某办公楼框架结构设计

il贞
前言
第一章毕业设计目的及任务
弟一TJ 毕业设计目的
第二节建筑设计任务
第三节结构设计任务
第二章建筑设计
第一节建筑设计总说明
第二节平面设计
第三节立面设计
第四节剖而设计
第三章结构设计
第一节结构设计总说明
第二节结构方案选择
第三节计算简图及构件选型
第四节荷载计算
第五节竖向荷载作用下的框架内力计算
第六节风荷载作用下的框架内力及侧移计算
第七节水平地震作用下的框架内力及侧移计算第八节框架内力组合
第九节截而设计
第十节基础设计
第十一节楼梯设计
某亦公楼框架结构设it 毕业设讣是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段，是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。

本组毕业设计题LI为《某办公楼框架结构设计》。

在毕设前期，我温习了《结构力学》、《钢筋混凝土》、《建筑结构抗震设计》等知识，并借阅了《抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》等规范。

在毕设中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。

本组在校成员齐心协力、分工合作，发挥了大家的团队精神。

在毕设后期，主要进行设汁手稿的电脑输入，并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。

毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。

巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。

在进行内力组合的计算时，进一步了解了Excelo在绘图时熟练掌握了AutoCAD,以上所有这些从不同方面达到了毕业设计•的口的与要求。

框架结构设讣的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。

曲于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。

2012年5月10日
第一章毕业设计目的及任务
第一节毕业设计目的
毕业设计是重要的教学实践环节，通过多层办公楼楼设计达到下列目的：
1、获得工程师的基木训练，培养学生运用所学的理论知识，解决实际问题的能力。

2、掌握设计的程序、方法，通过毕业设计练好基本功。

3、培养学生独立思考与独立工作的能力，为毕业后尽快适应木专业工作打下良好的基础。

第二节建筑设计任务
一、设计任务
1、新建办公楼位于郑州某大学内，该地段东西长60米，南北宽20 米，北邻主干道，车辆人流干扰较大，东面靠近次干道。

2、新建大楼主要作为办公楼，层数以5—6层为宜。

3、地形图如下：
校园主要干线
校园次
5m-
要干线
建筑用地红线
南
20m
60m
第三节结构设计任务
一、设计技术条件
1、地质资料
场区范围内土质构成，自地表向下依次为：
a层：杂填土，厚度0. 7m
b层：亚粘土，厚度0. 5-1. 0m
c层：粘土，厚度5-7m
2、风荷载：基本风JE 0. 65kN/m2o
3、雪荷载：基本雪压0. 25kN/m2o
4、设计烈度：抗震设防烈度为7度，二类场地。

5、结构形式：钢筋混凝土结构框架体系。

二、设计任务
1、确定结构体系形成，叙述其理由。

2、结构的计算程序、方法。

3建议采用我们己学过的计算方法。

4、框架、基础、楼梯、板、雨篷等计算。

三、设计成果
1、完成设计说明书（包括计算书）一份，要求用钢笔书写，字迹清楚、整洁，应附有计算简图及表格。

2、图纸内容。

（1）基础平面布置及配筋图。

（2）结构梁、板、柱平面布置图。

（3）框架配筋图（平法）。

（4）楼梯配筋图。

（5）板及雨篷配筋图。

第二章建筑设计
第一节建筑设计总说明
本办公楼主要依据任务书所提要求进行设计。

设计时首先考虑了满足使用功能上的需求，给办公创造良好条件；其次，考虑到结构计算的简便，为使手算工作量不太繁重，在平面及立而造型上力求简洁明快；最后, 在满足使用功能的前提下，为使所有房间都统一到本
办公楼里来，对个别房间的使用面积作了小幅调整。

本办公楼设计为六层，建筑而积为4626平方米，平均人均占建筑面
5.74平方米。

为了减少北大街车辆人流的干扰，办公楼楼北墙距大街中心22米，并紧贴街边设置了绿化隔离带，房间的布置形式上采用了内廊式，将房间布置在了走廊的两侧。

办公楼楼采光要求窗地而积比为1/6〜1/8。

本办公楼楼标准教室尺寸为4500mmX 7200mm,需窗户面积为8. 1〜10. 8平方米，因此采用了两橙3000mmX2400mm的塑钢窗，
共14. 4平方米。

其余房间也均能满足采光要求。

根据任务书要求，本办公楼为钢筋混凝土框架结构，建筑类别为丙级, 为一般民用建
筑，所选建筑材料符合二级耐火等级，按合理使用年限为50 年设计。

室内外装饰标准较高，详见施工图。

设计中主要依据了以下设计规范：
①《民用建筑设计通则》(GB 50352—2005)③《办公建筑设计规范》(JGJ67—
89)、④《建筑设计防火规范》(GBJ16-87<2001修订版>)、⑤《公共建筑节能设计标准》(GB 50198 — 2005)、《建筑采光设计标准》(GB/T 50033-2001)。

第二节平面设计
平而设计首先考虑满足使用功能的需求，为办公和会议创造良好的条件，重点考虑了交通组织、采光、通风的良好配置，同时还要合理地安排教师休息室、厕所、盥洗室等辅助用房。

平面尺寸安排上为简化结构计算采用了对称形式。

功能分区较为合理，人流交通便捷、畅通，保证良好的安全疏散条件及安全防火要求。

第三节立面设计
在简单的体型组合前提下，力求运用均衡、韵律、对比、统一等手段, 把适用、经济、美观有机的结合起来。

在正立面处理上，将两个楼梯间的外墙设计时为玻璃幕墙，既增加了采光，又使整个建筑显得活泼而不呆板，同时大门采用了不锈钢玻璃弹簧门，上配玻璃雨篷，下为花岗岩室外台阶，均使立而效果增色不少。

外墙装饰方而，勒脚为烧毛面花岗岩石板面层，与室外台阶的面层相统一，既美观，又坚固耐久；其余外墙面为涂料面层，因为保温板外挂钢丝网抹灰层的装饰而层宜用涂料，选用了仿石涂料，颜色为淡黄色和银灰色相间，由口色压线分隔，在山墙处取消了银灰色部分，改为淡黄色，目的是为了保证口色压线的连续。

第四节剖面设计
建筑物室内外高差取0.45米，满足防水、防潮和内外联系方便的要求。

层高的确定，按《公共建筑设计规范》(GBJ 99—86)的要求，考虑到木办公楼楼为框架结构，框架梁的截面高度较高，故层高取值为3. 9米。

这样的层高，对布置窗户满足采光与自然通风要求来讲己足够。

对于底层的阶梯教室，为了使后排也能获得较高的空间，将前部地面下降0.45米。

另外，办公室的层高也统一取为3. 9米。

除阶梯教室外，所有房间的窗台高度均取0.9米，保证办公桌上有充足的光线。

第三章结构设计
第一节结构方案的选择
依据《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)及《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)，本办公楼框架结构的抗震等级为三级、地基基础设计等级为丙级。

一、上部结构承重方案的选择
根据建筑设计结果，本办公楼楼结构平面布置较为规则，荷载分布比较均匀，故考虑按横向框架承重的全现浇钢筋混凝土框架结构计算。

结构平而布置示意图如下:
二、基础类型的确定
上部结构荷载不大，且地基均匀，地基承载力适中，故基础可做成柱
下独立基础，持力层为粘土层（地基承载力特征值f"=250Kpa）。

初步拟定基础顶面标高为—1. 300 m0
第二节计算简图及构件选型
一、计算简图
由结构平而示意图知，采用横向框架承重方案时，需要计算①轴、② 轴、④轴、⑤轴、⑥轴、⑦轴处共6棍框架，现选其中有内横墙的⑦轴处框架进行手算。

因建筑设计时，有部分柱的中心并未与定位轴线重合，而在结构计算中，梁的计算跨度应取柱中心线之距离，故某些梁的计算跨度与定位轴线间距不等，需重新计算确定。

初步确定框架柱截面尺寸为500mmX500mm, 故⑦轴处框架梁的计算跨度分别为：7.0 m、3.0 m 和7.0 m。

由初步拟定的基础顶而标高为T. 300 m可得底层柱的计算高度为5. 2
m,其余各层柱计算高度均为3. 9 m
o
⑦轴处框架计算简图如下：
二、主要构件选型
1、框架梁。

梁截而高度按梁跨度1/12—1/8估算，边跨梁：bXh = 300X700 (mm)；中跨梁：bXh=300X500 (mm)。

2、框架柱。

经估算，在满足三级抗震等级轴压比的前提下，柱截而尺寸为：bXh
= 500X500 (mm),沿全柱高不变。

3、现浇板。

屋而板厚度取为h=100 mm,楼而板厚度取h = 120 mm。

均满足“规范”要求。

4、连系梁。

连系梁的截而尺寸取bXh = 300X570 (mm),截面高度取570 mm是为了满足建筑上的要求，使外纵墙的连系梁兼做窗户过梁。

三、框架梁、柱截面特征及线刚度计算
对于木工程，因为全现浇结构，故该棍框架梁的截而惯性矩取值为I
= 2I
o计算结果见表1。

表1 框架梁、柱截而特征及线刚度计算表
构件
幺称
构件位
置
截面尺寸
bXh (m X
m)
跨(高)度
1(h)
(m)
截面惯性矩/o
(m4)
截面计算惯性
矩/()
(m4)
杆线刚度i=Ed
1(h)
线刚度
相对值
(Zb/k)梁
边跨0.3 X 0.77.08.575X10-317.15X103 2. 45 Ec XI0-3 1.84
中跨0.3 X 0.5 3.0 3.125X103 6.25X10-3 2. 083 E c XI O'3 1.56柱
底层0.5 X 0.5 5.2 5.208 X10-3 5.208X10-3 1. 002 EX 10-30. 75其余层0.5 X 0.5 3.9 5.208X10-3 5.208 X10-3 1. 335 EX 10-31
第三节荷载计算
1、屋面荷载。

计算结果见表2。

表2 屋面荷载计算表
術载类别荷载名称荷载标准值(kN/m')备注
2、屋面梁自重。

边跨梁及梁侧粉刷重:0. 3X0. 6X25+0. 02X0. 6X 17X2 = 4. 91 (kN/m), 中跨梁及梁侧粉刷重：0. 3X0. 4X25+0. 02X0. 4X17X2 = 3. 27 (kN/m)o
3、屋面梁线荷载。

计算结果见表3。

表3 屋面梁线荷载计算表
二、楼面梁荷载
1、楼面荷载
计算结果见表4。

表4 楼面荷载计算表
荷载类别荷载名称荷载标准值(k\/n?) 备注
恒载30厚水磨石面层0. 65 120现浇钢筋混凝土楼板0. 12X25=3 20厚板底粉刷0. 02X17=0. 34 合计 3. 99
活载
室内 2.0X0. 9 = 1. 8 折减系数0.9
走廊 2.5
2、楼面梁自重。

边跨梁及梁侧粉刷重：0. 3X0. 58X25 + 0. 02X0. 58X17X2=4. 74(kN/m)
中跨梁及梁侧粉刷重：0. 3X0. 38X25 + 0. 02X0. 38X17X2 = 3. ll(kN/m)
3、内横墙自重。

砌体：(3. 9 — 0.5) X0. 2X8 = 5. 44 (kN/m)
双面粉刷：(3. 9-0. 5) X0. 02X17X2=2. 31 (kN/m)
合计：7. 55 kN/mo
4、楼面梁线荷载。

计算结果见表5。

表5 楼面梁线荷载计算表
构件位置荷载类别线荷载标准值(kX/m) 备注边跨
恒载 3. 99X4. 5+7. 75+4. 74=30. 45
活载 1.8X4. 5=8. 1
中跨
恒载 3. 99X4. 5+3. 11=21.07
活载 2.5X4. 5=11.25
i
本办公楼楼基本风压：肌= 0.65 kN/m［风荷载体型系数：迎风面// =0. 8,背风面〃二-
0.5,地面粗糙度类别为C类；女儿墙高0.9 m,室内
S S
外高差0.45 mo风压高度变化系数见下图：
将风荷载作为集中荷载作用在框架节点上，可由公式F二〃 // 求得
s Z
每层楼而处的风荷载值。

计算结果见表6。

表6 风荷载计算结果表
第四节竖向荷载作用下的框架内力计算
一、分层法内力计算
采用分层法进行近似计算。

因屋面活荷载很小，故不考虑活荷载的最不利布置，按满载计算，在后面的内力组合中，屋顶的“恒载+活载”总值按恒载处理；其余楼层按恒载和活荷载最不利布置分别计算。

弯矩计算结果以弯矩图的形式列于表7o
-cm -51.3(
•w. ：1 -&6 11
1
VS.S4
1
109. M
•101.3
-12. S,
-12. 52
-101.3
109. 96
/
y
I
n
■ 1 —
-：：61
• 1 -
STC3
-101.3
-101.3
K. OS
f
/
12. 32
-12. 32
1
•皿.S
-18.42
■10：. S
7一 97.CG
-e.32
-*2.32
1
-12.«
、一1
5>7.C8
-101. 3
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97.C€
-12-92
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1
1
乡"3
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•10：. S
9/.3S
-12.5
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二 1
・：9 1
1 55
-ST.0C
-T7. “ -TT. 69
F. 59 -T7. 59
F 59 -rr. 59
-TT. 69
-rr. 59
iS.n TS. BB
恒载作用下弯距作用分配图
-30.95
•対.11
-19.11
|
-■ ：6
|
託 ；
-30. 95
-19.11
-IS. 11
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\ X. 11
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-50.01
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H. 11
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T9. 61
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1 -• 9：
■ 1・・"
26.策
幼6
<1. H
<C.3
活载作用下弯距作用分配图
-Bl. 31
二、竖向荷载作用下框架梁内力组合
根据分层法计算结果，把同一开口框架按恒载和活载最不利布置引起的弯矩相加，可求得梁端弯矩组合值，同样，跨中弯矩及梁端剪力也由恒载和活载最不利布置组合求得。

考虑到钢筋混凝土结构的内力重分布，将竖向荷载作用下的梁端弯矩进行调幅，木框架取调整系数为3=0.9,并将梁端所减少的弯矩平均值加到跨中弯矩上，当跨中为负弯矩时，不进行弯矩调幅。

竖向荷载作用下框架梁内力组合汇总见表8。

表8 竖向荷载作用下框架梁内力组合汇总表
三、竖向荷载作用下框架柱内力计算
由于框架柱不仅受到框架梁传递来的恒载与活载，而且受到连系梁传递来的恒载和柱自身的重量，故需先计算连系梁传递来的恒载及柱自重，荷载按标准值计算。

为简化计算，不计梁连续性的影响。

①女儿墙。

压顶圈梁：0. 300X0. 1X25=0. 75 (kN/m)
粉煤灰砌体：(0.9-0. 1) X0.2X8 = 1.28 (kN/m)
60mm 厚保温板：(0.9-0. 1) X0. 06X0.2=0.01 (kN/m)
双面抹灰(含钢丝网)：0.9X0. 025X21X2=0. 95 (kN/m)
合计：(0.75 + 1.28 + 0.01+0.95) X4. 5 = 13.43 (kN)
②连系梁。

0.3X0.57X25X4.5 = 19.24 (kN)
③外纵墙。

砌体：[(3.9-0. 57) X (4. 5-0. 5) -2.4X3] X0. 3X8 = 14. 69
(kN)
塑钢窗：2. 4X3X0. 45=3. 24 (kN)
外保温层：(4.5X3. 9-2.4X3) X0. 06X0.2=0. 12 (kN)
外墙抹灰(含钢丝网):(4. 5X3. 9-2.4X3) X0. 025X22 = 5. 69 (kN)
内墙抹灰：(4.5X3. 9 — 2.4X3) X 0. 02 X 17 = 3. 52 (kN)
合计：14. 69 + 3. 24+0. 12 + 5. 69 + 3. 52 = 27. 26
④内纵墙。

砌体：[(3.9-0. 57) X (4. 5-0. 5) -2.7X1] X0.2X8 = 16. 99 (kN)
木门:2.7X1XO.2=O. 54 (kN)
内墙双面抹灰:(4.5X3. 9-2.7X1) X0. 02X17 = 10. 1 (kN)
合计：16.99 + 0. 54 + 10. 1 = 27. 63 (kN)
⑤层间柱自重。

8 •底层
边柱0.5X0.5X (5. 2-0. 7) X25=28. 13 (kN)
中柱0.5X0.5X (5. 2-0. 5) X25 = 29. 38 (kN)
b.其余层
边柱0.5X0.5X (3. 9-0. 7) X25 = 20. 0 (kN)
中柱0.5X0.5X (3. 9-0. 5) X25 = 21.25 (kN)
根据分层法计算结果，通过活载与恒载的组合，可得框架柱在竖向荷载作用下的内力。

求框架柱最大弯矩的活荷载组合方法：
边柱：求边柱柱底内侧和柱顶外侧产生的最大拉应力弯矩时，在两边跨的上、下两层布置竖向荷载，然后再隔跨隔层布置。

中柱：求中柱柱底外侧和柱顶内侧产生的最大拉应力弯矩时，在两边跨的上、下两层布置竖向荷载，然后再隔跨隔层布置°
由于柱端弯矩均系上、下两个开口框架的柱端弯矩叠加，将使拼合后的节点弯矩不平衡，故需将不平衡弯矩重新分配，但不再传递。

详细计算过程从略，计算结果列于表9。

表9 竖向荷载作用下框架柱内力组合汇总表
楼层构件截面
名称位置
Mmax (kN • m)
恒载活载
六柱顶
边柱
63.01 2. 36 层柱底52. 39 10. 56
柱顶
中柱
48. 18 2. 15
柱底40. 38 8. 73
五柱顶
边柱
48.5 13.2 层柱底48.5 13.2
柱顶
中柱
37. 33 11. 06
柱底37. 33 11. 06
四
柱顶
边柱
48.5 13.2
柱底48.5 13.2
层柱顶
中柱
37. 33 11. 06
柱底37. 33 11. 06
三
柱顶
边柱
48.5 13.2
柱底48.5 13.2
层柱顶
中柱
37. 33 11. 06
柱底37. 33 11. 06
二柱顶
边柱
4& 98 13. 33
柱底50. 26 13. 69 与Mmax对应的\ Nmax
(kN) (kN)
恒载活载恒载活载
130. 28 ——130. 28 ——
150. 28 ——150. 28 ——
172. 05 ——172. 05 ——
193.3 ——193.3 ——
299. 07 27. 75 299. 07 27. 75
319. 07 27. 75 319. 07 27. 75
379. 82 28. 95 379. 82 52. 46
401. 07 28. 95 401. 07 52. 46
467. 85 55.5 467. 85 55.5
487. 85 55.5 487. 85 55.5
587. 58 46. 43 587. 58 104. 93
608. 83 46. 43 608. 83 104. 93
636. 63 55.5 636. 63 83. 25
656. 63 55.5 656. 63 83. 25
795. 35 75. 38 795. 35 157. 39
816.6 75. 38 816.6 157. 39
805. 42 55.5 805. 42 111. 0
825. 42 55.5 825. 42 111. 0
与Nmax对应的M
(kN • m)
恒载活载
63.01 2. 36
52. 39 10. 56
48. 18 1.41
40. 38 5. 75
48.5 13.2
48.5 13.2
37. 33 7. 34
37. 33 7. 34
48.5 13.2
48.5 13.2
37. 33 7. 34
37. 33 7. 34
48.5 13.2
48.5 13.2
37. 33 7. 34
37. 33 7. 34
48. 98 13. 33
50. 26 13. 69
层
中柱
柱顶37. 87 11.21 1003.12
柱底39. 27 11.61 1024. 37
柱顶32. 87 8. 95 973. 62
—边柱
柱底16. 43 4.48 1001. 74
层柱顶27.0 7. 98 1211.47 中柱
柱底13.5 3.99 1240.84
第2 1贞
92. 86 1003.12 209. 86 37. 87 7.47 92. 86 1024.37 209. 86 39.27 7. 84 83. 25 973. 62 138.6 32.87 8. 95 83. 25 1001. 74 138.6 16.43 4. 48 121.81 1211.47 262. 73 27.0 5. 18 121.81 1240.84 262.73 13.5 2. 59
第五节风荷载作用下的框架内力及侧移计算
采用水平荷载作用下的D值法进行分析计算。

因左、右风荷载作用效果相同，仅方向相反，故只取左风作用时计算。

一、修正后的框架柱侧移刚度D
在计算斤时，为计算方便，仍采用相对刚度，框架柱修正侧移刚度D 计算过程及结果见表10o
表10 框架柱修正刚度D值计算表
第
贞
二、风荷载作用下的框架内力计算
每根柱所承受的剪力，然后由查表得到的反弯点高度比可求得柱端弯矩, 并可进一步求得梁端弯矩和剪力，最后求出轴力。

计算过程及结果见表11和表12o
表11
风荷载作用下框架柱内力汇总表
根据己算得的框架柱抗剪刚度相对值,
D lk
由公式V jk =工y V j 可求得
第
贞
表12
风荷载作用下框架梁内力汇总表
三、风荷载作用下框架侧移计算
由于木框架楼高度较小，宽度相对较大，因此在风荷载作用下，由柱
轴向变形产生的侧移在总侧移中所占比例相当小，故不予考虑，仅计算由 框架梁.柱弯曲变形所引起的侧移量。

框架的顶点侧移量可近似地看作由各楼层处层间侧移累加而得；各层
修正刚度D 值求得，混凝土强度等级为C30,弹性模量为3.0X104N/mm ：
o
风荷载作用下框架侧移量计算结果见表13。

表13 风荷载作用下框架梁柱弯曲变形引起的侧移量计算表
V,
侧移值可由公式=艺” 求得; 层间柱总刚度由前面己算得的框架柱
木框架结构总高度(从基础顶而算起)：
H = 5. 2 + 3. 9X5 = 24. 7 (m)
框架顶点侧移量u = 5.26 (mm)
u/H = 5. 26/24700= 1/4696< [1/650],满足“规范”要求。

第六节水平地震作用下的框架内力及侧移计算
一、底部剪力法计算水平地震作用
1、各楼层重力荷载代表值计算。

根据公式G E=G k+E屮Q Q#计算，其中活荷载和雪荷载的组合值系数屮Q,取值为0.5。

计算结果见下图所示(单位一kN)：
G6二696. 29
G尸826. 69
G：=826. 69
G5=826. 69
G==826. 69
G F842・ 95
2、结构基本自振周期计算。

结构基木自振周期由公式孑二L7旳J石计算，木框架结构取*1=0. 7o 结构顶点假想侧移值山的计算过程及结果及表14o
表14 结构顶点假想侧移值计算表
楼层
匕
(kN)
EDj (kN/m)
△ u j
(m)
切
(m)
六层696. 29 5. 28X10* 0.013 0. 391 五层1522. 98 5. 28X10* 0. 029 0. 378 四层2349. 67 5.28X10* 0. 045 0. 349 三层3176. 36 5.28X10* 0. 060 0. 304 二层4003. 05 5. 28X10* 0. 076 0. 244 4846. 0 2. 88X10* 0. 168 0. 168 故L = l. 7X0. 7X VO.391 =0.744 (s)
3、底部剪力及各层剪力计算。

基本自振周期的水平地震影响系数
G= 1 ©=842. 95+826. 69X4 + 696. 29 = 4846 (kN)
底部剪力:F D C=OC x qG =o. 041X0. 85X4846 = 168. 88 (kN)
歸)508 7041
Ti = O. 744>1. 4T
= 1.4X0. 35 = 0. 49,故需计算顶部附加水平地震
8
力：
6 "=0. 08L-0. 02 = 0. 08X0. 744-0. 02 = 0. 04
所以AFn= 血=0. 04X168. 88=6. 76 (kN)
G H.
由公式①二“严宀®)求得各层水平地震力。

计算结果见表15o 表15 水平地震作用下各楼层地震力及剪力标准值
二、水平地震作用下框架梁.柱内力计算
依据算得的各楼层剪力值V,及框架柱修正刚度D值，即可求得单根柱所承受的剪力'G，进而由查表得到的反弯点高度系数可求得柱端弯矩和梁端弯矩，最后求出梁的剪力和柱的轴力。

计算过程及结果见表16及表17o
表16 水平地震作用下框架梁内力汇总表
第2 7贞
表17 水平地震作用下框架柱内力汇总表
三、水平地震作用下框架侧移计算
与风荷载作用下的框架侧移量计算相似，同样忽略由于柱轴向变形所产生
的侧移量。

计算结果见表18。

表18 水平地震作用下框架梁柱弯曲变形引起的侧移量计算表
第贞
结构思咼度H —24. 7 m ,框架顶点侧移.車u=16. 25 mm
u/H = 16. 25/24700= 1/1520< [u/H] = 1/550
满足“规范”要求。

第七节框架内力组合
本结构考虑了三种种内力组合方式，即：
®1.2S Gk +1.4SQ k
② 1.2S 吐+0. 9 （1.4SQk+1.4SQ
③ 7RE （1.2S S +1.3S E 心）或/肚（l.OSGk+l/SmJ
本框架取值：梁端弯矩取0.75；梁、柱剪力取0. 85；柱端弯矩及 轴力的取值：轴压比小于0. 15时，Y RE =0. 75,轴压比不小于0. 15时,Y RE = 0.80,经计算，仅第五、第六层的柱轴压比小于0. 15,其余各层均大于 0.15,故仅对第五、第六层柱的柱端弯矩及轴力取X RE =0. 75,其余各层 取 //?E =0.80O
在前面的计算中，Ss S Qk > S 恢及汕均己求得，现只需对其进行组合 即可，组合时，考虑风向及地震力方向可能向左，也可能向右两种情况， 即考虑其最不利作用。

对于梁端弯矩，由于重力荷载产生的弯矩对结构有利，故与地震作用 组合时％取
1. 0,即此时的梁端弯矩为M=l. 3M E H -1. 0
由于框架轴剪力相对较小，经试算，构造配筋己足够抗剪，故对框架 柱剪力不予组合。

对于需考虑地震作用的组合项，己按“规范”要求进行了调整，即对 柱上、下端的弯矩设计值有：
a 、 底层：按考虑地震作用的弯矩设计值乘以系数1.15
b 、 其余层：LM C =1. lEM b （三级抗震等级）
框架梁、柱内力组合结果见表19及表20。

表19
框架梁内力组合表（单位：M —kN • m, V—kN ）
边跨梁 中
跨梁
边跨梁
截面位 内 各种作用效应下的内力标准值 内力组合项
内力 置 力 SGk
SQk Swk
SEhk
① ② ③
设计值
M -48. 91
±7. 11
土
-o cc 一49・ 73 -13. 20
一o8・69 “十 十lc
-67. 65 VI
24. 08
-67. 6o -67. 50
A 端
V 99. 98 1.65 5. 57 119. 98 +122. 06+108. 14 122. 06
楼构件名 层称 ±1.35
M+125. 09
A
1“ 1n +151・81+117. 05 1 匚1 O1
±4. 08+150. 1打］48.41+108. 12+15L 81
M -87. 32
——
+ 4.41 工 14. 93-104. 78
JL JL vz • W X
-110. 34
-99. 22 50. 93
V 112.18
—— 1.65 5. 57
134.61 136. 69 -120. 57 136. 69 M -50. 5
±3.76
土
-60.6 -55. 86 -25. 47 -65. 34
12. 72 -65. 34 -57. 85 V 43.0
—— 2.51 8. 48 51.6
54. 76
53. 23 54. 76
M -23. 86
——
-23. 86 -23. 86 -17. 90 -23. 86 M -69. 83
-19.0 ±15.7 土
110. 40
-87. 95
+1.87
+1.87
55. 63
-127. 52-117. 09-127. 52
V 103. 19 27. 75 3. 75
13.28 162. 68 163. 52 119, 93 163. 52
跨中 B 端
B 端
跨中
A 端
中跨梁边跨梁跨中M+114. 98+31. 61 ±2. 56 ±9. 14 +182. 23〕严代+少曹+182. 23 +174. 58
+94. 57
M -91. 17 -27. 86 + 10. 58 + 37. 36-148. 41］严汙呼警-际84 B yin —131. Io -31. 9o
V 109. 96 34. 98 3. 75 13.28
M—38. 08 -17. 20 ±9. 02
土
B端31. 83
V 31.6 26. 23 6.01 21.22
跨中M -18. 62 -7. 86 0 0
M -69. 83 -19.0
土土
A端23. 55 84. 20
V 103. 19 27. 75 5. 57 20. 56
跨中M+114. 98+31.61 ±3.43
土
12.26
180. 92 180. 75
QC 7Q _56・ 0
弋9・78 -78. 73
74. 64 78. 54
-33. 35 -32. 25
126. 83 180. 92
+2.47
-65. 31
+2.47
-78. 73
55. 68 78. 54
-22. 34 -33. 35
+29. 72 +29. 72
-78. 06
-137. 41-144. 94-144. 94
162. 68 166. 04 127. 97 166. 04
+182. 23：説；；盟•加182. 23 M -91. 17 -27. 86 + 16. 69 + 59. 69-148. 41
-165. 54-140. 25
-123.48 -10. 18
-165. 54
中跨梁边跨梁
中跨梁边
V 109.96 34.98 5. 75 20. 56 180. 92 183. 27 134. 88 183. 27
M -38. 08 -17.2
土土
-69. 78
-49. 45 +21. 01 +21. 01
14. 22 50. 84 -85. 29 -83. 84 -85. 29
V 31.6 26. 23 9. 48 33.89 74. 64 82.91 69. 68 82.91
M -18. 62 -7. 86 0 0 -33. 35 -32. 25 -22. 34 -33. 35
M -69. 83 -19.0
土土
110. 40
-78. 09 +29. 72 +54. 93
31.97 84.20 -137.41-144. 94-170. 15
V 103. 19 27. 75 7. 74 20. 56 162. 68 166. 04 127. 97 168. 55
土+182. 13 +115. 4
M+114. 98+31. 61 ±4. 90
12. 26
+182. 23
+173.48 +91. 53
+183. 98
-165. 54-140. 25 +6- 02 M -91. 17 -27. 86 + 22. 18 + 59. 69-148. 41
-123.48 -10. 18-172.45 V 109. 96 34.98 7. 74 20. 56 180. 92 183. 27 134.88 185. 78
M -38. 08 -17.2
土土
-69. 78
-49. 45 +21.01 +34.82
18. 89 50. 84 -85. 29 -83. 84 -97. 66
V 31.6 26. 23 12. 59 33.89 74. 64 82.91 69. 68 86. 83
M -1& 62 -7.86 0 0 -33. 35 -32. 25 -22. 34 -33. 35 B端
跨中
A端
跨中
B端
B端
跨中
M -69. 83 -19.0
+
40. 23
-57 05
±128.93-110. 40 43T8& 55T88. 55
+73. 33 +73. 33
表20
框架柱内力组合表（单位M —kN ・m N —kN ）
跨梁
中跨梁 边跨梁
中跨梁
V 103. 19 27. 75 9. 70 31.08 112. 68 171.02 139. 60 171.02
跨中 M+114. 98+31. 61 ±6. 29
+182. 23：囂 73
M -91. 17 -27. 86 年 27. 65^88. 01-148. 41；常兽誥。

畀焉.缰
V 109.96 34.98 9. 70 31.08 180. 92
M-38. 08-17. 22
+ + 69. 78
B 端
23. 56
75. 49
V 31.60 26.23 15. 71
50. 33 74. 64 跨中
M -18. 62 -7. 86
0 0
-33. 35
M-66. 19-18. 03
+ ±152.98-104. 67
A 端
53. 19
V 102.61 32.20 12. 78
36. 78 168. 21
跨中 M+116. 57+32. 06 ±8.45
土
24. 26
+184.77
M -91. 17 -27. 91 + 36. 30 + 1Q1.46-148・ 48
B 端
V 110. 54 35. 17
12. 78 36. 78 181. 98
M-38. 52-17. 67
土
土
-70. 96
30. 92 88. 98
B 端
V 31.6 26.52 20.61
59. 32 75. 05
跨中 M -19. 10 -7. 98 0 0 -34. 09
B 端
188. 25 164. 50 188. 25 90. 76 87. 85 90. 76
-32. 25 -22. 34 -33. 35
179. 81 145. 30 179. 81 193. 07 153. 39 193. 07 97. 30 97. 78 97. 78
-32. 97 -22. 92 -34. 09
-35. 13 +99. 51 +99. 51 -169. 17-208. 73-208. 73 -29. 53 +57. 87 +57. 87 -107.45-121.42-121.42
-37. 68 +45. 04 +45. 04 -97. 05-107. 87-107. 87 +190.93+128. 57 +169. 63 +81. 26 '
-190. 31-183. 90 +33. 47 -98. 83 +33.47-190.31
M =103.43 "N =114239
第八节截面设计
一、框架梁正截面设计
纵向受拉筋最小配筋率计算：①跨中，“规范”要求，p m[n (百分率) 取0.2和45眞/匚中
较大值，本框架采用C30混凝土和二级钢筋，員=
1.43N/mm2, f
y =300N/mm2, 45f
t
/f
y
=45X 1. 434-300=0. 21,所以框架梁跨中受拉筋最
小配筋率取0.21% ；②支座处，“规范”要求，Qnm (百分率)取0.25 和55f t/f z中较大值,,55f t/f y=55X 1.434-300=0. 26,所以框架梁支座处受拉筋最小配筋率取0.26% o 在框架梁的正弯矩计算时，按T形截面考虑，T形截面的bf‘为：边跨，bf‘ =厶/3 = 7000/3 = 2333 (mm),取为2300 mm；中跨，bf‘ =厶/3 = 3000/3 = 1000 (mm),取1000 mm。

“规范”要求：①三、四级抗震等级，沿梁全长顶面和底面至少应各配置两根通长的纵向钢筋，钢筋直径不应小于12mm；②框架梁抗震要求红W0. 35；③框架梁梁端载而的底部和顶部纵向受力钢筋截而而积的比值，除按计算确定外，二、三抗震等级不应小于0. 3；
④边跨梁腹板高度因大于450, 按要求应配置构造筋，故在梁腹板三分点处每侧配置两根
12钢筋。

⑤
梁端混凝土受压区高度，要求二、三级抗震等级XW0.35h°,且梁端纵向受拉钢筋
的配筋率不应大于2.5%(经验算，所有框架梁均满足该要求，故在后面的计算表中未列出)。

框架梁正截而设计计算见表21o
表21 框架梁正截而设计计算表
二、框架梁斜截面设计
1、截面限制条件验算。

①h”/bW4时，V^O. 25f c bho；②考虑地震作用组合，当跨高比/°/h>
2.5时，应有VWO.2fcbho/*E ,经验算，满足上述要求。

2、最小配篩率计算。

沿梁全长配箍率Qn NO. 26ft/f”.=0. 26X1.43*210 = 0. 18%
3、构造要求。

箍筋加密区长度取1.5h和500中较大值，故：边跨取1050,中跨取750；篩筋加密区最大篩筋间距取纵筋直径的8倍和梁高的1/4和150中的最小值，木框架取为100；所有箍筋均选为①8。

由框架梁内力组合表可以看出，在考虑；^后，地震组合的剪力并不起控制作用，故斜截而
设计按不考虑地震组合进行，但构造配筋应满足抗
A
震要求，计算结果见表22 （计算公式为匕$=°・7/0九）+1・25几,亠/10）。

S
表22 框架梁斜截而设计计算表
三. 框架柱正截面设计
1、纵向受力钢筋最小配筋率。

根据“规范”要求，对于三级框架，框架柱中全部纵向钢筋的配筋百 分率不应小于①角柱：0.9%；②其余柱0.7%；③每一侧的配筋百分率
0.2%。

2、 篩筋的设置。

因各柱的剪力均不大，经试算按构造配筋足够，故无需计算，仅按构 造配筋即可；考虑抗震等级，选定所有箍筋直径均为8,柱端加密区篩 筋间距为100,非加密区箍筋间距为150；加密区长度：①底层柱底从基 础顶而往上1800,②底层柱顶从梁底往下750,③其余各柱的柱顶及柱底 均为550,④梁柱相交部分应加密。

3、 框架柱计算长度。

底层柱：=1. 0H=l. 0X5200=5200 (mm) 其余各层柱：h=1.25H= 1.25X3900 = 4875 (mm)
4、计算方法。

框架柱正截而设计计算采用“规范”提供的公式。

X
偏心受压，当—>^=0.55。

时，为小偏心受压。

对于大偏心受压状态，当兀》2务时，由公式
X
•
»
I
N ・乞=-寸+人A© - a J 可求得 A ,其 中 h
% +三一色
当对称配筋时,
N
受压区高度兀=77,
X
当兀*=°出0时，为大
当X<2a s时，由公式N-e s =f y A s(h0 -a s)求得儿，其中,
、h -
对于小偏心受压状态，需重新计算占，按下面公式计算:
Ne s -0A3a {f c bhl
(01 —生)(人)—d.v)
此处，对于C30混凝土，0=1.0, 0|=0.8。

于是由手可求得
N匕-飢1-0.5幻內犬0嶠
fy(^O ~a s)
当计算所得或儿小于构造要求的最小配筋面积时，按构造要求选配钢筋，并考虑施工的方便性。

计算过程及结果见表23。

表23 框架柱正截面设计计算表(单位M-kN・m N-kN)
楼层构
件
名
截
而
位
内力值
b
(mm)
h
(mm)
A.
(mm) (mm)
偏心
类别
P min(%)
计算
Af
(mm2)
造配
钢筋
实配
As—儿
(mm2)
P (%)
单侧全部单侧全部
边
柱
柱
顶<
M =87.54
N = \5 8.42
500 500 4875 573
大偏
心
0.2 0.7 196
2
2
16
14
710 0. 28 0.81 柱
底<
M =81.91 ?V
= 18242
500 500 4875 469
大偏
心
0.2 0.7 420
2
2
16
14
710 0. 28 0.81
六
柱
顶
=70.82
N = 205.38
500 500 4875 365
大偏
心
0.2 0.7 303
2
2
16
14
710 0. 28 0.81
层中
柱
M =49.30
N = 207.54
500 500 4875 258
大偏
心
0.2 0.7 130
2
2
16
14
710 0. 28 0.81
柱
底
M =67.89 申
=230.88
500 500 4875 314
大偏
心
0.2 0.7 248
2
2
16
14
710 0. 28 0.81 4
M =51.03
N = 233.04
500 500 4875 239
大偏
心
0.2 0.7 111
2
2
16
14
710 0. 28 0.81
五
边
柱柱
顶<
M =88.88
N = 400.65
500 500 4875 242
大偏
心
0.2 0.7 201
2
2
16
14
710 0. 28 0.81
层柱
底
4
=86.34
N = 42460
500 500 4875 223
大偏
心
0.2 0.7 150
2
2
16
14
710 0. 28 0.81 N — Jaf叽
四、现浇板设计
1、屋面板设计。

取⑦〜⑧轴线间的板带计算。

板的计算跨度取轴线间距，示意图如下:
九・/厶=7200/4500 = 1. 6<2,按双向板计
算，板厚h=100o
① 荷载。

前己算得，恒载标准值g 二5. 06 kN/m 2,活载标准值q=0. 5 kN/m 2
, 取 1 m 板带宽度计算，p=1.0X (1.2X5. 06 + 1.4X0.5) =6. 77 kN/mo
② 截而设计。

木现浇板抗剪能力己自动满足，无需计算，只需计算正 截而配筋。

双向板弯矩采用查表求得，查四边固定双向板弯矩系数表。

M x =0. 0356X6. 77X4. 52
=4. 88 kN ・ m
M
y =0. 00855X6. 77X4. 52
=1. 17 kN ・ m
=—0. 078X6. 77X4. 52=-10. 69 kN ・ m
M? =—0.0571X6. 77X4. 5，= 一7. 83 kN ・ m
考虑到结构的塑性内力重分布，对现浇板支座负弯矩进行调幅，此处 取调幅系数为0.85,调幅
后将减少的支座弯矩加到跨中正弯矩上，计算如
T ：
8. A 区格板计算。

g pj
■
A
g r*
B
r
c
z
A
L x =4500, L y =7200,
M x =4. 88 + 10. 69X (l~0. 85) =6. 48 kN • m
=1. 17 + 7. 83X (1-0. 85) =2. 34 kN • m =-10. 69X0. 85 = -9. 09 kN • m =-7. 83X0. 85=-6. 66 kN • m
配筋计算如下:
选配①8@125,实配4 =412 mm%
选配①6@180,实配人=164 mm'。

选配①8@90,实配4 =566 mm 2
o
选配①6@100,实配4=393 mm 2
o
b.B 区格板计算。

厶=4500, L y =2700, L J L
y =4500/2700 = 1. 67<2,按双向板计
算,板厚h = 100o
①荷载。

前己算得，恒载标准值g=5・06 kN/m ：
,活载标准值q=0. 5 kN/m\ 取 1 m 板带宽度计算，p=1.0X (1.2X5. 06+1.4X0.5) =6. 77 kN/mo ②截而设计。

本现浇板抗剪能力己自动满足，无需计算，只需计算正 截而配
筋。

双向板弯矩采用查表求得，查四边固定双向板弯矩系数表。

M x =0. 0076X6. 77X2. 72=0. 38 kN • m
M 、. =0. 0367X6. 77X2. 7‘ = 1. 81 kN ・ m
=—0. 0571X6. 77X2.『=一2. 82 kN ・ m =—0. 0793X6. 77X2. 72
=-3. 91 kN ・ m
考虑到结构的塑性内力重分布，对现浇板支座负弯矩进行调幅，此处 取调幅系
相应于
h Q =80 mm, * =0. 0708,纟=0.0735,
4$ =400 mm 2
o
相应于
H —70 nun, a $ — 0. 0334, s =0. 034 > 4$ = 162 mni o
相应于
H — 80 nun, a $ — 0. 0993, s =
0. 105, 4$ — 572 nun"o
相应于
h° =
80 mm, a $ — 0. 0728 > 百=0. 0757, 人=412 mm 2o。