XX市XX區某教學樓結構設計計算書 專業：土木工程 姓名：XXX 學號：XXXXX 指導教師：XXXXXXX大學目錄引言 1結構設計計算書 21設計資料 2工程名稱 2工程概況 2設計資料 22結構布置及計算簡圖 3結構布置 3計算單元選取 3梁柱截面尺寸的確定 4板厚的確定 53恒載計算 6屋面荷載標準值 6樓面荷載標準值 6框架梁柱荷載標準值 6填充墻荷載標準值： 7門窗荷載標準值 74活荷載計算 75樓層荷載匯總 7頂層荷載 7二~四層荷載 9一層荷載 96地震作用 10橫向框架側移剛度計算 10橫向框架自振周期計算 12橫向框架水平地震作用 13變形驗算 14橫向框架eq\o\ac(○,9)軸柱端彎矩計算 16地震作用下的內力分析 167豎向荷載作用下橫向框架內力計算 19計算單元 19荷載計算 19各層結點彎矩計算 21梁柱線剛度比（彎矩分配系數） 22橫向框架的彎矩用二次分配法進行彎矩分配 238橫向框架內力組合 34彎矩調幅 34內力組合 369截面設計 46框架梁 46框架柱 51現澆板 60次梁 6310地基基礎設計 66地基變形驗算 66柱下基礎設計 66結論 72致謝 73參考文獻 74引言土木工程專業的畢業設計教學過程，是我們在畢業前最后學習和綜合訓練過程，是深化、拓寬、綜合學習的重要過程，它提高了我們的綜合素質，對工程實踐能力和創新能力都起到了非常重要的作用。本次畢業設計是按照學校的教學計劃進行的，根據設計任務書的要求，我們此次設計的課題為教學樓設計，是我們非常熟悉的民用公共建筑。我所設計的高校教學樓，五層框架結構，本篇計算書是按照設計任務書的要求對所設計的結構做了一些基本計算，包括框架結構設計計算、基礎計算、現澆板計算以幾個主要部分。由于時間有限，計算中我們只選擇有代表性的一榀框架以及有代表性的一些構件進行計算，其他的相互參考。畢業設計的二個月里，在指導老師的幫助下，經過資料查閱、設計計算、論文撰寫以及外文的翻譯，加深了對新規范、規程、手冊等相關內容的理解。鞏固了專業知識、提高了綜合分析、解決問題的能力。在進行內力組合的計算時，進一步了解了Excel。在繪圖時熟練掌握了AutoCAD，以上所有這些從不同方面達到了畢業設計的目的與要求。由于我的水平、經驗有限，其中的問題和不妥之處，敬請老師批評指正，我一定會虛心接受，在此表示衷心感謝！結構設計計算書1設計資料工程名稱xx區某教學樓工程概況本建筑采用的是現澆混凝土框架結構，建筑總高度米，層數為5層。一層層高為，二~五層高為，室內外高差為，平屋頂。設計資料1、基本風壓：m22、基本雪壓：m2，雪荷載準永久值分區為Ⅲ區。3、地震烈度：8度，設計基本地震加速度為，Ⅱ類場地，設計地震分組為第一組。4、地面粗糙度類別：B類。5、地質資料：本工程不考慮地下水的影響。

2結構布置及計算簡圖結構布置圖2-1結構布置圖計算單元選取由于本設計為一簡單矩形三跨框架結構，計算單元取中跨橫向框架eq\o\ac(○,9)軸線一榀框架，如圖2-2所示，其計算簡圖如圖2-3。底層柱高取4500mm。（注：底層地面做剛性面層并加基礎梁與基礎隔開，即底層柱高取4500mm.）圖2－2計算單元圖2-3計算簡圖梁柱截面尺寸的確定梁截面尺寸1、主梁：AB跨：梁高h=(1∕12~1∕8)L=500~750mm；取600㎜梁寬b=(1∕3~1∕2)h=200~300mm；取250㎜BC跨：梁高(1∕12~1∕8)L=200~300mm根據實際情況及剛度要求，綜合考慮多種因素取500㎜梁寬取250mm故主梁截面尺寸：600㎜×250㎜，500㎜×250㎜。2、次梁：①～②跨：梁高(1∕12~1∕8)L=375~562mm；取500㎜梁寬b=(1∕3~1∕2)h=167~250mm；取250㎜故次梁截面尺寸：500㎜×250㎜。柱截面尺寸的確定1、按底層確定柱截面尺寸，底層柱高H=4500㎜。2、b=(1∕20~1∕15)h=225~300mm。3、初步選定柱的截面尺寸（1）、該建筑采用全現澆結構，混凝土強度等級取C30，。邊柱負荷面積：6×∕2=m2中柱負荷面積：F=6×（+）/2=m2（2）、確定柱截面尺寸：柱軸壓比限制：估算N＝10～20KNA/教學樓一般取N＝12KN/㎡又因為本設計抗震等級為三級，框架結構所以n=（3）、一層邊柱：（4）、一層中柱：故取500mm，初步選定柱截面尺寸為：500mm×500mm。板厚的確定規范規定單向板中民用建筑樓板的最小厚度厚取60mm，故本設計取板厚120mm。

3恒載計算屋面荷載標準值40厚C20細石混凝土保護層：10厚1:4石灰砂漿隔離層：30厚C20細石混凝土找平層：50厚擠塑保溫板：15厚水泥砂漿找平：120厚現澆鋼筋混凝土板：板底抹灰平頂：合計：樓面荷載標準值10厚地磚：5厚1：1水泥砂漿粘結層：30厚水泥砂漿結合層：120厚現澆鋼筋混凝土屋面板：板底抹灰平頂：合計：m2框架梁柱荷載標準值梁自重（包括20mm厚抹灰）（1）主梁（600×250）：××25=KN/m總：m梁側粉刷:KN/m次梁（500×250）：××25=KN/m總：KN/m梁側粉刷:KN/m合計：m（2）柱自重：（包括20mm厚抹灰）柱：（500×500）：××25=KN/m總：KN/m柱側粉刷:4×××17=KN/m合計：KN/m填充墻荷載標準值：外墻單位墻體自重（包括20mm厚抹灰）：合計：內墻單位墻體自重（包括20mm厚抹灰）：合計：按照任務書所給定的隔墻按恒載攤到樓面取㎡。門窗荷載標準值鋁合金玻璃窗（以鋼框玻璃窗計算）取，木門取，鋁合金門取，木框玻璃窗取。4活荷載計算上人屋面活荷載為，雪荷載標準值為，按規范屋面活載取荷。衛生間活荷載為，樓面活荷載為。5樓層荷載匯總計算各層總重力荷載代表值，恒載取50%，各層重力荷載集中于樓屋蓋標高處。頂層荷載女兒墻自重：（240厚墻磚女兒墻）×19+×17×2=KN/m2××（+）×2=KN屋面自重：×（×）=柱自重（包括粉刷）：××104×=KN梁荷載（包括粉刷）：主梁（包括粉刷）：×（）×52+××18+××2=KN次梁（包括粉刷）：××38=梁總荷載為：+=KN頂層上半部分墻荷載：外墻凈長度：+×2-54×=191m頂層上半部分外墻荷載：×{191×頂層上半部分內墻荷載：內墻凈面積：（）×（）×26+{×2×××××40}=m2頂層上半部分內墻荷載：×=KN門窗洞口總面積：C2421:(36個)××36=C1521:(6個)××6=m2C1221:(4個)××4=m2M0924:(40個)××40=m2C：（++）×=M：×=KN故墻體總荷載：×（+）=門窗荷載：×（+）=若隔墻攤到樓面按2KN/㎡計算××2=。與計算的墻體實際荷載基本相符。∑恒載=++++=按規范規定活載取雪荷載：×（×）=頂層重力荷載代表值：G5＝（+×）＝。二~四層荷載樓面荷載：×（××3×2-6×）=柱自重（包括粉刷）：××88=梁荷載：計算同頂層梁總荷載（包括粉刷）：門窗荷載含在墻體荷載內。墻體荷載按照2KN/㎡攤到樓面：××2=樓梯荷載：×3××25×2+×3××25×2+×××25+××25×=∑恒載=++++=樓梯活荷載：衛生間、樓面活載:五層重力荷載代表值： Ｇ2~4＝+×{×3×6×2+××6+×（×）}=一層荷載樓面荷載：柱自重（包括粉刷）：×（+）/2×104＝

梁總荷載：（計算同頂層）墻體總荷載：樓梯荷載：雨篷荷載：25×（××+××）×2+××=∑恒載=（+++++）=樓梯活荷載：衛生間、樓面活載:一層重力荷載代表值：G1=+×{×3×6×2+××6+×（×）}=各層荷載代表值的圖示如圖5-1：圖5-1重力荷載代表值以三層AD軸邊柱為例6地震作用橫向框架側移剛度計算表6-1二～五層梁的線剛度截面尺寸b×h（mm2）彈性模量Ec（N/mm2）慣性矩Ic=bh3/12（mm4）跨度L（mm）線剛度i0=EcIc/L邊框架梁Kb=中框架梁Kb=250×6006000250×5002400250×5006000表6-2底層梁的線剛度截面尺寸b×h（mm2）彈性模量Ec（N/mm2）慣性矩Ic=bh3/12（mm4）跨度L（mm）線剛度i0=EcIc/L邊框架梁Kb=中框架梁Kb=250×6006000250×5002400250×5006000表6-3柱子的線剛度層次截面尺寸b×h（mm2）彈性模Ec（N/mm2）慣性矩Ic=bh3/12（mm4）層高H(mm)線剛度i0=EcIc/H2-5500×500××3600×1500×500××4500×表6－4柱的側移剛度D值計算層次截面砼強度等級彈性模量Ec（N/mm2）層高H（m）截面慣性矩線剛度aA、D軸線邊框架邊柱1*107072-5*11251B、C軸線邊框架中柱1*120912-5*14467A、D軸線中框架邊柱1*117662-5*13703B、C軸線中框架中柱1*132372-5*17199注：表6－5各層D值匯總樓層序號12-5匯總D值各柱D值×根數A、D軸線邊框架邊柱10707×411251×4B、C軸線邊框架中柱12091×214467×2A、D軸線中框架邊柱11766×2013703×20B、C軸線中框架中柱13237×2017199×20567070691978橫向框架自振周期計算按頂點位移法計算，考慮填充墻對框架剛度的影響，取基本周期調整系數，計算公式為，式中為頂點位移（單位為m）按D值法計算，見表6-6。表6-6橫向框架頂點位移計算層次G（KN）∑G（KN）Di△i-△i-1=∑G/Di(m)△i(m)56919784691978369197826919781567070相鄰層間剛度的比值：567070/691978＝>故層間剛度符合要求橫向框架水平地震作用地震作用按8度，設計基本地震加速度為的Ⅱ場地，設計地震分組為第一組，則，因，總水平地震作用標準值即底部剪力按下式計算：（+==ＫＮ由于，所以需要考慮頂部附加水平地震作用頂部附加水平地震作用系數：頂部附加水平地震作用：則質點i的水平地震作用為：抗震驗算時，結構各樓層的最小水平地震剪力標準值應符合因為查表得剪力系數表6-7各層地震作用及樓層地震剪力層次hi(m)Hi(m)Gi(KN)GiHiGiHi/∑GiHiVi(KN)5３.６29862634214３.６22780334213３.６17420234212３.６12060234211４.5740613421表6-8樓層的最小水平地震剪力標準值驗算樓層序號Gi(KN)54321變形驗算表6-9變形驗算層次層間剪力Vi（KN）層間剛度Di（KN）Ui-Ui-1=Vi/Di（m）層高hi(m)層間相對彈性轉角備注56919781/1846層間相對彈性轉角均滿足θe＜[θe]=1/550的要求46919781/112136919781/86326919781/74315670701/703從表可見最大層間彈性位移發生在第一層，其值為1/703<1/550滿足要求

圖6－1層間剪力及位移示意圖

橫向框架eq\o\ac(○,9)軸柱端彎矩計算注：y值可根據《工程結構抗震設計》查附表差值求的；表6-10橫向框架eq\o\ac(○,)軸柱端彎矩計算層次hVi層間剛度∑DA、D軸（邊柱）DKy1-yMtMb569197813703469197813703369197813703269197813703156707011766層次hVi層間剛度∑DB、C軸（中柱）DKY1-yMtMb569197817199469197817199369197817199269197817199156707013237地震作用下的內力分析取eq\o\ac(○,9)軸橫向框架分析，eq\o\ac(○,9)軸柱端彎矩計算結果詳見表6-11，地震作用下框架梁柱端彎矩、梁端剪力及柱軸力分別見下圖。求得柱端彎矩后可用節點平衡的方法求得梁端彎矩，公式如下：表6-11梁端彎矩、剪力及柱軸力計算見層次A-BB-C柱軸力MblMbrlVbMblMbrlVbAB5646362616以五層AB梁為例：圖6－2地震作用下橫向框架梁柱彎矩圖圖6－3地震作用下橫向框架剪力圖圖6－4地震作用下橫向框架軸力圖7豎向荷載作用下橫向框架內力計算計算單元取eq\o\ac(○,9)軸線橫向框架進行計算，計算單元寬度為，如圖7-1所示，由于房間布置有次梁，故直接傳給該框架的樓面荷載如圖中的水平陰影線所示，計算單元范圍內的樓面荷載先傳遞給次梁和縱向框架梁，再以集中力的形式傳給框架，作用于各節點上，由于縱向框架的中線與柱的中心線不重合，因此在框架節點上還有集中力矩。圖7－1計算單元及力的傳遞荷載計算各層恒載計算第五層：圖7-2所示:圖7－2五層梁上作用的恒載女兒墻××＝次梁自重ABCD間：×6=邊框梁自重：×=AB、CD跨均布荷載：BC跨均布荷載：KN/MA、D軸集中力：B、C軸集中力：A、D節點偏心矩：B、C節點偏心矩：第一~四層：如圖7-3所示，圖7－3一～四層梁上作用的恒載A、D軸9-10跨墻體：B、C軸9-10跨墻體：A、D軸窗重量：××=B、C軸門重量：××=AB、CD跨均布荷載：+×+×跨均布荷載：KN/mA、D軸集中力:[+××6)×1/2+++]×1/2×2=B、C軸集中力：[+××6)×1/2+++】×1/2×2=A、D節點偏心矩：B、C節點偏心矩：各層活載計算一～五層活載計算：圖7－4一～五層梁上作用的活載AB、CD跨均布荷載：BC跨均布荷載：A、D軸集中力：××6×1/2×1/2×2=B、C軸集中力：××6×1/2+××2)×1/2×2=A、D節點偏心矩：B、C節點偏心矩：各層結點彎矩計算五層恒載作用下結點彎矩(布置見圖7-2)一～四層恒載作用下結點彎矩（布置見圖7-3）一～五層活載作用下結點彎矩（布置見圖7-4）梁柱線剛度比（彎矩分配系數）一層：梁柱二～五層：柱

圖7－5梁柱線剛度比橫向框架的彎矩用二次分配法進行彎矩分配恒載作用下的彎矩二次分配：見（圖7-6）活載作用下的彎矩二次分配：見（圖7-7）恒載作用下的內力圖圖7-8恒載作用下梁柱彎矩圖圖7-9恒載作用下梁柱軸力圖圖7-10恒載作用下梁柱剪力圖活載作用下的內力圖圖7-11活載作用下梁柱彎矩圖圖7-12活載作用下梁柱軸力圖圖7-13活載作用下梁柱剪力圖荷載作用下的內力表7-1恒載作用下的內力表7-2活載作用下的內力注：以5層為例計算跨中彎距及剪力梁左上柱下柱梁左梁右上柱下柱ABC圖7-6恒載作用下彎矩二次分配圖（KN·m）梁左上柱下柱梁左梁右上柱下柱-99ABC圖7-7活載作用下彎矩二次分配圖圖7-8恒載作用下的梁柱彎矩圖圖7-9恒載作用下的柱軸力圖圖7-10恒載作用下梁柱的剪力圖圖7-11活載作用下梁柱的彎矩圖圖7-12活載作用下柱的軸力圖圖7-13活載作用下梁柱的剪力圖

表7-1恒載作用下的內力層次A-BB-CC-D柱軸力M左M右V左V右M左M右V左V右M左M右V左V右ABCD54321表7-2活載作用下的內力層次A-BB-CC-D柱軸力M左M右V左V右M左M右V左V右M左M右V左V右ABCD500400300200100

8橫向框架內力組合彎矩調幅當考慮結構塑性內力重分布的有利影響時，應在內力組合之前對豎向荷載作用下的內力進行調幅。分別考慮恒荷載和活荷載由可變荷載效應控制組合和由永久荷載效益控制的組合，并比較兩種組合的內力，取最不利者。由于構件控制截面的內力取自支座邊緣處，為此，進行組合前，應先計算各控制截面處的內力值。調幅系數β=，b=，g為恒載，p為活載，具體計算過程見表8-1表8-1彎矩調幅層次恒載作用下的彎矩(KNM)調幅及控制截面處的彎矩M控(KNM)及剪力V'(KN)MM'=×MAB跨BC跨CD跨AB跨MblMbrMblMbrMblMbrMbl'Mbr'54321層次M'=×MVBC跨CD跨AB跨BC跨Mbl'Mbr'Mbl'Mbr'VblVbrVblVbr54321層次VV'=V-gb/2CD跨AB跨BC跨CD跨VblVbrVbl'Vbr'Vbl'Vbr'Vbl'Vbr'54321層次活載作用下的彎矩(KNM)調幅及控制截面處的彎矩M控(KNM)及剪力V'(KN)MM'=×MAB跨BC跨CD跨AB跨MblMbrMblMbrMblMbrMbl'Mbr'54321層次M'=×MVBC跨CD跨AB跨BC跨Mbl'Mbr'Mbl'Mbr'VblVbrVblVbr500400300200100層次VV'=V-pb/2CD跨AB跨BC跨CD跨VblVbrVbl'Vbr'Vbl'Vbr'Vbl'Vbr'500400300200100續表-8-1彎矩調幅層次M控制=M-V控×b/2（恒載）AB跨BC跨CD跨M控lM控rM控lM控rM控lM控r54321層次M控制=M-V控×b/2（活載）AB跨BC跨CD跨M控lM控rM控lM控rM控lM控r54321內力組合考慮五種荷載組合：（注：重力載＝恒載+活載）1、恒載+活載；2、恒載+活載3、γRE（重力載+地震荷載）為達到“三水準設防，二階段設計”的要求，應使框架結構具有足夠的承載能力、良好的變形能力以及合理的破壞機制。因此在抗震設計時應遵循“強柱弱梁”，“強剪弱彎”，“強結點、強錨固”的設計原則。框架橫梁的控制截面是支座截面和跨中截面，支座處一般產生-Mmax和Vmax，跨中截面產生Mmax。柱的控制截面在柱的上、下端。恒載、活載、風載和地震荷載都分別按各自規律布置進行內力分析，恒載，活載取支座上部彎矩為負，下部彎矩為正；地震荷載均考慮左右兩個方向，然后取出各個構件控制截面處的內力，最后在若干組不利內力中選取幾組最不利的內力作為構件截面的設計內力。

表-1框架梁內力組合表層次截面位置內力支座邊V五層AB梁左端MV右端MV跨中M五層BC梁左端MV0右端MV0跨中M0四層AB梁左端MV右端MV跨中M四層BC梁左端MV右端MV跨中M0三層AB梁左端MV右端MV跨中M三層BC梁左端MV0右端MV0跨中M二層AB梁左端MV右端MV跨中M二層BC梁左端MV0右端MV0跨中M一層AB梁左端MV右端MV跨中M一層BC梁左端MV0右端MV0跨中M注:表中M以下部受拉為正，V以向上為正。

表-2橫向框架A柱彎矩和軸力組合層次截面內力NMM5柱頂M.N柱底MN4柱頂MN柱底MN3柱頂MN柱底MN2柱頂MN柱底MN1柱頂MN柱底MN注:表中M以左側受拉為正，N以受壓為正；M、N的抗震調整系數為。

表3橫向框架A柱剪力組合（kn）層次活載Hun(m)54321注:表中V以繞柱端順時針為正；剪力的抗震調整系數為；為相應于本層柱凈高上、下兩端的剪力設計值。表4橫向框架A柱柱端組合彎矩設計值的調整層次54321截面柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底注:表中M為相應于本層柱凈高上、下兩端的彎矩設計值；由于只有第1，2兩層的柱的軸壓比大于，所以對這兩層不僅要求凈高端點彎矩，還要進行了抗震的調整。

表5橫向框架B柱彎矩和軸力組合層次截面內力NMM5柱頂MN柱底MN4柱頂MN柱底MN3柱頂MN柱底MN2柱頂MN柱底MN1柱頂MN柱底MN注:表中M以左側受拉為正，N以受壓為正；M、N的抗震調整系數為。

表6橫向框架B柱剪力組合（kn）層次活載Hun(m)54321注:表中V以繞柱端順時針為正；剪力的抗震調整系數為；為相應于本層柱凈高上、下兩端的剪力設計值。表7橫向框架B柱柱端組合彎矩設計值的調整層次54321截面柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底柱頂柱底注:表中M為相應于本層柱凈高上、下兩端的彎矩設計值；由于只有第1，2兩層的柱的軸壓比大于，所以對這兩層不僅要求凈高端點彎矩，還要進行了抗震的調整。柱端彎矩和軸力組合取每層柱頂和柱底兩個控制截面，采用與梁的內力組合一樣的方法，也考慮了四種內力組合。由于柱是偏心受力構件且一般采用對稱配筋，故應從上述組合中求出下列最不利內力：（1）及相應的；（2）及相應的（考慮小偏心受壓柱）；（3）及相應的（考慮柱大偏心受壓柱）。對于抗震設計的組合，應注意從兩個方向的水平地震作用確定最不利內力。《抗震規范》規定在地震組合時，柱的承載力抗震調整系數按表采用，對于軸壓比小于的上層偏壓柱，組合后的彎矩和剪力同時乘以；對于軸壓比大于的上層偏壓柱，則同時乘以。柱端彎矩設計的調整（1）根據《抗震規范》規定：在一、二、三級框架的梁柱節點處，除框架頂層和柱軸壓比小于者及框支梁與框支柱的節點外，柱端組合的彎矩設計值應符合下式要求式中，—為節點上下柱端截面（指的是柱凈高端面）順時針（或反時針）方向組合的彎矩設計值之和，上下柱端的彎矩設計值可按彈性分析分配；—為節點左右梁端截面（指的是梁凈跨端面）反時針（或順時針）方向組合的彎矩設計值之和;—為柱端彎矩增大系數，一級為，二級為，三級為。框架底部若干層的柱反彎點不在樓層內時，說明若干層的框架梁相對較弱，為了避免在豎向荷載和地震共同作用下引起變形集中，壓屈失穩，故對柱端彎矩乘以柱端彎矩增大系數。（2）為了避免框架柱腳過早屈服，一、二、三級框架結構的底層柱下端截面的彎矩設計值，應分別乘以增大系數、和。此處，底層是指無地下室的基礎以上或地下室以上的首層。柱端組合剪力設計值的調整非抗震設計時，柱端截面剪力組合設計值的表達式與梁相同，，只是此時的V應為各種荷載作用下的柱端剪力。抗震設計時，一、二、三級框架柱和框支柱端部組合的剪力設計值應按下式調整：式中，—為柱端截面組合的剪力設計值；—為柱的凈高；，—分別為柱的上下端順時針（或反時針）方向截面組合的彎矩設計值，應符合上柱端彎矩設計值調整的要求；—為柱端剪力增大系數，一級為，二級為，三級為。框架角柱地震作用效應的調整由地震引起的建筑結構扭轉會使角柱地震作用效應明顯增大，故應對角柱的地震作用效應予以調整。一、二、三級框架的角柱，經過上述調整后的組合彎矩設計值、剪力設計值尚應乘以不小于的增大系數。框架柱內力組合計算按照上述方法對框架柱進行內力組合，結果見表2～7。注意，在考慮地震作用效應的組合中，取屋面為雪荷載時的內力進行組合。表2～7中柱端組合彎矩設計值的調整說明。表5注意事項（1）柱的豎向荷載作用的彎矩和剪力設計值不考慮調幅；（2）地震組合時，要用雪荷載參與組合；（3）地震組合時，當時，M、N的抗震調整系數為；當時，M、N的抗震調整系數為，其中，為組合軸力設計值，且不考慮地震調整系數。（4）在后面的柱的受壓正截面設計時，要同時考慮抗震組合（，）和非抗震組合（，）兩種組合。表6注意事項（1）柱的剪力標準值求法如下：式中，—分別為本層柱上、下端計算中心處的彎矩標準值；—為本層的層高。例如，（2）為本層柱凈高上、下端斜截面設計時的剪力設計值，其中、分別為本層柱凈高下、上端處的彎矩，通常是用抗震組合中經過柱端彎矩調整過的值，但要考慮去除抗震調整系數；為本層柱的凈高。例如，B柱二層的剪力表7注意事項（1）對于底層柱，三級抗震等級下，乘以增大系數，即B柱底層（2）除了框架頂層和軸壓比的層，要求對柱端彎矩調整，本例中，1，2兩層要求出支座邊緣處的彎矩并作為抗震的調整，三級抗震時，；其它層僅計算支座邊緣處的彎矩。（3）項是對應彎矩M項的軸壓力設計值，即在B柱中取左震的M時，也取左震方向時的軸力。

9截面設計框架梁由于二～四層內力較為接近，所以取第二層進行計算，考慮到上層荷載的減小，二到四層的梁配筋將會比實際偏于保守，底層與頂層分別進行計算，各層計算結果見表9-1梁的正截面受彎承載力計算當梁的下部受拉時，按T型梁截面計算，當梁上部受拉時，按矩形梁截面計算。即跨中按T型梁截面計算，支座出按矩形梁截面計算。翼緣計算寬度按跨度考慮，取三分之一跨度，AB跨：6×1/3=BC跨：×1/3=按翼緣考慮時：（考慮到截面寬度較小，取60）此情況不起控制作用，故梁內縱向鋼筋采用HRB335級鋼筋標準層：AB跨圖9－1AB跨梁簡圖屬于第一類T型截面：〈實配4φ20（同時滿足配筋率要求2、BC跨：圖9－2BC跨梁簡圖屬于第一類T型截面：〈實配2φ16（滿足要求。將下部跨間截面的2φ16鋼筋伸入支座，作為支座負彎矩作用的受壓鋼筋，（再計算相應的受拉鋼筋，即支座的上部3、AB跨：（按雙筋梁計算）

支座A上部==因為實配6φ22（）支座B上部==因為實配6φ20（）4、BC跨：

支座B上部==因為實配6φ20（）支座C上部同支座B實配6φ20（）表9-1橫梁配筋計算頂層二～四層計算面積選筋實配面積計算面積選筋實配面積ABCD跨支座A、D2φ206286φ222281支座B、C2φ206286φ201885跨中4φ1810174φ201256BC跨支座B2φ206286φ201885支座C2φ206286φ201885跨中2φ164022φ16402底層計算面積選筋實配面積ABCD跨支座A、D6φ222281支座B、C6φ201885跨中4φ201256BC跨支座B6φ201885支座C6φ221885跨中2φ16402梁的斜截面受剪承載力計算表9-2梁斜截面配筋計算(抗震組合下)截面支座A支座B左支座B右支座C左支座C右支座D五層V/KNγREV/KNbh0/mm2250×540250×540250×540250×540250×540250×540βcfcbh0/KN<0<0<0<0<0<0箍筋股數、直徑n=28n=28n=28n=28n=28n=28箍筋間距200200200200200200驗算滿足滿足滿足滿足滿足滿足標準層V/KNγREV/KNbh0/mm2250×540250×540250×540250×540250×540250×540βcfcbh0/KN箍筋股數、直徑n=28n=28n=28n=28n=28n=28箍筋間距200200200200200200驗算滿足滿足滿足滿足滿足滿足一層V/KNγREV/KNbh0/mm2250×540250×540250×540250×540250×540250×540βcfcbh0/KN箍筋股數、直徑n=28n=28n=210n=210n=28n=28箍筋間距200200200200200200驗算滿足滿足滿足滿足滿足滿足括號內數值為梁端加密區范圍內的箍筋間距，βc＝，γRE為梁的抗震受剪承載力調整系數，取ft＝mm2，fc＝mm2,fyv=210KN/mm2梁端加密區箍筋取2肢φ8＠100，采用HPB235級鋼筋，，加密區長度取倍的梁高（）＝900mm，非加密區箍筋取2肢φ8＠200，箍筋設計滿足要求。框架柱柱的正截面計算一～五層柱截面均為500mm×500mm。

表9-3柱正截面承載力計算層數桿件柱A柱B柱A柱B柱A柱B組合類型︱Mmax︱N︱Nmax︱M︱Nmin︱M一MN軸壓比N/fcAe0=M/N/mmea=max(20,h/30)/mm202020202020ei=e0+e1/mmξ1=Nl0=H/mm450045004500450045004500l0/he=ηei+mmx=N/(α1fcb)/mm判別大偏心且x<ξbh0=250大大小小大大大偏壓As=As′654723442395小偏壓As=As′〈0〈0ρminbh/mm2875875875875875875選用配筋/mm2A柱配筋8Φ20As=2512mm2B柱配筋8Φ22As=3040mm2注:ξ1>取,l0/h<15時取ξ2=,α1=,α2=,ξb取，β1=。

表9-3續1柱正截面承載力計算層數桿件柱A柱B柱A柱B柱A柱B組合類型︱Mmax︱N︱Nmax︱M︱Nmin︱M二MN軸壓比N/fcAe0=M/N/mmea=max(20,h/30)/mm202020202020ei=e0+e1/mmξ1=Nl0=mml0/h999999e=ηei+mmx=N/(α1fcb)/mm判別大偏心且x<ξbh0=250大小小小大大大偏壓As=As′487423568小偏壓As=As′〈0〈0〈0ρminbh/mm2875875875875875875選用配筋/mm2A柱配筋8Φ20As=2512mm2B柱配筋8Φ22As=3040mm2

表9-3續2柱正截面承載力計算層數桿件柱A柱B柱A柱B柱A柱B組合類型︱Mmax︱N︱Nmax︱M︱Nmin︱M三MN軸壓比N/fcAe0=M/N/mmea=max(20,h/30)/mm202020202020ei=e0+e1/mmξ1=Nl0=mml0/h999999e=ηei+mmx=N/(α1fcb)/mm判別大偏心且x<ξbh0=250大大小小小小大偏壓As=As′852984小偏壓As=As′<0<0<0<0ρminbh/mm2875875875875875875選用配筋/mm2A柱配筋8Φ20As=2512mm2B柱配筋8Φ22As=3040mm2

表9-3續3柱正截面承載力計算層數桿件柱A柱B柱A柱B柱A柱B組合類型︱Mmax︱N︱Nmax︱M︱Nmin︱M四MN軸壓比N/fcAe0=M/N/mmea=max(20,h/30)/mm202020202020ei=e0+e1/mmξ1=Nl0=mml0/h999999e=ηei+mm379..48x=N/(α1fcb)/mm判別大偏心且x<ξbh0=250大大大大大大大偏壓As=As′752867<0<0624<0小偏壓As=As′ρminbh/mm2875875875875875875選用配筋/mm2A柱配筋8Φ20As=2512mm2B柱配筋8Φ22As=3040mm2

表9-3續4柱正截面承載力計算層數桿件柱A柱B柱A柱B柱A柱B組合類型︱Mmax︱N︱Nmax︱M︱Nmin︱M五MN軸壓比N/fcAe0=γREM/γREN/mmea=max(20,h/30)/mm202020202020ei=e0+e1/mmξ1=Nl0=mml0/h999999e=ηei+mmx=N/(α1fcb)/mm判別大偏心且x<ξbh0=250大大大大大大大偏壓As=As′652721<025494小偏壓As=As′ρminbh/mm2875875875875875875選用配筋/mm2A柱配筋8Φ20As=2512mm2B柱配筋8Φ22As=3040mm2

柱的斜截面計算以第一層A柱為例框架柱的剪力設計值V=，故滿足要求。，取=故取N=，故該層柱應按構造要求配置箍筋。柱端加密區的箍筋選用4肢φ10＠100，由軸壓比表可知，該層柱底的軸壓比 n=故加密區長度為，取800mm非加密區，故箍筋取4φ10＠200。其它層計算結果見附表-2除第一層加密區長度為800mm，其它層加密區長度為500mm。考慮到一層柱根加密區長度要求>1/3柱高，所以一層全截面加密4φ10＠100表9-4柱的斜截面計算層號123柱號ABABABV截面是否滿足要求滿足要求N3333<0<0<0<0<0<0選配n=4φ10＠200n=4φ10＠200n=4φ10＠200n=4φ10＠200n=4φ10＠200n=φ10＠200加密區最小配箍特征值%%%%%%加密區配筋n=4φ10＠100n=4φ10＠100n=4φ10＠100n=4φ10＠100n=4φ10＠100n=4φ10＠100表9-4續柱的斜截面計算層號45柱號ABABV截面是否滿足要求滿足要求N3333<0<0<0<0選配n=4φ10＠200n=4φ10＠200n=4φ10＠200n=4φ10＠200加密區最小配箍特征值%%%%加密區配筋n=4φ10＠100n=4φ10＠100n=4φ10＠100n=4φ10＠100現澆板單向板配筋計算板的最大跨度為，板厚，故取h=120mm。1、標準層（1）荷載板的恒載標準值：，恒載的分項系數為；板的活載標準值：，活載的分項系數為；板的恒載設計值：g=；板的活載設計值：q=；荷載的總設計值：g+q=。（2）計算簡圖（見圖9-3）縱向板帶共有40跨。板跨均為，按按五跨連續板計算。次梁截面為250㎜×500㎜，現澆板在墻上的支承長度不小于120mm，取板在墻上的支承長度為120mm，按內力重分布設計。板的計算跨度：邊跨：取中間跨：因跨度相差小于10%，可以按等跨連續板計算，取1m寬板帶作為計算單元。板的計算簡圖圖9-3（3）彎矩設計值查表，板的彎矩系數αm分別為，邊跨跨中：1/11，離端第二支座：-1/11，離端第二跨跨中1/16，中間跨跨中：1/16，中間跨支座：-1/14。（4）正截面受彎承載力計算板厚h=120mmh0=120-20=100mmb=1000mmC30混凝土，α1=，HPB235鋼筋，板配筋計算過程列于表9-5表9-5板配筋計算截面1B2C3彎矩設計值αs=M/(α1fcbh02)ξ=1-（1-2αs）計算配筋As=ξα1fcbh0/fy(mm)170170116129129實際配筋φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm22、底層（1）荷載板的恒載標準值：，恒載的分項系數為；板的活載標準值：，活載的分項系數為；板的恒載設計值：g=；板的活載設計值：q=；荷載的總設計值：g+q=。（2）計算簡圖同標準層（3）彎矩設計值查表，板的彎矩系數αm分別為，邊跨跨中：1/11，離端第二支座：-1/11，離端第二跨跨中1/16，中間跨跨中：1/16，中間跨支座：-1/14。（4）正截面受彎承載力計算板厚h=120mmh0=120-20=100mmb=1000mmC30混凝土，α1=，HPB235鋼筋，板配筋計算過程列于表-10-3表9-5續1板配筋計算截面1B2C3彎矩設計值αs=M/(α1fcbh02)ξ=1-（1-2αs）計算配筋As=ξα1fcbh0/fy(mm)167167111127111實際配筋φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm23、頂層（1）荷載板的恒載標準值：，恒載的分項系數為；板的活載標準值：，活載的分項系數為；板的恒載設計值：g=；板的活載設計值：q=；荷載的總設計值：g+q=+=。（2）計算簡圖同標準層 （3）彎矩設計值查表，板的彎矩系數αm分別為，邊跨跨中：1/11，離端第二支座：-1/11，離端第二跨跨中1/16，中間跨跨中：1/16，中間跨支座：-1/14。（4）正截面受彎承載力計算板配筋計算過程列于表-9-5表9-5續2板配筋計算頂層截面1B2C3彎矩設計值αs=M/(α1fcbh02)ξ=1-（1-2αs）計算配筋As=ξα1fcbh0/fy(mm)170170123136123實際配筋φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm24、中間走廊的板的配筋計算圖9－4走廊板計算簡圖(1)標準層該板帶簡化為兩端固定的支座板帶荷載統計：板的恒載標準值：，恒載的分項系數為；板的活載標準值：，活載的分項系數為；板的恒載設計值：g=；板的活載設計值：q=；荷載的總設計值：g+q=+=。計算跨度為彎矩設計值跨中表9-6中間走廊板配筋計算支座跨中彎矩（KN/m）αs=M/(α1fcbh02)ξ=1-（1-2αs）計算配筋As=ξα1fcbh0/fy(mm)177實際配筋φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm2(2)底層除底層，其他與標準層相同表9-6續1中間走廊板配筋計算支座跨中彎矩（KN/m）αs=M/(α1fcbh02)ξ=1-（1-2αs）計算配筋As=ξα1fcbh0/fy(mm)18387實際配筋φ8＠200As=251mm2φ8＠200As=251mm2（3）頂層同標準層次梁荷載設計取跨度內Cl－1計算，考慮內力重分布板傳來的荷載：×=m次梁自重：m恒載設計值：×（+）=KN/m活載設計值：××=KN/mP=+=KN/m計算簡圖及截面設計由于該辦公樓為三跨對稱結構，中間跨未布置次梁，故其余兩跨由于對稱，只需考慮一跨，以簡支梁計算。（計算簡圖見圖9-5）梁截面250×5001.計算跨度取計算簡圖如圖所示圖9－5次梁計算簡圖2.內力（1）彎矩計算跨中（2）剪力設計值3.承載力設計值（1）正截面受彎承載力采用C30混泥土，，縱筋HRB335級，箍筋采用HPB235級，經判別為第一類T型梁，支座按矩形截面計算，b=250㎜計算過程見表-9-7（2）斜截面受剪承載力①驗算截面尺寸，屬于厚腹梁故截面滿足要求②計算腹筋采用φ8雙肢箍筋，計算支座A右側截面由故按構造要求配筋φ8＠200。驗算配箍率下限值：彎矩調幅時要求的配箍率下限值為：：，實際配箍率：，滿足要求。表9-7次梁正截面受彎承載力計算截面位置MKN·m選用AsA5084φ14(As=615)跨中2462φ14(As=308)B5084φ14(As=615)

10地基基礎設計地基變形驗算根據建筑物地基設計等級及長期荷載作用下的地基變形對上部結構的影響程度，地基基礎設計應符合規范。由規范可知，場地和地基條件簡單，荷載分布均勻的七層和七層以下的民用建筑和一般工業建筑，次要的輕型建筑為丙級建筑物。對于框架結構，地基承載力特征值且≤7層的建筑，可不進行地基變形驗算，該建筑的地基承載力特征值，為5層框架結構，故可不進行地基變形驗算。柱下基礎設計柱的截面尺寸為，采用柱下擴展基礎，采用C30混凝土等級，墊層采用C15，厚度100mm，采用HRB335級鋼筋。A、D軸下基礎設計1.初步確定基礎高度：400+350=750㎜2.確定基礎底面尺寸荷載取值:柱下對應有三種荷載組合，因此必須分別計算出基礎底面面積。M=M=N=(2)(3)V=V=V=（1）先按軸心受壓估算，這時基礎埋置深度按室內標高和天然地坪標高的平均值考慮基礎底面布置在第二層粘土與第三層粘土交界處。（2）初步估算基礎底面面積對①基礎底面面積按20%擴大A＝×=取b=2ml=B=2m<3m不需對進行修正對②基礎底面面積按20%擴大A＝×=取b=2ml=不需對進行修正對③基礎底面面積按20%擴大A＝×=取b=2ml=2m不需對進行修正取基底面積最大的組合，所以荷載取值為：基本組合：F=,M=·m,V=標準組合：F=,M=·m,V=基礎和回填土重：偏心矩即滿足條件（3）驗算持力層地基承載力滿足要求A、D柱下基礎計算簡圖圖10-13.基礎高度驗算（1）柱邊基礎截面抗沖切驗算l=,b=2mh=750㎜,從上至下分350mm，400mm兩個臺階ho=700mm（有墊層）取因偏心受壓沖切力：=抗沖切力：=>滿足要求（2）變階處抗沖切驗算取沖切力：=抗沖切力：=>4.配筋計算選用HRB335鋼筋，（1）基礎長邊Ⅰ—Ⅰ柱邊截面柱邊凈反力：=懸臂部分凈反力平均值：彎矩：=截面變階處：==比較As1和As2，應按As1配筋，實配10φ12=1131（2）基礎短邊方向因該基礎受單向偏心荷載，所以在基礎短邊方向的基底壓力可按均勻分布計算計算方法同長邊方向，求得：，，實配10φ12=1131B,C軸下聯合基礎設計荷載取值:柱下對應有三種荷載組合，因此必須分別計算出基礎底面面積。三種組合對應的基底面積為：M=M=