中学5层框架综合教学楼计算书本科设计说明

1、 1 / 86市第十一中学市第十一中学 5#5#教学楼工程计算书教学楼工程计算书摘 要此次设计主要对框架结构中轴横向框架进行结构设计、抗震设计和结构计算。9在确定框架结构的承重方案与计算简图之后，首先计算框架结构的层间荷载代表值，利用顶点位移法求出横向框架的自振周期，并使用底部剪力法计算在水平地震荷载作用下横向框架的层间剪力，进而求出在水平地震荷载作用下框架结构的力（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）作用下框架结构的力（弯矩、剪力和轴力） ；再次，采用 D 值法计算水平风荷载作用下框架结构的力（弯矩、剪力和轴力） ；最后，对在水平和竖向荷载作用下框架结

2、构的力进行组合，找出一组或几组最不利的力组合，并按最不利组合进行截面设计与配筋计算。另外，还对框架结构中的现浇钢筋混凝土楼板、楼梯和基础进行截面设计和配筋计算。关键词：框架结构，结构设计，力计算，配筋目目 录录前言前言 1 1绪论绪论 4 41.1.工程概况工程概况 5 52.2.建筑设计建筑设计 5 52.1 建筑总平面设计 52.2 建筑方案设计 62.3 建筑平面设计 62.4 建筑立面设计 62.5 建筑剖面设计 63.3.结构设计结构设计 7 73.1 框架结构承重方案的选择 73.2 梁柱截面尺寸的初步确定 73.2.1 结构平面布置图 73.2.2 框架梁截面尺寸初估 8 2 /

3、 863.2.3 框架柱截面初估 93.2.4 楼板设计 103.3 恒荷载计算 103.3.1 楼板类型与选择 113.4 层间重力荷载代表值计算 123.4.1 第一层重力荷载代表值的计算 123.4.2 第二到四层重力荷载代表值的计算 143.4.3 第五层重力荷载代表值的计算 163.4.4 计算结果 183.5 横向框架在水平地震作用下的力和位移计算183.5.1 框架梁柱线刚度计算 193.5.2 结构基本自振周期的计算 193.5.3 地震影响系数 203.5.4 各层位移计算 203.5.5 力计算 213.6 横向框架在竖向荷载作用下的计算简图与力计算 253.6.1 横向框

4、架在恒荷载作用下的计算简图 263.6.2 横向框架在活荷载作用下的计算简图 323.6.3 横向框架在恒荷载作用下的力计算 363.6.4 横向框架在活荷载作用下的力计算 413.7 横向框架在风荷载作用下的力和位移计算 443.7.1 横向框架在风荷载作用下的计算简图 443.7.2 垂直于建筑物表面上的风荷载标准值计算 443.7.3 各层楼面处集中风荷载标准值计算 453.7.4 横向框架在风荷载作用下的位移计算 463.7.5 柱端弯矩与剪力计算 483.7.6 梁端弯矩与剪力计算 48续表 3.23.493.7.7 柱轴力计算 493.7.8 绘制力图 493.8 荷载效应组合 5

5、23.8.1 框架梁 BC 梁端弯矩调幅与力 533.8.2 框架梁梁端弯矩调幅与力 54CD3.8.3 柱 B 力 553.8.4 柱 C 力 563.8.5 力组合 573.9 主梁承载力计算 613.9.1 确定翼缘宽度 613.9.2 各种材料与系数确定 613.9.3 判断主梁截面类型 623.9.4 主梁配筋计算 62续表 3.33.633.9.5 主梁斜截面承载力计算 633.9.6 主梁斜截面承载力 633.10 柱截面配筋计算 643.10.1 第一层框架 C 柱正截面 653.10.2 第一层框架 B 柱斜截面 673.10.3 第一层框架 C 柱斜截面 683.11 楼板

6、配筋计算 683.11.1 A 区格板配筋计算 693.11.2 B 区格板配筋计算 693.12 基础设计 703.12.1 地基处理 70 3 / 863.12.2 确定基础的埋置深度 703.12.3 加权平均重度计算 713.12.4 地基承载力设计值 713.12.5 B 轴柱下独立基础尺寸 712.12.6 柱下独立基础冲切验算 723.12.7 柱下独立基础底板配筋 733.12.8 柱下二柱联合基础尺寸. .753.12.9 柱下基础抗冲切验算与基础高度 753.12.10 柱下基础配筋计算 763.12.11 地梁设计. .773.12.12 地基沉降量验算. .783.13

7、 一层楼梯设计 783.13.1 梯段板的设计 783.13.2 平台板的设计 793.13.3 平台梁设计 80致致 8282参考资料参考资料 8282建筑艺术建筑艺术 8383前言1 1 毕业设计的目的毕业设计的目的1运用大学所学的理论基础与专业知识，全面系统地完成整个毕业设计，以达到初步了解和掌握一个建筑师、结构工程师与施工组织者的工作容，表达方式和工作步骤。2培养学生确立正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力。3培养学生根据国家的有关规定、设计规与各种标图集进行设计的能力。4培养学生应用计算机绘制施工图和结构计算的能力。2 2 毕业设计各阶段时间安排毕业设计各阶段时间安排1建筑设计阶

8、段 1 月 16 日2 月 10 日2结构设计阶段 2 月 11 日3 月 10 日3答辩前准备与答辩 3 月 11 日4 月 1 日1.1.建筑设计建筑设计1.11.1 工程概况工程概况1本建筑位于市区。2基地地势平坦，基地水、电、暖、道路等共用条件已具备。1.21.2 建筑设计依据建筑设计依据 1 / 861本工程为市第十一中学 5#教学楼。2总建筑面积为 5977.8m2 标准层建筑面积：1195.56 m2左右。3层数为 5 层。4结构形式：全框架结构。5.雨篷采用悬吊钢制雨篷6.本工程普通教室共 20 个，大教室 25 个，多媒体教室 2 个，办公室 5 个，传达资料室 5 个，茶水

9、间 5 个，每层设卫生间 2 个，主楼梯为双分楼梯，副楼梯为平行双跑楼梯。7.基础采用柱下独立基础。8.室外高差为 0.45m9.外墙，屋面均采用保温苯板。10.卫生间标高比楼层各处低 20mm，每层设地漏1.31.3 建筑要求建筑要求1屋面均考虑保温隔热2窗采用塑钢窗，门采用木门。1.41.4 建筑设计任务要求建筑设计任务要求充分理解设计任务书要求，保证达到建筑设计平面布置合理、思路明确、设计新颖，学会正确使用设计规和标准图集。绘图严格遵循标准，图幅规，整洁。说明书规，文字流畅（打印） 。根据毕业设计大纲要求，建筑设计应完成以下容：底层平面图 1：100标准层平面图 1：100顶层平面图 1

10、：100屋顶平面图 1：100正立面图 1：1001：200侧立面图 1：1001：200剖面图 1：1001：200节点详图（主要节点） 1：101：20楼梯平面图 1：100建筑设计说明书一份，应包括：（1）设计任务简介；（2）建筑设计提纲；（3）平、立、剖设计说明；（4）主要节点构造说明；（5）其它。2 2 结构设计结构设计2.12.1 基本设计资料基本设计资料1气象条件（1）温度：常年夏季平均气温 16.3，冬季平均气温-8.6，夏季最高气温 40，冬季最低气温-10。（2）主导风向：全年为 2-3 级风，夏季为东南风，基本风压 w0=0.35kN/m2； 2 / 86（3）雨雪条件：

11、基本雪压 0.25 kN/m2，标准冻深-1.16 m，最大冻深-1.34m。2工程地质条件（1）地形地貌、地层岩性场地地形较平坦，经探井揭露，地基土自上而下由杂填土、新近堆积黄土、黄土状粉土组成，其工程岩性特征如下：杂填土：浅黄色，粉土组成。稍湿，结构松散，含砖砾等，厚度 0.5m1.8m新近堆积黄土：浅黄色和暗黑色粉土组成，含树根与针状大孔。稍湿，稍密。厚度0.3m2.1m。黄土状粉土：浅黄色。粒度以粉粒为主，土结构较松散，稍湿，中密。揭露厚度：14.0m16.5m。 （2）地基土物理力学性质评价与承载力确定湿陷性评价：场地土 8m 以上具有湿陷性，整个场地按级自重湿陷性黄土对待。主要物理

12、力学性质指标评价：杂填土厚度薄，结构松散，物理力学性质指标差，不宜做持力层新近堆积黄土：天然含水量平均值，干重度平均值，%4 .123/1 .12mkNd天然孔隙比。188. 1e湿陷性黄土：天然含水量平均值，天然重度平均值，干重度平均= 9.9%3/1 .15mkN值，天然孔隙比。3/0 .14mkNd920. 0e非湿陷性黄土：天然含水量平均值，天然重度平均值，干重度平=10.9%3/6 .15mkN均值，天然孔隙比。3/1 .13mkNd877. 0e压缩性评价：新近堆积黄土：压缩系数平均值，宜按中压缩性土对待 MPaa45. 021湿陷性黄土：压缩系数平均值，宜按中压缩性土对待MPaa

13、21. 021非湿陷性黄土：压缩系数平均值，宜按中压缩性土对待MPaa14. 021根据查表法地基承载力确定如下：新近堆积黄土承载力标准值kPafk128湿陷性黄土承载力标准值kPafk172非湿陷性黄土承载力标准值kPafk161（3）抗震设防烈度 7 度、近震，场地土为中软场地土，建筑场地类别为类（4）结论与建议场地分布的杂填土、新近堆积黄土不应作为天然地基；整个场地按级自重湿陷性黄土对待。地基处理建议采用大开挖方式，然后采用 3：7 灰土整片回填压实，压实系数有设计人员确定，处理厚度不宜小于 3m。场地属于级自重湿陷性黄土场地，设计和施工应严格按湿陷性黄土地区建筑规进行。2.22.2 建

14、筑设计与任务要求建筑设计与任务要求1结构设计计算书 3 / 86（1）根据建筑平面与有关规定进行结构选型、柱网布置。（2）确定材料与截面尺寸（3）结构力计算与配筋计算结构计算的主要容有：荷载计算、选具有代表性的一榀框架进行力分析与配筋计算、某块现浇板的力分析与配筋计算、基础设计与配筋计算、楼梯的配筋计算。2材料的选用：外墙采用多孔砖墙或加气混凝土砌块（厚度选择注意保温） ；墙为轻质隔墙；混凝土强度根据设计自定，钢筋为 HPB235、HRB335。3编写结构计算书与说明书要求：（1）条理清楚。（2）计算过程与计算结果正确，计算书条理清晰，容完整。（3）计算书容包括：结构设计方案、结构选型、结构布

15、置、材料的选用与截面尺寸、荷载计算、一榀框架的力分析与截面配筋设计、现浇板的力分析与配筋设计、基础设计与配筋设计、部分构件的计算、墙体抗震验算与框架水平侧移验算、结构构造说明等。计算书的装订应严格遵照工业大学本科毕业论文（设计）工作管理暂行办法装订。4绘制施工图： 要求图纸布局合理、容完整、符合制图标准。图纸包括： （1）基础平面布置与配筋图 1：100 （2）各楼面结构平面布置图 1：100 （3）屋面结构平面布置图 1：100 （4）框架结构配筋图 1：501：100 （5）悬挑构件配筋图、楼梯结构配筋图 1：505标题栏要求：工业大学成人教育学院毕业设计市第十一中学 5#教学楼20班 级

16、图别10设 计图号10学 号日期1025358020203 3 设计规与主要参考资料设计规与主要参考资料3.13.1 国家标准、规、规程国家标准、规、规程 1 GB50103-2004，总图制图标准S. 2 GBJ50001-2004，房屋建筑制图统一标准S. 3 GBJ50105-2004，建筑结构制图标准S.4 GBJ 16-87，2004 年版，建筑设计防火规S. 5 GB 50096-1999，民用建筑设计通则S.6 JGJ-26-95，采暖居住建筑部分，民用建筑节能设计标准S.7 GB50009-2004，建筑结构荷载规S. 8 GB50010-2004，混凝土结构设计规S. 9 G

17、B50007-2004，建筑地基基础设计规S. 4 / 86 10 GB50025-2004，湿陷性黄土地区建筑规S 11 GB50011-2004，建筑抗震设计规S.3.23.2 参考书参考书 1建筑设计资料集编委会. 建筑设计资料集 1、2、3、4、5M.：，1999.2同济大学，东南大学，建筑科技大学，大学编.房屋建筑学M.：中国建工,2000.3建筑设计资料集编委会.建筑结构静力计算手册M.：中国建工,1998.4建筑设计资料集编委会.建筑结构构造资料集M.：，2007.5 高大钊.土力学与基础工程M.：.2003.6 中兴.黄土与黄土工程M.人民.1998.绪论作为一名即将毕业的土木

18、工程专业的大学生，在学校的理论学习后，要结合社会的实际情况，检验一下所学习的专业知识是否专业和完善。毕业设计恰好就是一种最好的检验，可以使学校中所学习的知识得到综合利用，使得各方面的知识系统化和实践化。通过独立完成毕业设计，可以培养独立思考、独立工作的能力，以与调查、分析和查阅资料的能力。毕业设计题目为市第十一中学 5#教学楼 ，结构形式采用全现浇框架结构。在熟悉本课题设计任务书的基础上，通过给定的调研，结合当地的自然条件，施工技术水平，并查阅相关建筑设计的书籍和规，独立完成综合楼工程的建筑方案设计，并最终绘制出建筑施工图。通过建筑方案的设计，对框架结构进行柱网布置和结构选型，并确定材料类型和

19、截面尺寸。首先，通过现行规选定房间作法，并以此计算框架结构各层的重力荷载代表值；其次，采用合适的计算方法对竖向荷载作用下框架结构的力、水平地震荷载作用下框架结构力与侧移进行计算；最后，通过以上的结构计算，对框架结构进行截面设计（梁、板、柱截面尺寸与配筋）、楼板设计（楼板尺寸与配筋）、楼梯设计（平台板、楼梯梁、梯段板截面尺寸与配筋）、基础设计（柱下独立基础的截面设计与配筋），并使得截面的配筋还要满足构造要求。最总并通过对框架结构的结构设计和结构计算，绘制出框架结构的结构施工图。框架结构设计工作量很大，在框架结构设计计算过程中要手算一榀框架，并对这一榀框架进行截面设计和配筋计算，最后再使用一些计算

20、机辅助软件对计算结果进行对比和校正。由于自己水平有限，难免出现一些错误和不妥之处，恳请各位老师给予批评和指正。1.工程概况（1）本工程为市第十一中学 5#教学楼,场地位于市,地形较平坦，地基处理后满足工程要求，无地下水影响,场地实现三通一平,满足施工要求。(2)工程地质与水文气象条件1）地形地貌、地层岩性：地形较平坦，经探井揭露，地基土自上而下由杂填土、新近堆积黄土、黄土状粉土组成，其工程岩性特征如下：杂填土：浅黄色，粉土组成。稍湿，结构松散，含砖砾等，厚度 0.5m1.8m新近堆积黄土：浅黄色和暗黑色粉土组成，含树根与针状大孔。稍湿，稍密。厚度 5 / 860.3m2.1m。黄土状粉土：浅黄

21、色。粒度以粉粒为主，土结构较松散，稍湿，中密。揭露厚度：14.0m16.5m。2） 风荷载：基本风压=0.35，地面粗糙度为 C 类。02mkN3） 雨雪条件：基本雪压为 0.25。2kN m4）.抗震设计条件：建设场地的地震基本烈度为 7 度，基本加速度为，建筑结构抗震等g1 . 0级为框架三级，设计地震分组按第二组，场地土为 II 类。建筑结构的安全等级为二级，防火等级为二级，设计使用年限为 50 年。2.建筑设计2.1 建筑总平面设计在建筑总平面设计过程中，依据拟建位置、建筑物的使用功能、道路交通等情况进行综合考虑。在地段条件方面，拟建位置的东面、南面都临近城市主干道，交通方便。建筑物为

22、东西朝向部分向北，主入口放在南面，次入口设在东面，考虑了施工便利，教学楼相应需要一个比较安静的环境。并对该建筑物的人流进行设计。建筑物南面为学校主入口，人流主要通过建筑物南面的入口来进行出入，东面为消防安全出入口。2.2 建筑方案设计(1)由于此建筑物为综合教学楼工程，建筑物在使用功能上除了要满足普通教学，还应有多媒体教育等使用功能。建筑物采用廊式，由于教室要求 1.5/人，按 60 人计，则需要约 60采用开间 10800mm，进深 7200mm。建筑物部包括大空间多媒体教室与多班合用大教室，在使用功能上要求具有大面积，因此建筑物的柱网布置就要加大，同时考虑建筑物卫生间、楼道人流与楼梯防火等

23、要求，建筑物为 L 形，横向跨度分别为 45.9m 和 17.1m，纵向跨度为 39.6m。由于拟建建筑属于公共建筑的畴，所以充分考虑了节能设计、紧急疏散等方面。在节能设计方面，各个主入口设置了门斗，建筑物并无突出和缩进，因而外墙墙体比较规整，并采用了 EPS 聚苯乙烯泡沫保温板，门窗保温隔热效果良好。在紧急疏散方面，主入口的门口净宽为 3.6m，另有消防通道。(2)建筑介绍1) 总建筑面积为 5977.8m2 2) 标准层建筑面积：1195.56 m2左右。3）层数为 5 层。4）结构形式：全框架结构。5）雨篷采用悬吊钢制雨篷。本工程普通教室共 20 个，大教室 25 个，多媒体教室 2 个

24、，办公室 5 个，传达资料室 5 个，茶水间 5 个，每层设卫生间 2 个，主楼梯为双分楼梯，副楼梯为平行双跑楼梯。7)基础采用柱下独立基础。8)室外高差为 0.45m9)外墙，屋面均采用保温苯板。 6 / 8610)卫生间标高比楼层各处低 20mm，每层设地漏。11)屋面均考虑保温隔热12)窗采用塑钢窗，门采用木门2.3 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与剖切面的投影，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，

25、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。2.4 建筑立面设计建筑立面是表示房屋四周的外部形象。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、剖面的部空间组合下进行的。2.5 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，以与建筑剖面中的结构、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。3.结构设计3.1 框架结构承重方案的选择竖向荷载的传力途径：

26、楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。根据以上楼盖的平面布置与竖向荷载的传力途径，本建筑物采用纵横向框架承重体系，这可使横向框架梁的截面高度大，增加框架的横向侧移刚度。3.2 梁柱截面尺寸的初步确定3.2.1 结构平面布置图竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，再由框架柱传至基础，最后传至地基。根据以上楼盖的平面布置与竖向荷载的传力途径，本建筑物的承重方案为横向框架承重。横向框架计算简图如图所示。 7 / 86图 3-1 轴框架简图图 3-2 结构平面图通过分析荷载传递路线确定梁系布置方案，本工程的各层结

27、构平面布置如图所示。3.2.2 框架梁截面尺寸初估A 横向框架梁: 8 / 86BC 跨：l0=7.5m，01111hl7500625mm 937mm812812考虑到本结构为五层，故取h600mm，1111bh600200mm 300mm2323b300mmCD 跨：0l2.4m01111hl2400200mm 300mm812812考虑便于施工与满足构造要求，故取h600mm1111bh600200mm 300mm2323b300mmB 纵向框架梁:a 与跨：，0l8.1m01111hl8100675 1012.5mm812812考虑次梁承担荷载，故取h600mm1111bh600200

28、300mm2323取b300mm C 横向次梁0l7.5m01111hl7500625mm 937.5mm812812考虑承担面积，故取h500mm1111bh500167mm 250mm2323考虑施工简便，取b300mm3.2.3 框架柱截面初估框架柱选用混凝土，。抗震设防烈度为 7 度，框架抗震等级为三级，轴C402cf19.1kN m 9 / 86压比。由轴压比初估框架柱截面尺寸时，按下式计算，即：N0.9cNcccfNhbA柱轴向压力设计值 N 按下式初估，即21GqSnN式中： 竖向荷载分项系数（已包含活载） ，可取 1.25G 每个楼层上单位面积的竖向荷载标准值，q2kN/m 柱

29、一层的受荷面积，S2mm 柱承受荷载的楼层数n 考虑水平力产生的附加系数，三级抗震时，取15 . 105. 1 边柱、角柱轴向力增大系数，边柱为 1.1，角柱为 1.2，中柱为 1.02 柱有框架梁与剪力墙连接时，柱轴向折减系数，可取0.70.8A 轴与 B、E 轴相交边柱G12NqSn1.25 9.728.1 7.5 0.55 1.05 1.01933.6kN （）32cccN cN1933.6 10Ab h112482mmf0.9 19.1取bh500mm500mmB 轴与 C、D 轴相交中柱G12NqSn1.25 9.728.1 7.5 0.52.4 8.1 0.55 1.05 1.0

30、1.02557.6kN （）32cccN cN2557.6 10Ab h148781mmf0.9 19.1取bh500mm500mmC 轴与 A 轴相交角柱G12NqSn1.25 9.725.1 7.5 0.255 1.05 1.0 1.0609.97kN （），32cccN cN609.97 10Ab h35483mmf0.9 19.1考虑角柱虽然受荷面积较小，但由于角柱承受双向偏心荷载作用，受力复杂，故截面尺寸取与A 轴边柱一样，即取。bh500mm500mm故框架柱截面尺寸为500mm500mmD 校核框架柱截面尺寸是否满足构造要求。a 按构造要求，框架住截面高度不宜小于 400mm，宽

31、度不宜小于 350mm。b 为避免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比宜大于 4。 10 / 86取二层较短柱高，：nH3900mmnH3.97.84h0.5c 框架柱截面高度和宽度一般可取层高的 1/10 1/1501111h()() 3900390 26010151015Hmm满足要求。3.2.4 楼板设计各层楼盖采用现浇钢筋混凝土梁板结构，梁系把楼盖分为一些双向板和单向板，大部分板厚取100mm，卫生间板厚取 80mm。3.3 恒荷载计算查荷载规可取：(1)非上人屋面恒荷载标准值（板厚）150mm350 克沥青卷材20.35kN/m1.2 厚合成高分子防水卷材 20.15kN/m25 厚

32、1:3 水泥焦渣 2200.0250.5kN/m65 厚聚苯乙烯泡沫板保温层 20.20.0650.013kN/m1:6 水泥焦渣找坡最薄处 30 厚 2140.030.42kN/m150 厚现浇钢筋混凝土板 225 0.153.75kN/m20 厚板底水泥石灰膏砂浆 2170.020.34kN/m合计25.10kN/m(2)楼面恒荷载标准值（板厚 140mm）10 厚地砖铺面21.5 0.010.015kN/m20 厚 1:3 干硬性水泥2200.020.4kN/m100 厚现浇钢筋混凝土板 225 0.102.5kN/m20 厚水泥石灰膏砂浆 2170.020.34kN/m合计 23.0k

33、N/m(3)卫生间恒荷载标准值（板 80mm）10 厚地砖铺面21.5 0.010.015kN/m30 厚 1:3 干硬性水泥砂浆2200.030.6kN/m1.5 厚合成高分子涂膜防水2200.020.4kN/m20 厚 1:3 水泥砂浆2200.020.4kN/m80 厚现浇钢筋混凝土板 225 0.82.0kN/m20 厚水泥石灰膏砂浆 2170.020.34kN/m合计 24.16kN/m(4)活荷载标准值 11 / 86非上人屋面活荷载 20.5kN/m办公室、教室等一般房间活荷载 22.0kN/m走廊、门厅、楼梯活荷载 22.5kN/m雨篷活荷载 20.5kN/m卫生间活荷载 22

34、.0kN/m3.3.1 楼板类型与选择楼板平面布置图如图 3-2 所示。对于现浇钢筋混凝土楼板，根据塑性理论，3l /l0102时，荷载作用下，在纵横两个方向受力且都不能忽略，因此楼板按弹性理论进行设计。跨中最大正弯矩发生在活载为棋盘式布置时，它可以简化为当支座固支时作用下的跨中2qg 弯矩值与当支座铰支时作用下的跨中弯矩值两者之和。支座最大负弯矩可以近似按活载满布时2q求得，即为支座固支作用下的支座弯矩。在本设计中，由于梁板整浇在一起，周边梁对板的qg 作用视为固定支座。计算弯矩时考虑泊松比的影响，取。2 . 0按21v1mmm12v2mmm计算板的跨中正弯矩。3.4 层间重力荷载代表值计算

35、3.4.1 第一层重力荷载代表值的计算取基础埋深为 2.92m，基础高为 0.7m，则一层柱高为1h4.22.92 1.05.55m故取一层柱高为。1h5.5m(1)梁重力荷载代表值:表 3.1 层间梁柱自重类别截面尺寸b h(mm)净跨(mm)体积3(m )容重3(kN/m )单重(kN)数量总重(kN)300 60070001.263124810横梁300 60019000.342258.5511118.8300 60076001.36834.216584.64300 60052000.93623.404102.48主梁纵梁300 60046000.8282520.706137.70 12

36、 / 86300 60037000.66616.65475.60300 60028000.50412.6344.55300 60016000.2887.2547.25横梁300 50099001.53038.255191.25次梁纵梁300 50072001.1252528.12516450.00柱500 50055001.3752534.375501718.75故一层梁的自重为 2562.43kN，柱子的自重为 1718.75kN。(2)外墙体重力荷载代表值:外墙永久荷载标准值：16 厚水泥石灰膏砂浆 0.01617=0.272kN/m2300 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 0.35.5=1.

37、65kN/m260 厚聚苯乙烯泡沫板 0.20.06=0.012kN/m212 厚水泥石灰膏砂浆 0.01217=0.204kN/m26 厚水泥砂浆 0.00620=0.12kN/m2合计 2.26kN/m2 轴外墙面积：2(24.90.5 4) (4.2+0.75)2.7 2.7 669.615m轴外墙面积：27.54.20.752.7 2.7 222.545m轴与外墙面积：224.94.20.75123.25m与轴外墙面积：2(12.358.5) (4.20.75)2.7 2.7 92.1 2.7 2 1.5 1.8 8251.91m 与轴外墙面积：2(58.5 12.3) (4.20.7

38、5)2.7 2.7 10=155.79m外墙体面积为：253.6369.61522.545 123.25251.91 155.79703.0m故外墙自重：2.26 703.01588.78kN(3)墙体重力荷载代表值:200 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 0.25.5=1.1kN/m216 厚水泥石灰膏砂浆 0.01617=0.272kN/m216 厚水泥石灰膏砂浆 0.01217=0.272kN/m2合计 1.64kN/m2 墙体面积： 13 / 86222 (7.50.5) (4.20.6) 1.4 2.1 410.20.5 2(7.80.5 2) (4.20.6)(4.20.5) (4.2

39、0.6)0.9 2.1 228 (8.1 0.5) (4.20.6)0.9 2744.46m 则墙体自重：1.64 5474.01220.91kN(4)门、窗重力荷载代表值:门面积：21.4 2.1 70.9 2.1 1752.71m则门自重：0.2 52.7110.54kN窗面积：21.5 1.8 152.7 2.7 26 1.5 2.7 2 1.8 1.8 2244.62m 窗自重：0.45 244.62110.08kN(5)钢筋混凝土楼板重力荷载代表值:楼板面积：一般楼板212.3 24.946.2 17.45.7 7.53.3 7.58.1 7.5 2921.15m卫生间：28.1 7

40、.5 2121.5m楼板自重：4.1 921.153.28 121.54175.24kN故一层墙体、门、窗自重：1588.78 1220.91 10.54 110.082930.3kN3.4.2 第二到四层重力荷载代表值的计算(1) 二至四层梁、柱重力荷载代表值:表 3.2 二至四层梁、柱重力荷载代表值类别截面尺寸b h(mm)净跨(mm)体积3(m )容重3(kN/m )单重(kN)数量总重(kN)300 60070001.263124810横梁300 60019000.342258.5511118.8300 60076001.36834.216584.64300 60052000.9362

41、3.404102.48主梁纵梁300 60046000.8282520.706137.70 14 / 86300 60037000.66616.65475.60300 60028000.50412.6344.55300 60016000.2887.2547.25横梁300 50099001.53038.255191.25次梁纵梁300 50072001.1252528.12516450.00柱500 50039000.9752524.38501218.75故梁的自重为 2562.43kN，柱子的自重为 1218.75kN。(2)外墙体重力荷载代表值:16 厚水泥石灰膏砂浆 0.01617=0.

42、272kN/m2300 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 0.35.5=1.65kN/m260 厚聚苯乙烯泡沫板 0.20.06=0.012kN/m212 厚水泥石灰膏砂浆 0.01217=0.204kN/m26 厚水泥砂浆 0.00620=0.12kN/m2合计 2.26kN/m2 轴外墙面积：2(24.90.5 4) (3.90.6)2.7 2.7 631.83m轴外墙面积：27.53.90.62.7 2.7 210.17m轴与外墙面积：224.93.90.682.17m与轴外墙面积：2(12.358.5) (3.90.6)2.72.7 92.1 2.72 1.5 1.8 8129.42m 与轴

43、外墙面积：2(58.5 12.3) (3.90.6)2.7 2.7 10=79.56m外墙体面积为：231.83 10.1782.17129.4279.56322.98m故外墙自重：2.26 322.98729.93kN(3)墙体重力荷载代表值200 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 0.25.5=1.1kN/m216 厚水泥石灰膏砂浆 0.01617=0.272kN/m216 厚水泥石灰膏砂浆 0.01217=0.272kN/m2合计 1.64kN/m2 墙体面积： 15 / 86222 (7.50.5) (3.90.6) 1.4 2.1 410.20.5 2(7.80.5 2) (3.90.6)

44、(3.90.6) (4.20.5)0.9 2.128 (8.1 0.5) (3.90.6)0.9 2662.8m 则墙体自重：1.64 662.81087kN(4)门、窗重力荷载代表值:门面积：21.4 2.1 50.9 2.1 1746.83m 则门自重：0.2 46.839.37kN窗面积：21.5 1.8 152.7 2.7 26 1.5 2.7 2 1.8 1.8 2244.62m 窗自重：0.45 244.62110.08kN(5)钢筋混凝土楼板重力荷载代表值:楼板面积：一般楼板212.3 24.946.2 17.45.7 7.53.3 7.58.1 7.5 2921.15m卫生间：

45、28.1 7.5 2121.5m楼板自重：4.1 921.153.28 121.54175.24kN故一层墙体、门、窗自重：729.93 10879.37 110.081936.38kN3.4.3 第五层重力荷载代表值的计算(1)五层梁、柱重力荷载代表值表 3.3 五层梁、柱重力荷载代表值类别截面尺寸b h(mm)净跨(mm)体积3(m )容重3(kN/m )单重(kN)数量总重(kN)300 60070001.263124810横梁300 60019000.342258.5511118.8300 60076001.36834.216584.64300 60052000.93623.40410

46、2.48300 60046000.82820.706137.70主梁纵梁300 60037000.6662516.65475.60 16 / 86300 60028000.50412.6344.55300 60016000.2887.2547.25横梁300 50099001.53038.255191.25次梁纵梁300 50072001.1252528.12516450.00柱500 50039000.9752524.38501218.75故梁的自重为 2562.43kN，柱子的自重为 1218.75kN。(2)外墙体重力荷载代表值:16 厚水泥石灰膏砂浆 0.01617=0.272kN/m

47、2300 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 0.35.5=1.65kN/m260 厚聚苯乙烯泡沫板 0.20.06=0.012kN/m212 厚水泥石灰膏砂浆 0.01217=0.204kN/m26 厚水泥砂浆 0.00620=0.12kN/m2合计 2.26kN/m2 轴外墙面积：2(24.90.5 4) (3.90.6+0.5)2.7 2.7 643.28m轴外墙面积：27.53.90.60.52.7 2.7 213.92m轴与外墙面积：224.93.90.60.594.62m与轴外墙面积：2(12.358.5) (3.90.60.5)2.7 2.7 92.1 2.7 2 1.5 1.8 816

48、4.82m 与轴外墙面积：2(58.5 12.3) (3.90.60.5)2.7 2.7 10=102.66m外墙体面积为：243.28 13.9294.62 164.82 102.66419.3m故外墙自重：2.26 419.3947.618kN(3)墙体重力荷载代表值200 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 0.25.5=1.1kN/m216 厚水泥石灰膏砂浆 0.01617=0.272kN/m216 厚水泥石灰膏砂浆 0.01217=0.272kN/m2合计 1.64kN/m2 墙体面积：222 (7.50.5) (3.90.6) 1.4 2.1 410.20.5 2(7.80.5 2) (3

49、.90.6)(3.90.6) (4.20.5)0.9 2.128 (8.1 0.5) (3.90.6)0.9 2662.8m 17 / 86则墙体自重：1.64 662.81087kN(4)门、窗重力荷载代表值：门面积：21.4 2.1 50.9 2.1 1746.83m 则门自重：0.2 46.839.37kN窗面积：21.5 1.8 152.7 2.7 26 1.5 2.7 2 1.8 1.8 2244.62m 窗自重：0.45 244.62110.08kN（5）钢筋混凝土楼板重力荷载代表值：楼板面积：一般楼板212.3 24.946.2 17.45.7 7.53.3 7.58.1 7.5

50、 2921.15m楼板自重：5.1 921.154697.9kN故一层墙体、门、窗自重：947.618 10879.37 110.082154.07kN3.4.4 计算结果由以上计算可知，一层重力荷载代表值为：1GG0.5 G1(2562.43 1718.754175.242930.3)1933.3928416.76kN活恒二层重力荷载代表值为：2GG0.5 G1(2562.43 1218.754175.24 1936.38)1933.3928334.03kN活恒三、四层重力荷载代表值为：342GGG8334.03kN五层重力荷载代表值为：5GG0.5 G1(2562.43 1218.7546

51、97.92154.07)288.928263.46kN活恒 18 / 86G5=8263.46kNG4=8334.03kNG3=8334.03kNG2=8334.03kNG1=8416.76kN图 3-3 质点重力荷载代表值3.5 横向框架在水平地震作用下的力和位移计算3.5.1 框架梁柱线刚度计算（1）框架梁线刚度计算：考虑现浇楼板对梁刚度的加强作用，故对中框架梁的惯性矩乘以，框架梁柱的混凝土强度2.0等级为 C40，弹性模量，框架梁的线刚度计算见表 3.4：7Ec3.25 10 kN/m（2）柱的侧移刚度 D 计算：，底层：，一般层：kbickk /kbickk /2k，底层：，一般层：(

52、0.5k)/(2k) k /(2k) D，,计算见表 3.52cD12 k /h表 3.4 框架梁线刚度计算 框架梁位置截面尺寸(mm)跨度L(m)矩形截面惯性矩40I (m )b0b04II ()I2.0I ()(m )边跨中跨bibkcI /L=E0.3 0.67.50.00540.00546C0.72 10E边框架梁0.3 0.61.20.00540.00546C4.5 10E0.3 0.67.50.00540.01086C1.44 10E中框架梁0.3 0.6120.00540.01086C9 10E表 3.5 柱侧移刚度 D 计算楼层ckkD(kN/m)根数二至五层A 轴边框边柱44

53、.33 101.080.350.3023 19 / 86B、E 轴中跨边柱B 轴边跨边柱44.33 102.170.520.443C 轴边框边柱44.33 103.390.630.531C、D 轴中框边柱44.33 104.480.690.5822DC21.51 1.24E866853A 轴边框边柱B、E 轴中跨边柱43.07 102.320.650.2623B 轴边跨边柱43.07 104.640.770.3053C 轴边框边柱43.07 107.260.840.331C、D 轴中框边柱43.07 109.580.870.3522底层DC14.925 1.24E601477.53.5.2 结

54、构基本自振周期的计算结构在重力荷载代表值作用下的顶点位移计算详见下表。表 3.6 结构基本自震周期楼层iG(kN)iG (kN)D(kN m)iiGu(m)Diu (m)58263.468263.468668530.00950.165148334.0316597.498668530.01910.155638334.0324931.538668530.02880.136528334.0333265.558668530.03840.098118416.7641682.31601477.50.06930.0288采用顶点位移法计算结构基本自震周期的计算公式为：1TTT1.7u考虑填充墙对框架结构的影

55、响，取周期折减系数，则结构基本自振周期为：T0.7 1TTT1.7u1.70.60.16510.414s采用底部剪力法计算横向水平地震作用3.5.3 地震影响系数本工程所在场地为 7 度设防，设计地震分组为第二组，设计地震加速度为 0.10g，场地为类。采用假想顶点位移法计算出结构的基本自振周期为1T0.414s查得:,，因max0.08gT0.40s1gT0.414s1.4T0.56s则地震影响系数为：g12max1T()T 式中：衰减指数，0.9 20 / 86阻尼调整系数，1.022地震影响系数为：0.9g12max1T0.40()1.00.080.078T0.414 3.5.4 各层位

56、移计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。（1）结构底部总水平地震作用标准值：EK1eqFG0.0780.8541682.312763.54kN ，A2sA1880mm12)。2sA1874mm(2)基础短边方向(配置于平行于 b 方向的受力钢筋)1)-截面（柱边）因为基础受单向偏心作用，故基础短边方向基底反力可按均匀分布计算nn maxn min11P(PP)(475.89 194.38)335.14kPa222ncc21MP (bb ) (a2l)241335.14 (2.40.5)(0.52 2.4)24267.18kN

57、m 62sy0M267.18 10A1532mm0.9f h0.9 300660-142)截面VVn vnPP335.14kPa2IVn1121MP (bb ) (l2l)241335.14 (2.4 1.4)(1.42 2.4)2486.58kN m 62Vs Vy01M86.58 10A927mm0.9f h0.9 300 360因为，故按配置于平行于 b 方向的受力钢筋，即配置二级钢筋ss VAA2sA1532mm100(实际)。 142sA1539mm3.12.8 柱下二柱联合基础尺寸. 75 / 86图 3-32 基础尺寸简图(1)确定合力，并确定基础的底面尺寸 12FFF2353.

58、11 24706.22kN1l2.4m011212l()l()2.41.2m 1.6m2323 取0l1.2m01ll2l1.222.44.8mF4706.22b2.297ml(f20d)4.8 (485.1720 2.92) 取b2.5m(2)基底承载力验算：aF4706.2220 4.8 2.5 2.92P450.59kPaf485.17kPA4.8 2.5故基础采用的底面尺寸是合适的。2.5m 4.8m3.12.9 柱下基础抗冲切验算与基础高度(1)基础高度的确定初选基础高度,台阶高,垫层为.h700mm600mm100mm则0h60040560mm由于轴心受压, 则基底净反力22nFF

59、4706.22bP980.46kPal4.8(2)柱边抗冲切验算破坏角锥体实际底面积:1c0c0A(a2h )(b2h )2(0.52 0.56) (0.52 0.56)2.624m mcc0b2(ab )4h2 (0.50.5)4 0.564.24m 76 / 86则 l1n1980.46FFp A2353.112.6241323.86kN2.5 lhp tm0F0.7f b h0.7 1.0 1710 4.48 0.563003.03kN llFF3003.03kN满足要求。(3)抗剪切验算柱边剪力 V 最大max0.51.22VV80.521.2ch t0V0.7f bh0.7 1.0

60、1710 2.5 0.561675.8kNV故抗剪切强度满足要求.3.12.10 柱下基础配筋计算钢筋采用 HRB335 级钢筋，2yf300N mm(1)纵向受力钢筋：62sy0M705.6 10A4667mm0.9f h0.9 300 560配置： （）161202sA2841.6mm62maxsy0M660.74 10A6242.82mm0.9f h0.9 210 560配置： ()201202sA4866mm(2)横向受力钢筋的配置按照等效梁进行配置，其控制截面在支座处。等效梁的宽度:c0a1.5h0.51.50.561.34m等效梁底面积：2c0b a1.5h2.5 1.343.35