PAGEPAGE124摘 要本設計主要進行了建筑、結構、施工三方面的設計。結構部分取8號軸線所在的橫向框架進行抗震和構件設計。在確定框架布局之后，先進行了層間荷載代表值的計算,接著利用頂點位移法求出自震周期，進而按底部剪力法計算水平地震荷載作用下大小，進而求出在水平荷載作用下的結構內力（彎矩、剪力、軸力）。接著計算豎向荷載（恒載及活荷載）作用下的結構內力,是找出最不利的一組或幾組內力組合。選取最安全的結果計算配筋并繪圖。施工部分進行了地基及主體的工程量計算，繪置了施工進度橫道圖和施工平面布置圖。關鍵詞：框架；結構設計；抗震設計

AbstractThemaintaskofthisthesisistodesignabuildinginthreeaspects:construction,structureandtheexecutionofconstruction..Whenthedirectionsoftheframesisdetermined,firstlytheweightofeachflooriscalculated.Thenthevibratecycleiscalculatedbyutilizingthepeak-displacementmethod,thenmakingtheamountofthehorizontalseismicforcecanbegotbywayofthebottom-shearforcemethod.Theseismicforcecanbeassignedaccordingtotheshearingstiffnessoftheframesofthedifferentaxis.Thentheinternalforce(bendingmoment,shearingforceandaxialforce)inthestructureunderthehorizontalloadscanbeeasilycalculated.Afterthedeterminationoftheinternalforceunderthedeadandliveloads,thentocomposetheresultsobtainedbymanualcomputationintogroups,findouttheworstgrouporgroupsofinternalforce,andchoosethesafestresulttocalculatesteelreinforcementandmakedrawings.,whichwillbethebasisofprotractingthereinforcingdrawingsofthecomponents.Inrespectofexecutionofconstruction,tocalculatethegroundbaseandthequantitiesofstraddlemountingconstruction,andmakethetransversegraphofprojectprogressanddrawtheplanelayoutdiagram.Keywords：frames；structuraldesign；aseismicdesign

目 錄摘要 1第1章 建筑設計 11.1 設計依據 11.2 建筑設計概況 11.3 總平面布局 11.4 建筑施工說明 11.4.1建筑尺寸及標高 11.4.2樓地面 11.4.3屋面 11.4.4墻面 11.4.5門窗 21.4.6消防設計 2第2章 結構設計 32.1 結構布置 32.2 構件初估 32.2.1梁截面初估依據 42.2.2柱截面初估依據 42.2.3初選樓板 42.2.4基礎選用 42.3 結構計算簡圖及梁柱剛度計算 52.3.1計算簡圖說明 52.3.2框架梁柱截面特性 52.3.3框架梁柱的線剛度計算 62.4 荷載計算 92.4.1恒載標準值計算 92.4.2活載標準值計算 122.5 豎向荷載作用下框架受載總圖 132.6 水平地震作用計算及內力、位移分析 192.6.1重力荷載標準值計算 202.6.2重力荷載代表值計算 232.6.3等效總重力荷載代表值計算 242.6.4橫向框架側移剛度計算 242.6.5橫向自振周期計算 292.6.6水平地震作用及樓層地震剪力計算 302.6.7水平地震作用下的位移驗算 322.6.8水平地震作用下的框架內力計算 332.7 風荷載作用下的位移驗算及內力計算 412.8 迭代法計算豎向荷載作用下框架結構的內力 432.8.1恒載作用下的內力分析 442.8.2活載作用在滿跨的內力分析 472.8.3重力荷載代表值作用下的內力分析 502.9 內力組合 542.10 構件截面設計 542.10.1梁截面設計 542.10.2柱截面設計 622.11 基礎設計與配筋 772.11.1邊柱柱下獨立基礎設計（非抗震設計） 772.11.2邊柱柱下獨立基礎設計（抗震設計） 792.11.3中柱下聯合基礎 802.12 板的設計與配筋 862.12.1雙向板的設計 862.12.2單向板的設計 88參考文獻 123致謝 124附表 125第1章 建筑設計1.1 設計依據1、設計任務書提供的設計依據。本設計為辦公樓，擬建旅館為永久建筑。2、國家現行有關規范。1.2 建筑設計概況根據市規劃局批準的辦公樓建設規劃報告，該按總建筑面積控制在左右，建筑層數六層。底層層高為，二層層高為,3~6層層高為。1.3 總平面布局由于本工程瞬時疏散人流較大，所以必須保持與周圍道路有便捷聯系，保證人流及時疏散。1.4 建筑施工說明1.4.1建筑尺寸及標高該辦公樓為不等跨式多層框架，共三跨邊跨分別為、，中跨，柱距；室內首層地面標高，室內外高差。1.4.2樓地面所有樓地面均采用厚現澆板，均采用瓷磚地面，樓梯踏步鋪地面磚，衛生間貼馬賽克。1.4.3屋面屋面為二級防水等級，采用柔性防水屋面，有組織排水。1.4.4墻面外墻面采用淺紅色瓷磚墻面，鋁合金門窗；內墻面均采用白色888墻面涂料，粉刷三度。1.4.5門窗辦公樓大門為旋轉門；底層大廳入口大門為雙開玻璃彈簧門；多功能大廳、樓梯間大門均為彈簧門；辦公門為防盜門；其他均為平開木制門；窗均為鋁合金窗。1.4.6消防設計本辦公樓為二級保護建筑，設計上按規范應有足夠的防火間距，樓間設防火門。各入口可滿足疏散要求。

第2章 結構設計2.1 結構布置該建筑為辦公樓，主樓部分底層為大廳其余層為辦公房房間，裙樓部分為廁所，多功能會議廳等，建筑平面布置靈活，有較大空間，可考慮采用框架結構。樓層為層，主體高度為米。該工程采用全現澆結構體系。2.2 構件初估根據本項目房屋的結構類型、抗震設防烈度和房屋的高度查表的本棟建筑物的抗震等級為三級。樓蓋、屋蓋均采用現澆鋼筋混凝土結構，樓面板和屋面板厚度均為，各層梁、板、柱的混凝土強度等級均為，縱向受力鋼筋采用級鋼筋，其余鋼筋采用級鋼筋。根據建筑平面布置確定的結構平面布置圖可知，邊柱及中柱的承載力范圍分別為和。估算結構尺寸時，樓面荷載近似取計算。2.2.1梁截面初估依據框架結構的主梁截面高度及寬度可由下式確定：， （2.1）且，其中橫梁跨度：,,,縱梁尺寸。由此估算的梁截面尺寸如下：橫梁主框架梁：縱向框架梁：次梁：2.2.2柱截面初估依據由規范可知，柱的軸壓比應小于軸壓比限值的要求： （2.2）C30混凝土：，求得：邊柱 中柱 上式中的1.2為荷載分項系數，6表示底層柱承受其上6層的荷載。按底層邊柱、中柱的負荷面積分別考慮。柱截面形狀取為正方形，則邊柱截面邊長為，中柱截面邊長為。結合實際情況，并綜合考慮其它因素，本設計邊柱截面尺寸取為，中柱截面尺寸取為。縱向受拉鋼筋抗震錨固長度，梁內鋼筋伸至邊柱內長度，故柱子截面滿足此抗震構造要求。2.2.3初選樓板樓板為現澆雙向連續板，，取。2.2.4基礎選用基礎選用柱下獨立基礎，基礎頂面距室外地面為。2.3 結構計算簡圖及梁柱剛度計算2.3.1計算簡圖說明本設計基礎采用柱下獨立基礎，基礎頂面標高為（室內外高差為）。框架的計算單元如圖2.1所示，取14軸上的一榀框架計算，假定框架柱嵌固于基礎頂面，框架梁與柱剛接。由于各層柱截面尺寸不變，故梁的跨度等于柱截面形心軸線之間的距離。底層柱高從基礎頂面算至一層樓面，故底層柱高計算高度為，其余各層柱計算高度為層高，即二層為3.9m,標準層為。2.3.2框架梁柱截面特性由構件的幾何尺寸、截面尺寸、和材料強度，利用結構力學有關截面慣性矩及線性剛度的概念計算梁柱截面的特性，如表2.1及表2.2所示。混凝土強度等級：梁用（）主梁次梁邊柱（）底層其余層中柱（）底層其余層結構計算簡圖見圖2.2.圖2.2 結構計算簡圖在框架結構中，一般采用現澆樓面或預制樓板，但有現澆層的樓面，可以作為梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，減小框架側移，為考慮這一有利作用，在計算梁的截面慣性矩時，對現澆樓面的邊框架取（為梁的截面慣性矩），對中框架梁取。全現澆框架梁：：中框架梁：：邊框架梁：2.3.3框架梁柱的線剛度計算1.柱子計算底層柱子中柱 邊柱 表2.1 梁截面特性計算表中框架梁層數混凝土強度梁編號截面寬截面高梁跨混凝土彈性模量截面慣性矩線剛度相對線性剛度AB跨BC跨CD跨邊框架柱層數混凝土強度梁編號截面寬截面高梁跨混凝土彈性模量截面慣性矩線剛度相對線性剛度AB跨BC跨CD跨表2.2 柱截面特性計算表中框架梁層數混凝土強度柱子軸號截面寬截面高柱高混凝土彈性模量截面慣性矩線剛度相對線性剛度AD0.44BC0.642AD0.58BC0.853~6AD0.68BC標準層柱子（）邊柱 中柱 二層柱子邊柱中柱 2.梁計算14軸為中框架梁，,各層梁截面相同。AB跨梁BC跨梁CD跨梁3.相對線剛度計算設3至6層柱子線剛度，則，其余各桿件的相對線剛度為：底層柱子中柱 邊柱 二層柱子中柱 邊柱 AB跨梁BC跨梁CD跨梁同理，可得邊框架梁的相對線剛度為：AB跨梁BC跨梁CD跨梁根據以上計算結果，框架梁柱的相對線剛度如圖2.3所示，是計算節點桿端彎矩的彎矩分配系數的依據。注：括號內為邊框架相對剛度，括號外為中框架相對線剛度。圖2.3 框架梁柱的相對線剛度2.4 荷載計算2.4.1恒載標準值計算1.上人屋面恒載隔熱層：保護層：厚配筋細石混凝土防水層：SBS()改性瀝青防水卷材找平層：厚水泥砂漿找坡層：厚水泥陶粒保溫層：厚水泥蛭石保溫層結構層：厚現澆鋼筋混凝土板板底抹灰：合計：2.樓面及走廊恒載瓷磚地面（包括水泥粗砂打底）：厚現澆板：隔墻（四層厚紙面石膏板，中填巖棉保溫層厚）板底抹灰：合計：3.梁自重橫梁主框架梁：縱向框架梁：次梁：橫向主梁自重：縱向框架梁自重：次梁自重（包括梁測抹灰）：4.基礎梁：基礎梁JL1：基礎梁JL2：基礎梁JL1自重：基礎梁JL1自重：5.柱自重：KZ1：KZ2：KZ1柱自重：抹灰層：厚混合砂漿合計：KZ2柱自重：抹灰層：厚混合砂漿合計：6.墻自重（1）外縱墻自重（混凝土空心砌塊）首層：縱墻：鋁合金窗：外墻面貼瓷磚：內墻面抹灰：合計：二層：縱墻：鋁合金窗：外墻面貼瓷磚：內墻面抹灰：合計：標準層：縱墻：鋁合金窗：外墻面貼瓷磚：內墻面抹灰：合計：（2）內縱墻自重首層：縱墻：墻體兩側抹灰：合計：二準層：縱墻：墻體兩側抹灰：合計：標準層：縱墻：墻體兩側抹灰：合計：（3）橫墻自重首層：縱墻：墻體兩側抹灰：合計：二層：縱墻：墻體兩側抹灰：合計：標準層：縱墻：墻體兩側抹灰：合計：（4）女兒墻及天溝自重女兒墻自重（墻高，壓頂高）墻體及壓頂重：外墻面貼瓷磚：水泥粉刷內墻面：合計：2.4.2活載標準值計算1.屋面及樓面活載查規范可得：上人屋面活荷載標準值為，辦公樓客房樓面為，走廊樓面為。綜合考慮隔墻及二次裝修，樓面活荷載標準值均取為。2.屋面雪荷載標準值屋面雪荷載與活載不同時考慮，兩者取最大值。3.風荷載作用在屋面梁和樓面梁節點處的集中風荷載值為： （2.3）式中：－高度處的風振系數，對于高度不大于或高寬比小于的房屋結構，取鋼筋混凝土框架結構，取；－風荷載體型系數，根據建筑物的體型查表，可得：；－風壓高度變化系數；－風荷載標準值，；－基本風壓，；－上層柱高，；－下層柱高，；－迎風面寬度，；－集中風荷載標準值，。風荷載的計算結果見表2.3表2.3 橫向風荷載計算層次女兒墻頂22.851.30.8860.351.00.4032.9021.1621.751.0001.30.8680.351.00.3952.8457518.450.8481.30.8090.351.00.3682.65045415.150.6971.30.740.351.00.3372.4206311.850.5451.30.740.351.00.3372.420628.550.3931.30.740.351.00.3372.423414.650.2141.30.740.351.00.3372.4263.94.6510.3712.5 豎向荷載作用下框架受載總圖結構布置確定以后，荷載的傳遞路徑就已經確定，在本設計中，除中間跨外，屋蓋和樓板布置的梁格將板劃分為雙向板：AB跨：CE跨：BC跨：由以上的計算結果可知，AB跨、CE跨按雙向板的設計方法進行設計，BC跨按單向板的設計方法進行設計。板的荷載傳遞示意圖如圖2.4所示。圖2.4 板傳荷載示意圖板傳遞到梁上的荷載按上圖2.4所示，其中三角形荷載和梯形荷載都等效成均布荷載計算。1.軸間框架梁屋面板傳荷載恒載：活載：樓面板傳荷載恒載：活載：梁自重軸間框架梁均布荷載屋面梁 恒載=梁自重+板傳荷載=活載=板傳荷載=樓面梁 恒載=梁自重+板傳荷載+墻重=活載=板傳荷載=2.軸間框架梁由于軸間板為單向板，所有的荷載均由短向板帶方向承受，故軸間框架梁上無板傳均布荷載。屋面板傳荷載恒載： 活載： 樓面板傳荷載恒載： 活載： 梁自重 墻重 軸間框架梁均布荷載屋面梁 恒載=梁自重+板傳荷載=活載=板傳荷載=樓面梁 恒載=梁自重+板傳荷載+墻重=活載=板傳荷載=3.軸間框架梁屋面板傳荷載恒載：活載：樓面板傳荷載恒載：活載：梁自重 墻重 軸間框架梁均布荷載屋面梁 恒載=梁自重+板傳荷載=活載=板傳荷載=樓面梁 恒載=梁自重+板傳荷載+墻重=活載=板傳荷載=4.Ａ軸柱縱向集中荷載的計算頂層柱標準層柱 基礎頂面恒載5.B軸柱縱向集中荷載的計算頂層柱二層柱 標準層柱 基礎頂面恒載6.軸柱縱向集中荷載的計算頂層柱二層柱 標準層柱 基礎頂面恒載7.D軸柱縱向集中荷載的計算頂層柱標準層柱 基礎頂面恒載綜合上述各樓層的荷載計算結果，框架在豎向荷載作用的的受荷載總圖如圖2.5所示（圖中數值均為標準值）。2.6水平地震作用計算及內力、位移分析水平地震作用在房屋的縱向和橫向，在本設計中，主要計算橫向水平地震作用。由于沉降縫將整棟建筑物分為兩部分，取沉降縫右側的建筑作為計算對象注：圖中各數值的單位為，圖中數值均為標準值，括號內為活載，括號外為恒載。圖2.5 框架豎向受荷總圖對于高度不超過，以剪切變形為主、且質量和剛度沿高度分布比較均勻的結構，可采用底部剪力法的簡化計算方法計算水平地震作用，該方法將結構簡化為作用于各樓層位移的多質點葫蘆串，，結構底部總剪力與地震影響系數及各質點的重力荷載代表值有關。為計算各質點的重力荷載代表值，先分別計算各樓面層梁、板、柱的重量，各樓層墻體的重量，然后按以樓層為中心上下各半個樓層的重量集中于該樓層的原則計算各樓層的重力荷載代表值。水平地震作用計算還涉及結構的自振周期，本設計中采用假想頂點位移法計算。水平地震作用下的內力及位移均采用D值法進行。2.6.1重力荷載標準值計算1.各層梁、柱、板、自重標準值各層各層梁、柱、板、自重標準值詳見表2.4、表2.5、表2.6。表2.4 柱重力荷載標準值計算層數柱編號截面寬截面高凈高數量KZ15005005.036.2512377.25914.05KZ25505505.037.5612456.32TZ4004005.034.0480.482KZ15005003.786.2512283.5686.9KZ25505503.787.5612342.92TZ4004003.784.0460.48KZ15005003.186.2512238.5577.87KZ25505503.187.5612288.49TZ4004003.184.0450.88屋頂樓梯間KZ15005003.186.25239.75138.71KZ25505503.187.56248.08TZ4004003.184.0450.88表2.5 梁重力荷載標準值計算層數梁編號截面寬截面高凈跨長數量KL12506005.4753.634108.9507.452506006.653.63435.572506006.73.63487.122506003.153.0239.92506003.1253.05992506005.63.0119.65L12504005.7253.019.32504003.153.019.38屋面梁KL12506005.4753.634108.9507.452506006.653.63435.572506006.73.63487.122506003.153.0239.92506003.1253.05992506005.63.0119.65L12504005.7253.019.32504003.153.019.38樓梯間屋頂梁KL12506003.153437.8200.0752506003.1253437.52506005.63233.62506005.7251.75880.152506003.151.75211.025表2.6 板重力荷載標準值計算層數板面積樓面475.24.932342.742550樓梯43.24.8207.36屋面屋面475.211.4775453.875661.23樓梯43.24.8207.36樓梯間25.813.95101.95101.952.各層墻自重標準值計算（1）女兒墻重（2）標準層墻自重（3）首層墻自重（4）二層墻自重（5）頂層樓梯間墻自重3.各層（各質點）自重標準值計算（1）首層（2）二層（3）標準層（4）頂層（5）頂層樓梯間2.6.2重力荷載代表值計算重力荷載代表值取結構和構件自重標準值和可變荷載組合值之和，各可變荷載組合值系數取為①雪荷載：0.5，②屋面活荷載：0.0，③按等效均布荷載計算的樓面活載：0.5。1.首層（注：）2.二層（注：）3.標準層（注：）4.頂層（注：）5.頂層樓梯間（注：集中與各樓層標高處的重力荷載代表值的計算簡圖如圖2.6所示。圖2.6 結構重力荷載代表值2.6.3等效總重力荷載代表值計算本設計抗震設防烈度為度，設計地震分組為第一組，場地類別為Ⅱ類場地，依此查得：水平地震影響系數最大值，特征周期值，取阻尼比。結構總的重力荷載代表值結構等效重力荷載代表值2.6.4橫向框架側移剛度計算地震作用是根據各受力構件的抗側移剛度來分配的，同時，若采用頂點位移法求解結構的自振周期時也要用到結構的抗側移剛度。先計算各樓層的抗側移剛度。1.中框架柱側移剛度計算 （2.4）（1）標準層1）柱；2）柱；3）柱；4）D柱；（2）底層1）柱；2）柱；3）柱；4）D柱；（2）二層1）柱；2）柱；3）柱；4）D柱；2.邊框架柱側移剛度計算（1）標準層1）柱；2）柱；3）柱；4）D柱；（2）底層1）柱；2）柱；3）柱；4）D柱；（3）二層1）柱；2）柱；3）柱；4）D柱；3.計算結果計算結果詳見表2.7，表2.8，表2.9。表2.7 中框架柱側移剛度值邊柱層次根數0.960.250.4743.30.1305830.93058321.120.360.4013.90.1138931.120.363.90.1138931.480.570.3035.150.0781431.480.575.150.078143

續表中柱2.270.530.6943.30.4053132.270.533.30.40531322.670.570.5873.90.2639832.670.573.90.2639833.550.810.4445.150.1627233.550.815.150.1627233.215342.267221.44516表2.8 邊框架柱側移剛度值邊柱層次根數0.720.260.4743.30.1358020.720.263.30.13580220.840.300.4013.90.0949120.840.303.90.0949121.10.520.3035.150.0712921.10.525.150.071292續表中柱1.710.460.6943.30.3517821.710.463.30.351782220.50.5873.90.23156315622.670.680.4445.150.1366022.670.685.150.1366021.9503221.305880.83156表2.9 橫向框架層間側移剛度層次12342.276723.57315.165665.16566層次565.165665.1656602.6.5橫向自振周期計算1.把折算到主體結構的頂層（圖2.5）2.結構頂點的假想側移計算先由式（2.5）計算樓層剪力，再由式（2.6）計算層間相對位移，最后由式（2.7）計算結構的頂點位移。 （2.5） （2.6） （2.7）計算過程詳見表2.10，其中第7層的為和之和。由計算基本周期，取，由表2.10可知，。所以，表2.10 結構頂點的假想側移計算層次68443.7658443.7655165660.0163460.42522356573.52515017.295165660.0290710.40887746573.52515017.295165660.0417970.37980636573.52528164.345165660.0545220.33800926798.72534963.0653573100.0978510.28348717301.08542264.152276720.1856360.1856362.6.6水平地震作用及樓層地震剪力計算1.水平地震作用及樓層地震剪力計算由房屋的抗震設防烈度、場地類別及設計地震分組而確定的地震作用計算參數如下：；；由此計算的相應于結構基本自振周期的水平地震作用影響系數為：結構等效總重力荷載為：又因為：故應考慮頂部附加地震作用，頂部附加地震作用系數為：各質點水平地震作用的標準值； （2.8）計算結果詳見表2.11以及圖2.7。表2.11 各質點橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表層次725.55452.8711570.830.01922.9922.99622.257903.155175845.200.295365.93379.92518.956573.525124568.300.209252.87632.79415.656573.525102875.670.173209.32842.11312.356573.52581183.030.136164.551006.6629.056798.72561528.460.103124.621131.2815.157301.08537600.590.06376.221207.5595172.081.01207.5注：1.；2.考慮局部突出屋頂部分的鞭梢效應，7層剪力；3.鞭梢效應增大的部分不往下傳，故表中計算各剪力時采用原值。（a）重力荷載代表值 （b）水平地震作用 （c）層間剪力分布圖2.7 橫向水平地震作用即樓層地震剪力2.6.7水平地震作用下的位移驗算水平地震作用下框架結構的層間位移和頂點位移分別由式（2.9）和式（2.10）計算得出結果。 （2.9） （2.10）其詳細計算過程見表2.12，表中還計算了各層的層間彈性位移角：。表2.12 橫向水平地震作用下的位移驗算層次6379.925165660.0007350.0140093.31/44905632.795165660.0012250.0132743.31/29334842.115165660.0016300.0120493.31/202531006.665165660.0019490.0104193.31/169321131.283573100.0031660.008473.91/123211207.52276720.0053040.0053045.151/971由表2.12可知，最大層間位移發生在第一層，其值為（滿足要求）。其中為鋼筋混凝土框架彈性層間位移角限值。2.6.8水平地震作用下的框架內力計算對第14軸線所在的橫向框架進行內力計算。在水平節點荷載作用下，采用值法分析內力。1.計算依據由求得框架第層的層間剪力后，層柱分配的剪力及該柱上、下端的彎矩和分別按下列各式計算：柱端剪力： （2.11）下端彎矩： （2.12）上端彎矩： （2.13）上式中： （2.14）式中：—層柱的側移剛度；為該層柱的計算高度；為反彎點高度；—標準反彎點高比，根據上下梁的平均線剛度，和柱的相對線剛度 的比值，總層數，該層位置查表確定。—上下梁的相對線剛度變化的修正值，由上下梁相對線剛度比值及查表得。—上下層層高變化修正值，由上層層高對該層層高比值及查表。—下層層高對該層層高的比值及查表得。其中，、的值取自表2.7、表2.8和表2.9，取自表2.11。在計算橫向水平地震作用下14軸框架各層梁端彎矩、剪力時，梁端彎矩由式（2.15）和式（2.16）計算，梁端剪力由式（2.17）計算.中柱梁：； （2.15）邊柱梁： （2.16）梁端剪力： （2.17）2.計算結果橫向水平地震作用下，14軸框架邊柱柱端彎矩和建立計算見表2.13，中柱計算結果見表2.14，并根據表2.13及表2.14計算出橫向水平地震作用下的框架梁的彎矩、剪力及柱的軸力（見表2.15及2.16）。由此所繪的、圖詳見圖2.8、圖2.9。表2.13 橫向水平地震作用下的14軸框架各層柱端彎矩及剪力計算表邊柱層次63.3379.92516566130589.600.960.350000.3511.08820.59253.3632.795165661305816.000.960.450000.4523.7629.0443.3842.115165661305821.290.960.450000.4531.6238.6433.31006.665165661305825.450.960.480000.4840.3143.6723.91131.28357310949130.051.120.500000.5058.6058.6015.151207.5227672712937.811.480.630000.63121.9072.83邊柱63.3379.92516566130589.600.960.350000.3511.08820.59253.3632.795165661305816.000.960.450000.4523.7629.0443.3842.115165661305821.290.960.450000.4531.6238.6433.31006.665165661305825.450.960.480000.4840.3143.6723.91131.28357310949130.051.120.50000.558.6058.6015.151207.5227672712937.811.480.630000.63121.9072.83表2.14橫向水平地震作用下的14軸框架各層柱端彎矩及剪力計算表中柱層次63.3379.925165664053129.812.270.410000.4140.6857.7053.3632.795165664053149.652.270.460000.4675.9487.9043.3842.115165664053166.072.270.500000.50109.02109.0233.31006.665165664053178.982.270.500000.50130.32130.3223.91131.283573102639883.582.670.500000.45162.98162.9815.151207.52276721627286.303.550.550000.55244.44200.00中柱`3.3379.925165664053129.812.270.410000.4140.6857.7053.3632.795165664053149.652.270.460000.4675.9487.9043.3842.115165664053166.072.270.500000.50109.02109.0233.31006.665165664053178.982.270.500000.50130.32130.3223.91131.283573102639883.582.670.500000.45162.98162.9815.151207.52276721627286.303.550.550000.55244.44200.00表2.15 橫向水平地震作用下的14軸框架各層梁端彎矩及剪力計算表層次柱端待分配彎矩之和跨梁跨梁跨梁柱柱657.7057.7020.59216.506.1820.28637.10837.10830.9216.5020.5926.1820.2865128.58128.5840.12836.7712.820.28688.45288.45273.7136.7740.12812.820.2864184.96184.9662.452.919.220.286122.56122.56102.1352.962.419.220.2863239.34239.3475.2968.4523.960.286164.05164.05136.7168.4575.2923.960.2862293.3293.398.9183.8830.4650.286194.39194.39161.9983.8898.9130.4650.2861362.98362.98131.43103.8139.210.286231.55231.55192.96103.81131.4339.210.286表2.16 橫向水平地震作用下的14軸框架各層軸力計算表層次梁端剪力邊柱軸力中柱軸力跨跨跨柱柱柱柱66.18230.926.182-6.1826.182-24.73824.738512.8273.7112.82-19.00219.002-85.62885.628419.22102.1319.22-38.22238.222-168.538168.538323.96136.7123.96-62.18262.182-281.288281.288230.465161.9930.465-92.64792.647-412.813412.813139.21192.9639.21-131.857131.857-566.563-566.563注：表中軸力負號表示拉力，當為左震時，、兩柱為拉力，、兩柱為壓力。 圖2.8右地震彎矩圖（）圖2.9 右地震軸力圖（）2.7 風荷載作用下的位移驗算及內力計算風荷載已簡化為作用于框架上的水平節點力，計算過程類同于水平地震作用下的情況。取14軸所在的一榀框架結構作為研究對象。1.側移剛度值計算側移剛度值的計算結果見表2.17。表2.16 側移剛度值計算表橫向層值的計算構件名稱柱0.960.25130583.3柱2.270.5340531柱2.270.5340531D柱0.960.2513058107178續表橫向二層值的計算構件名稱柱1.120.36113893.9柱2.670.5726398柱2.670.5726398D柱1.120.361138952449橫向底層值的計算構件名稱柱1.480.5778145.15柱3.550.8116272柱3.550.8116272D柱1.480.577814481722.風荷載作用下框架的側移計算水平荷載作用下框架的層間位移可按下式計算： （2.18）式中：—第層總剪力；—第層所有柱的抗側移剛度；—第層層間位移。每一層的層間側移求出后，就可以計算各樓板標高處的頂點側移值，各層樓板的頂點側移值是該層以下各層層間位移之和，頂點側移是所有各層層間側移之和。框架在風荷載作用下的側移計算結構見表2.17，其中，。3.風荷載作用下的側移驗算由表中可知，層間側移的最大值為，滿足要求。表2.17 風荷載作用下的框架側移計算層次66.266.261071780.00005840.00226943.31/5650758.7515.011071780.00014000.0022113.31/2357148.0123.021071780.00021480.0020713.31/1536338.0131.031071780.00028950.00185623.31/1139928.7339.76755740.00052610.00156673.91/7413110.3750.13481720.00104060.00104065.151/49494.風荷載作用下的內力計算根據各樓層剪力及邊柱的抗側移剛度，可求得分配至各框架柱的剪力，根據地震作用下內力分析的相同方法可求得柱的反彎點高度，由此可求得各框架柱的柱端彎矩。邊柱的計算結果見表2.18，中柱的計算結果見表2.19。由柱端剪力根據節點的彎矩平衡條件求得各梁端彎矩及梁端剪力，其結果見表2.20，再由節點力的平衡條件求得柱的軸力。其結果見表2.21。由此，作風荷載作用下的、、圖，詳見圖2.10、圖2.11、圖2.12。表2.18 風荷載作用下的14軸框架各層柱端彎矩及剪力計算表邊柱層次63.36.26107178130580.760.960.350000.350.881.6353.315.01107178130581.830.960.450000.452.723.3243.323.02107178130582.800.960.450000.454.165.0833.331.03107178130583.780.960.480000.485.996.4923.939.767557494914.991.120.50000.509.739.7315.1550.134817271297.421.480.630000.6323.9214.29邊柱D63.36.26107178130580.760.960.350000.350.881.6353.315.01107178130581.830.960.450000.452.723.3243.323.02107178130582.800.960.450000.454.165.0833.331.03107178130583.780.960.480000.485.996.4923.939.767557494914.991.120.50000.509.739.7315.1550.134817271297.421.480.630000.6323.9214.29表2.19 風荷載作用下的14軸框架各層柱端彎矩及剪力計算表中柱層次63.36.26107178405312.372.270.410000.413.234.5953.315.01107178405315.682.270.460000.468.6910.0643.323.02107178405318.712.270.500000.5014.3714.3733.331.031071784053111.732.270.500000.5019.3519.3523.939.76755742639813.892.670.500000.5027.0927.0915.1550.13481721627216.933.550.550000.5547.9539.24中柱63.36.26107178405312.372.270.410000.413.234.5953.315.01107178405315.682.270.460000.468.6910.0643.323.02107178405318.712.270.500000.5014.3714.3733.331.031071784053111.732.270.500000.5019.3519.3523.939.76755742639813.892.670.500000.5027.0927.0915.1550.13481721627216.933.550.550000.5547.9539.24表2.20 風荷載作用下的14軸框架各層梁端彎矩及剪力計算表層次柱端待分配彎矩之和跨梁跨梁跨梁柱柱64.594.591.631.310.490.2863.283.282.731.311.630.490.286513.2913.294.203.801.330.2869.499.497.913.804.201.330.286423.0623.067.806.602.400.28616.4616.4613.726.607.802.400.286333.7233.7210.659.643.380.28624.0824.0820.079.6410.653.380.286246.4446.4415.7213.284.830.28633.1633.1627.6313.2815.724.830.286166.3366.3324.0218.977.1650.28647.3647.3639.4718.9724.027.1650.286表2.21 風荷載作用下的14軸框架各層軸力計算表層次梁端剪力邊柱軸力中柱軸力跨跨跨柱柱柱柱60.492.730.49-0.490.49-2.242.2451.337.911.33-1.821.82-8.828.8242.413.722.4-4.224.22-20.1420.1433.3820.073.38-7.67.6-36.8336.8324.8327.634.83-12.4312.43-59.6359.6317.16539.477.165-19.59519.595-91.93591.935注：表中軸力負號表示拉力，當為左風時，、兩柱為拉力，、兩柱為壓力。圖2.10 左風彎矩圖（）圖2.11 左風剪力圖（）圖2.12 右風軸力圖（）2.8 迭代法計算豎向荷載作用下框架結構的內力豎向荷載作用下，框架的側移量很小，按不考慮側移的迭代法進行結構的內力分析。考慮內力組合的需要，對恒載、活載作用于滿跨，并受重力荷載代表值的作用的框架內力分別進行計算。根據本設計的實際情況，迭代法的計算按以下步驟具體實施：1.計算框架的固端彎矩及節點上的不平衡彎矩：梁上分布荷載為梯形荷載，根據固端彎矩相等的原則，先將梯形分布荷載及三角形分布荷載簡化為等效均布荷載，再計算梁的固端彎矩。固端彎矩：； （2.19）； （2.20）； （2.21）依次算得各種荷載作用下的固端彎矩及節點不平衡彎矩，固端彎矩填入桿端，節點不平衡彎矩填入內方框中。2.計算桿端的彎矩分配系數：由先前求得的相對線剛度，再根據，求得節點各桿端的彎矩分配系數；將分配系數填入內外方框各對應的桿端處。匯于同一節點處各桿端的分配系數之和為。3.計算各桿端的近端轉角彎矩： （2.22）該計算過程在圖上進行，直到的前后兩次近似值達到要求的精度為止。4.計算桿端的最后彎矩： （2.23）式中：－桿端最后彎矩；－各桿端固端彎矩；－迭代所得的桿端近端轉角彎矩；－迭代多的的桿端遠端轉角彎矩。為便于計算，疊加桿件最后的桿端彎矩在另一計算圖上進行。以上計算中，當已知框架圖求圖，以及已知圖求圖時，可采用結構力學取脫離體的方法。如已知桿件梁端的彎矩，其剪力： （2.24） （2.25）式中：，－簡支梁支座左端和右端的剪力標準值，當梁上無荷載作時， ，剪力以使所取隔離體產生順時針轉動為正；，－梁端的彎矩標準值，以繞桿端順時針為正，反之為負。已知某節點上柱傳來的軸力和左、右傳來的剪力、時，其下柱的軸力式中，以壓力為正，拉力為負。2.8.1恒載作用下的內力分析1.標準層固端彎矩（1）均布荷載產生的彎矩2.屋面固端彎矩（1）均布荷載產生的彎矩采用前述迭代法的計算步驟，框架在恒載作用下的迭代計算過程見圖2.13所示，根據迭代結果繪制的恒載作用下框架的彎矩圖見圖2.15，由彎矩圖根據構件平衡條件可以繪制結構的剪力圖，由節點平衡可求出結構的軸力圖。圖2.13 恒荷載作用下的迭代計算圖2.15 恒載作用下的彎矩圖（）圖2.16 恒載作用下的剪力圖（）圖2.17 恒載作用下的軸力圖（）2.8.2活載作用下內力計算：活荷載產生的內力遠小于恒荷載及水平力所產生的內力，可不考慮活荷載的不利布置，而把活荷載同時作用于所有的框架梁上，這樣求得的內力在支座處與按最不利荷載位置法求得內力極為相近，可直接進行內力組合。但求得的梁的跨中彎矩卻比最不利荷載位置法的計算結果要小，因此對梁跨中彎矩應乘以的系數予以增大。用跌代法進行計算。1.標準層固端彎矩（1）均布荷載產生的彎矩2.屋面固端彎矩（1）均布荷載產生的彎矩3.屋面固端彎矩（1）均布荷載產生的彎矩活載作用下框架結構內力圖如下：圖2-17滿布活載作用下彎矩圖圖2-18滿布活載作用下梁端剪力圖2-19滿布活載作用下柱端軸力2.8.3重力荷載代表值作用下的內力分析此時，重力荷載的代表值作用的位置與受載總圖一致，其數值要經過計算。重力荷載代表值的取值：標準層：屋面層：重力荷載代表值作用下框架的受載總圖與恒載或活載下的受載總圖類似。以下分別計算各作用點的荷載大小。1.屋面層柱的集中荷載：跨的均布荷載：柱的集中荷載：跨的均布荷載：柱的集中荷載：跨的均布荷載：D柱的集中荷載：2.標準層柱的集中荷載：跨的均布荷載：柱的集中荷載：跨的均布荷載：柱的集中荷載：跨的均布荷載：D柱的集中荷載：3.二層柱的集中荷載：跨的均布荷載：柱的集中荷載：跨的均布荷載：柱的集中荷載：跨的均布荷載：柱的集中荷載：3.固端彎矩（1）屋面固端彎矩均布荷載產生的彎矩：（2）標準層固端彎矩均布荷載產生的彎矩：（1）屋面固端彎矩均布荷載產生的彎矩：分析方法及分析過程與恒載作用下框架的迭代分析相同。其迭代過程不再重述，其圖、圖、圖見圖2.20、圖2.21、圖2.22。圖2.20 重力荷載代表值作用下的彎矩圖（）圖2.21 重力荷載代表值作用下的剪力圖（）圖2.22 重力荷載代表值作用下的軸力圖（）

2.9 內力組合各種荷載情況下的框架內力求得后，根據最不利又是可能的原則進行組合。考慮結構塑性內力重分布的有利影響時，應在內力組合之和對豎向荷載作用下的內力進行調幅，調幅系數取為0.8，調幅后彎矩圖如上圖所示，分別考慮恒荷載作用和活荷載由可變荷載效應控制的組合，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值應取自支座邊緣處，為此，進行組合前，應先計算各控制截面處的內力值。梁支座邊緣處的內力值： （2.26） （2.27）式中：－支座邊緣截面的彎矩標準值；－支座邊緣截面的剪力標準值；－梁柱中線交點處的彎矩標準值；－梁柱中線交點處的剪力標準值；－梁單位長度的均布荷載標準值；－梁端支座寬度。柱上端控制截面在上層的梁底，柱下端的空竹截面在下層梁的梁頂，按軸線計算簡圖算得的柱端內力值，全部換算到控制截面處的值。由于有抗震設計要求，柱端彎矩除考慮一般組合外，還要考慮強柱弱梁的作用，對柱端彎矩組合值之和的計算應考慮在相應梁端彎矩組合值之和的既基礎上做相應的調整（三級抗震，增大系數為1.1），然后再按柱端線剛度的比例分配給各柱端，得到柱端彎矩的組合值。所以表和表是配合使用的。內力組合的組合過程詳見附表1～附表15。2.10 構件截面設計2.10.1梁截面設計以層梁為例計算，其余各層梁通過表格形式進行計算，具體計算過程見截面設計表。框架梁正截面承載力計算見表2.22和表2.23，框架斜截面承載力計算見表2.24和表2.25。1.選取最不利內力組合（1）非抗震情況左端：,跨中：右端：，（2）抗震情況左端：,跨中：右端：，設計時將與進行比較，然后取大者進行配筋計算。對于樓面現澆的框架結構，梁支座負彎矩按矩形截面計算縱筋數量；跨中彎矩按形截面計算縱筋數量；跨中截面的計算彎矩應取該跨的跨間最大正彎矩或支座正彎矩與倍簡支梁彎矩中的較大值。（3）實際所用計算內力綜合（1）、（2）選擇最不利內力計算：左端：,跨中：右端：，2.正截面受彎承載力計算混凝土強度等級：級 鋼筋強度等級： （1）層梁支座梁截面尺寸為；按矩形截面計算。非抗震時，三級抗震時，實配鋼筋為420。（2）跨中截面（跨中截面按形截面計算）①翼緣計算寬度的確定按計算跨度考慮：按梁肋凈距考慮：按翼緣高度考慮：故此情況可不考慮。由以上可知；②形截面類型的判斷故屬于第一類形截面。③鋼筋面積計算實配鋼筋為416。3.斜截面計算（1）截面尺寸要求層梁支座：故滿足要求（非抗震時也滿足）。（2）是否構造配箍故可按構造配筋。4.裂縫寬度驗算取6梁進行計算。（1）梁跨中取；裂縫截面鋼筋應力：有效受拉混凝土截面面積：有效配筋率：鋼筋應變不均勻系數：受拉取縱向鋼筋等效直徑：構件受力特征系數：正截面最大裂縫寬度：滿足要求。（2）梁支座（支座）取；裂縫截面鋼筋應力：有效受拉混凝土截面面積：有效配筋率：鋼筋應變不均勻系數：受拉取縱向鋼筋等效直徑：構件受力特征系數：正截面最大裂縫寬度：滿足要求。表2.22 框架正截面配筋計算表支座截面（按矩形截面計算）層次計算公式梁AB梁BC梁CD左右左右左右6M/KN.m-66.35-110.86-69.29-78.52-110.86-66.35b*h0/mm*mm250*565250*565250*565250*565250*565250*565αs=M/(α1fch02)0.0580.0970.0610.0690.0970.058§=1-(1-2×αs)1/20.0600.1020.0630.0710.1020.060<§b=0.518<§b=0.518<§b=0.518<§b=0.518<§b=0.518<§b=0.518As=§α1fcbh0/fy/mm2336.282574.441351.680400.318574.441336.282As,min=ρminbh/mm2375.000375.000375.000375.000375.000375.000實配鋼筋1256125612561256125612564204204204204204205M/KN.m-87.48-95.24-77.14-87.42-94.8-90.92b*h0/mm*mm250*565250*565250*565250*565250*565250*565αs=M/(α1fch02)0.0770.0830.0680.0770.0830.080§=1-(1-2×αs)1/20.0800.0870.0700.0800.0870.083<§b=0.518<§b=0.518<§b=0.518<§b=0.518<§b=0.518<§b=0.518As=§α1fcbh0/fy/mm2447.972489.602393.018447.651487.232466.385As,min=ρminbh/mm2375.000375.000375.000375.000375.000375.000實配鋼筋1256125612561256125612564204204204204204201M/KN.m-157.09-162.33-197.81-224.18-171.11-146.43b*h0/mm*mm250*565250*565250*565250*565250*565250*565αs=M/(α1fch02)0.1380.1420.1730.1960.1500.128§=1-(1-2×αs)1/20.1490.1540.1920.2210.1630.138<§b=0.518<§b=0.518<§b=0.518<§b=0.518<§b=0.518<§b=0.518As=§α1fcbh0/fy/mm2834.358864.7171075.6191238.955916.025773.186As,min=ρminbh/mm2375.000375.000375.000375.000375.000375.000實配鋼筋125612561256125612561256420420420420420420表2.23 框架正截面配筋計算表跨中截面（按T形截面計算）層次計算公式梁AB梁BC梁CD6M/KN.m124.33-51.12124.33b'*h0/mm*mm2000*565800*5652000*565α1fcb'fhf'(h0-0.5h'f)1733.16693.2641733.16類型第一類T型梁第一類T型梁第一類T型梁αs=M/(α1fcbf'h02)0.014-0.0140.014§=1-(1-2×αs)1/20.014-0.0140.014<§b=0.518<§b=0.518<§b=0.518As=§α1fcbf'h0/fy/mm2615.478-249.5925858615.478As,min=ρminbh/mm2375.000375.000375.000實配鋼筋8048048044164164164M/KN.m79.8-6.0779.8b'*h0/mm*mm2000*565800*5652000*565α1fcb'fhf'(h0-0.5h'f)1733.16693.2641733.16類型第一類T型梁第一類T型梁第一類T型梁αs=M/(α1fcbf'h02)0.009-0.0020.009§=1-(1-2×αs)1/20.009-0.0020.009<§b=0.518<§b=0.518<§b=0.518As=§α1fcbf'h0/fy/mm2394.060-29.81791442394.060As,min=ρminbh/mm2375.000375.000375.000實配鋼筋8048048044164164161M/KN.m98.18-34.6898.18b'*h0/mm*mm2000*565800*5652000*565α1fcb'fhf'(h0-0.5h'f)1733.16693.2641733.16類型第一類T型梁第一類T型梁第一類T型梁αs=M/(α1fcbf'h02)0.011-0.0090.011§=1-(1-2×αs)1/20.011-0.0090.011<§b=0.518<§b=0.518<§b=0.518As=§α1fcbf'h0/fy/mm2485.318-169.699503485.318As,min=ρminbh/mm2375.000375.000375.000實配鋼筋804804804416416416表2.24 框架斜截面配筋計算表層次6計算公式梁AB梁BC梁CD左右左右左右V/KN145.7-159.9145.11-51.34162.36-143.54b*h0/mm*mm250*565250*565250*565250*565250*565250*5650.25βcfcbh0/kN504.969504.969504.969504.969504.969504.969截面尺寸要求>V滿足>V滿足>V滿足>V滿足>V滿足>V滿足0.7fcbh0/kN141.391141.391141.391141.391141.391141.391是否構造配筋<V否<V否>V是>