徐州格利爾數碼股份公司辦公樓設計土木工程

徐州工程學院成人教育學院畢業(yè)設計(論文)圖書分類號：密級：畢業(yè)設計(論文)徐州格利爾數碼股份公司辦公樓設計THEOFFICEBUILDINGOF

摘要本次畢業(yè)設計題目為“徐州格利爾數碼股份公司辦公樓”。按畢業(yè)設計任務書的要求，此綜合樓共五層，建筑總高度為23.95m，總建筑面積約為3798㎡。本建筑結構均為鋼筋混凝土框架結構，基礎采用人工挖孔灌注樁基礎。本設計抗震設防烈度為7度。工程設計包括兩部分，即建筑設計和結構設計。建筑設計是在查閱相關資料及規(guī)范的基礎上完成了平面（底層，標準層）、正立面、側立面及剖面圖。結構設計采用三水準兩階段的設計方法，包括三部分內容：第一，通過手算進行結構計算。具體內容包括：結構方案和初選截面尺寸；結構計算簡圖及剛度參數計算；荷載計算及結構位移驗算；水平荷載作用下的結構內力分析；豎向荷載作用下的結構內力分析；荷載效應及內力組合；截面設計和構造要求；基礎設計。其中在水平地震作用的計算過程中應用D值法和底部剪力法進行框架結構在水平荷載作用下的內力和側移計算，在計算過程中，充分利用了Excel及結構力學求解器等進行電算，保證了計算的準確性。第二，結構施工圖繪制。在施工圖的繪制過程中，應用AutoCAD軟件進行制圖，繪制結構平面布置圖，基礎平面圖，樁基礎詳圖等。第三，計算機輔助設計與校核。通過應用PKPM軟件對結構進行輔助設計，并與手算結果進行校核，得到橫向框架配筋圖，梁板平法施工圖。關鍵詞：框架結構；結構設計；抗震設計；基礎設計AbstractThegraduationdesigntopicforonetrafficpolicebuildingintegrateddesignAccordingtotherequirementsofgraduationdesign,thebuildingoffivelayers,,buildingatotalheightof23.95m,withatotalconstructionareaofabout3798squaremeters.Thisbuildingstructureforsteelreinforcedconcreteframestructure,basicusingslurry-supportedmachineryintoapilefoundation.Inthispaper，thedistrictseismicfortificationintensityisdesignedfor8degrees.Theengineeringdesignincludestwoparts,namelythearchitecturaldesignandstructuredesign.Architecturaldesignisinaccessrelevantinformationandonthebasisofregulatingtheplane(complete,standardlayer),bottomfacade,sideelevationandsection.Structuredesignusesthreeleveltwostagesofdesignmethods,includingthreeparts:First,byhandcountstructurecalculation.Includingcomponentssectionsize,theloadcalculation,themethodofusingDvaluestructureandequivalentbaseshearmethodunderhorizontalloadsofinternalforceandlateralforcecalculation,theframeworkandsectiondesign(beamandcolumnboard,thereinforcement),foundationdesignEngineeringdesignincludestwoparts,namelythearchitecturaldesignanddesign.Architecturaldesignisinaccessrelevantinformationandonthebasisofregulatingtheplane(complete,standardlayer),bottomfacade,sideelevationandsection.Second,thestructureconstructiondrawings.Specificinclude:theconstructionscheme,constructionschemeandtheprimarysectionsize,Floorstructuredesign,Structurediagramandrigidityparameterscalculation,Theloadcalculationandthestructuraldisplacementcalculation,Underhorizontalloadsofstructuralinternalforceanalysis,Verticalloadstructureinternalforceanalysis,Loadeffectandinternalcombination,Sectiondesignandconstructionrequirements.Third,Basicdesign,Thestructureofdrawing,ThecomputeraideddesignusingPKPM.Keywords:FramestructureStructuredesignSeismicdesignfoundationdesign目錄TOC\o"1-3"\h\u115481.緒論 2171511.1序言 2274401.2建筑設計說明 2201591.2.1總平面設計 26731.2.2平面設計 2129231.2.3剖面設計 3191641.2.4立面設計 3109042.結構設計計算書 4283432.1工程概況 478232.2結構布置及計算簡圖 4265862.3重力荷載計算 9228352.3.1屋面及樓面永久荷載標準值 9221222.3.2屋面及樓面可變荷載標準值 9432.3.3梁、柱、墻、窗、門重力荷載計算 979782.3.4重力荷載代表值 10112932.4框架側移剛度計算 11192982.5橫向水平荷載作用下框架結構的內力和側移計算 14203262.6豎向荷載作用下框架結構的內力計算 19167242.6.1橫向框架內力計算 19182532.6.2橫向框架內力組合 29248392.7截面設計 3751412.7.1框架梁 37124592.7.2框架柱 41221062.7.3框架梁柱節(jié)點核芯區(qū)截面抗震驗算 45237852.8基礎設計 4886832.9樓梯設計 5018014附表 5518180附表1柱側移剛度修正系數 5510113附表2彈性層間位移角限值 556510附表3倒三角形分布水平荷載下各層柱標準反彎點高度比 566509附表4上、下層高不同的修正值和 5610318附表5柱箍筋加密區(qū)的箍筋最小配箍特征值 5724194結論 589485致謝 598426參考文獻 601.緒論1.1序言鋼筋混凝土結構是建筑中一種常見的結構形式。特別是近十多年來，隨著我國經濟建設的迅速發(fā)展，由于生產的需要，這類結構以其造價低，適用范圍廣等優(yōu)點而獲得廣泛的應用。根據活動中心設計規(guī)范和其它相關標準，以及設計要求和提供的地質資料，設計該框架結構。按照先建筑后結構，先整體布局后局部節(jié)點設計步驟設計。結合建筑設計并考慮公共建筑的特點，該建筑采用了框架結構。建筑設計部分包括建筑的平面、立面和剖面設計，主要解決建筑平面布局和立面造型問題，此外對一些細部尺寸進行了設計。結構設計部分主要由內力計算和截面設計組成。內力計算部分首先由基本資料計算水平地震荷載和豎向重力荷載，主要運用了彎矩分配等方法。之后進行荷載組合，并且根據其進行截面設計和計算，主要包括構件截面尺寸設計以及構件配筋設計。本建筑基礎形式選用樁基礎。在設計過程中，根據國家最新規(guī)范和土木工程設計中的各種要求進行計算，并運用AutoCAD和PKPM等制圖軟件進行輔助設計和繪圖。畢業(yè)設計是我們在畢業(yè)前最后的學習和綜合訓練階段，是深化、拓寬、綜合學習的重要過程。因此畢業(yè)設計對提高我們的專業(yè)水平具有十分重要的意義。作為土木工程房屋建筑工程專業(yè)的畢業(yè)設計，采用辦公樓結構設計作為畢業(yè)設計的題目，具有廣泛的應用性。本設計正文包括建筑設計說明部分，結構設計計算書部分。1.2建筑設計說明根據設計任務書中的要求，同時考慮到徐州格利爾數碼股份公司辦公樓的使用功能及建筑物設計要求，進行了建筑平面、立面及剖面設計。其建筑的總長度為60.1m,總的寬度為16.7m。主體結構共5層，層高均為3.9m.主體結構采用現澆鋼筋混凝土框結構。1.2.1總平面設計本設計為徐州格利爾數碼股份公司辦公樓，根據當地的環(huán)境，即建筑地段的大小、形狀、道路交通情況、地形條件、朝向、主導風向、氣候條件等，做出了總平面設計，即設置了功能分區(qū)、組織道路系統(tǒng)、安排出入口及布置綠化和其他附屬設施。1.2.2平面設計本辦公樓是徐州格利爾數碼股份公司辦公樓。因此本設計的原則是：滿足各種功能的前提下，提高技術水平，做到舒適實用。在第一層為方便使用設有休息室和活動室等，其他每層都有檔案室和大、中、小型辦公室和會議室為工作人員提供方便。房間平面中門的最小寬度是由通過人流多少和搬進房間家具設備的大小決定的，房間中窗的大小和位置主要是根據室內采光通風要求來考慮。1.2.3剖面設計根據平面設計進行剖面設計，層數為5層，每層層高都為為3.9m。其中根據層高對樓梯踏步進行了設計。為防止室外雨水流入室內，并防止墻身受潮，設計室內外高差為450mm。1.2.4立面設計結構韻律和虛實對比，是使建筑立面富有表現力的重要設計手法。建筑立面上結構構件或門窗有規(guī)律的重復和變化，給人們在視覺上得到類似音樂詩歌中節(jié)奏韻律變化的感受效果。在本設計中，考慮到建筑的特殊用途，正立面中所有的窗選取同樣的尺寸，給人以特別整齊、莊重的感覺！2.結構設計計算書2.1工程概況本設計為徐州格利爾數碼股份公司辦公樓，建筑面積為3798㎡。其設計依據為：1.氣象條件（1）溫度：冬季采暖室外計算溫度-10℃，夏季最高氣溫35℃。（2）主導風向：常年主導風向為東南風?；撅L壓0.35KN/㎡。（3）基本雪壓:=0.35KN/㎡。（4）年降雨量：650mm；日最大降雨量：87mm；時最大降雨量：56mm；雨季集中在7、8月份。（5）土壤最大凍結深度500mm。2.工程地質條件(1)地形概述：擬建場地地形平緩。(2)勘測場地位于舊房拆遷帶，地勢平緩。鉆探深度范圍內揭露的地層，由上至下可分為四層：①粘土：褐灰～黃褐色，可塑，濕，中密，表層為耕作土，厚度約為0.50m左右，底部漸含砂及鐵錳結核。土質分布均勻，屬中等壓縮性土層。厚度約5.l0m左右。②粉質粘土：黃灰～黃色，可塑，濕，中密，上部含有少量灰白色粘土塊。土質較均勻，分布連續(xù)，屬中等壓縮性土層。厚度約1.80m左右。③粉土：棕黃色～黃色，可塑，含有貝殼碎屑，屬中等壓縮性土層。厚度約3.00m左右。④粉質粘土：黃色，軟塑，飽和，夾粉砂透鏡體和層面粉砂，該層未鉆穿。(3)地下水位：地表以下2.0m，水質對水泥無侵蝕性。3.本工程設防烈度為7度第一組，設計基本地震加速度為0.15g，場地類別為Π類，丙類建筑，地基基礎設計等級為丙級。4.墻體材料選用加氣混凝土中小型砌塊。2.2結構布置及計算簡圖 根據該房屋的使用功能及建筑設計的要求，進行了建筑平面、立面及剖面設計，其標準層建筑平面、結構平面和剖面示意圖分別見圖1、圖2、圖3。主體結構共五層，層高都為為3.9m。填充墻采用300mm厚的加氣混凝土空心砌塊磚砌筑。門為木門，門洞根據門的規(guī)格定出。窗為鋁合金窗，洞口也根據各窗規(guī)格定出。樓蓋及屋蓋均采用現澆鋼筋混凝土結構，樓板厚度取100mm。梁截面高度按跨度的1/12～1/8估算，由此估算的梁截面尺寸見表1，表1中還給出了各層梁的混凝土強度等級。其設計強度:一層采用C35(=16.7N/mm2,ft=1.57N/mm2），其他各層采用C30（=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2）表1梁截面尺寸（mm）及各層混凝土強度等級層次混凝土強度等級橫梁（b×h）縱梁（b×h）次梁（b×h）AB、CD跨BC跨2-5C30300×700300×500300×700300×6001C35柱截面尺寸可根據式估算。由附表1可知該框架結構的抗震等級為二級，其軸壓比限值[]=0.8；各層的重力荷載代表值近似取12KN/m2。由圖2可知邊柱及中柱的負載面積分別為7.8×3.3m2和7.8×4.8m2。由得第一層柱截面面積為邊柱Ac2中柱Ac2如取柱截面為正方形，則邊柱和中柱截面高度分別為500mm和400mm。根據上述計算結果并綜合考慮其它因素，本設計柱截面尺寸取值如下：1～5層500mm×500mm基礎選用樁基礎。圖1建筑平面布置圖圖2結構平面布置圖圖3剖面圖框架結構計算簡圖如圖4所示。取一層柱的形心線作為框架柱的軸線；梁軸線取至板底。2～4層柱高度即為層高，取3.9m;底層柱高度從基礎頂面取至一層板底，即h1=3.9+0.5+0.45=4.85m。圖a橫向框架圖b縱向框架圖4框架結構計算簡圖2.3重力荷載計算2.3.1屋面及樓面永久荷載標準值屋面：30厚細石混凝土保護層22×0.03=0.66KN/㎡4mmSBS改性瀝青防水卷材0.4KN/㎡20厚水泥砂漿找平層20×0.02=0.4KN/㎡100mm厚擠塑聚苯板保溫層0.15KN/㎡100厚鋼筋混凝土板25×0.1=2.5KN/㎡V型輕鋼龍骨吊頂0.25KN/㎡合計4.36KN/㎡1～4層樓面：瓷磚地面（包括水泥粗砂打底）0.55KN/㎡100厚鋼筋混凝土板25×0.1=2.5KN/㎡V型輕鋼龍骨吊頂0.25KN/㎡合計3.30KN/㎡2.3.2屋面及樓面可變荷載標準值上人屋面均布活荷載標準值2.0KN/㎡樓面活荷載標準值2.0KN/㎡屋面雪荷載標準值Sk=μr·s0=1.0×0.35=0.35KN/㎡2.3.3梁、柱、墻、窗、門重力荷載計算梁、柱可根據截面尺寸、材料容重及粉刷等計算出單位長度上的重力荷載；對墻、門、窗等可計算出單位面積上的重力荷載。具體計算過程從略，計算結果見表2。表2梁、柱重力荷載標準值層次構件1邊橫梁0.30.7251.055.5136.114470.811906.722中橫梁0.30.5251.053.9382.5988.605次梁0.30.5251.053.9386.312297.713縱梁0.30.7251.055.5137.3281049.59柱0.50.5251.106.8754.753210452～5邊橫梁0.30.7251.055.5136.114470.811906.722中橫梁0.30.5251.053.9382.5988.605次梁0.30.5251.053.9386.312297.713縱梁0.30.7251.055.5137.3281049.59柱0.50.5251.106.8753.9321045注：1)表中β為考慮梁、柱的粉刷層重力荷載而對其重力荷載的增大系數；g表示單位長度構件重力荷載；n為構件數量。2）梁長度取凈長；柱長度取層高。墻體為300mm厚加氣混凝土空心砌塊，外墻面貼瓷磚（0.5KN/㎡），內墻面為20mm厚抹灰，則外墻面單位墻面重力荷載為0.5＋7×0.3＋17×0.02=2.94KN/㎡內墻為200mm厚加氣混凝土空心砌塊，兩側均為20mm厚抹灰，則內墻單位面積重力荷載為7×0.2＋17×0.02×2=2.08KN/㎡木門單位面積重力荷載為0.2KN/㎡；鋁合金窗單位面積重力荷載取0.4KN/㎡。2.3.4重力荷載代表值集中于各樓層標高處的重力荷載代表值Gi=永久荷載標準值（樓板重+梁重+上下各半層的墻、柱重）+0.5*可變荷載標準值（樓面或屋面活荷載）G6=屋面恒載+50%屋面雪載+屋蓋縱橫梁自重+屋面下半層的柱及墻體自重+女兒墻自重=4.36*6.6*60.1+50%*0.35+2.94+2.08=1202.002KN同理，G5=5575.579KNG4=8647.772KNG3=8647.772KNG2=8647.772KNG1=11149.684KN計算結果如圖5所示：

圖5各質點重力荷載代表值2.4框架側移剛度計算橫向框架側移剛度計算。橫梁線剛度計算過程見表3；柱線剛度計算過程見表4。表3橫梁線剛度計算表類別層次Ec/(N/㎜2)b×h/(㎜×㎜)I0/㎜4l/㎜EcI0/l/N·㎜1.5EcI0/l/N·㎜2EcI0/l/N·㎜邊橫梁2～53.0×104300×7008.575×10966003.898×10105.847×10107.795×101013.15×104300×7008.575×1094.093×10106.140×10108.186×1010走道梁2～53.0×104300×6005.4×10930005.4×10108.100×101010.80×101013.15×104300×6005.4×1095.67×10108.505×101011.34×1010表4柱線剛度計算表層次/mmEc/(N/㎜2)b×h/(㎜×㎜)Ic/㎜4EcIc/l/N·㎜147503.15×104500×5005.208×10103.454×10102～439003.0×104500×5005.208×10104.006×1010圖6C-6柱及與其相連梁的相對線剛度柱的側移剛度按公式計算，式中系數由公式計算。根據梁柱線剛度比的不同，圖2中的柱可分為中框架柱和邊柱、邊框架中柱和邊柱以及樓梯間柱等?，F以第二層C-6柱的側移剛度計算為例，說明計算過程，其余柱的計算過程從略，計算結果分別見表5～表7。第2層C-6柱及與其相連的梁的相對線剛度如圖6所示，圖中數據取自表3和4。由表3和表4可得梁柱線剛度比為===由公式得D==0.46×表5中框架柱側移剛度D值（N/mm）層次邊柱(12根）中柱（6根）3～51.9460.493155824.6420.6992209231953621.9950.499157714.7580.7042225032275212.3700.657120695.6530.80414770233448表6邊框架柱側移剛度D值（N/m）層次A-3、A-9、D-1、D-11B-1、B-11、C-1、C-113～51.4600.422133383.4820.6352007013363221.4960.428135273.5690.6412025913514411.7780.603110774.2400.76013961100152表7樓、電梯間框架柱側移剛度值D（N/m）層次C-4、C-5、C-7、C-8E-4、E-5、E-7、E-83～53.6690.647204491.9460.4931558614414023.7610.653206381.9950.4991577114563614.4680.768141082.3700.65712069104708將上述不同情況下同層框架柱側移剛度相加，即得框架各層層間側移剛度，見表8。表8橫向框架層間側移剛度(N/m)層次12345ΣDi438308603532597308597308597308 由表8可見，=438308/603532=0.73>0.7，故該框架為規(guī)則框架。2.5橫向水平荷載作用下框架結構的內力和側移計算橫向水平地震作用下框架結構的內力和側移計算。1.橫向自振周期計算將折算到主體結構頂層，即1202.002×（1+×）=即第五層結構頂點的假想側移由式，，，計算計算過程見表9。表9結構頂點的假想側移計算層次Gi/kNVGi/kN∑Di/(N/mm)△ui/mmui/mm57043.387043.3859730811.8234.248647.772156913222.438647.77224338.92459730840.7196.128647.77232986.69660353254.7155.4111149.68443956.232438308100.7100.7計算基本周期T1，其中UT的量綱為m，取ψT=0.7,則T1==1.7×0.7×=0.576s2.水平地震作用及樓層地震剪力計算本設計中，結構高度不超過40m，質量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切型為主，故可用底部剪力法計算水平地震作用。結構總水平地震作用標準值計算，即Geq=0.85ΣGi=0.85×(10969.536＋8647.772×35575.579＋1202.002)=37136.868KN因，所以應考慮頂部附加水平地震作用。頂部附加地震作用系數計算如下：各質點的水平地震作用將與代入可得：=4031.58具體計算過程見表10。各樓層地震剪力按公式計算，結果列入表10。表10各質點橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表層次Hi/mGi/KNGiHi/KN·mFi/KNVi/KN23.351202.00228066.750.053213.67213.67520.355575.579113463.030.214862.761076.43416.458647.772142255.850.2681080.462156.89312.558647.772108529.540.205826.472983.3628.658647.77274803.230.141568.453551.8114.7511149.684529610.100403.163954.973.水平地震作用下的位移計算水平地震作用下框架結構的層間位移和頂點位移分別按公式計算，計算過程見表11。表中還計算了各層的層間彈性位移角。各質點水平地震作用及樓層地震剪力沿房屋高度的分布見圖7.圖(a)水平地震作用分布圖(b)層間剪力分布圖7橫向水平地震作用及樓層地震剪力表11橫向水平地震作用下的位移驗算層次Vi/KNΣDi/(N/mm)ui/㎜ui/㎜hi/mm51076.435973081.825.339001/217642156.895973083.623.539001/108332983.365973084.9919.939001/78223551.816035325.8914.9139001/66213954.974383089.029.0247501/582由表11可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第1層，其值為1/582<1/550,滿足最大層間位移角限值的要求，其中[u/h]=1/550由附表2查得。4.水平地震作用下框架內力計算以圖2中軸線橫向框架內力計算為例，說明計算方法，其余框架內力計算從略。框架柱端剪力及彎矩分別按式和，計算，其中取自表5，Σ取自表8，層間剪力取自表10。各柱反彎點高度比按式確定，其中由附表3查得。本設計中底層柱需要考慮修正值，由附表4查得。第2層柱需考慮修正值和，其余柱均無修正。表12各層柱端彎矩及剪力計算層次hi/mVi/KN∑Dij/(N/m）邊柱Di1Vi1y53.91076.435973081558228.081.9460.39743.4866.0443.92156.895973081558256.271.9460.45098.75120.7033.92983.365973081558277.831.9460.497150.86152.6823.93551.816035321577192.811.9950.500180.98180.9814.753954.9743830812069108.92.3700.613200.19200.19層次hi/mVi/KN∑Dij/(N/mm）中柱Di2Vi2y53.91076.435973082209239.814.6420.4569.8785.3943.92156.895973082209279.774.6420.5155.55155.5533.92983.3659730822092110.344.6420.5215.16215.1623.93551.8160353222250130.944.7580.5255.33255.3314.753954.9743830814770133.275.6530.55348.17284.86注：表中M量綱為KN·m,V量綱為KN。梁端彎矩、剪力及柱軸力分別按公式計算。設計為框架柱，那么：

1、先求出節(jié)點彎矩，分配到節(jié)點上的每一個桿件的桿端（包括柱端），得到柱端彎矩；

2、根據柱端彎矩，設柱端剪力為未知數，列桿件力矩平衡方程，求出柱端剪力；

3、根據柱頂兩側梁傳來的梁端剪力和柱頂的上柱柱底軸力之和，就是本柱上端軸力。本柱上端軸力加本柱自重就是本柱下端軸力。其中梁線剛度取自表3，具體計算過程見表13。表13梁端彎矩、剪力及柱軸力計算層次邊梁走道梁柱軸力MlbMrbLVbMlbMrbLVb邊柱N中柱N543.4835.796.612.0149.6049.60333.07-12.01-21.064186.7494.506.642.61130.92130.92387.28-54.62-65.733251.43155.406.661.64215.31215.313143.54-116.26-147.632331.84184.656.678.26255.84255.843170.56-194.52-239.931381.17296.326.6102.65213.87213.873142.58-297.17-279.86注：1）柱軸力中的負號表示拉力。當為左地震作用時，左側兩根柱為拉力，對應得右側兩根柱為壓力。2）表中M單位為KN·m，V單位為KN,N單位為KN，l單位為m。水平地震作用下框架的彎矩圖、梁端剪力圖及柱軸力圖如圖8所示。圖（a）框架彎矩圖（）圖(b)梁端剪力及柱軸力及柱剪力圖（）圖8地震作用下框架的彎矩圖、梁端剪力及柱軸力圖2.6豎向荷載作用下框架結構的內力計算2.6.1橫向框架內力計算1.計算單元?、掭S線橫向框架進行計算，計算單元寬度為7.8m，如圖9所示。圖9橫向框架計算單元由于房間內布置有次梁，故直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的水平陰影線所示，計算單元范圍內的其余樓面荷載則通過次梁和縱向框架梁以集中力的形式傳給橫向框架，作用于各節(jié)點上。由于縱向框架梁的中心線與柱的中心線重合，因此在框架節(jié)點上無集中力矩作用。2.荷載計算(1)恒載計算q1,q,1代表橫梁自重，為均布荷載形式，對第5層KN/mKN/mq2和q,2分別為房間和走道板傳給橫梁的梯形荷載和三角形荷載，由圖所示幾何關系可得P1，P2分別為由邊縱梁，中縱梁直接傳給柱的恒載，它包擴梁自重，樓板重和女兒墻等的重力荷載，計算如下：對2-4層，包括梁自重和其上橫墻自重，為均布荷載，其他荷載計算同第五層，結果為：圖10各層梁上作用的恒載1層(2)活荷載計算活荷載作用下各層框架梁上的荷載分布如圖11所示：圖11各層梁上作用的活載對于第5層同理，在屋面雪荷載作用下對1-4層將以上計算結果匯總，見表14和表15表14橫向框架恒載匯總表層次q1/(kN/m)q，1/(kN/m)q2/(kN/m)q，2/(kN/m)P1/kNP2/kN55.5133.93816.47812.675149.37166.361-412.1693.93812.879.9154.29190.79表15橫向框架活載匯總表層次q2/(kN/m)q，2/(kN/m)P1/kNP2/kN57.8（0.975）6.0（0.75）33.35（4.169）52.25（6.53）1-47.86.033.3552.25按彈性理論設計計算梁的支座彎矩時，可按支座彎矩等效的原則，按下式將三角形荷載和梯形荷載等效為均布荷載P三角形荷載作用時='梯形荷載作用時=（）'其中'=*g、q分別為板面的均布恒荷載和均布活荷載；、分別為短跨與長跨的計算跨度。=0.5*=0.227頂層邊跨荷載等效后的計算簡圖如下圖12荷載等效后的計算簡圖3.內力計算梁端、柱端彎矩采用彎矩二次分配法計算，由于結構和荷載均對稱，故計算時可用半框架。分配系數計算公式：（3.26）其中：為轉動剛度，兩端固支桿，一端固支，一端滑動固支桿n為該節(jié)點所連接的桿件數。由此計算出各個桿件分配系數，標繪于計算簡圖上。彎矩計算過程如圖12，所得彎矩圖如圖13。梁端剪力可根據梁上豎向荷載引起的剪力與梁端彎矩引起的剪力相疊加而得。柱軸力可由梁端剪力和節(jié)點集中力疊加得到，計算柱底軸力還需考慮柱的自重。如表16和表17所列。以恒載作用下的第五層框架A節(jié)點附近桿件來說明彎矩二次分配法的計算過程。均布荷載作用下的固端彎矩計算公式：M=-ql2/12=19.54*6.6=-70.92KNM傳遞系數C=1/2=4i=2i，則==0.661==0.339則=76.92*=46.88KNM=76.92*0.339=24.04KNM。同理可得其他節(jié)點處桿件的彎矩，如下圖所示。CBACBA（a）恒載作用下（b）活載作用下圖13橫向框架彎矩的二次分配法（M單位：）（a）恒載作用下（b）活載（屋面雪荷載）作用下圖14豎向荷載作用下框架彎矩圖表16恒載作用下梁端剪力及柱軸力（KN）層次荷載引起剪力彎矩引起剪力總剪力柱軸力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VC556.515.41-3.39053.1118.815.41202.48229.29200.57227.38470.0813.33-2.70067.3816.0313.33450.96477.77447.53474.34370.0813.33-2.70067.0416.0313.33699.44726.25694.49721.30270.0813.33-2.70067.0416.0313.33974.73974.73941.45968.26170.0813.33-3.04067.0416.3713.331196.061228.721188.411221.07表17活載作用下梁端剪力及柱軸力（KN）層次荷載引起剪力彎矩引起剪力總剪力柱軸力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱==518.14（2.27）4.5（0.56）-1.13（-0.14）017.01（2.13）19.27（2.41）4.5(0.56)50.36(6.30)76.02(9.5)418.144.5-0.67017.4718.814.5101.18(57.12)151.58(85.06)318.144.5-0.67017.4718.814.5152(107.94)227.14(160.62)218.144.5-0.67017.4718.814.5202.82(158.74)302.7(236.18)118.144.5-0.90017.4718.814.5253.64(209.56)378.26(311.74)注：表中括號內數值為屋面作用雪荷載（）、其他層樓面作用活荷載（）對應的內力。以向上為正。圖15恒載作用下梁端剪力及柱軸力圖(KN)圖16活載作用下梁端剪力及柱軸力圖(KN)2.6.2橫向框架內力組合1.結構抗震等級結構的抗震等級可根據結構類型、地震烈度、房屋高度等因素，由《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2010中表6.1.2確定。由規(guī)范可知，本工程的框架為二級抗震等級。2.框架梁內力組合本設計考慮了四種內力組合，即，，，。此外，對于本工程，這種內力組合與考慮地震作用的組合相比一般比較小，對結構設計不起控制作用，故不予考慮。各層梁的內力組合結果見表18，表中SGk,SQk兩列中的彎矩M為經過調幅后的彎矩（調幅系數取0.8）?？缰袕澗卣{幅系數取1.2。圖17均布荷載和梯形荷載下的計算圖形下面以第一層跨梁考慮地震作用的組合為例，說明各內力的組合方法。對支座負彎矩按相應的組合情況進行計算，求跨間最大正彎矩時，可根據梁端彎矩組合值及梁上荷載設計值，由平衡條件確定。由圖14可得若，說明，其中為最大正彎矩截面至支座的距離，則可由下式求解：將求得的值代入下式即可得跨間最大正彎矩值若，說明，則若，則若，則同理，可求得三角形分布荷載和均布荷載作用下的、和的計算公式（圖15）圖18均布荷載和三角形荷載下的計算圖形由下式解得： 同理，可求得三角形分布荷載和均布荷載作用下的、x和的計算公式（圖15）X可由上式解得：本設計中，梁上荷載設計值左震則發(fā)生在左支座右震則發(fā)生在右支座剪力計算：左震右震則表18框架梁內力組合表截面位置內力→←一層A-46.1-13.7381.7324.50-419.81-74.50208.87V67.0417.47102.65-31.89168.28104.91-62.05-17.94296.32-352.83224.99-99.5816.3718.81102.65123.28-76.8945.98-29.91-8.93213.87177.59-239.46-48.3924413.334.5142.58-124.99153.0422.30跨間332.19235.65173.55173.55三層A-24.03-13.75251.43217.33-272.96-48.09162.9167.3817.4761.648.40128.60105.31-62.29-17.22155.4-215.3387.71-98.8616.0318.8161.6482.99-37.2145.57-28.74-6.98215.31180.92-238.93-44.26243.213.334.5143.54-125.93153.9722.30跨間221.9798.34176.57176.57五層A-29.38-10（-1.25）43.4811.45（15.39）-73.34（69.40）-49.2681.5453.1117.01（2.13）12.0143.74（37.05）67.16（60.47）87.55-47.26-15.99（-2）35.79-84.62（-78.33）-14.83（-8.54）-79.1018.819.27（2.41）12.0137.30（29.71）13.88（6.29）49.54-27.96-9.38（-1.18）49.618.98（22.67）-77.75（-73.53）-46.6898.6715.414.5（0.56）33.07-16.35（-18.12）48.14（46.36）24.79跨間19.89-1.317.7617.76注:表中和分別為AB跨河BC跨間最大正彎矩。M以下部受拉為正。一項中括號內的數值表示屋面作用雪荷載時對應的內力。3.框架柱內力組合。取每層柱頂和柱底兩個控制截面，組合結果及柱端彎矩設計值的調整見表2.19～22。在考慮地震作用效應得組合中，取屋面雪荷載的內力進行組合。表19(a)橫向框架A柱彎矩和軸力組合層次截面內力1.35SGk+SQk→←5柱頂36.7312.50(1.56)43.48-9.2181.2362.0961.5881.23-9.2162.09202.4850.36(6.30)12.01184.91209.90323.71313.48209.90184.91323.71柱底-30.04-8.6066.0435.72-101.65-49.15-48.09-101.6535.72-49.15229.2950.36(6.30)12.01210.65235.63359.90345.65235.63210.65359.904柱頂30.048.60120.7-92.56158.4949.1548.09158.49-92.5649.15450.96101.08(57.12)54.62403.53517.14709.88682.66517.14403.53709.88柱底-30.04-8.6098.7569.73-135.67-49.15-48.09-135.6769.73-49.15477.77101.08(57.17)54.62429.27542.88746.07714.84542.88429.27746.073柱頂30.048.60152.68-125.82191.7549.1548.09191.75-125.8249.15699.44152.00(107.94)116.26602.36844.181096.241052.13844.18602.361096.24柱底-30.04-8.60150.86123.93-189.86-49.15-48.09-189.86123.93-49.15726.25152.00(107.94)116.26628.10869.921132.441084.30869.92628.101132.442柱頂30.048.60180.9-155.17221.1049.1548.09221.10-155.1749.15947.92202.82(158.74)194.52783.901188.501482.511421.451188.50783.901482.51柱底-30.87-8.83180.98154.35-222.09-50.50-49.41-222.09154.35-50.50974.73202.82(158.74)194.52809.641214.241518.711453.62969.45809.641518.711柱頂26.647.63200.19-178.96237.4343.5942.65584.58-178.9643.591196.06253.64(209.56)297.17939.751557.861868.321790.371473.27939.751868.32續(xù)表19（a）柱底-13.32-3.82317.09315.15-344.39-21.80-21.331589.82315.15-21.801228.72253.64(209.56)297.17971.101589.221912.411829.561500.99971.101912.41注：表中M以左側受拉為正，單位KN·m，N以受壓為正，單位為KN。一列中括號內的數值為屋面作用雪荷載、其它層樓面作用活荷載對應的內力值。表19(b)橫向框架A柱柱端組合彎矩設計值的調整層次54321截面柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底rRE(∑Mc=nc∑Mb)~136.53200.72144.78179.09237.33276.38259.19222.87430.49rREN~235.63517.4542.88844.18869.921188.51214.241557.861589.22注：表中彎矩為相應于本層柱凈高上、下兩端的彎矩設計值。表20橫向框架A柱剪力組合(KN)層次→←5-17.21-5.40（-2.61）28.0812.14-49.91-10.69-25.8463.834-15.41-4.4156.2744.21-80.15-24.67-25.21102.663-15.41-4.4177.8368.03-103.97-24.67-25.21133.182-15.62-4.4792.8184.34-120.77-25.00-25.56154.671-8.41-2.41108.9110.53-130.14-13.47-13.76203.06注：表中V以繞柱端順時針為正，為相應于本層柱凈高上、下兩端的剪力設計值。表21(a)橫向框架B柱彎矩和軸力組合層次截面內力1.35SGk+SQk→←5柱頂-25.64-8.72(1.09)85.39-112.9064.71-43.33-42.98-112.90-112.90-42.98200.5776.02(9.50)21.06175.20219.01346.79347.11175.20175.20347.11柱底21.006.4069.8795.90-49.4334.7534.1695.9095.9034.75227.3876.02(9.50)21.06200.94244.75382.98379.28200.94200.94382.984柱頂-21.00-6.40155.55-185.00138.54-34.75-34.16-185.00-185.00-34.75447.53151.58(85.06)65.73402.10538.82755.75749.25402.10402.10755.75柱底21.006.40155.55185.00-138.5434.7534.16185.00185.0034.75474.34151.58(85.06)65.73427.84564.55791.94781.42427.84427.84791.943柱頂-21.00-6.40215.16-247.00200.53-34.75-34.16-247.00-247.00-34.75694.49227.14(160.62)147.63590.27897.341164.701151.38590.27590.271164.70柱底21.006.40215.16247.00-200.5334.7534.16247.00247.0034.75721.30227.14(160.62)147.63616.01923.081200.901183.56616.01616.011200.902柱頂-21.00-6.40225.33-257.58211.11-34.75-34.16-257.58-257.58-34.75941.45302.70(236.18)239.93767.631266.691573.661553.52767.63767.631573.66柱底21.055.90225.33257.38-211.3034.3233.52257.38257.3834.32968.26302.70(236.18)239.93793.371292.421609.851585.69793.37793.371609.851柱頂-21.05-5.90284.86-319.29273.21-34.32-33.52-319.29-319.29-34.321188.41378.26(311.74)279.86999.451581.561982.611955.66999.45999.451982.61續(xù)表21（a）柱底10.532.95348.17373.62-350.5717.178.73248.79248.798.851221.07378.26(311.74)279.861030.811612.922026.701092.39674.09674.091097.2注：表中M以左側受拉為正，單位KN·m，N以受壓為正，單位為KN。表21(b)橫向框架B柱柱端組合彎矩設計值的調整層次54321截面柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底rRE(∑Mc=nc∑Mb)~216.52417.66271.58362.6310.44320.29321.73399.01467.03rREN~200.94402.10427.84590.27616.01767.63793.37999.451030.81注：表中彎矩為相應于本層柱凈高上、下兩端的彎矩設計值。表22橫向框架B柱剪力組合(KN)層次→←511.913.88(1.92)±39.8157.12-30.867.7418.0072.87410.773.28±79.77100.80-75.4917.5217.82129.13310.773.28±110.34134.58-109.2717.5217.82172.41210.783.15±130.94157.29-132.0917.3517.70179.7216.651.86±133.27154.99-139.5310.5810.84241.83注：表中V以繞柱端順時針為正，為相應于本層柱凈高上、下兩端的剪力設計值。2.7截面設計2.7.1框架梁這里僅以第一層跨梁為例，說明計算方法和過程，其它層梁的配筋計算結果見表23和表24。1.梁的正截面受彎承載力計算。從表中分別選出AB跨胯間截面及支座截面的最不利內力，并將支座中心處的彎矩換算成支座邊緣控制截面的彎矩進行配筋計算。支座彎矩跨間彎矩取控制截面，即支座邊緣處的正彎矩，由表可求得相應的剪力則支座邊緣處當梁下部受拉時，按T形截面設計，當梁上部受拉時，按矩形截面設計。翼緣計算寬度：按跨度考慮時，；按梁間距考慮時，；按翼緣厚度考慮時，，，此情況下不起控制作用。故取梁內縱向鋼筋選HRB400級鋼（），。下部跨間截面按單筋T形截面計算。因為屬第一類T形截面實配鋼筋4C22（），，滿足要求。將下部跨間截面的4C22鋼筋伸入支座，作為支座負彎矩作用下的受壓鋼筋（），再計算相應的受拉鋼筋，即支座上部說明富裕，且達不到屈服。可近似取實取4C22（）。支座上部實取4C22（），，滿足要求。2.梁斜截面受剪承載力計算跨故截面尺寸滿足要求。梁端加密區(qū)箍筋取4肢8@100,箍筋用HPB235級鋼筋，加密區(qū)長度取1.05m，非加密區(qū)箍筋取4肢8@150，箍筋設置滿足要求?？纾喝袅憾斯拷罴用軈^(qū)取4肢10@100，則其承載力為由于非加密區(qū)長度較小，故全跨均可按加密區(qū)配置。表23框架梁縱向鋼筋計算表層次截面ξ實配鋼筋5支座A-58.53＜05092582C18(509)10.24-76.39＜05093372C18(509)10.24AB跨間28.520.002116.232C18(509)0.24支座Br-63.3＜04023322C18(402)10.34BC跨間12.640.0024632C16(402)0.223支座A-244.600.0075100810783C22(1140)0.880.54-197.13＜010088693C22(1140)0.880.54AB跨間221.220.014813.592C20+1C22(1008)0.48支座Br-204.970.03976010743C22(1104)0.690.55BC跨間144.500.027707.662C22(760)0.421支座A-381.860.03152016844C22(1520)10.76-325.64＜0152014364C22(1520)10.76AB跨間321.380.02013574C22(1520)0.76支座Br-205.700.03976010784C22(1520)0.501.1BC跨間141.720.027707.662C22(760)0.42表24框架梁箍筋數量計算表層次截面梁端加密區(qū)非加密區(qū)實配鋼筋4、81.54570.57-0.219<0雙肢8@100(1.01)雙肢8@150(0.224)98.67487.77-0.021<0雙肢8@100(1.01)雙肢8@100(0.337)2、162.91570.570.25雙肢8@100(1.01)雙肢8@150(0.224243.2487.770.95雙肢10@100(2.36)雙肢10@100(0.787)1、208.87666.330.44四肢8@100(2.01)四肢8@150(0.383)244566.130.89雙肢10@100(2.36)雙肢Φ10@100（0.787）2.7.2框架柱1．剪跨比和軸壓比驗算表25給出了框架柱各層剪跨比和軸壓比計算結果，其中剪跨比λ也可取,注意，表中的，和都不應考慮承載力抗震調整系數。由表25可見，各柱的剪跨比和軸壓比均滿足規(guī)范要求。表25柱的剪跨比和軸壓比驗算柱號層次A柱550046014.3108.3158.72314.174.01>20.10<0.8350046014.3255.67122.321159.894.54>20.35<0.8150046016.7316.57153.112118.964.49>20.55<0.8B柱550046014.3150.5367.2267.924.8720.08<0.8350046014.3329.33158.33821.354.52>30.25<0.8150046016.7425.72182.341374.415.08>20.36<0.82．柱正截面承載力計算以第一層B軸柱為例說明。根據B柱內里組合表，將支座中心處的彎矩換算至支座邊緣，并與柱端組合彎矩的調整值比較后，選出最不利內力，進行配筋計算。B節(jié)點左、右梁端彎矩B節(jié)點上、下柱端彎矩.m,，在節(jié)點處將其按彈性彎矩分配給上、下柱端，即:取20mm和偏心方向截面尺寸的l/30兩者中的較大值，即500/30=17mm，故取=20mm。底層柱計算高度因為，故應該考慮偏心距增大系數η。采用對稱配筋為大偏壓情況再按及相應的M一組計算。，節(jié)點上，下柱端彎矩此組內力是非地震組合情況，且無水平荷載效應，故不必進行調整，且取。因為，故應考慮偏心距增大系數。同理可求得。故為小偏心受壓。按上式計算時，應滿足及，但故按構造配筋，且應滿足，單側配筋率，故選420（）?？偱浣盥剩?．柱斜截面受剪承載力計算上柱柱端彎矩設計值：對二級抗震等級，柱底彎矩設計值：則框架柱的剪力設計值（滿足要求）其中取較大的柱下端值，而且，不應考慮γRE故為將表21查得的值除以0.8，為將表22查得的值除以0.85，與相應的軸力取取柱端加密區(qū)的箍筋選用4肢10@100.由表25可得一層柱底的軸壓比n=0.485，由附表5查的λv=0.107，則最小體積配箍筋率取加密區(qū)箍筋為Asv=78.5mm2則s≤54.14mm。根據構造要求，取加密區(qū)箍筋為410@50，位置及長度按規(guī)范要求確定。取，取1400mm。非加密區(qū)還應滿足s<10d=200mm，故箍筋取410@100，各層柱箍筋計算結果見表26。表26框架柱箍筋數量表柱號層次/mm實配箍筋（）加密區(qū)非加密區(qū)A柱539.03657.8>V231.141072.5<00.545（10.96）（0.64）3128.72657.8>V785.131072.5<00.545（1.37）（0.99）1161.81768.2>V1213.881252.5<00.636（1.37）（0.99）B柱5120.9657.8>V2191072.50.2310.545（0.96）（0.64）3171.82657.8>V737.841072.50.4570.545（1.37）（0.99）1234.88768.2>V1249.311252.50.7260.851（1.37）（0.99）2.7.3框架梁柱節(jié)點核芯區(qū)截面抗震驗算以一層中節(jié)點為例。由節(jié)點兩側梁的受彎承載力計算節(jié)點核芯區(qū)的剪力設計值，因節(jié)點兩側梁不等高，計算時應取兩側梁的平均高度，即本例框架為二級抗震等級，應按式計算節(jié)點的剪力設計值，其中Hc為柱的計算高度，取節(jié)點上，下柱反彎點間的距離，即（左震）剪力設計值因,故取，，，則(滿足要求)節(jié)點核芯區(qū)的受剪承載力按式計算，其中N取二層柱底軸力N=991.71kN和二者中的較小值，故取N=991.71kN。設節(jié)點區(qū)配箍筋為410@100，則故承故載力滿足要求。綜合以上計算結果，繪出橫向框架的配筋圖16（見結構配筋圖）。圖19橫向框架配筋圖2.8基礎設計根據地質勘查報告，采用人工挖空灌注樁基礎，以砂礫層做為樁端持力層。以6軸與B軸相交處豎向力設計值最大.以此柱所對應的基礎為例，說明其設計過程。該結構采用人工挖孔灌注樁，根據可知基礎梁高度為650mm。由地質條件可估算樁長為：L=7.0m(包括擴底高，且插入持力層)，卵石層承載力特征值=400kN/㎡，樁的極限端阻力標準值=2000Kpa。一層柱為500mm×500mm矩形柱，混凝土強度等級選用C35，主筋保護層厚度為70mm。1．?建筑樁基技術規(guī)范?（JGJ94-2008）第5.3.6條，2．?建筑樁基技術規(guī)范?（JGJ94-2008）第5.2.2條，3．?建筑樁基技術規(guī)范?（JGJ94-2008）第5.2.1.1條，故井樁的豎向承載力符合要求。4．樁基礎的配筋。應滿足的要求：(1)截面配筋率取0.3%。(2)配筋長度，端承樁沿樁身長布置。實際配筋選24C18(3)箍筋用螺旋式箍筋，由于本設計處于抗震地區(qū)，因此樁為抗震樁基，樁頂下范圍內采用螺旋式箍筋加密。(4).每隔2m設一道直徑為的焊接加勁箍，此箍為環(huán)形。(5).擴大頭無需另行配筋。圖20樁示意圖2.9樓梯設計在本設計中樓梯間的開間為3900mm，進深為6.6m,采用的混凝土強度等級為一層C35，二層及以上為C30.鋼筋采用HPB235級，樓梯均布荷載采用2.5KN/。1．結構布置踏步板兩邊均與斜梁整體連接，踏步位于斜梁上部，平臺板支撐在兩側墻上的構造柱上，其布置見建筑圖。2．踏步板的計算踏步板的截面尺寸。取一個踏步作為計算單元，如圖18所示，梯段梁尺寸取b×h=150×300mm，踏步尺寸取150mm，280mm：踏步截面平均高度，取計算截面圖21踏步板計算截面的選取荷載計算恒載標準值：踏步自重：20厚水泥砂漿面層：12mm厚紙筋灰板底粉刷：小計活載標準值：總荷載設計值：內力計算配筋計算故踏步板應按構造要求配筋。每個踏步選用3ф6（）3．斜梁的計算（1）荷載計算斜梁自重計算的截面寬度b=150mm，截面高度h為沿水平投影方向的均布荷載為：恒載標準值：踏步板傳來重量鋼管欄桿（約估）0.200KN/m斜梁自重小計活載標準值：總荷載設計值：（2）內力計算圖22斜梁的計算簡圖與內力圖正截面承載力計算因踏步板在斜梁上部，故斜梁可按倒L形截面計算，翼緣寬度斜梁按T形截面進行配筋計算，取取第一類T形截面進行計算選用2A12（），架立筋采用2A10.斜截面受剪承載力計算驗算截面尺寸：由于故截面滿足要求因故可按構造要求配筋，選用。4．平臺梁的計算荷載計算平臺梁的截面尺寸應滿足上、下斜梁的擱置要求，現采用，因平臺板荷載直接傳給兩側橫墻，故不計入，由于上下斜梁等長，斜梁傳來的集中荷載相同。由平臺梁自重：可得均布恒載設計值：斜梁傳來的集中荷載：計算簡圖平臺梁的兩端均擱置于構造柱上，擱置長度，，故取計算跨度。計算簡圖如圖20所示：圖23斜梁的計算簡圖內力計算因靠近支座處的集中荷載對跨中彎矩影響不大，可略去不計；中間兩個集中荷載因位置很靠近，為簡化計算，亦近似認為同時作用于跨度中點。計算支座邊緣處的最大剪力時，顯然，靠近支座處得集中荷載不能忽略不計。計算跨度取靜跨（4）正截面承載力計算平臺梁按的矩形截面計算。選用3A12斜截面受剪承載力計算驗算截面尺寸：由于故截面滿足要求因故可按構造要求配置箍筋，選用。附表附表1柱側移剛度修正系數位置邊柱中柱簡圖簡圖一般層底層固接鉸接附表2彈性層間位移角限值結構類型［θe］鋼筋混凝土框架1/550鋼筋混凝土框架-抗震墻，板柱-抗震墻，框架-核心筒1/800鋼筋混凝土框架抗震墻，筒中筒1/1000鋼筋混凝土框架支層1/1000多、高層鋼結構1/300附表3倒三角形分布水平荷載下各層柱標準反彎點高度比mnK0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.02.03.055-0.050.100.200.250.300.300.350.350.350.350.400.4540.200.250.350.350.400.400.400.400.400.450.450.5030.450.400.450.450.450.450.450.450.450.450.500.5020.7