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目 录
中文摘要................................................................... Ⅰ
英文摘要................................................................... Ⅱ
1 绪 论 1
1.1 钢筋混凝土的发展历史 1
1.2 选题目的 1
1.3 该选题主要研究的内容 1
1.4该选题设计要点分析 2
2 工程概况与设计条件 4
2.1 建筑概况 4
2.2结构设计基本条件 4
2.2.1楼、屋面板计算基本条件 4
2.2.1框架结构梁柱计算基本条件 4
2.2.2基础计算基本条件 4
2.3设计参考文献 5
3 结构选型及结构布置 8
3.1 结构类型选择 8
3.1.1 上部结构选型 8
3.1.2 基础结构选型 8
3.1.3 楼梯结构选型 9
3.2 结构布置 9
3.2.1 柱网布置 9
3.2.2 楼板梁格布置 9
3.2.3 结构平面布置图 9
4 材料及截面尺寸 11
4.1建筑材料选择 11
4.1.1混凝土 11
4.1.2钢筋 11
4.1.3砌体 11
4.2梁截面尺寸估算 12
4.2.1框架梁截面尺寸估算 12
4.2.2次梁截面尺寸估算 12
4.3框架柱截面尺寸估算 12
4.4楼屋面板厚度估算 15
5 结构计算模型 17
5.1框架计算模型的确定 17
5.2 框架梁、柱的线刚度计算 18
6竖向荷载标准值 21
6.1屋面、楼面活荷载标准值 21
6.1.1屋面活荷载标准值 21
6.1.2楼面活荷载标准值 21
6.2屋面、楼面及墙柱永久荷载标准值 21
6.2.1屋面板自重标准值 21
6.2.2 标准层楼面板自重标准值 21
6.2.3梁自重标准值 22
6.2.4 柱自重标准值 22
6.2.5 墙自重标准值 22
6.3框架竖向荷载标准值 23
6.3.1框架竖向荷载组集原则 23
6.3.2框架竖向永久荷载和可变荷载标准值 23
6.5.3框架在竖向荷载作用下的恒载总图 27
6.5.4框架在竖向荷载作用下的活荷载总图 29
7 水平荷载及位移计算 31
7.1 水平风荷载计算 31
7.1.1 风荷载标准值计算 31
7.1.2 侧移刚度D值计算 33
7.1.3风荷载作用下的位移验算 33
7.2 水平地震作用计算 34
7.2.1 重力荷载代表值计算 34
7.2.2 框架自振周期计算 36
7.2.3 多遇水平地震作用及楼层地震剪力计算 37
7.2.4 多遇水平地震作用位移验算 38
8 框架内力计算 40
8.1竖向荷载内力计算 40
8.2 水平荷载作用下框架的内力分析 50
8.2.1 反弯点法 50
8.2.2 D值法 50
8.3 风荷载标准值作用下的内力计算 50
8.4水平地震作用下的内力计算 53
9 框架内力组合 61
9.1 控制截面及最不利内力 61
9.1.1 框架梁的控制截面内力分析计算 61
9.1.2 框架柱的控制截面及最不利内力分析 61
9.2 竖向荷载的框架梁弯矩塑性调幅 62
9.3 荷载效应组合 66
9.3.1 框架梁BC承载能力极限状态下的基本组合 66
9.3.2 框架梁承CB载能力极限状态下的基本组合 66
9.3.2 框架梁CB正常使用极限状态下的基本组合 66
9.3.3 框架梁BA正常使用极限状态下的基本组合 66
9.3.4 框架柱Z15承载能力极限状态下的基本组合 67
9.3.5框架柱Z16承载能力极限状态下的基本组合 67
9.3.6框架柱Z17承载能力极限状态下的基本组合 67
9.3.7 框架柱Z15正常使用极限状态下的基本组合 67
9.3.8 框架柱Z16正常使用极限状态下的基本组合 67
9.3.9 框架柱Z17正常使用极限状态下的基本组合 67
10 框架配筋计算 95
10.1 框架抗震设计分析 95
10.2 框架结构抗震设计措施 95
10.3 框架梁设计及配筋 96
10.3.1 框架梁正截面受弯承载力计算 96
10.3.2 框架梁裂缝验算 105
10.3.3框架梁的斜截面配筋计算 108
10.4框架柱的配筋计算 114
10.4.1 柱剪跨比和轴压比验算 114
10.4.2框架柱的正截面配筋计算 115
10.4.3框架柱裂缝验算 126
10.4.4框架柱的斜截面配筋计算 126
11屋盖板、次梁内力及截面配筋 133
11.1 内力分析理论依据 133
11.1.1 弹性理论分析 133
11.1.2 塑性理论分析 133
11.2 屋面板计算(按弹性理论计算) 134
11.3楼面板计算(按塑性理论计算) 138
11.4 次梁计算 146
11.4.1次梁内力计算 146
11.4.2次梁配筋计算 147
12 楼梯设计 149
12.1设计参数 149
12.2楼梯板计算 149
12.2.1荷载计算 149
12.2.2内力计算： 149
12.2.3配筋计算 150
12.3平台板计算 150
12.3.1确定板厚 150
12.3.2荷载计算 150
12.3.3内力计算 150
12.3.4配筋计算 150
12.4平台梁计算： 151
12.4.1估算平台梁截面 151
12.4.2荷载计算： 151
12.4.3内力计算： 151
12.4.4配筋计算 151
13基础及承台计算 153
13.1设计资料 153
13.2确定单桩承载力特征值 153
13.3 柱Z15承台的设计 153
13.3.1考虑地震荷载作用的标准组合 153
13.3.2 初选桩的跟数 153
13.3.3 初选承台尺寸 153
13.3.4 计算桩顶荷载 154
13.3.5承台受冲切承载验算 154
13.3.6承台受剪切承载力计算 156
13.3.7承台受弯承载力计算 156
13.3.8局部受压承载力计算 157
总 结 159
致 谢 161
参考文献 162
附录1 图纸(另祥)
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1 绪 论
1.1 钢筋混凝土的发展历史
根据《混凝土结构设计原理》[1]：现代混凝土结构是随着水泥和钢铁工业的发展而发展起来的，至今已有150多年的历史。1824年，英国约瑟夫阿斯匹丁(Joseph Aspdin)发明了波特兰水泥并取得了专利。1850年，法国兰波特(L.Lambot)制成了铁丝网水泥砂浆的小船。1961年，法国约瑟夫莫尼埃(Joseph Monier)获得制造钢筋混凝土板、管道和拱桥的专利。
1866年，德国学者发表了混凝土结构的计算理论和计算方法，1887年又发表了试验结果，并提出了钢筋应配置在受拉区的概念和板的计算方法。在此之后，钢筋混凝土的推广应用才有了较快的发展。1891—1894年，欧洲各国的研究者发表了一些理论和试验研究结果。但是在1850—1900年的整整50年内，由于工程师们将钢筋混凝土的施工和设计方法视为商业机密，因此总的来说公开发表的研究成果不多。
美国学者1850年进行过钢筋混凝土梁的试验，但其研究成果直到1877年才发表并为人所知。19世纪70年代初有学者曾使用某些形式的钢筋混凝土，并且于1884年第一次使用变形(扭转)钢筋并形成专利。1890年在旧金山建造了一幢两层高、312英尺(约95m)长的钢筋混凝土美术馆。从此以后，钢筋混凝土在美国才获得了迅速的发展。
目前，在我国的多高层建筑中，钢筋混凝土结构应用最为普遍，其中钢筋混凝土框架结构是最常用的结构形式，因为其具有足够的强度、良好的延性和较强的整体性，广泛用于地震设防地区。
1.2 选题目的
住宅是人们生活中最常接触的建筑类型之一，住宅设计的好坏直接关乎人们的生活质量和体验。为了使大学学到的各科目例如房屋建筑学、建筑制图、结构力学、混凝土结构设计原理、混凝土结构设计、多高层建筑结构、抗震结构设计、基础工程等能够得到巩固、有机结合起来，住宅的建筑和结构设计是一个很好的课题。住宅的功能是提供居住者满足其生理、心理及行为要求的实用、安全、美观的居住环境，因此决定了它的结构布置比商业楼、学校教学楼、图书馆等稍不规则，例如南北向卧室开间不一致，使横向框架不能拉通等等，结构不规则对结构设计是不利的，而这恰恰是一个很好的训练机会。综合以上原因，本人选择了《XXX住宅楼建筑及结构设计》这个题目。
1.3 该选题主要研究的内容
结构设计主要内容：(1)在建筑设计方案和施工图的基础上进行结构方案的选型，进行结构布置，配合建筑设计的要求进行梁、柱等结构构件尺寸的初步选择，绘制标准层及屋顶层的结构平面布置图；(2)进行标准层楼盖与屋盖部分楼板与次梁的内力计算和配筋计算；(3)按照结构平面协同工作的假设，计算其中一榀典型的平面框架，确定并绘制平面框架计算简图；进行竖向恒、活荷载以及水平风荷载、地震作用计算，绘制框架的荷载简图；(4)分别进行在各种荷载单独作用下框架的内力分析；(5)确定框架梁、柱构件的控制截面，根据各控制截面的内力组合目标进行最不利内力组合；(6)框架梁柱构件设计(截面配筋计算、梁柱配筋的构造要求及节点的构造处理)；(7)绘制结构施工图；(8)运用计算机软件(广厦CAD)进行工程的结构设计，编辑完善整套结构施工图，并对计算机软件计算结果和手工计算结果进行对比分析，找出误差结论和误差产生的原因。
1.4该选题设计要点分析
钢筋混凝土框架结构具有良好的抗震性能，结构抗震的本质就是延性，结构主要靠延性来抵抗较大地震作用下的非弹性变形。对于受弯构件来说，随着荷载增加，首先受拉区混凝土出现裂缝，从受拉钢筋屈服到压区混凝土压碎，是构件的破坏过程。在这过程中，构件的承载能力没有多大变化，但其变形的大小却决定了破坏的性质。提高延性可以增加结构抗震潜力，增强结构抗倒塌能力。延性结构通过塑性铰区域的变形，能够有效地吸收和耗散地震能量；同时，这种变形降低了结构的刚度，致使结构在地震作用下的反应减小，也就是使地震对结构的作用力减小。当结构设计成为延性结构时，由于塑性变形可以耗散地震能量，结构变形虽然会加大，但结构承受的地震作用不会很快上升，内力也不会再加大，因此具有延性的结构可降低对结构的承载力要求，也可以说，延性结构是用它的变形能力来抵抗罕遇地震作用；反之，如果结构的延性不好，则必须有足够大的承载力抵抗地震。后者会多用材料，对于地震发生概率极少的抗震结构，延性结构是一种经济的设计对策。此外，延性可以使超静定结构的内力得以充分重分布，采用塑性内力重分布方法设计时，同样也可以节约钢筋用量，取得较好的经济效果。因此可以说结构的延性和结构的强度是同等重要的。
框架结构是由梁、板、柱以及节点这四部分组成，其中梁、柱以及节点的延性决定了整个框架结构的延性。因此，只要保证柱、梁和节点的延性也就保证的框架结构的延性，从而也就确保了框架结构的抗震能力。在抗震设计中为保证结构的延性，常常采用以下措施：控制受拉钢筋配筋率，保证一定数量受压钢筋，通过加箍筋保证纵筋不局部压屈失稳以及约束受压混凝土，对柱子限制轴压比等。合理选择了结构的屈服水准和延性要求后，通过抗震措施来保证结构确实具有所需的延性能力，从而保证结构在中震、大震下实现抗震设防目标。系统的抗震措施包括以下几个方面内容：(1)“强柱弱梁”：人为增大柱相对于梁的抗弯能力，使钢筋混凝土框架在大震下，梁端塑性铰出现较早，在达到最大非线性位移时塑性转动较大；而柱端塑性铰出现较晚，在达到最大非线性位移时塑性转动较小，甚至根本不出现塑性铰。从而保证框架具有一个较为稳定的塑性耗能机构和较大的塑性耗能能力。(2)“强剪弱弯”：剪切破坏基本上没有延性，一旦某部位发生剪切破坏，该部位就将彻底退出结构抗震能力，对于柱端的剪切破坏还可能导致结构的局部或整体倒塌。因此可以人为增大柱端、梁端、节点的组合剪力值，使结构能在大震下的交替非弹性变形中其任何构件都不会先发生剪切破坏。(3)“强结点强锚固弱构件”：结点区的破坏如果是脆性的，造成的后果可能相当严重。若结点区一坏，与之相连的梁柱构件的性能再好也发挥不出来。因此，在抗震设计中，应使结点区的承载力相对较强，使与之相连的构件的承载力相对较弱，同时还要保证支座连接和钢筋锚固不发生破坏。(4)抗震构造措施：通过抗震构造措施来保证形成塑性铰的部位具有足够的塑性变形能力和塑性耗能能力，同时保证结构的整体性。这一系统的抗震措施理念已被世界各国所接受。
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2 工程概况与设计条件
2.1 建筑概况
本工程为XXX住宅楼建筑及结构设计，为永久性建筑物，共7层，6、7层为复式，总建筑面积约4800m2。首层层高2.8m，其余各层层高为3.0m。外墙及分户墙厚度为180mm，其余内墙厚度均为120mm。外墙面贴杏黄混色陶瓷砖，内墙面采用水泥石灰砂浆抹灰20mm厚。楼梯间地面用水泥砂浆打底贴瓷砖。上人屋面采用水泥砂浆防水层25mm厚。屋面女儿墙高1200mm。首层架空为停车场，首层室内外高差为-0.15m。
住宅楼面和屋面户型见下图
2.2结构设计基本条件
2.2.1楼、屋面板计算基本条件
1. 建筑结构的安全等级：二级；
2. 设计使用年限50年，γ0＝1.0；
3. 一类环境。
2.2.1框架结构梁柱计算基本条件
1. 设计使用年限50年;
2. 地上结构部分为一类环境，地下结构部分为二b类环境；
3. 抗震设防烈度：7度；
4. 设计基本地震加速度：0.10g；
5. 设计地震分组：第一组；
6. 建筑场地类别：Ⅱ类；
7. 建筑抗震设防类别：丙类；
8. 建筑结构的阻尼比：ζ＝0.05。
2.2.2基础计算基本条件
土层编号
土层名称
土层厚度(m)
含水量（%）
重度(KN/m3)
孔隙比e
塑限（%）
液限（%）
qsa
1
人工填土
2.1
18
0
2
淤泥质土
10.1
49
17.5
1.31
24
39.5
9
3
粘土
0.8
32
19
0.864
25.3
43.5
30
4
粉质粘土
5.4
31.8
18.9
0.826
27
38
24
5
强风化岩
20
qsa=100kpa qpa=3800kpa
2.3设计参考文献
[1]. 沈蒲生.混凝土结构设计原理.高等教育出版社，2002
[2]. 沈蒲生.混凝土结构设计.高等教育出版社，2003
[3]. 尚守平.结构抗震设计. 高等教育出版社，2003
[4]. 国家标准.GB50010—2002混凝土结构设计规范.中国建筑工业出版社，2002
[5]. 国家标准.GB50007—2002建筑地基基础设计规范.中国建筑工业出版社，2002
[6]. 国家标准.GB50009—2001建筑结构荷载规范.中国建筑工业出版社，2002
[7]. 谢剑，赵丹.Excel在建筑工程中的应用.天津大学出版社，2004
[8]. 江见鲸，郝亚民.建筑概念设计与选型.机械工业出版社，2004
[9]. 董平.多高层框架结构. 机械工业出版社，2005
[10]. 《混凝土结构设计规范算例》中国建筑工业出版社，2003
[11]. 《建筑结构静力计算手册》
[12]. 《混凝土结构简明构造手册》
[13]. 《建筑抗震设计规范》
图2.1 2-6层平面图
图2.1 屋面平面图
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3 结构选型及结构布置
3.1 结构类型选择
建筑的结构体系，不仅要从使用工艺要求出发，更主要的是取决建筑的高度。随着建筑层数的增加，高度越高，则由于风力或地震作用引起的侧向力就越大，建筑必须具有相应的抗侧力结构体系来抵抗侧向力。
目前，建筑常用的结构体系有框架、剪力墙、框架-剪力墙等结构体系。在高层建筑中，为增大侧向刚度，利用空间的结构的作用，又发展了框架-筒体结构，筒中筒结构及组合筒结构等多种抗侧力和空间刚度都很好的结构体系。
多层建筑往往采用混合结构或多层框架结构，随着建筑层数的增加，框架结构成为一种良好的既能承担竖向荷载又能承担水平力的结构形式。但由于框架柔性较大，在侧向力作用下会产生较大的侧向位移，且随着建筑高度的增加，水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加，从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加，到一定程度，将给建筑平面布置和空间处理带来困难，影响建筑空间的正常使用，在材料用量和造价方面也趋于不合理，所以框架往往限制在16层以下, 高度一般不宜超过60m。层数再高时，框架-剪力墙又成为更好的结构形式，层数再多就发展为剪力墙结构、框筒结构、筒体结构等形式。
另外，框架构件截面较小，抗侧刚度较小，在强震下结构整体位移都较大，容易发生震害。此外，非结构性破坏如填充墙、建筑装修和设备管道等破坏较严重。因而其主要适用于非抗震区和层数较少的建筑，在较高地震烈度区高度更加受到限制。
3.1.1 上部结构选型
根据本建筑的层数、高度、使用功能等特点，考虑其使用要求、受力性能、施工方便以及经济合理等原则，建筑的高宽比H/B小于5，抗震设防烈度为7度，建筑高度小于55m，所以选用框架结构体系。结构的竖向荷载由各层楼板通过主梁传给柱，再传给基础，最后传给地基；水平荷载通过墙(楼板)传至柱再向下传递。根据建筑的施工方法：选用全现浇式框架：承重构件的梁、板、柱均为现场绑扎、支模、浇筑、养护而成，其整体性好，抗震性强。根据建筑的承重方式：选用全框架结构，其竖向荷载和水平荷载全部由框架承当，而内外墙仅起围护和分隔作用，具有较好的整体性和抗震性。
3.1.2 基础结构选型
工程建设地点为江门市某区，场地处于我国东南沿海地震带内带中段，地质构造活动相对较弱，历史地震活动微弱，无大的地震灾害记录。地貌单元属珠江三角洲冲积平原，场地原为耕地、鱼塘，经人工填土整平，地面较为平坦。场地工程地质条件较复杂，地基上部土层(1)素填土(松散)、(2)粘土(可塑)、(3)细砂(松散)、(4)淤泥(流塑)和(5)粉质粘土(可塑)均属软弱或较软弱土层，其强度低，压缩性高，土质不均匀，不宜选作基础持力层；而地基下部岩土层：(6)粉质粘土(硬塑)、(7)全风化混合岩和(8)强风化混合岩，强度较高，压缩性较低，层位稳定，可选作基础持力层。根据场地工程地质条件，故采用预制桩基础承重，桩端持力层选用(9)全风化混合岩，基础梁采用现浇钢筋混凝土浇筑。
3.1.3 楼梯结构选型
选用现浇钢筋混凝土板式楼梯。
3.2 结构布置
结构的布置：框架结构房屋的建筑体型及结构布置，必须有利于抵抗水平和竖向荷载，特别是在抗震设防地区，应能满足抗震设防标准的要求，使房屋达到最好的工作性能。因此结构的布置宜沿结构的平面和竖向尽可能的简单、规则、均匀、对称，避免发生突变；
使荷载的传递路线明确，结构计算简图简单并易于确定；使结构的整体性好，受力可靠，施工简便，经济合理。结构的刚度平面布置宜均匀对称，上下宜均匀连续。楼梯间、电梯间不宜布置在结构单元的两端和凹角部。框架结构布置主要包括柱网布置及楼板梁格布置两个方面。
3.2.1 柱网布置
框架结构柱网的布置应符合以下两个原则：(1)柱网布置应能满足建筑功能的要求，且便于施工；(2)柱网布置应规则、整齐对称、间距适中(梁跨在6～9m为宜)、传力明确。
3.2.2 楼板梁格布置
柱网确定后，将柱用梁连接起来就形成了框架结构。为了计算方便，将空间框架结构体系简化为纵横两个方向的平面框架。纵向框架和横向框架分别承受各自方向上的水平力(如风荷载、地震作用)，而楼(屋)面竖向荷载按梁格不同布置则按不同的方式传递。根据该建筑的体型以及柱网的布置，选用纵横向框架结构承重。这种方案是在两个方向上布置承重梁来承受楼面竖向荷载，具有较好的整体工作性能，应用较为广泛。一般当柱网布置为正方形或接近正方形，或楼面荷载较大时，常采用这种方案。在地震设防地区，多层框架结构房屋常采用这种方案。
梁板结构尽可能划分为等跨度，以便于设计和施工；主梁的跨度范围内次梁的根数宜为偶数，以使主梁受力合理。对于肋梁楼盖，单向板的经济跨度一般为2～3m；双向板的经济跨度一般为3～4.5m；次梁的经济跨度一般为4～6m；主梁的经济跨度一般为5～8m。
3.2.3 结构平面布置图
结构平面布置图如图3.1所示。
图3.1 标准层平面结构布置图
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4 材料及截面尺寸
4.1建筑材料选择
4.1.1混凝土
按照《混凝土结构设计规范》[4]第3.4.1条和第3.4.2的规定，一类环境混凝土最低强度等级C20 。二b类环境混凝土最低强度等级C30。有抗震设防要求的混凝土结构的混凝土强度等级应符合：框支梁、框支柱以及一级抗震等级的框架梁、柱、节点，混凝土强度等级不应低于C30；其他各类结构构件，混凝土强度等级不应低于C20。本设计建筑结构安全等级：二级，混凝土结构耐久性类别为一类环境，因此：
(1)基础选用C30，其强度设计值为fc=14.3N/mm2，ft=1. 43N/mm2，ftk=2.20N/mm2；弹性模量为Ec=2.1105N/mm2。
(2)梁、柱、楼板选用C30，其强度设计值为fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2，ftk=2.20N/mm2；弹性模量为Ec=2.1105N/mm2。
4.1.2钢筋
按《混凝土结构设计规范》[4]规定，普通钢筋混凝土采用HRB400级和HRB335级钢筋，也可采用HPB235级和RRB400级钢筋且提倡用HRB400级(即新Ⅲ级)钢筋作为我国钢筋混凝土结构的主力钢筋。鉴于本结构要节省钢筋用量，为了提高结构构件的质量，应尽量选用强度较高、塑性较好、价格较低的钢材。
(1)梁、柱和基础的受力钢筋采用热扎钢筋HRB335，查《混凝土结构设计规范》[4]得强度设计值fy=300N/mm2, fyk=335N/mm2, 弹性模量为 Es=2.1105N/mm2。
(2)其余钢筋采用热扎钢筋HPB235，其强度设计值fy=210N/mm2, fyk=235N/mm2, 弹性模量为Es=2.0105N/mm2。
4.1.3砌体
按照《建筑抗震设计规范》[4]的规定，混凝土结构的非承重墙体应优先采用轻质墙体材料，混凝土小型空心砌块的强度等级不应低于MU7.5，其砌筑砂浆强度等级不应低于M7.5。钢筋混凝土结构中的砌体填充墙，宜与柱脱开或采用柔性连接，并应符合下列要求：
(1)填充墙在平面和竖向的布置，宜均匀对称，宜避免形成薄弱层或短柱；
(2)砌体的砂浆强度等级不应低于M5，墙顶应与框架梁密切结合；
(3)填充墙应沿框架柱全高每隔500mm 设2φ6拉筋，拉筋伸入墙内的长度，6、7度时不应小于墙长的1/5且不小于700mm，8、9度时宜沿墙全长贯通；
(4)墙长大于5m时，墙顶与梁宜有拉结；墙长超过层高2倍时，宜设置钢筋混凝土构造柱；墙高超过4m时，墙体半高宜设置与柱连接且沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平系梁。
本工程墙体选用M10页岩砌块，M7.5水泥砂浆砌筑；外墙、楼梯墙：18厚，内墙、女儿墙：120mm厚。
4.2梁截面尺寸估算
梁截面尺寸主要应满足构件承载力及刚度两方面要求。
4.2.1框架梁截面尺寸估算
框架梁截面尺寸确定应满足构件承载力、刚度和延性的要求，当梁的负荷面积较大或荷载较大时，宜取上限值。为防止梁产生剪切脆性破坏，梁的净跨与截面高度之比不宜小于4。设计时通常可按经验选取，或按满足刚度要求的跨高比范围和模数选取。
参考《混凝土结构设计规范》[4]，各类梁的截面尺寸的宽度可按下列式子进行估算，且不需要需作挠度验算。
框架梁h=(1/8～1/14)l，b=(1/2～1/3)h
框架联系梁h=(1/12～1/15)l，b=(1/2～1/3)h
框架梁及其联系梁宽度宜满足b≥200mm。
本设计中，横向承重框架梁lmax=5700mm,
取h=600mm
取b=250mm
纵向承重框架梁lmax=4500mm,
取h=500mm
取b=250mm
4.2.2次梁截面尺寸估算
次梁一般取梁高hb为Lb/18～Lb/14，Lb为主梁的计算跨度，次梁截面宽度bb为hb/3～hb/2，且宜满足b≥150mm，考虑到部分次梁受力情况比较复杂，设计时按经验选取。
本设计中，次梁lmax=3300mm,
取h=400mm
取b=180mm
阳台悬挑梁取b=250mm400mm，封口梁取180mm400mm
4.3框架柱截面尺寸估算
框架柱截面尺寸的初步确定，一般应满足刚度、轴压比及最小构造三方面要求。框架柱截面尺寸根据柱的轴压比限值按下列公式估算：
N=βFgEn
式中：Ac——柱截面面积；
N——柱组合的轴压力设计值；
fc——框架柱的混凝土抗压强度设计值；
[μN] ——框架柱的轴压比限值，查《混凝土结构设计规范》[4]表11.4.16知二级抗震等级的框架柱轴压比限值[μN]=0.9;
β——考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25，等跨内柱取1.2；
gE——折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可根据实际荷载计算，也可近似取12～15 kN/m2；
n——验算截面以上的楼层层数；
F——按简支状态计算的柱的负荷面积。
如柱Z15截面首层：
Nc=γwnS=1.31.251473.9/25.7/2=816.95KN
按上述方法确定的柱截面高度hc不宜小于400mm，宽度bc不宜小于350mm，柱净高与截面长边尺寸之比宜大于4，尽量避免设计成“短柱”。框架柱上、下层截面高度不同时，从下至上，边柱一般采取内缩，中柱宜采用两边缩，每次缩小的柱截面高度以100～150mm为宜。框架梁的截面中心线宜与柱中心线重合，当必须偏置时，同一平面内梁、柱中心线间的偏心距不宜大于柱截面在该方向边长的1/4。首层框架柱截面尺寸初定见表:
柱编号
层数n
柱轴向力Nc=βgEnF(kN)
计算截面面积Ac=Nc/[μN]fc (mm2)
柱截面尺寸bh(mmmm)
估算轴压比μN = Nc / (bhfc)
Z1
7
816.95
63477.27
350400
0.41
Z2
7
1504.91
116931.82
400450
0.58
Z3
7
687.96
53454.55
350400
0.34
Z4
7
1611.21
125191.29
400450
0.63
Z5
7
2968.02
230615.53
450550
0.84
Z6
7
1605.24
124727.27
400450
0.62
Z7
7
1316.20
102268.94
400450
0.51
Z8
7
2424.58
188390.15
450550
0.69
Z9
7
1681.68
130666.67
400450
0.65
Z10
7
1270.82
98742.42
400450
0.49
Z11
7
2340.98
181893.94
450550
0.66
Z12
7
1429.67
111085.23
400450
0.56
Z13
7
2633.60
204630.68
450550
0.74
Z14
7
1452.36
112848.48
400450
0.56
Z15
7
1497.75
116375.00
400450
0.58
Z16
7
2759.01
214375.00
450550
0.78
Z17
7
1261.26
98000.00
400450
0.49
Z18
7
1429.67
111085.23
400450
0.56
Z19
7
2633.60
204630.68
450550
0.74
Z20
7
1452.36
112848.48
400450
0.56
Z21
7
1270.82
98742.42
400450
0.49
Z22
7
2340.98
181893.94
450550
0.66
Z23
7
1643.46
127696.97
400450
0.64
Z24
7
1270.82
98742.42
400450
0.49
Z25
7
2340.98
181893.94
450550
0.66
Z26
7
1429.67
111085.23
400450
0.56
Z27
7
2633.60
204630.68
450550
0.74
Z28
7
1452.36
112848.48
400450
0.56
Z29
7
1497.75
116375.00
400450
0.58
Z30
7
2759.01
214375.00
450550
0.78
Z31
7
1261.26
98000.00
400450
0.49
Z32
7
1429.67
111085.23
400450
0.56
Z33
7
2591.79
201382.58
450550
0.73
Z34
7
1452.36
112848.48
400450
0.56
Z35
7
1270.82
98742.42
400450
0.49
Z36
7
2340.98
181893.94
450550
0.66
Z37
7
1681.68
130666.67
400450
0.65
Z38
7
1316.20
102268.94
400450
0.51
Z39
7
2424.58
188390.15
450550
0.69
Z40
7
1611.21
125191.29
400450
0.63
Z41
7
2968.02
230615.53
450550
0.84
Z42
7
1605.24
124727.27
400450
0.62
Z43
7
816.95
63477.27
350400
0.41
Z44
7
1504.91
116931.82
400450
0.58
Z45
7
687.96
53454.55
350400
0.34
表4.1 框架柱截面初定
4.4楼屋面板厚度估算
根据《混凝土结构设计规范》[4]，混凝土板应按下列原则进行计算：
(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：
1)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；
2)当长边与短边长度之比大于2.0，但小于3.0时，宜按双向板计算；当按沿短边方向受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋；
3)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。
板一般不做刚度验算的最小高跨比如表4.2所示。
表4.2 现浇板的最小高跨比(h/l)
序号
支承情况
板的种类
单向板
双向板
悬臂板
1
简支
1/35
1/45
1/12
2
连续
1/40
1/50
现浇钢筋混凝土板的最小厚度：单向板为60mm，双向板为80mm。
综合考虑上述两条及模数要求，考虑施工方便等，初选各类板的厚度如表4.3所示。
表4.3初选板的厚度
板编号
l2(mm)
l1(mm)
l2/l1
类型
h(mm)
板厚(mm)
B1
4200
3900
1.08
双向板
86.67
100.00
B2
1500
1300
1.15
双向板
26.00
100.00
B3
2400
1500
1.60
双向板
33.33
100.00
B4
2400
1200
2.00
双向板
26.67
100.00
B5
4200
3900
1.08
双向板
86.67
100.00
B6
3200
1500
2.13
单向板
42.86
100.00
B7
3200
2100
1.52
双向板
42.00
100.00
B8
3600
3200
1.13
双向板
64.00
100.00
B9
4800
4500
1.07
双向板
90.00
110.00
B10
4500
1500
3.00
单向板
42.86
100.00
B11
3000
1500
2.00
双向板
42.86
100.00
B12
3000
2700
1.11
双向板
54.00
100.00
B13
3000
1500
2.00
双向板
30.00
100.00
B14
4800
4300
1.12
双向板
86.00
110.00
B15
4300
1500
2.87
单向板
42.86
100.00
B16
4200
3300
1.27
双向板
73.33
100.00
B17
2000
1500
1.33
双向板
30.00
100.00
B18
1500
1300
1.15
双向板
26.00
100.00
B19
4800
3300
1.45
双向板
73.33
100.00
B20
4200
3300
1.27
双向板
73.33
100.00
B21
2000
1500
1.3
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