某活动中心钢筋混凝土框架结构设计计算书.docx
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某活动中心钢筋混凝土框架结构设计计算书
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毕业设计计算书
专业：
级别：
姓名：
年月日
某活动中心钢筋混凝土框架结构
专业
班级
姓名
指导教师
年月日
（一）毕业设计任务书……………………………………………1
一．设计题目………………………………………………………1
二．设计原始数据…………………………………………………1
三．设计任务………………………………………………………2
四．毕业设计时间及进度总体安排…………………………………3
五．参考资料…………………………………………………………4
（二）摘要…………………………………………………………6
（三）结构设计说明………………………………………………8
一．方案选择…………………………………………………………8
二．材料选择、截面尺寸确定………………………………………8
三．主体结构计算……………………………………………………9
四．楼板及楼梯计算……………………………………………32
五．基础计算………………………………………………………48
（四）参考文献…………………………………………………54
（五）附录………………………………………………………55
（六）致谢………………………………………………………57
毕业设计任务书
一、设计题目：
某活动中心钢筋混凝土框架结构
二、设计原始数据：
1．规模：
本工程为某活动中心。
总楼层为2层，局部1层。
各层的层高及门窗标高详见建筑施工图。
2．防火要求：
建筑物属二级防火标准。
3．结构形式：
钢筋砼框架结构。
填充墙厚度见详表。
活荷载取值见详表。
4．气象、水文、地质资料：
（1）主导风向：
夏季东南风、冬秋季西北风。
基本风压值W0见详表。
（2）建筑物地处某市中心，不考虑雪荷载和灰荷载作用。
（3）自然地面-10m以下可见地下水。
（4）地质资料：
地质持力层为粘土，孔隙比为e=0.8，液性指数I1=0。
90，场地覆盖层为1.0M，场地土壤属Ⅱ类场地土。
地基承载力见详表。
（5）抗震设防：
该建筑物为一般建筑物，建设位置位于7度设防区，按构造进行抗震设防。
（6）建筑设计图纸附后，要求在已完成的建筑平面设计基础上进行建筑立面设计和结构设计。
参考资料
1．教材类
《结构力学》、《多高层建筑结构设计》、《钢筋混凝土结构》、《砌体结构》、
《地基基础设计》、《建筑施工》、《建筑施工组织与管理》、《建筑抗震设计》
《工民建专业课程设计指南》、《工民建专业毕业设计手册》、
《土木工程专业毕业设计指导》
《钢筋混凝土框架结构设计与实例》。
2．手册类
《建筑结构静力计算手册》、《建筑结构设计综合手册》、
《钢筋混凝土结构构造》、《建筑施工手册》、《建筑施工工长手册》。
3．设计规范、规程类：
《建筑结构荷载规范》（GB50009-2002）、《砼结构设计规范》（GB50010-2002）、
《砌体结构设计规范》（GB50003-2002）、《建筑地基设计规范》（GBJ17-2001）、
《建筑基础设计规范》（GB50007—2002）、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2002）、
《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）。
《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94），中国建筑工业出版社，1994.
《建筑结构制图标准》（GB/T50105-2001），中国建筑标准设计研究所出版，2001.
《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》（图集号03G101-1），中国建筑标准设计研究所出版，2003.
《建筑物抗震构造详图》（图集号03G329-1），中国建筑标准设计研究所出版，2003.5．
其他：
建筑法律法规及强制性技术标准、现行劳动定额、施工规范及有关参考书等。
摘要
本设计根据建筑要求选取框架承重方案。
在确定框架布局之后，进行梁柱等截面设计以及材料选择，分别选取一榀框架进行梁柱设计以及进行该榀框架的基础设计，在进行框架设计时，先计算各种荷载，竖向荷载采用分层法进行内力组合分析，水平荷载采用D值法进行内力组合分析，在确定了恒载和活载的内力以后，找出最不利的一组或几组内力组合,选取最安全的结果计算配筋并绘图。
楼板在确定荷载后选取二层楼板进行计算配筋，室内楼梯的设计,完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。
基础选用柱下独立基础，根据框架内力计算结果进行基础设计并绘制施工图。
关键词：
框架；结构布置；结构设计
结构设计说明
一、方案选择
竖向荷载的传力途径：
楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。
本工程中有较大空间的会议室、训练场、儿童游乐园等，框架结构具有建筑平面布置灵活的特点，可以满足本工程的需要，且比较经济界。
根据以上建筑信息和楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本办公楼采用框架承重体系。
二、材料选择，截面尺寸确定
1.墙、板尺寸
根据该房屋的使用功能及建筑设计要求，填充墙采用190厚标准砖砌块，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，板厚均为110mm。
2.框架梁截面
高度可按照高跨比来确定，即梁高
。
取
800mm
截面宽度
800mm=267mm~400mm
故取
300mm
故横梁的截面取为800mm×300mm。
同理确定纵梁截面取为600mm×300mm，次梁截面取为500mm×300mm。
3.框架柱截面
无论从受力的角度和净高而言，都以底层最大。
一楼柱子长度为H＝=5m,b=H/15=333mm,初选柱截面为500mm×500mm。
简单验算，假定楼屋面各层荷载设计值为15kN/
，则底层柱轴力近似为
N＝15×6×6×2＝1080kN
轴压比
满足轴压比要求
综合以上计算结果并考虑建筑因素取柱截面为500mm×500mm。
三、主体结构计算
1．荷载计算
1.1恒载计算
屋面做法：
三毡四油防水0.45KN/m2
珍珠岩隔热层0.11×2.5=0.28KN/m2
20厚水泥砂浆找平0.02×20=0.4KN/m2
110厚钢筋砼板0.11×25=2.75KN/m2
20厚混合砂浆纸筋石灰面0.02×18=0.36KN/m2
gk=4.24KN/m2
二层楼板做法：
30厚1：
2水泥砂浆找平层0.03×20=0.60KN/m2
110厚钢筋砼板0.11×25=2.75KN/m2
20厚混合砂浆纸筋石灰面0.02×18=0.36KN/m2
gk=3.71KN/m2
墙体做法：
240厚标准砖及粉刷5.0KN/m2
gk=5.0KN/m2
梁自重计算：
横梁：
0.3×0.8×25＋0.48=6.48kN/m
纵梁：
0.3×0.6×25＋0.48=4.98kN/m
次梁：
0.3×0.5×25＋0.48=4.23kN/m
柱自重计算：
0.5×0.5×25＋0.48=6.73kN/m
恒荷载传递方式：
对于该榀框架，其框架梁上的恒荷载应包括楼（屋）面恒载，梁上填充墙及梁的自重，柱上荷载集中力应包括柱上纵向框架梁和承担的恒荷载以及本层柱的自重，经计算得到该榀框架在恒载作用下的计算简图如下所示：
Q1=5.93×4.5=26.7kN/m（梯形）,Q2=4.4×4.5=19.8kN/m,（梯形）
Q3=3.56×4.5=16.0kN/m,Q4=4.2kN/m,
P1=98.3kN,P2=98.3kN,P3=182.2kN,P4=98.8kN,
P5=77.8kN
1.2活载部分
根据设计资料楼面活载为2.0KN/m2，屋面活载为3.0KN/m2。
活荷载传递方式：
根据楼、屋面荷载传递方式，传到该框架梁上的的荷载按图所示阴影面积承受楼、屋面传来的活荷载，此外纵向框架梁、次梁所分担的活荷载还以集中力的形式作用于对应的框架梁上，经计算得到该榀框架在活载作用下的计算简图如下所示：
Q1=1.14×4.5=5.1kN/m（梯形）,Q2=1.53×4.5=6.9kN/m（梯形）,
Q3=2.7kN/m,Q4=1.42×4.5=6.4kN/m,
P1=18.4kN,P2=18.4kN,P3=36.9kN,P4=18.4kN,
P5=17.9kN
1.3风荷载计算
本设计只计算作用在横向框架上的风荷载。
由于现浇框架的整体性和刚度都好，而且每榀横向框架的侧移刚度都相同，故各榀框架都受同样的风力。
风荷载标准值计算公式：
结构高度小于30m，可取
=1.0,
基本风压：
ω0=1.65KN/m2
风载体形系数：
μs
迎风面：
μs=0.8背风面：
μs=-0.5
地面粗糙度取为B类：
μz=1
作用在建筑物表面单位面积上风载计算（
）
标高（m）
位置
μs
μz
ωk（KN/m2）
5
迎风面
0.8
1
0.68
背风面
-0.5
1
-0.425
8.6
迎风面
0.8
1
0.68
背风面
-0.5
1
-0.425
各标高处均布荷载
标高（m）
迎风面（KN/m）
背风面（KN/m）
5
q2=0.68×6=4.08
q2=-0.425×6=-2.55
8.6
q1=0.68×6=4.08
q1=-0.425×6=-2.55
ω2=1/2×（q3-q3’）×h3+1/2×（q2-q2’）×h2=3.32KN
ω1=1/2×（q2-q2’）×h2+1/2×（q1-q1’）×h1=6.63KN
风荷载计算简图：
2．内力分析
2.1竖向荷载作用下的内力计算
竖向荷载作用包括竖向恒载作用以及竖向活载作用，竖向荷载作用下的内力计算采用分层法。
梁、柱线刚度及分配系数
梁:
I0=b×h3/12=0.3×0.83/12=12.8×109mm4
柱：
I=b×h3/12=0.5×0.53/12=5.2×109mm4
底层柱线刚度:
ic=EI/H1=3×104×5.2×109/5000=3.12×1010N.mm
二层柱线刚度:
ic=EI/H1=3×104×5.2×109/3600=4.33×1010N.mm
梁线刚度:
ic=2EI/H1=3×104×12.8×109/9000=8.54×1010N.mm
用分层法计算内力时，除底层以外，其他各层柱的线刚度均乘以0.9的折减系数
2.1.1竖向恒载作用下的框架内力：
根据活荷载及各杆件线刚度,得出该榀框架在活荷载作用下内力。
0.00
恒载作用
0.00
0.687
0.687
98.66
0.313
0.313
-98.66
-216.55
216.55
36.90
80.99
40.50
-54.41
-108.81
-49.57
17.03
37.38
18.69
-12.84
-5.85
53.93
-152.59
154.08
-55.42
17.98
-18.47
顶层弯矩分配
（单位KN·M）
0.00
恒载作用
0.00
0.578
0.578
45.58
0.422
0.422
45.58
-108.00
108.00
26.34
36.08
18.04
-49.60
-99.20
-72.42
20.93
28.67
14.33
-8.28
-6.05
47.27
-92.85
32.89
-78.47
23.64
-39.24
底层弯矩分配
（单位KN·M）
弯矩图:
框架剪力图:
柱轴力图:
2.1.2竖向活载作用下的框架内力：
计算活载作用下的结构内力，采用满布荷载法。
根据活荷载及各杆件线刚度,得出该榀框架在活荷载作用下内力。
0.00
活载作用
0.00
0.523
0.523
35.80
0.477
0.477
35.80
-81.00
81.00
21.56
23.64
11.82
-33.63
-67.27
-61.35
16.04
17.59
8.80
-4.60
-4.20
37.60
-73.40
29.75
-65.55
12.53
-21.85
顶层弯矩分配
（单位KN·M）
0.00
活载作用
0.00
0.578
0.578
48.90
0.422
0.422
-83.28
-61.43
61.43
5.29
7.24
3.62
5.27
10.54
7.69
-2.22
-3.04
-1.52
0.88
0.64
3.06
-51.96
74.94
8.34
1.53
4.17
底层弯矩分配
（单位KN·M）
弯矩图:
框架剪力图:
柱轴力图:
2.2风荷载作用下的内力计算：
风荷载作用下的框架内力计算一般采用D值法。
其主要计算步骤是，1：
根据梁柱相对线刚度计算节点转动影响系数，计算各柱修正后的侧移刚度D；2：
计算标准反弯点高度比
；3：
求各层各柱剪力；4：
根据柱剪力和反弯点位置画柱的弯矩图；5：
根据节点内力平衡条件求梁端弯矩（其值与梁线刚度成正比）；根据平衡条件，由弯矩图作剪力图和轴力图。
右风作用与左风方向相反，本计算书略。
2.3.1内力组合：
框架内力组合表
（一）
构件
截面
内力
静载
活载
左风
右风
项次
1
2
3
4
柱A2A1
A2
M
152.59
73.4
32.1
-32.1
N
180
58
124.6
176.5
V
-58.6
-11.5
-94.9
-74.2
A1
M
92.85
51.96
32.1
-32.1
N
857
134
124.6
176.5
V
-106.2
-11.2
-94.9
-74.2
柱A1A0
A1
M
158.6
143.5
158.6
143.5
N
881.9
778.5
881.9
778.5
V
-43.1
-38.9
-43.1
-38.9
A0
M
75.7
68.2
75.7
68.2
N
881.9
778.5
881.9
778.5
V
-43.1
-38.9
-43.1
-38.9
柱B2B1
B2
M
-336.3
-375.5
-375.5
-336.3
N
331.9
373.2
373.2
331.9
V
174.2
194.9
194.9
174.2
B1
M
-291.6
-326.9
-326.9
-291.6
N
331.9
373.2
373.2
331.9
V
174.2
194.9
194.9
174.2
柱B1B0
B1
M
-138.6
-153.3
-153.3
-138.6
N
684.0
774.5
774.5
684.0
V
38.9
43.1
43.1
38.9
B0
M
-74.1
-81.9
-81.9
-74.1
N
684.0
774.5
774.5
684.0
V
38.9
43.1
43.1
38.9
梁A2B2
A2
M
-338.7
-378.4
-378.4
-338.7
V
238.7
266.6
266.6
238.7
跨间
Mmax
435.6
392.0
B2
M
375.5
336.3
375.5
336.3
V
-223.2
-202.5
-202.5
-223.2
梁A1B1
A1
M
-410.7
-460.6
-460.6
-410.7
V
255.5
286.1
286.1
255.5
跨间
Mmax
428.0
383.6
B1
M
457.7
407.5
457.7
407.5
V
-294.6
-262.6
-262.6
-294.6
正负号规定：
杆端弯矩以顺时针转向为正，杆端剪力以使作用截面产生顺时针转动为正，轴力受压为正。
内力组合方式：
（1）由可变荷载效应控制的组合
（一）
S＝rGSGK＋rQSQK
（2）由永久荷载效应控制的组合
（二）
S＝1.35SGK＋0.7rQSQK
（3）竖向荷载与风荷载作用下的组合（三）
S＝rGSGK＋0.9rQ（SQK＋SWK）
框架内力组合表
（二）
静＋活（组合一或组合二）
静＋0.9（活＋风）（组合三）
+Mmax
-Mmax
+Nmax
Nmin
+Mmax
-Mmax
+Nmax
Nmin
内力值
内力值
内力值
内力值
组合项次
内力值
组合项次
内力值
组合项次
内力值
组合项次
内力值
柱A2A1
A2
M
378.4
338.7
378.4
338.7
1+2+4
417.8
1+2+3
271.25
1+2+4
417.86
1+2+3
271.25
N
424.6
376.5
424.6
376.5
422.93
350.93
422.93
350.93
V
-194.9
-174.2
-194.9
-174.2
-206.6
-148.3
-206.6
-148.3
A1
M
323.6
288.8
323.6
288.8
1+2+4
325.98
1+2+3
263.46
1+2+4
325.98
1+2+3
263.46
N
424.6
376.5
424.6
376.5
422.93
350.93
422.93
350.93
V
-194.9
-174.2
-194.9
-174.2
-206.6
-148.3
-206.6
-148.3
柱A1A0
A1
M
158.6
143.5
158.6
143.5
1+2+4
271.05
1+2+3
17.37
1+2+4
271.05
1+2+3
17.37
N
881.9
778.5
881.9
778.5
897.34
710.76
897.34
710.76
V
-43.1
-38.9
-43.1
-38.9
-93.14
14.81
-93.14
14.81
A0
M
75.7
68.2
75.7
68.2
1+2+4
235.77
1+2+3
-98.05
1+2+4
235.77
1+2+3
-98.05
N
881.9
778.5
881.9
778.5
897.34
710.76
897.34
710.76
V
-43.1
-38.9
-43.1
-38.9
-93.14
14.81
-93.14
14.81
柱B2B1
B2
M
-336.3
-375.5
-375.5
-336.3
1+2+4
-268.4
1+2+3
-415.2
1+2+3
-415.2
1+2+4
-268.4
N
331.9
373.2
373.2
331.9
307.43
372.67
372.67
307.43
V
174.2
194.9
194.9
174.2
147.98
206.98
206.98
147.98
B1
M
-291.6
-326.9
-326.9
-291.6
1+2+4
-264.9
1+2+3
-330.5
1+2+3
-330.5
1+2+4
-264.9
N
331.9
373.2
373.2
331.9
307.43
372.67
372.67
307.43
V
174.2
194.9
194.9
174.2
147.98
206.98
206.98
147.98
柱B1B0
B1
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