大学六层办公楼毕设含建筑结构图计算书

毕业设计(论文)题目：九江文理学院办公楼设计学院：土木建筑学院专业名称：土木工程班级学号：11111137学生姓名：柴琦琛指导教师：张慧华钟延芬二O一五年六月九江文理学院办公楼设计学生姓名：柴琦琛班级：111111指导老师：张惠华摘要：该工程为矩形建筑东西长26.4m南北长14.7m，总建筑面积约2400m²，建筑高度16.7m，6层高，层高3.3m，该办公楼满足办公、会议、娱乐等要求。建筑设计部分包括建筑平面图、立面图、剖面图以及建筑说明图。结构设计时取一榀具有代表性的框架进行设计。结构计算内容有荷载计算、内力计算、内力组合、截面计算等几方面。在确定计算简图之后，按照有关设计规范和规定，采用弯矩分配法计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，再进行重力荷载代表值的计算，用D值法求出在水平地震作用和风荷载作用下的结构内力。此外还进行了框架外的楼梯和基础的设计：对楼梯采用的是板式楼梯；对基础采用了独立基础与联合基础，基础设计包括荷载计算、基础承载力计算、冲切计算、基础配筋计算等等。关键词：办公楼钢筋混凝土框架结构体系弯矩二次分配法抗震设计基础设计指导老师签名：TheofficebuildingDesignofJiujiangCollegeofArtsandSciences.Ltd.StudentName:chaiqichenClass:11111137Supervisor:zhanghuihuaAbstract:Thisprojectisarectangularbuilding.Theofficeofthetotalconstructionareaisabout2400m2andownsatotalofsixlayers,theheightofeachlayeris3.3m.Thetotalheightofthebuildingis20.75.Theofficebuildingsatisfiedoffice,meeting,andotherrequirements.Architecturaldesignportionincludesfloorplans,elevations,sectionsandarchitecturaldescription.Structuredesignisdonewitharepresentationalframeworkdesign.Structurecalculationcontentsincludeloadcalculation,internalforcecalculation,internalforcecombination,crosssectioncalculationetc.Whenthedirectionsoftheframesisdetermined,firstlytheweightofeachflooriscalculated.Thenthevibratecycleiscalculatedbyutilizingthepeak-displacementmethod,thenmakingtheamountofthehorizontalseismicforcecanbegotbywayoftheDvaluemethod.Theseismicforcecanbeassignedaccordingtotheshearingstiffnessoftheframesofthedifferentaxis.Thentheinternalforceinthestructureunderthehorizontalloadscanbeeasilycalculated.Alsoconductedthestaircaseoutsidetheframeworkandfoundationdesign:usetheplatestaircase,calculatethebenchinclinedbeam,benchplate,flatbeam,theplatformplate;useanjointfoundationandanindependentbasis.Thedesignoffoundationincludethecalculationofloadcalculation,thecalculationofbearingcapacityoffoundation,punchingcalculationandthecalculationoffoundationreinforcementetc..Keywords:officebuilding,loadcalculation,seismicdesign,internalforcecombination；SignatureofSupervisor:目录1.工程概况21.1工程名称21.2建筑设计资料21.3设计依据21.4基本数据22.结构布置及计算简图42.1确定结构体系42.2梁柱截面确定42.3框架的跨度与柱高52.4框架梁布置图53.屋盖、楼盖设计63.1屋面板设计63.2楼面板的设计84.重力荷载计算124.1屋面及楼面的永久荷载标准值124.2屋面及楼面的可变荷载标准值124.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算124.4重力荷载代表值135.框架测移刚度计算155.1梁和柱的线刚度计算156.横向水平地震荷载作用下框架结构的内力和侧移计算176.1横向自振周期的计算176.2水平地震作用及楼层地震剪力的计算176.3水平地震荷载作用下的唯一验算186.4地震荷载作用下框架内力计算197.横向风荷载作用下框架结构的内力237.1风荷载标准值237.2风荷载下的横向框架内力计算247.3柱端弯矩计算（设风荷载从左向右作用）257.4根据节点力平衡来计算257.5作水平风荷载作用下框架的内力图268.竖向荷载作用下框架结构的内力计算288.1计算单元288.2横载计算288.3活载竖向荷载计算359.荷载组合及调整409.1无地震组合409.2有地震组合409.3无地震组合计算409.4有地震组合计算429.5梁端剪力计算4310.截面设计4810.1.梁的配筋计算4810.2框架柱配筋计算5110.3基础设计5310.4楼梯设计：57（1）平台梁设计（PB-1）57（2）梯段板设计（TB-1）58（3）平台梁设计（PB-2）58结论60参考文献61致谢62前言本设计是按照南昌航空大学2015年毕业设计要求编写的毕业设计。题目为“九江文理学院办公楼设计”。内容包括建筑设计、结构设计两部份。在毕设前期，我温习了《结构力学》、《钢筋混凝土》、《建筑结构抗震设计》等知识，并借阅了《抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》等规范。在毕业设计中，我通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计并积极请教指导老师。特别是毕业设计期间工作比较忙，在毕业设计方面存在的一些问题没有及时的处理。在毕设后期，主要进行设计手稿的电脑输入，并得到老师和同学们在毕设中的指导批正，使我在自我所学的基础上完成了任务，在此表示衷心的感谢。在毕业设计将近二个月的时间里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进行内力组合的计算时，进一步了解了Excel、Word。在绘图时熟练掌握了AutoCAD，以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。九江文理学院办公楼设计1.工程概况1.1工程名称九江文理学院办公楼1.2建筑设计资料建筑面积约2400平方米；建筑层数6层，层高3.3米，室内外高差0.45米，建筑物总体呈长方形。1.3设计依据现行的设计规范，规程及标准：《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）《混凝土设计规范》（GB50010-2010）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）1.4基本数据（1）工程地质报告摘要采用柱下独立基础和柱下联合基础，持力层为一层。（2）地质条件场地平坦，土质均匀，无不良地质发育；地基土为深厚的粘性土层，地基土承载力fak=190kPa，地下水埋藏较深，不考虑地下水影响。（3）抗震要求抗震设防烈度为7度，场地类别为II类，设计地震分组为第一组，设计使用年限为50年，安全等级为二级。1.5气象条件、基本风压0.35KN/m²基本雪压0.4KN/m²1.6活载屋面为不上人屋面，活载为0.5KN/m²；楼面：办公室2KN/m²，走廊2.5KN/m²。2.结构布置及计算简图2.1确定结构体系本工程采用框架结构，楼盖及屋盖均采用现浇整体式钢筋混凝土楼板；框架梁柱混凝土强度采用C40（fc=19.1N/mm²，=1.71N/mm²），墙体采用240mm厚的粘土砖，楼板混凝土强度采用C30（fc=14.3N/mm²，=1.43N/mm²）。采用横向结构布置。2.2梁柱截面确定（1）框架梁a.截面高度框架梁的高度可按照高跨比来确定，即梁高h=(1/15~1/10)L=(1/15~1/10)×600=333~600(mm)故取h=450mmb.截面宽度b=(1/3~1/2)h=(1/3~1/2)×450=150~225(mm)考虑墙厚240且根据建筑抗震设计规范b≥200，故取b=250mm次梁a.截面高度h=(1/18~1/12）=(1/18~1/12)×3300=183.3~275(mm)故取h=400b.截面宽度b=(1/3~1/2)h=(1/3~1/2)×400=133.3~200(mm)根据建筑抗震设计规范b≥200，故取b=250mm（3）框架柱按轴心受压公式≤[轴压比]计算该框架结构的抗震等级为三级，其轴压比限值为0.85；各层的重力荷载代表值近似取14KN/m²。中柱:N=1.25×14×3.3×6×6=2079KNb根据建筑抗震设计规范b≥400mm,故取b=500mm.边柱：N=1.3×14×3.3×6/2×6=1081.08KNb≥2.3框架的跨度与柱高框架的跨度应取柱型心间的距离。框架的底层柱高去基础顶面至二层楼面顶面间的距离。根据地质资料综合分析，假定基础顶面到室外地面的距离为0.50m,室内外高差为0.45m。所以底层柱高为4.25m。除底层外的其余各柱的柱高均取层高，故本设计2-6层层高为3.3m。2.4框架梁布置图图2-1框架梁布置图3.屋盖、楼盖设计3.1屋面板设计屋面板厚度，取屋面板厚度（1）屋面荷载结构层：100mm厚现浇混凝土屋面板25x0.10=3KN/m²保护层：20mm厚1：3水泥砂浆0.02x20=0.4KN/m²保温层：60mm矿渣水泥0.06x14.5=0.87KN/m²找平层：20mm厚1：3水泥砂浆0.02x20=0.4KN/m²防水层：三油四毡1.0KN/m²抹灰层：10厚混合砂浆0.01x17=0.17KN/m²找坡层：40厚水泥石灰焦渣0.02x14=0.56KN/m²∑∑=5.9KKN/m²荷载设计值由永久荷载控制S=1.335x55.9+1..4x0.77x0.5==8.4555KN/m²²由可变荷载控制SS=1.2x5.9++1.4xx0.5==7.78KN/m²²故去较大值F=88.455KKN/m²屋面板设计由极限平衡法求各各区格板的弯弯矩，计算中中以个区格板板的短边为,,长跨为。区格板A==3000--250=22750mmm==3300--250=33050mmmN=30550/27550=1.111==0.811取=2..0根据极限平衡条件件可得b.区格板=33000-2250=27750mm=33300-2250=30050mmN=30550/27550=1.111==0.811取=2..0根据极限平衡条件件可得C.区格板=22700-2250=24450mm=33300-2250=30050mmN=30550/24550=1.2225==0.644取=2.00根据极限平衡条条件可得(3）截面配筋筋计算=1\*GB3①确定截面有效高度度板底钢筋选用B88短边方向跨中截面面：长边方向跨中截面面：板定钢筋选用B88，择支座截截面：=2\*GB3②截面弯矩设计值由于楼盖四周板的的支撑按照简简支考虑，故故中央区格板板B与的边区区格板跨中截截面弯矩与支支座弯矩可折折减20%=3\*GB3③受拉钢筋的：近似似取内力臂系系数=0.99，按照下式式计算受拉钢钢筋截面面积积：截面配筋计算结果果见表3-1截面（mm)M(knm)()配筋实配跨中A区格长方向730.9480.88=0.755842.72B8@200251短方向811.1700.88=0.933647.55B8@200251B区格长方向730.9480.88=0.755842.72B8@200251短方向811.1700.88=0.933647.55B8@200251C区格长方向730.7160.88=0.577332.3B8@200251短方向811.1180.88=0.899545.7B8@200251支座A-A812.340.8==1.872295.1B8@200251A-B811.8950.88=1.511696.3B8@200251B-B812.340.8==1.872295.1B8@200251B-C811.8950.88=1.511696.3B8@200251C-C812.2360.88=1.7889113.6B8@200251表3-1屋面板配筋表表=截面配筋计算结果果见配筋图3.2楼面板的设设计楼面板厚厚度，取楼面面板为楼面荷载结构层：100mmm厚现浇混混凝土屋面板板25xx0.10==2.5KNN/m²抹灰层：10mmm厚混合砂浆浆20xx0.01==0.2KKN/m²10mm厚大理石石配水泥砂浆浆擦缝288x0.011=0.288KN/mm²面层：30mmm厚1:33干硬性水泥泥砂浆，面上上撒2mm厚厚素水泥20x00.03+00.002xx14.5==0.6300KN//m²∑=33.61KKN/m²楼面活载：办公室室2.0KKN/m²走廊廊2.5KKN/m²荷载设计值由永久荷载控制的的荷载效应组组合值S=11.35x3.61++1.4x00.7x2==6.8366KN/m（室室内）S=11.35x33.61+11.4x0..7x2.55=7.3224KN//m（走廊）由可可变荷载控制制的荷载效应应组合值S=11.2x3..61+1..4x1.00x2=7..132KKN/m（室室内）S=11.2x3..61+1..4x1.00x2.5==7.8322KN/mm（走廊）由由可变荷载控控制F=77.132（室室内）F==7.8322（走廊）楼面板设计a.区格板A=30000-2500=27500mm=33000-2500=30500mmN=30550/27550=1.111==0.811取=2..0根据极限平衡条件件可得b.区格板B=30000-2500=27500mm=33000-2500=30500mmN=30550/27550=1.111==0.811取=2..0根据极限平衡条件件可得C.区格板=22700-2250=24450mm=33300-2250=30050mmN=30050/24450=1..225===0.644取=2.00根据极限平衡条条件可得(3）截面配筋筋计算=1\*GB3①确定截面有效高度度板底钢筋选用B88短边方向跨中截面面：长边方向跨中截面面：板定钢筋选用B88，择支座截截面：=2\*GB3②截面弯矩设计值由于楼盖四周板的的支撑按照简简支考虑，故故中央区格板板B与的边区区格板跨中截截面弯矩与支支座弯矩可折折减20%=3\*GB3③受拉钢筋的：近似似取内力臂系系数=0.99，按照下式式计算受拉钢钢筋截面面积积：=截面配筋计算结果果见表3-2截面（mm)M(knm)()配筋实配跨中A区格长方向730.9480.88=0.755842.72B8@200251短方向811.1700.88=0.933647.55B8@200251B区格长方向730.9480.88=0.755842.72B8@200251短方向811.1700.88=0.933647.55B8@200251C区格长方向730.7160.88=0.577332.3B8@200251短方向811.1180.88=0.899545.7B8@200251支座A-A812.340.8==1.872295.1B8@200251A-B811.8950.88=1.511696.3B8@200251B-B812.340.8==1.872295.1B8@200251B-C811.8950.88=1.511696.3B8@200251C-C812.2360.88=1.7889113.6B8@200251表3-2楼面板配筋表表4.重力荷载计算算4.1屋面及楼面面的永久荷载载标准值屋面（不上人）结构层：100mmm厚现浇混混凝土屋面板板25xx0.10==2.5KNN/m²防水层11.02KNN/m²保护层：20mmm厚水泥砂浆浆0.022x20==0.4KKN/m²找平层：20mmm厚1：3水水泥砂浆找平平层0.002x200=0.4KN/m²²保温层：60mmm矿渣水泥泥0.066x14..5=0.887KN//m²40mm厚水泥石石灰焦渣找坡坡层0..04x114=0.556KN//m²10mm混合砂浆浆抹灰层0.01x17=00.17KKN/m²∑∑=5.966KN/mm²楼面10mm厚大理石石面层，水泥泥砂浆擦缝2.88x0..01=0..28KNN/m²30mm水泥砂浆浆面上撒素水水泥200x00.03+00.02xx14.55=0.6330KN//m²100mm厚现浇浇混凝土楼板板25xx0.10==2.5KNN/m²10mm厚混合砂砂浆抹灰00.01xx17=0..17KNN/m²∑=3..61KN//m²4.2屋面及楼面面的可变荷载载标准值屋面上人屋面面2.0KN/m²²楼面：办公室2..0KN//m²走廊2..5KN//m²屋面雪荷载标准准值4.3梁、柱、墙墙、窗、门重重力荷载计算算450mm高框架架梁:0..25x0..45x255+2x0..02x177x（0.440-0.110）=3..05KNN/m²次梁：0.25xx0.40xx25+2xx0.02xx17x（00.40-00.10）==2.6022KN/m²²框架柱：0.4xx0.4x225+0.44x4x0..02x177=4.5444KN//m²墙重量：18x00.24+00.02x22x17=55KN/mm²木门重量：0.22KN/mm²4.4重力荷载代代表值决定多层框架的地地震荷载时，结结构的计算简简图可以认为为是一多质点点体系。产生生地震荷载的的建筑物重量量集中于各层层的楼盖处，各各质点质量还还应包括上下下各半层范围围的恒载，550%的楼面面等效均布活活载。所有墙墙体门窗开洞洞均不考虑，作作为安全储备备。=1\*GB3①集中于屋盖平面处处的质点质量量G5楼面活载（50%%）00.5x0..5x3777.9=944.75KNN屋面恒载6.4xx377.99=22522.3KN450mm横向框框架梁33.05x114.7x88=358..68KN450mm纵向框框架梁33.05x1126x4==317.22KN次梁2.006x（366.4+9..8）=1220.21KN填充墙11/2x5xx(23.66x(3.33-0.455)x3+22x(14..7-0.44x3)x((3.3-00.45)++(6-0..4)x(33.3-0..45)x112+4x((3.3-00.4)x((3.3-00.45)))=12588.28KNN柱1/2x336x(3..3-0.112)x5..67=3225KN合计==4633..8KN=2\*GB3②集中于五、四、三三、二层顶盖盖处的质点质质量、G4、G3、G2楼面活载0.55x2x3777.9=3377.9KKN楼面恒载3.661x93777.9-((6-0.44)x3)==1303..57KN450mm横向框框架梁3..05x144.7x8==358.668KN450mm纵向框框架梁33.05x226x4=3317.2KKN次梁2.6002x(266.4+199.8)=1120.211KN填充墙5x((23.6xx(3.3--0.45))x3+2xx(14.77-0.4xx3)x(33.3-0..45)+((6-0.44)x(3..3-0.445)x122+4x(33.3-0..4)x(33.3-0..45))==2516..56KN柱32xx(3.3--0.1)xx4.5444=465..3KN合计G4=G3=G2=54599.4kN=3\*GB3③集中于一层顶盖平平面处的质点点质量G1楼面活载（50%%）0.5xx2x3777.9=3777.9KNN楼面恒载33.61x((377.99-(6-00.4)x33)=13003.57KKN450mm横向框框架梁3.05xx14.7xx8=3588.68KNN450mm纵向框框架梁3.05xx26x4==317.22KN次梁22.602xx(26.44+19.88)=1200.21KNN填充墙11/2x5xx(23.66x(3.33-0.455)x3+22x(14..7-0.44x3)x((3.3-00.45)++(6-0..4)x(33.3-0..45)x112+4x((3.3-00.4)x((3.3-0.445)+1//2x5x4420.3==2489..76KN柱子32x（33.3-0..1）x4..544=4465.3KKN合计GG1=54322.62KNN5.框架测移刚度度计算本工程采用程混凝凝土采用C440，Ec=3.255x107KN/m²²5.1梁和柱的线线刚度计算（1）梁的线刚度度计算在计算框架梁的惯惯性矩时，考考虑梁为矩形形截面。计算算框架梁界面面的折算惯性性距时，对于于现浇整体式式结构，中框框架的折减系系数为2，边边框架的折减减系数为1..5。(2)柱的线刚度度计算一般层柱i=Eccx1/122x0.444/3.3==0.65xx10-3Ec底层柱i=EEcx1/122x0.444/4.255=0.5xx10-3Ec(2)柱的侧移刚刚度D值的计计算=1\*GB3①边框架侧移刚度DD值如下图边跨横向框架梁i1=1.5Ec3/6=4..7x10--4EcI2=1.5Ec33/2.4==1.63xx10-3Ec中跨横向框架梁i1=2Ec3/6=8..7x100-4EcI2=2Ec3/22.4=2..17x100-3EcKaD/(KN/m))一般层边柱0.72a=k/2+k=00.2650.617x1004中柱1.45a=k/2+kk=0.4220.98x1004底层边柱0.94a=0.5+k/2++k=0.4490.53x1004中柱1.88a=0.5+k/2++k=0.660.66x1004表5-1边框架D值表表KaD/(KN/m))一般层边柱0.96a=k/2+k=00.330.768x1004中柱1.94a=k/2+kk=0.4991.14x1004底层边柱1.26a=0.5+k/2++k=0.5540.583x1104中柱2.52a=0.5+k/2++k=0.6670.723x1104中框架测移刚度DD值表③各层柱侧移刚度度之和的计算算2~6层第一层6.横向水平地震震荷载作用下下框架结构的的内力和侧移移计算6.1横向自振周周期的计算地震作用的计算即即地震荷载的的计算。按《建建筑抗震设计计规范》（GGB500111-20110）规定，本本设计的结构构底部总剪力力（即总地震震荷载）可以以按公式FEEK=a1Geq来计算，其其中a1=amax(Tg/T1)0.9,横向自振周周期计算见表表6-1层次各层重量/KN总量/KN层间刚度∑Di//（kN/mm）Ui=∑G/∑DD∑um=∑ui64633.84633.829200000.0160.42355459.410093.22920000.0350.40745459.415552.629200000.0530.37235459.4210122920000.0720.31925459.426471.42920000.0910.24715432.6231904.0222040000.1560.156表6-1横向自震周期期表T1=1.7ψT（UUT）1/2=0..774s>>Tg=1.4xx0.45==0.49((s)注：上式中，对于于民用建筑ψψT=0.6~~0.8，本本设计取ψTT=0.7；；对于第一组组地震分组和和Ⅲ类场地取取特征周期TTg=0.355s。6.2水平地震作作用及楼层地地震剪力的计计算本设计的建筑为77度地震烈度度，地震影响响系数amaax=0.008,则相应应于基本自振振周期的a11值为：a1=amax（TTg/T1）0.9=0..08x(11.4x0335/0.7774)0..9=0.0053所以结构总水平地地震作用值：：FEK=a1Geqq=0.0553x0.885x319904.022=14377.28KNN因为T1>1.44Tg，故需要考考虑顶部附加加地震作用。对于多层钢筋筋混凝土房屋屋，顶部附加加作用系数可可以按特征周周期级结构的的基本周期来来确定当0..35S时故附加加的集中水平平地震作用为为则各质点的水平地地震按下式计计算剪力分配见表6--2层次层高/m高度/m重量/KNGiHi/∑GjHjjFi剪力Vi63.320.754633.80.235293.18293.1853.317.455459.40.233290.68583.8643.314.155459.40.189235.79819.6533.310.855459.40.145180.801000.4523.37.555459.40.101126.031126.4814.254.255432.620.05669.861196.34表6-2剪力分配表6.3水平地震荷荷载作用下的的唯一验算根据《建筑抗震设设计规范》（GGB500111-20110）的要求求，本结构需需进行多遇地地震作用下的的抗震变形验验算，要对结结构的变形加加以限制，使使其层间弹性性位移以及结结构顶点位移移不超过一定定的限值，其其结构变形验验算。对于钢筋混凝土框框架结构，其其层间弹性位位移限值为△△U/△hii≤1/5550层次剪力Vi刚度Di△Ui=Vi/DDi△Ui/△hi∑△Ui6293.182920000.00100441/32870.005355583.862920000.00200001/16500.005044819.652920000.00280771/11790.0044331000.452920000.00342661/9700.0035821126.482920000.00385991/8560.0025511196.3420400000.00586441/7260.00138表6-3抗震变形验算算表由上表可知，结构构层间相对位位移△Ui/△hi均小于1//550=11.82x110-3。故其层层间弹性为以以满足要求。顶顶点位移，满满足要求。6.4地震荷载作作用下框架内内力计算（1）由底部剪力力法计算出来来的每层的地地震剪力，按按照每榀框架架的刚度比值值分配到每榀榀框架上，现现以KJ-77为例，其内内力计算如下下：每层地震剪力分配配如下表一般层Di/∑D=（77680+111400）xx2/2922000=00.131底层DDi/∑D=（55830+77230）xx2/204400=0..128层次Vim=Vi/DDi/∑DA、D柱B、C柱638.417.7311.47576.4915.3922.854107.3721.6132.0753131.0626.3839.152147.5729.7044.0851153.1334.1842.385表6-4层间剪力分配配表(2)柱的反弯点点高度计算及及柱端弯矩计计算见表6-5层次柱号KY0YY2Y3YViM下M上6n=6,j=6AD0.960.350000.357.738.9316.58BC1.940.400000.4011.4715.1422.715n=6,j=5AD0.960.450000.4515.3922.8527.94BC1.940.450000.4522.8533.9341.484n=4,j=4AD0.960.450000.4521.6132.0939.22BC1.940.500000.5032.0852.9252.923n=3,j=3AD0.960.480000.4826.3841.7845.27BC1.940.500000.5039.1564.6069.892n=2,j=2AD0.960.500000.5029.704949BC1.940.500000.5044.0972.7472.741n=1,j=1AD1.260.650000.6534.1894.4250.85BC2..520.600000.6040.3983.92155.95表6-5柱反弯点高度度计算表（3）梁端弯矩计计算—根据节节点平衡来计计算框架的剪力根据框框架弯矩，通通过对梁或柱柱取脱离体，求求某一点，则则可求得梁端端的柱端剪力力。框架的轴力图即柱柱轴力图，根根据框架剪力力，取节点脱脱离体，求，则则可求得柱的的轴力。（4）水平地震作作用下的框架架内力图弯矩图、剪力图及及柱轴力图如如下所示（内内力是对称的的）图6-1地震作用剪力力图图6-2地震作用弯矩矩图图6-3地震作用周力力图7.横向风荷载作作用下框架结结构的内力7.1风荷载标准准值基本风压是W0==0.35KN/m²²,由《建筑筑结构荷载规规范》查得uus=0.8((迎风面)和和us=0.5（背背风面）。地地面粗糙程度度为C类，HH/B=.77520/114.7=11.4<1..5。《建筑筑结构荷载规规范》规定，对对于高度大于于30m且高高宽比大于11.5的房屋屋结构，应采采用风振系数数来考虑风压压脉动的影响响。本设计房房屋高度小于于30m，所所以可以不考考虑风压脉动动。取3轴横横向框架，其其负载宽度为为3.3m。沿房屋高度分布风风荷载标准值值为Wk=βzusuzwo,为了简化化计算，作用用在外墙面上上的风荷载可可近似用作在在屋面梁和楼楼面梁处的等等效集中荷载载替代。作用用在屋面梁和和楼面梁节点点处的集中风风荷载标准值值Wk=βzusuzwwo（hi+hj）B/2式中wo———基本风压，wwo=0.355KN/m22uz——风压高高度变化系数数us——风荷载体型型系数βz——风振系数，基基本自振周期期对于混凝土土框架结构可可用T1=0.088n（n为建建筑层数）估估算，由于hh＜30m,,所以不考虑虑风压脉动，统统一取βz=1.0hi——下层柱高hji——上层柱高B——迎风面宽度度，取B=33.3m层次uzβzuswo(KN/m2)Z/mA/m2Wk/KN60.751.01.30.3520.2510.893.7250.71.01.30.3516.9510.893.4740.651.01.30.3513.6510.893.2230.651.01.30.3510.3510.893.2220.651.01.30.357.0510.893.2210.651.01.30.353.7511.633.44表7-1各层风荷载标标准值计算7.2风荷载下的的横向框架内内力计算每榀框架的风剪力力按柱的刚度度比值分配到到每一根柱上上，最后以DD值法求结构构内力。层次柱号Ky0y1y2Y3yViM下M上6n=6,j=6AD0.960.350000.350.740.851.59BC1.940.400000.401.121.482.225n=6,j=5AD0.960.450000.451.431.892.83BC1.940.450000.452.173.223.944n=6,j=4AD0.960.450000.452.073.073.76BC1.940.500000.503.144.665.73n=6,j=3AD0.960.480000.482.714.024.92BC1.940.500000.504.116.786.782n=6,j=2AD0.960.500000.503.355.535.53BC1.940.500000.505.088.388.381n=6,j=1AD1.260.650000.654.319.244.83BC2..520.600000.606.0410.968.97表7-2D值法结构内力计算算表7.3柱端弯矩计计算（设风荷荷载从左向右右作用）柱下端弯矩Mbij=yhVV柱下端弯矩Muij=(1--y)hV根据节点力平衡可可求的梁端弯弯矩Mlb=ilb/illb+irb(Mbc+Mtc)Mrb=irb/illb+irb(Mbc+Mtc)7.4根据节点力力平衡来计算算框架剪力根据框架架弯矩，通过过对梁或柱取取脱离体，求求某一点∑MM=0，则可可以求出梁端端弯矩框架轴力图即柱的的轴力图，根根据框架剪力力，取节点脱脱离体，求∑∑Y=0，即即可求出柱的的轴力。7.5作水平风荷荷载作用下框框架的内力图图图7-2风荷载作用剪剪力图表7-3风荷载作用轴轴力图8.竖向荷载作用用下框架结构构的内力计算算8.1计算单元取3轴横向框架进进行计算，计计算单元宽度度为6m，如如下图所示。直直接传给该框框架的楼面荷荷载应为三角角形荷载，为为简化计算按按线的方法等等效为均布荷荷载，荷载传传递的示意见见图。图8-1横向框框架计算单元元8.2横载计算梁截面惯性矩考虑虑现浇楼板作作用，边跨，中中间跨AB、CD跨梁（边边跨）BC跨梁（中跨）顶层柱、中间层柱柱底层柱8.2恒载计算（见见重力荷载计计算部分）=1\*GB3①恒载竖向荷载计算算a．屋面框架梁线线荷载标准值值屋面恒恒荷载5..96框架梁梁自重0..25x00.45xx25+2x（0.445-0.110）x00.02xx17=3..05b．屋面框架梁线线荷载标准值值屋面板传来的荷载载次梁自重框架梁集中荷载12.14+1..95）3..3=46..50KNC、楼面框架梁集集中荷载标准准值板传来荷载框架梁自重框架梁跨中集中荷荷载（77.43+11.95）33.3=300.95KN/mm___________________________________________________________________________________E屋面框架节点集集中荷载A柱、D柱边跨纵向框架梁自自重00.250..453.3325=9..28KN纵向框架梁侧粉刷刷0.002（0.445-0.110）23.317==0.79KKN纵向框架梁传来屋屋面自重5..96集集中荷载B柱、C柱中跨纵向框架梁自自重0.2250.4553.325==9.28KKN中跨纵向框架梁侧侧粉刷00.02（00.45-00.10）223.317==0.79KKN纵向框架梁传来屋屋面自重5.96__________________________________________________________________________________集中荷载F楼面框架节点集集中荷载A柱、D柱边跨纵向框架梁自自重00.250..453.3325=9..28KN纵向框架梁侧粉刷刷0.002（0.445-0.110）23.317==0.79KKN纵向填充墙自重纵向框架梁传来楼楼面自重3.661集中荷载B柱、C柱中跨纵向框架梁自自重0.2250.4553.325==9.28KKN中跨纵向框架梁侧侧粉刷00.02（00.45-00.10）223.317==0.79KKN纵向填充墙自重纵向框架梁传来屋屋面自重3.61__________________________________________________________________________________集中荷载荷载等效：=2\*GB3②恒载内力计算a．顶层固端弯矩计算分配系数计算b．中间层固端弯矩计算（2）分配系数计计算C．底层（1）固端弯矩计计算（2）分配系数计计算表8-1横载弯矩二次次分配表③通过分配系数，可可求得恒荷载载弯矩图、剪剪力图及轴力力图如下：图8-2横载弯矩图图8-3横载剪力图图8-4横载轴力图8.3活载竖向荷荷载计算①经验表明，对对楼面活荷载载标准值不超超过5KN//m2的一般工业业与民用建筑筑框架结构，采采用满布荷载载的计算精度度可满足设计计要求，但对对跨中弯矩乘乘以1.1~~1.2的系系数。本建筑筑楼面活荷载载标准值不大大于5KN//m2,故可以采采用满布荷载载计算。框架梁线荷载标准准值B框架节点集中荷荷载标准值D柱B、C柱荷载等效=2\*GB3②活载内力计算a．顶层（1）固端弯矩计计算（2）分配系数计计算b．中间层（1）固端弯矩计计算（2）分配系数计计算C．底层（1）固端弯矩计计算（2）分配系数计计算表8-2活载弯矩二次次分配表③活载下的内力图图8-5活载弯矩图图8-6活载剪力图图8-7活载轴力图9.荷载组合及调调整根据以上内力计算算结果，即可可进行各梁柱柱各控制截面面上的内力组组合。其中梁梁的控制截面面为梁端及跨跨中，柱每层层有两个控制制截面，即柱柱顶与柱底。根根据《建筑抗抗震设计规范范》规定，多多层结构的风风荷载与地震震作用不同时时考虑。设计计地震作用比比风荷载大很很多，考虑有有地震作用参参与组合，同同时为了简化化计算，荷载载组合值取轴轴线处的内力力值，所计算算配筋会稍偏偏大。考虑钢筋混凝土框框架结构塑性性内力重分布布的性质，对对梁端弯矩进进行条幅。根根据规范的相相关规定，本本算例调幅系系数取0.885，另外，活活荷载由于为为考虑最不利利位置，因此此活荷载跨中中弯矩在计算算结果的基础础乘以1.22的增大系数数。按照《建筑结构荷荷载规范》（GGB20099—20122）第3.22.3条，荷荷载基本组合合的效应设计计值计算时，可可变荷载应乘乘以考虑设计计使用年限的的调整系数。因因为本设计使使用年限为550年，=11.0，故在在下面荷载组组合中不再写写出。框架在各种荷载作作用下，其组组合为9.1无地震组合合（1）恒载起控制制作用Sd=1.35GkQQKWK（2）活载起控制制作用的组合合Sd=1.2Gk+11.4SQKKWKSd=1.2GkQKK+1.4SSWK9.2有地震组合合SU=rGSGEK++rEhsEhk9.3无地震组合合计算按照上述的组合原原则计算梁端端内力，柱端端内力，其结结果列于下列列表1，表22；表9-1无地震组合合梁端截面组组合计算表表9-2无地震组合合A，轴柱端端截面组合计计算表9.4有地震组合合计算表9-3震组合的梁梁端弯矩计算算表9.5梁端剪力计计算在进行梁端剪力调调整前需要先先计算出梁端端的顺时针和和逆时针的弯弯矩组合值，表9-4抗震组合的的梁端剪力调调整弯矩计算算表有了上述调整需要要用到的顺时时针和逆时针针弯矩，便可可进行梁端剪剪力的调整，5表9-5梁端剪力力调整表说明：重力荷载代代表值为“恒恒+0.5活活”V=η((Mlb+Mrb)/ln+VGb,抗震等等级ηvb=1.11。柱端弯矩计算在进行柱端弯矩计计算前需要先先算出柱所在在节点的梁的的顺时针和逆逆时针的弯矩矩组合值，以以及该柱的顺顺时针和逆时时针的弯矩组组合值，见下下表；表6用于柱端弯矩矩调整的梁端端弯矩计算表表表9-6用于柱端弯弯矩调整的梁梁端弯矩计算算表表9-7用于柱端弯弯矩调整的AA轴柱弯矩计计算表9-8用于柱端弯弯矩调整的BB轴柱弯矩柱内力调整有了上上述调整需要要用到的顺时时针和逆时针针弯矩，便可可进行梁端剪剪力的调整，见见下表表9-9第一层柱内力力调整表表9-10第二层柱内内力调整表10.截面设计10.1.梁的配配筋计算框架梁混凝土采用用纵向受力钢钢筋采用HRRB400级级，箍筋采用用HRB3335级钢筋保保护层厚度225mm并可可求得纵向受受力钢筋合力力点到混凝土土外边缘的距距离所以求得得其他参数另根据《建筑抗震震设计规范》本本工程抗震等等级为二级，需需满足：a.x≤0..35h0b.AS底//AS顶≥0.33c.如果梁端纵向向受拉钢筋率率大于2%，箍箍筋配筋最小小直径应比抗抗震规范最小小值大2mmmd.抗震调整系数数rRE=0.775,受剪rrRE=0.88510.2第一层AAB跨计算配配筋。计算公式非地震作用组合：：地震作用组合：跨中正截面受弯承承载力计算（按按照双筋T形形截面计算上上部通常钢筋筋假定2Φ220）不考虑地震作用：：M=1099.85KKN.m支座负弯矩：考虑虑地震作用：：M=1988.1KN..m（左右支支座两者去大大值）由于跨中弯矩不考考虑地震作用用的组合大于于地震作用的的组合应乘以以折减系数00.75以后后的值所以计计算结果是不不考虑地震作作用的组合大大。因此本设设计计算不考考虑地震作用用的组合计算算.判断受压区是否在在翼缘高度范范围内故可按宽度为bff,矩形截面梁梁计算。由于，所以受压钢钢筋不屈服，按按照《混凝土土规范》公式式和单钢筋截截面分别计算算并取最大值值。按照规范公式按照单筋截面计算算：，下部选用4CC18（10017）左边支座截面（按按照双筋截面面矩形截面计计算）。按考考虑地震作用用组合值计算算。M=198.1KKNm由于，所以受压钢钢筋不屈服，按按照《混凝土土规范》公式式和单钢筋截截面分别计算算并取最大值值。按照单筋截面计算算：所以取上述二者较较大值As==1146..4支座钢筋筋选用4C220(12556）验算配筋率：。满足要求。由于梁端纵向受拉拉钢筋总配筋筋率为1.221%，因此此配置箍筋时时不必再在最最小直径的基基础上添加22mm。梁截面配筋图见详详图斜截面受剪承载力力计算：考虑地震作用组合合的值:调整整过的剪力大大于未精过调调整的剪力1100.888,所以取地地震作用组合合值为1066.82KNN不考虑地震作用组组合的值：1117.222KN根据《混凝土结结构设计规范范》验算截面面控制条件。,满足要求。又根据《混凝土结结构设计规范范》，当仅配配置箍筋时，斜斜截面受剪承承载力按下式式计算。故按照构造配筋即即可选用A8@200010.2框架柱配配筋计算柱的混凝土均为CC40柱纵向向钢筋全部采采用HRB4400级箍筋筋采用HRRB335级级h0=400--45=3555mm以以底层B轴中中柱为例其他参数α=1..0fc=19.11N/mm22ft=1.711N/mm22fy=3600N/mm22考虑地震作用顺M1=122.21KKNmM2=661..21KNmmN=12772.82KKNV=1184.333KN逆M1=M2=1311.46KNNmN=3385.466KNV==61.055KN选用弯矩轴力较大大的进行计算算对于B轴底层柱的的组合内力最最大组合为”11.35恒++1.40..7活+1..40.6右右风“其值为1513..16KN轴压比验算柱正截面受弯承载载力计算判断是否考虑二阶阶效应A=b×h=1660000mmm2I==bh3/12=22.13×1109mm4L0/i=38.833>31.778故需要要考虑二阶效效应的影响计算控制界面的弯弯矩设计值所以控制界面的弯弯矩设计值M=ήCrM2==1.06××0.7566×661..21=5229.87KKN·m判别大、小偏心受受压柱且混凝凝土不小于00.15时γγRE=0.88属于大偏心受压且且X=ξh0=00.375××355=11331.331>2ass=90计算配筋e0=M/N=6611.21×1106/12722.82×1103=519..48mmei=e0+ea=5519.488+20=5539.488mme=ei+h/22=739..48mm根据规范规定计算算配筋最小总配筋率于是个方向配44C25As=19644总满足规范范要求柱截面承载力计算算截面尺寸复核取h0=355mmmVVmin=1884.33λλ=M2//Vch0)=10..1>3取取λ=3抗剪截面满足要求求求柱箍筋加密区箍箍筋的体积配配箍率按照规范规定，抗抗震等级三级级的框架柱箍箍筋最小直径径为8mm，本本设计箍筋直直径为8mmm，结合柱纵纵筋配置情况况箍肢数3××4中间设设拉钩，根据据上述条件计计算柱箍筋的的体积配箍率率柱的轴压比为0..469，λλ=0.0778于是柱柱箍筋加密区区箍筋的体积积配箍率不小小于S=171.2mmm即柱箍筋筋直径8mmm的前提加密密区箍筋间距距不大于1771.2mmm验算柱斜截面受剪剪承载力按照规范要求柱箍箍筋加密区间间距不大于1100mm，假假定柱的加密密区箍筋配CC8@1000（3×4）按规范公式由于N=12722.82KNN>0.3ffcA=0.33×19.11×400××400=9916.8KKNN取714.411KN所以柱端加密区配配C8@1000（3×44）满足抗剪剪要求柱截面面配筋如下10.3基础设计计地质条件：场地平平坦，土质均均匀，无不良良地质发育；；地基土为深深厚的粘性土土层，地基土土承载力fak=1990kPa，地地下水埋藏较较深，不考虑虑地下水影响响A柱采用柱柱下独立基础础，采用C440混凝土fft=1.711N/mm22，基基础下垫层厚厚度为11000mm,每每边伸出1000mm采用用C10混凝凝土采用钢筋筋为HRB4400ffy=3600N/A轴柱下独立基础础设计荷载取值规定地地基基础设计计时，所用的的荷载应最不不利组合与相相应的抗力限限值应按下列列要求规定取取用按地基承载力确定定基础地面的的面积及埋深深时，传至基基础底面上的的荷载应按照照正常使用极极限状态下的的荷载控制的的标准组合。相相应的抗力应应采用地基承承载力特征值值计算基础变形时，传传至基础底面面上的荷载效效应按正常使使用极限状态态下荷载效应应控制的准永永久组合。不不需要计算风风荷载和地震震荷载，相应应的限值为地地基变形允许许值A轴柱荷载效应基基本组合时的的最不利荷载载恒活左镇右震恒+0.5活+左左震恒+0.5活+右右震恒+活控制力M(KNm)10.843.32-94.42-81.95106.8914.16106.89N(KN)513.63113.27-76.3376.33493.99646.02627646.02V（KN）-19.1-16.234.18-34.186.98-61.38-35.3-61.38表10-1控制力表则确定基础地面积地地基基础承载载力为基础平均埋深即dd=((0..95+0..8)+(00.5+0..8))/22=1.6225m则验算底面尺寸是否否合适故取地基尺寸为：：bl=22.66=5.2基础高度取h=800mmm,配筋计算1-1截面2-2截面比较应按配筋实配14C10@@200，As=10999m2B、C柱下联合基基础设计联合基础的基本假假定①基础是刚性的：：一般认为基基础的高度不不小于柱距的的1/6时基基础可视为刚刚性.②基础的压力线为为线性分布③地基主要的受力力范围内地质质均匀④不考虑上部结构构刚度的影响响内力计算计算基础的型心位位置及基础长长度对称性性计算基础地面的宽宽度计算基础的内力净净反力设计值值计算基础高度取h=11/6=47700/6==783.333取取h=10000mm受冲切计算取一根根中柱计算受剪承载力验算V=558.044实配14