框架结构毕业设计2.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流框架结构毕业设计2.精品文档.毕业设计书毕业设计计算书第一章 建筑设计概述1.1 设计依据： 1.依据建筑工程专业2007届毕业设计任务书。2.建筑结构荷载规范3.混凝土结构设计规范4.建筑抗震设计规范5.建筑地基基础设计规范及有关授课教材、建筑设计资料集、建筑结构构造上资料集等相关资料。6.遵照国家规定的现行各种设计规范、有关授课教材、建筑设计资料集、建筑结构构造上资料集等相关资料。1.2 设计规模：1.本次设计的题目为“沈阳博艺中学教学楼”2.建筑面积：6434 m，结构共五层，首层层高4.9m,其他层层高3.9m.3.室内外高差0.45

2、0m，室外地面标高为-0.450m。1.3 各部分工程构造1. 屋面：APP改性沥青防水卷材1：3 水泥沙浆找平层25mm厚1：10水泥珍珠岩砂浆保温层120厚1：8白灰炉渣找坡度最薄处30mm120mm厚钢筋混凝土板20mm厚板下混合砂浆抹灰2. 楼面: 1：2.5水泥白石子12mm 素水泥浆结合层一道 1：3水泥砂浆找平18mm素水泥浆结合层一道120mm厚钢筋混凝土板20mm厚板下抹灰3 厕所: 20mm厚水泥砂浆地面50mm厚防水砂浆180mm厚空心砖20mm厚水泥砂浆抹灰4.墙体：外墙370mm厚水泥空心砖墙，内墙为240mm厚水泥空心砖墙，楼梯间墙为370厚水泥空心砖墙，厕所均为1

3、80厚隔墙。5.门窗：门厅处为铝合金门，其他均为木门。双推拉塑钢窗，单层玻璃全封闭窗。6.基础：阶型独立扩展基础，阶型联合扩展基础。第二章 结构方案设计2.1 设计资料1.本工程抗震设防烈度为7度，设计地分组为第一组2.自然条件：雪荷载0.5KN/M，基本风压：0.55KN/M.3.地质条件：地质勘探以 0.000为基准面，地质分布具体情况见表1，类场地，7度设防建筑地点冰冻深度-1.2m。序号岩 石分 类土层深度（m）厚度范围（m）地基承载力fk（kpa）桩端承载力qk（kpa）桩周摩擦力qk（kpa）1杂填土0.00.80.32粉土0.81.80.512103中砂1.82.80.82002

4、54砾砂2.86.53.73002400305圆砾6.512.56.0500350060建设地区地层土分布情况一览表 表1注： 拟建场地地形平坦，地下稳定水位距地表-6m，表中给定土层深度由自然地坪算起。 建筑地点冰冻深度-1.2m。 建筑场地类别：类场地土。 地震设防基本烈度：7 度。2.2 结构：1.本工程为钢筋混凝土现浇框架结构。2.楼板采用现浇钢筋混凝土板。楼梯为现浇板式楼梯3.材料情况：非重承水泥空心砖；砂浆等级为M5；混凝土：C25（基础、梁、板）、C30（柱）。纵向受力钢筋：HRB335级（梁）；HRB335级（柱）；箍筋：HPB235级钢筋，基础：HPB235级钢筋4.施工：梁

5、、板、柱均现浇。第三章 荷载计算3.1初估梁柱截面：2.1.1 由轴压比限值条件N/fcA0.9(（三级框架）（框架柱的负荷面积内每平米按15kN/m2初估）N=1.2（4.356.6155）=2583.9kNAN/0.9fc=2583.91000/0.9/14.3=200769.23mm2A=bh b=h =347.08mm 初估：柱截面：bh=600mm600mm. 2.1.2梁截面 主梁: h=(1/81/12)L=（600mm-900mm） 取 边跨取h=700mm, 取 中跨取h=500mm.b=(1/21/3)h且b不小于0.5倍柱宽且不小于250mm取b=300mm连系梁:h=(

6、1/81/12)L, 取h=500mm,b=(1/21/3)h, 取b=250mm.2.1.3 楼板：取h=120mm 3.2 荷载计算2.2.1 层数划分及计算简图如图：2.2.2荷载汇集1、恒载1）屋面荷载：（为不上人屋面）防水层：改性沥表防水卷材 0.05 kn/m找平层：25mm1：3水泥沙浆 250.02=0.5kn/m保温层：120mm厚水泥珍珠岩 0.124=0.48 kn/m找坡层：白灰炉渣最薄处30mm厚 0.0317=0.51 kn/m结构层：120mm厚钢筋砼现浇板 0.1225=3.00 kn/m 20mm厚板底抹灰 0.0217=0.34 kn/mGk=gk=5.0k

7、n/m2）楼面：30mm厚水磨石地面 0.65 kn/m120mm厚钢筋砼现浇板 0.1225=3kn/m20mm厚板底抹灰 0.0217= 0.34kn/ m Gk=gk=3.99kn/m3）梁重：（考虑梁上抹灰，取梁自重26kN/m3） 主 梁： 中跨260.70.3=5.46kN/m 边跨 260.50.3=3.9 kN/m 连系梁： 260.250.5=3.25kN/m4）墙重：（砌体与抹灰之和） 抹灰：外 墙 面 外 抹 灰： 20厚水泥砂浆 0.4 kN/m2 外墙面及内墙面抹灰：20厚石灰砂浆 0.34 kN/m2 总墙重： 外墙：底层：150.37+0.4+0.34=6.29

8、kN/m2 内墙：底层：150.24+0.342 =4.28 kN/m25）柱：（考虑到柱子抹灰，取柱子自重26kN/m3） 各 层：260.60.6 =9.36kN/m6）门、窗： 门：0.2kN/m2 窗：0.3kN/m22、活荷载： 雪活载： 0.5 kN/m2 厕所： 2.0 kN/m2 办公室： 2.0 kN/m2 走廊、楼梯： 2.5 kN/m2不上人屋面： 0.5 kN/m23、各层楼层重量(各层重力荷载代表值计算如下)五层上半层 女儿墙：0.240.94.5112+3（7.22+3） 10=251.24kN屋 面： 11（7.22+3）54.5=4306.5kN主 梁： （7.

9、22115.46+3113.9）=1045.04kN连系 梁：1143.254.5=1081.08kN柱 子：1140.53.99.36=803.09kN外 墙：4.5112+（7.22+3）（0.53.9-0.7）6.29=1052kN内 墙：4.5112+7.211（0.53.9-0.7）4.28=953.37kN外 墙 窗：361.52.30.50.3=18.63 kN内 墙 窗： 161.50.60.3=4.32kN=9515.454kN3=3+0.5活=9515.454+0.50.5861.3=9730.78kN五层下半层柱 子： 440.53.99.36=803.09kN外 墙 1

10、33.80.53.96.29=1641.2kN内 墙 178.20.53.94.28=1487.26kN外 墙 窗： 2.31.50.5360.3=18.63kN内 墙 门：2.10.9200.2=7.56KN=3961.98kN四层上半层楼 面861.314.49=3436.63kN主 梁：（7.22115.46+3113.9）=1045.04kN连系 梁：1143.254.5=1081.08kN柱 子：1140.53.99.36=803.09kN外 墙：4.5112+（7.22+3）（0.53.9-0.7）6.29=1052kN内 墙：4.5112+7.211（0.53.9-0.7）4.2

11、8=953.37kN外 墙 窗：361.52.30.50.3=18.63kN内 墙 窗：161.50.60.3=4.32kN=8394.16kN2=2+0.5活=8394.16+3961.98+0.52861.31=13217.45kN四层下半层等于五层下半层为：=3945.13kN二、三层上半层楼 面861.314.49=3436.63kN主 梁： kN（7.22115.46+3113.9）=1045.04kN连系 梁：1143.254.5=1081.08kN柱 子：1140.53.99.36=803.09kN外 墙：4.5112+（7.22+3）（0.53.9-0.7）6.29=1052k

12、N内 墙：（4.5112+7.29）（0.53.9-0.7）4.28=876.33kN外 墙 窗：18.63kN内 墙 窗：4.32kN=8317.12kN二、三层下半层柱 子： 440.53.99.36=803.09kN外 墙 133.80.53.96.29=1641.2kN内 墙 （4.5112+7.29）0.53.94.28=1367.07kN外 墙 窗： 2.31.50.5360.3=18.63kN内 墙 门：2.10.9160.2=6.048KN=3840.28kN3=3+0.5活=8317.12+3945.13+0.52861.31=13123.56kN2=2+0.5活=8317.

13、12+3840.28+0.52861.31=13018.71kN一层上半层楼 面：861.314.49=3436.63kN主 梁： kN（7.22115.46+3113.9）=1045.04kN连系 梁：1143.254.5=1081.08kN柱 子：440.54.99.36=1009.01kN外 墙：133.8（0.54.9-0.7）6.29=1472.8kN内 墙 178.2(0.54.9-0.7) 4.28=1334.72kN外墙窗洞：(246+1.82.4)(0.54.9-0.7) 6.29=713.286kN外 墙 窗：141.50.60.3=3.78kN雨 蓬：31.80.125+

14、62.40.125=49.5kN=9417.39kN=+0.5活=3840.28+9417.39+0.52861.31=14118.98kNG=63209.48kNA=861.315=4306.85m2G/A=63209.48/4306.55=14.68kN/m2第三章 水平荷载作用下的框架内力分析3.1梁的线刚度：在计算梁的线刚度时，考虑楼板对梁刚度有利影响,认为翼缘参加工作,为简化计算，先按矩形截面计算惯性矩，然后乘以一个增大系数。现浇钢筋砼梁：边框架梁=1.5I0 中框架梁=2I0柱采用30混凝土 梁采用25混凝土，C2.8107 kN/mI0=1/12bh3(m4) KB单位：KNm框

15、架梁线刚度计算部位截面（m）高度（m）截面惯性矩I0 (m4)边框架中框架I=1.5I0(m4)KB=EI/l(kn.m)I=1.5I0 m4)KB=EI/l(kn.m)边框架0.30.77.28.5710-312.8610-3500111.7110-266500中框架0.30.52.73.1310-34.6910-3486370.6310-265333边框架0.30.77.28.5710-312.8610-3500111.7110-2665003.2 框架柱侧移刚度计算1.柱线刚度：柱采用C30混凝土，首层高度4.9m,2-5层3.9m；柱截面：各层600 mm600mm 则 I0=1/12

16、bh3=10.810-3m4; KC=EI/h 2.柱的侧移刚度D：一般层： = D=首层： = D=部位截面(m)层高(m)惯性矩(m4)Ic=EI/h(104)边框架边柱C1边框架中柱C2K1Dc1K2Dc25层0.63.910.810-38.30770.60.23150751.190.37242514层0.63.910.810-38.30770.60.23150751.190.37242513层0.63.910.810-38.30770.60.23150751.190.37242512层0.63.910.810-38.30770.60.23150751.190.37242511层0.64

17、.910.810-36.61220.760.46152011.490.5317515部位中框架边柱C1中框架中柱C2各层各柱刚度层间刚度K3Dc3K4Dc4Dc1Dc2Dc3Dc45层0.80.28183521.580.44288391507542425141835218288391810067424层0.80.28183521.580.44288391507542425141835218288391810067423层0.80.28183521.580.44288391507542425141835218288391810067422层0.80.28183521580.44288391507

18、542425141835218288391810067421层10.46152011.990.581916715201417515415201182883918749488层间侧移刚度的验算D1/D2 =749488/1006742=0.740.7 满足要求 3.3.3水平地震作用分析（底部剪力法）本框架结构符合底部剪力法的适用范围，故采用底部剪力法计算水平地震作用。1. 框架自振周期计算:用能量法计算。用能量法计算的数据过程及其结果见表表5 用能量法计算的数据层次（KN）(KN)（KN/m）(m) 59730.789730.78 10067420.010.2011959.67394.6564

19、13217.4522948.2310067420.020.1922534.09485.845313123.5636071.7910067420.0360.1692216.95374.506213018.7149090.510067420.0490.1331732.77230.63114118.9863209.487494880.0840.0841190.75100.4242. 考虑七度设防：max=0.08 考虑I组类别 类场地土 Tg=0.35 S因为T1=0.521.4Tg=0.49 S 所以考虑顶部附加水平地震作用底部剪力为：1=(Tg/T1)0.9max=(0.35/0.50)0.90

20、.08=0.056FEk=1Geq=0.0560.8563209.48=3008.77 kN 由公式 Fi=(GiHi/GjHj) FEk(1-n)横向框架顶点位移计算层数HiGiGiHi GiHi/GjHjFiVi520.59730.78199480.990.26694.35694.35416.613217.45219409.670.29763.721458.08312.713123.5616669.2120.22580.142038.2228.813018.71114564.650.15398.782436.9914.914118.98691830.09240.812677.81剪力分布图

21、3.3.4.验算框架层间弹性位移角1.层数层间剪力I(kN)层间度i层间侧移ui=Vi/Di层 hi(m)Ui/hie5694.3510067420.6910-320.50.3410-441458.0810067421.4510-316.60.8710-41/55032038.2210067422.0210-312.71.610-4=0.001822436.9910067422.4210-38.82.7510-412677.817494883.5710-34.97.2910-4对于钢筋砼框架结构e=1/550, e e 所以满足规范规定的层间弹性位移的要求。 2.楼层地震剪力的验算 抗震规范要

22、求： 因基本周期小于3.5s，查抗震规范表得验算过程及其结果见表7。表7 楼层地震剪力验算层次（KN）(KN)(KN)结 论59730.789730.780.016155.7694.35满 足413217.4522948.230.016367.21458.08满 足313123.5636071.80.016577.152038.08满 足213018.7149090.50.016785.452436.99满 足114118.9863209.480.0161011.42677.81满 足3.3.5水平地震作用下框架柱剪力和弯矩计算（D值法：取横向中框架计算）1.柱剪力 Vik=D/D Vi ，

23、柱弯矩 M下=VikYi ，M上=Vik（1-Yi）hi2.反弯点高度h=(y0+y1+y2+y3) h y=y0+y1+y2+y3h反弯点到柱下端质点的距离，即反弯点高度y0标准反弯点高度比y1为上、下层梁线刚度比变化修正值y2为上层层高变化修正值y3为下层层高修正值根据框架总层数m,该柱所在层数n和梁柱线刚度比值K确定，并由内插法根据K值确定。边柱（中框）层h(m)y0y1y2y3Y53.90.80.30000.343.90.80.40000.433.90.80.450000.4523.90.80.050000.0514.91.00.650000.65中柱（中框）层h(m)y0Y1y2Y3

24、y53.91.580.380000.3843.91.580.430000.4333.91.580.480000.4823.91.580.50000.514.91.990.550000.553.边柱弯矩计算层HDDD/DViVikKYM下M上53.91006742183520.018694.3512.660.800.3014.834.5543.91006742183520.0181458.0826.580.800.4041.4662.2033.91006742183520.0182038.2237.150.800.4565.2179.7023.91006742183520.0182436.994

25、4.420.800.5086.6386.6314.9749488152010.022677.8153.671.000.6592.0492.044.中柱弯矩计算：层HDDD/DViVikkYM下M上53.91006742288390.029694.3519.891.600.3829.4848.0943.91006742288390.0291458.0841.771.600.4370.0492.8533.91006742288390.0292038.2258.391.600.48109.30118.4123.91006742288390.0292436.9969.811.600.50136.131

26、36.1314.9749488191670.0262677.8168.482.000.55184.56151.00计算过程 （1）（2）;（3）3.3.6地震作用下框架梁端剪力和柱轴力标准植计算过程：根据节点平衡由柱端弯矩求得梁轴线处弯矩Mc= M右+ M左= M上+ M下M右(左梁)= 1Mc M左(右梁)= 2Mc求得 边跨 1=1 2=1 中跨 1=0.504 2=0.496楼层AB跨梁端剪力BC跨梁端剪力柱轴力LM左M右VELM左M右VE边柱中柱57.234.5524.248.172.723.8523.8517.678.179.547.27761.6519.262.760.6860.6

27、844.9527.4335.1937.2121.1694.9830.022.793.4793.4769.2457.4574.4127.2151.84123.6938.272.7121.74121.7490.1895.72126.3217.2178.67144.744.912.7142.42142.42105.50140.63186.91第四章 横向风荷载计算4.1自然情况基本风压为0.55kN/m,即0=0.55kN/m,c类粗糙度。4.2荷载计算：1.风荷载标准值 k=zszWo z-高度z处的风振系数2.风压高度变化系数（z）： 5=0.85 4=0.772 3=2=1=0.743.风荷载

28、体型系数: s=0.8-(-0.5)=1.34.Z高度处的风振系数 在实际工程中，对于高度不大于30m，高宽比小于1.5的高层建筑，取风振系数Z=1.0层数ZSZiW0WkiFWkiVi51.0 1.30.8500.550.6112.5212.5240.7720.5515.4427.9630.7400.5314.8842.8420.7400.5314.8857.7210.7400.5316.7974.515.Fwk5=0.61 （0.9+1.95）7.2=12.52kNFwk4=0.55 3.9 7.2=15.44kNFwk3=0.53 3.9 7.2=14.88kNFwk2=0.53 3.9

29、 7.2=14.88knFwk1=0.53 (3.9/2+4.9/2) 7.2=16.79kN6.层间剪力 V5=12.52kN V4=27.96kN V3=42.84kN V2=57.72kN V1=74.51Kn7.荷载作用分布图：4.3风荷载作用下框架柱剪力和柱弯矩（D值法，取横向中框架计算） 1.柱剪力 Vik=D/D Vi ， 柱弯矩 M下=VikYi ，M上=Vik（1-Yi）hi2.反弯点高度h=(y0+y1+y2+y3) h y0标准反弯点高度比 y1为上、下层梁线刚度变化修正值y2为上层层高变化修正值 y3为下层层高修正值根据框架总层数m,该柱所在层数n和梁柱线刚度比值K确定

30、，对于地震作用，y值由按荷载表查得，并由内插法根据K值确定，并考虑层高的因素进行修正。3.边柱弯矩计算：层HDDD/DViVikkYM下M上53.91006742183520.01812.520.2280.800.300.6270.62343.91006742183520.01827.960.5090.800.400.7951.19233.91006742183520.01842.840.7810.800.451.3711.67523.91006742183520.01857.721.0520.800.502.0522.05214.9749488152010.0274.511.4931.000

31、.654.7562.5614.中柱弯矩计算：层HDDD/DViVikkYM下M上53.91006742283390.2912.520.3591.60.380.5320.86743.91006742283390.2927.960.8011.60.431.3431.78033.91006742283390.2942.841.2271.60.482.2972.48923.91006742283390.2957.721.6531.60.503.2443.24414.9749488191670.2674.511.9052.00.555.1354.29计算过程 （1）（2）;（3）4.4荷载作用下梁端弯矩

32、计算根据节点平衡由柱端弯矩求得梁轴线处弯矩Mc= M右+ M左= M上+ M下M右(左梁)= 1Mc M左(右梁)= 2Mc求得 边跨 1=1 2=1 中跨 1=0.504 2=0.496风荷载作用下框架梁端剪力和柱轴力标准植楼层AB跨梁端剪力BC跨梁端剪力柱轴力LM左M右VELM左M右VE边柱中柱57.20.6230.4370.1472.70.4300.4300.3190.1420.17247.21.4591.1650.3642.71.1471.1470.8490.5110.65737.22.4701.9310.6112.71.9011.9011.4081.1221.45427.23.423

33、2.7830.8622.72.7382.7382.0281.9842.62017.24.1633.7421.1602.73.6833.6832.7283.1444.188风荷载作用下的框架内力图如下： 第五章 框架在竖向荷载作用下的内力分析（采用弯矩二次分配法）5.1计算方法和荷载传递路线1.计算方法框架结构在竖向荷载作用下的内力计算采用力矩分配法，因为框架结构对称，荷载对称；又属于奇数跨，故在对称轴上梁的截面只有竖向位移（沿对称轴方向）没有转角。对称截面可取为滑动端。弯矩二次分配法是一种近似计算方法，即将各节点的不平衡弯矩同时作分配和传递，并以两次分配为限。(取一榀横向框架)2.荷载传递路线

34、对于边跨板，为7.2m4.5m,由于7.2/4.53.0 所以按双向板计算对于中跨板，为4.5m2.7m,由于4.5/2.73.0 所以按双向板计算5.2竖向荷载计算5.2.1 A-B(C-D)轴间框架梁板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载。1.屋面板传载恒载：5.04.5/2(1-20.312+0.312) 2=18.85kN/m活载：0.54.5/2(1-20.312+0.312) 2=1.89kN/m2.楼面板传荷载恒载：3.994.5/2(1-20.312+0.312) 2=15.08kN/m活载：5.04.5/2(1-20.312+0.312) 2=7.56kN/m3.梁自重：

35、5.46 kN/mA-B(C-D) 轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=5.46 kN/m+18.85 kN/m=24.31 kN/m 活载=板传荷载=1.89 kN/m楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=5.46 kN/m+15.08 kN/m=20.54 kN/m活载=板传荷载=7.56 kN/m5.2.2 B-C轴间框架梁1.屋面板传载恒载：5.04.5/45/8 2=7.03kN/m活载：0.54.5/45/8 2=0.7kN/m2.楼面板传荷载恒载：3.994.5/45/82=5.61kN/m活载：2.04.5/25/82=2.81kN/m3.梁自重：3.9kN/mB-

36、C 轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=3.9 kN/m+7.03 kN/m=10.93 kN/m 活载=板传荷载=0.7kN/m楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=3.9 kN/m+5.61kN/m=9.51 kN/m活载=板传荷载=2.81 kN/m5.3 框架计算简图5.4.梁固端弯矩梁端弯矩以绕杆端顺时针为正，反之为负。固端弯矩=（均布荷载跨度）/12=ql2/12荷载部位边跨中跨跨度均布荷载固端弯矩跨度均布荷载固端弯矩左右左右恒荷载顶层7.224.31-105.02105.022.710.93-6.64-6.64其它层7.220.54-88.7388.732.79.51-5.78-5.78活荷载顶层7.21.89-8.168.162.70.70-0.43-0.43其它层7.27.56-32.6632.662.72.81-1.71-1.71竖向荷载作用下框架梁的固端弯矩5.5框架节点分配系数 如下表边柱节点中柱节点顶层b右= ib右/（ ib右+iz下）=0.4