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1、1.设计资料1.1 基本条件：1 本工程结构采用框架结构,一区层数为五层，二区层数为二层，三区层数为五层。2 本工程0.000相当于绝对标高为21.000。3 本建筑结构的安全等级为二级， 合理使用年限为50年。4 本工程建筑场地类别为类。抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组；建筑抗震设防类别为丙类。一区三区框架的抗震等级为三级，二区四区框架的抗震等级为二级。5 环境类别：室外地面以下为二a类环境；室外地面以上为一类环境。6 本工程采用U+201C建筑结构施工图平面整体设计方法U+201D，施工图未交待处均按混凝土结构施工图平面整体表示制图规则和构造详图（
2、03G101-1）执行。7 本工程地基基础设计等级为丙级。1.2 设计荷载：基本风压值：0.40KN/ m2 ;基本雪压值：0.65KN/m2,活荷载标准值（使用时注意不要超过此值）：1.3 材料：1 钢筋： HPB235级， HRB335级， HRB400级，型钢及钢板均采用Q2352 焊条：HPB235级钢筋和Q235号钢材及HPB235 、HRB335级钢筋相焊用E43焊条，HRB335及HRB400级钢筋用E50焊条 。3 混凝土：各层柱、梁、板混凝土强度等级:4 基础梁采用C30砼。5 半地下室底板、屋面、挡土墙面采用密实性混凝土,掺10%（水泥重量）的膨胀剂。6 构造柱、过梁、压顶
3、梁、栏板等采用C20砼。7 基础垫层: 100厚用C10素混凝土垫层。8 填充墙砌体：建筑物0.000以下砌体采用MU15砼普通砖、M10水泥砂浆；0.000以上砌体:内、外墙均采用MU10KM1多孔砖，砂浆为M5.0混合砂浆。1区局部地方用加气混凝土砌块，砂浆为M5.0混合砂浆，具体平面位置见板图。1.4 钢筋混凝土构件：1 混凝土保护层厚度见表一2 框架梁柱中的纵向钢筋的选用应符合下列要求:钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25；钢筋的屈服强度实测值与钢筋的强度标准值的比值不应大于1.30。1.5 地基基础设计与施工要求：1.采用3层粉质粘土为基础持力层，桩极限端阻力标
4、准值 pk=2000(h10m)。2. 人挖桩开挖至设计基底标高时，建设单位应及时通知有关人员验槽，进一步查清地质构造，核实地基的实际承载力特征值；如发现地质条件与地质勘察报告不符，设计部门将根据地质勘察部门提供的新地质报告重新设计。3. 由于3层粉质粘土遇水后易软化，强度降低，基础施工时应及时铺筑垫层，并做好防水、排水措施，以防止基础持力层遇水后降低工程地质性能。1.6 结构构件的施工要求：本建筑结构的钢筋混凝土楼、屋面板按下述要求施工：（1）现浇板中未注明分布筋均为8200;分布筋在周边支座中仍应锚固。（2）现浇板内底筋不得在跨中搭接，应伸至梁或墙的中心线，且锚固长度10d，负筋不得在支座
5、搭接，；板上预留孔洞直径或边长不大于300时，板中受力钢筋直接绕过洞边，不需切断，边长大于300时，需加强。 （3）现浇板支座钢筋表示法:2 .结构布置2.1 截面尺寸估算1横向框架梁(1) 截面高度框架梁的高度可按照高跨比来确定，即梁高h=Lh=L=80006671000mm 取h=700mm (2) 截面宽度b=h=700233350mm取b=300mm2纵向框架梁(1) 截面高度h=L=80006671000mm 取h=700mm (2) 截面宽度b=h=700233350mm取b=300mm3横向次梁(1) 截面高度h=L1=8000444667mm 取h=600mm (2) 截面宽度
6、b=h=600200300mm取b=300mm4框架柱按轴压比限值公式计算N = 1.2*14*4*4.25+1.4*(2*4*3+2.5*4*1.25) *4= 1367 KN以1.4N按轴压受压估算截面尺寸。取配筋率为1%，则所需截面积：取柱截面500600mm。5楼板、屋面板hL1/50=4000/50=80mm，考虑到预埋管道的布置，取板厚120mm2.2结构平面布置图3. 横向框架内力计算3.1 水平地震荷载下横向框架(KJ-8)的内力计算3.1.1 地震作用计算1，建筑物总重力荷载代表值Gi的计算1）集中于屋盖处的质点重力荷载代表值G5的计算50%雪载 0.5*0.65*17.9*
7、64.3=374.1KN屋面恒载 6.36*64.3*17.9=7320.2 KN横梁 4.91*8*9+4.91*7.2*10+4.09*2.7*8=795.4 KN次梁 4.09*8*14+4.09*7.2*14+4.09*2.7*10=980.8 KN纵梁 4.91*（3+8*14+4.3+4）*2=605.4 KN女儿墙 1.3*3.9*（64.3+17.9）*2=833.5 KN柱重 8.25*1.95*38=611.3 KN横墙 5.6*【8*7.2*1.95+6*8*1.95+(2.7*1.95-1.6*2.1/2)*2】=213.1 KN纵墙 【8*1.95-(2.2*2.9/
8、2)*2】*12*5.6+8*1.95*5.6*15=1930 KN钢窗 22*2.2*2.9*1/2*0.4=28.1 KNG5=13691.9 KN2)集中于3，4，5层处的质点重力荷载代表值G2 G4的计算50%楼面活载 0.5*2*64.3*17.9=1151 KN楼面恒载 4.4*64.3*17.9=5064.3 KN横梁 795.4 KN次梁 980.8 KN纵梁 605.4 KN柱重 611.3 *2=1222.6 KN横墙 213.1 *2=426.2 KN纵墙 1930*2=3860 KN钢窗 28.1*2=56.2 KNG2 =G3 =G4=14161.9 KN3）集中于2
9、层处的质点重力荷载代表值G150%楼面活载 1151 KN楼面恒载 5064.3 KN横梁 795.4 KN次梁 980.8 KN纵梁 605.4 KN柱重 8.25*（1.95+2.6）*38=1426.4 KN横墙 213.1+213.1*2.6/1.95=497.2 KN纵墙 1930+1930*2.6/1.95=4503.3 KN钢窗 28.1*2=56.2 KNG1=15080 KN2，地震作用计算1）框架柱的抗侧移刚度在计算梁，柱的线刚度时，应考虑楼盖对框架梁的影响，在现浇楼盖中，中框架梁的抗弯惯性矩取I=2I，边框架梁取I=1.5I；在装配整体式楼盖中，中框架梁的抗弯惯性矩取I=
10、1.5I，边框架梁取I=1.2I，I为框架梁按矩形截面计算的截面惯性矩。横梁，柱的线刚度见下表。 梁，柱的线刚度构件名称截面尺寸I0 （mm4） I(mm4)L(mm)i=EcI/L相对刚度BH框架梁左边跨3007008.6*1091.72*101072002.39*106Ec 1.19中跨3006005.4*1091.08*101027004*106Ec 2右边跨3007008.6*1091.72*101080002.39*106Ec 1.07框架柱底层5006009*1099*10945002*106Ec 1其余层5006009*1099*10939002.3*106Ec 1.15框架柱横
11、向侧移刚度D值柱号楼层梁柱线刚度比修正系数层高修正抗侧刚度根数K=ic/2iz（一般层）, K=ic/2iz(底层）A=K/（2+K)（一般层）, A=(0.5+K)/(2+K)(底层） h/mD=A*iz*(12/h2) (kN/mm)左边柱一般层1.04 0.34 3.96.06 10底层1.19 0.51 4.56.28 10中柱左中柱(底）2.77 0.58 4.56.87 10右中柱(底）2.77 0.58 9左中柱（一般）3.19 0.71 3.912.8810右中柱（一般3.19 0.71 9右边柱一般层0.93 0.32 3.95.75 9底层1.07 0.51 4.56.06
12、 9底层：D=6.28*10+6.06*9+6.87*19=247.87kN/mm二五层：D=6.06*10+5.75*9+12.88*19=358 kN/mm2）框架自振周期的计算自振周期为：T1=其中为考虑结构非承重砖墙影响的折减系数，对于框架取0.6；为框架顶点假想水平位移，计算见下表表。框架顶点假想水平位移层Gi(KN)Gi(KN)D(KN/mm)层间相对位移总位移(mm)513691.913691.9278.2749.20 999.26414161.927853.8278.27100.10 950.06314161.942015.7278.27150.99 849.96214161.
13、956177.6278.27201.88 698.9711508071257.6143.35497.09 497.093）地震作用计算根据本工程设防烈度7度，场地类别类，设计地震分组为第一组，查建筑抗震设计规范特征周期Tg=0.35s, =0.08 结构等效总重力荷载：，故需考虑框架顶部附加集中力作用框架横向水平地震作用标准值为：结构底部： 各楼层的地震作用和地震剪力标准值由下表列出，图示见下图。楼层地震作用和地震剪力标准值计算表层Hi(m)Gi(KN）GiHi（顶层）（一般层）楼层剪力Vi(KN)517.113691.9234131.49737.5737.5416.214161.922942
14、2.784431180.5312.314161.9174191.37336.41516.928.414161.9118959.96229.71746.614.515080678601311877.6 3.1.2 地震作用下横向框架梁的内力计算1. 0.5（雪+活）重力荷载作用下横向框架梁的内力计算按建筑抗震设计规范，计算重力荷载代表值时，顶层取用雪荷载，其他层取用活荷载。当雪荷载与活荷载相差不大时，可近似按满跨活荷载布置。（1） 横梁线荷载计算顶层横梁：雪载 边跨 0.65*2.67*0.5=0.86kN/m 中跨 0.65*2.7*0.5= 0.88kN/m二五层横梁： 活载 边跨 2.67
15、*3*0.5=4.01 kN/m 中跨 2.7*2.5*0.5=3.38 kN/m(2)，计算固端弯矩对于如右图1矩形分布荷载，其固端弯矩：各杆件的固端弯矩见附表(3)，分配与传递经过三轮分配与传递，精度已达到要求，计算过程见附表。(4)，最后杆端弯矩将各杆件的固端弯矩和各次分配，传递的弯矩相加，即得到杆端的最终弯矩，见附表。(5)，跨中弯矩在梁的杆端弯矩基础上叠加相应的简支梁弯矩，即得到跨中弯矩。如图2（6），杆件剪力逐个将杆件取隔离体，利用力矩平衡条件可求出杆件剪力。（7）,柱轴力自顶层向下，逐个节点取脱离体，利用竖向力平衡条件，可求得柱轴力。0.5（雪+活）内力计算简图1(8) 0.5（
16、雪+活）作用下跨中弯矩剪力0.5（雪+活）作用下跨中弯矩剪力qLMLMR跨中弯矩VRVLMQR0.867.2-3.463.292.20 3.07 3.12 MRS0.882.7-1.081.33-0.40 1.28 1.10 MST0.868-4.274.062.72 3.41 3.47 MMN4.017.2-13.6415.9111.21 14.75 14.12 MNO3.382.7-5.096.87-2.90 5.22 3.90 MOP4.018-19.9217.5113.37 15.74 16.34 MIJ4.017.2-14.6415.7110.81 14.58 14.29 MJK3.
17、382.7-4.846.34-2.51 5.12 4.01 MKL4.018-19.9818.0913.05 15.80 16.28 MEF4.017.2-14.4815.3911.05 14.56 14.31 MFG3.382.7-5.326.01-2.58 4.82 4.31 MGH4.018-2018.1713.00 15.81 16.27 MAB4.017.2-13.5815.6111.39 14.72 14.15 MBC3.382.7-5.567.11-3.25 5.14 3.99 MCD4.018-19.8617.1613.57 15.70 16.38 (9) 0.5（雪+活）作用
18、下的框架内力图2，地震荷载作用下的横向框架内力计算地震荷载作用下柱剪力及柱端弯矩，梁端弯矩计算过程见下表。地震荷载作用下柱剪力及柱端弯矩层次层间剪力总剪力柱别DiD5737.50 737.50 左边柱6.06 362.82 中柱12.88 右边柱5.75 4443.00 1180.50 左边柱6.06 362.82 中柱12.88 右边柱5.75 3336.40 1516.90 左边柱6.06 362.82 中柱12.88 右边柱5.75 2229.70 1746.60 左边柱6.06 362.82 中柱12.88 右边柱5.75 1131.00 1877.60 左边柱6.28 253.93
19、中柱6.87 右边柱6.06 层次ViyhM下M上5-12.32 0.35 3.90 -40.2 -66.1 -26.18 0.44 -74.2 -85.3 -11.69 0.35 -43.9 -69.2 4-19.72 0.40 3.90 -65.6 -81.4 -41.91 0.45 -128.6 -136 -18.71 0.40 -70.5 -86 3-25.34 0.45 3.90 -81.6 -92.7 -53.85 0.50 -166.8 -171.5 -24.04 0.45 -87.7-98.6 2-29.17 0.50 3.90 -83.2-99.2 -63.00 0.50 -
20、209.1 -207.8-27.68 0.50 -91.2 -106.2 1-46.44 0.63 4.50 -203.7-119.6 -50.80 0.55 -247.9 -206.5 -44.81 0.65 -206.8 -125.5 地震作用下梁端弯矩层次柱别M下M上节点左右梁线刚度比边跨梁端弯矩5左边柱-40.2 -66.1 0-66.1中柱-74.2 -85.3 1.68右边柱-43.9 -69.2 0-69.34左边柱-65.6 -81.4 0-119中柱-128.6 -136 1.68右边柱-70.5 -86 0-127.153左边柱-81.6 -92.7 0-153.07中柱-
21、166.8 -171.5 1.68右边柱-87.7-98.6 0-164.042左边柱-83.2-99.2 0-175.25中柱-209.1 -207.81.68右边柱-91.2 -106.2 0-188.431左边柱-203.7-119.6 0-198.58中柱-247.9 -206.5 1.68右边柱-206.8 -125.5 0-212.67中跨梁端弯矩地震作用下梁端弯矩左梁右梁VAVB左VB右VC左VC右VD-16.43-19.1826.6825.72-16.43-19.4-19.4-19.18-28.18-19.18101.1499.1-28.18-74.16-74.16-19.18
22、-35.82-42.64161.54118.65-35.82-118.65-118.65-42.64-40.07-48.57161.28188.43-40.07-161.37-161.37-48.57-44.67-53.14254.49250.64-44.67-187.08-187.08-53.14左边跨梁跨中弯矩右边跨梁跨中弯矩柱轴力NANBNCND2.313.09-16.43-19.18-14.83-15.6519.1920.38-44.56-52.56-49.08-42.6428.830.19-79.84-94.55-122.29-107.94344.42-118.88-141.27-2
23、31.53-209.2532.0835.46-160.8-190.87-343.54-333.573 地震作用内力图地震作用下梁端弯矩地震作用下柱端弯矩3.2风荷载作用下的横向框架内力计算3.2.1 风荷载计算 (假定风从左向右吹)垂直于建筑物表面上的风荷载标准值应为：WK=ZSZw0。因结构高度H=20.1m30m，故取Z=1.0；对于矩形截面，S=1.3，本建筑物所在的地面粗糙度属B类，查荷载规范得Z1=0.74，Z2=0.74，Z3=0.74，Z4=0.76，Z5=0.84。将风荷载换成作用于框架每层节点上的集中荷载，如下表：楼层W0SZZWziB/mH/mFw50.41.310.839
24、0.44 81.65.58 40.41.310.7630.40 83.912.38 30.41.310.740.38 83.912.01 20.41.310.740.38 83.912.01 10.41.310.740.38 84.212.93 故风荷载下的计算简图为：3.22风荷载下的横向框架内力计算2，风荷载下内力计算风荷载下的内力计算楼层楼层风荷载层间剪力层高柱、梁号柱相对抗侧刚度Dji楼层刚度柱剪力Fwi/KNFj=Fwi/KNDj=DjiVcji=Fj*Dji/Dj55.585.583.9边跨10.99 5.27 1.04 中跨1.68 5.27 1.78 边跨20.92 5.27
25、0.97 412.3817.963.9边跨10.99 5.27 2.31 中跨1.68 5.27 3.94 边跨20.92 5.27 2.16 312.0129.973.9边跨10.99 5.27 2.24 中跨1.68 5.27 3.82 边跨20.92 5.27 2.10 212.0141.983.9边跨10.99 5.27 2.24 中跨1.68 5.27 3.82 边跨20.92 5.27 2.10 112.9354.914.5边跨11.00 4.64 2.79 中跨1.34 4.64 3.74 边跨20.96 4.64 2.68 反弯点高度yji柱端弯矩柱节点弯矩之和梁相对线刚度ib
26、i上端Mcu=Vji*(1-yji)*hj下端Mcu=Vji*yji*hjM=(Mcu+Mcb)/(kn.m)0.352.64 1.42 2.64 1.190.443.88 3.05 3.88 20.352.47 1.33 2.47 1.070.45.41 3.61 6.83 1.190.458.46 6.92 11.51 20.45.06 3.37 6.39 1.070.454.81 3.94 8.42 1.190.57.46 7.46 14.38 20.454.50 3.68 7.87 1.070.54.38 4.38 8.32 1.190.57.46 7.46 14.92 20.54.0
27、9 4.09 7.77 1.070.634.64 7.90 9.02 1.190.557.57 9.26 15.03 20.654.21 7.82 8.27 1.07 梁端弯矩Mb=Mbi/ibi(kn.m)梁跨L/m梁剪力柱轴力Vbji=(Mbl+Mbr)/li/knNc=Vbji/kn左端Mbl右端Mbr2.641.457.2-0.57 -0.57 2.432.532.7-1.84 -1.27 1.352.478-0.48 -0.48 6.834.297.2-1.54 -2.11 7.227.52.7-5.45 -5.18 4.016.398-1.30 -1.78 8.425.367.2-
28、1.91 -4.02 9.029.372.7-6.81 -8.24 5.017.878-1.61 -3.39 8.325.577.2-1.93 -5.95 9.359.722.7-7.06 -7.92 5.27.778-1.62 -5.01 9.025.617.2-2.03 -7.98 9.429.792.7-7.11 -6.19 5.248.278-1.69 -6.70 3，风荷载下侧移计算楼层层间剪力楼层刚度（KN/M)层间位移允许位移/M55.580.85*5.27*6.281*10-4*30*106=8.44*1040.6611*10-43.9/500=7.8*10-3417.968.
29、44*1042.128*10-43.9/500=7.8*10-3329.978.44*1043.551*10-43.9/500=7.8*10-3241.988.44*1044.974*10-43.9/500=7.8*10-3154.917.432*1047.388*10-44.5/500=9*10-3顶点位移0.0018720.1/500=0.04024，风荷载下内力图风荷载下梁端弯矩风荷载下柱端弯矩3.3 竖向荷载下的内力计算3.3.1 永久荷载作用下作用柱子上的集中永久荷载仅产生柱的轴力，不必进行内力分析。因竖向永久荷载作用下结构的侧移可以忽略，故可以采用弯矩分配法计算内力。内力的正负号采
30、用如下规定：节点弯矩以逆时针为正，杆端弯矩以顺时针为正，杆端剪力以顺时针为正，轴力以压为正。结构分析简图如下：荷载计算：屋面荷载：50厚C30钢筋混凝土预制板内配筋： 0.05*25KN/m2 = 1.25 KN/m220厚1：3水泥砂浆找平层： 0.02*20 KN/m2 = 0.4 KN/m2保温层： 0.25 KN/m2柔性卷材： 0.05 KN/m240厚C20细石混凝土整浇层： 0.04*24 KN/m2 = 0.96 KN/m2120厚现浇钢筋混凝土： 0.12*25 KN/m2 = 3 KN/m2钢板网粉刷吊顶： 0.45 KN/m2 6.36 KN/m2楼面荷载地砖楼面： 0.
31、6 KN/m220厚1：2干硬性水泥砂浆结合层： 0.02*20 KN/m2 = 0.43 KN/m2120厚现浇钢筋混凝土： 0.12*25 KN/m2 = 3 KN/m2乳胶漆顶棚： 0.43 KN/m2 4.43 KN/m2梁自重：主梁（300*700）：0.3*（0.7-0.1）*25+2*（0.7-0.1）*0.34 = 4.91 KN/m次梁（300*600）：0.3*（0.6-0.1）*25+2*（0.6-0.1）*0.34 = 4.09 KN/m柱子自重：0.5*0.6*25+(2*0.5+2*0.6)*0.34 = 8.25KN/m永久荷载等效分布荷载见下图：恒载分布简图1，
32、计算各杆的分配系数；;同理可求得其他杆端的分配系数，详见附表2，计算固端弯矩对于如右图矩形分布荷载，其固端弯矩：各杆件的固端弯矩见附表3，分配与传递经过三轮分配与传递，精度已达到要求，计算过程见附表。4，最后杆端弯矩将各杆件的固端弯矩和各次分配，传递的弯矩相加，即得到杆端的最终弯矩，见附表。5，跨中弯矩在梁的杆端弯矩基础上叠加相应的简支梁弯矩，即得到跨中弯矩。6，杆件剪力逐个将杆件取隔离体，利用力矩平衡条件可求出杆件剪力。如下图。7,柱轴力自顶层向下，逐个节点取脱离体，利用竖向力平衡条件，可求得柱轴力，如图。qLMLMR跨中弯矩VRVLMQR21.89 7.20 -64.81 84.68 67
33、.10 81.56 76.04 MRS21.07 2.70 -35.76 50.18 -23.77 33.79 23.10 MST21.89 8.00 -108.09 81.70 80.23 84.26 90.86 MMN34.58 7.20 -125.29 134.93 93.97 125.83 123.15 MNO15.84 2.70 -33.78 50.25 -27.58 27.48 15.28 MOP34.58 8.00 -170.27 156.06 113.48 136.54 140.10 MIJ34.58 7.20 -123.89 135.58 94.34 126.11 122.8
34、6 MJK15.84 2.70 -33.93 50.08 -27.57 27.37 15.40 MKL34.58 8.00 -170.95 154.59 113.87 136.28 140.37 MEF34.58 7.20 -125.76 135.77 93.31 125.88 123.10 MFG15.84 2.70 -32.72 48.78 -26.32 27.33 15.44 MGH34.58 8.00 -170.99 156.81 112.74 136.55 140.09 MAB34.58 7.20 -117.07 133.35 98.87 126.75 122.23 MBC15.84
35、 2.70 -39.46 58.26 -34.43 28.35 14.42 MCD34.58 8.00 -169.31 146.63 118.67 135.49 141.16 恒载弯矩图恒载剪力图恒载轴力图3.3.2，楼面可变荷载作用下可变荷载需要考虑最不利布置。某一跨梁内出现最大弯矩的布置方法是本跨布置可变荷载，然后隔跨，隔层布置，某一跨梁内出现最小弯矩的布置方法是本跨不布置可变荷载，然后隔跨，隔层布置，梁端和柱端出现最大弯矩的布置方法比较复杂。现考虑两种可变荷载的布置方式。求边跨梁跨中最大弯矩时，采用可变荷载布置方式1，求中跨梁梁跨中最大弯矩时，采用可变荷载布置方式2，求梁支座最大弯矩时近
36、似采用可变荷载满布，即1+2。内力计算方法同永久荷载。顶层：边跨：2.67*2.0 =5.34 KN/m中跨：2.67*2.0 =5.34 KN/m其余层：边跨：2.67*3.0 =8.01 KN/m中跨：2.67*2.5 =6.68 KN/m两种可变荷载布置情况见下图。可变荷载布置 1 可变荷载布置 21，计算固端弯矩对于如右图矩形分布荷载，其固端弯矩：各杆件的固端弯矩见附表2，分配与传递经过三轮分配与传递，精度已达到要求，计算过程见附表。3，最后杆端弯矩将各杆件的固端弯矩和各次分配，传递的弯矩相加，即得到杆端的最终弯矩，见附表。4，跨中弯矩在梁的杆端弯矩基础上叠加相应的简支梁弯矩，即得到跨中弯矩。 6，杆件剪力逐个将杆件取隔离体，利用力矩平衡条件可求出杆件剪力。如下图。4. 梁、柱的内力组合4.1框架梁内力的基