房屋三层,主梁12m跨度主梁截面8米,怎样计算梁上总荷载

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三层轻工车间整体式肋梁楼盖课程设计.pdf 26页
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整 体 式 肋 梁 楼 盖 设 计
黑龙江大学
课程名称: 整体式肋梁楼盖设计
建筑工程学院
学生姓名:
指导教师:
整 体 式 肋 梁 楼 盖 设 计
本设计为某三层轻工厂房车间的楼盖,采用整体式钢筋混凝土单向板肋梁楼盖。要
求进行第二层楼面梁格布置,确定梁、板截面尺寸,计算梁板配筋,并绘制结构施工
本建筑部分结束后是结构部分,先进行结构平面布置,柱网布置,梁格布置,梁
格及柱网布置和计算简图,然后进行荷载汇集,用分层法计算竖向荷在作用下的内力,
用弹性理论计算方法假定构件为理想的弹性匀质材料,内力计算可按一般结构力学的
原理。内力组合时选用四种组合中的最不利组合,进行梁和柱的配筋计算。按塑性理
论方法计算内力,掌握钢筋混凝土受弯构件的塑性铰,计算梁时要考虑强剪弱弯的原
则,计算梁和柱的配 筋后,计算楼板的配筋和楼梯的配筋并绘制弯矩图。本例设计按
着安全适用的建筑方针,空间布置灵活,使用性强,安全合理。
整体式单向板肋梁楼盖;板和梁结构部分;板的配筋和梁的配筋;跨度;截面承
载力;弯矩和剪力的计算;正截面、斜截面;塑性铰;弹性理论;塑性理论
整 体 式 肋 梁 楼 盖 设 计
第一章 设计任务书…………………………………………………………………1
1.1设计目的…………………………………………………………………1
1.2.设计资料 ………………………………………………………………1
1.3设计内容和要求…………………………………………………………3
1.4进度安排…………………………………………………………………3
1.5成绩评定…………………………………………………………………4
第二章 钢筋混凝土结构课程设计指导书………………………………………….5
2.1单向板与双向板…………………………………………………………5
2.2结构的平面布置…………………………………………………………5
2.3计算简图…………………………………………………………………5
2.4荷载 ……………………………………………………………………5
2.5弹性理论计算方法………………………………………………………5
2.6按朔性理论计算内力. …………………………………………………6
第三章 现浇单向板肋梁楼盖设计…………………………………………………8
3.1整体式单向板肋梁楼盖设计步骤. ……………………………………8
3.2次梁设计——按考虑塑性内力重
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荷载计算分析.doc 102页
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荷载计算分析
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第一章 工程概况
一 工程信息
工程名称 众华上居商住楼 建设单位 贵州众安房地产开发有限公司
工程地点 贵阳市沙冲路 设计单位 贵州省建筑设计研究院
规模/层 地下4层;地上31层 监理单位 贵州化兴建设监理有限公司
施工单位 神州长城建设工程有限公司
二 模板工程信息
本工程位于贵阳市沙冲路,总建筑面积,整个建筑分为裙楼和塔楼部分,裙楼部分为地下四层至地下一层,塔楼分为三栋,栋号分为A栋、B栋、C栋楼。三栋楼均为一层与裙楼连接,一层以上为塔楼,塔楼部分为1至31层为住宅。住宅部分层高为2.95米,地下四、三层层高为4.5米,地下二层层高为5.3米,地下一层层高为6.6米。
根据建设及城乡住房部《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》[号文的通知。该工程如下部位模板工程需要编制方案并经专家组审查的内容包括如下:
(一)具式模板工程:包括滑模、爬模、飞模工程。
(二)混凝土模板支撑工程:搭设高度8米及以上;搭设跨度18米及以上,施工总荷载15KN/m2及以上;集中线荷载20KN/m及以上。
(三)承重支撑体系:用于钢结构安装等满堂架支撑体系,承重单点集中荷载700千克以上。
[一]高支模的情况说明:
本工程负二至负一层自动扶梯位置层高超过8米为高支模工程,其特征如下:
在C栋裙楼的CM至CJ轴交C8+2.2米至C10轴,该区域地下二层至地下一层为自动扶梯大堂,结构中空到负一层顶板,因此在支模时负一层顶板该区域形成了高度10.9米的支模空间。该区域内楼板厚度为H=180mm,最大梁为500×1000,其余规格为400××700,支模面积为214.56 m2。
设计参数的选择:
1、支模高度选取10.9米;
2、楼板厚度选取180mm;
3、梁截面尺寸选取为500×1000作为计算截面,其余规格梁按此梁进行布置。
[二]大荷载分析
地下室顶层塔楼部分梁板为转换层,最大梁截面、,楼板为中承板,楼板标高-1.00m,即板上有1.000m高的反梁,层高5.600m,最大跨度10m。
根据公式:梁的线荷载=梁截面面积×1×钢筋混凝土容重(取值按26KN/m3)。计算出当梁截面面积大于0.6 m2时,梁的线荷载大于15KN/m,加上其他施工荷载后,梁的施工总荷载大于20KN/m。因此,梁截面面积大于0.6 m2可以认为该梁属于大荷载梁。本工程转换层属于大荷载梁有:
A栋负一层 B栋负一层 C栋负一层
800×00 800××00
700×00 900××00 800××00 800××00 600×1200
800××2600
900××2600
高大模板工程设计原则:
1、本工程模板设计按《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)要求进行设计、施工。
2、本工程转换层部位梁面标高比板面标高高1米,浇筑混凝土时转换层部位分两次浇筑。第一次浇筑到板面标高,待第一次浇筑的混凝土强度达到设计强度的70%再浇筑第二次混凝土,第二次浇筑的混凝土标高为从板面顶标高至梁面顶标高。此时,第一次浇注混凝土的梁已能承受一部分荷载。因此,梁高超过1500mm的按梁高的70%计算荷载,梁高不大于1500的按梁全高计算荷载。
3、转换层及高支模区域内的柱、墙混凝土需与其梁板混凝土分为两次浇筑,以便于与高大支模支撑架连接。
4、由于受梁结构布置、跨度等因素的影响,即便同一截面的梁支撑体系布置也会有不同,为便于计算,梁支撑体系按最大间距计算,梁支撑体系布置时不得超过其最大间距。
5、梁底支撑小梁纵向布置,大横梁垂直于结构梁,纵向小梁端部悬挑长度不大于200mm,间距详见计算书。
6、板厚尺寸选取为:180mm作为计算参数;
7、支撑高度按照5.6米作为计算参数;
8、楼板25.3KN/m3)×1.2=10626kN
支模架及模板荷载(KN/㎡):1.00
施工活荷载:(KN/㎡):1.00
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建筑工程框架结构毕业设计计算书
引言
  土木工程专业的毕业设计是综合性和实践性极强的最后一个教学环节,是理论与实际相结合的训练阶段;是我们学生运用所学的基础理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构、施工设计的重要实践过程,涉及综合运用建筑、结构、施工和相关学科的基础知识。
毕业设计的时间较短,我们土木工程专业的学生本次毕业设计仅需完成该工程主体建筑――行政办公楼的建筑及结
构设计部分施工图,侧重于结构计算,包括二类场地土7°近震的抗震设防,考虑结构的抗震设计。
  在设计中,一方面要把所学的知识运用到设计、施工中去,熟悉国家有关规范、条例和规程并知道如何去查找规范里的相关条文;另一方面,由于现代化建筑一般都具有密度大,高度高,功能多,设备复杂,装修豪华,防火要求和管理自动化水平高,需要各工种交叉配合。因此,通过这次毕业设计,扩大学生非本专业知识面也是十分重要的。
  在本次毕业设计中我的指导老师在百忙之中,倾注了大量时间和精力,给予了必要的指导,在此表示衷心的感谢。
  由于毕业设计是一种初步的尝试,涉及专业比较多,加上条件和水平所限,不可避免地存在疏漏与错误,敬请土木学院资深专家、教师批评指正。
2
建筑设计说明
这次毕业设计的课题为行政办公楼,本着设计富有正气和时代气息的原则,设计一座现代化气息的办公楼,建筑设计在现有的自然环境与总体规划的前提下,根据设计任务书的要求,综合考虑使用功能、结构施工、材料设备、经济艺术等问题,着重解决建筑内部使用功能和使用空间的合理安排,内部和外表的艺术效果,各个细部的构造方式等,创造出既符合科学性,又具有艺术效果的工作环境。
  建筑设计应考虑建筑与结构等相关的技术的综合协调,以及如何以更少的材料、劳动力、投资和时间来实现各种要求,使建筑物做到适用、经济、坚固、美观。
  本方案采用框架结构,五层,是一座以办公楼为特色的永久性建筑,根据地形,该楼正面朝南,为中间走道。
  在满足功能要求的基础上,该建筑要体现现代化特色,适应现代化的办公需求。满足消防、抗震等安全要求。
   框架结构是多层、高层建筑的一种主要结构形式。这种结构体系的优点是建筑平面布置灵活,能获得较大的使用空间,建筑立面容易处理,可以适应不同的房屋造型。同时,在结构性能方面,框架结构属于柔性结构,自振周期较长,地震反应较小,经过合理的结构设计可以具有较好的延性性能。
   框架结构是由梁、柱、节点及基础组成的结构形式,横梁和柱,通过节点连为一体,形成承重结构,将荷载传至基础,整个房屋全部采用这种结构形式的称为框架结构或纯(全)框架结构,框架可以是等跨或不等跨的,也可以是层高相同或不完全相同的,有时因工艺和使用要求,也可能在某层抽柱或某跨抽梁,形成缺梁、缺柱的框架。
  当柱为正方形或接近正方形,或楼面荷载较大的情况下,可采用纵横向承重方案,这时楼面常为现浇双向板楼盖或井字梁楼盖,两个方向的框架同时承受竖向荷载和水平荷载。
  建筑物是社会物质和文化财富,它在满足使用要求的同时,还需要考虑人们对建筑物在美观方面的要求,本方案采用对称方式体观了职能的一面,其主体五层,房子对比显明,错落布置又给人不呆板的感觉。
2.1
平面设计
  建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系。由于建筑平面通常较为集中反映建筑功能方面的问题,一些剖面关系比较简单的民用建筑,它们的平面布置基本上能够反映空间组合的主要内容,因此,首先从建筑平面设计入手。但是在平面设计中,我始终从建筑整体空间组合的效果来考虑,紧密联系建筑剖面和立面,分析剖面、立面的可能性和合理性,不断调整修改平面,反复深入。也就是说,虽然我从平面设计入手,但是着手于建筑空间的组合。
  各种类型的民用建筑,从组成平面各部分面积的使用性质来分析,主要可以归纳为使用部分和交通联系部分两类。
  建筑平面设计是组合布置建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系,它包括使用部分设计和交通联系部分设计。
2.1.1
使用部分平面设计
建筑平面中各个使用房间和辅助房间,是建筑平面组合的基本单元。本设计在使用平面设计中充分考虑了以下几点:注意了房间的面积、形状和尺寸满足室内使用活动和设备合理布置的要求;门窗的大小和位置考虑了房间的出入方便,疏散安全,采风通风良好;房间的构成注意使结构布置合理,施工方便,也要有利于房间之间的组合,所用材料应符合相应的建筑标准;室内空间,以及顶棚、地面、各个墙面和构件细部,应考虑人们的使用和审美要求。
  对于辅助房间的平面设计,通常根据建筑物的使用特点和使用人数的多少,先确定所需设备的个数,根据计算所得的设备数量,考虑在整幢建筑中辅助房间的分布情况,最后在建筑平面组合中,根据整幢房屋的使用要求适当调整并确定这些辅助房间的面积、平面形式和尺寸。
2.1.2
交通联系部分设计
交通联系部分是把各个房间以及室内交通合理协调起来,同时又要考虑到使用房间和辅助房间的用途,减少交通干扰。楼梯是垂直交通联系部分,是各个楼层疏散的必经之路,同时又要考虑到建筑防火要求,本建筑采用板式双跑楼梯。
本设计中交通联系部分设计能满足下列要求:交通线路简捷明确,联系通行方便;人流通畅,紧急疏散时迅速安全;满足一定的通风采光要求;力求节省交通面积,同时考虑空间组合等设计问题。
2.1.3
平面组合设计
建筑平面的组合设计,一方面,是在熟悉平面各组成部分的基础上,进一步从建筑整体的使用功能、技术经济和建筑艺术等方面,来分析对平面组合的要求;另一方面,还必须考虑总体规划、基地环境对建筑单体平面组合的要求。即建筑平面组合设计须要综合分解建筑本身提出的、经及总体环境对单体建筑提出的内外两方面的要求。
2.2
建筑剖面图是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的组合关系,剖面设计主要表现为建筑物内部结构构造关系,以及建筑高度、层高、建筑空间的组合与利用。它和房屋的使用、造价和节约用地有着密切关系,也反映了建筑标准的一个方面。其中一些问题需要平、剖面结合在一起研究,才具体确定下来。
本工程为行政办公楼,层高底层为4.2,其余为3.3m。垂直交通采用楼梯,没有设计电梯,因为考虑到办公楼层数较少,仅有五层。门的高度根据人体尺寸来确定,窗高要满足通风采光要求。
立面设计是为了满足使用功能和美化环境的需要而进行的。同时,还可起到改善环境条件、保护结构和装饰美化建筑物的作用。并且要考虑它的耐久性、经济性;正确处理与施工技术的关系。
  建筑立面可以看成是由许多构部件所组成:它们有墙体、梁柱、墙墩等构成房屋的结构构件,有门窗、阳台、外廊等和内部使用空间直接连通的部件,以及台基、勒脚、檐口等主要起到保护外墙作用的组成部分。恰当地确定立面中这些组成部分和构件的比例和尺度,运用节奏韵律、虚实对比等规律,设计出体型完整、形式与内容统一的建筑立面,是立面设计的主要任务。
建筑立面设计的步骤,通常根据初步确定的房屋内部空间组合的平剖面关系,例如房屋的大小、高低、门窗位置,构部件的排列方式等,描绘出房屋各个立面的基本轮廓,作为进一步调整统一,进行立面设计的基础。设计时首先应该推敲立面各部分总的比例关系,考虑建筑整体的几个立面之间的统一,相邻立面间的连接和协调,然后着重分析各个立面上墙面的处理,门窗的调整安排,最后对入口门廊、建筑装饰等进一步作重点及细部处理。
完整的立面设计,并不只是美观问题,它和平、剖面的设计一样,同样也有使用要求、结构构造等功能和技术方面的问题,但是从房屋的平、立、剖面来看,立面设计中涉及的造型和构图问题,通常较为突出。
本设计工程建筑立面设计力求给人一种均衡、和谐的感觉,与环境融于一体,充分体现了建筑物的功能,通过巧妙组合,使建筑物创造了优美、和谐、统一而又丰富的空间环境,给人以美的享受。
以下是房屋各环节的构造和建筑设计措施:
本次设计的办公楼为平屋面,其坡度比较平坦,流水速度比较缓慢,有时甚至在屋顶表面形成一层薄薄的水层,因此平屋顶的防水原则应该时在导、堵结合的前提下,以堵为主。平屋顶防水主要有两种方法及柔性防水和刚性防水。结合办公楼的特点,我们采取刚性防水,就是利用水泥及其制品(水泥砂浆、混凝土、钢筋混凝土)的抗渗性做成的屋面防水层。刚性防水的其特点是刚性防水层的基本材料时水泥、沙、石子,它的基本防水原理时利用水泥制品的密实性来抵抗水分的渗透,因此它的抗渗能力与制品的密实程度有密切的关系。提高刚性防水材料的密实性主要时通过改进颗粒级配、和控制水灰比级良好的施工质量。为了进一步提高抗渗性能,在防材料可以入加入一些防水剂。
2.4
楼板层和地面
  按施工方法,楼板有现浇式、装配式和装配整体式三种。
  本次办公楼设计采用的时现浇肋梁楼盖,现浇肋梁楼板是最常见的楼板形式之一,当板为单向板时称为单向板肋梁楼板,当板为双向板时称为双向板肋梁楼板。
  单向板肋梁楼板由板,次梁和主梁组成,其荷载传递的路线为板,次梁,主梁,柱或墙。次梁的布置通常按开间方向排列,主梁可由柱或墙支撑,主梁的经济跨度为5-8米,次梁为主梁跨度的1/14-1/8,梁宽为梁高的1/3-1/2,次梁间距同板跨。由于板中混凝土用量为整个楼板的50-70,因而板宜取薄些通常板跨在3米以下,其经济跨度为1.7-2.5米,板厚为6-8公分。单向板肋梁楼板主梁次梁的布置,不仅由房间大小,平面形式来决定,而且还应从采光效果来考虑。当次梁与窗口光线垂直时,光线照射在次梁上使梁在顶棚上产生较多的阴影,影响亮度和采光度效果。次梁和光线平行时采光效果较好。
双向板肋梁楼板常无主次梁之分,由板和梁组成,荷载传递路线为板,梁,墙或柱。由于双向板肋梁楼板梁较少,天棚平整美观,但当板跨度较大,板的厚度大于8公分时造价就明显增加,因而用在小柱网的住宅,旅馆,办公楼。
顶棚:吊顶,当楼板底部不平(如肋梁楼板)而房间又要求平整或在楼板底部需隐藏管道以及房间隔声要求较高的应设置吊顶。吊顶做法是从楼板中伸出吊筋与主搁栅扎牢,然后在主搁栅上钉次搁栅,再在次搁栅上钉灰板条或钢板网进行抹灰。吊顶的吊筋常用φ8-φ12钢筋,当钢筋混凝土楼板为现浇时,吊筋从楼板钢筋中伸出,当楼板为预制时,则预埋于板缝中,中距1.2-1.5米。主搁栅有木制和型钢两种。木制断面为50×70毫米,50×80毫米;型钢常用12号槽钢,中距1.2-1.5米。次搁栅有木制和型钢两种,木制断面为40×40毫米,50×50毫米,中距400-600毫米;型钢次搁栅则用3.6号等边角钢,中距400-1200毫米。板条及钢板网尺寸与做法同板条抹灰隔墙。
各种装饰板材吊顶的基层做法,同抹灰饰面,而次搁栅的间距应与各种板材的规格相适应,V型轻钢龙骨吊顶是一种新型吊顶材料,美观,安全,大方。是办公楼理想的顶棚材料。
楼面构造与地面构造基本相同,因而以下叙述的地面做法也同样适合于楼面。地面面层包括面层本身及踢脚线,踢脚线的作用是遮盖面层与墙面的接缝,保护墙面以防擦洗地面时弄脏墙面,它的材料大多与地面相同,常见做法有与墙面粉刷相平,突出,凹进三种,踢脚线高120-150毫米。
按面层材料及施工方法不同可分为整体地面,块材地面,塑料地面,木地面四类。缸砖地面属于块材地面,缸砖是陶土加矿物颜料烧制而成,缸砖有红棕色和深米黄色两种,形式有方行,矩形,菱形和六角行,八角行,尺寸为100×100,150×150毫米厚度10-19毫米。缸砖质地细蜜坚硬,强度较高,耐磨性好,且耐水,耐酸,耐油,耐碱,易于清洁不起尘,铺设简单,因此广泛采用在地下室,厕所,梳洗室,实验室,及有腐蚀房间的地面。缸砖用15-20毫米厚的1:3水泥砂浆铺砌在结构层上,铺砌时须平整,保持纵横齐直,并以水泥砂浆嵌缝。
2.5
基础和地基
  基础和地基具有不可分割的关系,但又是不同的概念,基础是建筑物与土层直接接触的部分,它承受建筑物的全部荷载,并把他们传给地基,基础是建筑物的一个组成部分,而地基是基础下面的土层,承受由基础传来的整个建筑物的荷载。地基不是建筑物的组成部分。
  地基分两种:一是天然土层具有足够的承载能力,不需人工处理就能承受建筑物全部荷载的叫天然地基。一是当上部荷载叫大或土层承载能力较弱,缺乏足够的坚固性和稳定性,必须经人工处理后才能承受建筑物全部荷载的叫人工地基。
  根据地基土质好坏,荷载大小及冰冻深度,常把基础埋在地表以下适当深度处,这个深度成为埋置深度(简称埋深)。一般基础的埋深应大于冰冻线的深度,从经济和施工角度分析,基础的埋深,在满足要求的情况下越浅越好,但最小不能小于0.5米。天然地基上的基础,一般把埋深在5米以内的叫浅基,超过5米的叫深基。本工程考虑到地下水位的高度,冰冻线的深度,以及地下软弱层的深度和范围,确定2.5米深度作为基础埋深,同时考虑到该工程为框架结构,梁柱中心线不重合,将会产生叫大的竖向弯矩,为了提高抗侧刚度,满足纵横向弯矩的平衡,提高抗剪切能力,该工程选用柱下独基,满足以上条件,同时又能起到节省材料的作用。
2.6
交通联系部分的设计
2.6.1
楼梯设计 
  楼梯是建筑物中的重要组成部分,它是主要的垂直交通设施之一,楼梯的主要功能是通行和疏散。
  板式楼梯和梁式楼梯是最常见的现浇楼梯,和公共建筑有时也采用一些特种楼梯,如螺旋板式楼梯和悬挑式楼梯。此外也有采用装配式楼梯的。
  板式楼梯由梯段板、休息平台和平台梁组成,梯段是斜放的齿形板,支承在平台梁上和楼层梁上,底层下端一般支承在垄墙上。板式楼梯的优点是下表面平整,施工支模方便,外观比较轻巧;缺点是斜板较厚,约为梯段板斜长的1/25~1/30,其混凝土用量和钢材用量都较多,一般适用于梯段板的水平跨长不超过3m时。
  梁式楼梯同踏步板、斜梁和平台板、平台梁组成。
楼梯位置的布设
  楼梯的位置与防火疏散、出入口位置、建筑物平面关系和艺术要求有关。
  主要楼梯安排在主要出入口附近,将要楼梯安排在建筑物的尽端。
2.6.2
门厅的设计
  门厅在建筑物内起着内外过渡,人流集散,转换方向,与走道或其它房间连接等作用。
门厅设置在建筑物主要出入口处,将要出入口不设门厅。
  面积主要由建筑物的使用性质和规模决定的。
  门厅的布置可以是各种各样的,介是在设计时必须注意以下几点:
a
必须把人流组织好,交通线路要简捷畅通,防止交叉拥挤。
b
适当安排与分配休息、等候等其它功能要求的面积,防止堵塞交通。
c
门厅要有较好的天然采光,并保证必须的层高。
d
门厅应注意防雨、防风、防寒等要求。
2.6.3
室外台阶
  建筑物室内地面必须高于室外地面,为了便于出入,应根据室内外的高差设置台阶。室外台阶的坡度比楼梯小,在15o-20o之间每级台阶高度约为100-150毫米,宽度在300-400毫米之间。在台阶和出入口之间一般设有毫米宽的平台作为缓冲,平台的表面应作成向室外倾斜1-4%的流水坡,以利排水。
台阶应采用耐久性,抗冻性好和耐磨的材料,如天然石,混凝土,缸砖等。台阶的基础要牢固,较简单的做法只需挖去腐蚀土,做一垫层即可。
2.6.4
门和窗的设计
 门的设计与布置:对门的设计主要考虑了以下几点:
(1)
根据功能确定门的大小
(2)
根据使用具体要求确定门的数量
(3)
窗的设计和布置
  房间中窗子的大小、形式和位置,对室内采光、通风、日照和使用等功能要求,对建筑物的装门面构图,都有很大关系,在设计时应根据各方面要求综合考虑。
(4)
窗的大小
  教室的窗面积与地面面积应为1/4―1/6。
  窗子的大小、数量,还应考虑经济条件和当地的气候条件,
窗的位置
  在设计窗的位置时,考虑了下列问题
 a
窗的位置应很好地考虑房间内部的使用情况。
 b
窗子大都兼有通风的作用,因此房间的窗子位置应与门的位置一起考虑,最好把窗开在门对面的墙上或离门较远的地方,以使房间尽可能得到穿堂风。
 c
窗子的位置还考虑了立面的要求,使立面构图整齐谐调,不致杂乱无章,影响立面的效果。
(6)
窗的形式
  窗的形式不仅考虑了采光、通风的要求,而且还考虑比例造型的美观,因为窗是建筑外形和室内艺术造型的重要内容。
2.7
其它设计
2.7.1
散水设计
  建筑物的外墙做散水,主要是为了迅速排除靠墙体的地面水并堵住地面水沿墙脚向下渗透,以减少墙脚基础受水侵蚀的可能性。以便将水导至远离墙脚处。
  散水用素混凝土现浇坡度为3%--5%。本次设计的散水宽度为1000mm,坡度3%,具体做法为:300厚素土夯实宽L+300,60厚75号混凝土垫层,20厚1:2水泥砂浆抹面。
2.7.2
勒脚的设计
  用1:2水泥砂浆粉刷
  这种勒脚的优点是造价低,施工方便,因此一般民用建筑多采用。
  本次墙勒脚采用1:2水泥砂浆粉刷,高度600mm。
2.7.3
女儿墙设计
  女儿墙是屋顶上直接受到风吹雨淋的一个构建,如果没有适当的放水措施,雨水就有可能顺着女儿墙渗入室内,女儿墙的外饰面材料也有可能因此而破坏。防止女儿墙渗水的办法主要是在女儿墙的墙身中铺设油毡防水层,或是防水层铺过女儿墙。
  女儿墙对屋面防水和抗震是不利的,因此在没有必要做女儿墙的地方,如为了安全和美观确有需要时,应充分做好防水和抗震措施。
3
结构设计说明
为了使建筑物设计符合技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的要求,建筑结构方案设计,包括结构选型设计占有重要地位。建筑结构方案设计和选型的构思是一项很细致的工作,只有充分考虑各种影响因素并进行全面综合分析,才能选出优化的方案。
结构作为建筑的骨架形成人类的建筑空间,用来满足人类的生产、生活需要及对建筑物的美观要求(结构的建筑功能)。在真确设计、施工及正常使用条件下,建筑应该具有抵御可能出现的各种作用的能力(建筑结构的安全功能)。此外,建筑结构的工程造价及用工量分别占建筑物造价及施工用量的30%~40%,建筑结构工程的施工工期约占建筑物施工总工期的40%~50%(建筑结构的经济指标)。建筑物的形式和风格总是和构成它的材料和结构方式相适应的。在实践中不断地探索能够经济、合理地充分发挥材料、结构潜力的形式和风格,并逐渐形成建筑体系和结构体系。结构是建筑的骨架,是建筑赖以存在的基础,该办公楼选用框架结构是合理的。框架结构体系是由竖向构件的柱子与水平构件的梁通过节点连接而组成,即承担竖向荷载,又承担水平荷载(风、地震)。框架结构体系的优点是建筑平面布置灵活,可以提供较大的建筑空间,也可以构成丰富多变的立面造型。
在做本次设计时,就充分考虑到建筑物的形式和风格总是和构成它的材料和结构方式相适应的。在实践中不断地探索能够经济、合理地充分发挥材料、结构潜力的形式和风格,并逐渐形成建筑体系和结构,选用框架结构,以钢筋混凝土为材料建造。
框架结构体系是由竖向构件的柱子与水平构件的梁通过节点连接而组成,即,承担竖向荷载,又承担水平荷载(风、地震)。框架结构体系的优点是建筑平面布置灵活,可以提供较大的建筑空间,也可以构成丰富多变的立面造型。
3.1
梁、柱混凝土强度等级相差不宜大于5Mpa,如超过时,梁、柱节点区施工时应作专门处理,使节点区混凝土强度等级与柱相同。
3.2
填充墙要求
框架结构的填充墙应优先选用预制轻质砌块或墙板,填充墙应按规范的构造要求与框架可靠拉结。
  (2)
框架结构的填充墙宜与框架梁、柱轴线位于同一垂直平面内。
3.3
截面尺寸要求
梁的截面尺寸为h=(1/8―1/12)L;b=(1/2―1/3)h
柱为h=(1/6―1/15)H;b=(1―2/3)h
3.4
结构布置要求
  (1)
抗震框架结构的平面布置应力求简单、规则、均匀、对称,使刚度中心与质量中心尽量减小偏差,并尽量使框架结构的纵向、横向具有相近的自振特性。
  (2)
框架结构应布置并设计为双向抗侧力体系,主体结构的梁柱间不应采用铰接,也不应采用横向为刚接,纵向也铰接的结构体系。
3.5
计算过程
3.5.1
计算简图
  框架结构一般有按空间结构分析和简化成平面结构分析两种方法。在计算机没有普及的年代,实际为空间工作的框架常被简化成平面结构采用手算的方法进行分析。近年来随着微机的日益普及和应用程序的不断出现,框架结构分析时更多的是根据结构力学位移法的基本原理编制电算程序,由计算机直接求出结构的变形、内力,以至各截面的配筋。由于目前计算机内存和运算速度已经能够满足结构计算的需要,因此在计算机程序中一般是按空间结构进行分析。但是在初步设计阶段,为确定结构布置方案或估算构件截面尺寸,还是需要采用一些简单的近似计算方法,以求既快又省地解决问题。另外,近似的手算方法虽然计算精度较差,但概念明确,能够直观地反映结构的受力特点,因此,工程设计中也常利用手算的结果来定性的校核判断电算结果的合理性,所以我将重点介绍框架结构的近似手算法。
  一般情况下,框架结构是一个空间受力体系,为了方便起见,常常忽略结构纵向和横向之间的空间联系,忽略各构件的抗扭作用,将纵向框架和横向框架分别按平面框架进行分析计算。由于横向框架的间距相同,作用于各横向框架上的荷载相同,框架的抗侧刚度相同,因此,除端部外,各榀横向框架都将产生相同的内力与变形,结构设计时一般取中间有代表性的一榀横向框架进行分析即可;而作用于纵向框架上的荷载则各不相同,必要时应分别进行计算。
  框架节点一般总是三向受力的,但当按平面框架进行结构分析时,则节点也相应地简化。在现浇钢筋混凝土结构中,梁和柱内的纵向受力钢筋都将穿过节点或锚入区,这时应简化为刚节点。
在结构计算简图中,杆件用轴线来表示。框架梁的跨度即取柱子轴线之间的距离。框架的层高(框架柱的长度)即为相应的建筑层高,而底层柱的长度则应从基础顶面算起。对于不等跨框架,当个跨跨度相差不大于10%时,在手算时可简化为等跨框架,跨度取原框架各跨跨度的平均值,以减少计算工作量。但在电算时一般可按实际情况考虑。
在计算框架梁截面惯性距I时应考虑到楼板的影响。在框架梁两端节点附近,梁受负弯矩,顶部的楼板受拉,楼板对梁的截面抗弯刚度影响较小;而在框架梁的跨中,梁受正弯矩,楼板处于受压区形成T形截面梁,楼板对梁的截面抗弯刚度影响较大。在工程设计中,为简便起见,仍假定梁的截面惯性距I沿轴线不变,对现浇楼盖中框架取I=2I0边框架取I=1.5I0;对装配整体式楼盖,这里I0为矩形截面梁的截面惯性矩。
3.5.2
在竖向荷载作用下的近似计算
框架结构在竖向荷载作用下的内力计算可近似地采用分层法。通常,多层多跨框架在竖向荷载作用下的侧移是不大的,可近似的按无侧移框架进行分析,而且当某层梁上有竖向荷载时,在该层梁及相邻柱子中产生较大内力,而在其他楼层的梁、柱子所产生内力,在经过柱子传递和节点分配以后,其值将随着传递和分配次数的增加而衰减,且梁的线刚度越大,衰减越快。因此,在进行竖向荷载作用下的内力分析时,可假定作用在某一层框架梁上的竖向荷载只对本层楼的梁以及与本层梁相连的框架柱产生弯矩和剪力,而对其他楼层框架和隔层的框架柱都不产生弯矩和剪力。其中一般我们常用的方法有两种:D值法和二次弯距分配法.荷载计算包括恒载计算和活载计算,其中活载计算时应考虑最不利的组合。
3.5.3
地震作用计算
  在此仅考虑水平地震作用即可,并可采用基底剪力法计算水平地震作用力。
为求基底剪力,先要计算结构各层的总重力荷载代表值,在此为简化计算,仅取一榀框架的重力荷载代表值进行计算。 顶层重力荷载代表值包括:屋面恒载,50%屋面活荷载,纵、横梁自重,半层柱自重,半层墙体自重以及女儿墙自重。其它层重力荷载代表值包括:楼面恒载,50%楼面活荷载,纵、横梁自重,楼面梁自重,楼面上、下各半层的柱及纵、横墙自重。请注意:在计算重力荷载代表值时,屋面活荷载仅考虑雪荷载。
  控制框架结构侧移要计算两部分内容:一是计算顶层最大侧移,因周期过大,将影响使用;二是计算层间相对侧移,其值过大,将会使填充墙出现裂缝。引起框架的侧移,主要是水平荷载作用。
  对一般的多层框架结构而言,仅需计算由梁柱弯曲变形所产生的侧向位移,而不考虑梁柱的轴向变形和截面的剪切变形所产生的结构侧移,这样计算的框架侧移已能满足工程设计的精度要求。
  在竖向荷载作用下要考虑的力包括板,墙,梁等的自重,然后用力矩分配法算
用弯矩分配法计算框架弯矩。
竖向荷载作用下框架的内力分析,除活荷载较大的工业厂房外,对一般的工业与民用建筑可不考虑活载的不利布置,此法求得的弯矩偏低,但当活荷载占总荷载比例较小时,其影响很小,若活荷载占总荷载比例较大,可在截面配筋时,将跨中弯矩乘1.1~1.2的放大系数予以调整。
固端弯距:梁上的分布荷载含有矩形或三角形荷载,在求固端弯矩时可直接根据图示荷载计算,也可根据固端相等的原则,先将梯形分布荷载及三角形荷载化为等放均布荷载,在此采用后一方法。
3.5.4
在水平荷载作用下采用D值法。
在框架内力组合时 通过框架内力分析,获得了在不同荷载作用下产生的构件内力标准值。进行结构设计时,应根据可能出现的最不利情况确定构件内力设计值。
本设计采用了二种类型的组合:(应为没考虑风荷载)
   ⑴竖向荷载效应,包括全部恒载和活载的组合;
  (2)地震作用效应与重力荷载代表值效应的组合。
取上述而种荷载组合中最不利情况作为截面设计时用的内力设计值。
3.5.5
在截面设计时,主要有正截面和斜截面的设计
  受弯构件在设计是都要进行抗弯和抗剪设计,钢筋混凝土受弯构件的破坏主要有三种形式.即适筋截面的破坏,特点是手拉钢筋先屈服,而后受压区混凝土被压碎,超筋破坏和少筋破坏是脆性破坏是工程中不允许出现的,我们在截面设计是不能出现后面的两种情况。
  受弯构件在弯距和剪力共同作用的区段往往会产生斜裂缝,并可能延斜截面发生破坏,斜截面破坏带有脆性破坏的性质,所以在设计中要加以控制,在截面设计时,不仅要对截面尺寸加以控制,同时还要对对斜截面进行计算,配置一定数量的箍筋.
4
结构计算书
4.1
工程概况
  行政办公楼,建筑面积约3000m2按照规划要求层数为4-5层,框架结构。设两部楼梯。
4.2
设计原始资料
冬季最冷月平均温度2℃,夏季最热月平均温度28℃,最高温度40.7℃,最低温度-14℃,冬季相对温度73%,夏季相对温度81%。
冬季主导风向东北平均风速2.6 m/s,夏季主导风向东南平均风速2.6 m/s,最大风速23.7 m/s。
年平均降水量1034.1mm,月最大降水量179.3mm。
常年地下水位低于-1.3m,水质对混凝土没有侵蚀作用。
基本雪压SO=0. 5KN/M2,基本风压WO=0.4 KN/M2,土壤最大冻结深度0.09m。
   抗震设防烈度7度,设计地震分组第一组,设计基本地震加速度值为0.10g。
地质条件:二类
Tg=0.35
4.3
材料选用
 混凝土楼梯和现浇板和基础采用C20其它均采用C30
 钢筋:梁柱纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB335其余采用热轧钢筋HPB235
墙体:外墙采用灰砂砖其尺寸为240mm×120mm×60mm,重度=18KN/O,内隔墙采用水泥空心砖,其尺寸为290 mm×290 mm×140 mm
 窗:
钢塑门窗=0.35KN/O
   门:
=0.2KN/O
   雨蓬采用轻型钢结构雨蓬,厂家定制。
4.4
1.结构体系选型:采用钢筋混凝土现浇框架结构体系
2.屋面结构:采用现浇钢筋混凝土肋形屋盖,刚柔性相结合的屋面,屋面
板厚120L
 3.楼面结构:全部采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖,板厚120L
4.楼梯结构:采用钢筋混凝土板式楼梯
4.5
框架计算简图及梁柱线刚度
4.5.1
确定框架计算简图
  底层柱高从基础顶面算至二层楼面,基顶标高根据地址条件、室内高差,定为-1.250m,二层楼面标高为4.2m,故底层柱高为5.45m,其余各层柱高从楼面算至上一层楼面(即层高)故均为3.3m,由此可绘出框架计算简图如下图:
图(1)梁柱线刚度图
主梁取b×h=300mm×600mm
联系梁b×h=250mm×400mm
中跨梁b×h=250mm×500mm
4.5.2
框架梁柱的线刚度计算
  注:对于中框架梁取I=2
边框为I=1.5
左边跨梁: =EI/l=3.0×KN/O×2××0.3×/6.0m=5.4×KN.m
=5.4×KN.m=
中跨梁:
= EI/l=3.0×KN/O×2××0.25×/1.8m=8.7×KN.m
上部层各柱:i=3.0×KN/O×0.4×/3.3×=1.94×KN.m
底层柱:
i=3.0×KN/O×0.4×/5.45×=1.17×KN.m
  令=1.0则其余各杆件相对线刚度为
  ==2.78
  ==4.48
  =0.60
4.6
竖向荷载计算
4.6.1
恒载标准值计算
 (1)屋面
  防水层(刚性)30厚细石混凝土防水
1.0 KM/O
  找平层:15厚水泥砂浆
0.015m×20KN/=0.30KN/O
  找平层:15厚水泥砂浆
0.015m×20KN/=0.30KN/O
找坡层:40厚水泥石灰焦渣砂浆3‰找平
0.04m×14KN/=0.56KM/O
  保温层:80厚矿渣水泥
0.08m×14.5 KN/=1.16KM/O
  结构层:120厚现浇钢筋混凝土板
0.12m×25 KN/=3KN/O
合计:6.49KN/O
 (2)各层走廊楼面
水磨石地面(10L面层、20L水泥砂浆打底、素水泥浆结合一道)
0.65KN/O
结构层:120厚现浇钢筋混凝土板
0.12m×25KN/=3KN/O
抹灰层:10L厚混合砂浆
0.01m×17KN/=0.17KN/O
合计:3.82KN/O
 (3)标准层楼面
   大理石面层,水泥砂浆擦缝、30厚1:3干硬性水泥砂浆,面上撒2 L
   厚素水泥水泥浆结合层一道
1.16KN/O
结构层:120厚现浇钢筋混凝土板
012m×25KN/=3KN/O
抹灰层:10厚混合砂浆
0.01×17KN/=0.17KN/O
合计:4.33KN/O
 (4)横梁自重 b×h=300L×600L
梁自重 :
25KN/×0.3m×(0.6m-0.12m)=3.6KN/m
抹灰层:10厚混合砂浆 0.01m×[(0.6m-0.12m)×2+0.3m]×17KN/
              =0.21KN/m
合计:3.81KN/m
基础梁b×h=250L×500L
25KN/×0.25m×(0.5m-0.12m)
=2.38KN/m
抹灰层:10厚混合砂浆
0.01m×[(0.5m-0.12m)×2+0.25m]×17
                           KN/=0.13KN/m
                        合计:2.51KN/m
   连系梁b×h=250L×400L
25KN/×0.25m×0.4m=2.5KN/m
 (5)柱尺寸
b×h=400L×400L
柱自重 :
25KN/×0.4m×0.4m=4 KN/m
抹灰层:10厚混合砂浆
0.01m×0.4m×4×17KN/=0.27KN/m
合计:4.27KN/m
(6)外纵墙自重
①标准层:
0.9m×0.24m×18N/=3.89 KN/m
铝合金窗:
0.35KN/O×1.8m=0.63KN/m
水泥粉刷内墙面:
(3.3m-1.8m)×0.36 KN/O=0.54KN/m
  外墙面水泥粉刷外涂涂料:
(3.3m-1.8m)×0.5 KN/O=0.75 KN/m
合计:5.81KN/m
(5.45-3.0-0.6-0.4)×0.24×18N/=6.26 KN/m
水泥粉刷外涂涂料外墙面:
(5.45-3.0) ×0.50kN/O=1.23kN/m
水泥粉刷内墙面:
(5.45-3.0)×0.36kN/O=1.17kN/m
合计:8.66KN/m
(7)内纵墙自重
3m×0.24m×18KN/=12.96kN/m
水泥粉刷内墙面:
3m×0.36 kN/O×2=2.16 kN/m
合计:15.12KN/m
(8)内隔墙自重
(4.2-0.6)×0.24×18KN/=11.67KN/m
水泥粉刷墙面:
(4.2-0.6)×2×0.36KN/O=1.94KN/m
合计:13.61KN/m
(4.2-0.6)×0.24×18KN/=15.52 KN/m
水泥粉刷墙面:
(4.2-0.6)×2×0.36 KN/O=2.59 KN/m
合计:18.11KN/m
4.6.2
活荷载标准值计算
(1)屋面和楼面活荷载标准值
根据《荷载规范》查得
不上人屋面:0.5kN/O
楼面:2.0 kN/O
走廊:2.5 kN/O
(2)雪荷载:=1.0×0.5 kN/O=0.5 kN/O屋面活荷载于雪荷载不同时考虑,两者中取最大值。
4.6.3
竖向荷载作用下框架内力计算
(1) 计算单元
取②轴线横向框架进行计算,计算单元宽度为3m,如图2所示,该框架的楼面荷载如图中的阴影线所示,计算单元范围内的其余楼面荷载,则通过纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架使用于各节点上,由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合,因此在框架节点上还作用有集中力矩。
图(2)梁柱线刚度图
(2)A-B轴间框架梁:
屋面板传荷载:板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载,荷
    载的传递示意图见下图.
恒载: 6.49 kN/O×1.5×(1-2+)×2=6.49 kN/O×[1-2+]
×1.5×2=6.49 kN/O×[1-2+]×2=17.34 kN/m
2.0×1.5×2×(1-2+)=5.34 kN/m
楼面板传荷载:
4.33 kN/O×1.5×(1-2+)×2=11.57kN/m
0.9×2.0×1.5×2×(1-2+)=5.34 kN/m
A-B轴间框架梁均布荷载为:
屋面梁:恒载=梁自重+板传荷载=3.81 kN/m+17.34 kN/m =21.15 kN/m
活荷载=板传荷载
=5.34 kN/m
楼面梁:恒载=梁自重+板传荷载= 3.81 kN/m+11.57kN/m=15.38 kN/m
活荷载=板传荷载=
  (3)B-C轴间框架梁
屋面板传荷载:
     恒载:
6.49kN/O×0.75m××2=6.10 kN/m
     活载:
2.5 kN/O×0.75m××2=2.11 kN/m
     楼面板传荷载:
     恒载:
4.33 kN/O×0.75××2=4.10 kN/m
0.9×2.5kN/O×0.75m××2=2.11kN/m
B-C轴间框架梁均布荷载为:
屋面梁:恒载=梁自重+板传=3.81 kN/m+6.10kN/m=9.91 kN/m
         活荷载=板传荷载=2.11kN/m
楼面梁:恒载=梁自重+板传荷载=3.81 kN/m+4.10 kN/m=7.91kN/m
活荷载=板传荷载 =2.11 kN/m
  (4)C-D轴间框架梁
屋面板传荷载:
恒载: 6.49 kN/O×1.5×(1-2+)×2=6.49 kN/O×[1-2+]
×1.5×2=6.49 kN/O×[1-2+]×1.5×2=17.34 kN/m
2.0×1.5×2×(1-2+)=5.35 kN/m
楼面板传荷载:
4.33 kN/O×1.5×2×(1-2+)×2=11.57 kN/m
0.9×2.0×1.5×2×(1-2+)=5.35 kN/m
C-D轴间框架梁均布荷载为:
屋面梁:恒载=梁自重+板传荷载= 3.81 kN/m+17.34kN/m=21.15kN/m
活荷载=板传荷载
楼面梁:恒载=梁自重+板传荷载= 3.81 kN/m+11.57kN/m=15.38kN/m
活荷载=板传荷载=
  (5)A轴柱纵向集中荷载的计算
女儿墙自重:(做法:墙高1100L,100L的混凝土压顶)=0.24m×
1.1m×18KN/+25KN/O×0.1m×0.24m+(1.2m×2+0.24m)×0.5KN/O=6.67KN/m
顶层柱恒荷载=女儿墙自重+梁自重+板传荷载=6.67kN/m×
        3+3.81kN/m×(3m-0.4m)+12.17 kN/m×3m=66.43 kN
顶层柱活荷载=板传荷载=3.75 kN/m×3m=11.25 kN
标准层柱:
柱恒荷载=墙自重+梁自重+板传荷载 =5.81 kN/m×(3m-0.4m)+3.81
kN/m×(3m-0.4m)+8.12 kN/m×3m=49.38kN/m
标准层柱活载:板传活载 =3.75×3=11.25kN
基础顶面恒载=底层外纵墙自重+基础梁自重=8.66kN/m×(3m-0.4m)
+2.51kN/m×(3m-0.4m)=29.02 kN
(6)B轴柱纵向集中荷载计算
顶层柱恒载=梁自重+板传荷载=3.81 kN/m×(3m-0.4m)+6.89 kN/m××1.5×3m+6.89 kN/m×[1-2+]×3m×0.9=45.85 kN
顶层柱活载=板传荷载=2.0 kN/m×[1-2+]×3×0.9+2 kN/×3m××1.5
= 10.44 kN
标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+墙自重 =3.81 kN/m×(3m-0.4m)+
(4.33 kN/m×1.5 ××3+4.33 kN/m×0.9×[1-2+]×3
     =32.50 kN
标准层柱活载=板传活载=2.0 kN/×1.5××3+2.0 kN/×0.9×[1-2+]×3m
     =10.44 kN/m
基础顶面恒载=基础梁自重+底层内隔墙自重
  
=2.51KN/m×(3-0.4)+6.65 kN/×(3-0.4)=23.79 kN
  (7)C轴柱纵向集中荷载计算
顶层柱恒载=梁自重+板传荷载=45.85 kN
顶层柱活载=板传荷载=10.44 kN
标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+墙自重 =32.5 kN
  
标准层柱活载=板传活载=10.44 kN
  (8)D轴柱纵向集中荷载计算
顶层柱:女儿墙自重:(做法:墙高1100L,100L的混凝土压顶)=0.24m×1.1m×18KN/+25.18KN/O×0.1m×0.24m+(1.2m×2+0.24m)×0.5KN/O=6.67KN/m
顶层柱恒荷载=女儿墙自重+梁自重+板传荷载=66.43 kN
顶层柱活荷载=板传荷载=11.25 kN
    
标准层柱:柱恒荷载=墙自重+梁自重+板传荷载=49.38 kN/m
标准层柱活载:板传活载 =11.25 kN
    
基础顶面恒载=底层外纵墙自重+基础梁自重=29.02kN
    
  
  图(3)竖向受荷总图
使用分层法计算框架弯矩
  (1)恒载作用下梁端弯矩计算:
    A-B轴:顶层:21.15KN/m
标准层:15.38KN/m
    B CC轴:顶层:9.91 KN/m
标准层:7.91KN/m
    C-D轴:顶层:21.15KN/m
标准层:15.38KN/m
图(4)框架梁受荷图(KN/m)
图(5)顶层弯矩分配图(KN.m)
图(6)标准层弯矩分配图(KN.m)
            图(7)底层计算单元及弯矩分配图
图(8)弯矩重分配后框架弯矩图(KN.m)
注:对称部分数值未标出
图(9)弯矩调幅后框架弯矩图(KN.m)
(2)活载载作用下梁端弯矩计算:
假设活荷载满跨布置各层计算结果如下各图:
图(10)活荷载作用下顶层的杆端弯矩计算图(KN.m)
图(11)活荷载作用下标准层的杆端弯矩计算图(KN.m)
        图(12)活荷载作用下底层的杆端弯矩计算图(KN.m)
图(13)活荷载作用下框架弯矩图(KN.m)
图(14)调幅后活荷载作用下框架弯矩图(KN.m)
(2)弯矩分配:在竖向荷载作用下考虑框架梁的塑性内力重分配,取弯矩
调幅系数为0.85,调幅后横载和活载弯矩图见以上各图。
(3)梁端剪力及柱轴力
梁端剪力:
     式中:梁上均布荷载引起的剪力,。
梁端弯矩引起的剪力,。
     柱轴力:
          式中:梁端剪力
节点集中力及柱自重
   最终的恒载和活载作用下的剪力图如下列图所示:
图(15)恒载作用下的最终
图(16)活载作用下的最终剪力图
图(17)恒载作用下的最终轴力图
图(18)活载作用下的最终轴力图
抗震计算
5.1
重力荷载代表值计算
集中于各楼层标高处的重力荷载代表值计算。计算过程为 :
  顶层重力荷载包括:屋面恒载,50%屋面雪载,纵横梁自重,半层柱自重半层墙体自重包括窗的自重。
  其它层重力荷载包括:楼面恒载,50%楼面均布活荷载,纵横梁自重,楼面上下个半层柱及纵墙体自重。
计算过程如下:
(1) 顶层:
○1屋面恒载:
○250%屋面雪荷载:==105.36KN
○3纵梁自重:
○4横梁自重:=
○5中跨梁自重=132.511.8=58.73KN
○6半层柱自重:1.654.KN
○7半层墙体自重
KN
○8走道两侧窗重20.351.50.752=0.78KN
○9纵墙:=
共计:.37+58.73+571.5+425.70+105.36+9.65KN=
(2) 标准层:
○1楼面恒载:4.77(602.08-362-1.5642.4)=2384.69KN
走道自重:3.821..67KN
○250%楼面活载
5.16(602.08-182-1.5642.4)=2384.69KN
4.691..22KN
50%(310.22+2384.69)=KN
○3纵梁自重:2..70KN
横梁自重:(122+1)63.81=571.5KN
走道梁自重:132.511.8=58.73KN
上下各半层柱自重:1.654..74KN
○4上下各半层墙体自重
    上半层:
2[0.91.40..750..75]+255.6 13.61+[0.92.60...50.750.2] 26+[(2.6-0.9)1.650..650.2] 2+5.61.650..650..650.2] 3
+(1.65-0.)5.60..10.2-0.452.10.2418-50%屋面雪荷载-屋面恒载=.08+27.82+0.19=2969.67KN
=.7+571.5+58.73+732.74+.67+.78+952.7+361.34+223.46+11.23+39.92+81.0=10524.1KN
=+1.655.650..650..650.2
    =10551.1
==10551.1KN
   =楼面横荷载+楼面活载50%+纵横梁 自重+上下各半层柱自重 +上下各半层墙体自重 =(楼面荷载)2384.69+(走道自重)252.67+(50%楼面活载)1449.9+(纵横梁加走道自重)425.7+571.5+58.73+(上下半层柱自重)366.37+991.9+(上下半层墙体自重)KN所以各层重力荷载代表值分布图如下:
图(19)各层重力荷载代表值
横向框架侧移刚度的计算
5.2.1横梁线刚度ib和柱线刚度ic计算分别见下表:
  柱的侧移刚度按式计算,式中系数为柱的侧移刚度修正系数,由相关表可查得。(根据梁柱的线刚度比的不同)
框架结构内力计算中,由于楼板作为框架梁的翼缘参与工作,使得梁的刚度有所提高,通常采用简化方法进行处理。根据翼缘参与工作的程度,现计算矩形截面梁的惯性矩再乘以不同的增大系数。梁截面惯性矩取值见下表,表中为梁矩形部分的截面惯性矩。
表(3)横梁线刚度计算表
层次
类别
5
-
1
AB
BC
表(4)柱线刚度计算表
层次
表(5)中框和边框架线刚度分布表
中框架梁
边框架梁
现浇楼面
表(6)柱抗侧移刚度表
线刚度
(一般层)
(一般层)
(底层)
(底层)
表(7)柱抗侧移刚度修正系数表
位置
边柱
中柱
表(8)A/D柱抗侧移刚度计算表
层数
截面
b*h
层高
H(m)
线刚度
D=
5
0.40.4
3.3
0.582
.40.4
3.3
0.582
.40.4
3.3
0.582
.40.4
3.3
0.582
.40.4
5.45
0.698
5556
               表(9)B/C抗侧移刚度计算表
层数
截面
b*h
层高
H(m)
线刚度
D=
5
0.40.4
3.3
0.784
.40.4
3.3
0.784
.40.4
3.3
0.784
.40.4
3.3
0.784
.40.4
5.45
0.893
7108
               
               
               表(10)柱总抗侧移刚度计算表


5
868
360
360
868
4
868
360
360
868
3
868
360
360
868
3
868
360
360
868
2
868
360
360
868
1
12
82
82
12
5.3横向水平作用下框架结构的内力和侧移计算
5.3.1 横向框架自振周期计算:
  按顶点位移计算框架的自振周期,顶点位移法是求结构基频的一种近似方法,将结构按质量分布情况简化为无限质量悬臂杆件,导出以直杆顶点位移便是基频公式。按式计算周期,其中的量纲为m取=0.6。
表(11)横向框架顶点位移
层间相
对位移
位移值
5
9.65
.87
360.2
4
53.75
.72
350.3
3
04.85
.86
327.56
2
55.95
.99
291.7
1
.95
.7
242
按式
5.3.2 横向地震作用计算及楼层地震剪力计算
在类场地,7度设防烈度,结构的特征周期T和地震影响系数=0.35s
=0.08(最大影响系数)
本工程建筑物高度不超过40m ,质量和刚度沿高度变化均匀,变形以剪切变形为主,故采用底部剪力法计算水平地震作用,结构总水平地震作用标准值按公式即:
=0.=KN
因为:&=0.417s&5
=1.0(阻尼调整系数)
=0.9
= ==0.068
因为1.4=1.40.35s=0.49s &=0.417s,所以不考虑顶部附加地震作用。
表(12)各层横向地震作用及楼层地震剪力
5
3.3
18.65
416
0.26
739.42
739.42
4
3.3
15.35
019
0.287
816.21
3.3
12.05
588
0.22
625.66
3.3
8.75
70
0.153
435.12
0.08
227.51
.65

328.25
1
2843.92

各质点水平地震作用及了楼层地震剪力沿屋高分布图
图(20)各质点地震作用分布图
图(21)地震剪力沿房屋高度分布图
5.3.3水平地震作用下框架位移计算:
  水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移分别按公式和计算,计算过程如表(11)表中为各层的层间弹性位移角
表(13)横向水平地震作用下的位移计算
层次
5
739.42
.5
4
656
0.1
1.29
.
6.41
.
3.92
.
5450
由表中可知最大层间位移发生在第一层,其指为&1/550=1.82满足式中=1/550由表查的框架柱弯矩,剪力,及轴力计算,采用D值法计算。
5.3.4梁柱线刚度见图(1)
5.3.5各柱剪力值:
  取⑤轴线上横向框架计算
5.3.6 计算柱的反弯点高度yh
根据总层数m,该柱所在层数n,梁柱线刚度比查表得到柱反弯点系数,根据上下横梁线刚度比值来查得修正值,根据上下层高度变化查得修正值,反弯点高度yh=(+++)h
表(14)柱反弯点高度计算表
层数
边柱
中柱
中柱(C轴)
边柱(D轴)
5层
k=2.78
y=0.44
k=7.27
y=0.45
同中柱(B轴)
同边柱(A轴)
=1.0
=0
=1.0
=0
=1.0
=0
=1.0
=0
y=0.44
y=0.45
4层
k=2.78
y=0.45
k=7.27
y=0.50
同中柱(B轴)
同边柱(A轴)
=1.0
=0
=1.0
=0
=1.0
=0
=1.0
=0
=1.0
=0
=1.0
=0
y=0.44
y=0.50
3层
k=2.78
y=0.50
k=7.27
y=0.50
同中柱(B轴)
同边柱(A轴)
=1.0
=0
=1.0
=0
=1.0
=0
=1.0
=0
=1.0
=0
=1.0
=0
y=0.50
y=0.50
2层
k=2.78
y=0.50
k=7.27
y=0.50
同中柱(B轴)
同边柱(A轴)
=1.0
=0
=1.0
=0
=1.0
=0
=1.0
=0
=1.0
=0
=1.0
=0
y=0.50
y=0.50
1层
k=4.62
y=0.55
k=12.05
y=0.55
同中柱(B轴)
同边柱(A轴)
=1.0
=0
=1.0
=0
=1.0
=0
=1.0
=0
同中柱(B轴)
同边柱(A轴)
=1.0
=0
=1.0
=0
  0.55
  0.55
5.3.7柱端及梁端弯矩的计算
上柱 ;下柱 ;,再由节点平衡条件和梁的线刚度比求出各梁端弯矩。
5
A/(-D)
0.44
14.320.443.3=20.79
14.320.563.3=26.46
0.45
19.290.453.3=28.65
19.290.553.3=35.65
4
A/(-D)
0.45
30.130.453.3=44.74
30.130.553.3=54.69
0.45
40.830.453.3=60.63
40.830.553.3=74.11
3
A/(-D)
0.50
42.250.503.3=69.71
42.250.503.3=69.71
0.50
56.910.503.3=93.90
56.910.503.3=93.90
2
A/(-D)
0.50
50.670.503.3=83.61
50.670.503.3=83.61
0.50
68.260.503.3=112.63
68.260.503.3=112.63
1
A/(-D)
0.55
56.720.555.45=131.02
56.720.455.45=107.20
0.55
72.560.555.45=167.62
72.560.455.45=137.14
           表(15)各柱剪力及弯矩值(KN)
梁柱端弯矩及剪力轴力所求表如下:
层次
梁别
/kN.m
/kN.m
-(22+22)/6=-7.33
4
AB
20.97+54.69=75.48
-(6.69+19.14)=-25.83
-(21.14+0.61-19.14)=-2.16
3
AB
44.74+69.71=114.45
-(31.79+2.61-28.94)=-5.46
-(31.79+2.61-28.94)=-5.46
69.71+82.61=153.32
-(54.77+38.74)=-93.51
-(42.48+5.46-38.74)=-9.2
-(93.51+47.74)=-141.25
-(51.38+9.2-47.74)=-12.84
           表(16)各梁柱弯矩剪力及轴力值(KN)
          图(22)水平荷载作用下框架弯矩图
5.3.8 梁端剪力计算
  根据梁的平衡条件可求出水平力作用下梁端剪力
图(23)梁端剪力图
5.3.9 各柱轴力计算
  节点左右梁端剪力之和即为柱的层间轴力,第i 层第k 根柱轴力即为其上各层节点左右两端剪力代数和。
图(24)柱轴力图KN
5.3.10 重力荷载代表值作用下的内力计算
屋面梁上的线荷载设计值:恒载+0.5雪载
楼面梁上的线荷载标准值:恒载+0.5活载
走廊:
利用分层法计算其内力图,计算如下:
    
图(25)顶层弯矩计算单元
图(26)标准层弯矩计算单元
          图(27)底层弯矩计算单元
          图(28)重力荷载代表值作用下的弯矩图
          图(29)重力荷载代表值作用下的剪力图
          图(30)重力荷载代表值作用下的轴力图
5.3.11 各柱边缘处轴力计算
在竖向荷载作用下
在地震作用下

   计算结果见下图:
   
   
   
   
层次
截面
恒载内力
活载内力
地震内力
柱轴线处
柱边缘处
柱轴线处
柱边缘处
柱轴线处
柱边缘处
18.46
56.6
7.14
52.37
4.89
14.58
1.98
14.58
26.46
6.69
25.12
6.69
53.58
70.34
39.52
66.11
13.54
17.46
10.05
17.46
13.65
6.69
12.31
13.65
43.61
114.1
20.79
109.81
10.85
21.1
6.63
21.1
22
7.33
20.53
7.33
4
23.88
43.12
15.26
40.05
7.99
15.11
4.97
15.11
75.48
19.14
71.65
19.14
39.15
49.14
29.32
46.07
13.46
16.93
10.08
16.93
39.35
19.14
35.52
19.14
25.30
109.1
3.48
105.93
8.80
21.1
4.58
21.1
63.41
21.14
59.18
21.14
3
22.54
42.95
13.95
39.88
7.82
15.09
4.81
15.09
114.45
28.94
108.66
28.94
38.82
49.33
28.96
46.26
13.42
16.95
10.03
16.95
59.18
28.94
53.39
28.94
25.80
109.1
3.98
106.03
8.87
21.1
4.65
21.1
95.36
31.79
89.27
31.79
2
22.66
42.97
14.07
39.89
7.88
15.10
4.86
15.10
153.32
38.74
145.57
38.74
38.83
49.31
28.97
46.24
13.43
16.95
10.04
16.95
79.09
38.74
71.34
38.74
25.80
109.1
3.98
106.03
8.86
21.1
4.64
21.1
127.45
42.48
118.95
42.48
1
18.7
42.31
10.24
41.24
6.51
14.90
3.53
14.90
190.81
47.74
143.07
47.74
38.24
49.97
28.25
46.89
13.23
17.14
9.81
17.14
95.64
47.74
86.09
47.74
27.85
109.1
6.03
106.03
9.58
21.1
5.36
21.1
154.13
51.38
143.85
51.38
           表(17)各柱边缘处弯矩剪力及轴力值(KN)
表(18)框架梁内力组合
层次
位置
内力
恒载①
活载②
地震荷载③
重力荷载代表值④
1.35①+0.7×1.4②
1.2①+1.4②
1.2①+0.7×1.4②
1.2④1.3③
1.2①+0.7×1.4② ±1.3③
五层
M
-7.14
-1.98
25.12
-24.14
-11.58
-11.34
-10.51
3.69
-61.62
22.15
-43.17
V
52.37
14.58
6.69
60.68
84.99
83.26
77.13
81.51
64.12
85.83
68.44
M
39.52
10.05
12.31
67.76
63.20
61.50
57.28
97.32
65.31
73.28
41.27
V
-66.11
-1.90
6.69
-75.22
-91.11
-81.99
-81.20
-81.57
-98.96
-72.50
-89.89
M
-41.83
-10.47
20.53
-54.60
-66.73
-64.86
-60.46
-38.83
-92.21
-33.77
-87.15
V
6.49
1.90
7.33
14.10
11.23
10.99
10.19
26.45
7.39
19.72
0.66
-61.06
-15.30
6.41
-55.98
-97.43
-94.69
-88.27
-58.84
-75.51
-79.93
-96.60
39.52
6.84
0
51.55
60.06
57.00
54.13
61.86
61.86
54.13
54.13
四层
M
-15.26
-4.97
71.65
-37.83
-25.47
-25.27
-23.18
47.75
-138.54
69.96
-116.33
V
40.05
5.11
19.14
29.92
59.08
55.22
53.07
60.79
11.02
77.95
28.19
M
29.32
10.08
35.52
63.68
49.06
57.94
45.06
122.59
30.24
91.24
-1.12
V
-46.07
-16.93
19.14
-38.54
-78.79
-78.99
-71.88
-21.37
-71.13
-13.81
-96.76
M
-23.88
-8.42
59.18
-41.81
-40.49
-40.44
-36.91
26.76
-127.11
40.03
-113.84
V
5.54
1.90
21.14
109.1
9.34
9.31
8.51
158.40
103.44
35.99
-18.97
-37.70
-13.79
18.07
-45.46
-58.76
-64.55
-58.76
-31.06
-78.04
-35.26
-44.55
22.00
5.60
0
42.56
35.19
34.24
31.89
51.07
51.07
31.89
31.89
三层
M
-13.95
-4.81
108.66
-36.86
23.55
-23.48
-21.45
97.03
-185.49
119.81
-162.71
V
39.88
15.09
28.94
29.80
68.63
68.98
52.08
73.38
-1.86
100.27
25.02
M
28.96
10.03
53.39
63.46
67.48
48.80
44.58
145.56
6.75
113.99
18.77
V
-46.26
-16.95
28.94
-38.66
-79.06
-79.24
-72.12
-8.77
-84.01
-34.50
-109.75
M
-24.38
-8.49
89.27
-42.18
-41.23
-41.14
-37.58
65.44
-166.67
78.48
-153.63
V
5.54
1.90
31.79
109.1
8.36
9.31
8.51
172.25
89.59
50.07
-32.82
-39.90
-13.89
27.64
-46.05
-67.48
-67.33
-61.49
-19.33
-91.19
70.20
-97.43
22.50
5.67
0
40.56
35.93
34.94
32.56
48.67
48.67
32.56
32.56
二层
M
-14.07
-4.86
145.57
-35.66
-23.76
-23.69
-21.65
146.45
-232.03
167.60
-210.89
V
39.89
7.88
38.74
29.59
61.58
58.90
55.59
85.87
-14.85
105.95
5.23
M
28.97
10.04
71.34
63.48
48.95
48.82
4.61
168.92
-16.57
137.35
-48.14
V
39.89
7.88
38.74
-38.87
-79.04
-79.22
-72.10
3.72
-97.01
-21.74
-122.46
M
-24.38
-8.48
118.95
-42.14
-41.23
-41.13
-37.57
104.07
-205.20
117.07
-192.20
V
5.54
1.90
42.48
109.1
9.34
9.31
8.51
186.14
75.70
63.74
-46.72
-39.84
-13.86
37.12
-46.64
-67.37
-67.21
-61.39
-7.71
-104.22
-13.14
-109.65
22.50
5.66
0
40.56
35.92
34.93
32.55
48.67
48.67
32.55
32.55
底层
M
-10.24
-3.53
190.81
-30.36
-17.29
-17.23
-15.75
211.62
-284.49
232.31
-263.80
V
41.34
14.58
47.74
28.87
70.10
70.02
63.90
96.71
-27.42
125.96
1.84
M
28.25
9.81
86.09
62.53
47.75
47.64
43.51
186.95
-36.88
155.43
-68.41
V
-46.89
-17.14
47.74
-39.59
-80.10
-80.27
-73.07
14.55
-109.57
-11.00
-135.13
M
-26.43
-9.20
143.85
-45.54
-44.70
-44.60
-40.73
132.36
-241.65
146.27
-227.74
V
109.10
21.10
51.38
109.1
167.96
160.46
151.60
197.71
64.13
218.39
84.81
-42.12
-14.64
47.59
-49.77
-61.41
-71.04
-55.09
2.14
-121.59
-3.03
-126.76
24.60
6.38
0
42.55
39.46
38.45
35.77
51.06
51.06
36.77
35.77
表(19)横向框架柱内力组合表
层次
截面
内力
荷载类别
1.35①+0.7×1.4②
1.2①+1.4②
1.2①+0.7×1.4②
1.2④1.3③
1.2①+0.7×1.4② ±1.3③
恒载①
活载②
地震荷载③
重力荷载代表值④
五层
A柱顶
M
21.72
5.75
26.46
24.14
34.97
34.12
31.70
55.43
-5.43
66.10
-2.70
N
123
25.83
6.69
60.68
191.36
183.76
172.92
79.51
64.12
181.61
164.22
A柱底
M
15.36
4.85
20.79
19.73
25.49
25.22
23.19
44.47
-3.35
50.21
-3.84
N
137.1
25.83
6.69
60.68
210.40
200.68
189.83
79.51
64.12
198.53
181.14
B柱顶
M
-11.73
4.85
35.65
-13.10
-18.93
-18.50
-17.17
19.93
-62.07
29.17
-63.52
N
139.2
25.83
0.61
189.32
217.13
208.76
196.25
227.79
226.39
197.04
195.45
B柱底
M
-8.82
-3.16
28.65
-11.31
-14.66
-14.52
-13.34
15.08
-50.82
23.91
-50.58
N
153.29
29.80
0.61
189.32
236.15
225.67
213.15
227.79
226.39
213.95
212.36
四层
A柱顶
M
12.73
4.55
54.69
18.10
21.65
21.65
19.74
76.41
-49.38
90.83
-51.36
N
230
52.19
25.83
90.50
361.65
349.07
327.15
134.43
75.02
360.73
293.57
A柱底
M
13.26
4.60
44.74
18.43
22.41
22.35
20.42
66.86
-36.05
78.58
-37.74
N
243.7
52.19
25.83
90.50
385.00
365.51
343.59
134.43
75.02
377.17
310.01
B柱顶
M
-7.52
-2.67
74.11
-10.56
-12.77
-12.76
-11.64
61.44
-109.02
84.70
-107.98
N
256.14
59.07
2.61
336.96
403.68
390.07
365.26
406.96
400.96
368.65
361.87
B柱底
M
-7.65
-2.68
60.63
-11.31
-12.95
-12.93
-11.81
47.06
-92.39
67.01
-90.63
N
270.23
59.07
2.61
336.96
422.70
406.98
382.17
406.96
400.96
385.58
378.77
三层
A柱顶
M
13.26
4.65
69.71
-18.43
22.46
22.42
20.47
47.59
-112.74
110.10
-70.16
N
350.1
66.75
54.77
120.32
538.05
513.57
485.54
199.15
73.18
556.74
414.34
A柱底
M
13.21
4.59
69.71
16.50
22.33
22.28
20.35
89.51
-70.82
110.97
-70.27
N
364.15
66.75
54.77
120.32
557.02
530.43
502.40
199.15
73.18
573.60
431.19
B柱顶
M
-7.65
-2.69
93.90
-10.64
-12.96
-12.95
-11.82
81.13
-134.84
110.25
-133.89
N
373.27
75.12
5.46
484.72
557.53
553.10
521.54
587.12
574.57
528.64
514.44
B柱底
M
-7.64
-2.69
93.90
-10.63
-12.95
-12.94
-11.81
81.14
-134.83
110.27
-133.87
N
387.36
75.12
5.46
484.72
596.55
570
538.45
587.12
574.57
545.55
531.35
二层
A柱顶
M
13.45
4.68
83.61
19.16
22.74
22.69
20.73
106.60
-85.70
129.42
-87.97
N
470.59
89.15
93.51
149.91
722.66
689.52
652.08
273.40
58.33
773.64
530.87
A柱底
M
14.68
-2.69
83.61
20.46
24.83
24.77
22.62
108.16
-84.14
131.32
-86.07
N
484.68
100
93.51
149.91
679.28
706.43
668.98
273.40
58.33
790.55
547.89
B柱顶
M
-7.70
-2.82
112.63
-10.71
-13.03
-13.01
-11.88
99.78
-159.27
134.54
-158.30
N
490.38
100
9.20
632.70
760.01
728.46
686.46
768.44
747.28
698.42
674.50
B柱底
M
-8.02
2.55
112.63
-11.15
-13.59
-13.57
-12.39
99.25
-159.80
134.03
-158.81
N
504.47
91.72
9.20
632.70
779.03
745.37
703.37
768.44
747.28
715.33
691.41
一层
A柱顶
M
7.32
1.73
107.2
9.90
12.38
12.36
11.28
119.08
-127.48
150.64
-128.08
N
590.47
91.72
6.69
178.78
887.02
836.97
798.45
221.23
205.84
807.72
789.75
A柱底
M
3.92
1.73
131.02
5.12
6.01
7.13
6.40
137.16
-164.18
176.73
-163.93
N
637.43
91.72
6.69
178.78
950.42
893.33
854.80
221.23
205.84
856.81
846.11
B柱顶
M
-4.20
-1.48
137.14
-5.84
-7.12
-7.11
-6.49
130.13
-185.29
171.79
-184.77
B柱顶
N
608.15
102.99
141.25
781.38
921.93
873.97
830.71
.03
.09
B柱底
M
-2.17
-0.77
167.62
-3.02
-3.69
-4.32
-3.36
164
-221.53
214.55
-221.27
一层
N
649.88
102.99
141.25
781.38
978.27
924.04
880.79
.03
.16
7
截面设计与配筋计算
混凝土强度采用C30 =14.3KN/
钢筋取HRB335
表(20)活荷载按楼层的折减系数
墙柱:基础计算截面以上的层数
1
2-3
4-5
6-8
9-20
20
计算截面以上各楼层活荷载
总和的折减息书
1.0
0.85
0.7
0.65
0.60
0.55
表(21)承载力调整系数
材料
结构构件
受力状态
钢筋混凝土

受弯
0.75
轴压比小于0.15的柱
偏压
0.75
轴压比不小于0.15的柱
偏压
0.80
抗震墙
偏压
0.85
各类构件
受剪受拉
0.85
7.1框架梁配筋计算:
  选取第一层框架梁AC跨计算
(1)正截面强度计算
图(31)选取截面及受力梁端弯矩图
表(22)框架梁的正截面计算
截面





M(KN.m)
-284.49
-126.76
186.95
-242.03
39.46

300×565
300×565
300×565
300×565
300×565
213.37
-126.76
140.22
181.52
39.46
0.156
0.093
0.012
0.133
0.029
0.312&0.35
0.186&0.35
0.204&0.35
0.266&0.35
0.058&0.35
0.844
0.907
0.898
0.867
0.971
选 筋
422
416
320
420
414
实配面积
.9%
0.5%
0.6%
0.7%
0.4%
要求最小配筋率
0.4和80中的较大值
0.3和65中的较大值
0.4和中的较大值
0.4和中的较大值
0.3和65中的较大值
要求最大配筋率
2.5
2.5
2.5
2.5
2.5
支座处要求
0.55&0.3
-
0.89&0.3
0.67&0.3
-
(2) 梁的斜截面强度计算
表(23)梁的斜截面强度计算
截面
A支座加密区
AB跨中非加密
B支座左加密
B支座右加密
BC跨中非加密
300×565
300×565
300×565
300×565
300×565
不利组合控制截面V/KN
125.96
-126.76
-135.13
218.39
39.46
125.96
-126.76
-135.13
218.39
39.46
28.87
-
39.59
109.0
-
调整剪力值
-
111.84
183.86
-
95.1125.96
-
95..28218.39
-
截面尺寸验算
满足
满足
满足
满足
满足
0.163
0.168
0.225
0.786
按构造配筋
箍筋直径
8
8
8
8
8
实配箍筋
箍筋最大间距
150
150
100
100
150
配筋率
0.34%
0.21%
0.34%
0.34%
0.21%
最小配筋率
0.2%
0.2%
0.2%
0.2%
0.2%
7.2框架柱配筋计算:
(1) 柱的正截面设计
   以第一层框架柱B轴上柱来计算,
 柱的截面尺寸为400×400mm
柱采用对称配筋,纵筋采用HRB335,混凝土C=30mm,柱弯矩设计值
 配筋计算如下表格所示:(1层B柱)
表(24)柱的正截面配筋计算
组合
400
400400
有无地震组合M(kNM)



内力组合弯矩M(kNM)
214.28
171.28
221.53
N/kN
1.28
754.03
轴压比要求
0.5
0.5
0.33
1.4(186.95+40.72)=318.25


柱顶调整弯矩
225


267.9


设计弯矩值
267.9


238.9
152.8
294
0.3
108
108
108
258.9
172.8
314
0.98
0.98
0.98
1.11
1.16
1.09
287.38
200.45
342.3
0.54
0.54
0.37
偏心类型
大偏心
大偏心
大偏心
0.8
0.8
0.8
8
实配钢筋
420
420
416(420)
实配面积
4(1256)
实际柱总配筋率%
1.6
1.6
1.01
要求最小总配筋率%
0.5(满足)
0.5(满足)
0.5(满足)
实际一侧配筋率%
0.8
0.8
0.5
要求柱一侧配筋率%
0.2(满足)
0.2(满足)
0.2(满足)
(2)斜截面配筋计算
其计算表格如下所示(一层B柱)
表(25)柱的斜截面配筋计算
截面
0400
组合控制截面V
74.7
1.4(185.29+221.53)、5.45=104.5
截面尺寸验算
88.83
0.3
0.311.&1121.28,取571.2
&0
箍筋形式
4肢箍
0.=0.50/(0.0075350)=153.3
箍筋直径间距
4肢箍@150
非加密区箍筋直径间距
4肢箍@200
7.3 现浇板的配筋计算:
  混凝土采用C20
钢筋采用HPB235
  按塑性内力重分布方法设计,板厚一般取h=120mm,计算简图如下图
  标准层楼面
  大理石面层,水泥砂浆擦缝、30厚1:3干硬性水泥砂浆,面上撒2 L
  厚素水泥水泥浆结合层一道1.16KN/O
  结构层:120厚现浇钢筋混凝土板012m×25KN/=3KN/O
  抹灰层:10厚混合砂浆0.01×17KN/=0.17KN/O
  合计:4.33KN/O
  楼面活载:2.0KN/O
  走道活载:2.5KN/O
所以g+q=1.2×4.33+1.4×2.5=8.70KN/O
g+=6.95KN/O
  计算跨度:①内跨
为净跨 b为梁宽
弯矩计算:跨中最大正弯矩发生在活荷载为棋盘式布置时,它可简化为当内支座固支时g +作用下的跨中弯矩值与当内支座铰支时±作用下的跨中弯矩值两者之和。支座最大负弯矩可近似按活荷载满布计算,即内支座固支时g+q作用下的支座弯矩。在本次设计中,楼盖对板的作用视为固定支座。
所有区格按其位置与尺寸分为①②③④四类,计算弯矩时考虑泊松比的影响取
图(32)楼板区格图
各区格弯矩计算如下表所示
表(26)1、2区格弯矩计算表
区格
1区格
2区格
跨内
计算简图
+
+
支座
计算简图
表(27)3、4区格弯矩计算表
区格
3区格
4区格
0.6
0.5
跨内
计算简图
+
+
支座
计算简图
  由此表可见,板间支座弯矩是不平衡的,实际应用时可近似取相邻两区格板支座弯矩的平均值:
即:1-2支座:=
  1-3支座:=
  2-4支座:=
3-4支座:=
考虑1区格板四周与墚整体连接,乘以折减系数0.8,即可近似按计算相应的钢筋截面面积。
1.8/3.0=0.6和3.0/6.0=0.5均小于1.5,故中间区格跨内、边区格板的跨内及第一内支座截面均使弯矩乘以折减系数0.8,板的配筋如下表所示:
表(28)板的配筋表
截面
M(KN/m)
选配钢筋
实配钢筋


①区格
方向
1.360.8
100
55
6@200
94
方向
0.570.8
90
26
4@200
39.2
②区格
方向
4.160.8
100
167
8@200
168
方向
1.270.8
90
57
6@200
88
③区格
方向
2.360.8
100
95
6@250
113
方向
1.610.8
90
72
6@320
88
④区格
方向
5.180.8
100
208
8@240
209
方向
1.780.8
90
80
6@200
88
支座
1-2
-4.400.8
100
177
6@200
196
1-3
-1.610.8
100
65
6@200
141
2-4
-5.310.8
100
213
8@200
251
3-4
-5.80.8
100
233
8@200
251
7.4 连续梁的配筋计算:
  纵向连续梁界面尺寸为250×400mm,混凝土等级为C30 ,钢筋选用HRB335
采用A轴线上三层梁为例进行计算。
7.4.1 荷载计算
恒载:楼面梁 :梁自重+板传荷载 +梁测抹灰
活载:板传荷载
所以g+q=12.58+5.28=17.86KN/m
7.4.2 计算简图的确定
纵向连续梁b×h=250×400mm
横向框架梁为300×600mm
中间跨==0mm
由于连续梁与横向框架梁现浇,则边跨计算跨度净跨
边跨=-==2773mm
+=2.73+0.12=2.85m
1.025=1..798m&2.85m
取=2.798m
中间跨==0mm
边跨与中间跨的计算跨度相差:
故可按等跨连续梁计算内力。
剪力计算时跨度取净跨:
图(24)连续梁计算简图
连续梁的内力计算见下表:
表(23)连续梁弯矩计算表
截面
边跨跨内
离端第二支座
离端第二跨跨内,中间跨跨内
中间支座
弯矩系数
M
12.71
-12.71
8.14
-9.30
表(24)连续梁剪力计算
截面
端支座内侧
离端第二支座外侧
离端第二支座外侧
中间支座外内侧
剪力系数
0.45
0.6
0.55
0.55
21.94
29.26
26.53
26.53
7.4.3截面承载力计算
进行正截面受弯承载力计算时,跨中截面按T形截面计算,其翼缘计算宽度为:
判断T形截面类型,按第一类型截面计算:
连续梁正截面及斜截面承载力分别如下:
截面
边跨跨内
离端第二支座
中间跨跨内离端第二跨跨内
中间支座
M(kNM)
12.71
-12.71
8.14
-9.30
0.015
0.054
0.
244
235
147
174
实配钢筋面积
236
236
157
226
连续梁斜截面承载力计算
截面
端支座内侧
离端第二支座外侧
离端第二支座内侧
中间支座外内侧
V/kN
21.94
29.26
26.53
26.53
0.25
326.22&V
326.22&V
326.22&V
326.22&V
91.34&V
91.34&V
91.34&V
91.34&V
选用箍筋
2
2
2
2
101
101
101
101
按构造配筋
按构造配筋
按构造配筋
按构造配筋
实配钢筋间距S/mm
200
200
200
200
8
梁柱截面设计与配筋计算
8.1 楼梯设计概述:
  楼梯是建筑物中的重要组成部分,它是主要的垂直交通设施之一,楼梯的主要功能是通行和疏散。
  板式楼梯和梁式楼梯是最常见的现浇楼梯,宾馆和公共建筑有时也采用一些特种楼梯,如螺旋板式楼梯和悬挑式楼梯。此外也有采用装配式楼梯的。
  板式楼梯由梯段板、休息平台和平台梁组成,梯段是斜放的齿形板,支承在平台梁上和楼层梁上,底层下端一般支承在垄墙上。板式楼梯的优点是下表面平整,施工支模方便,外观比较轻巧;缺点是斜板较厚,约为梯段板斜长的1/25~1/30,其混凝土用量和钢材用量都较多,一般适用于梯段板的水平跨长不超过3M时。
  梁式楼梯同踏步板、斜梁和平台板、平台梁组成。
8.2 楼梯设计的一般要求
设计楼梯时应考虑以下三个基本要求:
8.2.1要满足功能上的要求
  楼梯的数量、位置、形式和楼梯的宽度、坡度均应该符合上下通畅、疏
散方便的原则,楼梯间必须直接采光,采光面积应不小于1/12楼梯间平面面积。设置在公共建筑中的主要楼梯,有的需要富丽堂皇,有的需要精巧简洁,应在楼梯形式、栏杆式样、材料选用方面作精心设计,一般建筑则适当考虑美观问题。
8.2.2要满足结构和建筑构造方面的要求
  楼梯的结构设计详见以下各节。在建筑构造方面要满足坚固与安全的要求,例如扶手、栏杆和踏步之间应有牢固的连接,选用栏杆式样也应注意花饰形式。杆件与杆件的间距应考虑防止发生意外事故。
8.2.3要满足防火、安全方面的要求
  楼梯的间距和数量,应根据建筑物的耐火等级,满足防火设计规范中民用建筑及工业辅助建筑安全出口所规定的要求。
  这样楼梯才于才有足够的通行和疏散能力,此外还应注意在楼梯间四周的墙,不准有凸出太多的砖柱、砖礅、散热片、消防栓等构件,防止人在紧急疏散通行时受阻而发生意外。在楼梯间内除必须的门以为,不准另外设置门、窗,防止火灾发生时,火焰窜出和烟雾蔓延、扩散到楼梯间而使楼梯失去通行疏散作用。
  楼梯材料的选用应该考虑建筑物的耐火等级,同时还应结合考虑材料的耐磨、防滑、易清洁和美观等要求。
  此外,设计楼梯时尚需考虑到经济和施工的方便。
8.3楼梯的构造处理
本建筑楼梯采用现浇钢筋混凝土楼梯。现浇钢筋混凝土楼梯是在现场就地支模板,绑扎钢筋和浇捣混凝土而成。这种现浇式楼梯整体性好,以工业化施工方式来看,施工较麻烦,费模板,湿作业多,工期长,但实际情况是,因民用公共建筑楼梯数量少,预制吊装就没有优越性,且地震区,楼梯现浇可增加建筑物的抗震性能。
当楼梯下净高不够,可将楼层梁内移动,这样板式楼梯的梯段就成为折线形。对此设计中应注意两个问题:(1)梯段中的水平段,其板厚应与梯段相同,不能处理成和平台板同厚;(2)折角处的下部受拉纵筋不允许沿板底弯折,以免产生向外的合力将该处的混凝土崩脱,应将此处纵筋断开,各自延伸至上面再行锚固。若板的弯折位置靠近楼层梁,板内可能出现负弯矩,则板上面还应配置承担负弯矩的短钢筋。
若遇折线形斜梁,梁内折角处的受拉纵向钢筋应分开配置,并各自延伸以满足锚固要求,同时还应在该处增设箍筋。该箍筋应足以承受未伸入受压区域的纵向受拉钢筋的合力,且在任何情况下不应小于全部纵向受拉钢筋合力的35%。
8.3.1建筑设计:
  楼梯间开间3m,进深6.0m,标准层层高3.3m,本设计楼梯采用双跑板式楼梯。板式楼梯是由带踏步又称梯级的斜板及栏杆组成。因斜板是承重构件,故板较厚,钢材和混凝土的用量多,自重较大,但板底平整,制模方便,视觉上较轻巧,不易积尘,适用于层高较低、楼梯跑长度不大于4m及荷载较轻的建筑中。
  楼梯跑的宽度主要应满足通行和疏散的要求,本设计楼梯按两人通行设计。楼梯宽度1300mm,故应两边均设扶手,防止人拥挤时发生意外。
  楼梯跑的坡度与占地面积有关,最舒服的坡度是30°左右,常用坡度是20°~45°之间。本建筑标准层楼梯跑坡度取30°,即踏步宽300mm,高150mm。
踏步尺寸采用150×300mm,标准层每层共需22步。
8.3.2结构设计:
  楼梯设计为板式楼梯,楼梯平面布置如图所示。标准层层高3.3m,踏步尺寸150mm×300mm。采用C25混凝土,板采用HPB235钢筋,梁采用HRB335钢筋
8.3.3梯段板设计
  踏步的面层为水磨石,底面为30厚的混合砂浆抹灰,金属栏杆重为。楼梯活荷载标准值为,混凝土C25,钢筋为HPB235,
(1) 斜板设计
除底层第一楼梯跑斜板外,其余斜板均相同,而第一楼梯跑斜板的下端为混凝土基础,可按净跨计算。本题中只对标准梯段斜板进行设计。
对斜板取1m宽作为其计算单元。
○1确定斜板厚度
斜板的水平投影净长为
斜板的斜向净长为
所以斜板厚度
○2斜板荷载计算
恒载标准值:
水磨石面层:(0.3+0.15)0.65=0.98
三角形踏步:0.50.30.
砼斜板:0.
恒荷载标准值:
6.6
恒荷载设计值:
g=1.26.6=7.92
活荷载标准值:
q=1.42.5=3.5
P=g+q=11.42
○3计算简图的确定:
斜板的计算跨度取其水平投影的净长
图(33)楼梯斜梁计算简图
○4内力计算:
斜板内力一般只需计算跨中最大弯矩即可:考虑到斜板两端均与梁整结,对板有约束作用,所以跨中最大弯矩取
配筋计算:
斜板有效高度:
选用钢筋φ10@120 =654
分布钢筋φ6 @300
(即每一踏步下放一根)
(2)平台板设计
○1平台板计算简图:
平台板取1m宽作为计算单元
恒荷载标准值:
  水磨石面层:
0.65
  平台板自重:
0.
   板底摸灰:
0.
   
恒荷载标准值:
恒荷载设计值:
活荷载标准值:
P=g+q=6.79
○2截面设计:
弯矩设计值:
平台板有效高度:
○3内力计算:
由前面的简图可知此结构的最大弯矩发生在支座B处,最大弯矩值1.81KN/m
○4配筋计算:
  受力钢筋选用:φ6@150,
分布钢筋选用:φ6@200
(3)平台梁设计
○1平台梁计算简图及截面设计:
平台梁的截面取h×b=350×250mm
○2荷载计算:
梯段板传来:
11.423.0/2=17.13
平台梁传来:
平台梁自重:
1.20.25(0.35-0.07) 25=2.1
 梁侧摸灰:
1.20.02[(0.35-0.07) 2+0.25] 0.33
 
   合计:
P=g+q=25.67
   
   
   
图(34)平台梁计算简图
跨中最大弯矩设计值:
支座剪力设计值:
按倒L型截面计算
  
所以属于第一种T型截面
 ○3截面设计:
考虑平台梁两边有不均扭矩产生影响,配筋酌情增加
○4斜截面抗剪能力计算
所以可按构造配筋:φ8@200.
(4)绘制施工图
图(29)楼梯施工图
9
基础设计与配筋计算
(1)地质条件:
图(35)地质条件图
该结构为五层,采用柱下独立基础,基础埋深为2.5m
9.1荷载计算
9.1.1.由柱传至基顶的荷载
由内力组合可得荷载设计值如下
9.1.2.由基础梁传到基顶的荷载
由前面荷载计算中可以知底层外纵墙自重为6.26KN.m
基础梁自重为:2.5KN/m
G对基础底面中心的偏心矩
相应的偏心力矩设计值为
作用于基底的弯矩和相应基顶的轴力设计值分别为假设基础的高度为1100mm
第二组:
      
9.2基础尺寸的确定
9.2.1. 确定l和b
取, A=,得b=2,l=1.52=3,取l=3m
验算另一组荷载效应标准组合时的基底应力
 因此该办公楼可不进行地基变形计算,最终确定基底尺寸为2.03.0m
9.2.2确定基础的高度
采用锥形杯口基础,根据构造要求,初步确定的基础剖面尺寸如图所示,
由于上阶底面落在柱边破坏锥面之内,故该基础只需进行变阶处的抗冲切承载力计算。
图(36)基础底面尺寸的确定
a. 在各组荷载设计值作用下的地基最大净反力
第二组:
比较两组数据取大值,按第一组荷载设计值作用下的地基净反力进行抗冲切承载力计算.
b.在第一组荷载的作用下的冲切力
冲切力近似按最大地基净反力计算即:
由于基础宽度b=2.0,小于冲切锥体底边宽
基础采用C20混凝土,钢筋采用HRB335
c.变阶处的抗冲切力
由于基础宽度小于冲切力锥形体底边宽度
     
图(37)基础抗冲切验算简图
因此,如图(31)基础剖面图可以的。
9.3基底配筋:
包括沿长边和短边两个方向的配筋计算,沿长边方向的配筋计算,应按第一组荷载设计值作用下的地基净反力进行,而沿短边方向由于为轴心受压,其钢筋用量应按第一组荷载设计值作用下的平均地基净反力进行计算。
a.沿长边方向的配筋计算
在第二组荷载设计值作用下,前面已算得相应于柱边及变阶处的净反力为:
选用14@150
b.沿短边方向的配筋计算
在第二组荷载设计值作用下,均匀分布的土壤净反力
选用:10@200,,(满足要求)
              图(38)基础配筋图
10 电算部分
10.1 TAT-C.OUT部分
----------------------------------------------------------------------
TAT 数据检查输出文件
TAT-C.OUT
----------------------------------------------------------------------
---------------------
---------------------
结构计算层数:Nsu =
地震力计算标志:Mear = 3
竖向力计算标志:Mver = 2
风力计算标志:Mwin = 0
水平力与结构整体坐标的夹角(弧度):Arf =
特殊截面总类数:Nsecn = 0
设计、计算采用规范标志:Icode = 0
是否考虑P-△效应标志:Lds = 0
地下室层数:Nbase = 0
是否考虑梁柱重叠影响标志:Mbcm = 0
结构有侧移、无侧移标志:Nstc = 0
结构类型标志:Mstype = 0
结构材料标志:Msme = 0
分层刚度恒载模型的累加层数:Nfo = 1
土层对地下室侧向嵌固的约束系数:Sbase = 3.00
是否按混凝土规范7.11.3条计算柱长度系数标志:Lzhu = 1
是否考虑强制刚性楼板假定标志:Kqzl = 0
框剪结构恒载计算时墙刚度折减系数:Fswf = 1.00
--------------------------
地 震 信 息
--------------------------
抗震设计标志:Ngl = 0
需要计算的振型数:Nmode = 15
地震设防烈度:Naf =
场地土类型:Kd = 2
设计地震分组:Ner = 1
周期折减系数:Tc = 0.85
楼层最小地震剪力系数:Em =
框架的抗震等级:Nf = 1
剪力墙的抗震等级:Nw = 3
是否考虑双向地震作用标志:Lsc = 0
结构的阻尼比:Gss = 0.050
多遇水平地震影响系数最大值:Rmax1 = 0.080
罕遇水平地震影响系数最大值:Rmax2 = 0.500
特征周期值:Tg = 0.350
是否考虑5%偶然偏心标志:Kst = 1
竖向地震力作用系数:Cvec = 0.058
--------------------------
调 整 信 息
--------------------------
0.2Qo 调整起算层号:Kq1 =
0.2Qo 调整终止层号:Kq2 =
中梁刚度放大系数:Bk1 = 2.00
边梁刚度放大系数:Bk2 = 1.50
梁端负弯矩调幅系数:Bt = 0.85
梁活荷载内力放大系数:Blf = 1.00
连梁刚度折减系数:Blz = 0.70
(梁扭矩&0)或(梁扭转刚度&0)折减系数:Tb =
结构顶部小塔楼放大起算层号:Ntl =
结构顶部小塔楼放大系数:Rtl = 1.00
温度应力折减系数:Tmpf = 0.75
转换层所在层号:Mch = 0
剪力墙加强区起算层号:Nshw = 1
考虑与框支柱相连的框架梁的调整标志:LR_kz = 1
9度或1级框架结构的梁柱钢筋超配系数:R_rein =
考虑附加薄弱层地震剪力人工调整标志:LE_tz = 0
------------------------
材 料 信 息
------------------------
混凝土容重(kN/m3):Gc = 25.00
梁纵筋强度(N/mm2):FIb =
梁箍筋强度(N/mm2):FJb =
柱纵筋强度(N/mm2):FIc =
柱箍筋强度(N/mm2):FJc =
墙边缘构件的纵筋强度(N/mm2):FIw =
墙水平竖向分布筋强度(N/mm2):FJwh =
墙约束边缘构件的箍筋强度(N/mm2):FJwg =
梁箍筋间距(mm):Sb = 100.0
柱箍筋间距(mm):Sc = 100.0
墙水平竖向分布筋间距(mm):Swh = 200.0
墙竖向分布筋最小配筋率(%):Rwv = 0.30
钢的容重(kN/m3):Gs = 78.00
钢号(Q235/Q345/Q390/Q420):Ns = 235
钢构件净截面与毛截面的比值:Rn = 1.00
底部墙竖向分布筋配筋率最高层号:Nwv =
底部墙竖向分布筋最小配筋率(%):Rwv1 = 0.30
-----------------------------
设 计 信 息
-----------------------------
地震荷载分项系数:Pear = 1.30
风荷载分项系数:Pwin = 1.40
恒荷载分项系数:Pdea = 1.20
活荷载分项系数:Pliv = 1.40
竖向地震荷载分项系数:Pvea = 0.50
风、活荷载之活载组合系数:Cwll = 0.70
风、活荷载之风载组合系数:Cwlw = 0.60
活荷重力荷载代表值系数:Celi = 0.50
柱配筋保护层厚度(mm):Aca =
梁配筋保护层厚度(mm):Bcb =
柱、墙活荷载折减标志:Live = 0
柱单、双偏压、拉配筋选择标志:Lddr = 0
结构重要性系数:Ssaft = 1.10
--------------------------
风 荷 载 信 息
--------------------------
修正后的基本风压(kN/m2):Wo = 0.10
地面粗糙度:Srg = 2.
结构基本自振周期(s):T1 = 0.000
结构体形系数分段数(&4):Ndss =
结构第一段体形系数的最高层号:Hf1 =
结构第一段体形系数:Sc1 = 1.30
结构第二段体形系数的最高层号:Hf2 =
结构第二段体形系数:Sc2 = 1.30
结构第三段体形系数的}

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