毕业设计说明书-6层钢筋混凝土框架结构(手算完整版).doc

毕业设计目录摘要1ABSTRACT1前言1第一章 建筑设计11.1 工程概况11.2 设计资料11.3 平面设计21.4 立面设计41.5剖面设计41.6 装饰工程51.7 该建筑设计点51.8建筑设计总结5第二章 构件尺寸确定62.1 结构平面布置图62.2 框架梁柱截面尺寸确定6第三章 楼板的设计113.1 标准层楼板设计11第四章 横向框架在竖向荷载作用下的计算简图244.1 横向框架简图254.2 轴线横向框架恒载作用下的计算简图264.3 轴线横向框架活载作用下的计算简图49第五章 横向框架在水平向荷载作用下的计算简图605.1 垂直于建筑物表面上的风荷载标准值计算605.2 风荷载作用下的计算简图63第六章 横向框架在恒荷载和活荷载作用下的内力计算646.1 用弯矩二次分配法计算弯矩646.2 绘制恒荷载内力图746.3 绘制活荷载内力图77第七章 横向框架在风荷载作用下的内力及位移计算807.1 横向框架在风荷载作用下的位移计算807.2 横向框架在风荷载作用下的内力计算82第八章 横向框架内力组合928.1 内力组合概述928.2 框架梁内力组合948.3 框架柱内力组合988.4 框架梁柱截面设计100第九章 基础工程1119.1 基本设计资料1119.2 基础埋深的确定1119.3 上部结构荷载效应组合1119.4 F柱下独立基础F设计1149.5 G柱下独立基础F设计1229.6 拉梁（200mm300mm）的配筋计算130第十章 楼梯计算和配筋13110.1 梯段板的计算13110.2 平台板计算13710.3 平台梁计算139附录一141论文原文141论文翻译149155摘要ABSTRACT前言第一章 建筑设计1.1 工程概况该研究生宿舍楼建设地点是湖南长沙，为一栋6层钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积约4100。宿舍楼各层建筑平面图、剖面图、门窗表等见建筑施工图，图号建施。各层的层高皆为3.6米，屋顶不上人。第1层为架空层，为了综合利用建筑空间，该层设有健身俱乐部；第26层为标准4人间，内置卫生间，卫生间通风管道从内置走廊过。室内外高差0.6m。建筑设计使用年限50年。1.2 设计资料1.2.1 工程地质条件1）自然地表1 m以内为填土，填土以下为3.5 m厚的砂质粘土，再下为砾石层；砂质粘土允许承载力为260 kN/m2，砾石层允许承载力为300400 kN/m2；2）地下水位：地表以下2.3 m处，无侵蚀性；3）近旁暂无其它建筑；1.2.2 气象条件1）温度：最热月平均29.6C，最冷月平均4.2C；夏季极端最高39.8C，冬季极端最低-9.5C；2）相对湿度：最热月平均73%；3）主导风向：全年为西北风，夏季为东南风，50年一遇的基本风压W0=0.3 5kN/m2；4）雨雪条件：年降雨量1450 mm；日最大降水强度192 mm/日；暴雨3.3 升/秒100；基本雪压0.35 kN/；1.2.3 工程所用材料梁、板的混凝土均采用C30的混凝土，柱的混凝土采用C35的混凝土，梁、柱主筋选用HRB335，箍筋选用HPB235，板受力钢筋选用HPB235；墙体材料采用MU10轻质空心砖和M5的砌筑砂浆。1.3 平面设计建筑平面图是表示建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系，它是建筑施工图的基本样图，是假想用一水平的剖切面沿门窗洞位置将房屋剖切后，对剖切面以下部分所作的水平投影图。它能反映出房屋的平面形状、大小和布置；墙、柱的位置、尺寸和材料，以及门窗的类型和位置等。该建筑主要用处是供学生住宿，为了充分利用建筑空间，底层设有健身俱乐部，供本校学生用。平面的组合形式采用内廊式，平面形状为矩形，体型系数为0.17，小于规范规定的0.35；各个朝向的窗墙比皆满足规范规定值，采光通风良好；建筑坐向为东南方向，出入口通向主要干道；单体建筑符合整体规划要求，与周围环境协调适应。1.3.1 使用部分平面设计房间平面的形状和尺寸，主要是由房间的使用功能，活动特点，家具布置方式，以及通风采光等特点决定的。在满足使用功能的同时，经济性、舒适性也是确定房间平面形状和尺寸的重要因素。l 门厅设计门厅作为建筑物的主要出入口，尤其对于这种人流量比较大，底层还兼做公共健身俱乐部的宿舍楼，显得尤为重要。因此，底层的门厅尺寸设为51003600，采用3600mm宽，2700mm高的玻璃大门，不仅有利于通风采光，还有利于紧急情况下人员疏散。门厅的左侧是大楼值班室和桌球室，右侧是乒乓球室，走廊的尽头是公共健身俱乐部，楼梯设在大楼的中部。门厅的出入口设有两根砖砌大圆柱，撑起一个不上人的大雨棚。l 寝室设计寝室是宿舍楼的主要组成部分，也是学生生活起居活动最频繁的地方。因此，它的设计是否合理，直接关系到学生身心健康。所有寝室设计都采用一种设计方案：进深6300mm，开间3600mm，层高3600mm；标准4人间，床采用双层单人床；安全通道采用内走廊；阳台1200mm宽，全封闭式的；内置卫生间（2400mm1800mm）不占用寝室适用面积，它的通风管道设在走廊顶部。l 门窗设计为了使建筑能更好的通风采光，窗墙面积比又满足规范要求，阳台窗采用2400mm宽，2100mm高的窗，寝室通往阳台采用门联窗，这样便能使寝室内部通风采光良好；由于过道是内走廊式，且是一条狭长的通道，因而建筑物两端的过道通风采光窗基本占用整个墙体；底层公共活动空间，由于地势标高底，窗的尺寸在满足窗墙比的情况下，也采用了比较大的尺寸；楼梯窗采用2100mm1800mm的窗。整栋建筑的门，主要设有寝室内开式防盗门（900mm2100mm），楼梯弹簧式消防隔烟门（2400mm2400mm），它们的做法详见规范98ZJ681 GJM201。l 屋顶平面设计本设计中的屋顶为不上人的屋顶，从经济角度和施工角度出发，采用了平屋顶设计。在屋顶上采用外天沟排水，排水坡取2。建筑图中只画出屋盖，没有画出屋面架空隔热层。防水采用刚性防水，具体做法详见98ZJ001。l 辅助房间的设计建筑物中的辅助房间不是建筑物的主要组成不分，它只是对建筑物空间的合理利用，辅助建筑物功能的发挥。因而它的位置一般处在建筑物比较差的位置。本栋宿舍楼的平面结构布置简单，具有很好的对称性，因而建筑当中的空间位置也无所谓的好坏之分。主楼的主要辅助房间是公共卫生间，用以弥补内置卫生间不够使用。它的位置处在大楼的正中央，方便大楼中所有学生使用。1.3.2交通联系部分设计l 走廊依据建筑设计防火规范和房屋建筑学知识，走道宽度应按人流股数并结合门开启的方向来确定，同时考虑建筑防火、安全疏散的要求，一般要求双排房间走道宽度为2000mm3000mm。考虑到本栋大楼每层只有40人，且楼梯设在建筑正中央，并结合学校其他宿舍楼的走廊宽度，取其宽度为1500mm。l 楼梯本栋宿舍楼只设有一部楼梯，设在建筑正中央。依据房屋建筑学中的知识，宿舍楼楼梯踏步高140mm160mm，踏步宽度大于280mm，因此取踏步高度150mm，宽度300mm。共24踏步，双跑式，每跑12步。1.4 立面设计建筑立面设计是建筑功能、建筑构造和建筑美学的统一体，建筑师通常通过色彩、材质、尺度、比例、方向、形状及其组合，运用对比、差异、统一、呼应和穿插、几何性、次序性、节奏和韵律等美学原理，在满足建筑功能的基础上，尽可能创造立面和外观的美感；同时,立面的外观也受社会文化、经济水平、地方习俗等影响。但由于知识水平和知识偏重点不同，本栋建筑就没有那么完好的表现建筑立面图的功效，只是力求其美学效果与之靠近：外墙面砖采用浅桔红色面砖，窗户玻璃采用蓝色玻璃；大楼门厅入口设置两根直径350mm的圆柱，并用大理石装饰，其上设有2100mm3600mm的大雨棚；屋顶设有4根直径为150mm的白色落水管，位置位于楼梯和公共卫生间两墙角处。1.5剖面设计1.5.1各层建筑层高设计l 室内外高差0.6m；l 底层层高3.6m，净高3.5m；l 标准层层高3.6m，净高3.5m；l 屋顶为不上人屋面；1.5.2 通风采光设计根据建筑节能要求，每个房间均采用自然采光，且在满足窗墙比的情况下，尽量采用大的窗户，使的通风采光更良好。1.5.3 排水设计屋面采用有组织排水：分水岭设于建筑纵向中线，排水坡度为2；设有0.42m的外天沟，排水坡度为0.5；在楼梯和公共卫生间四墙角设有4根直径150mmPVC落水管，采用外排式。这样既能使屋面防水性和耐久性增强，又不影响建筑立面造型。1.6 装饰工程装饰工程在建筑工程中所占的费用比例，也是一个很大的数字，因而可以想象其重要性。好的装饰装修，能给人以赏心悦目的感觉，特别是这种用于生活起居的公共住房，装饰装修就显得格外重要了。建筑物的各部分构造做法详见建筑设计图纸和结构设计计算。1.7 该建筑设计点该宿舍楼的建筑设计平面布置简单，是一个很规则的多层框架结构设计。内部房间布置也很有规律，但也能很好的满足建筑功能要求。在设计中，尽量做到适用性、经济性、安全性、美观性等设计理念。在通风采光方面，也严格按照规范来做，尽量做到各个房间能自然采光通风，达到节能的目的。以上是该建筑设计的优点所在，但也有其不好的地方。由于设计计算知识有限，在设计中，都尽量想让结构布置趋于简单明了，方便结构分析时计算。比如说柱距的很小，次梁布置也不均匀，局部间距取的太小。这些缺陷在以后的设计当中值得注意和改进。1.8建筑设计总结在为期三周的建筑设计阶段，查规范，查教科书，看样图，画草图，再到各个问题的细化，整个过程中，不仅熟悉了建筑设计的步骤，同时对房屋建筑的细部构造规范有了一定的了解。在画图过程中，学会了如何熟练的使用建筑专业设计软件天正，也进一步熟练了AutoCAD的操作技能，这是我在该阶段感受最深的，最有成就感的地方。第二章 构件尺寸确定2.1 结构平面布置图根据建筑功能要求及框架结构体系，通过分析荷载传递路线确定梁系布置方案。本工程的各层平面布置如图2-1所示：2.2 框架梁柱截面尺寸确定2.2.1 框架梁截面尺寸初估1）横向框架梁尺寸l BC跨，CF跨,FG跨高规规定现浇整体式框架梁悬挑梁AB跨与HG跨高规规定现浇整体式框架梁悬挑梁l0=1200mm，所以，2）纵向框架梁尺寸高规规定现浇整体式框架梁2.2.2框架柱截面初估（1）按轴压比要求初估框架住截面尺寸框架柱的受荷面积如下图2-2所示。框架抗震等级为三级，轴压比。框架柱选用C30的混凝土，。由轴压比初步估算框架柱截面尺寸时，用公式：。1）3轴与F轴或C轴相交的中柱2）4轴与B轴或G轴相交的边柱3）1轴与C轴或F轴相交的角柱4）1轴与C轴或F轴相交的边柱(2)校核框架柱截面尺寸是否满足构造要求1）按构造要求，框架柱截面高度不宜小于400mm，宽度不宜小于350mm；因而两端边柱的截面尺寸由原来的350mm350mm初调为400mm400mm（为支模的方便）。2）为避免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比不宜大于4；由于层高皆为3.6m，板厚均为100mm，所以柱的净高为3500mm，故3）框架柱截面高度和宽度一般可取层高的；第三章 楼板的设计因为在确定框架计算简图时，需要利用楼板的传递荷载。因此，在进行框架计算前，应该先进行楼板的设计。各层楼盖采用现浇的钢筋混凝土楼板结构，梁系把楼盖分为一些双向板和单向板。所有楼板厚度均取为100mm。下面分别设计计算标准层楼板和顶层楼板。3.1 标准层楼板设计标准层楼板平面布置示意图，如下图3-1所示：（1）楼面恒载标准值标准层区格A（房间楼面）楼面恒载构造层面荷载KN/板面装修荷载1.10结构层：100厚现浇钢筋混凝土板0.1025=2.5抹灰层：10厚混合砂浆0.1017=0.17合计3.77，取4.0标准层区格B（阳台板）楼面恒载构造层面荷载KN/40厚细石混凝土面层1.00防水层0.30找坡层0.50防水层0.30找平层0.40结构层：100厚现浇钢筋混凝土板0.1025=2.5板底粉刷层0.0120=0.20合计5.2标准层区格C（内置卫生间）楼面恒载构造层面荷载KN/板面装修荷载1.10找平层：15厚水泥砂浆0.01520=0.30防水层0.30蹲位折算荷载（考虑局部20厚炉渣填高）1.5抹灰层：10厚混合砂浆0.0117=0.17结构层：100厚现浇钢筋混凝土板0.1025=2.50合计5.87，取6.0标准层区格D（走廊）楼面恒载构造层面荷载KN/板面装修荷载1.10结构层：100厚现浇钢筋混凝土板0.1025=2.5抹灰层：10厚混合砂浆0.1017=0.17合计3.77，取4.0标准层区格E（公共卫生间）楼面恒载构造层面荷载KN/板面装修荷载1.10找平层：15厚水泥砂浆0.01520=0.30防水层0.30蹲位折算荷载（考虑局部20厚炉渣填高）1.5抹灰层：10厚混合砂浆0.0117=0.17结构层：100厚现浇钢筋混凝土板0.1025=2.50合计5.87，取6.0雨棚（不上人）板面恒载构造层面荷载KN/40厚细石混凝土面层1.00防水层0.30找坡层0.50防水层0.30找平层0.40结构层：100厚现浇钢筋混凝土板0.1025=2.5板底粉刷层0.0120=0.20合计5.2（2）楼面活载标准值各区格板的活载标准值区格面荷载KN/A2.0B2.0C2.0D2.5E2.0雨棚（不上人）0.5（3）楼板配筋计算在各层楼盖平面，梁系把楼盖分为一些双向板和单项板。如果各版块比较均匀，可按连续单向板或双向板查表进行内力计算；如果各板块分布不均匀，精确的计算可取不等跨的连续板为计算模型，用力矩分配法求解内力；比较近似的简便方法是按单独一块板进行内力计算，但需要考虑周边的支撑情况。本宿舍楼的设计，单向板统一用单独一块板的计算方法进行配筋计算，双向板统一用弹性薄板理论公式编制的实用表格进行计算。无论是单向板，还是双向板，跨度近似取轴线之间的距离，按弹性理论分析板的内力。1）A区格板（图3-1）配筋计算 荷载设计值 内力计算 截面设计板保护层厚度20mm，选用8钢筋作为受力主筋，则短跨方向跨中截面有效高度（短跨方向钢筋放置在长跨方向钢筋的外侧，以获得较大的截面有效高度）：截面弯矩设计值不考虑折减。计算配筋量时，取内力臂系数板受力主筋选用HRB235，配筋计算结果见表3-1。表3-1 A区格板配筋计算位置截面方向选配钢筋实配钢筋（mm）跨中763.16208251681.1182251支座767.24478503765.60370387符合混凝土结构设计规范10.1.4条规定：当板厚小于150mm时，钢筋间距不宜大于200mm；且间距不宜小于70mm。配筋图详见图3-2.2）B区格板（阳台板 图3-1）配筋计算 荷载组合设计值由建筑结构荷载规范3.2条得： 内力计算取1m板宽作为计算单元，按弹性理论计算，采用单独一块板计算方法，取B区格板的计算跨度l0=1.2m。如果B区格板两端完全简支的情况，则跨中弯矩为，考虑到B区格两端梁的嵌固作用，故跨中弯矩取为；B区格板如果两端是完全嵌固，则支座弯矩为，考虑到支座处不完全嵌固，故取支座弯矩。B区格的弯矩计算见表3-2：表3-2 B区格板的弯矩计算截面跨中支座截面弯矩（KNm/m）跨中（KNm/m）支座（KNm/m）1.401.00 截面设计板保护层厚度取20mm，选用8钢筋作为受力钢筋，则板的截面有效高度为：混凝土采用C30，则fc=14.3N/mm；板受力钢筋选用HPB235，fy=210N/mm。B区格板配筋计算见表3-3：表3-3 B区格板的配筋计算截面跨中支座截面跨中支座1.401.0089630.01690.0121选用配筋（mm）0.9910.994实际配筋（mm）251251符合混凝土结构设计规范10.1.4条规定：当板厚小于150mm时，钢筋间距不宜大于200mm；且间距不宜小于70mm。配筋图详见图3-3.3）C区格板（内置卫生间 图3-1）配筋计算 荷载设计值 内力计算 截面设计板保护层厚度20mm，选用8钢筋作为受力主筋，则短跨方向跨中截面有效高度（短跨方向钢筋放置在长跨方向钢筋的外侧，以获得较大的截面有效高度）：截面弯矩设计值不考虑折减。计算配筋量时，取内力臂系数板受力主筋选用HRB235，配筋计算结果见表3-4。表3-4 C区格板配筋计算位置截面方向选配钢筋实配钢筋（mm）跨中761.3086251680.129251支座76-2.6917825176-1.85122251符合混凝土结构设计规范10.1.4条规定：当板厚小于150mm时，钢筋间距不宜大于200mm；且间距不宜小于70mm。配筋图详见图3-4.4）D区格板（走廊 图3-1）配筋计算 荷载组合设计值由建筑结构荷载规范3.2条得： 内力计算取1m板宽作为计算单元，按弹性理论计算，采用单独一块板计算方法，取B区格板的计算跨度l0=1.5m。如果B区格板两端完全简支的情况，则跨中弯矩为，考虑到B区格两端梁的嵌固作用，故跨中弯矩取为；B区格板如果两端是完全嵌固，则支座弯矩为，考虑到支座处不完全嵌固，故取支座弯矩。B区格的弯矩计算见表3-5：表3-5 D区格板的弯矩计算截面跨中支座截面弯矩（KNm/m）跨中（KNm/m）支座（KNm/m）1.871.33 截面设计板保护层厚度取20mm，选用8钢筋作为受力钢筋，则板的截面有效高度为：混凝土采用C30，则fc=14.3N/mm；板受力钢筋选用HPB235，fy=210N/mm。B区格板配筋计算见表3-6：表3-6 D区格板的配筋计算截面跨中支座截面跨中支座1.871.33119840.02260.0161选用配筋（mm）0.9890.992实际配筋（mm）251251符合混凝土结构设计规范10.1.4条规定：当板厚小于150mm时，钢筋间距不宜大于200mm；且间距不宜小于70mm。配筋图详见图3-5.5）E区格板（公共卫生间 图3-1）配筋计算 荷载设计值 内力计算 截面设计板保护层厚度20mm，选用8钢筋作为受力主筋，则短跨方向跨中截面有效高度（短跨方向钢筋放置在长跨方向钢筋的外侧，以获得较大的截面有效高度）：截面弯矩设计值不考虑折减。计算配筋量时，取内力臂系数板受力主筋选用HRB235，配筋计算结果见表3-7。表3-7 E区格板配筋计算位置截面方向选配钢筋实配钢筋（mm）跨中764.16275335681.46108251支座76-9.5362967176-7.37486503符合混凝土结构设计规范10.1.4条规定：当板厚小于150mm时，钢筋间距不宜大于200mm；且间距不宜小于70mm。配筋图详见图3-6.6）雨棚楼板配筋计算 荷载组合设计值由建筑结构荷载规范3.2条得： 内力计算取1m板宽作为计算单元，按弹性理论计算，采用单独一块板计算方法，取B区格板的计算跨度l0=2.1m。如果B区格板两端完全简支的情况，则跨中弯矩为，考虑到B区格两端梁的嵌固作用，故跨中弯矩取为；B区格板如果两端是完全嵌固，则支座弯矩为，考虑到支座处不完全嵌固，故取支座弯矩。B区格的弯矩计算见表3-8：表3-8 雨棚板的弯矩计算截面跨中支座截面弯矩（KNm/m）跨中（KNm/m）支座（KNm/m）3.312.37 截面设计板保护层厚度取20mm，选用8钢筋作为受力钢筋，则板的截面有效高度为：混凝土采用C30，则fc=14.3N/mm；板受力钢筋选用HPB235，fy=210N/mm。B区格板配筋计算见表3-9：表3-9 雨棚板的配筋计算截面跨中支座截面跨中支座3.312.372071420.04010.0287选用配筋（mm）0.9800.985实际配筋（mm）251251符合混凝土结构设计规范10.1.4条规定：当板厚小于150mm时，钢筋间距不宜大于200mm；且间距不宜小于70mm。配筋图详见图3-7.第四章 横向框架在竖向荷载作用下的计算简图多高层建筑结构是一个复杂的三维空间受力体系，它是由垂直方向的抗侧力构件、与水平方向刚度很大的楼盖（现浇楼盖）相互连结所组成。计算分析时应根据结构实际情况，选取能较准确地反映结构中各构件的实际受力状况的力学模型。框架结构一般有按空间结构分析和简化成平面结构分析两种方法。现在，微型计算机的日益普及和应用软件的不断出现，框架结构分析时更多是采用空间结构模型进行变形、内力的计算，以及构件截面承载力的计算。高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2002）规定：对于平面和立面布置简单规则的框架结构宜采用空间分析模型，可采用平面框架空间协同模型。也就是说采用手算计算规则的框架结构时，允许在纵、横两个方向将其按平面框架计算，但要考虑空间协同作用，在手算一个方向的平面框架时，要考虑另一个方向框架的传力。采用平面结构假定的近似的手算方法虽然计算精度较差，但概念明确，能够直观地反映结构的受力特点，因此，工程设计中也常利用手算的结果来定性地校核判断电算结果的合理性。本宿舍楼框架结构的设计计算，就以假定的近似的手算方法进行设计计算。为了便于设计计算，在计算模型和受力分析上应进行不同程度的简化。在进行手算横向平面框架时应该满足以下四个基本假定。1、结构分析的弹性静力假定多高层建筑结构内力与位移均按弹性体静力学方法计算，一般情况下不考虑结构进入弹塑性状态所引起的内力重分布。其实钢筋混凝土结构是具有明显弹塑性性质的结构，即使在较低应力情况下也有明显的弹塑性性质，当荷载增大，构件出现裂缝或钢筋屈服，塑性性质更为明显。但在目前，我国国内设计规范仍沿用按弹性方法计算结构内力，按弹塑性极限状态进行截面设计。2、平面结构假定在柱网正交布置情况下，可以认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力。本宿舍楼的柱网就是正交布置。3、楼板在自身平面内刚性假定各个平面抗侧力结构之间，是通过楼盖联系在一起而作为一个整体的。建筑的进深一般较大，框架相距较近，楼板可视为水平放置的深梁，在水平平面内有很大的刚度，并可以按楼板在平面内不变形的刚性隔板考虑。所以楼板常假定在其自身平面内的刚度为无限大。建筑物在水平荷载作用下产生侧移时，楼盖只有刚性位移平移和转动，而不必考虑楼板的变形。当不考虑结构发生扭转时，根据刚性楼板的假定，在同一标高处，所有抗侧力架构的水平位移都相等。4、水平荷载按位移协调原则分配将空间结构简化为平面结构后，整体结构上的水平荷载应按位移协调原则，分配到各片抗侧力结构上。当结构只有平移而无扭转发生时，根据刚性楼盖的假定，在同一标高处的所有抗侧力结构的水平位移都相等。4.1 横向框架简图假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故框架梁的跨度等于柱截面形心之间的距离。为计算简便，结构平面布置时，该宿舍楼墙、梁、柱的形心皆在轴线上。底层柱高从基础顶面算至二楼楼面，根据地质条件，室内外高差-0.600m，基础顶面至室外地坪通常去-0.500m，二楼楼面标高为+3.600m，故底层柱高为3.6+0.6+0.5=4.7（m）。其余各层柱高从楼面算至上一层楼面，皆为3.6m。该宿舍楼以轴线横向框架受力最为复杂，其简图如下图4-1所示：说明：本设计为了计算方便，墙、梁、柱的轴线跟定位轴线重合。在实际工程中，往往墙、梁、柱的中心线不一致。在手算时为计算方便，在荷载传递时，楼板和梁的跨度近似取轴线之间的距离（结果可能导致板的荷载多算一些，但在计算梁自重时，梁高要减去板厚，这样可能导致梁的荷载少算一些，如边框架梁）。在框架计算时，框架梁的跨度取柱截面形心之间的距离，本工程中由于墙梁柱的布置特殊，柱为方形截面的柱，也就是取轴线之间的距离。4.2 轴线横向框架恒载作用下的计算简图4.2.1 框架第一层计算简图第一层楼面梁布置如下图4-2所示，第一层楼面板布置如图4-3所示，为方便荷载整理，在梁布置图和板布置图中分别标示出梁和板。需要说明：双向板沿两个方向传给支承梁的荷载划分是从每一个区格板的四角作与板边成45的斜线，这些斜线与平行于长边的中线相交，每块板都被划分为四小块。假定每小块板的荷载就近传给其支承梁，因此板传给短跨梁上的荷载为三角形，长跨梁上的荷载为梯形。对于梁的自重或直接作用在梁上的其他荷载按实际情况考虑。为了便于计算，通常需要将三角形或梯形荷载转换成均布荷载。等效均布荷载是按照支座固端弯矩等效的原则来确定的。三角形荷载（图4-4）作用时：梯形荷载（图4-5）作用时：分析图4-2与图4-3的荷载传递，轴线框架第一层的恒荷载简图如图4-6所示：（1）是YTL-A传给BKL-6的集中荷载。阳台板C是单向板，板的计算方法采用的是单独一块板计算，它的面荷载为,则板传给YTL-A的荷载为0.65.2=2.6（KN/m）;阳台梁重包括自重和抹灰重：250.12（0.2-0.1）+170.01（0.2-0.1）2=0.334（KN/m）;阳台梁有墙体和窗，墙长3.6m，墙厚120mm，采用机制砖，容重19KN/m；窗的尺寸为2.4m2.1m，材质为钢框玻璃窗，面荷载0.4KN/。阳台外墙的恒载如下表4-1所示：表4-1 阳台外墙恒载（120mm）构造层面荷载（KN/）构造层面荷载（KN/）墙体自重190.12=2.28水泥内墙面0.36瓷砖外墙面0.5合计3.14则墙窗简化为均布荷载为：（2）表4-2 填充墙外墙恒荷载计算（240mm）构造层面荷载（KN/）构造层面荷载（KN/）墙体自重150.24=3.6水泥内墙面0.36瓷砖外墙面0.5合计4.46故AB段墙体荷载为：4.46（3.6-0.3）=14.718（KN/m）。（3）墙体重：BKL-6左墙是内墙，墙体选用240mm黏土砖空斗砌体墙体（能承重），由建筑结构荷载规范附表A查的容重15KN/m。填充墙内墙荷载计算见表4-3。表4-3 填充墙内墙恒荷载计算（240mm）构造层面荷载（KN/）构造层面荷载（KN/）墙体自重150.24=3.6水泥内墙面0.36水泥外墙面0.36合计4.32该墙体有编号为M6的门联窗，墙长3.6m，门的尺寸900mm2400mm，材质为木头，荷载为0.2KN/，窗的尺寸1200mm1500mm，材质为钢框架玻璃窗，面荷载0.4KN/。则墙体简化后的均布线荷载为：BKL-6右墙是外墙，墙体选用240mm黏土砖空斗砌体墙体（能承重），由建筑结构荷载规范附表A查的容重15KN/m。填充墙内墙荷载计算见表4-2。该墙体有编号为C4的窗，墙长3.6m，窗的尺寸2.1m1.8m，材质为钢框架门，面荷载为：0.4KN/。则墙体简化后的均布线荷载为：（4）（5）墙体荷载：该填充墙选用100mm厚轻质隔墙，容重10KN/m，该填充内墙的荷载计算见表4-4，如下所示：表4-4 卫生间隔墙面荷载计算（100mm）构造层面荷载（KN/）构造层面荷载（KN/）墙体自重100.10=1.0水泥内墙面0.36水泥外墙面0.36合计1.72该墙体有一个门洞，尺寸为1.2m3.5m。则墙体简化后的均布线荷载为：（6）（7）（8）（9）（10）(11) 墙体荷载：BKL-6左侧填充墙选用100mm厚轻质隔墙，容重10KN/m，该填充内墙的荷载计算见表4-4。该墙体有一个门洞，尺寸为1.2m3.5m。则墙体简化后的均布线荷载为：BKL-6右侧填充墙选用240mm，黏土空斗砖，容重15KN/m，内有编号为M10的木门，尺寸为1200mm2100mm，面荷载为0.2KN/。则墙体简化后的均布线荷载为：（12）(13) 墙体重：BKL-6左墙是内墙，墙体选用240mm黏土砖空斗砌体墙体（能承重），由建筑结构荷载规范附表A查的容重15KN/m。填充墙内墙荷载计算见表4-3。该墙体有编号为M6的门联窗，墙长3.6m，门的尺寸900mm2400mm，材质为木头，荷载为0.2KN/，窗的尺寸1200mm1500mm，材质为钢框架玻璃窗，面荷载0.4KN/。则墙体简化后的均布线荷载为：BKL-6右墙是外墙，墙体选用240mm黏土砖空斗砌体墙体（能承重），由建筑结构荷载规范附表A查的容重15KN/m。填充墙内墙荷载计算见表4-2。该墙体有编号为C4的窗，墙长3.6m，窗的尺寸2.1m1.8m，材质为钢框架门，面荷载为：0.4KN/。则墙体简化后的均布线荷载为：(14) 由于结构的对称性，（15）1）楼梯梯段斜板设计考虑到第一跑梯段斜板两端与LTL的固结作用，斜板跨度可按净跨计算。对斜板取1m宽作为计算单元。l 确定斜板厚度t。斜板的水平投影净长，则斜板的斜向净长：。l 楼梯荷载计算。楼梯梯段斜板的荷载计算列于表4-5：表4-5 楼梯梯段斜板荷载计算表 单位：Kn/m荷载种类荷载标准值恒荷载栏杆自重锯齿形斜板自重30厚水磨石面层板底20厚纸筋灰粉刷恒荷载合计活荷载q楼梯平台板的荷载计算列于表4-6：表4-6 楼梯平台板荷载计算表 单位：Kn/m荷载种类荷载标准值恒荷载平台板自重30厚水磨石面层板底20厚纸筋灰粉刷小计活荷载q2）表4-6 LTL-1均布恒载计算表 单位：Kn/m序号传递途径荷载1TB3传来2TB4传来3平台板（PTB）传来4自重（200mm400mm）及抹灰5合计3）综上所计算的结果，可以画出轴线框架第一层恒荷载简化示意图，如下图4-9所示：4.2.2 第二、三、四、五层框架计算简图由于二至五层结构布置与第一层一样，荷载也一样，唯一不同的就是柱高由4.7m变成3.6m。故二至五层框架荷载简化图与第一层相同，荷载简化图见图4-9。4.2.3 第六层（顶层）框架计算简图第六层楼面梁布置如下图4-10所示，第六层楼面板布置如图4-11所示，为方便荷载整理，在梁布置图和板布置图中分别标示出梁和板。分析图4-10与图4-11的荷载传递，轴线框架第六层的恒荷载简图如图4-12所示：（1）表4-7 不上人屋面恒荷载标准值（板厚100mm）构造层面荷载（KN/）找平层：15厚水泥砂浆0.01520=0.30防水层（刚性）：40厚C20细石混凝土防水1.0防水层（柔性）：三毡四油铺小石子0.4找平层：15厚水泥砂浆0.01520=0.30找坡层：40厚水泥石灰渣砂浆2%找平0.0415=0.60保温层：80厚矿渣水泥0.0815=1.20结构层：100厚现浇钢筋混凝土板0.1025=2.5抹灰层：10厚混合砂浆0.0117=0.17合计：6.47取6.5（2）2）（3）（4）（5）（6）其他荷载计算综上所计算的结果，可以画出轴线框架第六层恒荷载简化示意图，如下图4-13所示（单位KN或KN/m）：汇总前面各层的计算简图，画出恒载作用下的横向框架计算简图（图4-14 单位KN或KN/m）。该计算简图比较复杂，是经过详细的手算过程得出的，比较符合实际情况。4.3 轴线横向框架活载作用下的计算简图4.3.1 框架第一层计算简图第一层楼面梁布置如下图4-2所示，第一层楼面板布置如图4-3所示，为方便荷载整理，在梁布置图和板布置图中分别标示出梁和板。注：活荷载和恒荷载的荷载平面传递方式相同。分析图4-2与图4-3的荷载传递，轴线框架第一层的活荷载简图如图4-15所示：（1）是YTL-A传给BKL-6的集中荷载。阳台板C是单向板，板的计算方法采用的是单独一块板计算，它的面活荷载为,则板传给YTL-A的线活荷载为：0.62.5=1.5（KN/m）;（2） （3）（4）（5）（6）（7）（8）(9) （10）(11) (12) 由于结构的对称性，（13）1）2）综上所计算的结果，可以画出轴线框架第一层恒荷载简化示意图，如下图4-9所示（单位KN或KN/m）：4.3.2 第二、三、四、五层框架活载计算简图由于二至五层结构布置与第一层一样，荷载也一样，唯一不同的就是柱高由4.7m变成3.6m。故二至五层框架荷载简化图与第一层相同，荷载简化图见图4-16。4.3.3 框架第六层（顶层）活载计算简图第六层楼面梁布置如下图4-10所示，第六层楼面板布置如图4-11所示，为方便荷载整理，在梁布置图和板布置图中分别标示出梁和板。分析图4-10与图4-11的荷载传递，轴线框架第六层的活荷载简图如图4-17所示：（1）（2）（3）（4）（5）（6）其他荷载计算综上所计算的结果，可以画出轴线框架第六层活荷载简化示意图，如下图4-18所示（单位KN或KN/m）：汇总前面各层的计算简图，画出恒载作用下的横向框架计算简图（图4-19 单位KN或KN/m）。该计算简图比较复杂，是经过详细的手算过程得出的，比较符合实际情况。第五章 横向框架在水平向荷载作用下的计算简图由第一章的工程概况可知，该宿舍楼为六层钢筋混凝土框架结构体系，室内外高差0.6m。长沙50年一遇的基本风压值，地面粗糙度类别为C类，结构总高度为21.60m。5.1 垂直于建筑物表面上的风荷载标准值计算计算主要承重结构时，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应用公式：（1）为风荷载体型系数，本设计按建筑结构荷载规范（GB500092001）中规定（图5-1），迎风面取0.8，背风面取0.5，合计为（高规也给出了高层建筑平面的风荷载体型系数，具体数值可查高规，从中可以看出建筑结构荷载规范和高规给出的风荷载体型系数有一点差距）。（2）为风压高度变化系数，该建筑建造地点为长沙，地面粗糙度类别为C类，查建筑结构荷载规范（GB50009-2001）中表7.2.1得：该宿舍楼屋面结构为平面，结构高度21.6m，室内外高差0.6m，因此h=22.2m。采用线性内插法得当h=22.2m时，0.88，其余高度可采用相同的方法求的。（3）为风振系数，建筑结构荷载规范（GB500092001）的第7.4.1条规定：对于基本自振周期大于0.25s的工程结构，如房屋、屋盖及各种高耸结构，以及对于高度大于30m且高宽比大于1.5的高柔房屋，均应考虑风压脉动对结构发生顺风向风振的影响。高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ2002）给出了结构的基本周期近似计算公式，对于框架结构可取，n为结构层数。本设计，故应考虑风振系数，按下式计算，即：式中 脉动增大系数 脉动影响系数 振型系数 风压高度变化系数脉动增大系数可查建筑结构荷载规范（GB500092001）表7.4.3。由于地面粗超度为C类，中的应乘以0.62。则，结构类型为混凝土结构，则。由于结构的迎风面积比较大，且外形、质量沿高度比较均匀，,粗糙度类型为C类，查建筑结构荷载规范（GB500092001）表7.4.4-3，得脉动影响系数。振型系数只考虑第一振型，由相对高度z/H的值，查建筑结构荷载规范（GB500092001）附录F。风振系数计算过程详见表5-1。表5-1 风振系数z计算过程层号离地面高度（m）相对高度z/H14.20.21.180.440.080.741.05627.80.41.180.440.270.741.189311.40.51.180.440.380.741.267415.00.71.180.440.670.741.470518.60.81.180.440.740.811.474622.2