土木工程工民建毕业设计横向框架轴框架的抗震设计

摘要1Abstract2前言3第一部分设计任务书41设计题目42设计目的及要求43建筑功能及要求43.1建筑功能要求43.2建筑等级53.3规划及其他要求53.4结构类型54设计内容图纸及归档要求54.1建筑部分54.2结构部分54.3图面要求6第二部分结构设计说明71设计的基本条件和内容71.1设计基本条件7气象条件7抗震设防7地基土承载力7其它条件8钢筋混凝土81.2建筑结构设计的基本内容82结构类型8设计方案8柱网布置及一榀框架图83框架结构设计计算[2]103.1梁柱截面，梁跨度及柱高确定10初估截面尺寸10柱的计算高度113.2荷载计算[1]11屋面及楼面的永久荷载标准值11屋面及楼面可变荷载标准值11梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算123.4计算重力荷载代表值[7]123.4.1第5层的重力荷载代表值：123.4.2第2～4层的重力荷载代表值133.4.3第一层的重力荷载代表值：133.5横向框架侧移刚度计算133.5.1计算梁、柱的线刚度133.5.2计算柱的侧移刚度143.6横向水平地震作用下的框架结构的内力计算和侧移计算[15]153.6.1横向自振周期的计算153.6.2水平地震作用及楼层地震剪力计算163.6.3水平地震作用下的位移验算183.6.4水平地震作用下框架内力计算193.7横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算[16]233.7.1风荷载标准值23风荷载作用下的水平位移验算253.8竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算273.8.1计算单元273.8.2荷载计算283.8.3内力计算303.8.4计算恒载和活载作用下梁端剪力和柱轴力343.9框架内力组合363.9.1结构抗震等级363.9.2框架梁内力组合363.9.3框架柱内力组合403.10截面设计46截面设计及构造措施要求46框架梁47框架柱504现浇板设计[4]575基础设计[3]60基础设计的内力60初步确定底面尺寸605.3计算基底压力60地基抗冲切验算625.5基础底板配筋636楼梯设计676.1楼梯梯段板设计676.1.1板厚确定676.1.2荷载计算686.2平台板设计686.3平台梁设计69结束语70参考文献71致谢72摘要本设计主要进行了结构方案中横向框架轴框架的抗震设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。同样的过程计算风荷载作用下的结构内力。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，找出最不利的一组或几组内力组合。选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的楼梯的设计。完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。关键词：框架结构，建筑设计，结构设计，抗震设计AbstractThepurposeofthedesignistodotheanti-seismicdesigninthelongitudinalframesofaxis.Whenthedirectionsoftheframesisdetermined,firstlytheweightofeachflooriscalculated.Thenthevibratecycleiscalculatedbyutilizingthepeak-displacementmethod,thenmakingtheamountofthehorizontalseismicforcecanbegotbywayofthebottom-shearforcemethod.Theseismicforcecanbeassignedaccordingtotheshearingstiffnessoftheframesofthedifferentaxis.Thentheinternalforce(bendingmoment,shearingforceandaxialforce)inthestructureunderthehorizontalloadscanbeeasilycalculated.Afterthedeterminationoftheinternalforceunderthedeadandliveloads,thecombinationofinternalforcecanbemadebyusingtheExcelsoftware,whosepurposeistofindoneorseveralsetsofthemostadverseinternalforceofthewalllimbsandthecoterminousgirders,whichwillbethebasisofprotractingthereinforcingdrawingsofthecomponents.Thedesignofthestairsisalsobeapproachedbycalculatingtheinternalforceandreinforcingsuchcomponentsaslandingslab,stepboardandlandinggirderwhoseshopdrawingsarecompletedintheend.KEYWORDS:Frames,Architectural,design,Structural,designAnti-seismicdesign前言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。本组毕业设计题目为《框架结构教学楼设计》。在毕业设计前期，我温习了《结构力学》、《钢筋混凝土》、《建筑结构抗震设计》等知识，并查阅了《结构抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》等规范。在毕业设计中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。本组全体成员齐心协力、互助合作，发挥了积极合作的团队精神。在毕业设计后期，主要进行设计手稿的电子排版整理，并得到徐道富老师的审批和指正，使我圆满地完成了设计任务，在此我表示衷心的感谢！毕业设计的三个月里，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，使我加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。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，天正建筑制图软件，TSSD探索者结构设计软件。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，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏漏之处，敬请各位老师批评指正！第一部分设计任务书1设计题目设计题目：《淮南第一人民医院门诊楼设计》。2设计目的及要求设计目的：通过本毕业设计，培养综合运用所学的基础理论和专业知识分析和解决土木建筑工程设计问题的能力，同时也培养理论联系实际及动手能力，养成严、求实、创新的科学作风及调查研究、查阅资料、综合分析的能力，为具有土木工程技术人员所必备的基本素质打下坚实的基础。具体要求：坚持“适用、安全、经济、美观”的设计原则。掌握与本设计有关的设计规范及有关规定，并会正确应用。要求建筑设计部分设计方案合理、适用、美观。结构部分合理选择结构形式，掌握框架结构的计算方法及结构要求。培养绘制施工图的能力，图纸不仅达到数量要求，而且要确保质量。建筑功能及要求。3建筑功能及要求拟建本门诊楼为永久性建筑，建筑主楼5层，局部4层。建筑总面积约为4500㎡，高m，底层层高m。3.1建筑功能要求建筑规模：本门诊楼就诊要求达到600人次/日。布局描述：1、内科、外科、五官科、小儿科、妇产科、放射科、急诊分别为八~十一间；2、中医科、皮肤科、化验及功能检查、理疗分别为四~六间；3、公共用房十~十五间，包括挂号、病历、保健、药房、接待、男女厕所等；4、另外安排候诊、办公等用房若干间。3.2建筑等级耐久性II级，耐火等级2级3.3规划及其他要求立面处理简洁大方，突出综合医院的特色，体现均质、健康、有序的建筑特点，符合城市总体规划要求。3.4结构类型结构型式：框架结构4设计内容图纸及归档要求4.1建筑部分按照：建施1、建施2……排序，设计的建筑施工图有：总平面图 1:500建筑平面图（包括首层、标准层、顶层） 1:100顶层排水平面图 1:200/1:300立面图（2~4个） 1:100剖面图（通过门窗或较复杂部位剖切） 1:100/1:50楼梯间详图 1:50/1:20/1:10设计说明书（材料做法表、门窗数量表）4.2结构部分按照：结施1、结施2……排序，设计的结构施工图有：基础平面、剖面图平面结构布置图（2~4张）梁板模板图局部大样图4.3图面要求图纸可用计算机绘制，也要有手工绘制。布局匀称、图面整洁、线条圆滑、符号正确、符合《建筑制图标准》、尺寸完善。计算正确、说明清楚、词语简练、用词恰当、字迹工整。第二部分结构设计说明本门诊大楼是一个集多项功能为一体的多层公共民用建筑，不同的使用功能要求应设计不同的构造形式与之相适应，从而方便使用，因此，在设计中，我们在建筑设计上进行了精心的设计，使之尽量满足综合大楼的各项功能，并使结构尽量做到简单。1设计的基本条件和内容1.1设计基本条件本次设计的任务是在淮南市的一所门诊大楼。建筑地点：安徽省淮南市建筑规模：建筑面积：4000~4500层数：4～5层建筑场地：占地9000，其中东西长100m,南北宽90m，距离路中心为90m.1.1.1气象条件主导风向：东南风，全年平均风速为，最大风速为18m/s，基本风压为。全年平均降雨量：818.9mm。最热月相对湿度：80%。雪荷载：基本雪压0.45(水平投影)。风荷载：基本风压(10m标高处)。1.1.2抗震设防按7级抗震：II类场地设计，地震分区为一区1.1.3地基土承载力地基土承载力为1.1.4其它条件基础设计均不考虑地基土的变形验算，室内外高差600mm，其中标高相当于马路中心相对标高。1.1.5钢筋混凝土梁板混凝土采用C30混凝土，纵筋采用II级，箍筋采用I级。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：地震作用计算；框架内力分析，配筋计算（取一榀）；基础设计计算；板、楼梯的设计计算。其它构件计算视设计情况而定。2结构类型设计方案本建筑设计方案采用框架结构梁、板、柱、楼面均采用现浇型混凝土柱网布置及一榀框架图计算简图见图2-1：图2-1（A）计算简图根据实际情况和设计要求，板厚去100mm。柱、板的混凝土强度等级玉与梁相同，为C30混凝土。框架结构计算简图如图所示，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，同时要求边跨的外边面平齐，而中跨柱上下层形心对齐；梁轴线取到板底，一般层柱高度即为层高，取；由于底层层高，室内外高差和基础顶部至室外地面，所以底层暂取h=3900+600+600=5100mm.AABCDC5B5D5A5A4C4B4D4A2C2B2D2A3C3B3D3A1C1B1D1A0C0B0D0360036003600600060004200300051003600图2-1（B）15轴线一榀框架图3框架结构设计计算[2]3.1梁柱截面，梁跨度及柱高确定初估截面尺寸（1）柱：底层：b×h=700mm×700mm，其余各层均为600mm×600mm（2）梁：为满足承载力、刚度及延性要求截面高度h取1/12~1/8的跨度，梁截面宽度一般取1/3~1/2梁高，同时不宜小于1/2柱宽，且不应小于250mm。表3-1梁截面尺寸及混凝土强度等级层次混凝土强度等级横梁（）纵梁AB跨BC跨1～4C30300×500300×400300×450柱的计算高度底层柱高度：=m注：底层层高3.9m,高差0.6m基础顶部至室外地面0.其他各层为3.6m初选柱的截面：底层b×h=700mm×700mm；其余各层b×h=600mm×600mm。3.2荷载计算[1]3.屋面及楼面的永久荷载标准值屋面（上人）：30厚细石混凝土保护层22×0.03=0.66三毡四油防水层0.420mm厚1：2水泥砂浆找平层20×0.02=0.4100~180厚找坡膨胀珍珠岩3×（）/2=0.84100厚钢筋混凝土现浇板25×0.1=2.5V型轻钢龙骨吊顶合计1~4层边跨和过道楼面：瓷砖地面（包括水泥粗砂打底）100mm厚钢筋混凝土板25×V型轻钢龙骨吊顶合计3.353.2.2屋面及楼面可变荷载标准值上人屋面均布活荷载标准值楼面活荷载标准值走廊、门厅、楼梯活荷载标准值2.0屋面雪荷载标准值=μr0.45=0.45式中：μr为屋面积雪分布系数，取μr＝梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算梁、柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载，对墙、门等可计算出单位面积上的重力荷载，其具体计算过程如下表所示。墙体墙为240mm的填充墙，外墙面贴瓷砖（kN/m），内墙面为20mm厚抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为：0.5+15×0.24+17×0.02=4.44kN/m：内墙也为200mm的填充墙，两侧均为20mm厚抹灰，则内墙单位面积重力荷载为：15×0.24+17×0.02=4.28kN/m木门单位面积重力荷载为kN/m2；塑钢窗单位面积重力荷载取kN/m。表3-2梁、柱重力荷载标准值层次构件(m)(m)(kN/m3)(kN/m)(m)(kN)(kN)1边横梁0.502518中横梁2511纵梁*2536柱25382～5边横梁0.502518中横梁2511纵梁2536柱2538注:1）表中为考虑梁、柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数；n为每层构件根数。2）梁长度取净长；柱长长度取层高；纵梁的根数按计算长度3.3.4计算重力荷载代表值[7]第5层的重力荷载代表值：第五层重力荷载代表值：×(15×31.2+18)+2×(14.76×30.96+5.76×3-(18×5.3+27×2.9+5×5.3+2×2.3-1.2×2.4×16)×0.24)+825.3+(2492.75+1292.76)×0.5+4.28×(15×5.4×(1.8+2.55-0.5)+(14×2.9+3×5.3)×(1.8+2.55-0.45)-1.2×2.4×16-2.1×2.1×2)+4.44×(18.8×(1.8+2.55-0.5)+(14×2.9+2×5.3)×(1.8+2.55-0.45)-2.1×2.1×15)+(1.2×2.4×16×0.2+2.1×2.1×17×0.5)=5732.59kN第2～4层的重力荷载代表值第二~四层重力荷载代表值：×(15×31.2+18)+2×××3)-(18×5.4+27×3+5×5.4+2×××16)××(15××(3.6-0.5)+(14×3+3×5.4)×××××(3.6-0.5)+(14×3+2×5.4)×××××16×××15×0.5)kN第一层的重力荷载代表值：第一层重力荷载代表值：×(15×31.2+18)+2×××3-(18×5.3+27×2.9+5×5.3+2×××16)×0.24)+825.3+(2492.75+1292.76)××(15××(1.8+2.55-0.5)+(14×2.9+3×5.3)×××××××(1.8+2.55-0.5)+(14×2.9+2×5.3)×××××16×××17×0.5)kN各层重力荷载代表值见图3-13.5横向框架侧移刚度计算计算梁、柱的线刚度梁线刚度计算：梁柱混凝土标号均为，。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。具体计算值计算如下表所示：类别（N/mm2）（mm×mm）（mm4）(mm）（N·mm）（N·mm）（N·mm）边横梁×104300×500×1096000×1010×1010×1010走道梁×104300×400×1093000×1010×1010×1010层次（N/mm2）（mm×mm）（mm4）(mm）（N·mm）1×104700×700×10105100×10102～5×104600×600×10103600×1010计算柱的侧移刚度柱的侧移刚度D计算公式：其中为柱侧移刚度修正系数，为梁柱线刚度比，不同情况下，、取值不同。对于一般层对于底层：（3-4）（3-5）具体计算如下表：层次边柱(11根)中柱(13根)10.2660.3380.537092～50.3470.1480.7030.260层次A-19AC-19B-1910.1990.3180.4030.376224132～50.2600.3360.5270922168层次E-12C-16C-17B-11E-1112～5层次D-1212～5∑D1/∑D23.6横向水平地震作用下的框架结构的内力计算和侧移计算[15]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：计算结构基本自振周期用的结构顶点假想位移，即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；故先计算结构顶点的假想侧移，计算过程如下表：层次584321T1=1.7××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。0.85×(8222.25+3×7047.24+5732.59)＝29832.08kN层次54321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下图图3-2横向水平地震作用及层间地震剪力水平地震作用下的位移验算层次j5360043600336002360015100水平地震作用下框架内力计算均布水平荷载下各层柱标准反弯点高度比m6654321注：m表示结构总层娄；,n表示该柱所在的楼层位置；表示梁柱线刚度比，按表计算。倒三角形分布水平荷载下各层柱标准反弯点高度比m6654321上、下层梁相对刚度变化的修正值注：当时，，相应的为正值；当时，，相应的为负值；对底层柱不作修正。上、下层层高不同的修正值和a2a3注：为上层层高变化的修正值，按照求得，上层较高时为正值，但对于最上层可不考虑；为下层层高变化的修正值，按照求得，对于最上层可不考虑。表3-9各层边柱柱端弯矩及剪力计算层次y512327412327312327212327118348表3-10各层中柱柱端弯矩及剪力计算层次y5216682166842166821668321668216682216682166812220022200（3-21）hhyh计算结果如下表所示：层次边梁走道梁柱轴力边柱N中柱N563463363263163图3-3地震作用下框架弯矩图图3-4左地震作用下梁端剪力及柱轴力3.7横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算[16]风荷载标准值＝19.5/18＝=。风压高度变化系数离地面或海平面平均高度/m地面粗糙度类别备注ABCDA类指近海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区；C类指有密集建筑群的城市市区；D类指密集建筑群且房屋较高的城市市区。51015203040q(z)=3.6×0.35×××根据各楼层标高处的高度Hi由上表可查取，代入上式可求得各楼层标高处的水平方向荷载q(z)，q(z)沿房屋高度的分布见图3-5。表3-12风荷载作用下标准值层次迎风面背风面5432111框架结构分析时，应按静力等效原理将图(a)的分布风荷载转化为节点集中荷载，如图(b)所示。集中荷载等效方法如图所示。AB=AB=+静力等效原理计算方法和图3-5框架受风荷载图（标准值）(a)风荷载沿房屋高度的分布(kN/m)(b)等效节点集中风荷载(kN)层次5360043600336002360015100表3-14各层边柱端弯矩及剪力计算层次(m)(kN)(N/m)边柱58109712327000481097123270003810971232700028109712327001679921834800注:表中M单位为kN·m，V的单位为kN。表3-15各层中柱端弯矩及剪力计算层次(m)(kN)(N/m)中柱571610721668000471610721668000371610721668000271610721668001739461222003200表3-16各层中柱端弯矩及剪力计算层次边梁走道梁柱轴力（）边柱中柱563-463-363-263-163-注：1）柱轴力中的负号表示拉力。当为左地震作用时，左侧两根柱为拉力，对应的右侧两根柱为压力；2）表中M单位为kN·m，V的单位为kN，N的单位为kN，l的单位为m。横向框架在风荷载作用下的弯矩、梁端剪力及柱轴力见图 （a）框架弯矩图（kN·m）b）梁端剪力及柱轴力图（kN）图3-6横向框架风荷载作用下框架弯矩图、梁端剪力及柱轴力图3.8竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算计算单元图3-7横向框架计算单元荷载计算恒荷载：×3集中力：P1=（△板）3.6×1.8×0.5×+（纵梁）3.544×3.6+（女儿墙）×1.2×3.6=P2=（△板）（3.）×1.5×0.5×+（纵梁）3.544×3.6=一～四层:恒荷载：+×(3.6-0.5)=3.35×3.6=集中力：（△板）3.6×1.8×0.5×3.35+（纵梁）3.544×3.6+（外墙）=P2=（△板）4.2×1.5×0.5×3.35+（纵梁）3.544×3.6+（内墙）4.28×[(3.6-0.5)×(3.6-0.6)-1.2×2.4]+0.24×1.2×2.4=62.043.6×2.0=对于第一～五层：集中力：P1=(△板)3.6×1.8×0.5×2.0=P2=(△板)×1.5×0.5×2.0×2=同理，在屋面雪荷载作用下:3.6×0.45=P1=(△板)3.6×1.5×0.5×0.45=P2=(△板)3.6×1.5详见下表3-12：表3-17横向框架恒载层次5001~400表3-18横向框架活载层次5（）（）（）12.6(2.44)001~400内力计算（3-23）（3-24）（3-25）对于边节点，与节点相连的各杆件均为固接，因此杆端近端的转动刚度，为杆件的线刚度，分配系数为；对于中间节点，与该节点相连的走道梁的远端转化为滑动支座，因此转动刚度，其余杆端，分配系数计算过程如下：远端支撑情况为固定，故劲度系数，传递系数，分配系数，具体计算如下：层数边结点中结点50.7420.1172~40.0710.4930.3530.462用弯矩二次分配法来计算恒载作用下的梁端、柱端弯矩。具体弯矩分配见图3-10和3-11：所以可根据以上绘制荷载作用下弯矩图，具体恒载和活载作用下弯矩图见图3-12和3-13：图3-13恒载作用下的框架弯矩图()图3-14活载作用下的框架弯矩图()计算恒载和活载作用下梁端剪力和柱轴力边柱由于偏心产生的弯矩中柱由于偏心产生的弯矩所以由以上公式求得的梁端剪力和柱轴力见表3-15及3-16：表3-20恒载作用下梁端剪力及柱轴力(kN)层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VCN顶N底N顶N底5040302010表3-21活载（雪载）作用下梁端剪力及柱轴力(kN)层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VCN顶=N底N顶=N底5(3.65)(1.22)(-0.15)0(3.49)(3.90)(1.22)(4.71)(7.45)4(-0.10)0(16.10)(16.30)(26.21)(41.75)30(47.71)(76.05)20(69.2)(110.36)10(90.69)(144.67)注：剪力V以向上为正。括号内数值为屋面作用雪荷载，其它层楼面作用活荷载对应的内力。框架内力组合结构抗震等级框架梁内力组合受弯梁偏压柱受剪轴压比轴压比表3-23竖向荷载作用下梁端负弯矩调幅（单位kN·m）层次恒载作用活载作用弯矩调整前弯矩调整后弯矩调整前弯矩调整后AB左B右AB左B右AB左B右AB左B右5(-4.34)(-4.43)(-0.87)(-3.472)(-3.544)(-0.696)4(-17.26)(-17.97)(-4.24)(-13.808)(-14.376)(-3.392)321注：表中M以梁下部受拉为正。层次截面位置内力支座边V一层AM--48VB左MVB右MV13.77.跨间MABMBC三层AMVB左M--4VB右M--2V跨间MABMBC五层AM--(3.47)V(3.49)87B左M--(-3.54)1.11V(3.8)0.45B右M--(-0.7)20.78-V1(1.22)0.76跨间MABMBC注:表中MAB和MBC分别为AB跨和BC跨的跨间最大正弯矩。M以下部受拉为正，V以向上为正。SQk一项中括号内的数值表示屋面作用雪荷载时对应的内力。表3-24(b)框架梁内力组合表（２,4层,仅用于计算柱的内力）层次截面位置内力二层AMVB左MVB右MV四层AMVB左MVB右MV最不利截面处的弯矩设计值：从表中分别选出AB跨和BC跨的跨间截面及支座截面的最不利内力，并将支座中心处的弯矩换算为支座边缘控制截面的弯矩进行配筋计算。框架梁最不利截面处的弯矩设计值计算结果见表。表3-25框架梁最不利截面处的弯矩设计值层次截面/m/mm支座计算中心处支座边缘或跨中备注/kN·m/kN/kN·m1支座A右震时支座Bl左震时支座Br右震时跨间恒载控制下组合左震左端,荷载重组3支座A右震时支座Bl左震时支座Br右震时跨间恒载控制下组合左震左端,荷载重组5支座A活载控制下组合支座Bl活载控制下组合支座Br右震时跨间恒载控制下组合在跨中,不用调整注：表中V为支座计算中心处的剪力；抗震组合时，表中弯矩与剪力分别要还原成不考虑承载力抗震调整系数。3.9.3框架柱内力组合柱端弯矩和轴力组合：及相应的M对于抗震设计的组合或非抗震设计中考虑风荷载的组合，应注意从两个方向的水平地震作用或风荷载效应中确定最不利内力。《抗震规范》规定在地震组合时，柱的承载力抗震调整系数按表中数值取用，对于轴压比小于的上层偏压柱，组合后的弯矩和剪力同时乘以；对于轴压比大于的下层偏压柱，则同时乘以0.8.注:表中M为相应于本层柱净高上、下两端的弯矩设计值；由于只有第1，2两层的柱的轴压比大于，所以对这两层不仅要求净高端点弯矩，还要进行了抗震的调整(1)柱的竖向荷载作用的弯矩和剪力设计值不考虑调幅。(2)地震作用组合时，要用雪荷载参与组合；(3)地震组合时，当时，的抗震调整系数为；当时，的抗震调整系数为，其中为组合轴力设计值，且不考虑地震调整系数。(4)在后面的柱的受压正截面设计时，要同时考虑抗震组合()和非抗震组合()两种组合。截面设计截面设计及构造措施要求通过内力组合求得梁、柱构件各控制截面的最不利内力设计值，并进行必要的调整后，即可对其进行截面配筋计算和采取构件措施。材料结构构件受力状态钢筋混凝土梁受弯轴压比〈的柱偏压轴压比的柱偏压抗震墙偏压各类构件受剪，偏拉框架梁表3-33框架梁纵向受拉钢筋最小配筋百分率（%）抗震等级梁中位置支座跨中一和80ft/fy中的较大值和65ft/fy中的较大值二和65ft/fy中的较大值和55ft/fy中的较大值三、四和55ft/fy中的较大值和45ft/fy中的较大值表3-34梁端箍筋加密区的长度、箍筋的最大间距和最小直径抗震等级加密区长度（采用较大值）/mm箍筋最大间距（采用较小值）/mm箍筋最小直径/mm一,500,,10010二,500,,1008三,500,,1508四,500,,1506注:：为纵向钢筋直径，为梁截面高度。表3-35框架梁纵向钢筋计算层次截面M/kN·m/mm2/mm2实配钢筋/%5支座A<0763218(733)6Bl<0763218(763)6AB跨间14318(763)支座Br<0402216(402)10.37BC跨间<0216(402)3支座A15763320(942)0.68Bl08763320(942)0.8AB跨间16318(763)支座Br5509318(763)0.7BC跨间27218(509)1支座A14763418(1017)0.75Bl763418(1017)5AB跨间318(763)支座Br29628320(942)0.670.86BC跨间220(628)注：混凝土界限相对受压区高度，对非抗震设计，C50混凝土以下时，Ⅱ级钢取；对抗震设计，三级抗震等级时，它取。表3-36框架梁箍筋数量计算表层次截面/kN/kN梁端加密区非加密区实配箍筋长度/m实配钢筋()5A、Bl398.97>单肢8@150(0.67)900单肢8@200(0.17)Br313.17>单肢8@100(0.67)600单肢8@200(0.17)3A、Bl398.97>单肢8@150(0.67)900单肢8@200(0.17)Br313.17>单肢8@100(0.67)600单肢8@200(0.17)1A、Bl398.97>单肢8@150(0.67)900单肢8@200(0.17)Br313.17>单肢8@100(0.67)600单肢8@200(0.17)注：表中V为换算至支座边缘处的梁端剪力；非加密区（1）梁的正截面受弯承载力计算当梁下拉时，按T形截面设计，当梁上部受拉时，按矩形截面设计。在AB梁段上翼缘板厚100mm计取。上翼缘计算宽度当①按跨度考虑时，；②按梁间距考虑时，=0.3+3m；③按翼缘厚度考虑时，，《混泥土设计规范》，翼缘厚度不起控制作用，故取较小值2m。梁内纵向钢筋选用HRB335级钢（300N/mm2），。下部跨间截面按单筋T形截面计算，因为属于第一类T形截面计算，161<，实配钢筋318（As=763mm2）,,满足《混凝土规范》关于三级抗震最小配筋率要求。实取418（As=1017），双肢8@150AB跨：BC跨：满足斜截面承载力要求。=750mm。配箍率框架柱柱截面尺寸验算：柱截面尺寸宜满足剪跨比和轴压比的要求：（1）一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构的各层柱段，其计算长度可按下表的规定取用。表3-37框架结构各层柱的计算长度楼盖类型柱的类别计算长度现浇楼盖底层柱其余各层柱注:表中H对底层柱为从基础顶面到一层楼盖顶面的高度,对其余各层柱为上、下两层楼盖顶面之间的高度。（2）水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值的75%以上时（即8、9度以上的设防烈度下才可能考虑），框架柱的计算长度可按下列两个公式计算，并取其中较小值：ic1icic1ic2ic3ib22b5450ib4ib12b5—为、中的较小值；—为柱的计算长度，按表采用。表3-38柱截面纵向钢筋的最小总配筋率（%）类别抗震等级一二三四中柱和边柱角柱、框支柱框架柱中全部纵向受力钢筋配筋率不应大于5%；截面尺寸大于400mm的柱，纵向钢筋的间距不宜大于200mm。表3-39柱箍筋加密区的箍筋最大间距和最小直径类别箍筋最大间距/mm（采用较小值）箍筋最小直径/mm一10二8三8表3-40柱箍筋加密区箍筋的最小体积配筋率抗震等级箍筋形式柱轴压比≤三普通箍、复合箍螺旋箍表3-41框架柱的剪跨比和轴压比验算柱号层次/mm/mm/(N/mm2)/kN·m/kN/kNA柱5600560>23600560>21700660>2B柱5600560>23600560>21700660>2注:M取左、右地震组合下柱底和柱项计算中心处弯矩的最大绝对值；在取V时,地震方向要与M值一致；N是左、右地震组合下的最大压力值。注：以上公式为表中计算所需公式。表3-42(a)地震组合下计算参数与柱号层次/kN·m/kNh/mm/mm/mml0(mm)A柱545.54130.69600348.4620.00450019.701.06390.9645.54460.58300.37600201.6820.0045008.571.10244.1860.58380.12478.07600167.5920.0045005.381.12210.0980.12290.61710.15600127.5920.0045003.621.15170.0990.611301.39935.90700322.0323.3051003.741.07370.36301.39B柱552.43132.91600394.4820.00450019.371.05436.9852.43479.46303.26600262.0220.0045008.491.08304.5279.463108.18465.53600232.3820.0045005.531.09274.88108.182133.78663.43600201.6520.0045003.881.10244.15133.781299.76855.51700350.3923.3051004.101.07398.71299.76注：M是柱支座边缘处的弯矩，且M、N是该层柱底部内力；。表3-42(b)地震组合下对称配筋柱正截面设计柱号层次/kN/mm/mm/(N/mm2)/(N/mm2)/mm/mm/(mm2)A柱55606004560600356060025606001660700B柱55606004560600356060025606001660700注：Ⅱ级钢筋。表3-43(a)非地震组合下计算参数与柱号层次/kN/kN·mc/m/kN/kN·mh/mm/mm/mm/mm/mmA柱5202.2967.290.1042.3963.05600.00332.6420.00450012.7211.06375.144438.3162.570.1033.7859.19600.00142.7520.0045005.8711.14185.253674.0863.930.1035.1460.42600.0094.8420.0045003.8211.20137.342909.8568.510.1035.8964.92600.0075.3020.0045002.8311.24117.8011189.3126.850.1015.7925.27700.0022.5823.3351002.9511.5570.93B柱5237.4655.900.1034.2652.47600.00235.4120.00450010.8411.09277.914527.6654.150.1029.7651.17600.00102.6220.0045004.8811.18145.123818.1255.130.1030.3552.10600.0067.3920.0045003.1511.26109.8921108.5758.340.1030.8255.26600.0052.6320.0045002.3211.3195.1311440.5823.320.1013.7221.95700.0016.1923.3351002.4311.6364.54注：M是与Nmax对应的柱底支座中心处弯矩，Mc是经过调整所得的支座端点处弯矩；V是与Nmax对应的剪力。表3-43(b)非地震组合下对称配筋柱正截面设计柱号层次/kN/mm/mm/mm大小偏心判断/(mm2)每侧实配钢筋(面积）A柱5202.295606000.14635.14大720418(1018)4438.315606000.14445.25大720418(1018)3674.085606000.14397.34小构造配筋720418(1018)2909.855606000.14377.80小构造配筋720418(1018)11189.316607000.12380.93小构造配筋980420(1257)B柱5237.465606000.14537.91大720418(1018))4527.665606000.14405.12小720418(1018)3818.125606000.14369.89小构造配筋720418(1018)21108.575606000.14355.13小构造配筋720418(1018)11440.586607000.12374.54小构造配筋980420(1257)注：Ⅱ级钢筋；大小偏压判别条件；表中表明，柱的截面尺寸太大，材料浪费。表3-44框架柱斜截面设计计算表柱号层次/kN/kN/kN/kN/mm(kN)/%/%加密区非加密区实配箍筋（%）长度/mm实配箍筋（%）A柱5<0410@150(0.76)500410@200(0.57)3<0410@150(0.76)500410@200(0.57)1<0410@100(0.97)1600410@200(0.48)B柱5<0410@150(0.76)500410@200(0.57)3<0410@150(0.76)500410@200(0.57)1<0410@100(0.97)1600410@200(0.48)注：为柱的轴压比，是与剪力对应的地震组合下的柱底压力比；加密区长度是指柱端开始的加密区箍筋最小长度值；上述和均是不考虑抗震调整系数；为与剪力对应地震组合下的柱顶计算中心处压力；A柱的内力是由右震控制的，B柱则是左震控制。4现浇板设计[4]根据《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002），楼板长边与短边之比小于2时，宜按双向板计算。楼板长边与短边之比大于2，但小于3.0时，宜按双向板计算，当按沿短边受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够的构造钢筋。根据本工程的实际尺寸，楼板全为双向板，楼板按照弹性方法进行计算。双向板按弹性理论的计算方法：①多跨连续双向板跨中最大正弯矩：为了求得连续双向板跨中最大正弯矩，荷载分布情况可以分解为满布荷载g+q/2及间隔布置两种情况，前一种情况可近似认为各区格板都固定支承在中间支承上，对于后一种情况可近似认为在中间支承处都是简支的。沿楼盖周边则根据实际支承情况确定。分别求得各区格板的弯矩，然后叠加得到各区格板的跨中最大弯矩。②多跨连续双向板支座最大负弯矩：支座最大负弯矩可按满布活荷载时求得。（1）设计参数如下：边横梁：，中横梁：，纵梁：。板为钢筋混凝土现浇板，按弹性理论分析计算。混凝土采用C30，mm2，钢筋采用HPB235，fy=210N/mm2。a.荷载设计值板面荷载标准值：kN/m2，kN/m2则：2q=1.3×2.0=2.6kN/m22q/2=1.3kN/m2g+q/2=(g+q)-q/2=4.02+1.3=5.32kN/m2b.计算跨度板厚h=100mm内跨，为轴线间距离边跨，为净跨，b为梁宽取钢筋混凝土的泊松比为，则可求得A区格板的跨中和支座弯矩如下：按弹性理论计算的弯矩值区格ABCDEF项目3.003.603.003.533.005.933.605.933.535.935.935.930.830.610.850.600.511.002.074.122.114.932.116.611.491.671.512.142.926.48-3.82-6.04-4.02-9.11-4.67-15.76-3.820-4.020-4.670-3.30-6.920000-3.30-6.92-3.37-6.46-0.68-15.76按弹性理论设计的截面配筋项目配筋实有配筋率截面跨中A区格L01方向φ8@1503350.10L02方向φ8@1503350.08B区格L01方向φ8@1503350.25L02方向φ8@1503350.11C区格L01方向φ8@1503350.13L02方向φ8@1503350.10D区格L01方向φ8@1503350.30L02方向φ8@1503350.15E区格L01方向φ8@1503350.13L02方向φ8@1503350.20F区格L01方向φ8@806290.41L02方向φ8@806290.45支座A-A-2.64163.41φ8@1503350.16A-B-3.82236.34φ8@1503350.24A-C-3.37208.32φ8@1503350.21A-D-6.46399.71φ8@806290.40A-E-0.6842.03φ8@1503350.04B--6.92428.46φ8@806290.43B-D-6.46399.71φ8@150629B-F-15.76975.28φ10@75C-D-9.11563.57φ8@806290.56E-F-15.76975.28φ10@750.985基础设计[3]表5-1基础设计的不利内力第1组第2组第3组求竖向力值时，应考虑由基础梁及砖墙传给基础顶面的竖向荷载设计值，基础梁尺寸采用250×300mm。这样因此，基础底面面积初估㎡考虑偏心荷载作用下应力分布不均，基础面积适当放大，取A=ab=3×2=6㎡。5.3计算基底压力相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的弯矩、轴向压力和剪力值分别按下式计算：式中，-为基础自重和基础上的土重，可近似取-为基础梁中心至基础底面中心线的距离，=（）/2=-为基础高度相应于荷载效应标准组合时基础底面边缘处最大和最小压力，可按下列公式计算：式中，W-为基础底面的弹性抵抗矩。当轴心力对截面计算中心距离=>a/6时，应按下式重新计算最大基底压力：，式中，k-为基础底面偏心压力作用点至最大基底压力边缘的距离，k=/2-±VMbNbG3000700400400750Nw100450图5-1基础荷载示意图在图中，上部结构传给基础的弯矩、轴力和剪力所示方向为正。=20×3×2×基础底面的弹性抵抗矩㎡。基础设计的三组不利内力标准值在基础底面产生的基底压力计算列于表2中。表5-2基础底面压力标准值计算第1组内力第2组内力第3组内力注：。故地基承载力满足要求。地基抗冲切验算表5-3基础底面净反力设计值计算内力设计值第1组内力第2组内力第3组内力16.121082.31-4.7337.27-66.661111.69-24.9937.27-26.851189.31-15.7937.271119.581148.961226.583.00-100.04-51.03185.60187.60224.84158.15221.44187.42注：在计算是已经扣除基础自重及其上的土重。基础设计的三组不利内力设计值在基础底面产生的基底净反力计算列于表5-3中。图5-2变阶处冲切破坏截面变阶处截面两个配筋方向截面有效高度平均值为：h0=600-(45+55)/2=550㎜上式中，当有垫层时，45是长方向板筋合力至板底距离；55是短方向板筋合力至板底距离。h=600mm<800mm因此，基础设计满足受冲切承载力要求。5.5基础底板配筋5-5-1基础底板配筋的一般原理将基础底面划分为相互没有联系的四个区块，每个区块都被视为固定于柱周边的倒置的变截面悬臂板，见图5.3所示。底板配筋按柱与基础交接处（Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ）以及基础变阶处（Ⅲ-Ⅲ、Ⅳ-Ⅳ）的正截面受弯承载力计算确定。对于矩形基础，当台阶的宽高比1/6基础宽度时，在轴心荷载或单向偏心作用下，底板柱与基础交接处（Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ）截面的弯矩可按下列简化公式（实质上，它是各梯形面上单向偏心荷载作用对交接处的弯矩积分值）计算：(5-10)(5-11)ⅠⅠⅠⅡⅡⅢⅢⅣⅣb60004200ppsminpsmaxps,Ips,II1850图5-3基础底板配筋计算截面截面（Ⅰ-Ⅰ）和（Ⅱ-Ⅱ）所需的受力钢筋截面面积按下列公式计算：和(5-12)当计算基础变阶处。截面由基础底面地基反力设计值产生的弯矩时，应用台阶长度和宽度代替式(5-10)和(5-11)中的柱截面高度和截面宽度。（Ⅲ-Ⅲ）和（Ⅳ-Ⅳ）截面的钢筋截面面积仍按式(5-12)计算，但公式中的应为变阶处截面有效高度。基础底板两个方向的配筋均应为取柱与基础交接处以及基础变阶处计算所得钢筋截面面积的较大者。5-5-2柱边及变阶处基底反力计算基础底板配筋计算时长边与短边方向的计算截面如图5.3所示。基础设计的三组不利内力设计值在柱边及变阶处截面基础底面净反力计算见表5.3。5-5由图5-3知，取三组中的