老年公寓钢筋混凝土结构设计毕业论文.docx

老年公寓钢筋混凝土结构设计毕业论文摘要IABSTRACTII第1章建筑设计说明11.1 工程概况11.2 平面设计11.3 剖面设计41.4 立面设计51.5 楼板层和地面61.6 交通联系部分的设计81.7 其它设计10第2章结构设计说明112.1 材料要求122.2 填充墙要求122.3 材料选用122.4 结构布置及截面尺寸初选132.5基础和地基152.6 结构设计计算内容17第3章结构选型与布置203.1设计原始资料203.2 结构选型213.3 框架计算简图及梁柱线刚度213.4 竖向恒荷载统计243.5 竖向活荷载统计293.6风荷载统计313.7 地震作用下的计算方法31第4章内力计算与内力组合324.1 竖向荷载作用下的内力计算324.2 水平荷载（风荷载）作用下的位移验算424.3 内力组合49第5章框架柱与框架梁的截面设计565.1 材料选取565.2 框架柱截面设计565.3 框架梁截面设计62第6章楼梯设计65第7章基础设计697.1 边柱基础的设计697.2 中柱基础的设计7689第1章 建筑设计说明1.1 工程概况工程名称：常青花园老年公寓总建筑面积：5000平方米结构形式：本工程主体为框架结构层数：主体建筑为6层1.2 平面设计建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系。由于建筑平面通常较为集中反映建筑功能方面的问题，一些剖面关系比较简单的民用建筑，它们的平面布置基本上能够反映空间组合的主要内容，因此，首先从建筑平面设计入手。但是在平面设计中，我始终从建筑整体空间组合的效果来考虑，紧密联系建筑剖面和立面，分析剖面、立面的可能性和合理性，不断调整修改平面，反复深入。也就是说，虽然我从平面设计入手，但是着手于建筑空间的组合。各种类型的民用建筑，从组成平面各部分面积的使用性质来分析，主要可以归纳为使用部分和交通联系部分两类。建筑平面设计是组合布置建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系，它包括使用部分设计和交通联系部分设计。1.2.1 使用部分平面设计建筑平面中各个使用房间和辅助房间，是建筑平面组合的基本单元。本设计在使用平面设计中充分考虑了以下几点：注意了房间的面积、形状和尺寸满足室内使用活动和设备合理布置的要求；门窗的大小和位置考虑了房间的出入方便，疏散安全，采风通风良好；房间的构成注意使结构布置合理，施工方便，也要有利于房间之间的组合，所用材料应符合相应的建筑标准；室内空间，以及顶棚、地面、各个墙面和构件细部，应考虑人们的使用和审美要求。平面布置图如下图所示图1.1 平面布置图对于辅助房间的平面设计，通常根据建筑物的使用特点和使用人数的多少，先确定所需设备的个数，根据计算所得的设备数量，考虑在整幢建筑中辅助房间的分布情况，最后在建筑平面组合中，根据整幢房屋的使用要求适当调整并确定这些辅助房间的面积、平面形式和尺寸。1.2.2 交通联系部分设计交通联系部分是把各个房间以及室内交通合理协调起来，同时又要考虑到使用房间和辅助房间的用途，减少交通干扰。楼梯是垂直交通联系部分，是各个楼层疏散的必经之路，同时又要考虑到建筑防火要求，本建筑采用板式双跑楼梯。本设计中交通联系部分设计能满足下列要求：交通线路简捷明确，联系通行方便；人流通畅，紧急疏散时迅速安全；满足一定的通风采光要求；力求节省交通面积，同时考虑空间组合等设计问题。1.2.3 平面组合设计建筑平面的组合设计，一方面，是在熟悉平面各组成部分的基础上，进一步从建筑整体的使用功能、技术经济和建筑艺术等方面，来分析对平面组合的要求；另一方面，还必须考虑总体规划、基地环境对建筑单体平面组合的要求。即建筑平面组合设计须要综合分解建筑本身提出的、经及总体环境对单体建筑提出的内外两方面的要求。1.3 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，剖面设计主要表现为建筑物内部结构构造关系，以及建筑高度、层高、建筑空间的组合与利用。它和房屋的使用、造价和节约用地有着密切关系，也反映了建筑标准的一个方面。其中一些问题需要平、剖面结合在一起研究，才具体确定下来。本工程为常青花园公寓楼，层高底层为3m,其余为3m。垂直交通采用楼梯，并设置电梯，因为考虑到公寓楼层数较少，仅有六层。门的高度根据人体尺寸来确定，窗高要满足通风采光要求。 1.4 立面设计立面设计是为了满足使用功能和美化环境的需要而进行的。同时，还可起到改善环境条件、保护结构和装饰美化建筑物的作用。并且要考虑它的耐久性、经济性；正确处理与施工技术的关系。建筑立面可以看成是由许多构部件所组成：它们有墙体、梁柱、墙墩等构成房屋的结构构件，有门窗、阳台、外廊等和内部使用空间直接连通的部件，以及台基、勒脚、檐口等主要起到保护外墙作用的组成部分。恰当地确定立面中这些组成部分和构件的比例和尺度，运用节奏韵律、虚实对比等规律，设计出体型完整、形式与内容统一的建筑立面，是立面设计的主要任务。建筑立面设计的步骤，通常根据初步确定的房屋内部空间组合的平剖面关系，例如房屋的大小、高低、门窗位置，构部件的排列方式等，描绘出房屋各个立面的基本轮廓，作为进一步调整统一，进行立面设计的基础。设计时首先应该推敲立面各部分总的比例关系，考虑建筑整体的几个立面之间的统一，相邻立面间的连接和协调，然后着重分析各个立面上墙面的处理，门窗的调整安排，最后对入口门廊、建筑装饰等进一步作重点及细部处理。完整的立面设计，并不只是美观问题，它和平、剖面的设计一样，同样也有使用要求、结构构造等功能和技术方面的问题，但是从房屋的平、立、剖面来看，立面设计中涉及的造型和构图问题，通常较为突出。本设计工程建筑立面设计力求给人一种均衡、和谐的感觉，与环境融于一体，充分体现了建筑物的功能，通过巧妙组合，使建筑物创造了优美、和谐、统一而又丰富的空间环境，给人以美的享受。以下是房屋各环节的构造和建筑设计措施：本次设计的公寓楼为平屋面，其坡度比较平坦，流水速度比较缓慢，有时甚至在屋顶表面形成一层薄薄的水层，因此平屋顶的防水原则应该时在导、堵结合的前提下，以堵为主。平屋顶防水主要有两种方法及柔性防水和刚性防水。结合办公楼的特点，我们采取刚性防水，就是利用水泥及其制品（水泥砂浆、混凝土、钢筋混凝土）的抗渗性做成的屋面防水层。刚性防水的其特点是刚性防水层的基本材料时水泥、沙、石子，它的基本防水原理时利用水泥制品的密实性来抵抗水分的渗透，因此它的抗渗能力与制品的密实程度有密切的关系。提高刚性防水材料的密实性主要时通过改进颗粒级配、和控制水灰比级良好的施工质量。为了进一步提高抗渗性能，在防材料可以入加入一些防水剂。1.5 楼板层和地面按施工方法，楼板有现浇式、装配式和装配整体式三种。本次公寓楼设计采用的时现浇肋梁楼盖,现浇肋梁楼板是最常见的楼板形式之一，当板为单向板时称为单向板肋梁楼板，当板为双向板时称为双向板肋梁楼板。单向板肋梁楼板由板，次梁和主梁组成，其荷载传递的路线为板，次梁，主梁，柱或墙。次梁的布置通常按开间方向排列，主梁可由柱或墙支撑，主梁的经济跨度为5-8米，次梁为主梁跨度的1/14-1/8，梁宽为梁高的1/3-1/2，次梁间距同板跨。由于板中混凝土用量为整个楼板的50-70，因而板宜取薄些通常板跨在3米以下，其经济跨度为1.7-2.5米，板厚为6-8公分。单向板肋梁楼板主梁次梁的布置，不仅由房间大小，平面形式来决定，而且还应从采光效果来考虑。当次梁与窗口光线垂直时，光线照射在次梁上使梁在顶棚上产生较多的阴影，影响亮度和采光度效果。次梁和光线平行时采光效果较好。双向板肋梁楼板常无主次梁之分，由板和梁组成，荷载传递路线为板，梁，墙或柱。由于双向板肋梁楼板梁较少，天棚平整美观，但当板跨度较大，板的厚度大于8公分时造价就明显增加，因而用在小柱网的住宅，旅馆，办公楼。顶棚：吊顶，当楼板底部不平（如肋梁楼板）而房间又要求平整或在楼板底部需隐藏管道以及房间隔声要求较高的应设置吊顶。吊顶做法是从楼板中伸出吊筋与主搁栅扎牢，然后在主搁栅上钉次搁栅，再在次搁栅上钉灰板条或钢板网进行抹灰。当钢筋混凝土楼板为现浇时，吊筋从楼板钢筋中伸出，当楼板为预制时，则预埋于板缝中，中距1.2-1.5米。主搁栅有木制和型钢两种。木制断面为5070毫米，5080毫米；型钢常用12号槽钢，中距1.2-1.5米。次搁栅有木制和型钢两种，木制断面为4040毫米，5050毫米，中距400-600毫米；型钢次搁栅则用3.6号等边角钢，中距400-1200毫米。板条及钢板网尺寸与做法同板条抹灰隔墙。各种装饰板材吊顶的基层做法，同抹灰饰面，而次搁栅的间距应与各种板材的规格相适应，V型轻钢龙骨吊顶是一种新型吊顶材料，美观，安全，大方。是办公楼理想的顶棚材料。 楼面构造与地面构造基本相同，因而以下叙述的地面做法也同样适合于楼面。地面面层包括面层本身及踢脚线，踢脚线的作用是遮盖面层与墙面的接缝，保护墙面以防擦洗地面时弄脏墙面，它的材料大多与地面相同，常见做法有与墙面粉刷相平，突出，凹进三种，踢脚线高120-150毫米。 按面层材料及施工方法不同可分为整体地面，块材地面，塑料地面，木地面四类。缸砖地面属于块材地面，缸砖是陶土加矿物颜料烧制而成，缸砖有红棕色和深米黄色两种，形式有方行，矩形，菱形和六角行，八角行，尺寸为100100，150150毫米厚度10-19毫米。缸砖质地细蜜坚硬，强度较高，耐磨性好，且耐水，耐酸，耐油，耐碱，易于清洁不起尘，铺设简单，因此广泛采用在地下室，厕所，梳洗室，实验室，及有腐蚀房间的地面。缸砖用15-20毫米厚的1：3水泥砂浆铺砌在结构层上，铺砌时须平整，保持纵横齐直，并以水泥砂浆嵌缝。1.6 交通联系部分的设计1.6.1 楼梯设计楼梯是建筑物中的重要组成部分，它是主要的垂直交通设施之一，楼梯的主要功能是通行和疏散。板式楼梯和梁式楼梯是最常见的现浇楼梯，和公共建筑有时也采用一些特种楼梯，如螺旋板式楼梯和悬挑式楼梯。此外也有采用装配式楼梯的。板式楼梯由梯段板、休息平台和平台梁组成，梯段是斜放的齿形板，支承在平台梁上和楼层梁上，底层下端一般支承在垄墙上。板式楼梯的优点是下表面平整，施工支模方便，外观比较轻巧；缺点是斜板较厚，约为梯段板斜长的1/251/30，其混凝土用量和钢材用量都较多。梁式楼梯同踏步板、斜梁和平台板、平台梁组成。楼梯位置的布设楼梯的位置与防火疏散、出入口位置、建筑物平面关系和艺术要求有关。主要楼梯安排在主要出入口附近，将要楼梯安排在建筑物的尽端。1.6.2 门厅的设计门厅在建筑物内起着内外过渡，人流集散，转换方向，与走道或其它房间连接等作用。门厅设置在建筑物主要出入口处，将要出入口不设门厅。面积主要由建筑物的使用性质和规模决定的。 门厅的布置可以是各种各样的，介是在设计时必须注意以下几点：a 必须把人流组织好，交通线路要简捷畅通，防止交叉拥挤。b 适当安排与分配休息、等候等其它功能要求的面积，防止堵塞交通。c 门厅要有较好的天然采光，并保证必须的层高。d 门厅应注意防雨、防风、防寒等要求。1.6.3 室外台阶建筑物室内地面必须高于室外地面，为了便于出入，应根据室内外的高差设置台阶。室外台阶的坡度比楼梯小，每级台阶高度约为100-150毫米，宽度在300-400毫米之间。在台阶和出入口之间一般设有1000-1500毫米宽的平台作为缓冲，平台的表面应作成向室外倾斜1-4的流水坡，以利排水。台阶应采用耐久性，抗冻性好和耐磨的材料，如天然石，混凝土，缸砖等。台阶的基础要牢固，较简单的做法只需挖去腐蚀土，做一垫层即可。1.5.4 门和窗的设计门的设计与布置：对门的设计主要考虑了以下几点：(1) 根据功能确定门的大小(2) 根据使用具体要求确定门的数量(3) 窗的设计和布置房间中窗子的大小、形式和位置，对室内采光、通风、日照和使用等功能要求，对建筑物的装门面构图，都有很大关系，在设计时应根据各方面要求综合考虑。(4) 窗的大小窗面积与地面面积应为1/41/6。窗子的大小、数量，还应考虑经济条件和当地的气候条件， (5) 窗的位置在设计窗的位置时，考虑了下列问题a 窗的位置应很好地考虑房间内部的使用情况。b 窗子大都兼有通风的作用，因此房间的窗子位置应与门的位置一起考虑，最好把窗开在门对面的墙上或离门较远的地方，以使房间尽可能得到穿堂风。c 窗子的位置还考虑了立面的要求，使立面构图整齐谐调，不致杂乱无章，影响立面的效果。(6) 窗的形式窗的形式不仅考虑了采光、通风的要求，而且还考虑比例造型的美观，因为窗是建筑外形和室内艺术造型的重要内容。1.7 其它设计1.7.1 散水设计建筑物的外墙做散水，主要是为了迅速排除靠墙体的地面水并堵住地面水沿墙脚向下渗透，以减少墙脚基础受水侵蚀的可能性。以便将水导至远离墙脚处。散水用素混凝土现浇坡度为3%-5%。本次设计的散水宽度为1000mm，坡度3%，具体做法为：300厚素土夯实宽L+300，60厚75号混凝土垫层，20厚1：2水泥砂浆抹面。1.7.2 勒脚的设计用1：2水泥砂浆粉刷这种勒脚的优点是造价低，施工方便，因此一般民用建筑多采用。本次墙勒脚采用1：2水泥砂浆粉刷，高度600mm。1.7.3 女儿墙设计女儿墙是屋顶上直接受到风吹雨淋的一个构建，如果没有适当的放水措施，雨水就有可能顺着女儿墙渗入室内，女儿墙的外饰面材料也有可能因此而破坏。防止女儿墙渗水的办法主要是在女儿墙的墙身中铺设油毡防水层，或是防水层铺过女儿墙。女儿墙对屋面防水和抗震是不利的，因此在没有必要做女儿墙的地方，如为了安全和美观确有需要时，应充分做好防水和抗震措施。第2章 结构设计说明 为了使建筑物设计符合技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的要求，建筑结构方案设计，包括结构选型设计占有重要地位。建筑结构方案设计和选型的构思是一项很细致的工作，只有充分考虑各种影响因素并进行全面综合分析，才能选出优化的方案。结构作为建筑的骨架形成人类的建筑空间，用来满足人类的生产、生活需要及对建筑物的美观要求（结构的建筑功能）。在真确设计、施工及正常使用条件下，建筑应该具有抵御可能出现的各种作用的能力（建筑结构的安全功能）。此外，建筑结构的工程造价及用工量分别占建筑物造价及施工用量的30%40%，建筑结构工程的施工工期约占建筑物施工总工期的40%50%（建筑结构的经济指标）。建筑物的形式和风格总是和构成它的材料和结构方式相适应的。在实践中不断地探索能够经济、合理地充分发挥材料、结构潜力的形式和风格，并逐渐形成建筑体系和结构体系。结构是建筑的骨架，是建筑赖以存在的基础，该办公楼选用框架结构是合理的。框架结构体系是由竖向构件的柱子与水平构件的梁通过节点连接而组成，即承担竖向荷载，又承担水平荷载（风、地震）。框架结构体系的优点是建筑平面布置灵活，可以提供较大的建筑空间，也可以构成丰富多变的立面造型。在做本次设计时,就充分考虑到建筑物的形式和风格总是和构成它的材料和结构方式相适应的。在实践中不断地探索能够经济、合理地充分发挥材料、结构潜力的形式和风格，并逐渐形成建筑体系和结构,选用框架结构,以钢筋混凝土为材料建造。框架结构体系是由竖向构件的柱子与水平构件的梁通过节点连接而组成，即，承担竖向荷载，又承担水平荷载（风、地震）。框架结构体系的优点是建筑平面布置灵活，可以提供较大的建筑空间，也可以构成丰富多变的立面造型。2.1 材料要求梁、柱混凝土强度等级相差不宜大于5Mpa，如超过时，梁、柱节点区施工时应作专门处理，使节点区混凝土强度等级与柱相同。2.2 填充墙要求(1) 框架结构的填充墙应优先选用预制轻质砌块或墙板，填充墙应按规范的构造要求与框架可靠拉结。(2) 框架结构的填充墙宜与框架梁、柱轴线位于同一垂直平面内。2.3 材料选用混凝土楼梯和现浇板和基础采用C20其它均采用C30钢筋：梁柱纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB335其余采用热轧钢筋HPB235墙体：外墙采用灰砂砖其尺寸为240mm120mm60mm,重度=18KN/，内隔墙采用水泥空心砖，其尺寸为240mm120mm60mm窗： 铝合金窗=0.35KN/ 门： =0.2KN/雨蓬采用轻型钢结构雨蓬，厂家定制。2.4 结构布置及截面尺寸初选2.4.1 结构布置(1) 抗震框架结构的平面布置应力求简单、规则、均匀、对称，使刚度中心与质量中心尽量减小偏差，并尽量使框架结构的纵向、横向具有相近的自振特性。(2) 框架结构应布置并设计为双向抗侧力体系，主体结构的梁柱间不应采用铰接，也不应采用横向为刚接，纵向也铰接的结构体系。2.4.2 截面尺寸初选一.梁截面尺寸的估算：1、轴线处：(1)边跨框架梁：L=6000 mm,取500，取250故框架横纵梁的截面尺寸为bh=250500(2)中跨框架梁：L=3000,取450，取250故框架横纵梁的截面尺寸为bh=250450（3）连系梁：L=7500,取700，,取250故框架次梁的截面尺寸为bh=200700 (4)连系次梁截面尺寸为bh=250450估算梁的截面尺寸（）及各层混凝土强度等级表2.1层数混凝土强度等级边跨横梁（bh）中跨横梁（bh）连系梁（bh）连系次梁（bh）16C30250500250450250700250500 (4)另外跨度为4200mm的AB跨梁以及楼梯跨梁的尺寸为（bh）=250mm450mm2. 柱截面尺寸的估算 框架柱截面尺寸根据柱的轴压比限制，按下式计算： 1.柱组合的轴压比设计值按照公式11计算：式中：为考虑地震作用组合后柱轴力压力增大系数，取1.05: 为按照简支状态计算柱的负荷面积：为折算后在单位面积上的重力荷载代表值，近似取12kN/: 为验算截面以上楼层层数2.框架柱验算对于边柱=1.37.51.0136=760.5KNAcN/Unfc=760.5103/(0.8514.3)mm2=62566.8mm2对于中柱=1.257.53.0136=2193.75KNAcN/Unfc=2193.75103/(0.8514.3)mm2=180481mm2a=180481mm=424.83mm根据上述计算结果，并综合考虑其他因素，取柱截面为正方形，初步估计柱的尺寸为500500250000，为计算简便中柱和边柱的尺寸相同，均为500500。 故初选柱的尺寸为500500。2.5基础和地基基础和地基具有不可分割的关系，但又是不同的概念，基础是建筑物与土层直接接触的部分，它承受建筑物的全部荷载，并把他们传给地基，基础是建筑物的一个组成部分，而地基是基础下面的土层，承受由基础传来的整个建筑物的荷载。地基不是建筑物的组成部分。地基分两种：一是天然土层具有足够的承载能力，不需人工处理就能承受建筑物全部荷载的叫天然地基。一是当上部荷载叫大或土层承载能力较弱，缺乏足够的坚固性和稳定性，必须经人工处理后才能承受建筑物全部荷载的叫人工地基。根据地基土质好坏，荷载大小及冰冻深度，常把基础埋在地表以下适当深度处，这个深度成为埋置深度（简称埋深）。一般基础的埋深应大于冰冻线的深度，从经济和施工角度分析，基础的埋深，在满足要求的情况下越浅越好，但最小不能小于0.5米。天然地基上的基础，一般把埋深在5米以内的叫浅基，超过5米的叫深基。本工程考虑到地下水位的高度，冰冻线的深度，以及地下软弱层的深度和范围，确定2.5米深度作为基础埋深，同时考虑到该工程为框架结构，梁柱中心线不重合，将会产生叫大的竖向弯矩，为了提高抗侧刚度，满足纵横向弯矩的平衡，提高抗剪切能力，该工程选用柱下独基，满足以上条件，同时又能起到节省材料的作用。据勘察深度内揭露，场区内覆盖层为一套厚达50米的第四系全新统冲（洪）积地层，具有典型的二元结构，下卧基岩为志留系泥岩地层。根据钻探取芯观察、室内土工试验、静力触探及标准贯入试验等特征，按其成因、结构特征及强度将场地内土层划分为4层组9层。场地的工程地质分层、埋深、岩性特征及空间分布详见表3“岩土工程地质分层表”。岩土工程地质分层表表2.2编号地层名称地层厚度(m)颜色状态地基承载力特征值fakKpa杂填土0.30.5杂色可塑85粉质粘土0.60.8黄褐可塑145粘土9.0灰褐硬塑290砂岩强风化未钻穿灰褐坚硬380 建筑物位于武汉地区。拟建场地地面平坦，抗震设防烈度为6度，拟建物基础均全部埋置于粘土层中，其地基承载力特征值取290 Kpa，修正之后的地基承载力取值330 Kpa。2.6结构设计计算内容2.6.1 对框架结构的简化框架结构一般有按空间结构分析和简化成平面结构分析两种方法。在计算机没有普及的年代，实际为空间工作的框架常被简化成平面结构采用手算的方法进行分析。近年来随着微机的日益普及和应用程序的不断出现，框架结构分析时更多的是根据结构力学位移法的基本原理编制电算程序，由计算机直接求出结构的变形、内力，以至各截面的配筋。由于目前计算机内存和运算速度已经能够满足结构计算的需要，因此在计算机程序中一般是按空间结构进行分析。但是在初步设计阶段，为确定结构布置方案或估算构件截面尺寸，还是需要采用一些简单的近似计算方法，以求既快又省地解决问题。另外，近似的手算方法虽然计算精度较差，但概念明确，能够直观地反映结构的受力特点，因此，工程设计中也常利用手算的结果来定性的校核判断电算结果的合理性，所以我将重点介绍框架结构的近似手算法。一般情况下，框架结构是一个空间受力体系，为了方便起见，常常忽略结构纵向和横向之间的空间联系，忽略各构件的抗扭作用，将纵向框架和横向框架分别按平面框架进行分析计算。由于横向框架的间距相同，作用于各横向框架上的荷载相同，框架的抗侧刚度相同，因此，除端部外，各榀横向框架都将产生相同的内力与变形，结构设计时一般取中间有代表性的一榀横向框架进行分析即可；而作用于纵向框架上的荷载则各不相同，必要时应分别进行计算。框架节点一般总是三向受力的，但当按平面框架进行结构分析时，则节点也相应地简化。在现浇钢筋混凝土结构中，梁和柱内的纵向受力钢筋都将穿过节点或锚入区，这时应简化为刚节点。在结构计算简图中，杆件用轴线来表示。框架梁的跨度即取柱子轴线之间的距离。框架的层高（框架柱的长度）即为相应的建筑层高，而底层柱的长度则应从基础顶面算起。对于不等跨框架，当个跨跨度相差不大于10%时，在手算时可简化为等跨框架，跨度取原框架各跨跨度的平均值，以减少计算工作量。但在电算时一般可按实际情况考虑。在计算框架梁截面惯性距I时应考虑到楼板的影响。在框架梁两端节点附近，梁受负弯矩，顶部的楼板受拉，楼板对梁的截面抗弯刚度影响较小；而在框架梁的跨中，梁受正弯矩，楼板处于受压区形成T形截面梁，楼板对梁的截面抗弯刚度影响较大。在工程设计中，为简便起见，仍假定梁的截面惯性距I沿轴线不变，对现浇楼盖中框架取I=2I0边框架取I=1.5I0;对装配整体式楼盖，这里I0为矩形截面梁的截面惯性矩。2.6.2 在竖向荷载作用下的近似计算框架结构在竖向荷载作用下的内力计算可近似地采用分层法。通常，多层多跨框架在竖向荷载作用下的侧移是不大的，可近似的按无侧移框架进行分析，而且当某层梁上有竖向荷载时，在该层梁及相邻柱子中产生较大内力，而在其他楼层的梁、柱子所产生内力，在经过柱子传递和节点分配以后，其值将随着传递和分配次数的增加而衰减，且梁的线刚度越大，衰减越快。因此，在进行竖向荷载作用下的内力分析时，可假定作用在某一层框架梁上的竖向荷载只对本层楼的梁以及与本层梁相连的框架柱产生弯矩和剪力，而对其他楼层框架和隔层的框架柱都不产生弯矩和剪力。其中一般我们常用的方法有两种:D值法和迭代法.荷载计算包括恒载计算和活载计算，其中活载计算时应考虑最不利的组合。2.6.3 地震作用计算由于本建筑为6层，抗震烈度为6度，属于乙类建筑。由建筑抗震设计规范（GB 50011-2010）3.1.2：抗震设防为6度时，除本规范有具体规定外，对乙、丙、丁类的建筑可不进行地震作用计算。2.6.4 在水平荷载作用下采用D值法柱的抗侧移刚度不但与柱的线刚度和层高有关，而且还与梁的线刚度有关，另外，柱的反弯点高度也与梁柱线刚度比、上下层横梁的线刚度比，上下层层高的变化等因素有关。日本武藤清教授在分析了上述影响因素的基础上，对反弯点法中柱的抗侧移刚度和反弯点高度进行了修正。修正后，柱的抗侧移刚度以D表示，故此法又称“D值法”，也成为修正反弯点法。 D值法有四项假定： 1.假定计算目标柱及与其上下相邻柱的线刚度均为ic2.假定计算目标柱及与其上下相邻柱的层间水平位移均为3.假定计算目标柱两端节点及与其上下左右相邻的各个节点的转角均为 4.假定与目标柱相交的横梁的线刚度分别为i1，i2，i3，i42.6.5 内力组合荷载效应组合时，对于建筑结构，无地震作用参与组合时，一般考虑以下三种组合情况（不包括偶然组合）：（1） 恒荷载+风荷载+其他活荷载（2） 恒荷载+除风荷载以外的其他活荷载（3） 恒荷载+风荷载根据内力的几种组合方式，找出梁、柱控制界面处的最不利内力组合。2.6.6梁、柱截面设计受弯构件在设计是都要进行抗弯和抗剪设计,钢筋混凝土受弯构件的破坏主要有三种形式.即适筋截面的破坏,特点是手拉钢筋先屈服,而后受压区混凝土被压碎,超筋破坏和少筋破坏是脆性破坏是工程中不允许出现的,我们在截面设计是不能出现后面的两种情况。受弯构件在弯距和剪力共同作用的区段往往会产生斜裂缝,并可能延斜截面发生破坏,斜截面破坏带有脆性破坏的性质,所以在设计中要加以控制,在截面设计时,不仅要对截面尺寸加以控制,同时还要对对斜截面进行计算,配置一定数量的箍筋。2.6.7楼梯与基础设计进行了主要楼梯的设计和具有代表性的柱下基础的设计。楼梯设计主要包括梯段板、平台梁和平台板的计算，柱下基础设计则主要采用柱下独立基础进行计算。第3章 结构选型与布置3.1设计原始资料地质条件根据钻探取芯观察、室内土工试验、静力触探及标准贯入试验等特征，按其成因、结构特征及强度将场地内土层划分为4层组9层。场地的工程地质分层、埋深、岩性特征及空间分布详见表3“岩土工程地质分层表”。岩土工程地质分层表表2.2编号地层名称地层厚度(m)颜色状态地基承载力特征值fakKpa杂填土0.30.5杂色可塑85粉质粘土0.60.8黄褐可塑145粘土9.0灰褐硬塑290砂岩强风化未钻穿灰褐坚硬380 建筑物位于武汉地区。拟建场地地面平坦，抗震设防烈度为6度，拟建物基础均全部埋置于粘土层中，其地基承载力特征值取290 Kpa，修正之后的地基承载力取值330 Kpa。水文资料拟建场地地势平坦，自然地表标高24.50m 实测最高地下水位21.00m，水质无侵蚀性。基本雪压SO=0.6KN/m2,基本风压WO=0.35 KN/m2,土壤最大冻结深度0.09m。抗震设防烈度6度地质条件：二类Tg=0.353.2 结构选型1.结构体系选型：采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肋形屋盖，刚柔性相结合的屋面，屋面 板厚120。3.楼面结构：全部采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖，板厚120。4.楼梯结构：采用钢筋混凝土板式楼梯。3.3 框架计算简图及梁柱线刚度3.3.1 确定框架计算简图 框架的计算单元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。由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于截面形心轴线间的距离，底层柱高从基础顶面算至二层楼面，基顶标高根据地址条件、室内高差，定为-0.48m，二层楼面标高为3m，故底层柱高为3.48m，其余各层柱高从楼面算至上一层楼面（即层高）故均为3m。由此可绘出框架的计算简图如图所示。图3.5.1 计算简图3.3.2 框架梁柱的线刚度计算对于中跨框架梁取I=2边框为I=1.5，层高3m。边跨梁：i右边跨=i左边跨=EI/l=3.0KN/20.250.5m3/6.0m=2.6KNm 中跨梁：i中边跨= EI/l=3.0107KN/20.25(0.45m)3/1.8m=8.7104KNm上部层各柱：i=3.0107KN/0.5(0.5m)3/3=5.6104KNm底层柱：i=3.0107KN/0.5(0.5m)3/3.48=4.5104KNm令i上层柱=1.0则其余各杆件相对线刚度为i上边跨梁=0.5i上中跨梁=0.71i底层柱=0.86i底边跨梁=0.58i底中跨梁=0.82框架线刚度如下图所示图 3.5.2 框架线刚度3.4 竖向恒荷载统计荷载分布如下图所示图3.4.1 荷载分布图（1）一般楼面 防滑地砖面层 10mm厚 容重为20 KN/m 面荷载为 0.2KN/1：4水泥砂浆结合层 20mm厚 容重为20 KN/m 面荷载为 0.2KN/ 1：3水泥砂浆找平层 20mm厚 容重为20 KN/m 面荷载为 0.2KN/钢筋混凝土楼板 120mm厚 容重为25 KN/m 面荷载为 3.0KN/板底粉刷抹平 20mm厚 容重为17KN/m面荷载为0.34KN/ 合计 4.344KN/（2）防水楼面 防滑地砖面层 10mm厚 容重为20 KN/m 面荷载为 0.2KN/1：4水泥砂浆结合层 20mm厚 容重为20 KN/m 面荷载为 0.2KN/ 1：3水泥砂浆找平层 20mm厚 容重为20 KN/m 面荷载为 0.2KN/钢筋混凝土楼板 120mm厚 容重为25 KN/m 面荷载为 3.0KN/板底粉刷抹平 20mm厚 容重为17KN/m面荷载为0.34KN/聚胺脂防水涂层 2mm厚 容重为12KN/m面荷载为0.02KN/C20细石混凝土找坡60mm厚 容重为25KN/m面荷载为3.0KN/ 合计 6.06KN/ （3）上人屋面 防滑地砖面层 10mm厚 容重为20 KN/m 面荷载为 0.2KN/1：4水泥砂浆结合层 20mm厚 容重为20 KN/m 面荷载为 0.2KN/ 1：3水泥砂浆找平层 20mm厚 容重为20 KN/m 面荷载为 0.2KN/钢筋混凝土楼板 120mm厚 容重为25 KN/m 面荷载为 3.0KN/板底粉刷抹平 20mm厚 容重为17KN/m面荷载为0.34KN/聚胺脂防水涂层 2mm厚 容重为12KN/m面荷载为0.02KN/聚笨低温板 100mm厚 容重为4KN/m面荷载为0.4KN/1：6水泥焦渣找坡80mm厚 容重为15KN/m面荷载为1.2KN/ 合计 6.50KN/（4）非上人屋面SBS改性沥青防水卷材 4mm厚 容重为12 KN/m 面荷载为 0.05KN/1：6水泥焦渣找坡 80mm厚 容重为15KN/m 面荷载为 1.2KN/ 1：3水泥砂浆找平层 20mm厚 容重为20 KN/m 面荷载为 0.2KN/钢筋混凝土楼板 120mm厚 容重为25 KN/m 面荷载为 3.0KN/板底粉刷抹平 20mm厚 容重为17KN/m 面荷载为 0.34KN/聚胺脂防水涂层 2mm厚 容重为12KN/m 面荷载为 0.02KN/聚笨低温板 100mm厚 容重为4KN/m 面荷载为 0.4KN/ 合计 5.80KN/（5）墙体荷载 加气混凝土砌块墙双面抹灰：（考虑到组砌时在洞口处混砌部分粘土砖按照8：2混砌比例计算砌体容重）计算砌体容重：80.8+190.2=10.2KN/m墙面荷载：0.2420.2+0.0220=2.85KN/m墙体净高3m，则作用在梁上的线荷载导算为2.85KN/m3m=8.55KN/m（6）屋面框架节点集中荷载荷载标准值：边柱连系梁自重 0.250.707.525=23.44KN粉刷 0.02（0.50-0.12）27.512=1.37 KN1.5m高女儿墙 1.57.50.2419=51.30 KN粉刷 1.50.0227.517=7.65KN连系梁传来屋面自重 0.5（7.5+6.5）16.5+6.520.57.5=94.25KN连系次梁传来集中荷载2/30.250.57.525+6.5（3.5+7.5）20.5=62.67KN顶层边节点集中荷载G6B=G6E=240.67KN中柱连系梁自重 0.250.407.525=18.75KN粉刷 0.02（0.40-0.12）27.517=1.43KN连系梁传来屋面自重 0.536.53+0.5446.5+0.5（3.5+7.5）1.5+0.5（7.5+3.5）2=131.83KN连系次梁传来集中荷载 1/394=31.33KN顶层中间节点集中荷载G6C=G6D=152.01KN（7）楼面框架节点集中荷载荷载标准值：边柱连系梁自重 23.44KN粉刷 1.37KN铝合金窗自重（1.2+0.6）1.50.35=0.945KN窗下墙体自重 0.241.820.919=14.77KN粉刷 20.020.9（1.2+0.6)17=1.10KN窗边墙体自重 0.24（7.5-3.6-0.4）319=47.88KN粉刷 20.023（7.5-3.6-0.4）17=7.14KN框架柱自重 0.50.53.025=18.75KN粉刷 0.450.4530.0217=1.63KN连系梁传来楼面自重 94.254.34/6.5=63.09KN连系次梁传来集中荷载 2/3（ 944.34/6.5）=41.84KN中间层边节点集中荷载G6B=G6E= 213.42KN中柱连系梁自重 18.75KN粉刷 1.43KN内纵墙自重 0.24639.8=41.08KN粉刷 0.0226317=12.24KN扣除门洞重加上门重（7.5-2.12）30.24+2.11.20.22=3.62KN框架柱自重 18.75KN粉刷 1.63KN连系梁传来楼面自重 131.834.34/6.5=88.02KN连系次梁传来集中荷载 1/3（ 944.34/6.5）=20.92KN中间层中节点集中荷载G6C=G6D= 213.42KN（8）荷载统计恒荷载作用下的结构计算简图如下图所示将恒荷载等效：此处所采用的等效方法为将荷载分为两部分，分别为整块板的均布荷载与连系次梁传来集中力平均在整块板上的均布荷载，将二者叠加即为最终等效荷载。对于顶层边跨：（由于框架对称只列出左半部分）g6BC=6.506.058=24.57KN/m连系次梁传来的等效：g6BC=94/6=15.67KN/m最终等效荷载：g6BC=g6BC+g6BC=24.57KN/m+15.67KN/m=40.24KN/m对于顶层中间跨：g6CD=58g6=30.46KN/m对于中间层边跨楼面荷载的等效：gBC=4.346.058KN/m=16.28KN/mgBC=88.026KN/m=14.58KN/m最终等效荷载为gBC=gBC+gBC=16.28KN/m+14.58KN/m=30.86KN/m图3.6.2 恒荷载计算简图3.5 竖向活荷载统计1.根据荷载规范查得 ：上人屋面：取2.0kN/不上人屋面：取0.5kN/楼 面：取2.0kN/走 廊: 2.5kN/2.雪荷载Sk=1.00.25kN/=0.25kN/屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者取大者.3.活荷载的等效对于活荷载，其值比恒载值小很多，考虑到简便计算，只考虑满跨布置的最不利组合，并进行系数为0.8的折减，对于中跨另乘以1.2的影响系数。用恒荷载等效方法进行等效对于顶层屋面q6BC=0.8q6BC=7.03KN/mq6CD=0.81.2q6CD=4.5KN/m对于中间层楼面qBC=q6BC=7.03KN/mqCD=q6CD=4.5KN/mP6B=P6E=127.5127.51.5=21.09KNP6C=P6D=127.5+7.5-31.51.5+147.57.51.5=34.59KNPC=PD=22.50+147.532.5=36.56KN图3.6.3 活荷载计算简图3.6风荷载统计风压标准值计算公式为=zsz0因为高度H=18.48m30m，可取z=1.0，对于矩形平面s=1.3。z查建筑结构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，计算过程如下表所示，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。计算过程如下表所示表3.1离地高度（m）zzs0(kN/m2)hi （m）hi （m）Wk（kN）18.481.2371.001.30.353.03.09.0515.481.1681.001.30.353.03.08.5412.481.0201.001.30.353.03.07.469.480.9861.001.30.353.03.07.216.480.8101.001.30.353.03.05.943.480.6011.