学生宿舍楼建筑与结构设计 计算书

******学生宿舍楼建筑与结构设计

中 文 摘 要

这份毕业设计主要包括建筑设计部分和结构设计部分，建筑设计部分

主要包括了建筑物平面、立面、剖面、房间布置、各节点详图、各部位做法等方面；结构设计方面包括了基础设计、结构的布置、结构部件的配筋（具体包括梁板设计、楼梯间计算、抗震计算、内力组合、框架配筋、基础设计等方面）。该设计历时10周，运用了大学期间所学各科知识，如房屋建筑学、力学、混凝土结构设计、地基基础与土力学等诸多书籍。在参考文献方面主要以现行规范为依据进行设计，力求做到理论与现实相结合。该设计建筑物采用“一”字型，外观线条均匀流畅，不拖泥带水。

关键词：建筑设计，结构设计，基础设计

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Luoyang Institute Of Science and Technology Student

Dormitory Building and Structure Design

ABSTRACT

This graduation design are included the part of the architectural design and structural design. construction design are mainly included the building plane, elevation, section, the arrangement of rooms, each node map, each part way; structure design are included a base design, structural layout, structural member reinforced (including design, beam and plate the staircase, seismic calculation, calculation of internal force combination, reinforced frame, foundation design etc.). This design lasted 10 weeks, with the University during various knowledge, such as building architecture, mechanics, concrete structure design, foundation and soil mechanics and many other books. In the reference mainly to current standard as the basis for the design, and strive to achieve the combination of theory and reality. The design of the buildings with\"一\" shape, the appearance of lines is uniform and smooth, do not do things sloppily.

KEY WORDS： Architectural design, structural design, foundation design

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目 录

中文摘要 .......................................................................................... 1 英文摘要 .......................................................................................... 2 前 言 .............................................................................................. 8 第1章

建筑设计 .......................................................................... 9 1.1.1 使用房间的平面设计 ............................................... 9 1.1.2辅助房间的平面设计 ................................................ 10 1.1.3交通联系空间的设计 ................................................ 10 1.1.4门的设计 .................................................................... 11 1.1.5窗的设计 .................................................................... 12 1.2建筑立面设计 ...................................................................... 12 1.3建筑剖面设计 ...................................................................... 12

1.3.1房间的剖面形状 ........................................................ 13 1.3.2房间的各部分高度 .................................................... 13 1.3.3建筑层数及建筑空间的组合和利用 ......................... 14

第2章 建筑构造设计 ..................................................................... 14

2.1 屋面设计 ............................................................................. 14

2.1.1 屋面排水方式 ........................................................... 14 2.1.2 屋面排水组织 ........................................................... 14 2.1.3 屋面防水 ................................................................... 14 2.2 墙体设计 ............................................................................. 14

2.2.1 墙身构造 ................................................................... 14 2.2.2 墙面装修 ................................................................... 15 2.3 楼地面构造 ......................................................................... 16 2.4门窗构造 .............................................................................. 16 2.5散水做法 .............................................................................. 17 2.6楼梯构造 .............................................................................. 17 第二部分 结构计算 ......................................................................... 18

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1.1建筑平面设计 ....................................................................... 9

第1章 结构计算参考值 ................................................................. 18

1.1 结构计算中所用到的材料自重 .......................................... 18 1.2 楼面均布活荷载标准值 ..................................................... 18 1.3 结构计算中系数取值 ......................................................... 18 第2章 自选构件计算 ..................................................................... 19

2.1 现浇板计算 ......................................................................... 19

2.1.1 板厚 ........................................................................... 19 2.1.2 荷载计算（取1m板宽为计算单元） ..................... 19 2.1.3 内力计算 ................................................................... 20 2.1.4 截面配筋计算 ........................................................... 20

第3章 楼梯计算 ............................................................................. 22

3.1 材料 .................................................................................... 22 3.2 楼梯板的计算 ..................................................................... 22

3.2.1 确定板厚 ................................................................... 22 3.2.2 荷载计算（取1m板宽为计算单元） ..................... 22 3.2.3 内力计算 ................................................................... 23 3.2.4 截面配筋计算 ........................................................... 23 3.3 平台板的计算 ..................................................................... 23

3.3.1 荷载计算 ................................................................... 24 3.3.2 内力计算 ................................................................... 24 3.3.3 截面配筋计算 ........................................................... 24 3.4 平台梁的计算 ..................................................................... 25

3.4.1 尺寸确定 ................................................................... 25 3.4.2 荷载计算 ................................................................... 25 3.4.3 内力计算 ................................................................... 25 3.4.4 截面配筋计算 ........................................................... 25

第4章 框架计算 ............................................................................. 27

4.1 设计基本资料 ..................................................................... 27 4.2 框架计算简图 ..................................................................... 28

4.2.1 确定框架的计算简图 ............................................... 28

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4.2.2 确定梁柱的截面尺寸 ............................................... 28 4.2.3 计算梁柱的线刚度 ................................................... 30 4.3 恒荷载作用下的内力计算 ................................................. 31

4.3.1 屋面恒荷载 ............................................................... 31 4.3.2 楼面恒荷载 ............................................................... 32 4.3.3 梁端集中力计算 ....................................................... 33 4.3.4 恒荷载作用下的弯矩计算 ........................................ 38 4.3.5 计算梁端剪力、柱端剪力 ........................................ 42 4.3.6 计算柱的轴力 ........................................................... 46 4.4 活荷载作用下的内力计算 ................................................. 50

4.4.1 活荷载计算 ............................................................... 50 4.4.2 活荷载作用下的弯矩计算 ........................................ 52 4.4.3 计算梁端剪力、柱端剪力 ........................................ 55 4.4.4 计算柱的轴力 ........................................................... 59 4.5 风荷载作用下的内力计算 ................................................. 62

4.5.1 基本数据计算 ........................................................... 62 4.5.2 计算框架各节点上风荷载标准值 ............................ 62 4.5.3 计算各个楼层以上所有风荷载的标准值 ................ 63 4.5.4 计算各柱的剪力值 ................................................... 63 4.5.5 计算各柱的反弯点高度 ............................................ 65 4.5.6 风荷载作用下的弯矩计算 ........................................ 66 4.5.7 风荷载作用下的剪力计算 ........................................ 70 4.5.8 风荷载作用下的轴力计算 ........................................ 73 4.5.9 绘内力图 ................................................................... 74 4.6 多层框架结构抗震设计 ..................................................... 77

4.6.1 主要参数 ................................................................... 77 4.6.2 荷载计算 ................................................................... 77 4.6.3梁、柱刚度计算 ........................................................ 79 4.6.4重力荷载代表值计算及荷载汇总 ............................. 81 4.7 横向自振周期计算 ........................................................... 85

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4.7.1 横向框架结构顶点假想位移计算 ............................ 85 4.7.2 横向框架自震周期计算 ............................................ 86 4.7.3 横向地震作用计算 ................................................... 86 4.7.4 转化为一榀框架结构内力分析 ................................ 88 4.7.5 多遇水平地震作用下弯矩计算 ................................ 4.7.6 多遇水平地震作用下剪力计算 ................................ 92 4.7.7 多遇水平地震作用下轴力计算 ................................ 95 4.7.8 绘内力图 ................................................................... 96

第5章 框架内力组合及配筋计算 ................................................. 99

5.1荷载组合及配筋计算考虑情况 ........................................... 99 5.2控制截面及最不利内力组合............................................... 99 5.3材料 ..................................................................................... 99 5.4框架梁的配筋计算 .............................................................. 99

5.4.1 梁端内力组合表 ..................................................... 100 5.4.2 正截面承载力计算 ................................................. 100

5.4.3 斜截面承载力计算 ................................................. 101

5.5框架柱的配筋计算 ............................................................ 101

5.5.1 柱端内力组合 ......................................................... 101 5.5.2 柱配筋计算 ............................................................. 101

第6章 基础计算 ........................................................................... 103

6.1地基承载力特征值深度、宽度修正 ................................. 103 6.2基础J-1的设计 ................................................................. 103

6.2.1基础J-1的截面尺寸 ............................................... 103 6.2.2柱与基础J-1交接处的冲切承载力验算 ................ 104 6.2.3基础板底（J-1）配筋计算 ...................................... 104 6.3 基础J-2的设计 ................................................................ 105

6.3.1 基础J-2的截面尺寸 .............................................. 105 6.3.2 柱与基础J-2交接处的冲切承载力验算 ............... 106 6.3.3 基础板底（J-2）配筋计算 ..................................... 107

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总结 .............................................................................................. 1088 谢辞 .............................................................................................. 1119 参考文献 ........................................................................................ 109 附表 ................................................................................................ 111 外文资料翻译 ................................................................................ 120

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前 言

本工程为******学生宿舍楼。宿舍楼总建筑面积5066.30m2，总高度25.8m。为六层框架结构，结构安全等级为二级，耐久年限为50年，耐火等级为二级。

本着适用、安全、经济、美观的方针，根据任务书的要求，综合考虑基地环境、使用功能、建筑造型、建筑经济等问题，恰当确定建筑物的面积、体型、平面、立面、剖面、节点构造等，恰当确定结构选型，合理选择建筑材料。整个宿舍楼平面体型设计为“一”字型，总长度为58.5m；层高为3.9m，室内外高差为0.45m；外墙面采用砖红色丙烯酸涂料，雨篷为玻璃雨棚,楼梯和台阶采用水磨石，使整个宿舍楼建筑物与周围环境、各种外部条件协调一致，体现了宿舍楼的特色。满足了各种物质技术条件，具有良好的卫生条件和保温隔热、隔声性能，良好的安全度、耐久性和使用寿命。

以上为建筑设计部分，结构计算包括了板、框架梁柱、楼梯、基础等的构件计算。

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第一部分 建筑设计

第1章 建筑设计

任何一幢建筑物都是由各种不同的使用空间和交通联系空间组成，而表达建筑的三度空间具体由各种工程图组成，通常由建筑的平面图、立面图、剖面图和节点构造详图组成。一栋办公楼的平面图、立面图、剖面图综合在一起表达了建筑物的三度空间和各部分的组合联系。

1.1建筑平面设计

平面设计主要是根据设计要求和地形条件，确定建筑物平面中各组成部分的大小和相互关系。平面设计是整个建筑设计的关键，建筑设计首先从平面设计开始。平面设计不仅决定了建筑的平面布局，各组成部分的面积、形状、位置等，而且还影响到建筑的立面和剖面。本宿舍楼设计综合考虑了建筑立面、建筑剖面、建筑技术、建筑经济、建筑形象等因素，使平面设计尽善尽美。

在平面设计中，结合基地环境、自然条件、建筑规模等，进行了建筑平面体型的设计、主要功能空间的设计和交通联系空间的设计。考虑到地形特性、周围道路等因素，平面体型设计为“一”字型，主要功能空间设计包括使用房间的平面设计和辅助房间的平面设计。

1.1.1 使用房间的平面设计

宿舍根据规范规定，普通办公室每人使用面积不应小于3.5平方米（不包括走道）。宿舍面积、开间、进深应根据使用要求、家具规格、布置方式、采光要求，以及建筑结构、建筑施工条件、建筑模数等要求来确定。综合考虑以上因素，确定宿舍开间为3.9m，进深均为5.1m，一个开间设一柱

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网。

值班室根据使用功能要求应设置在底层靠近主要出入口，本宿舍楼设计值班室在门厅对面，开间为3.9m，进深为5.1m，面积为19.平方米；宿管宿舍设在值班室右侧，开间为3.9m，进深为5.1m，面积为19.平方米。

1.1.2辅助房间的平面设计

本宿舍楼辅助房间主要为公共盥洗室、洗衣房、杂物间等。公共盥洗室根据要求，应设置在隐蔽又便于寻找的部位，距最远工作点应不大于50米，应有天然采光和通风。公共盥洗室的面积、尺寸大小应根据室内卫生器具的数量、布置方式以及人体使用需要的基本尺寸来确定。根据以上要求，公共盥洗室设置在建筑物两侧，公共盥洗室开间为3.9m，总进深为7.2m。

1.1.3交通联系空间的设计

交通联系部分主要包括走道、楼梯和门厅。

⑴ 走道设计

走道宽度根据人流通行、安全疏散、走道性质、空间感受以及走道侧面门的开启方向来确定。建筑物双面布房走道净宽不小于1.8m，建筑物单面布房走道净宽不小于1.5m，故设计外廊走道轴线宽度为2.1m，净宽为1.9 m。本宿舍楼走道解决采光的方式是在走道尽头设置窗户，同时利用楼梯间、门厅天井直接采光，不必在每个房间内墙上开设高窗。

⑵ 楼梯设计

楼梯是建筑中的垂直交通联系构件，它起着联系上下层空间和供人流疏散的作用，在设计过程中要妥善解决好楼梯的形式、位置、数量以及楼梯宽度、坡度等问题。由于平行双跑楼梯占用面积小，流线简捷，使用方便，宜布置在单独的楼梯间中，故本建筑采用平行双跑楼梯。

楼梯数量应根据使用方便和防火疏散要求确定，位置应放在便于寻找、便于人流疏散的部位。本宿舍楼防火等级为二级，要求位于两个外部出口或楼梯间之间的房间不应超过40米（封闭），袋形走道房间门到楼梯间最

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远距离不超过22米。根据以上要求，宿舍楼设计了两个楼梯，满足了人流通行和防火疏散的要求。楼梯间尺寸确定：楼梯间内梯段净宽应满足防火规范，根据使用特征来考虑，一般不应少于2股人流同时通行，每股人流按照0.55+0.15m来计算；楼梯间内梯段改变方向时，平台的最小宽度不应小于梯段净宽，每一梯段的踏步数量最多不应超过18级，最少不应少于3级，踏步适宜高宽比为0.5。故本宿舍楼楼梯间设计开间为3.9m，进深为7.2 m，可满足人流通行的要求。

⑶ 门厅设计

门厅作为室内外过渡的空间，是建筑物的交通枢纽，起接纳人流和分配人流的作用。在水平方向上，门厅与走道连接；在竖直方向上，门厅与楼梯相连，且门厅作为主要出入口，应体现出特殊的意境和形象。门厅一般应面向主干道，使人流出入方便，有明确的导向性。门厅应设置在建筑物比较明显的部位，且便于室内外交通联系。门厅到二层以上设计为宿舍。

1.1.4门的设计

⑴ 门的宽度

门的宽度要根据房间的使用功能来确定，有单扇、双扇和平开几种宽度形式。根据规范要求，办公室门宽不应小于1.0m，高不应小于2.0m。宿舍人数较少，因此宿舍门均设计为宽0.9m、高2.1m的单扇门。次要出入口为门宽1.5m的双扇门，大门厅为3.3m宽的三扇平开门。

⑵ 门的数量

门的数量根据使用人数多少和防火要求来确定。按照防火规范规定，使用人数超过50人以及使用面积超过60平方米的房间，门的数量不少与两个。本宿舍楼宿舍、值班室等房间门的数量为一个，大厅门的数量为三个。

⑶ 门的位置

门的位置要考虑室内人流活动特点和家具布置的要求，尽量缩短室内交通路线，避免人流拥挤和便于家具布置。本宿舍楼门的位置均设置在两柱子居中位置，以便于砌墙和放置预制过梁，保证房间有较完整的空间和墙面，使人们出入方便。

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⑷ 门的开启方向

本宿舍为内廊式，办公室人流不多，故宿舍门设计为单扇内开门。大厅及次要出入口处人流较大，故设计为双扇内开门。

1.1.5窗的设计

⑴ 窗的大小

窗的大小主要取决于室内采光要求。按照规范规定，宿舍采光要求为窗地面积比为1/6~1/8，因此办公室的窗设计为通床，1.8m高，可满足采光要求。

⑵ 窗的位置

窗的位置直接影响到房间的照度是否均匀，应避免产生眩光。为了使室内照度均匀，窗应布置在房间或开间的中部，使得房间阴角小，而采光效率高。

1.2建筑立面设计

一栋建筑物不仅要有完美的平面布局，还要有美观的建筑形象，建筑形象主要由建筑造型艺术处理和立面装饰来体现。

建筑体型和立面的对称性,一种轴线为中心并加以重点强调，两侧对称容易取得完全统一给人以端庄、雄伟、严肃的感觉。本建筑采用对称性体型，在立面上处理上采用虚实分明，主要采用色彩明快、材质光洁的白色外墙砖和红色外墙砖。运用立面开窗自由，体型、大小、高低、形状、线条粗细和立面点、线、面等恰当的运用对比，水平窗和窗间墙形成对比，给人舒适、和谐、完美的韵律感。

本立面设计，从线条变化来看，粗线给人厚重感，细线则有精致、轻盈感。立面色彩处理恰当，建筑外型主色调为白色，给人以洁净感。在建筑物的主要出入口，临街立面是人们的视觉重心。故门厅处的台阶和四周勒脚均用坚硬厚重的暗红色花岗石。

在立面上，线条疏密有致，给人以立体感。临街立面采用粗大的柱子及横向的彩色分隔带，增加了建筑表现力，打破了立面的单调感。

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1.3建筑剖面设计

剖面设计主要体现建筑物在竖向上各部分的组合关系。主要体现在房间的竖向形状和比例、房间的层数和各部分的标高、房间采光、通风方式的选择及建筑物竖向空间的利用等。

1.3.1房间的剖面形状

根据房间使用要求，房间剖面形状一般采用矩形，有利于家具布置和使用。矩形剖面具有形状规则、简单，有利于梁板布置，同时施工方便。本建筑物所有房间均采用矩形剖面，房间进深都不太大，采用侧窗采光、通风，窗高做到结构梁底，可不设置过量，节省造价，方便施工。

1.3.2房间的各部分高度 (1) 房间的层高和净高

建筑物层高根据房屋的使用性质、要求、建筑结构和施工材料要求来确定。根据宿舍楼的使用要求，该宿舍楼层高定为3.9m，除去梁高，净高为3.3m，满足了办公室净高的要求。楼梯要求平台与平台之间的净高不小于2.0m，倾斜梯段之间的净高不小于2.1m。本宿舍楼采用平行双跑楼梯，每个梯段为12个踏步，每个踏步高150，宽300，满足使用要求。

(2) 窗台的高度

一般房间窗台高度与房间工作面，如书桌面高度相一致，同时开窗和使用桌面不受影响。本方案中窗台距离该层楼地面的高度均为0.9m，保证了工作面的照明度，满足了使用要求。 (3) 室内外地面高差

室内外地面高差为防止室外雨水流入室内，并防止地面过潮而设置的。室内外高差过小，不能很好地起到作用；考虑建筑物性质，如纪念性或公共性建筑物，门前需要设置较多台阶来增添严肃、高大等气氛，故室内外高差需要大一些。综合考虑以上因素，本宿舍楼室内外高差设计为0.45m。

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1.3.3建筑层数及建筑空间的组合和利用

本建筑物根据各个房间的要求，每层房间的高度均相同，没有错层现象，使用方便。根据建筑规模等要求设计为为六层框架结构，总高度为25.8m。该宿舍楼以楼梯间将各层竖向排列的空间联系起来，构成一个整体，这样即满足使用要求，结构布置也比较合理，同时也比较经济。

剖面的设计也涉及建筑的使用功能、技术经济条件、周围环境等因素。同时，应充分认识到，剖面设计、立面设计、平面设计不能单独分开的，他们是互相制约和相互影响的统一整体。

第2章 建筑构造设计

建筑构造设计是确保建筑物正常使用和节约造价的重要手段，是确保建筑物使用年限的重要组成部分。

2.1 屋面设计

2.1.1 屋面排水方式

排水方式的选择应考虑结构的形式、气候条件、建筑无使用特点等因素来考虑，本建筑采用平屋面有组织外排水。

2.1.2 屋面排水组织

屋面适当划分排水坡、排水沟组织排水区，屋面排水坡度为2%，排水沟坡度为0.1%。雨水管、雨水口设置：雨水管最大间距不超过18米，雨水管采用直径为100mm的PVC雨水管，水斗为镀锌铁皮水斗。

2.1.3 屋面防水

屋面防水采用双层SBS改性沥青防水卷材，屋面防水等级为3级，耐久年限为10年。

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2.2 墙体设计

2.2.1 墙身构造

由于考虑到普通粘土砖耗费大量土地，自重大，烧制过程中需消耗能源；故本宿舍楼填充墙体设计为200厚的混凝土加气块墙，墙体具有足够的强度和稳定性，满足保温隔热的要求，以及防火、隔声、防水、防潮、经济等要求。墙体的构造包括勒脚、墙身防潮、窗台、门窗过梁、窗顶线和窗套等。

⑴ 勒脚

为保护建筑物四周墙身的一段墙体面层，采用石材贴面。

⑵ 防潮层

在—0.060m标高处设置水平防潮层。用防水砂浆（在水泥砂浆中掺入水泥用量的3%—5%的防水剂配置而成），铺设厚度为20—25mm。

⑶ 窗台

为避免顺窗流下的水聚集在窗洞下部或沿窗下边与窗洞之间的缝隙向室内渗流，也为避免污染墙面应在窗洞处布靠室外一侧设置窗台。由于外墙饰面为外墙砖易于冲洗的材料，可做不悬挑窗台，窗下墙的赃污可借窗上不断流下的雨水冲洗干净。

⑷ 门窗过梁

过梁是在门窗洞口上设置的横梁，承受洞口上部墙体与其它构件（楼层、屋顶等）传来的荷载，并将荷载传至窗间墙。由于门窗洞口尺寸较大，避免有较大的震动荷载而产生不均匀沉降，本建筑采用钢筋混凝土预制过梁。过梁宽度同墙厚，高度为200，过梁伸入两侧墙壁内不少于240。钢筋混凝土过梁施工方便、速度快、省摸板和便于门窗动口上挑出装饰线条等优点。

⑸ 构造柱

本办公楼在女儿墙处设有构造柱。构造柱尺寸为200×200。施工时，先砌墙，并留马牙槎，后浇混凝土，混凝土标号C25；构造柱与女儿墙要有良好的连接，墙与柱之间沿墙高500设2φ6拉结钢筋，每边伸入墙内不小于1.0m。

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2.2.2 墙面装修

墙面装修是墙体构造不可缺少的部分。外墙装修主要是为了保护外墙不受风、霜、雨、雪、日照等自然因素破坏，提高墙体防水、防潮、防风化、保温、隔热等的能力，同时也是为了提高建筑物的艺术效果；内墙装修主要是为了改善室内环境，对与厕所等有水房间，墙面装修起到了防水、防潮的作用。

本工程外墙均为天蓝色丙烯酸 涂料（除勒脚和柱子），其做法详见“室内外装修一览表”。

内墙内侧采用20厚混合砂浆，面层采用白色过氯乙烯涂料。

2.3 楼地面构造

(1) 楼层构造

楼层是多层建筑物层与层之间的水平分隔构件，它承受作用在其上的活载和构件本身重力荷载，并将它们传给墙和柱，它在水平方向上起到水平隔板和连接竖向构件的作用，保证竖向构件的稳定。本宿舍楼采用钢筋混凝土现浇整体式楼（屋）盖。现浇整体式楼（屋）盖整体性好，抗震性、防水性好，便于开设孔洞，可浇注成任意形状尺寸的构件。缺点是施工工序多，浪费模板，施工速度慢。

(2) 地层构造

地层是建筑物内与土壤直接或接近土壤的水平构件，它承受作用在其上的全部荷载，并将它们传给土壤。地层为实铺地层。基层一般为素土夯实；垫层采用C10混凝土，厚度为100mm，上面做面层。 (3) 楼地面面层

门厅、楼梯、走道及楼地面面层采用砖地面。砖地面平整光滑、整体性好、防水、易于保持清洁。适用于洁净度高、经常用水冲洗的场所。

2.4门窗构造

门和窗是建筑物不可缺少的围护构件。门主要是室内外和房间之间的交通联系而设定的，同时兼顾通风、采光和空间分隔。窗主要为采光、通风、观望而设定的。

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门：出口门为不锈钢玻璃木门，其余全为平开实木门。

窗：窗为70系列塑钢窗。卫生间窗玻璃选用磨砂玻璃，其余窗均为5mm厚平板玻璃。

2.5散水做法

为防止雨水与地面水侵入基地，应在建筑物四周靠近勒脚的室内在外墙面处设置散水。散水具体做法详见“建施—05节点详图”。

2.6楼梯构造

板式楼梯具有受力简单，底面平整，支模方便等优点，本宿舍楼采用钢筋混凝土板式楼梯。楼梯面层采用砖地面，防滑条采用铜条。栏杆采用钢管栏杆，栏杆水平间距为0.1m，扶手采用铝合金扶手，栏杆高度为1.0m，顶层水平段栏杆高度为1.05m。

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第二部分 结构计算

第1章 结构计算参考值

1.1 结构计算中所用到的材料自重

钢筋混凝土 ：25KNm 水泥砂浆 ：20KNm 加气混凝土砌块 ：11.8KNm 混合砂浆 ：17KNm 地砖楼面 ：1.15KNm

233331.2 楼面均布活荷载标准值

宿舍 ： 2.0KNm 卫生间 ： 2.5KNm 上人屋面 ： 2.0KNm 走廊、门厅 ： 2.5KNm 楼梯 ： 3.5KNm

222221.3 结构计算中系数取值

结构重要性系数 ： r0=1.0 永久荷载分项系数： rG=1.2 可变荷载分项系数： rQ=1.4

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第2章 自选构件计算

2.1 现浇板LB6计算

2.1.1 板厚

lylx5.11.312为双向板 3.9ly45390086.67mm且h80~100mm故取h100mm 45则：h

2.1.2 荷载计算（取1m板宽为计算单元）

地砖楼面重 ： 1.151.01.15KNm

100mm钢筋混凝土板重 ： 250.11.02.5KNm

20mm厚粉刷磨平 ： 170.021.00.34KNm

恒荷载标准值 ： gk1.152.50.343.99KNm 活荷载标准值 ： 2.0KNm 由可变荷载效应控制的组合：

gq(1.23.991.42.0)7.588KNm

由永久荷载效应控制的组合：

gq(1.353.990.71.42.0)7.347KNm

由可变荷载效应控制的组合所得荷载设计值较大，内力计算取

gq7.588KNm

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2.1.3 内力计算

图2-1 双向板（mm）

如图所示所选双向板为四边固定板 跨中弯矩 因

lx39000.76 ly5100查表得跨中弯矩系数：

跨中弯矩按四边简支计算：mx0.0608 my0.0320

支座弯矩按四边固定计算：mx0.0694 my0.05 跨中弯矩：

M2(0.080.20.0320）7.5883.97.509KNm x2(0.03200.20.0608）7.5983.94.934KNmMy支座弯矩：

MX0.06947.5883.927.755KNm

My0.057.5883.926.302KNm

2.1.4 截面配筋计算

板的混凝土强度等级： C30级（ft=1.43N/mm2，fc=14.3N/mm2）

钢筋采用HRB335级（fy=300N/mm2）

20

截面有效高度h0 ： 短边方向跨中截面h0x1002080mm 长边方向跨中截面h0y1003070mm 支座截面 h01002080mm

板截面配筋如下表:

截面 Mx 7.509×10 0.082 0.087 331.76 Φ8@140 As=359 6My 4.934×10 0.070 0.073 243.58 Φ8@170 As=296 6Mx， -7.755×10 0.085 0.0 339.39 Φ8@140 As=359 6My， -6.302×10 0.069 0.072 274.56 Φ8@170 As=296 6M(N·mm) as =M/a1fcbh02 ξ=1-（1-2as）1/2 As=ξa1fcbh0/fy 配筋 表2-1 板截面配筋

注：最小配筋率验算：

Pmin =0.002与0.45ft/fy中取较大值

0.45ft1.430.450.002150.002故取min0.00215 fy300ft0Asminbhmax0.45,0.201000100215mm2

fy满足要求

根据构造要求：单位长度上分布钢筋的截面面积单位宽度上受力钢筋截面面积15﹪；且该方向板截面面积的0.15﹪=10001000.15﹪=150mm

（As1mm2）则：分布钢筋选用φ6@150

2

21

第3章 楼梯计算

3.1 材料

本设计采用钢筋混凝土板式楼梯，平行双跑，混凝土采用C30级（fc14.3Nmm2,ft1.43Nmm2）;平台梁中受力钢筋采用HRB335级

2（fy300Nmm），其余采用HPB300级（fy270Nmm2）

基本数据：bh300150

3.2 楼梯板的计算

3.2.1 确定板厚

h(

1111~)l0(~)3600120~144mm 取板厚120mm 302530253.2.2 荷载计算（取1m板宽为计算单元）

楼梯斜板的倾角：cos1. 恒荷载计算

踏步55mm地砖面层重 ：

bbh22300300150220.4

0.30.151.01.151.725KNm

0.3踏步自重 ：

0.151.0251.875KNm 20.121.0253.356KNm cos0.021.0170.380KNm cos斜板自重 ：

20mm混合砂浆板底抹灰 ：

恒荷载标准值 ：gk1.7251.8753.3560.3807.336KNm 2. 活荷载计算

22

活荷载标准值 ：qk1.03.53.5KNm 3.总荷载计算

总荷载设计值 ：gq1.27.3361.43.513.703KNm

3.2.3 内力计算

计算跨度：l0lnb36002003800mm 跨中弯矩：M110(gq)l2101013.7033.8219.787KNm

3.2.4 截面配筋计算

h0h2012020100mm

M19.787106sbh214.3100010020.138s,max0.4261fc01.0112s1120.1380.149

A1fcbh01.014.310001000.149Sf300710.23mm2

y最小配筋率验算：

0.45ftf0.451.430.00210.002 即取min0.0021 y300则Asminminbh0.00211000120252mm2As710.23mm2故选配纵向受力钢筋为10@100（As785mm2）

根据构造要求：

As710.2315%106.53mm2且As10001200.15%180mm2故分布钢筋选用8@200（As251mm2）; 支座负筋选用10@160（As491mm2）；

3.3 平台板的计算

3.3.1 荷载计算

55mm地砖面层重 ：1.151.01.15KNm

23

满足要求

100mm平台板自重 ：0.11.0252.5KNm 20mm混合砂浆板底抹灰：0.021.0170.34KNm 恒荷载标准值 ：gk1.152.50.343.99KNm 活荷载标准值 ：qk3.51.03.5KNm

总荷载设计值 ：gq1.23.991.43.59.688KNm

3.3.2 内力计算

计算跨度：l0lnh/22000502050mm 跨中弯矩：M

3.3.3 截面配筋计算

112(gq)l09.6882.0524.07KNm 1010h0h201002080mm

M4.07106s0.044s,max0.426 21fcbh01.014.31000802112s1120.0440.045

AS1fcbh0fy1.014.31000800.045171.603mm2

300最小配筋率验算：

0.45ft1.430.450.00210.002 即取min0.0021 fy300则Asminminbh0.00211000100210mm2As171.603mm2 即取As=210mm2

（As251mm2）故选配纵向受力钢筋为φ8@200

根据构造要求：As25115%37.65mm2

且As10001000.15%150mm2

故分布钢筋选用8@200 （As251mm2）

3.4 平台梁的计算

24

3.4.1 尺寸确定

h=(1/8~1/12)l=(1/8~1/12) 3900=325~487.5mm 取h=400mm b=(1/2~1/3)h=133~200mm 选b=200mm

尺寸为200400mm

3.4.2 荷载计算

梯段板传来的荷载 ：13.7033.826.036KNm 2平台板传来的荷载 ：9.6882.059.930KNm 2平台梁自重 ：1.20.2(0.40.1)251.8KNm 20mm混合砂浆抹灰重：1.20.02(0.40.1)170.245KNm

总荷载设计值 ：gq26.0369.9301.80.24538.005KNm

3.4.3 内力计算

计算跨度：l0lna(3.90.2)0.23.9m l01.05ln1.05(3.90.2)3.885m 取两者较小l03.885m 跨中弯矩Mmax支座剪力Vmax

3.4.4 截面配筋计算

112(gq)l038.0053.885271.70KNm 8811(gq)ln38.005(3.90.2)70.31KN 22h0h3540035365mm 1.正截面承载力计算

Mmax71.7106s0.188s,max0.399 21fcbh01.014.32003652112s1120.1880.21

25

AS1fcbh0fy1.014.32003650.21730.73mm2

300最小配筋率验算：

0.45ft1.430.450.00210.002 即取min0.0021 fy300则Asminminbh0.0021200400168mm2As730.73mm2 满足要求 故选配纵向受力钢筋为222（As760mm2） 2. 箍筋计算

0.7ftbh0=0.7×1.43×200×365=73.073KN>Vmax=70.31KN 故箍筋按构造要求配置，沿全梁均匀布置Φ8@200。

第4章 框架计算

26

4.1 设计基本资料

1. 抗震设防烈度： 7度 2. 基本风压： 0.4KNm2 3. 筑结构安全等级： Ⅱ级 4.资料：

梁柱混凝土均选用C30级（ft1.43Nmm2,fc14.3Nmm2） 梁柱受力钢筋均选用HRB400级（fy360Nmm2） 箍筋均选用HPB300级（fy270Nmm2）

5.取一榀完整结构、荷载分布均匀的具有代表性的框架作为计算单元

图4-1 一榀框架计算单元

4.2 框架计算简图

4.2.1 确定框架的计算简图

(1) 框架中梁柱均为整体现浇，节点可以简化为刚结点，底层柱与基础的连接点也可

27

以简化为刚结点

(2) 计算简图中尺寸的确定

① 框架跨度取柱的截面形心轴线之间的距离，近似取轴线间距；

① 框架柱的高度：底层取底层层高加1.0m,其余各层取各层层高，即 梁面到梁面之间的距离

(3)根据以上原则作出的框架计算简图如下：

图4-2 框架计算简图

4.2.2 确定梁柱的截面尺寸

⑴ 框架梁

1111~)l0(~)2100175~262.5mm 取h400mm 边跨：h(12812828

1111 b(~)h(~)400133~200mm取b200mm

32321111~)l0(~)5100425~637.5mm取h600mm 中跨1：h(1281281111 b(~)h(~)600200~300mm 取b300mm

32321111~)l0(~)2700225~337.5mm 中跨2：h(128128取h400mm

1111 b(~)h(~)400133~200mm 取b200mm

3232⑵ 框架柱

为了方便计算，柱的尺寸均以底层中柱的截面尺寸为准 ① 初选截面尺寸

1111h(~)H(~)3900325~488mm 取h400mm

12612811b(~1)h(~1)400266.7~400mm 取b400mm

1.51.5② 验算初选截面尺寸

多层框架民用建筑竖向荷载标准值Nk14KNm2 荷载综合分项系数取1.2,则

N11.2NkAfhn1.214(1.951.95)(1.052.55)61415.23KNN21.2NkAfhn1.214(1.951.95)(1.352.55)61533.17KN查《混凝

土结构》表13.18得此现浇钢筋混凝土结构房屋的抗震等级为三级；查《混凝土结构》表13.21得柱轴压比限值为0.85，即

N0.85 fcAN11415.23103即A11131.92mm2

0.9fc0.8514.329

N21533.17103 A2126134.92mm2

0.9fc0.8514.3 Abh400400160000mm21131.92mm2

126134.92mm2满足要求

4.2.3 计算梁柱的线刚度

对于现浇整体式框架，框架梁Ib2.0I0 ⑴ 框架梁

bh310.20.431.07103m4 2.1m跨：I01212 Ib2.0I02.01.071032.14103m4

EcIb3.01072.141033.057104KNm i0l2.1bh310.30.635.4103m4 5.1m跨：I01212 Ib2.0I02.05.410310.8103m4

EcIb3.010710.81036.353104KNm i0l5.1bh310.20.431.07103m4 2.7m跨：I01212334 Ib2.0I02.01.07102.1410m

EcIb3.01072.141032.378104KNm i0l2.7⑵ 框架柱

bh310.40.432.1103m4 底层 ：Ic1212EcIc3.01072.11031.29104KNm icH4.9bh310.40.432.1103m4 二~六层：Ic121230

EcIc3.01072.11031.62104KNm icH3.9 各杆件的线刚度及相对线刚度见计算简图4-2

4.3 恒荷载作用下的内力计算

4.3.1 屋面恒荷载

（1）上人屋面做法

30mm厚细石混凝土保护层：24×0.03=0.72 KN/m2 三毡四油防水层:0.40 KN/m2

20mm水泥砂浆找平层：20×0.02=0.40 KN/m2 150mm水泥蛭石保温层：5×0.15=0.75 KN/m2 100mm厚钢筋混凝土板：25×0.10=2.50 KN/m2 15mm混合砂浆抹灰：0.015×17=0.255 KN/m2

总恒载标准值：0.72+0.40+0.40+0.75+2.50+0.255=5.025 KN/m2 （2）屋面均布荷载 1) 阳台板传来荷载：

5.025×2.1/2×5/8×2=6.595 KN/m 框架梁自重：

0.2×（0.4-0.1）×25=1.5 KN/m 15mm厚框架梁侧抹灰：

0.015×（0.4-0.1）×17×2=0.153 KN/m 总荷载标准值：6.595＋1.5＋0.153=8.248 KN/m 2) 宿舍板传来荷载：

233.93.93.921-2 5.02514.96KN/m 225.125.1框架梁自重：

0.3×（0.6-0.1）×25=3.75 KN/m 15mm厚梁侧抹灰：

0.015×（0.6-0.1）×17×2=0.255 KN/m

31

总荷载标准值：

14.96+3.75+0.255=18.965 KN/m 3) 走道板传来荷载：

5.025×2.7/2×5/8×2=8.480 KN/m 框架梁自重：

0.2×（0.4-0.1）×25=1.5 KN/m 15mm厚框架梁侧抹灰：

0.015×（0.4-0.1）×17×2=0.153 KN/m

总荷载标准值：

8.480＋1.5＋0.153=10.133 KN/m

4.3.2 楼面恒荷载

（1）2.1m框架梁自重：0.25×（0.4-0.1）×25=1.5 KN/m 15mm厚梁侧抹灰：

0.015×(0.4-0.1) ×17×2=0.153 KN/m 板传来荷载：

阳台上卫生间轻质隔墙自重为3.92KN/m3

则阳台板上荷载为3.99+3.93*0.1*3.8=5.481KN/m

5.482.1527.19KN/m28

填充墙自重：

11.8×0.2×（3.9-0.4）=8.26 KN/m 15mm厚墙侧抹灰：

（3.9-0.4）×0.015×17×2=1.785KN/m 总荷载标准值：

1.5+0.153+7.19+8.26+1.785=18.KN/m （2）5.1m框架梁自重：0.3×（0.6-0.1）×25=3.75KN/m 15mm厚梁侧抹灰：

0.015×（0.6-0.1）×17×2=0.255 KN/m 填充墙自重：

32

11.8×0.2×（3.9-06）=7.788 KN/m 15mm厚墙侧抹灰：

（3.9-0.6）×0.015×17×2=1.683KN/m 板传来荷载：

3.993.93.9233

221-2.925.125.111.88KN/m

总荷载标准值：

3.75+0.255+7.788+1.683+11.88=25.356KN/m （3）2.7m框架梁自重：0.25×（0.4-0.1）×25=1.5 KN/m 15mm厚梁侧抹灰：

0.015×(0.4-0.1) ×17×2=0.153 KN/m 板传来荷载：

3.992.725826.733KN/m

总荷载标准值：

1.5+0.153+6.733+8.26+1.785=8.286KN/m

4.3.3 梁端集中力计算

1．顶层

（1）2.1m跨梁集中力

女儿墙自重：(0.2×1.2×11.8+0.015×2×17×1.2)×3.9=13.432 KN 纵向框架梁自重：0.2×（0.4-0.1）×25×3.9=5.85 KN

15mm梁侧抹灰重：2×（0.4-0.1）×0.015×17×3.9=0.597 KN 阳台板板传来的荷载：

5.0252.12.122.133.9221-223.923.9218KN/m 力：13.432+5.85+0.597+18=37.879 KN （2）5.1m跨梁集中力

纵向框梁自重：0.2×（0.4-0.1）×25×3.9=5.85 KN

15mm梁侧抹灰重：2×（0.4-0.1）×0.015×17×3.9=0.597 KN

33

总集中

阳台板板传来的荷载：

232.12.12.13.95.02521-218KN/m223.923.92 宿舍板传

来的荷载:

5.0253.953.9223.884KN/m 总集282中力：5.85+0.597+18+23.884=48.331 KN （3）2.7m跨梁集中力

纵向框架梁自重：0.2×（0.4-0.1）×25×3.9=5.85 KN

15mm梁侧抹灰重：2×（0.4-0.1）×0.015×17×3.9=0.597 KN 宿舍板板传来的荷载： 5.0253.92583.92223.884KN/m 走道板传来的荷载:

5.0252.7221-22.722.733.923.923.9221.214KN/m总集中力：5.85+0.597+23.884+21.214=51.5 KN

2.标准层框架梁端集中力计算 （1）2.1m跨框架梁端： 填充墙重及抹灰重：

0.23.9-0.43.9-0.4-2.41.8-0.61.811.83.9-0.43.9-0.4-2.41.8-0.61.80.01517219.66KN 梁自重：5.85KN 15mm梁侧抹灰：0.597 KN

板传来的荷载:

34

纵向框架

232.12.12.13.95.4821-219.626KN 窗户自223.923.92重：

2.41.80.61.80.4122.16KN 总集中力：219.66+5.85+0.597+19.626+2.16=47.3 KN （2）5.1m跨框架梁端集中力 填充墙重及抹灰重：

0.23.9-0.43.9-0.4-2.12.111.83.9-0.43.9-0.4-2.12.10.015172 22.5KN重：5.85 KN

纵梁抹灰：0.597 KN 阳台板传来的荷载：

5.482.12.123221-22.13.923.923.9219.626KN来的荷载：

3.993.92583.92218.968KN 2.1×2.1×0.4=1.7 KN

总集中力：22.5+5.85+0.597+19.626+18.968+1.7=69.305 KN （3）2.7m跨框架梁端： 填充墙重及抹灰重：

0.23.9-0.43.9-0.4-0.92.111.83.9-0.43.9-0.4-0.92.10.015172 29.733KN梁自重：5.85KN 15mm梁侧抹灰：0.597 KN 宿舍板传来的荷载:

35

纵梁自宿舍板传门自重：纵向框架

3.993.953.9218.968KN 282 走道板传来的荷载:

232.72.72.73.93.9921-216.845KN 2223.923.9窗户自重：

0.92.10.40.756KN 总集中力：29.733+5.85+0.597+18.968+16.845+0.756=12.749 KN

恒荷载布置图如下：

36

图4-3恒荷载布置图

37

4.3.4恒荷载作用下的框架弯矩计算

⑴ 算节点弯矩分配系数

本框架采用弯矩二次分配法计算,由于结构对称、荷载对称、材料性质相同，所以利用对称性原理计算框架一半，中跨梁线刚度修正 为1/2。

节点A7：

节点B7：节点C7：节点A6：

0.255A7A60.4810.2550.346

A7B70.4810.4810.2550.60.481B7A710.4810.2550.277B7B60.25510.4810.2550.147 B7C7110.4810.2550.5760.187C7D710.1870.2550.1300C7C6.25510.1870.2550.177 C7B7110.1870.2550.6930.255A6A70.2550.2550.4810.257A6A50.2550.2550.2550.4810.257 A6B60.4810.2550.2550.4810.48638

B6A6B6B5节点B6：

B6B7B6C6

0.4810.2420.4810.2550.25510.2550.1280.4810.2550.2551

0.2550.1280.4810.2550.255110.5020.4810.2550.2551C6B6C6C5节点C6：

C6C7C6D6

10.510.1870.2550.2550.2550.15010.1870.2550.255

0.2550.15010.1870.2550.2550.1870.11110.1870.2550.255A5A60.257节点A5：A5A40.257

A5B50.486

B5A5B5B4节点B5：

B5B6B5C5

0.2420.1280.1280.502

C6B50.5C5C40.150节点C5：

C5C60.150C5D50.111

节点A2、A3、A4同A5 节点B2、B3、B4同B5

39

节点C2、C3、C4同C5 ⑵ 计算固端弯矩

MA7B7MB7A7MA6B6MB6A6MA5B5MB5A5MA4B4MA3B3MA2B2121ql8.2482.123.013KNm 1212121ql18.02.129.067KNm 1212121ql18.02.129.067KNm121211MB4A4ql218.02.129.067KNm1212

121MB3A3ql18.02.129.067KNm121211MB2A2ql218.02.129.067KNm1212MB7C7MC7B7121ql18.9655.1241.107KNm 1212MB6C6MC6B6MB5C5MB4C4MB3C3MB2C2121ql25.3565.12.959KNm121211MC5B5ql225.3565.12.959KNm121211MC4B4ql225.3565.12.959KNm

121211MC3B3ql225.3565.12.959KNm121211MC2B2ql225.3565.12.959KNm1212MC7D7MD7C7121ql10.1332.726.156KNm 121240

MC6D6MD6C6MC5D5MD5C5MC4D4MD4C412ql121ql2121ql218.3862.721218.3862.721218.3862.725.094KNm5.094KNm5.094KNm 弯矩1212MC3D3MD3C31ql2121128.3862.725.094KNmMC2D2MD2C21ql21218.3862.72125.094KNm分配及传递过程如下图：

楼层上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.346 0.6 　0.277 　0.147 0.576 0.693 　0.177 0.130 　-3.031 　3.031 　　-41.107 41.107 　　-6.156 6　1.049 1.982 10.574 　5.597 21.932 -24.221 　-6.186 -4.4 1.167 5.274 0.991 2.937 -12.111 10.966 -3.740 　1,.4212.686 8.110 　4.304 16.863 -5.008 　-1.279 -0.939 3.637 -3.637 1.585 12.838 -14.423 22.844 -11.205 -11.639 0.257 0.257 0.486 0.242 0.128 0.128 0.502 0.5 0.150 0.150 0.111 　-9.076 　9.076 　　-.959 .959 　　-5.094 52.330 2.333 4.410 11.104 5.873 5.873 23.033 -29.370 -7.480 -7.480 -5.535 0.525 1.167 5.552 2.205 2.799 2.937 -14.685 11.517 -3.093 -3.740 -1.860 -1.860 -3.518 1.632 0.863 0.8 3.385 -2.759 -0.703 -0.702 -0.520 0.998 1.0 -2.632 24.017 9.535 9.674 -43.226 34.347 -11.276 -11.922 -11.149 0.257 0.257 0.486 0.242 0.128 0.128 0.502 0.5 0.150 0.150 0.111 　-9.076 　9.076 　　-.959 .959 　　-5.094 42.330 2.333 4.410 11.104 5.873 5.873 23.033 -29.370 -7.480 -7.480 -5.535 1.167 1.167 5.552 2.205 2.937 2.937 -14.685 11.517 -3.740 -3.740 -2.025 -2.025 -3.830 1.599 0.846 0.845 3.316 -2.378 -0.606 -0.605 -0.448 1.475 1.475 -2.944 23.984 9.656 9.655 -43.295 34.728 -11.826 -11.825 -11.077 0.257 0.257 0.486 0.242 0.128 0.128 0.502 0.5 0.150 0.150 0.111 　-9.076 　9.076 　　-.959 .959 　　-5.094 32.330 2.333 4.410 11.104 5.873 5.873 23.033 -29.370 -7.480 -7.480 -5.535 1.167 1.167 5.552 2.205 2.937 2.937 -14.685 11.517 -3.740 -3.740 -2.025 -2.025 -3.830 1.599 0.846 0.845 3.316 -2.378 -0.606 -0.605 -0.448 1.475 1.475 -2.944 23.984 9.656 9.655 -43.295 34.728 -11.826 -11.825 -11.077 0.257 0.257 0.486 0.242 0.128 0.128 0.502 0.5 0.150 0.150 0.111 　-9.076 　9.076 　　-.959 .959 　　-5.094 22.330 2.333 4.410 11.104 5.873 5.873 23.033 -29.370 -7.480 -7.480 -5.535 1.167 1.167 5.552 2.205 2.937 2.937 -14.685 11.517 -3.740 -3.740 -2.025 -2.025 -3.830 1.599 0.846 0.845 3.316 -2.378 -0.606 -0.605 -0.448 1.475 1.475 -2.944 23.984 9.656 9.655 -43.295 34.728 -11.826 -11.825 -11.077 0.257 0.257 0.486 0.242 0.128 0.128 0.502 0.5 0.150 0.150 0.111 　-9.076 　9.076 　　-.959 .959 　　-5.094 2.333 2.333 4.410 11.104 5.873 5.873 23.033 -29.370 -7.480 -7.480 -5.535 1.167 　5.552 2.205 2.937 　-14.685 11.517 -3.740 　1-1.727 -1.727 -3.265 2.309 1.222 1.221 4.791 -4.581 -1.167 -1.166 -0.863 1.773 0.606 -2.379 24.694 10.032 7.094 -41.820 32.525 -12.387 -8.6 -11.492 　　　　　　1.167 A2.937 B-3.740 C4-4 弯矩二次分配法-恒荷载弯矩传递（KNm）

41

图

⑶ 弯矩图

图4-5 恒荷载弯矩图（KNm）

4.3.5 计算梁端剪力、柱端剪力 ⑴ 梁端剪力

QAB

QBC1MM1MMqlABBA,QBAqlABBA2l2l

MBCMCBMBCMCB11ql,QCBql2l2l42

第六层：

QA7B713.63712.8358.2482.14.280KN 22.113.63712.8358.2482.113.040KN 22.1 QB7A7QB7C7112.83822.84418.9655.146.399KN 25.1112.83822.84418.9655.152.677KN 25.1 QC7B7 QC7D7 第五层：

QA6B611ql10.1332.713.680KN 2212.63224.01718.2.19.651KN 22.112.63224.017Q-18.2.1-30.018KN B6A622.1QB6C6143.2234.34725.3565.166.398KN 25.1

143.2234.347QC6B6-25.3565.1-62.218KN25.1QC6D6第四层： QA5B511ql8.3862.711.321KN 2212.94423.98418.2.19.815KN 22.112.94423.98418.2.129.8KN 22.1 QB5A5143.29534.72866.338KN QB5C525.3565.125.1

43

143.29534.728QC5B525.3565.162.977KN25.1QC5D5 第三层、第二层同第四层

第一层： QA2B211ql8.3862.711.321KN 2212.39724.69418.2.19.217KN 22.112.39724.69418.2.130.452KN 22.1 QB2A2QB2C2141.8232.52525.3565.166.480KN 25.1141.8232.52525.3565.162.835KN 25.1 QC2B2 QC2D211ql8.3862.711.321KN 22 (2) 柱端剪力

QA7A6QA6A7QA6A5QA5A6QA5A4QA4A5

3.6370.9881.186KN

3.91.1.4752.018KN3.9

1.4751.4750.756KN3.944

1.4751.4750.756KN3.91.4751.773QA3A2QA2A30.832KN3.90.6061.167QA2A1QA1A20.362KN4.912.8389.535QB7B6QB6B75.737KN3.99.6749.656QB6B5QB5B64.956KN

3.99.6559.656QB5B4QB4B54.952KN3.99.6559.656QB4B3QB3B44.952KN3.99.65510.032QB3B2QB2B35.048KN;3.97.0942.937QB2B1QB1B22.047KN;4.9QA4A3QA3A411.20511.2765.7KN3.911.92211.826QC6C5QC5C66.0KN3.911.82511.826QC5C4QC4C56.0KN3.9 11.82511.826QC4C3QC3C46.0KN3.911.82512.387QC3C2QC2C36.208KN3.98.63.74QC2C1QC1C22.528KN4.9QC7C6QC6C7

45

(3) 绘剪力图

图4-6 恒荷载剪力图（KN）

4.3.6 计算柱的轴力

⑴ 二~六层柱自重：250.40.43.915.6KN 底层柱自重 ：250.40.44.919.6KN

NA7A6(37.8794.28)42.159KN

NA6A7(42.15915.5)57.759KN

46

NA6A5(57.75947.39.651)115.303KN NA5A6(115.30315.6)130.903KN

NA5A4(130.90347.39.815)188.611KN NA4A5(188.61115.6)204.211KN

NA4A3(204.21147.39.815)261.919KN NA3A4(261.91915.6)277.519KNNA3A2(277.51947.399.815)335.277KN NA2A3(335.27715.6)350.827KN

NA2A1(350.82747.39.217)407.937KNNA1A2(407.93719.6)427.537KN

NB7B6(48.33113.0443.299)104.67KN NB6B7(104.6715.6)120.27KN

NB6B5(120.2769.30530.9866.398)286.953KN NB5B6(286.95315.6)302.553KN

NB5B4(302.55369.30529.866.338)468.05KN NB4B5(468.0515.6)483.65KN

NB4B3(483.6569.30529.866.338)9.147KN NB3B4(9.14715.6)6.747KN

NB3B2(6.74769.30529.866.338)830.244KN NB2B3(830.24415.6)845.844KN

NB2B1(845.84469.30530.45266.48)1012.081KN NB1B2(1012.08119.6)1031.681KN

NC7C6(51.513.6852.677)117.902KN NC6C7(117.90215.6)133.502KN

NC6C5(133.50272.74911.32162.218)279.79KN NC5C6(279.7915.6)295.39KN

NC5C4(295.3972.74911.32162.977)442.437KN NC4C5(422.43715.6)458.037KN

47

NC4C3(458.03772.74911.32162.977)605.084KN NC3C4(606.08415.6)620.684KN

NC3C2(620.68472.74911.32162.977)767.731KN NC2C3(767.73115.6)783.331KN

NC2C1(783.33172.74911.32162.835)930.236KN NC1C2(930.23619.6)949.836KN

48

（2）绘轴力图

图4-7 恒荷载轴力图（KN）

49

4.4 活荷载作用下的内力计算

4.4.1 活荷载计算

（1）均布荷载： 顶层边跨2.1m框架梁：

52.1 2.022.625KNm

82顶层5.1m框架梁：

233.93.93.912 2.025.950KNm 225.125.1顶层2.7m框架梁：

52.72.023.375KNm

82标准层2.1m框架梁：

52.12.522.625KNm

82标准层5.1m框架梁：

233.93.93.912 2.025.950KNm 225.125.1标准层2.7m框架梁：

52.724.219KNm 2.582(2)梁端集中力： 顶层2.1m框架梁端：

232.12.12.13.9127.1KNm 2.0223.923.92顶层5.1m框架梁端：

232.153.92.12.12.0123.916.67KNm 3.92.082223.923.9顶层2.7m框架梁端：

50

52.7 2.524.219KNm

82标准层2.1m框架梁端：

232.12.12.13.9127.1KNm 2.0223.923.92标准层5.1m框架梁端：

232.153.92.12.12.0123.916.67KNm 3.92.082223.923.9标准层2.7m框架梁端：

232.753.92.72.73.92.02.5122.03.920.063KNm 82223.923.92

4.4.2 活荷载作用下弯矩计算

51

图4-8恒荷载布置图

(1)弯矩分配系数同恒荷载弯矩分配系数

⑵计算固端弯矩

顶层：MA7B7MB7A712.6252.120.965KNm 12标准层：MABMBA0.965KNm

52

顶层：MB7C7MC7B715.9505.1212.7KNm 12标准层：MBCMCB12.7KNm

MC7D7MD7C713.3752.722.050KNm12 124.2192.72.563KNm顶层：

MC6D6MD6C6标准层： 12MCDMDC2.563KNm 53

⑶弯矩分配及传递过程如下图:

楼层上柱下柱0.346 　0.334 0.124 -0.615 -0.157 0.257 　0.248 0.124 -0.446 -0.074 0.257 　0.248 0.124 -0.435 -0.063 0.257 　0.248 0.124 -0.435 -0.063 0.257 　0.248 0.124 -0.435 -0.063 0.257 　0.248 　-0.403 -0.155 右梁0.6 -0.965 0.631 1.653 -1.162 0.157 0.486 -0.965 0.469 1.444 -0.843 0.105 0.486 -0.965 0.469 1.444 -0.822 0.126 0.486 -0.965 0.469 1.444 -0.822 0.126 0.486 -0.965 0.469 1.444 -0.822 0.126 0.486 -0.965 0.469 1.444 -0.762 0.186 　　左梁0.277 0.965 3.305 0.316 0.742 5.328 0.242 0.965 2.888 0.235 0.283 4.371 0.242 0.965 2.888 0.235 0.310 4.398 0.242 0.965 2.888 0.235 0.310 4.398 0.242 0.965 2.888 0.235 0.310 4.398 0.242 0.965 2.888 0.235 0.495 4.583 上柱　　　　下柱0.147 　1.7 0.7 0.394 2.912 0.128 　1.527 0.7 0.149 2.440 0.128 　1.527 0.7 0.1 2.455 0.128 　1.527 0.7 0.1 2.455 0.128 　1.527 0.7 0.1 2.455 0.128 　1.527 　0.261 1.788 右梁0.576 -12.7 6.873 -3.759 1.3 -8.240 0.502 -12.7 5.990 -3.044 0.586 -9.365 0.502 -12.7 5.990 -3.044 0.3 -9.308 0.502 -12.7 5.990 -3.044 0.3 -9.308 0.502 -12.7 5.990 -3.044 0.3 -9.308 0.502 -12.7 5.990 -3.044 1.027 -8.924 左梁0.693 12.7 -7.517 3.437 -1.845 6.972 0.5 12.7 -6.087 2.995 -0.742 9.063 0.5 12.7 -6.087 2.995 -0.851 8.9 0.5 12.7 -6.087 2.995 -0.851 8.9 0.5 12.7 -6.087 2.995 -0.851 8.9 0.5 12.7 -6.087 2.995 -1.308 8.497 上柱　　　　下柱0.177 　-1.920 -0.775 -0.471 -3.166 0.150 　-1.550 -0.775 -0.1 -2.514 0.150 　-1.550 -0.775 -0.217 -2.2 0.150 　-1.550 -0.775 -0.217 -2.2 0.150 　-1.550 -0.775 -0.217 -2.2 0.150 　-1.550 　-0.333 -1.883 右梁0.130 -2.050 -1.410 -0.346 -3.806 0.111 -2.563 -1.147 -0.140 -3.850 0.111 -2.563 -1.147 -0.160 -3.870 0.111 -2.563 -1.147 -0.160 -3.870 0.111 -2.563 -1.147 -0.160 -3.870 0.111 -2.563 -1.147 -0.246 -3.956 6　　0.257 50.248 0.167 -0.446 -0.031 0.257 0.248 0.124 -0.435 -0.063 0.257 0.248 0.124 -0.435 -0.063 0.257 0.248 0.124 -0.435 -0.063 0.257 0.248 0.124 -0.403 -0.031 　　0.124 A　　4　3　2　10.128 　1.527 0.877 0.150 2.5 0.128 　1.527 0.7 0.1 2.455 0.128 　1.527 0.7 0.1 2.455 0.128 　1.527 0.7 0.1 2.455 0.128 　1.527 0.7 0.262 2.553 　　0.7 B0.150 　-1.550 -0.960 -0.1 -2.699 0.150 　-1.550 -0.775 -0.217 -2.2 0.150 　-1.550 -0.775 -0.217 -2.2 0.150 　-1.550 -0.775 -0.217 -2.2 0.150 　-1.550 -0.775 -0.333 -2.658 　　-0.775 C图4-9 弯

矩二次分配法-恒荷载弯矩传递（KNm）

(4)绘弯矩图：

图4-10活荷载弯矩图（KNm）

4.4.3计算梁端剪力、柱端剪力 ⑴ 梁端剪力

QABMMMM11qlABBA,QBAqlABBA 2l2l第六层：

QA7B71-0.1575.3282.6262.10.144KN 22.155

QB7A7 QB7C71-0.1575.3282.6252.15.368KN 22.118.24－6.9725.9505.115.421KN 25.118.246.9725.9505.114.924KN 25.1 QC7B7 QC7D7第五层： QA6B611ql3.3752.74.556KN 221-0.0314.3712.6252.10.660KN 22.11-0.0314.3712.6252.14.853KN 22.1QB6A6QB6C619.365－9.0635.9505.115.232KN 25.119.365－9.0635.9505.115.113KN 25.1QC6B6QC6D6 第四层：

11ql4.2192.75.696KN 22QA5B51-0.0634.3982.6252.10.631KN22.11-0.0634.3982.6252.14.881KN 22.1

QB5A5QB5C519.3088.95.9505.115.242KN 25.119.3088.95.9505.115.103KN 25.1QC5B5QC5D511ql4.2192.75.696KN 2256

第三层、第二层同第四层 第一层：

QA2B210.1864.5832.6252.10.485KN 22.110.1864.5832.6252.15.027KN 22.1QB2A2QB2C218.9248.4795.9505.115.263KN 25.118.9248.4795.9505.115.085KN 25.1QC2B2QC2D2(2)柱端剪力

11ql4.2192.75.696KN 22 QA7A6QA6A70.1570.0310.048KN;

3.90.0740.0630.035KN;

3.90.0630.0630.032KN;

3.90.0630.0630.032KN;3.90.0630.0310.024KN;

3.90.1860.1240.013KN;

4.9

QA6A5QA5A6QA5A4QA4A5QA4A3QA3A4QA3A2QA2A3QA2A1QA1A2

QB7B6QB6B7QB6B5QB5B62.9122.51.402KN;

3.92.442.51.255KN;

3.957

QB5B4QB4B5QB4B3QB3B4QB3B2QB2B3QB2B1QB1B2

2.4552.4551.259KN;3.92.4552.4551.259KN;

3.92.4552.5331.279KN;

3.9

1.7880.70.521KN;

4.9QC7C6QC6C7QC6C5QC5C6QC5C4QC4C3QC4C3QC3C4QC3C2QC2C3QC2C1QC1C2

3.1662.6991.504KN;

3.92.5142.22.685KN;

3.92.22.21.304KN;

3.92.22.21.304KN;3.92.22.6581.333KN;

3.91.8330.7750.532KN;

4.9

58

(3)剪力图

图4-11 活荷载剪力图（KN）

4.4.4 计算柱的轴力

(1) NA7A6NA6A7(7.10.144)7.308KN; NA6A5NA5A6(7.3087.1630.66)15.131KN; NA5A4NA4A5(15.1310.6317.163)22.925KN; NA4A3NA3A4(22.9250.6317.163)30.719KN;

59

NA3A2NA2A3(30.7190.6317.163)38.513KN;NA2A1NA1A2(38.5137.1630.485)46.161KN;

NB7B6NB6B7(16.6715.421)32.019KN;

NB6B5NB5B6(32.01915.23216.671)63.994KN; NB5B4NB4B5(63.99416.67115.242)95.907KN;NB4B3NB3B4(95.90716.67115.242)137.828KN;NB3B2NB2B3(127.82816.67115.242)159.733KN;

NB2B1NB1B2(159.73316.67115.263)191.667KN;

NC7C6NC6C7(17.9494.566)22.515KN;

NC6C5NC5C6(22.51520.0635.696)48.274KN; NC5C4NC4C5(48.27420.0635.696)70.033KN; NC4C3NC3C4(70.03320.0635.696)99.792KN; NC3C2NC2C3(99.79220.0635.696)125.551KN; NC2C1NC1C2(125.55120.0635.696)151.31KN;

60

(2) 绘轴力图

图4-12 活荷载轴力图（KN）

61

4.5 风荷载作用下的内力计算

4.5.1 基本数据计算

(1) 基本风压：00.4KNm2

(2) 屋总高度：H0.143.961.225.0530m ∴z1.0 (3) 风荷载体型系数：s0.8(0.5)1.3

(4) 风压高度变化系数（z按C类地面计算）

表4-1 风压高度变化系数表

H 4.35 8.25 12.15 16.05 19.95 23.85 z

(5)受风面的宽：B受风

0.74 0.74 0.74 0.76 0.84 0.90 l1l23.93.93.9m 224.5.2 计算框架各节点上风荷载标准值

Pizsz0B受风H受风

PA71.01.30.90.43.9(3.91.2)5.749KN 23.61.2)5.190KN2 3.93.9)6.011KN 23.93.9)5.853KN 2PA61.01.30.820.43.9(PA51.01.30.960.43.9(PA41.01.30.740.43.9(PA31.01.30.740.43.9(3.93.9)5.853KN 24.93.9)6.603KN 2PA21.01.30.740.43.9(62

4.5.3 计算各个楼层以上所有风荷载的标准值

第六层：P75.749KN

第五层：P65.7496.412.393KN 第四层: P512.3936.01118.404KN 第三层：P418.4045.85324.257KN 第二层：P324.2575.85330.11KN 第一层：P230.116.60336.713KN

4.5.4 计算各柱的剪力值 计算各柱的剪力值(见下表)

表4-2 柱剪力值

楼 边柱 层 中柱1 中柱2 D 第 六层 20.481K20.255 1.8861.886D21.886120.255(2) 3.912 0.485(2)3.9_20.48112K 20.2555.8095.809D25.809120.255(2) 3.912 0.19(2)3.9_20.37412 20.2555.3885.388D25.388120.255(2) 3.912 0.185(2)3.9K_121.72(2) 3.9V5.7491.621KN0.4850.862 V5.7490.635KN0.190.862 V5.7490.619KN0.1850.862 K1.886 第 五层 _K5.809 D1.9(12) 23.9_K5.388 D0.185(12) 23.9_D 0.485(12) 23.9V12.3933.495KN0.4850.86 V12.3931.430KN0.190.86 V12.3931.392KN0.1850.86 121.72(2) 3.963

K1.886 第四层 _K5.809 D1.9(12) 23.9_K5.388 D0.185(12) 23.9_D 0.485(12) 23.9V18.4045.190KN0.4850.86 V18.4042.033KN0.190.86 V18.4041.980KN0.1850.86 121.72(2) 3.9K1.886 第 三层 _K5.809 D1.9(12) 23.9_K5.388 D0.185(12) 23.9_D 0.485(12) 23.9V24.2576.84KN0.4850.86 V24.2572.680KN0.190.86 V24.2572.609KN0.1850.86 121.72(2) 3.9K1.886 第 二层 _K5.809 D1.9(12) 23.9_K5.388 D0.185(12) 23.9_D 0.485(12) 23.9V30.118.49KN0.4850.862 V30.113.326KN0.190.862 V30.113.239KN0.1850.862 121.72(2) 3.9第 一层 0.481K0.203 2.3690.52.369D22.369120.203(2) 4.912 0.133(2)4.9_10.481K0.203 7.3000.57.3D27.3120.203(2) 4.912 0.17(2)4.9_0.37410.203 6.7680.56.768D26.768120.203(2) 4.912 0.152(2)4.9K_0.91(12) 24.9V36.7135.366KN0.1330.91 V36.7136.858KN0.170.91 V36.916.165KN0.1520.91

4.5.5 计算各柱的反弯点高度

表4-3 柱的反弯点高度

楼 边柱 层 中柱1 中柱2 第 六 层 K1.886y00.394K5.809y00.45K5.388y00.4511.0，y10 31.0，y30y3.90.394001.537K1.886y00.4511.0，y10 31.0，y30y3.90.45001.755K5.809y00.511.0，y10 31.0，y30y3.90.45001.755K5.388y00.5第 五 层 11.0，y10 31.0，y30y3.90.45001.755K1.886y00.4511.0，y10 31.0，y30y3.90.5001.95K5.809y00.511.0，y10 31.0，y30y3.90.5001.95K5.388y00.5第 四 层 11.0，y10 31.0，y30y3.90.45001.75511.0，y10 31.0，y30y3.90.5001.9511.0，y10 31.0，y30y3.90.5001.9565

第 三 层 K1.886y00.494K5.809y00.5K5.388y00.511.0，y10 31.0，y30y3.90.494001.928K1.886y00.511.0，y10 31.0，y30y3.90.5001.95K5.809y00.511.0，y10 31.0，y30y3.90.5001.95K5.388y00.5第 二 层 11.0，y10 31.0，y30y3.90.5001.95K2.369y00.5511.0，y10 31.0，y30y3.90.5001.95K7.3y00.5511.0，y10 31.0，y30y3.90.5001.95K6.768y00.55第 一 层 11.0，y10 31.0，y30y4.90.55002.69511.0，y10 31.0，y30y4.90.55002.69511.0，y10 31.0，y30y4.90.55002.695

4.5.6 风荷载作用下弯矩计算

MijVijyiMjiVij(hijyi)

(1)柱端弯矩

66

MA下y1V12.6955.86614.461KNmMA上（4.9y1）V14.92.6955.36611.832KNmMB下y1V1’2.6956.85818.482KNm底层柱

___MB上（4.9y1）V1'4.92.6956.85815.122KNmMC下y1V1’2.6956.16516.615KNmMC上（4.9y1）V1'4.92.6956.16513.594KNmMA下y2V21.958.4916.556KNmMA上（3.9y2）V23.91.958.4916.556KNmMB下y2V2’1.953.2266.486KNm______

二层柱：

MB上（3.9y2）V2'3.91.953.3266.486KNmMC下y2V1.953.2396.316KNmMC上（3.9y2）V2'3.91.953.2396.316KNmMA下y3V31.9286.8413.188KNm___’2_

MA上（3.9y3）V33.91.9286.8413.488KNm三层柱：

_MB下y3V3’1.952.685.226KNmMB上（3.9y3）V3'1.952.685.226KNmMC下y3V3’1.952.6095.088KNmMC上（3.9y3）V3'1.952.6095.088KNm____

67

_MA下y4V41.7555.1909.108KNmMA上（3.9y4）V43.91.7555.19011.132KNmMB下y4V4’1.952.0333.9KNm（3.9y4）V4'1.952.0333.9KNm 四层柱：MB上MC下y4V4’1.952.0333.9KNmMC上（3.9y4）V4'1.952.0333.9KNmMC上（3.9y4）V4'1.952.0333.9KNmMA下y4V41.7553.4956.134KNmMA上（3.9y4）V43.91.7553.4957.497KNm五层柱：

_____

___MB下y4V4’1.951.432.7KNmMB上（3.9y4）V4'1.951.432.7KNmMC下y4V4’1.951.3922.714KNmMC上（3.9y4）V4'1.951.3922.714KNmMA下y4V41.5371.6212.491KNmMA上（3.9y4）V43.91.5371.6213.830KNm______

六层柱：

MB下y4V4’1.7550.6351.114KNmMB上（3.9y4）V4'3.91.7550.6351.362KNmMC下y4V4’1.7550.6191.086KNmMC上（3.9y4）V4'3.91.7550.6191.328KNm____

（2）求梁端弯矩

M左=（M上+ M下）i左/（i左+ i右）

M

右

=（M上+ M下）i右/ (i左+ i右)

68

MA7B73.831KNm0.4810.442KNm10.4811MB7C71.3620.919KNm10.481顶层：

1MC7B71.3280.966KNm10.3740.374MC7D71.3280.361KNm10.374MB7A71.362MA6B62.4917.4979.988KNm0.4811.268KNm10.4811MB6C61.1142.72.635KNm10.481五层：

1MC6B61.0862.7140.7KNm10.3740.374MC6D61.0862.7141.033KNm10.374MB6A61.1142.7

MA5B56.13411.13217.266KNm0.4812.193KNm10.4811MB5C53.92.74.560KNm10.481四层：

1MC5B53.8612.7144.785KNm10.3740.374MC5D53.8612.7141.790KNm10.374MB5A53.92.769

MA4B49.10813.48822.596KNmMB4A43.95.226MB4C4三层：

MC4B4MC5D50.4812.985KNm10.48113.95.2266.205KNm10.481

13.8615.0886.513KNm10.3740.3743.8615.0882.436KNm10.374MA3B316.55613.18829.744KNm0.4813.804KNm10.4811MB3C36.4865.2267.908KNm10.481二层：

1MC3B36.3165.0888.3KNm10.3740.374MC3D36.3165.0883.104KNm10.374MB3A36.4865.226MA2B211.83216.55628.388KNm0.4817.018KNm10.4811MB2C26.48615.12214.590KNm10.481一层：

1MC2B26.31613.59014.491KNm10.3740.374MC2D26.31613.5905.419KNm10.374MB2A26.48615.122 4.5.7 风荷载作用下剪力计算 （1）计算梁端剪力

70

3.830.4422.034KN2.11.3620.9660.456KN 顶层：QB7C7QC7B75.10.3612QC7D7QD7C70.267KN2.7QA7B7QB7A79.9881.3685.408KN2.12.6352.7631.058KN 五层：QB6C6QC6B65.11.0332QC6D6QD6C60.765KN2.7QA6B6QB6A617.2662.1939.266KN2.14.564.7851.832KN 四层：QB5C5QC5B55.11.792QC5D5QD5C51.325KN2.7QA5B5QB5A522.5962.98512.181KN2.16.5136.0252.458KN 三层：QB4C4QC4B45.12.4362QC4D4QD4C41.804KN2.7QA4B4QB4A429.7443.80415.975KN2.17.9088.33.177KN二层：QB3C3QC3B3

5.13.1042QC3D3QD3C32.299KN2.7QA3B3QB3A328.3887.01816.8595KN2.114.5914.4915.702KN 一层：QB2C2QC2B25.15.4192QC2D2QD2C24.014KN2.7QA2B2QB2A271

（2）计算柱剪力: 顶层 QA7A6QA6A73.832.49111.621KN;

3.91.3621.1140.635KN;

3.91.3281.0860.616KN;

3.97.4976.1343.495KN;

3.92.72.71.430KN;

3.92.71421.392KN; 3.91.1329.1085.190KN;

3.93.922.033KN; 3.93.86121.98KN; 3.913.48813.1886.84KN;

3.95.22622.68KN; 3.95.08822.609KN; 3.916.55616.5568.49KN;

3.9 QB7B6QB6B7 QC7C6QC6C7五层 QA6A5QA5A6 QB6B5QB5B6 QC6C5QC5C6四层 QA5A4QA4A5 QB5B4QB4B5 QC5C4QC4C5三层 QA4A3QA3A4 QB4B3QB3B4 QC4C3QC3C4二层 QA3A2QA2A3 QB3B2QB2B36.48623.326KN; 3.972

QC3C2QC2C36.31623.238KN; 3.911.83214.4615.365KN;

4.9一层 QA2A1QA1A2 QB2B1QB1B215.12218.4826.857KN;

4.9 QC2C1QC1C2

13.59416.6156.165KN;

4.94.5.8 风荷载作用下轴力计算

NA7A6NA6A72.034KN顶层：NB7B6NB6B70.4562.0341.578KN

NC7C6NC6C70.2670.4560.7KNNA6A5NA5A62.0345.4087.442KN五层：NB6B5NB5B61.0585.4081.5785.928KN

NC6C5NC5C60.7651.0580.10.482KNNA5A4NA4A57.4429.26616.708KN四层：NB5B4NB4B51.8329.2665.92813.362KN

NC5C4NC4C51.3251.8320.4820.9KNNA4A3NA3A416.70812.18128.8KN三层：NB4B3NB3B42.45812.18113.36223.085KN

NC4C3NC3C41.0842.4580.92.363KNNA3A2NA2A328.815.97544.8KN二层：NB3B2NB2B33.17715.97523.08536.8KN

NC3C2NC2C32.2993.1772.3633.241KNNA2A1NA1A244.816.85961.723KN一层：NB2B1NB1B25.70216.86936.847.805KN

NC2C1NC1C24.0145.7023.2414.929KN

73

4.5.9 绘内力图

图4-13 左风载弯矩图（KNm）

74

图4-14 左风载剪力图（KN）

75

图4-15 左风载轴力图（KN）

76

4.6 框架结构抗震设计

4.6.1主要参数

1.主体结构设计使用年限为50年 2.自然条件：

（1）当地的基本风压W0=0.40kN/m2； （2）基本雪压S0=0.25kN/m2； （3）抗震设防烈度7度； 3主要荷载(作用)取值

（1）楼面活荷载取2.0 kN/m2；上人屋面活荷载取2.0 kN/m2； （2）基本雪压S0=0.30kN/m2； 4抗震设计参数

（1）抗震设防烈度7度（0.15g） （2）设计地震分组为第二组

4.6.2 荷载计算

1.永久荷载

（1）130mm厚细石混凝土保护层：24×0.03=0.72 KN/m2 三毡四油防水层:0.40 KN/m2

20mm水泥砂浆找平层：20×0.02=0.40 KN/m2 150mm水泥蛭石保温层：5×0.15=0.75 KN/m2 100mm厚钢筋混凝土板：25×0.10=2.50 KN/m2 15mm混合砂浆抹灰：0.015×17=0.255 KN/m2

总恒载标准值：0.72+0.40+0.40+0.75+2.50+0.255=5.025 KN/m2 （2）地砖楼面重 ： 1.15KNm1.01.15KNm

100mm钢筋混凝土板重 ： 250.11.02.5KNm

20mm厚粉刷磨平 ： 170.021.00.34KNm

恒荷载标准值 ： gk1.152.50.343.99KNm

（3）横向2.1m框架梁KL1(bh200400)自重： 0.2×（0.4-0.1）×25=1.5 KN/m

77

抹灰15mm混合砂浆： 0.015×（0.4-0.1）×17×2=0.153KN/m 合计1.653N/m

（4）横向5.1m框架梁KL2(bh300600)自重： 0.3×（0.6-0.1）×25=3.75KN/m

抹灰15mm混合砂浆：0.015×（0.6-0.1）×17×2=0.255 KN/m 合计4.004 kN/m\\

（5）横向2.17m框架梁KL1(bh200400)自重： 0.2×（0.4-0.1）×25=1.5 KN/m

抹灰15mm混合砂浆： 0.015×（0.4-0.1）×17×2=0.153KN/m 合计1.653N/m

（6）纵向框架梁KL3(bh200400)自重：

0.2×（0.4-0.1）×25=1.5 KN/m

抹灰15mm混合砂浆：0.015×（0.4-0.1）×17×2=0.153 KN 合计1.653kN/m

（7）柱自重：0.4×0.4×25=4 KN/m

抹灰15mm混合砂浆：0.015×（0.4+0.4）×17×2=0.408 KN/m 合计4.408kN/m （8）内外纵墙墙体自重

标准层：0.2×（3.9-0.4）×11.8=8.26 KN/m 抹灰：(3.9-0.4)×0.015×17×2=1.785 KN/m

合计10.045kN/m 考虑窗折减：10.045×0.9=9.041 KN/m （9）外横墙自重： 标准层：(层高3.9m)

2.1m跨横墙：0.2×（3.9-0.4）×11.8=8.26 KN/m 抹灰：(3.9-0.4)×0.015×17×2=1.785 KN/m 合计10.045KN/m 标准层：(层高3.9m)

5.1m跨横墙：0.2×（3.9-0.6）×11.8=7.788 KN/m 抹灰：(3.9-0.6)×0.015×17×2=1.683 KN/m 合计9.471kN/m

78

2.7m跨横墙：0.2×（3.9-0.4）×11.8=8.26 KN/m 抹灰：(3.9-0.4)×0.015×17×2=1.785 KN/m

合计10.045KN/m 考虑窗折减：10.045×0.9=9.041 KN/m 女儿墙自重（墙高1000mm，200mm混凝土压顶） 0.2×1.0×11.8+0.3×0.2×25＝3.86kN/m

15mm厚混合砂浆两面抹灰：1.2×0.015×2×17＝0.612kN/m 合计4.472kN/m

2.活载标准值计算 查荷载规范：

楼面均布活荷载标准值为2.0N/m2 上人屋面均布活荷载标准值为2.0kN/m2 走廊均布活荷载标准值为2.5kN/m2 雪荷载为0.25kN/m2

雪荷载与积灰荷载不同时考虑，两者取大

4.6.3梁、柱刚度计算

根据规范可知，对于现浇楼板其梁的线刚度应进行修正： 边框架 I=2.0I0 中框架 I=2.0I0 取结构图中5号轴线的一榀框架进行计算 横梁线刚度i b的计算

采用混凝土C30，Ec =3.0104N/mm2

表4-4 横梁线刚度ib

类别 AB跨 BC跨 CD跨 Ec (N/mm2) 3.0104 3.0104 3.0104 b h (mm) (mm) 200 300 200 400 600 400

79

L (mm) 2100 5100 2700 2EcI0/l (KN·m) 3.057104 6.3531104 2.378104

表4-5 柱线刚度ic

层次 1 2～6 Ec (N/mm2) 3.0104 3.0104 b h （mm） 400 400 lc （mm） 4900 3900 EcIo/l (KN·m) 1.29104 1.62104 （mm） 400 400

各层横向侧移刚度计算 底层: 边柱

KK2.369 c0.5K0.657 2K4D11c中柱1

12ic121.29100.657 22h4.9KK7.3

c0.5K0.839 2K12ic121.29104D12C20.8396863 2h4.9中柱2

KK6.768

c0.5K0.828 2K12ic121.29104D12C20.8286773

h4.92二、三、四、五、六层柱： 边柱

KK1.886 cK0.485 2K80

12ic121.62104DAC20.4856199

h3.92中柱1

KK5.0 cK0.744 2K12ic121.62104DBC20.7449509h3.92

中柱2

KK5.388 cK0.729 2K12ic121.62104DCC20.7299317

h3.92DD1214983/250240.70.7，故该框架为规则框架

4.6.4重力荷载代表值计算及荷载汇总

表4-6 梁重力统计

层数类别净 跨（mm）21005100270039002100510027003900截 面（mm）200*400300*600200*400200*400200*400300*600200*400200*400横梁1-3层纵梁合计横梁4-6层纵梁合计荷载标准数 量单 重总 重值(根)（KN）（KN）（KN/m）1.653283.47197.1884.0053220.426653.6321.6531.46358.0191.653866.4475.4421363.3531.653283.47197.1884.0052820.426571.9281.653144.46362.4821.653686.447438.3961169.994

81

表4-7 柱重力统计

类别计算高度截 面（mm）（mm）3900400*4004350400*4003900400*400柱

荷载标准单 重总 重值数 量（KN/m（根）（KN）（KN））4.40217.1911581.5724.40219.17517.14.4088417.1911444.044

表4-8 墙重力统计

层数类别总计算长墙计算高墙厚计算度（m）度（m）值（m）1056.818.84.614077117.5916.818.84.6140.8112.83.53.53.33.53.53.53.33.53.53.33.53.53.53.3外墙1-2层内墙合计外墙3-6层内墙合计

荷载标准值(KN/m）0.29.0410.210.0450.29.4710.29.0410.29.0410.210.0450.29.4710.20.20.20.20.20.20.29.04110.0459.4719.0419.04110.0459.471总 重（KN）949.30568.306178.051.51265.74773.4651112.84343.304822.73168.306178.051.512.314409.8361068.3283981.159

82

表4-9 突出层墙重力统计

类别女儿墙突出层墙

总计算长墙计算高墙厚计算度（m）度（m）值（m）127.3428.87.81.22.42.4荷载标准值(KN/m）0.24.4720.26.8060.26.125总 重（KN）569.4196.02447.778813.266 合计底层楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板的1.2倍计算）： 楼板面积： 58.517.12.13.947.23.92911.43m2 楼梯面积: 3.97.2271.76(m2) 走廊面积： 58.52.7157.95m2

恒载=楼梯恒载+楼板恒载: 7.33671.763.99911.434163.037KN 活载： 2.0911.43-157.952.5157.953.571.762152.995KN 由以上计算可知，一层重力荷载代表值为

G1G恒0.5G活1363.3534163.03717.11581.572／243.304

43.304/20.52152.99515741.730KN第二层楼板恒载、活载计算

G2G恒0.5G活1363.3531581.52743.304/2

3981.159/20.52152.9954163.03712369.6KN第三层楼板恒载、活载计算

83

G3G恒0.5G活1363.3531581.5273981.152/2

3981.159/20.52152.9954163.03712165.574KN第四层楼板恒载、活载计算

楼板面积： 50.717.13.97.22810.81m2 楼梯面积: 3.97.2271.76(m2) 走廊面积： 50.72.7136.m2

恒载=楼梯恒载+楼板恒载: 7.33671.763.99810.813314.228KN 活载： 2.0810.81-136.2.5136.3.571.761941.225KN 由以上计算可知，四层重力荷载代表值为

G4G恒0.5G活1169.9941444.0443314.2283981.159 0.51941.22510880.038KN第五层楼板恒载、活载计算

G4G510880.038KN

第六层楼板恒载、活载计算

楼板面积： 50.717.13.97.22810.81m2 突出层楼板面积：3.97.2271.76(m2) 楼梯面积: 3.97.2271.76(m2)

恒载=楼梯恒载+楼板恒载: 7.33671.765.025810.8171.764961.346KN 活载： 2.0810.811621.62KN

雪载： 0.25810.8171.76220.3KN

突出层梁重:7.24.0053.94.6574141.192KN 突出层柱重：2.44.408884.634KN 由以上计算可知，三层重力荷载代表值为

84

G6G恒0.5G活G雪1169.99484.6341444.044/23981.159/2813.226 4961.3460.51621.62220.310662.933KN4.7 横向自振周期计算

4.7.1横向框架结构顶点假想位移计算

横向框架结构顶点假想位移计算见表。 结构顶点的假想侧移由式VGi=∑G； Δu=V; u=∑（Δu）。

∑DijnnK

i

inTK

k=ik=1j=1表4-10 横向侧移刚度统计表

层次123456

*14+6863*14+6773*16=2812966199*14+9509*14+9317*16=36846199*14+9509*14+9317*16=36846199*14+9509*14+9317*16=36846199*14+9509*12+9317*14=3313326199*14+9509*12+9317*14=331332∑Dij 4-11 横向框架结构顶点假想位移计算

层次 Gi (KN) VGi(KN) ∑Dij /(N/mm) △Ui(mm) Ui 6 5 4 3 2 1 10662.933 10880.038 10880.038 12165.574 12369.6 15741.703 10662.933 212.971 32423.009 44588.583 56958.229 72699.432 281296 3684 3684 3684 331332 331332 37.906 58.385 87.871 120.842 171.390 219.416 695.81 657.904 599.519 511.8 390.806 219-416 85

4.7.2 横向框架自震周期计算

按顶点位移法计算框架的自振周期，顶点位移法是求结构基本频率的

一种近似方法。将结构按质量分布情况简化为无限质点的悬臂直杆，导出以直杆顶点位移表示的基频公式。这样，只要求出结构的顶点水平位移，就可以按下式求得结构的基本周期：T1=1.7ψTUT式中：

ψT：基本周期调整系数。考虑填充墙对框架自振周期影响的折减系数，框架结构取0.6—

0.7，该框架取0.7。uT：框架结构的顶点假想位移。在未求出框架的周期前，无法求出框架的地震力及位移， uT 是将框架的重力荷载视为水平作用力，求得的假想框架顶点位移。然后由uT求出T1，再用T1求出框架结构的底部剪力。进而求出框架各层剪力和结构真正的位移。

则基本周期：T1=1.7ψ

4.7.3 横向地震作用计算

根据《建筑设计抗震规范》（GB50011—2010）第5.1.2 条规定， 高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法等简化方法。

在Ⅱ类场地，7 度设防区，设计地震分组为第二组情况下，由《建筑设计抗震规范》（GB50011—2010）表5.1.4—1 和表5.1.4—2 可查得：

结构的特征周期 T g和水平地震影响系数最大值αmax（7 度，多遇地震作用）为：T =0.40s g TUT=1.7×0.7×0.658=0.965（s)

αmax =0.08由于T=0.965＞1.4 T g =1.4×0.40=0.56（s），应考虑顶点附加地震作用。

1

按底部剪力法求得的基底剪力，若按Fi=GiHi∑GiHij=1nFEK(1-δn)计算分配给各层，则水平地震

作用呈倒三角形分布。对一般层，这种分布基本符合实际。但对结构上部，水平作用小于按时程分析法和振型分解法求得的结果，特别对于周期比较长的结构相差更大。地震的宏

86

观震害也表明，结构上部往往震害很严重。因此，δn即顶部附加地震作用系数考虑顶部地震力的加大。δn考虑了结构周期和场地的影响。且修正后的剪力分布与实际更加吻合。

δn =0.08 T1+0.01=0.087

结构横向总水平地震作用标准值：

Geq=0.85∑Gi

=0.85×(10662.933+10880.038*2+12165.574+12369.6+15741.703) =61794.942 KN

α1=(

EKT)αmax=(0.4)×0.08=0.035

0.965TF=αG=0.035×61794.942=2162.823 KN

g10.9

0.9

1eq顶点附加水平地震作用：

FEK(1n)1974.657(KN)

各质点的水平地震作用按式Fi=GHF∑GHiinj=1iiEK(1-δn)，具体过程见表5-2，各层地震剪力

按式Vi=∑FK计算：各层横向地震剪力计算见表。

k=jn

表4-12 各质点横向水平地震作用，各楼层地震剪力及楼层间位移计算表

层次 6 5 4 3 2 1 Gi (KN) 10662.933 880.038 880.038 12165.574 12369.6 15741.703 Hi (m) 23.85 19.95 16.05 12.15 8.25 4.35 GiHi（kNm） 2310.95 217056.76 174624.61 147811.72 102049.58 68476.41 9330.03 ΣGjHj（kNm） GiHi/ΣGjHj 0.2 0.225 0.181 0.153 0.106 0.071 1974.657 Fek （kN） Fi （kN） Vi （kN） 521.309 521.309 444.298 965.607 357.413 1323.02 302.123 1625.14 209.314 1834.46 140.201 1974.66

87

4.7.4 转化为一品框架结构内力分析

VijDijDVi

ijV6A61999509521.3099.753KN； V6B521.30914.962KN

331332V93176C331332521.30914.659KN

V61995A331332965.60718.066KN；V593176C331332965.60727.153KN

V4A619936841323.0222.227KN；V93174C36841323.0233.407KN

V61993A36841625.14327.303KN；V93173C36841625.14341.036KN

V2A619936841834.45630.819KN；V93172C36841834.45746.321KN

V1A2812961974.65838.532KN；V67731C2812961974.65847.5KN

3313328V95095B3313328965.60727.712KN

V95094B36841323.0234.095KN

V95093B36841625.14341.881KNV95092B36841834.45747.275KN

V68631B2812961974.65848.177KN

88

4.7.5多遇水平地震作用下弯矩计算 （1）.柱端弯矩：

MA下y1V12.69538.532103.844KNmMA上（4.9y1）V14.352.69538.53263.77KNm底层柱

__MB下y1V1’2.69548.177129.837KNmMB上（4.9y1）V1'4.352.69548.17766.725KNmMC下y1V1’2.69547.5128.134KNmMC上（4.9y1）V1'4.352.69547.578.687KNmMA下y2V21.958.4916.556KNmMA上（3.9y2）V23.91.958.4916.556KNm______

二层柱：

MB下y2V2’1.9547.27592.186KNmMB上（3.9y2）V2'3.91.9547.27592.186KNmMC下y2V2’1.9546.32190.326KNmMC上（3.9y2）V2'3.91.9546.32190.326KNmMA下y3V31.92827.30352.0KNm_____

MA上（3.9y3）V33.91.92827.30353.8428KNm三层柱：

_MB下y3V3’1.9541.88181.668KNmMB上（3.9y3）V3'1.9541.88181.668KNmMC下y3V3’1.9541.03680.020KNmMC上（3.9y3）V3'1.9541.03680.020KNm____

MA下y4V41.75522.22739.008KNmMA上（3.9y4）V43.91.75522.22747.677KNmMB下y4V4’1.9534.09566.485KNm（3.9y4）V4'1.9534.09566.485KNm四层柱：MB上MC下y4V4’1.9533.40765.144KNmMC上（3.9y4）V4'1.9533.40765.144KNm______

MA下y4V41.75518.06631.706KNmMA上（3.9y4）V43.91.75518.06638.762KNm五层柱：

__MB下y4V4’1.9527.712.038KNmMB上（3.9y4）V4'1.9527.712.038KNmMC下y4V4’1.9527.15352.948KNmMC上（3.9y4）V4'1.9527.15352.948KNmMA下y4V41.5379.75314.990KNmMA上（3.9y4）V43.91.5379.75323.046KNm______

六层柱：

MB下y4V4’1.75514.96226.258KNmMB上（3.9y4）V4'3.91.75514.96232.093KNmMC下y4V4’1.75514.65925.727KNmMC上（3.9y4）V4'3.91.75514.65931.444KNm____

(2)求梁端弯矩

M左=（M上+ M下）i左/（i左+ i右）

M右=（M上+ M下）i右/ (i左+ i右)

90

MA7B723.046KNm0.48110.423KNm10.4811MB7C732.09321.6KNm10.481顶层：

1MC7B731.44422.885KNm10.3740.374MC7D731.4448.558KNm10.374MB7A732.093MA6B614.99038.76253.752KNm0.48126.079KNm10.4811MB6C626.258.038.217KNm10.481五层：

1MC6B625.72752.94857.2KNm10.3740.374MC6D625.72752.94821.415KNm10.374MB6A626.258.038

MA5B547.67731.70679.383KNm0.48139.144KNm10.4811MB5C566.485.03881.373KNm10.481四层：

1MC5B565.14452.94885.948KNm10.3740.374MC5D565.14452.94832.144KNm10.374MB5A566.485.03891

MA4B439.00853.84292.85KNmMB4A481.66866.485MB4C4三层：

MC4B4MC5D50.48148.117KNm10.481181.66866.485100.036KNm10.481

180.02065.144105.651KNm10.3740.37480.02065.14439.513KNm10.374MA3B360.09752.0112.737KNm0.48156.461KNm10.4811MB3C392.18681.668117.390KNm10.481二层：

1MC3B390.32680.02124.109KNm10.3740.374MC3D390.32680.0246.417KNm10.374MB3A392.18681.668MA2B263.77060.097123.867KNm0.48151.611KNm10.4811MB2C292.18666.725107.300KNm10.481一层：

1MC2B278.68790.326123.008KNm10.3740.374MC2D278.68790.32646.005KNm10.374MB2A292.18666.7254.7.6多遇水平地震作用下剪力计算 （1）求梁端剪力

92

23.04610.42315.938KN2.132.09322.88510.78KN 顶层：QB7C7QC7B75.18.582QC7D7QD7C76.339KN2.7QA7B7QB7A753.75226.07938.015KN2.1.21757.221.857KN 五层：QB6C6QC6B65.121.4152QC6D6QD6C615.863KN2.7QA6B6QB6A679.38739.144356.443KN2.181.37385.94832.808KN 四层：QB5C5QC5B55.132.1442QC5D5QD5C523.810KN2.7QA5B5QB5A592.8548.11767.127KN2.1100.036105.65140.3318KN 三层：QB4C4QC4B45.139.5132QC4D4QD4C429.269KN2.7QA4B4QB4A4112.73756.46180.5705KN2.1117.390124.10947.353KN 二层：QB3C3QC3B35.146.4172QC3D3QD3C344.207KN2.7QA3B3QB3A3123.87651.61183.565KN2.1107.3123.00845.158KN 一层：QB2C2QC2B25.146.0052QC2D2QD2C234.078KN2.7QA2B2QB2A293

（2）计算柱剪力: 顶层 QA7A6QA6A723.04614.9909.753KN;

3.932.093126.25814.962KN;

3.931.44425.72714.659KN;

3.938.76231.70618.069KN;

3.9.038.03827.712KN;

3.952.948227.153KN; 3.947.67739.00822.227KN;

3.966.485234.095KN; 3.965.1441233.407KN;

3.953.84252.27.303KN;

3.981.668241.881KN; 3.980.02241.036KN; 3.960.07960.07930.804KN;

3.9 QB7B6QB6B7 QC7C6QC6C7五层 QA6A5QA5A6 QB6B5QB5B6 QC6C5QC5C6四层 QA5A4QA4A5 QB5B4QB4B5 QC5C4QC4C5三层 QA4A3QA3A4 QB4B3QB3B4 QC4C3QC3C4二层 QA3A2QA2A3 QB3B2QB2B392.186247.275KN; 3.994

QC3C2QC2C390.326246.3218KN; 3.963.770103.84438.532KN;

4.35一层 QA2A1QA1A2 QB2B1QB1B266.725129.83745.187KN;

4.35 QC2C1QC1C2

78.687128.13447.5KN;

4.3.7.7多遇水平地震作用下轴力计算

NA7A6NA6A715.938KN顶层：NB7B6NB6B710.7815.9385.158KN

NC7C6NC6C76.39910.784.381KNNA6A5NA5A615.93838.01553.953KN五层：NB6B5NB5B621.85738.0155.15821.316KN

NC6C5NC5C615.86321.8574.38110.375KNNA5A4NA4A553.95356.443110.396KN四层：NB5B4NB4B532.80856.44321.31644.951KN

NC5C4NC4C523.81032.80810.37519.373KNNA4A3NA3A4110.39667.127177.523KN三层：NB4B3NB3B440.33167.12744.95171.747KN

NC4C3NC3C429.26940.33119.37330.435KNNA3A2NA2A3177.52380.57258.093KN二层：NB3B2NB2B347.35380.5771.747104.9KN

NC3C2NC2C344.20747.35330.43533.581KNNA2A1NA1A2258.09383.565341.658KN一层：NB2B1NB1B245.15883.565104.9143.371KN

NC2C1NC1C234.07845.15833.58144.661KN

95

4.7.8绘内力图

图4-16 地震载弯矩图（KNm）

96

图4-17 地震载剪力图（KNm）

97

图4-18 地震载轴力图（KNm）

98

第5章 框架内力组合及配筋计算

5.1 荷载组合及配筋计算考虑情况

⑴1.2恒荷载1.4活荷载

（活荷载风荷载） (2)1.2恒荷载0.91.4（0.7活荷载0.6风荷载） (3)1.35恒荷载1.4(4)1.2(恒荷载0.5活荷载)1.3地震荷载

5.2 控制截面及最不利内力组合

1框架梁：

控制截面是支座截面和跨中截面 支座截面：Mmax Mmax Vmax 跨中截面：Mmax Mmax 2框架柱：

控制截面是柱的上下端 (1) Mmax及相应的N、V

(2) Nmax及相应的M、V (3) Nmin及相应的M、V

5.3材料

混凝土：采用C30级（fc14.3Nmm2,ft1.43Nmm2） 钢筋 ：受力钢筋采用HRB400级（fy360Nmm2） 箍筋采用HPB300级（fy270Nmm2）

5.4框架梁的配筋计算

1.由于内力分析的结果是轴线位置处的内力，而梁支座截面的最不利位置应是 柱边缘处，；因此在确定该处的最不利内力时应根据柱轴线处的弯矩和剪力计算出柱边缘截面的弯矩和剪力

99

M'MhV 2V'VVVV''h2

上式中M、V—柱边缘处梁截面的弯矩和剪力； M、V —柱轴线处梁截面的弯矩和剪力； h —柱截面高度；

V —在长度h2范围内的剪力改变量）；

2．考虑到活荷载满跨布置所求的跨中弯矩与按活荷载最不利布置所求的跨中弯矩偏小，故将所得的跨中弯矩乘以提高系数1.2；由于框架梁柱节点非绝对刚接，框架中允许梁端出现塑性铰，因此在梁中可以考虑塑性内力重分布，即使梁端负弯矩乘以调幅系数0.9

5.4.1．梁端内力组合见附表1

5.4.2．正截面承载力计算

由内力组合控制值将框架梁的正截面承载力按以下两部分计算并配筋 框架梁配筋表见附表2

10 0

5.4.3．斜截面承载力计算

表5-1 框架梁斜截面承载力取各截面最大剪力计算

层次截面V0.25BCfC0.7ftbh0bh0140.14>V140.14>V140.14>V140.14>V140.14>V140.14>V140.14>V140.14>V140.14>VAsv/S-0.403-0.1-0.403-0.302-0.1-0.302-0.1-0.1-0.1梁端加密区双肢Φ8＠100双肢Φ8＠100双肢Φ8＠100双肢Φ8＠100双肢Φ8＠100双肢Φ8＠100双肢Φ8＠100双肢Φ8＠100双肢Φ8＠100双肢Φ8＠100双肢Φ8＠100双肢Φ8＠100双肢Φ8＠100双肢Φ8＠100双肢Φ8＠100双肢Φ8＠100双肢Φ8＠100双肢Φ8＠100非加密区双肢Φ8＠200双肢Φ8＠200双肢Φ8＠200双肢Φ8＠200双肢Φ8＠200双肢Φ8＠200双肢Φ8＠200双肢Φ8＠200双肢Φ8＠200双肢Φ8＠200双肢Φ8＠200双肢Φ8＠200双肢Φ8＠200双肢Φ8＠200双肢Φ8＠200双肢Φ8＠200双肢Φ8＠200双肢Φ8＠200

AB6BCCDAB5BCCDAB4BCCDAB3BCCDAB2BCCDAB1BCCD42.957500.5>V94.735500.5>V29.719500.5>V96.6500.5>V114.044500.5>V40.761500.5>V122.805500.5>V138.352500.5>V52.125500.5>V138.083500.5>V112.672500.5>V59.931500.5>V101.912500.5>V112.007500.5>V81.293500.5>V107.65500.5>V109.908500.5>V66.808500.5>V140.14>V-0.097140.14>V-0.1140.14>V-0.097140.14>V140.14>V140.14>V140.14>V140.14>V140.14>V-0.015-0.1-0.015-0.015-0.1-0.015

5.5框架柱的配筋计算

5.5.1．柱端内力组合表见附表3

5.5.2.柱配筋计算

10 1

下面以第一层B轴柱为例说明计算方法：

(1）材料强度：混凝土选用C30（fc =14.3N/mm2，ft =1.43N/mm2）； 纵筋选用HRB400（fy=360 N/mm2）；箍筋选用HPB300（fy=270 N/mm2） （2）配筋计算

M12.31.315.99KNm，N-846.KN ①求钢筋面积

A's和

As

N846.1034504100.321＜b0.5181fcbh01.014.3 所以应按构造配置纵向受力钢筋，选318（实配As763mm2）

（3）B柱最大剪力为65.108KN ①验算截面尺寸是否满足要求

hwb4104500.9140.25cfcbh00.251.014.3450410659.6KN52.561.263.07KN

验算是否可按构造配筋

Hn2h36006003.66（取33）02410

1.751fbh1.75t00.007N311.434504100.007978.25115.43KN63.07KN造配置箍筋8@200双肢箍，加密区 8@100双肢箍

10 2

按构

第6章 基础计算

6.1地基承载力特征值深度、宽度修正。

初选基础埋深为1.8m，即d=1.8m.。

依据任务书中地质勘察资料，有ηb=0.3，ηd=1.6。 基础埋深范围内地基土的加权平均重度γm为： γm=(17.80.5+191.3)/1.8=18.7KN/m³

先假设基础宽度b≤3m，经深度修正后的地基承载力特征值ƒa为： ƒa=ƒak+dm(d-0.5)=220+1.617.8(1.8-0.5)=257.024KPa

6.2基础J-1的设计：

6.2.1基础J-1的截面尺寸

初选基础高度为600mm，在基底做一层100厚C10混凝土垫层，ho=h-40=600-40=560mm

基础顶部的荷载标准值：

Fk=1782.427KN,

Vk=105.69KN,

Mk=956.448KN•m

⑴先按中心荷载作用，估算

AFk1782.4270.024201.88.0m2

faGd257

⑵考虑偏心荷载不利影响，加大基础底面积10% A=1.48.0=11.209㎡

取bl=33=5.29＞6.257㎡，基础宽度不大于3m 基础及上覆土自重：Gk=rGAd=20181.8=8kN

基底抵抗矩：Wbl23626618 基底边缘最大与最小应力：

10 3

则

FKGMK0.6VKAW1782.42756.4480.6105.69 

1818.68419178.344KPamaxPmin验算基础底面应力：

PmaxPmin191.68478.344135.041KPafa257.024KPa a、

22b、Pmax191.684KPa1.2fa308.429KPa 故选取基础截面尺寸： bl

6.2.2柱与基础J-1交接处的冲切承载力验算

（at：柱宽。ab=柱宽+2基础有效高度）：

36 h=0.6m

FK1782.42799.024KPa A18h0560mmPjbc2h040025601520mmb3000mm 所以冲切椎体在基础之内

1.5230.740.4533.002mm220.41.52A00.560.538mm22FLPjAl99.0243.002299.251KNAlF00.7hpftA00.71.01.430.53810-3538.538KNFlF0满足要求6.2.3基础板底（J-1）配筋计算

取P191.678.3441.75278.3442177.517KPa

a11.7a，0.5b，2.10.40.0522.6

10 4

M11281.72230.5191.684177.517191.684177.51731218475.479KNmM124830.52262.628191.68478.34418376.459KNmAM1475.h479106s12621mm20.90fy0.95603606

As2M20.9h376.459102075mm20fy0.9560360基础J-1底板每1m配筋面积： A’S1=

2621874 mm2实配Φ12@125(A23S=906mm) A’2075346mm2Φ12@125(A2S1=

6S=906mm) 经验证满足配筋率

6.3基础J-2的设计：

6.3.1基础J-2的截面尺寸

初选基础高度为600mm，在基底做一层100厚ho=h-40=600-40=560mm

基础顶部的荷载标准值：

Fk=1434.6KN, Vk=171.45KN, Mk=65.108KN•m

⑴先按中心荷载作用，估算

AFk1434

fd.60257.024201.86.491m2aG⑵考虑偏心荷载不利影响，加大基础底面积10% A=1.46.491=9.087㎡

取bl=33=5.29＞6.257㎡，基础宽度不大于3m

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C10混凝土垫层，

则

基础及上覆土自重：Gk=rGAd=20181.8=8kN

bl236218 基底抵抗矩：W66基底边缘最大与最小应力：

FKGMK0.6VKAW1434.68171.450.665.108 

1818.399127104.009KPamaxPmin验算基础底面应力：

a、

PmaxPmin127.399104.009115.704KPafa257.024KPa 22b、Pmax127.339KPa1.2fa308.429KPa 故选取基础截面尺寸： bl

6.3.2柱与基础J-2交接处的冲切承载力验算

（at：柱宽。ab=柱宽+2基础有效高度）：

36 h=0.6m

FK1434.6Pj79.705KPa

A18h0560mmbc2h040025601520mmb3000mm 所以冲切椎体在基础之内

1.5230.740.1532.122mm220.41.52A00.560.538mm22FLPjAl79.7052.122169.134KNAlF00.7hpftA00.71.01.430.53810-3538.538KNFlF0满足要求6.3.3基础板底（J-2）配筋计算

10 6

取P127.399104.0091.452104.0092120.967KPa

a11.4a，0.5b，2.70.40.0523.2

M11281.42230.5127.399120.967127.399120.96731218190.394KNmM124830.52263.2127.399104.0092818315.495KNmM1190.394106A2s10.9h5603601049mm0fy0.9

AM2.9h315.495106s21738mm200fy0.9560360基础J-2底板每1m配筋面积： A’S1=

1049350 mm2实配Φ12@240(A23S=471mm) A’1738S1=

6290mm2实配Φ12@240(AS=471mm2) 经验证满足配筋率

10 7



总结

通过这段时间的毕业设计，总的体会可以用一句话来表达，纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行！

以往的课程设计都是单独的构件或建筑物的某一部分的设计，而毕业设计则不一样，它需要综合考虑各个方面的工程因素，诸如布局的合理，安全，经济，美观，还要兼顾施工的方便。这是一个综合性系统性的工程，因而要求我们分别从建筑，结构等不同角度去思考问题。

在设计的过程中，遇到的问题是不断的。前期的建筑方案由于考虑不周全，此后在钱老师谆谆教诲下，通过参考建筑图集，建筑规范以及各种设计资料，使我的设计渐渐趋于合理；后期的结构计算、结构方案更是坎坷不断，作出了漂亮的方案。

在计算机制图的过程中，我更熟练AutoCAD、天正建筑、探索者等建筑设计软件。在此过程中，我对制图规范有了较为深入地了解，对平、立、剖面图的内容、线形、尺寸标注等问题上有了更为清楚地认识。

中期进行对选取的一榀框架进行结构手算更是重头戏，对各门专业课程知识贯穿起来加以运用，比如恒载，活载与风荷载的综合考虑进行内力组合等。开始的计算是错误百出，稍有不慎，就会出现与规范不符的现象，此外还时不时出现笔误，于是反复参阅各种规范，设计例题等，把课本上的知识转化为自己的东西。

后期的计算书电脑输入，由于以前对各种办公软件应用不多，以致开始的输入速度相当的慢，不过经过一段时间的练习，逐渐熟练。

因此，通过本次毕业设计，掌握了结构设计的内容、步骤、和方法，全面了解设计的全过程；培养正确、熟练的结构方案、结构设计计算、构造处理及绘制结构施工图的能力；培养我们在建筑工程设计中的配合意识；培养正确、熟练运用规范、手册、标准图集及参考书的能力；通过实际工程训练，建立功能设计、施工、经济全面协调的思想，进一步建立建筑、结构工程师的责任意识。

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谢 辞

毕业设计就要结束了，大学的生活也接近尾声。即将走上社会的我，回想大学的生活感慨颇多。在这四年的时间里，认识了很多老师和同学，不论是在生活还是学习方面，他们都给与我很大的帮助。通过这几年的学习，我不仅学到了很多文化知识，而且在做人和为人处世方面也深有所得，在毕业离校之际，深深地向他们表达我最真诚的谢意！

在整个毕业设计期间，因为有了老师和同学的帮助，我才把一个系统的、从来没有上手的课题，完成。正是因为有了你们，才让我不仅学到了本次课题所涉及的新知识，而且还学会地去解决难题。

在这次设计中，我首先要感谢我的指导老师钱大行老师和王新武老师，他们严谨求实的教学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风对我产生重要影响。老师们用自己的言行来告诉我们应以什么样的心态去学习、去工作，是他们的鼓励和帮助才使我顺利完成设计，在此，向他们表达深深地谢意。借此要向我的大学老师表示感谢，是他们孜孜不倦的教诲才有了我今天的成绩；同是也向我的母校表示深深的敬意。

最重要的是我还要深深地感谢我的父母，他们为我默默操劳支持我读完了大学，他们不辞劳苦的精神，成为我永远前进的动力！我将倍加努力，在新的工作岗位上，用优异的成绩来感谢帮助过我的人。

最后，再次感谢母校和老师们，未来我将更为努力，好好工作学习，用自己所学的知识来回报社会！

致谢人：王亚坤

2013．06

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外文资料译文

Crack Controlling Research of Concrete Foundation for

Large Equipment in Winter

Abstract

Regarding foundation of large concrete equipment construction in winter as an example, This paper solves a problem that is the conflict between the external thermal insulation in winter and internal commonage in mass concrete cracks controlling. Through the theories according to the specific circumstances of the construction, control objectives and control methods are laid down from various aspects of the construction structure and materials. Foundation of the large concrete equipment cracks is controlled successfully in winter.

Keywords: Concrete foundation, large equipment, crack controlling.

Introduction

As the industrial production of optimum and intensive, large equipment base has grown more and more, it is increasing in size, structure and more complex. In the placement of the concrete Equipment foundation, it is importance of crack controlling. Vibration resulting from the work makes tiny concrete cracks gradually extending, affects mechanical smoothly running and accuracy processing, and even makes damage scrap. As a result, large-scale mechanical basis for cracking control is very important in construction. The following is an instance of the success on a large concrete foundation adopting an integrated approach to control.

The project is the hot forging shop of a company forging factory, where EXY12500 forging press volume is the largest in the workshop, most complex equipment Foundation, at present, the only two in china. length of Foundation is 14.6m and width 8.7m Depth8.2m, 7th elevation surfaces. According to the same type of Foundation construction experience, completed six pouring. The owners to ensure that the foundation of integrity and to shorten the duration, require cast twice. Because the construction during the winter, the minimum temperature is -20℃. It is why that it is necessary to guarantee the quality of construction, and control production of mass concrete cracks.

Cause Analysis of Cracking Formation

Comparing with the foundation of architecture engineering，the raft of length and width is the relatively large, the smaller the thickness, princiole evaporating more equipment Foundation is fast and this underlying internal heat dissipation Slower,

12 5

internal heating faster；Additionally, because of the reasons for a lower temperature, the faster the external heat dissipation, results in a large internal and external temperature difference. Given the above double factors are more likely to result in cracks. As a result, The key to internal controlling and internal and external temperature difference heating is to avoid cracks 。

The micro-cracks in concrete mainly is composited of adhesive and cement stone fissures[1].Resulting above the main causes of crack is conerete contraction，their shrinkage categories：

(1) hardened contraction：it is cause of cement hydration after shrink volume. The main influence is the contraction of hardened materials of composition and internal chemical components.

(2) plastic shrinkage：refering to the plastic concrete surface shrinking due to the phase of contraction which makes the contractions. In the case of surface water loss rate exceeds the internal surface of the migration rate, can produce negative pressure in the capillary, so that the plastic shrinkage of the slurry production. Plastic shrinkage of the external effects of the main factors is the wind speed, temperature and relative humidity, the internal factors are water-cement ratio, additives, slurry aggregat ratio、 concrete temperature and coagulation time.

(3) the temperature shrinkage：it mainly is cement hydration concrete internal temperature increasing after cooling shrinkage. It relates mainly to shrink size and concrete internal maximum temperature and cooling rate and thermal expansion coefficient.

Accordingly, the project should be constructed, from construction raw material selection, construction maintenance taches to take measures which correspond with to enable the shrinkage stress less than tensile stress of concrete.

Crack Controlling Measures

Construction Technique Measures. By improving boundary condition and structural design to a certain extent to reduce the plastic shrinkage and thermal contraction, to improve the concrete anti-cracking ability, reducing the possibility of cracking occurs. The main measures are：

(1)Distribution of rational distribution reinforcement of surfa：surface reinforcement steel in restrainting and developing cracks should not be overlooked, reinforced concrete of the Rachel. According to experiential formulas[2]：

4Pa0.5Rf1d10 (1)

In which：

pa— concrete uitimate stretch after reinfercement； Rf— concrete anti-cracking design strength；

—section reinforcement ratio；

d— Nominal diameter of rebar.

Above formula indicates that improving the reinfercement rate, and thin and space between the way of Arrangement of steel, which can increase the performance of concrete anti-crack, general distribution of steel's layout should ensure steel ratio of 0.5%, diameter of rebar 12～16 mm, space between 100~300mm. That is why the

12 6

design in the basic Panels settingΦ14﹫200 reinforced to resist shrinkage eliminating of concrete surface cracks.

(2) To avoid stress concentration：around in the structure of hollow syringo, variable cross section, Corner site etc., stress concentration will be generated which resultes in concrete cracks due to temperature variations and concrete shrinkage. To do this is available at syringo to an additional Oblique steel reinforcement and steel reinforcement web，At the boundary of horizontal and vertical of the base settingφ8﹫400 bi-directional annectent steel reinforcement enhanced to avoid section mutation,andthe stress concentration.

Material Control Measures (1) Cement. Cement is the internal factors producing stress and necessary condition of conerete-generated. Using lowcalorific cement and cement dosage is the most basic method of concrete temperature controlled by. Tests indicating[3]：42.5 silicate slag cement, The heat of hydration is 180KJ/㎏ in 3days, and 42.5 Portland cement, The heat of hydration 250KJ/㎏. Slag cement heat of hydration is only 60% of the silicate Portland cement, using the silicate slag cement heat of hydraion rises an average 5～8℃. It also founds that additions and deletions to cement consumption in each of the 10㎏/m3, will make concrete the increase or decrease the temperature to 1℃. In order to avoid centersconcentration release heat of hydration and temperature excessive increase, the key lies in control of cement and cement consumption. But the choice of low heat of hydration cement to boost concrete surface temperature is undesirable, and reducing the internal temperature of a certain contradiction. From the projects, the choice of cement, the first meets the requirements for reducing the internal temperature； external demand to be answered by physical means. As a result, cements'choice selected slag cement, and admixture replacement of cement, lower cement consumption.

(2) Coarse aggregate. Choosing 5~40 mm broken stone. The reason for that is the absolute weight in concrete, the consistent size. The trial evidences[4]：5~40 mm rocket more than 5~20 mm rocket that reduces water consumption 15㎏/m3； in the same water-cement ratio, cement consumption saves around 20㎏/m3, concrete the highest temperature reduces the 2℃. In rockat overall, macadam of abnormity and the rough outer surface can be increased to cement the gel effect of Rachel and reduce the generation of adhesion cracks.

(3) Admixture. Common additive mainly is fly ash and slag and santunhe, From a performance and price ratio and gets difficult and easy the point of view, the project selects the fly ash. Fly ash in concrete in Microaggregate effect, the Pozzolanic effect, particle morphology effect make concrete structure producing densed to improve the concrete post-strength and the fluidity；change shrinkage properties of hardened，reduce concrete consumption and reduce heat of hydration the generation and the convergence release due to its slow chemical activity, on post-strength there is a clear role to play than on the early strength of concrete effects. Test indicates that the fly ash in a separate is a large amount of increase, the increase of concrete landslide, with a large amount of up to 50% the landslide ofthe early strength begins to fall, down to the 60-day strength to 30% of the fly ash volume, the basic close to empty concrete. When using Ground granulated fly ash, the water, protect plasticand，enhanced, the anti-permeability, enhanced the effectiveness of, so concrete design rate with than with 30% of the ground. Volume fly than ordinary concrete to increase nearly doubled.

(4) Concrete Mixing. In accordance with the winter Construction on the composition of the materials for heating and generally should be given priority on the

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water for heating. When the water is still does not meet the requirements, then heat on aggregate, but do not have directly heating of cement. Make concrete the temperature would be inappropriate to less than 10℃ temperature， molding shall not be less than 5℃. Having regard to the latter part of the internal mass concrete results in a high heat of hydration, would not be appropriate to make concrete molding temperature too high, for subsequent internal cooling, surface temperature can be assured by physical means.

Maintenance Measures. Concrete Maintenance is to change the external of temperature stress. Maintenance is the primary control objectives：in addition to ensure that their water requirements, we will also ensure that concrete internal maximum temperature is less than 70℃；the maximum difference in temperature between the inside and outside is less than 30℃；concrete cooling is greater than 1~3℃/d.

(1) The Internal Cooling Method. Internal temperature control is to take advantage of concrete physical cooling. That is, on the basis of inner packaging Φ50 cooling tubes, each the spacing around 1.2～1.8m, according to the internal location of the pre-embedding and the ascending sparse principle under the dense, using specific adjustment forced circulating cooling water pumps should be in the concrete final set begins immediately after. Controlling of flow and temperature water pump, so as not to cool water and other places with large temperature difference an internal crack. Through the Foundation establishs in different parts of Temperature measurement installment, measured points every three hours last, as well as into the water, effluent, the surface temperature , Strict monitors its location of temperature change. In order to reduce the total quantity of cooling water, before the construction of a circular pool so that at higher temperature after cooled cooling water flow of recycling in order to achieve the purpose of cost-savings, due to the temperature during construction, it is entirely feasible.

(2)Superficial Heat Preservation Methods. Concrete Superficial heat preservation has adopted a comprehensive thermal storage method, that is, from the inside out in turn by the high-density Waterproof plastic film, Grass curtain, industrial electric blankets, grass curtain and high-density plastic film 5 layers. Internal 1st waterproof plastic membrane close template settings, its main function is suppressing the water evaporation, and ensure the grass curtain and electric blankets dry, and so to ensure that the warmming heat preservation material. As well as first；the Iodine-tungsten lamp surface radiation and thermal insulation as a preliminary proposal, ensure that night or when the cold snap raid close concrete surface temperature, the temperature difference that is less than 30℃.

Measures to Ensure Layered Casting. Foundation for the first time castion from -8.2m to -2.5m, by maintemance the first Reaching the design strength and construction of Above parts. To ensure that the two-storey concrete bridgeis in addition to castion on the second floor, concrete surfaces in surface treatment, as well as in the secondly tier edge settings:φ14﹫300, 500㎜long rebar, secure fastness between the bridgeis。

Results and Discussions

From the above construction project based on the enactment of the construction of strictly controlled, after concrete castion 55 hours ，the highest temperature is 68℃, the highest internal and external temperature difference to 26℃. Under close supervision and control of increasing circulation water, internal and external temperature and the temperature difference has never been a breakthrough in this record; on going 27 hours

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before the start to lower the temperature. 115 hours after internal maximum temperature to ℃, inside and outside temperature difference to a maximum of 21℃. In this same internal heat insulation of temperature fall and External insulation maiatenance 4 Days. Passage of the relevant departments to confirm the base temperature cracking does not appear, reach the device installation requirements.

Conclusions

(1) The influence of concrete cracks is quite complex, from raw materials to the construction of various elements should be taken seriously.

(2)There is no precise formula for the accurate calculation of advance, plus the factors that there are a lot of construction is not decide for the cracks control still in phase of Semiempirical half theory.

(3)As a result, construction must analyse factors, adjusting the concrete of internal and external conditions so as to avoid the formation of cracks.

References

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[2] Tiemeng Wang. Engineering Structural Cracking Control. Beijing Chinese Architectural Building Press, Beijing, China, 1997.

[3] Zhongwei Wu, Huizhen Lian. High Performance Concrete. China Railway Publishing House, Beijing, China, 1999

[4] Daxing Qian. Crack Analysis and Process of Basement Concrete. Construction Technology. Vol.4, 2005, p.~55

[5] Daxing Qian. Influence of Common Gathering Materials on the Capability of High Capability Concrete. Journal of Chinese Concrete, Vol.10, 2003, p.39~40

冬期大型混凝土设备基础裂缝控制

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摘 要

本文以冬期大型混凝土设备基础的施工为工程实例，解决了在大体积混凝土裂缝控制中，冬期外部保温与内部降温之间的矛盾。通过理论根据施工具体情况，从施工构造、材料、养护措施等各个环节制定控制目标和控制方法，成功的控制了冬期大型混凝土设备基础裂缝的产生。

关键词：混凝土；基础；裂缝；控制

0．引言

随着工业生产的集约化和规模化，大型设备基础日益增多，体积愈来愈大，结构愈来愈复杂。在混凝土设备基础浇筑中，裂缝控制尤为重要。机械工作时产生的振动会使微小的混凝土裂缝逐渐扩展，影响机械的平稳运转和加工精度，甚至使基础损坏报废。因此，大型机械的基础裂缝控制在施工中非常重要。以下就是某大型混凝土基础采用综合方法控制裂缝产生的成功实例。

1．工程概况

此工程为某集团公司锻造厂热模锻车间，其中EXY12500锻压机为本车间中体积最大，复杂程度最高的设备基础，目前在全国仅有两台。基础长14.6ｍ、宽8.7ｍ、深8.2ｍ，有7个标高面。根据同类基础施工经验，需分六次浇筑完成。业主为了保证基础的整体性和缩短工期，要求两次浇筑成型。因为施工期间正值冬季，当地最低气温可达-20℃，所以既要保证冬期施工的质量，又要控制大体积混凝土裂缝的产生。

2．工程分析

与民用建筑的基础相比，民用建筑的筏板基础长度和宽度相对较大，厚度较小，热量散失较设备基础快，而此种基础内部热量散失较慢，内部升温较快；另外，由于气温较低的原因，外部散热较快，会产生较大的内外温差。由于以上双重因素的作用更易导致裂缝的产生。因此，控制内部升温和内外温差是避免裂缝产生的关键。

混凝土的微观裂缝主要是粘着裂缝和水泥石裂缝构成[1]。导致以上裂缝产生的原因主要是混凝土的收缩，其收缩种类有：

（1）硬化收缩：它是水泥水化后体积缩小造成的。影响硬化收缩主要是材料的组成和内部化学成分所决定的。

（2）塑性收缩：是指在塑性阶段混凝土由于表面失水而产生的收缩。如表面失水速率超过内部水向表面迁移的速率时，则会使毛细管中产生负压，使浆体产生塑性收缩。影响塑性收缩的外部主要因素是风速、环境温度和相对湿度，内部因素是水灰比、掺料、浆集比、混凝土的温度和凝结时间。

（3）温度收缩：它主要是水泥水化混凝土内部温度升高，冷却后产生收缩。其收缩大小主要与混凝土的内部最高温度、降温速率和热膨胀系数等因素有关。

因此，本工程应从施工构造、原材料选择、施工养护多个环节采取相应的措

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施，使收缩应力小于混凝土的抗拉应力。

3 控制措施 3.1施工构造措施

通过改善边界约束条件和构造设计可一定程度上减小塑性收缩和温度收缩的影响，提高混凝土的抗裂能力，降低裂缝出现的可能。其主要措施有：

（1）合理配置表面分布钢筋：表面钢筋在阻止裂缝生成和发展是不容忽视的，钢筋对混凝土所起的拉结作用。可根据经验公式[2]：

4 Pa0.5Rf1d10式中：pa— 配筋后的混凝土极限拉伸； ； Rf— 混凝土抗裂设计强度（MPa）

— 截面配筋率；

d— 钢筋公称直径。

以上公式表明：提高配筋率，并采用细而间距小的布筋方式，可提高混凝土的抗裂性能，一般分布钢筋的布置应保证配筋率0.5%，钢筋直径12～16㎜，间距100～300㎜，所以采用在基础各面设置φ14﹫200钢筋来抵抗混凝土的收缩，消除表面裂缝。

（2）避免应力集中：在结构的空洞周围、变截面、转角部位等处，由于温度变化和混凝土收缩会产生应力集中而导致混凝土裂缝。为此在空洞四周增设斜向钢筋、钢筋网片，在基础水平与竖向交接处和转角部位设φ8﹫400双向拉结筋加强，避免断面突变而拉应力集中。

3.2材料控制措施 3.2.1 水泥

水泥是混凝土产生应力的内在因素，又是混凝土生成的必要条件。使用中低热水泥和控制水泥用量是控制混凝土温度的最基本的方法。试验表明[3]：42.5硅酸盐矿渣水泥，3天水化热为250KJ/Kg，而42.5普通硅酸盐水泥，3天水化热为180KJ/Kg。矿渣水泥水化热仅为普通硅酸盐水泥的60%，使用普通硅酸盐水泥比矿渣水泥水化热平均升高5～8℃。另外还发现：水泥用量每增减10 Kg/m3，会使混凝土的温度相应增减1℃。为避免水化热的集中释放和温度过度上升，关键在于控制水泥品种和水泥用量。但是选用低水化热水泥对提高混凝土表面区域的温度是不利的，与降低内部温度存在一定的矛盾。从本工程而言，在水泥选择上，首先满足降低内部温度的要求；外部的要求则拟采用物理方法予以解决。因此，在水泥选用上选择了矿渣水泥，并用掺合料替代水泥，降低水泥用量。

3.2.2 石子

选用5~ 40 ㎜破碎石。其原因是石子在混凝土中占有绝对的数量，具有稳定的体积。有关试验证明[4]：采用5～40㎜石子比采用5～20㎜石子可减少用水量15Kg∕m3；在相同水灰比的情况下，水泥用量可节约20 Kg∕m3左右，混凝土最高温度可降低2℃。在石子外形上，碎石的不规则和粗糙的外表面可增加对水泥凝胶体的拉结作用，减少粘着裂缝的生成。因为此工程可采用溜槽和串筒进行浇筑，故采用大粒径混凝土可不考虑可泵性方面的因素。

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3.2.3 外掺料

常用的外掺料主要有粉煤灰、矿渣和硅粉，从性价比和获取难易程度上看，本工程选用了粉煤灰。粉煤灰在混凝土中的微集料效应、火山灰活性效应、颗粒形态效应使混凝土产生致密的结构、提高混凝土的后期强度和流动度；改变硬化收缩性质，减少水泥用量，降低水化热产生和集中释放。试验表明[5]：在单独掺加粉煤灰时，随着掺量增加，混凝土坍落度增加，掺量达50%时坍落度开始降低，早期强度虽然也相应降低，但对60天强度在30%掺量时，基本接近空白混凝土。采用磨细粉煤灰时，其减水、保塑、增强、抗渗的效果更加明显，所以混凝土设计配比采用掺加磨细粉煤灰30%。比普通混凝土掺量提高了近1倍。

3.2.4 混凝土搅拌

按照冬期施工对组成材料的加热要求，一般应优先对水进行加热。当水加热仍不能满足要求时，再对骨料进行加热，但水泥不能直接加热。使混凝土的出机温度不宜低于10℃，入模温度不得低于5℃。考虑到大体积混凝土内部后期会产生较高的水化热，不宜使混凝土入模温度过高，对以后的内部降温带来困难，表面温度的提高可以通过物理方法予以保证。

3.3 养护措施

大体积混凝土的养护是改变温度应力的外部条件。其养护的主要控制目标是：除了保证其需水要求外，还要保证混凝土内部最高温度小于70℃；内外最大温差小于30℃；混凝土降温速度不宜大于1～3℃/d。

3.3.1 内部降温方法

控制混凝土内部温度是利用物理降温。即在基础内部布置φ50冷却管，各向间距在1.2～1.8ｍ左右，根据内部预埋件的位置和下密上疏原则具体调整。应在混凝土终凝后立即开始利用水泵强制循环冷却。实施中应控制水泵的流量和温度，通过基础不同部位设定的测温装置，每三小时一次测量各点，以及进水、出水、地表温度，严密监控混凝土各位置的温度变化。为减少冷却水的用量，施工前设置了一个循环水池，使温度较高的冷却出水自然冷却后，再循环利用，以达到节约成本的目的，由于施工期间气温较低，通过计算是完全可行的。

3.3.2 表面保温方法

混凝土表面保温采用了综合蓄热法，即从内到外依次由高密度防水塑料膜、草帘、工业用电热毯、草帘和高密度塑料膜等5层材料构成。内部第一层的防水塑料膜应紧贴模板设置，其主要作用是抑制混凝土的水分蒸发；另外保证草帘和电热毯等的干燥，以保证保温材料的保温效果。并采用碘钨灯表面照射保温作为预备方案，确保晚间或寒流突袭时混凝土的表面温度，以控制内外温差。

3.4分层浇筑保证措施

基础第一次浇筑从-8.2ｍ到-2.5ｍ，通过养护第一层达到设计强度后，再进行以上部位的施工。为了保证两层混凝土结合牢固，除了在第二层浇筑时，混凝土表面进行表面处理外，还在两层边部设置：φ14﹫300、长500㎜ 插筋，保证两层之间结合牢固。

4 施工效果

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通过以上施工方案的制定，施工中严格控制，在混凝土浇筑后55小时达到最高温度68℃，内外温差最高26℃。在严密的监控下，加大循环水量，内部温度和内外温差一直未突破此记录；在持续27小时后，开始降温。115小时后内部最高温度℃、内外温差最高21℃。在此又维持内部降温、外部保温的养护4天。通过有关部门确认基础混凝土未出现温度裂缝，达到设备安装要求。

5 结束语

从以上可看出：混凝土裂缝产生的影响因素是比较复杂的，从原材料到施工各个环节都应认真对待。目前没有精确的公式可以预先准确计算，加之施工中有很多不可定因素，对裂缝的控制还处在半经验半理论的阶段。因此，施工中必须逐一分析各方面因素，调整混凝土的内部和外部条件，避免裂缝的产生。

[参考文献]

[1] 李继业. 新型混凝土技术与施工工艺[M].北京：中国建材工业出版社 2002.

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[5] 钱大行. 普通集料对高性能混凝土性能的影响[J].混凝土.2003（10）：39～40

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