结构计算书(定稿)

来源：叨叨游戏网

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

内容摘要

本设计主要进行了结构方案中横向框架A，B，C，D轴框架的设计。在确定框架布局之后，先计算了恒载，活载，风载的等效荷载以及各杆端的内力，然后用分层法进行内力分配，然后各层叠加，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着内力组合找出最不利的一组或几组内力组合。选取最安全的结果计算配筋并绘图。还进行地基设计。此外还进行了结构方案中的楼梯的设计。完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。

关键词：框架结构设计内力组合

Abstract

The purpose of the design is to do the anti-seismic design in the longitudinal frames of axis A，B，C，D，. When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibrate cycle is calculated by utilizing the

peak-displacement method, then making the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method. The seismic force can be

assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force in the structure under the horizontal loads can be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the

combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and landing girder whose shop drawings are completed in the end.

Keywords : frames, structural design, Combine inside the dint

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

1、设计说明

1.1．工程概况

本工程位于庆阳市环县职中学校园内，五层现浇钢筋混凝土框架结构，柱网为6.6×（6.6+2.7+6.6），三跨。层高3.6米。长46.2米，宽15.6米，高19.0米。总建筑面积4006.33平方米。

1.2 设计资料

1) 本建筑设计使用年限为50年. 2) 耐火等级为2级.

3) 基本风压w0=0.3KN/M2，基本雪压s0=0.15 KN/M2.

4) 建筑结构安全等级为二级；抗震设防烈度为7度；设计地震分组为第三组。 5）自然地表1m内为填土，填土下层3m厚砂质粘土，再下为砾石层。砂质粘土的承载力为250 KN/M2。砾石层允许承载力标准值为300～400 KN/M2

6）本场地内无不良环境水文地质条件，地下水位深2米。地下水对混凝土无腐蚀性。

1.3 建筑平面设计

总平面布置的基本原则：

1) 应根据一栋楼或一个建筑群的组成和使用功能，结合所处位置和用地条件、有关技术要求，综合研究新建的、原有的建筑物、构筑物和各项设施等相互之间的平面和空间关系，充分利用土地，合理进行总体布局，使场地内各组成部分成为有机的整体，并与周围环境相协调而进行的设计。

2) 应结合地形、地质、气象条件等自然条件布置，有效组织地面排水，进行用地范围内的竖向布置。

3) 建筑物的布置应符合防火、卫生等规范及各种安全要求，并应满足交通要求。 4) 建筑物周围布置应与城市主干道及周围环境相协调，合理组织场地内的各种交通流线（含人流、车流、货流等），并安排好道路、出入口，并考虑风向及人员出入的便利。

1.4 主要房间设计

主要房间是各类建筑的主要部分，是供学生学习、教师休息的房间，由于建筑物的类别不同，使用功能不同，对主要房间的设计也不同。但主要房间设计应考虑的基本因素仍然是一致的，即要求有适宜的尺寸，足够的使用面积，适用的形状，良好的采光和通风条件，方便的内外交通联系，合理的结构布置和便于施工等。

因此，本建筑的柱网横向尺寸6.6m+2.7m+6.6m，纵向尺寸6.6m×6.6m。

1.5 辅助房间设计

在本建筑中，辅助房间主要为卫生间。

卫生间的设计在满足设备布置及人体活动的前提下，应设在人流交通线上与走道楼梯间相连处，如走道尽端，楼梯间即出入口或建筑物转角处，为遮挡视线和缓冲人流。

1.6 交通联系空间的平面设计

主要房间和辅助房间都是单个的部分，而房间与房间的水平与垂直方向上的联

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系、建筑物室内外之间的联系，都要通过交通联系来实现。交通联系空间按位置可分为水平交通空间（走廊），垂直交通空间（楼梯，坡道）和交通枢纽空间（门厅，过厅）。交通联系空间形状、大小、部位主要决定于功能关系及建筑空间处理的需要，设计时应主意：交通流线简洁明确，对人流起导向作用。良好的采光、通风。安全防火，平时人流畅通，联系方便；交通联系空间的面积大，要有适当的高度和宽度。 1) 水平交通空间的平面设计

走廊起着联系各个房间的作用，走廊宽度的确定，应符合防火、疏散和人流畅通的要求，本建筑走廊轴线尺寸为2700mm。

走廊要求有良好的采光，本建筑设计采用内廊式，为便于有充足的采光，采取：依靠走廊尽端的开门或窗；利用门厅采光；灯光照明。 2) 垂直交通空间的平面设计

楼梯是多层房屋的垂直联系和人流疏散的主要措施。由于该建筑物是教学楼，按防火要求和疏散人流，该建筑物设双跑楼梯、双分楼梯各一个。 3) 交通枢纽空间

门厅作为交通枢纽，其主要作用是集散人流，转换人流方向，室内外空间的过渡或水平与垂直交通空间的衔接等。门厅一般应面向主干道，使人流出入方便，有明确的向导性，同时交通流线组织应间明醒目。本设计中大厅门取3000mm×3000mm，门开启方向是里外都可以开的弹簧门，另外在楼梯下设应急门3000 mm×2400 mm，以满足防火疏散要求。

所有的窗户均采用铝合金窗，门为木门（大门、防火门除外）。

1.7 剖面设计

1) 层高的确定

层高是剖面设计的重要依据，是工程常用的控制尺寸，同时也要结合具体的物质技术、经济条件及特定的艺术思路来考虑，既满足使用又能达到一定的艺术效果。

本建筑为五层，主要为教室，层高确定为3.6m，这样的房间高度比较合适些，给人一正常的空间感觉。 2) 室内外高差的确定

为防止室内受室外雨水的流渗，室内与室外应有一定的高差，且高差不宜过大，若过大便不利于施工和通行，故设计室内外高差为0.6m。 3) 屋面排水设计

本建筑设计中屋面利用材料找坡（2％），采用有组织排水（女儿墙外排水），为了

满足各个落水管的排水面积不大于200m, 公设12个落水管。因2％<1/12，故为平屋顶。 4) 楼梯剖面设计

所有楼梯均采用现浇钢筋混凝土结构，其具有整体性好，坚固耐久，刚度好等特点。楼梯踏步面层要求耐磨、美观、防滑，便于清扫，踏步高为300mm,宽为150mm。

1.8 构造设计

构造设计主要包括楼地面设计、屋面设计、女儿墙设计等。

地面设计应根据房间的使用功能和装修标准，选择适宜的面层和附加层，从构造设计到施工质量上确保地面具有坚固、耐磨、平整、不起灰、易清洁、防火、保温、隔热、防潮、防水、防腐蚀等特点。 1) 大理石地面做法

12mm厚大理石块面（水泥砂浆檫缝） 20mm厚细石混凝土现浇楼板（100mm）

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天棚抹灰（15mm） 2) 屋面做法

三毡四油铺小石子

20mm厚水泥砂浆找平层 50mm厚苯板保温

1：10水泥珍珠岩找坡（坡度3%）一毡二油隔气层 20mm水泥沙浆找平

100mm厚现浇钢筋混凝土板天棚抹灰（15mm） 3) 散水做法

100mm厚1：2：3细实混凝土撒1：1水泥沙子压实抹光 150mm厚3：7灰土素土夯实向外坡度5％

2 双向板设计

2.1 设计资料

2.1.1平面图：按双向板弹性算法计算。

根据《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002），楼板长边l02与短边l01之比小于2时，宜按双向板计算。楼板长边l02与短边l01之比大于2，但小于3.0时，宜按双向板计算，当按沿短边受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够的构造钢筋。

根据本工程的实际尺寸，楼板全为双向板，楼板按照弹性方法进行计算。双向板按弹性理论的计算方法：

①多跨连续双向板跨中最大正弯矩：

为了求得连续双向板跨中最大正弯矩，荷载分布情况可以分解为满布荷载g+q/2及间隔布置q/2两种情况，前一种情况可近似认为各区格板都固定支承在中间支承上，对于后一种情况可近似认为在中间支承处都是简支的。沿楼盖周边则根据实际支承情况确定。分别求得各区格板的弯矩，然后叠加得到各区格板的跨中最大弯矩。 ②多跨连续双向板支座最大负弯矩：

支座最大负弯矩可按满布活荷载时求得。

gg连续双向板的计算图示

2.1.2屋面做法：20mm水泥沙浆找平，20mm厚水泥沙浆面层，200mm加气混凝土保

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温层，15mm混凝土沙浆平顶抹灰，板厚100mm。

2.1.3 活载：2.0KN/m2

2.1.4 材料：混凝土C25，钢筋HPB235。

对图各区格进行编号，共分A、B、C、D4类，现按弹性理论设计该双向板楼盖。

图2.1

2.2 荷载设计值

2.2.1 活载取活载分项系数为1.4，则 q=2.01.4=2.8KN/ m2 2.2.2 恒载

面层 20 mm水泥沙浆面层 0.0220=0.4 KN/ m2 找平层 20 mm水泥沙浆找平层 0.0220=0.4 KN/ m2 保温层 200mm厚加气混凝土 0.29=1.8 KN/ m2 板 100mm厚混凝土板 0.10025=2.5 KN/ m2 底板抹灰 15mm厚石灰浆粉刷 0.01517=0.225 KN/ m2 g=1.2(0.4+0.4+1.8+2.5+0.255)=6.426 KN/ m2

2.3 内力计算

弯矩计算：跨中最大弯距发生在活载为棋盘式布置时，它可以简化为，当内支

qq座固定时g作用下的跨中弯矩与当内支座铰支时作用下的跨中弯矩值两者之

22和。支座最大负弯矩可以近似按活载满布时求得，即为内支座固支时g+q作用下的支座弯矩。

所有区格板按其位置与尺寸分A、B、C、D四类计算，考虑泊松比的影响，取vc=0.2

A区格板：

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查表，并按照m1vm1vm2 m2vm2vm1计算。其中gq作用下查表2q1.19d。作用下查表1.19a,板的支座负弯矩按照g+q作用下查表1.19d计算。B、

2qC、D区格计算与A类似，只是边界条件与计算跨度有所不同。其中作用下，B、

2C、D区格板的跨中正弯矩分别查表1.19b、表1.19c和1.19e计算。

22(0.03150.20.012)7.826(0.06550.20.0305)1.42.82.8m1 =2.87

22(0.0120.20.0315)7.826(0.03050.20.0655)1.42.82.8m1 =1.6

20.07209.2265.21 2.8m1m1m2m20.05679.2264.1 2.82 B区格板：

(0.03450.20.0095)7.8263.9(0.05130.20.0126)1.43.922 =5.48

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m2(0.00950.20.0345)7.8263.92(0.01260.20.0513)1.43.92 =2.44

20.07669.22610.75 3.9m1m1m2C

20.05719.2268.01 3.9m2区格

m1(0.03150.20.0120)7.8262.82(0.03740.20.0081)1.42.82 =2.51

m2(0.01200.20.0315)7.8262.82(0.00810.20.0374)1.42.82 =1.30

20.07209.2265.21 2.8m1m1m2m20.05679.2264.1 2.82 D区格板：l01l023.90.65 6m1

(0.03450.20.0095)7.8263.92(0.04610.20.0151)1.43.92 =5.44

22m2(0.00950.20.0345)7.8263.9(0.01510.20.0461)1.43.9 =2.47

20.07669.22610.753.9m1m1

m2

20.05719.2268.01 3.9m28

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2.4 板的配筋

截面有效高度：选用φ8钢筋作为受力主筋，则l01（短跨）方向跨中截面的

h1001585mm l（长跨）方向跨中截面的hh均为85mm。配筋计算见表2-1.

010020285877mm 支座截面处

表2-1 板的配筋计算截面 (mm) h 0M AS 配筋（KNm）（mm2/m） m2.87 1.6 5.48 2.44 2.51 1.30 5.44 2.47 -4.1 -5.21 -4.1 -10.75 -10.75 -5.21 -8.01 -4.1 -10.75 -8.01 170 104 323 158 148 85 320 160 241 307 241 634 634 307 472 241 634 472 实配 AS A区格 B区格跨中 C区格 D区格 llllllll01 85 77 85 77 85 77 85 77 85 85 85 85 85 85 85 85 85 85 8@200 251 8@200 251 8@150 335 02 01 02 01 02 01 8@200 251 8@200 251 8@200 251 8@150 335 8@200 8@200 8@150 8@200 8@80 8@80 8@150 8@100 8@200 8@80 8@100 251 251 335 251 629 629 335 503 251 629 503 02 支座 AA AB AC BB BD CD B边支 C边支 D边支长 D边支短

3楼梯设计 1#楼梯

该楼梯为现浇整体板式楼梯，楼梯踏步尺寸：150mm300mm，楼梯采用C25混凝土，板采用HPB235钢筋，梁纵筋采用HRB335钢筋。楼梯上均布荷载标准值为q2.5KNM，平面图见图10.1

K3.1 梯段板设计 3.1.1 梯段板数据

板倾斜角为tanα=150/300=0.5, α=26.60,cosα=0.4。取1m宽板带进行计算。

3.1.2确定板厚

板厚要求，h=ln/25～ln/30=3000/25～3000/30=120～100,板厚取h=120mm。

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3.1.3荷载计算

恒荷载：

30mm厚水磨石面层：（0.3+0.15）0.0220/0.3=0.68KN/M 踏步重： 1/20.30.15251/0.3=1.88K N/M 混凝土斜板： 0.12251/0.4=3.36KN/M

板底抹灰： 0.02171/0.4=0.38KN/M 恒荷载标准值：0.68+1.88+3.36+0.38=6.22KN/M

恒荷载设计值： 1.26.22=7.46KN/M 活荷载：

活荷载标准值： 2.5KN/M 活荷载设计值： 1.42.5=3.5KN/M 荷载总计：

荷载设计值： g+q=10.96KN/M

3.1.4 内力计算

跨中弯矩： M=（g+q）ln2 /10=10.963.32/10=11.94KNM

3.1.5 配筋计算

板保护层15mm，有效高度h0=120-20=100mm

M11.941060.1 S221.011.91000100b则1fh120.106，1C0SS10.50.947

ASMSy0fh选配10@130，A0mmS211.94106600mm 0.9472101002

另外每踏步配一根6分不筋

3.2 平台板设计 3.2.1 确定板厚

板厚取h=70mm,板跨度l0=1.8-0.1-0.06=1.m,取1m宽板带进行计算。

3.2.2 荷载计算

恒荷载：

20mm厚水泥沙浆面层： 0.65KN/M 平台板自重： 0.0725=1.75KN/M 板底抹灰： 0.0217=0.34KN/M 恒荷载标准值： 0.4+1.75+0.34=2.49KN/M 恒荷载设计值： 1.22.49=3.99KN/M 活荷载：

活荷载标准值： 2.5KN/M 活荷载设计值： 1.42.5=3.5KN/M 荷载总计：

荷载设计值： g+q=2.99+3.5=6.49KN/M

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

3.2.3 内力计算

跨中计算： M=(g+q) l02/8=6.49 1.2/8=2.192KN/M

3.2.4 配筋计算

板保护层15mm，有效高度h0=70-20=50mm

M2.1921060.074 S221fCbh01.011.9100050则112S0.077，S10.50.962

fh选配6@125，A226mmSSy0AM22.192106217mm 0.962210502S

梯段板和平台板的配筋图见下图10.2

图3.2

3.3平台梁设计 3.3.1 确定梁尺

梁宽取b=200mm, 高取h=350mm

梁跨度为l0=3.3m, l0=1.05(3.3-0.24)=3.84m,取较小者l0=3.21m。

3.3.2 荷载计算

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

梯段板传来： 10.963.3/2=18.084KN/M 平台板传来： 6.49(0.2+1.48/2)=6.1KN/M 平台梁自重： 1.20.2(0.35-0.07) 25=1.68KN/M 平台梁粉刷重： 1.20.02(0.2+0.35-0.07) 172=0.31KN/M 荷载设计值： P=18.084+6.1+1.68+0.31=26.17KN/M

3.3.3 内力计算

弯矩设计值： M=P l02/8=26.173.212/8=48.24KNM 剪力设计值： V=P l0/2=26.173.21/2=50.24KN

3.3.4 配筋计算

平台梁按倒L形计算： bfb5hf200570550mm 梁的有效高度： h0=350-35=315mm

M47.771060.074 S221.011.9550315b则1 ASfh121C0S0.077， S10.50.962

MSy0fh选配316，A603mmS247.77106508.5mm 0.9623003152

斜截面受剪承载力计算：

0.25CfbhC00.251.011.9200315/103187.43KNV，截面尺寸满

足要求。

0.7ftbh00.71.27200315/10356KNV，仅需要按构造要求配置箍筋，选配双肢6@200。

2#楼梯

该楼梯为现浇整体板式楼梯，楼梯踏步尺寸：150mm300mm，楼梯采用C25混凝土，板采用HPB235钢筋，梁纵筋采用HRB335钢筋。楼梯上均布荷载标准值为q2.5KNM，平面图见图10.4

K3.4梯段板设计 3.4.1 梯段板数据

板倾斜角为tanα=150/300=0.5, α=26.60,cosα=0.4。取1m宽板带进行计算。

3.4.2确定板厚

板厚要求，h=ln/25～ln/30=3000/25～3000/30=120～100,板厚取h=120mm。 3.4.3荷载计算

恒荷载：

30mm厚水磨石面层：（0.3+0.15）0.0220/0.3=0.68KN/M 踏步重： 1/20.30.15251/0.3=1.88K N/M 混凝土斜板： 0.12251/0.4=3.36KN/M 板底抹灰： 0.02171/0.4=0.38KN/M

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

恒荷载标准值： 0.68+1.88+3.36+0.38=6.22KN/M 恒荷载设计值： 1.26.22=7.46KN/M 活荷载：

活荷载标准值： 2.5KN/M 活荷载设计值： 1.42.5=3.5KN/M 荷载总计：

荷载设计值： g+q=10.96KN/M

3.4.4 内力计算

跨中弯矩： M=（g+q）ln2 /10=10.963.32/10=11.94KNM

3.4.5 配筋计算

板保护层15mm，有效高度h0=120-20=100mm

M11.941060.1 S221.011.91000100b则1fh120.106，1C0SS10.50.947

ASMSy0fh选配10@130，A0mmS211.94106600mm 0.9472101002

另外每踏步配一根6分不筋

3.5 平台板设计 3.5.1 确定板厚

板厚取h=70mm,板跨度l0=1.8-0.1-0.06=1.m,取1m宽板带进行计算。

3.5.2 荷载计算

恒荷载：

活荷载标准值： 2.5KN/M 活荷载设计值： 1.42.5=3.5KN/M 荷载总计：

荷载设计值： g+q=2.99+3.5=6.49KN/M

3.5.3 内力计算

跨中计算： M=(g+q) l02/8=6.49 1.2/8=2.192KN/M

3.5.4 配筋计算

板保护层15mm，有效高度h0=70-20=50mm

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

SM1fCbh0MSy022.1921060.074 21.011.9100050S则112S0.077，10.50.962

fh选配6@125，A226mmSSA22.192106217mm 0.962210502

3.6平台梁设计 3.6.1 确定梁尺

梁宽取b=200mm, 高取h=350mm

梁跨度为l0=3.3m, l0=1.05(3.3-0.24)=3.84m,取较小者l0=3.21m。

3.6.2 荷载计算

3.6.3 内力计算

弯矩设计值： M=P l02/8=26.173.212/8=48.24KNM 剪力设计值： V=P l0/2=26.173.21/2=50.24KN

3.6.4 配筋计算

平台梁按倒L形计算： bfb5hf200570550mm 梁的有效高度： h0=350-35=315mm

M47.771060.074 S221.011.9550315b则1 ASfh121C0S0.077， S10.50.962

MSy0fh选配316，A603mmS247.77106508.5mm 0.9623003152

斜截面受剪承载力计算：

0.25CfbhC00.251.011.9200315/103187.43KNV，截面尺寸满

足要求。

0.7ftbh00.71.27200315/10356KNV，仅需要按构造要求配置箍筋，选配双肢6@200。

4.雨篷设计

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

4.1材料：采用C25混凝土，板采用HPB235钢筋。KZ上用HRB400级钢筋。 4.2恒载

油毡防水层 0.35KN∕㎡

20厚1:2.5水泥砂浆找平层 0.02×20=0.4 KN∕㎡ 100厚膨胀珍珠岩保温层 0.1×15=1.5 KN∕㎡ 20厚1：2.5水泥砂浆找平层 0.02×20=0.4 KN∕㎡ 100厚的钢筋混凝土板 0.1×25=2.5 KN∕㎡ 20厚顶棚抹灰 0.02×17=0.34 KN∕㎡恒载标准值 gk =4.55 KN∕㎡

恒载设计值 g=1.2×4.55=5.46 KN∕㎡

4.3活载

活载标准值 qk=0.5 KN∕㎡

活载设计值 q=1.4×0.5=0.7 KN∕㎡

4.4集中荷载

集中荷载标准值 0.1×0.8×25=2.0 KN∕㎡集中荷载设计值 1.2×2.0=2.4 KN∕㎡总荷载设计值 p=g+q=5.46+0.7=6.16 N∕㎡

4.5 A板配筋计算

Lx／Ly=6600／3000=2.2 按双向板计算

4.5.1

计算跨中弯矩时荷载取值为：

q′=g+q／2=5.46+0.7／2=5.81 KN∕㎡ q″=q／2=0.7／2=0.35 KN∕㎡

Lo1／Lo2=3／6.6=0.46 查表得弯矩系数： Mx=（0.0815+5.81+0.0907+.35）=22.04 KN∕m My=（0.0316+5.81+0.0907+0.35）=3.83 KN∕m

4.5.2

支座负弯矩 M º=-0.121×6016×3 ²=-6.708KN.m

4.5.3

配筋计算

表4-1 雨篷配筋计算表截面尺寸 MM2 跨中 h。. ／mm 短跨 80 长跨 70 M／KN.m 22.04 3.83 -9.708 选筋As 902.7 218.5 43.11 配筋／MM2 （905）（279）（503） A 支座支座 80 4.6 B板配筋计算支座处 M=0.5×6.16×1²+2.14×1²=5.39KN.m

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

V=6.16+2.14=8.56KN

ASMfhSy022.19210217mm

0.962210506选用

=0.7×1.27×1.0×0.08=71KN>V=8.56KN

满足要求不需进行受剪配筋

4.7 雨篷梁设计

梁的截面设计为：b×h=250mm×650mm 雨篷梁设计与框架设计一致，

4.8 雨篷柱设计

截面尺寸为直径600mm的圆柱。选用8

18+4

5 框架结构布置

图5.1框架平面布置与计算单元简图取一榀横向平面框架计算，见图2.1

5.1 计算单元

取相邻两个柱距的各1/2宽作为计算单元。计算框架几何尺寸。

5.2 框架截面尺寸

横向框架梁

h= (1/8 ～ 1/12)L=（1/8 ～ 1/12）6.6m=0.55 ～0.825m 取h=0.6m b=（1/2 ～ 1/3）h= （1/2 ～ 1/3）0.6m= 0.2 ～ 0.3m 取b=0.25m

中间框架梁，截面尺寸取为0.25m0.6m 纵向框架梁

h= (1/8 ～ 1/12)L=（1/8 ～ 1/12） 6.6m=0.55 ～ 0.825m

b=（1/2 ～ 1/3）h= （1/2 ～ 1/3） (0.22 ～ 0.39)m=0.11 ～ 0.20m

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

综合建筑工程中设计情况取b h=0.25m 0.60m 框架柱

b=h=(1/8 ～ 1/12)H=(1/8 ～ 1/12)  3.6m=0.45 ～ 0.3m 取b*h=0.45m0.45m 楼板厚度（采用双向板）

h=L/40=3.6m/40=0.09m

综合建筑工程中设计情况取板厚为100mm。见图2.2，图2.3。

5.3 梁柱的计算高度（跨度）

梁柱的跨度，取轴线间距，边梁跨为6.6m，中间梁跨度为2.7m 底层柱高，设底层柱高为4.95m, 其它层柱高为3.6m、节点分配系数µ计算表

图5.2框架几何尺寸图

图5.3框架几何尺寸图

5.4 框架计算简图

框架在竖向荷载作用下，可忽略节点侧移，按刚性方案设计，在水平荷载作用下，不能忽略节点侧移，按弹性方案设计.

相对线刚度计算如下：

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

柱线惯性矩：Ic=a4/12=0.454/12m4=0.0034m4

底层柱线刚度：ic1=EcIc/H=28109N/M2 0.0034M4/4.95M=1.92107N·M 其余各层柱线刚度：ic1=EcIc/H=28109N/M2 0.0034M4/3.6M=2.107N·M 边跨梁的惯性矩：Ib1=2bh3/12=20.25M0.63M3/12=0.009M4

边跨梁的线刚度：ib1=EcIb1/L=25.5109N/M20.009M4/6.6M=3.477107N·M 中间跨梁的惯性矩：Ib2=2*bh3/12=20.250.453M3/12=0.0038M4

中间跨梁的线刚度：ib2=EcIb2/L=25.5109N/M2 0.0038M4/2.7M=3.58107N·M 设ib1=3.825107N. M=1，

则ib2=3.58107N.M/3.477107N. M=1.00 ic1=1.92107N/M/3.477107N. M=0.55

ic2=2.10N.M/3.47710N. M=0.75 详见计算简图2.4

图5.4 框架计算简图

6 恒荷载及其内力分析

6.1 屋面恒荷载

三毡四油上铺小石子 0.4 KN/M2 20mm厚水泥沙浆找平 20KN/M30.02M= 0.4 KN/M2 50mm厚苯板保温 0.5 KN/M2

1：10水泥珍珠岩找（坡度3%） 1/214.8M3%1/211KN/M= 1.2 KN/M 一毡二油隔气层 0.1KN/M2 20mm厚水泥沙浆找平 0.4 KN/M2

现浇楼板（100mm） 0.1M25KN/M= 2.5 KN/M 天棚抹灰（15mm） 0.015M17KN/M3= 0.26 KN/M2 屋面恒荷载标准值 5.8 KN/M2

6.2 楼面恒荷载

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

12mm厚大理石地面 0.012M28KN/M3= 0.34 KN/M2 30mm厚细石混凝土 0.03M24KN/M3= 0.72 KN/M2 现浇楼板（120mm） 0.1M25KN/M3=2.5KN/M2 天棚抹灰（15mm） 0.015M17KN/M3= 0.3 KN/M2 楼面恒荷载标准值 3.86KN/M2

6.3 构件自重

横向框架梁自重（边跨） 0.25M0.6M25KN/M3= 3.75 KN/M （中跨） 0.25M0.45M25KN/M3= 2.81KN/M 纵向框架梁自重 0.25M0.4M25KN/M3 = 2.5KN/M 框架柱自重（二至五层） 0.45M0.45M25KN/M33.6M=18.225 KN （底层） 0.45M0.45M25KN/M34.95M=25.06 KN 外墙重 0.25M6.5KN/M3+0.12M19KN/M3=3.9 KN 内墙重 0.15M6.5KN/M33.6M= 3.5 KN/M 屋顶女儿墙 0.24M19KN/M31.5M= 6.84 KN/M 铝合金窗 0.5 KN/M2 木门 0.2 KN/M2

边跨框架梁承担的由屋面板、楼面板传来的荷载为梯形，如下图6.1，为计算方便，按支座弯矩等效原则，将其化为矩形分布，其中α=a/l=6.6/4/6.6=0.25

图6.1梯形荷载分布等效图屋面梁上线荷载：

q1=(1-2α2+α3)q+3.75KN/M

=(1-20.252+0.253) 5.8KN/M26.6M+3.75KN/M =36.65KN/M

楼面梁上线荷载：q2= (1-2α2+α3)q+3.75KN/M+3.5KN/M

= (1-20.252+0.253)3.86KN/M26.6M+3.75KN/M+3.5KN/M = 29.14KN/M

框架梁中各层恒荷载作用分布图如图3.2所示，

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

图6.2恒荷载作用分布图

6.4 固端弯矩计算

· 边跨框架梁 221/1236.65KN/M6.6M = 133.04KN.M 中间框架梁 1/122.81KN/M2.72M2 = 1.71KN.M 1/122.81KN/M2.72M2 = 1.71KN.M 顶层底层标准1/1229.14KN/M6.62M2 层 = 105.78KN.M 6.5 节点分配系数µ计算顶点分配系数计算过程如下：

节点A：A6B6=41/(41+40.75)=0.57

   

A6A5=40.75/(41+40.75)=0.43 =41/4(1+0.75+0.75)=0.40

A5B5A5A4=40.75/4(1+0.75+0.75)=0.3 =40.75/4(1+0.75+0.75)=0.3 =41/4(1+0.55+0.75)=0.43 =40.75/4(1+0.75+0.55)=0.3

A5A6A1B1A1A2A1A0=40.55/4(1+0.75+0.55)=0.24

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

节点B ：B6A6=41/4(1+0.75+1)=0.36

B6C6B6B5B5A5B5B4B5B6B5C5B1A1B1C1B1B0B1B2=41/4(1+0.75+1)=0.36 =40.75/4(1+0.75+1)=0.27 =41/4(1+0.75+0.75+1)=0.29 =40.75/4(1+0.75+0.75+1)=0.21 =40.75/4(1+0.75+0.75+1)=0.21 =41/4(1+0.75+0.75+1)=0.29

=41/4(1+0.75+0.55+1)=0.3 =41/4(1+0.75+0.55+1)=0.3 =40.55/4(1+0.55+0.75+1)=0.17 =40.75/4(1+0.75+0.55+1)=0.23

其余各层计算结果见下表：层数节点A各杆端分配系数µ 节点B各杆端分配系数µ A6B6 0.57 B6A6 0.36 顶层A6A5 A5B5 0.43 0.40 B6C6 B6B5 B5A5 0.36 0.27 0.29 6.6 恒荷载作用下内力分析

标准层A5A4 A5A6 A1B1 0.3 0.3 0.43 B5B4 B5B6 B5C5 B1A1 0.21 0.21 0.29 0.3 底层A1A2 A1A0 0.3 0.24 表6-2 B1C1 B1B0 B1B2 0.3 0.17 0.23 设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

恒荷载作用下内力分析采用力矩二次分配法，计算图见图6.3 ，图6.4

图6.3恒荷载作用下内力计算过程

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

图6.4恒荷载作用下内力图

7 活荷载及其内力分析

7.1 屋面活荷载

屋面不上人时活荷载为0.5KN/M2

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

边跨（AB、CD）框架梁承受的由屋面板、楼面板传来的活荷载形式为梯形，与恒荷载相同，为计算方便，可按支座弯矩等效原则将其简化为矩形分布，得屋面梁上线荷载：

23222

q1= (1-2α+α)q=（1-20.25+0.25）0.5KN/M6.6M=2.84KN/M

7.2 楼面活荷载

教学楼楼面活荷载为2.0KN/M2

同屋面荷载的简化方法，可得楼面梁上的线荷载：

q2= (1-2α2+α3)q=（1-20.252+0.252）2.0KN/M26.6M=11.34KN/M 框架各层活荷载作用分布图见下图：

7.3 内力分析

框架结构在楼屋面活荷载作用下采用满布荷载法，其内力计算方法与恒荷载相同，采用力矩二次分配法，对跨中弯矩计算结果需进行调整，分配系数同恒荷载。表7-1 活荷载作用下固端弯矩计算表边跨框架梁中间跨框架梁 1/122.84KN/M6.6M2=10.31KN.M 2 0 0 顶层底层及标准层 1/1211.34KN/M6.62M2=41.16KN.M 其内力分布图，计算过程、内力图见图7.1 图7.2 图7.3。

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

7.2 活荷载作用下内力计算过程

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

图7.3活荷载作用下内力图

8 风荷载及其内力分析

8.1风荷载计算

基本风压值 ω0=0.3KN/M 风振系数Βz值，由于建筑物H<30M,所以Βz=1.0 查《荷载规范》得体型系数µS值：

迎风面µS =0.8,背风面µS =-0.5,取µS =1.3

查表得风压高度变化系数µZ 值：一至三层µZ =0.74,四至五层µZ =0.87 得风荷载标准值ωK：

一至三层：ωK =Βz µZ µSω0 =1.00.741.30.4 KN/M=0.39KN/M 四至五层：ωK =Βz µZ µSω0 =1.00.961.30.4 KN/M2=0.5 KN/M2 风荷载的线荷载标准值qk：

一至三层：qk =2ωK 3.9M=0.78 KN/M2 3.3M=2.6 KN/M 四至五层：qk =2ωK 3.9M=1.0 KN/M2 3.3M=3.3KN/M

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

为简化计算，将矩形分布的风荷载折算成节点集中力Fik: 第五层：3.3KN/M (3.6/2+1.2/2)M=7.9KN 第四层：3.3KN/M3.6M/22=12KN

第三层：2.6KN/M3.6M/2+2.5KN/M3.6M/2=9KN 第二层：2.6KN/M3.6M/22=10KN

第一层：2.6KN/M (3.6M/2+4.2M/2)=10KN 风荷载作用下荷载分布图见5.1：

图8.1风荷载作用下荷载分布图

8.2 柱的D值及剪力分配系数η计算

风荷载作用下需考虑框架节点的侧移，采用D值法，各柱的D值及剪力分配系数η见表7-1：

表7-1 各柱D值及剪力分配系数η表 η= kk0.5柱 αc =(底DD=位及层高 ΣD 2k2k 层号 D（一般层）层)

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

12cicH五层（3.6M） A B C D A B C D A 底层（3.6M） B C D 3.8 2 0.731 0.625 1.5 2.7 2.7 1.5 1.5 2.7 2.7 1.5 0.43 0.57 0.57 0.43 0.43 0.57 0.57 0.43 2 i二至四层（3.6M） (KN/M) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.153 0.179 0.179 0.153 1.33 1.33 0.23 0.27 0.23 0.27 0.23 0.27 0.23 0.27 0.23 0.6 0.27 0.27 0.23 8.3 各柱的反弯点位置、剪力、柱端弯矩计算见表8-2

表8-2 框架各柱的反弯点位置、剪力、柱端弯矩计算表层号柱号五层四层三层二层一层 A、D B、C A、D B、C A、D B、C A、D B、C A、D B、C i i ΣD iKN/M KN 7.2 19.2 31.2 42.2 51.2 nV0.23 1.33 0.27 0.23 1.33 0.27 0.23 1.33 0.27 0.23 1.33 0.27 0.23 0.6 0.27 Y1 Y2 /KN i0Y3 1.7 0.375 0 1.8 0.425 0 4.7 0.43 0 4.9 0.45 0 7.7 0.45 0 7.9 0.48 0 10.4 0.48 0 10.7 0.50 0 12.6 0.50 0 13 0.50 0 yy 0.375 0.425 0.43 0.45 0.45 0.48 0.48 0.50 0.50 0.50 M底 M顶 KN.M KN.M 2.70 2.77 8.70 8.24 14.27 13.8 19.30 18.68 23.4 22.68 3. 3.6 8.87 8.75 14.28 13.83 19.30 18.68 23.4 22.68 8.4 梁端弯矩计算

梁端弯矩的计算根据节点平衡理论，按各节点上梁的线刚度大小进行分配第五层：A节点：已知MA6A5=3.9KN.M,则MA6B6=3.9KN.M B节点：已知MB6B5=3.6KN.M, 则

13.61.9KN.M MB6A6=

10.90.93.61.7KN.M MB6C6=

10.9第四层：A节点：已知MA5A6=2.7KN.M, MA5A4=8.87KN.M

则MA5B5=11.57KN.M

B节点：已知MB5B6=2.77KN.M, MB5B4=8.75KN.M

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

1 (2.77+8.75)=6.06KN.M 10.90.9 MB5C5= (2.77+8.75)=5.43KN.M

10.9第三层：A节点：已知MA4A5=8.70KN.M, MA4A3=14.28KN.M,

则MA4B4=8.7+14.28=22.98KN.M

B节点：已知MB4B5=8.24KN.M, MB4B3=1.83KN.M,

1 则MB4A4=(8.24+13.83)=11.62KN.M

10.90.9 MB4C4=(8.24+13.83)=10.45KN.M

10.9第二层：A节点：已知MA3B4=14.27KN.M, MA3A2=19.3KN.M 则MA3B3=33.57KN.M

B节点：已知MB3B4=13.8KN.M, MB3B2=18.68KN.M,

1 则MB3A3=(13.8+18.68)=17.1KN.M

10.90.9 MB3C3=(13.8+18.68)=15.39KN.M

10.9第一层：A节点：已知MA2A3=19.3KN.M, MA2A1=23.4KN.M 则MA2B2=42.7KN.M

B节点：已知MB2B3=18.68KN.M, MB2B1=22.68KN.M

1 则MB2A2=(18.68+22.68)=21.73KN.M

10.90.9 MB2C2=(18.68+22.68)=19.63KN.M

10.9则 MB5A5=

8.5 风荷载作用下内力图见图8.2

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

图8.2风荷载作用下内力图

8.6 重力荷载代表值计算

恒荷载取全部，活荷载取一半及上下半层的建筑结构重量计算，各层重力荷载集中于楼层标高处，建筑物各层重力荷载代表值分别为：六层为5032 KN,五至二层为5810KN,一层为5915KN。简化为作用在一榀框架上的重力荷载代表值，分别为： G6=503KN, G5=G4=G3=G2=581KN, G1=591.5KN,

则Gi=503+5814+591.5=3200KN

i16表8-3 柱的D值计算：二---五层柱边柱内柱 ic Dijhj2206 20187 82166 Dij 底层柱边柱 11708 50804 内柱 13694 8.7 水平地震作用计算

8.7.1 结构自振周期，采用假想顶点位移法T11.70T，取0=0.7,框架假想

顶点位移计算见表7-4：表7-4 层号 Gi 5 4 3 503 581 581 Vi Di 82166 82166 82166 u i i503 1084 1665 0．007 0．013 0．019 0．166 0．159 0．146 30

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

2 1 581 592 12241 2770 82166 50404 0．027 0．059 0．127 0．093 T8.7.2 地震作用影响系数，7度抗震设防，max=0.16, Tg0.35s,

取结构阻尼比为0.05，则11.70T=1.70.70.166=0.50 TgT10.9max0.350.480.90.160.12

8.7.3 水平地震作用及框架侧移验算计算

顶部附加水平地震作用系数为

n0.08T10.070.1084

结构总水平地震作用标准值为：

FEK1GEq0.120.853099316.1KN

FiGHFGHii6i1iiEK(1n)

可得各层水平地震作用标准值为：

F15924.95316.1(10.108)5924.955818.5558112.1558115.7558119.3550322.95

=2.4KN F25818.55316.1(10.108)

5924.955818.5558112.1558115.7558119.3550322.95 =5.3KN

F3F458112.15316.1(10.108)

5924.955818.5558112.1558115.7558119.3550322.9558115.75316.1(10.108)

5924.955818.5558112.1558115.7558119.3550322.95 =7.3KN =9.5KN

F558119.35316.1(10.108)

5924.955818.5558112.1558115.7558119.3550322.95 =11.7KN

F6FnEK0.108316.134.14KN

限值表8-5 水平地震作用下框架层间侧移计算表相对值 Vjk uj Dij Fjk 12 10 7.3 5.3 2.3 层间位移满足侧移要求，不需要调整截面。

62 71 78 83.3 86 82166 82166 82166 82166 82166 0.75 0.9 1 1.02 1.7 0.00021 0.00024 0.00027 0.00028 0.00034 1∕500 （0.00182） 8.7.4 水平地震作用下框架内力计算

框架各柱的反弯点位置、剪力、柱端弯矩计算见表7-6

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

表8-6 ni层号柱号 i ΣD KN/M i V/KN iy M底 KN.M M顶 KN.M 五 A、D B、C 0.23 0.27 0.23 0.27 0.23 0.27 0.23 0.27 0.23 0.27 1.33 50 12. 13 0.375 0.425 0.43 0.45 0.45 0.48 0.48 0.50 0.50 0.50 18.7 19.3 23.1 26.5 32.6 31.5 36 35 38.3 37.1 27 25 33.4 28.2 32.6 31.5 36 34.7 38.3 37.1 四 A、D B、C 1.33 62 15 16 三 A、D B、C 1.33 71 17 18 二 A、D B、C 1.33 78 19 20 一 A、D B、C 0.6 83 19 21 梁端弯矩的计算（节点平衡理论）：

第五层 A节点：已知MA6A5=27KN.M,

B节点：已知MB6B5=25KN.M

12513.2KNM 10.90.9MB6C610.92511.8KNM

第四层 A节点已知MA5A618.7KNM MA5A433.4KNM

则MA6B5=27KN.M ,则MB6A6B节点已知MB5B619.3KNM MB5B428.2KNM

1(19.328.2)25KNM1.90.9(19.328.2)22.5KNM MB5C51.9第三层 A节点已知MA4A523.1KNM MA4A332.6KNM

则MA5B518.733.452.1KNM

则MB5A5

B节点已知MB4B526.5KNM MB4B331.5KNM

则MA4B423.132.655.7KNM

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

1(26.531.5)30.5KNM 1.90.9(26.531.5)27.5KNM MB4C41.9 第二层 A节点已知MA3A432.6KNM MA3A236KNM

则MB4A4 则MA3B332.63668.6KNM 则MB3A3 B节点已知MB3B431.5KNM，MB3B234.7KNM

1(31.534.7)34.8KNM 1.90.9(31.534.7)31.4KNM MB3C31.9 第一层 A节点已知MA2A336KNM MA2A138.3KNM

则MA1B138.341.980.2KNM 则MB2A2 B节点已知MB2B334.7KNM MB2B137.1KNM

1(34.737.1)37.8KNM 1.90.9(34.737.1)34KNM MB2C21.9水平地震弯矩图见图7.3：

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

图8.3水平地震作用下框架内力图

8.7.5 重力荷载代表值作用下结构内力计算

重力荷载代表值在框架上的分布与恒荷载在框架上的分布相同，据重力荷载的计算

0.5Q0.5QGKKK1式：对于楼面为GK0.5Q，与恒荷载GK的比例系数为；

KGKGK对于屋面，由于只考虑雪荷载而不考虑活荷载，故其比例系数较小，为简化计算，可直

0.5QK接利用恒荷载作用下的计算结果乘以1，即为重力荷载代表值产生的内力:

GKG

K为屋面：3.8663.7526.55 KN/M

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

Q=12 KN/M2

所以： 10.5QKG=

K10.5121.226

26.55

对于屋面、由于只考虑雪荷载而不考虑活荷载，故其比例系数较小，为简化计算可直接利用恒荷载作用下的计算结果乘以系数1.226，即为重力荷载代表值产生的内力。则：对底层框架梁，重力荷载代表值产生的内力设计值为： MA=1.22643=52.7KNM MB左=1.22651=62.5KNM MB右=1.22615=18.4KNM

AB跨中M1=1.22645=55.2KNM BC跨中M2=1.22612=14.7KNM VA=1.2266.02=17.4KNM VB左=1.22663=77.2KNM VB右=1.22617.8=21.8KNM

对于底层框架柱产生的内力设计值：边柱：MA上=1.22614=17.2KNM MA下=1.2267.2=8.8KNM VA=1.2264.3=5.3KNM 内柱：MB上=1.22612=14.7KNM MB下=1.2266.1=7.5KNM VB=1.2263.7=4.5KNM

9 内力组合计算

9.1 框架梁内力组合

将内力计算图中梁的弯矩、剪力标准值填入内力组合表，对于活荷载作用下跨中弯矩须乘以内里调整系数1.2，再进行内力组合。因标准层荷载、截面均相同，故只取首层、标准层，顶层的边跨梁和中间跨梁组合计算见表9-1 表9-1 截面内力恒载 1 ○活载 2 ○风载 3 ○重力荷载4 ○水平地震5 ○1 1.2○11.2○+1.4+1.42 3 ○○11.2○+0.9 *1.4 2(○3) +○1.351 ○+0.7 *1.42 ○41.2○+1.35 ○ 梁 A 6 B 6 A 6 B 6

M KN.M V KN M 跨KN.中 M -39. 68.3 58.7 -4.3 5.1 3.2 3.9 -48.6 -27 1. 1 83.7 72 6.7 6.9 -54 .1 74.9 -53 83.4 71.8 -57.9 -57.7 -93.4 .6 77.7 97.2 82.4 109.2 95.4 35

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

B 6 A 6 B 6 C 6 B 6 C 6 跨中 C 6 B 6 A3 B3 A3 跨B 中 3 B3 A3 B3 C3 B 3 C 3 跨中 C3 B3 AA1 1 B B1 1 M KN.M V KN M KN.M V KN M KN.M M KN.M V KN M KN.M V KN M KN.M M KN.M V KN M KN.M V KN M KN.M M KN.M V KN M KN.M V KN -55.3 -4.7 73.3 5.2 1.9 -67.8 -13.2 -73 1. .8 6.7 95 -69 .4 -74.7 -79.3 -98.5 75.8 104 116.6 -23.1 -1 5 20 0 -1 1.7 -28.3 -11.8 -29.1 -30 1.2 6.13 0 24.5 8.4 0 6 22.6 7.7 24 -31.1 -32.2 -49.3 7.5 22.7 6.75 26 18.3 29.4 -23.1 -1 5 0 1.7 -28.3 -11.8 -29.1 -30 1.2 6.13 33.6 -59 8.4 6 7.7 -105.1 -31.1 -32.2 -49.3 7.5 -121.1 6.75 -81.4 18.3 -160.3 -48.4 -16.4 60.7 42 20.4 14 -68.6 -81.3 17.2 16.9 8.5 74.4 8.2 51.1 17.1 101.4 84.7 70 62 109.3 101.9 112 79.4 -107.9 70.4 83.8 -53.4 -17.7 62.3 -12 5 9 20.8 -3.5 0 -3.5 -65.5 -34.8 -88.9 -88 17.2 103.9 86.7 -.4 -124 8.6 76.4 15.5 111.7 104.5 114 -38.2 -19.6 -58.5 19.9 6.4 6.75 36.5 -14.7 -31.4 -19.3 -36 22.4 0 6 5.9 21.4 10.8 11 6.1 0 11 11.17 13.2 -12 5 -3.5 0 15.5 -14.7 -31.4 -19.3 -36 22.4 6 21.4 -127.9 92.1 -38.2 -19.6 -58.5 19.9 -139.8 96.6 6.75 -72.4 86.3 36.5 -167.6 115.9 11 6.1 54.4 -43.1 -14.5 60.2 5.1 -52.8 -80.2 -72 73.8 21 79.4 14.2 36

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

B 1 C 1 M 跨KN.中 M M BKN.1 M AV 1 KN M BKN.1 M CV 1 KN M 跨KN.中 M M CKN.1 M BV 1 KN 45 15.2 11.8 55.2 17.1 75.3 70.5 -104.2 95.5 87 -121.2 120 75.6 88.5 -134.8 119.7 -51 63 -15 5 12 -16.9 21 -4.6 0 -4.6 30.7 -62.5 -46 77 21 -84.9 105 -85.4 105 14.2 6 7 0 27.-18.4 -41.3 -24.4 -56.6 -58.6 -24.8 -75.8 19.6.1 14.7 29.5 0 6 8 33.6 14.4 30.8 8.6 6.75 11.7 45.7 17.6 -15 5 -4.6 0 27.6 -18.4 -41.3 -24.4 -56.6 -58.6 -24.8 -75.8 6.1 29.5 6 33.6 30.8 6.75 45.7 19.7 9.2 框架柱内力组合框架柱在恒荷载、活荷载作用下的轴力应包括纵向框架梁、横向框架梁传来的剪力和框架柱自重。

9.2.1 框架边柱（A、D）在恒载作用下的轴力

1）恒载作用下梁端剪力见内力图9.4

2）纵向框架梁传来的轴力按实际荷载分布（梯形或三角形）计算第五层：柱上端：

女儿墙重 1.5M0.24M19KN/M33.9M=26.7KN 屋面三角形部分荷载 40.5（3.6/2）2M25.8KN/M2=37.6KN 屋面梯形部分荷载 {6/23.6-1/21.822}5.8KN/M3=43.8KN 纵向框架梁重 0.25M0.4M25KN/M33.9M=9.8KN

总和： 26.7+37.6+43.8+9.8=117.9KN 柱下端

柱自重 0.45M0.45M25KN/M33.6M=18.3KN 总和： 117.9+18.3=136.2KN

第四层：柱上端：

楼面三角形部分荷载 41/21.83.86KN/M=25KN 楼面梯形部分荷载 {6/23.6-1/21.822}3.86KN/M3=29.2KN

纵向框架梁重 0.25M0.4M25KN/M3.3M=8.3KN 外墙及窗重（3.3M3.6M-2.1M2.1M）3.9KN/M2

+2.1M2.1M0.5KN/M2=31.3KN

总和： 136.2+25.1+29.2+8.3+31.3=230.1KN 柱下端：

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

柱自重 0.45M0.45M25KN/M33.6M=18.225KN 总和： 230.1+18.225=248KN

第三层：

柱上端： 248+25.01+29.2+8.3+31.3=341.8KN 柱下端： 341.8+18.225=360KN

第二层：

柱上端： 360+25.01+29.2+8.3+31.3=453.8KN 柱下端： 453.8+18.225=472KN

第一层：

柱上端： 472+25.01+29.2+8.3+31.3=565.8KN 柱下端： 565.8+0.450.45254.95=590.8KN

9.2.2 框架中柱（B、C）在恒载作用下的轴力

1）恒载作用下梁端剪力见内力图9.4

2）纵向框架梁传来的轴力按实际荷载分布（梯形或三角形）第五层：柱上端：

屋面三角形部分荷载 40.5（3.6/2）2M25.8KN/M2=37.6KN 屋面梯形部分荷载 {6/23.6-1/21.822}5.8KN/M3=43.8KN

屋面走廊矩形部分荷载 2.7M1/23.3M5.8KN/M=25.8KN 纵向框架梁重 0.25M0.4M25KN/M33.3M=8.3KN 总和： 37.6+43.8+25.8+8.3=115.5KN 柱下端：

柱自重 0.45M0.45M25KN/M33.6M=18.3KN 总和 115.5+18.3=133.8KN

第四层：柱上端：

楼面三角形部分荷载 41/21.823.86KN/M2=25.01KN 楼面梯形部分荷载 {6/23.6-1/21.822}3.86KN/M3=29.2KN 楼面走廊矩形部分荷载 2.7M1//23.3M3.86KN/M2=17.2KN 纵向框架梁重 0.25M0.4M25KN/M33.3M=8.3KN 内墙及门重

（3.3M3.6M-1.2M2.4M）3.5KN/M2+1.2M2.4M0.2KN/M2

=32KN 总和： 133.8+25.01+29.2+17.2+8.3+32=245.5KN 柱下端：

柱自重 0.45M0.45M25KN/M33.6M=18.225KN 总和： 245.5+18.225=263.8KN

第三层

柱上端： 263.8+25.01+29.2+17.2+8.3+32=375.5KN

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

柱下端： 375.5+18.225=393.8KN 第二层：

柱上端： 393.8+25.01+29.2+17.2+8.3+32=505.5KN 柱下端： 505.5+18.225=523.8KN 第一层：

柱上端： 523.8+25.01+29.2+17.2+8.3+32=635.5KN 柱下端： 635.5+0.450.45254.95=660.6KN

9.2.3 框架边柱（A、D）在活载作用下的轴力

1）活载作用下梁端剪力见内力图9.3

2）纵向框架梁传来的轴力按实际荷载分布计算（梯形或三角形）据上下柱端轴力相同可做如下计算：第五层：

屋面三角形部分荷载 41/21.82M20.5KN/M2=3.24KN 屋面梯形部分荷载 (6/2M3.6M-1/21.82M22) 0.5KN/M2=3.78KN 总和： 3.24+3.78=7.02KN 第四层：

楼面三角形部分荷载 4M1/21..82M22.0KN/M2=12.96KN 楼面梯形部分荷载 (6/2M3.6M-1/21.82M22) 2.0KN/M2=15.12KN 总和： 7.02+12.96+15.12=35.1KN 第三层： 35.1+12.96+15.12=63.2KN 第二层： 63.2+12.96+15.12=91.3KN 第一层： 91.3+12.96+15.12=119.4KN

9.2.4 框架中跨（B、C）在活载作用下的轴力

1）活载作用下梁端剪力见内力图9.3

2）纵向框架梁传来的轴力按实际荷载分布计算（梯形或三角形）据上下柱端轴力相同可做如下计算：第五层：

屋面三角形部分荷载 41/21.82M20.5KN/M2=3.24KN 屋面梯形部分荷载 (6/2M3.6M-1/21.82M22) 0.5KN/M2=3.78KN 屋面走廊矩形部分荷载： 2.7M1//23.3M0.5KN/M2=2.88KN 总和： 3.24+3.78+2.88=9.9KN 第四层：

楼面三角形部分荷载 41/21.82M22.0KN/M2=12.96KN 楼面梯形部分荷载 (6/2M3.6M-1/21.82M22) 2.0KN/M2=15.12KN 楼面走廊矩形部分荷载： 2.7M1//23.3M2.0KN/M2=8.91KN 总和： 9.9+12.96+15.12+8.91=46.KN 第三层： 46.+12.96+15.12+8.91=83.88KN 第二层： 83.88+12.96+15.12+8.91=120.87KN 第一层： 120.87+12.96+15.12+8.91=157.86KN 水平地震梁端剪力与柱轴力标准值见表9-2：表9-2 层数 VAB VBC NA NB 5 6.7 8.4 6.7 1.7

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

4 12.9 16.01 19.6 4.81 3 14.4 19.6 34 10.01. 2 17.2 22.4 51.2 15.21 1 19.5 27.6 72.3 23.71 重力荷载代表值作用下的轴力底层：NA=590+（68+614）（1.226-1）=660.5KN

NB=660.5+55(1.226-1)=666.15KN

二层：NA=472+（68+613）（1.226-1）=528.73KN NB=523.8+54(1.226-1)=528.32KN

三层：NA=360+（68+612）（1.226-1）=402.94KN NB=393.8+53(1.226-1)=397.19KN

四层：NA=248+(68+611) (1.226-1)=377.23KN

NB=263.8+52(1.226-1)=266.06KN 五层：NA=136.2+68(1.226-1)=151.57KN

NB=133.8+5(1.226-1)=134.93KN

框架柱内力组合见下表9-3，同框架梁一样，只取边柱、中柱的首层、标准层及顶层。表9-3 框架边柱内力组合值截面内力恒载 1 ○活载 2 ○风载 3 ○重力荷载4 ○水平地震5 ○1 1.2○11.2○+1.4+1.42 3 ○○11.2○+0.9 *1.4 2(○3) +○1.351 ○+0.7 *1.42 ○41.2○+1.35 ○ 柱上 A 5 A 4 下上 A3A2 下

M KN.M N KN M KN.M N KN M KN.M N KN M KN.M N KN -39. -4.3 3.9 -48.6 -27 1. 118 6.7 -54 -53 -57.9 -57.7 -93.4 263.3 150.3 186.2 12.1 -28 -7.8 240.4 224.8 240 2.7 -34.3 -18.7 -44.5 -71.4 -46.8 -45.4 -65.5 1. 19.3 151.4 6.7 -29.4 -36 418.9 51.2 -29.4 -36 262.3 246.8 262 288 190.4 204.5 12.1 -24 -8.2 -40.3 -30.6 -63.5 -40.4 -82.1 802.2 657.7 797.3 836 -40.1. 569.4 538.2 111.7 -24 -8.1 18.5 19.3 -30.6 -63.3 -40.3 -82.1 728.6 555.7 111.7 8.5 551.7 51.2 823.2 678.7 818.3 860 40

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

上 A1 A 0 下上 B 5 B 4 下上 B3B2 下上 B 1B0 下 M KN.M N KN M KN.M N KN M KN.M N KN M KN.M N KN M KN.M N KN M KN.M N KN M KN.M N KN M KN.M N KN -14 -4.8 02 2 31.-17.2 -41.9 -23.5 -60.2 -61.9 -23.6 -75.1 14.38.685.5 191 -8.8 1166.1161.1212.951.9 940.9 7 1 8 -62.8 -60.3 -12.1 -78.4 776.7 167.6 -7.2 -2.4 68 2 -52.2 -12 801.7 167.6 -37 127 -23 145 -21 570 -21 579 -12 850 -6.1 875 -3.5 9.75 -5.9 9.75 -7.1 14.826.3 91 3.6 -39.2 -25 1.2 122 1.7 1196.1191.1246.1109.822.8 7 1 5 8 -43.6 -43.4 -49.5 -46.8 -79.5 166 154.1 166.2 181.0 157.3 2.8 -28.2 -19.3 -35.9 -31.5 -38.6 -36.8 -58.9 1.2 141.1 1.7 18.7 187.7 175.7 187.8 205.3 180.2 -75.95 -25.7 -34.7 -35.2 -51.4 -57.7 -35.3 433 15.2 126.8 11 -7.0 861.5 699.4 857.6 3.8 548.7 -51.4 -57.6 -35.2 710.2 -75.95 18.7 -25.7 -34.7 -35 578.5 15.2 872.6 126.8 11 -4.2 204.8 -201 204.8 868.4 905.9 723.3 35.6 -14.7 -50.2 -20.3 -61.8 -.5 -20.3 -82.9 724.7 29.31 -7.5 1306.1047.7 6 -72 1302.1348.907.9 9 2 -68.2 -10.3 -93.8 19.7 46.2 -65.2 -103 19.7 876.8 29.31 1336.1077.1332.1381.1090.7 58 9 9 5 10 截面设计

10.1 框架梁的配筋计算

混凝土C20，fC=9.6N/mm2,ft=1.1N/mm2, α1=1.0

钢筋 HRB335,fy=300N/mm2, ζb=0.55 10.1.1 梁段A1B1配筋计算

截面为250mm600mm 跨中正截面计算：

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

Mmax=88.5KNM,框架梁跨中截面为T形，T形截面翼缘宽度bf取值如下：按梁跨度考虑，bf=l/3=6600/3mm=2200mm 按梁肋净距考虑，bfbsn250+3650=3900mm 按翼缘厚度考虑，

h0has=600-40=560mm

hfhc0100/560=0.18>0.1,不考虑此项，故取前两项较小值，bf=2200mm。

判别T形截面类别

fbh(h1ff0hf2)1.09.62200100(560-100/2)

=1077.12KNM> Mmax=88.5KNM

因此，该截面属于第一类T形截面。计算钢筋面积AS

查表得，=0.013< b=0.550,

fbhAf1cfSy0

验算适用条件

满足不少筋条件选用218，实际钢筋面积为509mm 支座正截面计算：

Mmax=-167.6KNM(受拉钢筋配置在上侧，则框架支座截面形状按矩形计算)

M1.0167.610N/mmfbh1.09.6N/mm250mm560mm查表得 0.2540.55

620S202220.223

1cf1bASfbhf1cf01.09.6N/mm250mm0.25560mm300N/mm221120mm

2y 验算适用条件：

Abh

S011200.8%250560min0.2%

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

满足不少筋条件，选用实际配筋为 420，实际钢筋面积为1256mm2 支座斜截面计算：

Vmax=-120KN

复合截面尺寸：0hS60040560mm

h ha0Wbhbc560/2502.244

0.25fcbh00.251.09.6N/mm250mm560mm

2 336KN120KN 所以截面尺寸符合要求。

验算是否按计算配置箍筋：

0.7ftbh00.71.1N/mm250mm560mm 107.8KN Vmax=120KN 所以需要按计算配置箍筋：

nAsv1V0.7ftbh0 S1.25fyvh02120103N0.71.1N/mm250mm560mm1.25300N/mm560mm222 =0.058

选8双肢箍，n=2，Asv1=50.3 mm,

250.31734mm

0.0580.058按构造配筋，取S=200mm, 配筋率

nAsv1250.31.1ft0.2%0.240.240.08% svbs250200sv,min300fyvSnAsv1则箍筋选用双肢8@200

10.1.2 梁段A3B3配筋计算

截面为250mm600mm

跨中正截面计算： Mmax=88.5KNM 计算钢筋面积AS：

查表得，=0.013< b=0.550,

Sfbhf1cf0

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

验算适用条件:

满足不少筋条件选用218，实际钢筋面积为509mm 支座正截面计算：

Mmax=--160.3KNM

Mfbh查表得 0.2401.0160.3106N/mm222S201cf1.09.6N/mm250mm560bmm20.213

10.55

ASfbhf1cf01.09.6N/mm250mm0.24560mm300N/mm221075mm

2y 验算适用条件：

AbhS010750.76%250560min0.2%

满足不少筋条件，选用实际配筋为 420，实际钢筋面积为1256mm2 支座斜截面计算：

Vmax=-36.5KN

0.25cfcbh00.251.09.6N/mm250mm560mm

2 336KN36.5KN 所以截面尺寸符合要求。验算是否按计算配置箍筋：

0.7ftbh00.71.1N/mm250mm560mm

107.8KN >Vmax=36.5KN

所以不需要计算配置箍筋，按构造要求箍筋选用双肢8@200

210.1.3 梁段A5B5配筋计算

截面为250mm600mm 跨中正截面计算： Mmax=95.4KNM 计算钢筋面积AS：

查表得，=0.014< b=0.550,

S1fcbfh0fy44

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

验算适用条件:

满足不少筋条件选用220，实际钢筋面积为628mm 支座正截面计算：

Mmax=-93.4KNM

fbh1.09.6N/mm查表得 0.130.55

S0M1.093.4106N/mm222201cf250mm560mm20.124

1bASfbhf1cf01.09.6N/mm250mm0.13560mm300N/mm22582.4mm

2y 验算适用条件：

AbhS0582.40.42%250560min0.2%

满足不少筋条件，选用实际配筋为220，实际钢筋面积为628mm2 支座斜截面计算：

Vmax=-116.6KN

0.25cfcbh00.251.09.6N/mm250mm560mm

2 336KN116.6KN 所以截面尺寸符合要求。验算是否按计算配置箍筋：

0.7ftbh00.71.1N/mm250mm560mm 107.8KN Vmax=116.6KN 所以需要按计算配置箍筋：

nAsv1V0.7ftbh0 S1.25fyvh02116.6103N0.71.1N/mm250mm560mm1.25300N/mm560mm222 =0.042

选8双肢箍，n=2，Asv1=50.3 mm,

250.32395mm

0.0580.042按构造配筋，取S=200mm, 配筋率：

nAsv1250.31.1ft0.2%0.240.240.08% svbs250200sv,min300fyvSnAsv1 45

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

则箍筋选用双肢8@200

10.1.4 梁段B1C1配筋计算

截面为250mm450mm 跨中正截面计算：

Mmax=17.6KNM,框架梁跨中截面为T形，T形截面翼缘宽度bf取值如下：按梁跨度考虑，bf=l/3=2700/3mm=900mm 按翼缘厚度考虑，h0has=450-40=410mm

hfhc100/410=0.24>0.1

0判别T形截面类别

fb1f(hfh0hf2)1.09.6900100(410-100/2)

=311.KNM> Mmax=17.16KNM

因此，该截面属于第一类T形截面。计算钢筋面积AS：

查表得，=0.012< b=0.550,

ASfbhf1cf0

由于弯矩较小，按照构造配筋即可满足要求。选用218，实际钢筋面积为509mm2 支座正截面计算：

Mmax=-75.8KNM

Mfbh查表得 =0.21< 0S201.075.8106N/mm2221cf1.09.6N/mm250mm410mm20.188

b=0.550

0ASfbhf1cf1.09.6N/mm250mm0.21410mm300N/mm226mm

2y 验算适用条件：

=

AbhS060.67%250410min0.2%

满足不少筋条件，选用实际配筋为 222，实际钢筋面积为760mm2 支座斜截面计算

Vmax=-45.7KN

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

h h 复合截面尺寸：

0haS45040410mm

Wbch0b410/2501.4

2 25fcbh00.251.09.6N/mm250mm410mm

246KN45.7KN 所以截面尺寸符合要求。验算是否按计算配置箍筋：

0.7ftbh00.71.1N/mm250mm410mm 78.9KN Vmax=45.7KN

所以不需要计算配置箍筋，按构造要求箍筋选用双肢8@200

210.1.5 梁段B3C3配筋计算

截面为250mm450mm 跨中正截面计算： Mmax=13.2KNM, 计算钢筋面积AS：

查表得，=0.04< =0.550,

由于弯矩较小，按照构造配筋即可满足要求。选用218，实际钢筋面积为509mm2 支座正截面计算：

Mmax=-58.5KNM

Mfbh查表得 =0.16< 0S201.058.5106N/mm2221cf1.09.6N/mm250mm410mm20.145

b=0.550

0ASfbhf1cf1.09.6N/mm250mm0.16410mm300N/mm22525mm

2y 验算适用条件：

=

AbhS05250.51%250410min0.2%

满足不少筋条件，选用实际配筋为 220，实际钢筋面积为628mm2 支座斜截面计算：

Vmax=36.5KN

25cfcbh00.251.09.6N/mm250mm410mm

2 246KN36.5KN 所以截面尺寸符合要求。验算是否按计算配置箍筋：

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

0.7ftbh00.71.1N/mm250mm410mm 78.9KN Vmax=36.5KN

所以不需要计算配置箍筋，按构造要求箍筋选用双肢8@200

210.1.6 梁段B6C6配筋计算

截面为250mm450mm 跨中正截面计算 Mmax=29.4KNM, 计算钢筋面积AS：

查表得，=0.02< b=0.550,

AS1fcbfh0fy

验算适用条件:

满足不少筋条件选用216，实际钢筋面积为402mm 支座正截面计算：

Mmax=-49.3KNM

Mfbh查表得 =0.13< 0S201.049.3106N/mm2221cf1.09.6N/mm250mm410mm20.122

b=0.550

0ASfbhf1cf1.09.6N/mm250mm0.13410mm300N/mm22426.4mm

2y 验算适用条件：

=

AbhS0426.40.41%250410min0.2%

满足不少筋条件，选用实际配筋为 218，实际钢筋面积为509mm2 支座斜截面计算：

Vmax=18.3KN

25cfcbh00.251.09.6N/mm250mm410mm

2246KN18.3KN

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

所以截面尺寸符合要求。验算是否按计算配置箍筋：

0.7ftbh00.71.1N/mm250mm410mm 78.9KN Vmax=18.3KN

所以不需要计算配置箍筋，按构造要求箍筋选用双肢8@200

210.2 框架柱的配筋计算

混凝土采用C25，fC=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2, α1=1.0 纵向钢筋采用HRB335级，fy=300N/mm2, ζb=0.55 箍筋采用HPB235级，fyv=210N/mm2 10.2.1 A1A0柱配筋计算

截面尺寸：450mm450mm 纵向受力钢筋计算：

Mmax=78.4KNM,Nmax=1109.8KN 求偏心距增大系数

l1.25H1.254.95m6.19m

M78.471mm eN1109.8 hha45040410mm

h45015mm或e20mm。取二者最大值e e3030则eee91mm

910.80 0.22.7e0.22.7410

000Saaa20mm，

i0ai1h0 l0h6.190.45113.715 取21.0

11400ei(l0)2hh12

061901(0.81.01.48 )904501400410判别大、小偏心受压

N1109.8103N 21fcb1.011.9N/mm450mm12 207.3mmbhb00.55410225.5mm

故属于小偏心受压。计算钢筋面积：

h450mm40mm320mm eeiaS1.48791mm22 49

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

ASASNe1fcb(h0f(hy0aS))2

207.3)2

1109.81033201.011.9450207.3(410300(41040)22 139.7mm

按构造要求配筋，每侧选用416（804 mm）

箍筋计算：

柱端剪力计算：

VA1VA0MA1MA0H75.178.431KN

4.95H2h0495063，取3

24102N1109.8KN0.3AfC0.3450mm450mm11.9N/mm723KN 则取N=723KN

1.75b0.07N

1fth021.751.27N/mm450mm410mm0.07723KN 31 153.1KN31KN

故按构造配筋选用双肢8@200 10.2.2 A3A2柱配筋计算

截面尺寸：450mm450mm 纵向受力钢筋计算：

Mmax=82.1KNM,Nmax=728.6KN 求偏心距增大系数

01.25H1.253.6m4.5m

0lM82.1113mm eN728.6 hha45040410mm

h45015mm或e20mm。取二者最大值e e3030则eee133mm

1331.08 0.22.7e0.22.7410h4.51015 取1.0 lh0.450Saaa20mm，

i0ai1002 50

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

111400ei(l0)2hh12

045001(1.081.01.24 )1334501400410判别大、小偏心受压

N728.6103N 21fcb1.011.9N/mm450mm12 136mmbhb00.55410225.5mm

故属于大偏心受压。计算钢筋面积：

h450mm40mm350mm eeiaS1.24133mm22 ASASNe1fcb(h0f(hy0aS))2

136)2

728.61033501.011.9450136(410300(41040)2 53.5mm

按构造要求配筋，每侧选用416（804 mm）

箍筋计算：

柱端剪力计算：

2VA1VA0MA1MA0H82.182.145.6KN

3.6H2h036004.43，取3

24102N728.6KN0.3AfC0.3450mm450mm11.9N/mm723KN 则取N=723KN

1.75b0.07N

1fth021.751.27N/mm450mm410mm0.07723KN 31 153.1KNV45.6KN

故按构造配筋选用双肢8@200

10.2.3 A6A5柱配筋计算

截面尺寸：450mm450mm 纵向受力钢筋计算：

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

Mmax=71.4KNM,Nmax=246.8KN 求偏心距增大系数

l1.25H1.253.6m4.5m

M71.4290mm eN246.8 hha45040410mm

h45015mm或e20mm。取二者最大值e e3030则eee310mm

3102.24 0.22.7e0.22.7410h4.51015 取1.0 lh0.45

000Saaa20mm，

i0ai1002 1(l0)1400ehh1i1022

45001(2.241.01.21 )3104501400410判别大、小偏心受压

N246.8103N 2450mm1fcb1.011.9N/12mm 46.1mmbhb00.55410225.5mm

故属于大偏心受压。

计算钢筋面积：

h450mm40mm560mm eeiaS1.21310mm22 ASASNe1fcb(h0f(hy0aS))2

46.1)2

246.81035601.011.945046.1(410300(41040)22 384.6mm

按构造要求配筋，每侧选用416（804 mm）

箍筋计算：

柱端剪力计算：

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

VA1VA0MA1MA0H71.493.345.8KN

3.6H2h036004.43，取3

24102N246.8KN0.3AfC0.3450mm450mm11.9N/mm723KN 则取N=723KN

1.75b0.07N

1fth021.751.27N/mm450mm410mm0.07246.8KN 31 119.8KNV45.8KN

故按构造配筋选用双肢8@200

10.2.4 B1B0柱配筋计算

截面尺寸：450mm450mm 纵向受力钢筋计算：

Mmax=93.8KNM,Nmax=1090KN 求偏心距增大系数：

l1.25H1.254.95m6.19m

M93.886mm eN1090 hha45040410mm

h45015mm或e20mm。取二者最大值e e3030则eee108mm

1080.91 0.22.7e0.22.7410h6.1913.715 取1.0 lh0.45

000Saaa20mm，

i0ai1002

111400ehi0(l0)2

2h161901(0.911.01.467 )1084501400410判别大、小偏心受压

N1090103N 2b1fc1.011.9N/mm450mm12 203.5mmbhb00.55410225.5mm

故属于大偏心受压。

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

计算钢筋面积： eei

h2aS1.467108mm450mm40mm343mm 2ASASNefb(hf(ha1c02)

204)2

y0S) 10901033431.011.9450204(410300(41040)2 337mm

2按构造要求配筋，每侧选用416（804 mm）

箍筋计算：

柱端剪力计算：

VA1VA0MA1MA0H93.882.935.7KN

4.95H495063，取3 2h024102N1190KN0.3AfC0.3450mm450mm11.9N/mm723KN 则取N=723KN

1.75b0.07N

1fth021.751.27N/mm450mm410mm0.07723KN 31 153.1KNV35.7KN

故按构造配筋选用双肢8@200

10.2.5 B3B2柱配筋计算

截面尺寸：450mm450mm 纵向受力钢筋计算： Mmax=76KNM,Nmax=723KN 求偏心距增大系数

01.25H1.253.6m4.5m

0lM76105mm eN723 hha45040410mm

h45015mm或e20mm。取二者最大值e e3030则eee125mm

1251.02 0.22.7e0.22.7410h0Saaa20mm，

i0ai10 54

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

h4.50.4511015 取21.0

11400eh(l0)i02

2h145001(1.021.01.24 )1254501400410判别大、小偏心受压

N723103N 2b1fc1.011.9N/mm450mm12 135mmbhb00.55410225.5mm

故属于大偏心受压。

计算钢筋面积：

h450mm40mm340mm eeiaS1.24125mm22 ASASNe1fcb(h0f()aSyh0)2

135)2

7231033401.011.9450135(410300(41040)216.1mm0

此时AS〈0表明柱的截面尺寸较大。应按照受压钢筋的最小配筋率配置

钢筋。取AS0.002bh00.002450410369mm

按构造要求配筋，每侧选用416（804 mm）

箍筋计算：

柱端剪力计算：

2VA1VA0MA1MA0H767642.2KN 3.6H2h036004.43，取3

24102N723KN0.3AfC0.3450mm450mm11.9N/mm723KN 则取N=723KN

1.75b0.07N

1fth021.751.27N/mm450mm410mm0.07723KN 31 152.6KNV42.2KN

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

故按构造配筋选用双肢8@200

10.2.6 B6B5柱配筋计算

截面尺寸：450mm450mm 纵向受力钢筋计算： Mmax=59KNM,Nmax=180KN 求偏心距增大系数

01.25H1.253.6m4.5m

0lM59327mm eN180 hha45040410mm

h45015mm或e20mm。取二者最大值e e3030则eee347mm

3472.48 0.22.7e0.22.7410h4.51015 取1.0 lh0.450Saaa20mm，

i0ai1002 111400ei(l0)2hh12

045001(2.481.01.21 )3474501400410判别大、小偏心受压

N180103N 2b1fc1.011.9N/mm450mm12 33.6mmbhb00.55410225.5mm

故属于大偏心受压。

计算钢筋面积：

h450mm40mm605mm eeiaS1.21347mm22 ASASNe1fcb(h0f()aSyh0)2

33.6)2

1801036051.011.945033.6(410300(41040)2=344mm

按构造要求配筋，每侧选用416（804 mm）

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

箍筋计算：

柱端剪力计算：

VA1VA0MA1MA0H79.558.938KN

3.6H2h036004.43，取3

24102N180KN0.3AfC0.3450mm450mm11.9N/mm723KN 则取N=180KN

1.75b0.07N fth0121.751.27N/mm450mm410mm0.07180KN 31 114.6KNV38KN

故按构造配筋选用双肢8@200

表10-1 框架梁截面危险内力选取及截面配筋表截面梁段尺寸 MM2 A5B5 250600 B5C5 250450 截面 M 位置 KN.M 跨中 95.4 支座 -93.4 钢筋 V 面积选筋 KN MM2 628 218 ---- 628 402 509 509 钢筋面积选筋 MM2 构造 8@200 构造 8@200 构造 8@200 220 -116.6 ---- 18.3 ---- 36.5 ---- 36 ---- -120 ---- 45.7 216 218 218 4201256 509 218 220628 509 218 跨中 88.5 A1B1 250600 420支座 -167.6 1256 509 218 跨中 17.6 B1C1 250450 222支座 -75.8 760 跨中 29.4 支座 -49.3 跨中 83.8 A3B3 250600 -160.支座 3 跨中 13.2 B3C3 250450 支座 -58.5 构造 8@200 构造 8@200 构造 8@200

表10-2 框架柱截面危险内力选取及截面配筋表柱子截面尺寸 MM2 截面位置 M KN.M N KN 钢筋面积 MM2 选筋 57

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

A5A4 450450 上下 93.3 71.4 82.1 82.1 75.1 78.4 -79.5 -59 -76 -76 -82.9 -93.8 150.3 246.8 569.4 728.6 940.9 1109.8 157.3 180 548.7 723 907.9 1090 构造 416 416 A3A2 450450 上下构造 416 416 A1A0 450450 上下构造 416 416 B5B4 450450 上下构造 416 416 B3B2 450450 上下构造 416 416 B1B0 450450 上下构造 416 416 10.3 框架梁、柱配筋图见图10.1、图10.2 58

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

图10.1

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

图10.2

11 基础设计

本基础采用柱下基础，混凝土C25，钢筋HPB235，据冻土深度与高层建筑对基础埋深的要求，假定基础高度为1m。

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

11.1 对A柱基础配筋计算：

Mmax=78.4KN.M, Vmax=31KN, Nmax=1109.8KN, fa=240KPa

11.1.1确定基础底面积 11.1.1.1先按轴心受压

AFfaKGd21109.85.6m （d2m）

24020211.1.1.2 初步确定基础底面尺寸

考虑偏心受压，将基础底面增大20%，A1.2A1.25.66.72m 取矩形基础长短边之比l1.5（1.0～2.0）

bA6.72则b2.12m a1.5b1.52.13.15m

1.51.5取 a3.2m b2.1m

211.1.1.3验算基础底面尺寸取值是否合适

GFMKKKGFGAd20KN/m2.1m3.2m2m269KN

1109.82691379KN

112.5a3.20.081m0.53m

1378.6663K78.4KNM311.0KNM112.5KNM

eMKKGKpkmaxkminFKGK A232.8kpa179.9kpa(16el)1378.660.081(1)

3.22.13.961.2fa1.2240kpa288kpa

故基础底面尺寸取ab3.2m2.1m,符合设计要求。

11.1.2 基础高度计算

bt0.5m,h00.95m,bbbt2h00.5m20.95m2.4m

bmpnminpsmax0.5m2.4m1.45m

22FMVh1690.8KN78.4KN.m311.0m134.9kpa 22AW3.2m2.1m2.1m3.2m6FMVh1387.68KN78.4KN.m311.0m195.4KPa 22AW4.5m3m2.1m3.2m6022223.20.52.10.5 ( 0.95)2.1(0.820.95)m2222F1pA195.40.82160.2KN 1btbbA(aatt)

h0h)b(2b2b2n当h800mm,hp1.0；h2000mm,hp0.9，则按线性插值法计算得

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

Fhp10.975。

0.7hpfahtm00.70.9751.27N/mm1.45m0.95m1194KN

2故基础高度满足要求。

11.1.3 基础底板配筋计算

长方向弯矩计算：

21 MI-I =(2b+bt) (a) panst24231195.4kpa(3.2-0.5) (22.1+0.5)m=279KNM =24 短方向弯矩计算：

195.4134.9nsmaxnsmin p165.2kpa

ns2221 M(bbt)(2aat) - 24pns21165.2kpa(2.10.5)2m(23.20.5)m121.3KNM 24 长边方向的受力钢筋截面面积ASI计算：

pp ASIMI-I0.9h0fy2279106Nmm1554 2mm30.90.9510mm210N/mm2 配筋为2210@100，AS1727mm 短边方向的受力钢筋截面面积AS计算： ASM-0.9h0fy121.6106Nmm0.90.95103mm210N/mm22677mm

2 配筋为246@140AS679mm

11.2 对B柱基础配筋计算：

Mmax=93.8KN.M, Vmax=35.7KN, Nmax=1090KN, fa=240KPa

11.2.1 确定基础底面积 11.2.1.1 先按轴心受压

AFfaKGd10905.45240202m2 （d2m）

11.2.1.2初步确定基础底面尺寸

考虑偏心受压，将基础底面增大20%，A1.2A1.25.456.54m 取矩形基础长短边之比lb1.5（1.0～2.0）

A6.54则b2.08m a1.5b1.52.13.15m

1.51.5取 a3.2m b2.1m

11.2.1.3验算基础底面尺寸取值是否合适

2 62

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

GFMKKKGFGAd20KN/m2.1m3.2m2m269KN

10902691359KN

133a3.20.097m0.53m 1359663K93.8KNM35.71.0KNM133KNM

eMKKGKpkmaxkminFKGK

A232kpa198kpa(16el)135960.097(1)

3.22.13.961.2fa1.2240kpa288kpa

故基础底面尺寸取ab3.2m2.1m,符合设计要求。

11.2.2 基础高度计算

bt0.5m,h00.95m,bbbt2h00.5m20.95m2.4m

bmppnminsmax0.5m2.4m1.45m

22FMVh1090KN93.8KN.m35.71.0m126kpa 22AW3.2m2.1m2.1m3.2m6FMVh1090KN93.8KN.m35.71.0m198KPa 22AW2.1m3.2m2.1m3.2m6btbbA1(a2at2h)b(0bbth0)

222223.20.52.10.5 ( 0.95)2.1(0.820.95)m2222F1pA1980.82162.4KN

n当h800mm,hp1.0；h2000mm,hp0.9，则按线性插值法计算得

Fhp10.975。 0.7hpfahtm00.70.9751.27N/mm1.45m0.95m1194KN2

故基础高度满足要求。

11.2.3 基础底板配筋计算

长方向弯矩计算：

21 MI-I =(aat) (2b+bt)

24pns231198kpa(3.2-0.5) (22.1+0.5)m=282.7KNM =24 短方向弯矩计算：

198126nsmaxnsmin p162kpa

ns2221(2aat) M(b)pbns- t24pp 63

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

21126kpa(2.10.5)2m(23.20.5)m92.7KNM 24 长边方向的受力钢筋截面面积ASI计算：

 ASIMI-I0.9h0fy282.7106Nmm0.90.95103mm210N/mm221575mm

2配筋为2210@100，AS1727mm 短边方向的受力钢筋截面面积AS计算： ASM-0.9h0fy92.7106Nmm0.90.95103mm210N/mm22516mm

2配筋为246@140AS679mm

图11.1

设计题目：环县职中教学楼（框架结构）

图11.2 基础施工图

参考文献：

[1] 本专业相关教材

[2] 房屋建筑制图统一标准（GB/T 50001-2001） [3] 建筑制图标准（GB/T 50104-2001） [4]《中小学校建筑设计规范》（GBJ99-86） [5]《建筑设计防火规范》（GB50016-2006） [6]《民用建筑设计通则》（JGJ37-87） [7]《工程建设标准强制性条文》（房屋建筑部分） [8]《建筑结构制图标准》（GB∕T50105-2001） [9] 《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2001） [10]《建筑工程抗震设防分类标准》（GB 50223-2008） [11] 混凝土结构设计规范（GB50010-2002） [12] 建筑结构荷载规范（GB50009-2001） [13]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002） [14]《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）

[15]《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》（03G101-1） [16]《钢筋混凝土结构构造手册》 [17]《建筑结构静力计算手册》 [18]《建筑设计资料集》 [19]《建筑结构构造资料集》

[20]《甘肃省02系列建筑、结构标准图》

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