土木工程毕业设计实验楼计算书 本文简介：
第一部分文献综述本设计为江宁高级中学综合实验楼建筑结构设计。江宁高级中学位于南京市江宁区，学校综合实验楼建筑面积为4000~5000㎡，层数5~6层，其总高度应控制在24m以下。根据使用要求为框架结构。综合楼内设有物理实验室、化学试验室、生物试验室、实验准备室、（与实验室对应靠近布置）、电教室、科技
土木工程毕业设计实验楼计算书 本文内容：
第一部分
文献综述
本设计为江宁高级中学综合实验楼建筑结构设计。江宁高级中学位于南京市江宁区，学校综合实验楼建筑面积为4000~5000㎡，层数5~6层，其总高度应控制在24m以下。根据使用要求为框架结构。综合楼内设有物理实验室、化学试验室、生物试验室、实验准备室、（与实验室对应靠近布置）、电教室、科技活动室、计算机房、语言实验室等。下面就本设计谈谈本人观点以及所引用的一些资料文献，错误之处请大家批评指正。
1.1混凝土结构设计
目前，钢筋混凝土结构仍是我国主要应用的结构，因此，对钢筋混凝土结构耐久性的研究和探讨，是非常有必要的。
混凝土结构设计方面。应尽量选用强度等级较高的混凝土；在截面含钢量相同的情况下，尽量减小钢筋的直径，增加钢筋的数量，以增加结构的抗裂度；对重要部位的结构，应有足够的刚度，以保证其在正常使用极限状态下不产生裂缝或尽量减小最大裂缝宽度；对主要承受拉力的结构、有严格抗裂性要求的结构或承受多次重复荷载的结构，最好采用碎石混凝土，以增加骨料和水泥胶砂的结合面，增加内部密实度，减小孔隙率。
裂缝成因主要有地基不均匀沉降引起的裂缝，温度变形引起的裂缝，干缩裂缝，裂缝的预防和控制措施主要有：
（1）、严格按《砌体结构设计规范》规定在适当的位置设置沉降缝，尽量减小地基的不均匀沉降差，当建筑物地基较差或不均匀时，应根据具体情况采取不同的措施，不宜将建筑物设置在不同刚度的地基上；
（2）、在墙体中设置伸缩缝；
（3）、在墙体高度或厚度突然变化处也易设置竖向控制缝或采取其他的防裂缝措施；
（4）、加强设置钢筋水泥圈梁，提高墙体的整体性；
（5）、严格规范要求设置构造柱；
（6）、提高屋面板的整体性：
（7）、屋面“挑檐”为外露结构，应适当增加“挑檐”纵向配筋并增设“变形缝”或“后浇带”，以减少收缩；
（8）、重视屋面保温隔热层，屋面保温（隔热）层或屋面刚性面层应设置分隔缝。
砌体结构出现裂缝是一种较为普遍的现象。这些现象提醒我们应从设计和施工组织阶段提早采取措施来加以预防。
1.2抗震概念设计
震害调查及历次大地震表明，底层框架砌体结构房屋的破坏相当严重。很多底层框架砌体结构房屋，由于底层框架柱的破坏，上面几层就地坍塌，房屋全部破坏。造成底层框架砌体结构房屋破坏的主要原因是“上刚下柔”。其破坏程度表现为底层重、上层轻，底层构件按梁、柱、墙、依次加重。
1.2.1破坏类型
（1）、结构承载力不足或变形过大而造成破坏。
（2）、结构丧失整体稳定而造成破坏。
（3）、地基失稳而引起破坏。
1.2.2概念设计主要考虑因素
（1）、场地条件和场地土的稳定性；
（2）、房屋的平面、立面布置及其外形尺寸；
（3）、抗震结构体系的选取、抗侧力构件的布置以及结构刚度、质量的分布；
（4）、非结构构件与主体结构的关系及其二者之间的锚固与拉结；
（5）、材料质量及施工质量等；
1.2.3规范中关于抗震结构体系要求
（1）、应具有明确的结构计算简图和合理的地震力传递途径；
（2）、应具备必要的强度、良好的变形能力和耗能能力；
（3）、宜具有合理的刚度和强度分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位、产生过大的应力集中或塑性变形集中，对可能出现的薄弱部位，应预先采取措施提高抗震能力。
1.2.4应遵守的结构布置要求
（1）、上部的剪力墙与底部的框架或剪力墙应对齐或基本对齐；
（2）、房屋的底部应沿纵横两个方向设置一定数量的剪力墙，并应均匀对称布置或基本均匀对称布置；
（3）、底层框架-剪力墙房屋的纵横两个方向，第二层与底层侧向刚度应接近；第三层与底部第二层侧向刚度的比值，6-7度时不应大于2.5,8度时不应大于2.0，且均不应小于1.0；
（4）、底部两层框架-剪力墙房屋的纵横两个方向、底层与底部第二层侧向刚度应接近；第三层与底部第二层侧向刚度的比值，6-7度时不应大于2.0,8度时不应大于1.5，且均不应小于1.0。
1.3施工组织
施工组织设计的作用是对拟建工程施工的全过程实行科学的管理的重要手段。通过施工组织设计的编制，可以全面考虑拟建工程的各种施工条件，扬长避短，拟定合理的施工方案，确定施工顺序、施工方法、劳动组织和技术经济的组织措施，合理地统筹安排拟定施工进度计划，保证拟建工程按期投产或交付使用；也为拟建工程的设计方案在经济上的合理性，在技术上的科学性和实施工程上的可能性进行论证提供依据；还为建设单位编制基本建设计划和施工企业编制施工计划提供依据。施工企业可以提前掌握人力、材料和机具使用上的先后顺序，全面安排资源的供应与消耗；可以合理确定临时设施的数量、规模和用途；以及临时设施、材料和机具在施工场地上的布置方案。?
施工进度计划的编制对合理运用人力、物力及财力，如期完成工程建设任务，取得施工最佳技术经济效果有重要意义。编制施工进度计划的原则：①满足国家或上级计划对施工进度的要求；②根据选定的施工方法，合理安排施工程序与施工强度，选用的定额与类比资料要符合实际；③在施工部署与施工的开展等工期安排上，要考虑可能发生的不利情况，预先作准备；④在确保重点项目施工进度的情况下，尽可能作到人力、物力、财力的综合平衡，力求均衡施工。??
施工现场的平面布置要按照施工总平面图的要求，设置道路，组织排水，搭建临时设施，堆放材料和设置机械设备。施工现场按照功能分区分为作业区，辅助作业区，材料堆放区和办公生活区为了满足施工现场的实际要求，达到科学合理的布置要求，必须深入施工现场，进行踏勘，掌握第1手材料，疑难问题通过招标方答疑及时解决。在掌握现场具体情况下，绘制施工现场平面图。?
?
目前施工组织设计的相关制度制订的不够完善，应用在施工组织上的软件和国外发达国家相比还有很大的差距，而且在1些地区施工组织设计的编制形同虚设，在管理上松弛。我们的施工组织设计从改革开放以后虽然取得了长足的发展，但是我们也应清醒的看到我们存在的弊端，施工组织设计的科学、更科学还需要我们的共同努力
土木工程可以说是一种文明，随着社会的产生而产生，当今的土木工程已经得到了一定的发展，土木工程是不可缺少的存在形式，未来的生活中更会得到大力的发展，以满足人们更多的需求。
1.4土木工程的可持续发展
1、现代土木工程的特点
适应各类工程建设高速发展的要求。人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密设备现代化的建筑物，既要求高质量和快速施工，又要求高经济效益。这就向土木工程提出新的课题，并推动土木工程这门学科前进。它的发展趋向具体地表现在下述几个方面。
1.1建筑材料方面。高强轻质的新材料不断出现。比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)已开始应用。但是这些材料有些弹性模量偏低，有些价格过高，应用范围受到限制，因而尚待作新的探索。另外，对提高钢材和混凝土的强度和耐久性，虽已取得显著成果，仍继续进展。
1.2工程地质和地基方面。建设地区的工程地质和地基的构造及其在天然状态下的应力情况和力学性能，不仅直接决定基础的设计和施工，还常常关系到工程设施的选址、结构体系和建筑材料的选择，对于地下工程影响就更大了。工程地质和地基的勘察技术，目前主要仍然是现场钻探取样，室内分析试验，这是有一定局限性的。为适应现代化大型建筑的需要，急待利用现代科学技术来创造新的勘察方法。
1.3工程规划方面。以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案，从中选优。由于土木工程设施的规模日益扩大，现在已有必要也有可能运用系统工程的理论和方法以提高规划水平。特大的土木工程，例如高大水坝，会引起自然环境的改变，影响生态平衡和农业生产等，这类工程的社会效果是有利也有弊。在规划中，对于趋利避害要作全面的考虑。
1.4工程设计方面。人们努力使设计尽可能符合实际情况，达到适用、经济、安全、美观的目的。为此，已开始采用概率统计来分析确定荷载值和材料强度值，研究自然界的风力、地震波、海浪等作用在时间、空间上的分布与统计规律，积极发展反映材料非弹性、结构大变形、结构动态以及结构与岩土共同作用的分析，进一步研究和完善结构可靠度极限状态设计法和结构优化设计等理论；同时发展运用电子计算机的高效能的计算和设计方法等。
1.5工程施工方面。随着土木工程规模的扩大和由此产生的施工工具、设备、机械向多品种、自动化、大型化发展，施工日益走向机械化和自动化。同时组织管理开始应用系统工程的理论和方法，日益走向科学化；有些工程设施的建设继续趋向结构和构件标准化和生产工业化。这样，不仅可以降低造价、缩短工期、提高劳动生产率，而且可以解决特殊条件下的施工作业问题，以建造过去难以施工的工程。
2、未来土木工程的发展
2.1指导理论的继续发展。在可以预见的将来，土木工程工程技术理论的核心部分仍然是力学，新的分析方法和新的数值处理方法将是土木工程中力学的突破方向。在对复杂结构、流体介质等情况下的受力分析和近似上，现有的方法仍然具有很大的局限性。更加专门化的数学在将来也应该有很大的发展，用以处理土木工程技术中复杂的数值问题。更先进的电子计算机的应用，使得对复杂的情况的模拟更有把握，更接近于现实。力学也会突破宏观框架，向微观发展，控制论，虚拟现实等技术也在力学中加深影响。
另一方面，土木工程学科将向周围继续发散，与材料，环境，化学，电子信息，机械，城市规划，建筑等相关学科进一步的交叉，融合，互相支持，互相服务。土木工程内部的次级学科也同时会在现实需要的推动下产生出新的学科，如对城市地下空间的大规模利用就使得新的地下规划学科有了产生和发展的必要。不同次级学科的理论也会相互渗透，比如现在就有一些大型体育场馆采用了类似桥梁的悬索结构。
2.2工程实现的变化。土木建筑的最终目的是建设出合乎设计要求的工程构造物，从设计到成果中间需要一个很长的工程实现的过程。这也是土木工程一个重要的组成部分。甚至可以说是土木工程最重要的方面，有了好的理论和设计，没有好的工程实践，一样不会产生一个优秀的作品。
信息时代正在迎面走来，其他学科和其他方面的新观点新技术，必然的也会影响到土木工程。并且为这一传统学科注入新的活力。包括控制理论，施工技术，新材料，环境工程，经济理论等等。
2.2.1全过程信息化。信息化的特点将更深的渗透到未来的土木工程中，重点不仅仅限于CAD方面，也包含对工程进度的管理、运行中数据资料的收集，分析，整理；对建筑物结构，强度，可靠性的分析和相应对策的决策等。这些也是主动控制和智能化实现的基础。
全过程信息化对今后的土木建筑构造物的维护有很大的意义。比如可以使用植入的传感器配合电子计算机实现对建筑全方位的实时的监控，及时掌握整个建筑物的状态。我国现在正是基本建设的高潮，20~30年后，现在这些建筑物逐渐进入维护期。如果能在现在建造过程中就做好各种信息化准备工作，对今后维护也大有帮助。
信息化也成为专家系统技术的基础。程序的解题能力不仅取决于它所采用的形式化体系和推理模式，而且取决于它所拥有的知识。要使一个程序具有智能，必须向它提供大量有关问题领域的高质量的信息输入。
2.2.2可持续发展和人性化。这两个要求是与社会经济的发展相适应的，社会的发展要求更加充分合理的利用资源，社会生活水平的提高也提高了对土木建筑设施人性化的要求。
整个土木工程过程是建立在对资源和能源的不断消耗上的，在可持续发展成为整个社会的主题的时候，土木工程也必然的要面对这个问题。对资源和能源的节约，包括在建设中的和使用过程中的，成为土木工程以后的一个方向，这要求有良好的设计和有效的运作管理机制，土木工程构筑物在它的整个寿命周期，从规划，设计，建造到建成后的使用，维护，拆除都要尽量的将对环境的影响降到最小，同时尽可能大发挥它的社会经济效应。这对土木工程提出了新的要求。具体的要求包括，资源的保护，资源再利用，污染控制和全方位的质量。我国正在施工中的青藏铁路较好的体现了可持续发展的特性，从设计环节开始就注意了对青藏高原脆弱生态环境的保护，全路设计为封闭构造，杜绝了固体废弃物的污染，也严格的控制了噪音污染。施工过程中也相当注重对周围环境的影响。
2.3主动控制技术。迄今，绝大部分的土木工程建筑都是被当作一个静态的，被动的物体。对周围环境的影响，如风动，温度变化，突发事件等只能依靠自身的结构进行被动的抵御。显得缺少灵活性和应变能力。今后土木建筑设施的一个发展方向之一就是主动控制技术在建筑构造物中的应用。运用计算机技术和模糊控制技术，以及一些预设的控制结构。使得建筑物能够对各种环境因素做出适当的反应。
土木工程当今的发展是人类智慧的成果，土木工程是为了人类存在而存在。坚持可持续发展道路，努力创新，土木工程定会走向新的高峰!
第二部分
建筑设计说明
2.1建筑总平面设计
根据地形考虑，该地段三面环路，交通便捷。由于本建筑选址位于一个280m×280m的矩形场地，且考虑到已有建筑的使用功能及规划建筑使用功能，所以将此综合实验楼建筑布置成L形，更加突出了此办公选址的优越。
2.2建筑平面设计
建筑平面设计是针对建筑的室内使用部分进行的，及有机的组合内部使用空间，使其更能满足使用者的要求，虽然本设计是从平面设计入手，但是着眼于建筑空间的组合，结合本工程的具体特点进行设计。本设计，主主体部分应设置物理实验室、化学实验室、生物实验室、电教室、计算机房、语言实验室等等。辅助房间有实验准备室、卫生间、休息室、开水间等，对于一些使用面积较大的厅、电教室等布置在建筑物的一侧，设置为两层并与主要房间组合形成L形，按要求总建筑面积为4000-5000㎡，层数5-6层，其总高度应控制在24m一下。建筑层数设计为5层，初步设计每层建筑面积约为940平方米。
2.3房间平面设计
根据设计任务书中建筑总面积、层数及房间使用面积的要求，对各个房间之间的面积比例关系及其在每层平面中所占的比例初步确定每层及各个房间的面积、形状与尺寸，根据功能分析、流线分析等进行平面组合设计。首先确定组合方式。且为了提供一个较大的教学空间，使得内部的划分比较灵活，本设计采用了柱网尺寸6m×6m，为满足计算机房、科技活动室等的使用要求设计采用了6m×6m的柱网。楼梯设计符合消防要求及疏散快捷等要求。
2.4公共设施尺寸确定
参用关于建筑设计的资料，厕所离最远的工作房间不应大于50m，尽可能的布置在建筑的次要面，或朝向较差的一面。厕所设计应包含前室，前室要有洗手盆。每层设计安排男女卫生间各两个，厕所总平面尺寸为6m×6m，设有前室设有洗手盆、盥洗池等。男厕所设6个大便器900mm×1400mm，6个小便器每750mm安放一个。女厕所设6个大便器900mm×1400mm。
2.5楼梯设计
根据使用人数及消防规范的要求，每层设置三部楼梯，根据便于疏散，安全，尽量减少交通面积并有利于房间平面布置，并根据办公平面的规模、形状与尺寸确定楼梯形式都为两跑楼梯。下面对楼梯进行尺寸的计算。
参阅关于楼梯建筑设计的资料，确定楼梯的踏步尺寸与楼梯段净宽：办公楼的楼梯应采用平行的踏步，踏步高取h=162.5mm，踏步宽取b=300mm，则每层踏面数为N=H/h=3900/162.5=24
2.6建筑立面设计
为了满足使用要求，照顾到立面造型，本设计的建筑型体组合与造型是办公建筑设计中的重要环节。建筑型组合与造型是建筑空间组合的外在因素，它是内在诸因素的反映。建筑的内部空间与外部体型是建筑造型艺术处理问题中的矛盾双方，是互为依存不可分割的，往往完美和谐的建筑艺术形象总是内部空间合乎逻辑的反映。
立面设计是反映整个办公建筑型体组合的一个方面，是生动的、富有表现力的信息来源。通过立面门、窗及各种构配件的位置、大小、外形等变化，使办公楼的外观与使用功能、经济技术的合理性达到统一，给人以简洁、明快、朴素、大方的感受。立面处理的好坏，将影响建筑设计的效果。
在钢筋混凝土框架承重结构中，因竖向荷载全部由柱承担，墙体仅起隔断维护作用，所以在墙面上开窗的位置与尺寸较为灵活，以这种结构为骨架形成的里面形象，往往给人以明朗、轻快、舒畅的感觉。同一类型的窗，在墙面上的布置如不恰当，易产生单调、呆板的感觉，因此在立面设计是应在满足功能要求的基础上，注意合理确定窗子与墙面上其他构件间的比例和组合关系。本设计着重注意到了这一点，把墙面按水平、垂直或混合划分并与窗进行组合，在整个立面上形成有规律的重复和有组织的变化。
主要出入口布置的恰当与否对建筑的体型与立面处理有很大影响，适当的处理能使整个建筑的体形统一而富有变化，能使建筑立面设计显得更为生动、活泼，使立面更为生动、雄伟。
2.7层高确定
楼梯间踏步高为162.5mm，共24步，所以层高为162.5×24=3900mm。
2.8门窗尺寸确定
根据采光通风要求，本设计的门地尺寸主要有：正门宽3.6m，高3米。侧门宽1.8米，高2.1米。大房间门1.8米，小房间门0.9米。窗户尺寸主要为1.5×2.1米。具体见门窗表。
2.9水平交通设计
走廊是交通联系工具。根据疏散通行要求走廊的宽度设计为3000mm。
2.10小结
本章是设计的最初开始阶段，主要是对建筑的整体性设计。这是一个完整的设计所不可缺少的最关键的。本章主要包括对建筑整体的平面设计，房间的尺寸设计，公共设施的尺寸设计。立面设计，本设计为一框架结构的综合实验楼。所以本设计的建筑风格有简约大方的一面。设计中对立面的处理上尽可能的做到简洁、明快、朴素、大方。最后是剖面设计，根据建筑面积的要求和设计任务书地要求楼层层数设计为5层，每层设计高度为3.9m。考虑到本设计为框架结构，以及本设计的建筑风格又是趋向于简洁、明快、朴素、大方，所以设计中对门窗的设计，都是比较大的尺寸，这有利于采光通风，给人以明快的感觉。
第3章
结构选型
3.1梁柱截面尺寸初步确定
梁高度一般取梁跨度的1/12-1/8。本方案取750mm，截面宽度取750×（1/2-1/3）,可得梁截面初步定b×h=300×750。
框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按下列公式计算：
1、柱组合的轴压力设计值N=βFgEn
注：β为考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数
F按简支状态计算柱的负载面积
gE折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可取14KN/m2楼层层数。
2、Ac≥N/UNfc
n为验算截面以上的
UN为框架柱轴压比限值，本方案为二级抗震等级，可知取0.8
fc
为混凝土轴心抗压强度设计值，对C30，可查14.3KN/mm2
3、计算过程
对于柱：N=βFgEn=1.3×20.5×
Ac=N/UNfc=1842.75×103/（0.8×14.3）=161079.55（㎡）
取450mm×450mm。
3.2重力荷载代表值计算
（1）根据荷载规范，上人屋面均布活荷载标准值取2.0KN/㎡
（2）屋面基本构造
30厚C20细石混凝土防水层，配直径4间距150双向钢筋，15厚1:2水泥找平层，1:10水泥砂浆珍珠岩找坡，最薄处30厚，100厚阻燃型苯乙烯泡沫塑料保温板，20厚1:3水泥砂浆找平层刷聚氨酯防水涂料一层，100厚钢筋混凝土板，10厚混合砂浆刮大白。
3.2.1恒载标准值计算
（1）屋面永久荷载标准值（不上人）
4mm厚APP改性沥青防水卷材防水层（上带混凝土保护层）10×0.004=0.04kn/㎡
30厚C20细石混凝土防水层
20×0.03=0.6kn/㎡
15厚水泥砂浆找平层20×0.015=0.3kn/㎡
1:10水泥砂浆珍珠岩找坡，最薄处30厚20×0.03=0.6kn/㎡
100厚阻燃型苯乙烯泡沫塑料保温板0.5×0.1=0.05kn/㎡
100厚钢筋混凝土板
25×0.1=2.5kn/㎡
10厚抹灰层
17×0.01=0.17kn/㎡
合计
4.26kn/㎡
（2）
1—5层楼面10厚1:1水泥砂浆20×0.01=0.2kn/㎡20厚1:3水泥砂浆找平20×0.02=0.4kn/㎡100厚钢筋混凝土板
25×0.10=2.5kn/㎡20厚大理石
28×0.02=0.56kn/㎡
20厚1:3水泥砂浆找平层
20×0.02=0.40kn/㎡10厚抹灰
17×0.01=0.17kn/㎡
合计
4.23kn/㎡
3.2.2屋面及楼面可变荷载标准值
屋面雪荷载标准值
0.5kn/㎡
楼面活荷载标准值
2.0kn/㎡
3.2.3梁柱密度
梁柱密度
25
kn/㎡
第4章
屋盖和楼盖设计
4.1结构布置的相关尺寸
依据单向板和双向板的受力性质及他们的定义，屋盖可采用单向板和双向板混合布置的方案。具体结构布置见布置图。
4.1.1主、次梁
该建筑的主梁跨度有不等跨现象，具体情况可参看板布置图。
4.1.2板、梁截面尺寸
（1）、板厚：兼顾单向板和双向板对板厚的要求，我们先确定板厚的范围：80mm~160mm。
∵单向板要求h≥l01/40=3000/40=75所以可取h=100mm
又，双向板要求h≥l01/50=4000/50所以也可以取h=100mm
综上所述，取板厚度为100mm
4.2荷载计算
4.2.1屋面
恒载标准值：
4.26KN/㎡
恒载设计值：
g=4.26×1.2=5.112KN/㎡
活载设计值：
q=0.5×1.3=0.65KN/㎡
4.2.2楼面
恒载标准值：
4.23KN/㎡
恒载设计值：
g=4.23×1.2=5.076KN/㎡
活载设计值：
q=2.0×1.3=2.6KN/㎡
屋面：
P=g+q=5.762KN/㎡
楼面：
p=g﹢q=7.676KN/㎡
4.3板配筋设计
4.3.1屋面板设计
1）
板内力计算
采用弹性理论的设计方法来对板内力进行计算，并依板内力进行配筋。
屋盖结构平面布置见上页图1-1，据单向板和双向板的定义可知，图中B2的长跨与短跨之比为l02/l01=2,可按四边固支的双向板计算，B2的长跨与短跨之比为l02/l01=3；B3的长跨与短跨之比为l02/l01=3；B3的长跨与短跨之比为l02/l01=2.67，可按单向板计算，取1m宽板带计算，按两边固支计算，适当增加长跨方向的分布钢筋以承担长跨方向的弯矩，按按弹性理论计算弯矩具体过程如下表1-1所示。
按弹性理论计算的弯矩值
表1-1
B1
B2
B3
B4
lx(m)
3000
2000
3000
3000
ly(m)
6000
6000
9000
8000
lx/ly
0.5
0.33
0.33
0.375
X方向板底
m1(KN·M)
（0.04+0.2×0.0038）×5.762×32=2.11
（-1/24）×5.762×2
2=-0.96
（-1/24）×5.762×3
2=-2.16
（-1/24）×5.762×3
2=-2.16
Y方向板底
m2(KN·M)
（0.0038+0.2×0.04）×5.762×32=0.61
0
0
0
X方向支座
m1"(KN·M)
-0.0829×5.762×32=-4.3
（-1/12）×5.762×2
2=-0.48
（-1/12）×5.762×3
2=-1.08
（-1/12）×5.762×32=-1.08
Y方向支座
m2"(KN·M)
-0.0570×5.762×32=-2.96
0
0
0
说明：1、混凝土的泊松比取0.2.
2、上表中的各个系数查《混凝土结构设计》中册后面附表7.
2）板配筋计算
板厚h=100mm,采用C25混凝土（fc=11.9N/㎜2,fy=1.27N/㎜2),板中受力钢筋采用HPB235（fy=210N/㎜2）。考虑到双向板向短边传递的弯矩要比长边传递的弯矩值要大，其方向配置的受力钢筋，应当在长边方向纵筋的外侧。短跨方向即X方向跨中截面有效高度h0=h-20=80mm.长跨方向即Y方向跨中截面有效高度h02=h-30=70mm,支座处截面有效高度h0=h-20=80mm。
现为方便计算和保证安全取内力臂系数γs=0.95.由此可求得各方向的配筋情况，采用A
s=M/(0.95×h0×fy)公式进行计算。按弹性理论进行计算截面配筋具体情况如下表1-2所示。
按弹性理论进行计算截面配筋
表1-2
截面
项目
h0(mm)
弯矩
M(KN·M)
配筋
As(㎜2)
实际配筋
实有
As(㎜2)
板底
B1
X方向底板
80
2.11
132
?8@150
335
Y方向底板
70
0.61
44
?8@150
335
B2
X方形底板
80
-0.96
60
?8@150
335
B3
X方形底板
80
2.16
135
?8@150
335
B4
X方形底板
80
2.16
135
?8@150
335
支座
B1
X方形底板
80
-4.3
269
?8@150
335
Y方向底板
70
-2.96
212
?8@150
335
B2
X方形底板
80
-0.48
30
?8@150
335
B3
X方形底板
80
-1.08
68
?8@150
335
B4
X方形底板
80
-1.08
68
?8@150
335
由此计算可知，有部分双向板的某个方向的配筋率偏小，可按最小配筋率计算配筋，
∵ρmin=Max｛0.2%,0.45×(ft/fy)｝=0.27%
∴As=b×h×ρmin=1000×80×0.27%=216(㎜2)
此时可配?8@180
4.3.2标准层楼板设计采用弹性理论的设计方法来对板内力进行计算，并依板内力进行配筋。
屋盖结构平面布置见上页图1-1，据单向板和双向板的定义可知，图中B2的长跨与短跨之比为l02/l01=2,可按四边固支的双向板计算，B2的长跨与短跨之比为l02/l01=3；B3的长跨与短跨之比为l02/l01=3；B3的长跨与短跨之比为l02/l01=2.67，可按单向板计算，取1m宽板带计算，按两边固支计算，适当增加长跨方向的分布钢筋以承担长跨方向的弯矩，按按弹性理论计算弯矩具体过程如下表1-1所示。
按弹性理论计算的弯矩值
项目
B1
B2
B3
B4
lx(m)
3000
2000
3000
3000
ly(m)
6000
6000
9000
8000
lx/ly
0.5
0.33
0.33
0.375
X方向板底
m1(KN·M)
（0.04+0.2×0.0038）×7.676×32=2.81
（-1/24）×7.676×2
2=-1.28
（-1/24）×7.676×3
2=
-2.88
（-1/24）×7.676×3
2=
-2.88
Y方向板底
m2(KN·M)
（0.0038+0.2×0.04）×7.676×32=0.82
0
0
0
X方向支座
m1"(KN·M)
-0.0829×7.676×32=
-5.73
（-1/12）×7.676×2
2=
-2.56
（-1/12）×7.676×3
2=
-5.76
（-1/12）×7.676×32=
-5.76
Y方向支座
m2"(KN·M)
-0.0570×7.676×32=
-3.94
0
0
0
2）板配筋计算
板厚h=100mm,采用C25混凝土（fc=11.9N/㎜2,fy=1.27N/㎜2),板中受力钢筋采用HPB235（fy=210N/㎜2）。考虑到双向板向短边传递的弯矩要比长边传递的弯矩值要大，其方向配置的受力钢筋，应当在长边方向纵筋的外侧。短跨方向即X方向跨中截面有效高度h0=h-20=80mm.长跨方向即Y方向跨中截面有效高度h02=h-30=70mm,支座处截面有效高度h0=h-20=80mm。
现为方便计算和保证安全取内力臂系数γs=0.95.由此可求得各方向的配筋情况，采用A
s=M/(0.95×h0×fy)公式进行计算。按弹性理论进行计算截面配筋具体情况如下表1-2所示。
按弹性理论进行计算截面配筋
截面
项目
h0(mm)
弯矩
M(KN·M)
配筋
As(㎜2)
实际配筋
实有
As(㎜2)
板底
B1
X方向底板
80
2.81
176
?8@150
335
Y方向底板
70
0.82
59
?8@150
335
B2
X方向底板
80
-1.28
80
?8@150
335
B3
X方向底板
80
-2.88
180
?8@150
335
B4
X方向底板
80
-2.88
180
?8@150
335
支座
B1
X方向底板
80
-5.73
359
?8@120
419
Y方向底板
70
-3.94
282
?8@150
335
B2
X方向底板
80
-2.56
160
?8@150
335
B3
X方向底板
80
-5.76
361
?8@120
419
B4
X方向底板
80
-5.76
361
?8@120
419
由此计算可知，有部分双向板的某个方向的配筋率偏小，可按最小配筋率计算配筋，
∵ρmin=Max｛0.2%,0.45×(ft/fy)｝=0.27%
∴As=b×h×ρmin=1000×80×0.27%=216(㎜2)
此时可配?8@180
4.4次梁设计
按考虑塑性内力重分布设计。根据楼盖的实际情况，楼盖的次梁和主梁的可变荷载不考虑从属面积的荷载折减。
4.4.1屋面次梁设计
次梁截面为200mm×500mm，主梁截面为300×750mm。
（1）
荷载设计值
永久荷载设计值
屋面板传来的永久荷载
4.26×2.0=8.52KN/m
次梁自重
0.2×（0.50-0.08）×25×1.2=2.82KN/m
次梁粉刷0.02×（0.50-0.08）×2×17×1.2=0.38KN/m
——————————————————————————————————
小计g=11.72KN/m
可变荷载设计值q=0.5×2=1KN/m
荷载总设计值
g+q=12.72KN/m
(2)计算简图
次梁两端与主梁两端整体刚性连接，计算简图如图2-6所示
图2-7次梁计算简图
（3）跨度为6000mm的次梁1
内力计算
弯矩设计值：MA=-38.16
M1=19.08
剪力设计值：VA=38.16
承载力计算
◆
正截面受弯承载力计算
正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，翼缘宽度取b′f=l/3=6000/3=2000mmb′f=200+1800=2000,故取b′f=2000mm。
环境类别一级，采用C30混凝土，梁的最小保护层厚度为c=25mm，梁的计算高度h0=500-35=465mm。
C30混凝土，α1=1.0，βc=1，fc=14.3N/mm2,,ft=1.43N/mm2；纵向受力钢筋采用HRB335钢，fy=300N/
mm2；箍筋采用HPB235钢，fyv=210N/
mm2。由于梁腹板高度大于450mm，因此要在梁侧设置腰筋，每侧纵向构造配筋的截面面积不小于腹板面积的0.1％。
正截面承载力计算过程如表2-7所示。
表2-7屋面次梁1配筋
截面
A
1
弯矩设计值（KN.m）
-38.6
19.08
αs=M/(α1fcbh02)或
αs=M/(α1fcb′f
h02)
0.006
0.003
0.006
0.003
或
266
133
选配钢筋（mm2）
214+112
=420
214
=308
计算结果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；420/（200×500）=0.42％，此值大。=0.45×1.43/300=0.22%，同时大于0.2%，满足最小配筋的要求。
◆
斜截面受剪承载力计算和最小配筋率验算。
验算截面尺寸：
=500-35-100=365mm，因365/200=1.83＜4，截面尺寸按下式验算：0.250.25×1×14.3×200×465=368.2KN＞38.16KN截面尺寸满足要求。
计算所需腹筋：
采用6双肢箍筋，计算A右侧截面。由VA＜0.7所以箍筋按构造配筋6@300。
（4）次梁2
两跨连续梁，按两端简支计算。
计算简图如下A
B
C
内力计算
弯矩设计值：
MB=-0.125×12.72×36=-57.24
M1=0.070×12.72×36=32.05
M2=0.0703×12.72×36=32.19
剪力设计值
0.375×12.72×6=28.62
=-0.625×12.72×6=-47.7
=0.625×12.72×6=47.7
=-0.375×12.72×6=-28.62
◆
承载力计算
①
正截面受弯承载力计算
正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，翼缘宽度取b′f=l/3=6000/3=2000mmb′f=200+1800=2000,故取b′f=2000mm。
环境类别一级，采用C30混凝土，梁的最小保护层厚度为c=25mm，梁的计算高度h0=500-35=465mm。C30混凝土，α1=1.0，βc=1，fc=14.3N/mm2,,ft=1.43N/mm2；纵向受力钢筋采用HRB335钢，fy=300N/
mm2；箍筋采用HPB235钢，fyv=210N/
mm2。
正截面承载力计算过程如表2-8所示。
表2-8屋面次梁2配筋
截面
B
1
2
弯矩设计值（KN.m）
-57.24
32.05
32.19
αs=M/(α1fcbh02)或
αs=M/(α1fcb′f
h02)
0.0093
0.0052
0.0052
0.0093
0.0052
0.0052
或
412
231
231
选配钢筋（mm2）
214+112
=420
214
=308
214
=308
计算结果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；420/（200×500）=0.42％，此值大。=0.45×1.43/300=0.22%，同时大于0.2%，满足最小配筋的要求。
②
斜截面受剪承载力计算和最小配筋率验算
验算截面尺寸：
=500-35-100=365mm，因365/200=1.83＜4，截面尺寸按下式验算：0.250.25×1×14.3×200×465=368.2KN＞47.7尺寸满足要求。
计算所需腹筋：
采用6双肢箍筋，计算A右侧截面。由VA＜0.7所以箍筋按构造配筋6@300，梁端箍筋加密为6@150.
4.4.2楼板次梁设计
按考虑塑性内力重分布设计。根据楼盖的实际情况，楼盖的次梁和主梁的可变荷载不考虑梁从属面积的荷载折减。次梁两端与主梁两端整体连接，计算长度取中间净跨。
（1）荷载设计值
永久荷载设计值
屋面板传来的永久荷载值
4.26×2.0=8.52KN/m
次梁自重
0.2×（0.50-0.08）×25×1.2=2.82KN/m
次梁粉刷
0.02×（0.50-0.08）×2×17×1.2=0.38KN/m
小计
g=11.72
KN/m
可变荷载设计值q=2.6×2=5.2KN/m
荷载总设计值
g+q=16.92KN/m
(2)计算简图如图2-7所示。
图2-8楼面次梁计算简图
（3）跨度为6000mm的次梁1
◆内力计算
弯矩设计值=-50.76
=25.38
剪力设计值=50.76
◆
承载力计算
◆
①正截面受弯承载力计算
正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，翼缘宽度取b′f=l/3=6000/3=2000mmb′f=200+1800=2000,故取b′f=2000mm。
环境类别一级，采用C30混凝土，梁的最小保护层厚度为c=25mm，梁的计算高度h0=500-35=465mm。C30混凝土，α1=1.0，βc=1，fc=14.3N/mm2,,ft=1.43N/mm2；纵向受力钢筋采用HRB335钢，fy=300N/
mm2；箍筋采用HPB235钢，fyv=210N/
mm2。由于梁腹板高度大于450mm，因此要在梁侧设置腰筋，每侧纵向构造配筋的截面面积不小于腹板面积的0.1％。
正截面承载力计算过程如表2-9所示
表2-9
正截面承载力计算
截面
A
1
弯矩设计值（KN.m）
-50.76
25.38
αs=M/(α1fcbh02)或
αs=M/(α1fcb′f
h02)
0.0082
0.0041
0.0082
0.0041
或
519
260
选配钢筋（mm2）
414
=615
214
=308
计算结果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；420/（200×500）=0.42％，此值大。=0.45×1.43/300=0.22%，同时大于0.2%，满足最小配筋的要求。
◆斜截面受剪承载力计算和最小配筋率验算。
验算截面尺寸：
=500-35-100=365mm，因365/200=1.83＜4，截面尺寸按下式验算：0.250.25×1×14.3×200×465=368.2KN＞38.16KN截面尺寸满足要求。
计算所需腹筋：
采用6双肢箍筋，计算A右侧截面。由VA＜0.7所以箍筋按构造配筋6@300。
(4)跨度为6000的次梁2
两跨连续梁，按两端简支计算。
计算简图如下A
B
C
内力计算
弯矩设计值：
MB=-0.125×16.92×36=-76.14
M1=0.070×16.92×36=42.64
M2=0.0703×16.92×36=42.82
剪力设计值
0.375×16.92×6=38.07
=-0.625×16.92×6=-63.45
=0.625×16.92×6=63.45
=-0.375×16.92×6=-38.07
◆
承载力计算
③
正截面受弯承载力计算
正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，翼缘宽度取b′f=l/3=6000/3=2000mmb′f=200+1800=2000,故取b′f=2000mm。
环境类别一级，采用C30混凝土，梁的最小保护层厚度为c=25mm，梁的计算高度h0=500-35=465mm。C30混凝土，α1=1.0，βc=1，fc=14.3N/mm2,,ft=1.43N/mm2；纵向受力钢筋采用HRB335钢，fy=300N/
mm2；箍筋采用HPB235钢，fyv=210N/
mm2。
正截面承载力计算过程如表2-8所示。
表2-8屋面次梁2配筋
截面
B
1
2
弯矩设计值（KN.m）
-76.14
42.64
42.82
αs=M/(α1fcbh02)或
αs=M/(α1fcb′f
h02)
0.0123
0.0069
0.0069
0.0124
0.0069
0.0069
或
785
437
437
选配钢筋（mm2）
414+212
=842
214+212
=534
214+212
=534
计算结果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；420/（200×500）=0.42％，此值大。=0.45×1.43/300=0.22%，同时大于0.2%，满足最小配筋的要求。
④
斜截面受剪承载力计算和最小配筋率验算
验算截面尺寸：
=500-35-100=365mm，因365/200=1.83＜4，截面尺寸按下式验算：0.250.25×1×14.3×200×465=368.2KN＞63.45尺寸满足要求。
计算所需腹筋：
采用6双肢箍筋，计算A右侧截面。由VA＜0.7所以箍筋按构造配筋6@300，梁端箍筋加密为6@150.
(5)跨度为6000的次梁3
1）荷载设计值
永久荷载设计值
屋面板传来的永久荷载值
4.26×2.0=8.52KN/m
次梁自重
0.2×（0.50-0.08）×25×1.2=2.82KN/m
次梁粉刷
0.02×（0.50-0.08）×2×17×1.2=0.38KN/m
次梁上墙体自重
0.12×（3.9-0.5）×18=7.344KN/m
水泥粉刷墙面
（3.9-0.5）×2×0.02×17=2.312KN/m
小计
g=21.376KN/m
可变荷载设计值
q=2.6×2=5.2KN/m
荷载总设计值
g+q=26.576KN/m
(2)计算简图如图2-7所示
图2-9楼面次梁计算简图
◆内力计算
弯矩设计值=-79.72
=39.86
剪力设计值=79.72
◆
承载力计算
◆
①正截面受弯承载力计算
正截面受弯承载力计算时，跨内按T形截面计算，翼缘宽度取b′f=l/3=6000/3=2000mmb′f=200+1800=2000,故取b′f=2000mm。
环境类别一级，采用C30混凝土，梁的最小保护层厚度为c=25mm，梁的计算高度h0=500-35=465mm。C30混凝土，α1=1.0，βc=1，fc=14.3N/mm2,,ft=1.43N/mm2；纵向受力钢筋采用HRB335钢，fy=300N/
mm2；箍筋采用HPB235钢，fyv=210N/
mm2。由于梁腹板高度大于450mm，因此要在梁侧设置腰筋，每侧纵向构造配筋的截面面积不小于腹板面积的0.1％。
正截面承载力计算过程如表2-9所示
表2-9
正截面承载力计算
截面
A
1
弯矩设计值（KN.m）
-79.72
39.86
αs=M/(α1fcbh02)或
αs=M/(α1fcb′f
h02)
0.0129
0.0064
0.0130
0.0064
或
823
405
选配钢筋（mm2）
614
=923
214+112
=421
计算结果表明，支座截面的均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；420/（200×500）=0.42％，此值大。=0.45×1.43/300=0.22%，同时大于0.2%，满足最小配筋的要求。
◆斜截面受剪承载力计算和最小配筋率验算。
验算截面尺寸：
=500-35-100=365mm，因365/200=1.83＜4，截面尺寸按下式验算：0.250.25×1×14.3×200×465=368.2KN＞79.72KN截面尺寸满足要求。
计算所需腹筋：
采用6双肢箍筋，计算A右侧截面。由VA＜0.7所以箍筋按构造配筋6@300。
第5章
楼梯设计
楼梯的设计
5.1
设计参数
1
楼梯结构平面布置图（见右图）
2
楼梯的基本尺寸和荷载数据
楼梯度高3900mm，楼梯间宽4100mm，楼梯井宽100mm，踏步总数12，踏步宽度300mm，踏步高度162.5mm，休息平台宽度2000mm，扶手高度900mm，扶手宽度60mm。
据荷载规范，我们取楼梯上均布活荷载标准值为
，且采用C25混凝土(),
HPB235钢筋(。
5.2
楼梯板计算
板倾斜度
；。
设板厚h=100mm，约为板斜长的。
取1m宽板带为计算单元,进行计算。
5.2.1荷载计算
梯段板的恒载:
水磨石面层
(0.3+0.165)
×0.65/0.3=1.01KN/m
三角形踏步0.5×0.3×0.165×25/0.3=2.06KN/m
斜板0.10×25/0.88=2.84KN/m
板底抹灰
0.02×17/0.88=0.39KN/m
恒载标准值:
5.52KN/m
梯段板的活荷载标准值
3.5KN/m
取用恒载和活载的荷载分项系数，分别为：
，
基本组合的总荷载设计值为：P=1.2×6.3＋1.4×3.5＝12.46KN/m
5.2.2截面设计
板的水平计算跨度
其弯矩设计值
板的有效高度
所以可求得：
截面抵抗矩系数
内力矩的力臂系数
纵向受拉钢筋计算面积
选配的纵向受力钢筋，实有.
我们同样进行最小配筋率的验算：
而
符合最小配筋率要求。
值得注意的是，我们还应当在每级踏步下设置一根的分布筋。
5．3平台板计算
设平台板厚h=150mm，取1m宽板带计算。
5.3.1荷载计算
平台板的恒荷载：
水磨石面层
150厚混凝土板
板底抹灰
恒载标准值:
4.74
梯段板的活荷载标准值3.5
取用恒载和活载的荷载分项系数，分别为：
，
基本组合的总荷载设计值为：P=1.2×4.74＋1.4×3.5＝10.59
5.3.2
截面设计
板的计算跨度
其弯矩设计值：
所以可求得：
截面抵抗矩系数
内力矩的力臂系数
纵向受拉钢筋计算面积
选配，实有.
我们同样进行最小配筋率的验算：
而
符合最小配筋率要求
5.4平台梁计算
设平台梁尺寸为240mm×350mm,计算过程如下：
5.4.1荷载计算
平台梁的恒荷载：
梁自重
0.24×(0.35-0.15)×25=1.25(KN/m)
梁侧粉刷梯段板传来
1/2×(5.52×2.7)=7.45(KN/m)
平台板传来1/2×(4.74×2.6)=6.16(KN/m)
恒荷载标准值:
15.00(KN/m)
平台梁活荷载标准值
3.5×1/2×(2.7+2.6)=9.28(KN/m)
取用恒载和活载的荷载分项系数，分别为：
，
基本组合的总荷载设计值为：P=1.2×15+1.4×9.28=31.00(KN/m)
5.4.2截面设计
计算跨度
弯矩和剪力的设计值分别为：
V
1）、正截面受弯承载力计算
根据梁安置的位置和实际情况，我们把截面按倒L形截面计算，有：
，
而，即
为L截面的第一种类型。
截面抵抗矩系数
内力矩的力臂系数
纵向受拉钢筋计算面积
根据《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ
3-2002》规定：
梁的纵向钢筋配置，一、二级抗震设计时钢筋直径不应小于14mm
故而我们选配325的纵向受力钢筋，实有A.
我们同样进行最小配筋率的验算：
而
符合最小配筋率要求
2）、截面尺寸复核
，
采用公式验算。
截面尺寸满足要求
3）
、计算所需要的腹筋
而V=83.2KN
应当按照计算来配置箍筋。
采用6@100双肢箍筋的布置方案
第6章计算简图及梁柱线刚度
6.1
确定框架计算简图
取轴线上的一榀框架计算，假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。我们取各层柱的截面尺寸均为。由于每一层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，而二层楼标高为3.9m,根据地质条件确定内外高差定为-1.10m，故底层柱高为4.4m。其余各层柱高从楼面算至上一层楼面（即层高），均为3.9m。由此框架的计算简图如本页末图。
6.2
框架梁柱线刚度
对中框架（非两端头）梁取I=2I,对于边框架梁取I=1.5I
柱子的线刚度：
通过框架的计算简图可知：框架层高取值较合适，尤其在底层柱子长度的取值方面考虑到了避免基础埋深过深而造成的底层柱子计算长度过长使得框架下柔上刚而对抗震不利的问题。通过梁柱的线刚度图可知：框架柱的线刚度大于梁的线刚度，此框架的设计很好的体现了框架抗震设计中“强柱弱梁”的设计理念。
框架的计算简图与框架梁柱的线刚度图如下所示：
框架计算简图
框架梁柱线刚度图
第7章
荷载计算
7.1恒荷载计算
(以⑤轴横向框架为例)
7.1.1屋面荷载
面层（防水层、隔热层、保温层、找平层）：
1.59KN/㎡
100mm厚钢筋混凝土板：
2.5KN/㎡
10mm水泥砂浆抹灰：
0.17KN/㎡
活载：
0.5KN/㎡
合计：
4.76KN/㎡
7.1.2楼面荷载
面层：
1.56KN/㎡
100mm厚钢筋混凝土板：
2.5KN/㎡
活载：
2.0KN/㎡
合计：
6.06KN/㎡
7.1.3楼面荷载分配
楼面荷载分配为等效均布荷载
如图7-1所示
短向分配荷载：长向分配荷载：
图7-1
楼面单向板荷载分配
7.1.4梁柱自重
（1）1-5层梁柱自重（450mm×450mm）
柱自重：
0.45×0.45×25=6.25KN/m
抹灰：0.01×（0.45+0.45）×17×2=0.34
KN/m
合计：6.59KN/m
（2）主梁（b×h=300mm×750mm）
主梁自重：
0.3×0.75×25=5.63KN/m
抹灰层：
0.01×（0.75-0.1）×17×2=0.22KN/m
合计：
5.85KN/m
（3）次梁（b×h=200mm×500mm）
次梁自重：
0.2×0.50×25=2.75KN/m
抹灰层：
0.01×（0.50-0.1）×17×2=0.15KN/m
合计：
2.90KN/m
（4）基础梁（b×h=250mm×500mm）
基础梁自重：
0.25×0.50×25=3.125KN/m
（5）墙体自重（烧结多孔砖）
外纵墙自重
纵墙：
3.9×0.24×16=14.976KN/m
铝合金窗：
3.6×2.1×0.35=2.646KN/个
粉刷：
0.01×2×17×3.9=1.326KN/m
合计：
18.95KN/m
7.1.5竖向荷载下受荷情况
板传荷载（标准值）
板传至梁上的荷载等效为均布荷载，荷载的传递示意如图7-2所示。图7-2
标准层楼盖传力图
（1）横向框架主梁上线荷载
◆AB跨
5层：梁自重（考虑抹灰）5.85KN/m
屋面板传给梁：
合计：
13.61KN/m
标准层：梁自重（考虑抹灰）
5.85KN/m
屋面板传给梁：
纵墙隔断：
14.98
KN/m
合计：
30.71KN/m
◆BC跨
5层：梁自重（考虑抹灰）5.85KN/m
屋面板传给梁：
合计：
13.88KN/m
标准层：梁自重（考虑抹灰）
5.85KN/m
屋面板传给梁：合计：
16.08KN/m
◆CD跨
5层：梁自重（考虑抹灰）5.85KN/m
屋面板传给梁：
合计：13.61KN/m
标准层：梁自重（考虑抹灰）
5.85KN/m
屋面板传给梁：
纵墙隔断：
14.98
KN/m
合计：30.71KN/m
（2）横向框架次梁上线荷载
◆AB跨间次梁
5层：梁自重（考虑抹灰）2.90KN/m
屋面板传给梁：
合计：
10.66KN/m
标准层：梁自重（考虑抹灰）
2.90KN/m
屋面板传给梁：
合计：
12.78KN/m
◆BC跨间无次梁
◆CD跨间次梁
5层：梁自重（考虑抹灰）
2.90KN/m
屋面板传给梁：
合计：10.66KN/m
标准层：梁自重（考虑抹灰）2.90KN/m
屋面板传给梁：
合计：
12.78KN/m
（3）纵向框架主梁上线荷载
◆A轴梁（1-2轴线之间）荷载（均布线荷载）：
5层：梁自重
5.85KN/m
屋面板传给梁：
合计：8.38KN/m
标准层：梁自重
5.85KN/m
屋面板传给梁：
纵墙隔断：
14.98
KN/m
合计：
24.05KN/m
◆B轴梁（1-2轴线之间）荷载（均布线荷载）：
5层：梁自重
5.85KN/m
屋面板传给梁：
合计：
14.15KN/m
标准层：梁自重
5.85KN/m
楼面板传给梁：
纵墙隔断：14.98
KN/m
合计：
31.4KN/m
◆C轴梁（1-2轴线之间）荷载（均布线荷载）：
5层：梁自重
5.85KN/m
屋面板传给梁：
合计：
14.15KN/m
标准层：梁自重
5.85KN/m
楼面板传给梁：
纵墙隔断：14.98
KN/m
合计：
31.4KN/m
◆D轴梁（1-2轴线之间）荷载（均布线荷载）：
5层：梁自重
5.85KN/m
屋面板传给梁：
合计：
8.38KN/m
标准层：梁自重
5.85KN/m
屋面板传给梁：
纵墙隔断：14.98
KN/m
合计：
24.05KN/m
（4）框架柱上线荷载
◆A轴-2轴柱集中荷载（柱顶）
5层：
P=
2、3、4层：
1层:
◆B轴-2轴柱集中荷载（柱顶）
5层：
2、3、4层：
1层：
◆C轴-2轴柱集中荷载（柱顶）
5层：
2、3、4层：
1层：
◆D轴-2轴柱集中荷载（柱顶）
5层：
P=
2、3、4层：
1层:
7.2活荷载计算
1、屋面框架梁线荷载标准值
P=0.5×6.0=3.0KN/m
2、
楼面框架梁线荷载标准值
P=2.0×6.0=12.0KN/m
=2.0×3.0=6.0KN/m
3、屋面框架节点集中荷载标准值
=×6.0××6.0×0.5=4.5KN
=×6.0××6.0×0.5+×(6.0+3.0)×1.5×0.5=7.875KN
4、楼面框架节点集中荷载标准值
=×6.0××6.0×2.0=18.0KN
=×6.0××6.0×2.0+×(6.0+3.0)×1.5×2.0=31.5KN
=18.0KN
=31.5KN
=×6.0××6.0×2.0×+×(6.0+3.0)×1.5×2.0=22.5KN
=×6.0××6.0×2.0×=9.0KN
（5）竖向荷载作用如下图所示
7.3框架内力计算
将各层分层法求得的弯矩图叠加，可得整个框架结构在恒荷载作用下的弯矩图。很显然，叠加后的框架内个节点弯矩并不一定能达到平衡，因此在竖向荷载作用下框架力采用弯矩二次分配法进行简化计算，将节点不平衡弯矩再分配一次进行修正，并进而可求的框架柱的剪力和轴力。考虑梁端弯矩调幅，并将梁端节点弯矩换算至梁端柱边弯矩值，以备内力组合时用。
⑤轴框架竖向荷载弯矩分配图如图7-4所示。
所等弯矩图7-5所示。梁端建立与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得。柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到。计算柱底轴力还需要考虑柱的自重，如表7-1所示。
图7-1
框架竖向荷载
第8章
水平荷载作用下框架的侧移及内力计算
8.1
侧移刚度D
横向底层D值
构件名称
A轴柱
0.742
7266
B轴柱
0.907
8882
C轴柱
0.907
8882
D轴柱
0.742
7266
=（7266+8882+8882+7266）×10=322960KN/m
横向2-5层D值
构件名称
A轴柱
0.596
12413
B轴柱
0.845
17599
C轴柱
0.845
17599
D轴柱
0.596
12413
=(12431+17599+17599+12431)×10
=600240KN/m
8.2
各楼层重力荷载代表值计算
8.2.1重力荷载计算
1、
屋面及楼面的永久荷载标准值
屋面（不上人）：
4.26KN/m2
1～5层楼面：
4.23KN/m2
2、
屋面及楼面的可变荷载标准值
不上人屋面均布活荷载标准值：0.5
KN/m2
楼面活荷载标准值：2.0KN/m2
梁重力荷载
主梁：跨度为8.0m:
5.858.0=46.80KN
跨度为6.0m:
5.856.0=35.10KN
跨度为3.0m:
5.853.0=17.55KN
次梁：跨度为6.0m：2.906.0=17.40KN
柱重力荷载：25.70KN
3、
墙重力荷载：14.98KN/m厕所隔墙总重：179.76KN
4、
窗重力荷载：0.451.5=0.68KN/m
5、
门重力荷载：0.202.1=0.42KN/m
6、
女儿墙重力荷载：2.56KN/m
8.2.2各层重力荷载代表值
+女儿墙自重
=
=12899KN
=12630KN
=12432KN
由以上计算得如下各层重力荷载代表值，如下图所示：
各层重力荷载代表值
8.3
横向框架自震周期计算
结构顶点的假想侧移由式，及计算，具体过程如下:
横向框架顶点位移
楼层
5
10338
10338
600240
0.017
0.386
4
12899
23237
600240
0.039
0.369
3
12899
36136
600240
0.060
0.330
2
12630
48766
600240
0.081
0.270
1
12432
61198
322960
0.189
0.189
∴由公式知，
8.4
地震作用及各楼层地震剪力计算
（采用底部剪力法求解）依据本设计的要求，可知：本地区建筑场地类别为Ⅱ类，地震设防烈度为7度，第一组。查表得，地震影响系数最大值，特征周期，地震影响系数:；
∴
∴
∵T=0.74s＞故结构顶部的地震剪力偏大
∴要考虑顶部附加地震作用。
根据《工程结构抗震》（丰定国主编，地震出版社）第62页的内容知：当周期较长T＞
1.4时，由于高振型的影响，根据对大量结构的地震反应直接动力分析证明，当按式计算时，结构顶部的地震剪力偏小，故需进行调整。方法是将结构总的地震作用的一部分作为集中力作用于结构的顶部，再将余下的部分以倒三角的形式分配给各质点根据分析结果的统计，这个附加的集中水平地震作用可表示为,式中的称为顶部附加地震作用系数，对于多层钢筋混凝土结构和钢结构房屋，可按特征周期及结构基本周期T查表而的。这样，质点i的水平地震作用就成为：顶部附加地震作用系数
T＞
1.4
/s
≤0.35
0.08T+0.07
0.35—0.55
0.08T+0.01
≥0.55
0.08T-0.02
由表知：=0.08
T-0.02=0.08×0.74-0.02＝0.039
∴
=0.039×2132.8＝83.61KN
故而将总水平地震作用进行分配，则质点的水平地震作用可采用公式：
层的水平地震作用为：。
具体计算过程及结果见下表：
各层地震作用及楼层地震剪力
楼层
()
()
()
()
()
5
3.9
20.6
10338
212962.8
568.4
568.4
4
3.9
16.7
12899
215413.3
575.0
1143.4
3
3.9
12.8
12899
165107
440.7
1584.1
2
3.9
8.9
12630
112407
300.0
1884.1
1
5.0
5.0
12432
62160
165.9
2050
备注：已经考虑进去
8.5
水平地震作用的位移验算
水平地震作用下框架的层间侧移按公式来计算。
计算过程及结果如下表：
楼层
层间剪力
层间刚度
（m）
层间转角
备注
5
568.4
600240
0.0009
3.9
1/4333
层间相对
弹性转角
判断条件
4
1143.4
600240
0.0019
3.9
1/2053
3
1584.1
600240
0.0026
3.9
1/1500
2
1884.1
600240
0.0031
3.9
1/1258
1
2050
322960
0.0063
5.0
1/794
验算：
＜[]=
∴满足层间侧移最大限值的要求。
8.6
地震作用下的内力计算
框架柱地震剪力、弯距、剪力和柱轴力的计算
我们采用D值法，其具体过程和结果如下表所示：
横向框架各层水平地震作用的柱弯矩、剪力
柱
层次
h
D边柱（A、D）
5
3.9
568.4
12413
600240
0.021
11.94
2.955
0.40
18.6
27.9
4
3.9
1143.4
12413
600240
0.021
24.01
2.955
0.45
42.1
51.5
3
3.9
1584.1
12413
600240
0.021
33.27
2.955
0.50
64.9
64.9
2
3.9
1884.1
12413
600240
0.021
39.57
2.955
0.50
77.2
77.2
1
5.0
2050
7266
322960
0.022
45.10
3.824
0.55
124.0
101.5
中柱（B、C）
5
3.9
568.4
17599
600240
0.029
16.48
10.943
0.45
28.9
35.3
4
3.9
1143.4
17599
600240
0.029
33.16
10.943
0.50
64.7
64.7
3
3.9
1584.1
17599
600240
0.029
45.94
10.943
0.50
89.6
89.6
2
3.9
1884.1
17599
600240
0.029
54.64
10.943
0.50
106.5
106.5
1
5.0
2050
8882
322960
0.028
57.40
14.161
0.55
157.9
129.2
注：
；底层考虑上下层高度变化对的修正值、。
.框架梁端弯矩、剪力及柱轴力
层
次
A～B跨
B～C跨
A和B柱轴力
5
6.0
27.9
9.5
-6.2
3.0
25.8
25.8
-17.2
6.2
11.0
4
6.0
70.1
17.5
-14.6
3.0
47.2
47.2
-31.5
20.8
27.9
3
6.0
107.0
24.2
-21.9
3.0
65.4
65.4
-43.6
45.0
49.6
2
6.0
142.1
28.8
-28.5
3.0
77.7
77.7
-51.8
73.8
72.9
1
6.0
178.7
34.9
-35.6
3.0
94.3
94.3
-62.9
108.7
100.2
注解：框架梁端弯矩、剪力及柱轴力的具体求法见《工程结构抗震》（丰定国主编）。
由节点平衡可求得梁端弯矩。因节点处梁端弯矩之和等于柱端弯矩之和，梁每端弯矩可由柱端弯矩之和按梁的线刚度之比分配而得。
梁端剪力为梁两端弯矩之和除以梁跨度。节点左右梁端剪力之和即为柱的层间轴力增量。应当注意，由于地震荷载的方向是可变的，故梁、柱的弯矩，剪力和轴力方向也是变化的。
(说明：《混凝土结构设计规范》中规定，在考虑地震荷载作用后，不考虑风荷载作用。)地震作用下框架弯矩图（KN×m）
地震作用下框架剪力图（KN）
地震作用下框架轴力图（KN）第9章
竖向荷载作用下框架内力分析
9.1
确定节点处各杆件的分配系数
由前相对线刚度可算得各层节点处的分配系数，具体如下图所示：
分配系数
9.2
恒载作用下框架的内力计算
为了满足工程精度的要求同时考虑到计算的简便，我们采用弯矩二次分配法，
框架在恒载作用下的受荷总图为：
恒荷载作用下受荷图
恒载标准值作用下框架弯矩二次分配法计算过程：
（1）
柱端偏心弯矩的计算
5层：
=104×0.1=10.4KN/m
=139×0.1=13.9KN/m
2-4层：
=245×0.1=24.5KN/m
=290×0.1=29KN/m
1层：
=245×0.1=24.5KN/m
=290×0.1=29KN/m
（2）
梁端弯矩的计算
层数
5
-186.8
186.8
-37.0
37.0
-186.8
186.8
2-4
-153.6
153.6
-31.7
31.7
-153.6
153.6
1
-153.6
153.6
-31.7
31.7
-153.6
153.6
上柱
下柱
右梁
左梁
上柱
下柱
右梁
左梁
下柱
上柱
右梁
左梁
下柱
上柱
系数
0.000
0.250
0.750
0.247
0.000
0.084
0.669
0.669
0.084
0.000
0.247
0.750
0.250
0.000
初始弯矩
0.00
10.4
-186.8
186.8
0.00
-13.9
-37.0
37.0
13.9
0.00
-186.8
186.8
-10.4
0.00
分配
0.00
101.16
69.14
-24.12
0.00
-35.14
-80.18
80.18
35.14
0.00
24.12
-69.14
-101.16
0.00
传递
0.00
36.59
-12.06
34.57
0.00
-16.79
40.09
-40.09
16.79
0.00
-34.57
12.06
-36.59
0.00
分配
0.00
-14.57
-9.96
-10.01
0.00
-14.58
-33.27
33.27
14.58
0.00
10.01
9.96
14.57
0.00
最终弯矩
0.00
132.68
-132.68
180.23
0.00
-78.37
-103.37
103.37
78.37
0.00
-180.23
132.68
-132.68
0.00
系数
0.200
0.200
0.600
0.228
0.077
0.077
0.617
0.0617
0.077
0.077
0.228
0.600
0.200
0.200
初始弯矩
0.00
24.5
-153.6
153.6
0.00
-29
-31.7
31.7
29.0
0.00
-153.6
153.6
-24.5
0.00
分配
73.18
73.18
49.83
-23.23
-33.59
-33.59
-76.70
76.70
33.59
33.59
23.23
-49.83
-73.18
-73.18
传递
50.58
36.59
-11.61
24.91
-17.57
-16.79
38.35
-38.35
16.79
17.57
-24.91
11.61
-36.59
-50.58
分配
-28.18
-28.18
-19.19
-4.02
-5.81
-5.81
-13.27
13.27
5.81
5.81
4.02
19.19
28.18
28.18
最终弯矩
97.07
95.3
-190.87
207.57
-58.47
-75.79
-76.31
76.31
75.79
58.47
-207.57
190.87
-94.93
-96.67
系数
0.200
0.200
0.600
0.228
0.077
0.077
0.617
0.617
0.077
0.077
0.228
0.600
0.200
0.200
初始弯矩
0.00
24.5
-153.6
153.6
0.00
-29
-31.7
31.7
29.0
0.00
-153.6
153.6
-24.5
0.00
分配
73.18
73.18
49.83
-23.23
-33.59
-33.59
-76.70
76.70
33.59
33.59
23.23
-49.83
-73.18
-73.18
传递
36.59
24.78
-11.61
24.91
-16.79
-10.43
38.35
-38.35
16.79
16.79
-24.91
11.61
-36.59
-36.59
分配
-18.56
-18.56
-12.64
-5.01
-7.24
-7.24
-16.54
13.62
5.97
5.97
4.13
15.64
22.96
22.96
最终弯矩
92.70
93.12
-184.32
206.58
-59.12
-70.86
-79.59
76.67
75.95
57.85
-207.46
187.32
-100.52
-88.30
系数
0.200
0.200
0.600
0.228
0.077
0.077
0.617
0.617
0.077
0.077
0.228
0.600
0.200
0.200
初始弯矩
0.00
24.5
-153.6
153.6
0.00
-29
-31.7
31.7
29.0
0.00
-153.6
153.6
-24.5
0.00
分配
49.56
49.56
33.75
-14.43
-20.86
-20.86
-47.64
76.70
33.59
33.59
23.23
-49.83
-73.18
-73.18
传递
36.59
24.78
-7.21
16.88
-16.79
-10.43
38.35
-23.82
16.79
16.79
-24.91
11.61
-36.59
-36.59
分配
-20.20
-20.20
-13.76
-3.89
-5.63
-5.63
-12.85
6.95
3.05
3.05
2.11
15.64
22.96
22.96
最终弯矩
67.45
67.87
-133.82
145.16
-44.79
-56.12
-46.85
84.53
73.03
54.93
-209.48
187.32
-100.52
-88.30
系数
0.210
0.160
0.630
0.232
0.077
0.061
0.628
0.628
0.061
0.077
0.232
0.630
0.160
0.210
初始弯矩
0.00
24.5
-153.6
153.6
0.00
-29
-31.7
31.7
29.0
0.00
-153.6
153.6
-24.5
0.00
分配
49.56
49.56
33.75
-14.43
-20.86
-20.86
-47.64
76.70
33.59
33.59
23.23
-49.83
-73.18
-73.18
传递
24.78
27.30
-7.21
16.88
-10.43
-11.00
38.35
-23.82
14.20
16.79
-24.91
11.61
-28.05
-36.59
分配
-16.74
-16.74
-11.40
-4.70
-6.79
-6.79
-15.51
8.14
3.57
3.57
2.47
13.47
19.78
19.78
最终弯矩
59.11
73.85
-131.46
144.35
-39.59
-58.25
-49.51
85.72
70.95
55.45
-209.32
185.15
-95.37
-91.49
（3）梁端剪力及柱轴力计算
梁端剪力：
=
柱轴力
：N=V（梁端剪力）+p（集中力在节点处的作用及柱自重）恒、活载作用下梁端剪力及柱轴力计算结果的具体情况见下面的表：
恒载作用下梁端剪力和柱轴力
层
次
总
剪
力
柱
轴
力
A-B
B-C
C-D
A柱
B柱
C柱
D柱
左
右
左
右
左
右
顶
底
顶
底
顶
底
顶
底
5
164.50
168.96
46.44
46.44
168.96
164.50
481.03
503.10
683.98
706.05
683.98
706.05
481.03
503.10
4
163.76
169.70
47.41
45.47
169.41
164.04
767.02
789.09
1082.29
1104.36
1080.06
1102.13
767.30
789.37
3
114.59
117.61
33.88
59.00
169.68
163.78
1003.84
1025.91
1414.98
1437.05
1489.94
1512.01
1053.31
1075.38
2
114.38
117.82
58.51
34.37
169.93
163.53
1240.45
1262.52
1772.51
1794.58
1875.44
1897.51
1339.07
1361.14
1
113.06
119.15
41.25
51.63
117.88
113.34
1476.01
1498.08
2114.38
2136.45
2171.57
2193.64
1534.50
1556.57
注：表中数值单位为KN
说明：柱的剪力具体求解可参照梁端剪力的求解，这里从略。
9.3
活载作用下框架的内力计算
为了满足工程精度的要求同时考虑到计算的简便，我们采用弯矩二次分配法，
框架在活载作用下的受荷总图为：
活载标准值作用下框架弯矩二次分配法计算过程：
柱端偏心弯矩的计算
5层：
=4.5×0.1=0.45KN/m
=7.875×0.1=0.79KN/m
2-4层：
=18.0×0.1=1.8KN/m
=31.5×0.1=3.15KN/m
1层：
=18.0×0.1=1.8KN/m
=31.5×0.1=3.15KN/m梁端弯矩的计算
层数
5
-16.16
16.16
-5.53
5.53
-16.16
16.16
2-4
-54.13
54.13
-11.6
11.6
-54.13
54.13
1
-54.13
54.13
-11.6
11.6
-54.13
54.13
上柱
下柱
右梁
左梁
上柱
下柱
右梁
左梁
下柱
上柱
右梁
左梁
下柱
上柱
系数
0.000
0.250
0.750
0.247
0.000
0.084
0.669
0.669
0.084
0.000
0.247
0.750
0.250
0.000
初始弯矩
0.00
0.45
-16.16
16.16
0.00
-0.79
-5.53
5.53
0.79
0.00
-16.16
16.16
-0.45
0.00
分配
0.00
7.30
4.99
-1.72
0.00
-2.51
-5.73
5.73
2.51
0.00
1.72
-4.99
-7.30
0.00
传递
0.00
9.17
-0.86
2.49
0.00
-4.01
2.87
-2.87
3.46
0.00
-2.49
0.86
-9.17
0.00
分配
0.00
-4.93
-3.37
-0.23
0.00
-0.34
-0.78
1.09
0.48
0.00
0.33
3.37
4.93
0.00
最终弯矩
0.00
13.41
-13.41
14.70
0.00
-9.02
-7.17
7.49
8.61
0.00
-14.60
13.41
-13.41
0.00
系数
0.200
0.200
0.600
0.228
0.077
0.077
0.617
0.617
0.077
0.077
0.228
0.600
0.200
0.200
初始弯矩
0.00
1.8
-54.13
54.13
0.00
-3.15
-11.6
11.6
3.15
0.00
-54.13
54.13
-1.8
0.00
分配
18.34
18.34
12.49
-5.55
-8.02
-8.02
-18.31
15.80
6.92
6.92
4.79
-12.49
-18.34
-18.34
传递
3.65
9.17
-2.77
6.24
-1.26
-4.01
7.90
-9.16
4.01
1.26
-6.24
2.39
-9.17
-3.65
分配
-3.75
-3.75
-2.55
-1.23
-1.78
-1.78
-4.08
4.65
2.04
2.04
1.41
2.65
3.89
3.89
最终弯矩
19.74
26.72
-44.97
51.59
-12.56
-17.94
-24.09
20.90
22.57
11.71
-52.18
44.68
-26.21
-19.23
系数
0.200
0.200
0.600
0.228
0.077
0.077
0.617
0.617
0.077
0.077
0.228
0.600
0.200
0.200
初始弯矩
0.00
1.8
-54.13
54.13
0.00
-3.15
-11.6
11.6
3.15
0.00
-54.13
54.13
-1.8
0.00
分配
18.34
18.34
12.49
-5.55
-8.02
-8.02
-18.31
15.80
6.92
6.92
4.79
-12.49
-18.34
-18.34
传递
3.65
9.17
-2.77
6.24
-1.26
-4.01
7.90
-9.16
4.01
1.26
-6.24
2.39
-9.17
-3.65
分配
-3.75
-3.75
-2.55
-1.23
-1.78
-1.78
-4.08
4.65
2.04
2.04
1.41
2.65
3.89
3.89
最终弯矩
19.74
26.72
-44.97
51.59
-12.56
-17.94
-24.09
20.90
22.57
11.71
-52.18
44.68
-26.21
-19.23
系数
0.200
0.200
0.600
0.228
0.077
0.077
0.617
0.617
0.077
0.077
0.228
0.600
0.200
0.200
初始弯矩
0.00
1.8
-54.13
54.13
0.00
-3.15
-11.6
11.6
3.15
0.00
-54.13
54.13
-1.8
0.00
分配
18.34
18.34
12.49
-5.55
-8.02
-8.02
-18.31
15.80
6.92
6.92
4.79
-12.49
-18.34
-18.34
传递
3.65
9.17
-2.77
6.24
-1.26
-4.01
7.90
-9.16
4.01
1.26
-6.24
2.39
-9.17
-3.65
分配
-3.75
-3.75
-2.55
-1.23
-1.78
-1.78
-4.08
4.65
2.04
2.04
1.41
2.65
3.89
3.89
最终弯矩
19.74
26.72
-44.97
51.59
-12.56
-17.94
-24.09
20.90
22.57
11.71
-52.18
44.68
-26.21
-19.23
系数
0.210
0.160
0.630
0.232
0.077
0.061
0.628
0.628
0.061
0.077
0.232
0.630
0.160
0.210
初始弯矩
0.00
1.8
-54.13
54.13
0.00
-3.15
-11.6
11.6
3.15
0.00
-54.13
54.13
-1.8
0.00
分配
18.34
18.34
12.49
-5.55
-8.02
-8.02
-18.31
15.80
6.92
6.92
4.79
-12.49
-18.34
-18.34
传递
3.65
9.17
-2.77
6.24
-1.26
-4.01
7.90
-9.16
4.01
1.26
-6.24
2.39
-9.17
-3.65
分配
-3.75
-3.75
-2.55
-1.23
-1.78
-1.78
-4.08
4.65
2.04
2.04
1.41
2.65
3.89
3.89
最终弯矩
19.74
26.72
-44.97
51.59
-12.56
-17.94
-24.09
20.90
22.57
11.71
-52.18
44.68
-26.21
-19.23
梁端剪力及柱轴力计算
梁端剪力：
=
柱轴力
：N=V（梁端剪力）+p（集中力在节点处的作用及柱自重）恒、活载作用下梁端剪力及柱轴力计算结果的具体情况见下面的表：
层
次
总
剪
力
柱
轴
力
A-B
B-C
C-D
A柱
B柱
C柱
D柱
左
右
左
右
左
右
顶
底
顶
底
顶
底
顶
底
5
39.62
41.38
17.26
15.14
41.50
39.50
67.81
67.81
105.74
105.74
103.95
103.95
67.70
67.70
4
39.78
41.22
16.12
16.28
40.71
40.29
122.17
122.17
189.36
189.36
187.22
187.22
122.57
122.57
3
39．78
41.22
16.20
16.20
41.22
39.78
176.53
176.53
273.06
273.06
270.92
270.92
176.93
176.93
2
39.80
41.20
15.80
16.60
41.32
39.68
230.91
230.91
356.34
356.34
355.12
355.12
231.19
231.19
1
39.25
41.75
21.75
10.65
20.71
19.79
284.74
284.74
446.12
446.12
405.47
405.47
258.27
258.27
活载作用下梁端剪力和柱轴力
注：表中数值单位为KN
说明：柱的剪力具体求解可参照梁端剪力的求解，这里从略。
恒载标准值作用下框架弯矩图（KN×m）
恒载标准值作用下框架剪力图（KN）
恒载标准值作用下框架轴力图（KN）活载标准值作用下框架弯矩图（KN×m）
活载标准值作用下框架剪力图（KN）
活载标准值作用下框架轴力图（KN）
第10章
框架内力组合与截面设计
10.1框架梁内力组合
说明（一）：
在恒载和活载作用下，为了计算的简化与方便，我们认为跨间最大弯矩基本位于跨中，可近似取跨中弯矩来进行计算。（采用公式：=，其中：
说明（二）：
在竖向荷载与地震荷载组合时，跨间最大弯矩采用数解法，具体计算过程见下图：
其中：
对端点取矩，则：
；
X截面的弯矩为
得：
跨间最大弯矩的位置,将x代
入任一需要求解的截面，其弯矩表达式，
可得跨间最大弯矩值为：
=一榀框架梁的内力组合
层次
位置
内力
恒载
活载
地震荷载
竖向荷载组合
竖向荷载与地震力组合
①
②
③
1.2①+1.4②
1.2(①+0.5②)+1.3③
5
A右
M
-190.87
-44.97
43.70
-43.70
-95.41
-28.23
-100.01
V
164.50
39.62
8.90
8.90
252.87
232.74
232.74
B左
M
207.57
51.59
22.70
-22.70
113.4
92.30
60.11
V
168.96
41.38
8.90
8.90
260.68
239.15
239.15
B右
M
-76.31
-24.09
75.90
-75.90
-71.56
-7.44
-88.74
V
46.44
17.26
50.60
50.60
79.89
131.86
131.86
C左
M
76.21
20.90
75.90
-75.90
29.30
54.85
-15.47
V
46.44
15.14
50.60
50.60
76.92
130.59
130.59
C右
M
-207.57
-52.18
22.70
-22.70
-55.25
-24.32
-49.94
V
168.96
41.50
8.90
8.90
260.85
239.22
239.22
D左
M
190.87
44.68
43.70
-43.70
41.89
67.35
-11.04
V
164.50
39.50
8.90
8.90
252.70
232.67
232.67
跨中
MAB
116.39
30.66
10.50
-10.50
296.00
169.01
141.71
MBC
-41.78
-10.35
0.00
0.00
71.63
-53.29
-53.29
MCD
116.39
30.51
10.50
-10.50
150.3
168.92
141.62
层次
位置
内力
恒载
活载
地震荷载
竖向荷载组合
竖向荷载与地震力组合
①
②
③
1.2①+1.4②
1.2(①+0.5②)+1.3③
4
A右
M
-184.32
-46.37
68.70
-68.70
-282.20
-157.00
-335.62
V
163.76
39.78
14.20
14.20
252.20
238.84
238.84
B左
M
206.58
51.80
37.80
-37.80
316.52
325.42
227.14
V
169.70
41.22
14.20
14.20
261.35
246.83
246.83
B右
M
-79.59
-22.15
126.50
-126.50
-122.62
58.35
-270.55
V
47.41
16.12
84.30
84.30
79.46
176.15
176.15
C左
M
76.67
22.40
126.50
-126.50
119.46
267.19
-61.71
V
45.47
16.28
84.30
84.30
77.36
173.92
173.92
C右
M
-207.76
-51.73
37.80
-37.80
-317.47
-228.15
-326.43
V
169.41
40.71
14.20
14.20
260.29
246.18
246.18
D左
M
190.32
48.07
68.70
-68.70
285.80
339.22
160.60
V
164.04
40.29
14.20
14.20
253.25
239.48
239.48
跨中
MAB
120.16
29.86
15.45
-15.45
182.10
179.49
139.32
MBC
-43.30
-10.13
0.00
0.00
-62.24
-55.34
-55.34
MCD
118.52
29.89
15.45
-15.45
179.81
177.18
137.01
3
A右
M
-133.82
-46.37
92.30
-92.30
-221.60
-65.72
-305.70
V
114.59
39.78
18.80
18.80
193.20
185.82
185.82
B左
M
145.16
51.80
49.00
-49.00
242.81
266.27
138.87
V
117.61
41.22
18.80
18.80
198.84
190.30
190.30
B右
M
-46.85
-22.15
164.10
-164.10
-83.33
146.52
-280.14
V
33.88
16.20
109.40
109.40
63.34
192.60
192.60
C左
M
84.53
22.15
164.10
-164.10
128.55
325.36
-101.30
V
59.00
16.20
109.40
109.40
93.48
222.74
222.74
C右
M
-209.78
-51.80
49.00
-49.00
-320.00
-216.06
-343.46
V
169.68
41.22
18.80
18.80
261.32
252.79
252.79
D左
M
187.32
46.37
92.30
-92.30
285.80
369.90
129.92
V
163.78
39.78
18.80
18.80
252.23
244.84
244.84
跨中
MAB
81.25
29.86
21.65
-21.65
135.40
140.86
84.57
MBC
-30.86
-10.00
0.00
0.00
-47.13
-40.33
-40.33
MCD
117.21
29.86
21.65
-21.65
178.56
184.01
127.72
层次
位置
内力
恒载
活载
地震荷载
竖向荷载组合
竖向荷载与地震力组合
①
②
③
1.2①+1.4②
1.2(①+0.5②)+1.3③
2
A右
M
-131.46
-46.61
100.40
-100.40
-219.11
-52.50
-313.54
V
114.38
39.80
21.00
21.00
192.98
188.44
188.44
B左
M
144.35
52.32
57.20
-57.20
242.57
276.27
127.55
V
117.82
41.20
21.00
21.00
199.06
193.40
193.40
B右
M
-49.51
-28.41
191.40
-191.40
-95.29
175.06
-322.58
V
58.51
15.80
127.60
127.60
92.33
245.57
245.57
C左
M
85.72
11.76
191.40
-191.40
115.43
356.04
-141.60
V
34.37
16.60
127.60
127.60
64.48
217.08
217.08
C右
M
-209.12
-26.73
57.20
-57.20
-284.47
-189.92
-338.64
V
169.93
41.32
21.00
21.00
261.76
256.01
256.01
D左
M
185.15
23.26
100.40
-100.40
250.84
363.96
102.92
V
163.53
39.68
21.00
21.00
251.79
247.34
247.34
跨中
MAB
82.79
29.72
21.60
-21.60
137.06
142.56
86.40
MBC
-32.79
-10.49
0.00
0.00
-50.13
-42.94
-42.94
MCD
118.48
30.55
21.60
-21.60
181.05
185.89
129.73
1
A右
M
-121.53
-42.93
126.40
-126.40
-202.04
-4.57
-333.21
V
113.06
39.25
25.30
25.30
190.62
192.11
192.11
B左
M
144.38
52.32
63.50
-63.50
242.60
284.50
119.40
V
119.15
41.75
25.30
25.30
201.43
200.92
200.92
B右
M
-62.20
-28.41
212.50
-212.50
-110.51
187.26
-365.24
V
41.25
21.75
141.70
141.70
79.95
246.76
246.76
C左
M
77.77
11.76
212.50
-212.50
105.89
373.93
-178.57
V
51.63
10.65
141.70
141.70
76.87
252.56
252.56
C右
M
-141.82
-26.73
63.50
-63.50
-203.71
-100.97
-266.07
V
117.88
20.71
25.30
25.30
170.45
186.77
186.77
D左
M
124.80
23.26
126.40
-126.40
178.42
325.34
-3.30
V
113.34
19.79
25.30
25.30
163.71
180.77
180.77
跨中
MAB
87.74
31.32
31.45
-31.45
145.24
162.27
80.50
MBC
-35.16
-7.94
0.00
0.00
-49.41
-44.26
-44.26
MCD
86.46
15.98
31.45
-31.45
122.22
151.53
69.76
10.2
框架柱内力组合
框架柱取每层柱的柱顶和柱底两个控制截面，其计算过程和结果见下表
A轴柱内力组合
层次
位置
内力
荷载类别
竖向荷载组合
竖向荷载与地震作用的组合
恒载
活载
地震荷载
1.2①+1.4②
1.2(①+0.5②)+1.3③
①
②
③
5
柱顶
M
93.80
24.22
-35.00
35.00
147.87
82.19
173.19
N
-481.03
-67.81
12.80
-12.80
-672.17
-601.28
-634.56
柱底
M
92.70
23.30
-23.40
23.40
139.82
92.04
152.88
N
-503.10
-67.81
12.80
-12.80
-698.65
-627.77
-661.05
剪力
V
-56.06
-14.22
17.71
-17.71
-87.18
-52.78
-98.83
4
柱顶
M
91.62
23.16
-45.30
45.30
142.37
64.95
182.73
N
-767.02
-122.17
27.00
-27.00
-1091.46
-958.63
-1028.83
柱底
M
65.95
21.70
-37.10
37.10
109.52
43.93
140.39
N
-787.09
-122.17
27.00
-27.00
-1115.55
-982.71
-1052.91
剪力
V
-47.75
-13.59
24.97
-24.97
-76.33
-32.99
-97.92
3
柱顶
M
66.37
23.16
-55.20
55.20
112.07
21.78
165.30
N
-1003.84
-176.53
45.80
-45.80
-1451.75
-1250.99
-1370.07
柱底
M
57.61
21.36
-45.10
45.10
99.04
23.32
140.58
N
-1025.91
-176.53
45.80
-45.80
-1478.23
-1277.47
-1396.55
剪力
V
-37.57
-13.49
30.39
-30.39
-63.97
-13.67
-92.69
2
柱顶
M
72.35
23.75
-55.30
55.30
120.07
29.18
172.96
N
-1240.45
-230.91
66.80
-66.80
-1811.81
-1540.25
-1713.93
柱底
M
72.29
26.80
-57.50
57.50
124.27
28.08
177.58
N
-1262.52
-230.91
66.80
-66.80
-1838.30
-1566.73
-1740.41
剪力
V
-43.83
-15.32
34.19
-34.19
-74.04
-17.34
-106.24
1
柱顶
M
47.74
14.63
-68.90
68.90
77.77
-23.50
155.64
N
-1476.01
-284.74
92.10
-92.10
-2169.85
-1822.33
-2061.79
柱底
M
20.39
7.55
-139.80
139.80
35.04
-152.74
210.74
N
-1498.08
-284.74
92.10
-92.10
-2196.33
-1848.81
-2088.27
剪力
V
-15.48
-5.04
47.42
-47.42
-25.63
40.05
-83.25
B轴柱内力组合
层次
位置
内力
荷载类别
竖向荷载组合
竖向荷载与地震作用的组合
恒载
活载
地震荷载
1.2①+1.4②
1.2(①+0.5②)+1.3③
①
②
③
5
柱顶
M
-74.29
-16.44
-68.20
68.20
-112.16
-187.67
-10.35
N
-683.98
-105.74
56.90
-56.90
-968.81
-810.25
-958.19
柱底
M
-57.62
-13.51
-68.20
68.20
-88.06
-165.91
11.41
N
-706.05
-105.74
56.90
-56.90
-995.30
-836.73
-984.67
剪力
V
39.97
9.07
41.32
-41.32
60.66
107.12
-0.31
4
柱顶
M
-69.36
-16.14
-96.10
96.10
-105.83
-217.85
32.01
N
-1082.29
-189.36
127.00
-127.00
-1563.85
-1247.26
-1577.46
柱底
M
-43.29
-13.51
-96.10
96.10
-70.86
-184.98
64.88
N
-1104.36
-189.36
127.00
-127.00
-1590.34
-1273.75
-1603.95
剪力
V
32.32
8.98
58.26
-58.26
51.36
119.91
-31.57
3
柱顶
M
-55.02
-16.14
-117.00
117.00
-88.62
-227.81
76.39
N
-1414.98
-273.06
217.60
-217.60
-2080.26
-1578.93
-2144.69
柱底
M
-38.09
-13.47
-117.00
117.00
-64.57
-205.89
98.31
N
-1437.05
-273.06
217.60
-217.60
-2106.74
-1605.42
-2171.18
剪力
V
28.22
8.97
70.92
-70.92
46.42
131.44
-52.95
2
柱顶
M
-56.75
-16.32
-131.60
131.60
-90.95
-248.97
93.19
N
-1772.51
-356.34
324.20
-324.20
-2625.89
-1919.36
-2762.28
柱底
M
-41.06
-13.87
-131.60
131.60
-68.69
-228.67
113.49
N
-1794.58
-356.34
324.20
-324.20
-2652.37
-1945.84
-2788.76
剪力
V
29.64
9.15
79.78
-79.78
48.38
144.77
-62.66
1
柱顶
M
-41.12
-10.03
-144.40
144.40
-63.39
-243.08
132.36
N
-2114.38
-446.12
440.60
-440.60
-3161.82
-2232.15
-3377.71
柱底
M
-8.25
-9.65
-176.50
176.50
-23.41
-245.14
213.76
N
-2136.45
-446.12
440.60
-440.60
-3188.31
-2258.63
-3404.19
剪力
V
11.22
4.47
80.94
-80.94
19.72
121.37
-89.08
C轴柱内力组合
层次
位置
内力
荷载类别
竖向荷载组合
竖向荷载与地震作用的组合
恒载
活载
地震荷载
1.2①+1.4②
1.2(①+0.5②)+1.3③
①
②
③
5
柱顶
M
74.29
21.07
-68.20
68.20
118.65
13.13
190.45
N
-683.98
-103.95
-56.90
56.90
-966.31
-957.12
-809.18
柱底
M
56.35
13.07
-68.20
68.20
85.92
-13.20
164.12
N
-706.05
-103.95
-56.90
56.90
-992.79
-983.60
-835.66
剪力
V
-39.56
-10.35
41.32
-41.32
-61.96
0.03
-107.40
4
柱顶
M
74.45
16.25
-96.10
96.10
112.09
-25.84
224.02
N
-1080.06
-187.22
-127.00
127.00
-1558.18
-1573.50
-1243.30
柱底
M
53.43
13.51
-96.10
96.10
83.03
-52.71
197.15
N
-1102.13
-187.22
-127.00
127.00
-1584.66
-1599.99
-1269.79
剪力
V
-38.75
-9.02
58.26
-58.26
-59.13
23.83
-127.65
3
柱顶
M
71.53
16.14
-117.00
117.00
108.43
-56.58
247.62
N
-1489.94
-270.92
-217.60
217.60
-2167.22
-2233.36
-1667.60
柱底
M
53.95
13.99
-117.00
117.00
84.33
-78.97
225.23
N
-1512.01
-270.92
-217.60
217.60
-2193.70
-2259.84
-1694.08
剪力
V
-38.02
-9.13
70.92
-70.92
-58.41
41.09
-143.30
2
柱顶
M
69.45
14.24
-131.60
131.60
103.28
-79.20
262.96
N
-1875.44
-355.12
-324.20
324.20
-2747.70
-2885.06
-2042.14
柱底
M
51.04
9.19
-131.60
131.60
74.11
-104.32
237.84
N
-1897.51
-355.12
-324.20
324.20
-2774.18
-2911.54
-2068.62
剪力
V
-36.51
-7.10
79.78
-79.78
-53.75
55.64
-151.79
1
柱顶
M
13.02
5.78
-144.40
144.40
23.72
-168.63
206.81
N
-2171.57
-405.47
-440.60
440.60
-3173.54
-3421.95
-2276.39
柱底
M
10.65
1.22
-176.50
176.50
14.49
-215.94
242.96
N
-2193.64
-405.47
-440.60
440.60
-3200.03
-3448.43
-2302.87
剪力
V
-5.38
-1.59
80.94
-80.94
-8.68
97.81
-112.63
D轴柱内力组合
层次
位置
内力
荷载类别
竖向荷载组合
竖向荷载与地震作用的组合
恒载
活载
地震荷载
1.2①+1.4②
1.2(①+0.5②)+1.3③
①
②
③
5
柱顶
M
-93.43
-24.71
-35.00
35.00
-146.71
-172.44
-81.44
N
-481.03
-67.70
-12.80
12.80
-672.02
-634.50
-601.22
柱底
M
-86.80
-21.70
-23.40
23.40
-134.54
-147.60
-86.76
N
-503.10
-67.70
-12.80
12.80
-698.50
-660.98
-627.70
剪力
V
54.62
14.06
17.71
-17.71
85.23
97.00
50.96
4
柱顶
M
-99.02
-23.16
-45.30
45.30
-151.25
-191.61
-73.83
N
-767.30
-122.57
-27.00
27.00
-1092.36
-1029.40
-959.20
柱底
M
-86.80
-21.70
-37.10
37.10
-134.54
-165.41
-68.95
N
-789.37
-122.57
-27.00
27.00
-1118.84
-1055.89
-985.69
剪力
V
56.31
13.59
24.97
-24.97
86.60
108.19
43.27
3
柱顶
M
-99.02
-23.16
-55.20
55.20
-151.25
-204.48
-60.96
N
-1053.31
-176.93
-45.80
45.80
-1511.67
-1429.67
-1310.59
柱底
M
-89.99
-23.24
-45.10
45.10
-140.52
-180.56
-63.30
N
-1075.38
-176.93
-45.80
45.80
-1538.16
-1456.15
-1337.07
剪力
V
57.28
14.06
30.39
-30.39
88.42
116.68
37.67
2
柱顶
M
-93.67
-20.58
-55.30
55.30
-141.22
-196.64
-52.86
N
-1339.07
-231.19
-66.80
66.80
-1930.55
-1832.44
-1658.76
柱底
M
-81.64
-15.96
-57.50
57.50
-120.31
-182.29
-32.79
N
-1361.14
-231.19
-66.80
66.80
-1957.03
-1858.92
-1685.24
剪力
V
53.12
11.07
34.19
-34.19
79.24
114.83
25.94
1
柱顶
M
-41.66
-5.80
-68.90
68.90
-58.11
-143.04
36.10
N
-1534.50
-258.27
-92.10
92.10
-2202.98
-2116.09
-1876.63
柱底
M
-20.95
-3.78
-139.80
139.80
-30.43
-209.15
154.33
N
-1556.57
-258.27
-92.10
92.10
-2229.46
-2142.58
-1903.12
剪力
V
14.23
2.18
47.42
-47.42
20.13
80.03
-43.26
10.3
截面设计
10.3.1
梁的纵向配筋计算
梁的纵向配筋计算结果如表10-1所示
材料选择：采用C30混凝土，，；纵向受力钢筋采用,；箍筋及其他钢筋（如构造筋）采用，。
因为，所以钢筋的最小面积0.2%×300×750=450mm2
支座处梁按矩形梁计算，b=300mm,h0=715mm；框中梁按T形截面计算，bf=1500mm。
截面抵抗系数：或
内力矩力臂系数：
本框架梁中，可以。
表10-1
框架梁纵向钢筋计算
层号
截面
M（KN·m）
实配钢筋
实配钢筋面积
5
支座
A
-100.01
397.9
16
603
B
113.4
452.6
16
603
C
-55.25
217.4
16
603
D
67.35
265.8
16
603
AB
296
1165.9
20
1256
BC
71.63
279.2
16
603
CD
150.3
588.0
20
942
4
支座
A
-224.22
920.7
20
1256
B
239.52
987.8
20
1256
C
-116.58
465.6
20
942
D
151.11
608.8
20
942
AB
644.97
2284.1
25
2454
BC
164.44
643.7
20
942
CD
329.65
1300.5
25
1473
3
支座
A
-224.32
921.1
20
1256
B
-245.48
1014.1
20
1256
C
156.31
630.6
20
942
D
187.55
762.8
20
942
AB
645.36
2285.7
25
2454
BC
157.19
615.1
20
942
CD
330.92
1305.6
25
1473
2
支座
A
-281.98
1177.1
20
1256
B
-283.9
1185.1
20
1256
C
189.45
770.9
20
942
D
215.13
881.4
20
942
AB
645.36
2285.7
25
2454
BC
157.19
615.1
20
942
CD
330.92
1305.6
25
1473
1
支座
A
-298.15
1250.0
25
1964
B
-378.24
1623.8
25
1964
C
282.06
1177.1
20
1256
D
264.97
1100.5
20
1256
AB
642.46
2273.7
25
2454
BC
173.78
680.6
16
942
CD
327.5
1291.9
25
1473
10.3.2框架梁箍筋计算
箍筋的最小配筋率
因为，所以V应满足，本框架梁中,满足要求。
0.7×1.43×300×715=214.7KN
所以梁跨中按构造要求配筋，梁端箍筋加密。
箍筋的最小配筋率
框架梁箍筋配筋如表7-2所示。
表10-2框架梁箍筋配筋表
层号
截面
两端加密区
实配钢筋
非加密区
实配钢筋
5
A
66.20
766.8
B
77.93
766.8
C
55.76
766.8
D
53.70
766.8
4
A
145.20
766.8
B
156.92
766.8
C
131.79
766.8
D
112.00
766.8
3
A
142.00
766.8
B
191.62
766.8
C
166.34
766.8
D
113.50
766.8
2
A
142.00
766.8
B
218.66
766.8
C
193.38
766.8
D
114.52
766.8
1
A
144.80
766.8
B
290.55
766.8
C
265.34
766.8
D
127.85
766.810.3.3框架柱配筋计算
柱的材料选择：混凝土强度等级为C30，向钢筋级别为HRB335，。箍筋及其他钢筋（如构造筋）均采用级别为HPB235，屈服强度为。取每根柱的柱顶和柱底两个截面为控制截面。
（1）柱轴压比计算
柱轴压比的计算，采用计算公式：
柱轴压比计算如表10-3所示。
表10-3
柱轴压比
柱
层号
截面
柱轴力KN
b×h
（mm×mm）
轴压比
A
5
柱顶
168.51
450×450
0.05
柱底
191.54
0.05
1
柱顶
1695.50
450×450
0.47
柱底
1725.07
0.48
B
5
柱顶
78.65
450×450
0.02
柱底
351.00
0.10
1
柱顶
2483.83
450×450
0.69
柱底
1617.40
0.45
C
5
柱顶
232.93
450×450
0.07
柱底
70.72
0.02
1
柱顶
2117.01
450×450
0.59
柱底
2146.58
0.60
D
5
柱顶
152.10
450×450
0.04
柱底
62.59
0.02
1
柱顶
1612.44
450×450
0.45
柱底
1642.01
0.46
柱轴压比限值如表10-4
表10-4
柱轴压比限值
类别
抗震等级
一
二
三
框架柱
0.7
0.8
0.9
由表可知，柱轴压比满足柱轴压比限值要求。
（2）柱截面尺寸复核
取450-35=415mm，由前面的对柱的内力组合表可知：
，所以采用公式：0.25
0.25=0.25×1.0×14.3×300×415=445.1KN93.8KN,
满足要求。
（3）柱正截面承载力计算
框架结构的变形能力与框架的破坏机制密切相关，对一般框架结构来说，梁的延性远大于柱，梁先屈服可以在跨中形成塑性铰，从而使整个框架有较大的内力重分布和能量的消耗。层间位移极限增大，利于抗震。若柱形成了塑性铰，则会伴随产生极大层间位移，平降低结构承受垂直荷载的能力以及可能使结构成为机动体系。所以在框架设计时应遵循强柱弱梁的原则。
1）柱截面小偏心受压
现在B轴第一层柱计算为例：
底层柱：
2-5层柱：
所以
因为，
所以
=
所以是小偏心。
=0.87
=
2)柱截面大偏心受压
现以A轴第一层计算为例：
所以
所以
==
(4)柱的计算配筋及最终配筋
1）大偏心受压柱配筋计算
计算过程见下式，计算结果见表10-5所示。
，
，当时，取
2）小偏心受压柱配筋计算
计算过程见下式，计算结果见表10-6所示。
，
，当时，取当时为小偏心受压表10-5
大偏心柱配筋计算
柱号
层号初步配筋
A
1
M大
187.48
1558.23
120.32
140.32
0.93
7.78
1.13
374.00
242.15
1094.46
4221520
N大
50.64
2290.25
22.11
42.11
0.63
7.78
1.30
269.822
M大
191.77
1214.68
157.88
177.88
1.00
8.67
1.14
417.84
188.76
1035.94
4221520
N大
156.6
1773.88
88.28
108.28
0.82
8.67
1.19
343.66
275.66
1034.61
4221520
3
M大
168.5
852.06
197.76
217.76
1.00
8.67
1.11
457.72
132.41
814.15
4201256
N大
131.95
1270.13
103.89
123.89
1.00
8.67
1.20
363.85
197.38
529.70
4181017
4
M大
157.11
514.49
305.37
325.37
1.00
8.67
1.08
565.34
79.95
858.90
4181017
N大
131.95
766.38
172.17
192.17
1.00
8.67
1.13
432.14
119.10
515.54
4181017
5
M大
N大
126.38
258.63
488.65
508.65
1.00
8.67
1.05
748.62
70.00
196.88
318763
B
1
M大
299.61
1617.4
185.24
205.24
0.90
7.78
1.09
438.24
251.34
2112.70
6222280
N大
39.34
3175
12.36
32.39
0.46
7.78
1.28
256.562
M大
180.66
1923.01
93.95
113.95
0.75
8.67
1.16
347.74
298.84
1385.96
4221520
N大
60.35
2496.25
24.18
44.18
0.58
8.67
1.33
273.663
M大
156.83
1368.33
114.61
134.61
1.00
8.67
1.19
374.58
212.64
790.99
320942
N大
56.76
1793.13
31.65
51.65
0.81
8.67
1.39
286.814
M大
126.13
849.34
148.50
168.50
1.00
8.67
1.15
408.47
131.99
443.03
318763
N大
56.76
1090
52.07
72.07
1.00
8.67
1.35
312.045
M大
79.37
302.17
262.67
282.67
1.00
8.67
1.09
522.63
70.00
-116.20
构造配筋
N大
47.99
383.13
125.26
145.26
1.00
8.67
1.17
385.22
70.00
-206.84
C
1
M大
309.85
2146.58
144.35
164.35
0.67
7.78
1.08
392.91
333.58
2724.57
6252944
N大
21.04
2735
7.69
27.69
0.53
7.78
1.38
253.342
M大
165.71
1641.96
100.92
120.92
0.88
8.67
1.18
357.94
255.16
1015.68
4221520
N大
53.33
2120.25
25.15
45.15
0.68
8.67
1.38
277.203
M大
139.73
1185.85
117.83
137.83
1.00
8.67
1.18
377.80
184.28
571.48
320942
N大
44.63
1519.38
29.37
49.37
0.95
8.67
1.48
288.174
M大
111.81
696.94
160.43
180.43
1.00
8.67
1.14
420.40
108.30
364.05
318763
N大
44.63
918.5
48.59
68.59
1.00
8.67
1.36
308.565
M大
73.03
232.93
313.53
333.53
1.00
8.67
1.07
573.49
70.00
-329.71
构造配筋
N大
40.26
313.88
128.27
148.27
1.00
8.67
1.17
388.23
70.00
-432.57
D
1
M大
248.22
1642.01
151.17
171.17
0.88
7.78
1.10
403.90
255.17
1677.73
5221900
N大
22.65
2110.63
10.73
30.73
0.69
7.78
1.45
259.522
M大
131.84
1229.97
107.19
127.19
1.00
8.67
1.20
367.16
191.14
514.92
320942
N大
60.94
1603.38
38.01
58.01
0.90
8.67
1.39
295.553
M大
125.64
862.84
145.61
165.61
1.00
8.67
1.15
405.58
134.09
436.13
318763
N大
60.95
1169.88
52.10
72.10
1.00
8.67
1.35
312.074
M大
131.21
525.82
249.53
269.53
1.00
8.67
1.09
509.50
81.71
624.33
320942
N大
121.88
704.25
173.06
193.06
1.00
8.67
1.13
433.03
109.44
449.43
318763
5
M大
77.12
152.1
507.03
527.03
1.00
8.67
1.05
767.00
70.00
-478.16
构造配筋
N大
55.9
240.5
232.43
252.43
1.00
8.67
1.10
492.40
70.00
-462.71
表10-6
小偏心柱配筋计算
柱号
层号
初步配筋
A
1
M大
187.48
1558.23
120.32
140.32
0.93
7.78
1.13
349.00
0.58
159.00
124.5
N大
50.64
2290.25
22.11
42.11
0.63
7.78
1.30
244.82
0.78
54.82
124.5
290.8
416804
2
M大
191.77
1214.68
157.88
177.88
1.00
8.67
1.14
392.84
0.46
202.84
124.5
N大
156.6
1773.88
88.28
108.28
0.82
8.67
1.19
318.66
0.63
128.66
124.5
3
M大
168.5
852.06
197.76
217.76
1.00
8.67
1.11
432.72
0.15
242.72
124.5
N大
131.95
1270.13
103.89
123.89
1.00
8.67
1.20
338.85
0.46
148.85
124.5
4
M大
157.11
514.49
305.37
325.37
1.00
8.67
1.08
540.34
-1.09
350.34
124.5
N大
131.95
766.38
172.17
192.17
1.00
8.67
1.13
407.14
-0.20
217.14
124.5
5
M大
N大
126.38
258.63
488.65
508.65
1.00
8.67
1.05
723.62
3.77
533.62
124.5
B
1
M大
299.61
1617.4
185.24
205.24
0.90
7.78
1.09
413.24
0.58
223.24
124.5
N大
39.34
3175
12.36
32.39
0.46
7.78
1.28
231.56
0.87
41.56
124.5
1675.1
6201884
2
M大
180.66
1923.01
93.95
113.95
0.75
8.67
1.16
322.74
0.66
132.74
124.5
N大
60.35
2496.25
24.18
44.18
0.58
8.67
1.33
248.66
0.80
58.66
124.5
787.6
4181017
3
M大
156.83
1368.33
114.61
134.61
1.00
8.67
1.19
349.58
0.51
159.58
124.5
N大
56.76
1793.13
31.65
51.65
0.81
8.67
1.39
261.81
0.67
71.81
124.5
-229.1
构造配筋
4
M大
126.13
849.34
148.50
168.50
1.00
8.67
1.15
383.47
-0.02
193.47
124.5
N大
56.76
1090
52.07
72.07
1.00
8.67
1.35
287.04
0.15
97.04
124.5
1393.6
6201884
5
M大
79.37
302.17
262.67
282.67
1.00
8.67
1.09
497.63
2.08
307.63
124.5
N大
47.99
383.13
125.26
145.26
1.00
8.67
1.17
335.26
1.64
145.26
124.5
C
1
M大
309.85
2146.58
144.35
164.35
0.67
7.78
1.08
367.91
0.66
177.91
124.5
N大
21.04
2735
7.69
27.69
0.53
7.78
1.38
228.34
0.85
38.34
124.5
727.3
4181017
2
M大
165.71
1641.96
100.92
120.92
0.88
8.67
1.18
332.94
0.60
142.94
124.5
N大
53.33
2120.25
25.15
45.15
0.68
8.67
1.38
252.20
0.75
62.20
124.5
137.4
416804
3
M大
139.73
1185.85
117.83
137.83
1.00
8.67
1.18
352.80
0.41
162.80
124.5
N大
44.63
1519.38
29.37
49.37
0.95
8.67
1.48
263.17
0.58
73.17
124.5
-484.3
构造配筋
4
M大
111.81
696.94
160.43
180.43
1.00
8.67
1.14
395.40
-0.84
205.40
124.5
N大
44.63
918.5
48.59
68.59
1.00
8.67
1.36
283.56
0.46
93.56
124.5
-1158.8
构造配筋
5
M大
73.03
232.93
313.53
333.53
1.00
8.67
1.07
548.49
1.78
358.49
124.5
N大
40.26
313.88
128.27
148.27
1.00
8.67
1.17
338.27
1.49
148.27
124.5
D
1
M大
248.22
1642.01
151.17
171.17
0.88
7.78
1.10
378.90
0.59
188.90
124.5
N大
22.65
2110.63
10.73
30.73
0.69
7.78
1.45
234.52
0.77
44.52
124.5
-270.7
构造配筋
2
M大
131.84
1229.97
107.19
127.19
1.00
8.67
1.20
342.16
0.44
152.16
124.5
N大
60.94
1603.38
38.01
58.01
0.90
8.67
1.39
270.55
0.61
80.55
124.5
-318.6
构造配筋
3
M大
125.64
862.84
145.61
165.61
1.00
8.67
1.15
380.58
0.00
190.58
124.5
N大
60.95
1169.88
52.10
72.10
1.00
8.67
1.35
287.07
0.30
97.07
124.5
476.0
416804
4
M大
131.21
525.82
249.53
269.53
1.00
8.67
1.09
484.05
-2.26
294.50
124.5
N大
121.88
704.25
173.06
193.06
1.00
8.67
1.13
408.03
-0.58
218.03
124.5
5
M大
77.12
152.1
507.03
527.03
1.00
8.67
1.05
742.00
1.69
552.00
124.5
N大
55.9
240.5
232.43
252.43
1.00
8.67
1.10
442.43
1.55
252.43
124.5（5）柱的受压承载力验算
垂直于弯矩作用平面的受压承载力验算。
1)A轴柱
2290.25KN查表得，
满足要求。
2）B轴柱
3175.0KN查表得，
满足要求。
3）C轴柱
2735.0KN查表得，
满足要求。
4）
D轴柱
2110.3KN查表得，
满足要求。
（6）斜截面受剪承载力计算
1）A轴柱
最不利内力组合
由剪跨比
所以，
故，可取N=868.7KN
故，按构造要求进行配筋，柱端箍筋加密
2）B轴柱
最不利内力组合
由剪跨比
所以，
故，可取N=868.7KN
故，按构造要求进行配筋，柱端箍筋加密
3）C轴柱
最不利内力组合
由剪跨比
所以，
故，可取N=868.7KN
故，按构造要求进行配筋，柱端箍筋加密
4）D轴柱
最不利内力组合
由剪跨比
所以，
故，可取N=868.7KN
故，按构造要求进行配筋，柱端箍筋加密
（7）柱实际配筋
柱实际配筋如表10-7所示。
表10-7
柱实际配筋表
柱号
层号
计算As
（mm）
初步配筋
（mm）
实际配筋
柱中箍筋
柱端箍筋加密
A
1
1094.5
4
5
1900
28@200
28@100
2
1035.9
4
3
814.2
4
4
858.9
4
5
196.88
3
B
1
2112.7
6
625
2944
28@200
28@100
2
1385.96
4
3
791.0
3
4
443.0
3
5
-116.2
构造配筋
C
1
2724.6
62944
625
2944
28@200
28@100
2
1015.7
4
3
571.5
3
4
364.1
3
5
-329.7
构造配筋
D
1
1677.7
5
625
2944
28@200
28@100
2
514.9
3
3
436.1
3
4
624.3
3
5
-462.7
构造配筋
第11章
基础设计
考虑到本工程的建筑设计特点（荷载不太大），我们对各榀框架外柱主要采用采用独立基础的形式，各榀框架内柱主要采用联合基础的形式。具体设计见下：
外柱承受荷载：M=144.89KN·m
N=1725.07KN
V=66.12KN
内柱承受荷载：M=309.85KN·m
N=2146.58KN
V=61.85KN
11.1外柱独立基础设计
外柱独立基础为锥形基础，混凝土强度等级为C30，fc=14.3N/mm2，=1.4314.3N/mm2；受力钢筋采用HRB335，300
N/mm2。我们取A柱为例。
11.1.1
基础内力组合
1.对A轴柱
（1）标准组合
基础上框架柱传来的荷载标准值：
=144.89
KN·m
=
1725.07KN
＝66.12KN
（2）地基梁传来的荷载标准值：＝（2.9+14.98）×（4.5-0.45）+（2.9+14.98）×（9-0.45）×＝148.9KN（由底层墙体和基础梁自重构成）＝-24.14×0.125＝-3.02KN·m
（由基础梁自重构成）
（3）内力组合为
弯矩组合：＝＋＝144.89-3.02＝141.87KN·m
轴力组合：＝＋＝1725.07+148.9＝1874KN
剪力组合：＝66.12KN
11.1.2
内柱基础
（1）基础内力组合
由于内柱间距较近，故设计成联合基础。混凝土强度等级为C30，fc=14.3N/mm2，=1.4314.3N/mm2；受力钢筋采用HRB335，300
N/mm2。联合基础在计算时按轴心受压计算。
内柱承受和载：
=309.85
KN·m
=22146.58
KN
=61.85KN
基础上框架柱传来的荷载值：
=309.85
KN·m
=2146.58KN
=61.85KN
地基梁传来的荷载值：
=（2.9+14.98）×（4.5-0.45）+（2.9+14.98）×（9+2.4-0.45）×=170.3KN
（由底层墙体和基础梁自重构成）
＝-27.62×0.125＝-3.45KN·m
（由基础梁自重构成）
（3）内力组合为
弯矩组合：＝＋＝309.85-3.45＝306.4KN·m
轴力组合：＝＋＝2146.58+170.3＝2317.15KN
剪力组合：＝61.58KN
11.2
外柱基础的设计
11.2.1
地基持力层的确定
由前面对工程概况的描述，可知：将持力层放在“可塑粉质粘土”层，基础埋深定位－1.65m。该层的地基承载力为＝220
KPa。
11.2.2
外柱（即为A和D轴柱）独立基础设计
1、确定基础埋深为d＝1.65
m
2、地基承载力特征值
修正系数：
因为d＝1.65
m
＞0.5m，故而还应对进行修正。查表《基础工程》（华南理工大学、浙江大学、湖南大学
编）的表2-5（承载力修正系数）可知：=0.3,＝1.6
重度计算：
杂填土属性系数：
＝17()，＝1.3
m
粉质粘土属性系数：＝18.7()，＝0.35
m
则基底平面以上图的加权平均重度：
∴
=220＋0＋1.6×17.36×﹙1.65－0.5﹚＝251.94
KPa
3、基础底面尺寸的确定
现假设基础受中心荷载作用，计算基底面积：
，为满足要求和偏于安全考虑，我们取，选用矩形，其尺寸为：a×b＝3×3＝9m2
且由于b3m，地基承载力不必对宽度进行修正。
4、地基承载力验算（用标准组合）
基础及回填土所受重力:
总弯矩
偏心距
则基地压力：
，据此可知：
，且=286.3＜293.5，故而承载力满足要求。
5、基础剖面尺寸的确定
作基础尺寸详图如右所示：
图11-1基础构造示意图
11-2
基础构造示意图
6、冲切验算（用基本组合）
地基净反力的计算：（用公式）
∵
h＝1000mm，在800－2000mm之间，∴受冲切承载力高度影响系数的取值可由线性内插法得到，∴＝0.983
（1250+450）/2=850mm
∴破坏锥体的底边落在基础底面积之内
∴
∴
选用公式（见《基础工程》）
∴
满足抗冲切要求。
7、基础底板配筋计算（按基本组合来确定）
(1)长度方向的配筋计算：
=
∴
则每米配筋面筋：
实配：12﹫
(2)宽度方向的配筋计算：
==420.4
∴
实配：12﹫100
11.3
内柱基础的设计
11.3.1
初步确定基础底面尺寸
基础构造示意图见图11-3、图11-4所示
11-3
基础构造示意图
11-4
基础构造示意图
地基承载力的深度修正
=210+4.4×17.25×1.1=293.49
11.3.2底面尺寸确定
按轴心受压计算，基础埋深为d＝1.6
m
现假设基础受中心荷载作用，计算基底面积：
，选用矩形，其尺寸为：a×b＝6×3＝18m2
11.3.3地基承载力验算
（1）对承载力宽度进行修正
∴
=210＋3×17.25×1+4.4×17.25×1.1=345.24KPa
∴
（2）地基承载力验算
基础及回填土所受重力:
则地基承载力满足要求。
11.3.4冲切验算
∵
h＝1000mm，在800－2000mm之间，∴受冲切承载力高度影响系数的取值可由线性内插法得到，∴＝0.983
（1250+450）/2=850mm
∴破坏锥体的底边落在基础底面积之内
∴
∴
选用公式（见《基础工程》）∴
满足抗冲切要求。
11.3.5受剪承载力验算
由于基础高度较大，无需配置受剪钢筋。验算公式为：
=0.7×0.98×1.43×4×800=3139.1KN
11.3.6配筋计算
(1)长度方向的配筋计算：
=
∴
则每米配筋面筋：
实配：10﹫
(2)宽度方向的配筋计算：
==1262.4
∴
则每米配筋面筋：
实配：14﹫120
外文翻译
Structural
Systems
to
resist
lateral
loads
Commonly
Used
structural
Systems
With
loads
measured
in
tens
of
thousands
kips,
there
is
little
room
in
the
design
of
high-rise
buildings
for
excessively
complex
thoughts.
Indeed,
the
better
high-rise
buildings
carry
the
universal
traits
of
simplicity
of
thought
and
clarity
of
expression.
It
does
not
follow
that
there
is
no
room
for
grand
thoughts.
Indeed,
it
is
with
such
grand
thoughts
that
the
new
family
of
high-rise
buildings
has
evolved.
Perhaps
more
important,
the
new
concepts
of
but
a
few
years
ago
have
become
commonplace
in
today’
s
technology.
Omitting
some
concepts
that
are
related
strictly
to
the
materials
of
construction,
the
most
commonly
used
structural
systems
used
in
high-rise
buildings
can
be
categorized
as
follows:
1.
Moment-resisting
frames.
2.
Braced
frames,
including
eccentrically
braced
frames.
3.
Shear
walls,
including
steel
plate
shear
walls.
4.
Tube-in-tube
structures.
5.
Tube-in-tube
structures.
6.
Core-interactive
structures.
7.
Cellular
or
bundled-tube
systems.
Particularly
with
the
recent
trend
toward
more
complex
forms,
but
in
response
also
to
the
need
for
increased
stiffness
to
resist
the
forces
from
wind
and
earthquake,
most
high-rise
buildings
have
structural
systems
built
up
of
combinations
of
frames,
braced
bents,
shear
walls,
and
related
systems.
Further,
for
the
taller
buildings,
the
majorities
are
composed
of
interactive
elements
in
three-dimensional
arrays.
The
method
of
combining
these
elements
is
the
very
essence
of
the
design
process
for
high-rise
buildings.
These
combinations
need
evolve
in
response
to
environmental,
functional,
and
cost
considerations
so
as
to
provide
efficient
structures
that
provoke
the
architectural
development
to
new
heights.
This
is
not
to
say
that
imaginative
structural
design
can
create
great
architecture.
To
the
contrary,
many
examples
of
fine
architecture
have
been
created
with
only
moderate
support
from
the
structural
engineer,
while
only
fine
structure,
not
great
architecture,
can
be
developed
without
the
genius
and
the
leadership
of
a
talented
architect.
In
any
event,
the
best
of
both
is
needed
to
formulate
a
truly
extraordinary
design
of
a
high-rise
building.
While
comprehensive
discussions
of
these
seven
systems
are
generally
available
in
the
literature,
further
discussion
is
warranted
here
.The
essence
of
the
design
process
is
distributed
throughout
the
discussion.
Moment-Resisting
Frames
Perhaps
the
most
commonly
used
system
in
low-to
medium-rise
buildings,
the
moment-resisting
frame,
is
characterized
by
linear
horizontal
and
vertical
members
connected
essentially
rigidly
at
their
joints.
Such
frames
are
used
as
a
stand-alone
system
or
in
combination
with
other
systems
so
as
to
provide
the
needed
resistance
to
horizontal
loads.
In
the
taller
of
high-rise
buildings,
the
system
is
likely
to
be
found
inappropriate
for
a
stand-alone
system,
this
because
of
the
difficulty
in
mobilizing
sufficient
stiffness
under
without
the
genius
and
the
leadership
of
a
talented
architect.
In
any
event,
the
best
of
both
is
needed
to
formulate
a
truly
extraordinary
design
of
a
high-rise
building.
While
comprehensive
discussions
of
these
seven
systems
are
generally
available
in
the
literature,
further
discussion
is
warranted
here
.The
essence
of
the
design
process
is
distributed
throughout
the
discussion.
Moment-Resisting
Frames
Perhaps
the
most
commonly
used
system
in
low-to
medium-rise
buildings,
the
moment-resisting
frame,
is
characterized
by
linear
horizontal
and
vertical
members
connected
essentially
rigidly
at
their
joints.
Such
frames
are
used
as
a
stand-alone
system
or
in
combination
with
other
systems
so
as
to
provide
the
needed
resistance
to
horizontal
loads.
In
the
taller
of
high-rise
buildings,
the
system
is
likely
to
be
found
inappropriate
for
a
stand-alone
system,
this
because
of
the
difficulty
in
mobilizing
sufficient
stiffness
under
lateral
forces.
Analysis
can
be
accomplished
by
STRESS,
STRUDL,
or
a
host
of
other
appropriate
computer
programs;
analysis
by
the
so-called
portal
method
of
the
cantilever
method
has
no
place
in
today’s
technology.
Because
of
the
intrinsic
flexibility
of
the
column/girder
intersection,
and
because
preliminary
designs
should
aim
to
highlight
weaknesses
of
systems,
it
is
not
unusual
to
use
center-to-center
dimensions
for
the
frame
in
the
preliminary
analysis.
Of
course,
in
the
latter
phases
of
design,
a
realistic
appraisal
in-joint
deformation
is
essential.
Braced
Frames
The
braced
frame,
intrinsically
stiffer
than
the
moment
–resisting
frame,
finds
also
greater
application
to
higher-rise
buildings.
The
system
is
characterized
by
linear
horizontal,
vertical,
and
diagonal
members,
connected
simply
or
rigidly
at
their
joints.
It
is
used
commonly
in
conjunction
with
other
systems
for
taller
buildings
and
as
a
stand-alone
system
in
low-to
medium-rise
buildings.
While
the
use
of
structural
steel
in
braced
frames
is
common,
concrete
frames
are
more
likely
to
be
of
the
larger-scale
variety.
Of
special
interest
in
areas
of
high
seismicity
is
the
use
of
the
eccentric
braced
frame.
Again,
analysis
can
be
by
STRESS,
STRUDL,
or
any
one
of
a
series
of
two
–or
three
dimensional
analysis
computer
programs.
And
again,
center-to-center
dimensions
are
used
commonly
in
the
preliminary
analysis.
Shear
walls
The
shear
wall
is
yet
another
step
forward
along
a
progression
of
ever-stiffer
structural
systems.
The
system
is
characterized
by
relatively
thin,
generally
(but
not
always)
concrete
elements
that
provide
both
structural
strength
and
separation
between
building
functions.
In
high-rise
buildings,
shear
wall
systems
tend
to
have
a
relatively
high
aspect
ratio,
that
is,
their
height
tends
to
be
large
compared
to
their
width.
Lacking
tension
in
the
foundation
system,
any
structural
element
is
limited
in
its
ability
to
resist
overturning
moment
by
the
width
of
the
system
and
by
the
gravity
load
supported
by
the
element.
Limited
to
a
narrow
overturning,
One
obvious
use
of
the
system,
which
does
have
the
needed
width,
is
in
the
exterior
walls
of
building,
where
the
requirement
for
windows
is
kept
small.
Structural
steel
shear
walls,
generally
stiffened
against
buckling
by
a
concrete
overlay,
have
found
application
where
shear
loads
are
high.
The
system,
intrinsically
more
economical
than
steel
bracing,
is
particularly
effective
in
carrying
shear
loads
down
through
the
taller
floors
in
the
areas
immediately
above
grade.
The
sys
tem
has
the
further
advantage
of
having
high
ductility
a
feature
of
particular
importance
in
areas
of
high
seismicity.
The
analysis
of
shear
wall
systems
is
made
complex
because
of
the
inevitable
presence
of
large
openings
through
these
walls.
Preliminary
analysis
can
be
by
truss-analogy,
by
the
finite
element
method,
or
by
making
use
of
a
proprietary
computer
program
designed
to
consider
the
interaction,
or
coupling,
of
shear
walls.
Framed
or
Braced
Tubes
The
concept
of
the
framed
or
braced
or
braced
tube
erupted
into
the
technology
with
the
IBM
Building
in
Pittsburgh,
but
was
followed
immediately
with
the
twin
110-story
towers
of
the
World
Trade
Center,
New
York
and
a
number
of
other
buildings
.The
system
is
characterized
by
three
–dimensional
frames,
braced
frames,
or
shear
walls,
forming
a
closed
surface
more
or
less
cylindrical
in
nature,
but
of
nearly
any
plan
configuration.
Because
those
columns
that
resist
lateral
forces
are
placed
as
far
as
possible
from
the
cancroids
of
the
system,
the
overall
moment
of
inertia
is
increased
and
stiffness
is
very
high.
The
analysis
of
tubular
structures
is
done
using
three-dimensional
concepts,
or
by
two-
dimensional
analogy,
where
possible,
whichever
method
is
used,
it
must
be
capable
of
accounting
for
the
effects
of
shear
lag.
The
presence
of
shear
lag,
detected
first
in
aircraft
structures,
is
a
serious
limitation
in
the
stiffness
of
framed
tubes.
The
concept
has
limited
recent
applications
of
framed
tubes
to
the
shear
of
60
stories.
Designers
have
developed
various
techniques
for
reducing
the
effects
of
shear
lag,
most
noticeably
the
use
of
belt
trusses.
This
system
finds
application
in
buildings
perhaps
40stories
and
higher.
However,
except
for
possible
aesthetic
considerations,
belt
trusses
interfere
with
nearly
every
building
function
associated
with
the
outside
wall;
the
trusses
are
placed
often
at
mechanical
floors,
mush
to
the
disapproval
of
the
designers
of
the
mechanical
systems.
Nevertheless,
as
a
cost-effective
structural
system,
the
belt
truss
works
well
and
will
likely
find
continued
approval
from
designers.
Numerous
studies
have
sought
to
optimize
the
location
of
these
trusses,
with
the
optimum
location
very
dependent
on
the
number
of
trusses
provided.
Experience
would
indicate,
however,
that
the
location
of
these
trusses
is
provided
by
the
optimization
of
mechanical
systems
and
by
aesthetic
considerations,
as
the
economics
of
the
structural
system
is
not
highly
sensitive
to
belt
truss
location.
Tube-in-Tube
Structures
The
tubular
framing
system
mobilizes
every
column
in
the
exterior
wall
in
resisting
over-turning
and
shearing
forces.
The
term‘tube-in-tube’is
largely
self-explanatory
in
that
a
second
ring
of
columns,
the
ring
surrounding
the
central
service
core
of
the
building,
is
used
as
an
inner
framed
or
braced
tube.
The
purpose
of
the
second
tube
is
to
increase
resistance
to
over
turning
and
to
increase
lateral
stiffness.
The
tubes
need
not
be
of
the
same
character;
that
is,
one
tube
could
be
framed,
while
the
other
could
be
braced.
In
considering
this
system,
is
important
to
understand
clearly
the
difference
between
the
shear
and
the
flexural
components
of
deflection,
the
terms
being
taken
from
beam
analogy.
In
a
framed
tube,
the
shear
component
of
deflection
is
associated
with
the
bending
deformation
of
columns
and
girders
(i.e,
the
webs
of
the
framed
tube)
while
the
flexural
component
is
associated
with
the
axial
shortening
and
lengthening
of
columns
(i.e,
the
flanges
of
the
framed
tube).
In
a
braced
tube,
the
shear
component
of
deflection
is
associated
with
the
axial
deformation
of
diagonals
while
the
flexural
component
of
deflection
is
associated
with
the
axial
shortening
and
lengthening
of
columns.
Following
beam
analogy,
if
plane
surfaces
remain
plane
(i.e,
the
floor
slabs),then
axial
stresses
in
the
columns
of
the
outer
tube,
being
farther
form
the
neutral
axis,
will
be
substantially
larger
than
the
axial
stresses
in
the
inner
tube.
However,
in
the
tube-in-tube
design,
when
optimized,
the
axial
stresses
in
the
inner
ring
of
columns
may
be
as
high,
or
even
higher,
than
the
axial
stresses
in
the
outer
ring.
This
seeming
anomaly
is
associated
with
differences
in
the
shearing
component
of
stiffness
between
the
two
systems.
This
is
easiest
to
under-stand
where
the
inner
tube
is
conceived
as
a
braced
(i.e,
shear-stiff)
tube
while
the
outer
tube
is
conceived
as
a
framed
(i.e,
shear-flexible)
tube.
Core
Interactive
Structures
Core
interactive
structures
are
a
special
case
of
a
tube-in-tube
wherein
the
two
tubes
are
coupled
together
with
some
form
of
three-dimensional
space
frame.
Indeed,
the
system
is
used
often
wherein
the
shear
stiffness
of
the
outer
tube
is
zero.
The
United
States
Steel
Building,
Pittsburgh,
illustrates
the
system
very
well.
Here,
the
inner
tube
is
a
braced
frame,
the
outer
tube
has
no
shear
stiffness,
and
the
two
systems
are
coupled
if
they
were
considered
as
systems
passing
in
a
straight
line
from
the
“hat”
structure.
Note
that
the
exterior
columns
would
be
improperly
modeled
if
they
were
considered
as
systems
passing
in
a
straight
line
from
the
“hat”
to
the
foundations;
these
columns
are
perhaps
15%
stiffer
as
they
follow
the
elastic
curve
of
the
braced
core.
Note
also
that
the
axial
forces
associated
with
the
lateral
forces
in
the
inner
columns
change
from
tension
to
compression
over
the
height
of
the
tube,
with
the
inflection
point
at
about
5/8
of
the
height
of
the
tube.
The
outer
columns,
of
course,
carry
the
same
axial
force
under
lateral
load
for
the
full
height
of
the
columns
because
the
columns
because
the
shear
stiffness
of
the
system
is
close
to
zero.
The
space
structures
of
outrigger
girders
or
trusses,
that
connect
the
inner
tube
to
the
outer
tube,
are
located
often
at
several
levels
in
the
building.
The
AT&T
headquarters
is
an
example
of
an
astonishing
array
of
interactive
elements:
1.
The
structural
system
is
94
ft
(28.6m)
wide,
196ft(59.7m)
long,
and
601ft
(183.3m)
high.
2.
Two
inner
tubes
are
provided,
each
31ft(9.4m)
by
40
ft
(12.2m),
centered
90
ft
(27.4m)
apart
in
the
long
direction
of
the
building.
3.
The
inner
tubes
are
braced
in
the
short
direction,
but
with
zero
shear
stiffness
in
the
long
direction.
4.
A
single
outer
tube
is
supplied,
which
encircles
the
building
perimeter.
5.
The
outer
tube
is
a
moment-resisting
frame,
but
with
zero
shear
stiffness
for
the
center50ft
(15.2m)
of
each
of
the
long
sides.
6.
A
space-truss
hat
structure
is
provided
at
the
top
of
the
building.
7.
A
similar
space
truss
is
located
near
the
bottom
of
the
building
8.
The
entire
assembly
is
laterally
supported
at
the
base
on
twin
steel-plate
tubes,
because
the
shear
stiffness
of
the
outer
tube
goes
to
zero
at
the
base
of
the
building.
Cellular
structures
A
classic
example
of
a
cellular
structure
is
the
Sears
Tower,
Chicago,
a
bundled
tube
structure
of
nine
separate
tubes.
While
the
Sears
Tower
contains
nine
nearly
identical
tubes,
the
basic
structural
system
has
special
application
for
buildings
of
irregular
shape,
as
the
several
tubes
need
not
be
similar
in
plan
shape,
It
is
not
uncommon
that
some
of
the
individual
tubes
one
of
the
strengths
and
one
of
the
weaknesses
of
the
system.
This
special
weakness
of
this
system,
particularly
in
framed
tubes,
has
to
do
with
the
concept
of
differential
column
shortening.
The
shortening
of
a
column
under
load
is
given
by
the
expression
△=∑fL/E
For
buildings
of
12
ft
(3.66m)
floor-to-floor
distances
and
an
average
compressive
stress
of
15
ksi
(138MPa),
the
shortening
of
a
column
under
load
is
15
(12)(12)/29,000
or
0.074in
(1.9mm)
per
story.
At
50
stories,
the
column
will
have
shortened
to
3.7
in.
(94mm)
less
than
its
unstressed
length.
Where
one
cell
of
a
bundled
tube
system
is,
say,
50stories
high
and
an
adjacent
cell
is,
say,
100stories
high,
those
columns
near
the
boundary
between
.the
two
systems
need
to
have
this
differential
deflection
reconciled.
Major
structural
work
has
been
found
to
be
needed
at
such
locations.
In
at
least
one
building,
the
Rialto
Project,
Melbourne,
the
structural
engineer
found
it
necessary
to
vertically
pre-stress
the
lower
height
columns
so
as
to
reconcile
the
differential
deflections
of
columns
in
close
proximity
with
the
post-tensioning
of
the
shorter
column
simulating
the
weight
to
be
added
on
to
adjacent,
higher
columns.结构系统抵抗横向荷载
常用的结构体系
与负载检测成千上万kips
，很少有房的设计，高层建筑的过于复杂的想法。事实上，更好的高层建筑中的普遍特征简单的思路和清晰的表达。
但这并不意味着没有余地大的想法。事实上，这是与这种大的思想，新的家庭高层建筑的发展。也许更重要的是，新概念，但在几年前已经司空见惯在当今的技术。
忽略了一些概念，有关的材料严格的建设，最常用的结构系统用于高层建筑可归纳如下：
1
.矩抗张。
2
.支撑框架，包括偏心支撑框架。
3
.剪力墙，包括钢板剪力墙。
4
.筒中筒结构。
5
.筒中筒结构。
6
.核心的互动结构。
7
.蜂窝或捆绑管系统。
特别是最近的趋势更为复杂的形式，但在反应还需要增加刚度抵制军队从风和地震，最高层建筑结构体系已经建立起来的组合框架，支撑bents
，剪力墙，和相关系统。此外，在高建筑物，多数是由互动元素在三维阵列。
结合的方法，这些要素是非常重要，设计过程中的高层建筑。这些组合的需要演变为响应环保，功能和成本的考虑，以便提供有效的结构，挑起建筑发展到一个新的高度。这并不是说，富有想象力的结构设计可以创造伟大的建筑。与此相反，许多例子，罚款架构已经建立，只有适度的支持，结构工程师，而只有精细结构，而不是伟大的建筑，可开发的天才和领导才能的的建筑师。在任何情况下，最好都需要制定一个真正特殊的设计高层建筑。
虽然全面的讨论，这七个系统通常适用于文学，值得进一步讨论的是在这里。本质的设计过程是分布在整个讨论。
矩抗框架
也许，最常用的系统在低到中等高楼大厦，目前抗内，特点是线性的横向和纵向联系成员基本上是在其关节僵硬。这种帧被用作一个独立的系统或与其他系统，以便提供必要的抵抗水平荷载。在高的高层建筑，该系统很可能会发现不合适的一个独立的系统，这个，因为难以调动足够的刚度下的天才和领导才能的建筑师。在任何情况下，最好都需要制定一个真正特殊的设计高层建筑。
虽然全面的讨论，这七个系统通常适用于文学，值得进一步讨论的是在这里。本质的设计过程是分布在整个讨论。
矩抗框架
也许，最常用的系统在低到中等高楼大厦，目前抗内，特点是线性的横向和纵向联系成员基本上是在其关节僵硬。这种帧被用作一个独立的系统或与其他系统，以便提供必要的抵抗水平荷载。在高的高层建筑，该系统很可能会发现不合适的一个独立的系统，这个，因为难以调动足够的刚度下的侧向力。
分析可以通过压力，
STRUDL
，或主机的其他适当的计算机程序;分析，所谓的门户方法悬臂法没有发生在今天的技术。
由于固有的灵活性柱/梁相交，并且由于初步设计的目标应该是突出的弱点的系统，这是不寻常使用中心到中心尺寸为框架的初步分析。当然，在后者的设计阶段，一个现实的评估关节变形是必不可少的。
支撑框架
的支撑框架，内在比目前更严厉的抗内，发现也更广泛地应用到更高的高楼大厦。该系统的特点是线性横向，纵向和对角线成员，连接简单，或在其关节僵硬。这是常用的与其他系统的高大建筑物和作为一个独立的系统在低到中等高楼大厦。
虽然使用结构钢支撑框架中是很常见，混凝土框架结构更可能的较大规模的品种。
特别感兴趣的领域的高地震活动是利用偏心支撑框架。
再次，分析可通过压力，
STRUDL
，或任何一个一系列两年或三年量纲分析的计算机程序。再次，中心到中心尺寸常用的初步分析。
剪力墙
该剪力墙是又向前迈出的一步沿着进步的时候，更严厉的结构系统。该系统的特点是比较薄，通常（但并不总是）具体内容，提供了结构强度和建设职能分开。
在高层建筑中，剪力墙体系往往有一个相对高纵横比，也就是说，他们的身高往往是比较大的宽度。张力缺乏系统的基础，任何结构性因素是有限的能力抵抗倾覆力矩的宽度系统和重力负载支持因素。限于狭隘倾覆，一个明显的使用该系统，它具有必要的宽度，是在外墙建设，那里的要求是保持小窗户。
剪力墙结构钢，一般加筋对屈曲的一个具体的覆盖，已发现的应用在剪切载荷是很高的。该系统，更经济的内在比钢支撑，特别是有效地执行剪切载荷下通过高楼层的地区立即级以上。该系统的TEM的进一步利用具有高韧性的功能特别重要的地区的地震活动。
分析剪力墙体系是复杂的，因为不可避免的存在大开口通过这些墙壁。初步分析可能的桁架类推，有限元法，或利用专有的计算机程序设计考虑的互动，或耦合的剪力墙。
框架或支撑管
的概念框架或支撑，或演变成支撑管的技术与IBM大厦在匹兹堡，但随后立即与双110层塔楼的世界贸易中心，纽约和其他一些建筑。系统特点是立体框架，支撑框架或剪力墙结构，形成一个封闭的表面或多或少圆柱的性质，但几乎所有计划配置。因为这些栏目的抵制侧向力放在尽可能从cancroids的制度，但总的转动惯量的增加和刚度是非常高的。
分析管状结构进行三维概念，或二维类推，在可能的情况下，两者方法，它必须能够核算的影响剪力滞后。
在场的情况下剪力滞后，发现第一次在飞机结构，是一种严重的限制，刚度框架管。有限的概念最近应用框架管剪切60故事。设计师们已经制定了各种技术减轻剪力滞影响，最明显的使用带桁架。该系统的应用在建筑物发现也许40stories及以上。然而，除了可能的审美考虑，带桁架干扰几乎每一个建设职能与外墙;的桁架放在往往机械楼层，玉米粥的反对设计师的机械系统。然而，作为一个符合成本效益的结构系统，带桁架运作良好，并有可能找到继续批准设计师。无数的研究已经设法优化所在地的这些桁架，与最佳位置非常依赖数量的桁架提供。经验表明，然而，这些位置所提供桁架优化机械系统和审美的考虑，作为经济学的结构体系是高度敏感，不带支架的位置。
筒中筒结构
管状框架系统动员每栏外墙抵制过度转向和剪切力。该term"tube在tube"is基本上不言自明的，第二次环列，环围绕中心服务核心的建设，是作为一种内在的框架或支撑管。的目的，第二管是增加阻力的转折点，增加侧向刚度。管子不必进行同一性质，也就是说，一个管可以制定，而其他可能支撑。
在审议这一系统，重要的是要清楚了解之间的差异剪切和弯曲部分的挠度，正在采取的条款从梁类推。在框筒，剪切部分挠度与弯曲变形的柱子和梁（即网的框筒）
，而弯曲部分与轴向缩短和延长栏（即法兰的对框筒）。在支撑管，剪切挠度的组成部分是与轴向变形的对角线而弯曲部分的挠度与轴向缩短和延长栏。
继梁类推，如果飞机的表面保持飞机（即楼板），然后轴向应力栏目外管，正在进一步形成轴线，将大大大于轴向应力内胎。然而，在筒中筒的设计，在优化，轴向应力内圈栏可作为高，甚至更高，比轴向应力外环。这种似是而非的异常与不同的剪切部分的刚度两个系统之间。这是最简单的不足立场在内胎设想作为支撑（即剪切激烈），而管外管被视为一个框架（即剪切灵活）管。
核心互动结构
核心的互动式结构是一种特殊情况的筒中筒，其中两个管耦合与某种形式的三维空间内。事实上，该系统是经常使用，其中剪切刚度的外管是零。美国钢铁大厦，匹兹堡，说明了系统的非常好。在这里，内胎是一个支撑框架，外管没有剪切刚度和两个系统耦合如果他们被视为系统通过直线的“帽子”的结构。请注意，外部栏将不当模仿如果他们被视为系统通过直线的“帽子”的基础;这些列，也许是15
％，更严厉的，因为它们遵循弹性曲线的支撑核心。还注意到，轴向力与侧向力的内在列从紧张压缩的高度，管，与拐点在5月8日的高度管。外柱，当然，执行相同的轴向力侧向载荷下的充分高度的列，因为列，因为剪切刚度的系统是接近于零。
空间结构支腿或桁架梁，连接内胎的外管，位于往往在几个层面的建设。
AT
＆
T的总部是一个例子，一个惊人的一系列互动内容：
1
.结构体系是94英尺（二十八点六米）宽，
196英尺（五十九点七米）长，六零一英尺（一百八十三点三米）高。
2
.两个内胎提供，每个三十一英尺（九点四米）
40英尺（一十二点二米）
，中心九零英尺（二十七点四米）除了在长期的方向建设。
3
.在内胎已作好在短期内的方向，但与零剪切刚度的长期方向。
4
.一个单一的供应外管，其中环绕周边的建设。
5
.外管是目前抗框架，但与零剪切刚度的center50ft
（十五点二米）每个只要双方。
6
.空间桁架结构的帽子提供顶部的建设。
7
.类似的空间桁架位于底部的建设
8
.整个大会是横向支持的基础上对双钢板管，因为剪切刚度的外管到零的基础上建设。
细胞结构
一个典型的例子了蜂窝结构的西尔斯大厦，芝加哥，捆绑筒结构的9个独立管。虽然西尔斯大厦包含九个几乎完全相同管的基本结构体系具有特殊的申请建筑形状不规则，如几个管不必形状类似的计划，这并不少见，一些个人管的优势之一，并一个弱点的系统。
这一个特殊的弱点这一制度，特别是在管内，已经这样做的概念差别柱缩短。缩短一栏下，给出了负载的表达
△
=
∑fL
/电子
建筑物的12英尺（三点六六米）落地式地板的距离，平均压应力15
ksi
（
138MPa
）
，缩短一栏下的负荷是15
（
12
）（
12
）
/
29000或0.074in
（一点九毫米）的故事。在50层，该列将缩短到3.7英寸（
94毫米）小于其轻声长度。如果一个细胞的捆绑管系统，也就是说，
50stories高，相邻的细胞，也就是说，
100stories高，这些柱子之间的边界附近。两个系统需要有这种差别偏转调和。
主要结构的工作被认为是需要在这些地点。至少在一个建设，里亚托项目，墨尔本，结构工程师认为有必要纵向预应力低高度栏，以便核对鉴别挠度栏接近与后张的短栏模拟重量要添加到相邻，更高栏。主要参考书及参考文献
1．《简明土木工程系列专辑-框架结构计算分析与设计实例》
.
崔京浩
主编，杨杰
编著.中国水利水电出版社
知识产权出版社.
2008
2．《
How
Designers
Think—The
design
process
demystified
》.布莱恩-劳森
（英）著.
杨小东（鲁革）段炼
译.中文名《建筑师怎样思考—解密设计》，机械工业出版社.2008
3．引自百度网.
作者
佚名.
发表时间2005-7
4.《房屋建筑学》
.
李必瑜
主编.
武汉大学出版社.
2000-07
5.
《混凝土结构设计规范(GB
50010-2002)》
.中华人民共和国建设部.中国建筑工业出版社.
2002
6．《建筑设计防火规范（GBJ16-87）》
，中华人民共和国建设部，
北京：中国建筑工业出版社，2001年局部修订
7．《建筑结构荷载规范（GB5009-2001）》
，中华人民共和国建设部，北京：中国建筑工业出版社，2002
8．《建筑抗震设计规范（GB50011-2001）》
，中华人民共和国建设部，北京：中国
建筑工业出版社，2001
9.《建筑地基基础设计规范（GB
50007-2002）》
，中华人民共和国建设部，
北京：中国建筑工业出版社，2002
10.《总图制图标准（GB/T
50103-2001）》
，中华人民共和国建设部，
北京：中国建筑工业出版社，2001
11.《房屋建筑制图统一标准（GB/T
50001-2001）》
，中华人民共和国建设部，
北京：中国建筑工业出版社，2001
12.《建筑制图标准（GB/T
50104-2001）》
，中华人民共和国建设部，
北京：中国建筑工业出版社，2001
13.《建筑结构制图标准（GB/T50105-2001）》
，中华人民共和国建设部，
北京：中国建筑工业出版社，2001
14．《高等学校建筑工程专业毕业设计指导》
，沈蒲生、苏三庆主编，北京：中国建筑工业出版社，2000
15．《土木工程专业毕业设计指导》
，梁兴文、史庆轩主编，北京：科学出版社，2002
16.《混凝土结构设计原理》
，东南大学、同济大学和天津大学合编，清华大学主审，北京：中国建筑工业出版社，2005
17.《混凝土结构与砌体结构设计》
，东南大学、同济大学和天津大学合编，清华大学主审，北京：中国建筑工业出版社，2005
18.《基础工程》
，赵明华主编、徐学燕副主编，北京：高等教育出版社，2003
19.《工程结构抗震》
，丰定国主编，北京：地震出版社，2005
20.《结构力学》
，包世华主编，武汉理工大学出版社，2003
致
谢
毕业设计是我们毕业前最后一次系统巩固和深化自己的专业知识，也是我们在大学期间交给老师的最后一份作业，它不仅能巩固和加深已学过的基础和专业知识，提高综合运用这些知识独立进行分析和解决实际问题的能力，而且培养我们的综合素质、工程实践能力和创新能力。
从设计资料的收集，设计方案的确定、实施到设计图纸的绘画，我都尽最大努力去完成。在这里我要非常感谢陈老师，在毕业设计及考研过程中给了我很大的帮助，我也从陈老师那学到很多做事的原则，总之这次毕业设计我是受益匪浅。
我要感谢所有给过我辅导的老师！老师对我们的关怀，贯穿于整个毕业设计；老师在我们身上花的心血，可见一斑。老师每周都要开一次例会，检查毕业设计进度和指导毕业设计工作。他们对我们在毕业设计过程中遇到的问题,总是会联合实际耐心地给我们讲解。我深刻体会到当学生的幸福和老师们的伟大，在学校里不用考虑名、利之争，任何时候只要有疑问都可以向老师咨询，老师们都会不厌其烦的直到你明白为止。我怀着万分感激之情向老师们说句：老师，您辛苦了！
其次，我还要感谢帮助过我的同学。成功完成本次设计，离不开很多同学对我的帮助。在与大家交流的过程中，我学到了知识，接受了别人看问题的独特视角和解决问题的独到方法，他们真的给了我很大帮助。任何一项工程都不可能是一个人在一个与外界绝缘的环境中独立完成的，交流是一种重要的学习方法，有助于我们能力的提高。我可爱的同学们，你们真的很棒！
毕业在即，我想对所有的老师和同学说上一句心里话：谢谢你们给我的帮助，谢谢你们对我的关心！在以后的工作和学习中，我会时刻牢记老师们的教诲，将抱着一颗求索、至善和感恩的心，投身到学习和工作中去，放飞梦想！
学生：朱明静
2011/06/03
本文档由论文格式(http://www.csmayi.cn/)用户上传
土木工程毕业设计实验楼计算书 本文关键词：土木工程，毕业设计，实验楼，计算
土木工程毕业设计实验楼计算书 来源：网络整理
免责声明：本文仅限学习分享，如产生版权问题，请联系我们及时删除。
《
土木工程毕业设计实验楼计算书》由：
76范文网互联网用户整理提供；
链接地址：http://www.yuan0.cn/a/63798.html
转载请保留,谢谢!
