毕业-五层框架结构计算书(完整版)资料.doc

毕业-五层框架结构计算书（完整版）资料(可以直接使用，可编辑 优秀版资料，欢迎下载）目 录第一章 设计任务及要求61.1设计原始资料6工程概况6自然条件61.2建筑设计任务及要求61.3结构设计任务及要求6第二章 建筑设计总说明72.1平面设计7平面布置7柱网布置72.2剖面设计7房间各部分高度详7屋面构造说明8楼面构造说明82.3墙体构造设计8第三章 结构方案设计说明93.1结构方案的选择及结构布置9结构方案的确定9基础类型的确定9结构布置93.2主要结构基本尺寸确定及截面几何特征9主要结构的确定9框架10第四章 结构方案设计计算114.1荷载计算11屋面及楼面的永久荷载标准值11屋面及楼面的可变荷载标准值14梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算164.2梁、柱线刚度计算17梁、柱的线刚度174.3水平荷载作用下的框架结构的内力和侧移计算174.3.1各层重力荷载值计算174.3.2自震周期的计算184.3.3水平地震作用及楼层地震剪力计算184.3.4水平地震作用下的框架内力计算194.3.5横向风荷载作用下的框架内力和侧移计算214.4竖向荷载作用下的框架内力计算244.4.1计算单元的选取244.4.2恒荷载的内力计算244.4.3活荷载的内力计算304.5框架内力组合及截面设计354.5.1框架梁内力组合354.5.2框架柱内力组合384.5.3框架梁正截面设计454.5.4框架梁斜截面设计474.5.5框架柱截面设计514.6次梁的设计56第五章 板的设计595.1屋面板计算设计595.2楼面板计算设计61第六章 楼梯设计626.1楼梯基本数据626.2踏步板的计算626.3梯段斜梁的计算636.4平台板的计算636.5平台梁的计算64第七章 雨蓬板的设计657.1雨蓬板的抗弯承载力计算657.2雨蓬梁在弯、剪、扭作用下的承受力设计65第八章 条形基础设计688.1基础截面选择688.2条形基础计算68参考文献70 摘 要 本毕业设计为五层框架结构，设计包括建筑造型和结构计算。本工程为八度设防抗震，场地为上海场地土，基本风压为0.8,地面粗糙度属于B类。为了计算时做到更趋于精确，在建筑设计时把结构设计为对称结构。框架结构主要承重构件为梁、柱，通常计算时把梁和柱的节点的连接方式看为刚接。为计算分析方便起见，可把实际框架结构看成纵横两个方向的平面框架。本设计的计算主要包括恒荷载、活荷载、风荷载、地震荷载下各个荷载之间的组合，最后选取对结构最不利的荷载组合来配筋，配筋时采用控制截面法来计算。框架结构设计时，荷载效应组合采用简化的方法处理，即对所有可变荷载乘以荷载组合系数。求某一指定截面的最不利内力时，根据影响线方法，直接确定此最不利内力的活荷载布置。结合土层地质情况和地基承载力，基础为条形基础。本设计选了结构中的一榀框架来计算，主要计算了梁和柱在各种荷载组合下的剪力、轴力、弯矩，再按照最不利截面来计算配筋和混凝土强度。这本计算书包括了板，梁，楼梯，框架的所有计算内容。关键词：混凝土，框架，荷载，配筋，内力组合ABSTRACTThis graduation project is frame of five layers structure, the design including building modelling and structure is calculated. This project, for antidetonation of setting up defences of eight degrees, the place is the place soil in Shanghai, the basic wind pressure is 0.8, the roughness of ground is Bs. For is it become more and more accurate even more to accomplish when calculating, I for symmetrical structure pairs of structural design when architectural design. The main bearing component of frame structure is roof beam , post, see the nodal connection ways of roof beam and post as just connecting while usually calculating. Convenient for computational analysis, regard the actual frame structure as vertically and horizontally the level frames of two directions. Calculation that design originally load mainly and permanently, live load , wind load, earthquake is it down each load association during to load, choose loading and making up and having and matching the muscle disadvantageous to structure top finally, adopt controlling the sectional law to calculate while matching the muscle. At the time of the frame structural design , load the effect and make up and adopt the simple method to deal with, namely is loaded and multiplied by and loaded the coefficient of making to all variably up . Ask some while appointing the sectional most unfavorable internal force , according to influencing the line method, confirm directly that the live load of this most unfavorable internal force is fixed up. Combine the geological situation of soil layer and ground and bear the weight of strength , the foundation is bar bases . Design I select structure one Pin frame is it calculate to come , calculate roof beam and post cutting strength , axle strength , curved square until various kinds of is it make up to load mainly this time, and then calculate and match the muscle and intensity of concrete according to the most unfavorable section. This copy calculate book include board , beam , stair, all of the frame calculate the content .Keyword: The frame , load, internal force association , match the muscle 第一章 设计任务及要求1.1设计原始资料工程概况拟建上海市某区商业批发楼：总建筑面积约3083.51。设计年限为50年。结构类型：框架结构5层，底层与顶层层高均为4.5m，第二至第四层层高均为3.6m，。基础选用条形基础。该商业批发楼主要用于堆放批发物品，各层楼都有一间接待办公室。楼内设有两个楼梯与两部电梯，楼梯宽3.3m。楼梯的布置均已符合消防、抗震的要求。自然条件1、基本风荷载（由指导老师规定）：0.8KN/m2、基本雪荷载（由指导老师规定）：0.8KN/m3、地质、水文及气象资料：(1)土质属一类地区，地面粗糙度属B类。(2)海拔高度2.8m。(3)常年东南风。4、地震设计烈度（由指导老师规定）：按8度抗震防设，抗震等级为二级。1.2建筑设计任务及要求1、任务：根据施工概况进行建筑物的整体设计，将建筑物的各层平、立，剖，以及详图绘成电子图纸。2、要求：准确的描述设计的建筑物的功能，并结合所学过的知识进行设计、计算。1.3结构设计任务及要求1、任务：在完成建筑物的建筑设计之后，进行结构的承载力计算，进行建筑物各承重构件的正截面，斜截面等计算。2、要求：根据所学过的专业知识进行构件的计算，并且使建筑物可以满足所需要的功能，使用年限，经济指标，抗震要求等。第二章 建筑设计总说明2.1平面设计平面布置1、总平面布置：根据所需要建设的批发楼所处的位置，将对所要建设的商业批发楼进行施工平面布置，详图见建施总平面布置图。2、建筑结构方案：对于建筑物的土质和所在地区的抗震等要求，选择框架结构，和桩基础，具体见结构施工图。3、平面组合：对于批发楼来说，首先要保证其用途，并且符合经济合理的要求，在平面布置上符合抗震和消防的要求，已经在批发楼适合的位置设置抗震缝。在消防方面，楼梯的布置和走廊的长度、宽度均已符合设计规范要求。4、交通组织及防火疏散设计：在垂直的交通方面，在适合的位置都已设置了楼梯，并加设了消防通道。考虑到防火疏散的要求，批发楼的走廊适当的放宽。并且已在大楼进口设置了残疾人坡道。5、采光通风：对于该建筑物的性质，所以将窗台安排到适当的高度，以保证有足够的采光，通风畅通。柱网布置纵向选择6.0m的柱距，横向选择6.6m的柱距，走廊选择3.3m的柱距。2.2剖面设计房间各部分高度详1、层高：底层至四层层高3.6m，顶层层高4.5m。2、室内外高差：0.45m。3、窗面及窗高: 窗面为5.5m，窗高为2.4m。屋面构造说明图2.1 不上人屋面的做法图2.2 楼面的做法2.3墙体构造设计1、外墙面(1)外墙涂料两度刷面(2)20厚水泥砂浆找平(3)240厚双面粉刷多孔砖墙2、内墙面(1)内墙涂料三度刷面(2)20厚水泥砂浆找平(3)240厚多孔砖墙第三章 结构方案设计说明3.1结构方案的选择及结构布置结构方案的确定考虑到钢筋混凝土框架结构建筑平面布置灵活，能够获得较大的使用空间，建筑立面容易处理，可以适应不同房屋造型，故本设计采用钢筋混凝土框架结构。基础类型的确定因为框架跨度大，桩底荷载大，不易采用浅基础。根据施工场地，地基条件，以及场地周围的环境条件，选择条形基础，因钻孔灌注桩泥水排泄不便，为了减小周围环境的污染，采用静力压预制桩，这样可以较好地保证桩身质量并在较短施工期内完成任务，同时，当地施工技术力量、施工设备及材料供应也为采用静压桩提供了可能性。结构布置图3.1 平面尺寸及柱网尺寸3.2主要结构基本尺寸确定及截面几何特征主要结构的确定该批发楼为五层框架结构框架1、框架梁截面尺寸的确定横向框架梁，考虑抗震，L=6600，选h=l/10=660，取h=650mm，b=250mm，此时h/b=2.6 纵向框架梁，考虑抗震，L=6000，选h=l/10=600，取h=600mm，b=250mm，此时h/b=2.4 走道梁，L=3300，选h=l/10=330，取h=500mm，b=250mm，此时h/b=2.0 次梁，h=450mm，b=200mm 梁截面尺寸及各层混凝土强度等级 表3.1层次混凝土强度等级横梁(b*h)纵梁(b*h)AB，CD跨BC跨2-5C30250*650250*500250*6001C30250*650250*500250*6002、框架柱截面尺寸确定 NAfKN > 2308.7KN 所以，符合要求。3、楼板材料及截面尺寸 双向板短向跨度l1=3.3mm，当取构造厚度h=100mm时，则h/l=100/3300=1/33，满足板的最小高跨比的要求，故可选h=100mm4、材料选择 除基础垫层混凝土选用C10外，基础及以上各层混凝土强度等级均选为C30图3.2 框架截面尺寸第四章 结构方案设计计算4.1荷载计算屋面及楼面的永久荷载标准值1、屋面框架梁线荷载标准值SPS高分子防水层 0.25KN/20厚1:3水泥砂浆 0.02×200.4KN/30厚细石混凝土找平 0.03×240.72KN/膨胀珍珠岩砂浆（平均厚233mm） 2.33KN/200厚水泥珍珠岩制品保温 0.2×40.8KN/100厚现浇钢筋混凝土楼板 0.1×252.5KN/V型轻钢龙骨吊顶 0.25KN/ 屋面恒荷载合计 7.25KN/边跨框架梁自重 0.25×0.65×254.06KN/m梁侧粉刷 2×（0.650.1）×0.02×170.37KN/m中跨框架梁自重 0.25×0.5×253.13KN/m梁侧粉刷 2×（0.50.1）×0.02×170.27KN/m因此，作用在屋面框架梁上线荷载为：g5AB1g5CD14.06+0.374.43KN/m ，g5BC13.13+0.273.4KN/mg5AB2g5CD27.25×3.323.93KN/m ，g5BC27.25×3.323.93KN/m2、边跨楼面框架梁线荷载标准值水磨石地面 0.65KN/100厚现浇钢筋混凝土楼板 0.1×252.5KN/混合砂浆板底抹灰 0.35KN/边跨楼面恒荷载合计 3.50KN/ 边跨框架梁自重及梁侧粉刷 4.06+0.374.43KN/m边跨填充墙自重 0.24×（3.60.65）×1913.45KN/m墙面粉刷 2×0.02×（3.60.65）×172.01KN/m因此，作用在中间层边跨楼面框架梁上线荷载为：gAB1gCD14.43 +13.45+2.0119.89 KN/mgAB2gCD23.5×3.311.55 KN/m3、 中跨楼面框架梁线荷载标准值水磨石地面 0.65KN/100厚现浇钢筋混凝土楼板 0.1×252.5KN/混合砂浆板底抹灰 0.35KN/中跨楼面恒荷载合计 3.50KN/中跨框架梁自重及梁侧粉刷：3.13+0.273.41KN/m因此，作用在中间层边跨楼面框架梁上线荷载为：gBC1=3.4KN/m gBC2=3.50×3.3=11.55KN/m4、 屋面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重 0.25×0.65×6.0×2524.38KN梁侧粉刷 2×0.02×（0.650.1）×6.0×172.24KN0.9m高女儿墙自重 0.9×6.0×0.24×1924.62KN墙侧粉刷 2×0.02×0.65×6.0×172.62KN连系梁传来屋面自重 1/2×6.0×6.0/2×7.2565.25KN顶层边节点集中荷载 G5AG5D119.14KN中柱连系梁自重 0.25×0.5×6.0×2518.75KN梁侧粉刷 2×0.02×（0.50.1）×6.0×171.63KN连系梁传来中跨屋面自重 1/2×（6.0+6.03.3）×1.65×7.2552.04KN连系梁传来边跨屋面自重 65.25KN顶层中间节点集中荷载 G5BG5C137.67KN5、楼面节点集中荷载标准值边柱连系梁自重 24.38KN梁侧粉刷 2.24KN塑钢窗自重 5.5×2.4×0.455.94KN窗下墙体自重 0.24×1.2×5.5×1930.10KN粉刷 2×0.02×1.2×5.5×174.50KN窗边墙体自重 0.5×（3.60.651.2）×0.24×194.0KN粉刷 0.5×（3.60.651.2）×0.02×2×170.60KN框架柱自重 0.5×0.5×3.6×2522.50KN粉刷 （0.5+2×0.1）×0.02×3.4×170.81KN连系梁传来楼面自重 1/2×6.0×6.0/2×3.531.50KN中间层边节点集中荷载 GAGD126.56KN中柱连系梁自重 18.75KN粉刷 1.63KN框架柱自重 22.50KN粉刷 0.81KN连系梁传来中跨楼面自重 1/2×（6.0+6.03.3）×1.65×3.5025.12KN 连系梁传来边跨楼面自重 31.50KN中间层中间节点集中荷载 GBGC100.31KN6、 边跨次梁节点集中荷载标准值屋面：25.85×6.0155.10KN楼面：13.55×6.081.30KN所以，恒荷载作用下的结构计算简图如图4.1（a）所示。将三角形分布荷载化为等效均布荷载q´5AB4.43+17/32×23.9317.14KN/mq´5BC3.4+5/8×23.9318.36KN/m同理，算出q´AB、q´BC，计算结果标于图4.1（b）将集中荷载转化为均布荷载屋面：F=155.1+17.14×6.6=268.23KN Qe=3F/2L=3×268.23/2×6.6=60.96KN/m楼面：F=81.3+26.03×6.6=253.1KN Qe=3F/2L=3×253.1/2×6.6=57.52KN/m（a）三角形分布下的计算简图（b）等效荷载作用下的计算简图图4.1 恒载作用下的结构计算简图屋面及楼面的可变荷载标准值1、 屋面屋面雪荷载（按50年考虑）：0.80KN/（由指导老师规定）屋面均布活荷载（按不上人考虑）：0.5KN/因为，屋面均布活荷载不应与雪荷载同时组合，所以按最不利情况进行荷载组合，屋面活荷载标准值为0.80KN/.2、 楼面按“商店”标准值取3.5KN/各荷载计算值计算过程如下：q5ABq5CD0.8×3.32.64KN/m, q5BC=0.8×3.32.64KN/mQ5AQ5D=1/2×6.0×6.0/2×0.87.2KNQ5BQ5C=1/2×（6.0+6.0-3.3）×1.65×0.8+1/2×6.0×6.0/2×0.812.94KNqABqCD3.5×3.311.55KN/m，qBC=3.5×3.311.55KN/mQAQD=1/2×6.0×6.0/2×3.531.50KNQBQC=1/2×（6.0+6.0-3.3）×1.65×3.5+31.556.62KN次梁传至集中荷载：Q=11.55×6.0=69.31KN Q5=2.64×6.0=15.84KN将图4.2（a）的三角形分布荷载等效成均布荷载，标于图4.2（b）中跨：q5AB5/8×2.64=1.65KN/m qBC5/8×11.55=7.22KN/m边跨 q5AB17/32×2.64=1.4KN/m qBC17/32×11.55=6.14KN/m将集中荷载转化为均布荷载屋面：F=15.84+1.4×6.6=25.08KN Qe=3F/2L=3×25.08/2×6.6=5.7KN/m楼面：F=69.3+6.14×6.6=109.8KN Qe=3F/2L=3×109.8/2×6.6=24.96KN/m活荷载作用下的结构计算简图如图4.2所示（a）三角形分布下的计算简图（b）等效荷载作用下的计算简图图4.2 活载作用下的结构计算简图顶层为：屋面恒载（包括楼板、纵、恒梁自重）、50屋面活荷载、屋面下半层柱自重及半层墙自重。其他楼面层：楼面恒载（包括楼板、纵、恒梁自重）、50楼面活荷载、楼面下半层柱自重及半层墙自重。G=G屋面板+G柱+G纵梁+G横梁+G次梁+G墙+G女儿墙+G门+G窗G5=6.0+16.74+7.25+0.5×0.5×4.5/2×25×4+0.25×（0.6-0.1）×6×25×4+0.25×（0.65-0.1）×（6.6+6.6）×25+0.25（0.5-0.1）×3.3×25+0.2×（0.45-0.1）×6.0×25×2+5.24×（4.5/2×6×2-5.5×2.4/2×2+0.9×6×2）+0.45×5.5×2.4=1222.4KNG4=G3=G2=6.0×16.74×3.5+0.5×0.5×3.6×25×4+75+45.4+8.25+21+5.24×（3.6×6×2-5.5×2.4×2）+0.45×5.5×2.4×2 =691.1KNG1=6.0×16.74×3.5+0.5×0.5×（1.8+2.3）×25×4+75+45.4+8.25+21+5.24（4.05/2+1.8）×6×2 =844.2KNQ5=0.5×6.0×16.74×0.8=40.2KNQ4=Q3=Q2=Q1=0.5×16×16.74×3.5=468.7KN4.2梁、柱线刚度计算、柱的线刚度 梁、柱线刚度计算 表4.1横梁截面惯性矩I（）线刚度i=EI/L(KN·m)相对线刚度i15层梁250×650³/12=5.72×1092×5.72×109/6600E=17.33×105E1.000走道梁250×500³/12=2.60×1092×2.6×109/3300E=15.76×105E0.90924层柱500×500³/12=5.21×1095.21×109/3600E=14.47×105E0.835顶层柱5.21×109/4500E=11.58×105E0.668底层柱5.21×109/4600E=11.33×105E0.6544.3水平荷载作用下的框架结构的内力和侧移计算4.3.1各层重力荷载值计算 重力荷载代表值的计算 表4.2位置5层4层3层2层1层Gk（KN）1222.4691.1691.1691.1844.2Qk（KN）40.2468.7468.7468.7468.7GE（KN）1262.61159.81159.81159.81312.94.3.2自震周期的计算结构自振周期按顶点位移法计算，将各楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载作用在各楼层标高处，按弹性方法求得结构顶点的假想侧移，计算结果见表4.3。 Xi计算值 表4.3位置G（KN）VGi=Gi(KN)Di(KNm-1)Xi=Xi (mm)GiXi(KNm)GiXi²(KN)5层1262.61262.64183830.138.01.1444层1159.82422.47297933.138.391.2713层1159.83582.27297949.156.952.7962层1159.84742.07297965.075.394.901层1312.96054.949002123.6162.2720.06=371.0 =30.171T12(Giui²/Giui)½=2×（30.171/371）½=0.570s4.3.3水平地震作用及楼层地震剪力计算根据设计条件，设防烈度8度，类场地，近震，查得特征周期值Tg0.25s，水平地震影响系数最大值max0.16T>Tg 1max(Tg/T1)0.9=0.16 ×(0.25/0.57) 0.9 =0.07T10.57 s > 1.4×0.25 s0.35 s应考虑顶部附加水平地震作用，故顶部附加地震作用系数n0.08T1+0.070.08×0.57+0.070.116Fi=(Gi*Hi)/( Gi*Hi)* FEK（1n）Fek1 Geq0.07×0.85×（1262.6×1159.8×3+1312.9）360.3 KN Fnn Fek0.116×360.341.8 KN 各层横向水平地震作用标准值及楼层地震剪力 表4.4位置Gi（m）Xi（m）GiHi（KNm）FEK（1n）Fi（KN）5层1262.619.925126318.5152.64层1159.815.417861318.578.83层1159.811.813686318.560.42层1159.88.29510318.541.91层1312.94.66039318.526.6GiHi=72222 KNmFi=360.3弹性位移验算：各层间弹性位移角均应满足位移角限值Øe=1/550的要求，计算结果见表4.5。 弹性层间位移验算表 表4.5位置Fhk（KN）Dji（KNmm-1）UeUe/hjØe5层152.641.8383.61/12501/5504层231.472.9793.21/11253层291.872.9794.01/9002层333.772.9794.61/8001层360.349.0027.41/6224.3.4水平地震作用下的框架内力计算1、以所取一榀框架KJ3为例，计算结果见表4.6。 各层柱剪力值 表4.6位置5层4层3层2层1层Fi（KN）152.6231.4291.8333.7360.3A柱剪力值32.147.860.268.981.5B柱剪力值44.267.985.798.098.62、 各柱反弯点高度见表4.7 各柱反弯点高度 表4.7位置5层4层3层2层1层A柱B柱A柱B柱A柱B柱A柱B柱A柱B柱00.370.440.410.450.460.500.500.500.600.55Y（m）1.671.981.481.621.661.801.801.802.762.533、梁端弯矩按节点平衡条件，按梁线刚度大小分配，地震作用下框架M图见图4.3。图4.3 地震作用下框架M及V图（KN·m）4、由V图作N图，见图4.4图4.4 地震作用下框架V及N图（KN）4.3.5横向风荷载作用下的框架内力和侧移计算1、风荷载的计算 由于是现浇框架，且每榀横向框架的侧移刚度都相同，即每榀框架承受风载的范围在水平方向为：（3.3×2+6×5）/8=4.575m根据基本参数，基本风压o0.8 KN/m2，按B类粗糙度，可查得风压高度系数z在30、20、15、z由相关规定可知，迎风面为Us+0.8和背风面为Us=-0.5风荷载标准值计算（左风）k=s×z×o×AF5=0.8×（0.8+0.5）×1.25×4.575×（2.25+0.9）=18.73KNF4=0.8×（0.8+0.5）×1.14×4.575×3.6=19.53KNF3=0.8×（0.8+0.5）×1.14×4.575×3.6=19.53KNF2=0.8×（0.8+0.5）×1.0×4.575×3.6=17.13KNF1=0.8×（0.8+0.5）×1.0×4.575×（1.80+4.05/2）=18.20KN图4.5 集中风荷载（KN）2、风荷载作用下的框架内力计算见表4.8 框架柱的剪力值计算 表4.8层数（F）柱号k=ib/2icc=k/（2+k）Di=cicVi=DF/Di5层（F=18.73KN）A51.4970.4280.2863.94B52.8580.5880.3935.424层（F=38.26KN）A41.1980.3750.3137.90B42.2860.5330.44511.233层（F=57.79KN）A31.1980.3750.31311.93B32.2860.5330.44516.962层（F=74.92KN）A21.1980.3750.31315.47B22.2860.5330.44521.991层（F=93.12KN）A11.5290.5750.37621.07B12.9190.6950.45525.49注：1层k=ib/ic，c=（0.5+k）/（2+k）3、 框架柱反弯点高度计算见表4.9框架柱反弯点高度计算 表4.9层数第五层（m=5，n=5，h=4.5m）柱号k0112233y（m）A51.4970.3701.001.25001.670