五层现浇框架结构毕业设计计算.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流五层现浇框架结构毕业设计计算.精品文档. 目 录1.设计资料62. 主要承重构件截面尺寸的确定63. 荷载标准值的计算83.1恒载计算83.2 活荷载计算113.3 风荷载计算113.4 地震荷载计算124. 内力计算144.1 恒载作用下的内力计算144、2活载作用下的内力计算174.3风荷载作用下的内力计算194.4 地震作用内力计算215. 内力组合235.1 一层梁的内力组合245.2 第三层梁的内力组合265.3 第五层梁的内力组合：285.4 第一层柱的内力组合305.5 第三层柱的内力组合325.6 第五层柱的内力组合346框架

2、梁柱的配筋计算366.1 框架梁的配筋计算366.2 框架柱的配筋407.纵向连系梁的配筋计算438.楼梯配筋的计算459.板的配筋计算4810.基础设计50参考文献55致谢词56附件：57CONTENTS1. Design data 62. The inch of beam and column 63 .Load calculation83.1 Permanent load calculation83.2 The calculation of floor live load113.3 Wind load calculation113.4 Seism load calculation 124

3、. Force calculation144.1 Force calculation for permanent load 144.2 Force calculation for alive load174.3 Force calculation for wind load 194.4 Force calculation for seism load215 .Force combination235.1 Force combination of beam1245.2 Force combination of beam2265.3 Force combination of beam3285.4

4、Force combination of column1305.4 Force combination of column2325.4 Force combination of column3346. The disposition of steel reinforcing bar366.1 Steel reinforcing bar in frame beam366.2 The computation of the beams section407. The computation of the beams section 438. Steel reinforcing bar in stai

5、r . 459. Contact beam lengthways 4810. Foundation design 50Reference55Thanks56Appendix57设计内容简介： 本工程为山东省泰安市盛大公司办公楼设计方案，建筑面4700平方米，结构形式为框架结构. 在设计过程中首先要对功能分区进行合理的安排,该楼为5层.在结构计算书中，主要对主楼的框架进行了计算。通过荷载计算及内力计算，在考虑地震的情况下，对梁、柱进行了内力组合，并进一步计算了框架柱、框架梁、楼梯及楼盖的配筋，最后根据地质情况设计出了工程的基础布置及其配筋。关键词： 荷载 内力 钢筋 框架 内力组合The int

6、roduction of the design: This building is designed for sheng da of Shan Dong and is to be used for offices. construction area is 4500 square meters .The construction form is frame, building nature is the school comprehensive function building of one body for gathering catering , entertainment ,fitne

7、ss ,official business , teaching ,experiment and accommodation.In the design process .First , we will carry out reasonable arrangement for function building zone . The three section will have relative independence , and must convenience . The building is consist of major building and affiliated buil

8、ding . Major building is five floors. In structural calculated description, the frame for the major building is calculated , passes through load calculation with force calculation ,in consider seism factor have gone on for beam and column force combination. Calculated steel reinforcing bar in frame

9、column ,frame beam, stairs and building board .Finally base quality condition devise the foundation of the project arranged and the steel reinforcing bar in it.Key words: load force steel reinforcing bar frame force combination 1.设计资料某市盛大公司5层办公楼，采用现浇框架结构。其柱网布置如例图1示。1.1 根据设计，层高为3.6米，室内外高差0.45米，计算简图如例

10、图2所示。1.2 墙身做法:墙身为机制砖填充,用M5混合砂浆砌筑,内粉刷为混合砂浆底,纸筋灰面厚20毫米,刮瓷两遍.1.3 屋面做法:现浇混凝土板上铺珍珠岩保温层(檐口处厚100毫米,2%自两侧檐口处向中间找坡),1:2水泥砂浆找平,SDC120复合卷材防水层.1.4 楼面做法:楼板顶面20毫米厚水泥砂浆找平,5毫米厚1:2水泥砂浆加107胶水着色面层,楼板底15毫米纸筋面石灰抹底,涂料2度.1.5 自然条件:主导风向为东南向,基本风压W=0.35KN/,基本雪压S=0.2KN/.1.6 地震设防烈度:7度.1.7 活荷载:屋面活荷载1.5 KN/,楼面活荷载1.5 KN/,走廊楼面活荷载1.

11、5 KN/.2. 主要承重构件截面尺寸的确定边跨（BD、EG跨）梁：h=L/12=1/127200=600 取h=700 b=300中跨（DE跨）：取h=400 b=250连系梁：取h=700 b=300柱截面均为bh=400400，现浇楼板厚100表一： 主要承重构件截面尺寸一览表名称边跨梁中跨梁连系梁柱截面现浇楼板厚bh 300700 250400300700500500 100图1：结构布置图根据地质资料，确定基础顶面离室外地面为450，由此求的底层层高为4.55m。则各梁柱截面线刚度为AB CD跨梁：i=1.5E1/120.30.73 /7.2=2.0810-4 E ( m 3)DE跨

12、梁：i=2E1/120.350.43 /2.1=1.7810-4 E ( m 3)上部各层柱：i=E1/120.50.53 /3.6=1.4510-4 E ( m3 )底层柱：i=E1/120.50.53 /4.7=1.1110-4 E ( m 3)结构计算简图如图二所示 图2：结构计算简图3. 荷载标准值的计算3.1恒载计算3.1.1屋面框架梁线荷载标准值 SDC120复合卷材防水层 0.15 KN/20厚12水泥砂浆找平 0.0220=0.4 KN/ 300厚（2%找坡）膨胀珍珠岩 0.34=1.2 KN/100厚现浇钢筋混凝土楼板 0.1025=2.5 KN/15厚纸筋石灰抹底 0.01

13、516=0.24 KN/屋面恒荷载 4.49 KN/边跨(AB、CD跨)框架梁自重 0.30.725=5.25KN/m中跨（DE跨）框架梁自重 0.250.4025=2.5 KN/m因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为：（见图三） g51=5.25KN/m g52=2.5 KN/m g4BD2=4.497.232.33 KN/m3.1.2 楼面框架梁线荷载标准值25厚水泥砂浆面层 0.02520=0.50 KN/100厚现浇钢筋混凝土楼板 0.1025=2.5 KN/15厚纸筋石灰抹底 0.01516=0.24 KN/楼面恒荷载 3.24 KN/边跨框架梁自重 0.300.7025= 5.25

14、KN/m中跨框架梁自重 0.250.4025=2.5 KN/m因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为：（见图三） g1=5.25 KN/m g2=2.5 KN/m g3=3.247.2=23.33KN/m 3.1.3 屋面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重 0.300.707.225=37.8 KN粉刷 0.02(0.70-0.10) 27.217=2.94 KN1.2米高女儿墙自重 1.27.20.2419=39.39 KN粉刷 1.20.0227.217=5.88 KN 连系梁传来屋面自重 0.507.20.507.24.49=58.19 KN 顶层边节点集中荷载 G5A=G5D=144.

15、2 KN 中柱连系梁自重 0.300.707.225=37.8KN 粉刷 0.02（0.70-0.10）27.217=2.94 KN连系梁传来屋面自重 20.507.20.57.24.49=116.38 KN顶层中节点集中荷载 G5B=G5C=157.12 KN3.1.4 楼面框架节点集中荷载标准值 边柱连系梁自重 37.8 KN 粉刷 2.94KN 钢窗自重 2.12.10.45=1.98 KN 窗下墙体自重 0.240.92.119=8.62 KN 粉刷 20.020.92.117=1.29KN 框架柱自重 0.400.403.625=14.4 KN 粉刷 30.40.023.617=1.

16、57 KN 连系梁传来楼面自重 0.507.20.507.23.24=41.99 KN中间层边节点集中荷载 GA=GD=110.49 KN中柱连系梁自重 37.8 KN 粉刷 2.94 KN框架柱自重 14.4 KN连系梁传来楼面自重 20.507.2 0.57.23.24=83.98KN中间层中节点集中荷载 GB=GC=139.12 KN恒荷载作用下结构的计算间图如例图3所示图3：恒载作用下的结构计算简图 图4：楼面活载作用下的结构计算简图3.2 活荷载计算楼活荷载作用下的结构计算简图如图四所示。图中各荷载计算如下： q5AB=q4CD=1.57.2=10.8 KN/m q5BC=10.8

17、KN/m P5A=P5D=PA=PD=0.57.20.57.21.5=19.44 KNP5B=P5C=PB=PC=20.57.20.57.21.5=38.88KN qAB=qCD=1.57.2=10.8 KN/m qBC=10.8 KN/m3.3 风荷载计算风荷载计算标准值计算公式为 =ZSZ0因结构高度H 30.0m,取Z=1.0，对于矩形平面S=1.3可查荷载规范，查的Z1.0时取Z=1.0，将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，计算过程如表1所示，表中A表示一榀框架各层节点的受风面积，计算结果如图6所示：例表1 风荷载计算 层ZSZ（m）Z0(KN/)A()Pw(KN)51.01

18、.318.60.8120.3511.764.3441.01.3150.740.3515.125.0931.01.311.40.740.3515.125.0921.01.37.80.740.3515.125.0911.01.34.20.740.3516.385.52风荷载作用下的结构计算简图如图五所示 图5：风荷载作用下的结构计算简图3.4 地震荷载计算由地震作用的计算原则可知只需考虑水平作用，并采用底部剪力法计算水平地震作用力结构各层的总重力荷载代表值为顶层：G5=8106KN其他层：G1=G2=G3=G4=9757K结构的基本自震周期采用经验公式T1=S设防烈度为7度，则水平地震影响系数最大

19、值max=0.08,由近震情况下的类建筑场地条件，得特征周期Tg=0.40S则地震影响系数1为1=结构总的重力荷载代表值为GE=46520KN则由底部剪力法计算公式为2107.4KN每榀框架所承受的总水平地震力为FEK1=162.1KN每榀框架所承受的地震力可按下式计算至各层节点处计算过程见例表2，计算结果见例图6表2层Hi(m)Gi(KN)GiHiFi(KN)519.8810616.0510444.70416.2975715.8110444.03312.6975712.2910434.2329.097578.7810424.4515.497575.2710414.68 图6 地震作用下的结构

20、计算简图4. 内力计算4.1 恒载作用下的内力计算恒载（竖向荷载）作用下的内力计算采用弯矩二次分配法。首先将梯形分布荷载及三角形分布荷载化为等效的均布荷载。如图七所示。图7：等效均布荷载其他层：边跨 中跨 顶层：边跨 中跨 此时恒荷载作用下的框架结构计算简图如图8示。因为框架对称、荷载对称，中跨中点无转角，故仅需计算一般即可。框架个杆件的相对线刚度比如图9所示。此时中跨梁的相对线刚度须乘以系数0.5。梁端弯矩计算过程如下顶层 边跨 中跨 其他层边跨 中跨 例图8框架结构计算简图 例图9相对线刚度比弯距二次分配法的计算过程如图10。 图10：弯距二次分配法的计算过程计算过程见图11、12、13所

21、示图11：弯距图： 图12梁拄剪力、轴力图 图13框架梁在恒载作用下经弯距调幅后的弯矩图 4、2活载作用下的内力计算活荷载采用满跨布置法，并用弯矩二次分配法计算，把所得的梁端弯矩加以调幅，并将梁端节点弯矩换算成梁端柱边弯矩，计算过程如下梁端弯矩顶层： 边跨 MF=10.87.22/12=46.66KNm中跨 MF=10.81.82/12=2.92KNm其他层：边跨 MF=10.87.22/12=46.66 KNm 中跨 MF=10.81.82/12=0.97 KNm 弯矩二次分配法的计算过程如图14，活荷载作用下弯矩图、剪力轴力和调幅后弯矩图如图15、16、17所示 图14矩二次分配法的计算过

22、程 图15 活荷载作用下弯矩图图16活荷载作用下框架剪力、轴力 图17 调幅后弯矩图4.3风荷载作用下的内力计算风荷载作用下的内力计算采用D值法，其计算简图见例图5。计算过程如下：4.3.1各柱剪力V例表3 2-5层剪力系数 5层PW=4.34KN 4层PW=9.43KN 3层PW=14.52KN2层PW=19.61KNA B A B A B A B3.015.513.015.513.015.513.015.510.60.7340.60.7340.60.7340.60.7342.668A B1.0641.1062.3122.4033.5603.7004.8084.997例表4 底层剪力 系数

23、PW=25.13KN 边柱B 中柱C 3.81 6.97 0.74 0.83 3.14 6.224 6.3414.3.2 求反弯点高度. 有计算简图知风荷载的分布较接近于均布荷载，故y0可查的。又本例各层梁的线刚度相同，层高除底层外均相同，则y1=y2=y3=0因此柱底至反弯点的高度yh= y0h.计算过程见例表5。例表5 反弯点高度层数柱号KyoY= yoh(m)5(h=3.60m) B3.4970.451.62C3.8920.451.624(h=3.60m) B3.4970.451.62C3.8920.501.803(h=3.60m)B3.4970.501.80C3.8920.501.80

24、2(h=3.60m)B3.4970.501.80C3.8920.501.801(h=4.55m)B5.2360.552.5C6.970.552.54.3.3风荷载作用下的框架内力计算过程求得各柱的反弯点高度和杆端剪力后，即可求得各杆端弯矩。再根据节点平衡条件求得梁端弯矩(图18)并进而求出梁端剪力和各柱的轴力(图19)作出风荷载作用下的弯矩图、剪力、轴力图，如图所示。 例图18风荷载作用下梁端弯矩 例图19风荷载作用下梁柱的剪力、轴力4.4 地震作用内力计算 地震作用下内力计算采用D值法，计算简图见例图6，计算过程如下4.4.1 各柱剪力V如例表6 2-5层剪力系数 5层PW=44.70KN

25、4层PW=88.73KN 3层PW=122.96KN2层PW=147.41KNB C B C B C B C3.9743.8923.4973.8923.4973.8923.4973.8920.6360.6610.6360.6610.6360.6610.6360.6612.594B C 10.9611.3921.7522.6130.1531.3336.1437.56例表7 底层剪力V 系数 PW=162.09KN 边柱B 中柱C 5.236 5.827 0.793 0.808 3.202 40.14 40.904.4.2 求反弯点高度y. 由计算简图知地震荷载的分布较接近于倒三角形荷载，故y0可

26、查的。又本例各层梁的线刚度相同，层高除底层外均相同，则y1=y2=y3=0。因此柱底至反弯点的高度yh= y0h.计算过程见例表8。例表8 反弯点高度层数柱号KyoY= yoh(m)5(h=3.60m) B3.4970.451.62C3.8920.451.624(h=3.60m) B3.4970.501.80C3.8920.501.803(h=3.60m)B3.4970.501.80C3.8920.501.802(h=3.60m)B3.4970.501.80C3.8920.501.801(h=4.55m)B5.2360.552.5C5.8270.552.54.4.3地震荷载作用下的框架内力计算

27、过程求得各柱的反弯点高度和杆端剪力后，即可求得各杆端弯矩。再根据节点平衡条件求得梁端弯矩(图20), 并进而求出梁端剪力和各柱的轴力(图21).作出地震荷载作用下的弯矩图、剪力、轴力图，如下图 例图20地震作用下框架弯矩图 例图21 地震作用下梁柱的剪力、轴力图5. 内力组合根据以上内力计算结果，即可进行框架各梁柱各控制截面的内力组合。梁的控制截面为梁端柱边及跨中。由于对称性，每层有五个控制截面。柱分为边柱和中柱，每个柱每层有两个控制截面。5.1 一层梁的内力组合表8： 一层梁内力截面号恒载活载风 载地 震 作 用MVMVMV M V 1-37.4471.59-10.6135.4323.76.

28、33162.543.31285.85-48.95-1.936.3313.1843.313-53.01-91.13-16.8-42.3319.96.33136.243.314-23.0131.25-9.116.354.503.7530.7825.655-21.66-7.55-03.75025.65表9 内力组合（一） 截面号 1.2恒载+1.4活载 1.2恒载+1.4风载 MmaxMminVmaxMmaxMminVmax组合项 结果组合项 结果组合项 结果组合项 结果组合项 结果组合项 结果1- -59.78 135.51- -78.194.732171.55- 105.72-3- -87.13

29、 -168.62- -91.47-118.24-40.35 60.39- -33.9142.755-36.56- -26-表10: 内力组合（二） 截面号 1.2恒载+1.40.85(活载+风载) 1.2(恒载+0.5活载)+1.3地震作用 MmaxMminVmaxMmaxMminVmax组合项 结果组合项 结果组合项 结果组合项 结果组合项 结果组合项 结果1-88.12138.53160 -262.54163.472167.13-149.52-3-109.85-170.66107.37 -250.72-191.064-44.7562.836.94 -73.180.665-35.5- -30

30、.52-5.2 第三层梁的内力组合表11： 三层梁内力截面号恒载活载风 载地 震 作 用MVMVMV M V 1-46.4270.9-12.0335.3210.42.7993.4225.02278.9-47.83-0.722.797.1125.023-57.88-91.82-17.6-42.448.922.7979.1925.024-20.829.87-8.8516.22.021.8417.9014.925-19.18- -7.28-01.84014.92表12： 内力组合（一）截面号 1.2恒载+1.4活载 1.2恒载+1.4风载 MmaxMminVmaxMmaxMminVmax组合项 结果

31、组合项 结果组合项 结果组合项 结果组合项 结果组合项 结果1-72.55134.53-70.2688.992161.6-95.69-3-94.1-169.6-81.94-114.094-37.3558.52-27.7938.425-33.21-23.02-表13: 内力组合（二）截面号 1.2恒载+1.40.85(活载+风载) 1.2(恒载+0.5活载)+1.3地震作用 MmaxMminVmaxMmaxMminVmax组合项 结果组合项 结果组合项 结果组合项 结果组合项 结果组合项 结果1- -83.97 133.1 58.52 -184.37 138.82 155.85- 132.62-3- -102.87 -167.17- -182.96 -168.174- -38.66 58.57- -53.54 64.965- -32.19 - -27.38-5.3 第五层梁的内力组合：表14： 五层梁内力截面号恒载活载风 载地 震 作 用