框架结构课程设计计算书.doc

1、一、设计资料1、建设地点 : 南方某城市郊区，2、工程名称 : 某综合楼(底层为食堂，以上为宿舍 )3、基本风压 :0.5kN/m24、地面粗糙类型 :B 类5、极端最高温度 +38 , 极端最低温度 +5 6、地质条件 : 地基承载力的标准值为 22OKPa, 不考虑地下水的作用 7、最大降雨量为 :110mm/ 小时8、该地区抗震设防烈度为 6 度9、建筑物安全等级 级10、室内外高差0.450M,基础顶面到一层地面距离 0.600M。11、楼面和屋面采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖结构 , 板厚、梁高、柱截面自定； 12、屋面采用柔性防水 , 屋面恒荷载标准值（不包括现浇钢筋混凝土肋形楼盖自重

2、）为1.9KN/m 2; 屋面为上人屋面 , 活荷载标准值为 2.OKN/m2;楼面恒荷载标准值（不包括现浇钢筋混凝土肋形楼盖自重）为1.OKN/m 2. 楼面活荷载标准值为2.OKN/m 2. 墙体采用灰砂砖，重度 =18KN/m3, 外墙贴瓷砖 , 墙面重 2, 内墙（180 ）面采用石灰砂浆抹灰粉刷 , 墙面重; 内墙（120）面采用石灰砂浆抹灰粉刷 , 墙面重 ; 铝合金玻璃窗重 0.45KN/m2.木门重 0.2KN/m2. 混凝土强度等级和钢筋级别请自行选择。二、材料选用混凝土：C30 =14.3 N/ =1.43 N/cf2mtf2m钢筋：柱子和梁纵向受力钢筋采用HRB400 =

3、360 N/yf2其余采用HPB300 =270 N/yf2三、截面选择板： h3300/50=66mm.取h=120mm，楼面板屋面板均为120mm。主梁：B-C段主梁，h8400/12=700mm，取h=700mm，b=250mmA- B段主梁及其余主梁，h6600/12=550mm，取h=600mm，b=250mm次梁：一级次梁，h6600/471mm, 取h=550mm ，b=200mm二级次梁，h6600/471mm, 取h=500mm ，b=200mm中柱： = =4（4.2+3.3）6.612=2376KNNnqA= =1.251.01.02376=2970KNcG2A / =2

4、970/14.3=207692cf=a=456mm，取a=500mmA边柱： = =44.26.612=1331KNNnq= =1.251.11.01331=1830KNcG2A / =1830/14.3=127938cf=a=358mm，取a=400mmA考虑到线刚度比，对C轴柱取a=500mm。则B、C 轴柱子均为a=500mm,A轴柱子为a=400mm。四、确定计算单元（1）取轴上的一榀框架计算，假定框架柱嵌固于基础顶面，框架与柱刚接，由于层数不高，设各层柱截面不变。故梁跨等于柱截面型心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，为4m+0.6m=4.6m，其余各层为3.6m。（2）

5、框架柱的线刚度计算对中框架梁取 02I=EI/L= 3.01070.250.732/8.4=5.1104KNmbBCi1=EI/L= 3.01070.250.632/6.6=4.09104KNbABi2mB、C 柱底层， =EI/L= 31070.54/4.6=3.4104KNm底、 CcBi12标准层， =EI/L= 31070.54/3.6=4.34104KNmcBiA柱底层， =EI/L= 31070.44/4.6=1.40104KNm底cAi12标准层， =EI/L= 31070.44/3.6=1.78104KNmcAi令 =1，则其余杆件相对线刚度为cBCi=0.78 =0.32 底

6、、 底cAi=0.41 =1.18 cAi bBC=0.94bB5、荷载标准值计算1、恒荷载标准值计算屋面屋面恒荷载标准值（包括柔性防水层） 1.9KN/结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 3.0KN/合计 4.9KN/各层走廊楼面及标准层楼面楼面恒载标准值 1.0KN/结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 3.0KN/合计 4.0KN/梁自重（自重+抹灰）bh=250mm700mm 3.83 KN/mbh=250mm600mm（外纵梁一面抹灰一面贴瓷砖） 3.38 KN/mbh=250mm600mm（内纵梁两面抹灰） 3.16 KN/mbh=200mm550mm 2.30 KN/mbh=200mm

7、500mm 2.03 KN/m柱自重（自重+抹灰） bh=500mm500mm柱自重 6.25KN/m抹灰层 0.34KN/m合计 6.59 KN/m bh=400mm400mm柱自重 4.00KN/m抹灰层 0.40KN/m合计 4.40 KN/m标准层外纵墙自重(自重+抹灰) 墙体自重 5.11KN/m外墙面贴瓷砖 0.79KN/m内墙面砂浆抹灰 0.57KN/m铝合金窗 0.64KN/m合计 7.11 KN/m标准层内纵墙自重(自重+抹灰) B、 C轴间墙（无柱）墙体自重 8.03KN/m木门自重 0.11KN/m砂浆抹灰 1.78KN/m合计 9.92 KN/m B轴间墙（有柱）墙体自

8、重 7.71KN/m木门自重 0.12KN/m砂浆抹灰 1.71KN/m合计 9.54 KN/m标准层内隔墙自重(自重+抹灰) A、B 轴与 2 轴交接轴间墙（有柱）墙体自重 8.66KN/m砂浆抹灰 1.92KN/m合计 10.58 KN/m A、B 轴与 1、2 轴交接轴间墙（无柱）墙体自重 9.72KN/m砂浆抹灰 2.16KN/m合计 11.88 KN/m B、 C轴与2轴交接轴间墙（有柱）墙体自重 7.05KN/m砂浆抹灰 1.57KN/m合计 8.62 KN/m B、 C轴与1、2轴交接轴间墙（无柱）墙体自重 7.38KN/m砂浆抹灰 1.64KN/m合计 9.02 KN/m女儿墙

9、（墙高1200mm，100mm混凝土压顶）墙体自重 4.34KN/m外墙面贴瓷砖 0.65KN/m内墙面和压顶抹灰 0.53KN/m合计 5.52 KN/m2、活荷载标准值计算屋面活荷载标准值 2.0 KN/m各层走廊楼面及标准层楼面活荷载标准值 2.0 KN/m6、竖向荷载下框架受荷总图1、屋面板传荷载恒载：面荷载 4.9KN/线荷载 mKN/40.189.6)25.0.1(3.493活载：面荷载 2.0KN/线荷载 /.5.)(.02322、各层走廊楼面及标准层楼面 传荷载恒载：面荷载 4.0KN/线荷载 mKN/76.189.06)25.0.1(3.403活载：面荷载 2.0KN/线荷载

10、 mKN/8.59.06)25.0.1(3.0233、A B轴间框架梁均布荷载屋面梁恒载：梁自重+板传恒荷载 17.56KN/m活载：板传活荷载 5.88KN/m楼面梁恒载：梁自重+板传恒荷载+内隔墙自重 25.5KN/m活载：板传活荷载 5.88KN/m4、BC轴间框架梁荷载屋面梁恒载：线荷载：梁自重+板传恒荷载 18.23KN/m 集中力： 二级次梁恒载 +一级次梁恒载 21112.44KN/m 活载：线荷载：板传活荷载 5.88KN/m 集中力： 二级次梁活载 +一级次梁活载 2137.5KN/m 楼面梁恒载：线荷载：梁自重+板传荷载+内隔墙自重 24.21KN/m 集中力： 二级次梁恒

11、载 +一级次梁恒载 21202KN/m 活载：线荷载：板传活荷载 5.88KN/m 集中力： 二级次梁活载 +一级次梁活载 2137.5KN/m 5、A 轴柱子纵向荷载顶层柱子恒载： 二级次梁恒载 +主梁恒载 132.2KN21活载： 二级次梁活载 +主梁活载 27.22KN 标准层柱子恒载： 二级次梁恒载 +主梁恒载 166.58KN21活载： 二级次梁活载 +主梁活载 27.22KN 6、B轴柱子纵向荷载顶层柱子恒载： 二级次梁恒载 +主梁恒载 121.2KN21活载： 二级次梁活载 +主梁活载 37.48KN 标准层柱子恒载： 二级次梁恒载 +主梁恒载 201.76KN21活载： 二级次

12、梁活载 +主梁活载 37.48KN 7、C 轴柱子纵向荷载顶层柱子恒载： 二级次梁恒载 +主梁恒载+女儿墙 132.14KN21活载： 二级次梁活载 +主梁活载 27.22KN 标准层柱子恒载： 二级次梁恒载 +主梁恒载 165.26KN21活载： 二级次梁活载 +主梁活载 27.22KN 21竖向受荷总图7、风荷载计算作用在外墙面上的荷载可近似用作用在在屋面梁和楼面梁处的等效集中荷载替代，作用在节点上的集中风荷载标准值为 2/)(0BhWjiszk1、风荷载作用下的位移验算侧移刚度 D横向 24 层 D 值计算构件名称 cbii ic221hiDcA 轴柱 2.29 0.53 8735B 轴

13、柱 2.12 0.51 20494C 轴柱 1.18 0.37 148698735+20494+14869=44098 KN/MD离地高度Z/mzzs0ihjKNWk/15.25 1.15 1.0 1.3 0.5 3.6 2.6 15.2911.65 1.05 1.0 1.3 0.5 3.6 3.6 16.228.05 1.0 1.0 1.3 0.5 3.6 3.6 15.444.45 1.0 1.0 1.3 0.5 4.6 3.6 17.60横向底层 D 值的计算构件名称 cbi ic25.021hiDcA 轴柱 2.94 0.70 5558B 轴柱 2.72 0.68 13112C 轴柱

14、1.51 0.57 109915558+13112+10991=29661 KN/MD风荷载作用下框架侧移计算层次 jWjVD i hi4 15.29 15.29 44098 0.0003 1203 16.22 31.51 44098 0.0007 542 15.44 46.95 44098 0.0011 32701 17.6 64.55 29661 0.0022 1= =0.0029mi侧移验算：层间侧移最大值 （满足要求）50122、框架柱反弯点计算A 框架柱反弯点位置层号 h i0y12y3yh4 3.6 2.29 0.415 0 0 0 0.415 1.493 3.6 2.29 0.4

15、65 0 0 0 0.465 1.672 3.6 2.29 0.50 0 0 0 0.50 1.81 4.6 2.94 0.55 0 0 0 0.55 2.53B 框架柱反弯点位置层号 h i0y12y3yh4 3.6 2.12 0.406 0 0 0 0.406 1.463 3.6 2.12 0.456 0 0 0 0.456 1.642 3.6 2.12 0.50 0 0 0 0.50 1.801 4.6 2.72 0.55 0 0 0 0.55 2.53C 框架柱反弯点位置层号 h i0y12y3yh4 3.6 1.18 0.359 0 0 0 0.359 1.303 3.6 1.18

16、0.450 0 0 0 0.450 1.622 3.6 1.18 0.459 0 0 -0.0162 0.443 1.601 4.6 1.51 0.576 0 -0.0025 0 0.574 2.643、风荷载作用下内力计算风荷载作用下 A 轴框架柱剪力和梁柱端弯矩风荷载作用下 B 轴框架柱剪力和梁柱端弯矩风荷载作用下 C 轴框架柱剪力和梁柱端弯矩层号 iVDimDiimVyh上cM下c总b4 15.29 44098 8735 0.20 3.06 1.49 6.46 4.56 6.463 31.51 44098 8735 0.20 6.30 1.67 12.16 10.52 16.722 46

17、.95 44098 8735 0.20 9.39 1.80 16.90 16.90 27.421 64.55 29661 5558 0.19 12.91 2.53 26.72 32.66 43.62层号 iVDimDiimVyh上cM下c左b右bM4 15.29 44098 20494 0.46 7.03 1.46 15.04 10.26 8.37 6.673 31.51 44098 20494 0.46 14.49 1.64 28.40 23.76 21.52 17.142 46.95 44098 20494 0.46 21.60 1.80 38.88 38.88 34.87 27.771

18、64.55 29661 13112 0.44 28.40 2.53 58.79 71.85 54.36 43.31层号 iVDimDiimVyh上cM下c总b4 15.29 44098 14869 0.34 5.20 1.30 11.96 6.76 11.963 31.51 44098 14869 0.34 10.71 1.62 21.21 17.35 27.97风荷载作用下框架柱轴力和梁端剪力梁端剪力 柱轴力A 轴 B 轴 C 轴层号 AB 跨bABVBC 跨bBCcNbCAVcBNc4 2.0 2.42 -2.0 -0.42 0.42 2.423 5.13 5.89 -7.13 -0.76

19、 1.18 8.312 8.36 10.02 -15.49 -1.84 3.02 18.331 13.17 15.08 -28.66 -1.91 4.93 33.412 46.95 44098 14869 0.34 15.96 1.60 31.92 25.54 49.271 64.55 29661 10991 0.37 23.88 2.64 46.80 63.04 72.348、内力组合用于承载力计算的框架梁由可变荷载效应控制的基本组合表（梁CB）用于承载力计算的框架梁由永久荷载效应控制的基本组合表（梁CB）恒载 活载 活载 左风 右风 及相应的 VmaxM及相应的 Vmin及相应的 Mmax

20、层号 组合项目 值 组合项目 值 组合项目 值M -198.11 3.37 -54.07 101.28 -101.28 -337.24 -252.18左V 151.24 -1.54 41.96 -21.11 21.11+0.7 201.72+193.2M 180.85 -3.12 49.83 12.59 -12.59 238.23中V+0.6M -389 -9.62 -86.56 -76.10 76.10 -527.95 -527.951右V -335.20 -1.54 -79.7 -21.11 21.11+0.7+0.6-428.64+0.7+0.6-428.64恒载 活载 活载 及相应的

21、VmaxM及相应的 VminM及相应的 Mmax层号 组合项目 值 组合项目 值 组合项目 值M -222.87 2.36 -37.85 -260.72 -260.72左V 170.15 -1.08 29.37+199.52+199.521 中M 203.46 -2.18 34.88+238.34注：1、活载、分别为活荷载作用在 AB 跨、BC 跨；2、可变荷载控制下恒载为 1.2 和 1.2 ，活载、和左风、右风为GkMkV1.4 和 1.4 ；永久荷载控制下恒载为 1.35 和 1.35 ，活载GkMkVGkMGkV、和左风、右风为 1.4*0.7 和 1.4*0.7 ；Gk用于承载力计算

22、的框架梁由可变荷载效应控制的基本组合表（梁BA）VM -437.63 -6.73 -60.59 -504.95 -504.95右V -377.1 -1.08 -55.83+-434.01+ -434.01恒载 活载 活载 左风 右风 及相应的 VmaxM及相应的 Vmin及相应的maxM层号 组合项目 值组合项目值组合项目值M -204.43 -29.34 -23.52 60.63 -60.63 -302.06 -286.61左V 125.4 4.55 4.55 -18.44 18.44+0.7+0.7167.22+0.7+0.6168.50M 52.25 -8.48 -8.48 -0.22

23、0.22 73.41中V+0.6M -43.22 -18.24 6.55 -61.07 61.07 -117.06 -98.101右V -76.56 -25.48 4.55 -18.44 18.44+0.7 -112.84+0.6 -113.10用于承载力计算的框架梁由永久荷载效应控制的基本组合表（梁BA）注：1、活载、分别为活荷载作用在 AB 跨、BC 跨；2、可变荷载控制下恒载为 1.2 和 1.2 ，活载、和左风、右风为GkMkV1.4 和 1.4 ；永久荷载控制下恒载为 1.35 和 1.35 ，活载GkMkVGkMGkV、和左风、右风为 1.4*0.7 和 1.4*0.7 ；Gk用于

24、承载力计算的框架柱由可变荷载效应控制的基本组合表（C 柱）恒载 活载 活载 及相应的 VmaxM及相应的 VminM及相应的 Mmax层号 组合项目 值 组合项目 值 组合项目 值M -230 -20.54 -16.46 -2.67 -267左V 141.08 20.20 3.19+ 164.47+164.47M 58.78 14.72 -5.94 73.5中V+M -48.62 -12.77 4.59 -61.39 -61.391右V -86.13 -17.84 3.19+-103.97+-103.97用于承载力计算的框架梁由永久荷载效应控制的基本组合表（C 柱）注：1、活载、分别为活荷载作

25、用在 AB 跨、BC 跨；恒载 活载 活载 左风 右风及相应的maxNM、V及相应的minNM、V及相应的maxN、V层号 组合项目 值 组合项目 值 组合项目 值M -62.21 1.25 -17.63 65.52 -65.52 -119.15 14.55 -140.07上V 1404.85 -5.98 320.35 -46.77 46.77+0.6 1753.26/1.2+0.7 1119.75+0.7 1675.87M 31.10 -0.63 8.82 -88.26 88.26 92.88 -62.78 125.53V 1441.22 -5.98 320.35 -46.77 46.77

26、1790 1150 1712.241下N -20.28 0.41 -5.75 33.43 -33.43+0.6-46.09/1.2+0.716.82+0.7-57.74恒载 活载 活载 及相应的 M、VmaxN及相应的 M、VminN及相应的maxN、V层号 组合项目 值 组合项目 值 组合项目 值M -69.99 0.88 -12.34 -82.33 -50.96 -82.33上V 1580.46 -4.19 224.25+1804.71/1.35+ 1166.52+1804.71M 34.99 -0.44 6.17 41.16 25.48 41.16V 1621.37 -4.19 224.

27、25 1845.62 1196.82 1845.621下N -22.82 0.29 -4.03+-26.85/1.35+-16.61+-26.852、可变荷载控制下恒载为 1.2 、1.2 和 1.2 ，活载、和左风、GkMkVGkN右风为 1.4 、1.4 和 1.4 ；永久荷载控制下恒载 为GkMkVQkN1.35 、1.35 和 1.35 ，活载、和左风 、右风为k G1.4*0.7 、1.4*0.7 和 1.4*0.7GkQk用于承载力计算的框架柱由可变荷载效应控制的基本组合表（B 柱）用于承载力计算的框架梁由永久荷载效应控制的基本组合表（B 柱）恒载 活载 活载 左风 右风及相应的m

28、axM、V及相应的minM、V及相应的maxN、V层号 组合项目 值 组合项目 值 组合项目 值M 66.04 -7.06 22.50 82.31 -82.31 132.98 -27.28 164.1上V 2627.78 225.25 441.87 6.90 -6.90+0.7+0.63231.47/1.2+ 2182.92+0.7 2944.99M -33.02 3.53 -11.26 -100.59 100.59 -101.16 73.07 -141.49V 2664.16 225.25 441.87 6.90 -6.90 3267.85 2213.23 2980.371下N 25.78

29、-2.76 8.79 39.76 -39.76+0.7+0.6 56.49/1.2+-18.28+0.771.69注：1、活载、分别为活荷载作用在 AB 跨、BC 跨；2、可变荷载控制下恒载为 1.2 、1.2 和 1.2 ，活载、和左风、GkMkVGkN右风为 1.4 、1.4 和 1.4 ；永久荷载控制下恒载 为GkVQ1.35 、1.35 和 1.35 ，活载、和左风 、右风为kMGkN1.4*0.7 、1.4*0.7 和 1.4*0.7GQk用于承载力计算的框架柱由可变荷载效应控制的基本组合表（A 柱）恒载 活载 活载 及相应的 M、VmaxN及相应的 M、VminN及相应的maxN、

30、V层号 组合项目 值 组合项目 值 组合项目 值M 74.30 -4.94 15.75 90.05 55.04 90.05上V 2956.25 157.68 309.31+3265.66/1.352189.81+3265.56M -37.15 2.47 -7.88 -42.56 -27.52 -45.03V 2997.18 157.68 309.31 3464.17 2220.13 3306.491下N 29 -1.93 6.15+33.22/1.3521.48+35.15用于承载力计算的框架梁由永久荷载效应控制的基本组合表（A 柱）注：1、活载、分别为活荷载作用在 AB 跨、BC 跨；恒载

31、活载 活载 左风 右风及相应的maxNM、V及相应的minNM、V及相应的maxN、V层号 组合项目 值 组合项目 值 组合项目 值M 10.08 5.67 -2.48 37.41 -37.41 41.94 -30.75 51.46上V 1102.67 218.34 -15.50 40.12 -40.12+0.7 1349.36/1.2+0.7 867.92+0.7 1295.63M -5.04 -2.84 1.25 -45.72 45.72 -39.88 42.40 -52.75V 1126.96 218.34 -15.50 40.12 -40.12 1373.38 888.16 1319.

32、921下N 3.29 1.85 0.81 18.07 -18.07+0.717.79/1.2+0.7-15.90+0.722.66恒载 活载 活载 及相应的 M、VmaxN及相应的 M、VminN及相应的maxN、V层号 组合项目 值 组合项目 值 组合项目 值M 11.34 3.97 -1.74 15.31 6.66 15.31上V 1240.5 152.84 -10.85+1393.34/1.35 + 908.04+1393.34M -5.67 -1.99 0.88 -7.66 -3.32 -7.66V 1267.83 152.84 -10.85 1420.67 928.28 1420.6

33、71下N 370 1.30 -0.57+5.0/1.35 +2.17+5.02、可变荷载控制下恒载为 1.2 、1.2 和 1.2 ，活载、和左风、GkMkVGkN右风为 1.4 、1.4 和 1.4 ；永久荷载控制下恒载 为GkVQ1.35 、1.35 和 1.35 ，活载、和左风 、右风为kMGkN1.4*0.7 、1.4*0.7 和 1.4*0.7GQk9、截面设计与配筋计算混凝土：C30 =14.3 N/ =1.43 N/cf2mtf2m钢筋：柱子和梁纵向受力钢筋采用HRB400 =360 N/yf2=360 N/,其余采用 HPB300 =270 N/ yf2m=0.518b1、框架

34、柱截面设计（1）轴压比验算A 轴底层柱：Nmax=1420.67KN轴压比： （满足要求）0.162.403.17223NB 轴底层柱：Nmax=3464.17KN轴压比： （满足要求）0.197.503.14623NC 轴底层柱：Nmax=1845.62KN轴压比： （满足要求）0.152.03.146823N（2）截面尺寸复核A 轴柱： =400-40=360mm Vmax=22.66KN 0h49.36bw则 满足要求KNhfc 6.28.5143604.1025.25.00 B 轴柱： =500-40=460mm Vmax=71.696KN 492.0546bw则 满足要求KNhfc

35、69.713.8246053.1050 C 轴柱： =500-40=460mm Vmax=57.74KN 492.0546bw则 满足要求KNhfc 74.53.8246053.1050 （3）A 轴柱正截面受弯承载力计算A 轴底层柱： KNbhfNcb 57.1068.3640.101 mHl60第一组内力 MKNMN4.216.8由 （ ）9.073.425.019.0NmAIi 4.150234-12（ ）=34+12 0.73=42.7621/M满足要求milc 78.42.3947.1560不考虑自身构件弯曲产生的附加弯矩NMe48106.830 mea 2034,20x）（mai 20 hsi 868bcbhf 43.0643.18301 0)4036( )43.51(3128016.8)(5. 23,02, sycsafNeA按最小配筋率配筋 %.min（实配 ）22min,in 40/5. mss 122,5mAs第二组内力 MKNMN75.29.13由 （ ）.08.75.2461.0N需要考虑自身构件弯曲产生的附加弯矩 mAIi 47.1540234-12（ ）=34+12 0.98=45.7621/Milc 76.458.3947.5641.0980.021Cm