中心办公楼设计框架结构计算书

邯郸市地理信息中心办公楼设计学生范召兵指导老师左咏梅河北工程大学土木工程学院土木工程专业建筑工程方向0绪论根据设计任务书的要求，本次结构采用钢筋混凝土框架结构。建筑设计依据周围环境和建筑使用功能特点，首先设计建筑平面，包括建筑平面选择、平面柱网布置、平面交通组织及平面功能设计；其次进结构设计。本次建筑位于地震区，考虑地震的影响，查阅有关规范和资料，进行结构设计时不用考虑风荷载及雪荷载，主要设计内容包括：1确定结构体系与结构布置；2根据经验对构件进行初估；3地震作用的内力分析；4确定计算单元模型及计算简图；5竖向荷载统计与计算；6内力计算及组合；7梁、柱截面及节点设计；8楼梯和楼板设计；9基础设计。 工程概况本工程建设单位为河北省邯郸市规划局，工程位于该单位院内南侧，单位北临展览路，西临邯郸市民政局，南面为新世纪二期商业广场。自然条件1.气象条件室外气温:年平均温度最冷月平均-2℃，年平均温度最热月平均33℃，冻土深度:0.5m。主导风向:夏季南风，冬季北风，最大风速19m/s。基本雪压:So=0.35KN/㎡基本风压:Wo=0.30KN/㎡2.工程地质情况第一层:杂填土，层厚1.5~2.5m。第二层:粉土，层厚2.7~3.5m，承载力特征值fak＝130kpa。第三层:粉土，层厚2.7~3.9m，承载力特征值fak＝105kpa。第四层:粉土，层厚1.0~2.0m，承载力特征值fak＝140kpa。第五层:粉质粘土，层厚1.5~2.5m，承载力特征值fak＝105kpa。第六层:粉质粘土，本层未钻穿，承载力特征值fak＝200kpa。基础持力层为第三层粉土层，其承载力特征值为105kpa，根据地质报告，边坡临界直立高度Hcr=3.8m。3.地震烈度(1)地震效应根据全国地震区划图，邯郸市抗震设防烈度为7度，设计基本加速度值为0.15g，设计震分组为第一组。(2)建筑场地类别场地类别为Ⅲ类建筑设计说明平面设计该写字楼根据使用要求、结合场地条件、结构选型等情况按照建筑模数选择开间和进深，进而选择合理的建筑平面为灵活分割使用空间创造了条件。该办公楼在设计时保证了办公用房的良好朝向和通风。建筑设计要点两间小会议室设在顶层，为了满足大空间的使用要求进行了局部抽柱，设计了井字梁。用房采用的是双走廊，对称布置，走廊轴线宽度3.6m。建筑内设有带前室的男女卫生间，在前室内设洗手盆。防火要求为满足放火等级的要求，建筑安全出口为两个，分别设在建筑的端部。走道和楼梯的最小宽度均大于1.5m。3.基本构件选择3.1初步确定构件的截面尺寸板厚按考虑塑性内力重分布法计算。考虑刚度要求，板厚h=1/40×3300=82.5取h=1002、A、B、C、D轴梁h=(1/10---1/15)L=(1/10---1/15)×6600=440---660mm(1)---(9)轴AB和CD跨梁h=(1/10---1/15)L=(1/10---1/15)×8400=560---840mm框架梁均取h=600mm梁宽取b=300mm次梁：H=(1/8---1/12)×6000=333---500mm取h=400mm次梁宽取：b=200mm四层井字梁结构梁截面均取：300mm×600mm3、梁的计算跨度框架梁的计算跨度以上柱形心线为准。4、柱的高度地下室柱的高度为4.2m第一层柱的高度为4.2m第二层柱的高度为3.6m第三层柱的高度为3.6m第四层柱的高度为4.2m结构平面布置如图所示，梁柱截面尺寸、梁跨度及柱高度的确定如下.图3.11顶层平面布置图4.工程作法及荷载统计4.1工程作法4.1.1屋面做法：刚性防水层一道，40厚细石混凝土捣实压光，内配双向直径为4的一级钢筋，间距150。按纵横﹤6m设置分隔缝，缝中钢筋断开，缝宽20，与女儿墙留缝30，逢内均用按缝密封材料填实密封。隔离层干铺350克沥青卷材一层铺1.2合成高分子卷材一道，用配套粘接剂粘接搭缝20厚1：3水泥沙浆找平层200厚保温层钢筋混凝土基层结构找坡4.1.2楼面做法：20厚大理石楼面、稀水泥擦缝撒素水泥面（撒适量清水）30厚1：4干硬性水泥沙浆结合层20厚1：3水泥沙浆找平层现浇钢筋混凝土楼板100厚结构布置及梁柱截面尺寸、板厚、梁跨及柱高度的确定结构平面布置如图所示，梁柱截面尺寸、梁跨度及柱高度的确定如下.4.2荷载统计荷载计算分两阶段，第一阶段主要围绕地震作用下的内力分析而进行，其目的是求出结构的重力荷载代表值。屋面均布荷载标准值。按屋面做法逐项计算均布荷载。10厚缸地砖面0.21kN/㎡4厚高聚物改性沥青卷材防水0.04×10=0.04kN/㎡20厚水泥砂浆找平0.02×20=0.4kN/㎡水泥焦砟找2%坡最薄30(0.03+0.206)/2×10=1.653kN/㎡100厚钢筋混凝土0.100×25=2.5kN/㎡17厚石膏水泥砂浆0.017×12=0.204kN/㎡合计：5.007kN屋面恒荷载标准值[（6.600×3+0.225）×（20.650+0.250）×2]×5.007=4191kN楼面横载标准值，按楼面做法计算均布荷载a、8---10厚地砖楼面0.21kN/㎡20厚干硬水泥砂浆结合层0.02×20=0.4kN/㎡20厚水泥砂浆找平层0.02×20=0.4kN/㎡100厚钢筋混凝土0.1×25=2.5kN/㎡17厚水泥石膏砂浆0.17×12=0.204kN/㎡合计：3.714kNb、8---10厚地砖楼面0.010×21=0.21kN/㎡20厚干硬水泥砂浆0.020×20=0.40kN/㎡60厚找坡、最薄30厚0.45×25=1.1250.010×21=0.21kN/㎡20厚水泥砂浆找平层0.020×20=0.40kN/㎡100厚钢筋混凝土0.10×25=2.5kN/㎡17厚水泥石膏砂浆0.017×12=0.204kN/㎡合计：4.479kN楼面恒载标准值：[（6.6×8+0.25）×（20.65+0.25）]×3.714+[（6.6-0.2）×（6.00+0.25）×2]×（4.479-3.714）=4166.5kN4、屋面均布活载根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）第5.1.3条款，计算地震作用时的重力荷载代表值时，仅考虑屋面积灰荷载和屋面雪荷载，由于本建筑为民用建筑且位于邯郸地区，本项不考虑。5、楼面均布活载楼面均布活荷载标准值为：（6.6×8+0.25）×（20.65+0.25）×1.5=1663kN6、梁柱自重（包括梁侧、柱的摸灰）屋面荷载：井字梁：横向：[（20.4-0.35）×2+（20.4-0.375×2）]×0.5×0.2×25=149.4kN纵向：[13.2-0.175-0.15]×5×0.5×0.2×25=161kN主梁：[(8.4-0.25-0.375)×2+(3.6-0.5)×2]×3×0.3×0.5×25=209.7kN6.6-0.175-0.25)×2×0.3×0.5×25+(6.6-0.5)×6×0.3×0.5×25=183.7kN次梁：（6.6-0.3）×2×0.3×0.2×25+（6-0.175-0.1）×0.3×0.2×25=27.49kN楼盖：[(6.6×3+0.125+0.125)×(20.4+0.25)-0.5×0.5×14]×0.1×25=1032.78kN楼面层主梁：纵向[(6.6-0.5)×6×4+(6.6-0.375-0.25)×4]×0.5×0.3×25=638.6kN抹灰：[(6.6-0.5)×6×4+(6.6-0.375-0.25)×4]×0.5×2×12×0.017=34.74kN横向[(8.4-0.375-0.25)×(0.6-0.1)×0.3×9×2+(3.4-0.5)×(0.6-0.1)×0.3×9]×25=622.69kN抹灰：[（8.4-0.375-0.25）×（0.6-0.1）×0.017×9×2+（3.4-0.5）×（0.6-0.1）0.017×9]×25=70.57kN楼面层次梁：纵向：[（3.3-0.2）×0.3×0.2×16×2+（6.6-0.2）×0.3×0.2×2×8]×25=302.4kN抹灰12.34kN横向：（6.0-0.1-0.1）×0.3×0.2×8×25+（3.6-0.2）×0.3×0.2×8×25=180kN抹灰7.344kN柱子（500×500㎡）地下室、一层:(4.2-0.1)×0.5×0.5×36×25=922.5kN第二、三标准层（3.6-0.1）×0.5×0.5×36×25=787.5kN第四层（4.2-0.1）×0.5×0.5×32×25=820kN外墙（外墙选240厚加气混凝土砌块）底层墙体147.9×0.25×4.2×7=1084.9kN墙裙5厚釉面砖147.6×0.005×1.5×19.8=21.9kN8厚水泥石膏砂浆找平147.6×0.008×1.5×14=24.8kN8厚水泥石膏砂浆打底147.6×0.008×1.5×14=24.8kN合计：1156.4×0.85=983.0kN一层１４．７×０．２５×４．２×７＝１０８４．９kN12厚的面砖147.6×0.012×4.2×19.8=147.3kN6厚水泥石膏砂浆找平层147.6×0.006×4.2×19.8=73.7kN6厚水泥石膏砂浆扫毛147.6×0.006×4.2×19.8=73.7kN6厚水泥石膏砂浆打底扫毛147.6×0.006×4.2×19.8=73.7kN合计：1453.3×0.85=1235.4kN二层１３５．４×０．２５×３．６×７＝８５３．１kN8厚的面砖135.4×0.008×4.2×19.8=77.2kN6厚水泥石膏砂浆找平层135.4×0.006×4.2×19.8=11.4kN6厚水泥石膏砂浆扫毛135.4×0.006×4.2×19.8=11.4kN6厚水泥石膏砂浆打底扫毛135.4×0.006×4.2×19.8=11.4kN合计：964.5×0.85=819.9kN三层同二层顶层：[（6.6-0.25-0.125-0.25）×2+（6.6-0.25×2）×4+（20.4-0.25-0.125-0.5-0.5-0.25-0.125）×2+（3.6-0.5）]×0.25×4.2×7=234.58kN内墙底层75.7×0.2×4.2×6=381.6kN5厚水泥石膏砂浆75.7×0.005×4.2×6=22.3kN6厚水泥石膏砂浆找平75.7×0.006×4.2×14=26.8kN6厚水泥石膏砂浆打底75.7×0.006×4.2×14=26.8kN合计：45.7kN一层75.6×0.2×4.2×6=381.1kN5厚水泥石膏砂浆找平层75.6×0.005×4.2×14=22.3kN6厚水泥石膏砂浆扫毛75.6×0.006×4.2×14=26.7kN6厚水泥石膏砂浆打底扫毛75.6×0.006×4.2×14=26.7kN二层5厚水泥石膏砂浆找平层271.3×0.005×3.6×14=68.4kN6厚水泥石膏砂浆扫毛271.3×0.006×3.6×14=82.4kN6厚水泥石膏砂浆打底扫毛271.3×0.006×3.6×14=82.1kN三层同二层顶层：（20.4×0.2）×4.2×6+（6.6-0.5）×4×0.2×4.2×6+（6-0.25）×0.2×4.2×6=234.58kN8、荷载分层总汇各层重力荷载代表值包括：屋面恒载、纵横梁自重、半层柱自重、半层墙体自重。前述分项荷载相加得集中于各层楼面的重力荷载代表值如下：顶层：G4=4448KN三层：G3=7784KN二层：G2=7595KN一层：G1=8099KN负一层：G-1=8548KN建筑物总重力荷载代表值为：Gi+Gn=4448+7784+7595+8099+8548=28375KN5.横向框架地震作用内力5.1自振周期计算横梁及柱相对线刚度见前一部分，混凝土C30，Ec=3.0×107KN/M2代入后可得到表5.11所示的横梁及柱线刚度。表5.11AB、CD跨边框架梁iAB1KN.mAB、CD跨中框架梁iAB1KN.mBC跨边框架梁iAB1KN.m4.05×1045.4×1046.75×104BC跨中框架梁iAB1KN.m负一、一、四层柱iAB1KN.m二、三层柱iAB1KN.m9×1043.72×1044.35×104横向框架柱的侧移刚度D值计算表5.12柱类型K=ib/2ic一般层K=ib/ic底层A=K/(2+K)一般层A=(0.5+K)/(2+K)D=aic×12/h2根数底层A轴边框架边柱1.35/1.24=1.090.5143022A轴中框架边柱1.8/1.24=1.450.5748087B轴边框架中柱（2.25+1.35）/1.24=2.900.6958202B轴中框架中柱（3+1.8）/1.24=3.870.7462427C轴边框架中柱（2.25+1.35）/1.24=2.900.6958672C轴中框架中柱（3+1.8）1.24=2.670.6857367D轴边框架边柱1.35/1.24=1.090.5143022D轴中框架边柱1.8/1.24=1.450.5748087合计519196第一四层A轴边框架边柱2×1.35/2×1.24=1.090.3529522A中框架边柱2×1.8/2×1.24=1.450.4235437B轴边框架中柱2×（1.35+2.25）/2×1.24=2.900.5949772B轴中框架中柱2×（1.8+3）/2×1.24=3.870.6655677C轴边框架中柱2×（1.35+2.25）/2×1.24=2.900.5949772C轴中框架中柱2×（1.8+3）/2×1.24=3.870.6655677D轴边框架边柱2×1.35/2×1.24=1.090.3529522D轴中框架边柱2×1.8/2×1.24=1.450.4235437合计401640第二三层A轴边框架边柱2×1.35/2×1.45=0.930.3242962A轴中框架边柱2×1.8/2×1.45=1.210.3851027B轴边框架中柱2×（1.35+2.25）/2×1.45=2.480.5573842B轴中框架中柱2×（1.8+3）/2×1.45=3.310.6283247C轴边框架中柱2×（1.35+2.25）/2×1.45=2.480.5573842C轴中框架中柱2×（1.8+3）/2×1.45=3.310.6283247D轴边框架边柱2×1.35/2×1.45=0.930.3242962D轴中框架边柱2×1.8/2×1.45=1.210.3851027合计631764自振周期计算按顶点位移法计算，考虑填充墙对框架的影响，取基本周期调整系数a=0.6。计算公式为：（1）式中△T为顶点位移（单位为m）按D值法计算。表5.13层数Gi(KN)∑Gi(KN)Di△i-△i-1=∑i/D(m)△i(m)44496.24496.22738680.01640.20737784.212280.46317640.01940.19127595.419875.86317640.03150.1721809927974.84016400.06970.14低层8548.536523.35191960.07030.0703(本结构是高度不超过40m,质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构，一般采用顶点移法计算结构基本周期)=0.465根据全国地震区划分，邯郸市抗震设防烈度为7度，设计基本加速度值为0.15g，设计地震分组为第一组建筑场地类型为Ⅲ类，查表得特征周期值Tg=0.45s。水平地震影响系数最大值amax=0.125.2横向总水平地震作用标准值因为：Tg<T1=0.465s≤5Tg所以：地震影响系数A1=（Tg/T1）rn2amax=(0.45/0.465)0.9×1.0×0.12=0.1165由于T1=0.465s≤1.4Tg=0.63s,可不考虑顶点附加地震作用。按底部剪力法，结构横向总水平地震作用标准值为：Fek=a1Geg=0.1165×0.85×36523.3=3616.72KN5.21层横向地震剪力各层横向地震剪力见下表5.21表5.21层数Hi(m)Hi(m)Gi(KN)GiHiGiHi/GiHiFi(KN)Vi44.219.8449689024.80.2196794.2379433.615.67784121433.50.29941082.8187723.612759591144.80.2248813.04269014.28.4809968031.60.1678606.893297底层4.24.2854835903.70.0885320.136175.3横向框架抗震变形验算多遇地震作用下，层间弹性位移验算见表5.31表5.31层数层间剪力层间刚度层间位移层高层间相对弹性转角47994.232738680.00294.20.00069<0.002231877.086317640.00303.60.00086<0.002222690.126317640.00433.60.0012<0.0022132974016400.00824.20.002<0.0022底层3617.115191960.00704.20.0017<0.00225.4水平地震作用下的横向框架内力分析5.41反弯点高度y.边柱：中柱：表5.41项目3层2层1层底层边柱中柱边柱中柱边柱中柱边柱中柱0.8982.990.8982.991.043.481.043.480.450.500.450.500.500.50.650.55000000000000000000000000（m）3.63.63.63.64.24.24.24.2y(m)1.621.801.621.802.12.12.732.315.42柱端弯矩Mc和剪力由柱剪力和反弯点高度y，求柱端弯矩上端：下端：柱剪力：计算结果见表5.42 项目楼层柱剪力（KN）弯矩（KN.M）3中框架边柱36.7172.6959.47中框架中柱70.97127.75127.752中框架边柱52.61104.1785.23中框架中柱101.71183.08183.081中框架边柱70.87148.8148.8中框架中柱131.2275.5275.5底中框架边柱88.9130.68242.7底中框架中柱115.91219.07267.75表5.425.43梁端弯矩梁端弯矩可按节点弯矩平衡条件，将节点上、下柱端弯矩之和按左、右梁的线刚度比例分配。计算公式如下：（2）表5.43楼层梁弯矩（KN.M）3中框架边梁72.69中框架中梁38.3489.412中框架边梁163.64中框架中梁93.32217.581中框架边梁234.03中框架中梁137.64320.93底中框架边梁279.48中框架中梁148.45346.12图5.41水平力作用下框架梁柱弯矩图（单位.KN.M）5.44计算梁端剪力根据梁的两端弯矩，按下试计算，（3）第三层边梁：中梁：第二层边梁：中梁：第一层边梁：中梁：地下室边梁：中梁：图5.425.48计算柱的轴力边柱轴力为各层梁端剪力，按各层叠加，中柱轴力为柱两侧梁端剪力之差，亦按层叠加。如图5.42：边柱N=Vb1+Vb2+Vb3+Vb4中柱N=（Vb1+Vb2+Vb3+Vb4）—(V`b1+V`b2+V`b3+V`b4)第五榀框架柱轴力计算结果见下表5.09表5.09 柱层数边柱中柱D柱轴力（KN）C柱轴力（KN）第三层13.22-36.45第二层43.81-126.75第一层89.12-305.03地下室140.07-446.36图5.43地震（水平）作用下框架梁剪力和柱轴力示意图(单位.KN)6.竖向荷载作用下横向框架的内力分析由于结构基本对称，在竖向荷载作用下的框架侧移可略去不计，其内力分析采用弯矩分配法。在在竖向荷载作用下粱端可以考虑朔性内力重分布，取弯矩调幅系数0。8，楼面竖向荷载分别按恒荷载及全部活荷计算。6.1荷载计算6.11恒荷载计算图6.11框架梁恒载计算简图注:P1,P2,P3,P4,P5,P6分别为由边纵梁，中纵梁直接传给柱的恒荷载，它包括梁自重，楼板重和女儿墙等的重力荷载。横梁自重，为均布荷载：q2,q`2为房间和走道板传给横梁的楼梯荷载和三角形荷载，由图示几何关系可得：q2=5.013.3=16.53KN/Mq`2=5.013.3=16.53KN/MP1计算如下：Pa=3.31.6525.01/2+6.60.50.325=52.03KNPb=(3.31.6525.01/2+2.73.35.01)/2+0.20.36.025=44.96KN注：Pb为次梁DC中DD1段传到纵主梁D和纵次梁D1的集中荷载，并由纵梁传至梁端DD1处。Pc=0.60.246.618=17.11KN注：Pc为女儿墙重传至梁端的集中荷载。则P1=Pa+Pb+Pc=52.03+44.96+17.11=114.1KN图6.12横梁楼面荷载计算范围图P2计算如下：Pa=（2.43.3-2.41.2/2）5.01+3.31.6525.01/2+8.71.655.01/2=105.6KNPb=44.96+2.40.20.325=48.56KNP2=Pa+Pb=105.6+48.56=154.16KNP3计算如下：Pa=59.74+6.60.50.325=84.49KNPb=（0.3+3.6）1.655.01/2+3.60.20.325=21.52KNP3=Pa+Pb=84.49+21.52=106.01KN由于结构对称，按对称结构取荷载值，即：P1=P6=114.10KNP2=P5=154.16KNP3=P4=106.01KN集中力矩：对于第一层，第二层q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三层。计算结果如下：梁自重：q`=3.75KN/M梁自重+墙自重：q1=3.75+0.23.610=10.95KN/Mq2=3.743.3=12.34KN/Mq`2=3.742.4=8.98KN/M计算方法同上，结果如下：P1=P6=133.65KNP2=P5=140.02KNP3=P4=130.70KN集中力矩：底层与顶层荷载计算基本相同，仅集中荷载P1，P6加上一层墙重：P1=P6=133.65KNP2==93.94KNP3=P4=85.86KN集中力矩：表6.11横向框架恒载汇总：层次q1KN/Mq2KN/Mq2KN/Mq`2KN/MP1KNP2KNP3KNM1KN33.75-------16.5312.02114.10154.16106.0114.26210.953.7512.348.98133.65140.02130.7016.71110.953.7512.348.98133.65140.02130.7016.71底层3.753.7512.348.98133.6593.9485.8616.716.12活荷载计算活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图6.13所示：图6.13各层梁上作用的活荷载示意图顶层活荷载计算结果如下：q2=3.32=6.6KN/M，q`2=2.42=4.8KN/MP1=[3.31.652/2+(2.7+6)1.65/2]2=25.26KNP2=[3.31.6522/2+(2.43.3-2.41.2/2)/2+(2.7+6)1.652/2]=38.22KNP3=[3.31.6522/2+(2.43.3-2.41.2/2)/2+(0.3+3.6)1.652/2]=30.30KN集中力矩：底层，第一层，第二层活荷载计算同顶层结果如下：P1=P6=25.26KNP2=P5=38.22KNP3=P4=30.30KN集中力矩：表6.12横向框架活载汇总：层次q2KN/Mq`2KN/MP1KNP2KNP3KNM1KN36.64.825.2638.2230.303.162,1,底层6.64.825.2638.2230.303.16图6.14恒载作用下框架受力图图6.15活载作用下框架受力图6.2内力计算梁端，柱端弯距采用弯距二次分配法计算。由于结构和荷载均对称，故计算时可用半框架。弯距计算过程如图。梁端剪力可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。柱轴力可由梁端剪力和结点集中力叠加得到。计算柱底轴力还需考虑柱的自重。6.21恒荷载作用下梁端固端弯距：图6.21第三层梁端固端弯距计算如下：MD5=-8.50KN.MMC5=7.95KN.M集中荷载均布荷载第一二层梁固端弯距计算如下底层梁固端弯距计算如下6.22活荷载作用下梁端固端弯距：图6.22第三层和第一二层梁端固端弯距相同计算如下：6.23恒荷载作用下梁端剪力及柱轴力计算如下按下式计算：（4）S-----荷载计算面积M2q-----活荷载值KN/M2P2----集中荷载KN（5）注：BC跨间无集中荷载。第三层剪力计算如下：第二层剪力计算如下：第一层剪力计算如下：底层剪力计算如下：表6.21恒荷载作用下梁端剪力和柱轴力（KN）层次荷载引起剪力弯距引起剪力剪力柱轴力DC跨CB跨DC跨CB跨DC跨CB跨D柱C柱VD=VCVC=CBVD=-VCVC=VBVDVCVC=VBN顶N底N顶N底3124.522.87-11.170113.33135.6722.87227.43249.93264.55287.052102.2418.77-12.58089.66114.8218.77473.24495.74551.34573.841102.2418.77-11.76090.48114.0018.77719.87746.12837.31863.56底79.2018.77-10.07069.1389.2718.77948.9975.151057.461083.716.24活荷载作用下梁端剪力及柱轴力第三层第二层第一层底层活荷载作用下剪力相同，计算如下：表6.22活荷载作用下梁端剪力和柱轴力（KN）层次荷载引起剪力弯距引起剪力剪力柱轴力DC跨CB跨DC跨CB跨DC跨CB跨D柱C柱VD=VCVC=CBVD=-VCVC=VBVDVCVC=VBN顶=N底N顶=N底336.416.440036.416.446.4461.6743.18236.416.440.46036.475.846.44123.4085.76136.416.440.37036.786.076.44185.13128.53底36.416.440.24036.656.206.44247.04171.47a恒载作用下b活载作用下图6.23横向框架弯矩的二次分配法（M单位；KN.M）a恒载作用下b活载作用下图6.24竖向荷载作用下框架弯矩图（M单位；KN.M）6.3横向框架内力组合结构抗震等级由结构的类型，地震烈度，房屋高度等因素确定，查表知本工程的抗震等级是三级。框架梁内力组合考虑三种内力组合，即1.2（SGK+0.5SQK）+1.3SEK，1.35SGK+SQK，1.2SGK+1.4SQK。各层梁的内力组合结果见下表。其中SGK，SQK两列中的梁端弯距M为经过调幅后的弯距，调幅系数取0.8表6.31框架内力组合层次截面位置内力SGKSQKSEK1.35SGK+SQK1.2SGK+1.4SQK底层DM-122.09-23.88279.5151.88-393.14-188.7-179.94V69.1336.6550.9529128.39129.98134.27C左M-189.74-22.00148.5-325.45-35.88-278.15-258.49V89.276.2050.95132.8133.46126.7115.8C右M-26.8-5.10346.1311.03485.15-41.28-39.3V18.776.44192.28-167.68276.3531.7831.54跨间MDC283.9173.5MCB393.75393.79一层DM-155.0-25.13234.03103.16-505.32-234.38221.18V90.4836.7845.3171.74189.55158.93160.0C左M-234.00-22.63137.6-473.26-115.5-338.53312.5V114.006.0745.31199.781.92160.0145.30C右M-24.00-4.27320.9385.81-448.536.6734.78V18.776.44178.28-205.38258.1831.7831.54跨间MDC283.5143.73MCB315.4315.4顶层DM-134.42-21.8672.69-79.92-268.92-203.3192.0V113.3336.4113.22114.35148.72189.4186.97C左M-209.47-21.7738.34-314.27-214.58304.54273.1V135.676.4413.22183.85149.48204.9171.8C右M-43.93-6.3889.459.68-172.7665.761.6V22.876.4449.67-33.2695.8837.336.46跨间MDC245.33127.82MCB251.34251.34表6.32D柱内力组合,取每层柱顶和柱底两个控制截面层次截面位置内力SGKSQKSEK1.35SGK+SQK1.2SGK+1.4SQK3柱顶M168.027.472.799.2250.0254.19239.93254.1999.16254.2N227.461.713.2234.2261.7368.7359.25368.7234.19368.7柱底M-97.0-18.559.5-163.940.1-149.45-142.28-163.89-163.89-149.5N249.961.713.2250.9278.4399.08386.25250.85250.85399.12柱顶M96.814.1104.2-8.7208.0144.76135.87208.0-8.69144.8N473.2123.443.8374.4559.1762.27740.65559.1374.4762.3柱底M-97.0-16.585.2-189.612.5-147.45-139.45-189.6-12.45-147.5N495.7123.443.8489.6580.7792.65767.65489.6580.7792.71柱顶M96.715.0148.8-54.7254.8145.6137.07254.82-54.68145.6N719.9185.189.1687.3872.61156.951123.03872.6687.251157.0柱底M84.8-18.1148.8-244.864.7132.51-127.02-244.8-244.8132.5N746.1185.289.1712.5897.81192.391154.53712.45712.451192.4底柱顶M67.811.8130.7-65.1206.7103.3697.9206.69-65.92103.4N948.9247.1140.0883.911751528.061484.541175.12883.921528.1柱底M-33.9-5.9242.7-287.8217.0-51.68-48.95-287.8287.8-51.7N975.2247.0140.0909.11200.1563.51516.0909.1909.11563.5表6.33横向框架D柱剪力组合（KN）层次SGKSQKSEK1.35SGK+SQK1.2SGK+1.4SQK3-73.55-12.7336.72-40.94-122.09-112.02-106.082-53.83-8.4852.618.77-107.49-81.15-76.471-43.22-7.8870.8635.53-126.4-66.23-62.78底-24.23-4.2188.9104.98-120.62-36.9-34.97表6.34C柱内力组合,取每层柱顶和柱底两个控制截面层次截面位置内力SGKSQKSEK1.35SGK+SQK1.2SGK+1.4SQK3柱顶M-206.94-19.15127.8-340.77-74.9-298.52-275.14254.299.2254.19N264.5543.1836.45236.79312.68400.32377.91368.7234.2368.7柱底M148.6212.95127.8281.815.98213.59196.47-163.9-163.9-149.45N287.0543.1836.45258.39334.20430.7404.91250.9250.9399.082柱顶M-128.43-11.00183.1-319.061.85-184.38-169.52208.0-8.7144.76N551.3485.76126.75438.63702.27830.07781.67559.1374.4762.27柱底M143.0612.12183.1333.58-59.09205.25188.64-189.6-12.5-147.5N573.8485.76126.79460.23723.87860.44808.67489.6580.7792.651柱顶M-119.36-10.82275.5-406.3208.43-171.96-158.38254.8-54.7145.60N837.31128.53305.03548.281182.741258.91185.91872.6687.31157.0柱底M125.1312.48275.5412.64-160.4181.41167.63-244.8-244.8132.5N863.56128.53305.03573.481207.941294.341216.21712.5712.51192.4底柱顶M-78.56-8.66219.07-307.4148.26-114.72-106.4206.7-65.9103.4N1057.46171.47446.36633.251561.681599.041509.011175.1883.91528.1柱底M39.284.33267.75397.81-298.357.3653.20-287.8287.8-51.68N1083.71171.47446.36658.451586.881634.481540.51909.1909.11563.5表6.35横向框架C柱剪力组合（KN）层次SGKSQKSEK1.35SGK+SQK1.2SGK+1.4SQK398.778.9271172.931.6142.3131.0275.416.41101.7181.2-37.9108.299.5158.225.55131.2195.0-97.484.277.63底28.063.09115.9177.4-115.241.038.07.截面设计框架结构各层柱的计算长度见表7.1表7.1楼盖类别柱的类别现浇楼盖底层柱1.0H其余各层柱1.15H柱正截面计算公式：(6)(7)(8)(9)(10)当时，取(11)(12)(13)(14)(15)(16)上述各公式中：——轴向力对截面型心的偏心矩——附加偏心矩——初始偏心矩——偏心受压构件的截面曲率的影响系数——考虑构件长细比对截面曲率的影响系数——偏心距增大系数——轴力作用点到受压区高度——受压受拉钢筋面积斜截面承载能力计算：底柱剪力设计值按下式调整：(17)公式中：——柱净高；——分别为柱上下端顺时针方向截面组合的弯矩设计值。取调整后的弯矩值，一般应满足，底层柱应考虑1.15的弯距增大系数。7.1D柱承载力计算截面选择如图7.11：轴压比限值见表7.11表7.11类别抗震等级一二三框架柱0.70.80.9框支柱0.60.70.8图7.11表7.12截面N（KN）368.7399.8762.3792.71528.11563.50.090.100.20.20.370.37由D柱内力组合表查得：底层：左震151.18KN.M右震393.14KN.M取=393.14KN.M顶层：左震314.27KN.M右震268.92KN.M取=314.27KN.M底层梁与柱节点的柱端弯矩值由内力组合表查得左震244.8+65.13=309.93KN.M右震64.7+206.69=271.39KN.M取右震=271.39KN.M<1.15=452.11KN.M取=452.11KN.M，将和的差值按柱的弹性分析弯矩值之比分配给接点上下柱端对于底层柱底的弯矩设计值应考虑增大系数1.15。顶层梁与柱节点的柱端弯矩值由内力组合表查得左震99.16+234.19=333.35KN.M右震250.0+261.68=511.68KN.M取左震=333.35KN.M<1.15=361.4KN.M取=361.4KN.M，将和的差值按柱的弹性分析弯矩值之比分配给接点上下柱端:对于顶层柱底的弯矩设计值应考虑增大系数1.10。表7.14D柱配筋如下截面M（KN.M）254.2250.0163.9149.5144.8208.0189.6473.5103.4206.7287.851.68N（KN）368.7261.7250.9399.1762.3559.1489.6792.71528.11175.1909.11563.51.253600=450045004500450042004200500470689955653374382186387.218667.6175.9316.633141141141141141141000000008.800136899556533743190372387.218676.4175.9316.64699998.48.41.01.01.01.01.01.01.01.00.641.01.00.461.01.01.01.01.01.01.041.031.041.081.161.071.071.161.341.131.081.57716.6984679403.9220.4398414.3215.8102.4199.034272936.61204899623.9440.4618634.3435.8322.44195622920.10.070.060.10.190.140.120.20.450.30.230.456偏心性质大偏心大偏心大偏心大偏心小大大小1137123870344877.2641598.466.4〈0143.7840〈0选筋420220+216220+216220+216416420实配1256.81256.81256.81256.81256.81256.81.01.01.01.01.01.07.2D斜截面承载力验算（以底层和顶层为例）剪力设计值按下试调整：(18)柱的抗剪承载能力：，取N=1200.32KN>0.3=0.316.7500500=1252.5KN取N=1200.32KN。设柱箍筋为4肢，则同时柱受剪截面应符合如下条件：即7.3C柱承载力计算根据C柱内里组合，将支座中心处的弯矩换算至支座边缘，并于柱端组合弯矩的调整比较后，选出最不利内力进行配筋计算。由C柱内力组合表查得：。满足轴压比限制的要求。正截面承载力的计算底部与C柱的节点的梁端弯矩值由内力组合表查得：左震：右震：取左震底部与C柱节点的柱端弯矩值由内力组合表查得：左震：右震：取左震：。满足强柱弱梁的要求。根据C柱内力组合表，选择最不利内力，并考虑上述各种调整及承载力抗震调整系数后，各截面控制内力如下：1-1截面1、2、2-2截面1、2、3-3截面1、2、截面采用对称配筋，具体配筋计算见表表7.14D柱配筋如下截面M（KN.M）412.6160.4307.4148.3397.8298.3N（KN）573.5120.8633.31561.7658.51586.942001.254200=4500500470720.0132.8485.494.9604.2188.014114114100.9805.500720.0133.8485.4100.4604.2188.08.410.51.00.961.00.771.01.01.01.01.01.031.171.081.281.061.20741.6156.55524.2128.5640.5225.6961.6376.55744.2348.5860.5225.60.1460.3080.1610.3980.1680.404偏心性质大偏心大偏心小偏心大偏心1904126.391248.5801787.31087.0选筋425420425实配1963.61256.81963.61.571.181.577.4C斜截面承载力验算由正截面计算中的第2-2、3-3截面的控制内力得：柱的抗剪承载能力：(19)式中，λ——框架的计算剪跨比。；当λ<1时，取λ=1；当λ>3时，取λ=3；N——考虑地震作用组合的框架柱轴向压力设计值，当N>0.3fcA时，取N=0.3fcA.取，=3.0取，设柱箍筋为四肢箍φ8@150,则同时柱受剪截面应符合如下条件：即，可。7.5梁的正截面受弯承载力计算从梁内力组合表中，分别选出AB跨跨间截面及支座截面的最不利内力，并将支座中心处的弯矩换算为支座边缘控制截面的弯矩进行配筋计算。支座弯矩：跨内弯矩控制截面，即支座边缘处的正弯矩，由梁内力组合表，可求得相应的剪力:则支座边缘处: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，梁内纵向钢筋选HRB400级钢筋().下部跨间截面按单筋T形截面计算因为：属第一类T形截面实配钢筋225+222将下部跨间截面的425+220，钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋（）再计算相应的受拉钢筋As即支座D上部：220+222支座C上部实取325+122,7.6梁斜截面受剪承载力计算DC跨=470.9KN故截面尺寸满足要求。梁端加密区箍筋取4肢φ@100，箍筋用HPB235级钢筋，（），则=340.96>153.16加密区长度取1.0m,非加密区箍筋取4肢φ8@150，箍筋设置满足要求。CB跨：若梁端箍筋加密区4肢φ8@100，则其承载力为:=340.96>由于非加密区长度较小，故全跨可按加密区配置。框架梁纵向配筋见表7.61表7.61层次截面实配钢筋底支座395.890.0281770.381388.6425+2221.271.8296.92<018451388.6325+1221.331.8DC跨间395.890.0281770.381388.6425+2221.271.8图7.61弹朔性验算的层间位移图8.楼(屋)面板和楼梯设计的配筋8.1楼(屋)面板设计采用C35混凝土，板中钢筋采用HRB400板厚=100按弹性理论设计8.11楼面板设计楼面活荷载，板自重加面层及粉刷层等的横荷载.荷载计算2、跨度内跨：,,各区格板计算跨度列于表8.11内跨中最大弯矩为支座固定时，在作用下的跨中弯矩值与内力支座铰支时在作用下的跨中弯矩值之和。混凝土的波松比取0.2；支座最大负弯矩为当内支座固定时作用下的支座弯矩。根据不同的支座情况，整个楼盖可以分为A、B、C按弹性理论计算的弯矩值表8.11表8.11区间ABC（）3.32.43.3（）63.33.60.550.730.92’3、截面设计,假定选用8的钢筋，则方向跨中截面的=80,方向跨中截面的=72,支座截面的=80截面设计用的弯矩：楼盖周边设圈梁，且周边与梁整体连接，由于在两个方向受到支撑构件的变形约束，整块板内存在穹顶作用，使板内弯矩大大减小。鉴于这一有利因素，对四边与梁整体连接的板，可以按规范进行折减，故A、B、C、D的跨中弯矩及A-A支座弯矩减少20%。楼板的角区格不折减，A区格不用折减。为了便于计算，近似取=0.95，（20）截面配筋计算结果及实际配筋列于下表8.12表8.12项目()()配筋实际跨中A区格方向804.8300.75φ8@160314.0方向721.873130.4φ8@160314.0B区格方向801.730.8=1.3886.47φ8@160314.0方向722.920.8=2.34162.9φ8@160314.0C区格方向802.480.8=1.99124.7φ8@160314.0方向721.960.8=1.57109.3φ8@160314.0A折减区格方向804.80.8=3.84240.6φ8@160314.0方向721.870.8=1.50104.4φ8@160314.0支座A——A808.80.8=7.04441.1φ8@100503.0A——B806.060.8=4.85303.88φ8@160314.0B——C805.030.8=4.02251.9φ8@160314.0B——B803.160.8=2.53158.5φ8@160314.0C——C804.320.8=3.46216.8φ8@160314.08.12屋面板设计即第（4）轴、第（6）轴间顶层屋面板的配筋计算荷载计算按弹性理论计算的弯矩值表8.13表8.13EFG（）3.32.43.3（）63.33.60.550.730.92’截面配筋计算结果及实际配筋列于下表8.14表8.14配筋实际跨中E区格方向804.480.8=3.58224.3φ8@160314.0方向721.760.8=1.4198.2φ8@160314.0F区格方向802.420.8=1.94121.6φ8@160314.0方向721.100.8=0.88φ8@160314.0G区格方向802.670.8=2.14134.1φ8@160314.0方向722.330.8=1.86φ8@160314.0支座E——E807.630.8=6.10382.2φ8@120419.0E——F805.360.8=4.29269.0φ8@160335.0F——F803.570.8=2.86179.2φ8@160314.0F——G804.970.8=3.98249.4φ8@160314.0G——G805.350.8=4.28269.0φ8@160314.08.2楼梯设计采用C35的钢筋混凝土,板采用HPB235,梁采用HRB3358.21梯段板设计取板厚,即：3600/30=120,板倾角,取宽板带作为计算单元恒荷载分项系数取1.2，活荷载分项系数γQ=1.4表8.21楼梯扳的荷载荷载种类荷载标准值()恒荷载水磨石面层（0.35+0.15）×0.65/0.3=0.95三角形踏步0.5×0.3×0.15×25/0.2=1.88混凝土斜板0.12×25/0.894=3.36板底抹灰0.02×17/0.894=0.38小计6.6活荷载3.5总荷载设计值:截面设计板水平计算跨度：弯矩设计值为：板的有效高度:选配10@100，分布筋每级踏步18。梯段板配筋见结施8.22平台板设计设计平台板厚，取板带宽计算荷载统计见下表8.22表8.22平台板荷载荷载种类荷载标准值()恒荷载水磨石面层0.65厚混凝土板0.07×25=1.75板底抹灰0.02×17=0.34小计2.74活荷载3.5总荷载设计值截面设计平台板的计算跨度弯矩设计值板的有效高度选配6/8@140，8.23平台梁计算设平台梁截面尺寸为荷载计算表8.23表8.23平台梁的荷载荷载种类荷载标准值()恒荷载梁自重0.2×（0.35-0.17）×25=1.4梁侧粉刷0.02×（0.35-0.07）×2×17=0.19平台板荷载2.74×1.8/2=2.47梯段板荷载6.6×3.6/2=11.88小计15.94活荷载3.5×（3.6/2+1.8/2）=9.45总荷载设计值:=1.2×15.94+1.4×9.45=32.36截面设计计算跨度：弯矩设计值为：剪力设计值:截面按倒L型计算梁的有效高度:经判断为第一类T型截面选配314,配置6@200的箍筋，则斜截面受剪承载力:9.基础设计采用筏板基础，这种基础能减小地基单位面积上的压力，提高基础的整体刚度，减小不均匀沉降。筏板厚取400mm，纵横向肋梁等厚，尺寸为800mm400mm。地基承载力特征值fak=105Kpa=213.3混凝土强度等级为C25（fc=11.9,ft=1.27）,地板钢筋和基础肋梁纵筋分别选用HRB335级钢筋（fy=fy=300）和HRB400级钢（fy=fy=360N/MM2），箍筋为HPB235级钢(fyv=210)基础底面积的确定在竖向荷载作用下，如将XOY坐标系原点置于筏板基础形心处，则基底反力按下试计算：（23）试中分别为竖向荷载对X轴和Y轴的偏心距，分别为片筏基础底面对X轴和Y轴的惯性距，x，y分别为计算点的X轴和Y轴的坐标。由于本结构对称，竖向荷载作用下基底反力计算公式简化为：试中为上部结构传至底层各框架柱底的轴向力标准值的总和；G为包括底层墙重，地面恒载，活荷载等的重力荷载标准值基础梁，板内力分析，由于前面已知条件计算得G=16