综合办公楼毕业结构设计案例

1.1.1工程概况下室，1层层高3.3m,其余层层高均为3.0m;突出屋面的塔楼为电梯机房和楼梯间。建筑面积7413.12m²,占地面积823.68m²。1.1.2结构方案及布置该建筑为综合办公楼，建筑平面布置灵活，有较大空间，可考虑到采用框架抗水平荷载能力较低，抗侧刚度差，侧向变形大，且电梯井道一般宜做成钢筋混凝土筒体，选择框-剪结构。反反A工①立-应-2⑤③①-1-@⑤?日---1.1.3构件初估1.1.3.1柱截面尺寸的确定f为砼轴心抗压强度设计值；φ为地震及中边柱的相关调整系数，7度地区，中筑约为12～18KN/M²由于框-剪结构办公楼荷载较小，按14KN/M²考虑；负荷面积按F=7.8×(6.6+2.4)/2=35.1m²考虑。设防烈度7度、小于60m高的框-剪结构抗震等级为三级，因此μ取0.95。1层中柱(n取8;C40混凝土，f.=19.1MPa);初步选定中柱截面500mm×500m;对于边柱，F=7.2×6.6/2=23.76m²考虑，φ取1.1,则：1层边柱(n取8;C40混凝土，f=19.1MPa);1.1.3.2梁尺寸确定梁截面高度h=(1/12~1/8)1,1为跨长；梁截面宽度b₆=(1/3~1/2)h,本设计取与墙等宽240mm。该工程框架为纵横向承重，根据梁跨度可初步定横向框架梁的边跨为240mm×650mm,中跨为240mm×500mm;横向次梁240mm×600mm;1.1.3.3楼板厚度的确定楼板为现浇双向板，一般厚度取(1/40~1/30)l板(短向长度)且不小于80mm,3600/40=90m,取120mm>90mm,满足要求。1.1.3.4剪力墙尺寸的确定电梯机房近似位于建筑物中心且墙体为承重墙体，考虑做成钢筋混凝土筒除电梯井道筒体外，横向设四道共30.0m剪力墙，纵向设四道共26.4m剪力墙，墙厚均与隔墙相等为240mm。底层剪力墙截面面积A=15.504m²,柱截面面积A=7.24m,楼面面积为741.24m,则：A/A=15.504/741.24=0.021,满足A/A.=0.02~0.03的要求。(A+A.)/A=(15.504+7.24)/7根据“分散、均匀、对称、周边”的原则，布置成L形剪力墙，且使质量中心和刚度中心尽可能重合。1.1.4.1基本假定1)平面结构假定：该工程平面为正交布置，可认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的讥侧力结构不受力2)楼板在自身平面内刚性假定：在水平荷载作用下，框架和剪力墙之间不产生相对位移。3)由于结构体型规整、剪力墙布置对称均匀，结构在水平荷载作用下不计扭转的影响。在以上基本假定的前提下，将空间框-剪结构分解成纵向和横向两种平面体系：将所有剪力墙综合在一起形成总剪力墙；将所有框架综合在一起形成总框架。楼板的作用是保证各片平面结构具有相同的水平侧移。1.1.4.2计算简图在横向水平力作用于下，剪力墙之间由连梁连接，连梁对墙产生约束弯矩，因此将结构简化为刚接计算体系，计算简图如图1-1-2:高层建筑水平力是起控制作用的荷载，包括地震作用与风力。建筑高度小于60m,且风荷载不大，故可不算风荷载。地震作用计算方法按《建筑结构抗震设计规范》进行，对高度不超过40m以剪切为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，可采用底部剪力法。竖向荷载主要是结构自重(恒载)和使用荷载(活载)。结构自重可由构件截面尺寸直接计算，建筑材料单位体积重量按荷载规范取值。使用荷载(活荷载)按荷载规范取值，楼面活荷载折减系数按荷载规范1.1.6侧移计算及控制当一般装修标准时，框-剪结构在地震作用下层间位移与层高之比、顶点位移与总高之比都为1:800。1.1.7内力计算及组合1.1.7.1竖向荷载下的内力计算臂构件，承受各层楼盖、连梁、纵向连系梁传来的荷载及各层剪力墙自重荷载；连梁考虑塑性内力重分布而进行调幅，按两端固定梁计算。1.1.7.2水平荷载下的内力计算1.1.7.3内力组合1)荷载组合。由于不考虑风荷载影响，荷载组合简化如下：②1.2×重力荷载代表值+1.3×水平地震作用2)控制截面及不利内力。框架梁柱应进行组合的层一般为顶上二层，底层，1.1.8构件设计1.1.9基础设计2结构设计计算书2.1.1框架的等效剪切刚度C₁2.1.1.1梁的线刚度计算梁的线刚度计算见表2-1-1。表2-1-1梁线刚度梁编号截面混凝土等级边框架梁中框架梁2.1.1.2柱的线刚度计算柱的线刚度计算见表2-1-2。表2-1-2柱线刚度层号层高边(450×450)中(500×500)边(450×450)中(500×500)1边(450×450)中(500×500)2.1.1.3框架柱侧移刚度对于高度小于50m且高宽比小于4的建筑物，仅考虑柱弯曲变形引起的柱侧移刚度，忽略柱的轴向变形。与剪力墙相连的边柱作为剪力墙的翼缘，计入剪力墙的刚度，不作为框架柱处理。框架柱侧移刚度(D)计算见表2-1-3。表2-1-3框架柱侧向刚度(D)值计算层号位置柱根数边框架边柱4边框架中柱4中框架边柱8中框架中柱8层号位置柱根数6边框架边柱4边框架中柱4中框架边柱8中框架中柱8边框架边柱4边框架中柱4中框架边柱8中框架中柱81边框架边柱4边框架中柱4中框架边柱8中框架中柱8第8层总D值：D&=等效剪切刚度：C₈=∑D₈h=64408×3.0=193.32×10⁴kND,=Ds=64408kN/m,C,=Cg=193.32×10⁴kND₂=D₃=D4=Ds=670412kN/m,C₁₂=C/3=C₄=C₅=201.12×)⁴kN框架剪切刚度：2.1.2.1剪力墙W--1(④~⑧轴)的刚度计算剪力墙截面见图2-1-1所示，剪力墙厚250mm,1～5层混凝土C40,6～8层混凝土C30,有效翼缘宽度：有效翼缘宽度取较小值：b,=1.68m。墙肢面积：A=0.5²+0.45²+6.02×0.24+1.31×0.24墙肢形心：墙肢惯性距：0.5²×2.724²+0.24×6.02×(6.02/2+0.25-2.724)²+0.2则剪应力分布不均匀系数按T形取值，查表得：1~5层混凝土强度等级为层混凝土强度等级为C30,E=30×10⁶kN/m²。W—1的等效刚度按高度加权平均，得：EIg=345.59kNm²2.1.2.2剪力墙W--2(◎~①轴)的刚度计算剪力墙截面见图2-1-2所示，剪力墙厚250mm,1～5层混凝土C40,6～8层混凝土C30,有效翼缘宽度：A=0.5²+0.45²+6.02×0.24+1.335×0.24墙肢惯性距：图2-1-2W—2截面+0.24×6.02×(6.02/2+0.25-3.215)²+0.45²×3.28²+1.335×0.24×(6.6-3对于工字形截面，6～8层：Edw=30×10⁶×16.06=481.8×10°kNw—2的等效刚度按高度加权平均，得：EI₂=456.90kNm²2.1.2.3横向剪力墙总等效刚度横向剪力墙总等效刚度为：EI=2×(345.59×10⁶+456.90×10°)截面：0.24×0.5m,1～5层混凝土为C40,6～8层为C30,一端有刚域，如图2-1-3所示：(应算至墙肢形心，考虑W-1、W-2相连连梁的墙肢形心与墙体中心相差不远，为简化计算统一算至墙肢中心。)矩形截面剪应力不均匀系数：μ=1.2考虑连杆剪切变形影响系数：连梁约束弯矩：1～5层：6～8层：连梁等效剪切刚度：2.1.4壁式框架柱剪切刚度CF₂1)墙肢惯性矩I,,墙肢截面积A,及组合截面惯性矩I。不考虑墙肢翼缘作2I₂=1/12×0.24×1.I³=0.0267m⁴2)连梁折算惯性矩。连梁折算惯性矩I,截面积A,,计算跨度I,及折算惯性矩I,,见表2-1-4。表2-1-4WF-1连梁折算惯性矩层号771加权平均高度加权平均：h=(3.3×3.3+3.0×3.0×7)/27.净截面惯性矩：查表得：ξ=0.762。判断为壁式框架。为简化计算，按不考虑墙肢翼缘作用来计算壁式框架。2.1.4.2壁式框架WF-1的刚域长度计算：1)底层：壁梁刚域长度：壁柱刚域长度：边柱：2)一般层：壁梁刚域长度：壁柱刚域长度：边柱：WF--1的尺寸及各杆件的刚域长度详见图2-1-5所示，(杆件的宽度b,均为卡3253255R9502层ee图2-1-5WF--1的立面尺寸及刚域长度2.1.4.3梁和柱考虑刚域及剪切变形影响的折算线刚度1)梁、柱的惯性矩因WF—1的梁在净跨范围内由两根高度相等的梁组成，所以双层梁的惯性矩等于两单梁惯性矩之和。梁：1层：3～8层：12)壁梁和壁柱的折算线刚度(计算简图1a见2-1-6所示),WF—1的梁和柱折算线刚度分别列于表2-1-5和2-1-6中。I=bh³/12,G/E≈0.4,表2-1-5壁梁杆端转线刚度层号 a11层号E1表2-1-6壁柱杆端转动折算线刚度i,i₂及侧移折算线刚度i。柱位层号 截面尺寸(mm) a1边柱1002中柱1002柱位层号E·7·7·i·i123~58123~58 7-8压3-5层7图2-1-7WF—1杆件的杆端转动折算线刚度及柱的侧移折算线刚度(括号内数字)(单位：10³kN)3)壁柱的侧移刚度D(见表2-1-7)及壁式框架剪切刚度CF₂表2-1-7壁柱的侧移刚度D值和D.值柱位层号梁柱左梁i,右梁i,iKαD132层号梁柱左梁i,右梁i,iKαD边柱2766767中柱1632904463434(标准层),(底层);(标准层),(底层),壁式框架柱剪切刚度：边柱：总框架剪切刚度：2.1.5刚度特征值：主体结构刚度特征值(不考虑连梁刚度折减，壁式框架剪切刚度计入框架中)为使框架和剪力墙两部分能很好地协同工作，各自发挥自己的特征和作用，刚度特征值以1.1~2.2为宜。本设计中结构的刚度特征值为1.45,因此是合理的。2.2.1.1屋面荷载1)屋面恒载30mm细石混凝土保护层三毡四油防水层20mm水泥砂浆找平层150mm水泥蛭石保温层1:8水泥炉渣找坡层110mm钢筋混凝土板结构层V型轻钢龙骨吊顶合计2)屋面活载屋面雪载屋面活载(上人屋面)2.2.1.2楼面荷载1)楼面恒载水磨石地面110mm钢筋混凝土板V型轻钢龙骨吊顶合计2)楼面活载办公室、卫生间走廊、楼梯2.2.1.3梁、柱、墙及门、窗重力荷载 计算梁重力荷载时应从梁截面高度减去板厚，柱净高可取层高减去板厚。本工程因设有吊顶，故梁表面没有粉刷层。为了简化计算，计算柱重力荷载时近似取1.15倍柱自重以考虑粉刷层的重力荷载。横梁、纵梁(包括次梁)、柱重力荷载计算结果见表2-2-1、2-2-2和2-2-3,表中h、l、H.分别表示梁截面净高度、净跨长和柱净高度，g表示单位长度梁、柱重力荷载(钢筋混凝土容重取25表2-2-1横梁重力荷载计算表(一层)类别层号gn/根数BC跨8表2-2-2纵梁重力荷载计算表(一层)类别号gn/根数A、①轴4③、◎轴4表2-2-3柱重力荷载计算表(一层)类别层号gn/根数A、①轴1③、◎轴1③、◎轴内外围护墙均采用240mm厚水泥空心砖(容重9.6kN/m²)。内墙两侧均为20mm厚1:3水泥砂浆粉刷层(20kN/m³×0.02m=0.4kN/m²);外墙面为2onm厚水刷石墙面(0.5kN/m²)。内、外墙及钢筋混凝土剪力墙单位面积上的重力荷载如下。粉刷层合计水刷石墙面240厚水泥空心砖水泥砂浆粉刷层合计钢筋混凝土剪力墙：水泥砂浆粉刷层240厚钢筋混凝土墙合计0.4kN/m²采用铝合金玻璃窗，房间门用木门，底层入口门用铝合金门，其单位面积重力荷载为铝合金玻璃门、窗G图2-2-1动力计算简图结构抗震分析时所采用的计算简图如图2-2-2所示。集中于各质点的重力荷荷载取雪荷载。窗面积：2.4×1.8×19+2.4×1.8×2+6.0×1.8×2=112.32m²门面积：1×2.1×22+1.5×2.1×5+5.0×2.1=72.45m²内墙面积(不包括门):(18×6.6+4×7.8+7×7.2+4×3.3)×3.3-1×2.1(4×6.6+4×7.2)×3.3-1×2.1×4-1则第二层重力荷载代表值为：G₂=645.284×3.3+622.56×2×0.5+590.724+654.3.204+713.3×3.104+181.5×6.8+66.集中于各质点的重力荷载代表值为：G₂~G₇=10104.52kN则总重力荷载代表值为：GE=∑G=10537.2+10104.52×6+9611.41+对高度不超过40m,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，可采用底部剪力法。2.2.2.1结构基本自振周期假象把集中在各层楼面处的重力荷载代表值G,视作水平荷载来计算结构顶点侧移μ-进一步简化为均布荷载q,得：在均布荷载作用下，由剪力墙单独承受水平荷载时的顶点位移为：,λ=1.45查表得框—剪结构在均布荷载作用下的顶点位移系数为0.571,则：对质量和刚度沿高度均匀的框—剪结构，结构自震周期由顶点侧移确定，按2.2.2.2总水平地震作用该场地土类别为II类，场地特征周期T=0.35s,Tg<Ti<5Tg,故衰减系数Y应取0.9。7度抗震，多遇地震时，αmx=0.08。阻尼比应取0.05,则阻尼调整地震影响系数：结构等效总重荷载代表值为：Geq=0.85Ge=0.85×82336.04=69985.63kN结构总水平地震作用标准值为：FeK=x₁Geq=0.069×71221.98=5318.9kN2.2.2.3各楼层质点的水平地震作用所以顶部附加地震作用系数：δ=0F₁计算过程及结果见表2-2-5。表2-2-5各楼层质点的水平地震作用层号987654321∑为后续计算方便，将各楼层质点i的水平地震作用Fi和顶点附加水平地震作用△Fn,按基底弯矩和基底剪力相等的原则折算为倒三角形分布荷载和顶点集中荷载，如图2-2-2所示：得F=780.37kN2.2.3框架—剪力墙协同工作计算2.2.3.1框架——剪力墙协同工作计算简图如图2-2-3所示：建筑物横向所有框架、所有剪力墙所有连梁各自综合在一起，分别形成总框架、总剪力墙和总连梁。2.2.3.2结构顶点位移以层间位移计算考虑连梁塑性调幅其刚度折减系数取为0.55,图2-2-2荷载形式总剪力墙总连梁总框架图2-2-3框剪协同工作计算简图各楼层标高处的位移计算结果见表2-2-6。表2-2-6位移计算层号倒三角形分布荷载顶点集中荷载总位移层间位移876标高Z倒三角形分布荷载顶点集中荷载总位移层间位移54321由表2-2-6可知：(满足要求)(满足要求)2.2.4总剪力墙、总框架和总连梁的内力按折算倒三角形荷载计算悬臂剪力V¹(ξ)及其基底剪力V。和基底弯矩M。";按折算顶端集中荷载计算悬臂剪力V(²)(ξ)及其基底剪力V。2)和基底弯矩v₀0=qH/2=1/2×292.31×27.3=5719.49kNM₀¹=qH²/3=1/3×292.31×27.3²=80147.74kNM₀(²)=FH=780.37×27.3=22785.59kNm由λ=1.267查图表计算各楼层标高处总剪力墙弯矩系数,从而求得剪力墙弯矩M(S)=Mw(ξ)+Mw²)(S),计算结果见表表2-2-7总剪力墙弯矩计算表标高Z倒三角形分布荷载顶点集中荷载876543210表2-2-8总剪力墙V(ξ)计算表标高Z倒三角形荷载集中荷载总荷载787767524239251103总剪力墙剪力V(S),总框架剪力V,(ξ)和总连梁约束弯矩m(ξ)之和为倒三顶点集中荷载：V,(5)+m(5)=[V,(s)+m(5)]"+[V,(5)+m(s)总框架剪力：总连梁线约束弯矩：总剪力墙剪力：V(5)=V'(ζ)+m(ξ)计算过程及结果见表2-2-9。表2-2-9总连梁线约束弯矩m(ξ)、总框架剪力V,(ξ)和总剪力墙剪力V(ξ)号层号标高Z倒三角形荷载总荷载8765432102.2.4.5总框架剪力的调整0.2V₀=0.2×(5719.49+42.2.5连梁内力计算1～8层计算简图如图2-2-4所示。连梁刚域长度cl=3.36m,c=0.6,计算长度I'=2.24m。M621=M₆12连梁内力计算结果见表2-2-10(单根连梁)。表2-2-10地震作用下连梁内力层号总连梁Mb于8765层号总连梁Mbj∑43212.2.6单片剪力墙的内力水平荷载作用下剪力墙内力的计算，按各片剪力墙的等效刚度进行分配，由此计算单片剪力墙的内力。H=27.3m<50m,H/B=27.3/15.5=1.761<4,由《高层建筑混凝土结构技术规程》可知，本框剪结构可仅考虑弯曲变形影响，不考虑柱和墙肢的轴向变形。考虑与连梁连接的剪力墙受连梁弯矩的影响，第j层第i个墙肢的弯矩和剪式中：W--1(A~⑥轴)的分配系数：W--2(◎~①轴)的分配系数：μ₂=(1-2×0.215)/2=0.285计算结果见表2-2-11。表2-2-11地震作用下单片剪力墙内力总剪力墙内力连梁弯矩单片剪力墙内力MVM8765432102.2.7框架内力计算2.2.7.1框架地震剪力V,在各框架柱间的分配取①轴一榀框架。1)第j层第i柱所分配剪力：结果见表2-2-12:表2-2-12框架柱及反弯点位置层号④轴柱(边柱)KyyKyy800000070000006000000层号④轴柱(边柱)③轴柱(中柱)KyKy500000040000003000000200000010000003)框架梁柱节点弯矩分配(见图2-2-5)。Mc上=V;(1-y)h,中柱(③轴):6～8层1～5层层间刚度D为每一层的框架柱侧移刚度和壁式框架柱侧移刚度之和。计算结果见表2-2-13。表2-2-13框架梁柱弯矩层高各层框架剪力层间刚度DyMc上Mc下Mb总876层高各层框架剪力层间刚度DyMc下M总54321③轴柱(中柱)DyMc上Mc下Mb总87654321注：表内括号外数字为实际计算所得数字，计算轴力时取该项数值。括号内为调整放大后所得数字，用于计算梁、柱弯矩和剪力。2.2.7.2框架柱轴力与框架梁剪力计算1)框架梁剪力NjB=∑(VBG-VAB),Nac=∑Vcp,-Vnc)梁柱计算结果见表2-2-14。表2-2-14⑩轴框架柱轴力与梁端剪力梁端剪力Vb(kN)柱轴力N(kN)AB跨BC跨④轴③轴◎轴①轴VBG一VcDi一87654321注：计算轴力时取用括号上数值，计算剪力、弯矩时取用水平地震作用下的框架弯矩图(取半框架作图)如图2-2-6所示。8层5层4层8层5层4层3层2层1层图2-2-6水平地震作用下的半框架弯矩图(kN·m)(另一半框架为反对称图形)2.3竖向荷载作用下框架和剪力墙内力计算2.3.1框架内力计算以①轴横向框架为例。2.3.1.1荷载及计算简图：当楼面及屋面的活荷载不大于4kN/m²时，可不考虑活荷载最不利布置引起的梁弯矩的增大，按活荷载满布进行计算。荷载的分项系数在内力组合时再考虑。1)屋面荷载：三毡四油防水层1:8水泥炉渣找坡层屋面活载(上人荷载)合计2)楼面荷载：水磨石地面110mm钢筋混凝土板V型轻钢龙骨吊顶一般房间(办公室、厕所)(走廊、楼梯)合计 3)楼面荷载分配为等效均布荷载，(如图2-13所示):短向分配荷载：长向分配荷载：4)横向框架梁上线荷载：图2-3-18层：梁自重(因设有吊顶，不考虑抹灰):0.24×0.65×25=3.90kN/m屋面板传给梁：合计29.15kN/m2～7层：梁自重(因设有吊顶，不考虑抹灰):3.9kN/m楼面板传给梁：5.6×0.83×3.0=16.73kN/m横隔墙(240厚水泥空心砖双面抹灰):3.104×(3.0-0.65)=9.16kN/m合计29.79kN/m1层：梁自重(因设有吊顶，不考虑抹灰):3.9kN/m横隔墙(240厚水泥空心砖双面抹灰):3.104×(3.3-0.65)=10.09kN/m合计30.72kN/m1～8层：梁自重(因设有吊顶，不考虑抹灰):0.24×0.5×25=3.0kN/m合计3.0kN/m5)横向框架柱上集中荷载：①⑩轴次梁L-1线荷载：8层：梁自重(因设有吊顶，不考虑抹灰):0.24×0.6×25=3.60kN/m屋面板传给梁：25.25kN/m合计2885kN/m2～7层：梁自重(因设有吊顶，不考虑抹灰):3.60横隔墙(240厚水泥空心砖双面抹灰):3.104×(3.0-0.6)=9.31kN/m合计29.64kN/m横隔墙(240厚水泥空心砖双面抹灰):3.104×(3.3-0.6)=10.24kN/m合计30.57kN/m⑩轴梁端剪力：8层：0.5×28.85×6.6=95.21kN/m2～7层：0.5×29.64×6.6=97.81kN/m②④轴纵向梁KL-4荷载：8层：梁自重(因设有吊顶，不考虑抹灰):0.24×0.7×25=4.20kN/m2~7层：梁自重(因设有吊顶，不考虑抹灰):4.20kN/m楼面板传给梁：5/8×5.6×1.8=6.30kN/m纵隔墙自重(考虑窗洞):3.104×(3.0-0.7)×0.85=7.65kN/m楼面板传给梁：6.30kN/m纵隔墙自重(考虑窗洞):3.104×(3.3-0.7)×0.85=8.44kN/m合计跨中集中荷载(⑩轴传来):2～7层③⑧轴纵向梁KL-4荷载：8层：均布线荷载：梁自重(因设有吊顶，不考虑抹灰):97.81kN/m合计23.42kN/m跨中集中荷载(⑩轴传来):95.21kN/m2～7层：均布线荷载：梁自重(因设有吊顶，不考虑抹灰):4.20kN/m纵隔墙自重(考虑门洞):合计跨中集中荷载(⑩轴传来):梁自重(因设有吊顶，不考虑抹灰):纵隔墙自重(考虑门洞):合计跨中集中荷载(⑩轴传来):91.81kN/m 25.96kN/m8层：2～7层：450mm×450mm柱自重(考虑粉刷):1层：450mm×450mm柱自重(考虑粉刷):8层：2～7层：500mm×500mm柱自重(考虑粉刷):1层：500mm×500mm柱自重(考虑抹灰):框架竖向荷载如图2-3-2所示。2.3.1.2框架弯矩计算在竖向荷载作用下框架内力采用分层法进行简化计算，此时每层框架连同上下层柱组成基本计算单元，竖向荷载产生的梁固端弯矩只在本层内进行弯矩分配，单元之间不再传递。梁的弯矩取分配后的数值；柱值弯矩取相邻两层单元对应柱端弯矩之和。1)梁的固端弯矩(见表2-3-1):259.96kN315.82kN315.82kN1层8层图2-3-2①轴框架竖向荷载表2-3-1①轴框架梁固端弯矩计算表(kNm)层号固端弯矩名称梁8均布荷载均布荷载1均布荷载2)柱的线刚度见表2-3-2:表2-3-2①轴框柱架线刚度层号混凝土强度等级边柱中柱边柱中柱1——3)梁的线刚度：6～8层：1～5层：6～8层：1～5层：4)分配系数：考虑框架对称性，取半框架进行计算。半框架的梁柱线刚度如图2-3-3所示。切断横梁线刚度为原来的2倍，分配按与节点连接的各杆的转动刚度比值计算。⑧图2-3-3①轴半框架梁柱线刚度示意图(kN·m)以B柱顶层节点和C柱顶层右梁为例：5)传递系数：底层传递系数为1/2,其余各层柱传递系数为1/3;梁远端固定传递系数为1/2,远端滑动较支座传递系数为-1。8层5层1层6)弯矩分配(分配过程见图2-3-4)8层5层1层上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁 0-图2-3-4①轴竖向荷载弯矩分配图(kN·m)7)节点不平衡弯矩的再分配：由于柱端弯矩按1/3传递系数传递到远端(底层按1/2传递系数),柱端弯矩取相邻两层单元对应柱端弯矩之和，此时原来已经平衡的结点弯矩由于加入了新的弯矩瑞不再平衡，应将不平衡弯矩再分配，计层号轴线号A轴B轴杆件号上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁8分配系数杆端弯矩不平衡弯矩弯矩分配结果弯矩7分配系数杆端弯矩不平衡弯矩弯矩分配结果弯矩6分配系数杆端弯矩不平衡弯矩弯矩分配结果弯矩5分配系数杆端弯矩不平衡弯矩弯矩分配结果弯矩4分配系数杆端弯矩不平衡弯矩弯矩分配结果弯矩3分配系数杆端弯矩不平衡弯矩弯矩分配结果弯矩2分配系数杆端弯矩不平衡弯矩弯矩分配结果弯矩1分配系数杆端弯矩不平衡弯矩弯矩分配结果弯矩用分层法进行近似计算的梁柱最终弯矩值见2-3-5图。AB4层2层1层图2-3-5分层法计算的①轴梁柱弯矩(括号内为调幅后弯矩值)在竖向荷载作用下，对梁端负弯矩进行调幅，调幅系数取0.85。2.3.1.3梁剪力及柱轴力计算1)梁端剪力：2)柱轴力：N=V(梁端剪力)+P(节点集中力及柱自重竖向荷载作用下梁端剪力及柱轴力计算见表2-3-4。表2-3-4竖向荷载作用下梁端剪力及柱轴力(kN)荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力层号A柱N底80706050403020102.3.2.1连梁传递的荷载连梁KL-3传递给剪力墙的竖向荷载使剪力墙产生轴力N和弯矩M,见2-3-6图。图23-剪力墙各层弯矩M按下式计算：M;应按剪力墙线刚度分配给上层剪力墙及下层剪力墙：各层轴力则为⑬轴框架在竖向荷载作用下计算方法同①轴框架，其计算简图见图2-3-6。⑬轴框架柱的线刚度同①轴，见表2-3-2。6～8层：6～8层：1～5层：⑬轴框架竖向荷载弯矩分配见图2-3-8。⑬轴框架竖向荷载节点不平衡分配见表2-3-5。2-7层oC图2-3-7⑬轴框架竖向弯矩8层6、7层5层2-4层1层8层6、7层5层2-4层1层左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱34.33-轴线号◎轴①轴杆件号左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱8分配系数杆端弯矩不平衡弯矩弯矩分配结果弯矩7分配系数杆端弯矩不平衡弯矩弯矩分配结果弯矩6分配系数杆端弯矩不平衡弯矩弯矩分配结果弯矩5分配系数杆端弯矩不平衡弯矩弯矩分配结果弯矩4分配系数杆端弯矩不平衡弯矩弯矩分配结果弯矩3分配系数杆端弯矩不平衡弯矩弯矩分配结果弯矩2分配系数杆端弯矩不平衡弯矩弯矩分配结果弯矩1分配系数杆端弯矩不平衡弯矩弯矩分配结果弯矩2.3.2.2楼板传来的竖向荷载楼板传给剪力墙的竖向荷载如图所示，集中荷载为楼板、⑥轴纵梁、剪力墙柱，它使剪力墙产生轴力N₂i和M2i。1～7层：N₂=16.73×6.9=116.61kN279.03kN(2-72～7层：M₂=(279.03-228.49)×3.2475=M₂i应按剪力墙线刚度分配给上层剪力墙及下层剪力墙：2.3.2.3墙自重墙自重按每层重量计。2～8层：N₃=(0.5×0.5+0.45×0.45+0.24×6.02)×3.0×25×1层：N₃=(0.5×0.5+0.45×0.45+0.24×6.02)×3.3×25×1.15=212.3.2.4竖向荷载作用下产生的剪力VG图2-3-9①3轴剪力墙受楼板传来竖向荷载2.3.2.5竖向荷载作用下⑬轴剪力墙W—1的弯矩、轴力及剪力见表2-3-6。层号楼板传来自重分配系数8上1.00下0.507上0.50下0.506上0.50下0.485上0.52下0.504上0.50下0.503上0.50下0.502上0.50下0.521上0.48竖向荷载作用下剪力墙内力图如图2-3-10所示。M(kN·m)2.5截面设计与配筋计算2.5.1框架梁(正、斜)截面设计1～5层：(C40),fc=19.1N/mm钢筋强度：I级钢(HPB235),f=210N2.5.1.1正截面受弯承载力计算最小配筋率：C30:跨中：取0.2%和45f/f=0.2支座：取0.25%和55f/f=0.262%中较大值，C40:跨中：取0.2%和45f/f=0.257%中较大值，1)8层边跨(240mm×650mm):h₀=650-35=615mm故取下部配筋为：318(As=763mm²)。=408.06mm²>pminbh₀=0.262%×24故取上部配筋为：218(As=509mm²)。③支座右截面(M=-99.93kN·m)=562.85mm²>pminbh₀=0.262%×24故取上部配筋为：316(As=603mm²)。下部按构造配筋，为：214(As=308mm²)。上部配筋同支座左截面，为218(As=509mm²)故取上部配筋为：218(As=509mm²)。3)6层边跨(240mm×600mm):h₀=650-35=615mm故取下部配筋为：218+1216(As=710mm²)。故取上部配筋为：218+116(As=710mm²)。=682.45mm²>pminbh₀=3故取上部配筋为：318(As=763mm²)。4)六层中跨(240故取下部配筋为：216(As=402mm²)。上部配筋同支座左截面，为316(As=603mm²)。②支座左截面(M=-76.94kN·m)故取上部配筋为：316(As=603mm²)。5)1层边跨(240=648.41mm²>pminbh₀=0.257%×24故取下部配筋为：218+1216(As=710mm²)。=629.61mm²>pminbh₀=0.314%×24故取上部配筋为：316(As=603mm²)。6)1层中跨(240mm×500mm):h₀=500-35=465mm故取下部配筋为：2416(As=402mm²)。上部配筋同支座左截面，为316(As=603mm²)。=518.68mm²>pminbh,=0.314%×240×465=350.42mm²故取上部配筋为：316(As=603mm²)。2.5.1.2斜截面抗剪设计(三级抗震)8层边跨：内力组合时，V,=-126.78kN考虑地震作用组合时，0.25βf.bh₀=0.25×1.0×14.3×240×615=5截面尺寸符合要求。0.7fbh₀=0.7×1.43×240×615=147748N>Vb=12应按构造配筋，选用2φ8@150。8层中跨：内力组合时，V₆=36.83kN考虑地震作用组合时，截面尺寸符合要求。应按构造配筋，选用2φ8@150。由《高层建筑混凝土结构技术规程》得，梁端箍筋加密区长度：边跨取max(1.5hb,500)=max(975,500)=975mm,取1000mm;中跨取max(1.5h,500)=max(750,500)=750mm。加密区箍筋最大间距：边跨取min(h₆/4,8d,150)=min(162.5,144,150)=144mm,中跨取min(h₆/4,8d,150)=min(125,128,150)=125mm。各框架梁箍筋计算见表2-5-1表2-5-1框架梁箍筋计算层号位置0.25βfbh₀或非加密区实配筋加密区实配筋边跨88中跨边跨66中跨边跨中跨三级抗震时，框架梁沿梁全长的面积配筋率应符合：2.5.2框架柱的截面设计2.5.2.1柱的剪跨比和轴压比验算比宜大于2。框架—剪力墙结构的轴压比限值由《高层建筑结构技术规程》查得为[n]=0.95。柱轴压比按确定，N取考虑地震作用组合的轴压力设计值。混凝土保护层厚度取35mm,则h₀=h-35mm。本设计各柱的剪跨比和轴压比见表表2-5-2柱的剪跨比和轴压比验算柱号层次fMV861③◎柱8612.5.2.2柱计算长度其余各层柱l₀=1.25H=4.125m。2.5.2.3柱截面配筋计算HPB235:f=210N/mm²,ξb=0.6HRB335:f=300N/mm²,ξb=0.550三级抗震下，柱纵向钢筋最小配筋率为0.7%。1)正截面：柱同一截面分别承受正反向弯矩，故采用对称配筋。N,=α₁fbh₀S=1.0×19.1×450×415×0.550=1961.81KN6～8层：N=α₁fbh₀5=1.0×14.3×450×415×0.550=1468.79KN1层边柱均为小偏压，故选最不利组合为：第一组内力ea取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中较大值，I₀/h=8.67<15,ζ2=1.0。故每侧实配3虫18(A=A,'=763mm²)。即eamax(20mm,450/30=15mm)=20mme=ηe,+h/2-a=1.49025.8450=/23fm按构造配筋，每侧实配318(A=A'=763mm²)。x<2a=2×35=70mm,近似取x=2a,则=393.16mm²<pinbh/2=708.75mm²第二组内力ea取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中较大值，由于l,/h=4.5/0.45=10>5,②中柱：1～5层：N,=α₁fbh₀S.=1.0×19.1×500×465×0.550=2442.41KN6～8层：1层中柱均为小偏压，故选最不利组合为：和ea取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中较大值，经验算，符合小偏心受压的条件。故每侧实配320(A=A'=942mm²)。第二组内力ea取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中较大值，经验算，符合小偏心受压的条件。按构造配筋，每侧实配320(A=A'=942mm²)。8层中柱均为大偏压，故选最不利组合为：ea取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中较大值，由于1,/h=4.5/0.5=9>5,应考虑η。I₀/h=9<15,ζ2=1.0。x<2a=2×35=70mm,近似取x=2a,则=447.59mm²<pm,bh/2=875mm²按构造配筋，每侧实配320(A=A'=942mm²)。2)斜截面抗剪(三级抗震):N=2534.80kN>0.3fA=0.3×19.1×450×415=1070.08kN由表2-5-2查得，剪跨比λ=5.12>3,所以λ=3故非加密区的箍筋按构造配筋，取复合箍4φ8@150。根据《混凝土设计结构规范》:柱端加密区箍筋最大间距取S=min(8d,100)=min(8×18=144,100)=100mm。取复合箍φ8@100。550mm。下端取(3300-650)/3=1083.3mm,取1100mm。由n=0.66,查《高层建筑混凝土结构技术规程》得λv=0.162,N=928.47kN>0.3fA=0.3×14.3×450×415=801.16kN由表2-5-2查得，剪跨比λ=4.58>3,所以λ=3截面尺寸满足要求。故非加密区的箍筋按构造配筋，取复合箍4φ8@150。根据《混凝土设计结构规范》:柱端加密区箍筋最大间距取S=min(8d,150)=min(8×18=144,150)=144mm。取复合箍φ8@100。柱箍筋加密区的范围，两端取max[450,(3000-650)/6,500]=500mm。由n=0.32,查《高层建筑混凝土结构技术规程》得λv=0.102,由表2-5-2查得，剪跨比λ=5.05>3,所以λ=3截面尺寸满足要求。故非加密区的箍筋按构造配筋，取复合箍4φ8@150。根据《混凝土设计结构规范》:柱端加密区箍筋最大间距取S=min(8d,150)=min(8×18=144,150)=144mm。取复合箍φ8@100。柱箍筋加密区的范围，两端取max[450,(3000-650)/6,500]=500mm。由n=0.09<0.30,查《高层建筑混凝土结构技术规程》得λv=0.1,①中柱：1层：N=3151.51kN>0.3fA=0.3×19.1×500×465=1332.23kN由表2-5-2查得，剪跨比λ=4.39>3,所以入=3截面尺寸满足要求。故非加密区的箍筋按构造配筋，取复合箍4φ8@150。根据《混凝土设计结构规范》:柱端加密区箍筋最大间距取S=min(8d,100)=min(8×20=160,100)=100mm。取复合箍φ8@100。柱箍筋加密区的范围，上端取max[500,(3300-650)/6,500]=542mm,取550mm。下端取(3300-650)/3=1083.3mm,取1100mm。由n=0.66,查《高层建筑混凝土结构技术规程》得λv=0.162,N=1177.30kN>0.3fA=0.3×14.3×500×465=997.43kN由表2-5-2查得，剪跨比λ=3.94>3,所