一榀框架计算(土木工程毕业设计手算全过程)hhnw.docx

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1、四川大学锦江学院毕业论文（设计）一 框框架结构构设计任任务书1.1 工程程概况：本工程为为成都万万达购物物广场-成仁店店，钢筋筋混凝土土框架结结构。梁梁板柱均均为现浇浇，建筑筑面积约约为57750m2，宽227米，长长为455米，建建筑方案案确定。建建筑分类类为乙类类公共类类建筑，二二类场地地，抗震震等级三三级。图1-11 计算算平面简简图1.2 设计计资料1）气象象条件：基本风压压31555KNN/m22 2）抗抗震设防防：设防烈度度7度 3）屋屋面做法法：20厚水水泥砂浆浆面层 一一层油毡毡隔离层层 440厚挤挤塑聚苯苯板保温温层 115厚高高分子防防水卷材材 220厚11:3水水泥砂浆浆

2、找平1:6水水泥焦渣渣1%找找坡层，最最薄处330厚 1120厚厚现浇钢钢筋混凝凝土板 粉粉底 44）楼面面做法： 88133厚铺地地砖面层层 1100厚厚钢筋砼砼楼板 吊吊顶1.3设设计内容容1)确定定梁柱截截面尺寸寸及框架架计算简简图2)荷载载计算3)框架架纵横向向侧移计计算；4)框架架在水平平及竖向向力作用用下的内内力分析析；5)内力力组合及及截面设设计；6)节点点验算。二 框框架结构构布置及及结构计计算简图图确定2.1 梁柱截截面的确确定通过查阅阅规范，知知抗震等等级为33级，允允许轴压压比为=0.85由经验知知n=112114knn/m22 取n=13kkn/mm2拟定轴向向压力设设

3、计值 NN=nA=113knn/m2281mm25=552655KN拟定柱的的混凝土土等级为为C300，fcc=144.3NN/mmm2 柱柱子尺寸寸拟定7700mmm7000mm=0.775=0.85 满足足初步确定定截面尺尺寸如下下：柱：bh=7000mmm700mmm梁（BCC跨、CE、EEF跨）=L/12=9000/12=750mm 取h=800mm，b=400mm纵梁=LL/122=90000/15=6000mm 取hh=600mmm，bb=3000mmm 现浇板厚厚取h=120mmm2.2 结构计计算简图图结构计算算简图如如下：图2-11结构计计算简图图图2-22平面计计算简图图三

4、 荷载载计算：3.1恒恒载标准准值计算算1）屋屋面板恒恒荷载标标准值20厚11:3水水泥砂浆浆面层00.02220=00.4KKN/MM 2一层油毡毡隔离层层 0.005KNN/M 240厚挤挤塑苯板板保温层层 0.0040.5=0.02KKN/MM 2 15厚高高分子防防水卷材材 0.04KKN/MM 220厚11:3水水泥砂浆浆找平 0.0220 =0.4 KKN/MM 21:6水水泥渣11%找坡坡层最薄薄处300厚（00.033+0.0455）/2214=0.5525 KN/M 2120厚厚现浇钢钢筋混凝凝土板 0.11225=3KNN/M 212厚板板底抹灰灰 0.012220=0.2

5、24KNN/M 2合计4.6755KN/M 22屋面板传传递给边边柱的集集中荷载载： 44.67751.559=663KNN中柱的集集中荷载载：4.667539=1126.23KKN屋顶次次梁恒载载标准值值单向板传传给次梁梁的荷载载4.66753=114.0025KKN/MM 次梁梁自重 0.33(0.6-00.122)25=3.66KN/M 次梁梁粉刷 （0.6-00.122）0.002172=00.3226KNN/M合计 118KNN/M图3-11 次梁计计算单元元及板传传力图屋顶框框架梁所所受恒荷荷载标准准值次梁传给给框架梁梁恒荷载载 1889=1162KKN屋顶框框架梁重重量梁自重：

6、00.40.8-00.122255=6.8KNN/M 粉粉刷：0.88-0.120.02172=00.466KN/M合计 77.266KN/M2）楼楼面板恒恒载标准准值 8113厚铺铺地砖面面层 00.6KKN/MM 2 20厚厚1:22水泥砂砂浆结合合层 00.02220=0.44KN/M 22 1200厚钢筋筋砼楼板板 0.11225=3KNN/M 2 石膏板板吊顶 0.22KN/M 22合计4.2KNN/M 2 楼面板板传递给给边柱的的集中荷荷载：44.21.559=556.77KN 中柱的的集中荷荷载：44.239=1113.4KNN255层纵向向次梁恒恒载标准准值计算简图图见 图图3

7、 楼面面单向板板传给纵纵向次梁梁恒荷载载 4.223=112.66KN/M 次梁梁自重 0.33（0.6-00.122）25=3.66KN/M合计166.2KN/M255层框架架梁所受受恒荷载载标准值值次梁传递递给框架架梁恒荷荷载 16.291500 KNN255层框架架梁恒载载标准值值框架梁自自重 0.44（0.8-00.122）25=6.88KN/M3）四层层建在所所取一榀榀框架梁梁上的填填充墙恒恒荷载标标准值墙自重 0.22（3.3-00.8）10.35.2KN/M 粉刷刷（3.3-00.8）0.02172=1.7KN/M合计取（因因为有构构造柱取取大点） 7.2KN/M4）柱自自重标准

8、准值13层层柱自重重： 0.70.77（4.200.122）2549.98KKN大理石贴贴面： 0.5540.774.225.88KKN合计555.866KN45层层柱自重重： 0.770.77（3.33-0.112）2538.96KKN大理石贴贴面： 00.540.773.334.662KNN合计 443.558KNN5）外墙墙自重标标准值5层外墙墙作用在在边柱的的集中荷荷载墙自重：0.22（3.3-00.122）10.3（9-07） =544.377KN 粉刷： 20.002（3.3-00.122）17（99-0.7）=17.95KKN合计 772.332KNN4层玻璃璃幕墙作作用在边边柱

9、的集集中荷载载玻璃幕墙墙自重：1.55kn/m2（9-0.77）（3.3-00.122）=226.115KNN23层层外墙作作用在边边柱的集集中荷载载墙自重： 0.2（4.22-0.12）10.3（9-07） =69.76KN粉刷：220.002（4.2-00.122）17（99-0.7）=23.03KKN合计922.799KN3.2活活荷载标标准值计计算1）屋屋面板活活荷载标标准值（不不上人）：0.5KN/M顶层次次梁受板板传递的的活荷载载标准值值（计算算简图见见图2）0.53=11.5KKN/MM框架梁梁受次梁梁传递的的活荷载载标准值值1.59=113.55KN屋面板板传递给给边柱的的集中

10、荷荷载： 0.551.559=66.755KN中柱的集集中荷载载：0.539=113.55KN2）55层楼面面板活荷载标标准值： 5KKN/MM5层次次梁受板板传递的的活荷载载标准值值（计算算简图见见图3）53=15KKN/MM框架梁梁受次梁梁传递的的活荷载载标准值值1599=1335KNN5层面面板传递递给边柱柱的集中中荷载： 551.559=667.55KN中柱的集集中荷载载：539=1135KKN3）44层楼面面板活荷载标标准值： 2.5KKN/MM4层次次梁受板板传递的的活荷载载标准值值（计算算简图见见图3）2.53=77.5KKN/MM框架梁梁受次梁梁传递的的活荷载载标准值值7.59

11、=677.5KKN屋面板板传递给给边柱的的集中荷荷载： 2.51.559=333.755KN中柱的集集中荷载载：2.539=677.5KKN4）223层层楼面板板活荷载标标准值： 3.5KNN/M233层次梁梁受板传传递的活活荷载标标准值（计计算简图图见图33）3.53=110.55KN/M框架梁梁受次梁梁传递的的活荷载载标准值值10.559=994.55KN屋面板板传递给给边柱的的集中荷荷载： 3.551.559=447.225KNN中柱的集集中荷载载：3.539=994.55KN四 内内力计算算4.1 恒荷载载作用下下的内力力计算刚度计算算梁线刚度度： 截面面的惯性性矩Ib0= =1710

12、9mm4考虑现浇浇楼板对对框架梁梁截面惯惯性矩的的影响，中中框架梁梁取 II中=2Ib0边框框架取 I边=1.5Ibb0i边跨梁梁=E=28105Ei中跨梁梁=E=388105E柱线刚度度： 截截面的惯惯性矩IIC=20109mm4i455层柱=E=60105Ei133层柱=E=48105E取1055E值作为基基准值11，算得得各杆件件相对线线刚度(见下图图)图4-11梁柱相相对线刚刚度图图4-22恒载作作用下的的计算简简图由于分布布荷载在在梁汇总总产生的的内力远远小于集集中荷载载，所以以将梁的的分布荷荷载近似似等效为为作用在在次梁处处的集中中荷载，以以便于计计算。图4-33恒载等等效荷载载作

13、用下下的计算算简图因为框架架对称，且且恒荷载载为正对对称荷载载，所以以取半榀榀框架进进行计算算。由结构力力学梁端端弯矩公公式得到到：顶层结点点弯矩：MAB=-MBBA=-Paa(1-)=1194.673(1-)=-3899.344KNM4层结点点弯矩：MAB=-MBBA=-Paa(1-)=21133(1-)=-4266KNM标准层结结点弯矩矩：MAB=-MBBA=-Paa(1-)=1180.63(1-)=-3361.2KNNM采用二次次弯矩分分配法（见见下图）图4-44恒载弯弯矩分配配图在竖向荷荷载作用用下，梁梁端截面面有较大大的负弯弯矩，设设计时应应进行弯弯矩调幅幅，降低低负弯矩矩，以减减少

14、配筋筋面积。对于现浇框架，支座弯矩调幅系数为0.85（在内力组合的表中进行梁端调幅计算）图4-55恒载作作用下的的框架弯弯矩图（等等效为集集中荷载载时）表4-11恒载作作用下内内力楼层 荷载载引起的的弯矩 弯弯矩引起起的内力力AB跨BC跨CD跨AB跨BC跨CD跨VAVBVBVCVCVDVAVBVBVCVCVD顶层194.67-1944.677194.67-1944.677194.67-1944.677-16.52-16.520016.55216.5525180.6-1800.6180.6-1800.6180.6-1800.6-6.007-6.007006.0776.0774213-213321

15、3-2133213-2133-10.57-10.570010.55710.5573180.6-1800.6180.6-1800.6180.6-1800.6-9.118-9.118009.1889.1882180.6-1800.6180.6-1800.6180.6-1800.6-11.07-11.070011.00711.007楼层恒载作用用下的剪剪力AB跨BC跨CD跨VAVBVBVCVCVD顶层178.15-2211.199194.67-1944.677221.19-1788.155 5174.53-1866.677180.6-1800.6186.67-1744.5334202.43-2233

16、.577213-2133223.57-2022.4333171.42-1899.788180.6-1800.6189.78-1711.4222169.63-1911.677180.6-1800.6191.67-1699.633图4-66恒载作作用下的的框架梁梁的剪力力图柱轴力包包括柱传传下轴力力和柱自自重，恒恒载作用用下的柱柱轴力见见下图。图4-77恒载作作用下柱柱的轴力力图4.2 活荷荷载作用用下的内内力计算算活荷载按按满跨布布置，不不考虑活活荷载的的最不利利布置。此此时，求求得的跨跨中弯矩矩比最不不利荷载载位置法法的计算算结果偏偏小，故故对梁跨跨中弯矩矩乘以11.2的的增大系系数。梁梁端弯

17、矩矩应进行行弯矩调调幅，乘乘以调幅幅系数00.855.在内内力组合合的表中中进行跨跨中弯矩矩增大和和梁端调调幅计算算。 方法法同恒载载作用下下的内力力计算，计计算过程程见下图图。图4-88活荷载载作用下下的计算算简图图4-99活荷载载作用下下的框架架弯矩分分配图图4-110活荷荷载作用用下的框框架弯矩矩图表4-22活载作用用下的内内力楼层 荷载载引起的的弯矩 弯弯矩引起起的内力力AB跨BC跨CD跨AB跨BC跨CD跨VAVBVBVCVCVDVAVBVBVCVCVD顶层13.55-13.513.55-13.513.55-13.50.6110.61100-0.661-0.6615135-135513

18、5-1355135-1355-7.33-7.33007.37.3467.55-67.567.55-67.567.55-67.5-2.33-2.33002.32.3394.55-94.594.55-94.594.55-94.5-5.119-5.119005.1995.199294.55-94.594.55-94.594.55-94.5-5.119-5.119005.1995.199楼层活荷载作作用下的的剪力AB跨BC跨CD跨VAVBVBVCVCVD顶层14.111-12.8913.55-13.512.889-14.11 5127.7-1422.3135-1355142.3-1277.7465.2

19、2-69.867.55-67.569.88-65.2389.331-99.6994.55-94.599.669-89.31288.771-1000.29994.55-94.5100.29-88.71图4-111活载载载作用用下的框框架梁的的剪力图图图4-112活荷荷载作用用下柱的的轴力图图4.3地地震荷载载作用下下框架的的内力计计算一、水平平地震作作用标准准值的计计算1、框架架的抗震震等级由设计需需求，抗抗震设防防烈度为为7度，房房屋高度度为199.2mm 30mm，可知知该框架架的抗震震等级为为三级。2、场地地和特征征周期值值工程场地地为类场地地，地震震设计特特征周期期值Tgg=0.40ss

20、。3、重力力荷载代代表值（取取第轴线的的KJLL计算各各层重力力荷载代代表值） 对于楼楼层，重重力荷载载代表值值取全部部恒荷载载和500%的楼楼面活荷荷载。对对于屋顶顶是不上上人屋顶顶故屋面面活荷载载不计入入。顶层重力力荷载代代表值GG6G6恒=（633+322.4）2+（126.23+32.4）2+1626+7.2627=1580.68KN 第5层重重力荷载载代表值值G5 G5恒恒+0.5活=(556.77+322.4+72.32)2+(1133.4+32.4)2+11506+66.827+43.584+0.5（677.52+11352+11356）=24779.886KNN 第4层重重力荷

21、载载代表值值G4G4恒+0.55活=(566.7+32.4+226.115)2+(1133.4+32.4)2+11506+66.827+7.2227+43.584+0.5（333.7552+667.552+667.556）=22278.17KKN第3层重重力荷载载代表值值G3G3恒+0.55活=(566.7+32.4+992.779)2+(1133.4+32.4)2+11506+66.827+55.864+0.5（477.2552+994.552+994.556）=23387.67KKN第2层重重力荷载载代表值值G2 G2恒恒+0.5活=23887.667KNN4、结构构自震周周期T11对框架

22、结结构，采采用经验验公式计计算: T11=0.0855n=00.08855=00.4225s5、地震震影响系系数由=0.40ss，T11=0.4255s，T15，则则由地震震影响曲曲线，有有6、计算算水平地地震作用用标准值值（采用用底部剪剪力法计计算）因因为T111.4，故故顶部附附加地震震作用不不考虑。可按下表表计算计算水平平地震作作用标准准值表二、水平平地震作作用产生生的框架架内力表4-33水平地地震作用用产生的的框架内内力位置顶层15800.68819.22303449.11717.97169.5第5层24799.86615.99394229.88717.97220.2第4层22788.

23、17712.66287004.99717.97160.3第3层23877.6778.4200556.44717.97112第2层23877.6774.2100228.22717.9756KNmm1、各柱柱剪力值值及反弯弯点高度度层数柱号反弯点高高度y5169.5A50.1887()60 1.0074()60029.550.744B50.355()66055.221.199C50.355()66055.221.199D50.1887()6029.550.7444389.7A40.1887()601.0774()6067.991.099B40.355()6601271.322C40.355()66

24、01271.322D40.1887()6067.991.0993550A30.2225()481.277()44897.4441.855B30.411()448177.561.933C30.411()448177.561.933D30.2225()4838.771.8552662A20.2225()481.277()448117.32.1B20.411()448213.72.1C20.411()448213.72.1D20.2225()48117.32.11718A10.4118()481.922()448156.32.988B10.5441()48202.32.733C10.5441()48

25、202.32.733D10.4118()48156.32.9882、水平平地震作作用下的的框架内内力图求出各柱柱剪力VVi和该柱柱反弯点点高度yyi后，则则该柱下下端弯矩矩为Mii=Viyi,上端端弯矩为为Vi(hi-yi),再再利用节节点平衡衡求出框框架梁端端弯矩，画画出左地地震作用用下的框框架内力力图，右右地震作作用下的的框架内内力与左左地震作作用下的的反号。图4-113水平平地震(左震)作用下下的框架架内力图图弯矩图(单位：KNm)与与梁剪力力图(单单位：KKN)图4-114左震震作用下下的柱剪剪力图与与轴力图图(单位位：KNN)五 内内力组合合5.1框框架横梁梁内力组组合：由于是对对称

26、结构构，所以以只算左左跨和中中跨，右右跨内力力与左跨跨反号。表5-11 KJJ4的屋屋面框架架梁(顶顶层)内内力组合合表杆件截面位置置内力种类类恒荷载载活荷载载重力荷荷载左震右震MmaaxMmaax Vmaax组合项组合值组合项组合值组合项组合值ABAM-2455.477-30.43-2600.69964.119-64.191.2+11.3-3966.2881.355+0.71.44V178.1514.111185.21-13.8813.888254.33跨中M295.7210.003300.741.2+11.4368.9B左M-3711.888-25.8384.78-42421.355+0.

27、71.44527.321.355+0.71.44V-2211.199-12.89227.64-13.8813.888-3111.244BCB右M-3466.833-22.95-3588.31157-571.2+11.3-5044.0771.355+0.71.44V194.6713.55201.42-14.914.99285.15跨中M175.9713.55182.721.2+11.4230.06C左M-3466.833-22.95-3588.311-57571.2+11.3-5044.0771.355+0.71.44V-1944.677-13.5-2011.422-14.914.99-2855

28、.155表5-22 KJJ4的框框架梁(5层)内力组组合表杆件截面位置置内力种类类恒荷载载活荷载载重力荷荷载左震右震MmaaxMmaax Vmaax组合项组合值组合项组合值组合项组合值ABAM-3199.311 -1922.1-4155.366146.05-1466.0551.2+11.3-6888.31.355+0.71.44V174.53127.7238.38-34.0334.003360.76跨中M187.93188.52376.451.2+11.4489.44B左M-3311.788-2488-4555.788-1144.3114.31.2+11.3-6955.52261.2+11.3

29、V-1866.677-1422.3-2577.822-34.0334.003-3911.466BCB右M-3122.955-2255.077-4255.499155.28-1555.2881.2+11.3-7122.4551.355+0.71.44V180.6135248.1-40.640.66376.11跨中M173.63168.25257.761.2+11.4443.91C左M-3122.955-2255.077-4255.499-1555.288155.281.2+11.3-7122.4551.355+0.71.44V-1800.6-1355-2488.1-40.640.66-3766.

30、111表5-33 KJJ4的框框架梁(4层)内力组组合表杆件截面位置置内力种类类恒荷载载活荷载载重力荷荷载左震右震MmaaxMmaax Vmaax组合项组合值组合项组合值组合项组合值ABAM-3122.555 -1077.099-3666.1257.54-2577.5441.2+11.3-7744.12221.2+11.3V202.4365.22235.03-53.0253.002350.96跨中M239.5991.881331.41.2+11.4416.04B左M-3933.4-1244.666-4555.733-1488.077148.071.2+11.3-7399.3771.2+11.3

31、V-2233.577-69.8-2588.477-53.0253.002-3799.022BCB右M-3700.233-1122.188-4266.322201.2-2011.21.2+11.3-7733.1441.2+11.3V21367.55246.75-52.652.66364.48跨中M203.4384.662245.741.2+11.4362.58C左M-3700.233-1122.188-4266.322-2011.2201.21.2+11.3-7733.1441.2+11.3V-2133-67.5-2466.755-52.652.66-3644.488表5-44 KJJ4的框框架

32、梁(3层)内力组组合表杆件截面位置置内力种类类恒荷载载活荷载载重力荷荷载左震右震MmaaxMmaax Vmaax组合项组合值组合项组合值组合项组合值ABAM-2655.499 -1388.944-3344.966362.6-3622.61.2+11.3-8733.3331.2+11.3V171.4289.331216.08-84.6984.669369.39跨中M201.86148.282761.2+11.4449.82B左M-3355.722-1755.677-4233.555-2855.244285.241.2+11.3-8799.0771.2+11.3V-1899.788-99.69-2399.633-84.6984.669-3977.655BCB右M-3155.188-1644.933-3977.655387.5-3877.51.2+11.3-9800.9331.2+11.3V180.694.55227.85-1011.311101.31405.12跨中M171107.36224.681.2+11.4355.5C左M-3155.188-1644.933-3977.655-3877.5387.51.2