混凝土结构毕业论文设计.doc

i 混凝土结构毕业设计 摘要 本文针对 6 层框架结构设计问题，依据规范对其进行了建筑功能、结构构件、 结构主体进行了设计、计算。底部层高 3.2 米，标准层高 3.2 米。主体采用柱下独立 基础，抗震设防烈度 7 度。 设计主要包括建筑和结构两大部分，建筑设计方面进行了建筑平面，立面及剖 面设计，功能分区设计，防火疏散及抗震设计，与周围环境协调设计。结构设计分 六部分：梁、板、柱截面尺寸估算，荷载计算，框架侧移刚度计算，横向水平荷载 作用下框架结构的内力和侧移计算，竖向荷载作用下框架的内力计算，内力组合， 配筋计算。 关键词: 框架结构；荷载统计；内力组合；配筋计算 ii abstract the subject of the design is a six floor building of frame structure. the building function, structure elements and structure body are designed depending on the codes. the height of the base is 3.2m, the standard height is 3.2m. the single foundations under column for the main body are adopted. earthquake resistance intensity is 7th. the design is consisted of building design and structure design. building design contains plan design, profile design, and section design, features division design, fire evacuation design, seismic design.it is designed to coordinated with the surrounding environment. structure design contains six parts: calculation of the size of column, beam and slab, load computation, the frame side rigidity computation, the frame internal forces of the portal frame construction and the side displacement under the horizontal load action and vertical load action, internal force combinations, reinforcing computation. keyword： frame construction; loads statistics; combination of internal forces; reinforcing bars calculation iii 目 录 摘要 i abstract ii 目 录 iii 第 1 章 设计资料及说明 1 1.1 设计概况 .1 1.2 设计资料 .1 第 2 章 结构布置 2 2.1 结构布置方案及结构选型 2 2.1.1 结构承重方案选择 2 2.1.2 材料 2 2.1.3 梁、柱截面尺寸估算 2 2.2 确定结构计算简图 4 2.2.1 计算简图 .4 2.3 梁和柱惯性矩、线刚度、相对线刚度计算 5 2.3.1 梁、柱惯性矩计算 5 2.3.2 梁、柱线刚度计算 5 2.3.3 梁、柱相对线刚度计算 6 第 3 章 荷载计算 7 3.1 恒荷载标准值计算 .7 3.1.1 屋面恒载 7 3.1.2 楼面恒载 7 3.1.3 梁自重 7 3.1.4 柱自重 8 3.1.5 外纵墙自重 8 3.1.6 3 轴标准层墙 8 iv 3.2 活荷载标准值计算 .8 3.2.1 屋面和楼面活荷载标准值 8 3.2.2 雪荷载 9 3.3 竖向荷载下框架受荷计算 .9 3.3.1 1-2 轴间框架梁 9 3.3.2 2-3 轴间框架梁 9 3.3.3 3-1/3 轴间悬挑梁 .10 3.3.4 1 轴柱纵向集中荷载 11 3.3.5 2 轴柱纵向集中荷载 11 3.3.6 3 轴柱纵向集中荷载 12 第 4 章 框架内力计算 16 4.1 恒荷载标准值作用下内力计算 16 4.1.1 恒荷载标准值作用下固端弯矩 16 4.1.2 恒荷载标准值作用下跨中弯矩 17 4.1.3 恒载作用下梁柱剪力 19 4.1.4 恒载作用下柱轴力计算 21 4.2 活荷载标准值作用下内力计算 22 4.2.1 活荷载标准值作用下固端弯矩 .22 4.3 风荷载计算 .24 4.3.1 集中风荷载标准值 .24 4.3.2 侧移刚度 d.24 4.3.3 风荷载作用下框架侧移计算 25 4.3.4 求各柱在风荷载（标准值）作用下的内力计算 26 第 5 章 荷载组合和内力组合 30 5.1 框架柱内力组合 .30 5.2 框架梁内力组合 .30 第 6 章 框架梁柱的配筋计算 31 6.1 框架梁设计 31 v 6.1.1 正截面受弯承载力计算 31 6.1.2 框架梁斜截面受剪承载力计算 .34 6.2 框架柱设计 35 6.2.1 1 轴柱截面配筋计算 35 6.2.2 2 轴柱截面配筋计算 38 6.2.3 3 轴柱截面配筋计算 40 6.2.4 柱截面配筋表 42 第 7 章 板的设计 43 7.1 板荷载计算 .43 7.2 板配筋计算 .44 第 8 章 楼梯计算 45 8.1 梯段板设计 .45 8.1.1 荷载计算 45 8.1.2 截面设计 45 8.2 平台板设计 .46 8.2.1 荷载计算 46 8.2.2 配筋计算 46 8.3 梯口梁计算(200mm350mm) 46 8.3.1 荷载计算 47 8.3.2 截面设计 47 参考文献 49 附录 50 致 谢 51 1 第 1 章 设计资料及说明 1.1 设计概况 1.工程名称：aa公司a-1检测中心 2.建设地点：宁波 3.建筑物层数：六层 3.建筑合理使用年限: 50 年 1.2 设计资料 1.设计标高：室内设计标高0.000,室内外高差300mm。 2.楼面作法：5mm 厚墨绿色金刚砂耐磨料撒与初凝前细石混凝土上并抹光， 30mm厚c20 细石混凝土随捣随抹平，素水泥浆一道，100mm现浇混凝土楼板。 3.屋面作法：三毡四油屋面防水层，10mm 厚石灰砂浆隔离层，35mm 厚 挤塑聚苯板保温层，20 厚1:2.5水泥砂浆找平层， 120mm 厚钢筋混凝土屋面板。 4.基本风压： 0 =0.5 kn/m (地面粗糙度属b 类) 5.基本雪压：s 0 =0.3 kn/m 6.抗震设防烈度：7度，框架抗震等级为四级。 7.地质条件由上至下为： 人工填土:度为1m 粉质粘土：厚度为7m，地基承载力特征值为500kpa 中风化基岩：岩石饱和单轴抗压强度标准值为3.6mpa 建筑场地类别为类；无地下水及不良地质现象 8.活荷载：上人屋面活荷载2.0 kn/m，楼面活荷载2.0 kn/m ,走廊活荷载 2.5 kn/m。 2 第 2 章 结构布置 2.1 结构布置方案及结构选型 2.1.1 结构承重方案选择 根据建筑功能要求以及建筑施工布置图，本工程确定采用框架方案，基础 采 用柱下独立基础。基础、框架梁、柱布置参见结构布置图。 2.1.2 材料 (1)、钢材 采用hpb300钢，hrb400钢 (2)、焊条 e43型,用于hpb钢焊接, hpb钢与hrb钢焊接；e50型,用于hrb钢焊接 (3)、混凝土 基础垫层:c15，其余c30 (4)、墙体采用 1)0.000以下墙采用烧结粘土砖,砖强度等级mu10,用m7.5 水泥砂浆砌筑,并 用1:2水泥砂浆双面粉刷 2)0.000以上墙(框架填充墙)采用mu7.5烧结多孔砖 ，m5.0混合砂浆砌筑 （13kn/m 3）。 3)墙体厚度：外墙240mm,内墙240mm 2.1.3 梁、柱截面尺寸估算 (1) 梁截面选定： 主梁： kl1（横向） l=6900mm h=(1/81/12)l=863mm575mm，且h1/15l,当梁高h800mm时,h为50mm 的倍数所以取h=600mm 3 b=(1/21/3)h=300200mm,取b=250mm kl2（横向） l=2100mm h=(1/81/12)l=262.5mm175mm,取h=450mm（保证b不小于200mm） b=(1/21/3)h=225mm150mm,取b=250mm kl3（横向） l=1500mm h=(1/81/12)l=187.5mm125mm,取h=450mm（保证b不小于200mm） b=(1/21/3)h=225mm150mm,取b=250mm kl4（纵向） l=7200mm h=(1/81/12)l=900mm600mm, 且h1/15l,当梁高h800mm时,h为50mm 的倍数所以取h=750mm b=(1/21/3)h=375250mm,取b=300mm 次梁： l1 l=6900mm h=(1/121/18)l=575mm383mm, 且h1/15l,当梁高h800mm时,h为50mm 的倍数所以取h=500mm b=(1/21/3)h=250167mm,取b=250mm (2) 框架柱截面选定 按层高选择h=(1/61/12)h=(1/61/12)3200 533.3mm266.7mm 且bh250mm250mm 初选柱截面尺寸：bh=450450 按轴压比要求初估框架柱截面尺寸，框架柱选用 c30 混凝土，房屋高度小 于 24m，框架抗震等级为三级，则框架柱截面尺寸估计如下： ，轴压比 ，由轴压比初步估算框架柱截面尺寸，2mn3.14cf 0.85n ，柱轴压比设计值 ，cncabhf21qsng 4 ， ， ， ， ，1.3g2qknm22.1697()3.4ms6n1.05 ，则203.2.461.058.knn ，近似取柱截面尺 。 328297.mcncabhf 250m 2.2 确定结构计算简图 2.2.1 计算简图 根据结构平面布置图以第3-f轴作为计算单元 如图 2.1所示： 图 2.1 框架计算简图 框架梁跨度（按柱轴线确定）： 1-2跨： 2100，2-3 跨：6900mm，悬挑部分：1500mm。 5 框架柱高度： 取底层：h132003005004000mm。 其他层：h2 h3 h4 h5 = h6=3200mm。 图 2.2 底层柱高计算图 2.3 梁和柱惯性矩、线刚度、相对线刚度计算 2.3.1 梁、柱惯性矩计算 kl1: 49 33 m105.12650bhi kl2: 33944.bi kl3: （3-6层悬挑梁） 33942501.01bhi 内柱、外柱： 33945.21mbi 2.3.2 梁、柱线刚度计算 6 对于中框架梁，取 ，根据公式 ，可以得出梁柱的线刚度2bileii/ 如下( )：ce 梁： 951/24.510/613.04iilee2 289e953/./.iil 柱： 底层： 951/5.210/413.0ieilee 其他层： 2 26 2.3.3 梁、柱相对线刚度计算 以底层柱线刚度 为基准值，梁、柱的相对线刚度如图2.3所示：1i 7 图2.3 框架线刚度计算简图 第 3 章 荷载计算 3.1 恒荷载标准值计算 3.1.1 屋面恒载 三毡四油屋面防水层： 0.40 kn/m 2 10mm 厚石灰沙浆隔离层 170.01 =0.17 kn/m2 找坡 40mm 厚 c20 细石混凝土： 200.04 =0.8 kn/m 2 50mm 聚苯乙烯泡沫塑料板保温层 0.50.05=0.025kn/m2 隔气层： 0.1 kn/m2 20mm 厚 1：2.5 水泥砂浆找平层： 200.02 =0.4 kn/m 2 钢筋混凝土板 120mm 250.12=3.0kn/m2 板底抹灰 20mm 170.02=0.34kn/m2 合计 5.24kn/m2 3.1.2 楼面恒载 30mm 厚 c20 细石混凝土和 5mm 厚金刚砂 200.035=0.70 kn/m2 现浇钢筋混凝土板 100mm 2.5kn/m2 板底抹灰 20mm 170.02=0.34kn/m2 v 型轻型吊顶 0.25kn/m2 合计 3.79kn/m2 3.1.3 梁自重 m6025hb 梁自重 25kn/m20.25m（0.6m-0.10m）=3.13 kn/m 8 抺灰层 0.01m(0.6m-0.10m) 2+0.25m17 kn/m2=0.21kn/m 合计 3.34kn/m250m4bh 梁自重 25kn/m20.25m（0.45m-0.10m）=2.19 kn/m 抺灰层 0.01m(0.45m-0.10m) 2+0.25m17 kn/m 2=0.16kn/m 合计 2.35kn/m 3.1.4 柱自重 m50hb 柱自重 25kn/m20.50m0.50m=6.25kn/m 抺灰层 0.01m0.5m417 kn/m 2=0.34 kn/m 合计 6.59kn/m 3.1.5 外纵墙自重 1 轴标准层墙： 墙体 (3.2m-0.75m)0.24m13kn/m3=7.64kn/m 抹灰 (3.2m-0.75m)0.02m17kn/m3=0.83kn/m 合计 8.47kn/m 3.1.6 3轴标准层墙 墙体 (3.2m-0.75m)0.24m13kn/m3=7.64kn/m 抹灰 (3.2m-0.75m)0.02m17kn/m3=0.83kn/m 铝合金窗 0.35kn/m 31.5m=0.53kn/m 扣除窗洞 -13kn/m 31.5m0.24m=4.68kn/m 合计 4.32kn/m 3.2 活荷载标准值计算 3.2.1 屋面和楼面活荷载标准值 9 根据荷载规范查得：上人屋面均布活荷载标准值为 2.0kn/m2； 检测中心楼面： 2.0kn/m2。 3.2.2 雪荷载 。屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者22kn/m0.k/0.1ks 中取大值。 3.3 竖向荷载下框架受荷计算 3.3.1 1-2轴间框架梁 屋面板传荷载： 恒载：5.24 kn/m 21.05m5/82=6.88n/m 活载：2.0 kn/m 21.05m5/82=2.63n/m 楼面板传荷载： 恒载：3.79 kn/m 21.05m5/82=4.97n/m 活载：2.0 kn/m 21.05m5/82=2.63n/m 梁自重： 2.35kn/m 12 轴间框架梁均布荷载为： 屋面： 恒载=梁自重 + 板传荷载 =2.35kn/m + 6.88kn/m =9.23 kn/m 活载=板传荷载 =2.63 kn/m 楼面 恒载=梁自重 + 板传荷载 =2.35kn/m + 4.97kn/m =7.32 kn/m 活载=板传荷载 =2.63 kn/m 3.3.2 2-3轴间框架梁 10 屋面板传荷载： 恒载：5.24 kn/m 21.8m(1-20.262+0.263) 2=16.60n/m 活载：2.0 kn/m 21.8m(1-20.262+0.263)2=6.35n/m 楼面板传荷载： 恒载：3.79 kn/m 21.8m(1-20.262+0.263) 2=12.04n/m 活载：2.0 kn/m 21.8m(1-20.262+0.263) 2=6.35n/m 梁自重： 3.34kn/m 23 轴间框架梁均布荷载为： 屋面： 恒载=梁自重 + 板传荷载 =3.34kn/m + 16.60kn/m =19.94 kn/m 活载=板传荷载 =6.35 kn/m 楼面 恒载=梁自重 + 板传荷载 =3.34kn/m + 12.04kn/m =15.38 kn/m 活载=板传荷载 =6.35 kn/m 3.3.3 3-1/3轴间悬挑梁 屋面板传荷载： 恒载：5.24 kn/m 20.75m5/82=4.92n/m 活载：2.5 kn/m 20.75m5/82=2.34n/m 楼面板传荷载： 恒载：3.79 kn/m 20.75m5/82=3.56n/m 活载：2.5 kn/m 20.75m5/82=2.34n/m 梁自重： 2.35kn/m 3-1/3 轴间框架梁均布荷载为： 屋面： 恒载=梁自重 + 板传荷载 11 =2.35kn/m + 4.92kn/m =7.27 kn/m 活载=板传荷载 =2.34 kn/m 楼面 恒载=梁自重 + 板传荷载 =2.35kn/m + 3.56kn/m =5.91 kn/m 活载=板传荷载 =2.34 kn/m 3.3.4 1轴柱纵向集中荷载 顶层柱： 女儿墙自重：（做法：墙高1200mm，70mm的混凝土压顶） 0.24m1.2m18kn/m3+25kn/m30.07m0.3 kn/m2=5.71 kn/m 天沟自重： 25 kn/m30.6m+（0.3m-0.1m ） 0.1m+0.3m0.5 kn/m2=2.15 kn/m 顶层柱恒载=女儿墙+天沟自重+梁自重+板传荷载 =（5.71 kn/m +2.15 kn/m） 7.2m+3.34kn/m(7.2-0.5)m+5.24 kn/m21.05m(1-20.292+0.293) 7.2m+3.34kn/m2.1m/2+5.24 kn/m21.05m5/82.1m/2=119.99kn 顶层柱活载=板传荷载 =2kn/m21.05m(1-20.292+0.293)7.2m+2kn/m21.05m5/82.1m/2 =14.32kn 标准层柱恒载=梁自重+板传荷载 =3.34kn/m(7.2-0.5)m+3.79 kn/m21.05m(1-20.292+0.293) 7.2m+3.34kn/m2.1m/2+3.79kn/m21.05m5/82.1m/2=53.02kn 标准层柱活载=板传荷载 =2kn/m21.05m(1-20.292+0.293)7.2m+2kn/m21.05m5/82.1m/2 =14.32kn 12 3.3.5 2轴柱纵向集中荷载 顶层柱： 顶层柱恒载=梁自重+板传荷载 =3.34kn/m(7.2-0.5)m+5.24 kn/m21.05m(1-20.292+0.293) 7.2m +5.24 kn/m21.8m5/87.2m+3.34kn/m9m/2+5.24kn/m21.05m5/82.1m/2+5.24k n/m21.8m(1-20.262+0.263) 6.9m/2=146.01kn 顶层柱活载=板传荷载 =2kn/m21.05m(1- 20.292+0.293)7.2m+2kn/m21.8m5/87.2m+2kn/m21.05m5/82.1m/2+2 kn/m21.8m(1-20.262+0.263)6.9m/2 =41.45kn 标准层柱恒载=梁自重+板传荷载 =3.34kn/m(7.2-0.5)m+3.79kn/m21.05m(1-20.292+0.293) 7.2m +3.79 kn/m21.8m5/87.2m+3.34kn/m9m/2+3.79kn/m21.05m5/82.1m/2+3.79k n/m21.8m(1-20.262+0.263) 6.9m/2=115.96kn 标准层柱活载=板传荷载 =2kn/m21.05m(1- 20.292+0.293)7.2m+2kn/m21.8m5/87.2m+2kn/m21.05m5/82.1m/2+2 kn/m21.8m(1-20.262+0.263)6.9m/2 =41.45kn 3.3.6 3轴柱纵向集中荷载 顶层柱： 顶层柱恒载=梁自重+板传荷载 =3.34kn/m(7.2-0.5)m+5.24 kn/m21.8m5/87.2m +5.24kn/m20.75m(1- 20.212+0.213)7.2m+3.34kn/m8.4m/2+5.24kn/m20.75m5/81.5m/2+5.24k n/m21.8m(1-20.262+0.263) 6.9m/2=135.39kn 顶层柱活载=板传荷载 =2kn/m20.75m(1- 20.212+0.213)7.2m+2kn/m21.8m5/87.2m+2kn/m20.75m5/81.5m/2+2 13 kn/m21.8m(1-20.262+0.263)6.9m/2 =37.77kn 标准层柱恒载=梁自重+板传荷载 =3.34kn/m(7.2-0.5)m+3.79kn/m21.8m5/87.2m +3.79kn/m20.75m(1- 20.212+0.213)7.2m+3.34kn/m8.4m/2+3.79kn/m20.75m5/81.5m/2+3.79k n/m21.8m(1-20.262+0.263) 6.9m/2=108.0kn 标准层柱活载=板传荷载 =2kn/m20.75m(1- 20.212+0.213)7.2m+2kn/m21.8m5/87.2m+2kn/m20.75m5/81.5m/2+2 kn/m21.8m(1-20.262+0.263)6.9m/2 =37.77kn 经计算后，框架恒荷载，活荷载，以及等效后的荷载简图如图 3.1，3.2，3.3所示。 14 图3.1 框架恒荷载受力简图 15 图3.2 框架活荷载受力简图 16 图3.3 框架竖向受荷等效后总图 注：1.图中数值均为标准值。 2.图中线荷载均为均布荷载。 第 4 章 框架内力计算 为了简化计算，考虑如下几种单独受荷情况： （1）恒载作用； （2）活荷载作用； （3）风荷载作用（从左向右，或从右向左） ； 对于（1） 、 （2）等 3 种情况，框架在竖向荷载作用下，采用弯矩二次分配法 计算。 对于第（3）种情况，框架在水平荷载作用下，采用 d 值法计算。 在内力分析前，还应计算节点各杆的弯矩分配系数以及在竖向荷载作用下杆 端的固端弯矩。 4.1 恒荷载标准值作用下内力计算 4.1.1 恒荷载标准值作用下固端弯矩 均布恒载、集中荷载以及集中荷载偏心引起的固端弯矩构成节点不平衡弯 矩，等截面直杆的杆端弯矩计算方法见表 4.1。 17 表 4.1 等截面直杆的杆端弯矩 弯矩编 号 梁的简图 mab mba 1 2lfab2lbfa 2 12ql12ql 3 2la)386(23la)4( 根据第三章框架竖向受荷等效后总图，经计算恒荷载作用下固端弯矩如图 表5.2所示。 表 4.2 恒载作用下固端弯矩（单位： ） mkn 通过弯矩二次分配法求出固端弯矩，详见图4.1。 4.1.2 恒荷载标准值作用下跨中弯矩 （固端调幅系数 0.9）梁 两 端 简 支 时 跨 中 弯 矩右左跨 中 ）（ mm-2 固端弯矩 楼层 12m212332m34 6 -3.39 3.39 -79.11 79.11 -73.19 5 -2.69 2.69 -61.02 61.02 -71.66 4 -2.69 2.69 -61.02 61.02 -71.66 3 -2.69 2.69 -61.02 61.02 -71.66 2 -2.69 2.69 -61.02 61.02 -71.66 1 -2.69 2.69 -61.02 61.02 18 表 4.3 恒载作用下跨中弯矩（调幅后） 跨数 层数 12 23 第六层 -6.39 55.78 第五层 -0.85 37.55 第四层 -1.20 38.30 第三层 -1.20 38.30 第二层 -1.16 36.82 第一层 -3.79 46.51 19 图 4.1 恒载作用下的二次分配图（单位：kn m） 恒载作用下弯矩图详见图4.2。 20 图4.2 恒载作用下的弯矩图（单位：kn m） 4.1.3 恒载作用下梁柱剪力 梁端剪力： ;l)()(v)(m 右左弯 矩 引 起 的 剪 力荷 载 引 起 的 剪 力 mvv qq 柱端剪力： （固端调幅系数 0.9）lm下上 1.梁端剪力以第六层2-3轴跨为例： 图4.3 梁剪力计算简图 2(56.8092.619.46/).972.5knv右 14750knf左 左 2.柱端剪力以第六层2轴柱为例： 21 图4.4 柱剪力计算简图=(20.176.35)/.214.5knv下上 最终计算结果如图5.5所示。 图4.5 恒载作用下的梁柱剪力图（单位：kn） 图4.6 恒载作用下柱轴力图（单位： 22 kn） 4.1.4 恒载作用下柱轴力计算 以2轴柱子为例，进行计算： 顶层： 146.05.26.37.knn378 5层： 21.905.41.28414623k 4层： 6.35.76.knn089 3层： .49.216.35.849.857k 2层： 70.6.103.knn13281042 1层： 4.55.962.063k 最终计算结果如图4.6所示。 4.2 活荷载标准值作用下内力计算 4.2.1 活荷载标准值作用下固端弯矩 根据第三章框架竖向受荷等效后总图，经计算活荷载作用下固端弯矩如图 表4.4所示。 表 4.4 恒载作用下固端弯矩（单位： ） mkn 固端弯矩 楼层 12m212332m34 6 -0.97 0.97 -25.19 25.19 -21.26 5 -0.97 0.97 -25.19 25.19 -21.26 4 -0.97 0.97 -25.19 25.19 -21.26 23 计算方法同恒荷载内力计算，通过弯矩二次分配法求出固端弯矩，然后分 别作出弯矩图、剪力图、柱轴力图。活荷载作用下的弯矩图、剪力图、柱轴力 图分别如图4.7、图4.8和图4.9所示。 图4.7 活载作用下的弯矩图（单位：kn m） 图4.8 活载作用下的剪力图（单位： kn） 3 -0.97 0.97 -25.19 25.19 -21.26 2 -0.97 0.97 -25.19 25.19 -21.26 1 -0.97 0.97 -25.19 25.19 24 图4.9 活载作用下柱轴力图（单位：kn ） 4.3 风荷载计算 4.3.1 集中风荷载标准值 作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值： z0()/2ksijwhb 式中，基本风压 =0.50kn/m2；0 风压高度弯化系数，因建设地点们于某大城市郊区，所以地面粗z 糙度为 b 类； 风荷载体型系数，根据建筑物的体型查得 =0.8-(-0.5)=1.3；s s 风振系数， 因房屋总高小于 30m，所以 =1.0；z z 下层柱高；ih 上层柱高，对顶层为女儿墙高度的 2 倍；j 25 迎风面的宽度， =7.2m。bb 计算过程见表 4.5。 表 4.5 集中荷载标准值 离地高度 z/m zzs 0 (kn/m2) /mih/mj/knkw 19.50 1.24 1.0 1.3 0.50 3.2 2.4 16.25 16.30 1.17 1.0 1.3 0.50 3.2 3.2 17.52 13.10 1.08 1.0 1.3 0.50 3.2 3.2 16.17 9.90 1.00 1.0 1.3 0.50 3.2 3.2 14.98 6.70 1.0 1.0 1.3 0.50 3.2 3.2 14.98 3.50 1.0 1.0 1.3 0.50 4.0 3.2 16.85 4.3.2 侧移刚度 d 计算结果详见表 4.6 和表 4.7。 表 4.6 横向 2-6 层 d 值的计算 构件 名称 c bi2ic2/(kn/m)21hidc 1 轴柱 1.39.50.357 20428 2 轴柱 02.（ ） 0.489 27965 3 轴柱 1.6（ ） 0.444 25391 d= (20428kn/m+27965kn/m+25391kn/m)=73784kn/m 表 4.7 横向底层 d 值的计算 构件 名称 c biic25.0/(kn/m)21hidc 1 轴柱 1.39.00.558 16348 2 轴柱 2.0.658 19277 26 3 轴柱 1.00.5 14648 d= (16348kn/m+19277kn/m+14648kn/m)=50273kn/m 4.3.3 风荷载作用下框架侧移计算 水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算： ijjdvu 式中 vj第 j 层的总剪力； 第 j 层所有柱的抗侧刚度之和；ijd 第 j 层的层间侧移。ju 第一层的层间侧移值求出以后，就可以计算各楼板标高处的侧移值的顶点 侧移值，各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和。顶点侧移是 所有各层层间侧移之和。 j 层侧移 jjju1 顶点侧移 njj1 框架在风荷载作用下侧移的计算见表 4.8。 表 4.8 风荷载作用下框架侧移计算 层次 /knjw/knjv/knd/mju/hju 6 16.25 16.25 73784 0.00022 1/14545 5 17.52 33.77 73784 0.00046 1/6956 4 16.17 49.94 73784 0.00068 1/4705 3 14.98 64.92 73784 0.00088 1/3636 2 14.98 79.90 73784 0.0011 1/2909 1 16.85 96.75 50273 0.0019 1/21050.524mju 侧移验算： 层间侧移最大值 1/2909 )bv370.91kn( )b370.91kn( )bv370.91kn( )b370.91kn( )bv370.91kn( )b0(.7)svtyvaf )bv504.97kn( )b504.97kn( )bv504.97kn( )b504.97kn( )bv504.97kn( )b0.1)7(fsayvtv .46204bcnx hfb10210 .723.3()bcbsfhea2 10(.5)0csysnfah 故按构造配筋，由于纵向受力钢筋采用 hrb400，最小总配筋率 min0.5% 2,min,in.5%m50/68mss 每侧实配 4 18（ ） 。 217sa 第二组内力 2.94kn608m301.17.5m7en200/m52ax071.91.5iae93m06.522ish 求受压区高度 ：x301746.0814.1842m5bcnx hfb10210 .529.3()bcbsfhea2 10(.)0csysnfah 故按构造配筋，由于纵向受力钢筋采用 hrb400，最小总配筋率 min0.5% 41 2,min,in0.5%m50/68mssa 每侧实配 4 18（ ） 。 217sa 4 层：同上述计算方法，每侧实配 4 18（ ） 。 2107sa 其余：垂直于弯矩作用平面的受压承载力验算和斜截面受剪承载力计算同 1 轴柱。 6.2.3 3 轴柱截面配筋计算 1.柱的轴压比验算 底层柱 2386.43knmaxn 轴压比 满足要求 3286.410n0.67.851.3/5mcfa 则 2 轴柱的轴压比满足要求。 2.柱的截面尺寸复核 取 500mm-35mm=465mm， 79.97kn。0hmaxv 因为 456/bw 所示 20.2.21.3n/5046m831.2kn79.cf 满足要求。 3.柱的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。 2104.3n/m5046m0.51872.kn.425bcnx hfb10210 .3.3()bcbsfhea2 10(.5)0csysnfah 故按构造配筋，由于纵向受力钢筋采用 hrb400，最小总配筋率 min0.5% 2,min,in.5%m50/68mss 每侧实配 4 18（ ） 。 217sa 第二组内力 9.3kn2m301.5105.4m7en2/max053.94073.94iae 57m28.9422ish 求受压区高度 ：x301.109.47.5162m45bcnx hfb 43 10210 0.675.43()bcbsnfhea2 10(.)csysfah 故按构造配筋，由于纵向受力钢筋采用 hrb400，最小总配筋率 min0.5% 2,min,in.5%m50/68mss 每侧实配 4 18（ ） 。 217sa 4 层：同上述计算方法，每侧实配 4 18（ ） 。 2107sa 其余：垂直于弯矩作用平面的受压承载力验算和斜截面受剪承载力计算同 1 轴柱。 6.2.4 柱截面配筋表 其它柱的截面配筋计算同 6.3，不再写明计算过程，将计算结果列于表 6.3。 表 6.3 柱截面的配筋表（均为对称配筋） 层 1 轴柱 2 轴柱 3 轴柱 纵筋 箍筋 纵筋 箍筋 纵筋 箍筋 4- 6 12 1 8 复式箍 48100 /200 12 1 8 复式箍 48100 /200 12 1 8 复式箍 48100 /200 2- 3 12 1 8 复式箍 48100 /200 12 1 8 复式箍 48100 /200 12 1 8 复式箍 48100 /200 1 12 18 复式箍 48100 /200 12 1 8 复式箍 48100 /200 12 1 8 复式箍 48100 /200 第 7 章 板的设计 7.1 板荷载计算 44 取三层的23 轴与fg轴之间的a板为例计算。板按考虑塑性内力重分布方 法计算。板的 ，应按双向板计。12690.23l 恒荷载 ：g=1.23.8= 4.56kn/m 2 活荷载： p =1.42.0=2.80kn/m 2 计算每一跨中正弯矩时，取： g=g+p/2=4.56+2.80/2=5.96kn/m2（除边支座外，各边固支） p = p/2=2.80/2=1.40 kn/m2（四边简支） 每一区格跨中的负弯矩：g+p=4.56+2.80=7.36 kn/m2（除边支座外，各边固支） 其计算简图如图 7.1 图 7.1 板计算简图 7.2 板配筋计算 双向板内力计算以 a 区格为例，计算见表 7.1。注：均以轴线间距离作为 45 计算跨度。 表 7.1 a 区格单位板宽内弯矩计算 项目 a 区格 lx / ly 3.6 / 6.9 =0.522 mx(=0) (0.03945.96+0.09361.40) 3.62=4.74 my(=0) (0.00455.96+0.01881.40) 3.62=0.69 mx(=0.2) 4.74+0.69/5=4.88 my(=0.2) 0.73+4.74/5=1.68 mx -0.08237.363.62=-7.85 my -0.05717.363.62=-5.45 注：其它双向板楼板内力计算如同 a 区格。 支座处由于弯矩不平衡，按大的弯矩配筋，材料hpb300，fy=360 n/ mm 2 采用近似公式as=m/0.9 fyh0计算，式中有效高度的取值为： 跨中 h 0x=80mm h oy=70mm 支座 h 0=80mm 跨中： ，选 ， 。 624.818m930sxa80251msa ，选 ， 。 62.74.0sy 2s 支座： ，选 ， 。 62.85130.99sxa815023sa ，选 ， 。 62.4.m0sy 21ms 46 第 8 章 楼梯计算 8.1 梯段板设计 计算二层的楼梯，层高3.2m，踏步尺寸150mm 300mm，采用混凝土强度 为c30 ，受力钢筋采用hrb400，楼梯上活荷载标准值为 kn/m2。取板厚3.5 h=120mm，板的倾斜角 tan =150/300=0.5，cos =0.894，取1m 宽板带计算。 8.1.1 荷载计算 水磨石面层 （0.15+0.30）0.65/0.3=0.98kn/m 三角形踏板 1/20.150.325/0.3=1.88 kn/m 混凝土斜板 0.1225/0.894=3.36 kn/m 板底抹灰 0.0217/0.894=0.38 kn/m 合计 6.61kn/m 2 活载 3.50kn/m 2 总荷载设计值：p=1.26.6+1.43.5=12.82 kn/m 8.1.2 截面设计 1.梯段板水平计算跨度：0250m42760mnlb1x 取较小者 。6l 有效高度 ho=120-20=100mm 2.跨中弯矩 kn m21.8649.00m2 2109.63.31scfbh ，640.58sb =256.510.3csyfa2m 47 选用 8150， ，分布钢筋要求每级踏步内配置一根 8的钢235msa 筋，支座处配筋选配 8200，as=251mm 2 8.2 平台板设计 板跨度 ,取1m板带进行计算。01.70.129ml 平台板厚 mm，取80mm。54.35hl 8.2.1 荷载计算 水磨花岗岩面层 0.65kn/m 120 厚混凝土板 0.1225=3kn/m 板底抹灰 0.0217=0.34 kn/m 合计 3.99kn/m 2 活载 3.50kn/m 2 总荷载设计值：p=1.23.99+1.43.5=9.69kn/m 跨中弯矩 kn/m73.05.2178)(812nlqg 8.2.2 配筋计算 跨中弯矩 221()9.613.57k00nmgql2 2103.57.4scafbh 则 .sa =100.5 。10251306csyfa2m 选配 8200，实有 2sa 8.3 梯口梁计算(200mm350mm) 48 8.3.1 荷载计算 梯段板传来 6.62.65/2=8.75kn/m 平台板传来 3.991.92/2=3.83kn/m 梁自重(除板部分) （0.4-0.12）0.225=1.4kn/m 梁粉刷 20.02（0.4-0.12） 17=0.19kn/m 荷载设计值 kn/m14.7q 活载： 3.5(261.9)/7.kn/mq 总荷载设计值： 4928.1/ 8.3.2 截面设计 1.平台梁计算跨度： 01.5.0(3240)89mnll 有效高度： 0436mh 弯矩设计值 2208.9.6knmql 剪力设计值 11048vp 2.平台梁按倒l形计算， 5210mffbh 判断截面类型： 10()81204.3(6)48.7kn29.63k2ffchb 故属于一类t 型截面。 62 2109.0.1914385scmafbh 则 .sa =232 。102063csyfa 2m 49 选配316，实有 2603msa0.7.1457.1kn40.8tfbh 可按构造配筋，箍筋 8200。 50 参考文献 1 gb500092001建筑结构荷载规范 s.北京：中国建筑工业出版社， 2001. 2 gb50072002建筑地基基础设计规范 s.北京：中国建筑工业出 版社，2002. 3 gb500102002混凝土结构设计规范 s. 北京：中国建筑工业出 版社，2002. 4jgj94-2008建筑桩基技术设计规范 s. 北京：中国建筑工业出版 社，2008. 5中国建筑标准设计研究所， 楼梯建筑构造99sj403m. 中国建筑 标准设计研究院，2003.11. 6中国建筑标准设计研究所， 平屋面建筑构造（二） 03j2012m. 中国建筑标准设计研究院. 7舒士霖主编钢筋混凝土结构 m.杭州： 浙江大学出版社，2002.9 8舒士霖、邵永治、陈鸣编钢筋混凝土结构设计 m.杭州： 浙江大 学出版社，1996.5（2002 重印） 9jgj-65-89居住建筑设计规范 s. 北京：中国建筑工业出版社， 1989. 10 gb50016 2006 建筑设计防火规范 （2001 年版） s. 北京：中国 建筑工业出版社，2001. 11gb/t50105 - 2001建筑结构制图标准 s. 北京：中国建筑工业出 版社，2001. 12 gb50011 2008 建筑抗震设计规范