钢筋混凝土框架结构毕设计算书模板.doc

昆明理工大学
毕业设计[论文]

题目: 多层框架结构办公楼设计

学 生 姓 名: 谭智勇 学号: 11003544
学 部 （系）: 建筑工程学院
专 业 年 级: 级土木工程
指 导 教 师: 陶燕

年 3 月 29

目 录

1 引言
2 工程概况
3 设计资料
3.1工程地质条件
3.2气象资料
3.3抗震设防烈度
3.4材料
4 结构平面部署
4.1结构平面部署图
4.2框架梁柱截面尺寸确定
5 楼板设计
5.1楼板荷载
5.2楼板配筋计算
6 横向框架在竖向荷载作用下计算简图及内力计算
6.1横向框架在恒荷载作用下计算简图
6.2横向框架在活荷载作用下计算简图
6.3横向框架在重力荷载代表值作用下计算简图
6.4横向框架在恒荷载作用下内力计算
6.5横向框架活荷载作用下内力计算
7 横向框架在水平地震作用下内力和位移计算
7.1重力荷载代表值计算
7.2横向框架水平地震作用和位移计算
7.3横向框架在水平地震作用下内力计算
8 框架梁柱内力组合
8.1框架梁内力组合
8.2框架柱内力组合
9 框架梁柱截面设计
9.1框架梁非抗震截面设计
9.2框架梁抗震截面设计
9.3框架柱非抗震截面设计
9.4框架柱抗震截面设计

内容概要
由学生独立完成一栋办公楼建筑和结构方案设计; 手算一榀横向框架, 计算地震作用, 地震作用下内力, 竖向荷载、 活荷载作用下内力, 内力组合, 计算该框架梁、 柱截面配筋并对该框架基础做对应设计。采取计算机辅助设计软件（PKPM、 JCCAD、 LTCAD）绘对应建筑、 结构、 基础、 楼梯施工图。判定计算结果合理性, 将所学知识能有一个很好综合应用。

关键词: 框架 结构设计 抗震设计

1 引言

所谓办公建筑是二十世纪最伟大标志之一,在各大洲是办公楼塔尖勾画出了城市天际线。作为经济繁荣、 社会进步、 技术发展最常见标志, 办公建筑已经成为这个世纪世界运转状态象征。这一点完全正确, 因为办公建筑最能够反应过去一百年来在就业方法方面已经发生深刻改变。
经过综合设计, 新一代高效能办公建筑正在不停地涌现出来。这些办公建筑能够为业主和承租人提升工作满意度和工作效率, 有益健康, 含有愈加好适应性, 节能环境保护。尤其是经过利用生活周期分析, 这些设计方案能够使建筑设计、 系统选择、 大楼建设这些先期投资发挥主动作用。
本设计办公楼结构设计采取钢筋混凝土框架结构, 结构部署考虑结构受力合理, 考虑结构在竖向荷载作用下内力分布均匀合理, 各构件材料强度均能达成充足利用, 另外还应考虑到施工方便。
因为缺乏实践经验, 限于水平, 该设计还有不少缺点和不妥之处, 还望各位老师批评指正。

2 工程概况
该办公楼为曲靖市某经济开发区四层钢筋混凝土框架结构体系, 建筑面积约4000m²。一~四层建筑层高分别为3.6m、 3.3m、 3.3m和3.3m。室内外高差0.45m 。设计实用年限50年。

3 设计资料
3.1 工程地质条件
自地表向下一次为:
第一层土: 人工填土或耕植土层 厚0.3-1.0不等,
地基承载力标准值 
第二层土: 粉质粘土及粉质粘土含砾砂层 厚2.2m
地基承载力标准值
第三层土: 混碎石粉质粘土及粉质粘土层 厚5.0m
地基承载力标准值
第四层土: 粘土层 厚6.0-8.0不等,
地基承载力标准值
地下水: 最高水位, 地表下12.0m
属Ⅱ类场地
3.2 气象资料
气温: 最高月平均温度: 22℃,绝对最高温度: 31.5℃
最高月平均温度: 22℃,绝对最高温度: 31.5℃
基础风压: 0.3KN/m ²
基础雪压: 0.4KN/m ²
3.3 抗震设防烈度
抗震设防烈度7度, 抗震设防类别为丙类。
3.4 材料
梁、 板、 柱混凝土均选择C30, 梁、 板、 柱主筋选择HRB400, 箍筋选择HRB335。
4 结构平面部署
4.1 结构平面部署图
依据建筑功效要求及框架结构体系, 经过分析荷载传输路线确定梁系部署方案。本工程各层结构平面部署以下所表示。

4.2 框架梁柱截面尺寸确定
1.框架梁截面尺寸初估
（1）横向框架梁
-跨:
,,取
, 取
-跨:
,,取
取
故全部横向框架梁取: ,
（2）纵向框架梁
轴:
,,取
, 取
轴:
,,取
, 取
故纵向框架梁取: ,
（3）横向次梁
,,取
, 取
故横向次梁取: ,
（4）纵向次梁
,,取
, 取
,,取
, 取
考虑结构要求, 故纵向次梁取: ,
2.框架柱截面尺寸初估
（1）按轴压比要求初估框架柱截面尺寸
框架柱选择C30混凝土, , 框架抗震等级为三级, 轴压比。由轴压比初步估算框架柱截面尺寸时, 可按公式（1.1）计算, 即
（1.1）
柱轴向压力设计值N按式（1.2）估算, 即
（1.2）
1）轴与轴相交中柱:

=1.25×14×(4.05×7.2) ×4×1.15×1×0.8=1877.9(kN)

取截面尺寸为: 500mm×500mm
轴与轴相交中柱:

=1.25×14×(4.05×8.1) ×4×1.15×1×0.8=2112.6(kN)

取截面尺寸为: 500mm×500mm
故全部中柱截面尺寸为: 500mm×500mm
2）轴与轴相交边柱:

=1.25×14×(2.85×7.2) ×4×1.15×1×0.8=1321.5(kN)

考虑到边柱承受偏心荷载且跨度较大, 故取截面尺寸为: 500mm×500mm
轴与轴相交边柱:

=1.25×14×(2.85×8.1) ×4×1.15×1×0.8=1486.7(kN)

考虑到边柱承受偏心荷载且跨度较大, 故取截面尺寸为: 500mm×500mm
故全部边柱截面尺寸为: 500mm×500mm
3）轴与轴相交角柱:
角柱即使承受面荷载较小, 但因为角柱承受双向偏心荷载作用, 受力复杂, 故截面尺寸与对应边柱相同, 即500mm×500mm
故全部框架柱截面尺寸为: 500mm×500mm
（2）校核框架柱截面尺寸是否满足结构要求。
1）按结构要求框架柱截面边长不宜小于400mm。
2）为避免发生剪切破坏, 柱净高与截面长边之比宜大于4.
取二层较短柱高, :
柱高与截面长边之比:
3）框架柱截面高度和宽度通常可取层高1/101/15.
（取底层层高为4600mm）
故所选框架柱截面尺寸均满足结构要求。

5 楼板设计
因为在确定框架计算简图时需要利用楼板传输荷载, 所以, 在进行框架手算之前应进行楼板设计。
各层楼盖采取现浇钢筋混凝土梁板结构, 梁系把楼盖分为部分双向板和单向板。楼面板、 屋顶楼盖及雨篷板厚取100mm（板厚依据现浇板跨度选定, 在此不再赘述）。
5.1 楼板荷载
1.恒荷载
（1）不上人屋面恒荷载（板厚100mm）
板厚≥（80mm）
板厚≥（80mm）
板厚≥（60mm）

（2）标准层楼面恒荷载（板厚100mm）
板厚≥（80mm）
板厚≥（80mm）
板厚≥（60mm）

（3）标准层楼面恒荷载（楼梯平台板厚为80mm时）

（4）雨篷恒荷载（板厚100mm）
板厚≥

（5）卫生间恒荷载（板厚100mm）

2.活荷载

活荷载取值
序号
类别
活荷载标准值（kN/m²）
1
不上人屋面活荷载
0.5
2
办公楼通常房间活荷载
2
3
走廊、 门厅、 楼梯活荷载
2.5（当人流可能密集时, 取为3.5kN/m²）
4
雨篷活荷载（按不上人屋面活荷载考虑）
0.5
5
卫生间活荷载
2
5.2 楼板配筋计算

6 横向框架在竖向荷载作用下计算简图及内力计算
6.1 横向框架在恒荷载作用下计算简图
1.横向框架简图
假定框架柱嵌固于基础顶面上, 框架梁与柱刚接。因为各层柱截面尺寸不变, 故框架梁跨度等于柱截面形心之间距离。从而、 之间跨度为5700mm, 、 之间跨度为2400mm, 、 之间跨度为5700mm。
底层柱高从基础顶面算至二层楼面, 依据地质条件, 室内外高差为-0.45m, 基础顶面至室外地坪通常取-0.500m, 为便于计算, 本设计取基础顶面至室外地坪距离为-0.550m, 二层楼楼面标高为+3.600m, 故底层柱高位3.6+0.45+0.55=4.6m。其它各层柱高从楼面算至上一层楼面（即层高）, 即3.3m、 3.3m、 3.3m。轴线横向框架简图以下图所表示:

轴线横向框架简图
2.框架计算简图
楼面梁部署和楼面板部署以下图所表示, 为方便荷载整理, 在梁部署图和板部署图中分别标示出梁和板。

楼面梁部署简图

楼面板部署简图
分析上图荷载传输, 轴线框架计算简图以下图所表示。图中集中力作用点有A 、 B、 C、 D四个。下面计算楼面板和楼面梁传给轴线横向框架恒荷载, 求出框架计算简图。

轴线框架简图
对于第四层
（1）、 计算
为板A和板B传输荷载, 板A和板B面荷载为6.5kN/m², 由图可知由板A传输给AB段梯形荷载最大值为: ,由图可知由板B传输给AB段梯形荷载最大值为:
计算同
（2） 、 计算
, , 代表横梁自重, 为均布荷载形式
梁（250×600mm）自重:
抹灰层（10厚混合砂浆, 只考虑梁两侧抹灰）:

（3）
为板C传输荷载, 板C面荷载为6.5kN/m², 由图可知由板C传输给BC段梯形荷载最大值为:
（4）计算
由图可知, 是由KL-E递来集中力。其计算简图如图所表示:

KL-E计算简图
1）计算
包含梁自重和抹灰
KL-E(300×800mm)自重:
抹灰层: （10mm厚混合砂浆, 只考虑梁两侧抹灰）:
所以,
2）为板A和板B传来荷载最大值
板A和板B面荷载为6.5kN/m², 板A和板B传来荷载为三角形荷载, 荷载最大值为:
板A:
板B:
3）计算
为L-1传输集中荷载, L-1计算简图以下所表示。

计算简图
为梁自重和抹灰: L-1(250×550mm)自重:

抹灰层（10厚混合砂浆, 只考虑梁两侧抹灰）:

为板A传来荷载, 荷载最大值为:
板A:
板B:
则板A:

板B:

4) 计算
由图可知, 125.567(kN)（结构力学求解器）
（4）计算
由图可知, 是由KL-F传输来集中力。其计算简图如图所表示:

KL-F计算简图
1）计算
包含梁自重和抹灰
KL-F(300×800mm)自重:
抹灰层: （10mm厚混合砂浆, 只考虑梁两侧抹灰）:
所以,
2）为板A和板B传来荷载最大值
板A和板B面荷载为6.5kN/m², 板A和板B传来荷载为三角形荷载, 荷载最大值为:
板A:
板B:
3）为板C和板D传来荷载最大值
板C和板D面荷载为6.5kN/m², 板C和板D传来荷载为梯形荷载和矩形荷载, 荷载最大值为:
板C:
板D:
4）
板A:

板B:

5）计算
由图可知, 200.366(kN)（结构力学求解器）
对于第一、 二、 三层
（1）、 计算
为板A和板B传输荷载, 板A和板B面荷载为4.0kN/m², 由图可知由板A传输给AB段梯形荷载最大值为: , 由图可知由板B传输给AB段梯形荷载最大值为:
计算同
（2）、 、 计算
, , 代表横梁和墙体自重, 为均布荷载形式
1）梁自重及抹灰
梁（250×600mm）自重:
抹灰层（10厚混合砂浆, 只考虑梁两侧抹灰）:
2）墙体荷载
墙体选择组砌（大空页岩砖砌筑容重 ﹤10kN/m³, 取砌筑容重, 实心砖容重, 外墙300mm, 内墙200mm, 抹灰20mm）。考虑到组砌时在洞口处混砌部分粘土砖, 根据8:2百分比计算砌体容重:
砌体容重:
外墙:
内墙:
故AB段墙体荷载:

（3）
为板C传输荷载, 板C面荷载为4.0kN/m², 由图可知由板C传输给BC段梯形荷载最大值为:
（4）计算
由图可知, 是由KL-E递来集中力。其计算简图如图所表示:

KL-E计算简图
1）计算
包含梁自重和抹灰
KL-E(300×800mm)自重:
抹灰层（10mm厚混合砂浆, 只考虑梁两侧抹灰）:

KL-F梁上墙体荷载。

所以,

2）为板A和板B传来荷载最大值
板A和板B面荷载为6.5kN/m², 板A和板B传来荷载为三角形荷载, 荷载最大值为:
板A:
板B:
3）计算
为L-1传输集中荷载, L-1计算简图以下所表示。

计算简图
为梁自重和抹灰以及墙体荷载: L-1(250×550mm)自重:

抹灰层（10厚混合砂浆, 只考虑梁两侧抹灰）:

墙体荷载

为板A传来荷载, 荷载最大值为:
板A:
板B:
板A:

板B:

4) 计算
由图可知, 135.759(kN)（结构力学求解器）
（4）计算
由图可知, 是由KL-F传输来集中力。其计算简图如图所表示:

KL-F计算简图
1）计算
包含梁自重和抹灰
KL-F(300×800mm)自重:
抹灰层: （10mm厚混合砂浆, 只考虑梁两侧抹灰）:
KL-F梁上墙体荷载。

所以,

2）为板A和板B传来荷载最大值
板A和板B面荷载为4kN/m², 板A和板B传来荷载为三角形荷载, 荷载最大值为:
板A:
板B:
3）为板C和板D传来荷载最大值
板C和板D面荷载为4kN/m², 板C和板D传来荷载为梯形荷载和矩形荷载, 荷载最大值为:
板C:
板D:
4）计算
板A:

板B:

5）计算
由图可知, 155.115（kN结构力学求解器）
3.横荷载作用下横向框架计算简图
汇总前面各层计算简图, 画出恒荷载作用下横向框架计算简图。

恒荷载作用下横向框架计算简图（单位: F: kN q: kN/m）
6.2 横向框架在活荷载作用下计算简图
轴线框架计算简图以下图所表示。图中集中力作用点有A 、 B、 C、 D四个。下面计算楼面板传给轴线横向框架活荷载, 求出框架计算简图。

轴线框架简图
对于第四层
（1）、 计算
为板A和板B传输荷载, 板A和板B面荷载为0.5kN/m², 由图可知由板A传输给AB段梯形荷载最大值为: , 由图可知由板B传输给AB段梯形荷载最大值为:

计算同
（2）
为板C传输荷载, 板C面荷载为0.5kN/m², 由图可知由板C传输给BC段梯形荷载最大值为:
（3）计算
由图可知, 是由KL-E递来集中力。其计算简图如图所表示:

KL-E计算简图
1）为板A和板B传来荷载最大值
板A和板B面荷载为0.5kN/m², 板A和板B传来荷载为三角形荷载, 荷载最大值为:
板A:
板B:
2）计算
为L-1传输集中荷载, L-1计算简图以下所表示。

计算简图
为板A和板B传来荷载, 荷载最大值为:
板A:
板B:
板A:

板B:

=5.341kN）（结构力学求解器）
（4）计算
由图可知, 是由KL-F传输来集中力。其计算简图如图所表示:

KL-F计算简图
1）为板A和板B传来荷载最大值
板A和板B面荷载为0.5kN/m², 板A和板B传来荷载为三角形荷载, 荷载最大值为:
板A:
板B:
3）为板C和板D传来荷载最大值
板C和板D面荷载为0.5kN/m², 板C和板D传来荷载为梯形荷载和矩形荷载, 荷载最大值为:
板C:
板D:
4）
板A:

板B:

=11.094（kN）（结构力学求解器）
对于第一、 二、 三层
（1）、 计算

为板A和板B传输荷载, 板A和板B面荷载为2kN/m², 由图可知由板A传输给AB段梯形荷载最大值为: , 由图可知由板B传输给AB段梯形荷载最大值为:
计算同
（2）
为板C传输荷载, 板C面荷载为2.5kN/m², 由图可知由板C传输给BC段梯形荷载最大值为:
（3）计算
由图可知, 是由KL-E递来集中力。其计算简图如图所表示:

KL-E计算简图
1）为板A和板B传来荷载最大值
板A和板B面荷载为2kN/m², 板A和板B传来荷载为三角形荷载, 荷载最大值为:
板A:
板B:
2）计算
为L-1传输集中荷载, L-1计算简图以下所表示。

计算简图
为板A和板B传来荷载, 荷载最大值为:
板A:
板B:
板A:

板B:

=16.619(kN)（结构力学求解器）
（4）计算
由图可知, 是由KL-F传输来集中力。其计算简图如图所表示:

KL-F计算简图
1）为板A和板B传来荷载最大值
板A和板B面荷载为0.5kN/m², 板A和板B传来荷载为三角形荷载, 荷载最大值为:
板A:
板B:
3）为板C和板D传来荷载最大值
板C和板D面荷载为2.5kN/m², 板C和板D传来荷载为梯形荷载和矩形荷载, 荷载最大值为:
板C:
板D:
4）
板A:

板B:

5）计算
由图可知, 39.120(kN)（结构力学求解器）
3. 活荷载作用下横向框架计算简图
汇总前面各层计算简图, 画出活荷载作用下横向框架计算简图。

活荷载作用下横向框架计算简图（单位: F: kN q: kN/m）
6.3 横向框架在重力荷载代表值作用下计算简图
在有地震作用荷载效应组合时需要用到重力荷载代表值。对于楼层, 重力荷载代表值取全部恒荷载和50%楼面活荷载; 对于屋面, 重力荷载代表值取全部恒荷载和50%屋顶活荷载。下面依据6.1和6.2计算结果, 具体求出横向框架在重力荷载代表值作用下计算简图。
对于第四层
（1）、 计算

（2）、 、 计算

（3）

（4）计算
=125.567+5.341×0.5=128.238(kN)
（5）计算
=200.366+11.094×0.5=206.207(kN)
对于第一、 二、 三层
（1）、 计算

（2）、 、 计算

（3）

（4）计算
=135.759+16.619×0.5=144.069(kN)
（5）计算
=155.115+39.120×0.5=174.675(kN)
汇总前面各层计算简图, 画出框架在重力荷载代表值作用下计算简图。该计算简图比较复杂, 是经过具体手算过程得出, 比较符合实际情况。

横向框架在重力荷载代表值作用下计算简图（单位: F: kN q: kN/m）
6.4 横向框架在恒荷载作用下内力计算（结构力学求解器求解）

轴线横向框架在恒荷载作用下弯矩图（单位: kN/m）

轴线横向框架在恒荷载作用下剪力图（单位: kN/m）

轴线横向框架在恒荷载作用下轴力图（单位: kN/m）
6.5 横向框架在活荷载作用下内力计算

轴线横向框架在恒荷载作用下弯矩图（单位: kN/m）

轴线横向框架在恒荷载作用下剪力图（单位: kN/m）

轴线横向框架在恒荷载作用下轴力图（单位: kN/m
7 横向框架在水平地震作用下内力和位移计算
7.1 重力荷载代表值计算
本设计实例建筑高度为13.8m﹤40m, 以剪切变形为主, 且质量和高度均匀分布, 故可采取底部剪力法计算水平地震作用。首先需要计算重力荷载代表值。
屋面处重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5×屋面雪荷载标准值
楼面处重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5×楼面活荷载标准值
其中结构和构配件自重取楼面上、 下各半层层高范围内（屋面处取顶层二分之一）结构及构配件自重。
计算所用表格:

B区
1、 第四层重力荷载代表值计算
（1）女儿墙自重标准值
3×0.9×（23.4+13.8）×2=100.44（kN）
（2）第四层屋面板结构层及结构层自重标准值。
2246.4（kN）
（3）第四层梁自重标准值
横内4×19.5+横外4×23.4+次梁6×18.6+横内2×7.1+横外2×8.6+纵向8×40.2+纵向4×50.1=836.6（kN）
（4）第四层柱自重标准值（取50%）
0.5×16×20=160（kN）
（5）第四层墙自重标准值（取50%）
0.5×(横外3×55.318+1×43.846+2×8.105+横内4×38.75+横隔4×40.986+纵外3×45.607+2×63.334+1×53.19+纵内3×37.085+2×49.504)=535.948（kN）
（6）屋顶雪荷载标准值（取50%）
0.5×0.4×23.7×14.1=50.126（kN）
（7）第四层重力荷载代表值汇总

=100.44+2246.4+836.6+160+535.948+50.126=4305.462（kN）
（8）第四层重力荷载设计值
=1.2×(100.44+2246.4+836.6+160+535.948)+1.4×100.252=5246.756（kN)
2、 第三层重力荷载代表值计算
（1）第三层屋面板结构层及结构层自重标准值。
1313.28（kN）
（2）第三层梁自重标准值
横内4×19.5+横外4×23.4+次梁6×18.6+1×6.7+横内2×7.1+横外2×8.6+纵向8×40.2+纵向4×50.1=843.3（kN）
（3）第三层柱自重标准值
16×20=320（kN）
（4）第三层墙自重标准值
横外3×55.318+1×43.846+2×8.105+横内4×38.75+横隔4×40.986+纵外3×45.607+2×63.334+1×53.19+纵内3×37.085+2×49.504 =1071.896(kN)
（5）第三层活荷载标准值
0.5×2.0×23.7×14.1=334.17(kN)
（6）第三层重力荷载代表值汇总

=1313.28+843.3+320+1071.896+334.17=3882.646(kN)
（6）第三层重力荷载设计值
=1.2×（1313.28+843.3+320+1071.896）+1.4×668.34=5193.847（kN)
3、 第二层重力荷载代表值计算
（1）第二层屋面板结构层及结构层自重标准值。
1313.28（kN）
（2）第二层梁自重标准值
横内4×19.5+横外4×23.4+次梁6×18.6+1×6.7+横内2×7.1+横外2×8.6+纵向8×40.2+纵向4×50.1=843.3（kN）
（3）第二层柱自重标准值
16×20=320(kN)
（4）第二层墙自重标准值
横外3×55.318+1×43.846+2×8.105+横内4×38.75+横隔4×40.986+纵外3×45.607+2×63.334+1×53.19+纵内3×37.085+2×49.504 =1071.896(kN)
（kN）
（5）第二层活荷载标准值
0.5×2.0×23.7×14.1=334.17(kN)
（6）第二层重力荷载代表值汇总

=1313.28+843.3+320+1071.896+334.17=3882.646(kN)
（7）第二层重力荷载设计值
=1.2×（1313.28+843.3+320+1071.896）+1.4×668.34=5193.847（kN)
4、 第一层重力荷载代表值计算
（1）第一层屋面板结构层及结构层自重标准值。
1313.28(kN)
（2）第一层梁自重标准值
横内4×19.5+横外4×23.4+次梁6×18.6+1×6.7+横内2×7.1+横外2×8.6+纵向8×40.2+纵向4×50.1=843.3（kN）
（3）第一层柱自重标准值
0.5×16×20+2/3×16×21.88=393.387 (kN)
（4）第一层墙自重标准值
2/3×(横外3×61.464+1×49.998+2×10.351+横内4×43.056+横隔4×45.457+纵外3×43.054+2×49.317+1×59.573+纵内3×42.632+2×56.542)=758.329（kN）
+0.5×1071.896=1294.277（kN）
（5）第一活荷载标准值
0.5×2.0×23.7×14.1=334.17(kN)
（6）第一层重力荷载代表值汇总

=1313.28+843.3+393.387+1294.277+334.17=4178.414（kN)
（7）第一层重力荷载设计值
=1.2×（1313.28+843.3+393.387+1294.277）+1.4×668.34=5548.769（kN)

水平地震作用下计算简图（单位: kN ）
7.2 横向框架水平地震作用和位移计算
1、 框架梁柱线刚度计算
考虑现浇楼板对梁刚度加强作用, 故对中框架梁惯性矩乘以2.0, 对边框架梁惯性矩乘以1.5.框架梁、 柱线刚度计算见下表:

2、 侧移刚度D计算
考虑梁柱线刚度比, 用D值法计算框架柱侧移刚度, 计算过程见下表:

3、 结构基础自振周期计算
采取假想顶点位移法计算结构基础自振周期, 结构在重力荷载代表值作用下假想顶点位移计算见下表:
4、 横向水平地震作用计算
（1）地震影响系数
本设计实例质量和刚度沿高度根部比较均匀、 高度不超出40m, 以剪切变形为主（房屋高宽比小于4）, 故采取底部剪力法计算横向水平地震作用。

（2）各层水平地震作用标准值、 楼层地震剪力及楼层层间位移计算。

楼层最大位移与楼层层高之比:
故满足位移要求。
（3）刚重比和剪重比验算
为了确保结构稳定和安全, 需进行结构刚重比和剪重比验算。

由上表可知各层刚重比均大于10, 剪重比均大于0.024.
7.3 横向框架在水平地震作用下内力计算
横向框架在水平地震作用下内力计算采取D值法。下面以轴线横向框架为例, 进行水平地震作用下框架内力计算。D值法计算步骤与风荷载作用下计算步骤相同。
1、 反弯点高度计算
2、 柱端弯矩及剪力计算
框架在水平地震作用下柱端剪力和柱端弯矩计算见下表:
3、 梁端弯矩及剪力计算

4、 柱轴力计算
由梁柱节点平衡条件计算水平地震作用下柱轴力, 计算中要注意剪力实际方向。

5、 绘制内力图
（1）弯矩图

轴向框架在水平地震作用下弯矩图（单位: kN.m）
（2）剪力图

轴向框架在水平地震作用下剪力图（单位: kN.m）
（3）轴力图

轴向框架在水平地震作用下轴力图（单位: kN.m）
8 框架梁柱内力组合
8.1 框架梁内力组合
选择第一层EF框架梁为例进行内力组合, 考虑恒荷载、 活荷载、 重力荷载代表值、 和水平地震作用五种荷载。
1、 内力换算和梁端负弯矩调幅

2、 非抗震设计时基础组合

3、 地震作用效应和其她荷载效应基础组合

4、 荷载效应准永久组合

8.2 框架柱内力组合
选择第一层轴线框架柱为例进行内力组合, 考虑恒荷载、 活荷载、 重力荷载代表值和水平地震作用五种荷载。
1、 控制截面内力
2、 非抗震设计时基础组合

3、 地震作用效应和其她荷载效应基础组合

3、 荷载效应标准组合

9 框架梁柱截面设计
9.1 框架梁非抗震截面设计
1、 选择最不利组合内力

2、 框架梁正截面受弯承载能力计算
第一层EF框架梁截面尺寸为: 250×600mm, 混凝土等级为C30, 纵向受力钢筋采取HRB400, 箍筋采取HRB335级。截面有效高度暂取为=560mm。材料强度标准值和设计值以下。
混凝土强度: C30
钢筋强度: HRB400
HRB335
相对受压区高度为:
最小配筋率为:

3、 框架梁斜截面受剪承载能力计算
4.裂缝宽度验算
三级裂缝控制等级时, 《混凝土结构设计规范》（GB50010-）要求钢筋混凝土构件最大裂缝宽度可按荷载准永久组合并考虑长久作用影响效应计算。所以各框架梁按荷载效应准永久组合最大裂缝宽度小于裂缝宽度限值。弯矩采取正常使用极限状态下荷载效应准永久组合值。裂缝宽度验算详见下表, 从表中看出, 框架梁支座和跨中最大裂缝宽度均小于0.3mm, 满足裂缝宽度限值。
9.2 框架梁抗震截面设计
1、 选择最不利组合内力

2、 框架梁正截面受弯承载能力计算

3、 框架梁斜截面受剪承载能力计算

9.3 框架柱非抗震截面设计
1、 框架柱正截面受弯承载能力计算

（1）基础数据资料
第一层轴线框架柱截面尺寸为: 500×500mm, 混凝土等级为C30, 纵向受力钢筋采取HRB400级, 箍筋采取HPB335级。材料强度标准值和设计值以下。
混凝土强度: C30
钢筋强度 HRB400
HRB335
相对受压区高度为:
（2）轴压比验算
柱底最大轴力为1276.61kN。需要说明: 验算轴压比时轴力组合值不考虑承载力抗震调整系数。
轴压比, 小于三级抗震等级框架柱轴压比限值0.85。作设计时, 关键控制底层柱轴压比满足要求。
（3）框架柱正截面受弯承载能力计算
考虑框架柱同一截面可能承受正负向弯矩, 故采取对称配筋。
柱计算长度依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-）第6.2.20-2条要求, 计算长度系数取1.0。故柱计算长度
截面有效高度取为
附加偏心距取20mm和偏心方向截面尺寸1/30二者中较大值500/30=16.7mm, 故取
依据《混凝土结构设计规范》（GB50010-）第6.2.3条要求, 判定是否考虑轴向压力在挠曲杆件中产生附加弯矩影响, 即

从而: 4600/144.34=31.87﹤34-12×（11.95/-23.89）=40.00
故无需考虑轴向压力在挠曲杆件中产生附加弯矩影响。从而
轴向力对截面重心偏心距23.89×1000/1276.61=18.71mm
初始偏心距: 18.71+20=38.71mm
38.71+500/2-40=248.71mm
采取对称配筋, , 所以为大偏压情况。因, 则有

=834.67mm²

2、 框架柱斜截面受剪承载能力计算

3、 裂缝宽度验算
9.4 框架柱抗震截面设计
框架柱抗震截面设计分为框架柱正截面受弯承载能力计算和框架柱斜截面受剪承载能力计算。需要注意抗震设计时, 应依据“强柱弱梁”和“强剪弱弯”标准调整柱弯矩设计值和剪力设计值。框架结构还要进行框架梁柱节点关键区截面抗震验算, 具体可参考《建筑抗震设计规范》（GB50011-）附录D, 在此不再赘述。

结论

经过这次设计, 使我对专业知识有了更系统认识, 把以前一块一块分散知识统一了起来。对于建筑方面, 一幢建筑物, 通常是由基础、 墙柱、 楼板层与地层、 楼梯、 屋顶和门窗组成。在设计这些部位时, 一定满足相关结构要求。建筑是大家为了满足生活、 生产或其她活动需要而发明物质、 有组织空间环境。设计时要充足考虑到建筑使用功效, 以满足人体和家俱设备所需要空间尺度。为了实现工业化大规模生产, 使用不一样材料、 不一样形式和不一样制造方法建筑构件、 组件符合模数并含有较大通用性和交换性, 以加紧设计速度, 提升施工质量和效率。对于结构方面, 首先表现为使骨架形成空间能良好地服务于人类生活、 生产要求和人类对美需要。其次表现为结构要抵御自然界多种作用力, 如作用于楼屋盖、 墙体以及支撑结构上重力、 风力、 地震作用和因为温度改变、 地基不均匀沉降、 混凝土收缩在结构中起强制作用力等, 所以需要有抵御力功效。除承载力问题外, 结构还需要其她部分抵御功效。结构设计所要处理问题, 比如, 结构在多种力作用下不致倾覆, 不致失稳, 不致产生过大变形, 含有耐久性, 在偶然事件发生时仍能保持必需整体稳定等功效。第三, 结构承载力问题, 实质上是组成结构构件材料强度问题; 结构变形问题, 实质上是组成结构构件材料应变问题。结构问题, 从某种意义上说, 是结构所采取材料性能以及怎样合理利用材料问题。另外, 结构所要处理问题还有其她表现,