沈陽市英才小學綜合教學樓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書

本設(shè)計是沈陽市英才小學綜合教學樓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。本設(shè)計采用鋼筋混凝土框架總寬度為33.34m,總建筑面積4720平方米。設(shè)有18個普通教室和多功能教室、微機室等輔助教學房間及行政辦公用房，采用單內(nèi)廊式平面組合。初定梁、柱截面尺寸，樓板的厚度，并驗算是否滿足剛度要求，進行重力荷載計算，水平地震作用下的框架的內(nèi)力分析，水平風荷載作用下框架的內(nèi)力分析，豎向荷載作用下橫向框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析，關(guān)鍵詞：教學樓；柱網(wǎng)布置；框架結(jié)構(gòu)；內(nèi)力組合；配筋計算遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第11頁columnsis4.5m×6.0m.Theheightofeveryflooris3.6mAndthetotalheightofthebuildingsquaremeters.Thereare18ordinaryteachingrrooms,assistantteachingrooms.Thebuildingisdesignedbyshapedandmiddlecorridertyunderhorizontalseismicoftheinternalforcesofframework,underwindloadoftheinternforcesofframework,horizontalfAndthen,Ididthecombinationofinternalforceofhreinforcementofbeams,columns,floorsandfoundationsbythemostdisadvantagecombinationofinternalforce.Followtheweakroofbeamofstrongpostinthedesign,cuttheweakandcurveddesignideastrongly,aKeywords:teachingbuilding,arrangementofcolumns,framework,combinationofinternalforce,calculationofreinforcement 1 11.2混凝土的組成與分類 1 2 2 42.1建筑設(shè)計總說明 42.2設(shè)計原始數(shù)據(jù) 42.3平面設(shè)計 42.4立面設(shè)計 52.5剖面設(shè)計 52.6建筑做法 52.7一些主要構(gòu)造的做法 5 83.1結(jié)構(gòu)設(shè)計說明 83.1.1設(shè)計依據(jù) 83.1.2自然條件 83.1.3設(shè)計荷載 83.1.4一般說明 93.1.5各部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件材料強度等級 93.1.6結(jié)構(gòu)抗震等級 93.2結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 93.2.1框架結(jié)構(gòu)布置 3.2.2估算板、梁、柱的截面尺寸 3.2.3板的厚度h的確定 3.2.4梁的截面尺寸 3.2.5柱的截面尺寸確定 3.3基本假定與計算簡圖 3.3.1基本假定 3.3.2計算簡圖 3.4重力荷載計算 3.4.1屋面及樓面的恒荷載標準值(面荷載) 3.4.2屋面及樓面活荷載標準值(面荷載) 3.4.3各層柱荷載匯總 3.4.5各層門、窗自重匯總 3.5.1重力荷載代表值 3.5.3橫向框架柱側(cè)移剛度D值 3.5.4橫向水平地震作用計算 3.5.6橫向水平地震作用下的框架內(nèi)力計算 3.6.1水平風荷載標準值 3.6.2水平風荷載作用下水平位移驗算 3.7.1計算單元的選取 3.7.2荷載計算 3.7.3豎向恒荷載計算 4 3.7.5豎向荷載作用下梁端剪力、柱軸力的計算 3.8橫向框架內(nèi)力組合 3.8.1結(jié)構(gòu)抗震等級 3.8.2橫向框架梁內(nèi)力組合 3.8.3橫向框架柱內(nèi)力組合 3.9.1荷載設(shè)計值 3.9.3內(nèi)力計算 3.9.4板的配筋計算 3.10梁柱設(shè)計 3.11樓梯設(shè)計8 3.12基礎(chǔ)設(shè)計 3.12.1邊柱柱下獨立基礎(chǔ) 3.12.2中柱柱下獨立基礎(chǔ) 1.緒論大學資源與土木工程學院下發(fā)的12屆畢業(yè)生，綜合教學樓組畢業(yè)設(shè)計任務書。本設(shè)計總建筑面積4720平方米，建筑總高度15.2米，分四層，層高3.6米，柱網(wǎng)4.5×6.0米。根據(jù)功能被分成兩個部分即教學部分和行政部分。此綜合教學樓設(shè)計就采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)做為常用的結(jié)構(gòu)形式之一，其結(jié)構(gòu)體系的特點為：1、建筑平面布置靈活，使用空間大。2、延性及抗震性能較好。3、整體側(cè)向剛度較小，水平力作用下側(cè)向變形較大(呈剪切型)。所以建筑高度4、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞比較嚴重。框架結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑的主要結(jié)構(gòu)形式?？蚣芙Y(jié)構(gòu)使用的主要材料是的鋼筋混凝土，鋼筋混凝土是以混凝土材料為主，并根據(jù)需要配置受力的鋼筋、分布筋、箍筋，彎起筋等。框架結(jié)構(gòu)是由梁，柱，節(jié)點及基礎(chǔ)組成的一種結(jié)構(gòu)形式。框架結(jié)構(gòu)按照結(jié)構(gòu)布置的不同，主要分為橫向框架承重，縱向框架承重及雙向承重三種方案。橫向框架承重方案中，豎向荷載主要由橫向框架承擔，樓板為預制時應沿橫向布置，樓板為現(xiàn)澆時一般設(shè)次梁將荷載傳至橫向框架。橫向框架還要承受橫向的水平地震作用。在縱向框架承重方案中，豎向荷載主要由縱向框架承擔，預制樓板布置方式和次梁設(shè)置方向與橫向承重框架相反。雙向承重方案縱橫向均為主要受力方向。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)充分利用了鋼筋、混凝土間能夠協(xié)同工作的機理，用抗拉強度很高的鋼筋來協(xié)助混凝土抵抗拉應力，大大提高了混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉強度?；炷潦怯赡z凝材料、骨料和水(有些品種的混凝土中可不加水),按適當?shù)谋壤牧戏譃樗嗷炷痢⑹嗷炷?、瀝青混凝土、聚合物混凝土等。1、水泥混凝土又稱普通混凝土(簡稱為混凝土),是由水泥、砂、石和水所組成，另外還常加入適量的摻合料和外加劑。在混凝土中，砂、石起骨架作用，稱為骨料；水泥與水形成水泥漿，水泥漿包裹在骨料表面并填充其空隙。在硬化前，水泥漿起潤滑作遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第2頁用，賦予拌合物一定的和易性，便于施工。水泥漿硬化后，則將骨料膠結(jié)為一個堅實的整體。2、鋼筋混凝土(簡稱RC),是經(jīng)由水泥、粒料級配、加水拌和而成混凝土，在其中加入一些抗拉鋼筋，在經(jīng)過一段時間的養(yǎng)護，達到建筑設(shè)計所需的強度。它應該是人類最早開發(fā)使用的復合型材料之一?；炷林员粡V泛應用于建筑業(yè)，是因為它具有很多優(yōu)點。1、原材料來源廣造價低2、可塑性好3、可調(diào)配性好4、抗壓強度高?；炷恋目箟簭姸纫话銥?0~40Mpa,有的可高達80~120Mpa,適合做結(jié)構(gòu)材料。5、與鋼筋的共同工作性好?；炷翢崤蛎浵禂?shù)與鋼筋相近，受力特點可以互補，且與鋼筋的粘結(jié)力較強，可制成鋼筋混凝土，擴大應用范圍。6、耐久性好?；炷烈话悴恍枰S護、維修及保養(yǎng)。7、耐火性好。混凝土的耐火性遠比木材、鋼材、塑料等好，可經(jīng)數(shù)小時高溫作用仍保持其力學性質(zhì)。但普通混凝土也有不足之處，如自重大，比強度小(單位重量的強度):抗拉強度低，脆性大；受拉時抗變形能力小、容易開裂；導熱系數(shù)大，保溫隔熱性差；硬化較慢，生產(chǎn)周期長等。鋼筋和混凝土是兩種全然不同的建筑材料，鋼筋的比重大，不僅可以承受壓力，也可以承受張力；然而，它的造價高，保溫性能很差。而混凝土的比重比較小，它能承受壓力，但不能承受張力：它的價格比較便宜，但是卻不堅固。而鋼筋混凝土的誕生，解決了這兩者的缺陷問題，并且保留了它們原來的優(yōu)點，使得鋼筋混凝土成為現(xiàn)代建筑物建造的首選材料。1、1824年英國人阿斯普丁(J.Aspdin)發(fā)明硅酸鹽水泥2、年法國人朗姆波(L.Lambot)制造了第一只鋼筋混凝土小船3、1872年在紐約建造第一所鋼筋混凝土房屋遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第3頁4、混凝土結(jié)構(gòu)的開始應用于土木工程距今僅150多年。5、與磚石結(jié)構(gòu)、鋼木結(jié)構(gòu)相比，混凝土結(jié)構(gòu)的歷史并不長，但發(fā)展非常迅速，目前混凝土結(jié)構(gòu)已成為土木工程結(jié)構(gòu)中最主要的結(jié)構(gòu)，而且高性能混凝土和新型混凝土結(jié)構(gòu)形式還在不斷發(fā)展。(1)第一階段—鋼筋混凝土發(fā)明至本世紀初從鋼筋混凝土的發(fā)明至本世紀初，鋼筋和混凝土的強度都比較低，主要用于建造中計算理論：結(jié)構(gòu)內(nèi)力和構(gòu)件截面計算均套用彈性理論，采用容許應力設(shè)計方法。(2)第二階段——從20世紀20年代到第二次世界戰(zhàn)爭前后1928年法國杰出的土木工程師EFreyssnet發(fā)明了預應力混凝土，可以用來建造大計算理論：前蘇聯(lián)著名的混凝土結(jié)構(gòu)專家格沃茲捷夫開始考慮混凝土塑性性能的破損階段設(shè)計法，50年代又提出更為合理的極限狀態(tài)設(shè)計法，奠定了現(xiàn)代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)(3)第三階段：第二次世界戰(zhàn)爭以后至今二戰(zhàn)以后到現(xiàn)在，隨著建設(shè)速度加快，對材料性能和施工技術(shù)提出更高要求，出現(xiàn)裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、泵送商品混凝土等工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。高強混凝土和高強鋼筋的發(fā)展、計算機的采用和先進施工機械設(shè)備的發(fā)明，建造了一大批超高層建筑、大跨度橋梁、特長跨海隧道、高聳結(jié)構(gòu)等大型工程，成為現(xiàn)代土木工程的標志。2.建筑設(shè)計2.1建筑設(shè)計總說明本設(shè)計是根據(jù)遼寧科技大學資源與土木工程學院土木專業(yè)畢業(yè)設(shè)計題目中的教學樓組的任務書的要求進行設(shè)計的。此設(shè)計采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，墻體材料為普通灰沙磚和水泥空心磚，七度抗震設(shè)防(一般學校應該按照八度設(shè)防，但如果剛度分布均勻可按七度設(shè)防),屬于三級框架，乙類建筑。2.2設(shè)計原始數(shù)據(jù)1.場地：沈陽市近郊2.耐久年限：50年3.防火等級：二級4.自然條件：(1)最大凍結(jié)深度：1.2m(2)工程相對標高±0.000m(室內(nèi)地坪)相當于絕對標高27.5m。(3)相對地下水位-5.22m(最高),-6.12m(最低)。(4)本地區(qū)抗震設(shè)計烈度為七度。(5)本地區(qū)最高月平均氣溫24.6℃,極端歷史高溫39℃:本地區(qū)最低月平均氣溫-14.8℃,極端歷史低溫-35℃。(6)風向：夏季主導風向為南風，冬季主導風向為西北風。(7)基本風壓值：(8)基本雪壓值：(9)據(jù)建設(shè)部下發(fā)最新文件樓頂不設(shè)置水箱，城市生活用管網(wǎng)水頭為0.26mP。,足夠生活用水壓，消防用水采用室外消防水池。(10)利用附近鍋爐房的集中供暖，不再單獨設(shè)置。本綜合教學樓采用平面形狀為L形，采用單內(nèi)廊式的平面組合形式，房間布置在走廊兩側(cè)，房間的開間為4.5m,進深為6.0m,走廊寬為2.7m,教學樓總長為77.92m,主教學樓總寬14.7m。根據(jù)設(shè)計任務書的要求，本教學樓共設(shè)了普通教室18間，教師辦公室15間，黨政辦公室13間，史地教室、自然實驗室，多功能教室，音樂教室、體育器材室、微機室、教師閱覽室、學生閱覽室各1間、合班教室1間，每層均設(shè)有男女廁所，廁所均設(shè)有前教學樓內(nèi)設(shè)置樓梯三部，其中門梯的進深為6.0m,兩端部樓梯的開間為3.0m,樓和防火的要求。本設(shè)計為一棟四層的建筑，層高為3.0~4.4m。采用主附體相結(jié)合，做到協(xié)調(diào)統(tǒng)一，立面造型上有很好的節(jié)奏感，再配上裝飾和線條的劃分，給人以美觀、新穎、和諧、的特點。2.5剖面設(shè)計給人以整體的樓梯立面感覺，踏步的布置與層高要求的關(guān)系，還能使室內(nèi)外高差的變化一目了然。2.6建筑做法水泥空心磚，女兒墻采用MU15礦渣磚，砌筑砂漿采用M5混合砂漿。2.7一些主要構(gòu)造的做法20m厚1:3的水泥砂漿找平層2%的水泥爐渣(找坡)最薄處20mm,最厚處170mm100mm鋼筋混凝土板遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第6頁20mn厚混合砂漿天棚抹底3.墻體；外內(nèi)墻厚度分別為370mm、240nn。一層內(nèi)外墻墻體采用普通灰砂磚，其他墻體采用水泥空心磚，女兒墻采用MU15礦渣磚。外墻裝飾：彩色涂料涂面。內(nèi)墻裝飾：乳膠漆墻面，用于走廊，樓梯間；釉面磚墻面，用于衛(wèi)生間；水泥砂漿粉刷，用于踢腳線暗柱。4.廁所(從上到下):白色面磚20mm厚1:3水泥砂漿找平層30mm厚細石混泥土二氈三油防水層20nn厚1:3水泥砂漿表面壓光100mn厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板20mn厚混合砂漿刮大白5.基礎(chǔ)：邊柱基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土柱下獨立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深1.4m。(2)180厚鋼筋混凝土樓梯板；30nn厚水磨石面層；20mm厚的水泥砂(3)防滑條6mm厚鋼條防滑條。(4)素土夯實；(5)勒腳采用1:3水泥砂漿抹面，高度為600mm;(6)踢腳采用1:2水泥砂漿10mn厚。10.L形拐角處，設(shè)置抗震縫和伸縮縫，二縫合一。11.圖上未注明和本表未說明者，均按國家有關(guān)規(guī)范及該地區(qū)有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第8頁3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計說明1.本設(shè)計是根據(jù)統(tǒng)一下發(fā)的09屆土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計題目中綜合教學樓組的畢4.本地區(qū)抗震設(shè)計烈度為七度。5.本地區(qū)最高月平均氣溫24.6℃,極端歷史高溫39℃,本地區(qū)最低月平均氣溫1.屋面活荷載：q=0.5kN/m2。3.廁所活荷載：,=2.0kN/m2。4.走廊、門廳、樓梯活荷載：a,=2.5kN/m2。3.1.4一般說明重方式；3.框架填充墻底層外墻采用普通灰砂磚，Mu15規(guī)格240mm×115mm×53mm,重度2.框架梁、柱縱向受力鋼筋采用HRB335級熱軋鋼筋，梁、柱的箍筋和現(xiàn)澆板中3.樓梯采用C25級混凝土、受力鋼筋采用HPB335級鋼筋，其他采用HPB300級鋼筋；4.基礎(chǔ)采用C20級混凝土，基礎(chǔ)下鋪100mm厚C15混凝土墊層，其中受力筋采用設(shè)防。3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算縱橫向的框架承重體系。為滿足抗震要求，做到強柱弱梁，強剪弱彎、強節(jié)點強錨固的原則，對承重的框架遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第10頁的梁、柱、板按彈性理論計算與配筋，同時為了提高框架的延性，對梁的支座彎矩進行框架的內(nèi)力計算中，對水平荷載及豎向荷載引起的內(nèi)力分別采用D值法和彎矩二次該建筑為辦公樓，建筑平面布置靈活，有較大空間，設(shè)計成現(xiàn)澆整體式框架結(jié)構(gòu)體系，根據(jù)建筑使用功能和框架結(jié)構(gòu)體系布置原則，采用如圖3.1所示結(jié)構(gòu)平面布置。由經(jīng)驗公式和經(jīng)驗數(shù)據(jù)，初步確定板、梁、柱的截面尺寸如下：3.2.3板的厚度h的確定由經(jīng)驗公式h=1/50×L=1/50×6000=120mm;又根據(jù)最小厚度不小于80mm要求，又結(jié)合工程實際，取h=120mm。3.2.4梁的截面尺寸1.框架橫梁的截面高h的確定h-(1/8~1/12)L=(1/8~1/12)×6000=750~500mm,取h=600mm<滿足要求。2.框架橫梁截面高h的確定h-(1/8~1/12)L=(1/8~1/12)×2700=33.框架縱梁(邊)截面高h的確定4.框架縱梁(中)截面高h的確定；取h-400mm;5.梁截面寬h=(1/2~1/3)L=(1/2~1/3)×600=300~200mm,取h=250mm。根據(jù)前面的估算和梁所在的位置的不同，確定梁的截面形狀和尺寸如圖3.2所示：(a>x架怕(中量clo>射姚密(中圖3.2梁的截面形狀和尺寸表3.1梁截面尺寸(mm)及各層混凝土強度等級混凝土強度等級橫梁(b×h)級梁(b×h)框架橫梁走道橫梁邊縱梁內(nèi)縱梁250×600(中)250×600*(邊)250×400(中)250×400*(邊)積分別為4.5×3.0和4.5x4.35。則由得柱截面面積為：根據(jù)上述計算結(jié)果并綜合考慮其它因素，本設(shè)計中各層柱截面尺寸取值不變，均為400mm×400mm,滿足抗震構(gòu)造要求。3.3基本假定與計算簡圖3.3.1基本假定1.平面結(jié)構(gòu)假定：該工程平面為正交布置，可認為每一方向的水平力只由該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承擔，垂直該方向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)不受力；2.由于結(jié)構(gòu)體型規(guī)整，結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下不計扭轉(zhuǎn)的影響。在以上基本假定的前提下，將空間框架結(jié)構(gòu)分解成縱向和橫向兩種平面體系，由于時間關(guān)系，只進行橫向框架內(nèi)力計算和配筋計算，縱向框架按橫向框架的計算結(jié)果配筋，保證安全，但不經(jīng)濟。3.3.2計算簡圖1.取柱的形心線作為框架柱的軸線：2.梁的形心線作為框架梁的軸線；3.梁軸線取至板底，2~4層柱高度即為層高取為柱高，取為3.6m;底層柱高度從基礎(chǔ)頂面取至一層板底，即取h=3.6+0.6+0.2=4.4m:4.梁與柱、柱與基礎(chǔ)節(jié)點為剛接。計算簡圖如圖3.3所示：遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第13頁88面3.4重力荷載計算1.屋面荷載(不上人屋面，自上而下)2%的水泥爐渣(找坡)最薄處20mm,最厚處170mm0.17×14=2.38kN/m220mm厚混合砂漿天棚抹底0.020×17=0.34kN/m22.樓面1:3水泥砂漿找平層20mm0.020×20=0.4KN0.100×25=2.5kn/m2屋面恒荷載標準值：∑g3.79KN/m3.屋面及各層樓面恒荷載標準值總重各層樓梯恒荷載標準值，按樓面恒荷載標準值的1.2倍計算。屋面及各層樓面恒荷載標準值層數(shù)4321標準值(kN)3.4.2屋面及樓面活荷載標準值(面荷載)1.屋面(不上人)屋面荷載為0.5kN/m2;雪荷載為0.5kN/m2;取二者之中較大者取屋面活荷載：g=0.5KN/m2。教室?guī)詈奢d為2.0kn/m±;走廊、樓梯活荷載為2.5kN/m2;2.屋面及各層樓面的活荷載標準值總重：屋面：0.5×49.5×14.7=363.83kN3.屋、樓蓋活荷載的折減根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》活荷載按樓層的折減系數(shù)，將折減后屋蓋、各層樓蓋的活荷載自重匯總列表3.3所示。43213.4.3各層柱荷載匯總各層柱的截面尺寸均為400mm×400mm;各層柱的自重線荷載標準值為：0.4×0.4×25=4kN/m。層次截面線荷載(kN/m)根數(shù)每根重(kN)4143.4.4各層梁.柱自重標準值匯總梁柱類型Yβgn走道橫梁柱1走道橫梁柱門窗編號面荷載數(shù)量51玻璃幕墻11.女兒墻女兒墻高度為500mm,采用240×115×53的普通礦渣磚，比重為18.5kN/m',雙面抹灰，其單位面積荷載標準值計算如下：2.2~5層墻體(1)外縱墻、外橫墻計算均采用370mm厚水泥空心磚，比重為10.3kN/m3,雙面抹灰，其單位面積荷載標遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第17頁49.5×3.6+40.5×3.6+14.7×3.6×2-18×3.6×2.1-2×1.8×1.(2)內(nèi)橫墻計算：均采用240mm厚水泥空心磚，重度為10.3xN/m3,兩面抹灰，其單位面積荷載標均采用240mm厚水泥空心磚，重度為10.3kN/m3,兩面抹灰，其單位面積荷載標準值同內(nèi)橫墻。(3.6-0.5)×2×(49.5-9)-12×1.0×2.4-5×1.5×2.4-2.3.一層墻體計算(1)外縱墻、外橫墻計算均采用370mm厚灰砂磚，比重為18kN/m3,雙面抹灰，其單位面積荷載標準值如2×(4.4-0.6)×49.5+14.7×(4.4-0.6)×2-5×1.5×2.4-2×1.8×1.0-18×3.6×(2)內(nèi)橫墻計算均采用240mm厚水泥空心磚，比重為10.3kN/m3,雙面抹灰，其單位面積荷載標內(nèi)橫墻面面積為：12×6.0×(4.4-0.6)=273.6m2內(nèi)縱墻面面積為：2×(4.4-0.6)×(49.5-9)-12×1.0×2.4-5×1.5×2.4-1.8×2.各層墻體自重標準值匯總層次墻體墻厚(mm)面積(m2)面荷載(kN/m2)重量(kN)女兒墻外墻內(nèi)橫墻內(nèi)縱墻玻璃幕墻1外墻內(nèi)橫墻內(nèi)縱墻3.4.7各層恒荷載標準值匯總構(gòu)件屋、樓蓋重柱重墻重門、窗重女兒墻重4302010遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第19頁集中在個樓層標高處的各質(zhì)點重力荷載代表值包括：屋、樓蓋自重標準值；梁自重標準值；50%屋、樓面承受的活荷載標準值；上下個半層墻、柱、門窗等自重標準值之如圖3.4所示：各樓層的重力荷載代表值計算如下：G4=女兒墻+樓蓋重+框架梁重(墻重+柱重+門、窗重)+50%樓蓋活荷載重=259.38+4809.7+1278.24+1/2×(3104.19+728.64+136.584)+0.G3■樓蓋重+框架梁重+墻重+柱重+門、窗重+50%樓蓋活荷載重=2757.79+1007.728+3104.19+728.64+136.584+0.5×G,=G?=樓蓋重+框架梁重+墻重+柱重+門，窗重+50%樓蓋活荷載重G,=樓蓋重+框架梁重+50%樓蓋活荷載重(墻重+柱重+門、窗重=2757.79+1007.728+1/2×(4198.67+890.56+91.584)+1/2×(3104.19+728.64+0.5×1455.3=9068.282kN質(zhì)點43213.5.2橫向框架梁、柱的線剛度E.=3.0×10N/mm2。在框架結(jié)構(gòu)中，對于現(xiàn)澆的樓面，樓面可以做為梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，見效框架的側(cè)移。為了考慮這一影響，在計算梁的截面慣性矩時，對現(xiàn)澆樓面的邊框架梁??；,=1.5i,對中框架梁?。?2.0;。1.橫梁線剛度計算采用如下計算公式：,計算結(jié)果見下表3.10所示：表3.10橫梁線剛度計算表)中梁遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第21頁2.柱線剛度計算計算結(jié)果見下表3.11所示：1采用公式：D-a計算，并求出每層的ZD,在計算中，按照框架在結(jié)構(gòu)平面的位置、柱與連接梁的線剛度(考慮板的約束影響)等因素對柱的數(shù)量進行了統(tǒng)計。1.中間框架柱：邊柱24個，中柱18個。2.角柱：4個各框架柱的抗側(cè)移剛度D值，計算過程分別見表3.12、3.13所示。將上述不同情況下同層框架柱側(cè)移剛度相加，即得框架各層側(cè)移剛度的總和。見表3.14所示。1表3.13邊框架柱、樓梯間框架側(cè)移剛度D值1-3479主43213.5.4橫向水平地震作用計算本設(shè)計中的房屋高度為19.25m,不超過40m,剛度和質(zhì)量沿高度分布均勻，層數(shù)為5層的多層建筑，因此采用底部剪力法進行計算。1.框架橫向自振周期對于重量和剛度沿高度分布均勻的框架結(jié)構(gòu)，可采用頂點位移法計算結(jié)構(gòu)基本自振周期T,對框架填充墻對結(jié)構(gòu)剛度從而對結(jié)構(gòu)周期的影響采用周期調(diào)整系數(shù)y,來折減。結(jié)構(gòu)的頂點位移計算過程見表3.15所示：層數(shù)假想層間剪力Vi各層抗側(cè)移剛各層頂點相對位移各層頂點位)43212.結(jié)構(gòu)的特征周期r,和地震影響系數(shù)的確定α建設(shè)場地Ⅱ類場地，地震烈度為7度，查《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》結(jié)構(gòu)的特征周期T和地震影響系數(shù)α為：3.結(jié)構(gòu)總水平等效地震力F=αG=0.051×297894.頂部附加水平地震作用的計算由于T?=0.583(S)>1.4T,-1.4×0.35-0.49(S),應考慮頂部附加水平地震作用。頂點附加地震作用：△F.=8F=0,117×1519.25=177.75kN5各樓層水平地震作用的計算按底部剪力法求得各質(zhì)點的水平地震作用按式：(1-8,)計算，將上述8和F代入，可得：h總高HG43281∑(a)水平地震作用分布(b)層間剪力分布3,5.5橫向水平地震作用下的側(cè)移計算水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移和頂點位移的計算見表3.17所示：本設(shè)計采用砌體填充墻，規(guī)范允許值為：1.層間位移角：采用砌體填充墻時：(h—第i層柱的層高層高)式中2.頂點位移；采用砌體填充墻時，表3.17橫向水平地震作用下的位移計算表各層間各層抗側(cè)移剛度層間相對位移各層總位移層高h層間位移角頂點位移4321注：表中的各層的間總的抗側(cè)剛度取自表3.14:層間剪力V取自表3.16;從以上計算可知，框架的層間位移角和頂點位移滿足規(guī)范的允許值。采用D值法，考慮了框架節(jié)點轉(zhuǎn)動對柱的抗側(cè)剛度和反彎點高度位置的影響。1.計算單元的選取取結(jié)構(gòu)布置圖中16軸線的一榀橫向框架為計算單元，如圖中陰影部分，其余框架內(nèi)力計算從略，如圖3.6所示。2.計算簡圖地震從左側(cè)方向來時，水平地震和作用下框架的計算簡圖如圖3.7所示。3.各柱反彎點高度計算Y—柱上、下橫梁剛度比不同時的修正值；Y?、Y?—分別是上層層高h和下層層高h下與本層層高h不等時反彎點高度的影響。(yo、Y?、Y?、3的取值詳見相關(guān)的混凝土結(jié)構(gòu)教材)計算過程及結(jié)果見表3.18遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第28頁圖3.6橫向地震作用下計算單元選取圖3.7橫向地震作用下計算簡圖表3.18各柱反彎點高度計算表層高KY4邊柱10…10中柱10……103邊柱101010中柱1010102邊柱10100中柱101001邊柱0中柱0注1:K的數(shù)值取自衣3.12、表3.13;4.各層柱端彎矩標準值的計算各柱剪力計算：柱端彎矩標準值計算：M'V×h;彎矩正負號的規(guī)定：以使柱產(chǎn)生順時針旋轉(zhuǎn)為正，逆時針旋轉(zhuǎn)為負。將計算結(jié)果列于如下表3.19所示。5.梁端彎矩的計算根據(jù)節(jié)點平衡方法，先計算梁端彎矩之和，再按左、右梁的線剛度，將彎矩分配到梁端。節(jié)點左、右梁的彎矩按下式計算：彎矩的正負號規(guī)定：以使梁下部受拉為正，上部受拉為負。則根據(jù)上述計算方法，可做出水平地震作用下框架的彎矩圖，繪圖時，因為框架對稱，因此可以只繪一半，見圖3.8所示。6.梁端剪力的計算(左上右下為正):7.柱軸力標準值(拉為負，壓為正)計算過程和結(jié)果見表3.20所示。繪出框架剪力、柱軸力圖如圖3.9所示。813四634675表3.19水平地震作用下各層柱端彎矩及剪力標準值計算表(使柱產(chǎn)生順時針旋轉(zhuǎn)為正)層次層間剪力邊柱中柱DYMM點DYMM4535251走道梁柱軸力跨度梁左梁右梁端剪力跨度梁左梁右梁端剪力邊柱中柱層次M1M46362616注1:框架橫梁及走道橫梁的梁端彎矩取自圖3.8水平地震作用下彎矩圖；2:梁端剪力以左上右下為正，柱軸力拉為負壓為正：3:柱軸力以壓為正，拉為負。遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第34頁3.6水平風荷載作用下框架的內(nèi)力分析B.值：由于建筑物總高H=15.2m,不過30m,所以p=1.0。查《荷載規(guī)范》得μ值：迎風面μ=0.8,背風面μ=-0.5,B地區(qū)，查表得μ值：第四層μ=1.14,第三層μ=1.04,第二、一層μ=1。取柱網(wǎng)中(10)軸線橫向框架，其負載寬度為4.5m,沿房屋高度的分布風荷載標準Aβ4131281111144321由表可見，風荷載作用下框架的最大層間位移角為1/3089,遠小于1/550=0.0018,滿足規(guī)范要求。采用D值法，考慮了框架節(jié)點轉(zhuǎn)動對柱的抗側(cè)剛度和反彎點高度位置的影響。1.計算單元的選取取結(jié)構(gòu)布置圖中10軸線的一榀橫向框架為計算單元，如圖中陰影部分，其余框架內(nèi)力計算從略，如圖3.10所示。2.計算簡圖風從左側(cè)方向來時，水平風荷載作用下框架的計算簡圖如圖3.11所示。3.各柱反彎點高度計算(yo、1、Y?、3的取值詳見相關(guān)的混凝土結(jié)構(gòu)教材)計算過程及結(jié)果見表3.23遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第36頁圖3.10橫向水平風荷載作用下計算單元選取%%⑥①圖3.11橫向水平風荷載作用下計算簡圖表3.23各柱反彎點高度計算表KYY4邊柱10……10中柱10…103邊柱101010中柱1010102邊柱10100中柱101001邊柱--0中柱-0注I:K的數(shù)值取自表3.12、表3.13:4.各層柱端彎矩標準值的計算各柱剪力計算：彎矩正負號的規(guī)定：以使柱產(chǎn)生順時針旋轉(zhuǎn)為正，逆時針旋轉(zhuǎn)為負。將計算結(jié)果列于如下表3.24所示。5.梁端彎矩的計算根據(jù)節(jié)點平衡方法，先計算梁端彎矩之和，再按左、右梁的線剛度，將彎矩分配到梁端。節(jié)點左、右梁的彎矩按下式計算：彎矩的正負號規(guī)定：以使梁下部受拉為正，上部受拉為負。則根據(jù)上述計算方法，可做出水平風荷載作用下框架的彎矩圖，繪圖時，因為框架對稱，因此可以只繪一半，見圖3.12所示。6.梁端剪力的計算(左上右下為正):7.柱軸力標準值(拉為負，壓為正)計算過程和結(jié)果見表3.25所示。繪出框架剪力、柱軸力圖如圖3.13所示。表3.24水平風荷載作用下各層柱端彎矩及剪力標準值計算表(使柱產(chǎn)生順時針旋轉(zhuǎn)為正)層次層間剪邊柱中柱MMD?M4321走道梁柱軸力跨度梁左梁右梁端剪力跨度梁左梁右梁端剪力邊柱中柱層次MM1M4321注1:框架橫梁及走道橫梁的梁端彎矩取自圖3.12水平風荷載作用下彎矩圖：2:梁端剪力以左上右下為正，柱軸力拉為負壓為正：3:柱軸力以壓為正，拉為負。181802遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第42頁3.7豎向荷載作用下橫向框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算取結(jié)構(gòu)布置圖中(16)軸線的一榀橫向框架做為計算單元，計算單元寬度為4.8m,如圖3.14所示。直接傳給該框架橫梁的屋、樓面荷載如圖中的水平陰影線所示，計算單元范圍內(nèi)的其余荷載則通過縱向框架梁以集中荷載的形式傳給橫向框架，作用于各節(jié)點上(框架柱)。另外，由于縱向框架梁的中心線與柱中心線不重合，因此在框架節(jié)點上，還應作用有集中力矩，本次設(shè)計中，未予以考慮。1.恒荷載計算：恒載的項目包括：(1)均布荷載：屋、樓蓋傳來的荷載(計算中需將梯形或三角形分布的線荷載折算成均布線荷載);梁自重；內(nèi)橫墻自重。(2)集中荷載：女兒墻重；屋、樓蓋傳給縱向框架梁的荷載；框架縱梁重；縱墻(包括門窗)自重等(通過框架縱梁傳來的)。計算過程見表3.26、表3.27所示。2.活荷載計算：(1)均布荷載：屋、樓蓋傳來活荷載(計算中需將梯形或三角形分布的線荷載折算(2)集中荷載：屋、樓蓋傳來活荷載(通過框架縱梁傳來)。計算過程見表3.28、表3.29所示。根據(jù)表3.26表3.29中的數(shù)值，繪出框架在豎向恒載和豎向活載作用下的計算簡圖如圖3.15,圖3.16和圖3.17所示。遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第43頁IEG過圖3.15豎向恒荷載作用下橫向框架計算簡圖3.7.3豎向恒荷載計算層次梁位荷載類型均布線荷載(KNm)4框架橫梁屋面板傳來呈梯形分布荷載：6.61×4.5=29.75折算成均布荷載：g'=(1-2α2+a3)g=梁重走道橫梁梁自重屋面板傳來呈三角形分布荷載：6.61×2.7=17.85框架橫梁樓面板傳來呈梯形分布荷載：3.79×4.517.06折算成均布荷載：g1=(1-2α2+a3)g=梁自重橫墻重走道橫梁梁自重樓面板傳來呈三角形分布荷載：3.79×2.7=10.233的相關(guān)內(nèi)容。層次板重縱梁重縱墻重(包括門窗重)女兒墻重B中間)節(jié)點中縱梁外縱墻內(nèi)縱墻4302010注：以上計算內(nèi)容所涉及到的屋、樓面；梁：墻體：門窗：柱等荷載數(shù)值的來自3.4重力荷載計算部分的相關(guān)內(nèi)容。(kN/m2)均布荷載(kNm)4框架橫梁板傳來折算成均布荷載：g'=(1-2αα)g走道橫梁板傳來框架橫梁版?zhèn)鱽碚鬯愠删己奢d；g'-(-2a2+α)g-走道橫梁板傳來數(shù)值對結(jié)構(gòu)計算影響不大，為了設(shè)計簡便，未進行活載的折減。遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第47頁先6.393dd品827.群28.42i86圖3.16豎向活荷載作用下橫向框架計算簡圖(屋面為活荷載)板傳來的集中荷載(kN)邊節(jié)點中間節(jié)點4b板面活載均布荷載(kNm)4框架橫梁板傳來折算成均布荷載：g'=(1-2α2+a3)=走道橫梁板傳來框架橫梁板傳來折算成均布荷載：g1=(1-2a3+a')g=走道橫梁板傳來折算成均布荷載：注：表中各層屋、樓面活載的標準值應按《荷載規(guī)范》規(guī)定的折減系數(shù)進行折減，本設(shè)計中由于活載較小，折減后數(shù)值對結(jié)構(gòu)計算影響不大，為了設(shè)計簡便，未進行活載的折減。FF板傳來的集中荷載(kN)邊節(jié)點中間節(jié)點3遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第50頁1.恒荷載計算簡圖第四層M1=G1×0.075=6.21kNmM2=G2×0.075=6.69kNm第三，二層，一層M2=G2×0.075=7.39kNm2.可變荷載計算簡圖(屋面為活荷載)第四層遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第51頁M1=p1×0.075=3.92×0.075=0.29kNmMl=p1×0.075=15.62×0.0753.可變荷載計算簡圖(屋面為雪荷載)第四層MI=pl×0.075=3.92×0.075Ml=pl×0.075=15.62×0.075梁端、柱端彎矩的計算采用彎矩二次分配法(也可采用分層法)進行。由于結(jié)構(gòu)和荷載均勻?qū)ΨQ，故計算時可用半邊框架，但計算時，走道梁的線剛度應是原來的2倍，對稱部位的支座為定向滑動支座，如圖3.21(a)(b)(c)所示。以對桿端產(chǎn)生順時針轉(zhuǎn)動者為正，逆時針轉(zhuǎn)動者為負。為計算簡便，對恒載和活載作用下梁的固端彎矩分別列表計算，結(jié)果見表3.32、表層次框架橫梁走道橫梁4注：梁固端彎矩以對桿端產(chǎn)生順時針轉(zhuǎn)動者為正，逆時針轉(zhuǎn)動者為負.層次框架橫梁走道橫梁4注：梁固端彎矩以對桿端產(chǎn)生順時針轉(zhuǎn)動者為正，逆時針轉(zhuǎn)動者為遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第54頁層次框架橫梁走道橫梁4注：梁固端彎矩以對桿端產(chǎn)生順時針轉(zhuǎn)動者為正，逆時針轉(zhuǎn)動者為2.梁、柱轉(zhuǎn)動剛度計算轉(zhuǎn)動剛度：使桿件近端轉(zhuǎn)動單位轉(zhuǎn)角時所需施加的力矩稱為轉(zhuǎn)動剛度，是表示桿端抵抗轉(zhuǎn)動能力的物理量。按下式計算：將計算結(jié)果列于表3.35中。構(gòu)件名稱線剛度轉(zhuǎn)動剛度S相對轉(zhuǎn)動剛度s'梁框架橫梁走道橫梁柱2-4層底層1注1:表中的梁、柱線剛度值取白表3.10和表3.11中：2:相對轉(zhuǎn)動剛度是為了計算彎矩分配系數(shù)方便而計算的，也可不算，直接代入原值。3.彎矩分配系數(shù)的計算作用于某結(jié)點的力矩，將按匯拉于該結(jié)點各桿的轉(zhuǎn)動表示。用將各節(jié)點的彎矩分配系數(shù)計算結(jié)果列于表3.36中。4.傳遞系數(shù)兩端固定：1/2;一端固定，一端鉸支：0;節(jié)點相對轉(zhuǎn)動剛度s'動剛度之和彎矩分配系數(shù)μ左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁4AB-3A-B2AB1A1-B15.豎向荷載作用下框架彎矩計算：用彎矩二次分配法分別計算橫向排架在恒荷載和活荷載作用下的梁、柱彎矩，彎矩分配的計算過程見圖3.22(a)(b)(c)所示。上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁∑遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第57頁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁(b)活載作用下(屋面為活荷載)遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第58頁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁7.梁端彎矩的調(diào)幅：框架結(jié)構(gòu)梁端彎矩較大，配筋較多，因而不便施工。由于超靜定結(jié)構(gòu)具有塑性內(nèi)力重分布性質(zhì)，所以在重力荷載作用下可乘以調(diào)幅系數(shù)，適當降低梁端彎矩。現(xiàn)澆框架，可取β=0.8~0.9,本設(shè)計中取p=0.8,調(diào)幅后的梁端彎矩為圖中括號內(nèi)的數(shù)值：梁端彎矩降低后，跨中彎矩增加。這樣，梁端彎矩調(diào)幅后，不僅可以減少梁的端的8.跨中彎矩的計算是為了保證跨中配有足夠M、M—為調(diào)幅后的梁的支座彎矩標準值。計算結(jié)果列表如3.37、表3.38和表3.39中。梁梁框架橫梁走道橫梁位4321梁位框架橫梁/-6.0m,MM4321梁位框架橫梁I=6.0m·MM43219.彎矩圖繪制豎向恒載和豎向活載作用下彎矩圖如圖3.23(a)(b)(c)所示恐1中6恐1中6子44,46(a)恒載作用下彎矩圖63.82(b)活荷載作用下彎矩圖(屋面為活荷載)圖3.23豎向荷載作用下彎矩圖40公40公5(c)雪荷載作用下彎矩圖(屋面為雪荷載)3.7.5豎向荷載作用下梁端剪力、柱軸力的計算1.梁端剪力計算：v°—為簡支梁均布荷載作用下的梁端剪力。將計算過程分別列表3.40和表3.41中。2.柱端軸力計算：(1)頂層柱：頂層柱上端軸力=梁端剪力+板重+縱梁重(中柱)+女兒墻重(邊柱)頂層柱下端軸力=柱上端軸力+柱自重(2)一般層：一般層柱上端軸力=上層柱下端軸力+梁端剪力+板重+縱梁重+縱墻重(邊柱：外縱墻：中柱：內(nèi)縱墻)一般層柱下端軸力=柱上端軸力+柱自重柱軸力以受壓為正，受拉為負。一榀框架(計算單元)有關(guān)荷載計算如表3.42所示。計算過程和結(jié)果分別列表3,43,表3.44和表3.45中。框架橫梁走道橫梁(1=2.7m,g=13.93kN/m·名=9.17kN/m)v-小|-M:MM4321注1:表中計算的梁端彎矩的數(shù)值取自圖3.22(a)豎向恒載作用下框架彎矩圖；2:梁的彎矩以使梁的下部受拉為正，上部受拉為負(與用彎矩二次分配法計算內(nèi)力時的彎矩符號的規(guī)定不同):3:剪力的方向以左上右下者為正。框架橫梁走道橫梁vMM-:4321注1:表中計算的梁端彎矩的數(shù)值取自圖3.22(b)豎向活載作用下框架彎矩圖：2:梁的彎矩以使梁的下部受拉為正，上部受拉為負(與用彎矩二次分配法計算內(nèi)力時的彎矩符號的規(guī)定不同)。3:剪力的方向以左上右下者為正?？蚣軝M梁走道橫梁次MVMM4321注1:表中計算的梁端彎矩的數(shù)值取自圖3.22(b)豎向活載作用下框架彎矩圖：層次置邊柱中柱柱上=上層柱下端軸力(頂層除外)+梁端剪力墻或女兒墻重(頂層)柱下-柱上+柱自重柱上=上層柱下端軸力+梁端剪力+板重+內(nèi)縱梁重+內(nèi)縱墻重柱下端軸力-柱上端軸力+柱自重44柱下204.97+82.53+12.38+42.01+12.433柱下351.12+80.56+30.78+19412.77+82.22+12,38+42.01+12.47+442柱下525.86+80.64+30.78+19.3620,26+82.14+12.38+42.01+12.471柱下注1:表中計算利用了表3.27、表3.32的相關(guān)荷載數(shù)值；層次置邊柱中柱柱上=上層柱下端軸力(頂層除外)+梁端剪力+板傳來活載重柱上=上層柱下端軸力(頂層除外)+梁端剪力+板傳來活載重44柱下33柱下22柱下1柱下注1:表中計算利用了表3.28、表3.33的相關(guān)荷載數(shù)值；置邊柱中柱柱上=上層柱下端軸力(頂層除外)+梁端剪力+板傳來活載重柱上=上層柱下端軸力(頂層除外)+梁端剪力+板傳來活載重4柱下3柱下2柱下1柱下遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第70頁3.8橫向框架內(nèi)力組合3.8.1結(jié)構(gòu)抗震等級結(jié)果的抗震等級可根據(jù)結(jié)構(gòu)類型，地震烈度，房屋高度等因素確定。該建筑結(jié)構(gòu)類型為框架，地震烈度為7度，建筑高度<30m,查規(guī)范可知，該框架為三級抗震等級。梁內(nèi)力控制截面一般取兩端支座截面及跨中截面。支座樓面內(nèi)力有支座正，負彎矩及剪力，跨中截面一般為跨中正彎矩。本工程為三級框架，只考慮下面四種組合：各層梁的內(nèi)力組合表見后面，表中s,s。兩列中的梁端彎矩M為經(jīng)過彎矩由于框架梁梁端的彎矩較大，配筋較多，但由于超靜定結(jié)構(gòu)具有內(nèi)力重分布的特點，所以在重力荷載作用下可乘以彎矩調(diào)幅系數(shù)，適當降低梁端彎矩，表中的當梁受彎時取0.75,當軸壓比小于0.15的柱的偏壓0.75,當軸壓比不小于0.15的柱的偏壓0.80,各類構(gòu)件受剪偏壓0.85。1.框架橫梁內(nèi)力組合表桿件號跨間跨間內(nèi)力種類MVMMVMVMMV活荷載風荷載右風左風雪荷載右震左震組合一組合二組合三右風左風組合四右震左震桿件號跨間跨間內(nèi)力種類MVMMVMVMMV活荷載風荷載右風左風雪荷載右震左震內(nèi)力組合組合一組合二組合三右風左風組合四右震左震桿件號跨間F2左跨間內(nèi)力種類MVMMVMVMMV活荷載風荷載右風左風雪荷載右震左震組合一組合二內(nèi)力組合三右風左風組合組合四右震左震表3.46(d)框架內(nèi)力組合表桿件號跨間跨間內(nèi)力種類MVMMVMVMMV活荷載風荷載右風左風雪荷載右震左震組合一組合二內(nèi)力組合三右風左風組合組合四右震左震遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第75頁2.橫梁跨間最大正彎矩計算圖3.25均布和梯形荷載下的計算簡圖若遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第76頁圖3.26均布和三角形荷載下的計算簡圖x由下式解得：首先求本設(shè)計第一層DE跨間最大正彎矩：梁上荷載設(shè)計值：q,=1.2×4.16=4.99kN7mq,=1.2×(17.06+0.5×9.0)=25.87KNm遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第77頁右震：M.=0.75×71.93=53.95kN.mEF跨間最大正彎矩：梁上荷載設(shè)計值：q,=1.2×2.77=3.32KN/mq?=1.2×(10.23+0.5×6.75)=遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第78頁M=0.75×58.17=43.63kN.m右震：中跨左右兩端和左震相同再求第二層DE跨間最大正彎矩：EF跨間最大正彎矩：梁上荷載設(shè)計值：q,=1.2×2.77=3.92KN7mq,=1.2×(10.23+0.5×6.75)=16.33KN7m右震：中跨左右兩端和左震相同DE跨間最大正彎矩：q,=1.2×4.16=4.99kN/mq,=1.2×(17.06+0.5×9.0)=25.87KN/mM=0.75×69.39=52.04kN.m=82.84KNM=0.75×73.29=54.97kNmEF跨間最大正彎矩：q,=1.2×2.77=3.32KNima=1.2×(10.23+0.5×6.則M.發(fā)生在左支座M.=0.75×32.45=24.33kN.m遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第82頁右震：中跨左右兩端和左震相同(4)再求第四層DE跨間最大正彎矩：q,=1.2×4.16=4.99kN/ma?=1.2×(29.75+0.5×2.25)遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第83頁EF跨間最大正彎矩：梁上荷載設(shè)計值：q,=1.2×2.77=3.32KN/mq?=1.2×(17.85+0.5×1.35)=10.98x2+3.32x=4.64解得：x=0.52右震：中跨左右兩端和左震相同層次內(nèi)力SSS—→4頂柱頂MN柱底MN3柱頂MN柱底MN2柱頂MN柱底MN1柱頂MNMN層次截面內(nèi)力MM一4柱頂MN柱底MN3柱頂MN柱底MN2柱頂MN柱底MN1柱頂MN柱底MN層次432I截面柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底-一N層次SSS組合(1)—→ 一—→一432其中：組合(1)—1.25c+1.26(S+s)組合(3)——1.35S+So組合(4)—1.2S+1.4S層次截面內(nèi)力S—→4柱頂MNMN3柱頂MNMN2柱頂MN柱底MN1柱頂MN柱底MN續(xù)表3.49(a)橫向框架中柱彎距和軸力組合表層次截面力NM—→一一4柱頂MN柱底MN3MN柱底MN2頂柱頂MN柱底MN1頂柱頂MNMN表3.49(b)橫向框架中柱柱端層次4321截面柱頂柱底柱頂柱底頂柱頂注：表中的彎矩為相應丁本層柱凈高上、下兩端的彎矩設(shè)計值，具體計算過程見3.102框架柱章節(jié)里。層次SS組合組合—→—→4321其中：組合(1)—1.28+1.26(Sa+S)組合(3)—1,35S+S組合(4)—1.25x+1.4S對二層樓板按照板的尺寸的不同各區(qū)格各進行編號，共分四類，即A、B、C、D、格(E、F、G)的計算方法同此。遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第90頁內(nèi)力計算采用彈性理論進行計算荷載設(shè)計值及各支座簡化情況如下：(1)在求各區(qū)格板跨內(nèi)正彎矩時①對稱荷載：g=g+q/2,中間支座為固定支座②反對稱荷載：q=±q/2,中間支座為簡支支座。(2)求支座最大負彎矩時近似假定全板各區(qū)格均滿布，p=q+g,中間支座為固定支座。(3)邊支座的簡化考慮邊支座的實際約束情況，本設(shè)計中，邊支座按固定支座考慮(一般情況下，板與梁連接的簡化成固定支座；直接搭在墻上的，簡化成簡支支座)將各區(qū)格的荷載的層次位置g42房間走廊3.9.2計算跨度(2)邊跨：b=L+b,1。為凈跨，b為梁寬3.9.3內(nèi)力計算借助與雙向板按彈性理論計算內(nèi)力的表格(混凝土結(jié)構(gòu)教材),計算公M=m(表中遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第91頁區(qū)格ABCD中彎矩g+q/2作用下邊界條件A區(qū)格：四邊固定B區(qū)格：四邊固定C區(qū)格：四邊固定D區(qū)格：四邊固定彎矩系數(shù)ml,方向向±q/2作用下邊界條件A區(qū)格：四邊固定B區(qū)格：四邊固定C區(qū)格：四邊固定D區(qū)格：四邊固定彎矩系數(shù)m1。方向l,方向彎矩計算/方向彎矩計算1,方向/,方向支座彎矩g+q作用下邊界條件A區(qū)格：四邊固定B區(qū)格：四邊固定C區(qū)格：四邊固定D區(qū)格：四邊固定彎矩系數(shù)m/方向1。方向彎矩計算1方向1。方向3.9.4板的配筋計算(1)彎矩折減由該樓板四周與梁現(xiàn)澆，故應考慮梁的板的約束產(chǎn)生的有利影響，彎矩設(shè)計值應按①中間跨跨中及中間支座減少20%②邊跨跨中及樓板邊緣算起的第二支座上：當1。/1。<1.5時，減小20%;遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第92頁1.5≤1/t≤2時，減少10%(7為沿樓板邊緣方向的計算跨度，7。為垂直于樓(1)配筋計算③配筋計算公式計算配筋量時，為計算方便，近似取內(nèi)力臂系數(shù)y=0.90-0.95,本設(shè)計中取r,=0.90,則正截面配筋計算④選筋小的配筋面積大小為A,=Ph=0.2%×1000×1000=200mm2,鋼筋面積的計算及遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第93頁M配筋實配AA區(qū)格1方向方向B區(qū)格/方向/。方向C區(qū)格1。方向方向D區(qū)格/方向方向A邊支座(1方向)A邊支座(1。方向)B邊支座(7。方向)C邊支座(1。方向)從梁柱內(nèi)力組合表中分別挑選出跨間截面及支座截面的最不利內(nèi)力，并將支座中心處的彎矩換算為支座邊緣控制截面的彎矩進行配筋計191由梁剪力彎矩內(nèi)力組合表查得：二層：M,=-57.36+25.9×0.2=-確定翼緣計算寬度，(查混凝土設(shè)計I表4.DE跨(梁下部鋼筋):遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第95頁實配鋼筋3φ18(As=763mm2)EF跨(梁下部鋼筋):D支座(上部配筋):M=115.67kNm遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第96頁實配鋼筋3φ18(As=763mm2)E支座左(上部配筋):取M=98.51kNmE支座右(上部配筋):取M=52.18kNm實配鋼筋3φ18(As=763mm2),參見《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》DE跨Vm=1134.98kN取用φ8雙肢箍0.25βfbh=0.25×1.0×11.9×250×565=420.22kN>V=134.98kN加密區(qū)為φ8@100,加密區(qū)長度取1.5h=900mm。EF跨V。=44.55kN取用φ8雙肢箍0.25β.fbh=0.25×1.0×11.9×250×365=271.47kN>V所以箍筋采用φ8雙肢箍、間距200滿足要求；配箍率也滿足要求?？绶羌用軈^(qū)箍筋為φ8@200;加密區(qū)為φ8@100,加密區(qū)長度取1.5h=600mm,走廊跨度小所以全跨加密。3.10.2框架柱1.剪跨比和軸壓比驗算柱號層次MVND421E421注：表中的M°,V,N都不考慮抗震承載力調(diào)整系數(shù)。2、框架柱正截面承載力計算遵循強柱弱梁的設(shè)計原則，為了保證框架柱的受彎承載力大于梁的受彎承載力，避免柱中出現(xiàn)塑性鉸而形成柱鉸型破壞機構(gòu)，需要根據(jù)梁端彎矩對柱端彎矩進行調(diào)整，并與柱端組合彎矩的調(diào)整值比較后，選出最不利內(nèi)力，進行配筋計算。本設(shè)計只計算框架二層中柱和邊柱；(1)中柱配受力鋼筋E節(jié)點左右梁端彎矩：M=Mg=-113.96/0.75+108.17/0.85×0.2=-126.49kNE節(jié)點上下柱端彎矩：∑M=126.49+66=192.49kN.m∑M柱=103.66+84.46=188.12kN.m節(jié)點按彈性彎矩分配給上下柱端，即：對柱的計算長度由《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2010)6.2.4,因水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計值占總彎矩設(shè)計值的75%以下：彎矩中由水平地震作用產(chǎn)生的彎矩59.74/82.33=72.6%<75%由于l/h=4.5×103/400=11.25>5,故應考慮偏心距增大系數(shù)n。5.=0.5f.A/N=0.5×11.9×4002/598790=1.59>1.0,取5.=1.0;e=e,+h/2-a=175.88+400/2-40=364mm對稱配筋再取Nmax以及相應的M進行計算，N=953.67kN;M=29.99kNm;此組內(nèi)力為非地震內(nèi)力情況，且無水平荷載效應，故不必進行調(diào)整，且取由于l6/h=4.5×103/400=11.3>5,故應考慮偏心距增大系數(shù)n。5.=0.5f.AN=0.5×11.9×4002/953670=1.0=1.0,取5,=1.0;7ne,=1.68×45.12=75.8mm<0.3h。=109.5mm,為小偏壓的情況。e=e+h/2-a=1.68×45.12N-ε,fbh。=953.67×103-0.55×11.9×400×365=-1.9×103<0故按構(gòu)造配筋，且應滿足p=0.7%,單側(cè)配筋率p大于0.2%A,=A=0.2%bh=0.2%×400綜上所訴，故配4φ14A,=615mm2據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB500011-2010)6.3.8條，當抗震等級為三級時，柱縱向鋼筋的最小總配筋率，對于中柱和邊柱為0.7%,同時每一側(cè)配筋率不應小0.2%(2)邊柱配受力鋼筋D節(jié)點左右梁端彎矩：M=-131.12/0.75+106.43/0.85×0.2=-149.78kND節(jié)點上下柱端彎矩：對柱的計算長度由《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2010)6.2.4,因水平荷載產(chǎn)生的彎矩設(shè)計值占總彎矩設(shè)計值的75%以下：由此b=1.25×3.6=4.5m,由于l6/h=4.5×103/400=11.3>5,故應考慮偏心距增大系數(shù)n。6.=0.5f.AN=0.5×11.9×4002/559960=1.7>1.0,取5.=1.0;遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第102頁對稱配筋此組內(nèi)力為非地震內(nèi)力情況，且無水平荷載效應，故不必進行調(diào)整；且取由于lb/h=4.5×103/400=11.3>5,故應考慮偏心距增大系數(shù)n。5.=0.5f.AN=0.5×11.9×4002/791210=1.2>1.0,取5=1.0;e=e,+h/2-a=1.31×111.94對稱配筋綜上所訴，按構(gòu)造配筋。故配4φ14A=615mm2據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB500011-2010)6.3.7條，當抗震等級為三級時，柱縱向鋼筋的最小總配筋率，對于中柱和邊柱為0.7%,同時每一側(cè)配筋率不應小0.2%3、框架柱斜截面承載力計算為防止構(gòu)件發(fā)生脆性剪切破壞，宜使構(gòu)件的斜截面的受剪承載里大于構(gòu)件彎曲屈服時實際達到的剪力，以二層柱為例進行計算。(1)中柱配箍筋E柱的上柱和下柱的柱端彎矩設(shè)計值為M'=75.22kNmM"=100.3kNm則框架柱則框架柱的剪力設(shè)計值與V°相應的軸力N=598.8/0.8=748.5kN>0.3f.bh=0.3×11.9×4002/1000=571.2kN二層柱應按構(gòu)造配筋，根據(jù)抗震設(shè)計規(guī)范6.3.12條，柱端加密區(qū)pv不應小于0.4%,二層E柱的軸壓比查表8.3得0.49,查得最小配箍特征值λv=0.09。加密區(qū)選用4肢箍φ8@100,加密區(qū)長度按照規(guī)范要求，取柱頂、底取為非加密區(qū)選用4肢箍φ8@150。(2)邊柱配箍筋D柱的上柱和下柱的柱端彎矩設(shè)計值為M'=57.57kNmM?=79.53kNm則框架柱的剪力設(shè)計值V°相應的軸力N=560/0.8=700kN>0.3fbh=0.3×11.9×4002/1000=571.2kN取N=571.2kN遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第105頁不應小于0.4%,非加密區(qū)選用4肢箍φ8@150。1.取板厚t=(1/25-1/30)=(1/25-1/30)×2700/0.89=121-101mm,取板厚h=120mm。板2.荷載計算：荷載種類荷載標準值(kN/m)恒荷載欄桿(金屬空心)自重水磨石面層踏步樓梯板自重板底抹灰小計活荷載恒荷載分項系數(shù)γ。=1.2;活荷載分項系數(shù)總荷載設(shè)計值P=1.2×6.35+1.4×2.5=11.12kN/m3.內(nèi)力及截面承載力計算：正截面承載力計算板的有效高度h=120-20=100mm,板水平計算跨度!=3.3m,樓梯板兩端與梁的固結(jié)作用，板跨中的最大彎距：選配φ8@100,A=503mm2,配筋率為斜截面承載力計算：V=pl,cosα/2=11.12×1×3.3×0.928/2=由此應按構(gòu)造配筋分布筋選φ8@200。遼寧科技大學本科生畢業(yè)設(shè)計第108頁表3.56梯段板的荷載表荷載種類恒載水磨石面層80mm厚混凝土板板底抹灰小計活載彎矩設(shè)計值：配筋率為分布鋼筋選用φ8@200。設(shè)平臺梁截面尺寸為b×h=250mm×400mm。1.荷載計算：荷載種類荷載標準值(kN/m)恒荷載梁自重0.40×0.25×25=2.5梁側(cè)粉刷0.02×[0.25+(0.40-0.08)×2]×平臺板傳來梯段板傳來小計活荷載總荷載設(shè)計值P=1.2×19.41+1.4×8.13=34.67kN/m2.截面內(nèi)力及承載力計算：內(nèi)力計算：彎矩設(shè)計值正截面受剪承載力計算：選配2φ16,(A,=402mm2)。配筋率為(滿足要求)0.25β.fbh。=0.25×1.0×11.所以箍筋采用φ8雙肢箍、間距200滿足要求；配箍率也滿足要求。因此，DE跨非加密區(qū)箍筋為φ8@200;加密區(qū)為φ8@100,加密區(qū)長度取1.5h=600mm。3.12.1邊柱柱下獨立基礎(chǔ)..選用鋼筋混凝土柱下獨立放坡基礎(chǔ)，選用C20混凝土，HPB300級鋼筋。根據(jù)凍土深度與建筑物對基礎(chǔ)埋深的要求，假定基礎(chǔ)埋深1.4m,假定基礎(chǔ)高度為1.3m,基礎(chǔ)頂面到自然地面的高度為0.2m?；A(chǔ)梁荷載計算框架橫梁梁自重梁自重：0.60×0.25×25=3.75KN/m橫墻重走道橫梁梁自重地平層基礎(chǔ)縱梁重縱墻重(包括門窗重)邊縱梁中縱梁外縱墻內(nèi)縱墻M1=G1×0.075=50.17×0.0G2=內(nèi)縱墻+中縱梁=42.01+12.47=54.48KN層次框架橫梁走道橫梁地平層1.由基礎(chǔ)梁傳來的恒荷載設(shè)計框架橫梁M=-34.98kNmV1=0.5×11.66×(6.0-0.24)=33.58kN邊縱梁M=-3.76kNmG1=50.17kN2.由柱內(nèi)力表查得，作用在柱底的第一組荷載設(shè)計值：M=83.65kNm;N=766.73kN;V=37.62kN。由柱內(nèi)力表查得，作用在柱底的第二組荷載設(shè)計值：M=17.99kNm;N=1067.67kN;V=12N=766.73+50.17+33.58=850.48kN;第二組：M=17.99+33.58+3.76N=1067.67+50.17+33.58=1151.34kN;(1)荷載設(shè)計值的確定由柱內(nèi)力表查得，作用在柱底的荷載設(shè)計值：標準值：M,=89.62kNm;N=629.98kN;V=27.87kN基礎(chǔ)底面尺寸的初步確定基底地基承載力f=f+7r(d-0.5)=190+1.6×17.33×(確定基底面積考慮偏心受壓，將基礎(chǔ)地面增大20%由于考慮到偏心受壓作用影響去基礎(chǔ)底面面積由于b<3m,故不需對。進行寬度修正。故基礎(chǔ)底面尺寸取a×b=2.8×2.2m2驗算基礎(chǔ)底面尺寸取值是否合適所以滿足要求。故基礎(chǔ)底面尺寸a×b=2.8×2.2m2符合要求基地凈反力設(shè)計值基地最大凈反力設(shè)計值初選基礎(chǔ)高度h=1400mm;h.=1300mm(不包含墊層)(2)基礎(chǔ)底面配筋計算：有彎矩方向計算：第二組：M=55.33kNm;N=1151.34kN;V=12.25kN。標準值：M=40.9