毕业设计结构一榀框架计算书.doc

个人收集整理 勿做商业用途毕业设计 题 目 一榀框架计算书 班 级 土木工程 2006级 高本 学生姓名 孟凡龙 指导老师 2011。5 摘要本工程为济南某综合教学楼楼,主体三层，钢筋混凝土框架结构。梁板柱均为现浇，建筑面积约为3000m2，宽35米，长为60米,建筑方案确定。建筑分类为乙类公共类建筑,二类场地，抗震等级三级.目录第一章 框架结构设计任务书11。1工程概况11。2设计资料21.3设计内容2第二章 框架结构布置及结构计算图确定22.1梁柱界面确定22.2结构计算简图2第三章 荷载计算53。1恒荷载计算:53.1。1屋面框架梁线荷载标准值53.1.2楼面框架梁线荷载标准值53.1.3屋面框架节点集中荷载标准值63.1.4楼面框架节点集中荷载标准值73。1.5恒荷载作用下结构计算简图83。2活荷载标准值计算93.2.1屋面框架梁线荷载标准值93.2.2楼面框架梁线荷载标准值93。2。3屋面框架节点集中荷载标准值93。2.4楼面框架节点集中荷载标准值103。2。5活荷载作用下的结构计算简图103。3风荷载计算11第四章 结构内力计算154。1恒荷载作用下的内力计算154。2活荷载作用下的内力计算254。3风荷载作用下内力计算33第五章 内力组合345.1 框架横梁内力组合385。2 柱内力组合46第六章 配筋计算606.1 梁配筋计算606.2 柱配筋计算756。3 楼梯配筋计算806.4 基础配筋计算84第七章 电算结果807。1 结构电算步骤867.2 结构电算结果87参考文献112一 框架结构设计任务书1.1 工程概况：本工程为济南某综合教学楼楼,主体三层，钢筋混凝土框架结构。梁板柱均为现浇，建筑面积约为3000m2,宽35米，长为60米，建筑方案确定。建筑分类为乙类公共类建筑，二类场地，抗震等级三级。图11.2 设计资料1）气象条件：基本风压0。45KN/m2 2）抗震设防: 设防烈度6度 3）屋面做法： 40厚C20钢砼 一层油毡隔离层 40厚挤塑聚苯板保温层 15厚高分子防水卷材 20厚1:3水泥砂浆找平1：6水泥焦渣2%找坡层,最薄处30厚 120厚现浇钢筋混凝土板 4）楼面做法： 813厚铺地砖面层 100厚钢筋砼楼板 粉底 底层混凝土强度等级为C30，其余各层为C25，纵筋2级，箍筋1级。1.3设计内容 1)确定梁柱截面尺寸及框架计算简图 2)荷载计算3)框架纵横向侧移计算；4）框架在水平及竖向力作用下的内力分析；5）内力组合及截面设计；6）节点验算。二 框架结构布置及结构计算简图确定2.1 梁柱截面的确定柱：bh=500mm500mm 梁（BC跨)=L/12=6300/12=525mm 取h=600mm,b=300mm 梁（CE、EF跨）=L/12=5400/12=450mm 取h=500mm，b=300mm纵梁=L/12=8000/12=666。7mm 取h=700mm，b=300mm 现浇板厚取h=100mm2。2 结构计算简图基础顶面离室外地面为600mm，由此可知底层标高为6.2m.结构计算简图如下：边跨梁取I=1。5I0，中跨梁取I=2I0（I0为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）。注：图中数字为线刚度，单位：104Em3图2EF跨梁：i=1.5（Ec0.30。53）/(124.5)=10。4104EcCE跨梁：i=2（Ec0。30.53）/（125。4）=11。6104EcBC跨梁:i=1。5（Ec0。30.63)/（126。3）=12。9104Ec上层柱:i=(Ec0.50。53）/（123.6）=14.5104Ec底层柱:i=（Ec0.60.63)/（126.2)=17.410-4Ec三 荷载计算3.1 恒载标准值计算 1)屋面框架梁线荷载标准值 40厚C20钢砼 0。0425=1KN/M2 一层油毡隔离层 0.05KN/M240厚挤塑聚苯板保温层 0。040。5=0.02KN/M2 15厚高分子防水卷材 0.04KN/M2 20厚1：3水泥砂浆找平 0.0220=0。4KN/M2 1:6水泥焦渣2%找坡层，最薄处30厚 （0.03+0.165）/214=1。365 KN/M2 120厚现浇钢筋混凝土板 0.1225=3 KN/M2 屋面荷载合计： 5.875KN/M2 边跨(EF)框架梁自重 0.30。525=3。75 KN/M 梁两侧粉刷：2（0。50。12）0.0217=0.2584 KN/M合计：4.0084KN/M边跨（BC）框架梁自重 0。30.625=4.5 KN/M 梁两侧粉刷：2（0.60.12）0。0217=0.3264 KN/M合计：4.8264 KN/M中跨（CE）框架梁自重 0。30.525=3.75 KN/M 梁两侧粉刷：2（0.50。12）0.0217=0。2584 KN/M合计：4。0084KN/M因此作用在顶层框架梁上的线荷载为：g6EF1= g6CF1=4。0084KN/Mg6BC1=4.8264KN/Mg6EF2= g6CF2= g6BC2=5。8754.0=23.5KN/M2)楼面框架梁线荷载标准值 813厚铺地砖面层 0.6KN/M220厚1:2水泥砂浆结合层 0.0220=0。4KN/M2100厚钢筋砼楼板 0。125=2.5KN/M2 15厚纸筋石灰抹底 0。01516=0。24KN/M2 楼面荷载合计： 3。74KN/M2 边跨(EF)框架梁自重 0。30.525=3.75 KN/M 梁两侧粉刷：2(0。50。1）0。0217=0.272KN/M合计：4。022KN/M边跨（BC）框架梁自重 0.30.625=4。5 KN/M 梁两侧粉刷:2（0。60。1）0.0217=0.3264 KN/M合计:4.84 KN/M 中跨（CE）框架梁自重 0.30.525=3。75 KN/M 梁两侧粉刷:2（0。50.1）0.0217=0.272KN/M合计：4.022KN/M边跨填充墙自重： 0.24（3。6-0.6）14=10.08 KN/M 墙面粉刷： （3。60.6）0。0220=1。2KN/M 11.28KN/M 因此作用在中间层框架梁上的线荷载为： gEF1= gCF1=4。022 KN/MgBC1=4.84+11.28=16.12 KN/MgEF2= gCF2= gBC2=3。744.0=14.96 KN/M 3)屋面框架结点集中荷载标准值 F轴节点集中荷载边柱连系梁自重：0。30。7825=42KN 边柱连系梁粉刷:0。02（0。70。12）28.017=3.155KN1.5M女儿墙自重：1.58.00.1214=20.16KN女儿墙粉刷：21。58。00。0217=8.16KN框架梁传来屋面自重：0。54.00.54.05.875=23.5KN次梁自重：0。30。54.525=16。875KN 作用在次梁上的屋面自重：0。5(4。5+4。5-4)25。875=29。375KN 框架梁传来次梁自重：0.5（16。875+29.375）=23.125KN 顶层F轴节点集中荷载：G6F=120。1KN E轴节点集中荷载 E轴框架梁自重及粉刷：45。155KN 框架梁传来屋面自重:0.540。5425.875=47KN 框架梁传来次梁自重：0。516。875+(0。30。55.425）0.5=18.56KN 顶层E轴节点集中荷载：G6E=110.72KN C轴节点集中荷载 C轴框架梁自重及粉刷：45。155KN 框架梁传来屋面自重：0。540.5425.875=47KN 框架梁传来次梁自重：（0.30。55.425+0.30.56.325）0。5=21。94KN 顶层C轴节点集中荷载：G6C=114.10KN B轴节点集中荷载 B轴框架梁自重及粉刷：45.155KN1.5M女儿墙自重及粉刷：28。32KN框架梁传来屋面自重:0。54.00.54.05。875=23.5KN次梁自重：0。30。56.325=23.625KN作用在次梁上的屋面自重：0。5(6。3+6.3-4)25.875=50。53KN 框架梁传来次梁自重：0。5（23.625+50。53）=37。08KN 顶层B轴节点集中荷载：G6B=134。06KN 4）楼面框架节点集中荷载标准值 F轴框架梁自重及粉刷：45。155KN 窗自重：22。72.80.45=6。804KN窗下墙体自重:0.24(8-0.5）（3.6-2。8）14=20。16KN粉刷:20.027.50.817=4。08KN窗边墙体自重：0。24（80。5-22。7）2。814=19。76KN粉刷：20.02（80。5-22.7）2。817=4.00KN框架梁传来楼面自重：0.540。543。74=14.96KN次梁自重:16。875KN作用在次梁上的楼面自重:0。5（4。5+4。5-4）23。74=18.7KN框架梁传来次梁自重：0.5(16。875+18.7）=17.79KN框架柱子自重:0。50。53.625=22。5KN 粉刷：0.52+（0。50。24)20。023.617=1。86KN 26层F轴结点集中荷载：GF=157.07KNE轴框架梁自重及粉刷:45。155KN框架梁传来楼面板自重：20。540.543.74=29。92KN次梁自重：0。30.55.425+0.30。54.525=37.125KN作用在次梁上的楼面自重: 0.5（4。5+4.54）2+0。5（5.4+5.44）23.74=44.132KN框架梁传来次梁自重:0。5（37。125+44。132）=40.63KN 框架柱自重及粉刷:22。5+（0。50.24）0。0243。617=23.77KN 26层E轴结点集中荷载：GE=139.48KNC轴框架梁自重及粉刷:45。155KN内纵墙自重:（8-0.5)(3.6-0.7）0。2414=73。08KN粉刷：(80。5)（3.6-0.7）0.02172=14.79KN扣除门洞重：21.02.1（0.2414+0。02172）=16.968KN门自重：21.02。10。2=0.84KN框架梁传来楼面自重：20.540.543.74=29.92KN次梁自重:0.30。55.425+0.50.36.325=43.875KN作用在次梁上的楼面自重：0.5（6.3+6。3-4)2+0。5（5。4+5.44）23.74=57.596KN框架梁传来次梁自重：0.5（43.875+57.596)=50.736KN 框架柱自重及粉刷：22。5+(0。5-0.24）0。0243。617=23.77KN 26层C轴结点集中荷载：GC=221.33KNB轴框架梁自重及粉刷：45.155KN窗自重:22。72。80.45=6.804KN窗下墙体自重：0.24（8-0。5）（3.62.8）14=20.16KN粉刷:20。027.50.817=4.08KN窗边墙体自重：0。24（80.522。7）2.814=19。76KN粉刷：20.02（80.522.7）2。817=4。00KN框架梁传来楼面自重:0.540。543。74=14.96KN次梁自重：0。30.56。325=23。625KN作用在次梁上的楼面自重：0.5（6.3+6.34）23.74=34.164KN框架梁传来次梁自重：0.5（16.875+34.164）=24。52KN框架柱子自重：0.50。53。625=22。5KN 粉刷：0。52+（0.5-0。24）20。023。617=1。86KN 26层B轴结点集中荷载：GB=163.80KN5）恒荷载作用下的结构计算简图图33。2 活载标准值计算1） 屋面框架梁线荷载标准值p6EF= p6CE =p6BC =2.54.0=10KN/M2） 楼面框架梁线荷载标准值pEF= pCE =pBC =2。04.0=8.0KN/M3） 屋面框架节点集中荷载标准值F轴由框架梁传来的屋面荷载：0.54.00.54.02。5=10KN由框架梁传来次梁荷载：0。5（4。5+4.5-4)22.5=12.5KNP6F=20+12。5=22.5KNE轴由框架梁传来的屋面荷载：0。54.00。54.02.52=20KN由框架梁传来次梁荷载：0。5（4。5+4.5-4）2+0.5(5.4+5。44）22。5=29.5KN P6E=20+29。5=49。5KNC轴由框架梁传来的屋面荷载:0.54.00.54.02.52=20KN由框架梁传来次梁荷载:0.5（6.3+6。3-4）2+0.5（5.4+5.4-4）22.5=38.5KNP6C=20+38.5=58.5KNB轴由框架梁传来的屋面荷载：0.54.00。54.02.5=10KN由框架梁传来次梁荷载：0.5(6。3+6.34）22。5=21.5KNP6B=10+21。5=31。5KN4） 楼面框架节点集中荷载标准值F轴由框架梁传来的屋面荷载：0。54。00.54。02。0=8KN由框架梁传来次梁荷载：0.5(4.5+4.54）22。0=10KNPF=8+10=18.0KNE轴由框架梁传来的屋面荷载：0。54。00。54.02。02=16.0KN由框架梁传来次梁荷载：0.5（4。5+4。5-4）2+0。5（5.4+5.44)22。0=23。6KNPE=16+23.6=39。6KNC轴由框架梁传来的屋面荷载：0.54.00.54。02.02=16KN由框架梁传来次梁荷载：0.5（6.3+6.34）2+0。5（5.4+5.4-4)22.0=30.8KNPC=16+30。8=46.8KNB轴由框架梁传来的屋面荷载:0。54。00.54。02.0=8KN由框架梁传来次梁荷载:0。5（6。3+6.3-4）22。0=17.2KNPB=8+17。2=25.2KN5）活荷载作用下的结构计算简图图43。3 风荷载计算风压标准值计算公式为 wk=zszw0 (4-1）wk-风荷载标准值w0-基本风压s风荷载体型系数z-风荷载变化系数zZ高度处的风振系数w0=0。45，因结构高度H=24.2m30m，可取z=1。0;对于矩形平面S=1。3z 可查建筑结构荷载规范知场地类别为C类.将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载。A为一榀框架各层节点的受风面积，计算过程如表41，结算结果如图5。表42 横向风荷载计算 层次zsz(m）zw0(kN/ m2）A（m2）Pw(kN）61.01。323。60.8880。4526。413。7151.01.320。00.840.4528.814.1541。01.316.40.810。4528.813.6531.01.312.80。740.4528。812。4721。01.39。20。740。4528。812.4711.01.35。60。740.4536.815.93图51） 风荷载作用下位移计算柱Kc值表42 柱Kc值计算 层数截面（m2)混凝土强度等级惯性矩Ic（m4）(m3）(KNm)260。50。5C255。2110-31.4510340.610310。60.6C3010.81031.9310-357.9103 柱Kb值中框架梁I=2。0I0 边框架梁I=1。5I0 Kb=EIb/L 4-2EF跨梁：Ib =1。50。30.53 /12=4.710-3m4BC跨梁：Ib =1.50.30。63 /12=8.1103m4CE跨梁：Ib =20。30.53 /12=6.2510-3m4EF跨梁(4.5m）：Kb=31。3103KMmBC跨梁(6.3m）：Kb=38。6103KMmCE跨梁（5.4m）：Kb=34.7103KMmK值及的值 一般层 K=（i1 +i2+i3+i4）/2 ic 43=K/（2+K) 4-4 D=12ic /h 45首层 K=（i1 +i2)/ic 4-6 =（0。5+K）/（2+K） 4-7 D=12ic /h 4826层F轴柱： K=(10.4+10。4）/214。5=0。72 =0。72/(2+0。72）=0。26E轴柱： K=(11。6+10.4+11。6+10.4)/214。5=1。52 =1。52/（2+1。52）=0。43C轴柱： K=（12.9+11.6+12.9+11。6）/214。5=1.69 =1。69/（2+1。69)=0。46B轴柱: K=(12。9+12.9）/214。5=0.89 =0。89/（2+0。89）=0。31底层:F轴柱: K=10。4/17。4=0.60 =（0。5+0。60）/（2+0。60)=0.42E轴柱： K=(10。4+11。6）/17.4=1。26 =(0.5+1。26）/(2+1。26）=0。54C轴柱： K=（12。9+11。6）/17.4=1。41 =（0.5+1。41）/（2+1.41）=0.56B轴柱： K=12。9/17.4=0。74 =（0。5+0.74）/（2+0。74)=0.45值见表4-3 =12ic /h表43 框架柱D值计算 F轴E轴C轴B轴26层3.491035。771036.181034。1610319。6103底层2.7961033。5951033.7291032。99610313.116103框架结构侧移计算6层：=13.71/19.6103=0.699103m5层：=27.86/19.6103=1.42110-3m4层：=41。51/19。6103=2。117103m3层：=53。98/19.6103=2.75410-3m2层：=66。45/19。6103=3。390103m1层：=82。39/13。116103=6.28010-3m=16.66110-3m /h=16.661103m/23.6m=0.70610-3m1/500满足要求四 内力计算4.1 恒荷载作用下的内力计算计算使用分层法，中柱的线刚度取框架柱实际线刚度的0.9倍。1）屋顶层 把梯形荷载化作等效均布荷载EF跨: 1=0.54/4。5=0。444 g6EF=g6EF1+1-2(1）+（1)g6EF2=20.30KN/MBC跨: 1=0.54/6。3=0。317 g6BC=g6BC1+12(1）+（1）g6BC2=24。35KN/MCE跨： 1=0.54/5。4=0。370 g6CE=g6CE1+1-2（1）+（1）g6CE2=22。26KN/M各杆的固端弯矩 M6FE= g6EFL EF/12=34.26 KNM M6BC= g6BCL BC/12=80.54KNM M6CE= g6CEL CF/12=54。09 KNM弯矩分配法计算过程如图6：图6顶层弯矩计算结果如图7:图72）26层：把梯形荷载化作等效均布荷载EF跨： 1=0.54/4.5=0。444 gEF=gEF1+1-2（1）+（1)gEF2=14。39KN/MBC跨: 1=0。54/6。3=0。317 gBC=gBC1+1-2（1）+（1）gBC2=28.55KN/MCE跨： 1=0.54/5.4=0。370 gCE=gCE1+12（1)+（1）gCE2=15。64KN/M各杆的固端弯矩: MFE= gEFL EF/12=24.28 KNM MBC= gBCL BC/12=94。43KNM MCE= gCEL CF/12=38.01KNM弯矩分配法计算过程如图8：图826层弯矩计算结果如图9：图93） 首层：把梯形荷载化作等效均布荷载EF跨： 1=0.54/4。5=0。444 gEF=gEF1+12（1)+（1)gEF2=14.39KN/MBC跨： 1=0。54/6.3=0.317 gBC=gBC1+12（1）+（1）gBC2=28.55KN/MCE跨： 1=0。54/5.4=0。370 gCE=gCE1+12（1）+（1)gCE2=15。64KN/M各杆的固端弯矩： MFE= gEFL EF/12=24.28 KNM MBC= gBCL BC/12=94.43KNM MCE= gCEL CF/12=38。01KNM弯矩分配法计算过程如图10：图10首层弯矩计算结果如图11：图11各层弯矩叠加并修正，其竖向荷载弯矩图如图12：图12剪力图：图13轴力图：图144.2 活荷载作用下的内力计算 1） 荷载简化 EF跨： 1=0.54/4.5=0.444 P6EF=12（1)+（1）p6EF =6。93KN/M PEF=1-2（1）+（1)pEF =5。55KN/MBC跨: 1=0。54/6。3=0。317 P6BC=1-2（1）+(1)p6BC=8。31KN/M PBC=1-2（1）+（1)pBC=6.65 KN/MCE跨： 1=0。54/5。4=0。370 P6CE=1-2（1）+（1）p6CE=7。77KN/M PCE=1-2（1）+(1）pCE=6.21KN/M 2） 各杆的固端弯矩： M6EF= P6EFL EF/12=11.69KNM MEF= PEFL EF/12=9.37KNM M6BC= P6BCL BC/12=27。49KNM MBC= PBCL BC/12=21。99KNM M6CE= P6CEL CE/12=18.88KNM MCE= PCEL CE/12=15.09KNM 3） 顶层弯矩计算弯矩分配法计算过程： 弯矩计算结果：4） 26层弯矩计算 弯矩分配法计算过程： 弯矩计算结果:5） 底层弯矩计算弯矩分配法计算过程：弯矩计算结果：6） 各层弯矩叠加并修正，其活荷载弯矩、剪力、轴力图活荷载作用下的弯矩图：图15活荷载作用下BC框架梁剪力 层数qlql/2M/LV左V右68.316.326。182.182428.3656.656.320.950.9020。0521.8546.656.320.950。9819。9721.9336。656.320.950。9819.9721.9326.656.320。950。9919.9621.9416.656.320。951.0619。8922。01活荷载作用下CE框架梁剪力 层数qlql/2M/LV左V右67.775。420.98-1。3922.3715。5956。215.416.77-0.7017。4716.0746.215。416.77-0.7417.5116.0336。215。416。770。7417。5116.0326.215。416。77-0。7417。5116。0316。215。416.770。7417.5116.03活荷载作用下EF框架梁剪力 层数Qlql/2M/LV左V右66.934.515。591。5217。1114.0755。554。512。490.8513。3411.6445.554。512.490。9213.4111.5735。554.512.49-0.9213.4111。5725.554。512。49-0。9213.4111.5715。554.512。49-0。9413。4311.55活荷载作用下剪力图：图16活荷载作用下轴力图：图174。3 风荷载作用下的内力计算1） 荷载作用下的结构计算简图如图5.内力计算采用D值法,计算过程见表44,其中由混凝土结构(中册）中附表103，附表10-4查得y1=y2=y3=0，即y=y0。内力计算如表4-4，表45，表4-6，表47。框架弯矩图、剪力图、轴力图见图1820. 表44 框架柱剪力标准值计算表层数（F）柱号=ib/2icc=/（2+）Di=cicVi= DF/Di（KN)6（13。71KN）B60.8890.3080.0452。91C61.6890.4580.0664。27E61.5170.4310。0634。07F60.7170。2640。0382。465(27.86N)B50。8890.3080。0455。92C51.6890.4580.0668.67E51.5170.4310.0638。28F50.7170。2640。0384。994(41.51KN）B40.8890。3080.0458。81C41。6890.4580。06612。92E41。5170.4310.06312。34F40.7170。2640.0387。443（53.98KN）B30.8890。3080。04511.46C31.6890.4580。06616。81E31.5170.4310。06316.04F30。7170.2640。0389.682(66。45KM）B20.8890.3080。04514。10C21.6890.4580。06620.69E21。5170.4310.06319。75F20.7170。2640.03811。911（82。38KN)B10.7410。4530.07918。92C11。4080.5590.09723.23E11.2640.5400。09422。51F10。5980.4230.07417.72注：1层=ib/ ic，c=（0。5+)/（2+)。2） 框架柱反弯点高度计算表4-5 风荷载内力计算如表 层数B轴C轴y0h（ly0）hM上M下y0h（ly0）hM上M下61.242.366。873。611.382。229.48