框剪结构设计毕业论文

-mm三级次梁取bh=200400mm剪力墙与框架之间的连梁取bh=200mm450mm(2)板：四边简支板的最小厚度h=l==78mm<80mm,考虑到实际工程要在板中埋设管线等原因，所以取标准层板厚=120mm，顶层板厚=120mm。梁、板取用C30砼，对于板=6600/3900=1.69<2，按双向板计算(a)框架示意图(b)剪力墙示意图图3-2结构剖面图1.初步估计柱子截面尺寸由《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002，该框架结构的抗震等级为三级，根据框架柱构造要求，抗震设计事混凝土柱不宜超过表3.1的规定，选择轴压比0.9，确定柱的截面。结构类型抗震等级一级二级三级框架板柱-剪力墙、框架剪力墙、框架-核心筒、筒中筒0.750.850.95部分框肢剪力墙0.60.7—表3.1柱轴压比限制值抗震等级为三级的框架柱截面尺寸可由初步确定。(1)估算柱轴力设计值N框架柱轴力设计值N可由竖向荷载作用下的轴力设计值Nv并考虑地震作用的影响由下式求得N=(1.1～1.2)Nv由于本工程为三级抗震等级框架，故取N=1.1NvNv可根据柱的支撑的楼板面积、楼层数和楼层上的竖向荷载，并考虑分项系数1.25进行计算。楼层上的竖向荷载可按11~14kN/计算。边柱：取楼层竖向荷载为14kN/，则每层传到边柱上的竖向力为6.65.8/2141.25=334.95kN则底层边柱的轴力设计值为N=1.1Nv=1.1334.9510=3684.45kN中柱：取楼层竖向荷载为11kN/，则每层传到中柱上的竖向力为6.6(5.8+3.9)/2111.25=440.1375kN则底层中柱的轴力设计值为N=1.1Nv=1.1440.137510=4841.5125kN(2).估算柱截面尺寸：边柱截面：中柱截面：为便于施工和美观，统一柱子截面尺寸1~10层：mm，C35砼层轴压比验算：满足轴压比要求2.初步确定剪力墙厚度剪力墙布置图见图3-1，底部加强区max{底部两层高，总高1/8}=6.9m,按一二级抗震等级设计的剪力墙的截面厚度，底部加强部位不应小于层高的1/20,且不应小于160mm；其他部位不应小于层高的1/25，且不应小于160mm。按上述要求确定的剪力墙厚度如下：1~10层取200mm混凝土强度等级与柱相同（注：地震作用的手算方法为底部剪力法，底部剪力法使用的房屋高度H不宜大于40m，本工程房屋高度为36m）。至此，全部结构构件的截面尺寸均已确定，列表如下：结构布置详表柱楼板主梁剪力墙楼层截面尺寸混凝土厚度混凝土梁高梁宽混凝土厚度混凝土1600×600C35120C25600300C35200C352600×600C35120C25600300C35200C353600×600C35120C25600300C35200C354600×600C35120C25600300C35200C355600×600C35120C25600300C35200C356600×600C35120C25600300C35200C357600×600C35120C25600300C35200C358600×600C35120C25600300C35200C359600×600C35120C25600300C35200C3510600×600C35120C25600300C35200C35建筑整体尺寸建筑整体尺寸为：L＝54.300m，B＝14.800m，H＝36mH/B＝36/14.8＝2.43<4满足整体稳定要求L/B＝54.3/14.8＝3.67<6满足长宽比限值L<55m，不需要设置伸缩缝。刚度计算框架柱的抗侧移刚度计算(1)柱线刚度计算，见下表3.2表3.2柱线刚度层号截面/m砼强度等级弹性模量/m惯性矩1-100.600.60C353.151073.60.01089.45104框架梁线刚度计算，见下表3.3表3.3框架梁线刚度梁跨度/(m)砼强度等级惯性矩×109/边框架中框架×109/×1010/×109/×1010300×6004.5C3710.87.56300×6003.9C3410.88.72300×6005.8C3010.85.87框架柱抗侧移刚度计算。D值计算见表3.4。与剪力墙重合的柱作为暗柱，不作为框架柱处理。表3.4框架柱D值计算总框架的剪切刚度取各层剪切刚度的加权平均值：剪力墙等效刚度计算各层剪力墙截面见下图3-3：图3-3剪力墙截面详图墙肢的截面特性层数边柱截面/m中柱截面/m剪力墙厚/m墙肢形心位置y/m两墙肢形心间距a/m1～10左0.23.782.0612.3299.7151～10右0.23.1051.87.276根据公式，双肢墙的整体参数为的计算见表·。由表·（<10）可知，该剪力墙为联肢墙。连梁截面面积计算跨度m连梁截面折算惯性矩1～10145.354125.7490.00544.20.00511.286<10双肢墙的等效刚度（取加权平均值）：（倒三角形分布荷载）（顶点集中荷载）（均布荷载）在的计算公式中取，;当墙肢及连梁比较均匀时，可近似取层号1～101.20.8220.005080.01180.0084层号1～100.6150.6180.6080.8550.8610.8573刚度特征值计算倒三角形分布荷载顶点集中荷载均布荷载荷载汇集与计算1.屋面结构包含保护层（混凝土板），防水层（改性沥青防水卷材），结合层（冷底子油），找平层（1:3水泥砂浆），保温层（60厚苯板），找平层，隔汽层，结构层，顶棚抹灰。恒荷kN/m2找坡层20.4×0.1065=2.173防水层0.35找平层180.02=0.36保温层0.50.06=0.03找平层180.02=0.36结构层270.12=3.24找平层170.02=0.34合计6.8532.楼面包括硬木地板地面，找平层15mm混合砂浆，楼板120mm厚，顶棚找平20mm抹灰。恒荷kN/m2硬木地板0.4找平层200.02=0.40楼板270.12=3.24找平层200.02=0.40合计4.64楼面活荷载2.0kN/m23.卫生间楼板 包括:瓷砖，防水层（防水砂浆），楼板，顶棚抹灰。恒荷kN/m2瓷砖0.5防水砂浆200.02=0.40楼板270.12=3.24顶棚抹灰200.02=0.40合计4.544.卫生间墙体恒荷kN/m2瓷砖0.50双面抹灰+墙体0.9合计1.45.内墙恒荷kN/m2200mm墙体7×0.2=1.4双面20mm抹灰0.34×2=0.68合计2.086.外墙恒荷kN/m2100mm苯板0.50.1=0.05300mm陶粒混凝土空心砌块6×0.3=1.8内20mm水泥砂浆0.36外25mm混合砂浆0.5合计2.717.女儿墙恒荷kN/m25mm高聚物砂浆200.005=0.1300mm钢筋混凝土墙体270.3=8.15mm高聚物砂浆200.005=0.1合计8.38.窗：0.45kN/m2门：0.45kN/m29.柱子恒荷kN/m600mm600mm270.60.6=9.7215mm抹灰170.015=0.255合计9.975梁恒荷kN/m300mm600mm270.30.48=3.88815mm抹灰170.015=0.255合计4.143②恒荷kN/m200mm500mm270.20.38=2.05215mm抹灰170.015=0.255合计2.307③恒荷kN/m200mm450mm270.20.33=1.78215mm抹灰170.015=0.255合计2.037④恒荷kN/m200mm400mm270.20.28=1.51215mm抹灰170.015=0.255合计1.76711.剪力墙恒荷kN/m2200mm270.2=5.415mm抹灰170.015=0.255合计5.65513.卫生间室内面积：14.电梯间15.楼梯首层楼梯：标准层楼梯：设备层楼梯：荷载kN/m2100mm板250.1=2.5上下各15mm抹灰170.0152=0.51合计3.01水平地震作用1.重力荷载代表值建筑物的重力荷载代表值按下列原则取值：恒荷载取100﹪，雪荷载取50﹪，楼面活荷载取50﹪，屋面活荷载不考虑。重力荷载代表值计算200mm厚陶粒空心砌块内墙（3m高）200mm厚陶粒空心砌块内墙（3.1m高）200mm厚陶粒空心砌块内墙（3.15m高）200mm厚陶粒空心砌块内墙（3.2m高）（横向）300mm厚陶粒空心砌块外墙（无洞口，3m高）300mm厚陶粒空心砌块外墙（有洞口，3m高，纵向）8.13×0.6=4.878300mm厚陶粒空心砌块外墙（有洞口，3m高，横向）8.13×0.85=6.911200mm厚陶粒空心砌块内墙（有洞口，3m高，纵向）8.13×0.85=6.9111层梁板柱墙荷载之和：(4.878×53.9×2+8.13×14.2×2)×1.5+189.3×6.552×1.5+5.655×47×1.5+9.975×3.48×1.5×40+4.143×357.6+(2.307×111.3+2.037×31.9+1.767×4.8)+4.64×14.2×53.9=1135.1106+1860.4404+398.6775+2082.78+1481.5368+330.231+3551.3632=10840.1395+7×19.14×3=11242.0795kN2～9层梁板柱墙荷载之和：(4.878×53.9×2+8.13×14.2×2)+189.3×6.552+5.655×47+9.975×3.48×40+4.143×357.6+(2.307×111.3+2.037×31.9+1.767×4.8)+4.64×14.2×53.9=756.7404+1240.2936+265.785+1388.52+1481.5368+330.231+3551.3632=8333.47+401.94=8735.41kN10层梁板柱墙荷载之和：(4.878×53.9×2+8.13×14.2×2)×0.5+189.3×6.552×0.5+5.655×47×0.5+9.975×3.48×40×0.5+4.143×357.6+(2.307×111.3+2.037×31.9+1.767×4.8)+6.853×14.2×53.9+8.3×2.1×136.2=377.9442+620.1468+132.8925+694.26+1481.5368+330.231+5245.14914+2373.966=11256.1308+401.94=11658.0708kN出屋面荷载：35×6.552+4.143×29.3+2.307×5.7+32.01×4.64+9.975×1.98×6=229.32+121.3899+13.1499+148.5264+118.503=630.8892+401.94=1032.8292kN活荷载：1～10层：（14.2×53.9-5.8×3.3×3）×2+5.8×3.3×3×3.5=1616.89kN各层重力荷载代表值计算结果见表3.8。表3.8各层重力荷载代表值计算层号重力荷载代表值(kN)永久荷载+50%活荷载出屋面1032.8292+0.5×1616.89=1841.27421011658.0708+0.51616.89=12466.51582～98735.41+0.51616.89=9543.855111242.0795+0.51616.89=12050.52结构总重力荷载代表值为：结构等效总重力荷载0.85×93816.2595=79743.821kN2.结构基本自振周期按《高层建筑混凝土结构设计》第3章式（3.9），框架——剪力墙结构的自振周期为式中，为考虑填充墙影响的周期折减系数，取0.8；为以楼层重力荷载代表值当作水平荷载计算的结构假想顶点位移，m。本工程重力荷载代表值分布均匀，楼层水平力可以近似按均布水平力考虑，由与，查图可得则3.水平地震作用计算按底部剪力法，结构总水平地震作用标准值由下式计算由设计资料得，II类场地土，设计地震分组为第一组，；抗震设防烈度为7度，水平地震影响系数最大值=0.08，其中：；因为结构为钢筋混凝土则取阻尼比=0.05，阻尼比调整系数取为，本结构，衰减系数取为。结构的基本自振周期的水平地震影响系数：结构总重力荷载代表值0.85×93816.2595=79743.821kN因此求出结构总水平地震作用标准值：第i层楼面处的水平地震作用计算为：层号出屋面38.101032.8339350.820.0283.323174.311036.0011658.07419690.520.22888.5931989.08932.408735.41283027.280.15599.2419415.27828.808735.41251579.810.13532.6515340.46725.208735.41220132.330.12466.0711745.04621.608735.41188684.860.10399.498629.01518.008735.41157237.380.08332.915992.37414.408735.41125789.900.07266.333835.11310.808735.4194342.430.05199.752157.2527.208735.4162894.950.03133.16958.7813.6011242.0840471.490.0285.69308.481883201.783987.19103545.15框架-剪力墙协同工作的计算1.连续分布倒三角形荷载作用框架—剪力墙结构在连续分布倒三角形水平荷载作用下的内力及位移系数可由公式计算。=2.565层号x/mu/mm10.00036.0001.000-0.359-1401.4890.3591401.4890.0000.0000.30011.7189.00032.4000.900-0.176-687.0810.3661428.816-0.024-2409.5480.26210.2348.00028.8000.800-0.025-97.5970.3851502.990-0.041-4116.3110.2268.8287.00025.2000.7000.099386.4830.4111604.491-0.041-4116.3110.1907.4216.00021.6000.6000.209815.9090.4311682.568-0.024-2409.5480.1546.0155.00018.0000.5000.3191245.3350.4311682.5680.0191907.5590.1184.6094.00014.4000.4000.4211643.5290.4191635.7220.0757529.8380.0833.2423.00010.8000.3000.5382100.2820.3721452.2400.14514557.6870.0532.0702.0007.2000.2000.6652596.0740.2951151.6420.22922991.1050.0281.0941.0003.6000.1000.8253220.6930.165644.1390.34134235.6630.0120.4690.0000.0001.0003903.8700.0000.0000.48048190.9630.0000.000各层计算结果如下表·2.顶部集中荷载作用下框架——剪力墙结构顶部集中荷载作用下的内力和位移的分配系数可由公式计算。=2.556,,各层计算结果见表3.11。层号x/mu/mm10.0036.001.000.1714.080.8369.240.000.000.2930.43959.0032.400.900.1714.250.8369.070.0256.990.2510.37658.0028.800.800.1815.080.8268.240.0271.690.2110.31657.0025.200.700.2217.910.7965.410.05158.970.1720.2586.0021.600.600.2319.500.7763.820.07218.960.1330.19955.0018.000.500.3226.830.6856.490.11326.950.0950.14254.0014.400.400.3932.740.6150.580.14422.930.0640.0963.0010.800.300.5041.240.5142.080.18524.920.0380.0572.007.200.200.6352.080.3831.250.22662.890.0190.02851.003.600.100.7965.740.2117.580.32956.850.0090.01350.000.001.0083.320.000.000.401193.8100层号x/mu/mm1036.001.00-1387.411470.73012.1581.547932.400.90-672.8311497.89-2352.5610.6111.466828.800.80-82.521571.23-4044.629.1451.466725.200.70404.391669.9-3957.347.6791.464621.600.60835.411746.39-2190.596.2151.463518.000.501272.1651739.062234.514.7521.414414.400.401676.2691686.37952.773.3381.211310.800.302141.5221494.3215082.612.1271.00427.200.202648.1541183.89236541.1230.6413.600.103286.433661.71935192.510.4830.4830.000.003987.19049384.77003.侧移最大层间水平位移发生在9、10层,=1.547mm，故满足要求。4.剪力墙内力计算由于轴②与轴⑨剪力墙刚度相同，所以它们承担的剪力与弯矩也相同，因此可以只计算其中一片，本例题选轴②剪力墙进行计算。（1）连梁在地震作用下的内力计算因为是整体墙，所以按刚度分配又因为四片整体墙完全相同，所以各分得四分之一的弯矩与剪力。每片双肢墙由顶部集中荷载传来的底部剪力为：每片双肢墙由倒三角分布荷载传来的底部剪力为：双肢墙的连梁剪力和弯矩为：层号倒三角形分布荷载作用顶部集中力作用顶部集中力作用+倒三角形分布荷载作用10.0000.2280.000185.0600.4791.000-102.14082.920136.8189.0000.2290.189187.1700.4751.000-101.30085.870141.6868.0000.2320.359190.7800.4621.000-98.58092.200152.1307.0000.2320.508191.8000.4421.000-94.39097.410160.7276.0000.2280.639189.4600.4121.000-88.100101.360167.2445.0000.2190.749182.9100.3721.000-79.720103.190170.2644.0000.1990.839167.2900.3221.000-69.24098.050161.7833.0000.1700.909144.2400.2621.000-56.67087.570144.4912.0000.1280.958110.4800.1881.000-41.17069.310114.3621.0000.0710.98964.4300.1021.000-23.15041.28068.1120101墙肢在地震下的内力计算各层墙肢的弯矩按惯性矩比值进行分配，，其中为双肢墙在i层由外荷载产生的弯矩值；是除去总约束弯矩后的墙肢弯矩；各层墙肢的剪力按墙肢折算的惯性矩按下面的公式计算：，其中是双肢剪力墙在i层由外荷载产生的剪力。折算惯性矩计算如下：由约束弯矩产生的各层墙肢截面的轴力是层号轴②剪力墙墙肢1（4.5m跨）墙肢2（5.8m跨）10.000.00805.57-805.57-693.71-298.97-318.8582.92-506.60-374.8582.929.00-1176.28834.23-2815.80-336.42-1045.03-154.63168.79-1770.77-181.79168.798.00-2022.31895.72-4557.52-41.26-1691.43-18.96260.99-2866.09-22.30260.997.00-1978.67946.34-5460.86202.20-2026.6992.94358.40-3434.17109.26358.406.00-1095.30984.71-5561.57417.71-2064.06191.99459.76-3497.51225.71459.765.001117.261002.49-4352.07636.08-1615.18292.37562.95-2736.89343.72562.954.003976.39952.56-2445.63838.13-907.65385.24661.00-1537.98452.90661.003.007541.31850.74268.631070.7699.70492.16748.57168.93578.60748.572.0011827.00673.353881.281324.081440.46608.59817.882440.82715.48817.881.0017596.26401.049249.201643.223432.65755.28859.165816.55887.93859.16基础顶面24692.3916345.201993.606066.19916.33859.1610279.011077.27859.16=5\*Arabic5.框架内力计算在设计过程中，各层框架部分所承受的剪力需要满足的要求，对的楼层，设计时取和0.2中的较小值。为各层框架部分所承担的总剪力中的最大值。由表·可知=0.2×3987.15=797.43kN由表`可知1层的小于797.43kN，故应对1层剪力进行调整，即取797.43kN。总框架的剪力按各柱的抗侧移刚度分配到各柱上，的计算结果见地震作用下框架柱剪力计算表3.13。层号单柱抗侧移刚度柱剪力中框架边框架中框架边框架A轴B轴C轴D轴A轴B轴C轴D轴A轴B轴C轴D轴A轴B轴C轴D轴101470.73120.894.065.235.053.743.704.764.593.4349.3963.6361.4445.5045.0157.9155.8441.7391497.89120.894.065.235.053.743.704.764.593.4350.3164.8062.5746.3445.8458.9856.8742.5081571.23120.894.065.235.053.743.704.764.593.4352.7767.9865.6448.6148.0961.8759.6644.5871669.90120.894.065.235.053.743.704.764.593.4356.0872.2469.7651.6651.1165.7563.4047.3861746.39120.894.065.235.053.743.704.764.593.4358.6575.5572.9554.0353.4568.7666.3149.5551739.06120.894.065.235.053.743.704.764.593.4358.4175.2472.6553.8053.2368.4766.0349.3441686.30120.894.065.235.053.743.704.764.593.4356.6372.9570.4452.1751.6166.4064.0347.8531494.32120.894.065.235.053.743.704.764.593.4350.1964.6562.4246.2345.7458.8456.7442.4021183.89120.894.065.235.053.743.704.764.593.4339.7651.2249.4636.6336.2346.6244.9533.591797.43120.894.065.235.053.743.704.764.593.4326.7834.5033.3124.6724.4131.4030.2822.63表3.13地震作用下框架柱剪力计算表在地震作用下梁、柱端弯矩计算结果见在地震作用下梁、柱端弯矩计算表3.13，其梁、柱在地震作用下的梁端弯矩按下列步骤计算：计算柱的反弯点高度比值y，其中是标准反弯点高度系数，可查表。是上下层梁的线刚度比对的修正值；，是上下层层高的变化对的修正值。2.计算柱端弯矩将上表求出的柱剪力及反弯点位置yh代入下列公式中进行计算：上端弯矩是下端弯矩是3.计算梁端弯矩根据节点平衡原则和柱端弯矩进行计算，边跨外边缘处的梁端弯矩是中间支座处的梁端弯矩是其中分别是左梁、右梁的线刚度。层号柱y10D45.50.6211010.30000.3114.6649.14114.66C61.441.5441010.4250000.425127.1894.0051.1776.01B63.631.7231010.4350000.435129.4299.6469.3260.10A49.390.81010.350000.35115.5762.23115.579D46.340.6211110.40000.4100.0966.73149.23C62.571.5441110.450000.45123.89101.3687.66130.23B64.81.7231110.450000.45128.30104.98122.10105.85A50.310.81110.40000.4108.6772.45170.908D48.610.6211110.40000.4105.0070.00171.73C65.641.5441110.4750000.475124.06112.2490.69134.73B67.981.7231110.4850000.485126.03118.69123.74107.28A52.770.81110.450000.45104.4885.49176.937D51.660.6211110.450000.45102.2983.69172.29C69.761.5441110.50000.5125.57125.5795.68142.13B72.241.7231110.50000.5130.03130.03133.22115.50A56.080.81110.450000.45111.0490.85196.536D54.030.6211110.450000.45106.9887.53190.67C72.951.5441110.50000.5131.31131.31103.35153.53B75.551.7231110.50000.5135.99135.99142.49123.53A58.650.81110.450000.45116.1395.01206.985D53.80.6211110.450000.45106.5287.16194.05C72.651.5441110.50000.5130.77130.77105.44156.64B75.241.7231110.50000.5135.43135.43162.22126.04A58.410.81110.50000.5105.14105.14200.154D52.170.6211110.50000.593.9193.91181.06C70.441.5441110.50000.5126.79126.79103.63153.94B72.951.7231110.50000.5131.31131.31142.87123.87A56.630.81110.50000.5101.93101.93207.073D46.230.6211110.50000.583.2183.21177.12C62.421.5441110.50000.5112.36112.3696.22142.93B64.651.7231110.50000.5116.37116.37132.66115.02A50.190.81110.50000.590.3490.34192.282D36.630.6211110.550000.5559.3472.53142.55C49.461.5441110.50000.589.0389.0381.02120.36B51.221.7231110.50000.592.2092.20111.7196.85A39.760.81110.50000.571.5771.57161.911D24.670.6211100.750000.7522.2066.6194.73C33.311.5441100.6250000.62544.9774.9553.9180.09B34.51.7231100.6350000.63545.3378.8773.6663.86A26.780.81100.70000.728.9267.49100.49其中梁的剪力为梁弯矩图的斜率，柱的轴力是将各层梁端剪力叠加的得到的。竖向荷载作用下框架内力计算计算⑦轴横向一榀框架的内力计算简图梯形分布荷载折算成等效均布荷载，三角形分布荷载折算成等效均布荷载。梁上的荷载计算屋面梁的荷载计算1）5.8m跨梁恒荷载：左边板传来的梯形分布荷载：p=6.853×3.3/2=11.31kN/m,0.28,q=9.78kN/m右边板传来的梯形分布荷载：p=6.853×2.5/2=8.57kN/m,0.22,q=7.83kN/m梁的自重：4.14kN/m活荷载：左边板传来的梯形分布荷载：p=2×3.3/2=3.3kN/m,0.28,q=2.86kN/m右边板传来的梯形分布荷载：p=2×2.5/2=2.5kN/m,0.22,q=2.28kN/m2)3.9m跨梁恒荷载：左边板传来的三角形分布荷载：p=6.853×2.3=15.76kN/m,q=9.85kN/m右边板传来的梯形分布荷载：p=6.853×2.5/2=8.57kN/m,0.32,q=7.10kN/m梁的自重：4.14kN/m活荷载：左边板传来的三角形分布荷载：p=2×2.3=4.6kN/m,q=2.88kN/m右边板传来的梯形分布荷载：p=2×2.5/2=2.5kN/m,0.32,q=2.07kN/m3）4.5m跨梁恒荷载：左边板传来的梯形分布荷载：p=6.853×3.3/2=11.31kN/m,0.37,q=8.79kN/m右边板传来的梯形分布荷载：p=6.853×2.5/2=8.57kN/m,0.28,q=7.41kN/m梁的自重：4.14kN/m活荷载：左边板传来的梯形分布荷载：p=2×3.3/2=3.3kN/m,0.37,q=2.56kN/m右边板传来的梯形分布荷载：p=2×2.5/2=2.5kN/m,0.28,q=2.16kN/m楼面梁的荷载计算1）5.8m跨梁恒荷载：左边板传来的梯形分布荷载：p=4.64×3.3/2=7.66kN/m,0.28,q=6.63kN/m右边板传来的梯形分布荷载：p=4.64×2.5/2=5.8kN/m,0.22,q=5.30kN/m次梁的集中荷载：p=（2.307+2.08×3.1）×3.3=28.89kN梁的自重：4.14kN/m墙的自重：p=2.08×3.1=6.45kN/m活荷载：左边板传来的梯形分布荷载：p=2×3.3/2=3.3kN/m,0.28,q=2.86kN/m右边板传来的梯形分布荷载：p=2×2.5/2=2.5kN/m,0.22,q=2.28kN/m2）3.9m跨梁恒荷载：左边板传来的三角形分布荷载：p=4.64×2.3=10.67kN/m,q=6.67kN/m右边板传来的梯形分布荷载：p=4.64×2.5/2=5.8kN/m,0.32,q=4.80kN/m次梁的集中荷载：p=（2.037+2.08×3.1）×2.5/2=10.61kN梁的自重：4.14kN/m墙的自重：p=2.08×3.1=6.45kN/m活荷载：左边板传来的三角形分布荷载：p=2×2.3=4.6kN/m,q=2.88kN/m右边板传来的梯形分布荷载：p=2×2.5/2=2.5kN/m,0.32,q=2.07kN/m3）4.5m跨梁恒荷载：左边板传来的梯形分布荷载：p=4.64×3.3/2=7.66kN/m,0.37,q=5.95kN/m右边板传来的梯形分布荷载：p=4.64×2.5/2=5.8kN/m,0.28,q=5.02kN/m梁的自重：4.14kN/m墙的自重：p=2.08×3.1=6.45kN/m活荷载：左边板传来的梯形分布荷载：p=2×3.3/2=3.3kN/m,0.37,q=2.56kN/m右边板传来的梯形分布荷载：p=2×2.5/2=2.5kN/m,0.280,q=2.16kN/m梯形分布荷载与三角形分布荷载所产生的梁端内力均由查表所得，竖向荷载作用下2轴框架的计算简图见图3-6和3-7：图3-6恒荷载图图3-7活荷载图（3）用分层法解框架内力框架在竖向荷载作用下，采用分层法计算框架内力，用分层法时，除底层外，上层各柱线刚度乘以0.9进行修正，柱的传递系数取1/3，底层柱的传递系数取1/2。活荷载较小时，可不考虑活荷载不利布置，按全部满跨计算。计算所得的梁跨中弯矩乘以系数1.1，以考虑活荷载不利布置的影响。恒荷按分层法计算结果见表3.15~3.23，活荷按分层法计算结果见表3.24~3.32。表3.1613层内力计算（恒荷载）表3.1712层内力计算（恒荷载）表3.188-11层内力计算（恒荷载）表3.197层内力计算（恒荷载）表3.206层内力计算（恒荷载）表3.215层内力计算（恒荷载）表3.224层内力计算（恒荷载）表3.232-3层内力计算（恒荷载）表3.241层内力计算（恒荷载）表3.2513层内力计算（活荷载）表3.2612层内力计算（活荷载）表3.278-11层内力计算（活荷载）表3.287层内力计算（活荷载）表3.296层内力计算（活荷载）表3.305层内力计算（活荷载）表3.314层内力计算（活荷载）表3.322-3层内力计算（活荷载）表3.331层内力计算（活荷载）在竖向荷载作用下，对梁端弯矩应进行调幅，调幅系数取0.9。梁跨中弯矩，梁端剪力应将荷载直接引起的剪力()与（）相加，柱轴力应将上层传下来的轴力、本层横梁端部剪力产生的轴力、本层纵梁传来的集中力和本层柱自重相加。竖向恒荷、活荷作用下框架弯矩图见图3-8，图3-9，图3-10，图3-11。图3-8恒荷载弯矩图图3-9恒荷载剪力图竖向荷载作用下剪力墙内力计算竖向荷载作用下，剪力墙各墙肢主要产生轴向压力，任意一片剪力墙上轴向压力可按楼面传到该片剪力墙上的荷载以及墙体自重计算，或按总竖向荷载引起的墙面上的平均压应力（总竖向荷载/剪力墙总面积）乘以所要计算的剪力墙面积求得（注：抗震设计时，楼面荷载应按重力荷载代表值的规定采用）。E、F轴之间的剪力墙受力最大，故计算此片剪力墙。计算结果如表3.33，3.34。图3-10活荷载弯矩图图3-11活荷载剪力图表3.34竖向荷载作用下的剪力墙Q6轴力层号12345恒荷载N/kN4366.093933.093500.093067.092634.09活荷载N/kN487.1438.39389.68340.97292.26层号678910恒荷载N/kN2201.091768.091335.09902.09469.08活荷载N/kN243.55194.84146.1397.4248.71内力组合本例对⑦轴框架底层柱及CD跨框架梁为例进行内力组合。由竖向恒荷载作用下框架调幅后的剪力可知，恒荷载产生的柱底轴力标准值，柱顶轴力为,楼面活荷载作用下的轴力需进行折减，246.08×0.6=147.65kN。组合结果见表3.35。底层⑦轴CD跨梁内力组合见表3.36，底层剪力墙内力组合见表3.37.表3.36⑦-D轴底层柱内力组合位置内力荷载类别竖向荷载组合竖向荷载与地震力组合①恒荷载②活荷载③地震力1.2①+1.4②1.2(①+0.5②)+1.3③左震右震与左震组合与右震组合1层边柱柱顶M25.515.82-65.24462.964N2935.9243.65-423.59423.593864.193118.6034219.937V-10.63-2.4324.67-24.67-16.15817.857-46.285柱底M-12.75-2.91-66.6166.61-19.374-103.63969.547N2946.6246.08-423.59423.593880.4323132.9014234.235V-10.63-2.4324.67-24.67-16.15817.857-46.2852层边柱柱底M25.515.82-72.5372.5338.76-60.185128.393位置内力荷载类别竖向荷载组合竖向荷载与地震力组合①恒荷载②活荷载③地震力1.2①+1.4②1.2(①+0.5②)+1.3③左震右震与左震组合与右震组合1层CD梁D右M-443.36-9.9094.73-94.73-545.89-414.82-661.12V63.5214.50-25.6325.6396.5251.61118.24C左M-53.72-12.25-53.9153.91-81.61-141.90-1.73V-67.09-15.31-25.6325.63-101.94-123.01-56.38跨中M46.1611.5920.41-20.4171.6288.8835.82表3.37底层②轴GH梁内力组合位置内力荷载类别竖向荷载与地震力组合①恒荷载②活荷载③地震力1.2(①+0.5②)+1.3③左震右震与左震组合与右震组合1层剪力墙M0010279.0110279.0113362.71313362.713N4366.09487.1-859.16859.164414.666648.476V001077.27-1077.271400.451-1400.4513.10重力二阶效应及结构稳定计算查表7.7，倒三角荷载作用下的=0.3，倒三角荷载作用顶点位移，由得因此可不考虑重力二阶效应影响，同时也满足了稳定性的要求。截面设计框架柱截面设计柱正截面承载力计算选底层⑦轴边柱为例说明。纵筋采用HRB400级钢筋，抗拉强度为，箍筋采用HRB335级钢筋,，采用对称配筋的方式，纵筋的混凝土保护层厚度为25mm，，则，柱采用的混凝土等级为C35，，柱的截面尺寸是。柱计算长度：轴压比：由表344可知，柱收到的最大轴力为柱的轴压比<0.9，满足要求。由于柱是偏心受压且其轴压比不小于0.15，所以取其抗震承载力调整系数为取两组内力为M=62.964kN·m,N=4219.937kN(柱顶内力)M=-103.639kN·m,N=3132.901kN(柱顶内力)对于三级抗震等级的框架柱，应有：（上部节点）三级抗震框架柱和底层柱底弯矩应放大，即乘以系数1.15，1.15×（-103.639）=-119.18kN·m调整后的内力为M=77.48kN·m,N=4219.937kN(柱顶内力)M=-119.18kN·m,N=3132.901kN(柱顶内力)第一组内力计算附加偏心距，取20mm杆端弯矩比：轴压比：截面的回转半径：长细比：则不需要考虑附加弯矩的影响。轴力对截面重心的偏心距：初始的偏心距：所以按小偏压计算框架柱。轴向力到受拉钢筋合力点的距离：相对受压区高度是：==0.76==-1205.36<0所以按构造进行柱的配筋，由规范可知受压构件一侧纵向受力钢筋的最小配筋百分率为，所以：查表配筋取4C18（）且该柱为本框架结构的边柱，还需要满足全部纵向受力钢筋最小配筋率百分率不小于0.7%的要求，构件一侧纵向配筋为4C18，则柱的四侧配的全部纵向钢筋为12C18，则此时配筋率为，满足配筋要求。第二组内力计算（M=-119.18kN·m,N=3132.901kN)柱的计算长度为：附加偏心距：，取20mm杆端弯矩比：轴压比：截面的回转半径：长细比：则不需要考虑附加弯矩的影响。轴力对截面重心的偏心距：初始的偏心距：所以按小偏压计算框架柱。轴向力到受拉钢筋合力点的距离：相对受压区高度是：==0.563==-1498.6<0所以按构造进行柱的配筋，由规范可知受压构件一侧纵向受力钢筋的最小配筋百分率为，所以：查表配筋取4C18（）且该柱为本框架结构的边柱，还需要满足全部纵向受力钢筋最小配筋率百分率不小于0.7%的要求，构件一侧纵向配筋为4C18，则柱的四侧配的全部纵向钢筋为12C18，则此时配筋率为，满足配筋要求。框架柱的箍筋计算由表***可知框架柱剪力的设计值是,对应的轴力为N=4219.94kN,在斜截面受剪承载力计算过程中，抗震调节系数是.为满足抗震计算要求-强剪弱弯，柱的剪力设计值应进行以下的调整：故该截面满足剪压比的要求。剪跨比：N=4219.94kN则取N=1728.45kN==-9.89<0仅需要构造配筋，查规范可知在轴压比为0.702时，柱端箍筋加密区的最小配箍特征值。取B10@100，采用复合箍筋，得体积配箍率为：>=0.724%满足要求。3.10.2框架梁的界面计算以一层⑦轴DC跨框架梁为例计算配筋。纵筋采用HRB400级钢筋，抗拉强度为，箍筋采用HRB335级钢筋,，采用对称配筋的方式，纵筋的混凝土保护层厚度为25mm，，则，梁采用的混凝土等级为C35，，梁的截面尺寸是。本工程的框架为三级抗震要求，因此在抗震组合验算需要乘以一个承载力抗震调整系数进行折减,查规范可知，框架梁在受弯时=0.75，在受剪时=0.85.正截面受弯承载力计算1.跨中截面：由表****可知梁的跨中弯矩是M=88.88kN·m,现浇框架梁跨中截面应该按T形截面计算，翼缘厚度取板厚，翼缘宽度取下列计算值中的最小值：则取。假设布置一排钢筋，，则判别T形截面的类型：因此本截面属于第一类T形截面：，故取取0.209%和0.25%中较大值，则=0.25%故根据最小配筋率配筋得：则取2C18（）2.D右梁截面负弯矩区负弯矩区最大弯矩为M=-181.12kN·m，支座截面设计时应按矩形截面进行配筋计算。取3C18（）三级抗震框架梁支座纵筋最小配筋率取0.0025与0.55中较大值>0.25%=763mm2>bh=0.00255×300×600=459mm23.D右梁截面正弯矩区正弯矩区最大弯矩为M=65.18kN·m，支座截面设计时应按矩形截面进行配筋计算。取2C18（）三级抗震框架梁支座纵筋最小配筋率取0.0025与0.55中较大值>0.25%=509mm2>bh=0.00255×300×600=459mm2混凝土规范中规定梁端截面的底部和顶部纵向受力钢筋截面面积的比值在三级抗震时不应小于0.3.满足要求。3.C左梁截面负弯矩区负弯矩区最大弯矩为M=-141.9kN·m，支座截面设计时应按矩形截面进行配筋计算。取3C16（）三级抗震框架梁支座纵筋最小配筋率取0.0025与0.55中较大值>0.25%=603mm2>bh=0.00255×300×600=459mm24.C右梁截面正弯矩区支座处弯矩非常小，由以上计算推出的结果一定小于最小配筋率要求，为满足最小配筋率要求，且为了满足钢筋能够通长布置，该截面实际配筋取2C18（）。且均满足要求，此处简略。（2）斜截面受剪承载力计算三级抗震等级的框架梁的梁端剪力设计值是：=128.08kN梁的跨高比为=9.67>2.5,则应满足下列公式：==677.82kN>=128.08kN则满足斜截面最小截面尺寸的要求。==-0.93<0上式结果说明截面上混凝土的受剪承载力可以满足抗剪的要求，因此仅需要按构造要求配置箍筋。因为本题中梁的截面高度大于300mm，所以应该沿着梁全长配置构造箍筋，并且还应该满足最小配箍率的要求。采用双肢箍B8@200，加密区采用B8@100，满足要求。3.10.3剪力墙的正截面设计剪力墙的截面图如上图图***，其混凝土强度为C35，；其主筋取HRB400，；其水平和竖向分布钢筋取HRB335，；其截面尺寸取，，，；选用对称配筋的方法。根据对剪力墙的内力组合选出两组内力进行正截面受压承载力计算：第一组：M=13362.713kN·m,N=4414.66kN.第二组：M=13362.713kN·m,N=6648.48kN.第一种内力计算假设墙体内水平和竖向分布钢筋为双网B10@250，则配筋率为：，所以满足最小配筋率的要求。计算中，由于未知因素过多，所以首先假设此墙肢的受力形式为大偏心受压，同时，对称配筋，，。其中==794.22×103-195.3x

4414.66×103X=445.09mm<hf’=600mmX<=0.518×6100=3159.8mm通过上式得计算可以得出结论，假设正确，该墙属于大偏心受压。由于，所以为了保证受压钢筋屈服，取=600mm。剪力墙端柱受拉钢筋与腹板受拉钢筋对受压钢筋合力点取矩：==3095.04kN·m=-1505.09mm4<0,则构造配筋即可。二级抗震等级的剪力墙，其约束边缘构件端柱的最小纵向钢筋配筋率是1.0%，所以：As=0.01×(600×600+300×200)=4200mm2实际配筋18C18（）（2）第二种内力计算假设墙体内水平和竖向分布钢筋为双网B10@250，则配筋率为：，所以满足最小配筋率的要求。计算中，由于未知因素过多，所以首先假设此墙肢的受力形式为大偏心受压，同时，对称配筋，，。其中==794.22×103-195.3x

6648.48×103X=2507.56mm>hf’=600mmX<=0.518×6100=3159.8mm通过上式得计算可以得出结论，假设正确，该墙属于大偏心受压。剪力墙端柱受拉钢筋与腹板受拉钢筋对受压钢筋合力点取矩：==508.65kN·m=6.38×104kN·m=-17023.25mm4<0,则构造配筋即可。二级抗震等级的剪力墙，其约束边缘构件端柱的最小纵向钢筋配筋率是1.0%，所以：As=0.01×(600×600+300×200)=4200mm2实际配筋18C18（）（3）剪力墙的箍筋计算首层600mm×600mm端柱（边缘约束构件）的箍筋配B12@100（四肢箍），则其体积配箍率是：>满足配筋要求。3.10.4剪力墙斜截面受剪承载力计算在进行抗剪设计时剪力墙的底部加强区的剪力设计值是：剪跨比：，取则满足截面尺寸要求。水平受力筋采用HRB335级钢筋，，取B14（As=154mm2）.N=4414.66kN<0.2,A=1.02+×2=1.74m2==0.404mm选用B10@300（双排布置），，满足最小配筋率和最大间距的要求。3.10.4板的配筋在本题的设计中，楼板都采用的是与梁柱整体浇筑的方式，经过计算可知该工程的板的长边和短边的比值均不大于2.0，因此所有的板均按双向板计算，采用根据弹性理论编制的内力系数表计算内力。为了求得跨中的最大正弯矩，活荷载应该按照棋盘式布置，将活荷载分解为满布荷载以及间隔布置的两种情况，前一种荷载情况可近似看成各区格板都固定支承在中间支承上，后一种荷载情况可以近似看成是各区格板载中间支承都是简支的。为了求出支座处的最大负弯矩，拟将活荷载满布，此时认为各区格板都固定在中间支座处，楼盖周边按实际支承情况确定。本题中我们取标准层B1板，本板为周边与梁整体连接的双向板区格，因此可以按四边固定进行计算，计算简图如下：板的荷载设计值是：荷载折算：取1m板带计算，b=1000mm，板厚是120mm，混凝土的强度等级是C30，，，泊松比，板的钢筋取HRB335级，，，查混凝土结构中册可知双向板弯矩系数。跨中最大正弯矩的计算：=1.68kN·m（长向底筋在上）为了满足最小配筋率，满足构造要求，则实际配筋为B8@200，=4.33kN·m（短向底筋在下）为了满足最小配筋率，满足构造要求，则实际配筋为B8@200，支座最大负弯矩计算：则配筋率：>0.215%最小配筋率取0.2%和中较大值为了满足最小配筋率，满足构造要求，则该支座处的实际配筋为B8@200，。则配筋率：>0.215%最小配筋率取0.2%和中较大值为了满足最小配筋率，满足构造要求，则该支座处的实际配筋为B12@200，。3.11楼梯的设计标准层楼梯的尺寸如图***所示，由于该楼梯的梯段板长度小于3m，所以采用现浇板式楼梯，这种楼梯的下表面比较平整，便于施工操作，且轻巧，但由于设计时板厚过大，从而增加了楼梯的材料的用量。本题中标准层层高是3.6m，分18级台阶。根据荷载规范可知，高层住宅楼梯间的活荷载标准值是，使用C30混凝土，梯梁的纵向钢筋采用HRB400级钢筋，其余钢筋采用HRB335级钢筋。3.11.1楼梯板的设计板的计算跨度：，取楼梯板的厚度取为100mm（约是板水平长度的1/25），板的有效厚度是，踏步的高度是200mm，踏步的宽度是300mm，因此板的倾斜角的余弦值是，取1000mm宽的板带计算。荷载水磨石面层：（0.3+0.2）×0.65/0.3=1.08kN/m楼梯踏步自重：0.2×25/2=2.5kN/m混凝土斜板：0.12×25/cosα=3.61kN/m板底20mm抹灰：0.02×17/cosα=0.41kN/m恒荷载标准值合计：7.6kN/m活荷载标准值：3.5kN/m总荷载设计值：q1=1.2×7.6+1.4×3.5=14.02kN/m截面设计考虑到整浇时平台板对斜板的约束作用，因此板的跨中最大弯矩可近似为：选择配置B12@200，，且每级踏步需要布置一根B8的分布筋。3.11.2平台板TB2、TB3的设计荷载计算水磨石面层：0.65kN/m混凝土平台板：0.12×25=3.0kN/m板底抹灰20mm厚：0.02×17=0.34kN/m恒荷载标准值合计：3.99kN/m活荷载标准值：3.50kN/m总荷载设计值：q2=1.2×3.99+1.4×3.50=9.69kN/m截面设计TB2的截面设计计算跨度，有效板厚选则B8@200，。TB3的截面设计计算跨度，有效板厚选则B8@200，。3.11.3平台梁的设计平台梁的截面尺寸是b×h=200mm×300mm,计算跨度是l0=3.3m,有效高度是h0=300-35=265mm，平台梁主要承受均布荷载，扶手是钢材质的扶手，荷载忽略不计。荷载计算梁自重设计值：1.2×0.2×（0.3-0.12）×25=1.08kN/m梯段板传来的荷载设计值：14.02×2.520/2=17.67kN/m平台板传来的荷载设计值：9.69×1.7/2=8.24kN/m合计：q=26.99kN/m内力及配筋计算跨中弯矩设计值：平台梁截面是倒L形，简化计算时可以按照矩形截面进行计算：实际配筋2C18（）支座处剪力设计值：假设配置双肢箍B8@200，则斜截面受剪承载力是：=93.04kN>V=44.53kN满足承载力的要求。配箍率：满足最小配箍率。地基基础的计算设计本设计采用工程地质资料（一），详见下表。一、地层及岩性1．第①层为新近沉积土，粉质粘土，团粒状大孔结构，欠压密，厚度为0.75m。2．第②层粉质粘土，黄褐色，硬塑，上部含有石灰质及铁锰结核，厚为2.75m。3．第③层粉质粘土，褐黄色，可塑状态，含铁锰结核，厚度为5.0m。4．第④层粉质粘土，褐黄色，硬塑状态，厚度未揭露。二、地下水：钻探深度内未见地下水出露。三、地基承载力特征值fak(kPa)②粉质粘土 304.7；③粉质粘土202.3；④粉质粘土 300.6图4-1地质资料图土样编号取样深度M天然状态的基本物理指标土对粒密相度d0可塑性界限塑性指数Ip液性指数IL压缩试验抗剪强度各级压力下的孔隙比土壤名称含水量W％重度饱和度Sr孔隙比e液限WL%塑限WP%压系缩数a1-2MPa-1压模缩量Ea﹤1-2﹥MPa内力聚CKPa内擦摩角度50KPa100KPa200KPa300KPa湿r干rKN/m211-12.5019.620.00.6212.7129.117.711.40.1712.40.5750.5650.5520.54粉质粘土11-23.0020.420.00.6302.7232.07粉质粘土12-12.0019.319.30.6862.7330.86粉质粘土12-23.0020.320.40.6042.70.20粉质粘土12-33.50092.7231.817.314.50.20粉质粘土13-11.9020.319.70.6562.7233.717.516.20.14粉质粘土11-35.0028.619.40.7672.7333.418.315.10.68粉质粘土11-46.0026.718.50.8832.7332.118.413.70.613.80.8120.8000.7520.732粉质粘土11-56.0024.619.30.8202.7327.817.310.50.70粉质粘土12-46.0024.919.30.7842.7331.616.014.80.55粉质粘土13-25.0025.319.10.8482.7332.217.015.20.55粉质粘土13-46.5026.319.70.7852.7330.216.913.30.71粉质粘土11-68.0019.419.10.7002.7228.716.712.00.23粉质粘土11-79.0020.620.20.6572.7230.01粉质粘土12-58.5018.519.80.5962.7229.5113.10.5790.5710.5590.548粉质粘土12-69.5019.920.00.6322.7229.63粉质粘土13-59.5019.919.30.6962.7332.617.615.00.15粉质粘土13-610.0020.020.40.6002.7231.618.413.20.12粉质粘土由之前的内力组合，选择⑦轴D柱的内力进行计算。在基础的设计中，选