南昌华赣大厦办公楼设计

III1建筑设计1.1工程概况工程名称：南昌华赣大厦办公楼；建设地点：江西省南昌市；建筑面积约5500平方米，共四层，每层高度3.9m，室内设计标高±0.000，室内外高差450mm。1.2设计资料1.2.1建筑构造做法门窗采用塑钢窗（0.10kN/m2）、木门（0.25kN/m2）。表1-1楼面及屋面构造做法名称用料做法厚度（mm）使用部位铺地砖楼面（厚25mm）05J1-楼95厚陶瓷锦砖平铺实拍，水泥浆擦缝5一般楼面20厚1:4干硬性水泥砂浆结合层20素水泥浆结层一遍大理石楼面（厚50mm）05J1-楼1120厚大理石板铺平拍实，水泥浆擦缝20走廊门厅楼梯间30厚1:4干硬性水泥砂浆结合层30素水泥浆结合层一遍名称用料做法厚度（mm）使用部位铺地砖防水楼面（厚102mm）05J1-楼2810厚地砖铺平拍实，水泥浆擦缝或1:1水泥砂浆填缝10卫生间25厚1:4干硬性水泥砂浆结合层251.5厚聚胺脂防水涂料刷基层处理剂一遍15厚水泥砂浆找平层1550厚C15细石砼找坡，最薄处不小于3050非上人屋面05J1-屋6涂料或粒料非上人屋面高聚物改性沥青防水卷材31:3水泥砂浆找平层20聚苯保温板1001:8水泥膨胀珍珠岩找2%坡，最薄处不小于201001:3水泥砂浆找平层20表1-2墙体构造做法名称用料做法厚度（mm）使用部位面砖墙面（厚27~30mm）05J1-外墙1215厚1:3水泥石灰砂浆20所有外墙面刷素水泥浆结合层一遍4~5厚1:1水泥砂浆加水重20%建筑胶8~10厚面砖，1:1水泥砂浆勾缝或水泥浆擦缝混合砂浆墙面（厚20mm）05J1-内墙5刷素建筑胶水泥浆一遍，配合比为建筑胶:水泥浆=1:4除卫生间外所有内墙面15厚1:1:6水泥石灰砂浆，分两次抹灰155厚1:0.5:3水泥石灰砂浆5名称用料做法厚度（mm）使用部位秞面砖墙面（厚23~24mm）05J1-内墙9刷素建筑胶水泥浆一遍，配合比为建筑胶:水泥浆=1:410卫生间内墙面15厚2:1:8水泥石灰砂浆，分两次抹灰253~4厚1:1水泥砂浆加水重20%建筑胶4~5厚秞面砖，白水泥浆擦缝地下水最高水位为室外地坪下3.00m，地下水对混凝土及混凝土中的钢筋无侵蚀性。表1-3地质资料层次土层描述厚度（m）层底深度（m）孔隙比（e）液性指数（IL）地基承载力特征值fak（kPa）容重（kN/m3）=1\*GB3①人工填土1.51.519.5=2\*GB3②粉质粘土2.03.50.730.715019.63=3\*GB3③粉质粘土5.08.50.710.4820019.92=4\*GB3④粉土、沙土大于5m0.5928020.321.2.2材料=1\*GB2⑴混凝土：现浇，强度等级为C35或C30；=2\*GB2⑵钢筋：板内受力主筋采用HPB300级钢、筋直径大于12时采用HRB335级钢筋板、内分布筋采用HPB300级钢筋。梁柱内受力主筋采用HRB335级钢,箍筋筋采用HPB300级钢筋。⑶填充墙:室内地面以上填充墙为陶粒混凝土砌块砌,砌体块强度等级为MU5;砂浆采用强度等级为M7.5的水泥混合砂浆。室内地面以下填充墙为普通粘土砖砌,粘体土砖强度等级为MU10砂、浆采用强度等级为M10的水泥砂浆。1.3设计要求1)结构构件尺寸的确定;2)利用底部剪切法计算水平地震作用下的地震剪力。取一个框架并计算其内力;(3)对于上述框架的内力,内容须垂直载荷计算每层的方法,或者是由二级弯矩分配法,和梁的弯曲时的振幅调制是与振幅系数为0.85;-框架内的力组合和截面设计;根据弹性理论计算了钢板和二次梁的内力，并对截面进行了尺寸计算；用A4复印纸抄写计算书，字体工整，装订成册。

2结构方案选型与荷载计算根据《建筑物抗震设计规范》gb50011-2001第105条的规定，根据该区域的防护强度进行地震测量。该建筑高度H=19,500米，是一幢多层建筑，有框架、梁、板和柱就地浇筑，楼梯就地浇筑;根据gb50011-2001建筑抗震设计规范第6.2.1条，框架为3级。根据地质报告，建议使用独立于柱的基础。基础的埋藏深度为-2.5m，基础上部的仰角为-1.45m。混凝土:主结构的梁、柱、板为C35级;结构柱、圆形梁和通过梁属于C20类。棒材:HPB300(f)级钢;钢HRB335(B)。焊接棒:E43和E50型。抗震、抗风措施:在门高程处设有地震区。2.1框架柱柱截面尺寸根椐柱的允许轴压比按下式计算确定。（2-1）根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010第637条，框架抗震等级为三级时柱的轴压比限值为=0.85。为使结构在两个主轴方向的动力特性相近，柱截面采用方柱，柱的轴力设计值Nc按下式估算。（2-2）最大负载的柱为1B、1C、1B、1C、8B、8C、9B、9C处，则其最大轴力估算为：=1.2×1.1×(8.7+3.3)/2×8.4×14×5=4657.0kN因此，主楼框架柱截面尺寸确定为：600×600。2.2框架梁根据《抗震规范》第631条和第636条，梁的截面宽度不宜小于200mm；截面高宽比小于4；梁净跨与截面高度之比宜大于4。（1）A~D轴纵向框架梁：h=(1/8~1/14)l=(1/8~1/14)×8400=1050~600，取h=700mm，b=400mm；（2）1~8轴AB段及CD段横向框架梁：h=(1/8~1/14)l=(1/8~1/14)×8700=1056~670，取h=700mm，b=400mm；（3）1~8轴BC段横向框架梁按与AB段框架梁线刚度相等计算，即(2-3)mm故取h=600mm，b=400mm；（4）楼面次梁h=(1/12~1/18)l=(1/12~1/18)×8400=700~467，取h=550mm；b=300mm；（5）现浇板厚h=(1/30~1/35)l=(1/30~1/35)×4200=140~120，取h=120mm；2.3荷载分类计算2.3.1屋面荷载根据施工实践计算恒定的顶板荷载，如表2-1所示。结构内力分析垂直载荷下的屋顶,屋顶的活荷载应最高负荷之间的标准化的鲜活和雪荷载(即▼kN/m2为屋顶顶部和kN/m20.50人对于屋顶未超过任何人。在计算抗震性时，在计算顶板荷载的代表性值时不考虑顶板活荷载，取雪载0.40kN/m2。2.3.2楼面荷载楼面恒载按照构造做法计算，列于表2-2中。楼面活载：办公室取2.0kN/m2；走廊、卫生间取：2.5kN/m2。2.3.3楼梯间荷载恒载：水磨石地面30厚1.16×(0.28+0.15)/0.28=1.748kN/m2楼梯踏步板130厚(0.13/cos+0.15/2)×25=6.33kN/m2板下抹灰20厚0.02×20/cos=0..55kN/m2合计：8.66kN/m2活载：2.50kN/m22.3.4墙体荷载外墙为300厚陶粒混凝土砌块，外侧贴面砖，内侧抹灰。内墙为200厚陶粒混凝土砌块，双侧抹灰。考虑到组砌时在洞口处、墙体底部和顶部混砌部分粘土砖，混砌比例取8:2，粘土砖容重取19kN/m3，则砌体容重为：=8.5×0.8+19×0.2=10.6kN/m3计入面层的做法，求得墙体的单位面积重量为：外墙：qout=0.3×10.6+0.55+0.02×20=4.13kN/m2内墙：qin=0.2×10.6+2×0.02×20=2.92kN/m2表2-1屋面恒载计算表名称及部位用料做法厚度(mm)容重(kN/m3)重量(kN/m2)恒荷载标准值非上人屋面(22.800)屋6高聚物改性沥青防水卷材30.105.901:3水泥砂浆找平层20200.40聚苯保温板1003.00.301:8水泥膨胀珍珠岩找2%坡，最薄处不小于20100151.501:3水泥砂浆找平层20200.40钢筋混凝土楼板120253.00板底吊顶0.20表2-2楼面恒荷载计算表名称及使用部位用料做法厚度（mm）容重（kN/m3）重量（kN/m2）恒荷载标准值铺地砖楼面（办公室）（厚25mm）楼95厚陶瓷砖铺平拍实，水泥浆擦缝517.80.093.6920厚1:4干硬性水泥砂浆结合层20200.40钢筋混凝土楼板120253.00板底轻钢龙骨吊顶0.20名称及使用部位用料做法厚度（mm）容重（kN/m3）重量（kN/m2）恒荷载标准值大理石楼面(走廊、楼梯间)（厚50mm）楼1320厚大理石板铺平拍实，水泥浆擦缝20280.564.3630厚1:4干硬性水泥砂浆结合层30200.60钢筋混凝土楼板120253.00板底轻钢龙骨吊顶20200.20铺地砖防水楼面(卫生间)（厚102mm）楼2810厚地砖铺平拍实，水泥浆擦缝或1:1水泥砂浆填缝10200.205.75卫生间25厚1:4干硬性水泥砂浆结合层25200.5015厚水泥砂浆找平层15200.3050厚C15细石砼找坡不小于0.5%，最薄处不小于3050251.25钢筋混凝土楼板120253.00板底吊顶0.502.4重力荷载代表值计算=1\*GB2⑴第一层=1\*GB3①梁自重纵向框架梁GG=1119.69KN横向框架梁GG=981.7KN次梁GG=533.0KNG=G+G+G=2634.29KN=2\*GB3②柱自重G=3\*GB3③楼面恒载G办公室：资料室：会议室：走廊：墙：四角办公室资料室走廊两侧纵向外墙厕所楼梯间中间两边G=4840.9KN=4\*GB3④墙重G正立面：397.9669KN背立面：426.7116KN侧立面：内横墙：1276.1568KN内纵墙：766.5496KNG=397.9669+426.7116+442.0752+1276.1568+766.5496=3309.5KN=5\*GB3⑤门窗重G门M1M3M2窗C1C2G=27.648+4.8+7.76+30.24+4.608=75.1KN=6\*GB3⑥楼、屋面活载Q办公室：资料室：会议室：走廊：楼梯：厕所：Q=885.59+135.36+198.48+393.75+120.9+165+332.5=2231.6KN=7\*GB3⑦总重：G=G+0.5Q=2634.9+1872.1+4840.9+3309.5+75.1+0.52231.6=13847.8KN=2\*GB2⑵第二层=1\*GB3①梁自重:G=2634.39KN=2\*GB3②柱自重:G==3\*GB3③楼屋面恒载:G=4840.9KN=4\*GB3④墙重：G正立面：377.6472KN背立面：407.631KN侧立面：460.4124KN内横墙：1276.1568KN内纵墙：887.564KN办公室：428.1984KN资料室：81.9392KN卫生间：158.592KN会议室：G=377.6472+407.63+460.4124+1276.1568+887.564=3409.4=5\*GB3⑤门窗重门：M1窗：C1C2C3G＝29.925＋36.228＋4.608＋5.544＝76.4ＫＮ=6\*GB3⑥楼面活荷载Ｑ＝2231.6ＫＮ=7\*GB3⑦总重G=G+0.5Q=2634.39+1364.7+4840.9+3409.4+75.4+0.52231.6=13441.6KN三层、四层同二层。=3\*GB2⑶第五层=1\*GB3①梁自重：G=2634.39KN=2\*GB3②柱自重：G==3\*GB3③楼、屋面活载：G=6190.398+131.22+150.5385=6472.2KN=4\*GB3④墙重：G=3409.4KN=5\*GB3⑤门窗重：G=76.4KN=6\*GB3⑥楼、屋面活荷载：Q=2231.6KN=7\*GB3⑦总重：G=G+0.5Q=2634.39+1322.7+6472.2+3409.4+76.4+0.52231.6=15030.9KN各层重力荷载代表值汇总于表2-4。将表中恒载与活载求和并除以总面积，可得框架单位面积的重量为w=13.8kN/m2，说明初选柱截面尺寸时取w=14kN/m2是合理的。表2-4各层重力荷载代表值计算（kN）项次层号12~45梁自重纵向框架梁Gbx1119.691119.691119.69横向框架梁Gby981.7981.7981.7次梁Gby533.0533.0533.0Gb=Gbx+Gby+Gby2634.392634.392634.39柱自重Gc1872.11364.71322.7楼、屋面恒载Gs4840.94840.96472.2墙重Gw3309.53409.43409.4门窗重Gd75.176.476.4恒载G=Gb+Gc+Gs+Gw+Gd1273212325.813915.1楼、屋面活载Q2231.62231.62231.6总重Gi=G+0.5Q13847.813441.615030.9

3基本自振周期与水平地震作用计算3.1结构刚度计算各层框架柱的抗推刚度计算见表。表3-1梁的线刚度计算方向层号梁号bb×hb(mm)I0(×10-2m4)Ib(×10-2m4)Ec(×107kPa)l(m)ib=ECIb/l(kNm)横向1~5BL1400×7001.14331.71503.158.70.621×105BL2400×6000.72001.0803.153.31.031×105ZL1400×7001.14332.28663.158.70.828×105ZL2400×6000.72001.44003.153.31.375×105纵向1~5BL1300×7000.8581.2863.158.40.482×105BL2400×7001.14331.71503.156.00.900×105BL3300×7000.8581.2863.156.00.675×105方向层号梁号bb×hb(mm)I0(×10-2m4)Ib(×10-2m4)Ec(×107kPa)l(m)ib=ECIb/l(kNm)纵向1~5BL4400×7001.14331.71503.158.40.643×105ZL1400×7001.14332.28663.158.40.857×105ZL2400×7001.14332.28663.156.01.200×105表3-2柱的线刚度计算层砼bc×hc(mm)Ic(×10-2m4)Ec(×107kPa)h(m)ic=EcIc/h(kNm)1C35600×6001.083.155.350.626×1052~5C35600×6001.083.153.900.872×105表3-3首层框架柱的抗推刚度柱的类型根数K=ibj/iC=(0.5+K)/(2+K)D=·12ic/h2(kN/m)D(kN/m)横向边框架边柱40.9760.4960.132×1055.994×105边框架中柱42.5970.6740.180×105中框架边柱141.3020.5460.146×105中框架中柱143.4640.7250.193×105纵向边框架边柱220.7581.0110.4560.5020.122×1050.134×1056.35×105边框架中柱28222.4262.8302.4762.1730.6610.6890.6650.6410.176×1050.184×1050.177×1050.171×105中框架边柱41.3470.5520.147×105中框架中柱4103.2343.7740.7130.7400.190×1050.197×105表3-4二层~五层框架柱的抗推刚度柱的类型根数K=ibj/(2iC)=K/(2+K)D=·12ic/h2(kN/m)D(kN/m)横向边框架边柱40.7120.2630.181×10510.544×105边框架中柱41.8940.4860.334×105中框架边柱140.9500.3220.222×105中框架中柱142.5260.5580.384×105纵向边框架边柱220.5530.7370.2170.2690.149×1050.185×10510.256×105边框架中柱28221.7692.0641.8061.5850.4690.5080.4750.4420.323×1050.349×1050.327×1050.304×105中框架边柱40.9830.3300.277×105中框架中柱4102.3592.7520.5410.5790.372×1050.398×1053.2自振周期T1的计算对援助进行了计算方法,包括能源、重力负荷集中在每个楼层升高值代表,被应用于这个质量的横向荷载横向位移计iu是取得相应元素,然后自然振荡周期T1是计算,结果是给3-5和表3-6。非金属。填充这一堵混凝土墙,周期削减系数=0.8。从表中可以看出，该框架满足了地震设计的要求，在两个方向上具有相似的固有振动周期，即在两个方向上具有相似的动力特性。表3-5横向基本自振周期T1层号Gi(kN)Vi(kN)Di(kN/m)i(m)ui(m)GiuiGiui2T151503.91503.910.544×1050.014260.248963742.09931.63=0.729s413441.628472.510.544×1050.027000.2347031574.74240.42313441.641914.110.544×1050.039750.207702797.82579.86213441.655355.710.544×1050.052500.167952257.52379.1511387.869203.55.994×1050.115450.115451598.73184.57表3-6纵向基本自振周期T1层号Gi(kN)Vi(kN)Di(kN/m)i(m)ui(m)GiuiGiui2T151503.91503.910.256×1050.014660.246243701.21911.39=0.724s413441.628472.510.256×1050.027760.231583112.81720.86313441.641914.110.256×1050.040870.203822739.67558.40213441.655355.710.256×1050.053970.162952190.31356.91113847.869203.56.350×1050.108980.108981509.13164.473.3水平地震作用计算本工程建筑总高度H＜40m，且属于刚度和质量沿高度分布比较均匀的框架结构，所以近似采用底部剪力法进行地震作用计算。（1）水平地震作用影响系数根据给定条件，抗震设防烈度为7度（0.15g）；设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类。可得计算参数：max=0.12，Tg=0.35s，横向水平地震作用影响系数1分别为：横向：纵向：（2）水平地震作用标准值集中在各层楼、屋盖标高处的重力荷载代表值Gi，总重力荷载代表值为：=69233.5kN结构底部总水平地震作用标准值为横向：FEk=1·0.85Geq=0.0620×0.85×69233.5=3648.61kN纵向：FE=1·0.85Geq=0.0624×0.85×69233.5=3672.14kN各层楼、屋盖标高处的横向水平地震作用标准值及地震剪力作用标准值如表13。由于横向基本自振周期T1=0.729s＞1.4Tg=0.49s，应考虑顶部附加地震作用系数5：5=0.08T1+0.07=0.08×0.729+0.07=0.12832F5=5·FEk=0.12832×3648.61=468.19kN各层楼、屋盖标高处的纵向水平地震作用标准值及地震剪力作用标准值如表3-7。由于纵向基本自振周期T1=0.724s＞1.4Tg=0.49s，应考虑顶部附加地震作用系数5：5=0.08T1+0.07=0.08×0.724+0.07=0.12792F5=5·FEk=0.12792×3672014=469.74kN各层楼、屋盖标高处的纵向水平地震作用标准值及地震剪力作用标准值如表3-8。由于纵向基本自振周期T1=0.729s＞1.4Tg=0.49s，故不考虑顶部附加地震作用系数。表3-7各楼层横向水平地震作用标准值及地震剪力作用标准值层号Gi（kN）Hi（m）GiHi(kN)515030.920.95314897.40.34261089.611557.8413441.617.05229179.30.2493792.882350.68313441.613.15176757.00.1922611.282961.9621344.169.25124334.80.1353430.313392.27113847.85.3574085.70.0806256.343648.61∑69233.5919254.2注：表中V6是考虑到鞭端效应的影响，将屋顶间的地震作用计算值放大3倍后的结果，即V6=3F6。表3-8各楼层纵向水平地震作用标准值及地震剪力作用标准值层号Gi（kN）Hi（m）GiHi（kN）515030.920.95314897.40.34261097.141566.88413441.617.05229179.30.2493798.362365.24层号Gi（kN）Hi（m）GiHi（kN）313441.613.15176757.00.1922615.502980.7421344.169.25124334.80.1353433.283414.02113847.85.3574085.70.0806258.113672.13∑69233.5919254.2表3-9层间侧移层号横向纵向层间侧移允许值Vi(kN)Di(kN/m)i=Vi/Di(mm)Vi(kN)Di(kN/m)i=Vi/Di(mm)[i]=H/550(mm)51561.4510.544×1051.481566.8810.256×1051.537.0942354.3310.544×1052.232365.2410.256×1052.317.0932965.5610.544×1052.812980.7410.256×1052.917.0923395.8710.544×1053.223414.0210.256×1053.337.0913652.215.994×1056.093672.136.350×1055.789.73（3）框架侧移验算以上结果汇总于图3-1中。地震作用地震剪力水平恻移横向地震作用地震剪力水平恻移纵向图3-1地震作用、地震剪力与水平侧移（4）框架剪力标准值表3-10横向3轴框架柱剪力分配层号层剪力层抗侧刚度边柱中柱Vi(kN)Di(kN/m)Dij(kN/m)Vij=Vi·Dij/Di(kN)Dij(kN/m)Vij=Vi·Dij/Di(kN)横向3轴框架51561.4510.544×1050.222×10532.880.384×10556.8742354.3310.544×1050.222×10549.570.384×10585.7432965.5610.544×1050.222×10562.440.384×105108.0023395.8710.544×1050.222×10571.500.384×105123.6713652.215.994×1050.146×10588.960.193×105117.60表3-11纵向B轴框架柱剪力分配层号层剪力层抗侧刚度边柱中柱Vi(kN)Di(kN/m)Dij(kN/m)Vij=Vi·Dij/Di(kN)Dij(kN/m)Vij=Vi·Dij/Di(kN)纵向3轴框架51566.8810.256×1050.227×10534.680.398×10560.8142365.2410.256×1050.227×10552.350.398×10591.7932980.7410.256×1050.227×10565.970.398×105115.6723441.0210.256×1050.227×10576.160.398×105133.5313672.136.35×1050.147×10585.010.197×105113.92

4竖向荷载作用下框架内力计算与水平地震作用一样，计算采用了三轴横向框架。施加在梁上的垂直荷载是根据各自的荷载范围计算的。计算为施加在梁和梁接头上的荷载;荷载值如表4-1所示。给出了梁柱节点纵向传递的垂直荷载值表4-2。4.1荷载计算=1\*GB2⑴恒荷载计算=1\*GB3①屋面框架梁线荷载标准值高聚物改性沥青防水卷材0.10KN/m1:3水泥砂浆找平层0.40KN/m聚苯保温板0.30KN/m1:8水泥膨胀珍珠岩找2%坡最薄处不小于201.50KN/m1:3水泥浆找平层0.40KN/m钢筋混凝土水泥板0.20KN/m板底吊顶0.20KN/m屋面恒荷载5.90KN/m边跨（AB、CD跨）框架梁自重7.64KN/m梁侧粉刷跨中（ＢＣ跨）框架梁自重梁侧粉刷6.38KN/m因此作用在顶层框架梁上的线荷载为ｇ＝ｇ＝７．６４ＫＮ／ｍｇ＝６．３８ＫＮ／ｍｇ＝ｇ＝ｇ＝=2\*GB3②楼面框架梁线荷载标准值5厚陶瓷砖铺平实拍水泥浆擦缝0.09KN/m20厚1:4干硬水泥砂浆结合层0.40KN/m钢筋混泥土楼板3.00KN/m板底轻钢龙骨吊顶0.20KN/m办公室楼面恒荷载3.69KN/m20厚大理石铺平实拍水泥浆擦缝0.56KN/m30厚1:4干硬水泥砂浆结合层0.60KN/m钢筋混泥土楼板3.00KN/m走廊楼面恒荷载4.36KN/m边跨框架梁及侧梁粉刷7.64KN/m边跨填充墙自重墙面粉刷13.29KN/m中跨框架梁及梁侧粉刷6.38KN/m因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为：g=g=7.64+13.29=20.93KN/mg=6.38KN/mg＝g＝g＝=3\*GB3③屋面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重粉刷0.5m高女儿墙屋面自重粉刷连系梁传来屋面自重顶层边节点集中荷载G=G=42.47KN中柱连系梁自重粉刷边系梁传来屋面自重顶层中节点集中荷载G=G=45.57KN=4\*GB3④楼面框架节点集中荷载标准值连系梁自重21KN粉刷1.39KN钢窗自重窗下墻体自重粉刷窗边墙体自重粉刷框架柱自重粉刷连系梁传来楼面自重中间层边节点集中荷载G=G=86.98KN中柱连系梁自重18KN粉刷1.15KN内纵墙自重粉刷扣除门洞重加上门重框架柱自重35.1KN粉刷3.78KN连系梁传来楼面自重中间层中节点集中荷载G=G=101.59KN=5\*GB3⑤恒荷载作用下的结构计算简图恒荷载作用下的结构计算简图如图4-1所示。=2\*GB2⑵楼面活荷载计算楼面活荷载作用下的计算简图如图4-2所示。图中各荷载值计算如下：P=P=P=P=P=P=P=P=P=P=P=P=P=P=表4-1横向3轴框架梁竖向荷载取值层号均布恒载（kN/m）T形荷载（kN/m）三角形荷载（kN/m）AB跨5g1=7.64g2=17.70，p2=1.5，a=1.5-1~4g1=20.93g2=11.07，p2=6.0，a=1.5-BC跨5g1=6.38-g3=19.47，p3=1.651~4g1=6.38-g3=15.28，p3=8.25CD跨5g1=7.64g2=17.70，p2=1.5，a=1.5-1~4g1=20.93g2=11.07，p2=6.0，a=1.5-表4-2横向3轴框架梁柱节点处由纵向框架传来的竖向荷载取值（kN）层号柱自重柱A柱B柱C柱D恒载G活载Q恒载G活载Q恒载G活载Q恒载G活载Q538.8442.471.1345.571.3045.5742.4742.471.132~438.8486.9813.05101.5919.24101.5986.9886.9813.05151.8986.9813.05187.2419.24101.5986.9886.9813.05图4-1恒荷载作用下结构结算简图图4-2楼面活荷载作用下结构结算简图4.2竖向恒载作用下框架内力计算采用二次弯矩分配法。计算步骤如下：图4-34.2.1计算竖向荷载作用下各层梁端固端弯矩把梯形荷载与三角形荷载化作等效均布荷载=1\*GB2⑴恒载：=2\*GB2⑵活载:表4-3恒载（活载）作用下横向3轴框架梁端固端弯矩（kN·m）层号AB跨BC跨CD跨M*ABM*BAM*BCM*CBM*CDM*DC5-153.77(-8.96)153.77(8.96)-14.46(-0.94)14.46(0.94)-153.77(-8.96）153.77(8.96)1~4-198.06(-35.83)198.06(35.83)-16.83(-4.68)16.83(4.68)-198.06(-35.83)198.06(35.83)4.2.2根据梁柱线刚度求梁柱转动刚度，并确定各节点处的分配系数（4-1）其中，Sik为节点k第i根杆件的转动刚度，Sik为节点k各杆件的转动刚度之和。杆件的转动刚度的计算方法如下：梁柱节点处为刚接，当杆件的另一端为刚节点时，第j根杆件的转动刚度为Sj=4i；当利用结构对称性而将杆件的另一端取为定向支座时，第j根杆件的转动刚度为Sj=2i，i为杆件的线刚度。利用结构对称性去二分之一计算=1\*GB2⑴恒载：节点1：节点2：节点5：节点6：节点9,13与节点5相同；节点10,14与节点6相同。节点17:节点18:=2\*GB2⑵偏心距：节点1:节点2：节点5:节点6：节点9,13,17同节点5；节点10,14，18同节点6。=3\*GB2⑶活载：各节点弯矩分配系数与恒载相同。=4\*GB2⑷偏心距：节点1：节点2：节点5：节点6：节点9,13,17同节点5；节点10,14，18同节点6。4.2.3进行弯矩的分配和传递，求得各节点处的杆端弯矩值图4-4用二次弯矩分配法计算竖向恒载作用下框架弯矩4.2.4根据静力平衡条件计算各梁跨中弯矩跨中弯矩取荷载实际分布并按两端简支的计算值与梁端弯矩叠加求得。跨中最大弯矩并不一定在跨度的中点处，应建立平衡方程求解。在图8-5所示荷载作用下，距离A端x处的跨中弯矩为：（4-2）对上式求导，并令，可求得跨中最大弯矩的位置x如下：(4-3)代回到式（4-2）中，即可求得跨中最大弯矩Mxmax。以第4层AB跨为例，l=8.7m，a=1.5m，g1=20.93kN/，g2=11.07kN/m，MA=-169.44kN·m，MB=-185.90kN·m，可求得：x=3.84m，Mxmax=120.38kN·m。同理，取x=l/2=4.35m，则由式（4-1）得跨度中点处的弯矩为M中=119.41kN·m。由以上计算看出，最大弯矩与跨度的中点处弯矩相差不大。因此为简化计算，近似取跨度中点处的弯矩为跨中最大弯矩。图4-5求解梁跨中最大弯矩的位置x由此得到竖向恒载下的弯矩图，如图4-6。图4-6竖向恒载作用下框架弯矩图4.2.5根据各梁、柱弯矩计算各梁、柱的剪力梁柱剪力按照平衡条件进行计算，结果见表4-4及表4-5。4.2.6柱轴力计算柱轴力按节点处平衡条件进行计算，如图7-7。图4-7柱剪力计算简图柱顶截面轴力：（4-4）柱底截面轴力：（4-5）式中gi——各层柱自重；Gi——各层由纵向框架传来的竖向荷载；VL、VR——分别为节点左侧、右侧梁剪力；4.3竖向活载作用下框架内力计算竖向活载作用下，框架内力计算方法与恒载作用时相同，为简化计算，只考虑活载在各跨满布时的情况，内力组合时将支座最大弯矩和跨中最大弯矩乘以放大系数1.1，以考虑活载的不利布置的影响。表4-4恒载作用下梁剪力计算层号54321AB跨左端弯矩MAB-103.81-169.44-167.68-168.81-151.06右端弯矩MBA-140.24-185.90-186.05-186.34-180.61VM=(MBA-MAB)/l-4.19-1.89-2.11-2.01-3.40VGb106.05136.59V左=VM+VGb(kN)101.86134.70134.48134.58133.19V右=VM–VGb(kN)-110.24-138.48-138.70-138.60-139.99BC跨左端弯矩MBC-68.73-58.84-58.59-58.12-71.24右端弯矩MCB-68.73-58.84-58.59-58.12-71.24VM=(MCB-MBC)/l0.000.000.000.000.00VGb30.6126.28V左=VM+VGb(kN)30.6126.2826.2826.2826.28V右=VM–VGb(kN)-30.61-26.28-26.28-26.28-26.28CD跨左端弯矩MCD-140.24-185.90-186.05-186.34-180.61右端弯矩MDC-103.81-169.44-167.68-168.81-151.06VM=(MDC-MCD)/l4.191.892.112.013.40VGb106.05136.59V左=VM+VGb(kN)110.24138.48138.70138.60139.99V右=VM–VGb(kN)-101.86-134.70-134.48-134.58-133.19注：V0为各跨梁在两端简支条件下的剪力，梁端剪力V及V0以使结点顺时针转动为正。表4-5恒载作用下柱端剪力计算层号54321A轴上端弯矩Mt-103.81-77.63-79.49-81.81-44.01下端弯矩Mb-91.81-88.19-87.00-107.05-22.00V=-(Mt+Mt)/h-50.16-42.52-42.69-48.43-12.34B轴上端弯矩Mt71.5058.8158.6659.7031.28下端弯矩Mb68.2568.8168.5278.1015.64V=-(Mt+Mt)/h35.8332.7232.6135.338.77C轴上端弯矩Mt-71.50-58.81-58.66-59.70-31.28下端弯矩Mb-68.25-68.81-68.52-78.10-15.64V=-(Mt+Mt)/h-35.83-32.72-32.61-35.33-8.77D轴上端弯矩Mt103.8177.6379.4981.8144.01下端弯矩Mb91.8188.1987.00107.0522.00V=-(Mt+Mt)/h50.1642.5242.6948.4312.34注：柱端剪力V以使结点顺时针转动为正。表4-6恒载作用下柱轴力计算层号54321柱自重g38.8438.8438.8438.8451.89A轴节点左端剪力VL101.86134.70134.48134.58133.19纵向框架竖向荷载G42.4786.9886.9886.9886.98柱顶轴力Ni144.33404.85665.15925.541184.56柱底轴力Ni183.17443.69703.99964.381236.45B轴节点左端剪力VL-110.24-138.48-138.70-138.60-139.99节点右端剪力VR30.6126.2826.2826.2826.28纵向框架竖向荷载G45.57101.59101.59101.59101.59柱顶轴力Ni186.42491.61797.021102.341409.03层号54321柱自重g38.8438.8438.8438.8451.89B轴柱底轴力Ni225.26530.45835.861141.181460.92节点左端剪力VL-30.61-26.28-26.28-26.28-26.28C轴节点右端剪力VL110.24138.48138.70138.60139.99纵向框架竖向荷载G45.57101.59101.59101.59101.59柱顶轴力Ni125.20377.83630.68883.441137.57柱底轴力Ni164.04416.67669.52922.281189.46D轴节点左端剪力VL-101.86-134.70-134.48-134.58-133.19纵向框架竖向荷载G42.4786.9886.9886.9886.98柱顶轴力Ni144.33404.85665.15925.541184.56

5截面配筋设计5.1配筋计算混凝土强度C30钢筋强度 HRB400，，5.2梁配筋计算a、正截面受弯承载力计算由梁的内力组合表可知，底层边跨梁的跨中弯矩最大，M=269.48KN·m，首先以底层AB跨梁为例，进行正截面受弯承载力计算。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。假定使用6钢筋，纵筋为一排18钢筋as=20+6+18/2=35,h0=600-35=565mm（1）T形梁翼缘计算宽度的确定：AB跨：翼缘计算宽度当按跨度考虑时b’f=l/3=8.8/3=2.9m=2900mm;按梁间距考虑时，b’f=b+sn=200+（3900-100-100）=3900mm；按翼缘厚度考虑时，ho=h-as=600-35=565mm，b’f/ho=100/565=0.177>0.1,这种情况不起控制作用，故取，b’f=2900mm。BC跨：翼缘计算宽度当按跨度考虑时b’f=l/3=2400/3=0.8m=800mm;按梁间距考虑时，b’f=b+sn=200+（3900-100-100）=3900mm；按翼缘厚度考虑时，ho=h-as=400-35=365mm，b’f/ho=100/365=0.274>0.1,这种情况不起控制作用，故取，b’f=800mm。CD跨同AB跨，计算略（2）计算类型的判定：因为α1f所以，属于第一类T型截面。（3）配筋计算梁的截面尺寸为300mm×800mm，跨中截面弯矩M=269.48下部实配714（）满足最小配筋率的要求。（4）上部配筋,支座最大负弯矩M=-269.48KN·m下部跨中钢筋伸入支座作为支座受压钢筋，现计算支座受拉钢筋上部实配816（）满足最小配筋率的要求。b、斜截面受剪承载力计算以底层AB跨梁为例，进行斜截面受剪承载力计算，从内力组合表查得底层AB梁端Vmax=179.92KN（1）验算截面尺寸：hw=ho=565mm，hw/b=565/300=1.88<4,属厚腹梁根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中11.3.3得因混凝土强度等级小于C50，取截面符合条件（2）验算是否需要计算配置箍筋：故只需按构造配置箍筋。根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010规定，箍筋的配筋率尚不应小于；配2肢6@200（），满足要求。梁端加密区采用2肢6@100。表5-1梁配筋计算表层号梁位置α1fcb（mm）hoM（106）fy实配钢筋4AB跨1.014.3200565126.80.1390.1503606743C201.014.32600565202.480.0170.01736010043C181.014.3200565133.50.1460.1593607133C20BC跨1.014.320036553.30.1400.1513604392C161.014.3106736527.740.0140.0143602132C161.014.320036553.30.1400.1513604392C163AB跨1.014.3200565188.770.2070.23436010513C201.014.32600565104.010.0090.0093605143C181.014.3200565194.10.2130.24236010863C20BC跨1.014.320036550.60.1330.1433604152C161.014.3106736513.460.0070.0073601032C161.014.320036550.60.1330.1433604152C162AB跨1.014.3200565195.180.2140.24336010932C22+1C201.014.32600565103.870.0090.0093605133C181.014.3200565203.580.2230.25636011482C22+1C20BC跨1.014.320036562.390.1640.1803605222C181.014.3106736514.640.0070.007601122C161.014.320036562.390.1640.1803605222C181AB跨1.014.3200565217.930.2390.27736012443C221.014.3260056571.30.0060.0063603522C221.014.3200565269.480.2950.36036016163C22BC跨1.014.3200365135.240.3550.46136013382C181.014.3106736587.260.0430.0443606792C161.014.3200365135.240.3550.46136013382C185.2.1柱配筋计算a、轴压比验算底层柱轴压比二层柱轴压比满足要求。b、截面尺寸复核剪力最大出现在二层的中柱，取，斜截面承载力计算，取=0.85满足要求。c、正截面受弯承载力计算柱同一截面分别承受正反向弯矩，故采用对称配筋。以底层左中柱为例，从柱的内力组合表中选用N大，M大的组合，最不利组合为：第一组内力因为房屋中梁柱为刚接的框架结构，则底层柱的计算长度为：（1）确定初始偏心矩（2）确定偏心矩增大系数根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010：回转半径应计算系数，取，取（3）求轴向力到纵向钢筋作用点的距离（4）确定混凝土压区高度x因为属于大偏心受压（5）求纵向钢筋按构造配筋，则实配216+414，最小配筋率所以，满足要求。（6）验算配筋率全部纵向钢筋每一侧纵向钢筋满足要求。另一组因为房屋中梁柱为刚接的框架结构，则底层柱的计算长度为：（1）确定初始偏心矩（2）确定偏心矩增大系数根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010：回转半径应计算系数，取，取（3）求轴向力到纵向钢筋作用点的距离（4）确定混凝土压区高度x因为属于小偏心受压，则（5）求纵向钢筋按构造配筋，则实配216+414，最小配筋率所以，满足要求。（6）验算配筋率全部纵向钢筋每一侧纵向钢筋满足要求。c、斜截面受剪承载力计算采用HRB400箍筋（1）标准层柱验算最不利内力组合因为剪跨比因为所以取构造配筋，采用4肢箍8@200，加密区采用4肢箍8@100。（2）底层柱验算最不利内力组合因为剪跨比因为所以取构造配筋，采用4肢箍8@200，加密区采用4肢箍8@100。表5-2柱配筋计算表四层柱号A柱B柱截面上端Mmax上端Nmax下端Mmax下端Nmax上端Mmax上端Nmax下端Mmax下端NmaxM(kN.m)138.93138.9394.2794.27117.93117.9376.8375.78N(kN)327.23327.23360.12360.12396.58396.58371.61429.48X45.7745.7750.3750.3755.4755.4751.9760.07ξbh0(mm)240.87240.87240.87240.87240.87240.87240.87240.87偏压类型大偏压大偏压大偏压大偏压大偏压大偏压大偏压大偏压轴压比μ0.090.090.100.100.110.110.100.12b(mm)500500500500500500500500h(mm)500500500500500500500500h0(mm)465465465465465465465465e0(mm)424.56424.56261.77261.77297.37297.37206.75176.45ea(mm)2020202020202020ei(mm)444.56444.56281.77281.77317.37317.37226.75196.45l0(mm)39003900390039003900390039003900l0/h7.87.87.87.87.87.87.87.8ζ111111111ζ211111111η1.051.051.071.071.061.061.091.10e(mm)679.77679.77516.98516.98552.58552.58461.96431.65ξ-0.14-0.14-0.15-0.15-0.12-0.12-0.16-0.13As侧(mm2)502.38502.38179.51179.51295.41295.4155.08-9.19选筋2C16+2C142C16+2C142C16+2C142C16+2C142C16+2C142C16+2C142C16+2C142C16+2C14实际As(mm2)710710710710710710710710ρ侧(%)0.310.310.310.310.310.310.310.31ρ侧min(%)0.20.20.20.20.20.20.20.2是否满足满足满足满足满足满足满足满足满足柱内总配4C16+8C144C16+8C144C16+8C144C16+8C144C16+8C144C16+8C144C16+8C144C16+8C14As总(mm2)2035.62035.62035.62035.62035.62035.62035.62035.6ρ总(%)0.880.880.880.880.880.880.880.88ρ总min(%)0.650.650.650.650.650.650.650.65是否满足满足满足满足满足满足满足满足满足大偏压502.38502.38179.51179.51295.41295.4155.08-9.19小偏压2882.622882.622834.722834.722646.532646.532827.812583.65ζ15.465.464.964.964.514.514.814.165.2.2板配筋计算a、屋面板配筋计算：环境类别为一类，屋面活荷载为0.5KN/m2，屋面恒荷载为4.5KN/m2，采用C30混凝土，板中钢筋采用HRB400钢筋，板厚100mm。选取图5-1中所示位置板。图5-1屋面板计算简图（1）荷载设计值：q=1.3×0.5=0.65KN/m2g=1.2×4.5=5.4KN/m2g+q/2=5.4+0.65/2=5.725KN/m2，q/2=0.325KN/m2，g+q=6.05KN/m2（2）计算跨度：l01=4.00ml02=8.80+0.25/2=8.925m弯矩计算：跨中最大弯矩为当内支座固定时在g+q/2作用下的跨中弯矩值与内支座铰支时在q/2作用下的跨中弯矩值之和。混凝土的泊松比取；支座最大负弯矩为当内支座固定时g+q作用下的支座弯矩。l01/l02=4.0/8.925=0.448，查《混凝土结构》中册附表7-6得l01，l02跨中弯矩系数分别为0.0404,0.0024，支座弯矩系数-0.0828，-0.0569,附表7-1查得跨中弯矩系数分别为0.0945，0.0169。m1=（0.0404+0.2×0.0024）×(g+q/2)l012+（0.0945+0.2×0.0169）×ql012/2=（0.0404+0.2×0.0024）×5.725×3.62+（0.0945+0.2×0.0169）×0.65×3.62/2=3.141KN·mm2=（0.0024+0.2×0.0404）×(g+q/2)l012+（0.0169+0.2×0.0945）×ql012/2=（0.0024+0.2×0.0404）×5.725×3.62+（0.0169+0.2×0.0945）×0.65×3.62/2=0.8712KN·mm’1=m”1=-0.0828(g+q)l0