摘要根據宿舍樓設計標準和其它相關標準，以及設計要求和提供的地質資料，設計該框架結構宿舍樓。按照先建筑后結構，先整體布局后局部節點設計步驟設計。主要內容包括：設計資料、建筑設計總說明、建筑的平面、立面、剖面圖設計說明，以及其它局部的設計說明；結構平面布置及計算簡圖確定、荷載計算、內力計算、內力組合、主梁截面設計和配筋計算、框架柱截面設計和配筋計算、次梁截面設計配筋計算、樓板和屋面設計、樓梯設計，根底設計等。其中附有風荷載作用下的框架彎矩、剪力和軸力圖；恒荷載和活荷載作用下的框架彎矩、剪力和軸力圖以及梁柱的內力組合表。關鍵詞：框架；現澆鋼筋混凝土結構；內力組合。目錄15204摘要123996目錄122109緒論314000建筑設計理念及設計依據515235設計理念5282441設計資料6148381.1建設工程名稱：海南省三亞市匯潤花園公寓樓設計6294411.2建設地點：海南省三亞市6234161.3建筑類別：Ⅱ類6289281.4設計資料：6262581.5建筑資料：6149842結構選型7233162.1構體系選型：7135302.2屋面結構：78222.3樓面結構：769802.4樓梯結構:7182172.5墻體結構：8120302.6結構布置876492.7框架計算簡圖及梁柱線剛度9254163荷載選擇和計算1234053.1工程做法：12202833.2設計內容：13321103.3恒荷載標準值計算：13151223.4活荷載標準值計算15191313.5風荷載計算 19148733.6風荷載作用下的位移驗算 20228445內力計算22165925.1恒荷載作用下內力計算2274705.2活荷載作用下內力計算：31288325.3風荷載作用下的內力計算39300085.4梁端剪力、彎矩及柱軸力計算4212756.內力組合46269166.1控制截面及不利內力47165276.2計算結果47174187截面設計5271887.1框架梁的配筋計算52116357.2框架柱的配筋計算 5497718樓梯設計58218248.1樓梯概況5889968.2樓梯板設計 5896618.3平臺板計算 5982118.4平臺梁設計 605599致謝621157參考文獻63緒論畢業設計是大學本科教育培養目標實現的重要階段，是畢業前的綜合學習階段,是深化、拓寬、綜合教和學的重要過程,是對大學期間所學專業知識的全面總結。本人畢業設計題目為——海南省三亞市瓊州學院宿舍樓設計。在畢設前期，我溫習了《結構力學》、《鋼筋混凝土設計》、《建筑結構抗震設計》等書籍，并借閱了《抗震標準》、《混凝土標準》、《荷載標準》《住宅建筑標準》等標準。在畢設中期，我們通過所學的根本理論、專業知識和根本技能進行建筑、結構設計。在畢設后期，主要進行設計手稿的電腦輸入，并得到老師的審批和指正，使我圓滿的完成了任務，在此表示衷心的感謝。畢業設計的三個月里，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，加深了對新標準、規程、手冊等相關內容的理解。穩固了專業知識、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、天正、PKPM等繪圖軟件，以上所有這些從不同方面到達了畢業設計的目的與要求。框架結構設計的計算工作量很大，在計算過程中以手算為主，輔以一些計算軟件的校正。由于自己水平有限，難免有不妥和疏忽之處，敬請老師批評指正。建筑設計理念及設計依據設計理念宿舍樓是為人們休息提供最為良好環境的建筑。縱觀宿舍樓建筑的開展歷史，無不表達著人類文化、文明的歷史進程和時代特征。宿舍樓建筑設計同設計其他類型建筑一樣有許多共同點，也有許多不同的特點和要求。隨著時代的開展，宿舍樓的內容和形式都在不斷發生變化。因此，我對宿舍樓的設計過程和設計方法進行了詳細研究，經過一番思考，我認為本設計應該具有以下特點：〔1〕彈性。從設計、結構到效勞功能都應做到全面性，以適應時空的變化。〔2〕緊湊性。臥室以及其它輔助用房的空間布置要做到緊湊合理。〔3〕易接近性。從樓外到樓內，從入口到各個部門，要規劃得合理，要設計一個良好的導引系統。〔4〕可擴展性。在未來擴展時可靈活延伸，將損失減小到低程度。〔5〕舒適性。在環境、通風、溫濕度、光線等方面要柔和、協調，盡量借用外部的自然環境。〔6〕環境的穩定性。〔7〕平安性。建筑平安防護措施做到不僅滿足標準要求而且更加人性化。〔8〕經濟性。把建設和維護一座公寓樓所需要的經費和人員控制在最低限度。在整個設計過程中，我本著“平安，適用，經濟，美觀”的原那么，在滿足設計任務書提出的功能要求前提下，完成了建筑設計這一環節，合理的選擇框架，并為以后的結構設計打下了良好的根底。1設計資料1.1建設工程名稱：某學院宿舍樓設計1.2建設地點：某市1.3建筑類別：Ⅱ類1.4設計資料：工程地質條件：建筑場地持力層屬粉質粘土，地基承載力特征值130kN/m2；抗震設防：6度；設計地震分組：第一組；設計根本地震加速度：0.05g；防火等級：二級；建筑物類型：丙類；根本風壓：W0=0.85kN/m2；8〕氣象條件：詳見三亞市氣象報告，年平均溫度：25.4oC；氣溫最高為7月，平均28.4oC；氣溫最低為1月，平均21oC9〕樓面活荷：宿舍：2.0kN/m2；走道：2.5kN/m2；樓梯：3.5kN/m2；上人屋面活載：2.0kN/m2；10〕場地類別：Ⅱ類；11〕地基處理及根底方案：獨立根底地基；1.5建筑資料：1.建筑物為五層，建筑高度為18.15米，底層高3.75米，其余層高3.3米，室內外高差0.45米。2結構選型2.1構體系選型：采用鋼筋混凝土現澆框架結構體系。2.2屋面結構：采用現澆鋼筋混凝土肋型屋蓋，采用剛性防水屋面，板厚120㎜。2.3樓面結構：全部采用現澆鋼筋混凝肋形樓蓋，板厚120㎜。砼強度為C30，鋼筋采用HPB400，樓面活荷載2.0KN/m2.2.4樓梯結構:采用現澆鋼筋混凝土板式樓梯。2.5墻體結構：墻體采用240厚的普通磚。由于宿舍樓以住宅為主，所以對住宅進行結構計算。2.6結構布置本框架結構設計結合建筑的平面﹑立面和剖面布置情況，結構平面布置如圖2-1；圖2-1結構平面布置圖本工程結構方案經過分析比擬，采用純框架結構體系。框架的計算簡圖用梁、柱的軸線表示，梁、柱的軸線分別取各自的形心線。框架的計算單元如圖2-2所示。圖2-2框架計算單元豎向荷載的傳力途徑：樓板的均布活載和恒載經次梁間接或直接傳至主梁，再由主梁傳至框架柱，最后傳至地基。根據以上樓蓋的平面布置及豎向荷載的傳力途徑，本辦公樓框架的承重方案為縱橫向框架承重方案，本建筑平面除走廊板區格為單向板外，其余均為雙向板。雙向板的板厚h≥l/40(l為雙向板的短向計算跨度)，h=7500/40=187.5mm,考慮到板的撓度及裂縫寬度的限制因素，本建筑樓面板和屋面板的厚度均取120mm。本建筑的材料選用如下：混凝土：C30〔fc=14.3MPa，Ec=3.0×107kN/m2〕；鋼筋：縱向受力筋采用HRB400級鋼筋，其余也均采用HRB400級鋼筋；墻體：普通磚；窗：塑鋼玻璃窗；門：木門、玻璃門；2.7框架計算簡圖及梁柱線剛度本結構是三維空間的。但由于建筑結構的質量、剛度都比擬均勻，應選用一榀框架進行計算與配筋，其余框架可參照此框架進行配筋。現以⑥軸線為例進行計算。〔1〕梁柱截面尺寸估算：框架梁：h=(1/8~1/12)l=(1/8~1/12)×7800=975mm~650mm，取h=800mm，b=(1/3~1/2)h=(1/3~1/2)×800=267mm~400mm，取b=300mm；框架柱：建筑總高度按18.15m算，小于30m的現澆框架結構，設防烈度6度不用考慮地震作用，最大軸壓比。采用C30混凝土，查得，假定每平方米荷載為14.3kN/m2，那么柱子最大軸壓力：N=1.25×14.3×7.8×(7/2)×3.6=1756.76kN，那么柱子軸壓比：即，取柱子截面形狀為正方形，即b=h376.5mm；為了簡化施工，各柱截面從底層到頂層不改變，即取柱子尺寸為500mm×500mm。〔2〕確定框架計算簡圖：假定框架柱嵌固與根底頂面，框架梁與柱剛接。由于各層柱截面尺寸都不變，故梁跨取柱截面形心線間距離。底層柱高從根底頂面算至二層樓面。根據地質資料，取室內外高差為0.45m，根底頂面至室外地坪取為0.55m，因此框架底層計算高度為=3.3+0.45＋0.55=4.3m，為了簡化計算，其它各層取=H=3.3m。由此框架的計算簡圖如圖2-3所示。〔3〕框架梁柱的線剛度計算：混凝土C30，，現澆框架結構梁慣性矩，對于現澆樓板，考慮樓板的約束，邊框架梁取，中框架梁取，線剛度；左跨梁：，中跨梁：，右跨梁：；A~C、F~H軸底層柱：，A~C、F~H軸其余層柱：，令2-5層柱線剛度為1.0，那么其余各桿件的相對線剛度為：，，；框架梁柱的相對線剛度如圖2-3所示，作為計算各節點桿端彎矩分配系數的依據。圖2-3框架計算簡圖及梁柱相對線剛度3荷載選擇和計算3.1工程做法：〔1〕屋面〔不上人〕找平層：15厚水泥砂漿防水層：〔剛性〕40厚C20細石混凝土防水防水層：〔柔性〕SBS防水卷材2層找平層：15厚水泥砂漿找坡層：40厚水泥石灰焦渣砂漿0.3%找平結構層：120厚現澆鋼筋混凝土板抹灰層：10厚混合砂漿各層走廊樓面、標準層樓面水磨石地面10mm面層水磨石地面20mm水泥砂漿打底水磨石地面素水泥漿結合層一道結構層：120厚現澆鋼筋混凝土板抹灰層：10厚混合砂漿外墻墻體均為240mm厚墻水刷石外墻面 水泥粉刷內墻面內墻墻體均為240mm厚墻水泥粉刷墻面女兒墻墻體為240mm厚墻水刷石外墻面 水泥粉刷內墻面3.2設計內容：(1)樓板厚度：〔采用雙向板〕H≧l/50取h=120mm。(2)梁的計算跨度梁的跨度：取軸線間距，即KL1梁為7.5m,KL2梁為2.4m。(3)柱高度底層柱子高h=3.3m+0.45m+0.55m=4.3m，其中3.3m為層高，0.45m為室內外高差，0.55m為根底頂面至室外地坪的高度。其他層柱高等于層高即為3.3m。由此得框架計算簡圖，見圖2-3。3.3恒荷載標準值計算：〔1〕屋面〔上人〕15厚水泥砂漿0.015×20=0.30kN/m240厚C20細石混凝土防水1.0kN/m2SBS防水卷材2層0.4kN/m215厚水泥砂漿0.015×20=0.30kN/m240厚水泥石灰焦渣砂漿0.3%找平0.04×14=0.56kN/m2120厚現澆鋼筋混凝土板0.12m×25KN/m3=3.0kN/m2抹灰層：10厚混合砂漿 0.01m×17KN/m3=0.17kN/m2合計 5.33kN/m2(2)各層走廊樓面、標準層樓面水磨石地面10mm面層0.65kN/m220mm水泥砂漿打底0.02×20=0.40kN/m2素水泥漿結合層一道0.65kN/m2結構層：120厚現澆鋼筋混凝土板0.12m×25KN/m3=3.0kN/m2抹灰層：10厚混合砂漿 0.01m×17KN/m3=0.17kN/m2合計4.87kN/m2(3)梁自重(b×h=300mm×800mm)自重25×0.3×(0.8-0.12)=5.1kN/m10厚混合砂漿 0.01×[(0.8-0.12)×2+0.3]×17=0.28kN/m合計 5.38kN/m(4)柱自重(b×h=500mm×500mm)自重25×0.5×0.5=9kN/m10厚混合砂漿 0.01×(0.5×4-0.24×3)×17=0.29kN/m合計 9.29kN/m(5)外墻自重2~5層：外墻 〔3.3-1.8-0.8〕×0.24×18=3.024kN/m塑鋼窗 0.35×1.8=0.63kN/m水刷石外墻面 (3.3-1.8)×0.5=0.75kN/m水泥粉刷內墻面 (3.3-1.8)×0.36=0.54kN/m合計 4.94kN/m底層：外墻 (4.3-1.8-0.8-0.45)×0.24×18=7.78kN/m塑鋼窗 0.35×1.8=0.63kN/m水刷石外墻面 (4.85-1.8-0.45)×0.5=1.3kN/m水泥粉刷內墻面 (4.3-1.8-0.45)×0.36=0.936kN/m合計 10.65kN/m(6)內墻自重2~5層：內墻 (3.3-0.8)×0.24×18=10.8kN/m水泥粉刷內墻面 (3.3-1.8)×0.36×2=1.08kN/m合計 11.16kN/m底層：內墻 (4.3-0.8-0.45)×0.24×18=15.552kN/m水泥粉刷內墻面 (4.3-0.8-0.45)×0.36×2=2.592kN/m合計 18.144kN/m(7)女兒墻自重：自重1.2×0.24×18=5.184kN/m水刷石外墻面 1.2×0.5=0.6kN/m水泥粉刷內墻面 1.2×0.36=0.432kN/m合計 6.216kN/m3.4活荷載標準值計算1、屋面和樓面活荷載標準值上人屋面2.0kN/m2走廊3.5kN/m2 樓梯3.5kN/m2宿舍2.0kN/m22、豎向荷載下框架受荷載總圖：確定板傳遞給梁的荷載時,一個區格板一個區格板地考慮。確定每個區格板的荷載傳遞時,先區分板是單向板還是雙向板。假設為單向板,沿板的短跨方向作中線,將板上的荷載平均分給兩長邊的梁；假設為雙向板計算，從四角出45o平分線，區格板被分為四個小塊，每小塊荷載傳給與之相鄰的的梁，見板傳荷示意圖2-2。板傳至梁上的三角形或梯形荷載等效為均布荷載。〔1〕A~B軸間框架梁：屋面板荷載：板傳至梁上的三角形和梯形荷載等效為均布荷載恒載：活載：樓面板荷載：恒載：活載：梁自重標準值：5.38kN/mA~B軸間框架梁均布荷載為：屋面梁：恒載：梁自重+板傳荷載=5.38kN/m+24.94kN/m=30.32kN/m活載：板傳荷載=9.36kN/m樓面梁：恒載：梁自重+板傳荷載+內墻自重=5.38kN/m+22.78kN/m+11.16kN/m=39.32kN/m活載：板傳荷載=9.36kN/m〔2〕B~C軸間框架梁：屋面板荷載：恒載：kN/m活載：kN/m樓面板荷載：恒載：kN/m活載：kN/m梁自重標準值：5.38kN/mB~C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=kN/m樓面梁：恒載=梁自重+板傳荷載+墻自重=5.38kN/m+11.69kN/m+11.16kN/m=28.23kN/m活載=板傳荷載=kN/m〔3〕C~D軸間框架梁：(完全同A~B軸間框架梁)〔4〕A軸柱縱向集中荷載的計算：頂層柱：女兒墻自重:6.216kN/m頂層柱恒載=女兒墻自重+梁自重+板傳荷載=頂層柱活載=板傳活載=標準層：標準層柱恒載=墻自重+梁自重+板傳荷載=標準層活載=板傳活載=〔5〕B軸柱縱向集中荷載的計算：頂層柱恒載=梁自重+板傳荷載=頂層柱活載=板傳活=標準層柱恒載=內縱墻自重+梁自重+板傳荷載=標準層柱活載=板傳活載=〔6〕C軸柱縱向集中荷載的計算(同B軸柱縱向集中荷載的計算)；〔7〕D軸柱縱向集中荷載的計算(同A軸柱縱向集中荷載的計算)；恒荷載和活荷載作用下的框架受荷載圖如圖4-4、圖4-5所示。圖4-4恒荷載作用下框架受荷載圖(kN)圖4-5活荷載作用下框架受荷載圖(kN)3.5風荷載計算式中——根本風壓,=0.85KN/m2；——風載體型系數，根據建筑物體型查得=1.3；——風壓高度變化系數，本工程所在地城市，地面粗糙度為B類；——風振系數,因結構高度H=18.15m<30m,可取=1.0；——下層柱高，底層柱高自室外自然地面算起；——上層柱高；對頂層為女兒墻高度的2倍；B——迎風面的寬度，B=7.8m。計算過程見表4.1。表4.1集中風荷載標準值離地高度z/m/(KN/m2)/m/m/KN17.51.201.001.300.853.30017.0714.21.121.001.300.853.303.3031.8610.91.031.001.300.853.303.3029.307.61.01.001.300.853.303.3028.444.31.01.001.300.854.303.6534.263.6風荷載作用下的位移驗算1.側移剛度D見表4.2和表4.3，由于左右對稱只算A、B柱。2.風荷載作用下框架側移計算水平荷載作用下框架的層間側移可按下式計算Δuj=Vj/∑Dij式中Vj—第j層的總剪力；∑Dij—第j層所有柱的抗側剛度之和；Δuj—第j層層間側移。表4.2橫向2-5層D值計算構件名稱=∑ib/2icc=/2+D=cic12/h2A(D)軸柱7.68×104/〔2×4.73×104〕=0.8120.28915063B(C)軸柱2×〔7.68×104+32×104/〔2×4.73×104〕=8.390.80842113∑D=15063×2+42113×2=114352表4.3橫向底層D值計算構件名稱=∑ib/icc=/2+D=cic12/h2A/D軸柱7.68×104/(2×3.63×104〕=1.060.51012015B/C軸柱2×〔7.68×104+32×104〕/(2×3.63×104〕=10.930.88420826∑D=12015×2+20826×2=65682第一層的層間側移值求出以后，就可以近似計算各樓板標高處的側移值，各層樓板標高處的側移值是該層以下各層層間側移之和。頂點側移是所有各層層間側移之和。j層側移：uj=Δuj〔j從1加到j〕頂點側移u=Δuj〔j從1加到n〕框架在風荷載作用下側移的計算見表4.4。表4.4風荷載作用下框架側移計算層次Wj/kNVj/kN∑D/(kN/m)Δuj/mΔuj/h517.0717.071143520.000154.5×431.8648.931143520.00043329.3078.231143520.00068228.44106.671143520.00093134.26140.93656820.0021u=ΣΔuj=0.0042m側移驗算：層間側移最大值＜1/550〔滿足要求〕5內力計算5.1恒荷載作用下內力計算①恒載標準值在屋面處引起的固端彎矩：(半邊結構)頂層:邊跨(A~B)梁：；中跨(B~C)梁：；其他層:邊跨梁：；中跨梁：；〔梁端彎矩以繞桿端順時針為正，反之為負〕②彎矩二次分配法：方法：首先將框架節點分配系數填在相應方框內，將梁的固端彎矩填寫在框架橫梁相應位置上，然后將節點放松，把各節點不平衡彎矩同時進行分配。假定遠端固定進行傳遞〔不向滑動端傳遞〕，右〔左〕梁分配彎矩向左〔右〕梁傳遞，上〔下〕分配彎矩向下〔上〕柱傳遞〔傳遞系數均為0.5〕。第一次分配彎矩傳遞后，再進行第二次彎矩分配。考慮梁端彎矩調幅原因：考慮鋼筋混凝土框架塑性內力重分布，可適當降低梁端彎矩，進行調調幅，以減少負彎矩鋼筋的擁護現象，對于現澆框架調幅系數，可將調幅后的梁端彎矩疊加簡支梁的彎矩，那么得到梁的跨中彎矩。這里取。，其中：、、為調幅前梁跨中、左端、右端的彎矩值；、、為調幅后梁跨中、左端、右端的彎矩值。恒載作用橫向框架的彎矩二次分配法具體過程如圖5-1所示：〔因為框架結構對稱，荷載對稱，故取下列圖半邊結構計算〕圖5-1恒載作用橫向框架的彎矩二次分配法(〕③恒載標準值引起的內力〔見表5.1、表5.2、表5.3、表5.4〕：表5.1恒載標準值下AB〔CD〕跨梁端剪力計算層次530.327.5113.7-16.18129.8897.52439.327.5147.45-14.93162.38132.52339.327.5147.45-14.93162.38132.52239.327.5147.45-14.93162.38132.52139.327.5147.45-15.60163.05131.85注：M采用調幅前的數值。表5.2恒載標準值下BC跨梁端剪力計算層次518.172.421.80021.8021.80428.232.433.88033.8833.88328.232.433.88033.8833.88228.232.433.88033.8833.88128.232.433.88033.8833.88注：M采用調幅前的數值。表5.3恒載標準值下邊柱軸力、剪力計算層次截面橫梁傳剪力柱恒載柱重邊柱軸力邊柱剪力51—1129.88237.5830.66367.46367.4631.562—2398.12398.1243—3162.38216.5830.66378.96777.0830.704—4113.0530.66409.62807.7435—5162.38216.5830.66378.961186.730.706—6113.05216.5830.66409.621217.3630.7027—7162.38216.5830.66378.961596.3230.708—8113.05216.5831.58409.621626.9822.8119—9163.05216.5839.95379.632006.6115.7310—1046.47419.582046.56表5.4恒載標準值下中柱軸力、剪力計算層次截面右橫梁傳剪力左橫梁傳剪力柱恒載柱重中柱軸力中柱剪力51—121.8021.80165.5530.66209.15209.155.462—230.66239.81239.8143—333.8833.88162.5430.66230.14469.955.644—430.66260.8500.6135—533.8833.88162.5430.66230.14730.755.646—6162.54260.8761.415.6427—733.8833.88162.5430.66230.14991.555.648—8162.54260.81022.2119—933.8833.88162.5439.95230.141252.352.8510—1091.96270.091292.3說明：①假定外縱墻受力荷載完全由縱梁承受。②為本層荷載產生的軸力。恒載作用下框架彎矩圖、剪力與軸力圖如圖5-2、圖5-3所示：圖5-2恒載作用下框架彎矩標準值(kN﹒m〕圖5-3恒載作用下剪力與軸力圖〔kN〕5.2活荷載作用下內力計算：①活載標準值在屋面處引起的固端彎矩：頂層邊跨梁：；中跨(C~F)梁：;其他層邊跨梁：；中跨(C~F)梁：；〔梁端彎矩以繞桿端順時針為正，反之為負〕②彎矩二次分配法：具體方法同恒荷載作用時計算過程。活荷載作用橫向框架的彎矩二次分配法具體過程如圖5-4：〔因為框架結構對稱，荷載對稱，故取下列圖半邊結構計算〕圖5-4活載作用橫向框架的彎矩二次分配法(kN﹒m〕③活載標準值引起的內力〔見表5.5、表5.6、表5.7、表5.8〕：表5.5活載標準值下邊跨梁端剪力計算層次59.367.535.1-5.0140.1130.0949.367.535.1-3.5338.6331.5739.367.535.1-3.5338.6331.5729.367.535.1-3.5338.6331.5719.367.535.1-3.6938.7931.41注：M采用調幅前的數值。表5.6活載標準值下跨中梁端剪力計算層次562.47.207.27.2462.47.207.27.2362.47.207.27.2262.47.207.27.2162.47.207.27.2注：M采用調幅前的數值。表5.7活載標準值下邊柱軸力、剪力計算層次截面橫梁傳剪力柱活載柱軸力邊柱剪力51—140.1135.5975.775.78.662—275.775.743—338.634.943.53119.237.324—443.53119.2335—538.634.943.53162.767.326—64.94.543.53162.767.3227—738.634.943.53206.297.328—84.94.543.53206.296.2319—938.794.943.69249.983.7510—102.4443.69249.98表5.8活載標準值下中柱軸力、剪力計算層次截面橫梁傳剪力柱活載柱軸力中柱剪力51—17.247.3854.5854.581.502—254.5854.5843—37.225.5632.7687.341.394—432.7687.3435—57.225.5632.76120.11.396—625.5632.76120.11.3927—77.225.5632.76152.861.398—825.5632.76152.865.3219—97.225.5632.76185.620.4210—1017.9432.76185.62活荷載作用下框架彎矩圖、剪力圖、軸力圖如圖5-5、圖5-6：圖5-5活荷載作用下框架彎矩標準值(kN﹒m〕圖5-7活荷載作用下剪力與軸力圖〔kN〕5.3風荷載作用下的內力計算〔1〕風荷載設計值〔2〕用D值法列表計算框架內利力〔表5.9、表5.10、表5.11、表5.12〕①各柱剪力②求反彎點高度表5.9底層A柱1.060.5101201526.81B柱10.930.8842082646.47〔〕65682〔3〕反彎點高度，計算結果見表5.3。柱端彎矩：，計算結果見表5.4。層號柱號A柱0.8120.289150632.25B柱8.390.808421136.29A柱0.8120.289150636.59B柱8.390.8084211318.44A柱0.8120.2891506310.62B柱8.390.8084211329.70A柱0.8120.2891506314.43B柱8.390.8084211340.33〔〕114352表5.102~5層〔h=3.3m〕剪力V層數第5層〔〕柱號A柱0.8120.3061.00001.001.01B柱8.390.451.00001.001.49層數第4層〔〕A柱0.8120.401.001.001.001.32B柱8.390.501.001.001.001.65層數第3層〔〕A柱0.8120.451.001.001.001.49B柱8.390.501.001.001.001.65層數第2層〔〕A柱0.8120.501.001.001.001.65B柱8.390.501.001.001.001.65層數第1層〔〕A柱1.060.65－00.770002.80B柱10.930.55－00.770002.37表5.11反彎點高度表5.12風荷載作用下各層柱端彎矩計算層號A柱B柱53.32.251.012.275.156.291.499.3711.3843.36.591.328.7013.0518.441.6530.4330.4333.310.621.4915.8219.2229.701.6549.0149.0123.314.431.6523.8123.8140.331.6566.5466.5414.3026.812.8075.0740.2246.472.37110.1389.49注：表中。5.4梁端剪力、彎矩及柱軸力計算〔1〕梁端彎矩、剪力對于邊柱節點：對于中柱節點：計算結果見表5.13。表5.13風荷載作用下梁端彎矩、剪力及柱軸力計算層號AB梁BC梁柱軸力55.152.961.087.457.456.21－1.086.21417.3911.923.9122.7522.7518.96－4.9925.17330.1819.396.6136.9336.9330.74－11.655.91248.0734.7911.0558.8958.8949－22.65104.91169.0649.5615.8180.0980.0966.74－38.46171.65注：表中。風荷載〔左風〕作用下的彎矩圖、剪力圖及軸力圖如圖5-8、圖5-9及圖5-10所示。圖5-8風荷載〔左風〕作用下的彎矩圖圖5-10風荷載〔左風〕作用下的剪力圖圖5-11風荷載〔左風〕作用下的軸力圖6.內力組合荷載組合簡化如下：(1)恒荷載+活荷載；〔2〕恒荷載+風荷載；〔3〕恒荷載+活荷載+風荷載。6.1控制截面及不利內力框架梁控制截面及不利內力為：支座截面，，，跨中截面，。框架柱控制截面為每層上、下截面，每截面組合：及相應的及相應的及相應的。6.2計算結果框架梁內力計算及框架梁內力組合見表6.1、表6.2。框架柱內力計算及框架柱內力組合見表6.3、表6.4。 表6.1框架梁內力計算結果荷載類型層次AC跨BC跨恒荷載①5－42.884.29139.89129.8897.52－132.7377.01132.7321.8021.804－81.0758.68170.63162.38132.52－155.5792.26155.5733.8833.883－81.0758.68170.63162.38132.52－155.5792.26155.5733.8833.882－81.0758.68170.63162.38132.52－155.5792.26155.5733.8833.881－78.3358.76171.90163.05131.85－157.6992.35157.6933.8833.88活荷載②5－13.21－10.0343.2540.1130.09－41.0618.8241.067.27.24－19.33－5.8140.5438.6331.57－36.8215.8936.827.27.23－19.33－5.8140.5438.6331.57－36.8215.8936.827.27.22－19.33－5.8140.5438.6331.57－36.8215.8936.827.27.21－18.67－5.7340.8338.7931.41－37.315.0337.37.27.2風荷載③5±5.15±1.10±2.96±1.08±1.08±7.450±7.45±6.21±6.214±17.39±2.73±11.92±3.91±3.91±22.750±22.75±18.96±18.963±30.18±5.13±19.39±6.61±6.61±36.930±36.93±30.74±30.742±48.07±6.69±34.79±11.05±11.05±58.890±58.89±49±491±69.06±9.75±49.56±15.81±15.81±80.090±80.09±66.74±66.74表6.2框架梁內力組合組合規那么層次AB跨BC跨內力組合恒+活〔①+②〕5-56.0194.32183.14169.99127.61-173.7995.83173.7929294-100.464.49211.17201.01164.09-192.39108.15192.3941.0841.083-100.464.49211.17201.01164.09-192.39108.15192.3941.0841.082-100.464.49211.17201.01164.09-192.39108.15192.3941.0841.081-9764.49212.73201.84163.26-194.99107.38194.9941.0841.08恒+風〔①+③〕5-47.9585.39142.85130.9698.6-125.2877.01140.1828.0128.014-98.4661.41182.55166.29136.43-132.8292.26178.3252.8452.843-111.2563.81190.02168.99139.13-118.6492.26192.564.6264.622-129.1465.37205.42173.43143.57-96.6892.26214.4682.8882.881-147.3968.51221.46178.86147.66-77.692.35237.78100.62100.62恒+活+風【①+0.9〔②+③〕】5-59.32494.307181.479166.951125.573-176.38993.948176.38933.86933.8694-114.11866.366217.844200.666164.452-209.183106.561209.18357.42457.4243-125.62968.526224.567203.096166.882-221.945106.561221.94568.02668.0262-141.7369.93238.427207.092170.878-241.709106.561241.70984.4684.461-157.28772.692253.251212.19174.348-263.341105.877263.341100.426100.426表6.3框架柱內力計算結果荷載類型層次A柱B柱恒荷載①542.840.5331.56367.46398.126.967.455.46209.15239.81440.5340.5330.70777.08807.747.457.455.64469.95500.61340.5340.5330.701186.71217.367.457.455.64730.75761.41240.5342.2530.701596.321626.987.457.535.64991.551022.21136.0818.0415.732006.612046.566.543.272.851252.351292.3活荷載②513.219.668.6675.775.72.111.841.5054.5854.5849.669.667.32119.23119.231.841.841.3987.3487.3439.669.667.32162.76162.761.841.841.39120.1120.129.6610.077.32206.29206.291.841.861.39152.86152.8618.64.303.75249.98249.980.960.480.42185.62185.62風荷載③5±2.27±5.15±2.25±1.08±0.32±9.37±11.38±6.29±6.21±2.854±8.70±13.05±6.59±4.99±3.23±30.43±30.43±18.44±25.17±33.463±15.82±19.22±10.62±11.6±5.87±49.01±49.01±29.70±55.91±60.822±23.81±23.81±14.43±22.65±9.44±66.54±66.54±40.33±104.91±98.041±75.07±40.22±26.81±38.46±26.25±110.13±89.49±46.47±171.65±202.78表6.4框架柱內力組合組合規那么層次A柱B柱內力組合恒+活(①+②)556.0150.1940.22443.16473.829.079.296.96263.73294.39450.1950.1938.02896.31926.979.299.297.03557.29587.95350.1950.1938.021349.461380.129.299.297.03850.85881.51250.1952.3238.021802.611833.279.299.397.031144.411175.07144.6822.3419.482256.592296.547.53.753.271437.971477.92恒+風〔①+③〕545.0745.6833.81368.54398.4416.3318.8311.75215.36242.66449.2353.5837.29782.07810.9737.8837.8824.08495.12534.07356.3559.7541.321198.31223.2356.4656.4635.34786.66822.23264.3466.0645.131618.971636.4273.9974.0745.971096.461120.251111.1558.2642.542045.072072.81116.6792.7649.3214241495.08恒+活+風【①+0.9〔②+③〕】556.73253.85941.379436.562466.53817.29219.34812.471263.861291.497457.05460.96943.219888.878917.95436.49336.49323.487571.209609.33363.46266.52246.8461343.6241369.12753.21553.21533.621889.159924.238270.65372.74250.2751802.3661821.13768.99269.0943.1881223.5431248.021111.38358.10843.2342266.2062295.167106.52184.24345.0511573.8931641.86注：表中M以左側受拉為正，單位為kN·m，N以受壓為正，單位為kN。7截面設計根據橫粱控制截面內力設計值，利用受彎構件正截面承載力和斜截面承載力計算公式，算出所需縱筋及箍筋并進行配筋。根本數據：混凝土〔C30，〕；鋼筋HRB400〔〕；HRB400〔〕；。7.1框架梁的配筋計算〔僅以五層梁為例說明計算過程〕①正截面受彎承載力計算五層〔梁AB〕：由梁的內力組合表可知，2層中跨梁的右支座處彎矩最大，M=238.427。首先以頂層左邊跨梁為例，進行正截面受彎承載力計算。當梁下部受拉時，按T形截面設計；當梁上部受拉時，按矩形截面設計。〔a〕T形梁翼緣計算寬度確實定：按計算跨度考慮按梁凈距按翼緣高度因為，故翼緣寬度不受此項限制，取前兩者中的較小值。所以，。〔b〕計算類型的判定：，那么屬于第一類T型截面。〔c〕配筋計算：梁的截面尺寸為300mm×800mm，跨中截面彎矩M=94.307。下部實配222()，上部按構造要求配筋，實配218()。梁AB和梁BC各截面受彎承載力配筋計算見表7.1。表7.1框架梁正截面強度計算截面AAB跨B左B右BC跨M()157.28794.307212.19263.341108.150.00760.00450.01030.01280.0053574340778966400600480600600480配筋225225225225225實配面積981981981981981〔％〕0.410.410.410.410.41注：②斜截面受彎承載力計算以底層梁為例，來進行斜截面受剪承載力計算。整品框架梁的最大固端剪力為：。〔a〕驗算截面尺寸：跨高比:，屬一般梁。因混凝土強度等級小于C50，取。，截面符合條件。〔b〕驗算是否需要計算配置箍筋：，故應按構造要求配箍，那么箍筋為：8@350。框架梁〔底層〕斜截面受剪承載力配筋計算見表7.2。表7.2框架梁斜截面強度計算截面支座A支座B左支座B右212.19100.62100.426300×760300×760300×760815.1815.1815.1———加密區實配箍筋28@35028@35028@350加密區長度900900900截面支座A支座B左支座B右實配———非加密區實配箍筋210@350210@35028@150———0.0950.0950.09527.2框架柱的配筋計算①框架柱截面設計軸壓比驗算(B軸柱)底層柱:軸壓比:那么B軸柱滿足要求。a.正截面受彎承載力計算柱的同一截面分別承受正反彎矩,故采用對稱配筋B軸柱:一層:從柱的內力組合表可見,,為大偏心;選用M大N小的組合,最不利組合為:柱計算長度因為,所以按照構造配筋，柱一側的最小配筋率那么每側實配418，另兩側配構造筋218,垂直于彎矩作用平面的受壓載力按軸心受壓計算。b.斜截面受剪承載力計算B軸柱:一層:最不利內力組合:4加密區箍筋最大間距,箍筋最小直徑為8mm,所以加密區取復式箍48@100。柱上端加密區的長度取，取700mm，柱根取1400mm。非加密區取48@200其余層：最不組合內力組合因為4加密區箍筋最大間距,箍筋最小直徑為8mm,所以加密區取復式箍48@100。柱上端加密區的長度取，取600mm，柱根取1200mm非加密區取48@2008樓梯設計8.1樓梯概況本工程樓梯為現澆整體板式樓梯，踏步尺寸150mm×300mm，層高3300mm；采用混凝土強度等級C30，板采用HRB400級，梁縱筋采用HRB400級鋼筋；樓梯上均布活荷載標準值q=3.5kN/m2。8.2樓梯板設計〔1〕梯段板數據：板水平計算跨度：ln=3.0m，板傾斜角：tgα=150/300=0.5；α=26.6°；cosα=0.894；取1m寬板帶計算。確定板厚：板厚要求h=ln/30~ln/25=3000/30～3000/25=100～120=(100~120)mm，取板厚h=120mm。〔2〕荷載計算：1)恒載：20厚花崗石樓面(0.3+0.15)×0.02×15.4/0.3=0.5kN/m20厚水泥砂漿找平層(0.3+0.15)×0.02×20/0.3=0.6kN/m三角形踏步重1/2×0.3×0.15×25/0.3=1.88kN/m混凝土斜板0.12×25/0.894=3.36kN/m板底抹灰0.02×17/0.894=0.38kN/m恒荷載標準值6.72kN/m恒荷載設計值1.2×6.72=8.06kN/m；2)活荷載：活荷載標準值=3.5kN/m活荷載設計值=1.4×3.5=4.9kN/m；3)荷載總計：g＋q=8.06+4.9=12.96kN/m；〔3〕內力計算：跨中彎矩=1/10〔g＋q〕l2n=1/10×12.96×3.02=11.66kN/m；〔4〕配筋計算：板保護層厚度20mm，有效高度ho=120-20=100mm，=11.66×106/〔1.0×14.3×1000×1002〕=0.082，，，=11.66×106/〔0.957×360×100〕=338.4mm2，選配8@150(1000/150=6.7，取7根/m)，實配As=335mm2；另每級踏步下配一根8分布筋。8.3平臺板計算〔1〕確定板厚：取平臺板厚為80mm；取1m寬板帶計算。〔2〕荷載計算：1)恒載：20厚花崗石樓面0.02×15.4=0.3kN/m20厚水泥砂漿找平層0.02×20=0.4kN/m平臺板0.08×25=2.0kN/m板底抹灰0.02×17=0.34kN/m恒荷載標準值3.04kN/m恒荷載設計值1.2×3.04=3.65kN/m；2)活荷載：活荷載標準值=3.5kN/m，活荷載設計值=1.4×3.5=4.9kN/m；3)荷載總計：g＋q=3.65+4.9=8.55kN/m；〔3〕內力計算：跨中彎矩=1/10×〔g＋q〕l2n=1/10×8.55×1.82=2.77kN/m；〔4〕配筋計算：板保護層厚度20mm，有效高度ho=80-20=60mm，=2.77×106/〔1.0×14.3×1000×602〕=0.054，，，=2.77×106/〔0.97×360×60〕=132mm2，選配8@250(1000/250=4,取4根/m)，實有As=205mm2。8.4平臺梁設計〔1〕平臺梁截面：b×h=250mm×450mm；跨度l0=3.6m；又lo=1.05×(3.6-0.2)=3.57m；取較小值3.57m。〔2〕荷載計算：梯段板傳來11.56×3.0/2=17.34kN/m平臺板傳來7.15×(1.8/2)=6.44kN/m梁自重(除板局部)1.2×0.25×(0.45-0.08)×25=2.78kN/m梁粉刷1.2×0.02×(0.25+0.45×2-0.08×2)×17=0.404kN/m荷載設計值P=26.96kN/m；(3)內力計算：彎矩設計值M=1/8Pl2o=1/8×26.96×3.572=42.95kN·m，剪力