两层厂房结构计算书.doc

摘 要
本设计拟建在***的4＃厂房，总长72米，总宽为48米，总高为12.6米。建筑占地面积为3500平方米左右，上部结构为框架结构，基础结构形式为地下独立基础，抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，拟建场地为Ⅱ类建筑场地，内力计算采用简化计算方法。
本设计取一榀框架进行分析计算，横向水平内力用D值法，竖向荷载作用弯矩二次分配法，然后进行内力组合和粱柱的配筋。此外还进行楼梯、双向板、基础的选择和计算。
【关键词】 框架结构 内力计算 内力组合

Abstract

This design plans to construct in the Shaoyang high tech hatchinggarden 4 # workshops, the total length 72 meters, the total width is48 meters, the high is 12.6 meters. The construction area is about 3,500square meters, the superstructure is the portal frame construction,the foundation structural style for the underground independentfoundation, the earthquake resistance garrisons the intensity is 6,the design basic earthquake acceleration value is 0.05g, plans toconstruct the location is II kind of building location, the endogenicforce computation uses the simplification computational method.
This design takes a pudhf frame to carry on the analysis computation,the crosswise horizontal endogenic force with the D value law, thevertical load function endogenic two assignments law, then carries on theendogenic force combination and the Liang column matches the muscle.In addition also carries on the staircase, the bidirectional board,the foundation choice and the computation.

【Key words】: Portal frame construction
Endogenic force computation
Endogenic force combination

目 录
摘要 ………………………………………………………………………1
1 结构选型及布置 ………………………………………………………6
1.1、结构选取型 …………………………………………………………6
1.2、结构布置 …………………………………………………………7
2 荷载计算 ………………………………………………………………8
2.1、屋面及楼面的永久荷载标准值 ………………………………8
2.2、活荷载标准值计算 ………………………………………………8
2.3、梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算 ………………………………9
2.4、重力荷载代表值 …………………………………………………10
3 框架侧移刚度及竖向荷载作用下的计算 ……………………………12
3.1、横向框架侧移刚度计算 …………………………………………12
3.2、竖向荷载作用下的框架结构内力计算 …………………………12
4 框架内力计算 …………………………………………………………17
4.1、恒荷载作用下的内力计算 ………………………………………17
4.2、活荷载作用下的内力计算 ………………………………………18
4.3、风荷载作用下的位移验算与内力计算 …………………………19
5 横向框架内力组合 ……………………………………………………25
5.1、结构抗震等级………………………………………………………25
5.2、框架内力组合………………………………………………………25
6 框架结构截面设计与配筋计算 ………………………………………32
6.1、框架柱截面设计 …………………………………………………32
6.2、框架梁截面设计……………………………………………………39

7 楼板的配筋计算 ……………………………………………………45
7.1、荷载计算 ………………………………………………………45
7.2、内力计算 ………………………………………………………45
8 基础设计 ………………………………………………………………49
8.1、选型 ……………………………………………………………49
8.2、基顶荷载 …………………………………………………………49
8.3、基础的埋置深度 ………………………………………………49
8.4、基础的尺寸及承载力验算 ………………………………………49
8.5．柱边基础截面抗冲切验算 ………………………………………50
8.6、变阶处抗冲切验算 ………………………………………………50
8.7、配筋计算 …………………………………………………………51
9 楼梯结构计算 …………………………………………………………52
9.1、踏步板（TB-1）计算 ……………………………………………52
9.2、梯段斜梁（TL-1）计算 ……………………………………………53
9.3、平台板（TB-2）计算 ………………………………………………54
10 施工组织设计 ………………………………………………………56
10.1、编制依据…………………………………………………………56
10.2、工程概况…………………………………………………………57
10.3、施工总规划 ……………………………………………………58
10.4、施工准备及平面布置……………………………………………60
10.5、施工机械的选择和布置…………………………………………63
10.6、各分部、分项工程施工方案……………………………………63
10.7、施工总进度计划…………………………………………………86

10.8、新技术的应用…………………………………………………87
10.9、主要技术组织措施 …………………………………………87
文献翻译 ………………………………………………………………104
参考资料 ………………………………………………………………115
致 谢 ………………………………………………………………116
1 结构选型及布置
1.1、结构选取型
1.1.1、主体结构设计方案
该建筑为***厂房的设计，地处邵阳市开发区，共为二层，总高度为12.6m，第一层为5.4m,第二层为6.6m。根据厂房设计规范的功能要求及采光要求，应采用现浇框架结构。
1.1.2、墙体及其他结构选型
(1)填充墙：采用24厚的粘土空心砖砌筑，其余也均采用24墙,隔墙采用12墙。
(2)门：卷闸门和木门,窗为铝合金窗。
(3)屋面楼层结构：楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，屋面板按不上人屋面的使用荷载选用；楼板厚度取150mm，屋面板厚度取120mm。
(4)楼梯结构：采用钢筋混凝土梁式楼梯。
(5)基础梁：因持力层较深，采用现浇钢筋混凝土基础梁。
(6)基础：根据地基的状况，采用钢筋混凝土柱下独立基础。基础埋深取3m。
(7)过梁：窗过梁以及门过梁均采用钢筋混凝土梁。
(8)天沟：采用现浇的内天沟。
(9)梁:梁截面高度按梁跨度的1/12～1/8估算，由此估算的梁截面尺寸见下表：

梁截面尺寸表
层次
混凝土强度等级
纵梁（bхh）
横梁（bхh）

2

C30

400×1000

AB、CD
DE、EF
400×1000
400×1000
1
C30
400×1000
400×1000
400×1000
注：C30 =14.3,=1.43.
(10)柱载面尺寸:可根据式：估算。根据《建筑抗震设计规范》可知该框架结构的抗震等级为四级。其轴压比限值[μn]=0.9；各层的荷载代表值近似取12kN/m2.由结构图可知边柱及中柱的负载面积分别为：
边柱：；
中柱：。
如取柱截面为矩形，则柱截面为：
第1层：取600mm×600mm=3600000mm2>184053.78mm2。
第2层: 取600mm×600mm=3600000mm2>184053.78mm2。
1.2、结构布置：屋面结构布置及标准层楼面见结构施工图。

2 荷载计算
2.1屋面及楼面的永久荷载标准值
2.1.1、屋面（不上人）：
30厚细石混凝土保护层 22×0.03=0.66
三毡四油防水层 =0.4
20厚水泥沙浆找平层 20×0.02=0.4
55厚水泥蛭石隔热层 5×0.055=0.275
120厚钢筋混凝土板 25×1.2=3.0
15厚混合沙浆抹面 0.015×15=0.225

合计 4.96
2.1.2、1层楼面：
瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 0.55
150厚钢筋混凝土板 3.75
17厚混合沙浆抹面 0.25

合计 4.55

2.2、活荷载标准值计算
2.2.1、屋面和楼面活荷载标准值：
根据《建筑结构荷载规范》（GB 50009－2001）查得
不上人屋面均布活荷载标准值 0.5
楼面活荷载标准值 4.0
2.2.2、雪荷载： ；
；
式中：为屋面积雪分布系数，取=1.0
屋面活荷载与雪荷载不同时考虑两者中取大值。
2.3、梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算：
1) 梁柱：可根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载；对墙、门、窗等可计算出单位面积上的重力荷载。
梁、柱重力荷载计算表
层次
构件
b×hn/mm2

g/(kN/m)
Ln/m

n/根数

1
梁
400×1000
25
10.5
11.3
1.05
62
7356.3
9969.9
柱
600×600
25
9.9
6.6
1.10
40
3049.2
2
梁
400×1000
25
10.5
11.3
1.05
62
7356.3
9969.9
柱
600×600
25
9.9
6.6
1.10
40
3049.2
注：钢筋混凝土容重取；为梁柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数；g表示单位长度构件重力荷载；n为构件数量。
计算梁重力荷载应从梁截面高度中减去板厚。粉刷层的重度影响×。柱重力荷载时近似取1.1倍，即=1.1以考虑柱面粉刷层的重力荷载。柱净高可取层高减去板厚120mm。
墙体为240mm厚的粘土空心砖，外墙面贴瓷砖（0.5），内墙面为20mm厚抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为：
2） 外墙：
瓷砖墙面 0.5

240mm厚粘土空心砖 15×0.24=3.6
石灰粗粉面20mm 17×0.02=0.36

合计 4.44
3) 内墙：
石灰粗砂粉刷层20mm 0.34×2=0.68
240mm厚粘土空心砖 15×0.12=2.0

合计 2.68
4) 窗:
采用铝合金玻璃窗（0.4）,木门（0.2）。
2.4、重力荷载代表值：
集中于各质点的重力荷载代表值Gi为计算单元范围内各层楼面上的重力荷载代表值及上、下各半层的墙、柱等重力荷载。屋面上的可变荷载取雪荷载。可变荷载的组合值系数见《建筑结构荷载规范》。计算结果为：
2.4.1、 恒载：
AB跨+BC跨＋CD跨＋DE跨
1)、横梁恒载：
12m×10.5kN/m×4 =504kN

2)、纵梁荷载：
12×4×10.5kN/m =504kN
3)、柱荷载：
a)2层：

12m×5.5kN/m×4=264kN
b)1层：
(12m+12m)×5.5kN/m×4=528kN
178.16kN+(7.1m+1.6m×6)×4.28kN/m2=224.619kN
4)、各层板传荷载：
a)顶层：
12m×12m×5.94kN/m2=855.36kN
b)1层：
12m×12m×3.72kN/m2=535.68kN
2.4.2、 活荷载：
1)、顶层：
12m×12m×0.5kN/m2=72kN
2)、1层：
12m×12m×2.0kN/m2+12m×12m×2.5 kN/m2=513kN

3 框架侧移刚度及竖向荷载作用下的计算
3.1、横向框架侧移刚度计算
梁线刚度b计算表

类别

层次

Ec

AB跨
1～2
3．0
400×1000
12000
3.333
8.333
12.5
16.67
BC跨
1～2
3．0
400×1000
12000
3.333
8.333
12.5
16.67
CD跨
1～2
3．0
400×1000
12000
3.333
8.333
12.5
16.67
DE跨
1～2
3．0
400×1000
12000
3.333
8.333
12.5
16.67

柱线刚度ic计算表

层次

类别

1
\
6.6×103
3.0×104
600×600
1.08×1010
4.909×109
2
\
6.6×103
3.0×104
600×600
1.08×1010
4.909×109

3.2、竖向荷载作用下的框架结构内力计算
3.2.1、 横向框架内力计算

（1）计算单元
取2轴线横向框架进行计算，计算宽度为12000mm。直接伟给该框架横梁的楼面荷载如图中的水平阴影所示，计算单元范围内的其它楼面荷载则通过纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于节点上。由于纵向框架梁的中心线与柱子的中心线不重合，因此在框架节点上还作用有集中力矩。

图3—1 横向框架计算简图

（2）、荷载计算
①、恒载计算

图3—2 恒荷载传递示意图
a)、均布荷载计算：
对于第2层
在上图中，q1代表横梁自重，为均布荷载形式。对于第2层
q1=10.5kN/m
为房间和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载，查等效均布荷 载得：
=4.96×12=59.52kN/m
P1和P2分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括梁自重，楼板重和女儿墙等的重力荷载，计算如下：
P1=（6×6×1/2）×4.96+4.44×0.3×12+10.5×12=320.544kN
P2=(6×6×1/2)×4×4.96+10.5×4.92=483.12kN
集中力矩计算：

对于1层，梁自重和其上横墙自重，为均布荷载，其它荷载计算方法同第2层，计算结果为：

=453.6kN
集中力矩计算：

②、活荷载计算：
活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图所示：

图3—3 活荷载计算示意图
对于第2层

对于第1层

横向框架恒载汇总表
层次

2
10.5
59.52
320.544
483.12
32.0544
48.312
1
10.5
54.6
474.06
453.6
47.406
45.36
注:的单位:kN/m;的单位:kN;的单位:kN·m
横向框架活载汇总表
层次

2
6
6
18
36
1.8
3.6
1
48
48
144
288
14.4
28.8
注:的单位:kN/m;的单位:kN;的单位:kN·m

4 框架内力计算
4.1、恒荷载作用下的内力计算：
采用弯矩二次分配法进行内力计算：
利用上章所求框架在在各种荷载作用的内力，和各框架柱梁的分配刚度计算

图4—1 恒载作用下的弯矩二次分配法弯矩计算图（单位：kN·m）
.

图4—2 恒载作用下的M值示意图（单位：kN）

4.2、活荷载作用下的内力计算：
采用弯矩二次分配法进行内力计算：
利用上章所求框架在在各种荷载作用的内力，和各框架柱梁的分配刚度计算

图4—3 活载作用下弯矩二次分配法弯矩计算图（单位：kN/m）

图4—4 活载作用下的M值示意图（单位：kN）
4.3、风荷载作用下的位移验算与内力计算：
4.3.1、集中风荷载标准值计算：
根据设计任务书知道有关风荷载的参数，并根据《建筑结构规范》GB5009-2001知，作用在屋面梁和楼面梁处的集中风荷载标准值：

式中，基本风压W＝0.35 kN/m；
--风压高度变化系数，因在常德市区，地面粗糙度为C类取1.0；
--风荷载体型系数，根据建筑物的体型查得＝1.4；
--风振系数取1.0；
--下层柱高；
--上层柱高，对顶层为女儿墙高度的2倍；
B—迎风面的宽度，B＝3.2m。
集中风荷载标准值和设计值
集中
风荷
离地高度Z/m

12
1.0
1.0
1.4
0.35
6.6
6.6
21.622

5.4
1.0
1.0
1.4
0.35
6.6
6.6
36.036
4.3.2、 风荷载作用下的位移验算：
（1）、横向框架的侧移刚度D的计算：
由前面所求梁柱线刚度求侧移刚度见下表所示：
横向2层D值的计算
构件名称

A轴柱
0.7
0.48
8506
B轴柱
0.9
0.308
9766
=8506+9766=18272
横向底层D值的计算
构件名称

A轴柱
0.8
0.483
14052
B轴柱
1.4
0.667
15046
=14052+15046＝29098
4.3.3、风荷载作用下框架侧移计算：
水平荷载作用下框架的层间位移按：
式中 ---第j层的总剪力;
---第j层所有柱的抗侧刚度之和;
---第j层的层间侧移。
第一层的层间侧移值求出以后，就可以计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移值，各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和，点侧移是所有各层层间侧移之和。
j层侧移 u＝
顶层侧移 u＝
风荷载作用下框架侧移计算表
层次

/h
2
21.622
21.622
18272
0.0015
1/4280
1
36.036
57658
29098
0.0008
1/8158
u＝=0.0023
侧移验算：
层间侧移最大值： (满足)
定点位移：（满足）
4.3.4、风荷载作用下的内力计算：
（1）、风荷载作用下各柱剪力及弯矩计算：
由于<3,用D值法进行框架内力计算，求解过程见下面的表格，由《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）查得。查规范得反弯点高度即为反弯点高度。
A端弯矩及剪力计算表
柱

号
楼

层
楼层剪力

柱D值

楼层

柱剪力

A
柱
2
21.62
8506
42191
5．964
0．7
2.9
3.7
4.81
1
57.66
14052
14052
9．003
0．8
5.02
51
19.81

B端弯矩及剪力计算表
柱

号
楼

层
楼层剪力

柱D值

楼层

柱剪力

B
柱
2
21.62
9766
42191
10.16
0.9
2.31
23.47
43.58
1
57.66
15046
32145
23.64
1.4
4.36
103
52.95

C端弯矩及剪力计算表
柱

号
楼

层
楼层剪力

柱D值

楼层

柱剪力

C
柱
2
21.62
9954
35416
10.16
0.9
2.31
23.47
43.58
1
57.66
10210
31240
23.64
1.4
4.36
103
52.95
注：表中M量纲为kN•m;V量纲为kN
（2）、风荷载作用下框架梁端弯矩、剪力和轴力的计算：
框架梁端弯矩、剪力及柱轴力见下表，中柱两侧梁端弯矩按梁线刚度分配。
风荷载作用下横向中框架梁端弯矩、剪力及柱轴力计算
层次
2
1

AB跨

12
12

33.53
78

33.53
78
V
3.2
8.15

BC跨

12
12

33.53
78

33.53
78
V
5.59
13
柱
轴
力

-2.23
-4.85

-2.39
-7.24

2.39
7.24
其中＝，只考虑左风荷载的影响
（3）、风荷载作用下框架的内力图：

图4—5 框架在左吹风荷载作用下的M图（单位：kN•m）

图4—6 梁端剪力及柱轴力图（单位：kN）

5 横向框架内力组合
5.1、结构抗震等级：
本结构为框架结构，地震烈度为6，房屋高度为12.3m，由《抗震规范》查得本工程不需考虑地震作用。
5.2、框架内力组合：
5.2.1、基本组合：
本方案考虑三种内力组合，对于本工程，地震作用很小可以不考虑地震作用的组合。各层梁的内力组合结果见下表，表中， 两列中的梁端弯矩M为经过调幅后的弯矩（调幅系数M取0.75，V取0.85）。
5.2.2、梁跨间最大弯矩计算：
试取第一层与风荷载作用组合计算AB，BC梁进行计算
梁上荷载设计如下图所示：

图5—1 跨中弯矩荷载传递简图
1)、左风：
a、均布荷载

组合：

AB跨：

BC跨：

组合：

AB跨：

BC跨：

组合：

AB跨：

BC跨：

组合：

AB跨：

BC跨：

b．三角形荷载转化为均布荷载
组合:

AB跨:

BC跨:

组合:

AB跨:

BC跨:

组合:

AB跨:

BC跨:

2）、右风：
由于本框架结构为对称结构且受力形式也是对称的,故右风作用与左风作用效果是一样的。
3）、跨间弯矩计算
按简支梁法计算: ,跨间弯矩最大一般出现在跨中, 为均布荷载按表格中的组合计算。
5.2.3、横梁内力组合见下表:
框架梁内力组合表
层次
截面位置
内力
SGK
SQK
SWK
左风
右风
一层
A
M
-401.12
-256.75
19.81
-19.81
V
221.95
139.22
-8.15
8.15
B左
M
-447.73
-302.66
-78
78
V
231.66
148.72
8.15
-8.15
B右
M
-408.16
-273.99
78
-78
V
229.51
145.67
-13
13
C右
M
-400.34
-258
-78
78
V
229.51
18
13
-13
跨间
Mab

Mbc

二层
A
M
-384.5
-41.97
4.81
-4.81
V
167.49
23.13
-3.2
3.2
B左
M
-490.78
-37.86
-33.53
33.53
V
189.63
12.87
3.2
-3.2
B右
M
-426.38
-34.29
33.53
-33.53
V
183.28
18
5.59
-5.59
C右
M
-387.3
-40.96
-33.53
33.53
V
183.28
18
5.59
-5.59
跨间
Mab

Mbc

框架梁内力组合表续表
1.2*SGK+1.26*(SQK+SWK)
1.2*SGK+1.4*SWK
1.2*SGK+1.4*SQK
1.35*SGK+1.0*SQK
左风
右风
左风
右风
-779.8884
-829.8096
-453.61
-509.078
-840.794
-798.262
431.4882
452.0262
254.93
277.75
461.248
438.8525
-1016.908
-820.3476
-646.476
-428.076
-961
-907.0955
475.6482
455.1102
289.402
266.582
486.2
461.461
-736.7394
-933.2994
-380.592
-598.992
-873.378
-825.006
442.5762
475.3362
257.212
293.612
479.35
455.5085
-903.768
-707.208
-589.608
-371.208
-841.608
-798.459
314.472
281.712
293.612
257.212
300.612
327.8385
746.3
819.3
414
495.4
819
771.8
825
824.1
478.7
479
862.5
812.82
-508.2216
-520.3428
-454.666
-468.134
-520.158
-561.045
226.0998
234.1638
196.508
205.468
233.37
249.2415
-678.8874
-594.3918
-635.878
-541.994
-641.94
-700.413
247.8042
239.7402
232.036
223.076
245.574
268.8705
-512.6136
-597.1092
-464.714
-558.598
-559.662
-609.903
249.6594
235.5726
227.762
212.11
245.136
265.428
-558.6174
-474.1218
-511.702
-417.818
-522.104
-563.815
249.6594
235.5726
227.762
212.11
245.136
265.428
678.36
558.6
485.1
525.32
544
593.5
709.2
580.5
541.8
542.2
584
637

框架柱弯矩和轴力组合表
层次
截面
内力
SGK
SQK
SWK
左风
右风
A柱2
柱顶
M
480.73
47.54
-4.81
4.81
N
488.03
41.13
-3.2
3.2
柱底
M
334.6
161.87
-3.77
3.77
N
533.37
41.13
-3.2
3.2
1
柱顶
M
166.75
159.07
-16
16
N
696.1
83.42
-11.35
11.35
柱底
M
83.38
79.53
-51
51
N
761.14
283.41
-11.35
11.35
B柱2
柱顶
M
32.18
0.714
-43.58
43.58
N
672.75
48.87
-2.39
2.39
柱底
M
40.19
31.89
-23.47
23.47
N
738.1
48.87
-2.39
2.39
1
柱顶
M
9.23
4.05
-52.95
52.95
N
683.13
436.78
-7.24
7.24
柱底
M
4.62
2.05
-103
103
N
748.45
436.78
-7.24
7.24
框架柱弯矩和轴力组合表续表
1.2*SGK+1.4*SQK
1.35*SGK+SQK
1.2*SGK+1.4SWK
1.2*SGK+1.26(SQK+SWK)
左风
右风
左风
右风

643.432
696.5255
570.142
583.61
630.7158
642.837
643.218
699.9705
581.156
590.116
633.4278
641.4918
628.138
613.58
396.242
406.798
600.726
610.2264
697.626
761.1795
635.564
644.524
687.8358
695.8998
422.798
384.1825
177.7
222.5
380.3682
420.6882
952.108
1023.155
819.43
851.21
926.1282
954.7302
211.398
192.093
28.656
171.456
136.0038
264.5238
1310.142
1310.949
897.478
929.258
1256.1636
1284.7656
39.6156
44.157
-22.396
99.628
-15.39516
94.42644
875.718
957.0825
803.954
810.646
865.8648
871.8876
92.874
86.1465
15.37
81.086
58.8372
117.9816
954.138
1045.305
882.374
889.066
944.2848
950.3076
16.746
16.5105
-63.054
85.206
-50.538
82.896
1431.248
1359.0055
809.62
829.892
1360.9764
1379.2212
8.414
8.287
-138.656
149.744
-121.653
137.907
1509.632
1447.1875
888.004
908.276
1439.3604
1457.6052
框架柱剪力组合表
层次
SGK
SQK
SWK
1.2*SGK+1.4*SQK
左风
右风

A柱2
-148.8
-31.7
1.3
-1.3
-222.94
1
-37.9
-36.13
10.16
-10.16
-96.062
B柱2