設(shè)計-計算工學(xué)設(shè)計

該建筑為教學(xué)樓，建筑面積約4131m2，一共五層層，底層層高為3.9m，其余各層3.6m18.3m。本建筑坐北朝南，建筑平面為一字形，采光條件較好，布局對稱，內(nèi)有，休息室，體育中心，會議室等。507度，框架抗震等級為三級，結(jié)構(gòu)架結(jié)構(gòu)使用D值法計算水平作用下的影響使用彎矩二次分配法計算豎向恒載及慮風(fēng)荷載作用，僅考慮作用)，然后依據(jù)組合后最不利內(nèi)力計算梁柱配筋。ThisbuildingistheHongBoteachingbuiling,theareaofthestructureisapproximay4131squaremeters,sixfloors,theheightofflooris3.9meters,theotherfloorsareall3.6metershigh,andthetotalheightis18.3meters.Thisconstructfacessouth,theflatsurfaceis“一”shape,whichisbenefitfornaturallighting.thelayoutissymmetrical.Therearemanyordinaryoffices,sportcentre,conferencerooms,staffloungeandsoon.Theserviceablelifeofthestructureis50years,theearthquakeintensityis7degree,theframegradeisthreelevel.Andthestructuretypeiscast-in-placereinforcedconcreteframestructurethearrangementofcolumnisregular；allthecrossgirdersareconnectedtothecolumns,whichisbeautiful；Theframestructure，utilzes“Dvaluelaw”tocomputetheimpactofthehorizontalearthquake,andthe“bendingmomentsecondaryallocation”methodtocomputetheeffectoftheverticalloadswhichcontaindeadloadsliveloads.AccordingtotherulesoftheLoadCode,combinethebeforeforceandmomentresults(asthebuildingislow,thewindloadcanbeignoredintheforcecombinations),thendistributedsteelofcolumnsandbeamscanbecalculatedinresponsetotheworstcombinationKeywords:officebuilding；reinforcedconcrete；framestructure；forceandmomentcomputation；forceandmomentcombination第1章建筑設(shè)計概 設(shè)計依 設(shè)計內(nèi) 建筑設(shè)計 第2章結(jié)構(gòu)設(shè)計概 工程概 結(jié)構(gòu)承重方案的選 第3章水平荷載及豎向荷載分 結(jié)構(gòu)平面簡 構(gòu)件尺寸初 重力荷載代表值計 水平作用計 框架側(cè)移剛度計 結(jié)構(gòu)基本周期計 多遇水平標(biāo)準(zhǔn)值計 水平作用下框架內(nèi)力和側(cè)移計 豎向荷載作用計 結(jié)構(gòu)計算單 恒載計 活載計 豎向荷載作用框架內(nèi)力計 第4章內(nèi)力組 梁的內(nèi)力組 柱的內(nèi)力組 柱端剪力組合和設(shè)計值的調(diào) 第5章截面設(shè) 框架梁正截面設(shè) 框架柱正截面設(shè) 總 參考文 120mm25mm混凝土：梁、板、柱均使用C30HPB300、HRB335HRB400a.370mm20mm

240mm厚蒸壓混煤灰磚,20mm240mm1.2m240mm25mm1000mm1-12雪荷載0.50kN/m2，基本風(fēng)壓：0.35kN/m2縱向受力鋼筋：HRB335級；設(shè)防基本烈度為7度，設(shè)計分組為第一組，設(shè)計基本加速度值為0.10g本辦公樓框架的承重方案為橫縱方向框架承重方案，由于該建筑物向的長和寬較 33-1結(jié)構(gòu)為5層各層高分別為3.9mm和3.6mm。采用平屋頂。外墻和內(nèi)墻分別采用370mm厚240mm3-1。3-1設(shè)計洞口尺寸寬高12~6門24101窗22注：木門單位面積重力荷載為0.2kN/m2；鋁合金窗、鐵門單位面積重力荷載為0.4樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚120mm。主梁截面高度按梁跨度的1/4-1/8估算，次梁截面高度按梁跨度的1/18-1/12估算，由此估算的梁截面尺寸見表3-2。并且表中給粗各層梁、柱和板的混凝土強度等級，其設(shè)計強度:C30，fc=14.3N/mm2，3-2主梁次梁

Nfc

（GB50011-2010）第6.1.2及第6.3.6條可知該項框架結(jié)構(gòu)的抗震等級為三級，軸壓比限值[μN]=0.8514kN/m2，7.5m×3.45m7.5m×4.65mNGgEAc

1.37.574.355103

Ac

1.25(1.23.45)7.55103

440.1mm501.0mm所以各層柱650mm×650mm。1/15為0.450m,（3.643.9/15+0451.67m.1.8（自室內(nèi)地坪算起礎(chǔ)梁頂面取至一層樓板底面高度，即h13.9181.24.5m253.6m3-2所示。 橫向框架計算簡（1）50mm厚成C20細石砼Φ4@200雙向配 25mm厚質(zhì)量1:3石灰砂漿抹 30mm厚C15細石砼找平 120mm厚預(yù)制鋼筋混凝土屋面板細石混凝土嵌 25mm厚板底抹 瓷磚地 20mm厚1:3水泥砂 120mm厚鋼筋混凝土 25mm厚板底抹 1.3瓷面磚地 20厚水泥砂 30厚C20細石混凝 120厚鋼筋混凝土 25厚板底抹 不上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn) 教室活荷載標(biāo)準(zhǔn) 廁所、樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn) 3-3。3-3βn184柱-84柱-外墻為370mm厚蒸壓煤灰磚(15kN/m3),外貼瓷磚(0.5kN/m2),內(nèi)為20mm厚抹內(nèi)墻為240mm厚蒸壓粉煤灰磚,兩側(cè)均為20mm厚抹灰,則內(nèi)墻單位面積重力荷載0.2kN/m20.4kN/m20.4=2524.7222.1×22)×0.4=1291.211共：3815.943kN2-4層6.99×26)0.4=1258.92共：3555.917×(自重：屋面板：5.85×51×16.2=4833.27=4806.056，樓面上、下各半層柱自重，及墻自重。各質(zhì)點重力荷載代表值如圖3-3。，3-3各質(zhì)點重力荷載代表值G1=G板+G梁+G門窗+G1/2+G2/2+G1/2+G2/2+F活 =12654.10G2~4=G板+G梁+G門窗+G1+G2+F活 =12422.9G5=G板+G梁+G門窗+G2/2+G2/2+G女兒墻+F活 混凝土強度等級C30，EC=3.0×104N/mm2。在框架結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)澆層的樓面，可以作為梁的有效翼緣，增大梁的有效高度，減少框架側(cè)移。為考慮這一有利作用，在計算梁的截面慣性距時，對現(xiàn)澆樓面的邊框架梁取I=1.5I0(I0為梁的截面慣性距)；對中框架梁取橫梁剛度ib計算過程及柱線剛度ic3-4、3-53-4縱向梁剛度ibL跨BC3-5柱線剛度ic 1D

12ia

c 3-6邊柱（4根邊柱（12根KK13-7邊柱（4根邊柱（4根KK1nn將上述不同情況下同層框架柱側(cè)移剛度相加即可得框架各層層間側(cè)移剛度Di3-8縱向框架層間側(cè)移剛度計算1234563-8

8359160.9263

0.926基本自振周期T1(S)可按下式計算：注：UTGi作為水平荷載而顯得的結(jié)構(gòu)頂T0.6。UT 注：∑Gij為第i層的層間側(cè)移剛度；(△U)i為第i層的層間側(cè)移；(△U)k為第K層的層間側(cè)移；S為同層內(nèi)框架柱的總數(shù)。3-954321T1=1.7T(UT)1/2=1.7×0.7×(0.19573)多遇水平標(biāo)準(zhǔn)值計根據(jù)場地類別和設(shè)計分組可知Tg=0.35s，αmax=0.08,因為Tg=0.35s<T1=0.53s<5Tg=1.75s， T

g

1結(jié)構(gòu)等效重力荷載代表值Geq .34)=50653.34結(jié)構(gòu)總的水平作用標(biāo)準(zhǔn)值FEK用系數(shù)δn可算得為各質(zhì)點橫向水 作用按下式計算Fi

(1

)2925.23(10.0524)

GinGiHjj1

GjH表3-10各質(zhì)點橫向水平作用及樓層剪力計算54321樓層剪力計各樓層水平層間剪力Vi按：Vi=∑FEK計算過程如下表，樓層剪力沿高度分布見圖3-4縱向水平作用下及樓層剪V水平作用下的側(cè)移計Vn水平作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移△ui分別按ui n

j表3-11縱向水平作用下的位移驗∑Dθe=(△u)i54321

hehi

，由《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2001）5.5.1水平作用下框架的內(nèi)力分3.13-1結(jié)構(gòu)平面布置圖中④軸線橫向框架內(nèi)力計算為例，說明計算方法，其

ninij

（i—層，j—柱 注：y0y1為上下層梁線剛度變化時反彎點高度比的修正值；y2、y3為上下層層高變化時反彎點高度比的修正值；y為框架柱的反彎點高度比； ML=iL(Mb +Mu)/(iL+ir) Mr=ir(M 3-12 ky54321 kY543213-13層次 lMMlMM12345水平作用下框架彎矩圖，梁端剪力及柱軸力圖分別如圖3-5、3-6所示圖3-5左作用彎圖3-6左作用框架梁端剪力及柱軸7.5m（bh200mm450mm3-7縱向荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如圖示5 q1′=3.938kN/mq2，q2′分別為屋面板和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷q2=q2左+q2右=5.85/2×3.6+5.85/2×3.9=10.44+10.881=20.925kN/mq2′=5.85×2.4=13.392kN/m3-8把梯形荷載q2，三角形荷載q2′折算成均布荷載α左=a1/l=1.8/6.9=0.26α右q2=(1-2α2+α3)q2左+(1-2α2+α3)q2=(1-2×0.262+0.263)×10.044+(1-q 1+q2=3.938+19.808=23.746kN/mq′=q1′+q2′=3.938+8.37=12.308kN/mP1，P2分別為由邊梁，中梁橫向梁直接傳給柱的恒載，樓板重和女兒墻的重力荷載板的自重：P1處[3.6×1.8/2+3.9×1.95/2+(6.9+3.3)×1.8/2+(6.9+3)×1.95/2/2]=邊縱梁自重：(3.6+3.9)/2×3.928=14.73kN中縱梁自重：(3.6+3.9)/2×3.928=14.73kN次梁自重：6.9×3.928×6/2=13.5516kN女兒墻自重：4.45/2×(3.6+3.9)=16.6875kNP1=91.8398+14.73+13.5516+16.6875=136.81kN2×1.2]×5.58=162.315）M1=P1e1=136.81×(0.65-0.3)/2=27.362kN·mM2=P2e2=162.31×(0.65-0.3)/2=32.462kN·m1~461）q1=3.938+(3.6-q1′=3.9382）q2q2左+q2右=5.805×3.6/2+5.805×3.9/2=9.153+9.91575=19.06875kN/mq2′=5.085×2.4=13.932kN/m把梯形荷載q2，三角形荷載q2′折算成均布荷q2=(1-2α2+α3)q2左+(1-2α2+α3)q2=(1-2×0.262+0.263)×9.153+(1-q則：1+q2=8.715+10.642=29.339kN/mq′=q1q2′=3.938+8.7075=12.646kN/m板的自重：P1處×5.805=95.54302邊縱梁自重：(3.6+3.9)/2×3.928=14.73次梁自重：6.9×3.928/2=13.5516中縱梁自重：(3.6+3.9)/2×3.928=14.73墻重：P1處(3.6-0.6)×(3.6+3.9)×6.39-2.4×1.9×2×0.4=140.127kNP2處(3.6-0.6)×(3.6+3.9)×2.45-0.95×2.1×2×0.2=54.327P1=95.54302+13.5516+14.73+140.127=263.95kN×1.2/2]×5.805+14.73+54.327+13.5516=222.04kN5）M1=P1e1=263.95×(0.65-0.3)/2=21.672kN·mM2=P2e2=222.04×(0.65-0.3)/2=30.223-14′53-96 1）q2 q2=(1-2q2左+(1-2q2=(1-2×0.262+0.263)×0.5×3.6/2+(1-2×0.282+0.283)×0.5×3.9/2=1.7749416q2′=5/8q2′=5/8×1.2=0.75kN/m2）P1=[3.6×1.8/2+3.9×1.95/2+(6.9+3.3)×1.8/2/2+(6.9+3)×1.95/2/2]×0.5=8.2294kN3）M1=P1e1=8.2294×(0.65-0.3)/2=1.646kN·m1~41）q2=2.5×(3.6+3.9)/2=7.2 q2′=2.0×2.4=6

2左 2右=(1-2×0.262+0.263)×2.5×3.6/2+(1-2×0.282+0.28左 2右q2)P1=[3.6×1.8×1/2+3.9+1.95/2+(6.9+3.3)×1.8/2/2+(6.9+3)×1.95/2/2]×2.5=41.146875kN=60.046875kNM2=P2e2=60.046875×(0.65-0.25)/2=12.009′′53-103-103-16轉(zhuǎn)動剛度相對轉(zhuǎn)動剛度11）5 1-4層 邊跨梁：M=1/12ql12=1/12×29.339×6.92=116.40kN·m中跨梁：M=1/3q′l22=1/3×12.646×1.22=6.07kN·m5 中跨梁：M=1/3q′l22=1/3×0.75×1.22=0.36kN·m1-4層 邊跨梁：M=1/12ql12=1/12×8.874×6.92=35.21kN·m中跨梁：M=1/3q′l22=1/3×3.75×1.22=1.83-17μμμμ5--4-3-2-1--9876（3-11（不向滑動端傳遞（左）梁分配彎矩向（右梁傳下柱分配彎矩向（上柱傳（傳遞系數(shù)均為1/2）；3-12，其0.8。（ 式中：Vq——豎向荷載引起的剪力V l/2Vm——梁端彎矩引起的剪力Vm=（M左—M右）/l柱軸 式中：V——P——3-183-3-18ABBCABBCABBCABVA=-VB=-VB=-NNNN5-0-4-0-3-0-2-0-1-0-3-19ABBCABBCABBCABVA=-VB=-VB=-N頂=NN頂=N500-4-0-3-0-2-0-1-0------- （b）活載作用3-12豎向荷載作用下框架彎矩圖（41.2(SGK+0.5SQK)+1.31.35SGK+1.0其中SGK，SQKM為經(jīng)過調(diào)幅后的彎矩（0.8）。Mmax可近似取跨中M代替。M左、M右——跨中M

ql

1

232

a2l2應(yīng)取

1ql

1

232

a2l2圖4-1豎向荷載與力組合計算簡圖 RA，RB——豎向荷載與荷載共同作用下梁端剪力MEA，MEB——水平作用下梁的彎矩4-11.35SGkV=ηvb（Ml+Mr /ln+V5AM-------V-BM-------V--------BM-----V------0-----4AM-------V-BM-------V--------BM-----V-----0-----3AM-----V-BM-------1.35SGkV=ηvb（Ml+Mr /ln+VV--------BM-----V-----0-----2AM-----V-BM-----V--------BM-----V-----0-----1AM-----V-BM-----V--------BM-----V-----0-----4-2橫向框架A5MNMN4MNMN3MNMN2MNMN1MNMN4-3A54321--4-4橫向框架B5MNMN4MNMN3MNMN2MNMN1MNMN4-5橫向框架B54321-- 橫向框架A柱剪力組合與調(diào)V=ηvc（M+Ml）/H 54321 橫向框架B柱剪力組合與調(diào)V=ηvc（M+Ml）/H 543215C30要求，ρmin（百分率）0.2555ft/fy中較大值,55ft/fy＝55×1.43÷300＝0.26，所以框0.26%。在框架梁的正彎矩計算時，按T形截面考慮，T形截面的bf′為：邊跨，bf′＝l0/3＝的縱向鋼筋，鋼筋直徑不應(yīng)小于12mm；②框架梁抗震要求b≤0.35；③框架梁梁端載小于0.3；④邊跨梁腹板高度因大于450，按要求應(yīng)配置構(gòu)造筋，故在梁腹板三分點處每側(cè)配置兩根12x≤0.35h0,且2.5%。1①hw/b≤4時，V≤0.25fcbh0；②考慮作用組合，當(dāng)跨高比l0/h＞2.5時，應(yīng)沿梁全長配箍率ρsv0.26ft/fy′＝0.26×1.43÷210＝0.18%381/4150中的最小值，本框架100；所有箍筋均選為ф105-1稱計算AsA-B-B————————--A-B-B——--A————————-B-————————-B————————--A————————-B————————-B——--A————————-B————————-B——-由框架梁內(nèi)力組合表可以看出，在考慮γRE后，組合的剪力并不起控制作用，故斜截面設(shè)計按不考慮組合進行但構(gòu)造配筋應(yīng)滿足抗震要求計算結(jié)果見表5-2。 0.7f

1.25

Asv

5-2ABBABBABBABBAB-B角柱：0.9%0.7%0.2%。考慮抗震等級，選定所有箍筋直徑均為10，柱端加密區(qū)箍筋間距為100，非加密區(qū)箍筋間距為200；加密區(qū)長度：①底層柱底從基礎(chǔ)頂面往上1800，②底層柱頂從梁底往下750650，④梁柱相交部分應(yīng)加密。當(dāng)對稱配筋時，受壓區(qū)高度x

fcb

，當(dāng)

0.550時，為大偏心受壓，當(dāng)bxb

sx2asN

f

x)fA

aA，其中

h

y

x2aN·efA(haA，其中

eeh y

對于小偏心受壓狀態(tài)，需重新計算 Nb1 Ne0.43fbh 1

1(1b)(h0as此處，對于C30混凝土，α1＝1.0，β1＝0.8。于是由可求得Ne(10.5)fbhAA 1 f(ha AA 表5-3