框架结构毕业设计计算书 (终).doc

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1、一、工程概况1.工程概况1.1建设项目名称：中学教学楼本工程建筑功能为公共建筑，使用年限为50年；建筑平面的横轴轴距为6.0m，纵轴轴距为5.4m和4.5m；内、外墙体材料为陶粒混凝土空心砌块，外墙装修使用乳白色涂料仿石材外墙涂料，内墙装修喷涂乳胶漆，教室内地面房间采用水磨石地面，教室房间墙面主要采用石棉吸音板，门窗采用塑钢窗和装饰木门。全楼设楼梯两部。1.2建筑地点：重庆沙坪坝1.3设计资料：1.3.1.地质水文资料：根据工程地质勘测报告，拟建场地地势平坦，表面为平均厚度0.3m左右的杂填土，以下为1.21.5m左右的淤泥质粘土，承载力的特征值为70kN/m2，再下面为较厚的垂直及水平分布比

2、较均匀的粉质粘土层，其承载力的特征值为180kN/m2，可作为天然地基持力层。1.3.2抗震设防要求：六度四级设防1.3.3.底层室内主要地坪标高为0.000，相当于黄海高程220.5m。1.3.4.地下潜水位达黄海高程213.5m, 对本工程无影响。1.4主要构件材料及尺寸估算 1.4.1主要构件材料 框架梁、板、柱采用现浇钢筋混凝土构件， 墙体采用混凝土空心砌块， 混凝土强度：梁、板、柱均采用C30混凝土， 钢筋使用HPB235，HPB335，HRB 400三种钢筋。1.4.2.主要构件的截面尺寸 、 按高跨比条件，当时，满足刚度要求，可不验算挠度。对于工业建筑的楼盖板，要求，取板厚3、次

3、梁的截面高度应满足 ，取 则，取。4、主梁的截面高度应该满足，则，取。（2）框架柱：初定边柱尺寸400mm400mm，中柱400mm400mm角柱400mm500mm，一至五层框架柱混凝土强度等C30。 其中，n为验算截面以上楼层层数，g为折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，框架结构近似取18 kN/m2，F为按简支状态计算的柱的负荷面，为考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数。抗震等级四级的框架结构轴压比，边柱和中柱的负荷面积分别是5.4m4.5m和4.5m4.2m。边柱 中柱 所以边柱取400mm600mm，中柱取500mm500mm。1.5框架结构计算简图和结构平面布置图框架结构计算简图二

4、、楼盖、板的计算一、 平面结构布置：、确定主梁的跨度为,次梁的跨度为,主梁每跨内布置两根次梁,板的跨度为。楼盖结构布置图如下： 框架计算单元：、按高跨比条件，当时，满足刚度要求，可不验算挠度。对于工业建筑的楼盖板，要求，取板厚3、次梁的截面高度应满足 ，取 则，取。4、主梁的截面高度应该满足，则，取。二、 板的设计（按塑性内力重分布计算）：1、荷载计算：板的恒荷载标准值： 取1m宽板带计算： 水磨石面层 80mm钢筋混凝土板 20mm板底混合砂浆 恒载： 活载： 恒荷载分项系数取1.2；因为工业建筑楼盖且楼面活荷载标准值大于，所以活荷载分项系数取1.3。于是板的设计值总值： = 2、板的计算：

5、 次梁截面为，现浇板在墙上的支承长度不小于100mm，取板在墙上的支承长度为120mm。按塑性内力重分布设计，板的计算边跨： ，取 ()中跨： 板为多跨连续板，对于跨数超过七跨的等截面连续板，其各跨受荷相同，且跨差不超过10%时，均可按七跨等跨度连续板计算。3、内力计算及配筋：用塑性内力重分布理论计算，则有系数如下： 表1.0支承情况截 面 位 置端支座边跨支座离端第二支座离端第二跨中中间支座中间跨中A1B2C3梁板搁支在墙上01/11两跨连续：-1/10三跨以上连续：-1/111/16-1/141/16板与梁整浇连接-1/161/14梁-1/24梁与柱整浇连接-1/161/14则由可计算出、

6、，计算结果如下表：截面位置1B2C1/11-1/111/16-1/14由题知：则，根据各跨跨中及支座弯矩可列表计算如下：截面1B2CM（）6.477-6.354.3653.492-4.983.99（）42.840.1510.1480.1010.0810.1160.093()0.1640.1610.1070.0840.1230.0980.9180.9200.9470.9580.9380.951（mm2）480.7480.7322.3255.8317.7293.6选钢筋轴线轴线8/101308/1013081308130轴线8/101308/101306/81306/8130实际配筋轴线轴线495

7、mm2495mm2387mm2387mm2轴线495mm2495mm2302mm2302mm2位于次梁内跨上的板带，其内区格四周与梁整体连接，故其中间跨的跨中截面（、）和中间支座（）计算弯矩可以减少20%，其他截面则不予以减少。4、确定各种构造钢筋：分布筋选用6300。嵌入墙内的板面附加钢筋选用8200。垂直于主梁的板面附加钢筋选用8200。板角构造钢筋:选用8200,双向配置板四角的上部。5、绘制板的配筋示意图：采用弯起式筋,详见板的配筋图. 三、次梁设计1、次梁的支承情况： 2、荷载计算： 由板传来： 次梁肋自重： 次梁粉刷重 恒载： 活载： 设计值总值： = 3、确定计算跨度及计算简图。

8、塑性内力重分布计算时，其计算跨度： 中跨： 边跨： ,取 ()因跨度相差小于10%，可按等跨连续梁计算。 3、内力计算：由可计算出、，计算结果如下表：截面位置1B2C1/11-1/111/16-1/14由可计算出、，计算结果如下表：截面位置0.450.600.550.554、截面承载力计算：、次梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽度，按，故取。梁高： 翼缘厚： 判定T形截面类型：故各跨中截面属于第一类T形截面。、支座截面按矩形截面计算，离端第二支座B按布置两排纵向钢筋考虑，取，其他中间支座按布置一排纵向钢筋考虑，取、次梁正截面承载力计算见下表：截 面1B2C弯矩M或0.0300.3180.0

9、190.212 0.0300.3960.0190.2080.9850.8330.9110.896720.2901.7468.1591.7选用钢筋318（弯1）318+116（弯起）316（弯1）316（弯1）实际钢筋截面面积（mm2）763964.1603603、次梁斜截面承载力计算见下表：截 面ACV76.03101.3792.8292.82截面满足截面满足截面满足截面满足需配箍筋需配箍筋需配箍筋需配箍筋箍筋肢数、直径2626262656.656.656.656.6445.0123.3156.1185.7实配箍筋间距150150不足用补充150150满足不满足满足满足9.55mm2选配弯起钢

10、筋由于纵向钢筋充足，可弯起118118由于纵向钢筋充足，可弯起116由于纵向钢筋充足，可弯起116实配钢筋面积254.5 mm2254.5 mm2201.1 mm2201.1 mm25、构造配筋要求：沿全长配置封闭式箍筋，第一根箍筋距支座边50mm处开始布置，在简支端的支座范围内各布置一根箍筋。四、竖向荷载作用下框架结构的内力计算框架梁的配筋计算（仅以一层梁为例说明计算过程）4.1荷载计算4.1.1 恒荷载标准值计算荷载计算：线荷载 屋面： 屋面恒载5.2kN/m2 屋面板传来的恒载：5.23.317.16kN/m教室梁自重：0.250.725=4.38 kN/m教室梁侧粉刷：2（0.7-0.

11、12）0.02170.39 kN/m 教室横梁的矩形线荷载合计：4.77 kN/m教室横梁的三角形线荷载合计：17.16 kN/m走廊板传来的恒载：5.22.412.48 kN/m走廊梁自重：0.250.725=4.38 kN/m走廊梁侧粉刷：2（0.7-0.10）0.02170.41 kN/m 走廊横梁的矩形线荷载合计：4.79 kN/m 走廊横梁的三角形线荷载合计：12.48 kN/m楼面： 楼面恒载4.1kN/m2楼面板传来的恒载：4.13.313.53 kN/m教室梁自重：0.250.725=4.38 kN/m教室梁侧粉刷：2（0.7-0.12）0.02170.39 kN/m教室梁上墙

12、自重：0.20（3.6-0.7）1911.02 kN/m教室梁上墙面粉刷：（3.6-0.7）0.022171.97 kN/m 教室横梁的矩形线荷载合计：17.76kN/m教室横梁的三角形形线荷载合计：13.53 kN/m走廊：楼面恒载3.6 kN/m2走廊楼面传来的恒载：3.62.48.64 kN/m走廊梁自重0.250.725=4.38 kN/m走廊梁侧粉刷：2（0.7-0.10）0.02170.41 kN/m 走廊横梁的矩形线荷载合计：4.79 kN/m走廊横梁的三角形线荷载合计：8.64 kN/m荷载计算：集中荷载次梁传来的集中荷载：屋面：板传来的恒载：5.23.317.16 kN/m次

13、梁自重：0.25（0.50.12）252.38 kN/m次梁粉刷：0.02（0.5-0.12）2170.26 kN/m (4.5+4.5-3.3)17.160.52.384.50.264.569.37KN楼面：板传来的恒载：4.13.313.53 kN/m次梁自重：0.25（0.50.12）252.38 kN/m次梁粉刷：0.02（0.5-0.12）2170.26 kN/m (4.5+4.5-3.3)15.530.52.384.50.264.564.41KN屋面框架节点集中荷载：边柱联系梁自重：0.250.64.52516.88KN粉刷：0.02（0.6-0.12）24.5171.47KN边柱

14、联系梁传来屋面荷载：0.5(4.5+4.5-3.3)3.3/25.228.74KN 顶层边节点集中荷载合计：47.1KN中柱联系梁自重：0.250.64.52516.88KN粉刷：0.02（0.6-0.12）24.5171.47KN联系梁传来的屋面板荷载：0.5(4.5+4.5-2.4)2.4/25.2=20.6 KN0.5(4.5+4.5-3.3)3.3/25.2=28.7 KN 顶层中节点集中荷载合计：38.95KN楼面框架节点集中荷载：边柱联系梁自重：0.250.64.52516.88KN粉刷：0.02（0.6-0.12）24.5171.47KN塑钢窗：5 KN窗下墙体自重：0.201.

15、24.51920.5KN窗下墙体粉刷自重：20.021.24.5173.67KN框架柱自重：0.60.43.62521.6KN框架柱粉刷自重：(0.6+0.4)20.023.617=0.6KN联系梁传来的楼面自重：0.5(4.5+4.5-3.3)3.3/24.122.66KN 楼面层边节点集中荷载合计：92.38KN中柱联系梁自重：0.250.64.52516.88KN粉刷：0.02（0.6-0.12）24.5171.47KN内纵墙自重：4.5(3.6-0.6)0.2019=51.3KN内纵墙墙体粉刷自重：4.5(3.6-0.6)20.0217=9.18KN扣除门洞：-2.11.00.2419

16、+5-4.5KN框架柱自重：0.450.453.62518.3KN框架柱粉刷自重：(0.45+0.45)20.023.617=2.2KN联系梁传来的楼面自重：0.5（4.5+4.5-2.4）2.4/23.616.4KN0.5(4.5+4.5-3.3)3.3/24.1=19.3 KN 楼面层中节点集中荷载合计：130.5KN屋面层梁上作用的恒载屋面层梁上作用的恒载在上图中，gk1、qk1分别代表横梁自重，是均布荷载形式；gk2和gk2分别代表房间和走廊传给横梁的两个三角形荷载和三角形荷载，gk代表跨中次梁集中荷载。gk1 =4.77 kN/m gk2 =17.16 kN/m gk1=4.79 k

17、N/m gk2=12.48 kN/mgk=69.37KNgk2、gk2、gk代表房间和走廊传给横梁的梯形、三角形荷载和跨中集中荷载，需要将其转化为等效均布荷载。 两个三角形荷载 三角形荷载 跨中集中荷载 横向框架恒荷载： 屋面板：9.124.77+12.85=26.74 kN/m （6.6m跨） 7.8+4.79=12.59 kN/m （2.4m跨） 楼面层梁上作用的恒载在上图中，gk1、gk1分别代表横梁自重，是均布荷载形式；gk2和gk2分别代表房间和走廊传给横梁的两个三角形荷载和三角形荷载，gk代表跨中次梁集中荷载。gk1 =13.76kN/mgk2 =13.53 kN/m gk1 =4

18、.97 kN/m gk2 =8.68 kN/mgk =66.41KNgk2、gk2、gk代表房间和走廊传给横梁的梯形、三角形荷载和跨中集中荷载，需要将其转化为等效均布荷载。 两个三角形荷载 三角形荷载 跨中集中荷载 横向框架恒荷载： 楼面板：13.767.19+15.1=36.04kN/m （6.6m跨） 5.43+4.97=10.4 kN/m （2.4m跨）4.1.2 活荷载标准值计算屋面活荷载：0.5 kN/m，(不上人屋面)，搂面活荷载：2.0 kN/m，走廊：2.5 kN/m荷载计算：线荷载 屋面： 屋面活载0.5kN/m2 屋面板传来的活载：0.53.31.65 kN/m 教室横梁的

19、三角形线荷载合计：1.65 kN/m走廊板传来的活载：0.52.41.2 kN/m 走廊横梁的三角形线荷载合计：1.2kN/m楼面： 楼面活载2.0kN/m2楼面板传来的活载：2.03.36.6 kN/m 教室横梁的梯形线荷载合计：6.6 kN/m走廊：楼面活载2.5kN/m2走廊楼面传来的活载：2.52.46 kN/m 走廊横梁的三角形线荷载合计：6 kN/m荷载计算：集中荷载次梁传来的集中荷载：屋面：板传来的活载：0.53.31.65 kN/m(4.5+4.5-3.3)1.650.54.7KN 次梁传来的集中荷载合计：4.7KN楼面：板传来的活载：2.03.36.6kN/m(4.5+4.5

20、-3.3)6.60.518.81KN 次梁传来的集中荷载合计：18.81KN屋面框架节点集中荷载边柱联系梁传来的屋面活载：0.54.50.51.125KN0.5(4.5+4.5-3.3)4.5/20.5=3.2 KN 顶层边节点集中荷载合计：4.33KN中柱联系梁传来的屋面活载：0.5(4.5+4.5-2.4)2.4/20.5=1.98 KN0.5(4.5+4.5-3.3)3.3/20.5=2.35 KN 顶层中节点集中荷载合计：4.33KN楼面框架节点集中荷载：边柱联系梁传来的楼面活载：0.5(4.5+4.5-3.3)3.3/22.0=9.4KN 楼面层边节点集中荷载合计：9.4KN中柱联系

21、梁传来的楼面活载：0.5（4.5+4.5-2.4）2.4/22.59.9KN0.5(4.5+4.5-3.3)3.3/22.0=10.89KN 楼面层中节点集中荷载合计：20.79KN屋面层梁上作用的活载在上图中，qk1、qk1分别代表房间和走廊传给横梁的三角形荷载。qk1 =1.65 kN/m qk1=1.2kN/m qk =4.7KN qk1、qk1代表房间和走廊传给横梁的三角形荷载和跨中集中荷载，需要将其转化为等效均布荷载。 两个三角形荷载 三角形荷载 跨中集中荷载 横向框架活荷载： 屋面板：0.88+1.07=1.95kN/m （6.6m跨） 0.75 kN/m （2.4m跨） 楼面层梁

22、上作用的活载在上图中，qk1、qk1分别代表房间和走廊传给横梁的三角形荷载。qk1 =6.6kN/m qk1 =6 kN/mqk =18.81KN qk1、gk1代表房间和走廊传给横梁的梯形、三角形荷载和跨中集中荷载，需要将其转化为等效均布荷载。 两个三角形荷载 三角形荷载 跨中集中荷载 横向框架活荷载： 楼面板： 3.5+4.275=7.775kN/m （6.6m跨） 3.75 kN/m （2.4m跨）4.2竖向荷载作用下梁、柱内力计算梁端、柱端弯矩见弯矩图。梁端剪力： 梁端剪力示意图 柱轴力：柱轴力示意图 边柱（上）： 中柱（上）： 边柱（下）： 中柱（下）： 恒载作用下，根据公式。计算梁

23、端剪力：恒载作用下梁端剪力序号梁端弯矩梁间恒载跨度梁端剪力边跨中跨边跨中跨边跨中跨边跨中跨MlMrMlMrqqLLVaVb左Vb右Vc左672.677.746.337.426.7412.596.62.4 71.8 72.216.810.05136.6116.341.937.336.0410.46.62.4124.5116.412.99.34138.1113.840.536.736.0410.46.62.4125.0115.612.69.73138.9112.740.036.536.0410.46.62.4125.2115.212.59.82137.8114.040.836.736.0410.4

24、6.62.4124.9115.612.89.41137.5117.443.836.636.0410.46.62.4124.0116.913.98.3 恒载作用下柱轴力 序号柱截面层高容重集中荷载边跨中跨边跨中跨A柱B柱b(M)h(M)b(M)h(M)H(M)(kn/m3)NNN顶N底N顶N底60.40.60.450.453.625166.4169.450.40.60.450.453.625402.1435.440.40.60.450.453.625635.3696.230.40.60.450.453.625868.2954.420.40.60.450.453.6251101.11214.510

25、.40.60.450.454.2251338.91483.9活载作用下梁端剪力序号梁端弯矩梁间活载跨度梁端剪力边跨中跨边跨中跨边跨中跨边跨中跨MlMrMlMrqqLLVaVb左Vb右Vc左6 24.419.49.38.91.95 0.75 6.62.4 21.219.21.10.95 29.219.85.16.87.78 3.75 6.62.4 21.818.52.23.5427.920.26.17.17.783.756.62.421.618.72.53.33 27.620.66.47.07.783.756.62.4 21.418.82.73.12 27.121.36.76.77.783.75

26、6.62.4 21.219.02.92.91 25.122.08.87.47.783.756.62.4 20.819.43.42.4 活载作用下柱轴力 序号集中荷载梁端剪力A柱B柱边跨中跨边跨中跨NNVaVb左VN顶N顶6 35.132.7566.570.84 97.5109.53 128.4148.42 159.0187.71 189.2227.8梁跨中弯矩计算： 各层梁的跨中弯矩见下表： 竖向恒载作用下跨中弯矩计算（单位：kNm） 层次梁端弯矩跨度梁间恒载恒载作用下边跨中跨边跨中跨边跨中跨MlMrMlMrLLqqAB跨BC跨6 71.8 72.216.810.06.6 2.4 26.741

27、2.5986.4-21.785124.5116.412.99.36.6 2.4 36.0410.484.7-22.79 4125.0115.612.69.76.6 2.4 36.0410.486.2-23.89 3125.2115.212.59.86.6 2.4 36.0410.486.3-23.79 2124.9115.612.89.46.6 2.4 36.0410.486.1-23.71 1124.0116.913.98.36.6 2.4 36.0410.485.9-26.45 竖向活载作用下跨中弯矩计算（单位：kNm） 层次梁端弯矩跨度梁间活载活载作用下边跨中跨边跨中跨边跨中跨MlMrM

28、lMrLLqqAB跨BC跨624.419.49.38.96.62.4 1.95 0.75 24.7-1.33529.219.85.16.86.62.4 7.78 3.75 21.9-4.26427.920.26.17.16.62.47.783.7522.3-4.44 327.620.66.47.06.62.4 7.783.7522.2-4.16 227.121.36.76.76.62.4 7.783.7522.1-4.15 125.122.08.87.46.62.4 7.783.7522.7-4.71 五、主梁设计1、支承情况： 柱截面400400，由于钢筋混凝土主梁抗弯刚度较钢筋混凝土柱大的

29、多，故可将主梁视作铰支于钢筋混凝土柱的连续梁进行计算。主梁端部支承于砖壁柱上，其支承长度a=370。2、荷载计算：为简化计算，主梁自重亦按集中荷载考虑。 次梁传来的荷载： 主梁自重： 主梁粉刷重： 恒载：恒载设计值：活载设计值：3、确定计算跨度及计算简图主梁计算跨度：边跨： ，近似取中跨： 因跨度相差不超过10%，可按等跨梁计算，计算简图如下： 3、内力计算： 1)、弯矩设计值：其中，可由书中表查取，L为计算跨度，对于B支座，计算跨度可取相邻两跨的平均值。2）、剪力设计值：，其中，可由书中表查可知。主梁弯矩计算项次荷载简图组合项次+组合值56.01-368.5887.09179.44组合项次+

30、组合值341.44195.76由此可作出下列几种情况下的内力图：+； +； +将以上各图绘于同一坐标系上，取其外包线，则为弯矩包络图。主梁剪力计算项 次荷载简图组合项次 ()+154.35+-242.89+215.8同样可绘出剪力包络：4、主梁正截面和斜截面承载力计算：、主梁跨中按T形截面计算，T形截面的翼缘宽度，按，故取。梁高： （边跨），（中间跨）翼缘厚： 判定T形截面类型：故各跨中截面属于第一类T形截面。、支座截面按矩形截面计算，离端第二支座B按布置两排纵向钢筋考虑，取。正截面配筋计算。截 面1B2弯矩M341.44-368.56195.76-88.16-331.11或0.0450.39

31、20.0260094 0.0460.5350.0260.0990.9770.7330.9870.9512157.32841.01224.3551.8选用钢筋622（弯4）622+220（弯起422）422（弯2）220实际钢筋截面面积（mm2）223329091520628斜截面配筋计算：截 面AV154.35242.89215.8,截面尺寸按下面式验算截面满足截面满足截面满足剪跨比：需配箍筋需配箍筋需配箍筋箍筋肢数、直径282828100.6100.6100.6143.866.1578.75实配箍筋间距取150不足用补充取150不足用补充取150不足用补充不满足不满足不满足4.05 mm22

32、78.8mm2278.8mm2选配弯起钢筋弯起122122由于纵向钢筋充足，可弯起122实配钢筋面积380.1380.1380.1 验算最小配筋率,满足要求说 明由于剪力图呈矩形，在支座A截面右边的2.2m范围内需要布置两排弯起钢筋，而且要使箍筋加密为100mm即可满足要求。由于剪力图呈矩形，且比较大，在支座截面B左边的2.2m范围内需要布置三排弯起钢筋，而且要使箍筋加密为100mm，即可满足要求。由于剪力图呈矩形，在支座截面B右边的2.2m范围内需要布置两排弯起钢筋，而且要使箍筋加密为100mm即可满足要求。为了施工方便，除加密区箍筋间距一律为1505、两侧附加横向钢筋的计算：次梁传来的的集

33、中力：，附加箍筋布置范围：取附加箍筋8200,则在长度范围内可布置箍筋的排数：排, 梁两侧各布置三排。另加吊筋118， ，则由：，满足要求。五、关于计算书和图纸的几点说明：1、经验算各截面的尺寸、最小配筋率均可满足要求。2、根据计算结果绘制板、次梁、主梁配筋图，图纸采用2#图纸，2张。2、结构平面布置图：比例1：200。3、板的配筋图：比例1：50、分布筋选用：6250、与主梁垂直的附加负筋选用：8200，深入板中的长度为500mm。、与承重砌体墙垂直的附加负筋选用：8200，伸出墙边长度为300mm。、板角附加短钢筋双向布置8200，每一方向伸出墙边的长度为500mm。4、次梁的配筋图：比例1：30、箍筋选用：6150通长布置。、中间支座负钢筋的弯起，上弯点距支座边缘为50mm。、号钢筋弯起后在B支座共同抵抗负弯矩，相当于116 ,在矩支座边缘1300mm处截断。、离支座边缘50mm处各设置一个附加箍筋。、两根号钢筋弯起后在C支座共同抵抗负弯矩，相当于 116 ,在矩支座边缘1300mm处截断。、B支座第二批截断的号钢筋,在距支座边缘1800mm处截断。、号钢筋左端通长兼作第一跨架立筋，右端在距支座边缘2100mm处