土木工程毕业设计（论文）-四层框架教学楼设计

1、结构布置方案及结构选型根据建筑功能要求以及建筑施工的布置图，本工程确定采用框架承重方案，框架梁、柱布置参见结构平面图。2.1. 主要构件选型（1）梁板柱结构形式：现浇钢筋混凝土结构（2）墙体采用：粉煤灰轻渣空心砌块（3）墙体厚度：外墙:240mm，内墙:190mm（4）基础采用：柱下独立基础全套图纸，加1538937062.2. 梁柱截面尺寸估算（1）主要承重框架:梁的跨度L=7200mmh=(1/81/12)L=900mm600mm 取h=600mm 300mm200mm 取b=250mm 满足b200mm且b 500/2=250mm故主要框架梁初选截面尺寸为：bh=250mm600mm（2

2、）次要承重框架：取L=3600mmh=(1/81/12)L=450mm300mm 取h=400mm225mm150mm 取b=250mm故次要框架梁初选截面尺寸为：bh=250mm400mm （3）框架柱:4200=280mm210mm b=(12/3)h 取b=h = 1 * GB3 按轴力估算柱: No=92(1014)kN/m2kNkN = 2 * GB3 按轴压比验算:此建筑抗震等级为三级，=0.8 选C30型混凝土 =14.3 N=(1.21.4)No 故初选柱截面尺寸为： bh=500mm500mm三个假设：平面结构假定：认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向

3、的抗侧力结构不受力； = 2 * GB3 楼板在自身平面内在水平荷载作用下，框架之间不产生相对位移； = 3 * GB3 不考虑水平荷载作用下的扭转作用。计算简图根据结构平面布置图,选定轴线作为计算单元. 如图所示KJHGKJHGFEDCBA 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20结构平面布置图框架梁跨度(按柱中心线确定)：AC、DF跨: 7200mmCD跨: 3600mm框架柱高度： 取底层:H1=4200mm 其它层:H2=H3=H4 =3900mm边跨梁：iAC=iDF= =中间跨梁：iCD= = =11111 底层柱：i = =37200 其它层柱：i = =400

4、60 荷载统计一、恒载计算1.屋面荷载:kN/2)其它重量(隔热防水等构造)按最薄处83mmkN/kN/中间跨边跨中间跨边跨因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为：g4AC1=g4DE1=g4CD1 =/mg4AC2=g4DE2=g4CD2=1）陶瓷地砖楼面8-10厚地砖铺实拍平，水泥浆擦缝2）20厚1：4水泥砂浆3）素水泥浆结合层一遍 kN/kN/5）7mm厚的水泥石灰砂浆1:1:46）5mm厚1：0.5：3水泥石灰砂浆7）表面涂料8）总厚度12mmkN/楼面恒荷载： kN/中间跨边跨中间跨边跨因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为：gAC1=gDE1=gCD1 =gAC2=gDE2=gCD2=边柱

5、连系梁自重： 0.25*0.40*3.6*25=9kN高女儿墙自重：1.5*3.6* kN kN顶层边节点集中荷载 G4A=G4F 中柱连系梁自重： 0.25*0.40*3.6*25=9kN/m顶层中节点集中荷载 G4C=G4D 边柱连系梁自重： 0.25*0.40*3.6*25=9kN连系梁传来外墙自重：连系梁传来连系梁传来楼面自重：1/2*3.6*1/2*3.6*=1kN中间层边节点集中荷载 GA=GF=35.6835 kN中柱连系梁自重： 0.25*0.40*3.6*25=9kN连系梁传来墙自重连系梁传来楼面自重：1/2*3.6*1/2*3.6*=1kN中间层中节点集中荷载 GC=GD

6、kN5.内墙1）砼小砌块墙厚190mmkN/2）内墙面：采用混合砂浆墙面 15mm厚1：1：6水泥石灰砂浆 5mm厚1：0.5：3水泥石灰砂浆 （双面）kN/kN/6.外墙1）砼小砌块墙厚240mm： kN/2）外墙面：采用陶瓷锦砖墙面 15mm厚1：3水泥砂浆 3-4mm厚1：1水泥砂浆 4-5mm kN/3）内墙面：采用混合砂浆墙面 15mm厚1：1：6水泥石灰砂浆 5mm厚1：0.5：3水泥石灰砂浆 0.34kN/外墙恒荷载： 9kN/7.木门：kN/8.窗：kN/9.恒荷载作用下的计算简图如下：恒载图恒载图二、活载计算kN/2.楼面:(教室)2.0 kN/；kN/。活载图活载图三、风荷

7、载:基本风压:W0=kN/风载体型系数：风压高度系数：按B类地区，查表列如下表：离地高度5101520z风振系数：房屋高度未超过30m，主体结构计算时，垂直于建筑物表面的风荷载标准值为：k=zsz0,计算结果如下层次ZSZZW0A()Pw(kN)HM(kN.m)411.3311.3211.31111.31063左风图左风图四、雪荷载开封市基本雪压S0屋面积雪分布系数r屋面雪荷载标准值为：Sk=r *S0=恒荷载作用下的内力计算竖向荷载作用下的内力计算采用分层法1）顶层把梯形荷载转化为等效均布荷载各杆固端弯矩=79.18398kN*m=54.93744kN*m=27.46872kN*m弯矩分配法

8、计算过程00上柱下柱ACCA上柱下柱CDDC000000002）中间层把梯形荷载转化为等效均布荷载各杆固端弯矩=64.2249kN*m=44.43984kN*m=22.21992kN*m弯矩分配法计算过程上柱下柱ACCA上柱下柱CDDC3）底层把梯形荷载转化为等效均布荷载各杆固端弯矩=64.2249kN*m=44.43984kN*m=22.21992kN*m弯矩分配法计算过程上柱下柱ACCA上柱下柱CDDC402合并各弯矩值。并将弯矩再分配一次顶层00上柱下柱ACCA上柱下柱CDDC00056600000三层上柱下柱ACCA上柱下柱CDDC14二层上柱下柱ACCA上柱下柱CDDC底层上柱下柱A

9、CCA上柱下柱CDDC-0.6041得弯矩图如下恒荷载弯矩图恒荷载作用下的框架剪力计算梁： 柱： 恒荷载作用下的框架轴力计算柱自重设计值：活载作用下的内力计算活荷载作用下的内力计算采用分层法1）顶层把梯形荷载转化为等效均布荷载各杆固端弯矩=27.702kN*m=19.44kN*m=9.72kN*m弯矩分配法计算过程00上柱下柱ACCA上柱下柱CDDC025800000002）中间层把梯形荷载转化为等效均布荷载各杆固端弯矩=27.702kN*m=24.3kN*m=12.15kN*m弯矩分配法计算过程上柱下柱ACCA上柱下柱CDDC-2.663753）底层把梯形荷载转化为等效均布荷载各杆固端弯矩=

10、27.702kN*m=24.3kN*m=12.15kN*m弯矩分配法计算过程上柱下柱ACCA上柱下柱CDDC合并各弯矩值。并将弯矩再分配一次顶层00上柱下柱ACCA上柱下柱CDDC00000000三层上柱下柱ACCA上柱下柱CDDC二层上柱下柱ACCA上柱下柱CDDC底层上柱下柱ACCA上柱下柱CDDC得内力图如下活载弯矩图活载剪力图活载轴力图风荷载作用下的内力计算kN/风载体型系数：风压高度系数：按B类地区，查表列如下表：离地高度5101520z11风振系数：房屋高度未超过30m，主体结构计算时，垂直于建筑物表面的风荷载标准值为：k=zsz0,计算结果如下层次ZSZZW0A()Pw(kN)H

11、M(kN.m)4131211111风荷载作用下的内力计算采用D值法1)各柱剪力如下系数四层三层A4A3C4C3D4D3F4F3A3A2C3C2D3D2F3F2KDV系数二层一层A2A1C2C1D2D1F2F1A1A0C1C0D1D0F1F0KDV2）求反弯点高度层数第四层（m=4，n=4，h=）柱号Ky01y12y23y3yA4A3100010C4C3100010D4D3100010F4F3100010层数第三层（m=4，n=3，h=）A3A2100010C3C2100010D3D2100010F3F2100010层数第二层（m=4，n=2，h=）A2A1100010C2C1100010D2D

12、1100010F2F1100010层数第一层（m=4，n=1，h=）A1A0100010C1C0100010D1D0100010F1F01000103）风荷载作用下侧移验算位置FkDuu/h限值4层9570441/5003层1/5002层1/5001层1/500顶点1/6504）风荷载作用下框架的内力值柱端弯矩：柱上端弯矩M=V*（h-y)柱下端弯矩M=V*y梁端弯矩：先求出每个结点柱端弯矩之和，然后按梁的线刚度进行分配。风荷载作用下框架的内力图如下：风载剪力图风载轴力图水平地震作用计算抗震设防烈度为7度，类场地土，设计地震分组为第一组，抗震等级为三级，需要进行抗震计算。水平地震作用采用底部剪

13、力法。顶层活载：2.5*3.6*18=162kN中间层底层梁柱的线刚度AC跨梁：=1.2*11875=22500kNmCD跨梁：=DF跨梁：=1.2*18750=22500kNm底层柱：=37200kNm其它层柱：=40060kNm底层其它层DKaDKaD边柱A0.6048 0.4241 10733.5566 0.2808 0.1231 3891.4538 边柱F0.6048 0.4241 10733.5566 0.2808 0.1231 3891.4538 中柱C0.9633 0.4938 12496.1738 0.4472 0.1828 5776.0419 中柱D0.9633 0.4938

14、 12496.1738 0.4472 0.1828 5776.0419 D46459.4607 19334.9913 多遇地震作用下，设防烈度7度，查抗震规范表-1，；类场地，设计地震分组为第一组，查抗震规范表5.1.4-2，。，除有专门规定外，建筑结构的阻尼比应取0.05，由地震影响系数曲线，则因为，所以不考虑顶部附加地震作用，结构总水平地震作用标准值=各层水平地震作用标准值、楼层地震剪力及楼层层间位移计算见下表层GiHiGiHiGiHiFiViDUe4 632.0160 3.9 2464.8624 9735.6038 34.7870 34.7870 19334.9913 0.0018 3

15、602.5536 3.9 2349.9590 33.1653 67.9523 19334.9913 0.0035 2 602.5536 3.9 2349.9590 33.1653 101.1176 19334.9913 0.0052 1 612.1008 4.2 2570.8234 36.2824 137.4000 46459.4607 0.0030 其中底层：=0.0030/4.2=1/14001/500（满足）二层：=0.0052/3.9=1/7501/650（满足）框架柱剪力和柱端弯矩标准值柱层hViDDD/DVikKy0M下M上边柱A4 3.9 34.7870 19334.9913 3

16、891.4538 0.2013 7.0014 0.2808 0.0800 2.1844 25.1210 3 3.9 67.9523 19334.9913 3891.4538 0.2013 13.6764 0.2808 0.3000 16.0014 37.3366 2 3.9 101.1176 19334.9913 3891.4538 0.2013 20.3514 0.2808 0.5300 42.0664 37.3041 1 4.2 137.4000 46459.4607 10733.5566 0.2310 31.7436 0.6048 0.7000 93.3262 39.9969 中柱C4

17、3.9 34.7870 19334.9913 5776.0419 0.2987 10.3921 0.4472 0.1800 7.2952 33.2339 3 3.9 67.9523 19334.9913 5776.0419 0.2987 20.2997 0.4472 0.3300 26.1258 53.0432 2 3.9 101.1176 19334.9913 5776.0419 0.2987 30.2074 0.4472 0.5000 58.9044 58.9044 1 4.2 137.4000 46459.4607 12496.1738 0.2690 36.9564 0.9633 0.6

18、500 100.8910 54.3259 中柱D4 3.9 34.7870 19334.9913 5776.0419 0.2987 10.3921 0.4472 0.1800 7.2952 33.2339 3 3.9 67.9523 19334.9913 5776.0419 0.2987 20.2997 0.4472 0.3300 26.1258 53.0432 2 3.9 101.1176 19334.9913 5776.0419 0.2987 30.2074 0.4472 0.5000 58.9044 58.9044 1 4.2 137.4000 46459.4607 12496.1738

19、 0.2690 36.9564 0.9633 0.6500 100.8910 54.3259 边柱F4 3.9 34.7870 19334.9913 3891.4538 0.2013 7.0014 0.2808 0.0800 2.1844 25.1210 3 3.9 67.9523 19334.9913 3891.4538 0.2013 13.6764 0.2808 0.3000 16.0014 37.3366 2 3.9 101.1176 19334.9913 3891.4538 0.2013 20.3514 0.2808 0.5300 42.0664 37.3041 1 4.2 137.4000 46459.4607 10733.5566 0.2310