三层框架厂房结构设计计算书.doc

目 录一、工程概况21工程概况22设计条件23结构平面布置及构件尺寸确定3二、荷载计算（标准值）41恒载计算42活荷载计算113风荷载计算144. 地震荷载计算16三、框架内力计算与内力组合181. 恒载作用下的内力计算（采用分层法）182. 活载作用下的内力计算213. 风载作用下的内力计算264. 水平地震作用下的内力计算295. 内力组合336. 内力调整37四、构件设计391.框架梁设计392.框架柱设计433.单向板设计524.双向板设计（按弹性理论设计）535.次梁设计556.楼梯设计567.基础设计58一、 工程概况1工程概况（1） 建设地点：该生产厂房位于浦东新区三鲁公路北侧，详见总平面图。（2） 建筑层数：三层生产厂房。（3） 建筑层数：均为3.8米。（4） 建筑面积：约为1310平方米。（5） 结构形式：上部结构采用现浇钢筋混凝土框架，装配式或整体式屋盖及楼盖，下部结构采用钢筋混凝土条形基础。（6） 设计标高：建筑物底层室内设计标高为0.000米，相当于绝对标高5.450米，室外设计标高为-0.45米，相当于绝对标高5.000米。2设计条件1）场区工程地质条件（7） 自然地坪标高：实测勘察点地面标高在4.754.90米之间，高差0.15米。（8） 地下水位（潜水）：区内地下水的静止水位埋深为0.70米，相应标高为4.084.14米。（9） 土的容重以18KN/m3作为计算依据。（10） 土层竖向分布及其主要物理学性质指标见附表。） 工程地质条件分析与评价：（1） 从勘察结果来看，该建筑物所处的是属于天然地基条件一般的地段，有利条件是区内褐黄色粉质黏土层的土质较好，且分布较稳定，可作为所建厂房的天然地基基础持力层，（2） 场地内未发现暗浜分布，但普通分布着一层杂填土，其土质松散，极不均匀，不宜作为地基持力层（3） 褐黄色粉质粘土层的承载力标准值110KN/m2（4） 第三层灰色淤泥质粘土较软弱，应作软弱下卧层验算。） 抗震设防 本工程场地类别为IV类，设防烈度为7度，设计地震分组为第一组。） 材料强度等级柱、梁、板均为C25钢筋：纵筋为：HRB335 fy=300N/mm2其他为：HPB235 fy=210N/mm23结构平面布置及构件尺寸确定） 结构平面布置） 确定计算单元受荷范围取第六榀框架作为计算单元，计算单元受荷范围见上图所示） 结构计算简图） 构件尺寸主梁：h= (1/81/12)*6000=750500mm. (取h=600mm)b= (1/21/3)*600=300200mm. (取b =250mm)次梁：h= (1/121/18)*6000=500333mm. (取h=400mm)b= (1/21/3)*450=275150mm. (取b =200mm)楼梯平台梁：取b* h=200 mm*300mm连续板厚：h= (1/351/40)*2000=57.1450 mm，（取h=100mm）楼梯平台板厚：h=70 mm楼梯段（乙楼梯）斜板：hL/30=2860/30=95.33 mm (取h =120mm)柱子：b*h=450mm*450mm二、荷载计算（标准值）1恒载计算）屋面（不上人）三毡四油防水 0.45 KN/m2珍珠岩隔热层 0.11*2.5=0.28 KN/m220厚水泥砂浆找平 0.02*20=0.4 KN/m2100厚钢筋砼板 0.1*25=2.5 KN/m220厚混合砂浆纸筋石灰面 0.02*18=0.36 KN/m2 gk=3.99 KN/m2）二、三层楼板面30厚1：2水泥砂浆找平层 0.03*20=0.60 KN/m2100厚钢筋砼板 0.1*25=2.5 KN/m220厚混合砂浆纸筋石灰面 0.02*18=0.36 KN/m2gk=3.46 KN/m2）楼梯板平台板水磨石面层 0.65 KN/m270厚钢筋砼板 0.07*25=1.75 KN/m220厚板底抹灰 0.02*17=0.34 KN/m2gk=2.74 KN/m2楼梯斜板 tg=158.3/260=0.609, cos=0.854水磨石面层 （0.1583+0.26）*0.65/0.26=1.046KN/m三角形踏步 1.0*0.5*0.26*0.1583*25/0.26=1.98 KN/m120厚斜板 0.12*25/0.854=3.51KN/m20厚板底抹灰 0.02*17/0.854=0.398 KN/m gk=6.93KN/m平台梁荷载钢筋砼梁（200*300）及粉刷 0.2*（0.3-0.07）*25+(0.3-0.07)*0.02*2*17=1.31 KN/mTL1荷载平台板传来荷载 2.9*1.8/2=2.61 KN/m梯段斜板传来荷载 6.93*2.86/2=9.91 KN/mgk1=1.31+2.61=3.92KN/mgk2=9.91+3.92=13.83KN/mTL2荷载平台板传来荷载 2.90*1.34/2=1.94 KN/m梯段斜板传来荷载 9.91 KN/m平台梁自重及粉刷 1.31 KN/m gk=13.16KN/m4）墙体荷载外墙200厚砼砌块墙及粉刷 3.0 KN/m2gk=3.0 KN/m2内墙200厚砼砌块及粉刷 3.0 KN/m2gk=3.0 KN/m2100厚砼砌块及粉刷 2.0 KN/m2gk= 2.0 KN/m25）窗荷载 gk= 0.45KN/m26）木门荷载 gk= 0.2KN/m27）第六榀框架梁上荷载计算轴间恒载a) 作用在顶层KJ-8 、KJ-10框架梁上分布荷载屋面板传来恒载 3.99*（1/2*2）=3.99 KN/m梁自重（250*600）及粉刷 （0.6-0.1）*0.25*25+（0.6-0.1）*0.02*17*2=3.47 KN/m600高女儿墙 0.6*3=1.8 KN/mgk= 9.26 KN/mb) 作用于一、二层KJ-8、KJ-10框架梁上的线荷载楼板传来荷载 3.46*1/2*2=3.46 KN/m梁自重及粉刷 （0.6-0.1）*0.25*25+（0.6-0.1）*0.02*17*2=3.47 KN/m墙重 （6-0.45）*（3.8-0.6）*3-4.9*1.5*3/6=5.21 KN/m窗自重 （4.9*1.5*0.45）/6=0.55 KN/mgk= 12.69 KN/mc) 作用于顶层KJ-9的线荷载屋面板传来荷载 3.99*2=7.88 KN/m梁自重及抹灰（250*600） 3.47 KN/mgk= 11.35 KN/md) 作用在一、二层KJ-9上的线荷载楼板传来的荷载 3.46*2=6.92 KN/m梁自重及抹灰（250*600） 3.47 KN/mgk= 10.39KN/me) KJ-8、KJ-9、KJ-10传给KJ-6的集中力屋面 KJ-8=KJ-10传来的集中力 R=9.26*3=27.78KN KJ-9 传来的集中力 R=11.35*3=34.05KN层楼面 KJ-8=KJ-10传来的集中力 R=12.69*3=38.07KN KJ-9 传来的集中力 R=10.39*3=31.17KNf) 作用在LL-1、LL-2、LL-3、LL-4上的线荷载作用在屋面LL-1LL-4的恒载屋面传来的荷载 3.99*2=7.98 KN/m梁自重及粉刷（200*400） 1.7 KN/mgk= 9.08KN/m作用在二、三层楼面LL-1LL-4的恒载楼板传来的荷载 3.46*2=6.92 KN/m梁自重及粉刷（200*400） （0.4-0.1）*0.2*25+（0.4-0.1）*0.02*17*2=1.7KN/mgk= 8.62KN/mg) LL-1LL-4传给KJ-6的集中力二、三层楼面 LL-1=LL-2=LL-3=LL-4=R=8.62*3=25.86KN屋面 LL-1=LL-2=LL-3=LL-4=R=9.68*3=29.04KN轴线间恒载a) 作用在L3梁上的恒载作用在二、三层楼面L3上的恒载梁自重及抹灰（200*300） 0.2*（0.3-0.1）*25+(0.3-0.1)*0.02*17*2=1.14 KN/m100厚墙自重 （3.8-0.3）*2=7 KN/mgk= 8.14KN/m板传来三角形荷载 3.46*3=10.38 KN/mL3传给KJ-8、KJ-9的集中力 R1=R3=（10.38*0.625*3）/2+（8.14*3）/2=21.94 KNL3传给L2的集中力 R2=2R1=43.88 KN作用在屋面L3上的恒载梁自重及粉刷（200*300） 1.14KN/m三角形荷载 3.99*3=11.97KN/mL3传给KJ-8、KJ-9的集中荷载 R1=R3=（11.97*0.625*3）/2+（1.14*3）/2=12.93 KNL3传给L2的集中力 R2=2R1=2*12.93=25.86 KNb) 作用在L2梁上的恒载二、三层楼面L2梁自重及粉刷（200*500） 0.2*（0.5-0.1）*25+(0.5-0.1)*0.02*17*2=2.27KN/m100厚隔墙 （3.8-0.5）*（6-0.45）*2-0.8*2.4*2*2/6=4.83 KN/m木门 （0.8*2.4*2*0.2）/6=0.13 KN/mgk= 7.23KN/m三角形荷载 3.46*3=10.38 KN/mL2传给KJ-6的集中力 R1 =（10.38*0.625*6+7.23*6+43.88）/2=63.09KN屋面L2梁自重及粉刷 2.27KN/m三角形荷载 3.99*3=11.97KN/mL2传给KJ-6的集中荷载 R1=1/2*(2.27*6+11.97*0.625*6+25.86)=42.18 KNc) 作用在L1梁上的恒载二层楼面处梁自重及粉刷（200*500） 0.2*（0.5-0.1）*25+(0.5-0.1)*0.02*17*2=2.27KN/m200厚墙重 (4.2-0.1+0.26)*（3.8-0.5）=14.39 KN/mgk= 16.66KN/m梯形荷载 3.46*1.5=5.19 KN/m传给KJ-6的集中力，梯形荷载等效为均布荷载 pc=(1-2a12+a13)p=(1-2*0.252+0.253)*5.19=4.62 KN/m R1 =16.66*6/2+4.62*6/2+19.74*(2.86+1.8)/6+19.74*1.8/6=84.72KN三层楼面处传给KJ-6的集中荷载 R1=16.66*6/2+4.62*6/2+8.93*1.8/6=66.52 KN屋面处梁自重及粉刷（200*500） 2.27KN/m梯形荷载 3.99*3=11.97KN/m传给KJ-6的集中力，梯形荷载等效为均布荷载 pc=(1-2a12+a13)p=(1-2*0.252+0.253)*11.97=10.66 KN/m R1 =2.27*6/2+10.66*6/2=38.79KNd) 作用在二、三层KJ-8上的恒载作用在二、三KJ-8上的恒载梁自重及粉刷（250*600） 3.47KN/m200厚砼砌块墙 （5.55*3.2-1.2*1.5*2）*3/6=7.08 KN/m窗自重 （1.2*1.5*2*0.45）/6=0.27KN/mgk= 10.82KN/m三角形荷载 3.46*1.5=5.19 KN/mKJ-8传给KJ-6的集中力 R1 =（5.19*0.625*6+10.28*6+21.94）/2=51.54KN作用在顶层KJ-8的恒载梁自重及粉刷（250*600） 3.47KN/m女儿墙自重 0.6*3=1.8KN/mgk= 5.27KN/m三角形荷载 3.99*1.5=5.99KN/mKJ-8传给KJ-6的集中荷载 R1=1/2*(5.99*0.625*6+5.27*6+12.93)=33.51 KNe) 作用在KJ-9上的恒载作用在二、三层KJ-9上的恒载梁自重及粉刷 3.47KN/m200厚内墙 （5.55*3.2-0.9*2.4*2）*3/6=6.72 KN/mgk= 10.19KN/m三角形荷载 3.46*1.5=5.19 KN/m梯形荷载 3.46*1.5=5.19 KN/m传给KJ-6的集中力 R1 =（1-2*0.252+0.253）*5.19+10.19+5.19*0.625*6/2+21.94/2=65.13KN作用在顶层KJ-9上的恒载梁自重及粉刷 3.47KN/m三角形荷载 3.99*1.5=5.99KN/m梯形荷载 3.99*1.5=5.99KN/mKJ-9传给KJ-6的集中荷载 R1= (3.47+5.99*0.89+5.99*0.625)*6/2+12.93/2=44.10KNf) 作用在KJ-10上的恒载作用于二层KJ-10的恒载梁自重及粉刷 3.47KN/m200厚砼砌块墙 (6-0.45)*(3.8-0.6)*3/6=8.88KN/mgk= 12.35KN/m传给KJ-6的集中力 R1 =19.74*(2.86+1.8)/6+19.74*1.8+12.35*6*3/6=45.53KN作用在三层KJ-10上的恒载传给KJ-6的集中荷载 R1=8.93*1.8/6+12.35*6*3/6=39.73 KN作用于屋面KJ-10的恒载梁自重及粉刷 3.47KN/m梯形荷载 3.99*1.5=5.99KN/m传给KJ-6的集中力 R1 =3.47*6/2+0.89*5.99*6/2=26.4KN作用在第六榀梁上线荷载顶层梁上的均布荷载；梁自重及粉刷 3.47 KN/m二、三层梁上线荷载梁自重及粉刷 3.47 KN/m墙体 （3.8-0.6）*3=9.6 KN/mgk= 13.07KN/m2活荷载计算不上人屋面活载标准值 0.5 KN/m2楼梯间活载标准值 3.5 KN/m2办公室、卫生间活载标准值 2.5 KN/m2仓库活载标准值 5 KN/m2车间活载标准值 4 KN/m21) 轴间活载计算（计算方法同恒载）a) 顶层 KJ-8，KJ-10所受活载屋面板传来 0.5*1=0.5KN/m gk= 0.5KN/mb) 二、三层 KJ-8，KJ-10所受活载楼面板传来 4*1=4KN/m gk= 4KN/mc) 顶层 KJ-9所受活载屋面板传来 0.5*2=1KN/m gk= 1KN/md) 二、三层 KJ-9所受活载楼面板传来 4*2=8KN/m gk= 8KN/me) KJ-8、KJ-9、KJ-10传给KJ-6的活载二、三层楼面 KJ-8=KJ-10传来的集中力 R=4*3=12KN KJ-9传来的集中力 R=8*3=24KN屋面 KJ-8=KJ-10传来的集中力 R=0.5*3=1.5KN KJ-9传来的集中力 R=1*3=3KNf) LL-1、LL-2、LL-3、LL-4所受活载i. 二、三层楼面LL-1、LL-2、LL-3、LL-4所受活载楼面板传来 4*2=8 KN/mqk=8 KN/mii. 屋面LL-1、LL-2、LL-3、LL-4所受活载屋面板传来 0.5*2=1KN/mqk=1KN/miii. LL-1、LL-2、LL-3、LL-4所受活载二、三层楼面LL-1=LL-2=LL-3=LL-4所受的活载传来的集中力 R=8*3=24KN屋面 LL-1=LL-2=LL-3=LL-4所受的活载传来的集中力 R=1*3=3KN2) 轴间活载计算a) 作用在L3上的活载作用在屋面L3上的活载 qk=0.5*3=1.5KN/mL3传给KJ-8、KJ-9、L2的集中力R1=R2=1.5*0.625*3/2=1.41KN（传给KJ-8、KJ-9）R3=2R1=2*1.41=2.82KN（传给L2）作用在二、三层L3上的活载 qk=2.5*3=7.5KN/mL3传给KJ-8、KJ-9、L2的集中力R1=R2=7.5*0.625*3/2=7.03KN（传给KJ-8、KJ-9）R3=2R1=2*7.03=14.06KN（传给L2）b) 作用在KJ-8上的活载作用于屋面KJ-8上的活载 qk=0.5*1.5=0.75KN/mKJ-8传给KJ-6的集中力 R1=0.75*0.625*6*3/6=1.41KN作用在二、三层KJ-8上的活载 qk=2.5*1.5=3.75KN/mKJ-8传给KJ-6的集中力 R1=3.75*0.625*6/2=7.03KNc) 作用在L2上的活载作用在屋面L2上的活载 qk=0.5*3=1.5KN/mL2传给KJ-6的集中力 R1=1.5*0.625*6/2+2.82/2=4.22KN作用在二、三层L2上的活载 qk=2.5*3=7.5KN/m L2传给KJ-6的集中力 R1=7.5*0.625*6/2+14.06/2=21.09KNd) 作用在KJ-9上的活载i. 作用于屋面KJ-9上的活载 qk1（三角形）=0.5*1.5=0.75KN/m qk2（梯形）=0.5*1.5=0.75KN/mKJ-9传给KJ-6的集中力 R1=0.75*0.89*6/2+0.75*0.625*6/2+1.41/2=4.11KNii. 作用在二、三层KJ-9上的活载 qk1（三角形）=2.5*1.5=3.75KN/m qk2（梯形）=2.5*1.5=3.75KN/mKJ-9传给KJ-6的集中力 R1=3.75*0.89*6/2+3.75*0.625*6/2+7.03/2=20.56KNe) 作用在L1上的活载i. 作用于屋面L1上的活载 qk（梯形）=0.5*1.5=0.75KN/mL1传给KJ-6的集中力 R1=0.75*0.89*6/2=2.0KNii. 作用在二层L1上的活载 qk（梯形）=2.5*1.5=3.75KN/mL1传给KJ-6的集中力 R1=3.75*0.89*6/2+10.77*4.66/6+10.77*1.8/6=21.61KNiii. 作用在三层L1上的活载 qk（梯形）=2.5*1.5=3.75KN/mL1传给KJ-6的集中力 R1=3.75*0.89*6/2+1.8*6.6/6=11.99KNf) 作用在KJ-10上的活载i. 作用于屋面KJ-10上的活载 qk（梯形）=0.5*1.5=0.75KN/mKJ-10传给KJ-6的集中力 R1=0.75*0.89*6/2=2.0KNii. 作用在三层KJ-10上的活载 qk（梯形）=10.37KN/mKJ-10传给KJ-6的集中力 R1=10.37*1.8/6=3.11KN/miii. 作用在二层KJ-10上的活载 qk1=10.77KN/m qk2=10.77KN/mKJ-10传给KJ-6的集中力 R1=10.77*4.66/6+10.77*1.8/6=11.59KN3风荷载计算1) 基本条件：基本风压：上海地区 0=0.55KN/m2风载体形系数：s迎风面： s=0.8 背风面： s=-0.5风振系数：z=1.0计算宽度：B=6m该地区地面粗糙度为B类2) 风压高度系数 z标高（m）12.4511.858.054.25z1.071.060.930.763) 作用在建筑物表面单位面积上风载计算（=z*s*z*0）标高（m）位置szk (KN/m2)4.25迎风面0.80.760.334背风面-0.50.76-0.2098.05迎风面0.80.930.409背风面-0.50.93-0.25611.85迎风面0.81.060.466背风面-0.51.06-0.29212.45迎风面0.81.070.471背风面-0.51.07-0.2944) 各标高处均布荷载标高（m）迎风面(KN/m)背风面(KN/m)12.45q4=0.471*6=2.83q4= -0.294*6= -1.7611.85q3=0.466*6=2.80q3= -0.292*6= -1.758.05q2=0.409*6=2.45q2= -0.256*6= -1.544.25q1=0.334*6=2q1= -0.209*6= -1.25女儿墙处风荷载化为顶部集中力=（2.83+1.76）*0.6=2.75KN作用在各层层高处风荷载3=+1/2*（q3-q3）*h3=2.75+1/2*(2.8+1.75)*3.8=11.40KN2=1/2*（q3-q3）*h3+1/2*（q2-q2）*h2=1/2*(2.8+1.75)*3.8+1/2*(2.45+1.54)*3.8=16.23KN1=1/2*（q2-q2）*h2+1/2*（q1-q1）*h1=1/2*(2.45+1.54)*3.8+1/2*(2+1.25)*4.80=15.38KN4. 地震荷载计算1) 各楼层恒载计算屋面：屋面板 3.99*6*12=287.28KNKJ自重及粉刷 3.47*5.55*3+3.47*11.1=96.30KN连续梁自重 1.7*3*4=20.4KNL1、L2、L3自重 2.27*3*2+1.14*6=20.46KN柱自重 0.452*1.9*25*3+0.02*0.452*1.9*20*3=29.32KN女儿墙自重 3*0.6*6*2=21.6KN半层墙自重 2*3*（1.9*2-0.3-0.5）=18KN200厚内墙重 3*11.1*1.3+3*3*1.3=54.99KN外墙重 3*（6-0.45）*（1.9-0.6）*2=43.29KN窗重 2.1*2*1.3*0.45=2.46KN 小计 594.1KN二层：楼面板 3.46*3*12+3.46*3*9=217.98KNKJ自重及粉刷 3.47*3*3+3.47*12+3.47*3*3=104.1KN连续梁自重 1.7*3*4=20.4KNL1、L2、L3自重 2.27*3*2+1.14*6/2=17.04KN柱自重 0.452*3.8*25*3=57.71KN墙重 3*（3*3.2-2.1*1.5）*2=38.7KN 3*5.55*3.2=53.28KN 3*（5.55*3.2-1.5*2.4）=42.48KN 3*（3.2*2.8-1.2*1.5）=21.48KN 2*（3.2*2.85-0.8*2.4）=14.97KN 2*3.5*0.4/2=1.4KN 3*3.2*2.8=26.88KN 3*3.5*2.9*2=60.9KN 门重 0.2*1.5*2.4+0.2*（0.9*2.4+0.8*2.4）=1.54KN 楼梯板重 6.28*1.33*2.86/2=11.94KN窗重 2.1*2*1.3*0.45=2.46KN 小计 693.26KN一层：楼面板 3.46*3*12+3.46*3*9=217.98KNKJ自重及粉刷 3.47*3*3+3.47*12+3.47*3*3=104.1KN连续梁自重 1.7*3*4=20.4KNL1、L2、L3自重 2.27*3*2+1.14*6/2=17.04KN柱自重 0.452*4.3*25*3=65.31KN墙重 3*（3*3.7-2.1*1.5）*2=47.7KN 3*5.55*3.7=61.61KN 3*（5.55*3.7-1.5*2.4）=50.81KN 3*（3.7*2.8-1.2*1.5）=25.68KN 2*（2.7*2.85-0.8*2.4）=11.55KN 2*4*5.8/2=23.2KN 3*3.7*2.8=31.08KN 3*3.85*2.9*2=66.99KN 门重 0.2*1.5*2.4+0.2*（0.