横向框架承重四柱三跨不等跨综合楼工程全套设计计算书

1 1 1 11.2.3结构计算简图 2 42.1屋面及楼面的永久荷载标准 4 4 42.3.1梁自重计算 52.3.2柱自重计算 52.4计算重力荷载代表值 5 52.4.22～4层的重力荷载代表值 6 63、横向框架侧移刚度计算 7 7 7 8 84.1.1横向自振周期的计算 8 94.1.3水平地震作用下的位移验算 4.1.4水平地震作用下框架内力计算 4.2.2风荷载作用下的水平位移验算 4.2.3风荷载作用下框架结构内力计算 5.2.1恒载计算 25.2.2活荷载计算： 5.3.1、计算分配系数 5.3.2用弯矩二次分配法来计算恒载作用下的梁 6.1结构抗震等级 6.2.1作用效应组合 6.2.4计算跨间最大弯矩 6.3、框架柱内力组合 6.3.1柱内力组合 7.1框架梁 7.1.4梁斜截面受剪承载力计算 7.2.1柱截面尺寸验算 8.2荷载选用 1、结构设计1.1结构布置及计算简图的确定根据该房屋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，填充墙采用190mm厚的混凝土空心小砌块，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取100mm。1.1.1选择承重方案该建筑为综合楼，房间布局较为整齐规则，且不需要考虑太大空间布置，所以采用横向框架承重方案，四柱三跨不等跨的形式。柱网布置形式详见建筑平面图。1.1.2梁、柱截面尺寸估算取h=600mm取b=300mm取h=600mm取b=300mm取h=600mm各层梁截面尺寸及混凝土强度等级如下表，表1-2-1梁截面尺寸(mm)及各层混凝土强度等级层次混凝土强度等级横梁b×h纵梁次梁AB跨，CD跨BC跨柱截面尺寸估算该框架结构的抗震等级为三级，其轴压比限值为[HN]=0.9,各层重力荷载代表值近似取15kN/m²,边柱及中柱的负荷面积分别为3.75×7.2m²和5.25×7.2m²,可得一层柱截面面积为：边柱中柱取柱子截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为418mm和485mm。根据上述结果，并综合考虑其它因素，本设计柱截面尺寸取值如下：基础选用柱下独立基础，基础顶面距室外地面为500mm。1.2.3结构计算简图框架结构计算简图，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板顶，2～5层高度即为层高，取3.3m;底层柱高度从基础顶面取至一层板顶，即h=3.3+0.45+0.5=4.55m。见下图：2-荷载计算40厚的C20细石混凝土保护层3厚1:3石灰砂浆隔离层20厚的1:2.5水泥砂浆找平层100厚的钢筋混凝土板20厚水泥砂浆找平层12厚纸筋石灰抹底1～4层楼面(水磨石楼面)15厚的1:2白水泥白石子(掺有色石子)磨光打蜡20厚的1:3水泥砂浆找平层现浇100厚的钢筋混凝土楼板3厚细石粉面8厚水泥石灰膏砂浆 合计外墙面为面砖墙面自重：2.3.1梁自重计算边横梁自重：(0.7-0.1)×0.048×17=0.459合计中横梁自重：合计纵梁自重：合计次梁自重：合计2.3.2柱自重计算贴面及粉刷：(0.6×4-0.2×2)×0.02×17=0.68合计9.68kN/m女儿墙自重(含贴面和粉刷):0.9×0.02×2×17+0.2×15×0.9=3.312kN/m内外墙自重(含贴面和粉刷):0.2×15+0.02×2×17=3.68kN/m2.4.1第5层的重力荷载代表值：女儿墙：3.312×7.0×2=47.69kN纵横梁自重：41.10×4+2×7.0×5.709+2×7.0×4.06+3×3.46=321.315kN半层柱自重：(9.68×3.6×4)×0.5=69.70半层墙自重：40.99+54.8+(3.6-0.5)×(7.0+0.6-0.4)=181.99屋面雪载：(7645.41+47.69+321.315+69.70+181.99+0.5×45.36=1288.792.4.22～4层的重力荷载代表值楼面恒载：上半层柱+下半层柱：楼面活荷载：431.568+363.98+321.315+139.4+0.5×270=1391.26kN2.4.3一层的重力荷载代表值：楼面恒载：431.568上.下半层墙自重：40.09+3.68×(4.55-0.7)×(7.0-0.25×2)-31.01=104.41kN(b)内纵墙：54.8+3.68×(4.55-0.7)×(7.0-0.25×2)-16.70=132.02kN86.70+(7.0+0.5-0.2×2)×(4.55-0.5)×3.68=198.85kN纵横梁自重：321.315kN上半层自重：69.70kN下半层自重：0.5×9.68×4.55×4)=88.09kN楼面活荷载：270kN恒载+0.5×楼面活载：431.568+104.41+132.02+198.85+321.315+157.79+270/2=1481.95kN3、横向框架侧移刚度计算3.1计算梁、柱的线刚度的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架梁取I=1.5I。,对中框架梁取I=2.0I₀。表3-1-1横梁线刚度计算表类别边横梁走道梁表3-1-2柱线刚度Ic计算表层次13.2计算柱的侧移刚度表3-2-1横向框架柱侧移刚度D计算表层次层高柱K边柱2中柱21边柱2中柱2ADB图3-2-1框架计算简图4、横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算顶点位移；yr——结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取0.7;故先计算结构顶点的假想侧移，计算过程如下表：表4-1-1结构顶点的假想位移计算层次□543214.1.2水平地震作用及楼层地震剪力计算该建筑结构高度远小于40m,质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切为主，因此用底部剪力法来计算水平地震作用。FEk=a₁G式中，α₁——相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数；G结构等效总重力荷载，多质点取总重力荷载代表值的徐州地区特征分区为一区，又场地类别为IⅡ类，查规范得特征周期式中，γ——衰减系数，ξ=0.05时，取0.9;因为所以不需要考虑顶部附加水平地震作用。分别为质点i、j的计算高度。具体计算过程如下表，各楼层的地震剪力按来计算，一并列入表中，表4-1-2各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次5432l各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图图4-1-1横向水平地震作用及层间地震剪力第11页4.1.3水平地震作用下的位移验算用D值法来验算表4-1-3横向水平地震作用下的位移验算层次54321由表中可以看到，最大层间弹性位移角发生在第一层，1/1173<1/550,满足要求。4.1.4水平地震作用下框架内力计算将层间剪力分配到该层的各个柱子，即求出柱子的剪力，再由柱子的剪力和反弯点高度来求柱上、下端的弯矩。柱端剪力按下式来计算：柱上、下端弯矩M"、M;按下式来计算M“=V,·(1-y)h表4-1-4各层边柱柱端弯矩及剪力计算层次DKyM上M54321表4-1-5各层中柱柱端弯矩及剪力计算层次DVKYM下54321注：表中弯矩单位为kN·m,减力单位为KN梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按下式来计算表4-1-6梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边梁走道梁柱轴力M1VMlV中柱N54321图4-1-2左地震作用下框架弯矩图(KN)4.2横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算计中，房屋高度H=18.95<30m,H/B=18.5/18=1.05<1.5,则不需要考虑第16页风压脉动的影响，取β₂=1.0。将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，如下表：表4-2-1风荷载计算层次μ54321其中，A为一榀框架各层节点的受风面积，取上层的一半和下层的一半之和，顶层取到女儿墙顶，底层只取到下层的一半。注意底层的计算高度应从室外地面开始取。顶层中间层A=3.6×7.2=25.92m²底层图4-2-1等效节点集中风荷载计算简图(kN)4.2.2风荷载作用下的水平位移验算表4-2-2风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算层次54321小于1/550,满足规范要求。4.2.3风荷载作用下框架结构内力计算计算方法与地震作用下的相同，都采用D值法。柱端剪力计算公式为柱端弯矩计算公表4-2-3各层边柱柱端弯矩及剪力计算层次KyM下54321表4-2-4各层中柱柱端弯矩及剪力计算层次DVKYM上M下54321注：表中弯矩单位为KN.M,剪力单位为KN。表4-2-5风荷载作用下的梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边梁走道梁柱轴力lV1V中柱N5432横向框架在风荷载作用下弯矩、梁端剪力及柱轴力见图5-2-3。5图4-2-3左风作用下梁端剪力及柱轴力图5、竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算计算单元内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给图5-1-1横向框架计算单元5.2荷载计算5.2.1恒载计算示的几何关系可得，板重和女儿墙等的自重荷载，计算过程如下：边纵梁传来：(a)屋面自重(三角形部分):(b)由次梁传来的屋面自重(梯形部分):(c)边纵梁自重：5.709×7.2=41.10kN次梁自重：女儿墙自重：3.312×7.2=23.85kN合计：P=163.54kN节点集中荷载P₂:纵梁传来(a)屋面自重(三角形部分):(b)次梁自重：(c)由次梁传来的屋面自重(梯形部分)51.09KN(d)走道屋面板自重纵梁自重：对于1～4层，计算的方法基本与第五层相同，计算过程如下：纵梁自重：外墙自重：(7.2-0.25×2)×(3.6-0.7)×3.68=71.50kN纵梁传来(a)楼面自重(三角形部分):(0.5×3.6×0.5×3.6×3.33)×2=21.58kN(b)次梁自重：(c)次梁上墙重(d)由次梁传来的楼面自重(梯形部分)0.5×(7.5+7.5-3.6)×1.8×3.33=34.17KN第24页纵梁传来(a)楼面自重(三角形部分):(0.5×3.6×0.5×3.6×3.33)×2=21.58kN(b)次梁自重：(c)次梁上墙重(d)由次梁传来的楼面自重(梯形部分)0.5×(7.0+7.0-3.6)×1.8×3.33=34.17KN部分)扣窗面积墙重加窗重：-2.4×1×2×3.68+2×0.48=-16.10kN5.2.2活荷载计算：活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图：图5-2-2各层梁上作用的活载屋面活载(三角形部分):次梁传来的屋面活载(梯形部分):0.5×(7.5+7.5-3.6)×1.8×0.5=5.13kN屋面活载(三角形部分):走道传来屋面荷载(梯形部分):次梁传来的屋面活载(梯形部分)0.5×(7.5+7.5-3.6)×1.8×0.5=5.13kN对于1～4层，楼面活载(三角形部分):次梁传来的楼面活载(梯形部分):0.5×(7.5+7.5-3.6)×1.8×2=20.52kN合计：33楼面活载(三角形部分):第26页走道传来屋面荷载(梯形部分):次梁传来的屋面活载(梯形部0.5×(7.5+7.5-3.6)×1.8×2=20.52kN5.2.3.屋面雪荷载标准值：同理，在屋面雪荷载作用下屋面雪载(三角形部分):2×(0.5×3.6×0.5×3.6×0次梁传来的屋面雪载(梯形部分):0.5×(7.5+7.5-3.6)×1.8×0.35=3.59kN屋面雪载(三角形部分):2×(0.5×3.6×0.5×3.6×走道传来屋面雪载(梯形部分):次梁传来的屋面雪载(梯形部分):2.64KN1～4层，雪荷载作用下的节点集中力同屋面活荷载作用下的。这里从略。5.3内力计算5.3.1、计算分配系数。梁端和柱端弯矩采用弯矩二次分配法来计算，计算时先对各节点不平衡弯矩进行第一次分配，向远端传递(传递系数为1/2),然后对由于传递而产生的不平衡弯矩再进行分配，不再传递，到此为止，由于结构和荷载均对称，故计算时可用半框架。对于边节点，与节点相连的各杆件均为固接，因此杆端近端的转动刚度S=4i,i为杆件的线刚度，分配系数为对于中间节点，与该节点相连的走道梁的远端转化为滑动支座，因此转动刚度S=i,其余杆端S=4i,分配系数计算过程如下：梁上分布荷载由矩形和梯形两部分组成，在求固端弯矩时可直接根据图示荷载计算，也可根据固端弯矩相等的原则，先将梯形分布荷载以及三角形分布荷载，化为等效均布荷载，等效均布荷载的计算公式如图所图5-3-1(三角形荷载),荷载的等效顶层梯形荷载化为等效均布荷载则顶层各杆的固端弯矩为AB跨：俩端均为固定支座BC跨：一端为固定支座，一端为滑动支座第28页其余层梯形荷载化为等效均布荷载同理，其余层各杆的固端弯矩为：5.3.2用弯矩二次分配法来计算恒载作用下的梁端、柱端弯矩。表6-3-1恒载作用下的框架弯矩二次分配法上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁图5-3-2恒载作用下的框架弯矩图(kN·m)5.3.3计算恒载和活载作用下梁端剪力和柱轴力。梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得，而柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到，计算恒载作用时的柱底轴力，要考虑柱的自重。恒载作用下梁的剪力以及柱的轴力、剪力计算①梁端剪力由两部分组成：a.荷载引起的剪力，计算公式为：第31页b.弯矩引起的剪力，计算原理是杆件弯矩平衡，即AB跨BC跨因为BC跨两端弯矩相等，故Vp=Vc=0顶层柱顶轴力由节点剪力和节点集中力叠加得到，柱底轴力为柱顶轴力加上柱的自重。其余层轴力计算同顶层，但需要考虑该层上部柱的轴力的传递。表5-3-3恒载作用下的梁端剪力及柱轴力层次由荷载产生由弯矩产生总剪力柱子轴力AB跨AB跨A柱N顶=N底N顶=N底5040302010(3)柱的剪力计算1为柱长度。图5-3-3恒载作用下梁剪力、柱轴力图(KN)2)活载、雪载作用下内力计算当活荷载产生的内力远小于恒荷载及水平力所产生的内力时，可不考虑活荷载的不利布置，而把活荷载同时作用于所有的框架梁上，这样求得的内力在支座处与按最不利荷载位置法求得内力极为相近，可直接进行内力组合。但求得的梁的跨中弯矩却比最不利荷载位置法的计算结果要小，因此对梁跨中弯矩应乘以1.1～1.2的系数予以增大。梁上分布荷载为梯形荷载，根据固端弯矩相等的原则，先将梯形分布荷载以及三角形分布荷载，化为等效均布荷载。活载作用下，顶层梯形荷载化为等效均布荷载用弯矩二次分配法并可利用结构对称性取二分之一结构计算。则顶层各杆的固端弯矩为：第33页其余层梯形荷载化为等效均布荷载同理，其余层各杆的固端弯矩为(2)活载弯矩二次分配上柱下柱右梁右梁图5-3-4活载(雪载)作用下框架弯矩图(KN·m)(2)活载作用下梁的剪力以及柱的轴力、剪力计算①梁端剪力由两部分组成：q₂为三角形荷载b.弯矩引起的剪力，计算原理是杆件弯矩平衡，即AB跨BC跨因为BC跨俩端弯矩相等，故Vp=Vc=0②柱的轴力计算：③柱端剪力计算：(3)雪荷载作用下①荷载等效及固端弯矩表5-3-4活荷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VA=一VB底底5040302010表5-3-5雪荷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VA=一VBN顶=N底N顶=N底5040302010表5-3-6竖向荷载作用下边柱剪力(KN)层次恒载作用下活载作用下雪载作用下M上M下VM下VM上M下V54321表5-3-7竖向荷载作用下中柱剪力(KN)层次恒载作用下活载作用下雪载作用下M上M下VM上M下VM下V54321图5-3-5活载、雪载作用下梁剪力、柱轴力图(KN)第40页得到，该框架结构，高度<30m,地处抗震设防烈度为7度的徐州地区，因此6.2框架梁内力组合6.2.1作用效应组合载效应控制的组合取1.2,对由永久荷载效应控制的组合取1.35;当其效应对结构有利时，一般情况下取1.0,对结构的倾覆、滑移或漂移验算取0.9。可变荷载的分项系数，一般情况下取1.4。均布活荷载的组合系数为0.7,风荷载组合值系数为0.6,地震荷载组合值系数为1.3;6.2.2承载力抗震调整系数料强度设计值，而是通过引入承载力抗震调整系数yee来提高其承载力。表6-2-1承载力抗震调整系数γR受弯梁偏压柱受剪轴压比<0.15轴压比>0.15第41页6.2.3梁内力组合表的梁端弯矩为经过调幅后的弯矩(调幅系数为0.8)。梁内力组合见附表1。6.2.4计算跨间最大弯矩计算跨间最大弯矩时，可根据梁端弯矩组合值及梁上荷载设计值，由平衡条件来确定。说明x≤αl,其中x为最大正弯矩截面至A支座的距离，则x可由下式求解：将求得的x值代入下式即可得跨间最大正弯矩值若V₄≤0,则公式x可由下式解得：第42页计算第一层AB跨的跨间最大弯矩：M=-248.07kN·mMp=-338.24kN·m则x=0.11m即最大弯矩发生在距离支座0.11m处。右震则即最大弯矩发生在距离支座6.74m处。第43页同理可以求得其他几种组合下，AB跨和BC跨的跨间最大弯矩。公式不同。剪力计算：AB净跨左震右震则v¹=0.44KNM边=-338.24+157.69×0.6/2=-290.93KN·mM6=176.61+3.05×0.6/2=177.53KN·mYREVA=0.85×155.52=132.19YREVp=0.85×157.29=1其他层梁梁端剪力调整值的计算方法同第一层的相同，计算结果如下：对于BC跨，梁端剪力调整后的值为：第44页6.3、框架柱内力组合6.3.1柱内力组合柱内力控制截面一般取柱上、下端截面，每个截面上有M、N、V。由于柱是偏心受力构件且一般采用对称配筋，故应从上诉组合中求出下列最不利内力：表见附表2,3。6.3.2柱端弯矩值设计值的调整一、二、三级框架的梁柱节点处，除框架顶层和柱轴压比小于0.15者及框支梁与框支柱的节点外，柱端组合的弯矩设计值应符合下式的要求：设计值之和，上下柱端的弯矩设计值可按弹性分析来分配；为了避免框架柱脚过早屈服，一、二、三级框架结构的底层柱下端机面的弯矩设计值，应分别乘以增大系数1.5、1.25和1.15。底层是指无地下室的基础以上或地下室以上的首层。以第二层中柱为例进行柱调整：B节点左、右梁端弯矩B节点上、下柱端弯矩-269.15+163.22×0.1=--301.13+163.61×0.6=--在节点处将其按弹性弯矩分配给上、下柱端，即YRgM上=0.8×283.56=226.85KN·mYRgM下=0.8×228.24=182.59KN·m其他层柱端弯矩的调整用相同的方法，计算结果如下：表6-3-1横向框架A柱柱端组合弯矩设计值的调整层次54321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底表6-3-2横向框架B柱柱端组合弯矩设计值的调整层次54321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底第46页7、截面设计这里以第一层的AB跨梁及第二层AB柱为例来计算7.1.1一层AB梁的正截面受弯承载力计算(第一层AB梁)从梁的内力组合表中选出AB跨跨间截面及支座截面的最不利内力，并将支座中心处的弯矩换算为支座边缘控制截面的弯矩进行配筋计算。A支座：右震作用下内力最大M=397.02-155.09×0.6/2=350.49kN·mYRgMA=0.75×350.49=26B支座：YRgMp=0.75×290.92=21跨间弯矩取左震作用下，x=0.11m处的截面YREMmax=0.75×248.11=1当梁下部受拉时，按T形截面来设计，当梁上部受拉时，按矩形截面来设计这种情况不起控制作用，故取b,=2500mm下部跨间截面按单筋T形梁计算，因为：属第一类T型截面满足要求第48页7.1.2梁斜截面受剪承载力计算YREV=137.70≤0.20β.fbh=0.2×1.0×16.7×300×66故截面尺寸满足要求。肢φ8@150,箍筋用HPB235级钢fw=21Nmm²,则考虑地震作用组合的T形截面的框架梁，其斜截面受剪即加密区的箍筋取2肢设置φ8@200,箍筋设置满足要求。7.1.3二层AB梁的正截面受弯承载力计算(第二层AB梁)从梁的内力组合表中选出AB跨跨间截面及支座截面的最不利内力，并将支座中心处的弯矩换算为支座边缘控制截面的弯矩进行配筋计算。A支座：右震作用下内力最大MA=314.81-134.97×0.6/2YREM₄=0.75×274.32=205B支座：YREMg=0.75×234.80=17跨间弯矩取左震作用下，x=1.51m处的截面YREMmax=0.75×226.91=1翼缘的计算宽度(如上)取b,=2500mm第49页下部跨间截面按单筋T形梁计算，因为：属第一类T型截面实际配筋取3根18的HRB400(As=941mm²)满足要求将下部跨间截面3根18的HRB400的钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作A/A=803/1018=0.79≥0.3,满足要求。YrgV=114.17≤0.20βfbh₀=0.2×1故截面尺寸满足要求。即表7-1-1框架梁箍筋数量计算表层次截面梁端加密区非加密区实配钢筋实配钢筋531表7-1-2框架梁纵向钢筋计算表层次截面MξA实配钢筋AA./A5支座AB左AB跨间支座B右BC跨间3支座AB左AB跨间支座B右BC跨间1支座AB左AB跨间支座B右BC跨间7.2框架柱7.2.1柱截面尺寸验算剪跨比λ=M°/(Vh₀),其值宜大于2;轴压比n=N/(f.bh),三级框架大于0.9。第52页表2.24柱的剪跨比和轴压比验算柱号层次fNλn边柱531中柱531②柱正截面承载力计算根据柱端截面组合的内力设计值及其调整值，按正截面受压(或受拉)计算柱的纵向受力钢筋，一般可采用对称配筋。a.一般多层房屋中梁柱为刚接的框架结构的各层柱段，现浇楼盖底层为1.0H其他层为1.25H,H对底层柱为基础顶面到一层板顶的高度，其余层为上下板顶之间的高度。b.水平荷载产生的弯矩设计值占总弯矩设计值75%以上时，框架柱的计为柱的上、下端节点交汇的各柱线刚度之和与交汇的各③柱斜截面受剪承载力计算偏心受压柱斜截面受剪承载力按下列公式计算：第53页当λ大于3时取3。④三级框架柱的抗震构造措施a.纵向受力钢筋三级框架柱的截面纵向钢筋的最小总配筋率为0.7%,同时柱截面每一侧配筋率不应小于0.2%。b.箍筋的构造要求柱箍筋加密范围：柱端，取截面高度、柱净高的1/6和500mm三者的最大值；底层柱，柱根不小于柱净高的1/3;当有刚性地面时，除柱端外尚应去刚性地面上下各500mm。三级框架柱：箍筋最大间距采用8d,150(柱根100)中较小值；箍筋最小直径：8mm。柱最小体积配箍率可按下式计算：柱加密区箍筋的最小体积配箍率应符合下列要求：pv≥λf./f,三级抗震不应小于0.4%;λ,为最小配箍特征值，由箍筋形式和柱轴压比查表确定。柱箍筋加密区的箍筋肢距，三级不宜大于250mm和20倍箍筋直径的较大值，至少每隔一根纵向钢筋宜在两个方向有箍筋约束。柱箍筋非加密区的箍筋体积配箍率不宜小于加密区的一半，且箍筋间距在三级时不应大于15d,d为纵筋直径。7.2.2框架柱的截面设计以第二层中柱为例说明截面设计的过程和方法。a.柱正截面受弯承载力计算根据中柱内力组合表，将支座中心处的弯矩换算至柱边缘，并与柱端组合弯矩的调整值比较后，选出最不利内力，取1.2Sgk+1.3SE进行配筋计算。M=182.59KN·mM=226.85KN·m取5=1.0对称配筋为大偏压情况。N=1971.91×0.8=1577.53KN,节点上、下柱端弯矩此组内力是非地震组合情况，且无水平荷载效应，故不必进行调整，且故为小偏心受压。N=1577.53KN≤5fbh₀=0.518×16.7×600×560Ne=1577.53×10³×339.74≤0.43×116.7×600×560²A,=A,=Pmnbh=0.2%×600×600=720mm²第56页柱底弯矩设计值Mk=532.04/0.8=665.05KN·m则框架柱的剪力设计值N=1850.63KN≥0.3fbh=0.3×16.7×600²=1803.6KN取N=1544.4KN故该层柱应按构造配置箍筋。柱端加密区的箍筋选用4肢φ8@100一层柱的轴压比则查表插入可得4φ8@100,加密区位置及长度按规范要求确定。非加密区应满足s≤15d=300mm,故箍筋取4φ8@200。第57页表7-2-1框架柱箍筋数量表柱号层次N实配箍筋加密区非加密区B柱5318基础设计扩展基础系指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础，本设计采用柱下钢筋混凝土独立基础。按受力性能，柱下独立基础有轴心受压和偏心受压两种。当受力性能为偏心受压时，一般采用矩形基础。8.1基础梁截面尺寸的选取本设计为高度18.95m的5层教学楼。《建筑抗震设计规范》规定：不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算。对内力进行标准值的组合，选出最不利的基础顶面内力，选出竖向荷载与风荷载组合所得的最大轴力及其对应的剪力和弯矩，作为最不利的荷载，而且Nm与Mm是出现在同一种组合中.即取右风情况下的内力：第58页N=1325.70+227.35+16.45=1569.5KNM=-22.47-4.40-27.42=-54.29KN·mh₁=0.5+0.45+0.3=1.25m,其上砌块高h₂=0.9-0.3=0.6m,窗间墙高基础梁重0.25×0.4×(7.2-0.6)×25=16.50KN则基础梁传来的荷载N₁=32.24+37.62+16.50=86.36KN8.3基础截面计算基础埋深d=0.9+0.5+0.45=1.85m混凝土采用C₃₅f,=1.57N/mm²钢筋采用HRB335f,=300N¹mm²fa=fak+η,γ(b-3)+ηaym(d-0.5)ym-基础地面以上土的加权平均重度，取20KN/m³。f=220+0.3×20×(3-3)+1.6×20×(1.85-0.5)=263.2KN/m²,基底底面积：基底底板的面积可以先按照轴心受压时面积的1.2-1.4倍第59页则考虑到偏心荷载作用下应力分布不均匀，将A增加取A=l×b=3.6×2.6=9.36m²N₂=γdA=20×1.85×9.36=346.32KN/m其中d-基础底面到室内地面与到室外地面的距离的平均值。8.4地基承载力及基础冲切验算1)地基承载力验算根据规范，地基承载力验算公式①pmx≤1.2f故满足承载力的要求2)冲切验算对于矩形截面柱的矩形基础，应验算柱与基础交接处的受冲切承载力。受冲切承载力按下列公式计算：F,≤0.7βf,a,h₀=0.7×0.992×1.57×1.46×0故冲切验算满足要求。8.5基础底板配筋计算基础底板在地基反力的作用下，在两个方向都产生向上的弯曲，因此需在底板两个方向都配置受力钢筋.控制截面取在柱与基础的交接处，计算时把基础视作固定在柱周边的四面挑出的悬臂板，配筋取基本组合进行计算。第一组荷载N=2012.50KNM=19.49KN·mV=16.22KN第二组荷载N=1898.03KNM=53.58KN·mV=4.16KN第一组荷载计算配筋则控制截面的弯距为=245.67KN·m第二组荷载计算配筋p=247.92+(268.55-247.95)×1.5/3.6=256.53KN/m²选取φ12@100,A,=1131mm²Im。选取φ10@200,一、基本资料1.设计规范《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001)《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)2.几何参数约束条件：两端简支梯段净跨：Ln=L₁=3080=3080mm楼梯高度：H=1800mm楼梯宽度：W=3500mm踏步高度：h=150mm踏步宽度：b=280mm上部平台梯梁宽度：b₁=200mm3.荷载参数4.材料参数混凝土强度等级：C25N/mm²1.楼梯几何参数梯段板与水平方向夹角余弦值：200)/2,1.05×3080}=Min{3280,3234}=3234mmgki¹=1×T/1000=25.00×211/1000=5.28kN/m²gk₁=gk₁¹×L₁/Ln=5.28×308