【正文】 梁內(nèi)力組合與配筋計(jì)算 組合原理 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要滿足“強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，更強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”的延性設(shè)計(jì)要求，故對(duì)框架梁剪力設(shè)計(jì)值及框架柱彎矩進(jìn)行調(diào)整 [9]。 框架梁剪力計(jì)算 框架梁的剪力可取該梁為脫離體進(jìn)行計(jì)算，均布荷載可按下式計(jì)算 212 MMqgV l???? (411) 1M ， 2M 分別為兩支座的彎矩。彎矩分配系數(shù)計(jì)算公式 jj jia i??。 gT 為特征周期，設(shè)計(jì)地震分組為第二組， ? 類場(chǎng)地土為 ； T 為結(jié)構(gòu)自振周期，取 ； r 為衰減指數(shù)， 2? 為阻尼調(diào)整系數(shù)，當(dāng)阻尼 比 ? = 時(shí)，取 r=， 2? =1 則 ? =2 max()g rTT ??= .3 5 1 0 .0 8 0 .0 5 80 .5?? ? ? ????? 水平地震作用計(jì)算 計(jì)算結(jié)果見下表 48 表 48 水平地震力計(jì)算結(jié)果 層數(shù) Hi/m Gi/KN GiHi Fi/KN Vi/KN 5 21 4 3 2 1 ∑ 用底部剪力計(jì)算結(jié)構(gòu)水平地震作用 EG = iG? = eqG = EG = ekF = eqG? = 本工程中 1T = gT =?=，考慮頂部附加 。為計(jì)算方便僅取 6 軸一榀框架負(fù)荷載的重力荷載代表值，計(jì)算出剪力后，在該榀框架上進(jìn)行剪力分配。 計(jì)算地震作用時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)的重力荷載代表值取永久荷載標(biāo)準(zhǔn)和。 邊跨外邊緣處的梁端彎矩為 1,l t bbi ij i jM M M ??? （47） 中間支座處的梁端彎矩為 1,()ll t b bb i ij i j lrbbiM M M ii??? ? （ 48） 1,()rr t b bb i ij i j lrbbiM M M ii??? ? （ 49） 框架在風(fēng)荷載作用下彎矩見下圖 43。反彎點(diǎn)距下端距離為 hy 。 0I 為按矩形截面 計(jì)算的梁截面慣性矩 [5]。 垂直于建筑物表面上的荷載標(biāo)準(zhǔn)值 k z s z o? ? ? ? ?? ， 式中， s? 為風(fēng)荷載體型系數(shù)，本設(shè)計(jì)取 s? =； z? 為風(fēng)壓高變系數(shù)。 表 41 梁的截面尺寸 樓層 類別 尺寸 bh， mmmm 混凝土 1~5 主梁 350750 C30 1~5 次梁 250500 C30 （ 1）框架柱的截面尺寸 框架柱的截面尺寸根據(jù)柱的軸壓比限值，按下列公式計(jì)算： 根據(jù)柱的軸壓比限值確定，按下列公式計(jì)算： Nv=柱支撐的樓板面積 樓層數(shù) （ 12~14） = 6 5（ 12~14） =3330N N=（ ~） Nv= 3330=3663kN ? ?c fNA ?? (41) 式中 n? 為框架柱軸壓比限值，本方案抗震等級(jí)為三級(jí)，查 《抗震規(guī)范》可知取 ； cf 為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；對(duì) C30，查得 =2。根據(jù)結(jié)構(gòu)布置，本建筑平面建筑均為單向板。 框架結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)成雙向梁柱抗測(cè)力體系，框架梁、柱中心線宜重合。 結(jié)構(gòu)選型及布置 本建筑有五層，且為高校教學(xué)樓，考慮到使用特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)受力性能合理，整個(gè)框架結(jié)構(gòu)選用了大跨度的柱距，既可以保證整個(gè)空間的光照條件，也可以滿足使用上的高度自由布置。設(shè)計(jì)年限為 50 年。 屋頂構(gòu)造 ：屋面排水采用材料找坡，坡度取 3%，設(shè)計(jì)為內(nèi)排水 。 構(gòu)造設(shè)計(jì) 全部按照相關(guān)的規(guī)定、規(guī)范以及規(guī)程進(jìn)行設(shè)計(jì)。防煙樓梯為本建筑疏散的主要樓梯。 室內(nèi)外高差取 。 考慮使用的方便性在教學(xué)樓首層設(shè)計(jì)了倉(cāng)庫(kù) 建筑內(nèi)交通部分的設(shè)計(jì) 交通聯(lián)系部分包括：走廊、過道、樓梯、門廳、過廳等。 對(duì)各個(gè)教室設(shè)計(jì)的要求 : ，教學(xué)設(shè)備布置合理； ，門開方向設(shè)計(jì)主要是利于防火疏散； ，房間之間組合是否合理，設(shè)計(jì)使用材料是否符合建筑 要求的標(biāo)準(zhǔn)； ，最大限度的節(jié)省開支。 ③ 進(jìn)行軟弱下臥層強(qiáng)度驗(yàn)算 ④計(jì)算相鄰柱中心點(diǎn)的沉降差 ⑤繪制圖紙 1～ 2 張，包括以下內(nèi)容 ⅰ基礎(chǔ)平面圖，如有相鄰裙房，應(yīng)考慮主體基礎(chǔ)與相鄰群房基礎(chǔ)間的關(guān)系，基礎(chǔ)梁布置圖。 (2)若采用筏板基礎(chǔ)要求完成： ① 合理確定基礎(chǔ)的底面積及筏板截面尺寸 ② 用簡(jiǎn)化彈性地基梁法或彈性板法及其它數(shù)值分析方法計(jì)算基底反力和筏板內(nèi)力與變形。 ⑤ 預(yù)估承臺(tái)尺寸，進(jìn)行承臺(tái)抗剪、抗沖切驗(yàn)算及配筋驗(yàn)算。 框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析及配筋計(jì)算以電算為主，手算校核為輔。 （二） 內(nèi)容要求 1．畢業(yè)設(shè)計(jì)論文摘要（中、外文各一頁(yè)） 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 2．目錄 3．建筑設(shè)計(jì)內(nèi)容 1)總平面圖 1： 1000— 1： 5000（位置及環(huán)境設(shè)計(jì)適當(dāng)） 2)平面圖（有關(guān)各層） 1： 100— 1： 200（應(yīng)注明房間名稱及單元局部放大） 3)立面圖 2 個(gè) 1： 100— 1： 200 4)剖面圖 2 個(gè) 1： 100 5)建筑詳圖≥ 3 個(gè) 1： 10— 1： 20 6)建筑說明書若干項(xiàng)（包括總體布局說明） 通過上述建筑施工圖將有關(guān)建筑構(gòu)造等表述 清楚。 5%， 46 層，建筑等級(jí)Ⅱ級(jí)，耐火等級(jí)不低于Ⅱ 級(jí)。 了解多層框架結(jié)構(gòu)在實(shí)際生活中的使用用途，設(shè)計(jì)過程，設(shè)計(jì)要求，回顧自己大學(xué)所學(xué)課程，知識(shí)點(diǎn)，學(xué)會(huì)結(jié)合各科運(yùn)用到實(shí)際中，并且獨(dú)立思考，解決問題，還有學(xué)習(xí)的能力，增強(qiáng)自己畫圖，設(shè)計(jì)，識(shí)圖的能力，對(duì) CAD 軟件的熟悉操作，對(duì)建筑設(shè)計(jì)的深層認(rèn)識(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程更加深刻理解，增強(qiáng)自己手算能力與準(zhǔn)確性，學(xué)會(huì)理論與實(shí)踐相結(jié)合的過程，對(duì)PKPM 軟件的學(xué)習(xí)，通過點(diǎn)算與手算的對(duì)比，認(rèn)識(shí)自己的不足，端正學(xué)習(xí)態(tài)度，增強(qiáng)自我認(rèn)知力。 既然比較普遍，而且被多用，所以更值得我們?nèi)パ芯浚⑶以趯?shí)踐過程中要嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，必須根據(jù)當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)的規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，當(dāng)然在設(shè)計(jì)過程中肯定會(huì)遇到各種問題，這些問題對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行探討、分析和研究是有意義的。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以“安全、經(jīng)濟(jì)、適用、耐久”的理念，進(jìn)行了豎向荷載匯集，內(nèi)力計(jì)算，內(nèi)力組合，風(fēng)荷載地震作用驗(yàn)證與計(jì)算，板、梁、柱、樓梯等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)。該教學(xué)樓名為教學(xué)樓，教學(xué)樓采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，樓（屋）面、梁、板、柱全都是現(xiàn)澆混凝土，基礎(chǔ)所用的是獨(dú)立基礎(chǔ) 。過程分為建筑還有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩個(gè)過程。設(shè)計(jì)中應(yīng)用了大學(xué)里所學(xué)的知識(shí)，查詢?cè)O(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用專業(yè)計(jì)算軟件。 研究意義 根據(jù)指導(dǎo)老師楊老師布置的任務(wù)。 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 第 2章 大學(xué)教學(xué)樓設(shè)計(jì) 項(xiàng)目簡(jiǎn)介 項(xiàng)目名稱：多層高校教學(xué)樓 。 1)主導(dǎo)風(fēng)向：夏季為南、西南； 2)冬季室外采暖計(jì)算溫度 26℃； 3)標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)土深度 ； 4)場(chǎng)地平坦、地下無(wú)障礙物； 5)地質(zhì)資料另附； 6)基本風(fēng)壓與基本雪壓按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（ GB50009— 2020）取用； 7)抗震設(shè)防烈度按 7 度設(shè)計(jì)，場(chǎng)地類別為Ⅱ類，設(shè)計(jì)地震分組為第二組，用于設(shè)計(jì)基本地震加速度為 。 4．結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容 結(jié)構(gòu)體系為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu) 考慮風(fēng)載及地震作用，電算完成框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析，用手算定性校核其計(jì)算結(jié)果的正確性，完成一榀框架結(jié)構(gòu)的配筋計(jì)算和其配筋圖繪制。 5．圖紙數(shù)量要求： 建筑施工圖和結(jié)構(gòu)施工圖不少于 6～ 8 張 6．地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 確定基礎(chǔ)型式 (1) 若采用樁基礎(chǔ)要求完成： ① 合理確定樁的類型，樁長(zhǎng)及截面 尺寸，確定承臺(tái)底面標(biāo)高。 ⑥ 繪制圖紙 1～ 2 張，包括以下內(nèi)容 ⅰ基礎(chǔ)平面圖，包括群房基礎(chǔ)方案布置圖。 ③ 進(jìn)行軟弱下臥層驗(yàn)算及地基變形驗(yàn)算 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 ④進(jìn)行筏板抗剪、抗沖切驗(yàn)算及配筋計(jì)算 ⑤繪制圖紙 1～ 2 張，包括以下內(nèi)容 ⅰ基礎(chǔ)平面布置圖，包括裙房基礎(chǔ)方案布置圖和沉降縫構(gòu)造方案圖。 ⅱ繪制基礎(chǔ)的縱向、橫向剖面圖。 。 設(shè)計(jì)主要考慮防火疏散的安全使用問題，其次是使用的實(shí)用性。 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 體型和立面設(shè)計(jì) 體型設(shè)計(jì) 總體為長(zhǎng)方形平面，這樣不但可以保證空間使用，還能體現(xiàn)結(jié)構(gòu)的使用特性。 。 墻體的構(gòu)造有： 200mm厚頁(yè)蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊。 ：采用剛性和柔性防水結(jié)合。 ： W0=，地面粗糙程度為 B 類。使建筑和結(jié) 構(gòu)上保持了一致，達(dá)到了和諧統(tǒng)一。當(dāng)梁、柱偏心距大于該方向柱寬的 1/4，宜采取增設(shè)梁的水平加腋等措施。本建筑由于樓面活荷載不大，為減輕結(jié)構(gòu)自重和節(jié) 省材料以及在板中布設(shè)管線等因素起見，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)樓面板和屋面板的厚度的均為 100mm。 ? ? c fNA ?? ≥284615mm2 a=，初步定為柱均取 600mm 600mm 基 本假設(shè)和計(jì)算簡(jiǎn)圖 主體結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置 主體柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)布置如圖 41 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 圖 41 主體柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)布置圖 主體結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖 圖 42 主體結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖 計(jì)算模型的簡(jiǎn)化 為方便計(jì)算，假定框架梁和柱間節(jié)點(diǎn)為剛性節(jié)點(diǎn)，框架柱在基礎(chǔ)頂面按固定端考慮，在計(jì)算模型中，各桿的截面慣性矩：柱按實(shí)際截面確定，框架梁則應(yīng)考慮樓板的作用。本工程位于市中心，地面粗糙度類別為 C 類， z? 值根據(jù)規(guī)范確定 z? 為風(fēng)振系數(shù)， 1 zz z???? ???，本例中取 z? =1。 表 43 集中力及各層剪力計(jì)算結(jié)果 層號(hào) 層高 H m 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 i? 各層集中力iF ,kN 各 層 剪 力,kNiiVF?? 女兒墻 1 5 4 3 2 1 線剛度計(jì)算公式 EIi l? 。 計(jì)算柱端彎矩 根據(jù)各柱分配到的剪力及反彎點(diǎn)位置 yh 計(jì)算第 i 層第 j 根柱端彎矩。 計(jì)算梁支座剪力及柱軸力 根據(jù)力平衡原理 ，由梁端彎矩和作用在梁上的豎向荷載可求出梁支座剪力；柱軸力可由計(jì)算截面之上的梁端剪力之和求得?？勺兒奢d組合值系數(shù)按下列規(guī)定采用： 1．雪荷載取 2．樓面活荷載按等效均布活荷載計(jì)算的一般民用建筑取 2，屋面活荷載不計(jì) 入。這樣算得的剪力值大于按建筑物整體計(jì)算所得的結(jié)果。 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 計(jì)算結(jié)果見下表 49 表 49 水平地震作用下柱端彎矩計(jì)算結(jié)果 層/hi 柱列序號(hào) Di Di之和 Vi Vij K 0y y tijM bijM 5/5 A 7 1 B 5 8 C 5 8 D 7 1 4/4 A 2 6 B 0 1 7 7 C 0 1 7 7 D 2 6 3/4 A 7 0 8 5 B 0 6 9 9 C 0 6 9 9 D 7 0 8 5 2/4 A 0 0 4 4 B 0 0 9 9 C 0 0 9 9 D 0 0 4 4 1/4 A 0 8 1 1 B 5 4 1 2 C 5 4 1 2 D 0 8 1 1 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算 框架在水平地震力作用下的彎矩 計(jì)算結(jié)果見下圖 45 ,框架在水平地震力作用下的梁剪力及柱軸力見下 圖 46 豎向荷載作用下框架梁上荷載計(jì)算 本工程結(jié)構(gòu)及荷載分布比較均勻，可以選擇典型平面框架 進(jìn)行計(jì)算，這里僅給軸線 A、 B、 C、 D 框架的內(nèi)力計(jì)算，縱向框架的計(jì)算方法與橫向框架計(jì)算方法相同，這里不再給出?？蚣芄?jié)點(diǎn)彎矩分配系數(shù)計(jì)算結(jié)果見下表 410。 框架柱彎矩計(jì)算