一榀框架结构手算计算书(某学院)(共55页).docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上1手算计算书1.1工程概况本工程为河北省固安县某教学楼项目，工程地点位于河北省固安县，总建筑面积为5533.54平方米，建筑物长度为67.3m，宽度为20.35m。建筑高度为15.2m，层高分别为：一层3.8m；二层3.8m；三层3.8m；四层3.8m。 1）本工程共计四层；结构形式为钢筋混凝土框架结构，建筑结构的安全等级为二级，设计使用年限为50年。地基基础设计等级为丙级。 2）抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，设计地震分组第二组。 3）本工程地基场地类别为类。 4）基本风压为0.45kN/m2；基本雪压为0.40kN/m2；地面粗糙度为B类。 5

2、)场地标准冻深为0.7m，属季节性冻土。 6)抗浮设防水位：本工程无抗浮设防。 7)场地土、地下水的腐蚀性：对混凝土结构及混凝土中的钢筋均有微腐蚀性。由工程勘察报告可知工程地质条件与水文条件如下： 1)素填土：褐色，松散，以粉土、粉质粘土为主，层厚0.51.1米。 2)粉土夹粉质粘土：黄或褐色，密实，土质不均匀，局部夹粉砂薄层，层厚1.83.0米，层底埋深0.83.8米，地基承载力特征值fak=140kPa； 3)粉质粘土夹粉砂：灰褐色，可塑，土质不均匀，层厚0.74.2米，层底埋深2.44.9米，地基承载力特征值fak=160kPa。专心-专注-专业1.2结构选型进入当代社会，中国快速发展的

3、经济，使得大家对建筑使用的要求也越来越高，传统的木质、砖混结构的建筑已不能满足现代人们使用的需求。而打破了这些局限是因为钢筋混凝土框架结构的出现: 一方面，平面布置更灵活是由于框架结构以梁柱承重的特点；另一方面，梁柱本身结构类型和布置方式都可以灵活选定，比如柱子可以选用十字型、T型、L型等类型，因此使得整个立面更加富于变化；而且经过合理设计，框架结构可以做成延性框架，延性使得框架的抗震性能得到提高，可承受较大侧向变形。而框架结构具有空间大、平面布局灵活多样的特点，满足了人们不断追求使用个性化的要求。随着社会的不断发展和人们物质生活水平的提高，框架结构(住宅、公共建筑)得到了较大较好的发展。因而

4、本课题选用框架结构作为教学楼的结构形式是十分适合的。1.3其他结构选型屋面：采用现浇钢筋混凝土板作承重结构，屋面板按非上人屋面的使用荷载选用。 做法：1）30厚细石混凝土保护层 2）BSB改性沥青卷材防水 3）20厚水泥砂浆找平层 4）100厚水泥蛭石保温层 5）100厚钢筋混凝土楼板 6）15厚水泥砂浆抹底 楼面：采用现浇钢筋混凝土板。做法：1）小瓷砖地面 2）100厚现浇钢筋混凝土楼板 3）15水泥砂浆抹底 基础：依据地勘报告，本工程拟建场地不存在影响场地整体稳定性的不良地质作用，地基采用天然地基，采用柱下独立基础。墙身：填充墙为加气混凝土切块，外墙厚300mm，外墙面贴瓷砖，内测墙面为2

5、0mm抹灰； 内墙厚200mm，两侧均为20mm抹灰。窗采用铝合金玻璃窗，室内门采用木门。（一层入口采用铝合金门）。1.4构件尺寸初选根据教学楼的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计，如图1、2、3。 图1 平面图 图2 立面图 图3 剖面图1.4.1梁的截面尺寸估算梁的截面尺寸首先按梁的跨度进行估算，依据设计要求取混凝土强度等级：C30见下表1表1 梁的截面初选梁跨度（mm）梁高系数梁高（mm）梁宽系数梁宽（mm）实取截面横向框架梁9000（1/121/8)L500750(1/21/3)H166450300600纵向框架梁8100（1/121/8)L583875(1/21

6、/3)H1944503006003600（1/121/8)L500750(1/21/3)H1664503006007800（1/121/8)L300450(1/21/3)H100225300600纵向次梁8100（1/121/8)L333500(1/21/3)H1112502505007800（1/121/8)L388583(1/21/3)H129291250500注*：1）为方便施工，纵向框架梁（包括悬挑部分）的截面统一尺寸，取。 2）为方便施工，纵向次架梁的截面统一尺寸，取。1.4.2框架柱截面尺寸初选柱截面尺寸可以根据下边公式进行估算： (1)式中：1）各层重力荷载代表值近似取1215

7、kN/m2，本计算取14 kN/m2。 2）由建筑抗震设计规范（GB500112010）可知：第6.1.3条，当甲乙类建筑按规定提高一度确定其抗震等级而房屋的高度超过本规范表 6.1.2相应规定的上界时， 应采取比一级更有效的抗震构造措施。见下表2、3表2 现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级结构类型设 防 烈 度6789框架结 构高度（m）24242424242424框架四三三二二一一大跨度框架三二一一根据本工程抗震设防烈度为7度，则该框架结构的抗震等级为二级；表3 轴压比限值结构类型抗 震 等 级一二三四框架结构0.650.750.850.90框架-抗震墙、板柱-抗震墙、框架-核心筒及筒中筒0.7

8、50.850.900.95部分框支抗震墙0.60.7一该本框架结构的轴压比限值N=0.75； 3）由结构平面布置图，可计算边柱及中柱的负载面积分别为5.75m4.5m和5.75m9m。由此可得第一层柱截面面积为： 边柱： 中柱： 如取柱的截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为365mm和428mm。根据计算结果，本设计各层柱截面尺寸统一取值为：Ac=bchc=500mm500mm=2.5105mm21.4105mm2。1.4.3屋面板、楼板厚度 屋面板、楼板的厚度按照混凝土结构设计规范（GB50010-2010）第9.1.2条进行估算，见表4表4 屋面板、楼板厚度估算位置支承最大板跨度（m）

9、系数计算板厚度（mm）最小计算厚度（mm）实际选取厚度（mm）楼板单向板3.610060100双向板3.610060屋面板单向板8.110080120双向板8.1100801.5框架计算简图及梁柱线刚度1.5.1确定框架计算简图取轴上的一榀框架计算，假设框架柱的下端嵌固在基础的顶面，框架梁与柱刚接。底层的柱高从基础顶面开始算至二层楼面，其基顶标高根据地址条件、室内外高差，定为-0.450m，二层的楼面标高为3.80m，所以底柱的高度为4.75m，其余各层柱的高度从楼面算至上一层楼面（即层高）故均为3.8m。计算简图4图4 计算简图1.5.2框架梁柱的线刚度计算对于中间梁取I=2I0 边框为I=

10、1.5I0左边跨梁:中跨梁： 右边跨梁：上部层各柱： 底层柱： 令i底柱=1.0则其余各杆件相对线刚度为：边跨柱i=1.02中跨柱i=2.8底层柱i=0.78图5 梁柱相对线刚度图1.6 竖向恒载的计算1.6.1 恒载标准值计算 1)屋面 防水层(刚性)： 30mm厚C20细石混凝土防水=1.0kN/m 防水层(柔性)：三毡四油铺小石子 =0.4 kN/m2 找平层：15mm厚水泥砂浆 =0.015m20kN/m3=0.30kN /m2 找平层：15厚水泥砂浆 =0.015m20kN/ m3=0.30 kN/m2 找坡层：40厚水泥石灰渣砂浆3找平 =0.04m14kN/ m3=0.56 kN

11、/m2 保温层：80厚矿渣水泥 =0.08m14.5 kN/ m3=1.16 kN/m2 结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 =0.12m25 kN/ m3=3 kN/m2 抹灰层：10mm厚混合砂浆 =0.01m17kN/ m3=0.17 kN/m2 合计：6.89 kN/m22)各层走廊楼面 水磨石地面； = 0.65 kN/m2 结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 =0.12m25kN/ m3=3 kN/m2 抹灰层：10mm厚混合砂浆 =0.01m17kN/ m3=0.17 kN/m2 合计：3.82 kN/m2 3)标准层楼面 大理石面层： =1.16kN/m 结构层：120厚现浇钢筋混

12、凝土板 =0.12m25kN/ m3=3 kN/m2 抹灰层：10厚混合砂浆 =0.0117kN/ m3= 0.17 kN/m2 合计：4.33kN/m2 4)横梁自重 bh=300mm600mm 梁自重： =25kN/ m30.3m（0.6m-0.12m）=3.6kN/m 抹灰层：用10厚混合砂 =0.01m（0.5m-0.12m）2+0.25m17kN/ m3=0.27kN/m 合计：3.87kN/m 基础梁bh=250mm400mm 梁自重： = 25kN/ m30.25m0.4m=2.5kN/m 5)柱尺寸 bh=400mm400mm 柱自重： =25kN/ m30.4m0.4m=4.

13、0kN/m 抹灰层：10厚混合砂浆 =0.01m0.4m417kN/ m3=0.27 kN/m 合计：4.27kN/m 6)外纵墙自重 标准层： 纵墙： =(3.8-0.6-1.8)m0.24m7.5kN/ m3=1.62 kN/m 铝合金窗： =0.35kN/m21.8m = 0.63kN/m 水刷石外墙面： =(3.8-1.8)m0.5kN/m2 = 0.75kN/m 水泥粉刷内墙面： =(3.8-1.8)m0.36kN/ m2 = 0.54kN/m 合计：3.54kN/m 底层： 纵墙： =（4.25-1.8-0.6-0.4）m0.24m7.5N/=2.61kN/m 铝合金窗： = 0.

14、35kN/m21.8m = 0.63kN/m 水刷石外墙面 =(4.25-1.8)m0.5kN/ m2 = 0.88kN/m 水泥粉刷内墙面： = (3.8-1.8)m0.36kN/ m2 = 0.54kN/m 合计：4.53kN/m7)内纵墙自重 标准层： 纵墙： = (3.8-0.6)m0.24m7.5kN/=4.86kN/m 水泥粉刷内墙面 = 2.7m20.36kN/ m2=1.94kN/m 合计：6.8kN/m8)内隔墙自重 底层： 内隔墙： =（4.25-0.6-0.4)m0.24m7.5kN/=0.585kN/m 水泥粉刷内墙面 = (3.8-0.6)m0.36kN/ m2=1.

15、14kN/m 合计：1.73kN/m1.7活载标准值计算 屋面和楼面活荷载标准值根据荷载规范查得 不上人屋面：0.5kN/ m2，楼面：2.0 kN/ m2走廊：2.5kN/ m2 雪荷载：=1.00.4kN/ m2=0.4 kN/ m2 以上两种荷载，取两者中取较大值。1.8重力荷载计算1.8.1楼面面积计算过程及结果表5 楼面面积计算层数位置墙、柱、洞口水平截面面积（m2）总面积（m2）楼面净面积/层（m2）2轴线(5x3+4x3)x0.52+25.6x0.3+24.7x0.2=29.37168.251383.4-168.25=1215.15非轴线纵向40.7x0.2+(7.5+6.5)x

16、0.3=32.34轴线30.51x0.2+45.7x0.3=29.81非轴线横向35.71x0.2+13.86x0.3=31.3洞口1.3x1.15+1.2x1.15+2.5x2.35=28.753轴线(5x3+4x3)x0.52+25.6x0.3+9.95x0.2=26.42149.341383.4-149.34=1234.06非轴线纵向20.95x0.2+(7.5+6.5)x0.3=28.39轴线28.6x0.2+45.7x0.3=39.43非轴线横向18.01x0.2+13.86x0.3=27.76洞口1.3x1.15+1.2x1.15+2.5x2.35=28.754轴线(5x3+4x3

17、)x0.52+25.6x0.3+17.9x0.2=28.01139.461383.4-139.46=1243.94非轴线纵向37.15x0.2+(7.5+6.5)x0.3=21.63轴线23.7x0.2+45.7x0.3=28.45非轴线横向28.96x0.2+13.86x0.3=19.95洞口1.3x1.15+1.2x1.15+2.5x2.35=18.751.8.2屋面及楼面的恒荷载计算表6 屋面（非上人）恒荷载计算项 目材料重（kN/m3）自重（kN/m2）自重小计（kN/m2）屋面净面积（m2)屋面恒荷载（kN） 30mm细石混凝土保护层240.724.821228.461228.46x

18、4.82=5921.18BSB改性沥青卷材防水-0.4020mm水泥砂浆找平层 200.40100mm水泥蛭石保温层 50.50100mm钢筋混凝土楼板252.5015mm水泥砂浆抹底200.30表7 楼面恒荷载计算项 目材料重（kN/m3）自重（kN/m2）自重小计（kN/m2）楼面荷载/层（kN）小瓷砖地面-0.553.352层466.83x3.35+71.57x2.5=1742.81100mm现浇钢筋混凝土楼板252.503层477.65x3.35+60.75x2.5=1752.0015mm水泥砂浆抹底200.304层471.61x3.35+66.79x2.5=1746.871.8.3墙

19、体自重计算首先计算出墙体沿竖向的净面积，用净面积乘其自重便得到墙体的重量。墙体自重的计算见表8、9。表8 墙体自重计算位 置项 目材料重（kN/m3）厚 度（m）墙 重（kN/m2）小计（kN/m2）外墙贴瓷砖面0.502.49加气混凝土砌体5.50.301.65混合砂浆抹面170.020.34内墙加气混凝土砌体5.50.201.101.78混合砂浆抹面（双面）170.02x20.68表9 各层墙体总重量计算层数墙重铝合金玻璃门窗重梁高层高墙高墙长竖向墙面面积门窗尺寸(kN/m2)（kN/m2)(m)(m)(m)(m2)(m2)(bh)1层外墙2.490.40.64.75367.3+62.3+

20、20.35+20.35+5=175.3525.94.73.81.82.12.02.22.02.71.22.1内墙1.7867.3+67.3+20.357=277.05866.251.02.71.55.02层外墙2.490.43.8367.3+62.3+20.35+20.35+5=175.3525.91.82.12.02.71.22.1内墙1.7867.3+67.3+20.357=277.05866.251.02.71.55.03层外墙2.490.43.8367.3+62.3+20.35+20.35+5=175.3525.91.82.12.02.71.22.1内墙1.7867.3+67.3+20

21、.357=277.05866.251.02.71.55.04层外墙2.490.43.8367.3+62.3+20.35+20.35+5=175.3525.91.82.12.02.71.22.1内墙1.7867.3+67.3+20.357=277.05866.251.02.71.55.0*:为了便于墙高的计算，统一取梁高为0.6m。表9续层数洞口面积洞口个数洞口总面积竖向墙面净面积墙重门窗重重量/层总重量/层（m2）（m2）（m2）（kN）（kN）（kN）（kN）1层17.681219.52306.38762.89141.66904.552274.733.78244.4125.482.5262.

22、718168.6697.651241.82128.361370.187.5162层3.7824149.04376.86938.38136.881075.262245.445.482.5262.718168.6697.651241.82128.361370.187.5163层3.7824149.04376.86938.38136.881075.262245.445.482.5262.718168.6697.651241.82128.361370.187.5164层3.7824149.04376.86938.38136.881075.262245.445.482.5262.718168.6697.

23、651241.82128.361370.187.5161.8.4梁、柱重力荷载计算梁、柱根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载。计算过程见如下表10表10 梁、柱重力荷载标准值层 数构件*n14层纵框架梁0.30.6251.054.7256.55153.561311.995.5377.963.112175.771.05314.88横框架梁0.30.6251.054.7255.522571.731.718.03纵向次梁0.250.5251.053.286.75109.885.7356.093.3997.421.0313.38横向次梁0.250.5251.053.285.7237

24、.391.815.901层柱0.50.5251.106.885.327984.53984.5324层柱0.50.5251.106.883.527650.16650.161.9 内力计算1)A-B轴间框架梁： 屋面板传递荷载： 恒载： =6.89 kN/m23.6m12（3.6/7.8）2+（3.6/7.8）3 2=22.87 kN/m 活载： =0.5kN/m23.6m212（3.6/7.8）2+（3.6/7.8）3 =1.65kN/m 楼面板传荷载： 恒载： =4.33kN/m23.6m212（3.6/7.8）2+（3.6/7.8）3 =14.37kN/m 活载： =2.0kN/m23.6m

25、212（3.6/7.8）2+（3.6/7.8）3 =6.63kN/m 梁自重： =3.87kN/m A-B轴间，框架梁均布荷载为： 屋面梁： 恒载=梁自重+板传荷载 =3.87 kN/m+22.87kN/m =26.74 kN/m 活荷载=板传荷载 =1.65kN/m 楼面梁： 恒载=梁自重+板传荷载+墙自重 =3.87kN/m+14.37kN/m+6.8kN/m=25.04 kN/m 活荷载=板传荷载 = 6.63 kN/m 2)B-C轴间框架 屋面板传荷载： 恒载： =6.89kN/m23.6m5/82=8.4 kN/m 活载： =0.5 kN/m23.6m5/82=0.61kN/m 楼面

26、板传荷载： 恒载： =3.82 kN/m23.6m5/8 2=4.66kN/m 活载： =2.0kN/m3.6m5/82=2.44kN/m 梁自重： = 3.87kN/m B-C轴间框架梁均布荷载为： 屋面梁： 恒载=梁自重+板传荷载 =3.87kN/m+8.4kN/m=12.27kN/m 活荷载=板传荷载 =0.61N/m 楼面梁： 恒载=梁自重+板传荷载= =3.87 kN/m+4.66kN/m=8.53kN/m 活荷载=板传荷载 =2.44kN/m 3)C-D轴间框架梁：屋面板传递荷载： 恒载： =6.89 kN/3.6m12（3.6/8.1）2+（3.6/8.1）3 2=22.87 k

27、N/m 活载： =0.5kN/m23.6212（3.6/8.1）2+（3.6/8.1）3 =1.65kN/m 楼面板传荷载： 恒载： =4.33kN/m23.6m212（3.6/8.1）2+（3.6/8.1）3 =14.37kN/m 活载： =2.0kN/m22.4212（3.6/8.1）2+（3.6/8.1）3 =6.63kN/m 梁自重： =3.87kN/ m C-D轴间，框架梁均布荷载为： 屋面梁： 恒载=梁自重+板传荷载 =3.87 kN/m+22.87kN/m =26.74 kN/m 活荷载=板传荷载 =1.65kN/m 楼面梁 恒载=梁自重+板传荷载+墙自重 =3.87kN/m+1

28、4.37kN/m+6.8kN/m=25.04 kN/m 活荷载=板传荷载 = 6.63 kN/m 4)A轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱： 顶层柱恒荷载=梁自重+板传荷载 =6.89kN/m21.95m3.9m5/8=67kN 顶层柱活荷载=板传荷载 =0.5kN/m21.95m3.9m5/8=2.37 kN 标准层柱： 柱恒荷载=墙自重+梁自重+板传荷载 =3.54kN/m(3.9m-0.4m)+3.87kN/m (3.9m-0.4m)+7.185kN/m3.9m =42.35kN 标准层柱活载：板传活载 =3.315kN/m3.9m=12.93kN 基础顶面恒载=底层外纵墙自重+基础梁自重

29、=4.66kN/m（3.9m-0.4m） +2.5kN/m（3.9m-0.4m）=25.06 kN5)B轴柱纵向集中荷载计算 顶层柱恒载=梁自重+板传荷载 =6.89kN/m21.95m3.9m5/8=67kN 顶层柱活载=板传荷载=6.89kN/m212（1.2/3.9）2+（1.2/3.9）3 3.9m1.2m+6.89kN/m25/81.95m3.9 m+3.87kN/m（3.9m-0.4m) =73.37kN 顶层柱活载=板传荷载=0.5kN/m1.955/83.9m+0.5kN/m21.2m12（1.2/3.9）2+（1.2/3.9）3 3.9 m =4.34kN 标准层柱恒载=梁自

30、重+板传荷载+墙自重 =3.87 kN/m (3.9m-0.4m)+3.82kN/m23.9m1.2m+3.82kN/m21.95m5/83.9m=46.72kN 标准层柱活载=板传活载 =2.0 kN/12（1.2/3.9）2+（1.2/3.9）3 1.2m3.9m+2.0kN/1.95m5/83.9m=18.25kN 基础顶面恒载=基础梁自重+底层内隔墙自重=2.5kN/m(3.9-0.4)m+6.8kN m(3.9m-0.4m) =61.08 kN6)C轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱： 顶层柱恒荷载=梁自重+板传荷载 =6.89kN/m21.95m3.9m5/8=67kN 顶层柱活荷载=板传荷载 =0.5kN/m21.95m3.9m5/8=2.37 kN 标准层柱： 柱恒荷载=墙自重+梁自重+板传荷载=3.54kN/m(3.9m-0.4m)+3.87kN/m (3.9m-0.4m)+7.185kN/m3.9m =42.35kN 标准层柱活载：板传活载 =3.315kN/m3.9m=12.93kN 基础顶面恒载=底层外纵墙自重+基础梁自重 =4.66kN/m（3.9m-0.4m）+2.5kN/m（3.9m-0.4m）=25.0