摘要本文的畢業設計主要講述了綜合樓設計。設計的內容主要為結構設計。畢業設計是土木工程專業的必修課程，我的設計是綜合樓設計，設計采用鋼筋混凝土現澆框架結構，建筑層數為七層，建筑總高度31.0m，總建筑面積5445㎡，底層占地面積為806.88㎡。根據設計要求，設防烈度為7度，抗震等級為三級，設計中要考慮抗震設計。設計包括結構部分、樓梯、基礎等。根據任務書定出各層平面圖及平面布置。本方案主體結構為雙向承重框架，橫向框架等跨。在進行荷載計算和構件截面估算后，選取了一榀框架進行計算，計算內容包括框架梁柱截面尺寸的選取及線剛度的計算；地震作用下梁端、柱端彎矩、剪力的計算；框架梁柱配筋計算；樓梯配筋計算及基礎配筋計算。框架受力鋼筋主要采用Ⅱ級鋼筋，箍筋主要采用Ⅰ級鋼筋，樓梯采用鋼筋混凝土板式樓梯；由于柱網的限制，基礎采用鋼筋混凝土柱下獨立基礎。整個方案設計基本符合設計和結構要求，具有一定的通過對綜合樓樓層平面圖、剖面圖、構造圖的繪制和結構的設計，熟悉了設計的全過程，掌握了結構設計計算的基本方法，創造性地完成了畢業設計任務。同時，對這些年所學的專業知識和基本概念有了更深的理解，從而提高了分析和解決實際問題的能力。關鍵詞：土木工程鋼筋混凝土結構框架結構樓梯獨立基礎恒載活載地震作用建筑面積荷載設計值荷載效應計算概念設計結構設計設計理念AbstractThepapermainlypresentsthedesignofsyntheticalbuilding．Thisdesignincludesconstructiondesign．Designprojectforgraduationiscivilengineeringspecialfieldofstudyrequiredcourse,Itisthatthesyntheticalbuildingdesignstooriginallydesign.Thisschemeadoptsthecast-in-placeframestructureofarmoredconcrete.Structurerandorderisthreelayer.Structuretotalheight31.0meterandsurfarcearea5445suquaremeter,thefloorspaceofgroundflooris806.88㎡.Accordingtothedesigningrequirement,theearthquakeintensityis7degreestosetupdefences,thegradeofantidetonationistwograde,consideraseismaticdesigninthedesign.Designprojectincludeconstructurepart、staireandfoundation,accordingtoassignmentbookdefineeverylayerblueprlineandplarearrange.Theagentstructureisatwo-waybearingframe,horizontalframe,etc.arestepped.Inisitisitcalculateandcomponentsectionafterestimating,chooseonePinframecalculatetoloadtogoon,considerationsubstareceincludeselectframecolumnsectionmeasurementandthreadrigidity;calculateseismicactionproduceroofbeamextremityandcolumnextremitybendingmoment、shearandaxlepower;Frameinterralforcemakeup;Matesteel;Stairsmatesteelandfoundationmatesteelcalcucate.ThisofficebuildingadouptLmodelarragnge.FramebesubjecttopowersteeladoptⅡlevelandhoopsteeladoptⅠlevel.Staireadoptsteelconcretetypeofmeterforchineseandfoundationadoptlinearleaf.Thewholeconceptualdesignaccordswiththedesignandstructuredemandbasically,havecertaincreativityandrationality.Throughthedesignofsyntheticalbuildingfloorconstruction,anddrawingfloorplan，constructedprofileandconstructionaldrawing,Iamfamiliarwiththeprincipledesignofconstruction,andcontrolledthebasicmethodsofcomputationoftheconstructiondesign,andmyworkiscreative.atthesametime,Ihaveadeeperunderstandingofthefirstseveralyears’professionlearningandthefoundationknowledge.asaresult,Myabilitythatanalyzingandsolvingtheactualproblemsisincreased.Keyword:CivilengineeringReinforcedconcretestructureframestructurestaireslinearleaffoundationdeadloadsliveloadsbendingmomentsurfaceareadesignvalueofaloadloadcombinationcomputationConceptdesignconstructiondesigndesignprinciple目錄第一章前言 1第二章工程概況和結構設計方案 32.1工程概況 32.1.1設計規模 32.1.2各部分工程構造 32.2結構方案設計 32.2.1設計資料 32.2.2結構 4第三章結構計算 53.1荷載計算 53.1.1初估梁柱截面 53.1.2重力荷載計算 63.1.3梁、柱、墻、窗、門重力荷載計算 73.2框架內力計算 113.2.1采用結構設計軟件PKPM進行計算 113.2.2簡化計算 133.3標準層板、次梁的結構計算 233.3.1板的結構計算 233.3.2次梁的結構計算 303.4樓梯結構計算 333.4.1二至五層樓梯計算 333.4.2底層和六層樓梯計算 363.5基礎結構計算 383.5.1基礎設計 393.5.2基礎梁計算 533.6手算與電算比較 56第四章結束語 57謝辭 59參考文獻 60附錄一 61第一章前言畢業設計是土木工程專業本科培養的一個學習、實踐、探索和創新相結合的實踐性教學環節，是土木工程專業人才培養過程中的一個重要階段，其基本要求是：1、加強基本功：鞏固、深化、綜合大學前幾年的基礎理論和專業知識；2、培養創新能力：提高面向工程實際提出問題、分析問題、解決問題的能力，創新性的完成畢業設計工作；3、學習正確的工作方法和基本技能：學會課題調研、文獻檢索和工具書、標準及規范的使用，掌握工程制圖、設計計算、計算機應用等；4、樹立吃苦耐勞精神和團隊精神：形成認真踏實、刻苦鉆研的學習態度，善于組織、協調一致；5、接受較為完整的職業教育：通過畢業設計，對建筑設計、施工、科研工作的全過程有相對完整的認識，為畢業后從事工程領域的設計、施工、研究、管理等方面的工作奠定良好的基礎。畢業設計是教學計劃的最后一個教學環節，通過畢業設計可以培養學生綜合運用所學的基礎理論和專業知識以及分析并解決實際工程技術問題的能力，讓學生熟悉設計全過程，掌握設計方法和設計技能。因此，畢業設計指導老師和學生都非常重視。畢業設計工作模式描述：為了能較好的組織好畢業設計，可將畢業設計明確劃分為三個工作階段，即：畢業設計的準備階段、方案設計階段、畢業設計施工圖階段。：本次畢業設計的重點在概念設計（結構部分），著重理解在結構設計中的結構方案選擇、荷載整理、荷載組合、抗震設計要求、框架結點構造、基礎設計要點、施工技術措施等。在畢業設計的過程中，熟悉相關的書籍、規范、程序使用手冊如《民用建筑設計通則》、《建筑設計防火規范》、《建筑結構荷載規范》等通用性規范。在設計的過程中注意的問題是正確處理建筑設計和結構設計的關系：建筑設計主要解決以下問題：①環境、場地、體形；②與人的活動有關的空間組織；③建筑技術問題。結構設計主要解決以下問題：①結構形式；②結構材料；③結構的安全性、適用性、耐久性；④結構的連接構造和施工方法。這次畢業設計我們小組要完成的題目是姜堰市新華書店綜合樓的設計，這個設計主要是依據任務書中所給出的建筑物中設置的房間及使用的面積和收集的資料。我們先后參觀了多處已建或在建建筑，這為我們畢業設計提供了充足的實踐素材，并且到土木系資料室及圖書館借閱建筑規范、抗震規范、鋼筋混凝土規范及結構計算計算手冊等，為我們設計提供了理論資料和計算依據。我設計的總建筑面積為5445m2，底層占地面積為806.88㎡，總高為31.0m。根據設計任務書和現行規范的要求，我分別對該綜合樓進行了基地的選址、綜合樓的總平面圖布置和我的綜合樓的結構設計部分完成了該房屋的結構平面布置，以一榀框架為例對框架進行設計、計算：橫向框架在水平地震作用下的承載力計算，并且設計了柱下獨立基礎和樓梯。根據以上設計繪制了相應的建筑施工圖和結構施工圖。這次畢業設計得到張老師對設計全過程的指導，在此，對張老師表示感謝。由于學生初次接觸全面的設計，在理論和經驗上都很欠缺，設計水平十分有限，設計中存在不少缺點和錯誤，懇請各位老師及同學給予批評指正。 第二章工程概況和結構設計方案 2.1工程概況2.1.1設計規模1.本次設計的題目為“姜堰市新華書店綜合樓”2.建筑面積：5445㎡，結構共七層，首層層高5.7m,其他層層高3.9m,第六層層高4.8m,突出層層高3m2.1.2各部分工程構造1.屋面:刷淺色反光涂料SBS瀝青防水卷材一層40厚C30號細石混凝土內配雙向鋼筋Φ4,中距200,粉平壓光70厚水泥防水珍珠巖塊保溫層改性涂料隔汽層20厚1:3水泥找平層,現澆鋼筋混凝土板刷純水泥漿一道(摻水重3～5%107膠)8厚1:0.3:3水泥石灰膏沙漿打底3厚細紙筋石灰粉面刷106膠2.樓面:8～10厚地磚貼面,干水泥擦縫5厚1:1水泥細沙漿結合層20厚1:3水泥沙漿找平層現澆鋼筋混凝土樓板刷純水泥漿一道(摻水重3～5%107膠)8厚1:0.3:3水泥石灰膏沙漿打底3厚細紙筋石灰粉面刷106膠3.墻體:填充墻:200mm厚多孔磚2.2結構方案設計2.2.1設計資料主體結構采用現澆鋼筋混凝土-結構體系；設計使用年限為50年，設計基準期為50年；建筑物安全等級二級；基礎設計等級為丙級；本工程所處地區抗震設防烈度7度，設計基本地震加速度0.1g；建筑場地類別：II類，特征周期Tg＝0.35秒；基本風壓(標準值)0.55KN/m2；工程地質條件：一層：填土頂部標高：-0.50m底部標高：-1.00m特征：松散，低強；二層：粉質粘土頂部標高：-1.00m底部標高：-3.20m特征：可塑性好，顏色灰黃～灰，中密，強度設計值為240kPa，為持力層；三層：細砂土和石灰石頂部標高：-3.20m底部標高：-4.50m特征：顏色青灰～灰，中密，強度設計值200kPa.2.2.2結構1.樓板采用現澆鋼筋混凝土板。樓梯為現澆板式樓梯2.材料情況：混凝土：C30（基礎、梁、板、柱）。縱向受力鋼筋：HRB335級（梁）；HRB335級（柱）；箍筋：HPB235級鋼筋，基礎：HPB235級鋼筋3.施工：梁、板、柱都采用現澆。第三章結構計算3.1荷載計算3.1.1初估梁柱截面(一)梁截面板厚：h≥l0/40=60mm,取板厚120mm主梁：hb=(l0/15～l0/10)=8200/15～8200/10=547mm～820mm,取hb=800mbb=800/2=400mm同理，次梁取hb=700mm,bb=300mm(二)柱截面柱截面尺寸可根據柱的軸壓比按下列公式估算：式中：N為柱組合的軸壓設計值；F為簡支狀態計算的柱的負載面積；gE為折算在單位建筑面積上的重力荷載代表值，可根據實際荷載計算，也可近似取15～18kN/m；β為考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數，邊柱取1.3，不等跨內柱取1.25，等跨內柱取1.2；n為驗算截面以上樓層層數；AC為柱截面面積；fC為混凝土軸心抗壓強度設計值；[]為框架柱軸壓比限值，此處可進似取，即對一級、二級和三級抗震等級，分別取0.7，0.8和0.9。該框架結構的抗震等級為三級，其軸壓比限值[N]=0.9；各層的重力荷載代表值近似取15kN/m2。第一層柱截面面積為：邊柱Ac≥中柱Ac≥柱取值如下：一至四層：中柱：800mm×800mm，邊柱：700mm×700mm五至頂層：中柱：600mm×600mm，邊柱：400mm×400mm(三)基礎選用柱下獨立基礎，基礎埋深2.00m，距基頂1.002～6層柱高即為層高，取3.9m,7層柱高為3m,底層柱高度從基礎頂面取至一層板底,即H1=4.8+1.00-0.12=5.7m。圖3-1一榀框架計算簡圖3.1.2重力荷載計算(一)屋面永久荷載標準值SBS瀝青防水卷材一層0.05kN/m240厚C30號細石混凝土內配雙向鋼筋Φ4,中距2000.04×25=1.0kN/m270厚水泥防水珍珠巖塊保溫層0.07×4=0.28kN/m220厚1:3水泥找平層,現澆鋼筋混凝土板0.02×20=0.4kN/m28厚1:0.3:3水泥石灰膏沙漿打底0.008×17=0.14kN/m23厚細紙筋石灰粉面0.003×17=0.05kN/m2板自重25×0.12=3.0kN/m2合計4.92kN/m2(二)樓面永久荷載標準值8～10厚地磚貼面,干水泥擦縫0.65kN/m25厚1:1水泥細沙漿結合層0.005×20=0.1kN/m220厚1:3水泥沙漿找平層0.02×20=0.4kN/m2現澆鋼筋混凝土樓板0.12×25=3.0kN/m28厚1:0.3:3水泥石灰膏沙漿打底0.008×17=0.14kN/m23厚細紙筋石灰粉面0.003×17=0.05kN/m2合計4.34kN/m23.1.3梁、柱、墻、窗、門重力荷載計算梁、柱可根據截面尺寸、材料容重及粉刷等計算出單位長度上的重力荷載；對墻、門、窗等可計算出單位面積上的重力荷載。墻重:(砌體與抹灰之和)抹灰:外墻面外抹灰:20厚水泥沙漿0.4kN/m2外墻面及內墻面抹灰:20厚石灰沙漿0.34kN/m2總墻重:外墻3.2+0.4+0.34=3.94kN/m2內墻3.2+0.34×2=3.88kN/m2鋁合金窗:0.4kN/m2玻璃幕墻：1.2kN/m2鋼鐵門：0.45kN/m2電梯:7.0kN/m2活荷載：雪活載：0.35kN/m2廁所：2.0kN/m2教室、辦公室：2.0kN/m2樓梯：3.5kN/m2商場、茶室、少年活動中心3.5kN/m2舞廳4.0kN/m2梁重：（考慮梁上抹灰，取梁自重26kN/m3）主梁：26×0.4×(0.8-0.12)=7.07kN/m次梁：26×0.3×(0.7-0.12)=4.52kN/m柱：（考慮到柱子抹灰，取柱子自重26kN/m3）一至四層：中柱26×0.8×0.8=16.64kN/m邊柱26×0.7×0.7=12.74kN/m五至頂層:中柱26×0.6×0.6=9.36kN/m邊柱26×0.4×0.4=4.16kN/m各層樓層重量(各層重力荷載代表值計算如下)屋面活荷載：（8.2+0.2）×(8.2+0.2)×2×0.35×0.5=24.70kN屋面恒荷載:（8.2+0.2）×(8.2+0.2)×2×4.92=694.31kN梁、柱荷載:4.16×9×1.5+(11×8.2+1.8×2)×4.52=480.136kN屋面下半層:墻自重:[(8.2×2+4.8×2)×2×1.15×3.94+0.08×26×1.15×2×15.4+1/4×2×3.14×3.4×1.15×2×1.2]/2=162.009kN屋面荷載:G7=(24.7+694.31+480.136+162.009)=1361.155kN六層上半層:女兒墻:(26.4+17+17+26.4)×2.1×3.94=718.183kN六層活荷載(26.4+0.2)×(17+0.2)×0.35×0.5=80.07kN六層恒荷載:(26.4+8.2+0.2)×(25.2+0.2)×4.92=4348.886kN六層上半層墻自重:{[(8.2×2+4.8×2)×1.15+(8.2×2+4.8×2)×1.15]×3.94+0.08×(26×1.15+26×1.15)×15.4+[(1/4×2×3.14×3.4)×1.15+(1/4×2×3.14×3.4)×1.15]×1.2}/2=162.009kN梁、柱荷載:0.4×(1.2-0.12)×6×26×16.4+7.07×8×(8.2-0.6)+4.52×38×(8.2-0.6)+4.16×15×(4.8+3)/2+5×9.36×(4.8+3)=3266.341kN六層下半層:玻璃幕墻:(2×1/4×2×3.14×3.4×4.8)×1.2/2=24.982kN鋁合金窗:2.7×3×20×0.4/2=32.4kN墻自重:(8.2-0.4-0.3)×14×(4.8-0.8)×3.94/2+(8.2-0.2)×22×3.88×(4.8-0.8)/2=2159.016kN六層荷載:G6=718.183+80.07+4348.886+162.009+3266.341+24.982+32.4+2159.016=10791.887kN五層上半層等于六層下半層:24.982+32.4+2159.016=2216.398kN五層樓面恒荷載:{33.6×25.2-[(3.4+0.2)×(8.2+0.2)]×2+8.2×1.8}×4.34=3607.582kN五層樓面活荷載:[(8.2+0.2)×(8.2+0.2)×9×2+(8.4×8.4+8.4×2)×4+8.4×5×2×2+2×8.4×3.6×3.5]×0.5=1052.52kN梁、柱荷載:15×4.16×3.9+5×9.36×3.9+0.4×1.08×6×26×16.4+9×7.07×(8.2-0.6)+39×4.52×(8.2-0.6)+(1.8×2+8.2+6.1×2+4.8+4.6)×4.52=3505.393kN五層下半層玻璃幕墻:(33.6-4.8×2)×3.9/2×1.2×2+25.2×3.9/2×1.2×2+0.08×4.8×2×3.9×0.5×15.4×2×2=322.508kN墻:4.8×2×3.1×0.5×2×2×3.94+(16×8.2+6.2×5+4.1×2+4.8+4.6)×3.1/2×3.88=1315.826kN五層荷載:G5=2216.398+3607.582+1052.52+3505.393+322.508+1315.826=12020.227kN四層上半層等于五層下半層:322.508+1315.826=1638.334kN四層樓面恒荷載:{33.6×25.2-[(3.4+0.2)×(8.2+0.2)]×2+8.2×1.8}×4.34=3607.582kN四層樓面活荷載:[(8.2+0.2)×(8.2+0.2)×10×2+8.4×5×2×2+8.4×3.6×3.5×2+8.4×2×2]×0.5=965.16kN梁、柱荷載:15×12.74×3.9+6×16.64×3.9+15×7.07×(8.2-0.8)+37×4.52×(8.2-0.8)+(1.8×2+8.2+4.8+4.6)×4.52=3252.836kN四層下半層:墻:322.508+234.509+(18×8.2+4.8+4.6+2.8×4+6.1×4)×3.1/2×3.88=1715.313kN四層荷載:G4=1638.334+3607.582+965.16+3252.836+1715.313=11179.225kN三層下半層:墻:322.508+234.509+(14×8.2+4.8+4.6+6.2×6)×3.1/2×3.88=1556.544kN其他荷載與四層相同三層荷載:G3=1638.334+3607.582+965.16+3252.836+1556.544=11020.456kN二層樓面恒荷載等于三層樓面恒荷載:3607.582kN二層樓面活荷載:[8.4×8.4×6×3+8.4×8.4×4×2+(8.4×5+8.4×2)×3+8.4×5×2+8.4×3.6×3.5×2]×0.5=1153.32kN二層上半層等于三層下半層：1556.544kN梁、柱荷載：15×12.74×3.9+6×16.64×3.9+15×7.07×7.4+30×4.52×7.4+(6.1×2+8.2+1.8×2+4.6+4.8)×4.52=3037.844kN二層下半層:墻:322.508+234.509+(8×8.2+4.8+4.6)×(3.9-0.8)/2×3.88=1008.067kN二層荷載:G2=1556.544+3607.582+1153.32+3073.844+1008.067=10399.357kN一層上半層等于二層下半層:1008.067kN一層樓面恒荷載等于二層樓面恒荷載:3607.582kN一層樓面活荷載:[(8.4×8.4×8+8.4×5+8.4×2+8.4×3.18)×3+8.4×5×2+(8.4×3.6×2+8.4×5.22)×3.5]×0.5=1199.562kN梁、柱荷載:15×12.74×(3.9+5.7)/2+6×16.64×(3.9+5.7)/2+15×7.07×7.4+28×4.52×7.4+(8.2+1.8×2+6+4.8)×5.46=3241.222kN一層下半層:鋁合金窗:4×3.4×20×0.4=108.8kN墻:(33.6-4×7+33.6-4×5+25.2-4×4+25.2-4×4)×4.9/2×3.94+(6×8.2+4.8+3.5+4.8)×4.9/2×3.88=926.659kN一層荷載:G1=1008.067+3607.582+1199.562+3241.222+108.8+926.659=10091.892kN圖3-2集中于各層標高處的重力荷載代表值Gi3.2框架內力計算3.2.1采用結構設計軟件PKPM進行計算（一）計算過程1．在PMCAD中建模（1）主梁尺寸：400mm800mm次梁、連系梁尺寸：300mm700mm（2）柱尺寸：700mm700mm（3）本結構為四層的框架結構，但是由于每層都不一樣，共建了6個標準層，底層層高5.7m，其它層層高（4）樓面恒載：4.34活載：2.0屋面恒載：4.92活載：2.0（5）梁由于考慮到門窗的折減，梁間荷載為：12.30屋面梁上女兒墻的梁間荷載為：8.27（6）在本層信息里：板厚120mm，板混凝土強度等級30，梁柱混凝土強度等級30，梁柱鋼筋類別HRB3352．在PM2中對樓面布置信息進行修改，樓面所有開洞的地方板厚全部改為0，其它與樓板厚度不一樣的都需要修改3．在PM3中對樓面恒活進行修改，樓梯的恒載改為7.0，走廊和樓梯處的活載改為3.5。在最后一項導荷方式里面對樓板傳遞荷載的方式進行修改（改為按單向板或按雙向板傳遞）4．進入PM5繪制結構平面圖，需要對配筋參數進行修改，把鋼筋級配表中不是50倍數的間距全部刪除，鋼筋直徑大于12的用二級鋼，雙向板計算按彈性算法，梁和樓板都是按固端計算，繪圖參數鋼筋不編號，柱不涂黑。所有參數修改好后進行樓板計算，然后得出各層板的配筋面積和配筋圖。5．進入SAT-8第一項接PM生成SATWE數據，執行第一條（分析與設計參數補充定義），設計信息：結構重要性系數為1.0，柱配筋計算原則按單偏壓計算總信息：鋼材容重78，混凝土容重25風荷載信息：地面粗糙類別為B類，基本風壓值0.55配筋信息：梁柱主筋強度300，梁柱箍筋強度210地震信息：結構規則，設計地震分組為第一組，設防烈度為7度，場地類別為二類，框架抗震等級為3級，計算振型個數為18個，周期折減系數0.8，特征周期0.35s調整信息：中梁剛度放大系數為2所有信息修改完畢以后進入第7條生成SATWE數據文件及數據檢查。然后執行SAT-8第二項（結構內力，配筋計算）。再執行SAT-8第三項（PM次梁內力與配筋計算）。最后進入SAT-8第四項（分析結果圖形和文本顯示），執行第二條（混凝土構件配筋及鋼構件驗算簡圖），從這里可以得出梁柱的配筋面積和柱的軸壓比，執行第七項（底層柱、墻最大組合內力簡圖），得出各種工況下底層柱最大內力組合，這也是基礎設計的依據。（二）電算結果分析1．剛度比控制：對于結構薄弱層，規范要求其地震剪力放大1.15倍。在該工程中，平面無重大收進，側向剛度逐漸均勻變化，豎向體型規則均勻，樓層不存在薄弱層，計算結果顯示與分析符合。2．剛重比控制：該結構剛重比大于10，能夠通過高規(5.4.4)的整體穩定驗算，該結構剛重比大于20,可以不考慮重力二階效應3．周期比控制：在該工程中平動為主的第一自振周期=0.8295，扭轉為主的第一自振周期=0.7529，/=0.7529/0.8925=0.84<0.90，平面規則。4．剪重比控制：該工程選擇振型數18個，計算有效質量系數X方向99.32%，Y方向99.09%，均大于90%，均滿足要求。5．位移比控制：在X方向地震力作用下最大位移與層平均位移的比值為1.03在Y方向地震力作用下最大位移與層平均位移的比值為1.09在X方向地震力作用下最大層間位移與平均層間位移的比值1.03在Y方向地震力作用下最大層間位移與平均層間位移的比值1.09位移比均小于1.5，符合規范要求6．軸壓比控制：通過比較發現每個樓層的軸壓比均小于0.9，滿足規范要求的三級抗震軸壓比小于0.9的要求。7．層間位移角限值：X向最大層間位移角1/1086，Y向最大層間位移角1/965，均小于1/550，滿足規范要求。通過對以上7個主要比值的比較分析，均滿足規范的要求，所以電算的結果還是比較準確的。3.2.2簡化計算(一)梁的線剛度在計算梁的線剛度時，考慮樓板對梁剛度有利影響,認為翼緣參加工作,為簡化計算，先按矩形截面計算慣性矩，然后乘以一個增大系數。現澆鋼筋砼梁：邊框架梁=1.5I0中框架梁=2I0柱采用Ｃ30混凝土,梁采用Ｃ30混凝土，ＥC＝3×104kN/mm2I0=1/12×bh3表3-1橫梁線剛度計算表層次類別Ec/(N/mm2)×104b/mmh/mmIo/mm4×109L/mmEcIo/l/N.mm×10101.5EcIo/l/N.mm×10102EcIo/l/N.mm×10101～4橫梁340080017.0782006.259.3812.55～6一般橫梁340080017.0782006.259.3812.5特殊橫梁3400120057.61640010.5415.8121.083400120057.6820021.0731.6142.147橫梁33007008.57582003.144.716.28表3-2柱線剛度計算表層次類型hc/mmEc/(N/mm2)b/mmh/mmIc/mm4EcIc/hc/N.mm1中柱57003.00×1048008003.41×101017.95×1010邊柱57003.00×1047007002.0×101010.53×10102～4中柱39003.00×1048008003.41×101026.23×1010邊柱39003.00×1047007002.0×101015.38×10105中柱39003.00×1046006001.08×10108.31×1010邊柱39003.00×1044004002.13×1091.64×10106中柱48003.00×1046006001.08×10106.75×1010邊柱48003.00×1044004002.13×1091.33×10107柱30003.00×1044004002.13×1092.13×1010柱的側移剛度按下式計算:一般層：=D=首層：=D=表3-3柱D值計算表部位邊框架邊柱C1邊框架中柱C2中框架邊柱C3Kα1Dc1Kα2Dc2Kα3Dc37層3.30.62176083.30.62176084.40.69195966層7.10.78540314.10.8860969.40.82568023.80.92637347.50.96665031.70.94651130.80.94651115.80.8961655層5.70.74957511.40.85109987.60.791022212.50.861112725.00.931203316.70.891151618.20.901164510.20.84108694層0.60.23279081.20.38461100.80.29351893層0.60.23279081.20.38461100.80.29351892層0.60.23279081.20.38461100.80.29351891層0.90.48186681.80.61237241.20.5320613部位中框架中柱C4各層各柱剛度層間剛度Kα4Dc4ΣDc1ΣDc2ΣDc3ΣDc47層4.40.691959617608×217608×219596×219596×21488166層3.70.65228525403×3+63736096×2+6650+65115680×4+6511+616522852×3+30234+2496120708212.50.86302345.00.71249615層3.00.6393379575×3+1112710998×2+12033+1164510222×4+11516+1086939337×3+50483+439273612206.60.77504834.00.67439274層0.950.326622227908×446110×435189×666222×69045383層0.950.326622227908×446110×435189×666222×69045382層0.950.326622227908×446110×435189×666222×69045381層1.40.563712718668×423724×420613×637127×6516008(二)水平地震作用分析（底部剪力法）本框架結構符合底部剪力法的適用范圍，故采用底部剪力法計算水平地震作用。1.框架自振周期計算表3-4結構頂點的假想側移計算表層次Gi(KN)VGi(KN)∑Di(N/m)△ui(m)UT(m)612153.04212153.0422070820.07530.4527512020.22727615.5793612200.07650.3774411179.22538794.8049045380.04290.3009311020.45649815.269045380.05510.258210399.35060214.619045380.06660.2029110091.89270306.5025160080.13630.1363按下式計算基本周期T1，式中：μT為計算結構基本自振周期的結構頂點假想位移（m），即假想把集中在各層樓面處的重力荷載代表值Gi作為水平荷載而得到的結構頂點位移；Ψτ為結構基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數，框架結構取0.6～0.7，本題計算基本周期T1,結構基本自振周期考慮非承重磚墻影響拆減系數,框架取(0.6～0.7)，故取ΨT=0.7uT=0.45m2.橫向框架頂點位移計算考慮七度設防:地震分組為第Ⅰ組場地土類別為Ⅱ類場地Tg=0.35S因為T1=0.80s>1.4Tg=0.49S所以考慮頂部附加水平地震作用底部剪力為：а1=(Tg/T1)0.9×аmax=(0.35/0.8)0.9×0.08=0.038FEk=а1×Geq=0.038×0.85×67438.128=2178.25kNδn=0.08×0.8+0.07=0.13由公式Fi=(GiHi/ΣGjHj)×FEk×(1-δn)表3-5橫向框架頂點位移計算層數HiGiGiHiGiHi/ΣGjHjFiVi729.14803.465139780.830.12227.41227.41626.110791.887281668.250.24454.82682.23521.312020.227256030.840.22416.921099.15417.411179.225194518.520.17322.161421.31313.511020.456148776.160.13246.361667.6729.610399.35099833.760.08151.611819.2815.710091.89257523.780.0594.751914.03圖3-3剪力分布圖(三)驗算框架層間彈性位移角表3-6彈性位移角計算表層數層間剪力ＶI(kN)層間度Ｄi層間側移ui=Vi/Di層hi(m)Ui/hi[θe]7227.411488161.53×10-329.10.53×10-46682.232070823.29×10-326.11.26×10-451099.153612203.04×10-321.31.43×10-441421.319045381.57×10-317.40.98×10-4<1/55031667.679045381.84×10-313.51.36×10-4=0.001821819.289045382.01×10-39.62.09×10-411914.035160083.71×10-35.76.51×10-4對于鋼筋砼框架結構[Δθe]=1/550,Δθe<[Δθe]所以滿足規范規定的層間彈性位移的要求。(四)樓層地震剪力的驗算《抗震規范》要求：因基本周期小于3.5s，查《抗震規范》表得驗算過程及其結果見下表。表3-7樓層地震剪力驗算層次（KN）(KN)(KN)結論74803.4654803.4650.01678.86227.41滿足610791.88712153.0420.016249.53682.23滿足512020.22727615.5790.016441.851099.15滿足411179.22538794.8040.016620.721421.31滿足311020.45649815.2600.016797.041667.67滿足210399.35060214.610.016963.431819.28滿足110091.89270306.5020.0161124.901914.03滿足(五)水平地震作用下框架柱剪力和彎矩計算（D值法:取橫向中框架計算）柱剪力Vik=D/ΣD×Vi， 柱彎矩M下=Vik×Yi，M上=Vik×（1-Yi）×hi反彎點高度h’=(y0+y1+y2+y3)×hy=y0+y1+y2+y3h’——反彎點到柱下端質點的距離，即反彎點高度y0——標準反彎點高度比y1——為上、下層梁線剛度比變化修正值y2——為上層層高變化修正值y3——為下層層高修正值根據框架總層數m,該柱所在層數n和梁柱線剛度比值K確定，并由內插法根據K值確定。表3-8邊柱反彎點高度計算表層h(m)y0y1y2y3Y734.40.450.05000.564.89.40500000.553.97.60.500000.543.90.80.450000.4533.90.80.450000.4523.90.80.500000.515.71.20.630000.63表3-9中柱反彎點高度計算表層h(m)y0Y1y2Y3y734.40.450.05000.564.83.70.490000.4953.93.00.50000.543.90.950.450000.4533.90.950.450000.4523.90.950.50000.515.71.40.610000.61表3-10邊柱彎矩計算表層HΣDDD/ΣDViVikKYM下M上73148816195960.132227.4130.024.40.545.0345.0364.820708256800.027682.2318.429.40.544.2144.2153.9361220102220.0281099.1530.787.60.560.0260.0243.9904538351890.0391421.3155.430.800.4597.28118.9033.9904538351890.0391667.6765.040.800.45114.15139.5123.9904538351890.0391819.2870.950.800.50138.35138.3515.7516008206130.041914.0376.561.200.63274.93161.47表3-11中柱彎矩計算表層HΣDDD/ΣDViVikkYM下M上73148816195960.132227.4130.024.40.545.0345.0364.8207082228520.110682.2375.053.70.49176.52183.7253.9361220393370.1091099.15119.813.00.5233.63233.6343.9904538662220.0731421.31103.760.950.45182.01222.5733.9904538662220.0731667.67121.740.950.45213.65261.1323.9904538662220.0731819.28132.810.950.50258.98258.9815.7516008371270.0721914.03137.811.40.61479.17306.35計算過程（1）（2）;（3）(六)地震作用下框架梁端剪力和柱軸力標準值計算過程：根據節點平衡由柱端彎矩求得梁軸線處彎矩ΣMc=M右+M左=M上+M下；M右(左梁)=μ1McM左(右梁)=μ2Mc求得邊跨μ1=1μ2=1中跨μ1=0.5μ2=0.5表3-12地震作用下框架梁端剪力與彎矩計算表樓層AB跨梁端剪力BC跨梁端剪力CD跨梁端剪力LM左M右VELM左M右VELM左M右VE78.245.0345.0310.9////////68.289.24114.3824.88.2114.3891.8625.28.291.8644.2116.658.2104.23205.0837.78.2205.08205.0850.08.2205.08104.2337.748.2178.92228.149.68.2228.1228.155.68.2228.1178.9249.638.2236.79221.5755.98.2221.57221.5754.08.2221.57236.7955.928.2252.5236.3259.68.2236.32236.3257.68.2236.32252.559.618.2299.82282.6771.08.2282.67282.6768.98.2282.67299.8271.0表3-13柱軸力計算表樓層A柱B柱C柱D柱710.9810.98//635.8111.300.328.56573.5323.612.6220.864123.1729.5918.6126.853179.0731.4520.4728.712238.6833.4222.4430.681309.7235.5224.5432.78圖3-4水平地震作用下的彎矩圖圖3-5水平地震作用下的軸力圖3.3標準層板、次梁的結構計算3.3.1板的結構計算(一)結構布置梁、板結構布置及構造尺寸如圖所示。圖3-6梁、板結構布置圖(二)單向板計算選取有代表意義的板B1，運用彈性理論進行計算。板的l2/l1＝8200/3400＝2.41，按單向板設計，增加縱向構造配筋。板的厚度取h＝120mm，次梁的截面尺寸為：b×h＝300mm×7圖3-7（a）板平面示意圖（b）板計算簡圖材料選用：C30混凝土：fc＝14.3N/mm2；ft＝1.43N/mm2鋼筋：HPB235：fy＝210N/mm2；f‘y＝210N/mm21.荷載恒荷載標準值1m板寬恒荷載標準值gk=4.34kN/m活荷載標準值1m板寬活荷載標準值qk=2.0kN/m1m板寬恒荷載設計值g=1.20×4.34=5.21kN/m1m板寬活荷載設計值q=1.3×2.0=2.6kN/m1m板寬活全部荷載設計值p=g+q=5.21+2.6=7.81kN/m2.內力計算跨度l0＝3.4－＋＝3.31mb＝1000mm，h＝120mm，h0＝120－20＝100mm，a1M支座＝－1/12×7.81×3.312＝－7.13kN·mM跨中＝0.042×7.81×3.312＝3.59kN·m計算公式如下：（5-1）（5-2）（5-3）表3-14板正截面受彎計算表層次標準層截面跨中支座M（KN·m）3.59-7.13as0.0250.05ξ0.02530.051As（mm2）172.3347.3選配鋼筋φ8@200φ8@125實配面積（mm2）251402板的最小配筋面積為：As＝bh0ρmin＝1000×100×0.2％＝200滿足要求長邊按構造配筋，選φ8@200選取B5計算M支座＝－1/12×7.81×（2-0.3）2＝－1.88kN·mM跨中＝0.042×7.81×1.72＝0.95kN·m跨中鋼筋取φ8@200，實配面積251mm2；支座鋼筋取φ8@200，實配面積251mm長邊按構造配筋，選φ8@200選取B12計算M支座＝－1/12×7.81×（4.1-0.3）2＝－9.40kN·mM跨中＝0.042×7.81×3.8＝4.74kN·m跨中鋼筋取φ8@200，實配面積251mm2；支座鋼筋取φ8@125，實配面積402長邊按構造配筋，選φ8@200選取B8計算M支座＝－1/12×7.81×（4.8-0.3）2＝－13.18kN·mM跨中＝0.042×7.81×4.52＝6.64kN·m跨中鋼筋取φ8@200，實配面積251mm2；支座鋼筋取φ8@125，實配面積402mm長邊按構造配筋，選φ8@200選取B9計算M支座＝－1/12×7.81×（3.4-0.3）2＝－6.25kN·mM跨中＝0.042×7.81×3.12＝3.15kN·m跨中鋼筋取φ8@200，實配面積251mm2；支座鋼筋取φ8@125，實配面積402長邊按構造配筋，選φ8@200(三)雙向板計算選取B2計算l01/lO2=4.8/8.2=0.59M1=(0.0367+0.2×0.0076)(g+q/2)l012+(0.082+0.2×0.0242)l012=0.0382×6.51×4.82+0.0868×1.3×4.82=8.33kN·m/mM2=(0.0076+0.2×0.0367)(g+q/2)l012+(0.0242+0.2×0.082)l012=0.0149×6.51×4.82+0.0407×1.3×4.82=3.45kN·m/mM1’=M1”=-0.0793(g+q)l012=-0.0793×7.81×4.82=-14.27kNM2’=M2”=-0.0571(g+q)l012=-0.0571×7.81×4.82=-10.27kN選取B11計算l01/lO2=4.8/8.2=0.59M1=(0.0384+0.2×0.0059)(g+q/2)l012+(0.082+0.2×0.0242)l012=0.0396×6.51×4.82+0.0868×1.3×4.82=8.54kN·m/mM2=(0.0059+0.2×0.0384)(g+q/2)l012+(0.0242+0.2×0.082)l012=0.0136×6.51×4.82+0.0407×1.3×4.82=3.26kN·m/mM1’=M1”=-0.0814(g+q)l012=-0.0814×7.81×4.82=-14.65kNM2’=M2”=-0.0571(g+q)l012=-0.0571×7.81×4.82=-10.27kN選取B3計算l01/lO2=4.1/8.2=0.5M1=(0.0385+0.2×0.0056)(g+q/2)l012+(0.0965+0.2×0.0174)l012=0.0396×6.51×4.12+0.1×1.3×4.12=6.52kN·m/mM2=(0.0056+0.2×0.0385)(g+q/2)l012+(0.0174+0.2×0.0965)l012=0.0133×6.51×4.12+0.0367×1.3×4.12=2.26kN·m/mM1’=M1”=-0.0829(g+q)l012=-0.0829×7.81×4.12=-10.88kNM2’=M2”=-0.0570(g+q)l012=-0.0570×7.81×4.12=-7.48kN選取B10計算l01/lO2=4.1/8.2=0.5M1=(0.0408+0.2×0.0028)(g+q/2)l012+(0.0965+0.2×0.0174)l012=0.0414×6.51×4.12+0.1×1.3×4.12=5.33kN·m/mM2=(0.0028+0.2×0.0408)(g+q/2)l012+(0.0174+0.2×0.0965)l012=0.011×6.51×4.12+0.0367×1.3×4.12=2.01kN·m/mM1’=M1”=-0.0836(g+q)l012=-0.0836×7.81×4.12=-10.98kNM2’=M2”=-0.0569(g+q)l012=-0.0569×7.81×4.12=-7.47kN選取B4計算l01/lO2=4.1/6.2=0.7M1=(0.0350+0.2×0.0093)(g+q/2)l012+(0.0683+0.2×0.0296)l012=0.0369×6.51×4.12+0.0742×1.3×4.12=5.66kN·m/mM2=(0.0093+0.2×0.0350)(g+q/2)l012+(0.0296+0.2×0.0683)l012=0.0163×6.51×4.12+0.0433×1.3×4.12=2.73kN·m/mM1’=M1”=-0.0774(g+q)l012=-0.0774×7.81×4.12=-10.16kNM2’=M2”=-0.0572(g+q)l012=-0.0572×7.81×4.12=-7.51kN選取B13計算l01/lO2=4.1/6.2=0.7M1=(0.0426+0.2×0.0172)(g+q/2)l012+(0.0683+0.2×0.0296)l012=0.0460×6.51×4.12+0.0742×1.3×4.12=6.66kN·m/mM2=(0.0172+0.2×0.0426)(g+q/2)l012+(0.0296+0.2×0.0683)l012=0.0257×6.51×4.12+0.0433×1.3×4.12=3.76kN·m/mM1’=M1”=-0.0992(g+q)l012=-0.0992×7.81×4.12=-13.02kNM2’=M2”=-0.0770(g+q)l012=-0.0770×7.81×4.12=-10.11kN選取B6計算l01/lO2=3.6/4.8=0.75M1=(0.0296+0.2×0.0130)(g+q/2)l012+(0.0620+0.2×0.0317)l012=0.0322×6.51×3.62+0.0683×1.3×3.62=3.87kN·m/mM2=(0.0130+0.2×0.0296)(g+q/2)l012+(0.0317+0.2×0.0620)l012=0.0189×6.51×3.62+0.0441×1.3×3.62=2.34kN·m/mM1’=M1”=-0.0701(g+q)l012=-0.0701×7.81×3.62=-7.10kNM2’=M2”=-0.0565(g+q)l012=-0.0565×7.81×3.62=-5.72kN選取B7計算l01/lO2=2.4/4.6=0.55M1=(0.0398+0.2×0.0042)(g+q/2)l012+(0.0892+0.2×0.0210)l012=0.0406×6.51×2.42+0.0934×1.3×2.42=2.22kN·m/mM2=(0.0042+0.2×0.0398)(g+q/2)l012+(0.0210+0.2×0.0892)l012=0.0122×6.51×2.42+0.0388×1.3×2.42=0.75kN·m/mM1’=M1”=-0.0827(g+q)l012=-0.0827×7.81×2.42=-3.72kNM2’=M2”=-0.0570(g+q)l012=-0.0570×7.81×2.42=-2.56kN板的配筋計算l01方向的跨中截面的h01=120-20=100mmlO2方向的跨中截面h02=120-20=100mm支座截面h0=120-20=100mmrs=0.95As=M/0.95h0fy表3-15按彈性理論計算配筋(雙向板)類別截面方向h0MAs配筋實配B2板跨中l01方向1008.33418φ12@200565lO2方向1003.45123φ8@200251支座l01方向100-14.27715φ12@150754lO2方向100-10.27515φ12@200565B3板跨中l01方向1006.52327φ8@150335lO2方向1002.26113φ8@200251支座l01方向100-10.88545φ12@200565lO2方向100-7.48375φ8@125402B4板跨中l01方向1005.66284φ8@150335lO2方向1002.73137φ8@200251支座l01方向100-10.16509φ10@150523lO2方向100-7.51376φ10@200393簡支1000構造φ8@200251B6板跨中l01方向1003.87194φ8@200251lO2方向1002.34117φ8@200251支座l01方向100-7.10356φ10@200393lO2方向100-5.72287φ8@150335B7板跨中l01方向1002.22111φ8@200251lO2方向1000.7538φ8@200251支座l01方向100-3.72186φ8@200251lO2方向100-2.56128φ8@200251簡支1000構造φ8@200251B10板跨中l01方向1005.33267φ8@200251lO2方向1002.01101φ8@200251支座l01方向100-10.98550φ12@200565lO2方向100-7.47374φ8@125402簡支1000構造φ8@200251B11板跨中l01方向1008.54428φ8@100503lO2方向1003.26163φ8@200251支座l01方向100-14.65734φ12@150754lO2方向100-10.27515φ10@150523簡支1000構造φ8@200251B13板跨中l01方向1006.66334φ8@150335lO2方向1003.76188φ8@200251支座l01方向100-13.02653φ12@150754簡支1000構造φ8@200251lO2方向100-10.11507φ10@150523簡支1000構造φ8@200251表3-15相聯板的支座計算表截面第一塊板支座配筋第二塊板支座配筋最后配筋B2-B4φ12@150φ10@150φ12@150B2-B12φ12@150φ8@125φ12@150B2-B3φ12@150φ12@200φ12@150B2-B11φ12@200φ10@150φ12@200B3-B5φ12@200φ8@200φ12@200B3-B10φ8@125φ8@125φ8@125B4-B5φ10@200φ8@200φ10@200B4-B6φ10@150φ10@200φ10@150B4-B12φ10@150φ8@125φ10@150B4-B13φ10@150φ12@150φ12@150B5-B6φ10@200φ8@150φ10@200B6-B7φ10@200φ8@200φ10@200B6-B10φ8@150φ12@200φ12@200B7-B10φ8@200φ12@200φ12@200B8-B2φ8@125φ12@200φ12@200B8-B9φ8@125φ8@125φ8@125B1-B2φ8@125φ12@150φ12@150B1-B11φ8@125φ10@150φ10@150B10-B11φ12@200φ12@150φ12@150B12-B13φ8@125φ10@150φ10@1503.3.2次梁的結構計算次梁按考慮塑性內力重分布方法計算選取中間次梁L1進行計算圖3-8次梁計算簡圖（一）荷載計算1.荷載標準值恒荷載標準值由板傳來恒荷載4.34×1.83×2=15.88kN/m次梁自重(加抹灰)26×0.3×(0.7-0.12)=4.52kN/mgk=20.4kN/m活荷載標準值qk=2.0×1.83×2=7.32kN/m2.荷載設計值恒荷載設計值g=1.2×20.4=24.48kN/m活荷載設計值q=1.3×7.32=9.52kN/m全部荷載設計值p=g+q=34.0kN/m（二）內力計算次梁在墻上的支承長度a=100mm,主梁截面尺寸b×h=400mm×800mm邊跨凈長度ln1=8200-400/2=8000mm計算跨度l01=8000+100/2=8050mm<1.025ln=1.025×8000=8200mm取l01=8050mm中間跨凈跨度ln2=8200-400=7800mm計算跨度l02=ln2=7800mm跨度差(8050-7800)/7800=3.2%<10%故次梁可按等跨連續梁計算1.次梁的彎距計算表3-16次梁的各跨跨中彎距設計值和各支座彎距設計值計算表截面位置邊跨跨中（I）離端第二支座（B）離端第二跨跨中（II）中間支座（C）彎跨系數ａmb1/11-1/111/16-1/14M/(KN.m)200.30-200.30129.29-147.75注:M=ａmbpl022.次梁的剪力計算表3-17次梁各支座剪力設計值計算表截面位置端支座(A)內側截面離端第二支座(B)中間支座(C)外側截面內側截面外側截面內側截面剪力系數ａvb0.450.600.550.55V/kN123.17164.22145.86145.86注:V=ａVbpln（三）配筋計算1.正截面承載力計算次梁跨中截面按T形截面計算,其翼緣寬度為邊跨