毕业设计计算书建筑工程结构设计

目录TOC\o"1-2"\h\z\u1结构设计说明 11.1工程概况 11.2设计主要依据和资料 11.3结构设计方案及布置 1变形缝的设置 21.5构件初估 21.6根本假定与计算简图 2荷载计算 21.8侧移计算及控制 21.9内力计算及组合 21.10根底设计 31.11施工材料 31.12施工要求及其他设计说明 32设计计算书 32.1设计原始资料 32.2结构布置及计算简图 42.3荷载计算 62.4地震作用计算 142.5竖向荷载作用框架内力计算 242.6风荷载计算 37内力组合 392.8框架横梁截面设计 422.9楼板设计 48根底设计 53谢辞 65参考文献 661结构设计说明1.1工程概况某中学教学楼，设计要求建筑面积约4000m2，4-5层。经多方论证，初步确定设为四层，结构为钢筋混凝土框架结构。1.2设计主要依据和资料1设计依据a)国家现行的有关结构设计标准、规程及规定。b)本工程各项批文及甲方单位要求。c)本工程的活载取值严格按?建筑结构荷载标准?〔GB50009-2001〕执行。1.1房屋建筑学武汉工业大学出版社2混凝土结构〔上、下〕武汉理工大学出版社3根底工程同济大学出版社4建筑结构设计东南大学出版社5结构力学人民教育出版社6地基与根底武汉工业大学出版社7工程结构抗震中国建筑工业出版社8简明建筑结构设计手册中国建筑工业出版社9土木工程专业毕业设计指导科学出版社10实用钢筋混凝土构造手册中国建筑工业出版社11房屋建筑制图统一标准〔BG50001-2001〕中国建筑工业出版社12建筑结构制图标准〔BG50105-2001〕中国建筑工业出版社13建筑设计防火标准〔GBJ16—87〕中国建筑工业出版社14民用建筑设计标准〔GBJI0I8-7〕中国建筑工业出版社15建筑楼梯模数协调标准〔GBJI0I-87〕中国建筑工业出版社16建筑结构荷载标准〔GB5009-2001〕中国建筑工业出版社17建筑结构可靠度设计统一标准〔GB50068-2001〕中国建筑工业出版社18混凝土结构设计标准〔GB50010—2002〕中国建筑工业出版社19砌体结构中国建筑工业出版社20简明砌体结构设计施工资料集成中国电力出版社21土木工程专业毕业设计指南中国水利水电出版社22土建工程图与AutoCAD科学出版社23简明砌体结构设计手册机械工业出版社24砌体结构设计手册中国建筑工业出版社25砌体结构设计标准〔GB50010—2002〕中国建筑工业出版社本工程采用框架结构体系，抗震等级为三级。本工程耐火等级为二级，其建筑构件的耐火极限及燃烧性能均按民用建筑设计标准〔GBJI0I8-7〕执行.全部图纸尺寸除标高以米为单位外均以毫米为单位。本工程结构图中所注标高均为结构标高。1.3结构设计方案及布置钢筋混凝土框架结构是由梁，柱通过节点连接组成的承受竖向荷载和水平荷载的结构体系。墙体只给围护和隔断作用。框架结构具有建筑平面布置灵活，室内空间大等优点，广泛应用于电子、轻工、食品、化工等多层厂房和住宅、办公、商业、旅馆等民用建筑。因此这次设计的成集中学教学楼采用钢筋混凝土框架结构。按结构布置不同，框架结构可以分为横向承重，纵向承重和纵横向承重三种布置方案。本次设计的教学楼采用横向承重方案，竖向荷载主要由横向框架承当，楼板为预制板时应沿横向布置，楼板为现浇板时，一般需设置次梁将荷载传至横向框架。横向框架还要承受横向的水平风载和地震荷载。在房屋的纵向那么设置连系梁与横向框架连接，这些联系梁与柱实际上形成了纵向框架，承受平行于房屋纵向的水平风荷载和地震荷载。1.4变形缝的设置在结构总体布置中，为了降低地基沉降、温度变化和体型复杂对结构的不利影响，可以设置沉降缝、伸缩缝和防震缝将结构分成假设干独立的单元。当房屋既需要设沉降缝，又需要设伸缩缝，沉降缝可以兼做伸缩缝，两缝合并设置。对有抗震设防要求的的房屋，其沉降缝和伸缩缝均应该符合防震缝的要求，并进可能做到三缝合一。1.5构件初估1柱截面尺寸确实定柱截面高度可以取，H为层高；柱截面宽度可以取为。选定柱截面尺寸为500mm×500mm1梁尺寸确定框架梁截面高度取梁跨度的l/8~l/12。该工程框架为纵横向承重，根据梁跨度可初步确定框架梁300mm×600mm1楼板厚度楼板为现浇双向板，板厚取130mm。1.6根本假定与计算简图1根本假定第一：平面结构假定：该工程平面为正交布置，可认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承当，垂直于该方向的抗侧力结构不受力。第二：由于结构体型规整，布置对称均匀，结构在水平荷载作用下不计扭转影响。1计算简图在横向水平力作用下，连梁梁对墙产生约束弯矩，因此将结构简化为刚结计算体系，计算简图如后面所述。1.7荷载计算作用在框架结构上的荷载通常为恒载和活载。恒载包括结构自重、结构外表的粉灰重、土压力、预加应力等。活荷载包括楼面和屋面活荷载、风荷载、雪荷载、安装荷载等。高层建筑水平力是起控制作用的荷载，包括地震作用和风力。地震作用计算方法按?建筑结构抗震设计标准?进行，对高度不超过40m以剪切为主且质量和刚度沿高度分布比拟均匀的结构，可采用底部剪力法。竖向荷载主要是结构自重〔恒载〕和使用荷载〔活载〕。结构自重可由构件截面尺寸直接计算，建筑材料单位体积重量按荷载标准取值。使用荷载〔活荷载〕按荷载标准取值，楼面活荷载折减系数按荷载标准取用。1.8侧移计算及控制框架结构的侧移由梁柱杆件弯曲变形和柱的轴向变形产生的。在层数不多的框架中，柱轴向变形引起的侧移很小，可以忽略不计。在近似计算中，一般只需计算由杆件弯曲引起的变形。框架结构在正常使用条件下的变形验算要求各层的层间侧移值与该层的层高之比不宜超过1/550的限值。1.9内力计算及组合1竖向荷载下的内力计算竖向荷载下内力计算首先根据楼盖的结构平面布置，将竖向荷载传递给每榀框架。框架结构在竖向荷载下的内力计算采用分层法计算各敞口单元的内力，然后在将各敞口单元的内力进行叠加；连梁考虑塑性内力重分布而进行调幅，按两端固定进行计算。1水平荷载下的计算利用D值法计算出框架在水平荷载作用下的层间水平力，然后将作用在每一层上的水平力按照该榀框架各柱的刚度比进行分配，算出各柱的剪力，再求出柱端的弯矩，利用节点平衡求出梁端弯矩。1内力组合第一：荷载组合。荷载组合简化如下：〔1〕恒荷载+活荷载、〔2〕恒荷载+风荷载、〔3〕恒荷载+活荷载+风荷载、〔4〕恒荷载+地震荷载+活荷载。第二：控制截面及不利内力。框架梁柱应进行组合的层一般为顶上二层，底层，混凝土强度、截面尺寸有改变层及体系反弯点所在层。框架梁控制截面及不利内力为：支座截面，－Mmax，Vmax，跨中截面，Mmax。框架柱控制截面为每层上、下截面，每截面组合：Mmax及相应的N、V，Nmax及相应M、V，Nmin及相应M、V。1.10根底设计在荷载作用下，建筑物的地基、根底和上部结构3局部彼此联系、相互制约。设计时应根据地质资料，综合考虑地基——根底——上部结构的相互作用与施工条件，通过经济条件比拟，选取平安可靠、经济合理、技术先进和施工简便的地基根底方案。根据上部结构、工程地质、施工等因素，优先选用整体性较好的独立根底。1.11施工材料第一：本工程中所采用的钢筋箍筋为Ⅰ级钢，fy=210N/m㎡,主筋为Ⅱ级钢，fy=300N/m㎡。第二：柱梁钢筋混凝土保护层为35mm,板为15mm。第三：钢筋的锚固和搭接按国家现行标准执行。第四：本工程所有混凝土强度等级均为C30。第五：墙体外墙及疏散楼梯间采用240厚蒸压灰砂砖。第六：当门窗洞宽≤1000mm时,应采用钢筋砖过梁,两端伸入支座370并弯直钩;门窗洞宽≥1000mm时,设置钢筋混凝土过梁。1.12施工要求及其他设计说明第一：本工程上部楼板设计时未考虑较大施工堆载〔均布〕，当外荷载到达时，应采取可靠措施予以保护。第二：本工程女儿墙压顶圈梁为240mm×120mm，内配4φ8，φ6@250，构造柱为240mm×240mm，内配4φ10，φ6@250，间隔不大于2000mm第三；施工缝接缝应认真处理，在混凝土浇筑前必须去除杂物，洗净湿润，在刷2度纯水泥浆后，用高一级的水泥沙浆接头，再浇筑混凝土。第四：未详尽说明处，按相关标准执行。2设计计算书2.1设计原始资料2.1.1气象资料温度：最冷月—2ºººC；冬季极端最低—º²。雨雪量：年降雨量，最大积雪深度220mm2、工程地质条件土层为较均匀的3级场地土。场地土层分为三层：第一层为粉质砂土层，灰色、松散，层厚1.8m，〔表层0.3m为作物根层，在1.0m处含有粉质粘土夹层。〕第二层为砂砾层，层厚7.0m；承载力设计值，地下水位变幅较大，年变幅量在1.2m，勘测地下水位-2.1m。地下水对混凝土结构有弱腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋有中等腐蚀性。2.1.32.2结构布置及计算简图根据该房屋的使用功能及建筑设计的需求，进行了建筑平面、立面、及剖面设计其各层建筑平面剖面示意图如建筑设计图，主体结构4层，层高均为3.9m。填充墙面采用240mm厚的灰砂砖砌筑，门为木门，窗为铝合金窗，门窗洞口尺寸见门窗表。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取130mm，梁载面高度按梁跨度的1/12~1/8估算，由此估算的梁载面尺寸见表1，表中还给出柱板的砼强度等级。C30〔fc2，ft2〕表1梁截面尺寸层次砼强度横梁〔bh〕纵梁(bh)AB跨BC跨CD跨1-4C30300600250500300600250500柱载面尺寸可根据式N=βFgEnAc≥N/[UN]fc估算表2查得该框架结构在30m以下，抗震等级为三级，其轴压比值[UN表2抗震等级分类结构类型烈度6789框架结构高度/m≤30＞30≤30＞30≤30＞30≤25框架四三三二二一一剧场、体育等三二一一表3轴压比限值结构类型抗震等级一二三框架结构柱截面尺寸：柱截面高度可取h=〔1/15-1/20〕H，H为层高；柱截面宽度可取b=〔1/2-1/3〕h，并按下述方法进行初步估算。a〕框架柱承受竖向荷载为主时，可先按负荷面积估算出柱轴力，再按轴心受压柱验算。考虑到弯矩影响，适当将柱轴力乘以1.2-1.4的放大系数。b〕对于有抗震设防要求的框架结构,为保证柱有足够的延性,需要限制柱的轴压比,柱截面面积应满足以下要求。c)框架柱截面高度不宜小于400mm,宽度不宜小于350mm。为防止发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比不宜大于4。根据上述规定并综合考虑其他因素，设计柱截面尺寸取值统一取500500mm。根底采用柱下独立根底，根底距离室外地平0.5，室内外高差为0.45,框架结构计算简图如下图，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板底，2-4层柱高度即为层高3.9m，底层柱高度从根底顶面取至一层板底，即h1=3.9+0.45+0.5=4.85m。框架计算简图见图1。图1框架计算简图2.3荷载计算2恒载标准值计算屋面：刚性防水屋面(有保温层)：40厚C20细石砼内配直径4间距150双向钢筋0.8kN/m2270厚水泥防水珍珠岩块或沥青珍珠岩保温层0.07x10=0.7kN/m220厚1:3水泥砂浆找平层0.02x20=0.4kN/m2100厚结构层0.1x25=2.5kN/m212厚板底抹灰0.012x20=2.5kN/m22楼面：水磨石地面(10mm面层,20mm水泥砂浆打底，素水泥打底)2130厚钢筋砼板25×0.13=3.25kN/m2×20=2.5kN/m2合计4.14kN/m2梁自重：边跨梁bXh=300×600mm梁自重25××抹灰层：12厚水泥砂浆×(0.6-0.13)××0.3＞×2中间跨梁bXh=250×500mm梁自重25××抹灰层：12厚水泥砂浆×(0.5-0.13)××0.25＞×2柱自重：bXh=500×500mm柱自重25××××4×外纵墙自重：标准层：纵墙〔240灰砂砖〕18×(3.9-0.5-1.8)××××2底层：纵墙〔240灰砂砖〕18×(4.85-1.80-0.50-0.40)×××内纵墙自重：标准层：纵墙〔240灰砂砖〕18×(3.90-0.50)××(3.90-0.5)×2底层：纵墙〔240灰砂砖〕18×(4.85-0.50-0.40)×××合计2活荷载标准值计算第一：楼屋面和楼面活荷载标准值根据荷载标准查得：走道第二：雪荷载屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取大值。2竖向荷载下框架受荷总图本次设计的教学楼纵向柱距为m,横梁跨度为6.90m，单区格板为m×6.90m。L1/L2=<2所以按双向板传递荷载，板上荷载分配如图２所示。图2板面荷载分配图图3计算单元的选取第一：A-B轴间框架屋面板荷载：板传至梁上的三角形和梯形荷载等效为均布荷载恒载活载楼面板荷载：恒载活载梁自重A-B轴间框架梁均布荷载：屋面梁恒载=梁自重+板传荷载活载=板传荷载楼面梁恒载=梁自重+板传荷载活载=板传荷载第二：B-C轴间框架梁均布荷载：屋面板传荷载：恒载活载楼面板荷载：恒载活载梁自重B-C轴间框架梁均布荷载：屋面梁恒载=梁自重+板传荷载活载=板传荷载楼面梁恒载=梁自重+板传荷载+墙自重活载=板传荷载第三：C-D轴间框架梁均布板荷载同A-B轴第四：A柱纵向集中荷载计算顶层柱：女儿墙自重(做法:墙高900mm,100mm砼压顶)顶层柱恒载=梁自重+板传荷载+板传荷载标准层柱：标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载第五：B柱纵向集中荷载计算顶层柱：顶层柱恒载=梁自重+板传荷载标准层柱：标准层柱恒载=内纵墙自重+梁自重+板传荷载根底顶面恒载=底层内总墙+根底梁自重结构在进行梁柱的布置时柱轴线与梁的轴线不重合，因此柱的竖向荷载对柱存在偏心。框架的竖向荷载及偏心距如图4所示。图4框架竖向荷载图2重力荷载代表值计算结构的重力荷载代表值应取结构和构件自重标准值加上各可变荷载组合值，即屋面活载楼面活载：教室走道屋面处的重力荷载代表值的计算女儿墙的计算屋面板结构层及构造层自重的标准层顶层的墙重其余层楼面处重力荷载代表值计算底层楼面处重力荷载代表值计算楼面活荷载标准值总重力荷载标准值2.4地震作用计算2横向框架侧移刚度计算横梁线刚度ib计算过程见下表4，柱线刚度ic计算见表5。表4横梁线刚度ib计算表层次类别Ec/(N/mm2)b×h/mm2Io/mm4L/mmEcIo/L(N.mm)2EcIo/L1-4AB跨×104300×600×10963002．57×1010×10105．14×1010BC跨×104250×5002．6×10921003．71×10105．57×10107．43×1010表5柱线刚度ic计算表层次hc/mmEc/(N/mm2)b×h/mm2Ic/mm4EcIc/hc/(N.mm)14850×104500×5003．22×10102-43900×104500×5004．00×1010取BC跨梁的相对线刚度为1.0，那么其他为：AB跨BC跨1层柱2-4层柱相对刚度I框架梁柱的相对线刚度如图4，作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据。图5计算简图柱的侧移刚度按式D=αc计算，式由系数αc为柱侧移刚度修正系数，由相关的表可查，根据梁柱线刚度比的不同。例如，中框架柱分中柱和边柱，边柱梁分中柱和边柱等，现以第2层B-3柱的侧移刚度计算为例，其余见表6表6框架柱侧移刚度A,D轴中框架边柱层次线刚度(一般层)(一般层)根数(底层)(底层)13．22×10101．58954462-44．00×10101.27122456A-1,5、D-1,5轴边框架边柱层次αcDi根数13．22×10101.19870642-44．00×10100．95100994 BC轴中框架中柱层次αcDi根数13．22×10104．361255062-44．00×10103．14192786把上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即得框架各层间侧移刚度∑Di见下表：横向框架层间侧移刚度〔N/mm〕层次1234∑Di2143683058823058823058822横向自振周期计算横向地震自振周期利用顶点假想侧移计算，计算过程见表7表7结构顶点的假想侧移计算层次Gi/kNVi/kNΣDi(N/mm)Δμi(mm)μi/mm44139413930588213．5177．834884902330588229.5164．3248841390730588245．5134．8152331914021436889．389．3按式T1计算根本周期T1，其中μT的量纲为m取T1=1.7××2横向水平地震力计算本工程中结构不超过40m质量和刚度沿度分布比拟均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，结构总水平地震作用标准值按式FEK=α1Gep计算即GepΣG1×19140=16269kN由于该工程所在地抗震设防烈度为7度，场地类别为Ⅱ类，设计地震分组为第一组，那么。，那么〔式中r衰减指数，在的区间取0.9,阻尼调整系数,除有专门规定外,建筑结构的阻尼比应取0.05,相应的〕g×0.45=0.63>T1=0.502S，那么取为0FI=〔1-δn〕各层横向地震作用及楼层地震剪力计算见表8表8各层横向地震作用及楼层地震剪力层次hiHiGiGiHiFiVi441396850034884124884427351523325380各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布如图5，6图6水平地震作用分布图7层间剪力分布2水平地震作用下的位移验算水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移μi分别按式和μ(Δμ)k计算计算过程见表9，表中还计算了各层的层间弹性位移角=Δμi/hi表9横向水平地震作用下的位移验算层次ViDi△μiμihiθe=430588239001/59093230588239001/3095230588239001/2335121436848501/1777由表9可见，最大层间弹性位移角发生在第1层，其值为1/5909＜1/550满足式Δμe≤[θe]h的要求，其中[Δμ/h]=1/550由表查得。2水平地震作用下框架内力计算水平地震作用下的内力采用改良的反弯点法。框架柱端剪刀及等矩分别按式Vij=计算，其中Dij取自表∑Dij取自表5，层间剪刀取自表7，各柱反弯点高度比y按式y=yn+y1+y2+y3确度，各修正值见表10，各层柱剪力计算见表9。表10柱剪力计算层次A轴柱B轴柱C轴柱D轴柱第四层同B轴同A轴第三层同B轴同A轴第二层同B轴同A轴第一层同B轴同A轴表11各柱的反弯点高度层次A轴柱B轴柱C轴柱D轴柱第四层同B轴同A轴第三层同B轴同A轴第二层同B轴同A轴第一层同A轴同B轴梁端弯矩剪力及柱轴力发别按下式计算：Vb=(Mb1+Mb2)/l，Ni=表12横向水平地震作用下A轴框架柱层号48．090．36420．0711．48315．380．4532．9926．99220．410．46442．6736．93126．10．58752．2874．31表13横向水平地震作用下B轴框架柱层号413．260．4528．4423．27325．360．5049．4549．45230．670．5059．8159．81134．260．5574．7791．39结果如图8，图9，图10图8地震作用下的框架弯矩图图9地震作用下的框架剪力图图10地震作用下的框架轴力图2.5竖向荷载作用框架内力计算竖向荷载作用下的内力一般可采用近似法，有分层法，弯矩二次分配法和迭代法。当框架为少层少跨时，采用弯矩二次分配法较为理想。这里竖向荷载作用下的内力计算采用分层法。竖向荷载作用下,框架的内力分析除活荷载较大的工业与民用建筑.可以不考虑活荷载的不利布置,这样求得的框架内力,梁跨中弯距较考虑活载不利布置法求得的弯局偏低,但当活载占总荷载的比例较小时,其影响很小.假设活荷载占总荷载的比例较大时,可在截面配筋时,将跨中弯距乘以1.1~1.2的较大系数。框架横梁均布恒荷载、活荷载可从前面荷载计算中查得。具体数值见图10。其中框架柱的相对线刚度除底层柱之外其于各层乘以0.9。图11横向框架荷载作用图2梁柱端的弯矩计算梁端柱端弯矩采用弯矩分配法计算。计算步骤为：1、将原框架分为5个敞口单元，除底层柱外的其于各层柱的相对线刚度乘以0.9。2、用弯矩分配法计算每一个敞口单元的杆端弯矩，底层柱的传递系数为0.5，其余各层柱的传递系数为1/3。3、将分层法所得到的弯矩图叠加，并将节点不平衡弯矩进行再分配。梁端固定弯矩计算：恒载：屋面：楼面：活载：屋面：屋面：分层法计算见图12、13、14。图12顶层弯矩分配及弯矩图图13三-二层弯矩分配及弯矩图图14底层弯矩分配及弯矩图图15竖向均布恒载作用下的框架弯矩图竖向均布恒载作用下的框架弯矩图如图15。竖向均布活荷载作用下的框架内力计算方法同上，结果见图16、17、18、19。图16顶层弯矩分配及弯矩图图17三-二层弯矩分配及弯矩图图18底层弯矩分配及弯矩图图19竖向均布活荷载作用下梁柱弯矩图对节点不平衡弯矩进行再次分配，以恒荷载作用下四层左上节点为例：图20弯矩二次分配图其余各节点弯矩分配见图中数据。活荷载作用下中间节点弯矩相差不大，不在分配。本设计中梁端弯矩的调幅系数取0.8。调幅结果表14。表14梁端弯矩的调幅AB跨BC跨CD跨调幅前调幅后调幅前调幅后恒载梁左梁右梁左梁右梁左梁右梁左梁右四层40．1172．4232．0957．9428．9128．9123．1338．224同AB跨三层75．02105．3860．0284．3027．5827．5822．0637．936二层75．62106．0560．5084．8427．1027．1021．6837．52一层67．41103．4353．9382．7429．7629．7623．8139．05活载四层13．8123．3611．0518．6910．8410．848．678．67三层19．7024．1515．7619．328．258．256．66．6二层19．0924．1515．2119．328．258．256．66．6一层17．2124．0813．7719．268．488．486．786．782梁端剪力和轴力计算梁端剪力柱轴力具体计算结果见表15,16,17,18,19,20。表15恒载作用下AB梁端剪力计算层号423．046．372．586．6365．9579．21331．4966．399．215．4793．74104．68231．4966．399．215．6693．55104．87131．4966．399．216．1193．10104．32表16恒载作用下BC梁端剪力计算层号413．382．114．05014．0514．05323．092．124．24024．2424．24223．092．124．24024．2424．24123．092．124．24024．2424．24表17活载作用下AB梁端剪力计算层号47．886．324．822．1522．6726．9737．886．324．821．0923．7325．9127．886．324．821．1923．7325．9117．886．324．821．3223．7326．14表18活载作用下BC梁端剪力计算层号44．22．14．4104．414．4135．252．15．5105．515．5125．252．15．5105．515．5115．252．15．5105．515．51表19恒载作用下的剪力和轴力层次总剪力柱轴力AB跨BC跨A柱B柱465．9579．2114．05182．39208．63205．88232．12393．74104．6824．24422．95449．24433．17460．06293．55104．8724．24663．32628．61790．76817．05193．1105．3224．24903．24935．881148．201174．49表20活载作用下的剪力和轴力层次总剪力柱轴力AB跨BC跨A柱B柱427．6726．974．4152．8766．18323．7325．915．51103．80133．30223．7325．915．51154．73200．42123．5026．145．51205．66267．772.6风荷载计算本设计地区根本风压为，所设计的建筑地处农村，风压高度变化系数按B类地区考虑风压体型系数迎风面为0.8，背风面为0.5。由于房屋的高度不大，风振系数都取为1.0。B为。风荷载作用下各层的风荷载标准值及柱剪力如图21所示图21风荷载作用位置各层作用风荷载值安下式计算：计算结果见表21。表21各层的风荷载标准值离地高度〔m〕16．051．810．8312．1513．54续表21离地高度8．2512．7713．512.7内力组合荷载组合时考虑四种荷载组合形式：〔1〕恒荷载+活荷载、〔2〕恒荷载+活荷载、〔3〕恒荷载。具体组合见表：表22横梁内力组合表层次位置内力荷载类型内力组合恒①活②地震③①②①②1.2〔①②〕±④4AMVMVMV跨中3AMVMVM续表22层次位置内力荷载类型内力组合恒①活②地震③①②①②1.2〔①②〕±④V跨中2AMVMVMV跨中1AMVMVMV跨中表23框架柱内力组合表层次位置内力荷载类型内力组合恒①活②地震③①②①②1.2〔①②〕±④4A柱上MNA柱下MNB柱上MNB柱下MN3A柱上M50．51N422．95103．8652．86674．78A柱下MNB柱上MNB柱下MN2A柱上MNA柱下MNB柱上MNB柱下MN续表23层次位置内力荷载类型内力组合恒①活②地震③①②①②1.2〔①②〕±④1A柱上MNA柱下MNB柱上MNB柱下MN注：表中M以左侧受拉为正，单位为kN.m，N以受压为正，单位为kN。2．8框架横梁截面设计框架横梁内力计算横梁配筋根据控制截面内力设计值，利用受弯构件正截面和斜截面承载力计算公式，计算出所需纵筋和箍筋。正截面受弯承载力的计算支座截面采用单筋矩形截面，，砼保护层厚度取35mm,=35mm,那么，混凝土为砼：,钢筋为HRB335级：，。由标准得：，，，，，，那么各控制截面设计配筋如表9-3所示。表9-3框架梁纵向受力钢筋计算表层数跨位eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)跨eq\o\ac(○,2)eq\o\ac(○,3)跨截面左支座跨中右支座支座右跨中四层实配钢筋实际面积461769769308308实际配%%三二一层142实配钢筋实际面积911911509实际配表9-4框架横梁箍筋计算表跨位eq\o\ac(○,1)eq\o\ac(○,2)跨eq\o\ac(○,2)eq\o\ac(○,3)跨截面1支座右2支座左2支座右层数1、2、3层4层1、2、3层4层1、2、3层4层＜0＜0＜0＜0＜0＜0由上表可知，均可按构造配筋。试选φ10＠200。满足要求。2框架柱配筋计算该框架的抗震等级为三级〔1〕轴压比验算(B轴柱)底层柱:轴压比:那么B轴柱满足要求。〔2〕正截面受弯承载力计算柱的同一截面分别承受正反弯矩,故采用对称配筋B轴柱:一层:从柱的内力组合表可见,,为大偏心;选用M大N小的组合,最不利组合为查表得,,那么柱计算长度所以因为,所以按照构造配筋,最小总配筋率根据?建筑抗震设计标准?，，那么每侧实配320，另两侧配构造筋316〔3〕垂直于弯矩作用平面的受压载力按轴心受压计算。一层：〔4〕斜截面受剪承载力计算B轴柱:一层:最不利内力组合:因为剪跨比因为,所以柱箍筋加密区的体积配筋率为:取复式箍48加密区箍筋最大间距,箍筋最小直径为6mm,所以加密区取复式箍48@100。柱上端加密区的长度取，取700mm，柱根取1400mm。非加密区取48@150三层：最不组合内力组合非加密区取48@150因为剪跨比因为,所以柱箍筋加密区的体积配筋率为:取复式箍48加密区箍筋最大间距,箍筋最小直径为6mm,所以加密区取复式箍48@100。柱上端加密区的长度取，取600mm，柱根取1200mm非加密区取48@1502．8．3节点设计根据<<建筑结构抗震标准>>规定,对一,二级抗震等级的框架节点必须进行受剪承载力计算,而抗震等级为三四级的框架节点以及各抗震等级的顶层端节点核心区，,可不进行节受剪承载力计算，仅按构造要求配箍即可。选择底层B轴柱上节点进行验算，采用标准上如下公式，节点核心区剪力设计值：应该满足，验算梁柱节点核心区受剪能力：故满足要求。验算梁柱节点抗震受剪承载力，采用公式如下：满足要求。2.9楼板设计在肋形楼盖中,四边支承板的长边与短边之比时可按双向板设计。所以,BD区格板按双向板计算，A，C区格板按单向板计算。2B，D区格板的计算第一,设计荷载恒载：130mm厚结构层活载：教室走道教室走道第二,计算跨度的求解内跨的计算跨度取净跨，边跨的计算跨度为净跨加上板厚的一半，边跨内跨第三,弯矩的求解跨中最大弯矩发生在活载为棋盘式布置时，它可以简化当内支座为固定的作用下的跨中弯矩值与当内支座铰支时作用下的跨中弯矩值之和。支座最大负弯矩可近似按活载满布求得，即内支座固定时，作用支座弯矩，所有区格板可分为A、B类，计算弯矩时考虑泊松比影响，取。板的区格划分见图22。图22板的区格划分B区格板D区格板第四,截面设计截面的有效高度：选用的钢筋作为受力主筋，那么〔短跨〕方向跨中的截面的。〔短跨〕方向跨中的截面的。支座截面处。〔1〕截面弯矩设计：板四周与梁整浇，故弯矩设计值应按如下折减：对于连续板的中间区格，其跨中截面及中间支座截面的折减系数为0.8。〔2〕对于边区格跨中截面及第一内支座截面“当当(3)楼板的角区格不折减。所以B区格跨中及DB支座减小20%。D区格跨中及BD支座减小20%。板的配筋计算见表27。表27板的配筋计算截面〔(mm)配筋实用跨中B区格方向111375φ10@200393方向103387φ10@200393D区格方向111349φ10@200393方向103347φ10@200393支座B-B111623φ10@100826B-D111623φ10@100826B边支座111684φ10@100826D边支座111630φ10@100826D边支座111605φ10@100826表中2.荷载计算同前双向板。计算跨度因为板两端都与梁固接，故板的计算跨度都取净跨；中间跨截面内力及配筋计算：B=1000mm，h=130mm，板的受荷承载力及配筋计算〔取1m宽的板带计算〕截面离端第二支座中间支座中间跨跨中离端第二跨中计算跨度〔m〕1．851．851．851．85弯矩系数M〔kNm〕2．59118847474配筋φ6@200φ6@200φ6@200φ6@200141141141141注：1.2.表中2.10根底设计矩形和梯形联合根底一般用于柱距较小时的情况，这样可以防止造成板的厚度及配筋过大。为使联合根底的基底压力分布较为均匀，应使根底底面形心尽可能接近柱主要荷载的合力作用点。因为B，C轴间柱距较小，所以B，C柱设计为联合根底。而A，D轴设计成柱下独立根底。根底材料为：砼，钢筋HRB335，。2．10．1独立根底设计以底层A柱根底计算为例a)荷载计算：〔以底层A柱根底计算为例〕由柱传至基顶的荷载：由柱的内力组合表可查得第一组：第二组：由根底梁传至基顶的荷载：〔G〕G=〔11.70+2.5〕×G对根底底面中心的偏心距为×作用于基底的弯矩和相应基顶的轴向力设计值为：〔假定根底高度为1100mm〕第一组：第二组：图23根底高度尺寸图b)基底尺寸确实定第一：确定l和b取l/b=1.5，解得：b=2.1m,l=3.2m验算的条件：第二：验算另一组荷载效应标准组合时的基底应力：第二组：〔可以〕〔可以〕C)确定根底高度采用锥形杯口根底，根据构造要求，初步确定根底剖面尺寸如以下图所示，由于上阶底面落在柱边破坏锥面之内，故该根底只须进行变阶处的抗冲切验算。图24根底冲切面图图25根底基底反力图第一：组荷载设计值作用下的地基最大净反力第一组：第二组：比拟各组数据，取大值，按第一组荷载设计值作用下的地基净反力进行抗冲切承载力计算。第二：在第一组荷载作用下的冲切力冲切力近似按最大地基净反力计算取，由于根底宽度b=2.1m，小于冲切锥体底边宽度时，冲切力作用面积为矩形第三：变阶处的抗冲切力由于根底宽度小于冲切锥体底边宽度，故，满足要求。因此，上图所示的根底剖面尺寸可以d)基底配筋包括沿长边和短边两个方向的配筋计算，沿长边的配筋计算应按第一组荷载设计值作用下的地基净反力进行，而沿短边方向，由于其为轴心受压，