土木工程毕业设计--消防站综合楼结构设计

本次毕业设计的工程项目为某消防站综合楼，总建筑面积2043.52㎡。

本次设计中，第一部分是结构设计部分。为了检验成果以及检验自身学识，此部分设计采用手算为主、机算并重的方法。首先进行的是结构选型和结构布置，为合理选择材料，并充分利用材料的优点、克服缺点，以符合经济、适用的原则，以建筑物的高度、层数、功能布局及其它综合条件为依据，并根据本工程的实际情况，确定结构体系为框架结构体系。根据使结构受力明确、有利于抵抗水平和竖向荷载、开间跨度应尽可能规格化、使计算简化、施工方便等原则进行了纵横向主、次梁的布置。根据经验和规范，分别对主梁、次梁和柱的截面进行了初步估算。接着手工进行一榀框架的荷载计算、内力组合、梁柱配筋及基础设计，并将手算结果与机算结果进行校核。

第二部分是施工组织部分的设计，包括预算和施工组织设计两部分。首先算出工程量，参照工程量上机采用广龙预算软件套定额，计算出本工程造价和劳动量的综合工日，并根据预算得出的结果，编制主体工程施工网络图、施工进度计划横道图、施工平面布置图。

关键词：钢筋混凝土 框架结构 结构布置 荷载计算 基础 施工 工程造价 网络计划

目 录

一、设计原始资料...................................................................................................................... 1 二、结构布置 .............................................................................................................................. 1 （一） 结构体系的选择......................................................................................................... 1 1、混合结构 ......................................................................................................................... 2 2、框架结构体系 ................................................................................................................. 2 3、剪力墙结构体系 ............................................................................................................. 2 4、框架——剪力墙结构 ..................................................................................................... 2 5、筒体结构 ......................................................................................................................... 3 6、巨型结构 ......................................................................................................................... 3 7、本项目结构体系的确定 ................................................................................................. 3 （二）框架布置原则及注意的问题 ...................................................................................... 3 1、框架布置原则 ................................................................................................................. 3 2、注意问题 ......................................................................................................................... 3 （三）变形缝的设计 .............................................................................................................. 4 1、伸缩缝 ............................................................................................................................. 4 2、沉降缝 ............................................................................................................................. 4 3、防震缝 ............................................................................................................................. 5 （四）构件截面尺寸确定 ...................................................................................................... 5 1、梁的截面尺寸 ................................................................................................................. 5 2、柱的截面尺寸 ................................................................................................................. 6 3、板厚初估 ......................................................................................................................... 7 （五）框架计算简图和梁柱线刚度计算 .............................................................................. 8 1、框架计算简图： ............................................................................................................. 8 2、框架梁柱线刚度的计算 ................................................................................................. 8 三、荷载计算 .............................................................................................................................. 9 （一）主要部分做法荷载计算 .............................................................................................. 9 1、恒载标准值计算： ......................................................................................................... 9 （二）活荷载值： ................................................................................................................ 10 （三）KJ-1荷载计算 ........................................................................................................... 11 1、屋面荷载计算： ........................................................................................................... 11 2、楼面荷载计算： ........................................................................................................... 13 四、内力计算 ............................................................................................................................ 15

（一）竖向荷载内力计算 .................................................................................................... 16 1、恒荷载作用下框架弯矩计算 ....................................................................................... 16 2、活荷载作用下框架弯矩计算 ....................................................................................... 18 3、竖向荷载作用下框架剪力、轴力计算 ....................................................................... 20 （二）水平风荷载计算 ........................................................................................................ 23 1、风荷载标准值计算 ....................................................................................................... 23 2、风荷载作用下的内力计算及侧移验算 ....................................................................... 24 五、内力组合 ............................................................................................................................ 29 （一）框架梁的内力组合 .................................................................................................... 29 （二）框架柱的内力组合 .................................................................................................... 30 六、框架梁柱配筋.................................................................................................................... 33 （一）框架横梁配筋计算 .................................................................................................... 33 （二）框架柱的配筋计算 .................................................................................................... 35 七、C柱基础设计计算 ............................................................................................................ 36

1、确定基础底面积： ....................................................................................................... 36 2、确定基础高度和各台阶高度： ................................................................................... 37 3、抗冲切验算： ............................................................................................................... 37 4、基础底面配筋计算： ................................................................................................... 37 附 录 ........................................................................................................................... 39 参考文献 ......................................................................................................................... 45 致 谢 ............................................................................................. 错误！未定义书签。

一、设计原始资料

1、规模：总建筑面积2043.52㎡，层数4层，高度15.35m； 2、兴建位置：南宁市；

3、防火要求：建筑物属二级防火标准； 4、建筑标准：800元/㎡（含水电造价）； 5、上、下水由城市管网解决； 6、电源由城市电网解决； 7、气象水文地质条件：

①风玫瑰图：夏季盛吹东及东南风，冬季季节东北风； ②温度：最热月平均290C，最冷月平均13.50C； ③雨量：年降雨量为1255.1毫米； ④地下水：无侵蚀性，在地面以下8米；

⑤地质资料：50㎝表土以下为亚粘土，地基容许承载力标准值为250KPa； 8、施工条件：建筑工程总承包二级以上。

9、建筑设计图纸：要求在已完成的建筑设计基础上进行结构设计，提供的建筑设计图纸为建施1～6号图

二、结构布置

（一） 结构体系的选择

目前多高层建筑结构的结构型式按材料区分，主要有砌体结构、钢筋混凝土结构、钢结构和混合结构四种。高层建筑结构的结构型式还可按结构体系进行区分。结构体系是指建筑结构抵抗外部作用的构件的构成形式。目前，受力构件的主要种类有普通杆件(如钢筋混凝土或钢结构梁、柱构件)、钢筋混凝土墙(即剪力墙)、筒体、巨型构件等。不同的构件可以组成种类不同建筑结构体系，目前一般区分为以下的结构体系：(1)钢筋混凝土结构的有：框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构或框架－筒体结构、筒体结构和巨型结构等；(2)钢结构和混合结构的有：框架结构、钢框架-抗剪(或支撑)结构、钢框架-混凝土核心筒或组合框架－混凝土核心筒结构、钢筒体结构和巨型结构等。不同结构体系的受力特点、抵抗水平荷载的能力、侧向刚度和抗震性能等都各有不同，因而不同的结构体系适用于不同的建筑功能要求及不同的高度和楼层数范围。在高层建筑结构设计中，分析水平作用与结构体系的关系，根据建筑物高度、尺寸、建筑使用功能要求及其它条件，选择经济、合理的结构类型和结构体系，是结构设计的首要问题。

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1、混合结构

混合结构的特点为：主要承重用砖或砌块砌筑；造价低廉，施工简单，保温隔热效果好；但砌体强度较低，利用砖墙承重时，房屋的层数受到限制，同时由于抗震性能较差，地震区应用也受到一定的限制。一般六层及六层以下的楼房，如住宅、办公室、医院等民用建筑及中小型工业建筑都适宜用混合结构。在墙体的布置上，纵横墙体的布置一般容易达到刚性方案的构造要求，刚度较大。墙体是承受荷载的主要构件，要使墙体有足够的刚度，就必须在结构布置上设计足够多的墙体，以提高结构的整体工作能力，导致建筑使用空间受到限制。

2、框架结构体系

由梁和柱这两类构件通过刚节点连接而成的结构称为框架，当整个结构单元所有的竖向和水平作用完全由框架承担时，该结构体系成为框架结构体系。有钢筋混凝土框架、钢框架和混合结构框架三类。而钢筋混凝土框架，按施工方法不同又分为：(1)梁、板、柱全部现场现浇而成的整体式现浇框架；(2)梁、板预制，柱现场浇注的半装配式框架；(3)梁、板、柱全部预制的全装配式框架等。

框架结构体系的优点：整体性和抗震性较混合结构要好，而且平面布置灵活，可提供较大的使用空间，也可构成丰富多变的立面造型；框架结构可分为板、梁、柱体系和板、柱体系两种形式。现浇板、梁、柱体系的结构整体刚度大，构件断面可以比较小；对空间净高的影响也小，因而可以形成较大的使用空间；而板柱体系因无梁高影响将能获得更大的使用空间，这种结构一般适用于楼面为均布荷载，且在经济范围内的建筑，如某些商场、轻型厂房、库房等。国外曾发展扁平框架，即由扁平的壁柱和壁梁构成墙壁化的薄壁刚架，把壁柱和壁梁集中在一起，可以扩大平面的自由度，刚架与墙壁的组合具有同一机能；同时，也可以减少全部的构件长度，形成较大的使用空间，可以承受如覆雪等较大的荷载。但此结构会导致增加一些钢筋量。缺点：框架结构水平刚度较小，抗震性能较差，此外，非结构性破坏如填充墙、建筑装修和设备管道等破坏较严重。使用于层数较少或非抗震设计的建筑。

3、剪力墙结构体系

剪力墙结构比框架结构刚度大，用钢量省，结构顶点水平位移和层间位移通常较小，能够满足抗震设计变形要求。适用于开间较小、墙体较多，房间面积不太大的建筑如住宅、旅馆等,而且室内没有梁柱棱角，整体美观。同时可以在底部一层或数层取消部分剪力墙而代之框架，形成框支剪力墙结构以满足布置会议室、商店和公用设施等大空间的要求。

4、框架——剪力墙结构

此类结构中，房屋的竖向荷载分别由框架和剪力墙共同承担，而水平作用主要由抗侧刚度较大的剪力墙承担。这种结构既具有框架结构布置灵活、使用方便的特点，又具

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有较大的刚度和较强的抗震能力，因而广泛应用于高层办公建筑和旅馆建筑中。

剪力墙结构体系的缺点和局限性在于：剪力墙的间距通常为3～8m，间距不能太大，因此剪力墙结构墙体多，平面布置不灵活，很难满足公共建筑等使用大空间的要求。且结构自重较大，往往导致基础工程造价的增加。

5、筒体结构

筒体结构是以剪力墙构成空间薄壁筒体，或者密柱、密梁形成空间框架筒，这种结构体系作为一个空间构件受力，具有更好的的抗侧移刚度和更好的抗震性能。常用的有筒中筒、成束筒等形式。

6、巨型结构

一般有巨型框架结构和巨型桁架结构。巨型框架的大截面柱和巨型梁之间的构件截面较小，增加了建筑布置的灵活性和有效使用面积。

7、本项目结构体系的确定

本工程建筑造型简洁、规则，遵循“满足使用要求，受力合理，技术上可行，尽可能达到综合经济技术指标先进”的原则，主要用途以办公室为主，建筑的立面面积较大，受到水平力也相应增加。参考以上各种结构体系的分析，本工程适宜使用现浇钢筋混凝土框架体系。

（二）框架布置原则及注意的问题

1、框架布置原则

结构平面形状和立面体形宜简单、规则，使各部分刚度均匀对称，减少平面和竖向结构布置的不规则。传力明确，减少构件种类规格，便于施工。结合实际情况进行设缝：当建筑单元过长时，应考虑设伸缩缝；当建筑存在较大高差时，应考虑设沉降缝，或新建筑物附近有旧建筑物，为避免地基破坏，虚设沉降缝。缝的设置尽量满足一缝多用。同时框架布置还应当考虑使用要求、当地的施工条件和经济性。

2、注意问题

(一)框架结构的梁柱宜贯通，不宜采用复式框架，尽量避免采用梁上独立柱承受较大荷载，避免采用柱上顶板或板上压墙的结构方案。

(二)边柱应该注意防被通长设置的纵梁、过梁分割成短柱，由于短柱是脆性破坏的构件，延性差对抗震不利。

(三)梁柱的尺寸划一。

(四)框架柱上下层截面尺寸不同是，边柱应向内扩展，中柱宜向两侧扩展 (五)架梁截面的中心线宜与柱中心线重名，边框架的大量以及沿处纵墙的纵向梁可以编置，但应注意加强刚度。

(六)截面尺寸可以较边柱截面尺寸大一号或尺寸相同，增加角柱纵筋数量并按全高

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加倍配置箍筋。

(七)护结构宜采用轻质填充墙。

（三）变形缝的设计

在建筑结构的总体布置中，要考虑沉降、混凝土收缩、温度改变和建筑体型复杂等所产生的不利影响。通常可以分别用沉降缝、伸缩缝和防震缝将房屋分成若干个独立部分，从而消除沉降差、温度和收缩应力以及体型复杂对结构的带来的危害。沉降缝、伸缩缝和防震缝统称为变形缝。

在高层建筑结构中，设置变形缝是结构安全的需要。但缝的设置不但影响建筑使用和建筑立面的效果，而且还导致结构构造复杂、防水处理困难和施工不便等不利因素，特别是缝的两侧相邻部分，地震时常因相互碰撞而造成震害。因此，在高层建筑特别是高层钢结构的设计中，应尽量通过调整结构的平面形状和尺寸，采取构造和施工措施，尽可能不设缝。

下面分别就三种缝如何设置进行讨论。

1、伸缩缝

伸缩缝也称为温度缝，可以释放建筑平面尺寸较大的房屋因温度变化和混凝土干缩产生的结构内力。

(一)在温度变化影响比较大的部位提高配筋率。如顶层、底层、山墙、纵墙端开间最小构造配筋率为0.25％，实际工程一般为0.3％。

(二)顶层加强保温隔热措，或设计架空通风屋面，避免屋面结构温度梯度过大。外强可设置保温层。

(三)顶层可以局部改变为刚度较小的形式，或顶层设温度缝，将结构划分为长度较短的区段。

2、沉降缝

当同一建筑物的不同部分发生不均匀沉降时，会在结构中产生较大的内力和变形而带来危害。此时，可以采用在该结构不同部分的交接处设置沉降缝的方法，将该不同部分的结构从顶到基础整个断开，使各部分自由沉降，以避免由于沉降差引起的附加应力对结构的危害。

在下列情况下，宜考虑设置沉降缝：

(1)建筑主体结构高度悬殊，重量差别过大。高层建筑主体结构的周围，常设有层数很少的裙房，它们与主体结构高度悬殊，重量相差很大，会产生相当大的沉降差。两者之间设置沉降缝，将主体结构和裙房从顶到基础整个断开，使两部分自由沉降，避免由于沉降差引起的附加应力。

(2)地基不均匀。地基土的压缩性有显著差异时，易造成结构不同部分产生沉降差。 (3)同一建筑结构不同的单元采用不同基础形式。

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(4)上部结构采用不同的结构形式或结构体系的交接处。

采用设置沉降缝将建筑物分成若干个独立部分，各部分可自由沉降，即为“放”的处理措施——彻底放开建筑物的各个独立部分。

3、防震缝

当高层建设平面复杂、不对称或房屋各部分刚度、高度和质量相差悬殊时，在地震作用下，会产生扭转和复杂的振动状态。因而在应力集中和连接薄弱部位，会造成震害。为了避免这种震害，可采用设置防震缝的办法，将平面和体型复杂的高层建筑，分成若干个比较规则、整齐和均匀的独立结构单元。一般地，在下列情况下，宜设防震缝：

(1)当建筑平面突出部分较长，而又未采取有效措施时(图2.2-2)； (2)房屋有较大错层时；

(3)房屋各部分结构刚度或荷载相关悬殊时； (4)地基不均匀，各部分沉降相差过大时。

（四）构件截面尺寸确定

1、梁的截面尺寸

根据规范的要求，一般情况下： （1）柱与柱之间设置框架梁 （2）有墙体的地方一般设置梁

（3）当板的跨度太大时设置次梁(一般不超过5m)

（4）楼板开洞的地方(洞口尺寸＞800mm)要布置次梁，当洞口小于300 时可不做处理，当洞口在300mm＜洞口尺寸＜800mm时做构造配筋

11单跨梁： 主梁 h=(～)L

812 次梁 h=(连系梁(包括主梁) h=(

11～)L 121511～)L 121511～)L 403511～)L 404511～)L 2030连续单向板 h=(双向板 h=(板式楼梯板 h=((1)主梁的一般尺寸估算：

1111框架梁按连续梁hL,bh，且主梁b≥250mm

121523.5

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当h≥800mm时b≥300mm 当h≥1000mm时b≥350mm

横向主梁尺寸的初估：主梁的最大跨度为6300mm,

11梁的高度h=(～)×6300=525~787mm,取h=650mm,b=250mm。

812(2)一般梁(包括次梁)的尺寸估算： 次梁的高度 h=(

11～)L,并且h≥300mm,b≥200mm 121511l04200mm,h()4200250350mm,

1512取h=400mm，b=200mm

2、柱的截面尺寸

截面尺寸bh应满足柱轴压比的控制，目的保证柱有足够的延性。 轴压比定义：N fcAc AcNfcGnS fc式中：—轴压比限值，本设计建筑高度h21.9m，抗震设防烈度为6度，取

0.9；

Ac—初估柱截面面积m2 n—验算截面以上层数；

S—验算柱的负荷面积，可根据柱网尺寸确定；

fc—混凝土轴心抗压强度设计值，C30混凝土fc14.3Mpa；

G—结构单位面积上的竖向荷载设计值，依经验约为1218kN/m2,取

G18kN/m2；

—抗震设计中，边柱的尺寸调整系数。

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S4.2(6.32.5)/218.48m2，

8.95183103Ac136206mm2，

0.914.3取bh400mm400mm。

3、板厚初估

从梁、柱的布置可知，板的跨度最大为4200mm，按双向板厚h=(初估，所以板厚为h=(

11～)l1进行404511～)×4200=110mm～98mm。现取楼面板板厚为100mm，4045考虑屋面荷载较大，取屋面板板厚为120mm。

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（五）框架计算简图和梁柱线刚度计算

1、框架计算简图：

图2-1 框架计算简图

2、框架梁柱线刚度的计算

（1）框架梁柱的线刚度计算

由于楼面板与框架梁的混凝土一起浇捣，对于中框架梁，在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，取I2I0（I0为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）。

边跨BC梁：

i2Ec10.250.653/6.312.5104Ec(m3) 12中跨CD梁：

i2Ec10.250.653/2.521.7104Ec(m3) 1210.250.653/6.312.5104Ec(m3) 1210.40.43/5.57.05104Ec(m3) 12边跨CD梁：

i2Ec框架柱： 底层：iEc 8

其余层：iEc10.40.43/3.48.76104Ec(m3) 12内力分析时，只要梁柱相对线刚度比，取边跨iAB作为基础值1，算得各杆相对线刚度比，标于图3-2括号内。

图2-2 梁柱相对线刚度图

三、荷载计算

（一）主要部分做法荷载计算

荷载计算时所用的荷载是标准值,楼面、屋面自重应按实际构造计算，梁柱自重应按其体积计算，楼面传递到梁的荷载根据楼面结构型式确定。四边支承板支承梁的荷载形式与板的长短边比值l01/l02有关。l01/l022，按单向板计算，板的长边支承梁受均布荷载。l01/l022，按双向板计算，长边梁承受梯形分布荷载，短边梁承受三角形分布荷载。次梁传递给主梁的荷载是集中荷载，其作用点在次梁中心线处。

1、恒载标准值计算：

（1）屋面恒载标准值

架空隔热层、结构找坡 3.02 KN/m2 防水层 0.4 KN/m2 找平层 0.35 KN/m2

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120厚钢筋混凝土板 0.12×25=3.00 KN/m2 抹灰层 0.35 KN/m -----------------------------------------------------------------

合计 7.120 KN/m2 （2）楼面的恒载标准值

瓷砖地面 0.55 KN/m2

100厚钢筋砼板 0.10×25=2.50 KN/m2 板底抹灰刷白 0.24 KN/m2

合计 3.290KN/m （3）墙体的恒载标准值： 砼小砌块墙（200厚）

20厚水泥沙浆抹灰 0.02×20=0.4 KN/m2 砼小砌块墙（双面抹灰200厚） 3.1 KN/m2

20厚水泥沙浆抹灰 0.02×20=0.4 KN/m2

合计 3.90 KN/m （4）窗、门的恒载标准值

铝合金窗 0.35 KN/m2 木门 0.2 KN/m2

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（二）活荷载值：

（1）屋面的活载标准值 2.5 KN/m2 （2）楼面均布活载标准值 2.5 KN/m2

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（三）KJ-1荷载计算

1、屋面荷载计算：

屋面荷载简图

（1）梁B荷载计算：

恒载：

梁自重：25×0.2×0.4×4.2=8.40KN 板传来的：7.12×4.2×2.1/2=31.40KN

女儿墙自重：3.9×[0.4×3.15＋0.4×2.1]=8.19 KN

----------------------------------------------------------------- 47.99 KN 活载：

板传来的：2.5×4.2×2.1/2=11.025 KN （2）梁C荷载计算： 恒载：

梁自重：25×0.2×0.4×4.2=8.4 KN

板传来的：7.12×[4.2×2.1/2×2＋(4.2＋1.7)×2.5/2]=83.91 KN ----------------------------------------------------------------- 92.31 KN

活载：

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板传来的：2.5×[4.2×2.1/2×2＋(4.2＋1.7)×2.5/2]=18.44 KN （3）梁D荷载计算： 恒载：

梁自重：25×0.2×0.4×4.2=8.4KN

板传来的：7.12×[4.2×2.1/2×2＋(4.2＋1.7)×2.5/2]=83.91KN ----------------------------------------------------------------- 92.31KN

活载：

板传来的：2.5×[4.2×2.1/2×2＋(4.2＋1.7)×2.5/2]=18.44 KN （4）梁E荷载计算：

恒载：

梁自重：25×0.2×0.4×4.2=8.40KN 板传来的：7.12×4.2×2.1/2=31.40KN

女儿墙自重：3.9×[0.4×3.15＋0.4×2.1]=8.19 KN

----------------------------------------------------------------- 47.99 KN 活载：

板传来的：2.5×4.2×2.1/2=11.025 KN （5）梁KL荷载计算： 恒载：

板传来的：（换算成线荷载， pb=7.12×2.1=15.141KN/m，pc=7.12×1.25=8.9KN/m） 梁B: 47.99/2=23.995 KN 梁C: 92.31/2=46.155KN 梁D: 92.31/2=46.155KN

梁E: 47.99/2=23.995 KN MB偏心弯矩：23.995×0.175=4.199 KN·m MC偏心弯矩：23.995×0.175=4.199 KN·m MD偏心弯矩：46.155×0.175=8.077KN·m ME偏心弯矩：46.155×0.175=8.077KN·m 主梁自重: 25×0.25×0.7=4.375 KN/m

活载：

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板传来的：（换算成线荷载， pb=2.5×2.1=5.25 KN/m，pc=2.5×1.25=3.125KN/m） 梁B: 11.025/2=5.513KN 梁C: 18.44/2=9.219KN 梁D: 18.44/2=9.219 KN 梁E: 11.025/2=5.513 KN

MB偏心弯矩：5.513×0.175=0.965KN·m MC偏心弯矩：9.219×0.175=1.613KN·m MD偏心弯矩：9.219×0.175=1.613 KN·m ME偏心弯矩：5.513×0.175=0.965 KN·m

2、楼面荷载计算：

楼面荷载简图

（1）梁B荷载计算：

恒载：

梁自重：25×0.2×0.4×4.2=8.4 KN 板传来的：3.290×4.2×2.1/2=14.51 KN

墙自重：3.9×[4.2×(3.4-0.4)-2.2×1.8] =33.696 KN 梁上窗重：0.35×2.2×1.8=1.386 KN

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----------------------------------------------------------------- 57.992 KN 活载：

板传来的：2.5×4.2×2.1/2=11.025 KN （2）梁C荷载计算： 恒载：

梁自重：25×0.2×0.4×4.2=8.4KN

板传来的：3.290×[4.2×2.1/2×2＋(4.2＋1.7)×2.5/2]=38.773KN 墙自重：3.9×[4.2×(3.4-0.4)×2-2.2×1.8-1.5×2.1]=21.411KN 梁上窗重：0.35×2.2×1.8=1.386 KN 梁上门重：0.2×1.5×2.1=0.63

----------------------------------------------------------------- 70.60KN

活载：

板传来的：2.5×[4.2×2.1/2×2＋(4.2＋1.7)×2.5/2]=18.44 KN （3）梁D荷载计算： 恒载：

梁自重：25×0.2×0.4×4.2=8.4KN

板传来的：3.290×[4.2×2.1/2×2＋(4.2＋1.7)×2.5/2]=38.773KN 墙自重：3.9×[4.2×(3.4-0.4)×2-2.2×1.8-1.5×2.1]=21.411KN 梁上窗重：0.35×2.2×1.8=1.386 KN 梁上门重：0.2×1.5×2.1=0.63

----------------------------------------------------------------- 70.60KN

活载：

板传来的：2.5×[4.2×2.1/2×2＋(4.2＋1.7)×2.5/2]=18.44 KN （4）梁E荷载计算： 恒载：

梁自重：25×0.2×0.4×4.2=8.4 KN 板传来的：3.290×4.2×2.1/2=14.51 KN

墙自重：3.9×[4.2×(3.4-0.4)-2.2×1.8] =33.696 KN 梁上窗重：0.35×2.2×1.8=1.386 KN

----------------------------------------------------------------- 57.992 KN 活载：

14

板传来的：2.5×4.2×2.1/2=11.025 KN （5）KL荷载计算： 恒载：

板传来的：（换算成线荷载， pb=3.290×2.1=6.909 KN/m，pd=3.290×1.25=4.113KN/m）

梁B、E: 57.992/2=28.996 KN 梁C、D: 70.60/2=35.30 KN

MB偏心弯矩：28.996×0.175=5.074KN·m MC偏心弯矩：35.30×0.175=6.177 KN·m MD偏心弯矩：35.30×0.175=6.177 KN·m ME偏心弯矩：28.996×0.175=5.074KN·m KL自重: 25×0.25×0.70=4.375 KN/m

活载：

板传来的：（换算成线荷载， pb=2.5×2.1=5.25 KN/m，pc=2.5×1.25=3.125KN/m） 梁B: 11.025/2=5.513KN 梁C: 18.44/2=9.219KN 梁D: 18.44/2=9.219 KN 梁E: 11.025/2=5.513 KN

MB偏心弯矩：5.513×0.175=0.965KN·m MC偏心弯矩：9.219×0.175=1.613KN·m MD偏心弯矩：9.219×0.175=1.613 KN·m ME偏心弯矩：5.513×0.175=0.965 KN·m

15

四、内力计算

（一）竖向荷载内力计算

1、恒荷载作用下框架弯矩计算

在前面的计算中梯形和三角形荷载，需要将其转化为等效均布荷载。 三角形荷载 p5p （2—5） 855pc8.95.56kN/m 88 pc梯形： qq(1223) =0.333 (1223)=0.815 （1）分层法计算恒荷载作用下的框架结构内力 分层法的计算要点：

①作用在某一层的框架梁上的竖向荷载只对本楼层的梁和与本层梁相连的框架柱产生弯矩和剪力，而对其他层框架和隔层的框架柱都不产生弯矩和剪力。 ②除底层以外的其它各层柱的线刚度均乘折减系数0.9。 ③除底层以外的其它各层柱的弯矩传递系数取1/3。 各层的节点分配系数和固端弯矩计算，以第3层为例： 第3层的节点C分配系数和固端弯矩： μ1=i1/Σi=(2.1×0.9)/(2.1×0.9+2.9+1.0)=0.326 μ2=i2/Σi=1.0/(2.1×0.9+2.9+1.0)=0.173 μ3=i3/Σi=2.9/(2.1×0.9+2.9+1.0)=0.501 恒载作用下梁端弯距

MAB3=- MCD3 =-ql2/12=-（15.141×0.851+4.375）×6.32/12=-55.27kN·m MBC3=-ql2/12=-（5.56+4.375）×2.52/12=-5.17kN·m

MAB=- MCD =-ql2/12=-（6.909×0.851+4.375）×6.32/12=-33.92kN·m MBC=-ql2/12=-（4.113×5/8+4.375）×2.52/12=-3.62kN·m 其他各层的不平衡弯矩分配结果见恒荷载作用下弯矩图。

16

4.20 0.65 0.35 0.50 -55.27 55.27 33.40 17.67 -25.10 3.61 -12.55 8.84 5.85 3.09 -4.65 0.33 0.17 0.17 -5.17 -8.08 8.08 5.17 -16.33 -7.27 7.27 -3.18 3.63 -3.63 -3.03 -1.61 1.61 0.33 0.50 0.35 0.65 -55.27 55.27 16.33 25.10 -17.67 -33.40 3.18 -8.84 12.55 -3.61 3.03 4.65 -3.09 -5.85

-4.20

42.86 -47.05 34.35 -22.54 -10.41 10.41 22.54 -34.35 47.05 -42.86 0.25 0.25 0.50 0.40 0.21 0.21 0.18 0.18 0.21 0.21 0.40 0.50 0.25 0.25 5.07 -33.92 33.92 -3.62 -6.18 6.18 3.62 -33.92 33.92 -5.07 7.21 7.21 14.42 -12.12 -6.36 -6.36 -4.34 4.34 6.36 6.36 12.12 -14.42 -7.21 -7.21 16.70 3.89 -6.06 7.21 -8.17 -2.58 2.17 -2.17 8.17 2.58 -7.21 6.06 -3.89 -16.70 -3.63 -3.63 -7.27 0.54 0.29 0.29 0.24 -0.24 -0.29 -0.29 -0.54 7.27 3.63 3.63 17.54 20.28 7.47 -32.82 29.56 -14.24 -8.65 -5.55 -10.22 7.80 5.55 14.24 8.65 -29.56 32.82 -7.47 -20.28 -17.54 0.27 0.21 0.52 0.42 0.17 0.22 0.19 0.19 0.17 0.22 0.42 0.52 0.21 0.27 5.07 -33.92 33.92 -3.62 -6.18 6.18 3.62 -33.92 33.92 -5.07 7.79 6.06 15.00 -12.73 -5.15 -6.67 -4.58 4.58 5.15 6.67 12.73 -15.00 -6.06 -7.79 3.61 8.27 -6.36 7.50 -3.18 -6.91 2.29 -2.29 3.18 6.91 -7.50 6.36 -8.27 -3.61 -1.49 -1.16 -2.87 0.13 0.05 0.07 0.06 -0.06 -0.05 -0.07 -0.13 2.87 1.16 1.49 4.83 9.91 13.17 -28.15 6.59 28.82 -8.28 -13.51 -5.85 -4.70 4.03 5.85 8.28 13.51 -28.82 -6.76 6.76 28.15 -13.17 -9.91 -4.83

-6.59

恒荷载作用框架弯矩分配图（单位：KN.m）

17

恒荷载弯矩图

2、活荷载作用下框架弯矩计算

屋面活荷载：2.5 kN/m²； 搂面活荷载：2.5 kN/m²； 恒载作用下梁端弯距

MAB=- MCD =-ql2/12=-5.25×0.851×6.32/12=-14.78kN·m MBC=-ql2/12=-3.125×5/8×2.52/12=-1.02kN·m

其他各层的不平衡弯矩分配结果见活荷载作用下弯矩图。

18

0.97

上柱 下柱 右梁 左梁 0.50 14.78 -6.89 2.39 -1.02 上柱 下柱 0.33 -4.49 -1.44 -0.66 -6.59 右梁 0.17 -1.02 -2.18 1.09 -0.35 -1.16 1.16 左梁 0.17 1.02 2.18 -1.09 0.35 上柱 下柱 右梁 左梁 下柱 上柱 -0.97

0.65 0.35 -14.78 9.04 4.78 1.73 -3.45 1.12 0.60 11.89 -12.85 0.33 0.50 -14.78 4.49 6.89 1.44 -2.39 0.66 1.02 6.59 -9.26 0.35 0.65 14.78 -4.78 -9.04 3.45 -1.73 -0.60 -1.12 12.85 -11.89 9.26 -2.46 2.46 0.25 0.25 0.50 0.40 0.21 0.21 0.18 0.18 0.21 0.21 0.40 0.50 0.25 0.25 0.97 -14.78 14.78 -1.02 -1.16 1.16 1.02 -14.78 14.78 3.45 3.45 6.91 -5.50 -2.89 -2.89 -2.27 2.27 2.89 2.89 5.50 -6.91 -3.45 -3.45 4.52 1.87 -2.75 3.45 -2.24 -1.17 1.13 -1.13 2.24 1.17 -3.45 2.75 -1.87 -4.52 -0.91 -0.91 -1.82 -0.47 -0.25 -0.25 -0.21 0.21 0.25 0.25 0.47 1.82 0.91 0.91 5.26 7.06 4.41 -12.44 12.26 -5.38 -4.31 -2.37 -3.33 2.49 2.37 5.38 4.31 -12.26 12.44 -4.41 -7.06 0.27 0.21 0.52 0.42 0.17 0.22 0.19 0.19 0.17 0.22 0.42 0.52 0.21 0.27 0.97 -14.78 14.78 -1.02 -1.16 1.16 1.02 -14.78 14.78 3.73 2.90 7.18 -5.78 -2.34 -3.03 -2.39 2.39 2.34 3.03 5.78 -7.18 -2.90 -3.73 1.73 8.27 -2.89 3.59 -1.44 -6.91 1.20 -1.20 1.44 6.91 -3.59 2.89 -8.27 -1.73 -1.92 -1.49 -3.70 1.50 0.61 0.78 0.68 -0.68 -0.61 -0.78 -1.50 3.70 1.49 1.92 2.21 3.54 9.68 -14.18 14.09 -3.18 -9.15 -1.54 -2.08 1.62 1.54 3.18 9.15 -14.09 14.18 -9.68 -3.54

4.84 -4.58 4.58 -4.84 活载框架弯矩分配图（单位：KN.m）

19

-0.97 -5.26

-0.97 -2.21

活荷载弯矩图

3、竖向荷载作用下框架剪力、轴力计算

梁端、柱端弯矩见弯矩图。 梁端剪力：

图2.39 梁端剪力示意图

VblVbrql1l(MbMbr) （2—7） 2lql1l(MbMbr) （2—8） 2l柱轴力：

，+1，

图2.40 柱轴力示意图1

边柱（上）：Ncil(m)Vbil(m)l(r) （2—9）

i1n 20

中柱（上）：Ncil(m)(Vbi,j1rVbijl) （2—10）

i1nn边柱（下）：Ncil(m)(Vbil(m)l(r)Gil(m)) （2—11）

i1中柱（下）：Ncil(m)(Vbi,j1rVbijlGij) （2—12）

i1n以恒载作用下，顶层梁端剪力和柱轴力为例，说明计算过程。

顶层框架梁边跨BC的梁端弯矩为47.05kN·m和34.45 kN·m。根据公式，计算梁端剪力：

Vblql1l(MbMbr)2l

17.106.31(47.0534.45)55.86KN26.3ql1l(MbMbr)2l

5.566.31(34.3510.41)21.31KN26.3

顶层框架梁边跨CD的梁端弯矩为34.35kN·m和10.41kN·m

Vbl顶层框架柱边柱（B柱）的柱端剪力： 柱顶轴力：上部结构传来的轴力： P23.99555.8679.86KN

柱底轴力：N79.860.40.43.42593.46KN 顶层框架柱中柱（C柱）的柱端剪力： 柱顶轴力：

P46.15551.8621.31119.33KN 柱底轴力：N119.3313.6132.93KN 其他层梁端剪力和柱轴力见下表：

表2.9 恒载作用下梁端剪力、柱轴力 梁端剪力 序号 Vb 3 2 1

柱轴力 中跨 B柱 N顶 79.86 211.91 596.45 21

边跨 Vc左 51.86 30.58 32.39 C柱 N底 N顶 119.33 409.16 763.11 N底 132.93 422.76 785.11 Vc右 Vd左 55.86 30.24 32.18 16.46 16.46 15.77 15.77 15.42 15.42 93.46 225.51 618.45 表2.10 活载作用下梁端剪力、柱轴力 梁端剪力 序号 Vb 3 2 1 9.239 37.111 64.786 边跨 Vc左 9.637 38.37 67.299 中跨 Vc右 3.375 16.88 16.88 Vd左 3.375 16.88 16.88 B柱 N顶 15.72 78.71 141.74 N底 15.72 78.71 141.74 N顶 23.78 132.85 241.88 柱轴力 C柱 N底 23.78 132.85 241.88

恒载V图

恒载N图

22

活载V图

活载N图

（二）水平风荷载计算

1、风荷载标准值计算

建筑主要的侧向荷载是风荷载，《荷载规范》指出，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，应按下式计算：

kzsz0 k－风荷载标准值(kN/m2) z－高度处得风震系数

s－风荷载体型系数 z－风压高度变化系数 0－基本风压(kN/m2)

因结构高度<30m，可取z=1.0，对于矩形平面s=1.3，z可查荷载规范。将风荷载

23

换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，计算过程如表3-1所示。表中Z为框架节点至室外地面高度，A为一榀框架各层节点的受风面积，计算结果如图3-5所示。

表3-1 风荷载计算

层次 3 2 1 z 1.0 1.0 1.0 s 1.3 1.3 1.3 Z(m) z 1.06 1.00 1.00 0(kN/m2) 0.3 0.3 0.3 A(m2) 14.49 16.38 16.38 P(kN) 3.10 3.20 4.08 11.75 8.35 4.95

图3-5 风载图（左风）

2、风荷载作用下的内力计算及侧移验算

（1）内力计算

 KJ-①轴柱子的侧移刚度计算见表3-2和表3-3。

表3-2 底层柱侧移刚度

D 柱 边柱 （2根） 12.860.35 kiicb c0.5k 2kDcic12h2 D 0.52.860.69 22.860.690.351255002 120.24550020.780.561255002 120.4455002中柱 （2根） 11.744.89 0.560.54.890.78 24.89(0.240.44)12 225500121.3655002表3-3 其余层柱侧移刚度

24

D 柱 边柱 （2根） 112.27 20.44kiicb c0.5k 2kDcic12h2 D 2.270.53 22.270.530.441232002 120.23320020.660.701232002 120.4632002中柱 （2根） 11.743.91 20.703.910.66 23.91(0.230.46)12 223200121.3832002 风荷载标准值作用下内力计算（D值法） 各柱剪力计算 V各柱反弯点高度

yh(y0y1y2y)h3 各柱柱端弯矩计算

Mct(hyh)V McbyhV ①边柱柱端弯矩计算

表3-4 边柱柱端弯矩计算

层次 3 2 1 DF DF 11.23 51.60 75.55 D D0.230.17 1.380.230.17 1.38VDF D1.91 8.77 k 2.27 2.27 2.86 y h MctV(1y)h MctVyh 3.05 17.10 36.28 0.41 0.50 0.55 3.4 3.4 5.5 4.39 17.10 29.68 0.240.18 1.3613.60 ②中柱柱端弯矩计算 表3-5 中柱柱端弯矩计算

层次

F D DVDF Dk y h MctV(1y)h MctVyh 25

3 2 1 11.23 51.60 75.55 0.460.33 1.380.460.33 1.380.440.32 1.363.71 17.03 24.18 3.91 3.91 4.89 0.45 0.50 0.55 3.4 3.4 5.5 7.96 33.21 52.77 6.51 33.21 64.50 ③横梁梁端弯矩计算 由节点平衡条件求出各横梁梁端弯矩，计算如表3-6和表3-7所示，便可得到弯矩图如图3-7所示。

表3-6 横梁梁端弯矩计算（边节点）

层次 3 2 1 McuMcl 4.39+0＝4.39 11.98+17.10＝29.08 20.96+29.68＝50.64 表3-7 横梁梁端弯矩计算（中节点）

lib lribiblib(McuMcl) MlribiblbrMbMcuMcl 4.39 29.08 50.64 层次 3 2 1 MM 7.96 58.48 93.47 uclcibr lribib0.635 0.635 0.635 ibr(McuMcl) Mlribibrb0.365 0.365 0.365 2.91 21.34 34.11 5.05 37.14 59.36

图3-7 左风弯矩图，单位kNm

④框架剪力、轴力计算

26

取梁和柱为脱离体，由平衡条件可求出梁端剪力、柱剪力和柱轴力（图3-8）。剪力以绕杆端顺时针转为正，反之为负；轴向力以受压为正，反之为负。

框架梁、柱剪力计算由弯矩图3-7可得，见表3-8。

27

表3-8 梁、柱剪力计算

层次 3 2 1 边跨BC梁 (4.392.91)1.01 6.3(29.0821.34)7.00 6.3(50.6434.11)11.77 6.3梁剪力 中跨CD梁 5.054.21 1.2柱剪力 边跨DE梁 (4.392.91)1.01 6.3(29.0821.34)7.00 6.3(50.6434.11)11.77 6.3边柱B 4.393.051.91 3.417.1017.108.77 3.429.6836.2813.60 5.5中柱C/D 7.966.513.71 3.433.2133.2117.03 3.452.7764.5024.18 5.5边柱E 4.393.051.91 3.417.1017.108.77 3.429.6836.2813.60 5.537.1430.95 1.259.3649.47 1.2框架剪力图见图3-8a。 框架柱的轴力计算，由剪力图3-8a可得柱的轴力计算见表3-9。 框架柱的轴力见图3-8c。

表3-9 柱的轴力计算

层次 3 2 1 边柱（B柱） 中柱（C/D柱） 边柱（E柱） N1N21.01 N3N41.01(2.90)3.91 N5N63.91(5.14)9.05 N1N21.014.213.20 N3N43.202.9012.2212.52 N5N612.525.1422.1529.53 N1N21.01 N3N41.01(2.90)3.91 N5N63.91(5.14)9.05 28

图3-8 左风作用框架V图，单位kN

图3-9 左风作用框架V图，单位kN

五、内力组合

本设计考虑以下六种内力组合：1.2恒+1.4活；1.2恒+1.4左风；1.2恒+1.4右风；1.2恒+0.9（1.4活+1.4左风）；1.2恒+0.9（1.4活+1.4右风）；1.35恒+0.98活。

（一）框架梁的内力组合

将恒载、活载及风荷载作用下，框架横梁各控制截面内力填入表3-20，根据各种荷载组合情况，得出框架横梁内力组合见表3-20。

计算屋面及第一层楼面横梁支座截面内力控制值，其内力控制值计算如下： 边柱：

b0.4b0.450.2m，中柱：0.225m； 2222屋面边跨：gq22.952.0224.97kN/m，

29

屋面中跨：gq3.4003.40kN/m；

bbMMV，VV(gq)。

22表3-20 二层梁内力组合表（2层）

横梁 截面位置 内力种类 荷载分类 恒载 活载 左风 右风 1.2恒+1.4活 1.2恒+1.4左风 1.2恒内力组+1.4右风 1.2恒+ -75.50 105.44 116.26 -96.16 -111.17 -33.61 -0.41 -37.03 +左风） 1.2恒+ 1.26（活+右风） 1.35恒+0.98活 -88.57 116.94 127.56 -100.95 -120.38 -44.02 5.51 -40.71 -86.56 107.98 116.16 -88.82 -108.63 -46.33 10.20 -37.03 -79.72 99.17 107.01 -79.49 -99.12 -44.31 10.79 -34.30 -67.43 96.34 107.12 -87.64 -101.95 -30.17 -1.00 -34.30 左支座 M V 边跨梁 跨中 M M 右支座 V 中跨梁 左支座 M V 跨中 M -61.31 81.46 -5.92 4.39 -4.39 7.11 -1.01 1.01 89.22 -69.64 7.26 0.04 -0.04 -7.08 -2.91 2.91 -83.78 -31.03 4.08 -28.58 -7.43 -1.01 1.01 -2.17 5.05 -5.05 0.00 -4.21 4.21 -2.17 0.00 0.00 -81.86 107.71 117.23 -93.48 -110.94 -40.27 4.90 -37.33 合 1.26（活内力控制值 -66.18 111.95 127.56 -75.13 -114.76 -44.21 9.44 -40.71 （二）框架柱的内力组合

柱的内力符号规定：弯矩以柱左边受拉为正，反之为负。轴力以受压为正，反之为负。

将恒载、活载及风荷载作用下，框架柱各控制截面内力填入表3-26，根据各种荷载组合情况，得出框架柱内力组合见表3-26。

表3-32 中柱内力组合表（3层）

柱位

30

C柱 截面位置 内力种类 荷 载 分 类 恒载 活载 左风 右风 1.2恒+1.4活 1.2恒+1.4左风 1.2恒+1.4内 力 组 合 1.2恒+1.26（活+右风） 1.35恒+0.98活 内力 控制值 M N V |M|max 80.92 235.83 右风 1.2恒+1.26（活+左风） M -45.43 -5.79 -7.96 7.96 -62.62 -65.66 -43.37 上端 N 163.97 13.74 -3.20 3.20 216.00 192.28 201.24 M 50.56 9.56 6.51 -6.51 74.06 69.79 51.56 下端 N 185.46 13.74 -3.20 3.20 241.79 218.07 227.03 层间 V 24.61 3.94 3.71 -3.71 35.05 34.73 24.34 -71.84 210.04 80.92 235.83 39.17 -51.78 218.11 64.52 243.90 29.82 -67.00 234.82 Nmax 77.62 77.62 263.84 Nmin 65.66 37.08 263.84 39.17 192.28

表3-33 中柱内力组合表（2层）

柱位 截面位置 内力种类 荷 载 分 类 内 力 恒载 活载 左风 右风 1.2恒+1.4活 M -54.75 -12.12 -16.58 16.58 -82.67 上端 N 449.09 72.39 -12.52 12.52 640.25 M 53.85 11.57 16.58 -16.58 80.82 C柱 下端 N 470.58 72.39 -12.52 12.52 666.04 层间 V 27.85 6.07 8.50 -8.50 41.92 31

组 合 1.2恒+1.4左风 1.2恒+1.4右风 1.2恒+1.26（活+左风） -88.91 -42.49 521.38 556.44 87.83 41.41 547.17 582.22 45.32 21.52 -101.86 614.34 100.09 640.13 51.78 1.2恒+1.26（活+右风） 1.35恒+0.98活 内力 控制值 M N V |M|max -60.08 645.89 58.31 671.68 30.36 -85.79 677.21 Nmax 84.04 84.04 706.23 Nmin 88.91 43.55 101.86 614.34 706.23 51.78 521.38 表3-34 中柱内力组合表（1层）

柱位 截面位置 内力种类 荷 载 分 类 恒载 活载 左风 右风 1.2恒+1.4活 1.2恒+1.4内 力 组 合 1.2恒+1.26（活+左风） -111.04 1007.93 111.04 1033.72 56.95 左风 1.2恒+1.4右风 M -53.85 -11.57 -25.27 25.27 -80.82 -100.00 -29.24 上端 N 733.83 130.59 -29.53 29.53 1063.42 839.25 921.94 M 53.85 11.57 25.27 -25.27 80.82 100.00 29.24 C柱 下端 N 755.32 130.59 -29.53 29.53 1089.21 865.04 947.73 层间 V 27.62 5.93 12.96 -12.96 41.45 51.29 15.00 32

1.2恒+1.26（活+右风） 1.35恒+0.98活 内力 控制值 M N V |M|max -47.36 1082.35 47.36 1108.14 24.29 -84.04 1118.65 Nmax 84.04 84.04 1147.66 Nmin 43.10 111.04 1033.72 100.00 839.25 1147.66 56.95 六、框架梁柱配筋

根据内力组合结果，即可选择各截面最不利内力进行截面配筋计算。对于框架梁，根据横梁控制截面内力设计值，利用受弯构件正截面承载力和斜截面承载力计算公式，即可计算出所需纵筋及箍筋。对于框架柱，其内力组合比较复杂。但是可以根据M和N的关系进行分析比较，确定最不利内力组。一般讲，无论是大偏心受压还是小偏心受压，当N相近时，总是M较大者需要较多的配筋；而当M相近时，小偏心受压的配筋随N的增大而增大，大偏心受压的配筋随N的增大而减小。按照这些规律，就可以排除若干组不利内力组合，仅用不多的几种最不利内力组合值进行配筋计算。

（一）框架横梁配筋计算

以二层边跨梁BC的配筋计算为例。 （1） 正截面受弯承载力计算

支座截面为单筋矩形截面，bh250mm650mm，as40mm，

h065040610mm，混凝土等级为C30，fc14.3N/mm2，11.0；钢筋等级为

2HRB335，fy300N/mm2，1fcbh01.014.325061021121.12106。

跨中截面，正弯矩时为T形截面，负弯矩时，仍按单筋矩形截面计算，T形截面，取翼缘宽度bfl06.32.1mbSn4.45m，33Mf1fcbf(h0hf2)1.014.32100100(610100) 21906.48106Nmm1906.48kNmM231.40kNm

属于第一类T形截面，计算见表3-38。

33

表3-38 二层横梁纵筋计算

跨位 截面 左支座 -146.66 0.131 0.141 810.94 218＋120 823 bh0fcfyBC跨 跨中 231.40 0.022 0.022 146.81 220＋118 883 右支座 -196.36 0.175 0.194 824.63 218＋120 823 CD跨 左支座 -88.00 0.08 0.08 564.56 218＋120 823 跨中 138.84 0.01 0.01 88.09 316 603 Mmax(106Nmm) sM 1fcbb02112s Asbh0fcfy(mm2) 实配钢筋 实配钢筋面积 25056014.36673mm2

300As,min0.0015bh0.0015250650225mm2

（2） 斜截面受剪承载力计算

混凝土等级为C30，fc14.3N/mm2，ft1.43N/mm2；钢筋等级为HPB235，

fyv210N/mm2。

bh0fc25061014.32002103

Vc0.7ftbh0.71.43250650150.15103N

1.25fyvh01.25210610147103

表3-39 斜截面受剪承载力计算

跨位 截面 BC跨 CD跨 B支座右 198 0.070.0990.25 C支座左 214.56 C支座右 198 D支座左 214.56 V(N103) V bh0fc0.070.1090.25 0.070.0990.25 0.070.1090.25 Vc0.7ftbh AsvVVc S1.25fyvh0选配箍筋 150.15103 0 150.15103 0 150.15103 0 150.15103 0 双肢 8@100双肢 8@100双肢 8@100双肢 8@100 34

（二）框架柱的配筋计算

柱的配筋采用对称式，以利于不同方向风荷载的作用。此处仅以顶层边柱M5M6为例，其内力由前表查出最不利者，作为计算值。

材料：C30混凝土，fc=1.43N/mm2,ft=1.43N/mm2 ；选用一、二级钢筋，HPB235——fy=210N/mm2,HRB335——fy=300N/mm2 ；b0.55 。

截面：b×h=400mm×400mm,h0=400-40=360mm 。 （1） 框架柱配筋计算

表3-40 框架柱配筋计算表

M (kN·m) N (kN) e0=M/N (mm) Nb=α1fcbh0εea (mm) ei=e0+ea (mm) ei/h0 (mm) b Mmax Nmax 71.19 265.92 267.7 ＞N 20 287.7 0.799 4875 12.19 1.13 165.1 457.3 Nmin 40.31 203.43 198.2 ＞N 20 218.2 0.606 4875 12.19 1.13 86.6 183.5 71.19 265.92 267.7 1132.6＞N 20 287.7 0.799 4875 12.19 1.13 165.1 457.3 (kN) l0 (mm) l0h (mm) η=1+l(0)212 eh1400ih01Nefy(h0as)e/=ηei-h/2+as (mm) AsAs10.5fcA/N=(0.5×14.3×400×400)/(265.92×103)=4.3＞1,取1=1.0 ； l0h=12.19＜15，取2=1.0 取As+As/=ρmin

bh=0.006×400×400=960mm2＞2×457.3=914.6 mm2 每边配置316（As=As/=603mm2）

同时，由于柱的截面高度h=400mm，且偏心受压，故在柱的侧面设置mm2）的纵向构造钢筋。 （2） 框架柱抗剪承载力计算

35

（As=804 表3-41 框架柱抗剪承载力计算

位置 V (kN) N (kN) λ=M/(Vh0) 0.3fcbh 0.25βcfcbh0 (kN) 33.24 242.57 5.95>3，取3 0.3×14.3×400×400×10-3=686.4 kN＞N,取242.57kN 0.25×1.0×14.3×400×360×10-3=514.8kN＞V 内柱C 1.751.75ftbh00.07N(kN) 1.4340036010-30.07242.57117.08kNV 113Asv 加密区：8@100四肢箍，高度500mm。 纵筋搭接区：8@100四肢箍。 其余部位：8@200四肢箍。

整榀框架的梁柱配筋和剖面详图见结施图。

构造配筋 箍筋选用：截面短边等于400mm，且纵筋多于3根，故设置复合箍筋。 七、C柱基础设计计算

根据本工程特点，取受力最大的柱子的最不利组合荷载进行计算，受力最大的柱为底层C轴线上的柱子。本结构的基础采用的是柱下独立基础，基础埋深

d0.51.21.7m，地基承载力设计值为f250kPa。

1、确定基础底面积：

最不利组合的内力为：

M95.3kNm N1074.2kN V44.09kN

作用在基础顶面的墙体荷载为：

NW109.10kN

eW103mm

36

F1074.2109.11183.3kN

M95.31.244.09109.10.13162.4kNm

162.4103e137mm

1183.3设el，n15 15F1183.36.56m2

1.2f1.2250d201.76e611l151.2nfn6dM1.21525021201.71.72m l1.2fF1.22501183.3A分析柱下独立及出的受力情况得知，长边为受弯方向，故：lb则： 取b2.0m，l3.6m,所以A3.62.07.2m26.57m2。

2、确定基础高度和各台阶高度：

初步估算基础高度为1.2m (正面为3阶，每阶400mm，侧面为2阶，一阶为800mm，一阶为400mm)，详细如图

3、抗冲切验算：

为满足耐久性要求，基础混凝土强度应采用C25,

fc11.9N/mm2，ft1.27N/mm2， 计算时用最不利组合的设计值进行：

QCPgIba02hobp2ho QC0.6ftbpho

bp2aobo2ho260040023603.44m QC0.6ftbpho0.61.273.441.20.043.04

QC164.607.21.41.2h360331mm

o0.6ftbp0.61.273.44所以基础高度满足要求

同理,变阶处抗冲切验算同上,计算从略。 4、基础底面配筋计算：

最大反力：Pmax平均反力：PFnM1183.315162.4258.33kPa Sbl27.22.03.62F1183.3164.3kPa S7.2所以长向弯矩计算取Pmax258.33kN/m2，短向弯矩取P164.3kN/m2进行配筋计

37

算。

将基础看成双向悬臂板，控制截面取在柱边和各变阶处，分两个方向分别计算弯矩和抗弯钢筋数量，在计算时，受力大的钢筋应放在下层，短向钢筋应放在上层。

pl2M

2ASM

0.9fyho计算截面 L（m） M(KN/m) h0 (㎜) As(mm2) 1-1 0.5 32.3 360 475 2-2 258.33 1.0 129 760 898 3-3 258.33 1.5 290.6 1160 1325 4-4 164.3 0.4 13.1 750 93 5-5 164.3 0.8 52.6 1150 242 柱下独立基础配筋计算表

P（KN/㎡） 258.33 根据以上计算结果，长向配筋Ф16@150 (AS1399mm2),短向配筋Ф12@200 (AS392.5mm2),短向系构造钢筋,钢筋直径不小于10mm,间距不大于200mm。

配筋草图如下：

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附 录

1. 框架计算简图 2. 恒载作用图 3. 活载作用图 4. 左风载作用图 5. 弯矩包络图 6. 剪力包络图 7. 轴力包络图 8. 配筋包络图 9. 框架梁挠度图 10. 框架梁裂缝图

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参考文献

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