教学楼结构设计计算书

XX市XX区某教学楼结构设计计算书 专业：土木工程 姓名：XXX 学号：XXXXX 指导教师：XXXXXXX大学目录引言 1结构设计计算书 21设计资料 2工程名称 2工程概况 2设计资料 22结构布置及计算简图 3结构布置 3计算单元选取 3梁柱截面尺寸的确定 4板厚的确定 53恒载计算 6屋面荷载标准值 6楼面荷载标准值 6框架梁柱荷载标准值 6填充墙荷载标准值： 7门窗荷载标准值 74活荷载计算 75楼层荷载汇总 7顶层荷载 7二~四层荷载 9一层荷载 96地震作用 10横向框架侧移刚度计算 10横向框架自振周期计算 12横向框架水平地震作用 13变形验算 14横向框架eq\o\ac(○,9)轴柱端弯矩计算 16地震作用下的内力分析 167竖向荷载作用下横向框架内力计算 19计算单元 19荷载计算 19各层结点弯矩计算 21梁柱线刚度比（弯矩分配系数） 22横向框架的弯矩用二次分配法进行弯矩分配 238横向框架内力组合 34弯矩调幅 34内力组合 369截面设计 46框架梁 46框架柱 51现浇板 60次梁 6310地基基础设计 66地基变形验算 66柱下基础设计 66结论 72致谢 73参考文献 74引言土木工程专业的毕业设计教学过程，是我们在毕业前最后学习和综合训练过程，是深化、拓宽、综合学习的重要过程，它提高了我们的综合素质，对工程实践能力和创新能力都起到了非常重要的作用。本次毕业设计是按照学校的教学计划进行的，根据设计任务书的要求，我们此次设计的课题为教学楼设计，是我们非常熟悉的民用公共建筑。我所设计的高校教学楼，五层框架结构，本篇计算书是按照设计任务书的要求对所设计的结构做了一些基本计算，包括框架结构设计计算、基础计算、现浇板计算以几个主要部分。由于时间有限，计算中我们只选择有代表性的一榀框架以及有代表性的一些构件进行计算，其他的相互参考。毕业设计的二个月里，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，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。在进行内力组合的计算时，进一步了解了Excel。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。由于我的水平、经验有限，其中的问题和不妥之处，敬请老师批评指正，我一定会虚心接受，在此表示衷心感谢！结构设计计算书1设计资料工程名称xx区某教学楼工程概况本建筑采用的是现浇混凝土框架结构，建筑总高度米，层数为5层。一层层高为，二~五层高为，室内外高差为，平屋顶。设计资料1、基本风压：m22、基本雪压：m2，雪荷载准永久值分区为Ⅲ区。3、地震烈度：8度，设计基本地震加速度为，Ⅱ类场地，设计地震分组为第一组。4、地面粗糙度类别：B类。5、地质资料：本工程不考虑地下水的影响。

2结构布置及计算简图结构布置图2-1结构布置图计算单元选取由于本设计为一简单矩形三跨框架结构，计算单元取中跨横向框架eq\o\ac(○,9)轴线一榀框架，如图2-2所示，其计算简图如图2-3。底层柱高取4500mm。（注：底层地面做刚性面层并加基础梁与基础隔开，即底层柱高取4500mm.）图2－2计算单元图2-3计算简图梁柱截面尺寸的确定梁截面尺寸1、主梁：AB跨：梁高h=(1∕12~1∕8)L=500~750mm；取600㎜梁宽b=(1∕3~1∕2)h=200~300mm；取250㎜BC跨：梁高(1∕12~1∕8)L=200~300mm根据实际情况及刚度要求，综合考虑多种因素取500㎜梁宽取250mm故主梁截面尺寸：600㎜×250㎜，500㎜×250㎜。2、次梁：①～②跨：梁高(1∕12~1∕8)L=375~562mm；取500㎜梁宽b=(1∕3~1∕2)h=167~250mm；取250㎜故次梁截面尺寸：500㎜×250㎜。柱截面尺寸的确定1、按底层确定柱截面尺寸，底层柱高H=4500㎜。2、b=(1∕20~1∕15)h=225~300mm。3、初步选定柱的截面尺寸（1）、该建筑采用全现浇结构，混凝土强度等级取C30，。边柱负荷面积：6×∕2=m2中柱负荷面积：F=6×（+）/2=m2（2）、确定柱截面尺寸：柱轴压比限制：估算N＝10～20KNA/教学楼一般取N＝12KN/㎡又因为本设计抗震等级为三级，框架结构所以n=（3）、一层边柱：（4）、一层中柱：故取500mm，初步选定柱截面尺寸为：500mm×500mm。板厚的确定规范规定单向板中民用建筑楼板的最小厚度厚取60mm，故本设计取板厚120mm。

3恒载计算屋面荷载标准值40厚C20细石混凝土保护层：10厚1:4石灰砂浆隔离层：30厚C20细石混凝土找平层：50厚挤塑保温板：15厚水泥砂浆找平：120厚现浇钢筋混凝土板：板底抹灰平顶：合计：楼面荷载标准值10厚地砖：5厚1：1水泥砂浆粘结层：30厚水泥砂浆结合层：120厚现浇钢筋混凝土屋面板：板底抹灰平顶：合计：m2框架梁柱荷载标准值梁自重（包括20mm厚抹灰）（1）主梁（600×250）：××25=KN/m总：m梁侧粉刷:KN/m次梁（500×250）：××25=KN/m总：KN/m梁侧粉刷:KN/m合计：m（2）柱自重：（包括20mm厚抹灰）柱：（500×500）：××25=KN/m总：KN/m柱侧粉刷:4×××17=KN/m合计：KN/m填充墙荷载标准值：外墙单位墙体自重（包括20mm厚抹灰）：合计：内墙单位墙体自重（包括20mm厚抹灰）：合计：按照任务书所给定的隔墙按恒载摊到楼面取㎡。门窗荷载标准值铝合金玻璃窗（以钢框玻璃窗计算）取，木门取，铝合金门取，木框玻璃窗取。4活荷载计算上人屋面活荷载为，雪荷载标准值为，按规范屋面活载取荷。卫生间活荷载为，楼面活荷载为。5楼层荷载汇总计算各层总重力荷载代表值，恒载取50%，各层重力荷载集中于楼屋盖标高处。顶层荷载女儿墙自重：（240厚墙砖女儿墙）×19+×17×2=KN/m2××（+）×2=KN屋面自重：×（×）=柱自重（包括粉刷）：××104×=KN梁荷载（包括粉刷）：主梁（包括粉刷）：×（）×52+××18+××2=KN次梁（包括粉刷）：××38=梁总荷载为：+=KN顶层上半部分墙荷载：外墙净长度：+×2-54×=191m顶层上半部分外墙荷载：×{191×顶层上半部分内墙荷载：内墙净面积：（）×（）×26+{×2×××××40}=m2顶层上半部分内墙荷载：×=KN门窗洞口总面积：C2421:(36个)××36=C1521:(6个)××6=m2C1221:(4个)××4=m2M0924:(40个)××40=m2C：（++）×=M：×=KN故墙体总荷载：×（+）=门窗荷载：×（+）=若隔墙摊到楼面按2KN/㎡计算××2=。与计算的墙体实际荷载基本相符。∑恒载=++++=按规范规定活载取雪荷载：×（×）=顶层重力荷载代表值：G5＝（+×）＝。二~四层荷载楼面荷载：×（××3×2-6×）=柱自重（包括粉刷）：××88=梁荷载：计算同顶层梁总荷载（包括粉刷）：门窗荷载含在墙体荷载内。墙体荷载按照2KN/㎡摊到楼面：××2=楼梯荷载：×3××25×2+×3××25×2+×××25+××25×=∑恒载=++++=楼梯活荷载：卫生间、楼面活载:五层重力荷载代表值： Ｇ2~4＝+×{×3×6×2+××6+×（×）}=一层荷载楼面荷载：柱自重（包括粉刷）：×（+）/2×104＝

梁总荷载：（计算同顶层）墙体总荷载：楼梯荷载：雨篷荷载：25×（××+××）×2+××=∑恒载=（+++++）=楼梯活荷载：卫生间、楼面活载:一层重力荷载代表值：G1=+×{×3×6×2+××6+×（×）}=各层荷载代表值的图示如图5-1：图5-1重力荷载代表值以三层AD轴边柱为例6地震作用横向框架侧移刚度计算表6-1二～五层梁的线刚度截面尺寸b×h（mm2）弹性模量Ec（N/mm2）惯性矩Ic=bh3/12（mm4）跨度L（mm）线刚度i0=EcIc/L边框架梁Kb=中框架梁Kb=250×6006000250×5002400250×5006000表6-2底层梁的线刚度截面尺寸b×h（mm2）弹性模量Ec（N/mm2）惯性矩Ic=bh3/12（mm4）跨度L（mm）线刚度i0=EcIc/L边框架梁Kb=中框架梁Kb=250×6006000250×5002400250×5006000表6-3柱子的线刚度层次截面尺寸b×h（mm2）弹性模Ec（N/mm2）惯性矩Ic=bh3/12（mm4）层高H(mm)线刚度i0=EcIc/H2-5500×500××3600×1500×500××4500×表6－4柱的侧移刚度D值计算层次截面砼强度等级弹性模量Ec（N/mm2）层高H（m）截面惯性矩线刚度aA、D轴线边框架边柱1*107072-5*11251B、C轴线边框架中柱1*120912-5*14467A、D轴线中框架边柱1*117662-5*13703B、C轴线中框架中柱1*132372-5*17199注：表6－5各层D值汇总楼层序号12-5汇总D值各柱D值×根数A、D轴线边框架边柱10707×411251×4B、C轴线边框架中柱12091×214467×2A、D轴线中框架边柱11766×2013703×20B、C轴线中框架中柱13237×2017199×20567070691978横向框架自振周期计算按顶点位移法计算，考虑填充墙对框架刚度的影响，取基本周期调整系数，计算公式为，式中为顶点位移（单位为m）按D值法计算，见表6-6。表6-6横向框架顶点位移计算层次G（KN）∑G（KN）Di△i-△i-1=∑G/Di(m)△i(m)56919784691978369197826919781567070相邻层间刚度的比值：567070/691978＝>故层间刚度符合要求横向框架水平地震作用地震作用按8度，设计基本地震加速度为的Ⅱ场地，设计地震分组为第一组，则，因，总水平地震作用标准值即底部剪力按下式计算：（+==ＫＮ由于，所以需要考虑顶部附加水平地震作用顶部附加水平地震作用系数：顶部附加水平地震作用：则质点i的水平地震作用为：抗震验算时，结构各楼层的最小水平地震剪力标准值应符合因为查表得剪力系数表6-7各层地震作用及楼层地震剪力层次hi(m)Hi(m)Gi(KN)GiHiGiHi/∑GiHiVi(KN)5３.６29862634214３.６22780334213３.６17420234212３.６12060234211４.5740613421表6-8楼层的最小水平地震剪力标准值验算楼层序号Gi(KN)54321变形验算表6-9变形验算层次层间剪力Vi（KN）层间刚度Di（KN）Ui-Ui-1=Vi/Di（m）层高hi(m)层间相对弹性转角备注56919781/1846层间相对弹性转角均满足θe＜[θe]=1/550的要求46919781/112136919781/86326919781/74315670701/703从表可见最大层间弹性位移发生在第一层，其值为1/703<1/550满足要求

图6－1层间剪力及位移示意图

横向框架eq\o\ac(○,9)轴柱端弯矩计算注：y值可根据《工程结构抗震设计》查附表差值求的；表6-10横向框架eq\o\ac(○,)轴柱端弯矩计算层次hVi层间刚度∑DA、D轴（边柱）DKy1-yMtMb569197813703469197813703369197813703269197813703156707011766层次hVi层间刚度∑DB、C轴（中柱）DKY1-yMtMb569197817199469197817199369197817199269197817199156707013237地震作用下的内力分析取eq\o\ac(○,9)轴横向框架分析，eq\o\ac(○,9)轴柱端弯矩计算结果详见表6-11，地震作用下框架梁柱端弯矩、梁端剪力及柱轴力分别见下图。求得柱端弯矩后可用节点平衡的方法求得梁端弯矩，公式如下：表6-11梁端弯矩、剪力及柱轴力计算见层次A-BB-C柱轴力MblMbrlVbMblMbrlVbAB5646362616以五层AB梁为例：图6－2地震作用下横向框架梁柱弯矩图图6－3地震作用下横向框架剪力图图6－4地震作用下横向框架轴力图7竖向荷载作用下横向框架内力计算计算单元取eq\o\ac(○,9)轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为，如图7-1所示，由于房间布置有次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影线所示，计算单元范围内的楼面荷载先传递给次梁和纵向框架梁，再以集中力的形式传给框架，作用于各节点上，由于纵向框架的中线与柱的中心线不重合，因此在框架节点上还有集中力矩。图7－1计算单元及力的传递荷载计算各层恒载计算第五层：图7-2所示:图7－2五层梁上作用的恒载女儿墙××＝次梁自重ABCD间：×6=边框梁自重：×=AB、CD跨均布荷载：BC跨均布荷载：KN/MA、D轴集中力：B、C轴集中力：A、D节点偏心矩：B、C节点偏心矩：第一~四层：如图7-3所示，图7－3一～四层梁上作用的恒载A、D轴9-10跨墙体：B、C轴9-10跨墙体：A、D轴窗重量：××=B、C轴门重量：××=AB、CD跨均布荷载：+×+×跨均布荷载：KN/mA、D轴集中力:[+××6)×1/2+++]×1/2×2=B、C轴集中力：[+××6)×1/2+++】×1/2×2=A、D节点偏心矩：B、C节点偏心矩：各层活载计算一～五层活载计算：图7－4一～五层梁上作用的活载AB、CD跨均布荷载：BC跨均布荷载：A、D轴集中力：××6×1/2×1/2×2=B、C轴集中力：××6×1/2+××2)×1/2×2=A、D节点偏心矩：B、C节点偏心矩：各层结点弯矩计算五层恒载作用下结点弯矩(布置见图7-2)一～四层恒载作用下结点弯矩（布置见图7-3）一～五层活载作用下结点弯矩（布置见图7-4）梁柱线刚度比（弯矩分配系数）一层：梁柱二～五层：柱

图7－5梁柱线刚度比横向框架的弯矩用二次分配法进行弯矩分配恒载作用下的弯矩二次分配：见（图7-6）活载作用下的弯矩二次分配：见（图7-7）恒载作用下的内力图图7-8恒载作用下梁柱弯矩图图7-9恒载作用下梁柱轴力图图7-10恒载作用下梁柱剪力图活载作用下的内力图图7-11活载作用下梁柱弯矩图图7-12活载作用下梁柱轴力图图7-13活载作用下梁柱剪力图荷载作用下的内力表7-1恒载作用下的内力表7-2活载作用下的内力注：以5层为例计算跨中弯距及剪力梁左上柱下柱梁左梁右上柱下柱ABC图7-6恒载作用下弯矩二次分配图（KN·m）梁左上柱下柱梁左梁右上柱下柱-99ABC图7-7活载作用下弯矩二次分配图图7-8恒载作用下的梁柱弯矩图图7-9恒载作用下的柱轴力图图7-10恒载作用下梁柱的剪力图图7-11活载作用下梁柱的弯矩图图7-12活载作用下柱的轴力图图7-13活载作用下梁柱的剪力图

表7-1恒载作用下的内力层次A-BB-CC-D柱轴力M左M右V左V右M左M右V左V右M左M右V左V右ABCD54321表7-2活载作用下的内力层次A-BB-CC-D柱轴力M左M右V左V右M左M右V左V右M左M右V左V右ABCD500400300200100

8横向框架内力组合弯矩调幅当考虑结构塑性内力重分布的有利影响时，应在内力组合之前对竖向荷载作用下的内力进行调幅。分别考虑恒荷载和活荷载由可变荷载效应控制组合和由永久荷载效益控制的组合，并比较两种组合的内力，取最不利者。由于构件控制截面的内力取自支座边缘处，为此，进行组合前，应先计算各控制截面处的内力值。调幅系数β=，b=，g为恒载，p为活载，具体计算过程见表8-1表8-1弯矩调幅层次恒载作用下的弯矩(KNM)调幅及控制截面处的弯矩M控(KNM)及剪力V'(KN)MM'=×MAB跨BC跨CD跨AB跨MblMbrMblMbrMblMbrMbl'Mbr'54321层次M'=×MVBC跨CD跨AB跨BC跨Mbl'Mbr'Mbl'Mbr'VblVbrVblVbr54321层次VV'=V-gb/2CD跨AB跨BC跨CD跨VblVbrVbl'Vbr'Vbl'Vbr'Vbl'Vbr'54321层次活载作用下的弯矩(KNM)调幅及控制截面处的弯矩M控(KNM)及剪力V'(KN)MM'=×MAB跨BC跨CD跨AB跨MblMbrMblMbrMblMbrMbl'Mbr'54321层次M'=×MVBC跨CD跨AB跨BC跨Mbl'Mbr'Mbl'Mbr'VblVbrVblVbr500400300200100层次VV'=V-pb/2CD跨AB跨BC跨CD跨VblVbrVbl'Vbr'Vbl'Vbr'Vbl'Vbr'500400300200100续表-8-1弯矩调幅层次M控制=M-V控×b/2（恒载）AB跨BC跨CD跨M控lM控rM控lM控rM控lM控r54321层次M控制=M-V控×b/2（活载）AB跨BC跨CD跨M控lM控rM控lM控rM控lM控r54321内力组合考虑五种荷载组合：（注：重力载＝恒载+活载）1、恒载+活载；2、恒载+活载3、γRE（重力载+地震荷载）为达到“三水准设防，二阶段设计”的要求，应使框架结构具有足够的承载能力、良好的变形能力以及合理的破坏机制。因此在抗震设计时应遵循“强柱弱梁”，“强剪弱弯”，“强结点、强锚固”的设计原则。框架横梁的控制截面是支座截面和跨中截面，支座处一般产生-Mmax和Vmax，跨中截面产生Mmax。柱的控制截面在柱的上、下端。恒载、活载、风载和地震荷载都分别按各自规律布置进行内力分析，恒载，活载取支座上部弯矩为负，下部弯矩为正；地震荷载均考虑左右两个方向，然后取出各个构件控制截面处的内力，最后在若干组不利内力中选取几组最不利的内力作为构件截面的设计内力。

表-1框架梁内力组合表层次截面位置内力支座边V五层AB梁左端MV右端MV跨中M五层BC梁左端MV0右端MV0跨中M0四层AB梁左端MV右端MV跨中M四层BC梁左端MV右端MV跨中M0三层AB梁左端MV右端MV跨中M三层BC梁左端MV0右端MV0跨中M二层AB梁左端MV右端MV跨中M二层BC梁左端MV0右端MV0跨中M一层AB梁左端MV右端MV跨中M一层BC梁左端MV0右端MV0跨中M注:表中M以下部受拉为正，V以向上为正。

表-2横向框架A柱弯矩和轴力组合层次截面内力NMM5柱顶M.N柱底MN4柱顶MN柱底MN3柱顶MN柱底MN2柱顶MN柱底MN1柱顶MN柱底MN注:表中M以左侧受拉为正，N以受压为正；M、N的抗震调整系数为。

表3横向框架A柱剪力组合（kn）层次活载Hun(m)54321注:表中V以绕柱端顺时针为正；剪力的抗震调整系数为；为相应于本层柱净高上、下两端的剪力设计值。表4横向框架A柱柱端组合弯矩设计值的调整层次54321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底注: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。

表5横向框架B柱弯矩和轴力组合层次截面内力NMM5柱顶MN柱底MN4柱顶MN柱底MN3柱顶MN柱底MN2柱顶MN柱底MN1柱顶MN柱底MN注:表中M以左侧受拉为正，N以受压为正；M、N的抗震调整系数为。

表6横向框架B柱剪力组合（kn）层次活载Hun(m)54321注:表中V以绕柱端顺时针为正；剪力的抗震调整系数为；为相应于本层柱净高上、下两端的剪力设计值。表7横向框架B柱柱端组合弯矩设计值的调整层次54321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底注: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。柱端弯矩和轴力组合取每层柱顶和柱底两个控制截面，采用与梁的内力组合一样的方法，也考虑了四种内力组合。由于柱是偏心受力构件且一般采用对称配筋，故应从上述组合中求出下列最不利内力：（1）及相应的；（2）及相应的（考虑小偏心受压柱）；（3）及相应的（考虑柱大偏心受压柱）。对于抗震设计的组合，应注意从两个方向的水平地震作用确定最不利内力。《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采用，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；对于轴压比大于的上层偏压柱，则同时乘以。柱端弯矩设计的调整（1）根据《抗震规范》规定：在一、二、三级框架的梁柱节点处，除框架顶层和柱轴压比小于者及框支梁与框支柱的节点外，柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求式中，—为节点上下柱端截面（指的是柱净高端面）顺时针（或反时针）方向组合的弯矩设计值之和，上下柱端的弯矩设计值可按弹性分析分配；—为节点左右梁端截面（指的是梁净跨端面）反时针（或顺时针）方向组合的弯矩设计值之和;—为柱端弯矩增大系数，一级为，二级为，三级为。框架底部若干层的柱反弯点不在楼层内时，说明若干层的框架梁相对较弱，为了避免在竖向荷载和地震共同作用下引起变形集中，压屈失稳，故对柱端弯矩乘以柱端弯矩增大系数。（2）为了避免框架柱脚过早屈服，一、二、三级框架结构的底层柱下端截面的弯矩设计值，应分别乘以增大系数、和。此处，底层是指无地下室的基础以上或地下室以上的首层。柱端组合剪力设计值的调整非抗震设计时，柱端截面剪力组合设计值的表达式与梁相同，，只是此时的V应为各种荷载作用下的柱端剪力。抗震设计时，一、二、三级框架柱和框支柱端部组合的剪力设计值应按下式调整：式中，—为柱端截面组合的剪力设计值；—为柱的净高；，—分别为柱的上下端顺时针（或反时针）方向截面组合的弯矩设计值，应符合上柱端弯矩设计值调整的要求；—为柱端剪力增大系数，一级为，二级为，三级为。框架角柱地震作用效应的调整由地震引起的建筑结构扭转会使角柱地震作用效应明显增大，故应对角柱的地震作用效应予以调整。一、二、三级框架的角柱，经过上述调整后的组合弯矩设计值、剪力设计值尚应乘以不小于的增大系数。框架柱内力组合计算按照上述方法对框架柱进行内力组合，结果见表2～7。注意，在考虑地震作用效应的组合中，取屋面为雪荷载时的内力进行组合。表2～7中柱端组合弯矩设计值的调整说明。表5注意事项（1）柱的竖向荷载作用的弯矩和剪力设计值不考虑调幅；（2）地震组合时，要用雪荷载参与组合；（3）地震组合时，当时，M、N的抗震调整系数为；当时，M、N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。表6注意事项（1）柱的剪力标准值求法如下：式中，—分别为本层柱上、下端计算中心处的弯矩标准值；—为本层的层高。例如，（2）为本层柱净高上、下端斜截面设计时的剪力设计值，其中、分别为本层柱净高下、上端处的弯矩，通常是用抗震组合中经过柱端弯矩调整过的值，但要考虑去除抗震调整系数；为本层柱的净高。例如，B柱二层的剪力表7注意事项（1）对于底层柱，三级抗震等级下，乘以增大系数，即B柱底层（2）除了框架顶层和轴压比的层，要求对柱端弯矩调整，本例中，1，2两层要求出支座边缘处的弯矩并作为抗震的调整，三级抗震时，；其它层仅计算支座边缘处的弯矩。（3）项是对应弯矩M项的轴压力设计值，即在B柱中取左震的M时，也取左震方向时的轴力。

9截面设计框架梁由于二～四层内力较为接近，所以取第二层进行计算，考虑到上层荷载的减小，二到四层的梁配筋将会比实际偏于保守，底层与顶层分别进行计算，各层计算结果见表9-1梁的正截面受弯承载力计算当梁的下部受拉时，按T型梁截面计算，当梁上部受拉时，按矩形梁截面计算。即跨中按T型梁截面计算，支座出按矩形梁截面计算。翼缘计算宽度按跨度考虑，取三分之一跨度，AB跨：6×1/3=BC跨：×1/3=按翼缘考虑时：（考虑到截面宽度较小，取60）此情况不起控制作用，故梁内纵向钢筋采用HRB335级钢筋标准层：AB跨图9－1AB跨梁简图属于第一类T型截面：〈实配4φ20（同时满足配筋率要求2、BC跨：图9－2BC跨梁简图属于第一类T型截面：〈实配2φ16（满足要求。将下部跨间截面的2φ16钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用的受压钢筋，（再计算相应的受拉钢筋，即支座的上部3、AB跨：（按双筋梁计算）

支座A上部==因为实配6φ22（）支座B上部==因为实配6φ20（）4、BC跨：

支座B上部==因为实配6φ20（）支座C上部同支座B实配6φ20（）表9-1横梁配筋计算顶层二～四层计算面积选筋实配面积计算面积选筋实配面积ABCD跨支座A、D2φ206286φ222281支座B、C2φ206286φ201885跨中4φ1810174φ201256BC跨支座B2φ206286φ201885支座C2φ206286φ201885跨中2φ164022φ16402底层计算面积选筋实配面积ABCD跨支座A、D6φ222281支座B、C6φ201885跨中4φ201256BC跨支座B6φ201885支座C6φ221885跨中2φ16402梁的斜截面受剪承载力计算表9-2梁斜截面配筋计算(抗震组合下)截面支座A支座B左支座B右支座C左支座C右支座D五层V/KNγREV/KNbh0/mm2250×540250×540250×540250×540250×540250×540βcfcbh0/KN<0<0<0<0<0<0箍筋股数、直径n=28n=28n=28n=28n=28n=28箍筋间距200200200200200200验算满足满足满足满足满足满足标准层V/KNγREV/KNbh0/mm2250×540250×540250×540250×540250×540250×540βcfcbh0/KN箍筋股数、直径n=28n=28n=28n=28n=28n=28箍筋间距200200200200200200验算满足满足满足满足满足满足一层V/KNγREV/KNbh0/mm2250×540250×540250×540250×540250×540250×540βcfcbh0/KN箍筋股数、直径n=28n=28n=210n=210n=28n=28箍筋间距200200200200200200验算满足满足满足满足满足满足括号内数值为梁端加密区范围内的箍筋间距，βc＝，γRE为梁的抗震受剪承载力调整系数，取ft＝mm2，fc＝mm2,fyv=210KN/mm2梁端加密区箍筋取2肢φ8＠100，采用HPB235级钢筋，，加密区长度取倍的梁高（）＝900mm，非加密区箍筋取2肢φ8＠200，箍筋设计满足要求。框架柱柱的正截面计算一～五层柱截面均为500mm×500mm。

表9-3柱正截面承载力计算层数杆件柱A柱B柱A柱B柱A柱B组合类型︱Mmax︱N︱Nmax︱M︱Nmin︱M一MN轴压比N/fcAe0=M/N/mmea=max(20,h/30)/mm202020202020ei=e0+e1/mmξ1=Nl0=H/mm450045004500450045004500l0/he=ηei+mmx=N/(α1fcb)/mm判别大偏心且x<ξbh0=250大大小小大大大偏压As=As′654723442395小偏压As=As′〈0〈0ρminbh/mm2875875875875875875选用配筋/mm2A柱配筋8Φ20As=2512mm2B柱配筋8Φ22As=3040mm2注:ξ1>取,l0/h<15时取ξ2=,α1=,α2=,ξb取，β1=。

表9-3续1柱正截面承载力计算层数杆件柱A柱B柱A柱B柱A柱B组合类型︱Mmax︱N︱Nmax︱M︱Nmin︱M二MN轴压比N/fcAe0=M/N/mmea=max(20,h/30)/mm202020202020ei=e0+e1/mmξ1=Nl0=mml0/h999999e=ηei+mmx=N/(α1fcb)/mm判别大偏心且x<ξbh0=250大小小小大大大偏压As=As′487423568小偏压As=As′〈0〈0〈0ρminbh/mm2875875875875875875选用配筋/mm2A柱配筋8Φ20As=2512mm2B柱配筋8Φ22As=3040mm2

表9-3续2柱正截面承载力计算层数杆件柱A柱B柱A柱B柱A柱B组合类型︱Mmax︱N︱Nmax︱M︱Nmin︱M三MN轴压比N/fcAe0=M/N/mmea=max(20,h/30)/mm202020202020ei=e0+e1/mmξ1=Nl0=mml0/h999999e=ηei+mmx=N/(α1fcb)/mm判别大偏心且x<ξbh0=250大大小小小小大偏压As=As′852984小偏压As=As′<0<0<0<0ρminbh/mm2875875875875875875选用配筋/mm2A柱配筋8Φ20As=2512mm2B柱配筋8Φ22As=3040mm2

表9-3续3柱正截面承载力计算层数杆件柱A柱B柱A柱B柱A柱B组合类型︱Mmax︱N︱Nmax︱M︱Nmin︱M四MN轴压比N/fcAe0=M/N/mmea=max(20,h/30)/mm202020202020ei=e0+e1/mmξ1=Nl0=mml0/h999999e=ηei+mm379..48x=N/(α1fcb)/mm判别大偏心且x<ξbh0=250大大大大大大大偏压As=As′752867<0<0624<0小偏压As=As′ρminbh/mm2875875875875875875选用配筋/mm2A柱配筋8Φ20As=2512mm2B柱配筋8Φ22As=3040mm2

表9-3续4柱正截面承载力计算层数杆件柱A柱B柱A柱B柱A柱B组合类型︱Mmax︱N︱Nmax︱M︱Nmin︱M五MN轴压比N/fcAe0=γREM/γREN/mmea=max(20,h/30)/mm202020202020ei=e0+e1/mmξ1=Nl0=mml0/h999999e=ηei+mmx=N/(α1fcb)/mm判别大偏心且x<ξbh0=250大大大大大大大偏压As=As′652721<025494小偏压As=As′ρminbh/mm2875875875875875875选用配筋/mm2A柱配筋8Φ20As=2512mm2B柱配筋8Φ22As=3040mm2

柱的斜截面计算以第一层A柱为例框架柱的剪力设计值V=，故满足要求。，取=故取N=，故该层柱应按构造要求配置箍筋。柱端加密区的箍筋选用4肢φ10＠100，由轴压比表可知，该层柱底的轴压比 n=故加密区长度为，取800mm非加密区，故箍筋取4φ10＠200。其它层计算结果见附表-2除第一层加密区长度为800mm，其它层加密区长度为500mm。考虑到一层柱根加密区长度要求>1/3柱高，所以一层全截面加密4φ10＠100表9-4柱的斜截面计算层号123柱号ABABABV截面是否满足要求满足要求N3333<0<0<0<0<0<0选配n=4φ10＠200n=4φ10＠200n=4φ10＠200n=4φ10＠200n=4φ10＠200n=φ10＠200加密区最小配箍特征值%%%%%%加密区配筋n=4φ10＠100n=4φ10＠100n=4φ10＠100n=4φ10＠100n=4φ10＠100n=4φ10＠100表9-4续柱的斜截面计算层号45柱号ABABV截面是否满足要求满足要求N3333<0<0<0<0选配n=4φ10＠200n=4φ10＠200n=4φ10＠200n=4φ10＠200加密区最小配箍特征值%%%%加密区配筋n=4φ10＠100n=4φ10＠100n=4φ10＠100n=4φ10＠100现浇板单向板配筋计算板的最大跨度为，板厚，故取h=120mm。1、标准层（1）荷载板的恒载标准值：，恒载的分项系数为；板的活载标准值：，活载的分项系数为；板的恒载设计值：g=；板的活载设计值：q=；荷载的总设计值：g+q=。（2）计算简图（见图9-3）纵向板带共有40跨。板跨均为，按按五跨连续板计算。次梁截面为250㎜×500㎜，现浇板在墙上的支承长度不小于120mm，取板在墙上的支承长度为120mm，按内力重分布设计。板的计算跨度：边跨：取中间跨：因跨度相差小于10%，可以按等跨连续板计算，取1m宽板带作为计算单元。板的计算简图图9-3（3）弯矩设计值查表，板的弯矩系数αm分别为，边跨跨中：1/11，离端第二支座：-1/11，离端第二跨跨中1/16，中间跨跨中：1/16，中间跨支座：-1/14。（4）正截面受弯承载力计算板厚h=120mmh0=120-20=100mmb=1000mmC30混凝土，α1=，HPB235钢筋，板配筋计算过程列于表9-5表9-5板配筋计算截面1B2C3弯矩设计值αs=M/(α1fcbh02)ξ=1-（1-2αs）计算配筋As=ξα1fcbh0/fy(mm)170170116129129实际配筋φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm22、底层（1）荷载板的恒载标准值：，恒载的分项系数为；板的活载标准值：，活载的分项系数为；板的恒载设计值：g=；板的活载设计值：q=；荷载的总设计值：g+q=。（2）计算简图同标准层（3）弯矩设计值查表，板的弯矩系数αm分别为，边跨跨中：1/11，离端第二支座：-1/11，离端第二跨跨中1/16，中间跨跨中：1/16，中间跨支座：-1/14。（4）正截面受弯承载力计算板厚h=120mmh0=120-20=100mmb=1000mmC30混凝土，α1=，HPB235钢筋，板配筋计算过程列于表-10-3表9-5续1板配筋计算截面1B2C3弯矩设计值αs=M/(α1fcbh02)ξ=1-（1-2αs）计算配筋As=ξα1fcbh0/fy(mm)167167111127111实际配筋φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm23、顶层（1）荷载板的恒载标准值：，恒载的分项系数为；板的活载标准值：，活载的分项系数为；板的恒载设计值：g=；板的活载设计值：q=；荷载的总设计值：g+q=+=。（2）计算简图同标准层 （3）弯矩设计值查表，板的弯矩系数αm分别为，边跨跨中：1/11，离端第二支座：-1/11，离端第二跨跨中1/16，中间跨跨中：1/16，中间跨支座：-1/14。（4）正截面受弯承载力计算板配筋计算过程列于表-9-5表9-5续2板配筋计算顶层截面1B2C3弯矩设计值αs=M/(α1fcbh02)ξ=1-（1-2αs）计算配筋As=ξα1fcbh0/fy(mm)170170123136123实际配筋φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm24、中间走廊的板的配筋计算图9－4走廊板计算简图(1)标准层该板带简化为两端固定的支座板带荷载统计：板的恒载标准值：，恒载的分项系数为；板的活载标准值：，活载的分项系数为；板的恒载设计值：g=；板的活载设计值：q=；荷载的总设计值：g+q=+=。计算跨度为弯矩设计值跨中表9-6中间走廊板配筋计算支座跨中弯矩（KN/m）αs=M/(α1fcbh02)ξ=1-（1-2αs）计算配筋As=ξα1fcbh0/fy(mm)177实际配筋φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm2(2)底层除底层，其他与标准层相同表9-6续1中间走廊板配筋计算支座跨中弯矩（KN/m）αs=M/(α1fcbh02)ξ=1-（1-2αs）计算配筋As=ξα1fcbh0/fy(mm)18387实际配筋φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm2（3）顶层同标准层次梁荷载设计取跨度内Cl－1计算，考虑内力重分布板传来的荷载：×=m次梁自重：m恒载设计值：×（+）=KN/m活载设计值：××=KN/mP=+=KN/m计算简图及截面设计由于该办公楼为三跨对称结构，中间跨未布置次梁，故其余两跨由于对称，只需考虑一跨，以简支梁计算。（计算简图见图9-5）梁截面250×5001.计算跨度取计算简图如图所示图9－5次梁计算简图2.内力（1）弯矩计算跨中（2）剪力设计值3.承载力设计值（1）正截面受弯承载力采用C30混泥土，，纵筋HRB335级，箍筋采用HPB235级，经判别为第一类T型梁，支座按矩形截面计算，b=250㎜计算过程见表-9-7（2）斜截面受剪承载力①验算截面尺寸，属于厚腹梁故截面满足要求②计算腹筋采用φ8双肢箍筋，计算支座A右侧截面由故按构造要求配筋φ8＠200。验算配箍率下限值：弯矩调幅时要求的配箍率下限值为：：，实际配箍率：，满足要求。表9-7次梁正截面受弯承载力计算截面位置MKN·m选用AsA5084φ14(As=615)跨中2462φ14(As=308)B5084φ14(As=615)

10地基基础设计地基变形验算根据建筑物地基设计等级及长期荷载作用下的地基变形对上部结构的影响程度，地基基础设计应符合规范。由规范可知，场地和地基条件简单，荷载分布均匀的七层和七层以下的民用建筑和一般工业建筑，次要的轻型建筑为丙级建筑物。对于框架结构，地基承载力特征值且≤7层的建筑，可不进行地基变形验算，该建筑的地基承载力特征值，为5层框架结构，故可不进行地基变形验算。柱下基础设计柱的截面尺寸为，采用柱下扩展基础，采用C30混凝土等级，垫层采用C15，厚度100mm，采用HRB335级钢筋。A、D轴下基础设计1.初步确定基础高度：400+350=750㎜2.确定基础底面尺寸荷载取值:柱下对应有三种荷载组合，因此必须分别计算出基础底面面积。M=M=N=(2)(3)V=V=V=（1）先按轴心受压估算，这时基础埋置深度按室内标高和天然地坪标高的平均值考虑基础底面布置在第二层粘土与第三层粘土交界处。（2）初步估算基础底面面积对①基础底面面积按20%扩大A＝×=取b=2ml=B=2m<3m不需对进行修正对②基础底面面积按20%扩大A＝×=取b=2ml=不需对进行修正对③基础底面面积按20%扩大A＝×=取b=2ml=2m不需对进行修正取基底面积最大的组合，所以荷载取值为：基本组合：F=,M=·m,V=标准组合：F=,M=·m,V=基础和回填土重：偏心矩即满足条件（3）验算持力层地基承载力满足要求A、D柱下基础计算简图图10-13.基础高度验算（1）柱边基础截面抗冲切验算l=,b=2mh=750㎜,从上至下分350mm，400mm两个台阶ho=700mm（有垫层）取因偏心受压冲切力：=抗冲切力：=>满足要求（2）变阶处抗冲切验算取冲切力：=抗冲切力：=>4.配筋计算选用HRB335钢筋，（1）基础长边Ⅰ—Ⅰ柱边截面柱边净反力：=悬臂部分净反力平均值：弯矩：=截面变阶处：==比较As1和As2，应按As1配筋，实配10φ12=1131（2）基础短边方向因该基础受单向偏心荷载，所以在基础短边方向的基底压力可按均匀分布计算计算方法同长边方向，求得：，，实配10φ12=1131B,C轴下联合基础设计荷载取值:柱下对应有三种荷载组合，因此必须分别计算出基础底面面积。三种组合对应的基底面积为：M=M=