6层框架住宅毕业设计结构计算书.doc

目录一.工程概况2 二.设计资料2三.横向框架内力计算3（1）各梁柱截面尺寸确定3（2）荷载计算31）恒载计算31）恒载计算3（3）内力计算7 1）恒、活荷载作用下的内力计算7 2）分层法对一榀横向框架进行受力分析8（4）梁截面计算161）顶层梁截面面设计162）中间层梁截面面设计18（5）柱截面计算19四.参考资料21五.附图计算书一、工程概况某企业新建办公楼，总建筑面积4581 m2，主体结构5层，无地下室。办公楼采用框架结构形式，各层层高均为3.6m。二、设计资料（1）冬季采暖室外计算温度-5。（2）主导风向为东北风，基本风压为0.75kn/m2。（3）基本雪压为0.30 kn/m2。（4）年降雨量：650mm，日最大降雨量：92mm，时最大降雨量：56mm。（5）土壤最大冻结深度：450mm。（6）地基土土质均匀，中压缩性，地基承载力特征值fak=160kpa。（7）地下水稳定埋深8.510.8m，属潜水类型，地下水对混凝土结构不具腐蚀性。（8）不考虑抗震设防。 图1 柱网布置图 图2横向框架立面图三、横向框架内力计算（1）各梁柱截面尺寸确定如下。梁(ad轴)：h=(1/181/10)l01=(1/181/10)*7200=400720mm，取h=700mm h/b4,取b=300mm梁(111轴)：h=(1/181/10)l02=(1/181/10)*6300=350630mm，取h=600mm h/b4,取b=300mm柱截面均为 b*h=550mm*600mm现浇楼板厚150mm。（2）荷载计算1）恒载计算取轴线横向框架进行计算单元宽度为7.2m，如图4-1所示。传给该框架的楼面荷载如图3中的水平阴影线所示。图3 屋面横向框架梁线荷载标准值（ab、cd段）：30厚c30混凝土保护层 250.03=0.75kn/m2 铺油毡隔离层一道 0.25kn/m2 25厚挤塑泡沫成品保护层 0.50.025=0.13 kn/m2高分子防水卷材一层 0.01 kn/m2 20厚1：2.5水泥砂浆找平 200.020.4kn/m2 水泥炉渣2找坡 140.0721.01 kn/m2 150厚钢筋混凝土板 250.153.75kn/m2 20厚纸筋灰打底 160.020.32 kn/m2屋面恒荷载6.62 kn/m2所以，屋面荷载传递到框架梁上的线荷载为： 2*6.62*6.3/2=41.7kn/m框架梁自重0.3*0.6*25=4.5 kn/m梁侧粉刷2*（0.6-0.15）*0.02*20=0.36 kn/m屋面横向框架梁线荷载标准值（bc段）：30厚c30混凝土保护层 250.03=0.75kn/m2 铺油毡隔离层一道 0.25kn/m2 25厚挤塑泡沫成品保护层 0.50.025=0.13 kn/m2高分子防水卷材一层 0.01 kn/m2 20厚1：2.5水泥砂浆找平 200.020.4kn 水泥炉渣2找坡 140.0721.01 kn/m2 100厚钢筋混凝土板 250.102.5kn/m2 20厚纸筋灰打底 160.020.32 kn/m2屋面恒荷载5.37 kn/m2所以，屋面荷载传递到框架梁上的线荷载为： 2*5.37*3.0/2=16.1kn/m框架梁自重0.3*0.6*25=4.5 kn/m梁侧粉刷2*（0.6-0.15）*0.02*20=0.36 kn/m楼面框架梁线荷载标准值（ab、cd段） 吊顶及地砖 1.2 kn/m2 20厚1：2.5水泥砂浆找平 200.020.40 kn/m2 150厚钢筋混凝土板 0.15253.75 kn/m2屋面恒荷载5.35 kn/m2所以，屋面荷载传递到框架梁上的线荷载为： 2*5.35*6.3/2=33.7kn/m框架梁自重0.3*0.6*25=4.5 kn/m梁侧粉刷2*（0.6-0.15）*0.02*20=0.36 kn/m填充墙自重（加气混凝土）：0.24*（3.6-0.6）*10=7.2 kn/m墙侧粉刷：2*0.02*（3.6-0.6）*20=2.4 kn/m楼面框架梁线荷载标准值（bc段） 吊顶及地砖 1.2 kn/m2 20厚1：2.5水泥砂浆找平 200.020.40 kn/m2 100厚钢筋混凝土板 0.10252.5 kn/m2屋面恒荷载4.1 kn/m2所以，屋面荷载传递到框架梁上的线荷载为： 2*4.1*3.0/2=12.3kn/m框架梁自重0.3*0.6*25=4.5 kn/m梁侧粉刷2*（0.6-0.15）*0.02*20=0.36 kn/m恒荷载作用下的结构内力图如图4所示：2）活荷载计算楼面框架梁线荷载标准值（ab、cd段） 屋面活荷载传递到框架梁上的线荷载为：2*2.0*6.3/2=12.6 kn/m楼面框架梁线荷载标准值（bc段）屋面活荷载传递到框架梁上的线荷载为：2*2.0*3.0/2=6.0 kn/m活荷载作用下的结构内力图如图5所示：图4 恒载图 图5 活载图(3)内力计算1）恒活荷载作用下的内力计算将三角形恒荷载（竖向荷载）、三角形活荷载化为等效均布荷载。由活载效应控制的组合由恒载效应控制的组合 gk-恒载标准值 qk-活载标准值 cg、cq -恒载、活载效应系数经荷载组合后，取用活载效应控制的组合，如图6所示。图6 荷载组合图（单位：kn/m2）2)采用分层法对一榀横向框架进行受力分析将5层框架沿高度分成5个单层无侧移的敞口框架，如图7所示。框架梁上作用的荷载、柱高及梁跨均与原结构相同。计算时，将各层梁及其上、下柱所组成的敞口框架作为一个独立计算单元，用弯矩分配法分层计算各敞口框架的杆端弯矩，由此求得的梁端弯矩即为其最后弯矩。为便于计算，分层法假定敞口框架上、下柱的远端是固定端，实际上，除底层柱的下端嵌固外，其他各柱的柱端均有转角产生，应为弹性支承。为减少计算误差，可把除底层柱以外的其他各层柱的线刚度乘以修正系数0.9，据此来计算节点周围各杆件的弯矩分配系数；杆端分配弯矩向远端传递时，底层柱和各层梁的传递系数仍按远端为固定支承取为1/2，其他各柱的传递系数考虑远端为弹性支承取为1/3。逐层叠加敞口框架的弯矩图即得原框架的弯矩图。 图7 分层法计算简图本例中横向框架是对称结构，所以只取半边结构进行计算。具体计算过程见下图。图8 顶层荷载图（单位： kn/m） 图9 顶层弯矩分配图（单位： kn.m）图10 顶层弯矩图（单位：kn.m） 图11 24层荷载图（单位：kn/m）图12 24层弯矩分配图（单位：kn.m）图13 24层弯矩图（单位：kn.m）图14 底层荷载图（单位：kn/m）图15 底层弯矩分配图（单位：kn.m）图16 底层弯矩图（单位：kn.m）将分层法所得弯矩图叠加，并将a、d轴线各节点不平衡弯矩做一次分配，b、c轴线各节点不平衡弯矩相差不大，不再分配。框架最终弯矩图如图17所示。 图17 框架弯矩图（单位：kn.m） 图18 框架剪力图（单位：kn）图19 框架轴力图（单位：kn）（4）梁截面计算 1）顶层梁截面设计正截面强度计算：梁的截面尺寸为300mm*600mm。梁的混凝土保护层厚度为30mm。 对于梁端，不考虑现浇混凝土板的作用。梁端：梁端b：考虑梁上层纵筋施工，梁端a、b统一选用216+218 (911mm2)ab跨中截面：对于梁跨中截面，考虑现浇混凝土板翼缘受压，按t形梁计算。翼缘计算宽度 选用216+218 (911mm2)斜截面强度计算取较大设计剪力v=-117.8kn验算截面尺寸 故按构造配筋8200。2）中间层梁截面设计正截面强度计算：梁的截面尺寸为300mm*600mm。梁的混凝土保护层厚度为30mm。 对于梁端，不考虑现浇混凝土板的作用。梁端：选用420(1257mm2)梁端b：选用420(1257mm2)ab跨中截面：对于梁跨中截面，考虑现浇混凝土板翼缘受压，按t形梁计算。翼缘计算宽度 选用216+218 (911mm2) 斜截面强度计算取较大设计剪力v=-154.6kn验算截面尺寸 故按构造配筋8200。（5）柱截面计算 以底层轴线柱为例，其最不利荷载组合如下：受力钢筋的计算：柱的计算长度故按小偏心受压构件计算。 表明柱的截面尺寸较大，按单侧受压钢筋最小配筋率配置钢筋。选用820(2513mm2)参考资料 1建筑结构荷载规范（gb 50009-2001）中国建筑工业出版社.2002. 2混凝土结构设计规范（gb 50010-2002）中国建筑工业出版社.2002.3混凝土结构构造手册 中国建筑工业出版社.2003.4梁兴文