第２章 结构布置及计算简图
2.1 结构选型和布置
2.1.1 结构选型
根据建筑功能的要求，为使建筑平面布置灵活，获得较大的使用空间，本结构设计采用钢筋混凝土框架结构体系。
2.1.2 结构布置
根据建筑功能的要求及建筑物的平面形状，本结构横向尺寸较短，纵向尺寸较长，故把框架结构横向布置，即采用横向框架承重方案。施工方案采用梁、板、柱整体现浇方案，楼梯采用整体现浇板式楼梯，基础采用柱下交叉条形基础。
2.1.3 初步截面尺寸
本建筑的结构类型为钢筋混凝土框架结构，且建筑地处山东省东营市，抗震设防烈度为7度，根据《建筑抗震设计规范》（GB50001-2001）6.1.2知，本建筑的抗震等级为三级。楼盖、屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度为100mm ，屋面板厚度120mm 。板的混凝土强度等级均为C30，梁柱及基础的混凝土强度等级为C30，纵向受力钢筋采用HRB400，其余钢筋采用HRB335。根据建筑平面确定结构局部平面布置图如图2-1。
图2-1 结构平面布置图
⑴ 柱截面尺寸估算：
柱的截面尺寸估算公式:AGn N β=。
[]c N c f N
A μ=
N —柱组合的轴压力设计值。
β—考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25，等跨内柱取1.2。
A —按简支状态计算的柱的负载面积。
G —折算在单位面积上的重力荷载代表值，可近似取为142/m kN 。
n —验算截面以上的楼层层数。
[]N μ—框架柱轴压比限值，对一级、二级、三级抗震等级，分别取0.7、0.8和0.9 。 c f —混凝土轴心抗压强度设计值。
所以取轴压力较大的中柱进行柱子截面的设计：
kN N 1277.6451421.152.1=???=
2mm 1051103
.145.801277640=?≥c A 则取柱的截面尺寸为mm 400mm 400?。
⑵ 梁截面尺寸估算：
框架梁的截面尺寸确定时，应综合考虑竖向荷载大小、跨度、抗震设防烈度以及混凝土强度等级等多方面的因素。一般情况下，框架梁截面尺寸取值如下： b b h b ??? ??=31~21 b b l ??
? ??=181~121h 由于横向梁的跨度分别为边跨5400mm ，中跨2400mm ，则取横向边跨梁b×h =240mm ×500mm ，中跨梁b×h =240mm ×500mm ，楼梯间梁b×h =350mm ×700mm 。纵向梁最大跨度为3900，最小跨度为2700，取纵向梁截面尺寸均为b×h =200mm ×400mm 。
2.2 框架计算简图
2.2.1 框架计算简图说明
本设计基础选用柱下交叉条形基础，基础高度为m 4.1，基础顶面距室外地面m 5.0，取12号轴线上的一榀框架进行计算，计算单元如图2-1所示。假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接，由于各层柱截面尺寸不变，故梁跨度等于柱截面形心轴线之间的距离。一层柱高从基础顶面算至二层楼面，其余各层柱高均为从本层楼面算至上层楼面，即首层柱高,4.55m ，其余各层柱高均为3.0m 。
2.2.2 框架梁柱截面特性
利用结构力学有关截面惯性矩及线刚度的概念计算柱的截面特性。
以12号轴线上的一榀框架为例计算梁柱的线刚度：
混凝土的弹性模量：
C30混凝土：24/100.3mm N E ?=
⑴ 柱计算：
一层柱：
34-411069.455
.4.40121m E E L EI i c ??=??== 二、三、四、五层：
344
21011.70
.3.40121m E E L EI i c ??=??==- ⑵ 梁计算：
12号轴线框架为中框架，则02I I b =，各层梁截面尺寸均为240mm ×500mm 。 AB 、CD 跨梁： 3431026.94
.55.024.012122m E E L
EI i b ??=????==- BC 跨梁： 3431083.204
.25.024.012122m E E L EI i b ??=???
?==- 上表可知，结构计算简图如图2-2所示。
图2-2 一榀框架梁柱线刚度计算简图（34m 10?-E ）
第三节框架结构的计算简图 4.3.1 梁、柱截面尺寸 框架梁、柱截面尺寸应根据承载力、刚度及延性等要求确定。初步设计时，通常由经验或估算先选定截面尺寸，以后进行承载力、变形等验算，检查所选尺寸是否合适。 1、梁截面尺寸确定 2、柱截面尺寸 柱截面尺寸可直接凭经验确定，也可先根据其所受轴力按轴心受压构件估算，再乘以适当的放大系数以考虑弯矩的影响。即
框架柱的截面宽度和高度均不宜小于300mm，圆柱截面直经不宜小于350mm，柱截面高宽比不宜大于3。为避免柱产生剪切破坏，柱净高与截面长边之比宜大于4，或柱的剪跨比宜大于2。 3、梁截面惯性矩 在结构内力与位移计算中，与梁一起现浇的楼板可作为框架梁的翼缘，每一侧翼缘的有效宽度可取至板厚的6倍；装配整体式楼面视其整体性可取等于或小于6倍；无现浇面层的装配式楼面，楼板的作用不予考虑。设计中，为简化计算，也可按下式近似确定梁截面惯性矩I： 4.3.2 框架结构的计算简图 1、计算单元 框架结构房屋是空间结构体系，一般应按三维空间结构进行分析。但对于平面布置较规则的框架结构房屋，为了简化计算，通常将实际的空间结构简化为若干个横向或纵向平面框架进行分析，每榀平面框架为一计算单元。 就承受竖向荷载而言，当横向（纵向）框架承重，且在截取横向（纵向）框架计算时，全部竖向荷载由横向（纵向）框架承担，不考虑纵向（横向）框架的作用。当纵、横向框架混合承重时，应根据结构的不同特点进行分析，并对竖向荷载按楼盖的实际支承情况进行传递，这时竖向荷载通常由纵、横向框架共用承担。
2、计算简图 在框架结构的计算简图中，梁、柱用其轴线表示，梁与柱之间的连接用节点表示，梁或柱的长度用节点间的距离表示，框架柱轴线之间的距离即为框架梁的计算跨度；框架柱的计算高度应为各横梁形心轴线间的距离，当各层梁截面尺寸相同时，除底层外，柱的计算高度即为各层层高。对于梁、柱、板均为现浇的情况，梁截面的形心线可近似取至板底。对于底层柱的下端，一般取至基础顶面；当设有整体刚度很大的地下室；且地下室结构的楼层侧向刚度不小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍时，可取至地下室结构的顶板处。
建筑工程 设计说明 一、建筑层数：三层结构形式：框架结构 建设总高度：12.45m 安全等级：二级 室内外高差：450mm 屋面防水等级：二级 耐火等级：二级设计抗震烈度：8度 二、1.尺寸单位：图中尺寸单位除注明者外，柱高以米计，其他均以毫米计。 2.室内±0.0001高出室外0.45m,±0.000相应的绝对标高放线时由甲方与施工单位现场确定。 3.墙体材料：250厚混凝土砌块。 4.地面排水：a.各有水房间找1%坡，坡向地漏。 b.入口处平台向室外找坡1%，找坡后完成面高处低于室内完成面20mm。 5.门窗：a.外门窗坐樘中。 b.内门坐樘开启方向为平开。 c.所有开启扇处均加以设纱扇、纱窗。 6.油漆维护：所有外露铁件均刷银粉漆，做法图集。 7.构造柱做法详见图16。 8.防潮层做法：在墙体0.060处铺设20厚1∶2水泥砂浆加5%防水粉。 三、建筑构造用料做法： 1.地面：地16＃陶瓷地砖地面用于卫生间外地面见详细做法 地26＃陶瓷地砖卫生间地面用于卫生间见详细做法 2.楼面：楼16＃陶瓷地砖楼面用于除卫生间外楼面 楼26＃陶瓷地砖卫生间楼面用于卫生间 楼36＃PVC塑胶卷材楼面（做详见说明）用于净化区部分楼面 3.踢脚：踢脚16＃.面砖踢脚用于除卫生间外楼地面部分 4.墙裙：裙16＃釉面砖墙裙用于卫生间部分 5.室内墙面：内墙16＃水泥砂浆墙面用于除踢脚墙裙以外部分 6.天棚：顶16＃.彩钢板吊顶吊顶采用50厚彩钢复合析，内填不燃材料 顶26＃.水泥砂浆顶棚要求耐火等级不低于1.0小时，用于净化区，吊顶高2.2m。 7.外墙面：外墙16＃涂料外墙面见立面图 涂料16＃乳胶漆 8.屋面：屋16＃.高聚改性沥青卷材防水层面 9.台阶：台16＃.地砖面层台阶
第一章：工程概况和结构设计方案 2.1 工程概况 2.1.1设计依据： （一）工程设计使用年限： 本工程设计使用年限为 50 年。 （二）自然条件： 1.基本风压： )KN (2 0W =0.45 2.地面粗糙程度：B 类。 3.基本雪压： 0.65 KN/㎡。 4.工程地质见下表： 表2-1 拟建场地工程地质情况
地下水情况： 无侵蚀性，最高水位距地表 -2.0 m。 2.1.2 设计要求： （一）本工程主体为钢筋混凝土框架结构，抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第I分组，基本地震加速度为0.10g，场地类别为III类，现浇框架抗震等级为三级。层高4.5米。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，板厚120mm。 （二）设计荷载： （1）不上人屋面活荷载 0.5 KN/㎡ （2）屋面雪荷载 0.65 KN/㎡ （3）车间活荷载标准值为 3.5KN/㎡。 （4）楼面永久荷载 3.80 KN/㎡ （5）屋面永久荷载 3.98 KN/㎡ 2.2 结构设计方案 2.2.1
图2-1 框架结构的计算简图 图2-2 纵向框架组成的空间结构 本方案中，按照纵向的平面框架进行计算。 2.2.2梁柱截面尺寸的初步确定 梁截面尺寸估算 梁截面高度一般取梁跨度的 1/12～1/8进行估算，梁宽取梁高的1/3～1/2。由此估算的框架梁的截面尺寸如下： 主框架梁：b×h=300mm×750mm 次梁： b×h=250mm×600mm 表2-2 梁截面尺寸（mm） 柱截面尺寸估算依据 （一）根据柱的轴压比限值按下列公式计算: 1.柱组合的轴压力设计值N=βFg E n 注：β考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数。 F按简支状态计算柱的负载面积。由图二可知边柱及中柱的负载面积分别为7.2×3.5和㎡和7.2×6.8㎡。 g E 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取12KN/m2。 n为验算截面以上的楼层层数。 2.Ac≥N/uNfc
第２章 结构布置及计算简图 2.1 结构选型和布置 2.1.1 结构选型 根据建筑功能的要求，为使建筑平面布置灵活，获得较大的使用空间，本结构设计采用钢筋混凝土框架结构体系。 2.1.2 结构布置 根据建筑功能的要求及建筑物的平面形状，本结构横向尺寸较短，纵向尺寸较长，故把框架结构横向布置，即采用横向框架承重方案。施工方案采用梁、板、柱整体现浇方案，楼梯采用整体现浇板式楼梯，基础采用柱下交叉条形基础。 2.1.3 初步截面尺寸 本建筑的结构类型为钢筋混凝土框架结构，且建筑地处山东省东营市，抗震设防烈度为7度，根据《建筑抗震设计规范》（GB50001-2001）6.1.2知，本建筑的抗震等级为三级。楼盖、屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度为100mm ，屋面板厚度120mm 。板的混凝土强度等级均为C30，梁柱及基础的混凝土强度等级为C30，纵向受力钢筋采用HRB400，其余钢筋采用HRB335。根据建筑平面确定结构局部平面布置图如图2-1。 图2-1 结构平面布置图 ⑴ 柱截面尺寸估算： 柱的截面尺寸估算公式:AGn N β=。 []c N c f N A μ=
N —柱组合的轴压力设计值。 β—考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25，等跨内柱取1.2。 A —按简支状态计算的柱的负载面积。 G —折算在单位面积上的重力荷载代表值，可近似取为142/m kN 。 n —验算截面以上的楼层层数。 []N μ—框架柱轴压比限值，对一级、二级、三级抗震等级，分别取0.7、0.8和0.9 。 c f —混凝土轴心抗压强度设计值。 所以取轴压力较大的中柱进行柱子截面的设计： kN N 1277.6451421.152.1=???= 2mm 1051103 .145.801277640=?≥c A 则取柱的截面尺寸为mm 400mm 400?。 ⑵ 梁截面尺寸估算： 框架梁的截面尺寸确定时，应综合考虑竖向荷载大小、跨度、抗震设防烈度以及混凝土强度等级等多方面的因素。一般情况下，框架梁截面尺寸取值如下： b b h b ??? ??=31~21 b b l ?? ? ??=181~121h 由于横向梁的跨度分别为边跨5400mm ，中跨2400mm ，则取横向边跨梁b×h =240mm ×500mm ，中跨梁b×h =240mm ×500mm ，楼梯间梁b×h =350mm ×700mm 。纵向梁最大跨度为3900，最小跨度为2700，取纵向梁截面尺寸均为b×h =200mm ×400mm 。 2.2 框架计算简图 2.2.1 框架计算简图说明 本设计基础选用柱下交叉条形基础，基础高度为m 4.1，基础顶面距室外地面m 5.0，取12号轴线上的一榀框架进行计算，计算单元如图2-1所示。假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接，由于各层柱截面尺寸不变，故梁跨度等于柱截面形心轴线之间的距离。一层柱高从基础顶面算至二层楼面，其余各层柱高均为从本层楼面算至上层楼面，即首层柱高,4.55m ，其余各层柱高均为3.0m 。 2.2.2 框架梁柱截面特性 利用结构力学有关截面惯性矩及线刚度的概念计算柱的截面特性。 以12号轴线上的一榀框架为例计算梁柱的线刚度：
第二部分 设计计算书 2设计计算书 2.1 框架结构布置及计算简图 2.1.1 梁、柱截面尺寸估算 （1） 梁截面估算 1）横向框架：因为梁的跨度最大为5.9m,取跨度为5.9m 进行计算。 取5900L mm =。11 ( ~)328~5901018 h L mm mm ==，取500h mm =， 11 (~)167~25023 b h mm mm ==，取250b mm =， 所以横向框架梁的截面尺寸为：250500b h mm mm ?=? 2）纵向框架：取6400L mm =， 11 (~)356~6401018h L mm mm ==，取500h mm =， 11 (~)167~25023 b h mm mm ==，取250b mm =， 所以纵向框架梁的截面尺寸为：250500b h mm mm ?=? 3）一级次梁： 取3900L mm =， 11 (~)217~3251218h L mm mm ==,考虑有二级次梁，故偏安全取400h mm =， 11 (~)133~20023 b h mm mm ==，取200b mm =， 所以次梁的截面尺寸为：200400b h mm mm ?=? 4）阳台挑梁：取2000L mm =， 1 3336 h L mm = =，取400h mm =， 11 (~)133~20023b h mm mm ==，取250b mm =， 所以次梁的截面尺寸为：250400b h mm mm ?=? （2） 柱截面尺寸估算 本工程为现浇钢筋混凝土结构，7度设防，高度52.50060h m m =<，抗震等级为框架抗震等级为三级，可得轴压比0.90μ=；剪力墙抗震等级为二级，可得轴压比0.20μ=，故。 按轴压比估算截面尺寸，根据经验取荷载为2 12/KN mm ，底层选择C35型混凝土。 底层：
2、结构布置及计算单元的确定 2 结构布置及计算单元的确定 2.1 结构布置 建筑设计应重视其平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济合理性的影响，宜择优选用规则的形体，其抗侧力构件的平面布置宜规则对称、侧向刚度沿竖向宜均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小、避免侧向刚度和承载力突变（《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）3.4.2条）。 2.1.1 结构平面布置原则 1）平面宜简单、规则、对称，减小偏心；平面长度不宜过长；平面突出部分的长度不宜过大、宽度不宜过小；建筑平面不宜采用角部重叠或细腰形平面布置（《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2010）3.4.3条）。 2）设计中宜调整平面形状和尺寸，采用构造和施工措施，避免设置伸缩缝、防震缝和沉降缝（《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2010）3.4.13条）。 3）抗震设计时，框架结构楼梯间的布置应尽量减小其造成的结构平面不规则（《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2010）6.1.4条）。在结构单元两端和拐角处不宜设置楼梯间、电梯间和电梯井，必须设置时应采取加强措施。 2.1.2 结构竖向布置原则 1）高层建筑的竖向体型宜规则、均匀，避免有过大的外挑和收进。结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化（《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2010）3.5.1条）。 2）高层建筑宜设地下室（《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2010）12.1.1条）。 5
重庆大学本科生毕业设计 2.1.3 建筑平面布置如图2.1.1所示 2.1.4 结构平面布置如图2.1.2所示 2.2 结构计算单元确定 混凝土结构宜按空间体系进行结构整体分析，并宜考虑结构单元的弯曲、轴向、剪切和扭转等变形对结构内力的影响。体型规则的空间结构，可沿柱列或墙轴线分解为不同方向的平面结构分别进行分析，但应考虑平面结构的空间协同工作（《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）5.2.1条）。 本次计算，将本高层建筑沿两正交主轴划分为若干平面抗侧力结构计算内力、位移并进行截面设计。横向选择标准中框架及边框架进行计算；纵向选则一榀中框架进行计算。 2.3 结构计算模型 2.3.1 混凝土结构的计算简图宜按下列方法确定（《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）5.2.2条）： 1）梁、柱、杆等一维构件的轴线宜取为截面几何中心的连线，墙、板等二维构件的中轴面宜取为截面中心线组成的平面或曲面； 2）现浇结构和装配整体式结构的梁柱节点、柱与基础连接处等可作为刚接；非整体浇注的次梁两端及板跨两端可近似作为铰接； 3）梁、柱等杆件的计算跨度或计算高度可按其两端支承长度的中心距或净距确定，并应根据支承点的连接刚度或支承反力的位置加以修正； 4）梁、柱等杆件间连接部分的刚度远大于杆件中间截面的刚度时，在计算模型中可作为刚域处理。 6
1.恒荷载作用下内力计算 1.1梯形（三角形）、均布恒荷载作用下简支梁支座剪力和跨中弯矩 (kN) (kN-m) 式中g 1—梁上均布荷载值（kN/m)； g 2—梁上梯形（三角形）分布荷载值（kN/m)。 各梁内力计算结果如表1.1 表1.1 恒荷载作用下框架梁按简支计算的梁端剪力和跨中弯矩 g 1g 2V A0V B0l M AB0 g 1g 2V B0r M BC06 3.4015.5241.6341.6375.30 2.709.959.597.291～517.5512.64 78.25 78.25127.84 2.70 8.10 8.44 6.33 AB 梁 l =6m a =0.325 层次 BC 梁 l =2.5m a =0.5 1.2恒荷载作用下框架弯矩计算 梯形（三角形）恒荷载化作等效均布荷载 g =g 1+（1-2a 2+a 3）g 2 （kN/m ） 梁端固端弯矩 （kN-m ） 梁固端弯矩计算结果如表1.2 表1.2 框架梁恒荷载作用下固端弯矩计算表 g 1g 2g M g 1g 2g M M m 6 3.40 15.5216.1748.52 2.709.958.92 4.65-2.641～5 17.5512.64 27.95 83.86 2.708.107.76 4.04 -2.29 AB 梁 l =6m a =0.325 BC 梁 l =2.5m a =0.5层次 框架结构利用弯矩二次分配法的计算过程和结果见图1.1。 1.3恒荷载作用下框架剪力计算 梁： （AB 梁）； 柱： 式中：V —计算截面剪力（kN ）； V 0—梁计算截面在简支条件下剪力（kN ）； M l 、M r —分别为AB 梁左右两端弯矩值（kN-m ）。 M t 、M b —分别为计算截面所在柱的上下两端弯矩值（kN-m ）。
教案 专业：道路桥梁工程技术 课程：工程力学 教师：刘进朝 学期：2010-2011-1 教案首页 授课日期： 2010年 9 月 22 日授课班级：10211-10216
教学内容： 课题1 静力学基本知识与结构计算简图一、静力学基本概念
1.力的概念 ※定义：力是物体间相互的机械作用，这种作用使物体的运动状态发生改变和变形状态发生改变。 ※力的三要素：大小，方向，作用点 集中力：例汽车通过轮胎作用在桥面上的力。 2.力系的概念 定义——指作用在物体上的一群力。 根据力系中各力作用线的分布情况可将力系分为平面力系和空间力系两大类。 若两个力系分别作用于同一物体上时，其效应完全相同，则称这两个力系为等效力系。 用一个简单的等效力系（或一个力）代替一个复杂力系的过程称为力系的简化。 力系的简化是工程静力学的基本问题之一。 3.刚体的概念：指在力的作用下，大小和形状都不变的物体。 4.平衡的概念 平衡——指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运动的状态。 二、静力学基本公理 公理1：二力平衡公理。 作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是：这两个力大小相等，方向相反，作用线共线，作用于同一个物体上（如图所示）。 （a）（b） 注意：①对刚体来说，上面的条件是充要的②对变形体来说，上面的条件只是必要条件 例如，如图所示之绳索 二力构件（二力杆）：在两个力的作用下保持平衡的构件。 例如，如图所示结构的直杆AB、曲杆AC就是二力杆。
（a）（b）（c） 公理2：加减平衡力系公理。 在作用于刚体的任意力系上，加上或减去任意平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。 加减平衡力系公理也只适用于刚体，而不能用于变形体。 推论1：力的可传性。 作用于刚体的力可沿其作用线移动而不致改变其对刚体的运动效应（既不改变移动效应，也不改变转动效应），如图所示。 因此，对刚体来说，力作用的三要素为：大小，方向，作用线 注意：（1）不能将力沿其作用线从作用刚体移到另一刚体。 （2）力的可传性原理只适用于刚体，不适用于变形体。 例如，如图（a）所示之直杆 （a）拉伸 （b）压缩 在考虑物体变形时，力失不得离开其作用点，是固定矢量。 公理3：力的平行四边形法则。 作用于物体上同一点的两个力可合成一个合力，此合力也作用于该点，合力的大小和方向由以原两力矢为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示，如图（a）所示。 F R=F1+F2 力的平行四边形法则可以简化为三角形法则，如图（b）所示，
某框架结构工程量计算表(doc 13页)
2）、评分标准 成绩评定：教师根据学生的考勤情况，课程设计完成情况及规范程度，按五级记分制评分。 平时考勤占30%；课程设计完成情况占70%。 说明： 1，工程量可以手工计算或软件计算后输入电脑，但不可以只有结果而没有计算过程。 2，如需要查找有关定额子目和清单项目，采用广联达造价软件（计价3.0）的学习版可以查到。 参考文献 1、《建设工程量清单计价规范》GB50500-2008，2008 2、广东省建筑工程综合定额2006 3、广东省建筑工程计价办法2006 4、武育秦主编．建筑工程造价．武汉：武汉理工大学出版社，2007.2
表1工程量计算书 序号编码项目名称工程量计算式 工程 量 1 101010 01001 平整场地 50.5* （15+0.35*2） =792.85 794. 097 2 101010 03001 挖土方 792.85*1.7=1 346.4 1006 .27 3 101030 01001 土(石)方回填（大厅 房心填3：7灰土） 41.3*0.85=35 .105 35.9 98 4 101030 01002 土(石)方回填（楼梯 间房心回填3：7灰 土） 5.9*3.1*2*0. 85=31.09 34.5 09 5 101030 01003 土(石)方回填（男 厕、女厕房心回填 3：7灰土） 5.9*5.8*2*0. 78=53.38 52.4 32 6 101030 01004 土(石)方回填（会 议、办公、经理室房 心回填3：7灰土） （49.8*5.76+ 30.96*5.76） *0.8=372.14 367. 315
第二章 1．柱下独立基础如题37图所示。基础顶面作用的轴向压力Nk=700kN，弯矩Mk=200kN·m，剪力Vk=25kN，修正后的地基承载力特征值a=200kN／m2，已知基础底面尺寸b=3m，=2m，基础埋置深度d=1.5m，基础高度h=1.0m，基础及以上土的重力密度平均值m=20kN／m3。试验算地基承载力是否满足要求。（2008.10） 2．某轴心受压柱，采用柱下独立基础，剖面如题37图所示。基础顶面轴向压力标准值N k=720kN，修正后的地基承载力特征值f a=200kN/m2，基础埋置深度d=1.5m，设基础及其以上土的重力密度平均值。试推导基础底面面积A的计算公式并确定基础底面尺寸（提示：设底面为正方形）。 3．某单层厂房柱下独立基础如图示，作用在基础顶面的轴向压力标准值N k=870kN，弯矩标准值M k=310kN·m，剪力标准值V k=21kN；地基承载力特征值(已修正)f a=200kN／m2； 基础埋置深度d=1.5m；设基础及其上土的重力密度的平均值为γm=20kN／m3；基础底面尺寸为b×l=3.0×2.0m。试校核地基承载力是否足够? (2006.10)
4.某单层厂房现浇柱下独立锥形扩展基础，已知由柱传来基础顶面的轴向压力设计值N=390 0kN，弯矩设计值M=1700kNm，剪力设计值V=60kN。基础的高度 h=1500mm，基础埋深2.0m，地基土承载力设计值f=420kN/m2，基础及其上回填土的平均容重γm=20kN/m3。试求基础底面积。(2005.1) 5.如图1所示的某一单跨等高排架，左柱A与右柱B是相同的，柱子总高度为H2=13.2m,上柱高度H1=4m。左柱A和右柱B在牛腿面上分别作用有M1=103kNm,M2=60kNm的力矩。已知当柱子下端是固定端，上端是水平不动铰支座，在牛腿面上作用有M时，水平不动铰 支座的水平反力R=C3·，C3=1.26。请画出柱子A和柱子B的弯矩图，并标明柱底截面的弯矩值。(2005.1) 6．两跨等高排架结构的计算简图如题39图所示。已知排架柱总高度为11m，上柱高为 3.3m；W=2.5kN，ql=2kN／m，q2=1.2kN／m，A、B、C柱抗侧刚度之比为1∶1.2∶ 1。试用剪力分配法求B柱在图示荷载作用下的柱底弯矩。(提示：柱顶不动铰支座反力R=C11qH，C11=0.35)
结构布置及计算简图毕业设计 第一章建筑设计 (4) 1.1 初步设计资料 (4) 1.2 工程做法 (5) 1.2.1房间使用面积确定 (5) 1.2.2交通联系部分的平面设计 (5) 1.2.3建筑立面剖面设计 (5) 1.2.4抗震设计 (6) 1.3 细部构造总说明 (6) 1.3.1勒脚 (6) 1.3.2散水 (7) 1.3.3门窗工程 (7) 1.3.4油漆构件防腐、防锈工程 (7) 1.3.5基础工程 (7) 1.4 建筑细部具体构造做法 (8) 1.4.1屋面做法 (8) 1.4.2楼面做法 (8) 1.4.3内墙做法 (8) 1.4.4外墙做法 (8) 1.5 结构选型 (9) 第2章结构布置及计算简图 (9) 2.1结构布置 (9) 2.2梁柱尺寸估算及选取 (10) 2.2.2柱截面尺寸的估算 (10) 第三章重力荷载计算 (13) 3.1不变荷载（恒载）标准值 (13) 3.1.1荷载标准值 (13) 3.1.2梁，柱，墙重力荷载计算 (13) 3.2可变荷载（活载）标准值 (15) 3.3重力标准值计算 (15) 3.3.1梁、柱、板自重标准值 (15) 3.3.2各层墙（外墙）自重标准值 (17) 3.3.3各层（质点）自重标准值计算 (17) 3.3.4重力荷载代表值 (18)
3.3.5等效重力重力荷载代表值计算 (19) 第四章横向框架侧移刚度的计算 (19) 4.1梁柱侧移刚度 (19) 4.1.1梁线刚度ib的计算 (19) 4.1.2柱线刚度ic的计算 (20) 4.1.3相对线刚度i’的计算 (20) 4.2 D值计算 (22) 4.2.1中框架柱侧移刚度计算 (22) 4.2.2.边框架柱侧移刚度计算 (23) 第五章横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算.. 24 5.1横向自振周期计算 (24) 5.1.1结构顶点的假想侧移计算 (24) 5.2横向水平地震作用下框架结构内力和侧移计算 (25) 5.2.1水平地震作用及楼层地震剪力的计算 (25) 5.2.2各楼层水平地震作用标准值 (26) 5.2.3多遇地震作用下的弹性位移验算 (27) 5.2.4水平地震作用下框架内力计算 (28) 5.3横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算 (32) 5.3.1风荷载作用下框架结构内力 (32) 5.3.2风荷载作用下的水平位移验算 (33) 5.3.3风荷载作用下框架结构内力计算 (34) 第六章竖向荷载作用下框架结构的内力计算 (38) 6.1计算单元 (38) 6.2 荷载计算 (38) 6.3 内力计算 (40) 6.3.1弯矩分配系数 (41) 6.3.2 恒载作用下的内力分析 (41) 6.3.3 活载作用下的内力分析 (46) 第七章框架结构的内力组合 (51) 7.1结构抗震等级 (51) 7.2框架梁内力组合 (51) 7.3框架柱内力组合 (53) 第八章框架梁和柱设计 (59) 8.1框架梁截面设计 (59)
多层框架设计实例 某四层框架结构，建筑平面图、剖面图如图1所示，试采用钢筋混凝土全现浇框架结构设计。 1．设计资料 （1）设计标高：室内设计标高±0.000相当于绝对标高4.400m，室内外高差600mm。 （2）墙身做法：墙身为普通机制砖填充墙，M5水泥砂浆砌筑。内粉刷为混合砂浆底，纸筋灰面，厚20mm，“803”内墙涂料两度。外粉刷为1：3水泥砂浆底，厚20mm，马赛克贴面。 （3）楼面做法：顶层为20mm厚水泥砂浆找平，5mm厚1：2水泥砂浆加“107”胶水着色粉面层；底层为15mm厚纸筋面石灰抹底，涂料两度。 （4）屋面做法：现浇楼板上铺膨胀珍珠岩保温层（檐口处厚100mm，2%自两侧檐口向中间找坡），1：2水泥砂浆找平层厚20mm，二毡三油防水层。 （5）门窗做法：门厅处为铝合金门窗，其它均为木门，钢窗。 （6）地质资料：属Ⅲ类建筑场地，余略。 （7）基本风压：（地面粗糙度属B类）。
（8）活荷载：屋面活荷载，办公楼楼面活荷载，走廊 楼面活荷载。 图1 某多层框架平面图、剖面图 2．钢筋混凝土框架设计 （1）结构平面布置如图2所示，各梁柱截面尺寸确定如下。 图2 结构平面布置图 边跨（AB、CD）梁：取 中跨（BC）梁：取 边柱（A轴、D轴）连系梁：取 中柱（B轴、C轴）连系梁：取 柱截面均为
现浇楼板厚100mm。 结构计算简图如图3所示。根据地质资料，确定基础顶面离室外地面为500mm，由此求得底层层高为4.3m。各梁柱构件的线刚度经计算后列于图3。其中在求梁截 面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，取（为不考虑楼板翼缘作用的梁截 面惯性矩）。 边跨（AB、CD）梁： （其他梁、柱的线刚度计算同上，略） 图 3 结构计算简图 （图中数字为线刚度） （2）荷载计算 1）恒载计算 ①屋面框架梁线荷载标准值： 20mm厚水泥砂浆找平 100厚～140厚（2%找坡）膨胀珍珠岩
第三章框架结构设计集荷载计算
3 框架结构设计与荷载计算 3.1 结构布置 3.1.1 柱网与层高 民用建筑的柱网和层高根据建筑的使用功能确定。 柱网布置应该规整，由内廊式和跨度组合式，这里采用跨度组合式（如图）。 层高宜取同一个尺寸，这里采用层高3.6m，对于底层由于市内外地面高差加急出埋深影响为4.7m。框架结构总高度在8度抗震设防时，高度不应大于45m，而此建筑总高度也才22.7m。 图3.1 柱网布置图 3.1.2 框架的承重方案
根据楼盖的平面布置和竖向荷载的传递途径，框架的承重方案可以分为向承重方案。横向，纵向及纵横向承重三种方案。此工程采用纵横向承重方案，现浇楼面为双向板（纵向承重时因横向刚度较小一般很少采用）。 3.1.3 变形缝设置的考虑 变形缝有温度伸缩缝，沉降缝，和防震缝三种。 伸缩缝是为了避免温度变化和混凝土的收缩产生的盈利是结构产生裂缝，在结构一定长度范围内设置伸缩缝。在伸缩缝处，基础顶面以上的结构及建筑构造完全断开，伸缩缝最大间距见下表3.1。 表3.1 伸缩缝的最大间距(m) 伸缩缝方案，而是采用构造和施工措施，如在顶层，底层和山墙等温度变化大的部位提高配筋率。 沉降缝是为了避免地基不均匀沉降使结构产生裂缝，在结构易产生不均匀沉降的部位设缝，将结构完全分开。此建筑中间部分是6层，两边为4层，房屋高度有一定变化，但考虑到变化不大，可以不设沉降缝。 防震缝，是为了防止在地震作用下，特别不规则结构的薄弱部位容易造成震害而可用防震缝将结构分为若干独立抗震单元，使各结构规则，但目前设计更倾向于不设，而采取加强结构整体性的措施。
斜屋面结构的计算实例 4层，第二层的两端和第四层的中间部分布置了较多的斜屋面。该结构斜屋面组成比较复杂，板厚为180mm，地震设防烈度为8度，地震基本加速度为0.2g，周期折减系数0.7，考虑偶然偏心的影响，并用总刚模型计算。该结构的三维轴测图、首层平面图和第四层斜梁线框。 ⑵斜屋面结构的计算 为了能够有效地体现屋面斜板对结构设计的影响，现分别采用三种计算模型对结构进行计算，第一种模型为考虑斜屋面，按真实模型进行计算；第二种模型为忽略斜屋面，将斜屋面引起的荷载传递给斜梁，按简化模型1计算；第三种模型为将斜屋面用斜撑代替，斜屋面引起的荷载传递给斜梁，按简化模型2计算。这三种计算模型中结构周期和位移的计算如表1所示，某根构件的内力计算如表2、表3和表4所示。 表1三种计算模型中结构周期和位移的计算 周期／真实模型／简化模型1／简化模型2／ T1／0.997（Y）／1.119（Y）／1.027（Y）／ T2／0.964（X）／1.018（X）／0.981（X）／
T3／0.801（T）／0.891（T）／0.826（T）／ 最大层间位移角（X向）／1/363／1/338／1/354／ 最大层间位移角（Y向）／1/366／1/298／1/326／ －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 表2三种模型中梁1的弯矩计算 ①恒载下真实模型的弯矩标准值：110(左端)／-77.3(跨中)／86.2(右端) ②恒载下简化模型1的弯矩标准值：106.5(左端)／-77.8(跨中)／89.8(右端) ③恒载下简化模型2的弯矩标准值：107.1(左端)／-77.9(跨中)／89.2(右端) ④X向地震下真实模型的弯矩标准值：-204(左端)／-42.7(跨中)／199.5(右端) ⑤X向地震下简化模型1的弯矩标准值：-178.9(左端)／-36.6(跨中)／174.5(右端) ⑥X向地震下简化模型2的弯矩标准值：-202(左端)／-42.2(跨中)／
混凝土结构设计总说明 1.工程概况 1.1 本工程位于xx市xxxxx，总建筑面积约13万平方米，由多栋商铺组成; 2.设计依据 2.1 本工程主体结构设计使用年限为50年。 2.2 自然条件：基本风压：0.35kN/m 2(50年重现期);基本雪压:0.45kN/m 2；抗震设防参数：本工程最大地震影响系数αmax=0.04（第一设防水准）；场地特征周期Tg=0.35秒；场地为可进行建设的一般地段。本工程抗震基本烈度为6度，场地土类别为Ⅱ类。 2.3 xxx工程有限公司2014.10xxx一期-4号中心岩土工程详细勘察报告书工程编号：2014-K53 2.4 本工程施工图按初步设计审查批复文件和甲方的书面要求进行设计。 2.5 本工程设计采用的现行国家标准规范规程主要有：
2.6 桩基静载荷试验报告和地基载荷板试验报告(本工程需有前述报告后方可进行基础施工) 3.图纸说明 3.1 计量单位(除注明外）：长度：mm；角度：度；标高：m；强度：N/mm 2。 3.2 本工程±0.000相当于绝对标高41.700m。 3.3 本工程施工图与国标11G101-1《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》配套使用。 3.4 结构专业设计图应与其它专业设计图配合施工，并采用下列标准图: 国标11G101-1、11G101-2、11G101-3、11G329-1；中南标12ZG002、12ZG003、12ZG313 3.5 管桩专项说明另详。 3.6 本工程在设计使用年限内未经技术鉴定或设计许可，不得改变结构的用途和使用环境。 4.建筑分类等级 4.1 根据国家规范、规程及本工程的相关批文，建筑分类等级详下表： 4.2 根据《建筑抗震设计规范》本工程钢筋混凝土结构抗震等级详下表： 4.3 本工程建筑物耐火等级为一级，结构构件的耐火极限要求如下: 一级:板:1.5h 梁:2.0h 墙.柱:3.0h 楼梯:1.5h
多层住宅框架结构设计实例与分析摘要：本文基于现行规范，结合近年来参与的油田住宅项目工程实例，利用概念设计，对多层住宅框架结构的梁、柱等重要结构构件设计以及电算过程中需注意的问题进行了总结探讨，为以后类似的工程设计积累经验。 关键字：现浇板共同作用梁铰接轴压比剪跨比 abstract：based on the present regulation, in this paper, according to the oil field house project construction sample, through the concept design, it is necessary to conclude and discuss in the multi-layer house frame construction beam, column design and zooming process for references. key words: cast plate combined action; beam pin joint; axel pressure ratio; snip span ratio 中图分类号：f287.8文献标识码：a 文章编号： 一、概述 胜南社区南苑新区二期住宅，以90型2单元为例，七层框架结构，建筑物总高度为19.8m，总建筑面积为2668m2。抗震设防烈度为七度、设计地震分组为第二组，设计基本地震加速度值为0.10g。场地土类型为软弱场地土，场地类别为 iii类。钢筋混凝土结构抗震等级：三级；地基基础设计等级:丙级；结构的设计使用年限:50年。二、梁设计 在框架梁的弹性受力分析和承载力计算时，是否考虑现浇板的
结构布置与计算简图 2.1设计资料 2.1.1设计标高：室内标高±0.000，室内外高差450mm 。 2.1.2墙身做法：墙身为混凝土空心砌块填充墙，外墙300mm ，内墙200mm ，用M5混合砂浆砌筑。 2.2梁柱截面尺寸的确定 2.2.1梁截面尺寸的确定：梁的截面尺寸，应符合下列要求： 1截面高度小于或等于800mm 时，为50mm 的倍数；截面高度大于800mm 时，为100mm 的倍数。 2现浇结构中主梁与次梁高度应相差50mm 。 3框架梁截面高度根据跨度、约束条件和荷载大小进行选择，一般取梁高11( ~)12 8h l = 4为了防止梁发生剪切破坏，梁高h ≤1/4净跨。 5框架梁截面宽度可取11( ~)32b h =，梁宽b 不宜小于柱宽的12 ， 且不小于250mm 。 6次梁高度宽度11( ~)32b h =，且不小于梁高的1/4。 7现浇结构中，主梁截面的宽度不应小于250mm ，次梁截面的宽度不应小于200mm 。 根据以上规定，初步拟订梁截面尺寸： 框架梁：
7500mm 跨: 1111( ~ )( ~ )7500=(625~938) 128128h l ==? 7200mm 跨: 1111(~)(~)7200=(600~900) 128128h l ==? 6000mm 跨: 1111(~)(~)6000=(550~750) 128128h l ==? 4200mm 跨: 1111(~)(~ )4200=(350~525)128 128h l ==? 3300mm 跨：1111(~ )(~)3300=(275~413) 12 8 12 8 h l ==? 次梁： 7200mm 跨：1111( ~ )( ~ )7200=(480~600)15121512h l ==? 5300mm 跨：1111(~)(~ )5300=(441~663)15121512h l ==? 6000 mm 跨： 1111(~)(~)6000=(500~750) 15 12 15 12 h l ==? 取次梁高550h m m = 1111( ~)( ~)550(184~275) 3232 b h ==?= 取次梁宽 250b m m =,次梁截面250550b h m m ?=? 综上可知：
PMCAD模块的使用 一、框架结构设计例题 本建筑为5层框架结构，抗震设防烈度为7度，二类场地，框架抗震等级为3级，周期折减系数取0.7，按一组计算。基本风压0.4kN/m2，地面粗糙度类别为C类，梁、板、柱的混凝土等级均为C30，梁、柱主筋选HRB400，箍筋选HPB235，板筋选HPB235。框架梁端弯矩调幅系数为0.85，结构重要性系数为1。1～五层的结构层高分别为5.5m（从基础顶面算起）、3.0m、3.0m、3.0m、3.0m。各层采用现浇混凝土板，板厚取100mm。 对于框架结构，非受力墙起分割空间作用，在PMCAD建模时不要布置非受力墙，而应将墙重转化为梁间荷载在荷载输入中布置。大厅、电梯间处的次梁和交叉梁的某些次梁应作主梁输入，卫生间有门洞的墙下不布置二级次梁，做现浇带处理。 具体楼面恒载、活载，梁间恒载按《建筑荷载规范》中的规定取值，或经过计算得出的结果。 结构标准层：结构标准层1、结构标准层2、结构标准层3、结构标准层4。 荷载标准层：荷载标准层1、荷载标准层2、荷载标准层3、荷载标准层4。 楼层组合：1个标准层1+荷载标准层1（层高5.5m）； 2个标准层2+荷载标准层2（层高3.0m）； 1个标准层3+荷载标准层3（层高3.0m）； 1个标准层4+荷载标准层4（层高3.0m）。 主菜单1—建筑模型与荷载输入 *定义第1结构标准层* *建立网格* 轴线输入，正交轴网，轴网输入 开间：6000，跨度：10，添加 进深：5400，跨度1，添加 进深：2100，跨度1，添加 进深：5400，跨度1，添加 基点：左下，转角：0，确定 用光标在屏幕选择一点
§1-2结构的计算简图与分类 一、结构计算简图 实际结构总是很复杂的，若完全按照结构的实际情况进行力学分析，一是非常困难(有时是不可能的)，二是也无必要。所以，进行力学计算之前，总要对结构进行简化，用一个简化的图形来代替原来的实际结构，称为结构计算简图。它实际上是结构的一个近似的、简化的力学分析模型。 简化原则 （1）要求能反映结构的主要几何特征与力学特征 （2）在满足精度要求的前提下，尽可能地简化。 简化方法 （1）杆件的简化，l>>h,b，三维的杆件用其杆轴线来代替 （2）荷载的简化，有集中力，集中力偶，分布力等 （3）支座与结点的简化，下一节中详细介绍。 对结构进行合理简化，得出其计算简图，是一项很复杂的工作，是工程师的基本素质之一，要靠长期的工作经验的积累。 例1：简支梁结构，如图1.1所示 图1.1简支梁 例2：三角形屋架，主要内力为轴力，弯矩与剪力为次要内力，可简化成桁架结构，如图1.2所示。 图1.2三角桁架 二、支座与结点的类型 1.支座类型 支座：结构与基础之间的联结装置，称为支座。(有时不一定有一个具体的装置，如简支)支座在具体构造上有多种形式，根据支座对结构的约束情况，及所提供的反力的个数，常常将支
座简化成下面4种理想的形式。 （1）可动铰支座，如P3图1-3所示。 图1.3可动铰支座 相当于一根链杆约束，水平方向无反力，无反力偶，竖起方向有反力F A，?Ax≠0，θA≠0，?Ay=0，M A=0。（2）固定铰支座，如P4图1-4所示。 图1.4固定铰支座 相当于2根链杆约束，有水平反力F Ax，竖向反力F Ay，无反力偶，?Ax=0，?Ay=0，θA≠0，M A=0。（3）固定支座(固定端)，如P4图1-5所示。 图1.5固定端 相当于3根链杆约束，有水平反力F Ax，竖向反力F Ay，反力偶M A，?Ax=0，?Ay=0，θA=0，M A≠0。（4）定向滑动支座，如P4图1-6与1-7所示。 图1.6滑动支座 相当于2根平行链杆约束，有水平反力F Ax，反力偶M A，无竖向反力，?Ax=0，?Ay≠0，θA=0，M A≠0， F SA=0。 2.结点类型 （）铰结点，如P5图1-8，图1-9. 图1.7铰结点 铰结点处转动方向无约束，可自由转动，夹角θ可变。M A=0，M B=0。线位移连续，角位移不连续，即
目录 第一章结构选型与布置 1.1结构选型 1.2结构布置 1.3基本条件 第二章确定计算简图 2.1确定计算简图 2.2梁、柱截面尺寸 2.3材料强度等级 2.4荷载计算 第三章框架力计算 3.1恒载作用下的框架力 3.2活载作用下的框架力 3.3地震作用下横向框架的力计算 第四章框架力组合 第五章框架梁柱截面设计 第六章楼梯结构计算设计 6.1梯段板计算 6.2休息平台板计算 6.3梯段梁TL1计算 第七章现浇楼面板设计 7.1跨中最大弯矩 7.2求支座中点最大弯矩 7.3 A区格 7.4 D区格 第八章基础设计 8.1荷载计算 8.2确定基础底面积 8.2.1边柱 8.2.2中柱
第一章结构选型与布置 结构设计的主要容包括：结构选型、结构布置、确定计算简图、选择合理简单的计算方法进行各种荷载作用下的力计算、荷载效应组合、截面配筋设计（计算、构造）、绘施工图。 1.1结构选型 结构选型：框架结构 1.2结构布置 图 1-1 廊式多层框架柱网布置 1.3基本条件 题目：省市某中学试验楼 根据建筑方案图，本工程结构为四层钢筋混凝土框架，建筑面积约2800m2，建筑一层平面图、南立面图、东立面图及剖面图分别见图1-4、1-5、1-6、1-7，结构标准层平面及剖面简图如图1-8、1-9所示，其它条件如下： 1.气象资料 （1）基本风压值：W0 = 0.40 kN/m2 （2）基本雪压值：S0 = 0.35 kN/m2 2.水文地质资料 场地条件： 拟建场地地表平整，土层分布见图1-10。 建筑所在场地土类别为II类，地貌形态单一，地势平坦，地下水位在天然地面以下5.5米左右，地下水水质对混凝土无侵蚀性。经勘察，场地土层分布可划分为：（1）杂填土：厚度约为0.6米，地基承载力标准值f ak=60KPa，E s=1.8MPa；