计算书

武汉理工大学

毕业设计（论文）

中南惠民医院门诊大楼设计

学院（系）：土木工程与建筑学院

专业班级：土木工程０６０３班

学生姓名：姚欣静

指导教师：沈少波（结构）

朱家才（建筑）

学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：姚欣静

日期：2010年6月14日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

本学位论文属于1、保密囗，在年解密后适用本授权书

2、不保密囗。

（请在以上相应方框内打“√”）

作者签名：汪越2010 年6 月14 日

导师签名：谷倩2010 年6 月14 日

武汉理工大学本科生毕业设计(论文)任务书

学生姓名：汪越专业班级：土木工程0603班

指导教师：谷倩工作单位：武汉理工大学土建学院设计(论文)题目:中南惠民医院门诊大楼设计

设计（论文）主要内容：

进行中南惠民医院门诊大楼的建筑设计与结构设计，完成该工程主体结构计算，以及相关建筑施工图与结构施工图的绘制。

1. 建筑设计

该医院门诊大楼批准总建筑面积为7300m2左右，包括挂号及咨询中心、各科门诊办公中心、图书阅览与资料中心，以及其他辅助用房等。按如下建筑物使用功能要求进行建筑设计，设计内容包括：建筑总平面布置图、底层平面图、二层平面图、标准层平面图以及屋顶平面图、正立面图、侧立面图、剖面图、建筑节点构造详图、建筑设计说明、门窗表及装修表等。

（1）楼层层数为6~9层，各楼层层高根据使用功能确定，但不宜低于3.6m。

（2）该门诊大楼主要包括用于医生接诊病人的办公中心，挂号、收费及咨询中心，档案管理及信息中心。各功能分区所在楼层层数由设计者按使用方便、互相干扰较小的原则确定。

（3）医生接诊办公用房大小自定，开间不小于3.6m，应适应现代化诊疗需要。医生办公楼层每层应设一医生休息室，隔层可设一划价及收费室和保洁用品储藏室。办公中心每层设一小型会议室，容纳人数在20人左右；总设一大型会议室，能容纳120人左右，用于组织大型会议及社会公益活动等。

（4）档案管理及信息中心应包括病历档案室、书报期刊阅览室、资料室、计算机网络中心及相关工作人员办公室等。底层需设门诊楼大厅、门卫室、挂号室、划价及收费中心、中药房及西药房等。每层需设男、女洗手间各一。

（5）依据《建筑设计防火规范》（GB 50016-2006）要求进行防火设计，确定防火分区、设置疏散楼梯及安全出口。7层以上可根据要求设置电梯，满足使用和防火设计要求。

（6）设计者可根据总的设计要求自行添加其它建筑功能。各建筑功能相应的建筑面积指标应符合相关规范规定。

2. 结构设计

依据现行混凝土结构相关设计规范及规程进行抗震设计，结构形式建议采用全现浇钢筋混凝土框架或框架-剪力墙结构，现浇钢筋混凝土楼（屋）面，基础宜采用柱下独立或联合基础、柱下条形基础，根据场地地质条件，也可采用十字交叉基础、筏板基础或桩基础。设计内容主要包括：

（1）确定结构布置方案，选择框架柱、梁、楼面、屋面、楼梯及其它承重构件形式，统一编号，绘制结构平面布置图；

（2）手算完成一榀框架的内力分析和配筋计算，绘制框架配筋详图；

（3）完成整体结构计算的电算分析过程，对梁、柱、板配筋的电算结果进行必要的校核，并与手算结果进行对比分析；

（4）完成该工程上部结构及基础的主要施工图；

（5）手算完成主要楼梯、雨蓬、部分连系梁等构件的计算，并绘配筋图。

要求完成的主要任务：

1. 查阅不少于10篇的相关文献资料，其中英文文献不少于2篇，完成开题报告。

2. 完成毕业设计说明书（10000字以上）。

主要包括：毕业设计题目、中英文摘要、中英文关键词、目录、绪论或前言（可说明工程项目建设的背景和意义，设计的预期目标等）、正文（主体工程及相关工程的结构计算书和电算书）、结论（对所完成设计的总结和自我评价）、参考文献、附录、致谢等。

3. 完成工程设计图纸（15~18张2号图纸）。

主要包括：建筑施工图和结构施工图的图纸目录；建筑设计总说明及建筑施工图；结构设计总说明及结构施工图。

a. 建筑设计部分（用7~9张1号或2号图纸完成以下内容）

（1）总平面设计：绘制建筑总平面布置图（1:100）。

（2）平面设计：绘制底层建筑平面图、二层平面图、标准层平面图以及屋顶平面图（1:100）。

（3）立面设计：绘制正立面和一个侧立面图（1:100）。

（4）剖面设计：绘制至少二个剖面，表明构造层次（其中必须有一个剖面剖过楼梯间）（1:100）。

（5）建筑构造详图：选择4~5个主要节点，画出建筑施工构造详图（如卫生间、楼梯间、天沟、檐口、泛水、内部装修等节点）（1:10或1:20）。

（6）编制建筑设计总说明、门窗表及装修表。

b. 结构设计部分（用8~10张2号图纸完成以下内容）

（1）确定结构布置方案。选择框架、楼面、屋面、楼梯及其它承重构件形式，统一编号。绘制标准层楼面及屋面结构平面布置图、现浇楼板配筋图（1:100）。

（2）可以采用PK、PM、SATWE等结构分析软件，进行结构的整体分析计算。绘制柱平法施工图（1:100）、梁平法配筋图（1:100）。

（3）要求必须手算完成一榀框架（由指导教师指定）的内力计算、荷载组合、内力组合及配筋计算，并手工绘制该计算框架的配筋详图及模板图（1:30 ~1:50），以加强对框架结构基本计算方法、主要构造措施，以及相关制图标准和绘图技巧的理解和掌握。

（4）根据场地地质条件，选择合理的基础形式，完成一榀框架柱下基础的设计计算，绘制基础平面布置图（1:100）及部分基础结构详图（1:20~1:50）。

（5）完成主楼梯间的结构平面布置及楼梯配筋详图（1:50）。

（6）选择完成雨蓬、部分连系梁等构件的计算及配筋图（1:20~1:50）。

（7）编制结构设计总说明，图纸上尚应有必要的图纸说明。

4. 完成不少于2万英文（5000汉字）印刷字符的英文文献翻译。

必读参考资料：

[1] 同济大学、西安建筑科技大学、东南大学、重庆大学合编. 房屋建筑学（第四版）[M].

北京：中国建筑工业出版社，2006.

[2] GBJ 2-86. 建筑模数协调统一标准[S].

[3] GB/T 5001-2001. 房屋建筑制图统一标准[S].

[4] GB/T18112-2000. 房屋建筑CAD制图统一规则[S].

[5] GB 50103-2001. 总图制图标准[S].

[6] GB 50104-2001. 建筑制图标准[S].

[7] GB 50016-2006. 建筑防火设计规范[S].

[8] GB 50352-2005. 民用建筑设计通则[S].

[9] JGJ 67-2006. 办公建筑设计规范[S].

[10] JGJ 49-1988. 综合医院建筑设计规范[S].

[11] 中南地区通用建筑标准设计建筑配件图集（合订本）. 中南地区建筑标准设计协作

组办公室编辑出版，2002.

[12] 建筑设计资料集（第二版）[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2004.

[13] 中小型民用建筑图集（第三集）[M]. 北京：中国建筑工业出版社，1999.

[14] 李国强等. 工程结构荷载与可靠度设计原理（第三版） [M]. 北京：中国建筑工业

出版社，2005.

[15] 罗固源等. 荷载与结构设计方法[M]. 重庆：重庆大学出版社，2001.

[16] 沈蒲生. 混凝土结构设计原理（第3版）[M]. 北京：高等教育出版社，2007.

[17] 沈蒲生. 混凝土结构设计（第3版）[M]. 北京：高等教育出版社，2007.

[18] Williams. A. Design of Reinforced Concrete Structures[M]. 北京：中国水利

电力出版社，2002.

[19] S. U. Pillai, D. W. Kirk, M. A. Erki. Reinforced Concrete Design (3rd

Edition)[M]. US: McGraw-Hill Ryerson Press, 1999.

[20] 方鄂华等. 高层建筑结构设计[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2003.

[21] 李爱群等. 工程结构抗震设计[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2005

[22] 简明建筑结构设计手册（第二版）[M]. 北京：中国建筑工业出版社，1992.

[23] 实用建筑结构设计手册[M]. 北京：机械工业出版社，2004.

[24] 建筑结构构造资料集（上、下）[M]. 北京：中国建筑工业出版社，1990.

[25] 建筑结构静力计算手册（第二版）[M]. 北京：中国建筑工业出版社，1998.

[26] 尚守平等. 钢筋混凝土房屋结构计算机辅助设计[M]. 北京：中国建筑工业出版社，

1999.

[27] GB50068-2001. 建筑结构可靠度计统一标准[S].

[28] GB50153-92. 工程结构可靠度设计统一标准[S].

[29] GB/T 50083-97. 建筑结构设计术语和符号标准[S].

[30] GB50105-2001. 建筑结构制图标准[S].

[31] GB50009-2001. 建筑结构荷载规范[S].

[32] 03G101-1/ 03G101-2/ 06G101-6. 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[S].

[33] GB50010-2002. 混凝土结构设计规范[S].

[34] GB50011-2001. 建筑抗震设计规范[S].

[35] GB50007-2001. 建筑地基基础设计规范[S].

指导教师签名系主任签名

院长签名(章)_____________

武汉理工大学本科学生毕业设计开题报告

1、目的及意义（含国内外的研究现状分析）

本次的毕业设计是采用合理的设计理念和技术方法完成对中南惠民医院门诊大楼的设计。该医院采用钢筋混凝土框架结构，总建筑面积为7300m2左右，包括挂号及咨询中心、各科门诊办公中心、图书阅览与资料中心，以及其他辅助用房等。现在学习的程度还处在理论认识阶段，结合实际施工方法进行自主结构设计的能力还很薄弱。在毕业设计中，通过建筑和结构两方面设计，综合拟建建筑物的地质背景和规范要求，进一步深入学习建筑设计、结构设计的图纸绘制和相关图纸说明，能够确定结构的布置方案，选择框架柱、梁、楼面、屋面、楼梯及其它承重构件形式，并通过手算和PK、PM、SATWE等相关结构分析软件完成结构的分析计算，进而完成对整个框架结构的施工图布置及相应的配筋详图。

在我国现在的多高层建筑中，钢筋混凝土框架结构是最常用的结构形式。框架结构是由钢筋混凝土柱、主梁和次梁形成的框架作为建筑物的骨架，梁和柱之间的连接为刚性结点。屋盖、楼板上的荷载通过板传递给梁，由梁传递到柱，由柱传递到基础。框架结构的墙体全部为自承重墙，只起分隔和围护作用，砖墙的重量通过梁、板传给柱。框架结构是最常见的竖向承重结构，具有以下优点：结构轻巧，便于布置；整体性比砖混结构和内框架承重结构好；可形成大的使用空间；施工较方便；较为经济。但同时也具有抗侧移刚度较弱，抗水平荷载能力差，受地基的不均匀沉降影响大的缺点。框架结构适合于在办公楼、教学楼、公共性与商业性建筑、图书馆、轻工业厂房、公寓以及住宅类建筑中采用。

随着高性能混凝土材料的研制和不断发展，钢筋强度和可焊性的增强，采用组合结构可以建造比单独的混凝土结构或钢结构更经济合理的建筑。目前，这种组合结构是高层建筑的主要结构体系，它具有良好的抗震性能和耐腐蚀耐火等性能。钢筋混凝土高层建筑是20世纪初出现的，它的发展经历了由低到高的过程，目前已出现了高度超过300m的混凝土结构高层建筑。进入20世纪90年代以来，随着社会与经济的蓬勃发展，特别是城市建设的发展，要求建筑物所能达到的高度与规模不断地增加，钢筋混凝土结构在结构体系的层次上将两者的优点结合起来，使自身能够满足日益发展的建筑结构的需求。可以预见，在相当长的一段时间内，高层建筑仍将是世界上大部分国家在城市建设中的主要建筑形式。

2、基本内容和技术方案

基本内容

（1）完成工程设计图纸

a. 建筑设计部分：建筑总平面布置图，建筑相关层平面图，立面图，剖面图，建筑构造详图，编制建筑设计总说明、门窗表及装修表；

b. 结构设计部分：确定结构布置方案，用结构分析软件进行结构整体分析计算，手算一榀框架，完成基础、楼梯、雨棚、部分连系梁等构件的计算及配筋图，编制结构设计总说明；

（2）完成不少于2万英文（5000汉字）印刷字符的英文文献翻译。

技术方案：

毕业设计分别从建筑设计和结构设计两方面完成对医院门诊楼的设计。在建筑设计部分，根据实习参观采集的医院各功能分区的联系与布置方案，运用天正建筑和AutoCAD绘图软件绘制建筑设计图。

在结构设计部分，运用绘图软件完成结构布置方案。手算一榀框架，将框架简化为一平面体系，在计算竖向荷载时运用分层法，将框架近似地按无侧移框架进行分析；在计算水平荷载时运用D值法，完成截面设计和配筋计算，最后绘制详细的配筋图。在PK、PM、SATWE等结构分析软件中，根据已确定好的建筑和结构设计图建立结构模型，完成荷载输入、结构整体分析、构件分析、构件配筋图生成。在确定方案时参考相关规范，如：

[1]JGJ 49-1988.综合医院建筑设计规范[S].

[2] GBJ10-89，混凝土结构设计规范 [S].北京：中华人民共和国建设部，2002.2.20.

[3] GB50010-2002,建筑抗震规范[S].北京：中华人民共和国建设部，2001.

[4] B50009-2001,结构荷载设计规范[S].北京：中华人民共和国建设部,2002.3.1

[5] DB42/242-2003，湖北省地方标准建筑地基基础设计规范[S].湖北省建设厅,

湖北省质量技术监督局2003.

[6]Williams.A.Design of Reinforced Concrete Structures[M].北京：中国水利

电力出版社，2002.等参考文献.

3、进度安排

第 3～4 周：建筑平面、立面和剖面设计

第 5 周：确定结构平面布置方案，现浇梁、楼（屋）面板的配筋计算

第 6 周：荷载统计、框架和竖向荷载作用下的内力计算

第 7 周：框架在水平荷载作用下的内力计算及侧移验算

第 8 周：框架内力组合及梁、柱截面设计计算

第 9 周：楼梯结构平面布置及配筋计算

第 9 周：绘制框架配筋详图及楼梯结构详图

第 10～12 周：结构整体分析计算（电算）、绘制柱平法施工图、梁平法配筋图第 13～14 周：基础设计计算、基础平面布置及配筋图

第 15 周：建筑和结构施工图汇总、整理及校核

第 16 周：整理完成其他毕业设计成果

第 17 周：毕业设计答辩

4、指导教师意见

指导教师签名：

年月日

目录

摘要.............................................................................................................................................................. III Abstract............................................................................................................................................................ IV

0 绪论 (1)

1 设计资料 (2)

1.1 工程名称 (2)

1.2 工程概况 (2)

1.3 建筑等级 (2)

1.4 设计荷载 (2)

1.5 抗震设防 (2)

1.6 气象资料 (2)

1.7 地质资料 (2)

1.8 材料选用 (3)

2 结构选型 (4)

2.1 框架结构承重方案的选择 (4)

2.2 计算单元选取 (4)

2.4 梁、柱截面尺寸的初步估计： (6)

３侧移刚度的计算 (7)

3.1 梁线刚度i b的计算（I=2I0) (7)

3.2 柱线刚度i c的计算(I=I0) (7)

3.3 相对线刚度计算 (7)

4 竖向荷载作用下内力计算 (8)

4.1 恒荷载标准值计算 (8)

4.2 活荷载标准值计算 (10)

4.3 竖向荷载作用下框架受荷总图 (10)

4.4 恒载作用下框架的内力计算 (16)

4.4.1采用迭代法计算恒载作用下的框架内力 (16)

５风荷载作用 (27)

5.1 风荷载标准值 (27)

5.2 侧移刚度D (28)

5.3 风荷载作用下框架侧移计算 (28)

5.4 风荷载标准值作用下的内力计算 (30)

6 水平地震荷载作用 (36)

6.1 重力荷载代表值的计算： (36)

6.2 水平地震作用力的计算（底部剪力法） (37)

6.3 水平地震作用下框架的侧移验算 (39)

6.4 水平地震作用下框架内力计算（D值法） (40)

7 荷载和内力组合 (46)

7.1 梁的内力组合表 (46)

8框架梁、柱配筋 (58)

8.1 框架横梁配筋 (58)

8.2 框架柱配筋 (61)

9 楼梯设计 (66)

9.1 设计参数 (66)

9.2 楼梯板（TB-1）计算 (67)

9.3 平台板计算 (67)

9.4 平台梁计算 (68)

10 基础设计 (71)

10.1 外柱独立基础的计算 (71)

10.2 内柱基础设计 (77)

11 手算与电算的比较 (81)

结束语 (82)

参考文献 (83)

致谢 (84)

摘要

本次毕业设计任务是进行一栋医院门诊部大楼的设计，工程主体为六层的钢筋混凝土现浇框架结构。

在进行结构设计时，首先根据设计资料进行结构选型，确定平面布置，然后从中选出具有代表性的一榀框架进行计算。计算时，先进行构件截面尺寸初估，确定所选框架的计算简图及计算单元，然后依次进行荷载统计、内力计算、内力组合、构件配筋和验算等。另外，还需进行设计资料进行楼梯设计和基础设计。统计的荷载类型主要有竖向恒荷载、活荷载，水平方向的风荷载和地震作用。其中竖向荷载作用下的内力计算采用迭代法，风荷载作用下的内力计算采用D值法，地震作用下的内力计算采用底部剪力法。内力组合根据建筑抗震设计规范规定的组合形式进行。

关键词：医院建筑钢筋混凝土框架结构结构设计施工图

Abstract

The task is to conduct a graduation project of a design of a out-patient building . The main body of the project is a six-storey reinforced concrete frame structure .

When carrying out structural design, first of all, select the structure model according to the geological data and determine the plain arrangement, then choose the representative framework to calculate. When calculating, it should be done firstly to estimate the member size of the section preliminarily and confirm the calculation diagram. It follows the load calculation, internal force computing, internal combination, reinforcement and checking. In addition, it also includes slab-stairs design and foundation design. There are vertical constant load and vertical live load, horizontal wind load and earthquake loading in the frame. Vertical load function adopts iteration method, wind load function adopts D value method, and seismic load function adopts equivalent base shear method.

Key word:Hospital building Reinforced concrete Frame structure Structural design Construction drawing

0 绪论

土木工程是具有很强的实践性的学科，而毕业设计给我们提高了这样一个锻炼实践的机会，它是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段，是深化、拓宽、综合教和学的重要过程，是对大学期间所学专业知识的全面总结。在做毕业设计过程中，我们将温故而知新，在资料查找、设计安排、分析计算、施工图绘制、口头表达等各个方面得到综合训练，具备从事相关工作的基本技术素质和技能。

虽然说，随着计算机的普及和各类程序的日益成熟，设计周期变得越来越短，计算也越来越简单，可结果只会按照已编好的程序一步一步计算得到，对于其是否合理、经济，计算的模型是否符合真实的工程，这就需要人为的去调整、复核，这样就要求知道计算中的每一步是怎么得来的，能够掌握其原理和过程。故本次毕业设计不但要求掌握PKPM的计算建模的方法，还需要手算一榀框架，进一步掌握和巩固所学的专业知识。

本次毕业设计的题目是中南惠民医院门诊大楼设计，采用的结构形式是钢筋混凝土现浇框架结构。它的特点是平面布置比较灵活，能提供较大的室内空间，施工较方便，较为经济；但它也有抗侧移刚度较弱，受水平荷载影响较大的缺点。结构是建筑的骨架，是建筑赖以生存的物质基础。一个成功的设计必然以经济合理的结构方案为基础，本设计通过详细的手算方法、形象的图表展示和文字论述，进行完整的结构设计。结构设计部分主要是先进行结构的选型，柱网的布置，梁柱截面尺寸的选取，然后选取一榀有代表性的框架进行荷载统计、内力计算、内力组合及配筋验算。其中竖向荷载作用下的内力计算采用迭代法，水平风荷载作用下的内力计算用D值法，地震荷载下的内力计算采用底部剪力法。

毕业设计的三个月时间里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，我们加深了对新规范、图集、指导手册等相关内容的学习，也加深了对以往知识的理解。同时，在设计过程中，进一步加强了对Word、Excel的运用，加深了对AutoCAD等绘图软件的使用。

由于所学知识有限，其中难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。

1 设计资料

1.1 工程名称

中南惠民医院门诊大楼

1.2 工程概况

建筑总高度为21.6m ，共六层，每层3.6m 。室外地面绝对标高为24.25m ， 室内外高差为600mm ，底层室内设计标高±0.000。建筑总面积为7480m 2。

1.3 建筑等级

建筑物耐火等级为二级，建筑结构安全等级为二级。

1.4 设计荷载

基本风压：20m kN 0.30=W ， 基本雪压：20m kN 40.0=S 。

1.5 抗震设防

本工程建筑抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.05g ，设计地震分组为第一组，场地土类别属Ⅱ类场地土，地面粗糙程度类别为B 类，建筑的设计特征周期为0.35s 。框架抗震等级为三级。

1.6 气象资料

（1）主导风向：冬季为北偏东风，夏季以南风为主；

（2）全年气温：平均气温为16.7°C ，极端最高为40.3°C ，极端最低为－10.9°C ； （3）平均相对湿度：76%； （4）降水：平均年降雨量600mm 。

1.7 地质资料

如表1-1所示：

表1-1 场地土层主要物理力学性质指标

层序

年代 成因

物理力学性质指标

容重γ

()3

m kN

粘聚力标准值k C

()kPa

内摩擦角标准值

k

?()

压缩系数

()1

MPa -

承载力标准值k f

()kP a

压缩模量

s E

()MPa

1 ml Q

17.3 30.15 11.2 0.548 / / 2 4pl al Q + 19.0 27.58 19.4 0.384 140 4.5 3 3pl al Q + 20.0 91.03 23.9 0.089 280 13.8 4 3pl al Q + 19.2 54.70 18.9 0.281 250 8.0 5 pl al Q + 19.7 / / 0.214 350 14.0 6

pl al Q +

20.3

/

/

0.214

250

10.0

1.8 材料选用

（1）混凝土：C30

（2）墙体：外墙采用250厚加气混凝土，内墙采用水泥粉刷墙面，局部隔墙采用双面抹灰板条隔墙。

（3）钢筋：柱、梁纵筋采用2y m N 300HRB335,=f ，箍筋采用2y m N 210235HPB =f ， 基础钢筋采用2y m N 300HRB335,=f

2 结构选型

结构体系采用钢筋混凝土框架结构。屋面、楼面均采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖,屋面板、楼面板厚为120mm，楼梯采用钢筋混凝土板式楼梯。

2.1 框架结构承重方案的选择

竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。

2.2 计算单元选取

框架结构的计算单元如图所示，取⑦轴上的一榀框架计算。假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故框架梁等于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至一层楼面，基顶标高根据地质条件、室内外高差，定为－1.1m，二层楼面标高为3.600m，故底层柱高为4.700m。其余各层柱高从楼面算至上一层楼面，故均为3.6m。

框架结构的计算单元简图2.1所示：

图2.1 计算单元选取简图

2.3 柱网布置

本住宅标准层柱网布置图如图2.2所示：

图2.2 柱网布置图

2.4 梁、柱截面尺寸的初步估计：

2.4.1 梁截面初选（⑦轴）

主梁：HF 跨 l =6900mm

h =(1/8~1/12)l =575mm~862.5mm ，取h =600mm ，

b =（1/2~1/4）h = 150~300mm ；取b =300mm ；

FE 跨 l =3300mm

h =(1/8~1/12)l =275mm~412.5mm ，取h =500mm ； b =（1/2~1/4）h =100~200mm ，取b =300mm ； ED 跨 l =6900mm

h =(1/8~1/12)l =575mm~862.5mm ，取h =600mm ， b =（1/2~1/4）h = 150~300mm ；取b =300mm ； 次梁：HF 跨 、ED 跨 h =500mm,取b =250mm;

2.4.2 柱截面初选（⑦轴）

框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按下列公式计算： ()0.9''c y N f A f A ?≤+，为简便计算，简化为：[]A c N f N μ≤

式中：c f --混凝土轴心抗压强度设计值，柱采用C30混凝土，故2c mm N 3.14=f ； N —柱中轴向力，可近似按下式计算：()v 1.2~1.1N N =；

V N —柱支承的楼面荷载面积上竖向荷载产生的轴向力设计值，求V N 时，可近似将楼面板沿柱轴线之间的中线划分，恒载和活荷载的分项系数均取 1.25或近似取12～14kN/m 2进行计算；

[]N μ—框架柱轴压比限值，对一级、二级和三级抗震等级分别取0.7、0.8和0.9。 该框架结构高度小于30m ，且设防烈度为7度，查表得其抗震等级为三级，所以其轴压比限值[]N μ=0.9；各层的重力荷载可近似选取14kN/m 2计算；边柱和中柱的负荷面积分别为25.92m 2和36.72m 2。 边柱：[]()23c

N mm 203010~1860903

.149.06

1092.25142.1~1.1A =?????=≥

f N

μ

中柱：[]()23c

N mm 287597~2636313

.149.061072.36142.1~1.1A =?????=≥

f N

μ

该建筑物为医院，考虑到外观和内部布置的需要，柱截面采用矩形截面柱，初选柱截面尺寸为mm 600mm 600?=?h b 。

３侧移刚度的计算

3.1 梁线刚度i b 的计算（I=2I 0)

表3.1 梁线刚度

类别 b ×h

（mm ×mm ） I 0=bh 3

/12

（mm 4

） E c

（N/mm 2

） l

（mm ） i b =2E c I 0/l （N·mm） HF 跨 300×600 5.4×109

3.0×104

6900 4.70×1010

FE 跨 300×500 3.13×109 3.0×104 3300 5.68×1010 ED 跨

300×600

5.4×109

3.0×104

6900

4.70×1010

3.2 柱线刚度i c 的计算(I=I 0)

表3.2 柱线刚度

柱 b ×h

（mm ×mm ） I c =bh 3

/12

（mm 4

） E c

（N/mm 2

） h c

（mm ） i c =E c I c /h c （N·mm） 底层柱 600×600 1.08×1010 3.0×104

4700 6.89×1010

其它层柱

600×600

1.08×1010

3.0×104

3600

9.00×1010

3.3 相对线刚度计算

令其它层柱i c =1.0，则其余各杆件的相对线刚度为：

i= i */i c

式中：i *—当前杆件的线刚度；

i c —其它层柱的线刚度。

表3.3 相对线刚度

位置 其他层柱 底层柱 HF 跨梁 FE 跨梁 ED 跨梁 相对线刚度

1.0

0.766

0.522

0.631

0.522

梁柱相对线刚度如图3.1所示：