湘阴县二中教学楼结构手算计算书

'湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书第一章设计基本情况一、建筑设计说明1.1工程名称湘阴县二中教学楼。1.2工程概况建筑总高度为22.5m，六层，层高均为3.6m。室内外高差为0.45mm，底层室内设计标高±0.000。建筑结构形式为框架结构，建筑总面积为4500。1.3建筑等级建筑物耐久等级为二级，耐火等级为二级，防水等级为II级，使用年限为50年。1.4构件材料选择拟选构件材料如下：（1）混凝土：混凝土均采用C30。（2）钢筋：纵向受力钢筋采用热扎钢筋HRB400，其余采用热轧钢筋HPB300。（3）墙体：1、所有墙体均采用240厚M10蒸压粉煤灰砖，砂浆强度等级为M5.0。2、卫生间隔墙采用120厚M10水泥砂浆砌页岩砖，砂浆强度等级为M5.0。1.5建筑装修1、一般做法均详见室内外装修表。2、内墙面抹灰：凡墙面阳角及门洞转角处均为水泥砂浆护角。二、结构设计说明2.1抗震设防抗震设防烈度为7度，设计抗震分组为第一组；设计地震基本加速度为0.10g。2.2气象条件：基本风压=0.4KN/㎡2.3地质资料71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书1）II类场地，自然地表1m内为填土，填土下层为3m厚砂质粘土，再下为砾石层。砂质粘土地基承载力特征值，砾石层为。2）地下水位：地表以下2.0m，无侵蚀性。3）相邻原有建筑基础为条形基础，其底面标高在室外地面下1.2m处，马路上排水暗沟3.0m。第二章④号轴线框架计算一、计算任务1.1、计算简图的确定，选定一榀框架对其进行计算。1.2、计算作用于④轴线的恒载、活载、风荷载、地震作用以及由这些荷载引起的各层梁、柱的内力。恒载、活载作用下梁端弯矩计算采用弯矩二次分配法；风载作用下的内力计算要求采用D值法，水平地震作用下的内力采用底部剪力法。1.3、通过《建筑结构荷载规范》的规定，进行内力组合。1.4、对各梁柱截面进行配筋计算。二、计算简图的确定该房屋主体结构共6层，层高均为3.6m。假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，基顶标高根据地质条件、室内外高差，定为0.45m，二层楼面标高为3.60m,故底层柱高为4.6m。其余各层柱高从楼面算至上一层楼面（即层高），均为3.6m。由此可绘出框架的计算简图，如图2.1所示。71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书图2.1框架结构平面布置图屋盖和楼盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构，板厚度取120mm。梁截面高度按跨度的估算，而且梁的截面尺寸应满足承载力、刚度以及延性的要求。梁截面宽度可取梁高，同时不宜小于柱宽，且不应小于200mm。框架柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比限值按下列公式计算：式中：N为柱组合的轴压力设计值；F为按简支状态计算的柱的负载面积；为折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，近似取12-14KN/进行计算；为考虑地震作用组合后柱的轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25；n为验算截面以上的楼层层数。2.1、梁的截面计算（1）横向框架梁：边跨：边跨梁跨度为6600mm，取h=600mm，b=250mm；中跨（走廊）：跨度为2700mm，h=取。（2）纵向框架梁：柱距为3300mm，则取h=500mm，b=250mm。2.2、柱截面计算边柱：中柱：71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书由于柱的横向刚度较纵向小以及考虑到柱距的设置横向与纵向的间距差距较大设柱的截面为矩形，根据《建筑抗震设计规范》规定本框架为三级框架柱截面边长不能小于400mm则边柱和中柱的截面取均为500mmx500mm。图2.2④轴框架结构计算简图2.3、梁、柱的计算高（跨）度梁的跨度：取轴线间距，即左边跨梁为6.6，中间跨梁为2.7m，；右边跨梁为6.6m底层柱高：近似取底层层高加1m，即为4.6m；其它层柱高：取层高，即为3.6m。71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书2.4、梁、柱刚度计算框架梁取构件构件位置截面跨（高）度截面惯性矩截面计算刚度杆件线刚度线刚度相对值梁左边跨0.250.66.600.94右边跨0.250.66.600.94中跨0.250.502.701.33柱两边跨其它层0.500.503.60——1底层4.60——0.79两中跨其它层0.500.503.60——1底层4.60——0.79框架梁柱的相对线刚度如图2.3所示，作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据。71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书图2.3框架梁柱相对线刚度一、荷载计算3.1、自重计算1、屋面及楼面永久荷载标准值①不上人屋面恒载40厚C20细石混凝土71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书SBS(3+3)改性沥青防水卷材.20厚1:2.5水泥砂浆找平20厚憎水珍珠岩板找坡层50厚挤塑聚苯板120厚钢筋混凝土板10厚混合砂浆合计：②楼面恒载1-6层楼面：12厚1:2水泥石子磨光18厚1:3水泥砂浆找平层120厚钢筋混凝土10厚混合砂浆合计：2、梁、柱、墙、门、窗重力荷载计算梁、柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载，其计算过程详见表3.1。表3.1梁、柱重力荷载标准值构件边横梁0.250.60251.053.938中横梁0.250.50251.052.625纵梁0.250.50251.053.2812～5层柱0.50.5251.106.8751层柱0.50.5251.106.875表中71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书为考虑梁、柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数；n表示构件数量；g表示单位长度构件的重力荷载；梁的长度取净长；柱长度取层高。仅对第④轴线的横向框架进行计算，计算单元宽度为3.3m。因板的自重已计入楼面（屋面）的恒荷载之中，故计算梁的自重时梁的截面高度应取梁的原高度减去板厚。外墙体为240mm厚蒸压粉煤灰砖（），外墙面贴瓷砖（，包括水泥砂浆打底，共厚），内墙面为水泥砂浆墙面（包括15厚1:3水泥砂浆，5厚1:2水泥砂浆，共厚）。则外墙单位墙面的重力荷载为：内墙体为厚蒸压粉煤灰砖（），两侧内墙面为石灰砂浆墙面（包括15厚1:3水泥砂浆，5厚1:2水泥砂浆，共厚），则内墙单位墙面的重力荷载为：卫生间隔墙为120mm厚塑钢门单位面积重力荷载为塑钢窗单位面积荷载为3.2、恒荷载计算取④号轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为3.3m，计算简图如图3.1所示：71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书图3.1板传荷载示意图图3.2双向板导荷示意图71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书直接传给该框架的楼面荷载如图中水平阴影线所示，计算单元范围内的其余楼面荷载则通过纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。由于顶层纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合，因此在该层框架节点上还有集中力矩的作用。各梁上作用的恒载如图3.3所示。图3.3各梁上作用的恒载计算图1、对于第6层框架梁：、分别代表横梁自重，为均布荷载形式。、分别代表屋面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载，由图3.1中的几何关系可得：、分别由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括主梁自重、楼板自重、女儿墙、外天沟自重等重力荷载，计算如下：集中力矩：2、对于第1-5层框架梁：71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书包括粱自重和其上横墙自重，为均布荷载，其它荷载的计算方法同第6层。对于厕所卫生间隔墙荷载为简化计算在此结果上进行近似扩大。17.434x1.05=18.31KN/m、分别代表楼面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载。、分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载：包括主梁自重、楼板自重、外墙等重力荷载。集中力矩：表3.2横向框架恒载汇总表层次63.9383.28116.71513.67649.42543.841.6325.481.6321-518.313.28113.7911.28646.8554.5506.8190恒载图如下所示：71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书图3.4恒载示意图图（P：kN，q：kN/m，M：kN.m）3.3活荷载计算1、屋面及楼面可变荷载标准值如下：湘阴县屋面雪载标准值71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书不上人屋面均布活荷载标准值一般楼面均布活荷载标准值走廊、楼梯均布活荷载2、活载计算、分别代表各板传给横梁的梯形活荷载和三角形活荷载，如图3.5所示。活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下：图3.5各梁上作用的活载计算图由图3.1中的几何关系可得：（1）对于屋面梁：集中力矩：同理在屋面雪荷载的作用下：集中力矩：71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书（2）对于第1-5层框架梁：集中力矩：将以上计算结果汇总，得到表3.3。表3.3横向框架活载汇总表层次　　　　　　61.65（1.815）　1.35（1.485）1.361（1.497）　2.678（2.945）　0.633　0.335（0.368）0.633　1-56.6　5.4　5.445　10.710　1.3390注：表中括号内数值对应于屋面雪荷载作用情况。活载图如下所示：71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书图3.6活载图（P：kN，q：kN/m，M：kN.m）3.4风荷载计算垂直于建筑物表面上的风荷载应按下式计算：71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书基本风压由于该教学楼位于城市，地面粗糙度为B类地区。本建筑从平面来看为矩型建筑。忽略梁的轴力，合并得。由于建筑高度为22.05m小于30m，取。根据各楼层标高处的高度可得风压高度变化系数，代入上式即可求得各楼层标高处的，详见表3.4。表3.4沿房屋高度分布风荷载标准值层次622.051.2851.31.00.40.668518.451.2171.31.00.40.633414.851.1361.31.00.40.591311.251.0351.31.00.40.53827.651.01.31.00.40.5214.051.01.31.00.40.52为了简化计算，作用在外墙面上的风荷载可近似作用在屋面梁和楼面梁处的等效集中荷载替代。作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值为：仍取第④轴线横向框架计算，其负载宽度为3.3m。根据各楼层标高处的高度可得风压高度变化系数，代入上式即可求得各楼层标高处的，详见表3.5。表3.5集中风荷载标准值层次60.6683.61.8女儿墙高为900mm)3.35.95250.413.63.63.37.52040.3853.63.63.37.02171 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书30.3853.63.63.36.39120.3853.63.63.36.17810.3854.053.63.36.564第四章恒荷载作用下内力分析4.1、分布荷载转换成等效荷载计算如图4.1所示图4.1三角形及梯形荷载换算为等效均不荷载其中：屋面梁上线荷载：①6层边跨：②6层中跨：楼面梁上线荷载：①1-5层边跨：③1-5层中跨：框架中各层恒荷载作用分布图如图4.2所示：71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书图4.2恒荷载作用分布图通过结构力学求解器求得在恒荷载作用下结构的弯矩、剪力、轴力图如下：71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书图4.3恒荷载作用下弯矩图71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书图4.4恒荷载作用下剪力图71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书图4.5恒荷载作用下轴力图恒荷载内力计算杆端内力值(乘子=1)-----------------------------------------------------------------------------------------------71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书杆端1杆端2----------------------------------------------------------------------------------单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩-----------------------------------------------------------------------------------------------1-842.885454-9.8854242715.1576505-842.885454-9.88542427-30.31530112-976.7595456.62748216-10.1621393-976.7595456.6274821620.32427863-976.759545-6.6274821610.1621393-976.759545-6.62748216-20.32427864-842.8854549.88542427-15.1576505-842.8854549.8854242730.3153011523.028469899.0639063-94.328567723.0284698-102.830093-106.75698566.5285230013.9455000-35.42313946.52852300-13.9455000-35.4231394723.0284698102.830093-106.75698523.0284698-99.0639063-94.32856778-696.971547-32.913894164.0132666-696.971547-32.9138941-54.47675229-805.43395223.1274290-44.1895677-805.43395223.127429039.069176710-805.433952-23.127429044.1895677-805.433952-23.1274290-39.069176711-696.97154732.9138941-64.0132666-696.97154732.913894154.476752212-6.22586555100.093118-101.482465-6.22586555-101.800881-107.11808213-2.7398238513.9455000-26.3429794-2.73982385-13.9455000-26.342979414-6.22586555101.800881-107.118082-6.22586555-100.093118-101.48246515-550.028429-26.688028547.0057135-550.028429-26.6880285-49.071189316-635.13757019.6413873-34.8859267-635.13757019.641387335.823067617-635.137570-19.641387334.8859267-635.137570-19.6413873-35.823067618-550.02842926.6880285-47.0057135-550.02842926.688028549.0711893191.4187777299.8301513-99.84491191.41877772-102.063848-107.216113200.7978316513.9455000-28.00484270.79783165-13.9455000-28.0048427211.41877772102.063848-107.2161131.41877772-99.8301513-99.844911922-403.348278-28.106806350.7737226-403.348278-28.1068063-50.410780123-464.57822120.2623333-36.5682029-464.57822120.262333336.376197224-464.578221-20.262333336.5682029-464.578221-20.2623333-36.376197225-403.34827828.1068063-50.7737226-403.34827828.106806350.410780126-0.5857614399.8699895-100.118646-0.58576143-102.024010-107.22691527-0.5775685513.9455000-27.6643527-0.57756855-13.9455000-27.664352728-0.58576143102.024010-107.226915-0.58576143-99.8699895-100.11864629-256.628288-27.521044849.7078663-256.628288-27.5210448-49.367895130-294.05871120.2541405-36.3663658-294.05871120.254140536.548540031-294.058711-20.254140536.3663658-294.058711-20.2541405-36.548540032-256.62828827.5210448-49.7078663-256.62828827.521044849.3678951331.5207390299.9916795-100.5606771.52073902-101.902320-106.865791342.3863193213.9455000-27.98740822.38631932-13.9455000-27.9874082351.52073902101.902320-106.8657911.52073902-99.9916795-100.56067736-109.786608-29.041783951.1927819-109.786608-29.0417839-53.357640037-123.66089119.3885602-35.5098436-123.66089119.388560234.288973138-123.660891-19.388560235.5098436-123.660891-19.3885602-34.288973171 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书39-109.78660829.0417839-51.1927819-109.78660829.041783953.357640040-29.041783960.3616089-54.9896400-29.0417839-63.8503910-66.502620941-9.6532236915.9705000-26.7336478-9.65322369-15.9705000-26.733647842-29.041783963.8503910-66.5026209-29.0417839-60.3616089-54.9896400-----------------------------------------------------------------------------------------------恒荷载作用下的N图（单位：kN）第五章活荷载作用下内力分析5.1、计算原则活载内力计算方法同恒载类似，首先将三角形和梯形分布的活载依照固端弯矩等效的原则折算成均布荷载；计算各杆件固端弯矩，分配系数，利用二次力矩分配法求解弯矩；利用杆件平衡求解各杆件轴力、剪力。5.2、分布荷载转换成等效荷载屋面梁上线荷载：6层边跨：6层中跨：楼面梁上线荷载：1-5层边跨：1-5层中跨：框架中各层活荷载作用分布图如图5.1所示71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书图5.1活荷载作用分布图通过结构力学求解器求得在活荷载作用下结构的弯矩、剪力、轴力图如下：71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书图5.2活荷载作用下弯矩图71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书图5.3活荷载作用下剪力图71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书图5.4活荷载作用下轴力图活荷载内力计算杆端内力值(乘子=1)71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书-----------------------------------------------------------------------------------------------杆端1杆端2----------------------------------------------------------------------------------单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩-----------------------------------------------------------------------------------------------1-130.008892-1.894938382.90557219-130.008892-1.89493838-5.811144382-184.5386071.22150391-1.87297266-184.5386071.221503913.745945313-184.538607-1.221503911.87297266-184.538607-1.22150391-3.745945314-130.0088921.89493838-2.90557219-130.0088921.894938385.8111443854.4114932719.0147542-18.07845164.41149327-19.7932457-20.647473761.376677724.56300000-7.425523801.37667772-4.56300000-7.4255238074.4114932719.7932457-20.64747374.41149327-19.0147542-18.07845168-105.549138-6.3064316512.2673073-105.549138-6.30643165-10.43584669-149.4723614.25631945-8.13700465-149.4723614.256319457.1857453710-149.472361-4.256319458.13700465-149.472361-4.25631945-7.1857453711-105.5491386.30643165-12.2673073-105.5491386.3064316510.435846612-1.1690820519.2198920-19.4687948-1.16908205-19.5881079-20.683907013-0.531409014.56300000-5.73862400-0.53140901-4.56300000-5.7386240014-1.1690820519.5881079-20.6839070-1.16908205-19.2198920-19.468794815-80.8842461-5.137349609.03294817-80.8842461-5.13734960-9.4615103816-114.6112533.61864640-6.42053771-114.6112533.618646406.6065893417-114.611253-3.618646406.42053771-114.611253-3.61864640-6.6065893418-80.88424615.13734960-9.03294817-80.88424615.137349609.46151038190.1680805819.1633730-19.12471740.16808058-19.6446269-20.7128551200.091313184.56300000-6.068555550.09131318-4.56300000-6.06855555210.1680805819.6446269-20.71285510.16808058-19.1633730-19.124717422-56.2758730-5.305430189.66320708-56.2758730-5.30543018-9.4363415623-79.69362693.69541381-6.69871023-79.69362693.695413816.6047794924-79.6936269-3.695413816.69871023-79.6936269-3.69541381-6.6047794925-56.27587305.30543018-9.66320708-56.27587305.305430189.43634156260.3637614719.1943545-19.30919680.36376147-19.6136454-20.6928566270.161834234.56300000-5.901985030.16183423-4.56300000-5.90198503280.3637614719.6136454-20.69285660.36376147-19.1943545-19.309196829-31.6365184-5.669191659.87285533-31.6365184-5.66919165-10.536234630-44.80698153.89734105-6.84709217-44.80698153.897341057.1833356031-44.8069815-3.897341056.84709217-44.8069815-3.89734105-7.1833356032-31.63651845.66919165-9.87285533-31.63651845.6691916510.536234633-1.8926137219.1181130-18.8013327-1.89261372-19.6898870-20.688186934-0.629496294.56300000-6.49825671-0.62949629-4.56300000-6.4982567135-1.8926137219.6898870-20.6881869-1.89261372-19.1181130-18.801332736-7.07340544-3.776577938.26509815-7.07340544-3.77657793-5.3305824071 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书37-9.844094562.63422362-5.66759468-9.844094562.634223623.8156103438-9.84409456-2.634223625.66759468-9.84409456-2.63422362-3.8156103439-7.073405443.77657793-8.26509815-7.073405443.776577935.3305824040-3.776577935.57640544-5.68758240-3.77657793-5.64359456-5.9093064941-1.142354311.25550000-1.72569615-1.14235431-1.25550000-1.7256961542-3.776577935.64359456-5.90930649-3.77657793-5.57640544-5.68758240-----------------------------------------------------------------------------------------------第六章风荷载作用下内力分析6.1、风荷载作用分布图71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书图6.1风荷载作用下分布图通过结构力学求解器求得在风荷载作用下结构的弯矩、剪力、轴力图如下：71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书通过结构力学求解器求得在风荷载作用下结构的弯矩、剪力、轴力图如下：图6.2风荷载作用下弯矩图71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书图6.3风荷载作用下剪力图71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书图6.4风荷载作用下轴力图71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书风荷载内力计算杆端内力值(乘子=1)-----------------------------------------------------------------------------------------------杆端1杆端2----------------------------------------------------------------------------------单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩-----------------------------------------------------------------------------------------------115.21273538.29276656-23.535436815.21273538.2927665614.6112893272.536311811.5197095-28.483416072.536311811.519709524.50724783-72.536311811.5197095-28.4834160-72.536311811.519709524.50724784-15.21273538.29276656-23.5354368-15.21273538.2927665614.61128935-1.44830322-4.8628661418.0991519-1.44830322-4.86286614-13.99576456-3.28198242-25.343748434.2140604-3.28198242-25.3437484-34.21406047-5.11578369-4.8628661413.9957645-5.11578369-4.86286614-18.0991519810.34986923.17704647-3.4878626210.34986923.177046477.94950469952.055429513.3534246-23.702577152.055429513.353424624.369751610-52.055429513.3534246-23.7025771-52.055429513.353424624.369751611-10.34986923.17704648-3.48786262-10.34986923.177046487.9495046912-6.43920898-3.6675551513.1818622-6.43920898-3.66755515-11.024001713-3.08898926-22.714586530.6646917-3.08898926-22.7145865-30.6646917140.26123047-3.6675551511.02400170.26123047-3.66755515-13.1818622156.682314073.43826985-5.232357566.682314073.438269857.145413901633.008398110.0032624-17.318941833.008398110.003262418.692803017-33.008398110.0032624-17.3189418-33.008398110.003262418.692803018-6.682314073.43826985-5.23235756-6.682314073.438269857.1454139019-5.46850586-2.9015132110.5156938-5.46850586-2.90151321-8.6342933920-3.19555664-17.300555623.3557501-3.19555664-17.3005556-23.355750121-0.92254639-2.901513218.63429339-0.92254639-2.90151321-10.5156938223.780800852.51572952-3.370279923.780800852.515729525.686346372318.60935577.73036493-13.297240418.60935577.7303649314.532073324-18.60935577.73036493-13.2972404-18.60935577.7303649314.532073325-3.780800852.51572952-3.37027992-3.780800852.515729525.6863463726-6.19580078-2.073948247.50754046-6.19580078-2.07394824-6.1805179527-3.51049805-12.434399316.7864390-3.51049805-12.4343993-16.786439028-0.82513428-2.073948246.18051795-0.82513428-2.07394824-7.50754046291.706852611.69058087-1.821194091.706852611.690580874.26489706308.248904685.04518515-8.434883698.248904685.045185159.7277828431-8.248904685.04518515-8.43488369-8.248904685.045185159.7277828432-1.706852611.69058087-1.82119409-1.706852611.690580874.2648970633-6.37109375-1.203103784.33872949-6.37109375-1.20310378-3.6017554834-3.76000977-7.339418959.90821558-3.76000977-7.33941895-9.9082155871 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书35-1.14880371-1.203103783.60175548-1.14880371-1.20310378-4.33872949360.503748830.54164365-0.073832430.503748830.541643651.87608470372.112589512.43413960-3.782188222.112589512.434139604.9807143238-2.112589512.43413960-3.78218822-2.112589512.434139604.9807143239-0.503748830.54164365-0.07383243-0.503748830.541643651.8760847040-5.41027832-0.503748831.87608470-5.41027832-0.50374883-1.4486575641-2.97607422-2.616338343.53205676-2.97607422-2.61633834-3.5320567642-0.54180908-0.503748831.44865756-0.54180908-0.50374883-1.87608470-----------------------------------------------------------------------------------------------第七章地震作用下内力分析基本资料该教学楼位于度设防区，基本地震加速度为；类场地第一组，设计特征周期；多遇地震时，水平地震影响系数的最大值；结构的基本周期。3.3.5.2底部剪力法的计算根据本工程的特点，对于高度不超过、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可以采用底部剪力法。　结构总水平地震作用：:相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值:，(二类场地，第一组查得为0.35s)因此结构等效总重力荷载，式中为集中于质点的重力荷载代表值。计算地震作用时，建筑物的重力荷载代表值应取结构和构配件的自重荷载标准值和各可变荷载组合值之和。各层自重标准值：3、重力荷载代表值（取第④轴线的框架计算各层重力荷载代表值）71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书对于楼层，重力荷载代表值取全部恒荷载和50%的楼面活荷载。对于屋顶是不上人屋顶故屋面活荷载不计入取雪荷载。（1）底层重力荷载代表值G1：恒载：二层板重二层框架梁自重一层框架柱自重二层框架柱自重一层墙和门窗重外墙：内墙：二层墙门窗重外墙：内墙：楼面活载：走廊、楼梯：（2）标准层重力荷载代表值G2，G3，G4：71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书恒载：本层现浇板重本层框架梁自重本层框架柱自重本层墙和门窗重2938.52KN（3）顶层重力荷载代表值G6：恒载：顶层板及保温层放水重（不上人屋面恒载5.065KN/m2）下层框架梁自重KN下层墙和门窗重2938.52KN女儿墙自重雪荷载：建筑总重力荷载代表值D值计算层位及层高号柱号六层（3.6m）B24335（13根）C0.59633113（13根）D2.6590.573166971 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书（13根）E1.270.38821557（13根）二至五层（3.6m）B24335（13根）C2.280.5333113（13根）D2.280.5331669（13根）E1.890.4921557(13根）一层（4.6m）B5378(13根）C0.696223(13根）D2.870.696070(13根）E1.190.535071(13根）下面计算各个质点的地震作用：71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书　采用底部剪力法时，各个楼层可以仅取一个自由度，结构的水平地震作用标准值应按照下列公式确定：式中为顶部作用附加系数，多层钢筋混凝土房屋，，因此。底层第二层第三层第四层第五层第六层整体结构上的水平地震作用按柱侧向刚度的比例进行分配。④轴号横向框架各层所分配到的水平地震作用F=uiF,71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书地震作用下荷载分布图如下所示：71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书图7.1地震作用下分布图通过结构力学求解器求得在风荷载作用下结构的弯矩、剪力、轴力图如下：71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书图7.2地震作用下弯矩图71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书图7.3地震作用下剪力图71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书图7.4地震作用下轴力图地震作用效应计算端内力值(乘子=1)71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书-----------------------------------------------------------------------------------------------杆端1杆端2----------------------------------------------------------------------------------单元码轴力剪力弯矩轴力剪力弯矩-----------------------------------------------------------------------------------------------1104.67610446.8872628-134.623700104.67610446.887262881.05770832500.64653566.1243717-164.120600500.64653566.1243717140.0515083-500.64653566.1243717-164.120600-500.64653566.1243717140.0515084-104.67610446.8872628-134.623700-104.67610446.887262881.0577083510.8198242-29.2650995108.80580210.8198242-29.2650995-84.34385466-7.47021484-153.414287207.109288-7.47021484-153.414287-207.1092887-25.7598877-29.265099584.3438546-25.7598877-29.2650995-108.805802875.411004421.1274415-27.748094275.411004421.127441548.31069539376.49734784.4141641-151.401634376.49734784.4141641152.48935610-376.49734784.4141641-151.401634-376.49734784.4141641152.48935611-75.411004421.1274415-27.7480942-75.411004421.127441548.310695312-27.3227539-24.219321787.1620849-27.3227539-24.2193217-72.685438413-12.2397460-149.127856201.322605-12.2397460-149.127856-201.322605142.84326172-24.219321772.68543842.84326172-24.2193217-87.16208491551.191682623.9706928-38.851389551.191682623.970692847.443104816251.58881269.3312798-121.518687251.58881269.3312798128.07391917-251.58881269.3312798-121.518687-251.58881269.3312798128.07391918-51.191682623.9706928-38.8513895-51.191682623.970692847.443104819-28.6289062-20.689206874.9906254-28.6289062-20.6892068-61.558139820-16.7949218-123.295388166.448774-16.7949218-123.295388-166.44877421-4.96191406-20.689206861.5581398-4.96191406-20.6892068-74.99062542230.502475819.0089439-27.547520630.502475819.008943940.884677623148.98263157.4984138-99.9329947148.98263157.4984138107.06129524-148.98263157.4984138-99.9329947-148.98263157.4984138107.06129525-30.502475819.0089439-27.5475206-30.502475819.008943940.884677626-38.7451171-15.919571357.6591032-38.7451171-15.9195713-47.410067727-21.9199218-95.2046047128.526216-21.9199218-95.2046047-128.52621628-5.09423828-15.919571347.4100677-5.09423828-15.9195713-57.65910322914.582904413.9145138-16.774425614.582904413.914513833.31782423069.697598140.6739386-68.874989069.697598140.673938677.551190031-69.697598140.6739386-68.8749890-69.697598140.673938677.551190032-14.582904413.9145138-16.7744256-14.582904413.914513833.317824233-45.6977539-10.041945636.2460751-45.6977539-10.0419456-30.030766334-27.0449218-61.013945882.3688268-27.0449218-61.0139458-82.368826835-8.39160156-10.041945630.0307663-8.39160156-10.0419456-36.2460751364.540958775.52257566-2.928250874.540958775.5225756616.953021571 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书3718.725597922.0209892-34.848403218.725597922.020989244.427157938-18.725597922.0209892-34.8484032-18.725597922.020989244.427157939-4.540958775.52257566-2.92825087-4.540958775.5225756616.953021540-49.5673828-4.5409587716.9530215-49.5673828-4.54095877-13.017306341-27.5449218-23.266556731.4098515-27.5449218-23.2665567-31.409851542-5.52294922-4.5409587713.0173063-5.52294922-4.54095877-16.9530215-----------------------------------------------------------------------------------------------八、内力组合各种荷载情况下的框架内力求得后，根据最不利又是可能的原则进行内力组合。当考虑结构塑性内力重分布的有利影响时，应在内力组合之前对竖向荷载作用下的内力进行调幅。分别考虑恒荷载和活荷载由可变荷载效应控制的组合和永久荷载效应控制的组合，并比较两种组合的内力，取最不利者。对于梁而言，左、右梁端及跨中为最不利截面，对于柱而言，柱顶和柱底为最不利截面。以上各种内力组合具体过程详见内力组合表最后为基础设计对柱底（即基顶）进行了内力标准值的组合，因为基底面积计算时要用到标准值组合，而基础高度的抗冲切验算及基底配筋计算需要用到设计值组合。基顶作用效应标准值组合见内力组合标准值表（见附表）71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书九、截面设计混凝土强度：C30，，，钢筋强度：HPB300，，HRB400，，9.1、框架梁的配筋计算现以为例（1）跨中正截面,框架梁跨中截面为T形，T形截面翼缘宽度取值如下，，按梁跨度考虑；按梁肋净距：；按翼缘厚度考虑：，，不考虑此项，故取前两项的最小值：=。①判断T形截面类别：所以，该截面属于第一类T形截面。②计算钢筋面积：71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书满足要求，选用416，实际钢筋面积为804.（2）支座正截面（受拉钢筋配置在上侧，所以框架梁支座截面形状按矩形计算）。满足要求，选用820，其中220通长，实际钢筋面积为2513.（3）支座斜截面复核截面尺寸：所以截面尺寸满足要求。71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书验算是否按计算配置箍筋：仅配箍筋，配箍率尚应满足最小配箍率要求：由得：选用双肢箍，则，可求得，取s=200mm，箍筋沿梁长均匀布置。所以箍筋选用双肢。其他框架梁的配筋同理，由于上述过程复杂，在框架梁截面设计时，一般可近似将框架梁截面视为矩形，利用excel表格算出其配筋面积，查钢筋计算截面面积表选出钢筋。框架梁截面配筋见下表：框架梁截面危险内力选取及截面配筋表梁截面尺寸截面位置钢筋面积选筋箍筋选筋B6C6250×600跨中110.31766416(804)支座-91.37729318(763)C6D6250×500跨中-26.16构造218(509)支座-46.61468218(509)B5C5250×600跨中141.20918320(942)71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书支座-252.801423.1618(1527)C5D5250×500跨中-33.84构造218(509)支座-143.961015418(1018)B4C4250×600跨中141.20918320(942)支座-252.801423618(1527)C4D4250×500跨中-33.84构造218(509)支座-143.96959.7418(1018)B3C3250×600跨中141.20918320(942)支座-252.801423.1618(1527)C3D3250×500跨中-33.84构造218(509)支座-143.96959.7418(1018)B2C2250×600跨中141.20902.69418(1017)支座-252.801423.1618(1527)C2D2250×500跨中-33.84构造218(509)支座-143.96959.7418(1017)B1C1250×600跨中147.60731.44416(923)71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书支座-389.572450.4820(2513)C1D1250×500跨中-46.78构造218(509)支座-238.151756.8618(1884)9.2、框架柱的配筋计算以B柱为例，说明框架柱的配筋过程，混凝土C30，受力钢筋HRB400，，，箍筋HPB300，，，B柱配筋计算1考虑地震作用组合Un=0.36<0.85满足抗震要求！纵筋配置计算计算偏心距ei附加偏心距,取20mm和偏心方向截面最大尺寸的1/30两者中的大值ea=max(20,h/30)=20.00mmei=e0+ea=169.7+20.00=189.70mm相对界限受压区高度xbecu=0.0033-(fcu,k-50)×10-5=0.0033-(30-50)×10-5=0.00350>0.0033取ecu=0.0033xb=0.518计算xa1=1.00gREN≤a1fcbx+f"yA"s-ssA当采用对称配筋时，可令71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书f"yA"s=ssA因此x=0.312as/h0=0.150kPa基底最大反力标准值:=318.29kPa71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书3.2.荷载基本组合下的地基反力荷载在X方向和Y方向都存在偏心基底最小反力设计值:=299.13kPa>0kPa基底最大反力设计值:=429.69kPa四、地基承载验算地基抗震承载力:faE=zafak=250.00×1.10=275.00kPa轴压验算:pk=269.93kPa≤faE=275.00kPa,满足要求偏压验算:pkmax=318.29kPa≤1.2faE=1.2×275.00=330.00kPa,满足要求五、基础抗冲切验算5.1.冲切验算公式Fl≤0.7bhpftamh0am=(at＋ab)/2Fl=pjAl记基础抗冲切力:Fc=0.7bhpftamh0冲切力F1根据作用在基底净反力设计值求得，计算时pj取作用在A1范围内的冲切力平均值5.2.X方向冲切验算应对如图所示的截面进行冲切验算71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书截面hmmatmmabmmammmAlm2pjkN/m2FlkNFckN验算结果13001450185016500.00452.640.00412.91满足要求26001050185014500.00452.640.00798.30满足要求36001050185014500.00452.640.00798.30满足要求43001450185016500.00452.640.00412.91满足要求X方向冲切验算满足要求5.3.Y方向冲切验算应对如图所示的截面进行冲切验算71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书截面hmmatmmabmmammmAlm2pjkN/m2FlkNFckN验算结果13001450185016500.00452.640.00412.91满足要求26001050185014500.00452.640.00798.30满足要求36001050185014500.00452.640.00798.30满足要求43001450185016500.00452.640.00412.91满足要求Y方向冲切验算满足要求六、基础局部受压验算计算公式:Fl≤w×βl×fcc×Aln局部荷载设计值:Fl=1325.74kN混凝土局部受压面积:Aln=bc×hc=0.50×0.50=0.25m2混凝土受压时计算底面积:71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书混凝土受压时强度提高系数:局压承载力:Fc=w×bl×fcc×Aln=0.75×2.90×12155.00×0.25=6609.28kN≥Fl=1325.74kN,满足要求七、受弯计算公式7.1.受弯计算公式当台阶的高宽比小于或等于2.5、荷载为轴压荷载或单向偏心荷载且基础底部不出现拉应力、基础为对称基础时，任意截面弯矩可按《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)下列公式验算:荷载在X方向和Y方向均存在偏心，且基底不出现拉应力时，可以通过叠加原理，运用以上公式:当不满足以上条件时，将基础底面分为四个梯形悬臂板，然后用数值方法求得作用在梯形悬臂板某一截面上的弯矩计算弯矩时，先计算出作用在基底的地基反力及其对验算截面产生的弯矩，然后再扣除基础自重及其上部土重产生的弯矩7.2.X方向抗弯计算应对如图所示的截面进行抗弯验算71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书截面截面高度h(mm)弯矩M(kN.m)计算面积Ascal(mm2)配筋面积As(mm2)1300.009.66119.25832.502600.0035.71200.411485.003600.0037.88212.601485.004300.0010.29127.04832.50X方向实际配置钢筋:10@100X方向钢筋总根数:19实配面积::1492.26mm27.3.Y方向抗弯计算应对如图所示的截面进行抗弯验算71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书截面截面高度h(mm)弯矩M(kN.m)计算面积Ascal(mm2)配筋面积As(mm2)1300.0014.96184.75832.502600.0054.80307.501485.003600.0043.34243.181485.004300.0011.63143.63832.50Y方向实际配置钢筋:10@100Y方向钢筋总根数:19实配面积::1492.26mm2D柱配筋计算如下：（D柱的材料性质同B柱）1.1.基础尺寸及标高柱:B=500mm,L=500mm基础各阶宽度:71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书L1=188mm,R1=188mmB1=188mm,T1=188mmL2=188mm,R2=188mmB2=188mm,T2=188mm基础各阶高度:H1=300mmH2=300mm杯底厚度:a1=400mm杯壁厚度:t2=200mm杯壁高度:H4=400mm基础沿X方向的长度:b=1800mm基础沿Y方向的长度:l=1800mm基础底面绕X轴的截面抗弯模量:基础底面绕Y轴的截面抗弯模量:地面标高:-0.450m柱底标高:1.000m基础底面标高:-0.000m基础埋深:d=-400-450=-850mm基础底面至柱底部高度:H=-400--1000=600mm1.2.其他参数纵筋合力点至截面外边缘距离:as=50mm基础及其上覆土平均容重:gG=20kN/m3基础混凝土强度等级:C30钢筋强度等级:HRB400修正后的地基承载力特征值:fa=250.00kPa抗震调整系数:za=1.10地基抗震承载力:faE=zafak=250.00×1.10=275.00kPa承载力验算时对于地震组合荷载，应考虑抗震调整系数gRE。抗弯验算gRE取0.75,抗剪、冲切验算取0.85,局压验算取1.0。承载力验算时的荷载效应均为考虑抗震调整系数之后的值二、荷载统计2.1.作用在柱底中心处的荷载作用在柱底的标准组合荷载:竖向荷载:Fk=920.12kNMkx0=39.95kN.m,Mky0=0.00kN.mVkx=19.01kN,Vky=0.00kN71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书作用在柱底的基本组合荷载:竖向荷载:F=Ks×Fk=1242.16kNMx0=Ks×Mkx0=53.93kN.m,My0=Ks×Mky0=0.00kN.mVx=Ks×Vkx=25.66kN,Vy=Ks×Vky=0.00kN2.2.作用在基础底部中心的荷载基础自重及上部土重标准值:Gk=γm×b×l×d=20.00×1.80×1.80×-0.85=-55.08kN基础自重及上部土重设计值:G=1.35×Gk=1.35×-55.08=-74.36kN柱中心相对基础底面坐标(x,y):(-1,-1)作用在基础底部的标准组合荷载:竖向荷载:Fk=920.12kNMkx=Mkx0-Vky×H-Fk×y=39.95-0.00×0.60-920.12×-0.00=40.87kN.mMky=Mky0+Vkx×H+Fk×x=0.00+19.01×0.60+920.12×-0.00=10.49kN.m作用在柱底的基本组合荷载:竖向荷载:F=Ks×Fk=1242.16kNMx=Mx0-Vy×H-F×y=53.93-0.00×0.60-1242.16×-0.00=55.17kN.mMy=My0+Vx×H+F×x=0.00+25.66×0.60+1242.16×-0.00=14.16kN.m三、地基反力计算3.1.荷载标准组合下的地基反力基础底面面积:A=b×l=1.80×1.80=3.24m2荷载在X方向和Y方向都存在偏心基底最小反力标准值:=214.15kPa>0kPa基底最大反力标准值:=319.82kPa3.2.荷载基本组合下的地基反力荷载在X方向和Y方向都存在偏心基底最小反力设计值:71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书=289.11kPa>0kPa基底最大反力设计值:=431.76kPa四、地基承载验算地基抗震承载力:faE=zafak=250.00×1.10=275.00kPa轴压验算:pk=266.99kPa≤faE=275.00kPa,满足要求偏压验算:pkmax=319.82kPa≤1.2faE=1.2×275.00=330.00kPa,满足要求五、基础抗冲切验算5.1.冲切验算公式Fl≤0.7bhpftamh0am=(at＋ab)/2Fl=pjAl记基础抗冲切力:Fc=0.7bhpftamh0冲切力根据作用在基底净反力设计值求得，计算时pj取作用在A1范围内的冲切力平均值5.2.X方向冲切验算应对如图所示的截面进行冲切验算71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书截面hmmatmmabmmammmAlm2pjkN/m2FlkNFckN验算结果13001425180016130.00454.710.00403.53满足要求26001050180014250.00454.710.00784.53满足要求36001050180014250.00454.710.00784.53满足要求43001425180016130.00454.710.00403.53满足要求X方向冲切验算满足要求5.3.Y方向冲切验算应对如图所示的截面进行冲切验算71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书截面hmmatmmabmmammmAlm2pjkN/m2FlkNFckN验算结果13001425180016130.00454.710.00403.53满足要求26001050180014250.00454.710.00784.53满足要求36001050180014250.00454.710.00784.53满足要求43001425180016130.00454.710.00403.53满足要求Y方向冲切验算满足要求六、基础局部受压验算计算公式:Fl≤w×βl×fcc×Aln局部荷载设计值:Fl=1242.16kN混凝土局部受压面积:Aln=bc×hc=0.50×0.50=0.25m2混凝土受压时计算底面积:71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书混凝土受压时强度提高系数:局压承载力:Fc=w×bl×fcc×Aln=0.75×2.90×12155.00×0.25=6609.28kN≥Fl=1242.16kN,满足要求七、受弯计算公式7.1.受弯计算公式当台阶的高宽比小于或等于2.5、荷载为轴压荷载或单向偏心荷载且基础底部不出现拉应力、基础为对称基础时，任意截面弯矩可按《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)下列公式验算:荷载在X方向和Y方向均存在偏心，且基底不出现拉应力时，可以通过叠加原理，运用以上公式:当不满足以上条件时，将基础底面分为四个梯形悬臂板，然后用数值方法求得作用在梯形悬臂板某一截面上的弯矩计算弯矩时，先计算出作用在基底的地基反力及其对验算截面产生的弯矩，然后再扣除基础自重及其上部土重产生的弯矩7.2.X方向抗弯计算应对如图所示的截面进行抗弯验算71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书截面截面高度h(mm)弯矩M(kN.m)计算面积Ascal(mm2)配筋面积As(mm2)1300.008.17100.81810.002600.0030.30170.031451.253600.0032.38181.681451.254300.008.77108.22810.00X方向实际配置钢筋:12@150X方向钢筋总根数:13实配面积::1470.27mm27.3.Y方向抗弯计算应对如图所示的截面进行抗弯验算71 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书截面截面高度h(mm)弯矩M(kN.m)计算面积Ascal(mm2)配筋面积As(mm2)1300.0012.85158.61810.002600.0047.18264.751451.253600.0036.39204.191451.254300.009.73120.10810.00Y方向实际配置钢筋:12@150Y方向钢筋总根数:13实配面积::1470.27mm271 湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书目录第一章设计基本情况………………………………………………1一、建筑设计说明………………………………………………………1二、结构设计说明………………………………………………………1第二章④号轴线架计算…………………………………………………2一、计算任务…………………………………………………………2二、计算简图的确定………………………………………………2第三章荷载计算…………………………………………………………7第四章、恒荷载作用下内力分析……………………………………18第五章、活荷载作用下内力分析……………………………………24第六章、风荷载作用下内力分析……………………………………30第七章、地震荷载作用下框架的内力计算…………………………36第八章、内力组合……………………………………………………47第九章、截面设计……………………………………………………48第十章、基础设计……………………………………………………54内力组合（附录）71'