建筑设计任务书毕业论文

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建筑设计任务书毕业论文目录摘要IAbstractII第一章建筑设计任务书11.1绪论11.2项目名称11.3项目地点11.4项目简介11.5设计基本要求21.6设计条件21.6.1自然资料21.6.2气象资料21.6.3建筑规模21.6.4房间组成21.6.5结构类型31.7设计内容31.7.1建筑设计31.7.2结构设计4第二章建筑设计52.1平面设计52.2建筑体型选择与平面布置52.2.1设计原则52.2.2建筑造型5-IV-\n2.2.3平面布置52.3立面设计52.4剖面设计62.5垂直交通设计62.6防火设计62.6.1耐火等级62.6.2防火设计要点6第三章结构设计83.1工程概况83.2截面尺寸估算83.2.1梁板截面尺寸估算83.2.2柱的截面尺寸估算83.3基本假定及计算简图93.3.1结构柱网布置及计算简图93.3.2结构的基本假定103.4荷载汇集123.4.1竖向荷载123.4.2水平风荷载133.5水平风荷载作用下框架内力及侧移计算133.6竖向荷载作用下框架梁上荷载计算143.6.1计算轴线间框架梁的均布荷载153.6.2计算柱的竖向荷载163.6.3竖向荷载左右下框架计算简图173.7竖向荷载作用下结构内力计算203.7.1分层计算结构内力20-IV-\n3.7.2框架内力计算273.8水平地震作用下框架结构内力计算353.8.1水平地震作用的基本公式353.8.2计算重力荷载代表值和结构的基本自震周期353.8.3根据顶点位移法计算结构的基本自震周期363.8.4计算水平地震作用下各楼层节点上集中力及各层剪力373.8.5水平地震作用下框架内力计算383.9内力组合413.10梁截面设计533.10.1梁的正截面受弯承载力配筋计算533.10.2梁的斜截面受剪承载力配筋计算543.11框架柱截面设计543.11.1A柱的正截面承载力配筋计算543.11.2A柱的斜截面承载力配筋计算583.11.3B柱的正截面承载力配筋计算593.11.4B柱的斜截面承载力配筋计算633.12楼板配筋计算653.13双向板中次梁计算663.13.1荷载计算663.13.2内力计算663.13.3正截面承载力计算673.13.4支座处截面承载力计算683.13.5斜截面承载力计算683.14楼梯设计计算693.14.1楼梯板的计算69-IV-\n3.14.2平台板的计算703.14.3平台梁的计算71结论73参考文献74附录一75附录二88-IV-\nXXX大厦设计第一章建筑设计任务书1.1绪论建筑学是建造的艺术。实质上整个建筑学都与供人使用的围合空间有关。建筑物内部一些空间的大小和形状是由那些将要容纳在该建筑物里的确切活动所规定。这些空间的排列还应有合理的关系。另外，建筑物中的需要有走廊、楼梯或电梯，其尺寸受预期交通负荷的支配。建筑方案是建筑师首先要考虑的事，它把对建筑物的各种要求安排成体现建筑意图的空间组合。好的方案可以使来访者在建筑中找到其目的地并留下印象，这种印象也许是下意识地通过把大的建筑体系中一些单元明显地联系起来而造成的。相反，坏的方案所产生的结果是不方便、浪费和视觉上的混乱。一座建筑的结构必须建造良好；它必须具有永久性。这种永久性既是设计意图要求的，也是材料的选择所允许的。随着经济的迅猛发展，人们综合素质的提高，人们对建筑的要求已不但是经久耐用，而且要求美观、舒适、保温及隔声等功能。这就对建筑行业提出了新的要求，从建筑的外形设计、结构设计及建筑材料等方面均提出了更高要求，同时为我国建筑行业的发展提供了新的契机。通过本框架结构办公楼的设计，充分体会了建筑设计的全过程，对所学的知识有了更深的了解和认识，使自己所学知识得到了更好巩固，也使自己的日常技术工作有了进一步的提高。本设计的设计任务是设计XXX的高层办公楼，具有重要的现实意义。1.2项目名称深业大厦1.3项目地点XXX1.4项目简介本工程为一公司办公楼，位于XXX，层数10层，总建筑面积约为9000m2。-93-\nXXX大厦设计在建筑设计过程中兼顾安全，适用，经济，美观四个原则，并依据建筑设计资料进行详细说明。总平面设计要求综合总体规划，基地环境等具体条件合理分区，妥善解决平面各组成部分之间的相互关系，选择合适的交通联系方式。并且简捷明快，管理方便，满足人在心理，视觉和其它各种使用上的要求，按照建筑性质，规划和基地，确定平面形式，使布局紧凑，节约用地，并且为立面设计创造有利条件，考虑合理性及经济。本设计采用矩形平面布置，依据房间定额面积及合理性不止，并同时考虑走廊交通，采用内廊式设计，更加的贴近办公的特点，让人更加的舒适。1.5设计基本要求1.认真贯彻“适用，经济，安全，美观”的设计原则；2.进一步掌握建筑设计内容，方法和步骤，充分考虑影响设计的各种因素；3.明确结构与建筑的关系；4.了解和运用有关设计规程和规范；5.认真选择结构形式以及进行合理的结构布置，掌握高层结构的计算方法和构造要求；6.撰写毕业设计论文以及绘制施工图。1.6设计条件1.6.1自然资料建设地点位于XXX开发区，地段内地形平整,无障碍物。1.6.2气象资料冬季室外平均最低气温-26OC，全年主导风向为西南风。1.6.3建筑规模(1)总建筑面积9000㎡（设计误差允许±5%）(2)地面以上建筑层数1层至10层(3)层高：一层4.2m，其余各层3.6m1.6.4房间组成地面一层设置位整个建筑物的公用服务设施，其中包括：(1)门厅；(2)咖啡厅；(3)产品展厅；(4)健身房；(5)商品部；(6)男女卫生间；(7)办公室；-93-\nXXX大厦设计(8)理容室；(9)消控室；(10)一层以上标准层房间设置如下a、小间办公室；b、大间办公室；以上各类办公室也可统一按成片式或大空间式设计，具体方案有设计者自定c、接待室或会议室；d、男女卫生间；e、开水间；f、清扫间及公务员室；g、休息廊或休息厅；h、可是当设置资料室、档案室、仓库，数量及面积自定。i、变配电室、产品展厅、设备用品仓库。锅炉房在楼外另设。1.6.5结构类型采用混凝土框架结构，要求合理处理结构特点和使用功能之间的关系。1.7设计内容1.7.1建筑设计(1)平面功能划分(2)建筑材料采用及建筑尺寸确定(3)防水、防潮、保温等具体构造做法(4)设置防烟楼梯、电梯,建筑构造等(5)完成这些图纸绘制:总平面图1:500首层平面图1:100标准层平面图1:100立面图(正立面、侧立面)1:100剖面图(要求剖且楼梯间)1:100主要建筑详图1:201.7.2结构设计-93-\nXXX大厦设计结构方案的选择和确定，并完成一下结构设计内容：(1)完成各层的结构平面布置。采用现浇楼板并完成标准层楼盖的受力分析、配筋计算，并绘制楼盖配筋图（包括楼面设备孔洞处理）(2)考虑风荷载和地震作用，采用受算方法完成结构内力分析，至少完成一品框架、两类间力墙及连梁（当采用框剪结构时）的手算配筋计算。(3)考虑风荷载和地震作用，采用计算机辅助设计程序（推荐采用PKPM）完成结构电算内力分析，完成全部构件的电算配筋计算，并与手算结果进行对比分析。(4)裙房结构方案选择、结构布置及计算。(5)结构设计说明及计算书。(6)图纸采用平面整体表示方法，数量6—8张，包括梁（标准层）、板（标准层）、柱、或剪力墙等的施工图。图纸规格要求统一。-93-\nXXX大厦设计第二章建筑设计2.1平面设计高层建筑是随着社会生产的发展和人们生活的需要而发展起来的，由于西方国家工业革命的兴起和发展，农业人口大量涌入城市，为了解决人们对居住、办公、商业、教学用房的需要，早在上一个世纪初便建立了大量的多层建筑，但最初由于受到垂直运输机械的限制，房屋还不能建得太高。直到1875年第一部载人电梯的制造成功，高层建筑才开始大量涌现出来。所以说，高层建筑是商业化、工业化、城市化的结果，而科学技术的发展，轻质高强材料的出现，以及电气化、机械化在建筑中的应用，又为高层建筑的发展提供了物质条件。高层建筑引人注目的外观，使整个城市变得更加生机勃勃。2.2建筑体型选择与平面布置2.2.1设计原则建筑是供人使用的有功能作用的空间，同一功能要求和使用目的的建筑可以有多种空间形式，建筑体型一般综合反映内部空间，又在一定程度上反映建筑的性格、历史时期和民族地域特点。高层建筑体型还常常是街道、广场或城市某一个区域的构成中心。鉴于此，高层建筑体型设计应根据现有经济技术水平处理好功能、空间与形式的辨证统一关系，还要处理好与环境的关系，以便在满足功能要求的同时，生根于特定的环境，给人以良好的感觉。同样，对于建筑造型与平面布置的选择，必须考虑结构因素，以有利于结构受力。平面形状应简单、对称、规则，以减少地震灾害的影响。2.2.2建筑造型根据设计原则，本设计采用“—”字型结构体系。这种结构体系符合简单、对称、规则的原则。2.2.3平面布置本设计在平面上力求平面对称，对称平面易于保证质量中心与刚度中心重合，避免结构在水平力作用下扭转。为使常用房间采光、通风效果好，本设计将教室、办公室等房间布置在南向，而且此方向面对主要街道，交通方便。这样布置可在建筑后方留有大片空间，利于学员的休息和娱乐。2.3立面设计-93-\nXXX大厦设计立面设计时首先应推敲各部分总的比例关系，考虑建筑物整体的几个方面的统一，相邻立面的连接与协调，然后着重分析各立面上墙面的处理、门窗的调整和安排，最后对入口、门廊等进一步进行处理。节奏韵律和虚实对比，是使建筑立面表现力的重要设计手法，在建筑立面上，相同构件或门窗作有规律的重复和变化，给人们在视觉上得到类似音乐诗歌中节奏韵律的效果。立面的节奏感在门窗的排列组合、墙面的构件划分中表现得比较突出。2.4剖面设计剖面设计主要分析建筑物各部分应有的高度，建筑层数、建筑空间的组合利用，以及建筑剖面中的结构、构造关系，建筑物的平面和剖面是紧密联系的。2.5垂直交通设计本工程主要垂直交通工具是电梯。对电梯的选用及其在建筑物中的合理布置，将使高层建筑的使用更加合理，同时还能提高工作效率。本设计中电梯布置在建筑平面的中部。除了设置两部电梯外，还设置了两部防烟（楼）电梯于建筑物的两端。这样的布置可使建筑物内任意点至楼、电梯出口的距离均不大于30m，满足高层建筑的防火要求。2.6防火设计2.6.1耐火等级本工程属二类建筑（10—18层普通住宅和高度不超过50m的公共建筑），其耐火等级不低于二级。2.6.2防火设计要点1.总平面布局中的消防问题（1）本大厦选址应在交通便捷处，根据城市规划确定的场地位置应有方便的道路通过，要求既靠近干道，便于高层建筑中人群的集散，又便于消防时交通组织和疏散。（2）本大厦设环形车道，高层建筑周围设宽度不小于3.5m的环形车道，可以部分利用交通道路，以便消防车能靠近高层主体，能在消防时有足够的流线。2.疏散设计发生火灾时，办公人员往往还在远离地面的高层，将他们全部迅速地疏散到安全地带是防火的重要环节，疏散设计的原则是路线简单明了，便于人们在紧急时进行判断，同时供以室内任何位置向两个方向疏散的可能性。-93-\nXXX大厦设计（1）疏散所需时间从火灾现场退出的时间不应超过2分30秒。本大厦通道宽度：按通过人数每100人不少于1m计算。（2）疏散楼、电梯的位置疏散楼梯是发生火灾时电梯停用的情况下最主要的竖向交通途径，大厦的楼梯位置首先符合安全疏散距离的规定，也符合人在火灾发生后可能的疏导方向。本设计中楼梯设置于建筑的两端，可双向疏散。3.疏散楼梯间的防火防烟设计疏散楼梯若只防火不排烟，遇烟气袭人，容易使人窒息。本设计疏散楼梯的避难前室是疏散路线中从水平到竖向的交通枢纽，可缓冲人们的混乱聚集。疏散楼梯的排烟设施要布置于此，其面积不小于6m2，与消防电梯合用则不小于10m2。-93-\nXXX大厦设计第三章结构设计3.1工程概况本工程为建筑地点在XXX的深业大厦高层办公楼，主体结构为10层，楼梯间出屋面，1层层高为4.2ｍ，2---10层层高3.6ｍ，结构顶层标高40.8ｍ，框架柱及梁中主筋均采用HRB335级钢筋，板中受力纵筋采用HPB235，箍筋采用HPB235级钢筋，混凝土等级1--5层柱采用C40，其余柱采用C30，梁、板中混凝土等级均为C30。3.2截面尺寸估算3.2.1梁板截面尺寸估算本工程柱网采用大跨度规则布置，其中最大跨度为7.5m8.4m。框架梁截面高度取为h,其截面尺寸估算由刚度条件初步确定，按梁跨度的（主梁）、（次梁）确定，h700mm,b=350mm,次梁高取用500mm,b=200mm,8.4/7.5<2,按双向板计算，板厚h=120mm.3.2.2柱的截面尺寸估算根据柱支承的楼板面积计算有竖向荷载作用下产生的轴力，并按轴压比控制估算柱的截面面积。估算柱的截面面积时，楼面荷载恒载与活荷载标准值为12---15，本工程中，边柱取13.柱的截面面积由轴压比确定按三级抗震计算---竖向荷载分项系数，=1.25a---考虑弯矩影响和水平荷载影响的一个系数，取a=1.1A---柱的楼面负荷面积柱截面：=柱采用等边矩形b=h=则可取b=h=650mm考虑本建筑较高，风荷载作用较大，取650mm,-93-\nXXX大厦设计越是向上，柱所承受的轴力越小，为节约材料，减低成本，上层柱应适当减小截面面积和混凝土标号。本工程1～5柱截面为650×650，6～10层为550×550，1～5层柱混凝土用C40,6层以上用C30，梁混凝土用C30。4层柱截面核算：Nv=××12×6×1.25=3475kN=3475000NN=1.1Nv=1.1×3475000=3822390NN/=3822390/（650×650×19.1）=0.474<0.96层柱截面核算：Nv=××12×5×1.25=2895.75kNN=1.1Nv=1.1×2895750=3185330NN/=3185330/（550×550×14.3）=0.74<0.9轴压比满足要求。4层柱截面核算：Nv=××12×6×1.25=3475kN=3475000NN=1.1Nv=1.1×3475000=3822390NN/=3822390/（650×650×19.1）=0.474<0.95层柱截面核算：Nv=××12×5×1.25=2895.75kNN=1.1Nv=1.1×2895750=3185330NN/=3185330/（550×550×14.3）=0.74<0.9轴压比满足要求。3.3基本假定及计算简图3.3.1结构柱网布置及计算简图-93-\nXXX大厦设计图3-1柱网布置图3.3.2结构的基本假定3.3.2.1计算模型简化为了方便计算，假定框架梁和柱间节点为刚性节点，框架柱在基础顶面按固定端考虑，在计算模型中，各杆的截面惯性矩：柱按实际截面确定，框架梁应考虑楼板的作用。当采用现浇楼板时，现浇板可作为框架梁的翼缘。-93-\nXXX大厦设计图3-2框架的计算简图-93-\nXXX大厦设计故框架梁应按T型截面确定其惯性矩。工程中为简化计算，允许按下式计算框架梁的惯性矩，一边有楼板的梁截面惯性矩,两边有楼板的梁面惯性矩取(其中，为按矩形截面计算的梁截面惯性矩)3.3.2.2荷载的简化计算次梁传给主梁的荷载时，允许不考虑次梁的连续性，按各跨均在支座处间断的简支梁来计算传至主梁的集中荷载。作用在框架上的次要荷载可以简化为与主要荷载相同的荷载形式，但应对结构主要受力部位内力等效。如框架主梁自重线荷载相对于次梁传来的集中荷载可谓次要荷载，故此线荷载可化为等效集中荷载叠加到次梁集中荷载中。另外，也可以将作用与框架梁上的三角形，梯形等荷载按支座弯矩等效的原则改为等效均布荷载。3.4荷载汇集3.4.1竖向荷载（1）标准层（1-9层）楼面自重：120mm厚现浇混凝土楼板0.12×25=3水泥砂浆抹灰（楼板上下各20mm厚）0.8合计：3.8（2）屋面自重：三元乙内橡胶防水层0.1KN/20mm厚水泥砂浆找平层0.02×20=0.415mm厚炉渣混凝土3％找坡层0.16×14=2.2460mm厚苯板保温层0.120mm混合砂浆找平层0.2×20=0.4120mm厚现浇钢筋混凝土楼板0.12×25=3.0020mm厚混合砂浆抹灰层0.02×20=0.4合计：6.64（3）屋面和楼面活荷载均取2.0雪荷载：（4）框架梁自重-93-\nXXX大厦设计梁自重抹灰层10mm厚混凝土砂浆次梁重抹灰层10mm厚混凝土砂浆合计：7.36（5）柱自重柱自重抹灰层10mm厚混合砂浆合计：11.08自重25×0.55×0.55=7.5625合计：8.0025(6)外纵墙计算外墙0.37×18=6.66内墙0.24×18=4.32隔墙0.24×18=4.32抹灰0.02×20=4铝合金窗门0.4木门0.2KN/m钢铁门0.4KN/m3.4.2水平风荷载本设计中，因为地震荷载和雪荷载等较大的荷载因素的存在，故不考虑风荷载的作用效应。电算中取风荷载标准值为0.55。3.5水平风荷载作用下框架内力及侧移计算手算中未考虑。相关计算可参考电算结果。-93-\nXXX大厦设计3.6竖向荷载作用下框架梁上荷载计算图3-3双向板支承梁的荷载分配-93-\nXXX大厦设计图3-4板传给梁荷载计算简图3.6.1计算轴线间框架梁的均布荷载3.6.1.1A－B，C－D轴线间框架梁荷载计算（按照弹性理论进行简化）（1）：屋面板传荷载b=a×L即所以a=0.25a-----------------荷载转换系数；恒荷载活荷载（2）：楼面板传荷载恒荷载活荷载梁自重5.447（3）框架梁均布荷载为-93-\nXXX大厦设计①屋面梁恒荷载=梁自重+板传荷载=5.447+22.1911=27.64活荷载=板传荷载=6.68②楼面梁恒荷载=梁自重+板传荷载+墙自重=5.447+12.70+4.32=22.467活荷载=板传荷载=6.683.6.1.2B－C轴线间框架梁荷载计算（1）屋面板传荷载恒荷载6.64×2.4×=14.94kN/m活荷载2.0×2.4×=3kN/m（2）楼面板传荷载恒荷载3.8×2.4×=5.70kN/m活荷载2.0×2.4×=3kN/m梁自重5.447KN（3）框架梁均布荷载为屋面梁恒载=梁自重+板传荷载=5.447+14.94=20.39kN/m活载=板传荷载=3.0kN/m楼面梁恒载=梁自重+板传荷载=5.447+5.7=11.15kN/m活载=板传荷载=3.0kN/m3.6.2计算柱的竖向荷载3.6.2.1A轴柱纵向集中荷载的计算（1）顶层柱女儿墙自重（墙高600mm混凝土压顶）KN/m顶层A、D轴柱恒载=女儿墙自重+梁自重+板传荷载-93-\nXXX大厦设计=3.07+5.447+6.64195.27KN顶层A轴柱活荷载=板传荷载=6.68×7.5m/2=25.05KN（2）：标准层柱（2---9层）标准层A、D轴柱恒荷载=墙自重+梁自重+板传荷载+次梁重+次梁处板重=KN/m标准层A、D轴柱活荷载=板传荷载=12.7×7.5/2=47.63kN3.6.2.2BC轴柱纵向集中荷载的计算（1）顶层柱顶层B、C轴柱恒荷载=梁自重+板传荷载+次梁重+次梁处板重=5.447×7.5+（22.19+14.94）××7.5+2.13×7.5/2+22.19××7.5=271.29kN顶层B、C轴柱活荷载=板传荷载=3.0×（7.5/2+2.4/2）=14.85kN（1）标准层柱（2-9层）标准层B、C轴柱恒荷载=墙自重+梁自重+板传荷载+次梁重+次梁处板重=4.32×7.5+5.447×7.5+（12.7+5.7）××7.5+2.13×7.5/2+12.7××7.5=197.86kN标准层B、C轴柱活荷载=板传荷载=3.0×（7.5/2+2.4/2）=14.85kN3.6.3竖向荷载左右下框架计算简图综合上面的荷载计算，各层框架梁上计算得荷载值，布置在框架梁上，框架梁上的分布荷载如下所示，其分别在竖向恒荷载作用下框架梁的荷载计算简图如图3-93-\nXXX大厦设计-5，竖向活荷载作用下框架梁的荷载计算简图如图3-6-93-\nXXX大厦设计图3-6活荷载作用简图-93-\nXXX大厦设计表3-1竖向恒荷作用下梁固端弯矩层数AB跨BC跨CD跨左支座右支座左支座右支座左支座右支座10-129.56129.56-9.78-9.78-129.56-129.569-105.31105.31-5.345.34-105.31105.318-105.31105.31-5.345.34-105.31105.317-105.31105.31-5.345.34-105.31105.316-105.31105.31-5.345.34-105.31105.315-105.31105.31-5.345.34-105.31105.314-105.31105.31-5.345.34-105.31105.313-105.31105.31-5.345.34-105.31105.312-105.31105.31-5.345.34-105.31105.311-105.31105.31-5.345.34-105.31105.31表3-2竖向活荷作用下梁固端弯矩层数AB跨BC跨CD跨左支座右支座左支座右支座左支座右支座10-31.3131.31-2.162.16-31.3131.319-31.3131.31-2.162.16-31.3131.318-31.3131.31-2.162.16-31.3131.317-31.3131.31-2.162.16-31.3131.316-31.3131.31-2.162.16-31.3131.315-31.3131.31-2.162.16-31.3131.314-31.3131.31-2.162.16-31.3131.313-31.3131.31-2.162.16-31.3131.312-31.3131.31-2.162.16-31.3131.311-31.3131.31-2.162.16-31.3131.313.7竖向荷载作用下结构内力计算3.7.1分层计算结构内力-93-\nXXX大厦设计多层多跨框架在竖向荷载作用下的内力近似按分层法计算，将多层框架分解成一层一层的单层框架，分别计算，除底层外，上层各柱线刚度均乘以0.9进行修正，这些柱的传递系数取-1/3，底层柱的传递系数取-1/2。即上层各柱端弯矩等于各柱近梁端弯矩的1/3，底层各柱远端弯矩为柱近梁端的1/2。多层多跨框架在竖向荷载作用下，侧向位移比较小，计算时可忽略侧移的影响，用力矩分配法进行计算。竖向恒荷载作用下引起的各层框架梁固端弯矩见下表4-22，竖向活荷载作用下引起的各层框架梁固端弯矩见下表4-23.弯矩分配系数计算公式为，各节点弯矩分配系数计算见下表表3-3各杆件惯性矩及线刚度表b×h(mm)L(mm)(m4)构件位置梁350×70075003.15×1070.01边框梁I=1.5I02.6×105350×70024003.15×1070.01中段梁I=2I00.63×105柱550×55036003.0×1070.0086～10层C300.67×105550×55036003.25×1070.0085层C400.72×105650×65036003.25×1070.0152～4层C401.35×105650×65042003.25×1070.0151层C401.16×1057.5m跨梁i=0.63×105KN·m2.4m跨梁i=2.60×105KN·m柱底层i=1.16×105KN·m2～4层i=1.35×105×0.9=1.22×105KN·m5层i=0.72×105×0.9=0.65×105KN·m6～10层i=0.67×105×0.9=0.60×105KN·m表3-4各杆节点弯矩分配系数层数A.D轴B轴C轴下柱上柱梁下柱上柱左梁右梁下柱上柱左梁右梁100.48800.5120.15700.1640.6790.15700.6790.16490.3280.3280.3440.1350.1350.1430.5870.1350.1350.5870.14380.3280.3280.3440.1350.1350.1430.5870.1350.1350.5870.143-93-\nXXX大厦设计70.3280.3280.3440.1350.1350.1430.5870.1350.1350.5870.14360.3280.3280.3440.1350.1350.1430.5870.1350.1350.5870.14350.3460.3190.3350.1450.1340.1410.5800.1450.1340.5800.14140.4880.2600.2520.2390.1270.1240.5100.2390.1270.5100.12430.3980.3980.2040.2160.2160.1100.4580.2160.2160.4580.11020.3980.3980.2040.2160.2160.1100.4580.2160.2160.4580.11010.3850.4050.2100.2060.2170.1140.4630.2060.2170.4630.114图3-7竖向荷载作用下10层内力计算-93-\nXXX大厦设计图3-8竖向荷载作用下6-9层内力计算-93-\nXXX大厦设计图3-9竖向荷载作用下5层内力计算-93-\nXXX大厦设计图3-9竖向荷载作用下4-2层内力计算-93-\nXXX大厦设计图3-10竖向荷载作用下底层内力计算-93-\nXXX大厦设计3.7.2框架内力计算3.7.2.1框架弯矩计算框架梁的设计弯矩，把同一开口所求得的梁端弯矩进行内力组合就得到框架梁端的设计弯矩。图3-11恒荷载作用下弯矩图-93-\nXXX大厦设计图3-12活荷载作用下弯矩图-93-\nXXX大厦设计3.7.2.2框架梁剪力计算框架梁剪力可取该梁为脱离体进行计算，均布荷载可按下式计算、分别为两支座端的弯矩。图3-13恒荷载作用下梁端剪力-93-\nXXX大厦设计图3-14活荷载作用下梁端剪力-93-\nXXX大厦设计3.7.2.3框架柱弯矩计算将各开口框架所求得的同一控制截面弯矩得框架柱的最终弯矩，框架柱的弯矩如图图3-15恒荷载作用下柱端弯矩图-93-\nXXX大厦设计图3-16活荷载作用下柱端弯矩图-93-\nXXX大厦设计3.7.2.4框架柱轴力计算框架的轴力计算如下图3-17恒荷载作用下柱轴力图-93-\nXXX大厦设计图3-18活荷载作用下柱轴力图-93-\nXXX大厦设计3.8水平地震作用下框架结构内力计算3.8.1水平地震作用的基本公式本工程所在地地震设防烈度为6度，抗震设计分组为第一组，因本工程结构质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用进行地震作用计算，采用------------水平地震作用标准值；------------结构等效总重力荷载；-------------顶部附加水平地震作用系数；------------顶部附加水平地震作用；3.8.2计算重力荷载代表值和结构的基本自震周期1～4层各层柱自重为=32×25×0.65×0.65×3.6=1216.8KN5～10层各层柱自重为=32×25×0.55×0.55×3.6=871.2KN各层梁自重为25=1807.19KN每层墙重为=18×=6184.74KN出屋面电梯井的重量为：==2193.26KN-93-\nXXX大厦设计所以取=3000KN重力荷载代表值=恒荷载+50%活荷载G10=板自重+梁自重+柱自重+墙重+50%活荷载=6.64×959.44+1807.19+871.2×+6184.74×+（2.0+0.45）×959.44=12881.26KNG6=G7=G8=G9=3.8×959.44+1807.19+871.2+6184.74+×2.0×959.44=13468.44KNG5=3.8×959.44+1807.19+（871.2+1216.8）×+6184.74+×2×959.44=13641.24KNG2=G3=G4=3.8×959.44+1807.19+1216.8+6184.74+×2×959.44=13814.04KNG1=3.8×959.44+1807.19+（1216.8+6684.74）+×2.0×959.44=15047.6KN=136884KN3.8.2根据顶点位移法计算结构的基本自震周期柱的线刚度其中，为柱侧移刚度修正系数表3-5各层抗侧移刚度D层数柱号KN·m×105或10～6层AD0.670.940.3200.1990.199×16+0.439×16=10.208BC0.674.820.7080.439-93-\nXXX大厦设计5层AD0.720.880.3060.204（0.204+0.461）×16=10.64BC0.724.4860.6920.4612～4层AD1.350.470.1900.238（0.238+0.675）×16=14.608BC1.352.390.540.6751层AD1.160.5430.410.324（0.324+0.537）×16=13.776BC1.162.70.680.537表3-6各层柱位移计算层数10128811288110208000.0130.5919134682634910208000.0260.5788134683981710208000.0390.5527134685328510208000.0520.5136134686675310208000.0650.4615136418039410640000.0760.3964138149420814608000.0640.3231381410802214608000.0740.25621381412183614608000.0830.18211504813688413776000.0990.0993.8.3计算水平地震作用下各楼层节点上集中力及各层剪力本工程为二类场地6度设防=0.04S当5时==0.017因此=2021=0.9应考虑顶部附加水平地震作用=0.08×0.9+0.07=0.142-93-\nXXX大厦设计1-=0.858=0.142×2021=287表3-7各层质量力计算层数/mGi/KN(KN·m)1139.930001197000.04272.83731036.6128814714450.164284.38357933.0134684444440.155268.77626829.4134683959590.138239.29865725.8134683474740.121209.821075622.2134682989900.104180.341255518.6136412537230.088152.591408415.0138142072100.072124.851533311.4138141574800.05595.37162827.8138141077500.03764.16169214.215048632020.02238.151731合计2867377表3-8位移验算表层数（kN）(kN/m)层间位移与层高之比顶层位移与层高之比1035710208000.000350.00999===962610208000.000610.00964886510208000.000850.009037107510208000.001050.008186125510208000.001230.007135140810640000.001320.005904153314608000.001050.004583162814608000.001110.003532169214608000.001160.002421173113776000.001260.001263.8.4水平地震作用下框架内力计算-93-\nXXX大厦设计水平地震作用下内力计算采用D值法进行。同层各柱的剪力按柱的抗侧移刚度进行分配。设第i层第j个柱的D值为，该层柱总数为n，该柱剪力分配系数为,各柱的剪力计算结果见下表表3-9柱的剪力计算层数层间剪力A柱B柱C柱D柱103570.01956.960.043015.350.043015.350.01956.9696260.019512.210.043026.920.043026.920.019512.2188650.019516.870.043037.200.043037.200.019516.87710750.019520.960.043046.230.043046.230.019520.96612550.019524.470.043053.970.043053.970.019524.47514080.019227.030.043360.970.043360.970.019227.03415330.016324.990.046270.820.046270.820.016324.99316280.016326.540.046275.210.046275.210.016326.54216920.016327.580.046278.170.046278.170.016327.58117310.023540.680.039067.510.039067.510.023540.68反弯点距柱下端距离为yh：yh=y0+y1+y2+y3y0—标准反弯点高度系数，根据结构总层数m及该柱所在层n及K查表；y1,y2,y3—当上下层梁刚度改变、上下层层高变化时反弯点高度系数的修正值。根据各柱分配到的剪力及反弯点位置yh计算第i层第j个柱端弯矩。上端弯矩Mtij=Vij×h(1-y)下端弯矩Mbij=Vij×hy梁端弯矩的计算由柱端弯矩，并根据节点平衡计算梁端弯矩。边跨外边缘处的梁端弯矩-93-\nXXX大厦设计中间支座处的梁端弯矩表3-10水平地震力作用下框架柱剪力及柱端弯矩层/h柱号y(m)(KN)(KN·m)(KN·m)10/3.6(m)A、D0.376.9615.799.27B、C0.4515.3530.3924.879/3.6(m)A、D0.4212.2125.4918.46B、C0.526.9248.4648.468/3.6(m)A、D0.4516.8733.4027.33B、C0.537.266.9666.967/3.6（m）A、D0.4720.9639.9935.46B、C0.546.2383.2183.216/3.6(m)A、D0.4724.4746.6941.40B、C0.553.9797.1597.155/3.6(m)A、D0.527.0348.6548.65B、C0.560.97109.75109.754/3.6(m)A、D0.4724.9947.6842.28B、C0.570.82127.48127.483/3.6(m)A、D0.526.5447.7747.77B、C0.575.21135.38135.382/3.6(m)A、D0.5527.5844.6854.61B、C0.578.17140.71140.711/4.2(m)A、D0.8540.6825.63145.23B、C0.56567.51123.34160.20-93-\nXXX大厦设计图3-19框架柱地震力作用下弯矩图3.9内力组合抗震设计时，梁跨间的最大弯矩应是水平地震作用产生的跨间弯矩与相应的重力荷载代表值产生的跨间弯矩的组合。由于水平地震作用可能来自左右两个方向，因而应考虑两种可能性，分别求出跨间弯矩，然后取较大者进行截面配筋计算。-93-\nXXX大厦设计进行内力组合时选用：①②③④γRE[1.2(SGk+0.5SQk)+1.3SEk考虑恒荷载、活荷载、风荷载地震荷载进行内力组合，组合系数按《荷载规范》要求取用。表中分别表示恒荷载、活荷载、风荷载，地震荷载的弯矩。剪力和轴力的单位为弯矩的单位为。表3-11框架梁内力组合表层次截面位置内力1.2SGk+1.26(SQk+SWk)RE[1.2(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]1.35SGk+SQk1.2SGk+1.4SQ10AM-69.52-16.7218.02-18.0219.41-19.41-81.60-132.06-51.17-89.02V87.6819.91-5.655.65-5.565.56125.18141.0082.4593.29B左M-101.1-23.7624.38-24.3822.32-22.32-120.48-188.74-79.94-123.46V98.222.24-5.655.65-5.565.56141.07156.8992.97103.81B右M-54.48-12.3221.9-21.911.95-11.95-51.96-113.28-42.92-66.23V16.912.88-18.318.26-9.969.96-1.2449.896.8026.23跨间MAB116.0427.483.18-3.181.46-1.46182.17173.27118.23115.38MBC----------9AM-97.9-22.1634.85-34.8534.43-34.43-99.71-197.29-64.51-131.65-93-\nXXX大厦设计V78.620.83-9.449.44-9.019.01110.27136.7071.3388.90B左M-102.5-23.635.94-35.9433.14-33.14-105.72-206.36-70.56-135.18V79.8221.32-9.449.44-9.019.01112.42138.8572.6590.22B右M-28.8-6.9611.16-11.1615.91-15.91-28.68-59.93-13.54-44.56V12.822.88-9.299.29-13.313.256.4132.42-0.0825.75跨间MAB7823.520.55-0.550.650.65127.30125.7681.4281.42MBC----------8AM-73.84-21.3652.44-52.4444.46-44.46-45.10-191.93-32.72-119.42V77.8720.7-13.813.79-11.511.49103.12141.7368.2090.60B左M-81.92-23.651-5141.75-41.75-59.94-202.74-43.64-125.05V80.5521.45-13.813.79-11.511.49107.38146.0070.9493.35B右M-27.84-7.8411.71-11.7125.49-25.49-27.99-60.78-3.73-53.44V12.822.88-9.769.76-21.521.495.7533.08-8.1233.79跨间MAB81.3624.120.720.72-1.361.36132.41132.4182.7585.40MBC----------7AM-74.32-21.4469.57-69.5751.55-51.55-21.80-216.60-26.27-126.80-93-\nXXX大厦设计V77.9220.71-1818.04-13.313.2697.24147.7566.5292.38B左M-82-23.665.77-65.7747.89-47.89-39.36-223.52-37.73-131.11V80.521.44-1818.4-13.313.26101.36152.3869.1795.03B右M-27.12-7.6832.03-32.0332.03-32.031.55-88.143.37-59.09V12.822.88-26.726.69-26.726.69-17.9556.78-13.1938.86跨间MAB80.8824.12-1.91.9-1.831.83128.16133.4881.8685.43MBC----------6AM-74.32-21.285.41-85.4157.04-57.040.71-238.44-20.81-132.04V77.9320.68-2221.97-14.614.6191.71153.2365.2093.69B左M-82-23.679.39-79.3952.57-52.57-20.29-242.59-33.16-135.68V80.4921.47-2221.97-14.6-14.6195.89157.4067.8667.86B右M-27.04-851.52-51.5238.71-38.7128.48-115.789.81-65.68V12.822.88-42.942.94-32.332.26-40.7079.53-18.6244.29跨间MAB80.8824.24-3.013.01-2.242.24126.78135.2181.5285.88MBC----------5AM-73.52-21.299.62-99.6261.65-61.6521.56-257.37-15.60-135.82-93-\nXXX大厦设计V77.8120.68-25.425.41-15.715.786.75157.9064.0394.64B左M-81.92-23.690.97-90.9756.08-56.08-3.99-258.70-29.67-139.03V80.6121.47-25.425.41-15.715.791.22162.3666.9097.52B右M-28.08-869.81-69.8145.51-45.5152.84-142.6315.50-73.24V12.822.88-58.258.17-3837.97-62.02100.85-24.1949.85跨间MAB81.624.24-4.334.33-2.792.79125.79137.9281.6387.07MBC----------4AM-78.4-22.64106.9-106.962.26-62.2623.86-275.41-20.04-141.45V78.4620.86-27.527.45-1615.9984.93161.7964.4195.59B左M-82.88-23.8499.03-99.0357.67-57.675.81-271.47-29.09-141.55V79.9621.29-27.527.45-1615.9987.33164.1965.9597.13B右M-21.04-5.9298.44-98.4458.03-58.03104.28-171.3534.98-78.18V12.822.88-8282.03-48.448.37-95.43134.26-34.3359.99跨间MAB77.1623.04-3.933.93-2.32.3119.35130.3577.5782.05MBC----------3AM-81.2-23.44110.2-110.262.33-62.3324.07-284.58-22.86-144.40-93-\nXXX大厦设计V78.8120.96-28.528.45-16.116.0984.09163.7564.6796.05B左M-83.6-24.08103.2-103.258.35-58.3810.38-278.44-29.18-143.00V79.6121.19-28.528.45-16.116.0985.37165.0365.5096.87B右M-16.72-4.64126.5-126.571.76-71.76150.47-203.5952.83-87.10V12.822.88-105105.37-59.859.8-128.10166.93-45.4771.14跨间MAB74.6422.2-3.543.54-1.991.99115.69125.6075.2379.11MBC----------2AM-80.96-23.36112.3-112.362.54-62.5427.42-287.13-22.40-144.35V78.7620.94-28.828.8-1616.0383.51164.1564.6895.94B左M-83.68-24.08103.7-103.757.68-57.6811.02-279.28-29.91-142.39V79.6721.21-28.828.8-1616.0384.98165.6265.6296.88B右M-16.72-4.72153.2-153.285.91-85.91187.85-241.1966.59-100.93V12.822.88-128127.6871.59-71.59-159.34198.1782.63-56.97跨间MAB74.6422.32-4.334.33-2.432.43114.75126.8874.8579.59MBC----------1AM-80.88-22.64109.1-109.159.56-59.5624.04-281.55-24.91-141.05-93-\nXXX大厦设计V81.1420.86-27.327.32-14.914.9288.32164.8267.8796.96B左M-85.52-23.9295.74-95.7452.33-52.33-2.08-270.15-36.71-138.75V82.6921.29-27.327.32-14.914.9290.79167.2869.4598.55B右M-21.36-5.84166.1-166.191.76-91.76198.79-266.4067.61-111.32V12.822.88-138138.43-74.574.46-174.39213.22-59.7685.43跨间MAB79.4422.92-6.76.7-3.623.62118.04136.8078.2885.34MBC-----------93-\nXXX大厦设计表3－12A轴柱轴力及弯矩组合表层次截面内力SGKSQKSWKSEK1.2SGK+1.26（SQK+SWK）RE[1.2（SGK+0.5SQK）+1.3SEK]1.35SGK+SQK1.2SGK+1.4SQK（N）MNminMNmax左右左右左右左右10柱顶M86.9720.96-18.0218.02-19.4119.41108.48158.9468.78106.63138.37133.71158.94-19.41138.37N270.755.11-5.655.65-5.565.56394.06409.88262.99273.83420.53401.97409.88-5.56420.53柱底M-57.4-15.48.95-8.9511.49-11.49-77.82-102.88-47.34-69.75-92.81-90.35-102.8811.49-92.81N297.955.11-5.655.65-5.565.56426.72442.54287.49298.33457.28434.63442.54-5.56457.289柱顶M40.5412.37-25.925.9-22.9822.9829.71102.2319.6564.4667.1065.97102.2322.9867.10N563.4111.1-15.0915.09-14.5714.57810.55852.80542.87571.28871.73831.68852.80-14.57871.73柱底M-45.2-13.217.85-17.918.47-18.47-47.78852.80-28.65-64.66-74.27-72.77852.8018.47-74.27N590.6111.1-15.0915.09-14.5714.57843.23885.48567.37595.79908.49864.35885.4814.57908.498柱顶M47.1313.54-34.5834.58-26.526.527.10123.9222.6774.3577.1775.51123.92-26.577.17N855.4167-28.8828.88-26.0326.031219.891300.76819.64870.401321.821260.321300.76-26.031321.82柱底M-46.6-13.426.91-26.923.49-23.49-37.05-112.40-25.08-70.88-76.34-74.72-112.4023.49-76.34N882.6167-28.8828.88-26.0326.031252.571333.43844.15894.911358.581293.001333.43-26.031358.587柱顶M46.3413.39-42.6642.66-29.0929.0914.63134.0819.3776.0975.9574.35134.08-29.09134.08-93-\nXXX大厦设计N1147223-46.9346.93-39.0739.071623.371754.771094.941171.131772.011689.071754.77-39.071754.77柱底M-46.3-13.435.66-35.726.78-26.78-24.35-124.20-21.58-73.80-75.88-74.28-124.2026.78-124.20N1175223-46.9346.93-39.0739.071656.031787.441119.441195.621808.751721.731787.44-39.071787.446柱顶M46.6913.48-49.7549.75-29.2729.275.25144.5519.5576.6376.5174.90144.5529.2776.51N1440278.9-68.968.9-53.09-53.092021.342214.261369.271369.272222.192117.802214.26-53.092222.19柱底M-47.6-13.743.26-43.329.27-29.27-15.78-136.91-20.48-77.55-77.99-76.34-136.9129.27-77.99N1467278.9-68.968.9-53.0953.092054.022246.941393.781497.312258.952150.482246.94-53.092258.95层次截面内力SGKSQKSWKSEK1.2SGK+1.26（SQK+SWK）RE[1.2（SGK+0.5SQK）+1.3SEK]1.35SGK+SQK1.2SGK+1.4SQK（N）NminNmax左右左右左右左右5柱顶M44.412.82-56.3656.36-33.3933.39-7.68150.1313.1778.2872.7671.2378.28-33.3978.28N1731334.7-94.3194.31-67.7667.762414.332678.401642.861775.002672.182546.361775.00-67.761775.00-93-\nXXX大厦设计柱底M-38.8-11.254.18-54.233.9-33.913.56-138.14-6.94-73.04-63.63-62.29-138.1433.9-138.14N1759334.7-94.3194.31-67.7667.762447.012711.071667.371799.502708.942579.042711.07-67.762711.074柱顶M59.1917.09-52.752.7-29.7729.7721.17168.7331.9489.9997.0094.95168.7329.7797.00N2024390.8-121.8121.8-82.3482.342805.473146.421917.202077.763123.232975.943146.4282.343123.23柱底M-52.2-15.150.86-50.930.66-30.66-12.51-154.92-23.85-83.64-85.52-83.71-154.9230.66-154.92N2062390.8-121.8121.8-82.3482.342851.103192.061951.422111.993174.573021.583192.06-82.343192.063柱顶M49.3211.49-59.3759.37-33.4433.44-7.85158.3916.9582.1678.0775.27158.39-33.44158.39N2328596.5-150.2150.2-96.8396.833418.063838.682268.992457.803738.953628.373838.68-96.833838.68柱底M-49.6-14.456.11-56.132.3832.38-1.15-158.26-19.57-19.57-81.39-79.70-158.2656.11-158.26N2366447-150.2150.2-96.83-96.833254.393675.002235.932235.933640.773464.693675.00-150.23675.002柱顶M51.6314.81-56.2356.23-31.4131.413.97161.4122.5183.7684.5182.6983.76-31.413.97N2631503.1-179179-111111.013611.454112.712486.462702.934055.553862.082702.93-1113611.45柱底M-58.8-16.654.2-54.231.46-31.46-17.80-169.56-29.66-91.01-95.88-93.68-169.5631.46-169.56N2669503.1-179179-111111.013657.084158.332520.682737.154106.883907.714158.33-1114158.331柱顶M42.4111.81-54.9454.94-28.7328.73-9.49144.3415.4771.5069.0667.43144.34-28.73144.34N2983559.2-206.3206.3-124124.024072.984650.732814.963056.804585.564361.854650.73-1244650.73柱M-14879.01170.8854.02-36.55-35.6979.01-93-\nXXX大厦设计底-22.4-6.26147.55-79.01-242.26-100.05-242.26-242.26N3027559.2-206.3206.3-124124.024126.214703.962854.893096.724645.444415.084703.96-1244703.96表3－13B轴柱轴力及弯矩组合表层次截面内力SGKSQKSWKSEK1.2SGK+1.26（SQK+SWK）RE[1.2（SGK+0.5SQK）+1.3SEK]1.35SGK+SQK1.2SGK+1.4SQK（N）MNminMNmax左右左右左右左右10柱顶M-58.28-14.3-2.482.48-15.9715.97-93.40-86.46-74.45-43.31-92.96-89.93-92.96-15.97-92.96N337.2175.32-23.9223.92-14.38-14.38476.61543.59323.36323.36530.55510.10530.55-14.38530.55柱底M43.311.580.03-0.0313.47-13.4768.2168.1357.3131.0570.0468.1770.0413.4768.13N364.4475.32-23.9223.92-14.3814.38509.29576.26347.87375.91567.31542.78567.31-14.38576.269柱顶M-30.33-9.24-24.7524.75-30.2130.21-83.98-14.68-60.91-2.00-50.19-49.33-83.98-30.21-14.68N640.28149.7-42.6442.64-23.9423.94918.251037.64620.28666.971014.10977.94918.25-23.941037.64柱底M32.739.6719.88-19.8827.9-27.980.6524.9861.016.6153.8652.8180.6519.8824.98N667.51149.7-42.6442.64-23.9423.94950.921070.32644.79691.471050.861010.62950.92-42.641070.32柱M42.8237.974.02-72.931.11-57.13-55.934.02-93-\nXXX大厦设计8顶-34.87-10.1-42.82-37.97-115.88-115.88-37.97N944.08224.3-46.6746.67-29.2329.231381.511512.18922.09979.081498.761446.851381.51-29.231512.18柱底M34.519.9938.13-38.1336.56-36.56108.782.0271.20-0.0956.5855.40108.7836.562.02N971.3224.3-46.6746.67-29.2329.231414.171544.85946.581003.581535.511479.511414.17-29.231544.857柱顶M-34.12-9.92-59.6659.66-43.7343.73-138.3628.69-77.817.46-55.98-54.83-138.36-43.7328.69N1247.8223-38.0338.03-32.8932.891756.271862.761191.301255.431907.511809.511756.27-32.891862.76柱底M34.099.9255.44-55.4442.65-42.65132.41-22.8276.73-6.4455.9454.8076.7342.6576.73N1275.1298.8-38.0338.03-32.8932.891895.102001.581249.921314.062020.091948.341249.92-32.891249.926柱顶M-34.61-10.1-75.4775.47-49.4149.41-161.2650.06-83.8512.50-56.77-55.60-83.85-75.4750.06N1551.6373.3-17.0617.06-36.3536.352360.592408.361528.941599.832467.902384.481528.94-17.062408.36柱底M35.1410.272.3-72.348.76-48.76157.67-44.7783.76-11.3357.6456.4583.7672.3-44.77N1587.8373.3-17.0317.06-36.3536.352404.112451.841561.551632.432516.812427.951561.55-17.032451.84-93-\nXXX大厦设计层次截面内力SGKSQKSWKSEK1.2SGK+1.26（SQK+SWK）RE[1.2（SGK+0.5SQK）+1.3SEK]1.35SGK+SQK1.2SGK+1.4SQK（N）MNminMNmax左右左右左右左右5柱顶M-32.12-9.33-88.4888.48-53.553.5-175.4872.27-85.2719.06-52.69-51.61-88.48-53.5-175.48N1855.4447.8-15.715.7-43.8243.822831.502875.461828.681914.132952.662853.48-15.7-43.822831.50柱底M28.578.385.29-85.2952.74-52.74165.31-73.5080.87-21.9746.8745.90165.3152.74165.31N1882.6447.8-15.715.7-43.8243.822864.162908.121853.181938.632989.402886.142864.16-43.822864.164柱顶M-48.71-14.1-112.2112.18-64.1564.15-235.3078.80-112.7512.34-79.90-78.25-235.30-64.15-235.30N2158.6522.2-70.2770.27-61.9661.963223.073419.832117.352238.173436.363321.453223.07-61.963223.07柱底M44.0612.78108.28-108.363.04-63.04222.36-80.83106.87-16.0672.2670.76222.3663.04222.36N2196.7522.2-70.2770.27-61.9661.963268.703465.452151.572272.393487.693367.073268.70-61.963268.703柱顶M-39.47-11.5-121.3121.32-68.3868.38-233.30106.40-107.3625.98-64.77-63.45-233.30-68.38-233.30N2472.3596.5-147.2147.19-95.0795.073595.744007.872400.782586.173934.063801.813595.74-95.073595.74柱底M39.4311.52122.28-122.369.22-69.22234.64-107.75108.16-26.8264.7563.44234.6469.22234.64N2510.3596.5-147.2147.19-95.0795.073641.364053.502435.002620.383985.393847.433641.36-95.073641.362柱顶M-44.3-12.7-134.6134.63-75.0375.03-259.48117.49-118.7627.55-72.55-71.00-134.6-75.03-259.48N2786670.8-246.1246.07-142.8142.773937.774626.762670.042948.444431.864282.26-246.1-142.83937.77柱底M49.2713.95145.36-145.481.05-81.05282.16-124.85129.64-28.4080.4678.65282.1681.05282.16N2824670.8-246.1246.07-142.8142.773983.404672.402704.272982.674483.204327.903983.40-142.83983.401柱顶M-31-8.66-116.5116.51-63.2263.22-212.44113.79-93.4429.84-50.51-49.32-212.44-63.22-212.44N3142.4745.1-357.2357.18-199.4199.354314.035314.142969.123357.864987.404814.084314.03-199.44314.03柱底M15.54.33178.28-178.396.81-96.81274.25-224.93110.29-78.4925.2624.66-224.9396.81274.25N3186.8745.1-357.2357.18-199.4199.354367.285367.383009.063397.795047.304867.335367.38-199.44367.28表3-14框架A柱剪力组合层次SGKSQKSWKSEK1.2SGK+1.26(SQK+Swk)RRE〔1.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK〕1.35SGK+SQK1.2SGK+1.4SQK-93-\nXXX大厦设计左右左右左右左右1-40.09-107.49-7.498.58-8.58-51.62-72.59-32.22-48.95-64.12-62.112-23.83-7.112.15-12.1511.5-11.5-21.53-55.55-13.43-35.85-39.27-38.543-26.03-7.417.08-17.0813.84-13.84-17.68-65.51-13.26-40.25-42.54-41.604-25.73-7.421.76-21.7615.45-15.45-10.77-71.70-11.42-41.55-42.14-41.245-26.19-7.525.83-25.8316.78-16.78-5.77-78.09-10.59-43.31-42.86-41.936-23.12-6.630.71-30.7118.63-18.636.01-79.98-5.61-41.94-37.81-36.987-30.94-8.928.77-28.7716.58-16.58-9.31-89.87-15.69-48.02-50.67-49.598-27.48-7.932.08-32.0818.11-18.110.88-88.95-10.63-45.94-45.00-44.049-30.67-8.730.68-30.6817.36-17.36-6.03-91.94-14.59-48.44-50.10-48.9810-15.44-4.348.21-48.2125.63-25.6342.95-92.049.16-40.82-25.14-24.55表3-15框架B柱剪力组合层次SGKSQKSWKSEK1.2SGK+1.26(SQK+Swk)RRE〔1.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK〕1.35SGK+SQK1.2SGK+1.4SQK左右左右左右左右128.227.190.7-0.78.17-8.744.9142.9536.6020.1545.2943.93217.525.2512.4-12.416.13-16.1345.7311.0133.862.4028.9028.37319.275.5722.49-22.4920.69-20.6962.41-0.5640.02-0.3231.5830.92418.955.531.97-31.9723.98-23.9875.20-14.3242.91-3.8531.0830.44519.375.6241.05-41.0527.26-27.2688.58-26.3646.54-6.6231.7731.11616.864.948.27-48.2729.49-29.4994.67-40.4946.13-11.3727.6627.09725.777.4861.24-61.2435.28-35.28127.13-44.3460.96-7.8442.2741.40821.926.3967.67-67.6738.18-38.18129.99-59.4959.83-14.6235.9835.25925.997.4277.77-77.7743.33-43.33150.45-67.3068.98-15.5242.5141.581011.073.0970.19-70.1938.09-38.09115.88-80.6648.49-25.7818.0317.61-93-\nXXX大厦设计3.10梁截面设计3.10.1梁的正截面受弯承载力配筋计算梁选用C35混凝土，HRB335级钢筋b=350，h=700，=16.7，=665mm，=300N/mm，=300N/mm按计算跨度考虑===2500mm按梁净距考虑=b+=350+4950=5300mm取翼缘高度考虑/=120/665=0.18﹥0.1此情况不考虑故=2500mm按单筋T形截面计算=1.0×16.7×2500×120×（665-120/2）=2905.8﹥137.92属于第一类T形截面=137.92×106/1.0×16.7×2500×665×665=0.007=0.007/=0.007×1.0×16.7×2500×665/300=648mm2实配4φ16（=804mm2）将下部跨间截面的4φ16钢筋伸入支座，作为支座负弯距作用的受压钢筋=804mm2再计算相应的受拉钢筋，即支座B上部=804×300×（665－35）=151.96KN·m扣除后所需的纵向受拉钢筋==258.7-151.96=106.74KN·m=106.74×106/16.7×350×665×665=0.041-93-\nXXX大厦设计=0.04﹤=2×35/665=0.105说明达不到屈服=258.7/300×（665-35）=1368.78mm2选用4φ22（=1520mm2）3.10.2梁的斜截面受剪承载力配筋计算/AB净跨=7.5－（0.65-0.35/2）-0.65/2=6.7m左震=-15.6=-29.67右震=-135.82=-139.03+=15.6+29.26﹤135.82+139.03=274.85KN·m=1.2（5.447+0.2×3.6×6）=11.72=（12.7+6.68×0.5）×1.2=19.25=1/2（）=1/2〔（11.74×6.7+0.5×19.25×（6.7+6.7-1.875）〕=94.79KN则V=1.1×274.85/6.7+94.79=139.91KN=0.85×139.91=118.92KN3.11框架柱截面设计控制截面配筋计算时应考虑以下三种不利组合①︱Mmax︱及相应的N②Nmax及相应M③Nmin及相应M3.11.1A柱的正截面承载力配筋计算-93-\nXXX大厦设计（1）底层柱节点左右梁端弯矩=141.05KN·m节点上下柱端弯矩=90.01+71.5=162.51KN·m1.1=1.1×141.05=155.16KN将其按弹性弯矩分配给上下柱端，即=155.16×91.01/162.51=86.89KN=155.16×71.05/162.51=67.84KN=0.75×86.89=65.17KN=65.17×106/2854.89×103=22.83mm取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中的最大值即650/30=21.67故=22mm柱的计算长度=4200mm==22.83+22=44.83mm因为/=4200/650=6.46﹥5，故考虑偏心距增大系数==01.41﹥1，取/=4200/650=6.46﹤15时=1.0==1.4=1.4×44.83+650/2-40=352.76mm对称配筋=1.4×44.83=62.76﹤0.3=0.3×610=183mm为小偏心受压情况-93-\nXXX大厦设计由于﹤故按构造要求配筋且应满足=0.8﹪，单侧配筋率0.2%故==bh=0.2%×650×650=845mm2选4φ20（==1256mm2）再按及相应的M一组计算N=4703.96KN=242.26×106/4703.96×103=51.5mm2=51.5+20=71.5mm=4200/650=6.46﹥5同理求得=0.5×19.1×650×650/4703.96×103=0.86﹤1取=1，=1，=1.23=1.23×71.5=87.95mm﹤0.3=0.3×610=183mm故小偏心受压=377.95mm﹤故按构造要求配==bh=0.2%×650×650=845mm2选4φ20（==1256mm2）（2）取变截面第五层节点左右梁端弯矩=135.82KN·m节点上下梁端弯矩=77.55+78.28=155.83KN·m1.1=1.1×135.82=149.40KN·m-93-\nXXX大厦设计在节点处将其按弹性弯矩分配给上下柱端即149.40×77.55/155.83=74.35KN·m=149.40×78.28/155.83=75.05KN·m=0.8×74.28=59.48KN·m﹤150.13KN·m=M/N=150.13×106/2678.4×103=56.05mm=20mm柱的计算长度：=1.25H=1.25×3.6=4.5m==56.05+20=76.05mm因为/=4500/550=8.18﹥5，故考虑偏心距增大系数==1.08﹥1即取1=1.0==1.35=337.67对称配筋=2678.40×1000/19.1×550×510=0.5﹤=0.55为大偏心受压情况==﹤0按构造要求配再按及相应的M一组计算N=1642.86KM，节点上下柱端弯矩20.48KN·m，13.17KN·m=0.8×20.48=16.38KN·m=16.38×106/1642.86×103=9.97mm2-93-\nXXX大厦设计=9.97+20=29.97mm同理求得取=1，=1，=1.81=1.81×29.97=54.25mm﹤0.3=0.3×510=153mm故小偏心受压=289.25mm﹤故按构造要求配==bh=0.2%×550×550=605mm2选4φ20（==1256mm2）3.11.2A柱的斜截面承载力配筋计算（1）底层柱上柱柱端弯矩设计值=71.5KN下柱柱端弯矩设计值=1.15×100.05=115.06=1.1×（71.5+115.06）/3.5=58.63KN﹤92.04KN剪跨比==100.05×103/40.82×610=3.73﹥3取=3截面符合==0.012﹤0.2（满足要求）N=4703.96KN﹥0.3=0.3×19.1×650×650=2420.93KN=﹤0-93-\nXXX大厦设计按构造要求配置箍筋。柱轴压比n=N/(fcA)=4703.96×103/19.1×650×650=0.58箍筋最小配筋特征值=0.098即==0.098×19.1/360=0.62%﹥0.6%实配箍筋体积配箍率===0.478（2）变截面层取第五层上柱柱端弯矩设计值=78.28KN·m下柱柱端弯矩设计值=1.1×77.55=85.31KN·m=1.1×（78.28+77.55）/2.9=59.11KN﹤79.98KN==0.015﹤0.2（满足要求）剪跨比==136.91×103/79.98×510=3.36﹥3取=3截面符合N=2711.07KN﹥0.3=0.3×19.1×550×550=1733KN=﹤0按构造要求配置箍筋。柱轴压比n=N/(fcA)=2711×103/19.1×550×550=0.469箍筋最小配筋特征值=0.084即==0.084×19.1/210=0.764%﹥0.6%实配箍筋体积配箍率===0.478取φ10=78.5mm2则S≤164.2加密区φ10@100，非加密区φ10@200。3.11.3B柱的正截面承载力配筋计算（1）底层柱-93-\nXXX大厦设计节点左右梁端弯矩=138.75+111.32=250.07KN·m节点上下柱端弯矩=129.64+93.44=223.08KN·m1.1=1.1×250.07=275.08KN将其按弹性弯矩分配给上下柱端，即=375.08×129.64/223.08=153KN=275.08×93.44/223.08=115KN=0.75×153=111.69KN﹤274.25KN=274.25×106/4367.28×103=62mm取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中的最大值即650/30=21.67故=22mm柱的计算长度=4200mm==62+22=84mm因为/=4200/650=6.46﹥5，故考虑偏心距增大系数==0.92﹤1/=4200/650=6.46﹤15时=1.0==1.2=1.2×84+650/2-40=385.8mm对称配筋=4367.28×1000/19.1×650×610=0.58﹥=0.55为小偏心受压情况-93-\nXXX大厦设计=由于﹤故按构造要求配筋。再按及相应的M一组计算N=5367.39KN=224.93×106/5367.38×103=41.9mm2=41.9+20=61.9mm=4200/650=6.46﹥5同理求得=0.5×19.1×650×650/5367.38×103=0.75﹤1取=1，=1，=1.22=1.22×61.9=75mm﹤0.3=0.3×610=183mm，故小偏心受压=286.22﹤，故按构造要求配。==bh=0.2%×650×650=845mm2选4φ20（==1256mm2）（2）取变截面第五层节点左右梁端弯矩=139.03+73.24=212.27KN节点上下梁端弯矩=85.27+83.76=169.03KN1.1=1.1×212.27=233.50-93-\nXXX大厦设计在节点处将其按弹性弯矩分配给上下柱端即233.50×85.27/169.03=117.19KN·m=233.50×83.76/169.03=115.71KN·m=0.75×117.79=88.34mm=M/N=88.34×103/1828.68=48mm=20mm柱的计算长度=1.25H=1.25×3.6=4.5m==48+20=68mm因为/=3500/550=5.36﹥5，故考虑偏心距增大系数==1.58﹥1即取1/=3500/550=8.15﹤15时=1.0取1==1.36=1.36×68+550/2-35=332.48对称配筋=1828.68×1000/19.1×550×510=0.34﹤=0.55为大偏心受压情况=﹤0按构造要求配。再按及相应的M一组计算N=2875.46KM，M=72.27KM/m=72.27×106/2875.46×103=25.13mm2=25.13+20=45.13mm同理求得取=1，=1，=1.54-93-\nXXX大厦设计=1.54×45.13=75mm﹤0.3=0.3×510=153mm，故小偏心受压=289.5mm﹤，故按构造要求配==bh=0.2%×550×550=605mm2选4φ20（==1256mm2）3.11.4B柱的斜截面承载力配筋计算（1）底层柱上柱柱端弯矩设计值=93.44KN下柱柱端弯矩设计值=1.15×110.29=126.83=1.1×（93.44+126.83）/3.5=69.23KN﹤115.88KN剪跨比==110.29×103/48.49×610=3.73﹥3取=3截面符合==0.015﹤0.2（满足要求）N=4367.28KN﹥0.3=0.3×19.1×650×650=2420.93KN==﹤0按构造要求配置箍筋。-93-\nXXX大厦设计柱轴压比=4367.28×103/19.1×650×650=0.54箍筋最小配筋特征值=0.098即==0.098×19.1/360=0.624%﹥0.6%==0.468取φ10复合箍=78.5，则S≤167.74，加密区φ10@100（2）变截面层取第五层上柱柱端弯矩设计值=85.27KN下柱柱端弯矩设计值=1.1×80.87=88.96=1.1×（85.27+88.96）/2.9=66.09KN﹤92.04KN剪跨比==80.87×103/40.82×510=3.88﹥3取=3截面符合。==0.017﹤0.2（满足要求）N=2864.16KN﹥0.3=0.3×19.1×550×550=1733KN=﹤0按构造要求配置箍筋。柱轴压比：n=N/(fcA)=2864.16×103/19.1×550×550=0.495箍筋最小配筋特征值=0.09即==0.09×19.1/300=0.818%﹥0.6%实配箍筋体积配箍率===0.511取φ10=78.5mm2则S≤153.62，加密区φ10@100，非加密区φ10@200。-93-\nXXX大厦设计3.12楼板配筋计算3.12.1楼板配筋设计方法3.12.1.1荷载计算20厚砂浆找平层20×0.02=0.4KN/m2120厚钢筋混凝土板25×0.12=3.0KN/m220厚砂浆找平层20×0.02=0.4KN/m2合计3.8KN/m2恒载设计值g=3.8×1.2=4.56KN/m2q=2.0×1.4=2.8KN/m2合计P=g+q=4.56+2.8=7.36KN/m23.12.1.2按弹性理论计算在求各区格板跨内正弯矩时，按恒载满布及活荷载棋盘式布置计算，取荷载：g′=g+q/2=4.56+2.8/2=5.96KN/m2q′=q/2=2.8/2=1.4KN/m2在g′作用下，各内支座均可视作固定，某些区格板跨内最大正弯矩不在板的中心点处；在q′作用下，各区格板四边均可视作简支跨内最大正弯矩则在板的中心点处，计算时，近似取两者之和作为跨内最大正弯矩值。在求各中间支座最大负弯矩时，按恒载及活载均满布各区格板计算。取荷载P=g+q=7.36KN/m2板区格划分对于A板lx=2.4m,ly=7.5m可按两端固定单向板计算，单位板宽内的分布荷载q=7.36KN/m2支座弯矩===-3.53KN·m/m跨中最大弯矩==1.77KN·m/m对于B板lx=4.5m,ly=7.5m==0.6支承条件四边固定跨内=0mX=(0.0385×5.96+0.09066×1.4)×4.052=5.85KN·m/m-93-\nXXX大厦设计my=(0.0052×5.96+0.02028×1.4)×4.052=0.97KN·m/m=0.2=5.85+0.2×0.97=6.04KN·m/m=5.85×0.2+0.97=1.07KN·m/m支座=0.0817×7.36×4.052=9.86KN·m/m=-0.0571×7.36×4.052=6.89KN·m/m板间支座弯矩不平衡可近似取相邻两区格板支座弯矩的平均值即板配筋计算结果=其中=0.95=210N/mm2表3-16楼板配筋表截面（mm2）（mm2）选配钢筋实配面积跨中A区格方向0方向1.7710089φ8@250201B区格方向6.04100303φ10@180方向1.0911049φ10@180支座A—B12.8100583φ10@1803.13双向板中次梁计算3.13.1荷载计算恒载由板传来3.8×3.75×(1-2×0.252+0.253)=12.7KN/m2次梁自重25×0.2×(0.5-0.12)=1.9KN/m2梁抹灰2×0.02×(0.5-0.12)×17=0.26KN/m2合计14.86KN/m2活荷载2.0×3.75×(1-2×0.252+0.253)=6.68KN/m2荷载设计值1.2×3.75×（1-2×0.252+0.253）=27.18KN/m23.13.2内力计算l0=ln+a=(7.5-0.35)+0.35/2=7.325﹤1.05ln=7.51-93-\nXXX大厦设计跨中弯矩M=0.091×27.16×7.52=139.03KN·m支座弯矩M=0.125×27.16×7.52=190.97KN·m考虑塑性弯矩重分配，对支座弯矩进行调幅跨中=139.03+190.97×0.15=167.68支座=162.32+190.97×0.85=324.65次梁剪力VA=0.375×27.16×7.5=76.38VB0.625×27.16×7.5=127.313.13.3正截面承载力计算次梁跨中按T形截面计算，支座按矩形计算（1）判断截面类型=1.0×16.7×2500×120×(470-120/2)=2054KN·m﹥Mmax=167.68KN·m故为第一类T形截面（2）配筋计算=167.68×106/1.0×16.7×200×4702=0.23==0.265﹤=0.55=1-0.5=1-0.5×0.265=0.868==167.68×106/0.868×470×300=1370mm2选用2φ22+2φ25=1742mm2=（0.002bh,0.45）=(0.002×200×500,0.45×1.43/300×200×500)=(200mm2,215mm2)=200mm2﹥满足要求其中将两根φ25通长布置，伸入支座=983mm2-93-\nXXX大厦设计3.13.4支座处截面承载力计算按双筋矩形截面计算平衡条件左支座=300×982×（470-35）=128.15==167.68-128.15=39.53=39.53×106/1.0×16.7×200×4702=0.054=1-=0.056﹤=0.52=1－0.5×0.056=0.972==39.53×106/0.972×470×300=288.43=+=982+288.43=1270mm2选3φ25并以2φ25直通3.13.5斜截面承载力计算（1）截面尺寸验算=（470-120）/200=1.75﹤4.0=0.25×1.0×16.7×200×470=392.45KN﹥Vb满足截面尺寸要求（2）验算是否计算配筋=0.7×1.57×200×470=103.3KN﹤Vb=127.31且﹥69.45KN故边支座购造配筋，中间支座需计算配筋所需配筋数量==0.19-93-\nXXX大厦设计选用双肢箍筋直径取φ8，则=2×50.3/0.19=529mm，取S=1003.14楼梯设计计算本工程楼梯采用板式楼梯，平台梁中受力钢筋为HPB235级（fy=210N/mm2）楼梯活荷载标准值qk=2.5KN/m2,混凝土为C20（fC=9.6N/mm2,ft=1.1N/mm2）图3-20楼梯计算简图3.14.1楼梯板的计算估算板厚h=lo/30=3800/30=126.67mm,取h=130mm取1m宽作为计算单元-93-\nXXX大厦设计3.14.1.1荷载计算恒载梯段板自重()×25=5.82KN/m踏步抹灰重(0.26+0.16)×0.02×1/0.26=0.65KN/m板底抹灰重0.02÷()×17=0.40KN/m金属栏杆重0.1×=0.06KN/m合计6.93KN/m恒载设计值g=1.2×6.93=8.32KN/m活载设计值q=1.4×2.5=3.5KN/m合计g+q=8.32+3.5=11.82KN/m3.14.1.2内力计算水平投影计算跨度为lo=ln+b=3.6+0.2=3.8m跨中最大弯矩M=(g+q)lo2/10=11.82×3.82/10=17.07KN·m3.14.1.3截面计算==130-20=110mm==0.147查表得=0.92=803mm2选12@140(AS=808mm2)3.14.2平台板的计算取1m宽板带作为计算单元3.14.2.1荷载计算恒载平台板自重0.08/×25=2.0KN/m板面抹灰重0.02×20=0.4KN/m-93-\nXXX大厦设计板底抹灰重0.02×17=0.34KN/m合计2.74KN/m恒载设计值g=2.74×1.2=3.288KN/m活载设计值q=2.5×1.4=3.5KN/m合计g+q=3.288+3.5=6.788KN/m3.14.2.2内力计算计算跨度为lo=ln++=2.05+=2.19m跨中最大弯矩M==4.07KN·m3.14.2.3截面计算==130-20=110mm==0.044查表得=0.977=225mm2选8@200(AS=251mm2)3.14.3平台梁的计算计算跨度为lo=1.05ln=1.05×3.36=3.53m﹤3.36+0.24=3.6m估算截面尺寸h=lo/12=3530/12=294m取b×h=200×400mm3.14.3.1荷载计算梯段板传来11.82×3.6/2=21.28KN/m平台板传来8.29×(2.05/2+0.2)=10.16KN/m平台梁自重1.2×0.2×2×(0.4-0.13)×25=1.62KN/m平台梁侧抹灰1.2×0.02×2×(0.4-0.13)×17=0.22KN/m合计g+q=33.28KN/m3.14.3.2内力计算跨中最大弯矩M==51.84KN·m-93-\nXXX大厦设计支座最大弯矩V==55.91KN·m3.14.3.3截面计算1.受弯承载力计算按倒L形截面计算，受压翼缘计算宽度取下列中较小值===588mm==200+2050/2=1225mm取=588mm，==400－35=365mm=1.0×9.6×588×130×（365-130/2）=220.15KN·m﹥M=51.84KN·m属于第一类T形截面==0.069查表得=0.964===701.58mm2选3φ18（=763mm2）2.受剪承载力计算=0.25×1.0×9.6×200×365=175.2﹥V截面尺寸满足要求=0.7×1.1×200×365=56.2KN﹥V仅需按构造要求配置箍筋，选用双肢φ8@300。-93-\nXXX大厦设计结论通过对此办公楼的设计，在选取建筑的第七轴一榀框架进行计算并从办公楼的整体分析，考虑到各构件刚度、强度、耐久性、自重等，对整个框架整体刚度、承受荷载与电算的分析，总结如下：（1）在选材方面，通过对框架架受力的分析，本着安全、节约的原则，对于承重比较大的部分构件件选用HRB235与HPB335型钢材。（2）在建筑整体选型方面，以“安全、适用、经济、美观”为原则，通过对多种建筑类型的比较与选取，最终选择了“一”字型结构，以美观为基础，更注重结构体系符合简单、对称、规则。（3）在荷载作用方面，通过对风荷载、地震荷载、以及框架自重等动静荷载的分析与组合，选取最不利组合进行计算，对整个进行构件的计算。（4）在本着三水准两设计的原则对地震作用力进行充分的考虑，确保办公楼主体的整体稳定。（5）在对“强剪弱弯”、“强柱弱梁”、“强节点”、“强锚固”的设计原则充分理解后对各杆件的配筋计算，更全面的考虑整体的稳定性。用软件PKPM进行了电算验算，与手算对比分析，见附录二。-93-\nXXX大厦设计参考文献[1]中华人民共和国国家标准，建筑结构荷载规范（GB50009-2001）[M].北京：建筑工业出版社，2001年[2]中华人民共和国国家标准，混凝土结构设计规范（GB50010-2002）[M].北京：建筑工业出版社，2002年[3]中华人民共和国国家标准，建筑抗震设计规范（GB50011-2001）[M].北京：建筑工业出版社，2001年[4]中华人民共和国国家标准，建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）[M].北京：建筑工业出版社，2002年[5]熊丹安．建筑设计与结构设计概要[M]．武汉：武汉理工大学出版社，2005年1月．11-12[6]杨金铎．房志勇．房屋建筑构造[M]．北京：中国建材工业出版社，2001年4月．121-139[7]吴德龙．混凝土结构计算手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，2005年4月．334-487[8]龚思礼．建筑抗震设计手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，2003年4月．1-80[9]王亚勇．多层及高层钢筋混凝土结构技术措施[M]．北京：中国建筑工业出版社，2006年3月．288-317[10]戴国莹．房屋建筑抗震设计[M]．北京：中国建筑工业出版社，2005年10月．11-12[11]中国建筑设计研究院．建筑工程设计实例[M]．北京：中国建筑工业出版社，2003年12月．161-194[12]彭圣浩．建筑工程施工组织设计实例应用手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，2005年5月．121-139[13]甘玉岐．民用建筑结构技术手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，2000年5月．1-80[14]1999ACIEDUCATIONALSEMINARS,SeminarsofferedbytheamericanConcreteinstituteonthelatestinconcretedesign[M],construction,materials,andtechnology．[15]BureauofLaborstatistics,U.S.Departmentoflabor.ConstructionandBuildingInspectors[M].OccupationalOutlookHandbook,March2002-93-\nXXX大厦设计附录一FOUNDATIONSANDSTRUCTURESFoundationsFoundations(footings)arebases,usuallyofconcrete,placedonthegroundsoastospreadverticalloadoverit.Baseswhichcarryhorizontalload,forexampleunderarches,areusuallycalledabutments.Afoundationmaybebuiltinoneofmanydifferentmaterials.Itmaybeoftimber(belowgroundwaterlevel)orofsteeljoistsencasedinconcrete,ofreinforcedconcrete(r.c.)orplainconcretewithoutreinforcement,orforabreakwaterintheseamerelyofrock(usrip-rap)tippedformabarge.Structuresbuiltonstrongrockgenerallyneednofoundationsincerockisusuallyasstrongasconcrete,andgoesmuchdeeper.Allthatisneededonrockisalittleconcreteormortartomakethesurfacelevel.Oneofthecommonestfoundationsisthatforaconcretecolumnorasteelstanchion.Itisgenerallydesignedforthesamemaximumloadasthecolumn,andusuallyisanindependent(pad)foundation.Wherethepadsinonerowbecomesolargethattheynearlytouch,itisconvenienttojointhemintoacontinuous(orstrip)foundationwhichgenerallywillbecheapertodigandtoconcretethanthesamefoundationsbuiltseparatelyaspads.Combinedfootingsarethoseinwhichthepadswouldalsobesolargethattheynearlytouch,butunlikestripfootings,theymaycarrytheloadfrommorethanonerowofcolumns.Thefinaldevelopmentofthecombinedfootingistheraft(ormatormattress)foundationinwhichallthepadsarecombinedintoonereinforcedconcreteslabwhichmayvaryinthickness,butisusuallyofthesamethicknessthroughoutitsarea.Thebuoyantraftisaspecialraftfoundation,builtinfluidsiltwhichhassuchalowsafebearingpressurethatthestructurehastobedesignedlikeaboat,tobesupportedbythehydrostaticpressureformthesoilconsideredasaliquid.Themainprobleminthedesignofthefoundationsofamulti-storeybuildingunderwhichthesoilsettlesistokeepthetotalsettlementofthebuildingwithinreasonablelimits,butspeciallytoseethattherelativesettlementfromonecolumntothenextisnotgreat.Ifonecolumnsettlesmuchmorethanitsneighbour,thebuildingwillcertainlycrackandmay-93-\nXXX大厦设计lookasifitisbreakinginpieces.Obviouslyeverystructuraldesignerwishestoavoidthisimpressionevenifitisawrongone,asitoftenis.Thedesignofamulti-storeybuildingoncompressiblesoilisdifficultandthereforeextremelyinteresting.Compressiblesoilsarelikeasponge,sinkingmostwherethepressureisgreatestandtheloadislargest.Thusevenifallthefoundationsaredesignedforthesamebearingpressure,say1ton/㎡,thelargestfoundationwillsinkthemostbecauseithasthelargestload,andthesmallestfoundationwillsinktheleast.Acorrectfoundationdesignwillthereforeapplyahigherbearingpressuretothesmallerfoundationsandaloweronetothelargerfoundations.Theexactcalculationofthesedifferentbearingpressuresisextremelydifficultbutatleastthisisnowtheaimoffoundationdesigners.Onesolution,whichhoweverisratherexpensivebecauseitmayinvolveadeepexcavation,istodigoutaquantityofsoilwhichweighsexactlyasmuchasthedeadloadofthebuildingplusthequantityofliveloadwhichislikelytobeonit.Thisdepthofdigshouldbesuchastomakesurethattheloadedbuildinghaszerotheoreticalsettlement.Sincethegroundwillbecarryingnomoreloadafterthestructurehasbeenputupthanitcarriedbefore,therewillintheorybenogeneralsettlement.Infact,however,forvariousreasons,somefoundationswillsink.Itmustherebesaidthatthefoundationdesignerbeforehestartsthedesign,shouldknowthesafebearingpressureswhichareadvisableateverylevelpossibleforthefoundation.Hewillusuallyobtainthesefiguresfromtheorganizationwhichmakesthesoilmechanicssurveyforthesite.Hemustalsoknowtheprobableloadfromthestructure,andthiscanbeobtainedinthewaydescribedbelow.Formostmulti-storeybuildings,becauseofthehighcostofthelandinacity,thestructureitselfisinaveryearlystageofdesignatatimewhenthefoundationsmustbedesignedveryquickly.Thebuildingdesignmust,however,haveprogressedsoforthatatleastthepositionsofthecolumnsareknown,andthereforethefloorspanswillbefixed.Theprobablefloorthicknesscanthenbeworkedout.Thiswillvaryonlyslightlyifatallfromfloortofloor,anditmustbecalculatedascloselyaspossibleincludingthetopping.Generallyanallowanceof13cmofdenseconcretewillbeenough,plus5cmforthetoppingandfloorsurface,making18cminall.Theweightsofthebeams,columnsandstairscanbe-93-\nXXX大厦设计regardedasincludedinthefloorthicknessallowance.Ifthefloorsaretobebuiltwithhollowtilesorwithlightweightaggregate,areductionforthisshouldbemade.Thefirstroughcalculationofthestructureweightisasfollows:assumingthefloorsareallofthesametotalarea,andthereareeightfloorsincludingonebasement(notsuspendedbutrestingonthesoil)thetotaldeadweightofthebuildingincludingtheroofwillbe,per㎡ofbuildingfoundation,9×18/100×2.75=4.45tons/㎡,theweightof1m3ofdenseconcretebeingassumedtobe2.75tons/m3.Tothismustbeaddedafigurefortheliveload.Ifthebuildingistobedesignforhousing,aliveloadof190kg/㎡isusuallyenoughforthestructuraldesignofafloorandisacceptedunderthebuildingby-lawsofmostlocalauthorities.Buttheseauthoritiesneverinsistonthewholeofthisloadbeingappliedtothefoundationssinceitishighlyimprobablethatallthefloorswouldbefullyloadedatthesametime.Inanycasethedepthnowbeingcalculatedisnotsubjecttocontrolbyby-lawsandwecanuseanyproportionoftheliveloadwhichappearsreasonable.Letustakeaboutaquarter,thusassuming45kg/㎡forbuildingisthen45×8＋25=385kg/㎡,andthetotalassumedfoundationpressureaveragedoverthewholeareaofthebuildingwillbe4.45＋0.385=4.825tons/㎡.Theaverageweightofthesoildowntotheproposeddepthoffoundationwillbeknownbythesoilmechanicssurveyorsfromtheinformationtheyhaveobtainedonthesite.Assumingthistobe1.8ton/m3thefoundationdepthmustbe4.835/1.8=2.7metres,andfora16-storeybuildingthedepthwouldbeabout5.4metres.StructuresAstructureisthepartofabuildingthatcariesitsweight,andforatleasthalftheworld’scivilengineers,structuresaremostofcivilengineering.Weshouldalsorememberthatanythingbuiltisastructure.(Fromanaeroplaneengineer’spointofview,anaeroplanealsoisastructure.)Astrucuremaybeadwellinghouse,orapyramidinEgypt,thestatueof-93-\nXXX大厦设计ChristontheAndes,oradambuiltbybeaversacrossaCanadianriver.Abuildingisastructurewitharoofandmuchofcivilengineeringstructuraldesignedbyanarchitect,particularlyinadenselypopulatedarea.Forwaterengineers,sewage-treatmentengineers,andmunicipalengineers,structuresarenotalwaysanimportantpartoftheirworkthoughevenaroadorapipeisastructuresincetheybothcarryload.Everystructuraldesignincludesthefoundationdesign(see‘Foundations’).Thestructuraldesignitselfincludestwodifferenttasks,thedesignofthestructure,inwhichthesizesandlocationsofthemainmembersaresettled,andtheanalysisofthisstructurebymathematicalorgraphicalmethodsorboth,toworkouthowtheloadspassthroughthestructurewiththeparticularmemberschosen.Foracommonstructuresuchasabuildingframe,manymethodshavebeendevelopedforanalysis,sothatthedesignandanalysiswillberelativelyeasyandmayneedtobeperformedonlyonceortwice.Butforanyunusualstructurethetasksofdesignandanalysiswillhavetoberepeatedmaytimesuntil,aftermanycalculations,adesignhasbeenfoundthatisstrong,stableandlasting.Cheapnessdoesnotenterintothequalityofthedesignthoughitisimportantsinceacostlystructurewillprobablynotbebuiltandthedesigner’sfeewillthereforebesmaller.Forthetypicalmulti-storeystructureinacity,whetheritistobeusedforofficesordwellings,themostimportantmemberwhichtheengineeringdesignsisthefloor—fortworeasons:itrepeatsallthewayupthebuilding,andithasthegreatesteffectonthedeadloadofthebuilding.Thedeadload,infact,aspointedoutin‘Foundations’,canbefairlyexactlycalculatedbyassumingthatthefloorsaretheonlydeadload.Thesefloorsaregenerallyofreinforcedorpressuredconcretebecausetheyresistfirebetterthansteelorwood,animportantconsiderationforatallbuilding.Therearetwomaintypes,thesolidfloorandthehollow-tiled(orribbed)floor.Intheribbedfloor,asthedrawingshows,partofthelowerhalfoftheslabishollow,agreatadvantagebecausethisconcretewouldnotstrengthenthefloorbutwouldbeheavy.Ribbedfloorsarethereforelighterthansolidfloors,butitismoredifficulttocastthemwithholesthroughthemunlesstheseholesarecarefullyplannedbeforehand.Itisgenerallysafetocastaholethroughasolidslabbyaddingafewextrabarsof12mmdiameterintheconcreteallroundit,thoughwhenthereistime,holesshouldbeproperlydesigned.-93-\nXXX大厦设计Suspendedstructuresareamongthemostinterestingatthemomentbecausethefirstlargeoneswererecently(1966)completedinLondon,andpossiblyothergreatcities.Inallthesestructures,thecolumnsorstanchionsaremadefewerandlargersoastoreducethebucklingeffectsonthemandtoincreasetheireffectivelength.IntwothatwererecentlybuiltinLondon,thereisonlyonecolumn,inthecenterofthebuilding,andthisisahollowconcretetowersome12msquarewhichcarriesthelifts,stairs,ducts,pipesandcableswithinitorattachedtoitswall.Thetowermaybecalledthecoreofthebuildingandonitstopisabridgeoverhanginginalldirections,formwhichhigh-tensilesteelbarsdroptocarrythefloorsbelow.Thesebarsareverythinandcanbehiddeninadoorframeorwindowframesothatforsuchabuildingthereneedbenonoticeableobstructiontosightorhorizontalmovementinanydirectionoutwardsfromthecore.Butthisisonlythebeginningofsuspendedconstruction.Ifitissuccessfulandiftheworld’slargecitiescontinuetobecomemorecrowded,theideawillgrow,andthe60-storeyskyscrapersofNewYorkwillbetinycomparedwiththevast300-storeystructuresoftheworld’sfuturecities.Itseemspossibleandevenlikelythatthewholecitymaybeoneorafewofthesevastbuildings,carriedonpairsoftowers1,000mhighjoinedbylightweightbridgestructures,possiblysuspensionbridges.Toreduceswayandbuckling,thecolumnswillbemassive,probablynotlessthan30msquare,andthefloorswillhangfromthebridgesbythinhigh-tensionsteelsuspendersinthesamewayasasuspensionbridgedeckhangsfromitscables.Factoryconstruction,thedesignandconstructionofsingle-storeybuildingsoflargespanoftenhundredsofmetreslong,isatypicaltaskofthecivilengineer.Thougharchitectsoftensupervisetheseprojects,theysucceedgenerallybecausethearchitectandthecivilengineeringdesignerworktogether,withunderstandingoftheclient’sneeds.Forlightindustrywhichisnotnoisy,theroofingandcladdinggenerallyconsistoffactory-madesheets,ofwhichhundredsoftypesexist,madeofcorrugatedortroughedorflatsteel,plywood,aluminium,orasbestos-cement.Thewaterproofskinontheoutsideofsomeofthemmayalsobeofcoppersheet,tarredfeltorsteel.Someofthesecladdingorroofing-93-\nXXX大厦设计unitsareexpensive,especiallythesandwichunitswhichcontainamiddlelayerofhighlyefficientthermalinsulator,suchasexpandedpolystyreneorglassfibre.Theinsulationmustbecompletelyprotectedfromthecondensationofwateroutoftheairfromthehottersideofthecoolinsulatingmaterial.Thusinahotclimatethecondensationwillbeonthecondensationwillbeontheinnerfaceoftheinsulatorandinacoldclimateonitsouterface.Theinsulationmustbeprotectedfrommoistureoritwillrapidlyloseitsinsulatingpowerasthemoistureentersit.Asitlosesinsulatingpower,thecondensationwillincrease,moremoisturewillenterandtheinsulationwillbecompletelylost,quiteapartfromtheunpleasantnessofdampnessinthewall.Factorydesignisinterestingtomostcivilengineersbecauseitincludesthedesignofmanyimportantservices,andtheengineeristhemaindesigner,notamerehelperasheisforamulti-storeybuilding.Hemustdesigntheroadsandthedrains,possiblythewatersupplyandtheheatingorairconditioningandprovideforthepowerandtelephonecablesandgaspipes.Ifpossiblehewilltryatleasttogetthemainroadsanddrainsinpositionbeforethemainconstructionstarts.Thiswillprobablyreducethedamagetovehicles.Providedthatafactoryisofonestoreyitcanusuallybewelllitfromtheroofexceptinhotclimates,butifitismorethanonestoreyhigh,day-lightingofthelowerstoreysinanylarge-spanbuildingbecomesdifficultorimpossible.Forthisreason,someusfactorydesignershavebuiltfactorieswithoutwindows,entirelyair-conditioned,andasspansincreasethiswillbecomeunavoidablefortheinternalrooms.Infactitisnowquitecommontoplacebathroomsinternallysothattheydonotwastethevaluablespaceforwindowsthatwouldbemoreusefultoaliving-room.Intemperateclimates,theair-conditioningequipmentshouldbedesignedtoprovidecooledairinsummerandwarmairinwinter.Rooflightingcanbethroughtransparentsheetsinanordinarysheetedslopingroof,orthroughasawtoothroofwhichwouldbenorth-facinginnortherncontinentsorsouth-facinginsouthern.Amonitorroofenablesthelightstobeeitherverticalorontheroofslopeandalsoprovidesexcellentventilation.Glassisstillthecommonestmaterialusedforadmittinglightbecauseitisthecheapestbutinhotcountriesitisunsuitable.Inasheetedroofoccasionalsheetsmaybereplacedwithatranslucentortransparentmaterial,eitherglassfibrewhichistranslucent,oroneofthetransparentplasticsmaterials,whichmaybecolourlessor-93-\nXXX大厦设计tintedred,yellow,etc.Alltheselargesheetscanbecorrugatedtoallowthemtospanoverdistancesofabout2m.Onedifficultyineverybuildingforheavyindustryisthearrangementofthesupportsforanoverheadcrane.Thecareeniscarriedbyabridgeacrossthebuilding,andthebridgerunsonrails,onealongeachwall.Thesetworailsarecarriedoncranebeamswhichpassthefulllengthofthebuilding,beingcarriedonthemaincolumns,usuallyatabout10mabovegroundlevel,sothatthecareencancommandthewholeoftheworkarea.Thismeansthattheroofstructureandthecolumnscannotbefullydetaileduntilthemaindesignofthecareenisknown.Cranemakersareusuallyhappytogivedetailsofthedimensionsoftheircranesandbridgestostructuralengineers,sothisdoesnotusuallycausemuchdelay.However,eachcolumnmustbedesignedtocarryaboutthreequartersofthecraneweightplusthreequartersofitshookload,aswellashalfthebridgeweight.Theroofcolumnsmustalsocarrythestructureload(whichismuchsmaller)andtheywillbeabout10mlongplusthecraneheight.Thecolumnswillbeeccentricallyloadedsincethepartofthecolumnabovethecranemustbeoff-centerfromthecranegirder.Precastconcretecolumnshavebeensuccessfullycasttocarrycranebeamsofthistypethoughitwasoncethoughtthattheywouldbetoobigandcomplicatedforprecasting.Asuccessfuldesignfortheoverheadcraneanditssupportswillhelpthereputationofacivilengineeringdesigner.-93-\nXXX大厦设计基础和建筑物基础基础（基脚）是置于地基上的底座，通常由混凝土建成，它的作用是将竖向荷载传布到地基上。承受水平荷载的底座，例如拱底下的底座，一般称为拱做座。基础可以用许多种不同材料建造。可以用木材（地下水位以下）或用混凝土包覆起来的钢梁建造，也可以用钢筋混凝土（r.c.）或没有配筋的素混凝土建造，而海洋的防波堤，则只需用驳船倾卸石块（美国称之为抛石）来建造。由于岩石通常象混凝土一样坚固，而且岩层很深，因此建造在坚硬岩石上的结构一般不需要基础。在基岩所需要做的全部工作就是用少量混凝土或砂浆把表面找平。最常见的基础之一是混凝土柱或钢支柱的基础。这种基础一般按柱的最大荷载设计，通常为独立（单柱）基础。当排成一列的单柱基础太大以致几乎互相接触时，最好把它们连接起来形成连续（条形）基础，连续基础的土方开挖和混凝土浇灌费用比分别做成数个单柱基础的同样基础要低廉。联合基础就是其中的单柱基础也会大得几乎相互接触的一种基础，但它与条形基础不同，它可以承受一排以上的柱子传来的荷载。联合基础最终发展成筏形基础，在这种基础里，所有的单柱基础联合起来形成一整块钢筋混凝土板，其厚度可以变化，但通常整块的厚度相等。浮筏板基础是一种特殊的筏式基础，建造在液态粉沙内，由于液态粉沙的安全支撑压力很底，以致结构必须设计的象船那样，把土壤视作液体，靠起静水压力来支撑。在土壤沉降的基础上设计多层建筑，其基础设计的主要问题是使建筑物的总沉降保持在合理的限度内，而且特别要注意使一个柱子对另一个柱子的沉降量不能过大。如果一个柱子比相邻柱子的沉降量大得很多，建筑物无疑要开裂而且看起来好象碎成好几块似的。显然每一个结构设计人员都希望避免造成这种现象，即使这种印象实际上往往是一种错觉。在压缩性土壤上设计多层建筑是困难的，因此也是非常有趣的。压缩性土壤就象是一块海绵，在压力和荷载最大的地方，它下沉的最多。因此，即使所有的基础都按相同的支承压力设计，比如1吨/米2-93-\nXXX大厦设计，最大的基础下沉的最多，因为它的荷载最大，而最小的基础下沉却最小。因此正确的基础设计应当是：对较小的基础采用较高的支承压力而较大的基础采用较底的支承压力。精确计算出这些不同的支承压力是非常困难的，但至少这是基础设计者们当前努力的一个目标。有一种方案，就是使挖掉的土的重量正好等于建筑物的静荷载加上可能作用于其上的活荷载的量，然而这个方案可能需要挖掘很深，因而造价很高。挖方的深度应当能够保证受荷载后的建筑物的理论沉降量为零。由于结构建成以后地基承受的荷载不会比以前增加，因此理论上不会产生一般的沉降。然而事实上，由于种种原因，某些基础仍会下沉。这里必须指出，基础设计者在着手设计以前，应当知道基础所在的每个可能标高处可以采用的安全支承压力。通常设计者将从事现场土力学勘测的机构获得这些数字。设计者还必须知道结构的大概荷载值，这可以按下述方法求出。对于大多数多层建筑物来说，由于城市地价高，所以在结构本身还处于初设阶段时，基础就必须很快地设计出来。但是，建筑物的设计必须已经进行到至少能知道柱子的位置，从而可以确定楼板的跨度的阶段。这样就能够算出楼板的大致厚度。即使各层楼板厚度真的有所不同，也只是稍作修改，而且必须尽可能精确地把面层计算在内。一般的说，13厘米厚的密实混凝土就已足够，加上5厘米的垫层和楼板面层，总厚为18厘米。梁、柱和楼梯的重量可认为已包括在楼板的厚度内。如果楼板计划用空心砖或轻骨料建造，则板的厚度应当减薄。结构重量的最初粗略计算方法如下：假设各层楼板的总面积均相同，包括一层地下室在内（地下室的地面不是悬空的而是放置在地基上）共有八层楼板，则包括屋顶在内的建筑物总静荷载，一建筑物基础每平方米计算，其值为：9×18/100×2.75=4.45吨/米2，1立方米密实混凝土的重量设为2.75吨/米3。上述值还应加上活荷载值。如果这幢建筑物是住宅，则一层楼板的结构设计采用190公斤/米2的活荷载一般已足够，此值在大多数地方当局的建筑物附加法规中得到承认。但是由于所有楼板同时满载是不可能出现的，所以一般来说，个地方当局从不坚持主张把此荷载都作用在基础上。在任何情况下目前所计算的基础厚度不受附加法规的控制，因而我们可以合理地采用活荷载的任意一部分。如取大约1/4的活荷载，即假设楼板取45公斤/米2，而屋顶取25公斤/米2。则建筑物每平米活荷载为：45×8+25=385公斤/米2，而作用在整个建筑物面积上的假设基础平均总压力为：4.45+0.385=4.835吨/米2。-93-\nXXX大厦设计土力学勘测者从现场所得的资料可以知道土壤的平均重量直至采用的基础深度为。假设其值为1.8吨/米2，则基础深度为：4.835/1.8=2.1米。结构物结构物是建筑物的一部分，它支承建筑物的重量。对于世界上至少半数以上的土木工程师来说，结构物大部分上一土木工程结构。我们也必须明确：任何建造的东西都是一个结构物。结构物可以是一所住宅，可以是埃及的金字塔，安第斯山上的耶稣雕像，或者是水獭建造的横贯加拿大河流的堰坝。一座房屋建筑物是一个有屋顶的结构物，而土木工程结构设计的很大一部分就是房屋建筑结构的设计。建筑物作为一个整体来说，是由建筑师设计的，在人口稠密地区更是如此。对于给水工程师、污水处理工程师和市政工程师来说，结构物并不是他们工作中的重要部分，但是一条道路或一条管道也是结构物，因为这两者均支承荷载。任何结构设计都包括基础设计。结构设计本身包括两个不同的任务：即决定主要构件尺寸和布置的结构设计；和用数学方法或图解方法或者两者并用对此结构进行分析，从而搞清楚在采用了所选定构件的结构物中荷载是如何传递的。对于象房屋框架这样的普通结构物已经研究出许多分析方法，因而其设计和分析相对说来比较容易，可能只需进行一、二次便可完成。但是对于任何一个异乎寻常的结构，分析和设计的工作必须要重复多次，直到经过多次计算以后才能找到一个坚固、稳定而耐久的设计。造价低廉并不属于设计的质量指标，但它却很重要，因为一个造价很高的结构物可能不会建造起来，因此设计者所得酬金也较少。对于城市中的典型多层结构物，无论它是计划用作办公楼或者作住宅，工程师设计的最主要的构件是楼板，理由有二：从建筑物底层向上每层都重复出现楼板；楼板对建筑物的静荷载影响最大。事实上正如上文所指出的，假设楼板是唯一的静荷载，那么静荷载就能相当精确地计算出来。-93-\nXXX大厦设计通常楼板采用钢筋混凝土或者预应力混凝土，因为它们比钢和木材的耐火性能好，这对高层建筑来说，是一个重要的考虑因素。楼板有两种主要的型式：实心楼板和空心楼板（或肋形楼板）。在肋形楼板中，楼板的下半部有一部分是空心的，这有很大的优点，因为下半部的混凝土本来对楼板不会起加强作用，只会增加自重。因而，肋形楼板比实心楼板要轻得多，但要浇注具有贯穿式孔洞的肋形楼板是比较困难的，除非事先把这些孔洞十分仔细地布置好。要浇注穿过实心楼板的孔洞时，在孔洞四周的混凝土中加设少量直径12毫米的附加钢筋，一般就可保证安全。但如果时间充裕，对孔洞必须进行适当的设计。悬挂结构是当前最令人感兴趣的结构之一，因为最初的几个大型悬挂结构已在近期（1996）于伦敦或者可能还在其它大城市中建成。在所有这些结构物中，柱子或支柱的数量较少而尺寸较大，以便降低对它们的压曲作用，增加起有效长度。最近在伦敦建成的两幢建筑物，在建筑物的中心只有一个支柱，这个支柱是一个面积约12米见方的空心混凝土塔架，它支承着设在其内部的或悬设在其壁上的电梯、楼梯、风道、管道和电缆。塔架可以称为建筑物的核心结构，在其顶布有一个向各个方向悬挑的桥，从桥上伸下高强钢筋悬吊其下面的楼板。这些钢筋很细，能够隐藏在门框或窗框里，因此就这种建筑物而言，对视线不一定有什么明显的障碍，或妨碍人们从核心部分往外向任何方向水平往来的活动。然而这仅仅是悬挂结构的开始，假如它能取得成功，而且假如世界上的大城市中人口仍然越来越加稠密，这种设计思想将会得到发展。而纽约的那些60层摩天大楼比起世界未来城市的硕大无比的300层结构来，将是多么渺小。看来可能而且很有可能的情景是整个城市可能就是一座或者数座这样巨大的建筑物，这些建筑物支承在成对的1000米高的塔架上，用轻型桥梁结构连通，可能采用的是悬索桥。为了减少摆动和压曲情况，柱子将做的很大，可能不少于30米见方，而楼板所用细的高强钢吊杆悬挂于桥上，宛如悬索吊桥的桥面结构悬挂于吊索上一样。工厂建筑是土木工程师的一项典型任务，即设计和建造往往长达数百米的单层大跨度建筑。虽然建筑师经常对这类设计方案进行审查，但建筑师所以能胜任审查工作，还是由于建筑师与土木工程师能共同工作并了解工程委托人的要求。对于没有噪音的轻工业来说，屋顶和维护材料一般由工厂制造的薄板组成，其类型有几百种，有瓦垄形的、槽形的或平的薄钢板，胶合板，铝板或石棉水泥板。其中某些外部防水层也可由铜皮、油毡或钢板制成。有些围护墙或屋顶构件造价很高，尤其是夹层式构件，这种构件中间有一层高效能的隔热层，如膨胀苯乙烯或玻璃纤维。-93-\nXXX大厦设计必须彻底防止隔热层受到来自冷隔热材料热侧的空气产生的凝结水的作用。因此在气候炎热时，凝结水将出现在隔热层的内表面，而气候寒冷时则出现在隔热层的外表面。隔热层必须防潮，否则潮气进入就很快失去其隔热能力。随起隔热能力的丧失，凝结作用就会增强，于是就有更多的潮气进入，最终导致隔热性能完全丧失，更不用说墙体潮气使人感到讨厌。大多数土木工程师都对工厂设计感兴趣，因为工厂设计包括许多重要设施的设计，并且工程师是主要设计人，不象在进行多层建筑设计时，土木工程师只是一名助手。他需要设计道路和排水系统，可能还要设计给水、供暖或空气调节，并装备动力、电话电缆以及煤气管道。如有可能，工程师至少要在主体结构开工之前力求将主要道路及排水系统铺设就绪。这样可使施工现场更便于车辆通行，并通过保持现场干燥而减少车辆的损伤。除非在炎热的气候条件下，一般说来，倘若厂房是单层的，它可以从屋顶很好地采光，但如果厂房的高度超过一层，则任何大跨度建筑物的下面几层就不容易或不可能天然采光。因此，美国的一些工厂设计师制造了无窗厂房，全部采用空气调节。随着跨度的增加，这种做法对于内部房间将是事在必行的。事实上，目前将浴室布置在房屋内部是相当普遍的，这样，浴室可以不占用宝贵的有窗空间，而有窗空间对于居室是更为有用的。在温带气候条件下，空调设备应设计为夏季能供冷气，冬季能供暖气。所以，不仅需要防止潮气而且要防止空气进入隔热层。采用聚乙烯薄膜、金属或其它防水材料作防水层可以起到这方面的作用，这种防水层称为隔蒸汽层。隔蒸汽层的接缝应严密，以防空气渗入，是内部发生冷凝作用。因此土木工程师需要了解围护材料是用在炎热气候还是用在寒冷气候条件下，而制造商一般是乐意向可能的买主提供这方面的资料的。对于有噪音的工厂，例如重工业厂房，围护墙板并不适用，因为噪音可以透过墙板。任何重墙体都比较适用，因为声音的衰减取决于墙体的重量。砖砌体过去在英国是普遍采用的材料，而现代土木工程承包厂商已有4米到5米的大型预制混凝土构件，并用大型吊车安装。只要施工现场组织得好，能够采用吊车，并可到达起吊部位，这种墙体的建造速度就可以很高。如果构件太大以致一台吊车难以起吊。另一种方案是减小墙体构件的高度，使构件的长度等于柱间距，因为这种结构的做法简单而且美观。如吊车很小，构件的高度仅15厘米，则最好在构件之间铺一层薄的砂浆层以防透风。对于尺寸很大的构件，由于接缝很少，砂浆铺缝就不重要。-93-\nXXX大厦设计由于高出吊车以上的那部分柱子必须偏离吊车梁的中心，因此柱子将受偏心荷载的作用。现在已经成功地制成了这种可以装设吊车梁的预制混凝土柱，尽管过去曾认为这种柱子可能太大，预制起来过于复杂。桥式吊车及其支承结构如果设计得很成功，将有利于提高土木工程设计人员的盛誉。-93-\nXXX大厦设计附录二**右风荷载内力**杆件号弯矩轴力剪力弯矩轴力剪力杆件号弯矩轴力剪力弯矩轴力剪力--柱(左面为柱下端,右为柱上端)--1-93.26150.63-32.16-32.15-150.6332.162-110.90212.06-45.75-67.51-212.0645.753-110.61-212.14-45.61-67.25212.1445.614-91.75-150.56-31.49-31.07150.5631.495-33.16130.02-20.40-34.15-130.0220.406-86.73152.81-50.76-80.77-152.8150.767-86.77-152.80-50.77-80.78152.8050.778-33.89-130.03-20.67-34.32130.0320.679-32.69108.50-20.60-35.27-108.5020.6010-73.1797.90-44.63-74.11-97.9044.6311-73.17-97.89-44.63-74.1197.8944.6312-32.56-108.51-20.55-35.25108.5120.5513-29.4587.61-19.40-34.55-87.6119.4014-63.8254.39-39.31-65.91-54.3939.3115-63.80-54.38-39.30-65.8954.3839.3016-29.44-87.62-19.39-34.5687.6219.3917-25.7968.01-15.86-26.57-68.0115.8618-56.7219.52-35.96-61.95-19.5235.9619-56.69-19.49-35.94-61.9219.4935.9420-25.72-68.04-15.83-26.5368.0415.8321-31.0549.56-18.80-31.00-49.5618.8022-41.11-3.70-25.41-42.743.7025.41-93-\nXXX大厦设计23-41.103.74-25.40-42.73-3.7425.4024-31.02-49.61-18.79-30.9749.6118.7925-22.8532.84-14.62-25.39-32.8414.6226-34.40-12.50-21.14-35.3812.5021.1427-34.3812.56-21.14-35.36-12.5621.1428-22.83-32.90-14.60-25.3632.9014.6029-17.3519.38-11.30-19.96-19.3811.3030-24.47-17.25-15.21-25.7117.2515.2131-24.4517.33-15.20-25.70-17.3315.2032-17.33-19.46-11.29-19.9419.4611.2933-11.179.42-7.64-14.04-9.427.6434-14.01-16.52-8.89-15.3316.528.8935-14.0016.61-8.88-15.32-16.618.8836-11.11-9.51-7.58-13.919.517.5837-4.723.14-3.73-7.60-3.143.7338-2.77-9.58-1.91-3.549.581.9139-2.859.64-1.96-3.62-9.641.9640-5.00-3.20-3.89-7.843.203.89--梁(左面为梁左端,右为梁右端)--165.31-0.6420.6258.390.64-20.62295.85-5.6679.8695.825.66-79.86358.20-10.8220.5364.9610.82-20.53466.85-12.4021.5162.2312.40-21.51591.72-6.2776.4391.716.27-76.43662.24-0.1221.5266.880.12-21.52764.73-11.8020.9060.6511.80-20.90877.28-6.4864.4077.286.48-64.40960.63-1.1520.8964.691.15-20.891060.34-10.2719.6057.2510.27-19.601165.37-6.9254.4765.366.92-54.471257.22-3.5619.5860.283.56-19.581357.61-18.1418.4553.0618.14-18.451450.00-7.5941.6649.997.59-41.661553.022.9518.4357.55-2.95-18.431653.86-12.7216.7346.5112.72-16.73-93-\nXXX大厦设计1730.63-8.4525.5330.638.45-25.531846.48-4.1816.7153.804.18-16.711942.74-15.1813.4537.9915.18-13.452021.85-9.2518.2121.869.25-18.212137.96-3.3113.4442.693.31-13.442231.13-16.349.9628.6616.34-9.962311.07-10.029.2311.0810.02-9.232428.62-3.719.9531.053.71-9.952518.77-17.596.2818.8917.59-6.2826-0.79-10.62-0.66-0.7910.620.662718.96-3.696.3118.913.69-6.31287.60-7.773.1411.257.77-3.1429-7.71-5.85-6.44-7.735.856.443011.35-3.893.207.843.89-3.20-93-\nXXX大厦设计-93-