普通框架结构手算计算书

1、精品1 设计目的与要求、提供设计资料：建筑设计要求：建设地点：本教学楼位于开封市，要求根据所学知识完成该大楼的结构设计施工图。1.1. 提供设计资料：1.1.1. 地质资料： 素填土重度为18.5kN/m3，fk=85kPa，Es=4.0MPa，厚1m. 粉土重度为19.3kN/m3，fk=160kPa，Es=12MPa，厚5.2m. 粉质粘土重度为19kN/m3，fk=180kPa，Es=13.5MPa，厚3.6m. 粉细砂重度为19.5kN/m3，fk=220kPa，Es=15.9MPa，厚度大于12m，未穿透.地下水位位于地下6.6m，对混凝土无侵蚀性.1.1.2. 场地类别：本工程场地

2、土为二类场地土。设计地震分组为第一组。1.1.3. 抗震设防：开封：抗震设防烈度为7度。1.1.4. 屋面做法：卷材防水层，40mm厚细石混凝土找平内配4200钢筋；50200mm厚膨胀珍珠岩找坡；15mm厚水泥砂浆找平层上做油膏、胶泥一度隔气；现浇钢筋混凝土板；现浇钢筋混凝土板下做20mm厚纸筋石灰粉底。1.1.5. 楼面做法：30mm厚水泥砂浆找平层；现浇混凝土板下做20mm厚纸筋石灰粉底。1.1.6. 使用可变荷载取值：楼面、屋面及楼梯的可变荷载，按附表二取值。1.1.7. 基本风压：00.5kN/m2，地面粗糙度为C类；基本雪压：S00.3kN/m2。1.1.8. 材料：混凝土：基础用

3、C30；上部结构用C30。受力钢筋采用HRB400,箍筋采用HRB235.砖墙：0.000以下采用M10标准砖，M5水泥砂浆；0.000以上采用M10标准砖M5混合砂浆。外墙均为14mm厚1:3水泥砂浆底，6mm厚1:1水泥砂浆加107胶贴白色面砖；内墙用18mm厚1:1:6混合砂浆，2mm厚纸筋石灰抹面，刷白色内墙涂料二度。感谢下载载1.1.9. 建筑平面布置（注意：抄的时候下面这里差一个图，留一页纸由来，等结构图由来了画上去）2 结构选型与布置2.1. 结构方案选择根据指导书要求，本建筑结构形式采用钢筋混凝土框架结构。框架结构的特点是梁柱承重，墙体只起分割、围护作用，房间布置比较灵活，门窗

4、开启的大小、形状较为自由；钢筋混凝土的骨料可就地取材，耗钢量少，防火性和耐久性能好。该结构的主要受力框架采用横向框架布置。施工方法采用现浇整体式板。因为横向和纵向的长度都没有超过60m，所以不用设置伸缩缝。不过在4、5轴和9、10轴之间设置沉降缝。2.2. 梁、柱截面形式和尺寸的估算2.2.1. 跨度的确定主梁纵向和横向的最大跨度分别为L1=5400mm,L2=6600mm次梁的跨度为3900mm,主梁跨内布置两根次梁板的跨度分别为3300mm,3900mm2.2.2. 板厚确定最小厚度必须满足60mm连续双向板h=3900=ii2mm,3535对民用建筑楼盖板，要求h80mm,因此：屋面板及

5、楼面板板厚均取h=120mm,h0=120-20=100mm。2.2.3. 次梁截面尺寸的确定截面高度h=3903900=217c4，满足要求，可按受弯构件计600管歼。截面宽度b二=里也=200300mm,考虑砖墙宽度取b=300mm32322.2.5. 纵向框架梁截面尺寸的确定:截面高度白确定：h=540史”=450675mm,128128对于纵向框架梁取h=600mm,截面宽度白确定：b=hh_=W四更2=200300mm,取b=300mm32322.2.6. 框架柱截面尺寸的确定：NcGqsni2Nc-设计柱轴力;yG-竖向荷载分项系数，取为1.25;q-每一楼层单位面积的竖向荷载标准

6、值,框剪取1214KN/itf；剪筒取14161=1.05 ；中柱为1NcGqSn 1 2=1.25 X12 X5.1 X3.9 M.1 X1 4=1312.74KNKN/m2,止匕处取12KN/m2；S-一根柱受荷面积（花）；考虑水平力产生的附加系数，风荷载或四级抗震的时候,一级抗震1=1.051.152-边柱、角柱轴向力增大系数，边柱为1.1；角柱为1.2;n楼层数A.对于中柱:混凝土凝土用C30,fc=14.3MPa彳矍设截面bxh=0.5mX0.5m由于抗震设防烈度为7度，房屋高度w24m,结构类型为现浇混凝土结构，故结构抗震等级为三级。根据GB50011-2010,建筑抗震设计规范S

7、。可得框架柱的轴压比极限值为0.85NC 轴压比fcbh126023014.3 500 500=0.3670.85轴压比满足要求,故中柱截面为:b xh=0.5m X0.5m 。B.对于边柱:Nc GqSn.c =1.25 X12 X3.3X3.9 X1.1 X1.1 %=934.36KN1 2混凝土用C30 ,fc=14.3MPa假设截面b xh=0.5mX0.5m由于抗震设防烈度为6度，房屋高度w 24m ,结构类型为现浇混凝土结构，故结构抗震等级为三级。根据GB50011-2010 ,建筑抗震设计规范S。可得框架柱的轴压比极限值为0.85NC轴压比一C934360fcbh14.3 500

8、 500=0.260.85轴压比满足要求，故中柱截面为:b xh=0.5m X0.5m 。1/4。以上柱截面满足框架柱中线的偏心距小于截面柱在该方向宽度的3框架设计（选取H轴线上在1、4轴之间的一根框架计算）3.1. 结构布置及结构计算简图的确定3.1.1. 框架结构计算尺寸的确定A.跨度取上柱中心线之间的距离，分别为6600mm、3600mm、6600mm。B.高度底层取基础顶面到二层顶板之间的距离，本工程基础顶面为室外地坪以下500mm,因此底层高度为h1=(3.9-0.03)+0.45+0.50=4.75=4.80m;二层以上取楼面至楼顶板之间的距离,h2=3.9m。3.1.2.框架梁柱

9、线刚度的计算A.框架柱线刚度计算Ebh3底层柱icE-C-12HH31070.50.53124.843.2510kN.m,.EIC二层以上柱iCHEbh312H_370.50.533107123.94410kN.mB.框架梁线刚度计算对于现浇整体式框架梁,由于梁两侧均受楼面（屋面）板影响,-b210。ABillibEIb1iEbh3121i3231070.30.6126.6一，一44.9110kN.mBC梁ibEIbl22E对12l2370.30.62310123.64910kN.mCD梁与AB梁一样4.13.框架结构构件尺寸及线刚度、弯矩分配系数示意图J二加口侬0C4D4Q551aooxfi

10、diLi”.J工fftivj/4aDDSEflO。.沏-3LI0,H9|10阳3月LTijLr=4.91丁仲5可：50050Cj=SX500i4Jsot艰Ii=g乩匚W=eoyEhTR3为MD32ror口轴叫4JH0招仃30喷000.5B-i10.31i=+?U-ZCTQ135_p.10.183T91：50Q5的重(=6bCC3.2. 框架恒荷载作用下的内力计算3.2.1. 计算从属面积示意图3.2.2框架恒载作用下内力计算简图G4182C4304+I941II的G+7G4BG3A4B4C3233G3+IaIg32C4D4“HHHThHlIHIFHB3发023G24I骚IHhl出H山H“lB2

11、G11G12G13GUgiiHHHWHC3230fl2300g12G15HHHWI01所AOBOBEDDSEDDG36G37C389田浦用tWH；D3G?BG27G阴万111丁11”1D2G16G173.9m=41.6kN小计55.56KNG42G43次梁传来(3.383+10.8)3.9m=55.31kN小计55.31kNG44G45B点纵向梁传来(10.8+4.826)3.9=60.94kN小计60.94KNG46G47次梁传来(3.383+10.8)3.9m=55.31kN小计55.31kNG48女儿墙传来3.58kN/mX3.9m=13.96kN纵向梁传来(4.826+5.84)3.9

12、m=41.6kN小计55.56KNg41g434.83+12.85=17.68kN/mg424.83+5.11=9.94kN/m3.2.4.标准层恒载统计怛柚载种类恒荷裁标准值20mm厚水泥砂浆找平0.02mX20kN/m3=0.4kN/m2120mm厚钢筋混凝土板0.12mX25kN/m3=3.00kN/m220mm厚纸筋石灰粉底0.02mM7kN/m3=0.34kN/m2小计3.74kN/m2AB、BC、CD梁自重0.60.3X25kN/m3=4.5kN/mAB、BC、CD梁内侧粉刷(0.6-0.12)0.02X2X17kN/m3=0.33kN/m小计4.83kN/m纵向梁自重0.60.3

13、X25kN/m3=4.5kN/m纵向梁内侧粉刷(0.60-0.12)0.02X2M7kN/m=0.326kN/m小计4.826kN/m次梁自重0.50X0.25X25kN/m3=3.125kN/m次梁内侧粉刷(0.50-0.12)0.02X2M7kN/m=0.258kN/m小计3.383kN/m填充墙M0.24X3.2X20kN/m=15.36kN/m填充墙内侧粉刷3.20.02X2M7kN/m=2.176kN/m小计17.536kN/m1、4轴外墙自重(1.2X0.243.4+0.35X0.24X2.1)3.4X20kN/m=6.8kN/m钢窗自重0.452.72.13.4=0.75kN/m

14、小计7.55kN/m2、3轴墙自重(1.9X0.242.1+1.2X0.24X3.4)3.4X20kN/m=11.393kN/m门自重0.52.11.53.4=0.463kN/m小计11.856kN/m柱自重0.50.53.825=23.75kNAB,CD跨内次梁均布荷载计算：由板荷载传递示意图可知，次梁接受的是梯形荷载，屋面荷载为3.74kN/m2。等效转化为均布荷载为232311001100(1223)p121.13.743.46kN/m39003900次梁的均布荷载为：23.466.92kN/mAB,CD跨主梁的均布荷载为：2.23.748.23kN/mBC跨均布荷载为：3.63.74/

15、26.73kN/m1轴和4轴纵向梁的均布荷载：3.46kN/m2;2轴和3轴纵向梁的均布荷载：6.92kN/m2Gi1外墙砖S6.8X3.4=23.12kN钢窗重3.4mX0.75kN/m2=2.55kN柱23.75kN纵向梁传来(4.826+3.46)X3.9m=32.32kN小计81.74kNGi2Gi3次梁传来(3.383+6.92)X3.9m=40.18kN小计40.18kNGi4Gi5外墙砖S11.393X3.4=38.736kN门重3.4mX0.463kN/m2=1.574kN柱S23.75kN纵向梁传来(4.826+6.92)X3.9m=45.81kN小计109.87kNGi6G

16、i7次梁传来(3.383+6.92)X3.9m=40.18kN小计40.18kNGi8外墙砖S6.8X3.4=23.12kN钢窗重3.4mX0.75kN/m2=2.55kN柱S23.75kN纵向梁传来(4.826+3.46)X3.9m=32.32kN小计81.74kNgi1gi34.83+17.536+8.23=30.6kN/mgi24.83+6.73=11.56kN/m3.2.5.固端弯矩计算屋面：G42=G43=55.31kNg41=17.68kN / mAB、CDl0=6.6mM 左（kN .m）M ab =-64.18KN.m-81.12kN.m=-145.3kN.mM 右（kN .m

17、）M BA=64.18KN.m+81.12 kN.m=145.3kN.m, 2 ql M AB =1217,68 6.6212=-64.18KN.mMab= Pa 1a _L,2 ql M BA =（ c = 12 _217.68 6.612=64.18KN.m2.255.31 2.21 662kN.mMba= Pa 1=BAL2.2 55.31 2.2 1=6.681.12kN.m标准层：Gi2=Gi3=40.18kNgi1=30.6kN / mAB、 CD 跨10 =6.6m计算简图M 左(kN .m)M 右(kN .m)M AB =-111.08KN.m58.93M BA=111.08K

18、N.m+58.Z2OC22QD田2 no俄 GBBl 22DQKN.m=-170KN.m93KN.m=170 KN.mM AB =12=-111.08KN.mM ab = Pa-40.18 2.2_-230.6 6.612M BA =12- 一一230.6 6.612=111.08KN.mMba= Pa 1d 2.21- 二-58.40.18 2.2d 2.21 - 6.6 =593 KN.m8.93KN.m屋面：g52=9.94kN/mBC跨10=3.6m计算简图M左(kN.m)M右(kN.m)标准层：gi2=11.56kN/mBC跨l0=3.6m计算简图M左（kN.m）M右（kN.m）4q

19、l211.563.62h/=ql211.563.62=，36000JMlBC=1212=-12.48kN.mMlcb=1212=12.48kN.mg42M BC =ql2129.94 3.6212B43600=-10.74kN .mql29.94 3.62M CB =1212=10.74 kN .m3.2.6. 节点不平衡弯矩计算节点弯矩值（kN.m）A4MA4145.3kN.mB4MB4-145.3kN.m+10.74kN.m=-134.56kN.mC4MC4-10.74kN.m+145.3kN.m=134.56kN.mD4MD4-145.3kN.mAiMAi170KN.mBiMBi-170

20、KN.m+12.48kN.m=-157.53kN.mCiMCi170kN.m-12.48KN.m=157.53KN.mDiMDi-170KN.m3.2.7. 利用弯矩二次分配法求各杆端弯矩（利用对称性）算一半（怕你看不清，下面的这个图我分成两部分，炒的时候记得合在一起画图）H4145.3A40.551-145.3Q2740.2；0-ICJ40.449日56?3俐生?,00-13v444如-70.00,19&7284-0.00匚汇|-|Jo00OOP0.00试生5”J知-14,12-5%速屈-9O9B1工凭-155q-15-0,5380,24T1S1一4触B3I7QA3(UI口加-IK0J&3工

21、筮40141111白m-IL+Br.3iB4.5_-J5t290加-14&5阳-Q死m1a_1&Tft64.740,00570,00rnTOLEXw-Mb._r曰j7rMIifQ-136.77-出血一附LIB-1ZE152.7一144?-U.42-aaa一观箍15nrei十,n二-0聚9L65-M*76-+4.13版4A2B21701(1.310.J5-Ud0.1830.22404IInix彳J怆沔0.3164.67四-出,川0.C0T7的M-LI-ocn64.以1j2,j0,呼g83rO.QOQM,-154JB8-1州用fl.UUI*ri二”.-7.10.X坦24-8,544.88口!明一r

22、aidE6.71工一-0助-14.42一274-4179-z,u16区阳院用-42.75Ia-1r_I&6KJII的。3.2.8. 梁剪力及跨间最大弯矩Mmax（假定离边柱1/3跨处为最大）计算G42=ci3tliNm55.B1KNG43=55.31KNg4M7.68krl/mU1,3&kN.rtqri11(1rii1ipft1V1I22002200jV22200I康J.广,660014rMB40Va4B4=105.58KNFy0Vb4A4=121.73KNARMmaxM_1=105.58X2.2-88.04-17.68X2.2X2.2/2=101.45kN.m左3M1=121.73X2.2-

23、141.36-17.68X2.2X2.2/2=83.66kN.m右13Mmax=101.45kN.mB4c4计算简图-90,98kNmg42二9.%kN/m90.98kN.m4Illi1i11111i【V1V2I3600fjkt*Fy0VB4C4=VC4B4=9.94X3.6/2=17.89KNMmaxMmax=M中=-90.98+9.94X3.6X3.6/8=-74.88kN.mGi2二-G|3=40,1BKJ-H488kM.mgil二30EkN/m16593kN.m011T11Irt;1tbV1V2I2200I2200I2200*I6600ABi计算简图MBi0VA旧iX6.6+165.9

24、3-134.88-40.18X2.2-40.18X4.4-30.6X6.6X6.6/2=0VAiBi=136.46KNFy0VBiAi=145.86KNMmaxM1=136.46X2.2-134.88-30.6X2.2X2.2/2=91.28kN.m左13M1=145.86X2.2-165.93-30.6X2.2X2.2/2=80.91kN.m右-3Mmax=91.28kN.mBiCi计算简图79.19kN.mgi2=1156kN/m79.19kN.mp1V1V21L3600)Fy0VBiCi=VCiBi=11.56X3.6/2=20.81KNMmaxMmax=M中=-79.19+11.56X

25、3.6X3.6/8=-60.46kN.mG12=401BI；NO13-40,19KN-口11凸06kWm162,9kN.nUi+it+1)KHV2220022002200jt311t，1660011q4riF计算简图Mbi0VA1B1X6.6+162.9-134.27-40.18X2.2-40.18X4.4-30.6X6.6X6.6/2=0A1B1Vaibi=136.82KNFy0VB1Al=145.5KNMmaxM1=136.82X2.2-134.27-30.6X2.2X2.2/2=92.68kN.m左一3M口=145.5X2.2-162.9-30.6X2.2X2.2/2=83.15kN.m

26、11q-3Mmax=92.68kN.mABiq 12=11,56kN/n7 5.13kN.m3600BQ计算简图Fy0VB1C1=VC1B1=11.56X3.6/2=20.81KNMmaxMmax=M中=-76.13+11.56X3.6X3.6/8=-57.4kN.mA4B4计算简图QO6m柱V-(88.04+72.51)与.9剪=-41.17KN力V-(-49.9-44.36)39=24.17KNA3柱V-(66.19+69.4)39V-(-43.78-44.13)与.9男=-34.77KN=22.54KN力B2A2V -(-42.79-42.75)39=21.93KN柱V-(65.49+6

27、8.49)W.9剪=-34.35KN力oo一-11.52kN.mB1柱V-(34.16+17.08)F.8V-(-23.04-11.52)F.8=7.2KN剪=-10.68KN力3.2.10. 框架弯矩图（怕你看不清，下面的这个图我分成两部分，炒的时候记得合在一起画图）-I训凭M底.英36.7/.7730.91155.351、.阳日4肾L I.1河”3.2.11. 框架剪力图（怕你看不清，下面的这个图我分成两部分，炒的时候记得合在一起画图）7B,52山812D.81版58Q 41J?1空在1次4524,17G 34.771省由1郡M334.35幻a0J+.7713&462?.M03R3fIU6

28、S但将辘杆紫蜕加(KN)5169 一幽厢112778,523S,369?1.如14302QB1017A&1至耶5477 0020 Ml14LE6 拒 54 J)13E 82 5 136阴M.-fc )14a8621. S3 闹52限晒105.5841.17 等武扰工 73.522a951 Q 砥一用书34 36145,862193 用 5_GTTCZ145.8G136,限。?闻叱5、7S.13(?) U8I 0 543.2.12. 框架柱轴力及轴力图杆件杆端轴力A4A3柱顶：N=105.58+55.56=161.14kN柱底:N=161.14+23.75=184.89KNA3A2柱顶：N=18

29、4.89+136.46+57.99=379.34kN柱底:N=379.34+23.75=403.08kNA2A1柱顶：N=403.08+136.46+57.99=597.53kN柱底:N=597.53+23.75=621.28kNA1A0柱顶：N=621.28+136.82+57.99=816.09kN柱底:N=816.09+29.38=845.47kNB4B3柱顶：N=121.73+17.89+60.94=200.56kN柱底:N=200.56+23.75=224.31kNB3B2柱顶：N=224.31+145.86+20.81+86.12=477.1kN柱底:N=477.1+23.75=5

30、00.86KNB2B1柱顶：N=500.85+145.86+20.81+86.12=753.64kN柱底:N=753.64+23.75=777.39kNB1B0柱顶：N=777.39+145.5+20.81+86.12=1029.82kN柱底:N=1029.82+29.38=1059.2kN（怕你看不清，下面的这个图我分成两部分，炒的时候记得合在一起画图）ibi.ih154.09200.5620(,56214.31AJ*77Ja+.B937,34A2403X597.53I双&753.644a呢41功.28816.D&I77773尸7.加102W困247I侬工1059.2621.2B的隹踊仙佳拗

31、同(KM)4.框架活荷载作用下的内力计算(满布荷载法)4.1. 计算依据根据建筑结构荷载规范，为安全简化起见，活载不予折减，荷载按简支传递,采用满布4. 2.计算简图:041Q42M3Q44I啊II046Q47Q阴B4nnniinTWTD4Co032Q33Q34骑hi箱由UhiItwt036Q37。犯IqWIHHHiHH川TWTQUA3B3Q22Q23mq22Q空F?nwB2QII012013Q14密55C303Q抬027侬我C202,。AO2300ms2300BOnnm016Q17C19q13|用dHHhlnTTTC1BM73002300CODO3600MW4.3活荷载计算：不上人屋面活荷载

32、为0.5kN/m2,屋面活载与雪载不同时考虑，取两者间大值0.5kN/m2。过道为3.5kN/m2,楼面活荷载为2.5kN/m2。AB,CD跨内次梁均布荷载计算：由板荷载传递示意图可知，次梁接受的是梯形荷载，屋面活荷载为0.5kN/m2。等效转化为均布荷载为232311001100(12)p121.10.50.47kN/m39003900次梁的均布荷载为：20.470.94kN/mAB,CD跨主梁的均布荷载为：2.20.51.1kN/mBC跨均布荷载为：3.80.5/20.9kN/m1轴和4轴纵向梁的均布荷载：0.47kN/m2;2轴和3轴纵向梁的均布荷载：0.94kN/m2屋向布载活荷载编号

33、计算过程及活荷载值Q41=Q480.47kN/mx3.9m=1.83kNQ42=Q43=Q56=Q470.94kN/mX3.9m=3.67kNQ44=Q450.94kN/mX3.9m=3.67kNq41=q431.1kN/mq420.9kN/mAB,CD跨内次梁均布荷载计算:由板荷载传递示意图可知，次梁接受的是梯形荷载，楼面荷载为2.5kN/m2。等效转化为均布荷载为_23_(1 2 )p 1 2211003900311001.12.52.35kN/m3900次梁的均布荷载为：22.354.7kN/mAB,CD跨主梁的均布荷载为:2.2 2.5 5.5kN/mBC跨均布荷载为：3.63.5/2

34、6.3kN/m1轴和4轴纵向梁的均布荷载：2.35kN/m2;2轴和3轴纵向梁的均布荷载：4.7kN/m2楼回布载活荷载编号计算过程及活荷载值Qi1=Qi82.35kN/mX3.9m=9.17kNQi2=Qi3=Qi6=Qi74.7kN/mX3.9m=18.33kNQi4=Qi54.7kN/mX3.9m=18.33kNqi1=qi35.5kN/mqi26.3kN/m4.4固端弯矩计算AB、CD尼l0=6.6m计算简图MA5B5(kN.m)MB5A5(kN.m)Q+2Cq4lntnflnrir1431liftMab=-3.99KN.m-5.38kN.m=-MBA=3.99KN.m+5.38|A4

35、I睇22009.37kN.mkN.m=9.37kN.m屋面：Q42=G43=3.67kNq41=1.1kN/mMAB=ql212=-3.99KN.mMAB=Pa1_21.16.6123.672.2166=-5.38k2_2sqi1.16.6MBA=1212=3.99KN.maMba=Pa1=BAL2.23.672.21=6.6N.m5.38kN.m标准层：Qi2=Qi3=18.33kNqi1=5.5kN/mAB、CD跨10=6.6m计算简图MAiBi(kN.m)MBiAi(kN.m)JlZMAB=-19.97KN.m-26.88KABMBA=19.97KN.m+26.8BAN.m=-46.85

36、KN.m8KN.m=46.85KN.mI2qlMAB=(c12=-19.97KN.mMAB=Pa-18.332.288KN.m25.56.62122qlMBA=(c12=19.97KN.m2.21-=-26.Mba=Pa118.332.26.88KN.m25.56.62122.21-6.6-2屋面：q42=0.9kN/mMC5B5(kN.m)McB=12=12=0.97kN.mI/Z乡q42XX夕%r/j6.6/2 =0Va4B4 =7.12KNFy0VB4A4 =7.48KNAB4MmaxM-1=7.12X2.2-8.73-1.1X2.2X2.2/2=4.27kN.m左3M1=7.48X2.2-9.94-1.1X2.2X2.2/2=3.85kN.m右13Mmax=4.27kN.mB4 c4计算简图Fy 0M maxVB4C4 = VC4B4=0.9 X3.6/2=1.62KNM max = M 中=-4.62+0.9 X3.6 X3.6/8= -3.16kN.mQi2=18.33KN33二-369-kN.mq