宜兴市某环保有限公司办公楼设计【毕业设计论文计算说明书CAD图纸平面】
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用PKPM计算的主要过程与手算比较（变形验算）一、PKPM设计过程 1、首先，打开PKPM软件，本次毕业设计主要用到其中的PMCAD,SATWE和JCCAD3个模块。12.1 主页面2、进入建筑模型与荷载输入模块，按照建筑图建立轴网12.2 建立轴网3、 根据轴压比和其他数据，输入柱和梁等构件的参数 12.3 输入参数4、 选择荷载类型，输入荷载。12.4 选择类型5、 输入设计总信息、材料信息，地震信息、风荷载信息和钢筋信息等12.5 信息输入6、 选择导荷方式及方向，最终构建整楼模型。12.6 整楼模型7、 用SATWE生成数据，导出计算书，进行比较 12.7导出计算书2、 变形验算部分手算与电算的比较 1. 普通结构楼层位移指标统计表12-1 X向地震工况的楼层位移层号最大位移(mm)位移比411.051.00310.201.0028.631.0016.421.00本工况下全楼最大楼层位移=11.05（发生在4层）本工况下全楼最大位移比=1.00（发生在4层）表12-2 X向地震工况的楼层层间位移层号最大层间位移角位移比41/38391.0131/21631.0121/16021.0111/7781.00本工况下全楼最大层间位移角=1/778（发生在1层）本工况下全楼最大层间位移比=1.01（发生在4层）表12-3 Y向地震工况的楼层位移层号最大位移(mm)位移比414.021.19312.941.19210.961.1918.171.19本工况下全楼最大楼层位移=14.02（发生在4层）本工况下全楼最大位移比=1.19（发生在1层）表12-4 Y向地震工况的楼层层间位移层号最大层间位移角位移比41/30191.1731/17151.1821/12711.1811/6121.19本工况下全楼最大层间位移角=1/612（发生在1层）本工况下全楼最大层间位移比=1.19（发生在1层）表12-5 X向风荷载工况的楼层位移层号最大位移(mm)位移比45.171.0034.791.0024.101.0013.121.00本工况下全楼最大楼层位移=5.17（发生在4层）本工况下全楼最大位移比=1.00（发生在4层）表12-6 X向风荷载工况的楼层层间位移层号最大层间位移角位移比41/95981.0031/51931.0021/36661.0011/16031.00本工况下全楼最大层间位移角=1/1603（发生在1层1塔）本工况下全楼最大层间位移比=1.00（发生在4层1塔）表12-7 Y向风荷载工况的楼层位移层号最大位移(mm)位移比417.361.19316.061.19213.701.19110.331.18本工况下全楼最大楼层位移=17.36（发生在4层）本工况下全楼最大位移比=1.19（发生在4层）表12-8 Y向风荷载工况的楼层层间位移层号最大层间位移角位移比41/27711.2031/15211.2121/10681.2111/4841.18本工况下全楼最大层间位移角=1/484（发生在1层）本工况下全楼最大层间位移比=1.21（发生在2层）图12.8 最大位移简图图12.9 最大层间位移角简图14目录 摘 要IVAbstractV1建筑设计说明61.1 建筑概况61.2用料说明62结构方案设计82.1 结构方案82.2 设计依据83荷载标准值计算123.1 恒荷载标准值的计算123.2 活荷载标准值计算123.3 重力荷载代表值134、水平荷载作用下的框架计算194.1梁柱的线刚度计算194.2各层柱的侧移刚度计算（D值法）204.3 横向自振周期计算244.4 水平地震作用及楼层地震剪力计算254.6横向框架在地震作用下内力计算275水平风荷载计算305.1风荷载作用下的水平位移验算305.2风荷载作用下横向框架内力计算316竖向荷载作用下内力计算346.1 计算单元的选择346. 2荷载计算356.3内力计算377梁柱内力组合487.1 梁的内力组合487.2柱的内力组合528截面设计568.1 框架梁配筋计算568.2 框架柱配筋计算619 基础设计669.1 设计资料669.2 基础资料669.3 边柱独立基础设计669.4 双柱基础设计7110现浇板计算7510.1楼板计算7510.2 屋面板设计8011楼梯计算8111.1基本资料8111.2、计算过程82结论88参考文献89致谢90III宜兴市某环保有限公司办公楼设计摘 要 本毕业设计是宜兴市某高校行政办公楼设计，为四层钢筋混凝土框架结构。本设计从结构选型入手，选择一榀框架，进行计算，利用D值法和迭代法分别计算了该榀框架结构在水平荷载、竖向荷载作用下产生的内力，通过内力组合，得出框架的控制内力，完成框架各构件的截面设计，同时进行了楼梯设计和基础设计，最后完成了结构施工图的绘制。关键词：钢混建筑；框架；结构设计IV2The design of a company Office building in YixingAbstract This graduation design is Yixing City some college administrative office building design, is a four story reinforced concrete frame structure. The design starting from the structural type selection, choose a frames, calculate, the D value method and iterative method were calculated the RC frame structure under horizontal loads, the internal force produced under the action of vertical load, through the combination of internal forces that control the framework of internal forces, complete the section design of the components of the framework, at the same time the staircase design and foundation design, and finally completed the structure construction drawing.Key words: Steel mixed building; frame; structure designV1建筑设计说明1.1 建筑概况建筑名称：宜兴市某环保有限公司办公楼设计占地面积：570.90, 建筑面积：2283.63结构类型：主体为四层的混凝土框架结构抗震设防烈度：6度(0.05g)工程合理的使用年限：50年 标高及定位：本工程设计标高 0.000相当于本工程地质勘探报告中的高程。建筑标高及总平面图的尺寸均以米计，其他以毫米计。1.2用料说明 （1）墙身外墙采用浆砌机砖砌筑，其厚度为240，0.000以上为M5.0混合砂浆砌筑；0.000以下为M7.5水泥砂浆砌筑。内墙为240厚浆砌机砖砌筑，M5.0混合砂浆砌筑。女儿墙用240厚浆砌机砖砌筑，M7.5混合砂浆砌筑。砌体砌筑方法及联结节点详见国标图集06SG614-1及苏G02-2004。凡墙体转角处及墙与柱连接处均为26200的拉筋全高拉结，墙柱阳角均做水泥砂浆护角线，做法见苏J9501-30/5。墙基防潮层做法详见苏J9501-1/1。色彩及用料需先做小样，经有关方面与设计院共同商定后方可大面积施工。 （2）楼地面底层雨棚的楼地面比邻近楼地面底20，并找坡0.5%坡向地漏或泄水孔，其楼地面与墙结合部位上卷120100素混凝土，并与楼板一次浇捣，不留施工缝，穿越楼板的管线应预埋套管，在两管之间用20厚防水油膏封度。所有室外平台、踏步及楼梯踏步均为防滑地砖，各教室、走廊及休息平台为普通地砖地面。 （3）屋面做法屋面做法见苏J9801-1/5防水等级为三级，见苏J9501-2/7屋面分格缝见苏J9801-1，2/13屋面采用结构找坡，水落管及水斗为PVC型材。 （4）室外台阶详见苏J9508-3/40坡道详见苏J9508-1/41 散水做法：散水坡度为4%，宽度为600mm，每隔6m留伸缩缝一道，墙身 与散水10宽，青沙浆嵌缝。自下而上依次为：素土夯实，向外 坡度4%，120厚碎砖垫层，60厚C15混凝土，15厚1：2水泥 沙浆抹面、压实、抹光。 （5）勒脚做法：为了防止室外雨水对勒脚部位侵蚀，对勒脚的外表面做水泥抹面处。 踢脚做法：采用水磨石踢脚：1、10厚1：2水泥石子抹光打蜡 2、12厚1：3水泥沙浆打底 （6）门窗门窗表中所注尺寸均为洞口尺寸，加工制作时，应扣除粉刷面层厚度，门窗制造安装厂家按设计立面图式样绘制详细的施工安装图，经设计及施工单位共同审定后，再进行加工安装，窗位置位于墙厚之正中，门与墙内皮平，所有门窗、墙洞高度均应以楼地面面层算起。凡与门窗连接的梁、柱、墙均应按有关的门窗图纸预埋木砖或铁件。 （7）油漆 1.木门油漆均为一底二度调和漆，内门颜色由甲方自定。 2.所有埋入墙内构件均需作防腐处理，木构件满涂柏油，铁构件刷红丹漆二度。其他82结构方案设计2.1 结构方案 该建筑为单位办公楼，建筑平面要求布置灵活，要求有较大的空间，为横向承重结构，故采用全现浇混凝土框架结构，整体性好、抗震好；楼（屋）盖采用双向板肋梁体系（局部为单向板）。2.2 设计依据自然条件本工程建筑结构安全等级为二级本工程为丙级类建筑，抗震设防烈度为6度（0.05g）本工程地质勘察资料由甲方提供，建筑场地为二类土本工程建筑结构设计遵循规范如下：建筑结构荷载规范 建筑地基基础设计规范混凝土结构设计规范建筑抗震设计规范屋面和楼面均布活荷载标准值序号荷载类别均布荷载标准值(kN/m2)基本风压 0.45基本雪压0.40教室2.0不上人屋面0.5厕所4.0走道、走廊2.52.3 柱网尺寸及梁柱尺寸的确定框架结构布置 图2.1框架结构平面布置图初步设计基础顶面离室外地面550mm，则底层层高为4.2+0.45+0.55=5.20m。 图2.2框架KJ-3简图按轴压比要求初估框架柱截面尺寸。 柱截面尺寸可根据式A估算，其中N=1.25(或1.3)124B,(各层的重力荷载代表值近似取12kN/m2)，由规范可知该框架结构的抗震等级为四级，框架柱选用C30混凝土，fc=14.3N/mm，其轴压比限值=0.9，由图3-1可知各柱的负载面积。角柱： mm2中柱：mm2边柱：mm2，中柱：mm2，楼梯间：mm2如取柱截面为正方形，根据上述计算结果并综合考虑外观等因素，本设计柱截面尺寸取值如下： 中柱 450mm450mm 角、边柱 400mm400mm 楼梯间 350mm350mm 梁的尺寸：框架结构的主梁截面高度可按（1/101/18）L确定，L为主梁计算跨度， 梁净跨与截面高度之比不宜小于4，梁截面宽度不宜小于200mm，梁截面的高宽比不 宜大于4。 表2-1梁截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级层数砼强度等级主梁（bh）次梁（bh）1-4C30300700200400913荷载标准值计算3.1 恒荷载标准值的计算屋面（不上人）：刷着色涂料保护层4厚高聚物改性沥青卷材防水层 0.4KN/m220厚1：3水泥砂浆找平层 200.02=0.4KN/m21：6水泥焦渣找2%坡，最薄外30厚或结构找坡 140.09=1.26KN/m2钢筋砼基层 250.1=2.5KN/m2V型轻钢龙骨吊顶 0.25KN/m2 合计：4.81 KN/m21-3层楼面：8-10厚铺地砖楼面干水泥擦缝 250.01=0.25KN/m220厚1：4干硬性水泥砂浆结合层 200.02=0.4KN/m220厚1：3水泥砂浆找平层 200.02=0.4KN/m2现浇钢筋砼楼板 250.1=2.5KN/m2V型轻钢龙骨吊顶 0.25KN/m2 合计：3.8 KN/m21-3层楼面：8-10厚地砖楼面,干水泥擦缝 250.01=0.25KN/m220厚1：4干硬性水泥砂浆结合层 200.02=0.4KN/m260厚C20细石砼向地漏找坡最薄处不小于30厚 220.06=1.32KN/m220厚1：3水泥砂浆找平层，四周抹小八字角 200.02=0.4KN/m2V型轻钢龙骨吊顶 0.25KN/m2 合计：5.12 KN/m23.2 活荷载标准值计算不上人屋面均布荷载标准值 0.5KN/m2楼面活荷载 2.5KN/m2屋面雪荷载标准值 SK=UrSo=1.00.35=0.35KN/m2走廊、门厅、楼梯活荷载标准值 2.5KN/m2厕所活荷载标准值 2.0KN/m2 3.3 重力荷载代表值表3-1 梁总重类别净 跨（mm）截 面（mm）密 度（kN/m3）体 积（m3）数 量(根)单 重（kN）总 重（kN）横梁502025070025u0.8816223525260200400250.42510.552.52690250700250.47811.7794.15纵梁9200250700251.61640.25241.52000250700250.3548.75355600250700250.98224.549表3-2柱总重类别计算高度（mm）截 面（mm）密 度（kN/m3）体 积（m3）数 量（根）单 重（kN）总 重（kN）柱14200450450250.85421.2585柱24200400400250.672016.75335柱34200350350250.51812.75102第一层：（1）、内外填充墙重的计算： 横墙： AB跨、CD跨墙：墙厚240mm，计算长度5020mm，计算高度4200-600=3600m。 单跨体积：0.245.023.6=4.34m3 单跨重量：4.345.5=23.87kN 数量：15 总重：23.8715=358.05kN BC跨墙：墙厚240mm，计算长度2690mm，计算高度4200-600=3600mm。 单跨体积：0.242.693.6=2.32m3 单跨重量：2.325.5=12.76kN 数量：2 总重：12.762=25.52kN 厕所横墙：墙厚240mm，计算长度5260mm，计算高度4200-120=4080mm。 体积：0.245.264.08=5.15m3 重量：5.155.5=28.33kN 横墙总重：358.05+25.52+28.33=411.9kN 纵墙： 跨外墙：单个体积：3.64.6 0.24=3.97 m3数量：24总重：3.97245.5=524.04kN 内纵墙：单个体积：3.62 0.24=1.73m3 单个重量：1.735.5=9.52kN数量：4总重：9.524=38.08kN 中间纵墙：单个体积：0.243.65.6=4.84m3 单个重量：4.845.5=26.62kN数量：3总重：26.623=79.86kN 纵墙总重：524.04+38.08+79.6=641.98kN （2）、窗户计算（钢框玻璃窗）： 走廊窗户：尺寸：1800mm2100mm 自重：0.4kN/m2 数量：26 重量：1.82.10.426=39.312kN 办公室窗户： 尺寸：1500mm2100mm 自重：0.4kN/m2 数量：2重量：1.52.10.42=2.52kN 总重：39.312+2.52=41.832kN（3）、门重计算： 木门：尺寸：1200mm2400mm 自重：0.15kN/m2 数量：26.25 重量：1.22.40.1526.25=11.34kN 铁门：尺寸：6500mm3000mm 自重：0.4kN/m2 数量：0.5 重量：6.530.40.5=3.9kN 总重：11.34+3.9=15.24kN（4）、楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算）： 面积：570.09（m2） 恒载：3.95570.09=2251.86kN 活载：2.0570.09=1140.18kN由以上计算可知，一层重力荷载代表值为G1=G 恒+0.5G活=（352+52.5+94.15）1.05+（241.5+35+49）1.05+（85+335+102）1.05+411.9+641.98+15.24+2251.86+1140.180.5=4892.6275kN注：梁柱剩上粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数1.05。第二层： （1）、梁、柱 与第一层相比较，柱子高度有所变化，其余相同表3-3柱总重类别计算高度（mm）截 面（mm）密 度（kN/m3）体 积（m3）数 量（根）单 重（kN）总 重（kN）柱13600450450250.73418.2573柱23600400400250.582014.5290柱33600350350250.4481188 （2）、内外填充墙重的计算：多了两道隔墙隔墙总重为： 添加隔墙单个体积：3.65.02 0.24=4.34m3 数量：2 总重：4.3425.5=47.74kN 411.9+641.98+47.74=1101.62kN （3）、窗户计算（钢框玻璃窗）： 第一类：尺寸：1800mm2100mm 自重：0.4kN/m2 数量：29 重量：1.82.10.429=43.848kN 第二类： 尺寸：1500mm2100mm 自重：0.4kN/m2 数量：2重量：1.52.10.42=2.52kN 总重：43.848+2.52=46.368kN （4）、门重计算： 木门：尺寸：1200mm2400mm 自重：0.15kN/m2 数量：27.25 重量：1.22.40.1527.25=11.772kN （5）、楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算）： 面积：570.09（m2） 恒载：3.95570.09=2251.85kN 活载：2.0570.09=1140.18kN由以上计算可知，二层重力荷载代表值为G1=G 恒+0.5G活=（352+52.5+94.15）1.05+（241.5+35+49）1.05+（85+335+102）1.05+411.9+641.98+15.24+2251.85+1140.180.5+47.74=4940.37kN 注：梁柱剩上粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数1.05。第三层及第四层：因其与第二层的相同，所以其重力荷载代表值均为G1=G 恒+0.5G活=（352+52.5+94.15）1.05+（241.5+35+49）1.05+（85+335+102）1.05+411.9+641.98+15.24+2251.85+1140.180.5+47.74=4940.37kN集中于各楼层标高处的重力荷载代表值G i的计算结果如下图所示： 图3.1各层重力荷载代表值4、水平荷载作用下的框架计算4.1梁柱的线刚度计算 横梁线刚度i b的计算：I=bh3/12表4-1横梁线刚度的计算层次类别Ec（N/mm2）bh（mmmm）I0（mm4）L（mm）EcI0/L（Nmm）1.5EcI0/L（Nmm）2EcI0/L（Nmm）1-4AB、CD3.01042507007.1410950204.2710106.4110108.5710101-4BC3.01042004001.07109 2690 1.1910101.7910102.3810101-4AB、CD3.01042507007.1410952604.0710106.1110108.141010 纵梁线刚度i b的计算：I=bh3/12表4-2纵梁线刚度的计算层次类别Ec（N/mm2）bh（mmmm）I0（mm4）L（mm）EcI0/L（Nmm）1.5EcI0/L（Nmm）2EcI0/L（Nmm）1-4纵梁3.01042507007.1410948004.4610106.6910108.921010 柱线刚度i c的计算：I=bh3/12表4-3柱线刚度的计算层次hc（mm）Ec（N/mm2）bh（mmmm）Ic（mm4）EcIc/hc（Nmm）142003.01044504500.3410102.4410102-436003.01044504500.3410102.8310104.2各层柱的侧移刚度计算（D值法）1、底层、A-2、A-3、A-7、A-8、D-2、D-3、D-4、D-7、D-8（9根）K=0.352c=(0.5+K)/(2+K)=0.362Di1=c12ic/h2=0.3621212.771010/47002=25112、A-1、A-4、A-6、A-9、D-1、D-5、D-6、D-9 （8根）K=3.38/12.77=0.266c=(0.5+K)/(2+K)=0.338Di2=c12ic/h2 =0.3381212.771010/47002 =23447、B-1、C-1、B-9、C-9 （4根）K=（2.5+3.38）/12.77=0.460c=(0.5+K)/(2+K)=0.390Di3=c12ic/h2 =0.3901212.771010/47002 =27055、B-2、C-2、B-3、C-3、C-4、B-7、C-7、B-8、C-8 （9根）K=（3.34+4.5）/12.77=0.614c=(0.5+K)/(2+K)=0.426Di4=c12ic/h2 =0.4261212.771010/47002 =29552、B-4、B-6、C-5、C-6 （4根）K=（3.34+3.38）/12.77=0.526c=(0.5+K)/(2+K)=0.406Di5=c12ic/h2 =0.4061212.771010/47002 =28165、B-5 （1根）K=3.34/12.77=0.262c=(0.5+K)/(2+K)=0.337Di6=c12ic/h2 =0.3371212.771010/47002 =23378D1=251129+234478+270554+295529+281654+23378 =9238102、第二至四层：、A-2、A-3、A-7、A-8、D-2、D-3、D-4、D-7、D-8 （9根）K=4.52/（12.42）=0.363c=K/(2+K)=0.154Di1=c12ic/h2 =0.1541212.41010/36002 =17681、A-1、A-9、D-1、D-5、D-6、D-9 （6根）K=3.382/（12.42）=0.273c=K/(2+K)=0.120Di2=c12ic/h2 =0.1201212.41010/36002 =13778、A-5 （1根）K=4.5/7.233=0.622c=（0.5+K）/(2+K)=0.428Di3=c12ic/h2 =0.428127.2331010/83002 =5392、A-4、A-6 （2根）K=（4.5+3.8）/（12.42）=0.318c=K/(2+K)=0.137Di4=c12ic/h2 =0.1371212.41010/36002 =15730、B-1、C-1、B-9、C-9 （4根）K=（2.5+3.38）2/（12.42）=0.474c=K/(2+K)=0.192Di5=c12ic/h2 =0.1921212.41010/36002 =22044、B-2、B-3、C-2、C-3、C-4、B-7、B-8、 C-7、 C-8 （9根）K=（3.34+4.5）2/（12.42）=0.632c=K/(2+K)=0.240Di6=c12ic/h2 =0.2401212.41010/36002 =27556、B-4、B-6 （2根）K=（3.342+4.5+3.38）/（12.42）=0.587c=K/(2+K)=0.227Di7=c12ic/h2 =0.2271212.41010/36002 =26063、C-5、C-6 （2根）K=（3.34+3.38）2/（12.42）=0.542c=K/(2+K)=0.213Di8=c12ic/h2 =0.2131212.41010/36002 =24456、B-5 （1根）K=3.342/（12.42）=0.269c=K/(2+K)=0.119Di9=c12ic/h2 =0.1191212.41010/36002 =13663 D2=176819+137786+5392+157302+220444+275569+260632+244562+13663=729530故该框架为规则框架。 同理，纵向框架层间侧移刚度为：表4-4纵向框架层间侧移刚度层次1234Di（N/mm）1035634935623942398942398 故该框架为规则框架。4.3 横向自振周期计算结构顶点的假想侧移计算，计算过程和结果见表。表5-1结构顶点的假想侧移计算层次Gi(kN)VGi(kN)Di(N/mm)ui(mm)ui(mm)48380838076845610.9164.23124302081076845627.1153.32124703328083946439.6126.21145804786055242886.686.6采用顶点位移法：基本周期T1= ，其中（结构基本周期考虑非承重砖墙影响的折减系数）取0.7 ，=164.2m=0.1642m T1=1.70.7=0.48 s4.4 水平地震作用及楼层地震剪力计算采用底部剪力法：本结构中,重量和刚度沿高度分布比较均匀，高度不超过40m，并以剪切变形为主（房屋高宽比小于4），故采用底部剪力法计算水平地震作用。结构总水平地震作用标准值按式FEK=1Geq计算，其中Geq=G =0.85=0.8547860=40681kN。（Geq：结构等效总重力荷载，G：结构总重力荷载，：等效重力荷载系数）。由规范查得：当抗震防烈度为6度时，设计基本地震加速度值为0.05g，水平地震影响系数最大值=0.12；设计地震分组为第一组，场地类别为类，特征周期Tg=0.45S。=0.113 （：相应于结构基本周期的水平地震影响系数）FEK=Geq=0.11340681=4596.953kN层次 Hi (m)Gi (kN)GiHi (kNM) Fi (kN)Vi （kN）419.783801650860.2821296.341296.34315.3124301901790.3251494.012790.35210.9124701359230.2321066.493856.8416.514580947700.162744.714601.55因1.4Tg=1.40.45=0.635ST1=0.48S，所以不必考虑顶部附加水平地震作用，即n=0各质点的水平地震作用按Fi=FEK（1-n）计算，即Fi=FEK，各楼层地震剪力按V=计算。表5-2各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表4.5多遇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（u）i和顶点位移u i分别按下列公式计算：（u）i = Vi/D iju i=（u）k各层的层间弹性位移角e=（u）i/hi，根据抗震规范，考虑砖填充墙抗侧力作用的框架，层间弹性位移角限值e1/550。计算过程如下表：表5-3横向水平地震作用下的位移验算层次Vi（kN）D i（N/mm）（u）i （mm）ui（mm）hi（mm）e=（u）i /hi43052.6627626004.00319.15636001/89933673.6157626004.81715.15336001/74724107.8487295305.63110.33636001/63914346.6769238104.7054.70547001/9994.6横向框架在地震作用下内力计算 由底部剪力法计算出来的每层的地震剪力，按照每榀框架的刚度比值分配到每榀框架上，而每榀框架的地震剪力按柱的刚度比值分配到每一根柱上。最后以反弯点法求结构的内力，现以6轴线所在框架为例，其内力的计算如下表。 表5-4横向框架KJ6柱端弯矩计算层次4321层高 Hi(mm)3.93.93.95.2层间剪力 Vi（kN）423.03838.251129.811301.62层间刚度 Di305310305310305310192966A轴柱(边柱)1068310683106837388152940491.021 1.0211.0211.3610.3510.450.4510.58237.9762.2185.64106.5120.5350.9070.36148.29B轴柱(中柱)1520215202152028855214156591.8511.8511.8512.4680.3930.450.4930.55744.7187.95110.73135.9132.1972.00107.67170.89C轴柱同B轴D轴柱同A轴注：表中 由m,n,查表得 图5.1 水平地震作用下框架弯矩标准值（kNm） 图5.2水平地震作用下框架剪力标准值（kNm） 5水平风荷载计算5.1风荷载作用下的水平位移验算风荷载标准值按计算，基本风压，查荷载规范可以得到迎风面，背风面，地面粗糙程度为B类，取3轴线进行计算，其负荷宽度为6.6m，H=16.8m30m，高宽比1.5，故，表5-1沿房屋高度分布风荷载标准值层次HUzUszAF413.51.061.221.0023.0912.70310.21.001.221.0023.0911.6126.91.001.221.0023.0910.9513.61.001.221.0027.8712.00各层间的层间弹性位移角=（u）i/hi根据规范考虑填充墙抗侧力作用的框架， 限制小于1/550。表5-2风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算层次FvDu412.7022.28102015.580.2181.822139.46311.6133.89102015.580.3321.602430.65210.9544.84102015.580.4401.273065.24112.0056.8468253.6570.8330.8335583.50最大层间位移为1/2034.71/550，满足要求。5.2风荷载作用下横向框架内力计算 框架柱端弯矩及剪力分别按式各柱反弯点高度比y按y=y0+y1+y2+y3,其中y0由查表可得，第二层柱需要考虑修正值y3，其余柱均不修正。 表537风荷载作用下边柱端弯矩及剪力计算层次hvD边柱DViKyMbMu4330023.2878908417298.43.310.4350.545.129.893330033.0978908417298.45.090.4350.5410.1816.392330048.2978908417298.47.120.4350.5414.9818.901360057.9178908413921.911.980.9252.0426.0419.31表5-4风荷载作用下中柱端弯矩及剪力计算中柱DViKyMbMu33617.37.343.570.4512.8815.7533617.311.173.570.521.7821.7833617.314.783.570.528.8128.8120214.016.833.880.5543.0535.23风荷载下的弯矩图见图5.3。柱轴力和梁剪力图见图5.4图5.1 风荷载作用下弯矩图图5.2 风荷载下柱的轴力合梁的剪力图 6竖向荷载作用下内力计算6.1 计算单元的选择取轴线处框架进行计算，计算单元如图所示。由于房间内布置次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影线所示，计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。 横向框架计算单元6. 2荷载计算 6.2.1 恒、活载标准值 （1）屋面 5.0kN/m2 （2）楼面 4.5kN/m2 （3）走廊楼面 4.0kN/m2 （4）梁自重bh=250400 1.94kN/m bh=250600 3.93kN/m bh=250650 5.00kN/m （5）柱自重 bh=500500 250.50.5=6.25kN/m （6）外纵墙自重 层高3.9m 墙 5.3(3.9-0.65)(7.8-0.5)-2.41.82=80.0 窗 2.41.820.45=3.89 合计：83.89kN （取83.9kN） 层高4.2m 墙 5.3(4.2-0.65)(7.8-0.5)-2.42.12=83.93 窗 2.42.120.45=4.54 合计：88.47kN（取88.5kN） 内纵墙自重 层高3.9m 墙 5.3(3.9-0.65)(7.8-0.5)-2.41.02=103.48 窗 2.41.020.2=0.84 合计：104.32kN （取104.4kN） 层高4.2m 墙 5.3(4.2-0.65)(7.8-0.5)-2.41.02=115.09 窗 2.41.020.2=0.84 合计：115.93kN （取116.0kN） 内隔墙自重 层高3.9m 墙 5.3(3.9-0.6)(6.6-0.5)=106.69 （取106.7kN） 层高4.2m 墙 5.3(4.2-0.6)(6.6-0.5)=116.39 （取116.4kN） （7）屋面和楼面活载标准值 不上人屋面 0.5kN/m2 楼面 办公室 2.0kN/m2 走廊 2.5kN/m2 雪荷载 0.4kN/m26.3内力计算1、恒载作用下柱的内力计算：恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示：P1、P2分别由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括主梁自重、次梁自重、楼板重等重力荷载，计算如下：P1=（3.62.4/2）2+（2.4+7.2）1.8/2 5.35+4.57.2+0.20.4257.2=132.95 kNP2=（3.62.4/2）2+（2.4+7.2）1.8/2+（2.7+3.6）21.2/2 5.35+4.57.2+0.20.4257.2=173.39 kN集中力矩M1=P1e1 =132.95（0.65-0.3）/2 =23.27 kNm M2=P2e2 =173.39（0.65-0.3）/2=30.34 kNm（2）、对于1-4层， 包括梁自重和其上横墙自重，为均布荷载，其它荷载的计算方法同第6层。 q1=4.5+0.243.05.5=8.46 kN/mq1，=0.250.425=2.5kN/mq2、和q2，分别为楼面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。q2=3.953.6=14.22 kN/mq2，=3.951.8=7.11 kN/m外纵墙线密度 （7.23.0-1.82.12）0.245.5+21.82.10.4/7.2=2.99 kN/mP1=（3.62.4+9.60.9）3.95+（4.5+2.99）7.2+0.20.4257.2=130.28 kNP2=（3.62.4+9.60.9+6.31.2）3.95+8.467.2+0.150.3257.2=167.13 kN集中力矩M1=P1e1 =130.28（0.65-0.3）/2 =22.80 kNm M2=P2e2 =167.13（0.65-0.3）/2 =29.25 kNm2、活载作用下柱的内力计算： 活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示： （1）、对于第4层（顶层），q2=2.03.6=7.2 kN/mq2，=2.01.8=3.6 kN/mP1=（3.62.4+9.60.9）2.0=34.56 kNP2=（3.62.4+9.60.9+6.31.2）2.0=49.68 kN集中力矩M1=P1e1 =34.56（0.65-0.3）/2 =6.05 kNm M2=P2e2 =49.68（0.65-0.3）/2 =8.69 kNm同理，在屋面雪荷载的作用下：q2=0.23.6=0.72 kN/mq2，=0.21.8=0.36 kN/mP1=（3.62.4+9.60.9）0.2=3.456 kNP2=（3.62.4+9.60.9+6.31.2）0.2=4.968 kN集中力矩M1=P1e1 =3.456（0.65-0.3）/2 =0.605 kNm M2=P2e2 =4.968（0.65-0.3）/2 =0.869 kNm（2）、对于第1-3层，q2=2.03.6=7.2 kN/mq2，=2.01.8=3.6 kN/mP1=（3.62.4+9.60.9）2.0=34.56 kNP2=（3.62.4+9.60.9+6.31.2）2.0=49.68 kN集中力矩M1=P1e1 =34.56（0.65-0.3）/2 =6.05 kNm M2=P2e2 =49.68（0.65-0.3）/2 =8.69 kNm 3、恒荷载作用下梁的内力计算： 恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示：等效于均布荷载与梯形、三角形荷载的叠加。=a/l=2.4/7.2=1/3（1）、对于第1-4层， -MAB=q1l21/12+q2l21（1-22+3） =8.467.22/12+14.227.221-2（1/3）2+（1/3）3/12 =86.60 （kNm） -MBC=q1，l22/12+5q2，l22/96 =2.52.42/12+57.112.42/96 =3.33 （kNm）4、活荷载作用下梁的内力计算： 活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示：对于第1-4层， -MAB=q2l21（1-22+3） =7.27.221-2（1/3）2+（1/3）3/12 =25.34 （kNm） -MBC= 5q2，l22/96 =53.62.42/96 =1.08 （kNm）6.2.4 恒载作用下的内力计算采用迭代法计算：由前述的刚度可根据下式求得节点各杆端的弯矩分配系数：如下图所示 均布荷载和集中荷载偏心引起的固端弯矩构成节点不平衡弯矩： 根据上式计算的梁固端弯矩如图1 所示 将固端弯矩及节点不平衡弯矩填入6-4中节点的方框后，即可进行迭代计算，直至杆端弯矩趋于稳定，最后按下式求得各杆端弯矩，如图6-5 所示： +）式中 杆端最后弯矩 各杆端固端弯矩 迭代所得的杆端近端转角弯矩 迭代所得的杆端远端转角弯矩 表6-1梁柱线刚度及相对线刚度计算（3轴线）构件线刚度相对线刚度框架梁5.5m跨度1.393.1m跨度 1.07框架柱二，三，四层 1.36一层 1.21梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算，由于结构和荷载均对称，故计算时可用半框架 图6.1恒载作用下的弯矩图（kNm） 图6.2恒载作用下的剪力图（kN） 7梁柱内力组合7.1 梁的内力组合在进行梁的内力组合时，每层的框架梁均取边跨左支座、边跨跨中、边跨右支座、中跨支座和中跨跨中五个截面来进行。在组合时，梁的弯矩以梁下部受拉为正，上部受拉为负；梁的剪力以使梁产生顺时针转动为正，反之为负。见下表表7-1梁内力组合框架梁AB内力组合（弯矩=0.75，剪力=0.85）层次截面内力SGkSQk1.2(SGk +0.5SQk)+1.31.2SGk+1.4SQk1.35SGk+0.98SQkSGk+SQk调幅前调幅后调幅前调幅后4左支座M-50.99 -35.11 -4.74 -3.23 37.97 -37.97 3.97 -70.07 -46.65 -50.56 -38.34 V63.52 58.41 6.03 5.62 -9.91 9.91 51.49 73.39 77.96 84.36 64.03 跨中M47.62 47.62 6.09 6.09 5.28 -5.28 50.75 40.45 65.67 70.26 53.71 右支座M-59.27 -42.73 0.34 -0.77 27.42 -27.42 -12.07 -65.54 -52.35 -58.44 -43.50 V-66.14 -61.03 -4.43 -4.02 -9.91 9.91 -75.25 -53.35 -78.86 -86.33 -65.05 3左支座M-57.97 -43.22 -18.64 -12.60 82.74 -82.74 36.11 -125.24 -69.50 -70.70 -55.82 V59.00 54.30 24.16 22.51 -22.58 22.58 41.91 91.82 96.67 95.36 76.81 跨中M43.01 43.01 25.00 25.00 8.24 -8.24 57.99 41.93 86.61 82.56 68.01 右支座M-61.51 -46.48 1.74 -2.70 66.26 -66.26 21.56 -107.65 -59.56 -65.39 -49.18 V-60.12 -55.42 -17.74 -16.09 -22.58 22.58 -89.69 -39.78 -89.03 -90.59 -71.51 2左支座M-55.15 -40.48 -19.12 -13.08 136.54 -136.54 90.81 -175.44 -66.89 -67.47 -53.56 V58.70 54.00 24.18 22.53 -354.96 354.96 26.83 106.31 96.34 94.98 76.53 跨中M44.89 44.89 24.59 24.59 17.88 -17.88 68.90 34.03 88.29 84.70 69.48 右支座M-60.58 -45.48 1.34 -3.09 100.78 -100.78 55.94 -140.60 -58.90 -64.43 -48.57 V-60.42 -55.72 -17.72 -16.07 -35.96 35.96 -104.77 -25.29 -89.36 -90.97 -71.79 1左支座M-53.37 -38.75 -18.14 -12.11 176.87 -176.87 132.12 -212.77 -63.45 -64.18 -50.86 V58.48 53.78 24.12 22.47 -47.96 47.96 13.32 119.31 95.99 94.62 76.25 跨中M45.95 45.95 25.39 25.39 21.27 -21.27 73.52 32.04 90.69 86.91 71.34 右支座M-60.24 -45.08 1.96 -2.49 134.33 -134.33 89.28 -172.66 -57.58 -63.30 -47.57 V-60.64 -55.94 -17.78 -16.13 -47.96 47.96 -118.28 -12.29 -89.71 -91.33 -72.07 框架梁BC内力组合（弯矩=0.75，剪力=0.85）层次截面内力SGkSQk1.2(SGk+0.5SQk)+1.31.2SGk+1.4SQk1.35SGk+0.98SQkSGk+SQk调幅前调幅后调幅前调幅后4左支座M-10.77 34.11 0.43 -2.70 22.29 -22.29 51.22 7.16 37.15 43.40 31.41 V179.52 145.76 12.51 10.16 -19.10 19.10 132.75 174.96 189.14 206.73 155.92 跨中M-1.72 -1.72 0.42 0.42 0.00 0.00 -1.36 -1.36 -1.48 -1.91 -1.30 右支座M-11.01 33.93 0.40 -2.73 22.29 -22.29 51.64 6.98 36.89 43.13 31.20 V-179.76 -146.00 -12.51 -10.16 -19.10 19.10 -175.21 -133.00 -189.42 -207.06 -156.16 3左支座M-3.31 63.41 1.89 -11.79 53.88 -53.88 104.31 -0.77 59.59 74.05 51.62 V266.88 216.72 54.71 44.42 -44.90 44.90 194.12 283.30 322.25 336.10 261.14 跨中M-1.72 -1.72 1.88 1.88 0.00 0.00 -0.70 -0.70 0.57 -0.48 0.16 右支座M-3.19 63.51 1.86 -11.82 53.88 -53.88 104.37 0.69 59.66 74.15 51.69 V-266.78 -216.62 -54.71 -44.42 -44.90 44.90 -282.99 -193.81 -322.13 -335.97 -261.04 2左支座M-4.37 62.29 1.57 -12.11 81.95 -81.95 130.51 -29.29 57.79 72.22 50.18 V266.62 216.46 54.71 44.42 -68.29 68.29 122.67 273.60 321.94 335.75 260.88 跨中M-1.72 -1.72 1.56 1.56 0.00 0.00 -1.13 -1.13 0.12 -0.79 -0.16 右支座M-4.94 61.82 1.54 -12.14 81.95 -81.95 130.08 29.73 57.19 71.56 49.68 V-267.04 -216.88 -54.71 -44.42 -68.29 68.29 -269.33 -168.41 -322.44 -336.32 -261.30 1左支座M-6.74 60.40 2.14 -11.54 109.25 -109.25 155.69 -57.35 56.32 70.23 48.86 V268.56 217.40 54.71 44.42 -91.04 91.04 98.49 269.69 323.07 337.02 261.82 跨中M-1.72 -1.72 2.16 2.16 0.00 0.00 -0.58 -0.58 0.96 -0.21 0.44 右支座M-2.15 64.13 2.17 -11.51 109.25 -109.25 159.06 -53.98 60.84 75.30 52.62 V-265.10 -214.94 -54.71 -44.42 -91.04 91.04 -272.49 -141.29 -320.12 303.70 -259.36 7.2柱的内力组合表7-2柱的内力组合 横向框架A柱内力组合(M以左侧受拉为正，N以受压为正）层次截面内力SGkSQk1.2(SGk+0.5SQk)+1.31.2SGk+1.4SQkSGk+SQk1.35SGk+0.98SQkNmax|Mmax|NminMNM4柱顶 M32.79 4.10 -37.97 37.97 -5.66 68.38 45.09 36.89 48.28 48.28 68.38 -5.66 N236.52 13.86 -9.91 9.91 223.41 244.01 302.98 250.20 332.71 332.71 244.01 223.41 柱底M-22.02 -6.31 20.53 -20.53 -2.64 -42.67 -35.26 -28.33 -35.91 -35.91 -42.67 -2.64 N264.56 13.86 9.91 -9.91 250.32 270.94 336.88 278.42 370.74 370.74 270.94 250.32 3柱顶 M13.40 8.11 -62.21 62.21 -44.95 76.36 30.68 21.51 26.04 26.04 76.36 -44.95 N529.87 38.02 -32.49 32.49 493.14 560.72 689.07 567.89 752.58 752.58 560.72 493.14 柱底M-15.55 -7.70 50.90 -50.90 32.17 -67.09 -29.44 -23.25 -28.54 -28.54 -67.09 32.17 N557.91 38.02 -32.49 32.49 486.27 587.63 722.72 595.93 790.44 790.44 587.63 486.27 2柱顶 M17.11 7.30 -85.64 85.64 -64.82 102.18 30.75 24.41 30.25 30.25 102.18 -64.82 N822.92 62.20 -68.45 68.45 748.67 891.05 1074.58 885.12 1171.90 1171.90 891.05 748.67 柱底M-16.52 -7.31 70.36 -70.36 50.44 -86.76 -30.06 -23.83 -29.47 -29.47 -86.76 50.44 N850.96 62.20 -68.45 68.45 775.59 917.97 1108.23 913.16 1209.75 1209.75 917.97 775.59 1柱顶 M14.30 6.54 -106.51 106.51 -88.03 119.66 26.32 20.84 25.71 25.71 119.66 -88.03 N1115.75 86.32 -115.60 115.60 992.33 1232.78 1459.75 1202.07 1590.86 1590.86 1232.78 992.33 柱底M-7.15 -3.27 148.29 -148.29 136.68 152.49 -13.16 -10.42 -12.86 -12.86 152.49 136.68 N1153.14 86.32 -115.60 115.60 1028.23 1268.67 1504.62 1239.46 1641.33 1641.33 1268.67 1028.23 横向框架B柱内力组合(M以左侧受拉为正，N以受压为正）层次截面内力SGkSQk1.2(SGk+0.5SQk)+1.31.2SGk +1.4SQkSGk+SQk1.35SGk +0.98SQkNmax|Mmax|NminMNM4柱顶 M-26.17 -3.24 -47.91 47.91 -73.48 23.46 -35.94 -29.41 -38.50 -38.50 -73.48 -73.48 N422.70 29.45 -9.19 9.19 410.37 429.49 548.47 452.15 599.51 599.51 410.37 410.37 柱底M16.94 5.04 32.19 -32.19 48.90 -13.87 27.38 21.98 27.81 27.81 48.90 48.90 N450.74 29.45 -9.19 9.19 437.29 456.32 582.12 480.19 637.36 637.36 437.29 437.29 3柱顶 M-9.24 -6.43 -87.95 87.95 -96.96 74.54 -20.09 -15.67 -18.78 -18.78 -96.96 -96.96 N1041.99 101.90 -31.51 31.51 1016.45 1081.99 1393.05 1143.89 1506.55 1506.55 1016.45 1016.45 柱底M10.77 6.02 72.00 -72.00 82.60 -57.80 21.35 16.79 20.44 20.44 82.60 82.60 N1070.03 101.90 -31.51 31.51 1043.37 1108.91 1426.70 1171.93 1544.40 1544.40 1043.37 1043.37 2柱顶 M-13.16 -6.35 -110.73 110.73 82.60 93.26 -24.68 -19.51 -23.99 -23.99 82.60 82.60 N1661.32 174.33 -63.84 63.84 1043.37 1744.94 2237.65 1835.65 2413.63 2413.63 1043.37 1043.37 柱底M14.02 7.09 107.67 -107.67 -122.66 -89.17 26.75 21.11 25.88 25.88 -122.66 -122.66 N1689.36 246.82 -63.84 63.84 1612.15 1771.86 2271.29 1936.18 2451.44 2451.44 1612.15 1612.15 1柱顶 M-7.36 -3.88 -135.91 135.91 120.79 124.14 -14.26 -11.24 -13.74 -13.74 120.79 120.79 N2282.81 246.82 -107.73 107.73 1639.07 1422.01 1084.92 1529.63 1823.18 1823.18 1639.07 1639.07 柱底M3.68 1.94 170.89 -170.89 -140.88 -162.43 7.13 5.62 6.87 6.87 -140.88 -140.88 N1320.20 246.82 -107.73 107.73 1033.83 1457.90 2129.79 1567.02 1874.15 1874.15 1033.83 1033.83 表7-3 横向框架A柱剪力组合 横向框架A柱剪力组合(V以绕柱端顺时针为正）层次4321截面上柱下柱上柱下柱上柱下柱上柱下柱内力vvvvvvvvSGk14.05 14.05 7.42 7.42 8.628.62 4.134.13 SQk2.67 2.67 4.054.053.753.751.891.89-15.00 -15.00 -29.00 -29.00-40.00 -40.00-49.00 -49.0015.00 15.0029.00 29.0040.00 40.0049.00 49.001.2(SGk+0.5SQk)+1.3-0.88-0.88-22.41 -22.41-33.50-33.50-48.97-48.9732.2732.27 41.6841.6854.9054.9059.3259.321.2SGk+1.4SQk20.60 20.60 14.7514.7515.9015.907.607.60SGk+SQk16.72 16.72 11.4711.4712.3712.376.026.021.35SGk+0.98SQk21.58 21.58 13.9713.9715.3115.317.437.43 表7-4横向框架B柱剪力组合 横向框架B柱剪力组合(V以绕柱端顺时针为正）层次4321截面上柱下柱上柱下柱上柱下柱上柱下柱内力vvvvvvvvSGk-11.05 -11.05 -5.13 -5.13 -6.97 -6.97 -2.12 -2.12 SQk-2.12 -2.12 -3.19 -3.19 -3.45 -3.45 -1.12 -1.12 -21.00 -21.00 -41.00 -41.00 -56.00 -56.00 -59.00 -59.00 21.00 21.00 41.00 41.00 56.00 56.00 59.00 59.00 1.2(SGk+0.5SQk)+1.3-35.56 -35.56 -52.16 -52.16 -70.75 -70.75 -67.93 -67.93 10.85 10.85 38.45 38.45 53.01 53.01 62.46 62.46 1.2SGk+1.4SQk-16.23 -16.23 -10.62 -10.62 -13.19 -13.19 -4.11 -4.11 SGk+SQk-13.17 -13.17 -8.32 -8.32 -10.42 -10.42 -3.24 -3.24 1.35SGk+0.98SQ-17.00 -17.00 -10.05 -10.05 -12.79 -12.79 -3.96 -3.96 8截面设计 根据横粱控制截面内力设计值，利用受弯构件正截面承载力和斜截面承载力计算公式，算出所需纵筋及箍筋并进行配筋。 基本数据：混凝土 C30 fc=14.3N/mm2 ft=14.3N/mm2 钢筋HPB235 fy=210N/mm2 ；HRB335 fy=300N/mm2 考虑抗震要求内力乘以承载力抗震调整系数，系数引用见下表表8-1 承载力抗震调整系数材料结构构件受力状态钢筋混凝土梁受弯0.75轴压比小于0.15的柱偏压0.75轴压比不小于0.15的柱偏压0.80抗震墙偏压0.85各类构件受剪，偏拉0.858.1 框架梁配筋计算 最小配筋率： 支座 跨中 (相对界限受压区高度=0.55。)表8-2框架梁正截面受弯配筋计算截面位置bhhobfhfMfchfbf(ho-hf/2)第几类As配筋实配BC跨4支座左2506005602200120-70.071887.6第一类0.0030.0650.967431.32214308右2506005602200120-65.541887.6第一类0.0580.060.97402.18214308跨中250600560220012070.261887.6第一类0.0070.0070.996419.893144613支座左2506005602200120-125.21887.6第一类0.1120.1190.94793.06216402右2506005602200120-107.71887.6第一类0.0960.1010.949675.21216402跨中250600560220012086.611887.6第一类0.0090.0090.995518.133166032支座左2506005602200120-175.41887.6第一类0.1560.1710.9151141.3216402右2506005602200120-140.61887.6第一类0.1250.1340.933897216402跨中250600560220012088.291887.6第一类0.0090.0090.995528.183166031支座左2506005602200120-212.81887.6第一类0.190.2130.8941416.2216402右2506005602200120-172.71887.6第一类0.1540.1680.9161122216402跨中250600560220012090.691887.6第一类0.0090.0090.995542.53316603注：跨中截面 支座截面：表8-3框架梁斜截面配筋计算（抗震） 框架梁斜截面配筋计算（抗震）截面位置V(kN)0.25cfcbho （kN）Asv/S= (V-0.7ftbho)/1.25fyvho实配加密区四肢箍筋 （Asv/S）实配非加密区四肢箍筋 （Asv/S）加密区长度BC4左端73.39500.508100(2.01)0.40%0.18%全长加密右端75.25500.508100(2.01)0.40%0.18%3左端91.82500.50.0538100(2.01)0.40%0.18%右端89.69500.50.0388100(2.01)0.40%0.18%2左端106.31500.50.1518100(2.01)0.40%0.18%右端104.77500.50.1418100(2.01)0.40%0.18%1左端119.31500.50.248100(2.01)0.40%0.18%右端118.28500.50.2338100(2.01)0.40%0.18%AB4左端174.96321.751.27910100(3.14)10200(1.57)0.62%0.18%600右端175.21321.751.28210100(3.14)10200(1.57)0.62%0.18%6003左端283.3321.751.4210100(3.14)10200(1.57)0.62%0.18%600右端282.99321.751.4210100(3.14)10200(1.57)0.62%0.18%6002左端273.6321.751.32310100(3.14)10200(1.57)0.62%0.18%600右端269.33321.751.27810100(3.14)10200(1.57)0.62%0.18%6001左端269.69321.751.28210100(3.14)10200(1.57)0.62%0.18%600右端272.49321.751.3110100(3.14)10200(1.57)0.62%0.18%600 8.2 框架柱配筋计算 1.基本数据资料柱尺寸均为500mm500mm,混凝土等级C30，纵向受力钢筋采用HRB335级，箍筋采用HPB235级。查规范得，混凝土强度：C30 fc=14.3N/mm2 ft=14.3N/mm2 HRB335 fy=300N/mm2 HPB235 fy=210N/mm2相对受压区高度为0.552.柱截面设计见下表表8-4框架柱A正截面受弯承载力计算框架柱A正截面受弯承载力计算截面位置4321MmaxNminMmaxNminMmaxNminMmaxNminM(kNm)68.385.6676.3632.17102.1864.82152.4988.03N(kN)244.01223.41560.72486.27891.05748.671268.67992.33Lo(m)4.8754.8754.8754.8754.8754.8755.25.2Bho(mm)500460500460500460500460500460500460500460500460Eo(mm)280.2325.33136.1866.16114.6786.58120.288.71Ea(mm)2020202020202020ei=eo+ea(mm)300.2345.33156.1886.16134.67106.58140.2108.71lo/h9.759.759.759.759.759.7510.410.411111111111111111.1041.6891.21.3631.2321.2931.2531.327331.4576.56187.42117.44165.91137.81175.67144.26e541.45286.56397.42327.44375.91347.81385.67354.260.0740.0680.170.1480.2710.2280.3860.302偏心性质大偏压大偏压大偏压大偏压大偏压大偏压大偏压大偏压As750.8200000142.890选配钢筋420420420420420420420420实配面积12561256125612561256125612561256Asmin750750750750750750750750 表8-5框架柱B正截面受弯承载力计算框架柱B正截面受弯承载力计算截面位置4321Nmax|Mmax|(Nmin)Nmax|Mmax|(Nmin)Nmax|Mmax|(Nmin)Nmax|Mmax|(Nmin)M(kNm)27.8173.4820.4496.9625.88122.666.87170.8N(kN)637.36410.371544.41016.452451.441612.152174.151033.83lo(m)4.8754.8754.8754.8754.8754.8755.25.2Bho(mm)500460500460500460500460500460500460500460500460Eo(mm)43.63179.0613.2395.3910.5676.082.0476.46Ea(mm)2020202020202020ei=eo+ea(mm)63.63199.0633.23115.3930.5696.0822.0496.46lo/h9.759.759.759.759.759.7510.410.411110.72910.530.8111111111.4911.1571.941.2711.7451.3251.7511.25994.87230.3164.47146.6653.33127.3138.59121.44e304.87440.31274.47356.66263.33337.31248.59331.440.1940.1250.470.3090.7480.490.8580.653偏心性质大偏压大偏压大偏压大偏压小偏压大偏压小偏压小偏压As026.920000774.31595.21选配钢筋420420420420420420420420实配面积12561256125612561256125612561256Asmin750750750750750750750750 表8-6柱的轴压比与剪跨比柱的轴压比与剪跨比柱号层次bhoMNVHnB柱450046068.38244.0132.273.253.53取3.00.068350046076.36560.7241.683.253.53取3.00.1572500460102.18891.0554.93.253.53取3.00.2491500460152.491268.6759.323.253.86取3.00.355C柱450046073.48410.3735.563.253.53取3.00.115350046020.441544.410.053.253.53取3.00.432250046025.882451.4412.793.253.53取3.00.68615004606.872174.153.963.253.86取3.00.944注：当框架结构中的框架柱的反弯点在柱层高范围内时，可取，此处，Hn为柱净高。表8-7框架柱斜截面受剪承载力的计算框架柱斜截面受剪承载力的计算柱号层次V(kN)0.25cfcbho（kN）N(kN)0.3fcAAsv/S实配箍筋加密区非加密区B432.27822.25244.011072.5081008150341.68822.25560.721072.5081008150254.9822.25891.051072.5081008150159.32822.251268.671072.5081008150 C435.56822.25410.371072.5081008150310.05822.251544.41072.5081008150212.79822.252451.441072.508100815013.96822.252174.151072.5081008150 9 基础设计9.1 设计资料 地基条件：建筑场地类别为二类场地。场地土分为二a类，上部结构的环境类别为一类。9.2 基础资料混凝土采用C30（fc=14.3N/mm2, fc=1.43N/mm2），钢筋采用HRB335级钢筋（fy=300N/mm2；基础下用做100mm厚C10混凝土垫层。9.3 边柱独立基础设计本设计采用的是方形柱，故基础也采用方形的独立基础。9.3.1荷载计算由柱传至基础顶面的荷载 第一组：Mmax=150.51，Nmax=1265.67kN，V=60.32kN 第二组：Mmin=88.03 ，N=995.33kN ，V=49.97kN由基础梁传至基础顶面的荷载墙重 （4.27.82.42.12）+2.42.120.45=124.74kN基础梁 0.250.57.825=24.375kN G=149.115kN 设计值为1.2149.115=178.94kN G对基础底面中心的偏心距为 相应偏心弯矩为M=G e=178.940.125=22.37kNm作用在基底的弯矩和相应基顶的轴向力第一组：Mbot=152.94+59.321+22.37=234.18kNmKNm N=1265.67+178.94=1265.45kN第二组：Mbot=88.03+48.971+22.37=159.37kNmKNm N=992.33+175.941=1170.9kN9.3.2确定基底尺寸在上述两组荷载中，第一组荷载的基底弯矩值最大，故按第一组荷载进行计算。 柱下独立基础冲切计算: at(mm) load 方向 p_(kPa) 冲切力(kN) 抗力(kN) H(mm) 400. 1187 X+ 224. 221.3 228.5 430. 400. 1187 X- 267. 254.1 256.0 460. 400. 1236 Y+ 245. 235.9 246.7 450. 400. 1240 Y- 278. 261.0 265.5 470. 基础底面长、宽大于柱截面长、宽加两倍基础有效高度! 不用进行受剪承载力计算1、 按经验法选取基础底面尺寸(1)、先按轴心受压计算基础底面所需的面积AA=6.29m2(2)、考虑偏心受压，故把轴心受压所求面积乘以偏心扩大系数1.4，则 A=1.46.29=6.806m2选用的是方形基础，a=b=2.28m故取a=b=2.3m。(3)、验算基础尺寸 Pm=+md=+201.55=190.26KN/m2f=261.3KN/m2 Pmax=+d+=+201.55+=230.52KN/m2 1.2f=313.56KN/m2 Pmin=+d-=+201.55=140KN/m20故基底尺寸满足要求。第二组满足要求9.3.3确定基础高度前面已初步假定基础高度为1.0m，采用锥形独立基础，初步确定基础的剖面尺寸如下图所示，从图上可以看出，上阶底面落在柱边冲切破坏锥面之内，而基底落在变阶处冲切破坏锥面之内，故该基础不须进行抗冲切验算。 图9.1独立基础设计9.3.4基底配筋计算1、在第一组荷载作用下，Pnmax=+=+=184.25 KN/m相应柱边及变阶处的土壤净反力如下图所示： Pn=+=148.07kN/m2 Pn=+=158.79kN/m2故M=(Pnmax+Pn)(b-hc)2(2l+bc)=(184.25+148.07)(3.2-0.5)2(23.2+0.5) =348.25kNm AS=1357.70mm2 M=(Pnmax+Pn)(b-hc)2(2l+bc)=(184.25+158.79)(3.2-1.3)2(23.2+1.3) =198.66kNm AS=753.mm2选12150，AS =754mm22、沿纵向的配筋计算在第一组荷载作用下， Pnm=141.37kN/m2 故M=Pnm(b-hc)2(2l+bc)=141.37(3.2-0.5)2(23.2+0.5)=296.29kNm AS=mm2 M=142.37(3.2-1.3)2(23.2+1.3)=163.74kNm AS=mm2 选12150，AS =754mm29.4 双柱基础设计1、 荷载计算1、由柱传至基础顶面的荷载第一组：Mmax=218.80KNm， Nmax=1053.83kN,V=80.93KN第二组：Mmin=5.87KNm， N=1860.15KN， V=3.76KN2、由基础梁传至基础顶面的荷载墙重 (7.8-0.5)(4.2-0.4)6.2=152.750kNKN基础梁 0.250.5(7.80.5)25=22.31kNKKN =174.70kNK 设计值为1.2169.81=203.77kN3、作用在基底的弯矩和相应基顶的轴向力第一组：M=170.802+65.932=475.46kNm N=1031.832+203.772=2470.20kN第二组：M=6.872+3.762=20.46kNmN=1869.152+203.772=4348.84kN(二)、确定基底尺寸在上述两组荷载中，第二组荷载的基底弯矩值最大，故按第二组荷载进行计算。1、按经验法选取基础底面尺寸(1)、先按轴心受压计算基础底面所需的面积AA=10.03m2(2)、考虑偏心受压，故把轴心受压所求面积乘以偏心扩大系数1.4，则 A=1.210.03=10.46m2b=3.2m选用的是方形基础a=10.05/3.1=3.1m,取a=6.2m。(3)、验算基础尺寸 Pm=+md=+201.49=157.92KN/m2f=261.3KN/m2 Pmax=+d+=+201.49+=177.79KN/m2 1.2f=313.56KN/m2 Pmin=+d-=+201.49=69.98KN/m20故基底尺寸满足要求。(三)、确定基础高度前面已初步假定基础高度为1.0m，采用锥形独立基础，初步确定基础的剖面尺寸如下图所示，从图上可以看出，上阶底面落在柱边冲切破坏锥面之内，而基底落在变阶处冲切破坏锥面之内，故该基础不须进行抗冲切验算。(四)、基底配筋计算1、在第一组荷载作用下，Pnmax=+=+=153.79 KN/m相应柱边及变阶处的土壤净反力如下图所示： Pn=133.06kN/m2 Pn=+=139.69kN/m2故M=(Pnmax+Pn)(b-hc)2(2l+bc)=(153.79+133.06)(6-3.16)2(23.2+0.5) =257.72kNm AS=1004.76mm2 M=(Pnmax+Pn)(b-hc)2(2l+bc)=(153.79+139.69)(6-3.96)2(23.2+1.3) =136.06kNm AS=_=839.88mm2选14150，AS =1026mm2（1） 沿纵向的配筋计算在第一组荷载作用下， Pnm=128.92kN/m2 故M=Pnm(b-hc)2(2l+bc)=128.92(3.2-0.5)2(26+3.16)=606.97kNm AS=mm2 M=128.92(3.2-1.3)2(26+3.96)=315.08kNm AS=mm2 选16150，AS =1340mm2 基础上部配筋按构造。 为提高基础整体性，设置基础梁，基础梁按构造要求配筋。 图9.2双柱基础10现浇板计算10.1楼板计算一：4-5轴线，A-B跨 1、荷载： 永久荷载标准值：g7.50 kN/m2 可变荷载标准值：q2.00 kN/m2 计算跨度Lx=2400 mm；计算跨度Ly=5500 mm 板厚H=100 mm； 砼强度等级：C20；钢筋强度等级：HPB235 2、计算方法：弹性算法。 3、泊松比：1/5. 4、考虑活荷载不利组合。 计算结果： Mx=(0.04211+0.00819/5)(1.35 7.50+0.98 1.00) 2.42=2.80kNm 考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩： Mxa=(0.10525+0.01341/5)(1.41.00)2.42=0.61kNm Mx=2.80+0.61=3.41kNm Asx=235.99mm2，实配 8200 (A251.mm2) min0.236% ， 0.251% My =(0.00819+0.04211/5)(1.35 7.50+0.981.00)2.42=1.06kNm 考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩： Mya =(0.01341+0.10525/5)(1.4 1.00) 2.42=0.19kNm My= 1.06 +0.19 =1.26kNm Asy=235.99mm2，实配 8200 (As251.mm2) min0.236% ， 0.251% Mx =0.08337(1.35 7.50+0.98 2.00) 2.42 =5.80kNm Asx= 363.61mm2，实配16200 (As 2457.mm2,可能与邻跨有关系) min 0.236% ， 2.457% My=0.05583(1.35 7.50+0.98 2.00) 2.42 =3.89kNm Asy=239.17mm2，实配 8200 (As 251.mm2,可能与邻跨有关系) min0.236% ， 0.251% 跨中挠度验算： Mq - 按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值(1)、挠度和裂缝验算参数： Mq =(0.04211+0.00819/5)(1.07.50+0.52.00) 2.42 =2.14kNm Es210000.N/mm2 Ec 25413.N/mm2 Ftk1.54N/mm2 Fy 210.N/mm2(2)、在荷载效应的准永久组合作用下，受弯构件的短期刚度 Bs： 、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ， 按下列公式计算： 1.1 - 0.65ftk / (tesq) （混凝土规范式 7.1.22） sqMq / (0.87hoAs) （混凝土规范式 7.1.43） sq2.14/(0.87 81. 251.) = 120.929N/mm2 矩形截面，Ate0.5bh0.51000100.= 50000.mm2 teAs / Ate （混凝土规范式 7.1.24） te251./ 50000.=0.00503 1.1 - 0.65 1.54/(0.00503 120.93) = -0.549 当 0.2 时，取 0.2 、钢筋弹性模量与混凝土模量的比值 E： E Es / Ec 210000.0/ 25413.0 = 8.264 、受压翼缘面积与腹板有效面积的比值 f： 矩形截面，f 0 、纵向受拉钢筋配筋率 As / b / ho 251./1000/ 81.=0.00310 、钢筋混凝土受弯构件的 Bs 按公式（混凝土规范式 7.2.31）计算: Bs=EsAsho2/1.15+0.2+6E/(1+ 3.5f) Bs 210000. 251. 81.2/1.150.200+0.2+68.2640.00310/(1+3.5 0.00)= 593.11kNm2(3)、考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数： 按混凝土规范第 7.2.5 条，当0时，2.0(4)、受弯构件的长期刚度 B，可按下列公式计算： BBs/ （混凝土规范式 7.2.2） B593.11/2= 296.555kNm2(5)、挠度fQq L4/B f0.002608.52.404/296.555= 2.472mm f/L2.472/2400.= 1/971.， 所以满足规范要求。二、3-4轴线，A-B跨：1、荷载： 永久荷载标准值：g 7.50 kN/m2 可变荷载标准值：q 2.00 kN/m2 计算跨度Lx = 4800 mm；计算跨度Ly = 5500 mm 板厚H = 100 mm； 砼强度等级：C20；钢筋强度等级：HPB235 2、计算方法：弹性算法。 3、泊松比：1/5. 4、考虑活荷载不利组合。 计算结果： Mx =(0.02839+0.01586/5)*(1.35* 7.50+0.98* 1.00)* 4.82 = 8.08kNm 考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩： Mxa =(0.04833+0.03525/5)*(1.4* 1.00)* 4.82 = 1.25kNm Mx= 8.08 + 1.25 = 9.33kNm Asx= 605.22mm2，实配10125 (As 628.mm2) min 0.236% ， 0.628% My =(0.01586+0.02839/5)*(1.35* 7.50+0.98* 1.00)* 4.82= 5.51kNm 考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩： Mya =(0.03525+0.04833/5)*(1.4* 1.00)* 4.82 = 1.01kNm My= 5.51 + 1.01 = 6.53kNm Asy= 479.92mm2，实配 8100 (As 503.mm2) min 0.236% ， 0.503% Mx =0.06794*(1.35* 7.50+0.98* 2.00)* 4.82 = 18.92kNm Asx=1391.47mm2，实配16200 (As 1117.mm2,可能与邻跨有关系) min 0.236% ， 1.117% My =0.05652*(1.35* 7.50+0.98* 2.00)* 4.82 = 15.74kNm Asy=1104.21mm2，实配14180 (As 950.mm2,可能与邻跨有关系) min 0.236% ， 0.950% 跨中挠度验算： Mq - 按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值(1)、挠度和裂缝验算参数： Mq =(0.02839+0.01586/5)*(1.0* 7.50+0.5* 2.00 )* 4.82 = 6.18kNm Es 210000.N/mm2 Ec 25413.N/mm2 Ftk 1.54N/mm2 Fy 210.N/mm2(2)、在荷载效应的准永久组合作用下，受弯构件的短期刚度 Bs： 、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ， 按下列公式计算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sq) （混凝土规范式 7.1.22） sq Mq / (0.87 * ho * As) （混凝土规范式 7.1.43） sq 6.18/(0.87* 80.* 628.) = 141.351N/mm2 矩形截面，Ate0.5*b*h0.5*1000*100.= 50000.mm2 te As / Ate （混凝土规范式 7.1.24） te 628./ 50000.=0.01257 1.1 - 0.65* 1.54/(0.01257* 141.35) = 0.536 、钢筋弹性模量与混凝土模量的比值 E： E Es / Ec 210000.0/ 25413.0 = 8.264 、受压翼缘面积与腹板有效面积的比值 f： 矩形截面，f 0 、纵向受拉钢筋配筋率 As / b / ho 628./1000/ 80.=0.00785 、钢筋混凝土受弯构件的 Bs 按公式（混凝土规范式 7.2.31）计算: Bs=Es*As*ho2/1.15+0.2+6*E*/(1+ 3.5f) Bs 210000.* 628.* 80.2/1.15*0.536+0.2+6*8.264*0.00785/(1+3.5*0.00)= 725.86kNm2(3)、考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数 ： 按混凝土规范第 7.2.5 条，当 0时， 2.0(4)、受弯构件的长期刚度 B，可按下列公式计算： B Bs / （混凝土规范式 7.2.2） B 725.86/2 = 362.928kNm2(5)、挠度 f * Qq * L 4 / B f 0.00191* 8.5* 4.804/ 362.928= 23.690mm f / L 23.690/4800.= 1/ 203. 所以满足规范要求10.2 屋面板设计对AB、CD 跨：由于 / =1.642，按双向板进行计算，双向板按弹性理论设计；对BC 跨按单向板计算。（1）设计荷载活荷载设计值:q= 0.51.4=0.70kN/m2恒荷载设计值:g=4.811.2=5.77 kN/m2荷载总计p=q+g= 6.47 kN/m2（2）计算跨度板的计算宽度按照轴线间距离确定，即l0=ln(净跨)。（3）弯矩计算弯矩计算见下表10-3。 中间跨按单向板计算：支座负弯矩：MB=MC=-/12=-3.93 kNm跨中正弯矩：MBC= /8+MG= 1.97 kNm（4） 截面设计截面有效高度：假定选用8 钢筋，则方向跨中截面的=81mm，方向跨中截面的= 73mm，支座截面ho= 81mm。为了便于计算，均近似取=0.95，As=M/0.95。截面配筋计算结果和配筋，见下表10-4。11楼梯计算 11.1基本资料 构件编号:LT-1 示意图： 1.依据规范：建筑结构荷载规范（GB 500092001）混凝土结构设计规范（GB 500102010）2.几何参数：楼梯净跨: L1=2000 mm楼梯高度: H=2100 mm梯板厚: t=120 mm踏步数: n=14(阶)上平台楼梯梁宽度: b1=200 mm下平台楼梯梁宽度: b2=200 mm3.荷载标准值：可变荷载：q=2.50kN/m2面层荷载：qm=1.70kN/m2栏杆荷载：qf=0.20kN/m永久荷载分项系数: G=1.20可变荷载分项系数: Q=1.40准永久值系数: q=0.504.材料信息：混凝土强度等级: C20fc=9.60 N/mm2ft=1.10 N/mm2Rc=25.0 kN/m3ftk=1.54 N/mm2Ec=2.55104 N/mm2钢筋强度等级: HPB300 fy=270 N/mm2 Es=2.10105 N/mm2保护层厚度：c=20.0 mmRs=20 kN/m3受拉区纵向钢筋类别：光面钢筋梯段板纵筋合力点至近边距离：as=25.00 mm支座负筋系数：=0.25 11.2、计算过程1. 楼梯几何参数：踏步高度：h=0.1500 m踏步宽度：b=0.1538 m计算跨度：L0=L1(b1b2)/2=2.00(0.200.20)/2=2.20 m梯段板与水平方向夹角余弦值：cos = 0.716 2. 荷载计算(取B=1m 宽板带)：(1) 梯段板：面层：gkm=(BBh/b)qm=(110.15/0.15)1.70 = 3.36
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