一框架結(jié)構(gòu)設(shè)計任務(wù)書本工程為成都萬達購物廣場----成仁店，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。梁板柱均為現(xiàn)澆，建筑面積約為5750m2,寬27米，長為45米，建筑方案確定。建筑分類為乙類公共類建筑，二類場地，抗震等級三級。圖1-1計算平面簡圖大大大大大大大大大大1)氣象條件：基本風壓3155KN/m22)抗震設(shè)防：設(shè)防烈度7度3)屋面做法：20厚水泥砂漿面層40厚擠塑聚苯板保溫層15厚高分子防水卷材20厚1:3水泥砂漿找平1:6水泥焦渣1%找坡層，最薄處30厚120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板粉底4)樓面做法：8~13厚鋪地磚面層100厚鋼筋砼樓板2.1梁柱截面的確定通過查閱規(guī)范，知抗震等級為3級，允許軸壓比為[μ]=0.85由經(jīng)驗知n=12~14kn/m2取n=13kn/m2擬定柱的混凝土等級為C30,f=14.3N/mm2柱子尺寸擬定700mm×縱梁=L/12=9000/15=600mm現(xiàn)澆板厚取h=120mm2.2結(jié)構(gòu)計算簡圖結(jié)構(gòu)計算簡圖如下：圖2-1結(jié)構(gòu)計算簡圖圖2-2平面計算簡圖3.1恒載標準值計算1)①屋面板恒荷載標準值20厚1:3水泥砂漿面層0.02×20=0.4KN/M240厚擠塑苯板保溫層0.04×0.5=0.02KN/M220厚1:3水泥砂漿找平0.02×20=0.4KN/M21:6水泥渣1%找坡層最薄處30厚(0.03+0.045)/2×14=0.525KN/M2合計18KN/M③屋頂框架梁所受恒荷載標準值次梁傳給框架梁恒荷載④屋頂框架梁重量2)①樓面板恒載標準值8~13厚鋪地磚面層20厚1:2水泥砂漿結(jié)合層120厚鋼筋砼樓板石膏板吊頂樓面板傳遞給邊柱的集中荷載：中柱的集中荷載：②2~5層縱向次梁恒載標準值計算簡圖見圖3樓面單向板傳給縱向次梁恒荷載次梁自重③2~5層框架梁所受恒荷載標準值次梁傳遞給框架梁恒荷載③2~5層框架梁恒載標準值框架梁自重0.4×(0.8-0.12)×25=6.8KN/M3)四層建在所取一榀框架梁上的填充墻恒荷載標準值墻自重0.2×(3.3-0.8)×10.3≈5.2KN/M粉刷(3.3-0.8)×0.02×17×2=1.7KN/M合計取(因為有構(gòu)造柱取大點)7.2KN/M合計合計5)外墻自重標準值5層外墻作用在邊柱的集中荷載合計4層玻璃幕墻作用在邊柱的集中荷載2~3層外墻作用在邊柱的集中荷載合計1)①屋面板活荷載標準值(不上人):0.5KN/M2②頂層次梁受板傳遞的活荷載標準值(計算簡圖見圖2)③框架梁受次梁傳遞的活荷載標準值2)①5層樓面板活荷載標準值：5KN/M2②5層次梁受板傳遞的活荷載標準值(計算簡圖見圖3)③框架梁受次梁傳遞的活荷載標準值④5層面板傳遞給邊柱的集中荷載：知識就是力量3)①4層樓面板活荷載標準值：2.5KN/M2②4層次梁受板傳遞的活荷載標準值(計算簡圖見圖3)4)①2~3層樓面板活荷載標準值：3.5KN/M2②2~3層次梁受板傳遞的活荷載標準值(計算簡圖見圖3)③框架梁受次梁傳遞的活荷載標準值四內(nèi)力計算4.1恒荷載作用下的內(nèi)力計算剛度計算邊=1.5Io知識就是力量知識就是力量42004200420033003300卷品品品品器器器品品品由于分布荷載在梁匯總產(chǎn)生的內(nèi)力遠小于集中荷載，所以將梁的分布荷載近似等效為作用在次梁處的集中荷載，以便于計算。回因為框架對稱，且恒荷載為正對稱荷載，所以取半榀框架進行計算。由結(jié)構(gòu)力學梁端彎矩公式得到：4層結(jié)點彎矩：采用二次彎矩分配法(見下圖)圖4-4恒載彎矩分配圖在豎向荷載作用下，梁端截面有較大的負彎矩，設(shè)計時應(yīng)進行彎矩調(diào)幅，降低負彎矩，以減少配筋面積。對于現(xiàn)澆框架，支座彎矩調(diào)幅系數(shù)為0.85(在內(nèi)力組合的表中進行梁端調(diào)幅計算)圖4-5恒載作用下的框架彎矩圖(等效為集中荷載時)表4-1恒載作用下內(nèi)力樓層V.???V.??頂層005-180.6-180.6-180.60000-180.6-180.6-180.6-9.18-9.1800-180.6-180.6-180.600樓層?頂層-221.19-178.155-180.6-189.78-180.6-180.6圖4-6恒載作用下的框架梁的剪力圖317.13317.13317.1386486柱軸力包括柱傳下軸力和柱自重，恒載作用下的柱軸力見下圖。6圖4-7恒載作用下柱的軸力圖活荷載按滿跨布置，不考慮活荷載的最不利布置。此時，求得的跨中彎矩比最不利荷載位置法的計算結(jié)果偏小，故對梁跨中彎矩乘以1.2的增大系數(shù)。梁端彎矩應(yīng)進行彎矩調(diào)幅，乘以調(diào)幅系數(shù)0.85.在內(nèi)力組合的表中進行跨中彎矩增大和梁端調(diào)幅計算。方法同恒載作用下的內(nèi)力計算，計算過程見下圖。④③圖4-8活荷載作用下的計算簡圖①知識就是力量嫌0.353|0.2060.1610.345-135-189-189圖4-9活荷載作用下的框架彎矩分配圖圖4-10活荷載作用下的框架彎矩圖表4-2活載作用下的內(nèi)力樓層V.???頂層-13.5-13.5-13.5005-135-135-135-7.3-7.3004-67.5-67.5-67.5-2.3-2.3003-94.5-94.5-94.5-5.19-5.19002-94.5-94.5-94.5-5.19-5.1900樓層頂層-13.5-14.11-142.3-135-127.74-69.8-67.5-65.23-94.52-94.5-88.71圖4-11活載載作用下的框架梁的剪力圖3365圖4-12活荷載作用下柱的軸力圖4.3地震荷載作用下框架的內(nèi)力計算由設(shè)計需求，抗震設(shè)防烈度為7度，房屋高度為19.2m<30m,可知該框架的抗3、重力荷載代表值(取第④軸線的KJL計算各層重力荷載代表值)頂層重力荷載代表值G6=(63+32.4)×2+(126.23+32.4)×2+162×6+7.26×27=15KN第5層重力荷載代表值G5G5恒+0.5活=[(56.7+32.4+72.32)×2+(113.4+32.4)×2+150×6+6.8×27+0.5×(67.5×2+135×2+135×6)=2479KN第4層重力荷載代表值G4G4恒+0.5活=[(56.7+32.4+26.15)×2+(113.4+32.4)×2+150×6+6.8×第3層重力荷載代表值G3G3恒+0.5活=[(56.7+32.4+92.79)×2+(113.4+32.4)×2+150×6+6.8×27+55.86×4]+0.5×(47.25×2+94.5×2+94.5×6)KN第2層重力荷載代表值G2G2恒+0.5活=2387.67KN4、結(jié)構(gòu)自震周期T?可按下表計算計算水平地震作用標準值表二、水平地震作用產(chǎn)生的框架內(nèi)力表4-3水平地震作用產(chǎn)生的框架內(nèi)力位置頂層第5層第4層第3層第2層層數(shù)Z柱號反彎點高度y543212、水平地震作用下的框架內(nèi)力圖求出各柱剪力V:和該柱反彎點高度y:后，則該柱下端彎矩為M=V:yi,上端彎矩為右地震作用下的框架內(nèi)力與左地震作用下的反號。圖4-13水平地震(左震)作用下的框架內(nèi)力圖圖4-14左震作用下的柱剪力圖與軸力圖(單位：KN)桿件截面位置內(nèi)力種類①恒荷載②活荷載③重力荷載④左震⑤右震組合項組合值組合項組合值合合組合值A(chǔ)M-30.-260.-64.19③+1.3-396.①+0.7②V11-13.883跨中M349B左M-25.88①+0.7②2①+0.7②V-12.4-13.88-311.B右M-22.-358.③+1.3-504.①+0.7②V2-14.95跨中M2C左M-22.-358.③+1.3-504.①+0.7②V-194-13.5-201.-14.9-285.桿件截面位置內(nèi)力種類①恒荷載②活荷載③重力荷載④左震⑤右震組合項組合值項組合值項組合值A(chǔ)M-192-415.5-146.③+1.3-688.3①+0.7②V78-34.036跨中M5B左M-455.-114.3③+1.3-695.③+1.3V-186-142-257.-34.03-391.B右M-425.8-155.③+1.3-712.①+0.7②V6-40.61跨中M6C左M-425.-155.8③+1.3-712.①+0.7②V-180-135-248.1-40.6-376.表5-3KJ4的框架梁(4層)內(nèi)力組合表桿件截面位置內(nèi)力種類①恒荷載②活荷載③重力荷載④左震⑤右震組合項組合值合合組項組合值組合項組合值A(chǔ)M-107-366.14-257.③+1.3-774.③+1.3V3-53.026跨中M1B左M-124-455.-148.7③+1.3-739.③+1.3V-69.8-258.-53.02-379.B右M-112-426.-201.2③+1.3-773.③+1.3V5-52.68跨中M24C左M-112-426.-201.2③+1.3-773.③+1.3V-67.5-246.-52.6-364.桿件截面位置內(nèi)力種類①恒荷載②活荷載③重力荷載④左震⑤右震組合項組合值合合組項組合值組合項組合值A(chǔ)M-138-334.-362.6③+1.3-873.③+1.3V18-84.699跨中MB左M-175-423.-285.4③+1.3-879.③+1.3V-189-99.-239.-84.69-397.B右M-164-397.-387.5③+1.3-980.③+1.3V65-101.12跨中M85C左M-164-397.-387.5③+1.3-980.③+1.3V-180-94.5-227.-101.1-405.表5-5KJ4的框架梁(2層)內(nèi)力組合表桿件截面位置內(nèi)力種類①恒荷載②活荷載③重力荷載④左震⑤右震組合項組合值組合項組合值組合項組合值A(chǔ)M-131571V1跨中M②B左M-175575V-191-1002M-164569V6跨中M②5C左M-164569V-180553表5-65層柱內(nèi)力組合表柱內(nèi)力③重力④左震⑤右震組合項組合值組合項組合值組合項組合值組合項組合值A(chǔ)柱上M1.35×①④⑤N剪力V下M②②④NB柱上M④④N剪力V下M④N表5-74層柱內(nèi)力組合表柱內(nèi)力③重力④左震⑤右震組合項組合值組合項組合值組合項組合值組合項組合值A(chǔ)柱上M1.35×①④⑤N剪力V下M②1.35×①④N8柱上M②④④N剪力V-127下M②④N表5-83層柱內(nèi)力組合表柱內(nèi)力③重力組合項組合值組合項組合值組合項組合值組合項組合值A(chǔ)柱上M1.35×①+1.3×④⑤N剪力V下M1.35×①+1.3×④NB柱上M②+1.3×④④N剪力V下M②④N表5-92層柱內(nèi)力組合表柱內(nèi)力③重力④左震⑤右震組合項組合值組合項組合值組合項組合值組合項組合值A(chǔ)柱上M1.35×①④⑤N剪力V下M1.35×①④NB柱上M②④④N剪力V下M②④N表5-101層柱內(nèi)力組合表柱內(nèi)力③重力④左震⑤右震組合項組合值組合項組合值組合項組合值組合項組合值A(chǔ)柱上M1.35×①④⑤N剪力V下M1.35×①-105④NB柱上M②④④N剪力V下M②④N六框架設(shè)計6.1框架梁截面設(shè)計：1)正截面承載力計算(由于組合后3層中跨梁彎矩最大，故取3層中跨梁驗算)梁混凝土為C30左支驗算(由于是對稱的，右支驗算同左支)采用單層鋼筋，初步as取35mm翼緣計算寬度取值be按翼緣高度h:考慮：不受此項限制取最小值作be:,即be:=3000mm受壓區(qū)高度取520鋼筋單層布置實際滿足最小配筋率②斜截面承載力驗算(左支)縱筋排2層取保護層厚度25mm有效直徑25mm滿足③截面驗算裂縫寬度Ate=0.5bh+(br-b)=0.5×400×800+(3000-400)12mm裂縫寬度驗算不滿足重新驗算①正截面承載力計算(跨中)已知采用單層鋼筋，配5中25as=37.5mm翼緣計算寬度取值be按翼緣高度h考慮：不受此項限制承載力滿足要求。滿足最小配筋率。②截面驗算裂縫寬度Ate=0.5bh+(br-b)=0.5×400×800+(3000-400)12mmho=800-37.5=762.5mm裂縫寬度驗算裂縫滿足③擾度驗算由裂縫驗算知Pte=0.005<0.01取0.01先計算抗彎剛度擾度驗算<Vim=lo/250=9000/250=36mm撓度滿足要求由于2,3,4,5層彎矩大小差距不是很大，且考慮到方便施工，故將框架梁統(tǒng)一做成800mm×400mm,左支，右支在上方配10中25跨中縱向受拉鋼筋為5中25在梁下方通長布分2層布置每層各5根，圖6-12~5層梁左支配筋圖頂層梁配筋計算方法同3層梁計算，最后算得頂層配筋跨中縱向受拉鋼筋為4中20,在梁下方通長布置。左支，右支在上方配5+25,長度為lo(凈跨)/3=2766mm箍筋全梁配φ8@1506.2框架柱設(shè)計①柱正截面承載能力計算(柱頂截面，底截面)A軸柱子驗算：由于A軸的柱是邊柱，所以按偏心受壓計算。取5層柱子驗算。V=-236.65kNM=429.95ANmN=389.73kNV=-235.89kNN=448.56kNN=448.56kN圖6-3A第5層柱計算簡圖初始偏心距偏心距增大系數(shù)因為lo/h=4.7<15取52=1.0e=nei+h/2-as=1.008×1323.3+700/mm2.下截面Mmax情況下驗算配筋計算屬于大偏心受壓因為lo/h=4.7<15取52=1.0屬于大偏心受壓e=nei+h/2-as=1.01×1127.2+700mm4.下截面Nmax情況下驗算因為lo/h=4.7<15取ξ2=1.0通過比較A軸第5層柱子按下柱Mmax情況對稱配筋。選用6蟲22,實際A:=A:=2280.6mm2柱A層次12345截面尺寸組合上截面下截面上截面下截面上截面下截面上截面下截面上截面下截面149266666611111111111111111111η偏心判斷大大大大大大大大大大實配單側(cè)知識就是力量柱A層次12345截面尺寸組合上截面下截面上截面下截面上截面下截面上截面下截面上截面下截面78889666666ξ11111111111111111111η偏心判斷大大大大大大大大大大實配單側(cè)知識就是力量柱層次12345截面尺寸組合上截面下截面上截面下截面上截面下截面上截面下截面上截面下截面3723666666511111111111111111111偏心判斷小小大大大大大大大大實配單側(cè)B軸柱子按Nmax計算：實際配筋5中20,As=1571mm2。①框架柱斜截面計算0.25βcfbho=0.25×1.0×14.3×700×6KNKN表6-4A軸柱子斜截面承載力驗算柱A層次12345截面尺寸組合上截面下截面上截面下截面上截面下截面上截面下截面上截面下截面492λ333333是否需要計算配箍否否否否否否否否否否計算箍筋構(gòu)造配箍構(gòu)造配箍構(gòu)造配箍構(gòu)造配箍構(gòu)造配箍構(gòu)造配箍構(gòu)造配箍構(gòu)造配箍構(gòu)造配箍構(gòu)造配箍柱B層次12345截面尺寸組合上截面下截面上截面下截面上截面下截面上截面下截面上截面下截面65123入333333是否需要計算配箍否否否否否否否否否否計算箍筋構(gòu)造配箍構(gòu)造配箍構(gòu)造配箍構(gòu)造配箍構(gòu)造配箍構(gòu)造配箍構(gòu)造配箍構(gòu)造配箍構(gòu)造配箍構(gòu)造配箍柱子保護層取30mm,A柱配筋：由規(guī)范規(guī)定，當混凝土偏心受壓構(gòu)件的截面高度h≥600mm時，在柱的側(cè)面上應(yīng)設(shè)置直徑為10~16mm,間距不大于300mm的縱向構(gòu)造筋。這里按構(gòu)造配筋。圖6-4A軸5層柱截面配筋圖圖6-5A軸1~4層柱截面配筋圖2B柱配筋：按最不利情況配筋，即偏心情況下配筋，由規(guī)范規(guī)定，當混凝土偏心受壓構(gòu)件的截面高度h≥600mm時，在柱的側(cè)面上應(yīng)設(shè)置直徑為10~16mm,間距不大于300mm的縱向構(gòu)造筋。這里考慮便于施工，將B軸1~5層柱子的單圖6-6B軸2~5層柱截面配筋圖圖6-7B軸1層柱截面配筋圖作用在柱底的荷載效應(yīng)基本組合設(shè)計值：M=108.9KN·M(1.2組合)N=3122.88KN(1.35組合)V=77.81KN(1.2組合)(1)求地基承載力特征值fa初選埋深1.5m經(jīng)反復試算基礎(chǔ)寬度3mfa=fak+nbγ(b-3)+ndYm((2)初步選擇基底尺寸計算基礎(chǔ)和回填土重Gk時的基礎(chǔ)埋深d=0.5×(1.5+1.65)=1.58m由于偏心不大，基礎(chǔ)底面積按20%增大，即初步選擇基礎(chǔ)底面積A=1×b=3×3=9m2.(3)驗算持力層地基承載力基礎(chǔ)和回填土重Gk=YG*d·A=20×1.58×9=284.4kn偏心距=0.5m)基底最大壓力滿足滿足最后，確定該柱基礎(chǔ)底面長l=3m,寬b=3m(4)計算基底凈反力偏心距基礎(chǔ)邊緣處的最大和最小凈反力①柱邊基礎(chǔ)截面抗沖切驗算初步選擇基礎(chǔ)高度h=550mm,從上至下分250mm和300mm兩個臺階。沖切力：抗沖切力：滿足滿足②變階處抗沖切驗算沖切力：抗沖切力：0.7βhpfamhor=0.7×1.0×1=563KN>F?滿足I-I截面(邊柱)柱邊凈反力懸臂部分凈反力平均值：Ⅲ-Ⅲ截面(變階處)變階處凈反力懸臂部分凈反力平均值：因為該基礎(chǔ)受單向偏心荷載作用，所以，在基礎(chǔ)短邊方向的基底反力可按均勻分布計算，]與長邊方向的配筋計算方法相同，可得Ⅱ-Ⅱ截面(柱邊)的計算配筋值因此按Asπ在短邊方向配筋，由于要滿足寬度內(nèi)配筋受力筋間距在②B軸中柱基礎(chǔ)設(shè)計：N=5366.4KN(1.2組合)V=8KNndYm(d-0.5)=290+3×19×(3