六层框架结构计算书.doc

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1、目录(一) 设计资料(二) 荷载计算(三) 框架计算简图(四) 内力计算(五) 荷载组合(六) 配筋计算(七) 基础计算1 设计任务书1.1设计数据某房地产开发一栋6层住宅楼，总建筑面积约2295.36m2，楼层层高2.9m，上人屋面楼梯间层高2.4m。本人东南大学结构工程专业研究生毕业，现在设计院从事设计工作，长期代做土木工程专业毕业设计，按照任务书的要求，按照老师的要求通过率百分百，20142007我们团队取得了很好的成绩，覆盖大部分省市的院校。（框架结构、框剪结构、剪力墙结构、砌体结构、钢结构为主）主要包括建筑设计（建筑图）、结构设计（结构施工图、手算计算书、PKPM模型等）、施工组织设

2、计，另外长期代做本科生课程设计（楼盖、厂房等），质量保证、价格面议，联系QQ 1085287324包过，辅导答辩，提供答辩主要资料。（老字号）（山寨小号同行勿模仿）（请自重）（非诚勿扰）结构形式：钢筋混凝土框架结构，基础采用钢筋混凝土独立基础。气温：平均气温39.6，极端最低-14.5，平均相比湿度75。风向：冬季为东北风，夏季为南风为主。风荷载：基本风压0.35KPa，基本雪压0.3KPa。地基承载力：从上至下，粉质粘土层Qmx，厚度0.81.10m，fk=110KPa；粉质粘土层Qz4，1.15.3m，状态可塑，地其承载力fk=200KPa；常年地下水位稳定在自然地面以下-3m。基础场地类

3、别：II类。地震设防烈度：6度。建筑物等级：一级。材料供应充足，省级施工单位。1.2施工说明（1）楼面采用水磨石楼面10厚水磨石楼面20厚1:3水泥砂浆找平层120厚预制钢筋混凝土楼板20厚水泥砂浆抹底（2）内粉刷20厚水泥砂浆抹面（3）外墙面20厚混合砂浆粉面（4）卫生间采用全磁防滑地砖4厚全磁防滑地砖楼面，素水泥砂浆擦缝20厚1:3水泥砂浆打底100厚现浇钢筋混凝土楼板20厚水泥砂浆抹底（5）细毡防水屋面20厚水泥砂浆粘贴40040030预制混凝土块20厚水泥砂浆找平层100140厚（2%找坡）膨胀珍珠岩100厚现浇钢筋混凝土楼板20厚混合砂浆抹底1.3结构选型 1.3.1结构方案选择（1

4、）采用钢筋混凝土柱下独立基础，根据所给地质条件，现拟定底层柱深入0.000以下1m，则底层高度2.91.03.9m，其余各层取层高。（2）主体采用钢筋混凝土框架结构，墻体采用200mm加气混凝土块。（3）屋面为上人保温、隔热屋面，排水方式为有组织排水，采用100厚现浇钢筋混凝土板。（4）楼面采用120厚预制钢筋混凝土板，厕所采用100厚现浇钢筋混凝土板。（5）根据钢筋混凝土规范该楼总长38.4m，故不设伸缩缝，地基承载力较好，则不设沉降缝。 1.3.2柱的截面尺寸本人东南大学结构工程专业研究生毕业，现在设计院从事设计工作，长期代做土木工程专业毕业设计，按照任务书的要求，按照老师的要求通过率百分

5、百，20142007我们团队取得了很好的成绩，覆盖大部分省市的院校。（框架结构、框剪结构、剪力墙结构、砌体结构、钢结构为主）主要包括建筑设计（建筑图）、结构设计（结构施工图、手算计算书、PKPM模型等）、施工组织设计，另外长期代做本科生课程设计（楼盖、厂房等），质量保证、价格面议，联系QQ 1085287324包过，辅导答辩，提供答辩主要资料。（老字号）（山寨小号同行勿模仿）（请自重）（非诚勿扰）取底层4.0m柱子的截面尺寸的确定根据受荷面积确定，按实际经验取18Kn/m2，由图纸可以知道KL2上的B轴线的柱子的受荷载面积为7.92 m2，C轴线的柱子的受荷面积为15.89 m2，D轴线的柱子

6、的受荷面积为13.91 m2，F轴线的柱子受荷面积为7.425 m2。由公式： 若是方柱子则ab=268mm，ac=414mm，ac=402mm，af=252mm初选柱截面尺寸B：bh350mm350mm C：bh350mm350mm E：bh350mm350mm F：bh350mm350mm1.2.3梁的截面尺寸（1）框架（BC）梁：l4800mmh1/124800400mm取h450mm框架（CD 跨）梁：l1800mmh1/121800150mm取h350mm 框架（DF）梁：l4500mmh1/124500375mm取h400mm初选框架梁的截面尺寸：LBC/DE bh250mm450

7、mm LCDbh250mm350mm LDE bh250mm400mm（2）连系梁LL4200mm h1/12l4200400mm取h400mm初选连系梁的截面尺寸： bh250mm400mm1.3.3框架梁水平布置及框架计算单元框架梁水平面布置图见图1.1，其计算单元见图1.2所示（其中的2轴线所在的框架）：2 荷 载 计 算2.1恒荷载计算2.1.1顶层楼面框架梁线荷载标准值20厚水泥砂浆粘40040030预制混凝土块 0.0220=0.4KN/20厚水泥砂浆找平层 0.0220=0.4KN/100140厚12%找坡膨胀珍珠岩 KN/100厚现浇钢筋混凝土楼板 0.125=2.5 KN/2

8、0厚混合砂浆抹底 0.0217=0.34 KN/屋面恒载 4.48 KN/边跨(BC)框架梁自重 0.250.4525=3.75KN/m梁侧粉刷 2(0.45-0.1)0.0217=0.34KN/m边跨恒载 4.09 KN/m中跨(CD)框架梁自重 0.250.425=2.5KN/m梁侧粉刷 2(0.4-0.1)0.0217=0.2 KN/m中跨恒载 2.7KN/m边跨(DE)框架梁自重 0.250.425=3.25KN/m梁侧粉刷 2(0.4-0.1)0.0217=0.34KN/m边跨恒载 3.59 KN/m则作用在顶层框架梁上的线荷载为:g4BC1=g4DE1=4.09KN/mg4CD1=

9、2.7KN/mg4BC2 =4.484.2=18.2KN/m(梯形荷载)g4DE2=4.484.0=16.2KN/m(梯形荷载)g4CD2=4.482.7=10.10KN/m(三角形荷载)2.1.2楼面框架梁线荷载标准值10厚水磨石地面20厚1:3水泥砂浆找平层 标准值0.65 KN/20厚水泥砂浆抹底 0.0220=0.4 KN/120厚预制钢筋混凝土板 0.1225=3 KN/楼面恒载 4.05 KN/边跨梁及梁侧粉刷 4.09KN/m中跨梁及梁侧粉刷 2.7 KN/mBC、DE跨填充墙自重 0.2(3.9-0.6)8.5=5.61 KN/m墙面粉刷 0.02(3.9-0.6)202=2.

10、64 KN/m填充墙恒载 8.25 KN/m则作用在中间层框架梁上的线苛载为:gBC1=gDE1=4.09 KN/mgBC2=gDE2=8.25 KN/mgBC2=4.054.2=17.01 KN/mgDE3=4.054.2=17.01 KN/mgCD1=2.7 KN/mgCD2=4.052.7=10.94 KN/m2.1.3屋面节点集中荷载标准值边柱连系梁自重 0.250.44.225=10.5KN 粉刷 0.02(0.4-0.1)24.217=0.86KN1.2m高女儿墙自重 1.24.20.28.5=8.57KN 粉刷 1.20.0224.217=3.43KN连系梁传来屋面自重 4.48

11、4.20.54.20.50.52=19.76KN顶层边节点集中荷载 G4B=G4E=43.12KN中柱连系梁自重 0.250.44.225=10.50KN 粉刷 0.02(0.4-0.1)24.217=0.86KN连系梁传来屋面自重 4.484.20.54.20.20.22=19.76KN 0.2(4.2+4.2-2.7)0.52.74.48=17.24KN顶层中节点集中荷载 G4C=G4D=48.36KN2.1.4标准层楼面中节点集中荷载标准值边柱连系梁自重 10.5KN粉刷 0.86KN外纵墙体自重(B、E轴) 0.2(3.9-0.4)(4.2-0.4)8.5=22.61KN墙内粉刷 0.

12、02(3.9-0.4)(4.2-0.4)20=5.32KN墙外粉刷 0.02(3.9-0.4)(4.2-0.4)17=4.52KN框架柱自重 0.40.43.92.=15.6KN粉刷 1.23.90.0217=1.60KN中间层边节点集中荷载 GB=GE=61.01KN中柱连系梁自重 10.5KN粉刷 0.86KN内纵墙自重(C、D轴) 22.61KN粉刷 0.02(3.9-0.4)(4.2-0.4)202=10.64KN框架柱自重 15.6KN粉刷 1.60KN中间层中节点集中荷载 GC=GD=61.81KN2.1.5底层悬挑构件OB1挑梁:取h=2700=225mm，则取bh=250mm3

13、00mm梁自重 0.250.325=1.88KN/梁侧粉侧 2(0.3-0.1)0.0217=0.14KN/100厚现浇钢筋混凝土板 0.125=2.5KN/恒载 4.52KN/将此恒载转变成一个集中力和一个弯矩G=0.54.522.70.22.7=8.24KNM=KNm2.1.6恒载作用下的结构计算简图见图2.1。2.2活荷载计算上人屋面活荷载2.0KN/，教室楼面活荷载2.0KN/，走廊楼面活荷载2.5KN/，基本雪压0.4KPa，悬挑构件处活荷载0.5KN/。2.2.1顶层楼面活荷载4BC=4DE=2.04.2=8.4KN/m4CD=2.02.7=5.4KN/mP4B=P4E=0.54.

14、20.54.22.0=8.82KNP4C=P4D=0.5(4.2+4.2-2.7)0.52.72.0+8.82=16.52KN2.2.2标准层楼面活荷载BC=DE=2.04.2=8.4KN/mCD=2.52.7=6.75KN/m2.2.3悬挑构件上活荷载 OB=0.50.52.12.7=2.84KN/mM=0.52.842.72=6.47KNm2.2.4楼面活荷载作用下的结构计算简图见图2.2。2.3 风荷载计算由于该层高小于30m，且高宽比小于1.5，因此取z=1.0，体型系数s可由建筑结构荷载规范查得迎风面s=0.8，背风面s=-0.5基本风压0.35KPa。高度变化系数z按C类地面粗糙度

15、取值，根据各层楼面处至室外地面高度，用插入法风压高度变化系数z值表确定各楼面处的z值。各层楼面高度处风荷载标准值按=zszo计算，结果见表2.1。 表2.1离地面高度（m）z=zszo(KN/)46.99.812.715.618.50.740.740.740.760.760.760.350.350.350.350.350.35将作用在墙面沿高度方向的分布荷载，简化为作用在各楼层处的集中力，其计算结果见表2.2，（A为一榀框架各层节点的受风面积） 表2.2层次（KN/）A（）P（KN）6543210.350.350.350.350.350.3512.3516.3816.3816.3816.381

16、9.324.215.575.575.575.576.59风荷载作用下结构计算简图见图2.3。2.4 地震荷载计算 该地区抗震设防烈度为7度，设计地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组，查地震特征周期值Tg（s）表可查出特征周期值Tg=0.35s，查水平地震影响系数最大值max表查得水平地震影响系数最大值max=0.08。2.4.1重力荷载计算根据重力荷载代表值取值的原则，恒载取100%，楼面活载取50%，屋面活荷载不考虑，将楼层上下各半层的墙体及柱重量与楼层重量（含5%楼面活载）集中于该楼层标高处，将其视为6个质点。作为简化，进行横梁框架计算时取计算框架承受竖向荷载的范围（即4.2m）

17、进行重力荷载代表值计算。恒荷载计算顶层g4=567.49KN五层顶g3=643.21KN四层顶g2=643.21KN三层顶g3=643.21KN二层顶g2=643.21KN一层顶g1=658.8KN活荷载计算Q=149.31KN雪荷载0.4KN/（1）重力荷载代表值G6=g4+0.5So=567.49+0.50.44.2(7.22+2.7)=573.55G5=g3+0.5q=643.21+0.5149.31=701.25KNG4=701.25KNG3=701.25KNG2=701.25KNG1=g1+0.5q=658.8+0.5149.31=725.13KN（2）结构自振周期T1T1=0.33

18、+0.00069=0.33+0.00069=0.41s（3）地震影响系数因为T1=0.411.4Tg=1.40.35=0.49，则不考虑顶部附加水平地震作用=0图2.4（4）总地震作用标准值FEK及各楼层地震作用标准值Fi根据房屋的剖面尺寸将房屋的计算简化为图2.4高度从基础顶面计算，结构的等效重力荷载取0.85GE。Eeq=0.852701.20=2296.02KNFEK=Geq=0.0692296.02=158.425KN各层地震作用计算列表见表2.3 表2.3层次（KN）（m） (KNm)(KNm)(KN)(KN)(KN)654321573.55701.25701.25701.25701

19、.25725.1516.513.612.79.86.94.09513.19132.88465.46846.54965.22900.641625.6 0.2280.221 0.1730.1630.1180.06972.66163.45652.91249.74535.01220.75472.661135.227187.564235.851276.584296.5483 基本构件设计计算(连系梁)3.1设计数据连系梁按塑性内力重分布方法计算,梁的有关尺寸及支承情况如图3.1。由于该连系梁是等跨的，取其中有代表性的五跨。图3.13.2连系梁荷载统计（1）墙自重加气混凝土块0.2(3.90.4)8.51

20、.2=7.14KN/m20厚水泥砂浆粉面200.02(3.9-0.4)1.2=1.68KN/m20厚混合砂浆粉面0.02(3.9-0.4)171.2=1.42KN/m恒载设计值g=10.24KN/m（2）梁自重0.250.4251.2=3KN/m梁侧抹灰0.0120.42161.2=0.18KN/m恒载设计值g=3.18KN/m（3）厕所（其荷载布置见图3.2）全磁防滑卫生间楼面0.554.21.2=2.77KN/m100厚现浇钢筋混凝土楼板0.14.2251.2=12.6KN/m20厚水泥砂浆抹底0.024.2201.2=2.02KN/m恒载设计值g=0.517.39=8.7（三角形荷载）活

21、载设计值q=0.24.22.01.4=5.89KN/m（三角形荷载）g+q=8.7+5.89=14.59KN/m将其等效成均布荷载5/814.59=9.12KN/m（4）屋顶恒载可由前面查出计算结果(其荷载分布见图3.3)g1=0.51.24.484.2=11.59KN/mg2=0.51.24.482.7=7.26KN/m活载设计值q1=0.51.42.04.2=5.88KN/mq2=0.51.42.02.7=3.78KN/m将其等效成均布荷载g1+q1=5/8(11.59+5.88)=10.92KN/mg2+q2=(1-20.3212+0.3213)(7.26+3.78)=8.4KN/m3.

22、3标准层内力计算及配筋3.3.1内力计算（1）计算跨度边跨l01=ln1+h/2=(4.2-0.4/2-0.4/2)+0.4/2=4ml20=1.025ln1=1.025(4.2-0.4)=3.895m取二者中较小值l1=3.895m中间跨l01=l03=ln2=4.2-0.4=3.8m跨度差故允话话采用等跨连续梁的内力系数计算，其计算简见图3.4。（a）（b）图3.4（a.等效前的计算简图 b. 等效后的计算简图）（a）采用力矩分配法求出其弯矩和剪力，见图3.5。（b）图3.5（a.M图.KNm bN图.KN）3.3.2梁截面承载力计算全截面按矩形截面计算，支座处布置一排纵向钢筋考虑as=3

23、5mm，h0=400-35=365mm。其正截面及斜截面承截力计算见表3.1和3.2。 表3.1截 面CD跨中B支座BC跨中E支座EF跨弯矩M（Nmm）-4.14106-12.7910613.34106-38.8110623.331063.111083.111083.111083.111083.111080.0130.0410.0430.1250.0750.0130.350.0420.350.0440.350.1340.350.078V216V216V216V(KN)69.369.369.369.3选用钢筋2622626(mm2)56.656.656.656.6(mm)按构造设按构造设按构造设

24、按构造设实配钢筋间距200200200200在梁端部设置箍筋加密区，长度由搞震规范查得，采用6100，加密长度l=1.5hb=600mm。3.4顶层内力计算及配筋3.4.1计算简图见图3.6其弯矩系数见表3.3。 表3.3截 面边跨中B支座中间跨中中间支座弯矩系数-(KNm)26.65-26.6517.44-17.44弯矩系数0.40.60.50.5(KN)29.9144.8937.3937.393.3.2梁截面承载力计算全截面按矩形截面计算，支座处布置一排纵向钢筋考虑as=35mm，h0=400-35=365mm。其正截面及斜截面承截力计算见表3.4和3.5。 表3.4截 面1B 2,3C弯

25、矩M（Nmm）26.65106-26.6510617.44106-17.441063.111083.111083.111083.111080.0860.0860.0560.0560.090.350.090.350.0580.350.058V216V216V216V(KN)69.369.369.369.3选用钢筋26262626(mm2)56.656.656.656.6(mm)按构造设按构造设按构造设按构造设实配钢筋间距200200200200在梁端部设置箍筋加密区，长度由搞震规范查得，采用6100，加密长度l=1.5hb=600mm。4 内力计算4.1框架梁柱线刚度计算4.1.1柱的截面尺寸B

26、，F：bh=350350其惯性矩为I柱=bh3=4004003=2.133109mm4柱的截面尺寸C，D：bh=450450其惯性矩为I柱=bh3=4004003=5.261109mm4BC跨梁载面尺寸：bh=250450CD跨梁载面尺寸：bh=250350DE跨梁载面尺寸：bh=250400其惯性矩分别为：IBC=bh3=2504503=2.3109mm4 ICD=bh3=2503503=1.1109mm4IDF=bh3=2504003=1.3109mm44.1.2根据公式i=EI/l，可得出梁柱线刚度：（E=EC）梁 柱 取其最大值i=6.25105E为基准值1，算得梁柱的相对线刚度如图4

27、.14.2恒载内力计算4.2.1恒载作用下的弯矩计算（1）第6层框架计算把梯形荷载的三角形荷载化作等效效布荷载（见图4.2）。g边=4.09+(1-0.29222+0.2923)18.82=20.82KN/mg中=2.7+5/812.1=10.26KN/m其力矩分配和M图见图4.3、4.4。（2）第2、3、4、5层框架计算（见图4.5）。（3）底层框架计算（见图4.6）。（4）恒载作用下弯矩图见图4.7。4.2.2恒载作用下剪力计算利用杆端弯矩，建立力矩平衡方程可求出各杆端剪力见表4.1，其剪力图见图4.8。 表4.1层数边跨梁端剪力中跨梁端剪力边跨梁端剪力柱剪力V左V右V左V右V左V右边柱B

28、中柱C中柱D边柱E65432173.4296.1396.1396.3295.34102.55-76.48-115.79-116.23-114.52-115.19-108.7713.8518.4118.4118.5418.4111.45-13.85-18.4118.5418.72-18.41-25.3773.4296.1396.2196.5496.13100.52-76.48-115.19-115.18-115.96-115.19-104.94-35.28-32.90-32.54-32.14-32.21-8.0131.5529.1230.2530.1229.127.67-31.55-29.12-

29、29.0528.64-29.12-7.835.2832.9032.8532.5432.216.264.2.3恒载作用下轴力计算轴力计算见表4.2，包括连系梁传来荷载及柱自重，其轴力图见图4.9。 表4.2层数边柱B中柱C中柱D边柱E第1层N1=116.54N2=133.74N1=138.69N2=155.90N1=135.63N2=152.84N1=119.6N2=136.81第2层N1=273.67N2=290.88N1=334.09N2=351.30N1=311.98N2=329.19N1=295.80N2=313.01第3层N1=430.82N2=488.03N1=529.50N2=54

30、6.71N1=488.27N2=505.54N1=472.00N2=489.21第4层N1=549.39N2=622.79N1=718.53N2=746.51N1=666.67N2=694.65N1=533.01N2=560.99第5层N1=670.15N2=730.14N1=796.61N2=845.95N1=740.52N2=790.61N1=600.72N2=651.32第6层N1=790.89N2=840.75N1=890.77N2=940.32N1=840.72N2=890.27N1=690.75N2=750.214.3活载内力计算4.3.1活载作用下框架的弯矩计算内力计算采用分层法

31、，除底层外，其他各层柱的线刚度（或相对线刚度）均乘0.9，并取相应的传递系数1/3，底层的传递系数仍为1/2。其梁、柱线刚度如图4.10（1）第4层框架计算把梯形荷载的三角形荷载化作等效效布荷载（见图4.1）。g边= (1-0.29222+0.2923)8.4=7.18KN/mg中=5/85.4=3.38KN/m其力矩分配和M图见图4.12。（2）第2、3、4、5层框架计算（见图4.13）。（3）底层框架计算（见图4.14）。（4）活载作用下框架弯矩图见图4.15。图4.11图4.12图4.13图4.144.3.2活载作用下框架的剪力计算利用杆端弯矩，建立力矩平衡方程可求出各杆端剪力见表4.3

32、，其剪力图见图4.16。 表4.3层数边跨梁端剪力中跨梁端剪力边跨梁端剪力柱剪力V左V右V左V右V左V右边柱B中柱C中柱D边柱E65432119.3221.2920.1620.6221.2920.99-30.94-31.51-32.15-32.52-31.51-37.812.603.973.954.03.972.14-11.72-14.25-14.62-14.35-14.25-16.0819.3221.2920.6520.2321.2921.20-30.94-31.51-31.56-31.52-31.51-37.60-10.39-9.11-9.25-9.25-9.74-3.498.747.907.897.567.982.71-8.57-7.90-7.82-7.89-7.97-2.7710.399.119.529.659.063.41图4.16（活载作用下框架V图 KN）4.2.4活载作用下轴力计算轴力计算见表4.4，其轴力图见图4.17。 表4.4