多层厂房框架结构设计--个人毕业论文(最终版)-仅供参考

1、XX大学毕业设计（论文）PAGE PAGE 126第一章 设计任务及要求1.1工程概况该厂是专门生产机床电器开关的专业厂,模具车间是其中主要车间之一,专门生产开关零件的冷冲模和成型模构件，该车间正立项建设，厂区位于上海市嘉定区南翔镇。车间内多为小型机床，为节省土地，缩短工艺流程，可采用多框架结构，既四层二跨框架，其柱网布置图见图1。1-4层的建筑层高分别为5m、4.4 m、4.4 m、4.0 m。1-4层的结构层标高分别为5.8m、4.4 m、4.4 m、4.0 m。车间内工作人员约为150人左右，故车间二头设有二部楼梯，并在一头设有办公室若干间及厕所一间，男女隔层设置，在两面还设有2t客货梯

2、一台。结构采用现浇RC四层框架，楼板大部分采用预制板，局部在楼梯间及其附近采用现浇楼板结构，柱下采用片筏基础。图1.1 柱网布置图1.2设计资料1.2.1工程地质条件根据地质勘查报告说明，场地内地下水位平均深度为0.4m，对砼无侵蚀性，勘查范围内未见不良地质现象。土质构成自地表向下依次为：填土层：厚度约为0.5m，承载力标准值Fk=80kpa。粘土层：厚度约为2.0m，承载力标准值Fk=80kpa。淤质粘土：厚度约为2.0m，承载力标准值Fk=80kpa。粉砂土：厚度约为2.0m，承载力标准值Fk=72kpa。淤质粘土：厚度约为6.0m，承载力标准值Fk=72kpa。粉砂土：厚度约为2.5m，

3、承载力标准值Fk=80kpa。粘土：厚度约为12.0m，承载力标准值Fk=80kpa。第2层褐黄色粘土层，虽然它呈可一软塑状况，具高压缩性，但仍可作为甲类建筑物的天然地基；第8层绿色粘土层是理想的桩基持力层。又根据不同手段测试所得地基土承载力不同，个别相差较大，所以勘查单位建议土层的计算强度采用：二层：100 kN/m2 ；三层：80 kN/m2； 四层：75 kN/m2；五层：60 kN/m2 ；六层：80 kN/m2； 七层：85 kN/m2 ； 八层：190 kN/m21.2.2气象资料基本雪压值0.25KN/m20.20KN/m2无基本风压值0.40KN/m20.55KN/m20.70

4、KN/m2主导风向东南1.2.3抗震设防烈度 抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，建筑场地图类别为二类，场地特征周期为0.35s，设计地震分组为第一组。但不进行抗震计算。1.2.4材料 梁、板、柱的混凝土均选用C30，梁、柱主筋选用HRB400，箍筋选用HPB235，板受力钢筋选用HRB335。1.3设计任务及要求1.3.1建筑设计任务及要求根据初步设计方案与生产工艺对建筑用料及装修等要求进行该车间建筑技术设计。包括平、主、剖面图，部分节点大样及装修要求等。1.3.1.1底层、柱标准层（楼层）平面图要求标注建筑纵横轴线及其编号，各层平面柱高；标注平面三道尺寸及三道尺寸尚未标清

5、的细部尺寸,总尺寸要表明总长和总进,注意标清轴线尺寸；底层平面应包括室内外联系部分,如出入口,平台踏步等,二楼平面应表示雨蓬及其位置；平面图上要标清门窗编号及门的开放方式；楼梯要画出梯段，踏步，休息平台及栏杆扶手,并标注上下行箭头；厕所间给出蹲位，小便池，洗手盆及污水池等位置；在底层平面上应标明剖面指示线及其编号；注明各房间使用名称(本参考图缺)隔墙及隔断位置，注明图名，比例及局部说明。1.3.1.2顶层平面图要求标注各转角部位定位轴线；标注局部面各部分的标高；绘出屋面排水方向，坡度及各坡面交线，排水沟，沟内坡度，出水口位置等；绘出屋面四周出檐或女儿墙位置，注明图名及比例。1.3.1.3立面图

6、(南立面、北立面、侧立面)要求表明建筑外形，门窗、雨蓬、外廊及雨水管的形式与位置，外轮廓线画中粗线，地坪线画粗实线，其余画细实线、门窗 画洞口、窗应分扇，以单线表示；标注二道尺寸，即总高(从室外地坪至屋顶最高处)和各层间尺寸；表明立面二端边的轴线号；对局部装饰绘制大样或另加说明；注明各立面名称及比例。1.3.1.4剖面图剖面图不少于2个有代表性的剖面,要求;剖面尺寸应标注总高尺寸(室外地面至房屋最高处尺寸,如女儿墙压顶上皮),层间尺寸(室外地坪，各层楼面到楼面)；内外墙及柱轴线；楼地面，屋面等的构造做法；标注室外地坪，地面，各层楼面，女儿墙顶的标高；标注屋面的排水坡度及排水方向；剖到楼梯的应将

7、楼梯踏步,休息平台等标清；应反映建筑物内部空间关系和结构体系,以及屋面檐口,墙身的构造设计或绘节点大样；注明剖面名称及比例。1.3.1.6节点详图要求可在楼梯间、女儿墙、檐口、窗台、墙身、雨蓬等自选23个体节点详图。主要说明建筑物构造和各种装修要求，及施工注意要点等，务求中心突出，与平面图或剖面图要有联系，和圈节点编号相对应。必要时可绘在有关剖面图的外围空挡内，并辅以文字说明。内容较多时，可集中起来另绘节点详图，并注明图及比例。1.3.2结构设计任务及要求根据所确定的建筑设计平、立剖面图方案及所绘的结构设计资料进行结构选型及布置，初步拟定结构构件的截面尺寸，并选择施工方案。按照所采用的结构方案

8、，进行结构平面布置，选定某一部分的主要承重结构，包括某榀框架(粱、柱)、楼板、纵向连系粱、基础、楼梯、雨蓬等构件中的设计计算。结构按地震烈度为7度设防，最后绘制施工图。1.3.2.1图纸具体要求基础总平面图及结构总说明；基础详图；各层楼面的结构平面布置图（预制板、现浇板、框架、纵向粱等的编号、布置)必要的大样图,并附构件索引表；一榀框架施工图；楼梯结构平面布置图及施工图；其他构件施工图。施工图要符合制图标准，要求图面整洁匀称，正确体现设计意图，构造合理，尺寸齐全，说明清晰，字体端正。1.3.2.2结构设计计算说明书具体要求说明书要求写整齐，文字简练，思路清晰，条理清楚，计算依据要明确，计算方法

9、要合理，计算数据要准确，计算步骤要尽量格式化，并配有必要的计算简图，内力图及配筋简图。1.3.3进度安排第1周：阅读相关的文献、资料，撰写文献综述、开题报告。第2周-第4周：进行建筑设计 并绘制建筑施工图。第5周-第6周：结构布置 ，竖向荷载、地震、风荷载计算。 第7-8周：一层楼板内力配筋计算，次梁内力及配筋计算。第9-10周：地震、风荷载作用下的一榀框架的侧移及内力计算。 第11周：竖向荷载作用下的一榀框架的内力计算。第12周：框架配筋计算；计算机软件校核内力及配筋。第13周：结构施工图绘制。第14周：基础内力计算及配筋 第15周：毕业设计答辩。第二章 建筑设计总说明2.1平面设计2.1.

10、1总平面布置上海嘉定机床厂模具车间位于上海市嘉定区南翔镇，该地主导风向为东南，因此考虑厂房定为西南走向，有利于厂房的通风。厂房平面形状规则，符合厂房的建筑风格，方便施工，同时便于室内设备的布置，且有利于结构抗震。建筑风格与厂区原有建筑相协调，并且建筑占地不影响厂区原有交通联系。本厂房采用钢筋混凝土框架结构，采用横向称重方案。框架结构有点在于建筑平间布置灵活，如采用轻质隔断材料，可降低建筑物的自重，经过合理设计，框架结构延性好，抗震能力强。横向承重框架刚度好，以纵向连系梁连接构成整幢建筑。图2.1 总平面布置图2.1.2建筑结构方案为节约工业用地，缩短工艺流程，拟采用多层结构。由于各层生产工艺有

11、差别，平面布置有较大差异，且楼面荷载大，厂房宽度较大，因此决定采用多层现浇钢筋混凝土框架结构而非砖混结构。框架结构的优点在于其平面布置灵活，可用隔断分隔成小房间，也可拆除隔断改为大房间，其自重轻，通过合理设计，延性好，具有较好的抗震性能。同时由于填充墙不承重，应此可以在其上开较大门洞，有利于采光通风。2.1.3柱网布置柱网的选择应满足生产工艺的需要。柱网尺寸的确定应符合建筑模数协调统一标准（GBJ286）和厂房建筑模数协调标准（GBJ686）的要求。同时，柱网的布置还应考虑厂房的结构形式，采用的建筑材料和其在经济上的合理性及施工上的可能性。基于以上原则，同时结合生产工艺要求作出调整，该建筑柱网

12、布置如图1.1。2.1.4平面组合本建筑各个楼层的平面组合基于满足该楼层生产工艺要求的原则，并且把生产用房间列为主要房间，置于各个楼层中间部位，其余房间如办公室、厕所等置于各个楼层两侧，同时为分散人流，将楼梯间亦置于各个楼层两端。车间底层为大型机床间及精密机床间。底层平面布置形式采用内廊式，这种布置形式适宜于各工段面积不大，生产上既需要相互紧密联系，但又不希望相互干扰的工段。精密机床间需要恒温条件，因此在底层车间中间分隔出一个恒温室，并且吊顶。车间二、三层布置各种车、钳、刨、铣床等小型设备。由于生产工段需要大面积，各工序之间联系紧密，不宜使用隔断分隔成房间，因此平面布置形式采用统间式，这种布置

13、形式对流水线操作比较有利。同时，为满足生产所需,在三层楼板下A、B轴线间设有5KN单轨悬挂吊车一台。车间四层布置电脉冲加工机床和线切割机床，采用内廊式布置形式。2.1.5交通组织及防火疏散设计各个楼层中间均设有走廊，两端设有楼梯，同时设有一台2T客货电梯。走廊的宽度应符合人流通畅和建筑防火要求。考虑到生产需要及人流通畅的原则，走廊宽度满足最小宽度的要求。本建筑房屋耐火等级为二级，走廊宽度（米/100人）满足建筑设计防火规范GBJ1687（修订本）的要求，同时房间门至外部出口或楼梯间的最大距离亦满足规范要求。楼梯间布置于各个楼层两端，能很好起到分流作用，楼梯间宽度满足最小宽度的要求，同时楼梯间有

14、天然采光。楼梯采用双跑形式，中间设有休息平台。2.1.6采光通风多层厂房宽度较小，因此采用自然采光与通风，由于是框架结构，外墙上可以开较大洞口，因此除底层恒温室一侧外，其余外墙上均安装有宽度较大，高度较高的窗，有利于车间采光均匀，通风良好。第三章 结构方案设计说明3.1结构方案的确定结构方案的确定首先应该结合生产工艺及层数的要求，其次还应该考虑建筑材料的供应、当地的施工安装条件、构配件的生产能力以及基地的自然条件等。本厂房采用钢筋混凝土框架结构，采用横向称重方案。框架结构有点在于建筑平间布置灵活，如采用轻质隔断材料，可降低建筑物的自重，经过合理设计，框架结构延性好，抗震能力强。横向承重框架刚度

15、好，以纵向连系梁连接构成整幢建筑。3.2基础类型的确定基础类型的确定随建筑物上部结构形式、荷载大小及地基土质情况而定。上部结构形式直接影响基础的型式，当上部荷载增大，且地基承载能力有变化时，基础形式也随之改变。本厂房采用筏形基础，这种基础大大减少了土方工作量，且适用于上部荷载较大、地基较弱的情况。3.3结构布置3.3.1柱网布置图图3.1 柱网布置图3.3.2梁布置图图3.2梁布置图3.3.3楼板布置图图3.3楼板布置图3.4 框架结构承重方案的选择竖向荷载的传力路径：楼板的均布活载和恒载经过次梁间接或者直接传递至主梁，再由主梁传递至框架柱，最后传递至地基。根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载额传

16、力路径，本多层工业厂房的承重方案为横向框架承重方案，这样可以由横向框架承担竖向荷载以及平行于建筑横向的水平荷载，框架沿主梁布置有利于提高建筑物的横向抗侧刚度，而纵向框架跨数较多，且仅需要按照构造要求布置较小的连系梁，这样有利于建筑物室内的采光和通风。3.5确定计算简图基础采用筏形基础，基础埋深采用天然地基时，可以不小于建筑高度的1/12，因室外标高为-0.300m，所以基础埋深为 19m（房屋总高度）/12+0.3=1.88m(自室内地坪算起)，取屋顶柱的形心线作为框架的轴线，各层柱轴线重合，梁柱轴线取在板底处，底层柱计算高度从基础梁顶面取至一层楼板底面高度，即，24层取计算高度为4.4m、4

17、.4m、4.0m。取1轴线横向框架计算简图： 图3.4 1号轴线结构计算简图3.6梁柱截面尺寸的初步确定3.6.1框架梁柱截面尺寸估计所有梁柱均采用C30混凝土。梁的截面尺寸宜符合以下要求：截面的宽度不宜小于200mm，截面高宽比不宜大于4；净跨与截面高度比不宜小于4。梁截面一般采用下面的方法估计：框架梁：h=（1/12-1/8）L,b=(1/31/2)h,b=250;次梁：h=(1/18-1/15)L;纵梁：承重梁：h=（1/12-1/8）L;非承重梁：h=(1/18-1/15)L;根据上述规定，对结构进行估算，结果如下。主梁：（即AB跨、 CD跨）=(1/121/8)7000=583875

18、 mm 取750mm =（1/31/2）750=250375 mm 取300mm次梁：=(1/181/15)6000=333400 mm 取400mm =（1/31/2）400=133200 mm 取200mm纵梁：=750mm；=300mm由此可得各梁截面数据，见表3.1。表3.1 各梁截面尺寸表混凝土等级横梁(bh)纵梁（bh）次梁（bh）-轴线外伸部分的横梁C303007503007502004003004003.6.2框架柱截面尺寸估计3.6.2.1柱的截面尺寸宜符合下列各项要求矩形截面柱在非抗震设计设计时，边长不宜小于250mm，剪跨比宜大于2，截面长边与短边的边长比不宜小于3；柱子

19、的轴压比按照建筑抗震设计规范（GB50011-2010），即抗震等级分别为一、二、三的框架结构，柱的轴压比限值分别为0.7、0.8、0.9。根据柱的轴压比限值按照下列公式计：为考虑地震荷载组合时柱的轴力设计值，可进行初步估算，;C为弯矩对框架柱轴力的影响，中柱扩大系数取1.1，边柱1.2；=（1214）KN/m S,S为该柱承担的楼面荷载面积；为框架柱轴压比限值，本方案为三级抗震等级，查规范取0.9； 为混凝土轴心抗压强度设计值，C30 混凝土为14.3N/mm。3.6.2.1计算过程第一层底层边柱：=14（1.2563.54）1.2=1764KN=1.210=137063mm所以可以取400

20、500=200000 mm137063 mm底层中柱：=1.110=215385mm所以可以取：500600 mm215385 mm第二、三层二、三层边柱：=1.210=102797mm所以可以取：500500=250000 mm102797 mm二、三层中柱：=1.110=161538mm所以可以取：500500=250000 mm161538 mm第四层：四层边柱：=1.210=34266mm所以可以取：400400=160000 mm34266 mm四层中柱：=1.110=53846mm所以可以取：400400=160000 mm53846 mm底层小柱（-轴线间）：底层小柱：=1.21

21、0=22420mm所以可以取：250250=875000 mm22420 mm综合以上计算，各柱截面尺寸取值如表3.2。表3.2 各柱截面尺寸表层次底层（bh）第二、三层（bh）第四层（bh）混凝土等级边柱（A、C柱）500500500500400400C30中柱（B柱）500600500500400400-轴线外伸部分的横梁250350250350250350第四章 重力荷载代表值计算本设计的建筑高度为18m40m，以剪切变形为主，且质量和高度均匀分布，故可用底部剪力法计算水平地震作用。首先需要计算重力荷载代表值。屋面处重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5*屋面雪荷载标准值楼面处重

22、力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5*楼面雪荷载标准值其中结构和够配件自重取楼面上、下各半层层高范围内（屋面处取顶层的1/2）的结构及构配件自重。4.1屋面均布恒荷载100厚现浇混凝土板 0.125=2.5KN/m2保温层 0.40KN/m235厚架空隔热板 0.03525=0.875 KN/m2合计3.775 KN/m24.2楼面做法10厚水泥渣粉面20厚水泥砂浆打底0.65 KN/m2120厚现浇钢筋混凝土板0.1225=3.00 KN/m212mm厚天花抹灰 0.1216=0.192KN/m2合计3.842KN/m24.3屋面及楼面均布活荷载上人的屋面 2.0KN/m2雪荷载 0

23、.25KN/m2各楼层活荷载8KN/m24.4墙、门窗重力荷载计算外墙采用MU10机制三孔砖（24011590），重度为19KN/m。M2.5混合砂浆砌筑。外墙采用1:3砂浆刮糙，1:3白水泥砂浆粉光：190.24+170.02=4.9 KN/m。内墙200厚加气硅酸盐砌块，重度为5 KN/m。用1:1:6混合砂浆括糙纸筋灰面罩，喷白色涂料。50.2+170.022=1.68 KN/m。木门单位面积重力荷载：0.2 KN/m。铝合金窗单位面积重力荷载：0.4 KN/m。4.5 梁柱重力荷载计算 表4.1 梁柱重力荷载计算表层次构件bh(mm) gKN/m(m)N根（KN）第一到四层主梁AB轴线

24、间）3007501.05255.9066.258295.31476.11主梁BC轴线间3007501.05255.9064.259225.9纵梁(轴线间）3007501.05255.9065.519617.18纵梁(轴线间）3007501.05255.9064.925387.26次梁(轴线间）2004001.05252.15.519219.45次梁（轴线间）2004001.05252.14.925331.03第一层边柱 （AC柱）5005001.05256.565.816608.771000.82中柱 （B柱）5006001.05257.885.88465.4轴线外伸小柱2503501.052

25、52.2975.8226.65第二三层边柱 （AC柱）5005001.05256.5634.416462.04713.26中柱 （B柱）5005001.05256.5634.48231.02轴 外伸小柱2503501.05252.2974.4220.2第四层边柱 （AC柱）4004001.05254.2416268.8421.58中柱 （B柱）4004001.05254.248134.4轴线 外伸小柱2503501.05252.2974218.384.6 荷载分层汇总各层重力荷载代表值计算公式=第四层上半部分总重量=屋面恒载+50%活载+纵横梁重+半层柱重+半层墙重+门重=第四层下半部分总重量

26、+第三层上半部分总重量=楼面恒载+50%楼面均布活载+纵横梁重+楼面上下各半层的柱及纵横墙体重+门重=第三层下半部分总重量+第二层上半部分总重量=楼面恒载+50%楼面均布活载+纵横梁重+楼面上下各半层的柱及纵横墙体重+门重=第二层下半部分总重量+第一层上半部分总重量=楼面恒载+50%楼面均布活载+纵横梁重+楼面上下各半层的柱及纵横墙体重+门重各层重力荷载代表值估算楼板面积1235.5+14.96.2-2.95.42-3.25.48-3.62.54=476.1 m楼梯间面积2.935.42+3.25.48+3.62.54=42.36 m=内外横墙重+内外纵墙重+门重+楼板重+50%活荷载=751

27、2.7=内外横墙重+内外纵墙重+门重+楼板重+50%活荷载=7108.6=内外横墙重+内外纵墙重+门重+楼板重+50%活荷载=7108.6=内外横墙重+内外纵墙重+门重+楼板重+50%活荷载=6314.4=内外横墙重+内外纵墙重+门重+楼板重+50%活荷载=1350.6注：卫生间按普通楼板近似考虑，楼梯间折算为1.5倍板厚，活荷载取组合值系数为0.5。集中于各个楼层标高处得重力荷载代表值的计算结果如下：=6314.4KN=7108.6+1350.6=8459.2KN=7108.6+1350.6=8459.2KN=1350.6+7512.7=8863.3KN总计=32096.1 KN图4.1质点

28、重力荷载代表值梁、柱线刚度及D值计算5.1框架梁、柱线刚度的计算（）考虑现浇楼板对梁柱刚度的加强作用，故对中框架梁的惯性矩乘以2.0，对边跨框架梁的惯性矩乘以1.5。框架梁的线刚度计算详见表5.1，框架柱的线刚度计算详见表5.2。 表5.1 梁线刚度计算类别N/mmBh (mmmm)(mm)L（mm）(Nmm)（Nmm）2（Nmm）AB跨横梁3.0e43007501.05e967504.67e107.01 e109.34 e10BC跨横梁3.0e43007501.05 e951206.15 e109.23 e1012.3 e10纵梁3.0e43007501.05 e960005.25 e107

29、.88 e1010.5 e10次梁3.0e42004001.07 e960005.35 e108.03 e1010.7 e9A1-A跨横梁3.0e43004001.6 e923652.02 e103.04 e104.04 e10 表5.2 各柱线刚度类 别N/mmBh(mmmm)(mm)（mm）（Nmm）底层边柱（AC柱）3.0e45005005.21e958002.69 e10底层中柱（B柱）3.0e45006009 e958004.66 e10底层轴线 外伸小柱3.0e42503500.89 e958003.55 e1023层边柱（AC柱）3.0e45005005.21 e944003.5

30、5 e1023层中柱（B柱）3.0e45005005.21 e944000.46 e1023层轴线 外伸小柱3.0e42503500.89 e940000.67 e10第四层边柱（AC柱）3.0e44004002.13 e940001.6 e10第四层中柱（B柱）3.0e44004002.13 e940001.6 e105.2各层横向抗侧刚度计算考虑梁柱的线刚度比，用D值法计算框架柱的侧翼刚度，计算过详见下表。 表5.3 底层柱抗侧刚度底层(KNm)根 数(N/mm)A1-1柱0.67e106.6090.8261355.061219459.3A-1柱3.55e103.7360.7397086.

31、441B-1，B-8柱3.55e103.4850.72712084.972C-1，C-8柱3.91e103.4310.7246947.32A1-2柱0.67e108.7830.8611412.651A-2柱3.55e104.9740.7857531.682B-27柱3.55e104.6440.77412866.256C-27柱3.91e104.5720.7727407.96A-37柱3.91e104.4720.7266966.495A-8柱3.91e102.6060.6746467.511表5.4 第二、三层柱抗侧刚度二、三层(KNm)根 数(N/mm)A1-1柱0.67e104.5370.6

32、942882.11359670.3A-1柱3.55e102.830.58612894.41B-1，B-8柱3.55e104.5750.69615314.92C-1，C-8柱3.91e102.60.56512432.32A1-2柱0.67e106.030.7513118.41A-2柱3.55e103.7690.65314368.72B-27柱3.55e106.0960.75316569.16C-27柱3.91e103.4650.63413950.66A-37柱3.91e102.6310.56812498.35A-8柱3.91e101.9750.49710933.91 表5.5 第四层柱抗侧刚度四

33、层(KNm)根 数(N/mm)A1-1柱0.67e106.6090.8263487.41246383.5A-1柱1.6e103.7360.73991021B-1，B-8柱1.6e103.4850.72710024.82C-1，C-8柱1.6e103.4310.72489162A1-2柱0.67e108.7830.8613773.31A-2柱1.6e104.9740.78596842B-27柱1.6e104.6440.774104526C-27柱1.6e104.5720.77295226A-37柱1.6e104.4720.7268937.65A-8柱1.6e102.6060.6748239.21

34、第六章 水平荷载作用下框架的侧移及内力计算6.1地震作用下框架结构的内力和侧移计算6.1.1结构基本自振周期的计算采用能量法计算结构基本自振周期。计算公式为：和 的计算过程列于表6.1，表6.2。式中 质点i的重力荷载代表值；各质点的重力荷载代表值作为一组水平荷载时，结构质点i处的水平位移m；g重力加速度，；考虑非承重墙影响的折减系数，框架结构可取0.60.7；框架剪力墙结构可取0.70.8；剪力墙结构可取0.91.0。表6.1结构顶点位移计算层次（KN）（KN）（N/mm）（mm）（mm）46314.46314.4246383.525.63278.4438459.214773.6359670

35、.341.10252.8128459.223232.8359670.365.59211.7118863.332096.1219659.3146.12146.12 表6.2 能量法计算结构基本自振周期层次（KN）（m）46314.40.27841757.9489.438459.20.25282138.5540.628459.20.21171790.8379.118863.30.14611294.2189.2总计6981.41598.3本设计中，取=0.65，将上述计算结果代入计算公式：6.1.2水平地震作用以及楼层地震剪力计算本多层厂房结构高度未超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪

36、切变形为主（房屋高宽比小于4），采用底部剪力法计算横向水平地震作用。结构等效重力荷载代表值=0.85=0.8532096.1=27281.7KN计算水平地震影响系数根据建筑抗震设计规范（GB50011-2010）得到二类场地第一组特征周期值 =0.35s，由抗震设防烈度为7度得=0.08由于1.4 故需要考虑顶部附加水平地震作用顶部附加地震作用系数：=0.08+0.07=0.080.624+0.07=0.1199=0.11991297.0=155.5KN（1-）=(1-0.1199)1297.0=1141.5KN则各质点的地震作用可由下式计算：地震作用下各楼层水平地震层间剪力:=（i=1,2,

37、3,4） 表6.3 各楼层地震剪力计算层次(m)(KNm)(KN)(KN)4186314.4113659.2364703.40.31165355.75355.753148459.2118428.80.32473370.68726.4329.68459.281208.30.22270254.22980.6515.88863.351407.10.14092160.861141.516.1.3多遇水平地震作用下位移验算水平地震作用下框架结构层间位移和顶点位移分别按照下列公式计算：；各层的层间弹性位移角，根据建筑抗震规范考虑砖填充墙抗侧力作用的框架，层间弹塑性位移角值1/550。各层层间弹性位移角计算

38、如表6.4。 表6.4各层层间弹性位移角计算层次（mm）4355.75246383.51.44411.38840003.61103726.43359670.32.0209.94444004.591102980.65359670.32.7277.92444006.1981011141.51219659.35.1975.19758008.910由此可见，最大层间弹性位移角发生在第一层。由于8.9100.25S依照规范规定：对于基本自振周期大于0.25s的工程结构，如房屋，屋盖及各种高耸结构，以及高度大于30m且高宽比大于1.5的高柔房屋，均应该考虑风压对结构产生顺风向风振影响。即：对于1轴线框架，

39、其负荷宽度为B=6/2=3m。6.2.1风振系数计算由于=0.550.328=0.059。查表得脉动增大系数=1.19由于H/B=19/14.9=1.28，H30m。查表得到脉动影响系数=0.46其计算过程如表6.7。 表6.7 风振系数计算层号离地高度（m）相对高度Z/H15.80.31.190.460.171.001.09329.60.51.190.460.381.001.2083140.71.190.460.671.131.3254180.91.190.460.861.211.3896.2.2各楼层集中风荷载标准值计算各楼层楼面处集中风荷载标准值计算列于表6.8。式中： ， B=3m。表

40、6.8 各楼层楼面集中风荷载计算层号离地高度(m)(m)(m)15.81.001.0931.30.555.54.411.6129.61.001.2081.30.554.44.411.43141.131.3251.30.554.44.414.134181.211.3891.30.554.4415.146.2.3风荷载作用下框架的侧移验算风荷载作用下框架结构的层间侧移可按照辖下式计算：式中 第j层得总剪力标准值；第j层所有柱的抗侧刚度之和；第j层的层间侧移。由上知风荷载的计算简图，如图6.4。图6.4 1号轴线横向框架在风荷载作用下的计算简图 各层楼的楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间位移之和。

41、顶点侧移是所有各层层间位移之和。1号轴线在风荷载作用下侧移的计算过程见表6.9。表6.9 层间弹性位移角验算 层次 (KN) (KN/m)Vi/ (m)Hi(m)415.1431529.40.000484.00 1/8333 329.27 43523.70.000674.40 1/6567240.67 43523.70.00093 4.40 1/4731 152.2827473.80.00190 5.80 1/3053m 侧移验算：查表可知弹性层间位移角限值，对于框架结构，楼层层间最大位移与层高之比的限值为1/550。本框架的层间最大位移与层高之比在底层，其值为1/30532.0 但2.0 但

42、 3 ；混凝土结构设计规范GB50010规定：沿两对边支承的板应按单向板计算；对于四边支承的板，当长边与短边比值大于3时，可按沿短边方向的单向板计算；当长边与短边比值小于3时，宜按双向板计算；当长边与短边比值介于2与3之间时，亦可按沿短边方向的单向板计算，但应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋；当长边与短边比值小于2时，应按双向板计算。本框架结构的楼板混凝土选用 ，梁中受力筋用HRB400级钢筋，其它钢筋均采用HPB235级钢筋。7.1.4楼板的跨度确定根据图7.1二层楼面梁格布置示意图，B-C跨2等分，A-B跨3等分。易确定板的计算跨度：=2375mm=2250mm。因跨度相差小于10% 可按

43、等跨度连续梁计算。图7.3 2轴线8轴线间楼板平面布置7.1.5楼板的弯矩设计值计算取1m板宽作为计算单元，按照弹性理论计算，取1区格板的计算跨度为=2375mm。如果1区格板梁端是完全简支的情况，则跨中弯矩为，考虑到1区格板两端的嵌固作用，故跨中弯矩取为；1区格板如果两端是完全嵌故，则支座弯矩为，考虑到支座两端不是完全嵌固，故取支座弯矩为。表7.1 1区格板的弯矩计算截面跨中支座截面跨中支座弯矩系数a1/10-1/148.47-6.45同理，可求出2区格板的弯矩，参见表7.2。表7.2 2区格板的弯矩计算截面跨中支座截面跨中支座弯矩系数a1/10-1/147.59-5.427.1.6板截面配

44、筋计算板保护层厚度取20mm，选用8钢筋作为受力钢筋，则板的截面有效高度为：=h-c- =100-20-4=76mm，b=1000mm。混凝土选用 （），梁中受力筋采用HRB400级钢筋（）其它钢筋均采用HPB235级钢筋()。1区格板截面配筋计算过程可见表7.3所示。表7.3 1区格板的配筋计算截面跨中支座截面跨中支座M（KNm/m）8.47-6.453642450.09250.0705选配钢筋8/1015081800.9510.963实配钢筋（mm）4292792区格板截面配筋计算过程可见表7.4所示。 表7.4 2区格板的配筋计算截面跨中支座截面跨中支座M（KNm/m）7.59-5.42

45、2902040.08290.0592选配钢筋8/1018082000.9570.969实配钢筋（mm）2792511-2轴线间单向板配筋计算过程见表7.5所示。 表7.5 1-2轴线间单向板的配筋计算楼板代号3区4区5区弯矩值M11.794.37.80.1290.0470.0850.9310.9760.956计算配筋462161298选用配筋1016082008150实际配筋面积(mm )4902523357.1.7板截面受剪承载力验算板截面剪力设计值可按照式 计算，最大剪力发生在2区板得两边，其值为 V=0.5515.01(2.375-0.2)=17.94KN。对于不配箍筋和弯起钢筋的一般板

46、类受弯构件，其斜截面受剪承载力应符合下列规定：本设计中=80mmV=17.94KN所以板得斜截面受剪承载力满足要求。7.2次梁设计按照考虑塑性内力重分布设计。根据本车间楼盖的实际使用情况，楼盖的次梁和主梁活荷载不考虑从属面积上的荷载折减。7.2.1荷载设计值1.恒荷载设计值：板传来的恒荷载： 3.842KN/m2.375m=9.12KN/m次梁自重： 250.2（0.4-0.1）=1.5 KN/m次梁粉刷： 170.015（0.4-0.1）2=0.153 KN/m合计： 10.8KN/m2.活荷载标准值： 8KN/m2.375m=19KN/m总的荷载设计值：由可变荷载效应控制的组合：g+q=1

47、.210.8+1.319=37.66 KN/m；由永久荷载效应控制的组合：g+q=1.3510.8+0.71.419=33.2KN/m；所以次梁内力计算时取: g+q=37.66KN/m。7.2.2 次梁的计算简图次梁与主梁整体现浇，混凝土采用级，钢筋采用HRB400,主梁尺寸300mm750mm，次梁尺寸200mm400mm。次梁计算简图如图7.4所示。图7.4 次梁计算简图 次梁的计算跨度易知，可取：=6000mm=5500mm因跨度相差小于10% 可按等跨度连续梁计算。7.2.3 次梁的内力计算次梁L1、L2弯矩、剪力计算见表7.6和表7.7。表7.6 次梁L1的内力计算截面跨中支座截面

48、跨中支座弯矩系数a1/10-1/14135.6-96.8截面L1左端L1右端截面L1左端L1右端弯矩系数a0.50.55113.0124.3同理，可求出次梁L2的内力，参见表7.7。表7.7 次梁L2的内力计算截面跨中支座截面跨中支座弯矩系数a1/10-1/14113.9-81.4截面L2左端L2右端截面L2左端L2右端弯矩系数a0.550.5113.9103.67.2.4 次梁正截面配筋计算7.2.4.1截面计算次梁跨中截面按照T形截面计算，支座截面按照矩形截面计算：左边跨：=/3=6000/3=2000mm； =b+=200+2250=2450mm取较小值：=2000mm右边跨：=/3=5

49、500/3=1833.3mm; =b+=200+2250=2450mm取较小值：=1833.3mm7.2.4.2判断截面类型=h-=400-40=360mm, =360N/mm,=14.3 N/mm=1.014.32000100(360-100/2)=886.6KNm84.03KNm所以各跨中属于第一类T行截面，支座按照矩形截面设计。次梁正截面受弯承载力计算见表7.8，表7.9。表7.8 次梁L1正截面配筋计算截面跨中支座截面跨中支座M（KNm/m）135.6-96.81378.5752.2或b(mm)2002000选配钢筋6183180.3660.02610.4820.0263实配钢筋（mm

50、）1526763次梁L2的正截面配筋计算过程见表7.9所示。表7.9 次梁L2正截面配筋计算截面跨中支座截面跨中支座M（KNm/m）113.9-81.41083.9634.9或b(mm)2002000选配钢筋616 216 +1180.3070.02200.3790.0222实配钢筋（mm）12066567.2.4 次梁斜截面受剪承载力计算次梁斜截面受剪承载力计算见表7.10，按照规定考虑塑性内力重分布时，箍筋数量应增大20%，所以计算时将乘以1.2，配筋率应大于或等于0.36=0.00143，经计算各截面均满足要求。配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积，其中n为在同一个截面内的箍筋肢数，为

51、单支箍筋的截面面积；S沿构件长度方向箍筋的间距。表7.10次梁斜截面承载力计算截面L1左端L1右端L2左端L2右端V(KN)113.0124.3113.9103.60.2514.3200360=257.4KN=124.3 KN截面满足要求0.71.43200360=72.020.001430.002010.001430.002010.001430.002010.00143由于次梁q/g=19/10.8=1.763，且跨度相差小于20%，故可以按照构造要求确定受力钢筋的弯起和截断。楼梯设计计算8.1设计资料8.1.1楼梯概况本厂房设计采用现浇整体式钢筋混凝土板式楼梯，踏步尺寸170mm300mm

52、,层高4.4m，采用混凝土（），梁中纵向受力钢筋选用HRB335，其余钢筋均采用HPB235；楼梯上均布活荷载标准值q=2.5.计算轴线间第2层楼梯。8.1.2楼梯结构平面图图8.1 1-2轴线间第2层楼梯楼平面图图8.2 1-2轴线间第2层楼梯踏板详图8.2楼梯板计算8.2.1荷载计算板厚取/30，为梯段板跨度=3240+130+530=3900，楼梯板的厚度为h=/30/25=3900/303900/25=130mm156mm,取h=140mm。楼梯板斜板的倾斜角如下：2020/3240=0.5667=； =0.85。取1m宽板作为计算单元恒载计算恒荷载踏步重 1/0.31/20.170.

53、325=2.125KN/m斜板重 1/0.850.1225=3.53KN/m20mm 厚混合砂浆找平层 (0.3+0.17)/0.3 10.0220=0.627KN/m合计：恒荷载标准值 6.3KN/m 恒荷载设计值 g=1.26.3=7.56KN/m活荷载标准值 q=2.51.0=2.5KN/m 活荷载设计值 q=1.42.5=3.5KN/m荷载设计 g+q=7.56+3.5=11.06KN/m8.2.2内力计算计算跨度 =3.90m跨中弯矩 =1/1011.063.9=16.82KNm=0.511.063.90.85=18.33 KN8.2.3配筋计算=h-20=140-20=120mm

54、(保护层厚度为20mm)=0.0817;=0.0853=0.614=697.02mm受力钢筋选用10100（=785 mm）梯段板抗剪，因，满足抗剪要求。支座构造筋10200。8.3平台板计算 按照简支板计算，计算简图如图8.3。图8.3 平台板计算简图取一米板作为计算单元，计算跨度近似取：板跨度=1.46+0.12-0.2/2=1.48m平台板厚度 h=1/35=1/351.48=42.28mm按照构造要求取平台板的厚度为70mm8.3.1荷载计算恒载平台板自重 1.20.07125=2.1KN/m20mm厚找平层 1.20.02120=0.48KN/m板底粉刷 1.20.0217=0.40

55、8KN/m合计：恒荷载标准值=2.988KN/m活荷载活荷载标准值 2.5KN/m活荷载设计值 1.42.5=3.5KN/m荷载总计： g+q=2.988+3.5=6.49KN/m8.3.2内力计算跨中弯矩=1/106.491.48=1.42KN/m8.3.3配筋计算=h-25=70-25=45mm (保护层厚度为25mm)=0.0490;=0.050336.39KNm故属于第一类T形截面=0.0662=0.0685=679.9mm受力钢筋选用514（=769 mm）箍筋计算=0.71.43200265=40810N=40.81KN=46.05KN满足要求。第九章 竖向荷载的作用下框架结构的内

56、力计算9.1 计算单元的确定取1号轴线横向框架进行计算，计算单元如图9.1所示，框架简图如图9.2，计算单元的宽度 3m由于房间布置有次梁（bh=200400）故直接传给框架的楼面荷载如图所示。计算单元范围内的其余楼面荷载通过次梁和纵向框架以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。 图9.1 1号轴线横向框架计算单元 图9.2 1号轴线横向框架简图9.2荷载计算9.2.1恒载作用9.2.1.1 2-3层恒载作用计算恒载作用下框架梁上的荷载分布如下图（图9.3）所示：图9.3 1轴线第2、3层框架计算简图对于第23层，h=4400。计算 代表横梁自重以及横墙自重，为均布荷载形式：=0.30.4

57、251.05+4.9(4.4-0.4)=22.75KN/m。计算为楼面板传给横梁的三角形荷载：三角形荷载=3.342KN/m3.63m/2=6.07 KN/m。将分布荷载转化成等效荷载：则=5/86.07=3.79 KN/m;计算为楼面板传给横梁的均布荷载：=3.342KN/m2.85m/2=4.76KN/m；计算是由楼梯板、平台梁传来的集中荷载：=6.23.9/2+2.491.585/2+0.2(0.3-0.07)253.1751/2=24.15KN计算分析纵梁FQ上的荷载分布如图9.4。 图9.4 恒载下第23层QF横梁上荷载分布为其纵梁自重、横墙自重以及楼面板传来的均布荷载：=0.30.

58、75251.05+3.3422.85/2+3.68(4.4-0.75)=24.1KN/m。是由楼梯板、平台梁传来的集中荷载：=6.23.9/2+2.491.585/2+0.2(0.3-0.07)253.1751/2=24.15KN所以由静力平衡关系可得：=1/2+=1/224.15.485+24.15=83.27KN=1/2+=1/224.15.485+24.15=73.07KN分析横梁PY上的荷载分布如图9.5。 图9.5 恒载作用下第23层横梁PY上荷载分布横梁PY上，在PQ段均布荷载由横墙自重、外纵墙等效均布荷载及楼梯平台板传来的均布荷载构成。在QY段均布荷载由横墙自重、外纵墙等效均布荷

59、载构成。为横梁自重：=0.30.5251.05=3.938KN/m;是外纵墙等效均布荷载：由于外墙上含有门窗（1.8m3.0m）,先将外墙等效成均布荷载=(6.025(4.4-0.5)-21.83.0)4.9+21.830.4/6.025=11.53KN/m=为楼梯平台板传来的均布荷载：=2.9881.585/2=2.37KN/m所以由静力平衡关系得：=92.47KN=分析横梁EM上的荷载分布如图9.6。图9.6 恒载作用下第23层EM梁荷载分布横梁EM上，在EF及FM段均布荷载由梁自重、内纵墙等效均布荷载、双向板等效荷载。为梁自重：=3.938KN/m；为内纵墙等效荷载：由于内纵墙含有门（1

60、.2m2.8m）,需先将内纵墙荷载等效成均布荷载，=(2.85(4.4-0.5)-1.22.8)3.68+0.21.22.8/6.025=4.85KN/m；为双向板等效荷载：=0.301；=（）=（）6.07=5.14KM/m；=6.23.9/2+0.2(0.3-0.1)25=13.09KN/m。由静力平衡关系得：=67.93KN所以=67.93KN计算根据横梁PY段得计算结果，易知，=92.47KN。计算分析横梁AB上的荷载分布如图9.7。图9.7 恒载作用下第23层AB梁荷载分布=5.9064.75/2+3.68(4.4-0.75)4.75/2+3.4822.44/24.75/2=56.0