办公楼设计方案

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第1章建筑设计概述
1.1建筑设计概况
1.1.1工程简介
本工程地处烟台市莱山区，首层为缴费大厅，其上四层为附属办公楼，，建筑总高度为16.80m，标准层层高为3.9m，底层、顶层层高为4.2m,建筑面积:3832.72平方米。

建筑耐火等级为二级，抗震设防烈度为7度，抗震设防等级为三级，安全等级为二级，设计使用年限为50年。

2)建筑等级：建筑设计使用年限为50年，耐火等级为Ⅱ级，采光等级为Ⅱ
级。

3)建筑水、电均由城市集中供应；
4)房间数量、使用人数和面积要求：
(1)建设主管部门对该项目的批复文件；
(2)建设提供的设计任务书及审查通过的设计方案；
(3)依据《民用建筑设计通则》。

(GB50352-2005)；
(4)依据《建筑抗震设计规范》。

(GB50011-2010)；
(5)依据《建筑设计防火规范》。

(GB50016-2006)；
(6)依据《办公楼建筑设计规范》。

(JGJ67-2006)；
(7)依据《旅馆建筑设计规范》。

(JGJ62-90)
(8)依据《公共建筑节能设计标准》。

(DB21/T1477-2006J10923-2007)；
(10)依据国家建筑标准图集《工程做法》(J909、G120)
(11)依据国家建筑标准图集《楼梯栏杆栏板》(06J403-1)
(12)依据国家建筑标准图集《平屋面建筑构造图集》(12J201)
3.根据上述规范要求，各类房间布置如下：
（1）杂物储藏室标准层每层分布一间，尺寸为7200mm×3600mm，以供放置桌椅和其他杂物用具等。

（2）为了配合大会议室的使用要求，在大会议室旁边设有打印室作为会议准备室。

（3）在靠近门厅的入口处设有接待室，方便招待访客和对外联系。

（4）一层客房区设有服务用房，便于日常事务的管理和旅客的咨询等相关事宜。

（5）在办公楼每层集中设一男女厕所，因厕所无需考虑良好日照采光的要求，将厕所设计在背面，每层均设.尺寸为7200mm×3600mm，男生女生各自独立，根据男女比例为1:1，男生设置大便蹲位3个，小便斗3个，女生设置蹲位3个，在前室位置设盥洗槽4个。

拖把池放在前室内。

（三)交通联系空间
1.依据《办公楼建筑设计规范》[GB50099-2006]规定：
（1）规范中4.1.4电梯数量应满足使用要求，按办公建筑面积每50002
m至少设置1台。

（2）规范中4.1.8办公建筑的门厅应符合下列要求：
设内廊，其宽度为2400mm，净宽为2160mm。

门厅两处,分别为缴费大厅门厅及办公楼出入门厅,都设置在主楼一层以疏散人流。

考虑北方防寒防风，设置门斗,即主门厅处设两道大门，每道为两双扇门，平面尺寸为1800mm×2700mm。

门两侧为玻璃幕墙,尽显端庄美观。

门厅尺寸为7200×7200，在主楼门厅处设置一部双跑楼梯间，开间3600mm，进深7200mm，梯段宽度1560mm。

另设置一部辅助楼梯间，开间3600mm，进深7200mm，在主门厅处设一部电梯。

（四）平面组合设计
该办公楼的平面布置图如下图所示：
图1底层平面图
建筑平面为矩形17.14m×54.34m此设计满足“适用、经济、美观”的总体要求，内走廊两侧分布各类房间，平面规则对称。

各房间沿走道一侧或两侧并列布置，房间门直接开向走道，通过走道相互联系；各房间基本上不被交通穿越，能较好地保持相对独立性；各房间有直接的天然采光和通风等。

具有下列优点：1.便于设备的布置，提高面积利用率2.房间的开间进深易于调整统一，便于平面组合3.结构布置和预制构件的选用较易解决，便于结构设计与施工。

该办公楼在进行功能分区时，分别从空间的“主”与“次”、“闹”与“静”、“内”与“外”
三、立面设计
1.防火墙、房间隔墙均砌筑至顶板不留缝隙，待管线安装完毕后，楼板进行防火封堵，其耐火极限等同楼板；
2.防火门、窗防火卷帘应选用国家确定的定点厂家产品；
3.室内装修应遵照《建筑内部装修设计防火规范》的规定。

4.本工程外墙保温采用发泡聚氨酯，每层楼板处设300mm高的燃烧性能为A级的保温材料作为水平防火隔离带；
5.屋顶与外墙交界处，屋顶开口部位四周的保温层，采用500mm宽的燃烧性能为A级的60厚泡沫玻璃板作为水平防火隔离带。

，
2．根据提供的地质报告可知，本工程自然地表1.5m内为杂填土，杂填土下层为粉质粘土层，作为持力层f ak=200kPa。

3．根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）附录A查得：烟台莱山区地震基本烈度为7度，本工程抗震设防烈度为7度，建筑场地类别为Ⅱ类，设计基本地震加速度为0.1gⅡ类场地及设计地震分组第一组可查得本地区特征周期0.35s。

2.3地质条件及地理概况
第3章结构布置
3.1结构体系选择
考虑到建筑总高度16.80m，在《高层规范》所规定的框架结构适用范围内(《高规》规定7度区框架适用的最大高度为55m，且建筑平面功能较简单，为了平面布
）
3.3.2框架梁截面尺寸初估：
梁高h=(1/12~1/8)l;梁宽B=（1/3~1/2）h,且不能小于墙厚。

一到四层框架横梁的截面尺寸见表3.1。

1.横向框架梁:
(1)跨度为9000mm梁截面:
取h=750mm；
取b=300mm。

故梁截面尺寸为300mm×750mm
(2)跨度为7200mm截面
取h=600mm；
取b=300mm
故梁截面尺寸为300mm×600mm
2.纵向框架梁
(1)跨度为7200mm截面
取h=600mm；
取b=300mm，故梁截面尺寸为300mm×600mm
3.次梁截面初估：
如果取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为234mm和270mm。

根据以上计算结果和综合考虑其他因素，本设计柱截面一层边框架边柱取600×700，门厅处仅一层有柱子，截面取300×300，其余取600×600；二~三层边框架边柱取500×700，其余柱截面取500×500。

3.4计算简图的确定
3.4.1以2轴线作为计算单元
1.框架层高的确定
本工程屋面为平屋顶，屋面坡度
2%；本工程采用柱下独立基础，初步
确定基础顶标高为-1.50m，故底层的
计算层高为5.70m，其余层计算层高
根据上下层横梁轴线之间的距离确
定。

2.框架跨度的确定
相邻柱轴线之间的距离决定了框
架的跨度，等截面柱的轴线与截面形
心重合，柱截面尺寸沿高度变化时，
柱轴线与较小截面的形心线重合。

取轴线所在的横向框架单元为计
算单元,计算简图见图3.2
图3.2结构计算简图
第4章重力荷载计算
4.1楼面恒载
4.1.1平屋面（上人）：
40厚C20细石混凝土保护层配直径
为6或冷拔直径为4的Ⅰ级钢，双向
@150，钢筋网片绑扎或电焊（设分0.04×24=0.96kN/m2
隔缝）；
10厚低强度等级砂浆隔离层；0.01×20=0.2kN/m2
1.5mm厚防水卷材
20厚1:3水泥砂浆找平层0.02×20=0.4kN/m2
保温层；
最薄30厚LC5.0轻集料混凝土2%找坡层；0.1×22=2.2kN/m2
120mm现浇钢筋混凝土楼板0.12×25=3kN/m2
合计：5.82kN/m2
4.1.2楼面
8-10(10-15)厚地砖、干水泥擦缝;
20厚1:3干硬性水泥砂浆结合层,表面撒水泥粉;0.5kN/m2
水泥一道(内掺建筑胶);
120mm现浇钢筋混凝土楼顶0.12×25=3kN/m2
吊顶：0.25kN/m2
合计：3.75kN/m2
4.1.3卫生间地面
8-10(10-15)厚地砖、干水泥擦缝;
20厚1:3干硬性水泥砂浆结合层,表面撒水泥粉;
1.5厚聚氨酯防水层厚2厚聚合物水泥基防水涂料；
2.0kN/m2 1:3水泥砂浆或最薄处30厚C20细石混凝土找坡层抹平；
水泥一道(内掺建筑胶);
120mm现浇钢筋混凝土楼顶0.12×25=3kN/m2
吊顶：0.25kN/m2
合计：5.25kN/m2
2厚面层耐水腻子分层刮平0.13kN/m2
8厚粉刷石膏砂浆打底分层抹平
刷素水泥浆一道
240mm厚加气混凝土砌块0.24×8=1.92kN/m2
20mm厚聚合物水泥砂浆找平层
刷素水泥浆一道
8厚粉刷石膏砂浆打底分层抹平0.13kN/m2
2厚面层耐水腻子分层刮平
面浆饰面
合计：2.18kN/m2
内墙2：（卫生间墙面）
刷素水泥浆一道
8厚粉刷石膏砂浆打底分层抹平0.13kN/m2
2厚面层耐水腻子分层刮平
面浆饰面
240mm厚加气混凝土砌块0.24×8=1.92kN/m2
3厚外加剂专用砂浆抹基底或界面剂一道甩毛；0.003×17=0.054kN/m2
2
白水泥擦缝(或1：1彩色细石砂浆勾缝)；
合计：3.32kN/m2
内墙3：（卫生间200隔墙）
白水泥擦缝(或1：1彩色细石砂浆勾缝)；0.5kN/m2
6厚墙面砖（贴前墙砖充分浸润）；
4厚强力胶粉泥粘结层，揉挤压实；
1.5厚聚合物水泥基复合防水涂料防水层；
6厚1:0.5:2.5水泥石灰膏砂浆分层压实抹平；0.006×12=0.072kN/m2
6厚1：1:6水泥膏砂浆扫毛或划出纹道；0.006×12=0.072kN/m2 3厚外加剂专用砂浆抹基底或界面剂一道甩毛；0.003×17=0.054kN/m2 240mm厚加气混凝土砌块0.2×8=1.6kN/m2
3厚外加剂专用砂浆抹基底或界面剂一道甩毛；0.003×17=0.054kN/m2 6厚1：1:6水泥膏砂浆扫毛或划出纹道；0.006×12=0.072kN/m2
6厚1:0.5:2.5水泥石灰膏砂浆分层压实抹平；0.006×12=0.072kN/m2
1.5厚聚合物水泥基复合防水涂料防水层；
4厚强力胶粉泥粘结层，揉挤压实；
2
线荷载（22.96+0.49）÷3.6=6.51kN/m
合计：6.51kN/m
3带防火门的内墙（门洞高2100mm开间3600mm）
内墙12.18kN/m2
内墙1自重[(2.4×(4.2－0.45)－1.8×2.4]×2.18=10.46kN
门与窗户自重1.8×2.4×0.2=0.86kN
线荷载（17.42+0.75）÷2.4=4.72kN/m
合计：4.72kN/m
4带窗户的内墙（门洞高2100mm）
内墙12.18kN/m2
内墙1自重[(7.2×(4.2－0.6)－2.1×2.1]×2.18=46.89kN
门与窗户自重2.1×2.1×0.2=0.88kN
线荷载（46.89+0.88）÷7.2=6.63kN/m
合计：6.63kN/m
5240mm内墙（卫生间墙面）
内墙22.75kN/m2内墙2自重[(3.6×(4.2－0.45)－1.0×2.7]×2.75=29.7kN 门与窗户自重1.0×2.7×0.2=0.54kN
线荷载（29.7+0.54）÷3.6=8.4kN/m
门与窗户自重1.8×2.4×0.2=0.86kN
线荷载（20.01+0.86）÷3.6=5.8kN/m
合计：5.8kN/m
5卫生间内纵墙
内墙12.75kN/m2
内墙1自重[(3.6×(4.2－0.6)－1.0×2.7]×2.18=46.89kN
门与窗户自重1.0×2.7×0.2=0.54kN
线荷载（22.37+0.54）÷3.6=6.36kN/m
合计：6.36kN/m
2、3层外墙:
1.240mm外墙（横墙）
外墙2.45kN/m2
外墙1-1线荷载(3.9－0.45)×2.45×2.4/2.4=8.45kN/m
外墙1-2线荷载(3.9－0.6)×2.45×7.2/7.2=8.09kN/m
外墙1-1线荷载(突出层)(3.6－0.45)×2.45×2.4/2.4=7.7kN/m 2.带pvc塑料门窗的外横墙
外墙2.75kN/m2
外墙1-1自重[(2.4×(3.9－0.45)－1.8×2.1]×2.45=11.03kN
4.4.1b×h=300mm×750mm
自重：0.30×(0.75－0.12)×25=4.725kN/m
20mm厚梁侧抹灰：0.02×[(0.75－0.12)×2+0.3]×17=0.4kN/m 合计：5.26kN/m
4.4.2b×h=300mm×600mm
自重：0.3×(0.60－0.12)×25=3.6kN/m
20mm厚梁侧抹灰：0.02×[(0.6－0.12)×2+0.3]×17=0.43kN/m 合计：4.03kN/m
4.4.3b×h=250mm×500mm
自重：0.25×(0.50－0.12)×25=2.38kN/m
20mm厚梁侧抹灰：0.02×[(0.5－0.12)×2+0.25]×17=0.34kN/m
合计：2.72kN/m
4.4.4b×h=300mm×450mm
自重：0.30×(0.45－0.12)×25=2.48kN/m
20mm厚梁侧抹灰：0.02×[(0.45－0.12)×2+0.3]×17=0.33kN/m
合计:2.81kN/m
梁柱重力荷载标准值统计见表4.2
20mm厚柱两侧粉刷（0.6+0.7）×2×0.02×17=0.88kN/m
合计：11.38kN/m
4.6楼梯重力荷载标准值计算
4.6.1底层：（楼梯间面积为2
5.92m2）
梯段体积：
-9=2.48m3 中间平台及楼层平台板体积：
1700×120×(3600-240)×10-9+1600×120×(3600-240)×10-9=1.33m3
梯段梁自重：300×450×3600×10-9=0.49kN
总自重：(2.48+1.33)×25+0.49=95.74kN
底层楼梯面荷载为3.69kN/m2
4.6..22～3层：
梯段体积：
-9×2=2.39m3 中间平台及楼层平台板体积：
1700×120×(3600-240)×10-9+1600×120×(3600-240)×10-9=1.33m3 梯段梁自重：300×450×3600×10-9
0.5
0.7
9.57
33.6
321.6
注：1）g 表示单位长度构件重力荷载2）梁长度取净长，柱长度取层高。

突出层梁的重力荷载标准值为183.8KN 突出层柱的重力荷载标准值：G=6.93×3.6×10=249.5KN
楼层 分类 板厚（mm ）
每层面积mm2 面荷载kN/m2 合计（KN ）
1 普通楼板
卫生间楼板 走道楼板 120 826.9 3.75 4474.5 120 51.8 5.25 120 130.42 3.75 2-3 普通楼板 卫生间楼板 走道楼板 120 749.2 3.75 4133.3
120 51.8 5.25 120 130.42 3.75 4
屋面板 120 941.2 5.82 5477.8 突出层
屋面板
120
77.76
5.82
452.6 4.6.3由墙体荷载统计表附表可知: 一层墙体总重：
为:1923.75+644.75+1.2×1.2×10-6×[4200×7200×4+7200×4200-1800×2700+9000×4200-1800×2700]=2826.7KN 标准层墙体总重:
为:1397.85+685.29+1.2×1.2×10-6×(3900×7200+9000×3900)=2173.8KN 顶层墙体总重:
为:1671.19+772.17+1.2×1.2×10-6×(4200×7200+9000×4200)=2511.4KN 突出层墙体的重力荷载荷载标准值: 6.82×10-3×5×(7200-2×380)×5+66×10-3×[(7200-500-120-250)+(3600-2×120)×2]×6.6×10-3+2.45×0.5×7200×7=367.47KN 突出层墙体女儿墙荷载标准值:2.45×50.4×0.5=61.74KN 女儿墙墙体荷载标准值: 3.68×（54.34+17.14）=263.04KN
4.8重力荷载代表值的计算
重力荷载代表值取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合之和,各层的重力荷载代表值i G 取各楼层标高上下各楼层的一半。

底层取至基础顶部。

分别按下式计算。

∑+=ki Ei k E Q G G ψ(4.1)
E G —重力荷载代表值；
k G —永久荷载标准值，即结构及构配件的自重； k Q —可变荷载标准值。

G 5=778.7kN
集中于各搂层标高处的重力荷载代表值i G 计算如下：
屋面梁处；i G =结构和构件自重+50%雪荷载
G=结构和构件自重+50%活荷载G4=868.4kN
楼面梁处：
i
其中结构和构件自重取楼上、下1/2层高范围内（屋面梁处
取顶层的一半）的结构及构件自重（包括纵横梁自重，楼板
结构层及构造层，纵横墙体及柱等自重）各质点重力荷载代
表值及质点高度如图4.1所示G3=969.2kN
一层楼面梁处重力荷载代表值计算
1655.35+4474.5+（2826.7+2173.8）
×0.5+(2146.8+1055.4)×0.5+50%×(826.9×2+51.8×2.5+130.42×2.5)
5.2横向框架柱的线刚度计算
柱采用C30混凝土，E c=3.0×104N/mm2。

横向框架柱的线刚度计算，用公式
h I E i c c c =和12
3
bh I c =进行计算,其中c E 为混凝土弹性模量；h 为框架柱的计算高度；c I 为柱截面惯性矩，柱的线刚度计算见表5.2。

标准层框架柱的侧移刚度D 值见表5.4。

四层框架柱的侧移刚度D 值见表5.4。

计算基本周期1T ，其中T u 的量纲为m,取0.8T ψ=，则 6.1.2水平地震作用及楼层地震剪力计算
eq G 结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值，多质点可取总重力荷载代表值的85%。

即：:0.850.85(86849692210682+776.7)39526.7eq i G G KN ==+⨯+=∑ 6.1.3计算水平地震影响系数α
max α为0.08。

Ⅱ类，设计地震分组为第一组，故场地的特征周期为0.35s 。

12=η.0。

又因为s T g 35.0=<T 1=0.63s<s s T g 75.135.055=⨯=，故衰减指数γ=0.9，
地震影响系数max 21
1αηαγ
⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛=T
T g
，则 7.1.4计算结构总的水平地震作用标准值E K F 由于10.62 1.4 1.40.350.49g T s T s =>=⨯=
故要考虑顶部附加水平作用n δ,顶部附加地震作用系数n δ，可查GB50011-2010 n δ=0.08T 1+0.07=0.12
顶部附加水平地震作用n F ∆为:n F ∆=n δE K F =0.12⨯1897.3=227.7kN 各质点横向水平地震作用按下式计算：1
(1)
i i
i Ek n n
j
j
j G H F F G H
δ==-∑(5.1)
其中 G ，G －分别为集中于质点i 、j 的重力荷载代表值
H ，H －分别为质点i 、j 的计算高度； 计算结果见下表6.2
表6.2楼层地震剪力的计算
层次
5 21.3 776.7 16543.71 0.03
6 60.
7 60.7(⨯3) 4 17.7 8684 153706.
8 0.34 564.0 852.4 3 13.5 9692 130842 0.2
9 480.1 1332.5 2 9.6 9692 93043.2 0.20 341.4 1673.9 1
5.7
10682
60887.4
0.13
223.4
1897.3
注：四层顶要考虑顶部附加地震作用，故剪力值应加水平地震作用n F ∆ 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图6.1。

水平地震作用分布层间剪力分布
6.1.5水平地震作用下的位移验算
水平地震作用下框架结构的层间位移i μ∆和顶点位移i μ分别按公式
()∑==∆i j ij i i D V 1
/μ和()i
n
i i ∑=∆=1μμ计算，计算过程见表7.3。

表中还计算了各层的层间
弹性位移角/u h e i i θ=∆。

j ij
=1
计算过程见表6.5。

表6.52轴楼层的地震力（单位：kN)
水平地震作用下框架的荷载示意图、剪力图、弯矩图及轴力图由PKPM得出，如图6.2，图6.3，图6.4，图6.5所示。

图6.2水平地震作用下荷载示意图(单位：kN）
图6.3水平地震作用下框架的弯矩图（单位：kN·m）
图6.4水平地震作用下框架轴力图（单位：kN ） 6.5水平地震作用下框架剪力图（单位：kN ）
6.2横向风荷载作用下框架结构内力侧移计算
6.2.1风荷载标准值计算 o z s z k w w μμβ=进行计算。

根据《建筑结构荷载规范》附录E.5查得山东省烟台市50年一遇的基本风压o w =0.55kN/m 2z μ8.0=s μ（迎风面）和5.0-=s μ1大于0.25s 的各种高耸结构以及大跨度屋盖结构，均应考虑风压脉动对结构发生顺风向风振的影响。

多层建筑通常不大于30m ，因此可不考虑风振系数，取z β=1.0。

满足规范要求。

6.2.3风荷载作用下框架结构内力计算
风荷载作用下框架结构的内力计算与水平地震作用下的相同，横向框架内力计算时，选取此框架结构中2号轴线所在榀框架来计算。

计算2号轴线所在榀框架所承担的风的作用力，采用i n j ij
ij ij F D D
F ∑==1
公式进行计
算，计算过程见表6.8。

表6.82轴楼层的风作用力（单位：kN)
图6.7风荷载作用下框架弯矩图(单位kN·m)
图6.8风荷载作用下框架轴力图(单位：kN）图6.9风荷载作用下框架剪力图（单位：kN）
第7章竖向荷载作用下框架结构的内力计算
7.1横向框架的内力计算
7.1.1计算单元
取2轴线横向框架进行内力计算，计算单元宽度为8.1m 。

由于房间布置有次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如图8.1中的水平阴影线所示，计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以以集中力的形式传给横向框架，作用于各个节点上。

由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合，因此在框架节点上还作用有集中力矩。

根据板的长边/短边介于2和3之间，知板为双向板，板荷载传递路线如图8.1
图7.1横向框架计算单元
7.1.2荷载计算
图7.2各层梁上作用的恒载
1.恒载计算
在图7.2中，对于屋面层：
1q ,1'q 代表横梁自重，为均布荷载形式。

1q =4.03kN/m 1'q =2.81kN/m
2q ,3q 为AB 跨、CD 跨房间传给横梁的梯形荷载，由图7.1所示几何关系可得： 1P 、2P 分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括梁自重、屋面重等的重力荷载，计算如下：
2117.2 3.617.2 2.71( 4.5 2.25 3.6 1.8 1.8 2.25 1.28.1) 5.82
222222
7.2
5.26 4.5 5.26 3.6 2.72250.42
P kN
++=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯+⨯+⨯=集中力矩：
在图7.2中，对于3层：
1q ,1'q 代表横梁及梁上墙体自重，为均布荷载形式。

1q =4.03+7.85=11.88kN/m 1'q =2.81kN/m
2q ,3q 为AB 跨、CD 跨房间传给横梁的梯形荷载，由图7.1所示几何关系可得： 1P 、2P 分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括梁自重、楼板重、柱子重和墙体重等的重力荷载，计算如下： 集中力矩： 对于标准层：
1q ,1'q 代表横梁及梁上墙体的自重，为均布荷载形式。

1q =4.03+7.19=11.21kN/m 1'q =2.81kN/m
2q ,3q 为AB 跨、CD 跨房间传给横梁的梯形荷载，由图8.1所示几何关系可得： 1P 、2P 分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括梁自重、楼板重、柱子
重和墙体重等的重力荷载，计算如下：
1117.2 3.617.2 2.71( 4.5 2.25 3.6 1.8 1.8 2.25 3.75222222
7.27.2
5.26 4.5 5.26 3.6 2.72 4.88 4.5 5.33 3.67.41973/36
22
P ++=⨯⨯+
⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+
PKPM软件进行计算，计算过程从略，内力图如图7.3，图7.4，图7.5，图7.6所示。

图7.3竖向恒载计算简图
图7.4竖向恒载作用下框架弯矩图(单位：kN·m）
图7.5竖向恒载作用下框架轴力图(单位：kN)
图7.6竖向恒载作用下框架剪力图(单位：kN）
2.活荷载计算
2，走廊、卫生间楼面均布活荷载标准值为
2.5kN/m 22。

由《建筑结构荷载规范》附
录表E.5可知，烟台地区基本雪压为0.402kN/m 。

活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图7.3所示。

图7.3各层梁上作用的活载
1.活载计算
在图7.3中，对于屋面层：
2q ,3q 为AB 跨、CD 跨房间传给横梁的梯形荷载，由图8.1所示几何关系可得： 1P 、2P 分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的集中荷载，计算如下：
1
117.2 3.617.2 2.71( 4.5 2.25 3.6 1.8 1.8 2.25) 2.048.61222222P kN ++=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯=2117.2 3.617.2 2.71( 4.5 2.25 3.6 1.8 1.8 2.25 1.28.1) 2.0
222222=68.05P kN ++=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯集中力矩：
在图7.2中，对于3层：
2q ,3q 为AB 跨、CD 跨房间传给横梁的梯形荷载，由图8.1所示几何关系可得： 1P 、2P 分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的集中荷载计算如下： 集中力矩：
由于底层柱子截面变化故:
竖向可变荷载作用下板传来的线荷载（梯形荷载或三角形荷载）详细结果见下表7.5所示。

表7.5可变荷载作用下的梯形荷载或三角形荷载
楼层
位置
板传来的荷载)/(m kN
一层～四层 AB 跨
4.5/3.6 BC 跨
0 CD 跨
4.5/3.6
竖向可变荷载作用下的集中荷载见下表7.6所示。

表7.6可变荷载作用下的集中荷载
楼层 位置 集中荷载)(kN
一层～三层
A 轴 48.61
B 轴
72.35
kN
0.4
软件进行计算，内力图如图7.7，图7.8，图7.9，图7.10所示。

图7.7竖向活载(雪载)作用下的计算简图(单位：kN）
图7.8竖向活载(雪载)作用下框架弯矩图(单位：kN·m)
图7.9竖向活载(雪载)作用下框架轴力图(单位：kN)
图7.10竖向活载(雪载)作用下框架剪力图(单位：kN）
7.2横向框架内力组合
7.2.1结构抗震等级
7.2.2框架梁内力组合
此结构设计内力组合采用12种内力组合，即：
(1)1.2恒+1.4?1.0活+1.4*0.6风
(2)1.2恒+1.4?1.0活-1.4*0.6风
(3)1.2恒+1.4风+1.4?0.7?1.0活
(4)1.2恒-1.4风+1.4?0.7?1.0活
(5)1.35恒+1.4?（0.7?1.0活+0.6风）
(6)1.35恒+1.4?（0.7?1.0活-0.6风）
故AB跨剪力：
框架梁的内力组合，见附表2。

7.2.3框架柱内力组合
式中：∑c M—节点上下柱端截面顺时针或反时针方向截面组合的弯矩设计值之和；
∑b M—节点左右梁端截面顺时针或反时针方向截面组合的弯矩设计值之和；
c η—框架柱端弯矩增大系数；对于框架结构，一、二、三、四级可分别取1.7、1.5、1.3、1.2。

n t c b c vc H M M V /)(+=η(7.1)
式中：V —柱端截面组合的剪力设计值。

H n —柱的净高。

b c M 、t c M —分别为柱的上下端顺时针或反时针方向截面组合的弯矩设计值。

vc η—柱剪力增大系数；对框架结构，一、二、三、四级可分别取1.5、1.3、1.2、1.1。

以一层B 柱为例，
当梁下部受拉时，按T 形截面设计，当梁上部受拉时，按矩形截面设计。

翼缘的计算宽度'f b ：
按梁跨度l 考虑：'7200240033
f l b =
==mm 按梁净距s n 考虑：'(3006900)mm 7200mm f n b b s =+=+=
按翼缘高度'f h 考虑：''12(30012120)mm 1740mm f f b b h =+=+⨯= 根据'f b 取以上三者中的最小值的要求，最后取'f b =1740mm 。

梁内纵向钢筋采用HRB400级钢筋y f ='y f =360N/mm 2，518.0b =ξ
即2081038mm s a =++=取45mm s a = 1.下部跨间截面按单筋T 形截面计算。

因为：
f 1c f f 0
120- 1.014.31740120555-1478kN m 22h f b h h α'''=⨯⨯⨯⨯=⋅（）（）>161.4kN?m 属第一类T 形截面
故取
（A s =942mm 2） f t /f y
故ρρ<min ，满足要求。

s
)15.0(1o c c RE b bh f V βγ<(8.2)
当/b w h ≤4时
V≤0.25c c o f bh β(8.3)
当/b w h ≥6时
V≤0.20c c o f bh β(8.4)
当4</b w h <6时，按线性内插法确定。

AB 梁净跨6900n l mm =，梁截面的腹板高度'555120435w o f h h h mm =-=-=。

跨高比：/6900/43515.86 2.5n w l h ==> 故满足截面尺寸要求。

250)820,250m ax ()20,250m ax (max =⨯==d c mm
双肢8@100 双肢
8@150
8@100 8@150
双肢
8@100 双肢
8@150
双肢
8@100 双肢
8@150
双肢
8@100 双肢
8@150
双肢
8@100 双肢
8@150
8.2.2一层A柱的正截面承载力计算
根据A柱的内力组合表，将支座中心处的弯矩换算至支座边缘，与柱端组合弯矩的调整值比较后，选出最不利的内力，进行配筋计算。

A 节点右侧梁端弯矩：
199.9145.20.5
223.830.750.852
r b M =
-⨯=kN?m A 节点上、下柱端弯矩： 74.5M =上kN?m
73.7M =下kN?m
74.573.7148.2A M
=+=∑柱
kN·
m 223.83A M =∑梁
kN·
m 1.3223.83290.98c
c b M
M η==⨯=kN·
m ，在节点处将其按弹性弯矩分配给上、下
i 173.205===mm
l c /i=5700/173.205=32.91>34+12(M 1/M 2)=34+12×0.5=40,故不考虑附加弯矩的影响。

对称配筋：
截面为大偏心受压。

6
3
231.410137.281685.610M N ⨯===⨯0e mm
2020,30max =⎭
⎬⎫
⎩⎨⎧=mm h e a mm
137.2820157.28i o a e e e =+=+=mm
3
11685.610196.4629014.3600
s c N x mm a mm f b α⨯'===>=⨯ 按构造配筋故按构造配筋。

同时每一侧配筋率不应小于0.2％。

柱的纵向钢筋宜对称配置；截面边长大于400mm 的柱，纵向钢筋间距不宜大于200mm ；柱总配筋率不应大于5％。

1,min min 0.2%600600720s A bh ρ==⨯⨯=mm 2
,min min 0.75%6006002700s o A bh ρ==⨯⨯=mm 2 ,max max 5%60055516650s o A bh ρ==⨯⨯=mm 2
选12
18，2s 3054mm A =，2s1254.54=1018mm A =⨯
max ,min ,s s s A A A <<，11,min s s A A >
故满足要求。

2.第二种组合：max N 及对应的M 柱顶：N max =2368.1kN,M=32.4kN·m
柱底：N max =2443.7kN,M=-59.5kN·m
此组内力是非地震组合情况，且无水平荷载效应，故不必进行调整。

l c =5700mm
3310600600 1.08101212
bh I ⨯===⨯mm 4
i 10
1.0810173.205600600
I A ⨯===⨯mm
l c /i=5700/173.205=32.91≤34-12(M 1/M 2)=34-12×(-0.545)=40.54,故不考虑附加弯矩的影响。

对称配筋：
截面为大偏心受压。

6
359.51024.352443.710M N ⨯===⨯0e mm
2020,30max =⎭
⎬⎫
⎩⎨⎧=mm h e a mm
24.352044.35i o a e e e =+=+=mm
故按构造要求配筋。

同时每一侧配筋率不应小于0.2％。

柱的纵向钢筋宜对称配置；截面边长大于400mm 的柱，纵向钢筋间距不宜大于200mm ；柱总配筋率不应大于5％。

1,min min 0.2%600600720s A bh ρ==⨯⨯=mm 2
,min min 0.75%6005552497.5s o A bh ρ==⨯⨯=mm 2 ,max max 5%60055516650s o A bh ρ==⨯⨯=mm 2
选12
18，2s 3054mm A =，2s1254.54=1018mm A =⨯
max ,min ,s s s A A A <<，11,min s s A A >
故满足要求。

3.第三种组合：min N 及对应的M ，一般情况下，不起控制作用，故不予考虑。

8.2.3一层B 柱的正截面承载力计算
根据B 柱的内力组合表，将支座中心处的弯矩换算至支座边缘，与柱端组合弯矩的调整值比较后，选出最不利的内力，进行配筋计算。

一层B 节点左、右梁端弯矩：
一层B 节点上、下柱端弯矩：
在节点处将其按弹性弯矩分配给上、下柱端，即： 一层B 柱底端的弯矩调整：
1.第一种组合：max M 及对应的N M max =260.26kN·m ，N =1924.9kN
c 1.0l H =，其余各层柱的计算长度c 1.25l H =。

M 1/M 2不大于0.9且轴压比不大于0.9时，若构件的长细比满足公式l c /i ≤34-12(M 1/M 2)的要求，可不考虑轴向压力在该方向挠曲杆件中产生的附加弯矩影响。

式中：M 1、M 2分别为已考虑侧移影响的偏心受压构件两端截面按结构弹性分析确定的对同一主轴的组合弯矩设计值,绝对值较大端为M 2,绝对值较大端为M 1，当构件按单曲率弯曲时，M 1/M 2取正值，否则取负值；l c 为构件的计算长度；i 为偏心方向的截面回转半径。

l c =5700mm
3310600600 1.08101212
bh I ⨯===⨯mm 4
i 10
1.0810173.205600600
I A ⨯===⨯mm
l c /i=5700/173.205=32.91>34+12(M 1/M 2)=34+12×0.64=41.68,故不考虑附加弯矩的影响。

对称配筋：
截面为大偏心受压。

6
3
260.2610135.211924.910M N ⨯===⨯0e mm
2020,30max =⎭
⎬⎫
⎩⎨⎧=mm h e a mm
135.2120155.21i o a e e e =+=+=mm
3
11924.910224.3529014.3600
s c N x mm a mm f b α⨯'===>=⨯ 故按构造要求配筋。

同时每一侧配筋率不应小于0.2％。

柱的纵向钢筋宜对称配置；截面边长大于400mm 的柱，纵向钢筋间距不宜大于200mm ；柱总配筋率不应大于5％。

1,min min 0.2%600600720s A bh ρ==⨯⨯=mm 2
,min min 0.75%6005552497.5s o A bh ρ==⨯⨯=mm 2 ,max max 5%60055516650s o A bh ρ==⨯⨯=mm 2
选12
18，2s 3054mm A =，2s1254.54=1018mm A =⨯
max ,min ,s s s A A A <<，11,min s s A A >
故满足要求。

2.第二种组合：max N 及对应的M
柱顶：N max =2716.8kN,M=37.7kN·m
柱底：N max =2787.4kN,M=-61.6kN·m
此组内力是非地震组合情况，且无水平荷载效应，故不必进行调整。

l c =5700mm
3310600600 1.08101212
bh I ⨯===⨯mm 4
i 10
1.0810173.205600600
I A ⨯===⨯mm
l c /i=5700/173.205=32.91≤34-12(M 1/M 2)=34-12×(-0.612)=41.34,故不考虑附加弯矩的影响。

对称配筋：
截面为小偏心受压。

6
361.61022.102787.410M N ⨯===⨯0e mm
2020,30max =⎭
⎬⎫
⎩⎨⎧=mm h e a mm
22.102042.10i o a e e e =+=+=mm
故按构造要求配筋。

同时每一侧配筋率不应小于0.2％。

柱的纵向钢筋宜对称配置；截面边长大于400mm 的柱，纵向钢筋间距不宜大于200mm ；柱总配筋率不应大于5％。

1,min min 0.2%600600720s A bh ρ==⨯⨯=mm 2
,min min 0.75%6005552497.5s o A bh ρ==⨯⨯=mm 2
,max max 5%60055516650s o A bh ρ==⨯⨯=mm 2
选12
18，2s 3054mm A =，2s1254.54=1018mm A =⨯
max ,min ,s s s A A A <<，11,min s s A A >故满足要求。

3.第三种组合：min N 及对应的M ，一般情况下，不起控制作用，故不予考虑。

表8.5柱配筋计算
层次 柱号 M
/(kN·m)
N /kN N b /kN 偏心 e 0 /mm e i /mm x /mm e /mm
A s /mm 2 实际配筋
/mm 2
四层
A 119.9 568.9 1685.2 大 210.76 230.76
79.57 435.76 79.17 618(1272) 83.2 614 1685.2 大 135.50 155.50 85.87 360.50 <0 618(1272) B
113.0 347.2 1685.2 大 325.46 345.46
48.56 550.46 281.67 618(1272) 63.7 636.1 1685.2 大 100.14 120.14 88.97 325.14 <0 618(1272)
三层
A 117.51
803.9 1685.2 大 146.17 166.17
112.43 371.17 <0 618(1272)
85.7 1199.8
1685.2 大 71.43 91.43
167.80 296.43 <0 618(1272)
B
164.87
789.7 1685.2 大 208.78 228.78
110.45 433.78 181.91 618(1272)
49.6 1342.9
1685.2 大 36.93 56.93
187.82 261.93 <0 618(1272)
二层
A 127.5 1222.9
1685.2 大 104.26 124.26
171.03 329.26 <0 618(1272)
46.7 1790.2
1685.2 小 26.09 46.09
250.38 251.09 0.58 <0 618(1272)
B
166.27 1228.5
1685.2 大 135.34 155.34
171.82 360.34 <0 618(1272)
3.1 203
4.1
1685.2 小 1.52
21.52 284.49 226.52 0.72 <0 618(1272)
一层
A 231.4 1685.6 2466.7 大 137.28 157.28
196.46 412.28 <0 618(1272)
59.5 2443.7 2466.7
大 24.35 44.35
284.81 299.35 <0 618(1272)
B
260.26 1924.9 2466.7
大 135.21 155.21
224.35 410.21 <0 618(1272)
61.6 2787.4 2466.7 小 22.10 42.10
324.87 297.10 0.64 <0 618(1272)
8.2.4A 柱斜截面受剪承载力计算
由前可知，A 柱的柱端弯矩设计值
144.7t c M =kN·m
对于抗震等级为三级的框架柱，柱底弯矩设计值
178
1.3289.250.80
b c M =⨯=kN·m
则框架柱的剪力设计值
144.7289.25
1.2 1.210
2.15.70.6
t b c c n M M V H ++==⨯=-kN
剪跨比λ大于2的框架柱
式中：λ—框架柱、框支柱的计算剪跨比，取M /(Vh 0)。

()11
102.1(0.20)0.20 1.014.36005551120.450.85c c c o RE V kN f bh βγ=<=⨯⨯⨯⨯⨯=kN
故柱截面尺寸满足要求。

222.5
c c M
大于4的柱、框支柱、一级和二级框架的角柱，取全高。

2.柱箍筋加密区的箍筋肢距，一级不宜大于200mm ，二、三级不宜大于250mm ，四级不宜大于300mm 。

至少每隔一根纵向钢筋宜在两个方向有箍筋或拉筋约束；采用拉筋复合箍时，拉筋宜紧靠纵向钢筋并钩住箍筋。

3柱箍筋加密区的体积配箍率，应按下列规定采用： v c v yv
f
f λρ≥(8.9)
v ρ—柱箍筋加密区的体积配箍率，一级不应小于0.8%，二级不应小于0.6%，三、
四级不应小于0.4%；
c f —混凝土轴心抗压强度设计值；当强度等级低于C35时,按C35取值.; yv f —箍筋或拉筋抗拉强度设计值；
v λ—最小配箍特征值。

即：,min 0.09216.7
0.426%0.4%360
v c v yv
f f λρ⨯==
=>
，3.50=sv A mm 2，则≤s 173.44mm 。

根据构造要求，取加密区箍筋4。

根据规范规定：
柱端加密区长度5100max ,,500max 600,,50085066n l h ⎛⎫⎛⎫
=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
mm ，取900mm 。

()11
125.7(0.20)0.20 1.014.36005551120.40.85c c c o RE V kN f bh βγ=<=⨯⨯⨯⨯⨯=kN
故柱截面尺寸满足要求。

剪跨比250.25
3.603125.40.555
c c o M V h λ===>⨯
取与c M 、c V
⎥⎦
⎤
⎢⎣⎡+++≤
N h s A f bh f V o sv yv o t RE c 056.0105.11λγ(8.11)
式中：λ—框架柱、框支柱的计算剪跨比，取M /(Vh 0)；当λ小于1.0时，取1.0；当λ大于3.0时，取3.0；
N —考虑地震组合的框架柱、框支柱的轴向压力设计值，当大于0.3f c A 时， 取0.3f c A ，此处，A 为构件的截面面积。

1924.9/0.82406.10.30.314.36006001544.4c N kN f A ==>=⨯⨯⨯=kN 所以取N=1544.4kN
o
yv o
t RE sv
h f N bh f V s
A 056.0105
.1-+-
=λγ(8.12)
，，3.50=sv A mm 2，则≤s 147.9mm 。

根据构造要求，取加密区箍筋4。

根据规范规定：
柱端加密区长度5100max ,,500max 500,,50085066n l h ⎛⎫⎛⎫
=== ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
mm ，取900mm 。

底层柱下端加密区长度5100
270033
n l ==mm ，取2700mm 。

柱与一层刚性地面交接处上下各500mm 。

1)柱箍筋非加密区的体积配箍率不宜小于加密区的50％。

2)箍筋间距，一、二级框架柱不应大于10倍纵向钢筋直径，三、四级框架柱不应大于15倍纵向钢筋直径。

即270
18
15
15=
⨯
=
≤d
s mm
故取非加密区箍筋4。

h b—梁截面高度；
ηjb—强节点系数，抗震等级为三级的框架宜取1.2；
∑M b—节点左右梁端截面顺时针或反时针方向截面组合的弯矩设计值之和；
1）核芯区截面有效验算宽度，当验算方向的梁截面宽度不小于该侧柱截面宽度的1/2时，可采用该侧柱截面宽度。

2）当梁、柱的中线不重合且偏心距不大于柱宽的1/4时，核芯区的截面有效验算宽度可采用上款和下式计算结果的较小值。

b j=0.5(b b+b c)+0.25h c-e。