第一章：工程概况和结构设计方案2.1 工程概况2.1.1设计依据：（一）工程设计使用年限： 本工程设计使用年限为 50 年。

（二）自然条件：1.基本风压：)m KN (20W =0.452.地面粗糙程度：B 类。

3.基本雪压： 0.65 KN/㎡。

4.工程地质见下表：表2-1 拟建场地工程地质情况地下水情况：无侵蚀性，最高水位距地表 -2.0 m。

2.1.2 设计要求：（一）本工程主体为钢筋混凝土框架结构，抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第I分组，基本地震加速度为0.10g，场地类别为III类，现浇框架抗震等级为三级。

层高4.5米。

楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，板厚120mm。

（二）设计荷载：（1）不上人屋面活荷载 0.5 KN/㎡（2）屋面雪荷载 0.65 KN/㎡（3）车间活荷载标准值为 3.5KN/㎡。

（4）楼面永久荷载 3.80 KN/㎡（5）屋面永久荷载 3.98 KN/㎡2.2 结构设计方案2.2.1图2-1 框架结构的计算简图图2-2 纵向框架组成的空间结构本方案中，按照纵向的平面框架进行计算。

2.2.2梁柱截面尺寸的初步确定梁截面尺寸估算梁截面高度一般取梁跨度的 1/12～1/8进行估算，梁宽取梁高的1/3～1/2。

由此估算的框架梁的截面尺寸如下：主框架梁：b×h=300mm×750mm次梁： b×h=250mm×600mm表2-2 梁截面尺寸（mm）柱截面尺寸估算依据（一）根据柱的轴压比限值按下列公式计算:1.柱组合的轴压力设计值N=βFg E n注：β考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数。

F按简支状态计算柱的负载面积。

由图二可知边柱及中柱的负载面积分别为7.2×3.5和㎡和7.2×6.8㎡。

g E 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取12KN/m2。

n为验算截面以上的楼层层数。

2.Ac≥N/uNfc注：uN 为框架柱轴压比限值，本方案为三级抗震等级，查《抗震规范》可知取为0.9。

fc 为混凝土轴心抗压强度设计值，对C30，查得14.3N/mm2。

由公式可得柱截面面积为边柱 32c 1.37.2 3.512105A 130778mm 0.916.7⨯⨯⨯⨯⨯≥=⨯中柱32c 1.257.2 6.812105A 244311mm 0.916.7⨯⨯⨯⨯⨯≥=⨯ 取截面尺寸：500 mm ×500 mm 。

表2-3 柱截面尺寸（mm ）第三章：结构计算3.1 荷载计算3.1.1屋面及楼面的永久荷载标准值屋面（不上人）：20厚水泥砂浆找平层 20×0.02=0.4 KN/㎡ 现浇混凝土屋面板 25×0.12=3KN/㎡ 40厚挤塑保温板 0.5×0.04=0.02KN/㎡ 40厚C20细石混凝土 14×0.04=0.56 KN/㎡合计 3.98KN/㎡ 1~4层楼面：瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 0.55KN/㎡ 120厚钢筋混凝土板 25×0.12=3KN/㎡V 型轻钢龙骨吊顶或20厚水泥砂浆 0.25 KN/㎡ 合计 3.80KN/㎡3.1.2屋面及楼面可变荷载标准值不上人屋面均布活荷载标准值 0.5KN/㎡ 车间楼面活荷载标准值 3.5KN/㎡屋面雪荷载标准值 20r k m 65KN .065.00.1S S -⋅=⨯=⋅=μ3.1.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算（一）梁自重主框架梁： 25×0.3×(0.75-0.12)=4.725 KN/m 次梁： 25×0.25×（0.6-0.12）=3 KN/m （二）柱自重柱 25×0.5×0.5=6.25 KN/m 抹灰层 17×0.01×4×0.5=0.34 KN/m合计 6.59KN/m （三）墙自重外墙体为240厚KP1砖，内墙体为240厚加气混凝土砌块。

1.外纵墙自重（KP1砖）纵墙 19×（1-15%）×1×0.24=3.876 KN/m 铝合金窗 0.35×1.7=0.595 KN/m 外墙面帖瓷砖 0.5×（4.5-1.7-0.8）=1 KN/m 内墙面20厚抹灰 17×0.02×（4.5-1.7-0.8）=0.68 KN/m合计 6.151KN/m 2.内墙自重及横墙自重纵墙（横墙） 5.5×（4.5-0.6）=5.148 KN/m 抹灰厚（两侧） 17×（4.5-0.6）=2.652 KN/m合计 7.8KN/m3.女儿墙自重墙重及压顶重 19×（1-15%）×0.9×0.24+25×0.24×0.3=5.676KN/m外帖瓷砖 0.5×1.2=0.6 KN/m水泥粉刷内面 0.36×1.3=0.468KN/m合计 6.744KN/m3.2框架内力计算3.2 .1采用结构设计软件PKPM进行计算（一）执行PMCAD主菜单1，输入结构的整体模型首先。

根据建筑平、立、剖面图输入轴线。

结构图中尺寸是指中心线尺寸，而非建筑平面图中的外轮廓尺寸，根据上一层建筑平面的布置，在本层结构平面图中适当增设次梁，只有楼层板、梁、柱等构件布置完全一样（位置、截面、材料），并且层高相同时，才能归并为一个结构标准层。

再估算（主、次）梁、板、柱等构件截面尺寸，并进行构件定义。

对于梁，抗震规范第6.3.6条规定宽度200mm，主梁高度取跨度的1/8～1/12，宽度取高度的1/3～1/2；次梁的高度取跨度的1/12～1/16，宽度取高度的1/3～1/2。

对于框架柱，抗震规范第6.3.1条规定，矩形柱长和宽都要大于300mm，同时控制柱的轴压比。

对于板，单向板楼板厚取跨度的1/40～1/45，且大于60mm；双向板楼板厚取跨度的1/50～1/45，且大于80mm。

接着选择各标准层进行梁、柱构件布置。

柱只能布置在节点上，主梁只能布置在轴线上，考虑外轮廓平齐采取偏心。

然后在荷载定义下输入楼、屋面恒、活荷载最后根据建筑方案，将各结构标准层和荷载标准层进行组装，形成结构整体模型，并且确定总信息、地震信息、风荷载信息等等。

（二）执行PMCAD主菜单2，布置次梁楼板此处次梁是指未在主菜单1布置过的次梁，对于已将其当作主梁在主菜单1布置过的梁，不得重复布置。

对楼梯间进行全房间开洞，对个别房间板厚发生变化的，按照设计实际作局部修改，对有悬挑板的梁上布置悬挑板。

根据实际情况需要，拷贝前层的楼板开洞、修改板厚、设悬挑板、次梁布置等信息。

（三）执行PMCAD主菜单3，输入荷载信息对个别房间进行楼面荷载修改，如板厚有变化的房间的楼面恒载、厕所的楼面恒载及门厅、走道、楼梯间的楼面活荷载等。

对梁承受的非板传来的荷载（如填充墙等）进行输入，注意，对梁承受填充墙荷载的需考虑窗洞、楼梯间全房间开洞的须根据实际情况计算梯段传至楼层梯梁的均布恒（活）载、梯段及休息平台经平台梯梁（梯柱）传至下层框架梁的集中恒（活）载。

程序能对梁的自重、板的导荷进行自动计算，这些荷载都不能在此处重复计算，荷载的输入是指程序不能计算和导算的外加荷载，一定要根据实际情况进行计算输入，不得多输，更不能漏掉荷载。

此外，根据实际情况选择前面已经布置好的任意一层作荷载拷贝，还可根据实际情况选择是否拷贝楼面荷载、梁间荷载、节点荷载等信息。

（四）ST —8计算对所建模型进行导荷及配筋，根据实际情况调整软件的各种参数，以符合实际情况及安全保证，如果先前所建模型不满足要求，就可以通过计算出的各种图形看出，可以通过对计算出的受力图，内力图，弯矩图等等对电算结果进行分析，找出模型中的不足并加以调整，反复至电算结果满足要求为止。

3.2.2 纵向框架侧移刚度计算纵梁线刚度（D 值法）表2-4 纵梁线刚度bi 计算表表2-5 柱线刚度ci 计算表柱的侧移刚度D 值按下式计算：2cch12i D α=。

根据梁柱线刚度比K 的不同，柱可分为中框架中柱和边柱、边框架中柱和边柱等，计算结果如下：表2-6 （BCDEF 列） 中框架柱侧移刚度D 值)mm N (-1⋅表2-7 （AG ）列边框架柱侧移刚度D 值)mm N (-1⋅将上述不同情况下同层框架侧移刚度相加，即得框架各层层间侧移刚度i D ∑，见下表表2-8 各层层间侧移刚度i D ∑由表可见，12D /D 735401/674998 1.0890.7∑∑==>，故该框架为纵向向规则框架。

#算法举例：（BCDEF 列） 中框架柱侧移刚度D 值(底层)1. BK=6.594/3.646=1.809 αc=(0.5+K)/(2+K)=0.606 Di1=αc ×12×ic/h2=0.606×12×3.646×1010/54002=13090 2. B-7 C-1 C-7 D-1 D-7 E-1 E-7 F-1 F-7(9根) K=8.792/3.646=2.411 αc=(0.5+K)/(2+K)=0.660Di2=αc ×12×ic/h2=0.660×12×3.646×1010 /54002=142603. 中柱(D-6)K=(8.792+8.792)/3.646=4.823 αc=(0.5+K)/(2+K)=0.780Di3=αc ×12×ic/h2=0.780×12×3.646×1010/54002=168534. B-2K=(8.792+6.594)/3.646=4.220 αc=(0.5+K)/(2+K)=0.606Di4=αc ×12×ic/h2=0.759×12×3.646×1010/54002 =16399i D =13090+14260×9+16853×24+16399=562301（2~5层） 3 B-1K=6.594/3.646=1.809 αc=K/(2+K)=0.475Di1=αc ×12×ic/h2=0.475×12×3.646×1010/45002=102633 B-7 C-1 C-7 D-1 D-7 E-1 E-7 F-1 F-7K=8.792/3.646=2.411 αc=K/(2+K)=0.547 Di2=αc ×12×i c /h2=0.547×12×3.646×1010 /45002=118183 中柱 （D-6）K=(8.792×2)/3.646=4.823 αc=K/(2+K)=0.707 Di3=αc ×12×i c /h2=0.707×12×3.646×1010 /45002=152753 B-2K=(8.792+6.594)/3.646=4.220 αc=K/(2+K)=0.678 Di4=αc ×12×i c /h2=0.678×12×3.646×1010 /45002=14649i D =10263+11818×9+15275×24+14649=497874 （AG ）列边框架柱侧移刚度D 值 底层 1.（A-1）K=4.396/3.646=1.206 αc=(0.5+K)/(2+K)=0.532Di1=αc ×12×i c /h 2=0.532×12×3.646×1010/54002=114942. (A-7,G-1,G-7 3根)K=6.594/3.646=1.809 αc=(0.5+K)/(2+K)=0.606 Di1=αc ×12×i c /h 2=0.606×12×3.646×1010/54002=130903. （A-2）K=(6.594+4.396)/3.646=3.014 αc=(0.5+K)/(2+K)=0.701 Di3=αc ×12×i c /h 2=0.701×12×3.646×1010/54002=151464. (A3~6,G2~6 9根)K=（6.594+6.594）/3.646=3.617 αc=(0.5+K)/(2+K)=0.733 Di3=αc ×12×i c /h 2=0.733×12×3.646×1010/54002=15837i D =11494+13090×3+15146+15837×9=173100 2~5层： 1.(A-1)K=(4.396+4.396)/(2×3.646)=1.206 αc=K/(2+K)=0.376Di1=αc ×12×ic/h2=0.376×12×3.646×1010 /45002=81242. (A-7,G-1,G-7 3根)K=(6.594+6.594)/(2×3.646)=1.809αc=K/(2+K)=0.475 Di2=αc ×12×ic/h2=0.475×12×3.646×1010/45002=102633.（A-2）K=(6.594+4.396)/(3.646)=3.014 αc=K/(2+K)=0.601 Di3=αc ×12×ic/h2=0.601×12×3.646×1010/45002=12985)K=(6.594+6.594)/(3.646)=3.617 αc=K/(2+K)=0.644 Di4=αc ×12×ic/h2=0.644×12×3.646×1010/45002=13914i D ∑=8124+10263×3+12985+13914×9=1771243.2.3重力荷载代表值的计算（一）屋面及楼面可变荷载标准值 1.屋面永久荷载标准值 3.98 KN/㎡ 2. 楼面永久荷载标准值 3.80 KN/㎡ （二）屋面及楼面可变荷载标准值1.不上人屋面均布活荷载标准值 0.5KN/㎡2.车间楼面活荷载标准值3.5KN/㎡3.屋面雪荷载标准值 20r k m 65KN .065.00.1S S -⋅=⨯=⋅=μ（三）墙，门窗重力荷载计算：1.外墙240KP1砖19×（1-15%）=16.15 KN/m3 外墙面瓷砖0.5KN/㎡，外墙面20厚抹灰，则外墙单位墙面的重力荷载为：0.5+0.24×16.15+17×0.02=40716KN/㎡2.内墙240厚加气混凝土砌块（5.5 KN/m3）双面抹灰各20mm,则内墙的重力荷载为： 5.5×0.24+17×0.02×2=2 KN/㎡3.铝合金门窗单位面积的重力荷载为：0.35 KN/㎡4.梁柱计算： 梁柱重力荷载计算：表2-9 梁柱重力荷载计算表（四）各层墙（外墙）自重标准值计算：1.女儿墙重：总长 L=(43.2+40)×2=166.4m总重Gk1=6.744Kn/m×166.4m=1122.2KN2.标准层墙重：总长 L=166.4-24×5=154.4m总重Gk1=6.151Kn/m×154.4m=949.71KN(五)板重力荷载标准值：表2-10 板重力荷载标准值计算表（六）各层自重标准值的计算：1.首层（墙+梁+板+柱）G K=949.71/2KN+4079.47KN+6306.37KN+1515.938KN=12376.63KN2.标准层（墙+梁+板+柱）G K=949.71KN+4079.47KN+6306.37KN+1515.938KN=12851.49KN3.顶层（墙+梁+板+柱）G K=949.71/2KN+1122.2KN+4079.47KN+6877.44KN+1515.938KN=14544.758KN（七）重力荷载代表值的计算：重力荷载代表值G取结构和构件自重标准值和可变荷载组合值之和，各可变荷载组合值系数取为a.雪荷载：0.5 b.屋面活荷载：0.0 c.按等效均布荷载计算的楼面荷载:0.5.1. 首层（墙+梁+板+柱）G1=12376.63+0.5×(1627.74+25.2)×3.8=15517.22 KN2. 标准层（墙+梁+板+柱）G i =12851.49+0.5×(1627.74+25.2)×3.8=15992.08 KN3. 顶层（墙+梁+板+柱）G 5 =14544.76+0.65×1728×0.5=15106.36 KN （八） 等效总重力荷载代表值的计算:本设计抗震设防烈度7度，设计地震分组为第一组，场地类别为III 类，差得T g = 0.45s ，αm ax =0.08s ，取阻尼比为0.05。