土木工程专业毕业设计计算书

1、学学 号：号：200004010200 毕毕业业设设计计说说明明书书 graduate design 设计题目：设计题目：某市如意酒店设计某市如意酒店设计 学生姓名：学生姓名： 专业班级：专业班级：08 土木土木 90 班班 学学 院：建筑工程学院院：建筑工程学院 指导教师：指导教师： 教授教授 教授教授 2012 年年 5 月月 27 摘 要 本工程为市如意快捷酒店，该楼为五层，总高 18.6 米，室内外高 差为 0.45m，总建筑面积为 5218。本设计依据设计要求和原始资料，运用力 2 m 学、钢筋混凝土、结构力学基本原理及土力学和对材料性质的深刻了解，遵守 设计规则，保证建筑结构合理，

2、所有材料的质量和强度合格，工艺良好。 本建筑设计分为三部分：建筑设计、结构设计、施工组织设计。 建筑设计采取积极措施来增强建筑物的外表强度和坚固性，给人以心理上 的安全感。兼顾实用性。 结构体系是钢筋混凝土框架结构，用砌块做填充墙。结构设计是使结构物 得到足够的强度、刚度和韧性的过程。结构体系选择后，依据建筑结构和在 规范等进行荷载统计，用弯矩二次分配法、d 值法等进行内力计算，再进行 内里组合以及配筋设计。 施工组织设计：科学的依据分项工程，流水施工的方法，合理安排施顺序， 注意安全措施，力求经济效益 关键词 建筑；结构；施工组织 abstract ruyi hotel in this pr

3、oject, the building with five floors, and a total height of 18.600 meters, total construction area of 5218m2. the design based on design requirements and the original data, the use of mechanics, reinforced concrete, structural mechanics, the basic principles of soil mechanics, and a deep understandi

4、ng of the material properties and to comply with design rulesto ensure that the building structure is reasonable, the quality and intensity of all the materials qualified, good process. the architectural design is divided into three parts: architectural design, structural design, and construction de

5、sign. architectural design to take positive measures to enhance the appearance of strength and robustness of the building, giving a psychological sense of security. taking into account the practicality. the structural system is reinforced concrete frame structure with block infill walls. the structu

6、ral design is to structure the process of sufficient strength, stiffness and toughness. structural system selection, load statistics, based on the structures and norms , the internal force calculation using the hierarchical method, the d value method, the base shear, and reinforcement design. constr

7、uction organization design: a scientific. basisfor sub-projects, construction ofwater, reasonable arrangements the ment for the facilities order to pay attention to safety measures, and strive to economic. keywords architecture; structure; construction organizations 目 录 摘 要.ii abstract.iii 第 1 章 绪论.

8、1 1.1 综述.1 1.2 工程概况.1 1.3.地质条件.2 1.4 设计资料.2 第 2 章 初步设计.3 2.1 设计资料.3 2.2 钢筋混凝土框架设计.5 2.2.1 结构平面布置如图 2.2 所示，各梁柱截面尺寸确定如下。.5 2.2.2 柱的截面尺寸估算（按轴压比）：.5 2.2.3 板柱尺寸确定：.6 第三章 荷载计算.7 3.1 恒活载计算.7 3.1.1 屋面框架梁线荷载标准值：.7 3.1.2 楼面框架梁线荷载标准值：.7 3.1.3 屋面框架节点集中荷载标准值：.7 3.1.4 楼面框架节点集中荷载标准值：.8 3.1.5 恒荷载作用下的结构计算简图如图 3.1 所示

9、。.9 3.2 活荷载计算.9 3.3 风荷载计算.10 3.4 雪荷载计算.11 3.5 水平地震作用.11 3.5.1 重力荷载代表值.11 3.5.2 结构自振周期 t.12 3.5.3 多遇水平地震作用计算.14 3.5.4 抗震变形验算.15 第 4 章 内力计算.17 4.1 恒荷载作用下的内力计算.17 4.2 楼面活荷载作用下的内力计算.21 4.3 水平地震作用下的内力计算.23 第 5 章 内力组合.27 第 6 章 截面设计.29 6.1 梁截面计算.29 6.1.1 正截面受弯承载力.29 6.1.2 斜截面受剪承载力.31 6.2.2 计算柱配筋：.33 第 7 章

10、楼梯设计.41 7.1 楼梯结构平面布置图.41 7.2 楼梯板计算.41 7.2.1 荷载计算：.41 7.2.2 截面设计.42 7.3 平台板计算.43 7.4 平台梁计算.44 第 8 章 楼板设计.46 第 9 章 基础设计.47 9.1 设计资料：.47 9.2 基础底面积和底面尺寸确定：.48 9.3 基础剖面尺寸确定：.48 9.4 基础抗冲切承载力计算：.49 9.5 底板配筋：.50 第 10 章 施工部分设计.51 10.1 工程概况.51 10.1.1 工程特点.51 10.1.2 地点特征.51 10.1.3 施工条件.51 10.2 施工部署.51 10.2.1 施

11、工方案.51 10.2.2 施工顺序.52 10.3 施工进度计划.52 10.3.1 工程量计算.52 10.3.2 工日数与流水节拍的确定.59 10.3.3 施工进度计划.61 10.4 施工总平面图.61 10.5 施工准备条件.61 10.5.1 平整场地.61 10.5.2 修筑道路.61 10.5.3 接通水源.61 10.5.4 施工用电.62 10.5.5 施工机械.62 10.5.6 劳动力组织.63 10.5.7 主要材料需要量计划.63 10.6 施工准备计划.64 10.6.1 施工准备.64 10.6.2 测量前期准备.64 10.6.3 技术工作准备.64 10.

12、6.4 物资、机械设备准备.65 10.6.5 劳动力准备.65 10.6.6 外界联系.65 10.7 主要施工方法.65 10.7.1 钢筋工程.65 10.7.2 模板工程.65 10.7.3 混凝土工程.66 10.7.4 屋面工程.68 10.7.5 装饰工程.68 10.7.6 脚手架工程.68 10.8 质量安全措施.69 10.8.1 质量管理措施.70 10.8.2 安全管理措施.70 结 论.71 参考文献.72 谢 辞.73 第 1 章 绪论 1.1 综述 根据设计材料提供场地的地质条件及所在地区的抗震烈度，确定出拟建筑 物的抗震等级二级。建筑物的设计过程包括建筑设计和结

13、构设计梁部分。 建筑设计部分：综合了几个方案的优点，考虑可影响建筑的各种因素，采 用了既能满足现代化教学的多方面要求，又较经济、实用、美观的方案。 结构设计部分：分别从结构的体系选择、结构总体的布置、楼屋盖的结构 方案及基础方案的选择等多方面进行了论述。 结构计算大致分为以下几个步骤： 荷载统计：荷载统计是在初选截面的基础上进行的，其计算过程是按从上 到下的顺序进行的，荷载的取值按各层房间的使用功能及位置的不同，查荷载 规范确定。按建筑方案中的平立剖面设计，选定计算见图，并初选柱截面。 框架变形验算：验算了框架在水平地震作用下横向变形。此过程中，采用 了能量法计算结构的自震周期，按底部剪力法求

14、剪力并考虑了顶附加水平地震 作用。 横向框架的内力分析：分别分析了横向框架在水平地震作用技术向荷载作 用下的内力，用分层发法计算梁端、柱端弯矩。 内力组合：对恒载、活载及地震荷载进行组合，得出最不利内力，并以此 为依据对框架梁、柱进行截面设计。 板的设计： 用弹性理论进行计算。 楼梯设计： 采用板式楼梯。 基础设计： 采用独立基础。 设计成果： 平面图、立面图、剖面图、楼梯平、剖面图，基础的结构布置 图、配筋图、基础平剖面施工图及建筑总说明和结构总说明等。 此外，本设计采用了 autocad、天正建筑、探索者等软件进行绘图以及部 分计算结果的验算。 1.2 工程概况 本工程为唐山市如意快捷酒店

15、。该楼共五层，采用框架结构,一层层高 4.2m，其余层高 3.6 米。总高 18.6 米,室内外高差是 0.45m，建筑面积为 5218 左右。其主要用途为住宿所用,工程所在地：唐山市市区。地基承载力特征 2 m 值按 160kpa 设计。持力层为粉质粘土。 k f 设计使用年限：50 年。 抗震设防：抗震设防烈度 8 度，设计承载力特征值为 0.20g，设计地震第二组。 1.3.地质条件 第一层：杂填土，层厚 0.5m，r=18kn/m3 第二层：粉质粘土，r=18kn/m3 ，无地下水 1.4 设计资料 1、设防烈度 8 度；抗震等级 二级；场地类别 二类；抗震设防类别 丙类； 建筑物安全

16、等级 二级。 2、场地土类型 中软场地土；最大冻结深度 0.6 米；地基承载力标准值 fk=160kpa ；持力层为粉质粘土。 3、参考资料：建筑抗震设计规范 ；混凝土结构设计规范 ；建筑结 构荷载规程 ；建筑地基基础设计规程 。 第 2 章 初步设计 2.1 设计资料 （1）设计标高：室内设计标高0.000，室内外高差 450mm。 （2）墙身做法：墙身为混凝土砌块，m5 水泥砂浆砌筑，内墙刷为 5 mm 厚 1：2 水泥砂浆，15 mm 厚 2：1：8 水泥石灰砂浆，分两次抹灰，刷建筑胶素水 泥浆一遍，配合比为建筑胶：水=1：4。厚度 20 mm.（内墙 7 做法见图集 05j1） 。 外

17、墙刷水泥砂浆 5 mm 厚 1：2.5 水泥砂浆，15 mm 厚 2：1：8 水泥石灰砂浆， 分两次抹灰，刷建筑胶素水泥浆一遍，配合比为建筑胶：水=1：4 （3）楼面做法： 表表 2-1 楼面做法厚度(mm)容重(kn/m3)重量(kn/m2) 厚大理石 20 厚干硬性水泥砂浆 30 素水泥浆结合层一遍 1.16 钢筋混凝土楼板 120253.0 楼面恒载标准值 4.16 （4）屋面做法： 表表 2-2 屋面做法（不上人）厚度 (mm) 容重 (kn/m3) 重量 (kn/m2) 保护层：c20 细石混凝土， 150150 钢筋网片 40 隔离层：干铺无纺聚酯纤维布一层 保温层：挤塑聚苯乙烯泡

18、沫板 250.3136 防水层：按照屋面说明附表 1 选用 25 找平层：1：3 水泥砂浆，砂浆中掺聚丙 纶或锦纶-6 纤维 0.750.90kg/m3 20 找坡层：1：8 水泥膨胀珍珠岩找 2%坡最薄 处 20 1.5984 结构层：钢筋混凝土屋面板 120253.0 屋面恒载标准值 4.60 （5）门窗做法：门厅处为铝合金门窗，其它均为木门，铝合金窗。 （6）地质资料：属二类建筑场地。 （7）基本风压：（地面粗糙度属 c 类） 。 2 0=0.4 /kn m 图 2.1 结构平面布置图 图 2.2 结构立面布置图 （8）活荷载：屋面活荷载 2.0 kn/m2，走廊楼面活荷载 2.0 kn

19、/m2。 2.2 钢筋混凝土框架设计 2.2.1 结构平面布置如图 2.2 所示，各梁柱截面尺寸确定如下。 边跨框架梁 1111 7800650975 812812 hlmm 所以取框架梁：650 300h bmm 边柱连系梁 1111 7200600900 812812 hlmm 所以取连系梁：600 300h bmm l 为梁的跨度截面宽。 2.2.2 柱的截面尺寸估算（按轴压比）： 12g ns n 且/ cccc nf b h ：允许轴压比，三级 0.9,二级 0.8,一级 0.7； c 竖向荷载与地震作用组合的最大轴力设计值 n； ：分项系数，取为 1.2； g ：单位面积重量，取为

20、 1214kn/m2； ：柱承载楼面面积；s ：柱设计截面以上楼层数；n ：一、二级抗震设计角柱为 1.3,其余为 1.0； 1 ：由于水平力使轴力增大的系数，7 度 1.05，8 度 1.1，9 度 1.2； 2 ：混凝土强度设计值，取 c30 混凝土，则为 14.3kn/mm2。 c f c f 首层边柱和中柱取最大值。再计算各层柱截面。 取=0.8，=1.2，=14 kn/m2，=1.0，=1.1，=14.3kn/mm2 c g 1 2 c f 首层边柱1.2 14 56.16 4 1.0 1.1/ 0.8 14.3/1000602mm 首层中柱1.2 14 28.08 4 1.0 1.

21、1/ 0.8 14.3/1000425.6mm 首层柱截面值最大,可取600600mmmm 2.2.3 板柱尺寸确定： 各层柱均取为600600mmmm 现浇楼板厚 140mm（连续双向板：hl/50（l 为板的较小跨度） ） 根据地质资料，确定基础顶面离室外地面为 600mm，则底层层高为 5.25m。 。 各梁柱构件的线刚度经计算后列于图三中。其中框架柱的线刚度： ，框架梁的线刚度：；对于现浇整体式框架梁：中框架梁：/ ccc ie ih/ bb ieil ，边框架梁：，其中，为按矩形截面计算框架梁的惯性矩。 0 2.0 b ii 0 1.5 b ii 0 i 3-3 1 1.5e0.3

22、0.657.8=1.32 10 e 12 abbc ii 4-3 1cc 1 i =e0.65.25=2.06 10 e 12 4-3 2345cc 1 i =i =i =i =e0.63.6=3.0 10 e 12 图 2.3 结构线刚度布置图 第三章 荷载计算 3.1 恒活载计算 3.1.1 屋面框架梁线荷载标准值： 屋面恒荷载：4.60kn/m2（见表 2.2） 框架梁自重：0.3m0.65m25kn/m3=4.875kn/m 梁两侧粉刷：2(0.65-0.1)m0.02m17kn/m3=0.374kn/m 因此，作用在屋顶框架梁上的线荷载为： 5151 g4.875/0.374/5.2

23、5/ abbc gkn mkn mkn m 2 5252 g4.6/7.233.12/ abbc gkn mmkn m 3.1.2 楼面框架梁线荷载标准值： 楼面恒荷载：4.16kn/m2（见表 2.1） 框架梁自重及梁两侧粉刷：4.875kn/m 边跨填充墙自重：0.25(3.6-0.65)m6kn/m3=4.43kn/m (6 为蒸压粉煤灰加气混凝土砌块容重，见建筑结构荷载规范附录 a) 墙面粉刷：2(3.6-0.65)m0.02m17kn/m3=2.01kn/m 因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为： 11 g4.875/4.43/2.01/11.32/ abbc gkn mkn mkn

24、 mkn m 2 22 g4.16/7.229.95/ abbc gkn mmkn m 3.1.3 屋面框架节点集中荷载标准值： 边柱连系梁自重：0.3m0.60m7.2m25kn/m3=32.4kn 梁两侧粉刷：2(0.6-0.1)m0.02m7.2m17kn/m3=2.45kn 1m 高女儿墙（蒸压粉煤灰砖）自重：1m7.2m0.25m15kn/m3=27kn 墙两侧粉刷：21m0.02m7.2m17kn/m3=4.90kn 连系梁传来屋面自重：7.24.60kn/m2=59.62kn 顶层边节点集中荷载：g5a=g5c=126.4kn 中柱连系梁自重：0.3m0.60m

25、7.2m25 kn/m3=32.4kn 梁两侧粉刷：2(0.6-0.1)m0.02m7.2m17kn/m3=2.45kn 连系梁传来屋面自重：7.24.60kn/m2=119.24kn 顶层中节点集中荷载：g5b=154.1kn 3.1.4 楼面框架节点集中荷载标准值： 边柱连系梁自重：32.4kn 梁两侧粉刷：2.45kn 钢窗自重：1.8m2.1m0.45kn/m3=1.70kn （钢窗宽 2.1，高 1.8，0.45 为钢框玻璃窗容重，见建筑结构荷载规范附 录 a） 窗下墙体自重：0.25m1.0(7.2-0.6)m19kn/m3=31.35kn （钢窗台高 1.0

26、m，外墙厚 0.25m） 墙两侧粉刷：20.021.0(7.2-0.6)m17kn/m3=4.49kn 窗边墙体自重：(7.2-0.6-2.1)m1.8m+(7.2-0.6)m(3.6-0.5-1.0-1.8) m0.25m19kn/m3=47.88kn 墙两侧粉刷：(7.2-0.6-2.1)m1.8m+(7.2-0.6)m(3.6-0.5-1.0-1.8)m 20.02m17kn/m3=6.85kn 框架柱自重：0.6m0.6m3.6m25kn/m3=32.4kn 框架柱粉刷：(0.6m4-0.25m3)0.02m3.6m17kn/m3=2.02kn 连系梁传来楼面自重：7

27、.24.16kn/m2=53.91kn 中间层边节点集中荷载：ga=gc=215.45kn 中柱连系梁自重：32.4kn 梁两侧粉刷：2.45kn 内纵墙自重：(7.2-0.6)m(3.6-0.6)m0.25m19kn/m3=94.05kn 墙两侧粉刷：(7.2-0.6)m(3.6-0.6)m20.02m17kn/m3=13.46kn 扣除门洞重加上门重： -2.1m0.9m (0.25m25kn/m3-0.2kn/m3)=-11.43kn （门高 2.1 m，门宽 0.9m,木门面重度 0.2kn/m2） 框架柱自重：32.4kn 框架柱粉刷：2.02kn 连系梁传来楼面自重：20.57.2

28、6kn/m2=107.8kn 中间层中节点集中荷载 gb=273.2kn 3.1.5 恒荷载作用下的结构计算简图如图 3.1 所示。 图 3.1 恒荷载布置图 3.2 活荷载计算 活荷载作用下的结构计算简图如图 3.2 所示。 图中各荷载值计算如下： 屋面活荷载标准值（均布活荷载标准值 0.5kn/m2）： p5ab=p5bc=0.5kn/m27.2m=3.6kn/m p5a=p5c=7.20.5kn/m2=6.48kn p5b=7.20.5kn/m2 =12.96kn 楼面活荷载标准值（楼面均布活荷载标准值 2.0kn/m2）： pab

29、=pbc=2.0kn/m27.2m=13.20n/m pa=pc=7.22kn/m2=25.92kn pb=7.22kn/m2=51.84kn 图 3.2 活荷载布置图 3.3 风荷载计算 风荷载标准值计算公式为: zsz0 = 因结构高度小于 30m，可取；对于矩形截面；可查荷载规 z=1.0 s=1.3 z 范。将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，计算过程如表 3-1 所 示。表三为一榀框架各层节点的受风面积，计算结果如图 3.3 所示。 表表 3-1 风荷载计算风荷载计算 2/ 1 jjikwj hhbp 层 次 z s z/m z 2 0

30、/( )kn m a/ 2 m pw/kn 51.01.319.650.740.420.166.37 41.01.316.050.740.425.929.97 31.01.312.450.740.425.929.97 21.01.38.850.740.425.929.97 11.040.429.711.43 图 3.3 风荷载布置图 3.4 雪荷载计算 雪荷载标准值计算公式为: r0 s=s 因屋面为平屋面，可取；可查荷载规范，取。 r=1.0 0 s -2 0 s =0.4kn m 3.5 水平地震作用 3.5.1 重力荷载代表值 （具体计算方法：顶层重力荷载代表值包括，

31、屋面恒载，50%屋面雪荷载， 纵横梁自重，半层柱自重，半层墙体自重。其他层重力荷载代表值包括，楼面 恒载，50%楼面活载，纵横梁自重，楼面上、下各半层的柱子及纵横墙体自重。 ） n i ikjjqikjj qgg 1 总重力荷载代表值： ej gg 5555 51515252 0.5 0.50.5645.2 abc abbcabbc qz gggg gggg saggkn 234 776.0gggkn 1 776.0gkn 12345 3888.5 e ggggggkn 注： 墙自重: 1.731.354.4947.886.8594.05

32、13.46 11.432376.7 q gkn 柱自重: 32.42.023103.26 z gkn 屋面雪荷载, 2 r0 s=s =0.4kn/m 屋面面积。 2 7.2 (7.8+7.8)=119.5ma 3.5.2 结构自振周期 t , , 2 1 1 1 2 n ii i n ii i g t g 1 i ik k kkk vd n km m k vg 34 1 1.5e0.3 0.657.8=3.96 10 12 abbc ii 44 1c 1 i =e0.65.25=6.18 10 12 44 2345c 1 i =i =i =i =e0.63.6=9.0 10 12 表表 3-

33、2 框架框架 a、c 轴柱侧移刚度值的计算轴柱侧移刚度值的计算 层 数 截面 （ b h m2） 混凝土 弹性模 量 ec (kn/m2 ) 层高 hi（ m） 线刚度 ic （ 4 10 ） k 2 i 12 h (1/m2) c 2 i 12 d= i h (kn/m) 上 层 0.600.60 3.001 07 3.69 2 3.96 =0.44 2 9.0 0.4 =0.17 20.4 0.9314229 首 层 0.600.60 3.001 075.256.18 3.96 =0.64 6.18 0.64+0.5 =0.43 20.64 0.4411693 表表 3-3 框架框架 b

34、轴柱侧移刚度值的计算轴柱侧移刚度值的计算 层 数 截面 （ b h m2） 混凝土 弹性模 量 ec (kn/m2) 层高 hi（ m） 线刚度 ic （ 4 10 ） k 2 i 12 h (1/m2) c 2 i 12 d= i h (kn/m) 上 层 0.600.6 0 3.00107 3.69 4 3.96 =0.88 2 9.0 0.88 =0.31 20.88 0.9325847 首 层 0.600.6 0 3.00107 5.256.18 2 3.96 =1.28 6.18 1.28 =0.39 2 1.28 0.4410604 表表 3-4 结构自振周期的计算结构自振周期的计

35、算 层次 12345 i g 913.7776.0776.0776.0645.2 3888.5 k v 3886.92973.22197.21421.2645.2 k d 3399054305543055430554305 k 0.1830.0870.0650.0420.019 i 0.1830.270.3350.3770.396 2 i 0.0330.0730.1120.1420.157 ii g 267.1334.7415.3467.3408.2 1892.6 2 ii g 48.290.5138.8176.0161.8 615.3 结构自振周期 2 1 1 1 2=1.14s n ii

36、i n ii i g t g 结构自振周期 t1的调整，调整系数取 0.7，则 t1=0.80s 3.5.3 多遇水平地震作用计算 （1）计算结构等效总重力荷载代表值：geq=0.85gi； geq=3888.5kn0.85=3305.3kn （2）混凝土结构的阻尼比取 0.05； ，8 度设防区，查表得为 0.16；查表得第一组，二类 0.9 1max 1 g t t max 场地的特征周期值 tg 为 0.35，t1 为 0.80，故 0.9 1= 0.35 0.80.16=0.076 （3）计算总水平地震作用标准值： ek1eq f=g =0.076 3305.3kn=251.2 nk

37、（4）计算各质点多遇水平地震作用标准值： t11.4 tg(查表得第一组，二类场地的特征周期值 tg 为 0.35) 故顶部附加地震作用系数为： n 1 0.080.070.134 n t 顶层水平地震作用：； i neknekn jj j 1 g h f(1)ff g h i n 故 5 645.2 3.6 f(1 0.124) 251.2 913.7 5.25+776 3.6 3+645.2 3.6 0.124 251.267.4kn 5 645.2 3.6 f(1 0.124) 251.2 913.7 5.25+776 3.6 3+645.2 3.6 0.124 251.267.4kn

38、其余各层水平地震作用：； 1 (1) ii inekn jj j g h ff g h 故 234 776 3.6 =f =f(1 0.124) 251.2 913.7 5.25+776 3.6 3+645.2 3.6 =42.8kn f 1 913.7 5.25 (1 0.124) 251.2 913.7 5.25+776 3.6 3+645.2 3.6 =50.2kn f 图 3.4 结构水平地震作用布置图 3.5.4 抗震变形验算 多遇地震作用下的楼层内最大水平弹性层间位移验算：混凝土uh/550 e 结构的阻尼比取 0.05 uh e j m k=1jk i u = v d -层间弹性

39、位移 u -楼层 i 的弹性地震剪力 e vi -楼层 i 第 k 号柱子的侧向刚度 ij d -框架第 j 层的总柱数。m 多遇水平地震作用各楼层 12345 50.2,42.8,67.4fkn fffkn fkn 各层弹性地震剪力为： 5 567.4 e vfkn 4 45115.2 ee vvfkn 3 34158 ee vvfkn 2 23201 ee vvfkn 1 12251.2 ee vvfkn 底层层间弹性位移 1 251.2 u =0.0074m 33990 二层层间弹性位移 2 201 u =0.0037m 54305 三层层间弹性位移 3 158 u =0.0029m 5

40、4305 四层层间弹性位移 4 115.2 u =0.0021m 54305 五层层间弹性位移 5 67.4 u =0.0012m 54305 弹性层间位移验算： 1 1 u0.0074 =0.00141/5500.0018 h5.25 其余层验算同上 符合弹性层间位移要求 第 4 章 内力计算 4.1 恒荷载作用下的内力计算 恒载(竖向荷载)作用下的内力计算采用弯矩二次分配法。 图中梁上分布荷载有矩形和梯形两部分组成，在求固端弯矩时可直接根据 图示荷载计算，也可根据固端弯矩相等的原则，先将梯形分布荷载及三角形分 布荷载化为等效均布荷载，等效均布荷载的计算公式如图 4.1 所示。 图 4.1

41、计算简图 图 4.2 荷载的等效 把梯形荷载化作等效均布荷载 由得，。 pq abab m=mq=0.32p 5ab55152 g0.325.250.32 33.1215.84/ bcabab gggkn m ab12 g0.3211.320.32 29.9520.9/ bcabab gggkn m 化作均布荷载后，结构可用弯矩分配法计算并可利用结构对称性取二分之 一结构计算，二分之一结构如图 4.5 所示。 各杆的固端弯矩为： 22 5555 11 15.84 7.880.4kn m 1212 abbaabab mmgl 22 11 20.9 7.8105.9kn m 1212 abbaab

42、 ab mmgl 图 4.3 弯矩二次分配法计算简图 必须注意，在求得图 4.3 所示结构的梁端支座弯矩后，如欲求梁跨中弯矩， 则需根据求得的支座弯矩和各跨的实际荷载分布（即图 4 所示荷载分布）按平 衡条件计算，而不能按等效分布荷载计算。框架梁在实际分布荷载作用下按简 支梁计算的跨中弯矩如图 4.4 所示。 图 4.4 梁实际跨中距图 图 4.5 弯矩二次分配法弯矩图 图 4.6 结构在恒荷载下轴力图 图 4.7 结构在恒荷载下剪力图 考虑梁端弯矩调幅,并将梁端节点弯矩及剪力换算至梁端柱边弯矩值,乘以 调整系数 0.8，以备内力组合，如图 4.8，4.9 所示 图 4.8 结构在恒荷载下调幅

43、后的弯矩图 图 4.9 结构在恒荷载下调幅后的剪力图 4.2 楼面活荷载作用下的内力计算 活荷载作用下的内力计算采用满布荷载法，计算方法同恒荷载，得到的内 力下图所示，考虑梁端弯矩调幅,并将梁端节点弯矩及剪力换算至梁端柱边弯矩 值,以备内力组合用。 图 4.10 活荷载弯矩二次分配法弯矩图 图 4.11 活荷载作用下柱的轴力图 图 4.12 活荷载作用下的剪力图 图 4.13 结构在活荷载下调幅后的弯矩图 图 4.14 结构在活荷载下调幅后的剪力图 4.3 水平地震作用下的内力计算 水平地震作用下的结构计算简图如图 3.4 所示。内力计算采用 d 值法，计 算过程见下图。 （1）求各层 d 值

44、 如表 3-2、表 3-3 所示。 （2）反弯点高度计算,或， 1234 + 2 c iiii k i 12 1 34 ii ii 34 12 ii ii 1 1.0 ， 2= h h 上 3= h h 下 表表 4-1: 一二三四五 层 次 边柱中柱边柱中柱边柱中柱边柱中柱边柱中柱 k0.641.280.440.880.440.880.440.880.440.88 0 y 0.700.650.520.50.450.450.380.40.290.35 1 1.01.01.01.01.0 2 0.681.01.01.0 不考虑 3 不考虑 1.461.01.01.0 查表可得，则。查表时水平地震

45、作用按倒三角形荷 123 0yyy 0 yy 载。 (3）内力计算 荷载统计时得到的是整个框架的水平地震作用，故应折算成一榀框架所承 受的水平地震作用力。 52341 67.4,42.8,50.2fkn fffkn fkn 计算过程如图所示。 图 4.15 剪力在各柱间的分配 图 4.16 各柱反弯点及柱端弯矩 图 4.17 水平地震作用下弯矩图 图 4.18 水平地震作用下柱的轴力和梁的剪力图 第 5 章 内力组合 根据上节内力计算结果，即可进行框架内各梁柱各控制截面上的内力组合， 其中梁的控制截面为梁端柱边以及跨中。由于对称性，每层可取三个控制截面， 即图 5 -1 中的 1-3 号截面。

46、柱则分为边柱和中柱（即 a 柱和 b 柱） ，每个柱每 层有两个控制截面，如图 5.1 所示。 图 5.1 框架梁柱的控制截面 根据高层建筑混凝土结构技术规程的要求： （1）无地震作用效应组合时，荷载效应组合的设计值应按下式确定： ggkqqqkwwwk ssss 荷载效应组合设计值 s 永久荷载分项系数 g 楼面活荷载分项系数 q 风荷载的分项系数 w 永久荷载效应标准值 gk s 楼面活荷载效应标准值 qk s 风荷载效应标准值 wk s q、w分别为楼面活荷载组合值系数和风荷载组合值系数，当永久荷 载效应起控制作用时应分别取 0.7 和 0.0；当可变荷载效应起控制作用时应分 别取 1.

47、0 和 0.6 或 0.7 和 1.0。 (2）有地震作用效应组合时，荷载效应组合的设计值应按下式确定： ggeehehkevkevkwwwk sssss 荷载效应和地震作用效应组合设计值 s 重力荷载分项系数 g 水平地震作用分项系数 eh 竖向地震作用分项系数 ev 风荷载的分项系数 w 重力荷载代表值的效应 ge s 水平地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数或调整系数 ehk s 竖向地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数或调整系数 evk s 风荷载组合值系数，应取 0.2。 w 重力荷载及水平地震作用时，应取 1.2，应取 1.3。 g eh 梁和柱内力组合列表图见附表

48、 第 6 章 截面设计 根据上面中得到内力组合结果，即可选择各截面的最不利内力进行截面配 筋计算。由于对称性，每层只需计算一梁和两柱，其编号如图 6.1 所示。 图 6.1 框架各构件编号 6.1 梁截面计算 6.1.1 正截面受弯承载力 环境类别为一类，c30 混凝土，梁保护层厚度，双排布筋，边跨 30cmm 梁宽，梁高； 300bmm650hmm ； 22 11 1.0,0.8,14.3/,1.43/ ct fn mmfn mm 纵筋采用 hrb400 钢， 2 360/ y fn mm。 框架抗震等级为二级，正弯矩作用时按 t 形截面计算，单排布筋时，取 ，对于边跨梁，取翼缘宽度 35

49、s amm 0 140 0.230.1 615 f h h ， 0 min,2.4 3 fn l bbsm (其中为梁计算跨度，取净跨；为梁纵肋净距 6.9m。) 0 l7.2 n lm n s 该榀框架跨中最大正弯矩 max 169.5mkn m 10 140 1.0 14.3 2400 1406152618.6169.5 22 c f ff h f b hhkn mkn m 故跨中截面均属第一类 t 形截面。 负弯矩作用时按矩形截面计算。单排布筋时，取。 60 s amm 正截面承载力计算过程及结果列于表 6-1: 表中，梁端，跨中；， 2 10 s c m f bh 2 10 s cf

50、m f b h 11 2 s ，。表中列括号中的数字是按受力计算得到 0.5 11 2 ss 0 s ys m a fh s a 的数值,括号外数值是按构造计算得到。 （有规范查得梁端最小配筋率为 0.3%与 中较大者为 585mm，跨中为 0.25%与中较大者为 487.5mm） 0.65 t y f f 0.55 t y f f 表表 6-1 梁正截面承载力计算 截面弯矩设计值 s s 2 s a mm实配钢筋 2 mm 梁端 - mmax -271.44 0.260 0.308 0.846 1650 3c22+2c18，as=1649 1 梁端 + m max 120.51 0.106

51、0.112 0.944 628 4c14，as=615 2 跨中+ 169.52 0.020 0.020 0.990 842 3c16+1c18，as=857.5 梁端 - mmax -303.31 0.291 0.353 0.823 1895 5c22，as=1900 kl-101 3 梁端 + m max 88.840.078 0.081 0.959 585（455） 4c14，as=615 梁端 - mmax -228.38 0.2190.250 0.875 1343 3c22+1c14，as=1341 1 梁端 + m max 66.47 0.058 0.060 0.970 585（3

52、37） 4c14，as=615 2 跨中+ 166.34 0.0200.020 0.990 8263c16+1c18，as=857.5 梁端 - mmax -238.70 0.229 0.264 0.868 1414 3c22+1c16，as=1394. 5 kl-201 3 梁端 + m max 35.46 0.0310.032 0.984 585（177） 4c14，as=615 梁端 - mmax -194.10 0.1860.2080.896 1114 3c20+1c16，as=1141 1 梁端 + m max 33.27 0.029 0.030 0.985 585（166） 4c1

53、4，as=615 2 跨中+ 166.82 0.020 0.020 0.990 828 3c16+1c18，as=857.5 kl-301 3 梁端 - mmax -206.52 0.198 0.2230.889 11964c20，as=1256 梁端 + m max 3.300.003 0.003 0.999 585（16） 4c14，as=615 梁端 - mmax -141.38 0.1360.146 0.927 7854c16，as=804 1 梁端 + m max 585（0） 4c14，as=615 2 跨中+ 166.50 0.020 0.020 0.990 8273c16+1c

54、18，as=857.5 梁端 - mmax -167.70 0.161 0.176 0.912 9463c20，as=941 kl-401 3 梁端 + m max 585（0） 4c14，as=615 梁端 - mmax -80.42 0.077 0.080 0.960 585（431） 4c14，as=615 1 梁端 + m max 585（0） 4c14，as=615 2 跨中+ 144.50 0.017 0.017 0.991 717 3c18，as=763 梁端 - mmax -104.98 0.101 0.106 0.947 585（570） 4c14，as=615 kl-501

55、 3 梁端 + m max 585 (0)4c14，as=615 计算结果表明，梁端截面的 均小于 0.35，符合塑性内力重分布原则和抗 震设计要求。所配钢筋满足梁上下顶面至少两根钢筋通长布置。 6.1.2 斜截面受剪承载力 斜截面受剪承载力计算包括:截面尺寸的复核、腹筋计算和最小配筋率验算。 边跨梁：各层剪力大小相差不大，可选配相同腹筋。 （1)验算截面尺寸： 因，截面尺寸按下式验算： 0 7800 122.5 650 l h 截面尺寸满 0max 0.200.20 1 14.3 300 590506.2180.9 cc f bhknvkn 足要求。 （2)计算所需腹筋： 由于,需计 0ma

56、x 0.60.6 0.7 1.43 300 590106.3180.9 cvt f bhknvkn 算配置腹筋。采用 c8 双肢箍筋， ，取。 0 10 287200 0.6 yvsv ucvt f a h smmmm vf bh 200smm ，可以。 1011.43 0.168%0.280.280.111% 300 200360 svt sv yv af bsf 加密区长度为，箍筋间距取。 max 1.5 ,500975hmmmm 100mm 6.2 柱截面设计 6.2.1 抗震设计柱内力调整 对于二级抗震等级框架,除框架顶层柱,框架柱节点上、下端的截面弯矩设 计值及柱剪力值应进行如下调整

57、： 按“强柱弱梁”调整弯矩设计值:，底层柱底端弯矩放大 1.5 cb mm 1.5 倍 按“强剪弱弯”调整弯矩设计值： 1.3 bt cc c n mm v h 节点编号如图 6.1。 图 6.1 框架节点编号 计算过程如表 6-2 其中弯矩单位是 knm，剪力单位是 kn。 表表 6-2 抗震设计内力调整 a 柱 原组合值调整值 层次节点 b m c m b c m t c m b c m t c m c v 节点 1 274.58411.57 一 171.47 节点 3 271.44 407.16 116.02143.58181.97225.19 二 149.00 节点 5 228.38

58、342.57118.48146.72153.05189.52 三 121.65 四 节点 7 194.1 291.15 94.0134.45119.28171.87 112.45 节点 9 141.38 212.07 117.54135.54 117.54（不 调整） 135.54（ 不调整） 五 64.86（不 调整） b 柱 原组合值调整值 层次节点 b m c m b c m t c m b c m t c m c v 节点 2 457.08685.62 一 252.13 节点 4 303.31 454.97 172.02246.17187.15267.82 二 163.59 节点 6

59、238.70 358.05 120.43172.02147.44210.61 三 124.7 节点 8 206.52309.78 76.54147.26105.95203.83 四 106.02 节点 10 167.7 251.55 40.25114.8265.29186.26 五 31.95（不调整） 6.2.2 计算柱配筋： （1)轴压比验算： 首层柱： max 2684.5nkn 轴压比：，所有柱均满足要 2684.5 0.520.75 14.3 600 600 nn cc n f a 求。 （2)截面尺寸复核： 取 , 0max 60040560,252.13hmm vkn 因为 ，采

60、用下式验算柱截面尺寸 3 0 457.08 10 =6.42 127.71 560 c c m v h 满足要 0max 0.200.20 1.0 14.3 600 560960.9252.13 cc f bhknvkn 求。 （3)正截面受压承载力计算 柱同一截面分别承受正反向弯矩，故采用对称配筋。 a 轴柱 10 1.0 14.3 600 560 0.5182489 bcb nf bhkn 从柱的内力组合表可见， b nn 为大偏心受压，选用 m 大 n 小的内力组合， b nn 一层 最不利组合为： 按表 6-2 调整后为 274.58 1799.82 mkn m nkn 411.57