唐山松下电器公司办公楼毕业设计说明书

abstract -1 摘 要 该工程位于唐山地区，地震设防烈度为 8 度。本工程采用框架结构。该楼 为五层，层高 3.6 米，总高 19.2 米，总建筑面积为 3528 平方米。 总的设计思路：在建筑结构的两个主轴方向分别考虑水平地震作用，各方 向的水平地震作用应全部由该方向抗侧力结构承担。采用框架结构计算的近似 法求解内力，即：求竖向荷载作用下的内力按无侧移框架用弯距二次分配法， 求水平地震作用下的内力按三角形分布用 D 值法。最后利用钢筋混凝土的相关 原理进行构件配筋计算及校核。 具体设计步骤分十步： 第一步：荷载统计，包括各层恒载、活载，计算各楼层重力荷载代表值。 第二步：刚度计算，包括各梁、柱的线刚度，柱的抗侧刚度 D，按框架分 析的 D 值法计算。 第三步：框架自震周期的计算。 第四步：验算侧移，包括顶部位移和层间位移。 第五步：内力计算，用反弯点法求得各柱端弯矩、梁端弯矩和梁端剪力。 第六步：竖向力作用下框架内力计算。采用弯矩二次分配法，对梁端弯矩 调幅。 第七步：综合配筋计算。将水平地震力与竖向力作用下分别求出的内力进 行不利组合，再根据得到的几组不利组合分别进行框架梁、柱的配筋计算，取 其中的最大值来配筋。 第八步：使用 CAD 软件绘制一榀框架配筋图、楼板配筋图以及梁柱截面配 筋图。 第九步：楼梯设计，根据建筑设计中确定的楼梯参数，对楼梯的梯段板、 平台板和平台梁配筋进行计算，并绘制楼梯各处配筋图。 第十步：基础设计，首先对所给的工程地质条件进行地基处理，然后对基 础进行布置和截面配筋计算。具体的设计内容和设计进程将在正文中作详细说 明 关键词 框架结构；结构分析；抗震 摘要 Abstract It locates the region of TangShan， the earthquake establishes to defend strong degree as 8 degree.The project adopts frame structure.There are three storys in the building.The height of the floor is3.6 m. The general height is 19.2m and the general area of the building is 3528 square meter. The general design thinking:The two directions of main shaft in building structure difference consideration horizontal seismic role，the horizontal seismic role of each direction should fight side force structure completely by this direction to understake.With the approximation of frame structural calculation beg to take affact untie force.Beg to erect under load role force press without side move rigid frame use curved distance twice distribution law，beg horizontal earthquake to take affact under force press triangle distribution use D value method.The related principle that uses reinforced concrete finally carries out component to match tendon calulation and school nucleus. The concrete design stage divides into ten steps: The first step :Load statistics，including each layer permanent year and work to carry，each building layer gravity load representative of calculation worth. The second step:rigidity calculation include the line rigidity of each beam and colume，colume fight the D value law calculation that side rigidity D analyses according to frame. The third step:Frame from the calculation of the earthquake period. The fourth step:the side of Checking computation is moved，includs top displacement between layer displacement. The fifth step:Force calcultion get each colume end with on the contrary curved a litter method to bend distance and beam end curved distance and beam end cut force. The sixth step:Erect to the force calculation in force role sill frame.With curved rules，distribute law twice，and bend rules amplitude modulation for 第二章 建筑设计部分 -1 beam end， the coefficient of amplitude modulation take 0.8. The seventh step:Synthesize to match tendon calculation.Face with horizontal seismic force with erect under force role difference beg make force carry out unfavorable combination， some groups of unfavorable combinations that basis gets again carries out frame beam respectively， column match tendon calculation， take the biggest value in which is last match tendon. The eighth step:Use CAD software to draw one pin frame match tendon picture and floor match tendon picture as well as beam colume section match tendon picture. The ninth step:Stairs design matches tendon according to the definite staris parameter in building design，for platform beam，platform board and the ladder section board of stairs to carry out calculation， and draw each place of stairs to match tendon picture The tenth step:Basic design frist carries out foundation handling for the project geological condition given，is then arranged for foundation with section match tendon calculation. specific design content and design course will make detailed explanation in text. Keywords frame structure;Structural analysis;anti-seismis design 目录 目 录 第 1 章 绪论 .1 第二章.建筑设计部分 .2 2.1 工程概况 .2 2.2 建筑平面设计 .2 2.2.1 使用部分的平面设计 .2 2.2.2 交通联系部分的平面设计 .2 2.3 建筑剖面设计 .3 2.4 建筑立面设计 .3 第三章 结构设计部分 .4 3.1 工程概况： .4 3.2 初选构件尺寸: .5 3.2.1 构件截面尺寸: .5 3.3 荷载统计 .6 3.4 水平荷载下内力计算 .9 3.5 横向框架内力和位移计算 .10 3.5.1 水平地震作用及楼层地震剪力的计算： .10 3.5.2 多遇水平地震作用下的位移验算： .12 3.5.3 水平地震作用下框架内力计算： .12 3.6.竖向荷载作用下框架的内力计算 .15 3.6.1 横向框架内力计算 .15 3.6.1.1 计算单元简图 .15 3.7 用弯矩分配法计算框架弯矩 .19 3.7.1 固端弯矩计算 .19 3.7.2 分配系数计算 .19 3.7.3 传递系数 ： .19 3.7.4 弯矩分配 .19 3.8 梁端剪力及柱轴力计算 .23 3.8.1、恒载作用下： .23 3.8.2 活载作用下： .24 3.9 内力组合 .24 3.9.1 框架梁内力组合 .24 3.9.2 框架柱内力组合 .26 3.10 截面设计 .31 3.10.1 梁正截面强度设计 .31 3.10.2 柱截面设计 .33 3.10.3 框架梁柱节点核芯区截面抗震验算： .37 3.11.楼板设计 .38 3.11.1.荷载计算： .38 3.11.2 内力计算： .38 目录 -1 3.11.3.截面强度计算 .41 3.12 双分平行式楼梯设计 .42 3.12.1 踏步板计算 .42 3.12.2 平台板计算 .43 3.12.3 平台梁计算 .43 3.13 基础设计 .44 3.13.1、初选设计参数 .44 3.13.2、基础截面尺寸确定 .44 3.13.3 确定基底面积和基底反力 .45 3.13.4 抗冲切验算 .46 体 会 .50 参考文献 .51 谢 辞 .52 第一章 绪论 1 第 1 章 绪论 根据设计材料提供场地的地质条件及所在地区的抗震烈度，确定出拟 建筑物的抗震等级三级。建筑物的设计过程包括建筑设计和结构设计部分。 建筑设计部分：综合了几个方案的优点，考虑可影响建筑的各种因素， 采用了既能满足现代化教学的多方面要求，又较经济、实用、美观的方案。 结构设计部分：分别从结构的体系选择、各构件的尺寸、结构总体的 布置、楼屋盖的结构方案及基础方案的选择等多方面进行了论述。 结构计算大致分为以下几个步骤： 荷载统计：荷载统计是在初选截面的基础上进行的，其计算过程是按 从上到下的顺序进行的，荷载的取值按各层房间的使用功能及位置的不同， 查荷载规范确定。 按建筑方案中的平、立、剖面设计 ，选定计算见图， 并初选柱截面。 框架变形验算：验算了框架在水平地震作用下横向变形。此过程中， 采用了顶点位移法计算结构的自震周期，按底部剪力法计算水平地震作用。 横向框架的内力分析：分别分析了横向框架在水平地震作用方向荷载 作用下的内力，用弯矩二次分配法计算梁端、柱端弯矩。 内力组合：对恒载、活载及地震荷载进行组合，造出最不利内力，并 以此为依据对框架梁、柱进行截面设计。 板的设计： 用弹性理论进行计算。 楼梯设计： 采用双分平行式楼梯。 设计成果： 平面图、立面图、剖面图、楼梯平剖面一张，楼屋盖的结 构布置、配筋图、基础平剖面施工图及建筑总说明和结构总说明等。 此外，本设计采用了 AutoCAD 软件的应用 2 第二章.建筑设计部分 2.1 工程概况 本工程为唐山松下电器公司办公楼，位于唐山市，框架结构，共五层，建 筑面积 3528m2，建筑物东西总长 42m，总宽 16.8m，建筑物最大高度为 19.2m。 室内外高差 0.45m。 建筑物结构设计使用年限为 50 年，抗震设防烈度八度。 内装修：内墙面：抹灰刷涂料和贴地砖；地面为水泥砂浆地面、磨光花岗 岩楼面及铺地转楼面。顶棚为抹灰刷涂料。 屋面做法：保温层为聚苯乙烯泡沫塑料板，防水层为 SBS 高聚物防水卷材。 2.2 建筑平面设计 2.2.1 使用部分的平面设计 对于使用房间平面设计的要求主要有：房间的面积、形状和尺寸要满足室 内使用活动和家具、设备合理布置的要求；门窗的大小和位置，应该考虑房间 的出入方便，疏散安全，采光通风良好；房间的构成应使结构构造布置合理， 施工方便，材料要符合相应的建筑标准。另外，使用房间面积的大小，主要是 由房间内部活动特点、使用人数的多少、家具设备的多少等因素决定，对于办 公建筑，普通办公室的使用面积不应小于 3m2，单间办公室净面积不宜小于 10m2，本办公楼普通办公室的开间为 3m，进深为 6.6m；小型会议室的使用面积 宜为 31.68m2，厕所距离最远的工作房间不大于 50m，并尽可能布置在建筑物的 一侧，此办公楼设计满足规范要求。 2.2.2 交通联系部分的平面设计 交通联系部分涉及的主要要求是：交通路线简捷明确，连系通行方便；人流 通畅，紧急疏散时迅速安全；满足一定的采光通风要求。办公建筑走道的最小 净宽当走道长度大于 40m 时，走道净宽在双面布房时不小于 1.8m。当走道地面 有高差且高差不足二级踏步时，不得设置台阶，应设坡道，其坡度不大于 1/8。对于楼梯间的设置应靠外墙，并应直接天然采光和直接通风，每层疏散楼 梯的总宽度应按照每 100 人不小于 1m 计算，疏散楼梯的最小宽度不小于 1.2m。对于出口不应小于两个，每个出口的宽度不应小于 0.9m，故将此办公楼 的出口设为两个，出口的最小宽度为 2.1m。 第二章建筑设计部分 3 2.3 建筑剖面设计 房间剖面的设计，首先要确定市内的净高。即房间内楼地面到顶棚或其它 构件底面的距离。对于办公楼，办公楼的室内净高不得小于 2.6m，设空调的不 可低于 3.6m，走道净高不得低于 2.1m，储藏室净高不得低于 2m。故将此办公 楼的层高定为 3.6m，为了满足室内采光和通风，要将窗户的位置及高低合理设 置，为了避免在房间的天棚出现暗角，窗户上沿到天棚的距离尽可能留的小一 些。窗的下沿即窗台的高度通常为 900mm。 2.4 建筑立面设计 建筑的立面图反映的是建筑四周的外部形象。立面设计师在满足房间的使 用经济条件下，运用建筑造型和里面构图的一些规律，紧密结合平面、剖面的 内部空间组合面进行的。对于建筑物的立面的设计要求：能反映建筑功能要求 和建筑类型的特征；要结合材料性能、结构构造和施工技术的特点；掌握建筑 标准和相应的经济指标；适应基地环境和建筑规划的群体布置；符合建筑造型 和立面构图的一些规律，如均衡、韵律、对比、统一等；做到把适用、经济、 美观三者有机地结合起来。 4 第三章 结构设计部分 3.1 工程概况： 本工程为唐山松下电器公司办公楼，拟建办公楼为五层。其中一层设 置门厅，多功能会议室，小接待室，值班室，楼梯，卫生间等。二至五层 设阅览室，资料室，打印室，楼梯，卫生间，其余为普通办公室等。 工程所在地：唐山市。地基承载力特征值 fak 按 160Kpa 设计。 设计使用年限：50 年。 抗震设防：抗震设防烈度 8 度，设计承载力特征值为 0.35g，设计地震第一 组。 工程做法: (1)屋面活荷载: 0.5KN/m 2 (不上人屋面) (2)楼面活荷载: 办公室 2.0 KN/m2 走廊 2.5 KN/m2 楼梯间 3.0 KN/m2 厕所 3.0 KN/m2 (3)楼屋面及其内外装修做法: 屋面: (不上人) 0.5 KN/m 2 楼面: 大理石楼面 0.65 KN/m 2 地面：大理石地面 外墙: 女儿墙:250 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 2.22 KN/m2 普通外墙：370 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 3.29 KN/m2 内墙: 240 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块(双面抹灰) 2.14 KN/m2 玻璃幕墙: 0.40 KN/m2 塑钢门窗: 0.40 第二章建筑设计部分 5 KN/m2 第三章结构设计部分 7 3.2 初选构件尺寸: 采用中走廊双开间柱网，根据使用要求，梁格、柱网尺寸见图 3.1。 3.2.1 构件截面尺寸: 梁、板、柱混凝土均采用 C30 （1）梁截面设计: 纵向框架梁: L=6000mm， h=(1/101/15)L=600400mm， 取 h=600mm L=7800mm， h=(1/101/15)L=780520mm， 取 h=600mm L=7200mm， h=(1/101/15)L=720480mm， 取 h=600mm L=4500mm， h=(1/101/15)L=450300mm， 取 h=600mm 横向框架梁: L=6600mm， h=(1/101/15)L=660440mm， 取 h=500mm L=3600mm， h=(1/101/15)L=360240mm， 取 h=400mm 图 3.1 柱网的平面布置 梁宽均取 b=300mm 次梁: L=6600mm， h=(1/121/18)L=550366.7mm，取 h=400mm，b=250mm 板: L=3000mm， h(1/45)L=66.7mm， 取 h=120mm （2）柱截面设计: 根据建筑物高度、结构类型及设防烈度，确定该框架的抗震等级为二级。 查得柱轴压比限值 Uc =0.8=N/(bhfc) 粗估柱轴力: 按框架 14 KN/M2，共五层，N=145（2.5+1.2）31.2=933.6KN， 8 fc=14.3N/mm2 初步选底层截面为 500mm500mm，其它层柱截面为 500mm500mm 底层柱高为：h=3.6m+0.45m+0.68m= 4.73m 其中底层层高 3.6m，室内外高差 0.45m，基础顶面至室外地面高度 0.68m。 其它层柱高等于层高。由此得框架计算简图 图 3.2 框架计算简图 3.3 荷载统计 1.恒荷载计算 （1）屋面恒荷载 顶层屋面做法： 100 挤塑聚乙烯塑料板 0.07 KN/m 2 SBS 改性沥青防水卷材 0.5 KN/m 2 20 厚 1:3 水泥砂浆掺聚丙烯 200.02=0.4 KN/m 2 1:8 水泥膨胀珍珠岩找 2%坡 140.03=0.42 KN/m 2 120mm 混凝土现浇板: 250.10=3.0 KN/m 2 40 厚细石混凝土 170.01=0.17 KN/m2 第三章结构设计部分 9 合计: g k=4.56 KN/m2 边跨（AB，CD 跨）框架梁自重 0.300.525=3.75 KN/m 梁侧粉刷 2（0.5-0.12）0.0217=0.26 KN/m 计：4.01 KN/m 中跨（BC)跨框架梁自重 0.30.425=3 KN/m 梁侧粉刷 2（0.4-0.12）0.0217=0.204 KN/m 计：3.19 KN/m 因此作用在顶层框架梁上的线荷载为： g3AB1=g3CD1=4.01KN/m；g 3AB2=g3CD2=4.466=26.76KN/m g3BC1=3.19KN/m g3BC2=4.466=26.76KN/m g3AB=g3CD=g3AB1+g3AB2=4.01 +26.76=30.77KN/m g3BC=g3BC1+g3BC2=3.19+26.76=29.965KN/m （2）2 层楼面均布恒荷载: 楼面做法: 大理石楼地面: 0.65 KN/m 2 120mm 厚现浇混凝土板 : 250.12=3.0 KN/m 2 10mm 厚板底抹灰 : 170.01=0.17 KN/m 2 - - 合计 ： g k = 3.82 KN/m2 边跨（AB，CD 跨）框架梁自重及梁侧粉刷 4.01KN/m 边跨填充墙自重 0.24（3.6-0.6)14=10.08KN/m 墙面粉刷 （3.6-0.6)0.02217=2.04KN/m 中跨（BC)跨框架梁自重及梁侧粉刷 3.19 KN/m 因此作用在中间层框架梁上的线荷载为： g2AB=g2CD=4.01+10.08+2.04=16.13KN/m g2BC=3.19KN/m 屋面均布活载:不人屋面取 0.5 KN/m2 雪荷载 0.35KN/m2 楼面均布活载：2.0KN/m 2 10 图 3.6 框架计算简图及质点重力荷载值 荷载分层汇总: 顶层重力荷载代表值包括，屋面恒载，50%屋面雪荷载，纵、横梁自重，半 层柱自重，半层墙自重。其它层重力荷载代表值包括，楼面恒载，50%楼面均布 活载，纵、横梁自重，楼面上、下各半层柱自重，及纵、横墙自重。 第一层: 楼板恒载: 2695.40 KN 楼板活载: 1145.73 KN 纵横墙: 1516.24 KN 梁重: 1795.61 KN 柱子: 1979.39 KN 门窗: 66.77 KN 第二层: 楼板恒载: 2695.40 KN 楼板活载: 1145.73 KN 纵横梁：1516.24 KN 纵横墙： 689.34 KN 柱子: 1979.39 KN 门窗： 51.2 KN 第三层: 楼板恒载: 2695.40 KN 楼板活载: 1145.73 KN 纵横梁：1516.24 KN 纵横墙： 1463.22 KN 柱子: 1979.39 KN 门窗： 52.04KN 第四层: 楼板恒载: 2695.40 KN 楼板活载: 1145.73 KN 纵横梁：1516.24 KN 纵横墙： 1581.36KN 柱子: 1979.39 KN 门窗： 52.88 KN 第五层： 楼板恒载: 2695.40 KN 楼板活载: 1145.73 KN 纵横梁：1516.24 KN 纵横墙： 1517.25KN 第三章结构设计部分 11 柱子: 1979.39 KN 门窗： 53.66 KN 屋面恒载：3587 KN 屋面活载：348.93 KN 女儿墙：22.58 KN 将前述分项荷载相加，得集中于各层楼面的重力代表值如下图 2： G5=6505.64 KN G4=8404.56 KN G3=78286.42 KN G2=8201.54 KN G1=8339.44 KN 总重 G= G1 +G2 +G3 =39737.6KN 3.4 水平荷载下内力计算 梁柱线刚度计算 混凝土强度等级 C30，Ec =3.010 7。在框架结构中，现浇楼面或预制楼板， 但有现浇层的楼面，可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效高度 ，减少框架侧 移。为考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性距时，对现浇楼面的边框架梁 取 I=1.5I0(I0为梁的截面惯性距)；对中框架梁取 I=2.0I0 表 3-1 横梁线刚度计算表 类别 层次 Ec （N/mm 2） bh （mm 2） I0 （mm 4） l （mm） EcI0/l（N mm） 1.5EcI0/l （Nmm） 2EcI0/l（N mm） 边横梁 1-5 3.0104 300500 5.4109 6600 2.71010 4.051010 5.41010 走道梁 1-5 3.0104 300400 3.13109 3600 3.911010 4.641010 7.811010 表 3-2 框架柱的线横向刚度 层次 hc（mm） Ec（N/mm 2） bh （mmmm） Ic （mm 4） EcIc/hc （Nmm） 1 4730 3.0104 500500 2.0011010 14.001010 2-5 3600 3.0104 500500 1.0801010 10.721010 表 3-3 中框架柱侧移刚度 D 值（N/mm） 边柱(8 根) 中柱(24 根) 层次 K c Di1 K c Di2 D 2-5 0.886 0.307 33214 1.345 0.402 43491 654748 1 1.229 0.535 40115 1.068 0.612 45889 711128 12 表 3-4 边框架柱侧移刚度 D 值（N/mm） 边柱（8 根） 中柱（24 根） 层次 K c Di1 K c Di2 D 2-5 0.413 0.171 18500 0.550 0.215 23260 353120 1 0.573 0.417 31267 0.763 0.457 34267 536272 将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即得框架各层层间侧移刚度 D，见下表。由此可知，横向框架梁的层间侧移刚度为： 表 3-5 横向框架梁的层间侧移刚度 层次 1 2 3 4 5 D i（N/mm） 1247400 1007868 1007868 1007868 1007868 D 1/D 2=1247400/10078680.7，故该框架为规则框架。 3.5 横向框架内力和位移计算 按顶点位移法计算框架的自震周期。 （3.1） TijiiuDV017./ 横向框架顶点位移的计算过程见表 3.6。 表 3-6 横向框架顶点位移 层 次 Gi(KN) VGi (KN) D i(KN ) u i(mm) ui（mm ） 5 6505.64 6505.64 1007868 6.45 107.28 4 8404.56 14910.2 1007868 4.79 100.83 3 8286.42 23196.62 1007868 23.02 86.04 2 8201.54 31398.26 1007868 31.16 63.02 1 8339.54 39737.60 1247400 31.86 31.86 37.094.7.01T 3.5.1 水平地震作用及楼层地震剪力的计算： 第三章结构设计部分 13 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=0.85G i=0.8539737.6=33776.76（KN） 计算水平地震影响系数 1 查表得设防烈度为 8 度的 max=0.16 1=（T g/T1） 0.9 max=（0.35/0.37） 0.90.16=0.172 结构总的水平地震作用标准值 FEk FEk= 1Geq =0.17233776.96=5809.64（KN） 因 1.4Tg=1.40.35=0.49sT1=0.37s，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/（G kHk） （3.2） 地震作用下各楼层水平地震层间剪力 Vi为 Vi=F k（i=1，2，n） （3.6） 计算过程如下表 表 3-7 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（KNm） GiHi/G jHj Fi（KN） Vi（KN） 5 19.13 6505.64 124452.9 0.30 1566.36 1566.36 4 15.53 8404.56 130522.82 0.29 1642.76 3209.12 3 11.93 8286.42 98857.00 0.22 1244.21 4453.33 2 8.33 8201.54 68318.83 0.15 859.86 5313.19 1 4.73 8339.44 39445.56 0.086 496.46 5809.65 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： 14 图 3.4 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布图 3.5.2 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 （3.4） u i=（u） k （3.5） 各层的层间弹性位移角 e=（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 e1/550。 计算过程如下表: 表 3-8 横向水平地震作用下的位移验算 层次 Vi （KN） D i（N/mm） （u） i （mm） ui （mm） hi （mm） e=（u） i /hi 5 1566.36 1007868 1.56 19.11 3600 0.0000434 4 3209.12 1007868 3.19 17.55 3600 0.0000886 3 4453.33 1007868 4.42 14.36 3600 0.000123 2 5313.19 1007868 5.28 9.94 3600 0.000147 1 5809.65 1247400 4.66 4.15 4730 0.0000986 由此可见，最大层间弹性位移角发生在第二层，0.000147228.39 KNm 34 属第一类 T 形截面。 下部跨间截面按单筋 T 形截面计算： as=M/（a 1fcmbf， h02）=215.9210 6/(1.014.316704652)=0.024 =1- =0.024 As=f cmbf， h0/fy=0.02414.71670465/360=1077.27 mm2 实配钢筋 420，A s=1256 mm2。 =1256/(300465)=0.73% min=0.25%，满足要求。 梁端截面受压区相对高度： =f yAs/（f cmbf， h0）=3601256/(14.31670465)0.35，符合二级抗震设 计要求。 考虑两支座处： 将下部跨间截面的 420 钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢 筋， As， =1256mm2，再计算相应的受拉钢筋 As，即支座 A 上部， as=M- fy， As， (h0-a， )/（f cmbf， h02） =309.6106-3601256(465-35) /（14.3300465 2）=0.008 =1- =0.008 min=0.3%，又 As， / As =1256/1701=0.740.3， 满足梁的抗震构造要求。 梁斜截面受剪承载力计算： 验算截面尺寸： 0.2fcbh0=0.214.3300465=484.77KNV=188.5KN，截面符合要求。 箍筋选择及梁斜截面受剪承载力计算： 梁端加密区箍筋 取四肢 8 100，箍筋 HPB235 级钢筋，f yv=210N/mm，则 0.42ftbh0+1.25fyvnAsv1h0/s=0.4214.3300465+1.252104 50.3465/100=399.91KN188.5KN 第三章结构设计部分 35 加密区长度取 1.5hb+50=0.91m，故取 1m。 非加密区箍筋取四肢 8200 箍筋配置，满足构造要求。 表 3-27 其它梁的配筋计算见下表 层 次 截面 M（ KNm ） As， （ mm2） 计算 As（ mm2） 实配 As（ mm2） As/As， （ % ） A -127.5 0.014 509 627 318(763) 0.67 0.45 支座 Bl -85.96 0 509 423 318(763) 0.67 0.45 AB 跨间 86.37 0.01 449 218(509) 0.36 支座 Br -60.04 0 509 359 318(763) 0.67 0.45 5 BC 跨间 52.19 0.021 310.3 218(509) 0.36 A -255.64 0 763 1256 420(1256) 0.61 0.74 支座 Bl -174.46 0 763 858 220+218(1137) 0.75 0.65 AB 跨间 141.21 0.016 718 318(763) 0.45 支座 Br -140.66 0 941 840 418(1017) 0.93 0.65 3 BC 跨间 139.59 0.058 857 320(2941) 0.67 A -309.6 0 1256 1622 320+222（1701） 0.74 0.1 支座 Bl -215.92 0 1256 1132 420(1256) 1.0 0.74 AB 跨间 228.39 0.024 1077 420(1256) 0.74 支座 Br -175.27 REV -0.21 REV 0.02 双肢 8100 双肢 8100 A、B l 147.89 484.77 REV 0.31 双肢 8100 双肢 8150 3 Br 236.03 398.97 REV 1.25 三肢 8100 三肢 8100 A、B l 188.50 484.77 REV 0.58 四肢 8100 四肢 8150 1 Br 296.46 398.97 REV 1.74 四肢 8100 四肢 8150 3.10.2 柱截面设计 混凝土强度等级为 C30（f c=14.3N/mm2） ，纵筋为级（f y=300N/ mm2） ， 36 箍筋为级（f y=210N/ mm2） 。 轴压比验算 轴压比限值见下表 表 3-29 柱的剪跨比和轴压比验算 柱 号 层次 B （mm ） h0 （mm） fc （N/mm 2 ） Mc （KNm） Vc （KN） N （ KN） Mc/Vch0 N/fcmbh0 5 500 460 14.3 142.09 58.42 307.55 4.302 0.062 0.212 0.292 0.062 0.172 0.195，故应考虑偏心矩增大系数 。 1=0.5fcmA/N=0.514.36002/（809.8710 3）=3.181.0 取 1=1.0 又 l0/h15，取 2=1.0 得 =1+ l02 1 2h0/1400eih2=1+8.172560/(1400350.88)=1.08 轴向力作 用点至受拉钢筋 As合力点之间的距离 38 e=e i+h/2-as=1.076280.96+700/2-40=612.31 mm 对称配筋： =x/h 0=N/fcmbh0=809.87103/(14.3600560) =0.1695，故应考虑偏心矩增大系数 。 1=0.5fcmA/N=0.514.36002/（1596.310 3）=1.611.0 取 1=1.0 又 l0/h15，取 2=1.0 得 =1+ l 02 1 2h0/1400eih2=1+6.8752560/(140039.54) =1.48 e i=1.4839.54=58.52mm bfcmbh0及 Ne0.43fcmbh02. 因为 N=1596.3KN0.8% 柱斜截面受剪承载力计算： 以第 1 层柱为例， 上柱柱端弯矩设计值：M ct=391.15-224.320.12=364.23 KNm 对于二级抗震等级，柱底弯矩设计值 Mcb=1.25700.38=875.47 KNm 则框架柱的剪力设计值：V=1.2( Mct+Mcb)/Hn=1.2(364.23+875.47) 第三章结构设计部分 39 =373.78KN rREV/（f cbh0）=0.85373.7810 3/(14.3700660)=0.0480.2(满足要求) N=1040.18KN0.3 fcbh0=0.314.3700700=2102.1KN ASV/S=(0.853737800-1.05/41.43700660-0.0561040180)/ (210660)0，故应该按构造配置箍筋。 柱端加密区的箍筋选用 4 肢 10100，则最小配筋率 vmin= vfcm/fyv=0.10514.3/210=0.715% ASV/S（0.715650650）/（1008650）=0.581 取 10 的箍筋，根据构造要求，取加密区箍筋为 4 肢 10100，加密区位置， 按规范要求确定，非加密区还应该满足 s10d=220mm，故取 4 肢 10200。 表 3-30 其它各层柱的配筋计算表 柱 A 柱 B 柱 层次 1 3 5 1 3 5 截面尺寸 500500 500500 500500 500500 500500 500500 N（KN） 2102.1 966.89 268.8 2102.1 734.67 257.91 V（KN） 270.8 159.45 81.5 317.7 318.3 123.65 0.2fcbh0（K N） 1321.32 960.96 960.96 1321.32 960.96 960.96 s 0.99 1.12 0.91 0.99 1.12 0.91 实配单侧 选 422（152 0） 选 420 (1256) 选 418 （1017） 选 422 (1520) 选 420（1256 ） 选 418 (1017) vfcm/fyv 0.679 0.601 0.533 0.715 0.638 0.533 配箍 加密区 4 肢 10100， 非 加密区 410150 加密区 4 肢 8100，非 加密区 4 肢 8150 加密区 4 肢 8100，非 加密区 4 肢 8150 加密区 4 肢 10100，非 加密区 4 肢 10150 加密区 4 肢 8100，非 加密区 4 肢 8150 加密区 4 肢 8100， 非加密区 4 肢 8150 3.10.3 框架梁柱节点核芯区截面抗震验算： 以第 1 层中节点为例，由节点两侧梁的受弯承载力计算节点核芯区的剪力 40 设计值，因为节点两侧梁不等高，计算时取两侧梁的平均高度，即 hb=(500+400)/2=450mm hb0=(465+365)/2=415mm 二级框架梁柱节点核芯区组合的剪力设计值 Vj按下式计算： Vj=( jbM b)1-(hb0-as， )/(Hc-hb)/ (hb0-as) 注：H c为柱的计算高度，可采用节点上、下柱反弯点之间的距离，即 Hc=0.503.6+0.354.73=3.25 m M b为节点左右梁端逆时针或顺时针方向组合弯矩设计值之和， 即 M b=373.66+296.55=1387.67 KNm 可知，剪力设计值 Vj=( jbM b)1-(hb0-as， )/(Hc-hb)/ (hb0-as) =1.2669.91103(1- )/（690-35）502341 =1387.67 KN 节点核芯区截面的抗震验算是按箍筋和混凝土共同抗剪考虑的，设计时， 应首先按下式对截面的剪压比予以控制： Vij0.30 jfcmbjhj/ RE 注： j为正交梁的约束影响系数，楼板为现浇，梁柱中心重合，可取 1.5。 bj、h j分别为核芯区截面有效验算宽度、高度。 为验算方向柱截面宽度。 bj=bc=700mm， h j=700mm 可知，0.30 jfcmbjhj=0.301.514.3700700/0.85 =3709.59KNV j=1387.67KN，满足要求 节点核芯区的受剪承载力按下式计算： Vj1.1 jftbjhj+0.05 jNbj/bc+fyvAsvj(hb0-as， )/s/ RE 注：N 取第 2 层柱底轴力 N=1012.34KN 和 0.5fcmA=0.514.36002=2574KN 二者中的较小值，故取 N=1012.34KN。 该节点区配箍为 4 10100，则 1.1 jftbjhj+0.05 jNbj/bc+fyvAsvj(hb0-as， )/s/ RE =1.11.51.43700700+0.051.51012.34103+210 478.5 /0.85=1821.87KNV j=1012.34KN10354 故承载力满足要求。 3.11.楼板设计 第三章结构设计部分 41 设计资料：楼面恒载 3.82KN/m2，活载 2.0 KN/m2，板厚 h=120mm，板的混 凝土均用 C30，钢筋采用级钢. 板按弹性理论计算设计。 按弹性理论计算楼盖，将楼盖划分为 A、B、C、D 区格板。 3.11.1.荷载计算： 楼板： 恒载 g=1.23.82=4.73KN.m 2 活载 q=1.32.0=2.6 KN.m2 荷载设计值 g+q/2=4.73+2.6/2=5.88 KN.m2 屋面板： 恒载 g=1.24.46=5.352KN.m 2 活载 q=1.30.5=0.65 KN.m2 荷载设计值 g+q/2=5.352+0.65/2=5.677 KN.m2 3.11.2 内力计算： 板的弯矩计算： 跨中最大弯矩为当内支座固定时在 g+q/2 作用下的跨中弯矩值边） ，与内 支座在 q/2 作用下的跨中弯矩之和，支座最大负弯矩为当内支座固定时在 g+q 作用下的支座弯矩，混凝土泊桑比取 0.2。 楼板： A、B;C/D 轴之间：（单向板） 跨中：M=1.98 KN.m a=1.98106/(14.31001001000)=0.017 =1- =0.018a21 As=bh 0fc/fy=0.018100010014.3/210=122.57mm2 实际配筋：8200 As=251 mm 2 支座：M=-2.26 KN.m 同理：As=136.19 mm 2 实际配筋：8200 As=251 mm 2 B 区格：（四边固定）l 01=3.6m，l 02=5.65m，l 01/l02=0.65，查附录弯矩系数， 42 则可求得区格板的跨中弯矩和支座弯矩如下： Mmax+计算： M1=(0.035+0.2 0.0091) 5.883.03.0+(0.0835+0.20.0236) 1.3 3.03.0=6.839 M2=(0.0091+0.0350.2) 3.03.05.88+（0.0236+0.08350.2） 3.03.01.3=1.907KN.m Mmax-计算： M1=-0.05713.03.07.184=-5.312KN.m M2=-5.312 KN.m/m C 区格：（四边固定）l 01=2.40m，l 02=4.45m，l 01/l02=054，查附录弯矩系数， 则可求得区格板的跨中弯矩和支座弯矩如下： Mmax+计算： M1=（0.0388+0.20.0051）2.42.44.88)+（0.0905+0.20.0204） 1.32.42.4=2.058KN.m M2=(0.0051+0.03880.2) 2.42.44.88+(0.20.0905+0.0204) 1.32.42.4=0.724KN.m Mmax-计算： M1=-0.08175.8842.42.4=-2.359KN.m M2=-2.359KN.m D 区格： l 01/l02=0.79 Mmax+计算： M1=（0.0276+0.20.0141）4.884.454.45+（0.05730.2+0.0337） 1.3=5.193KN.m M2=（0.0141+0.02760.2）4.454.454.88+（0.03370.2+0.0573） 1.3=3.449KN.m Mmax-计算 M1=-0.0565.8844.454.45=-7.967KN.m/m M2= -7.967KN.m 屋面板： A 区格：（单向板） 跨中：M=1.88 KN.m a=1.88106/(14.31001001000)=0.013 =1- =0.014a21 第三章结构设计部分 43 As=bh 0fc/fy=0.16100010014.3/210=105.3mm2 实际配筋：8200 As=251 mm 2 支座：M=-2.15 KN.m 同理：As=129.39 KN.m 实际配筋：8200 As=251 mm 2 B 区格：（四边固定）l 01=3.0m，l 02=4.65m，l 01/l02=0.65，查附录弯矩系数， 则可求得区格板的跨中弯矩和支座弯矩如下： Mmax+计算： M1=(0.035+0.20.0091) 6.1683.03.0+(0.0835+0.20.0236) 0.3253.03.0=6.35 KN.m M2=(0.0091+0.0350.2) 6.168 3.03.0+（0.0236+0.08350.2） 3.03.00.325=1.457KN.m Mmax-计算： M1=-0.05713.03.06.818=-6.263KN.m M2=-6.263 KN.m/m C 区格：（四边固定）l 01=2.40m，l 02=4.45m，l 01/l02=054，查附录弯矩系数， 则可求得区格板的跨中弯矩和支座弯矩如下： Mmax+计算： M1=（0.0388+0.20.0051）2.42.46.168+（0.0905+0.20.0204） 0.3252.42.4=1.61KN.m M2=(0.0051+0.03880.2) 2.42.46.168+(0.20.0905+0.0204) 0.3252.42.4=0.375KN.m Mmax-计算： M1=-0.08176.8182.42.4=-2.95KN.m M2=-2.95KN.m D 区格： l 01/l02=0.79 Mmax+计算： M1=（0.0276+0.20.0141）6.1684.454.45+（0.05730.2+0.0337） 0.325=5.16KN.m M2=（0.0141+0.02760.2）4.454.456.168+（0.03370.2+0.0573） 0.325=3.005KN.m Mmax-计算 M1=-0.0566.8184.454.45=-8.33KN.m/m M2= -8.33KN.m 44 3.11.3.截面强度计算 截面设计： 截面有效高度:跨中截面的 h0100，支座截面的 h0100截面强度计 算见下表: 表 3.61 楼板的配筋表 截 面 h0（m m） M(KNm) As(mm 2) 实际配筋 实际面 积 区格 B Lx方向 Ly方向 100 100 6.839 1.907 325.67 51.94 8150 8200 235 251 区格 C Lx方向 Ly方向 100 100 2.058 0.724 103.8 49.43 8200 8200 251 251 跨 中 区格 D Lx方向 Ly方向 100 100 5.193 3.449 247.8 195.4 8200 8200 251 251 支 座 AB AC CD BB BD 100 100 100 100 100 -7.718 -2.359 -9.546 -5.316 -7.967 351.81 108.63 456.58 289.85 390.80 8130 8150 10150 8150 8130 387 335 523 335 387 表 3.62 屋面板的配筋表 截 面 h0（m m） M(KNm) As(mm 2) 实际配筋 实际面 积 区格 B Lx方向 Ly方向 100 100 6.35 1.46 302.38 75.61 8130 8200 387 251 区格 C Lx方向 Ly方向 100 100 1.61 0.38 86.93 17.39 8200 8200 251 251 跨 中 区格 D Lx方向 Ly方