4层框架办公楼毕业设计计算书

摘要该工程为办公楼,位于邯郸市市区,抗震设防为7度.考虑到现在趋势的发展以及以后造的要求,该工程采用框架结构,该办公楼为4层,底层高度3.9米.总建筑面积3900平米.总设计思路建筑设计:根据设计任务书及甲方要求,结合相关的建筑,防火等规范,地势要求,考虑建筑用途及要求确定建筑平面,从周围环境的影响到艺术美观效果建立美观实用的外观形象.结构设计:在建筑结构的两个主轴方向分别考虑水平地震作用,各方面的水平地震作用应全部由该方向的抗测力构件承担,采用框架结构设计的近似法求解内力.即:求竖向荷载作用下的内力按无侧移钢架用弯矩二次分配法,求水平地震作用下的内力按三角形分布用D值法,按弹性理论计算板的内力,最后利用钢筋混凝土的相关原理进行构件配筋计算及校核.AbstractThatengineeringisaofficebuilding.ThatlocatesinHANDANcity.Defendforearthquaketheintensityto7degrees.Inconsiderationofthedevelopmentofthetrendandlateronrequestthatengineeringthatreformadoptionframeconstructionthefloorhasonly4layers.Firstflooris3.9m.standardarehighinmultiplelayer3.3m.totalbuildingarea3900sqmTotaldesignwayofthinking:Buildingdesign:Accordingtothedesignmissionbookandthefirstpartyrequest,jointogethertherelatebuildingpreventfiretowaitthenorm,geographyrequest,considertoconstructtheuseandrequestthecertainbuildingflatsurface.andenvironmentallyaffectthebeautifulresultofarttoestablishandbeautifulandpracticalexternalappearanceimagefromsurroundings.Constructiondesign:Intwoprincipalaxisdirectionsthatbuildingtheconstructionconsiderthelevelearthquakethefunction,everyonestheantidintforoflevelearthquakefunctionshouldallfromshoulddirectionthepiecetoundertake,adopttheframewhatconstructiondesigntolooklikethemethodtobegtosolvetheinsidedintrespectively.Namely:Thethatbegtheinsidedintcarrythefunctionbottomtotopresstohavenothejusttherelatedprincipleforinsidedintforusingtheallotmentmethodtwotimes,beggingthelevelearthquakethefunctiondescendingpresstrianglingdistributingusingtheworthmethodofD,pressflexibilitytheoriesingcomputingtheknotholeinsidethedint,finallymakeuseofthereinforcedapreparereintegrateofcalculationandcheck-up.目录1.建筑设计------------------------------------------------031.1工程概况--------------------------------------------------------032.结构布置和计算简图--------------------------------------042.1结构布置和计算简图-------------------------------------------------043、重力荷载和重力荷载代表值的计算-------------------------------------043.1屋面及楼面的永久荷载标准值--------------------------------------053．2重力荷载代表值计算------------------------------------------------084横向框架侧移刚度计算--------------------------------------------105.横向水平荷载作用下框架内力和测移计算--------------------------126竖向水平荷载作用下框架内力和测移计算--------------------------167.恒载活载内力计算-----------------------------------208.内力组合-----------------------------------339.截面设计-----------------------------------3810.板的配筋-----------------------------4511.楼梯设计-----------------------------------4612.基础计算-----------------------------------4913.经济技术指标分析-----------------------------------52设计依据及参考资料----------------------------------------52附件1设计成果清单、专业资料外文翻译邯郸赵都新城中心商业广场办公楼设计河北工程大学土木工程专业建筑工程方向1.工程概况1.1设计题目：邯郸市赵都新城中心商业广场办公楼设计该工程为邯郸市赵都新城中心商业广场办公楼，该办公楼为四层，总建筑面积约3900m.其中一层设置门厅，值班室，资料室，楼梯，卫生间，普通办公室若干；二层设置接待室，局长办公室及休息室，副局长办公室及休息室，办公室主任室，小会议室，资料室，楼梯，卫生间，普通办公室若干；三层设置接待室，书记办公室及休息室，副书记办公室及休息室，小会议室，资料室，楼梯，卫生间，普通办公室若干；四层设置展览厅，设备监控室，楼梯，卫生间，普通办公室若干。1.2设计资料：1.2.1建设地点：河北省邯郸市市区。1.2.2气候条件：邯郸市属于暖湿型气候，春季降水少，空气干燥，夏季热而多雨，秋季天高气爽，气候宜人，冬季寒冷干燥，雨日较少。1.2.3地质条件：场地工程地质较好，地质条件单一，地下水埋藏较深，一般水位15米以下。场地为冲积平原，地层主要为第四纪冲积层，沉积稳定，宜作建筑场地。土壤冻结深度-0.37米，地基土承载力特征值为260Kpa，场地土为二类土1.2.4地震烈度：按7度设防。1.2.5主要建筑材料均能满足要求，供应充足。1.2.6建筑单位要求：（1）建筑面积：3900㎡左右（2）建筑层数：4层（3）结构形式：框架结构（4）使用要求：其中一层设置门厅，值班室，资料室，楼梯，卫生间，普通办公室若干；二层设置接待室，局长办公室及休息室，副局长办公室及休息室，办公室主任室，小会议室，资料室，楼梯，卫生间，普通办公室若干；三层设置接待室，书记办公室及休息室，副书记办公室及休息室，小会议室，资料室，楼梯，卫生间，普通办公室若干；四层设置展览厅，设备监控室，楼梯，卫生间，普通办公室若干。一、二层层高为3.9米，其它层层高为3.3米。（6）施工场地平整，水电、道路已通。2.结构布置与计算简图2.1结构布置根据该房屋结构的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计，其建筑平面、结构平面和剖面图都已给出。主体结构共4层，1、层层高为3.9米，2~4层为3.3米。女儿墙高为0.9米。外墙和填充墙均采用240mm的加气混凝土砌块。门为玻璃门和木门，窗为铝合金窗，楼盖及屋盖采用钢筋混凝土结构，楼板厚度取100mm。梁板柱均采用C30的混凝土，其设计强度为：=14.3，=1.43。柱的截面尺寸采用轴压比来进行控制，设计的框架采用的抗震等级为三级，其轴压比限值[]=0.9，各层的重力荷载代表值取为14，边柱负载面积为7.23.6，中柱的负载面积为7.27.2。由式，其中，来确定柱的截面面积，取底层中柱估算柱尺寸：，取底层柱截面尺寸为500mm×500mm。主梁高为跨度的1/15~1/10，次梁高为跨度的1/18~1/12，梁宽为梁高的1/3~1/2，取横向主梁截面尺寸为700mm×250mm，纵向次梁截面尺寸为650mm×250mm。2.2计算简图采用独立基础，基础的埋深为1.6，基础高度取为0.8，框架见图2.1所示。取顶层柱的形心线作为轴线，1层、2~4层柱高度取层高分别为3.9m、3.3，底层标高从基础顶面取至板底，取5.0m图2.1横向框架计算简图3.重力荷载及重力荷载代表值的计算3.1重力荷载的计算3.1.1⑴屋面（兼作上人用）：二毡三油防水层0.35KN/㎡冷底子油热玛蹄脂二道0.05KN/㎡200mm厚水泥石保温层0.02×6.5=1.3KN/㎡20mm厚水泥砂浆找平层0.02×20=0.4KN/㎡100mm厚钢砼整浇层0.1×25=2.5KN/㎡吊顶0.5KN/㎡合计5.1KN/㎡⑵一到三层楼面：水磨石地面0.65KN/㎡100厚钢筋混凝土整浇层0.1×25=2.5KN/㎡吊顶0.5KN/㎡合计3.65KN/㎡3.1.2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屋面雪荷载标准值式中：为屋面积雪荷载分布系数，取=1.03.1.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载代表值的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、窗等可计算出单位面积上的重力荷载。具体计算过程如下：表3.1梁、柱重力荷载标准值层次构件b/mhi/mrg/m个//1KJL-10.250.70251.054.59418.32168.12187.65KJL-20.250.60251.053.93818.37504.5L-10.250.60251.053.9386.628949.41L-20.250.65251.054.2667.514447.9L-30.250.65251.054.2666.94117.742～4KJL-10.250.70251.054.59418.36504.36562.95KJL-20.250.60251.053.93818.3211513.5L-10.250.60251.053.9386.6842848.23L-20.250.65251.054.2667.5421424.12L-30.250.65251.054.2666.912235.481Z0.600.60251.056.5635.0361181.341181.342～4Z0.600.60251.056.5633.31082339.052339.05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；表示单位长度构件重力；为构件数量。2）梁长、柱长均取净长，梁高取净高。外墙体为240厚的加气混凝土砌块（7），外墙面贴瓷砖（0.5），内墙面20厚抹灰，则外墙单位墙面的重力荷载为：内墙体为240厚的加气混凝土砌块，墙面两侧各20的抹灰，则内墙单位墙体的重力荷载为：木门单位面积重力荷载为0.2，玻璃门及铝合金窗单位面积重力荷载为0.4。⑴一层的计算①门的计算：M-1（）27个合计68.04×0.4=27.216KN②窗的计算：C-1（）38个C-2（）3个2.1×1.8×3=11.34m2合计131.04㎡窗的重量③墙的重量的计算：墙体均为240厚，两面抹灰，近似按加厚墙体考虑抹灰重量单位面积上墙体重量为2.28×19=43.32KN43.32×（18.3×3.9×2+15×3.9×14）=5116KN横墙重量43.32×（3.3×3.9×55+6.9×3.9×1）=3909KN纵墙重量④楼板的重量的计算：楼板的面积为971.73楼板的重量: 3.65×971.73=3546.8KN⑵二层的计算①门的计算：M-1（）25个合计门的重量②窗的计算：C-1（）38个C-2（）3个2.1×1.8×3=11.34m2合计131.04㎡窗的重量③墙的重量的计算：43.32×（18.3×3.3×2+15×3.3×12.5）=3934KN横墙重量43.32×（3.3×3.9×55+6.9×3.3×3）=3550KN纵墙重量④楼板的重量的计算：楼板的面积为971.73楼板的重量:3.65×971.73=3546.8KN⑶三层的计算①门的重量与二层相同：25.2KN②窗的重量与二层相同：52.42KN③墙的重量的计算：43.32×（18.3×3.3×2+15×3.3×12.5）=3934KN横墙重量43.32×（3.3×3.9×55+6.9×3.3×3）=3550KN纵墙重量④楼板的重量与二层相同：3546.8KN(4)四层的计算①门的计算：M-1（）18个M-2（）1个合计门的重量+12.96×0.4=14.25KN②窗的重量与二层相同：52.42KN③墙的重量的计算：43.32×（18.3×3.3×3+15×3.3×9）=3334KN横墙重量43.32×（3.3×3.3×45+6.9×3.3×3）=2970KN纵墙重量④板的计算：屋面板的面积为971.73屋面板的重量：5.1×971.73=4955.82KN表3.2各层梁、柱、门窗、墙、板的重力荷载标准值（KN）项次层次梁柱门窗墙板一层2187.651181.3479.6490253546.82～4层77.6274842339.052187.6566.6763044955.82⑤女儿墙的重量的计算：女儿墙的做法与外墙类似，取单位面积上重量为2.52，通过计算女儿墙的面积墙的面积为146.88，女儿墙的重量为。3.2重力荷载代表值的计算重量荷载代表值取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合之和，各层的重力荷载代表值取各楼层标高上下各楼层的一半。重力荷载代表值：(1)永久荷载标准值一层永久荷载标准值：=2187.65+3546.8+1/2(1181.34+1181.34+79.64+77.62+9025+7484)=15248.92KN二、三层永久荷载标准值：=2187.65+3546.8+1/2（1181.34+1181.34+77.62+77.62+7484+7484）=14477.41KN四层永久荷载标准值：=2187.65+4955.82+1/2（2339.05+66.67+6304）=11498.33KN(2)可变荷载组合值①一层到三层971.73㎡=S2.0=KN=0.5②四层971.73㎡=S0.2==0.5各层的重力荷载代表值：计算的结果见图3.1所示。图3.1各质点的重力荷载代表值4.横向框架侧移刚度的计算4.1计算各柱的侧移刚度 表4.1横梁线刚度计算表层数类别1~4JL-1250×7007500/3300/JL-2250×6007500//3300//L1边250×6006600/L1中250×6006600//L2250×6507500//L3边250×6506900/L3中250×6506900//表4.2柱线刚度计算表层次43300表4.3横向框架柱侧移刚度D值计算项目柱类型层根数底层边框架边柱4.3/3.13=1.370.5582634边框架中柱C轴：4.3+9.7/3.13=4.470.768115384中框架边柱C轴：6.252/6.113=1.0230.523753814中框架中柱（3.6+8.2）/3.13=3.770.741111814797052二至四层边框架边柱C轴：4.3+4.3/（4.74×2）=0.910.31161924边框架中柱（4.3+9.7）×2/（4.74×2）=2.950.60313394中框架边柱C轴：3.6×2/（4.74×2）=0.770.281462514中框架中柱（3.6+8.2）×2/（4.74×2）=2.490.5528727147970525.横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算5.1横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算5.1.1横向自振周期计算其中，H=5.0+3.33=14.9，=3.0结构顶点的假想侧移由式来计算。其中—层第根柱子，共根。计算过程见表5.1所示。表5.1结构顶点的假想侧移的计算层次411047.7411047.747970520.01390.258314229.5425277.287970520.03170.2441214819.5440096.827970520.05030.2124115790.4155887.233448680.16210.1621按式计算基本周期，其中以为单位，取=0.6，则：5.1.2水平地震作用及楼层地震剪力计算本设计中结构高度不超过40，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。结构总水平地震作用标准值按式来计算，即：该设计的场地类别为Ⅱ类，故查表可知特征周期为，，，故地震影响系数，取为0.9，取为1.0，查表有=0.12，则：因，所以应考虑顶层附加水平地震作用。顶部附加地震作用系数按进行计算：各质点的水平地震作用按式计算，过程见表5.2所示。表5.2各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次414.911047.74164611.3260.3101109.0961109.096311.614229.54165062.6640.3101109.0962218.19828.314819.5414819.540.231826.4563044.6541515790.4115790.410.149533.0623577.716注：1.只加入主体的顶层即第4层；2.顶端存在鞭端效应，表中计算时将顶端剪力值扩大了三倍，但增大的剪力部分不往下传递。各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布图如图5.1所示。5.1.3水平地震作用下的位移验算水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移分别按式和来计算，计算过程见表5.3所示，表中还计算出了各层的层间弹性位移角。表5.3横向水平地震作用下的位移验算层次41109.0967970520.001393.31/237432218.1987970520.002783.31/118723044.6547970520.003823.31/86413577.7163448680.010375.01/482由表5.3可知，最大层间弹性位移角发生在第1层,满足式，其中由规范查出为1/550。（a）水平地震作用分布（b）层间剪力分布图5.1横向水平地震作用下的位移验算5.1.4水平地震作用下框架内力计算以（2）轴线框架即框架KJ-2为例，框架柱端剪力及弯矩分别按和，，其计算过程见表5.5所示。表5.4为D值法的反弯点高度的修正表。表5.4反弯点高度修正表层次③轴边柱的反弯点高度比③轴中柱的反弯点高度比40.670000.670.450000.4530.440000.440.470000.4720.5000-0.050.450.500000.5010.640000.640.550000.55表5.5③轴柱端弯矩及剪力计算层次③轴边柱y43.31109.0967970521462520．350.770.678.7358.4233.32218.1987970521462540.70.770.4475.2159.1023.33044.6547970521462555.870.770.45101.4082.9715.03577.7163448680.785881.251.150.64146.74260.86层次③轴中柱y43.31109.0968218332872739.972.490.4572.5559.3633.32218.1988218332872779.952.490.47139.8312423.33044.65468102728727109.732.490.50181.05181.0515.03577.71644029311118115.343.770.55259.52259.52注：表中量纲为，V的量纲为KN水平地震荷载作用下的梁端弯矩和剪力及柱的轴力按式：，，，来计算。具体计算构成见表5.6所示。表5.6横向框架KJ-2梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次A~B轴线间的梁B~C轴线间的梁柱轴力NA轴线柱B轴线柱467.1533.587.5-13.4365.9665.963.339.98﹣13.43-19.993134.3126.867.5-26.86131.92131.923.379.95﹣40.29-59.972184.3736.877.5-36.87181.05181.053.3109.73﹣77.16-114.841407.681.527.5-81.52288.37288.373.3174.77﹣158.68-202.23注：1）力中负号表示拉力，当为左地震作用时，左柱为拉力，中柱及右柱为压力。2）表中M的单位为，V的单位为，N的单位为，单位为。水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及柱轴力如图5.2所示。图5.2水平地震作用下框架弯矩、梁剪力及柱轴力图6.竖向荷载作用下框架结构的内力计算6.1横向框架的计算6.1.1横向框架的计算取③轴线横向框架计算，计算单元宽度为6.6m，如图6.1所示。由于房间内布置次梁，经判断可知，计算单元内楼板均为双向板，故楼面荷载通过次梁以集中荷载的形式传给横向框架，直接传给该框架的楼面荷载，如图阴影所示。由于纵向框架梁的中心线和柱的中心线不重合，因此在框架节点上还作用有集中力矩。图6.1横向框架的计算单元6.1.2荷载的计算（1）恒载的计算：6.2各层梁上作用的恒载如图6.2所示，代表横梁的自重，代表横梁上墙体的自重，均为为均布荷载；为次梁（L-3）传给主梁（L-1，L-2）的集中荷载，，分别为边纵梁直接传给柱或梁的荷载。对于4层：=4.266KN/mKN/mKN/m集中力矩：对于2~3层：集中力矩：对于1层：（2）活载的计算活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图6.3所示。图6.3各层梁上作用的活载对于4层：同理，在屋面雪载作用下：对于1~3层：同理，在屋面雪载作用下：以上计算汇总见表6.1和6.2。表6.1横向框架恒载汇总表层次44.26616.83140.52147.84147.8414.0514.782~318.610.89123.107201.89201.8912.3120.18118.95810.89193.133224.777224.77733.8039.34表6.2横向框架活载汇总表层次421.8736.1834.562.734.524(雪)3.63.63.60.350.691~321.8736.1834.562.734.527.恒载、活载内力计算7.1恒载作用下的框架内力计算计算方法本设计恒载作用下的内力计算采用弯矩二次分配法。用弯矩分配法计算梁、柱端弯矩结构内力可采用弯矩二次分配法计算，传递系数均为1/2。梁柱线刚度见表7-1所示：表7-1梁柱线刚度表（）层次梁柱3~48.3366.2529.00028.30816.113表7-2弯矩分配系数及恒载作用下固端弯矩计算结果（）结点单元ABC分配系数AB端BA端BC端CB端四层0.493—0.5070.3670.357—0.2760.4360.564—三层0.3300.3300.3400.2710.2630.2630.2030.2780.3610.361二层0.3130.3390.3490.2760.2480.2690.2070.2860.3430.371一层0.2790.3410.3800.2960.2170.2650.2220.3150.3080.377四层——-178.56178.56——-276.82276.97——三层——-178.56178.56——-379.36347.94——二层——-178.56178.56——-379.36347.94——一层——-181.63181.63——-390.27355.41——表7-3活载作用下固端弯矩计算结果（）结点单元ABCAB端BA端BC端CB端固端弯矩4层——-55.3055.30——-103.68103.68——4层（雪）——-5.545.54——-10.3810.38——1~3层——-55.3055.30——-103.68103.68——活载作用下，由纵向框架梁在柱上的偏心矩引起的框架边节点附加偏心弯矩：活载下所有楼层：，雪载下5层：，弯矩分配法计算过程如图7-1、图7-2、图7-3所示。计算所得结构单元的弯矩图见图7-4图7-5上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱0.690.310.260.60.140.140.614.05-44.9244.92-14.78-5.085.0814.7821.3009.570-6.516-15.036-3.5083.50815.03610.502-3.2584.785-6.6521.754-1.7546.652-4.998-2.2460.0290.0680.016-0.016-0.06826.804-40.85443.219-21.620-6.8186.81821.6200.40.40.20.1790.3590.3590.1030.1030.3590.35912.31-64.8264.82-20.18-7.587.5820.1821.00421.00410.502-6.634-13.305-13.305-3.8173.81713.30513.30510.65010.502-3.3175.251-7.518-6.6521.909-1.9097.5186.652-7.134-7.134-3.5671.2552.5172.5170.722-0.722-2.517-2.51724.52024.372-61.20264.692-18.306-17.440-8.7668.76618.30617.4400.40.40.20.1790.3590.3590.1030.1030.3590.35912.31-64.8264.82-20.18-7.587.5820.1821.00421.00410.502-6.634-13.305-13.305-3.8173.81713.30513.30510.5020.000-3.3175.251-6.6520.0001.909-1.9096.6520.000-2.874-2.874-1.437-0.091-0.182-0.182-0.0520.0520.1820.18228.63218.130-59.07263.346-20.139-13.487-9.5419.54120.13913.4870.3960.3620.2420.1450.2380.2170.40.40.2380.21733.8-64.8264.82-39.34-7.587.5839.3412.28411.2297.507-2.596-4.260-3.884-7.1607.1604.2603.8840.000-1.2983.7530.0003.580-3.5800.0000.5140.4700.314-1.063-1.745-1.591-2.9332.9331.7451.59112.79811.699-58.29764.915-6.006-5.476-14.09314.0936.0065.4765.850-2.7382.738ABC图7-1恒载作用下弯矩分配（单位：KN·m）图7-2（屋面）活载作用下弯矩分配（单位：KN·m）上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱0.690.310.260.60.140.140.627.23-14.2514.25-45.23-1.441.4445.23-8.956-4.0248.42919.4524.539-4.539-19.452-2.5964.215-2.0125.819-2.2692.269-5.819-1.117-0.502-0.400-0.923-0.2150.2150.923-12.669-14.56120.26724.3490.614-0.614-24.3490.40.40.20.1790.3590.3590.1030.1030.3590.35927.23-14.2514.25-45.23-1.441.4445.23-5.192-5.192-2.5965.80311.63911.6393.339-3.339-11.639-11.639-4.478-2.5962.902-1.2989.7265.819-1.6701.670-9.726-5.8191.6691.6690.835-2.251-4.515-4.515-1.2961.2964.5154.515-8.001-6.119-13.11016.50416.84912.943-1.0661.066-16.849-12.9430.40.40.20.1790.3590.3590.1030.1030.3590.35927.23-14.2514.25-45.23-1.441.4445.23-5.192-5.192-2.5965.80311.63911.6393.339-3.339-11.639-11.639-2.5960.0002.902-1.2985.8190.000-1.6701.670-5.8190.000-0.122-0.122-0.061-0.510-1.024-1.024-0.2940.2941.0241.024-7.910-5.314-14.00618.24516.43410.615-0.0640.064-16.434-10.6150.3960.3620.2420.1450.2380.2170.40.40.2380.21727.23-14.2514.25-45.23-1.441.4445.23-5.140-4.699-3.1414.7017.7167.03512.968-12.968-7.716-7.0350.0002.350-1.5710.000-6.4846.4840.000-0.931-0.851-0.5691.1681.9171.7483.222-3.222-1.917-1.748-6.071-5.550-15.61018.5489.6338.7838.266-8.266-9.633-8.783-2.7754.391-4.391ABC图7-3恒载作用下（M单位：KN·m）图7-4坚向活载作用下（M单位：KN·m）7.2梁端剪力和柱轴力的计算1．恒载作用下：AB跨：BC跨：柱重：（2~4层）（1层）2.活载作用下：计算公式与恒载相同。计算结果列于下表7-3,7-4中。表7.3恒载作用下梁端剪力及柱轴力层次荷载引起的剪力弯矩引起的剪力总剪力柱的轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱5125184.73184.73-27.9612.8897.65153.57197.61171.85174.75210.39454.72490.36498.65144.29144.29-10.744.1687.91109.39148.45140.13383.79419.43824.78860.423123.27198.18192.01-17.868.04105.41141.13206.22183.97610.33645.971331.581367.222123.27198.18192.01-17.578.07105.7140.84206.25183.94837.16875.771838.121876.731125.83203.93197.01-23.1110.79102.72148.94214.72186.221068.971121.442369.32421.77表7.4活载作用下梁端剪力及柱轴力层次荷载引起的剪力弯矩引起的剪力总剪力柱的轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱==434.56(34.56)51.84(51.84)-4.59(-5.46)1.50(2.02)29.97(29.10)39.15(40.02)53.34(53.86)50.34(49.82)91.05(51.64)259.69(140.32)334.5651.84-4.881.7229.6839.4453.5650.12138.01(98.60)387.25(267.88)234.5651.84-4.981.7629.5839.5453.6050.08184.87(145.46)514.95(395.58)134.5651.84-6.372.5328.1940.9354.3749.31230.34(190.93)644.81(525.44)8.内力组合8.1抗震等级结构的抗震等级可根据结构类型、地震烈度、房屋高度等因素，由规范查得。根据规范可知本工程的框架为三级抗震等级。8.2内力组合表8.1横向框架内力组合表层次截面位置内力左震右震4AM-99.91-31.63322.86210.64-418.94-166.51-164.17251.53V105.729.58-82.0728.42188.46172.28168.25B左M-201.11-60.29-268.04-469.4753.21-331.79-325.74V140.9439.5482.07224.6664.62229.81224.48B右M-310.57-86.57202.21-121.31-515.62-505.84-493.88195.23V206.2553.6-48.29162.66256.83332.04322.54CM-248.6-73.1-261.35-511.45-1.82-408.71-400.66V183.9450.0848.29235.16141.00298.40290.84跨间233.62179.96215.84198.46278.02332.19498.27511.053AM-100.38-31.8281.23169.55-378.85-167.31-164.98231.06V105.4129.68-66.8743.03173.42171.98168.04B左M-203.24-59.93-200.24-405.12-14.65-334.30-327.79V141.1339.4466.87209.9679.57229.97224.57B右M-307.64-86.44151.05-168.50-463.05-501.75-490.18174.96V206.2253.56-37.1173.53245.87331.96322.45CM-245.91-73.2-205.13-454.26-54.26-405.18-397.57V183.9750.1237.1224.30151.95298.48290.93跨间226.49133.90209.78207.73279.53332.25485.11497.662AM-112.65-32.9148.4728.57-260.95-184.98-181.24166.57V87.9129.97-40.2853.33131.88148.65147.45B左M-174.5-59.36-141.53-321.75-45.77-294.94-292.50V109.3939.1540.28155.3476.80186.83186.08B右M-239.84-86.86106.77-150.84-359.04-410.64-409.41161.20V148.4553.34-26.58131.69183.52253.75252.82CM-207.92-75.35-148.43-365.75-76.32-356.04-354.99V140.1350.3426.58174.69122.85239.52238.63跨间118.5377.73210.28207.97210.75251.37349.59365.241AM-82.69-23.6588.220.95-171.08-135.28-132.34183.20V97.6526.52-21.6878.68120.96158.35154.31B左M-243.71-69.95-67.88-317.00-184.63-398.96-390.38V153.5742.621.68178.52136.25249.92243.92B右M-300.26-87.5651.21-259.71-359.57-492.91-482.90123.12V197.6155.48-12.87190.27215.36322.25314.80CM-201.35-59.63-72.3-278.54-137.56-331.45-325.10V171.8548.212.87188.90163.81280.20273.70跨间186.15119.2242.94212.47316.42336.98507.74505.06表8.2横向框架（KJ-2）A柱弯矩及轴力组合层次截面位置内力左震右震4柱顶M52.7316.54-123.41-65.42175.2287.7386.43175.22-65.4287.73N383.7991.05-61.96325.97446.79609.17588.02446.79325.97609.17柱底M-53.82-18.03100.9741.89-155.00-90.69-89.83-15541.89-90.69N419.4391.05-61.96358.05478.87657.28630.79478.87358.05657.283柱顶M54.5518.26-157.82-96.56211.1991.9091.02211.19-96.5691.9N610.33138.01-128.83485.79737.01961.96925.61737.01485.79961.96柱底M-53.78-18.1135.875.86-188.95-90.70-89.88-188.9575.86-90.7N646.97138.01-128.83518.77769.991011.42969.58769.99518.771011.422柱顶M54.0117.98-187.06-125.68239.0890.8989.98239.08-125.6890.89N837.16184.87-210.9631.011042.261315.041263.411042.26631.011315.04柱底M-64.02-21.36187.06115.15-249.61-107.79-106.73-249.61115.15-107.79N875.77184.87-210.9665.761077.011367.161309.741077.01665.761367.161柱顶M27.99.55-208.49-173.87232.6947.2246.85232.69-173.8747.22N1068.97230.34-308.91764.541366.911673.451605.241366.91764.541673.45柱底M-13.95-4.78357.76334.11-363.52-23.61-23.43-363.52334.11-23.61N1121.44230.34-308.91811.761414.141744.281668.201414.14811.761744.28 表8.3横向框架B柱弯矩及轴力组合 层次截面位置内力左震右震4柱顶M46.2819.18-174.97-120.31220.8881.6682.39220.88220.8881.66N824.78259.6922.51881.11837.221373.141353.30837.22837.221373.14柱底M-69.56-19.94143.1668.00-211.16-113.85-111.39-211.16-211.16-113.85N860.42259.6922.51913.19869.291421.261396.07869.29869.291421.263柱顶M85.6920.11-208.13-116.76289.10135.79130.98289.1289.1135.79N1331.58387.2552.281423.661321.712184.882140.051321.711321.712184.88柱底M-81.47-20.21208.13120.51-285.34-130.19-126.06-285.34-285.34-130.19N1367.22387.2552.281455.731353.792233.002182.811353.791353.7922332柱顶M80.1119.55-262.12-174.67336.46127.70123.50336.46336.46127.7N1838.12514.9586.061969.941802.132996.412926.671802.131802.132996.41柱底M-94.07-22.58262.12160.74-350.39-149.57-144.50-350.39-350.39-149.57N1876.73514.9586.062004.691836.883048.542973.011836.881836.883048.541柱顶M47.6811.34-281.96-226.90322.9375.7173.09322.93322.9375.71N2369.3644.81124.882544.292300.783843.373745.892300.782300.783843.37柱底M-23.84-5.67390.5356.73-404.75-37.85-36.55-404.75-404.75-37.85N2421.77644.81124.882591.522348.003914.203808.86234823483914.2表8.4横向框架A柱剪力组合层次左震右震4-29.6-9.662.3333.79-103.96-49.56-48.96141.963-30.09-10.181.5654.28-125.97-50.72-50.25172.012-30.26-10.0995.9369.99-142.01-50.94-50.44190.391-7.9-2.7106.84108.62-127.49-13.37-13.26161.58表8.5横向框架B柱剪力组合层次左震右震4-32.18-10.8788.3759.28-136.02-54.31-53.83185.733-46.43-11.2115.6374.70-180.84-73.88-71.40246.942-44.66-10.8134.4297.47-199.60-71.09-68.71131.081-13.38-3.21126.88124.92-155.49-21.27-20.55197.219.截面设计9.1框架梁设计资料一到四层梁采用C30的混凝土，其设计强度为：,。钢筋选用HRB400，fy＝360N/mm2，箍筋选用HPB235，fy＝210N/mm2；梁b×h＝250×700mm保护层厚度为35mmh0＝700-35＝665mm9.1.1正截面设计计算梁下部受拉时，按T形截面设计；梁上部受拉时，按矩形截面计算。以一层横向框架梁的计算为例。⑴梁的正截面受弯承载力的计算①AB跨支座弯矩跨间弯矩取控制截面。梁下部受拉时，按T形截面设计；梁上部受拉时，按矩形截面设计。翼缘计算宽度当按跨度考虑时，，按梁间距考虑时，，按翼缘厚度考虑时，，，此种情况不起控制作用。故取。梁内纵向钢筋采用HRB400级钢筋，下部跨间截面按单筋T形截面计算。因为：属第一类T形截面实配425，（），，满足要求。将下部跨间的425钢筋深入支座负弯矩作用下的受压钢筋（），再计算相应的受拉钢筋，即支座B下部：实取428。支座AL上部实取428，，满足要求。②BC跨支座弯矩跨间弯矩取控制截面,当梁下部受压时，按T形截面设计，当梁上部受拉时，按矩形截面设计。翼缘计算宽度当按跨度考虑时，，按梁间距考虑时，，按翼缘厚度考虑时，，，不起控制作用。故梁内纵向钢筋取HRB400级钢筋，，下部跨间截面按单筋T形截面计算，因为属于第一类T形截面实配225，322（），，满足要求。将下部跨间的425钢筋深入支座负弯矩作用下的受压钢筋（），再计算相应的受拉钢筋，即支座B下部：实取722。实取722，，，满足要求。9.1.2梁斜截面受剪承载力计算①AB跨故截面尺寸满足要求。梁端加密区箍筋取2肢Φ8@100,箍筋用HPB235级钢筋，则：加密区长度取1.5倍的梁高和500mm中的较大者，故取为1050mm。非加密区取2肢Φ8@200设置满足要求。②BC跨梁端加密区取2肢Φ8@100,箍筋用HPB235级钢筋，则其承载力为：加密区长度取1.5倍的梁高和500mm中的较大者，故取为1050mm。非加密区取2肢Φ8@200设置满足要求。其它层的计算采用相同的方法。9.2框架柱设计资料一至四层层采用C30的混凝土，其设计强度：、；纵筋HRB400，；箍筋HPB235，。截面尺寸均为500×500mm柱的计算长度及公式顶层：中间层：底层：表9.1给出了框架柱各层剪跨比和轴压比计算的结果，其中剪跨比也可取，注意表中的和N都不应考虑承载力抗震调整系数，由表可见，各的剪跨比和轴压比均满足规范要求。表9.1柱的剪跨比和轴压比验算柱号层次/mm/mm/A460060014.3175.22141.69478.872.210.10360060014.3211.19172.01769.992.190.16260060014.3249.61190.391077.012.340.22160060014.3363.52161.581414.144.020.29B460060014.3211.16185.73869.292.0303289.1246.941353.792.090.28260060014.3350.39131.081836.884.770.38160060014.3404.75197.2123483.660.499.2.1柱正截面承载力计算以第一层柱的计算为例，其它层的计算见表9.4，9.5，9.6。A柱柱顶的计算：①及相应的的组合时取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者之较大者，故取。柱的计算长度按公式，考虑挠度的二阶效应对偏心矩的影响。（取）取对称配筋为大偏心情况。②按及相应的的组合时取，对称配筋为大偏心情况。③按及相应的M计算取，对称配筋为大偏心情况。按构造配筋。A柱柱底的计算与以上方法相同，计算结果列于下表中，计算过程不在给出。综上，按构造配筋，且应满足，单侧配筋率，故，选用220，218，，，满足要求。9.2.2柱斜截面受剪承载力计算仍以一层柱为例。剪力设计值满足要求。（取）其中较大的柱下端值，而且，不考虑。与相对应的轴力：取故按构造配置箍筋。柱端加密区的箍筋采用4肢Φ8@100，由表9.1可知柱的轴压比为0.29，查表得，则最小体积配筋率：取，则。根据构造要求，取加密区为4肢ø8@100，加密区的长度按构造取值，柱根不小于柱净高的1/3，当有刚性地面时，除柱端外，尚应取刚性地面上下各500mm。故取柱根1900mm。取柱截面尺寸、1/6的净高和500mm的较大者，故取柱上端800mm。B、C柱子的计算方法与A柱相同。见下表。表9.2柱正截面承载力计算表柱号A柱B柱组合方式|M|maxNmaxNmin|M|maxNmaxNminM(kN·m)232.69173.8723.61322.93322.9375.71N(kN)1366.91764.541744.282300.782300.783843.37ξ0.2840.1590.3630.4790.4790.800大小偏心大大大大大大e0=M/N(mm)170.23227.4213.54140.36140.3619.70ea(mm)202020202020ei=e0+ea(mm)190.23247.4233.54160.36160.3639.70ei/h00.340.440.060.290.290.07ζ11.01.01.01.01.01.0l0(m)5.35.35.34.8754.8754.875l0/h8.838.838.838.138.138.13ζ21.01.01.01.01.01.0η1.1641.1261.9311.1651.1651.6652aS'/h00.1430.1430.1430.1430.1430.143e(mm)481.44538.63324.75446.76446.76326.11AS=AS'(mm2)8.0294.68<0256.15256.15<0实配钢筋420420面积(mm2)12561256ρS(%)0.7480.748表9.3一层框架柱箍筋计算表层次柱号/////%实配箍筋加密区非加密区一层A161.581414.14960.961544.44<00.44Φ8@1004Φ8@150B197.212348960.96>1544.44<00.44Φ8@1004Φ8@15010.板的配筋计算10.1荷载板的恒荷载标准值：瓷砖地面100厚钢筋混凝土板20厚石灰砂浆抹底小计：3.39板的活荷载标准值：2恒载设计值：g=3.391.2=4.068活载设计值：q=21.4=2.8荷载总设计值：g+q=6.86810.2计算简图次梁截面为250mm650mm,现浇板与梁整体连接。按内力重分布设计，板的计算跨度：边跨：o=n=3300-100-100=3100mm中跨：o=n=3300-200=3100mm按等跨连续板计算，取1m宽板带作为计算单元。10.3弯矩设计值板的弯矩系数：边跨中，1/14；离端第二支座，-1/11；中跨中，1/16；中间支座，-1/14，故10.4正截面受弯承载力计算板厚100mm，ho=100-20=80mm；板宽b=1000mm。C30混凝土，=1.0，HPB235钢筋，fy＝210N/mm2板的配筋计算过程见下表：表10.1板的配筋计算截面1BC弯矩设计值()2.39-3.04-2.39=/0.0260.0330.0260.0260.0340.026轴线①-②，⑨-⑩计算配筋（）258186310实际配筋（）Φ8@160Φ8@160Φ8@160轴线②-⑨计算配筋（）1421860.8142=114实际配筋（）Φ8@160Φ8@160Φ8@160计算结果表明，均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则，==0.3140.45=0.45=0.31，同时0.2，符合要求。11.楼梯的设计楼梯的开间为3.3m.进深为7.5m.一层的层高为3.9m。设计为等跑楼梯。每跑均为15个踏步，`14个踏面。踏步尺寸为350m×160m.中间休息平台尺寸为1800m×3300m.二到四层的层高为3.3m.设计为等跑楼梯.每跑均为11个踏步，踏步尺寸为475mm×150mm.中间休息平台尺寸为1800mm×3300mm.采用梁式楼梯。楼梯板采用C30的混凝土，HPB235的钢筋；平台板采用C30的混凝土，采用HPB235的钢筋；平台梁采用C30的混凝土，HRB400级钢筋。11.1楼梯板的设计该楼梯为现浇梁式楼梯,楼梯平面布置见图11.1。图11.1楼梯平面示意图梯上均布活荷载标准值为2.0KN/m2设四个平台短柱(250×250)11.2踏步板的设计取板厚h=100mm,板倾斜角,,.取1m板带计算11.2．1荷载计算：踏步板的计算见表10.1，恒荷载的分项系数.活载的分项系数表10.1楼梯板的荷载荷载种类楼梯板做法荷载标准值恒荷载水磨石面层（0.27+0.175）×0.65/0.27=1.07KN/m三角形踏步0.45×0.27×0.17525/0.27=1.97KN/m100厚混凝土斜板0.1×25/0.91=2.74KN/m板底抹灰0.02×17/0.91=0.37KN/m小计6.15KN/m活荷载2.0KN/m总荷载设计值：11.2.2截面设计板水平计算跨度，弯矩设计值板的有效高度选配，=714分布筋每级踏步一根11.3平台板计算设平台板厚=70，取1板宽计算11.3.1荷载计算平台板荷载荷载种类荷载标准值恒荷载水磨石面层0.65KN/m70厚混凝土板0.07×25=1.75KN/m板底抹灰0.02×17=0.34KN/m小计2.74KN/m活荷载2.0KN/m总荷载设计值：11.3.2截面设计平台板计算跨度L=1.8-0.2/2+0.05/2=1.73m弯矩设计值M=0.1×6.09×1.73×1.73=1.83KN/m板的有效高度选配，=20211.4平台梁设计11.4.1荷载计算平台梁荷载荷载种类荷载标准值恒荷载梁自重0.2×（0.35-0.17）×25=1.4KN/m梁侧粉刷0.02×（0.35-0.07）×2×17=0.19KN/m平台板传来2.74×1.33/2=1.82KN/m梯段板传来6.63×2.97/2=9.85KN/m小计13.26KN/m活荷载7.96KN/m总荷载设计值：11.4.2截面计算取平台梁截面尺寸，计算跨度弯矩设计值剪力设计值截面按倒L形计算=梁的有效高度经判别属第一类T形截面选配316，，=603配置箍筋，则斜截面受剪承载力故满足要求12.基础的计算12.1基本资料底层柱的截面为，采用独立基础，采用C30的混凝土，HRB400的钢筋，垫层采用C10混凝土，取基础的埋深为，基础顶面距室外地面的距离为0.8m，基础高度为0.8m。基底位于粘土夹碎石层中，。12.2基础的设计（以A柱的计算为例）12.2.1按轴心受压基础初步估算基础底面尺寸，取a=b=3.4m，须修正宽度12.2.2（1）第一组内力组合 基础回填土重 基础边缘的最大和最小压力按下式计算：偏心荷载作用下的独立基础平