陕科大综合教学实验楼施工组织设计 土木工程毕业设计计算书.doc

摘 要 本工程为陕科大综合教学实验楼，主体结构为钢筋混凝土框架结构。总建筑面积约为 6834，层高 3.6m，建筑层数六层。采用独立基础，室内外高差为 0.45.m。 本设计综合运用所学的专业知识，根据设计任务书的要求进行了钢筋混凝土结构办 公楼的建筑、结构设计。设计过程遵循先建筑后结构再基础的顺序进行。建筑设计，依 据建筑总体规划要求、建筑用地条件和基地周边的环境特点，首先设计建筑平面，其次 进行立面造型、剖面设计。建筑设计应满足使用功能和造型艺术的要求。 结构设计密切联系建筑设计，以现有的有关规范为依据，主要包括结构选型及结构 布置、确定计算简图及计算单元、荷载计算、侧移控制、内力组合、构件设计、楼梯设 计、基础设计等内容。本工程采用钢筋混挺土框架结构体系（纵横向混合承重） ，选择了 有代表性的一榀框架进行计算。对于竖向荷载采用分层法计算，水平荷载作用采用 d 值 法计算。设计计算整个过程中综合考虑了技术经济指标和施工工业化的要求，由于本工 程位于 8 度抗震设防区，计算时考虑了抗震的要求。 关键词：建筑设计；混凝土框架结构设计； 抗震设计 abstract this project for sust comprehensive teaching and laboratory building, main body structure for reinforced concrete frame structure. with a total construction area of about for 6834, storey height 3.6m, construction layer six layers. adopt independent 0.45 based, indoor and outdoor elevation j m. this design comprehensive use of expertise, according to the requirements of the design plan descriptions of the office building of the reinforced concrete structures, the structure design. design process follow after the first building structure based on the order again. architectural design, the overall planning requirements, according to the building land for construction conditions and base circumjacent environment characteristics, the first building plane, secondly on design, section facade design. architecture design should meet the use function and plastic arts requirements. key words:structure design；design of concrete frame structure ；seismic design 目录 1 设计任务.1 1.1 工程概况.1 1.2 建筑结构设计的基本内容.1 1.3 设计资料.1 1.3.1 气象条件 1 1.3.2 抗震设防 2 1.3.3 地基土承载力 2 1.3.4 其它条件 2 1.3.5 钢筋混凝土 2 2 结构类型 3 3 框架结构设计计算 4 3.1 梁柱截面,梁跨度及柱高确定4 3.1.1 初估截面尺寸 4 3.1.2 梁的计算跨度 6 3.1.3 柱的高度 6 3.2 楼屋面及梁柱墙门窗的均布荷载.7 3.2.1 屋面板的均布恒载 7 3.2.2 屋面的均布活载 7 3.2.3 楼面的均布恒载 8 3.2.4 楼面均布活荷载 8 3.2.5 梁柱的自重 8 3.2.6 墙体自重的计算 9 3.2.7 门窗的自重的计算 .10 3.2.8 各层荷载组合 .11 3.3 水平地震力作用下框架的侧移验算12 3.3.1 横梁的线刚度 .12 3.3.2 横向框架柱的线刚度及侧移刚度 d 值 .13 3.3.3 横向框架自震周期 .14 3.3.4 横向地震作用计算 .15 3.3.5 横向框架抗震变形验算 .16 3.4 水平地震作用下，横向框架的内力分析17 3.5 竖向荷载作用下横向框架的内力分析22 3.5.1 计算单元的选择确定 .23 3.5.2 荷载作用下框架的内力计算 .23 3.5.3 荷载作用下梁的内力计算 .27 3.5.4 用力距二次分配法计算框架弯距 .27 3.5.5 梁端剪力及柱轴力的计算 .35 3.6 风荷载作用下框架的内力分析.39 3.7 内力组合39 3.7.1 框架梁内力组合 .39 3.7.2 框架柱内力组合 .45 3.8 截面设计49 3.8.1 承载力抗震调整系数 .49 3.8.2 横向框架梁截面设计 .50 3.8.3 柱截面设计 .61 4 现浇板设计 .68 4.1 区格板的分布68 4.2 荷载计算68 4.3 荷载跨度69 4.4 弯矩计算69 4.4.1 a 区格内力计算69 4.4.2 b 区格内力计算71 4.5 板的配筋计算73 结 论 .75 参考文献 .76 致 谢 .77 1 设计任务 1.1 工程概况 1）某多层综合教学实验楼，主体 6 层，钢筋混凝土框架结构。梁板柱均为现浇，主楼建 筑面积约 6834,建筑物平面简单； 2）建筑方案确定，房间开间 5.1m，进深 6.6m,走廊宽 3.0m,底层 4.2m,中间层 3.6m,其室 内外高差 0.45m,其中标高相当于马路中心相对标高； 3）抗震设防要求：设防烈度 8 度（0.2g）,地震分组为一组，场地类别：类，抗震等 级三级，建筑物安全等级二级； 4）基础设计不考虑地基土的变形验算，其承载力为； 2 290/ k fkn m 5）建筑所在地的主导风向: 冬夏季为东北风，基本风压：0.4kn/m2； 6） 不上人屋面活荷载：0.5kn/m2；上人屋面活荷载：2 kn/m2 (标准值)；楼面活载 2.0kn/m2。 1.2 建筑结构设计的基本内容 结构计算书包括结构布置，设计依据及步骤和主要计算的过程及计算结果，计算简 图，及如下内容： （1）地震作用计算；风荷载作用计算； （2）框架内力分析，配筋计算（取一榀） ； （3）板、楼梯、雨蓬的配筋计算。 其它构件计算视设计情况而定。 1.3 设计资料 1.3.1 气象条件 （1）基本风压：0.4kn/m2;基本雪压：0.2kn/m2 （2）此处按建筑结构荷载规范 gb50009-2001 采用； （3）主导风向：冬夏季为东北风。 1.3.21.3.2 抗震设防抗震设防 查 gb 500112010 知本地区抗震设防烈度为 8 级，设计基本地震加速度为 0.20 g, 地震分组为第一组，类场地设计 1.3.3 地基土承载力 地基土承载力为。 2 290/ k fkn m 1.3.41.3.4 其它条件其它条件 表 1-1 地层特性 层序地层名称状态地层包含物 层厚 （m） 地基承载力特征值 （kpa） ak f a杂填土可塑黑灰色 含少量碎砖1.01.385 b粉质粘土可塑黄灰色 含氧化铁0.91.1145 c粘土硬塑 褐黄色 含少量氧化铁、铁 锰结核 9.0290 c砂岩强风化 坚硬棕红色 含风化砂岩颗粒未钻穿380 1）地下水 上层滞水，主要分布于上部填土层中，水量中等，对砼无侵蚀性。 2）建筑物位于西安地区。.拟建场地地面平坦。抗震设防烈度为 8 度，设计基本地震 加速度值为 0.2g，设计地震第一组，场地土类别为类. 3）拟建物建议其基础均全部埋置于粘土层中，其地基承载力特征值取 290kpa，压缩 模量取 15mpa。 1.3.51.3.5 钢筋混凝土钢筋混凝土 按三级抗震等级设计时，现浇框架梁的混凝土强度等级不应低于 c20，同时不宜大于 c40。框架柱三级抗震时，混凝土强度不应低于 c20 所以梁板柱采用 c35 混凝土，纵筋采用 ii 级，箍筋采用 i 级。 2 2 结构类型结构类型 本建筑设计方案采用框架结构，梁、板、柱、楼面均采用现浇形式，我们取框架 （110） （cf）为计算对象，计算简单图如下示： 图 2-1 计算框架柱网布置图 一榀框架计算简图如下图： 图 2-2 一榀框架计算简图 3 框架结构设计计算 3.1 梁柱截面,梁跨度及柱高确定 3.1.1 初估截面尺寸 柱：柱截面尺寸可根据式,其中 n=fn n 为柱组合的轴压力设计 c a nc n f e g 值；f 为按简支状态计算的柱的负载截面面积；为折算在单位建筑面积上的重力荷载 e g 计算，也可近似取 1215kn/, 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，n 为验算截面以上楼层层数；为柱截面面积； c f 为混凝土轴 c a 心抗压强度设计值；为框架柱轴压比限值，对三级抗震等级可取 0.8，各层的重力荷 n 载代表值近似取 14kn/。 由图 2-1 可知边柱及中柱的负载面积分别为 5.13.3和 5.14.8，由 c a 得第一层柱截面面积为（c35 混凝土的 c f =16.7n/,=1.57 n/） nc n f 2 mmt f 2 mm 边柱 c a 3 2 1.3 5.1 3.3 14 106 132822 0.8 16.7 mm 中柱 c a 3 2 1.25 5.1 (3.23 1.5) 14 106 186658 0.8 16.7 mm 并列成表 3-1 表 3-1 柱的截面尺寸确定 层次 f 2 m e g 2 /kn m 2 /kn m n n c f 2 /n mm c a 2 mm 边柱1.316.251460.916.713282216 层 中柱1.2523.751460.916.7186658 考虑到不同地震方向的作用采用正方行柱截面,同时根据抗震规范要求柱净高与截面 边长尺寸之比宜大于 4 和柱截面最小尺寸为 350mm 要求,本工程底层柱截面都取 500 500mm, 二六层取 450mm450mm。 梁：为满足承载力、刚度及迫性要求，截面高度 h 取梁跨度的，且不小于 1 121 8: 400，梁的宽高比一般取值为，同时考虑到梁截面的抗侧移刚度和避免短梁的 1 31 2: 出现要求，根据三级抗震的要求梁的最小宽度为 250 4h b 4l h （1）边横梁 对跨度为 6600的边横梁： mm 截面高度 h： 66001/12=542 66001/8=812 mmmmmmmm 即截面高度 h： 542812 则取截面高度为 600 mmmmmm 截面宽度 b： 6001/2=300 6001/3=200 mmmmmmmm 即截面宽度 b： 200300 则取截面宽度为 250 mmmmmm （2）中横梁 对跨度为 3000的中横梁： mm 截面高度 h：30001/12=250 30001/8=375 mmmmmmmm 即截面高度 h：250375 mmmm 考虑到刚度突变和施工方便取截面高度为 400mm 截面宽度 b： 4001/2=200 4001/3=133 mmmmmmmm 即截面宽度 b：133200 考虑到刚度突变和施工方便取截面高度为 250 mmmm mm （3）纵 梁 对跨度为 5100的纵梁： mm 截面高度 h： 51001/12=417 51001/8=625 mmmmmmmm 即截面高度 h： 417625 则取截面高度为 500 mmmmmm 截面宽度 b： 5001/2=250 5001/3=167 mmmmmmmm 即截面宽度 b： 167250 则取截面宽度为 250 mmmmmm 纵上可将估计梁的截面尺寸汇总于下表 3-2 表 3-2 梁截面尺寸（）确定 层次横梁（bh）纵梁（bh） ab 跨、cd 跨bc 跨 16 层 250600250400250500 3.1.2 梁的计算跨度 框架梁的计算跨度以上柱形心线为准，而建筑轴线与墙轴线不重合，所以柱建筑轴 线结构计算跨度相同 3.1.3 柱的高度 底层柱高度：4.2+0.6+0.45=5.25 m。注：底层层高 4.2m，室内外高差 0.45m， 基础顶部至室外地面 0.6m。 中间层为 3.6m 因而得到=5.25 m；=3.6m; 1 h 2 h 由此得到框架的计算简图如图 3-1 所示 ： 图 3-1 框架的计算简图 3.2 楼屋面及梁柱墙门窗的均布荷载 3.2.1 屋面板的均布恒载 其按屋面的做法逐项计算均布荷载：吊顶处不做粉底，无吊顶处做粉底，近似取吊 顶来参与计算： 其屋面构造做法如图 3-2 所示，按图 2 来计算屋面恒载，其结果如下： 图 3-2 屋面构造做法 而屋面面积：864.6 2 m 那么屋面恒荷载标准值为：864.65.71=4936.87kn 3.2.23.2.2 屋面的均布活载 计算重力荷载代表值时，本工程为上人屋面,活荷载取值：即得=2.0 kn/m2 k s 864.62.0=1729.2kn 3.2.3 楼面的均布恒载 图 3-3 楼面构造做法 楼面的做法如图 3 所示，按图示各层进行组合来参与计算楼面恒载大小。因而得到 楼面均布恒载标准值(楼梯间按楼板计算)：864.63.8=3285.48kn 3.2.4 楼面均布活荷载 楼面活载标准值按 2.0kn/来参与计算： 864.62.0=1729.2kn 3.2.5 梁柱的自重 此处计算包括梁侧面、梁底面，柱的侧面抹灰重量： （1）梁的自重： 在此计算过程中，梁的长度按净跨长度，即把梁的计算跨度减掉柱的宽度来参与计 算过程： 1 l ：长度=6.60.50=6.0m（扣除一个柱宽） n l ：长度=5.10.500.24=4.36m（扣除一个柱宽） 2 l n l : 长度=3.00.24=2.76m 3 l n l 表 3-3 粱、柱重力荷载计算 层次构件 bh mm r 3 /mkn g mkn / i l m n i g kn i g kn 边横梁0.250.60251.053.9385.920464.6 中横梁0.250.40251.052.6252.761072.5 纵梁0.250.50251.053.2814.3636515.1 1052.1 1 层 柱0.500.50251.16.8755.25401443.81443.8 边横梁0.250.60251.053.938620472.5 中横梁0.250.40251.052.6252.761072.5 纵梁0.250.50251.053.9384.4636632.2 1177.2 26 层 柱0.450.45251.15.5693.640801.9801.9 注：（1）上表中梁截面的确定，考虑到抹灰层乘以 1.05 （2）此处抹层按近似加大梁宽考虑，按每立方 25 kn 计算 （3）梁的长度都按净跨长度计算 （4）柱因四面抹灰乘以 1.1 （5）抹层记入柱内，按每立方 25 kn 计算 3.2.6 墙体自重的计算 墙体为 240mm 厚灰砂砖，外墙面贴瓷砖（包括打底找平），内 3 (20/)kn m 2 (0.5/)kn m 墙面为 20厚抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为： 3 (17/)kn m 2 0.520 0.24 17 0.025.64/kn m 内墙为 120 mm 厚灰砂砖，两侧均为 20厚抹灰。内墙单位墙 3 (20/)kn m 3 (17/)kn m 面重力荷载为： 2 20 0.12 17 0.02 23.08/kn m 墙体重力荷载计算如下各表(表中“表示乘号)： 表 3-4 墙体重力荷载计算表 层次墙体位置计算过程 墙体面 积 () 单位 面积 重力 荷载 重量 (kn) a、d 轴的纵墙 4.2(5.1-0.50) 17-2.42.416 229.145.641292.3 b、c 轴纵墙 4.2(5.1-0.50) 16-0.92.116- 4.552.12 253.053.08779.4 外横墙（16.0-0.503）4.2-1.52.4253.75.64302.9 内横墙（6.6-0.50）4.2 16403.23.081241.9 1 层 合计3616.6 a、d 轴的纵墙 3.6(5.1-0.45) 17-2.42.416 186.35.641050.7 b、c 轴纵墙 3.6(5.1-0.45) 16-0.92.116- 4.552.12 212.733.08655.2 外横墙（16.0-0.453）3.6-1.52.4245.545.64256.8 内横墙（6.6-0.45）3.6 16348.483.081073.3 2 到 5 层 合计3036.1 a、d 轴的纵墙 3.6(5.1-0.45) 17-2.42.416 186.35.641050.7 b、c 轴纵墙 3.6(5.1-0.45) 16-0.92.116- 4.552.12 212.733.08655.2 外横墙（16.0-0.453）3.6-1.52.4245.545.64256.8 内横墙（6.6-0.45）3.6 16348.483.081073.3 6 层 合计3036.1 女儿墙女儿墙 1280.6 76.85.64433.2 3.2.7 门窗的自重计算 根据建筑结构荷载规范 gb50009-2001，木门按 0.2 2 /kn m 考虑，钢框玻璃窗和钢铁 门按 0.4 2 /kn m 考虑，计算结果如表 3-4 所示： 1 层门窗总重： 2.4 2.4 16 1.5 2.4 20.44.55 2.1 20.9 2.1 160.241.21 26 层门窗总重： 2.4 2.4 16 1.5 2.4 20.44.55 2.1 20.9 2.1 160.241.21 其他层统计见下表 表 3-5 门窗重量 层次门窗（kn）合计(kn) 141.2141.21 2-641.2141.21 3.2.8 各层荷载组合 屋盖和楼盖重力代表值为： 屋盖层=屋面恒载+50%雪载+纵横梁自重+半层柱重 +半层墙重+女儿墙重 楼盖层=楼面恒载+50%楼面活载+纵横梁自重+(楼面上下各半层柱 +半层墙重) 将上述各荷载相加，得到集中于各层楼面的重力荷载代表值如下： 所以质点重力荷载代表值如图 3-6 所示 表 3-6 重力荷载代表值 项目 屋（楼） 盖自重 活 荷载 纵横 梁 自重 上层 墙 自重 上层 柱 自重 上层窗 户 自重 下层 墙 自重 下层 柱 自重 下层窗 户 自重 重力荷 载 代表值 6 4936.871729.21177.2433.2801.903036.1801.962.9210164.1 5 3285.481729.21177.23036.1801.962.923036.1801.962.929228.2 4 3285.481729.21177.23036.1801.962.923036.1801.962.929228.2 3 3285.481729.21177.23036.1801.962.923036.1801.962.929228.2 2 3285.481729.21177.23036.1801.962.923036.1801.962.929228.2 续表 3-6 项目 屋（楼） 盖自重 活 荷载 纵横 梁 自重 上层 墙 自重 上层 柱 自重 上层窗 户 自重 下层 墙 自重 下层 柱 自重 下层窗 户 自重 重力荷 载 代表值 1 3285.481729.21052.13036.1801.946.063616.61443.846.069697.4 图 3-4 重力荷载代表值 3.3 水平地震力作用下框架的侧移验算 3.3.1 横梁的线刚度 混凝土 c35 72 3.15 10/ c ekn m 在框架结构中，对现浇楼面，可以作为梁的有效翼缘，增大了梁的有效刚度，减小 了框架的侧移，为了考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框 架梁取 i=1.5 0 i （ 0 i 为梁的截面惯性矩） ，对中框架梁取 i=2 0 i 来计算： 横梁线刚度计算结果见表 3-5 所示： 表 3-7 横梁线刚度 截面 bh() 边框架梁中框架梁梁号 l bh 跨度 l(m) 惯性矩 ib 1.5ibib2ibib 横梁 10.250.66.6 3 4.5 10 3 6.75 10 4 3.27 10 3 9.00 10 4 4.36 10 横梁 20.250.43.0 3 1.33 10 3 2.0 10 4 3.00 10 3 2.67 10 4 4.00 10 纵梁0.250.55.1 3 2.60 10 3 3.91 10 4 2.46 10 3 5.21 10 4 3.28 10 3.3.2 横向框架柱的线刚度及侧移刚度 d 值 柱的线刚度见表 3-8 所示，横向框架柱侧移刚度 d 值见表 3-9 所示： 表 3-8 柱线刚度 柱号 截面 (m2) 柱高度 (m) 惯性矩 ic=bh3/1 2 ec 线刚度 ic=eic/h z1 0.50.55.250.00521 7 3.15 10 4 3.125 10 z2 0.450.453.60.00342 7 3.15 10 4 2.990 10 注：由于柱采用 c35 混凝土，因而, 72 3.15 10/ c ekn m 表 3-9 横向框架柱侧移刚度 d 值的计算 横向中框架侧移刚度 d 值计算 项目kic d根数d 1 层边框架边柱1.047 0.51 4 3.13 10 3 6.9071 104 4 2.7629 10 边框架中柱1.719 0.60 4 3.13 10 3 8.1176 104 4 3.2470 10 中框架边柱1.396 0.56 4 3.13 10 3 7.5954 1016 5 1.2153 10 中框架中柱2.292 0.65 4 3.13 10 3 8.8502 1016 5 1.4160 10 合计 5 3.2323 10 边框架边柱1.094 0.35 4 2.99 10 3 9.7894 104 4 3.9157 10 边框架中柱1.796 0.47 4 2.99 10 4 1.3100 104 4 5.2407 10 2-6 层 中框架边柱1.459 0.42 4 2.99 10 4 1.1676 1016 5 1.8682 10 续表 3-9 项目kic d根数d 中框架中柱2.395 0.54 4 2.99 10 4 1.5087 1016 5 2.4140 10 合计 5 5.1977 10 2 b c b c k k k k k （一般层） k=（底层） k =（一般层） 2+k 0. 5+k =（底层） 2+k 2 12 h c d = k（kn / m ） 3.3.3 横向框架自震周期 本处按顶点位移法计算框架的自震周期：此方法是求结构基频的一种近似方法， 将结构按质量分布情况简化成无限质点的悬臂之杆，导出直杆顶点位移的基频公式，所 以需先求出结构的顶点水平位移，按式来求结构的基本周期： 1 1.7 tt tu ：基本周期调整系数，考虑填充墙使框架自振周期减小的影响，因是框架结构,此处 t 取 0.7。 ：是将框架的重力荷载视为水平力,求得的假想框架顶点位移，而在求框架周期前， t u 无法求框架地震力和位移，是将框架的重力荷载顶点位移，然后求 1 t ，再由 1 t 求框 t u t u 架结构底部剪力，再求各层剪力和结构的真正的位移，如表3-10： 表 3-10 横向框架顶点位移计算 层次gi(kn)gi(kn)di(kn/m) 层间相对位移 vi=gi/di i 610164.110164.15197700.0195549950.450965025 59228.219392.35197700.0373093870.43141003 49228.228620.55197700.0550637780.394100643 39228.237848.75197700.072818170.339036865 29228.247076.95197700.0905725610.266218695 19697.256774.13232300.1756461340.106298196 因此：=1.70.7 =0.799 s 1 1.7 tt tu 0.451 0.9 max 1 0.85 g eki t fg t 3.3.4 横向地震作用计算 地震作用计算按类场地，8 度抗震，地震动参数区划分的特征周期区分一区考虑， 刚结构的特征周期 g t 和地震影响系数 max 分别为： 而： t1=0.799s1.4 tg =1.40.45=0.63s 0.45 g ts max 0.16a 根据结构抗震设计，因而不考虑顶部附加地震作用。结构高度不超过 40m 按底部剪 力法求得基底剪力，按分配结各层的质点，因此各层横向地震作用及搂层 ii iek ii g h ff g h 地震剪 如表 3-11 所示：注： 0.9 max 1 0.85 g eki t fg t = 0.9 0.45 0.16 0.85 56774.1 0.63 =2851.96kn 表 3-11 各层横向地震作用及楼层地震剪力 层次hihigigihigihi/gjhjfivi 63.623.2510164.1236315.30.290587467828.7438828.7438 53.619.659228.2181334.10.222979299635.9281464.672 43.616.059228.2148112.6042211984.094 33.612.459228.2114891.10.141276961402.91622387.01 23.68.859228.281669.570.100425791286.41032673.421 15.255.259697.250910.30.062602352178.53942851.96 横向框架各层水平地震作用和地震剪力如图 3-5 所示： 图 3-5 横向框架各层水平地震作用及地震剪力 3.3.5 横向框架抗震变形验算 由 gb 50011-2001 查得: 1 550 e 1 550 ii ee iii vu dhh 层间弹性位移验算如表 3-12 所示： 表 3-12 横向变形验算 层 次 层间剪力 (kn) 层间刚度 di(kn) 层间位移 vi/di 层高 hi(m) 层间相对弹性 转角 e 1/550 6828.745197750.0015944213.60.0004428950.002222 51464.675197750.0028178923.60.0007827480.002222 41984.095197750.0038172093.60.0010603360.002222 续表 3-12 层 次 层间剪力 (kn) 层间刚度 di(kn) 层间位移 vi/di 层高 hi(m) 层间相对弹性 转角 e 1/550 32387.015197750.0045923913.60.0012756640.002222 22673.425197750.0051434183.60.0014287270.002222 12851.96323238.40.0088230855.250.0016805880.002222 注：层间弹性相对转角均满足要求：20 计算截面以上各楼层活载总和的折减系数1.000.850.700.650.600.55 表 3-30 b 柱内力组合表 荷载类别 竖向 荷载组合 竖向荷载 与地震力组合层 次 位置 内 力恒载 活载 地震荷载 1.2 +1.4 1.35 + 1.2(+0.5) +1.3 m -89.82-25.62-89.4489.44-143.65-146.88-239.43-6.88 6 柱顶 n 262.1754.45-6.366.36390.83408.38339.01355.54 续表 3-30 荷载类别 竖向 荷载组合 竖向荷载 与地震力组合层 次 位置 内 力恒载 活载 地震荷载 1.2 +1.4 1.35 + 1.2(+0.5) +1.3 v 37.7210.6735.49-35.4960.2061.5997.815.53 m -68.62-19.18-59.6359.63-109.20-111.82-171.37-16.33 柱底 n 303.7554.45-6.366.36440.73464.51388.90405.44 m -53.51-14.58-133.07133.07-84.62-86.82-245.95100.03 n 644.71108.76-6.366.36925.92979.12830.64847.18柱顶 v 30.938.4661.61-61.6148.9650.21122.28-37.90 m -57.82-15.89-88.7288.72-91.63-93.95-194.2536.42 5 柱底 n 680.35108.76-6.366.36968.681027.23873.41889.94 m -34.10-5.84-91.8391.83-49.10-51.88-163.8074.96 n 884.79128.80-8.478.471242.071323.271128.021150.04柱顶 v 18.963.2442.51-42.5127.2928.8479.97-30.57 m -34.17-5.82-61.2261.22-49.15-51.95-124.0835.19 4 柱底 n 909.84128.80-8.478.471272.131357.081158.081180.10 m -33.18-5.82-189.82189.82-47.96-50.61-290.07203.46 n 1240.62171.63-19.3819.381729.031846.471566.631616.92柱顶 v 18.633.2299.49-99.4926.8628.37153.62-105.15 m -33.88-5.77-168.33168.33-48.73-51.51-262.95174.71 3 柱底 n 1260.67171.63-19.3819.381753.091873.531590.591640.98 m -35.13-5.98-200.24200.24-50.53-53.41-306.06214.57 2 柱顶 n 1596.35214.45-32.2932.292215.852369.522002.312086.27 v 20.153.43111.24-111.2428.9830.63170.85-118.38 柱底 m -37.40-6.38-200.24200.24-53.81-56.87-309.02211.60 续表 3-30 荷载类别 竖向荷载 与地震力组合 竖向荷载 与地震力组合层 次 位置 内 力恒载 活载 地震荷载 1.2 +1.4 1.35 + 1.2(+0.5) +1.3 n 1616.44214.45-32.2932.292239.962396.642026.422110.38 m -26.96-4.59-239.18239.18-38.78-40.99-346.04275.83 n 1952.55257.35-44.0144.012703.352893.292440.262554.68柱顶 v 7.701.31130.17-130.1711.0811.71179.25-159.19 m -13.48-2.29-444.19444.19-19.38-20.49-595.10559.90 1 柱底 n 1988.64257.35-44.0144.012746.662942.012483.572597.99 注：（1）弯矩单位 kn.m，轴力单位 kn。 （2）弯矩以顺针方向为正，剪力以绕柱顺时针为正。 3.8 截面设计 3.8.1 承载力抗震调整系数 考虑地震作用时，结构构件的截面设计采用下面的表达式： re r s r 式中： re r ：表示承载力抗震调整系数见表 3-31 所示 s：表地震作用效应或地震作用效应与其它荷载效应的基本组合 r：结构构件的承载力 在此截面配筋时，组合表中与地震力组合的内力均应乘以 re r 再与静力组合的内力框进行 比较，挑选出最不利内力： 表 3-31 承载力抗震调整系数 re r 的值 材料结构构件受力状态 re r 梁受弯0.75 轴压比0.15 的柱偏压0.75 轴压比0.15 的柱偏压0.80 抗震墙偏压0.85 钢 筋 混 凝 土各类构件受剪，偏拉0.85 3.8.2 横向框架梁截面设计 梁的控制截面如图 3-17 所示 图 3-17 梁的内力示意 混凝土强度等级： c35： 32 16.7 10/ c fkn m 32 1.57 10/ t fkn m 钢筋的强度等级：纵筋：ii 级 2 300/ yy fn mmf 箍筋：i 级 2 210/ yy fn mmf 式中 c f ：表示混凝土立方体抗压强度设计值 : 表示混凝土立方体抗压强度设计值 t f y f ：表示钢筋的抗拉强度设计值 y f ：表示钢筋的抗压强度设计值 在计算中用 y f 与 y f 相等，可以代换使用： 1） 梁的正截面强度计算 梁的正截面强度计算见表 3-32表 3-37 所示 表 3-32 第 1 层框架梁正截面强度计算 一层ab 跨b跨 截面 v m (knm)378.32 251.96 262.06 320.05 160.18 bh0 （2） 250565250565250565250365250365 bv/2 (knm)51.19 0.00 52.22 29.23 0.00 m0m-bv/2 (knm)327.14 251.96 209.84 290.83 160.18 rem0 (knm)245.35 188.97 157.38 218.12 120.14 s=rem0/1fcbh020.215 0.019 0.138 0.114 0.252 =1-（1-2s）1/20.245 0.019 0.149 0.122 0.296 as=1fcbh0/fy1926 1315 1172 2477 1504 选筋 522422522522422 实配面积(mm2)19001520190019001520 (%)1.345%1.076%1.345%2.082%1.666% h0(mm)565565565365365 剪力(kn)204.74 0.00 208.89 116.90 0.00 fc16.716.716.716.716.7 1 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 b(mm)25021672501000250 fy300300300300300 此处取梁端弯矩 0 2 b mmv 式中 m0 梁端柱边截面的弯矩 v, m 内力计算得到的梁端柱轴线截面的剪力和弯矩 跨中截面: 最小配筋为:0.2,0.45=0.45=0.215中 10 () 2 f ucff h mf b hh t y f f 1.57 300 较小值 支座截面: 最小配筋为:0.25,0.55=0.55=0.288中较小值 t y f f 1.57 300 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。跨中截面的 计算弯矩应取该跨的跨间最大正弯矩或支座弯矩与 1/2 简支梁弯矩之中的较大者。 依据上述理论我们以一层跨为例计算如下,其他层见下表： 考虑跨间最大弯矩处: 按 t 形截面设计,翼缘计算宽度 bf 按跨度考虑,取 bf 按净梁净距 sn考虑 bf=b+sn 按翼缘高度 hf考虑, h0=h-a 梁内纵向钢筋选 hrb335 级热扎钢筋(fy = fy=300 n/m),b=0.550 因为 1fcbf hf (h0- hf /2) 所以属第一类 t 形截面计算. 下部跨间截面按单筋 t 形截面计算. s=m/1fcbf h02 =1-(1-2s)1/2 as=1fcbf h0/fy =fyas/(1fcbfh0) 0.2%,故 as=as=minbh=0.2%500500=500(mm2) 柱的斜截面承载力计算： 此处以 b 柱为柱力，控制点取第一层梁与 b 柱节点，其它层及 a 柱参考 b 柱配 筋。 第一层梁与 b 柱节点的柱端弯矩由表 3-22 所示 图 3-19 柱的控制截面计算示意图 其中剪力设计值按下式调整： 1.1 ul cc c n mm v h 式中： n h ：表柱净高 u c m 、 l c m ：表柱上下端顺和逆时针截面组合的弯矩 设计值，取调整后的弯矩值，底层柱底应考虑 1.15 弯矩增大系数： 由正截面计算中第 ii-ii，iii-iii 截面的控制内力得： 363.94 1.1 290.09=319.10 5.250.604.65 363.94319.10 1.1161.56 4.65 u c l c n c mkn m mkn m hm vkn 验算柱截面尺寸 0 11 (0.2)0.2 16.7 650 6151570782.35=1570.78161.56 0.85 cc re f bhknvkn 满足要求。 0 0 =4.843,=3 161.56 0.8 0.850.8 2942.010.30.3 16.7 650 6152002747.5n=2002.75 c c c cc c m v h m vv nknf bhkn f bh r e r er e r et sv 取 其中:取较大柱端弯矩, 且不考虑 取相应的剪力, 且不考虑与相应的轴力n 要乘以， 取n =2002. 75kn 1. 05 v- a +1 = s 0 0 1.57 500 465 3 210 0 yv f h -0. 056n ) 1. 05 0. 85 161. 56 1000-0. 056 2002. 15 1000) +1 = =-0. 723 此处按构造配置配筋 框架柱的箍筋加密区范围根据下列规定决定： (1)柱端,取截面高度,柱净高的 1/6 和 500mm 三者的较大值。本工程取 600mm。 (2)底层柱，柱根不小于净高的 1/3，本工程取 1750mm. 因而此处箍筋数量取100(四肢) 8 验算箍筋加密区最小体积配筋率： 轴压比： 2942.01 1000 0.705 500 cc n n a f 查表知 0.07 v 0.07 14.3 0.48% 210 vc v yv f f 11 122 2 50.3 4 (460460) 0.87%0.48% 460 460 100 v cor n asln as l a s 符合要求。 而非加密区箍筋采用150。因而按上述计算来配筋给柱子配筋。 8 4 4 现浇板设计现浇板设计 本工程采用采用梁板整体现浇结构，楼板厚 120mm，楼面活荷载,采用 2 2.0/kn m 砼，钢筋采用级钢筋。在设计中按 35c 2 (16.7) c fn mm 235hpb 2 (210) yy ffn mm 弹性理论计算各板区格的弯矩进而进行板配筋计算。 4.1 区格板的分布 板边缘梁截面情况：边横梁取：； 300750mmmm 中横梁取： ； 250400mmmm 纵 梁取：； 300750mmmm 由于本工程采用的是梁板整体现浇，则根据板的平面尺寸划分区格如下图： 图 4-1 板区格划分 4.2 荷载计算 按弹性理论设计工程中，不考虑连续双向板的支承梁在垂直方向上的变形，近似认 为板能自由转动，而在板同一方向的跨度相同。同时对作用在板上的荷载根据工程设计 理和工程实践的证实，荷载设计值如下： 25 层: 2 2.0 1.32.6/qkn m 2 4