层框架住宅毕业设计结构计算书

1、cc况黑龙江省某市兴建六层商店住宅，建筑面积 平方米左右，拟建房屋所在地震动参 max T 0.40 ，基本雪 0.6KN -2 ，基本风压 ，地面粗糙度为 B 类。 地质资料见表 1。 -3IL f 置图根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求行了建筑平面面及剖面设计标准层建筑平面、结构平面和剖面示意图分别见图纸。主体结构 层，层 1 层为 3.6m， 26 层为 2.8m。填充墙采用陶粒空心砌块砌筑：外墙 400mm内墙 200mm。窗户均采用铝合金窗，门 采用钢门和木门。楼盖及屋面均采用现浇钢筋砼结构，楼板厚度取 梁截面高度按跨度的 估算，尺寸见表 ，砼强度采 (f 14.3KN -2, f

2、 t-2) 。屋面采用彩钢板屋面。 (b (b h)(b C30300 300 400N柱截面尺寸可根据 A 估算。因为抗震烈度为 度，总高 ，查表 fN 可知该框架结构的抗震等级为二级，其轴压比限 ；各层的重力荷载代表值近 N似取 ，由图可知边柱及中柱的负载面积分别为 3m 4.5 4.8m 。由公式 可得第一层柱截面面积为边柱A c 4.5 3 98182mm2中柱A 1.25 32如取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为 371mm 389mm 根据上述计算结果并综合考虑其它因素，本设计框架柱截面尺寸取值均为 400mm 400mm 。 600mm ，构造柱取基础采用柱下独立基础，

3、基础埋深标高-2.40m承台高度取 1100mm。框架结构计算 简图如图 示。取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线；梁轴线取至板底 柱高 度即为层高，取 2.8m；底层柱高度从基础顶面取至一层板底，取 。m41=58.2m9.4m mmmmm mm 载屋面及楼面的永久荷载标准值 屋面（上人20 厚水泥砂浆找平层20 -2150 厚水泥蛭石保温层 0.15 0.75KN -2100 厚钢筋混凝土板25 2.5KN -220 厚石灰砂浆 0.02 -2合计 -215 层楼面：瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） -2120 厚钢筋混凝土板25 2.5KN -2V 型轻钢龙骨吊顶或 20 厚水泥砂浆 -2合计屋

4、面及楼面可变荷载标准值 -2上人屋面均布荷载标准值楼面活荷载标准值 -2-2屋面雪荷载标准值 1.0 0.6KN k r 梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算梁可根据截面尺寸料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载墙、 门、窗等可计算出单位面积上的重力荷载了。具体计算过程从略，计算结果见表 。 (KN -3 (KN )li(m)Gi(KN)i 注:表中 为考虑梁、柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数；2表示单位长度构件重力荷载；n 为构件数量2）梁长度取净长；柱高取层高。外墙为 400 厚陶粒空心砌 KN -2 -2 20mm厚抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为：0.5 0.02 6.84KN -

5、2；内墙为 200 厚陶粒空心砌块，两侧均为 20mm 抹灰，则内墙单位面积重力荷载为： 1 5 -2 。木门单位面积重力荷载 0.2KN ；铝合金窗单位面积重力荷载 0.4KN -2；钢铁门单位面积重力荷载 0.4KN 重力荷载代表值（见图 4）-2。集中于各楼层标高处的重力荷载代表值元范围内的各楼层楼面上的重力荷 载代表值及上下各半层的墙柱等重量算时可变荷载的组合按规定采用面上的 可变荷载均取雪荷载，具体过程略，计算简图见图 。0202080202020402020802020204091080808080809G6G5G4G3G2G14940.39KN6880.28KN6880.28KN

6、6880.28KN6880.28KN7058.88KN图 2架计横梁线刚 i 计算过程见表 4；柱线刚 i 计算见表 5。b c i bEc(N -2 ) I(mm 4 L(mm)E I / L 1.5E I / L I / L c 0 0 0(N (N (N 1 3.0 103.0 10300 500300 3.125 3.125 360060002.604 103.906 2.343 5.208 3.124 10 i hc(mm)Ec(N )b 600 600Ic)1.08 E I / c C c(N 6.612 600 6001.08 11.57 柱的侧移刚度 按下式计算 D c 2c。

7、根据梁柱线刚度 K 的不同，柱可分为中框架中柱和边柱、边框架中柱和边柱以及楼、电梯间柱等，计算结果分别见表 、ii表 7、表 8。 D (N -1 KDi2KDi1KDi2i (N -1 ) KDi2KDi1KDi2i将上述不同情况下同层框架侧移刚度相加框架各层层间侧移刚 8。i由表 8 可见 / 1194642/1684830 故该框架为横向规则框架。1 D 值(N mm) i5.横向水平载作用下框结构的内力和移计算横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算 横结构顶点的假想位移计算见表 9。 (KN)iV (KN) (N mm ) ii(mm i(mm) TT TnnTT Tnn结构基本自

8、震周 1T ，其中 量纲为 m， ，则 T TT 1.7 0.7 0.1711 0.492 S本方案结构高度小于 40m，质量和刚度沿高度分布较均匀，变形以剪切型为主，故可 用底部剪力法计算水平地震作用。因为是多质点结构，所以 0.85 G 0.85 4940.39 7058.88eq i设防烈度按 7 度考虑，场地特征周期分区为二区，场地土为类，查表得：特征周期 T = g水平地震影响系数最大 0.08 0.40 0.08 F 0.066 2217.09KN 1 因为 T 0.492S ，以不应考虑顶部附加水平地震作用。 g 各质点的水平地震作用：F iG Hi iG HjjnEKG Hi

9、iG Hjjjj 各 H Hi i Hjj s s 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布如下图 。F6V6F5V5F4V4F3V3F2V2F1 纵 水V1水平地震作用下框架结构的层间位 和点位 按下式计算i i（ / 和 i i ijj k k ，计算结果如表 11。 i i 角 （ ）i (N / mm ) ii(mm i(mm) （）i i由表可见，最大层间弹性位移角发生在第 2 层，其 1/550,足要求,其中 / h 是由弹性层间位移角限值查得。以 4 轴线框架内力计算，其余框架计算从略。框架柱端剪力及弯矩按 V ijijijV ；ijMbijV yhij；Muij h i

10、j各柱反弯点高度 y yn 23本例中底层柱需考虑修正值 y ，第二层柱需2考虑修正值 y y ，其余柱均无修正。计算结果见表 。1 3梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按式 l i li l r M ) ； i j ijMrili rr(M u i j ij) ；V b 1 M b L；nN (V l r )i b bk k；计算结果见表 12。 各层hVD右边柱次/m/kNDVyMiDV6 5 4 3 2 1 注表中 量纲为 kNm,V 量纲为 kN 层次 hVD边柱/m/kNDVyMi6 5 4 3 2 1 梁MlMrMlMr 注:柱轴力中的负号表示拉力。当为左地震时，左侧两根柱为拉力 对应的右

11、侧两根柱为压力。 2表中单位为 kNm 单位 N 的单位为 m。7.4.70.9 .41781.6922796898.6.9.7112167.4.87131.87216.4317.950zi7.4.70.9 .41781.6922796898.6.9.7112167.4.87131.87216.4317.950zi85.821.6619.2428.5841.2538.22 57 25.26 2 39.6 6.55 6.55 06 9. 0 -6.553 6 295.42 59.26 9.86 9.8661.85 8.05 11.9617.88-11.3330.39-31.8944.9417.8

12、817.8830.3948.2744.9413.97 63.62 27.769 16 95.5 50.76 9 146.19 79.99 20.93 98.42 47.878 53.97 36.81 2 -46.55 33.69 41.53 119.61 65.44 11 14 2 .3. 34.43 3 123.95 80.55 67.46 346.88 198.0279 5.101-28.3416.43-44.7717.95-62.7223.35-86.07-64.8757.71-106.1514.33-102.9323.35 125.75-204.9393.2157.71150.9214

13、.33165.25125.75291.169.31 179.11155.68 左横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算 风风荷载标准值按 ，基本风 w =m z o2。由荷载规范查 （迎风面 背风面 脉动影响系数=. T = T1 012=m2.查表得脉动增大系数=。 zz H i z仍取图 4 轴线横向框架，其负载宽度 4.05m，沿房屋高度分布风荷载标准值q(z) z 根据各楼层标高处高度 查 房屋高度的分布见表 。分布见图 5q(z) 房屋高度的 沿 q (z)(KN / m) / 1 2荷载规范规定，对于高度大 0m 且高宽比大于的房屋结构，应采用风振系 来考虑风压脉动的影响，本例房屋

14、高度 H=18.9m30m,H/B5,故应考虑偏心矩增大系数 00.5 0.5 c N 1162.948 2.213 取 ）L 取 L( ) / h i 0 21400 1.08e e ih 600 1.08 2 2 对称配筋 0.242 f 14.3 560 c 0s Ne bh c 0f ( h )y 0 1162.948 601.31 0.242 0.242) 600 40)2 2Nmax及相应的 M 一组计算 N 1464.302kN 节点上，下端弯距；M 68.823 50.85 0.12 M 40.63 (0.5 39.324 此内力组合是非地震作用下的组合情况，且水平荷载等效，故

15、不必进行调整， l 1.25 2.8 3.5 0e 0 6 342.81212 42.8 20 62.8 il 3.5 30 h 600 A N 1464.302 3 取 ）1同理可求得：L0 取 1.0 L( )1400 / h i 2 1 i1.22 76.616mm h mm 0故为小偏心受压 600 / 40 i bf 0.518 14.3 KN c 0故 配 足 min0.8% ， min0.2% ， As ss min 0.2% 600 720 mm2 4 A mm ) 总配筋 s s3 1256 1.12% 。 以第一层柱为例进行计算，有前可知，上柱柱端弯矩设计值 tc 对二级抗

16、震等级，柱底弯矩设计值M c 689.019KN 则框架柱的剪力设计值V M bc Hn 206.75 689.02237.82KN V 0.85 RE 0.2 满足要求。 560c M 551.215 3 12.69 3(取3.0)V C 0其 M c 取较大的柱下端值，而 , c 不应考 ， M c 为将表 25 得的值除以，REt 0(KN)REt 0(KN)V 将表 26 查得的值除以。 V 相应的轴力 KN f 600c23 KN A SV f bh 0.056 f hyv 0 257.82 560 0.056 560故该层柱应按构造配置箍筋。柱端加密区的箍筋选用 10100 一层柱

17、底轴压 n ,表得柱箍筋最小配箍率特征 V 则最小体积配箍率：v sin / f 0.599% v c yv A 0.599 0.487sv v cor i10, A mm 2 ， S 135.7 mm ，根据构造要求，取加密区箍筋为 4 10100 加密区位置及长度按规范要求确定。非加密区还应满 220 筋 32。10 柱箍筋计算结果见表 V c( KN c ( KN 0.3 c( KN AS mm ) fv cfyv( jb jjjjjj tjjjjvjj tjjjjb jjjjjj tjjjjvjj tjjj 框架梁柱节点核芯区截面抗震验算 以一层节点为例，由节点两侧梁的弯矩承载力计算节

18、点核芯区的剪力设计值。因节点 两侧梁不等高，故计算时取梁的平均高度h mm h b 465 2mm二级框架梁柱节点核芯区组合的剪力设计值 V；应按下式公式确定： V (1 0 0 sH c b) 为柱的计算高度，可采用节点上、下柱反弯点之间的距离。 5.243mc 288.524 555.614 左震）b剪力设计值V j1.2 465 (1465 5243 ) 1409.53 KN / 2 ，故 h mm mm 1.5 则 b c j j j11 b h ) 6000.852)2725.411KN KNj满足要求。 b节点核芯区的承载力按式 f 0.05 f A RE c b 0 s ) 算，

19、其中 二层柱底轴力 N 1187.11KN 0.5 f 0.5 2 2574 二者中的c较小者，故 N 1187.11 。节点区配箍 4 h .1 f h 0.05 f A 0 s ) b 3 c 35 (1.1 1187.11 3 78.5 )0.85 1437.641KN j故承载力满足要求。0606.计采用柱下独立基础，根据要求，基础埋深标高取 承台高度标高 -1.3m 地 质条件见表。.1 地基承载力计算及基础底面积确定根据所给地质条件查得基础宽度和深度修正系数 0 不考虑对地基宽b d度进行修正，地基承载力特征值由f adm d 0.5) 算，而土的加权平均重度 0.95) /1.9

20、5 KN m 所以 1.0 16.85 214.43 kpaa基础平均埋 (2.4 1.95) / 2 以柱为例进行计算，中心荷载作用下基底面积 按下式计算 706.74 A 4.23m f 214.43 a 2由于偏心距不大，所以基础底面可按 20%增大。故A 1.2A 4.23 5.076m 02取 m 2确定基础底的长度 L 和宽度 b由 L/b= 可取 L=3m ，b=2m 不需要对 进行修正a基础上方回填土重 KNG偏心距 /(F ) 261) 即满 0 。 K K K K min基底压力Pk maxPk min 718.58 261 164.90 k k (1 k ) A l 6

21、161.63最大基底压力 Pk 最小基底压力 k min164.9 1.2 f 257.316a161.63 kpa 0 满足要求，所以该截面符合要求。A 柱设计值：max166.595 N 986.791 965.934 V 206206基底压力 1 986.791 ; P A 6 6d 16.85 2.175 36.65KP基底附加压力最大值 P-0cz207.97 36.65 171.32KPa沉降计算深度 0.4L b 4.5m n n查表得计算厚 0.8m.1.2 B 柱中心荷载作用下基底面积 A 按下式计算 A 7.89 m f 214.43 a 2由于偏心距不大，所以基础底面可按

22、 20%增大。故A 7.89 9.47m 12m 02确定基础底的长度 L 和宽度 b 由 L/b= 可取 L=4m ，b=3m地基承载力特征值最终修正值：f ak( ( f KP a基础上方回填土重 G kGdA 522 KNl偏心距 e M /(F ) /(522 1347.71) 0.009 即满 P K K K K min基底压力Pk Pk 6e 1347.71 0.009 k (1 (1 ) A l 4 153.71最大基底压力 Pk 最小基底压力 k min157.91kpa f 214.43 kpaakpa 满足要求，所以该截面符合要求。基底压力 522 1489.704 A d

23、 16.85 36.65KP基底附加压力最大值 P-0cz167.64 36.65 130.99KPa沉降计算深度 b（ 6.18m 6.2m n n查表得计算厚 0.8m012012.1.3 C 柱中心荷载作用下基底面积 A 按下式计算 976.61A m f 214.43 20 a G2A 1.2A 6.852m 027.5m2确定基础底的长度 L 和宽度 b 由 L/b= 可取 L=3m ，b=2.5m地基承载力特征值最终修正值：基础上方回填土重 G kGdA 20 2.175 基底压力 P 218.29KP ; A P = A 基底附加压力最大值 P-0cz218.29 181.64K

24、Pa沉降计算深度 b（ n n查表得计算厚 0.8m 规基用规范法计算基础沉降见表 33 .2.1 确定沉降经验系数A 柱 s A / i 0(A / E ) i si 0 (Z / (Z ) / i i i i i i i i 976.8 1592.48 (390.44 10.2 查表得 0.6 s.2.2 基础最终沉降量 s 44.36 26.64mm iB 柱:E s 0Ai 0(Ai 10.4 取 0.5 si 最终沉降量 S s 45.27 iC 柱:E s 0A / i 0(A E 10.2 i 取 0.6 最终沉降量 S si 48.12 .2.3 基础的沉降差 .2.4 软弱下

25、卧层强度验算持力层粉质粘土的压缩模量 E =10KP 下层粘土的压缩模量 E =12KPs1 a s2aE / E 0.83 s2因此可以认为不存在软弱下卧层。 规 i iZ iiZ i i i i i0101000101010001.3 基础高度验算按照构造要求，采用锥形基础，初步确定基础尺寸如图基础砼强度采用 C30下设 100mm 厚强度等级为 C 的素混凝土垫层。10 A 柱抗冲切验算：C 柱基础 bh=3m2m 600mm f f c c y由上述两种内力设计值分别求得偏心距M e N M e N 基底净反力： 6e 6 0.07(1 ) ) 183.53kpa A l 6 6 (1

26、 ) ) A l 3柱边基础截面抗冲切验算：l a b mt c 初步选择基础高度h 1000 mm0a h 1000 2.6 a t b2a ma 600 t b 2 1.3m因偏心受压 取 nmax冲切力：F l nl 0.6 2 ( c )b ) 2 1.00) 2 95.9 2 2 2 抗冲切力0.7f a t 01301.3 F 可8.3.2 B 柱e 01M N 1489.704M 21.315e N 1806.849基底净反力： 6 ) ) A l 12 m0001m00m0001m00 6e 6 0.135 ) ) 99kpa A l 12 4柱边基础截面抗冲切验算：l 0.6

27、, mt c 初步选择基础高度h 1000 mm0a h 1000 2.6 a t 2.6a 600 a 2 m因偏心受压 取 nmax冲切力：F l l b 4 0.6 3 ( )b c ) 1.00) 2 2 2 2 kN抗冲切力0.7 f a h F 可以 t m 0 8.3.2 C 柱e 01M N 1016.779M 33.818e N 1310.925基底净反力： 1310.925 6 0.026 ) ) 185.7 kpa A l 2.5 6e 0.196 ) ) 71.8kpa A l 7.5 柱边基础截面抗冲切验算：l 2.5, mt c初步选择基础高度h 1000 mm0a

28、 h 1000 2.6 a 2.5 t ba 600 a t 2 21.55因偏心受压 取 nmax冲切力：F l l a b 3 0.6 2.5 0.6( )b ) 185.7 1.00) 1.00) 2 2 2 2 22 96kN抗冲切力0.7 f h 0.7 1.43 3 F 可 t m 2IccccIIccIIccn.max Icccc2IccccIIccIIccn.max Icccc基础配筋计算 A 柱长边方向 n 2a1b1.2 ( P ) (183.53 198.46kpa n n.min M (l ) (2 ) 24 242 219.1 MIII 198.46n (l ) (2

29、 ) 0.7) 24 2 0.7) 205.6 KN .Amax219.1 6 0.9 1159.26 mm2 200( 1179 mms短边方向：2) 。 n965.9346160.99 M n (l ) 2 ) 24 24 160.99M n (l ) (2 ) 24 22 .m 0.7) 166.78 KN mAmax 6 1000 940.37 mm2 10150( A s2) B 柱长边方向： n 2a 1 ( ) 99 (153.28 99) 191.28 b 2 191.28M (l ) 2 ) 0.6) 24 2 608.08 KN .MIII n (l ) 2 b ) 581

30、.52 KN . 24 24Amax 6 210 2 s短边方向：2) 。IIccccn.max nIccccIIccccIIccccn.max nIccccIIcccc n12150.57 150.57M (l ) 2 (2 ) 24 242(2 0.6) KN .M II n (l ) 2 ) 2 0.7) m 24 24Amax 6 210 mm2 12130( s2) 。 C 柱长边方向： n 2 1.2 1 ( ) 71.8) b 2 M n (l ) (2b ) 2 2.5 0.6) m 24 24MIII n (l ) (2 ) (2 2.5 0.7) 261.93 m 24 2

31、4Amax280.2 0.9 1482.54 mm2 ) 。s短边方向： n174.79 174.79M (l ) (2 ) 24 242(2 0.6) 234.92 M II n (l ) 2 (2b ) 0.7) 24 24Amax234.92 6 0.9 1242.96 mm2 1307 mms基础柱配筋见表 34 所示2) 柱长边方向配筋短边方向配筋长 A mms短 s号A102001015011791046 3232156926101307板荷载计算楼板厚 ，楼面活荷 2.0 ,采 砼 235 钢筋 l l 双30 向板。纵梁截面取 600 ，横梁截面取 500 。横梁、纵梁、次梁截

32、面尺寸见表 2。活荷设计值：恒荷设计值：g / m2面层 mm 水磨石面层0.025 25 kn m2 厚水泥砂浆找平层板自重 厚钢筋混凝土板 22底板抹灰 厚水泥砂浆0.15 0.255kn / 2g= 1.2 0.255 / m2荷载总设计值：g 7.94 2g q 5.14 6.54 / m 2 荷载跨度计算跨度：弯矩计算区格q 2 / 。内跨 l l l 为轴线间距离。0 c c外跨 l l l 为净跨 为梁宽。0 n A B C D E F Gl ll / l0102MM1122截面设计截面设计：截面有效高度： 8 钢筋作为受力钢筋， l 短跨方向跨中截面h d 8120 2 2l

33、方向跨中 h h 3d2mm支座截面处均为 。截面弯矩设计值：该板四周与梁整浇，故弯矩设计值按如下折 减：B、D、E、F 区格的跨中截面与各支座截面折减 ；A、C 区格的跨中截面不予折减； h )0 ( ) ( / m A8120 ll l ll8150 ll8150 ll81508140 l8 200l8140 l8140810081008130811089510150l895 l89589581208120 d 0d 0814081008100 810010 楼梯设计混凝土采 C 砼，钢筋采用 ，楼梯梁采用 HRB235。纵梁截面取 ，横梁截面取 500 。按梁式楼梯计算梯段板的厚度为：h

34、=100mm梯段板计算荷载计算(取 1m 宽板计算)：楼梯斜板的倾斜角： 150250 0.86 斜梁截面 mm 300 恒荷：踏步重 / m 0.25 2斜板重0.860.1 KN / m 厚找平层0.25 0.150.25 0.02 20 0.64 / 恒荷载标准值恒荷载设计值活荷载标准值活荷载设计值g KN / m 5.425 KN / 2.0 KN / 2.0 2.8 KN / 荷载设计值总量dg 9.31KN / m内力计算：计算跨度 l 3.25 m01 跨中弯矩 M l 3.2510 1029.83 / 。0000配筋计算：h 20 0 sM f 1 c 9.83 6 1000

35、2 1 14.3 1 0.113 1000 615.58 f 受力钢筋选 A )s2分布 。荷载计算（取 1m 宽板带计算） 恒荷载：平台板自重（板厚 70mm） 20mm 找平层恒荷载标准值恒荷载设计值活荷载标准值活荷载设计值荷载设计值总量内力计算：0.07 1.75KN / 0.20 0.40 / m ， g 2.15 m 2.15 2.58 KN / m 2.0 KN / 2.0 2.8 KN / KN / d计算跨度：l 0 nh 0.07 2 跨中弯距：配筋计算：h 0M 1 ql 5.38 1.2152 10 10 M f h2 1 c f 0.993 6 20.028f00maxnf00maxn 14.3 h c 1000 95.33f 选 6 101mm ) s荷载计算：2梯段板传来平台板传来梁自重内力计算：计算跨度3.259.31 KN m25.38 KN / 2 (0.30 0.07) 25 1.38 KN / 。 ml 2.7 0l 1.05l 2.835 m 0 取两者中较小值 l 2.5m01 1M ql KN 8 81 ql 20.759 2.7 38.025 2 配