土木工程结构设计手算书.pdf

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1、 本科毕业设计说明书（论文）第 页 共 II 页 目 录 1 绪论.1 1.1 结构体系的选择.1 1.2 工程研究背景.2 1.3 工程研究现状.2 1.4 本设计主要的研究工作.3 2 图书馆建筑设计.5 2.1 建筑功能及其设计理念.5 2.2 工程做法.7 3 计算机辅助设计（PKPM 设计）.8 3.1 确定结构布置及构件的截面尺寸.8 3.2 荷载计算.9 3.3 PMCAD 参数选取.11 3.4 SATWE 参数选取.15 3.5 JCCAD 参数选取.15 3.6 PKPM 电算成果.16 4 零星构件设计.17 4.1 楼面板的计算.17 4.2 次梁的计算.18 4.3

2、楼梯的计算.22 5 单榀框架设计.27 5.1 确定框架计算简图.27 5.2 竖向荷载计算.28 5.3 竖向荷载作用下框架内力计算.28 5.4 竖向荷载作用下的内力计算.32 5.5 风荷载计算.44 5.6 地震作用下的内力及位移计算.50 5.7 梁的内力组合.58 5.8 梁的截面设计.64 5.9 柱的内力组合.69 5.10 柱的配筋计算.72 5.11 框架梁柱节点核芯区截面抗震验算.78 6 基础的设计.80 6.1 基础的设计.82 本科毕业设计说明书（论文）第 II 页 共 II 页 6.2 独立基础设计.81 6.3 基础底板配筋验算.83 结束语.85 致 谢.8

3、6 参考文献.87 本科毕业设计说明书（论文）第1页 共 88页 1 绪论 毕业设计是学生完成教学计划规定全部课程后的学习，必须进行的最后一个重要的实践环节。本次毕业设计以河海大学江宁校区图书馆建筑结构设计为例，研究了框架结构的建筑设计和结构设计等问题。我们可以通过该毕业设计，熟悉和掌握建筑的的结构的设计思路、流程和框架结构的受力特点，熟练运用 AUTOCAD、PKPM、天正、探索者等软件，复习了大学所学习的知识，同时也提高了解决实际问题的能力，为毕业后能适应复杂的工作打下良好的基础。1.1 结构体系的选择 结构体系应根据建筑物的平面布置、抗震设防类别、建筑高度、场地条件、地基、结构材料和施工

4、因素等，经技术、经济和使用条件综合比较后再确定。当前结构体系主要有砌体结构、木结构、框架结构、剪力墙结构、筒体结构等。我国现行的建筑抗震规范（GB500112010）明确规定，结构体系应符合以下各项要求：（1）有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。（2）应避免因部分结构和构件破坏而导致丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。这就要求结构设计成超静定结构体系，即使在某些部位遭到破坏时也不会导致整个结构的失效。（3）应具备必要的抗震能力、良好的变形能力和消耗地震能量的能力。（4）对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。结构的薄弱部位一般出现在刚度突变，如转换层、竖向有较大的内收和外突、材料强

5、度放生突变部位，对这些部位都要采取措施进行加强。建筑的高度是决定结构体系的又一重要因素。一般情况下多层住宅建筑可采用砌体结构。而大开间建筑，高层建筑等，多采用框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构。综合考虑各方面因素本，本图书馆建筑设计采用框架结构，框架空间分隔灵活，自重轻，节省材料；可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构；框架结构施工工期短、内部空间大，结构安全合理而被广泛采用，在结构设计中应用也越来越广泛。结构的整体性、本科毕业设计说明书（论文）第2页 共 88页 刚度较好，设计处理好也能达到较好的抗震效果，而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。本图

6、书馆设计只有五层且属于公共建筑，要求空间大且布置灵活。因此本设计采用现浇钢筋混凝土框架结构最合适。1.2 工程研究背景 图书馆是人类智慧的结晶，它真实的记录了人类自从有文字以来改造自然，改造社会的历史，现状以及对未来的需求；图书馆是人类知识的宝库，对广大学生来说，它是知识之源，是良师益友，是大学学习的重要场所之一。河海大学一直致力于培养“艰苦朴素、实事求是、严格要求、勇于探索”的综合性人才，为了给莘莘学子提供一个舒适的学习环境，河海大学有必要建立一个属于自己的图书馆。1.2.1 工程概况 工程名称：河海大学江宁校区图书馆。建设地点：江苏省河海大学校园内。建筑面积：27130m。建筑高度：23.

7、7m。抗震设防烈度：7 度（0.10g）；抗震设防分类：丙类。防火等级：II 级。建筑结构安全等级：三级，设计使用年限：50 年。基本风压：200.4/kNm。基本雪压：200.65/SkNm。1.3 工程研究现状 本设计采用框架结构作为结构体系，框架结构是目前建筑工程界应用最为广泛的一种结构体系，由于框架结构施工工期短、内部空间大，结构安全合理而被广泛采用，在结构设计中应用也越来越广泛。1.3.1 结构设计原则 框架结构的设计主要应遵循以下几个原则：（1）刚柔并济。结构太刚则变形能力差，强大的破坏力瞬间袭来时，需要承受的力很大，容易造成局部受损最后全部毁坏；而太柔的结构虽然可以很好的 本科毕

8、业设计说明书（论文）第3页 共 88页 消减外力，但容易造成变形过大而无法使用甚至全体倾覆。（2）多道防线。安全的结构是层层设防的，在荷载的作用下，所有抵抗外力的结构通力合作。本图书馆结构设计的柱与梁上下左右贯通，以确保传力途径的完整，避免地震及荷载作用下局部应力集中导致结构破坏。（3）“强柱弱梁”。由于框架柱受轴向压力作用，其延性通常比梁的延性小，一旦框架柱先于框架梁出现塑性铰，就会产生较大的层间位移，甚至形成同层各柱上下端同时出现塑性铰的“柱铰结构”，从而危及结构承受竖向荷载的能力而造成结构的倒塌。（4）“强剪弱弯”。为了防止梁塌，柱端在弯曲屈服前出现脆性剪切破坏，则要使构件的受剪承载力大

9、于构件弯曲时实际达到的剪力。（5）“强节点弱构件”。由于对节点进行抗震结构设计，所有要求使框架节点核心区不在梁柱之前破坏。框架结构设计在工程实践中已取得丰富的实践经验，因此在设计中要充分结合实际工程经验。1.3.2 相关的规范及标准 目前国内对于框架结构已经有一套相当成熟的理论体系，同时也制定了多种规范来约束施工行为，本次工程设计主要用到以下几本规范及标准：总图制图标准GB/T50103-2010 房屋建筑制图统一标准GB/T50001-2010 建筑结构制图标准GB/T50105-2010 建筑设计防火规范GB50016-2014 民用建筑设计通则GB50352-2005 建筑结构荷载规范G

10、B50009-2012 混凝土结构设计规范GB50010-2010 建筑地基基础设计规范GB50007-2010 建筑抗震设计规范GB50011-2010 建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001 1.4 本设计主要的研究工作 毕业设计的研究工作可以概况为采用的技术路线及预期成果。本科毕业设计说明书（论文）第4页 共 88页 1.4.1 本设计采用的技术路线 本设计要求我们掌握框架结构计算的基本流程，熟练掌握设计中需要用到的各类建筑专业软件和办公软件。本设计主要采用的技术路线：（1）前期准备：去图书馆查阅相关资料，翻译相关的文献资料，复习三大力学知识，学习使用 PKPM、AutoCA

11、D、天正建筑等软件。（2）根据地质资料和周边环境，建立 PKPM 模型，了解框架结构受力特点。（3）结合 PKPM 生成结果和手算结果书写完整的计算书，通过对计算结果的分析选择最优方案来进行计算。（4）根据任务书的要求和计算结果，运用探索者软件画出完整的结构施工图。1.4.2 本设计的预期成果 本次毕业设计预期达到的成果主要有：设计说明计算书、建筑施工图、结构施工图和 PKPM 建模文件。本科毕业设计说明书（论文）第5页 共 88页 2 图书馆建筑设计 建筑设计是设计师设计理念的集中体现2。就本设计而言：图书馆的总体规划上要因地制宜，结合具体的现状，使功能分区明确，布局合理，各分区联系要方便，

12、动静结合，并且互不干扰；功能上要求是多层次，灵活性，综合性，高效性；结构施工上要符合相关规范要求；材料上应贯彻国家关于节能、环保等方针政策，并且符合国家现行有关要求，做到技术先进、经济合理、实用可靠。本设计采用框架结构，和砌体结构相比较现浇混凝土框架时整体性较好，能达到较好的抗震效果。2.1 建筑功能及其设计理念 在建筑结构设计中，除了选择合理的结构体系外，还有恰当地设计和选择建筑物的平面形状、剖面和形体。结构的总体布置要考虑结构的受力特点和经济合理性，对于图书馆而言，要按照公共建筑的有关规范来进行设计3。2.1.1 平面设计 光线和通风条件是创造良好阅览环境和藏书环境的必要条件。以自然采光通

13、风条件为主，充分利用自然资源，节约能源。因此本设计在进行建筑布局时，据我国的自然条件，图书馆采用坐北朝南，并且设置大面积窗户来解决采光通风问题。柱网布置是平面布置的一部分，应满足建筑使用要求，同时考虑结构的合理性与施工的可行性。图书馆各空间柱网尺寸、层高、荷载设计应有较大的适应性和使用的灵活性。根据民用建筑设计规范（GB50352-2005）确定该建筑层高均为 4.2 米，层数为五层。底层是一个图书馆的主要部分，包括服务中心、目录厅、藏书馆、复印室、采编室、办公室，二五层以各种开架阅览为主体，设有阅览室、学生自习室、报告厅、电子阅览室等。根据 图书馆设计规范（GBJ 38-99）中的安全疏散要

14、求图书馆的安全出口不应少于两个，并应分散设置。平面体形上采用 L 形。具体见建施-02建施-07。2.1.2 立面设计 建筑的设计的宗旨是满足使用功能需求的同时，运用制图原理创造出给人以美和感染力的建筑形象。立面设计是建筑设计中很重要的部分，立面的设计的内 本科毕业设计说明书（论文）第6页 共 88页 容包括很多，有立面的个性，立面的轮廓，立面的材料和色彩，门窗的构成与组织，立面上各部分的比例等等。在寻求“知识”的环境中最重要的要素就是“光”。在针对这个巨大空间提供自然采光和通风而建造舒适的阅览环境的问题上，在立面上设置了大面积的玻璃窗。具体见建施-08建施09。2.1.3 剖面设计 建筑剖面

15、设计主要是确定建筑物在垂直方向上的空间组合关系，为了确定建筑物内部的结构布置和主要构配件的尺寸（如建筑层数、门窗洞口的尺寸、楼梯的尺寸，梁板的投影关系等）。具体见建施-10。2.1.4 楼地面设计 楼地层包括楼板层和地平层，是水平方向分隔房间空间的承重构件，楼板分割上下楼层的空间，地坪层分隔大地与底层的空间。楼板层的设计要求：（1）具有足够的刚度和强度；（2）满足隔声、防火、热工的要求；（3）满足建筑经济的要求。本设计的房间用途主要是阅览室和藏书室。考虑书库和非书资料库内应防止地面、墙身返潮，不得出现结露现象，因此采用水磨石地面，因为水磨石地面具有良好的耐久性、耐腐蚀、耐污损、防潮，并具有质地

16、美观、表面光洁、不起尘、易清洗等优点，而且经济性好。为了防止卫生间的水溢出，卫生间楼地面低于外地面30mm，并进行找坡，坡度为1%。2.1.5 屋面设计 屋顶一般可以分为平屋顶和坡屋顶。屋顶的设计应该考虑满足功能、结构、建筑三方面的要求。排水方式的选择应该满足下列要求：（1）高度较低的建筑为了控制造价，宜采用无组织排水。（2）积灰多的屋面应采用无组织排水。（3）有腐蚀性介质的工业建筑也不宜采用有组织排水。本设计为图书馆，地处南京，雨水量一般。考虑到机房设备的检修所以屋面采用上人屋面，上人屋面的标准做法可见施工说明。屋顶的排水采用有组织排水，利用材料进行找坡，坡度为 2%。屋面采用刚性防水，防水

17、效果好、耐久性好，本科毕业设计说明书（论文）第7页 共 88页 屋面同时设有抗裂措施。具体见建施07。2.2 工程做法 本的工程做法主要依照中国建筑标准设计研究院组织编制的 工程做法（自重计算）07G12020，其主要包括屋面做法、楼面做法、外墙面做法、内墙面做法、室外工程做法、墙体及防水防潮做法等。具体见建施-01。本科毕业设计说明书（论文）第8页 共 88页 3 计算机辅助设计（PKPM 设计）目前的结构计算程序主要有：PKPM 系列（TAT、SATWE）、TBSA 系列（TBSA、TBWE、TBSAP）、BSCW、GSCAD、SAP 系列。其他一些结构计算程序如 ETABS 等，虽然功能

18、强大，且在国外也相当流行，但国内实际上使用的不多。本次结构设计采用 PKPM，PKPM 系列 CAD 软件，历经多年的推广应用，目前已经发展成为集建筑、结构、设备、概预算及施工为一体的集成系统。该软件及时满足了我国建筑行业快速发展的需要，显著提高了设计效率和质量，为实现建设部提出的“甩图板”目标做出了重要贡献。3.1 确定结构布置及构件的截面尺寸 3.1.1 结构布置 首先确定 PKPM 的结构平面布置图，详见图 3.1。图 3.1 结构平面布置图 本科毕业设计说明书（论文）第9页 共 88页 3.1.2 确定梁柱板截面尺寸 （1）确定梁的截面尺寸 主梁的尺寸估算：KL-1：8.4m(1/8

19、1/12)(1/8 12)84007001050hlmmmmmm(1/2 1/3)(1/2 1/3)800266 400bhmmmmmm 取350800b hmmmm KL-2：6.6m(1/8 1/12)(1/18 1/12)6600550 825hlmmmmmm(1/2 1/3)(1/2 1/3)600200 300bhmmmmmm 取300600b hmmmm 次梁的尺寸估算：(1/18 1/12)(1/18 1/12)6600366 550hlmmmmmm(1/2 1/3)(1/2 1/3)400133 200bhmmmmmm 取200400b hmmmm（2）确定柱的截面尺寸：25

20、8.4(6.62.1)214/2557.8kNnA qmmkNmkN K1.251.25 1 1.052557.83357.1CNCNkNkN 323357.1 10525.50.850.85 14.3/CCcNNAmmfN mm 取mmmmhb600600(3)确定楼板尺寸：在一般荷载下，双向板板厚取板跨的1/45，但一般板厚不得小于100mm。综合考虑板跨、挠度要求以及管网布置对结构的削弱作用等，取板厚为110mm。3.2 荷载计算 在 PKPM 建模时需要先进行荷载输入，荷载主要有屋面恒活载、楼面恒活载、梁间恒载。本科毕业设计说明书（论文）第10页 共 88页 计算结果如下：（1）屋面板

21、计算：20厚 C20细石混凝土保护层：20.02200.4kN m SBS 改性沥青防水卷材：20.35kN m 20 厚 1：25 水泥砂浆找平层：20.02200.4kN m 100 厚 1：6 水泥焦渣找坡层：20.1 121.2kN m 80 厚苯板保温层：20.01kN m 110 厚钢筋混凝土板：20.11 252.75 N m 10 厚板底抹灰：20.01 170.17kN m 合计：25.28kN m（2）楼面荷载计算 10 厚的水磨石面层：20.65kN m 20 厚水泥砂浆打底：20.02200.4kN m 15 厚水泥浆一道：20.015200.3kN m 110 厚钢筋

22、混凝土板：20.11 252.75 N m 10 厚板底抹灰：20.01 170.17kN m 合计：24.27kN m（3）次梁荷载计算（LL-1：200400b h）混凝土自重 0.20.40.11251.45kN m 抹灰层 10 厚混合砂浆：0.01(0.40.11)20.2 170.133kN m 合计：1.58kN m（4）横向框架梁计算（KL-1：350 800b h）混凝土自重 0.350.80.11256.04kN m 本科毕业设计说明书（论文）第11页 共 88 页 抹灰层 10 厚混合砂浆：0.01(0.80.11)20.35 170.29kN m 合计：6.33kN m

23、 其余荷载：卫生间2/7.4mkN，楼面，C1 窗所在墙线荷载3.1/kN m、C2 窗所在墙线荷载5.06/kN m、内墙6.05/kN m、女儿墙4.96/kN m。活载：上人屋面、普通阅览室、会议室、办公室2/0.2mkN,疏散楼梯 2/5.3mkN,电梯机房2/0.7mkN,卫生间、门厅22.5/kN m,考虑为可能出现人员密集的公共建筑，走廊为23.5/kN m，专业期刊阅览室，电子阅览室22.5/kN m，报告厅23.0/kN m，书库2/0.5mkN。10 3.3 PMCAD 参数选取 PMCAD模块是后续模块TAT、SATWE、JCCAD的基础，因此其数据的准确程度将直接影响到

24、后续模块数据、计算的准确度。它的数据检查发现的问题应消除，不应带入后续模块。这里需要定义的设计参数不多，也比较简单，主要包括总信息、材料信息、地震信息、风荷载信息及钢筋参数。要在后续模块里检查是否已准确的传入。3.3.1 总信息参数 总信息参数主要包括结构主材、结构体系、地下室层数、与基础相连构件的最大底标高、梁钢筋的混凝土保护层厚度、框架梁端负弯矩调幅系数、考虑结构使用年限的活荷载调整系数等。本设计采用框架结构，具体原因在1.1节中已经阐述；对于使用年限为50年的结构构件，0.10；环境类别为一类的梁、柱钢筋的最小混凝土保护层厚度为20mm8；在竖向荷载作用下，可考虑框架梁端塑性变形内力重分

25、布对梁端负弯矩乘以调幅系数进行调幅。现浇框架梁端负弯矩调幅系数可取0.80.9，本工程取0.85。具体的总信息参数选取详见图3.2。本科毕业设计说明书（论文）第12页 共 88页 图3.2 总信息参数 3.3.2 材料信息 材料参数主要包括混凝土容重、钢容重、轻骨料混凝土容重、砌体容重、轻骨料混凝土密度等级、轻骨料混凝土密度级、墙水平分布筋类别、梁柱箍筋级别等。其中对于混凝土容重一栏要考虑到抹灰荷载等的影响，因此取2/27mkN。具体的材料信息参数选取详见图 3.3。图3.3 材料信息参数 本科毕业设计说明书（论文）第13页 共 88页 3.3.3 地震信息 地震信息参数主要包括设计地震分组、

26、地震烈度、场地类别、混凝土框架抗震等级、剪力墙抗震等级、剪力墙抗震等级、钢框架抗震等级、计算振型个数、周期折减系数等参数。本设计地址位于南京市，设计地震分组为一组；地震烈度 7度(0.1g)；场地类别为二类；框架等级为三级 1 2。周期折减的目的是为了充分考虑框架结构和框架剪力墙结构的填充墙刚度对计算周期的影响。对于框架结构，周期折减系数可取0.6 0.7，本设计采用0.7.具体的地震信息参数选取详见图3.4。图3.4 地震信息参数 3.3.4 风荷载信息 风荷载信息参数主要包括修正后的基本风压、地面粗糙度类别、沿高度体型分段数、各段最高层层高、各段体型系数。根据建筑结构荷载规范（GB 500

27、09-2012）确定基本风压和地面粗糙度分别为：20.4/kN m，C类。各段体型系数：根据建筑结构荷载规范（GB 50009-2012）7.3.1条确定。具体的风荷载信息参数选取详见图 3.5。本科毕业设计说明书（论文）第14页 共 88页 图3.5 风荷载信息参数 3.3.5 钢筋信息 钢筋强度设计值：根据混凝土结构设计规范（GB 50010-2010）4.2.3条确定。具体的钢筋信息参数选取详见图3.6。图3.6 钢筋信息参数 以上PMCAD模块“设计参数”对话框中的各类设计参数，当用户执行“保存”命令时，会自动存储到.JWS文件中，对后续各种结构计算模块均起控制作用。本科毕业设计说明书

28、（论文）第15页 共 88页 3.4 SATWE 参数选取 一般结构设计有TAT和SATWE两种方案，在本次设计中采用SATWE方案，SATWE的参数有设计信息、总信息、配筋信息、风荷载信息、地震信息、活荷信息、调整信息以及荷载组合。由于与PMCAD参数有重合，因此在这里不单独列举出来。3.5 JCCAD 参数选取 JCCAD可完成柱下独立基础，砖混结构墙下独立基础及与桩有关的各种基础的结构计算和施工图设计，这里主要用到了JCCAD中的基础人机交互输入和基础平面施工图两项。具体的参数选取详见图3.7、3.8。图3.7 地基承载力计算参数 图3.8 基础设计参数 本科毕业设计说明书（论文）第16

29、页 共 88页 3.6 PKPM 电算成果 利用PKPM软件，可在结构计算完毕后，进行智能化地选择钢筋，确定构造措施及节点大样，全面地人工干预修改手段，钢筋截面归并整理，自动布图等以系列操作，系统可自动完成框架、结构平面、各类基础等施工图绘制。具体结果详见附图24。PKPM电算得出梁、板、柱、基础、楼梯的结构施工图，通过TCAD工具将PKPM图转换成CAD图，最后再通过探索者软件进行优化出图。最终结果详见结施2结施7。本科毕业设计说明书（论文）第17页 共 88页 4 零星构件设计 零星构件的设计主要包括楼板的设计、次梁的设计、楼梯的设计。它们是框架结构的重要组成部分。4.1 楼面板的计算 本

30、次设计取一层轴上CD跨间的一块板进行分析，板厚为110mm，由00/1.752yxll,所以按双向板进行设计，双向板一般按弹性理论进行设计6。所取的板计算简图详见图4.1。PPMxMyMxMy 图 4.1 板计算简图 4.1.1 板的荷载设计值 活载22.5/kqkN m，恒载24.27/kgkNm。永久荷载起控制效应：21.351.4 0.78.2/GKQKpSSkN m 可变荷载起控制效应：21.21.48.6/GKQKpSSkN m 取28.6/pkNm 板计算跨度：coll，故4.2oxlm，6.6oylm7。4.1.2 板的弯矩设计值 由于板直接与梁整浇在一起，因此板按四边固支来计算

31、，由00/0.64xyll得：0.035xm，0.009ym，0.077xm ，0.057ym 计算弯矩时考虑泊松比的影响，在计算中近似取2.0，则修正后的m：本科毕业设计说明书（论文）第18页 共 88页 0.0350.2 0.00910.037vxxymmvm 0.00910.2 0.0350.016vyyxmmvm 同理：0.088xm ，0.073ym ，则 220.0378.64.25.13vXxoxMm plkN m 220.0161 8.6 4.22.23vyyoxMm plkN m 220.0888.64.212.2xxoxMm plkN m 220.07258.6 4.210

32、.05yyoxMm plkN m 4.1.3 板的截面设计 截面有效高度：0 xl（短跨）方向跨中截面的011102090hmm，0yl（长跨）方向跨中截面的021103080hmm，支座截面处0h均为90mm。由公式00.95syMAh f计算9。截面配筋计算结果及实际配筋见表 4.1，其余板配筋详见结施-05。表 4.1 板配筋计算 位置 方向(mm)oh)(kNmM)(2mmAs 配筋)(2mmAs 跨中 0 xl 90 5.13 166 B8180 279 0yl 80 2.33 81.5 B8180 279 支座 0 xl 90-12.2 396 B10200 393 0yl 90-

33、10.05 341 B10200 393 4.2 次梁的计算 4.2.1 次梁的设计 本次设计以一层 AB 跨次梁进行计算，该次梁截面初估为200400mmmm，板厚为mm100。本科毕业设计说明书（论文）第19页 共 88页 （1）恒荷载标准值:2234.27/4.2(12 0.320.32)14.8/kNmmkNm （2）活荷载标准值:2232.5/4.2(12 0.320.32)8.68/kNmmkNm 当永久荷载起控制效应：1.351.40.929.55/kkpgqkNm 可变荷载起控制效应：1.21.428.21/kkpgqkNm，取29.55/kN m。次梁的计算简图如图 4.2

34、66002700ABCD29.556600 图 4.2 次梁计算简图（3）内力计算 在间距相同情况下，等跨连续梁各跨跨中和支座截面的弯矩值 M 可按下式计算：20mMpl，具体过程见表 4.2。表 4.2 次梁弯矩值 位置 m(kN/m)p 0(m)l(kN m)M 端支座 A 124 29.55 6.4-49.65 AB 跨中 114 29.55 6.4 85.11 支座 B 111 29.55 6.4-108.32 在间距相等的情况下，等跨连续梁各跨跨中和支座截面的剪力值 V 均可按下式计算：VnVpl，具体过程见表 4.3。本科毕业设计说明书（论文）第20页 共 88页 表 4.3 次梁

35、剪力值 位置 V(kN/m)p(m)nl(kN)V A 右 0.50 29.55 6.4 94.56 B 左 0.55 29.55 6.4 104.02 4.2.2 配筋计算 正截面承载力计算时，跨中截面按 T 形截面计算。对于 T 形截面受弯构件受压翼缘计算宽度fb的取值，应考虑翼缘厚度、梁跨度和受力状况等因素，即翼缘计算宽度：按跨度考虑时：6600210033oflbmm 按梁净距考虑时：30039504150fnbbsmm 按翼缘高度fh考虑：110fhmm，01100.20.1505fhh，所以不考虑。综上所述，取2100fbmm。混凝土强度等级 C30，保护层厚度为20mm。(221

36、/43.1,/3.14,0.1mkNfmkNftc),纵向受力钢筋采用2400(360/,0.550)yybHRBffN mm,箍筋采用 HRB335，2/300mmNfyv。101101.0 14.3 2100 11035599085.1122fcffhf bhhkN mkN m经判断属于第一类 T 形截面。由于荷载左右对称所以取一半计算，次梁配筋计算见表 4.4。本科毕业设计说明书（论文）第21页 共 88页 表 4.4 次梁配筋计算 弯矩设计值 A AB B)(mkNM 49.56 85.11 108.32 210scMf bh 0.13 0.021 0.28 112s 0.14 0.0

37、21 0.28 10csyf bhAf 405.96 639 985.9 minminsAbh 275 275 275 选配钢筋 2C20 3C20 4C20 实配钢筋)(2mmAs 603 942 1256 注：表中 b 在跨中处取fb。斜截面受剪承载力计算 验算截面尺寸：0365 110255wfhhh 因为25514250whb 则按下式计算：0max0.250.25 1 14.3250365260.9794.56ccf bhkNVkN 截面尺寸满足要求。0max0.70.7 1.43250 36573.07394.56tf bhkNVkN,故计算配筋：3000.7(94.5673.07

38、3)100.156300 365svltynAVf bhsf h 本科毕业设计说明书（论文）第22页 共 88页 选配B8200，0.503svlnAs%12.030043.126.026.0%20.0200250101minytsvffbsA 4.3 楼梯的计算 楼梯是多层建筑物竖向交通的主要构件，也是多、高层建筑遭遇火灾和其他灾害时的主要疏散通道。楼梯的结构形式有板式和梁式楼梯，在一些公共建筑中有时也用剪刀式和螺旋式楼梯。经考虑本设计采用板式楼梯。板式楼梯具有下表面平整，施工支模较方便，外形比较轻巧的优点。其设计主要包括梯段板、平台板以及平台梁的设计9。4.3.1 计算简图的确定 楼梯的标

39、准层进行计算，计算简图见图 4.3 和图 4.4。160013*300=39002002001100TBTB 图 4.3 楼梯结构平面布置 28o 图 4.4 梯板计算简图 本科毕业设计说明书（论文）第23页 共 88页 4.3.2 梯段板设计 板厚1/30 1/254100130 156hmm 取板厚mmh130 板倾斜角5.0300/150tan,89.0cos，取m1宽板带计算。（1）荷载计算 恒荷载 水磨石面层 kN/m98.03.0/65.0)15.03.0(三角形踏步 mkN/88.13.0/2515.03.05.0 混凝土斜板 mkN/65.389.0/2513.0 板底抹灰 m

40、kN/39.089.0/1702.0 合计：mkN/9.6 活荷载 mkN/5.315.3 永久荷载起控制效应：mkNqgpkk/75.127.04.135.1 可变荷载起控制效应：mkNqgpkk/18.134.12.1 因此p=mkN/18.13（2）截面设计 板水平计算跨度：mln9.3 跨中弯矩：2113.184.120.0510MkN m 板的有效高度：mmh110201300 混凝土用)/mm3.14(C302cNf，钢筋采用2yHRB335(300/mm)fN 116.011010003.140.11005.2026201bhfMcs 938.02211ss 62020.05 1

41、06470.938 110 300sSyMAmmh f 本科毕业设计说明书（论文）第24页 共 88页 选配B265412010mmAs，B8200分布筋。4.3.3 平台板设计 平台板计算简图见图4.5 图 4.5 休息平台板计算简图 设平台板厚100hmm。（1）荷载计算 恒荷载 水磨石面层 kN/m65.0 100 厚混凝土板 mkN/5.2251.0 板底抹灰 mkN/34.011702.0 合计：mkN/49.3 活荷载 mkN/5.3 永久荷载起控制效应：mkNqgpkk/14.85.37.04.149.335.17.04.135.1 可变荷载起控制效应：1.21.41.2 3.4

42、91.4 3.59.26/kkpgqkNm 平台板的计算跨度：01.60.220.221.8lm 弯矩设计：20111.8 9.263.75810plkN m 6s221 c03.75 10=0.032 f bh1.0 14.3 1000 90M 本科毕业设计说明书（论文）第25页 共 88页 ss1+1-2=0.982 62ss0 yM3.75 10A=118mm h f0.98 90 300 选B82200(251mm)sA。4.3.4 平台梁设计 设平台梁 TL 截面尺寸为 200400mm。（1）荷载计算 恒荷载 梁自重 0.20.40.11251.45/kN m 梁侧粉刷 0.010

43、.40.1120.2170.133/kN m 平台板传来 3.63 1.6/22.9/kN m 梯段板传来 mkN/455.132/9.39.6 合计：17.93/kN m 活荷载 3.53.9 1.6/29.63/kN m 永久荷载起控制效应：1.351.40.71.35 19.731.40.79.6333.64/kkpgqkNm 可变荷载起控制效应：1.21.41.2 17.931.4 9.6335.00/kkpgqkNm 故平台梁的总荷载设计值为：35.00/pkN m （2）截面设计 计算跨度 01.051.054.24.41nllm 弯矩设计值 2201135.004.4185.09

44、88MPlkN m 剪力设计值 1135 4.4177.1522nVplkN 截面按倒 L 形计算 52005 110750ffbbhmm 本科毕业设计说明书（论文）第26页 共 88页 梁的有效高度 mmh360404000 10max1001.0 14.3 750 10036035922ffcfhf b hhkN mM 经判别属于第一类 T 形截面 6221085.09 100.0611.0 14.3 750 360scMf bh 1120.962ss 622min085.09 10683.90.215%200400171.20.96 360 360sSyMAmmbhmmh f 选配 3C

45、182763SAmm 配置 B8200箍筋，则斜截面受剪承载力 001010.70.7 14.3 200 360300360775.2677.15200svtyvAf bhfhkNkNs 满足要求。楼梯配筋具体见结施 06。本科毕业设计说明书（论文）第27页 共 88页 5 单榀框架设计 为了简化计算通常取一榀具有代表性的框架进行设计。一榀框架设计的主要内容包括：确定计算简图、竖向荷载的计算、水平方向荷载计算、内力计算及组合、梁柱配筋等8。5.1 确定框架计算简图 本次设计选取轴的一品框架进行计算，设计中假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接，由于各层柱的截面尺寸相同，故每层梁的跨度等于柱截

46、面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，基顶标高根据地质条件、室内外高差，定为0.8m，故此处可求得底层柱高为 5.0m，其余各层柱高均为 4.2m。在框架梁柱线刚度计算时，对于中框架梁的惯性矩取o2II 梁柱的线刚度计算：边跨横向框架梁：333120.3 0.6/6.61.636 1012EIiEEml 中跨横向框架梁：333120.2 0.35/2.70.53 1012EIiEEml 底层柱：3331016.25/6.06.0121EmElEIi 24 层柱：3331057.22.4/6.06.0121EmElEIi 其余梁柱相对线刚度计算简图见图 5.1。ABCD0.630

47、.20.6311110.840.840.840.8411110.20.20.20.20.630.630.630.630.630.630.630.6311111111 图 5.1 轴框架相对线刚度计算简图 本科毕业设计说明书（论文）第28页 共 88页 5.2 竖向荷载计算 恒载标准值和活荷载标准值计算见3.2。5.3 竖向荷载作用下框架内力计算 本次设计由于板长宽比均小于等于 2，因此都按双向板计算。具体的荷载传递路线详见图 5.2。56784008400660027006600 图 5.2 荷载传递路线 5.3.1 荷载作用下的原始计算简图（1）A 轴顶层柱纵向集中荷载计算 边跨 女儿墙自重

48、：4.968.441.664kN 纵向框架梁自重：6.33(8.40.6)49.34kN 横向次梁自重：1.580.5 6.65.21kN 板传荷载：5.28 2.1 4.2(2 6.64.2)2 2.196.4kN 合计：192.6kN 中跨 纵向框架梁自重：6.33(8.40.6)49.34kN 横向次梁自重：1.580.5 6.65.21kN 板传荷载：5.28 2.1 4.2(2 6.64.2)2 2.1(2 8.42.7)2 1.35146.7kN 本科毕业设计说明书（论文）第29页 共 88页 合计：201.26kN 其余柱恒活荷载下的集中力见图 5.3，图 5.4。ABCD22.

49、11.326.05417.94444417.944446.056.056.056.056.051.321.321.321.3214.2511.5311.5311.5311.53184.76201.26156.7211.6173.142419.625.226.421.6156.719.6156.719.6156.719.6211.626.4211.626.4201.26211.6173.1425.226.421.6211.626.4211.626.417.917.917.917.917.917.922.1184.76156.72419.6156.7156.719.6156.719.6 图 5.3

50、 恒荷载作用下的原始计算简图kNmkN、本科毕业设计说明书（论文）第30页 共 88页 ABCD8.410.510.55.49.48.19.49.48.410.512.610.510.512.610.554.554.575.675.675.675.675.675.675.675.636.5436.5445.845.845.845.845.845.845.845.84.69.459.459.459.459.459.459.459.456.86.85.735.735.735.734.65.735.735.735.73 图 5.4 活荷载作用下的原始计算简图kNmkN、5.3.2 荷载作用下的计算简