【正文】 107342312173107342312172 1073423121718612423156注：表中彎矩單位為，剪力單位為.梁端彎矩、剪力以及柱軸力分別按下式計(jì)算：式中，、分別表示節(jié)點(diǎn)左右梁的線剛度；、分別表示節(jié)點(diǎn)左右梁的彎矩；為柱在層的軸力，以受壓為正。當(dāng)為左地震作用時(shí)，左側(cè)兩根柱為拉力，對(duì)應(yīng)的右側(cè)兩根柱為壓力。 地震作用下框架彎矩圖 地震作用下框架梁端剪力及軸力圖：（彎矩二次分配法）1．恒載作用下內(nèi)力計(jì)算梁上分布荷載由矩形和梯形兩部分組成，在求固端彎矩時(shí)可直接根據(jù)圖示荷載計(jì)算，也可根據(jù)固端彎矩相等的原則，先將梯形分布荷載以及三角形分布荷載，化為等效均布荷載，等效均布荷載的計(jì)算公式如圖所示。則頂層各桿的固端彎矩為：同理，其余層各桿的固端彎矩為:(1) 恒載作用下彎矩二次分配上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁　　A　B　　　　　　　　　　　　　　　　↓　↓　　　　　 恒載作用下彎矩圖（2）恒載作用下梁的剪力以及柱的軸力，剪力計(jì)算梁端剪力由兩部分組成 A. 荷載引起的剪力，計(jì)算公式為： 分別為巨形和梯形荷載 B. 彎矩引起的剪力，計(jì)算原理是桿件彎矩平衡即 CD跨 柱的軸力計(jì)算頂層柱頂軸力由節(jié)點(diǎn)剪力和節(jié)點(diǎn)集中力疊加得到，底層軸力為柱頂軸力加上柱的自重，其余軸力計(jì)算同頂層，但需要考慮該層上部柱的軸力的傳遞 表 層次荷載引起的剪力彎矩引起的剪力AB跨BC跨5040302010 豎向恒載作用下梁端軸力表層次A柱軸力B柱軸力54321注：N底=N頂+柱自重。 豎向恒載作用下梁端剪力、軸力圖(單位：)（PKPM輔助計(jì)算）PKPM系列CAD軟件是一套集建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)備設(shè)計(jì)、工程量統(tǒng)計(jì)和概預(yù)算報(bào)表等于一體的大型綜合CAD系統(tǒng)。軟件有詳細(xì)的中文菜單指導(dǎo)用戶操作，并提供了豐富的圖形輸入功能，有效地幫助輸入。通過PMCAD對(duì)各標(biāo)準(zhǔn)層建模，包括PM交互式數(shù)據(jù)輸入，輸入次梁樓板，輸入荷載信息，形成PK文件等幾個(gè)內(nèi)容。各標(biāo)準(zhǔn)層的完成建模的步驟包括：軸線輸入－生成網(wǎng)格－構(gòu)件定義－樓層定義－荷載定義－樓層組裝其中，按照主梁的布置進(jìn)行軸線輸入，包括次梁的布置軸線。樓層定義中按照主梁的軸線布置主梁。各層選定的相關(guān)參數(shù)與前面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容相符有：板厚為110mm，板混凝土強(qiáng)度為C30，其鋼筋保護(hù)層厚度為15mm；梁柱混凝土強(qiáng)度為C30，其鋼筋類別為HRB400，保護(hù)層厚度為35mm，混凝土容重25KN/m2；，框架梁端負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)1；輸入地震信息包括：設(shè)計(jì)地震分組第一組，地震烈度為7度（），二類場地類別，框架抗震等級(jí)為三級(jí)，計(jì)算5個(gè)振型，周期折減系數(shù)為1；風(fēng)荷載信息包括： KN/m2，C類地面粗糙度，沿高度體型分段數(shù)為1。（三）輸入荷載信息樓面荷載輸入中， KN/m2， KN/m2 , KN/m2 ， KN/m2， KN/m2， KN/m2。布置后考慮活荷載折減系數(shù)。輸入空間建模形成的軸線③③對(duì)應(yīng)的平面框架模型。檢查框架計(jì)算簡圖并輸出恒載圖、活載圖及風(fēng)荷載圖。 活載內(nèi)力圖 右風(fēng)荷載計(jì)算簡圖及右風(fēng)荷載彎矩圖與左風(fēng)荷載簡圖及左風(fēng)荷載彎矩圖呈反對(duì)稱，為節(jié)省篇幅，略去不予列本設(shè)計(jì)中設(shè)置PKPM計(jì)算地震作用時(shí)采用振型分解法，并取五個(gè)振型。、內(nèi)力與機(jī)算荷載、內(nèi)力比較分析①恒荷載及其內(nèi)力分析比較，框架梁上的荷載的兩者相差梁的自重。在進(jìn)行PKPM輔助設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)定自動(dòng)計(jì)算梁柱自重，雖恒載計(jì)算簡圖相差梁自重但最終手算和PKPM計(jì)算得到的內(nèi)力結(jié)果比較接近，基本上不存在誤差；②活荷載及內(nèi)力分析比較。另外，PKPM進(jìn)行豎向荷載作用下內(nèi)力計(jì)算時(shí)對(duì)梁的軸力也進(jìn)行了計(jì)算，而手算時(shí)則忽略了在豎向荷載下梁的軸力計(jì)算。③水平荷載及其內(nèi)力分析比較通過比較可以發(fā)現(xiàn)手算水平地震力及其內(nèi)力均較PKPM計(jì)算得到的地震力和內(nèi)力大，差異明顯。計(jì)算豎向荷載時(shí)手算用的彎矩二次分配法及PKPM所用的分層法其實(shí)質(zhì)是一致的，故而所得結(jié)果比較一致?？梢哉J(rèn)為，PKPM計(jì)算所得的結(jié)果更精確。主要還是由于計(jì)算方法的差異所致。一般來說，對(duì)于構(gòu)件某個(gè)截面的某種內(nèi)力，并不一定是所有荷載同時(shí)作用時(shí)其內(nèi)力最為不利，而是在一些荷載作用下才能得到最不利內(nèi)力，而且這些荷載同時(shí)都達(dá)到它們?cè)谠O(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的最大值的概率較小，因此必須對(duì)構(gòu)件的控制截面進(jìn)行最不利內(nèi)力組合。本設(shè)計(jì)中內(nèi)力組合和截面配筋的具體設(shè)計(jì)內(nèi)容，通過設(shè)計(jì)任務(wù)的調(diào)整，利用PKPM設(shè)計(jì)軟件輔助完成。 框架在各種荷載作用下的內(nèi)力確定后，必須找出各構(gòu)件的控制截面、最不利活荷載布置及最不利內(nèi)力組合，作為梁、柱配筋依據(jù)。對(duì)于框架梁，一般只組合支座截面和以及跨中截面的。②及相應(yīng)的、V。PKPM計(jì)算給出了每根梁的56種組合情況下彎矩、軸力、剪力數(shù)值大小，并從該56種組合中選取不同截面的控制組合對(duì)梁進(jìn)行配筋。其中，框架柱控制截面最不利內(nèi)力組合一般有以下幾種：①︱M︱max及相應(yīng)的N和V；②Nmax及相應(yīng)的M和V；③Nmin及相應(yīng)的M和V；④︱V︱max及相應(yīng)的N。PKPM計(jì)算給出了每根柱的56種組合情況下彎矩、軸力、剪力數(shù)值大小，并從該56種組合中得到4種控制組合用于柱配筋及驗(yàn)算。本節(jié)中選取部分柱控制組合及配筋結(jié)果摘錄如下（選取具代表性的兩根邊柱和兩根中柱，）：（一）柱1（底層邊柱）控制組合結(jié)果如下表：柱1(B=；H=；Lx= , Ly= Rc=35 )柱底柱頂組合號(hào)彎矩軸力剪力彎矩軸力剪力13515356No 51 = N= ASV=125 ASVO=0No 53 N= 軸壓比= PKPM給出了梁、柱56種組合情況。在梁的配筋設(shè)計(jì)中則對(duì)梁選擇13個(gè)截面，分別選擇這些截面的上部和下部控制組合下的內(nèi)力對(duì)不同截面進(jìn)行配筋。另外選擇組合27和組合29，分別為梁左支座和梁右支座處剪力最大所對(duì)應(yīng)的組合用于梁箍筋的配置。另外，組合56情況下 ，其柱頂彎矩較大而軸力最小，用于控制柱頂截面的受力主筋配置；組合51情況下，其剪力最大且軸力較大，用于控制柱箍筋的配置；組合53情況下，柱底軸力最大用于驗(yàn)算軸壓比。支座彎矩： 由梁端換算到柱邊可得A支座： B支座： 跨間最大彎矩去控制截面：即支座A邊緣處正彎矩： 當(dāng)梁下部受拉時(shí)，按形截面設(shè)計(jì)；當(dāng)梁上部受拉時(shí)，按矩形截面設(shè)計(jì)。 則取 梁內(nèi)縱向鋼筋選級(jí)鋼，（），考慮抗震 下部跨間截面按單筋形梁計(jì)算，因?yàn)椋?12000120（120）=屬第一類T型截面實(shí)際配筋414()%==，滿足要求將下部跨間截面414 的鋼筋伸入支座，作為支座負(fù)彎矩作用下的受壓鋼筋（），再計(jì)算相應(yīng)的受拉鋼筋，即支座A上部：說明富裕，且達(dá)不到屈服，可近似取實(shí)取支座B上部實(shí)取422，%=，滿足要求615/1256=＞ 滿足要求 梁斜截面受剪承載力計(jì)算考慮地震組合的框架梁，當(dāng)跨高比大于的梁和連梁及剪跨比大于的柱和抗震墻，其截面組合的剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)符合下列要求：式中，為混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度不超過時(shí)，取，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為時(shí)，取，其間按線形內(nèi)插法取用。本設(shè)計(jì)中取梁端加密區(qū)的箍筋取雙肢8100，=1200，箍筋用HPB235級(jí)鋼筋，考慮地震作用組合的T形截面的框架梁，抗震設(shè)計(jì)時(shí)梁斜截面受剪承載力按下式計(jì)算： 式中，為配置在同一截面內(nèi)箍筋的全部截面面積，為箍筋間距。軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)植=，鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)植=300，抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)植=360，彈性模量?？v筋的混凝土保護(hù)層厚度c=30mm.,. 第一層邊柱選取及相應(yīng)的N進(jìn)行計(jì)算=考慮強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)，三級(jí)框架梁的彎矩乘以相應(yīng)的增大系數(shù)取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30兩者中較大者，600/30==20 mm柱的計(jì)算長度確定： ，%以上時(shí)，框架柱的計(jì)算長度按如下公式計(jì)算，并取其中較小值。底層梁可看作剛度無窮大，=0則柱的計(jì)算長度為6m因?yàn)?，故?yīng)考慮偏心距增大系數(shù) 由 為大偏心受壓對(duì)稱配筋： ．按及相應(yīng)的M一組計(jì)算N= KN M=此組內(nèi)力是非地震組合情況，且無水平荷載效應(yīng)，故不必進(jìn)行調(diào)整。按上式計(jì)算時(shí)，應(yīng)滿足N及，因?yàn)镹==6005601000=2449KN故應(yīng)按構(gòu)造配筋，%，%。4．3 柱斜截面承載力計(jì)算選用最不利組合：N= M= V=同時(shí)考慮強(qiáng)剪弱彎的設(shè)計(jì)，三級(jí)框架柱的剪力乘以相應(yīng)的增大系數(shù)得V==考慮地震作用組合且剪跨比2d框架柱，其受剪截面應(yīng)符合下列條件： 滿足要求 取N=取N=.其中N為考慮地震作用組合的柱軸向壓力設(shè)計(jì)值，當(dāng)N時(shí)取，小于1時(shí)取1，大于3時(shí)取3。柱箍筋加密范圍：應(yīng)取柱截面長邊尺寸、柱凈高的1/6和500mm三者的最大值。三級(jí)框架柱，箍筋最大間距采用8d，150（柱跟100）中取較小的。則柱端加密區(qū)的箍筋選用4肢10＠1005基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 擴(kuò)展基礎(chǔ)系指柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)和墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，本設(shè)計(jì)采用柱下鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)。當(dāng)受力性能為偏心受壓時(shí)，一般采用矩形基礎(chǔ)。《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：不超過層且高度在以下的一般民用框架房屋可不進(jìn)行天然地基及基礎(chǔ)的抗震承載力驗(yàn)算?；A(chǔ)地面寬度，當(dāng)按取，按取?；A(chǔ)底面以下土的重度，取。取則考慮到偏心荷載作用下應(yīng)力分布不均勻，將適當(dāng)增加，則取 因?yàn)椋什槐卦賹?duì)進(jìn)行修正。 地基承載力驗(yàn)算根據(jù)規(guī)范，地基承載力驗(yàn)算公式①②按第一組荷載計(jì)算 因?yàn)? 故滿足承載力的要求按第二組荷載計(jì)算 因?yàn)? 故滿足承載力的要求 沖切驗(yàn)算對(duì)于矩形截面柱的矩形基礎(chǔ)，應(yīng)驗(yàn)算柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力。當(dāng)時(shí),。在該例中, ,用插入法,。沖切破壞錐體最不利一側(cè)斜截面上邊長，計(jì)算柱與基礎(chǔ)交接處的受沖切承載力時(shí)取柱寬， 。則 == = =故沖切驗(yàn)算滿足要求。第一組荷載 第二組荷載 第一組荷載計(jì)算配筋 第二組荷載計(jì)算配筋=由第一組荷載在基礎(chǔ)長方向和短方向引起的彎矩最大,截面11至基底邊緣最大反力處的距離,則 ==沿基礎(chǔ)長邊方向,對(duì)柱邊截面處的彎矩為+ = =實(shí)配鋼筋 沿基礎(chǔ)短邊方向,對(duì)柱邊截面處的彎矩為 選取。估算斜板厚取h=120mm。 恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值 水磨石面層 （+）= KN/m 三角形踏步