六层框架结构毕业设计

第一章 结构布置及计算简图

第一节 设计资料

一．设计标高：室内设计标高+0.000，室内外高差为450mm。

二．墙身做法：200mm厚加气混凝土砌块做填充墙;外墙面粉刷5mm厚1:2.5水泥砂浆找平，15mm厚混合砂浆抹面，分两次抹灰，刷801胶素水泥浆一遍，胶水配合比为1:4，总厚度为20mm；内墙面粉刷20mm厚混合砂浆。

三．楼面做法：铺地砖面层10mm，1:4水泥砂浆结合层20mm，1:3水泥砂浆找平层20mm,板底20mm粉刷抹平

厨房与卫生间楼面做法：防滑地砖面层10mm，1:4水泥砂浆结合层30mm，C20细石砼找坡60mm，聚胺脂防水涂层2mm，1:3水泥砂浆找平层20mm，板底20mm厚粉刷抹平。

四．屋面做法：地砖10mm，1:4水泥砂浆结合层25mm，高分子防水卷材4mm，1:3水泥砂浆找平层20mm，聚苯保温板100mm，1:3水泥砂浆找平层20mm，1:6水泥焦渣找坡80mm，板底20mm厚粉刷抹平。

五．门窗做法：楼梯入口处为铁门，入户门为钢门，其余为木门，钢窗。 六．活荷载：上人屋面活荷载2.0kN/m，楼面活荷载为2.0kN/m。

七．梁板柱混凝土采用C30，梁板柱中箍筋及基础底板中采用HPB300级钢筋，梁板柱中纵向受力钢筋均采用HRB335级钢筋。 第二节 结构选型 一．结构选型

根据该设计的适用功能和建筑设计要求，采用现浇钢筋混凝土框架结构（横向承重）体系。 二．其它结构选型

（一）屋面：采用现浇钢筋混凝土板作承重结构，屋面板按上人屋面的使用荷载选用。

（二）楼面：采用现浇钢筋混凝土板，板厚100mm。 （三）基础：因地质情况良好，故采用柱下独立基础。

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图1-1 标准层结构平面布置图

图1－2 第5轴传力路径图

第三节 截面尺寸估算 一．框架梁，柱，板截面尺寸

横向框架梁截面尺寸估算：h=(1/10~1/18)l0其中l0为框架梁计算长度。 h1=(1/10~1/18)×6600mm=367~660mm，取h1=500mm，则b1=250mm h2=(1/10~1/18)×5100mm=283~510mm，取h2=400mm，则b2=200mm 纵向框架梁截面尺寸估算：h=(1/12~1/20)l0

h3=(1/12~1/20)×6900=345mm~575mm，取h3=400mm，则b3=200mm h4=(1/12~1/20)×5100=255mm~425mm，取h4=400mm，则b2=200mm

框架柱截面尺寸估算：h>l0/25，b>l0/30柱截面的宽与高通常取为柱高的1/15~1/20，h>120mm,h=1/15×3000=200mm;b>100mm,b=1/20×3000=150mm;考虑到多层房屋建筑中框架柱截面高度和宽度不宜小于300mm，框架柱截面高宽比为1~2，柱净高与柱截面高度之比宜大于4，故初步选定柱截面为450×450。

板厚取100mm。 二．刚度计算

AB跨梁的线刚度：i6AB=(2EC/12)×0.25×0.5×0.5×0.5/6.6=7.89×10-4EC BC跨梁的线刚度：i6BC=(2EC/12)×0.2×0.4×0.4×0.4/5.1=4.18×10-4EC 底层柱线刚度：i11=(EC/12)×0.45×0.45×0.45×0.45/4.5=2.78×10-4EC 中间层柱线刚度：i12=(EC/12)×0.45×0.45×0.45×0.45/3.0=4.17×10-4EC

图1－3 计算简图

第二章 荷载统计

第一节 屋面及楼面永久荷载标准值 一．屋面框架梁线荷载标准值

屋面做法 厚度（mm) 容重(kN/m3) 重量(kN/m2) 地砖 10 20 0.2 1:4水泥砂浆结合层 25 20 0.5 高分子防水卷材 4 12 0.05 1:3水泥砂浆找平层 20 20 0.4 聚苯保温板 100 4 0.4 1:3水泥砂浆找平层 20 20 0.4 1:6水泥焦渣找坡 80 15 1.2 钢筋混凝土楼板 100 25 2.5 板底20厚粉刷抹平 20 17 0.34 屋面恒载标准值 6.00 AB跨框架梁自重:0.25×0.5×25=3.13kN/m 两侧粉刷：2×（0.5-0.1）×0.02×17=0.27kN/m BC跨框架梁自重：0.2×0.4×25=2.0kN/m 两侧粉刷：2×（0.4-0.1）×0.02×17=0.2kN/m 故作用在顶层框架梁上的线荷载为：

g5AB1=3.4kN/m g5BC1=2.2kN/m

g5AB2=6.00×6.9=41.4kN/m g5BC2=6.00×6.9=41.4kN/m 二.楼面框架梁线荷载标准值

楼面做法 厚度（mm) 容重(kN/m3) 重量(kN/m2) 铺地砖面层 10 20 0.2 1:4水泥砂浆结合层 20 20 0.4 1:3水泥砂浆找平层 20 20 0.4 钢筋混凝土楼板 100 25 2.5 板底20厚粉刷抹平 20 17 0.34 楼面恒载标准值 3.84

AB跨框架梁及两侧粉刷：3.4kN/m

AB跨填充墙自重：0.20×（3.0-0.5）×5.5=2.75kN/m 墙面粉刷：（3.0-0.5）×0.02×2×17=1.7kN/m BC跨框架梁及两侧粉刷：2.2kN/m

BC跨填充墙自重：0.20×（3.0-0.4）×5.5=2.86kN/m 墙面粉刷：（3.0-0.4）×0.02×2×17=1.77kN/m 故作用在中间层框架梁上的线荷载为： gAB1=7.85kN/m gBC1=6.83kN/m

gAB2=3.84×6.9=26.50kN/m gBC2=3.84×6.9=26.50kN/m 三.屋面框架节点集中荷载标准值

A边柱连系梁自重：0.2×0.4×6.9×25=13.8kN

粉刷：0.02×（0.40-0.10）×2×6.9×17=1.41kN 1米高女儿墙自重：1×0.2×5.5×6.9=7.59kN

女儿墙粉刷：1×0.02×2×6.9×17=11.56kN

连系梁传来屋面自重：0.5×（6.9+6.9-6.6）×0.5×6.6×6.00=68.31kN 顶层A轴边节点集中荷载：G6A=102.67kN

C边柱连系梁自重：0.2×0.4×6.9×25=13.8kN

粉刷：0.02×（0.40-0.10）×2×6.9×17=1.41kN 1米高女儿墙自重：1×0.2×5.5×6.9=7.59kN

女儿墙粉刷：1×0.02×2×6.×17=11.56kN

连系梁传来屋面自重：0.5×（6.9+6.9-5.1）×0.5×5.1×6.00=63.50kN 顶层C轴边节点集中荷载：G6C=97.86kN

中柱连系梁自重：0.2×0.4×6.9×25=13.8kN

粉刷：0.02×（0.40-0.10）×2×6.9×17=1.41kN 连系梁传来屋面荷载：0.5×（6.9+6.9-6.6）×0.5×6.6×6.00=68.31kN 0.5×（6.9+6.9-5.1）×0.5×5.1×6.00=63.50kN 顶层B轴中节点集中荷载：G6B=147.02kN 四.楼面框架节点集中荷载标准值

A边柱连系梁自重：0.2×0.4×6.9×25=13.8kN

粉刷：0.02×（0.40-0.10）×2×6.9×17=1.41kN

钢窗自重：（2.4+2.1）×1.5×0.45=3.04kN 窗下墙体自重：0.2×0.9×6.9×5.5=6.83kN 粉刷：0.02×0.9×2×6.9×17=4.22kN 窗边墙体自重：（6.9-2.1-2.4）×1.5×0.2×5.5=3.96kN 粉刷：（6.9-2.1-2.4）×1.5×0.02×2×17=2.45kN 框架柱自重：0.45×0.45×3.0×25=15.19kN

粉刷：（0.45×4-0.2×3）×0.02×3.0×17=0.82kN

连系梁传来楼面自重：0.5×（6.9+6.9-6.6）×0.5×6.6×3.84=45.62kN 中间层A轴边节点集中荷载：GA=91.34kN C边柱连系梁自重：0.2×0.4×6.9×25=13.8kN

粉刷：0.02×（0.40-0.10）×2×6.9×17=1.41kN

钢窗自重：（2.4+2.1）×1.5×0.45=3.04kN 窗下墙体自重：0.2×0.9×6.9×5.5=6.83kN 粉刷：0.02×0.9×2×6.9×17=4.22kN 窗边墙体自重：（6.9-2.1-2.4）×1.5×0.2×5.5=3.96kN 粉刷：（6.9-2.1-2.4）×1.5×0.02×2×17=2.45kN 框架柱自重：0.45×0.45×3.0×25=15.19kN

粉刷：（0.45×4-0.2×3）×0.02×3.0×17=0.82kN

连系梁传来楼面自重：0.5×（6.9+6.9-5.1）×0.5×5.1×3.84=40.64kN 中间层C轴边节点集中荷载：GC=86.36kN 中柱连系梁自重：0.2×0.4×6.9×25=13.8kN

粉刷：0.02×（0.40-0.10）×2×6.9×17=1.41kN 内纵墙自重：6.9×（3.0-0.4）×0.2×5.5=19.73kN 粉刷：6.9×（3.0-0.4）×0.02×2×17=12.20kN

扣除门洞重加门重：-2.1×0.9×0.2×5.5-2.1×0.9×0.02×2×17-1.2×2.9×0.2×5.5-1.2×2.9×0.02×2×17=-9.56kN

框架柱自重：0.45×0.45×3.0×25=15.19kN

粉刷：（0.45×4-0.2×3）×0.02×3.0×17=0.82kN

连系梁传来屋面荷载：0.5×（6.9+6.9-6.6）×0.5×6.6×3.84=45.62kN 0.5×（6.9+6.9-5.1）×0.5×5.1×3.84=40.64kN 中间层B轴中节点集中荷载：GB=133.85kN

图2－1恒荷载作用下的结构计算简图

第二节 楼面活荷载计算 一．上人屋面活荷载

p6AB=2.0×6.6=13.2kN/m p6BC=2.0×5.1=10.2kN/m P6A=0.5×（6.9+6.9-6.6）×0.5×6.6×2.0=23.76kN P6C=0.5×（6.9+6.9-5.1）×0.5×5.1×2.0=21.17kN

P6B=0.5×（6.9+6.9-6.6）×0.5×6.6×2.0+0.5×（6.9+6.9-5.1）×0.5×5.1×2.0=44.93kN 二．楼面活荷载

pAB=2.0×6.6=13.2kN/m pBC=2.0×5.1=10.2kN/m PA=0.5×（6.9+6.9-6.6）×0.5×6.6×2.0=23.76kN PC=0.5×（6.9+6.9-5.1）×0.5×5.1×2.0=21.17kN

PB=0.5×（6.9+6.9-6.6）×0.5×6.6×2.0+0.5×（6.9+6.9-5.1）×0.5×5.1×2.0=44.93kN

图2－2活荷载作用下的结构计算简图

第三节 风荷载计算

风压标准值计算公式：ω=βZμsμzω0 因结构高度H=15m

表2－1

图2－3 风荷载作用下结构计算简图

第三章 内力计算

第一节 恒荷载作用下的内力计算

恒荷载（竖向荷载）作用下的内力计算采用分层法，分层法计算简图如下

图3－1分层法计算简图(a)

图3－2分层法计算简图(b)

屋顶梁上分布荷载由矩形和三角形组成，可将三角形荷载化为等效均布荷载如图（b）,把三角形荷载划作等效均布荷载： g’6AB=g5AB1+5g5AB2/8=3.4+5×41.4/8=29.28kN/m g’6BC=g5BC1+5g5BC2/8=2.2+5×41.4/8=28.08kN/m 各杆固端弯矩为：

M6AB=g’6AB×l6AB2/12=29.28×6.62/12=106.29kN.m M6BC=g’6BC×l6BC2/12=28.08×5.12/12=60.86kN.m 中间层：

g’AB=gAB1+5gAB2/8=7.85+5×26.50/8=24.41kN/m g’BC=gBC1+5gBC2/8=6.83+5×26.50/8=23.39kN/m 各杆固端弯矩为：

MAB=g’AB×lAB2/12=24.41×6.62/12=88.61kN.m MBC=g’BC×lBC2/12=23.39×5.12/12=50.70kN.m 横梁跨中弯矩计算：

M5AB中=0.096×3.4×6.62＋0.064×41.4×6.62=129.63kN.m M5BC中=0.096×2.2×5.12＋0.064×41.4×5.12=74.41kN.m MAB中=0.096×7.85×6.6＋0.064×26.5×6.6=106.70kN.m MBC中=0.096×6.83×5.12＋0.064×26.5×5.12=61.17kN.m

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表3－1恒荷载弯矩分配表

梁端弯矩调幅：

采用调幅系数降β低各支座截面弯矩，可按公式M=(1-β)Me其中β不宜超过0.2,取β为0.1

图3－3 框架梁在恒荷载作用下经调幅并算至柱边截面的弯矩图（单位：kN.m）

轴力和剪力的计算

VlkVolk(MijkMjik)/l0VrkVork(MijkMjik)/l0

剪力公式为;

式中Volk 、Vork——简支梁支座左端和右端的剪力标准值，当梁上无荷载作用时，Volk =Vork=0

Mijk、Mjik ——梁端弯矩标准值。

轴力计算公式：N=V+P （V 表示梁端剪力； P 表示节点集中力及柱自重） 恒荷载的剪力计算：

V5AB=(41.34-99.31)÷6.6＋0.5×41.4×6.6=－8.78＋136.62=127.84kN V5BA=－(8.78＋136.62)=－145.4kN

V5BC=(83.03-27.24)÷5.1＋0.5×41.4×5.1=10.94＋105.57=116.51kN V5CB=－(－10.94＋105.57)=－94.36kN

V4AB=(52.74-83.25)÷6.6＋0.5×26.50×6.6=－4.62＋87.45=82.83kN

V4BA=－(4.62＋87.45)=－92.07kN

V4BC=(62.02-31.37)÷5.1＋0.5×26.50×5.1=6.01＋87.45=93.46kN V4CB=－(－6.01＋87.45)=－81.44kN

V3AB=(51.10-83.25)÷6.6＋0.5×26.50×6.6=－4.87＋87.45=82.58kN V3BA=－(4.87＋87.45)=－92.32kN

V3BC=(62.02-31.37)÷5.1＋0.5×26.50×5.1=6.01＋87.45=93.46kN V3CB=－(－6.01＋87.45)=－81.44kN

V2AB=(51.10-83.25)÷6.6＋0.5×26.50×6.6=－4.87＋87.45=82.58kN V2BA=－(4.87＋87.45)=－92.32kN

V2BC=(62.02-31.37)÷5.1＋0.5×26.50×5.1=6.01＋87.45=93.46kN V2CB=－(－6.01＋87.45)=－81.44kN

V1AB=(44.43-82.72)÷6.6＋0.5×26.50×6.6=－5.80＋87.45=81.65kN V1BA=－(5.80＋87.45)=－93.25kN

V1BC=(60.95-28.61)÷5.1＋0.5×26.50×5.1=6.34＋87.45=93.79kN V1CB=－(－6.34＋87.45)=－81.11kN

图3－4恒荷载作用下的剪力图（单位：kN）

恒荷载轴力计算 C轴柱:

5层：N5C=梁端剪力＋纵梁传来恒载+柱自重＝94.36＋97.86＋15.19＝201.41kN 4层：N4C=N5C＋梁端剪力＋纵梁传来恒载＝201.41＋81.44＋86.36＝369.21kN 3层：N3C=N4C＋梁端剪力＋纵梁传来恒载＝369.21＋81.44＋86.36＝537.01kN 2层：N2C=N3C＋梁端剪力＋纵梁传来恒载＝537.01＋81.44＋86.36＝704.81kN 1层：N1C=N2C＋梁端剪力＋纵梁传来恒载＝704.81＋81.11＋86.36＝872.28kN B轴柱:

5层：N5B=（左＋右）梁端剪力＋纵梁传来恒载+柱自重＝145.4＋116.51＋147.02＋15.19＝418.12kN

4层:N4B=N5B＋（左＋右）梁端剪力＋纵梁传来恒载＝418.12＋92.07＋93.46+133.85＝737.5kN

3层：N3B=N4B＋（左＋右）梁端剪力＋纵梁传来恒载＝737.5＋92.32＋93.46＋

133.85＝1057.13kN

2层：N2B=N3B＋（左＋右）梁端剪力＋纵梁传来恒载＝1057.13＋92.32＋93.46＋

133.85＝1376.76kN

1层：N1B=N2B＋（左＋右）梁端剪力＋纵梁传来恒载＝1376.76＋93.25＋93.79＋

133.85＝1697.65kN

A轴柱:

5层：N5A=梁端剪力＋纵梁传来恒载+柱自重＝127.84＋102.67＋15.19＝239.7kN 4层：N4A=N5A＋梁端剪力＋纵梁传来恒载＝239.7＋82.83＋91.34＝413.87kN 3层：N3A=N4A＋梁端剪力＋纵梁传来恒载＝413.87＋82.58＋91.34＝587.79kN 2层：N2A=N3A＋梁端剪力＋纵梁传来恒载＝587.79＋82.58＋91.34＝761.71kN 1层：N1A=N2A＋梁端剪力＋纵梁传来恒载＝761.71＋81.65＋91.34＝934.7kN

图3－5恒荷载作用下的轴力图（单位：kN）

第二节 活荷载作用下的内力计算

顶层屋面活荷载呈三角形分布，把三角形荷载划作等效均布荷载： p’6AB=5×13.2/8=8.63kN/m p’6BC=5×10.2/8=6.38kN/m 各杆固端弯矩为：

M’6AB=p’6AB×l6AB/12=8.63×6.6/12=31.33kN.m M’6BC=p’6BC×l6BC2/12=6.38×5.12/12=13.83kN.m 中间层楼面活荷载：

p’AB=5×13.2/8=8.63kN/m p’BC=5×10.2/8=6.38kN/m 各杆固端弯矩为：

M’AB=p’AB×lAB2/12=8.63×6.62/12=31.33kN.m

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M’BC=p’BC×lBC2/12=6.38×5.12/12=13.83kN.m 横梁跨中弯矩计算：

M5AB中=0.064×8.63×6.62=24.06kN.m M5BC中=0.064×6.38×5.12=10.62kN.m MAB中=0.064×8.63×6.62=24.06kN.m MBC中=0.064×6.38×5.12=10.62kN.m

表3－2活荷载弯矩分配表

梁端弯矩调幅：

采用调幅系数降β低各支座截面弯矩，可按公式M=(1-β)Me其中β不宜超过0.2，取β为0.1

图3－6 框架梁在活荷载作用下经调幅并算至柱边截面的弯矩图（单位：kN.m）

活荷载的剪力计算：

V5AB=(3.31-8.83)÷6.6＋0.5×13.2×6.6=－0.84＋43.56=42.72kN V5BA=－(0.84＋43.56)=－44.40kN

V5BC=(7.96-3.05)÷5.1＋0.5×10.2×5.1=0.96＋26.01=26.97kN V5CB=－(－0.96＋26.01)=－25.05kN

V4AB=(4.92-8.64)÷6.6＋0.5×13.2×6.6=－0.56＋43.56=43kN V4BA=－(0.56＋43.56)=－44.12kN

V4BC=(7.27-4.19)÷5.1＋0.5×10.2×5.1=0.60＋26.01=26.61kN V4CB=－(－0.60＋26.01)=－25.41kN

V3AB=(4.92-8.64)÷6.6＋0.5×13.2×6.6=－0.56＋43.56=43kN

V3BA=－(0.56＋43.56)=－44.12kN

V3BC=(7.27-4.07)÷5.1＋0.5×10.2×5.1=0.63＋26.01=26.64kN V3CB=－(－0.63＋26.01)=－25.38kN

V2AB=(4.92-8.64)÷6.6＋0.5×13.2×6.6=－0.56＋43.56=43kN V2BA=－(0.56＋43.56)=－44.12kN

V2BC=(7.27-4.07)÷5.1＋0.5×10.2×5.1=0.63＋26.01=26.64kN V2CB=－(－0.63＋26.01)=－25.38kN

V1AB=(4.20-8.64)÷6.6＋0.5×13.2×6.6=－0.67＋43.56=42.89kN V1BA=－(0.67＋43.56)=－44.23kN

V1BC=(7.27-3.71)÷5.1＋0.5×10.2×5.1=0.70＋26.01=26.71kN V1CB=－(－0.70＋26.01)=－25.31kN

图3－7活荷载作用下的剪力图（单位：kN)

活荷载轴力计算 C轴柱:

5层：N5C=梁端剪力＋纵梁传来活载＝25.05＋21.17＝46.22kN

4层：N4C=N5C＋梁端剪力＋纵梁传来活载＝46.22＋25.41＋21.17＝92.8kN 3层：N3C=N4C＋梁端剪力＋纵梁传来活载＝92.8＋25.38＋21.17＝139.35kN 2层：N2C=N3C＋梁端剪力＋纵梁传来活载＝139.35＋25.38＋21.17＝185.9kN 1层：N1C=N2C＋梁端剪力＋纵梁传来活载＝185.9＋25.31＋21.17＝232.38kN B轴柱:

5层：N5B=（左＋右）梁端剪力＋纵梁传来活载＝44.4＋26.97＋44.93＝116.35kN 4层:N4B=N5B＋（左＋右）梁端剪力＋纵梁传来活载＝116.35＋44.12＋26.61+44.93＝232.01kN

3层：N3B=N4B＋（左＋右）梁端剪力＋纵梁传来活载＝232.01＋44.12＋

26.61+44.93＝347.7kN

2层：N2B=N3B＋（左＋右）梁端剪力＋纵梁传来活载＝347.7＋44.12＋26.61+44.93

＝463.39kN

1层：N1B=N2B＋（左＋右）梁端剪力＋纵梁传来活载＝463.39＋44.23＋26.71＋

44.93＝579.26kN

A轴柱:

5层：N5A=梁端剪力＋纵梁传来活载＝42.72＋23.76＝66.48kN

4层：N4A=N5A＋梁端剪力＋纵梁传来活载＝66.48＋43＋23.76＝133.24kN 3层：N3A=N4A＋梁端剪力＋纵梁传来活载＝133.24＋43＋23.76＝200kN 2层：N2A=N3A＋梁端剪力＋纵梁传来活载＝200＋43＋23.76＝266.76kN 1层：N1A=N2A＋梁端剪力＋纵梁传来活载＝266.76＋42.89＋23.76＝333.41kN

图3－8活荷载作用下的轴力图(单位：kN)

第三节 风荷载作用下的内力计算 风荷载作用下的内力计算采用D值法。

表3－3 D值计算表

表3－4风荷载作用下层间剪力及侧移计算

风荷载作用下内力计算

框架在风荷载下的内力用D值法进行计算。

一．反弯点的高度：各柱反弯点高度比y按式yy0y1y2y3确定，其中底层柱需考虑修正值y3，第二层柱需考虑修正值y2，其余柱均无修正。 二．根据各柱分配到的剪力及反弯点的位置计算柱端弯矩，再由柱端弯矩根据节点平衡求梁端弯矩。

b

MijVijyh

公式为u和边跨梁端弯矩为Mbi

MV(1y)hijij

t

MijMit1,j

l

libtt

Mbi(MijMi1,j)lr

ibib

中柱梁端弯矩为 r

iMr(MtMt)b

biiji1,jlriibb

风荷载作用下框架结构内力计算过程：

表3－5风载作用下的柱反弯点高度计算表

表3－6风荷载作用下边柱A剪力和梁柱端弯矩计算表

表3－7风荷载作用下中柱B剪力和梁柱端弯矩计算表

表3－8风荷载作用下中柱C剪力和梁柱端弯矩计算表

以各个梁为截离体，将梁的左、右端弯矩之和除以该梁的跨长，便得梁端剪力，自上而下逐层叠加节点左右的梁端剪力，即可得到柱内轴力

表3－9风荷载作用下框架柱C、B、A轴力和梁端剪力计算表

图3－9风荷载作用下的弯矩图（单位：kN.m）

图3－10 风荷载作用下的剪力图（单位：kN)

图3－11风荷载作用下的轴力图（单位：kN)

第四章 内力组合

第一节 控制截面的选择

取CB梁和BA梁的梁左、梁中及梁右为控制截面。 取每层柱顶和柱底两个截面为控制截面。 第二节 梁柱内力组合 一．符号规定

（一）梁弯矩以下部受拉为正，剪力以沿截面顺时针为正。梁的控制截面弯矩为柱边弯矩

（二）柱弯矩以顺时针为正，轴力以受压为正

二.《建筑结构荷载规范》规定，对于一般框架结构，可以采用简化规则， 在下列荷载效应组合中取最不利值确定

由可变荷载效应控制的组合

（一） “恒荷载”+任一种“活荷载”

SGSGKQ1SQ1K

（二） “恒荷载”+0.9(任意两种或两种以上“活荷载”)

SGSGK

三．梁支座边缘处的内力值：

M边M-V

n

0.9QiSQiK

i1

b 2

b

V边V-q

2式中：M边-----支座边缘截面的弯矩标准值； V边-----支座边缘截面的剪力标准直； M-----梁柱中线交点处的弯矩标准值；

V-----与M相应的梁柱中线交点处的剪力标准值； q-----梁单位长度的均布荷载标准值； b-----梁端支座宽度（即柱截面高度） 四．梁和柱的内力组合：

表4－1框架梁的内力组合表

31

表4－2框架柱的内力组合表

32

续表

33

34

第五章 梁柱截面设计

第一节 框架梁的设计

表5－1正截面受弯承载力计算表

35

续表

36

续表

37

38

表5－2斜截面受剪承载力计算

续表

表5－3箍筋计算表

39

续表：

第二节 框架柱的设计 一．已知条件：

材料： C30混凝土 fc=14.3N/mm2;ft=1.43N/mm2;ftk=2.01N/mm2 HRB335：fy300N/mm2，b0.55 底层柱 Nmax=2859.5kN

轴压比 u=N/fcA=2859.5×1000÷14.3÷450÷450=0.98

（一）ea取20mm和h/30两者中的较大值 （二）c

0.5fcA

，若c1,则取为1 N

（三）柱计算长度底层计算长度为l0=4.50m，第二层柱计算长度为l0=1.25H=3.75m

（四）l0/h≤15时，ζ2=1.0；l0/h>15时，ζ2=1.15-0.01l0/h且≤1.0 （五）偏心距增大系数：1

l1

(0)212

1400ei/h0h

40

（六）ei0.3h0按大偏心计算，ei0.3h0按小偏心计算 （七）若采用对称配筋，对于大偏心配筋：

N

，则x2α1fcb

S

，

AsAs'

N(eih/2as')

；x>2α

fy(h0as')

S

，AsAs'

Ne1fcbx(h0x/2)

。

fy'(h0as')

eeih/2as。对于小偏心配筋：

Nb1fcbh0

b，2

Ne0.431fcbh0

1fcbh0

(1b)(h0as')

Ne1fcbh0(1/2)

。 AsAs'

fy'(h0as')

表5－4柱正截面配筋计算表

2

三．柱斜截面承载力计算 计算要点：

（一）框架柱斜截面计算中剪跨比λ=Hn/(2h0)。当λ＜1时，取λ=1；当λ＞3时，取λ=3。

（二）当N≤0.3fcA时取实际值计算；当N＞0.3fcbh时取0.3fcbh计算。 （三）

1.75ftbh0

0.07NVc时按构造配箍，否则按计算配箍。 1

（四）箍筋加密区长度底层柱根部取1300mm，其他端部取为600mm。

表5－5柱斜截面配筋计算表

第六章 楼梯设计

第一节 梯段板设计

取板厚h=120mm ,约为板斜长的1/30.板倾斜角 tanα=150/300=0.5, cosα=0.894 取1m宽板带计算.

表6－1梯段板荷载计算表：

截面设计：

板水平计算跨度ln=3.0m,

弯矩设计值M=1/10×Pln2=0.1×10.72×3.02=9.65kN/m 板的有效高度h0=120-20=100mm

αs=M/α1fcbh02=9.65×106/1.0×14.3×1000×1002=0.07,查表得 ξ=1-(1-2αs)1/2=0.07

rs=0.5×(1+(1-2αs)1/2)=0.965

As=M/rsfyho=9.65×106/270×0.965×100=370mm2 选配Φ8@140,As=359mm2 分布钢筋每级踏步1根Φ8. 第二节 平台板的设计：

设平台板厚h=80mm,取1m宽板带计算

表6－2平台板的荷载计算表

截面设计：

平台板的计算跨度lo=1.0m.弯矩设计值M=1/10×Pln2=0.1×6.39×1.02=0.64kN.m.板的有效高度ho=80-20=60mm.

αs=M/α1fcbh02=0.64×106/1.0×14.3×1000×602=0.02 ξ=1-(1-2αs)1/2=1-(1-2×0.02)1/2=0.02

rs=0.5×(1+(1-2αs)1/2)=0.5×(1+(1-2×0.116)1/2)=0.99 As=M/rsfyho=0.64×106/0.99×270×60=235mm2 选配Φ8@200,As=251mm2 第三节 平台梁设计

设平台梁截面尺寸为200mm×350mm

表6－3平台梁的荷载计算表：

截面设计

计算跨度lo=1.05ln=1.05×(2.7-0.4)=2.31

弯矩设计值M=1/8Plo2=1/8×25.61×2.312=17.08kN.m 剪力设计值V=1/2Pln=1/2×25.61×2.31=29.58kN

截面按倒L形计算bf=b+5hf=200+5×80=600mm,梁的有效高度ho=350-35=315mm

经判别属第一类T形截面

αs=M/α1fcbh02=17.08×106/1.0×14.3×600×3152=0.02 ξ=1-(1-2αs)1/2=1-(1-2×0.067)1/2=0.02

rs=0.5×(1+(1-2αs)1/2)=0.5×(1+(1-2×0.067)1/2)=0.99 As=M/rsfyho=17.08×106/0.99×270×315=203mm2 选配3Φ16,As=603mm2

配置Φ6@200箍筋.则斜截面受剪承载力 Vcs=0.7ftbho+fyvAsvho/s

=0.7×1.43×200×315+270×56.6×315/200=93.15kN>29.58kN 满足要求。

第七章 基础设计

第一节 基础选型及埋深确定 表7－1地质情况

由地质情况，该工程基础选为柱下钢筋混凝土独立基础。基础采用C30混凝土(ft=1.43N/mm2)，垫层采用C10混凝土，垫层厚度为100mm。钢筋采用HRB335级钢筋（fy=300N/mm2)。基础埋深（从室外平面算起）为1.5m，室内地面高出室外地面0.45m。

此处以A柱为例计算基础内力分配和配筋计算，

荷载效应标准组合时由柱传给基础顶面的NK=1268.11kN,MK=42.97kN.m，

VK=26.21kN；相应于荷载效应基本组合时柱传给基础顶面的

N=1573.59kN,M=73.44kN.m，V=33.02kN。

第二节 基础底面尺寸确定 一．地基承载力深度修正

由于基础埋置深度大于0.5m，所以地基承载力应按下式进行修正：

fafakdm(d0.5)

基础埋深的地基承载力修正系数为：b0;d1.0,基础底面以上土的加权平均重度为：m18.2KN/m3。得修正后的地基承载力特征值为：

fafakdm(d0.5)=290+1.0×18.2×(1.5-0.5)=308.2kPa。

二．基础底面尺寸的计算

首先按轴心荷载作用计算柱下独立基础边长，将计算所得的基底面积增大30%，计算公式为：

b

1.3Nkfarmd

计算基础及其上土的重力Gk时的基础埋深为：d=（1.5+1.4）/2=1.45；Fk=Nk=1268.11KN；由于在埋深范围内无地下水，hw=0。则由上式可得基础地面宽

b

1.3Nkfarmd

度为： =2.35m，取b=3.6m，l=2.4m。

三．验算荷载偏心距e

基底处的总竖向力：Nk+Gk=1268.11+20×2.4×3.6×1.45=1518.67kN 基底处的总力矩：MK=42.97+26.21×1.25=94.08kN.m

偏心距：e=MK/(Nk+Gk)=94.08÷1518.67=0.062m

pkmax=(Nk+Gk)×(1+6e/b)/bl=1518.67×(1+6×0.062÷3.6)÷2.4÷

3.6=193.93kN

Pj=F/bl=1573.59÷(2.4×3.6)=182.13kN 净偏心距:

e0=M/F=73.44÷1573.59=0.047

基底最大和最小净反力设计值:

Psmax =F(1+6e0/b)/bl=1573.59×(1+6×0.047÷3.6)÷2.4÷3.6=196.40kN

Psmin=F(1-6e0/b)/bl=1573.59×(1-6×0.047÷3.6)÷2.4÷3.6=167.87kN

取h=1250mm,h0=1150mm,则bc+2h0=0.45+2×1.15=2.75m2.4即基础底面部分落在45。冲切破坏锥体底边以内，基础为刚性基础，需进行冲切验算。 变阶处截面：

b1+2h01=1.25+2×0.45=2.15m2400mm,所以应该按照公式 Al=（b/2-bt/2-h0）l=(3.6/2-1.25/2-1.15)×2.4=0.06㎡ Fl=psAl=182.13×0.06=10.93kN

at=1.25m;因at+2h0=3550mm>2400mm,故取ab=l=2.4m, am=(1.25+2.4)/2=1.83m

0.7·βhp·ft·am·h0=0.7×0.93×1.43×1830×1150=1959kN>Fl=10.93kN 故基础高度满足要求 第四节 基础配筋计算:

MⅠ=a12[(2l＋a')(pmax＋ps)＋(pmax－ps)·l]/12 MⅡ=(l－a')2(2b＋b')(pmax＋pmin)/48 Ⅰ-Ⅰ截面处弯矩设计值：

MⅠ=0.6×[(2×2.4＋1.6)×(196.40＋183.24)＋(196.40－183.24)×2.4]/12=73.84kN.m

Ⅱ-Ⅱ截面处弯矩设计值：

MⅡ=(2.4-1.6)2×(2×3.6+2.4)×(196.40＋167.87)/48=77.71kN.m As1 = MⅠ/0.9fyh0=238mm2 选用钢筋：

1612,AS=1808mm2。 As2=MⅡ/0.9fyh0=250mm2 选用钢筋：

812@,AS=904mm2。

2

第八章 电算校核及分析

第一节 内力计算

根据PKPM的电算结果所示，与手算结果进行比较，明显存在着一些偏差。用分层法计算的荷载弯矩图与电算进行比较，存在着一定的偏差，这主要是因为分层法不是很精确的一种算法，它假定结构无侧移，柱端假定为固端，这与实际情况有一定的误差，所以力矩分配出来的结果会有一定的偏差。

活载计算时，用的也是力矩分配法，也存有上面的问题。

用D值法计算地震荷载与电算结果相比较，同样也存在一定的偏差，但不大。这主要是因为D值法不是很精确的计算水平荷载作用下内力的方法，并且忽略了竖向地震作用。

用反弯点法计算水平风荷载与电算比较有很大的偏差，但是对总的结果影响不大，因为建筑高度不到30米，风荷载相对较小。

在笔算中，水平荷载作用的反弯点取的是柱的中点和1/3处点，故也会是计算结果与PKPM计算间出现误差。 第二节 内力组合

由于本计算书中未考虑地震荷载，且是考虑的活荷载在满布荷载情况下的内力组合，所以内力组合的结果基本满足设计要求。但PKPM计算的组合形式种类多且全面，故计算结果见存在误差。 第三节 配筋问题

手算的配筋结果与PKPM计算所得有一定差距，由于手算仅考虑一榀框架的受荷情况，忽略了结构的整体作用，是得手算结果偏大。在基础配筋的手算过程中尤其忽略上部结构对基础的作用，导致计算结果与电算有很大差别。