土木工程毕业设计（论文）-新郑市第二高级中学办公楼设计

郑州华信学院毕业设计 新郑市第二高级中学办公楼设计第1章 建筑设计说明1.1建筑说明本工程为新郑市第二高级中学办公楼工程，框架结构，共6层，建筑面积6441.16m2，建筑物东西总长61.426m，总宽17.6m ,建筑物最大高度为23.5m。室内外高差0.4m。房间类型主要有三种，40m2普通办公室办公室，60m2领导办公室及80m2小会议室，其他房间类型如门厅、开水间、打印室、接待室、公共活动空间、卫生间和楼电梯间等,并设走廊，门窗分别根据房间类型大小合理设置，保证采光、通风与疏散要求。全套图 纸加扣 3346389411或30122505821.2辅助使用房间办公楼的厕所的位置，应便于使用和不影响环境卫生。故在每层设厕所一处，厕所入口处设前室及设遮蔽措施，内均设水池地漏及无障碍设施。1.3交通联系部分的平面设计交通联系部分的设计要求有足够的通行宽度，联系便捷。互不干扰，通风采光良好等。此外，在满足使用需要的前提下。要尽量减少交通面积以提高平面的利用率。办公建筑走道的最小净宽当走道长度大于40m时，走道净宽在双面布房时不小于1.8m。当走道地面有高差且高差不足二级踏步时，不得设置台阶，应设坡道，其坡度不大于1/8。对于楼梯间的设置应靠外墙，并应直接天然采光和直接通风，每层疏散楼梯的总宽度应按照每100人不小于1m计算，疏散楼梯的最小宽度不小于1.2m。对于出口不应小于两个，每个出口的宽度不应小于0.9m。楼梯是多层房屋中的重要组成部分。楼梯的平面布置、踏步尺寸、栏杆形式等由建筑设计确定。楼梯常见型式：板式楼梯、梁式楼梯。梁式楼梯梯段板较薄，可以节省材料。梁式楼梯由踏步板、斜梁、平台板及平台梁组成。踏步板支承在斜梁上，斜梁再支承在平台梁上。作用于楼梯上的荷载先由踏步板传给斜梁，再由斜梁传至平台梁。当梯段板较长时，梁式楼梯较为经济，因而广泛用于办公楼、教学楼等建筑中，但这种楼梯施工复杂，外观也显得比较笨重。板式楼梯具有下表面平整，施工支模方便，外观比较轻巧的优点，是一种斜放的板，板端支承在平台梁上。作用于梯段上的荷载直接传至平台梁。当梯段跨度较小（一般在3m以内）时，采用板式楼梯较为合适。但其斜板较厚，为跨度的1/25-1/30。本设计选用板式双跑楼。作为主要交通用的楼梯梯段净宽应根据楼梯使用过程中人流股数确定，一般按每股人流宽度0.55m+00.15m计算，并不应少于两股人流。楼梯平台部位的净高不应小于2m，楼梯梯段部位的净高不应小于2.2m楼梯梯段净高为自踏步前缘线量至直上方凸出物下缘间的铅垂高度。楼梯坡度的选择要从攀登效率，节省空间、便于人流疏散等方面考虑。因而本建筑楼梯踏步高度选用150mm,踏面选用300mm。走廊作为水平的交通联系其主要功能是连接同一层内的各个房间、楼梯、门厅等，以解决建筑物中水平联系和疏散的问题，要求其宽度满足人流通畅和建筑防火的要求。按规范要求，双面布房且大于40m的走道的最小净宽为1.8m，考虑到柱截面尺寸和基础布置，适当放大取走道宽2.4m，可让三人并行通过。1.4出入口及门厅在主要出入口处设计门厅，下设三级台阶和无障碍通行坡道，悬挑雨棚。主要门厅要满足交通和防火，宽敞明亮便于交通，满足安全要求。1.5房间使用面积、形状、大小的确定对于使用房间平面设计的要求主要有：房间的面积、形状和尺寸要满足室内使用活动和家具、设备合理布置的要求；门窗的大小和位置，应考虑房间的出入方便，疏散安全，采光通风良好；房间的构成应结构布置合理，施工方便，有利于房间之间的组合，材料要符合相应的建筑标准；室内空间、顶棚、地面、各个墙面和构件细部，要考虑人们的使用和审美要求。另外，使用房间面积的大小，主要是由房间内部活动特点、使用人数的多少、家具设备的多少等因素决定，对于办公建筑，普通办公室的使用面积不应小于3m2,单间办公室净面积不宜小于10m2，中型会议室的使用面积宜为60mm2,此办公楼的会议室的使用面积为80m2左右，厕所距离最远的工作房间不应大于50m,尽可能布置在建筑物的一侧，此办公楼设计满足规范要求。一个房间使用面积基本包括：家具、设备所占的面积；人们使用家具、设备所占活动面积；以及行走、交通所需的面积。充分利用框架结构的优越性，并考虑到柱网布置的要求，办公室的开间取为8m，厕所对称的布置在楼梯间的对面，距最远的房间21m。厕所有不向邻室对流的直接自然风和天然采光，卫生洁具数量按规范要求：男厕所每40人设一具大便器，每30人设一具小便器，女厕所每20人设一具大便器，每40人设一具洗手盆。1.6门的大小及位置的确定办公室门洞口宽不应小于1000mm，高不应低于2m，根据人流的多少和搬进房间设备的大小取门宽为1000mm，开启方向朝房间内侧；走道两端的门采用等宽双扇门，大厅的门采用二个双扇双向弹簧门。1.7窗的大小以及位置的确定房间中的窗大小和位置的确定，主要是考虑到室内采光和通风的要求。本次设计中，办公室的窗户，考虑规范要求窗地比1：6，开设两个窗户，每个窗宽最少取为3000mm，高度最少取为2100mm。厕所内开窗高2000m，并配置机械通风设备。1.8建筑立面剖面设计房间剖面的设计，首先要确定室内的净高。即房间内楼地面到顶棚或其它构件底面的距离。对于办公楼，办公室的室内净高不得小于2.6m，设空调的不可低于2.4m，走道净高不得低于2.1m,储藏室净高不得低于2m。故将此办公楼的层高定为3.6m,为了满足室内采光和通风，要将窗户的位置及高低合理设置，为了避免在房间的天棚出现暗角，窗户上沿到天棚的距离尽可能留的小一些。窗的下沿即窗台的高度通常为900mm。建筑的立面图反映的是建筑四周的外部形象。立面设计师在满足房间的使用经济条件下，运用建筑造型和里面构图的一些规律，紧密结合平面、剖面的内部空间组合面进行的。对于建筑物的立面的设计要求：能反映建筑功能要求和建筑类型的特征；要结合材料性能、结构构造和施工技术的特点；掌握建筑标准和相应的经济指标；适应基地环境和建筑规划的群体布置；符合建筑造型和立面构图的一些规律，如均衡、韵律、对比、统一等；做到把适用、经济、美观结合起来。 1.9建筑装饰在装饰上不追求豪华，重视材质，崇尚自然，和谐，突出重点，创造出与建筑物身份相称的朴实、典雅。外墙贴白色面砖。室内采用彩色水磨石地面，在卫生间内采用地砖防水楼面。1.10抗震设计 建筑抗震设计规范规定，抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。郑州地区抗震设防烈度为7度，必须进行抗震设防。建筑根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁四个抗震设防类别。甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑；乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需要尽快恢复的建筑；丙类建筑应属于除甲、乙、丁类以外的一般建筑，丁类建筑应属于抗震次要建筑。本工程的抗震设防类别为丙类。丙类建筑，地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防的要求。丙类建筑的抗震等级应按表6.1.2确定，本设计属于框架结构，7度设防，高度小于30m，所以为三级框架。1.11楼梯设计楼梯平面形式的选用，主要依据其使用性质和重要程度来决定。直跑楼梯具有方向单一，贯通空间的特点，双分平行楼梯和双分转角楼梯则是均衡对称的形式，典雅庄重。双跑楼梯、三跑楼梯一般用于不对称的平面布局，既可用于主要楼梯，也可用在次要部位作为辅助性质的楼梯。人流疏散量大的建筑常采用交叉楼梯和剪刀楼梯的形式，不仅有利于人流疏散，还可达到有效利用空间的效果。其它形式的楼梯，如：弧形梯、螺旋楼梯的使用，可以增加建筑空间的轻松活泼的感觉。梯段净高（H）一般应大于人体上肢伸直向上，手指触到顶棚的距离。梯段净高应当以踏步前缘处到顶棚垂直线净高度计算。考虑行人肩扛物品的实际需要，防止行进中碰头产生压抑感，楼梯梯段净高不小于2200mm，平台部分的净高应不小于2000mm。梯段的起始、终了踏步的前缘与顶部凸出物内边缘的水平距离应不小于300mm。 为了适用和安全，每个梯段踏步一般不超过18步，也不应小于3步。梯段坡度的选择要从攀登效率、节约空间、便于人流疏散等方面考虑。一般在人流量大、安全标准较高或面积充裕的场所，其坡度可较平缓，适宜坡度30度左右。仅供少数人使用或不经常使用的辅助楼梯则允许坡度较陡（不宜超过38度）。计算踏步高度和宽度的一般公式： （1.1）r:踏步高度；g:踏步宽度；600mm：妇女、儿童平均踏步长度。 本工程的踏步高度为150mm，踏步宽度300mm。作为主要交通用的楼梯梯段净宽应根据楼梯使用过程中人流股数确定，一般按每股人流宽度为0.55+(0-0.15)m计算，并不应少于两股人流。（0-0.15m为人流在行进中人体的摆幅，公共建筑人流众多应取上限值）楼梯平台包括楼层平台和中间平台两部分。中间平台形状可变化多样，除满足楼梯间艺术需要外，还要适应不同功能及步伐规律所需尺寸要求。本工程楼梯的确定：本工程中采用两部双跑楼梯。1.12 设计概要本设计是办公楼，应根据建筑使用性质、建设规模与标准的不同，确定各类用房。一般由办公用房、公共用房和服务用房等组成。办公楼内各种房间的具体设置、层次和位置，应根据使用要求和具体条件确定。办公建筑应根据使用要求，结合基地面积、结构选型等情况按建筑模数确定开间和进深，并为今后改造和灵活分隔创造条件。第2章 框架结构设计2.1工程概况建筑物结构设计使用年限为50年，抗震设防烈度七度。建筑类别：丙类 建筑耐火等级： 类 结构重要性系数： 1.0内装修：内墙面：抹灰刷涂料和贴地砖；地面为水泥砂浆地面、磨光花岗岩楼面及铺地转楼面。顶棚为抹灰刷涂料。屋面做法：保温层为聚苯乙烯泡沫塑料板，防水层为SBS高聚物防水卷材。建筑平面采用对称布置，横向两侧办公室，中间走道。横向共三跨，两侧5.6米和8.6米跨，中间3.5米跨。纵向共七跨，边跨6.0米，中间跨7.2米。其中一层设置门厅，值班室，收发室，会议室，微机房，乒乓球室，办公室，文印室，储藏间，开水间，娱乐室，楼梯，卫生间；二层设机要室，档案室，会议室，开水间，书库，接待室，卫生间；三层、四层，五层设办公室，会议室，资料室，学生会办公室，楼梯，卫生间；六层设多功能厅，微机中心，控制室，卫生间，楼梯。 2.2设计依据国家现行结构设规范、规程。国家行业标准及地方结构设计规范、规程。郑州华信学院土木工程学院2014年土木工程专业设计任务书。2.3设计资料 工程名称：新郑市第二高级中学办公楼 工程概况：平面尺寸为17.28m61.48m，6层，每层层高3.6m，室内外高差为0.30m，走廊宽度为3.3 m。设计使用年限为50年。 基本风压：，地面粗糙程度为B类。 基本雪压：，。 7度抗震设防，二类场地。地质情况良好。 结构形式：内廊式框架结构2.4地质条件建筑场地为类；常年地下水位在地表下6m；土壤最大冻结深度0.45m；室内地面标高0.000，相当于绝对标高316.20m；地震设防烈度为7度。2.5结构选型钢筋混凝土结构，框架结构体系。2.6结构方案 根据建筑设计方案，以及抗震设防要求，楼面屋面楼梯均采用现浇结构，以增加结构的整体性，增加净高。根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计，主体结构共6层。填充墙采用240厚粉煤灰轻渣空心砌块砌筑。门为木门，窗为塑钢玻璃窗。 框架结构中，梁跨度一般58m较为经济，本建筑柱距取为5.5m，8.6m。楼梯间取为3.3m。2.7建筑材料选用 各种现浇的框架梁、柱、板均采用混凝土C30,板受力钢筋HPB300,梁、柱受力筋HRB335,箍筋HPB300. 外墙加气混凝土砌块240mm宽，内墙加气混凝土砌块240mm。加气混凝土砌块重度7.0 kN/m3。2.8梁、柱尺寸估算纵梁高 ，取500mm。纵梁宽 ，取250mm。 横梁高 h=(1/81/14)L=(1/81/14)8000=5711000mm。取650mm。横梁宽 ，取300mm。 建筑总高度按15.0m算，小于30m现浇框架结构，设防烈度7度，查抗震设计规范，该框架为三级抗震，最大轴压比0.9。假定采用C30混凝土，查得 ，假定柱子截面为450mm450mm，每平方米荷载为，则柱子最大轴压力 则柱子轴压比 即柱子能满足估算要求，故暂定柱子尺寸450mm450mm。柱截面尺寸可根据下式估算。由设计任务书可知该框架结构的抗震等级为二级，其轴压比限值；各层的重力荷载代表值近似取。由图2.2.2可知边柱及中柱的负载面积分别为和。由此得第一层柱截面面积为:边柱边柱如取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为376mm相448mm。根据上述计算结果并综合考虑其它因素，本设计柱截面尺寸取值如下： 1层400mm400mm 26层400mm400mm框架结构计算简图如图2.2.4所示。取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线；梁轴线取至板底，26层柱高度即为层高，取3.9m；底层柱高度从基础顶,即。基础选用条形基础，基础埋深取2.15m，肋梁高度取1.2m。2.9确定框架计算简图框架计算单元见结构图，取框架KJ-1进行计算。柱高按层高计算。图2.9-1 平面布置图 图2.9-2 KJ-1计算简图2.10荷载计算2.10.1恒载标准值计算 1.屋面屋面(不上人) 屋面为刚性防水屋面 40厚的C20细石混凝土保护层 230.040.92kN/m2 3厚1：3石灰砂浆隔离层 0.00317=0.0513kN/m2 3卷材防水层 20厚的1：2.5水泥砂浆找平层 200.020.4kN/m2 100厚的钢筋混凝土板 250.10=2.5kN/m2 20厚水泥砂浆找平层 200.020.4kN/m2 12厚纸筋石灰抹底 0.160kN/m2 合计 4.98kN/m2 2.标准层楼面(水磨石楼面) 15厚的1：2白水泥白石子(掺有色石子)磨光打蜡 180.0150.27kN/m2 20厚的1：3水泥砂浆找平层 200.020.40kN/m2 现浇100厚的钢筋混凝土楼板 250.12.5kN/m2 3厚细石粉面 160.0030.048kN/m2 8厚水泥石灰膏砂浆 140.0080.112kN/m2 合计 3.33kN/m2 3.梁自重Bxh=300x650梁自重 25x0.3x(0.65-0.12)=3.973 KN/m抹灰层： 10厚混合砂浆0.01x(0.65-0.12+0.25)x2x17=0.265kn/m合计： 4.238 KN/mBxh=250x500梁自重 25x0.25x(0.1.5-0.12)=2.375KN/m抹灰层： 10厚混合砂浆0.01x(0.50-0.12+0.25)x2x17=0.214kn/m合计： 2.590 KN/m基础梁：梁自重 4.柱自重Bxh=450x450 柱自重 抹灰层： 10厚混合砂浆 合计： 填充墙自重 标准层： 墙自重： 墙面粉刷 （3.60.5）0.02217=2.108 KN/ m 合计： 在图2.6.2中,代表横梁自重，为均布荷载形式。对第6层,分别为房间和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载，由图2.10.1-1所示几何关系可得:P1,P2分别为由边纵粱、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括梁自重、楼板重和女儿墙等的重力荷载，计算如下集中力矩: 图2.10.1-1 各层梁上作用的荷载对25层q1包括梁自重和其上横墙自重，为均布荷载。其它荷载计算方法同第6层,具体计算过程及结果见表2.5.1。 表2.10.1-1 横向框架恒荷载汇总表层数q1(KN/m)q1,q2q2,P1(KN)P2M1(KN.m)M2113.71 3.05 15.33 10.95 106.03 138.72 19.08 24.97 2512.93 3.05 15.33 10.95 103.04 135.91 18.55 24.46 612.93 3.05 22.30 15.93 140.75 178.02 25.34 32.04 2.10.2活荷载标准值计算 1.屋面和楼面活荷载标准值 根据荷载规范查得： 不上人屋面： 0.5 楼 面 ： 办公室 2.0 走廊 2.5 2.雪荷载 屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取大值. 女儿墙自重：（墙高1000mm） 0.2151.03.0kN/m 3.活荷载计算活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图2.10.2-1所示。图2.10.2-1 各层梁上作用的活荷载对第6层:同理，在屋面雪荷载作用下将以上计算结果汇总，见表2.10.2-1和2.10.2-2。表2.10.21 横向框架活载汇总表层数q2q2,P1P2M1M218.40 7.50 8.82 45.99 1.59 8.28 258.40 7.50 8.82 45.99 1.59 8.28 68.40 6.00 8.82 42.84 1.59 7.71 表2.10.22 横向框架雪荷载汇总表层数q2q2,P1P2M1M218.47.58.8245.991.58768.2782258.47.58.8245.991.58768.278260.84 0.60 3.02 4.28 0.54 0.77 2.10.3梁、柱、墙、门窗等重力荷载计算表2.10.31 梁重(每层，kN)表2.10.32 柱（KN）层数密度,kN/m3截面截面积高度数量单重总重底层2960060036000051504853.77 2580.77 26层2960060036000039004840.72 1954.37 表2.10.33 门窗（KN）C1518C1821C3621密度kN/mm2窗重总重底层2 4 16 0.40 44.50 107.7925层2 4 20 1.40 53.57 120.936层2 4 19 2.40 51.30 116.77M0921M1221FJM3024ZM2421木密度门重底层3 17 2 0 0.15 63.29 25层3 15 2 2 0.15 67.36 6层3 12 2 4 0.15 65.47 表2.10.3-4 墙（mm2）外墙横向宽数量走廊两端纵向宽数量边墙m2数量实际面积底层36006000410.8360036001611.884251.6425层3300600049.9330036001810.894222.486层3300600049.9330036001810.894228.15内墙横向宽数量走廊两端纵向宽数量边墙m2数量实际面积底层3600600015360036001811.884541.8925层3300600014330036001810.894466.656层3300600016330036001810.894503.732.11风荷载计算 作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值： （2.1）确定式中各系数的值：基本风压 ；因结构高度H=15.45m30m,高宽比H/B=30/25.8=1.161.5，故；本结构平面为L形，取，风压高度变化系数可以根据各楼层标高处的高度，查表求得标准高度的值，再用线性差值法求得各层高度的值图2.111 左风载图图2.112 右风载图 图2.113 左风载弯矩图 图2.114 右风载弯矩图2.12风荷载作用下的位移验算 根据水平荷载，计算层间剪力，再依据层间侧移刚度，计算出各层的相对侧移和绝对侧移。计算过程如下表： 表2.12-1 风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算层次65.975.97 121976 0.04 0.55 1/1930058.738.521219760.081.051/1704748.73 14.70 1219760.12 0.60 1/1535038.73 23.43 121976 0.19 1.20 1/1335228.73 32.16 1219760.26 1.97 1/1181119.27 41.43 95604 0.43 3.14 1/10581由表可以看出，风荷载作用下框架的最大层间位移角为一层的1/10581，小于1/550，满足规范要求。2.13横向水平荷载(地震)作用下框架结构的内力和侧移计算2.13.1横向自振周期计算按顶点位移法计算框架的自震周期将折算到主体结构的顶层，即结构顶点的假想侧移计算过程见表2.13.1-1。表2.13.1-1 结构顶点的假想侧移计算层数VGi(kN)Di（N/mm）ui（mm）ui（mm）153101.85 729647.83 72.78 72.78 244052.36 875121.73 50.34 123.12 335452.10 875121.73 40.51 163.63 426851.84 875121.73 30.68 194.31 518251.57 875121.73 20.86 215.17 69651.31 875121.73 11.03 226.20 基本周期T1，其中ut的量纲为m，取，则2.13.2水平地震作用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。结构总水平地震作用标准值为： 因，所以应考虑项部附加水平地震作用,顶部附加地震作用系数,则：各质点的水平地震作用为： （2.2）各楼层地震剪力作用为：,其具体计算过曾和结果见表2.13.2-1。表2.13.2-1 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层数Hi（m）Gi(kN)Hi.GiHi.Gi/Fi(kN)Vi（kN）15.159049.48 46604.84 0.06 240.61 4651.43 29.058600.26 77832.39 0.10 401.84 4410.82 312.958600.26 111373.42 0.14 575.00 4008.98 416.858600.26 144914.45 0.18 748.17 3433.98 520.758600.26 178455.48 0.22 921.34 2685.81 624.659651.31 237904.74 0.30 1764.47 1764.47 797085.32 14651.43 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图2.13.2-1。图2.13.2-1 横向水平地震作用及楼层地震剪力2.13.3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和顶点位移比、层间弹性位移角分别按下式计算，过程及结果见表2.13.3-1。 （2.3）表2.13.3-1 横向水平地震作用下的位移验算层数uiuihic1/55016.37 6.37 5150.00 0.001238 25.04 11.42 3900.00 0.001292 34.58 16.00 3900.00 0.001175 43.92 19.92 3900.00 0.001006 53.07 22.99 3900.00 0.000787 62.02 25.01 3900.00 0.000517 由表2.13.3-1可见,最大层间弹性位移角发生在第二层,值为0.001231/550,满足式要求。2.13.4水平地震作用下的框架内力计算以图中轴线横向框架内力计算为例，说明计算方法，其余框架内力计算从略。框架柱端剪力和弯矩分别按下式计算 （2.4）各柱反弯点高度比y由下式确定，其中yn由查表得。本结构中，底层柱需考虑修正值y2，第二层柱需考虑修正值y1和y3，具体计算过程及结果见表2.13.41。表2.13.41 水平地震作用下框架内力计算层数柱剪力Vij(kN)yABCDA,ynB,yn187.74 106.07 106.07 87.74 0.690.620809067264.52 119.26 119.26 64.52 0.5050.5358.64 108.40 108.40 58.64 0.450.5450.23 92.85 92.85 50.23 0.450.452397017539.29 72.62 72.62 39.29 0.40.45625.81 47.71 47.71 25.81 0.30.352397017 柱端及梁端弯矩、剪力及柱轴力分别下式计算,具体计算过程见表2.13.42和表2.13.43。表2.13.42 水平地震作用下柱端弯矩层数A柱端弯矩（kN.m）B柱端弯矩（kN.m）上端下端上端下端1158.22 293.63 207.14 339.13 2118.27 133.37 232.56 232.56 3125.79 102.92 211.37 211.37 4111.96 83.95 198.29 163.82 599.60 53.63 155.77 127.45 677.66 23.00 120.50 65.57 表2.13.43 水平地震作用下梁柱弯矩轴力层数边梁弯矩（kN*m）走廊梁弯矩（kN.m）梁剪力（kN）柱轴力(kN)靠边的靠走廊的边梁走廊梁边柱中柱1291.58 247.94 191.76 74.93 127.84 -302.03 -258.07 2221.19 250.32 193.61 65.49 129.07 -227.10 -205.16 3209.74 211.56 163.63 58.51 109.09 -161.61 -141.58 4165.59 183.68 142.06 48.51 94.71 -103.09 -91.00 5122.60 124.81 96.53 34.36 64.35 -54.58 -44.80 677.66 67.94 52.55 20.22 35.03 -20.22 -14.81 水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及柱袖力图如下图所示。2.14基础设计由于本设计场地和地基条件简单，荷载分布均匀，为六层公用建筑，故地基基础设计等级为丙级，可不做变形验算。基础可采用方形基础，考虑基础宽度和深度修正，取，土与基础平均自重,则地基承载力特征值 混凝土强度等级为C30，基础梁纵筋选用HRB400级钢筋，箍筋为HPB300钢筋。2.14.1基础尺寸的确定 1.基础高度和埋置深度的确定由构造要求可知，基础高度为h=h1+a1+50 mm。其中h1为柱插入杯口深度，查表，可得h1=850 mm,a1为杯口厚度，查表，得a1=250mm。所以基础高度为h=850+250+50=1150mm。基础各种尺寸如图2.10.1所示,其中h=1200 mm，hf=250 mm，b=700mm。 2.基础底面尺寸基础底面面积按地基承载力计算确定，并取用荷载效应标准组合。因为结构纵向为对称结构，所以合力作用点在基础纵向的中心，基底的反力为均匀荷载。沿纵向基础悬挑出1/34.2=1.4m，因此基础长度为(以A柱为例):故可取。表2.14.1-1 基础尺寸表图2.14.1-1 基础尺寸图2.14.2基础反力分析基底单位面积上的反力 所以由于按倒梁法计算时结构有11跨，跨数特别多，可按简化的方法，取其中的5跨来算，分别为中间跨、两边跨和中间与边跨中的任一跨，计算简图如图2.14.2-1所示。图2.14.2-1 基础计算到梁法简图因结构对称，可取一半计算，添加定向支座，由弯矩二次分配法，计算结果如图所示。图2.14.2-2 弯矩图图2.14.2-3 剪力图2.14.3配筋计算 1.梁正截面受弯承载力计算为简化起见，取跨中最大负弯矩做为截面配筋的依据，其余截面也按此弯矩M=309.57kNm来配置钢筋。按T形截面受弯取aS=40mm，则h0=1200-40=1160mm。故为第一类T形截面。故可选钢筋425(AS=1964mm2)。支座处,受拉钢筋425配置在基础梁顶面，通长布置，并作为支座处受压钢筋数量；支座截面按双筋矩形截面受弯构件计算受拉钢筋数量，并配置在基础梁底。因此AS充足，可按简化公式计算：实配钢筋为425(AS=1964mm2)。梁正截面配筋计算结果见表：表2.14.31 正截面受弯承载力计算跨中A柱MsAs实配钢筋As309.570.0060 0.0060 743.53 4251964B柱MsAs实配钢筋As484.950.0070 0.0070 1165.37 4251964支座A柱MsAs实配钢筋As650.61-0.0113 0.0060 1613.6160714251964B柱MsAs实配钢筋As846.950.0044 0.0070 2100.5704375252454 2.肋梁斜截面受剪承载力计算故截面尺寸满足要求。故需要按计算配筋。加密区箍筋选用4肢12100，则非加密区选用4肢12200。肋梁斜截面受剪承载力具体计算过程见表表2.14.32 肋梁斜截面受剪承载力计算A柱V0.2cfcbh00.7ftbh0实配钢筋Asv/s0.7ftbh0+1.25fyvh0As/s914.452322.32754.7544肢121004.522524.334B柱V0.2cfcbh00.7ftbh0实配钢筋Asv/s0.7ftbh0+1.25fyvh0As/s1131.862322.32754.7544肢121004.522524.334 3.翼板配筋计算所以底板横向配筋8200(251mm2)，板底纵向选8200。表2.14.33 翼板配筋计算A柱MAs实配钢筋As73.78 196.31 8200251B柱MAs实配钢筋As152.53 405.85 12200565.5 4.基础顶面局部受压承载力计算因为基础混凝土强度等级低于柱子的混凝土强度等级，所以需进行局部受压承载力验算。 （2.5）其中因为局部受压面上作用的局部压力值均小于8110.42kN，所以基础顶面局部受压承载力满足要求。2.15内力组合 各种荷载情况下的框架内力求得后，根据最不利又是可能的原则进行内力组合。当考虑结构塑性内力重分布的有利影响时，应在内力组合之前对竖向荷载作用下的内力进行调幅。分别考虑恒荷载和活荷载由可变荷载效应控制的组合和由永久荷载效应控制的组合，并比较两种组合的内力，取最不利者。由于构件控制截面的内力值应取自支座边缘处，为此，进行组合前，应先计算各控制截面处的（支座边缘处的）内力值。梁支座边缘处内力值: (2.6) (2.7)式中 支座边缘截面的弯矩标准值； 支座边缘截面的剪力标准值； 梁柱中线交点处的弯矩标准值； 与相应的梁柱中线交点处的剪力标准值； 梁单位长度的均布荷载标准值； 梁端支座宽度（即柱截面高度）。柱上端控制截面在上层的梁底，柱下端控制截面在下层的梁顶。按轴线计算简图算得的柱端内力值，宜换算到控制截面处的值。为了简化起见，也可采用轴线处内力值，这样算得的钢筋用量比需要的钢筋用量略微多一点。 主要有：梁端弯矩最不利内力组合 梁端剪力最不利内力组合 梁跨中弯矩最不利内力组合（具体组合计算采用PK计算）见下图：图2.15-1 恒载弯矩图图2.15-2 恒载剪力图图2.15-3 恒载轴力图图2.15-4 活载弯矩包络图图2.15-5 活载剪力包络图图2.15-6 活载轴力包络图图2.15-7 左风弯矩图 2.16配筋计算 混凝土强度 钢筋强度 HPB300 HRB335 2.16.1框架柱截面设计 由抗震规范查得框架的抗震等级为三级。 1.轴压比计算 底层柱 轴压比 则B轴柱的轴压比满足要求。 2.正截面受弯承载力计算 柱同一截面分别承受正反向弯矩，从利于不同方向地震作用考虑，采用对称配筋。B轴柱 1层： 从柱的内力组合表可知，,为小偏压，选用大小的组合，最不利组合为 查表可知，则。在弯矩中由水平地震作用产生的弯矩设计值75，柱的计算长度取下列二式中的较小值： （2.8） 式中 、-柱的上端、下端节点处交汇的各柱线刚度之和与交汇的各梁线刚度之和的比值； -比值、中的较小值；H-柱的高度，对底层柱为从基础顶面到一层楼盖顶面的高度；对其余各层柱为上下两层楼盖顶面之间的高度。所以，取 最小总配筋率根据建筑抗震设计规范（50011-2001)）表6.3.8-1查得 ，故 每侧实配220和218,满足构造要求 2层：为大偏压，选用大小的组合，最不利组合为柱的计算长度 最小总配筋率根据建筑抗震设计规范（50011-2001)）表6.3.8-1查得，故每侧实配220和218,满足构造要求 3.垂直于弯矩作用平面的受压承载力按轴心受压计算一层：查表得 满足要求 4.斜截面受剪承载力计算B轴柱 一层：最不利内力组合剪跨比 柱箍筋加密区的体积配筋率为： 取复式箍410 加密区箍筋最大间距min(8d,100),所以加密区取复式箍410100.柱上端加密区的长度取max(h,/6,500mm) ,取700mm,柱根取1400mm.非加