土木工程毕业设计计算书模板

2020-01-11 来源：独旅网

第1章建筑设计理念及设计依据

第1. 1节设计理念

教学建筑作为学校教育最为重要的硬件设施之一,其设计理念和功能对学校建设的影响十分显著。因此,如何设计教学建筑才能满足学校教育发展的要求,跟上时代的步伐,成为目前建筑设计中一个重要的课题。并且,建筑离不开环境的制约,在校园教学楼的建筑设计中,必须考虑整体校园环境对它的要求和影响。所以,其总体布局、建筑造型,空间组织、流线安排,甚至设备安装、家具布置、细节处理,都应充分考虑使用者的习惯与意愿,体现出人性化的设计理念

因此，我所设计的教学楼主要体现以下几点：1，安全。建筑的安全措施必须做到最好，必须按照规范要求来做，不能有一点将就。2，舒适。尽量营造一个好的外部环境，对于个人的学习生活也会起到感染的作用。3，经济。尽量降低费用，经济适用。4，紧凑。建筑之间做到紧凑合理

在整个设计过程中，我本着“安全，舒适，经济，紧凑美观”的原则，在满足设计任务书的前提下，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。

第1. 2 节工程概况

本教学楼一层建筑面积是17.8×60.4 ＝ 1075.12 m

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：保安室，大教室，小教室，自习教室等。

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：

表1.1 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 =0.35KN/m2

基本雪压：0.35KN/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。

第1. 3节设计依据

(1) 中国矿业大学徐海学院教学楼毕业设计（论文）任务书 (2) 中国矿业大学徐海学院教学楼毕业论文开题报告 (3) 相关建筑设计规范

(4) 设计过程参考中国矿业大学徐海学院相关教材

(5) 设计所需有关数据依据中国矿业大学徐海学院相关教材所提供数据

第2章建筑设计第2. 1节平面设计

该建筑物总长度为60.4m，总宽度为17.8m，共五层，总建筑面积为5375.6m2,主体结构采用现浇钢筋混凝框架结构。

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 6

房间名称大教室小教室教师休息室自习教室保安室洗手间

数量 49 6 4 2 1 5

单个面积 64.8 43.2 43.2 43.2 21.6 43.2

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。

教室采光面积比为大于1/6~1/8，走廊和楼梯间大于1/10。

1.81.8教室采光面积比为0.33，在范围之内

3.33.01.81.2楼梯间: 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使用人数的多少，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。

第2. 2节立面设计

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。

第2. 3节建筑剖面设计

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。

第2. 4节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－0.45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－0.45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) ．五层上人屋面做法：小瓷砖面层

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。

第3章截面尺寸初步估计第3. 1节柱截面设计

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

N  (3.1)

Afc式中 取0.8

fc取14.3×103 kN/m2

N=15×A （其中15为面荷载）

11×7.2＋×3.0）=230KN 22从而得到 N=15×3×（可得 A=

nN2305==0.101m2 =101000mm2 3fc0.814.310b=h=A=317mm. 取b=h=400mm.

第3. 2节梁的截面设计

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：

11框架梁： h1=（~）L

812 (3.2)

AB、CD跨: h1=

17200L==600mm 取h1=600mm 1212 BC跨：在AB和CD之间，考虑到整体性，故也取h1=600mm 连系梁： H2113000L h2=L==250mm 1212128

取h2=400mm。

综上可知，各梁的截面如下：

框架梁： b1×h1=300mm×600mm（AB跨、BC跨、CD跨）连系梁： b2×h2=200mm×400mm

第4章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8号轴线的一榀框架进行计算

图4.1 框架示意图

第4. 1 节横梁线刚度i b的计算

表4.1 横梁线刚度ib计算表

Ec b h

类别

(N/mm

(mm)

I0 l EcI0/l 1.5EcI0/l 2EcI0/l

(kN·m) (kN·m)

)

(mm4) (mm) (kN·m)

AB、CD跨 3.0104 300 600 5.4109 7200 2.251010 4.51010

BC跨 3.0104 300 400 1.6109 3000 1.61010

3.21010

第4. 2 节柱线刚度i c的计算

表4.2 柱线刚度ic计算表

层次 Ec (N/mm2) 3.0101 2~4 4b （mm） 400 400 h （mm） hc （mm） Ic EcIo/l （mm4）（kN·m） 400 400 4500 3300 2.1109 2.1109 1.41010 1.91010 3.0104

图4.2 线刚度示意图

第4. 3节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 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） 61972×15=929580 50666×15=759990 759990 759990 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。

第5 章竖向荷载及其内力计算第5. 1节计算单元的选择确定

图

5.1 计算单元

计算单元宽度为7.2m， 7轴线至8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。

第5. 2节竖向荷载统计 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

kN/m6.48 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=0.35kN/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 =1.0×0.35=0.35kN/m2

5.2.3 梁荷载标准值

框架梁 b1×h1=300×600 mm2 梁自重 0.3×（0.6-0.1）×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 2.43 kN/m2

女儿墙：

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 3.119 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，

第5. 3节竖向荷载内力计算

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

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

采用分层法计算时，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。

SiS

图5.4 恒载作用下弯矩分配图

图5.5 恒载弯矩图

5.3.4 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=0.35×3.0=1.05 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 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

层

P1P4 P2 P3 M1 M4

M2 M3

次 KN/m KN/m KN KN KN·m KN·m

5 3.89 19.44 25.87 20.79 2.59 2.08 1-4 3.89 10.70 26.12 41.94 2.61 4.19

表5.2 横向框架活载汇总表

层

P1P4 P2 P3 M1 M4

M2 M3

次 KN/m KN/m KN 5

KN KN·m KN·m

6.0 6.0 9.24 13.74 0.92 1.37

1-4 6.0 7.5 9.24 14.78 0.92 1.48

5.3.5 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

=3.75×3.0/12 =2.81 （KN.m）对于第1-4层，

AB,CD跨梁： q=0.92×6.0=5.52KN/m 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=qlAB/12

=4.69×3.02/12 =3.52 （KN.m）

图5.7 活载作用下弯矩分配图

图5.8 活载弯矩图

5.3.6 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 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

5.3.7 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）

荷载引起的剪弯矩引起的剪

力力层

次 AB跨 BC跨 AB跨 BC跨

VA=VB VB=VC VA=-VB VB=VC 5 4 3 2 1

表5.4 活载作用下梁端剪力及柱轴力（KN）

荷载引起的剪弯矩引起的剪

力力层

次 AB跨 BC跨 AB跨 BC跨

VA=VB VB=VC VA=-VB VB=VC 5 19.87 5.63 -1.18

总剪力 AB跨 VA VB

BC跨

VB=VC

A柱 Nu

柱轴力

B柱

78.372 24.06 49.43 15.87 49.43 15.87 49.43 15.87 49.43 15.87

-5.04 -1.61 -1.95 -1.95 -2.23

0 0 0 0 0

总剪力 AB跨 VA VB

BC跨

VB=VC

A柱 Nu

柱轴力

B柱

73.33 83.41 24.06 47.82 51.04 15.87 47.48 51.38 15.87 47.48 51.38 15.87 47.20 51.66 15.87 99.20 112.00 128.26 141.06

185.94 198.74 234.09 246.89 272.34 285.14 340.26 353.06 358.74 371.54 446.43 459.23 444.86 457.66 552.88 565.68

18.69 21.05 5.63 27.93 40.73 40.42 53.22

4 3 2 1

19.87 19.87 19.87 19.87 7.04 7.04 7.04 7.04 -0.77 -0.81 -0.81 -0.92 0 0 0 0 19.10 20.64 7.04 19.06 20.68 7.04 19.06 20.68 7.04 18.95 20.79 7.04 69.07 81.87 95.77 108.57 110.17 122.97 151.16 163.96 151.27 164.07 206.55 219.35 192.26 205.06 262.05 274.85

第5. 4节重力荷载代表值计算及荷载汇总 5.4.1 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

表5.6 柱重力统计

类别柱合计

内外填充墙重的计算：

净跨截面荷载标准数量 30 15 56

单重 28.01 11.67 4.74

总重 840.3 175.05 256.44 1271.49

（mm）（mm）值（KN/m2） (根) 7200 300×600 3.89 3000 300×600 3.89 3000 200×400 1.58

（KN）（KN）

计算高度截面密度25

体积 0.512

数量 60

单重 12.8

总重 768 768

（mm）（mm）（KN/m3）（m3） 3200 400×400

（根）（KN）（KN）

表5.7 柱重力统计

类别外墙内墙

总计算长度（m） 120.4 86.4 72.8

墙计算高度（m） 2.7 2.7 2.9

墙厚计算值荷载标准值（m）

0.25 0.25 0.25

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

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。

（KN/m2）

7 7 7

总重（KN） 568.89 408.24 369.46 1346.59

合计

5.4.2 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

5.4.3 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：403.2×0.35=141.12KN

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：

图5.9 重力荷载代表值

第6 章水平荷载计算第6. 1节风荷载计算

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 =0.35 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

表6.1 Wk值计算表

Bs 1.75 1.62 1.47 1.31 1.16

Us 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3

Wo 0. 35 0. 35 0. 35 0. 35 0. 35

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

Uz 0.77 0.74 0.74 0.74 0.74

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 50666.00 0.00046 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 (6.4) Muij=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：

(6.3)

(6.5)

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。

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

图6.2 风荷载作用下框架的弯矩剪力及轴力图

第6. 2节地震荷载计算 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 (6.6)

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 (6.7) （△u）i= VGi/∑D ij (6.8)

uT=∑（△u）k (6.9)

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。

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

T1=1.7ψT （uT）1/2

=1.7×0.6×(47.44×10－3)1/2 =0.222(s)

Gi（KN） ∑D i（N/m） 9336.75 7006.55 7006.55 7006.55 6976.10

△u（ im）

ui（m）

759990 12.28×10－3 47.44×10－3 759990 9.22×10－3 35.16×10－3 759990 9.22×10 25.94×10 759990 9.22×10－3 16.72×10－3 929580 7.50×10－3 7.50×10－3

－3

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） (6.10) 地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi为

Vi=∑Fk（i=1，2，…n） (6.11) 计算过程如下表：

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

Fi（KN） 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

6.2.3 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 (6.12) u i=∑（△u）k (6.13)

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：

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。

6.2.4 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）

hi（m） 5 3.3

∑D ij

1,4号柱

Di1 （N/mm）

Vi1 （KN）

y （m） 0.42

29.19

21.14

M 上（KN·m）

M 下（KN·m）

层次

（K（N/mmN）） 759990 1025.36

19.22172.311305

3 7

4 3.3 3 3.3 2 3.3 1 3.3

759990

1640.92 759990

2102.60 759990

2410.38 929580

2563.60

33.68042.311305

2 7 44.52442.3

11305

4 7 51.75372.3

11305

8 7 55.31332.3

13818

2 7

0.45 0.50 0.50 0.55

56.59

69.16

59.16

51.61

44.30

36.25

表6.10 各层柱端弯矩及剪力计算（B、C柱）

层次 5 3.3 4 3.3 3 3.3 2 3.3 1 3.3

梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按以下公式计算： M (6-15) M (6-16) V (6-17)

Ni=∑（V l b- V r b）k (6-18 ) 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 5

M1b

AB梁 BC梁 M2b

M3b

M4b

BC梁

l 3

柱轴力边柱N 中柱N

hi（m） Vi（KN）

∑D ij（N/mm）

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 （m） 0.45 0．50 0.50 0．50 0.55

M 上

（KN·m） 34.35 49.98 64.04 73.41 70.31

M下

（KN·m

1025.36 759990 1640.92 759990 2102.60 759990 2410.38 759990 2563.60 929580

28.11

49.98

64.04

73.41

85.93

=i =i =

b（Mbi+1（Mbi+1

，j

+ M u + M u

i，j

）/（i ）/（i

b+ i + i

b）

，j i，j

）

（

bM ）/ l

29.19 20.06 7.2 6.84 14.29 14.29 9.53 -6.84 -2.69

4 3

65.44 45.60 7.2 15.42 32.48 32.48 87.85 66.58 7.2 21.45 47.43 47.43

3 21.65 -22.26 -8.92 3 31.62 -43.71 -19.09 3 38.12 -70.25 -30.67 3 39.86 -97.98 -42.80

2 110.77 80.27 7.2 26.53 57.18 57.18 1 115.75 83.93 7.2 27.73 59.79 59.79

图6.4 地震荷载作用下框架的弯矩剪力及轴力图

第7 章框架的内力组合

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。

第7. 1节梁柱的内力组合

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

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

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

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

第7. 2节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

4 柱底

柱顶

3 柱底 -98.33 398.99

柱顶

2 柱底

柱顶

1 柱底

85.71 -76.42 98.38 252.07 267.43 383.63

109.18 -109.18 98.88 -107.87 521.81 537.17 661.21 676.57

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

4 柱底

柱顶

3 柱底

柱顶

2 柱底

柱顶

1 柱底

-93.27 94.15 -113.64 113.64 -126.62 127.00 -116.09 128.42 390.34 421.83 574.72

606.86

757.32 789.15 939.71 971.20

第8 章截面设计第8. 1节框架梁截面设计

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 bf，hf，（ 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/（fcmbf，h02）=149.79×106/14.3/2400/5652=0.014 ξ=1-（1-2αs）1/2=0.014

As=ξfcmbf，h0/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/（fcmbf，h02）

=61.14/14.3/300/5652 =0.045

ξ=1-（1-2αs）1/2=0.046 可近似取

As=ξfcmbf，h0/fy =0.046×14.3×300×565/300=369.12mm2 实配钢筋2Ф16，As=402 mm2。

支座B上部， αs=-M/（fcmbf，h02）

=79.52/14.3/300/5652 =0.058

ξ=1-（1-2αs）1/2=0.060 可近似取

As=ξfcmbf，h0/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%，

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。

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

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

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

As' As /mm2 /mm2 369.12 483.62 320.7 623.77 549.27 305.68 756.29 681.07 406.3 911.71

890 212 632 63 642 69

Amin 实配钢筋As /mm2 /mm2 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)

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跨间座支A

B -124.896

AB、CD跨间 108.35 支座B、C -77.248 BC跨间 -11.69

A -148.288 支座B -127.528 AB、CD跨间 110.76 支座B、C -80.856 BC跨间

0.091

0.010 0.056 0.009 0.108 0.093 0.010 0.059 0.010

0.096 0.010 0.058 0.009 0.115 0.098 0.010 0.061 0.010

773.92 469.37 928.17 791.11 492.01

642 69 657 79

360 360 360 360 360 360 360 360 360

3Φ20 (942) 3Φ18 (763) 2Φ18 (509) 2Φ16 (402) 3Φ20 (942) 3Φ20 (942) 3Φ18 (763) 2Φ18 (509) 2Φ16 (402)

-13.34

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。

第8. 2节框架柱截面设计 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。

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

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=62.52×10/(108.52×10)=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 =10.54>1.0， 3N108.5210取11.0，又l0/h<15，取21.0，得l113.3(0)212()2111.03

1400ei/h0h1400596.12/36046

轴向力作用点至受拉钢筋As合力点之间的距离

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

2对称配筋：

N108.521030.05<0.55

fcmbh014.3400360为大偏心受压情况。

Ne1fcbh02(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)=218.79mmei=e0+ea=218.79+20=238.79mm增大系数η：

0.5fcmA0.514.34002 1 =5.93>1.0 3N193.0610 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初始偏心矩：

轴向力作用点至受拉钢筋As合力点之间的距离

h eeias=1.07×238.79+400/2-40 =416.29 mm

2 对称配筋：

N193.061030.09<0.55

fcmbh014.3400360 为大偏心受压情况。

Ne1fcbh02(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%。

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 - - - - - - 0.84 - - 0.84 - - 0.84 - - - - - 0.49 - - 0.49 - - 0.49 -

ψl - - - - - - 0.84 - - 0.84 - - 0.00 - - - - - 0.49 - - 0.49 - - 0.49 -

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 4.13 4.13 4.13 4.13 4.13 4.13 4.13 4.13 4.13 3.72 4.13 4.13 4.13 4.13 4.13 3.79 4.13 4.13 3.79 4.13 4.13 3.79 4.13 4.13 3.54 4.13 4.13

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)

A D 3

1 4Φ14 (615)

4Φ16 (804)

B C 3

- - 0.49 0.00 - - - -

4Φ14 (615)

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=0.3×14.3×400/10=686.40KN 故取N=110.15KN

1.75Vftbh0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。

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ρvmin=λvfcm/fyv=0.06×14.3/210=0.4%

λv=0.06，则最小配筋率

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

次/kN 柱

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

N 0.3fcA N 实际

/kN /kN 取值 110.15 194.19 269.99 339.16 406.46

686.40 686.40 686.40 686.40 686.40

110.15 194.19 269.99 339.16 406.46

V 97.80 103.68 108.99 113.83 118.54

Asv/S 实配箍筋（ρv%) λvfc/fyv /% /mm 加密区@100 非加密区@2<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%

5 4 B C 3

2 1

39.56 48.81 60.10 67.74 66.97 514.8 514.8 514.8 514.8 514.8 150.42 269.31 383.50 495.85 607.82 686.40 686.40 686.40 686.40 686.40 150.42 269.31 383.50 495.85 607.82 100.62 108.94 116.94 124.80 132.64 <0 <0 <0 <0 <0 0.409 0.409 0.409 0.477 0.613

44444

8 (1.06%) 8 (1.06%) 8 (1.06%) 8 (1.06%) 8 (1.06%)

444448 (0.52%8 (0.52%8 (0.52%8 (0.52%8 (0.52%

第8. 3节楼板设计 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

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

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

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

同理，对5层屋面，有下表：

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

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

8.3.4 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

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

跨中

B区格 C区格

Lox方向 Loy方向 Lox方向 Loy方向 Lox方向 Loy方向

m 0.75 0.75 1.30 1.45 2.22 0.31

ho 80 70 80 70 80 70

As 46.99 53.71 81.45 103.83 139.10 22.20

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

Lox方向 3.19 0.50 1.50 1.50 2.90 4.44

80 70 80 80 80 80

199.87 35.80 93.98 93.98 181.70 278.20

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

第9 章楼梯计算第9. 1节示意图

图9.1 楼梯示意图

第9. 2节荷载计算

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 = 12.81 kN·m

配筋率：ρ= 0.010312

相对受压区高度：ζ= 0.151429 纵筋(1号)计算面积：As = 824.93 mm

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)

所以

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

第10 章基础设计

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。

第10. 1节荷载设计值

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.

第10. 2节 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）

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

116.5kN/m3h10.5m219kN/m3

h21.80.51.3m则基础底面以上土的加权平均重度：

hh16.50.5191.318.31kN/m3 01122h1h21.8（先不考虑对基础宽度进行修正） ffkb(b3)d0(d0.5) 22801.418.31(1.80.5)313.32kPa(kN/m)1.1fk1.1280308kPa65

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：

N824.75A'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=3.84m(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

11基础底面的抵抗弯矩：Wbh2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

10.2.5 土净反力Fl的计算

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Pnmax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/mm

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232.18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

pn,l1pMl(n,max)(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210pn,lpn,min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

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,

1pn,II(pn,maxpn,min)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

第10. 3节 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：

N1079.06A'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

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

毕业设计总结

我本次设计的课题是徐州某学校教学楼，根据设计任务书和设计资料的要求同时，在姬老师的指导下，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：

徐州市管道中学教学楼工程概况：

本工程为徐州市管道中学教学楼，为钢筋混凝土框架结构，5层以上，总面积在5000～7000㎡。进行建筑设计，绘制建筑平面、立面、剖面图，并编写建筑设计说明。

基本设计资料：

基本风压：0.35KN/mm2，基本雪压：0.35 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，舒适，经济，紧凑美观”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。（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。

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。

参考文献

[1] 建筑结构荷载规范（GB50009—2001）北京:中国建筑工业出版社,2001. [2] 建筑抗震设计规范（GB50011—2001）北京:中国建筑工业出版社,2001. [3] 混凝土结构设计规范（GB50011—2001）北京:中国建筑工业出版社,2001. [4] 赵明华.基础工程武汉:武汉理工大学出版社,2000.

[5] 李必瑜.房屋建筑学.武汉:武汉理工大学出版社,2000. [6] 刘立新.砌体结构. 武汉:武汉理工大学出版社,2001.

[7] 建筑地基处理规程（JCJ79—2002）北京:中国建筑工业出版社,2001. [8] 沈蒲生.混凝土结构设计.北京：高等教育出版社,2005. [9] 龙炳煌.建筑抗震减震原理.武汉:湖北科学技术出版社,2000.

英文原文

中文译文

干湿循环作用下混凝土保护层传导性随着深度的相关变化

T.M. Chrisp 一,*, W.J. McCarter 一,

G. Starrs 一, P.A.M. Basheer b, J. Blewett

国土和海面工程部, Heriot 瓦大学, 爱丁堡 EH14 4 ,英国苏格兰土木工程学校、皇后伯发斯特、伯发斯特 BT7 1 NN 、英国北爱尔兰大学摘要

原位电特性测量,研究盖-段混凝土循环润湿和干燥的量度。(OPC) 混凝土、OPC部分替代矿渣微粉和被用于实验的提名程序与样品水和氯溶液。在离散点50毫米以内监控变异的电气性能,在吸收和干燥期间,提供水离子渗透进了覆盖区的信息以及持续的水化反应和特性的证据。

1介绍

矛盾的是，虽然水是水泥水化必不可少的，它在几乎所有的钢筋混凝土恶化过程中发挥主要作用。例如，氯化入口，冻融破坏，硫酸盐侵蚀，碱骨料反应都依赖于水的存在。这并不奇怪，因此，水运动的研究，特别是在覆盖区混凝土（即covercrete）是一个相当重要的领域。需要确定定量混凝土的表面特征以促进气体或液体渗入含有溶解污染物。为此，surfaceapplied技术（如表面吸收的初步试验- ISAT的）已经制定，以确定水和气体渗透性能的覆盖区混凝土（见，例如，[1-10]）。这种测试的结果，然后用于评估耐久性。

劣化过程包括一个启动期和繁殖期。在启动期的特点是变化针对暴露的环境在具体范围内发生的。启动继续进行，直到达到一个阶段开始时，损害传播。在繁殖期始于1点时，在规定的时间在发生特定事件（如钢被动损失），直至规定限额的国家达到[11,12继续]。发起和从一个复杂的相互作用过程的结果恶化的传播阶段，物理，化学和电化学现象。对钢筋混凝土领域的表现预测，因此需要投入大量的数据，特别是对covercrete针对不断变化的微生物在特定结构元素或结构的一部分附近的环境。覆盖区传输机制，他们通过covercrete变化，干燥的特点和这些属性中瞬时变化，都会影响钢筋混凝土耐久性

在覆盖区的具体实时- -现场监测可协助决策，以实际的预测中，结构，利率可能恶化的服务表现为特定的曝光条件，与符合规定的设计使用年限，并作为早期预警早期指标问题。对这种设置下面详细的工作背景的电气测量应用开发研究水和内盖区混凝土离子运动。目前的研究，形成了关于腐蚀氯长期研究的一部分，列出处于水和循环水润湿制度标本的数据含有氯化物解散。通讯作者。电话。：+44-131-451-3595，传真：+44-131-451- 5078。E - mail地址：*************.ac.uk（商标舒爽）。0958-9465/02 / $ -见前面的问题相关学院2002年版权所有。有价证券投资收益：S0958 - 9465（01）00073-7416

2实验

2.1材料，样品及固化

混合物被选择，以满足极端暴露条件的要求，根据英国标准BS8110：1985：第1部分，并遵守在一个领域混合使用的曝光形式的方案，长期研究的一部分，上面提到。表一列出混凝土配合比的细节，再加上平均7 - 28天抗压强度（F7和F28）在100毫米的立方体决定。疏浚河道砂石和配套罚款（ZoneMto英国标准BS812：第103号）是用于整个。包括普通硅酸盐水泥的粘结剂（海洋公园公司BS12），磨细矿渣（矿渣微粉的BS6699）及煤灰（煤灰的BS3892：第1部分）。

标本300 300 125毫米（厚）块，对胶合板模板工作面已被投给了专有脱模剂大衣前铸造（Nufins Formstrike）。一个电极阵列，如下所述，被安置在表面50毫米（见图。1（1））。在脱模，样本与湿麻袋包裹，并在7天内聚乙烯。所有表面，除了对模板的是作为工作表面采用暴露铸铁表面，然后用油漆的epoxybased几个大衣密封，以确保一维干燥。他们留在实验室进行为期五周（22 2荤; 50-55％相对湿度），然后受到干湿循环。 6个标本，每个组合。

除了这些标本，另有9个样本（每组合3）是捏造和脱模不断发生后，潮湿的整个测试期治愈。这组样本有一个嵌入电极阵列，并有助于在电气反应的基准变化纯粹是由于水化影响。 2.2，电气测量电导（电阻的倒数）获得了在混凝土样本覆盖区的离散点，通过嵌入在表面50毫米钢筋混凝土板微型电极阵列测量。这是在其他嵌入式电极系统[13-15]完善和进一步的细节可以在[16获得]。总之，调查包括对前7个小有机玻璃安装电极对，每个电极的不锈钢针（直径1.2毫米），这是包括长袖暴露无花果。1，（1）电极阵列，钢条，不锈钢（š / s）的计算电极和湿度腔前铸造和（b）测试示意图安排在30和45（钢筋毫米; š / s的对电极，并明确省略湿度蛀牙）。416商标舒爽等。 /水泥混凝土复合材料24（2002）415-426 5毫米一角，在每个电极对的引脚有一个（水平）中心，中心的5毫米的间距。电极的对被定位于5，10，15，20，30，40，从暴露表面50毫米，从而使电气测量将在离散点的覆盖范围内采取区和平行测试表面（图1 （一））。阿热敏电阻还安装在前者以允许covercrete温度测量（虽然在工作提出的，试验的范围内进行温度的范围控制实验室）。电极阵列更可在已知的导电性解决办法，使测量电导要转换为电导率[16]。前者是担保范围内的每个示例。在电极之间的电阻变化对测量使用自动广泛阻抗分析仪（惠普4263B LCR表）连接到多路单位（惠普34970A）。该系统是由控制软件的个人电脑使用HPVEE。优化的初步研究在1千赫和信号为1 V，并确保电极极化效应幅度的激励信号的频率减少到可以忽略不计的程度[17]所有混合物。样本3 12.5毫米直径钢筋的位置，有15，30和45毫米覆盖酒吧长袖，暴露一个100毫米的中央部分（见图。1（1））。阿不锈钢棒也放置在样本，以便在稍后阶段线性极化测量。半细胞测量了每个测试期间在酒吧。（注：湿度腔也铸就的标本，但结果并不在此讨论了当前工作。）表一混凝土混合综述混合 OPC PFA GGBS 20mm 10 mm Fines WRA w/b F7 F28 编号 (kg=m3) (kg=m3) (kg=m3) (kg=m3) (kg=m3) (kg=m3) (l=m3) (MPa) (MPa) OPC 460 - - 700 350 700 1.84 0.4 57 70 GGBS 270 - 180 700 375 745 3.60 0.44 31 53 PFA 370 160 - 695 345 635 2.65 0.39 33 58 90

（保水剂¼减水剂;瓦特/乙¼水胶比）。

T.M. Chrisp et al. / Cement & Concrete Composites 24 (2002) 415–426

2.3循环测试制度

对循环测试集每份样品平分一分，以湿润暴露用水和循环标本设置其他遭受润湿1 M氯化钠周期（1.0米：58.4克/升）。开始的循环后干湿周期由大约48 - H的吸收由干燥（一般约7个星期内脱模后六个星期，虽然这是意外，大约450天减少）。图。 1款（b）显示，平均头，H号关于对吸收期间抽样保持400毫米，一对测试安排示意图

3结果和讨论

电导率测量记录覆盖区域内超过干湿循环跨越多个电极对。不过，由于收集的数据量，只有结果的选择给出强调指出，可以从电子监控获得的信息。数据也提出了这些经历连续20潮湿与吸收测量体积长提出的所有电气测量固化标本在润湿期间记录。

3．1在干湿状态下的电导率

无花果在干燥和湿润时期非常明显的。 2（1） - （c）项（水）和无花果。 3（1）

- （三）（NaCl溶液）为清楚起见，只反应5，10，15，30深度50毫米以下的数字显示。由于水是卷入部分涵盖毛细饱和区，周期润湿的部分显然是所有混合，由导电性增加的一个特点，虽然这一增长突出随深度和时间明显减弱。凡电导率增加意味湿润锋已进入了电场的影响，特别是电极之间的一对区侵入。这可以解释参照示意图图介绍。 4。在位置我所指出，湿润锋是远从电场的电极之间的影响，从而对电导率变化不大的地区将被检测到。在第二的位置，在湿润锋已推进到了电场影响区，并最终就超越其描绘的位置图三，影响行动。 4在这一时期。，混凝土的导电性将增加，因为最终使湿润锋与电极接触。最后，在第四的位置，在湿润锋已超出了先进的电场影响区和电导率现在达到的时间相对稳定的价值。比较无花果。 2和3，在入侵的氯化钠水的影响也发现由covercrete电导率响应。在0-10毫米，表面电导值相比，增强其与水接触同行。这些问题在下面讨论更多细节。

在学习的深度有关的回应，但以目前的信息，通过及时的要点包括电导率变化。例如，无花果。 5（1） - （三）目前的电导率剖面之前，和之后，无论是'初步'湿润周期，'最后'的润湿的开头和图提出的时间内结束，即周期。 2。这只是提出了水接触标本。由于干燥涉及到内部暴露的表面，水分梯度将通过建立覆盖区的水蒸汽covercrete转移。电导率剖面的前夕，由暴露的表面距离吸收周期增加，反映了越来越多孔隙饱和暴露表面的程度。

电导率测量值为5毫米的深度可达到5倍的低于50毫米测量值。

随后润湿后，在湿润锋将覆盖区的增加值电导率渗透相对于各自的值之前润湿。例如，在5毫米，电导率可以增加吸收后，以一个数量级。干燥的影响力和润湿作用随着深度减少尤其在50mm，对一些基本的电极反应润湿表面干燥适用制度，只显示市场在测试期间内，在提出的电导率下降。后者是由于持续水化和火山灰反应，说明在孔结构不断完善覆盖区域内，在后固化时间。这种效果尤其明显，矿渣微粉和PFAmixes。关于煤灰混合，经比之间的第一个和最后一个周期的数量级在50毫米电导率下降。这点的电导率剖面润湿之前和之后成为一致是作为对最干燥的行动影响和润湿表面区采取的深度估计（见图。6）。这个地区被称为对流层，并通常在内部相对湿度测量[18的]。从图中的电导率剖面。 5，对流层，是在25-30毫米的所有吸收后的最初周期混合区域。在最后吸收周期，对流层，最终减少，特别是在混合的煤灰，由于从水化等如上所述微观变化的情况下产生的。水的进入对流层，工作将于毛细作用。这样的过程相对迅速，在确定后干燥时期的对流区的实际意义在于它代表认为，封面是不是有助于钢铁保障部分-这可能被视为'失去'覆盖。

电导率剖面还允许对导电混凝土在加固估计的水平。一旦被动已经丢失，是在附近活动的腐蚀混凝土的电性能起着重要作用，腐蚀动力学[19-22]，和电导率/电阻率阈值已在这方面[23出版]。

3.2连续硫化潮湿电气测量

图7列出电反应正不断从潮湿固化脱模时产生的标本。曲线是随着时间的导电性降低，尤其是煤灰混合解释。有意思的是相关方面作出的反应，在最初42天内，按照在经历周期性的制度标本分别获得50毫米的水平。这证实了上述说法，在这个深度的反应在这个阶段，反映了水化作用。

3.3累积体积变化

累积吸收的数据，每单位体积得到表达流入表面（一百万立方米=平方毫米）区，

载于无花果。 8和9，分别为水和NaCl溶液。几个数据目的是给出最初几个吸附周期。在湿润时期，从当时的经典 time 关系数据显示偏差，可以通过以下形式的二次方程在二何辑代表i=at+bt+c其中a，b和c是确定经验[24] 。有一个随时间的减少，我特别之间的第一和第二润湿周期，并由于持续的水化和电导率测量发现。有趣的是，氯化钠暴露样本显示低增益体积比水接触同行。这可能来解释几个效果组合-孔结构的进一步完善，由于氯[法律效力25,26];的氯化钠结晶在毛孔，增加了盐溶液粘度。

3.4修正后的电导率

电导率测量提出一个无量纲的格式由正常化时的50毫米，即数控¼逆转录逆转录深

度都得到了价值的电导率值; 50; ð1Þ其中数控是正常化电导率;逆转录是在一个特定的一对电极导电性在时间，t，之后吸收的初步测试开始，和RT，50是电导率跨越定位在50毫米的电极对价值，也在时间，吨在50毫米数控曲线将因此是一个具有价值为1.0的水平线。在50毫米的深度，选择基准所有电导值，因为它主要反映了水化作用，并且不影响表面干湿在极大程度上（或氯化钠入口），在这个阶段。

无花果。 10日和11目前，这个参数在测试期间，分别与水和盐暴露样本。干湿循环仍然显而易见的，然而，最显着的效果是影响数控氯化钠相比，分别waterexposed标本，尤其是在表面0-10毫米。此功能不是那么明显，在各自的电导率随时间变化的反应无花果介绍。 2和3。

有几个进程将影响传导性，因此，数控：水化，火山灰反应，氯化约束力和烘干效果所有在职数控下降，与渗水增加数控，由氯化钠孔隙流体中存在的提高。从长远来

看即一旦水化和火山灰活动已经停止，导电性将是一个既饱和孔隙和孔隙流体电导率水平的功能。如果饱和度波动由于干湿循环，电导率将改变同情，如果长期监测，电导率往往会波动的最高所定义的区域/最低值后，加湿/干燥分别此区域其余的相对稳定。这一点在图。 10个水样暴露。水暴露煤灰（图10（三））显示在5毫米数控价值观，始终峰值高于基准值为1.0（50毫米），而我们带来一个更加多孔表面区域由于本此功能的敏感性替代材料固化条件。

如果入侵水含有溶解离子物种，当时的润湿，干燥周期将导致电导率之间波动，逐渐一个区域，因为每个电极与对时间的增加响应增加孔隙水NaCl浓度。图，这是明显的。对期末11日提出的。数控值指示到表面离子入口为0-5毫米的OPC组合（图11（1））;显示另一方面，矿渣微粉和粉煤灰表面富集氯化钠0-10毫米。由于进入covercrete氯化钠的电导率的进步，因此在每个数控电极对，将增加针对日益增加的孔隙流体内部的离子浓度。这使得跟踪氯化物的前面。此功能也进一步突出了无花果。 12（1） - （三），其中数控作为深度功能通过表面绘制的50毫米。配置文件提出之前和之后的最初和最后润湿周期都。增加0-5内表面为OPC和0-10为矿渣微粉和粉煤灰毫米离子浓度是显而易见的。 3.5,半电池测量

与传导性测量平行，半电池嵌入铁棍的潜力(对SCE)在Figs.被提出。13日和14水和Nacl分别暴露。关于水的接触，所有酒吧都表示无腐蚀的危险，因为将预期。暴露在NaCl溶液标本没有显示出腐蚀与30和45毫米包括酒吧的风险，以及为有15毫米覆盖的OPC具体案例门槛相对较低风险。矿渣微粉和粉煤灰混凝土表明从低过渡中间的腐蚀风险与15毫米盖吧。这将支持数控测量表明，他们在表面0氯化钠浓缩的OPC毫米，和矿渣微粉和粉煤灰表面0-10毫米。数控值表明离子侵入尚未深入到各自的下一个电极深度对足够数量的立场，以增加导电性的任何可衡量的范围内（即海洋公园10毫米，和15矿渣微粉和粉煤灰毫米）。然而，这种情况持续湿润，预计将改变上述原因周期。

4，结论意见

实验方案在极端暴露条件下进行混凝土混合物设计的。详细的工作表明，离散电气

测量（电导率在这种情况下）在具体的可以用来研究具有重要影响显着的特征空间分布范围混凝土耐久性。此外，导电参数的正常化，是为了研究水和离子侵入的影响。在50毫米深度电导率用于衡量所有后续电导率值。在不同表面30毫米，定位的干湿应用到混凝土表面制度没有引起在50毫米的电极定位明显反应的电极。结果表明，在测试期间，在50毫米的反应仍然比较不受干湿在表面上的行动，反映了水化作用。通过研究电导率剖面，为了吸收前和吸收后，立即允许该评价的区域覆盖最影响干湿行动。结果表明，在干燥和湿润标准下，对流层，延长到大约30毫米，虽然这会减少。从长远来看，减少了作为水化电导率的影响，对系统连接的孔隙饱和程度和孔隙流体电导率（2048名入侵离子浓度）将主导测量导电性。这一点特别明显是受到Nacl影响的地方，在试验期结束时，超过表面10 mm的地方电导率提高。

鸣谢

作者感谢工程和自然科学研究委员会（EPSRC）（格兰特GR/L55810）的财政支持。

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致谢

毕业设计已经接近尾声了，意味着我的四年大学生活将要结束了，借此机会我对在这四年里给过我帮助和关心的人表示感谢。首先要感谢的是四年以来那些教过我或者没有教过我的老师们，因为你们给我们创造了这样一个学习和向上的氛围，让我在这里茁壮成长。另外还要感谢我的同窗好友以及师兄师姐学弟学妹们，四年里是你们陪伴我成长。

本次设计编撰过程中得到很多老师和同学的帮助，在此向他们表示诚恳的感谢。特别感谢姬永生老师的指导和帮助，他对我的这次毕业设计提出了很多宝贵的意见。不管我什么时候遇到了困难都可以找姬老师帮助指导解决，正是由于在姬老师的认真帮助我的毕业设计才顺利完成.

在本次设计的编写过程中，我虽力求系统性、准确性和科学性，但由于水平有限，

设计中不妥之处在所难免，恳请各位老师批评指正。

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