混凝土框架结构课程设计(共12页).docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上钢筋混凝土课程设计三钢筋混凝土多层框架结构设计1. 设计资料（1）基本资料南方某高校拟建一四层教学楼，采用整体式钢筋混凝土框架结构，现浇双向板肋梁楼盖，楼板厚均按100设计，屋面板按120设计。建筑总高19.0m，每层层高3.9m，室内外高差0.45m。基础顶面标高定位1.0m。抗震设防烈度为7度，类场地土，特征周期分区为第三组。基本风压w0=0.35kN/，地面粗糙度为B类。基本雪压s0=0.25 kN/。活荷载：内走道及卫生间：2.5 kN/，其余房间：2.0 kN/。楼梯间荷载：10 kN/（恒+活），一般取恒荷载为7.5 kN/，活荷载为2.5 kN/。上人屋

2、面活荷载：2.0 kN/；不上人屋面活荷载:0.5 kN/。（2）建筑构造 楼面面层做法：水磨石楼面（0.76 kN/）； 顶棚抹灰：20厚混合砂浆刷乳胶漆（=17 kN/）； 内墙做法：190厚小型空心砌块（2.28 kN/）； 外墙做法：249厚小型空心砌块（2.88 kN/）； 内外墙装修一律采用20厚混合砂浆找平后刷外墙漆。（3）材料选用 混凝土：底层采用C30；二层以上采用C30。 钢筋：梁、柱中受力纵筋均采用HRB335，箍筋及构造钢筋采用HPB235。2. 结构布置及计算简图（1）抗震等级确定：框架结构，高度H=19m4。 中间跨： hb=l0/8=3000/8=375，取hb=

3、400，bb=hb/2=400/2=200，取bb=250，l0/h0=3000/400=7.54。 次梁： hb=l0/12=6000/12=500，取hb=450，bb=hb/2=450/2=225，取bb=250，l0/hb=6000/450=13.34。 纵向框架梁截面尺寸 主梁600mm250mm 次梁hb=l0/10=3600/10=360，取hb=400，bb=hb/2=400/2=200，l0/hb=3600/400=94。 框架柱截面尺寸确定 底层：bc=H/12=4900/12=408，取bc=hc=450 其他层：Hi/12=3900/12=325，取bc=hc=450。

4、（3）计算简图如下所示 3.重力荷载计算（1）恒荷载标准值计算： 屋面：卷材防水屋面 2.23 kN/ 结构层 0.1225=3 kN/ 抹灰层 0.0217=0.34 kN/ 合计 5.57 kN/各层楼面：水磨石地面 0.76 kN/ 结构层：100厚现浇钢筋混凝土板 0.125=2.5 kN/ 抹灰层：20厚混合砂浆刷乳胶漆 0.0217=0.34 kN/ 合计 3.6 kN/标准层梁自重（顶层）：bh=600250：自重 250.25（0.60.1）=3.13 kN/m 抹灰 0.02（0.60.1）172=0.34 kN/m 合计 3.47 kN/m（3.33 kN/m） bh=40

5、0200：自重 250.2（0.40.1）=1.5 kN/m 抹灰 0.020.40.1）172=0.2 kN/m 合计 1.7 kN/m(1.59 kN/m) bh=450200：自重 250.2（0.450.1）=1.75 kN/m 抹灰 0.02（0.450.1）172=0.24 kN/m 合计 1.99 kN/m(1.87 kN/m) bh=600250：自重 250.25（0.60.1）=3.13 kN/m 抹灰 0.02（0.60.1）172=0.34kN/m 合计 3.47kN/m(3.33 kN/m) bh=400250: 自重 250.25（0.40.1）=1.88KN/m

6、抹灰 0.020.40.1）172=0.2 kN/m 合计 2.08KN/m(1.94 kN/m)基础梁：bh=450250: 自重 250.250.45=2.81 kN/m柱自重：bh=450450：自重 250.450.45=5.06 kN/m 抹灰 0.020.45174=0.61 kN/m 合计 5.67 kN/m外墙自重：墙体：240厚小型空心砌块 2.88 kN/ 混合砂浆刷外墙漆 0.02172=0.68 kN/ 合计 3.56 kN/内墙自重：墙体：190厚小型空心砌块 2.28 kN/ 混合砂浆刷外墙漆 0.02172=0.68 kN/ 合计 2.96 kN/女儿墙：墙体 0

7、.90.2418=3.89 kN/m 抹灰 0.021720.9=0.41 kN/m窗： 0.4 kN/（2）活荷载标准值计算 屋面：不上人屋面： 0.5 kN/ 楼面：内走道及卫生间： 2.5 kN/ 其余房间： 2.0 kN/ 楼梯间： 恒+活=7.5+2.5=10 kN/雪荷载： 0.25 kN/（3）各层重力荷载代表值计算G =屋面板重+顶层梁重+女儿墙重+0.5(标准层墙重+标准层柱重)+雪活载=5.573615+（3.33362+1.597.21.87154+3.33614+1.9437）+396.58+20.340.9(36+15) 2+0.5 23.85102+0.34(3.9

8、3.6-202.42) 0.3423.9120.342+2320.11+3.9360.3422+5106.7+3.9120.3425+2.8121+5.673.928+0.50.253615=5801.94kNG =G =楼板重+标准层梁重+标准层墙重+标准层柱重)+楼面活活载=3.63615+(33.47362+1.77.2+1.99154+3.4764+2.0837）+0.523.85102+0.34(3.93.6-202.42) 0.342+3.9120.342+2320.11+3.9360.3422+5106.7+3.9120.3425+2.8121+5.673.928+0.52.5（

9、336+10.86）+23.6617=6330.38kNG =楼板重+标准层梁重+0.5(标准层和底层墙重+标准层和底层柱重)+0.5*基础梁重+楼面活活载=3.63615+（3.47362+1.77.2+1.99154+3.4764+2.0837）+0.52548.3834.21102+0.34（4.93.6202.42）+195.09+169.34+(4.9122.42) 0.342+4.9120.342+2402.19+4.9360.3422+5134.06+4.9120.3425+2.2821+5.674.92.8+5.673.928 +0.52.81（436+715）+0.52.5（

10、336+10.86）+23.6617=6735.50kN4. 框架侧移刚度计算（1）框架梁线刚度计算截面hb跨度L矩形截面惯性矩 I0边框架梁中框架梁Ib=1.5I0ib=EIb/LIb=2I0Ib=EIb/L0.60.256.04.510-36.7510-3334009.010-3450000.40.253.01.3310-32.0010-3200002.6610-326600（2）框架柱线刚度计算截面bchc层高h截面惯性矩lc线刚度ic=EIc/h4504504.93.4210-3209004504503.93.4210-326300（3）柱侧移刚度计算中框架梁24层D值计算K=ib/2

11、ic=k/(2+k)D=12ic/h2A,F轴柱245000/(226300)=1.710.4619566B,C轴柱2(45000+26600)/(226300)=2.72 0.576 11952D=2(9566+11952)=43036 中框架梁底层D值计算K=ib/ic=（0.5+k）/(2+k)D=12ic/h2A,F轴柱45000/20900=2.150.6396675B,C轴柱 (45000+26600)/20900 =3.43 0.724 7563D=2（6675+7563）=28476 边框架梁24层D值计算K=ib/2ic=k/(2+k)D=12ic/h2A,F轴柱233400

12、/(226300)=1.270.3888051B,C轴柱2(33400+20000)/(226300)=2.03 0.504 10458D=2(8051+10458)=37018 边框架梁底层D值计算K=ib/ic=（0.5+k）/(2+k)D=12ic/h2A,F轴柱33400/20900=1.60.5836090B,C轴柱 (33400+20000)/20900 =2.56 0.671 7009各层层间侧移刚度计算表层次1234D5. 横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算（1）结构顶点假想位移计算层次GiGiD层间侧移Gi/Di45801.945801.940.02010.13736

13、330.3812132.320.04190.116926330.3818462.700.06380.07516735.525198.200.01120.0112基本周期为：T=1.7t=1.70.70.137=0.44s（2）水平地震作用及楼层地震剪力计算设防烈度7度，类场地，设计地震分组为第三组，max=0.08，Tg=0.45sTgT5Tg =max=0.08T 1.4Tg=1.40.45=0.63，不考虑附加顶部集中力。结构总水平地震作用效应标准值为：Fek=Geq=0.85Gi=0.080.8525198.2=1713.48kNFi=Fek多遇地震下楼层剪力和楼层弹性位移计算：层次hi

14、HiGiFiViDiii/hi43.916.65801.94621.99621.990.002151/1800/H1/55033.912.76330.38519.181141.170.003951/100023.98.86330.38359.831501.00.005191/75014.94.96735.5212.471713.470.007621/650层间最大位移为：1/6501/550，满足要求。（3）水平地震作用下框架内力计算 各层柱端弯矩及剪力计算 层次hiViDi边柱DijVijyMij上端弯矩Mij下端弯矩43.9621.99956620.571.742.2534.9733.91

15、141.17956637.741.7680.7666.4223.91501.0956649.651.9596.8296.8214.91713.47667550.882.70111.94137.38续表中柱DijVijyMij上端弯矩Mij下端弯矩1195225.71.7655.045.231195247.161.994.3289.61195262.031,95120.96120.96756357.652.7126.83155.66注：Vij=Vij Mij=Vijyihi（上端弯矩） 各层梁端弯矩计算层次边跨梁中跨梁Mi右Mi左Mi右445.2534.5920.413115.7387.7751

16、.782163.24132.4378.131208.76115.8491.95 各层梁端剪力计算层次边跨Vb中跨Vb411.0915.12328.2638.36241.0757.84145.0868.11注：Vb=（Mb左+Mb右）/l 各柱轴力计算层次边柱中柱411.095.97339.3510.1280.4216.771125.523.03注：各柱轴力为相应层及以上层梁端剪力代数和。弯矩图、剪力图、轴力图分别如下：6. 横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算（1）风荷载标准值计算B=7.2m 0=0.35kN/ k=zsz0（hi+hi）B/2zzzshihjk16.051.161.01

17、.33.91.810.8312.151.061.01.33.93.913.548.251.01.01.33.93.912.774.351.01.01.34.353.913.51（2）风荷载作用下各层柱端剪力和弯矩计算层次hiViDi边柱DijVijyMij上端弯矩Mij下端弯矩43.910.834303695662.411.75.34.133.924.374303695665.421.7611.69.5423.937.154303695668.261.9516.1116.1114.950.6628476667511.882.732.0842.25续表中柱DijVijyMij上端弯矩Mij下端弯

18、矩119523.011.766.445.3119526.771.913.5412.861195210.321.9520.1320.13756313.462.729.6136.34（4）风荷载作用下各层梁端弯矩计算层次边跨梁中跨梁Mi右Mi左Mi右45.304.052.39315.711.856.99225.6520.7712.24142.2531.2818.46（5）风荷载作用下各层梁端剪力计算层次边跨Vb中跨Vb41.562.5134.595.1827.739.07112.2513.67（6）风荷载作用下各柱轴力计算层次边柱中柱41.560.9536.151.54213.882.88126.

19、134.3（7）弯矩图、剪力图、轴力图分别如下：7.竖向荷载作用下框架结构内力计算（1）荷载计算=1-20.252+0.253=0.891 边跨：屋面板传荷载： 恒载： 5.573.6=17.23 kN/m 活载： 0.53.6=1.55 kN/m梁自重： 3.33 kN/m 楼面板传荷载： 恒载： 3.63.6=11.54 kN/m 活载： 2.03.6=6.41kN/m梁自重： 3.47 kN/m 框架梁均布荷载： 屋面梁： 恒载=梁自重板传荷载=3.3317.23=20.56 kN/m 活载=板传荷载=1.55kN/m 楼面梁： 恒载=梁自重墙自重板传荷载=3.4711.54+3.3（2

20、.28+0.342）=24.94 kN/m 活载=板传荷载=6.41kN/m 中跨：屋面板传荷载： 恒载：5.57358=10.44kN/m 活载：0.5358=0.94 kN/m梁自重：1.95 kN/m楼面板传荷载： 恒载：3.6358=6.75kN/m 活载：2.5358=4.69 kN/m梁自重：2.08 kN/m 框架梁均布荷载： 屋面梁： 恒载=梁自重板传荷载=1.9410.44=12.38 kN/m 活载=板传荷载=0.94 kN/m 楼面梁： 恒载=梁自重板传荷载=2.086.75=8.84 kN/m 活载=板传荷载=4.69kN/m（2）边柱纵向集中荷载计算顶层柱恒载=女儿墙

21、梁自重板传荷载=4.57.20.51.876+3.33（7.20.45）5.571.83.62+5.571.80.8916=159.39kN顶层柱活载=板传活载=0.51.80.89160.51.83.625/8=8.86kN标准层柱恒载=墙自重梁自重板传荷载=3.3(2.88+0.342)7.2-2.42.42.88+0.952.40.51.996+3.47(7.2-0.45)+5/83.61.83.62+3.61.80.8916=166.93kN标准层柱活载=板传活载=21.80.891621.83.625/8=35.44 kN（3）中柱纵向集中荷载计算顶层柱恒载=梁自重板传荷载=3.33

22、（7.20.45）0.51.879+5.571.50.8913.62+5.571.80.8916+5/81.535.57+5/81.83.65.572=198.89kN顶层柱活载=板传活载=0.51.50.8913.620.51.80.89160.55/81.53+0.55/81.83.62=15.08 kN标准层柱恒载=梁自重墙自重板传荷载=3.47（7.20.45）0.51.9993.61.50.8913.62+3.61.80.89163.61.535/83.65/81.83.623.32.967.2 =214.83 kN标准层柱活载=板传活载=2.51.50.8913.62+21.80.

23、8916+2.55/81.5325/81.83.62=66.55 kN竖向荷载作用下荷载分布图如下：（4）内力计算 梁柱相对线刚度计算层次边跨中跨边柱梁中柱梁40.5810.580.5930.5810.580.5920.5810.580.5910.4610.460.59竖向恒载：上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.367 0.633 0.532 0.308 0.16 15.94 -61.68 61.68 -19.89-9.29 16.79 28.95 -17.29-10.01 -5.2 7.76-8.6514.48-5.460.33 0.56-4.80 -2.78-1.4424.88 -40.82

24、 54.07 -18.25 -15.93 上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.269 0.2690.462 0.4060.236 0.236 0.122 16.69-74.3474.34 -21.48 -6.63 15.51 15.5126.63 -18.77 -10.91-10.91 -5.64 8.40 7.76 -9.39 13.32 -5.01 -5.46 -1.82-1.82 -3.13 -1.16-0.67 -0.67 -0.35 22.09 21.45 -60.2367.73 -16.59 -17.04-12.62 上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.269 0.269 0.462 0.

25、4060.236 0.236 0.12216.69 -74.3474.34 -21.48 -6.6315.5115.5126.63 -18.77 -10.91-10.91-5.64 7.768.19-9.39 13.32-5.46-5.74 -1.76 -1.76 -3.04 -0.86 -0.5 -0.5 -0.26 21.51 21.94 -60.14 68.03-16.87 -17.15 -12.53上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.2840.226 0.49 0.427 0.248 0.197 0.128 16.69 -74.34 74.34 -21.48 -6.63 16.37 13.

26、03 28.25-19.74 -11.47 -9.11 -5.91 7.76-9.87 14.13-5.46 1.15 1.55 3.59 -7.61 -2.43 -3.27 -3.12 24.73 13.51 -54.93 65.03 -19.08 -10.82 -13.65 6.76-5.41 竖向活载：上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.367 0.633 0.532 0.308 0.16 0.89 -4.654.65 -1.51-0.71 1.38 2.38 -1.29-0.75 -0.39 2.11-0.651.19-1.07-0.54 -0.92-0.06 -0.04-0.022.95

27、 -3.84 4.49 -1.86 -1.12 上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.269 0.2690.462 0.4060.236 0.236 0.122 3.54-19.2319.23 -6.66 -3.52 4.22 4.227.25 -3.67 -2.14-2.14-1.10 0.69 2.11 -1.843.63-0.48 -1.07 -0.26-0.26 -0.44 -0.85-0.49 -0.49-0.25 4.65 6.07 -14.2618.34-3.11-3.70-4.87 上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.269 0.269 0.462 0.4060.236 0.236 0.

28、1223.54 -19.2319.23 -6.66 -3.524.224.227.25 -3.67 -2.14-2.14-1.10 2.112.23-1.843.63-1.07-1.12 -1.76 -1.76 -3.04 -0.86 -0.5 -0.5 -0.26 5.66 5.78 -14.9818.61-3.55-3.60-4.80上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.2840.226 0.49 0.427 0.248 0.197 0.128 3.54 -19.2319.23 -6.66 -3.524.46 3.55 7.68-3.86 -2.24-1.78 -1.17 2.11-1.93 3

29、.84-1.07 -0.05-0.04-0.09 -1.181 -0.69 -0.55 -0.346.52 3.51 -13.57 18.03 -4.0 -2.33 -5.04 1.76-1.17 恒载下简支梁跨中弯矩边跨中跨顶层94.3814.72标准层110.9310.44活载下简支梁跨中弯矩边跨中跨顶层7.121.12标准层28.525.62恒载（活载）调幅后梁端及跨中弯矩层次A轴右梁B轴左梁B轴右梁边跨中跨4-36.74（-3.46）48.66（4.04）-14.34（-1.01）51.68（3.37）-0.38（-0.45）3-54.21（-12.83）60.96（16.51）-11

30、.36（-4.38）53.35（13.85）-0.92（-1.24）2-54.13（-13.48） 61.23 （16.75）-11.28（-4.32）53.25（13.41）-0.84（-1.30）1-49.44（-12.21） 58.53（16.23）-12.29（-4.54）56.95（14.30）-1.85（-1.08）恒,活荷载下框架弯矩图：恒载下梁端剪力计算层次简支梁端边框简支梁端中跨V。V左V右V。V左V右461.6859.4763.8918.5718.5718.57374.3473.0975.5913.2613.2613.26273.0275.66172.6676.02活载下梁

31、端剪力计算层次简支梁端边框简支梁端中跨V。V左V右V。V左V右44.654.544.761.411.411.41319.2318.5519.917.047.047.04218.6719.79118.4919.97恒,活载下框架剪力图：恒载下柱轴力计算层次A轴B轴柱顶柱底柱顶柱底4218.83240.94217.46239.573480.97503.08504.1526.212743.04765.15829.96852.0711004.751032.531156.181183.96活载下柱轴力计算层次A轴B轴413.421.25367.39114.752121.5208.131175.43301.69恒,活荷载下