7层框架结构毕业设计

1、摘要 本论文主包括结构方面设计，本设计选择的是一栋 7 层框架结构。结构 设计方面，密切联系建筑设计，以现行的有关规范为依据，本工程采用现浇 钢筋混凝土框架结构体系，仅对前面主体选择了中间一榀横向框架进行计算， 考虑抗震设防烈度 7 度进行了抗震计算。整个过程中包括了水平荷载、竖向 荷载计算及其各内力计算和构件设计，对于竖向荷载作用采用弯矩二次分配 法，水平荷载作用采用 d 值法， 地震作用采用底部剪力法。设计计算整个 过程中综合考虑了抗震要求、技术经济指标和施工工业化的要求。 关键词：结构计算；抗震设计 abstract the design of the thesis includes a

2、rchitectural design and structural design.structural design maintains close ties with the architectural design， which is based on current relevant codes. this project adopts cast-in-place reinforced concrete structure， which has only chosen a middle frame to calculate. during the design process seve

3、n degree earthquake-resistant design， the whole process includes vertical load function， level load function and load calculation， component design， vertical load function adopts moment distribution method， level load function adopts d value method， and seismic load function adopts equivalent base s

4、hear method. during the design process earthquake-resistant design， technical economy index and construction industrialized request are synthetically considered. keywords: structural calculation; anti-seismic design 前 言 毕业设计是本专业教育培养的重点，也是毕业前的综合学习阶段，是对 所学专业知识的深化、拓宽，是对大学期间所学专业知识的全面总结。通过 毕业设计，可以将以前学过的知

5、识重温回顾，对疑难知识再学习，对提高个 人的综合知识结构有着重要的作用。通过毕业设计，使我们在资料查找、设 计安排、分析计算、施工图绘制、口头表达等各个方面得到综合训练，具备 从事相关工作的基本技术素质和技能。 在我国，多层建筑结构以钢筋混凝土结构为主。多层建筑的结构设计有 两方面的特质：一是风荷载和地震荷载等水平方向作用引起的内力和位移已 成为结构设计的控制因素；二是结构抗侧移刚度是结构设计的关键因素。结 构不仅要满足承载力（强度）的要求，同时还要把结构在水平荷载下的位移 控制在一定范围内，所以多层建筑结构需要有较大的抗侧移刚度。框架结构 体系的主要特点是平面布置比较灵活，能提供较大的室内空

6、间，是较常用的 结构体系。 在建筑结构设计中，结构是建筑的骨架，是建筑物赖以生存的物质基础。 在一定意义上讲，结构支配着建筑。一个成功的设计必然以经济合理的结构 方案为基础，在决定建筑物平面、立面和剖面时，应当考虑结构方案的选择， 使之既满足建筑的使用和美学要求，又照顾到结构的可靠和施工的难易。由 于建筑结构的各构件受力不同，所采用的截面、材料以及计算方法都有较大 差异，本设计通过详细的手算方法、形象的图表展示和必要的文字论述，对 一个工程进行了结构设计。 在毕业设计的这段时间，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计 算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的 理解。

7、巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在绘图时熟练 掌握了 autocad，以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。 框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，后面采用建筑 结构软件 pkpm 进行电算，并将电算结果与手算结果进行了对比，修改。由 于自己的知识水平有限，难免有很多疏忽之处，敬请各位老师批评指正。 目 录 1、结构设计.8 1.1 结构布置及计算简图的确定.8 1.1.1 选择承重方案.8 1.1.2 梁、柱截面尺寸估算.8 1.2.3 结构计算简图.9 2、荷载计算.11 2.1 屋面及楼面的永久荷载标准值.11 2.2 屋面及楼面可变荷载标准值

8、.11 2.3 梁、柱、墙重力荷载计算.11 2.3.1 梁自重计算 2.3.2 柱自重计算 2.4 计算重力荷载代表值.13 2.4.1 第 5 层的重力荷载代表值： 2.4.2 24 层的重力荷载代表值 2.4.3 一层的重力荷载代表值： 3、横向框架侧移刚度计算.15 3.1 计算梁、柱的线刚度.15 3.2 计算柱的侧移刚度.15 4、横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算.17 4.1 横向水平地震作用下的框架结构的内力计算和侧移计算。.17 4.1.1 横向自振周期的计算 4.1.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算 4.1.3 水平地震作用下的位移验算 4.1.4 水平地震作用

9、下框架内力计算 4.2 横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算.25 4.2.1 风荷载标准值 4.2.2 风荷载作用下的水平位移验算 4.2.3 风荷载作用下框架结构内力计算 5、竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算.31 5.1 计算单元.31 5.2 荷载计算.32 5.2.1 恒载计算 5.2.2 活荷载计算： 5.3 内力计算 .35 5.3.1、计算分配系数。 5.3.2 用弯矩二次分配法来计算恒载作用下的梁端、柱端弯矩。 5.3.3 计算恒载和活载作用下梁端剪力和柱轴力。 6 框架内力组合.49 6.1 结构抗震等级.49 6.2 框架梁内力组合.49 6.3、框架柱内力组合.5

10、0 7、配筋计算.51 7.1 框架梁和柱的截面计算.51 7.1.1 柱的配筋计算 7.1.2 梁的配筋计算 7.2 板的配筋计算.65 7.2.1 荷载和内力计算 7.2.2 配筋设计 8 基础设计.70 8.1 基础梁截面尺寸的选取.70 8.2 荷载选用.70 8.3 基础截面计算.70 8.4 地基承载力及基础冲切验算.71 8.5 基础底板配筋计算.73 参考文献参考文献.76 1、结构设计 1.1 结构布置及计算简图的确定 根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖 面设计，墙体采用加气混凝土砌块做隔墙，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝 土结构，楼板厚度取 100

11、mm。 1.1.11.1.1 选择承重方案选择承重方案 该建筑为综合楼，房间布局较为整齐规则，且不需要考虑太大空间布置， 所以采用横向框架承重方案，四柱三跨不等跨的形式。柱网布置形式详见建 筑平面图。 1.1.21.1.2 梁、柱截面尺寸估算梁、柱截面尺寸估算 纵 梁：,: 0 1111 ()()6000750330 818818 hlm m 取600hmm ,: 1111 ()()600300150 2424 bhm m 取mmb300 横 梁：，: 0 1111 ()()4200525233 818818 hlm m 取600hmm : 1111 ()()600300150 2424 bh

12、m m 取mmb300 次 梁： : 0 1111 ()()4200350233 12181218 hlm m 取600hmm : 1111 ()()600300150 2424 bhm m 取mmb300 各层梁截面尺寸及混凝土强度等级如下表， 表 1-2-1 梁截面尺寸(mm)及各层混凝土强度等级 层次混凝土强度等级横梁 bh纵梁次梁 17 c30300 600300 600300 600 柱截面尺寸估算 该框架结构的抗震等级为三级，其轴压比限值 为=0.9,各层重力荷载代表值近似取 15kn/m2，中柱的负荷面积为 n 4.2 7.7=32.34m2，可得一层柱截面面积为: 3 2 1.

13、3 32.34 15 107 343000 0.9 14.3 e s ncnc fg nn amm ff 取柱子截面为正方形，柱截面尺寸为 586mm 586mm 根据上述结果，并综合考虑其它因素，本设计柱截面尺寸取值如下： 17 层 600mm 600mm 基础选用柱下独立基础，基础顶面距室外地面为 500mm。 1.2.31.2.3 结构计算简图结构计算简图 框架结构计算简图，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至 板顶，27 层高度即为层高，取 4.8m；底层柱高度从基础顶面取至一层板 顶，即 h14.8+0.45+0.55.75m。见下图: 2-1-1 结构计算简图 2、荷载计算

14、 2.1 屋面及楼面的永久荷载标准值 屋面(不上人) 屋面采用钢筋混凝土屋面板。除结构层外，自重为 2.3 kn/m2 屋面结构层自重： 0.1 25=2.5kn/m2 合计 4.8kn/m2 天棚 7 厚 1：1：4 水泥石灰砂浆 0.14kn/m2 5 厚 1：0.5：3 水泥石灰砂浆 0.1 kn/m2 合计 0.24kn/m2 16 层楼面 除结构层外，自重为 1.2 kn/m2 结构层自重： 0.1 25=2.5kn/m2 合计 3.7kn/m2 2.2 屋面及楼面可变荷载标准值 不上人屋面均布活荷载标准值 0.50kn/m2 楼面活荷载标准值 2.0kn/m2 走廊活荷载标准值 2

15、.5kn/m2 屋面雪荷载标准值 sk=r s0=1.0 0.35=0.35kn/m2 屋面风荷载标准值 2 00 0.3kn/ m kzz w 式中：r 为屋面积雪分布系数，取 r1.0 2.3 梁、柱、墙重力荷载计算 查规范得以下自重， 外墙面为面砖墙面自重： 0.5 kn/m2 混凝土空心小砌块 11.8 kn/m2 2.3.12.3.1 梁自重计算梁自重计算 bh=300mm600mm 梁自重： 250.3(0.6-0.12)3.6 kn/m 抹粉层：10 厚混合砂浆： 0.21 kn/m 合计 3.81 kn/m 2.3.22.3.2 柱自重计算柱自重计算 bh=600mm600mm

16、 柱自重： 0.60.6259 kn/m 贴面及粉刷： (0.64-0.22) 0.0217=0.68 kn/m 合计 9.68 kn/m 女儿墙自重(含贴面和粉刷)： 0.9 0.02 2 170.2 15 0.93.312 kn/m 2.3.32.3.3 隔墙自重隔墙自重 标准层： 内隔墙： 4.8 0.2 7.57.2 kn/m 水泥石灰砂浆 0.65 kn/m 合计： 7.85kn/m 底层： 内隔墙： 5.75 0.2 7.57.2 kn/m 水泥石灰砂浆 1.224 kn/m 合计： 8.424kn/m 2.3.42.3.4 外墙自重外墙自重 标准层： 外墙 4.8 0.2 7.5

17、7.85 kn/m 水泥砂浆外墙面： 4.8 0.015 200.27 kn/m 水泥石灰砂浆 0.33 kn/m 合计： 9.62 kn/m 底层： 外墙 5.75 0.2 7.58.6kn/m 水泥砂浆外墙面： 1.44 kn/m 水泥石灰砂浆 0.33 kn/m 合计： 10.32kn/m 2.42.4 计算重力荷载代表值计算重力荷载代表值 2.4.12.4.1 第第 7 7 层的重力荷载代表值：层的重力荷载代表值： 屋面恒载： (2 12+3.4) 4.2 2.3264.68 kn 女儿墙： 3.312 4.2 227.82 kn 纵横梁自重： 84.23.81+(2 12+3.4)

18、3.81 2336.804 kn 半层柱自重： 9.684.840.592.928 kn 半层墙自重： 24.21.95+(2 12+3.4) 2 2125.98 kn 屋面雪载： (12 2+3.4) 4.2 0.35=40.28 kn 恒载+0.5 雪载： 264.68+27.82+336.804+92.928+125.98+0.5 40.28968.352 kn 2.4.22.4.2 2 26 6 层的重力荷载代表值层的重力荷载代表值 楼面恒载： (12 2+3) 4.2 1.2138.096 kn 上下半层墙重： 125.98+125.98=251.96 kn 纵横梁自重： 336.8

19、04 kn 上半层柱+下半层柱： 92.928+92.928185.856kn 楼面活荷载： 4.2 (12 2 2+3.4 2.5)237.3 kn 恒载+0.5 活载： 138.096+251.96+336.804+185.856+0.5237.31031.366 kn 2.4.32.4.3 一层的重力荷载代表值：一层的重力荷载代表值： 楼面恒载： 138.096 kn 下半层墙自重： (a)外纵墙: 0.524.27.8=32.76 kn (b)内纵墙: 0.524.28.424=70.762 kn (c )横墙： 0.5(3.4+122)28.424=230.818 kn 纵横梁自重：

20、 336.804 kn 上半层墙自重： 125.98 kn 上半层柱自重+下半层柱自重： 0.59.684.554)=88.09 kn 楼面活荷载： 237.3 kn 恒载+0.5楼面活载： 138.096+32.76+70.762+230.818+336.804+125.98+88.09+237.3/2=1376.768 kn 则一榀框架总重力荷载代表值为：（n=7） n i i g 1 1234567 1 1376.7685 1031.366968.3527501.95 n i i ggggggggkn 3、横向框架侧移刚度计算 3.1 计算梁、柱的线刚度 梁线刚度计算梁柱混凝土标号均为，

21、。 30 c 72 3.00 10/ c ekn m 在框架结构中，现浇楼面或预制楼板但只有现浇层的楼面，可以作为梁的有 效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架侧移。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，对中框架梁取 0 5 . 1 ii 。 0 0 . 2 ii 表 3-1-1 横梁线刚度计算表 类别 ec /(n/mm2) bh /mmmm i0 /mm4 l /mm eci0/l /n mm 2eci0/l n mm 边横梁 3.01043006005.4109120001.3510102.701010 走道梁 3.01043006005.410934004.7

22、610109.521010 柱线刚度计算 表 3-1-2 柱线刚度 ic 计算表 层次/mm c h ec /(n/mm2) bh /mmmm ic /mm4 ecic/ c h /n mm 157503.0104 600600 10.81095.631010 27 48003.010460060010.81096.751010 3.2 计算柱的侧移刚度 柱的侧移刚度 d 计算公式： 2 12 h i d c c 其中为柱侧移刚度修正系数，为梁柱线刚度比，不同情况下， c k 、取值不同。 c k 对于一般层： 2 b c k k k 2 c k k 对于底层： 2 b c k k k 0.5

23、 2 c k k 表 3-2-1 横向框架柱侧移刚度 d 计算表 层次 层高 (m)h 柱 根 数 kc 2 12 h i d c c n/mm d 边柱 2 0.40.175976.56 2-74.8 中柱 2 1.810.4816875 45703.12 边柱 2 0.480.3958071.44 1 5.75 中柱 2 2.170.6413066.41 42275.7 ，该框架为规则框架。 1 2 21137.85 2 0.9250.7 22851.56 2 d d 图 3-2-1 框架计算简图 4、横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 4.1 横向水平地震作用下的框架结构的内力计

24、算和侧移计算。 4.1.14.1.1 横向自振周期的计算横向自振周期的计算 运用顶点位移法来计算，对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结 构，基本自振周期可按下式来计算： tt ut7 . 1 1 式中， 计算结构基本自振周期用的结构顶点假想位移，即 t u 假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值作为水平荷载而算得的结构顶 i g 点位移； 结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取 0.7； t 表 4-1-1 结构顶点的假想位移计算 层次/ i gkn/ gi vkn/(/) i dn mm / i umm:/ i umm 7968.352968.35245703.1221.186

25、43.51 61031.3661999.71845703.12 4375 621.88 51031.3663031.08445703.1266.32 57813 41031.3664062.4545703.1288.98511.81 31031.3665093.81645703.12 11145 422.92 21031.3666125.18245703.12134.02311.47 11376.7687501.9542275.7177.45177.45 由上表计算基本周期， 1 t 1 1.71.7 0.70.643510.955 tt tus 4.1.24.1.2 水平地震作用及楼层地震剪

26、力计算水平地震作用及楼层地震剪力计算 该建筑结构高度远小于 40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以 剪切为主，因此用底部剪力法来计算水平地震作用。 首先计算总水平地震作用标准值即底部剪力。 ek f 1ekeq fg 式中， 相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数； 1 结构等效总重力荷载，多质点取总重力荷载代表值的 eq g 85； 0.850.85 7501.956376.66 eqi gg 徐州地区特征分区为一区，又场地类别为类，查规范得特征周期 0.45 g ts 查表得，水平地震影响系数最大值 max 0.08 由水平地震影响系数曲线来计算， 1 0.9 1max 0.45

27、0.080.0406 0.955 g t t 式中， 衰减系数， 0.05 时，取 = 0.9； 1 0.0406 6376.66258.89 ekeq fgkn 因为 1 0.9551.41.4 0.450.63 g tsts 所以需要考虑顶部附加水平地震作用。 查表得： 1 0.080.010.0864 n t 则 0.0864 258.8922.368 nnek ffkn: 故作用在结构各楼层上的水平地震作用为： 1 (1) ii nekn jj j g h ff g h 式子：、分别为集中于质点 i、j 的荷载代表值，、为质 i g j g i h j h 点 i、j 的计算高度，各楼

28、层的地震剪力按 计算 1 n ik k vf 表 4-1-2 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表 层次/ i hm/ i gkn/ ii g hkn m/ i f kn/ i vkn 734.55968.35233456.56254.46 54.56 629.751031.36630683.13949.94 104.4 524.951031.36625526.30941.88146.28 420.151031.36620782.02533.83180.11 315.381031.36615862.40925.82205.93 210.551031.36610880.91117.7122

29、3.64 15.751376.7687916.41612.89236.53 jj g h 145314.043 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图 图 4-1-1 横向水平地震作用及层间地震剪力 4.1.34.1.3 水平地震作用下的位移验算水平地震作用下的位移验算 用 d 值法来验算 框架第 层的层间剪力、层间位移及结构顶点位移分别按下式来计 ii v()iu u 算： n ik k i vf 1 ()/ s iiij j uvd 1 () n k k uu 计算过程见下表，表中计算了各层的层间弹性位移角。 / eii uh 表 4-1-3 横向水平地震作用下的位移验算 层

30、次/ i vkn/(/) i dn mm / i umm/ i umm/ i hmm/ eii uh 754.4645703.121.1925.648001/4033 6104.445703.12 228 24.4148001/2105 5146.2845703.123.222.1348001/1500 4180.1145703.123.9418.9348001/1218 3205.9345703.124.5114.9948001/1064 2223.6445703.124.8910.4848001/981 1236.5342275.75.595.5957501/1028 由表中可以看到，最大

31、层间弹性位移角发生在第一层，1/9811/550,满足要 求。 4.1.44.1.4 水平地震作用下框架内力计算水平地震作用下框架内力计算 将层间剪力分配到该层的各个柱子，即求出柱子的剪力，再由柱子的剪 力和反弯点高度来求柱上、下端的弯矩。 柱端剪力按下式来计算： 1 ij ijis ij j d vv d 柱上、下端弯矩、按下式来计算 u ij m b ij m b ijij mvyh (1) u ijij mvy h 123n yyyyy 式中： i 层 j 柱的侧移刚度；h 为该层柱的计算高度； ij d y-反弯点高度比； 标准反弯点高比，根据上下梁的平均线刚度，和柱的相对线刚度 n

32、y b k 的比 c k 值，总层数，该层位置查表确定。mn 上下梁的相对线刚度变化的修正值，由上下梁相对线刚度比值 及 查 1 y 1 i 表 上下层层高变化的修正值，由上层层高对该层层高比值及 查表。 2 y 2 i 下层层高对该层层高的比值及 查表得。 3 y 3 i 注意是根据表：倒三角形分布水平荷载下各层柱标准反弯点高度比查 n y n y 得。 表 4-1-4 各层边柱柱端弯矩及剪力计算 层次 / i hm / i vkn /(/) ij dn mm 1 i d 1 i v ky m上m下 74.854.4645703.125976.567.120.40.2027.346.84 6

33、4.8104.445703.125976.56 13.650.40.3045.8619.66 54.8146.2845703.125976.56 19.130.40.3559.6932.14 44.8180.1145703.125976.56 23.550.40.4062.1750.87 34.8205.9345703.125976.56 26.930.40.4571.1058.17 24.8223.6445703.125976.56 29.250.40.5070.2070.20 15.75236.5342275.78071.44 45.16 0.48 0.7662.32197.35 表 4-

34、1-5 各层中柱柱端弯矩及剪力计算 层次/ i hm/ i vkn/(/) ij dn mm 1 i d 1 i v ky m上m下 74.854.4645703.121687520.111.810.3958.8837.65 64.8104.445703.121687538.551.810.44103.6281.42 54.8146.2845703.121687554.011.810.49132.22 127.03 44.8180.1145703.121687566.501.810.49162.79 156.41 34.8205.9345703.121687576.041.810.49186.

35、15 178.85 24.8223.6445703.121687582.571.810.50198.17 198.17 15.75236.5342275.713066.41 73.112.170.55189.17 231.21 注：表中弯矩单位为,减力单位为 knkn m 梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按下式来计算 1, l lbu b bijij lr bb i mmm ii 1, r rbu b bijij lr bb i mmm ii 2l bb b mm v l n lr ibb k ik nvv 表 4-1-6 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算 层次边梁走道梁柱轴力 l b m r b ml

36、b v l b m r b ml b v边柱 n中柱 n 727.3413.01123.3645.0845.083.4026.52-3.36-23.16 652.731.21126.99110.06110.063.4064.74-10.35-80.91 551.847.2128.25166.44166.443.4097/91-18.6-170.57 4121.8664.041215.49225.78225.783.40132.81 -34.09-287.89 3121.9775.691216.47266.87266.873.40156.98 -50.56-428.4 2128.3783.312

37、17.64293.72293.723.40172.78-68.2-583.57 1132.5285.581218.18301.76301.763.40177.51 -86.38-742.9 图 4-1-2 左地震作用下框架弯矩图 图 4-1-3 左地震作用下梁端剪力及轴力图 4.2 横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算 4.2.14.2.1 风荷载标准值风荷载标准值 垂直于建筑物表面上的风荷载标准值当计算主要承重结构时按下式来计 算： 0kzsz ww 式中，风荷载标准值（kn/m2） k 高度 z 处的风振系数 z 风荷载体型系数 s 风压高度变化系数 z 基本风压（kn/m2） 0 由荷

38、载规范 ，徐州地区重现期为 50 年的基本风压：=0.35kn/m，地面 0 粗糙度为 b 类。风载体型系数由荷载规范第 7.3 节查得： =0.8（迎 s 风面）和=-0.5（背风面） 。 荷载规范规定，对于高度大于 30m，且高 s 宽比大于 1.5 的房屋结构，应采用风振系数来考虑风压脉动的影响。本 z 设计中，房屋高度 h=34.55 30m，h/b=34.55/42=0.82 30m，抗震设防烈度为 7 度，因此该框架为二级抗 震等级。 6.2 框架梁内力组合 梁内力控制截面一般取两端支座截面及跨中截面。支座截面内力有支座 正、负弯矩及剪力，跨中截面一般为跨中正截面。 6.2.16.

39、2.1 作用效应组合作用效应组合 结构或结构构件在使用期间，可能遇到同时承受永久荷载和两种以上可 变荷载的情况。但这些荷载同时都达到它们在设计基准期内的最大值的概率 较小，且对某些控制截面来说，并非全部可变荷载同时作用时其内力最大， 因此应进行荷载效应的最不利组合。 永久荷载的分项系数按规定来取：当其效应对结构不利时，对由可变荷 载效应控制的组合取 1.2，对由永久荷载效应控制的组合取 1.35；当其效应 对结构有利时，一般情况下取 1.0，对结构的倾覆、滑移或漂移验算取 0.9。 可变荷载的分项系数，一般情况下取 1.4。 均布活荷载的组合系数为 0.7，风荷载组合值系数为 0.6，地震荷载

40、组 合值系数为 1.3； 6.2.26.2.2 承载力抗震调整系数承载力抗震调整系数 从理论上讲，抗震设计中采用的材料强度设计值应高于非抗震设计时的 材料强度设计值。但为了应用方便，在抗震设计中仍采用非抗震设计时的材 料强度设计值，而是通过引入承载力抗震调整系数来提高其承载力。 re 表 6-2-1 承载力抗震调整系数 re 偏压柱 受弯梁 轴压比0.15 受剪 0.750.750.800.85 6.2.36.2.3 梁内力组合表梁内力组合表 该框架内力组合共考虑了四种内力组合， gkqk 1.2s+1.4s ,， gkqk 1.2s+1.4 0.9(s) wk s gkqkwk 1.2 s+

41、0.5s1.3s re ，各层梁的内力组合结果见附表，其中竖向荷载作用下 gkqk 1.35s+1.4 0.7s 的梁端弯矩为经过调幅后的弯矩(调幅系数为 0.8)。 梁内力组合见表 6-2-2表 6-2-8 6.36.3、框架柱内力组合、框架柱内力组合 6.3.16.3.1 柱内力组合柱内力组合 柱内力控制截面一般取柱上、下端截面，每个截面上有 m、n、v。 由于柱是偏心受力构件且一般采用对称配筋，故应从上诉组合中求出下 列最不利内力： 及相应的 n max m 及相应的 m max n 及相应的 m min n 柱内力组合见表 6-3-1表 6-3-7 7 7 配筋计算配筋计算 7.17.

42、1、框架柱和梁的截面设计、框架柱和梁的截面设计 7.1.1、柱的配筋计算 由混凝土结构设计规范查得： 混凝土 c30 =14.3n/2 =1.43n/mm2 =2.01n/mm2 c f t f tk f 钢筋强度 hpb235 =210 n/mm2 =235n/mm2 y f yk f hrb400 =360 n/mm2 =400n/mm2 y f yk f 7.1.1.1、框架柱截面设计 本结构选用柱为 600mm600mm ，抗震等级为二级 轴压比验算 a 轴，第一层最大为 2389.57kn max n 轴压比 =0.460.8 cc n af n 2 3 600 3 . 14 105

43、7.2389 b 轴，第一层最大为=2476.13kn max n max n 轴压比 =0.480.8 cc n af n 2 3 600 3 . 14 1013.2476 所以轴压比满足要求 7.1.1.2、正截面受弯承载力计算 1a 轴：由于柱同一截面分别承受正，反向弯矩，故采用对称配筋.（用 hrb400 级钢筋） 取 as=35mm，则 600-35=565mm，由于 c30c50，所以 1=1.0，1=1.0 knbhfn bcb 11.2511518. 0565600 3 . 140 . 1 01 ）底层： 从柱的内力组合表可知，最大的 n 值为 2389.57，nnb为大偏心受

44、压，选 用 m 大 n 小的组合 m=293.77knm，n=2104.13kn 柱的计算长度：在弯矩中由水平地震作用产生的弯矩75%，柱的 max m 计算长度可按下两个公式计算，并取其中的较小值： 0 l 所以， hl hl lu )2 . 02( )(15 . 0 1 min0 0 式中：u、l柱的上端、下端节点处交汇的各柱线刚度之和与交汇的 各梁线刚度之和的比值； min比值 u、l 中的较小值；h柱的高度 59 . 4 7 . 2 63 . 5 75. 6 u 0 c 0 min mhl mhl lu 5 . 1175 . 5 2)2 . 02( 92. 975 . 5 )59 .

45、4 15. 01 ()(15 . 0 1 min0 0 mmm n m e14014. 0 13.2104 77.293 0 mm mm mm ea20 2030/600 20 max mmeee ai 16020140 0 取 0 . 122. 1 102104.13 6003 .145 . 05 . 0 3 2 1 n afc 0 . 1 1 1553.16 6 . 0 92. 9 0 h l 98 . 0 01 . 0 15 . 1 0 2 h l 21 20 0 )( /1400 1 1 h l hei = 98 . 0 0 . 1) 600 9920 ( 565/1601400 1

46、1 2 = 68 . 1 mma h ee si 8 .53335 2 600 16068 . 1 2 518 . 0 35. 0 565600 3 . 140 . 1 1013.21048 . 0 3 01 b c re bhf nr (=0.8 承载力抗震调整系数) re )( )5 . 01 ( 0 2 01 sy cre s ahf bhfner aa )35565(360 )35. 05 . 01 (35 . 0 565600 3 . 140 . 1 8 . 5331013.21048 . 0 23 2 336mm 但按构造配筋，最小总配筋率根据建筑抗震设计规范(gb 50011-

47、2001) 表 6.3.8-1，查得=0.8%，=0.8%6002/2=1440mm2， min min, s a min, sa 每侧实配钢筋 422（=1520mm2） ，另两侧配构造筋 416。 s a s a ）其他层： 从柱的内力组合表可知，nnb为大偏心受压，选用 m 大 n 小的组 :m=201.52knm，n=1786.11kn，从柱的内力组合表可知。 柱的计算长度：在弯矩中由水平地震作用产生的弯矩75%，柱的 max m 计算长度可按下两个公式计算，并取其中的较小值： 0 l 所以， hl hl lu )2 . 02( )(15 . 0 1 min0 0 式中：u、l柱的上端

48、、下端节点处交汇的各柱线刚度之和与交汇的 各梁线刚度之和的比值；min比值 u、l 中的较小值；h 柱的高度 5 7 . 2 75 . 6 75. 6 u 7 . 2 63. 575 . 6 c 59 . 4 min mhl66.118 . 443 . 2 43 . 2 0 mmm n m e 8 . 1121128 . 0 11.1786 52.201 0 mm mm mm ea20 2030/600 20 max mmeee ai 8 . 132208 .112 0 取 0 . 144 . 1 1011.1786 600 3 . 145 . 05 . 0 3 2 1 n af re c 0

49、 . 1 1 1543.19 6 . 0 66.11 0 h l 96 . 0 01 . 0 15 . 1 0 2 h l 21 20 0 )( /1400 1 1 h l hei = 0 . 10 . 1) 600 11660 ( 565/ 8 . 1321400 1 1 2 = 10 . 2 mma h ee si 88.54335 2 600 8 .13210. 2 2 518 . 0 29. 0 5656003 .140 . 1 1011.17868 . 0 3 01 b c re bhf nr (=0.8 承载力抗震调整系数) re )( )5 . 01 ( 0 2 01 sy cr

50、e s ahf bhfner aa )35565(360 )29 . 0 5 . 01 (29 . 0 565600 3 . 140 . 188.5431011.17868 . 0 23 2 514mm 但按构造配筋，最小总配筋率根据建筑抗震设计规范(gb 50011- 2001) 表 6.3.81，查得=0.8%，=0.86002/2=1440mm2， min min, s a min, sa 每侧实配钢筋 422（=1520mm2） ，另两侧配构造筋 416。 s a s a 2b 轴轴：由于柱同一截面分别承受正，反向弯矩，故采用对称配筋.（用 hrb400 级钢筋） 取 as=35mm，

51、则 600-35=565mm，由于 c30c50，所以 1=1.0，1=1.0 knbhfn bcb 11.2511518. 0565600 3 . 140 . 1 01 ）底层： 从柱的内力组合表可知，最大的 n 值为 3009.29，nnb为小偏心受压，选 用 m 大 n 大的组合 m=276.85knm，n=3009.29kn 柱的计算长度：在弯矩中由水平地震作用产生的弯矩75%，柱的 max m 计算长度可按下两个公式计算，并取其中的较小值： 0 l 所以， hl hl lu )2 . 02( )(15 . 0 1 min0 0 式中：u、l柱的上端、下端节点处交汇的各柱线刚度之和与交

52、汇的 各梁线刚度之和的比值； min比值 u、l 中的较小值；h柱的高度 01 . 1 52 . 9 7 . 2 63 . 5 75 . 6 u 0 c 0 min mhl61. 675 . 5 15. 115 . 1 0 mm n m e92 29.2009 1085.276 3 0 mm mm mm ea20 2030/600 20 max mmeee ai 1122092 0 取 0 . 186. 0 1029.0093 600 3 . 145 . 05 . 0 3 2 1 n afc 86 . 0 1 1501.11 6 . 0 61 . 6 0 h l 0 . 1 2 21 20 0

53、 )( /1400 1 1 h l hei = 86. 00 . 1) 600 6610 ( 565/1121400 1 1 2 = 38 . 1 mma h ee si 56.41935 2 600 11238 . 1 2 518 . 0 497. 0 565600 3 . 140 . 1 1029.30098 . 0 3 01 b c re bhf nr (=0.8 承载力抗震调整系数) re )( )5 . 01 ( 0 2 01 sy cre s ahf bhfner aa )35565(360 )497 . 0 5 . 01 (497 . 0 565600 3 . 140 . 156

54、.4191029.30098 . 0 23 2 56.109mm 但按构造配筋，最小总配筋率根据建筑抗震设计规范(gb 50011- 2001) 表 6.3.8-1，查得=0.8%，=0.8%6002/2=1440mm2， min min, s a min, sa 每侧实配钢筋 422（=1520mm2） ，另两侧配构造筋 416。 s a s a ）其他层： 从柱的内力组合表可知，最大的 n 值为 2502.4kn，nnb为大偏心 受压，选用 m 大 n 小的组:m=337.04knm，n=985.12kn，从柱的内力组合 表可知。 柱的计算长度：在弯矩中由水平地震作用产生的弯矩75%，柱的

55、 max m 计算长度可按下两个公式计算，并取其中的较小值： 0 l 所以， hl hl lu )2 . 02( )(15 . 0 1 min0 0 式中：u、l柱的上端、下端节点处交汇的各柱线刚度之和与交汇的 各梁线刚度之和的比值；min比值 u、l 中的较小值；h 柱的高度 1 . 1 52. 97 . 2 75. 675 . 6 u 0 . 1 52 . 9 7 . 2 63. 575 . 6 c 0 . 1 min mhl312. 68 . 4315 . 1 315 . 1 0 mm n m e13.342 12.985 1004.337 3 0 mm mm mm ea20 2030/

56、600 20 max mmeee ai 13.3622013.342 0 取 0 . 161. 2 1012.985 600 3 . 145 . 05 . 0 3 2 1 n af re c 0 . 1 1 1552.10 6 . 0 312. 6 0 h l 0 . 1 2 21 20 0 )( /1400 1 1 h l hei 0 . 10 . 1) 600 6312 ( 565/13.3621400 1 1 2 12. 1 mma h ee si 59.67035 2 600 13.36212. 1 2 518 . 0 16. 0 5656003 .140 . 1 1012.9858

57、. 0 3 01 b c re bhf nr (=0.8 承载力抗震调整系数) re )( )5 . 01 ( 0 2 01 sy cre s ahf bhfner aa )35565(360 )16 . 0 5 . 01 (16. 0 . 0565600 3 . 140 . 159.6701012.9858 . 0 23 2 79.656mm 但按构造配筋，最小总配筋率根据建筑抗震设计规范(gb 50011- 2001) 表 6.3.81，查得=0.8%，=0.86002/2=1440mm2， min min, s a min, sa 每侧实配钢筋 422（=1520mm2） ，另两侧配构造

58、筋 416。 s a s a 7.1.1.3、垂直于弯矩作用平面的受压承载力验算 垂直于弯矩作用平面的受压承载力按轴心受压计算。 ）a 轴柱轴柱 底层：=2389.57kn max n 查混凝土结构表 6-1 知：(钢筋混凝土轴心受53.16 6 . 0 92 . 9 0 b l 87 . 0 压构件稳定系数)。 )215203606003.14(87.09.0)(9.0 2 syc aafaf =4887.80kn=2389.57kn. max n 满足要求。 中间层：=2034.31kn max n 查混凝土结构表 6-1 知：(钢筋混凝土轴心43.19 6 . 0 66.11 0 b l

59、 77. 0 受压构件稳定系数)。 )215203606003.14(77.09.0)(9.0 2 syc aafaf =4325.98kn=2034.31kn. max n 满足要求。 ）b b 轴柱轴柱 底层：=3009.29kn max n 查混凝土结构表 6-1 知：(钢筋混凝土轴心01.11 6 . 0 61 . 6 0 b l 965 . 0 受压构件稳定系数)。 )215203606003.14(965.09.0)(9.0 2 syc aafaf =5337.25kn=3009.29kn. max n 中间层：=2503.4kn max n 查混凝土结构表 6-1 知：(钢筋混凝

60、土轴心52.10 6 . 0 312. 6 0 b l 96. 0 受压构件稳定系数)。 )215203606003.14(96.09.0)(9.0 2 syc aafaf =5393.43kn=2502.4kn. max n 7.1.1.4、斜截面受剪承载力计算 ）a 轴柱轴柱 底层：最不利内力组合： m=293.77knm，n=2104.13kn，v=45.62kn 剪跨比309. 5 565 . 0 2 75 . 5 2 0 h hn 3 nknafc 4 . 15446003 .143 . 03 . 0 2 knn4 .1544 0 0 )056 . 0 1 05 . 1 ( hf n