框架结构课程设计计算书

'一、设计资料1、建设地点:南方某城市郊区，2、工程名称:某综合楼(底层为食堂，以上为宿舍)3、基本风压:0.5kN/m24、地面粗糙类型:B类5、极端最高温度+38℃,极端最低温度+5℃6、地质条件:地基承载力的标准值为22OKPa,不考虑地下水的作用7、最大降雨量为:110mm/小时8、该地区抗震设防烈度为6度9、建筑物安全等级Ⅱ级10、室内外高差0.450M,基础顶面到一层地面距离0.600M。11、楼面和屋面采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖结构,板厚、梁高、柱截面自定；12、屋面采用柔性防水,屋面恒荷载标准值（不包括现浇钢筋混凝土肋形楼盖自重）为1.9KN/m2;屋面为上人屋面,活荷载标准值为2.OKN/m2;楼面恒荷载标准值（不包括现浇钢筋混凝土肋形楼盖自重）为1.OKN/m2.楼面活荷载标准值为2.OKN/m2.墙体采用灰砂砖，重度γ=18KN/m3,外墙贴瓷砖,墙面重2,内墙（180）面采用石灰砂浆抹灰粉刷,墙面重;内墙（120）面采用石灰砂浆抹灰粉刷,墙面重;铝合金玻璃窗重0.45KN/m2.木门重0.2KN/m2.混凝土强度等级和钢筋级别请自行选择。 二、材料选用混凝土：C30=14.3N/=1.43N/钢筋：柱子和梁纵向受力钢筋采用HRB400=360N/其余采用HPB300=270N/三、截面选择板：h≥3300/50=66mm.取h=120mm，楼面板屋面板均为120mm。主梁：B-C段主梁，h≥8400/12=700mm，取h=700mm，b=250mmA-B段主梁及其余主梁，h≥6600/12=550mm，取h=600mm，b=250mm次梁：一级次梁，h≥6600/471mm,取h=550mm，b=200mm二级次梁，h≥6600/471mm,取h=500mm，b=200mm中柱：==4×（4.2+3.3）×6.6×12=2376KN==1.25×1.0×1.0×2376=2970KNA≥/=2970/14.3=207692㎡=a=456mm，取a=500mm边柱：==4×4.2×6.6×12=1331KN==1.25×1.1×1.0×1331=1830KNA≥/=1830/14.3=127938㎡=a=358mm，取a=400mm考虑到线刚度比，对C轴柱取a=500mm。则B、C轴柱子均为a=500mm,A轴柱子为a=400mm。 四、确定计算单元（1）取②轴上的一榀框架计算，假定框架柱嵌固于基础顶面，框架与柱刚接，由于层数不高，设各层柱截面不变。故梁跨等于柱截面型心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，为4m+0.6m=4.6m，其余各层为3.6m。（2）框架柱的线刚度计算对中框架梁取=EI/L=×3.0×10^7×0.25×0.7^3×2/8.4=5.1×10^4KN•m=EI/L=×3.0×10^7×0.25×0.6^3×2/6.6=4.09×10^4KN•mB、C柱底层，=EI/L=×3×10^7×0.5^4×/4.6=3.4×10^4KN•m标准层，=EI/L=×3×10^7×0.5^4×/3.6=4.34×10^4KN•mA柱底层，=EI/L=×3×10^7×0.4^4×/4.6=1.40×10^4KN•m标准层，=EI/L=×3×10^7×0.4^4×/3.6=1.78×10^4KN•m令=1，则其余杆件相对线刚度为=0.78=0.32 =0.41=1.18=0.94五、荷载标准值计算1、恒荷载标准值计算①屋面屋面恒荷载标准值（包括柔性防水层）1.9KN/㎡结构层：120厚现浇钢筋混凝土板3.0KN/㎡合计4.9KN/㎡②各层走廊楼面及标准层楼面楼面恒载标准值1.0KN/㎡结构层：120厚现浇钢筋混凝土板3.0KN/㎡合计4.0KN/㎡③梁自重（自重+抹灰）b×h=250mm×700mm3.83KN/mb×h=250mm×600mm（外纵梁一面抹灰一面贴瓷砖）3.38KN/mb×h=250mm×600mm（内纵梁两面抹灰）3.16KN/mb×h=200mm×550mm2.30KN/mb×h=200mm×500mm2.03KN/m④柱自重（自重+抹灰）⑴b×h=500mm×500mm柱自重6.25KN/m 抹灰层0.34KN/m合计6.59KN/m⑵b×h=400mm×400mm柱自重4.00KN/m抹灰层0.40KN/m合计4.40KN/m⑤标准层外纵墙自重(自重+抹灰)墙体自重5.11KN/m外墙面贴瓷砖0.79KN/m内墙面砂浆抹灰0.57KN/m铝合金窗0.64KN/m合计7.11KN/m⑥标准层内纵墙自重(自重+抹灰)⑴B、C轴间墙（无柱）墙体自重8.03KN/m木门自重0.11KN/m砂浆抹灰1.78KN/m合计9.92KN/m⑵B轴间墙（有柱）墙体自重7.71KN/m木门自重0.12KN/m砂浆抹灰1.71KN/m 合计9.54KN/m⑦标准层内隔墙自重(自重+抹灰)⑴A、B轴与2轴交接轴间墙（有柱）墙体自重8.66KN/m砂浆抹灰1.92KN/m合计10.58KN/m⑵A、B轴与1、2轴交接轴间墙（无柱）墙体自重9.72KN/m砂浆抹灰2.16KN/m合计11.88KN/m⑶B、C轴与2轴交接轴间墙（有柱）墙体自重7.05KN/m砂浆抹灰1.57KN/m合计8.62KN/m⑷B、C轴与1、2轴交接轴间墙（无柱）墙体自重7.38KN/m砂浆抹灰1.64KN/m合计9.02KN/m⑧女儿墙（墙高1200mm，100mm混凝土压顶）墙体自重4.34KN/m外墙面贴瓷砖0.65KN/m 内墙面和压顶抹灰0.53KN/m合计5.52KN/m2、活荷载标准值计算①屋面活荷载标准值2.0KN/m②各层走廊楼面及标准层楼面活荷载标准值2.0KN/m五、竖向荷载下框架受荷总图1、屋面板传荷载恒载：面荷载4.9KN/㎡线荷载活载：面荷载2.0KN/㎡ 线荷载2、各层走廊楼面及标准层楼面传荷载恒载：面荷载4.0KN/㎡线荷载活载：面荷载2.0KN/㎡线荷载3、A～B轴间框架梁均布荷载①屋面梁恒载：梁自重+板传恒荷载17.56KN/m活载：板传活荷载5.88KN/m②楼面梁恒载：梁自重+板传恒荷载+内隔墙自重25.5KN/m活载：板传活荷载5.88KN/m4、B～C轴间框架梁荷载①屋面梁恒载：⑴线荷载：梁自重+板传恒荷载18.23KN/m⑵集中力：二级次梁恒载+一级次梁恒载112.44KN/m活载：⑴线荷载：板传活荷载5.88KN/m ⑵集中力：二级次梁活载+一级次梁活载37.5KN/m②楼面梁恒载：⑴线荷载：梁自重+板传荷载+内隔墙自重24.21KN/m⑵集中力：二级次梁恒载+一级次梁恒载202KN/m活载：⑴线荷载：板传活荷载5.88KN/m⑵集中力：二级次梁活载+一级次梁活载37.5KN/m3、A轴柱子纵向荷载①顶层柱子恒载：二级次梁恒载+主梁恒载132.2KN活载：二级次梁活载+主梁活载27.22KN②标准层柱子恒载：二级次梁恒载+主梁恒载166.58KN活载：二级次梁活载+主梁活载27.22KN4、B轴柱子纵向荷载①顶层柱子 恒载：二级次梁恒载+主梁恒载121.2KN活载：二级次梁活载+主梁活载37.48KN②标准层柱子恒载：二级次梁恒载+主梁恒载201.76KN活载：二级次梁活载+主梁活载37.48KN3、C轴柱子纵向荷载①顶层柱子恒载：二级次梁恒载+主梁恒载+女儿墙132.14KN活载：二级次梁活载+主梁活载27.22KN②标准层柱子恒载：二级次梁恒载+主梁恒载165.26KN活载：二级次梁活载+主梁活载27.22KN 竖向受荷总图 五、风荷载计算 作用在外墙面上的荷载可近似用作用在在屋面梁和楼面梁处的等效集中荷载替代，作用在节点上的集中风荷载标准值为离地高度Z/m15.251.151.01.30.53.62.615.2911.651.051.01.30.53.63.616.228.051.01.01.30.53.63.615.444.451.01.01.30.54.63.617.601、风荷载作用下的位移验算⑴侧移刚度D横向2～4层D值计算构件名称A轴柱2.290.538735B轴柱2.120.5120494C轴柱1.180.37148698735+20494+14869=44098KN/M 横向底层D值的计算构件名称A轴柱2.940.705558B轴柱2.720.6813112C轴柱1.510.57109915558+13112+10991=29661KN/M风荷载作用下框架侧移计算层次△△415.2915.29440980.0003316.2231.51440980.0007215.4446.95440980.0011117.664.55296610.0022=△=0.0029m侧移验算：层间侧移最大值（满足要求） 1、框架柱反弯点计算A框架柱反弯点位置层号h43.62.290.4150000.4151.4933.62.290.4650000.4651.6723.62.290.500000.501.814.62.940.550000.552.53B框架柱反弯点位置层号h43.62.120.4060000.4061.4633.62.120.4560000.4561.6423.62.120.500000.501.8014.62.720.550000.552.53C框架柱反弯点位置层号h43.61.180.3590000.3591.3033.61.180.4500000.4501.6223.61.180.45900-0.01620.4431.6014.61.510.5760-0.002500.5742.64 3、风荷载作用下内力计算层号415.294409887350.203.061.496.464.566.46331.514409887350.206.301.6712.1610.5216.72246.954409887350.209.391.8016.9016.9027.42164.552966155580.1912.912.5326.7232.6643.62风荷载作用下A轴框架柱剪力和梁柱端弯矩层号415.2944098204940.467.031.4615.0410.268.376.67331.5144098204940.4614.491.6428.4023.7621.5217.14246.9544098204940.4621.601.8038.8838.8834.8727.77164.5529661131120.4428.402.5358.7971.8554.3643.31风荷载作用下B轴框架柱剪力和梁柱端弯矩风荷载作用下C轴框架柱剪力和梁柱端弯矩层号415.2944098148690.345.201.3011.966.7611.96331.5144098148690.3410.711.6221.2117.3527.97246.9544098148690.3415.961.6031.9225.5449.27 164.5529661109910.3723.882.6446.8063.0472.34风荷载作用下框架柱轴力和梁端剪力层号梁端剪力柱轴力AB跨BC跨A轴B轴C轴42.02.42-2.0-0.420.422.4235.135.89-7.13-0.761.188.3128.3610.02-15.49-1.843.0218.33113.1715.08-28.66-1.914.9333.41 八、内力组合用于承载力计算的框架梁由可变荷载效应控制的基本组合表（梁CB）层号恒载活载活载左风右风及相应的V及相应的V及相应的M①②③④⑤组合项目值组合项目值组合项目值1左M-198.113.37-54.07101.28-101.28①+⑤+0.7③-337.24①+③-252.18V151.24-1.5441.96-21.1121.11201.72193.2中M180.85-3.1249.8312.59-12.59①+③+0.6④238.23V右M-389-9.62-86.56-76.1076.10①+③+0.7②+0.6④-527.95①+③+0.7②+0.6④-527.95V-335.20-1.54-79.7-21.1121.11-428.64-428.64用于承载力计算的框架梁由永久荷载效应控制的基本组合表（梁CB）层号恒载活载活载及相应的V及相应的V及相应的M①②③组合项目值组合项目值组合项目值1左M-222.872.36-37.85①+③-260.72①+③-260.72V170.15-1.0829.37199.52199.52中M203.46-2.1834.88①+②238.34V右M-437.63-6.73-60.59①+②+③-504.95①+②+-504.95 ③V-377.1-1.08-55.83-434.01-434.01注：1、活载②、③分别为活荷载作用在AB跨、BC跨；2、可变荷载控制下恒载①为1.2和1.2，活载②、③和左风④、右风⑤为1.4和1.4；永久荷载控制下恒载①为1.35和1.35，活载②、③和左风④、右风⑤为1.4*0.7和1.4*0.7；用于承载力计算的框架梁由可变荷载效应控制的基本组合表（梁BA）层号恒载活载活载左风右风及相应的V及相应的V及相应的M①②③④⑤组合项目值组合项目值组合项目值1左M-204.43-29.34-23.5260.63-60.63①+⑤+0.7②+0.7③-302.06①+②+0.7③+0.6⑤-286.61V125.44.554.55-18.4418.44167.22168.50中M52.25-8.48-8.48-0.220.22①+②+0.6⑤73.41V右M-43.22-18.246.55-61.0761.07①+④+0.7②-117.06①+②+0.6④-98.10V-76.56-25.484.55-18.4418.44-112.84-113.10用于承载力计算的框架梁由永久荷载效应控制的基本组合表（梁BA）层号恒载活载活载及相应的V及相应的V及相应的M①②③组合项目值组合项目值组合项目值 1左M-230-20.54-16.46①+②+③-2.67①+②+③-267V141.0820.203.19164.47164.47中M58.7814.72-5.94①+②73.5V右M-48.62-12.774.59①+②-61.39①+②-61.39V-86.13-17.843.19-103.97-103.97注：1、活载②、③分别为活荷载作用在AB跨、BC跨；2、可变荷载控制下恒载①为1.2和1.2，活载②、③和左风④、右风⑤为1.4和1.4；永久荷载控制下恒载①为1.35和1.35，活载②、③和左风④、右风⑤为1.4*0.7和1.4*0.7；用于承载力计算的框架柱由可变荷载效应控制的基本组合表（C柱）层号恒载活载活载左风右风及相应的M、V及相应的M、V及相应的N、V①②③④⑤组合项目值组合项目值组合项目值1上M-62.211.25-17.6365.52-65.52①+③+0.6⑤-119.15①/1.2+④+0.7②14.55①+⑤+0.7③-140.07V1404.85-5.98320.35-46.7746.771753.261119.751675.87下M31.10-0.638.82-88.2688.26①+③+0.6⑤92.88①/1.2+④+0.7②-62.78①+⑤+0.7③125.53V1441.22-5.98320.35-46.7746.77179011501712.24N-20.280.41-5.7533.43-33.43-46.0916.82-57.74 用于承载力计算的框架梁由永久荷载效应控制的基本组合表（C柱）层号恒载活载活载及相应的M、V及相应的M、V及相应的N、V①②③组合项目值组合项目值组合项目值1上M-69.990.88-12.34①+③-82.33①/1.35+②-50.96①+③-82.33V1580.46-4.19224.251804.711166.521804.71下M34.99-0.446.17①+③41.16①/1.35+②25.48①+③41.16V1621.37-4.19224.251845.621196.821845.62N-22.820.29-4.03-26.85-16.61-26.85注：1、活载②、③分别为活荷载作用在AB跨、BC跨；2、可变荷载控制下恒载①为1.2、1.2和1.2，活载②、③和左风④、右风⑤为1.4、1.4和1.4；永久荷载控制下恒载①为1.35、1.35和1.35，活载②、③和左风④、右风⑤为1.4*0.7、1.4*0.7和1.4*0.7用于承载力计算的框架柱由可变荷载效应控制的基本组合表（B柱） 层号恒载活载活载左风右风及相应的M、V及相应的M、V及相应的N、V①②③④⑤组合项目值组合项目值组合项目值1上M66.04-7.0622.5082.31-82.31①+③+0.7②+0.6④132.98①/1.2+⑤-27.28①+④+0.7③164.1V2627.78225.25441.876.90-6.903231.472182.922944.99下M-33.023.53-11.26-100.59100.59①+③+0.7②+0.6④-101.16①/1.2+⑤73.07①+④+0.7③-141.49V2664.16225.25441.876.90-6.903267.852213.232980.37N25.78-2.768.7939.76-39.7656.49-18.2871.69用于承载力计算的框架梁由永久荷载效应控制的基本组合表（B柱）层号恒载活载活载及相应的M、V及相应的M、V及相应的N、V①②③组合项目值组合项目值组合项目值1上M74.30-4.9415.75①+③90.05①/1.3555.04①+③90.05V2956.25157.68309.313265.662189.813265.56下M-37.152.47-7.88①+②+③-42.56①/1.35-27.52①+③-45.03V2997.18157.68309.313464.172220.133306.49N29-1.936.1533.2221.4835.15注：1、活载②、③分别为活荷载作用在AB跨、BC跨； 2、可变荷载控制下恒载①为1.2、1.2和1.2，活载②、③和左风④、右风⑤为1.4、1.4和1.4；永久荷载控制下恒载①为1.35、1.35和1.35，活载②、③和左风④、右风⑤为1.4*0.7、1.4*0.7和1.4*0.7用于承载力计算的框架柱由可变荷载效应控制的基本组合表（A柱）层号恒载活载活载左风右风及相应的M、V及相应的M、V及相应的N、V①②③④⑤组合项目值组合项目值组合项目值1上M10.085.67-2.4837.41-37.41①+②+0.7④41.94①/1.2+⑤+0.7③-30.75①+④+0.7②51.46V1102.67218.34-15.5040.12-40.121349.36867.921295.63下M-5.04-2.841.25-45.7245.72①+②+0.7④-39.88①/1.2+⑤+0.7③42.40①+④+0.7②-52.75V1126.96218.34-15.5040.12-40.121373.38888.161319.92N3.291.850.8118.07-18.0717.79-15.9022.66用于承载力计算的框架梁由永久荷载效应控制的基本组合表（A柱）层号恒载活载活载及相应的M、V及相应的M、V及相应的N、V①②③组合项目值组合项目值组合项目值1上M11.343.97-1.74①+②15.31①/1.35+③6.66①+②15.31V1240.5152.84-10.851393.34908.041393.34下M-5.67-1.990.88①+②-7.66①/1.35-3.32①+②-7.66 +③V1267.83152.84-10.851420.67928.281420.67N3701.30-0.575.02.175.0注：1、活载②、③分别为活荷载作用在AB跨、BC跨；2、可变荷载控制下恒载①为1.2、1.2和1.2，活载②、③和左风④、右风⑤为1.4、1.4和1.4；永久荷载控制下恒载①为1.35、1.35和1.35，活载②、③和左风④、右风⑤为1.4*0.7、1.4*0.7和1.4*0.7八、截面设计与配筋计算混凝土：C30=14.3N/=1.43N/钢筋：柱子和梁纵向受力钢筋采用HRB400=360N/=360N/其余采用HPB300=270N/=0.5181、框架柱截面设计（1）轴压比验算A轴底层柱：Nmax=1420.67KN轴压比：（满足要求）B轴底层柱：Nmax=3464.17KN轴压比：（满足要求） C轴底层柱：Nmax=1845.62KN轴压比：（满足要求）（2）截面尺寸复核A轴柱：=400-40=360mmVmax=22.66KN则满足要求B轴柱：=500-40=460mmVmax=71.696KN则满足要求C轴柱：=500-40=460mmVmax=57.74KN则满足要求（3）A轴柱正截面受弯承载力计算A轴底层柱：①第一组内力由（） 34-12（）=34+120.73=42.76满足要求不考虑自身构件弯曲产生的附加弯矩按最小配筋率配筋（实配）②第二组内力由（）需要考虑自身构件弯曲产生的附加弯矩34-12（）=34+120.98=45.76 ，由于，取则按最小配筋率配筋（实配）（3）A轴柱垂直于弯矩作用平面受压承载力计算Nmax=1420.67KN由，查表知满足要求（4）A轴柱斜截面最不利内力组合 内力组合剪跨比，取由于，则则可不进行配筋计算，按构造配箍（）（3）B轴柱正截面受弯承载力计算B轴底层柱：①第一组内力由（）34-12（）=34+120.76=43.12满足要求不考虑自身构件弯曲产生的附加弯矩 ②第二组内力由（）34-12（）=34+120.86=44.32满足要求不考虑自身构件弯曲产生的附加弯矩 实配（3）B轴柱垂直于弯矩作用平面受压承载力计算Nmax=3464.17KN由，查表知满足要求（4）B轴柱斜截面最不利内力组合内力组合剪跨比，取由于，则则可不进行配筋计算，按构造配箍（）（5）C轴柱正截面受弯承载力计算 C轴底层柱：①第一组内力由（）34-12（）=34+120.89=44.68满足要求不考虑自身构件弯曲产生的附加弯矩按最小配筋率配筋②第二组内力由（） 34-12（）=34+120.89=44.68满足要求不考虑自身构件弯曲产生的附加弯矩按最小配筋率配筋（实配）（3）C轴柱垂直于弯矩作用平面受压承载力计算Nmax=1845.62KN由，查表知满足要求（4）C轴柱斜截面最不利内力组合内力组合剪跨比，取 由于，则则可不进行配筋计算，按构造配箍（）2、梁CB、BA各截面受弯承载力配筋计算（1）配筋计算方法和有效高度确定①梁跨中按T形截面算，支座按矩形截面算。②对于CB梁右支座，由于荷载较大，截面较小，采用单筋配筋造成超筋，故采用双筋配筋。③CB梁跨中和左支座均按布置一排钢筋算，即，右支座受压区按一排钢筋算，即，受拉区按两排钢筋算，即。 ④BA梁跨中和右支座均按布置一排钢筋算，即，左支座受压区按一排钢筋算，即。（1）翼缘宽度确定①CB梁：取取②BA梁：取取 框架梁正截面配筋计算层计算公式梁CB梁BA梁CB（按双筋）左支座跨中左支座跨中右支座右支座1-337.24238.34-302.0673.5-117.06527.950.230.0150.320.0090.11410670.270.0150.400.0090.121选配钢筋2φ180.518实配钢筋12321703105220254006433855选配钢筋3φ282φ282φ25+2φ282φ162φ25选配钢筋2φ28+1φ32+3φ28实配钢筋184712322214402982实配钢筋3883350300350主梁斜截面承载力计算层计算公式梁CB梁BA1434.01168.5567478.16275.1034.62 选用箍筋φ10(2)φ8(2)157101122526实配箍筋间距φ10@120φ8@2000.52%0.202%0.127%多层混凝土框架结构设计 姓名：郑桂峰班级：土木工程2班学号：56'