行政樓畢業(yè)設(shè)計計算書

畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計計 題題 目目: : 豐城市政府行政中心設(shè)計豐城市政府行政中心設(shè)計 系系 別：別： 土木與建筑工程學院土木與建筑工程學院 專專 業(yè)：業(yè)： 土木工程建筑工程方向土木工程建筑工程方向 姓姓 名：名： 柯柯 劍劍 鋒鋒 學學 號：號： 指導教師：指導教師： 許許 明明 二零一三年六月二零一三年六月 豐城市政府行政中心豐城市政府行政中心 The Hall administrative center of Fengcheng City 總計 畢業(yè)設(shè)計 47 頁 表 格 11 個 插 圖 15 幅 摘 要 本設(shè)計主要進行了結(jié)構(gòu)方案中橫向框架第軸結(jié)構(gòu)設(shè)計。在確定框架布局之后，先 進行了荷載的計算,包括恒荷載、活荷載，再組合得到線荷載和集中荷載；風荷載，計算 出它們對框架的水平作用；地震荷載，利用頂點位移法求出自震周期，按底部剪力法計 算水平地震荷載作用下大小。接著計算豎向荷載（恒載及活荷載）作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力 （分層法） ，再求出在水平荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力（D 值法） 。然后進行內(nèi)力組合（包括一 般組合和考慮地震的組合） 。 選取最安全的結(jié)果計算配筋（考慮地震和不考慮地震中取 較大值） 。此外還進行了結(jié)構(gòu)方案中的樓梯的設(shè)計。完成了平臺板、梯段板、平臺梁等構(gòu) 件的內(nèi)力和配筋計算及施工圖繪制。對樓板進行了配筋計算，本設(shè)計采用獨基礎(chǔ)。整個 結(jié)構(gòu)在設(shè)計過程中，嚴格遵循相關(guān)的專業(yè)規(guī)范的要求，參考相關(guān)資料和有關(guān)最新的國家 標準規(guī)范，對設(shè)計的各個環(huán)節(jié)進行綜合全面的科學性考慮?？傊m用、安全、經(jīng)濟、 使用方便是本設(shè)計的原則。設(shè)計合理可行的建筑結(jié)構(gòu)方案是現(xiàn)場施工的重要依據(jù)。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 ：框架結(jié)構(gòu)：框架結(jié)構(gòu) 抗震設(shè)計抗震設(shè)計 荷載計算荷載計算 內(nèi)力計算內(nèi)力計算 計算配筋計算配筋 ABSTRACT The design of the main structure of the program is horizontal framework -axis seismic design. In determining the distribution framework, the first layer of representative value of the load, Then use vertex from the displacement method for earthquake cycle, and then at the bottom of shear horizontal seismic load calculation under size, then calculated the level of load under the Internal Forces (bending moment, shear and axial force). Then calculate vertical load (constant load and live load) under the Internal Forces. Identify the most disadvantaged group or an internal force several combinations. Select the best safety results of the reinforcement and Mapping. In addition, the structure of the program indoor is designed. Completion of the platform boards, boards of the ladder, platform beam component and the reinforcement of internal forces calculation and construction mapping. On the floor reinforcement calculation, the use of pile foundation design, foundation and pile caps for the force and reinforcement calculation. The whole structure of the design process, in strict compliance with the relevant professional standard, reference to relevant information and the latest national standards and specifications, and design of the various components of a comprehensive scientific considerations. In short, application, security, economic and user-friendly design is the principle. Design reasonable and workable structure of the program is the construction site of the important basis for the construction. KEY WORDS:Frame Structure; Seismic Design; Load Calculation; Internal force calculation; Calculation reinforcement 目錄 摘摘 要要I I ABSTRACTABSTRACTI II I 概概 述述1 1 第一章第一章 建筑設(shè)計部分建筑設(shè)計部分2 2 1.1 平面設(shè)計 .2 1.2 屋頂設(shè)計 .2 第二章第二章 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計結(jié)構(gòu)方案設(shè)計3 3 2.1 基本資料： 3 2.2 結(jié)構(gòu)選型3 2.3 結(jié)構(gòu)平面布置 .3 第三章第三章 板的計算板的計算5 5 3.1 設(shè)計資料5 3.2 設(shè)計荷載5 3.3 計算結(jié)果：5 3.4 跨中撓度驗算：6 3.5 裂縫寬度驗算7 第四章第四章 板式樓梯設(shè)計板式樓梯設(shè)計1 11 1 4.1 梯段板計算.11 4.2 平臺板的計算 .12 4.3 平梁的計算 .14 第五章第五章 第第榀框架設(shè)計榀框架設(shè)計1616 5.1 計算單元的選取 16 5.1.1 結(jié)構(gòu)布置及梁,柱截面尺寸的初選 16 5.2 恒荷載及內(nèi)力分析 18 5.2.1 屋面恒荷載.18 5.2.2. 樓面恒荷載.19 5.2.3 構(gòu)件自重19 5.2.4. 固端彎矩計算.21 5.2.5 恒荷載作用下內(nèi)力分析.21 5.3 活荷載及內(nèi)力分析.23 5.3.1 屋面活荷載.24 5.3.2 內(nèi)力分析.24 5.4 風荷載及內(nèi)力分析.26 5.4.1 風荷載計算 .26 5.4.2 各柱的 D 值及剪力分配系數(shù) 計算: .27 5.4.3 各柱的反彎點位置、剪力、柱端彎矩計算.29 5.5 內(nèi)力組合.31 5.5.1 框架梁內(nèi)力組合.31 5.5.2.框架柱內(nèi)力組合：.32 5.6 截面設(shè)計.39 5.6.1. 框架梁的配筋計算39 5.6.2 框架柱的配筋計算.41 第六章第六章 獨立基礎(chǔ)設(shè)計獨立基礎(chǔ)設(shè)計4 45 5 6.1 確定基礎(chǔ)底面積.45 6.2 基礎(chǔ)高度計算 45 6.3 基礎(chǔ)底配筋計算.46 參考文獻參考文獻4 48 8 概 述 本次畢業(yè)論文的題目是豐城市政府行政中心設(shè)計，首先對該工程進行了簡要的概述 包括：建筑總面積約為 4000，結(jié)構(gòu)方式為框架結(jié)構(gòu)，層數(shù) 5 層，建筑體型組合可為單 一或組合型（可根據(jù)各部分功能具體靈活安排） 。然后進行了方案的設(shè)計，包括五個部分: 1）繪制滿足辦公樓功能要求的建筑圖； 2）初步進行設(shè)計，包括結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)布置和截面尺寸估算等等； 3）計算相關(guān)荷載恒載、活載、風載等作用下柱子、梁、板的基礎(chǔ)和樓梯等的配筋； 4）通過 PKPM 驗算和復核結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性、安全性、適用性、耐久性等是否滿足要求； 5）繪制施工圖，繪制各層施工圖包括柱子、梁、板、基礎(chǔ)等的配筋及屋面、樓地面、樓 梯的施工大樣圖。 第一章 建筑設(shè)計部分 1.11.1 平面設(shè)計平面設(shè)計 根據(jù)平面設(shè)計計算初步估計得出框架梁、柱的初步尺寸，橫向框架梁為 300mm600mm，走廊上方跨度較小的部分取 300mm300mm，縱向框架梁取 300mm600mm，房間次梁取 250mm500mm。 1.21.2 屋頂設(shè)計屋頂設(shè)計 辦公樓屋頂設(shè)計為平屋頂，設(shè)置為結(jié)構(gòu)找坡 2%坡度。 第二章 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 2.12.1 基本資料：基本資料： （1）設(shè)計標高：室內(nèi)設(shè)計標高0.000，室內(nèi)外高差 450。 （2）材料：梁、板混凝土 C30，梁、柱中箍筋,板及基礎(chǔ)底版內(nèi)鋼筋采用 HPB235 級， 縱向受力鋼筋采用 HRB335 級。 （3）外墻做法： 為 240 厚空心磚； 內(nèi)墻做法： 為 200 厚空心磚或輕質(zhì)隔墻。 （4）樓面做法： 地板磚；填充混凝土；樓板：100mm 現(xiàn)澆鋼筋混凝土板；粉底（或 吊頂） ； （5）屋面做法： 隔熱層 ；保護層：40 厚配筋 C25 細石混凝土 ；防水層： 改性 瀝青防水卷材；找平層：1:3 水泥砂漿 20mm；找坡層：1：8 水泥陶粒 ；結(jié)構(gòu)層：100mm 現(xiàn)澆鋼筋混凝土板； 抹灰層：10mm ； （6）門窗做法：采用塑鋼門窗。 （7）南昌市基本風壓，按 50 年一遇為 0.45 KN/，雪壓為 W=0.35 KN/。 （8）抗震 6 度設(shè)防 （9）活荷載標準值：屋面活荷載為 2.0KN/m2。 （10）擬建場地地基土層主要為撫河多次沖洪積形成的沖洪積層，在勘探深度 130m 范圍內(nèi)地基土層主要為粉土、粉質(zhì)粘土、細中砂及卵石、礫石組成，在垂直方向上形成 多次沉積韻律。 2.22.2 結(jié)構(gòu)選型結(jié)構(gòu)選型 采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu) 屋面、樓面結(jié)構(gòu)：現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板，按上人屋面使用荷載??； 樓梯結(jié)構(gòu)：板式樓梯； 基礎(chǔ)：獨立柱基礎(chǔ)。 2.32.3 結(jié)構(gòu)平面布置結(jié)構(gòu)平面布置 豐城市擬在高新區(qū)建設(shè)政府行政中心, 建筑總面積為 4000 平方米，整個建筑層數(shù)為 5 層，框架結(jié)構(gòu)，根據(jù)設(shè)計要求本建筑為行政辦公樓，五層框架結(jié)構(gòu)，位于豐城市， 結(jié)構(gòu) 按 6 度設(shè)防設(shè)計，結(jié)構(gòu)類型為框架結(jié)構(gòu)，墻體為空心磚。 通過多建筑平面設(shè)計得到以下數(shù)據(jù)： 建筑柱網(wǎng)尺寸縱向為 5.4、6.3 和 2.7m，橫向為 3.6 和 3.9m，一層層高為 3.9m，二 至五層高為 3.6m，上人屋頂層高為 3m,女兒墻高度為 1.1m?；A(chǔ)為柱下獨立基礎(chǔ)。 在框架結(jié)構(gòu)計算時，采用底部剪力法計算地震作用，采用彎矩分配法對框架進行分 配，在計算過程中對梁的彎矩進行了調(diào)幅，對柱的軸力進行了折減。 第三章 板的計算 3.13.1 設(shè)計資料設(shè)計資料 以雙向板肋梁樓蓋結(jié)構(gòu)布置，板厚 100mm,20mm 厚水泥面層，18mm 厚天棚抹灰，12mm 厚大理石地面，樓面活荷載標準值 2.0 KN/，砼 30，鋼筋采用 HPB235。 3.23.2 設(shè)計荷載設(shè)計荷載 1、房間編號： 10 2、邊界條件（左端/下端/右端/上端）：固定/固定/固定/固定/ 3、荷載： 永久荷載標準值：g 3.80 kN/M2 可變荷載標準值：q 2.00 kN/M2 計算跨度 Lx = 3900 mm ；計算跨度 Ly = 5400 mm 板厚 H = 100 mm； 砼強度等級：C30；鋼筋強度等級：HPB235 4、計算方法：彈性算法。 5、泊松比：1/5. 6、考慮活荷載不利組合。 3.33.3 計算結(jié)果：計算結(jié)果： Mx =(0.03099+0.01206/5)*(1.20* 3.8+1.40* 1.0)* 3.92 = 3.03kNM 考慮活載不利布置跨中X向應增加的彎矩： Mxa =(0.06550+0.03053/5)*(1.4* 1.0)* 3.92 = 1.52kNM Mx= 3.03 + 1.52 = 4.55kNM Asx= 307.05mm2，實配10200 (As 393.mm2) min 0.307% ， 0.393% My =(0.01206+0.03099/5)*(1.20* 3.8+1.40* 1.0)* 3.92= 1.65kNM 考慮活載不利布置跨中Y向應增加的彎矩： Mya =(0.03053+0.06550/5)*(1.4* 1.0)* 3.92 = 0.93kNM My= 1.65 + 0.93 = 2.58kNM Asy= 307.05mm2，實配10200 (As 393.mm2) min 0.307% ， 0.393% Mx =0.07199*(1.20* 3.8+1.40* 2.0)* 3.92 = 8.06kNM Asx= 502.85mm2，實配16200 (As 1005.mm2,可能與鄰跨有關(guān)系) min 0.307% ， 1.005% My =0.05672*(1.20* 3.8+1.40* 2.0)* 3.92 = 6.35kNM Asy= 392.04mm2，實配10200 (As 393.mm2,可能與鄰跨有關(guān)系) min 0.307% ， 0.393% 3.43.4 跨中撓度驗算：跨中撓度驗算： Mk - 按荷載效應的標準組合計算的彎矩值 Mq - 按荷載效應的準永久組合計算的彎矩值 (1)、撓度和裂縫驗算參數(shù)： Mk =(0.03099+0.01206/5)*(1.0* 3.8+1.0* 2.0 )* 3.92 = 2.95kNM Mq =(0.03099+0.01206/5)*(1.0* 3.8+0.5* 2.0 )* 3.92 = 2.44kNM Es .N/mm2 Ec 29791.N/mm2 Ftk 2.01N/mm2 Fy 210.N/mm2 (2)、在荷載效應的標準組合作用下，受彎構(gòu)件的短期剛度 Bs： 、裂縫間縱向受拉鋼筋應變不均勻系數(shù) ， 按下列公式計算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sk) （混凝土規(guī)范式 8.1.22） sk Mk / (0.87 * ho * As) （混凝土規(guī)范式 8.1.33） sk 2.95/(0.87* 80.* 393.) = 107.80N/mm 矩形截面，Ate0.5*b*h0.5*1000*100.= 50000.mm2 te As / Ate （混凝土規(guī)范式 8.1.24） te 393./ 50000.=0.00785 1.1 - 0.65* 2.01/(0.00785* 107.80) = -0.440 當 0.2 時，取 0.2 、鋼筋彈性模量與混凝土模量的比值 E： E Es / Ec .0/ 29791.5 = 7.049 、受壓翼緣面積與腹板有效面積的比值 f： 矩形截面，f 0 、縱向受拉鋼筋配筋率 As / b / ho 393./1000/ 80.=0.00491 、鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的 Bs 按公式（混凝土規(guī)范式 8.2.31）計算: Bs=Es*As*ho2/1.15+0.2+6*E*/(1+ 3.5f) Bs .* 393.* 80.2/1.15*0.200+0.2+6*7.049*0.00491/(1+3.5*0.00)= 827.76kNM (3)、考慮荷載長期效應組合對撓度影響增大影響系數(shù) ： 按混凝土規(guī)范第 8.2.5 條，當 0時， 2.0 (4)、受彎構(gòu)件的長期剛度 B，可按下列公式計算： B Mk / Mq * ( - 1) + Mk * Bs （混凝土規(guī)范式 8.2.2） B 2.95/ 2.44*(2-1)+ 2.95* 827.76 = 452.925kNM (5)、撓度 f * Qk * L 4 / B f 0.00205* 5.8* 3.94/ 452.925= 6.067mm f / L 6.067/3900.= 1/ 643.，滿足規(guī)范要求！ 3.53.5 裂縫寬度驗算裂縫寬度驗算 、X方向板帶跨中裂縫： 裂縫間縱向受拉鋼筋應變不均勻系數(shù) ， 按下列公式計算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sk) （混凝土規(guī)范式 8.1.22） sk Mk / (0.87 * ho * As) （混凝土規(guī)范式 8.1.33） sk 2.95*106/(0.87* 80.* 393.) = 107.80N/mm 矩形截面，Ate0.5*b*h0.5*1000*100.= 50000.mm2 te As / Ate （混凝土規(guī)范式 8.1.24） te 393./ 50000.= 0.008 當 te 0.01 時，取te 0.01 1.1 - 0.65* 2.01/( 0.01* 107.80) = -0.110 當 0.2 時，取 0.2 max cr*sk/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) （混凝土規(guī)范式 8.1.21） max 2.1*0.200*107.8/.*(1.9*20.+0.08*14.29/0.01000) = 0.033，滿足規(guī)范 要求！ 、Y方向板帶跨中裂縫： 裂縫間縱向受拉鋼筋應變不均勻系數(shù) ， 按下列公式計算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sk) （混凝土規(guī)范式 8.1.22） sk Mk / (0.87 * ho * As) （混凝土規(guī)范式 8.1.33） sk 1.61*106/(0.87* 70.* 393.) = 67.33N/mm 矩形截面，Ate0.5*b*h0.5*1000*100.= 50000.mm2 te As / Ate （混凝土規(guī)范式 8.1.24） te 393./ 50000.= 0.008 當 te 0.01 時，取te 0.01 1.1 - 0.65* 2.01/( 0.01* 67.33) = -0.837 當 0.2 時，取 0.2 max cr*sk/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) （混凝土規(guī)范式 8.1.21） max 2.1*0.200* 67.3/.*(1.9*20.+0.08*14.29/0.01000) = 0.021，滿足規(guī)范 要求！ 、左端支座跨中裂縫： 裂縫間縱向受拉鋼筋應變不均勻系數(shù) ， 按下列公式計算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sk) （混凝土規(guī)范式 8.1.22） sk Mk / (0.87 * ho * As) （混凝土規(guī)范式 8.1.33） sk 6.35*106/(0.87* 77.*1005.) = 94.30N/mm 矩形截面，Ate0.5*b*h0.5*1000*100.= 50000.mm2 te As / Ate （混凝土規(guī)范式 8.1.24） te 1005./ 50000.= 0.020 1.1 - 0.65* 2.01/( 0.02* 94.30) = 0.412 max cr*sk/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) （混凝土規(guī)范式 8.1.21） max 2.1*0.412* 94.3/.*(1.9*20.+0.08*22.86/0.02011) = 0.050，滿足規(guī)范 要求！ 、下端支座跨中裂縫： 裂縫間縱向受拉鋼筋應變不均勻系數(shù) ， 按下列公式計算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sk) （混凝土規(guī)范式 8.1.22） sk Mk / (0.87 * ho * As) （混凝土規(guī)范式 8.1.33） sk 5.00*106/(0.87* 80.* 393.) = 183.08N/mm 矩形截面，Ate0.5*b*h0.5*1000*100.= 50000.mm2 te As / Ate （混凝土規(guī)范式 8.1.24） te 393./ 50000.= 0.008 當 te 0.01 時，取te 0.01 1.1 - 0.65* 2.01/( 0.01* 183.08) = 0.388 max cr*sk/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) （混凝土規(guī)范式 8.1.21） max 2.1*0.388*183.1/.*(1.9*20.+0.08*14.29/0.01000) = 0.108，滿足規(guī)范 要求！ 、右端支座跨中裂縫： 裂縫間縱向受拉鋼筋應變不均勻系數(shù) ， 按下列公式計算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sk) （混凝土規(guī)范式 8.1.22） sk Mk / (0.87 * ho * As) （混凝土規(guī)范式 8.1.33） sk 6.35*106/(0.87* 77.*1005.) = 94.30N/mm 矩形截面，Ate0.5*b*h0.5*1000*100.= 50000.mm2 te As / Ate （混凝土規(guī)范式 8.1.24） te 1005./ 50000.= 0.020 1.1 - 0.65* 2.01/( 0.02* 94.30) = 0.412 max cr*sk/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) （混凝土規(guī)范式 8.1.21） max 2.1*0.412* 94.3/.*(1.9*20.+0.08*22.86/0.02011) = 0.050，滿足規(guī)范 要求！ 、上端支座跨中裂縫： 裂縫間縱向受拉鋼筋應變不均勻系數(shù) ， 按下列公式計算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sk) （混凝土規(guī)范式 8.1.22） sk Mk / (0.87 * ho * As) （混凝土規(guī)范式 8.1.33） sk 5.00*106/(0.87* 80.* 393.) = 183.08N/mm 矩形截面，Ate0.5*b*h0.5*1000*100.= 50000.mm2 te As / Ate （混凝土規(guī)范式 8.1.24） te 393./ 50000.= 0.008 當 te 0.01 時，取te 0.01 1.1 - 0.65* 2.01/( 0.01* 183.08) = 0.388 max cr*sk/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) （混凝土規(guī)范式 8.1.21） max 2.1*0.388*183.1/.*(1.9*20.+0.08*14.29/0.01000) = 0.108，滿足規(guī)范 要求！ 第4章 板式樓梯設(shè)計 根據(jù)前面的設(shè)計，樓梯的開間為3300mm,進深為6300mm，踏步寬為250mm,踏步高度為 150mm.踏步表面采用20mm厚砂漿找平，采用C30混凝土（fc=14.3N/mm2 ） ，樑中縱向受力 鋼筋選用HRB335，其余鋼筋選用HPB235，根據(jù)規(guī)范查得活荷載標準值為qk=2.5kN/m,按照 板式樓梯進行設(shè)計。 4.14.1 梯段板計算梯段板計算 確定板厚。梯段板的厚度為： 3250mm 108,h120mm 3030 l hmm取 荷載計算。 （取 1m 寬板帶作為計算單元） 樓梯斜板的傾斜角： 150 arctanarctan0.630.9 250 cosa0.857 a 則 恒荷載:踏步重： 11 0.150.2525kN / m31.875/ m 0.252 mmkN 斜板重 1 0.1225kN / m33.5/ m 0.857 mkN 20mm 厚找平層 0.25 1.0m 0.0220kN / m30.72/ m 0.150.25 mkN 恒荷載標準值：gk=6.095kN/m 恒荷載設(shè)計值：gd=6.0951.2=7.314kN/m 活荷載標準值：qk=2.5kN/m 活荷載設(shè)計值：qd=1.42.5kN/m=3.5kN/m 又上述計算過程可得總荷載為： qd=gd+qd=7.314kN/m+3.5kN/m=10.82kN/m 內(nèi)力計算。 跨中彎矩 M=1/10qdl2 =1/1010.82kN/m3.252 m2 =11.43kNm 配筋計算 ho =h-25mm=95mm 22 11430000 0.089 1.0 14.3 1000 95 M s sfcbho =11 2=11 2 0.089=0.093b 11.0 14.3 As=0.0931000 95602 m 21 m 0 s fc bho fy 受力鋼筋選用 10130（604mm2） 分布筋選用 8300 4.24.2 平臺板的計算平臺板的計算 荷載計算。 （取 1m 寬板帶計算） 恒荷載： 平臺板自重（假設(shè)厚度為 70mm） 0.071.025=1.75kN/m 20mm 厚找平層 0.021.020=0.4kN/m 恒荷載標準值：gk=2.15kN/m 恒荷載設(shè)計值：gd=2.151.2=2.58kN/m 活荷載標準值：qk=2.5kN/m 活荷載設(shè)計值：qd=1.42.5kN/m=3.5kN/m 又上述計算過程可得總荷載為： qd=gd+qd=2.58kN/m+3.5kN/m=6.08kN/m 內(nèi)力計算 計算跨度：l0=ln+h/2=1.6+0.07/2=1.67m 跨中彎矩：M=1/8qdl2 =1/86.08kN/m1.642 m2 =2.04kNm 配筋計算 ho =h-25mm=45mm 22 2040000 0.07 1.0 14.3 1000 45 =11 2=11 2 0.07=0.073b 11.0 14.3 As=0.0731000 45224mm 210 M s sfcbho s fc bho fy 選用 8160（314mm2） 4.34.3 平臺梁計算平臺梁計算 荷載計算。 梯段板傳來：10.82kN/m3.25/2=17.58kN/m 平臺板傳來：6.08kN/m（1.6/2+0.2）=6.08kN/m 梁自重：（假定 bh=200mm300mm） 1.20.2(0.3-0.07)25=1.38kN/m 總和為：q=25.04kN/m 內(nèi)力計算 lo=ln+a= 3.3m+0.1m+0.12m=3.52m lo =1.05ln=1.053.3m=3.47m 取兩者中最小值，即 lo=3.47m. Mmax=1/8ql2 =1/825.04kN/m3.472m2 =37.69kNm Vmax=1/2qln=1/225.043.3=41.32kN 配筋計算 1.縱向鋼筋（按第一類倒 L 形截面計算） 。 翼緣寬度取值為： bf =1o/6=3470mm/6=578mm bf =b+So/2=200mm+1600mm/2=1000mm 取兩者中較小值：bf =578mm ho=300-40=260mm 22 2 37690000 0.067 1.0 14.3 578 260 =11 2=11 2 0.067=0.07b 11.0 14.3 As=0.07578 260502m 3 m 00 M s sfcbho s fc bho fy 選用 414 （603mm2） 2.箍筋計算 0.7f1bho=0.71.43200260=52.05kNVmax=41.32kN 箍筋按照配置選用 8200 第五章 第榀框架設(shè)計 該辦公樓為五層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，建筑面積約 4000m2，建筑平面為一字 形。建筑方案確定，房間開間為 3.3 和 3.9m，進深為 6.3 和 5.4m，走廊寬度 2.7m，室內(nèi) 外高差 0.45m?？蚣芰褐鞍寰鶠楝F(xiàn)澆，框架平面柱網(wǎng)布置下圖所示 (取軸線一榀框架 作為計算框架) ： 5.15.1 計算單元的選取計算單元的選取 5.1.15.1.1 結(jié)構(gòu)布置及梁結(jié)構(gòu)布置及梁, ,柱截面尺寸的初選柱截面尺寸的初選 梁柱截面、梁跨度及柱子高度的確定梁柱截面、梁跨度及柱子高度的確定 初估截面尺寸：初估截面尺寸： 框架結(jié)構(gòu)的主次梁截面高度及寬度可由下式確定： Hb=(1/101/18)lb bb=(1/21/3)hb 且 bb200mm。 其中橫梁跨度：lAB=6.3m，lBC=2.7m，lce=5.4m 縱梁 l=6.6m 和 7.8 由此估算的梁截面尺寸如下： 橫向主框架梁：bh=300mm600mm 中間框架梁： bh=300mm300mm 縱向主框架梁：bh=300mm700mm 次梁：250mm500mm 柱截面尺寸： Error!Error! NoNo bookmarkbookmark namename given.given.按層高確定，底層 H=3900mm450mm1150mm=5500mm 在計算中，還應注意框架柱的截面尺寸應符合規(guī)范對剪壓比()、剪跨比( 0 / cccc Vf b h )、軸壓比()限值的要求，如不滿足應隨時調(diào)整截面尺寸，保證/ c M Vh/ Nccc Nf b h 柱的延性?？拐鹪O(shè)計中柱截面尺寸主要受柱軸壓比限值的控制，據(jù)此可估算出，框架柱 的截面尺寸為 bh=500mm500mm. 梁柱計算高度（跨度）： 梁的跨度：去軸線間距 低層柱高：假設(shè)柱子深入地面與獨立基礎(chǔ)連接 1.15m ，則柱高為 H=3900mm450mm1150mm=5500mm 其它層柱高：取層高 3600mm 梁截面特性計算梁截面特性計算 構(gòu)件的幾何尺寸、截面尺寸和材料強度，利用結(jié)構(gòu)力學有關(guān)截面慣性矩及線剛度的 概念計算梁柱截面的特性，考慮整體現(xiàn)澆板結(jié)構(gòu)中，板對梁的有利作用，對中框架梁取 I=2I0 ， 下圖為矩形截面框架梁的柱截面特性計算表。 柱截面特性計算表 框架柱 層數(shù)砼等級編號 截面寬 b/mm 截面寬 h/mm 柱高 L/mm 彈模 EC/Pa 截面慣 性矩 I/m4 線剛度 i/Nm 相對線 剛度 i 1C30A5005005500300000.0052 2.84 107 0.47 25 C30D5005003600300000.0052 4.33 107 0.72 中框架梁 15 C30BC300300270030000 0.0013 5 1.51 07 0.25 邊框架梁 C30AB300600 6300300000.0108 5.14 107 0.86 15 C30CD300600 5400300000.0108 610 7 1 5.25.2 恒荷載及內(nèi)力分析恒荷載及內(nèi)力分析 5.2.15.2.1 屋面恒荷載屋面恒荷載 上人屋面恒載 隔熱層： 1/211.8kN/m30.18m=1.062kN/m2 保護層：40 厚配筋 C25 細石混凝土： 22 kN/m30.04m=0.88kN/m2 防水層： 改性瀝青防水卷材 0.4kN/m2 找平層：1:3 水泥砂漿 20mm： 20kN/m30.02m=0.4kN/m2 找坡層：1：8 水泥陶粒 100mm： 14kN/m30.10m=1.4kN/m2 結(jié)構(gòu)層：100mm 現(xiàn)澆鋼筋混凝土板： 25kN/m30.10m=2.5kN/m2 板底抹灰（10mm）： 17kN/m30.01m=0.17kN/m2 合計： 6.812kN/m2 5.2.2.5.2.2. 樓面恒荷載樓面恒荷載 按樓面做法逐項計算 12mm 大理石地面： 28kN/m30.012m=0.34kN/m2 30mm 厚細石混凝土： 24kN/m30.03m=0.72kN/m2 100m 現(xiàn)澆樓板： 25kN/m30.10m=2.5kN/m2 V 型輕鋼龍骨吊頂： 0.25 kN/m2 合計 3.85kN/m2 5.2.35.2.3 構(gòu)件自重構(gòu)件自重 橫向框架梁（邊跨）： 0.30.625=4.5kN/m （中跨）： 0.30.325=2.25kN/m 縱向框架梁： 0.30.625=4.5kN/m 框架柱（其它層）： 0.50.5253.6=22.5kN 框架柱（底層） ： 0.50.5255.5=34.375kN 外墻重： 0.24 6.5 3.6=5.62kN/m 內(nèi)墻重： 0.2 6.5 3.6=4.68kN/m 門窗： 0.5kN/m2 木門： 0.2kN/m2 活載標準值計算 屋面及樓面活載 查規(guī)范得：上人屋面為 2.0 kN/m2；辦公樓樓面為 2.5 kN/m2； 屋面雪荷載標準值 SK=UrS0=1.00.35kN/m2=0.35kN/m2 屋面雪荷載與活載不同時考慮，取兩者中的較大值。 邊跨框架梁承擔由屋面板、樓面板傳來的荷載形式為梯形，為了計算簡便，按支座 彎矩等效原則，將其化為矩形分布,其中 : 1.8 0.29 6.3 a l q 6.812 3.6kN / m2 q 3.85 3.6kN / m2 屋面梁上荷載： 23 (1 2)4.5/25.5/Qaa qkN mkN m 樓面上線荷載： 23 (1 2)4.5/4.68/21.05/Qaa qkN mN mkN m 由于在平面設(shè)計中，上人屋頂?shù)奈蓓斣O(shè)置了一個小型的電梯機房以及樓梯間，會產(chǎn) 生一定的荷載，在進行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中，沒有選用那一榀框架，因此在受力計算中忽略 不計?？蚣芙Y(jié)構(gòu)本身也是靠框架梁柱來承受荷載，頂層結(jié)構(gòu)沒有設(shè)置梁柱，屬于輕質(zhì)材 料起到的遮擋作用，計算時也可不計算其中。 下圖是恒荷載作用下產(chǎn)生的均布荷載圖： 5.2.4.5.2.4. 固端彎矩計算固端彎矩計算 框架中各層恒荷載固端彎矩計算如下： 邊跨 （6300） 中跨 （2700） 邊跨 （5400） 頂層 1/12ql2 =1/1225.56 .36.3=84.34k N/m2 1.37kN/m261.97kN/m2 低層及標準層 1/12ql2 =1/1221.05 6.36.3=69.62 kN/m2 1.37kN/m251.15kN/m2 5.2.55.2.5 恒荷載作用下內(nèi)力分析恒荷載作用下內(nèi)力分析 節(jié)點分配系數(shù) u 的計算，根據(jù)計算公式得出其分配系數(shù)以及恒荷載作用下其力的分 布圖如下： 下圖分別為恒荷載作用下的彎矩分配以及彎矩內(nèi)力圖： 注： 對于框架柱兩端的剪力，按照 V=1/2ql 來計算。 5.35.3 活荷載及內(nèi)力分析活荷載及內(nèi)力分析 根據(jù)規(guī)范查得： （1）上人屋面活荷載為 2.0kN/m2 （2）辦公樓樓面荷載為 2.0kN/m2 5.3.15.3.1 屋面活荷載屋面活荷載 考慮到邊跨框架梁 AB、CD 承受是由屋面板，樓面板傳來的活荷載形式為梯形，和 恒荷載形式相同主要形式是梯形，可以按照支座彎矩等效原則將其簡化為矩形分布，按 照經(jīng)驗公式可算得： 23223 (1 2)(1 0.290.29 ) 2.0/3.66.13Qaa qkN mkN mm 內(nèi)力分析 活荷載作用分布圖 5.3.25.3.2 內(nèi)力分析內(nèi)力分析 根據(jù)活荷載作用下的分布力，用彎矩分配法可以算得框架梁在活荷載作用下的內(nèi)力圖， 下圖為彎矩分配法計算過程以及活荷載作用想彎矩內(nèi)力圖： 下表格是活荷載作用下固端彎矩的計算表： 邊跨框架 6.3m中跨 2.7m邊跨框架 5.4m q (kN/m2 ) 所有樓層 1/12ql2 =1/126.136.36 .3=20.3kN/m2 1/12ql2 =1/126.132.72 .7=3.74kN/m2 1/12ql2 =1/126.135 .45.4=20.3kN /m2 5.45.4 風荷載及內(nèi)力分析風荷載及內(nèi)力分析 5.4.15.4.1 風荷載計算風荷載計算 豐城市基本風壓，按 50 年一遇，w0 =0.45kN/m2 。風壓高度變化系數(shù)根據(jù) C 類地面 粗糙度采用。 由于建筑物總高度 H 不超過 30m，所以取z=1.0。 差荷載規(guī)范得Us值， 迎風面Us=0.8，背風面Us=-0.5，所以取 1.3。 根據(jù)wk=zUzUsw0 計算以及風荷載的線荷載標準值qk=7.8wk 再通過將矩形分布風荷載折算成節(jié)點荷載如下表： 層次 Hi/mUsUzzw0wkqkHuHlFK 519.9 1.30.7410.450.443.51.83.68.225 416.3 1.30.6510.450.3833.63.611.7 312.7 1.30.6510.450.3833.63.610.8 29.11.30.6510.450.3833.63.610.8 1 5.51.30.6510.450.3833.65.5 11.92 5 5.4.25.4.2 各柱的各柱的 D D 值及剪力分配系數(shù)值及剪力分配系數(shù) 計算計算: : 風荷載作用下需要考慮框架節(jié)點的側(cè)移，各柱子的 D 值以及剪力分配系數(shù) n 的計算 如下表： 對于 K 值得計算： 底層: K=(I1+I2)/Ic 其它層： 中柱 K=(I1+I2+I3+I4)/Ic 邊柱 K=(I2+I4)/Ic 對于 c 值的計算： 其它層：c =K/(2+K) 底層： c =(0.5+K)/(2+K) 下圖為各柱的 D 值及剪力分配系數(shù) n 的計算表格其值得計算按照所給公式計算： 層高以及 柱號 柱號 KcDi=12cIc/H2 Din=Di/ Di A1.190.4350.2490.222 B1.540.4350.290.258 C1.740.4650.310.276 五層 （3.6m） D1.390.4100.273 1.22 0.244 A1.190.3730.2490.29 B1.540.4350.290.31 C1.740.4650.310.273 二至四 層 （3.6m） D1.390.4100.273 1.22 0.244 A1.830.6080.1130.235 底層 （5.5m） B2.360.6560.122 0.48 0.254 5.4.35.4.3 各柱的反彎點位置、剪力、柱端彎矩計算各柱的反彎點位置、剪力、柱端彎矩計算 下面表格為各柱的反彎點位置，剪力，柱端彎矩的計算過程，其反彎點的數(shù)據(jù) yo 是根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范查得： C2.660.6780.1260.263 D2.130.6370.1190.248 柱號 ni Pi (kN) Vi (kN) y0y1y2y3 y= y0 M 底 =VHy0 kN.m M 頂 =VH(1- y0 )kN.m A0.2221.830.35900.3592.374.23 B0.2582.120.37700.3772.884.75 C0.2762.270.38700.3873.165.01 五層 3.6m D0.244 8.23 2.010.36900.3692.674.57 A0.2224.420.4500.457.168.75 B0.2585.140.4500.458.3310.18 C0.2765.510.4500.458.9310.91 四層 3.6m D0.244 19.93 4.860.4500.457.879.62 A0.2226.820.45900.45911.2713.28 B0.2587.930.47700.47713.6214.93 C0.2768.480.48700.48714.8715.66 三層 3.6m D0.244 30.73 7.500.46900.46912.6614.34 A0.2229.220.500.516.6016.60 B0.25810.720.500.519.3019.30 C0.27611.460.500.520.6320.63 二層 3.6m D0.244 41.53 10.130.500.518.2318.23 A0.23512.560.6500.6544.9024.18 D0.25413.580.61400.61445.8628.83 一層 5.5m C0.263 53.46 14.060.58400.58445.1632.17 根據(jù)上表算得的梁端彎矩，按照節(jié)點平衡理論可以得出風荷載作用下的內(nèi)力圖。.對 于梁端剪力，利用公式獲得： D0.24813.260.63700.63746.4626.47 MM V l 左+右 5.55.5 內(nèi)力組合內(nèi)力組合 5.5.15.5.1 框架梁內(nèi)力組合框架梁內(nèi)力組合 在上面已經(jīng)計算好了恒荷載、風荷載以及活荷載作用下一榀框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力圖，現(xiàn) 在將內(nèi)力計算圖中的梁的彎矩、剪力標準值填入內(nèi)力組合表，對于活荷載、恒荷載以及 風荷載的折減以及增大按照計算任務書中的折減數(shù)據(jù)計算過程以及數(shù)據(jù)如下表。因為考 慮到標準層的截面以及面積有相同截面，因此取首層、標準層、頂層的左邊跨框架梁 （6.3m）和中