盐城市某中专行政办公楼设计【毕业设计论文计算说明书CAD图纸平面】
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目 录摘 要IIIAbstractIV1 工程概况12 建筑设计方案32.1 建筑平面设计32.2 建筑立面设计32.3 建筑剖面设计43 结构设计方案53.1 结构选型53.2 结构布置53.3 初估梁、柱截面尺寸53.4计算单元及计算简图64 横向框架荷载计算84.1重力荷载代表值84.2竖向恒载计算及计算简图104.3竖向活载计算及计算简图194.4风荷载计算及计算简图214.5地震作用计算及计算简图235 横向框架的内力计算255.1恒载下的框架内力计算255.2竖向活载下的框架内力计算345.3风荷载下的框架内力计算395.4水平地震作用下的框架内力计算446 横向框架荷载效应组合476.1 框架柱的内力组合476.2 框架梁的内力组合527 框架梁柱的配筋计算577.1 梁正、斜截面配筋计算577.2柱正、斜截面配筋计算608 框架的侧移验算669 基础结构设计计算679.1柱荷载设计值679.2 A、D柱下独立基础的计算689.3 B、C柱下组合基础的计算7110 楼板、屋面板结构设计计算7510.1楼面板的计算7510.2屋面板的计算7711 楼梯结构设计计算7911.1楼梯设计简图及参数7911.2梯段板计算8011.3休息平台板计算8111.4梯段梁TL1计算81总结83参考文献84致谢8585盐城市某中专行政办公楼设计摘 要此次设计主要是对框架结构中的横向框架来进行结构的设计、抗震设计和结构计算。在确定了中专行政办公楼框架结构的承重方案包括计算简图之后，首先计算框架结构里的各层间荷载代表值，然后利用顶点位移法求出横向框架的自振周期，并且使用底部剪力法计算出在水平地震荷载作用下的横向框架的各层间剪力，进而求出水平方向地震荷载作用下的框架结构的内力（弯矩、剪力和轴力）；其次，采用弯矩二次分配法对在竖向荷载（恒荷载和活荷载）作用下的框架结构的内力（弯矩、剪力和轴力）；再次，采用D值法计算出水平风荷载作用下框架结构的内力（弯矩、剪力和轴力）；最后，对在水平和竖向荷载作用下框架结构里的内力进行组合，找出一组或几组中最不利的内力组合，并按照最不利组合来进行截面设计以及配筋方面的计算。另外，还对框架结构中的现浇钢筋混凝土楼板、楼梯和基础进行了截面设计和配筋计算。关键词：框架结构，结构设计，内力计算，配筋 Yancheng City College Administration Office building designAbstractThe design of the main frame structure is horizontal framework for structural design, seismic design and structural calculations. After determining the load-bearing college administration building program framework includes a calculation diagram after the first representative value computing load between the frame structure in the layers, and then use vertex displacement method to determine the lateral vibration period of the frame and use the bottom of the cut method to calculate the force between the layers under horizontal seismic loads transverse frame shear, and thus internal forces (bending moments, shear and axial force) under the framework determined horizontal seismic loads; Secondly, moment distribution method of Internal force under vertical load (dead load and live load) action frame structure (moment, shear and axial force); again, using the D value method to calculate the horizontal wind load frame structure internal forces (bending moments, shear and axial force); Finally, the internal forces in the horizontal and vertical loads the frame structure in combination, to find a group or several groups in the most unfavorable combination of internal forces, and under the most unfavorable combination to calculate the cross-sectional design and reinforcement areas. In addition, the frame structure in situ reinforced concrete floors, stairs and the basis for a cross-sectional design and Reinforcement.Key words: frame structure, structure design, internal force calculation, reinforcement1 工程概况1.1工程概况办公楼建筑面积3859.8，4层框架结构中专行政办公楼。在满足这些结构布置的基础上，本办公楼特别突出了美观和新颖。14层的建筑层高除首层为4.2m外，其余均为3.9m。14层的结构的层高除首层为5.45m（从基顶标高算起，包含埋入深度1.25m）外，其余均为3.9m，室内地坪标高为0.000标高，室外地坪标高为-0.450。建筑设计使用年限为50年。设计基本原始资料如下：（1）常年地下水位低于-3m，水质对混凝土没有侵蚀作用。（2）土壤最大冻结深度0.1m。（3）III类场地土地。（4）地质条件见表1.1表1.1 地质条件一览表序号岩石名称厚度（m）fak(KMPa)1耕土1.12粘土3.52103粘土9.41101.2建筑设计办公楼的结构布置包括柱网布置、承重框架的布置以及变形缝的设置。柱网布置应满足生产工艺的要求，满足建筑平面布置的要求，要使结构受力合理，并且应施工方便。承重框架的布置有横向框架承重、纵向框架的承重以及纵向框架混合承重等方案。变形缝的布置包括伸缩缝、沉降缝和抗震缝的布置，在多层建筑结构中应尽量少设缝或不设缝，可简化构造、方便施工、降低造价、增强结构整体性和空间刚度。设计成果如下（1）建筑施工图（计算机绘图）1）首先确定首层平面图、标准层平面图和顶层平面图，每层各一张2）然后确定立面图：分别分为正立面图、侧立面图。3）其次便是剖面图：分别计算单元处的剖面、楼梯间处的剖面图。4）建筑详图：墙体大样图和有代表性的节点大样图；5）最后选定各部位的工程做法大样图。（2）结构施工图（手绘）1）首先是基础中平面图以及部分基础详图。比例1：1002）其次是楼盖结构中平面布置图与楼板配筋图。标准层、顶层各一张，比例1：1003）然后指定计算框架的配筋图和模板图；4）所计算的楼梯结构图。（3）设计说明书、计算书。2 建筑设计方案2.1 建筑平面设计一幢建筑物的平、立、剖面图，是这幢建筑物在不同方向的外形及剖切面的投影，这几个面之间是有机联系的，平、立、剖面综合在一起，表达了一幢三度空间的建筑整体。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。在建筑平面设计中，始终需要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。二层平面图见图2.1图2.1 二层平面图2.2 建筑立面设计建筑立面反映了房屋整个的外部形象。立面设计和建筑体型组合一样，也是在满足房屋使用要求和技术经济条件的前提下，运用建筑体型和立面构图的一些规律，紧密结合平面、剖面的内部空间组合下进行的。1-12立面图见图2.2图2.2 1-12立面图2.3 建筑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。剖面设计主要分析建筑物各部分应有的高度、建筑层数、建筑空间的组合和利用，以及建筑剖面中的结构、构造关系等。它和房屋的使用、造价和节约用地等有密切关系，也反映了建筑标准的一个方面。2-2剖面图见图2.3图2.3 2-2剖面图3 结构设计方案3.1 结构选型本设计为混凝土框架结构，楼梯为板式楼梯，基础为独立基础。3.2 结构布置图3.1 结构布置简图3.3 初估梁、柱截面尺寸纵向梁： 取 横向梁： 边跨梁（DC、BA） 取 中跨梁（CB) 次梁： 柱子截面：首层 2层 34层 现浇楼板厚： 满足内墙厚： 外墙厚： 女儿墙高：3.4计算单元及计算简图轴线横向框架计算单元见图3.2图3.2 计算单元一品框架框架计算简图见图3.3，其中底层柱高5.45m，二层、三层、四层均为3.9m。图3.3 计算简图4 横向框架荷载计算4.1重力荷载代表值4层： （1）屋面上的女儿墙自重力荷载 （2）屋面的自重力荷载: 屋面上的恒荷载: 屋面的面积： 屋面上的自重力荷载: （3）梁的重力荷载： 主梁的重力荷载： 连梁的重力荷载： 次梁的重力荷载： 梁的重力荷载： （4）墙重（扣门窗洞口加门窗自重） 外墙的重力荷载： 内墙的重力荷载： 墙体的重力荷载： （5）柱的重力荷载 （6）0.5倍的雪荷载 4层重力荷载代表数值： 3层重力荷载代表数值： （1）楼面自重: 楼面恒载: 楼面面积： 楼面的自重力荷载: （2）梁的重力荷载： 主梁的重力荷载： 连梁的重力荷载： 次梁的重力荷载： 梁的重力荷载： （3）墙的重力荷载（扣门窗洞口加门窗自重） 外墙的重力荷载： 内墙的重力荷载： 墙的重力荷载： （4）柱的重力荷载 （5）0.5倍楼面的活荷载 3层重力荷载代表数值： 2层重力荷载代表数值： （1）楼面的自重力荷载: （2）梁的重力荷载： （3）墙体的重力荷载（扣门窗洞口加门窗自重） 外墙的重力荷载： 内墙的重力荷载： 墙体的重力荷载： （4）柱的重力荷载 （5）0.5倍楼面活荷载 2层重力荷载代表数值： 首层重力荷载代表数值： （1）楼面的自重力荷载: （2）梁的重力荷载： （3）墙体的重力荷载（扣门窗洞口加门窗自重） 外墙墙体的重力荷载： 内墙墙体的重力荷载： 墙体的重力荷载： （4）柱的重力荷载 （5）0.5倍楼面活荷载 首层重力荷载代表数值： 各层重力荷载代表数值为： 4.2竖向恒载计算及计算简图（1） 屋面框架梁线荷载标准值： 20厚C20细石混凝土 干铺聚酯纤维无纺布一层； 20厚挤塑聚苯板保温层 SBS改性沥青防水卷材 20厚1:3水泥砂浆找平层 120厚钢筋混凝土楼板 屋面恒载: 边跨(DC、BA跨)框架梁自重力荷载 粉刷层的自重力荷载 中跨框架梁自重力荷载 粉刷层自重 因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为：（图4.1） (2)楼面框架梁线荷载标准值 10厚大理石板面层 30厚1:3干硬性水泥砂浆 100厚钢筋混凝土楼板 铝合金条板吊顶 楼面恒载 34层框架梁 边DC、BA跨)框架梁自重 边跨填充墙自重 墙面粉刷 中跨框架梁自重 梁侧粉刷 因此，作用在34层框架梁上的线荷载为（图4.1）： 2层框架梁 边跨(DC、BA跨)框架梁自重力荷载 边跨填充墙自重力荷载 墙面粉刷层的重力荷载 中跨框架梁的自重力荷载 梁侧粉刷层重力荷载 因此，作用在2层框架梁上的线荷载为（图4.1）： （3）、屋面框架节点集中荷载标准值 A轴框架梁自重力荷载 粉刷 1600 高女儿墙自重力荷载 粉刷层自重力荷载 框架梁传来的屋面自重力荷载 次梁的自重力荷载 作用在次梁上的屋面自重力荷载 框架梁传来的次梁自重力荷载 顶层A轴节点的集中荷载 B轴框架梁的自重力荷载及粉刷重力荷载 框架梁传来的屋面自重力荷载 框架梁传来的次梁自重力荷载 顶层B轴的节点集中荷载 C轴框架梁自重力荷载及粉刷层自重力荷载 框架梁传来的屋面自重力荷载 次梁的自重力荷载 作用在次梁上的屋面自重力荷载 框架梁传来的次梁自重力荷载 顶层C轴的节点集中荷载 D轴框架梁的自重力荷载及粉刷层自重力荷载 女儿墙的自重力荷载及粉刷层的自重力荷载 框架梁传来屋面自重力荷载 框架梁传来次梁自重 力荷载 顶层D轴的节点集中荷载 （4）34层楼面框架节点的集中荷载标准值 A轴框架梁自重力荷载及粉刷层自重力荷载 塑钢窗自重力荷载 窗下墙自重力荷载 内粉刷层的自重力荷载 外贴面砖的自重力荷载 窗边墙自重力荷载 内粉刷层的自重力荷载 外贴面砖的自重力荷载 框架梁传来楼面自重力荷载 次梁自重力荷载 作用在次梁上的墙自重力荷载 粉刷层的力荷载 作用在次梁上的楼面自重力荷载 框架梁传来次梁自重力荷载 框架柱自重力荷载 内粉刷层的力荷载 外贴面砖的自重力力荷载 34层A轴节点集中荷载 : B轴框架梁自重力荷载及粉刷层的自重力荷载 内纵墙自重力荷载 粉刷层的自重力荷载 扣除门洞重力荷载 门的重力荷载 框架梁传来楼面自重力荷载 次梁的自重力荷载 作用在次梁上墙的自重力荷载及粉刷层自重力荷载 作用在次梁上的楼面自重力荷载 框架梁传来次梁自重力荷载 框架柱自重力荷载 粉刷层的力荷载 34层B轴节点集中荷载 C轴框架梁自重力荷载及粉刷层的自重力荷载 内纵墙自重力荷载 粉刷层的自重力荷载 扣除门洞重的自重力荷载 门的重力荷载 框架梁传来的楼面自重力荷载 次梁自重力荷载 作用在次梁上墙的自重力荷载及粉刷 作用在次梁上的楼面自重力荷载 框架梁传来次梁自重力荷载 框架柱自重力荷载 粉刷层的自重力荷载 34层C轴节点集中荷载 D轴框架梁自重荷载及粉刷层自重荷载 墙体自重力荷载 框架梁传来楼面自重力荷载 框架梁传来次梁自重力荷载 框架柱自重力荷载 粉刷加面砖自重力荷载 34层D轴节点集中荷载 （5）2层楼面框架节点集中荷载标准值 A轴框架梁自重及粉刷 塑钢窗自重力荷载 窗下墙自重力荷载 内粉刷 外贴面砖的自重力荷载 窗边墙自重力荷载 内粉刷层自重力荷载 外贴面砖的自重力 框架梁传来楼面自重力荷载 次梁自重力荷载 作用在次梁上的墙自重力荷载 粉刷层的自重力荷载 作用在次梁上的楼面自重力荷载 框架梁传来次梁自重力荷载 框架柱自重力荷载 首层柱自重力荷载 内粉刷层的重力荷载 外贴面砖的重力荷载 2层A轴节点集中荷载 B轴框架梁自重力荷载及粉刷的自重力荷载 内纵墙自重力荷载 粉刷层的自重力荷载 扣除门洞重力荷载 门的重力荷载 框架梁传来屋面自重力荷载 框架梁传来次梁自重力荷载 框架柱自重力荷载 粉刷层力荷载 2层B轴节点集中荷载 C轴框架梁自重及粉刷 内纵墙自重力荷载 粉刷层的自重力荷载 扣除门洞重力荷载 门重力荷载 框架梁传来屋面自重力荷载 次梁自重力荷载 作用在次梁上墙的自重力荷载及粉刷 作用在次梁上的楼面自重力荷载 框架梁传来次梁自重力荷载 框架柱自重力荷载 粉刷层自重力荷载 2层C轴节点集中荷载 D轴框架梁自重力荷载及粉刷层自重力荷载 墙体自重力荷载 框架梁传来楼面自重力荷载 框架梁传来次梁自重力荷载 框架柱自重力荷载 粉刷及面砖的自重力荷载 2层D轴节点集中荷载 （6）恒载作用下结构计算简图 图4.1 恒荷载作用下结构计算简图4.3竖向活载计算及计算简图楼面活荷载作用下结构计算简图如图4.2所示。图中各荷载计算如下： （1）、屋面框架梁线荷载的标准值 （2）、楼面框架梁线荷载的标准值 （3）、屋面框架节点集中荷载的标准值 A轴： 由框架梁传来的屋面荷载 由框架梁传来的次梁荷载 B轴： 由框架梁传来的屋面荷载 由框架梁传来次梁荷载 C轴： 由框架梁传来的屋面荷载 由框架梁传来次梁荷载 D轴： 由框架梁传来的屋面荷载 由框架梁传来次梁荷载 （4）、楼面框架节点集中荷载标准值 A轴：由框架梁传来的楼面荷载 由框架梁传来次梁荷载 B轴：由框架梁传来的屋面荷载 由框架梁传来次梁荷载 C轴：由框架梁传来的屋面荷载 由框架梁传来次梁荷载 D轴：由框架梁传来的屋面荷载 由框架梁传来次梁荷载 Q4DQ4BQ4BQ4A图4.2 活荷载作用下框架计算简图4.4风荷载计算及计算简图风压标准值计算公式为 因结构高度 z应按下式计算 对于框架结构, , 取 地面粗糙程度为C类 各层标高处见表4.1 对于矩形平面；可查荷载规范，当查得的时，取。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4.1所示。表中A为一榀框架各层节点的受风面积，计算结果如图4.3所示。 表4.1 横向风荷载计算层次 40.741.3016.351.000.4725.5611.6230.741.3012.451.000.4728.0812.7620.741.308.551.000.4728.0812.7610.741.304.651.000.4730.7813.99图4.3 风荷载作用下框架计算简图4.5地震作用计算及计算简图按顶点位移法计算，考虑轻质填充墙对刚度的影响，取基本周期调整系数0=0.6。见表4.2。 表4.2基本周期调整系数表层次4 1164.82 1164.82 75744.81 0.02 0.20 3 1410.49 2575.32 75744.81 0.03 0.19 2 1300.57 3875.89 75744.81 0.05 0.15 1 1343.27 5219.17 52176.10 0.10 0.10 T1= 0.46 S地震作用按7度类场地,地震动参数区划的特征周期分组按一组考虑，则Tg=0.10,max=0.12,采用底部剪力法计算。结构底部剪力为：顶点附加地震作用为：计算结果列于表4.3。 表4.3 各层地震作用及楼层地震剪力 层次hi(m)Hi (m)Gi (KN)GiHi(KN)GiHi/GiHiFi (KN)Vi (KN)4 3.90 17.15 1164.82 19976.74 0.34 143.91 143.91 3 3.90 13.25 1410.49 18689.03 0.32 134.63 278.54 2 3.90 9.35 1300.57 12160.38 0.21 87.60 366.15 1 5.45 5.45 1343.27 7320.85 0.13 52.74 418.88 5 横向框架的内力计算5.1恒载下的框架内力计算框架竖向恒载作用下的内力计算采用了分层法。 （1）、荷载简化 图3中梁上分布荷载由矩形和梯形组成，在求固端弯矩时，将梯形分布荷载及三角形荷载化为等效均布荷载。 顶层： DC跨= 0.26 CB跨 BA跨 34层： DC跨 CB跨 BA跨 2层： DC跨 CB跨 BA跨 （2）柱的线刚度调整 由于取出中间的一层分析，所以柱（除底层）的线刚度取框架柱实际线刚度的0.9倍。 34层 2层 1层 梁的线刚度DC跨梁： CB跨梁：BA跨梁：（3）、弯矩分配系数 节点标号见图5.1节点标号图（中间层省略） 图5.1节点标号图节点1： 节点2： 节点3： 节点4： 节点5： 节点6： 节点7： 节点8： 节点9： 节点10： 节点11： 节点12： 节点13： 节点14： 节点15： 节点16： （4）、杆件固端弯矩 (5)、分层法求内力 具体过程见图5.2，在求得杆端内力后，可以通过静力平衡条件， 可求得相应的剪力和轴力值，见图5.3，5.4，5.5。（a）顶层杆端弯矩（b）三层杆端弯矩（c）二层杆端弯矩14.65-12.3712.49-14.5143.96-37.1237.47-43.534.643.77-4.2239.3233.70-39.320.420.330.330.42上柱上柱上柱上柱下柱左梁右梁下柱左梁右梁下柱左梁右梁下柱0.330.250.200.260.200.200.260.200.250.33-94.1294.12-4.684.68-94.1294.1231.2623.5511.77-11.77-23.55-31.2610.2720.5426.8020.1810.09-11.11-22.23-29.51-22.62-11.31-2.52-3.353.692.782.292.992.2634.95-78.9183.67-29.51-17.0316.2029.79-83.4678.15-34.6117.48-14.7614.89-17.31（d）底层杆端弯矩图5.2 (a)(b)(c)(d) 恒载下分层法求杆端弯矩60.9367.2717.0515.8466.8559.8959.8960.9350.2251.0187.7089.3411.0610.2789.2386.9140.9441.2346.4840.7637.5137.7841.1845.9786.7888.9111.5010.7388.7887.2041.7044.0342.7638.2239.1938.5339.5245.5084.5185.9414.7213.8785.7581.4730.2030.5154.0044.7326.4926.7445.1451.2617.4814.7614.8917.31图5.3 恒荷载作用下的弯矩图（kNm）65.3712.8967.3067.2111.9365.2881.6111.5682.1882.0810.9281.5181.5411.5582.0882.1610.9381.6281.6411.5882.4782.0610.9081.23图5.4 恒荷载下的剪力图（kN）210.72227.20226.33210.63245.82262.30261.43245.73569.04550.15548.58568.85604.14585.25583.68603.95927.30873.09870.83927.19962.40908.19905.93962.291214.221183.631181.101213.701263.721233.131230.601263.20图5.5 恒荷载下柱的轴力图（kN）5.2竖向活载下的框架内力计算（1）荷载简化 （2）杆件固端弯矩 （3）分层法求内力 具体过程见图5.6，同理，可求得其相应的剪力和轴力，见图5.7，5.8，5.9。 (a)计算简图(b)计算简图(c)计算简图3.92-3.263.30-3.8811.75-9.799.89-11.631.230.99-1.1110.528.89-10.520.420.330.330.42上柱上柱上柱上柱下柱左梁右梁下柱左梁右梁下柱左梁右梁下柱0.330.250.200.260.200.200.260.200.250.33-25.1925.19-1.631.63-25.1925.198.366.303.15-3.15-6.30-8.362.715.427.075.332.66-2.93-5.87-7.79-5.97-2.98-0.67-0.880.970.730.610.790.609.34-21.0822.47-7.79-4.894.677.86-22.4120.88-9.254.67-3.893.93-4.62(d)图5.6 (a)(b)(c)(d) 活荷载下分层法求杆端弯矩5.966.110.820.726.085.875.875.965.295.3622.6423.473.823.6123.4322.4512.2412.3410.308.9310.7210.819.0110.2123.1923.853.433.2223.8222.5212.4411.7611.4310.0810.3410.1710.4310.0822.5823.074.284.0523.0221.778.078.1514.4311.806.997.0611.9113.704.673.893.934.62图5.7 活荷载作用下的弯矩图（kNm）5.451.025.515.500.935.4421.783.9922.0422.023.8321.7621.783.9922.0422.003.8221.7121.783.9922.0421.973.8221.72图5.8 活荷载下梁的剪力图（kN）13.2818.5418.4713.2766.3892.6692.4566.35119.48166.75166.42119.38172.58240.82240.39172.42图5.9 活荷载下柱的轴力图（kN）5.3风荷载下的框架内力计算（1）、柱Kc值表5.1柱Kc值计算层数截面(m2）混凝土强度等级惯性矩Ic（m4）I/h（m3）Kc=EcIc/h(KNm)340.60.60C40KC320.60.60C40KC210.60.60C40KC1（2）、梁Kb值 边跨（DC、BA）梁中跨（CB）梁 6.90 m梁：2.50 m梁：6.90 m梁：（3）、K-及的值 34层 D轴柱：C轴柱： B轴柱：A轴柱：2层 D轴柱： C轴柱 B轴柱： A轴柱： 底层 D轴柱： C轴柱： B轴柱： A轴柱： （4）值（见表5.2，） 表5.2 框架柱D值计算 DjD轴C轴B轴A轴Dj34层 2层 底层 11.6211.62K=0.50k=1.00k=1.00k=0.50a=0.20a=0.33a=0.33a=0.20V8H=2.17V8G=3.64V8F=3.64V8E=2.1712.7624.38K=0.50K=1.00K=1.00K=0.50a=0.20a=0.33a=0.33a=0.20V3H=4.55V3G=7.64V3F=7.64V3E=4.5512.7637.15K=0.50K=1.00K=1.00K=0.50a=0.20a=0.33a=0.33a=0.20V2H=6.94V2G=11.64V2F=11.64V2E=6.9413.9951.14K=0.70K=1.40K=1.40K=0.70a=0.44a=0.56a=0.56a=0.44V1H=11.31V1G=14.26V1F=14.26V1E=11.31图5.10 风荷载下剪力在各柱间分配(kN)y0=0.26y0=0.37y0=0.37y0=0.26M上=6.26M上=8.94M上=8.94M上=6.26M下=2.20M下=5.25M下=5.25M下=2.20y0=0.50y0=0.50y0=0.50y0=0.50M上=8.88M上=14.89M上=14.89M上=8.88M下=8.88M下=14.89M下=14.89M下=8.88y0=0.60y0=0.50y0=0.50y0=0.60M上=10.82M上=22.69M上=22.69M上=10.82M下=16.23M下=22.69M下=22.69M下=16.23y0=0.75y0=0.64y0=0.64y0=0.75M上=15.41M上=27.98M上=27.98M上=15.41M下=46.22M下=49.74M下=49.74M下=46.22图5.11风荷载下反弯点及柱端弯矩求解6.264.438.944.518.946.266.266.264.514.432.208.889.9914.8910.1614.8911.088.8811.085.2510.165.259.992.208.8810.8218.6322.6918.9622.6919.7010.8219.7014.8918.9614.8918.638.8816.2315.4125.1127.9825.5527.9831.6415.4131.6422.6925.5522.6925.1116.2346.2249.7449.7446.22图5.12风荷载下弯矩图(kNm)1.553.611.551.552.062.061.553.058.133.054.607.137.134.605.5515.165.5510.1616.7416.7410.168.2320.448.2318.3828.9628.9618.38图5.13 风荷载下柱的轴力和梁的剪力图（kN）5.4水平地震作用下的框架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，其计算过程如图5.14和5.15所示，其结果如图5.16和5.17所示。 143.91143.91K=0.50k=1.00k=1.00k=0.50a=0.20a=0.33a=0.33a=0.20V8H=26.87V8G=45.08V8F=45.08V8E=26.87134.63278.54K=0.50K=1.00K=1.00K=0.50a=0.20a=0.33a=0.33a=0.20V3H=52.02V3G=87.26V3F=87.26V3E=52.0287.60366.15K=0.50K=1.00K=1.00K=0.50a=0.20a=0.33a=0.33a=0.20V2H=68.37V2G=114.70V2F=114.70V2E=68.3752.74418.88K=0.70K=1.40K=1.40K=0.70a=0.44a=0.56a=0.56a=0.44V1H=92.64V1G=116.81V1F=116.81V1E=92.64图5.14 地震作用下剪力在各柱间分配(kN)y0=0.26y0=0.37y0=0.37y0=0.26M上=77.56M上=110.77M上=110.77M上=77.56M下=27.25M下=65.05M下=65.05M下=27.25y0=0.50y0=0.50y0=0.50y0=0.50M上=101.43M上=170.15M上=170.15M上=101.43M下=101.43M下=170.15M下=170.15M下=101.43y0=0.60y0=0.50y0=0.50y0=0.60M上=106.66M上=223.66M上=223.66M上=106.66M下=159.99M下=223.66M下=223.66M下=159.99y0=0.75y0=0.64y0=0.64y0=0.75M上=126.22M上=229.17M上=229.17M上=126.22M下=378.65M下=407.42M下=407.42M下=378.65图5.15 地震作用下反弯点及柱端弯矩求解77.5654.90110.7755.86110.7777.5677.5677.5655.8654.9027.25101.43116.58170.15118.63170.15128.68101.43128.6865.05118.6365.05116.5827.25101.43106.66195.19223.66198.62223.66208.09106.66208.09170.15198.62170.15195.19101.43159.99126.22224.45229.17228.39229.17286.21126.22286.21223.66228.39223.66224.45159.99378.65407.42407.42378.65图5.16 地震作用下弯矩图（kNm）19.2044.6919.2019.2025.5025.5019.2035.5494.9035.5454.7484.8584.8554.7458.45158.9058.45113.19185.30185.30113.1974.01182.7174.01187.20294.01294.01187.20图5.17 地震作用下的轴力和梁的剪力图（kNm）6 横向框架荷载效应组合6.1 框架柱的内力组合表6.1 A轴柱内力组合表6.2 B轴柱内力组合表6.3 C轴柱内力组合表6.4 D轴柱内力组合表6.5剪力组合表6.2 框架梁的内力组合表6.6 框架横梁内力组合表6.7 框架横梁内力组合表6.8 框架横梁内力组合表6.9框架横梁内力组合7 框架梁柱的配筋计算7.1 梁正、斜截面配筋计算（1）梁的支座截面也考虑到了柱支座宽度的影响，按支座边缘截面上的弯矩来计算，其值为：M=M组-V组b/2式中，M组为梁内力组合表中支座轴线上的弯矩值；V组为相应的其组合的支座剪力；b为柱的支承宽度， 1-2层b=0.6 3-4层b=0.6 按上式的计算结果列入表7.1中。表7.1梁支座边缘弯矩计算（2）计算纵向受拉钢筋 当梁下部受拉时，按照T形截面设计，当梁上部受拉时来按矩形截面设计。 对于BA跨翼缘计算时宽度当按跨度考虑时， 按梁间距考虑时， 按翼缘高度考虑,无须考虑这种情况。 故取同理:DC跨CB跨梁内纵向钢筋选HRB400级钢, 。下部跨间截面按单筋T形截面计算。因为对于FE跨属于第一类T形截面，同理DC,CB跨梁也为第一类T形截面。 具体计算过程见表7.2表7.2框架梁配筋计算（3）梁斜截面受剪承载力的计算 故截面尺寸满足要求。 对于DC、BA跨，梁端加密区箍筋取4肢箍8100,箍筋用HPB300级钢筋（）,则 加密区长度取0.85m,非加密区箍筋取4肢箍8150，对于箍筋设置满足要求。 对于CB跨，梁端加密区箍筋取4肢箍10100,箍筋用HPB300级钢筋则 由于跨度小，加密区长度取整跨。 其余计算过程见表7.3 表7.3框架梁箍筋配筋计算7.2柱正、斜截面配筋计算（1）剪跨比和轴压比验算 表7.4给出了框架梁各层剪跨比和轴压比的计算结果，其中剪跨比也可取，表中的、和N不应考虑承载力抗震调整系数。各柱的剪跨比和轴压比均满足规范要求。可知剪跨比均满足2的要求，轴压比均满足0.8的要求。柱的剪跨比和轴压比验算见表7.4表7.4柱的剪跨比和轴压比验算（2）、柱的计算长度 对于现浇楼盖来说，底层柱计算长度 （3）、计算柱的纵向受力钢筋 柱的纵向钢筋均采用HRB400级钢筋，其抗拉和抗压设计值下面是几个有代表性的柱的配筋计算过程。 A轴柱4层柱 ；要考虑挠度对其偏心距的影响 取 按大偏压情况计算采用对称配筋于是：按构造配 受拉区与受压区各配216,两侧中间各配2根16。全部纵向钢筋配筋率，满足要求。 A轴柱底层柱；要考虑挠度对其偏心距的影响取,取 按大偏压情况计算采用对称配筋于是：按构造配 受拉区配218,受压区配218,两侧各配2根18。全部纵向钢筋配筋率，满足要求。（4）、柱斜截面受剪承载力计算 以第一层柱为例来进行计算。由前可知，C轴柱顶弯矩设计值 对三级抗震等级，柱底弯矩设计值 则框架柱的剪力设计值故该层柱应按构造配置箍筋。柱端加密区的箍筋选用4肢10100。由表23可知一层柱底的轴压比n=0.444，查混凝土结构设计规范表11.4.17可得箍筋最小配箍特征值,则最小体积配箍率 加密区位置及长度按规范要求确定。 非加密区还应满足s10d=160,故箍筋取4肢10150。8 框架的侧移验算此房屋高度不超过40m，且质量和刚度沿高度分布比较均匀，故采用底部剪力法计算多遇水平地震作用标准值。结构底部总水平地震作用标准值：，不需要考虑结构顶部附加水平地震作用的影响。根据公式计算各层水平地震作用标准值，进而求出各楼层地震剪力及楼层层间位移，结果如下：表8.1层间位移计算 楼层41164.82 17.15 19976.74 143.91 143.91 75744.81 0.001831410.49 13.25 18689.03 134.63 278.54 75744.81 0.002521300.57 9.35 12160.38 87.60 366.15 75744.81 0.002911343.27 5.45 7320.85 52.74 418.88 52176.10 0.0046 楼层最大位移与楼层层高之比： ，故满足位移要求。9 基础结构设计计算9.1柱荷载设计值（1）、设计基础的荷载包括：1、框架柱传来的弯矩、轴力及剪力；2、基础自重及回填土自重；3、底层地基梁传来的弯矩和轴力。外柱基础承受的上部荷载：9.1.1 A、D柱荷载设计值A、框架柱传来：第 一 组 合 值 ：第 二 组 合 值 ：B、地基梁传来：取基础梁截面尺寸:墙自重： 基础梁重：纵向：基础梁重：横向：横向填充墙重：（2）、横向基础梁对柱中心的偏心矩：相应的弯矩： 假定基础高1.70 m，作用于基底的弯矩和相应基顶轴力设计值：第一组合M=第一组合N=第二组合M=第二组合N=该工程框架层数不多，地基土较均匀，可选者独立基础。根据地质报告，基础埋深需在杂填以下。取基础混凝土强度等级为 C30 查表得：，9.1.2 B、C柱荷载设计值（1）由柱传至基础顶面的荷载， ， （2）由基础梁传至基础顶面的荷载墙的重量 基础梁重量 （3）作用在基础顶面的荷载， ， 9.2 A、D柱下独立基础的计算、选择基础埋深：,基础底尺寸：。图9.1 A、D柱下独立基础、地基承载力特征值,重度计算杂填土:砂质粘土：则基础底面以上土的加权平均重度、基础底面尺寸复核：先按中心荷载作用下计算基底面积，由第一组合荷载确定但考虑到偏心荷载作用下应力分布不均，故将基底面积整大 20%-40% 取 1.2选用矩形：即宽长=、地基承载力验算第一组荷载设计值下：第二组荷载设计值下：故承载力满足要求。、基础尺寸确定采用台阶式独立基础构造要求：一阶台阶宽高比 2.5 ,二阶台阶宽高比 1.0。、冲切验算土壤的净反力（不包基础及回填土重）：第一组合：第二组合：地基净反力取大值则：柱与基础交接处基础底边, 冲切破坏锥体的底边因为。所以：冲切破坏锥体的底边落在基础底面积之内。于是则可得冲切力的作用面积:得冲切力,满足要求。其中。、基础底面配筋计算计算基底净反力设计值：框架柱第一组合值传来的框架柱第二组合值传来的取内力最大值：底净反力设计值：地基净反力取大值则：计算基础长边方向的弯矩设计值：取-界面:取-界面：根据与比较得，取因此平行于基础长边方向L计算配筋：实际配筋：12 110.00 （实配)计算基础短边方向的弯矩设计值：取-界面:取-界面：根据与比较得，取因此平行于基础短边方向b计算配筋： 实际配筋：12 110.00 （实配)9.3 B、C柱下组合基础的计算9.3.1初步确定基础底面尺寸同样设基础埋深2000mm,基础的高度为1200mm经深度修正后地基承载力特征值因为结构的对称性，因此为轴心受压，直接按轴心受压进行计算底面面积而无需放大则由，取l=8m，b=5m，即A=40图9.2 B、C柱下组合基础持力层经深度、宽度修正后的地基承载力特征值地基净反力计算：由剪力和弯矩的计算结果绘出V，M图如下图所示。（a） 弯矩图kNm(b) 剪力图kN 图9.3 (a)弯矩图、(b)剪力图9.3.2验算基础高度 长边方向冲切承载力验算：（h按规范查取0.975）=198.115.45=1079.70kN=600+21060=2720mm则因此基础高度满足要求。短边方向冲切承载力验算：=1.098=8.72=198.118.72=1727.52kN=700+21060=2820mm则因此基础高度满足要求。9.3.3基础底部配筋计算纵向配筋：最大正弯矩取902.37基础底面（柱B、C的下方）配1616()，其中1/2（8根）通长布置。横向配筋：底板的等效梁宽为最大弯矩为：折成每米板内宽度的配筋面积为，实配16150(As=1340)。10 楼板、屋面板结构设计计算10.1楼面板的计算对于 AB、CD 跨，由于 l01 / l02 =1.92 2按双向板进行计算；对于 BC 跨按单向板计算。双向板按弹性理论设计。(1) 设计荷载活荷载设计值:恒荷载设计值:荷载总计(2)计算跨度板的计算宽度按照轴线间距离确定。(3)弯矩计算表10.1边跨板弯矩计算 图10.1板区格划分图中间跨按单向板计算支座负弯矩：跨中正弯矩:（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，lo2方向跨中截面的；支座截面。为了便于计算，均近似取，。截面配筋计算结果及实际配筋，列于下表中。表10.2板配筋计算10.2屋面板的计算对于 AB、CD 跨，由于 l01 / l02 =1.92 2按双向板进行计算；对于 BC 跨按单向板计算。双向板按弹性理论设计。(1) 设计荷载活荷载设计值:恒荷载设计值:荷载总计(2)计算跨度板的计算宽度按照轴线间距离确定。(3)弯矩计算表10.3边跨板弯矩计算图10.2板区格划分图中间跨按单向板计算 支座负弯矩：跨中正弯矩:（4） 截面设计截面有效高度：假定选用8 钢筋，则 l01 方向跨中截面的，lo2方向跨中截面的；支座截面。为了便于计算，均近似取，。截面配筋计算结果及实际配筋，列于下表中。表10.4板配筋计算11 楼梯结构设计计算11.1楼梯设计简图及参数本工程采用现浇钢筋土板式楼梯，设计混凝土强度等级为，20，梯板钢筋为HPB300钢,梯梁钢筋为HRB335钢。活荷载标准值为,楼梯栏杆采用金属栏杆。楼梯简图如下：图11.1楼梯简图简图中的参数为：楼梯开间：X=3300mm,楼梯进深：计算楼梯中层高,楼梯踏步宽：,楼梯踏步高：,休息平台宽度：,梯段宽：梯井宽：计算梯段中踏步数量：步，梯段水平长度：,楼梯上平台宽：。休息平台板厚取:,梯梁（TL1)的截面高度：宽取，梯段板跨度：梯段板厚度：。混凝土保护层厚度为：20mm,栏杆重为：0.15KN/m楼梯处活荷载为：踏步水磨石面层:踏步水泥砂浆面层： 楼梯选用混凝土：C2011.2
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