新华书店综合楼毕业设计计算书

摘要本文的毕业设计主要讲述了综合楼设计。设计的内容主要为结构设计。毕业设计是土木工程专业的必修课程，我的设计是综合楼设计，设计采用钢筋混凝土现浇框架结构，建筑层数为七层，建筑总高度31.0m，总建筑面积5445㎡，底层占地面积为806.88㎡。根据设计要求，设防烈度为7度，抗震等级为三级，设计中要考虑抗震设计。设计包括结构部分、楼梯、基础等。根据任务书定出各层平面图及平面布置。本方案主体结构为双向承重框架，横向框架等跨。在进行荷载计算和构件截面估算后，选取了一榀框架进行计算，计算内容包括框架梁柱截面尺寸的选取及线刚度的计算；地震作用下梁端、柱端弯矩、剪力的计算；框架梁柱配筋计算；楼梯配筋计算及基础配筋计算。框架受力钢筋主要采用Ⅱ级钢筋，箍筋主要采用Ⅰ级钢筋，楼梯采用钢筋混凝土板式楼梯；由于柱网的限制，基础采用钢筋混凝土柱下独立基础。整个方案设计基本符合设计和结构要求，具有一定的通过对综合楼楼层平面图、剖面图、构造图的绘制和结构的设计，熟悉了设计的全过程，掌握了结构设计计算的基本方法，创造性地完成了毕业设计任务。同时，对这些年所学的专业知识和基本概念有了更深的理解，从而提高了分析和解决实际问题的能力。关键词：土木工程钢筋混凝土结构框架结构楼梯独立基础恒载活载地震作用建筑面积荷载设计值荷载效应计算概念设计结构设计设计理念AbstractThepapermainlypresentsthedesignofsyntheticalbuilding．Thisdesignincludesconstructiondesign．Designprojectforgraduationiscivilengineeringspecialfieldofstudyrequiredcourse,Itisthatthesyntheticalbuildingdesignstooriginallydesign.Thisschemeadoptsthecast-in-placeframestructureofarmoredconcrete.Structurerandorderisthreelayer.Structuretotalheight31.0meterandsurfarcearea5445suquaremeter,thefloorspaceofgroundflooris806.88㎡.Accordingtothedesigningrequirement,theearthquakeintensityis7degreestosetupdefences,thegradeofantidetonationistwograde,consideraseismaticdesigninthedesign.Designprojectincludeconstructurepart、staireandfoundation,accordingtoassignmentbookdefineeverylayerblueprlineandplarearrange.Theagentstructureisatwo-waybearingframe,horizontalframe,etc.arestepped.Inisitisitcalculateandcomponentsectionafterestimating,chooseonePinframecalculatetoloadtogoon,considerationsubstareceincludeselectframecolumnsectionmeasurementandthreadrigidity;calculateseismicactionproduceroofbeamextremityandcolumnextremitybendingmoment、shearandaxlepower;Frameinterralforcemakeup;Matesteel;Stairsmatesteelandfoundationmatesteelcalcucate.ThisofficebuildingadouptLmodelarragnge.FramebesubjecttopowersteeladoptⅡlevelandhoopsteeladoptⅠlevel.Staireadoptsteelconcretetypeofmeterforchineseandfoundationadoptlinearleaf.Thewholeconceptualdesignaccordswiththedesignandstructuredemandbasically,havecertaincreativityandrationality.Throughthedesignofsyntheticalbuildingfloorconstruction,anddrawingfloorplan，constructedprofileandconstructionaldrawing,Iamfamiliarwiththeprincipledesignofconstruction,andcontrolledthebasicmethodsofcomputationoftheconstructiondesign,andmyworkiscreative.atthesametime,Ihaveadeeperunderstandingofthefirstseveralyears’professionlearningandthefoundationknowledge.asaresult,Myabilitythatanalyzingandsolvingtheactualproblemsisincreased.Keyword:CivilengineeringReinforcedconcretestructureframestructurestaireslinearleaffoundationdeadloadsliveloadsbendingmomentsurfaceareadesignvalueofaloadloadcombinationcomputationConceptdesignconstructiondesigndesignprinciple目录第一章前言 1第二章工程概况和结构设计方案 32.1工程概况 32.1.1设计规模 32.1.2各部分工程构造 32.2结构方案设计 32.2.1设计资料 32.2.2结构 4第三章结构计算 53.1荷载计算 53.1.1初估梁柱截面 53.1.2重力荷载计算 63.1.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算 73.2框架内力计算 113.2.1采用结构设计软件PKPM进行计算 113.2.2简化计算 133.3标准层板、次梁的结构计算 233.3.1板的结构计算 233.3.2次梁的结构计算 303.4楼梯结构计算 333.4.1二至五层楼梯计算 333.4.2底层和六层楼梯计算 363.5基础结构计算 383.5.1基础设计 393.5.2基础梁计算 533.6手算与电算比较 56第四章结束语 57谢辞 59参考文献 60附录一 61第一章前言毕业设计是土木工程专业本科培养的一个学习、实践、探索和创新相结合的实践性教学环节，是土木工程专业人才培养过程中的一个重要阶段，其基本要求是：1、加强基本功：巩固、深化、综合大学前几年的基础理论和专业知识；2、培养创新能力：提高面向工程实际提出问题、分析问题、解决问题的能力，创新性的完成毕业设计工作；3、学习正确的工作方法和基本技能：学会课题调研、文献检索和工具书、标准及规范的使用，掌握工程制图、设计计算、计算机应用等；4、树立吃苦耐劳精神和团队精神：形成认真踏实、刻苦钻研的学习态度，善于组织、协调一致；5、接受较为完整的职业教育：通过毕业设计，对建筑设计、施工、科研工作的全过程有相对完整的认识，为毕业后从事工程领域的设计、施工、研究、管理等方面的工作奠定良好的基础。毕业设计是教学计划的最后一个教学环节，通过毕业设计可以培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识以及分析并解决实际工程技术问题的能力，让学生熟悉设计全过程，掌握设计方法和设计技能。因此，毕业设计指导老师和学生都非常重视。毕业设计工作模式描述：为了能较好的组织好毕业设计，可将毕业设计明确划分为三个工作阶段，即：毕业设计的准备阶段、方案设计阶段、毕业设计施工图阶段。：本次毕业设计的重点在概念设计（结构部分），着重理解在结构设计中的结构方案选择、荷载整理、荷载组合、抗震设计要求、框架结点构造、基础设计要点、施工技术措施等。在毕业设计的过程中，熟悉相关的书籍、规范、程序使用手册如《民用建筑设计通则》、《建筑设计防火规范》、《建筑结构荷载规范》等通用性规范。在设计的过程中注意的问题是正确处理建筑设计和结构设计的关系：建筑设计主要解决以下问题：①环境、场地、体形；②与人的活动有关的空间组织；③建筑技术问题。结构设计主要解决以下问题：①结构形式；②结构材料；③结构的安全性、适用性、耐久性；④结构的连接构造和施工方法。这次毕业设计我们小组要完成的题目是姜堰市新华书店综合楼的设计，这个设计主要是依据任务书中所给出的建筑物中设置的房间及使用的面积和收集的资料。我们先后参观了多处已建或在建建筑，这为我们毕业设计提供了充足的实践素材，并且到土木系资料室及图书馆借阅建筑规范、抗震规范、钢筋混凝土规范及结构计算计算手册等，为我们设计提供了理论资料和计算依据。我设计的总建筑面积为5445m²，底层占地面积为806.88㎡，总高为31.0m。根据设计任务书和现行规范的要求，我分别对该综合楼进行了基地的选址、综合楼的总平面图布置和我的综合楼的结构设计部分完成了该房屋的结构平面布置，以一榀框架为例对框架进行设计、计算：横向框架在水平地震作用下的承载力计算，并且设计了柱下独立基础和楼梯。根据以上设计绘制了相应的建筑施工图和结构施工图。这次毕业设计得到张老师对设计全过程的指导，在此，对张老师表示感谢。由于学生初次接触全面的设计，在理论和经验上都很欠缺，设计水平十分有限，设计中存在不少缺点和错误，恳请各位老师及同学给予批评指正。 第二章工程概况和结构设计方案 2.1工程概况2.1.1设计规模1.本次设计的题目为“姜堰市新华书店综合楼”2.建筑面积：5445㎡，结构共七层，首层层高5.7m,其他层层高3.9m,第六层层高4.8m,突出层层高3m2.1.2各部分工程构造1.屋面:刷浅色反光涂料SBS沥青防水卷材一层40厚C30号细石混凝土内配双向钢筋Φ4,中距200,粉平压光70厚水泥防水珍珠岩块保温层改性涂料隔汽层20厚1:3水泥找平层,现浇钢筋混凝土板刷纯水泥浆一道(掺水重3～5%107胶)8厚1:0.3:3水泥石灰膏沙浆打底3厚细纸筋石灰粉面刷106胶2.楼面:8～10厚地砖贴面,干水泥擦缝5厚1:1水泥细沙浆结合层20厚1:3水泥沙浆找平层现浇钢筋混凝土楼板刷纯水泥浆一道(掺水重3～5%107胶)8厚1:0.3:3水泥石灰膏沙浆打底3厚细纸筋石灰粉面刷106胶3.墙体:填充墙:200mm厚多孔砖2.2结构方案设计2.2.1设计资料主体结构采用现浇钢筋混凝土-结构体系；设计使用年限为50年，设计基准期为50年；建筑物安全等级二级；基础设计等级为丙级；本工程所处地区抗震设防烈度7度，设计基本地震加速度0.1g；建筑场地类别：II类，特征周期Tg＝0.35秒；基本风压(标准值)0.55KN/m2；工程地质条件：一层：填土顶部标高：-0.50m底部标高：-1.00m特征：松散，低强；二层：粉质粘土顶部标高：-1.00m底部标高：-3.20m特征：可塑性好，颜色灰黄～灰，中密，强度设计值为240kPa，为持力层；三层：细砂土和石灰石顶部标高：-3.20m底部标高：-4.50m特征：颜色青灰～灰，中密，强度设计值200kPa.2.2.2结构1.楼板采用现浇钢筋混凝土板。楼梯为现浇板式楼梯2.材料情况：混凝土：C30（基础、梁、板、柱）。纵向受力钢筋：HRB335级（梁）；HRB335级（柱）；箍筋：HPB235级钢筋，基础：HPB235级钢筋3.施工：梁、板、柱都采用现浇。第三章结构计算3.1荷载计算3.1.1初估梁柱截面(一)梁截面板厚：h≥l0/40=60mm,取板厚120mm主梁：hb=(l0/15～l0/10)=8200/15～8200/10=547mm～820mm,取hb=800mbb=800/2=400mm同理，次梁取hb=700mm,bb=300mm(二)柱截面柱截面尺寸可根据柱的轴压比按下列公式估算：式中：N为柱组合的轴压设计值；F为简支状态计算的柱的负载面积；gE为折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可根据实际荷载计算，也可近似取15～18kN/m；β为考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25，等跨内柱取1.2；n为验算截面以上楼层层数；AC为柱截面面积；fC为混凝土轴心抗压强度设计值；[]为框架柱轴压比限值，此处可进似取，即对一级、二级和三级抗震等级，分别取0.7，0.8和0.9。该框架结构的抗震等级为三级，其轴压比限值[N]=0.9；各层的重力荷载代表值近似取15kN/m2。第一层柱截面面积为：边柱Ac≥中柱Ac≥柱取值如下：一至四层：中柱：800mm×800mm，边柱：700mm×700mm五至顶层：中柱：600mm×600mm，边柱：400mm×400mm(三)基础选用柱下独立基础，基础埋深2.00m，距基顶1.002～6层柱高即为层高，取3.9m,7层柱高为3m,底层柱高度从基础顶面取至一层板底,即H1=4.8+1.00-0.12=5.7m。图3-1一榀框架计算简图3.1.2重力荷载计算(一)屋面永久荷载标准值SBS沥青防水卷材一层0.05kN/m240厚C30号细石混凝土内配双向钢筋Φ4,中距2000.04×25=1.0kN/m270厚水泥防水珍珠岩块保温层0.07×4=0.28kN/m220厚1:3水泥找平层,现浇钢筋混凝土板0.02×20=0.4kN/m28厚1:0.3:3水泥石灰膏沙浆打底0.008×17=0.14kN/m23厚细纸筋石灰粉面0.003×17=0.05kN/m2板自重25×0.12=3.0kN/m2合计4.92kN/m2(二)楼面永久荷载标准值8～10厚地砖贴面,干水泥擦缝0.65kN/m25厚1:1水泥细沙浆结合层0.005×20=0.1kN/m220厚1:3水泥沙浆找平层0.02×20=0.4kN/m2现浇钢筋混凝土楼板0.12×25=3.0kN/m28厚1:0.3:3水泥石灰膏沙浆打底0.008×17=0.14kN/m23厚细纸筋石灰粉面0.003×17=0.05kN/m2合计4.34kN/m23.1.3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、门、窗等可计算出单位面积上的重力荷载。墙重:(砌体与抹灰之和)抹灰:外墙面外抹灰:20厚水泥沙浆0.4kN/m2外墙面及内墙面抹灰:20厚石灰沙浆0.34kN/m2总墙重:外墙3.2+0.4+0.34=3.94kN/m2内墙3.2+0.34×2=3.88kN/m2铝合金窗:0.4kN/m2玻璃幕墙：1.2kN/m2钢铁门：0.45kN/m2电梯:7.0kN/m2活荷载：雪活载：0.35kN/m2厕所：2.0kN/m2教室、办公室：2.0kN/m2楼梯：3.5kN/m2商场、茶室、少年活动中心3.5kN/m2舞厅4.0kN/m2梁重：（考虑梁上抹灰，取梁自重26kN/m3）主梁：26×0.4×(0.8-0.12)=7.07kN/m次梁：26×0.3×(0.7-0.12)=4.52kN/m柱：（考虑到柱子抹灰，取柱子自重26kN/m3）一至四层：中柱26×0.8×0.8=16.64kN/m边柱26×0.7×0.7=12.74kN/m五至顶层:中柱26×0.6×0.6=9.36kN/m边柱26×0.4×0.4=4.16kN/m各层楼层重量(各层重力荷载代表值计算如下)屋面活荷载：（8.2+0.2）×(8.2+0.2)×2×0.35×0.5=24.70kN屋面恒荷载:（8.2+0.2）×(8.2+0.2)×2×4.92=694.31kN梁、柱荷载:4.16×9×1.5+(11×8.2+1.8×2)×4.52=480.136kN屋面下半层:墙自重:[(8.2×2+4.8×2)×2×1.15×3.94+0.08×26×1.15×2×15.4+1/4×2×3.14×3.4×1.15×2×1.2]/2=162.009kN屋面荷载:G7=(24.7+694.31+480.136+162.009)=1361.155kN六层上半层:女儿墙:(26.4+17+17+26.4)×2.1×3.94=718.183kN六层活荷载(26.4+0.2)×(17+0.2)×0.35×0.5=80.07kN六层恒荷载:(26.4+8.2+0.2)×(25.2+0.2)×4.92=4348.886kN六层上半层墙自重:{[(8.2×2+4.8×2)×1.15+(8.2×2+4.8×2)×1.15]×3.94+0.08×(26×1.15+26×1.15)×15.4+[(1/4×2×3.14×3.4)×1.15+(1/4×2×3.14×3.4)×1.15]×1.2}/2=162.009kN梁、柱荷载:0.4×(1.2-0.12)×6×26×16.4+7.07×8×(8.2-0.6)+4.52×38×(8.2-0.6)+4.16×15×(4.8+3)/2+5×9.36×(4.8+3)=3266.341kN六层下半层:玻璃幕墙:(2×1/4×2×3.14×3.4×4.8)×1.2/2=24.982kN铝合金窗:2.7×3×20×0.4/2=32.4kN墙自重:(8.2-0.4-0.3)×14×(4.8-0.8)×3.94/2+(8.2-0.2)×22×3.88×(4.8-0.8)/2=2159.016kN六层荷载:G6=718.183+80.07+4348.886+162.009+3266.341+24.982+32.4+2159.016=10791.887kN五层上半层等于六层下半层:24.982+32.4+2159.016=2216.398kN五层楼面恒荷载:{33.6×25.2-[(3.4+0.2)×(8.2+0.2)]×2+8.2×1.8}×4.34=3607.582kN五层楼面活荷载:[(8.2+0.2)×(8.2+0.2)×9×2+(8.4×8.4+8.4×2)×4+8.4×5×2×2+2×8.4×3.6×3.5]×0.5=1052.52kN梁、柱荷载:15×4.16×3.9+5×9.36×3.9+0.4×1.08×6×26×16.4+9×7.07×(8.2-0.6)+39×4.52×(8.2-0.6)+(1.8×2+8.2+6.1×2+4.8+4.6)×4.52=3505.393kN五层下半层玻璃幕墙:(33.6-4.8×2)×3.9/2×1.2×2+25.2×3.9/2×1.2×2+0.08×4.8×2×3.9×0.5×15.4×2×2=322.508kN墙:4.8×2×3.1×0.5×2×2×3.94+(16×8.2+6.2×5+4.1×2+4.8+4.6)×3.1/2×3.88=1315.826kN五层荷载:G5=2216.398+3607.582+1052.52+3505.393+322.508+1315.826=12020.227kN四层上半层等于五层下半层:322.508+1315.826=1638.334kN四层楼面恒荷载:{33.6×25.2-[(3.4+0.2)×(8.2+0.2)]×2+8.2×1.8}×4.34=3607.582kN四层楼面活荷载:[(8.2+0.2)×(8.2+0.2)×10×2+8.4×5×2×2+8.4×3.6×3.5×2+8.4×2×2]×0.5=965.16kN梁、柱荷载:15×12.74×3.9+6×16.64×3.9+15×7.07×(8.2-0.8)+37×4.52×(8.2-0.8)+(1.8×2+8.2+4.8+4.6)×4.52=3252.836kN四层下半层:墙:322.508+234.509+(18×8.2+4.8+4.6+2.8×4+6.1×4)×3.1/2×3.88=1715.313kN四层荷载:G4=1638.334+3607.582+965.16+3252.836+1715.313=11179.225kN三层下半层:墙:322.508+234.509+(14×8.2+4.8+4.6+6.2×6)×3.1/2×3.88=1556.544kN其他荷载与四层相同三层荷载:G3=1638.334+3607.582+965.16+3252.836+1556.544=11020.456kN二层楼面恒荷载等于三层楼面恒荷载:3607.582kN二层楼面活荷载:[8.4×8.4×6×3+8.4×8.4×4×2+(8.4×5+8.4×2)×3+8.4×5×2+8.4×3.6×3.5×2]×0.5=1153.32kN二层上半层等于三层下半层：1556.544kN梁、柱荷载：15×12.74×3.9+6×16.64×3.9+15×7.07×7.4+30×4.52×7.4+(6.1×2+8.2+1.8×2+4.6+4.8)×4.52=3037.844kN二层下半层:墙:322.508+234.509+(8×8.2+4.8+4.6)×(3.9-0.8)/2×3.88=1008.067kN二层荷载:G2=1556.544+3607.582+1153.32+3073.844+1008.067=10399.357kN一层上半层等于二层下半层:1008.067kN一层楼面恒荷载等于二层楼面恒荷载:3607.582kN一层楼面活荷载:[(8.4×8.4×8+8.4×5+8.4×2+8.4×3.18)×3+8.4×5×2+(8.4×3.6×2+8.4×5.22)×3.5]×0.5=1199.562kN梁、柱荷载:15×12.74×(3.9+5.7)/2+6×16.64×(3.9+5.7)/2+15×7.07×7.4+28×4.52×7.4+(8.2+1.8×2+6+4.8)×5.46=3241.222kN一层下半层:铝合金窗:4×3.4×20×0.4=108.8kN墙:(33.6-4×7+33.6-4×5+25.2-4×4+25.2-4×4)×4.9/2×3.94+(6×8.2+4.8+3.5+4.8)×4.9/2×3.88=926.659kN一层荷载:G1=1008.067+3607.582+1199.562+3241.222+108.8+926.659=10091.892kN图3-2集中于各层标高处的重力荷载代表值Gi3.2框架内力计算3.2.1采用结构设计软件PKPM进行计算（一）计算过程1．在PMCAD中建模（1）主梁尺寸：400mm800mm次梁、连系梁尺寸：300mm700mm（2）柱尺寸：700mm700mm（3）本结构为四层的框架结构，但是由于每层都不一样，共建了6个标准层，底层层高5.7m，其它层层高（4）楼面恒载：4.34活载：2.0屋面恒载：4.92活载：2.0（5）梁由于考虑到门窗的折减，梁间荷载为：12.30屋面梁上女儿墙的梁间荷载为：8.27（6）在本层信息里：板厚120mm，板混凝土强度等级30，梁柱混凝土强度等级30，梁柱钢筋类别HRB3352．在PM2中对楼面布置信息进行修改，楼面所有开洞的地方板厚全部改为0，其它与楼板厚度不一样的都需要修改3．在PM3中对楼面恒活进行修改，楼梯的恒载改为7.0，走廊和楼梯处的活载改为3.5。在最后一项导荷方式里面对楼板传递荷载的方式进行修改（改为按单向板或按双向板传递）4．进入PM5绘制结构平面图，需要对配筋参数进行修改，把钢筋级配表中不是50倍数的间距全部删除，钢筋直径大于12的用二级钢，双向板计算按弹性算法，梁和楼板都是按固端计算，绘图参数钢筋不编号，柱不涂黑。所有参数修改好后进行楼板计算，然后得出各层板的配筋面积和配筋图。5．进入SAT-8第一项接PM生成SATWE数据，执行第一条（分析与设计参数补充定义），设计信息：结构重要性系数为1.0，柱配筋计算原则按单偏压计算总信息：钢材容重78，混凝土容重25风荷载信息：地面粗糙类别为B类，基本风压值0.55配筋信息：梁柱主筋强度300，梁柱箍筋强度210地震信息：结构规则，设计地震分组为第一组，设防烈度为7度，场地类别为二类，框架抗震等级为3级，计算振型个数为18个，周期折减系数0.8，特征周期0.35s调整信息：中梁刚度放大系数为2所有信息修改完毕以后进入第7条生成SATWE数据文件及数据检查。然后执行SAT-8第二项（结构内力，配筋计算）。再执行SAT-8第三项（PM次梁内力与配筋计算）。最后进入SAT-8第四项（分析结果图形和文本显示），执行第二条（混凝土构件配筋及钢构件验算简图），从这里可以得出梁柱的配筋面积和柱的轴压比，执行第七项（底层柱、墙最大组合内力简图），得出各种工况下底层柱最大内力组合，这也是基础设计的依据。（二）电算结果分析1．刚度比控制：对于结构薄弱层，规范要求其地震剪力放大1.15倍。在该工程中，平面无重大收进，侧向刚度逐渐均匀变化，竖向体型规则均匀，楼层不存在薄弱层，计算结果显示与分析符合。2．刚重比控制：该结构刚重比大于10，能够通过高规(5.4.4)的整体稳定验算，该结构刚重比大于20,可以不考虑重力二阶效应3．周期比控制：在该工程中平动为主的第一自振周期=0.8295，扭转为主的第一自振周期=0.7529，/=0.7529/0.8925=0.84<0.90，平面规则。4．剪重比控制：该工程选择振型数18个，计算有效质量系数X方向99.32%，Y方向99.09%，均大于90%，均满足要求。5．位移比控制：在X方向地震力作用下最大位移与层平均位移的比值为1.03在Y方向地震力作用下最大位移与层平均位移的比值为1.09在X方向地震力作用下最大层间位移与平均层间位移的比值1.03在Y方向地震力作用下最大层间位移与平均层间位移的比值1.09位移比均小于1.5，符合规范要求6．轴压比控制：通过比较发现每个楼层的轴压比均小于0.9，满足规范要求的三级抗震轴压比小于0.9的要求。7．层间位移角限值：X向最大层间位移角1/1086，Y向最大层间位移角1/965，均小于1/550，满足规范要求。通过对以上7个主要比值的比较分析，均满足规范的要求，所以电算的结果还是比较准确的。3.2.2简化计算(一)梁的线刚度在计算梁的线刚度时，考虑楼板对梁刚度有利影响,认为翼缘参加工作,为简化计算，先按矩形截面计算惯性矩，然后乘以一个增大系数。现浇钢筋砼梁：边框架梁=1.5I0中框架梁=2I0柱采用Ｃ30混凝土,梁采用Ｃ30混凝土，ＥC＝3×104kN/mm²I0=1/12×bh3表3-1横梁线刚度计算表层次类别Ec/(N/mm2)×104b/mmh/mmIo/mm4×109L/mmEcIo/l/N.mm×10101.5EcIo/l/N.mm×10102EcIo/l/N.mm×10101～4横梁340080017.0782006.259.3812.55～6一般横梁340080017.0782006.259.3812.5特殊横梁3400120057.61640010.5415.8121.083400120057.6820021.0731.6142.147横梁33007008.57582003.144.716.28表3-2柱线刚度计算表层次类型hc/mmEc/(N/mm2)b/mmh/mmIc/mm4EcIc/hc/N.mm1中柱57003.00×1048008003.41×101017.95×1010边柱57003.00×1047007002.0×101010.53×10102～4中柱39003.00×1048008003.41×101026.23×1010边柱39003.00×1047007002.0×101015.38×10105中柱39003.00×1046006001.08×10108.31×1010边柱39003.00×1044004002.13×1091.64×10106中柱48003.00×1046006001.08×10106.75×1010边柱48003.00×1044004002.13×1091.33×10107柱30003.00×1044004002.13×1092.13×1010柱的侧移刚度按下式计算:一般层：=D=首层：=D=表3-3柱D值计算表部位边框架边柱C1边框架中柱C2中框架边柱C3Kα1Dc1Kα2Dc2Kα3Dc37层3.30.62176083.30.62176084.40.69195966层7.10.78540314.10.8860969.40.82568023.80.92637347.50.96665031.70.94651130.80.94651115.80.8961655层5.70.74957511.40.85109987.60.791022212.50.861112725.00.931203316.70.891151618.20.901164510.20.84108694层0.60.23279081.20.38461100.80.29351893层0.60.23279081.20.38461100.80.29351892层0.60.23279081.20.38461100.80.29351891层0.90.48186681.80.61237241.20.5320613部位中框架中柱C4各层各柱刚度层间刚度Kα4Dc4ΣDc1ΣDc2ΣDc3ΣDc47层4.40.691959617608×217608×219596×219596×21488166层3.70.65228525403×3+63736096×2+6650+65115680×4+6511+616522852×3+30234+2496120708212.50.86302345.00.71249615层3.00.6393379575×3+1112710998×2+12033+1164510222×4+11516+1086939337×3+50483+439273612206.60.77504834.00.67439274层0.950.326622227908×446110×435189×666222×69045383层0.950.326622227908×446110×435189×666222×69045382层0.950.326622227908×446110×435189×666222×69045381层1.40.563712718668×423724×420613×637127×6516008(二)水平地震作用分析（底部剪力法）本框架结构符合底部剪力法的适用范围，故采用底部剪力法计算水平地震作用。1.框架自振周期计算表3-4结构顶点的假想侧移计算表层次Gi(KN)VGi(KN)∑Di(N/m)△ui(m)UT(m)612153.04212153.0422070820.07530.4527512020.22727615.5793612200.07650.3774411179.22538794.8049045380.04290.3009311020.45649815.269045380.05510.258210399.35060214.619045380.06660.2029110091.89270306.5025160080.13630.1363按下式计算基本周期T1，式中：μT为计算结构基本自振周期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；Ψτ为结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，框架结构取0.6～0.7，本题计算基本周期T1,结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响拆减系数,框架取(0.6～0.7)，故取ΨT=0.7uT=0.45m2.横向框架顶点位移计算考虑七度设防:地震分组为第Ⅰ组场地土类别为Ⅱ类场地Tg=0.35S因为T1=0.80s>1.4Tg=0.49S所以考虑顶部附加水平地震作用底部剪力为：а1=(Tg/T1)0.9×аmax=(0.35/0.8)0.9×0.08=0.038FEk=а1×Geq=0.038×0.85×67438.128=2178.25kNδn=0.08×0.8+0.07=0.13由公式Fi=(GiHi/ΣGjHj)×FEk×(1-δn)表3-5横向框架顶点位移计算层数HiGiGiHiGiHi/ΣGjHjFiVi729.14803.465139780.830.12227.41227.41626.110791.887281668.250.24454.82682.23521.312020.227256030.840.22416.921099.15417.411179.225194518.520.17322.161421.31313.511020.456148776.160.13246.361667.6729.610399.35099833.760.08151.611819.2815.710091.89257523.780.0594.751914.03图3-3剪力分布图(三)验算框架层间弹性位移角表3-6弹性位移角计算表层数层间剪力ＶI(kN)层间度Ｄi层间侧移ui=Vi/Di层hi(m)Ui/hi[θe]7227.411488161.53×10-329.10.53×10-46682.232070823.29×10-326.11.26×10-451099.153612203.04×10-321.31.43×10-441421.319045381.57×10-317.40.98×10-4<1/55031667.679045381.84×10-313.51.36×10-4=0.001821819.289045382.01×10-39.62.09×10-411914.035160083.71×10-35.76.51×10-4对于钢筋砼框架结构[Δθe]=1/550,Δθe<[Δθe]所以满足规范规定的层间弹性位移的要求。(四)楼层地震剪力的验算《抗震规范》要求：因基本周期小于3.5s，查《抗震规范》表得验算过程及其结果见下表。表3-7楼层地震剪力验算层次（KN）(KN)(KN)结论74803.4654803.4650.01678.86227.41满足610791.88712153.0420.016249.53682.23满足512020.22727615.5790.016441.851099.15满足411179.22538794.8040.016620.721421.31满足311020.45649815.2600.016797.041667.67满足210399.35060214.610.016963.431819.28满足110091.89270306.5020.0161124.901914.03满足(五)水平地震作用下框架柱剪力和弯矩计算（D值法:取横向中框架计算）柱剪力Vik=D/ΣD×Vi， 柱弯矩M下=Vik×Yi，M上=Vik×（1-Yi）×hi反弯点高度h’=(y0+y1+y2+y3)×hy=y0+y1+y2+y3h’——反弯点到柱下端质点的距离，即反弯点高度y0——标准反弯点高度比y1——为上、下层梁线刚度比变化修正值y2——为上层层高变化修正值y3——为下层层高修正值根据框架总层数m,该柱所在层数n和梁柱线刚度比值K确定，并由内插法根据K值确定。表3-8边柱反弯点高度计算表层h(m)y0y1y2y3Y734.40.450.05000.564.89.40500000.553.97.60.500000.543.90.80.450000.4533.90.80.450000.4523.90.80.500000.515.71.20.630000.63表3-9中柱反弯点高度计算表层h(m)y0Y1y2Y3y734.40.450.05000.564.83.70.490000.4953.93.00.50000.543.90.950.450000.4533.90.950.450000.4523.90.950.50000.515.71.40.610000.61表3-10边柱弯矩计算表层HΣDDD/ΣDViVikKYM下M上73148816195960.132227.4130.024.40.545.0345.0364.820708256800.027682.2318.429.40.544.2144.2153.9361220102220.0281099.1530.787.60.560.0260.0243.9904538351890.0391421.3155.430.800.4597.28118.9033.9904538351890.0391667.6765.040.800.45114.15139.5123.9904538351890.0391819.2870.950.800.50138.35138.3515.7516008206130.041914.0376.561.200.63274.93161.47表3-11中柱弯矩计算表层HΣDDD/ΣDViVikkYM下M上73148816195960.132227.4130.024.40.545.0345.0364.8207082228520.110682.2375.053.70.49176.52183.7253.9361220393370.1091099.15119.813.00.5233.63233.6343.9904538662220.0731421.31103.760.950.45182.01222.5733.9904538662220.0731667.67121.740.950.45213.65261.1323.9904538662220.0731819.28132.810.950.50258.98258.9815.7516008371270.0721914.03137.811.40.61479.17306.35计算过程（1）（2）;（3）(六)地震作用下框架梁端剪力和柱轴力标准值计算过程：根据节点平衡由柱端弯矩求得梁轴线处弯矩ΣMc=M右+M左=M上+M下；M右(左梁)=μ1McM左(右梁)=μ2Mc求得边跨μ1=1μ2=1中跨μ1=0.5μ2=0.5表3-12地震作用下框架梁端剪力与弯矩计算表楼层AB跨梁端剪力BC跨梁端剪力CD跨梁端剪力LM左M右VELM左M右VELM左M右VE78.245.0345.0310.9////////68.289.24114.3824.88.2114.3891.8625.28.291.8644.2116.658.2104.23205.0837.78.2205.08205.0850.08.2205.08104.2337.748.2178.92228.149.68.2228.1228.155.68.2228.1178.9249.638.2236.79221.5755.98.2221.57221.5754.08.2221.57236.7955.928.2252.5236.3259.68.2236.32236.3257.68.2236.32252.559.618.2299.82282.6771.08.2282.67282.6768.98.2282.67299.8271.0表3-13柱轴力计算表楼层A柱B柱C柱D柱710.9810.98//635.8111.300.328.56573.5323.612.6220.864123.1729.5918.6126.853179.0731.4520.4728.712238.6833.4222.4430.681309.7235.5224.5432.78图3-4水平地震作用下的弯矩图图3-5水平地震作用下的轴力图3.3标准层板、次梁的结构计算3.3.1板的结构计算(一)结构布置梁、板结构布置及构造尺寸如图所示。图3-6梁、板结构布置图(二)单向板计算选取有代表意义的板B1，运用弹性理论进行计算。板的l2/l1＝8200/3400＝2.41，按单向板设计，增加纵向构造配筋。板的厚度取h＝120mm，次梁的截面尺寸为：b×h＝300mm×7图3-7（a）板平面示意图（b）板计算简图材料选用：C30混凝土：fc＝14.3N/mm2；ft＝1.43N/mm2钢筋：HPB235：fy＝210N/mm2；f‘y＝210N/mm21.荷载恒荷载标准值1m板宽恒荷载标准值gk=4.34kN/m活荷载标准值1m板宽活荷载标准值qk=2.0kN/m1m板宽恒荷载设计值g=1.20×4.34=5.21kN/m1m板宽活荷载设计值q=1.3×2.0=2.6kN/m1m板宽活全部荷载设计值p=g+q=5.21+2.6=7.81kN/m2.内力计算跨度l0＝3.4－＋＝3.31mb＝1000mm，h＝120mm，h0＝120－20＝100mm，a1M支座＝－1/12×7.81×3.312＝－7.13kN·mM跨中＝0.042×7.81×3.312＝3.59kN·m计算公式如下：（5-1）（5-2）（5-3）表3-14板正截面受弯计算表层次标准层截面跨中支座M（KN·m）3.59-7.13as0.0250.05ξ0.02530.051As（mm2）172.3347.3选配钢筋φ8@200φ8@125实配面积（mm2）251402板的最小配筋面积为：As＝bh0ρmin＝1000×100×0.2％＝200满足要求长边按构造配筋，选φ8@200选取B5计算M支座＝－1/12×7.81×（2-0.3）2＝－1.88kN·mM跨中＝0.042×7.81×1.72＝0.95kN·m跨中钢筋取φ8@200，实配面积251mm2；支座钢筋取φ8@200，实配面积251mm长边按构造配筋，选φ8@200选取B12计算M支座＝－1/12×7.81×（4.1-0.3）2＝－9.40kN·mM跨中＝0.042×7.81×3.8＝4.74kN·m跨中钢筋取φ8@200，实配面积251mm2；支座钢筋取φ8@125，实配面积402长边按构造配筋，选φ8@200选取B8计算M支座＝－1/12×7.81×（4.8-0.3）2＝－13.18kN·mM跨中＝0.042×7.81×4.52＝6.64kN·m跨中钢筋取φ8@200，实配面积251mm2；支座钢筋取φ8@125，实配面积402mm长边按构造配筋，选φ8@200选取B9计算M支座＝－1/12×7.81×（3.4-0.3）2＝－6.25kN·mM跨中＝0.042×7.81×3.12＝3.15kN·m跨中钢筋取φ8@200，实配面积251mm2；支座钢筋取φ8@125，实配面积402长边按构造配筋，选φ8@200(三)双向板计算选取B2计算l01/lO2=4.8/8.2=0.59M1=(0.0367+0.2×0.0076)(g+q/2)l012+(0.082+0.2×0.0242)l012=0.0382×6.51×4.82+0.0868×1.3×4.82=8.33kN·m/mM2=(0.0076+0.2×0.0367)(g+q/2)l012+(0.0242+0.2×0.082)l012=0.0149×6.51×4.82+0.0407×1.3×4.82=3.45kN·m/mM1’=M1”=-0.0793(g+q)l012=-0.0793×7.81×4.82=-14.27kNM2’=M2”=-0.0571(g+q)l012=-0.0571×7.81×4.82=-10.27kN选取B11计算l01/lO2=4.8/8.2=0.59M1=(0.0384+0.2×0.0059)(g+q/2)l012+(0.082+0.2×0.0242)l012=0.0396×6.51×4.82+0.0868×1.3×4.82=8.54kN·m/mM2=(0.0059+0.2×0.0384)(g+q/2)l012+(0.0242+0.2×0.082)l012=0.0136×6.51×4.82+0.0407×1.3×4.82=3.26kN·m/mM1’=M1”=-0.0814(g+q)l012=-0.0814×7.81×4.82=-14.65kNM2’=M2”=-0.0571(g+q)l012=-0.0571×7.81×4.82=-10.27kN选取B3计算l01/lO2=4.1/8.2=0.5M1=(0.0385+0.2×0.0056)(g+q/2)l012+(0.0965+0.2×0.0174)l012=0.0396×6.51×4.12+0.1×1.3×4.12=6.52kN·m/mM2=(0.0056+0.2×0.0385)(g+q/2)l012+(0.0174+0.2×0.0965)l012=0.0133×6.51×4.12+0.0367×1.3×4.12=2.26kN·m/mM1’=M1”=-0.0829(g+q)l012=-0.0829×7.81×4.12=-10.88kNM2’=M2”=-0.0570(g+q)l012=-0.0570×7.81×4.12=-7.48kN选取B10计算l01/lO2=4.1/8.2=0.5M1=(0.0408+0.2×0.0028)(g+q/2)l012+(0.0965+0.2×0.0174)l012=0.0414×6.51×4.12+0.1×1.3×4.12=5.33kN·m/mM2=(0.0028+0.2×0.0408)(g+q/2)l012+(0.0174+0.2×0.0965)l012=0.011×6.51×4.12+0.0367×1.3×4.12=2.01kN·m/mM1’=M1”=-0.0836(g+q)l012=-0.0836×7.81×4.12=-10.98kNM2’=M2”=-0.0569(g+q)l012=-0.0569×7.81×4.12=-7.47kN选取B4计算l01/lO2=4.1/6.2=0.7M1=(0.0350+0.2×0.0093)(g+q/2)l012+(0.0683+0.2×0.0296)l012=0.0369×6.51×4.12+0.0742×1.3×4.12=5.66kN·m/mM2=(0.0093+0.2×0.0350)(g+q/2)l012+(0.0296+0.2×0.0683)l012=0.0163×6.51×4.12+0.0433×1.3×4.12=2.73kN·m/mM1’=M1”=-0.0774(g+q)l012=-0.0774×7.81×4.12=-10.16kNM2’=M2”=-0.0572(g+q)l012=-0.0572×7.81×4.12=-7.51kN选取B13计算l01/lO2=4.1/6.2=0.7M1=(0.0426+0.2×0.0172)(g+q/2)l012+(0.0683+0.2×0.0296)l012=0.0460×6.51×4.12+0.0742×1.3×4.12=6.66kN·m/mM2=(0.0172+0.2×0.0426)(g+q/2)l012+(0.0296+0.2×0.0683)l012=0.0257×6.51×4.12+0.0433×1.3×4.12=3.76kN·m/mM1’=M1”=-0.0992(g+q)l012=-0.0992×7.81×4.12=-13.02kNM2’=M2”=-0.0770(g+q)l012=-0.0770×7.81×4.12=-10.11kN选取B6计算l01/lO2=3.6/4.8=0.75M1=(0.0296+0.2×0.0130)(g+q/2)l012+(0.0620+0.2×0.0317)l012=0.0322×6.51×3.62+0.0683×1.3×3.62=3.87kN·m/mM2=(0.0130+0.2×0.0296)(g+q/2)l012+(0.0317+0.2×0.0620)l012=0.0189×6.51×3.62+0.0441×1.3×3.62=2.34kN·m/mM1’=M1”=-0.0701(g+q)l012=-0.0701×7.81×3.62=-7.10kNM2’=M2”=-0.0565(g+q)l012=-0.0565×7.81×3.62=-5.72kN选取B7计算l01/lO2=2.4/4.6=0.55M1=(0.0398+0.2×0.0042)(g+q/2)l012+(0.0892+0.2×0.0210)l012=0.0406×6.51×2.42+0.0934×1.3×2.42=2.22kN·m/mM2=(0.0042+0.2×0.0398)(g+q/2)l012+(0.0210+0.2×0.0892)l012=0.0122×6.51×2.42+0.0388×1.3×2.42=0.75kN·m/mM1’=M1”=-0.0827(g+q)l012=-0.0827×7.81×2.42=-3.72kNM2’=M2”=-0.0570(g+q)l012=-0.0570×7.81×2.42=-2.56kN板的配筋计算l01方向的跨中截面的h01=120-20=100mmlO2方向的跨中截面h02=120-20=100mm支座截面h0=120-20=100mmrs=0.95As=M/0.95h0fy表3-15按弹性理论计算配筋(双向板)类别截面方向h0MAs配筋实配B2板跨中l01方向1008.33418φ12@200565lO2方向1003.45123φ8@200251支座l01方向100-14.27715φ12@150754lO2方向100-10.27515φ12@200565B3板跨中l01方向1006.52327φ8@150335lO2方向1002.26113φ8@200251支座l01方向100-10.88545φ12@200565lO2方向100-7.48375φ8@125402B4板跨中l01方向1005.66284φ8@150335lO2方向1002.73137φ8@200251支座l01方向100-10.16509φ10@150523lO2方向100-7.51376φ10@200393简支1000构造φ8@200251B6板跨中l01方向1003.87194φ8@200251lO2方向1002.34117φ8@200251支座l01方向100-7.10356φ10@200393lO2方向100-5.72287φ8@150335B7板跨中l01方向1002.22111φ8@200251lO2方向1000.7538φ8@200251支座l01方向100-3.72186φ8@200251lO2方向100-2.56128φ8@200251简支1000构造φ8@200251B10板跨中l01方向1005.33267φ8@200251lO2方向1002.01101φ8@200251支座l01方向100-10.98550φ12@200565lO2方向100-7.47374φ8@125402简支1000构造φ8@200251B11板跨中l01方向1008.54428φ8@100503lO2方向1003.26163φ8@200251支座l01方向100-14.65734φ12@150754lO2方向100-10.27515φ10@150523简支1000构造φ8@200251B13板跨中l01方向1006.66334φ8@150335lO2方向1003.76188φ8@200251支座l01方向100-13.02653φ12@150754简支1000构造φ8@200251lO2方向100-10.11507φ10@150523简支1000构造φ8@200251表3-15相联板的支座计算表截面第一块板支座配筋第二块板支座配筋最后配筋B2-B4φ12@150φ10@150φ12@150B2-B12φ12@150φ8@125φ12@150B2-B3φ12@150φ12@200φ12@150B2-B11φ12@200φ10@150φ12@200B3-B5φ12@200φ8@200φ12@200B3-B10φ8@125φ8@125φ8@125B4-B5φ10@200φ8@200φ10@200B4-B6φ10@150φ10@200φ10@150B4-B12φ10@150φ8@125φ10@150B4-B13φ10@150φ12@150φ12@150B5-B6φ10@200φ8@150φ10@200B6-B7φ10@200φ8@200φ10@200B6-B10φ8@150φ12@200φ12@200B7-B10φ8@200φ12@200φ12@200B8-B2φ8@125φ12@200φ12@200B8-B9φ8@125φ8@125φ8@125B1-B2φ8@125φ12@150φ12@150B1-B11φ8@125φ10@150φ10@150B10-B11φ12@200φ12@150φ12@150B12-B13φ8@125φ10@150φ10@1503.3.2次梁的结构计算次梁按考虑塑性内力重分布方法计算选取中间次梁L1进行计算图3-8次梁计算简图（一）荷载计算1.荷载标准值恒荷载标准值由板传来恒荷载4.34×1.83×2=15.88kN/m次梁自重(加抹灰)26×0.3×(0.7-0.12)=4.52kN/mgk=20.4kN/m活荷载标准值qk=2.0×1.83×2=7.32kN/m2.荷载设计值恒荷载设计值g=1.2×20.4=24.48kN/m活荷载设计值q=1.3×7.32=9.52kN/m全部荷载设计值p=g+q=34.0kN/m（二）内力计算次梁在墙上的支承长度a=100mm,主梁截面尺寸b×h=400mm×800mm边跨净长度ln1=8200-400/2=8000mm计算跨度l01=8000+100/2=8050mm<1.025ln=1.025×8000=8200mm取l01=8050mm中间跨净跨度ln2=8200-400=7800mm计算跨度l02=ln2=7800mm跨度差(8050-7800)/7800=3.2%<10%故次梁可按等跨连续梁计算1.次梁的弯距计算表3-16次梁的各跨跨中弯距设计值和各支座弯距设计值计算表截面位置边跨跨中（I）离端第二支座（B）离端第二跨跨中（II）中间支座（C）弯跨系数ａmb1/11-1/111/16-1/14M/(KN.m)200.30-200.30129.29-147.75注:M=ａmbpl022.次梁的剪力计算表3-17次梁各支座剪力设计值计算表截面位置端支座(A)内侧截面离端第二支座(B)中间支座(C)外侧截面内侧截面外侧截面内侧截面剪力系数ａvb0.450.600.550.55V/kN123.17164.22145.86145.86注:V=ａVbpln（三）配筋计算1.正截面承载力计算次梁跨中截面按T形截面计算,其翼缘宽度为边跨