教学楼框架结构设计(带计算书)

目 录

摘 要 .................................................................................... 3 绪 论 ...................................................................................... 5 1 建筑设计理念及设计依据 .................................................................. 6 1.1 设计理念 ............................................................................. 6 1.2 工程概况 ............................................................................. 6 1.3设计依据 ............................................................................. 7 2 建筑设计 ................................................................................. 8 2.1 平面设计 ............................................................................. 8 2.2 立面设计 ............................................................................. 9 2.3 建筑剖面设计 ........................................................................ 10 2.4 其它部分详细做法和说明 .............................................................. 10 3 截面尺寸初步估计 ........................................................................ 12 3.1柱截面设计 .......................................................................... 12 3.2梁的截面设计 ........................................................................ 12 4 框架侧移刚度的计算 ...................................................................... 13 4.1 横梁线刚度I B的计算 ................................................................. 13 4.2 柱线刚度I C的计算 ................................................................... 14 4.3各层横向侧移刚度计算 ................................................................ 14 5 竖向荷载及其内力计算 .................................................................... 16 5.1计算单元的选择确定 .................................................................. 16 5.2竖向荷载统计 ........................................................................ 16 5.3竖向荷载内力计算 .................................................................... 18 5.2 重力荷载代表值计算及荷载汇总 ........................................................ 30 6 水平荷载计算 ............................................................................ 33 6.1风荷载计算 .......................................................................... 33 6.2 地震荷载计算 ........................................................................ 36 7框架的内力组合 .......................................................................... 41 7.1 梁柱的内力组合 ...................................................................... 41 7.2 柱端弯矩设计值的调整 ................................................................ 46 8 截面设计 ................................................................................ 47 8.1框架梁截面设计 ...................................................................... 47 8.2框架柱截面设计 ...................................................................... 49

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8.3 楼板设计 ............................................................................ 55 9 楼梯计算 ................................................................................ 58 9.1 示意图 .............................................................................. 58 9.2 荷载计算 ............................................................................ 58 10 基础设计 ............................................................................... 60 10.1荷载设计值 ......................................................................... 60 10.2 A、D柱独立基础的计算 ............................................................... 60 10.3 B、C柱基础配筋 ..................................................................... 63 毕业设计总结 .............................................................................. 66 致谢 ....................................................................... 错误!未定义书签。

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摘 要

根据教学楼设计规范和其它相关标准，以及设计要求和提供的地质资料，设计该框架结构教学楼。 按照先建筑后结构，先整体布局后局部节点设计步骤设计。主要内容包括：设计资料、建筑设计总说明、建筑的平面、立面、剖面图设计说明，以及其它部分的设计说明；结构平面布置及计算简图确定、荷载计算、内力计算、内力组合、主梁截面设计和配筋计算、框架柱截面设计和配筋计算、次梁截面设计配筋计算、楼板和屋面设计、楼梯设计，基础设计等。其中附有风荷载作用下的框架弯矩、剪力和轴力图；纵向和横向地震荷载作用下的框架弯矩、剪力和轴力图；恒荷载和活荷载作用下的框架弯矩、剪力和轴力图以及梁柱的内力组合表。

关键词：框架、重力荷载代表值；现浇钢筋混凝土结构；内力组合；弯矩调幅。

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Abstract

According： to building design specifications and other relevant standards and design requirements and provide geological data, the design of the framework of the classroom building. After the first building in accordance with the structure and layout of the overall after the first local node design steps design. Main contents include : design, architectural design of the total shows that the construction of the plane, Facade, profile design specifications, , and other parts of the design; structural layout and schematic calculation of identification, load, stress, the combination of internal forces, Main beam reinforcement design and calculation, frame-section design and reinforcement, meeting beam reinforcement design, floor and roof design, stair design, infrastructure design. Enclosing wind load under the framework moment, shear and axial bid; vertical and horizontal seismic loads under the framework of the moment, shear and axial bid; Constant load and live load under the framework moment, shear and axial trying to internal forces and the combination of beam-column table.

Key Words：frame, Gravity load charecter value , cast-in-place reinforced concrete structure , internal force make up , curved square amplitude modulation.

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绪论

毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。

本组毕业设计题目为——郑州大学土木工程学院教学楼。在毕设前期，我温习了《结构力学》、《钢筋混凝土设计》、《建筑结构抗震设计》等书籍，并借阅了《抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》等规范。在毕设中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。在毕设后期，主要进行设计手稿的电脑输入，并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。

毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进行内力组合的计算时，进一步了解了Excel。在绘图时熟练掌握了AutoCAD、天正、探索者等绘图软件，以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。

框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。

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1 建筑设计理念及设计依据

1.1 设计理念

教学楼是为人们学习提供最为良好环境的建筑。纵观教学建筑的发展历史，无不体现 着人类文化、文明的历史进程和时代特征。教学楼建筑设计同设计其他类型建筑一样有许多共同点，也有许多不同的特点和要求。随着时代的发展，办公楼的内容和形式都在不断发生变化。因此，我对教学楼的设计过程和设计方法进行了详细研究，经过一番思考，我认为本设计应该具有以下

特点：（1）弹性。从设计、结构到服务功能都应做到开放性，以适应时空的变化。（2）紧凑性。教室以及其它辅助用房的空间布置要做到紧凑合理。（3）易接近性。从楼外到楼内，从入口到各个部门，要规划得合理，要设计一个良好的导引系统。（4）可扩展性。在未来扩展时可灵活延伸，将损失减小到低程度。（5）舒适性。在环境、通风、温湿度、光线等方面要柔和、协调，尽量借用外部的自然环境。（6）环境的稳定性。（7）安全性。建筑安全防护措施做到不仅满足规范要求而且更加人性化。（8）济性。把建设和维护一座教学楼所需要的经费和人员控制在最低限度。

在整个设计过程中，我本着“安全，适用，经济，美观”的原则，在满足设计任务书提出的功能要求前提下，完成了建筑设计这一环节，合理的选择框架，并为以后的结构设计打下了良好的基础。

1.2 工程概况

本设计教学楼位于郑州市，用地755方米，红线范围为50m×20m。该地段地势平坦，环境较好，在选址和环境营造方面，注意自然景色的优美，也重学习环境各交通条件的因素，更强调人与自然环境的协调统一，比较适合教学楼功能的充分利用。

根据设计资料的规划要求，本教学楼建筑要求的主要功能有：门卫室，教师休息室，大教室，小教室，多媒体教室等。

设计标高：室内外高差：450mm。

墙身做法：墙身采用250厚的加气混凝土块。内粉刷为混合沙浆浆底，纸筋抹灰面，厚20mm, 内墙涮两度涂料,外墙贴砖。

楼面做法：楼面（大理石楼面），100厚现浇钢筋砼楼板，20厚板底抹灰。 屋面做法（上人屋面）：见建筑设计部分。 门窗做法：塑钢窗和木门。 地质资料：工程地质和水文地质 建筑场地的地质钻孔资料如下表：

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表1 地质资料

岩土名称 杂填土 粘土

土层厚度（m）

0.5 1.3

层底高程（m）

-0.5 -1.8

承载力特征值ƒaka（Kpa） 80 280

场地土的特征周期（卓越周期）为0.30s，勘测时间，勘测范围内未见地下水。

地震烈度：7度，设计基本地震加速度为0.1g，Ⅱ类场地，设计地震分组为第一组，抗震等级三级。

基本风压：0 =0.40KN/m2

雪压：0.30 KN/m2，地面粗糙度类别为B类。

上人屋面活荷为2.0KN/m2，走廊、楼梯活荷载为2.5KN/m2，卫生间楼面活荷载为2.0KN/ KN/m2，教室楼面活荷为2.0KN/ KN/m2。

1.3设计依据

(1) 郑州大学土木工程教学楼毕业设计（论文）任务书 (2) 郑州大学土木工程教学楼毕业论文开题报告 (3) 相关建筑设计规范

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2 建筑设计

2.1 平面设计

该建筑物总长度为42.4m，总宽度为17.8m，共五层，总建筑面积为3773.6m2,主体结构采用现浇钢筋混凝土框结构。

图2-1 建筑平面图

2.1.1 使用部分的平面设计

使用房间面积的大小，主要由房间内部活动的特点，使用人数的多少以及设备的因素决定的，本建筑物为教学楼，主要使用房间为教室，各主要房间的具体设置在下表一一列出，如下表：

表2-1 房间设置表

序号

1 2 3 4 5 7

房间名称 大教室 小教室 教师休息室 门房 储藏室 洗手间

数量 29 5 5 1 1 5

单个面积 64.8 43.2 43.2 10.8 10.8 43.2

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2.1.2 门的宽度、数量和开启方式

房间平面中门的最小宽度是由通过人流多少和搬进房间家具设备的大小决定的，如果室内人数多于50人，或房间面积大于60 m2时，按照防火要求至少要设两个门，分别设在两端，以保证安全疏散，在进出人流频繁的地方，应使用弹簧门。

教室设置两扇900宽的门，门扇开向室外。为了在发生危险时便于疏散，正面大门采用两扇宽为1.8m的双扇门，走廊两端的采用0.75m的双扇门，均向外开。

2.1.3 窗的大小和位置

房间中窗的大小和位置主要是根据室内采光通风要求来考虑。采光方面，窗的大小直接影响到室内照明是否充足。各类房间照明要求是由室内使用上直接影响到室内是用上精确细密的程度来确定的。通常以窗口透光部分的面积和房间地面的采光面积比来初步确定或检验面积的大小。

教室采光面积比为1/6~1/8，走廊和楼梯间大于1/10。 教室采光面积比为楼梯间:

1.81.80.33，在范围之内

3.33.01.81.20.22

3.33.0均满足要求。

2.1.4 辅助房间的平面设计

通常根据各种建筑物的使用特点和是用人数的多少，先确定所需设备的个数，建筑物中公共服务的卫生间应设置前室，这样使得卫生间比较隐藏，又有利于改善通向卫生间的走廊或过厅的卫生条件。为了节省交通面积，并使管道集中，采用套间布置。

在本设计中，每层大约有400人上课，按规范规定:

男卫生间：大便器 5具/80人，设5具；小便器1具/40人，设10具； 女卫生间：大便器1具/40人，设10具； 洗手盆 ：1具/200人 ，设2具。

2.1.5交通部分的平面设计

走廊的应符合人流通畅和建筑防火要求，通常单股人流的通行宽度约为500~600mm。由于走廊两侧设房间，走廊宽度采用3000mm，根据建筑物的耐火等级为二级，层数五层，走廊通行人数为60人，防火要求最小宽度为1m,符合要求。

楼梯是房屋个层间的垂直交通部分，各楼层人流疏散的必经通路。楼梯设计主要根据使用要求和人流通行情况确定梯段和休息平台的宽度，梯段的宽度通常不小于1100mm~1200mm。

2.2 立面设计

结构韵律和虚实对比，是使建筑立面富有表现力的重要设计手法。建筑立面上结构构件或

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门窗作用有规律的重复和变化，给人们在视觉上得到类似音乐诗歌中节奏韵律变化的感受效果。在本设计中，正立面中所有的窗尺寸都是一样的，给人以特别整齐的感觉！

房屋外部形象反映建筑类型内部空间的组合特点，美观问题紧密地结合功能要求，同时，建筑物所在地区的气候、地形、道路、原有的建筑物以及绿化等基地环境，也是影响建筑物立面设计的重要因素。

2.3 建筑剖面设计

为防止室外雨水流入室内，并防止墙身受潮，将使内地坪提高到室外地坪450mm。首层、标准层与顶层层高均为3.3m。

2.4 其它部分详细做法和说明

根据《设计规范》，采用如下设计 (1). 基础（墙基）防潮层：

在－0.045以下基础两侧均用防水水泥砂浆防潮,20厚的1：2水泥砂浆掺5％避水浆，位置一般在－0.045标高处,适用于砖墙墙身。

(2)．地面：人造大理石板地面 20厚1：2水泥砂浆找平层 100厚C30混凝土 100厚素土夯实

(3)．楼面：人造大理石板地面 20厚1：2水泥砂浆找平层 100厚钢筋混凝土楼板 20厚底板抹灰 (3)．踢脚台度做法： 釉面瓷砖踢脚台度

5厚釉面砖（白瓷砖）水泥擦缝 5厚1：1水泥细砂结合层 12厚1：3水泥砂浆打底 (4)．内墙面做法：

水泥砂浆粉面：刷（喷）内墙涂料 10厚1：2水泥砂浆抹面 15厚1：3水泥砂浆打底 (5)．外墙面：

用15厚1：3水泥沙浆找平，200×60高级无釉质瓷砖饰面。 (6)．a、五层上人屋面做法： 小瓷砖面层

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高聚物改性沥青防水层 1:8水泥砂浆找坡层 20厚1：2水泥砂浆找平层 150厚水泥蛭石保温层

20厚底板抹灰 (7)． 水泥台阶：

花岗岩面层 20厚1：25水泥砂浆抹面压实抹光

素水泥浆一道70厚C15号混凝土（厚度不包括踏步三角部分）台阶面向外坡1% 200厚碎石或碎砖石灌M2.5号混合砂浆 素土夯实（坡度按工程设计） (8)．散水做法：

20厚1：2水泥砂浆抹面、压实抹光 60厚C15混凝土 素土夯实向外坡4%

备注：①散水宽度应在施工图中注明

②每隔6m留伸缩缝一道，墙身与散水设10宽，沥青砂浆嵌缝。 ③宽600～900mm ④坡度3～5%

(9)．主体为现浇钢筋混凝土框架结构，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。

整个设计过程中，在满足设计任务书提出的功能要求前提下，同时遵循“安全，适用，经济，美观”的 原则，结构布置合理，房间利用率比较高，适用性很强，同时又不失美观。

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3 截面尺寸初步估计

3.1柱截面设计

该结构选用C30的混凝土fc14.3N/mm2，选用二级钢筋HRB335fy300N/mm2。 结构抗震等级为三级，由公式

NAfc 式中 取0.8

fc取14.3×103 kN/m2

N=15×A （其中15为面荷载）

从而得到 N=15×3×（12×7.2＋12×3.0）=230KN 可得 A=

nNfc=23050.814.3103=0.101m2 =101000mm2 b=h=A=317mm. 取b=h=400mm.

3.2梁的截面设计

梁的截面宽度b: 框架梁取300mm,楼面连系梁取200mm。 梁的截面高度h取值如下：

框架梁： h1=（18~112）L AB、CD跨: h1=112L=720012=600mm 取h1=600mm

BC跨：在AB和CD之间，考虑到整体性，故也取h1=600mm 连系梁： H2112L h2=112L=300012=250mm,k

取h2=400mm。

综上可知，各梁的截面如下：

框架梁： b1×h1=300mm×6000mm（AB跨、BC跨、CD跨） 连楼面系梁： b3×h3=200mm×400mm

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(3-1) (3-2)

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4 框架侧移刚度的计算

根据规范可知，对于现浇楼板其梁的线刚度应进行修正：

边框架梁 I=1.5I0

中框架梁 I=2I0

取结构图中5号轴线的一榀框架进行计算

图4－1 框架示意图

4.1 横梁线刚度i b的计算

表4－1 横梁线刚度ib计算表

类别

Ec b h I0 l EcI0/l (N/mm2) (mm) (mm) (mm4) (mm) (kN·m)

300 300

600 400

5.4109 1.6109

7200 3000

2.251010 1.61010

3.0104

1.5EcI0/l (kN·m) 4.51010

2EcI0/l

(kN·m)

3.21010

AB、CD跨 3.0104 BC跨

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4.2 柱线刚度i c的计算

表4－2 柱线刚度ic计算表

层次 1 2~4 Ec b h hc Ic EcIo/l （mm） （mm） （mm） （mm4） （kN·m） (N/mm2) 3.0104 3.0104 400 400 400 400 4500 3300 2.1109 2.1109 1.41010 1.91010

图4－2 线刚度示意图

4.3各层横向侧移刚度计算

4.3.1 底层

A、D柱

i=2.37

αc=(0.5+i)/(2+i)=0.66 D11=αc×12×ic/h2 =0.66×12×1.9×1010/33002 =13818

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B，C柱

i=(4.5+3.2)/1.9=6.18 αc=(0.5+i)/(2+i)=0.82 D12=αc×12×ic/h2

=0.82×12×1.9×1010/33002 =17168

4.3.2 第二层

1，4号柱

i=4.5×2/（1.9×2）=2.37 αc=i/(2+i)=0.54 D21=αc×12×ic/h2

=0.54×12×1.9×1010/33002 =11305

2，3号柱

i=4.5×2+3.2×2/（1.9×2）=4.05 αc=i/(2+i)=0.67 D22=αc×12×ic/h2

=0.67×12×1.9×1010/33002 =14028

4.3.3 三、四、五层

三层，四层和五层的计算结果与二层相同 D31=D34=11305 D32=D33=14028

D41=D44=11305 D42=D43=14028

D51=D54=11305 D52=D53=14028

表4-3横向侧移刚度统计表

层次 ∑Di（N/mm）

1

61972×15=929580

2

50666×15=759990

3 759990

4 759990

5 759990

该框架为横向承重框架，不计算纵向侧移刚度。 ∑D1/∑D2=929580/759990>0.7，故该框架为规则框架。

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5 竖向荷载及其内力计算

5.1计算单元的选择确定

5－1 计算单元

计算单元宽度为7.2m， 4轴线至6轴线间，故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影所示。

5.2竖向荷载统计

5.2.1 屋面及楼面恒载

屋面：

小瓷砖层： 0.55 kN/m2 高聚物改性沥青防水层： 0.5 kN/m2 20厚水泥砂浆找平： 0.02×20=0.4 kN/m2 1:8水泥砂浆找坡层: 1.44 kN/m2 150厚水泥蛭石保温层: 0.15×5=0.75 kN/m2 100厚钢筋混凝土结构层: 0.1×25=2.5 kN/m2 20厚底板抹灰： 0.02×17=0.34 kN/m2

6.48

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kN/m2

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楼面：

12厚人造大理石板面层 0.012×28=0.336 kN/m2 100厚砼板： 0.10×25=2.5 kN/m2 20厚板底抹灰： 0.34 kN/m2

3.567 kN/m

5.2.2 屋面及楼面活载

楼面活载： 教室： 2.0 kN/m2 厕所： 2.0 kN/m2 走廊、门厅、楼梯: 2.5 kN/m2 屋面活载： 上人屋面: 2.0 kN/m2 雪载： 本题目基本雪压：S0=0.3 kN/m2 ,屋面积雪分布系数r =1.0 屋面水平投影面积上的雪荷载标准值为：SK=r S0 =1.0×0.3=0.3 kN/m2

5.2.3 梁荷载标准值

框架梁 b1×h1=300×600 mm2 梁自重 0.3×（0.60-0.1）×25=3.75kN/m

10厚水泥石灰膏砂浆0.01×（0.6-0.1）×2×14=0.14 kN/m

3.89 kN/m

纵向连系梁 b2×h2=200×400 mm2

梁自重 0.2×（0.4-0.1）×25=1.50 kN/m

10厚水泥石灰膏砂浆0.01×（0.4-0.1）×2×14=0.084 kN/m

1.58 kN/m

5 .2.4墙荷载标准值

外： 250mm厚加气混凝土砌块 0.25 ×7 =1.75 kN/m2

20厚底板抹灰： 0.02×17=0.34 kN/m2

6厚外墙贴面砖 0.006×19.8 =0.1188 kN/m2

2.21 kN/m2

内： 250mm厚加气混凝土砌块 0.25 ×7 =1.75 kN/m2

20厚底板抹灰： 0.02×17=0.34 kN/m

20厚水泥粉刷墙面 0.02×17=0.34 kN/m2

女儿墙：

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2.43 kN/m2

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6厚水泥砂浆罩面 0.006×20=0.12 kN/m2 12水泥砂浆打底 0.012×20=0.24 kN/m2 240粘土空心砖 0.24×11=2.64 kN/m2 6厚外墙贴砖 0.006×19.8 =0.119 kN/m2 门,窗及楼梯间荷载 门窗荷载标准值：

塑钢玻璃窗单位面积取0.4 KN/m2 ，木门取0.2 KN/m2 塑钢玻璃门取0.40KN/m2。 楼梯荷载标准值：

楼梯底板厚取为100㎜，平台梁截面尺寸为200㎜×400㎜

楼梯板自重 0.5×（0. 074＋0.15＋0.074）×0.3×25÷0.3=3.73KN/m2 人造理石面层 （0.3＋0.15）×0.336÷0.3=0.504 KN/m2 板底20厚纸筋抹灰 0.34×0.02×12÷0.3=0.36 KN/m2 合 计 4.594 KN/m2 平台梁两端搁置在楼梯间两侧的梁上，计算长度取l=3300－300=3000㎜ ，其自重 =0.3×0.2×3.0×25=4.5KN，

3.119 kN/m2

5.3竖向荷载内力计算

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图5－2 荷载示意图

5.3.1 恒载作用下柱的内力计算

恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示：

图5-3 恒荷载作用下的荷载分布图

对于第5层，

q1″表横梁自重，为均布荷载形式。 q1 =3.89KN/m

q2分别上人屋面板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。 q2=6.48×3.0=19.44KN/m

P1 、P2分别由边纵梁、中纵梁、边纵梁直接传给柱的恒载，PE是由纵向次梁直接传给横向主梁的恒载，它们包括主梁自重、次梁自重、楼板重、及女儿墙等重力荷载，计算如下：

P1 = (1.5×1.5×1/2)×2×3.567+1.58×3.0+3.119×3.0×1.4=25.87 P2 =(1.5×1.5×1/2)×4×3.567 +1.58×3.0=20.79 KN 集中力矩M1=PBeB

=25.87×（0.4-0.2）/2 =2.59 KN·m M2=PDeD

=20.79×（0.4-0.2）/2 =2.08 KN·m 对于1-4层，

q1″是包括梁自重和其上部墙重,为均布荷载，其它荷载的计算方法同第5层。 q1 =3.89KN/m

q2、q2″和q2，分别为楼面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。 q2，=3.567×3.0=10.70 KN/m

外纵墙线密度[（3.0×2.9-1.8×1.8）×2.21+1.8×1.8×0.4]/3.0=4.45 KN/m 内纵墙线密度[（3.0×2.9）×2.43]/3.0=7.05 KN/m

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P1= P4= (1.5×1.5×1/2)×2×3.567+1.58×3.0+4.45×3.0=26.12 P2 = P3 =(1.5×1.5×1/2)×4×3.567 +1.58×3.0+7.05×3.0=41.94 KN 集中力矩M1=PBeB

=26.12×（0.4-0.2）/2 =2.61 KN·m M2=PDeD

=41.94×（0.4-0.2）/2 =4.19 KN·m

5.3.2 恒荷载作用下梁的固端弯矩计算

等效于均布荷载与梯形、三角形荷载的叠加。

梯形：q =（1-2α²+α³）q2 本设计中AB,CD跨α=1.5/7.2=0.21 q =0.92q2 三角形：q =0.625 q2， 对于第5层，

AB,CD跨梁： q=0.92×19.44+3.89=21.77KN/m BC跨：q″=0.625×19.44+3.89=16.04KN/m AB,CD跨梁端弯矩：-MAB= MB A=ql2AB/12 =21.77×7.22/12 =94.05 （KN.m） BC跨梁端弯矩：-MBC= MCB=ql2AB/12 =21.77×3.02/12 =16.33 （KN.m） 对于第1-4层，

AB,CD跨梁： q=0.92×10.70+3.89=13.73KN/m BC跨：q，=0.625×10.70+3.89=10.58KN/m AB,CD跨梁端弯矩：-MBD= MDB=ql2BD/12 =13.73×7.22/12 =59.31 （KN.m） BC跨梁端弯矩：-MBC= MCB=ql2AB/12 =10.58×3.02/12 =7.94 （KN.m）

5.3.3 恒载作用下框架的弯矩计算

分配系数的计算:i其中Si为转动刚度

SiSi

采用分成法计算时，假定上下柱的远端为固定时与实际情况有出入。因此，除底层外，其余

20

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各层的线刚度应乘以0.9的修正系数，其传递系数由0.5改为0.33。

图5-4 恒载作用下弯矩分配图

21

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图5-5 恒载弯矩图

22

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5.4.4 活载作用下柱的内力计算

活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示：

图5-6 活荷载作用下的荷载分布图

对于第5层，

q1=2.0×3.0=6.0 KN/m P1 = (1.5×1.5×1/2)×2×2.0+1.58×3.0=9.24 KN P2 =(1.5×1.5×1/2)×4×2.0 +1.58×3.0=13.74 KN 集中力矩M1= M4=PBeB

=9.24×（0.4-0.2）/2 =0.92 KN·m M2= M3=PDeD

=13.74×（0.4-0.2）/2 =1.37 KN·m

同理，在屋面雪荷载的作用下：

q1=0.3×3.0=0.9 KN/m P1 = (1.5×1.5×1/2)×2×0.3+1.58×3.0=5.42 KN P2 =(1.5×1.5×1/2)×4×0.3 +1.58×3.0=6.09 KN 集中力矩M1 =PBeB

=5.42×（0.4-0.2）/2 =0.54 KN·m M2 =PDeD

=6.09×（0.4-0.2）/2 =0.61 KN·m 对于第1-4层，

q1=2.0×3.0=6.0 KN/m q2=2.5×3.0=7.5 KN/m P1 = (1.5×1.5×1/2)×2×2.0+1.58×3.0=9.24 KN P2 =(1.5×1.5×1/2)×2×2.0+(1.5×1.5×1/2)×2×2.5+1.58×3.0=14.87 KN

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集中力矩M1=PBeB

=9.24×（0.4-0.2）/2 =0.92 KN·m M2=PDeD

=14.87×（0.4-0.2）/2 =1.49 KN·m 将计算结果汇总如下两表：

表5-1 横向框架恒载汇总表

q1

层次 5 1-4

3.89 3.89

19.44 25.87 20.79 10.70 26.12 41.94 q2

P1P4 P2 P3

KN

M1 M4 KN·m 2.59 2.61

M2 M3 KN·m 2.08 4.19

KN/m KN/m KN

表5-2 横向框架活载汇总表

q1

层次 5 1-4

6.0 6.0

6.0 7.5

9.24 13.74 9.24 14.78 q2

P1P4 P2 P3

KN

M1 M4 KN·m 0.92 0.92

M2 M3 KN·m 1.37 1.48

KN/m KN/m KN

5.4.5 活荷载作用下梁的内力计算

对于第5层，

AB,CD跨梁： q=0.92×6.0=5.52KN/m BC跨：q″=0.625×6.0=3.75KN/m

AB,CD跨梁端弯矩：-MAB= MB A=ql2AB/12 =5.52×7.22/12 =23.85 （KN.m） BC跨梁端弯矩：-MBC= MCB=ql2AB/12 =3.75×3.02/12 =2.81 （KN.m） 对于第1-4层，

AB,CD跨梁： q=0.92×6.0=5.52KN/m

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BC跨：q，=0.625×7.5=4.69KN/m AB,CD跨梁端弯矩：-MBD= MDB=ql2BD/12 =5.52×7.22/12 =23.85 （KN.m） BC跨梁端弯矩：-MBC= MCB=ql2AB/12 =4.69×3.02/12 =3.52 （KN.m）

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图5-7 活载作用下弯矩分配图

26

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图5-8 活载弯矩图

27

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5.4.6 跨中弯矩计算

恒载作用下梁的跨中弯矩，按实际荷载利用两端带弯矩的简支求得。 以下结果为弯矩调幅后的结果。

对于5层：MAB中 =M0-（M左+ M右）×0.8/2=96.16KN·m MBC中=M0-（M左+ M右）×0.8/2=-26.51KN·m 对于4层：MBD中 =52.54KN·m ME =-7.48KN·m

对于3层：MBD中 =53.88KN·m ME =-7.98KN·m

对于2层：MBD中=65.88KN·m ME=-7.98KN·m

对于1层：MBD中 =55.19KN·m ME =-8.53KN·m

对梁弯矩进行调幅，调幅系数为β，取0.8。 调幅后：梁端弯矩M’1 =βM1 M’2=βM2 跨中弯矩：M’中=M中-(M’1 + M’2）/2

注：这里弯矩带正负号，梁上边受拉为负，下边受拉为正。 活荷载作用下的梁跨中弯矩，利用两端带弯矩的简支求得。 对于5层：MAB中 =M0-（M左+ M右）×0.8/2=24.27KN·m MBC中=M0-（M左+ M右）×0.8/2=-5.27KN·m 对于4层：MBD中 =21.52KN·m ME =-2.91KN·m

对于3层：MBD中 =21.66KN·m ME =-2.96KN·m

对于2层：MBD中=21.66KN·m ME=-2.96KN·m

对于1层：MBD中 =22.19KN·m ME =-3.18KN·m

又考虑荷载最不利位置，将跨中弯矩乘以1.1，计算结果如下： 对于5层：MAB中 = 24.27×1.1=26.70KN·m MBC中= -5.27×1.1=-5.80KN·m

对于4层：MBD中 =21.52×1.1=23.68KN·m ME =-2.91×1.1=-3.20KN·m

对于3层：MBD中 =21.66×1.1=23.82KN·m ME =-2.96×1.1=-3.26KN·m

对于2层：MBD中=21.66×1.1=23.82KN·m

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ME=-2.96×1.1=-3.26KN·m

对于1层：MBD中 =22.19×1.1=24.41KN·m ME =-3.18×1.1=-3.50KN·m

5.4.7 梁端剪力和柱轴力的计算

恒载作用下：

表5-3 恒载作用下梁端剪力及柱轴力（KN）

层次 5 4 3 2 1

荷载引起的剪力 弯矩引起的剪力 AB跨 BC跨 AB跨 BC跨 VA=VB VB=VC VA=-VB VB=VC 78.372 49.43 49.43 49.43 49.43

24.06 15.87 15.87 15.87 15.87

-5.04 -1.61 -1.95 -1.95 -2.23

0 0 0 0 0

总剪力 AB跨 BC跨 VA 73.33 47.82 47.48 47.48

VB 83.41 51.04 51.38 51.38

VB=VC 24.06 15.87 15.87 15.87 15.87

Nu 99.20 185.94 272.34 358.74

柱轴力

A柱

Nb 112.00 198.74 285.14 371.54

Nu 128.26 234.09 340.26 446.43

B柱

Nb 141.06 246.89 353.06 459.23

47.20 51.66 444.86 457.66 552.88 565.68

表5-4 活载作用下梁端剪力及柱轴力（KN）

层

次 5 4 3 2 1

荷载引起的剪力 弯矩引起的剪力 AB跨 BC跨 AB跨 BC跨 VA=VB VB=VC VA=-VB VB=VC 19.87 19.87 19.87 19.87 19.87

5.63 7.04 7.04 7.04 7.04

-1.18 -0.77 -0.81 -0.81 -0.92

0 0 0 0 0

总剪力 AB跨 BC跨 VA

VB

VB=VC 5.63 7.04 7.04 7.04 7.04

Nu 27.93 69.07

18.69 21.05 19.10 20.64 19.06 20.68 19.06 20.68 18.95 20.79

柱轴力

A柱

Nb 40.73 81.87

Nu 40.42 95.77

B柱

Nb 53.22 108.57

110.17 122.97 151.16 163.96 151.27 164.07 206.55 219.35 192.26 205.06 262.05 274.85

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5.2 重力荷载代表值计算及荷载汇总

5.2.1 第一层重力荷载代表值计算及荷载汇总

梁、柱：

表5－5 梁重力统计

类别 横梁 纵向连系梁 合计

净 跨 7200 3000 3000

截 面 300×600 300×600 200×400

荷载标准3.89 3.89 1.58

数 量 (根) 30 15 56

单 重 （KN） 28.01 11.67 4.74

总 重 （KN） 840.3 175.05 256.44 1271.49

（mm） （mm） 值（KN/m2）

表5－6 柱重力统计

类别 柱 合计

计算高度（mm） 3200

截 面 400×400

密 度25

体 积 0.512

数 量 （根） 60

单 重 （KN） 12.8

总 重 （KN） 768 768

（mm） （KN/m3） （m3）

内外填充墙重的计算：

表5－7 柱重力统计

类别 外墙 内墙

72.8

合 计

2.9

0.25

7

369.46 1346.59

总计算长度 （m） 120.4 86.4

墙计算高度 墙厚计算值 （m） 2.7 2.7

（m）

0.25 0.25

荷载标准值 （KN/m2）

7 7

总 重 （KN） 568.89 408.24

楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板的1.2倍计算）： 楼板面积：42.4×17.8 – 6.0×7.2–7.2×3.0×2=668.32（m2） 楼梯面积: 6.0×7.2+3.0×7.2×2=86.4（m2）

恒载=楼梯恒载+楼板恒载:86.4×3.567×1.2 + 668.32×3.567=2753.7KN

活载：2.5×（6.0×7.2+3.0×7.2×2）×1.2+2.0×（542.4×17.8 – 6.0×7.2–7.2×3.0×2） =1595.84KN

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由以上计算可知，一层重力荷载代表值为 G1=G 恒+0.5×G活

=768×1.05 + 1271.49 +1346.59 + 2753.7 + 1595.84×0.5= 6976.1KN 注：柱剩上粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数1.05。

5.2.2 第二层至第四层重力荷载代表值计算及荷载汇总

第二层至四层的重力荷载代表值同第一层的计算差异不大,仅多一面内墙 ,所以： 二层、三层、四层的重力荷载代表值为

G2=7006.55KN G3=7006.55KN G4=7006.55KN

5.2.3 第五层重力荷载代表值计算及荷载汇总

梁重力荷载（同一层）：1271.49KN 柱重力荷载（同一层）：768KN 内外填充墙及女儿墙重的计算：

表5-8 墙重力统计

类别 女儿墙 外墙 内墙 合计

总计算长度 墙计算高度 墙厚计算值荷载标准值

（m） 120.4 120.4 86.4 78.8

（m） 1．4 2.7 2.7 2.9

（m） 0．24 0.25 0.25 0.25

（KN/m2）

11 7 7 7

总 重 （KN） 445.00 568.89 408.24 399.91 1822.04

屋面板及楼板恒载、活载计算同一～四层

楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板的1.2倍计算）： 楼板面积：42.4×17.8 – 6.0×7.2–7.2×3.0×2=668.32（m2） 楼梯面积: 6.0×7.2+3.0×7.2×2=86.4（m2）

恒载=楼梯恒载+楼板恒载:86.4×3.567×1.2 + 668.32×6.48=4638.9KN

活载：2.5×（6.0×7.2+3.0×7.2×2）×1.2+2.0×（542.4×17.8 – 6.0×7.2–7.2×3.0×2） =1595.84KN

雪载：403.2×0.4=161.28KN

由以上计算可知，五层重力荷载代表值为 G5=G 恒+0.5×G活

=768.00×1.05 + 1271.49 + 1458.78 + 4638.9 + 1595.84×0.5= 9336.75KN 集中于各楼层标高处的重力荷载代表值G i的计算结果如下图所示：

31

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图5-9 重力荷载代表值

32

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6 水平荷载计算

6.1风荷载计算

垂直作用在建筑物表面的风荷载 按下式计算：

Wk=zszWo (6-1)

式中 Wk —风荷载标准值（kN/m2）；

z —高度z处的风振系数；

s —风荷载体型系数；

z—风压高度变化系数；

Wo—基本风压 （kN/m2）。

根据所给条件：基本风压 Wo =0.4 kN/m2 。 则

风压高度变化系数z 由《建筑结构荷载规范》确定 横向风荷载的标准值Wk为： Wk=z

szWo

表6-1 Wk值计算表

Uz 0.77

0.74 0.74 0.74 0.74

Bs 1.75 1.62 1.47 1.31 1.16

Us 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3

Wo 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40

hi 3.30 3.30 3.30 3.30 3.30

hj 2.80 3.30 3.30 3.30 3.30

Wk 6.411405 6.187896 5.593302 4.998708 4.404114

离地高度 16.50 13.20 9.90 6.60 3.30

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图6-1 风荷载示意图

表6-2 侧移值计算表

Wk Vj ED △u △u/h 6.411405 6.41 50666.00 0.00013

0.000008 6.187896 12.60 50666.00 0.00025 0.000019 5.593302 18.19 50666.00 0.00036 0.000036 4.998708 23.19 50666.000.00046 0.000069 4.404114

27.59

61972.00

0.00045

0.000135

框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算：

Vij=DijV i /∑Dij M bij=Vij×yh M uij=Vij（1-y）h y=yn+y1+y2+y3 注：yn框架柱的标准反弯点高度比。

y1为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值。 y2、y3为上下层层高变化时反弯点高度比的修正值。 y框架柱的反弯点高度比。 第1层A、D柱的反弯点高度为： 查表得 y0=0.55 y1=0 y2=0 y3=0 所以y=0.55

同理可算出各层的反弯点高度，各层的反弯点高度详见弯矩计算表中。

34

(6-3) (6-4) (6-5) (6-6)

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表6-3 A、D柱弯矩计算表

层号 hi /m 5 4 3 2 1

3.3 3.3 3.3 3.3 3.3

K 2.37 2.37 2.37 2.37 2.37

V 6.41 12.60 18.19 23.19 27.59

∑Dij 50666 50666 50666 50666 61972

Di/∑Dij 11305 11305 11305 11305 13818

Di 0.223 0.223 0.223 0.223 0.223

Vi 1.43 2.81 4.06 5.17 6.15

y 0.42 0.45 0.50 0.50 0.55

yh 1.39 1.49 1.65 1.65 1.82

Mc上 Mc下 2.74 5.10 6.70 8.54 9.14

1.98 4.17 6.70 8.54 11.17

Mb总 14.78 7.09 10.87 15.23 17.67

表6-4 B、C柱弯矩计算表

层号 hi /m 5 4 3 2 1

3.3 3.3 3.3 3.3 3.3

K 4.05 4.05 4.05 4.05 6.18

V 6.41 10.46 14.51 18.56 24.74

∑Dij 50666 50666 50666 50666 61972

Di/∑Dij 14028 14028 14028 14028 17168

Di 0.277 0.277 0.277 0.277 0.277

Vi 1.77 2.90 4.02 5.14 6.85

y 0.45 0.50 0.50 0.50 0.55

yh 1.49 1.65 1.65 1.65 1.82

Mc上 Mc下 3.22 4.78 6.63 8.48 10.18

2.64 4.78 6.63 8.48 12.44

Mb总 3.22 7.41 11.41 15.11 18.66

表6-5 风载作用下柱端剪力和轴力计算图

层次 5 4 3 2 1

AB,CD梁剪力计算 M1 2.74 7.09 10.87 15.23 17.67

M2 1.88 4.33 6.66 8.82 10.90

l 7.2 7.2 7.2 7.2 7.2

VA,D 0.64 1.59 2.44 3.34 3.97

BC梁剪力计算 M3 1.34 3.08 4.75 6.29 7.76

M4 1.34 3.08 4.75 6.29 7.76

l 3 3 3 3 3

0.89 2.06 3.16 4.19 5.18

柱轴力计算 -0.64 -2.23 -4.66 -8.00 -11.97

-0.25 -0.72 -1.45 -2.30 -3.51

VB,C A,D柱轴力 B,C柱轴力

35

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图6-2 风荷载作用下框架的弯矩剪力及轴力图

6.2 地震荷载计算

6.2.1 横向自振周期的计算

横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法。 基本自振周期T1（s）可按下式计算：

T1=1.7ψT （uT）1/2 (6-7) 注：uT假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的结构顶点位移。

ψT结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取0.6。 uT按以下公式计算：

VGi=∑Gk (6-8) （△u）i= VGi/∑D ij (6-9)

uT=∑（△

u）k (6-10)

注： ∑D ij 为第i层的层间侧移刚度。 （△u）i为第i层的层间侧移。 （△u）k为第k层的层间侧移。 s为同层内框架柱的总数。

36

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结构顶点的假想侧移计算过程见下表，其中第四层的Gi为G4和Ge之和。

表6-6 结构顶点的假想侧移计算

层次 5 4 3 2 1

Gi（KN） 9336.75 7006.55 7006.55 7006.55 6976.10

∑D i（N/m）

△ui（m）

－－－－－

ui（m）

－－－－

103 759990 12.28×103 759990 9.22×103 759990 9.22×103 759990 9.22×103 929580 7.50×

47.44×103 35.16×103 25.94×103 16.72×103 7.50×103

－

T1=1.7ψT （uT）1/2 =1.7×0.6×(47.44×103)1/2

=0.222(s)

－

6.2.2 水平地震作用及楼层地震剪力的计算

本结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，即：

结构等效总重力荷载代表值Geq Geq=0.85∑Gi

=0.85×（9336.75+7006.55×3+6976.10） =31732.63（KN）

计算水平地震影响系数а1 查表得二类场地近震特征周期值Tg=0.35s。 查表得设防烈度为7度的аmax=0.08 结构总的水平地震作用标准值FEk FEk=а1Geq =0.08×31732.63 =2538.61（KN）

因1.4Tg=1.4×0.35=0.49s＞T1=0.216s，所以不考虑顶部附加水平地震作用。 各质点横向水平地震作用按下式计算： Fi=GiHiFEk（1-δn）/（∑GkHk） (6-11) 地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi为

Vi=∑Fk（i=1，2，…n） (6-12) 计算过程如下表：

37

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表6-7 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表

层次 Hi（m） Gi（KN） GiHi（KN·m） GiHi/∑GjHj

5 4

3 2 1 ∑

各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见下图：

16.5 13.2 9.9 6.6 3.3

9336.75 7006.55 7006.55 7006.55 6976.10

154056.38 92486.46 69364.85 46243.23 23021.13 381418.16

0.404 0.242 0.182 0.121 0.060

F（ iKN）1025.36 615.56 461.67 307.78 153.22

Vi

（KN） 1025.36 1640.92 2102.60 2410.38 2563.60

图6-3 水平地震剪力作用分布

6.3.3 多遇水平地震作用下的位移验算

水平地震作用下框架结构的层间位移（△u）i和顶点位移u i分别按下列公式计算： （△u）i = Vi/∑D ij (6-13) u i=∑（△u）k (6-14) 各层的层间弹性位移角θe=（△u）i/hi，根据《抗震规范》，考虑砖填充墙抗侧力作用的

框架，层间弹性位移角限值[θe]<1/550。

计算过程如下表：

38

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表6－8 横向水平地震作用下的位移验算

层次 5 4 3 2 1

Vi（KN） ∑D i（N/mm） △ui （m）

1025.36 1640.92 2102.60 2410.38 2563.60

759990 759990 759990 759990 929580

0.00135 0.00216 0.00277 0.00317 0.00276

ui（m）

0.01221 0.01086 0.00870 0.00593 0.00276

hi（m） θe=（△u）i /hi

3.3 3.3 3.3 3.3 3.3

1/2446 1/1528 1/1193 1/1040 1/1197

由此可见，最大层间弹性位移角发生在第二层，1/1040<1/550，满足规范要求。

6.3.4 水平地震作用下框架内力计算

计算5号轴线横向框架的内力：

表6-9 各层柱端弯矩及剪力计算（A、D柱）

层次 h（ im）

（KN） （N/mm）

5 3.3 1025.36 759990 4 3.3 1640.92 759990 3 3.3 2102.60 759990 2 3.3 2410.38 759990 1 3.3 2563.60 929580

Vi

∑D ij

1,4号柱

Di1 （N/mm） 11305 11305 11305 11305 13818

Vi1 （KN） 19.22173 33.68042 44.52444 51.75378 55.31332

k 2.37 2.37 2.37 2.37 2.37

y （m） 0.42 0.45 0.50 0.50 0.55

M 上 （KN·m） 29.19 44.30 51.61 59.16 56.59

M 下 （KN·m） 21.14 36.25 51.61 59.16 69.16

表6-10 各层柱端弯矩及剪力计算（B、C柱）

层

hi

Vi

∑D ij

2，3号柱

Di2 （N/mm） 14028 14028 14028 14028 17168

Vi2 （KN） 18.93 30.29 38.81 44.49 47.35

k 4.05 4.05 4.05 4.05 4.05

y 0.45 0．50 0.50 0．50 0.55

M 上34.35 49.98 64.04 73.41 70.31

M下28.11 49.98 64.04 73.41 85.93

（m） （KN·m） （KN·m）

次 （m） （KN） （N/mm） 5 3.3 4 3.3 3 3.3 2 3.3 1 3.3

1025.36 759990 1640.92 759990 2102.60 759990 2410.38 759990 2563.60 929580

梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按以下公式计算：

M l b=i l b（Mbi+1，j + M u i，j）/（i l b+ i r b） (6-15) M r b=i r b（Mbi+1，j + M u i，j）/（i l b+ i r b） (6-16) V b=（M l b+ M r b）/ l (6-17) Ni=∑（V l b- V r b）k (6-18 )

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具体计算过程见下表：

表6-11 梁端弯矩、剪力及柱轴力的计算

层次

M1b

5 4 3 2 1

29.19 65.44 87.85 110.77 115.75

AB梁 BC梁 M2b 20.06 45.60 66.58 80.27 83.93

l 7.2 7.2 7.2 7.2 7.2

Vb 6.84 15.42 21.45 26.53 27.73

M3b 14.29 32.48 47.43 57.18 59.79

M4b 14.29 32.48 47.43 57.18 59.79

BC梁

l 3 3 3 3 3

Vb 9.53 21.65 31.62 38.12 39.86

柱轴力 边柱N 中柱N -6.84 -22.26 -43.71 -70.25 -97.98

-2.69 -8.92 -19.09 -30.67 -42.80

图6-4 地震荷载作用下框架的弯矩剪力及轴力图

40

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7框架的内力组合

结构抗震等级：

根据《抗震规范》，本方案为三级抗震等级。 框架梁内力组合：

本方案考虑了七种内力组合，即1.2SGk+1.4SQk ,1.2*SGk+1.4*SWk , 1.2*SGk+1.4*0.9*(SQk+SWk), 1.2*SGk+1.3*SEk, 1.35*SGk+1.4*(0.7*SQK+0.6*SWK) , 考虑到钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布的性质，在竖向荷载下可以适当降低梁端弯矩，进行调幅（调幅系数取0.8），以减少负弯矩钢筋的拥挤现象。 ηvb梁端剪力增大系数，三级取1.1。

7.1 梁柱的内力组合

41

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表7-1梁的内力组合

截面位层次 内力

置

AB左 AB中 5

AB右 BC左 BC中 AB左 AB中 4

AB右 BC左 BC中 AB左 AB中 3

AB右 BC左 BC中 AB左 AB中 2

AB右 BC左 BC中

M V M M V M V M M V M M V M V M M V M M V M V M M V M M V M V M

SGk -29.02 73.33 96.16 -60.80 83.41 -41.95 24.06 -26.51 -31.14 47.82 52.54 -41.73 51.04 -19.38 15.87 -7.48 -29.18 47.48 53.88 -41.01 51.38 -19.89 15.87 -7.98 -29.18 47.48 65.88 -41.01 51.38 -19.89 15.87 -7.98

SQk -7.82 18.69 -26.70 -15.17 21.05 -9.49 5.63 -5.80 -11.87 19.10 23.68 -16.62 20.06 -8.19 7.04 -3.20 -11.67 19.06 23.82 -16.55 20.68 -8.24 7.04 -3.26 -11.67 19.06 23.82 -16.55 20.68 -8.24 7.04 -3.26

SEk(1) 29.19 -6.84 20.06 -6.84 14.29 -9.53 65.44 -15.42 45.60 -15.42 32.48 -21.65 87.85 -21.45 66.58 -21.45 47.43 -31.62 110.77 -26.53 80.27 -26.53 57.18 -38.12

SEk(2) -29.19 6.84 -20.06 6.84 -14.29 8.53 -65.44 15.42 -45.60 15.42 -32.48 21.65 -87.85 21.45 -66.58 21.45 -47.43 31.62 -110.77 26.53 -80.27 26.53 -57.18 38.12

SWk(1) 14.78 -2.31 1.88 -2.31 1.34 -0.89 7.09 -1.59 4.33 -1.59 3.08 -2.06 10.87 -2.44 6.66 -2.44 4.75 -3.16 15.23 -3.34 8.82 -3.34 6.29 -4.19

SWk(2) -14.78 2.31 -1.88 2.31 -1.34 0.89 -7.09 1.59 -4.33 1.59 -3.08 2.06 -10.87 2.44 -6.66 2.44 -4.75 3.16 -15.23 3.34 -8.82 3.34 -6.29 4.19

1.2*SGk+ 1.4*SQk -50.71 114.16 149.79 -95.08 129.56 -60.68 36.75 -35.39 -60.33 84.12 106.64 -28.64 89.33 -31.99 28.90 -10.66 -56.15 83.66 108.35 -27.41 90.61 -33.04 28.90 -11.60 -56.15 83.66 108.35 -27.41 90.61 -33.04 28.90 -11.60

1.2*SGk+ 1.4*SWk -17.78 84.76 -70.69 96.86 -46.15 27.63 -32.06 55.16 -47.07 59.02 -17.00 16.16 -23.05 53.56 -42.44 58.24 -15.61 14.62 -16.95 52.30 -39.42 56.98 -13.45 13.18

-59.16 91.23 -75.95 103.33 -49.90 30.12 -51.91 59.61 -59.20 63.47 -25.62 21.93 -53.49 60.39 -61.09 65.07 -28.91 23.47 -59.59 61.65 -64.12 66.33 -31.07 24.91

1.2*SGk+

1.4*0.9*(SQk+SWk) -30.86 108.63 -90.53 123.70 -57.73 34.84 -49.56 79.45 -25.63 84.52 -27.05 25.32 -40.66 77.92 -21.45 84.64 -25.98 23.93 -35.17 76.78 -18.73 83.50 -24.04 22.64

-68.11 114.46 -95.27 129.53 -61.10 37.09 -67.43 83.45 -36.54 88.53 -34.81 30.51 -68.05 84.07 -38.24 90.79 -37.95 31.90 -73.55 85.20 -40.96 91.92 -39.89 33.19

1.2*SGk+1.3*SEk -0.52 79.10 -47.24 91.20 -29.45 16.48 43.08 37.34 6.14 41.20 20.91 -9.10 75.94 29.09 34.79 33.77 39.40 -22.06 105.73 22.49 52.58 27.17 52.07 -30.51

-76.42 96.89 -99.40 108.98 -66.60 39.96 -127.06 77.43 -112.42 81.29 -63.54 47.19 -152.47 84.86 -138.32 89.54 -83.92 60.15 -182.27 91.47 -156.12 96.15 -96.59 68.60

1.35*SGk+ Mmax 1.4*(0.7*SQK+

及相应V

0.6*SWK) -64.26 119.25 149.79 -99.29 135.17 -64.01 38.75 -66.03 43.08 84.61 37.34 106.64 -46.27 6.14 89.90 41.20 -34.04 20.91 30.05 -9.10 -64.70 75.94 84.83 29.09 108.35 -46.78 34.79 91.68 33.77 -36.58 39.40 30.98 -22.06 -68.36 105.73 85.58 22.49 108.35 -48.60 52.58 92.44 27.17 -37.87 52.07 31.84 -30.51

Mmin

及相应V -76.42 96.89 -99.40 108.98 -66.60 39.96 -35.39 -127.06 77.43 -112.42 81.29 -63.54 47.19 -10.66 -152.47 84.86 -138.32 89.54 -83.92 60.15 -11.60 -182.27 91.47 -156.12 96.15 -96.59 68.60 -11.60

Vmax 及相应M -64.26 119.25 -99.29 135.17 -66.60 39.96 -66.03 84.61 -28.64 89.33 -63.54 47.19 -152.47 84.86 -46.78 91.68 -83.92 60.15 -182.27 91.47 -156.12 96.15 -96.59 68.60

42

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续表7-1梁的内力组合

截面位层次 内力

置

AB左 AB中 1

AB右 BC左 BC中

M V M M V M V M

SGk -27.31 47.20 55.19 -40.21 51.66 -20.43 15.87 -8.53

SQk -10.92 18.95 24.41 -16.24 20.79 -8.46 7.04 -3.50

SEk(1) 115.75 -26.53 83.93 -27.73 59.79 -39.86

SEk(2) -115.75 26.53 -83.93 27.73 -59.79 39.86

SWk(1) 17.67 -3.97 10.90 -3.97 7.76 -5.18

SWk(2) -17.67 3.97 -10.90 3.97 -7.76 5.18

1.2*SGk+ 1.4*SQk -51.17 83.17 110.76 -26.63 91.10 -34.62 28.90 -13.34

1.2*SGk+ 1.4*SWk -10.15 -59.62 51.08 62.20 -35.04 -65.56 56.43 67.55 -12.48 -34.20 11.79 26.30

1.2*SGk+

1.4*0.9*(SQk+SWk) -27.27 75.51 -15.26 83.19 -23.72 21.39

-71.80 85.52 -42.73 93.19 -43.27 34.44

1.2*SGk+1.3*SEk 115.59 22.15 58.81 25.94 54.39 -32.77

-185.36 91.13 -159.41 98.04 -101.07 70.86

1.35*SGk+ Mmax 1.4*(0.7*SQK+

及相应V

0.6*SWK) -65.48 115.59 85.63 22.15 110.76 -49.18 58.81 93.45 25.94 -40.67 54.39 32.67 -32.77

Mmin

及相应V -185.36 91.13 -159.41 98.04 -101.07 70.86 -13.34

Vmax 及相应M -185.36 91.13 -159.41 98.04 -101.07 70.86

43

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截面位层次 内力

置

柱顶 5

柱底

M N V M N V M N V M N V M N V M N V M N V M N V M N V M N V

SGk 36.28 99.20 18.68 -20.35 112.00 18.68 18.58 185.94 10.78 -16.93 198.74 10.78 19.54 272.34 11.28 -16.93 285.14 11.28 19.54 358.74 11.74 -17.85 371.54 11.74 16.30 444.86 6.18 -8.15 457.66 6.18

SQk 9.78 27.93 5.49 -7.17 40.73 5.49 7.66 69.07 4.51 -6.84 81.87 4.51 7.76 110.17 4.56 -6.84 122.97 4.56 7.76 151.27 4.74 -7.21 164.07 4.74 6.44 192.26 2.35 -3.22 205.06 2.35

SEk(1) -29.19 -6.84 15.25 21.14 -6.84 15.25 -44.30 -22.26 24.41 36.25 -22.26 24.41 -51.61 -43.71 31.28 51.61 -43.71 31.28 -59.16 -70.25 35.85 59.16 -70.25 35.85 -56.59 -97.98 38.11 69.16 -97.98 38.11

SEk(2) 29.19 6.84 -15.25 -21.14 6.84 -15.25 44.30 22.26 -24.41 -36.25 22.26 -24.41 51.61 43.71 -31.28 -51.61 43.71 -31.28 59.16 70.25 -35.85 -59.16 70.25 -35.85 56.59 97.98 -38.11 -69.16 97.98 -38.11

SWk(1) -2.74 -2.31 1.43 1.98 -2.31 1.43 -5.10 -3.90 2.81 4.17 -3.90 2.81 -6.70 -6.33 4.06 6.7 -6.33 4.06 -8.54 -9.68 5.17 8.54 -9.68 5.17 -9.14 -13.64 6.15 11.17 -13.64 6.15

SWk(2) 2.74 2.31 -1.43 -1.98 2.31 -1.43 5.10 3.90 -2.81 -4.17 3.90 -2.81 6.70 6.33 -4.06 -6.7 6.33 -4.06 8.54 9.68 -5.17 -8.54 9.68 -5.17 9.14 13.64 -6.15 -11.17 13.64 -6.15

1.2*SGk+ 1.4*SQk 59.42 158.14 30.11 -40.36 191.42 30.11 30.65 319.83 19.25 -32.87 353.11 19.25 32.87 481.05 19.92 -32.87 514.33 19.92 32.87 642.27 20.73 -32.87 675.55 20.73 24.01 803.00 10.70 -11.31 836.28 10.70

表7-2 A、D柱的内力组合

1.2*SGk+ 1.4*SWk 41.57 115.81 24.42 -26.23 131.17 24.42 13.22 217.67 16.88 -16.51 233.03 16.88 12.96 317.95 19.23 -12.96 333.31 19.23 10.39 416.94 21.33 -10.39 432.30 21.33 3.52 514.74 16.03 7.48 530.10 16.03

49.24 122.27 20.42 -31.78 137.63 20.42 27.50 228.59 9.01 -28.18 243.95 9.01 31.72 335.67 7.86 -31.72 351.03 7.86 34.30 444.04 6.85 -34.30 459.40 6.85 29.12 552.93 -1.19 -23.80 568.29 -1.19

1.2*SGk+

1.4*0.9*(SQk+SWk) 54.57 151.32 31.14 -36.73 182.81 31.14 23.20 305.24 22.16 -26.57 336.73 22.16 23.38 457.65 24.40 -23.38 489.13 24.40 21.06 608.89 26.58 -21.06 640.38 26.58 11.72 758.89 18.12 3.08 790.38 18.12

61.47 157.14 27.53 -41.72 188.63 27.53 36.05 315.07 15.08 -37.07 346.56 15.08 40.26 473.60 14.17 -40.26 505.09 14.17 42.58 633.29 13.55 -42.58 664.77 13.55 34.75 793.27 2.62 -25.07 824.75 2.62

1.2*SGk+ 1.3*SEk 7.46 110.15 42.25 -1.52 125.51 42.25 -37.23 194.19 44.67 24.78 209.55 44.67 -44.75 269.99 54.20 44.75 285.35 54.20 -54.56 339.16 60.70 54.56 354.52 60.70 -57.25 406.46 56.96 81.75 421.82 56.96

83.36 127.93 2.59 -56.49 143.29 2.59 77.95 252.07 -18.79 -69.47 267.43 -18.79 89.44 383.63 -27.12 -89.44 398.99 -27.12 99.25 521.81 -32.52 -99.25 537.17 -32.52 89.89 661.21 -42.12 -98.07 676.57 -42.12

1.35*SGk+ Mmax及相Nmax及相Nmin及相1.4*(0.7*SQK+

应V,N 应V,M 应V,M

0.6*SWK) 63.20 83.36 63.20 7.46 163.23 127.93 163.23 110.15 29.40 2.59 29.40 42.25 -42.24 -56.49 -42.24 -1.52 193.06 143.29 193.06 125.51 29.40 2.59 29.40 42.25 34.40 77.95 85.44 -37.23 321.98 252.07 315.07 194.19 16.62 -18.79 15.08 44.67 -36.01 -69.47 -37.07 24.78 351.81 267.43 346.56 209.55 16.62 -18.79 15.08 44.67 38.13 89.44 40.26 -44.75 480.94 383.63 473.60 269.99 16.29 -27.12 14.17 54.20 -38.13 -89.44 -40.26 44.75 510.77 398.99 505.09 285.35 16.29 -27.12 14.17 54.20 39.68 99.25 42.58 -54.56 640.67 521.81 633.29 339.16 16.15 -32.52 13.55 60.70 -39.68 -99.25 -42.58 54.56 670.50 537.17 664.77 354.52 16.15 -32.52 13.55 60.70 31.42 89.89 34.75 -57.25 800.43 661.21 793.27 406.46 5.48 -42.12 2.62 56.96 -20.77 -98.07 -25.07 81.75 830.26 676.57 824.75 421.82 5.48 -42.12 2.62 56.96

柱顶 4

柱底

柱顶 3

柱底

柱顶 2

柱底

柱顶 1

柱底

44

XXXX大学学士学位论文

表7-3 B、C柱的内力组合

截面位层次 内力

置

柱顶 5

柱底

M N V M N V M N V M N V M N V M N V M N V M N V M N V M N V

SGk -23.56 128.26 12.46 12.96 141.06 12.46 -14.97 234.09 7.86 11.11 246.89 7.86 -15.30 340.26 8.04 11.11 353.60 8.04 -15.30 446.43 8.25 11.46 459.32 8.25 -13.29 552.88 4.52 4.97 565.68 6.65

SQk -7.10 40.42 3.74 4.64 53.22 3.74 -5.91 95.77 3.20 4.45 108.57 3.20 -5.94 151.16 3.22 4.45 163.96 3.22 -5.94 206.55 3.30 4.59 219.53 3.30 -5.14 262.05 1.81 2.57 274.85 1.81

SEk(1) -34.35 -2.69 18.93 28.11 -2.69 18.93 -49.98 -8.92 30.29 49.98 -8.92 30.29 -64.04 -19.09 38.81 64.04 -19.09 38.81 -73.41 -30.67 44.49 73.41 -30.67 44.49 -70.31 -42.80 47.35 85.93 -42.80 47.35

SEk(2) 34.35 2.69 -18.93 -28.11 2.69 -18.93 49.98 8.92 -30.29 -49.98 8.92 -30.29 64.04 19.09 -38.81 -64.04 19.09 -38.81 73.41 30.67 -44.49 -73.41 30.67 -44.49 70.31 42.80 -47.35 -85.93 42.80 -47.35

SWk(1) -3.22 -1.42 1.77 2.64 -1.42 1.77 -4.78 -0.95 2.90 4.78 -0.95 2.90 -6.63 -0.22 4.02 6.63 -0.22 4.02 -8.48 0.63 5.14 8.48 0.63 5.14 -10.18 1.83 6.85 12.44 1.83 6.85

SWk(2) 3.22 1.42 -1.77 -2.64 1.42 -1.77 4.78 0.95 -2.90 -4.78 0.95 -2.90 6.63 0.22 -4.02 -6.63 0.22 -4.02 8.48 -0.63 -5.14 -8.48 -0.63 -5.14 10.18 -1.83 -6.85 -12.44 -1.83 -6.85

1.2*SGk+ 1.4*SQk -39.14 210.50 20.19 27.49 243.78 20.19 -22.55 414.99 13.91 23.36 448.27 13.91 -23.36 619.94 14.16 23.36 653.86 14.16 -23.36 824.89 14.52 23.74 858.53 14.52 -17.50 1030.33 7.95 8.75 1063.61 7.95

1.2*SGk+ 1.4*SWk -34.20 151.92 17.43 23.36 167.28 17.43 -21.90 279.58 13.49 22.62 294.94 13.49 -25.21 408.00 15.28 25.21 424.01 15.28 -27.80 536.60 17.09 27.80 552.07 17.09 -26.18 666.02 15.01 23.38 681.38 15.01

1.2*SGk+

1.4*0.9*(SQk+SWk)

5.09 208.23 -4.18 -8.71 239.72 -4.18 41.16 412.82 -24.70 -40.36 444.31 -24.70 58.08 622.83 -35.19 -58.08 654.96 -35.19 69.88 834.61 -42.00 -69.54 866.44 -42.00 71.65 1047.57 -51.96 -99.80 1079.06 -51.96

1.2*SGk+ 1.3*SEk -74.34 150.42 39.56 56.21 165.78 39.56 -80.18 269.31 48.81 80.90 284.67 48.81 -99.18 383.50 60.10 99.18 399.50 60.10 -111.36 495.85 67.74 111.36 511.31 67.74 -103.33 607.82 66.97 117.67 623.18 66.97

1.35*SGk+ Mmax及相Nmax及相Nmin及相1.4*(0.7*SQK+

应V,N 应V,M 应V,M 0.6*SWK)

14.97 -37.31 -81.47 -37.31 -74.34 157.41 213.96 201.45 213.96 150.42 -9.65 19.00 43.52 19.00 39.56 -16.88 25.39 62.13 25.39 56.21 172.77 243.78 232.94 243.78 165.78 -9.65 19.00 43.52 19.00 39.56 49.77 -18.23 -84.79 41.16 -80.18 292.50 410.67 390.34 412.82 269.31 -29.94 11.31 51.63 -24.70 48.81 -49.05 19.10 85.59 23.36 80.90 307.86 440.50 421.83 448.27 284.67 -29.94 11.31 51.63 13.91 48.81 67.33 -17.55 -103.31 58.08 -99.18 433.13 607.67 574.72 622.83 383.50 -40.80 10.63 62.61 -35.19 60.10 -67.33 17.55 103.31 -58.08 99.18 449.14 638.23 606.86 654.96 399.50 -40.80 10.63 62.61 -35.19 60.10 79.51 -16.00 -115.11 -27.80 -111.36 575.59 804.57 757.32 536.60 495.85 -47.94 10.05 70.11 17.09 67.74 -79.51 16.26 115.45 -69.54 111.36 591.06 834.69 789.15 866.44 511.31 -47.94 10.05 70.11 -42.00 67.74 79.48 -8.77 -105.53 71.65 -103.33 719.10 1001.66 939.71 1047.57 607.82 -56.13 2.12 67.36 -51.96 66.97 -105.75 -1.79 116.74 -99.80 117.67 734.46 1031.48 971.20 1079.06 623.18 -56.13 2.12 67.36 -51.96 66.97

柱顶 4

柱底

柱顶 3

柱底

柱顶 2

柱底

柱顶 1

柱底

-25.18 -81.47 155.90 201.45 12.48 43.52 15.97 62.13 171.26 232.94 12.48 43.52 -8.51 -84.79 282.24 390.34 5.37 51.63 9.23 85.59 297.60 421.83 5.37 51.63 -6.64 -103.31 408.62 574.72 4.02 62.61 6.64 103.31 424.63 606.86 4.02 62.61 -4.05 -115.11 534.83 757.32 2.70 70.11 4.05 115.45 550.30 789.15 2.70 70.11 2.32 -105.53 660.89 939.71 -4.17 67.36 -11.45 116.74 676.25 971.20 -4.17 67.36

45

XXXX大学学士学位论文

7.2 柱端弯矩设计值的调整

7.2.1 A、D柱弯矩值调整

第5层，按《抗震规范》，无需调整。

第4层，柱顶轴压比[uN] = N/Ac fc=346.56×103/14.3/4002

=0.151>0.15

可知，1、2、3、4层柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求： ΣMc=ηcΣMb

注：ΣMc为节点上下柱端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和。 上下柱端的弯矩设计值可按弹性分析分配。

ΣMb为节点左右梁端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和。 ηc柱端弯矩增大系数，三级取1.1

表7-4 横向框架A、D号柱柱端组合弯矩设计值的调

层次 截面 ηcM N

柱顶 85.71

4 柱底 -76.42

柱顶 98.38 383.63

3

柱底 -98.33 398.99

柱顶 109.18 521.81

2

柱底 -109.18 537.17

柱顶 98.88 661.21

1

柱底 -107.87 676.57

252.07 267.43

7.2.2 B、C柱弯矩值调整

第 4层，柱顶轴压比[uN] = N/Ac fc=448.27×103/14.3/4002

=0.201>0.15

可知，1、2、3、4层柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求：

ΣMc=ηcΣMb （7－1）

表7-5 横向框架B、C号柱柱端组合弯矩设计值的调

层次 截面 ηcM N

柱顶 -93.27 390.34

4 柱底 94.15 421.83

柱顶 -113.64 574.72

3

柱底 113.64 606.86

柱顶 -126.62 757.32

2

柱底 127.00 789.15

柱顶 -116.09 939.71

1

柱底 128.42 971.20

46

XXXX大学学士学位论文

8 截面设计

8.1框架梁截面设计

以第1层AB跨框架梁的计算为例。

梁的最不利内力：

经以上计算可知，梁的最不利内力如下：

跨间： Mmax= 149.79KN·m 支座A： Mmax=-76.4 KN·m 支座B：Mmax=-99.40 KN·m

8.1.1 梁正截面受弯承载力计算

抗震设计中，对于楼面现浇的框架结构，梁支座负弯矩按矩形截面计算纵筋数量。跨中正弯矩按T形截面计算纵筋数量，跨中截面的计算弯矩，应取该跨的跨间最大正弯矩或支座弯矩与1/2简支梁弯矩之中的较大者，依据上述理论，得：

考虑跨间最大弯矩处：

按T形截面设计，翼缘计算宽度bf按跨度考虑，取bf=L/3=7.2/3=2.4m=2400mm，梁内纵向钢筋选II级热扎钢筋，（fy=fy=300N/mm2），h0=h-a=600-35=565mm，因为fcm bfhf（ h0- hf/2）=14.3×2400×100×（565-100/2） =1733.16KN·m>149.79 KN·m属第一类T形截面。下部跨间截面按单筋T形截面计算：

αs=M/（fcmbfh02）=149.79×106/14.3/2400/5652=0.014 ξ=1-（1-2αs）1/2=0.014

As=ξfcmbfh0/fy=0.014×14.3×2400×565/300=311.6mm2 实配钢筋3Ф20，As=942 mm2。

ρ=942/300/565=0.56 %>ρmin=0.215%，满足要求。

对于第一类T型截面, ξ<ξb均能满足,可不用验算。

考虑两支座处：

将下部跨间截面的3Ф20钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋，As=942 mm2，再计算相应的受拉钢筋As，支座A上部：

αs=-M/（fcmbfh02）

=61.14/14.3/300/5652 =0.045

ξ=1-（1-2αs）1/2=0.046 可近似取

As=ξfcmbfh0/fy =0.046×14.3×300×565/300=369.12mm2

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，

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XXXX大学学士学位论文

实配钢筋2Ф16，As=402 mm2。

支座B上部， αs=-M/（fcmbfh02）

=79.52/14.3/300/5652 =0.058

ξ=1-（1-2αs）1/2=0.060 可近似取

As=ξfcmbfh0/fy =0.060×14.3×300×565/300=483.62mm2 实配钢筋3Ф16，As=603 mm2。

ρ=603/300/565=0.4%>ρmin=0.3%，

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8.1.2 梁斜截面受剪承载力计算

验算截面尺寸： hw=h0=565mm

hw/b=565/300=1.88<4,属厚腹梁。 0.25fcmbh0=0.25×14.3×300×565 =605.96KN>V=135.17KN 可知，截面尺寸符合条件。 验算是否需要计算配置箍筋： 0.07fcmbh0=0.07×14.3×300×565 =169.67N>V=135.17KN 可知，需按构造配箍。

8.1.3 箍筋选择

梁端加密区箍筋取Ф8@150，箍筋用I级Q235热扎钢筋，fyv=210N/mm, 加密区长度取0.90m，非加密区箍筋取Ф8@250。箍筋配置，满足构造要求。

48

XXXX大学学士学位论文

表8-1 梁的配筋计算

层次

截面

M或REMKNMA B

-61.136 -79.52 149.79 -53.28 -35.39 -101.648 -89.936 106.64 -50.832 -10.66 -122.192 -110.576 108.35 -67.136 -11.6 -145.816 -124.896 108.35 -77.248 -11.69 -148.288 -127.528 110.76 -80.856 -13.34

αs 0.045 0.058 0.014 0.039 0.026 0.074 0.066 0.010 0.037 0.008 0.089 0.081 0.010 0.049 0.008 0.106 0.091 0.010 0.056 0.009 0.108 0.093 0.010 0.059 0.010

ξ 0.046 0.060 0.014 0.040 0.026 0.077 0.068 0.010 0.038 0.008 0.094 0.084 0.010 0.050 0.009 0.113 0.096 0.010 0.058 0.009 0.115 0.098 0.010 0.061 0.010

As' As /mm2 /mm2 369.12 483.62 320.7 623.77 549.27 305.68 756.29 681.07 406.3 911.71 773.92 469.37 928.17 791.11 492.01

890 212 632 63 642 69 642 69 657 79

Amin 实配钢筋As /mm2 /mm2 360 360 360 360 360 360 360 360 360 360 360 360 360 360 360 360 360 360 360 360 360 360 360 360 360

2Φ16 (402) 3Φ16 (603) 3Φ20 (942) 2Φ16 (402) 2Φ16 (402) 2Φ20 (628) 3Φ16 (603) 3Φ18 (763) 2Φ16 (402) 2Φ16 (402) 3Φ18 (763) 3Φ18 (763) 3Φ18 (763) 3Φ14 (461) 2Φ16 (402) 3Φ20 (942) 3Φ20 (942) 3Φ18 (763) 2Φ18 (509) 2Φ16 (402) 3Φ20 (942) 3Φ20 (942) 3Φ18 (763) 2Φ18 (509) 2Φ16 (402)

支座 5

AB、CD跨间 支座B、C BC跨间

A 支座B AB、CD跨间 支座B、C BC跨间

A 支座B AB、CD跨间 支座B、C BC跨间

A 支座B AB、CD跨间 支座B、C BC跨间

A 支座B AB、CD跨间 支座B、C BC跨间

4

3

2

1

根据抗震规范，沿梁全长顶面和底面的配筋，一、二级不应少于2φ14，且分别不应少于梁两端顶面和底面纵向配筋中较大截面面积的1/4，三、四级不应少于2φ12。所以梁全长顶面除负弯矩筋外任需设置2Φ12的钢筋。

8.2框架柱截面设计

8.2.1 剪跨比和轴压比计算

根据《抗震规范》，对于三级抗震等级，应满足以下要求：剪跨比宜大于2、轴压比宜小于0.9。下表给出了框架柱各层剪跨比和轴压比计算结果，注意，表中的M、V和N都不应考虑抗震调整系数，由表可见，各柱的剪跨比和轴压比均满足规范要求。

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表8-2 柱的剪跨比和轴压比验算

柱号 层次

5 4 3 2 1 5 4 3 2 1

b h0 fc /mm /mm /(N/mm2) 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400

360 360 360 360 360 360 360 360 360 360

14.3 14.3 14.3 14.3 14.3 14.3 14.3 14.3 14.3 14.3

M 83.36 77.95 89.44 99.25 98.07 81.47 85.59 103.31 115.11 116.74

V 42.25 44.67 54.20 60.70 56.06 41.80 39.56 48.81 60.10 66.97

N M/Vh0 193.06 351.81 510.77 670.5 830.26 243.78 448.27 654.96 866.44 1079.06

5.48＞2 4.85＞2 4.58＞2 4.54＞2 4.76＞2 5.72＞2 4.87＞2 4.77＞2 4.72＞2 4.84＞2

N/fcbh 0.08＜0.8 0.15＜0.8 0.22＜0.8 0.29＜0.8 0.36＜0.8 0.11＜0.8 0.2＜0.8 0.29＜0.8 0.38＜0.8 0.47＜0.8

A

B

例：第5层Ａ、Ｄ号柱： 柱截面宽度：b=400 mm

柱截面有效高度：h0=400-40=360 mm 混凝土轴心抗压强度设计值：fcm=14.3 N/mm2 柱端弯矩计算值：M取上下端弯矩的最大值。 M=83.36*0.75=62.52（KN·m） 柱端剪力计算值：Vc =42.25 KN

柱轴力N取柱顶、柱底的最大值：N=193.06 KN 剪跨比：Mc/Vch0=83.36*103/42.25/360=5.48>2 轴压比：N/fcmbh0=193.06*103/14.3/400/360=0.08<0.8

8.2.2 柱正截面承载力计算

先以第5层A、D号柱为例，

最不利组合一（调整后）：Mmax=62.52KN·m，N=108.52 KN，轴向力对截面重心的偏心矩e0=M/N=62.52×106/(108.52×103)=576.13 mm，附加偏心矩ea取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中的较大值，即400/30=13.3mm，故取ea=20mm。柱的计算长度，根据《抗震设计规范》，对于现浇楼盖的顶层柱，l0=1.0H=3.3m，

初始偏心矩：ei=e0+ea=576.13+20=596.13mm，增大系数η，

0.5fcmA0.514.340021N108.52103 =10.54>1.0，

取11.0，又l0/h<15，取21.0，

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得l113.3(0)212()2111.03

1400ei/h0h1400596.12/3604轴向力作用点至受拉钢筋As合力点之间的距离

has 2 =1.03×596.13+400/2-40 =773.63 mm eei对称配筋：

N108.521030.05<0.55

fcmbh014.3400360为大偏心受压情况。

2Ne1fcbh0(10.5) AsAs ''fy(h0a0)'108.52103773.63114.340036020.05(10.50.05) 300(36040)478.29(mm)最不利组合二：Nmax=193.06KN， M=42.24KN·m

此组内力是非地震组合情况 ，故不必进行调整。轴向力对截面重心的偏心矩e0=M/N=42.24×106/(1193.0×103)=218.79mm初始偏心矩：ei=e0+ea=218.79+20=238.79mm增大系数η：

0.5fcmA0.514.34002 1N193.06103 =5.93>1.0

取11.0 又l0/h<15，取21.0 得l113.3(0)212()2111.07

1400ei/h0h1400238.79/3604 轴向力作用点至受拉钢筋As合力点之间的距离

has 2 =1.07×238.79+400/2-40 =416.29 mm

eei 对称配筋：

N193.061030.09<0.55

fcmbh014.3400360 为大偏心受压情况。

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2Ne1fcbh0(10.5) AsAs''fy(h0a0)'193.06103416.29114.340036020.09(10.50.09) 300(36040)147.15(mm)选3Ф16，As,=As=603mm2，总配筋率ρs=3×603/400/360=0.84%>0.8%。

52

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表8-3 柱的配筋计算表

层M(kN.m) 次 62.52 42.24 7.46 62.36 37.07 37.23 71.55 40.26 44.75 79.40 42.58 54.56 78.46 25.07 57.25 61.10 25.39 74.34 68.47 23.36 80.18 82.65 58.08 99.18 92.09 69.54 111.36 93.39 99.80 103.33

eM/N0N(kN) 108.52 193.06 110.15 201.66 346.56 194.19 319.19 509.09 269.99 429.74 664.77 339.16 541.26 824.75 406.46 151.09 243.78 150.42 337.46 448.27 269.31 485.49 654.96 383.50 605.86 866.44 495.85 776.96 1079.06 607.82

H(m) 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3

h(mm) 柱号 (mm ) 576.13 218.79 67.73 309.24 106.97 191.72 224.17 79.08 165.75 184.76 64.05 160.87 144.95 30.40 140.85 404.42 104.15 494.22 202.90 52.11 297.72 170.24 88.68 258.62 152.00 80.26 224.58 120.20 92.49 170.00

ea(mm) 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20

eie0ea(mm)596.13 238.79 87.73 329.24 126.97 211.72 244.17 99.08 185.75 204.76 84.05 180.87 164.95 50.40 160.85 424.42 124.15 514.22 222.90 72.11 317.72 190.24 108.68 278.62 172.00 100.26 244.58 140.20 112.49 190.00

ψu - - -

ψl - - -

l0 ζ1 ζ2 l1(0)212e1400ei/h0h heiase 2773.63 416.29 265.23 516.59 314.31 399.07 431.60 286.43 373.09 392.20 271.40 368.21 347.14 237.74 348.20 611.76 311.50 701.56 405.93 259.46 505.07 373.26 296.02 465.96 355.02 287.61 431.93 320.37 299.83 377.35

ξ 0.05 0.09 0.05 0.10 0.17 0.09 0.16 0.25 0.13 0.21 0.32 0.16 0.26 0.40 0.20 0.07 0.12 0.07 0.16 0.22 0.13 0.24 0.32 0.19 0.29 0.42 0.24 0.38 0.52 0.30

Ne1fcbh02(10.5)AsAsAs,min; 实配钢筋As ' fy'( h0a0)As',min /mm2 '5

400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400

3.30 1.00 1.00 3.30 1.00 1.00 3.30 1.00 1.00

1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

1.03 1.07 1.20 1.08 1.22 1.13 1.11 1.28 1.15 1.13 1.33 1.15 1.13 1.54 1.17 1.06 1.22 1.05 1.10 1.38 1.09 1.12 1.25 1.10 1.13 1.27 1.11 1.14 1.24 1.14

478.29 147.15 -97.69 365.95 -55.57 113.36 330.83 -154.16 103.20 312.29 -211.15 133.76 194.26 -430.96 100.46 417.02 -69.05 555.79 265.14 -286.51 473.01 281.69 -45.88 557.22 302.81 30.18 595.40 228.94 383.94 446.23

400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400 400

4Φ16 (804)

4

A D 3

2

- - 4.13 - - 4.13 - - 4.13 0.84 0.84 4.13 - - 4.13 - - 4.13 0.84 0.84 4.13 - - 4.13 - - 0.84 0.00 - - - - - - - - - - 0.49 0.49 - - - - 0.49 0.49 - -

4.13

3.72 4.13 4.13 4.13 4.13 4.13 3.79 4.13 4.13 3.79 4.13

4Φ16 (804)

1 4Φ14 (615)

5

4

B C 3

2

1

- - 4.13 0.49 0.49 3.79 - - 4.13 - - 4.13 0.49 0.00 3.54 - - 4.13 - - 4.13

4Φ14 (615)

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8.2.3 柱斜截面受剪承载力计算

以第5层AD号柱为例，

查表可知：框架柱的剪力设计值V c=42.25KN 剪跨比λ=45.48>3，取λ=3

考虑地震作用组合的柱轴向压力设计值

N=110.15KN<0.3fcmbh=0.3×14.3×4002/103=686.40KN 故取N=110.15KN

1.75ftbh00.07N

1.01.751.434003600.07110.15 31.0 97.80故该层柱应按构造配置箍筋。 V柱端加密区的箍筋选用2肢Ф8@100, 加密区的长度底层柱为1100mm，其余各层柱为550mm。

查表得，最小配筋率特征值λv=0.06，则最小配筋率ρvmin=λvfcm/fyv=0.06×14.3/210=0.4%

Al52.84008柱箍筋的体积配筋率vsvii1.06%>0.6%,符合构造要求。

Acors100400400注：Asvi、li为第i根箍筋的截面面积和长度。 Acor为箍筋包裹范围内的混凝土核芯面积。 s为箍筋间距。

非加密区还应满足s<10d=200mm,故箍筋配置为4Ф8@200。

其它各层柱的配筋计算见下表：

表8-4 柱的配筋计算表

层γV 0.25fcβcbh0

RE

/kN 柱 次5 42.25 514.8 4 44.67 514.8 A D 3 54.20 514.8

2 60.70 514.8 1 56.96 514.8 5 39.56 514.8 4 48.81 514.8

514.8 B C 3 60.10

2 67.74 514.8 1 66.97 514.8

N 0.3fcA N 实际 /kN /kN 取值 110.15 194.19 269.99 339.16 406.46 150.42 269.31 383.50 495.85 607.82

686.40 686.40 686.40 686.40 686.40 686.40 686.40 686.40 686.40 686.40

110.15 194.19 269.99 339.16 406.46 150.42 269.31 383.50 495.85 607.82

V 97.80 103.68 108.99 113.83 118.54 100.62 108.94 116.94 124.80 132.64

Asv/S 实配箍筋 （ρv%) λvfc/fyv /% /mm 加密区@100 非加密区@200 <0 0.409 48 (1.06%) 48 (0.52%) <0 0.409 48 (1.06%) 48 (0.52%) <0 0.409 48 (1.06%) 48 (0.52%) <0 0.409 48 (1.06%) 48 (0.52%) <0 0.477 48 (1.06%) 48 (0.52%) <0 0.409 48 (1.06%) 48 (0.52%) <0 0.409 48 (1.06%) 48 (0.52%) <0 0.409 48 (1.06%) 48 (0.52%) <0 0.477 48 (1.06%) 48 (0.52%) <0 0.613 48 (1.06%) 48 (0.52%)

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8.3 楼板设计

8.3.1 楼板类型及设计方法的选择

对于楼板，根据塑性理论，l02/l01<3时，在荷载作用下，在两个正交方向受力且都不可忽略，在本方案中，l02/l01=2.4，故属于双向板。设计时按塑性铰线法设计。

8.3.2 设计荷载

对于1-5层楼面，活载： 办公室: q=2.0 KN/m2, 走廊q=2.5 KN/m2

恒载： g=3.567KN/m2

对于6层屋面， 活载： q=2.0 KN/m2

恒载： g=6.48 KN/m2

计算跨度：

内跨：l0=lc-b （lc为轴线长、b为梁宽） 边跨：l0=lc-250+50-b/2

楼板采用C30混凝土，板中钢筋采用I级钢筋，板厚选用100mm，h/ l01=100/3000=1/30≥1/50。符合构造要求。

8.3.3 弯矩计算

首先假定边缘板带跨中配筋率与中间板带相同，支座截面配筋率不随板带而变，取同一数值，

跨中钢筋在离支座l1/4处间隔弯起。

取m2=аm1, а=1/n2=1/1=1 （其中n为长短跨比值） 取β=2，然后利用下式进行连续运算： 2Mx+2My+ MxI+MxII+MyI+ MyII=Pu l012（3 ly- lx）/12 对于1-5层楼面， A区板格： Lox=3000-300 =2700 mm

Loy=3000-200*2+100 =2700mm а=1/n2=1/4=1.00 Mx=mx（l0y-l0x/4） = mx（2.8-2.8/4）

=2.03mx

My=3аmxl0x/4 = 3*0.93*2.7m/4 =2.03mx

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MxI= MxII=βmxloy=2mx×2.8=5.6mx MyI= MyII=βmxl0x=2mx×2.8=5.6mx 将以上数据代入公式

2M1u+2M2u+ M1uI+M1uII+M2uI+ M2uII=Pu l012（3 l02- l01）/12 得 2×2.03mx+2×2.03mx+2×5.6mx+2×5.6mx =0.8*6.067×2.72×（3×2.7-2.7）/12

mx=0.75 KN·m

my=1.00*0.75=0.75 KN·m/m mxI=mxII=2*0.75=1.50 KN·m/m myI=myII=2*0.75=1.50 KN·m/m

对其它区格板，亦按同理进行计算，详细过程从略，所得计算结果列于下表：

表8-5 按塑性铰线法计算弯矩表（KN·m）（1-4层楼面）

标准层 Lox Loy  Mx 区隔板A 2.70 2.70 1.00 区隔板B 2.85 2.70 1.11 区隔板C 2.70 7.20 0.14 区隔板D 2.85 7.20 0.16

同理，对5层屋面，有下表：

2.03 1.99 6.53 6.49

My 2.03 2.38 0.28 0.33

Mx'

Mx''

My' 5.40 5.70 2.89 0.00

My'' 5.40 5.70 0.00 2.97

p

mx my m'x m'y

5.40 5.40 0.00 2.89 14.40 14.40 0.00 10.16 4.85 0.54 0.54 1.07 1.07 6.07 0.94 1.04 1.87 2.09 5.57 1.41 0.20 2.82 0.40 5.57 2.64 0.41 5.28 0.83

表8-6 按塑性铰线法计算弯矩表（KN·m）（5层屋面）

顶层

Lox Loy  Mx

2.03 1.99 6.53 6.49

My 2.03 2.38 0.28 0.33

Mx'

Mx''

My' 5.40 5.70 1.46 0.00

My'' 5.40 5.70 0.00 4.13

p

mx my m'x m'y

区隔板A 2.70 2.70 1.00 区隔板B 2.85 2.70 1.11 区隔板C 2.70 7.20 0.14 区隔板D 2.85 7.20 0.16 5.40 5.40 0.00 3.02 14.40 14.40 0.00 15.98 6.78 0.75 0.75 1.50 1.50 8.48 1.30 1.45 2.60 2.90 8.48 2.22 0.31 4.44 0.62 8.48 3.19 0.50 6.38 1.00

8.3.3 板截面设计

受拉钢筋的截面积按公式As=m/（rsh0fy），其中rs取0.95。对于四边都与梁整结的板，中间跨的跨中截面及中间支座处截面，其弯矩设计值减小20%。钢筋的配置：符合内力计算的假定，全板均匀布置。

以第5层A区格lox方向为例，截面有效高度 h01=h-20=100-20=80 mm， As=m/（rsh0fy）=0.54×106/0.95/210/80=33.59 mm2，配筋φ8@300，实有As=168 mm2

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对于1-4层楼面，各区格板的截面计算与配筋见下表：

表8-7 按塑性铰线法计算的截面计算与配筋表

标准层双向板配筋计算

截面 A区格 B区格

跨中

C区格 D区格

Lox方向 Loy方向 Lox方向 Loy方向 Lox方向 Loy方向 Lox方向

m 0.54 0.54 0.94 1.04 1.41 0.20 2.64 0.41 1.07 1.07 2.09 2.82

ho 80 70 80 70 80 70 80 70 80 80 80 80

As 33.59 38.39 58.90 74.26 88.35 14.67 165.41 29.26 67.18 67.18 130.69 176.76

实际配筋面积 Φ8@200 (251) Φ8@200 (251) Φ8@200 (251) Φ8@200 (251) Φ8@200 (251) Φ8@200 (251) Φ8@200 (251) Φ8@200 (251) Φ8@200 (251) Φ8@200 (251) Φ8@200 (251) Φ8@200 (251)

支座

Loy方向 A-B A-C B-D C-D

同理，对于5层屋面，各区格板的截面计算与配筋见下表：

表8-8 按塑性铰线法计算的截面计算与配筋表

顶层双向板配筋计算

截面 A区格 B区格

跨中

C区格 D区格

Lox方向 Loy方向 Lox方向 Loy方向 Lox方向 Loy方向 Lox方向

m 0.75 0.75 1.30 1.45 2.22 0.31 3.19 0.50 1.50 1.50 2.90 4.44

ho 80 70 80 70 80 70 80 70 80 80 80 80

As 46.99 53.71 81.45 103.83 139.10 22.20 199.87 35.80 93.98 93.98 181.70 278.20

实际配筋面积 Φ8@200 (251) Φ8@200 (251) Φ8@200 (251) Φ8@200 (251) Φ8@200 (251) Φ8@200 (251) Φ8@200 (251) Φ8@200 (251) Φ8@200 (251) Φ8@200 (251) Φ8@200 (251) Φ8/10@200 (322) 支座

Loy方向 A-B A-C B-D C-D

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9 楼梯计算

9.1 示意图

图9-1 楼梯示意图

9.2 荷载计算

踏步高度：h = 0.15 m，踏步宽度：b = 0.30 m，计算跨度为L0 = L1＋b1/2－b = 3.00＋0.20/2－0.30 = 2.80 m，则梯段板与水平方向夹角余弦值：cosα = 0.894 荷载计算( 取 B = 1m 宽板带)： 梯段板： 面层：gkm = (B＋B·h/b)qm = (1＋1×0.15/0.30)×1.70 = 2.55 kN/m 自重：gkt = Rc·B·(t/cosα＋h/2) = 25×1×(0.10/0.89＋0.15/2) = 4.67 kN/m 抹灰：gks = RS·B·c/cosα = 20×1×0.02/0.89 = 0.45 kN/m 恒荷标准值：Pk = gkm＋gkt＋gks＋qf = 2.55＋4.67＋0.45＋0.20 = 7.87 kN/m 恒荷控制： Pn(G) = 1.35gk＋1.4·0.7·B·q = 1.35×7.87＋1.4×0.7×1×2.50 = 13.07 kN/m 活荷控制：Pn(L) = 1.2gk＋1.4·B·q = 1.2×7.87＋1.4×1×2.50 = 12.94 kN/m 荷载设计值：Pn = max{ Pn(G) , Pn(L) } = 13.07 kN/m

正截面受弯承载力计算：

左端支座反力: Rl = 18.30 kN 右端支座反力: Rr = 18.30 kN 最大弯矩截面距左支座的距离: Lmax = 1.40 m 最大弯矩截面距左边弯折处的距离: x = 1.40 m Mmax = Rl·Lmax－Pn·x2/2 = 18.30×1.40－13.07×1.402/2

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所以 = 12.81 kN·m

相对受压区高度：ζ= 0.151429 配筋率：ρ= 0.010312 纵筋(1号)计算面积：As = 824.93 mm2

支座负筋(2、3号)计算面积：As'=αAs = 0.25×824.93 = 206.23 mm2 1号钢筋计算结果(跨中)，计算面积为As: 824.93 mm2 采用方案：d12@100 实配面积：1130.97 mm2 2/3号钢筋计算结果(支座) 计算面积As': 206.23 mm2 采用方案：d6@100 实配面积：282.74 mm2 4号钢筋计算结果 采用方案：d6@250 实配面积：113.10 mm2

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10 基础设计

设计基础的荷载包括：a.框架柱传来的弯矩、轴力和剪力（可取设计底层柱的相应控制内力）；b.基础自重，回填土的重量。

表10－1 基础平面布置图

10.1荷载设计值

外柱基础承受的上部荷载

框架柱传来：M125.07kN.m,N1824.75kN,V12.62kN 内柱基础承受的上部荷载

框架柱传来： M199.80kN.m,N11079.06kN,V151.96kN

该工程框架层数不多，地基土较均匀且柱距较大，可选择独立柱基础，据地质报告基础埋深需在杂填土一下。取基础混凝土的强度等级为C15，查GBJ10-89，表2.1，fc=7.2N/mm2; ft=0.9 N/mm2.

10.2 A、D柱独立基础的计算

10.2.1 初步确定基底尺寸

选择基础的埋深d=1.80m(大于建筑物高度的1/15) 地基承载力的深度修正（基础的埋置深度大于0.5m）

根据设计资料提供，基底以下为粘土，查表知承载力修正值：b0.15;d1.4.。 重度计算：杂填土

116.5kN/m3h10.5m

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粘土

219kN/m3h21.80.51.3m

则基础底面以上土的加权平均重度： 01h12h2h1h216.50.5191.318.31kN/m3

1.8（先不考虑对基础宽度进行修正）

ffkb(b3)d0(d0.5)2801.418.31(1.80.5)313.32kPa(kN/m2)1.1fk1.1280308kPa

10.2.2基础底面尺寸

先按照中心荷载作用下计算基底面积：

A'N824.752.97m2

frGd313.32201.8但考虑偏心荷载作用应力分布不均匀，故将计算出的基底面积增大1.2~1.4，取1.2。

A1.2A'1.22.973.57m2

选用矩形：a:b=1.5~2.0,即：宽×长=1.6m×2.4m,A=3.84m2(满足要求)b3m满足要求，地基承载力不必对宽度进行修正。

10.2.3地基承载力验算

基础底面的抵抗弯矩：W121bh1.52.521.67m3 66M25.07be0.030.27

FG824.75366 作用于基底中心的弯矩轴力分别为：

M25.07kN.mN824.75kN基础底面边缘的压力设计值：PmaxNGM824.75201.825.07245.57229.516.07kN/m3Pmin213.43AW3.841.67Pmax245.57kPa1.2f1.2313.32375.98kPaPmin213.43kPa0PmaxPmin229.5kPaf313.32kPa2故承载力满足要求P

10.2.4 基础剖面尺寸的确定

采用台阶式独立柱基础

构造要求：一阶台阶宽高比1.75，二阶宽高比1.0。阶梯形每阶高度益为300~500，当h>900时，采用三阶，阶梯得水平宽度和阶高尺寸均为100mm的倍数。

基底垫层在底板下浇筑一层素混凝土，垫层的厚度为100mm，两边伸出基础底板为100mm. 初步选择基础高度h=600mm,从下至上分350,250两个台阶。h0=550mm

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10.2.5 土净反力Fl的计算

PnmaxNM824.7525.07247.09kN/m2 AW3.841.67 （不包括基础及回填土自重）

2lacbbcFlpnmaxh0bh022222247.091.200.20.551.50.700.20.55

185.32kNaab0.40.40.552 amt0.95m

22破坏锥面上的承载力设计值[Fl]按《规范》法计算：

[Fl]=0.7ftamh0=0.79100.950.55=332.83kN>Fl=185.32kN

变阶处抗冲切验算

2lacbbcFlpnmaxh0bh022222247.091.20.60.301.60.800.400.30

71.66kNaab0.80.80.302 amt1.10m

22破坏锥面上的承载力设计值[Fl]按《规范》法计算：

[Fl]=0.7ftamh0=0.79101.100.30=210.21kN>Fl=71.66kN

10.2.6 基础底面配筋计算

选用HPB235钢筋,fy=210N/mm2

基础上部结构传来的荷载与土壤净反力的共同作用下，可把它到过来，视为一均部荷载作用下支承于柱上的悬臂板。

基础长边方向 柱边截面 柱边净反力

lac(pn,maxpn,min)2l2.40.4213.43(245.57213.43)

22.4232.18pn,lpn,min悬臂部分净反力平均值:

1(pn,maxpn,l)0.5(245.57232.18)238.87 2弯矩

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Ml1pn,maxpn,l()(lac)2(2bbc)2421238.87(2.40.4)2(21.60.4) 24143.32MI143.32106AsI1378.74mm2

0.9h0fy0.9550210变阶处截面

laI(pn,maxpn,min)2l2.41.2213.43(245.57213.43)

22.4237.541pn,maxpn,lMIII()(lac)2(2bbc)2421245.57237.54()(2.41.2)2(21.60.8) 24257.96MI57.96106As,III989.25mm2

0.9h0fy0.9310210pn,IIIpn,min

由以上计算结果可得：比较AS,I和AS,III,应按AS,I配筋,实际配10Φ14,AS=1539mm2

基础短边方向

1pn,II(pn,maxpn,min)因该基础受单向偏心荷载作用,所以,在基础短边的基底反力可按均匀分布计算,取 2229.5KPa与长边配筋计算方法相同,可得Ⅱ-Ⅱ截面(柱边)的计算配筋值AS,Ⅱ=385.3mm; Ⅳ-Ⅳ截面(柱边)的计算配筋值AS,Ⅲ=349.1mm

由以上计算结果可得：比较AS,II和AS,IV,应按AS,II配筋,实际配10Φ14,AS=1539mm2

10.3 B、C柱基础配筋

10.3.1初步确定基底尺寸

选择基础埋深（同外柱）d=1800mm,地基承载力对深度修正（同外柱）f=308kPa。 基础底面尺寸，按中心荷载作用下计算基础底面积：

A'N1079.063.97m2

fGd308201.8但考虑偏心荷载作用应力分布不均匀，故将计算出的基底面积增大1.2~1.4，取1.2。

A1.2A'1.23.974.76m2

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选用矩形：a:b=1.5~2.0,即：宽×长=1.8m×2.7m,A=4.86m2(满足要求)b3m满足要求，地基承载力不必对宽度进行修正。

选用矩形基础：b:l=1.5~2.0; A=4.86m2>4.76m2(满足)

10.3.2 地基承载力验算

11基础底面的抵抗弯矩：Wbh21.82.722.19m3

66M99.80be0.090.30

FG1079.06366作用于基底中心的弯矩轴力分别为：

M99.80kN.mN1079.06kN基础底面边缘的压力设计值：PmaxNGM1079.06201.899.80274.97229.4045.57kN/m3Pmin183.83AW4.862.19Pmax274.97kPa1.2f1.2313.32375.98kPaPmin183.83kPa0PmaxPmin229.4kPaf313.32kPa2故承载力满足要求P

基础剖面尺寸的确定采用台阶式独立柱基础

10.3.3构造要求

一阶台阶宽高比1.75，二阶宽高比1.0。阶梯形每阶高度益为300~500，当h>900时，采用三阶，阶梯得水平宽度和阶高尺寸均为100mm的倍数。

基底垫层在底板下浇筑一层素混凝土，垫层的厚度为100mm，两边伸出基础底板为100mm. 初步选择基础高度h=600mm,从下至上分350,250两个台阶。h0=550mm

10.3.4土壤净反力Fl的计算

PnmaxNM1079.0699.80267.60kN/m2 AW4.862.19 （不包括基础及回填土自重）

2lacbbcFlpnmaxh0bh022222267.601.350.20.551.80.900.20.55

282.99kNaab0.40.40.552 amt0.95m

22 64

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破坏锥面上的承载力设计值[Fl]按《规范》法计算：

[Fl]=0.7ftamh0=0.79100.950.55=332.83kN>Fl=282.99kN

变阶处抗冲切验算

2lacbbcFlpnmaxh0bh022222267.601.350.70.301.80.900.450.30

162.57kNaab0.90.90.302 amt1.20m

22破坏锥面上的承载力设计值[Fl]按《规范》法计算：

[Fl]=0.7ftamh0=0.79101.200.30=229.31kN>Fl=162.57kN

地基承载力验算及柱边基础截面抗冲切验算均满足条件.

10.3.5 基础的配筋计算

与A D柱配筋计算方法相同,可得Ⅰ-Ⅰ截面(柱边)的计算配筋值AS,Ⅰ=2167.6mm;Ⅲ-Ⅲ截面(变阶处)的计算配筋值AS,Ⅲ=1475.4mm;Ⅱ-Ⅱ截面(柱边)的计算配筋值AS,Ⅱ=542.4mm; Ⅳ-Ⅳ截面(变阶处)的计算配筋值AS,Ⅲ＝464

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毕业设计总结

我本次设计的课题是“郑州大学土木工程教学楼”，根据设计任务书和设计资料的要求同时，在马老师的指导下，我认真参阅有关规范，建筑书籍等资料，并结合自己所学到的专业知识，逐步完成建筑设计，结构设计和配筋计算的全过程。

工程名称：

郑州大学土木工程教学楼 工程概况：

该建筑采用全现浇混凝土框架结构，层数为主体4层局部五层，层高均为3.6米，室内外高差为0.45米。

基本设计资料：

基本风压：0.40KN/mm2， 基本雪压：0.30 KN/mm2，

地震烈度：7度,设计基本地震加速度为0.1g，II类场地，设计地震分组为第二组 地面粗糙度类别：B类 建筑设计

整个设计过程中，在满足设计任务书提出的功能要求前提下，同时遵循“安全，适用，经济，美观”的 原则，完成了建筑设计这一环节，合理地确定柱网尺寸、选择计算的框架，为以后的结构设计打下了良好的基础。

结构设计

结构设计主要是进行结构的内力计算，严格按照《荷载规范》、《混凝土结构设计规范》，查阅了《结构力学》、《抗震结构设计》、《钢筋混凝土结构设计》等中的设计方法对本工程进行结构设计。在计算过程中，充分利用了Excel进行计算及结构力学求解器等进行电算，保证了计算的准确性。结构计算主要包括以下几个步骤：

（1）确定柱网尺寸及结构布置：

该结构采用全现浇混凝土框架结构，根据结构框架的布置要求及建筑平面布置的原则来确定柱网尺寸。选柱网尺寸为7.2×6㎡和7.2×7.5㎡。

（2）梁、柱截面尺寸及板厚的确定：

梁截面尺寸的确定：主梁高度为跨度的1/8～1/12，宽为高的1/4～1/2；次梁高度为跨度的1/18～1/12，宽为高的1/3～1/2。

柱截面尺寸由轴压比确定：即按公式：N/fcAc<0.9(三级抗震)来确定柱截面尺寸。 单向板板厚由h.＞1/40L来确定，双向板板厚由h.＞1/50L来确定。 （3）水平荷载计算：

包括横向框架地震荷载和风荷载的计算，纵向框架的地震荷载和风荷载的计算。

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（4）横向框架地震荷载和风荷载的计算 根据荷载规范算出各楼层的自重。

计算梁、柱线刚度：在框架结构内力与位移计算中，现浇楼面可视作框架梁的有效翼缘，框架边梁惯性矩取矩形梁的1.5倍，框架中梁惯性矩取矩形梁的2倍。

在地震荷载作用下，用D值法计算结构的自震周期，然后用底部剪力法计算剪力，计算横向各层等效地震力，根据计算结果，必须考虑顶部附加水平地震作用力的影响。

（5） 横向框架的地震荷载和风荷载的计算：

横向框架取12轴线的一榀为计算单元，其水平荷载和竖向荷载的计算方法同横向框架，根据水平荷载和竖向荷载，采用电算得出纵向梁、柱的配筋，及梁柱的箍筋。

（6） 竖向荷载计算：

包括横向框架的竖向恒载和活载的计算，纵向框架的竖向恒载和竖向活载的计算。 恒载由构件自重、装修等材料的重量，按一定的传力途径计算出框架的横梁上的线荷载及柱上的集中力，求出梁的固端弯矩，然后用二次弯矩分配法计算梁、柱的弯矩，用弯矩分配法时采用分层法计算各层弯矩，再进行叠加，求出最后平衡弯矩，再由平衡条件求出梁柱剪力和轴力。

活载计算过程同恒载。 (7) 内力组合： 考虑七种荷载组合：

内力组合时，应考虑内力调整。因在前面进行的设计均为弹性设计，而混凝土为弹塑性材料，故应采用概念设计，这样在地震荷载作用下，框架就具有一定的延性，可吸收消耗一部分地震力，抵抗地震作用的能力较高这就需要进行弯矩调幅，降低负弯矩，以减少配筋面积。此结构为现浇框架结构，支座弯矩调幅系数取0.85，跨中弯矩由平衡条件得。

支座弯矩和剪力设计值，应取支座边缘得数值，同时，梁两端支座截面常是最大负弯矩及最大剪力作用处。在水平荷载作用下，端截面还有正弯矩，而跨中控制截面常是最大正弯矩作用处，因而要进行内力换算求得梁边缘截面处的弯矩和剪力。

框架横梁的控制截面是支座截面和跨中截面，支座处一般产生-Mmax和Vmax，跨中截面产生Mmax。柱的控制截面在柱的上、下端。恒载、活载、风载和地震荷载都分别按各自规律布置进行内力分析，恒载，活载取支座上部弯矩为负，下部弯矩为正；风载、地震荷载均考虑左右两个方向，然后取出各个构件控制截面处的内力，最后在若干组不利内力中选取几组最不利的内力作为构件截面的设计内力。

柱的最大弯矩值出现在柱两端，剪力和轴力值在同一楼层内变化很小，因此，柱的设计控制截面为上、下两端截面，即梁的上、下边缘。所以，在轴线出的计算内力也要换算成梁的上、下边缘处的柱截面内力。

（8） 梁、柱、板、楼梯、基础配筋：

抗震结构要求设计成延性结构，其结构应有足够的延性，设计应考虑构件强柱弱梁、强剪弱弯、强结点强锚固等原则。

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在梁的配筋计算中，分为正截面计算和斜截面计算。正截面计算主要是取梁端最大负弯矩、跨中最大正弯矩来配梁的纵筋。斜截面计算主要是取梁端最大剪力来配梁的箍筋，同时考虑地震剪力的影响。梁端箍筋加密区也要按构造要求来配置。

柱的正截面计算中。柱的弯矩和轴力组合共考虑了三种组合，即|M|max及相应的N；Nma及相应的M;Nmin及相应的M，取配筋最大的为最终配筋依据。

板分为单向板和双向板进行配筋，单向板按塑性内力重分布设计。

由于层高有变化，楼梯按梁式楼梯、板式楼梯和折线形板式楼梯进行计算配筋。 基础按柱下独立基础设计。先进行地基变形验算，然后进行基础设计。 设计总结

在几个月的设计过程中，我把大学四年中所学到的专业知识及在设计过程中所学到的知识联系起来，并把以前的一些模糊知识重新加以思考、理解，现以熟悉建筑设计的全过程，对在设计中具体应注意的事项及易出现错误的地方，通过这次毕业设计已能有一个比较深的认识。这次毕业设计使我受益匪浅，为我以后的工作学习奠定了坚实的基础。

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参考文献

[1] 现行建筑设计规范大全.北京:中国建筑工业出版社,2001.

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XXXX大学学士学位论文

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