混凝土框架结构力学计算说明

- 第1页 目目 录录 摘要摘要1 1 一一 工程概况工程概况3 3 二二 结构布置及计算简图结构布置及计算简图3 3 三三 梁柱线刚度计算梁柱线刚度计算5 5 3.1 框架结构计算简图 5 5 3.1 框架梁、柱线刚度的计算 6 6 四四 荷载计算荷载计算7 7 4.1 竖向荷载作用 7 7 4.2 横向风荷载作用 .2121 4.3 水平地震作用 .2828 五五 横向框架内力组合横向框架内力组合3535 5.1 框架梁内力组合 .3535 5.2 框架柱内力组合 .3737 六六 截面设计截面设计4242 6.1 框架梁 .4242 6.2 框架柱 .4646 七七 基础设计基础设计4949 7.1 地基承载力计算及基础底面积确定 .4949 7.2 A 柱 5050 7.3 B 柱 5050 7.4 基础高度验算 .5151 7.5 基础配筋计算 .5252 八八 楼板设计楼板设计5454 参考文献：参考文献：5555 - 第2页 一 工程概况 湖北省武汉市新建小区小康园住宅，拟建房屋所在地拟建房屋按设防烈度 7 度进行抗震设计，基本雪压，基本风压，地 -2 0 m2KN . 0 S -2 0 m35KN . 0 面粗糙度为 B 类。 地质资料：地表下黄土分布厚度大于 15m，垂直及水平分布较均匀，为可 塑性状态、中等压缩性、弱湿馅性，属级非自重湿馅性黄土地基。土的重度 为 19 KN/ m3，空隙比为 0.8，液性指数为 0.833，地基承载力特征值 fak=150 KN/ m2。土壤最大冻结深度为 0.5m。 二 结构布置及计算简图 根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面 设计，其标准层建筑平面、结构平面和剖面示意图分别见图纸。主体结构共 6 层，底层为车库层，底层高为 3.0m，26 层均为 3.0m。该设计结构平面布置 图如图 2.1 所示： 图 2.1 标准层结构平面布置示意图 本建筑设计建筑材料的选用： - 第3页 砼： 梁、柱砼强度采用)mm43N . 1 f ,mm3KN.14f (C -2 t -2 c30 钢筋：梁、柱纵向受力钢筋均采用 HRB335，箍筋及其他用筋采用 HPB235 墙体：外墙和内墙采用灰砂砖，重度 -2 mKN18R 内隔墙均采用轻质隔墙 窗户均采用铝合金窗，门采用钢门和木门。 墙体厚度：外墙 240mm；内墙和隔墙为 180mm。 楼盖及屋面均采用现浇钢筋砼结构，楼板厚度取 100mm，梁截面高度按跨 度的估算，尺寸见表 2.1：1/812/1 表 2.1 梁截面尺寸（mm） 柱截面尺寸可根据式估算，因为抗震烈度为 7 度，总高度 cN f N Ac ，查表可知该框架结构的抗震等级为三级，其轴压比限值；各30m9 . 0 N 层的重力荷载代表值近似取 12，由图 2.2 可知边柱及中柱的负载面积 -2 mKN 分别为和。由公式可得第一层柱截面面积为： 2 m95 . 1 6 . 3 2 m0 . 36 . 3 边柱 2 3 c mm51054 14.39 . 0 6101295. 16 . 33 . 1 A 中柱 2 3 c mm78546 14.39 . 0 610120 . 36 . 325 . 1 A 取柱截面为正方形，根据上述计算结果并综合考虑其它因素，本设计框架 柱截面尺寸取值均为。400mm400mm 层次混凝土强度等级 横梁)hb( 纵梁)hb( 61 30 C 450300450300 - 第4页 基础采用柱下独立基础，基础埋深标高-1.45m，室内外高差定为-0.45m。 基础剖面简图如图 2.2。 图 2.2 基础剖面简图 三 框架结构计算简图及梁、柱线刚度 3.1 框架结构计算简图 框架结构计算简图如图 3.1 所示，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线； 梁轴线取至板底，层柱高度即为层高，取 3.0m；底层柱高度从基础顶面取62 至一层板底，取 4.05m。 - 第5页 图 3.1 一榀框架（轴线）结构计算简图 3.2 框架梁、柱线刚度的计算 由于楼面板与框架梁的混凝土一起浇筑，对于中框架梁取，梁线刚 0 2II 度计算过程见表 3.1；柱线刚度计算见表 3.2。 b i c i 表 3.1 横梁线刚度计算表 b i 类别层次 )mmN( E 2- c )mmmm( hb )mm( L )mmN( L/IE 0c )mmN( L/I5E . 1 0c )mmN( L/I2E 0c AB（CD ） 61 4 3.0 104503003900 10 10 1.7524 10 10 2.2686 10 10 5048 . 3 BC 61 4 3.0 104503002100 10 10 3.2545 10 10 4.8817 10 10 5089 . 6 表 3.2 柱线刚度计算表 c i 层次 )mm( hc )mmN( E 2- c )mmmm( hb )mm( I 4 c )mmN( h/IE cCc 14050 4 100 . 3400400 9 10133 . 2 10 101.58 - 第6页 62 3000 4 100 . 3400400 9 10133 . 2 10 102.133 令：，则其它各杆件的相对线刚度为：0 . 1i 其余柱 右跨梁左跨梁 ii64 . 1 102.133 103.5048 10 10 中跨梁 i05 . 3 102.133 106.5089 10 10 底柱 i74 . 0 102.133 1058 . 1 10 10 （如图 3.1 所示） 四 荷载计算 4.1 竖向荷载作用 （1） 恒荷载标准值计算 1.屋面（不上人） 找平层：15 厚水泥砂浆找平层 -2 m30KN . 0 015 . 0 20 防水层：（刚性）40 厚 C20 细石混凝土 -2 m0KN . 1 防水层：（柔性）三毡四油铺小石子 -2 m.4KN0 找平层：15 厚水泥砂浆找平层 -2 m30KN . 0 015 . 0 20 找坡层：40 厚水泥石灰焦渣沙浆 0.3%找平 -2 mKN65 . 041 . 041 保温层：60 厚矿渣水泥 -2 mKN78 . 006 . 0 5 . 41 结构层：100 厚现浇混凝土板 -2 mKN5 . 21 . 025 抹灰层：10 厚混合沙浆 -2 mKN71 . 001 . 0 71 - 第7页 合计 6.10 -2 mKN 2 各层楼面 大理石面层，水泥砂浆擦缝（包括水泥粗砂打底） 1.16 -2 mKN 100 厚现浇混凝土板 -2 m5KN. 210. 025 10 厚混合沙浆抹灰层 -2 mKN17 . 0 10 . 0 71 合计 3.83 -2 mKN 3 梁 截面尺寸：450mm300mm 自重： -2 mKN256 . 21 . 045 . 0 3 . 025 10 厚混合沙浆抹灰层 -2 mKN17 . 0 10 . 0 71 合计 2.845 -2 mKN 基础梁： 截面尺寸：0mm03300mm 自重： -2 mKN25 . 2 3 . 03 . 025 4 柱 截面尺寸：400mm400mm 自重： -2 mKN0 . 44 . 04 . 025 10 厚混合沙浆抹灰层 -2 mKN17 . 0 10 . 0 71 合计 5.904 -2 mKN 5 外纵墙 厚度：240mm 标准层： 纵墙 -2 mKN24 . 3 1842 . 075 . 0 铝合金窗 -2 mKN63 . 0 8 . 135. 0 - 第8页 水刷石外墙面 -2 mKN6 . 05 . 0)8 . 10 . 3( 水泥粉刷内墙面 -2 mKN432 . 0 36 . 0 )8 . 10 . 3( 合计 4.902 -2 mKN 底层：（基础梁： 截面尺寸：）0mm03300mm 纵墙 -2 mKN48 . 6 1842 . 0)45 . 0 3 . 08 . 105. 4( 铝合金窗 -2 mKN63 . 0 8 . 135. 0 水刷石外墙面 -2 mKN6 . 05 . 0)8 . 10 . 3( 水泥粉刷内墙面 -2 mKN432 . 0 36 . 0 )8 . 10 . 3( 合计 8.14 -2 mKN 6 内纵墙 厚度：180mm 标准层： 纵墙 -2 mKN262 . 8 1818 . 0 )45 . 0 0 . 3( 水泥粉刷内墙面 -2 mKN836 . 1 236 . 0 )45 . 0 0 . 3( 合计 10.089 -2 mKN （2）屋面及楼面可变荷载标准值 不上人屋面均布荷载标准值 0.5 -2 mKN 楼面活荷载标准值 2.0 -2 mKN 屋面雪荷载标准值 2 0rk m2KN . 0 2 . 00 . 1SS 屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者取较大值。 （3）竖向荷载作用下框架受荷总图 - 第9页 1、 （）轴间框架梁 BACD 屋面板传给梁的荷载（板传梯形或至梁上的三角形荷载可等效为均布荷载） ： 本结构楼面荷载的传递示意图如图 4.1 所示；各层梁上作用的恒荷载、活 荷载示意图如图 4.2 所示： 图 4.1 板传荷载示意图 图 4.2 各层梁上作用的恒荷载作用示意图 - 第10页 屋面板传给梁的荷载 恒载： -132 mKN71 . 3 2)85 . 0 85. 021 (8 . 110 . 6 活载： -132 mKN304 . 0 2)85 . 0 85 . 0 21 (8 . 15 . 0 楼面板传给梁的荷载 恒载： -132 mKN33. 22)85. 085 . 0 21 (8 . 183. 3 活载： -132 mKN22 . 1 2)85 . 0 85 . 0 21 (8 . 10 . 2 梁自重标准值： 2.845 -1 mKN （）轴间框架梁均布荷载为：BACD 屋面梁：恒载=梁自重 + 板传荷载 = 2.845 + 3.71= 6.56 -1 mKN 活载 = 板传活载 = 0.304 -1 mKN 楼面梁：恒载=梁自重 + 板传荷载 = 2.845 + 2.33= 5.19 -1 mKN 活载 = 板传活载 = 1.22 -1 mKN 2、 轴间框架梁 CB 屋面板传给梁的荷载 恒载： 1 - mKN01. 82 8 5 05 . 1 10 . 6 活载： 1 - mKN66 . 0 2 8 5 05 . 1 5 . 0 楼面板传给梁的荷载 恒载： 1 - mKN03 . 5 2 8 5 05. 183 . 3 活载： 1 - mKN63 . 2 2 8 5 05. 10 . 2 梁自重标准值： 2.845 -1 mKN 轴间框架梁均布荷载为：CB 屋面梁：恒载=梁自重 + 板传荷载 = 2.845 + 8.01= 10.86 -1 mKN - 第11页 活载 = 板传活载 = 0.66 -1 mKN 楼面梁：恒载=梁自重 + 板传荷载 = 2.845 + 5.03= 7.88 -1 mKN 活载 = 板传活载 = 2.63 -1 mKN 3、 A（D）轴框架柱纵向集中荷载的计算 顶层柱： 女儿墙自重：（做法：墙高 1100mm，100mm 的混凝土压顶） -1 mKN67. 65 . 0)24. 022 . 1 (24 . 0 1 . 025181 . 124. 0 顶层柱恒载 = 梁自重 + 板传荷载 = 1 -32 mKN36.49)85 . 0 85 . 0 21 (95 . 1 6 . 371 . 3 )4 . 06 . 3(845 . 2 6 . 367 . 6 顶层柱活载 = 板传活载 = -132 mKN59 . 0 )85 . 0 85. 021 (95 . 1 6 . 35 . 0 标准层柱恒载 =墙自重 + 梁自重 + 板传荷载 = 1 -32 mKN67.29)85. 085 . 0 21 (95. 16 . 333 . 2 )4 . 06 . 3(845 . 2 902. 4)4 . 06 . 3( 标准层柱活载 = 板传活载 = -132 mKN37 . 2 )85 . 0 85 . 0 21 (95. 16 . 30 . 2 基础顶面恒载 = 底层外纵墙自重 + 基础梁自重 = -1 mKN25.33)4 . 06 . 3(25 . 2 )4 . 06 . 3(14 . 8 4、 B（C）轴框架柱纵向集中荷载的计算 顶层柱恒载 =梁自重 + 板传荷载 = 1 -32 32 mKN83.24)34. 034 . 0 21 (05. 16 . 371. 395 . 1 6 . 3 )85. 085. 021 (71. 3)4 . 06 . 3(845 . 2 顶层柱活载 = 板传活载 = - 第12页 1 -32 32 mKN12 . 2 )34 . 0 34. 021 (05 . 1 6 . 35 . 0 )85 . 0 85. 021 (95 . 1 6 . 35 . 0 标准层柱恒载 = 梁自重 + 板传荷载 = 1 -32 32 mKN98.18)85. 085 . 0 21 (95. 16 . 333 . 2 05 . 1 6 . 3 33. 2)34 . 0 34. 021 (845 . 2 )4 . 06 . 3( 标准层柱活载 = 板传活载 = 1 -32 32 mKN48 . 8 )34. 034 . 0 21 (05 . 1 6 . 32 )85 . 0 85 . 0 21 (95 . 1 6 . 30 . 2 基础顶面恒载 = 基础梁自重 = -1 mKN2 . 7)4 . 06 . 3(25 . 2 框架在竖向荷载作用下的受荷总图如图 4.3 所示（图中数据均为标准值,由 于是对称结构，图中只标出一半，括号里为活荷载） ，由于 A、D 轴的纵梁中轴 线与柱中轴线相交，故此 A、D 轴上的竖向荷载作用于柱轴心，框架柱轴心受压。 - 第13页 图 4.3 框架在竖向荷载作用下的受荷总图 （4） 竖向荷载作用下框架的内力计算 1、 恒载作用下的内力计算 恒载为对称荷载，利用结构的对称性，取半榀框架进行计算，计算简图如 图 4.5 所示，右端为定向支座。 对于一端固定一端为定向支坐，在均布荷载作用下的杆端弯距为：（如图 4.4 所示） - 第14页 图 4.4 有定向支坐杆端弯距 ， 2 3 1 qlMik 2 6 1 qlMki 采用分层法计算，计算前对二层以上各柱线刚度乘以 0.9 的系数，二层以 上各层柱弯距传递系数取为，荷载作用下的计算简图如图 4.5 所示： 3 1 （1）顶层计算单元 计算过程如图 4.6 所示（方框内为分配系数） ，计算结果如图 4.7。 （2）中间层计算单元 2、3、4、5 层计算单元相同，其过程如图 4.8 所示，计算结果如图 4.9。 （3）底层计算单元 计算过程如图 4.10 所示（方框内为分配系数） ，计算结果如图 4.12。 （4）恒荷载作用下的内力 将各计算单元的弯距图叠加，得出最后的弯距图图 4.13 所示（节点不平衡 弯距较大时，再分配一次） ；根据弯距与剪力的关系算出各杆件剪力，根据剪力 与轴力的平衡，算出各柱的轴力，计算结果于表 4.1 所示。 - 第15页 图 4.5 半榀框架计算简图 - 第16页 图 4.6 顶层计算单元 图 4.7 顶层弯距图 - 第17页 图 4.8 中间层计算单元 图 4.9 中间层弯距图 - 第18页 图 4.10 底层计算单元 图 4.11 底层弯距图 - 第19页 图 4.12 恒荷载作用下的框架弯距图（单位 KNM） - 第20页 表 4.1 恒荷作用下梁端剪力及柱轴力（KN） 2、 活载作用下的内力计算 活荷载作用下的框架内力计算方法同恒荷载作用的计算方法，此处计算过 程略。最后的弯距图图 4.13 所示（节点不平衡弯距较大时，再分配一次） ；剪 力、轴力计算结果于表 4.2 所示。 表 4.2 活荷作用下梁端剪力及柱轴力（KN） 荷载引起的剪力柱 轴 力 AB 跨BC 跨A 柱 B 柱 层 次 VAVBVBVCNN 60.530.570.690.69-1.12-3.38 52.092.302.762.76-5.58-16.92 42.112.282.762.76-10.06-30.44 32.102.292.762.76-14.53-43.97 22.112.282.762.76-19.02-57.50 12.082.312.762.76-23.47-71.05 荷载引起的剪力柱 轴 力 AB 跨BC 跨A 柱B 柱 层 次 VAVBVBVCNN 611.0112.6111.4011.40-60.37-48.84 59.149.548.278.27-116.89-103.35 49.039.668.278.27-173.3-157.97 39.059.648.278.27-229.72-212.57 29.059.628.278.27-286.17-267.15 18.999.748.278.27-342.5-321.85 - 第21页 图 4.13 活荷载作用下的框架弯距图（单位 KNM） 4.2 横向风荷载作用 1 风荷载标准值的计算 作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中荷载标准值： 2 )( B hhw jiozszk 基本风压： -2 0 m35KN . 0 w - 第22页 风载体形系数：=0.8-（-0.5）=1.3 s 风压高度系数：（根据 B 类地面）查表可知，离地面高度为 z 5m、10m、15m、20m、30m 处的分别为 1.00、1.00、1.14、1.25、1.42。 z 风震系数：房屋高度未超过 30m，=1.0 z 迎风面宽度：B=3.6m 风荷载作用下结构计算简图如图 4.14 所示，各层楼面处集中风荷载标准值 如表 4.3 所示。 表 4.3 各层楼面处集中风荷载标准值 层次 z s Z(m)z 0 w(m) i h(m) j h k w 61.01.318.451.210.3532.45.35 51.01.315.451.150.35335.95 41.01.312.451.060.35335.21 31.01.39.451.00.35334.91 21.01.36.451.00.35334.91 11.01.33.451.00.353.4535.28 图 4.14 风荷载作用下结构计算简图 - 第23页 2 风荷载作用下的位移验算 （1）侧移刚度 D 的计算 计算结果见表 4.4、4.5 如下：（一榀框架） 表 4.4 横向 26 层 D 值的计算 构件 名称 = k - i c b i 2 i = c - - i2 i 2 c c h 12i D A（D ）轴 柱 64 . 1 2 0 . 3 1 12 1 4 . 0100 . 3 2 9 . 3 1 12 1 23 . 045 . 0 100 . 3 44 34 0.4512800 B（C ）轴 柱 07 . 2 2 0 . 3 1 12 1 4 . 0100 . 3 2) 1 . 2 1 9 . 3 1 ( 12 1 3 . 045 . 0 100 . 32 44 34 0.5114507 54613214507212800D 表 4.5 横向底层 D 值的计算 构件 名称 = = k - i c b i i = c - - i2 i5 . 0 2 c c h 12i D A（D ）轴 柱 20 . 2 05 . 4 1 12 1 4 . 0100 . 3 9 . 3 1 12 1 23 . 045 . 0 100 . 3 44 34 0.647399 B（C ）轴 柱 30 . 6 05 . 4 1 12 1 4 . 0100 . 3 2) 1 . 2 1 9 . 3 1 ( 12 1 3 . 045 . 0 100 . 3 44 34 0.829480 337582948027399D - 第24页 （2）风荷载作用下框架侧移计算 水平荷载作用下框架的层间侧移可按下面公式计算： ijii D/V 框架在风荷载作用下侧移的计算如下表 4.6： 表 4.6 风荷载作用下框架楼层层间位移与层高之比计算 层次（KN） i W（KN） i V (KN/m) D /m i /h i 65.355.35546130.00011/30000 55.9511.3546130.00021/15000 45.2116.51546130.00031/10000 34.9121.42546130.00041/7501 24.9126.33546130.00051/6000 15.2831.62337580.00091/3833 侧移验算： 风荷载作用下，框架结构楼层层间最大位移与层高之比的限值为：1/550。 由上表 4.6 可见，本框架层间最大位移与层高之比在底层，为 1/3833。满足： 1/3833 1/550。满足规范要求。 3 风荷载作用下框架结构内力计算 选取 2 轴线一榀框架进行内力计算，框架柱端剪力及弯矩按下列公式进行 计算： ； i s 1j ij ij ij V D D V ；yhVM ij ij b hy1VM ij u ij ）（ 各柱反弯点高度比 ，本设计中底层柱需考虑修正值 321n yyyyy - 第25页 y2，第二层柱需考虑修正值 y3，其余柱均无修正。由所求的查表可知： k =0、=0。 2 y 3 y 由于结构对称，表中只算出 A 轴柱和 B 轴柱柱端剪力和弯距，弯距 C 轴柱 同 B 大小相同，D 轴柱同 A 大小相同。柱端剪力和弯距计算结果见表 4.7。 - 第26页 - 第27页 表 4.7 各层柱端弯矩及剪力计算 A 轴 柱B 轴 柱 层 次 hi /m Vi /kN Dij Nm Di1Vi1 ky b i M 1 u i M 1 Di2Vi2 ky b i M 2 u i M 2 63.05.3554613128001.251.640.381.432.33145071.422.070.411.752.51 53.011.354613128002.641.640.433.414.51145073.052.070.454.125.03 43.016.5154613128003.861.640.455.216.37145074.462.070.466.157.23 33.021.4254613128005.011.640.487.217.82145075.782.070.508.678.67 23.026.3354613128006.161.640.509.249.24145077.122.070.5010.6810.68 14.0531.623375873997.402.200.5917.6812.2994808.546.300.5519.0215.56 - 第28页 梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按下式计算: 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算 结果见表 4.8： ； ；)MM( ii i M u ij b j , 1i r b l b l bl b )MM( ii i M u ij b j , ii r b l b r br b ； ； L MM V 2 b 1 b b k n ik r b l bi )VV(N 表 4.8 风荷作用梁端弯矩、剪力及柱轴力计算 AB 跨梁BC 跨梁柱轴力 层 次 l b M r b M LVb l b M r b M LVb A 柱B 柱 62.330.883.90.821.631.632.11.55-0.82-0.73 55.942.373.92.134.414.412.14.20-2.95-2.80 49.783.973.93.537.387.382.17.03-6.48-6.30 313.035.193.94.679.639.632.19.17 - 11.15 -10.80 216.456.773.95.9512.5812.582.1 11.9 8 -17.1-16.83 121.539.183.97.5817.0617.062.1 16.2 5 - 24.68 -25.50 备注： C 柱轴 力与 B 大小相 等方向 相反， C 柱轴 力与 B 大小相 等方向 相反 注:1)柱轴力中的负号表示拉力。当为左地震时，左侧两柱为拉力,对应的右侧两根柱为压 力。 2）表中单位为 kNm，V 单位 N，L 的单位为 m。 - 第29页 左风荷载作风下框架结构弯距、剪力及轴力图如图 4.15 所示（右风同理）： （a）框架弯矩图 （b）梁端剪力及柱轴力图 图 4.15 横向框架在水平左风荷载作用下框架弯矩图、梁端剪力及柱轴力图 4.3 水平地震作用 1 重力荷载代表值的计算 屋面处的重力荷载代表值 = 结构和构配件自重标准值 + 0.5 雪荷载标 准值 楼面处的重力荷载代表值 = 结构和构配件自重标准值 + 0.5 楼面活荷 载标准值 其中结构和构配件自重取楼面上、下各半层层高范围内（屋面处取顶层一 半）的结构和构配件自重 （1） 、屋面处的重力荷载代表值的计算： KNl04.9862)9 . 9 6 . 39()29 . 3 67 . 6 (ggG）（ 天沟女儿墙女儿墙 KN 2 . 2513)9 . 94 . 0()4 . 0 6 . 39(1 . 6G 屋面板 - 第30页 KN28.667411)4 . 06 . 3(1 . 045 . 0 3 . 025)3 . 01 . 2(1 . 045 . 0 3 . 02512)4 . 01 . 2(1 . 045 . 0 3 . 0252)3 . 09 . 3( 1 . 045 . 0 3 . 02524)4 . 09 . 3(1 . 045 . 0 3 . 025G ）（）（ ）（ ）（）（ 梁 KN 8 . 2681 . 05 . 14 . 04 . 025412G）（ 柱 KN33.5584 . 01 . 2089.10 2 1 184 . 09 . 3089.10 2 1 24 . 01 . 2905 . 4 2 1 174 . 06 . 3902 . 4 2 1 44 . 09 . 336 . 0 35 . 031824 . 0 3 2 1 G ）（）（）（ ）（）（）（ 墙 KN67.4993GGGGGG 墙柱梁屋面板女儿墙顶层 （2） 、其余各层楼面处的重力荷载代表值的计算： KN96.1577)9 . 94 . 0()4 . 0 6 . 39(83 . 3 G 楼面板 KN28.667411)4 . 06 . 3(1 . 045 . 0 3 . 025)3 . 01 . 2(1 . 045 . 0 3 . 02512)4 . 01 . 2(1 . 045 . 0 3 . 0252)3 . 09 . 3( 1 . 045 . 0 3 . 02524)4 . 09 . 3(1 . 045 . 0 3 . 025G ）（）（ ）（ ）（）（ 梁 KN 8 . 5561 . 00 . 34 . 04 . 025412G）（ 柱 KN66.1116233.558G 墙 KN74.3918GGGGG 墙柱梁楼面板标准层 （3） 、底层楼面处的重力荷载代表值的计算： KN96.1577)9 . 94 . 0()4 . 0 6 . 39(83 . 3 G 楼面板 KN28.667411)4 . 06 . 3(1 . 045 . 0 3 . 025)3 . 01 . 2(1 . 045 . 0 3 . 02512)4 . 01 . 2(1 . 045 . 0 3 . 0252)3 . 09 . 3( 1 . 045 . 0 3 . 02524)4 . 09 . 3(1 . 045 . 0 3 . 025G ）（）（ ）（ ）（）（ 梁 KN 6 . 657 1 . 03 01. 2 05 . 4 2 3 8 . 556G 柱 KN08.16602)114 . 0 6 . 39(905 . 4 2 1 2)114 . 0 6 . 39(089.10 2 1 10)34 . 09 . 9()36 . 0 5 . 0(31824 . 0 3 2 1 336.558G 墙 KN92.4562GGGGG 墙柱梁楼面板底层 （4） 、屋顶雪荷载标准值的计算： KNSqQ 4 . 82) 3 . 1040(2 . 0 雪雪 （5） 、楼面活荷载标准值的计算： - 第31页 KNQ824) 3 . 1040(2 雪 （6） 、底层楼面处的重力荷载代表值的计算：（计算简图如图 4.16 所示） 屋面处： = 屋面处结构和构配件自重 + 0.5 雪荷载标准值 EW G = 4993.76 + 0.5 82.4 = 5034.96KN 标准层楼面处： = 楼面处结构和构配件自重 + 0.5 活荷载标准值 Ei G = 3918.74 + 0.5 824 = 4330.74KN 顶层楼面处： = 楼面处结构和构配件自重 + 0.5 活荷载标准值 1E G = 4562.92 + 0.5 824 = 4974.92KN 图 4.16 重力荷载代表值计算简图 2 地震作用下框架结构内力 （1） 、该建筑物的高度为 20.15m40m，以剪切变形为主，采用底部剪力法算 水平地震作用。该建筑结构设计共有十二榀框架，且每榀框架的抗侧移刚 度相同，可简化为作用在一榀框架上的重力荷载代表值为： KN、KN、KN24.380 1 G56.326 52 G14.416 6 G 相应的高度=4.05m、=7.05m、=10.05m、 1 H 2 H 3 H =13.05m、=16.05m、=19.05m 4 H 5 H 6 H （2） 、该结构自振周期计算：（用假想顶点位移法计算结构基本自振周期） - 第32页 结构顶点的假想位移计算见表 4.9。 表 4.9 结构顶点的假想位移计算 层 数 )KN(Gi)KN(V i G )m/N(Di)m( i )m( i 6416.14416.1454613 0.00760.159 5326.56742.70546130.01360.1514 4326.561069.26546130.01960.1378 3326.561395.82546130.02560.1182 2326.561722.38546130.03150.0926 1380.242062.62337580.06110.0611 结构基本自震周期，取，则 TT1 7 . 1T8 . 0 T )(54 . 0 159 . 0 8 . 07 . 1T1S （3） 、水平地震作用下位移验算：（框架楼层层间位移计算结果见表 4.10） 设防烈度按 7 度考虑，设计地震分组为第一组，场地土为类，查表得： 特征周期 Tg=0.35s ，水平地震影响系数最大值。08 . 0 max Tg0.25%和 0.%较大值，满足要求。%76 . 0 415300 943 26 . 0 /55 yt ff 将下部跨间截面的 320 钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋，同时梁截 面上部配 220 钢筋作为梁钢筋骨架的架立钢筋（） ，此时梁的配筋率为： 2 s 628Amm 2.5%，符合要求。%26 . 1 415300 628943 一层梁的配筋计算结果见表 6.1。 （2） 斜截面受剪承载力计算：以第一层、第三层和第六层为例，说明计算方法和过程。 计算结果见表 6.2。 底层 AB 跨： 梁端加密区箍筋取 2 肢 8100，箍筋用 HPB235 级钢筋（） 2 yv mm/210Nf KN95.44KN35.523 415 100 250.3 2101.2541530034 . 142 . 0 h S A 25f . 1 bh42f . 0 0 sv yv0t 加密区长度取 0.85m，非加密区箍筋取 2 肢 8200，箍筋设置满足要求。 底层 BC 跨： KN29.62KN35.235 S A 25f . 1 bh42f . 0 0 sv yv0t h 加密区长度取 0.85m，非加密区箍筋取 2 肢 8200，箍筋设置满足要求。 - 第45页 表 6.1 框架梁横向钢筋计算表 截面A 支座AB 跨中B 支座左B 支座右BC 跨中 )(hb 0f mmmm 41513004151300415130041513004151300 控制截面 M 74.443.4818.4441.060.82 M RE 55.832.6113.8330.80.62 2 01 hbf M fc RE s 0.020.0050.015 s 2110.0255 . 0 b 0.00555 . 0 b 0.01655 . 0 b )211 (5 . 0 ss 0.960.980.97 0 hf M A ys RE s 514118350 实配钢筋203203203203203 实配面积（） 2 mm943943943943943 实际配筋率/% 0.760.760.760.760.76 要求最小配筋率/% 0.25 和 26 . 0 /55 yt ff 较大值 0.2 和 22 . 0 /45 yt ff 较大值 0.25 和 26. 0/55 yt ff 较大值 0.25 和 26 . 0 /55 yt ff 较大值 0.2 和 22 . 0 /45 yt ff 较大值 要求最大配筋率/% 2.52.52.52.52.5 - 第46页 表 6.2 框架梁箍筋数量计算表 梁端加密区非加密区 层 次 截面 V RE （KN） 0cc bhf25 . 0 （KN） 0yv 0tRESV h25f . 1 bh42f. 0V S A 实配筋（Asv/s） 实配筋%)( sv A 支座11.96 445.09 VrRE 0 两肢 8100 (0.335%0.26 )%18 . 0 yv t f f 两肢 8200(0.224) 6 B 支座18.29 445.09 VrRE 0 两肢 8100(0.335%) 两肢 8200(0.224) A 支座 28.13 445.09 VrRE 0 两肢 8100(0.335%) 两肢 8200(0.224) 3 B 支座 49.52 445.09 VrRE 0 三肢 8100(0.335%) 两肢 8200(0.224) 1 A 支座 44.95 445.09 VrRE 0 两肢 8100(0.335%) 两肢 8200(0.224) - 第47页 B 支座 62.29 445.09 VrRE 0 两肢 8100(0.335%) 两肢 8200(0.224) 48 6.2 框架柱 （1） 剪跨比和轴压比验算： 表 6.3 柱的剪跨比和轴压比验算 柱 号 层次 B、H （mm） Fc （N/mm2 ） Mc （KN.m） Vc （KN） N （KN） 0 c c hV M bhf N c 400400 14.320.1412.7560.513.8120.03520.15420.24420.02920.15120.2375,故应考虑偏心矩增大系数。 。)0 . 1(0 . 175 . 3 10 3 . 305 400 3 . 145 . 05 . 0 1 3 2 1 取 N Afc L0/h VrRE 686.4 0 0.410 3 肢 81003 肢 8200 3 514.8 VrRE 686.4 0 0.410 3 肢 81003 肢 8200 B 柱 1 514.8 VrRE 686.4 0 0.410 3 肢 81003 肢 8200 6 514.8 VrRE 686.4 0 0.410 3 肢 81003 肢 8200 3 514.8 VrRE 686.4 0 0.410 3 肢 81003 肢 8200 A 柱 1 514.8 VrRE 686.4 0 0.410 3 肢 81003 肢 8200 七 基础设计 采用柱下独立基础，基础埋深标高取-1.55m，承台高度标高取-1.05m。按照构造要 求，初步确定基础尺寸如图, 基础砼强度采用 C30 下设 100mm 厚强度等级为 C10的素混凝 土垫层。 7.1 地基承载力计算及基础底面积确定 根据所给地质条件查得基础宽度和深度修正系数，。先不考虑对地基0 b 0 . 1 d 宽度进行修正，地基承载力特征值由计算，而土的加权平均重度)5 . 0(dff mdaka ，所以: 3 /19mKN m 95.169)5 . 055. 1 (190 . 1150)5 . 0(dff mdaka 基础平均埋深md325 . 1 2/ )55 . 1 10. 1 ( 7.2 柱 A 柱设计值： 52 MKNM04.50 max KNN87.417KNV16.26 中心荷载作用下基底面积 A 按下式计算 2 92 . 2 325 . 1 2095.169 87.417 m df F A Ga K 确定基础底的长度 L 和宽度 b 由 L/b=1.22.0 可取 L=2.0m ，b=1.6m，不需要对进行修正,3b a f 则 A=3.2 2 m 基础上方回填土重： KNdAG Gk 8 . 1012 . 3325 . 1 20 偏心距： 即满足。 6 096 . 0 8 . 10187.417 04.50L GF M e KK K k 0 min P 基底压力: KPa l e A GF P P KKK K K 84.102 8 .167 ) 0 . 2 096 . 0 6 1 ( 2 . 3 8 . 10187.417 ) 6 1 ( min max 最大基底压力KPafP aK 9 . 2032 . 180.167 max 最小基底压力 满足要求，所以该截面符合要求。084.102 min K P 7.3 B 柱 B 柱设计值： MKNM 6 . 61 max KNN 1 . 407KNV79.32 中心荷载作用下基底面积 A 按下式计算： 2 85 . 2 325 . 1 2095.169 1 . 407 m df F A Ga K 确定基础底的长度 L 和宽度 b 由 L/b=1.22.0 可取 l=2.0m ，b=1.6m，不需要对进行修正,3b a f 则 A=3.2 2 m 基础上方回填土重： KNdAG Gk 8 . 1012 . 3325 . 1 20 偏心距： 53 即满足。 6 121 . 0 8 . 101 1 . 407 6 . 61L GF M e KK K k 0 min P 基底压力: KPa l e A GF P P KKK K K 4 . 92 6 . 172 ) 0 . 2 121 . 0 6 1 ( 2 . 3 8 . 101 1 . 407 ) 6 1 ( min max 最大基底压力84.2032 . 1 6 . 172 max aK fP 最小基底压力 满足要求，所以该截面符合要求。0 4 . 92 min K P 7.4 基础高度验算 （1） A 柱抗冲切验算 A 柱基础 bh=2.0m1.6m，mmbc400 由上述两种内力设计值分别求得偏心距 m N M e12 . 0 87.417 04.50 01 基底净反力：KPa l e A F P P K 2 . 76 5 . 141 ) 0 . 2 12 . 0 6 1 ( 2 . 3 87.417 ) 6 1 ( min max 柱边基础截面抗冲切验算： ， ，； mml0 . 2mbc4 . 0maa ct 4 . 0 初步选择基础高度：， （有垫层）mmh600mmh550 0 ， 取 mbmhat6 . 15 . 155 . 0 24 . 02 0 mab5 . 1 ，因偏心受压，故mm aa a bt