土木工程毕业设计（论文）-海川中学综合楼建筑结构设计

1、海川中学综合楼建筑结构设计The architectural and structual design of the Tianjin Haichuan high school学生姓名：XXX学生学号：XXXX专业名称：土木工程专业指导教师：毕XX讲师)土木工程学院2021年6月3日独创性声明本人声明所呈交的毕业设计是本人在指导教师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以引用标注之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，没有伪造数据的行为。毕业设计作者签名： 签字日期： 年 月 日毕业设计版权使用授权书本毕业设计作者完全了解学校有关保存、使用论文的规定。同意学校保存并向

2、有关管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权天津城建大学可以将本论文的全部或局部内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。保密的毕业设计在解密后适用本授权说明毕业设计作者签名： 指导教师签名：签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 摘 要 本工程名称为天津海川中学综合楼，位于天津市。设计主要包括两局部，第一局部为建筑设计；第二局部为结构设计。本工程占地面积约为，总建筑面积。本建筑主体局部共6层，建筑高度，室内外高差为-0.6m，柱距为m，进深m，层高均为，女儿墙高m。建筑总长度为5m，总宽度为m。建筑立面规整，外墙黏贴瓷

3、面砖，女儿墙采用加气混凝土砌块砌筑。本工程结构形式为钢筋混凝土框架结构。结构平面布置规那么，采用纵横双向梁柱刚接的抗侧力结构体系。荷载传递路线合理。框架柱的混凝土强度等级为C35，截面尺寸为600mm600mm，且柱混凝土强度等级与截面尺寸沿高度无变化。梁的混凝土强度等级为C35，主梁截面尺寸为300mm600mm，次梁截面为250mm500mm，、根底设计为桩基。楼梯设计为板式楼梯。结构计算中包括水平地震荷载作用下内力计算、竖向荷载作用下框架内力计算、内力组合、构件截面设计、根底设计、楼梯设计等。最后运用专业软件绘制施工图，施工图纸包括建筑施工图和结构施工图。本设计依据现行国家标准和相关参考

4、设计资料，根据经济、平安、适用、美观等原那么，并且考虑到建筑与周围环境的和谐和统一等因素进行整体的规划与设计。关键词：办公楼；建筑设计；平面布置；结构计算；施工图ABSTRACTThe project with the name of the Building of Haichuan High school Design mainly include of two parts. one part is architectural design and the other part is structural design.This project covers area of square m

5、eters and contains six floors. The total area of the building is square meters.Its total building height is meters. the outdoor ground is -0.6 meters lower than the indoor. The column spacing is meters.depth of the room are 6.6 meters.The storey of the floors are all 3.6 meters . The roof walls are

6、1.0 meters height. The building are meters total in length and 16.2 meters total in width. The design of this building is regular shape in exterior. With the outside wall ceramic tile porcelain.and the roof walls built by aerated concrete block. The structure is used with plastic-steel windows and d

7、oors except for bathroom.The structural form of the civil project is the form of reinforced concrete frame structure and structural layout rules. Structural arrangement include main beam and secondary beam. The load path is reasonable .The strength degree of frame columns is C35.And the cross sectio

8、ns of the columns are 600mm600mm.The strength degree and the cross sections of the frame columns have no change along the height. The strength degree of the frame beams is C35, and the main beam is 300mm 600mm.secondary beam is 250mm 500mm.The stairs is designed plate stairs.Structure calculation in

9、clude internal force on braced frame seismic behavior;combination of internal forces ;section design of beams and columns;basis design and stairs design.At last draw the working drawing with the professional software.include architectural and structural drawing.The design is strictly complied with t

10、he current code of our country . The calculation includes the load. the composition of internal forces. the design of foundation and the design of the stairs. Key words：Office building；Architectural design；Structural arrangement ； Structure calculation；Working drawing目 录第一章 建筑设计说明 1 1.1 建筑设计根本信息 1 1

11、.2 建筑构造说明 1第二章 结构设计说明 3 2.1 结构布置及计算简图 3 2.2 重力荷载计算 5 2.3横向框架侧移刚度计算 10 2.4横向水平荷载作用框架结构的内力和侧移计算 12 2.5竖向荷载作用下框架结构的内力计算 19 2.6 截面设计 36 2.7 楼梯设计 46 2.8 桩根底设计 49致谢 54参考文献 55附录 56第一章 建筑设计说明工程名称：天津市海川中学综合楼工程地点：天津市河西区结构形式：钢筋混凝土框架结构1.1.2 建筑设计依据1.工程地质条件：场地土为中软场地土，建筑场地类别为类，特征周期0.55s 勘察深度范围内无液化土层，本场地属抗震不利地段。 2.

12、抗震设防烈度：7度0.15g，设计地震分组：第二组；3.建筑物类型：丙类；4.防火等级：二级；8.冻土深度：本场地平均冻土深度为0.65米。9.地下水位：最低：-2.7m，最高：-1.4m，其水质对混凝土及混凝土中钢筋无 腐蚀性。10.气象条件：年平均温度：15。C ；最高温度：38 。C；最低温度：-16。C； 年总降雨量：400 mm ；日最大降雨量：60mm11.建筑面积：约5000-9000 m2。12.层数：不少于3跨、不低于6层。 层高：根据实际情况自定。13. 室内外高差：600mm1.2建筑构造说明考虑到工程主要满足办公的要求，所以首先选择框架结构，框架形式强度高，整体性好，刚

13、度大，抗震性好，平面布局灵活性大，开窗较自由，满足工程的要求。其次，根据房间的使用要求确定柱距横向米，纵向米，房间进身为米，走廊满足人们活动的要求，设柱距为米。横向8跨，纵向3跨，根据办公建筑设计标准确定该建筑办公楼各层层高均为3.6米。根据建筑设计防火标准，设计两个楼梯，位于建筑的两侧，两部电梯位于建筑的中间。在建筑的右侧设计出入口，这样在发生紧急情况的时候，人可以通过楼梯到达最近的出口，满足疏散的要求。首层的建筑面积为，其中一个门厅面积为，每层两个卫生间面积分别为，两个楼梯间面积为， 一个收发室面积为，一个打印室面积为，一个会议室面积，十个办公室面积分别为。二层的建筑面积为，两个卫生间及两

14、个楼梯间面积同首层，十一个办公室面积同首层。三至六层布局与二层大致相同。第二章 结构设计说明2.1 结构布置及计算简图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，其各层建筑平面、主要立面图和剖面图分别见大图，层高均为，共m。楼板厚度取120mm。梁截面高度按梁跨度的1/121/8估算，由此估算的梁截面尺寸见表2-1，表中还给出了各层梁、柱和板的混凝土强度等级。其设计强度:C35结构平面布置图见图2-1 图 2-1 结构平面布置图由底层平面图可知，边柱及中柱的负载面积分别为7.23.6和7.24.8。第一层柱截面为：边柱： 中柱： 如取柱截面为正方形，那么边柱和中柱截面

15、高度分别为413mm和468mm。 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： 16层 600mm600mm 框架结构设计简图如图2-2所示。梁轴线取至板底，26层柱高度即为层高，取3.6m；底层柱高度从根底顶面取至一层板底，即h1=4.5+1=4.6m。 表2-1 梁截面尺寸mm及各层混凝土强度等级层 次混凝土强度等级横梁bh纵梁bh次梁(bh)AB跨CD跨BC跨16C35300600300500300600250500 图2-2 框架结构计算简图2.2 重力荷载计算屋面及楼面的永久荷载标准值屋面不上人：50mm厚粒径1030卵石 千铺无纺聚酯纤维布一层 40mm厚挤塑聚

16、苯乙烯泡沫塑料板高聚物改性沥青防水卷材20mm厚1:3水泥砂浆 1:8水泥膨胀珍珠岩找2%坡最薄处20mm厚 120mm厚钢筋混凝土板 石灰砂浆顶棚 合计 5.01 kN/ m 26层楼面：20mm厚花岗岩板铺实拍平，水泥浆擦缝 280.02=0.56 kN/30mm厚1:4干硬性水泥砂浆 20=0.6 kN/120mm后钢筋混凝土板 250.12=3 kN/石灰砂浆顶棚 0.20 kN/ m 合计 4.36 kN/ 屋面及楼面可变荷载标准值不上人屋面均布活荷载标准值 0.5 kN/楼面活荷载标准值 2.0 kN/屋面雪荷载标准值 EQ Sk= r S00.4=0.4 kN/ 式中：r为屋面积

17、雪分布系数，取r。梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算梁、柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载，对墙、窗、门等计算出单位面积上的重力荷载，见表2-2表2-2 梁、柱重力荷载层次构件b/mh/m/( kN/)g/( kN/)1边横梁025中横梁00.5025次梁0.250.5025纵梁025柱0.600.602526边横梁25中横梁25次梁0.300.5025纵梁25柱259.816注：1表中为考虑梁，柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数；g表示 单位长度构件重力荷载； 2梁长度取净长；柱长取层高。外墙为250mm厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，外墙面做20mm厚找平层、60

18、mm保温层10mm厚水泥专用粘胶剂以及胶贴加强网和标准网，内墙面为20mm厚抹灰，总计外墙单位墙重力荷载为：2.271kN/内墙为200mm厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，两侧墙面20mm厚抹灰。那么内墙单位墙面重力荷载为：5.50.2+170.022=1.78kN/门窗单位面积重力荷载均取0.45 kN/顶层重力荷载代表值包括：屋面恒载 ，50%屋面雪荷载，纵横梁自重，半层柱自重，半层墙体自重。其他层重力荷载代表值包括：楼面恒载，50%楼面均布活荷载，纵横梁自重，上下各半层柱，上下各半层纵横墙自重：首层外墙面积：S=4.6/2-0.610.915+0.1530+6.64=75.8普通内墙面积：S

19、=4.6/2-0.66.615+7.211+3.63-11.114+4.6/2-0.55.1+2.1+1.8-1.00.8=321.3卫生间内墙面积1：S=4.6/2-0.66.6+7.2-1.112=21.26卫生间内墙面积2：S=4.6/2-0.66.6=11.22首层门窗面积：S=1.42.730+1.12.11+1.1116+1.00.8+1.77.2+1.11.8=148.96二层楼面面积:房间 ：S=6.67.212+3.66.6=594楼梯间：S=3.67.22=51.8卫生间：S=7.26.6=47.52主梁：次梁：柱：二层外墙面积：S=7.216-0.6921.8+6.64+

20、321.8-2.70.916+2.10.92=251.1二层内墙面积:S=1.86.615+7.211+3.63-1.8114+1.85.1+2.1+1.8-1.81=329.4卫生间内墙面积1:S=1.86.6+7.2-1.812=21.24卫生间内墙面积2:S=1.86.6=11.88门窗面积:S=2.70.916+2.10.92+1.816=71.46首层重力荷载代表值：首层外墙面积:S=7.216-0.6923+6.62+323-2.71.832+2.11.82=247.32二层楼面面积：房间:S=6.67.212+3.66.6=594走廊门厅:S=357.6+6.67.2+3.67.

21、2=246.24卫生间:S=7.26.6=47.52楼梯间:S=3.67.22=51.84主梁:次梁:柱:普通内墙面积:S=36.615+7.211+3.63-12.414+3.15.1+2.1+1.8-12.4=558.9卫生间内墙面积1:S=36.67.2-2.412=36.6卫生间内墙面积2:S=3.16.6=20.46门窗面积:S=2.71.816+2.11.82+2.416=123.7225层各层楼面的重力荷载代表值如下：顶层外墙面积：S=3.616-0.6821.2+7.22+3-0.6321.2-2.70.932+2.10.92=82.62女儿墙面积：S=3.616+16.221

22、=147.6普通内墙：S=1.8-0.67.211+3.65-0.6114+1.26.615+1.35.1+2.1+1.8-10.6=238.14卫生间内墙面积1:S=1.26.6+7.2-0.612=15.36卫生间内墙面积2:S=1.36.6=8.58门窗面积:S=2.70.932+2.10.92+0.6114+1.00.6+0.612=91.71屋面面积；S=7.286.62+3=933.12主梁：次梁：柱：顶层重力荷载代表值：各质点重力荷载代表值见图2-2 图2-2各质点重力荷载代表值横向框架侧移刚度计算横向框架侧移刚度计算梁的线刚度ib=EcIb/l。其中Ec为混凝土弹性模量。L为梁

23、的计算跨度。Ib为梁的截面惯性矩，对现浇楼面，中框架取，边框架取。柱的线刚度ic=EcIc/h，其中Ic为柱的截面惯性矩，h为框架柱的计算高度。横梁线刚度计算过程见表2-3，柱线刚度计算过程见表2-4。 表2-3 横梁线刚度计算表类别层次Ec/(N/mm2)bh/mmmmI0/mm4L/mmEcI0/l/NmmcI0/l/Nmm2EcI0/l/Nmm边横梁163.151043006001096600101010101010走道梁163.151043005001093000101010101010 柱的侧移刚度按下式计算 ： 式中c为柱侧移刚度修正系数,K表示梁柱线刚度比,根据梁线刚度比K取值不

24、同，柱可分为中框架中柱和边柱，边框架中柱和边柱等。中框架柱、边框架柱等见表2-5和2-6。柱线刚度计算表见2-4 表2-4柱线刚度ic计算表层次hc/mmEc/(N/mm2)bh/mmmmIc/mm4EcIc/hc/Nmm146003.151046006001.0810107.39610102636001046006001.0810101010K表示梁柱线刚度比,根据梁线刚度比K取值不同，柱可分为中框架中柱和边柱，边框架中柱和边柱等。中框架柱、边框架柱等见表2-5和2-6表2-5 中框架柱侧移刚度D值N/mm层次边柱14根中柱14根DiKcDi1KcDi22-60.25717500335127

25、1416810.4431858024369601356表2-6边框架柱侧移刚度D值N/mm层次边柱4根中柱4根DiKcDi1KcDi22-6172773717009610.52271698722188156700 将上述不同情况下得到的同层框架柱侧移刚度相加，即可得框架各层层间位移刚度如表2-7所示。 表2-7 横向框架层间侧移总刚度N/mm层次123456Di758056884264884264884264884264884264 由表2-7可见，D1/D2=758056/884264=0.7，D2/D3=884264/884264=10.7，故该框架为规那么框架，满足竖向规划建筑的要求。横

26、向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算横向自振周期计算结构顶点的假想位移由公式 式中：Gk为集中在k层楼面处的重力荷载代表值。VGi为把集中在各层楼面处的重力荷载代表值视为水平荷载而得的第i层的层间剪力。为第i层的层间侧移刚度。(u)i(u)k分别为第i、k层的层间侧移。s为同层内框架柱的总数。计算过程及结果见表2-8表2-8 结构顶点的假想侧移计算层次Gi/KNVGi/KNDi /(N/mm)ui/mmui/mm688426458842644884264388426417428842641758056本设计为质量和刚度沿高度分布比拟均匀的框架结构。其根本自振周期T1s可按下式计算。式中uT

27、为计算结构根本自振周期用的结构顶点假想位移m。即假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而得到的结构顶点位移。为结构根本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数。框架结构取0.60.7。其中uT的量纲为m，取r=0.7 那么 水平地震作用及楼层地震剪力计算 结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比拟均匀，变形以剪力为主，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按公式计算，即：Geq=0.85Gi=0.85(9961.54)=由设计资料，得Tg=0.55s 7度设防max =0.121=max=0.12=0.116 =0.116=KN因1.4 Tg =1.40.5

28、5=0.77sT1 =s，所以不考虑顶部附加水平地震作用。 各楼层地震剪力按下式计算： 具体计算结果见表2-9 。 表2-9 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/Fi(KN)Vi(KN)65190.24540.19830.15220.105159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2-4。a 层间剪力分布 b水平地震作用分布 图2-4横向水平地震作用及楼层地震剪力2.4.3 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ui和顶点位移ui分别按下式计算： 具体计算过程如下表2-10，表中各层的层间弹性位移

29、角。 表2-10 横向水平地震作用下的位移验算层次Vi/KNDi /(N/mm)ui/mmui/mmhi/mme=ui /hi636001/2338588426436001/1150488426436001/814388426436001/662288426436001/591175805646001/609由表2-10可见，最大层间弹性位移角发生在第2层，其值为1/5911/550,满足要求，其极限值U/h= 1/550。2.4.4水平地震作用下框架内力计算以结构图中 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 轴线横向框架内力计算为例，说明计算方法。框架柱端剪力及弯矩分别按下式计算：

30、其中，Vij为i层j柱分配到的剪力；h为该层柱的计算高度；Dij为i层j柱的侧移刚度；y为框架柱的反弯点高度比；yn为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为上下层层高发生变化时反弯点高度比的修正值。具体计算结果见表2-11。 梁端弯矩，剪力及柱轴力分别按下式计算： 具体计过程及结果见表2-12。 表2-11 各层柱端弯矩及剪力计算层次hi/mVi/KNDi /(N/mm) 边柱Di1Vi1y6884264175005884264175004884264175003884264175002884264175001758056185800层次hi/

31、mVi/KNDi /(N/mm) 中柱Di2Vi2y61884264335120.375884264335120.454884264335120.4738842643351228842643351201758056243963注：表中M的量纲为kNm，V的量纲为kN。 表2-12 梁端弯矩，剪力及轴力计算层次边梁走道梁柱轴力lVblVb边柱N中柱N6-5-4-3-2-1-注：1柱轴力中的负号表示拉力。当为左地震作用时。左侧两根柱为拉力，对应的右侧两根为压力。表中M的单位为KNm，V的单位为KN，l的单位为m。水平地震作用下框架的弯矩图，梁端剪力图及柱轴力图见2-5 图2-5a框架弯矩图 图2-

32、5 b梁端剪力及柱轴力图 竖向荷载作用下框架结构的内力计算横向框架内力计算1.计算单元取轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为m，如图6-1下列图所示。由于房间布置有次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影线所示。计算单元范围内的其余楼面荷载那么通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。由于纵向框架梁的中心线与柱中心线重合，因此在框架节点上没有集中力矩。1恒载计算 在图2-7中，, 代表横梁自重，为均布和在形式。 恒载计算：在图6-2中，, 代表横梁自重，为均布和在形式。图2-7 各梁上作用的恒荷载对于第6层=KN/m, =KN/m和分别为房间和走道传给横梁的梯形荷

33、载和三角形荷载，由图8所示几何关系可得。=3.6= KN/m，=3= KN/m,分别为由边梁、纵梁直接传给柱的恒载，它包括梁的自重、楼板重和女儿墙等的重力荷载，计算如下：对15层包括梁自重和其上横墙自重，为均布荷载。其他荷载计算方法同第6层，结果为活荷载计算活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图2-8 图2-8 各层梁上作用的活载对于第6层：对于15层 将以上计算结果汇总，见表2-13和2-14。 表2-13 横向框架恒载汇总表层次/(KN/m)/(KN/m)/(KN/m)/(KN/m)/KN/KN6115 表2-14 横向框架活载汇总表层次/(KN/m)/(KN/m)/KN/KN61.8(1

34、.44)1.5(0.96)7.56(5.83)14.427(8.71)15注：表中括号内数值对应于屋面雪荷载情况。3.内力计算梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算。由于结构荷载君对称，故计算时可采用半框架。弯矩计算过程如表2-15和表2-16，所得弯矩图如图2-9和图2-10。梁端剪力可根据剪力、根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得。柱轴力可有梁端剪力和节点集中叠加得到。计算柱底轴力还需考虑柱的自重，如表2-17和表2-18所示。表2-15 恒荷载弯矩分配图kN.m上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁六层0.00 45.61 24.88 -14.88 0.00 -27.32 -18

35、.99 12.40 -7.44 12.44 -8.47 9.49 0.00 -3.21 -1.75 -3.27 0.00 -6.01 -4.18 0.00 54.80 -54.80 64.77 0.00 -41.79 -22.91 五层24.81 24.81 13.51 -9.20 -16.93 -16.93 -11.73 22.80 12.40 -4.60 6.75 -13.66 -8.47 8.47 -12.03 -12.03 -6.55 1.16 2.13 2.13 1.48 35.58 25.18 -60.76 61.83 -28.46 -23.26 -10.11 四层24.81 24

36、.81 13.51 -9.20 -16.93 -16.93 -11.73 12.40 12.40 -4.60 6.75 -8.47 -8.47 8.47 -7.94 -7.94 -4.32 0.29 0.53 0.53 0.37 29.27 29.27 -58.54 60.96 -24.87 -24.87 -11.22 三层24.81 24.81 13.51 -9.20 -16.93 -16.93 -11.73 12.40 12.40 -4.60 6.75 -8.47 -8.47 8.47 -7.94 -7.94 -4.32 0.29 0.53 0.53 0.37 29.27 29.27 -5

37、8.54 60.96 -24.87 -24.87 -11.22 二层24.81 24.81 13.51 -9.20 -16.93 -16.93 -11.73 12.40 13.54 -4.60 6.75 -8.47 -9.07 8.47 -8.39 -8.39 -4.57 0.39 0.71 0.71 0.50 28.82 29.96 -58.78 61.06 -24.68 -25.28 -11.09 一层27.08 21.21 14.77 -9.86 -18.14 -14.19 -12.60 12.40 0.00 -4.93 7.39 -8.47 0.00 6.30 -3.21 -2.51

38、-1.75 -0.94 -1.73 -1.35 -1.20 36.28 18.70 -55.03 59.70 -28.33 -15.54 -15.83 柱底端9.35 -7.77 表2-16 活荷载弯矩分配图kN.m上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁六层0.00 3.68 2.01 -1.21 0.00 -2.23 -1.55 4.48 -0.61 1.00 -2.76 0.77 0.00 -2.51 -1.37 0.24 0.00 0.44 0.31 0.00 5.66 -5.66 5.72 0.00 -4.55 -1.17 五层8.96 8.96 4.88 -3.00 -5.52 -5.52 -

39、3.83 1.84 4.48 -1.50 2.44 -1.11 -2.76 1.91 -1.89 -1.89 -1.03 -0.08 -0.15 -0.15 -0.10 8.91 11.55 -20.45 22.16 -6.79 -8.43 -6.94 四层8.96 8.96 4.88 -3.00 -5.52 -5.52 -3.83 4.48 4.48 -1.50 2.44 -2.76 -2.76 1.91 -2.93 -2.93 -1.60 0.20 0.36 0.36 0.25 10.51 10.51 -21.02 22.43 -7.93 -7.93 -6.58 三层8.96 8.96 4

40、.88 -3.00 -5.52 -5.52 -3.83 4.48 4.48 -1.50 2.44 -2.76 -2.76 1.91 -2.93 -2.93 -1.60 0.20 0.36 0.36 0.25 10.51 10.51 -21.02 22.43 -7.93 -7.93 -6.58 二层8.96 8.96 4.88 -3.00 -5.52 -5.52 -3.83 4.48 4.89 -1.50 2.44 -2.76 -2.96 1.91 -3.09 -3.09 -1.68 0.23 0.42 0.42 0.29 10.35 10.76 -21.11 22.47 -7.86 -8.06

41、 -6.54 一层9.78 7.66 5.34 -3.22 -5.92 -4.63 -4.11 4.48 0.00 -1.61 2.67 -2.76 0.00 2.06 -1.23 -0.96 -0.67 -0.35 -0.65 -0.51 -0.45 13.03 6.70 -19.75 21.90 -9.33 -5.14 -7.43 柱底端3.35 -2.57 图2-9 恒载作用下横向框架弯矩图 图2-10 活载作用下横向框架弯矩图屋面雪荷载 表2-17恒载作用下梁端剪力及柱轴力KN层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=

42、-VBVB=VCVAVBVB=VCN顶N底N顶N底605040302010 表2-18 活荷载作用下梁端剪力及柱轴力kN层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=VBVB=VCVAVBVB=VCN顶=N底N顶=N底605014011301120111011横向框架内力组合 1.结构抗震等级框架抗震等级为三级。 2.框架梁内力组合1竖向荷载作用下的根本组合竖向荷载作用下框架内力组合见表2-19和表2-20。 表2-19 竖向荷载下的梁端弯矩根本组合 k层号内力及其组合AB跨BC跨M跨左M跨右M跨中M左=右M跨中6MgMq组合弯矩

43、调幅15%5MgMq组合弯矩调幅15%4MgMq组合弯矩调幅15%3MgMq组合弯矩调幅15%2MgMq组合弯矩调幅15%1MgMq组合弯矩调幅15%注： = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 表中MG、MQ分别为竖向恒荷载、竖向活荷载各控制截面弯矩标准值。 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 弯矩组合工况：MGMQ1.1，其中，系数1.1为考虑活荷载最不利布置时，将满布活载弯矩时的弯矩放大10%。 = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 考虑调幅15%后，梁端弯矩降低15%，相应的跨中弯矩按平衡条件求得到。表2-20 竖向荷载作用下的梁端剪力及跨中剪力根本组合

44、kN层号内力及其组合AB跨BC跨V跨左V跨右V跨中V跨左V跨右V跨中6VgVq组合剪力5VgVq组合剪力4VgVq组合剪力3VgVq组合剪力2VgVq组合剪力1VgVq组合剪力注： = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 表中VG、VQ分别为竖向恒荷载、活荷载作用下各控制截面剪力。 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT GQ。 = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 各跨跨中剪力均较小，对箍筋计算不起控制作用，故表中未给出水平地震作用下框架梁组合内力结果见表2-21及表2-22。表2-21 水平地震作用下的梁端及跨中弯矩根本组合 kNm 层号内力及其组合AB跨BC跨M

45、跨左M跨右M跨中M跨左M跨中6MgMqMe00组合1组合2组合35MgMqMe00组合1组合2组合34MgMqMe00组合1组合2组合33MgMqMe00组合1组合2组合32MgMqMe00组合1组合2组合31MgMqMe00组合1组合2组合3注： = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 表中MG、MQ、ME分别为竖向恒荷载、竖向活荷载、水平地震作用下各控制截面弯矩标准值。 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 组合MGMQ计算，然后在此根底上考虑调幅ME；组合3：支座最大正弯矩组合，取MEMGMQ。 图2-22 水平地震作用下的梁端剪力根本组合 kN层号内力及其组合AB跨B

46、C跨V跨左V跨右V跨左V跨右6VgVqVe组合5VgVqVe组合4AB跨BC跨V跨左V跨右V跨左V跨右VgVqVe组合3AB跨BC跨V跨左V跨右V跨中V跨右VgVqVe组合2AB跨BC跨V跨左V跨右V跨左V跨右VgVqVe组合1AB跨BC跨V跨左V跨右V跨左V跨右VgVqVe组合注：表中VG、VQ分别为竖向恒荷载、活荷载作用下各控制截面剪力。组合工况为：V=1.20VGQE。3.框架柱内力组合1竖向荷载作用下的根本组合表2-23 各柱竖向荷载作用下的柱端内力根本组合 KN、KNm柱号A柱和D柱B柱和C柱层号恒载效应活载效应组合效应恒载效应活载效应组合效应6柱顶弯矩M轴力N柱底弯矩M轴力N剪力V

47、25.11 4.05 36.16 19.51 3.15 29.43 5柱顶弯矩M轴力N柱底弯矩M轴力N剪力V15.13 6.13 23.85 13.37 4.54 22.50 4柱顶弯矩M轴力N柱底弯矩M轴力N剪力V16.26 5.84 25.22 13.82 4.41 22.97 3柱顶弯矩M轴力N柱底弯矩M轴力N剪力V16.14 5.79 25.03 13.76 4.39 22.88 2柱顶弯矩M轴力N柱底弯矩M轴力N剪力V18.40 6.61 28.54 14.89 4.83 24.84 1柱顶弯矩M轴力N柱底弯矩M轴力N剪力V6.10 2.18 9.46 5.07 1.85 7.65

48、注：组合工况为：。 2水平地震作用效应与竖向荷载作用效应的根本组合 由于框架柱的纵向钢筋配筋量与弯矩及轴力有关，而轴力的大小对斜截面承载力也有影响，因此应同时组合弯矩及剪力，以期得到同一组合工况下的内力。框架柱组合内力应取以下几种最不利组合： = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 及相应的M、V； = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 及相应的M、V； = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 及相应的M、V。由于柱端剪力是由弯矩产生的，因此，最大剪力与最大弯矩同时出现。A柱和D柱相同，B柱和C柱相同，各柱组合内力计算详见表2-24和表2-25。 表2-24 A柱、D

49、柱水平地震作用下的柱端内力根本组合 层号 恒载活载水平地震组合组合组合组合6柱顶弯矩M轴力N柱底弯矩M轴力N剪力V25.11 4.05 26.41 -1.78 61.46 66.89 -7.20 5柱顶弯矩M轴力N柱底弯矩M轴力N剪力V15.13 6.13 53.15 -47.27 87.28 90.92 -50.91 4柱顶弯矩M轴力N柱底弯矩M轴力N剪力V16.26 5.84 74.85 -74.29 116.49 120.32 -78.12 3柱顶弯矩M轴力N柱底弯矩M轴力N剪力V16.14 5.79 91.51 -96.12 138.00 141.80 -99.93 2柱顶弯矩M轴力N

50、柱底弯矩M轴力N剪力V18.40 6.61 102.91 -107.74 155.49 159.83 -112.08 1柱顶弯矩M轴力N柱底弯矩M轴力N剪力V6.10 2.18 135.23 -167.17 182.99 184.43 -168.61 注：组合 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 及相应的M、V，来自于右震，组合 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 及相应的M、V，来自于左震，组合 = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 及相应的M、V，来自于左震，组合 = 4 * GB3 * MERGEFORMAT -及相应的M、V，来自于右震， 表2-25

51、B柱、C柱水平地震作用下的柱端内力根本组合层号 恒载活载水平地震组合组合组合组合6柱顶弯矩M轴力N柱底弯矩M轴力N剪力V19.51 3.15 53.62 -44.40 90.79 95.01 -48.62 5柱顶弯矩M轴力N柱底弯矩M轴力N剪力V13.37 4.54 107.90 -121.50 155.91 159.04 -124.63 4柱顶弯矩M轴力N柱底弯矩M轴力N剪力V3柱顶弯矩M轴力N柱底弯矩M轴力N剪力V13.76 4.39 185.76 -222.34 257.44 260.64 -225.53 2柱顶弯矩M轴力N柱底弯矩M轴力N剪力V14.89 4.83 208.90 -25

52、0.80 288.88 292.34 -254.26 1柱顶弯矩M轴力N柱底弯矩M轴力N剪力V5.07 1.68 187.82 -237.08 250.07 251.25 -238.26 注：组合 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 及相应的M、V，来自于右震，组合 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 及相应的M、V，来自于左震，组合 = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 及相应的M、V，来自于左震，组合 = 4 * GB3 * MERGEFORMAT -及相应的M、V，来自于右震，截面设计考虑地震作用时，结构构件的截面设计采用下面的表达式：式子中:承载力调整

53、系数，见表2-26；S地震作用效应或地震作用效应与其他荷载效应的根本组合；R结构构件的承载力。注意在截面配筋时，组合表中与地震力组合的内力均应乘以后再与静力组合的内力进行比拟，挑选最不利内力。 表2-26 承载力抗震调整系数结构构件受力状态梁受弯偏压偏压抗震墙偏压各类构件受剪、偏拉横向框架梁的截面设计这里以第一层AB跨梁为例，说明计算方法和过程，其它层梁的配筋计算结果见表2-27和表2-28。 1.框架梁正截面设计抗震设计时，框架梁正截面受弯承载力因此，可直接比拟竖向荷载作用下弯矩组合值M和水平地震作用下弯矩组合值M乘以抗震承载力调整系数后的大小，取较大值作为框架梁截面弯矩设计值，即 比拟表2

54、-19和表2-21中的梁端负弯矩，可知各跨两端负弯矩均由水平地震作用控制，故表2-27、2-28中弯矩设计值来源于表2-21，且为乘以后的值。 从表2-21中分别选出AB跨跨间截面及支座截面的最不利内力,支座弯矩跨中弯矩 当梁下部受拉时，按T形截面设计，当梁上部受拉时，按矩形截面设计。翼缘计算宽度当按跨度考虑时；按梁间距考虑时，；按翼缘厚度考虑时，,此种情况不起控制作用,故取。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。因为该值大于跨中截面弯矩设计值，故该跨中截面属于第一类T形截面。支座A上部选用425+222，=1964+760=2724 且，满足要求。各跨各层框架

55、梁上部纵筋配筋计算详见表2-27及表2-28。表2-27 各跨各层框架梁上部纵筋配筋计算层号AB跨BC跨-M左-M右-M中6负弯矩MKNm)配筋AS(mm2569524516实配钢筋2202185负弯矩MKNm)配筋AS(mm210559201064实配钢筋3223224负弯矩MKNm)配筋AS(mm2153712651402实配钢筋220+225222+2253负弯矩MKNm)配筋AS(mm2217416822154实配钢筋622422/2202负弯矩MKNm)配筋AS(mm2241220212454实配钢筋5255251负弯矩MKNm)配筋AS(mm2269219622571实配钢筋425

56、/222425/220 表2-28 各层各跨框架梁下部纵筋配筋层号AB跨BC跨M左M右M中M6正弯矩MKNm)配筋AS(mm2281286实配钢筋2182165正弯矩MKNm)配筋AS(mm2463324182917实配钢筋2182254正弯矩MKNm)140配筋AS(mm29197281881234实配钢筋2254203正弯矩MKNm)配筋AS(mm2137510231881692实配钢筋4254252正弯矩MKNm)284配筋AS(mm2156713182361789实配钢筋220+2255221正弯矩MKNm)287配筋AS(mm2183212901898实配钢筋522522框架梁斜截面

57、设计按照“强剪弱弯原那么，考虑地震作用组合时的梁剪力设计值应按计算，为简化计算，近似按下式确定梁剪力设计值：也即将表2-22中的组合值放大1.1倍，作为梁端剪力设计值。 1剪压比验算有地震作用组合时，AB跨和CD跨相同，其最大剪力在AB跨首层左端，；BC跨最大剪力在首层左端，各层跨高比均大于2.5，受剪截面抗震承载力调整系数，那么AB跨及CD跨：BC跨：各跨各层梁剪压比均满足要求。2箍筋计算为简化计算，先根据“强剪弱弯的要求，按加密区构造要求设置箍筋，计算其受剪承载能力，然后与最大剪力设计值进行比拟，缺乏者再作调整。加密区箍筋取双肢箍8100，各跨受剪承载力计算如下。AB跨及CD跨： BC跨：

58、 各跨各层梁箍筋均满足要求。AB跨及CD跨非紧密区箍筋取双肢8200，BC跨全长加密。最小配箍率既满足最小配箍率的要求。框架柱截面设计 按照“强柱弱梁原那么，考虑地震作用组合时的柱端弯矩设计值应按计算，实际就是将表2-24和表2-25中的柱端弯矩设计值乘以放大系数1.3。1.轴压比验算 考虑地震作用组合时，底层柱最大轴力为B柱，=3343.77kN；混凝土强度等级：C30。轴压比 柱轴压比满足要求。2.柱正截面承载力计算根据柱端内力组合值选取最不利内力设计值，并选取上端和下端内力设计值的较大值作为截面配筋的计算依据。选取内力时，应先求得柱的界限受压轴力，以确定柱各截面的偏心受压状态。柱同一截面

59、分别承受正反向弯矩，故采用对称配筋。混凝土强度：C35；钢筋强度：HRB400，所以界限相对受压区高度，那么界限受压轴力本工程中，柱截面控制内力均来自于有地震作用的组合工况。因此，荷载组合效应需乘以承载力抗震调整系数。当截面轴力设计值时，截面为大偏心受压状态；当截面轴力设计值时，截面为小偏心受压状态。但无论哪种偏心受压状态，轴力相近，那么弯矩越大，配筋量越大。因此，大偏心受压时，应选取弯矩较大而轴力较小的内力组；小偏心受压时，应选取轴力较大且轴力也较大的内力组。底层柱最大轴力为B柱，=2886.96kN，那么故所有柱均为大偏心受压状态。对称配筋的大偏心受压柱，配筋按下式计算：当时，当时，各柱配

60、筋计算详见2-29和表2-30。表2-29 A柱和D柱正截面控制内力及配筋计算层号654321内力弯矩M(kNm)146.15 184.94 233.57 277.99 284.58 597.90 轴力N(kN)164.04 351.20 506.36 634.94 747.00 887.18 0.027 0.058 0.084 0.106 0.124 0.148 0.75 0.75 0.75 0.75 890.93 526.59 461.27 437.82 380.96 673.93 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 20.00 946.01 532.77 427.