钢筋混凝土现浇楼盖设计.pdf

钢筋混凝土现浇楼盖设计第一章 结构布置第一节结构选型一、结构体系选型（一）几种框架结构体系的比较根据施工方法，此建筑可采用现浇整体式框架，装配式框架，装配整体式框架。装配式框架：这种框架的构件采用预制安装，施工进度快，工业化程度高，可构件 节点连接构造达不到钢节点要求，不宜采用此种框架结构。装配整体式框架：这种框架的预制梁柱装配就位后，通过局部现浇混凝土使构件连 接成整体，此框架结构整体性比装配式框架好。现浇整体式框架：这种框架全部构件均在现场浇成整体，结构整体性好，抗震性好,构件尺寸不受标准构件所限制，对于建筑的各种功能适应性强。根据布置形式，框架结构可分为横向框架、纵向框架、双向框架。横向框架：主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置，主梁和柱可形成横向框架，其侧向 刚度较大。通常用于长向长度与短向长度相差较大的建筑，用横向框架来加强结构的横 向刚度。纵向框架：主梁沿纵向布置，次梁沿横向布置，主梁和柱可形成纵向框架。此种框 架结构很少用到，因为这种结构两个方向的刚度常相差较大，特别不易在地震区使用。双向框架：两个方向的梁截面尺寸较接近，这种结构形式常用于长向与短向长度较接近的 建筑，或当柱网布置为正方形或接近正方形时采用，便于保证两个方向的刚度相差不大。（二）现浇框架结构体系的确定本工程为某办公楼结构和施工组织设计（框架结构），总建筑面积4957.2m2,总楼 层为5层，建筑屋面到室外地面的高度为19.6m,底层高4.6m,二层、三层和四层高3.8m、第四层为4.2m。该建筑的功能和特点要求结构布置灵活。该建筑处于6度抗震设防区，设计基本地震加速度为0.1g,第二组，并考虑其场地 土属I类土，根据抗震规可知其属四级抗震等级。要求建筑的整体性好，且两个方向的 刚度相差不大，以保证建筑的抗震能力。现浇钢筋混凝土框架结构可以满足建筑物结构布置灵活、整体性较好的要求；横向 框架由于跨数少，主梁沿横向布置有利于提高建筑物的横向抗侧刚度。该综合大楼的平 面设计东西方向总长67.1m,南北方向总长为15.3m。根据以上比较、分析，并根据建 筑图纸，可以初步确定本工程应该采用现浇框架结构横向承重结构体系。在横向布置框 架承重梁，楼面竖向荷载由横向梁传至柱，而在纵向布置连系梁。横向框架往往框数少,主梁沿横向布置有利于提高建筑物的横向抗侧刚度。而纵向框架则往往仅按构造要求布 置较小的连系梁。这也有利于房屋室的采光与通风。二、其他结构选型（一）屋面结构充分考虑屋面防漏，采用钢筋混凝土整体现浇板。该工程的第五层为不上人屋面。（二）楼面结构该建筑处于6度抗震设防区，要求建筑整体性好，故采用现浇钢筋混凝土板。（三）楼梯结构楼梯的斜板的水平投影长度均在4根左右。按建筑要求，该建筑楼梯均采用钢筋混 凝土板式楼梯，且均按消防楼梯设计。（四）过梁窗过梁均采用钢筋混凝土梁，当窗顶到上层楼面（屋面）的高度小于1.2m时，或者 当采用通窗而无法布置过梁时，通常做吊板来代替过梁，其作法类似于楼面板。（五）基础根据该建筑荷载估算，并由地基承载力判断，选用柱下独立阶梯基础。（六）设计条件表第二节构件截面尺寸的初步确定填充墙厚度（mm）基本风压值（KN/m2）地基承载 力（KPa）计算 楼板计算 框架计算楼梯240厚标准砖0.52354层DE轴5轴4轴3层一、梁截面的尺寸估算梁截面一般可先按下列方法估算：1）框架主梁：-=（1/121/8）/,人=（1/2l/3.5）/z,bbc/2,250；2）框架从梁、承重梁：力=（1/121/8）/；非承重梁：%=（1/181/15）/；3）次梁：力=（1/181/15）/。梁截面选取详见结构平面布置图。二、柱的截面尺寸的估算框架柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比限值按下列公式估算，柱组合的轴压力设计 值：N=g”式中：F 按简支状态计算的柱的负截面积；瓢一折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可按实际荷载计算，也可近似取 12-15KN/m2；一考虑地震作用组合后柱轴力增大系数，边柱取1.3,不等跨柱取1.25,等跨柱取1.2；一验算截面以上楼层层数。C%力一框架柱轴压比限值，对一级、二级、三级抗震等级，分别取0.7、08、0.9o该框架结构的抗震等级为三级，其轴压比限值/=0-9;力一混凝土轴心抗压强度C30,力二14.3N/机4。对于边柱：N=j3FgEn=l.3X16.5X14X4=1201.2KN,N 1201.2xl03A.-=-K1X 0.9x14.3=93334 mm2对于中柱:N 二%”=1.25X22.5X14X4=1575KN/、N _1574xl03A 2-卬力 69x14.3=122377.6 mm2根据板、柱、粱布置的一般原则，同时充分考虑建筑的美观，并借鉴同类建筑结构 平面布置的相关成果，注意易于整体施工的因素，初步确定板厚、梁、柱截面尺寸。并 将它们表示在各层的结构平面布置图上。另外：柱截面高度不宜小于300mm,宽度不宜小于300 mm,圆柱截面直径不宜小于 350mm，柱净高与截面长度尺寸之比不宜大于4,框架柱上、下截面高度不同时，从下至 上边柱一般采取缩，每次缩小的柱截面高度以100150mm为宜。综合以上计算结果并考虑其他因素取边柱和中柱为400mm X 400mm(400 X 400=160000mm2 122377.6mm2)o对于跨度较大的柱取：500mmX500mm三、材料的选择梁、楼、屋面板、柱均采用C30混凝土，梁、柱受力纵筋采用HRB335钢筋，箍筋采 用HPB235钢筋;板受力筋采用HPB235钢筋。第二章 荷载计算第一节板的荷载计算一、楼面板恒载恒载标准值8-10厚地砖铺实拍平，水泥浆擦缝25厚1：4干硬性水泥砂浆，面上撒素水泥素水泥浆结合层一遍 总0.70 KN/m2100厚钢筋混凝土楼板 0.IX25=2.50 KN/m215厚板底抹灰刮双飞粉 0.015X200.30 KN/nf合计 g3.5KN/m2活荷载标准值%=2.00 KN/m2二、卫生间楼板荷载恒荷载标准值8-10厚地砖铺实拍平，水泥浆擦缝或水泥砂浆填缝25厚1:4干硬性水泥砂浆，面上撒素水泥1.5厚聚氨酯防水涂料，面上撒黄砂，四周沿墙上翻150高刷基层处理剂一遍15厚1:2水泥砂浆找平细石混凝土找坡 2.26KN/m2120厚钢筋混凝土楼板 0.12X25=3.00 KN/m215厚板底抹灰刮双飞粉 0.015X20=0.30 KN/itf合计 g5.56 KN/m2活荷载标准值 qk=2.00 KN/m2三、屋面板恒载计算恒荷载标准值40厚370X370大阶砖，缝宽5 8,1：1水泥砂浆填缝20厚1：2：9水泥石灰砂浆点粘一层350号石油沥青油毡2厚聚氨酯防水涂料刷基层处理剂一遍20厚1:2.5水泥砂浆找平层100厚钢筋混凝土屋面板15厚板底抹灰刮双飞粉 合计活荷载标准值（不上人屋面）总 1.92 KN/m20.10X25=2.50 KN/m20.015X20=0.30 KN/皿gk=4.72KN/m2/=0.50 KN/m2第二节墙自重计算外墙抹灰采用外墙抹灰采用98ZJ001中南地区建筑配件图籍合订本中“外墙10”做法。墙两侧抹灰采用98ZJ001中南地区建筑配件图籍合订本中“墙20”做法。外墙面荷载15 厚 1：3 水泥砂浆 0.015X20=0.3 KN/m24厚1：1水泥砂浆加水重20%801胶镶贴 0.004X20=0.08 KN/m25厚玻璃锦砖，白水泥浆擦缝 0.12 KN/m25 厚 1:0.5：3 水泥石灰砂浆 0.005X20=0.1 KN/m212厚聚氨酯硬质泡沫塑料喷涂40X9.8X0.0121000=0.005 KN/m23 厚 1:0.5：3 水泥石灰砂浆 0.003X20=0.06 KN/m2240 厚标准砖 19X0.24=3.SKN/itf合计 4.1 KN/m2墙面荷载双面5厚1:0.5：3水泥石灰砂浆 0.005X20X2=0.2 KN/m2双面聚氨酯硬质泡沫塑料喷涂40X9.8X0.0121000X2=0.01KN/m2 双面 3 厚 1:0.5：3 水泥石灰砂浆 0.003X20X2=0.12 KN/m2240 厚标准砖 19X0 24=3.5KN/itf合计 3.9KN/m2第三节梁上线荷载计算为简化计算，不考虑门窗洞口的有利作用，梁上墙的线荷载计算按：墙面积重力荷 载X（层高-梁高）来计算。根据任务书，只需给出B轴的梁上荷载即可。一、第一第四标准层梁上线荷载有墙的梁（3.6-0.6）*4.1=12.37GV/m无墙的梁荷载为0KN/m五、层面梁上线荷载有女儿墙的地方有墙的梁1.2*4.1=5.0 70V/m无墙的梁荷载为0KN/m第四章 钢筋混凝土现浇楼盖设计第一节板的结构布置及分类板的设计包括荷载计算、力分析、配筋计算及绘制结构施工图，根据设计资料，手 算的4层DE轴，设计板厚为100mm,o一、板的结构布置指定计算楼板为屋面板，计板厚为lOOmmo屋面板的置如图所示。根据荷载规：办公 楼的楼面走廊、楼梯、门厅的活载标准值，取q=2.0KN/m2；办公楼的卫生间、会议室、上人屋面及其他楼面的活载标准值，取q=2.0KN/m2；不上人屋面楼板恒载标准值为 4.5kN/m2,走廊、门厅及其他楼面恒载标准值为3.0kN/m2o采用C25混凝土，板中钢 筋采用HPB235级钢。混凝土板的计算应满足下列的规要求：(1)两对边支承的板应按单向板计算；(2)四边支承的板应按下列规定计算：当长边与短边长度之比小于或等于2.0时，应按双向板计算；当长边与短边长度之比大 于2.0,但小于3.0时，宜按单向板计算；当按沿短边方向受力的单向计算时，应沿长 边方向布置足够数量的构造钢筋；当长边与短边长度之比大于或等于3.0时，可按沿短边方向受力的单向板计算。4层DE轴板布置图 由于板太多，随即取了 2块板，给出计算书如下：1号板计算：4边固定；承受永久荷载标准值：g=3.60 kN/M2；可变荷载标准值：q=kN/M2;计算跨度 计算跨度Lx=3000mm；计算跨度Ly=2250 mm；板厚 H=校强度等级：C20；钢筋强度等级：HPB235；采用弹性算法，泊松比为口=1/5；考虑活荷载不利组合。2.00100 mm；计算时g+q/2作用下的边界条件 q/2作用下的边界条件Mx=(0.01068+0.03293/5)*(1.20*3.5+1.40*1.0)*2.3-2=0.49kN-M考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩：Mxa=(0.02873+0.07062/5)*(1.4*1.0)*2.3-2=0.30kN MMx=0.49+0.30=0.79kN-MAsx=235.99mm2,实配巾 8200(As=251.mm2)Pmin=0.236%,P=0.251%My=(0.03293+0.01068/5)*(1.20*3.5+1.40*1.0)*2.3八2=0.99kN-M考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩：Mya=(0.07062+0.02873/5)*(1.4*1.0)*2.3-2=0.54kN-MMy=0.99+0.54=1.54kN MAsy=235.99mm2,实配 6 8200(As=251.mm2)Pmin=0.236%,P=0.251%Mx=0.05697*(1.20*3.5+1.40*2.0)*2.3-2=2.02kN-MAsx=235.99mm2,实配 6 8200(As=251.mm2,可能与邻跨有关系)Pmin=0.236%,P=0.251%My=0.07457*(1.20*3.5+1.40*2.0)*2.3-2=2.64kN-MAsy=235.99mm2,实配巾8200(As=251.mm2,可能与邻跨有关系)Pmin=0.236%,P=0.251%跨中挠度验算：Mk-按荷载效应的标准组合计算的弯矩值Mq-按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值(1)、挠度和裂缝验算参数：Mk=(0.01068+0.03293/5)*(1.0*3.5+1.0*2.0)*2.3八2 二 0.48kN-MMq=(0.01068+0.03293/5)*(1.0*3.5+0.5*2.0)*2.3八2=0.39kN-MEs=210000.N/mm2 Ec=25413.N/mm2Ftk=1.54N/mm2 Fy=210.N/mm2(2)、在荷载效应的标准组合作用下，受弯构件的短期刚度Bs：、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数按下列公式计算：e=1.1-0.65*ftk/(p te*。sk)(混凝土规式 8.1.2 2)a sk=Mk/(0.87*ho*As)(混凝土规式 8.1.3-3)o sk=0.48/(0.87*81.*251.)=27.14N/mm矩形截面，Ate=0.5*b*h=0.5*1000*100.=50000.mm2P te=As/Ate(混凝土规式 8.1.2 4)Pte=251./50000.=0.00503寸=1.1-0.65*1.54/(0.00503*27.14)=-6.247当小(0.2时，取巾=0.2、钢筋弹性模量与混凝土模量的比值aE：aE=Es/Ec=210000.0/25413.0=8.264、受压翼缘面积与腹板有效面积的比值Yf:矩形截面，Yf=0、纵向受拉钢筋配筋率 P=As/b/ho=251./1000/81.=0.00310、钢筋混凝土受弯构件的Bs按公式(混凝土规式8.2.3-1)计算：Bs=Es*As*ho2/l.15 e+0.2+6*a E*P/(1+3.5 Yf)Bs=210000.*251.*81.2/l.15*0.200+0.2+6*8.264*0.00310/(1+3.5*0.00)=593.llkN M(3)、考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数0：按混凝土规第8.2.5条，当P =0时，0=2.0(4)、受弯构件的长期刚度B,可按下列公式计算：B=Mk/Mq*(0-1)+Mk*Bs(混凝土规式 8.2.2)B=0.48/0.39*(2-1)+0.48*593.11=326.210kN M、挠度 f=k*Qk*L 4/Bf=0.00216*5.5*2.34/326.210=0.931mmf/L=0.931/2250.=1/2416.,满足规要求！2号板计算：4边固定；承受永久荷载标准值：g=3.60 kN/M2；可变荷载标准值：q=2.00 kN/M2;计算跨度 计算跨度Lx=3300 mm；计算跨度Ly=2250 mm；板厚 H=100 mm；校强度等级：C20；钢筋强度等级：HPB235；采用弹性算法，泊松比为口=1/5；计算时 考虑活荷载不利组合。g+q/2作用下的边界条件q/2作用下的边界条件Mx=(0.01068+0.03293/5)*(1.20*3.5+1.40*1.0)*2.3-2=0.49kN-M考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩：Mxa=(0.02873+0.07062/5)*(1.4*1.0)*2.3-2=0.30kN-MMx=0.49+0.30=0.79kN-MAsx=235.99mm2,实配巾 8200(As=251.mm2)Pmin=0.236%,P=0.251%My=(0.03293+0.01068/5)*(1.20*3.5+1.40*1.0)*2.3八2=0.99kN M考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩：Mya=(0.07062+0.02873/5)*(1.4*1.0)*2.3-2=0.54kN-MMy=0.99+0.54=1.54kN MAsy=235.99mm2,实配 6 8200(As=251.mm2)Pmin=0.236%,P=0.251%Mx=0.05697*(1.20*3.5+1.40*2.0)*2.3-2=2.02kN-MAsx=235.99mm2,实配 6 8200(As=251.mm2,可能与邻跨有关系)Pmin=0.236%,P=0.251%My=0.07457*(1.20*3.5+1.40*2.0)*2.3-2=2.64kN-MAsy=235.99mm2,实配 6 8180(As=279.mm2,可能与邻跨有关系)Pmin=0.236%,P=0.279%跨中挠度验算：Mk-按荷载效应的标准组合计算的弯矩值Mq-按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值(1)、挠度和裂缝验算参数：Mk=(0.01068+0.03293/5)*(1.0*3.5+1.0*2.0)*2.3=0.48kN-MMq=(0.01068+0.03293/5)*(1.0*3.5+0.5*2.0)*2.3八2 二 0.39kN-MEs=210000.N/mm2 Ec=25413.N/mm2Ftk=1.54N/mm2 Fy=210.N/mm2(2)、在荷载效应的标准组合作用下，受弯构件的短期刚度Bs：、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数小，按下列公式计算：e=1.1-0.65*ftk/(Pte*osk)(混凝土规式 8.1.2-2)o sk=Mk/(0.87*ho*As)(混凝土规式 8.1.3-3)osk=0.48/(0.87*81.*251.)=27.14N/mm矩形截面，Ate=0.5*b*h=0.5*1000*100.=50000.mm2Pte=As/Ate(混凝土规式 8.1.2 4)Pte=251./50000.=0.00503寸=1.1-0.65*1.54/(0.00503*27.14)=-6.247当eVO.2时，取e=0.2、钢筋弹性模量与混凝土模量的比值aE：aE=Es/Ec=210000.0/25413.0=8.264、受压翼缘面积与腹板有效面积的比值Yf:矩形截面，Y f=0、纵向受拉钢筋配筋率 P=As/b/ho=251./1000/81.=0.00310、钢筋混凝土受弯构件的Bs按公式(混凝土规式8.2.3-1)计算：Bs=Es*As*ho2/l.15 2+0.2+6*a E*P/(1+3.5 Yf)Bs=210000.*251.*81.2/l.15*0.200+0.2+6*8.264*0.00310/(1+3.5*0.00)=593.llkN M(3)、考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数0：按混凝土规第8.2.5条，当P =0时，0=2.0(4)、受弯构件的长期刚度B,可按下列公式计算：B=Mk/Mq*(0-1)+Mk*Bs(混凝土规式 8.2.2)B=0.48/0.39*(2-1)+0.48*593.11=326.210kN M、挠度 f=k*Qk*L4/Bf=0.00216*5.5*2.34/326.210=0.931mmf/L=0.931/2250.=1/2416.,满足规要求！第五章一幅框架结构计算根据楼、屋面结构布置、屋面建筑构造、荷载规等资料，按荷载由板到次梁、由次 梁到主梁（纵向梁）然后到柱子的传力路线，计算出恒载和活载传到框架梁柱上均布荷 载和集中荷载。计算出水平力风载作用在框架上的力。根据求出作用在框架上力，用反 弯点计算水平荷载力，用平面软件计算框架竖向荷载作用下的力。对计算出来的力进行 组合，取最不利的组合项进行配筋计算和截面验算。第一节确定框架计算简图一、框架计算说明计算5轴框架，计算简图如下，框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于是 多层结构，各层柱的截面尺寸均采取相同，故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。根 据地质资料，设基础顶面到室外地面高为0.5米。(350X800)(350X800)CD3CO(s9xi)G09XS9)C350X800)G50X800)CD209Gsxgs(009X009)050X800)C350X800)CD(S9X0S)(S9X17Ttm7200框架计算简图梁线自重：1.截面尺寸：bXh=350mmX900mmq=25X0.35 X(0.9-0.10)=7.OKN/m抹 灰层：(0.9-0.10)XO.02X17X2=0.55 KN/m合 计：7.55KN/m1.截面尺寸：b X h=350mm X 500mmq=25X0.35 X(0.5-0.10)=3.5KN/m抹 灰层：(0.9-0.10)XO.02X17X2=0.55 KN/m合 计：4.05KN/m(二)楼面自重：1、楼面板：35mm 厚釉面瓷砖(按 98ZJ001P15 楼 10)0.70 KN/m2100mm厚钢筋混凝土现浇板 0.10X25=2.50 KN/m220 厚底层抹灰 0.20X200.40 KN/n?合计 gk=3.60KN/m22.厕所楼面恒载标准值计算防滑瓷地砖面层(按98ZJ001楼27)2.26 kN/m2煤渣垫层(0.5-0.1-0.102)X10=2.98kN/m2100 mm 厚钢筋混凝土板 0.IX 25=2.5 kN/m220mm水泥砂浆厚板底抹灰 0.020X20 0.40 kN/ltf合 计 gk=8.14 kN/m23.屋面恒载标准值计算40厚370X370大阶石专，缝宽5 8,1：1水泥砂浆填缝20厚1：2：9水泥石灰砂浆点粘一层350号石油沥青油毡2厚聚氨酯防水涂料刷基层处理剂一遍20厚1:2.5水泥砂浆找平层 总 1.92 KN/100厚钢筋混凝土屋面板 0.10X25=2.50 KN/m220 厚底层抹灰 0.20X20二。40 KN/n?合计 gk=4.82KN/m2近似取 gk=5.0 KN/m23.楼面荷载传到框架上的荷载，则最终该框架的荷载图为:恒载图活载图第二节框架侧移刚度及D值计算各梁线刚度计算，在求截面惯性矩时考虑到现浇楼板(一层屋顶板厚：100mm)的作用，取柱混凝土强度为C30。一、基本数据：一、梁柱线刚度计算计算第B轴的框架竖向荷载下的近似计算采用力矩分配法。假定结构无侧移。其计算要点是：计算各层梁上竖向荷载值和梁的固端弯矩。将框架分层，各层梁焉及柱高与原结构相同，柱端假定为固端。计算梁、柱线刚度。对于一边有楼板的梁其截面惯性矩取/=1.5/,，对于两边有楼板的梁其截面惯性矩取i=2.oir,式中，ir ar=bh3/n为按矩形截面计算的梁截面惯性矩。对于柱，假设分层后中间各层柱柱端固定与实际不符，因而，除底层外，上层各柱 线刚度均乘以0.9修正。梁线刚度：第一至第六层：(CD)i=2x3.0 x 1。x0.25x0.53=2.74X 年(BC)i J00 x107x0.25x0.5工.79X10412x2.7(AB)60X10,12x6柱线刚度：第六层：i=0.9 X 3.00义 107 x0 5.0.53=3.35 X 10412x4.2第五层第二层的柱线刚度与第六层一样；.=3.OOx1O-xO.5xQ.5-=30X1()412x5.2各杆件的相对线刚度如下图:楼 层简图Ka边柱中柱底 层 柱TT,i2iii2ic衣二仁2 i c0.5+K a=2+Kic上 层柱i2ici4i1i2z1+Z2+/3+/4 J.2icK a=2+KJici4表4-3柱%Z2Z3icKa104kN/m)hZ底 层A2.603.00.870.480.648.113B2.65.793.02.800.690.92C5.792.743.02.900.700.93E2.743.00.910.480.64层A2.62.63.70.700.260.807.721B2.65.792.65.793.72.270.531.63二、各层柱的D值计算:C5.792.745.792.743.72.300.541.66E2.742.743.70.740.270.83柱的抗侧刚度计算层 数A柱D值(KN/m)B柱D值(KN/m)C柱D值(KN/m)E柱D值(KN/m)(KN/m)30.801.631.660.8349.220.801.631.660.8349.210.640.920.930.6431.3第三节 风荷载作用下的力计算一、风荷载效应产生的力计算单位面积上的风荷载标准值计算公式：CDk /3z/LLsLlzCD0A=(A+hjB/2式中 Wk-风荷载标准值(KN/m2)；区高度z处的风振系数；小一一风荷载体型系数；心一一风压高度变化系数(地面粗糙度类别为C类)；川。-基本风压(KN/m2)；A-幅框架各层节点的受风面积；%-下层高度；q-上层高度；B迎风面宽度，B=(9.9+9.9)/2=9.9m因主体结构高度H=20.lm30m,且结构的基本自振周期7；=0.334,二0.25和结构的高宽比 H/B=20.2/14.4=1.4031（二）根据各柱分配到的剪力及反弯点位置yh计算第i层第j个柱端弯矩上端弯矩：M.=V,h（1-y）下端弯矩：叫二V,hy当计算出了框架在水平力作用下的柱端弯矩值后，求梁端弯矩时，由柱端弯矩，并 根据节点平衡来求。对于边跨梁端弯矩：M历二对于中跨，由于梁的端弯矩与梁底线刚度成正比，因此，M；z.=（叫+M：+）%M；z.=（叫bl U 2+1/-l-r bl IJ 1+Lj.1.rlblb lb 十 lb1.第一层各柱剪力和柱端弯距：表 4-13：层 数柱 型D值层间 剪力 kN每根 柱 剪力 kN反弯 点系 数距 离m叫kN-m叫kN-m1A柱0.6431.340.170.822/31.731.422.85B柱0.921.182/31.732.054.09C柱0.931.192/31.732.074.14D柱0.640.822/31.731.422.852.第二层各柱剪力和柱端弯距:表 4-14：层 数柱 型D值层间 剪力 kN每根 柱 剪力M反弯 点系 数距 离m叫kN-mkN1A柱0.8049.232.050.521/21.90.990.99B柱1.631.061/21.92.012.01C柱1.661.081/21.92.052.05D柱0.830.541/21.91.031.033.第三层各柱剪力和柱端弯距:表 4-15：层 数柱 型D值d层间 剪力 kN每根 柱 剪力 kN反弯 点系 数距 离 mkN-mkN-m3A柱0.8049.224.140.391/21.90.740.74B柱1.630.801/21.91.521.52C柱1.660.811/21.91.551.55D柱0.830.411/21.90.770.77（四）由柱端弯距，并根据节点平衡计算梁端弯距对于边跨梁端弯距 Mbi=M；j+M、,j对于中跨，由于梁的端弯距与梁的线刚度成正比，因此，h+lblb十”根据力平衡原理，由梁端弯距和作用在该梁上的竖向荷载求出梁跨中弯距和剪力。以上计算中，当已知框架M图求V图以及已知V图求N图时，可采用结构力学取隔 离体的方法。如已知杆件（梁或柱）两端的弯距如下图a所示，其剪力：VVik（Mijk+MQ/lVrk=Vr（Mijk+Mjik）/l式中 弘公及一一简支梁支座左端和右端的剪力标准值，当梁上无荷载作用时，%/左=%及=。，剪力已使所取隔离体产生顺时针转动为正；Mljk.Mjlk梁端弯距标准值，以绕杆端顺时针为正，反之为负。已知某节点上柱传来的轴力N和左、右传来的剪力匕、匕时，其下柱的轴力，如下图b所示，其轴力:N/=N-匕+匕 式中 M、N/以压力为负，拉力为正。V2风荷载效应下各梁端弯距（单位：KN.m）表4-17梁号梁端第一层梁端第二层梁端第三层梁端A-B间梁左3.753.162.3右4.694.213.07B-C间梁左2.32.061.5右2.42.161.58C-D间梁左4.74.243.09右3.813.212.34第四节竖向荷载计算第一节：重力荷载计算一、梁自重：（一）、截面尺寸：bXh=250mmX600mm梁自重：（0.60-0.1）X0.25X25=2.13 KN/m抹灰层：20 厚混合砂浆（0.60-0.1）X0.02X17X2=0.37 KN/m合计:3?50 KN/m（二）、截面尺寸：bXh=250mmX500mm梁自重：（0.50-0.1）X0.25X25=2.5 KN/m抹灰层：灰厚混合砂浆（0.50-0.1）X0.02X17X2=0.27 KN/m合计:2.77 KN/m二、柱自重：（一）、截面尺寸：bXh=500mmX500mm柱自重：0.5X0.5X25=6.25 KN/m抹灰层：20 厚混合砂浆 0.5X0.02X17X4=0.68 KN/m合计:6793 KN/m恒载图活载图通过上面的荷载计算,的力图如下：把所计算出来的恒载、活载导入结构力学求解器，分别求得T3613.6竖向恒荷载作用下的剪力图(kN)99CD30”工957,0。514006工。1090,11534,9竖向恒荷载作用下的轴力图(kN)竖向恒荷载作用下的弯距图(kN.m)竖向活荷载作用下的弯距图(kN.m)6CDCD,8CD90,575,737J.135,0-10,2624/0,竖向活荷载作用下的剪力图(kN)in竖向活荷载作用下的轴力图(kN)第十节框架梁、柱截面设计根据力计算结果，即可选择各截面的最不利力进行截面配筋计算。最后，在考虑构 造要求以后，确定有关控制截面的配筋，并作出结构施工图。7.1荷载力组合计算一、力组合说明1、严格的讲，力组合的力值应采用支座边缘截面的力值，如梁应采用边缘截面的力 值，柱应采用梁底和梁顶截面的力值，但本设计均采用轴线处力值；同时，对于 现浇钢筋混凝土结构，为了保证塑性较首先在支座出现，通常要对支座弯矩进行 调幅，调整幅度W20%,由于设计时间有限，所以本设计不进行弯矩调幅。2、在配筋计算时，框架梁有三个控制截面：梁两支座截面及跨间截面；跨间截面的 力组合值为+M,梁端截面的力组合值为-M和V,因此在力组合时，对于框架梁考 虑三个截面，分别考虑I M|则、I V I弧的组合。而框架柱进行配筋计算时，有两个控制截面：柱顶与柱底；由于框架柱是偏心受压构件，M和N的不同组合导 致受压承载力的变化，因此对于采用对称配筋截面的框架柱，应分别考虑如下三 种组合，即：I 土M|弧和相应的N、V,和相应的M、N,Nmax和相应的M、V。3、在实际设计中，对多层框架结构的同一轴线各层柱，其截面尺寸往往是自下而上 全相同（层数不多时）或分段相同，因此在进行框架柱力组合时，可以分段考虑 力组合的取舍。例如，框架柱往往是小偏心受压，N越大且M也大时配筋越多，改 控制截面应试最底层截面（基础顶面处或分段的最下处位置）；而框架外柱往往是 大偏心受压，M越大或N越小都会导致配筋加大，故其控制截面一般是分段的最下 层（M大）或（N小）。这样就可排除很多不必要的计算。4、力组合时，主要考虑下面几种情况：（1）由可变荷载控制的组合S=y gSgk+y qSqkS=y gSgk+1.4SqkS=y gSgk+O.9（y qSqk+1.4Swk）人可能取1.0或1.2,人可能取1.4或1.3,对于标准值大于4KN/n）2工业建筑楼面的活载人应取1.3。本设计为民用建筑，所以取人=1.4。5、由永久荷载控制的组合（Sqk仅考虑竖向可变荷载参与组合）S 二 y gSgk+y qW cSqk人取L35,八取1.4,八取0.7。由于本设计风荷载不起控制作用，因而本设计考虑如下三种组合：S1.2Sgk+L 4SqkS=1.2Sgk+0.9X1.4(Sqk+Swk)=1.2Sgk+1.26 X(Sqk+Swk)S=l.35Sgk+1.4X0.7Sqk=1.35Sgk+0.98SQK6、由结构力学知识可知，梁跨弯矩最大的截面即为剪力为0的截面；但对于跨没有剪 力为0的截面，弯矩最大的截面即为集中荷载作用的截面。综合横载、活载、风荷 载三种力情况，本设计框架梁的跨弯矩最大截面均为剪力为0的截面。由于恒荷载、活荷载、风荷载为0的截面并不在同一截面，应分别考虑这三个剪力为0的截面，进行最不利力组合比较。三个截面中，最不利呢里组合值最大的即为跨最不利截面。通过综合比较，跨最不利截面即为恒载剪力为0的截面。由于前述力计算时，并没 有计算跨截面的力值，因此先进行跨力标准值计算。再进行力组合。由于恒荷载比 较大，因此最不利的组合为恒荷载作用下最不利处的力与其对应下的活荷载和风荷 载作用下的力进行组合，因为本设计采用按满布荷载法布置活荷载，所以在计算中 跨的弯矩要乘以1.1的修正系数。7.2 荷载力组合表本表采用excel表格制作，取梁每跨的支座和跨中3个进行组合；取柱子每层的两 端进行组合。具体过程下表：根据组合结果，绘制该框架各种力的最不利组合。弯距包络图(kN.m)261571?046b3 OF 90 533743497,9486比369E7981?28714091179676/23471454/轴力包络图(kN)7.3 构件配筋计算框架梁的正截面受弯承载力计算第一层梁计算，最不利力组合见附表1.梁端最大负弯矩及对应的V如下:A-B跨梁左端 A-B跨梁跨中 A-B跨梁右端 B-C跨梁左端 B-C跨梁跨中 B-C跨梁右端 C-D跨梁左端 C-D跨梁跨中 C-D跨梁右端 正截面强度计算：M=-242.60 KN/mM=85.85 KN/mM=-134.44KN/mM=-149.70 KN/mM=-43.27 KN/mM=-243.73 KN/mM=-255.88 KN/mM=120.88KN/mM=-274.97KN/mV=149.87NV=-127.88KNV=116.11KNV=-168.67KNV=202.80KNV=-180.71KN梁的截面尺寸为250mmX500mm,混凝土的保护层厚度取为30mm,故设as=35mm,h0=500 35=465mmo由梁混凝土等级为C25和钢筋等级为HRB335,查表得：fc=11.9N/mm2,ft=1.21 N/mm2,fy=300N/mm2框架的抗震等级为三级，此处最不利力组合由地震效应控制，承载力抗震调整系数 取力”0.75梁端弯矩可通过下列公式转换成支座弯矩:Mo二(M-VXb/2)A-B跨梁端左截面：支座处弯矩：M.=M-V x-=242.20-149.87 x=204.73取加0 2 20.75 x 204.73 x 106 八“=RE 0=-=0.20s ajcbh 1.0 xll.9x300 x 4652-I Jl 24 2x0.20=O23 0.45 左 x =0.45 x 以 x 汹=0.21%fy 4 300 465同时，夕0.2%义2=0.2%又到=0.22%,满足要求。4 465A-B跨梁端右截面：支座处弯矩：M.=M-Vx-=187.4-167.52x=145.52kN.m0 2 2M.145.52 xlO6 八”ocs-0.23s ajcb 1.0 xll.9x250 x4652=l-l-2as=1-a/1-2x0.23=0.27 0.45 或 x =0.45 x 归 x 汹=0.21%fy%300 465同时，夕0.2%x4=0.2%x汹=0.22%,满足要求。%465B-C跨梁端左截面：支座处弯矩：=M-Vx-=134.44-127.88 x=102.47W.rn0 2 2yRFM.0.75 x 102.47 xlO6%=/RE 9=-7=0.12$%力雨 1.0 xll.9x250 x 4652q=l 24 2x0.12=0.13 0.452 x =0.45 x 归 x 汹=0.21%,fy%300 465同时，夕0.2%x4=0.2%x迎=0.22%,满足要求。%465B-C跨梁端右截面：支座处弯矩：M=MV 义*=149.70-116.n X 浮=120.67W.rna.久反0.75x120.67x1()6s 火力说 1.0 xll.9x250 x4652,=l-l-2a5=l-l-2x0.14=0.15 0.452x =0.45 x 以 x迎=0.21%,fy 4 300 465同时，夕0.2%x4=0.2%x到=0.22%,满足要求。%465C-D跨梁端左截面：支座处弯矩：M.=M-Vx-=255.88-202.80 x 吧=205.18kN.m0 2 2a=_ 0.75x205.18x106 二。.s CC、于灰 1.0 xll.9x250 x5652,1=1 Jl 24=l-Jl-2x(H6=0.18 0.45 fy