舟山市某大學(xué)教師辦公樓設(shè)計【畢業(yè)設(shè)計】

1、<p>　　本科畢業(yè)論文(設(shè)計)</p><p>　　舟山市某大學(xué)教師辦公樓設(shè)計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　框架結(jié)構(gòu)由梁和柱連接而成的?？蚣芙Y(jié)構(gòu)按所用材料的不同，可分為鋼框架和鋼筋混泥土框架。鋼框架結(jié)構(gòu)用鋼量大，造價高耐火耐腐蝕性能差。由于鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)造價低廉，取材方便，耐久性好，可模性好

2、等特點(diǎn)。因此，多采用此種材料。此五層辦公樓結(jié)構(gòu)設(shè)計采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)布置，既滿足生產(chǎn)工藝和建筑平面布置的要求，又使結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，施工方便。采用橫墻承重方案，有利于提高建筑物橫向抗側(cè)剛度。豎向荷載采用迭代法，水平荷載采用D值法。選取控制截面，進(jìn)行最不利內(nèi)力組合，根據(jù)組合值進(jìn)行梁、板、柱的配筋。同時，考慮抗震設(shè)防要求。</p><p>　　[關(guān)鍵詞] 多層建筑；混凝土框架結(jié)構(gòu)；迭代法；D值法；內(nèi)力組合<

3、/p><p>　　Teachers in a university in Zhoushan office building design</p><p>　　[Abstract] The framework of the structure is linked by beams and columns. According to the different material which is

4、used it can be divided into the steel frame and reinforced concrete framework. Steel framework needs a large quantity of structural steel, fire-resistant high-cost poor corrosion resistance. Due to low cost,getting the m

5、atrial easily, good durability, good to touch and so on. Therefore, the reinforced concrete framework is used widely. This five-floor residence building structur</p><p>　　[Key Words] Multi-storey building;

6、Concrete frame structure;Bending moment two methods of distribution; D section method; Combination of internal forces</p><p><b>　　1.建筑設(shè)計概況</b></p><p><b>　　1.1 建筑概況</b><

7、;/p><p>　?。?）設(shè)計題目： 舟山市某大學(xué)教師辦公樓設(shè)計</p><p>　　（2）建筑面積： 2931㎡</p><p>　?。?）建筑總高度：19.800ｍ</p><p>　?。?）建筑層數(shù)： 五層</p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)類型： 框架結(jié)構(gòu)</p><p><b&g

8、t;　　1.2 工程概況</b></p><p>　　該辦公樓為五層鋼筋框架結(jié)構(gòu)體系，建筑面積約2931m2，建筑物平面為長方形。走廊寬度2.1m,標(biāo)準(zhǔn)層高3.3m，室內(nèi)外高差0.45m，其它軸網(wǎng)尺寸等詳見平面簡圖。</p><p><b>　　1.3 設(shè)計資料</b></p><p><b>　?。?）氣象條件</

9、b></p><p>　　本地區(qū)基本風(fēng)壓 0.85KN/㎡，基本雪壓0.5KN/㎡</p><p>　　（2）抗震烈度：抗震設(shè)防7度</p><p><b>　?。?）屋面做法：</b></p><p>　　20厚1：3水泥砂漿 </p><p>

10、　　60厚珍珠巖塊(憎水） </p><p>　　1.5厚PVC防水卷材 </p><p>　　20厚1：3水泥砂漿找平層 </p><p>　　現(xiàn)澆鋼筋混凝土防水屋面，2%建筑找

11、坡 </p><p><b>　　20厚石灰抹灰 </b></p><p>　?。?）樓面做法：素混凝土，隨搗隨抹： 120㎜現(xiàn)澆砼板 粉底（或吊頂）15mm厚</p><p><b>　?。?）材料</b></p><p>　　梁、柱、板統(tǒng)一采用混凝土強(qiáng)度等級為C30，縱筋采用HPB400

12、，箍筋采用HPB235，板筋采用HPB235級鋼筋</p><p><b>　　1.4 建筑要求</b></p><p>　　建筑等級:耐火等級為Ⅱ級</p><p><b>　　設(shè)計使用年限50年</b></p><p>　　1.5 采光、通風(fēng)、防火設(shè)計</p><p>　

13、　1.5.1 采光、通風(fēng)設(shè)計</p><p>　　在設(shè)計中選擇合適的門窗位置，從而形成“穿堂風(fēng)”，取得良好的效果以便于通風(fēng)。</p><p>　　1.5.2 防火設(shè)計</p><p>　　本工程耐火等級為二級，建筑的內(nèi)部裝修、陳設(shè)均應(yīng)做到難燃化，以減少火災(zāi)的發(fā)生及降低蔓延速度，可以方便人員疏散。因?yàn)樵摻ㄖ俣鄬咏ㄖ?，因而根?jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GBJ/6-87）規(guī)

14、定，樓梯間應(yīng)采用封閉式，防止煙火侵襲。在疏散門處應(yīng)設(shè)有明顯的標(biāo)志。各層均應(yīng)設(shè)有手動、自動報警器及高壓滅火水槍。</p><p>　　1.6 建筑細(xì)部設(shè)計</p><p>　?。?）建筑熱工設(shè)計應(yīng)做到因地制宜，保證室內(nèi)基本的熱環(huán)境要求。</p><p>　?。?）建筑體型設(shè)計應(yīng)有利于減少空調(diào)與采暖的冷熱負(fù)荷，做好建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫和隔熱，以利節(jié)能。</p>

15、<p>　?。?）室內(nèi)應(yīng)盡量利用天然采光。</p><p>　　（4）各室之間的送風(fēng)和排風(fēng)管道采取消聲處理措施。</p><p>　?。?）為滿足防火和安全疏散要求，設(shè)有三部樓梯。</p><p>　?。?）各室內(nèi)的布置與裝修以清新自然為主。</p><p>　?。?）衛(wèi)生間的地面鋪有防滑地板磚，墻面貼瓷磚。</p>

16、<p><b>　　2.框架梁柱的計算</b></p><p><b>　　2.1 工程概況</b></p><p>　　辦公樓為五層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，建筑面積約2931m2，建筑物平面為長方形。底層層高3.3m，其它層也為3.3m，室內(nèi)外高差0.45m，因畢業(yè)設(shè)計未給定±0.000標(biāo)高所對應(yīng)絕對標(biāo)高，框架平面柱網(wǎng)布

17、置如圖2-1所示：</p><p>　　圖2-1 框架平面柱網(wǎng)布置</p><p>　　2.2 初選截面:梁柱面、梁跨度及柱高的確定</p><p>　　2.2.1 初估截面尺寸</p><p>　　板厚：取====180mm 取120mm</p><p>　　橫梁：高==（）

18、7200=900~600 取600mm</p><p>　　縱梁：高==（）8400=1050~700 取700mm</p><p>　　梁寬：b=（） 且=1～1.5</p><p>　　為了便于施工，統(tǒng)一取梁的寬度b=250mm</p><p>　　2.2.2 框架柱的截面尺寸</p><p&g

19、t;　　（1）柱組合的軸壓力設(shè)計值</p><p>　　注：考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù)</p><p>　　按簡支狀態(tài)計算柱的負(fù)載面積</p><p>　　折算在單位建筑面積上的重力荷載代表值，可近似取14kN/ m2</p><p>　　為驗(yàn)算截面以上的樓層層數(shù)</p><p><b>　?。?）&

20、lt;/b></p><p>　　注： 為框架柱軸壓比限值，本方案為三級框架，則取0.9</p><p>　　為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計值，本方案為C30混凝土，則取14.3kN/ ㎜2</p><p><b>　?。?）計算過程</b></p><p><b>　　對于邊柱：</b></

21、p><p>　　=1.3×15.12×14×5=1375.92（kN）</p><p>　　=1375.92×103/0.9×14.3=106909.0（mm 2）</p><p><b>　　對于內(nèi)柱：</b></p><p>　　=1.2×19.53×

22、14×5=1640.52（kN）</p><p>　　=1640.52×103/0.9×14.3=127468.5（mm 2）</p><p>　　因此：取柱b×h=500mm×500 mm即可滿足設(shè)計要求</p><p>　　柱：一、二、三、四、五層，b×h＝500mm×500 mm</p

23、><p>　　梁：梁編號見圖2—2</p><p>　　其中：L1：b×h＝250mm×600mm </p><p>　　L2：b×h＝250mm×300mm</p><p><b>　　圖2—2 梁編號</b></p><p>　　（1）梁的計算跨度 <

24、/p><p>　　框架梁的計算跨度以上柱形心線為準(zhǔn)，由于柱子以軸線分中的，故建筑軸線與結(jié)構(gòu)計算跨度相同的。</p><p><b>　?。?）柱高度</b></p><p>　　底層高度h＝3.3m+1m＝4.3m，其中3.3m為底層層高，1為室內(nèi)到基礎(chǔ)的高差。其它柱高等于層高即3.3m，由此得框架計算簡圖（圖2—3）</p><

25、;p>　　圖2—3 框架計算簡圖</p><p>　?。?）計算梁柱的線剛度</p><p>　　左邊跨梁：=EI/L=3.0/7.2=3.75KN</p><p>　　右邊跨梁：=EI/L=3.0/2.1=1.607KN</p><p>　　底層柱：=EI/L=3.0/4.3=3.633KN</p><p>　

26、　余層柱：=EI/L=3.0/3.3 =4.735KN</p><p>　　令=1.0，則其余各桿件的相對線剛度為：</p><p><b>　　0.79</b></p><p><b>　　0.77</b></p><p><b>　　0.34</b></p>

27、<p>　　表2.1 梁截面特性表</p><p>　　表2.2 柱截面特性表</p><p>　　如圖2—4的計算簡圖</p><p>　　圖2—4 線剛度計算簡圖 </p><p><b>　　3.載荷計算</b></p><p><b>　　3.1 恒載計算<

28、/b></p><p><b>　?。?）屋面恒載</b></p><p>　　20厚1：3水泥砂漿 0.02×20=0.40 KN/m2</p><p>　　60厚珍珠巖塊(憎水）

29、 0.06×0.5=0.03KN/m2</p><p>　　1.5厚PVC防水卷材 0.05KN/m2</p><p>　　20厚1：3水泥砂漿找平層 0.02×20=0.40KN/m2<

30、;/p><p>　　20厚石灰抹灰 0.02×20=0.4 KN/m2</p><p>　　現(xiàn)澆鋼筋混凝土防水屋面，2%建筑找坡 0.18×25=4.5 KN/m2 </p><p>　　裝

31、修 0.2 KN/m2 </p><p>　　合計

32、5.98 KN/m2</p><p><b>　　（2）樓面恒載</b></p><p>　　撒干拌1：2水泥砂，表面壓光 0.4 KN/m2</p><p>　　鋼筋砼樓板

33、 0.12×25=3 KN/m2</p><p>　　裝修 0.2 KN/m2</p><p>　　合計 3.6 KN/

34、m2</p><p><b>　?。?）墻荷載</b></p><p>　　0.2×（3.3-0.6）×11.8=6.37 KN/m</p><p>　?。?）均布荷載（梁自重）</p><p>　　AC跨q1=0.25×0.60×25= 3.75KN/m2 CD跨q1=0.2

35、5×0.30×25= 1.875KN/m2</p><p><b>　　均布荷載（柱自重）</b></p><p>　　q2=0.50×0.50×25=6.25KN/m</p><p>　?。?）屋面恒荷載線荷載</p><p>　　AC跨作用的荷載折算成均布荷載：</p&g

36、t;<p>　　墻荷載+梁自重+板傳荷載=0+3.75+（1-2×0.292+0.293）×5.89×4.2=24.93 KN/m</p><p>　　CD跨作用的荷載折算成均布荷載：</p><p>　　墻荷載+梁自重+板傳荷載=0+1.875+5÷8×5.89×4.2=17.33 KN/m</p>

37、<p>　?。?）標(biāo)準(zhǔn)層恒荷載線荷載</p><p>　　AC跨作用的荷載折算成均布荷載：</p><p>　　墻荷載+梁自重+板傳荷載=6.37+3.75+（1-2×0.292+0.293）×3.6×4.2=22.78 KN/m</p><p>　　CD跨作用的荷載折算成均布荷載：</p><p>　

38、　墻荷載+梁自重+板傳荷載=6.37+1.875+5÷8×3.6×4.2=18.415 KN/m</p><p>　　（6）屋面層柱恒荷載。</p><p>　　邊柱：梁傳荷載+柱自重=4.2×20.42+6.25×3.3+22.78×7.2÷2=188.4 KN</p><p>　　中柱：梁傳荷

39、載+柱自重=4.2×20.42+6.25×3.3+22.78×7.2÷2+18.415×2.1÷2=210.9KN</p><p>　　恒載見圖3—1如下：</p><p><b>　　圖3—1恒載分布圖</b></p><p><b>　　3.2 活荷載計算</b&g

40、t;</p><p>　　樓面荷載 </p><p>　　一般用房 2.0KN/m2（考慮有活動隔斷）</p><p>　　衛(wèi)生間 2.5KN/ m2</p><p>　　樓梯 2.5 KN/m2</p><p>　　（1）梁活荷載線荷載<

41、/p><p>　　AC跨作用的荷載折算成均布荷載：</p><p>　　板傳荷載=（1-2×0.292+0.293）×2.0×4.2=7.19KN/m</p><p>　　CD跨作用的荷載折算成均布荷載：</p><p>　　板傳荷載=5÷8×2.0×4.2=5.25KN/m</p

42、><p><b>　?。?）柱活荷載。</b></p><p>　　邊柱：梁傳荷載=7.19×7.2÷2+4.2×3.15=39.1KN</p><p>　　中柱：梁傳荷載=7.19×（2.1+7.2）÷2+4.2×3.15=54.4KN</p><p>　　活荷載

43、簡圖見圖3—2如下：</p><p>　　圖3—2活荷載分布圖</p><p><b>　　3.3 風(fēng)載計算</b></p><p>　　經(jīng)查荷載規(guī)范得：杭州地區(qū)基本風(fēng)壓值：=0.85，且ω=βzμsμzω0</p><p>　　由于建筑總高度低于30米，故βz=1.0；對于矩形平面μs=1.3；地面粗糙度類別取B類，μ

44、z按規(guī)范查表線性插值取用,如下表3-1：</p><p>　　表3-1 橫風(fēng)荷載計算</p><p>　　風(fēng)荷載簡圖見圖3—3如下：</p><p>　　圖3—3風(fēng)荷載分布圖</p><p><b>　　4.內(nèi)力計算</b></p><p>　　4.1恒載作用的彎矩</p><

45、;p>　　通過迭代法計算除梁端和柱端彎矩，最后進(jìn)行多次力矩分配使值變化在較小范圍。先求出固定端的彎矩值。</p><p>　　屋面層AC跨作用恒荷載的彎矩圖 標(biāo)準(zhǔn)層AC跨作用恒荷載的彎矩圖</p><p>　　屋面層CD跨作用恒荷載的彎矩圖 標(biāo)準(zhǔn)層CD跨作用恒荷載的彎矩圖 </p><p>　　梁

46、跨中彎矩為M=1/8ql2，恒載作用下的彎矩圖見圖4—1如下：</p><p>　　圖4—1恒載作用下的彎矩圖（KN.m）</p><p>　　恒載作用下剪力計算：</p><p>　　梁的剪力計算：V=V1+V2</p><p>　　V1:均布荷載作用下的剪力，V1=1/2ql</p><p>　　V2:固端彎矩作用

47、下的剪力，V2=（M1-M2）/l</p><p>　　下為恒載剪力見圖4—3：</p><p>　　圖4—3 恒載作用下剪力圖(KN)</p><p><b>　　柱子軸力計算：</b></p><p><b>　　N= V1+V2</b></p><p>　　V1梁端剪力

48、 ，V2柱的自重和集中力</p><p>　　圖4—4恒載作用下軸力圖 (KN)</p><p>　　4.2活載作用下的彎矩</p><p><b>　　計算過程同恒載</b></p><p>　　AC跨作用活荷載的彎矩圖 CD跨作用活荷載的彎矩圖</p>&l

49、t;p>　　圖4-5活載作用在第一跨的迭代圖</p><p>　　圖4-6活載作用在第一跨的最終迭代圖</p><p>　　梁跨中彎矩為M=1/8ql2，活載作用下的彎矩見圖4—7如下：</p><p>　　圖4—7活載作用下的彎矩圖（分別作用于AC、CD跨）</p><p>　　活載軸力見圖4—8：</p><p&

50、gt;　　圖4—8活載剪力圖（分別作用于AC、CD跨）</p><p>　　圖4—9活荷載作用下的軸力圖（分別作用于AC、CD跨）</p><p>　　4.3地震作用下的彎矩（采用D值法）</p><p>　　本工程高度小于40m，以剪切變形為主，且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，采用底部剪力法計算水平地震作用。結(jié)構(gòu)周期采用假想頂點(diǎn)位移法確定，水平地震作用下內(nèi)力及位移

51、分析采用D值法。計算時按以樓層為中心上下各半個樓層的重量集中于該樓層的原則計算各質(zhì)點(diǎn)的重力荷載代表值。</p><p>　　表4.3.1 柱重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　表4.3.2 板重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　表4.3.2 梁重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　4.3.1 重力荷載代表值計算</p><p

52、>　　重力荷載代表值G取結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自重標(biāo)準(zhǔn)值和可變荷載組合值之和，各可變荷載組合值系數(shù)取為①雪荷載： 0.5，②屋面活載：0.0，③按等效均布荷載計算的樓面活載：0.5。</p><p>　　4.3.2等效重力荷載代表值計算</p><p>　　抗震烈度為7度，重力加速度值是0.1g，框架抗震等級為3級；建筑結(jié)構(gòu)重要性類別為丙類。，依次查得：水平地震影響系數(shù)最大值αmax=0.08，

53、特征周期值 Tg=0.40s，取阻尼</p><p><b>　　比ζ=0.05。</b></p><p>　　地震作用是根據(jù)各受力構(gòu)件的抗側(cè)剛度來分配的，</p><p>　　首先計算出各樓層柱的抗側(cè)剛度。</p><p>　　圖4—10 結(jié)構(gòu)重力荷載代表值</p><p>　　表4.3.2

54、 中框架柱側(cè)移剛度D值</p><p>　　表4.3.3 邊框架柱側(cè)移剛度D值</p><p>　　表4.3.4 橫向框架層間側(cè)移剛度</p><p>　　4.3.3 橫向自振周期計算</p><p>　　1.把G設(shè)折算到主體頂層（圖4-10）</p><p>　　2.結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計算</p>

55、<p>　　先由式（a）計算樓層剪力，再由式（b）計算層間相對位移，最后由式(c)計算結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移。</p><p><b>　　(a)</b></p><p><b>　　(b)</b></p><p><b>　　(c)</b></p><p>　　計算過程見表

56、4.3.5，其中樓梯頂層已將設(shè)備自重折算入其中。</p><p>　　由計算基本周期，取.，由表4.3.5可知=0.175m。所以，</p><p>　　表4.3.5 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想位移 </p><p>　　由房屋的抗震設(shè)防烈度、場地類別及設(shè)計地震分組而確定的地震作用計算參數(shù)如下：</p><p>　　由此計算的相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周

57、期的水平地震影響系數(shù)為：</p><p>　　結(jié)構(gòu)等效總重力荷載為：</p><p>　　又因?yàn)椋?</p><p>　　故需要考慮頂部附加地震作用,頂部附加地震作用系數(shù)為：</p><p>　　2. 各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用的標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　計算結(jié)果詳見表4.3.6以及圖4-11。&

58、lt;/p><p>　　表4.3.6 各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表</p><p>　　注：1. 考慮局部突出屋頂部分的鞭梢效應(yīng)，7層的樓層剪力V7=3×190.12 kN=570.36 kN 。</p><p>　　鞭梢效應(yīng)增大的部分不往下傳，故表中計算各樓層剪力時仍采用原值。</p><p>　　4.3.4 水平地震

59、作用下的位移驗(yàn)算</p><p>　　水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移和頂點(diǎn)位移分別有式（4.3.4）和式（4.3.5）計算得出結(jié)果</p><p>　　其詳細(xì)計算過程見表（4.3.10），表中為層間彈性位移角。</p><p>　　由表2.3.10可知，最大層間位移發(fā)生在第一層，其值為1/827＜[]=550(滿足要求)。</p><p>

60、　　其中[]為鋼筋混凝土框架彈性層間位移角限值。</p><p>　　表4.3.10 橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算</p><p>　　圖4-12 橫向水平地震作用及樓層地震剪力</p><p>　　4.3.5水平地震作用下的框架內(nèi)力計算</p><p>　　對3號軸橫向框架內(nèi)力進(jìn)行計算?？蚣茉谒焦?jié)點(diǎn)荷載作用下，采用D值法分析內(nèi)力。

61、</p><p><b>　　1. 計算依據(jù)</b></p><p>　　由 求得框架第i層的層間剪力Vi后，i層j柱分配的剪力Vij及該柱上下端的彎矩和分別按下列各式計算： </p><p>　　柱端剪力： （4.3.6）</p>

62、<p>　　柱端剪力： （4.3.7）</p><p>　　柱端剪力： （4.3.8）</p><p>　　上式中： </p><p><b>　　2. 計算結(jié)果</b></p><p>

63、;　　橫向水平地震作用下，3軸框架邊柱柱端彎矩和剪力計算結(jié)果見表4.3.11，中柱計算結(jié)果見表4.3.12。并根據(jù)表4.3.11及表4.3.12計算出橫向水平地震作用下的框架梁的彎矩M、剪力V及柱的軸力N（見表4.3.13、表43.14）。由此所繪M、N圖詳見圖4-14、圖4-15。</p><p>　　表4.3.12 橫向水平地震作用下3軸框架各層柱端彎矩及剪力計算表</p><p>

64、;　　表4.3.13 橫向水平地震作用下3軸框架各層柱端彎矩及剪力計算表</p><p>　　表4.3.14 橫向水平地震作用下3軸框架各層柱端彎矩及剪力計算表</p><p>　　表4.3.15 橫向水平地震作用下3軸框架各層柱軸力計算表</p><p>　　注：表中柱軸力中的負(fù)號表示拉力，當(dāng)為左震作用時，左側(cè)兩根柱為拉力，對應(yīng)的右側(cè)兩根柱為壓力。&l

65、t;/p><p>　　圖4-14 地震作用下的彎矩圖</p><p>　　圖4-14 地震作用下的軸力圖</p><p>　　4.4風(fēng)荷載作用下的彎矩（采用D值法）</p><p>　　風(fēng)荷載已簡化為作用于框架上的水平節(jié)點(diǎn)力。計算過程類同水平地震作用下的情況。</p><p>　　4.4.1 風(fēng)荷載作用下的位移驗(yàn)算<

66、;/p><p>　　風(fēng)荷載作用下的層間剪力及側(cè)移計算結(jié)果見表4.3.16。</p><p>　　由表4.3.16可知，層間側(cè)移最大值1/4691 <[]=1/550(滿足要求)</p><p>　　表4.3.16 風(fēng)荷載作用下框架層間剪力及側(cè)移計算</p><p>　　4.4.2 風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計算</p><p

67、>　　根據(jù)各樓層剪力及柱的抗側(cè)剛度可求得分配至各框架柱的剪力，根據(jù)與地震作用下的內(nèi)力分析的相同方法可求得柱的反彎點(diǎn)高度。由此可求得框架柱的柱端彎矩。邊柱的計算結(jié)果見表4.3.17，邊柱計算結(jié)果見表4.3.18。由柱端剪力根據(jù)節(jié)點(diǎn)的彎矩平衡條件求得各梁端彎矩及梁端剪力，其結(jié)果見表4.3.19；再由節(jié)點(diǎn)力的平衡條件求得柱的軸力，其結(jié)果見表4.3.20。由此可作出風(fēng)荷載下的M、V、N圖見圖4.10、圖4.11、圖4.12。</p&

68、gt;<p>　　表4.3.17 風(fēng)荷載作用下6號軸框架各層柱端彎矩及剪力計算表</p><p>　　表4.3.18 風(fēng)荷載作用下6號軸框架各層柱端彎矩及剪力計算表</p><p>　　表4.3.19 風(fēng)荷載作用下6號軸框架各梁端彎矩剪力計算表</p><p>　　表4.3.20 風(fēng)荷載作用下6號軸框架各層柱軸力計算表</p&

69、gt;<p>　　注：表中柱軸力中的負(fù)號表示拉力，當(dāng)為左風(fēng)作用時，右側(cè)兩根柱為拉力，對應(yīng)的右側(cè)兩根柱為壓力</p><p>　　風(fēng)荷載作用下的彎矩見圖4—18：</p><p>　　圖4—18風(fēng)荷載作用下的彎矩圖</p><p>　　剪力圖見圖4—19：</p><p>　　圖4—19風(fēng)荷載作用下的剪力圖</p>

70、<p>　　圖4—20風(fēng)荷載作用下的軸力圖</p><p><b>　　5.內(nèi)力組合</b></p><p>　　5.1柱的內(nèi)力組合如下表5-1</p><p>　　本工程位于七度地震區(qū)，故內(nèi)力組合時要考慮有地震作用的效應(yīng)組合，荷載效應(yīng)和地震作用效應(yīng)組合的設(shè)計值應(yīng)按下式確定：</p><p>　　其中=1.2，

71、=1.3，=1.4。各組內(nèi)力組合具體詳見內(nèi)力組合表，設(shè)計中采用與非抗震時內(nèi)力組合對比后確定截面設(shè)計內(nèi)力依據(jù)。，非抗震只有一種活載參與組合時，組合系數(shù)取1.0。</p><p>　　表4.3.21 用于承載力計算的框架梁由可變荷載效應(yīng)控制的基本組合表 kN(kN·m)</p><p><b>　　續(xù)表2.3.21 </b>&l

72、t;/p><p>　　表2.3.22 用于承載力計算的框架梁由永久荷載效應(yīng)控制的基本組合表 kN(kN·m)</p><p>　　表2.3.23 用于承載力計算的框架A柱由可變荷載效應(yīng)控制的基本組合表 kN(kN·m)</p><p>　　注：恒載、（樓面）活載和風(fēng)載的荷

73、載分項(xiàng)系數(shù)分別為1.2、1.4、1.4；（樓面）活載和風(fēng)載的組合系數(shù)分別為0.7、0.6；內(nèi)力組合值均乘以1.0；簡化</p><p>　　計算取1.2SGk+1.4Ψc(SQk+Swk)進(jìn)行組合：V=（Mu+Mb）/H。</p><p>　　表2.3.24 用于承載力計算的框架C柱由可變荷載效應(yīng)控制的基本組合表 kN(kN·m)</p

74、><p>　　注：恒載、（樓面）活載和風(fēng)載的荷載分項(xiàng)系數(shù)分別為1.2、1.4、1.4；（樓面）活載和風(fēng)載的組合系數(shù)分別為0.7、0.6；內(nèi)力組合值均乘以1.0；簡化</p><p>　　計算取1.2SGk+1.4Ψc(SQk+Swk)進(jìn)行組合：V=（Mu+Mb）/H。</p><p>　　表2.3.25 用于承載力計算的框架A柱由永久荷載效應(yīng)控制的基本組合表

75、 kN(kN·m)</p><p>　　注：恒載、（樓面）活載和風(fēng)載的荷載分項(xiàng)系數(shù)分別為1.2、1.4、1.4；（樓面）活載和風(fēng)載的組合系數(shù)分別為0.7、0.6；內(nèi)力組合值均乘以1.0；簡化</p><p>　　計算取1.2SGk+1.4Ψc(SQk+Swk)進(jìn)行組合：V=（Mu+Mb）/H。</p><p>　　表2.3.26

76、 用于承載力計算的框架C柱由永久荷載效應(yīng)控制的基本組合表 kN(kN·m)</p><p>　　注：恒載、（樓面）活載和風(fēng)載的荷載分項(xiàng)系數(shù)分別為1.2、1.4、1.4；（樓面）活載和風(fēng)載的組合系數(shù)分別為0.7、0.6；內(nèi)力組合值均乘以1.0；簡化</p><p>　　計算取1.2SGk+1.4Ψc(SQk+Swk)進(jìn)行組合：V=（Mu+Mb）/

77、H。</p><p>　　表2.3.27 用于承載力計算的框架梁考慮地震作用效應(yīng)與其他荷載效應(yīng)的基本組合表 kN(kN·m)</p><p>　　注：重力荷載代表值①和水平地震作用的分項(xiàng)系數(shù)分別為1.2、1.0、1.3；內(nèi)力組合值均乘以調(diào)整系數(shù)0.8（彎矩和軸力）；彎矩M取1.2SGE+1.3SEhk進(jìn)行組合；剪力V=；為柱端剪力增大系數(shù)，二

78、級取1.2。</p><p><b>　　續(xù)表2.3.27</b></p><p>　　注：重力荷載代表值①和水平地震作用的分項(xiàng)系數(shù)分別為1.2、1.0、1.3；內(nèi)力組合值均乘以調(diào)整系數(shù)0.8（彎矩和軸力）；彎矩M取1.2SGE+1.3SEhk進(jìn)行組合；剪力V=；為柱端剪力增大系數(shù)，二級取1.2。</p><p>　　表2.3.27 用于承

79、載力計算的框架A柱考慮地震作用效應(yīng)與其他荷載效應(yīng)的基本組合表 kN(kN·m)</p><p>　　注：重力荷載代表值①和水平地震作用的分項(xiàng)系數(shù)為1.2、1.0、1.3；彎矩M取1.2SGk+1.3SEhk節(jié)點(diǎn)梁端彎矩之和以繞節(jié)點(diǎn)順時針轉(zhuǎn)為正。調(diào)整后的組</p><p>　　合乘以彎矩增大系數(shù)1.2，剪力增大系數(shù)1.2。</p>&l

80、t;p>　　表2.3.28 用于承載力計算的框架C柱考慮地震作用效應(yīng)與其他荷載效應(yīng)的基本組合表 kN(kN·m)</p><p>　　注：重力荷載代表值①和水平地震作用的分項(xiàng)系數(shù)為1.2、1.0、1.3；彎矩M取1.2SGk+1.3SEhk節(jié)點(diǎn)梁端彎矩之和以繞節(jié)點(diǎn)順時針轉(zhuǎn)為正。調(diào)整后的組</p><p>　　合乘以彎矩增大系數(shù)1.2，剪力

81、增大系數(shù)1.2。</p><p>　　表2.3.29 基頂荷載的非抗震標(biāo)準(zhǔn)值組合表 kN(kN·m)</p><p>　　表2.3.30 基頂荷載的抗震標(biāo)準(zhǔn)值組合表 kN(kN·m)</p><p>

82、<b>　　6.梁柱配筋計算</b></p><p><b>　　6.1 梁配筋計算</b></p><p>　　混凝土: C30 fc = 14.30N/mm2 ft = 1.43N/mm2</p><p>　　主筋: HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)</p><

83、;p>　　fy = 360.00N/mm2 Es = 2.0×105N/mm2</p><p>　　箍筋: HPB235(Q235)</p><p>　　fyv = 210N/mm2 肢數(shù) = 2 </p><p>　　尺寸: b×h = 250mm×600mm h0 = h -

84、as = 565mm</p><p>　　彎矩設(shè)計值: M = -149.44kN·m</p><p>　　剪力設(shè)計值: V = 27.79kN</p><p><b>　　1．主筋</b></p><p><b>　　1．主筋</b></p><p>　　1．1

85、 相對界限受壓區(qū)高度 b</p><p>　　cu = 0.0033 - (fcu,k - 50)×10-5 = 0.0033 - (30 - 50)×10-5 = 0.0035 > 0.0033</p><p>　　取 cu = 0.0033</p><p>　　按規(guī)范公式(7.1.4-1)</p><p>　　

86、b = = 0.52 > 0.35</p><p>　　按規(guī)范公式(11.3.1-2), 取b = 0.35</p><p>　　1．2 受壓區(qū)高度x</p><p>　　按規(guī)范公式(7.2.1-1), A's = 0, A'p = 0</p><p><b>　　|M| = </b></

87、p><p>　　x = h0 - = 565 - = 80mm</p><p>　　< bh0 = 0.35×565 = 197.75mm, 按計算不需要配置受壓鋼筋</p><p>　　1．3 受拉鋼筋截面積As</p><p>　　按規(guī)范公式(7.2.1-2)</p><p>　　1fcbx = fy

88、As</p><p>　　得As = = 790mm2</p><p>　　1．4 驗(yàn)算配筋率</p><p>　　驗(yàn)算最小配筋率時取 = = 0.53%</p><p>　　根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50010-2002)表11.3.6-1</p><p><b>　　滿足最小配筋率要求</b&

89、gt;</p><p>　　實(shí)配受拉鋼筋(梁頂)第一排: 1C20 + 2C25, 第二排: 2C20, As = 1924mm2</p><p>　　根據(jù)規(guī)范第11.3.6條第2款，取</p><p>　　A's = 0.3×As = 237mm2</p><p>　　實(shí)配受壓鋼筋(梁底): 3C20, A's =

90、 942mm2</p><p><b>　　2．箍筋</b></p><p>　　2．1 復(fù)核截面條件</p><p>　　按規(guī)范第7.5.1條</p><p>　　0.25cfcbh0 = 0.25×1.00×14.30×250×565 = 505.0×103N<

91、;/p><p>　　V = 27.8kN < 0.25cfcbh0 = 505.0kN, 截面尺寸滿足要求</p><p>　　2．2 驗(yàn)算構(gòu)造配筋條件</p><p>　　按規(guī)范公式(7.5.7-1),Np0 = 0</p><p>　　= = 141.4×103N > V = 27.8kN</p><

92、;p><b>　　按構(gòu)造配置箍筋</b></p><p>　　實(shí)際配置雙肢箍筋 A8@120</p><p>　　1．1 相對界限受壓區(qū)高度 b</p><p>　　cu = 0.0033 - (fcu,k - 50)×10-5 = 0.0033 - (30 - 50)×10-5 = 0.0035 > 0.0

93、033</p><p>　　取 cu = 0.0033</p><p>　　按規(guī)范公式(7.1.4-1)</p><p>　　b = = 0.52</p><p>　　1．2 受壓區(qū)高度x</p><p>　　按規(guī)范公式(7.2.1-1), A's = 0, A'p = 0</p>&

94、lt;p><b>　　M = </b></p><p>　　x = h0 - = 565 - = 12mm</p><p>　　< bh0 = 0.52×565 = 292.47mm, 按計算不需要配置受壓鋼筋</p><p>　　1．3 受拉鋼筋截面積As</p><p>　　按規(guī)范公式(7.2

95、.1-2)</p><p>　　1fcbx = fyAs</p><p>　　得As = = 115mm2</p><p>　　1．4 驗(yàn)算配筋率</p><p>　　驗(yàn)算最大配筋率時取 = = 0.08%</p><p>　　< max = 2.50% 不超筋</p><p>　

96、　驗(yàn)算最小配筋率時取 = = 0.08%</p><p>　　根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50010-2002)表11.3.6-1</p><p>　　按最小配筋率要求配筋, As = min×b×h = 300mm2</p><p>　　實(shí)配受拉鋼筋(梁底): 2C16, As = 402mm2</p><p>　　規(guī)范

97、第11.3.7條，縱向鋼筋最小面積不得小于2根直徑12的鋼筋的面積, 取</p><p>　　A's = 2××62 = 226mm2</p><p>　　實(shí)配受壓鋼筋(梁頂): 2C16, A's = 402mm2</p><p><b>　　2．箍筋</b></p><p>　　2

98、．1 復(fù)核截面條件</p><p>　　按規(guī)范第7.5.1條</p><p>　　0.25cfcbh0 = 0.25×1.00×14.30×250×565 = 505.0×103N</p><p>　　V = 27.8kN < 0.25cfcbh0 = 505.0kN, 截面尺寸滿足要求</p>

99、<p>　　2．2 驗(yàn)算構(gòu)造配筋條件</p><p>　　按規(guī)范公式(7.5.7-1),Np0 = 0</p><p>　　= = 141.4×103N > V = 27.8kN</p><p><b>　　按構(gòu)造配置箍筋</b></p><p>　　實(shí)際配置雙肢箍筋 A8@120<

100、/p><p>　　表6.1 框架梁正截面配筋計算表</p><p><b>　　續(xù)表2.3.33</b></p><p>　　表6.2 框架梁斜截面配筋計算表</p><p>　　注：表格中按規(guī)范配筋是指間距為200，經(jīng)驗(yàn)算在不滿足構(gòu)造配筋情況下，只需滿足間距為100即可，為施工方便統(tǒng)一取8@100，可以按

101、構(gòu)造配筋的取8@150。</p><p>　　6.3.1 柱截面設(shè)計</p><p><b>　　一、設(shè)計資料</b></p><p><b>　　二、計算結(jié)果</b></p><p><b>　　1 計算軸壓比</b></p><p>　　按混凝

102、土規(guī)范11.4.16, 軸壓比Uc = 0.47 < 0.90</p><p><b>　　滿足抗震要求！</b></p><p><b>　　2 主筋 </b></p><p>　　2．1 計算偏心距ei</p><p>　　附加偏心距, 按混凝土規(guī)范7.3.3, 取20mm和偏心方向

103、截面最大尺寸的1/30兩者中的大值</p><p>　　ea = max(20,h/30) = 20.00mm </p><p>　　ei = e0 + ea = 137 + 20.00 = 157.00mm</p><p>　　按混凝土規(guī)范7.3.10-2</p><p>　　1 = = 1.05> 1, 取1 = 1.0</p

104、><p>　　按混凝土規(guī)范7.3.10-3</p><p><b>　　2 = 1.08</b></p><p>　　因?yàn)閘0/h = 6.60 < 15取2 = 1.0</p><p>　　按混凝土規(guī)范7.3.10-1</p><p><b>　　= </b></p

105、><p><b>　　=1.09</b></p><p>　　按混凝土規(guī)范7.3.4-3, 軸向壓力作用點(diǎn)至縱向受拉鋼筋的合力點(diǎn)的距離: </p><p>　　e = ei + h/2 - as = 1.09 × 157.00 + 500 / 2 - 35 = 386.47 mm</p><p>　　軸向壓力作用點(diǎn)

106、至縱向受壓鋼筋的合力點(diǎn)的距離: </p><p>　　e' = h/2 - ei - as' = 500 / 2 - 1.09 × 157.00 - 35 = 98.00 mm</p><p>　　2．2 相對界限受壓區(qū)高度b</p><p>　　按混凝土規(guī)范7.1.2-5</p><p>　　cu = 0.003

107、3 - (fcu,k - 50) × 10-5 = 0.0033 - (30 - 50) × 10-5 = 0.0035 >0.0033</p><p>　　取cu = 0.0033</p><p>　　按混凝土規(guī)范公式(7.1.4-1)</p><p><b>　　b = 0.52</b></p>&l

108、t;p>　　2．3 配筋率范圍</p><p>　　抗震等級為3級max = 0.050</p><p>　　按混凝土規(guī)范11.4.16, 取min = 0.0060</p><p><b>　　2．4 計算</b></p><p>　　按混凝土規(guī)范7.1.31 = 1.00</p><

109、;p>　　按混凝土規(guī)范式7.3.4-1</p><p>　　N ≤ fcbx + f'yA's - sA</p><p>　　當(dāng)采用對稱配筋時, 可令</p><p>　　f'yA's = sA</p><p><b>　　因此</b></p><p><

110、;b>　　= 0.5098</b></p><p>　　> 2s/h0 = 0.15 < b = 0.52</p><p><b>　　2．5 計算As</b></p><p>　　按混凝土規(guī)范式7.3.4-2</p><p><b>　　As = </b></

111、p><p><b>　　= </b></p><p>　　= 437.78 mm2 < 0.5minA = 750.00</p><p>　　取As = 750.00 mm2</p><p>　　實(shí)際配筋: 4C18, As = 1017.88 mm2</p><p><b>　　3

112、計算箍筋 </b></p><p>　　按混凝土規(guī)范10.3.2, 實(shí)際配置箍筋 A8@250</p><p>　　其中s為箍筋間距, Asv為單根箍筋面積</p><p>　　4 軸心受壓構(gòu)件驗(yàn)算</p><p>　　4．1 計算鋼筋混凝土軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)</p><p>　　l0/b = 33

113、00 / 500 = 6.60</p><p>　　其中b為截面的短邊尺寸</p><p>　　查混凝土規(guī)范表7.3.1并插值得 = 1.000</p><p>　　4．2 驗(yàn)算垂直于彎矩作用平面的受壓承載力</p><p>　　按混凝土規(guī)范7.3.1</p><p>　　Nu = 0.9(fcA + 2f'

114、yA's)</p><p>　　= 0.9 × 1.000 × (14.30 × 250000.00 + 2 × 360.00 × 1017.88)</p><p>　　= 3877083.66N > N = 1694800N</p><p><b>　　可見滿足要求</b><

115、;/p><p>　　表6.3 框架A柱正截面受彎承載力計算（非抗震）</p><p>　　表6.4 框架C柱正截面受彎承載力計算（非抗震）</p><p>　　表6.5 框架A柱斜截面受剪承載力計算</p><p>　　表6.5 框架C柱斜截面受剪承載力計算</p><p><b>

116、;　　7.構(gòu)件設(shè)計</b></p><p><b>　　7.1基礎(chǔ)設(shè)計</b></p><p>　　一、基礎(chǔ)類型及計算形式</p><p>　　基礎(chǔ)類型：錐型柱基計算形式：驗(yàn)算截面尺寸</p><p><b>　　二、依據(jù)規(guī)范</b></p><p>　　《建

117、筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB 50007--2002）</p><p>　　《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB 50010--2002）</p><p>　　三、幾何數(shù)據(jù)及材料特性</p><p><b>　　幾何數(shù)據(jù)：</b></p><p>　　B1 = 3000mm, W1 = 3000mm</p><

118、;p>　　H1 = 600mm, H2 = 600mm</p><p>　　B = 500mm, H = 500mm</p><p>　　基礎(chǔ)沿x方向的長度l = 2B1 = 6.00 m</p><p>　　基礎(chǔ)沿y方向的長度b = 2W1 = 6.00 m</p><p>　　埋深 d = 1500mmas = 80mm&l

119、t;/p><p><b>　　材料特性：</b></p><p>　　混凝土： C30鋼筋： HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)</p><p><b>　　四、荷載數(shù)據(jù)</b></p><p>　　1．作用在基礎(chǔ)頂部的基本組合荷載</p><p>

120、;　　豎向荷載 F = 1447.40kN</p><p>　　基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重為:</p><p>　　G = 1.35×γm×l×b×d = 1.35×20.0×6.00×6.00×1.50 = 1458.00kN</p><p>　　Mx = 181.00kN·m

121、My = 0.00kN·m</p><p>　　Vx = 30.89kNVy = 0.00kN</p><p>　　2．作用在基礎(chǔ)底部的彎矩設(shè)計值</p><p>　　繞X軸彎矩: M0x = Mx - Vy×(H1 + H2) = 181.00 - 0.00 ×(0.60 + 0.60) = 181.00kN·m&l

122、t;/p><p>　　繞Y軸彎矩: M0y = My + Vx×(H1 + H2) = 0.00 + 30.89 × (0.60 + 0.60) = 37.07kN·m</p><p>　　3．折減系數(shù)Ks = 1.35</p><p><b>　　五、修正地基承載力</b></p><p>　

123、　修正后的地基承載力特征值 fa = 300.00 kPa</p><p>　　六、軸心荷載作用下地基承載力驗(yàn)算</p><p>　　pk = (Fk＋Gk)/A</p><p>　　其中：A = 6.00×6.00 = 36.00m2</p><p>　　Fk = F/Ks = 1447.40/1.35 = 1072.15kN &

124、lt;/p><p>　　Gk = G/1.35 = 1458.00/1.35 = 1080.00kN </p><p>　　pk = 59.78 kPa ≤ fa, 滿足要求</p><p>　　七、偏心荷載作用下地基承載力驗(yàn)算</p><p>　　荷載在X方向和Y方向都存在偏心</p><p><b>　　X方

125、向: </b></p><p>　　Myk = My/Ks = 37.07/1.35 = 27.46 kN·m</p><p>　　x方向的偏心距為: </p><p>　　ex = 0.013m ≤ l/6 = 1.000m</p><p>　　繞y軸的截面抗彎模量為: </p><p>　　W

126、y = 36.00 m3</p><p>　　按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB 50007--2002）(5.2.2-2)和(5.2.2-3)</p><p>　　pkminX = 59.02kPa</p><p>　　pkmaxX = 60.54kPa</p><p><b>　　Y方向:</b></p>

127、<p>　　Mxk = Mx/Ks = 181.00/1.35 = 134.07 kN·m</p><p>　　y方向的偏心距為: </p><p>　　ey = 0.062m ≤ b/6 = 1.000m</p><p>　　繞x軸的截面抗彎模量: </p><p>　　Wx = 36.00 m3</p>

128、<p>　　按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB 50007--2002）(5.2.2-2)和(5.2.2-3)</p><p>　　pkminY = 56.06kPa</p><p>　　pkmaxY = 63.51kPa</p><p>　　基底最大反力標(biāo)準(zhǔn)值pkmax = pkmaxX + pkmaxY - pk = 60.54 + 63.51 - 5