综合办公楼设计计算书样本

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。TOC\o"1-2"\h\z\u第一章 建筑设计说明书 1一、建筑设计概况与主要技术经济指标 1二、建筑内容 1三、构造处理 2第二章 结构设计说明书 3一、设计资料 3二、结构选型 3三、结构布置 3四、框架结构计算 4第三章 基本资料及结构选型 5一、工程名称 5二、建设地点 5三、设计资料 5四、结构选型 5第四章 结构布置 6一、确定框架计算简图 6三、梁柱线刚度计算 7第五章框架结构荷载计算 9一、恒载标准值计算 9二、活载标准值计算 11三、竖向荷载下框架梁柱受荷作用计算 12四、风荷载计算 16第六章框架内力计算 23一、弯矩分配系数计算 23二、框架在竖向荷载作用下的内力计算 23第七章框架内力组合 52一、控制截面的确定 52二、内力组合 52第八章框架梁柱截面配筋 64一、框架柱截面设计 64二、框架梁截面设计 67表8.7框架柱斜截面受剪承载力计算表(非抗震) 80表8.8框架柱截面受剪承载力计算表(抗震) 81第九章楼梯设计 82一、踏步板计算 82二、楼梯斜梁计算 83三、平台板设计 84四、平台梁设计 85第一章 建筑设计说明书一、建筑设计概况与主要技术经济指标1、设计详细说明(1)气象条件①温度:常年气温差值约36②相对湿度:最热月平均60%;③主导风向:常年多南北风;④雨雪条件:基本雪压0.45kN/m2;(2)工程地质条件拟建场地各地层由上往下依次为:①杂填土,厚约0.5m;极限侧阻力标准值取60kPa;②粘性土,厚约3.0m,地基承载力特征值fak=290kN/m2③砾层,地基承载力特征值fak=350kN/m2;④地下水位:地下水位为地表以下2.5m,无侵⑤拟建场地内地形平整,II类场地,地面标高在30.000-30.500之间;抗震设防烈度为7度,设计地震分组为第一组。(3)施工技术条件模板采用定型组装钢模,脚手架采用扣件钢管脚手架;材料运输条件:各类材料由公路运到工地;设备条件:有各类塔吊、井架、混凝土、砂浆搅拌机等供工地选用。2、建筑主要技术经济指标根据要求及地形状况,本建筑设计为矩形综合办公楼,建筑总面积为3500平方米左右。首层高3.9m,其余各层高3.3m,主体为6层,总高为20m,建筑横总长为14.4m,纵向总长为50.4m。耐火等级:二级;抗震等级:三级。二、建筑内容1、平面功能分析走廊宽3.000侧入口,每层均设有二个楼梯和两部电梯,楼梯长、宽根据所定的跨度和柱距以及相应的建筑规范确定。2、房间布置根据要求设有门厅,接待室,设备间,办公室,卫生间等房间,满足使用要求,每个房间均设有宽度合适,高度为1.8米的推拉窗,采光和通风良好。3、安全设施疏散要求方面:最远端的房门距楼梯不超过22米;楼梯段至少能够三个人并行经过,符合要求。防火要求方面:在楼梯口和重要房间均布置消防栓。三、构造处理1、墙面构造处理内外纵横墙为240mm厚,卫生间的标高比过道低30mm,其它房间的标高与过道标高相同。2、防潮处理墙身水平防潮处理,在0.000标高以下铺设掺3%防水剂的细实混凝土厚20;墙身垂直防潮处理,在所有外墙窗台下的墙面采用防水砂浆;。3、门窗选用门窗选用参照门窗表,并严格按照规范要求进行。4、楼地面及内外墙做法内外墙面及楼地面的做法按照建筑施工图的装修表进行。5、屋顶构造做法采用材料找坡,刚柔性防水屋面,具体做法详见节点详图。屋面排水采用女儿墙内排水,有组织排水,天沟采用材料找坡形成的高差的内天沟。6、楼梯构造做法防滑采用98ZJ401-29-1,起步采用98ZJ401-28-6,详见结构施工图。第二章 结构设计说明书一、设计资料建筑平面图如建筑施工图所示基本风压W0=0.35kN/m2工程地质资料:自然地表下0.5m内为杂填土,其下3.0米内为粘性土(地基承载力标准值fak=290kN/m2),其下层为砾层(地基承载力标准值fak=350kN/m2)。该工程所在的88市地震基本烈度7度。场地土为Ⅱ类,地面粗糙类型为B类。二、结构选型1、结构体系选型采用钢筋混凝土现浇框架结构体系(纵横向承重框架)体系。对于5层的办公楼,可采用钢筋混凝土框架结构、混合结构、底层框架或内框架砖房结构。该建筑要求布置灵活,同时考虑该建筑处于7度地震区,故选用框架结构体系。由于结构承受纵横向水平地震作用,故选用纵横向承重框架体系。2、其它结构选型屋面结构:采用现浇混凝土板作承重结构,屋面板按上人屋面荷载选用。楼层结构:所有楼面均采用现浇混凝土结构。楼梯结构:采用钢筋混凝土梁式楼梯。天沟:采用结构找坡形成的高差的内天沟。过梁:窗过梁以及门的过梁均采用钢筋混凝土梁,并采用可兼做过梁的框架梁做窗过梁。基础梁:采用现浇钢筋混凝土基础梁。基础:因地基承载力较大,采用钢筋混凝土柱下独立基础。三、结构布置标准层楼面及屋面结构布置图详见结构施工图。四、框架结构计算1、确定框架计算简图假定框架柱嵌固于基础顶面,框架梁与框架柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变,故梁跨等于柱截面行心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二楼楼面,基础顶面标高根据地质条件、室内外高差等定为-1.6m,二层楼面标高为3.900m,故柱高为5.5m,其余各层的柱高从楼面算至上一层楼面(即层高),故均为3.3m。故可绘出计算简图如计算书内所示。多层框架为超静定结构,在内力计算之前,要预先估算梁、柱的截面尺寸及结构所才的材料强度等级,以求得框架中各杆的线刚度及相对线刚度。2、梁柱的截面尺寸估算框架梁:h=L/(10～18)b=h/(2～3)框架柱:估算结构构件尺寸时,楼面荷载近似取为计算(以中柱计算为例)3、计算线刚度用公式I=EI/L计算,但在计算梁的刚度时,边梁要乘以1.5,中间梁要乘以2,这是因为考虑到楼板对所起的翼缘约束作用。4、荷载计算把板划分为单双向板计算。取荷载的标准值均查阅《荷载结构规范》而来。5、梁柱的验算主要验算正、斜截面的承载力,柱主要验算轴压比,在验算时活荷载按满跨布置。6、内力计算恒荷载和活荷载的内力计算均采用迭代法。风荷载和地震荷载均采用D值法,因为梁、柱相对线刚度接近于3。其中地震荷载的作用按底部剪力法计算。7、内力组合当有地震作用时,应分别考虑恒荷载和活荷载的组合及重力荷载代表值与地震作用的组合,并比较考虑这两种组合的内力,取最不利者。由于构件控制截面的内力值应区支坐边缘处,为此,应先计算各梁的控制截面处的(支坐边缘处的)内力值。为了简化起见,也可采用轴线处的内力值,这样计算得的钢筋用量比需要的钢筋用量略多一点。第三章 基本资料及结构选型一、工程名称综合办公楼二、建设地点12121212三、设计资料基本风压W0=0.35kN/m2基本雪压W0=0.45kN/m2地面粗糙类型:B类常年气温差值:约38℃工程地质条件拟建场地各地层由上往下依次为:①杂填土,厚约0.5m;极限侧阻力标准值取20kPa;②粘性土,厚约3.0m,地基承载力特征值fak=290kN/m2③砾层,地基承载力特征值fak=350kN/m2;④地下水位:地下水位为地表以下2.5m,无侵蚀⑤拟建场地内地形平整,II类场地,地面标高在30.000-30.500之间;抗震设防烈度为7度,设计地震分组为第一组。6.建筑物类别:二类四、结构选型1、结构体系选型采用钢筋混凝土现浇框架结构体系2、其它结构选型屋面结构:采用现浇钢筋混凝土板做承重结构,屋面按上人屋面荷载选用楼面结构:全部采用现浇钢筋混凝土板楼梯结构:全部采用现浇钢筋混凝土梁式楼梯天沟:采用结构找坡形成的高差的内天沟。基础梁:采用现浇钢筋混凝土基础梁。基础:因地基承载力较大,采用钢筋混凝土柱下独立基础。第四章 结构布置一、确定框架计算简图选五轴上的一榀框架进行计算,假定框架柱嵌固于基础顶面,框架梁与框架柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变,故梁跨等于柱截面行心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二楼楼面,基础顶面标高根据地质条件、室内外高差等定为-1.6m,二层楼面标高为3.900m,故柱高为5.5m,其余各层的柱高从楼面算至上一层楼面(即层高),故均为3.3m。由此可绘出框架的计算简图如下所示:图4.1框架轴线尺寸图4.2框架计算单元二、初估梁柱截面尺寸多层框架结构为超静定结构,在内力计算之前,先估算梁柱的截面尺寸及结构所采用强度等级,以求得框架中各杆的线刚度及相对线刚度。混凝土强度等级:梁、柱、板采用C301、梁的截面尺寸按跨度大者计算,l=7200mm,h=(1/8-1/18)l=400mm-900mm,取h=550mmb=(1/2-1/4)h=200mm-故框架梁的初选截面尺寸为b×h=250mm×550mm,次梁b×h=22、柱的截面尺寸抗震设计中柱截面尺寸主要受柱轴压比限值的控制,据此可估算出,框架柱的截面尺寸为b×h=500mm×500mm。三、梁柱线刚度计算现浇楼板边框架梁,中框架梁框架梁线刚度:AB、CF跨梁:i===3.65kN·mBC跨梁:i===6.93kN·m框架柱线刚度:底层:i===2.84kN·m标准层:i===4.73kN·m令:标准层i=1.0则其余杆件相对线刚度如下图所示:图4.3框架梁柱相对线刚度第五章框架结构荷载计算一、恒载标准值计算1、屋面防水层(刚性)30厚C20细石混凝土防水1.0防水层(柔性)三毡四油铺小石子0.4找平层:15厚水泥砂浆0.015m×20=0.3找坡层:40厚水泥石灰焦渣砂浆3‰找平0.14m×14=0.56保温层:80厚矿渣水泥0.08m×14.5=1.16结构层:120厚现浇钢筋混凝土板0.12m×25=3.0抹灰层:10厚混合砂浆0.01m×17=0.17合计6.592、各层走廊楼面水磨石地面:10mm面层20mm水泥砂浆打底素水泥浆结合层一道结构层:120mm现浇钢筋混凝土板＝抹灰层:10mm混合砂浆0.01m×＝0.17合计3、标准层楼面大理石面层,水泥砂浆擦缝30厚1:3干硬性水泥砂浆,面上撒2厚素水泥水泥浆结合层一道1.16结构层:120厚现浇钢筋混凝土板0.12m×25=3.0抹灰层:10厚混合砂浆0.01m×17=0.17合计4.334、梁自重主梁b×h=250mm×550mm梁自重25×0.25m×(0.55-0.12)m=2.69抹灰层:10厚混合砂浆0.01m×((0.55-0.12)×2+0.25)m×17=0.19合计2.88次梁b×h=250mm×梁自重25×0.25m×(0.5-0.12)m=2.38抹灰层:10厚混合砂浆0.01m×((0.5-0.12)×2+0.25)m×17=0.2142合计2.55基础梁b×h=250mm×400mm梁自重25×0.25m×0.4m=2.55、柱自重b×h=500mm×柱自重25×0.5m×0.5m抹灰重:10厚混合砂浆0.01m×0.5m×4×17=0.34合计6.59b×h=400mm×柱自重25×0.4m×0.4m=4抹灰重:10厚混合砂浆0.272合计4.276、外纵墙自重⑴标准层纵墙1.1m×0.24m×20=4.8铝合金窗0.35×1.8m=0.63贴瓷砖外墙面0.75水泥粉刷内墙面0.54合计6.72⑵底层纵墙(5.5-1.8-0.55-0.4)m×0.24m×20=12.96铝合金窗0.35×1.8m=0.735贴瓷砖外墙面0.75水泥粉刷内墙面0.54合计14.887、内纵墙、内隔墙自重⑴标准层纵墙(3.3--0.55)m×0.24m×20=13.2水泥粉刷内墙面0.36×3.3m×2=2.38合计15.582底层纵墙(5.5-0.55-0.4)m×0.24m×20=21.6水泥粉刷内墙面2.81合计24.418、女儿墙自重墙重及压顶重20×0.9m×0.24m+25×0.3m×0.24m=6.12水刷石外墙面0.5×1.2m=0.6水泥粉刷内面0.36×2.38=0.43合计7.15二、活载标准值计算1、屋面和楼面活载标准值上人屋面:2.0楼面:2.0走廊2.52、雪荷载=1.0×0.45=0.45屋面活荷载与雪荷载不同时考虑,两者中取大值。三、竖向荷载下框架梁柱受荷作用计算1、AB及CF跨梁屋面板传荷载:恒载:活载:楼面板传荷载:恒载:活载:AB、CF跨架梁均布荷载屋面梁恒载＝梁自重+板传荷载＝2.88+19.74=22.62活载＝板传荷载＝5.99楼面梁:恒载＝梁自重+板传荷载+墙自重＝2.88+12.97+15.58＝31.43活载＝板传荷载＝5.992、BC跨梁屋面板传荷载:恒载:活载:楼面板传荷载:恒载:活载:BC梁均布荷载屋面梁恒载＝梁自重+板传荷载＝2.88+12.36=15.24活载＝板传荷载＝4.694、A轴柱纵向集中荷载顶层柱:女儿墙(做法:墙高900mm,300mm混凝土压顶)女儿墙自重＝7.15顶层柱恒载=女儿墙自重+梁自重+板传荷载=7.15KN/m×7.2m+2.88KN/m×(7.2m-0.5m)+2.55KN/m××1/2+6.59KN/m×1.8m×5/8×3.6m×2＝187.05kN顶层柱活载＝板传荷载＝2×5/8×1.8m×3.6m+5.99×5.7m×1/2=32.64KN标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=6.72×(7.2m-0.5m)+15.58KN/m×5.7m×1/2+2.88×(7.2m-0.5m)+2.55×5.7m×1/2+12.97×5.7m×1/2+4.33×5/8×1.8m×3.6m×2=187.39KN标准层柱活载=板传活载=2×5/8×1.8m×3.6m+5.99×5.7m×1/2=32.64KN基础顶面恒载＝底层外墙自重+基础梁自重=14.88×(7.2m-0.5m)+2.5KN/m×(7.2m-0.5m=116.45KN5、B轴柱、C轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱恒载＝梁自重+板传荷载=2.88×(7.2m-0.5m)+2.55×5.7m×1/2+6.59×[1-2(1.5/5.7)2+(1.5/5.7)3]×1.5m×3.6m×2+6.59×5/8×1.8m×3.6m×2+19.74×5.7m×1/2=211.36KN顶层柱活载＝板传活载=2.0×0.88×1.5m×3.6m×2+2.0×5/8×1.8m3.6m×2+5.99KN/m×5.7m×1/2=52.28KN标准层柱恒载＝墙自重+梁自重+板传荷载=15.58KN/m×(7.2m-0.5m)+15.58KN/m×5.7m2.88×(7.2m-0.5m)+2.55×5.7m×1/2+3.82×0.88×1.5m×3.6m×2+4.33×5/8×1.8m×3.6m×2+12.97KN/m5.7m×1/2=283.70KN标准层柱活载=板传活载=2.5×0.88×1.5m×3.6m×2+2.0×5/8×1.8m3.6m×2+5.99KN/m×5.7m×1/2=57.03KN基础顶面恒载＝底层外墙自重+基础梁自重=15.88×(7.2m-0.5m)+2.5KN/m×(7.2m-0.5m=121.14KN6、F轴柱纵向集中荷载计算顶层柱:女儿墙自重:7.15天沟自重:3顶层柱恒载＝女儿墙及天沟自重+梁自重+板传荷载==(7.15KN/m+3KN/m)×7.2m+2.88KN/m×(7.2m-0.5m)+2.55KN/m××1/2+6.59KN/m×1.8m×5/8×3.6m×2＝208.65kN顶层柱活载＝2×5/8×1.8m×3.6m+5.99×5.7m×1/2=32.64KN标准层柱恒载＝6.72×(7.2m-0.5m)+15.58KN/m×5.7m×1/2+2.88×(7.2m-0.5m)+2.55×5.7m×1/2+12.97×5.7m×1/2+4.33×5/8×1.8m×3.6m×2=187.39KN标准层柱活载=2×5/8×1.8m×3.6m×2+5.99×5.7m×1/2=32.64KN基础顶面恒载＝底层外墙自重+基础梁自重=14.88×(7.2m-0.5m)+2.5KN/m×(7.2m-0.5m=116.45KN框架在竖向荷载作用下的受荷总图如下图所示。图5.1竖向受荷总图注:图中各值的单位均为KN图中各数值均为标准值。四、风荷载计算1、风荷载计算作用在屋面梁和楼面梁节点处的风荷载标准值:风荷载标准值公式如下:表5.1集中风荷载标准值离地高度20.851.271.351.30.353.32.416.0117.551.201.301.30.353.31.216.8614.251.121.251.30.353.31.215.1410.951.031.211.30.353.31.213.477.651.001.141.30.353.31.212.324.351.001.081.30.354.351.213.53风荷载作用下的侧移验算横向2—6层D值的计算/(kN/m)B轴柱0.27814490D轴柱0.52827520E轴柱0.27827520F轴柱0.52814490表5.2 横向底层D值计算/(kN/m)B轴柱0.5446129D轴柱0.7388314E轴柱0.7388314F轴柱0.5446129风荷载作用下框架侧移计算水平荷载作用下框架的层间侧移按下式计算: (5.1)第一层的层间侧移值求出以后,就能够计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移值,各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和。顶点侧移是所有各层层间侧移之和。J层侧移(5.2)顶点侧移(5.3)表5.4框架在风荷载作用下侧移计算层次Wj/kNVj/kN∑D/(kN/m)△uj/m△uj/h616.0116.01840200.00021/16500516.8632.87840200.00041/8250415.1448.01840200.00061/5500313.4761.48840200.00071/4714212.3273.80840200.00091/3667113.5387.33288860.00301/1833侧移验算:层间侧移最大值:1/1833＜1/550(满足)五．水平地震作用计算本建筑建筑高度为24.9m,且高度和刚度沿高度均匀分布,可采用底部剪力法计算地震作用。1、各层梁板柱自重标准值:表5.5柱重力荷载标准值层数名称净高数量底层框架柱3.786.5932797.13926.25暗柱3.784.278129.122--6框架柱3.186.5932670.60779.23暗柱3.184.278108.63楼电梯间框架柱2.886.59237.9662.56暗柱2.884.27224.60表5.6板重力荷载代表值层数名称板面积1--5楼面700.334.333030.433245.84楼梯41.045.20213.41六屋面741.376.594885.634885.63楼电梯间52.756.59347.62347.62注:上表中楼梯部分板的按楼面的1.2倍考虑表5.7梁重力荷载代表值标准值层数截面尺寸净跨长数量1-62505506.7282.88540.291954.765.2162.88239.622.582.8857.602505005.45142.55194.57楼梯间2505003.622.8820.7462.217.222.8841.472、各层墙自重标准值计算(1)女儿墙重总长L=(50.4m+14.4m)2=129.6m总重Gk1=7.15KN/m129.6m=926.64KN(2)标准层墙重横墙总长L=148.2m总重Gk1=148.2m15.58KN/m=1280.68KN外纵墙总长L=100.8m总重Gk1=100.8m×6.72KN/m=677.38KN内纵墙总长L=100.8m总重Gk1=100.8m×15.58KN/m=1570.64KN∑Gk1=3528.52KN(3)首层墙自重横墙总长L=148.2m总重Gk1=148.1m×24.41KN/m=.50KN外纵墙总长L=100.8m总重Gk1=100.8m×14.88KN/m=1499.90KNGk1=100.8m×24.41KN/m=2460.53KN∑Gk1=5966.93KN(4)楼电梯间总长L=36m总重Gk1=36m×15.58KN/m=560.88KN(2)标准层=3528.52KN+1032.08KN+3245.84KN+779.23KN=8591.67KN(3)顶层=(4)楼电梯间4、重力荷载代表值计算重力荷载代表值G去结构和构件自重标准值和各可变荷载之和,各可变荷载组合值系数取为1、雪荷载:0.5;2、屋面火灾:0.0;3、按等效均布荷载计算的楼面活载:0.5.1、首层【恒载+0.5(楼板平面面积+楼梯面积)×活载标准值】G1=9878.39KN+0.5×(700.33+41.04)m2×2.0KN/m2=11361.13KN标准层Gi=8591.67KN+0.5×(700.33+41.04)m2×2.0KN/m2=10074.41KN顶层G6=8998.23KN+0.5×741.37m2×0.45KN/m2楼电梯间G7=1233.26KN+0.5×52.75m2×0.45KN/m2集中于各楼层标高处的重力荷载代表值Gi计算简图如图5.2所示。

图5.3横向水平地震及楼层地震剪力图5.2重力荷载代表值5、等效总重力荷载代表值计算本设计抗震设防烈度为7度,设计地震分组为第一组,二类场地,依次查表得:水平地震影响系数最大值,αmax=0.08,特征周期Tg=0.35s,取阻尼比ζ=0.05结构总的重力荷载代表值:=11361.13kN+10074.41kN×4+9165.04kN+1245.12kN=62068.93.kN结构等效重力荷载代表值:=0.85=52758.59kN地震作用时的为各层所有各柱侧移刚度之和,标准层:=729593kN/m底层:=255464kN/m6、横向自振周期把楼电梯间荷载代表值折算到主体结构顶层=G7×(1+1.5(3/22))=1499.80kN结构顶点的假象侧移计算=+=9165.04KN+1499.80KN=10664.84KN表5.9结构顶点的假象侧移计算层610664.8410664.847295930.0146130.455128510074.4120739.257295930.0284260.440515410074.4130813.667295930.0422340.412089310074.4140888.077295930.0560420.369855210074.4150962.487295930.0698510.313813111361.1362323.612554640.2439620.243962T=1.70.7=0.803S7、水平地震作用及楼层地震剪力计算则横向地震影响系数:=0.0379=0.803S＞1.4=0.49s则=0.0379×52758.59kN=1999.55kN=0.1342×1999.55=268.34(kN)=1731.21KN各质点水平地震作用的标准值表5.10各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层723.851245.1229696.110.03875.9875.98620.859165.04191091.080.246491.88567.86517.5510074.41176805.900.227453.901021.76414.2510074.41143560.340.185369.921391.68310.9510074.41110314.790.142283.941675.6227.6510074.4177069.240.099197.961873.5814.3511361.1349420.920.063125.971999.5562068.93777958.381.0001999.55注:1、F6=260.6kN+1688.55=268.34kN+223.54kN=491.88kN2、考虑局部突出屋顶部分的鞭稍效应,7层的楼层剪力V=375.98kN=227.94kN3、鞭稍效应增大的部分不往下传,故表中计算各楼层剪力时仍采用原值。8、水平地震作用下位移验算层间位移△ui=Vi/∑顶点位移ui=层间弹性位移角:θe=△ui/hi层次6567.867295930.0007780.0167773.31/424251021.767295930.0014000.0159993.31/235741391.687295930.0019070.0145993.31/173031675.627295930.0022970.0126923.31/143721873.587295930.0025680.0103953.31/128511999.552554640.0078270.0078275.51/702最大层间弹性位移角发生在第一层:1/702＜1/550(满足要求)。第六章框架内力计算为简化计算,考虑如下几种单独受荷情况:(1)恒载作用;(2)重力荷载代表值作用;(3)活荷载作用于AB跨;(4)活荷载作用于BC跨(5)活荷载作用于CF跨(6)风荷载作用(以左向右为例);(7)横向水平地震作用(以左向右为例);对于(1)、(2)、(3)、(4)、(5)种情况,框架在竖向荷载作用下,采用迭代法进行计算,对于第(6)、(7)种情况,框架在水平荷载作用下,采用D值法进行计算。一、弯矩分配系数计算节点各杆端的弯矩分配系数可根据下式(6.1)求得 (6.1)求得节点杆端的弯矩分配系数,将分配系数填入内外框各对应的杆端处,汇于同一节点各杆端的分配系数之和为-0.5。二、框架在竖向荷载作用下的内力计算竖向荷载作用下,框架的侧移量很小,按不考虑侧移的迭代法进行结构的内力分析。考虑内力组合的需要,对恒载、活载作用于跨、跨、跨,并受重力荷载代表值的作用的框架内力分别进行计算。根据本设计的实际情况,迭代法的计算按以下步骤具体实施:1.计算框架的固端弯矩及节点上的不平衡弯矩:梁上分布荷载为梯形荷载,根据固端弯矩相等的原则,先将梯形分布荷载及三角形分布荷载简化为等效均布荷载,再计算梁的固端弯矩。固端弯矩:; (6.2); (6.3); (6.4)依次算得各种荷载作用下的固端弯矩及节点不平衡弯矩,固端弯矩填入杆端,节点不平衡弯矩填入内方框中。2.计算各杆端的近端转角弯矩: (6.5)该计算过程在图上进行,直到的前后两次近似值达到要求的精度为止。3.计算杆端的最后弯矩: (6.6)式中:－杆端最后弯矩;－各杆端固端弯矩;－迭代所得的杆端近端转角弯矩;－迭代多的的杆端远端转角弯矩。以上计算中,当已知框架图求图,以及已知图求图时,可采用结构力学取脱离体的方法。如已知杆件梁端的弯矩,其剪力: (6.7) (6.8)式中:,－简支梁支座左端和右端的剪力标准值,当梁上无荷载作时, ,剪力以使所取隔离体产生顺时针转动为正;,－梁端的弯矩标准值,以绕杆端顺时针为正,反之为负。已知某节点上柱传来的轴力和左、右传来的剪力、时,其下柱的轴力(6.9)式中,以压力为正,拉力为负。恒荷载迭代(单位:KN·m)活荷载作用在AB跨迭代(单位:KN·m)活荷载作用在BC跨迭代(单位:KN·m)活荷载作用在CF跨迭代(单位:KN·m)恒荷载作用下的M图(单位:KN·m)恒荷载作用下的V图(单位:KN·m)恒荷载作用下的N图(单位:KN·m)

活荷载作用在AB跨间的M图(单位:KN·m) 活荷载作用在AB跨间的V图(单位:KN·m)

活荷载作用在AB跨间的N图(单位:KN·m)活荷载作用在BC跨间的M图(单位:KN·m)活荷载作用在BC跨间的V图(单位:KN·m)活荷载作用在BC跨间的N图(单位:KN·m)活荷载作用在CF跨间的M图(单位:KN·m)活荷载作用在CF跨间的V图(单位:KN·m)活荷载作用在CF跨间的N图(单位:KN·m)(单位:KN·m)重力荷载代表值作用下的M图(单位:KN·m)重力荷载代表值作用下的V图(单位:KN·m)重力荷载代表值作用下的N图(单位:KN·m)三、框架在水平荷载作用下的内力计算框架在风荷载(从左向右吹)和地震荷载(左震)作用下的内力用D值法(改进的反弯点法)进行计算。其步骤为:(1)、求各柱反弯点处的剪力值;(2)、求各柱反弯点高度;(3)、求各柱的杆端弯矩及梁端弯矩;(4)、求各柱的轴力和梁端剪力。第i层第m柱所分配的剪力为:框架柱反弯点位置。框架各柱的杆端弯矩、梁端弯矩按式6.10～6.14计算。 (6.10) (6.11)边柱处的梁 (6.12)中柱处的梁 (6.13) (6.14)框架柱节点弯矩分配框架梁端剪力按式6.15和式6.16计算。边柱处的梁: (6.15)中柱处的梁: (6.16)1、反弯点位置计算计算过程见下表表6.1框架A柱、F柱反弯点位置层号h/miy0y1y2y3yyh/m63.300.770.300.000.000.000.300.9953.300.770.400.000.000.000.401.3243.300.770.4350.000.000.000.4351.4433.300.770.450.000.000.000.451.4923.300.770.500.000.00-0.050.451.4915.501.290.6210.00-0.050.000.5713.14表6.2框架B柱、C柱反弯点位置层号h/miY0y1y2y3yyh/m63.302.240.4120.000.000.0004121.3653.302.240.450.000.000.000.451.4943.302.240.4620.000.000.000.4621.5233.302.240.500.000.000.000.501.6523.302.240.500.000.000.000.501.6515.503.730.550.000.000.000.553.032、风荷载标准值作用下的内力计算框架各柱的杆端弯矩、梁端弯矩计算过程见表。框架柱轴力与梁端剪力的计算结果见表。风荷载标准值作用下的弯矩图、剪力图、轴力图如图所示。表6.3风荷载作用下框架A柱、F柱剪力和梁端弯矩的计算层

次Vi

/kN∑D

/(kN/m)Dim

/(kN/m)Dim/∑DVim

/kNyh

/mMc上

/kN·mMc下

/kN·mMb总

/kN·m616.0184020144900.1722.750.996.352.726.35532.8784020144900.1725.651.3211.197.4614.01448.0184020144900.1728.261.4415.3711.8922.86361.4884020144900.17210.571.4919.1315.7531.02273.8084020144900.17212.691.4922.9718.9138.72187.332888661290.21218.513.1443.6958.1262.60表6.4风荷载作用下框架B柱、C柱剪力和梁端弯矩的计算层

次Vi

/kN∑D

/(kN/m)Dim

/(kN/m)Dim/∑DVim

/kNyh

/mMc上

/kN·mMc下

/kN·mMb左

/kN·mMb右

/kN·m616.0184020275200.3285.251.3610.197.143.466.73532.8784020275200.32810.781.4919.5116.069.0617.59448.0184020275200.32815.751.5228.0423.9414.9929.11361.4884020275200.32820.171.6533.2833.2819.4537.77273.8084020275200.32824.211.6539.9539.9524.9048.33187.332888683140.28925.243.0362.1876.4834.7267.41表6.5风荷载作用下框架柱轴力和梁端剪力AB、CF梁端剪力BC梁端剪力边柱轴力中柱轴力61.723.40-1.72-1.6854.058.88-5.77-6.5146.6414.70-12.41-14.5738.8519.07-21.26-24.79211.1624.41-32.42-38.04117.0734.04-49.49-55.01风荷载作用下的M图(单位:KN·m)风荷载作用下的V图(单位:KN·m)风荷载作用下的N图(单位:KN·m)3、地震荷载标准值作用下的内力计算框架各柱的杆端弯矩、梁端弯矩计算过程见表。框架柱轴力与梁端剪力的计算结果见表。地震荷载标准值作用下的弯矩图、剪力图、轴力图如图表6.6地震荷载作用下框架A柱、F柱剪力和梁端弯矩的计算层

次Vi

/kN∑D

/(kN/m)Dim

/(kN/m)Dim/∑DVim

/kNMc上

/kN·mmMc下

/kN·mmMb总

/kN·mm6567.86729593144900.0198611.2826.0511.1726.0551021.76729593144900.0198620.2940.1826.7851.3541391.68729593144900.0198627.6451.4139.8078.1931675.62729593144900.0198633.2860.2349.59100.0321873.58729593144900.0198637.2167.3555.44116.9411999.5525546461290.0239947.97113.21150.63168.65表6.7地震荷载作用下框架B柱、C柱剪力和梁端弯矩的计算层

次Vi

/kN∑D

/(kN/m)Dim

/(kN/m)Dim/∑DVim

/kNMc上

/kN·mMc下

/kN·mMb左

/kN·mMb右

/kN·m6567.86729593275200.0377221.4241.5629.1314.1327.4351021.76729593275200.0377238.5469.7657.4233.6265.2741391.68729593275200.0377252.4993.4479.7851.2999.5731675.62729593275200.0377263.20104.28104.2862.58121.4821873.58729593275200.0377270.67116.61116.6175.10145.7911999.5525546483140.0325465.07160.73197.1694.30183.04表6.8地震荷载作用下框架柱轴力和梁端剪力层次AB、CF跨梁端剪力BC跨梁端剪力边柱轴力中柱轴力67.0513.85-7.05-6.80514.9132.96-21.96-24.85422.7250.29-44.68-52.42328.5361.35-73.21-85.24233.6973.63-106.90-125.18146.1392.45-153.03-171.50注:轴力压力为+,拉力为-。地震荷载作用下M图(kN·m)地震作用下的V图(单位:KN·m)地震荷载作用下的N图(单位:KN·m)第七章框架内力组合一、控制截面的确定框架梁一般取梁端和跨中作为梁承载力设计的控制截面,梁端最危险截面应在梁端柱边,而不是在结构设计简图中的柱轴线处。本例为了简化起见,采用轴线处内力值,这样算得的钢筋用量比需要的钢筋用量略微多一点。梁取3个控制截面,分别为梁端,和跨中。框架柱的弯矩、剪力和轴力沿柱高是线性变化的,因此可取各层柱的上、下端截面作为控制截面。二、内力组合1、考虑的组合本例考虑如下四种内力组合:(1)、1.2SGk+1.4SQk;(2)、1.35SGk+1.0SQk;(3)、1.2SGk+0.9×1.4(SQk+Swk);(4)、1.2SGEk+1.3SEk;另外,对于本工程,1.2SGk+1.4Swk这种内力组合与考虑地震作用的组合相比一般较小,对结构设计不起控制作用,故不予考虑。2、框架梁内力组合计算结果见内力组合表。3、框架柱内力组合计算结果见内力组合表。表7.1用于承载力计算的框架梁由可变荷载效应控制的基本组合注:恒载、(楼面)活载和风载的荷载分项系数分别为1.2、1.4、1.4;(楼面)活载和风荷载的组合系数分别为0.7、0.6;内力组合值均乘以;为简化计算取进行组合。

表7.2用于承载力计算的框架梁由永久荷载效应控制的基本组合注:恒载、(楼面)活载的荷载分项系数分别为1.35、1.4;(楼面)活载的组合系数分别为0.7;内力组合值均乘以;为简化计算取进行组合。

表7.3框架A柱由可变荷载效应控制的基本组合表注:恒载、(楼面)活载和风载的荷载分项系数分别为1.2、1.4、1.4;(楼面)活载和风荷载的组合系数分别为0.7、0.6;内力组合值均乘以γo=1.0;为简化计算取进行组合:。

表7.4框架A柱由永久荷载效应控制的基本组合表注:恒载、(楼面)活载的荷载分项系数分别为1.35、1.4;(楼面)活载的组合系数分别为0.7;内力组合值均乘以;为简化计算取进行组合:。表7.5框架B柱由可变荷载效应控制的基本组合表注:恒载、(楼面)活载和风载的荷载分项系数分别为1.2、1.4、1.4;(楼面)活载和风荷载的组合系数分别为0.7、0.6;内力组合值均乘以;为简化计算取进行组合:。

表7.6框架B柱由永久荷载效应控制的基本组合表注:恒载、(楼面)活载的荷载分项系数分别为1.35、1.4;(楼面)活载的组合系数分别为0.7;内力组合值均乘以;为简化计算取进行组合:。

表7.7用于承载力计算的框架梁考虑地震作用效应与其它荷载效应的基本组合表注:重力荷载代表值①和水平地震作用的分项系数分别为1.2、1.0、1.3;内力组合值均乘以调整系数0.75(弯矩)和0.85(轴力);弯矩M取进行组合,剪力;为梁端剪力增大系数,三级取1.1。

表7.8用于承载力计算的框架A柱考虑地震作用效应与其它荷载效应的基本组合表表7.9用于承载力计算的框架B柱考虑地震作用效应与其它荷载效应的基本组合表表7.10基顶荷载的非抗震标准值组合表表7.11基顶荷载的抗震标准值组合表

表7.12基顶荷载的设计值组合表表7.13基顶荷载的抗震设计值组合表第八章框架梁柱截面配筋混凝土强度C30fc=14.3N/mm2ft=1.43N/mm2ftk=2.01N/mm2钢筋强度HPB235fy=210N/mm2fyk=235N/mm2HRB400fy=360N/mm2fyk=400N/mm2 一、框架柱截面设计本工程各层柱的配筋计算详见配筋计算表。 ea=max(20mm,500mm/30=16.67mm 当ζ1大于1.0时,取ζ1等于1.0;当l0/h＜15时,取ζ2等于1.0。 大偏压: 小偏压: 斜截面受剪承载力计算计算过程详见配筋计算表。 框架柱截面设计以底层A柱为例说明计算方法和过程,其它列表计算。1、非抗震设计(1)轴压比验算轴压比:满足要求。(2)截面尺寸复核取因为因此满足要求。(3)正截面受弯承载力计算柱同一截面分别承受正反向的弯矩故采用对称配筋。底层D柱由内力组合表。选取一组最不利内力组合为例,进行配筋计算。弯矩中没有由水平荷载作用产生的弯矩,故柱的计算长度,故因为,故应考虑偏心距增大系数。因为,取.=0.876＞ζb＜0按构造配筋单侧每侧实配钢筋220+218(4)垂直于弯矩作用平面的受压承载力验算底层A柱:查表得满足要求。 二、框架梁截面设计1、正截面受弯承载力计算计算过程详见配筋计算表。 ρmin=max[0.2%,(45ft/fy)%]=0.2%As,min=ρminbh2、斜截面受剪承载力计算计算过程详见配筋计算表。 3、梁截面设计以底层AB跨梁为例,说明方法和过程,其它层梁配筋计算结果详见表。1.选取最不利内力组合设计时选取抗震和非抗震的各内力,将与进行比较,然后取大者进行配筋计算。对于楼面现浇的框架结构,支座负弯矩按矩形截面计算纵筋数量;跨中弯矩T形截面计算纵筋数量。以底层DE梁为例计算:非抗震左端:=-183.61kN.m=107.39kN跨中:=92.99kN.m右端:=-157.53N.m=-108.04kN2．正截面受弯承载力计算混凝土强