西南交通大學(xué)房屋建筑工程課程設(shè)計(jì)

房屋結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書姓名:班級:姓名:班級:指導(dǎo)教師：楊成第一章概述第一節(jié)設(shè)計(jì)參考1中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)2中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2002)3中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)4《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》(第二版)，西南交通大學(xué)出版社。第二節(jié)房屋結(jié)構(gòu)概況某七層辦公樓為鋼筋混凝土全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，其平面柱網(wǎng)布置如圖1-1，②一⑦軸線對應(yīng)的框架立面如圖1-2。圖1-1柱網(wǎng)布置圖堂■ri■ri9*6300.3600.6300J11]-ABCD圖1-2框架立面圖第三節(jié)設(shè)計(jì)參數(shù)1結(jié)構(gòu)層高如圖1-2所示，H1=5.7m,H2=3.3m,H3=3.3m。2荷載樓面恒載：4.5kN/m2，屋面恒載：5.0kN/m2，樓面活載：2.°3/m2走廊活載：2.5kN/m2，屋面活載：0.7kN/m2二三層橫墻荷載：13.5kN/m四至七層橫墻荷載：15.5kN/m二至七層外縱墻荷載：18.0kN/m屋面以上外縱墻荷載：16.5kN/m二至七層內(nèi)縱墻荷載：13.0kN/m注：1）樓面層恒載中已計(jì)入樓屋面面層，結(jié)構(gòu)層即樓屋面板及頂棚抹灰或吊頂重，但未計(jì)入梁自重。2）內(nèi)外縱墻荷載已計(jì)及門、窗及相關(guān)裝飾、粉刷、貼面，且忽略結(jié)構(gòu)層高差別的影響。3）屋面以上外縱墻荷載為屋面女兒墻荷載。4）一層墻對框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力無影響，未列入。查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》表A.1鋼筋混凝土自重取丫=25kN/m3。3鋼筋種類梁、柱縱筋：（C）HRB400，f火=400N/mm2，f=f、=360N/mm2其他鋼筋：（A）HPB300，f=300N/mm2，f=f、=270N/mm24混凝土強(qiáng)度等級混凝土強(qiáng)度等級為C35，f=23.4N/mm2，f=2.20N/mm2，f=16.7N/mm2，y=1.57N/mm2?；炷翉椥阅Ａ縀=31500N/mm2。5抗震設(shè)防烈度本設(shè)計(jì)抗震設(shè)防烈度設(shè)定為7度（0.1g）。6設(shè)計(jì)地震分組本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)地震分組為第一組。7建筑場地類別本設(shè)計(jì)選定場地類別為：1類。8其他由于本設(shè)計(jì)是抗震設(shè)防烈度為7度，高度為25.5m>24m的框架結(jié)構(gòu)，查《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）表6.1.2可知，本設(shè)計(jì)的抗震等級為二級。本設(shè)計(jì)將⑤軸橫向框架作為典型框架。第二章截面設(shè)計(jì)第一節(jié)構(gòu)件截面尺寸1板厚由柱網(wǎng)布置圖可知，本設(shè)計(jì)中的板為雙向板，查《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002）表9.1.2,現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板的最小板厚為80mm?？紤]到本設(shè)計(jì)的荷載，以及模數(shù)要求，板厚取為100mm。

2梁截面設(shè)計(jì)TOC\o"1-5"\h\z11?框架梁截面高度h可按計(jì)算跨度的1018選取，且不小于400mm，也不宜111__大于4凈跨。框架梁的寬度b一般為梁截面高度h的23，且不應(yīng)小于200mm?？紤]到實(shí)際承受的荷載大小、跨度、抗震設(shè)防烈度、混凝土強(qiáng)度等級等因素，本設(shè)計(jì)選取梁的截面為：梁：250mmx500mm梁：250mmx500mm橫梁邊跨梁:250mmx500mm橫梁中跨梁:200mmx400mm3柱截面設(shè)計(jì)框架柱的截面尺寸一般由最小構(gòu)造、模數(shù)、剪跨比、軸壓比要求決定。在本設(shè)計(jì)中剪跨比不起控制作用，可不考慮。查《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)6.3.5可知，柱截面的寬度和高度不宜小于400mm。截面長邊與短邊的邊長比不宜大于3。查《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)6.3.6可知，柱軸壓比限值為0.65。根據(jù)軸壓比按下式估算截面尺寸:A七A式中A^——柱所需截面面積;N——柱組合的軸壓力設(shè)計(jì)值;N=PAGn式中P——考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù)，取1.3；A——按簡支狀態(tài)計(jì)算的柱的負(fù)載面積，本設(shè)計(jì)中為3.mx(63002+330mm2=2m18.81G——折算在單位建筑面積上的重力荷載代表值，可近似取12?16kN/m2，本設(shè)計(jì)取12kN/m2n——驗(yàn)算截面以上樓層層數(shù)；fc——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；L〕——框架柱軸壓比限值。N本設(shè)計(jì)中起控制作用的是底層的中柱

N=pAGn=1.3x18.81x12x7=2054.052kNN2054.052x1000截面尺寸：A>p^==220984.61mm2C訴N^cUSX心選取柱截面尺寸為550mmx550mm=302500mm2>220984.61mm2。第二節(jié)剛度計(jì)算1梁的剛度計(jì)算計(jì)算梁的截面慣性矩時(shí)，對于兩側(cè)有板的中間框架，橫梁截面慣性矩可取梁矩形截面(包括板厚在內(nèi))慣性矩/的2倍，對于僅有一側(cè)有板的橫梁，則取1.5/。梁的計(jì)算過程見表2.1。部位斷面b部位斷面bxh(mxm)跨度L(m)截面慣性矩I0(10-3m4)邊框架梁中框架梁I=1.51(10-3m4)i=ELbL(103kN-m)210(10-3m4).EIi=—^-b-(103kN-m)邊跨梁0.25X0.56.32.603.919.55.226中跨梁0.2X0.43.61.071.6114.092.1418.73表2.1梁的剛度2柱的剛度計(jì)算按D值法計(jì)算柱的剛度的計(jì)算過程見表2.2。I=0.55X0.553^12=0.0076304表2.2柱的線剛度層數(shù)層高(m)(N/mm2)i=EI/h(103kN-m)15.73150042.1662至63.33150072.83273.33150072.832

第三章重力荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算第一節(jié)重力荷載計(jì)算1荷載參數(shù)計(jì)算圖3-1用分層法計(jì)算各層荷載，荷載傳遞簡圖如圖3-1所示，按單向板計(jì)算（實(shí)為雙向板）結(jié)果:圖3-1荷載計(jì)算樓層回載活載【布荷載（：cN/iri.)集匚日荷載（kN-)均布荷教（職如〕樓面恒載橫梁荷載橫墻荷載麹布匯總位置縱梁縱墻柱集中力匯總樓面走廊1二、三層邊跨17.13.12513.533.725二層邊節(jié)點(diǎn)11.87568.434.031114.306257.69.5中跨17.12019.1二層中節(jié)點(diǎn)11.87549.434.03195.30625，四至七層邊跨17.13.12515.535.725三至七層邊節(jié)點(diǎn)11.87568.424.956105.23125中跨17.12019.1三至七層中節(jié)點(diǎn)11.87549.424.95686.23125屋面邊跨193.125022.125屋面邊節(jié)點(diǎn)11.87562.712.47887.053125屋面中跨192021屋面中節(jié)點(diǎn)11.875012.47824.3531252.66重力荷載代表值計(jì)算樓層位置恒載+0.5乂活載屋面：恒載+QX活載總跨度Cm）均布荷載集合（kN）集中荷載集合（kN）匯總Gi(kN)單跨均布（kN/>）?中）節(jié)直集中（kN>1一層邊跨37.525114.3062512.6472.82228.61701.43977.9中跨23.8595.306253.685.86190.61276.471三層邊跨37.525105.2312512.6472.82210.46683.28941.6中跨23.8586.231253.685.86172.46258.32，四至七層邊跨39.525105.2312512.6498.02210.46708.48966.8中跨23.8586.231253.685.86172.46258.32屋面邊跨22.12587.05312512.6278.78174.11452.88577.1875中跨2124.3531253.675.648.706124.31表3-1計(jì)算說明：（1）樓板荷載按單向板（老師要求）傳遞，左右各取板重的一半加到⑤號橫梁上（2）梁上均布荷載邊跨二樓面?zhèn)鬟f荷載+橫梁荷載+橫墻荷載中跨二樓面?zhèn)鬟f荷載+橫梁荷載（3）柱節(jié)點(diǎn)處集中荷載柱節(jié)點(diǎn)上集中荷載二柱子自重（節(jié)點(diǎn)上下柱各取一半長之和）+外（內(nèi)）縱墻+縱梁（4）豎向活載計(jì)算邊跨均布活載二樓屋面均布荷載按單向板傳遞到梁上中跨均布荷載=走廊面均布荷載按單向板傳遞到梁上（屋面無走廊）（5）重力荷載代表值二恒載+0.5X活載屋面重力荷載代表值二恒載+0X活載2框架上的恒載簡圖框架上的恒載由上述所算出的各參數(shù)組合而成，分為二層、三層、四至七層、屋面四種情況，分別如圖3-2、3-3、3-4、3-5所示。整個(gè)框架的受力簡圖如圖3-6所示。圖3-2二層框架恒載受力簡圖

105.23186.231,33.725.1tQfI86.23133.72511105.231I「|「|nii.■-1Ji1111圖3-4四至七層框架恒載受力簡圖105.23186.23]86.231105.23187.053圖3-5屋面層框架恒載受力簡圖圖3-3三層框架恒載受力簡圖圖3-4四至七層框架恒載受力簡圖105.23186.23]86.231105.23187.053圖3-5屋面層框架恒載受力簡圖圖3-6整個(gè)框架的恒載受力簡圖3框架上的活載簡圖框架上的活載只有均布荷載，分為樓面、屋面兩種情況，分別如圖3-7、3-8所示。整個(gè)框架的受力簡圖如圖3-9所示。圖3-7樓面的活載受力簡圖

圖3-8屋面的活載受力簡圖圖3-9整個(gè)框架的活載受力簡圖4框架上的重力荷載代表值簡圖框架上的重力荷載=100%的恒荷載+50%的活荷載（屋面0%活載）。疊加框架上的恒載及活載的一半得整個(gè)框架的重力荷載，如圖3-10所示。

第二節(jié)豎向荷載作用下框架梁內(nèi)力計(jì)算受力分析運(yùn)用sap2000分析得到，首先輸入框架模型，定義截面，邊框架梁繞3軸慣性矩調(diào)整系數(shù)為1.5,中框架梁繞3軸系數(shù)為2,柱子繞3軸系數(shù)為1,定義荷載工況，指定荷載：恒載、活載、重力荷載代表值，分別選擇平面運(yùn)行得出分析結(jié)果數(shù)據(jù)，選擇數(shù)據(jù)如下：1恒載作用下框架梁彎矩（及調(diào)幅）與剪力（表和圖）說明：恒載作用下，彎矩需要調(diào)幅（活載不用）端彎矩調(diào)幅系數(shù)可取0.8,跨中彎矩調(diào)幅系數(shù)取1.2。結(jié)構(gòu)對稱，數(shù)據(jù)只取左邊一半，用于計(jì)算配筋。梁恒載彎瓶I調(diào)幅）及剪力位置邊跨梁（AB）中跨梁（B。左半）左端彎矩跨中彎矩右端彎矩右端萸力左端菌力左端彎矩跨中普矩右端彎矩MlCkN?in)M1X0.8M2CkN?in)M2X1.2M3CkN?in)M3X0.8VI(kN)V2(kN)M4CkN?in)M4X0.8M5CkN?m)M5X1.2M6CkN?m)M6X0.8第1層-99.79-79.8364.1777.00-104.92-83.94107.05-34.38-26.32-21.064.625.54-26.32-21.06弟，層-105.19-84.1560.2972.35-107.03-85.63106.53-34.38-23.92-19.147.028.42-23.92-19.14第J層-111.26-89.0164.6477.57-111.89-89.51112.63-34.38-24.81-19.856.137.35-24.81-19.85第4層-111.53-89.2364.4377.32-112.03-89.62112.61-34.38-24.63-19.716.317.57-24.63-19.71第5層-111.70-89.3664.4277.31-111.85-89.48112.56-34.38-24.66-19.736.287.54-24.66-19.73弟&層-111.29-89.0364.5377.43-112.11-89.69112.66-34.38-24.65-19.726.297.55-24.65-19.72屋面-61.33-49.0743.8252.58-69.93一55.9471.06-37.8-26.56-21.257.468.95-26.56-21.25表3-2恒載作用下框架梁內(nèi)力及彎矩調(diào)幅

圖3-12恒載作用下框架梁剪力圖（kN）

梁活載園矩及藪力位置邊跨梁(AB)中跨梁〔BC左半)左端彎矩跨中彎矩右端彎矩右端熟力左端靠力左端彎矩跨中彎矩右端彎矩Ml(kN*in)M2CkN*in)M3(kN*in)VI(kN)V2(kN)M4CkN*in)M5CkN*in)M6CkN*m)第1層-23.0914.19-23.5324.01-17.10-11.164.23-11.16辱況層-24.9213.52-23.1423.66-17.10-10.754.64-10.75第J層-25.3813.66-22.4823.48-17.10-10.SI4.58-10.81第4層-25.7313.68-22.1623.37-17.10-10.794.60-10.79第S層-25.9913.67-21.9423.30-17.10-10.764.63-10.76弟6.E-25.7413.86-21.8123.32-17.10-10.844.55-10.84屋面-10.085.18-6.107.75-4.79-2.981.33-2.98表3-3活載作用下框架梁內(nèi)力圖3-14活載作用框架梁剪力圖（kN重力荷載代表倩彎矩及感力位置邊蹬梁（AB）中蹬梁（BC左半）左端彎矩跨中彎矩右端彎矩右端剪力左端剪力左端彎矩跨中彎矩右端彎矩Ml3*m)M2CkN*in)M3(kN*id)VI(kN)V2(kN)M4CkN*m)M5CkN*m)M6CkN*m)第1層-111.3171.27-116.71119.06-42.93-31.906.74-31.90,弟Z層-117.6066.99-118.65118.37-42.93-29.309.34-29.30第3.層-123.8971.42-123.19124.39-42.93-30.228.41-30.22第4層-124.3271.23-123.18124.32-42.93-30.038.61-30.03第5層-124.6071.22-122.95124.24-42.93-30.038.61-30.03勇6.E-123.8671.51-123.05124.38-42.93-30.158.49-30.15屋面-62.9742.96-68.8970.63-37.80-26.277.75-26.27表3-4重力荷載代表值梁內(nèi)力圖3-15重力荷載代表值作用框架梁彎矩圖（kNm

圖3-16重力荷載代表值作用框架剪力圖（kN

第四章水平地震荷載作用下的梁內(nèi)力計(jì)算第一節(jié)水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算1樓層重力荷載代表值各樓層的重力荷載代表值采用：恒載.時(shí)+0.5X活載，屋面為：恒載+0X活載。換I算為等效串聯(lián)質(zhì)點(diǎn)系，如左圖4-1,具體計(jì)滴算資料見表4-1。屠職圖4-1m2皆載代表值計(jì)算總跨度（io）篇布荷載集合荷合}中集kN集載<四至七層邊跨

中跨39.52523.85屋面邊跨中跨瞿.1弟21)2525.2525105.2312586.23125E!7.0總跨度（io）荷合}中集kN集載<四至七層邊跨

中跨39.52523.85屋面邊跨中跨瞿.1弟21)2525.2525105.2312586.23125E!7.0第1弟24.35312512.63.612.63.612.63.6技.63.6472.鯊弗.踞472.82%.耶

如8.02

85.8675.62茶.61701.43190.61276.47210.46能3.能172.46258.3221。.46172.46174.旦48.706977.9708.%258.324羽.弱124.31966.8577.1875乎G=977.9+941.6+966.8x4+577.1875=6363.8875kNi=12自振周期計(jì)算基本自振周期采用模型計(jì)算法（MODEL）,輸入恒活載（已用于定義質(zhì)量源）運(yùn)用X平面分析X運(yùn)行，得到周期T1=1.289s,精算周期折減（系數(shù)0.6-0.7）后得結(jié)構(gòu)自振周期T]=0.773s-0.902s,取周期為0.773s。將各層樓面處重力荷載代表值G.作為水平荷載加載結(jié)構(gòu)上（LAFOR_1工況）得到頂點(diǎn)最大位移為AT=0.5072m。估算得到周期為：T=1.<7^U=1x70.^5=507Z0.787估算周期接近sap2000精算周期。所以周期取T=0.773s。3地震影響系數(shù)根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中地震影響系數(shù)a的曲線，設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，I類場地時(shí)：a=0.12，T=0.25s。由于T<T<5T，地震影響系數(shù)按下式計(jì)算：maX'''(TVa1=T門2amaxI■式中y——曲線下降段的衰減指數(shù)，取0.9；阻尼比調(diào)整系數(shù)，取1；T——結(jié)構(gòu)自振周期;Tg——特征周期;amax一地震影響系數(shù)最大值。(025、爵x1x0.12=0.0434經(jīng)計(jì)算，地震反應(yīng)譜如圖4-2所示:圖4-2地震反應(yīng)譜由于T1>'.機(jī)，需計(jì)算附加頂部集中力:5=0.08T+0.07=0.13184結(jié)構(gòu)水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值結(jié)構(gòu)總水平地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值為:F^=aG=%x0.85x￡G=0.0434x0.85x6363.888=234.76kN附加頂部集中力為：AF=5FEk=0.1318x234.76=30.94kN各層水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值：F=G/HiF(1-5)iYGHEknjj

j=1￡GH=5.7x977.9+9x941.6+(12.3+15.6+18.9+22.2)x966.8ii+25.5x577.1875=95475.9(1-5)FEk=(1-0.1318)x234.76=203.82kN屋面:F=5刀?1875x25.5x203.82+30.94=62.36kN795475.9樓面:966.8x22.2,x203.82=45.82kN95475.9966.8x臉x203.82=39.0kN95475.9x15.6x203.82=32.20kN95475.996&8x12.3x203.82=25.39kN95475.9941.6x9x203.82=18.09kN95475.9x5.7F=x203.82=11.90kN195475.9第二節(jié)用sap2000計(jì)算水平地震作用下的內(nèi)力及位移

左霄水平力彎箱及前丈位置邊跨梁（AB）中跨梁〔BC左半）左端彎矩跨中彎矩右端彎矩右端就力左端煎力左端彎矩跨中彎矩右端彎矩Ml(kN*id-)M2CkN*id)M3(kN*in)VI(kN)V2(kN)M4(kN*m)M5(kN*m)M6(kN*C第1層160.6416.78-151.0649.4855.0499.090.02-99.0548弟M層136.9312.83-131.9442.6849.5089.110.02-89.072弟J層120.8011.57-115.8637.5743.4278.170.02-78.1296第4層101.999.76-97.8331.7236.8266.300.02-66.2584第5層79.587.65-76.2824.7428.8651.980.02-51.9342弟6層54.095.16-51.9216.8319.8935.840.04-35.7633屋面29.883.48-27.319.0810.2818.540.03-18.4809表4-2水平地震荷載作用（左震）梁內(nèi)力

圖4-4水平地震荷載作用（左震）框架梁剪力圖（kN右雷水平力彎矩及煎力位置邊蹬梁（AB）中跨梁（EC左半）左端彎矩跨中彎矩右端彎矩右端射力左端煎力左端彎矩跨中彎矩右端彎矩MlCkN*m)M2CkN*id)M3(kN*m)VI(kN)V2(kN)M4CkN*in)M5CkN*m)M6CkN*in)第1層-160.167.26150.76-49.35-55.04-99.050.0299.09第Z.層-136.507.90131.67-42.57-49.50-89.070.0289.11隼3.層-120.356.69115.59-37.45-43.42-78.130.0278.17第4層-101.575.6697.58-31.61-36.82-66.260.0266.30第5層-79.204.3976.04-24.64-28.86-51.930.0251.98弟6..E-53.333.0851.44-16.63-19.89-35.760.0435.84屋面-28.981.0526.79-8.85-10.28-18.480.0318.54圖4-6水平地震荷載作用（右震）框架梁剪力圖（即第五章荷載作用下柱的內(nèi)力計(jì)算由于是鋼筋混凝土全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，所示截面最大內(nèi)力會出現(xiàn)在底層。以上各層配筋與底層一致，下面以底層的梁、柱為例，進(jìn)行抗震內(nèi)力組合與截面計(jì)算。首先，進(jìn)行側(cè)向位移計(jì)算。在sap2000中運(yùn)行水平地震作用，結(jié)果中找到層i間位移。驗(yàn)算公式：—＜一L（5層間位移，h層高）"h）max550層數(shù)層高h(yuǎn)i(m)層間位移累計(jì)(m)層間位移△i(m)Ai/hi限值1層5.70.0070.0070.00121/550-0.001S2層3.30.0110.0040.00123層3.30.0140.0040.00114層3.30.0180.0030.00095層3.30.0200.0030.00006層3.30.0220.0020.00067層3.30.0230.0010.0004表5-1各層層間位移及側(cè)移驗(yàn)算由驗(yàn)算可知，層間位移均符合規(guī)范要求。第一節(jié)框架柱彎矩、剪力及軸力計(jì)算根據(jù)sap2000很容易作出柱的彎矩圖、剪力圖和軸力圖。柱子的內(nèi)力由重力荷載代表值與水平地震作用組合控制，運(yùn)行得出結(jié)果。1.重力荷載代表值作用下柱子的內(nèi)力重力荷載代表值作用下柱軸力、剪力、彎矩位置邊柱怎)中柱⑻N(yùn)1(kN)VI(kN)下Ml(kN*m)±M2(kN*ro)N2(kN)V2(kN)TM3(kN*id)±M4(kN*ro)第1層-1530.35-10.42-20.2739.10-1651.597.0613.18-27.05弟Z層-1298.70-39.87-72.2159.37-1394.3031.9257.75-47.60弟3層-1075.43-36.22-58.2361.30-1146.7626.4041.76-45.37第4層-845.58-37.81-62.5962.18-893.2128.6347.61-46.86第5層-615.67-37.62-62.1462.02-639.7328.0546.28-46.27第&層-385.67-38.32-62.5863.89-386.3228.4246.65-47.14第7層-155.81-37.25-59.9762.97-132.7926.7845.76-42.62

圖5-1重力荷載代表值作用下柱軸力圖（kN）

2水平地震荷載作用下柱子的內(nèi)力水平地震力（左震）作用下柱軸力、懿力、彎矩位置一柱⑴中柱（B）N1CkN)VI(kN)下Ml(kN?id)上M2CkN*id)N2(kN)V2(kN)下M3CkN*id)±M4(kN*id-)第1層212.0854.75204.20-107.8931.7362.78219.32-138.51弟層162.6139.8652.75-78.7726.1771.64111.64-124.78,弟M層119.9339.7358.15-72.9619.3562.8096.27-110.95第4層82.3634.5547.84-66.1713.5055.2583.08-99.23第5層50.6528.3935.81-57.888.3945.3064.90-84.60M6..E25.9120.8721.70-47.184.2733.2243.65-65.96第7層9.0811.156.92-29.881.2120.5021.80-45.85圖5-6水平地震作用下柱彎矩圖（左震（kNm）結(jié)構(gòu)完全對稱，水平地震作用為右震時(shí)軸力與左震正負(fù)相反，剪力與左震正負(fù)相反，彎矩與左震正負(fù)相反，內(nèi)力圖略，計(jì)算數(shù)據(jù)表5-4。水平地震力（右震）作用下;住軸力、萸力、彎矩位置一柱⑴中柱（E）N1(kN)VI(kN)下Ml(kN?id)±M2(kN*id)N2(kN)V2(kN)下M3CkN*id)上M4(kN*it)第1層-211.10-54.54-203.40107.46-32.71-62.69-219.04138.32第3層-161.75-39.80-52.7078.66-27.02-71.56-111.49124.65葦3層-119.19-39.55-57.8472.69-20.09-62.69-96.10110.78第4層-81.74-34.43-47.6665.96-14.12-55.15-82.9399.07第5層-50.13-28.26-35.6257.65-8.91-45.22-64.7784.47弟-25.48-20.93-21.5547.52-4.69-33.17-43.5165.94第7層-8.85-10.55-5.8128.98-1.43-20.16-21.2745.28第六章荷載作用下梁、柱的內(nèi)力組合根據(jù)內(nèi)力組合配筋，由前面數(shù)據(jù)可以得出，在荷載作用下框架梁、柱內(nèi)力最大處為底層桿件，進(jìn)行底層截面配筋用于整個(gè)框架即可滿足設(shè)計(jì)要求，所以后面將組合底層內(nèi)力。第一節(jié)柱內(nèi)力組合1底層柱內(nèi)力組合:柱子內(nèi)力包括軸力、剪力、彎矩，經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)柱子的內(nèi)力組合由重力荷載代表值與水平地震作用的組合控制，組合底層柱及二層柱內(nèi)力，組合如下：1.2X重力荷載代表值效應(yīng)+1.3X水平地震作用效應(yīng)底層柱內(nèi)力組合荷載類型編號邊柱怎）中柱⑻N(yùn)1(kN)VI(kN)下Ml(kN.m)±M2(kN.m)N2(kN)V2(kN)下M3(kN.m)上M4(kN.m)組合系數(shù)重力荷載代表值-1530.35-10.42-20.2739.10-1651.597.0613.18-27.05XI.2③-1836.42-12.5d-24.3246.92-1981.918.4715.32-32.47弛震作用212.0854.75204.20-107.8931.7362.78219.32-138.51XI.3?275.7171.IS265.46-140.2541.2581.61285.11-ISO.07七辰-211.10-54.54-203.4d107.46-32.71-62.69-219.04138.32XI.3⑤-274.44-70.9Ci-264.41139.70-42.52-SI.5d-284.75179.S21，上，目③+(?-1560.7158.6S241.14-93.33-1940.669Ci.08300.y：3-212.53白刀組口2-2110.85-83.40-288.74186.62-2024.43-73.03-268.92147.35表6-1底層柱內(nèi)力組合（左震/右震）2二層柱內(nèi)力組合：二層柱內(nèi)力組合荷載類型編號邊柱⑴中柱（B）N1(kN)VI(kN)下Ml(kN.m)上MZ(kN.m)N2(kN)V2(kN)下M3(kN.m)±M4(kN.m)組合系數(shù)重力荷載代表值-1298.70-39.87-72.2159.37-1394.3031.9257.75-47.60XI.2③-1558.44-47.85-86.6571.25-1673.1538.3169.31-57.11弛震作用162.6139.8652.75-78.7726.1771.64111.64-124.78xi.3?211.3951.8168.58-102.4134.0193.13145.13-162.22七層-161.75-39.80-52.7078.66-27.02-71.56-111.49124.65xi.3⑤-210.28-51.75-68.51102.25-35.12-93.02-144.94162.041..上辰③+(?-1347.053.97-18.07-31.16-1639.14131.44214.43-219.33向刀土莊黃2仁后③+⑤-1768.71-99.59-155.16173.50-1708.28-54.72-75.63104.93表6-2二層柱內(nèi)力組合（左震/右震）第二節(jié)底層梁內(nèi)力組合1底層梁內(nèi)力組合:梁內(nèi)力主要包括剪力、彎矩，經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)梁的內(nèi)力組合由（無地震時(shí)）恒載和活載組合及（有地震時(shí)）重力荷載代表值與水平地震作用的組合共同控制。組合底層梁內(nèi)力，在恒載與活載組合時(shí)候，因?yàn)楹爿d遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于活載，所以起控制作用的是恒載，組合如下，恒載和活載組合=1.35X恒載+0.7X1.4X活載；重力荷載代表值與水平地震作用組合=1.2X重力荷載代表值+1.3X水平地震作用底層梁內(nèi)力組合荷載類型編號邊跨中跨組合系數(shù)Ml(kN.m)M2(kN.m)M3(Mm)VI(kN)V2(kN)M4(kN.m)M5(kN.m)M6(kN.m)恒載-79.8377.00-83.94107.05-34.38-21.065.54-31.59XI.35-107.77103.96-113.32144.51-46.41-28.437.49-42.64活載-23.0914.19-23.5324.01-17.10-11.164.23-11.16x0.7X1.4②-22.6313.91-23.0623.53-16.76-10.934.15-10.93重力荷載代表值-111.3171.27-116.71119.06-42.93-31.906.74-31.90XI.2③-133.5785.52-140.05142.87-51.52-38.288.08-38.28地震作用晨160.6416.78-151.0649.4855.0499.090.02-99.05XI.3?208.8321.82-196.3764.3271.55128.820.02-128.77右震-160.167.26150.76-49.35-55.04-99.050.0299.09XI.3⑤-208.219.43195.98-64.16-71.55-128.770.02128.82組合內(nèi)力1恒+活①+②-130.40117.86-136.37168.04-63.17-39.3611.63-53.582重+左震成+④75.26107.34-336.43207.1920.0490.548.11-167.053重+右震③+⑤-341.7894.9555.9378.72-123.07-167.058.1190.54表6-3底層梁內(nèi)力組合注：表6-3中V1表示邊跨右端剪力，V2表示中跨左端剪力第七章框架配筋計(jì)算第一節(jié)梁配筋計(jì)算1底層梁截面配縱筋設(shè)計(jì)查表知道該抗震設(shè)計(jì)為7度，為二級抗震TOC\o"1-5"\h\z截面尺寸:邊跨b=250mmh=500mmh=465mm跨高比蹌?！?12.6bbb0500\o"CurrentDocument"中跨b=200mmh=400mmh=360mm跨高比°=9bbb0400鋼筋種類梁、柱縱筋：HRB400fk=400N/mm2f=f'=360N/mm2其他鋼筋：HPB300f^=300N/mm2f=f、=270N/mm2混凝土強(qiáng)度等級：混凝土強(qiáng)度等級為C35f=23.Nmm2f=2.20N/mm2f-16.Nmm/=1.57N/mm2根據(jù)規(guī)范，混泥土采用C35<C50時(shí)，21=1，21f=16.7。(1)邊跨跨中抗彎鋼筋，從內(nèi)力組合中選擇較大的組合內(nèi)力，即無地震作用(①+②)的組合Mb=117.86kN?m，縱向受拉鋼筋計(jì)算M=2fbx(h-x)1c02117.86x106=0.131fbhb0216.7x250x4652E=1-<1-2=-\-1x20.日310.141y=1-0.§=-1X50=1410s所以<M117.x6610.

A===757mm2sySfhb00.930x360x465下部鋼筋選鋼筋2C22HRB400，A=760mm2。s(2)邊跨梁左端抗彎鋼筋，由內(nèi)力組合中選擇較大的組合內(nèi)力，即有地震作用的組合(③+⑤)，yre=0.75縱向受拉鋼筋計(jì)算M=W41.78?mMmi=75.2J6Nm抵抗正彎矩：邊跨左支座的正彎矩，直接用2C22HRB400鋼拉通A=76Ghm2可滿足要求。抵抗負(fù)彎矩，按雙筋截面計(jì)算，已知A「=760mm2ygxM—f’A偵郵—a')0.75x341.78x106-360x760x425八RE-y^b0——==0.155fbh2cbb016.7x250x4652&=1-L2s="-1x20.=1550.169y=1-0.罵=-1X50=1690sA=fh0,A=0.169x16.7x250x465+760=1672mm2sfys360左支座上部鋼筋選4C24鋼筋HRB400，A=1809mm2s驗(yàn)算是否滿足二級抗震要求土=N60=0.42>0.30滿足抗震要求。A18096.3.3'梁的鋼筋配置,應(yīng)符合下列各項(xiàng)要求：1梁端計(jì)入受壓鋼筋的混凝土受壓區(qū)高度和有效高度之比,級不應(yīng)大于0.25」二、三級不應(yīng)大于0.35」F77邊跨梁右端抗彎鋼筋取有地震是組合(③+④)M.=-336.k3NmMmi=55.9kNm下部鋼筋2C22鋼筋HRB400下部鋼筋2C22鋼筋HRB400,A=760mm2。s上部鋼筋4C24鋼筋HRB400,A=1809mm2。s驗(yàn)算抵抗正彎矩TOC\o"1-5"\h\zM=Af(h-a')=760x360x425=116.3kN.m>0.75x55.93kN-mRsyb0s驗(yàn)算抵抗負(fù)彎矩&=(A"A=1049x360=0195

fbhb016.7x250x465，以=^1-0.5=0.1sM=afbh2+A，f(h-a')=0.176x16.7x250x4652+760x360x425Rscbb0syb0s=275.2kN.m>0.75x336.43kN.m=252.32kN.m中跨左端抗彎鋼筋取有地震作用組合(③+⑤)M=90.5kNmM.=-167.Ck5Vm抵抗正彎矩下部鋼筋需要A=乎=0.7也90x54=1502mm2sfx(h-a')360x330yb0s下部鋼筋4C14鋼筋HRB400,A=615.8mm2s抵抗負(fù)彎矩，上部鋼筋需要16.7x200x3602YM-fA\h-a')0.75x167.05x106-360x615.8x330a=~b16.7x200x3602sfbh2cbb

得g=1―、：1—2a=1―、.''1—2x0.12=0.128*sY=1—0.56=1—0.5x0.128=0.936s360A=fh0,A=0.128x16.7x200x360,615.8=1043msfys上部鋼筋6C16鋼筋HRB400,A=1206mm2s中跨跨中抗彎鋼筋因?yàn)榭缰袕澗睾苄∮?C14拉通即可2邊跨梁抗剪及箍筋配置360剪力組合由有地震作用控制(+④)V=207.kNyre=0.85(1)按二級抗震要求，按以下公式計(jì)算剪力設(shè)計(jì)值：V=1.2(M：+Mr)/1+V其中：M;=-341.78kN-mM；=55.93kN.m重力均布荷載代表值為37.53kN/m。V=1.2(Mi+Mr)/1+V=1.2x341.78+5'93+1.2x37.53x6.3—0.55=212.5kNbbbnGb6.3—0.552驗(yàn)算截面尺寸：—(0.2pfbh)=—(0.2x1x16.7x250x465)=456.8kN>212.5kNyccbb00.85箍筋加密長度：1.5hb=750mm中較大值，取750mm500mm箍筋最大間距｛h/4,8d,10。｝=$25,176,10。｝.=100mm配箍計(jì)算：AyV—0.42fbh0.85x212.5x103—0.42x1.57x250x465…—sv=reb1bb0==0.66mms1.25fh01.25x270x465選用構(gòu)造配箍最小配雙肢HPB300鋼筋加密區(qū)取A8@100,有A_2A_2xnx82-4甘100=1.01mm>0.66mm滿足受剪承載能力。f1.57-(2)邊跨非加密區(qū)鋼筋，邊跨非加密區(qū)最小配箍率：0.28自=。.28哥=0.163%.此按組合剪力計(jì)算，按以下公式：配箍計(jì)算：A7V-0.42fbh0.85x207.19x103—0.42x1.57x250x465—sv=1_==0.63mms1.25fh1.25x270x465選用HPB300鋼筋，雙肢A8，有A^v=101mm2s==160mm可得間距：0.63，選雙肢HPB300即A8@150。配箍率P=虬=—1^—=0.269%>0.28匕=0.28157=0.163%

svbs250x150f270滿足構(gòu)造要求。3中跨梁抗剪及箍筋配置剪力組合由有地震作用控制(+⑤)V=-123.V=-123.07NYre=0.85匕=1.2(M^+Mr)/1+V^TOC\o"1-5"\h\z其中：M;=-167.(k5V-mMr=90.5kNm中跨重力荷載代表值為23.85kN/mV=1.2(Mi+Mr)/1+V=1.2x167.05+90.54+1.2x23.85x3'6-0.55=145.0kNbbbnGb3.6-0.552剪壓比驗(yàn)算:—(0.2pfbh)=上(0.2x1x16.7x200x360)=282.9kN>145.0kNYRECcbb00.85箍筋加密長度：1.5hb=600mm中較大值，取600mm500mm箍筋最大間距乳/4,8d,100)={100,112,100}=100mm配箍計(jì)算：AYV-0.42fbh0.85x145.0x103—0.42x1.57x200x360—sv=1_0==0.624mms1.25fh01.25x270x360選用構(gòu)造配箍最小配雙肢HPB300鋼筋，加密區(qū)取A8@100,有2v=2xHx82?4=1.01mm>0.624mm滿足受剪承載能力。s100(2)中跨非加密區(qū)箍筋，中跨跨中非加密區(qū)最小配箍率：0.2f=0.*|=0.按63合剪力計(jì)算，按以下公式：AYV-0.42fbh0.85x123.07x103-0.42x1.57x200x360…—sv=1_0==0.47mms1.25fh01.25x270x360選用HPB300鋼筋，雙肢A8，有A、"=101mms=101=2149mm300mm<h=400mm<500mm可得間距0.47^，構(gòu)造當(dāng)s=200mm規(guī)定max，所以選HPB300鋼筋雙肢A8@200。配箍率p=竺v=一101一=0.25%>0.28匕=0.28157=0.163%

svbs200x200f270滿足規(guī)范要求。第二節(jié)柱配筋計(jì)算底層B軸柱（控制作用）設(shè)計(jì)截面尺寸b=550mmh=550mmh=510mm0c0c0柱凈高H=5700-500=5200mmc0材料混泥土f=16.7MPaf=1.57MPaMt=-212.5Nm.組合內(nèi)力:B軸底層柱Mb=300.組合內(nèi)力:B軸底層柱N=-194kN(-2024N43)V=90.0kN（1）軸壓比驗(yàn)算

Nmax=2024.43x103=0.40<0.75滿足要求fbh16.7x550x550c柱底截面縱向配筋(使用的是|M|較大，N較小的組合)對柱底及柱頂截面分別進(jìn)行配筋。二級抗震時(shí)柱底截面彎矩應(yīng)乘以1.5增大系數(shù)Mb=300.93kN.mx1.5=451.40kN.mn=1940.kNc柱計(jì)算長度l=1.0H=5200mm0配筋計(jì)算:M=配筋計(jì)算:M=^40=233mm,eN1940.66ah、m=max(20mm,布)=20mm=253mm，取h=510mm,l=5.2m0.5fA=0.5x16.7x5502=?>1VreN=0.8x1940.66x103=.，l-0=h0.5552一=9初<15'取.2="r1v~°e0IhJd=1+x121400x0.496n=1+一114009.45l-0=h0.5552一=9初<15'取.2="r1v~°e0IhJd=1+x121400x0.496n=1+一114009.452xlxl=1.13對稱配筋A(yù)=A頃=0.8RE0.80.0033Es0.8:3601+0.0033x2x105=0.52UNhafbhc01ccc0按大偏壓計(jì)算：堅(jiān)x1940.66x103=0.331<g=0.5216.7x550x510be=ne+h—a=1.13x253+550—40=520.89mmi2s2A=YRN—以］fbh*(1-0.5&)s^-ef(h—a)y0s0.8x1940.66x103x520.89—16.7x550x5102x0.331x(1—0.5x0.331)360x(510—40)=879mm2按最