(2)工程地质条件：该场地平整，场地土类型为中硬场地土，建筑场地类别为Ⅲ类。场地内第一层土为素填土，0.45-0.85m，平均0.5m，不均质，为不良工程地质层，第二层为中等压缩性中低强度粉土，分布均匀稳定，地基土承载力特征值，可为持力层；地下水位埋深3.97～4.03米，地下水对混凝土无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。

(3)工程抗震信息：该工程位于抗震设防区，抗震设防烈度为7°，设计基本加速度为0.1g，地震分组为第一组。

(4)荷载取值：按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）确定。

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内容简介：: 南京理工大学土木工程学院毕业设计说明书(论文)作者:李娜学号：0704530105学院(系):土木工程学院专业:土木工程题目:常州市某职业技术学院教学楼建筑及结构设计讲师严卫华指导者：评阅者： 2011 年 4 月毕业设计说明书（论文）中文摘要本次毕业设计的目的是对大学四年以来所学的知识进行一次系统的复习和总结，以检验四年来对专业知识的掌握程度，同时能进一步巩固和系统化所学的知识，为今后的学习工作打下良好的基础。本次设计课题为常州市某职业技术学院教学楼建筑及结构设计。该工程的建筑面积约为5125，共4层，层高为3.9m，结构形式为钢筋混凝土框架结构，抗震要求为7度设防。设计内容包括建筑设计和结构设计，结构设计时取第轴横向框架进行计算。本论文包括以下内容：建筑说明；PKPM建模；一榀框架内力计算、内力组合及截面设计；基础的计算；现浇板，次梁和楼梯的计算。该设计具有以下特点：一在考虑建筑，结构要求的同时考虑了施工要求及可行性；二针对不同的荷载特点采用不同的计算方法，对所学知识进行了系统全面的复习；三框架计算中运用了理论公式计算又运用了当前工程设计中常用的近似计算方法；四利用电算对结果进行了校核，使计算结果更加令人信服。关键词建筑设计结构设计钢筋混凝土框架结构荷载内力截面设计毕业设计说明书（论文）外文摘要Title The Middle School Design In Changzhou AbstractThis article is to explain a design of a 4-storey-teaching building in XX shool.The building is reinforced concrete frame structure.It is 3.9 meters of every story and the total area is about 6500 square meters.The thesis is written for the whole process of the complete design program,including the following parts:Determination of the structure;The calculation of Load,including dead load,live load,wind load and earthquake load;Interior force calculation and,consititute of the lateral frame and the cross sections design of the components;The structural design of foundation ,stair and slabs;The result of computer calculation;The end words and the references.The thesis is of some own characters:With the consideration of architecture and structure requirements,it also considers the construction requirements and feasibility;It applies different methods of structural calculation,aiming to different loads;It applies theories formulation and practical formulation in the calculation of certain framework;It offers the methods of compututation to check the result.Keywords architectural design structural design reinforced concrete frame structure load interior force cross sections design 本科毕业设计说明书（论文）第页共页目录1 绪论 1 2 建筑设计说明 62.1 建筑物功能与特点 52.2 建筑作法 2.3 设计资料3 PKPM设计3.1 确定结构布置及构建的截面尺寸3.2 输入荷载的计算值3.3 PMCAD参数选取3.4 PKPM电算流程3.5 计算结构分析4 一榀框架设计4.1 计算单元的选择4.2 一榀框架计算简图确定4.3 竖向荷载标准值计算4.4 横向荷载作用下的内力计算4.5 内力组合5 零星构件的设计与计算5.1 次梁的设计与计算5.2 楼板的设计与计算5.3 楼梯的设计与计算6 基础的设计与计算6.1 柱下独立基础设计6.2 墙下条形基础设计结束语致谢参考文献附图1附图2 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第 I 页共 I 页目录1 绪论.12 建筑设计说明.22.1 建筑物功能与特点.22.2 建筑做法.53 PKPM 设计 .83.1 确定结构布置及构件的截面尺寸.83.2 输入荷载的计算.113.3 PMCAD 参数选取 .133.4 PKPM 电算流程 .143.5 计算结构分析.154 一榀框架设计.164.1 计算单元的选择：.164.2 一榀框架计算简图确定.174.3 竖向荷载标准值计算.174.4 横向荷载作用下的内力计算.364.5 内力组合.495 基础设计与计算.675.1 柱下独立基础设计.675.2 墙下条形基础设计.716 零星构件的设计与计算.726.1 次梁的设计与计算.726.2 楼板的设计与计算.756.3 楼梯的设计与计算.76结束语.81致谢.82参考文献.83附图 1 三层梁柱尺寸 .84附图 2 楼面荷载 .85附图 3 楼板面积图 .86附图 4 梁柱配筋 .87 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第1页共 87 页1 1 绪论绪论本设计的课题是常州市某职业技术学院教学楼建筑与结构设计，建筑面积，结构为 4 层。建筑标高为，标准层层高为，底层层高为24 .5153 m16.6m3.9m，室内外高差为。建筑设计等级为三级，根据建筑结构可靠度设计统4.9m0.45m一标准（GB50068-2001），使用年限为 50 年，建筑结构安全等级为二级。相关设计技术参数如下：(1)工程气象条件：基本风压为；基本雪压为20.4kN m20.35kN m(2)工程地质条件：该场地平整，场地土类型为中硬场地土，建筑场地类别为类。场地内第一层土为素填土，0.45-0.85m，平均 0.5m，不均质，为不良工程地质层，第二层为中等压缩性中低强度粉土，分布均匀稳定，地基土承载力特征值，可为持力层；地下水位埋深 3.974.03 米，地下水对混凝土无腐蚀190akfkPa性，对钢结构有弱腐蚀性。(3)工程抗震信息：该工程位于抗震设防区，抗震设防烈度为 7，设计基本加速度为 0.1g，地震分组为第一组。(4)荷载取值：按建筑结构荷载规范（GB50009-2001）确定。结构形式：本设计采用框架结构。对于框架结构，其特点有：框架结构是由钢筋混凝土主梁、次梁和柱形成的框架作为建筑物的骨架，梁和柱之间的连接为刚性结点。屋盖、楼板上的荷载通过板传递给梁，由梁传递到柱，由柱传递到基础。框架结构的墙体全部为自承重墙，只起分隔和围护作用，砖墙的重量通过梁、板传给柱。有时填充墙的刚度大于竖向柱的刚度，对结构抗震极为不利，所以宜采用焦渣砖作填充墙，减少结构的自重和荷载，减弱隔墙的刚度。框架结构的特点是不受楼板跨度的限制，能为建筑提供灵活的使用空间。框架结构中梁柱构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，这时现浇楼面也作为梁共同工作的，装配整体式楼面的作用则不考虑。为了增强结构的抗震能力，设计时遵循以下原则：“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”。框架结构构成：屋盖与楼板、框架梁、框架柱、柱下独立基础。本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第2页共 87 页2 2 建筑设计说明建筑设计说明建筑设计是一项以人为本的设计工作，设计中应以实用为基础，充分考虑功能上的实用要求，包括功能分区、人体尺度、家具尺度、空间设计、流线组织等，满足人们居住、生活、工作、学习等不同需要，真正做到合理、舒适、可行1。建筑物的设计和建造直接受到自然环境条件的影响和制约，这也是决定建筑设计的一个重要方面，关系到建筑物的平面布置、形体组合、立面造型等。2.12.1 建筑物功能与特点建筑物功能与特点建筑功能是指建筑的使用要求。不同的建筑有各自不同的使用要求。随着社会的发展和人类物质文化生活水平的不断提高，建筑的功能要求也在日益复杂化。满足建筑物的功能要求，为人们的工作和生活创造良好的环境，是建筑设计的首要任务。例如本设计的是学校教学楼，首先要考虑满足教学活动的需要，教室设置应分班合理，采光通风良好，同时还要合理安排教师备课、办公、储藏和厕所等行政管理和辅助用房。2.1.1 建筑平面设计建筑平面设计主要应考虑建筑物所处的环境及其功能要求，同时又要兼顾结构平面布置的规则和合理；此外，考虑到抗震设计的一些要求，建筑物应力求规则2。因此，本次设计在平面上采用“凹”字形、内廊,外廊相结合式的平面布置。具体布置见建筑平面图 2.1。对该平面设计作如下说明：本设计柱网上采用 6.3m8.1m 和8.1m8.4m。走廊采用了内廊外廊相结合式结构布置。内廊宽 3.3m，外廊宽 3.6m以满足人流要求。同时设有两部楼梯，兼做消防楼梯。其平面图详见建施图-02。本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第3页共 87 页图 2.1 建筑平面图2.1.2 立面设计结合平面设计中框架柱的布置，立面上主要采用竖向划分，外观上显得大方、挺拔、气派；同时，考虑到框架结构的优点，柱间全开窗不用墙，使窗与柱形成了有节奏的虚实对比，显得明快、活泼，同时也得到了良好的采光效果。大门设于正中间，使整个建筑物显得美观大方。大门设有左右两扇门，使整个大门显得大气；雨蓬的运用，和大门的设置一同起到了突出主要入口功能，起到了吸引人流导向的作用，具体见图 2.2。图 2.2 建筑立面图2.1.3 剖面设计该建筑为教学楼，对采光、层高要满足一定的要求。通过剖面设计来确定建筑物各部分的高度，建筑层数，如图 2.3。一般的剖面设计包括：确定房间的剖面形本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第4页共 87 页状、尺寸及比例关系；确定房屋的层数和各部分的标高；解决天然采光、自然通风等建筑构造方案；进行房间竖向空间的组合，研究建筑空间的利用。图 2.3 建筑剖面图2.1.4 屋面屋顶采用现浇混凝土结构平屋顶，屋顶设计为不上人屋顶，檐口采用 1.2m 高女儿墙。其排水方式采用有组织排水：采用保温层找坡，坡度取 2%，设计为内排水，雨水经由天沟、雨水口、雨水管等排水装置引导至地面管沟。如图 2.4。防水构造：采用不上人屋面，刚性、柔性防水综合使用。保温构造：采用 30 厚的绿豆砂保温。图 2.4 屋面平面图2.1.5 防火根据使用性质、重要程度及火灾危险性等方面综合考虑，本设计的学校教学楼可采用三级耐火等级。防火等级为二级，根据GB 50045-95DE的规定，按建筑的使用功能、建筑规模、满足安全疏散距离房门至外部出口或封闭楼梯间最大距离小于，房间设前后两个门，满足防火要求；室内消火栓设在走廊两侧,每层两侧m35 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第5页共 87 页及中间设 3 个消火栓，最大间距,满足间距的要求3。m25m50 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第6页共 87 页2.22.2 建筑做法建筑做法工程做法是建筑工程中十分重要的内容之一，它详细介绍了建筑中主要构件的做法，具体包括屋面做法，楼面做法，内外墙做法，散水做法等4。一般建筑工程对地面及墙面都要进行装饰，装饰面多用抹灰砂浆，而且是分层抹上去。底层（也叫找平层）中层（也叫结合层）表层（也叫装饰层），结合层就是承下启下的作用，连接底层与面层的作用，一般施工对结合层砂浆要求比较粘稠。 (1)屋面、楼面做法屋顶是房屋最上部起覆盖作用的外部围护结构，其主要作用是用以抵御自然界的风霜雨雪、日晒、气温变化和其他外界的不利因素，以使屋顶覆盖下的空间有一个良好的使用环境。本设计中采用柔性防水，具体做法如下：(a)砖墩浆砌架空隔热 35mm 厚钢筋混凝土板 (b)20mm 厚水泥砂浆抹面 (c)一毡二油上铺小石子（约厚 15mm） (d)高分子卷材（4mm） (e)20mm 厚 1:3 水泥砂浆找平压光 (f)30mm 厚绿豆砂保温层 (g)120mm 厚现浇钢筋混凝土 (h)V 型轻钢龙骨吊顶因为教学楼中的机房、语音室里面机器比较多，对温度、灰尘等要求严格，所以设计中楼面选用了双层橡胶软木地板，顶棚采用了 V 型轻钢龙骨吊顶，具体做法如下：(a)双层橡胶软木地板(b)20mm 厚 1:3 水泥砂浆找平压光 (c)120 厚现浇钢筋混凝土楼板(d)V 型轻钢龙骨吊顶教学楼中其它的用房如教室、教师休息室、值班室、实验室等采用了铺地面砖，卫生间、开水房做法同教室但是考虑到对防水的特殊要求多了一道 20 厚素混凝土刚性防水层，具体做法如下：(a)10 厚陶瓷地砖楼面，水泥砂浆擦缝(b)20 厚 1:2 水泥砂浆结合层本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第7页共 87 页(c)20 厚 1:3 水泥砂浆找平层(d)120 厚现浇钢筋混凝土楼板(e)20 厚石灰砂浆抹底(2)内、外墙面做法本设计中的内墙主要起分隔作用，从环保和经济的角度考虑，选用了新型建材焦渣砖，卫生间、开水房的内墙考虑防水要求，多了一道防水砂浆防潮层。具体做法如下：纸筋（麻刀）灰墙面(a)20 厚石灰砂浆抹底(b)2 厚纸筋（麻刀）灰抹面(c)加气混凝土界面处理剂一道 (d)刷内墙涂料外墙主要抵御自然界风、雨、雪等的袭击，防止太阳辐射和噪声的干扰等，具体做法如下： (a)20 厚石灰砂浆抹底(b)刷聚合物水泥浆一道(c)建筑涂料两遍 (3)为防水雨水对建筑物墙基的侵蚀，在外墙做散水，以便将地面的雨水排至远处，具体做法如下：混凝土散水 (a)20 厚 1:2 水泥砂浆压实赶光 (b)80 厚 C10 混凝土 (c)素土夯实向外坡 4% (4)门窗门窗属于房屋建筑中的围护及分隔构件，不承重。其中门的主要功能是提供交通出入及分隔联系建筑空间，带玻璃或亮子的门也可以起到通风采光的作用；窗的主要功能是采光通风及观望。另外，门窗对建筑物的外观及室内装修造型影响也很大，它们的大小比例尺度位置数量材质形状组合是决定建筑视觉效果的非常重要的因素之一。本设计中门选用标准图集中的木门，窗选用铝合金窗。详见门窗表 2.1。本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第8页共 87 页表 2.1 门窗表洞口尺寸编号宽高樘数备注C11800210024铝合金窗C2250035006铝合金窗C3300035008铝合金窗C45700350052铝合金窗C57500350040铝合金窗M1900210016单开木门M22000270068双开木门M3300036508卷帘门M4270030002双开木门M5360030001双开玻璃门本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第9页共 87 页3 3 PKPMPKPM 设计设计PMCAD 软件采用人机交互方式引导用户逐层布置楼面，再输入层高就建立起一套描述建筑整体结构的数据。PMCAD 是整个结构 CAD 的核心，是剪力墙、楼梯施工图、高层空间三维分析和各类基础 CAD 的必备接口软件。3.13.1 确定结构布置及构件的截面尺寸确定结构布置及构件的截面尺寸结构体系确定后，应当密切结合建筑设计进行结构总体布置，使建筑物具有良好的造型和合理的传力路线。结构体系受力性能与技术经济指标能否做到先进合理，与结构总体布置密切相关。建筑结构的总体布置，是指其对高度、平面、立面和体型等的选择，除应考虑到建筑使用功能、建筑美学要求外，在结构上应满足强度、刚度和稳定性要求。地震区的建筑，在结构设计时，还应保证建筑物具有良好的抗震性能。结构总体布置原则，包括：控制高宽比、减少平面和竖向布置的不规则性、变形缝的设置。框架结构体系布置：结构平面形状和立面体型宜简单、规则，各部分刚度均匀对称，减少结构产生扭转的可能性；控制结构高宽比，以减少水平荷载下的侧移。3.1.1结构布置多层框架结构主要承受竖向荷载。柱网布置时既要满足生产工艺和建筑平面的布置要求，又要考虑到结构在竖向荷载作用下内力分布均匀合理，使构件材料强度均能充分利用，施工方便5。所以根据建筑方案的设计要求，采用内廊外廊相结合的方式，对称布置，确定结构平面布置，如图 3.1 所示。本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第10页共 87 页图 3.1 结构平面布置图3.1.2 确定梁柱板截面尺寸(1)确定梁的截面尺寸框架梁截面尺寸：框架梁的截面尺寸应该根据承受竖向荷载的大小、梁的跨度、框架的间距、是否考虑抗震设防要求以及选用的混凝土材料强度等诸多因素综合考虑确定。一般情况下，框架梁的截面尺寸可参考受弯构件按下式估算：梁高，其中为梁的跨度。梁宽。在抗震结构中，梁截面宽度不11()128hll11()32bh宜小于 200mm，梁截面的高宽比不宜大于 4，梁净跨与截面高度之比不宜小于 4。具体计算如下：主梁的尺寸：KL1：1111()() 8100675mm1012mm128128hl 600mmh 1111()() 600200mm300mm3232bh 250mmb 250mm 600mmb hKL2：1111()() 3300275mm412mm128128hl 450mmh 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第11页共 87 页 1111()() 450150mm225mm3232bh 250mmb 250mm450mmb hKL3：1111()() 8400700mm1050mm128128hl 600mmh 1111()() 600200mm300mm3232bh 250mmb 250mm 600mmb h次梁的尺寸：KL4：1111()() 8100450mm675mm18121812hl 450mmh 1111()() 450150mm225mm3232bh 250mmb 250mm450mmb h(2)柱截面尺寸框架柱截面尺寸：框架柱的截面形式通常大多为方形、矩形。柱截面的宽与高一般取层高的 1/151/20，同时满足 hl0/25、bl0/30，为柱计算长度。多层房屋中，ol框架柱截面的宽度和高度不宜小于 300mm；高层建筑中，框架柱截面的高度不宜小于 400mm，宽度不宜小于 350mm。柱截面高度与宽度之比为 12。柱净高与截面高度之比宜大于 4。在计算中，还应注意框架柱的截面尺寸应符合规范对剪压比(VC/fcbchc)、剪跨比、轴压比限值的要求，如不满足应随时调整截面尺寸，(/)cM Vh(/)NcccNf b h保证柱的延性。抗震设计中柱截面尺寸主要受柱轴压比限值的控制，如以表示柱轴压比的限值，则柱截面尺寸可用如下经验公式粗略确定；，23(0.1) 10cGnFAaf w其中 G = n = 4 F = 214kN m245.9m214.3N mmcf 0.9w 1A柱截面面积；2m 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第12页共 87 页n验算截面以上楼层层数；F验算柱的负荷面积，可根据柱网尺寸确定；2m砼轴心抗压强度设计值；cf框架柱最大轴比限值，一级框架取 0.7，二级框架取 0.8，三级框架取w0.9；地震及中、边柱的相关调整系数，7 度中间柱取 1，边柱取 1.1；G结构单位面积的重量（竖向荷载），根据经验估算钢筋砼高层建筑约为12-182kN/m取600mm 600mmb h(3)楼板尺寸/ 453300/ 4573mmhl取min120mm60mmhh梁柱截面尺寸详见附图 1。3.23.2 输入荷载的计算输入荷载的计算荷载输入分为恒荷载输入和活荷载输入两个部分，其中恒荷载输入包括梁间荷载输入和楼面、屋顶恒荷载输入，活荷载输入则包括楼面活荷载和屋顶活荷载6。梁间荷载计算的是墙体荷载，需要把墙面抹灰和门窗的荷载考虑在内。(1)屋面、楼面荷载计算屋面荷载计算：砖墩浆砌架空隔热 35mm 厚钢筋混凝土板 225 0.0350.875/kN m20mm 厚水泥砂浆抹面 220 0.020.4/kN m一毡二油上铺小石子（约厚 15mm） 20.3/kN m高分子卷材（4mm） 20.05/kN m20mm 厚 1:3 水泥砂浆找平压光 220 0.020.4/kN m30mm 厚绿豆砂保温层 230 0.030.9/kN m120mm 厚现浇钢筋混凝土 225 0.123/kN m 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第13页共 87 页V 型轻钢龙骨吊顶 20.25/kN m合计： 26.18/kN m恒载标准值： 26.18/kgkN m活载标准值： 20.5/kqkN m楼面荷载计算四层楼面：双层橡胶软木地板面层 21.4/kN m20mm 厚 1:3 水泥砂浆找平压光 220 0.020.4/kN m120mm 厚现浇钢筋混凝土 225 0.123/kN mV 型轻钢龙骨吊顶 20.25/kN m合计： 25.05/kN m恒载标准值： 25.05/kgkN m活载标准值： 22.0/kqkN m三层楼面：双层橡胶软木地板面层 21.4/kN m20mm 厚 1:3 水泥砂浆找平压光 220 0.020.4/kN m120mm 厚现浇钢筋混凝土 225 0.123/kN m20mm 厚水泥砂浆抹灰 217 0.020.34/kN m合计： 25.14/kN m恒载标准值：本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第14页共 87 页25.14/kgkN m活载标准值： 22.0/kqkN m二层楼面：陶瓷地砖（约 10mm） 20.22/kN m20mm 厚 1:2 水泥砂浆结合层 220 0.020.4/kN m20mm 厚 1:3 水泥砂浆找平层 220 0.020.4/kN m120mm 厚现浇钢筋混凝土 225 0.123/kN m20mm 厚水泥砂浆抹灰 217 0.020.34/kN m合计： 24.36/kN m恒载标准值： 24.36/kgkN m活载标准值： 22.0/kqkN m（2）梁间荷载计算对于梁间荷载的计算，应考虑计算跨度内所有的自重，包括墙、装饰层、门、窗，对于有门窗洞口的墙体，近似的按均布考虑，以第四层的的 F 轴线的梁间荷载为例，具体布置见图 3.2：本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第15页共 87 页图 3.2 梁间荷载布置图玻璃钢窗自重： 0.45 1.8 2.1 35.103kN 墙自重： 12.5 0.20.68 (8.40.6) 3.3 1.8 2.1 345.792kN求得梁间线荷载： 45.7925.1036.53/8.40.6qkN m具体荷载布置见附录中构建荷载布置附图 2。3.33.3 PMCADPMCAD 参数选取参数选取本设计中板厚为 120mm，梁、板、柱都采用现浇所以都用 C30 混凝土，具体参数见图 3.3。图 3.3 标准层信息本设计中根据所在地区抗震设防烈度为 7 度，房屋高度小于 30 米，确定框架本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第16页共 87 页结构的抗震等级为三级，详见图 3.4。图 3.4 地震信息本设计所在地区属于 B 类，基本风压是 0.40kN/m2，详见图 3.5。图 3.5 风荷载信息3.43.4 PKPMPKPM 电算流程电算流程用电算程序做房屋结构设计，通常要经历三个步骤：建模、计算和绘制施工图。具体建模步骤见下述流程图 3.6。本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第17页共 87 页轴线输入网格生成构件定义荷载定义楼层组装保存文件设计参数楼层定义1 PM交互式数据输入柱定义梁定义墙定义洞口定义构件清理荷载定义荷载输入删除荷载节点对齐轴线命名网点编辑清理网点偏心对齐本层修改布置墙布置主梁布置柱本层信息换标准层输入纵向、横向、斜向轴线及圆弧确定标准层、荷载层的层数、层高及各楼层的归属确定总信息、材料信息、地震信息、风信息及绘图参数等承重墙或剪力墙墙洞，不是楼面开洞输入第一荷载标准层的荷载信息插入一个新的荷载标准层删除一个荷载标准层2、次梁输入拷贝前层改墙材料修改板厚次梁布置设悬挑板可以修改任何一块楼板的厚度在主梁之间布置次梁可以设置阳台、雨篷、檐口等悬挑板可以修改任何一片墙的材料在第2-n标准层输入前层信息3、输入荷载信息按层号输入、修改各自然层（甚至每个房间）的荷载信息4、平面荷载显示校核次梁荷载梁墙荷载楼面荷载节点荷载竖向荷载显示、校核已输入的各层各类荷载，最终确认或修改并向下传导5、TAT转入结构分析计算6、形成PK文件可以形成框架、连续梁.等的PK数据7、画结构平面图按层号绘制各层结构平面图图 3.6 PKPM 建模流程图3.53.5 计算结构分析计算结构分析从梁的配筋率图上可以看出梁的配筋率基本在 0.71.3 之间，结果比较合理。从柱的轴压比图上可以看出柱的轴压比基本在 0.9 以下，结果比较合理。板的配筋按照构造配筋，满足设计要求和规范要求。由 TAT 得出梁的配筋率图和柱的轴压比图详见附图 3，附图 4。梁板柱的计算结果详见结施图 04-06。本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第18页共 87 页4 4 一榀框架设计一榀框架设计框架结构是空间整体体系，pkpm 中的 TAT 模块是按空间杆系结构进行计算，手算时为了简化，选取一榀框架进行平面分析，包括计算单元的选择，确定计算简图，荷载计算，内力分析，内力组合，配筋计算，构造要求。在一榀框架的设计中，为了方便常忽略结构纵向和横向之间的空间联系，忽略个构件的抗扭作用，将横向框架和纵向框架分别按平面框架进行分析计算。通常，横向框架的间距和荷载都相同，因此取出有代表性的一榀中间横向框架作为计算单元。中列柱纵向框架的计算单元宽度可各取为两侧跨度的一半，楼面分布荷载一般可按角平分线传至两侧相应的梁上，对图 4.1 所示的梯形竖向分布荷载往往可简化成均布竖向荷载，水平荷载则简化成节点集中力。图 4.1 横向框架、纵向框架的荷载从属面积4.14.1 计算单元的选择：计算单元的选择：根据以上原则选取轴线处的横向框架为计算单元，在轴轴和轴轴各取一半作为计算单元，其宽度为 6.3m。详见图 4.2 中阴影部分所示。图 4.2 计算单元本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第19页共 87 页4.24.2 一榀框架计算简图确定一榀框架计算简图确定取一榀框架进行计算，此计算说明书所取框架为轴框架。根据地质资料，确定基础顶面离室外地面为，由此求得底层柱高为450mm。在 3.1 中已确定好的构件截面尺寸，计算出各梁柱构件的线刚度后列于图4.90m4.15 中。其中在计算框架梁截面惯性矩时应考虑到现浇楼板的影响5。在框架梁I两端节点附近，梁承受负弯矩，顶部的楼板受拉，楼板对梁的截面弯曲刚度影响较小7；而在框架梁的跨中，梁承受正弯矩，楼板处于受压区形成形截面梁，楼板T对梁的截面弯曲刚度影响较大，设计中对边跨梁取，中跨梁取oII5 . 1（为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）8。所选取的横向框架见图oII2oI4.3。图 4.3 横向框架计算简图4.34.3 竖向荷载标准值计算竖向荷载标准值计算竖向荷载分为竖向恒荷载和竖向活荷载两种类型。建筑结构的竖向恒荷载包括结构的自重和附加在结构上的恒荷载（如构件自重、门窗自重、设备重力等）。竖向活荷载标准值根据建筑结构荷载规范查得。框架结构在竖向荷载作用下的内力计算可近似地采用弯矩分配法，梁上分布荷本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第20页共 87 页载由矩形和梯形两部分组成，在求解固端弯矩时可直接根据梁上实际荷载计算，也可以根据固端弯矩相等的原则，先将梯形分布荷载及三角形分布荷载，转化为等效均布荷载，接着将所有节点的弯矩进行分配给上、下楼层柱，再传递到柱的远端，很显然，叠加框架内各节点弯矩并不一定能达到平衡。必须注意，在求出结构的梁端支座弯矩后，如欲求梁跨中弯矩，则需根据求得的支座弯矩和各跨的实际荷载分布按平衡条件计算，而不能按等效分布荷载计算。框架梁在实际分布荷载作用下按简支梁计算跨中弯矩。考虑梁端弯矩调幅，并将梁端节点弯矩换算至梁端柱边弯矩值，以备内力组合时用。4.3.1 恒荷载作用下的内力计算楼面，屋面的恒载计算数值在 3.2 以给出详细过程,在这里给出个四层计算详细过程。直接传给该框架的屋面荷载如图中竖向阴影部分所示。楼板按 45塑性铰将板得面荷载分别传递给相临的梁，所以作用在梁上的梯形或三角形为板传递过来的，而矩形则是梁本身的自重。由于纵向框架梁的中心线与柱子的中心线不重合，因此在框架节点上还作用有集中力矩，以四层为例，具体见图 4.4。图 4.4 计算单元及荷载传递图恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图 4.5 所示：本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第21页共 87 页图 4.5 各层梁上作用的恒荷载(1)梁恒荷载计算边跨梁自重： 0.25 0.6 253.75/kN m梁侧粉刷： 2 (0.60.12) 0.02 170.33/kN m合计： 4.08/kN m中跨梁自重： 0.25 0.45 252.81/kN m梁侧粉刷： 2 (0.450.12) 0.02 170.22/kN m合计： 3.03/kN m次梁自重： 0.25 0.45 252.81/kN m梁侧粉刷： 2 (0.450.12) 0.02 170.22/kN m合计： 3.03/kN m(2)四层恒载计算：次梁恒载计算：次梁上作用着楼面传过来的梯形荷载和自重矩形荷载，详见图 4.6。 26.18 3.15 0.5 219.47/qkN m 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第22页共 87 页13.03/qkN m图 4.6 次梁计算简图求支座反力：将梁视为简支梁，求出支座反力。(4.958.1) 19.47 0.53.03 8.1 0.575.79FkN框架梁恒载计算：板传过来的两个三角形，自重矩形和次梁传过来的集中力，详见图 4.7。26.18 3.15 0.59.73/qkN m14.084.428.5/qkN m75.79FkN图 4.7 框架梁计算简图求支座反力：将梁视为简支梁，求出支座反力。1(0.5 3.15 9.73 28.5 6.375.79) 0.580.0FkN 框架梁恒载计算：板传过来的两个三角形和梯形，自重矩形和次梁传过来的集中力，详见图 4.8。36.18 3.3 0.510.20/qkN m29.73/qkN m14.08/qkN m75.79FkN图 4.8 框架梁计算简图求支座反力：将梁视为简支梁，求出支座反力。2(0.5 3.15 9.73 24.08 6.375.79(36.3) 10.2 0.5) 0.589.79FkN 框架梁恒载计算：板传过来的梯形，自重矩形和两边的框架梁传过来的集中本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第23页共 87 页力，由于纵向框架梁的中心线与柱子的中心线不重合，因此在框架节点上还作用有集中力矩，因为计算单元左右对称所以荷载都乘以 2，详见图 4.9。219.47/qkN m14.08/qkN m0.30.25 0.50.175em1122 0.175 8028MeFkN m2222 0.175 89.7931.43MeFkN m图 4.9 框架梁计算简图框架梁恒载计算：楼面传过来的三角形和自重矩形，详见图 4.10。210.2 220.4/qkN m13.03/qkN m图 4.10 框架梁计算简图一到三层计算方法同四层，计算结果如下图 4.11 所示。本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第24页共 87 页图 4.11 恒荷载作用下结构计算简图 (3)荷载等效：将梯形或三角形分布荷载按固端弯矩等效的原则转化成均布荷载，转化原理见图 4.12：图 4.12 竖向荷载等效梯形荷载折算公式：2311(12)epp其中：；为梯形分布荷载的最大值。0110212llp三角形荷载折算公式： 58epp其中：为三角形分布荷载的最大值。p 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第25页共 87 页以四层 CD 跨为例计算：1315010.19481002234.08(1 2 0.1940.194 ) 19.4722.19/epkN m 四层中跨：53.0320.415.78/8epkN m其它层荷载等效同理，等效后具体数值见图 4.13：图 4.13 恒载作用下荷载等效图 (4)杆的固端弯矩的计算由以上所求均布荷载，可按下式求各杆固端弯矩9：两端固支：其中与意义见下图 4.14：2,12ABBAqlmm ABmBAm图 4.14 固端弯矩计算由此，可计算各个杆件固端弯矩，标绘于计算简图 4.17 上。 (5)分配系数本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第26页共 87 页梁线刚度计算：312212OCbhiIEl边跨梁线刚度：33310.25 0.621.11 10()128.1CCiEEm中跨梁线刚度：33310.25 0.4521.15 10()123.3CCiEEm柱线刚度计算：3112OCbhiIEl二到四层柱线刚度：33310.6 0.62.77 10()123.9CCiEEm底层柱线刚度：33310.6 0.62.2 10()124.9CCiEEm为了计算方便采用相对线刚度，设边跨梁线刚度为 1 来计算，详见图 4.15。图 4.15 相对线刚度单位：3310CE m由图 4.15 知梁、柱的相对线刚度，弯矩分配系数按下式计算。本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第27页共 87 页iiiii左梁梁左右梁左梁上柱下柱iiiii右梁梁右右梁左梁上柱下柱iiiii上柱柱上右梁左梁上柱下柱iiiii下柱柱下右梁左梁上柱下柱0 . 1柱下柱上梁右梁左经计算后弯矩分配系数见图 4.17 所示。(6)弯矩分配法求杆端弯矩（左右对称取一半）详见图 4.16。本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第28页共 87 页图 4.16 弯矩分配(7)跨中弯矩的计算四层边跨梁跨中弯矩计算：计算时候把弯矩分配后的弯矩作用在梁两端，再将荷载布置上，先求出支座反力，近似的认为最大弯矩出现在跨中，在跨中处用截面法求出跨中弯矩10，详见图 4.17、图 4.18。219.47/qkN m14.08/qkN m1108.75MkN m2117.57MkN m图 4.17 边跨梁计算简图本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第29页共 87 页求支座反力：0CM22108.758.1(4.958.1) 19.47 0.58.1 117.574.08 8.10.5DR81.13DRkN0yF(4.958.1) 19.47 0.54.08 8.1 81.1378.96cRkN0M中221.575108.750.5 1.575 19.47 (2.475)319.47 2.4750.54.08 4.050.578.96 4.05M中71.95MkN m中图 4.18 梁跨中计算简图四层中跨梁跨中弯矩计算：计算原理同边跨。220.4/qkN m13.03/qkN m23.47MkN m求支座反力：(0.5 3.3 20.43.03 3.3) 0.521.83DERRkN0M中220.43.323.470.5 3.30.53.03 3.3 0.521.83 3.3 0.564M中0.83MkN m 中同理，可计算出其他梁的跨中弯矩，结果见表 4.1：表 4.1 恒荷载作用下的跨中弯矩和梁端剪力层号CD 跨中弯矩CRDRDE 跨中弯矩ER471.95 kN m78.96 kN81.13 kN-0.83 kN m21.83 kN385.65 kN m109.12 kN110.2kN1.9 kN m18.75kN286.89 kN m109.98 kN111.17 kN1.79 kN m18.99 kN184.03 kN m101.64 kN103.45kN-2.12 kN m16.87kN恒荷载作用下的弯矩图 4.19 如下所示：本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第30页共 87 页图 4.19 恒荷载作用下的弯矩图注：1.结构荷载为左右对称，左侧数值为梁端弯矩，右侧数值为柱端弯矩。2.附加弯矩已经加在柱端。(8)梁端、柱的杆端剪力上面在求解跨中弯矩时候计算得出的支座反力就是梁中的剪力，已经列在表4.1 中。已知柱的两端弯矩，且柱高范围内无其他横向力。可以根据以下公式计算柱的杆端剪力，结果见表 4.2。nbcMVVl 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第31页共 87 页表 4.2 恒载作用下轴线处柱端剪力固端弯矩（）kN m杆端剪力（）kN柱类型层号柱高（m）上下上下43.980.7567.98-38.14-38.1433.963.3565.2-32.96-32.9623.965.7677.59-36.76-36.76C 轴柱14.938.7219.36-11.85-11.8543.9-62.67-52.9729.6529.6533.9-52.14-52.6626.8726.8723.9-52.87-60.128.9728.97D 轴柱14.9-31.84-15.929.759.75恒荷载作用下的剪力图 4.20 如下所示：图 4.20 恒荷载作用下的剪力图(9)轴力计算根据配筋计算需要，只需求出柱的轴力即可，而不需求出梁轴力。以第四层框架柱边柱（C 柱）的柱轴力为例：柱自重： 0.6 0.6 3.9 2535.1kN 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第32页共 87 页作法： 0.34 0.6 3.9 43.18kN合计： 35.1 3.1838.28kN底层柱： 0.6 0.6 4.9 250.34 0.6 4.9 448.1kN四层柱顶轴力：上部结构传来的集中力和梁端剪力：178.96 160238.96PkN柱底轴力：加上柱自重：2238.9638.28277.24PkN三层柱顶轴力：再加上上部结构传来的集中力和梁端剪力：3277.24 109.12 124510.36PkN柱底轴力：加上柱自重：4510.3638.28548.64PkN二层柱顶轴力：再加上上部结构传来的集中力和梁端剪力：5548.64 109.98 130.18788.8PkN柱底轴力：加上柱自重：6788.838.28827.08PkN一层柱顶轴力：再加上上部结构传来的集中力和梁端剪力：7827.08 101.64 113.481042.2PkN柱底轴力：加上柱自重：81042.248.11090.3PkN其他层梁端剪力和柱轴力见下表 4.3：表 4.3 恒载作用下柱中轴力梁端剪力（kN）柱中轴力（kN）柱类型层号柱顶集中力（kN）左梁右梁柱顶柱底416078.960238.96277.243124109.120510.36548.642130.18109.980788.8827.08C 柱1113.48101.6401042.21090.34179.5881.1321.83282.54320.823199.78110.218.75649.55687.832202.04111.1718.991020.031058.31D 柱1184.16103.4516.871362.791410.89恒荷载作用下的轴力图 4.21 如下所示：本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第33页共 87 页图 4.21 恒荷载作用下的轴力图4.3.2 活荷载作用下的内力计算本设计中计算活荷载时候根据建筑荷载规范查得：不上人屋面的活荷载标准值为、楼面为、走廊为等；在这里给出个四层计20.5/kN m22.0/kN m22.5/kN m算过程。计算方法同恒荷载，但不考虑结构自重11。(1)四层活载计算：次梁活载计算：荷载布置见图 4.22。 13.03/qkN m求支座反力：(4.958.1) 1.575 0.5 0.55.14FkN图 4.22 次梁计算简图框架梁活载计算：荷载布置见图 4.23。10.5 1.5750.79/qkN m5.14FkN求支座反力：1(0.5 0.5 0.79 6.3 25.14) 0.53.81FkN 图 4.23 框架梁计算简图框架梁活载计算：荷载布置见图 4.24。本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第34页共 87 页10.79/qkN m20.5 3.3 0.50.825/qkN m5.14FkN求支座反力：23.81 (36.3) 0.825 0.5 0.55.73FkN图 4.24 框架梁计算简图框架梁活载计算：荷载布置见图 4.25。11.575/qkN m0.175em1122 0.175 3.811.33MeFkN m2222 0.175 5.732.01MeFkN m图 4.25 框架梁计算简图框架梁活载计算：荷载布置见图 4.26。10.5 3.31.65/qkN m图 4.26 框架梁计算简图一到三层计算方法同四层，计算结果见表 4.4：表 4.4 横向框架活载汇总表边跨梁活荷载中跨梁活荷载楼层1(/)q kN m12()FF kN22()FF kN( )e m1()M kN m2()MkN m1(/)q kN m四层1.5757.6211.50.1751.332.011.65三层6.330.4849.660.1755.338.698.25 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第35页共 87 页续表 4.4 横向框架活载汇总表边跨梁活荷载中跨梁活荷载楼层1(/)q kN m12()FF kN22()FF kN( )e m1()M kN m2()MkN m1(/)q kN m二层6.330.4849.660.1755.338.698.25一层6.330.4849.660.1755.338.698.25(2)荷载等效计算原理及方法同恒荷载，下面举四层为例说明。四层边跨：1315010.1948100223(1 2 0.1940.194 ) 1.5751.46/epkN m 四层中跨：51.651.03/8epkN m其它层荷载等效同理，计算结果详见表 4.5：表 4.5 横向框架活载的等效均布荷载楼层四层三层二层一层边跨 ep(/)kN m1.465.865.865.86中跨 ep(/)kN m1.035.165.165.16杆的固端弯矩的计算,分配系数（计算原理同恒载）。(3)弯矩二次分配（左右对称取一半）：计算结果见图 4.27。本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第36页共 87 页图 4.27 弯矩分配(4)跨中弯矩的计算方法同恒荷载作用下的跨中弯矩计算结果见表 4.6。表 4.6 活荷载作用下的跨中弯矩和梁端剪力层号CD 跨中弯矩RCRDDE 跨中弯矩RE43.96kN m5.08kN5.2 kN0.41 kN m1.36 kN318.5kN m20.31kN20.8 kN1.6 kN m6.81kN217.55kN m20.34kN20.77 kN1.93 kN m6.81kN118.45kN m20.24kN20.87 kN1.23 kN m6.81 kN活荷载作用下的弯矩图 4.28 如下所示：本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第37页共 87 页图 4.28 活荷载作用下的弯矩图注：1.结构荷载为左右对称，左侧数值为梁端弯矩，右侧数值为柱端弯矩。2.附加弯矩已经加在柱端。(5)梁端、柱的杆端剪力梁端剪力计算方法与恒荷载的相同数据见上表 4.6。柱的杆端剪力方法同恒荷载作用下的计算，具体数值见表 4.7。表 4.7 活载作用下轴线处柱端剪力固端弯矩杆端剪力柱类型层号柱高（m）上下上下43.96.7411.92-4.78-4.7833.912.3312.4-6.34-6.3423.912.9215.86-7.38-7.38C 轴柱14.98.154.08-2.5-2.543.9-5.11-7.633.273.2733.9-9.56-8.784.74.723.9-9.04-10.715.065.06D 轴柱14.9-5.87-2.941.81.8 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第38页共 87 页活荷载作用下的剪力图如图 4.29 所示：图 4.29 活荷载作用下的剪力图(6)轴力计算计算方法同恒荷载，不考虑柱子的自重，柱轴力沿每层柱高保持不变12，详见表 4.8。表 4.8 活载作用下柱中轴力梁端剪力（）kN柱中轴力（）kN柱类型层号柱顶集中力（）kN左梁右梁柱顶柱底47.625.08012.712.7330.4820.31063.4963.49230.4820.340114.31114.31C 柱130.4820.240165.03165.03411.55.21.3618.0618.06349.6620.86.8195.3395.33249.6620.776.81172.57172.57D 柱149.6620.876.81249.91249.91 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第39页共 87 页活荷载作用下的轴力图如下图 4.30 所示：图 4.30 活荷载作用下柱的轴力图4.44.4 横向荷载作用下的内力计算横向荷载作用下的内力计算横向荷载包括水平风荷载和水平地震作用。在抗震设防区，多高层建筑还要考虑地震作用，一般情况下应允许在结构两个主轴方向分别考虑水平地震作用计算；89 度设防时，多高层建筑中大跨度和长悬臂结构应考虑竖向地震作用13；9 度设防区应计算竖向地震作用。4.4.1 横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算在水平风荷载作用下，其荷载一般都可化为受节点水平集中力的作用。各杆的弯矩图都是直线，每个立柱一般都有一个反弯点。当然各柱的反弯点未必相同。各柱的上下端既有水平位移，又有角位移。内力计算采用 D 值法。(1)风荷载标准值计算基本风压为 0.4，由荷载规范查得=0.8（迎风面）和=-0.5（背2/kN mss风面）。作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中荷载标准值：2/0BhhwPjizszw其中基本风压：；2/40. 0mkNo风压高度变化系数，地面粗糙度为 B 类；z 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第40页共 87 页风荷载体型系数，对于矩形平面1.3；ss为风振系数，因房屋高度小于，所以风振系数取 1.0；z30mz下层层高；ih上层层高，对顶层为女儿墙高度的 2 倍；jhB 迎风面的宽度，。6.3Bm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 4.9 所示。表 4.9 横向风荷载计算层次zs)(mzz)/(2mkNo)(2mA)(kNPw顶层1.01.315.61.150.419.8511.873 层1.01.311.71.050.424.5713.422 层1.01.37.81.00.424.5712.78底层1.01.33.91.00.424.5712.78风荷载下的位移计算(2)风荷载计算简图见图 4.31。图 4.31 风荷载作用下结构计算简图抗侧刚度的计算：柱的抗侧刚度就是柱抵抗侧向位移的能力，以下为求解过程。梁、柱线刚度在恒荷载计算时候以给出详见图 4.15。本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第41页共 87 页及的值Kc对于一般层有，ciiiiiK24321KKc2对于底层有，ciiiK21KKc25 . 0经计算，和结果见表 4.10。Kc表 4.10 各柱值和值KcA 轴/C 轴柱B 轴/D 轴柱楼层KcKc4 层0.40.170.8160.293 层0.40.170.8160.292 层0.40.170.8160.291 层0.510.41.030.5抗侧刚度，经计算，其结果见表 4.11。212jccjhiD表 4.11 框架柱 D 值（）mkN /jDC 轴D 轴jD4 层311.146 10319.013 10360.318 103 层311.146 10319.013 10360.318 102 层311.146 10319.013 10360.318 101 层313.214 10316.518 10359.464 10(3)风荷载所引起的侧向位移由弯曲和剪切变形产生的位移MV4 层：3311.870.197 1060.318 10MVm3 层：3325.290.419 1060.318 10MVm2 层：3338.070.631 1060.318 10MVm底层：3350.850.855 1059.464 10MVm30.9 10MVm 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第42页共 87 页，满足要求。32.102 10115.6550H(4)风荷载作用下的内力计算框架在风荷载下的内力计算方法可采用反弯点法和 D 值法。反弯点法假定梁柱之间的线刚度之比为无穷大，并假定柱的反弯点高度为一定值，使计算结果带来一定的误差。在本次设计中，梁柱的线刚度较为接近，风荷载下的内力采用 D 值法。D 值法计算步骤为：(a)求各柱反弯点处的剪力值；(b)求各柱反弯点的高度；(c)求各柱的杆端弯矩及梁端弯矩；(d)求各柱的轴力和剪力。(5)风荷载下框架柱剪力计算，计算结果见表 4.12。表 4.12 风荷载下柱剪力C 轴D 轴楼层iVCiCiVCiCiV4 层11.870.1852.190.3153.743 层25.290.1854.680.3157.972 层38.070.1857.040.31511.991 层50.850.22211.30.27814.13(6)框架柱反弯点位置框架柱的反弯点位置取决于该柱上、下端转角的比值，考虑梁柱线刚度比、结构总层数及该柱所在的层次、柱上、下横梁线刚度比、上层高度的变化、下层高度的变化等影响，求出柱底端至柱反弯点的距离。风荷载分布较接近于均布荷载14。3210yyyyy反弯点高度计算结果见表 4.13。表 4.13 反弯点高度楼层柱K0yI1y22y33yyC0.40.21.00.00.00.01.00.00.24D0.8160.351.00.00.00.01.00.00.35C0.40.351.00.01.00.01.00.00.353D0.8160.41.00.01.00.01.00.00.4 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第43页共 87 页续表 4.13 反弯点高度楼层柱K0yI1y22y33yyC0.40.51.00.01.00.01.256-0.0140.4862D0.8160.451.00.01.00.01.2560.010.46C0.510.71.00.00.80.00.00.00.71D1.030.61.00.00.80.00.00.00.6(7)框架各柱的杆端弯矩、梁端弯矩计算框架各柱的杆端弯矩、梁端弯矩按下式计算 hyMitc)1 (VyhMibcV框架柱: ；)(lcucrblblblbMMiiiM)(lcucrblbrbrbMMiiiM其中为反弯点高度，y3210yyyyy(8)风荷载下的内力计算分析框架在左风荷载作用下的内力，并得到相应的弯矩图 4.32、剪力图 4.33 和轴力图 4.34。右风与左风数值大小相等方向相反。图 4.32 左风作用下的弯矩图本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第44页共 87 页图 4.33 左风荷载作用下的剪力图图 4.34 左风作用下柱的轴力图4.4.2 横向地震作用下框架结构的内力和侧移计算2008 年 5 月 12 日，在四川省汶川县发生的地震造成了巨大的人员和财产损失，本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第45页共 87 页也使得人们对日常居住的房屋，以及整个社会生活所涉及的各种公共建筑如办公楼、学校、医院、商场等的安全性引发了更多关注。常州地区属于 7 度抗震地区，可不考虑竖向地震作用。水平地震作用计算方法有底部剪力法、振型分解反应谱法和时程分析法，对于本设计，总高度，且质量和刚度沿高度分布比较均匀，可采用底部剪力法计算水平14.140Hmm地震作用力15。取一个计算单元进行计算。(1)分层计算重力荷载代表值计算地震作用时，建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。其中雪荷载组合值系数取 0.5，楼面活荷载组合值系数取0.516。计算结果见表 4.14。表 4.14 重力荷载代表值楼层自重标准值)(kN可变荷载组合值)(kN重力荷载代表值)(kN41228.15431249.6531236.92256.11364.9721247.98256.11376.0311152.16256.11280.21由上表得出重力荷载代表值画出计算简图见图 4.35。图 4.35 各质点的重力荷载代表值(2)横向自振周期的计算横向自振周期的计算采用结构顶点位移法。本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第46页共 87 页基本自振周期 T1（s）可按下式计算：11.7TTTu注：假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值 Gi作为水平荷载而算得的结顶点Tu位移。结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取 0.7。T按以下公式计算：TuiGKVG /iiGijuVD()Tkuu 注：为第 i 层的层间侧移刚度。ijD为第 i 层的层间侧移。()iu为第 k 层的层间侧移。()ku详细计算过程见表 4.15。表 4.15 横向地震作用下结构顶点的假想位移计算层号()iG kN()iGVkN(/)iD N mm()iu mm()iu mm41249.651249.656031820.72218.8731364.972614.626031843.35198.1521376.033990.656031866.16154.811280.215270.865946488.6488.6411.71.7 0.70.21870.557TTTs(3)水平地震作用以及楼层地震剪力计算本结构高度不超过 40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，即：(a)结构等效总重力荷载代表值eqG0.850.85 (1249.65 1364.97 1376.03 1280.21)4480.23eqiGGkN(b)计算水平地震影响系数1常州市设计地震分组为第一组，本设计场地是类场地，查表得二类场地近震特征周期值。0.45gTs，50.45 52.25gTss5ggTTT 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第47页共 87 页查表得设防烈度为 7 度的=0.08max0.9g1max0.9=) =)0.08 =0.0661T(T0. 45(0. 557(c)结构总的水平地震作用标准值EKF1EKeqFG 0.066 4480.23295.7kN因，所以不考虑顶部附加水平地震作用。10.557Ts1.41.4 0.450.63gTs0n(d)计算各层的水平地震作用标准值 Fi各质点横向水平地震作用按下式计算：/()iiiEKKKFG H FG H地震作用下各楼层水平地震层间剪力 Vi为(1,2,. )iKVFin 计算过程如下表 4.18：表 4.16 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次)(mhi)(mHi)(kNGiiiHGiiiiHGHG)(kNFi)(kNVi4 层3.916.61249.6520744.190.367108.64108.643 层3.912.71364.9717335.120.30790.79199.432 层3.98.81376.0312109.060.21463.42262.851 层4.94.91280.216273.030.11232.85295.7横向框架各层水平地震作用和地震剪力如图 4.36 所示。本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第48页共 87 页图 4.36 水平地震作用()kN(4)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ui和顶点位移 u i分别按下列公式计算：/iiijuVD()ikuu 各层的层间弹性位移角，根据抗震规范，钢筋混凝土框架结，层/eiiuh 间弹性位移角限值。1/550e计算过程如下表 4.17：表 4.17 横向水平地震作用下的位移验算层次()iV kN(/)iD N mm() ()iumm()iu mm()ih mm/eiiuh 4108.64603181.814.4439001/21673199.43603183.3112.6439001/11782262.85603184.369.3339001/8941295.7594644.974.9749001/986由此可见，最大层间弹性位移角发生在第二层，1/8941/550，满足规范要求。(5)地震作用内力计算地震作用力沿竖向呈倒三角形分布,内力计算也采用 D 值法。其计算原则和方法同风荷载的计算。(a)地震作用下框架柱剪力计算本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第49页共 87 页计算结果见表 4.18。表 4.18 地震作用下框架柱剪力()kNC 轴D 轴楼层iVCiCiVCiCiV4 层108.640.18520.10.31534.223 层199.430.18536.890.31562.822 层262.850.18548.630.31582.81 层295.70.22265.650.27882.2(b)框架柱反弯点位置框架柱的反弯点高度，计算结果见表 4.19。3210yyyyy表 4.19 反弯点高度楼层柱K0yI1y22y33yyC0.40.251.00.00.00.01.00.00.254D0.8160.351.00.00.00.01.00.00.35C0.40.41.00.01.00.01.00.00.43D0.8160.451.00.01.00.01.00.00.45C0.40.51.00.01.00.01.256-0.0140.4862D0.8160.51.00.01.00.01.2560.010.51C0.510.751.00.00.80.00.00.00.751D1.030.651.00.00.80.00.00.00.65(c)地震作用下的内力计算分析框架在左震作用下的内力，并得到相应的弯矩图、剪力图和轴力图，具体见图 4.37、图 4.38 和图 4.39。右震和左震数值大小相等方向相反。本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第50页共 87 页图 4.37 地震作用下弯矩图（）mkN 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第51页共 87 页图 4.38 地震作用下剪力图（）kN图 4.39 地震作用下轴力图（）kN 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第52页共 87 页4.54.5 内力内力组合组合根据 4 节内力计算结果，即可进行框架各梁柱各控制截面上的内力组合，其中梁的控制截面为梁端柱边及跨中。由于对称性，每层有五个控制截面，即图 4.40 所示的梁中 1、2、3、4、5 号截面；柱则分为边柱和中柱，每个柱每层有两个控制截面，即图 4.40 所示图 4.40 框架梁柱控制截面4.5.1 控制截面框架柱的弯矩、轴力和剪力沿柱高是线性变化的，因此可取各层柱的上、下端截面作为控制截面。对于框架梁，在水平作用和竖向作用下，剪力沿梁轴线呈线性变化，弯矩则呈抛物线形变化，因此，除取梁的两端为控制截面以外，还应在跨间取最大正弯矩的截面为控制截面。为了简便，不再用求极值的方法确定最大正弯矩控制截面，而直接以梁的跨中截面作为控制截面。4.5.2 梁端弯矩调幅按照框架结构的合理破坏形式，在梁端出现塑性铰是允许的，为了便于浇捣混凝土，也往往希望节点处梁的负钢筋放得少些，因此在进行框架结构设计时，一般均对梁端弯矩进行调幅，人为地减少梁端负弯矩，减少节点附近梁顶面的配筋量。调幅后梁端弯矩可取：oMM本次设计中，弯矩调幅系数。8 . 04.5.3 竖向活荷载的最不利布置本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第53页共 87 页在框架结构设计中，应考虑竖向活荷载布置对结构的影响，一般考虑活荷载最不利布置有分跨计算组合法、最不利荷载位置法、分层组合法和满布荷载法等四种方法。在本次设计中，采取满布荷载法，即把活荷载同时作用于所有的框架梁上，这样求得内力在支座处与按最不利荷载位置法求得的内力较为接近，可直接进行内力组合。但求的的梁的跨中弯矩却比最不利荷载位置法的计算结构要小，因此对梁跨中弯矩应乘以 1.2 系数予以增大。具体见表 4.20 和表 4.21。表 4.20 恒载作用下弯矩调幅轴线处梁端弯矩调幅后梁端弯矩层号类型左右跨中弯矩左右边跨-108.75117.57-71.95-8794.064中跨-23.4723.470.83-18.7818.78边跨-153.02157.42-85.65-122.42125.943中跨-17.3517.35-1.9-13.8813.88边跨-153.74158.61-86.69-122.99126.892中跨-17.7217.72-1.79-14.1814.18边跨-136.17143.47-84.03-108.94114.781中跨-19.319.3-2.12-15.4415.44表 4.21 活载作用下弯矩调幅轴线处梁端弯矩调幅后梁端弯矩层号类型左右跨中弯矩左右调幅后跨中弯矩边跨-8.078.21-3.96-6.466.57-4.754中跨-1.091.09-0.41-0.870.87-0.49边跨-29.5831.77-18.5-23.6625.42-22.23中跨-5.895.89-1.6-4.714.71-1.92边跨-30.6532.08-17.55-24.5225.66-21.062中跨-5.575.57-1.93-4.464.46-2.32边跨-29.3431.54-18.45-23.4725.23-22.141中跨-6.276.27-1.23-5.025.02-1.484.5.4 内力组合框架结构截面在是最不利内力的荷载效应组合可采用简化规则，按下列组合值中取最不利值确定：当永久荷载效应起控制作用时：niQikciQiGkGSSS1 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第54页共 87 页当可变荷载效应起控制作用时：niQikQiGkGSSS19 . 0因本次设计还考虑抗震设计，则还需下式设计wkwwEvkEvEhkEhGEGSSSSS对于框架结构梁、柱的最不利内力组合为：梁端截面：；maxmaxmaxV、 MM梁跨中截面：；maxM柱端截面：及相应的；及相应的；及相应的。maxMVN、maxNMmaxNM梁内力组合详见表 4.22，柱内力组合详见表 4.23。本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第55页共 87 页表 4.22 梁内力组合层次截面内力GKSQKSWKSEKS1.21.4GKQKSS 1.20.91.4()GKQKWKSSS左风右风1.350.71.4GKQKSS .2(0.5)1.3) /GKQKEKRESS(1S左震右震maxM及 VmaxM及 VmaxVM及 M-87-6.466.8358.79-113.44-103.93-121.15-123.78-31.85-184.70-184.70-184.701V78.965.08-1.42-12.51101.8699.36102.94111.5781.54114.06114.06114.062M71.594.7592.5691.8991.89101.3088.7688.76101.30M-94.06-6.57-4.65-42.51-122.07-127.01-115.29-133.42-172.08-61.55-172.08-172.083V-81.13-5.20-1.42-12.51-104.64-105.70-102.12-114.62-116.74-84.21-116.74-116.74M-18.78-0.874.8344.24-23.75-17.55-29.72-26.2134.45-80.5734.45-80.57-80.574V21.831.36-2.93-26.8128.1024.2231.6030.80-7.8461.87-7.8461.8761.87四层5M-0.830.49-0.31-0.38-0.38-0.64-0.70-0.70-0.70-0.70M-122.4-23.6613.57105.92-180.03-159.62-193.81-188.45-23.40-298.80-298.80-298.801V109.1220.31-3.11-24.05159.38152.62160.45167.22111.87174.40174.40174.402M157.42-22.2157.82160.93160.93190.76175.58175.58175.58M-125.5-25.42-11.64-88.92-186.18-197.28-167.95-194.32-281.44-50.24-281.44-281.443V-110.2-20.8-3.11-24.05-161.36-162.37-154.53-169.15-175.99-113.46-175.99-175.99M-13.88-4.7112.1292.54-23.25-7.32-37.86-23.35100.82-139.78100.82-139.78-139.784V18.756.81-7.35-56.0832.0321.8240.3431.99-46.3299.49-46.3299.4999.49三层5M1.91.924.974.704.704.453.433.434.70 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第56页共 87 页续表 4.22 梁内力组合层次截面内力GKSQKSWKSEKS1.21.4GKQKSS 1.20.91.4()GKQKWKSSS左风右风1.350.71.4GKQKSS .2(0.5)1.3) /GKQKEKRESS(1S左震右震maxM及 VmaxM及 VmaxVM及 M-123-24.5220.5155.04-181.92-152.65-204.31-190.0739.25-363.8539.25-363.85-363.851V109.9820.34-4.81-35.38160.45151.54163.67168.4198.19190.1798.19190.17190.172M86.6921.06133.51130.56130.56137.67116.66116.66137.67M-126.9-25.66-18.46-131.6-188.19-207.86-161.34-196.45-338.693.363.36-338.69-338.693V-111.2-20.77-4.81-35.38-162.48-165.63-153.51-170.43-191.86-99.87-99.87-191.86-191.86M-14.18-4.4619.22136.92-23.261.58-46.85-23.51158.30-197.69158.30-197.69-197.694V18.996.81-11.65-82.9832.3216.6946.0532.31-81.00134.75-81.00134.75134.75二层5M1.792.325.405.075.074.693.543.545.07M-108.9-23.4729.95172.6-163.59-122.56-198.04-170.0779.57-369.1979.57-369.19-369.191V101.6420.24-6.67-39.8150.30139.07155.87157.0582.37185.8582.37185.85185.852M84.0322.14131.83128.73128.73135.14114.12114.12135.14M-114.8-25.23-24.11-149.8-173.06-199.90-139.15-179.68-347.5841.8341.83-347.58-347.583V-103.5-20.87-6.67-39.8-153.36-158.84-142.03-160.11-188.40-84.92-84.92-188.40-188.40M-15.44-5.0225.09155.89-25.566.76-56.47-25.76181.12-224.20181.12-224.20-224.204V16.876.81-15.21-94.4829.789.6647.9929.45-98.49147.15-98.49147.15147.15一层5M2.121.484.624.414.414.313.433.434.62 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第57页共 87 页表 4.23 柱内力组合层次截面内力GKSQKSWKSEKS1.21.4GKQKSS 1.20.91.4()GKQKWKSSS左风右风1.350.71.4GKQKSS .2(0.5)1.3) /GKQKEKRESS(1S左震右震maxM及 NminN及 MmaxN及 Mmax.3 M柱端弯矩调幅1M-108.8-8.07-6.83-58.79-141.80-149.27-132.06-154.72-211.77 -58.92 -211.77 -149.27-154.72275.30柱顶 N238.9612.7-1.42-12.51304.53300.96304.54335.04278.11 310.64 278.11 300.96335.04M67.9811.92-1.71-19.698.2694.4498.75103.4563.25 114.21 114.21 63.25 114.21 148.47四层边柱底 N277.2412.7-1.42-12.51350.47346.90350.48386.72324.05 356.57 356.57 324.05 356.57 M94.17.12-9.48-86.75122.89109.95133.84134.014.42 229.97 229.97 4.42 134.01298.96柱顶 N282.5418.06-1.51-14.3364.33359.90363.71399.13331.29 368.47 368.47 331.29 399.13M-52.97-7.63-5.11-46.71-74.25-79.62-66.74-78.99-128.87 -7.42 -128.87 -128.87 -7.42 167.53四层中柱底 N320.8218.06-1.51-14.3410.27405.84409.64450.81377.23 414.41 377.23 377.23 414.41 M-85.04-17.66-11.86-86.32-126.77-139.24-109.36-132.11-224.86 -0.43 -224.86 -224.86 -132.11292.32柱顶 N510.3663.49-4.53-36.56701.32686.72698.14751.21603.00 698.05 603.00 603.00 751.21M65.212.4-6.39-57.5595.6085.81101.92100.1710.87 160.50 160.50 10.87 100.17208.65三层边柱底 N548.6463.49-4.53-36.56747.25732.66744.07802.88648.93 743.99 743.99 648.93 802.88M87.118.25-18.65-134.8130.07104.02151.01135.47-59.71 290.65 290.65 -59.71 135.47377.85柱顶 N649.5595.33-5.75-46.33912.92892.33906.82970.32776.43 896.89 896.89 776.43 970.32M-52.66-8.78-12.43-110.3-75.48-89.92-58.59-79.70-211.79 74.87 -211.79 -211.79 -79.70275.33三层中柱底 N687.8395.33-5.75-46.33958.86938.27952.761021.99822.37 942.82 822.37 822.37 1021.99续表 4.23 柱内力组合本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第58页共 87 页层次截面内力GKSQKSWKSEKS1.21.4GKQKSS 1.20.91.4()GKQKWKSSS左风右风1.350.71.4GKQKSS .2(0.5)1.3)/GKQKEKRESS(1S左震右震maxM及 NminN及 MmaxN及 Mmax.3 M柱端弯矩调幅1M-88.54-18.25-14.11-97.49-131.80-147.02-111.46-137.41-243.949.54-243.94-243.94-137.4317.12柱顶 N788.8114.31-9.34-71.941106.591078.821102.361176.90921.621108.67921.62921.621176.9M77.5915.86-13.34-92.17115.3196.28129.90120.29-17.20222.45222.45-17.20120.29289.19二层边柱底 N827.08114.31-9.34-71.941152.531124.761148.301228.58967.561154.601154.60967.561228.58M88.2317.73-25.25-158.2130.7096.40160.03136.49-89.19322.21322.21-89.19130.70418.87柱顶 N1020172.57-12.59-93.931465.631425.611457.341546.161205.471449.691449.691205.471465.63M-60.1-10.71-21.51-164.7-87.11-112.72-58.51-91.63-292.64135.55-292.64-292.64-91.63380.43二层中柱底 N1058.3172.57-12.59-93.931511.571471.551503.271597.841251.411495.621251.411251.411597.84M-58.58-13.48-16.61-80.43-89.17-108.21-66.35-92.29-182.9426.18-182.94-182.94-92.29237.82柱顶 N1042.2165.03-16.01-111.71481.681438.411478.751568.701204.401494.921204.401204.401568.70M19.364.08-38.76-241.328.94-20.4677.2130.13-287.96339.32339.32-287.9630.13534.46一层边柱底 N1090.3165.03-16.01-111.71539.401496.131536.471633.631262.121552.641552.641262.121633.63M64.0714.56-27.69-14197.2760.34130.12100.76-97.64268.88268.88-97.6497.27349.54柱顶 N1362.8249.91-21.13-148.61985.221923.611976.862084.681592.101978.491978.491592.101985.22M-15.92-2.94-41.54-261.8-23.22-75.1529.53-24.37-361.22319.49-361.22-361.22-24.37610.46一层中柱底 N1410.9249.91-21.13-148.62042.941981.332034.582149.611649.822036.211649.821649.822149.61 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第59页共 87 页4.5.5 梁承载力计算(1)梁端剪力和弯矩调整：在截面配筋计算时应采用构件端部截面的内力，而不是轴线处的内力，由图 4.41 可见，梁端柱边的剪力和弯矩值应进行下式计算：图 4.41 梁端控制截面弯矩及剪力2)(bpgVV 2bVMM计算详细过程见表 4.24。表 4.24 梁端剪力和弯矩调整层号截面gpbVVMM122.191.460.6111.57104.48123.7892.44322.191.460.6114.63107.54133.43101.174 层415.781.030.646.441.3660.4348.02129.065.860.6167.22156.74188.45141.43329.065.860.6169.15158.67194.32146.723 层413.455.160.674.6269.04104.8484.13129.325.860.6168.41157.86190.07142.71329.325.860.6170.43159.88196.45148.492 层413.635.160.6101.0695.42148.27119.64127.035.860.6157.05147.18170.07125.92327.035.860.6160.11150.24179.68134.611 层412.035.160.6110.37105.21168.15136.59 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第60页共 87 页(2)框架梁正截面受弯承载力计算设计思路：对于边跨梁，首先利用跨中正弯矩设计值，以单筋 T 形截面来配置梁底纵筋（因为跨中梁顶负筋一般配置较少，以单筋截面设计带来的误差较小）；然后根据“跨中梁底纵筋全部锚入支座”的原则确定支座的梁底纵筋，利用支座负弯矩设计值以双筋矩形截面来配置梁顶纵筋。纵筋的截断、锚固以构造要求确定。钢筋采用电渣压力焊接长，所以不考虑钢筋的搭接。然后按有关要求配置抗剪箍筋，验算梁抗剪承载力；对于中跨梁，因其跨中正弯矩较小，所以利用支座正弯矩设计值，以单筋 T形截面来配置梁底纵筋即可。其余计算同边跨梁。设计参数：梁砼：C30（）；2214.3/,1.43/ctfN mmfN mm纵筋：HRB335（）； 2300/yfN mm箍筋：HPB235（）；2210/yfN mm纵筋保护层厚：。25aamm以四层 CD 跨梁截面设计为例说明计算过程：跨中截面设计梁截面尺寸：250600;120fbmmhmm hmm；minmax(0.2,45/)%0.215%tyff设计内力：M=101.302kNm；按 T 形单筋截面设计，首先确定截面几何参数：0min(,12)3fnflbbs bh其中：；08100270033lmm ；25043004550nbsmm ，不需考虑；0/120/(60045)0.220.1fhh 12fbh所以，2700fbmm10(/ 2)1.0 14.3 2700 120 (555 120/ 2)2293101.302cffff b hhhkN mkN m 属于第类 T 形截面。62210101.302 100.00851.0 14.3 2700 555scfMf b h 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第61页共 87 页（满足）11 211 2 0.00850.00850.550sb 11 20.511 2 0.00850.50.996ss 620101.302 10611300 0.996 555ssyMAmmr f h实配钢筋：225+118 ，2.51236 mmAS （满足）min%9.80555250.51236oSbhA支座处正筋配置此时梁底受压，无需计算，只需将跨中处的 225+118 直通支座，满足要求；故对四层的中跨梁不再计算支座正弯矩作用下的梁底配筋。支座处负筋配置设计内力：1max2max92.44101.17MkN mMkN m ；按单筋矩形截面配筋：0555hmm62210101.17 100.0921.0 14.3 250 555scfMf b h （满足）11 211 2 0.0920.0970.550sb 11 20.511 2 0.0920.50.952ss 620101.17 10637.6300 0.952 555ssyMAmmr f h实配钢筋：225+118，2(1236.5)sAmm （满足）min%9.80555250.51236oSbhA箍筋配置设计内力：107.54VkN0555 120435wfhhhkN 属于厚腹梁4351.744250whb00.250.25 1.0 14.3 250 555496.03109.644ccf bhkNVkN截面符合要求：00.70.7 1.43 250 555138.89109.644tf bhkNVkN所以按构造配置钢筋：本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第62页共 87 页采用加密区（梁两端各 900mm）8100非加密区8200 （满足）2 50.31.10.2%0.240.240.126%250 200210svltsyvnAfSf其他梁截面设计见表 4.25。表 4.25 横向框架梁纵向钢筋计算表层号截面MSASA实配SA192.44581225+1182(1236.5)sAmm2101.302611225+1182(1236.5)sAmm3101.17637.6225+1182(1236.5)sAmm448.02413225 2(982)sAmm四层50.702构造225 2(982)sAmm1141.43911225+1182(1236.5)sAmm2190.7611150225+1182(1236.5)sAmm3146.72950225+1182(1236.5)sAmm484.13751225 2(982)sAmm三层54.698构造225 2(982)sAmm1142.71922225+1182(1236.5)sAmm2137.67832225+1182(1236.5)sAmm3148.49962225+1182(1236.5)sAmm4119.641113225 2(982)sAmm二层55.396构造225 2(982)sAmm1125.92805225+1182(1236.5)sAmm2135.138817225+1182(1236.5)sAmm3134.61865225+1182(1236.5)sAmm4136.591300225 2(982)sAmm一层54.616构造225 2(982)sAmm(2)框架梁斜截面承载力计算本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第63页共 87 页斜截面破坏包括斜截面受弯破坏和斜截面受剪破坏，斜截面受剪破坏主要有：斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏三种破坏形态。工程设计中。斜截面受剪承载力是由计算和构造来满足的，斜截面受弯承载力则是通过对纵向钢筋和箍筋的构造要求来保证。由 4.5.5(2)中计算得出按构造。配筋，将纵向钢筋通到支座处，箍筋采用加密区：（梁两端各 900mm），非加密区：。810082004.5.6 框架柱承载力计算框架柱的设计基本要求有：强柱弱梁，使柱尽量不出现塑性铰；在弯曲破坏之前不发生剪切破坏，使柱有足够的抗剪能力；在考虑到抗震的影响，在内力组合之后将柱端弯矩放大 1.3 倍，底层柱的柱底弯矩放大两个 1.3，在内力组合表 5.5 中已完成，同时将柱的剪力放大 1.1 倍见表 5.8。另外还有控制柱的轴压比不要太大；加强约束，配置必要的约束箍筋。混凝土：所有框架柱均采用 C30，，214.3/cfN mm21.43/tfN mm钢筋：所有纵向钢筋采用级钢筋（），；所335HRB2300/yfN mm有箍筋采用钢筋（），级235HPB2210/yfN mm(1)正截面承载力计算对于轴线框架柱，这里，以第四层 C 柱为例，详细说明计算方法和过程，柱截面尺寸为 600600，取，现浇楼盖：底层柱，30aa01.0lH其余各层。按前面的三种内力组合，分别进行正截面验算。01.25lH(a)maxMN及相应的柱正截面承载力计算max|200.25222.49MkN mNkN 603maxmax0220.25 10990222.49 10600(,20)(,20)203030990201010aiaMemmNhemmeeemm01.251.25 3.94.875lHm，取c130.5f A0.5 14.3 600 60011.571222.49 10N11由于，取0/4875/6008.12515lh 21 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第64页共 87 页220120111()18.1251 11.03101014001400550ilehh 因01.03 10101040.30.30.3 550165iehmm可先按大偏心受压情况计算：由于对称配筋，故 3100222.49 100.0470.551.0 14.3 600 5500.047 55025.852100bcNf bhxhmmamm故属于大偏心受压情况，因此032()2()600222.49 10(1040.350)2300550501172issyhNeaAAf hamm(b)maxNM及相应的选取内力设计值根据柱的内力组合表 5.5，选取不利内力值： max335.04NkN154.72MkN m承载力计算 603maxmax154.72 10462335.04 10600(,20)(,20)203030aMemmNhemm046220482iaeeemm01.251.25 3.94.875lHm c130.5f A0.5 14.3 600 6007.681335.04 10N11取，取 0/4875/6008.12515lh 21 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第65页共 87 页 2201203100111()18.1251 11.05448214001400550335.04 100.0710.551.0 14.3 600 5500.071 55039.052100ibclehhNf bhxhmmamm 故属于大偏心受压情况，因此 032()2()600335.04 10(1.054 48250)230055050576issyhNeaAAf hamm(c)minNM及相应的数值同（一）的计算。maxMN及相应的(d)最终配筋综合上述三种内力组合的配筋结果，又按照构造要求配筋，应满足，且单侧配筋率min0.8%min0.2%s受拉区与受压区各配 420（），中间两侧选配 2 18，实21256mmAs有2509 12561765ssAAmm总配筋率：1765 20.98%0.8%600 600单侧配筋率：12560.35%0.2%600 600其他框架柱截面设计详见表 4.26。本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第66页共 87 页表 4.26 框架柱配筋计算表层号截面组合方式MNeil0/h大小偏心x理 As实 AsS(%)|M|max220.25222.491010 8.1251.0260.047大偏心26 1166 Nmax154.72335.04482 8.1251.0540.071大偏心39 576 柱顶Nmin169.42222.49781 8.1251.0330.047大偏心26 827 |M|max134.49386.72368 8.1251.0710.082大偏心45 370 Nmax130.46386.72357 8.1251.0730.082大偏心45 344 四层边柱底Nmin50.60259.24215 8.1251.1210.055大偏心30 0420 As=12560.35%（单）0.98%（总）|M|max239.16249.18980 8.1251.0260.053大偏心29 1255 Nmax134.01399.13356 8.1251.0730.085大偏心47 350 柱顶Nmin3.54265.0433 8.1251.7780.056大偏心31 0|M|max134.02301.78464 8.1251.0560.064大偏心35 483 Nmax78.99450.81195 8.1251.1330.096大偏心53 0四层中柱底Nmin103.09301.78362 8.1251.0720.064大偏心35 277 420 As=12560.35%（单）0.98%（总）|M|max233.86482.40505 8.1251.0510.102大偏心56 903 Nmax132.11751.21196 8.1251.1320.159大偏心88 0柱顶Nmin179.89482.40393 8.1251.0660.102大偏心56 543 |M|max166.92595.19300 8.1251.0860.126大偏心69 303 Nmax100.17802.88145 8.1251.1790.170大偏心94 0三层边柱底Nmin8.69519.1537 8.1251.7060.110大偏心61 0418 As=10170.28%（单）0.85%（总）|M|max302.28717.51441 8.1251.0590.152大偏心84 1039 Nmax135.47970.32160 8.1251.1620.206大偏心113 0柱顶Nmin47.76621.1497 8.1251.2680.132大偏心72 0|M|max220.26657.89355 8.1251.0730.139大偏心77 573 Nmax79.701021.9998 8.1251.2650.217大偏心119 0三层中柱底Nmin169.43657.89278 8.1251.0930.139大偏心77 235 418 As=10170.28%（单）0.85%（总）续表 4.26 框架柱配筋计算表本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第67页共 87 页层号截面组合方式MNeil0/h大小偏心x理 As实 AsS(%)|M|max235.70737.30340 8.1251.0760.156大偏心86 568 Nmax137.411176.90137 8.1251.1900.249大偏心137 0柱顶Nmin195.15737.30285 8.1251.0910.156大偏心86 298 |M|max231.35923.68270 8.1251.0960.196大偏心108 286 Nmax120.291228.58118 8.1251.2200.260大偏心143 0二层边柱底Nmin13.76774.0538 8.1251.6870.164大偏心90 0418 As=10170.28%（单）0.85%（总）|M|max335.101159.75309 8.1251.0840.246大偏心135 656 Nmax136.491546.16108 8.1251.2400.328大偏心180 0柱顶Nmin71.35964.3894 8.1251.2760.204大偏心112 0|M|max304.341001.12324 8.1251.0800.212大偏心117 667 Nmax91.631597.8477 8.1251.3350.339大偏心186 0二层中柱底Nmin234.111001.12254 8.1251.1020.212大偏心117 199 418 As=10170.28%（单）0.85%（总）|M|max190.26963.52217 8.1701.1210.204大偏心112 0Nmax92.291568.7079 8.1701.3330.332大偏心183 0柱顶Nmin146.35963.52172 8.1701.1530.204大偏心112 0|M|max458.751242.11389 8.1701.0670.263大偏心145 1371 Nmax30.131633.6338 8.1701.6820.346大偏心190 0一层边柱底Nmin230.371009.69248 8.1701.1060.214大偏心118 164 422 As=15200.42%（单）1.1%（总）|M|max279.631582.79197 8.1701.1330.335大偏心184 0Nmax100.762084.6868 8.1701.3840.442大偏心243 0柱顶Nmin78.111273.6881 8.1701.3220.270大偏心148 0|M|max488.381319.86390 8.1701.0670.280大偏心154 1463 Nmax24.372149.6131 8.1701.8370.456大偏心251 V477.16V四层中72.18 450.8131544.40.751258.4V522.03V三层边80.36 802.8831544.40.751258.4V768.48V三层中102.72 1021.9931544.40.751258.4V921.85V二层边98.35 1228.5831544.40.751258.4V1066.47V二层中127.99 1597.8431544.40.751258.4V1324.95V一层边88.94 1633.6331544.40.751258.4V1350.0V一层中105.28 2149.6131544.40.751258.4V1711.19V按构造配筋选配框架梁柱配筋详见结施-08。本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第70页共 87 页5 5 基础设计与计算基础设计与计算上部结构传来的荷载都是通过基础传至地基的。所以基础是上部结构与土层之间的过度性构件，具有承上启下的作用。柱下独立基础适用于上部结构荷载较小或地基条件较好的情况。选一榀框架内 C 柱下的独立基础进行设计。该工程框架层数不多，基础土较均匀详见工程地质勘测详见绪论 1。且柱距较大，可选择独立柱基础17。5.15.1 柱下独立基础设计柱下独立基础设计柱下独立基础的设计包括基地尺寸的设计，抗冲切验算等详细过程如下：初定基础埋深1.35dm已知土层为：杂填土：，31/17mkNmh5 . 01 黏土：32219/,1.350.50.85KN m hm基底以上土的加权平均重度18：1 12212317 0.5 19 0.8518.26/1.35mhhhhkN m)5 . 0()3(dBffmdbaka190akfkPa查表得到：5 . 1; 5 . 0db设基础宽度，埋深3b1.35dm(3)(0.5)1901.5 18.26(1.350.5)212.95aakbdmffBdkPa 室内外高差： 0.45m1.35 1.81.5752dm基础采用：C30 混凝土，HR335 筋，则：222/300,/43. 1,/3 .14mmNfmmNfmmNfytc地基基础设计等级丙级，保护层厚 45m。垫层的厚度 100mm；垫层混凝土强度等级为 C10。19.360.9(4.0838.76)57.916kMkN m 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第71页共 87 页1090.30.9(165.03 16.01)1253.236kNkN11.850.9(2.511.3)24.27kVkN具体受力见图 5.1。图 5.1 基础受力分析图5.1.1 确定基础尺寸图 5.2 基础底面尺寸1253.236kkFNkN1253.2362.63;3212.9520 1.575kaGNmfd取b=不必进行承载力宽度修正；其他尺寸按构造。考虑偏心受压，将基础的面积增大 20%21.2 3 310.8Am 10.82.3 ;2.5 ;252Abmbm lbmn取验算荷载偏心距e基地处总竖向力: 1253.236202.5 5 1.5751646.99kkNGkN 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第72页共 87 页基地处的总力矩：57.91624.270.877.332kMkN m偏心距：77.33250.0470.83 ()()1646.9966kKKMlemmFG可以验算基地最大压力： max61646.9960.212(1)(1)165.281.2245.822.5 55KKKaNGePkPafkPabllmin61646.9960.212(1)(1)98.2402.5 55KKKNGePkPabllmaxmin165.2898.24131.76212.955()22kkaPPPkPafkPa可以所以基地尺寸为满足要求，详见图 5.2。2.5m 5m5.1.2 抗冲切验算地基净反力计算19：1633.63130.692.5 5jFpkPabl净偏心距：458.750.2811633.63oMemF,max66 0.281(1)130.69 (1)174.765ojjeppkPal,min66 0.281(1)130.69 (1)86.625ojjeppkPal基础高度：800;755ohmm hmm则：20.62 0.7552.112.5cobhmbm 2,max2()() 222250.62.50.6174.76 (0.755) 2.5(0.755) 2222624.67ccjooablbph bhkN00.7()0.7 1.0 1430 (0.60.755) 0.7551024hptcof bh hkN20,max0.7()1024()() 624.672222cchptcojooablbf bh hkNph bhkN故该基础高度满足受冲切承载力要求。基础分两级，下阶1111400;355;2.5 ;1.3ohmm hmmlm bm取本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第73页共 87 页变阶处截面：1121.32 0.3552.012.5obhbm 冲切力：211,max112()() 222252.52.51.3174.76 (0.355) 2.5(0.355) 2222380.54joolblbphbhkN11010.7()0.7 1.0 1430 (1.30.355) 0.355588hptof bhhkN20,max0.7()588()() 380.542222cchptcojooablbf bh hkNph bhkN符合要求。配筋计算：计算基础长边方向的弯矩设计值，-截面，详见图 6.2：,min,max,min()250.686.62(174.7686.62)2 5135.98cjjjjlapppplkPa2maxmax21()(2)() ()481(174.76 135.98) (2 2.50.6)(174.76 135.98) 2.5 (50.6)48740.96jjcjjcMppbbppb bakN m62740.96 1036350.90.9 300 755SyoMAmmf h-截面：52.586.62(174.7686.62)2 2.5152.73jpkPa21(174.76 152.73) (2 2.5 1.3)(174.76 152.73) 2.5 (52.5)48275.82MkN m621275.82 1028770.90.9 300 355SyoMAmmf h配置 214130;2962sAmm 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第74页共 87 页计算基础短边方向的弯矩，取-截面：221() (2)241130.69 (2.50.6)(2 50.6)24208.37jccMp bblakN m 62208.37 101041.50.90.9 300 (755 14)SyoMAmmf h-截面：21121() (2)241130.69 (2.5 1.3)(2 52.5)2498.02jMp bbllkN m 62198.02 1010650.90.9 300 (355 14)SyoMAmmf h按构造选配：214130;2962sAmm其余基础配筋根据结构设计软件 PKPM 建模得出结果。5.25.2 墙下条形基础设计墙下条形基础设计手算一榀框架下的条形基础20。计算时，沿墙长度方向取一米作为计算单元，墙厚。200mm已知，则墙体荷载212.95afkPa1 12.5 0.2 4.912.25/kFkN m ，取基础宽度为。12.250.06212.9520 (1.350.45)KaGFbmfd500mm12.2524.50.50kjFPkPab基础边缘至砖墙计算截面距离：11(0.50.2)0.152bm基础高度10324.5 0.150.00360.70.7 1.43 10jtPbhmf取基础高度为。350mm基础布置及配筋详见结施-02。本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第75页共 87 页6 6 零星构件的设计与计算零星构件的设计与计算框架结构中除了梁、柱等主体构件外，还有次梁、楼梯、板等零星构件。次梁的设计与计算原则方法同主梁；楼梯则根据建筑要求和施工条件，确定楼梯的结构形式和结构布置；根据整体结构的平面布置，确定板厚，本设计中采用双向板弹性理论进行设计。6.16.1 次梁的设计与计算次梁的设计与计算根据本教学楼楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁的活荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。现以 3 层轴 EF 跨内的次梁进行计算，板厚为mmmm450250120。mm(1)恒荷载计算板传来的恒荷载 15.91/kN m次梁自重加粉刷 3.03/kN m恒荷载计算简图 6.1 所示：图 6.1 恒载等效计算简图215.91/qkN m13.03/qkN m 0.93 15.91 3.0317.83/pkN m221117.83 8.197.491212MPlkN m固64.18FkN支224.0511.5752.47564.18 4.053.031.575 15.91.415.91148.762232MkN m中（+2 75） (2)活荷载计算：活荷载设计值 6.3/kN m活荷载计算简图 6.2 所示：本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第76页共 87 页图 6.2 活载等效计算简图16.3/qkN m0.93 6.35.86/pkN m22115.86 8.132.041212MPlkN m固20.55FkN支211.5752.47520.55 4.051.575 6.3.46.349.05232MkN m中（+2 75）(3)内力计算固端弯矩设计值： 1.2 97.49 1.4 32.04161.84/MN m跨中弯矩设计值： 1.2 148.76 1.4 49.05247.18/MkN m支座处剪力设计值： 1.2 64.18 1.4 20.55105.79/VkN m截面设计：混凝土：2230:(14.3/;1.43/)ctCfN mmfN mm受拉钢筋：2335:(300/)yHRBfN mm箍筋：2235:(210/)yHPBfN mm跨中截面设计：预计受拉钢筋排两排；70samm250450b hmmmm 45070380ohmm ；120fhmm8100270033oflbmm1120()1.0 14.3 2700 120 (380)1483.0247.1822fcffoha f bhhkN mkN m 属于第类型 T 型截面：6221247.18 100.0441.0 14.3 2700 380scfoMaa f bh11 211 2 0.0440.0450.55()sba 满足0.5 (11 2)0.5 (11 2 0.044)0.98ssa 本本科科毕毕业业设设计计说说明明书书（论论文文）第77页共 87 页62247.18 102212300 0.98 380sysoMAmmfh实配 422+318 ；3/4 ；22283sAmmmin22832.4%0.215%250 380soAbh支座处截面设计：按单筋矩形截面计算配筋；161.84MkN m45045405ohmm6221161.84 100.2761.0 14.3 250 405scoMaa f bh11 211 2 0.2760.330.55()sba 满足0.5 (11 2)0.5 (11 2 0.276)0.835ssa 62161.84 101595300 0.835 405sysoMAmmfh实配 422；21520sAmmmin15201.5%0.215%250 405soAbh箍筋的配置：105.79VkN405 120285wofhhhmm 属于厚腹梁2851.144250whb 0.250.25 1.0 14.3 250 405361.97105.79cco

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