郑州朝阳中学教学楼建筑结构设计计算书

本科毕业设计郑州朝阳中学教学楼建筑结构设计DESIGNOFTEACHINGBUILDINGSTRUCTURESOFZHENGZHOUZHAOYANGMIDDLESCHOOL学院名称土木与建筑工程学院专业班级土木工程102学生姓名学号指导教师姓名指导教师职称副教授2014年5月目录摘要IABSTRACTII引言1第1章建筑设计说明部分211工程概况212建筑物功能与特点213设计依据214工程做法3第2章计算简图521平面设计522柱截面设计523梁截面设计6第3章框架内力计算731框架侧移刚度的计算732竖向荷载及其内力计算1033水平荷载及其内力计算27第4章框架的内力组合3641梁柱的内力组合3642柱端弯矩设计值的调整44第5章框架截面设计4551框架梁截面设计4552框架柱截面设计48第6章楼梯设计5461梯段板计算5462休息平台计算5563梯梁TL计算56第7章楼板设计5871楼板类型及设计方法的选择5872设计荷载5873弯矩计算5874板截面设计60第8章基础设计6281荷载设计628282A、D柱独立基础的计算6283B、C柱基础配筋66结论68致谢69参考文献70郑州朝阳中学教学楼建筑结构设计摘要根据教学楼设计规范和其它相关标准，以及设计要求和提供的地质资料，设计该框架结构教学楼。按照先建筑后结构，先整体布局后局部节点设计步骤设计。主要内容包括设计资料、建筑设计总说明、建筑的平面、立面、剖面图设计说明，以及其它部分的设计说明；结构平面布置及计算简图确定、荷载计算、内力计算、内力组合、主梁截面设计和配筋计算、框架柱截面设计和配筋计算、次梁截面设计配筋计算、楼板和屋面设计、楼梯设计，基础设计等。其中附有风荷载作用下的框架弯矩、剪力和轴力图；纵向和横向地震荷载作用下的框架弯矩、剪力和轴力图；恒荷载和活荷载作用下的框架弯矩、剪力和轴力图以及梁柱的内力组合表。关键词框架、重力荷载代表值；现浇钢筋混凝土结构；内力组合；弯矩调幅。DESIGNOFTEACHINGBUILDINGSTRUCTURESOFZHENGZHOUZHAOYANGMIDDLESCHOOLABSTRACTACCORDINGTOBUILDINGDESIGNSPECIFICATIONSANDOTHERRELEVANTSTANDARDSANDDESIGNREQUIREMENTSANDPROVIDEGEOLOGICALDATA,THEDESIGNOFTHEFRAMEWORKOFTHECLASSROOMBUILDINGAFTERTHEFIRSTBUILDINGINACCORDANCEWITHTHESTRUCTUREANDLAYOUTOFTHEOVERALLAFTERTHEFIRSTLOCALNODEDESIGNSTEPSDESIGNMAINCONTENTSINCLUDEDESIGN,ARCHITECTURALDESIGNOFTHETOTALSHOWSTHATTHECONSTRUCTIONOFTHEPLANE,FACADE,PROFILEDESIGNSPECIFICATIONS,ANDOTHERPARTSOFTHEDESIGNSTRUCTURALLAYOUTANDSCHEMATICCALCULATIONOFIDENTIFICATION,LOAD,STRESS,THECOMBINATIONOFINTERNALFORCES,MAINBEAMREINFORCEMENTDESIGNANDCALCULATION,FRAMESECTIONDESIGNANDREINFORCEMENT,MEETINGBEAMREINFORCEMENTDESIGN,FLOORANDROOFDESIGN,STAIRDESIGN,INFRASTRUCTUREDESIGNENCLOSINGWINDLOADUNDERTHEFRAMEWORKMOMENT,SHEARANDAXIALBIDVERTICALANDHORIZONTALSEISMICLOADSUNDERTHEFRAMEWORKOFTHEMOMENT,SHEARANDAXIALBIDCONSTANTLOADANDLIVELOADUNDERTHEFRAMEWORKMOMENT,SHEARANDAXIALTRYINGTOINTERNALFORCESANDTHECOMBINATIONOFBEAMCOLUMNTABLEKEYWORDSFRAME,GRAVITYLOADCHARACTERVALUE,CASTINPLACEREINFORCEDCONCRETESTRUCTURE,INTERNALFORCEMAKEUP,CURVEDSQUAREAMPLITUDEMODULATION引言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段，也是深化、拓宽的重要过程，同时也是对大学阶段学习的全面总结。本毕业设计题目为中学实验楼，结构选型为钢筋混凝土框架结构，框架结构体系由梁和柱通过节点构造承载结构，框架形式可灵活布置建筑空间，结构抗侧刚度较小，在水平力作用下将产生较大的侧向位移，在强震下结构整体位移都很大，容易发生震害，不适合层数过度的建筑，但对于一般中学实验楼、教室等是很好的选择。毕业设计以手算为主，同时辅以计算软件的校正。毕业设计的几个月里，在辅导老师的帮助下，记过资料查阅，设计计算，使我加深的对新规范，规程等相关内容的理解，也巩固的专业知识，提高了综合分析，解决问题的能力，为以后的相关工作打下了良好的基础。第1章建筑设计说明部分11工程概况本设计教学楼位于郑州市，用地755，总建筑面积约3800，层高33M，平面尺2M寸为178M424M。采用柱下独立基础，室内地坪为0000M，室外内高差045M。框架梁、柱、楼面、屋面板，楼梯等均采用现浇钢筋混凝土。场地土的特征周期（卓越周期）为035S，勘测时间，勘测范围内未见地下水。地震烈度7度，设计基本地震加速度为01G，类场地，设计地震分组为第一组，抗震等级三级。地面粗糙度类别为B类。结构使用年限50年。上人屋面活荷为20KN/M2，走廊、楼梯活荷载为25KN/M2，卫生间楼面活荷载为20KN/KN/M2，教室楼面活荷为20KN/M212建筑物功能与特点该地段地势平坦，环境较好，在选址和环境营造方面，注意自然景色的优美，也重学习环境各交通条件的因素，更强调人与自然环境的协调统一，比较适合教学楼功能的充分利用。本教学楼建筑要求的主要功能有门卫室，储藏室，大教室，小教室等。13设计依据131建筑地点及拟建基地平面图本建筑位于郑州市,场地地形平坦,地貌类型属浑河冲积阶地。由主管批准拟建基地平面图如图11。主要街道北5M南20M建筑用地红线次要街道60M图11建筑地层一览表132建筑面积和层数1建筑物的总层数应控制在5层，层高33M。2总建筑面积4000M2，根据具体情况可适当调整。133结构形式框架结构134气象条件基本风压040KNM2，基本雪压030KNM2135工程地质条件建筑场地的地质钻孔资料如下表表11地质资料岩土名称土层厚度（M）层底高程（M）承载力特征值AKA（KPA）杂填土050580粘土131828014工程做法墙身做法墙身采用250厚的加气混凝土块。内粉刷为混合沙浆浆底，纸筋抹灰面，厚20MM,内墙涮两度涂料,外墙贴砖。门窗做法塑钢窗和木门。地面做法人造大理石板地面。20厚12水泥砂浆找平层，100厚C30混凝土，100厚素土夯实。楼面做法人造大理石板地面，20厚12水泥砂浆找平层，100厚C30混凝土楼板，20厚底板抹灰。踢脚台度做法釉面瓷砖踢脚台度，5厚釉面砖（白瓷砖）水泥擦缝，5厚11水泥细砂结合层，12厚13水泥砂浆打底。内墙面做法水泥砂浆粉面刷（喷）内墙涂料，10厚12水泥砂浆抹面，15厚13水泥砂浆打底。五层上人屋面做法小瓷砖面层，高聚物改性沥青防水层，18水泥砂浆找坡层，20厚12水泥砂浆找平层，150厚水泥蛭石保温层，20厚底板抹灰。水泥台阶做法花岗岩面层，20厚125水泥砂浆抹面压实抹光，素水泥浆一道70厚C15号混凝土（厚度不包括踏步三角部分）台阶面向外坡1，200厚碎石或碎砖石灌M25号混合砂浆，素土夯实（坡度按工程设计）。散水做法20厚12水泥砂浆抹面、压实抹光，60厚C15混凝土，素土夯实向外坡4。第2章计算简图21平面设计该建筑物总长度为424M，总宽度为178M，共五层，总建筑面积为37736M2,主体结构采用现浇钢筋混凝土框架结构。图21建筑平面图22柱截面设计该结构选用C30的混凝土，选用二级钢筋HRB335。2143/CFNM230/YFNM结构抗震等级为三级，由公式AFC式中取08取143103KN/M2FCN15A（其中15为面荷载）从而得到N153（7230）230KN21可得A0101M2101000MM2NNFC305814BH317MMA取BH400MM23梁的截面设计梁的截面宽度B框架梁取300MM,楼面连系梁取200MM。梁的截面高度H取值如下框架梁H1（）L82AB、CD跨H1L600MM取H1600MM70BC跨在AB和CD之间，考虑到整体性，故也取H1600MM连系梁H2L250MM13取H2400MM。综上可知，各梁的截面如下框架梁B1H1300MM600MM（AB跨、BC跨、CD跨）连楼面系梁B3H3200MM400MM第3章框架内力计算31框架侧移刚度的计算根据规范可知，对于现浇楼板其梁的线刚度应进行修正边框架梁15I0中框架梁2取结构图中5号轴线的一榀框架进行计算图31框架示意图311横梁线刚度IB的计算表31横梁线刚度IB计算表类别ECN/MM2BMMHMMI0MM4LMMECI0/LKNM15ECI0/LKNM2ECI0/LKNMAB、CD跨301043006005410972002251010451010BC跨30104300400161093000161010321010312柱线刚度IC的计算表32柱线刚度IC计算表层次ECN/MM2B（MM）H（MM）HC（MM）IC（MM4）ECIO/L（KNM）1301044004004500211091410102430104400400330021109191010图32线刚度示意图313各层横向侧移刚度计算底层A、D柱I237C05I/2I066D11C12IC/H206612191010/3300213818B，C柱I4532/19618C05I/2I082D12C12IC/H208212191010/3300217168第二层1，4号柱I452/（192）237CI/2I054D21C12IC/H205412191010/33002113052，3号柱I452322/（192）405CI/2I067D22C12IC/H206712191010/3300214028三、四、五层三层，四层和五层的计算结果与二层相同D31D3411305D32D3314028D41D4411305D42D4314028D51D5411305D52D5314028表33横向侧移刚度统计表层次12345DI（N/MM）61972159295805066615759990759990759990759990该框架为横向承重框架，不计算纵向侧移刚度。D1/D2929580/75999007，故该框架为规则框架。32竖向荷载及其内力计算321计算单元的选择确定计算单元宽度为72M，4轴线至6轴线间，故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影所示。322竖向荷载统计3221屋面及楼面恒载屋面小瓷砖层055KN/M2高聚物改性沥青防水层05KN/M220厚水泥砂浆找平0022004KN/M218水泥砂浆找坡层144KN/M2150厚水泥蛭石保温层0155075KN/M2100厚钢筋混凝土结构层012525KN/M220厚底板抹灰00217034KN/M2KN/M2486楼面12厚人造大理石板面层0012280336KN/M2100厚砼板0102525KN/M220厚板底抹灰034KN/M2KN/M56733222屋面及楼面活载楼面活载教室20KN/M2厕所20KN/M2走廊、门厅、楼梯25KN/M2屋面活载上人屋面20KN/M2雪载本题目基本雪压S003KN/M2,屋面积雪分布系数R10屋面水平投影面积上的雪荷载标准值为SKRS0100303KN/M23223梁荷载标准值框架梁B1H1300600MM2梁自重03（06001）25375KN/M10厚水泥石灰膏砂浆001（0601）214014KN/MKN/M389纵向连系梁B2H2200400MM2梁自重02（0401）25150KN/M10厚水泥石灰膏砂浆001（0401）2140084KN/MKN/M1583224墙荷载标准值外250MM厚加气混凝土砌块0257175KN/M220厚底板抹灰00217034KN/M26厚外墙贴面砖000619801188KN/M2KN/M221内250MM厚加气混凝土砌块0257175KN/M220厚底板抹灰00217034KN/M20厚刷墙面00217034KN/M2KN/M2243女儿墙6厚水泥砂浆罩面000620012KN/M212水泥砂浆打底001220024KN/M2240粘土空心砖02411264KN/M26厚外墙贴砖00061980119KN/M2KN/M2193门,窗及楼梯间荷载门窗荷载标准值塑钢玻璃窗单位面积取04KN/M2，木门取02KN/M2塑钢玻璃门取040KN/M2。楼梯荷载标准值楼梯底板厚取为100，平台梁截面尺寸为200400楼梯板自重05（00740150074）032503373KN/M2人造理石面层（03015）0336030504KN/M2板底20厚纸筋抹灰0340021203036KN/M2合计4594KN/M2平台梁两端搁置在楼梯间两侧的梁上，计算长度取L33003003000，其自重0302302545KN，323竖向荷载内力计算图33荷载示意图3231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图34恒荷载作用下的荷载分布图对于第5层，Q1表横梁自重，为均布荷载形式。Q1389KN/MQ2分别上人屋面板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。Q2648301944KN/MP1、P2分别由边纵梁、中纵梁、边纵梁直接传给柱的恒载，PE是由纵向次梁直接传给横向主梁的恒载，它们包括主梁自重、次梁自重、楼板重、及女儿墙等重力荷载，计算如下P115151/22356715830311930142587P215151/243567158302079KN集中力矩M1PBEB2587（0402）/2259KNMM2PDED2079（0402）/2208KNM对于14层，Q1是包括梁自重和其上部墙重,为均布荷载，其它荷载的计算方法同第5层。Q1389KN/MQ2、Q2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。Q2，3567301070KN/M外纵墙线密度（30291818）221181804/30445KN/M内纵墙线密度（3029）243/30705KN/MP1P415151/22356715830445302612P2P315151/24356715830705304194KN集中力矩M1PBEB2612（0402）/2261KNMM2PDED4194（0402）/2419KNM3232恒荷载作用下梁的固端弯矩计算等效于均布荷载与梯形、三角形荷载的叠加。梯形Q（12）Q2本设计中AB,CD跨15/72021Q092Q2三角形Q0625Q2，对于第5层，AB,CD跨梁Q09219443892177KN/MBC跨Q062519443891604KN/MAB,CD跨梁端弯矩MABMBAQL2AB/122177722/129405（KNM）BC跨梁端弯矩MBCMCBQL2AB/122177302/121633（KNM）对于第14层，AB,CD跨梁Q09210703891373KN/MBC跨Q，062510703891058KN/MAB,CD跨梁端弯矩MBDMDBQL2BD/121373722/125931（KNM）BC跨梁端弯矩MBCMCBQL2AB/121058302/12794（KNM）3233恒载作用下框架的弯矩计算分配系数的计算IS其中为转动刚度IS采用分层法计算时，假定上下柱的远端为固定时与实际情况有出入。因此，除底层外，其余各层的线刚度应乘以09的修正系数，其传递系数由05改为033。图35恒载作用下弯矩分配图图36恒载弯矩图3234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图37活荷载作用下的荷载分布图对于第5层，Q1203060KN/MP115151/222015830924KNP215151/2420158301374KN集中力矩M1M4PBEB924（0402）/2092KNMM2M3PDED1374（0402）/2137KNM同理，在屋面雪荷载的作用下Q1033009KN/MP115151/220315830542KNP215151/240315830609KN集中力矩M1PBEB542（0402）/2054KNMM2PDED609（0402）/2061KNM对于第14层，Q1203060KN/MQ2253075KN/MP115151/222015830924KNP215151/222015151/2225158301487KN集中力矩M1PBEB924（0402）/2092KNMM2PDED1487（0402）/2149KNM将计算结果汇总如下两表表34横向框架恒载汇总表层次Q1KN/MQ2KN/MP1P4KNP2P3KNM1M4KNMM2M3KNM538919442587207925920814389107026124194261419表35横向框架活载汇总表层次Q1KN/MQ2KN/MP1P4KNP2P3KNM1M4KNMM2M3KNM56060924137409213714607592414780921483235活荷载作用下梁的内力计算对于第5层，AB,CD跨梁Q09260552KN/MBC跨Q062560375KN/MAB,CD跨梁端弯矩MABMBAQL2AB/12552722/122385（KNM）BC跨梁端弯矩MBCMCBQL2AB/12375302/12281（KNM）对于第14层，AB,CD跨梁Q09260552KN/MBC跨Q，062575469KN/MAB,CD跨梁端弯矩MBDMDBQL2BD/12552722/122385（KNM）BC跨梁端弯矩MBCMCBQL2AB/12469302/12352（KNM）图38活载作用下弯矩分配图图39活载弯矩图3236跨中弯矩计算恒载作用下梁的跨中弯矩，按实际荷载利用两端带弯矩的简支求得。以下结果为弯矩调幅后的结果。对于5层MAB中M0（M左M右）08/29616KNMMBC中M0（M左M右）08/22651KNM对于4层MBD中5254KNMME748KNM对于3层MBD中5388KNMME798KNM对于2层MBD中6588KNMME798KNM对于1层MBD中5519KNMME853KNM对梁弯矩进行调幅，调幅系数为，取08。调幅后梁端弯矩M1M1M2M2跨中弯矩M中M中M1M2）/2注这里弯矩带正负号，梁上边受拉为负，下边受拉为正。活荷载作用下的梁跨中弯矩，利用两端带弯矩的简支求得。对于5层MAB中M0（M左M右）08/22427KNMMBC中M0（M左M右）08/2527KNM对于4层MBD中2152KNMME291KNM对于3层MBD中2166KNMME296KNM对于2层MBD中2166KNMME296KNM对于1层MBD中2219KNMME318KNM又考虑荷载最不利位置，将跨中弯矩乘以11，计算结果如下对于5层MAB中2427112670KNMMBC中52711580KNM对于4层MBD中2152112368KNMME29111320KNM对于3层MBD中2166112382KNMME29611326KNM对于2层MBD中2166112382KNMME29611326KNM对于1层MBD中2219112441KNMME31811350KNM3237梁端剪力和柱轴力的计算恒载作用下表36恒载作用下梁端剪力及柱轴力（KN）荷载引起的剪力弯矩引起的剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱层次VAVBVBVCVAVBVBVCVAVBVBVCNUNBNUNB578372240650407333834124069920112001282614106449431587161047825104158718594198742340924689349431587195047485138158727234285143402635306249431587195047485138158735874371544464345923149431587223047205166158744486457665528856568表37活载作用下梁端剪力及柱轴力（KN）荷载引起的剪力弯矩引起的剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱层次VAVBVBVCVAVBVBVCVAVBVBVCNUNBNUNB5198756311801869210556327934073404253224198770407701910206470469078187957710857319877040810190620687041101712297151161639621987704081019062068704151271640720655219351198770409201895207970419226205062620527485324重力荷载代表值计算及荷载汇总3241第一层重力荷载代表值计算及荷载汇总梁、柱表38梁重力统计类别净跨（MM）截面（MM）荷载标准值（KN/M2）数量根单重（KN）总重（KN）72003006003893028018403横梁300030060038915116717505纵向连系梁30002004001585647425644合计127149表39柱重力统计类别计算高度（MM）截面（MM）密度（KN/M3）体积（M3）数量（根）单重（KN）总重（KN）柱320040040025051260128768合计768内外填充墙重的计算表310柱重力统计类别总计算长度（M）墙计算高度（M）墙厚计算值（M）荷载标准值（KN/M2）总重（KN）外墙12042702575688986427025740824内墙72829025736946合计134659楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板的12倍计算）楼板面积42417860727230266832（M2）楼梯面积607230722864（M2）恒载楼梯恒载楼板恒载86435671266832356727537KN活载25（607230722）1220（5424178607272302）159584KN由以上计算可知，一层重力荷载代表值为G1G恒05G活768105127149134659275371595840569761KN注柱剩上粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数105。3242第二层至第四层重力荷载代表值计算及荷载汇总第二层至四层的重力荷载代表值同第一层的计算差异不大,仅多一面内墙,所以二层、三层、四层的重力荷载代表值为G2700655KNG3700655KNG4700655KN3243第五层重力荷载代表值计算及荷载汇总梁重力荷载（同一层）127149KN柱重力荷载（同一层）768KN内外填充墙及女儿墙重的计算表311墙重力统计类别总计算长度（M）墙计算高度（M）墙厚计算值（M）荷载标准值（KN/M2）总重（KN）女儿墙1204140241144500外墙12042702575688986427025740824内墙78829025739991合计182204屋面板及楼板恒载、活载计算同一四层楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板的12倍计算）楼板面积42417860727230266832（M2）楼梯面积607230722864（M2）恒载楼梯恒载楼板恒载8643567126683264846389KN活载25（607230722）1220（5424178607272302）159584KN雪载40320416128KN由以上计算可知，五层重力荷载代表值为G5G恒05G活768001051271491458784638915958405933675KN集中于各楼层标高处的重力荷载代表值GI的计算结果如下图所示图310重力荷载代表值33水平荷载计算331风荷载计算垂直作用在建筑物表面的风荷载按下式计算KWZSO式中风荷载标准值（KN/M2）；K高度Z处的风振系数；ZS风荷载体型系数；风压高度变化系数；Z基本风压（KN/M2）。OW根据所给条件基本风压WO04KN/M2。则风压高度变化系数Z由建筑结构荷载规范确定横向风荷载的标准值WK为WKZSZWO表312WK值计算表离地高度UZBSUSWOHIHJWK16500771751304033028064114051320074162130403303306187896990074147130403303305593302660074131130403303304998708330074116130403303304404114图311风荷载示意图表313侧移值计算表WKVJEDUU/H64114056415066600000013000000861878961260506660000002500000195593302181950666000000360000036框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算VIJDIJVI/DIJMBIJVIJYHMUIJVIJ（1Y）HYYNY1Y2Y3注YN框架柱的标准反弯点高度比。Y1为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值。Y2、Y3为上下层层高变化时反弯点高度比的修正值。Y框架柱的反弯点高度比。第1层A、D柱的反弯点高度为查表得Y0055Y10Y20Y30所以Y055同理可算出各层的反弯点高度，各层的反弯点高度详见弯矩计算表中。表314A、D柱弯矩计算表层号HI/MKVDIJDI/DIJDIVIYYHMC上MC下MB总5332376415066611305022314304213927419814784332371260506661130502232810451495104177093332371819506661130502234060501656706701087233237231950666113050223517050165854854152313323727596197213818022361505518291411171767表315B、C柱弯矩计算表层号HI/MKVDIJDI/DIJDIVIYYHMC上MC下MB总533405641506661402802771770451493222643224334051046506661402802772900501654784787413334051451506661402802774020501656636631141233405185650666140280277514050165848848151149987082319506660000004600000694404114275961972000000450000135133618247461972171680277685055182101812441866表316风载作用下柱端剪力和轴力计算图AB,CD梁剪力计算BC梁剪力计算柱轴力计算层次M1M2LVA,DM3M4LVB,CA,D柱轴力B,C柱轴力5274188720641341343089064025470943372159308308320622307231087666722444754753316466145215238827233462962934198002301176710907239777677635181197351图312风荷载作用下框架的弯矩剪力及轴力图332地震荷载计算3321横向自振周期的计算横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法。基本自振周期T1（S）可按下式计算T11T（UT）1/2注UT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构顶点位移。T结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取06。UT按以下公式计算VGIGK（U）IVGI/DIJUT（U）K注DIJ为第I层的层间侧移刚度。（U）I为第I层的层间侧移。（U）K为第K层的层间侧移。S为同层内框架柱的总数。结构顶点的假想侧移计算过程见下表，其中第四层的GI为G4和GE之和。表317结构顶点的假想侧移计算层次GI（KN）DI（N/M）UI（M）UI（M）5933675759990122810347441034700655759990922103351610337006557599909221032594103270065575999092210316721031697610929580750103750103T117T（UT）1/2170647441031/20222S3322水平地震作用及楼层地震剪力的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，即结构等效总重力荷载代表值GEQGEQ085GI085（9336757006553697610）3173263（KN）计算水平地震影响系数1查表得二类场地近震特征周期值TG035S。查表得设防烈度为7度的MAX008结构总的水平地震作用标准值FEKFEK1GEQ0083173263253861（KN）因14TG14035049ST10216S，所以不考虑顶部附加水平地震作用。各质点横向水平地震作用按下式计算FIGIHIFEK（1N）/（GKHK）地震作用下各楼层水平地震层间剪力VI为VIFK（I1，2，N）计算过程如下表表318各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次HI（M）GI（KN）GIHI（KNM）GIHI/GJHJFI（KN）VI（KN）51659336751540563804041025361025364132700655924864602426155616409239970065569364850182461672102602667006554624323012130778241038133697610230211300601532225636038141816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下图图313水平地震剪力作用分布3333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UI分别按下列公式计算（U）IVI/DIJUI（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E015可知，1、2、3、4层柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求MCCMB注MC为节点上下柱端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和。上下柱端的弯矩设计值可按弹性分析分配。MB为节点左右梁端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和。C柱端弯矩增大系数，三级取11表44横向框架A、D号柱柱端组合弯矩设计值的调整层次4321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底CM85717642983898331091810918988810787N2520726743383633989952181537176612167657422B、C柱弯矩值调整第4层，柱顶轴压比UNN/ACFC44827103/143/40020201015可知，1、2、3、4层柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求MCCMB表45横向框架B、C号柱柱端组合弯矩设计值的调整层次4321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底CM93279415113641136412662127001160912842N3903442183574726068675732789159397197120第5章框架截面设计51框架梁截面设计以第1层AB跨框架梁的计算为例。梁的最不利内力经以上计算可知，梁的最不利内力如下跨间MMAX14979KNM支座AMMAX764KNM支座BMMAX9940KNM511梁正截面受弯承载力计算抗震设计中，对于楼面现浇的框架结构，梁支座负弯矩按矩形截面计算纵筋数量。跨中正弯矩按T形截面计算纵筋数量，跨中截面的计算弯矩，应取该跨的跨间最大正弯矩或支座弯矩与1/2简支梁弯矩之中的较大者，依据上述理论，得考虑跨间最大弯矩处按T形截面设计，翼缘计算宽度BF，按跨度考虑，取BF，L/372/324M2400MM，梁内纵向钢筋选II级热扎钢筋，（FYFY，300N/MM2），H0HA60035565MM，因为FCMBF，HF，（H0HF，/2）1432400100（565100/2）173316KNM14979KNM属第一类T形截面。下部跨间截面按单筋T形截面计算SM/（FCMBF，H02）14979106/143/2400/565200141（12S）1/20014ASFCMBF，H0/FY00141432400565/3003116MM2实配钢筋3B20，AS942MM2。942/300/565056MIN0215，满足要求。对于第一类T型截面,MIN03，512梁斜截面受剪承载力计算验算截面尺寸HWH0565MMHW/B565/300188V13517KN可知，截面尺寸符合条件。验算是否需要计算配置箍筋007FCMBH000714330056516967NV13517KN可知，需按构造配箍。513箍筋选择梁端加密区箍筋取8150，箍筋用I级Q235热扎钢筋，FYV210N/MM,加密区长度取090M，非加密区箍筋取8250。箍筋配置，满足构造要求。表51梁的配筋计算层次截面REMKNA或SAS/MM2AS/MM2AMIN/MM2实配钢筋AS/MM2A6113600450046369123603B16402支座B795200580060483623603B16603AB、CD跨间14979001400148903603B20942支座B、C53280039004032073602B164025BC跨间3539002600262123602B16402A10164800740077623773602B20628支座B8993600660068549273603B16603AB、CD跨间10664001000106323603B18763支座B、C5083200370038305683602B164024BC跨间106600080008633602B16402A12219200890094756293603B18763支座B11057600810084681073603B18763AB、CD跨间10835001000106423603B18763支座B、C671360049005040633603B144613BC跨间11600080009693602B16402A14581601060113911713603B20942支座B12489600910096773923603B20942AB、CD跨间10835001000106423603B18763支座B、C7724800560058469373602B185092BC跨间116900090009693602B16402A14828801080115928173603B20942支座B12752800930098791113603B20942AB、CD跨间11076001000106573603B18763支座B、C8085600590061492013602B185091BC跨间133400100010793602B16402根据抗震规范，梁全长顶面除负弯矩筋外设置2B16的钢筋。52框架柱截面设计521剪跨比和轴压比计算根据抗震规范，对于三级抗震等级，应满足以下要求剪跨比宜大于2、轴压比宜小于09。下表给出了框架柱各层剪跨比和轴压比计算结果，注意，表中的M、V和N都不应考虑抗震调整系数，由表可见，各柱的剪跨比和轴压比均满足规范要求。表52柱的剪跨比和轴压比验算柱号层次B/MMH0/MMFC/N/MM2MVNM/VH0N/FCBH5400360143833642251930654820080844003601437795446735181485201508340036014389445420510774582022082400360143992560706705454202908A14003601439807560683026476203608540036014381474180243785722011084400360143855939564482748720208340036014310331488165496477202908240036014311511601086644472203808B1400360143116746697107906484204708例第5层、号柱柱截面宽度B400MM柱截面有效高度H040040360MM混凝土轴心抗压强度设计值FCM143N/MM2柱端弯矩计算值M取上下端弯矩的最大值。M83360756252（KNM）柱端剪力计算值VC4225KN柱轴力N取柱顶、柱底的最大值N19306KN剪跨比MC/VCH08336103/4225/3605482轴压比N/FCMBH019306103/143/400/36000810，213051485CMFAN取，又L0/H102130514096CMFAN取又L0/H08。表53柱的配筋计算表柱号层次MKNMNKNHMHMM0EM/MMAMMULL012AS,MINAS,MIN实配钢筋AS/MM262521085233400576132059613330100100103773630054782940042241930633400218792023879330100100107416290091471540057461101533400677320877333010010012026523005976940062362016633400309242032924413100100108516590103659540037073465633400106972012697413100100122314310175557400437231941933400191722021172413100100113399070091133640071553191933400224172024417084084413100100111431600163308340040265090933400790820990841310010012828643025154164003447526999334001657520185754131001001153730901310320400794042974334001847620204760840844131001001133922002131229400425866477334006405208405413100100133271400322111540025456339163340016087201808741310010011536821016133764004B168047846541263340014495201649508400037210010011334714026194264002507824753340030402050404131001001542377404043096400AD15725406463340014085201608541310010011734820020100464004B14615BC56110151093340040442204244241310010010661176007417024004B160MEAI210/4HLEIISHEA2105SCYNEFBHAA253924378334001041520124154131001001223115001269054007434150423340049422205142241310010010570156007555794006847337463340020290202229004904937910010011040593016265144002336448273340052112072114131001001382594602228651400480182693133400297722031772413100100109505070134730140082654854933400170242019024049049379100100112373260242816940058086549633400886820108684131001001252960203245884003991838350334002586220278624131001001104659601955722400920960586334001520020172000490493791001001133550202930281400695486644334008026201002641310010012728761042301840021113649585334002245820244584131001001114319302459540400804933977696334001202020140200490003541001001143203703822894400998010790633400924920112494131001001242998305238394400110333607823340017000201900041310010011437735030446234004B14615523柱斜截面受剪承载力计算以第5层AD号柱为例，查表可知框架柱的剪力设计值VC4225KN剪跨比45483，取3考虑地震作用组合的柱轴向压力设计值N110