高层框架结构设计计算书

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设计（论文）专用纸

建筑构造设计应遵循几项基本原则：1）满足建筑物的使用功能及变化的要求。2）充分发挥所有材料的各种性能。3）注意施工的可能性和现实性。

4）注意感官效果及对建筑空间构成的影响。5）讲求经济效益和社会效益。

6）符合相关各项建筑法规和规范的要求。

本设计在建筑方案选择上基本满足了以上的设计原则，而且在体型和立面设计的过程中，还考虑了其他方面的影响。譬如：1.符合基地环境和总体规划的要求。

考虑到蒙自县主导风向为西南风，设计过程中讲建筑开口迎向主导风向等。

2.符合建筑功能的需要和建筑类型的特征。

本建筑作为大学生公寓，系公共建筑，在设计过程中，充分考虑了各个房间的位置布置，设计要求的普通宿舍，无障碍宿舍大小活动室，卫生间，阅览室，电视厅，洗衣房，门厅，办公及接待室，电梯，楼梯等均依照相关建筑设计规范，对面积、使用等进行严格控制。尽量将噪音过大的房间与居住房间分开，以保证居住环境。

3.合理运用某些视觉和构图的规律。

建筑物的体型和立面既要给人以美的享受，就应当讲求构图的章法，遵循视觉的规律和美学的原则。本设计摒弃了高层设计中将体型设计为简单的矩形，字设计过程中，对建筑型体进行简单的变换，整个建筑呈槽型布置，使建

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指导教师：刘永芳学生：净凯学号：202311003319

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筑物看起来不会过于单调，且又满足建筑过犯对体型的相关要求。4.符合建筑所选用结构系统的特点及技术的可能性。

本设计采用框架结构体系，在建筑设计中，考虑了框架梁、框架柱的布置，在设计上结合了从建筑到结构的转换。5.把握相应的设计指标和经济指标。

建筑设计方案的比较及确定（依据《住宅建筑规范》GB50368—2023）《宿舍建筑设计规范》JGJ36-2023：B.建筑软件说明：

PKPM是一个系列，除了建筑、结构、设备（给排水、采暖、通风空调、电气）设计于一体的集成化CAD系统以外，目前PKPM还有建筑概预算系列（钢筋计算、工程量计算、工程计价）、施工系列软件（投标系列、安全计算系列、施工技术系列）、施工企业信息化（目前全国好多特级资质的企业都在用PKPM的信息化系统）。

钢筋砼框架、框排架、连续梁结构计算与施工图绘制软件（PK）1.PK模块具有二维结构计算和钢筋混凝土梁柱施工图绘制两大功能:模块本身提供一个平面杆系的结构计算软件，适用于工业与民用建筑中各种规则和繁杂类型的框架结构、框排架结构、排架结构，剪力墙简化成的壁式框架结构及连续梁，拱形结构，桁架等。规模在30层，20跨以内。在整个PKPM系统中，PK承受了钢筋混凝土梁、柱施工图辅助设计的工作。除接力PK二维计算结果，可完成钢筋混凝土框架、排架、连续梁的施工图辅助设计外，还可接力多高层三维分析软件TAT、SATWE、PMSAP计算结果及砖混底框、框支梁计算结果，可为用户提供四种方式绘制梁、柱施工图，包括梁柱整体画、梁柱分开画、梁柱钢筋平面图表示法和广东地区梁表柱表施工图，绘制

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指导教师：刘永芳学生：净凯学号：202311003319

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100层以下高层建筑的梁柱施工图。

2．PK软件可处理梁柱正交或斜交、梁错层，抽梁抽柱，底层柱不等高，铰接屋面梁等各种状况，可在任意位置设置挑梁、牛腿和次梁，可绘制十几种截面形式的梁，可绘制折梁、加腋梁、变截面梁，矩型、工字梁、园型柱或排架柱，柱箍筋形式多样。

3.按新规范要求作强柱弱梁、强剪弱弯、节点核心、柱轴压比，柱体积配箍率的计算与验算，还进行罕遇地震下薄弱层的弹塑性位移计算、竖向地震力计算、框架梁裂缝宽度计算、梁挠度计算。

4.按新规范和构造手册自动完成构造钢筋的配置。

5.具有很强的自动选筋、层跨剖面归并、自动布图等功能，同时又给设计人员提供多种方式干预选钢筋、布图、构造筋等施工图绘制结果。

6.在中文菜单提醒下，提供丰富的计算模型简图及结果图形，提供模板图及钢筋材料表。

7.可与“PMCAD〞软件联接，自动导荷并生成结构计算所需的平面杆系数据文件。

8.程序最终可生成梁柱实配钢筋数据库，为后续的时程分析、概预算软件等提供数据。

结构平面计算机辅助设计软件(PMCAD)

PMCAD是整个结构CAD的核心，它建立的全楼结构模型是PKPM各二维、三维结构计算软件的前处理部分，也是梁、柱、剪力墙、楼板等施工图设计软件和基础CAD的必备接口软件。

PMCAD也是建筑CAD与结构的必要接口。

用简便易学的人机交互方式输入各层平面布置及各层楼面的次梁、预制板、洞口、错层、挑檐等信息和外加荷载信息，在人机交互过程中提供随时中断、修改、拷贝复制、查询、继续操作等功能。

-8-指导教师：刘永芳学生：净凯学号：202311003319

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自动进行从楼板到次梁、次梁到承重梁的荷载传导并自动计算结构自重，自动计算人机交互方式输入的荷载，形成整栋建筑的荷载数据库，可由用户随时查询修改任何一部位数据。由此数据可自动给PKPM系列各结构计算软件提供数据文件，也可为连续次梁和楼板计算提供数据。

绘制各种类型结构的结构平面图和楼板配筋图。包括柱、梁、墙、洞口的平面布置、尺寸、偏轴、画出轴线及总尺寸线，画出预制板、次梁及楼板开洞布置，计算现浇楼板内力与配筋并画出板配筋图。画砖混结构圈梁构造柱节点大样图。

结构布置（本论文只对框架结构和剪力墙结构进行对比，其余从略）：C.结构形式及结构方案的比较及确定1.框架结构：

由梁柱组成的结构单元成为框架，全部竖向荷载和侧向荷载由框架承受的结构体系，称为框架结构。框架结构在水平荷载作用下，将产生较大的侧向位移。侧向位移由两部分组成：第一部分是由梁和柱的弯曲变形引起；其次部分由柱的轴向变形引起。在水平荷载作用下，柱产生拉伸和收缩变形，从而引起侧向变形。其中，第一部分的侧移是主要的，并随着结构高度的增加而增大。由框架侧向变形图可见，框架结构在水平荷载作用下，在不考虑扭转影响的状况下，层间位移在结构的底部较大，在结构的上部相对较小，由底部到顶部有逐渐减小的趋势。其侧移曲线称为剪切型分布。

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框架结构体系具有可以较灵活地协同建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构。同时框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期。

框架结构体系的缺点为：①框架节点应力集中显著；②框架结构的侧向刚度小，属柔性结构框架，在猛烈地震作用下，结构所产生水平位移较大，易造成严重的非结构性破性；③对于钢筋混凝土框架，当高度大、层数相当多时，结构底部各层不但柱的轴力很大，而且梁和柱由水平荷载所产生的弯矩亦显著增加，从而导致截面尺寸和配筋增大，对建筑平面布置和空间处理，就可能带来困难，影响建筑空间的合理使用，在材料消耗和造价方面，也趋于不合理。2.剪力墙结构：

用钢筋混凝土剪力墙（用于抗震结构时也称为抗震墙）承受竖向荷载和抗争侧向力的结构称为剪力墙结构。高层建筑中当剪力墙的高宽比较大时，剪力墙相当于一个以受弯为主的竖向悬臂构件，在水平荷载作用下，产生的侧向变形或侧移曲线浮现为弯曲型。从剪力墙侧向变形图可见，剪力墙在水平荷载作用下，层间位移在结构的底部较小，在结构的上部相对较大，由底部到顶部有逐渐增大的趋势。

浇钢筋混凝土剪力墙结构具有的优点：①整体性好和刚度大；②在水平荷载作

-10-指导教师：刘永芳学生：净凯学号：202311003319

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(4.2?0.7)?0.36?2?2.52kN/m

合计：11.76kN/m标准层：

标准层无窗墙体：纵墙：

(3.6?0.7)?0.24?13?9.048kN/m

水刷石外墙面：

3.6?0.5?1.8kN/m

水泥粉刷内墙面：

3.6?0.36?1.296kN/m

合计：12.144kN/m标准层有窗墙体：纵墙：

0.8?0.24?13?2.496kN/m

水刷石外墙面：

(3.6?2.1)?0.5?0.75kN/m

铝合金窗：

0.45?2.1?0.945kN/m

水泥粉刷内墙面：

(3.6?2.1)?0.36?0.54kN/m

合计：4.731kN/m标准层内墙：

-16-指导教师：刘永芳学生：净凯学号：202311003319

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纵墙：

(3.6?0.7)?0.24?11?7.656kN/m

水泥粉刷内墙面：

(3.6?0.7)?0.36?2?2.088kN/m

合计：9.744kN/m卫生间隔墙：标准层：纵墙：

(3.6?0.7)?0.12?11?3.828kN/m

水泥粉刷内墙面：

(3.6?0.7)?0.36?2?2.088kN/m

2mm911防水层：

1.8?2.5?4.5kN/m

陶瓷锦砖：

0.12?1.8?0.216kN/m

合计：10.632kN/m底层：纵墙：

(4.2?0.7)?0.12?11?4.62kN/m

水泥粉刷内墙面：

(4.2?0.7)?0.36?2?2.52kN/m

2mm911防水层：

-17-指导教师：刘永芳学生：净凯学号：202311003319

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1.8?2.5?4.5kN/m

陶瓷锦砖：

0.12?1.8?0.216kN/m

合计：11.856kN/m女儿墙：纵墙：

1.2?0.24?18?5.184kN/m

水刷石外墙面：

1.2?0.5?0.6kN/m

水泥粉刷内墙面：

1.2?0.36?0.432kN/m

合计：6.216kN/m

屋面及楼面恒荷载计算：楼面：水磨石面层：

0.65kN/m2

20厚水泥砂浆：

20?0.02?0.4kN/m2

120厚钢筋混凝土板：

25?0.12?3.00kN/m2

15厚纸筋石灰抹灰：

16?0.015?0.24kN/m2

-18-指导教师：刘永芳学生：净凯学号：202311003319

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一层楼面吊顶：0.1kN/m2合计：一层楼面：3.89kN/m2其余楼面：3.79kN/m2屋面：

5厚陶瓷锦砖：0.12kN/m225厚水泥砂浆保护层：

20?0.025?0.5kN/m2

4mmSBS防水：

(2.9?4.2?4.5?5.0)/10?1.66kN/m2

其中：可溶物：2.9kN/m3PE：4.2kN/m3S：4.5kN/m3M：5.0kN/m3冷底子马蹄油：0.05kN/m220厚水泥砂浆找平：

20?0.02?0.4kN/m2

120厚钢筋混凝土板：

25?0.12?3.00kN/m2

100-150膨胀珍珠岩找坡：

(0.1?0.15)?72?0.875kN/m2

15厚纸筋石灰抹灰：

16?0.015?0.24kN/m2

合计：6.345kN/m2E.计算参数的选取

-19-指导教师：刘永芳学生：净凯学号：202311003319

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1.扭转藕联信息：

规则结构选择，不规则结构选择（依据《抗规》《高规》款）。《抗规规定，“规则结构不进行扭转藕联计算时，平行于地震作用方向的两个边榀，起地震作用效应应乘以增大系数〞。》。

一半的单向水平地震作用状况，多层应考虑偶然偏心；高层应同时考虑藕联和偶然偏心。《高规》与《抗规》均规定，计算双向水平地震作用应同时考虑扭转藕联，此时可不考虑偶然偏心。2.考虑偶然偏心：

偶然偏心的含义指的是：由偶然因素引起的结构质量分布的变化，会导致结构固有振动特性的变化，因而结构在一致地震作用下的反应也将发生变化。考虑偶然偏心，也就是考虑由偶然偏心引起的可能最不利的地震作用。详见《SATWE用户手册》125页10条。

根据《高规》“计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响〞，故单向地震力计算时要考虑偶然偏心，计算双向地震力时不用考虑偶然偏心。多层规则结构可不考虑。3.考虑双向地震作用：

根据《抗规》（强条）：“质量和刚度分布明显不对的结构，应计入双向地震作用下的扭转影响〞。一般状况下，均可在建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地震作用，此时可不考虑上一条的用户可根据实际工程状况选择是否需要考虑双向地震作用。

实际，对于多层结构而言，假使比较规则，那么可以通过《抗规》5.2.5（剪重比的要求）来考虑结构的扭转和偶然偏心；而对于高层建筑而言，假使结构比较规则，则应选用“考虑偶然偏心〞项，而不必再选“考虑双向地震作用〞。对于不规则的结构，不管多层还是高层建筑，均应选用“考虑双向地震作用〞项。4.计算振型个数：NMODE=X

-20-指导教师：刘永芳学生：净凯学号：202311003319

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一般计算振型个数不应小于9，多塔结构计算振型应当更多些，一般不小于12，但是应当要注意一点：指定的振型不能超过结构的固有振型总数，否则会导致程序无法正常计算。计算振型数一般取3的整数倍；时不应小于9，且≤3倍层数，时不小于3，且≤层数。依据详见《抗规》《高规》。计算中振型数的控制还应通过首次计算的结果来判断取值的大小。通过查看WZQ.OUT文件中“各方向的有效质量系数〞是否达到90%以上，来判断所取振型数是否足够。5.活载质量折减系数：RMC=0.50

该参数为计算重力荷载代表值时的活荷载组合值系数，主要用于计算质量阵，填此参数则结构质量将折减。应依照《抗规》（强条）及《高规》取值。一般民用建筑露面等效均布活荷载去0.5.6.周期折减系数：TC=0.70

周期折减的目的是为了充分考虑非承重填充墙刚度对计算周期的影响。根据《高规》依照以下规定取值：框架0.6-0.7；实际取值时可根据填充墙的数量和刚度大小取上限或下限。当非承重墙体为空心砖或砌块时，框架取0.8-0.9。7.梁端负弯矩调整系数：BT=0.85

在竖向荷载作用下，考虑框架梁端塑性变形内力重分布，对梁端负弯矩进行调幅，并相应增加跨中正弯矩。《高规》现浇框架梁梁端负弯矩取0.8-0.9，一般取0.85。8.梁设计弯矩增大系数：BM=1.00

通过此参数可调整梁设计弯矩（正负设计弯矩均增大）1.0-1.3，假使应经考虑了活荷载不利布置时，宜取1.00。9.梁扭矩折减系数：TB=0.40

对于现浇楼板结构，当采用刚性楼板假定时，可以考虑楼板对梁的抗扭作用而对梁扭矩进行折减。折减系数可在0.40-1.00范围内取值，一般取0.4。

-21-指导教师：刘永芳学生：净凯学号：202311003319

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10.全楼地震作用放大系数：RSF=1.00

可通过此参数来放大地震力，以提高结构的抗震安全度，其经验取1.0-1.5，一般取1.00。

11.顶塔楼地震作用放大起算层号：NTL=0

依照突出屋面部分最低层号填写，无顶塔楼时填0。在计算分析时，《抗规》规定采用底部剪力法时，突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应，宜乘以增大系数3，此增大系数不应往下传递，但与突出部分相连接的构件应予以计入；采用振型分解法时，突出屋面部分可作为一个质点进行计算。依照上述规定，在结构建模时应将小塔作为结构的一部分输入，在采用振型分解法计算地震作用的时候，计算振型数应适当取多一些，使得有效质量系数在90%以上，此时计算的地震作用无需放大。一般认为当出屋面的屋顶房间面积小于楼层总面积的30%时，该部分可依照突出屋面的屋顶间计算而不作一层计算。12.考虑P-△效应：

重力二阶效应一般称P-△效应，在建筑结构分析中指的是竖向荷载的侧移效应。用户不考虑P-△效应时，柱的计算长度按《混凝土设计规范》的简化计算。一般不需考虑，当结构在地震作用下的重力附加弯矩大于初始弯矩的10%时，应计入重力二阶效应的影响，《高规》整体结构稳定要求满足时，可不考虑。13.梁柱重叠部分简化为刚域：

一般不予考虑。14.柱配筋计算原则：

单偏压和双偏压的计算方法不一样，单偏压在计算配筋时，计算X方向配筋时不考虑Y向钢筋的作用，计算结果具有唯一性；而双偏压则恰恰相反，双偏压在计算X方向的配筋时要考虑与Y方向钢筋的叠加，计算结果具有不唯一性。

《高规》规定，“抗震设计时，框架角柱应依照双向偏心受力构件进行正截面承

-22-指导教师：刘永芳学生：净凯学号：202311003319

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载力设计〞。假使在特别构件定义中指定了角柱，程序自动依照双偏压计算。15.总刚与侧刚：（1）总刚：

就是用结构的总刚阵和与之相对的质量阵依照振型叠加法求解结构的周期与振型。结构的总刚阵即为结构静力分析时形成的结构总刚度矩阵，自由度为n的高层结构，结构的总刚度矩阵为n阶方矩阵。若定义有较大范围的弹性楼板或有较多不与楼板相连接的构件时，可确凿分析出结构每层每根构件的空间反应，可发现结构的刚度突变部位，连接薄弱的构件以及数据有误的部位，缺点是计算量大，费时长。（2）侧刚：

在高层结构分析中，为了提高分析效率，对于引入楼板平面内无限刚或分块无限刚，平面外刚度为零的假定后，采用一种简化计算方法，可以大大降低结构的自由度，使得结构每层只有3个独立的自由度，这就是侧刚的方法。优点是分析效率高，误差在允许范围。

（3）若平面没有定义弹性楼板且没有不与楼板相连接构件的工程，侧刚、总刚是一致的。

F.计算结果分析

计算结果见：附录3：结构计算控制参数

附录4：TAT结构的周期、振型和各层地震力、位移输出文件

（1）杆模型空间三维振动周期分析：

规范条文：新高规的4.3.5条规定，结构扭转为主的第一周期与平动第一周期之比，A级高度高层建筑不应大于0.9，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及繁杂高层建筑不应大于0.85.

由输出文件分析可知，结构第三振型的转动比例为0.99最大。结构周期比为：

-23-指导教师：刘永芳学生：净凯学号：202311003319

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T3/T1?1.6770?2.0039?0.8369s

经分析对比，本设计的结构周期比满足要求。

在第一次设计中，结构周期比验算为0.93，不满足规范规定，分析得知有以下原因：

1.抗侧力构件截面不足或抗侧力构件数量不够；

2.抗侧力构件分布不合理，抗扭刚度不够，相对偏心较大；3.结构体型较为繁杂，刚度中心与质量中心相差较大。

调整方法：可采用加大抗侧力构件截面或增加抗侧力构件数量的方法，且将抗侧力构件尽可能均匀地布置在建筑物四周，对结构方案应从加强抗扭刚度，减少相对偏心，使刚度中心与质量中心一致，减少结构平面的不规则性等角度出发，进行调整。有时仅调整抗侧力构件的刚度，很难达到理想的效果，应调整抗侧力构件的布置，增大结构的抗扭刚度。调整时如结构的层间位移角刚刚满足规范，结构的刚度富足量不大，可以均衡地加强结构外围刚度；如结构的层间位移角远小于规范限值，结构的刚度富足量很大，可以在加强结构外围刚度的同时，均衡地减弱结构内部中心抗侧力构件的刚度，效果更为明显。如仍不能满足规范要求时，应设置防震缝，将不规则平面划分为若干相对规则平面等法处理。

（2）楼层节点的最大位移分析

其中比值(R1/R2)为：R1最大位移/平均位移

R2最大柱间位移/平均柱间位移

新高规的4.3.5条规定，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角，A、B级高度高层建筑均不宜大于楼层平均值的1.2倍；且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及繁杂高层建筑，不应大于该楼层平均值的1.4倍。

第1荷载工况：X向地震力作用下节点控制水平位移，最大层间位移角：1/624平均层间位移角：1/625；

其次荷载工况：Y向地震力作用下节点控制水平位移，最大层间位移角：1/700

-24-指导教师：刘永芳学生：净凯学号：202311003319

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平均层间位移角：1/700；

第三荷载工况：X向风力作用下节点控制水平位移，最大层间位移角：1/5038平均层间位移角：1/5244；

第四荷载工况：Y向风力作用下节点控制水平位移，最大层间位移角：1/2989平均层间位移角：1/2989；

第五荷载工况：恒载作用下节点的最大竖向位移，最大竖向位移为：-18.01mm；第六荷载工况：活载作用下节点的最大竖向位移，最大竖向位移为：0.

结果分析：我国《建筑结构抗震设计规范》（GB50010-2023）规定：

对于钢筋混凝土框架结构，且高度不大于150m的高层建筑，其楼层层间最大位移角不大于1/550.以上分析最大层间位移角为1/624小于1/550.满足规范要求。

(二)手算部分

A、板式楼梯手算

本设计楼梯踏步面层为20mm厚水泥砂浆抹灰，金属栏杆0.1kN/m,板底面为20mm厚混合砂浆抹灰，活荷载标准值qk=3.5kN/m2,混凝土强度等级为C20，其中fc=9.6N/mm2,ft=1.1N/mm2。钢筋采用HPB235级，其中fy=210N/mm2.

-25-指导教师：刘永芳学生：净凯学号：202311003319

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基本资料：

1．依据规范：

《建筑结构荷载规范》（GB50009－2023）《混凝土结构设计规范》（GB50010－2023）2．几何参数：

楼梯净跨:L1=2970mm

楼梯高度:H=1800mm(标准层)和2100mm（底层）梯板厚:t=120mm踏步数:n=12(阶)

平台楼梯梁宽度:b1=250mm下平台楼梯梁宽度:b2=250mm

3．荷载标准值：

可变荷载：q=3.50kN/m2栏杆荷载：qf=0.10kN/m

4．材料信息：

混凝土强度等级:C20fc=9.60N/mm2ft=1.10N/mm2Rc=25.0kN/m3

钢筋强度等级:HPB235fy=210.00N/mm2

抹灰厚度：c=20.0mm

Rs=20kN/m3（踏步水泥砂浆抹灰）Rs=17kN/m3（板底混合砂浆抹灰）

梯段板纵筋合力点至近边距离：as=20mm

支座负筋系数：α=0.25

-26-指导教师：刘永芳学生：净凯学号：202311003319

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一）梯段板计算

取板厚t=120mm,取1米宽的板带为计算单元。A)标准层1）恒载：楼梯板自重：

1?(12?0.15?0.12COS?)?25?5.31kN/m荷载计算

踏步抹灰重：

1?(0.27?0.15)?0.02?10.27?20?0.62kN/m

板底抹灰重：

1?0.02COS??17?0.39kN/m

金属栏杆重：

1?0.1?11.93?0.05kN/m

其中COS?=270150?27022?0.874

标准值：gk?6.37kN/m

设计值：g?1.2?gk?1.2?6.37?7.64kN/m活荷载设计值：q?1.4?qk?1.4?3.5?4.90kN/m合计：g?q?7.64?4.90?12.54kN/m

-27-指导教师：刘永芳学生：净凯学号：202311003319

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2)内力计算

水平投影计算跨度为：

l0?ln?b?(12?1)?0.27?0.25?3.22m

跨中最大弯矩：

Mmax=

110(q+g)l02=0.1X12.54X3.222=13.00kN?m

3)配筋计算

ho=h-as=120-20=100mm

Mmax13?1062?s=

?1fcbh20?1.0?9.6?1000?100?0.135

查表得：

?s?0.9272As?Mmax?sfyh0?13?1060.9272?210?100?668mm

选配???@110?As?714mm2?B）底层1)荷载计算恒载：楼梯板自重：

1?(12?0.15?0.12COS?)?25?5.45kN/m

踏步抹灰重：

-28-指导教师：刘永芳学生：净凯学号：202311003319

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1?(0.27?0.175)?0.02?10.27?20?0.66kN/m

板底抹灰重：

1?0.02COS??17?0.41kN/m

金属栏杆重：

1?0.1?11.93?0.05kN/m

其中COS?=270175?27022?0.839

标准值：gk?6.57kN/m

恒荷载设计值：g?1.2?gk?1.2?6.57?7.88kN/m活荷载设计值：q?1.4?qk?1.4?3.5?4.90kN/m合计：g?q?7.88?4.90?12.78kN/m4)内力计算

水平投影计算跨度为：

l0?ln?b?(12?1)?0.27?0.25?3.22m

跨中最大弯矩：

Mmax=

110(q+g)l02=0.1X12.78X3.222=13.25kN?m

5)配筋计算

ho=h-as=120-20=100mm

-29-指导教师：刘永芳学生：净凯学号：202311003319

设计（论文）专用纸

?s=

Mmax2?1fcbh0?13.25?10621.0?9.6?1000?100?0.138

查表得：

?s?0.9254As?Mmax?sfyh0?13.25?1060.9254?210?100?682mm

选配???@110?As?714mm2?

二）平台板计算

取1米宽的板带为计算单元。1）荷载计算恒载：平台板自重：

1?0.12?25?3.0kN/m

板面抹灰重：

1?0.02?20?0.4kN/m

板底抹灰重：

1?0.02?17?0.34kN/m

标准值：

gk?3.74kN/m

恒荷载设计值：

g?1.2?gk?1.2?3.74?4.49kN/m

-30-指导教师：刘永芳学生：净凯学号：202311003319

设计（论文）专用纸

活荷载设计值：

q?1.4?qk?1.4?3.5?4.90kN/m

合计：g?q?9.39kN/m2）内力计算：计算跨度为：

l0?ln?b2?b2?2.12?0.25?2.37m

跨中最大弯矩：

Mmax?18(q?g)l0?218?9.39?2.37?6.59kN?M2

3)配筋计算

h0?h?as?120?20?100mm

Mmax6.59?1062?s??1fcbh02?1.0?9.6?1000?100?0.069

查表得：?s?0.9642

As?Mmax?6.59?106?sfyh00.9642?210?100?325mm

选?8@150(As?335mm2)

三）

平台梁计算a)PTL2计算计算跨度为：

l0?1.05ln?1.05?3.96?4.158m?ln?a?3.96?0.24?4.2m-31-

指导教师：刘永芳学生：净凯学号：202311003319

设计（论文）专用纸

估计截面尺寸：

h?l012?4.158/12?347mm

取b?h?250mm?400mm1)荷载计算梯段板传来：

12.78?(2.97?0.25)/2?20.58kN/m

平台板传来：

9.39?(2.12/2?0.25)?12.30kN/m

平台梁自重：

1.2?0.25?(0.4?0.12)?25?2.1kN/m

平台梁侧抹灰：

1.2?2?(0.4?0.12)?0.02?17?0.23kN/m

合计：q?g?35.21kN/m2）

内力计算

跨中最大弯矩：

M?18(q?g)l0?218max?35.21?4.158?76.09kN/m2

支座最大剪力：

Vmax?12(q?g)ln?12?35.21?3.96?69.72kN

3）配筋计算

-32-指导教师：刘永芳学生：净凯学号：202311003319

设计（论文）专用纸

受弯承载力计算：

h0?400?35?365mmMmax

62?s??1fcbh02?76.09?101.0?9.6?250?365?0.238

查表得：?s?0.8619

As?Mmax?76.09?106?sfyh00.8619?210?365?1152mm

2选3?20?1?18(As?1197mm2)受剪承载力计算:

0.25?cfcbh0?0.25?1.0?9.6?250?365?219kN?V?69.72kN

截面尺寸满足要求

0.7ftbh0?0.7?1.1?250?365?70.26kN?V?69.72kN

仅需依照构造配置箍筋

由于：V?0.7ftbh0?h?800?300?h?500

所以：选双肢?6@300为下限值。为考虑安全起见，选择双肢?8@200。PTL1计算计算跨度为：

l0?1.05ln?1.05?3.96?4.158m?ln?a?3.96?0.24?4.2m

估计截面尺寸：

h?l012?4.158/12?347mm

-33-指导教师：刘永芳学生：净凯学号：202311003319

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取b?h?250mm?400mm

1）荷载计算梯段板传来：0

平台板传来：

9.39?(2.12/2?0.25)?12.30kN/m

平台梁自重：

1.2?0.25?(0.4?0.12)?25?2.1kN/m

平台梁侧抹灰：

1.2?2?(0.4?0.12)?0.02?17?0.23kN/m

合计：q?g?14.63kN/m2）内力计算跨中最大弯矩：

Mmax?18(q?g)l0?218?14.63?4.158?31.62kN/m2

支座最大剪力：

Vmax?12(q?g)ln?12?14.63?3.96?28.96kN

3）配筋计算受弯承载力计算：

h0?400?35?365mm

-34-指导教师：刘永芳学生：净凯学号：202311003319

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?s?Mmax2?1fcbh0?31.62?10621.0?9.6?250?365?0.099

查表得：?s?0.9478

As?Mmax?31.62?106?sfyh00.9478?210?365?435mm

2选2?18(As?509mm2)受剪承载力计算:

0.25?cfcbh0?0.25?1.0?9.6?250?365?219kN?V?28.96kN

截面尺寸满足要求

0.7ftbh0?0.7?1.1?250?365?70.26kN?V?28.96kN

仅需依照构造配置箍筋

由于：V?0.7ftbh0?h?800?300?h?500

所以：选双肢?6@300为下限值。为考虑安全起见，选择双肢?8@200。B.手算一榀框架的计算步骤及过程

计算简图的确定：框架各个构件在计算简图中均用单线条代表。各个单线条代表构件形心轴所在的位置线。因此，；梁的跨度等于该跨左、右两边柱截面形心轴线之间的距离。为简化起见，底层柱高可从基础顶面算至楼面标高处，中间层柱高可从下一层楼面标高算至上一层楼面标高，顶层柱高可从顶层楼面标高算至屋面标高。

简述计算过程分层法：

基本假设：（a）在竖向荷载作用下，框架侧移小，因而忽略不计。

-35-指导教师：刘永芳学生：净凯学号：202311003319

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考虑到以上的影响因素和高层框架受力变形特点，可以对反弯点法进行修正，从而形成一种新的计算方法——D值法。D值法相对于反弯点法，主要从以下两个方面做了修正：修正柱的侧移刚度和调整反弯点高度。修正后的柱侧移刚度用D表示，故该方法称为“D值法〞。D值法的计算步骤与反弯点法一致，计算简单、实用，精度比反弯点法高，因而在高层建筑结构设计中得到广泛应用。

D值法也要解决两个主要问题：确定侧移刚度和反弯点高度。下面分别进行探讨。1．修正后柱的侧移刚度

考虑柱端的约束条件的影响，修正后的柱侧移刚度D用下式计算：

（6）

式中——与梁、柱线刚度有关的修正系数，表1给出了各种状况下值的计算公式。

由上公式可以看到，梁、柱线刚度的比值愈大，值也愈大。当梁、柱线刚度比值为

时，=1，这时D值等于反弯点法中采用的侧移刚度d。

2．同一楼层各柱剪力的计算

求出了D值以后，与反弯点法类似，假定同一楼层各柱的侧移相等，则可求出各柱的剪力：式中，柱子总数；力。

（7）

为第j层第i柱的侧移刚度；m为第j层

为j层第i柱所受剪力；

为第j层以上所有水平荷载的总和，即第j层由外荷载引起的总剪

-41-指导教师：刘永芳学生：净凯学号：202311003319

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弯矩图的绘制

当各层框架柱的侧移刚度D和各层柱反弯点位置yh确定后，与反弯点法一样，就可求出框架的弯矩图。1）柱端弯矩的计算

式中，

为第j层第i根柱的反弯点高度，

（8）为第j层的柱高。

2）梁端弯矩的计算

梁端弯矩可由节点平衡求出：

对于边柱

（9）

对于中柱（10）

式中，

、（11）

分别为左边梁和右边梁的线刚度。

3）其他内力的计算

可根据力的平衡条件，由梁两端的弯矩平衡可求出梁的剪力；由梁的剪力，根据节点力的平衡条件，可求出柱的轴力。C.基础设计

-42-指导教师：刘永芳学生：净凯学号：202311003319

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采用桩基础：桩基础是一种常用的基础形式，是深基础的一种，桩基础由桩体和连接于桩顶的承台共同组成。桩基础的主要功能是将荷载传至地下较深处的坚硬土层，以满足承载力和变形的要求，因而具有承载力高、沉降量较小而且均匀的特点，能承受竖向荷载、水平荷载、上拔力以及可能产生的动力荷载作用等。1.桩的类型

该建筑基础采用混凝土振动沉管灌注桩。

混凝土桩是当前工程中大量采用的一种桩类型；灌注桩是在所设计的桩位出成孔，然后在孔内放入钢筋笼（也有直接插入钢筋或者省去钢筋笼的）再浇注混凝土而成；振动沉管灌注桩的钢管低端带有活瓣桩尖（沉管时桩尖闭合，拔管时活瓣张开以便浇筑混凝土），或者套上预制钢筋混凝土桩尖。桩断面一般为400mm-500mm,本基础采用直径为450mm