东湖百货大楼设计毕业设计任务书课件

- 1 - 江江西西科科技技师师范范学学院院 理工学院理工学院 土木工程专业2011 级 毕业设计任务书 题目：题目：南昌市东湖百货大楼设计 建筑面积：建筑面积：3300M2 层数：层数：主体为 3 层 结构形式：结构形式：框架结构 学生姓名： 王峰 学号： 2011XXXX 班级：11 土木（2）班 建筑工程学院工程结构教研室建筑工程学院工程结构教研室 二一一年九月二一一年九月 - 2 - 土木工程专业毕业设计任务书土木工程专业毕业设计任务书 第一部分第一部分 建筑设计建筑设计 一一. .题目题目： 南昌市东湖百货大楼 南昌市为解决百货大楼用房，决定在中山路旁建一幢百货大楼，采用框 架结构。 高：3 层（局部可以采用 2 层） 二二. .建筑物所在地建筑物所在地： 三三. .建筑设计条件建筑设计条件： 1.1.气象条件气象条件： （1）温度：最热月平均 360C,最冷月平均 2.80C,夏季极端最高 39.80C,冬季极端最低-80C。 （2）相对湿度：最热月平均 78%。 （3）主导风向：全年为西北风，夏季为东南风，基本风度 w0=0.35KN/m2。 - 3 - （4）风雪条件：年降雨量 1876mm,日最大降水强度 361mm/日，暴雨降水强度 3.31s/100m2,最大积雪深 8.9cm。 2.2.工程地质条件：工程地质条件： （1）+0.00.60 回填土含腐值质: r=16KN/m3 R=80KN/m2 E=300N/mm2 -0.6-1.70 粘性回填土: r=18KN/m3 R=130KN/m2 E=500N/mm2 -1.7-2.5 残积亚粘土: r=20KN/m3 R=200KN/m2 E=500N/mm2 -2.5-4.0 一般亚粘土: r=20KN/m3 R=230KN/m2 E=500N/mm2 -4.0m 以下风化混合岩: R=300KN/m2 E=6001000N/mm2 （2）地下水位标高：-5m 3.3.材料供应：材料供应： （1）三材由建材公司供应，品种齐全。 （2）墙体材料可选用普通粘土砖。 4 4施工条件和能力：施工条件和能力： （1）材料运输：在专门运输队运输 （2）设备条件：设备齐全，还可租用 （3）水电条件：水、电可就近与市网接通 （4）劳动力供应：可随时招聘足够人手 （5）工程施工期限：1 年 - 4 - 四建筑规模与要求四建筑规模与要求 1 1规模规模 （1）总建筑面积： 3300m2左右 （2）建筑层数： 3 层（局部也可以采用 2 层） （3）层高： 自定 （4）结构形式： 框架结构 （5）组成部分： 营业厅： 2200 m2左右 会议室：80 m2左右 办公室若干： 180 m2左右 仓库： 600 m2左右 单身宿舍：120 m2左右 卫生间：80 m2左右 顾客休息面积：大中型商店应设有，按营业面积的 114 计。 楼梯、开水间等按需要设置，还可设置其它一些用房。 2 2建筑设计要求建筑设计要求 要求每个学生根据实用经济、美观的原则，独立进行建筑设计。并完成 主要的建筑设计施工图，造型设计应注重新颖、大方。根据造型需要，可适 当拉加阳台，雨棚及其它悬挑构件，但不得超出总建筑面积的 15%，外装修 中高档，内装修以中档为主，重点空间可高档，防火按二类二级设计。 五建筑设计的内容和工作量五建筑设计的内容和工作量 1方案阶段：要求学生根据要求完成平面、立面、剖面方案设计。图中说 明主要尺寸，房间名称，使用面积和总建筑面积。 - 5 - 2详细设计阶段：完成门窗、楼梯、屋面、墙身（包括阳光、雨篷、室外 台阶等）的详细设计，图中应注明尺寸、材料、做法 和标准图索引号。 3定稿图和正图阶段：通过绘制定稿图完善设计内容，最终完成主要建筑 施工图一份包括： 各层平面图： 1：100 正立面、背立面各一：1：100 两个侧立面各一： 1：100 剖面图： 1：100 墙身剖面大样： 1：1020 屋顶平面图： 1：100 节点详图： 1：520 建筑说明： 门窗表： 正图一般用 1#图纸 2-3 张左右，全部采用计算机绘图。 第二部分第二部分 结构设计结构设计 一一. .结构设计用的资料见建筑设计部分，办公楼活荷载一般为结构设计用的资料见建筑设计部分，办公楼活荷载一般为 1.5KN/m1.5KN/m2 2, ,会议会议 室室 2.5KN/m2.5KN/m2 2，阳台，阳台 2.5KN/m2.5KN/m2 2。 二二. .采用设计规范和标准图集采用设计规范和标准图集 1）钢筋混凝土结构设计规范 2）砌体结构设计规范 3）地基、基础设计规范 - 6 - 4）荷载规范 5）省标准图集 三结构设计的内容与工作量三结构设计的内容与工作量 1.1.施工图施工图 基础平面图布置图： 1：100 各层结构平面布置图及板配筋图：1：100 屋面结构布置图及板配筋图： 1：100 典型框架的梁柱模板结构详图：1：30 柱下基础的模板结构详图：1：30 楼梯结构施工图：1：30 雨蓬、阳台、檐口结构施工图：1：50 结构图一般用 1#图纸 2-3 张左右，全部采用计算机绘图。 2.2.计算书内容计算书内容 有关设计资料。 现浇板的计算。 典型框架的荷载计算，内力分析及内力组合。 典型框架的梁柱截面设计计算。柱下基础的设计计算。楼梯的设计计算。 雨蓬、阳台、檐口的设计计算。 摘要.- 3 - 第 1 章 工程概况.- 4 - 1.1 工程名称.- 4 - 1.2 建设地点.- 4 - 1.3 工程概述.- 4 - 1.4 建筑等级.- 4 - 1.5 抗震设防.- 4 - - 7 - 1.6 气象条件.- 4 - 1.7 地质资料.- 4 - 1.8 材料选用.- 4 - 1.9 结构设计依据：.- 5 - 第 2 章 结构方案的选择及结构布置.- 6 - 2.1 柱网布置.- 6 - 2.2 框架结构承重方案的选择.- 6 - 2.3 框架结构的计算简图.- 7 - 2.4 梁、柱截面尺寸的初步确定.- 8 - 第 3 章 侧移刚度的计算.- 10 - 3.1 梁线刚度 ib的计算（I=2I0)- 10 - 3.2 柱线刚度 ic的计算(I=I0).- 10 - 3.3 相对线刚度计算.- 10 - 第 4 章 恒荷载作用下内力计算.- 11 - 4.1 恒荷载标准值计算.- 11 - 4.2 恒载作用下框架的所受荷载.- 12 - 4.3 恒载作用下框架的内力计算.- 15 - 第 5 章 活荷载标准值计算.- 20 - 5.1 活荷载标准值.- 20 - 5.2 活载作用下框架所受荷载.- 21 - 5.3 活载作用下框架的内力计算.- 23 - 第 6 章 风荷载作用.- 30 - 6.1 风荷载标准值.- 30 - 6.2 侧移刚度 D.- 32 - 6.3 风荷载作用下框架侧移计算.- 32 - 6.4 风作用下框架内力计算（D 值法）.- 33 - 第 7 章 水平地震荷载作用.- 38 - 7.1 重力荷载代表值的计算：.- 38 - 7.2 水平地震作用力的计算（基底剪力法）.- 39 - 7.3 水平地震作用下框架的侧移验算.- 40 - 7.4 水平地震作用下框架内力计算（D 值法）.- 41 - 第 8 章 荷载和内力组合.- 47 - 8.1 梁的内力组合表.- 47 - 8.2 柱的内力组合表.- 50 - 第 9 章 框架梁、柱配筋.- 52 - 9.1 框架横梁配筋.- 52 - 9.2 框架柱配筋.- 55 - 第 10 章 板的配筋.- 58 - 10.1 荷载设计值- 58 - 10.2 内力计算- 59 - 第 11 章 楼梯设计.- 60 - 11.1 设计参数.- 60 - 11.2 楼梯板（TB-1）计算- 62 - 11.3 平台板计算.- 62 - 11.4 平台梁计算.- 63 - - 8 - 第 12 章 柱下独立基础设计.- 66 - 第 13 章 雨棚设计.- 69 - 13.1 雨篷板计算.- 69 - 13.2 雨篷梁计算.- 69 - 13.3 抗倾覆验算.- 71 - 结束语.- 73 - 致 谢.- 74 - 参考资料.- 75 - 摘要摘要 本计算书是针对江西科技师范学院土木工程专业 2008 级毕业设计“南昌市东湖百货 大楼设计”所做的书面成果。本百货大楼为 3 层钢筋混凝土框架结构。长 60.9m，宽 - 9 - 17.4m，高 13.5m。 在“建筑设计部分”中，主要针对设计初期的几个建筑方案从各个方面对他们进行 比较，并确定最终的方案，确定其具体的建筑构造，做法和材料。 在结构设计部分中，首先确定第四轴的横向框架作为本次手算的任务，并最终选择 方案，确定其具体所受的荷载，其中包括恒荷载，活荷载，风荷载，地震作用，计算梁 柱板与内力进行组合后得到各截面的控制内力，最后进行各构件的配筋计算。此外，还 进行了结构方案中的室内楼梯设计，完成梯段板，平台板，平台梁等构件的内力计算和 配筋计算及施工图绘。 结构设计是先用建筑结构设计软件 PkPM 对整个结构进行计算，然后选一榀具有代 表性的框架进行手算，这样既使自己掌握了 PkPM 软件的基本应用，同时能使自己对以 前所学的相关知识有一个很好的回顾。并把手算与电算的结果进行对比，使自己对框架 结构的受力有一个更明确的认识。 关键词关键词：毕业设计，百货大楼，钢筋混凝土框架结构，框架配筋，楼梯设计。 第第 1 1 章章 工程概况工程概况 1.1 工程名称工程名称 南昌市东湖百货大楼设计。 1.2 建设地点建设地点 - 10 - 南昌市东湖 1.3 工程概工程概述述 建筑面积：；建筑总高度为 13.5m，共 3 层，各层 4.5m；采用框架结构，平面布置 比较的灵活，受力良好，梁板柱均为现浇。 1.4 建筑等级建筑等级 建筑物耐久等级为二级，耐火等级为二级，防水等级为二级。 1.5 抗震设防抗震设防 抗震设防烈度为 6 度，加速度 0.05gal。 1.6 气象气象条件条件 地下水位：-5m； 冻土深度：不考虑； 基本风压：0.35KN/m2。 1.7 地质资料地质资料 根据工程地质勘察报告，拟建场地工程地质情况如下： （1）+0.00.60 回填土含腐值质: r=16KN/m3 R=80KN/m2 E=300N/mm2 （2）-0.6-1.70 粘性回填土: r=18KN/m3 R=130KN/m2 E=500N/mm2 （3）-1.7-2.5 残积亚粘土: r=20KN/m3 R=200KN/m2 E=500N/mm2 （4）-2.5-4.0 一般亚粘土: r=20KN/m3 R=230KN/m2 E=500N/mm2 （5）-4.0m 以下风化混合岩: R=300KN/m2 E=6001000N/mm2 1.8 材料选用材料选用 （1）混凝土：C30。 （2）墙体：外墙和内墙均采用 200 加气混凝土砌块。 1.9 结构设计依据：结构设计依据： 民用建筑设计通则 （JGJ37-2005） 建筑设计防火规范 （GBJ16-2006） - 11 - 屋面工程质量验收规范 （GB50207-2002） 房屋建筑制图统一标准 （GB/T 500012001） 建筑制图标准 （GB/T 501042001） 房屋建筑学 中国建筑工业出版社 办公建筑设计规范 （GBJ67-2006） 建筑结构荷载规范 （GB5009-2001） 混凝土结构设计规范 （GB50010-2010） 建筑抗震设计规范 （GB50011-2010） 第第 2 2 章章 结构方案的选择及结构结构方案的选择及结构布置布置 根据建筑的使用功能要求，本百货大楼为开敞式的设计，需要大空间的营业厅，故 设计成为框架结构；工程采用混凝土框架结构，楼板、屋盖、楼梯均采用钢筋混凝土现 浇。0.000 以上内外墙采用加气混凝土砌块。 - 12 - 2.1 柱网布置 标准层柱网布置图 2.1 所示：（由于本百货大楼的长度太长，柱子布置也是对称的， 故只是将一半的柱网布置下面） 图 2.1 标准层柱网布置图 2.2 框架结构承重方案的选择 竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主 梁传至框架柱，最后传至地基。 根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本百货大楼的框架承重方案为横 向框架承重。 2.3 框架结构的计算简图 框架结构的计算单元如图所示，取轴上的一榀框架计算。假定框架柱嵌固于基础 - 13 - 顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故框架梁等于柱截面形心轴线之 间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，基顶标高根据地质条件、室内外高差， 定为0.950m，二层楼面标高为 4.500m，故底层柱高为 5.450m。余层柱高从楼面算至上 一层楼面，故为 4.500m。 框架结构的计算单元简图 2.2 所示： 图 2.2 框架结构的计算单元平面图 - 14 - 图 2.3 计算单元立面示意图 2.4 梁、柱截面尺寸的初步确定 2.4.1 梁截面初选（轴） AB 跨：L=8700mm 主梁 h=(1/81/12)L=1087.5mm725mm,取 h=800mm; b=(1/21/4)h=400mm200mm,可取 b=200mm; BC 轴线：L=8700mm 主梁 h=(1/81/12)L=1087.5mm725mm,取 h=800mm; b=(1/21/4)h=400mm200mm,可取 b=200mm; 次梁 h=700mm， b=200mm 2.4.2 柱截面初选（轴） 框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按下列公式计算： （1）柱组合的轴压力设计值 - 15 - N=FgEn （2-1） 式中：考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数。此处取 1.0。 F按简支状态计算柱的负载面积。 gE 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取 14KN/m2。 n验算截面以上的楼层层数。 （2）柱受压截面面积 AcN/uNfc （2-2） 式中：uN 框架柱轴压比限值，本方案为四级抗震等级，查抗震规范可知取为 0.90。 fc 混凝土轴心抗压强度设计值，对 C30，查得 14.3N/mm2。 计算过程如下：（按内柱计算） N=Fg E n=1.08.78.7143=3178.98（KN） AcN/uNfc=3178.98103/（0.9014.3）=247007（mm2） 取 500mm500mm 梁柱截面尺寸如表 2.1、2.2 所示： 表 2.1 柱截面尺寸 层次边柱中柱 A、C 轴B 轴 1-3 500500500500 表 2.2 梁截面尺寸 方向主梁（bh） 跨跨 主梁主梁 纵向 200800；250900200800；250900 AB 轴线间BC 轴线间 主梁次梁主梁次梁 横向 200800200700200800200700 - 16 - 第第 3 3 章章 侧移刚度的计算侧移刚度的计算 说明：（1）梁计算长度为支座中心线的距离； （2）考虑板对梁刚度的影响，中框架梁取 2.0 O I，边框架梁取 1.5 O I； （3）柱计算长度：底层取:高差+500；其余各层为 1.0H。 3.1 梁线刚度 ib的计算（I=2I0) 表 3.1 梁线刚度 梁线刚度 bh I0=bh3/12（mm4 ） Ec （N/mm2 ） l （mm） ib=2EcI0/l（N mm） AB2008008.5E+093000087005.9E+10 BC2008008.5E+093000087005.9E+10 3.2 柱线刚度 ic的计算(I=I0) 表 3.2 柱线刚度 柱线刚度 bh （mmmm） Ic=bh3/12 （mm4） Ec （N/mm2 ） hc （mm） ic=EcIc/hc （Nmm） 一层 5005005.2E+093000054502.9E+10 二层 5005005.2E+093000045003.5E+10 三层 5005005.2E+093000045003.5E+10 3.3 相对线刚度计算 令一层柱 ib =1.0，则其余各杆件的相对线刚度为： i= i*/ic (3-1) 式中：i*当前杆件的线刚度； ic一层柱的线刚度。 表 3.3 相对线刚度 - 17 - 杆件AB跨BC跨一层柱二层三层 i2.032.0311.211.21 梁柱相对线刚度如图 3.1 所示： 图 3.1 相对线刚度示意图 第第 4 4 章章 恒荷载作用下内力计算恒荷载作用下内力计算 4.1 恒荷载标准值计算 查荷载规范可取： （1）屋面永久荷载标准值（不上人） 保护层：30 厚 C20 细石混凝土保护层 220.03=0.66 KN/m2 防水层：三毡四油防水层 0.4 KN/m2 找平层：20 厚水泥砂浆找平 14.50.02=0.29 KN/m2 - 18 - 找坡层：30 厚水泥焦渣找 2坡 140.03=0.42 KN/m2 保温层：120 厚水泥蛭石 50.12=0.60 KN/m2 结构层：120 厚钢筋混凝土板 250.10=2.5KN/m2 抹灰层：10 厚混和砂浆 170.10=0.17 KN/m2 合计 5.04 KN/m2 （2）二层楼面： 铺地砖地面 0.7 KN/m2 100 厚钢筋混凝土板 250.10=2.5 KN/m2 抹灰层：10 厚混和砂浆 170.10=0.17 KN/m2 合计 3.37KN/m2 （3）梁自重 a.主梁自重（bh=200800） 250.20（0.80.10） =3.5KN/m 抹灰层：10 厚混和砂浆 0.01（0.80.100.20/2） 217=0.272KN/m 合计 3.772KN/m b.主梁自重（bh=250900） 250.25（0.90.10） =5.00KN/m 抹灰层：10 厚混和砂浆 0.01（0.90.100.20/2）217=0.306 KN/m 合计 5.306 KN/m c.次梁自重（bh=200700） 250.20（0.70.10） =3.00KN/m 抹灰层：10 厚混和砂浆 0.01（0.70.100.20/2） 217=0.238KN/m 合计 3.238KN/m （4）柱自重 自重（bh=500500） 250.500.50=6.25KN/m 抹灰层：10 厚混和砂浆 170.011.02=0.34KN/m 合计 6.59 KN/m （5）内、外墙自重 墙体 0.205.5=1.10 KN/m2 混和砂浆粉刷内墙 0.17 KN/m2 水刷石外墙面 0.5 KN/m2 合计 1.77KN/m2 （6）窗户自重 铝合金窗 0.35 KN/m2 4.2 恒载作用下框架的所受荷载 标准层板传荷载示意图如图 4.1 所示： 8.7/2.7 大于 3，故按单向板计算。 （1）AB 轴间框架梁 屋面板传荷载： 5.042.7/2213.608KN/m - 19 - 楼面板传荷载： 3.372.7/229.099KN/m 梁自重：3.772KN/m 则框架梁均布荷载为： 屋面梁（梁自重板传荷载） 3.772+13.608=17.38KN/m 楼面梁（梁自重板传荷载） 3.7729.099=12.871KN/m 图 4.1 标准层板传荷载示意图 （2）BC 轴间框架梁 屋面板传荷载： 5.042.7/2213.608KN/m - 20 - 楼面板传荷载： 3.372.7/229.099KN/m 梁自重：3.772KN/m 则框架梁均布荷载为： 屋面梁（梁自重板传荷载） 3.772+13.608=17.38KN/m 楼面梁（梁自重板传荷载） 3.7729.099=12.871KN/m （3）A、C 轴柱纵向集中恒荷载计算 顶层柱 女儿墙自重：（做法：墙高 1.5m，混凝土压顶 0.1m，三面粉刷） 0.251.55.50.250.125（1.120.25）0.53.91 KN/m 次梁传来荷载 5.04（8.7-2.7）8.7/42=131.54KN 则顶层柱荷载为：（女儿墙自重主梁自重+次梁荷载） 3.91（8.70.5）3.772（8.70.5）131.54194.54KN 标准层柱 次梁传来荷载 3.37（8.7-2.7）8.7/42=87.93KN （外墙自重窗户自重梁自重柱自重+次梁传来荷载） （注：窗户自重按砌墙 的自重计算，这样计算比较的保守） 1.77（8.70.5）（4.5-0.5）3.772（8.70.5） 6.594.5+87.93206.57KN （4）B 轴柱纵向集中恒荷载计算 顶层柱 次梁传来荷载 131.542=263.08KN 则顶层柱荷载为：（主梁自重+次梁传来荷载） 5.306（8.7-0.5）+263.08306.59KN 标准层柱 次梁传来荷载 87.932=175.86KN - 21 - 则标准层柱荷载为：（主梁自重+次梁传来荷载+柱自重） 5.306（8.7-0.5）+175.86+6.594.5249.02KN 框架在竖向恒荷载作用下的受荷总图如图 4.3 所示:（图中数值均为标准值） 图 4.3 竖向恒荷载作用下的受荷总图 4.3 恒载作用下框架的内力计算 （1）采用力矩分配法计算活载作用框架弯矩 a梁的固端弯距、剪力、轴力可按如图 4.4 所示求得： b.各结点得分配系数等于各杆件的相对线刚度与交汇于此结点的所以杆件的线刚 度之和的比值，公式如下 - 22 - ik （4-1） i ik ik i i 图 4.4 梁内力计算简图 计算过程见下表： 表 4.1 顶层恒载弯距计算 位置A 轴线B 轴线C 轴线 下柱梁右梁左下柱 梁右梁左下柱 分配系数0.37 0.63 0.38 0.24 0.38 0.63 0.37 固端弯矩0.00 -109.62 109.62 0.00 -109.62 109.62 0.00 40.56 69.06 0.00 0.00 0.00 -69.06 -40.56 - 23 - 0.00 34.53 -34.53 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 杆端弯矩40.56 -40.56 144.15 0.00 -144.15 40.56 -40.56 表 4.2 二层恒载弯距计算 位置A 轴线B 轴线C 轴线 上柱梁右下柱梁左上柱下柱 梁右梁左上柱下柱 分配系数0.27 0.46 0.27 0.31 0.19 0.19 0.31 0.46 0.27 0.27 固端弯矩0.00 -81.18 0.00 81.18 0.00 0.00 -81.18 81.18 0.00 0.00 21.92 37.34 21.92 0.00 0.00 0.00 0.00 -37.34 -21.92 -21.92 0.00 10.96 -18.67 0.00 0.00 0.00 0.00 2.39 1.47 1.47 2.39 0.00 0.00 0.00 杆端弯矩21.92 -43.84 21.92 94.53 1.47 1.47 -97.46 43.84 -21.92 -21.92 表 4.3 底层恒载弯距计算 位置A 轴线B 轴线C 轴线 上柱梁右 下柱 梁左上柱下柱 梁右梁左上柱下柱 分配系数0.28 0.48 0.24 0.33 0.19 0.15 0.33 0.48 0.28 0.24 固端弯矩0.00 -81.18 0.00 81.18 0.00 0.00 -81.18 81.18 0.00 0.00 22.73 38.97 19.48 0.00 0.00 0.00 0.00 -38.97 -22.73 -19.48 0.00 9.74 -19.48 0.00 0.00 0.00 0.00 3.21 1.85 1.46 3.21 0.00 0.00 0.00 杆端弯矩22.73 -42.21 19.48 94.14 1.85 1.46 -97.45 42.21 -22.73 -19.48 恒荷载作用下框架的内力图如图 4.5、4.6、4.7 所示： - 24 - 图 4.5 恒荷载作用下弯距图（KNm） - 25 - 图 4.6 恒荷载作用下剪力图（KN） - 26 - 图 4.7 恒荷载作用下轴力图（KN） 第第 5 5 章章 活荷载标准值计算活荷载标准值计算 5.1 活荷载标准值 查规范得活荷载取值如下： 屋面和楼面活荷载标准值 不上人屋面 0.50KN/m2 楼面 2.0 KN/m2 楼梯间 2.5 KN/m2 - 27 - 5.2 活载作用下框架所受荷载 标准层板传荷载示意图如图 5.1 所示： （1）AB 轴间框架梁 屋面板传荷载： 0.52.7/221.35KN/m 楼面板传荷载： 2.02.7/225.40KN/m 则框架梁均布荷载为： 屋面梁（板传荷载） 1.35KN/m 楼面梁（板传荷载） 5.40KN/m 图 5.1 标准层板传荷载示意图 - 28 - （2）BC 轴间框架梁 屋面板传荷载： 0.52.7/221.35KN/m 楼面板传荷载： 2.02.7/225.40KN/m 则框架梁均布荷载为： 屋面梁（板传荷载） 1.35KN/m 楼面梁（板传荷载） 5.40KN/m （3）A 和 C 轴柱纵向集中恒荷载计算 顶层柱 次梁传来荷载 1.35（8.7-2.7）8.7/42=35.235KN 则顶层柱荷载为：（次梁传来荷载） 35.235KN 标准层柱 次梁传来荷载 5.40（8.7-2.7）8.7/42=140.94KN 则顶层柱荷载为： 140.94KN (4)B 轴柱纵向集中恒荷载计算 顶层柱 次梁传来荷载 35.2352=70.47KN 则顶层柱荷载为： 70.47KN 标准层柱 次梁传来荷载 140.942=281.88KN 则顶层柱荷载为： 281.88KN 框架在竖向活荷载作用下的受荷总图如图 5.3 所示:（图中数值均为标准值） - 29 - 图 5.1 框架在竖向活荷载作用下的受荷总图 5.3 活载作用下框架的内力计算 采用分层法近似计算。为了减少计算误差作出如下修正： （1）把除底层柱以外的其它各层柱的线刚度乘以修正系数 0.9； （2）杆端分配弯矩向远端传递是，底层柱和各层梁的传递系数仍按远端为固定支 撑取 1/2； （3）其它各柱的传递系数考虑为弹性支撑取 1/3； 各杆的修正线刚度和传递系数如图 5.2 所示： 计算示意图如图 5.3 所示： - 30 - 图 5.2 （a）修正线刚度 图 5.2（b）修正传递系数 - 31 - 图 5.3 分层法计算示意图 分层法计算过程如下： 表 5.1 顶层活载弯距计算 位置A 轴线B 轴线C 轴线 下柱梁右梁左下柱 梁右梁左下柱 分配系数0.37 0.63 0.38 0.24 0.38 0.63 0.37 固端弯矩0.00 -8.52 8.52 0.00 -8.52 8.52 0.00 3.15 5.37 0.00 0.00 0.00 -5.37 -3.15 0.00 2.68 -2.68 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 杆端弯矩3.15 -3.15 11.20 0.00 -11.20 3.15 -3.15 - 32 - 表 5.2 二层活载弯距计算 位置A 轴线B 轴线C 轴线 上柱梁右下柱梁左上柱下柱 梁右梁左上柱下柱 分配系数0.27 0.46 0.27 0.31 0.19 0.19 0.31 0.46 0.27 0.27 固端弯矩0.00 -34.06 0.00 34.06 0.00 0.00 -34.06 34.06 0.00 0.00 9.20 15.67 9.20 0.00 0.00 0.00 0.00 -15.67 -9.20 -9.20 0.00 4.60 -7.83 0.00 0.00 0.00 0.00 1.00 0.61 0.61 1.00 0.00 0.00 0.00 杆端弯矩9.20 -18.39 9.20 39.66 0.61 0.61 -40.89 18.39 -9.20 -9.20 表 5.3 底层活载弯距计算 位置A 轴线B 轴线C 轴线 上柱梁右 下柱 梁左上柱下柱 梁右梁左上柱下柱 分配系数0.28 0.48 0.24 0.33 0.19 0.15 0.33 0.48 0.28 0.24 固端弯矩0.00 -34.06 0.00 34.06 0.00 0.00 -34.06 34.06 0.00 0.00 9.54 16.35 8.17 0.00 0.00 0.00 0.00 -16.35 -9.54 -8.17 0.00 4.09 -8.17 0.00 0.00 0.00 0.00 1.35 0.78 0.61 1.35 0.00 0.00 0.00 杆端弯矩9.54 -17.71 8.17 39.50 0.78 0.61 -40.89 17.71 -9.54 -8.17 分层法计算的各梁弯距为最终弯距，各柱的最终弯距为与各柱相连的两层计算弯距 叠加，叠加后会发现节点弯距不平衡，所以将节点不平衡弯距再进行一次分配。 内力图如图 5.4、5.5、5.6 所示： - 33 - 图 5.4 活荷载作用下弯距图 - 34 - 图 5.5 活荷载作用下的剪力图（KN） - 35 - 图 5.6 活荷载作用下的轴力图（KN） - 36 - 第第 6 6 章章 风荷载作用风荷载作用 6.1 风荷载标准值 风荷载标准值的计算公式为： （6-1） 0kzzs wuuw 式中：基本风压，=0.35KN/m2； 0 w 0 w 风载体型系数Z ，迎风面取 0.8，背风面取-0.5，故0.8（0.5） s u 1.3； 风振系数Z ，因房屋高度为 13.5mT1=0.40s，所以可以不考虑顶部附加水平地震作用。 (5) 计算各层质点得水平地震作用标准值 933.365.45914.589.95+1130.5914.4530523.91KNm 2 1j jjH G 由 Fi=GiHiFEk/（）得: 2 1j jjH G F114.77KN F226.42KN F347.42KN 水平地震作用示意图如图 7.1 所示： 图 7.1 水平地震作用示意图 - 46 - (6)各楼层剪力标准值计算 地震作用下各楼层水平地震层间剪力 Vj为 Vj=（j=1，2，3） （7-1） 2 1j j F 则自上而下为： V347.42KN V273.84KN V188.61KN 7.3 水平地震作用下框架的侧移验算 梁、柱的线刚度及框架柱额侧移刚度 D 值均已计算过，故此处略过。 水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算： uj （7-2） ji j D V 式中：Vj第 j 层的总剪力； 第 j 层所以柱的抗侧移刚度之和； ij D uj第 j 层的层间侧移； 底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。 j 层侧移为： uj（j=1、2、3） （7-3） n j j u 1 框架风荷载作用下框架侧移计算见表 7.1。 7.4 水平地震作用下框架内力计算（D 值法） （1）框架柱反弯点位置按下列公式计算： y=yn+y1+y2+y3 （7-4） 式中：yn框架柱的标准反弯点高度比； y1上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值； y2、y3上、下层层高变化时反弯点高度比的修正值； y框架柱的反弯点高度比。 则底层柱需考虑修正值 y2，第二层柱需考虑修正值 y3，其它柱均无修正。 - 47 - 计算结果见表 7.2。 表 7.1 框架水平地震荷载作用下框架侧移计算 侧移验算： 层间侧移最大值：1/1434Vb)547(Vb)547(Vb)547(Vb) Asv/s0.00 0.00 0.00 0.00 是否按构造配筋是是是是 计算最大间距构造构造构造构造 由上表计算得，按构造配筋时可选： 箍筋选用： 加密区：8100 双肢箍； 非加密区：8200 双肢箍； 验算配筋率： 0.202% min0.24 0.144% 1.43 0.24 300 t yv f f 框架梁配筋示意图如图 9.1 所示： - 60 - 图 9.1 框架配筋示意图 - 61 - 9.29.2 框架柱配筋框架柱配筋 柱的配筋采用对称式，顶层柱考虑了活载的最不利布置，其余层的活载均为满布。 由于底层的柱内力最大，故顶层为一种配筋，1 层为另一种配筋，但是考虑到配筋大小的 变化不是很大，故可以采用一种配筋形式。 材料： C30 混凝土：fc14.3N/mm2；ft1.43N/mm2 钢筋：HPB235：fy270N/mm2，fy270N/mm2； HRB400：fy360N/mm2，fy360N/mm2 柱截面尺寸： 柱截面尺寸： bh500500 采用单筋矩形截面，取s30mm；则：h050030470mm 由于柱的正截面的受荷较大，而斜截面的受荷较小，故只考虑正截面受弯，斜截面 受剪按构造配筋即可。 （1）截面尺寸复核 柱子不变截面，故取底层计算： M126.42KN m，Vmax48.05KN，Nmax1853.48KN 因为 hw/b470/5000.9448.05KN 满足要求。 轴压比 0.55NNNNNNNN 1 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.11 1.13 1.20 1.20 1.36 1.40 1.47 1.48 ei 283.48 235.18 164.10 164.10 149.27 139.27 123.91 122.20 e=ei-as+h/2 493.48 445.18 374.10 374.10 359.27 349.27 333.91 332.20 判断偏压大偏压大偏压大偏压大偏压大偏压大偏压大偏压大偏压 x（）67.83 67.83 84.43 84.43 247.27 247.27 324.03 324.03 x38.12 KN 截面尺寸满足要求。 0.7ftbh00.71.4320037010-374.07KN38.12KN 按构造配置箍筋，选 8100 双肢箍。 楼梯配筋示意图如图 11.2 所示： - 71 - 图 11.2 梯段板和梯梁配筋示意图 - 72 - 第 12 章 柱下独立基础设计 以号轴线边柱柱下独立基础为例计算 一、计算过程 1修正地基承载力 计算公式： 按建筑地基基础设计规范 （GB 500072002）下列公式验算： fa = fakb(b3)dm(d0.5) (式 5.2.4) 式中：fak = 200.00 kPa b = 0.00，d = 1.00 = 18.00 kN/m3m = 18.00 kN/m3 b = 2.80 m， d = 1.70 m 如果 b 3m，按 b = 3m, 如果 b 6m，按 b = 6m 如果 d 0.5m，按 d = 0.5m fa = fakb(b3)dm(d0.5) = 200.000.0018.00(3.003.00)1.0018.00(1.700.50) = 221.60 kPa 修正后的地基承载力特征值 fa = 221.60 kPa 2轴心荷载作用下地基承载力验算 计算公式： 按建筑地基基础设计规范 （GB 500072002）下列公式验算： pk = (FkGk)/A(5.2.41) Fk = F/Ks = 1800.00/1.35 = 1333.33 kN Gk = 20Sd = 207.841.50 = 235.20 kN pk = (FkGk)/S = (1333.33235.20)/7.84 = 200.07 kPa fa，满足要求。 3基础抗冲切验算 计算公式： 按建筑地基基础设计规范 （GB 500072002）下列公式验算： Fl 0.7hpftamh0(8.2.71) Fl = pjAl(8.2.73) am = (atab)/2(8.2.72) pjmax,x = F/SM0y/Wy = 1800.00/7.840.00/3.66 = 229.59 kPa pjmin,x = F/SM0y/Wy = 1800.00/7.840.00/3.66 = 229.59 kPa pjmax,y = F/SM0x/Wx = 1800.00/7.840.00/3.66 = 229.59 kPa pjmin,y = F/SM0x/Wx = 1800.00/7.840.00/3.66 = 229.59 kPa pj = pjmax,xpjmax,yF/S = 229.59229.59229.59 = 229.59 kPa (1)柱对基础的冲切验算： 计算冲切截面超出基础冲切范围。故柱对基础冲切满足要求。 (2)变阶处基础的冲切验算： H0 = H1as = 0.400.08 = 0.32 m X 方向： Alx = 1/4(A32H0A1A2)(B1B2B32H0) = (1/4)(0.8020.322.80)(2.800.8020.32) = 1.44 m2 - 73 - Flx = pjAlx = 229.591.44 = 330.98 kN ab = minA32H0, A1A2 = min0.8020.32, 2.80 = 1.44 m amx = (atab)/2 = (A3ab)/2 = (0.801.44)/2 = 1.12 m Flx 0.7hpftamxH0 = 0.71.001430.001.1200.320 = 358.76 kN，满足要求。 Y 方向： Aly = 1/4(B32H0B1B2)(A1A2A32H0) = (1/4)(0.8020.322.80)(2.800.8020.32) = 1.44 m2 Fly = pjAly = 229.591.44 = 330.98 kN ab = minB32H0, B1B2 = min0.8020.32, 2.80 = 1.44 m amy = (atab)/2 = (B3ab)/2 = (0.801.44)/2 = 1.12 m Fly 0.7hpftamyH0 = 0.71.001430.001.1200.320 = 358.76 kN，满足要求。 4基础受压验算 计算公式：混凝土结构设计规范 （GB 500102002） Fl 1.35clfcAln(7.8.1-1) 局部荷载设计值：Fl = 1800.00 kN 混凝土局部受压面积：Aln = Al = BA = 0.500.50 = 0.25 m2 混凝土受压时计算底面积：Ab = minB2A, B1B2min3A, A1A2 = 2.25 m2 混凝土受压时强度提高系数：l = sq.(Ab/Al) = sq.(2.25/0.25) = 3.00 1.35clfcAln = 1.351.003.0014300.000.25 = 14478.75 kN Fl = 1800.00 kN，满足要求。 5基础受弯计算 计算公式： 按建筑地基基础设计规范(GB 500072002)下列公式验算： M=a12(2la)(pmaxp2G/A)(pmaxp)l/12 (8.2.74)