公司办公楼设计

摘要：设计方案包含建筑设计和结构设计两部分。建筑的设计部分需要经过初勘成果，核实后明确方案，查看有关规范，先后进行平面图设计、建筑立面设计、截面设计、连接点设计，还应当满足防火安全、抗震等级等有关规范。设计部分的主要内容包括通过结构测算及施工图来表达整体设计意图。主要基本内容水平荷载作用中的侧向位移验算、竖向荷载作用下构件内力验算和内力所组成的架构的横截面设计。关键词：建筑设计；结构设计；内力计算；设计图纸OfficeBuildingDesignofZhongchengConstructionCompanyAbstract：Thedesignschemeincludesarchitecturaldesignandstructuraldesign.Thedesignofthebuildingneedstogothroughthepreliminarysurveyresults,confirmtheplan,checktherelevantspecifications,andsuccessivelycarryouttheplandesign,buildingelevationdesign,sectiondesign,andconnectionpointdesign,whichshouldalsomeetthefiresafety,seismicgradeandotherrelevantspecifications.Themaincontentofthedesignpartincludesexpressingtheoveralldesignintentthroughstructuralmeasurementandconstructiondrawings.Themainbasiccontentsarethecheckingcalculationoflateraldisplacementunderhorizontalload,thecheckingcalculationofinternalforceofmembersunderverticalloadandthedesignofcrosssectionofthestructurecomposedofinternalforce.Keywords:Architecturaldesign;Structuraldesign;Internalforcecalculation;Designdrawings目录24522第１章前言 前言此次大学毕业设计是基于我的论文建筑设计。我的大学毕业设计是众成建筑公司的综合办公楼设计。我坚信这次大学毕业设计是高校毕业生必经之路的过程，也是大学生检测自己知识的机会，对往后的工作有非常大的帮助。通过此次设计，基本把握建筑设计和结构设计的一般基本原理、流程与方法，综合应用学过知识，培养综合分析和处理问题的能力及其相应的设计技术专业技能，培养设计工作求真务实、认真细致正确科学做事态度风格。此次设计任务包含建筑设计和结构设计两部分。依据给出的主题和要求，根据实际情况，通过调研研究和有关技术材料的收集，我首先分三个阶段实现了建筑方案。第一阶段是建筑方案的初审，第二阶段是连接点横截面的选择，第三阶段是建筑方案设计各个方面的尺寸最终明确。这几个阶段，我查看了材料，与同学探讨，联系了徐全顺的领导。最后满足了任务书籍的要求，克服了各种各样技术问题，规范了构架方案。以后立即开始了结构设计。首先明确结构形式，开展载荷、内功等结构测算，改正过去建筑方案的不足。最后通过制作的建筑和结构工程施工图的要求来表达全部设计意图。在设计部分，依据工程概述，讲述了平面图图、建筑立面图、截面图、连接点设计方案及平面图图的结构特点。设计部分就是指对各设计部分计算方案和思维的选择的整体表明和表述。以下是我设计书面的成果。

工程概况该项目为某公共建筑公司综合写字楼，建筑平面图图如图1.1所显示。楼高3.6m，室内外落差0.45m，顶部距室外地面600。现阶段，建议选用混凝土结构架构结构作为载重体系。图1-1建筑平面图基本设计资料2)本工程抗震设防烈度为7度，地震灾害瞬时速度为0.1g，场地类别为一类建筑场所，丙类建筑，设计级别为丙类。3)气候数据：基本气压：0.4KN/m2，基本雪载：0.4kN/m2；(4)地质资料：工程地质环境条件由上而下。杂填土，层厚1.2m，地基承载力fk=100KpaEs=6.0Mpa黄土层状砂土，层厚4m，FK=130kPaes=9.0mpa，该层作为本工程褥垫层；粉质粘土，厚2m，fk=150KpaEs=12.0Mpa，5)水文材料：勘查区未发现地表水，较大冻土深度为1.03米，不顾及地下水的影响。主要建筑做法平屋面方式(自上而下)30030025水泥砂浆粘结层，薄厚20(1:2.5水泥砂浆粘结层，高分子材料改性材料沥青防水卷材，底层处理剂，薄厚20)1:3水泥砂浆抹灰层，混凝土澎涨管道分层次方式(自上而下)13厚砖混结构结构，1个2厚纯水泥浆，20厚1:2水泥砂浆粘结层，100厚建筑钢筋钢结构楼板，15厚混合砂浆基础。墙面主体实践(自上而下)190厚混泥土中空小砌块砌体、1:2.5水泥砂浆垒墙、内外墙混合砂浆路面、低筋面灰、20厚'803'内墙刷二遍。外墙涂料为20133603水泥砂浆路面、外墙涂料。窗门训练窗扇采用塑钢窗户，入屋门采用夹板门，东莞虎门采用夹层玻璃两层打开门。结构计算简图确定构件截面尺寸的确定梁的截面规格应满足承载能力、弯曲刚度和延性的要求。截面高度一般为梁跨度的1/12~1/8。当梁的载荷总面积比较大或载荷较大时，应选上限值。为了避免梁的裁切延性破坏，梁的净跨与截面高度比例不可小于4。梁的截面宽度应是梁宽的1/3~1/2，且不可小于柱宽1/2，且不可小于250mm。框架梁：边跨（AB、CD跨）梁L=6000mm取取次梁取h=400mmb=200mm柱截面的尺寸原始选择需要同时满足最少截面、侧向位移限值和轴压比。对于低抗裂纤维区域多层民用型架构结构，可通过满足轴压比限值来估计截面。取底层：H=3600+450+600=4650mm初选柱截面尺寸：b×h=400×400=160000QUOTE验算框架轴压比：由λ=QUOTE可推出A≥QUOTE查《抗震设计规范》，知[λ]=0.9QUOTE=1.0梁柱混凝土取用C30，QUOTE=14.3N/QUOTEQUOTE=1.43N/QUOTE中柱最大负荷面积：4800QUOTE4500QUOTE故全部框架柱截面尺寸为QUOTE板厚楼盖及层盖采用现浇钢筋混凝土结构按结构要求：板跨L=4800mm板厚h≥QUOTE×4800=120mm取h=120mm（二）结构计算简图假定梁的截面慢性矩I沿轴线不变。本设计采用现浇楼盖。求梁截面慢性矩时考虑到现浇板的作用，取I=2I。AB、CD跨梁：BC跨梁：上部各层柱：底层柱：结构计算简图如下图所示图3-1结构计算简图荷载计算恒荷载计算屋面框架梁线荷载标准值=1\*GB3①屋面恒荷载标准值计算300×300×25水泥砖0.025×19.8=0.5kN/QUOTE20mm厚1:2.5水泥砂浆结合层0.02×20=0.4kN/QUOTE高聚物改性沥青防水卷材0.35kN/QUOTE20mm厚1:3水泥砂浆找平层0.02×20=0.4kN/QUOTE50~150mm水泥膨胀珍珠岩2%找坡QUOTE×7=0.7kN/QUOTE120mm厚现浇钢筋混凝土楼板0.12×25=3kN/QUOTE15mm厚混合砂浆粉底0.015×17=0.26kN/QUOTE屋面恒荷载汇总5.61kN/QUOTE=2\*GB3②框架梁及粉刷自重a.边跨（AB、CD）自重：0.5×0.25×25=3.125kN/m梁侧粉刷：2×（0.05-0.12）×0.02×17=0.258kN/mb.中跨（BC）自重：0.5×0.25×25=3.125kN/m梁侧粉刷：2×（0.5-0.12）×0.02×17=0.258kN/m=3\*GB3③边跨（AB、CD）线荷载标准值：屋面边跨梁其自重传来（均布）QUOTE=5.116kN/m屋面恒荷载传来（梯形）QUOTE=5.61×4.2=23.562kN/m=4\*GB3④中跨（BC）线荷载标准值屋面中跨梁其自重传来（均布）QUOTE=4.769kN/m屋面恒荷载传来（三角形）QUOTE=5.61×3=17.01kN/m楼面框架梁线荷载标准值=1\*GB3①楼面恒荷载标准值计算13mm厚缸砖面层0.013×21.5=0.28kN/QUOTE20mm厚水泥浆0.02×16=0.32kN/QUOTE20mm厚1:2水泥砂浆结合层0.02×20=0.4kN/QUOTE120mm厚现浇混凝土楼板0.12×25=3kN/QUOTE15mm厚混合砂浆0.015×17=0.26kN/QUOTE楼面恒荷载汇总4.26kN/QUOTE=2\*GB3②边跨框架梁及粉刷自重5.116kN/m=3\*GB3③边跨填充墙自重：0.19×（3.6-0.75）×11.8=6.39kN/m填充墙面粉刷自重：2×（3.6-0.75）×0.02×17=1.938kN/m=4\*GB3④中跨框架梁及粉刷自重：3.383kN/m=5\*GB3⑤楼面边跨框架梁上的线荷载标准值：楼面边跨梁自重传来（均布）QUOTE=13.444kN/m楼面恒荷载传来（梯形）QUOTE=4.26×4.2=17.892kN/m=6\*GB3⑥楼面中跨框架梁上线荷载标准值楼面中跨梁自重传来（均布）QUOTE=3.383kN/m楼面恒荷载传来（三角形）QUOTE=4.26×3=12.78kN/m屋面框架节点集中荷载标准值=1\*GB3①顶层边节点集中荷载边柱纵向框架梁自重：0.25×0.5×4.8×25=15kN粉刷：2×（0.5-0.12）×0.02×4.8×17=1.24kN1.5m高女儿墙自重：0.6×4.8×0.19×11.8=6.46kN粉刷：2×0.02×4.8×17=3.26kN纵向框架梁传来层面自重：5.61×（0.5×4.8×0.5×4.8）=29.74kN汇总55.7kN=2\*GB3②顶屋中节点集中载荷：中柱纵向框架梁自重：0.25×0.5×4.8×25=15kN粉刷：2×（0.5-0.12）×0.02×4.8×17=1.24kN纵向框架梁传来层面自重：0.5×（4.8+4.8-3）×1.5×5.61=27.76kN0.5×4.8×2.4×5.61=32.31kN汇总：65.81kN楼面框架节点集中荷载标准值=1\*GB3①中间层边节点集中载荷边柱纵向框架梁自重：22.05kN粉刷：1.66kN塑钢窗自重2.1×1.5×1=3.15kN窗下墙体自重：0.2×0.9×1.8×11.8=3.8kN粉刷：2×0.02×0.9×1.8×17=1.1kN窗边墙体自重：（1.05×2-0.5）×0.19×（0.4-0.17）×11.8=9.95KN粉刷：2×0.02×（1.05×2-0.5）×1.7×17=1.85KN框架柱自重：0.5×0.5×3.6×25=22.5kN粉刷：（0.45×4-0.19×3）×0.02×（3.6-0.3）×17=1.38kN汇总：QUOTE=QUOTE=73.54kN=2\*GB3②中间层中节点集中荷载中柱纵向框架梁自重：19.69kN粉刷：1.8kN内纵墙自重：0.19×（3.6-0.3）×（4.2-0.5）×11.8=27.37kN粉刷：2×0.02×（3.6-0.3）×（4.2-0.5）×11.8=5.76kN框架柱自重：22.5kN粉刷:1.38kN中柱纵向框架梁出楼面自重：0.5×（4.2+4.2-3）×1.5×4.26=17.25kN0.5×4.2×4.2/2×4.26=18.79kN汇总QUOTE=QUOTE=114.54Kn恒荷载作用下计算简图图4-1恒载作用下计算简图楼面活荷载计算楼面活荷载作用下结构简图QUOTE=QUOTE=2.0×4.8=9.6kN/mQUOTE=2.0×3=6.0kN/mQUOTE=QUOTE=0.5×4.8×4.8/2×2=11.52kN/mQUOTE=QUOTE=0.5×(4.8+4.8-3)×3/2+0.5×4.8×4.8/2×2=16.47kN/mQUOTE=QUOTE=2.0×4.8=9.6kN/mQUOTE=2.0×3=6.0kN/mQUOTE=QUOTE=0.5×4.8×4.8/2×2=11.52kN/mQUOTE=QUOTE=0.5×(4.2+4.2-3)×3/2×2+0.5×3/2×3×2=9.45kN/m图4-2活荷载作用下的计算简图风荷载计算基本风压QUOTE=0.4kN/QUOTE风震系数因房屋高度小于30m，所以QUOTE=1.0风载体型系数QUOTE=0.8-（-0.5）=1.3风压高度系数QUOTE，查《建筑结构荷载规范》，将风荷载换算成作用于框架每层节点的集中荷载。有可计算将如下表所示结果表4-1风荷载计算层次z(m)(KN/)A()41.01.315.451.1700.413.868.4331.01.311.251.0350.415.128.1421.01.37.651.0000.415.127.8611.01.34.051.0000.416.3658.35按静力等效原理，将分布荷载转化为节点集中荷载，如图所示图4-3等效节点集中风荷载风荷载作用下的侧移验算框架侧移刚度计算框架侧移刚度按D值法计算，在计算梁的线刚度ib时，考虑到楼板对框架梁截面惯性矩的影响，中框架梁取Ib=2.0I0，边框架梁取Ib=1.5I0。边框架梁的线刚度为中框架梁的线刚度的1.5/2.0=0.75倍。所有梁、柱的线刚度见表6-1梁柱线刚度表（10）层次边框架梁中框架梁柱()()2-41.761.312.341.741.4511.761.312.341.741.12根据D值法公式，计算出各框架柱的侧移刚度，现以第二层B-8轴的侧移刚度计算为例：K==2.81=0.58=0.779按例课计算出各种类型框架柱的侧移刚度表5-2边框架柱的侧移刚度D值（10）层次边柱A-1、A-17、D-1、D-17中柱B-1、B-17、D-1、D-17KK2-41.3130.3960.4804.5880.6960.8445.29611.5390.5760.4725.3660.7960.6524.496表5-3中框架柱的侧移刚度D值（10）层次边柱（9根）中柱（9根）KK2-43.6340.6450.7822.810.580.77914.0514.260.760.6233.640.7340.60111.02表5-4楼梯间框架柱侧移刚度D值（10）层次边柱（6根）3-C、15-C轴中柱（2根）KK2-51.1680.3690.4482.4960.5550.6732.6911.3660.5440.4542.9200.6950.5692.5风荷载作用下水平位移验算表5-5风荷载作用下框架层间剪力及侧移验算层次1234Fi(KN)8.357.868.148.43Vi(KN)32.7824.4316.578.43Di(10)2.453.123.123.12Di(N/mm)73500936009360093600()(mm)0.450.260.180.09(mm)0.450.710.890.98（1）梁柱混凝土采用C30混凝土，其弹性模量E=3.00×N/（2）因，故风荷载侧移验算满足要求。六、风荷载作用下的内力验算现取2轴框架在风荷载作用下的内力为代表内力计算采用D值法，框架柱端剪力、弯矩分别按式、、，各柱反弯点高度yh=()h确定，其中由表“规则框架承受均布水平力作用时反弯点的高度比”查得，底层柱需考虑修正值，第二层需考虑修正值，其余柱均无需修正。梁端弯矩、剪力分别按下式计算：柱轴力由其上各层框架剪力累加得到。图6-1剪力在各柱间分配各柱反弯点及柱端弯矩表6-2梁端弯矩、剪力及轴力计算层次边梁走道梁柱轴力ll边柱中柱44.181.616.00.771.631.6331.09-0.77-0.86310.874.706.02.086.246.2434.16-2.85-2.94218.457.876.03.4710.4310.4336.95-6.82-5.92126.1811.266.06.4416.6316.63311.09-13.26-10.57注：（1）柱轴力中的负号表示拉力（2）表中M的量纲为KNm，V的量纲为KN，l的量纲为m。为最后内力组合做准备，需要把梁端弯矩、剪力换算到梁端柱边处的弯矩值。换算按下列公式进行：M/=M-V/b/2（柱边弯矩）V/=V-qb/2（柱边剪力）本结构有：M’AB=MAB-0.25×V’ABM’BA=MBA-0.25×V’BAM’BC=MBC-0.25×V’BC并注意到AB、BC跨上无竖向荷载，剪力图的图形为水平直线段，故有：V’AB=VAB，V’BA=VBA，V’BC=VBC梁的跨中弯矩根据下式计算：AB跨MAB0=（MAB-MBA）/2BC跨MBC0=（MBC-MBC）/2表6-3风载作用下梁端柱边弯矩及跨中弯矩计算结果层次梁端弯矩梁端柱边剪力梁端柱边弯矩跨中弯矩MabMbaMbcV’abV’baV’bcM’abM’baM’bcMaboMbco44.181.611.63-0.77-0.77-1.093.991.421.361.290310.874.706.24-2.08-2.08-4.1610.354.185.23.090218.457.8710.43-3.97-3.97-6.9517.466.888.65.290126.1811.2616.63-6.44-6.44-11.0924.579.6513.867.460地震荷载作用下杆件内力计算各楼层重力荷载代表值计算地震作用时，建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和可变荷载组合值之和。表7-1活荷载标准值及组合系数活荷载种类标准值（KN/㎡）组合系数会议室、阅览室20.7楼梯间3.50.7办公室20.7卫生间2.50.7走廊、门厅2.50.7上人屋面20.7雪荷载0.40.7水平地震作用下的框架侧移验算框架柱的侧移刚度将计算风荷载作用下得到的各类框架柱的侧翼刚度总结表7-6各类框架柱的侧翼刚度层次柱型数量D5楼梯间边柱60.44813440164340中柱20.673201902～4边框架柱边柱40.4814400726480中柱40.84425320中框架柱边柱90.78223460中柱90.77923370楼梯间边柱60.44813440中柱20.673201901边框架柱边柱40.47214160607440中柱40.65219560中框架柱边柱90.62318690中柱90.60118030楼梯间边柱60.45413620中柱20.56917070中柱10.524157207.2.2水平地震作用标准值和位移7.2.2.1重力荷载作用下产生的水平位移多遇地震作用下，设防烈度为7度，查《规范》GB50011-2001，水平地震影响系数最大值=0.08，Ⅱ类场地，设计地震分组为第一组，特征周期值=0.35S,设计基本地震加速度为0.1g。本建筑中结构高度不超过40m,质量和荷载沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。除有专门规定外，建筑结构的阻尼比应取0.05，地震影响系数曲线的阻尼调整系数=1.0。表7-7各楼层重力荷载水平作用于结构时引起的侧移值层次楼层荷载 楼层剪力楼层侧移刚度层间侧移楼层侧移49802.3612129.747264800.0170.17310832.2722962.017264800.0320.153210832.2733794.287264800.0470.121111269.2445063.526074400.0740.0747.2.2.2框架的自振周期T=1.7，框架结构的=0.6～0.7，取=0.65，此公式为按顶点位移法求结构体系基本周期的近似方法。本结构T=1.7×0.65×=0.478.2.2.3水平地震作用标准值和位移结构总水平地震作用标准值：〈T〈5,=×0.08=0.022=0.022×0.85×45063.01=842.68KNT=0.47S〈1.4=0.49S，故不考虑顶部附加地震作用计算结果见表8.8表7-8水平地震作用标准值和位移层次49802.3615.45273.92354.097264800.000491/7347310832.2711.85232.17586.267264800.000811/4444210832.278.25161.64747.97264800.001031/3495111269.244.6594.78842.686074400.001391/3345楼层侧移刚度层间侧移各层的相对位移均小于1/550，顶点的相对位移小于1/650，侧移均满足要求。（三）地震作用下一榀框架上的水平地震作用计算方法同风荷载作用下的内力计算，采用D值法，剪力、弯矩分别按公式、、，反弯点同风荷载所得。表7-9各柱端剪力及弯矩计算层次边柱A中柱Byy43.6354.097264802346011.430.4522.6318.522337011.390.4422.9618.0433.6586.267264802346018.930.534.0734.072337018.860.4934.6333.2723.6747.97264802346023.930.543.0743.072337024.060.543.3143.3114.65842.686074401869025.930.5554.2666.321803025.010.5552.3363.96注：表中M量纲为KN·m，V量纲为KN梁端弯矩、剪力分别按下式计算：柱轴力由其上各层框架剪力累加得到。表7.10各层框架剪力和轴力层次边梁走道梁柱轴力ll边柱中柱422.639.797.54.3213.1713.1738.78-4.32-8.85352.5922.467.510.0130.2130.21320.14-14.33-18.98277.1432.667.514.6443.9243.92329.28-28.97-33.62197.3340.797.518.4254.8554.85336.57-47.39-51.77竖向荷载作用下框架各杆件的内力恒荷载作用下的内力计算计算方法的选用本方案恒载作用下的内力计算采用分层法。取出顶层、中间任一层、以及底层进行分析，除底层外的所有柱线刚度取框架柱实际线刚度的0.9倍。等效均布荷载计算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，化为等效的均布荷载顶层：g5边=5.116+[1-2×(3000/7500)+(3000/7500)]×23.562=19.63KN/mg5中=3.383+[1-2×（1/2）+（1/2）]×17.01=14.01KN/m中间层：g边=13.444+[1-2×(3000/7500)+(3000/7500)]×17.892=24.47KN/mg中=3.383+[1-2×（1/2）+（1/2）]×12.78=11.37KN/m底层：g边=13.444+[1-2×(3000/7500)+(3000/7500)]×17.892=24.47KN/mg中=3.383+[1-2×（1/2）+（1/2）]×12.78=11.37KN/m图8-1分层法计算单元图弯矩分配法计算梁、柱端弯矩可利用结构对称性取二分之一结构计算。除底层外，柱的线刚度需要乘以修正系数0.9，并且除底层外其他各层柱的弯矩传递系数均取1/3，底层柱弯矩传递系数取1/2。表8-1修正后的梁、柱线刚度(10E·m³)层次梁柱iAB(iCD)iBCic2~42.341.741.3112.341.741.12各层节点的分配系数以及固端弯矩计算结果列于表9.2中，现以中间层节点的计算示例如下：中间层A节点分配系数：μ上柱=4i上柱/（4i上柱+4i下柱+4iAB）=1.31/(1.31+1.31+2.34)=0.264μ下柱=4i下柱/（4i上柱+4i下柱+4iAB）=1.31/(1.31+1.31+2.34)=0.264μAB=1-0.264-0.264=0.472中间层B节点分配系数：μ上柱=4i上柱/（4i上柱+4i下柱+4iBA+2iBC）=4×1.31/(4×1.31+4×1.31+4×2.34+2×1.74)=0.225μ下柱=4i下柱/（4i上柱+4i下柱+4iBA+2iBC）=4×1.31/(4×1.31+4×1.31+4×2.34+2×1.74)=0.225μBA=4iBA/（4i上柱+4i下柱+4iBA+2iBC）=4×2.34/(4×1.31+4×1.31+4×2.34+2×1.74)=0.401μBC=1-0.225-0.225-0.401=0.149中间层固端弯矩计算：MAB=g边l²边/12=（24.47×7.5²）/12=114.7KN·mMBC=g中l²中/3=（11.37×1.5²）/3=8.53KN·m/MCB=g中l²中/6=（11.37×1.5²）/6=4.26KN·m由纵向框架梁在边柱上的偏心距e0引起的框架边节点附加偏心弯矩：顶层：M4e0=G4A×e0=73.54×(0.5-0.3)/2=7.35KN·m中间层：Me0=GA×e0=114.54×(0.5-0.3)/2=11.45KN·m底层：Me0=GA×e0=114.54×(0.5-0.3)/2=11.45KN·m表8-2分层法分配系数及恒载作用下固端弯矩计算结果（KN·m）节点单元ABCAAAB端BA端BBBC端CB端分配系数顶层0.359——0.6410.5180.290——0.192——中间层0.2640.2640.4720.4010.2250.2250.149——底层0.2350.2750.490.4150.2050.2320.148——固端弯矩顶层————-92.0292.02————-10.51-5.25中间层————-114.7114.7————-8.53-4.26顶层————-114.7114.7————-8.53-4.26跨中弯矩计算在求得结构单元的两端弯矩后，如欲求梁的跨中弯矩，则需注意不能按等效分布荷载计算，须根据求得的支座弯矩和各跨的实际荷载分布，按平衡条件计算。框架梁在实际分布荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩M0图8-5顶层结构计算单元图8-6标准层结构计算单元在实际分荷载作用下，框架梁的跨中弯矩M按下式计算：M=M0-(M左+M右)/2表8-3实际分布荷载作用下分层法各单元跨中弯矩计算表（KN·m）位置按简支梁跨中弯矩按实际结构跨中弯矩左端弯矩右端弯矩跨中弯矩AB、CD跨顶层192.8144.0167.59137.01中间层213.6280.3489.85128.525底层213.6278.7289.55129.49BC跨顶层16.5633.2417.48-8.8中间层13.3928.6515.56-8.715底层13.3929.0320.89-11.57由各分层单元计算整个结构在恒载作用下的弯矩图将分层法得到的每层弯距图累加，就可以得到全部框架在竖向荷载作用中的弯距图。显而易见，各框架节点弯距累加后无法达到均衡，这是分层法数据误差造成的。为了能精准，节点扭矩能够分配和调整。因此，可以做重合整体的结构的弯折图。表8-4叠加后框架梁跨中弯矩计算表（KN·m）位置按简支梁跨中弯矩按实际结构跨中弯矩左端弯矩右端弯矩跨中弯矩AB、CD跨4192.81-48.1970.99133.223213.62-84.195.84123.652213.62-83.4195.82123.811213.62-77.5393.33128.19BC跨416.56-30.5430.54-13.98313.39-24.7524.75-11.36213.39-24.9324.93-11.54113.39-27.427.4-14.01图8-7恒荷载作用下整体框架弯矩图梁端剪力、梁端控制截面的弯矩（柱边）测算梁端剪力后，可将梁从框架中切出来作为隔震器，在均衡条件下测算梁端剪力和梁端柱端剪力。对于AB承重梁，取图1.15所显示的信号隔离器，依据均衡条件梳理后得到：VAB=（28.125gAB1+22.5gAB2+MAB-MBA）/7.5VBA=（28.125gAB1+22.5gAB2+MBA-MAB）/7.5VBC=VCB=1.5gBC1+0.75gBC2②梁端柱边剪力计算取柱轴心至柱边这一段梁为隔离体，由平衡条件可求得梁端柱边的剪力值。对AB跨梁，取图1.16所示隔离体，由竖向力平衡及几何关系，整理可得：V’AB=VAB-0.25gAB1-0.021gAB2V’BA=VBA-0.25gAB1-0.021gAB2V’BC=VCB=VBC-0.25gBC1-0.021gBC2③梁端柱边弯矩计算为内力组合做准备，需将梁端弯矩换算至梁端柱边弯矩，本结构按下式进行计算：M’AB=MAB+0.25V’ABM’BA=MBA+0.25V’BAM’BC=MBC+0.25V’BC表8-4梁端剪力、梁端控制截面的弯矩计算表层次梁荷载板荷载梁端弯矩gab1gbc1gab2gbc2MabMbaMbc45.1163.38323.56217.01-48.1970.99-30.54313.4443.38317.89212.78-84.195.84-24.75213.4443.38317.89212.78-83.4195.82-24.93113.4443.38317.89212.78-77.5393.33-27.4层次梁端剪力梁端柱边剪力梁端柱边弯矩VabVbaVbcV'abV'baV'bcM'abM'baM'bc486.83-92.9117.8385.06-91.1416.63-26.9348.205-26.383102.53-105.715.3498.79-101.914.22-58.46870.36-21.202102.44-105.815.3498.7-10214.22-57.870.3175-21.381101.98-106.215.3498.24-98.2414.22-52.03568.77-23.858.1.7柱轴力的计算柱载荷应由端部剪应力、侧梁传达的剪应力和柱自身重量累加故得。假定纵向框架柱为简支，即纵向框架柱传达给柱平衡力按其受力总面积求取。表8-5轴力计算表（KN）层次A柱Vab纵梁竖向力F柱自重G每层竖向力P轴力NaVba486.8365.4323.88152.26顶部152.26-92.91底部176.143102.5349.6623.88152.19顶部328.33-105.7底部352.212102.4449.6623.88152.1顶部501.31-105.8底部528.191101.9849.6630.44151.64顶部679.83-106.2底部710.27层次B轴Vbc纵梁竖向力F柱自重G每层竖向力P轴力Nb453.568.9523.88215.36顶部215.36续表8-5底部239.24343.9890.6623.88240.34顶部479.58底部503.46243.9890.6623.88240.44顶部743.9底部767.78143.9890.6630.44240.84顶部1008.62底部1039.06楼面活荷载作用下的内力计算算方式选择项活载计算方法与恒载同样，选用分层法。等效电路均布荷载测算承重梁上有二种荷载：台阶荷载和三角形荷载。求得固端弯矩时，依据固端弯矩相等原则，梯形和三角形遍布荷载可以看作均布荷载。平屋顶设计值与恒载设计值比例(1.4×7.8)/(1.21×9.63)=0.464，路面活载设计值与恒载设计值比例)1.4×3.75)/(1.22×4.47)=0.179，都远远小于1，都远远小于1。在此情况下，内功只忽视活载最有害的部分，选用全交叉活载分配法(一般活载比较大，超出5KN/，只注重活载不利的分派)。调节跨中弯矩宽度后，取1.1。图8-7活荷载作用下分层法计算单元简图框架梁柱配筋计算框架梁配筋总体楼层板里的框架柱为T形截面，每条梁的纵向钢筋包含布置在梁底的弯矩钢筋和布置在主梁的弯矩钢筋。其中，基础梁弯矩筋为梁跨和载荷截面处较大弯矩。依据钢筋T形截面计算，钢筋一般布置在跨梁长度范围内，两端支座应满足钢筋的钢筋锚固要求。顶层梁的负弯矩主筋由梁帽的负弯矩值通过两层钢筋的正方形截面测算，边帽的负弯矩主筋伸进帽内满足钢筋钢筋锚固要求；中粱支座的负弯矩钢筋必须全程布置。换句话说，固定于中立柱上，不要动。越过中柱后，按照一定的原则，在梁跨内将部分钢筋断开。正截面受弯承载力计算（1）设计参数混凝土：C30混凝土经查表得、HRB335级钢筋，=700-40=660㎜(边跨)或=500-40=460㎜（中跨）AB跨:按计算跨度考虑=7500/3=2500㎜，按翼缘高度考虑=250+12×120=1690㎜，故取=1450㎜(2)判别T型截面类型1.0×14.3×1690×120×（660-120/2）=1740kN·m>M=202.35KN·m属第一类T型截面，同理，BC跨梁也属第一类T型截面，可按截面尺寸为×h的单筋矩形截面计算。(3)底层AB跨中截面配筋计算按截面尺寸为1690×660的单筋矩形截面计算<=0.399满足适筋梁的要求查表可知，选用2Φ22+1Φ20，=1074.2，满足最小配筋率。（3）底层支座A配筋计算支座弯矩：-187.KN·mb=250,h=700,40mm,Ⅰ.与=1074.2等量的纵向受拉钢筋=1074.2Ⅱ.除去与所需后所需的受拉钢筋。查表可知应配4Φ22+2Φ18，满足最小配筋率（4）各框架梁配筋计算表10-1框架梁配筋计算截面M实配钢筋%支座A-167.789618618041.3B左-75.569617838041.1B右-75.565837328041.05BC跨-17.69——5836280.91AB跨202.35——9619820.86斜截面受剪承载力计算底层AB跨梁计算为例：支座最大剪力：166.8KN验证截面尺寸：0.2=471.9KN根据《混凝土结构设计规范》第11.3.4条规定的一般框架梁计算配箍：=0.304mm规范中规定架构梁梁端加密区结构为箍筋直径不小于8mm，箍筋间距不得超过纵筋直径的8倍，1/4和150mm梁宽满足极小值。故采用8的双肢窝，估算派出所需较大箍筋间距s==222mm，具体箍筋间距为100mm，满足要求。加密区域长度为1.05米.此外，规范中，在梁侧加密区之外的非加密区，箍筋间距不能超过非加密区间距的2倍，并要求配箍率。实配非加密区的箍筋为Φ8双肢箍，间距为200mm，其=0.201%>=0.148%底层BC跨梁计算：支座最大剪力：70.98KN验证截面尺寸：0.2=328.9KN根据《混凝土结构设计规范》第11.3.4条规定的一般框架梁计算配箍：=0.012规范中规定架构梁梁端加密区结构为箍筋直径不小于8mm，箍筋间距不得超过纵筋直径的8倍，1/4和150mm梁宽满足极小值。具体选用100mm的箍筋间距，满足要求。加密区域长度是1m。此外，在梁侧加密区之外的非加密区范围内，带钢间距低于非加密区两倍，也要求带钢率不高。实配非加密区的箍筋为Φ8双肢箍，间距为200mm，其=0.201%>=0.148%选定8轴一乐框其余层ab(CD)预制箱梁为8@100/200)2，数据加密区域为1.05m；BC桥都是8@100/200(2)，数据加密区域1m。(2)框架柱建筑钢筋柱是轴力受压预制构件，因为有正负弯矩，一般可采取对称配筋。在工程实践中，框架柱一般采用对称配筋。明确柱中纵向建筑钢筋总数时，需从配筋计算出来的内力组成中找到最有害的内力。11.2.1按标准层b柱钢筋计算。1)明确混凝土结构材料强度和几何参数。C30混凝土、；HRB335级钢筋；h=b=500,=500-40=460mm;；=1.0，。（2）求框架柱设计弯矩M框架柱最不利内力组合M=363.48KN·m、M=371.334KN·m，N=1056.37KN。由=0.979，i==144.3mm,则=24.9，故需要考虑附加弯矩的影响。>1，取1，=0.7+0.3=0.994，取20mm和较大值，故取20mm1.049框架柱的设计弯矩：M=387.56KN（3）判别大小偏心受压=0.32<，为大偏心受压，则=147.2mm>2=80mm求及=387.56/1056.37=0.367m=367mm，=387mm597mm，，受压区钢筋：与其他数据一同带入式==1777mm（5）每边选6根Φ20（==1884mm），则全部纵向钢筋配筋率为=1.5%>0.55%10.2.1以标准层B柱受力钢筋计算（1）确定钢筋混凝土的材料强度及几何参数C30混凝土、；HRB335级钢筋；h=b=500,=500-40=460mm;；=1.0，。（2）求框架柱设计弯矩M框架柱最不利内力组合M=363.48KN·m、M=371.334KN·m，N=1056.37KN。由=0.979，i==144.3mm,则=24.9，故需要考虑附加弯矩的影响。>1，取1，=0.7+0.3=0.994，取20mm和较大值，故取20mm1.049框架柱的设计弯矩：M=387.56KN（3）判别大小偏心受压=0.32<，为大偏心受压，则=147.2mm>2=80mm求及=387.56/1056.37=0.367m=367mm，=387mm597mm，，受压区钢筋：与其他数据一同带入式==1777mm（5）每边选6根Φ20（==1884mm），则全部纵向钢筋配筋率为=1.5%>0.55%10.2.2以标准层A柱受力钢筋计算（1）确定钢筋混凝土的材料强度及几何参数C30混凝土、；HRB335级钢筋；h=b=500,=500-40=460mm;；=1.0，。（2）求框架柱设计弯矩M框架柱最不利内力组合M=113.56KN·m、M=119.63KN·m，N=757.23KN。由=0.949，i==144.3mm,则=24.9，故需要考虑附加弯矩的影响。>1，取1，=0.7+0.3=0.994，取20mm和较大值，故取20mm1.103框架柱的设计弯矩：M=131.95KN（3）判别大小偏心受压=0.23<，为大偏心受压，则=105.8mm>2=80mm求及=387.56/1056.37=0.174m=174mm，=194mm404mm，，受压区钢筋：与其他数据一同带入式=<0，取==1500（5）每边选6根Φ20（==1884mm），则全部纵向钢筋配筋率为=1.5%>0.55%10.2.3柱的斜截面承载力计算及箍筋配置=3600/2×460=3.91>3，取30.3=1072.5KN>1056.37KN=217.84KN>=204.11KN因此，依据结构可选用8@200(2)钢筋，加密区可选用8@100(2)钢筋。XI。设计(1)设计数据工程地质环境条件由上而下。1)湿陷性黄土，层厚1.2m，地基承载力fk=100KpaEs=6.0Mpa2.黄土层状砂土，层厚4m，fk=130KpaEs=9.0Mpa，为根本工程褥垫层；)3.粉质粘土，厚2m，fk=150KpaEs=12.0Mpa，水文材料：勘查区未发现地表水，不管地下水怎样，较大冻土深度为1.03米。(2)选择为了方便工程施工，楼梯柱下单独，混凝土的强度级别C20，HRB400级钢筋。埋深600mm。基础垫层厚c10，100mm。地基承载力特征根：=130+1.5×18×（0.6-0.5）=132.7kPa计算基础及其上土的重力Gk时基础埋深为：d=(0.6+1.05)/2=0.825m，由于埋深范围内没有地下水，，得基础底面宽度：=3.51m,取b=3.7m>3,需要进行宽度修正=130+0.3×18×0.51+1.5×18×（0.6-0.5）=135.45kPa（三）初估基础底面积基地面积：=13.38m，可取b=l=3.7m（四）计算基地净反力设计值1413.13/（3.7×3.7）=104.54kpa净偏心距=M/F=0.073m基底最大和最小净反力设计值=115.4，=91.04（五）柱边对基础抗冲切验算（1）柱边截面：取h=650mm，h0=600，则+2h0=1.7m<b=3.7m冲切力：311.58KN抗冲切力：660.66KN>311.58KN，故抗冲切验算合格。（2）变截面处：下阶h1=300mm，h01=250mm，取L1=2.1m，b1=2.1m，则2.1+0.25=2.35m<3.5m冲切力：168.77KN抗冲切力：858.36KN（六）配筋计算计算基础上层阶梯截面配筋：=104.87kpa379.6KNm=1953mm基础下层截面配筋：（方法同上层截面）=110.13kpa114.8KNm=590.53mm比较、，应按配筋，应配Φ16@200，满足要求。楼梯设计设计资料如图1.29所显示，本工程现浇楼板楼梯踏步尺寸为150300，选用C30混凝