舟山某高校教學樓建筑和結構設計【畢業(yè)設計】

1、<p>　　本科畢業(yè)論文(設計)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p>　　Abstract2</p><p><b>　　前言3</b></p><p><

2、b>　　1建筑設計4</b></p><p><b>　　1.1平面設計4</b></p><p>　　1.1.1使用部分房間平面設計4</p><p>　　1.1.2交通聯(lián)系部分設計4</p><p>　　1.2 剖面設計4</p><p>　　1.3 建筑體型和立面

3、設計5</p><p><b>　　2 結構設計5</b></p><p>　　2.1 工程概況5</p><p>　　2.2 結構布置及計算簡圖5</p><p>　　2.3 重力荷截計算6</p><p>　　2.3.1 屋面及樓面的永久荷載標準值6</p><

4、p>　　2.3.2 屋面及樓面內可變荷載標準值7</p><p>　　2.3.3 梁、柱、墻重力荷載計算7</p><p>　　2.3.4 重力荷載代表值7</p><p>　　2.4 框架側移剛度計算8</p><p>　　2.5 橫向水平荷載作用下框架結構的內力和側移計算10</p><p>　　2

5、.5.1 橫向水平地震作用下框架結構的內力和側移計算10</p><p>　　2.5.2 橫向風荷載作用下框架內力和側移計算13</p><p>　　2.6 豎向荷載作用下框架結構的內力計算16</p><p>　　2.6.1 計算單元16</p><p>　　2.6.2 荷載計算16</p><p>　　2

6、.6.3 內力計算20</p><p>　　2.6.4 橫向框架內力組合34</p><p>　　2.7 截面設計38</p><p>　　2.7.1 梁截面設計38</p><p>　　2.7.2 框架柱截面設計43</p><p>　　2.8 板的設計45</p><p>　　2

7、.8.1 跨中最大彎矩46</p><p>　　2.8.2 彎矩計算46</p><p>　　2.8.3 截面設計49</p><p>　　2.9 基礎設計50</p><p>　　2.9.1 設計基礎荷載50</p><p>　　2.9.2 獨立基礎的計算和配筋50</p><p>

8、;　　2.9.3 獨立基礎底面配筋計算51</p><p>　　2.10 樓梯設計52</p><p>　　2.10.1 梯段板計算53</p><p>　　2.10.2 平臺板 54</p><p>　　2.10.3 平臺梁54</p><p><b>　　參考文獻56</b>

9、;</p><p><b>　　結 論57</b></p><p><b>　　致 謝58</b></p><p><b>　　附錄59</b></p><p>　　舟山某高校教學樓建筑和結構設計 </p><p><b>　　摘要&

10、lt;/b></p><p>　　本設計為五層高校教學樓建筑結構設計，建筑總面積8420平方米，建筑高度18.4米，底層層高4.4米，其余各層3.5米，主體為框架結構，抗震設防烈度等級為7度，設計使用年限50年。設計分為兩部分：第一部分是建筑設計，包括建筑平面、立面和剖面設計；第二部分為結構設計，根據(jù)新版混凝土設計規(guī)范、建筑抗震設計規(guī)范(混凝土結構部分)等，對五層教學樓框架結構進行了結構方案中橫向框架15軸

11、框架的抗震計算。在確定框架布局之后，先進行了層間荷載代表值的計算；其次利用頂點位移法求出自震周期，并按底部剪力法計算水平地震荷載作用下大小，求出在水平荷載作用下的結構內力（彎矩、剪力、軸力）；然后計算豎向荷載（恒載及活荷載）作用下的結構內力，找出最不利的一組或幾組內力組合，選取最安全的結果進行框架梁、柱、基礎的計算配筋并繪圖。此外進行了室內樓梯的設計，完成了平臺板、梯段板、平臺梁等構件的內力和配筋計算及施工圖繪制，最后寫出相應的結構設計

12、說明。設計說明書內容詳盡；施工圖中結構及構件尺寸的標注齊全，受力鋼筋、箍筋及構造鋼筋的編號清楚、正確，受力鋼筋的錨固、連接及</p><p><b>　　截斷位置清楚正確。</b></p><p>　　[關鍵詞] 教學樓；框架結構；建筑設計；結構設計；抗震設計</p><p>　　Architectural and Structural Des

13、ign of a university teaching building of Zhoushan</p><p>　　[Abstract] This article concerns a design of a five-floor teaching building</p><p>　　with area of 8420 , and height of 18.4m, where the

14、 bottom story is 4.4m, others are 3.5m. The main part of the building is designed as of frame structure, with consideration of the anti-seismic intensity degree 7 and expected working life for 50 years. The design may be

15、 classified into two parts: the first part focuses on the construction itself, involving the plane design, facade design and section design, and the second part handles structural design, which should meet the requiremen

16、t of the n</p><p>　　[Key Words] university teaching building; Frame Construction; Architectural Design; Structural Design; Anti-seismic Desig</p><p><b>　　前言</b></p><p>

17、　　本設計為高校教學樓建筑物設計，內容包括建筑設計、結構設計兩部分。教學樓是公共建筑，其規(guī)范要求比較嚴格，能體現(xiàn)出建筑和結構設計的很多重要方面。選擇教學樓建筑和結構設計，從而掌握教學樓設計的基本原理，妥善解決其功能關系，滿足使用要求。</p><p>　　框架結構的設計始于歐美，二十世紀后得到了世界各地大范圍的使用，其結構平面布置靈活，使用空間大，延性較好，具有良好的抗震能力，對教學樓等重要建筑結構非常適用，能滿

18、足其較大的使用面積要求。</p><p>　　框架結構的研究，根據(jù)荷載情況，分析其受力，采用不同的方法分別計算出各種荷載作用下的彎矩、剪力、軸力，然后進行內力組合，挑選出最不利的內力組合進行截面的承載力計算，保證結構有足夠的強度和穩(wěn)定性。在對豎向荷載的計算中采用了力矩分配法，對水平荷載采用了D值法，對鋼筋混凝土構件的受力性能，受彎構件的正截面和斜截面計算都有應用。</p><p>　　本結

19、構計算選用一榀框架為計算單元，采用手算的簡化計算方法，其中計算框架在豎向荷載下的內力時使用的力矩分配法，不但使計算結果較為合理，而且計算量較小，是一種不錯的手算方法。本設計主要通過工程實例來強化大學期間所學的知識，建立一個完整的設計知識體系，了解設計總過程，通過查閱大量的相關設計資料，提高自己的動手能力。</p><p><b>　　1.建筑設計</b></p><p&g

20、t;<b>　　1.1平面設計</b></p><p>　　1.1.1使用部分房間平面設計</p><p>　　對使用房間平面設計的要求主要有：</p><p>　　1)房間的面積、形狀、尺寸要滿足室內使用活動和桌椅、設備合理布置的要求。</p><p>　　2)門窗的大小和位置應考慮房間的出入方便、疏散安全、采光通風良

21、好。</p><p>　　3)房間的構成應使結構構造布置合理、施工方便，有利于房間之間的組合，所用材料要符合相應的建筑標準。</p><p>　　4)室內空間以及頂棚、地面、各個墻面和構件細部要考慮人們的使用和審美要求。</p><p><b>　?。?）教室設計</b></p><p>　　教室可分為小型教室，大型教室

22、兩種，具體功能有小型教室可供小班化教學，大型教室可供公共教學、講座等。設計要點：</p><p>　　1） 面積滿足人體活動、桌椅及人員進出所占空間、交通路線所占空間要求。</p><p>　　2）形狀采用矩形，以便靈活布置桌椅、施工和統(tǒng)一開間和進深.</p><p>　　教室布置在走道兩邊，兩教室之間用240mm空心砌塊墻，每個教室設置多個窗，使房間具有良好的通風

23、和采光。</p><p>　　1.1.2交通聯(lián)系部分設計</p><p><b>　　（1）樓梯設計</b></p><p>　　樓梯的功能是垂直交通、樓層之間的安全疏散，每單元設一部樓梯，樓梯間開間8m，進深7m。</p><p><b>　?。?）門窗設計</b></p><

24、p>　　門窗設計要滿足采光通風要求、保證安全疏散、建筑立面的美觀。</p><p>　　門寬度取決于人流安全疏散、教學用具搬運，教室門寬度取2.0,1.0m兩種 。</p><p>　　窗臺高度取0.9m，窗的高度滿足采光通風要求，取2.0m，寬度2.0m，樓梯間1.0m。</p><p><b>　　1.2剖面設計</b></p&

25、gt;<p>　　建筑剖面表示建筑物在垂直方向的房屋各部分的組合關系。剖面設計主要分析建筑物各部分應有的高度、層數(shù)、建筑空間的組合和利用，以及建筑剖面中的結構、構造關系。</p><p>　　一層教學樓層高4.4m，其余層高3.5m。</p><p>　　對于易積水且經常用水沖洗的房間，如衛(wèi)生間地面應低于同層其它教室地面20－50mm。</p><p>

26、;　　窗臺的高度主要根據(jù)室內使用要求、人體尺度和家具設備的高度來確定，高度取0.9mm，窗臺的構造處理上注意防水。</p><p>　　樓梯間開間8m，進深7m，底層取h＝175mm，b＝250mm；標準層：h＝175mm，b＝320mm</p><p>　　1.3 建筑體型和立面設計</p><p>　　建筑物在滿足使用要求的同時，它們的體型、立面以及內外空間組合

27、等還會給人們在精神上以某種感受，建筑物的體型和立面，即房屋的外部形象必須受內部使用功能和技術經濟條件所制約，并受基地環(huán)境群體規(guī)劃等外界因素的影響。</p><p>　　本設計整個建筑體呈一型，二~五層住宅立面用鐵紅色外墻高級防水涂料和杏黃色外墻高級防水涂料，裝飾柱用棗紅色大理石。背立面除保持建筑的小巧精致的特征外，并且有著使建筑挺拔的立面效果。</p><p><b>　　2.結

28、構設計</b></p><p><b>　　2.1工程概況</b></p><p>　　本工程為舟山市某地段的高校教學樓?？偨ㄖ娣e8420平方米，此建筑縱向長</p><p>　　88m, 橫向為22.5m。主體結構共5層，第一層為4.4m，二—五層均為3.5m。</p><p>　　風荷載：基本風壓=0.

29、85</p><p>　　雨雪條件：基本雪壓為0.5</p><p>　　抗震設計條件：建設場地的地震基本烈度為7度，建筑抗震類別為丙類，建筑結構抗震等級為框架三級，設計使用年限為50年。</p><p>　　2.2結構布置及計算簡圖</p><p>　　根據(jù)設計的建筑平面圖，填充墻采用240mm厚的粘土空心磚砌筑。窗為鋁合金窗，洞口尺寸為2

30、.0×2.0m，樓蓋及屋蓋均用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構，樓板厚度取110mm，混凝土強度等級采用C20 (=9.6,=1.10 )。梁截面尺寸如下表：</p><p><b>　　表1 梁截面尺寸</b></p><p>　　查表可得柱的軸壓比限值[]=0.9，各層取重力近似為15，邊柱及中柱的負截面積最大分為4m×2.5m和4m×1.25m

31、，</p><p>　　取最大柱承擔樓面荷載面積4m×2.5m統(tǒng)一取邊柱</p><p>　　應用公式Ac≥Nc/μ*fc（其中，Nc=C*N, C邊柱取1.2，中柱取1.1，N=12~14KN/㎡*S，S近似按1/2柱距計算）算得：Ac≥195804平方毫米</p><p>　　取正方形截面，則柱截面尺寸為[1]b×h=600mm×6

32、00mm</p><p>　　第一底柱高取4.4m+2-0.5=5.9m（先假設基礎底標到為-2m，基礎高度為0.5m），2—5層柱高即層高3.5 m</p><p>　　框架結構計算簡圖如下圖所示：</p><p>　　圖1框架結構計算簡圖</p><p>　　2.3.重力荷截計算</p><p>　　2.3.1 屋

33、面及樓面的永久荷載標準值</p><p><b>　　屋面</b></p><p>　　35厚架空隔熱板 0.358×25=0.875</p><p>　　防水層 0.4 </p>&

34、lt;p>　　20厚水泥沙漿找平層 20×0.02=0.4 </p><p>　　110厚鋼筋混凝土板 25×0.11=2.75 </p><p>　　12厚紙筋石灰粉平頂 0.12×16=0.192 </p>

35、<p>　　合計 4.617</p><p>　　標準層樓面恒截： </p><p>　　25厚水泥砂漿面層 0.025×20=0.5 <

36、;/p><p>　　110厚鋼筋混凝土板 25×0.11=2.75 </p><p>　　12厚板底粉刷 0.012×16=0.192 </p><p>　　合計

37、 3. 44 </p><p>　　2.3.2 屋面及樓面內可變荷載標準值</p><p>　　屋面均布活荷載標準值 2.0</p><p>　　樓面活荷載標準值 2.0 </p><p>　　屋面雪荷

38、載標準值 1.0×0.5 =0.5 </p><p>　　2.3.3 梁、柱、墻重力荷載計算</p><p>　?。?）梁自重：25×0.25（0.5-0.11）=2.44 （b×h=250×500）</p><p>　　25×0.3（0.6-0.11）=3.68 （b×h=300×6

39、00）</p><p>　　（2）柱自重：25×0.5×0.5=6.25 （b×h=500×500）</p><p><b>　?。?）外縱墻自重：</b></p><p>　　標準層縱墻： 1.5m×0.24m×8=2.88</p&

40、gt;<p>　　鋁合金窗[2]： 0.35 ×2.0=0.7</p><p>　　水刷石外墻面： （3.5 m -2.0 m）×0.5 =0.75</p><p>　　水刷粉刷內墻面[2]： （3.5 m -2.0 m）×0.36=0.54</p

41、><p>　　合計： 4.87</p><p><b>　?。?）內縱墻自重：</b></p><p>　　標準層縱墻： 3.5m×0.24×8=6.72</p><p>　　水刷粉

42、刷內墻面： 3.5m×0.36 ×2=2.52</p><p>　　合計： 9.24</p><p>　　2.3.4 重力荷載代表值</p><p>　　集中于各樓層標高處的重力荷載代表值為計算單位范圍內各層樓面上的重力

43、荷載代表值及上下各半層的墻柱等的重量，則可得如下結果：</p><p>　　G5=6211.8kN， =7108.9kN，=7634.4 kN，即：</p><p>　　圖2，重力荷載代表值（KN）</p><p>　　2.4.框架側移剛計算</p><p>　　橫向框架側移剛度計算方法如下。橫梁線剛度的計算過程見表2，柱線剛度計算過程見表3

44、（單位N/mm）</p><p>　　表2 橫梁線剛度的計算</p><p>　　表3 柱線剛度計算</p><p>　　柱側移剛D值按式 D＝計算，</p><p>　　圖3，梁的相對線剛度</p><p>　　以d－15柱為側計算，過程如下：</p><p><b>　　,&l

45、t;/b></p><p><b>　　,則</b></p><p>　　所以D=4.26×N/mm </p><p>　　表4 框架柱側移剛度D值（N／mm）</p><p>　　將不同情況下同層框架拄側移剛度相加，即得框架各層層間側移剛度：</p><p>　　表5 框架

46、各層層間側移剛度</p><p>　　2.5.橫向水平荷載作用下框架結構的內力和側移計算</p><p>　　2.5.1橫向水平地震作用下框架結構的內力和側移計算</p><p>　?。?）橫向自震周期計算</p><p>　　結構頂點的假想側移公式：, </p><p>　　[4] 計算，計

47、算過程見下表6</p><p><b>　　表6 側移計算</b></p><p>　　按式[5]，計算基本周期，?。?.7，則</p><p>　　T1=1.7×0.7×=0.56S</p><p>　　水平地震作用及樓層剪力計算</p><p>　　基本自振周期水平地震影

48、響系數(shù)</p><p>　　設計地震分組第一組，場地類別Ⅲ類，Tg=0.45s，地震加速度0.10g，多遇地震下αmax=0.08</p><p><b>　　結構底部剪力標準值</b></p><p>　　各層水平地震作用標準值</p><p>　　，故需考慮頂部附加地震作用</p><p>　

49、　系數(shù)§=0.080.69+0.01=0.065</p><p><b>　　圖4，樓層地震剪力</b></p><p>　?。?） 水平地震作用下的位移驗算</p><p>　　水平地震作用下框架結構的層間位移和頂點位移分別按式和，位移和各層位移角如下：</p><p>　　表7 橫向水平地震作用下的位移驗

50、算</p><p>　　由上表可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第1層，其值為1／1229<（1／500）滿足要求。</p><p>　?。?）水平地震作用下框架內力計算</p><p>　　以15軸線橫向框等內力計算為側，計算過程見下表8</p><p>　　由上表可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第1層，其值為1／1229<（1／50

51、0）滿足要求。</p><p>　　（4）水平地震作用下框架內力計算</p><p>　　以15軸線橫向框等內力計算為側，計算過程見下表8</p><p>　　表8 各層拄端剪力及彎短計算，（表中M量綱為kN、m 、v量綱為KN）</p><p>　　表9 梁端彎矩、剪力及柱軸力計算。（拉力為正，壓力為負）</p><

52、p>　　注：當為左震時，左側兩根柱為拉力，對應的右側兩根柱為壓力。</p><p>　　2.5.2 橫向風荷載作用下框架內力和側移計算</p><p>　　風荷載標準值按式計算；基本風壓w0=0.85kN/m2</p><p>　　。A類地區(qū)，高度不超過30M，故不考慮風振系數(shù)影響，取，根據(jù)計算，其中 hi為下層柱高，hj為上層柱高，B為迎風面得寬度，B＝6

53、.4m,，集中風荷載標準值如下表10。</p><p>　　表10 集中風荷載標準值</p><p>　?。?） 風荷載作用下的水平位移計算</p><p>　　1. 側移剛度D的計算，見下表11、12。</p><p>　　表11 側移剛度D的計算</p><p>　　表12 橫向1層D值的計算</p

54、><p>　　∑D=(1.34+1.34+1.12+1.12) ×=4.92×</p><p>　　框架在風荷載作用下側移的計算見表13。</p><p>　　表13 框架在風荷載作用下側移的計算</p><p><b>　　側移驗算：</b></p><p>　　層間側移最大值

55、 1／498<1／550 （滿足）</p><p>　　2.6. 豎向荷載作用下框架結構的內力計算 </p><p>　　2.6.1 計算單元</p><p>　　取15軸線橫向框架進行計算，計算單位寬度為12.5m，如下圖下圖所示。由于房間內布置有次梁，故直接給該框架得樓面荷載如圖中的水平陰影所示，計算單位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

56、的形式傳給橫向框架，作用于各節(jié)點上。</p><p><b>　　圖5，板傳力圖</b></p><p><b>　　2.6.2荷載計算</b></p><p>　　荷載的計算包括恒荷載和活荷載兩部分(不計填充墻重)</p><p><b>　　恒荷載部分</b></p&

57、gt;<p><b>　　C~D軸間框架梁</b></p><p>　　a=2, a/l0=2/5=0.4 </p><p>　　1-2×+=0.744</p><p><b>　　屋面板傳荷載：</b></p><p><b>　　恒載：</b>

58、;</p><p><b>　　活載：</b></p><p><b>　　樓面板傳荷載：</b></p><p><b>　　恒載：</b></p><p><b>　　活載：</b></p><p><b>　　梁自重

59、：</b></p><p>　　C~D軸間框架梁均布荷載為：</p><p>　　屋面梁：恒載=梁自重+板傳荷載</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　活載=板傳荷載=</b></p><p>　　樓面梁：恒載=梁自重+板傳荷載<

60、;/p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　活載=板傳荷載=</b></p><p>　　（2）D~E軸間框架梁</p><p><b>　　屋面板傳荷載：</b></p><p><b>　　恒載：</b>&l

61、t;/p><p>　　××2.5=7.2m</p><p><b>　　活載：</b></p><p><b>　　樓面板傳荷載：</b></p><p><b>　　恒載：</b></p><p><b>　　活載：</

62、b></p><p><b>　　梁自重：</b></p><p>　　D~E軸間框架梁均布荷載為：</p><p>　　屋面梁：恒載=梁自重+板傳荷載</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　活載=板傳荷載=</b>&

63、lt;/p><p>　　樓面梁：恒載=梁自重+板傳荷載</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　活載=板傳荷載=</b></p><p>　　(3)E~F軸間框架梁：屋面板傳荷載：</p><p><b>　　恒載：</b><

64、;/p><p><b>　　活載：</b></p><p><b>　　樓面板傳荷載：</b></p><p><b>　　恒載：</b></p><p><b>　　活載：</b></p><p><b>　　梁自重：<

65、;/b></p><p>　　E~F軸間框架梁均布荷載為：</p><p>　　屋面梁：恒載=梁自重+板傳荷載</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　活載=板傳荷載=</b></p><p>　　樓面梁：恒載=梁自重+板傳荷載</p&

66、gt;<p><b>　　=</b></p><p><b>　　活載=板傳荷載=</b></p><p>　?。?）C軸柱縱向集中荷載的計算</p><p><b>　　頂層柱：</b></p><p>　　頂層柱荷載=梁自重+板傳荷載</p>&

67、lt;p><b>　　=</b></p><p>　　頂層柱活載=板傳活載=</p><p>　　標準層柱恒載=梁自重+板傳荷載</p><p>　　標準層柱活載=板傳活載=</p><p>　　基礎頂面恒載=底層外縱墻自重 </p><p>　?。?）D軸柱縱向集

68、中荷載的計算</p><p>　　頂層柱恒載=梁自重+板傳荷載</p><p>　　頂層柱活載=板傳活載</p><p>　　標準層柱恒載=梁自重+板傳荷載</p><p>　　標準層柱活載=板傳活載</p><p>　?。?）E軸柱縱向集中荷載的計算</p><p>　　頂層柱恒載=梁自重+板

69、傳荷載</p><p>　　頂層柱活載=板傳活載</p><p>　　標準層柱恒載=梁自重+板傳荷載</p><p>　　標準層柱活載=板傳活載</p><p>　　基礎頂面荷載=底層內隔墻自重</p><p>　　(7)F軸柱縱向集中荷載的計算</p><p><b>　　頂層柱：&

70、lt;/b></p><p>　　頂層柱荷載=梁自重+板傳荷載</p><p><b>　　=</b></p><p>　　頂層柱活載=板傳活載=</p><p>　　標準層柱恒載=梁自重+板傳荷載</p><p>　　標準層柱活載=板傳活載=</p><p>　　基

71、礎頂面恒載=底層外縱墻自重</p><p>　　框架在豎向荷載作用下的受荷總圖如圖所示（圖中數(shù)值均為標準值）</p><p><b>　　計算結果見下表</b></p><p>　　表14 橫向框架15軸處豎向荷載</p><p>　　2.6.3 內力計算</p><p>　　梁端、柱端彎矩采用

72、迭代法計算。由于結構和荷載對稱，故計算時可用半框架。為簡化計算，考慮如下幾種單獨受荷情況：</p><p><b>　　1）恒載作用；</b></p><p>　　2）活荷載作用于Ｂ－Ｃ軸跨間；</p><p>　　3）活荷載作用于Ｃ－Ｆ軸跨間；</p><p>　　4）風荷載作用（用Ｄ值法）；</p>&

73、lt;p>　　5）地震作用內力如上述。</p><p>　?。?） 框架梁柱的線剛度計算</p><p>　　(其中E=3.0×104N/mm2)</p><p><b>　　CD、EF跨梁 </b></p><p>　　i中=2E××0.3×0.63/2.5=4.32

74、15;10-3E</p><p><b>　　DE跨梁 </b></p><p>　　i邊=2E××0.3×0.63/5.0=2.16×10-3E</p><p><b>　　上部各層柱</b></p><p>　　i上= E××0.64/

75、3.5=3.0×10-3 E</p><p><b>　　底層柱 </b></p><p>　　i下= E××0.64/5.9=1.8×10-3 E</p><p><b>　　令i上為i，</b></p><p>　　則i下為0.6i，i中1.44i，I邊為

76、0.72i</p><p>　?。?） 恒荷載標準值作用下的內力計算</p><p>　　恒載迭代計算如圖8、9，恒荷載作用的M圖，V圖，N圖分別見圖10、圖11、圖12、圖13。</p><p>　　圖6 恒載迭代計算</p><p>　　圖7 恒載作用下桿端彎矩</p><p>　　圖8 恒載作用下M圖<

77、/p><p>　　圖9 V及N的計算簡圖</p><p>　　圖10 恒載作用下V圖（kN）</p><p>　　圖11 恒載作用下的N圖（kN）</p><p>　　活荷載作用于B—C軸間的彎曲圖,剪力圖,軸力圖如圖14、圖15、圖16所示。</p><p>　　活荷載作用于C--F軸間的彎曲圖,剪力圖,軸力圖如圖17

78、、圖18、圖19所示。</p><p>　　活荷載作用下的彎曲圖用迭代法計算，各圖形如下：</p><p>　　圖12 活荷載作用在C－F軸間的M圖(kN·m)</p><p>　　圖13 活荷載作用在C－F軸間的V圖(kN)</p><p>　　圖14 活荷載作用在C－F軸間的N圖(kN·m)</p>&

79、lt;p>　　圖15 活荷載作用在C－D軸間的M圖(kN·m)</p><p>　　圖16 活荷載作用在C－D軸間的V圖(kN)</p><p>　　圖17 活荷載作用在C－D軸間的N圖(kN)</p><p>　　（4）風荷載標準值作用下的內力計算</p><p>　　框架在風荷載（從左到右吹）下的內力用D值法進行計算。

80、框架柱反彎點位置， ，計算結果如表15，表16。</p><p>　　表15 C、F軸框架柱反彎點位置</p><p>　　表16 D、E軸框架柱反彎點位置</p><p>　　柱的桿端彎矩，梁端彎矩按下式計算，</p><p><b>　　中柱處的梁 </b></p><p><

81、;b>　　邊柱處的梁 </b></p><p>　　計算過程如表17、 表18：</p><p>　　表17 風荷載作用下C、F軸框架柱剪力和梁柱端彎矩的計算</p><p>　　表18 風荷載作用下C、F軸框架柱剪力和梁柱端彎矩的計算</p><p>　　框架柱軸力與梁端剪力的計算結果如表19</p>

82、<p>　　表19 （此處軸力壓力為“+”，拉力為“-”）</p><p>　　2.6.4 橫向框架內力組合</p><p>　　各種荷載情況下的框架內力求得后，根據(jù)最不利又是可能的原則進行內力組合。分別考慮恒荷載和活荷載由可變荷載效應控制的組合和由永久荷載效應控制的組合，并比較兩種組合的內力，取最不利者[9]。截面的內力值直接取軸線處的數(shù)據(jù)，結構設計偏向安全。各內力組合見

83、下表：</p><p>　　表20 用于承載力計算的框架梁由可變荷載效應控制的基本組合表</p><p>　　表21 用于承載力計算的框架梁由永久荷載效應控制的基本組合表KN (KN·m)</p><p>　　表22 用于承載力計算的框架C柱由可變荷載效應控制的基本組合表kN (kNm)</p><p>　　表23 用于

84、承載力計算的框架C柱由永久荷載效應控制的基本組合表kN (kNm)</p><p>　　表24 用于承載力計算的框架D柱由可變荷載效應控制的基本組合表kN (kNm)</p><p>　　表25 用于承載力計算的框架D柱由永久荷載效應控制的基本組合表kN (kNm)</p><p>　　表26 基頂荷載的標準值組合表</p><p>

85、　　表27 基頂荷載的設計值組合表</p><p><b>　　2.7. 截面設計</b></p><p>　　2.7.1 梁截面設計</p><p>　　以5層DE跨梁為例計算,其余梁通過表格形式計算,</p><p><b>　　選取最不利內力組合</b></p><p>

86、;　　左端: M =-549.1KN·m , V=322.8kN</p><p>　　右端: M =-549.1kN·m , V=322.8kN</p><p>　　跨中: M =233.5kN·m</p><p>　?。?）正截面受彎承載力計算</p><p>　　混凝土強度等級 : 級;;&l

87、t;/p><p><b>　　。</b></p><p>　　鋼筋強度等級 ： HRB335級；</p><p><b>　　HPB235 級；</b></p><p>　　1）5層DE跨梁D支座</p><p>　　梁截面尺寸為300mm×600mm，按矩形截面計算

88、：</p><p>　　h0=600-60=540；</p><p><b>　　，</b></p><p>　　滿足要求，實配鋼筋4Φ25+4Φ22 (=3484) </p><p>　　2）跨中截面 (跨中截面按T形截面計算[10])</p><p><b>　　翼緣

89、計算寬度的確定</b></p><p>　　翼緣計算寬度按跨度考慮時，b’f=l/3=2.5/4m=625mm</p><p>　　當按梁間間距考慮時，b’f=b+Sn=300+1600=1900mm</p><p>　　當按按翼緣厚度考慮時，h0=640mm, h’f/h0=110/640=0.172>0.1,所以，不考慮</p>

90、<p>　　由上可知b’f=1900mm</p><p><b>　　T形截面類型判斷</b></p><p><b>　　鋼筋面積計算</b></p><p><b>　　，</b></p><p>　　滿足要求，實配鋼筋6Φ18 (=1526 )</p>

91、;<p><b>　　（2）斜截面計算</b></p><p>　　1）截面尺寸要求，5層DE支座：</p><p><b>　　2）是否按構造配箍</b></p><p>　　=0.71.43300540=162.1KN322.8KN</p><p><b>　　選用雙肢箍

92、Φ8 </b></p><p>　　故取雙肢箍Φ8@100,非加密區(qū)取Φ8@150。</p><p><b>　　（3）裂縫寬度驗算</b></p><p><b>　?。?）裂縫寬度驗算</b></p><p><b>　　取DE跨梁驗算</b></p&g

93、t;<p><b>　　1）梁跨中</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　裂縫截面鋼筋應力：</b></p><p>　　有效受拉混凝土截面面積：</p><p><b>　　有效配筋率：</b><

94、/p><p>　　鋼筋應變不均勻系數(shù)：</p><p>　　受拉區(qū)縱向鋼筋等效直徑：</p><p>　　構件受力特征系數(shù)： </p><p>　　正截面最大裂縫寬度：</p><p><b>　　故滿足要求。</b></p><p><b>　　2）梁支座</

95、b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　裂縫截面鋼筋應力：</b></p><p>　　有效受拉混凝土截面面積：</p><p><b>　　有效配筋率：</b></p><p>　　鋼筋應變不均勻系數(shù)：</

96、p><p>　　受拉區(qū)縱向鋼筋等效直徑：</p><p><b>　　構件受力特征系數(shù)：</b></p><p>　　正截面最大裂縫寬度：</p><p><b>　　故滿足要求。</b></p><p>　　表28 框架梁正截面配筋計算表</p><p&

97、gt;<b>　　續(xù)表</b></p><p>　　表29 框架梁斜截面配筋計算表</p><p>　　2.7.2 框架柱截面設計</p><p>　　以一層D柱為例計算，其余各柱通過表格形式計算。</p><p><b>　　柱軸壓比驗算</b></p><p>　

98、　NMax=4167KN</p><p>　　N/fcbh0 =4167×/14.3×=0.809＜1.05</p><p><b>　　1.05</b></p><p><b>　　（2）截面尺寸復核</b></p><p>　?。?）正截面受彎承載力計算</p>

99、<p><b>　　柱正截面承載力計算</b></p><p><b>　　計算要點：</b></p><p>　?、?，，當ξ＜ξb時為大偏心受壓柱；當ξ＞ξb時為小偏心受壓柱。</p><p>　　② ea取20mm和h/30兩者中的較大值。</p><p>　?、郛攅i/h0≥0.3

100、時，ζ1=1.0；當ei/h0＜0.3時，ζ1=0.2+2.7ei/h0且≤1.0。</p><p>　　④柱計算長度l0=0.7l。</p><p>　　⑤ l0/h≤15時，ζ2=1.0；l0/h>15時，ζ2=1.15-0.01l0/h且≤1.0。</p><p><b>　?、?，取Cm=1.0</b></p><

101、;p>　?、擀巍?αS/h0，；ξ＞2αS/h0，</p><p><b>　　柱斜截面承載力計算</b></p><p><b>　　計算要點：</b></p><p>　　①框架柱斜截面計算時的抗震調整系數(shù)為γRE=0.85。</p><p>　?、诋敠耍?時，取λ=1；當λ＞3時，取λ=

102、3。</p><p><b>　?、蹠r截面滿足要求。</b></p><p>　?、墚擭≤0.3fcA時取實際值計算；當N＞0.3fcbh時取0.3fcbh計算。</p><p>　?、輹r按構造配箍，否則按計算配箍。</p><p>　　⑥箍筋加密區(qū)長度底層柱根部取2000mm，其他端部取為1000mm。</p&g

103、t;<p>　　具體計算與配筋過程見下列表</p><p>　　表30 框架柱正截面受彎承載力計算</p><p><b>　　2.8. 板的設計</b></p><p>　　根據(jù)設計可把板分為A、B</p><p><b>　　圖18，板的區(qū)格圖</b></p>&l

104、t;p>　　2.8.1跨中最大彎矩</p><p>　　活荷載標準值為p=2.0KN/㎡,設計值為2.0×1.4=2.8 kN/㎡</p><p>　　永久荷載設計值g=1.2×3.44=4.13kN/㎡.</p><p>　　q=p+g=2.8+4.13=6.93kN/㎡</p><p>　　將q=p+g分為兩部分

105、：</p><p>　　q1= p/2+g=2.8/2+4.13=5.53kN/㎡</p><p>　　q2=p/2=2.8/2=1.4 kN/㎡.</p><p>　　鋼筋混凝土的泊桑比ū取1/6</p><p><b>　　2.8.2彎矩計算</b></p><p><b>　　A區(qū)

106、格</b></p><p><b>　　圖19，A區(qū)格</b></p><p>　　lx/ly=4/5=0.8</p><p>　　求跨內最大彎矩Mx（A）, My（A）</p><p>　　q1作用下查附表2-4，得ū=0時，</p><p>　　Mxmax=0.0271q1=0.0

107、271×5.53×=2.398KN*m</p><p>　　Mymax=0.0144q1=0.0144×5.53×=1.274KN*m</p><p>　　換算成ū=1/6時，利用公式：</p><p><b>　　=Mx+My</b></p><p><b>　　=My

108、+Mx</b></p><p>　　=2.398+1/6×1.274=2.610KN*m</p><p>　　=1.274+1/6×2.398=1.674KN*m</p><p>　　q2作用下查附表2-5，得ū=0時，</p><p>　　Mx=0.0356 q2=0.0356×1.4×=

109、0.797KN*m</p><p>　　My=0.0204q2=0.0204×1.4×=0.457KN*m</p><p>　　換算成ū=1/6時，利用公式：</p><p><b>　　=Mx+My</b></p><p><b>　　=My+Mx</b></p>

110、<p>　　=0.797+1/6×0.457=0.873KN*m</p><p>　　=0.457+1/6×0.797=0.590KN*m</p><p><b>　　疊加后：</b></p><p>　　Mx（A）=2.610+0.873=3.483 KN*m</p><p>　　My（

111、A）=1.674+0.590=2.264 KN*m</p><p><b>　　求支座中點固端彎矩</b></p><p>　　Mx=-0.0664 q2=-0.0664×6.93×=-7.362KN*m</p><p>　　My=-0.0559q2=-0.0559×6.93×=-6.198KN*m<

112、;/p><p><b>　　B區(qū)格</b></p><p><b>　　圖20，B區(qū)格</b></p><p>　　lx/ly=2.5/4=0.625</p><p>　　求跨內最大彎矩Mx（A）, My（A）</p><p>　　q1作用下查附表2-4，得ū=0時，</p

113、><p>　　Mxmax=0.0356q1=0.0356×5.53×=1.230KN*m</p><p>　　Mymax=0.0086q1=0.0086×5.53×=0.297KN*m</p><p>　　換算成ū=1/6時，利用公式：</p><p><b>　　=Mx+My</b>

114、</p><p><b>　　=My+Mx</b></p><p>　　=1.230+1/6×0.297=1.280KN*m</p><p>　　=0.297+1/6×1.230=0.502KN*m</p><p>　　q2作用下查附表2-5，得ū=0時，</p><p>　　

115、Mx=0.0479 q2=0.0479×1.4×=0.419KN*m</p><p>　　My=0.014q2=0.014×1.4×=0.123KN*m</p><p>　　換算成ū=1/6時，利用公式：</p><p><b>　　=Mx+My</b></p><p><b

116、>　　=My+Mx</b></p><p>　　=0.419+1/6×0.123=0.440KN*m</p><p>　　=0.123+1/6×0.419=0.193KN*m</p><p><b>　　疊加后：</b></p><p>　　Mx（A）=1.230+0.440=1.6

117、7KN*m</p><p>　　My（A）=0.297+0.193=0.49 KN*m</p><p><b>　　求支座中點固端彎矩</b></p><p>　　Mx=-0.0780 q2=-0.0780×6.93×=-3.378KN*m</p><p>　　My=-0.571q2=-0.0571&

118、#215;6.93×=-2.473KN*m</p><p>　　以上計算數(shù)據(jù)總結如下：</p><p>　　表31 板的彎矩計算</p><p>　　2.8.3 截面設計、</p><p>　　計算過程見下表（混泥土用C20，h0=110-20=90mm）：</p><p><b>　　板跨中配

119、筋計算</b></p><p><b>　　支座配筋計算</b></p><p><b>　　2.9.基礎設計</b></p><p>　　假設建設場地地形平坦，地基承載力fk=200KPa，選用柱下鋼筋混凝土獨立基礎，墊層厚100mm，C10混凝土，基礎受力鋼筋的混凝土保護層厚度為35mm，取基礎混凝土等級為

120、C25，則fc=11.9N/mm2，ft=1.27N/mm2。</p><p>　　2.9.1設計基礎荷載</p><p>　　框架柱傳來：M1=187KN·m N1=1029.5KN V1=68.2KN</p><p>　　地基梁與柱連接鉸接M2=0, N2=193 KN.</p><p>　　則：M=187KN·m

121、 N=1222.5KN V=68.2KN</p><p>　　2.9.2獨立基礎的計算和配筋</p><p>　?。?）初步確定基礎尺寸，選擇基礎埋深d=2000mm</p><p>　　（2）修正地基和承載力設計值</p><p>　　由于地基為粉質粘土，故取，則取</p><p>　　=200+1.6×

122、;18×（2-0.5）=243.2KPa</p><p>　　（3）基礎底面尺寸（見圖7.1）</p><p>　　先按中心荷載作用下計算基底面積：</p><p>　　由于此柱所受彎矩較小，故基礎底面積不擴大，即A=A’=5.99m2</p><p>　　選用矩形 a:b=1.5～2.0，即：寬×長=2×3

123、A=2×3=6 m2</p><p>　?。?）地基承載力的驗算</p><p>　　W=1/6×b×h2=1/6×2×32=3 m2</p><p>　　作用在基底中心的彎矩軸力分別為：M=187+68.2×0.7=234.7KN N=1222.5KN</p><p>　　Pma

124、x=236KN/m2<1.2fa=1.2×243.2=291.8KPa</p><p>　　Pmin=79.6 KN/m2>0</p><p><b>　　故承載力滿足要求。</b></p><p>　?。?）基礎剖面尺寸采用臺階式獨立柱基礎</p><p>　　構造要求：一階臺階寬高比<1.

125、75，二階臺階比<1.0</p><p><b>　　（6）沖切驗算</b></p><p>　　土的凈反力Fi的計算</p><p>　?。ú话ɑA及回填土的自重）</p><p>　　一階處：h01=500-35=465mm</p><p>　　Al=2×(0.8-0.465

126、)-(0.5-0.465)2=0.67m2</p><p>　　Fl=PmaxAl=264.32×0.67=177.09KN</p><p>　　破壞面上的承載力設計值按《規(guī)范》法計算：</p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　二階處：ho1=950-35=915mm</p&g

127、t;<p>　　Al=2×(1.3-0.915) =0.77m2</p><p>　　Fl=PmaxAl=267.41×0.77=205.9KN</p><p>　　破壞面上的承載力設計值按《規(guī)范》法計算：</p><p><b>　　滿足要求。</b></p><p>　　2.9.3獨

128、立基礎底面配筋計算</p><p>　　基礎在上部結構傳來荷載與土壤凈反力的共同作用下，可把它倒過來，視為一均布荷載作用下支承于柱上的懸臂板。</p><p><b>　　其彎矩與配筋計算：</b></p><p>　　由以上計算結果可得：</p><p>　　雙向取 實配：Φ12@150,實配AS=754 <

129、;/p><p><b>　　2.10.樓梯設計</b></p><p>　　采用板式樓梯，取1m板寬作為計算單元，采用C20混凝土</p><p>　　鋼筋采用HPB235鋼，活荷載標準值2.5N/</p><p><b>　　圖21，樓梯</b></p><p>　　2.10.

130、1 梯段板計算</p><p>　　采用板式樓梯，采用C20混凝土</p><p><b>　　1，荷載計算</b></p><p>　　板厚約為板斜長的10/30，10=3200+500+200/2=3800mm</p><p>　　板厚h=10/30=127，取140mm。tanα=175/320=0.547，得c

131、osα=0.837</p><p>　　取1m板寬作為計算單元</p><p>　　踏步板自重 （0.3315+0.1565）/20.32125/0.321.2=7.32KN/m</p><p>　　踏步地面重 （0.32+0.175）0.02120/0.321.2=0.58KN/m</p><p>　　底部

132、抹灰 0.3650.02117/0.321.2=0.47KN/m</p><p>　　欄桿重 0.11.2=0.127KN/m</p><p>　　活載 10.322.5/0.321.4=1.79 KN

133、/m</p><p>　　總荷載 10.29 KN/m</p><p><b>　　2,內力計算</b></p><p><b>　　3,配筋計算</b></p><p>　　h0=h-20=140-20=120mm,</p><p><b&

134、gt;　　，γs=0.943</b></p><p>　　選用Φ10@100 =785梯段板抗剪，因</p><p>　　0.7=0.71.11000120=92400N>16.34KN滿足抗剪要求。</p><p>　　支座構造配Φ10@200 </p><p>　　2.10.2 平臺板</p>