一榀框架结构计算书.doc

1、浙江工业大学成教学院土木工程毕业设计（计算书）毕业设计（论文） 题 目 一榀框架计算书 班 级 土 木701 学生姓名 指导老师 袁 伟 斌 2010-12-30 摘要本工程为某综合楼，主体六层，钢筋混凝土框架结构，局部七层。梁板柱均为现浇，建筑面积约为6500m2，宽18.84米，长为62.22米，建筑方案确定，房间开间4.0米，进深6.3米，底层层高5.0米，其它层高3.6米，室内外高差为0.6米。建筑分类为乙类公共类建筑，二类场地，抗震等级三级。关键词：钢筋混凝土 框架 结构设计 内力计算.Abstract A complex building, the main body of a s

2、ix-story, steel reinforced concrete frame structure, local seven layers. Beam slab-column are cast-in-situ, building area is about 6500m2, wide 18.84 meters in length, 62.22 meters, building plan, room bay 4.0 meters, width of 6.3 meters, bottom layer, other 5.0 meters tall 3.6 meters, inside and ou

3、tside elevation 0.6 meters. Building classification for b public buildings, 2 kinds of venues, seismic grade iii. Keywords：reinforced concrete frame the design of the structure Internal force calculation目录第一章 框架结构设计任务书11.1工程概况11.2设计资料21.3设计内容2第二章 框架结构布置及结构计算图确定22.1梁柱界面确定22.2结构计算简图2第三章 荷载计算53.1恒荷载计算：

4、53.1.1屋面框架梁线荷载标准值53.1.2楼面框架梁线荷载标准值53.1.3屋面框架节点集中荷载标准值63.1.4楼面框架节点集中荷载标准值73.1.5恒荷载作用下结构计算简图83.2活荷载标准值计算93.2.1屋面框架梁线荷载标准值93.2.2楼面框架梁线荷载标准值93.2.3屋面框架节点集中荷载标准值93.2.4楼面框架节点集中荷载标准值103.2.5活荷载作用下的结构计算简图103.3风荷载计算11第四章 结构内力计算154.1恒荷载作用下的内力计算154.2活荷载作用下的内力计算254.3风荷载作用下内力计算33第五章 内力组合345.1 框架横梁内力组合385.2 柱内力组合46

5、第六章 配筋计算606.1 梁配筋计算606.2 柱配筋计算756.3 楼梯配筋计算806.4 基础配筋计算84第七章 电算结果807.1 结构电算步骤867.2 结构电算结果87参考文献112一 框架结构设计任务书1.1 工程概况：某综合楼，主体六层，钢筋混凝土框架结构，局部七层。梁板柱均为现浇，建筑面积约为6500m2，宽18.84米，长为62.22米，建筑方案确定，房间开间4.0米，进深6.3米，底层层高5.0米，其它层高3.6米，室内外高差为0.6米。建筑分类为乙类公共类建筑，二类场地，抗震等级三级。图11.2 设计资料1）气象条件：基本风压0.45KN/m2 2）抗震设防： 设防烈度

6、6度 3）屋面做法： 40厚C20钢砼 一层油毡隔离层 40厚挤塑聚苯板保温层 15厚高分子防水卷材 20厚1:3水泥砂浆找平1:6水泥焦渣2%找坡层，最薄处30厚 120厚现浇钢筋混凝土板 4）楼面做法： 813厚铺地砖面层 100厚钢筋砼楼板 粉底 底层混凝土强度等级为C30，其余各层为C25，纵筋2级，箍筋1级。1.3设计内容 1)确定梁柱截面尺寸及框架计算简图 2)荷载计算3)框架纵横向侧移计算；4)框架在水平及竖向力作用下的内力分析；5)内力组合及截面设计；6)节点验算。二 框架结构布置及结构计算简图确定2.1 梁柱截面的确定柱：bh=500mm500mm 梁（BC跨）=L/12=6

7、300/12=525mm 取h=600mm，b=300mm 梁（CE、EF跨）=L/12=5400/12=450mm 取h=500mm，b=300mm纵梁=L/12=8000/12=666.7mm 取h=700mm，b=300mm 现浇板厚取h=100mm2.2 结构计算简图基础顶面离室外地面为600mm，由此可知底层标高为6.2m。结构计算简图如下：边跨梁取I=1.5I0,中跨梁取I=2I0（I0为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）。注：图中数字为线刚度，单位：10-4Em3图2EF跨梁：i=1.5（Ec0.30.53）/（124.5）=10.410-4EcCE跨梁：i=2（Ec0.30.5

8、3）/（125.4）=11.610-4EcBC跨梁：i=1.5（Ec0.30.63）/（126.3）=12.910-4Ec上层柱：i=（Ec0.50.53）/（123.6）=14.510-4Ec底层柱：i=（Ec0.60.63）/（126.2）=17.410-4Ec三 荷载计算3.1 恒载标准值计算 1）屋面框架梁线荷载标准值 40厚C20钢砼 0.0425=1KN/M2 一层油毡隔离层 0.05KN/M240厚挤塑聚苯板保温层 0.040.5=0.02KN/M2 15厚高分子防水卷材 0.04KN/M2 20厚1:3水泥砂浆找平 0.0220=0.4KN/M2 1:6水泥焦渣2%找坡层，最薄

9、处30厚 (0.03+0.165)/214=1.365 KN/M2 120厚现浇钢筋混凝土板 0.1225=3 KN/M2 屋面荷载合计： 5.875KN/M2 边跨（EF）框架梁自重 0.30.525=3.75 KN/M 梁两侧粉刷：2（0.50.12）0.0217=0.2584 KN/M合计：4.0084KN/M边跨（BC）框架梁自重 0.30.625=4.5 KN/M 梁两侧粉刷：2（0.60.12）0.0217=0.3264 KN/M合计：4.8264 KN/M中跨（CE）框架梁自重 0.30.525=3.75 KN/M 梁两侧粉刷：2（0.50.12）0.0217=0.2584 KN

10、/M合计：4.0084KN/M因此作用在顶层框架梁上的线荷载为：g6EF1= g6CF1=4.0084KN/Mg6BC1=4.8264KN/Mg6EF2= g6CF2= g6BC2=5.8754.0=23.5KN/M2）楼面框架梁线荷载标准值 813厚铺地砖面层 0.6KN/M220厚1:2水泥砂浆结合层 0.0220=0.4KN/M2100厚钢筋砼楼板 0.125=2.5KN/M2 15厚纸筋石灰抹底 0.01516=0.24KN/M2 楼面荷载合计： 3.74KN/M2 边跨（EF）框架梁自重 0.30.525=3.75 KN/M 梁两侧粉刷：2（0.50.1）0.0217=0.272KN

11、/M合计：4.022KN/M边跨（BC）框架梁自重 0.30.625=4.5 KN/M 梁两侧粉刷：2（0.60.1）0.0217=0.3264 KN/M合计：4.84 KN/M 中跨（CE）框架梁自重 0.30.525=3.75 KN/M 梁两侧粉刷：2（0.50.1）0.0217=0.272KN/M合计：4.022KN/M边跨填充墙自重： 0.24（3.6-0.6）14=10.08 KN/M 墙面粉刷： （3.6-0.6）0.0220=1.2KN/M 11.28KN/M 因此作用在中间层框架梁上的线荷载为： gEF1= gCF1=4.022 KN/MgBC1=4.84+11.28=16.1

12、2 KN/MgEF2= gCF2= gBC2=3.744.0=14.96 KN/M 3）屋面框架结点集中荷载标准值 F轴节点集中荷载边柱连系梁自重：0.30.7825=42KN 边柱连系梁粉刷：0.02（0.7-0.12）28.017=3.155KN1.5M女儿墙自重：1.58.00.1214=20.16KN女儿墙粉刷：21.58.00.0217=8.16KN框架梁传来屋面自重：0.54.00.54.05.875=23.5KN次梁自重：0.30.54.525=16.875KN 作用在次梁上的屋面自重：0.5（4.5+4.5-4）25.875=29.375KN 框架梁传来次梁自重：0.5（16.

13、875+29.375）=23.125KN 顶层F轴节点集中荷载：G6F=120.1KN E轴节点集中荷载 E轴框架梁自重及粉刷：45.155KN 框架梁传来屋面自重：0.540.5425.875=47KN 框架梁传来次梁自重：0.516.875+（0.30.55.425）0.5=18.56KN 顶层E轴节点集中荷载：G6E=110.72KN C轴节点集中荷载 C轴框架梁自重及粉刷：45.155KN 框架梁传来屋面自重：0.540.5425.875=47KN 框架梁传来次梁自重：（0.30.55.425+0.30.56.325）0.5=21.94KN 顶层C轴节点集中荷载：G6C=114.10K

14、N B轴节点集中荷载 B轴框架梁自重及粉刷：45.155KN1.5M女儿墙自重及粉刷：28.32KN框架梁传来屋面自重：0.54.00.54.05.875=23.5KN次梁自重：0.30.56.325=23.625KN作用在次梁上的屋面自重：0.5（6.3+6.3-4）25.875=50.53KN 框架梁传来次梁自重：0.5（23.625+50.53）=37.08KN 顶层B轴节点集中荷载：G6B=134.06KN 4）楼面框架节点集中荷载标准值 F轴框架梁自重及粉刷：45.155KN 窗自重：22.72.80.45=6.804KN窗下墙体自重：0.24（8-0.5）（3.6-2.8）14=2

15、0.16KN粉刷：20.027.50.817=4.08KN窗边墙体自重：0.24（8-0.5-22.7）2.814=19.76KN粉刷：20.02（8-0.5-22.7）2.817=4.00KN框架梁传来楼面自重：0.540.543.74=14.96KN次梁自重：16.875KN作用在次梁上的楼面自重：0.5（4.5+4.5-4）23.74=18.7KN框架梁传来次梁自重：0.5（16.875+18.7）=17.79KN框架柱子自重：0.50.53.625=22.5KN 粉刷：0.52+（0.5-0.24）20.023.617=1.86KN 26层F轴结点集中荷载：GF=157.07KNE轴框

16、架梁自重及粉刷：45.155KN框架梁传来楼面板自重：20.540.543.74=29.92KN次梁自重：0.30.55.425+0.30.54.525=37.125KN作用在次梁上的楼面自重： 0.5（4.5+4.5-4）2+0.5（5.4+5.4-4）23.74=44.132KN框架梁传来次梁自重：0.5（37.125+44.132）=40.63KN 框架柱自重及粉刷：22.5+（0.5-0.24）0.0243.617=23.77KN 26层E轴结点集中荷载：GE=139.48KNC轴框架梁自重及粉刷：45.155KN内纵墙自重：（8-0.5）（3.6-0.7）0.2414=73.08KN

17、粉刷：（8-0.5）（3.6-0.7）0.02172=14.79KN扣除门洞重：21.02.1（0.2414+0.02172）=16.968KN门自重：21.02.10.2=0.84KN框架梁传来楼面自重：20.540.543.74=29.92KN次梁自重：0.30.55.425+0.50.36.325=43.875KN作用在次梁上的楼面自重：0.5（6.3+6.3-4）2+0.5（5.4+5.4-4）23.74=57.596KN框架梁传来次梁自重：0.5（43.875+57.596）=50.736KN 框架柱自重及粉刷：22.5+（0.5-0.24）0.0243.617=23.77KN 26

18、层C轴结点集中荷载：GC=221.33KNB轴框架梁自重及粉刷：45.155KN窗自重：22.72.80.45=6.804KN窗下墙体自重：0.24（8-0.5）（3.6-2.8）14=20.16KN粉刷：20.027.50.817=4.08KN窗边墙体自重：0.24（8-0.5-22.7）2.814=19.76KN粉刷：20.02（8-0.5-22.7）2.817=4.00KN框架梁传来楼面自重：0.540.543.74=14.96KN次梁自重：0.30.56.325=23.625KN作用在次梁上的楼面自重：0.5（6.3+6.3-4）23.74=34.164KN框架梁传来次梁自重：0.5（

19、16.875+34.164）=24.52KN框架柱子自重：0.50.53.625=22.5KN 粉刷：0.52+（0.5-0.24）20.023.617=1.86KN 26层B轴结点集中荷载：GB=163.80KN5）恒荷载作用下的结构计算简图图33.2 活载标准值计算1） 屋面框架梁线荷载标准值p6EF= p6CE =p6BC =2.54.0=10KN/M2） 楼面框架梁线荷载标准值pEF= pCE =pBC =2.04.0=8.0KN/M3） 屋面框架节点集中荷载标准值F轴由框架梁传来的屋面荷载：0.54.00.54.02.5=10KN由框架梁传来次梁荷载：0.5（4.5+4.5-4）22

20、.5=12.5KNP6F=20+12.5=22.5KNE轴由框架梁传来的屋面荷载：0.54.00.54.02.52=20KN由框架梁传来次梁荷载：0.5（4.5+4.5-4）2+0.5（5.4+5.4-4）22.5=29.5KN P6E=20+29.5=49.5KNC轴由框架梁传来的屋面荷载：0.54.00.54.02.52=20KN由框架梁传来次梁荷载：0.5（6.3+6.3-4）2+0.5（5.4+5.4-4）22.5=38.5KNP6C=20+38.5=58.5KNB轴由框架梁传来的屋面荷载：0.54.00.54.02.5=10KN由框架梁传来次梁荷载：0.5（6.3+6.3-4）22.

21、5=21.5KNP6B=10+21.5=31.5KN4） 楼面框架节点集中荷载标准值F轴由框架梁传来的屋面荷载：0.54.00.54.02.0=8KN由框架梁传来次梁荷载：0.5（4.5+4.5-4）22.0=10KNPF=8+10=18.0KNE轴由框架梁传来的屋面荷载：0.54.00.54.02.02=16.0KN由框架梁传来次梁荷载：0.5（4.5+4.5-4）2+0.5（5.4+5.4-4）22.0=23.6KNPE=16+23.6=39.6KNC轴由框架梁传来的屋面荷载：0.54.00.54.02.02=16KN由框架梁传来次梁荷载：0.5（6.3+6.3-4）2+0.5（5.4+5

22、.4-4）22.0=30.8KNPC=16+30.8=46.8KNB轴由框架梁传来的屋面荷载：0.54.00.54.02.0=8KN由框架梁传来次梁荷载：0.5（6.3+6.3-4）22.0=17.2KNPB=8+17.2=25.2KN5）活荷载作用下的结构计算简图图43.3 风荷载计算风压标准值计算公式为 wk=zszw0 （4-1）wk风荷载标准值w0基本风压s风荷载体型系数z风荷载变化系数zZ高度处的风振系数w0=0.45，因结构高度H=24.2m30m，可取z=1.0；对于矩形平面S=1.3z 可查建筑结构荷载规范知场地类别为C类。将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载。A为一榀

23、框架各层节点的受风面积，计算过程如表4-1，结算结果如图5。表4-2 横向风荷载计算 层次zsz(m)zw0(kN/ m2)A(m2)Pw(kN)61.01.323.60.8880.4526.413.7151.01.320.00.840.4528.814.1541.01.316.40.810.4528.813.6531.01.312.80.740.4528.812.4721.01.39.20.740.4528.812.4711.01.35.60.740.4536.815.93图51） 风荷载作用下位移计算柱Kc值表4-2 柱Kc值计算 层数截面（m2）混凝土强度等级惯性矩Ic（m4）（m3）(

24、KNm)260.50.5C255.2110-31.4510-340.610310.60.6C3010.810-31.9310-357.9103 柱Kb值中框架梁I=2.0I0 边框架梁I=1.5I0 Kb=EIb/L 4-2EF跨梁：Ib =1.50.30.53 /12=4.710-3m4BC跨梁：Ib =1.50.30.63 /12=8.110-3m4CE跨梁：Ib =20.30.53 /12=6.2510-3m4EF跨梁（4.5m）：Kb=31.3103KMmBC跨梁（6.3m）：Kb=38.6103KMmCE跨梁（5.4m）：Kb=34.7103KMmK值及的值 一般层 K=（i1 +i

25、2+i3+i4）/2 ic 4-3=K/（2+K） 4-4 D=12ic /h 4-5首层 K=（i1 +i2）/ic 4-6 =（0.5+K）/（2+K） 4-7 D=12ic /h 4-826层F轴柱： K=（10.4+10.4）/214.5=0.72 =0.72/（2+0.72）=0.26E轴柱： K=（11.6+10.4+11.6+10.4）/214.5=1.52 =1.52/（2+1.52）=0.43C轴柱： K=（12.9+11.6+12.9+11.6）/214.5=1.69 =1.69/（2+1.69）=0.46B轴柱： K=(12.9+12.9)/214.5=0.89 =0.8

26、9/（2+0.89）=0.31底层：F轴柱： K=10.4/17.4=0.60 =（0.5+0.60）/（2+0.60）=0.42E轴柱： K=（10.4+11.6）/17.4=1.26 =（0.5+1.26）/（2+1.26）=0.54C轴柱： K=（12.9+11.6）/17.4=1.41 =（0.5+1.41）/（2+1.41）=0.56B轴柱： K=12.9/17.4=0.74 =（0.5+0.74）/（2+0.74）=0.45值见表4-3 =12ic /h表4-3 框架柱D值计算 F轴E轴C轴B轴26层3.491035.771036.181034.1610319.6103底层2.79

27、61033.5951033.7291032.99610313.116103框架结构侧移计算6层：=13.71/19.6103=0.69910-3m5层：=27.86/19.6103=1.42110-3m4层：=41.51/19.6103=2.11710-3m3层：=53.98/19.6103=2.75410-3m2层：=66.45/19.6103=3.39010-3m1层：=82.39/13.116103=6.28010-3m=16.66110-3m /h=16.66110-3m/23.6m=0.70610-3m1/500满足要求四 内力计算4.1 恒荷载作用下的内力计算计算使用分层法，中柱的

28、线刚度取框架柱实际线刚度的0.9倍。1）屋顶层 把梯形荷载化作等效均布荷载EF跨： 1=0.54/4.5=0.444 g6EF=g6EF1+1-2（1）+（1）g6EF2=20.30KN/MBC跨： 1=0.54/6.3=0.317 g6BC=g6BC1+1-2（1）+（1）g6BC2=24.35KN/MCE跨： 1=0.54/5.4=0.370 g6CE=g6CE1+1-2（1）+（1）g6CE2=22.26KN/M各杆的固端弯矩 M6FE= g6EFL EF/12=34.26 KNM M6BC= g6BCL BC/12=80.54KNM M6CE= g6CEL CF/12=54.09 KN

29、M弯矩分配法计算过程如图6：图6顶层弯矩计算结果如图7：图72）26层：把梯形荷载化作等效均布荷载EF跨： 1=0.54/4.5=0.444 gEF=gEF1+1-2（1）+（1）gEF2=14.39KN/MBC跨： 1=0.54/6.3=0.317 gBC=gBC1+1-2（1）+（1）gBC2=28.55KN/MCE跨： 1=0.54/5.4=0.370 gCE=gCE1+1-2（1）+（1）gCE2=15.64KN/M各杆的固端弯矩： MFE= gEFL EF/12=24.28 KNM MBC= gBCL BC/12=94.43KNM MCE= gCEL CF/12=38.01KNM弯矩

30、分配法计算过程如图8：图826层弯矩计算结果如图9：图93） 首层：把梯形荷载化作等效均布荷载EF跨： 1=0.54/4.5=0.444 gEF=gEF1+1-2（1）+（1）gEF2=14.39KN/MBC跨： 1=0.54/6.3=0.317 gBC=gBC1+1-2（1）+（1）gBC2=28.55KN/MCE跨： 1=0.54/5.4=0.370 gCE=gCE1+1-2（1）+（1）gCE2=15.64KN/M各杆的固端弯矩： MFE= gEFL EF/12=24.28 KNM MBC= gBCL BC/12=94.43KNM MCE= gCEL CF/12=38.01KNM弯矩分配

31、法计算过程如图10：图10首层弯矩计算结果如图11：图11各层弯矩叠加并修正，其竖向荷载弯矩图如图12：图12剪力图：图13轴力图：图144.2 活荷载作用下的内力计算 1） 荷载简化 EF跨： 1=0.54/4.5=0.444 P6EF=1-2（1）+（1）p6EF =6.93KN/M PEF=1-2（1）+（1）pEF =5.55KN/MBC跨： 1=0.54/6.3=0.317 P6BC=1-2（1）+（1）p6BC=8.31KN/M PBC=1-2（1）+（1）pBC=6.65 KN/MCE跨： 1=0.54/5.4=0.370 P6CE=1-2（1）+（1）p6CE=7.77KN/M

32、 PCE=1-2（1）+（1）pCE=6.21KN/M 2） 各杆的固端弯矩： M6EF= P6EFL EF/12=11.69KNM MEF= PEFL EF/12=9.37KNM M6BC= P6BCL BC/12=27.49KNM MBC= PBCL BC/12=21.99KNM M6CE= P6CEL CE/12=18.88KNM MCE= PCEL CE/12=15.09KNM 3） 顶层弯矩计算弯矩分配法计算过程： 弯矩计算结果：4） 26层弯矩计算 弯矩分配法计算过程： 弯矩计算结果：5） 底层弯矩计算弯矩分配法计算过程：弯矩计算结果：6） 各层弯矩叠加并修正，其活荷载弯矩、剪力、

33、轴力图活荷载作用下的弯矩图：图15活荷载作用下BC框架梁剪力 层数qlql/2M/LV左V右68.316.326.182.182428.3656.656.320.950.9020.0521.8546.656.320.950.9819.9721.9336.656.320.950.9819.9721.9326.656.320.950.9919.9621.9416.656.320.951.0619.8922.01活荷载作用下CE框架梁剪力 层数qlql/2M/LV左V右67.775.420.98-1.3922.3715.5956.215.416.77-0.7017.4716.0746.215.416

34、.77-0.7417.5116.0336.215.416.77-0.7417.5116.0326.215.416.77-0.7417.5116.0316.215.416.77-0.7417.5116.03活荷载作用下EF框架梁剪力 层数Qlql/2M/LV左V右66.934.515.59-1.5217.1114.0755.554.512.49-0.8513.3411.6445.554.512.49-0.9213.4111.5735.554.512.49-0.9213.4111.5725.554.512.49-0.9213.4111.5715.554.512.49-0.9413.4311.55活

35、荷载作用下剪力图：图16活荷载作用下轴力图：图174.3 风荷载作用下的内力计算1） 荷载作用下的结构计算简图如图5。内力计算采用D值法，计算过程见表4-4，其中由混凝土结构（中册）中附表10-3，附表10-4查得y1=y2=y3=0，即y=y0。内力计算如表4-4，表4-5，表4-6，表4-7。框架弯矩图、剪力图、轴力图见图1820。 表4-4 框架柱剪力标准值计算表层数（F）柱号=ib/2icc=/(2+)Di=cicVi= DF/Di（KN）6（13.71KN）B60.8890.3080.0452.91C61.6890.4580.0664.27E61.5170.4310.0634.07F60.7170.2640.0382.465（27.86N）B50.8890.3080.0455.92C51.6890.4580.0668.67E51.5170.4310.0638.28F50.7170.2640.0384.994（41.51KN）B40.8890.3080.0458.81