载、活荷载、风荷载作用下的内力组合表见表3.8、表3.9。考虑以下三种不利的荷载类型：梁端最大负弯矩M max； 梁跨中最大正弯矩Mmax； 梁端最大剪力max。梁左端弯矩组合梁左端弯矩组合梁跨中弯矩组合2. 框架梁正截面计算（1）通过上述内力组合计算结果可知，AB梁左端支座最大负弯矩值为-93.15kN。混凝土强度等级 C25， fcu,k 25N/mm2， fc 11.943N/mm2， ft 1.271N/mm2钢筋材料性能： fy 360N/mm2， Es 200000N/mm2弯矩设计值 M 90.15kNm矩形截面，截面尺寸 bh 250550mm， h0 502.5mm正截面受弯配筋计算相对界限受压区高度 b 1 / 1 + fy / (Escu) 0.8/1+360/(200000*0.0033) 0.518单筋矩形截面或翼缘位于受拉边的形截面受弯构件受压区高度 x 按下式计算：x h0 - h02 - 2M / (1fcb)0.5 502.5-(502.52-2*90150000/1/11.943/250)0.5 64mm bh0 0.518*502.5 260mmAs 1fcbx / fy 1*11.943*250*64/360 532mm2，取3根HRB400直径18钢筋，As 763mm2相对受压区高度 x / h0 64/502.5 0.128 0.518配筋率 As / (bh0) 532/(250*502.5) 0.42%最小配筋率 min Max0.20%, 0.45ft/fy Max0.20%, 0.16% 0.20%， As,min bhmin 275mm2。（2）AB梁跨中最大正弯矩值为74.28kN。混凝土强度等级 C25， fcu,k 25N/mm2， fc 11.943N/mm2， ft 1.271N/mm2钢筋材料性能： fy 360N/mm2， Es 200000N/mm2弯矩设计值 M 74.28kNm矩形截面，截面尺寸 bh 250550mm， h0 502.5mm相对界限受压区高度 b 1 / 1 + fy / (Escu) 0.8/1+360/(200000*0.0033) 0.518单筋矩形截面或翼缘位于受拉边的形截面受弯构件受压区高度 x 按下式计算： x h0 - h02 - 2M / (1fcb)0.5 502.5-(502.52-2*74280000/1/11.943/250)0.5 52mm bh0 0.518*502.5 260mmAs 1fcbx / fy 1*11.943*250*52/360 433mm2取3根HRB400直径16钢筋，As 603mm2相对受压区高度 x / h0 52/502.5 0.104 0.518配筋率 As / (bh0) 433/(250*502.5) 0.34%最小配筋率 min Max0.20%, 0.45ft/fy Max0.20%, 0.16% 0.20%， As,min bhmin 275mm2。其他梁按相同方式计算。3. 框架柱内力组合框架柱在恒荷载、活荷载作用下的轴力硬包括纵向框架梁、横向框架梁传来的剪力和框架柱自重。框架柱在恒荷载、活荷载、风荷载作用下的内力组合见以下组合计算。同框架梁一样，只取边柱（A柱）、中柱（B柱）进行组合。柱轴力组合通过上述内力组合计算结果可知，1层B轴柱最大轴力值为-1762.75kN。（1）轴向压力设计值 N -1762.75kN， M1x 15kNm， M2x 25kNm， M1y 15kNm，M2y 41.74kNm； 构件的计算长度 Lcx 3300mm， Lcy 3300mm；构件的计算长度 L0x 3300mm， L0y 3300mm矩形截面，截面宽度 b 500mm，截面高度 h 500mm采用对称配筋，即：As As混凝土强度等级为 C25， fc 11.94N/mm2； 钢筋抗拉强度设计值 fy 360N/mm2，钢筋抗压强度设计值 fy 360N/mm2，钢筋弹性模量 Es 200000N/mm2；相对界限受压区高度 b 0.5176纵筋的混凝土保护层厚度 c 35mm； 全部纵筋最小配筋率 min 0.55%（2）轴心受压构件验算钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数 L0/i MaxL0x/ix, L0y/iy Max3300/144, 3300/144 Max22.9, 22.9 22.9 28，取 1.000矩形截面面积 A bh 500*500 250000mm2轴压比 Uc N / (fcA) 1500000/(11.94*250000) 0.5纵向钢筋最小截面面积全部纵向钢筋的最小截面面积 As,min Amin 250000*0.55% 1375mm2一侧纵向钢筋的最小截面面积 As1,min A0.20% 250000*0.20% 500mm2全部纵向钢筋的截面面积 As 按下式求得：N 0.9(fcA + fyAs) （混凝土规范式 7.3.1） As N / 0.9 - fcA / (fy - fc) 1500000/(0.9*1)-11.94*250000/(360-11.94) -3790mm2 As,min 1375mm2，取 As As,min（3）考虑二阶效应后的弯矩设计值弯矩设计值 Mxlcx / ix 3300/144 22.934 - 12(M1x / M2x) 34-12*(15/25) 26.8lcx / ix 34 - 12(M1x / M2x)，可不考虑轴向压力产生的附加弯矩影响弯矩设计值 Mylcy / iy 3300/144 22.934 - 12(M1y / M2y) 34-12*(15/41.74) 29.7lcy / iy 34 - 12(M1y / M2y)，可不考虑轴向压力产生的附加弯矩影响（4）在 Mx 作用下正截面偏心受压承载力计算初始偏心距 ei附加偏心距 ea Max20, h/30 Max20, 16.7 20mm轴向压力对截面重心的偏心距 e0 M / N 25000000/1500000 16.7mm初始偏心距 ei e0 + ea 16.7+20 36.7mm轴力作用点至受拉纵筋合力点的距离 e ei + h / 2 - a 36.7+500/2-45 241.7mm混凝土受压区高度 x 由下列公式求得：N 1fcbx + fyAs - sAs当采用对称配筋时，可令 fyAs sAs，代入上式可得：x N / (1fcb) 1500000/(1*11.94*500) 251.2mm bh0 235.5mm，属于小偏心受压构件，应重新计算受压区高度 x经试算，取 x 285.9mm，此时 s 180.2N/mm2当 x 2a 时，受压区纵筋面积 As 按混凝土规范公式 6.2.17-2 求得：Ne 1fcbx(h0 - x / 2) + fyAs(h0 - as)Asx Ne - 1fcbx(h0 - x / 2) / fy(h0 - as) 1500000*241.7-1*11.94*500*285.9*(455-285.9/2)/360*(455-45) -1154mm2 As1,min 500mm2，取 Asx 500mm2（5）在 My 作用下正截面偏心受压承载力计算初始偏心距 ei附加偏心距 ea Max20, h/30 Max20, 16.7 20mm轴向压力对截面重心的偏心距 e0 M / N 41740000/1500000 27.8mm初始偏心距 ei e0 + ea