框架结构毕业设计计算书完整版[管理资料]Word文件下载.docx

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，标准层柱高从楼面算至上一层楼面，均为3m，

（2）所示。

（1）框架计算单元简图

框架梁跨度（按柱中心线确定）：

AB、CD跨：

5400m；

BC跨：

7800m

框架柱高度：

底层：

Z1＝5100mm；

二层：

Z2＝3900mm；

标准层：

Z3＝3000mm，框架计算简图如下图所示。

2．2．1主要构件选型

（1）梁、柱结构形式：

现浇钢筋混凝土结构；

（2）板结构形式：

（3）墙体：

采用陶粒空心砌块填充墙，厚度200mm；

（4）基础：

柱下独立基础。

2．2．2梁、柱截面尺寸估算

（1）主梁截面尺寸估算：

主梁横向的跨度主要有边跨5400mm和中间跨7800mm，纵向为7500mm，为满足施工方便的要求，取相同的截面，故可以以跨度较大的中间跨为计算标准进行设计。

（2）横向框架竖向计算简图

对中间间跨，取L=7800mm，h=（1/8～1/14）=975～，取h=600mm

，b=（1/2～1/4）h=300～150mm，取b=300mm，满足b＞200mm

故主要框架主梁梁初选截面尺寸为：

b×

h=300mm×

600mm

（2）次梁截面尺寸估算：

次梁的跨度横向和纵向的主要有7500mm、5400mm、2700mm三种跨度，也以跨度较大的7500mm为计算标准进行设计。

L=7500mm，h=（1/12～1/18）=625～，取h=500mm

，b=（1/2～1/4）h=250～125mm，取b=200mm，满足b＞150mm

故框架次梁初选截面尺寸为：

h=200mm×

500mm

（3）柱截面尺寸估算：

柱截面初估时，可用下列经验公式初略确定：

式中G-折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可根据实际荷载计算，也可以近似取12～14KN/m2；

F-按简支状态计算的柱的负荷面积；

n-验算截面以上楼层数；

β-考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，，；

-混凝土轴压强度设计值；

-框架柱轴压比限值，见《抗震规范》；

A-柱截面面积，取方形是边长为a；

取底层柱的混凝土强度等级为C35，=；

其他层柱的混凝土强度等级为C30，=N/mm2；

结构抗震强度等级为三级，因此，轴压比为=；

各层G近似取12KN/m2，所以第一层柱截面面积为：

中柱

边柱

柱取方形截面，则中柱与边柱边长分别为576mm和369mm。

故可取中柱的截面尺寸为:

b×

h=600mm×

600mm；

边柱截面尺寸为b×

h=400×

400。

、柱惯性矩、线刚度、相对线刚度计算

2．3．1梁、柱惯性矩计算

梁：

柱子：

2．3．2梁、柱线刚度计算

根据公式i=EI/l，可以得出梁、柱的线刚度如下

边梁：

I=×

107KN/m2×

×

10-3m4/=×

104KN·

m

中梁：

底层柱：

I=×

二层柱：

其他层柱：

I=×

3.荷载计算

3．1．1恒荷载标准值计算

（1）屋面恒荷载（98ZJ001屋11）

高聚物改性沥青卷材防水屋面（有隔热层、保温层）²

结构层：

120厚C30现浇钢筋混凝土板25kN/m³

=kN/m²

抹灰层：

12厚水泥砂浆20kN/m³

合计kN/m²

（2）楼面恒荷载（98ZJ001楼6）

楼面：

水磨石楼面kN/m²

120厚C30现浇钢筋混凝土板kN/m²

12厚水泥砂浆kN/m²

（3）梁自重

主梁b×

600mm：

25kN/m³

（）m=

12厚水泥砂浆20kN/m³

[+（）m×

2]×

=

合计

次梁b×

500mm：

25kN/m³

12厚水泥砂浆20kN/m³

（4）柱自重

中柱b×

25kN/m³

=9kN/m

12厚水泥砂浆20kN/m³

4=

边柱b×

h=400mm×

400mm：

=4kN/m

m×

（5）墙自重

标准层外纵墙自重：

墙体：

³

[（）m×

]×

铝合金窗：

㎡×

面砖外墙面：

㎡×

]=

水泥砂浆涂料内墙面：

³

（×

）×

合计

标准层内纵墙自重：

³

2）m×

=15kN

标准层C、D轴线间走廊纵墙自重

³

[×

2+）]×

木门：

㎡×

2+×

）=

=

标准层横墙自重：

³

³

2=

底层、二层外纵墙自重：

³

）]×

㎡×

）]=

底层、二层C、D轴线间走廊纵墙自重（按二层计算）

³

2）×

木门㎡×

底层、二层横墙自重：

（6）女儿墙自重（墙高1230mm，70mm厚260宽的混凝土压顶）及天沟自重

女儿墙自重（包括墙体和水泥砂浆涂料内墙面和面砖外墙面）：

+25kN/m³

+³

+㎡×

天沟自重（包括天沟内侧水泥砂浆涂料和外侧面砖）：

25kN/m³

+×

）+³

（+）m+㎡×

（+）m=

（1）A～B轴间框架梁

屋面板传荷载：

²

楼面板传荷载：

梁自重：

A～B轴间框架梁均布荷载为：

屋面梁恒载=梁自重+屋面板传荷载=+

楼面梁恒载=梁自重+楼面板传荷载=+

（2）B～C轴间框架梁

屋面梁恒载、楼面梁恒载均与B～C跨相同

屋面梁恒载=；

楼面梁恒载=

（3）C～D轴间框架梁

屋面梁恒载、楼面梁恒载均与A～B跨相同

（4）A轴柱纵向集中荷载的计算

顶层柱恒载=女儿墙自重+天沟自重+梁自重

=（+）kN/m×

标准层柱恒载=纵墙自重+梁自重

=+×

二层柱恒载=纵墙自重+梁自重

=+×

基础顶面荷载=纵墙自重+基础梁自重

（5）B轴柱纵向集中荷载的计算

顶层柱恒载=梁自重=×

标准层次梁上恒载=纵墙自重+梁自重

二层柱恒载=梁自重=×

二层次梁上恒载=纵墙自重+梁自重

=+×

（6）C轴柱纵向集中荷载的计算

C轴柱列的集中荷载与B柱列相同

（7）D轴柱纵向集中荷载的计算

D轴柱列的集中荷载与A柱列相同。

（1）屋面和楼面活荷载标准值

根据《荷载规范》查得，，，

（2）雪荷载

㎡，

因此S=×

㎡=㎡

雪荷载与屋面活荷载不同时考虑，两者中取其较大者

（3）屋面、楼面竖向活荷载

因为屋面活荷载大于雪荷载，故屋面板传活载=㎡×

=15kN/m

楼面板传活载=㎡×

注：

图中集中荷载的单位为kN，均布荷载的单位为kN/m

（1）各楼层重力荷载代表值

（1）所示

G10屋面重力荷载代表值包括：

屋面、女儿墙及天沟自重、50%屋面雪荷载、梁自重、半层柱自重、半层墙体重

屋面㎡×

45m×

女儿墙及天沟（+）kN/m×

（45+）m×

2==

50％雪荷载×

㎡×

梁自重×

24+×

）m

7+×

（）m×

6+×

半层柱：

（+）kN/m×

14=

半层墙：

（++）kN×

6=

合计

G6=G5=G4=G3包括楼面恒载、50％均布荷载、梁自重、柱及墙自重

楼面恒载：

㎡×

50％均布活载：

×

=795kN

柱自重：

×

墙自重：

×

G1=G2包括楼面恒载、50％均布活载、梁自重、柱自重、墙自重楼梯自重，除柱自重和梁自重外，其他均同上

（+）kN/m×

（+）kN×

12+×

12=

G1=G2=+795kN+++=

（2）

（单位：

kN/m）

（1）水平地震作用计算简图

由于框架质量和刚度沿高度比较均匀，所以其自振周期可按《高层建筑混凝土结构技术规范》

式中－计算结构基本自振周期用的结构顶点假想位移（m）;

－结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，～；

（2）各质点重力荷载代表值及质点高度（单位：

mm）

因此，

根据《抗震规范》，对于高度不超过40m、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，可采用底部剪力法等简化方法计算抗震作用。

因此，本框架结构采用底部剪力法计算抗震作用。

采用底部剪力法时，各楼层可仅取一个自由度，结构的水平地震作用标准值为：

式中－相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数；

－结构等效总重力荷载，单质点取总重力荷载代表值；

多质点取总重力荷载代表值的85％（等效重力荷载系数）。

楼层

柱类型

根数

底层

边柱

11963

14

中柱

14226

∑D

366772

二层

10089

15581

359380

其他层

17568

27504

631008

在多遇的地震作用下，由地震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，；

建筑场地土类别为Ⅱ类，由《抗震规范》：

（KN）

∑（kN）

∑（kN/m）

（m）

7

6

5

4

3

2

1

且

横向地震影响系数为：

对于多质点体系，

结构底部总横向水平地震作用标准值为：

由

（kN）

结构任一楼层的水平地震剪力应符合下式要求：

其中λ为剪力系数，

第七层：

第六层：

依次验证第五层、第四层、第三层、第二层、底层，均满足要求。

抗震变形验算：

式中—多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移

—弹性层间位移角限值，这里钢筋混凝土框架取1/550

H—为计算楼层层高

式中为多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移

为弹性层间位移角限值，这里钢筋混凝土框架取1/550

h为计算楼层层高

对底层，=V/ΣD=

h=1/550×

5100mm=＞（满足要求）

对二层，=V/ΣD=

3900mm=＞（满足要求）

由此可知，其他层必也满足要求，故结构的抗震变形满足要求。

荷载取为设计值，它等于荷载标准值乘以相应的荷载分项系数

4．1恒荷载作用下框架的内力

恒荷载设计值=×

恒荷载标准值，

4．1．1恒荷载作用下框架的弯矩、剪力、轴力计算

，输入相应数据即可计算得恒载作用下框架的弯矩图、剪力图、

（1）、

（2）、（3）所示

4．1．2活荷载作用下框架的弯矩、剪力、轴力计算

，输入相应数据即可计算得恒载作用下框架的弯矩图、剪力图、

（1）、

（2）、（3）所示

4．2水平地震作用下框架的内力

因为梁柱的线刚度比＜3，所以在计算水平力作用下的内力时，可采用D值法做内力的近似计算，取底层柱的反弯点在2h/3处，其他各层反弯点在柱的中点，由此可计算得每根柱分配的剪力为：

，

（1）恒载作用弯矩图（单位：

）

（2）恒载作用剪力图（单位:

kN）

（3）恒载作用轴力图（单位：

根据各柱分配到的剪力反弯点位置，由以下公式计算第i层第j个柱柱端弯矩。

上端弯矩：

下端弯矩：

由柱端弯矩，并根据节点平衡计算梁端弯矩。

对于边跨梁梁端弯矩：

（1）活荷载作用下弯矩图（单位：

对于中跨，由于梁的端弯矩与梁的线刚度成正比，因此

根据力平衡原理，由梁端弯矩和作用在该梁上的竖向荷载求出梁跨中弯矩和剪力、轴力，计算得其弯矩、剪力、

（1），

（2），（3）所示。

（2）活荷载作用下剪力图（单位：

（3）活荷载作用下轴力图（单位：

考虑三种荷载组合：

由于构件控制截面的的内力值应取自支座边缘，为此在进行组合时，应先计算各控制截面处的（支座边缘处的）内力值。

为了简化起见，本设计采用轴线处内力值，这样算的的钢筋用量比需要的钢筋用量略微多一点。

（1）水平地震作用弯矩图（单位：

kN•m）

（2）水平地震作用剪力图（单位：

1、地震作用不参与组合

2、地震作用参与组合

（3）水平地震作用轴力图（单位：

在组合各种荷载的内力时，地震荷载分别考虑左震和右震，由于活荷载较小，均按满布考虑，。

在恒荷载和活荷载竖向荷载组合时，跨间可近似取跨中的弯矩代替，即:

式中左、右为梁左、右端弯矩。

若跨中弯矩小于，则应取。

弯矩调幅：

考虑到塑性内力重分布，～，，跨中弯矩为组合得最不利内力，故不必调整。

横梁内力组合表

框架横梁的控制截面是支座截面和跨中截面。

支座处一般产生最大负弯矩和最大剪力（水平荷载作用下还有正弯矩产生，故也要组合可能出现的正弯矩；

跨中截面产生的最大正弯矩，也要注意组合可能出现的负弯矩）。

横梁内力组合按上式组合，结果如下列表所示。

（注，图中所有弯矩的单位为kN•m，剪力的单位为kN）

（1）第七层横梁内力组合

杆件号

截面

内力种类

恒载（梁端弯矩×

活载（跨中弯矩×

地震荷载

内力组合

控制值

左

右

+

（恒+）

A7B7

B7右

M

V

跨中

C7左

B7C7

C7右

D7左

C7D7

D7右