学生宿舍楼设计计算书

./第1章绪论1.1选题背景及设计方法1.1.1选题背景框架结构是多高层建筑的一种主要结构形式,框架结构体系一般用于钢结构和钢筋混凝土结构中,由梁和柱通过节点构成承载结构,框架形式可灵活布置建筑空间,使用较方便。但是随着建筑高度的增加,水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加,从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加,到一定程度,将给建筑平面布置和空间处理带来困难,影响建筑空间的正常使用,在材料用量和造价方面也趋于不合理。因此在使用上层数受到限制。框架结构抗侧刚度较小,在水平力作用下将产生较大的侧向位移。由于框架构件截面较小,抗侧刚度较小,在强震下结构整体位移都较大,容易发生震害。此外,非结构性破坏如填充墙、建筑装修和设备管道等破坏较严重。因而其主要适用于非抗震区和层数较少需要较大开阔空间的建筑。设计方法建筑设计一般分为三个阶段：方案构思、初步设计阶段和施工图阶段。在设计过程中要求各专业密切配合互相协调、不断完善修改、以满足建筑、结构、设备等各方面要求。设计容1、建筑设计部分底层平面图1:100标准层平面图1:100正立面图1:100侧立面图1:100剖面图1:50屋顶平面图1:200总平面图、建筑说明1：5002、结构设计部分确定结构方案荷载收集及计算计算简图确定结构设计计算柱、梁、板、基础设计结构施工图绘制1.2设计概况及预期结果1.2.1工程概况本设计为市松江宾馆设计,结构类型为钢筋混凝土框架结构,共五层,建筑面积5036.4m2,建筑物平面为一字形,底层高3.3m,标准层高3m,室外高差0.5m。气象条件〔1冬季采暖室外计算温度-26°C〔绝对最低气温-36.6℃；夏季通风室外空气计算温度27.3℃〔绝对最高气温35.7°C。室计算温度：卫生间、楼梯间、大厅为16℃,其它均为20℃。〔2主导风向：西南。年平均风速3.8m/s,最大风速22m/s,基本风压W0=0.55kN/m2〔按50年一遇采用。〔3基本雪压：S0=0.45kN/m2〔按50年一遇采用。〔4年降雨量：634mm；日最大降雨量：122mm；1小时最大降雨量：56mm；雨季集中在7、8月份。〔5土壤最大冻结深度2000mm。1.2.3工程地质条件〔1由市地质勘察工程公司提供地质勘察技术报告,场地地质情况见表1.1。〔2场地地下水位在自然地面以下9.55~11.0m,绝对标高为410.00－410.37m。地下水对混凝土结构不具腐蚀性,但在干湿交替条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性。〔3抗震设防烈度为6度,场地类别为Ⅱ类。

表1.1场地地质情况序号岩土分类土层深度〔m厚度围〔m地基土承载力〔KPa描述1杂填土60.6—γ=18.2KN/m22粉质粘土6.66220γ=18.6KN/m2C=120Paψ=220ω=25.7%e=0.729a=0.729a1-2=0.33Mpa-1Es=5.2MpaIe=0.41fk=220MPa续表1.1场地地质情况序号岩土分类土层深度〔m厚度围〔m地基土承载力〔KPa描述3粘土9.63180γ=19KN/m2C=15paψ=200ω=25.7%e=0.72Es=4.8MpaIe=0.86fk=180MPa4红粘土很厚很厚200fk=200MPa注：表中给定的土层深度从自然地坪算起。1.2.4施工条件〔1建设场地平坦,道路通畅,水、电就近可以接通,基本具备开工建设条件。〔2拟参与投标的施工单位技术力量和机械化水平均较高。施工技术水平较高,机械设备力量雄厚,施工水平较高。建筑材料及各种半成品等可均由承包公司负责组织供应。1.2.5预期结果本设计根据给定资料及设计任务书,在进行初步方案构思与设计后,进行初步方案调整,确定相对优化的建筑方案,充分运用了现代旅馆的国外设计现状以及办公楼的特点,满足了建筑功能的要求,采用了合理的技术措施,具有良好的经济效果,体型规整、简洁、美观。通过相关旅馆的设计规及设计标准学习与掌握,根据建筑方案得到经济合理的结构设计方案,充分考虑了结构选型与平、立面布置的规则性,择优选用抗震和抗风好且经济的结构体系,加强了结构构造措施。通过对相关旅馆楼的设计规及设计标准学习与掌握,选用主要计算单元进行结构受力计算,得出合理可行的结构设计。第2章建筑设计2.1建筑功能与特点2.1.1总平面布置[1]国家标准.建筑制图标准〔GB／T50104－2001[S].：中国计划,2002．[2]同济大学、建筑大学等合编.房屋建筑学[M].：中国建筑,2006.旅馆楼置于场地中间,一层西侧主道设置一个主出入口,无次出入口,因为旅馆的车辆通行少,但要求位置醒目,客人易于进入,出入方便。停车场安排在建筑物北侧和西侧,方便人流通行。建筑物的四周布置绿化,美化建筑。总平面布置图见图2.1。图2.1总平面布置图2.1.2平面设计参考:国家标准.建筑制图标准〔GB／T50104－2001[S].：中国计划,2002.行业标准.旅馆建筑设计规〔JGJ62-90[S].：中国建筑工业.该设计采用廊式组合,使平面紧凑、组合灵活,平面布置满足长宽比小于5,采用纵向3.9m、横向7.8m、2.6m、7.8m的柱距。纵、横向定位轴线均与柱轴线重合,为使外墙、走廊墙壁平齐,纵梁轴线与柱轴线发生偏移,满足美观与使用要求。门厅面积主要根据建筑物的性质、规模、功能要求及其空间处理确定,面积为60.84m2满足使用要求。该旅馆设置电梯两部,楼梯二部,楼梯间设置在框架中,以保证框架整体稳定要求。卫生间每层设置两间,布置在建筑大厅边上。有利于使用人流。在各卫生间设置前室,作为盥洗室。标准间为两床布置,且全部配有卫生淋浴设施。餐厅设在一楼单独地方。平面设计中的一层平面图见图2.2,标准层平面图见图2.3,顶层平面图见图2.4。图2.2一层平面图图2.3标准层平面图图2.4顶层平面图2.1.3立面设计参考:同济大学、建筑科技大学、东南大学、大学等.房屋建筑学[M].：中国建筑工业,2005。正立面、背立面窗户成组排列。墙面外装饰采用涂料粉刷,整个建筑物线条简洁有力,充分体现了建筑朴实、大方的风格特点,适合商务居住,与它的使用功能相互呼应。立面设计中的正立面图见图2.5,左立面图见图2.6。图2.5正立面图图2.6左立面图2.1.4剖面设计参考:国家标准.建筑制图标准〔GB／T50104－2001[S].：中国计划,2002。建筑剖面是表示建筑物在垂直方向房屋个部分的组合关系。剖面设计主要分析建筑物各部分应有的高度、建筑层数、建筑空间组合和利用,以及建筑剖面中的结构、构造关系等。本设计室外高差0.5米,用台阶连接,使建筑物入口亲切、近人。为保证室具有充足的天然采光,纵墙侧窗规格主要为2100mm×1500mm,窗台高度为850mm,纵梁高度为650mm。屋面采用有组织排水,屋顶采用不上人屋面,女儿墙高度为1500mm。室楼梯间均为封闭式防火楼梯,楼梯采用板式楼梯。外墙采用空心砖,外墙保温材料采用聚苯乙烯塑料板。剖面设计中的1-1剖面图见图2.7。图2.71-1剖面图2.1.5防火防火等级为二级,安全疏散距离满足房门至外部出口或封闭楼梯间最大距离小于35m,大房间设前后两个门,小房间设一个门,满足防火要求。2.1.6抗震措施本设计为六度设防,考虑抗震措施,采用三跨框架。平面设计时,将楼梯设置在框架中,有利于抗震。本设计在平面上力求平面对称,对称平面易于保证质量中心与刚度中心重合,避免结构在水平力作用下扭转。2.2设计资料2.2.1工程做法1、屋面做法防水层：SDC120复合卷材找平层：1∶330mm厚水泥砂浆找平层保温层：150mm厚加气混凝土结构层：100mm厚现浇钢筋砼屋面板2、楼面做法10mm厚水泥砂浆面层100mm厚现浇混凝土楼板3、墙体墙体采用加气混凝土砌块砌筑。墙厚由砌块尺寸而定,由于墙体稳定性较差,亦需对墙身进行加固处理,通常沿墙身竖向和横向配以一定数量的受力钢筋。4、台阶室外台阶的平台与室地坪的高差为50mm,表面外稍微倾斜,以免雨水流向室。2.2.2材料砼强度等级为C30,C20,纵筋HRB335,箍筋HPB235。2.2.3门窗门窗表见表2.1表2.1门窗表类型设计编号洞口尺寸〔mm各层樘数总樘数备注1层2层3层4层5层门M1120021002325252523121单开木门M27002000101010101050单开铁皮门M3180021003————3双开玻璃门M415002100—11114子母式木门续表2.1门窗表类型设计编号洞口尺寸〔mm各层樘数总樘数备注1层2层3层4层5层窗C1210015002628282828138塑钢窗C215001500122227塑钢窗C32100180018————18塑钢窗2.3本章小结建筑设计是一个较为复杂的过程,影响它的因素又很多。在进行建筑设计时,应根据建筑物的使用性质,规模,及周围交通采光等状况有关确定建筑物在使用要求、所用材料、设备条件等方面的质量标准,并且相应确定建筑物的耐久年限和耐火等级。建筑设计还应满足建筑使用功能、考虑建筑美观要求、具有良好的经济效果、符合总体规划要求。本设计满足了"适用、经济、美观"的要求。平面布局分区明确,互不干扰。建筑造型简洁、空间完整。此外,还考虑了人们对建筑物在美观方面的要求,考虑建筑物所赋予人们在精神上的感受。

第3章结构设计3.1确定结构方案3.1.1框架结构的选择框架结构由梁、柱构件通过节点连接构成,它既承受竖向荷载,又承受水平荷载。由于该设计仅考虑水平风荷载,总高度小于24m,属多层建筑,Ⅱ类场地土,又为旅馆楼,比较砖混结构、框架-剪力墙结构,砖混结构满足不了使用功能要求；框架-剪力墙结构性能好,但造价较高。选择框架结构,由钢筋砼梁、柱等杆件刚接而成的框架体系则具有承载力高、整体性强、抗震性能好、平面布置灵活、易形成较大空间、施工方便等优点。所以本设计选择五层框架结构。3.1.2基础布置本框架设计层数不多,上部结构的荷载较小,地基坚实均匀,再综合考虑现场的工程地质条件、水文条件、施工条件及经济技术条件等综合因素,选择柱下独立基础,因为中间柱距较小,所以采用矩形联合基础。3.1.3楼〔屋盖布置考虑本设计梁格布置,结合双向板受力性能较好,适合旅馆房间布局,梁格布置使顶棚整齐美观以及经济等因素,采用钢筋混凝土双向板肋梁楼〔屋盖。3.1.4结构措施本框架设计由于长度方向为69.6>55m,不符合规关于伸缩缝的设置要求,因此考虑设置后浇带,同时建筑不规则形状应设置沉降缝,所以沿建筑物长度方向隔30.2m和23.4间距留出施工后浇带,带宽取550mm,后浇带混凝土采用膨胀混凝土,在二个月后浇灌混凝土,浇灌时的温度宜低于主体混凝土浇灌时的温度。依据工程结构抗震设计规,六度设防时一般不必计算地震作用,只须采取必要的抗震措施。基础选择了低承台桩,同一结构单元的基础均埋置在同一标高上,有利于抗震；楼面,梁柱均为整体现浇结构,合理选择构件尺寸和配筋,体现了"强柱弱梁","强剪弱弯"的设计原则。3.2结构计算3.2.1柱截面、板厚及柱高度的确定1、柱〔1.恒荷载：12×0.5×〔7.8+2.60×3.9×5=1217KN活荷载：2×0.5×〔7.8+2.60×3.9×5=203KN估算柱轴力设计值：1.2×1217+1.4×203=1669KN为混凝土轴心抗压强度设计值,本方案为C30混凝土,则取14.3kN/㎜2柱：公式〔3.1—柱的截面面积N—柱所承受的轴力—C30混凝土轴心抗压值由公式〔3.1≥1.2×1669000/0.75×14.3=1.86741×≈190000,取柱截面为正方形,则柱截面尺寸为：柱：450mm450mm〔202500。2、梁根据h=<1/8～1/15>公式〔3.2b=<1/2～1/3>h公式〔3.3h—梁高—梁场b—梁宽估算:连系梁：h=<1/8～1/15>3900=500～260取h=500mmb=<1/2～1/3>500=250～2取b=250mmAB,CD跨：h=<1/8～1/15>7800=975～520取h=650mmb=<1/2～1/3>650=325～217,取b=250mmBC跨：h=500m,取b=250mm楼梯间处:h=500mm,取b=250mm框架平面柱网布置及框架梁编号如图3.1所示图3.1框架平面柱网布置3、板厚本结构采用单向板,板厚100mm。4、柱高度底层柱高度h=3.4+0.5+1.0=4.5m,其中：3.4m为底层层高,0.5m为室外高差,0.6m为基础顶面至室外地面的高度。其他柱高度等于层高3m。框架计算简图如图3.2。图3.2横向框架计算简图及线刚比3.2.2框架侧移刚度参考：同济大学、大学、东南大学、清华大学等.混凝土结构[M].：中国建筑工业,2008,浦生主编混凝土结构设计[M].：高等教育,2005.6。1、横梁线刚度混凝土,C20,Ec=2.55×104N/mm2=2.55×107kN/m在框架结构中,现浇层的楼面可以作为梁的有效翼缘,增大梁的有效刚度,减小框架侧移,为考虑这一有利作用,在计算梁截面惯性矩时,对现浇楼面的边框架梁取I=1.5I0〔I0为梁的截面惯性矩,对中框架梁取I=2.0I0。横梁的线刚度计算结果列于表3.1。公式〔3.2E—混凝土的弹性模量—框架梁、柱截面惯性矩L—跨长表3.1横梁线刚度梁号截面跨度惯性矩中框架梁AB、CD0.25×0.650.56×0.557.85.72×10-31.14×3.74×BC0.25×0.52.62.60×10-30.52×5.11×42、横向框架柱的侧移刚度D值柱混凝土C30,C30,Ec=3.0×104N/mm2=3.0×107kN/m2,柱线刚度列于表3.2,横向框架柱侧移刚度D值计算见表3.3。表3.2柱线刚度柱号截面柱高度惯性矩线刚度底层柱0.45×0.454.53.42×10-32.28×标准层柱0.45×0.453.03.42×10-33.42×在计算力时线刚度区实际线刚度0.9倍。底层：2.28××0.9=2.05×标准层：3.42××0.9=3.08×线刚比：=〔3.74×/<3.42×＝1.094=<5.11×>/<3.42×>＝1.494=<0.667×>/<3.42×>＝0.667公式〔3.3—线刚度修正系数—层柱的线刚度h—层柱高公式〔3.4公式〔3.5k—梁柱线刚比值表3.3横向框架柱侧移刚度D值计算层次柱号根数底层中框架边柱1.8240.60873862中框架中柱4.3170.76392692333102-5层中框架边柱1.2140.378155232中框架中柱2.8730.590242292795043.2.3横向风荷载作用下框架结构力和侧移计算参考：国家标准.混凝土结构设计规〔GB50010－2002[S].：中国建筑工业,2002；混凝土结构第二版[M],叶列平,清华大学,2006。1、风荷载标准值作用在屋面梁楼面梁集中荷载标准值：公式〔3.6—基本风压—高处z处的风振系数—风载体型系数—风压高度变化系数—下层柱高—上层柱高B—柱距本设计房屋高度18m＜30m,高宽比18/18.2=0.989＜1.5,故不考虑风压脉动的影响,取,C类地区,基本风压,由荷载规查得矩形,。取④轴线横向框架计算,其负载宽度为18.2m、B=3.9m。沿房屋高度分布风荷载标准值如表3.4所示。表3.4沿房屋高度分布风荷载标准值层次/mw/kn13.430.7436.1926.430.7436.1939.430.7436.19412.430.7436.19515.43.90.7437.12沿房屋高度分布风荷载标准值如图3.3,按静力等效原理将图示的分布风荷载转化为节点集中荷载如图3.4。图3.4节点集中风荷载2、风荷载作用下的水平位移验算水平荷载下的层间位移公式：公式〔3.7—第i层的总剪力—第j层所有柱侧位移刚度和—第j层的层间位移风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算如表3.5所示。表3.5风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算层次536.196.19795040.000082.67×10436.1912.38795040.000165.33×10336.1918.57795040.000237.67×10236.1924.76795040.0003110.33×1014.57.1231.88333100.0009621.33×10由表3.5可见,风荷载作用下框架的最大层间位移角为21.33×10,远小于1/550=181.82×10,满足规要求。3、风荷载作用下,横向框架的力分析参考：国家标准.混凝土结构设计规〔GB50010－2002[S].：中国建筑工业,2002,梁兴文、王社良、晓文等.混凝土结构第二册[M].：清华大学,2006。以中框架为例进行计算,边框架和纵向框架的计算方法、步骤与横向中框架完全相同。框架柱剪力及弯矩计算,采用D值法,其结果见表3.6。确定反弯点饿位置用公式Y=y+y+y+y公式〔3.6y—框架柱的标准反弯点高度比。y—上、下梁线刚度变化时对反弯点高度比的修正值。y、y—上、下层层高变化时对反弯点高度比的修正值。表3.6A柱框架反弯点的位置层号h/myyyyyyh/m530.360000.631.08430.410000.411.23330.460000.461.38230.500-0.0050.51.514.50.570000.572.57表3.7A柱框架反弯点的位置层号h/myyyyyyh/m530.440000.441.32430.450000.451.35330.500000.501.5230.500000.501.514.50.5350000.5352.57计算公式:公式〔3.7公式〔3.8公式〔3.9公式〔3.10公式〔3.11—层间柱上部弯矩—层间柱下部弯矩—层间柱左部弯矩—层间柱右部弯矩—层间柱总弯矩—层间柱剪力y—反弯点高度h—层高i—梁柱所对应的线刚度表3.8中框架柱剪力及弯矩计算表层次54321层高33334.5层间剪力6.1912.3818.5724.7631.88层间刚度7950479504795047950433310A〔D轴柱1552315523155231552373861.212.413.624.837.080.1950.1950.1950.1950.2221.081.231.381.502.572.324.275.867.2513.661.312.965.007.2518.22.325.588.8213.2520.91B〔C轴柱24229242292422924229242291.893.785.667.558.860.3050.305.03050.3050.2781.321.351.51.52.4115.4721.9828.1331.8736.8510.3116.5823.0231.8774.83B<C>轴1.353.695.758.3812.6231.835.047.8411.4417.22注：,,,框架梁端弯矩、剪力及柱轴力见表3.7。表3.9风荷载作用下框架梁端弯矩层数梁弯矩梁端剪力〔KNAB跨长BC跨长A轴B轴左B轴右AB跨左=AB跨右BC跨左=BC跨右57.82.62.321.351.830.471.4147.82.65.583.695.041.193.8837.82.68.825.757.841.876.0327.82.613.258.3811.442.778.817.82.620.9112.6317.224.313.25表3.10风荷载作用下框柱轴力层数A轴AB跨右-BC跨左B轴5-0.47-0.94-0.944-1.66-2.69-3.633-3.53-4.16-7.792-6.3-6.03-13.821-10.6-8.95-22.77注1：柱轴力中的负号表示拉力。注2：表中M单位为kN·m,V单位为kN,N单位为kN,L单位为m。风荷载作用下框架弯矩见图3.3剪力及柱轴力见图3.4图3.3框架弯矩图〔kN·m图3.4梁端剪力及柱轴力〔kN3.2.4活荷载收集参考:国家标准.建筑结构荷载规〔GB50009－2001[S].：中国建筑工业,2002；东南大学、同济大学、大学合编,混凝土结构中册[M],中国建筑工业,20081、屋面均布活载标准值计算重力载荷代表值时,仅考虑屋面雪载荷0.45kN/m2。由于屋面雪荷载0.45kN/㎡<0.5kN/㎡,则屋面均布活荷载取0.5kN/m2。2、楼面均布活荷载标准值楼面均布活荷载对旅馆楼的一般为2.0kN/m2,取均布载荷为2.0kN/m2。3.2.5竖向荷载作用下横梁框架的力分析参考：国家标准.混凝土结构设计规〔GB50010－2002[S].：中国建筑工业,参考:国家标准.建筑结构荷载规〔GB50009－2001[S].：中国建筑工业,2002；,东南大学、同济大学、大学合编,混凝土结构中册[M],中国建筑工业,2008取④轴框架计算。1、计算单元横向框架计算单元如图3.7所示。图3.5横向框架计算单元2、恒载计算〔1屋面框架梁线荷载标准值〔不上人屋面：SDC120复合卷材0.15KN/m21∶330mm厚水泥砂浆找平层0.03×20=0.6KN/m2150mm厚加气混凝土保温层0.15×6.0=1.2KN/m2100mm厚现浇混凝土楼板0.1×25=2.5KN/m220厚板底粉刷0.02×20=0.4KN/m2屋面恒载4.55KN/m2框架边梁自重〔AB、CD0.25×0.65×25＝4.06KN/m边梁侧粉刷2×〔0.65-0.1×0.02×17＝0.374KN/m框架中梁自重〔BC0.25×0.50×25=3.125KN/m中梁侧粉刷2×〔0.50-0.1×0.02×17＝0.272KN/m作用在顶层框架梁上的线荷载为：g5AB1=g5CD1=4.06+0.37＝4.43KN/mg5BC1=3.125+0.272=3.397KN/mg5AB2=g5CD2=4.55×3.9=17.55KN/mg5BC2=4.55×2.6=11.83KN/m楼面框架梁线荷载标准值：10mm厚水泥砂浆面层0.01×20=0.2KN/m2100mm厚现浇混凝土楼板2.5KN/m220mm厚水泥砂浆板底0.02×20=0.4KN/m2楼面恒载3.10KN/m2边跨填充墙标准层自重：0.24×〔3.0-0.65×10＝5.64KN/m墙面粉刷：〔3.0-0.65×0.02×2×17＝1.598KN/m管道井填充墙:〔3.0-0.0.1×<1+1.5>×0.24×10＝17.4KNC型轻钢龙骨隔墙四层〔无保温：0.49×〔3-0.1×〔2.4+2.4=6.28KN卫生间平均到楼板仅在墙下受压处进行双倍配筋：〔17.4+6.82/〔3.9×7.8=0.80KN/m实际楼面恒荷载为：3.10+0.80=3.9KN/m作用在中间层框架梁上的线荷载为：gAB1=gCD1=4.434+5.64+1.598＝11.67KN/mgBC1=3.4KN/mgAB2=gCD2=3.9×3.9=15.21KN/mgBC2=3.9×2.6=10.14KN/m〔3屋面框架节点集中荷载标准值：边柱连系梁自重：0.25×0.5×3.9×25＝12.19KN粉刷：2×0.02×〔0.50-0.10×3.9×17＝1.06KN1.5m高女儿墙自重：1.5×3.9×0.24×10＝14.04KN粉刷：2×0.02×1.5×3.9×20＝4.68KN连系梁传来屋面自重：A、D点相同：1/2×3.9×1/2×3.9×4.55＝17.30KN顶层边节点集中荷载：G5A=G5D=49.27KN中柱连系梁自重：0.25×0.50×3.9×25＝12.19KN粉刷：2×0.02×〔0.50-0.10×3.9×17＝1.06KN连系梁传来屋面自重：B、C点相同：〔0.5×3.9×0.5×3.9+0.5×3.9×0.5××2.6×0.5×2.6×0.5×2×4.55＝32.68KN顶层中间节点集中荷载：G5B=G5C=45.93KN〔4楼面框架节点集中荷载标准值：边柱连系梁自重：0.25×0.50×3.9×25＝12.19KN粉刷：2×0.02×〔0.50-0.10×3.9×17＝1.06KN钢窗自重：2.1×1×1.5×0.45＝1.42KN窗下墙体自重：0.37×0.85×2.1×10＝6.6KN粉刷：2×0.018×0.85×2.1×20＝1.29KN窗边墙体自重：0.37×〔3－0.65×〔3.9-2.1-0.45×10＝11.74KN粉刷：2×2.35×1.35×0.018×20＝2.28KN框架柱自重：0.45×0.45×3×25＝15.19KN连系梁传来楼面自重：A、D点相同：0.5×3.9×0.5×3.9×3.9＝14.83KN中间层边节点集中荷载：GA=GD=66.6KN中柱连系梁自重：12.19KN粉刷：1.06KN纵墙自重：〔3.9-0.45×〔3.0－0.5×0.24×10＝20.17KN粉刷：2×〔3.9－0.45×〔3.0－0.5×0.018×20＝6.21KN扣除门洞重加上门重：－2.1×1.0×0.24×10+1.0×2.1×0.2－2.1×1.0×2×20×0.018＝-6.13KN框架柱自重：15.19KN连系梁传来楼面自重：B、C点相同：[0.5×3.9×0.5×3.9×0.5＋0.5×3.9×0.5××2.6×0.5×2.6×0.5]×2×3.9＝28.01KN中间层中节点集中荷载：GB=GC=77.23KN〔5恒载作用下的结构计算简图如图3所示,G5A=G5D=49.27KNG5B=G5C=45.93KNGA=GD=66.6KNGB=GC=77.23KNg5AB1=g5CD1=4.43KN/mg5BC1=3.4KN/mg5AB2=g5CD2=17.55KN/mg5BC2=11.83KN/mgAB1=gCD1=11.67KN/mgBC1=3.4KN/mgAB2=gCD2=15.21KN/mgBC2=10.14KN/m3.屋、楼面活荷载计算屋、楼面活荷载作用下的结构计算简图如图4所示。图中各荷载值计算如下P5AB=P5CD=3.9×0.5=1.95KN/mP5BC=2.6×0.5=1.3KN/mP5A=P5D=0.5×3.9×0.5×3.9×0.5×2×0.5=1.9KNP5B=P5C=〔3.9×0.5×3.9×0.5×0.5+3.9×0.5×2.6××0.5×2.6×0.5×0.5×0.5×2=3.59KNPAB＝PCD=7.8KN/m走廊：PBC＝5.2KN/mPA=PD=7.61KNPB=PC=14.37KN4.屋面雪荷载〔分布同屋面活荷载P雪AB＝P雪CD＝0.45×3.6＝1.62KN/mP雪BC＝0.45×2.6=1.17KN/mP雪A=P雪D=0.45×0.5×3.9×0.5×3.9=1.71KNP雪B=P雪C=0.45×2〔0.5×3.9×0.5×3.9×0.5+0.5×3.9×0.5×2.6+0.5×2.6×0.5×2.6×0.5=3.23KN图3.6恒载作用下框架剪力图图3.7活载作用下框架剪力图5、力计算参考：叶列平.混凝土结构设下册[M].：清华大学,2006。梁端,柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算。因各楼层楼面活荷载标准值均小于3.5kN/m2,可采用满布荷载法近似考虑活荷载不利布置的影响。〔1分配系数计算考虑框架对称性,取半框架计算,取AB跨梁线刚度作为基础值1,半框架的梁柱相对线刚度如图3.10所示,切断的横梁线刚度为原来的2倍,分配系数按与节点连接的转动刚度比值计算,由图3.2已经得出。〔2传递系数传递系为1/2,远端滑动铰支传递系数为-1。〔3转化匀布荷载梁上分布荷载由矩形和梯形两部分组成,可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化为等效均布荷载。等效均布荷载的计算公式如图3.10.所示：图3.8等效匀布荷载计算图g5边＝g5AB1+g5AB2=4.43+×17.55=20.06KN/mg5中＝g5BC1+g5BC2=3.40+×10.14=9.74KN/mg边＝gAB1+gAB2=11.67+×15.21=25.22KN/mg中＝gBC1+gBC2=3.40+×10.14=12.77KN/m图示结构力可用弯矩分配法计算,并可利用结构对称性取二分之一结构计算,各杆的固端弯矩为：M5AB=M5BA=g5边·l边2＝×20.06×7.82＝101.70KN·MM5BC=g5中·l中2＝×10.79×2.62＝6.08KN·MMAB=MBA=g5边·l边2＝×25.22×7.82＝127.87KN·MMBC=g5中·l中2＝×9.74×2.62＝5.49KN·M活荷载转化匀布荷载：P5边＝P5AB=×1.95=1.74KN/mP5中＝P5BC=×1.3=0.81KN/mP5边＝P5AB=×7.8=5.29KN/mP5中＝P5BC=×5.2=3.25KN/m各杆的固端弯矩为：MAB5=MBA=P5边·l边2＝×1.74×7.82＝8.82KN·MMBC5=P5中·l中2＝×0.84×2.62＝0.47KN·MMAB5=MBA=P边·l边2＝×5.29×7.82＝26.82KN·MMBC5=P中·l中2＝×3.25×2.62＝1.83KN·M〔3弯矩分配恒荷载作用下,框架的弯矩分配计算见表3.11,框架弯矩图见图3.9活荷载作用下,框架的弯矩分配计算见表3.12,框架弯矩图见图3.9

表3.11恒载作用下上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁分配系数0.4520.5480.3140.2580.428五杆端弯矩-101.7101.7-6.0845.9755.73-30.2-24.67-40.93层19.89-15.0127.87-12.55-2.21-2.67-4.81-3.95-6.65结果弯矩63.65-63.6594.74-41.17-53.57调幅弯矩-54.180.53-45.53分配系数0.3110.3110.3780.2490.2050.2050.341四杆端弯矩-127.87127.87-5.4939.7739.7748.33-30.47-25.09-25.09-41.73层22.9919.89-15.2424.17-12.34-12.55-8.6-8.6-10.440.180.150.150.24结果弯矩54.1651.06-105.22121.75-37.28-37.49-46.98调幅弯矩-89.44103.49-39.93分配系数0.3110.3110.3780.2490.2050.2050.341三杆端弯矩-127.87127.87-5.4939.7739.7748.33-30.47-25.09-25.09-41.73层19.8919.89-15.2424.17-12.55-12.55-7.63-7.63-9.280.230.190.190.32结果弯矩52.0352.03-104.06121.8-37.45-37.45-46.9调幅弯矩-88.45103.53-39.87分配系数0.3110.3110.3780.2490.2050.2050.341二杆端弯矩-127.87127.87-5.4939.7739.7748.33-30.47-25.09-25.09-41.7319.8922.19-15.2424.17-12.55-13.46层-8.35-8.35-10.140.460.380.380.62结果弯矩51.3153.61-104.92122.03-37.26-38.17-46.6调幅弯矩-89.18103.73-39.61分配系数0.3470.2310.4220.2680.220.1470.365一杆端弯矩-127.87127.8744.3729.5453.96-32.8-26.92-17.99-46.67层19.89-12.426.98-12.55-2.6-1.73-3.16-3.87-3.17-2.12-5.27结果弯矩61.6627.81-89.47118.18-42.64-20.11-55.43调幅弯矩-76.05100.45-47.12传至地基的弯矩13.9110.55

表3.12活载作用下上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁分配系数0.4520.5480.3140.2580.428五杆端弯矩-8.828.82-0.473.994.83-2.62-2.16-3.57层4.17-1.312.42-2.56-1.29-1.570.040.040.06结果弯矩6.87-6.878.66-4.68-3.98调幅弯矩-5.847.36-3.38分配系数0.3110.3110.3780.2490.2050.2050.341四杆端弯矩-26.8226.82-1.838.348.3410.14-6.23-5.12-5.12-8.52层24.17-3.125.07-1.08-2.56-0.95-0.95-1.15-0.36-0.29-0.29-0.49结果弯矩9.3911.56-20.9525.3-6.49-7.97-10.84调幅弯矩-17.8-21.5-9.21分配系数0.3110.3110.3780.2490.2050.2050.341三杆端弯矩-26.8226.82-1.838.348.3410.14-6.23-5.12-5.12-8.52层4.174.17-3.125.07-2.56-2.56-1.62-1.62-1.980.010.010.010.02结果弯矩10.8910.89-21.7825.67-7.67-7.67-10.33调幅弯矩-18.5121.82-8.78分配系数0.3110.3110.3780.2470.2050.2050.341二杆端弯矩-26.8226.82-1.838.348.3410.14-6.23-5.12-5.12-8.524.174.66-3.125.07-2.56-2.75层-1.78-1.78-2.150.060.050.050.08结果弯矩10.7311.22-21.9525.72-7.63-7.82-10.27调幅弯矩-18.6621.86-8.73分配系数0.3470.2310.4220.2680.220.1470.365一杆端弯矩-26.8226.82-1.839.316.1911.32-6.7-5.5-3.67-9.12层4.17-3.355.66-2.56-0.28-0.19-0.35-0.83-0.68-0.46-1.13结果弯矩13.26-19.224.95-8.74-4.13-12.08调幅弯矩-16.3221.21-10.27传至地基的弯矩3-2.07表3.13调幅后的中跨和边跨层数54321恒荷载边跨85.2595.995.995.9103.55中跨-36.46-31.92-31.87-31.61-38.89活荷载边跨7.9626.0824.1424.1425.75中跨-3.24-7.75-7.24-7.18-9.02.图3.9恒荷载作用下框架弯矩图<kN·m>图3.10活荷载作用下框架弯矩图<kN·m.4、梁端剪力及柱轴力计算梁端剪力：公式〔3.12—梁上荷载引起的剪力—梁端弯矩引起的剪力公式〔3.13柱轴力：公式〔3.14—梁端剪力—节点集中力及柱自重以AB跨五层梁在恒荷载作用下,梁端剪力及柱轴力计算为例。由框架竖向荷载示意图查得梁上荷载为：,荷载引起的剪力：由恒载作用下框架弯矩图查得：梁端弯矩：,弯矩引起的剪力：总剪力：五层A柱柱顶及柱底轴力：其它梁端剪力及柱轴力见表3.12,活荷载作用下梁端剪力及柱轴力计算见表3.13。3.14恒载作用下梁端剪力及柱轴力〔kN层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱578.2314.03-3.39074.8481.6214.03124.11139.3141.581156.77498.3612.66-1.8096.56100.1612.66287.27302.46331.63346.82398.3612.66-1.93096.43100.2912.66450.3465.49521.81537298.3612.66-1.86096.5100.2212.66613.4628.59711.92727.11198.3612.66-3.13095.23101.4912.66775.23789.01903.3926.8表3.15活载作用下梁端剪力及柱轴力〔kN层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱56.7910.5-0.206.596.991.058.498.4911.6311.63420.634.23-0.47020.1621.104.2336.2636.2651.3351.33320.634.23-0.42020.2121.054.2364.0864.0890.9890.98220.634.23-0.41020.2221.044.2391.9191.913130.62130.62120.634.23-0.63020.0021.264.23119.52119.52170.48170.483.3力组合参考：国家标准.混凝土结构设计规〔GB50010－2002[S].：中国建筑工业,2002,梁兴文、王社良、晓文等.混凝土结构设计[M].：高等教育,2005,蒲生。3.3.1框架梁力组合考虑水平风荷载作用效应较小,左右梁端弯矩相差不悬殊,在恒荷载和活荷载作用下,跨间可近似取跨中的代替。公式〔3.15—梁左右端弯矩,为调幅后的值—梁所受的转化的匀布荷载—梁长竖向荷载梁端调幅系数取0.85。在恒荷载下,跨中弯矩由调幅后的梁端弯矩和跨实际荷载求得；在活荷载下,考虑活荷载不利布置的影响,将跨中弯矩乘以1.2的放大系数。跨中弯矩由调幅后的梁端弯矩和跨实际荷载求得。弯矩调幅应在跨中弯矩放大后进行。对于BC跨,调幅后跨中弯矩若小于,为防止跨中正弯矩过小,取简支梁跨中弯矩的1/2为跨中正弯矩,即：。3.3.2框架柱力组合框架梁力组合见表3.16框架A柱力组合见表3.17框架B柱力组合见表3.18.表3.16框架梁力组合表3.17框架A柱力组合表3.18框架B柱力组合.3.4截面设计参考：国家标准.混凝土结构设计规〔GB50010－2002[S].：中国建筑工业,2002.梁兴文、王社良、晓文等.混凝土结构设计原理[M].：科学,2003,钢筋混凝土结构.[M].：中国建筑工业,2008.11。3.4.1横向框架梁截面设计以第一层AB梁为例。梁控制截面的力如图3.13所示,图中单位为,单位为。砼强度等级C30,,,纵筋为HRB335,,,箍筋为HPB235,。图3.11控制截面力跨截面梁下部受拉,按T形截面进行配筋计算；支座边缘截面梁上部受拉,按矩形截面计算。1、翼缘计算宽度按计算跨度考虑：；按梁净距考虑：；按翼缘高度考虑：,因,此种情况不起控制作用。故取。2、AB跨截面属于第一类T形截面。实配：4满足要求。将下部跨间截面的2钢筋伸入支座,支座截面按已知受压钢筋的双筋截面计算。3、A支座截面,实配：3梁的正截面配筋计算见表3.17。底层梁截面配筋见图3.14。图3.12标准层梁截面配筋图表3.19梁的正截面配筋计算表4、斜截面强度计算故截面尺寸满足要求。,需按计算配箍筋。选用双支箍φ6,,则：取,即箍筋采用φ6。配箍率：满足要求。梁的斜截面配筋计算见表3.18。表3.20梁的斜截面配筋计算表层次截面截面尺寸剪力V/KN实配钢筋五层A650×250107.62549.66153.9<0双肢φ6＠200B左650×250117.18549.66153.9<0双肢φ6＠200B右500×25019.99415.59116.37<0双肢φ6＠200三层A650×250150.39549.66153.9<0双肢φ6＠200B左650×250156.44549.66153.90.0156双肢φ6＠200B右500×25028.11415.59116.37<0双肢φ6＠200一层A650×250148.56549.66153.9<0双肢φ6＠200B左650×250158.27549.66153.90.027双肢φ6＠200B右500×25037.22415.59116.37<0双肢φ6＠2003.4.2框架柱截面设计以第一层B柱为例,砼强度等级C30,,纵筋为HRB335,,箍筋为HPB235,,。1、轴压比验算底层柱：2、截面尺寸复核取,, 则：,满足要求。3、柱正截面承载力计算考虑本设计柱端弯矩小,以支座中心处弯矩计算应偏于安全且偏差不大,故不再折算边缘弯矩。柱同一截面分别承受正反向弯矩,采用对称配筋。〔1按及相应的一组计算,。,为大偏压。,,所以取20mm。=,说明截面尺寸较大,不需配筋,实际按最小配筋率配筋:垂直于弯矩作用平面的承载力验算：,满足要求。配筋：选配12各柱正截面受弯承载力计算表3.21。.表3.21柱正截面受弯承载力计算表.4、柱斜截面承载力计算剪跨比：,,按构造配筋,取φ6。各柱斜截面受剪承载力计算表如下。表3.22柱斜截面受剪承载力计算表柱截面配筋图见图3.13。图3.13柱截面配筋图3.5基础设计参考：建筑地基基础设计规〔GB50007-2002[S].：中国建筑工业,2002。基础工程〔第二版[S],:中国建筑工业,华南理工大学大学大学编。设计基础的荷载包括：①框架柱传来的弯矩,轴力和剪力〔可取设计底层柱的相应控制力②基础类型的选取由于本建筑物柱距为3900mm,因而采用柱下独立基础在框架柱力计算中所选的筋ABCD轴为一榀框架,该榀框架四根柱子,柱距分别为7400mm,2300mm,7400mm因而将柱分别做成柱下独立基础。3.5.1A柱下独立基础的计算1.柱基础承受的上部荷载梁自重：墙自重：粉刷：地基梁传来：框架柱A传来：由此到地基的组合值为：该工程框架层数不多,地基土较均匀且柱距较大,所以选择独立基础,根据地质报告,基础埋深需在粘土以下,取基础混凝土的强度等级为C20,,钢筋采用HRB335,,垫层100mm厚,C10素砼,每边比基础宽出100㎜2、初步确定基底尺寸〔1选择基础埋深,因为有2000深的冻土层,所以〔2地基承载力的深度修正根据资料提供：,、重度计算：杂填土：粘土：则基础地面以上土的重度取平均重度：设基础宽度为2.5m3.基础地面尺度先按中心荷载作用下计算基底面积：选用矩形即宽×长：,满足要求：地基承载力不必对宽度进行修正：图3.14A柱下基础尺寸4、地基承载力验算验算偏心距e：e=作用于基底中心的弯矩,轴力分别为：故承受力满足要求。4、基础剖面尺寸的确定采用独立基础5、冲切验算并确定基础高度〔h=900mm,=900-50=850mm土壤净反力的计算：基底净反力：b>+22500>450+2×8506、基础底面配筋计算基础在上部结构传来荷载与土壤净反力的共同作用,可把它倒过来,视为一均布荷载作用下支承于柱上的悬臂板。其弯矩及配筋计算柱边Ⅰ-Ⅰ截面弯矩为：Ⅰ-Ⅰ截面选16200Ⅱ-Ⅱ截面选16200图3.15A柱独立基础配筋图7、基础梁配筋基础梁按构造配筋,选用其基础配筋的1/10选用48As=615B柱下矩形联合基础的计算：图3.16B柱下矩形联合基础1.柱基础承受的上部荷载梁自重：墙自重：粉刷：地基梁传来：框架柱B传来：由此到地基的组合值为：该工程框架层数不多,地基土较均匀且柱距较大,所以选择独立基础,根据地质报告,基础埋深需在粘土以下,取基础混凝土的强度等级为C20,,钢筋采用HRB335,,垫层100mm厚,C10素砼,每边比基础宽出100㎜。因为B柱C柱柱距较近,所以采用矩形联合基础。2.基础地面尺度先按中心荷载作用下计算基底面积：选用矩形即宽×长：,3.计算地基基础剪力：4.基础高度计算：h=5.4/6=900mm,=850mm①受切承载力计算：=0.5525-0.0253+0.595-0.045=1.0772m②受剪承载力计算可以5.配筋计算：图3.17联合基础配筋剪力图①纵向配筋〔采用HRB335级钢筋柱边正弯矩,所需钢筋面积为最大负弯矩取基础顶面配420其中1/4通长布置,基础底面配1020通常布置1/4,②横向钢筋〔采用HPB235：柱的等效梁宽为：mM==636.52KNm折合成每米每米板的配筋为636.52/1.0875=585.31基础横向配筋为10100〔785。图3.18B柱联合基础配筋图图3.19基础平面布置图3.6楼板设计参考：国家标准.混凝土结构设计规〔GB50010－2002[S].：中国建筑工业,2002.3.6.1楼板类型及设计方法的选择在本方案中属于双向板。板的平面布置见图3.20。图3.20板平面布置图3.6.2荷载设计值一般层：顶层：3.6.3计算跨度1、跨,并且〔板,〔梁是梁板净跨。2、边跨,,是梁板净跨。3.6.4弯矩计算跨中最大正弯矩发生在活荷载为棋盘式布置时,它可以简化为当支座固支时作用下的跨中弯矩值与当支座铰支时作用下的跨中弯矩值两者之和。支座最大负弯矩可近似按活荷载满布求得,即支座固支时作用下的支座弯矩。所有区格板按其位置与尺寸分为四类,计算弯矩时,考虑泊松比的影响取。查表计算跨中正弯矩如表3.23。3.6.5楼板截面设计1、截面有效高度〔短跨方向跨中截面的支座截面处均为1002、截面弯矩设计值该板四周与梁整浇,故弯矩设计值应按如下折减：<1>C区格的跨中截面与C—C支座截面折减。<2>B,D区格的跨中截面与B—C,D—C,D-D支座截面折减〔两板的均小于1.5。<3>A,区格不予折减。计算配筋量时,取力臂系数。截面配筋计算结果及实际配筋列表3.24。.表3.23楼面板计算表区格ABCD3.7252.3652.3653.7957.6253.7253.7957.6250.49取〔0.50.630.620.5跨V=0〔0.0400×6.08+0.0965×1.4×3.725×3.725=5.25〔0.03538×6.08+0.0778×1.4×2.635×2.635=2.25〔0.03582×6.08+0.0792×1.4×2.635×2.635=2.28〔0.0400×6.08+0.0965×1.4×3.795×3.795=5.45〔0.0038×6.08+0.0174×1.4×3.725×3.725=0.66〔0.00874×6.08+0.02594×1.4×2.635×2.635=0.62〔0.00836×6.08+0.02536×1.4×2.365×2.365=0.48〔0.0038×6.08+0.0174×1.4×3.795×3.795=0.68V=0.25.25+0.2×0.66=5.3822.25+0.2×0.62=2.3742.28+0.2×0.48=2.3765.45+0.2×0.68=5.5860.66+0.2×5.25=1.710.62+0.2×2.25=1.070.48+0.2×2.28=0.9360.68+0.2×5.45=1.77支座<-0.0829>×7.48×3.725×3.725=－8.6<-0.07768>×7.48×2.365×2.365=－3.25<-0.07822>×7.48×2.365×2.365=-3.27<-0.0829>×7.48×3.795×3.795=－8.93<-0.0570>×7.48×3.725×3.725=－5.92<-0.05698>×7.48×2.365×2.365=－2.38<-0.05702>×7.48×2.365×2.365=－2.39<-0.0570>×7.48×3.795×3.795=－6.14.表3.24楼面板配筋表截面ho〔mm>M〔kN·m/m>As<N/mm>配筋实配跨中ALx805.382337.218Φ10＠200393Ly701.71122.449φ6/8＠200196BLx701.0776.620φ6/8＠200196Ly802.374148.747φ6/8＠200196CLx700.93667.025φ6/8＠200196Ly802.376148.872φ6/8＠200196DLx805.586350φ10＠200393Ly701.77126.745φ6/8＠200196支座A边支座Lx80-8.6-538.847φ12＠180628Ly70-5.92-423.917φ12＠180628A-B70-4.585-328.32φ12＠200628A-D80-8.765-549.185φ12＠180628B边支座80-2.38-149.123φ6/8＠200196B-C80-2.385-149.436φ6/8＠200196D边支座70-6.14-439.67φ12＠180628D-C70-4.705-336.914φ12＠200328D-D80-8.93-559.5