土木工程专业毕业设计六层框架结构教学楼文档格式.docx
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2.1.1设计资料
1、气象条件：
基本风荷载W。
=0.4kN/m2;
基本雪荷载为0.4KN/m2。
2、楼、屋面使用荷载：
教室1.5kN/m2;
走道、会议室、门厅等处：
2.0kN/m2;
为安全考虑，均按2.0kN/m2计算。
3、工程地质条件：
建筑物场地地形平坦，地基土成因类型为冰水洪积层。
自上而下叙述如下：
新近沉积层（第一层），粉质粘土，厚度0.5—1.0米，岩性特点，团粒状大孔结构，欠压密。
粉质粘土层（第二层），地质主要岩性为黄褐色分之粘土，硬塑状态，具有大孔结
构，厚度约3.0米,qsk30~35kPa
粉质粘土层（第三层），地质岩性为褐黄色粉质粘土，具微层理，含铁锰结核，可塑状态，厚度3.5米,qsk30~35kPa
粉质粘土层（第四层），岩性为褐黄色粉质粘土，具微层理，含铁锰结核，硬塑状
态，厚度未揭露，qsk30~35kPa,qpk1500~2000kPa
不考虑地下水。
场地位1类一组Tg（s）=0.25smax0.16（表3.8《高层建筑结构》）
4、屋面及楼面做法：
屋面做法：
防水卷材
20mm厚砂浆找平层
炉渣混凝土找坡3%
苯板60mm厚
130mm厚钢筋混凝土楼板
20mm厚混合砂浆
楼面做法：
130厚混凝土楼板
水泥砂浆抹灰（楼板上下各20mm厚）
2.2梁柱截面、梁跨度及柱高度的确定
初估截面尺寸:
1柱：
bxh=600mm<
600mm
2、梁：
梁编号如下图：
L1:
h=（1/12〜1/8）7200=600〜900
b=（1/3〜1/2）H=（1/3〜1/2）700=233〜350
L2:
h=（1/12〜1/8）2100=175〜263
b=（1/3〜1/2）H=（1/3〜1/2）250=84〜125
L3:
h=（1/12〜1/8）4800=400〜600
b=（1/3〜1/2）H=（1/3〜1/2）600=200〜300
L4:
h=（1/12〜1/8）4500=375〜563
b=（1/3〜1/2）H=（1/3〜1/2）500=167〜250
L5:
h=（1/12〜1/8）3600=300〜450
b=（1/3〜1/2）H=（1/3〜1/2）400=133〜200
L6:
h=（1/12〜1/8）5100=425〜637
取h=700mm
取b=300mm
取h=250mm
取b=150mm
取h=600mm
取b=250mm
取h=500mm
取b=200mm
取h=400mm
取b=200m
取h=600m
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3、梁的计算跨度
框架梁的计算跨度以上柱形心为准，由于建筑轴线与柱轴线重合，故计算跨度如
下:
4、柱高度
底层柱
其它层柱
h=3.6+0.45=4.05m
h=3.6m
图2.3梁的计算跨度
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图2.4横向框架计算简图及柱编号
2.3荷载计算
2.3.1屋面均布恒载
二毡三油防水层
冷底子有热玛蹄脂
20mm厚1:
2水泥砂浆找平
40mm厚钢筋混泥土整浇层
预应力混凝土多孔板
吊顶粉底
共计
屋面恒载标准值为：
0.35kN/m2
0.05kN/m2
0.0220=0.4kN/m2
0.0425=1kN/（1.88+1.922）/2=1.9kN/m2
0.5kN/m2
5.5kN/m2
（55.8+0.24）X（7.2疋+2.1+0.24）X5.5=5160kN2.3.2楼面均布恒载
按楼面做法逐项计算
0.65kN/m2
0.05X5=1.25kN/m2
1.9kN/m2
水磨石地面
50mm厚、钢筋混凝土整浇层
共计4.3kN/m2
楼面恒载标准值为：
（55.8+0.24）X（7.2X+2.1+0.24）X4.3=4034kN2.3.3屋面均布活载
计算重力荷载代表值时，仅考虑屋面雪荷载:
雪荷载标准值为：
0.2X（55.8+0.24）X（7.2X+2.1+0.24）=188kN
2.3.4楼面均布活荷载
楼面均布活荷载标准值为:
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摩89LH段艾寸L報摩§
9°
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（寸.0+理cxlo.o）卜X80*删摩«
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Logu（9CXIO+臾cxlo.o）xg理0•災80*删摩«
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N±
寸88LH（寸CXI+LCXI+风CXI2）X（寸CXI0+寸CXIb+ooggxoCXI
根数14X4^2=112根
表2-1梁柱自重
梁（柱）
编号
截面（m2）
长度（m）
根数
每根重量（kN）
L1
0.4X.8
6.64
168
53.1
L2
0.25X.5
1.86
84
5.81
L3
4.4
24
35.2
L4
4.1
32.8
L5
3.2
64
25.6
L6
4.7
37.6
Z1
0.6X.6
42.3
Z2
3.6
32.4
Z3
0.5X.5
112
22.5
梁截面尺寸（mm）
混凝土等级
横梁（bxh）
纵梁（bxh）
AB跨、CD跨
BC跨
C30
7200>
4500
2100>
500
600>
00
柱截面尺寸（mm）
层次
bxh
600X600
2-6
2.5墙体自重
外墙墙厚240mm,采用瓷砖贴面；
内墙墙厚240mm,采用水泥砂浆抹面，内外墙均采用粉煤灰空心砌块砌筑。
单位面积外墙体重量为：
7.0X.24=1.68kN/m2
单位面积外墙贴面重量为：
单位面积内墙体重量为：
7.0>
0.24=1.68kN/m2
单位面积内墙贴面重量为（双面抹面）：
0.36>
=0.72kN/m2
表2.2墙体自重
墙体
每片面积（
m2）
片数
重量（KN）
2.85
.05
4
外墙墙体
77.57
外墙墙面
23.09
3.15
85.73
外
25.52
296.67
底
4.05
27.56
墙
层
8.20
纵
5.55
37.76
11.24
内墙墙体
内墙墙面
33.24
内
36.74
326.59
16.18
11.81
6.75
91.85
27.34
外墙
1.95
26.54
233.98
横
7.90
4.55
61.92
18.43
6.754.05
12
551.12
787.32
236.20
2.853.6
20
344.74
102.6
3.153.60
76.20
703.34
22.68
391.91
16.64
苴
丿、
他
67.13
28.77
68.95
29.55
32.66
815.18
16
167.96
33.57
14.39
81.65
24.3
23.59
207.97
7.02
55.04
16.38
28
1143.07
1632.96
489.89
2.6荷载总汇
顶层重力荷载代表值包括屋面恒载+50%屋面雪载+纵横梁自重+半层柱自重+半层
墙体自重。
顶层恒载Qi:
4182.56kN
顶层活载Q2:
190.98kN
顶层梁自重Q3:
L1+L2+L3+L4+L5+L6
=1650.88+82.65+105.68+36.56+33.08+112.68+39.58
=2061.11kN
顶层柱自重Q4:
21.6132=1123.72kN
顶层墙自重Q5:
703.34+851.18+207.97+1632.96=1677.7kN
G'
6=Q1+1/2Q2+Q3+1/2Q4+1/2Q5=9759.58kN
其他层重力荷载代表值包括楼面恒载+50%活载+纵横梁自重+楼面上下各半层的柱及纵横墙体自重。
5=3093.05+1/22387.31+2061.11+1123.72+3359.452=7830.99kNG'
4=G'
3=G'
2=7830.99kN
G1'
=3093.05+1/22387.31+2061.11+1/21>
23.72+1/224.3182=10756.34kN
门窗荷载计算
M-1、M-2采用钢框门，单位面积钢框门重量为0.4kN/m2
M-3、M-4、M-5采用木门，单位面积木门重量为0.2kN/m2
C-1、C-2、C-3、C-4、C-5、均采用钢框玻璃窗，单位面积钢框玻璃窗重量为0.45kN/
m2
表2.3门窗重量计算
层号
门窗号
单位面积（m2）
数量
重量（kN）
-一-
M-1
0.941
49
2.23
至
M-2
3.64.7
5.78
242.23
六
C-1
1.81.5
46
3.75
C-2
1.51.5
6
1.24
C-3
1.2X5
5
32.99
C-4
1.21.5
42.54
1底层墙体实际重量：
G1=10342.04kN
2、二至六层实际重量：
G2=G3=G4=G5=G6=9721.5KN
建筑物总重力荷载代表值=48607.5KN
3水平地震作用下框架的侧向位移验算
3.1横向线刚度
混凝土C30Ec3107kN/m2
在框架结构中，有现浇楼面或预制板楼面。
而现浇板的楼面，板可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架侧移。
为考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架取I=1.51。
（I。
为梁的截面惯性矩）。
对中框架取I=2.01。
o若为装配楼板，现浇层的楼面，则边框架梁取I=1.2lo，对中框架取I=1.5Ioo横向线刚度计算见表4.1o
3.1.1横向框架柱的侧移刚度D值
柱线刚度列于表3.1,横向框架柱侧移刚度D值计算见表3.2o
3.1.2横向框架自振周期
按顶点位移法计算框架的自振周期。
顶点位移法是求结构基本频率的一种近似方法。
将结构按质量分布情况简化为无限质点的悬臂直杆，导出以直杆顶点位移表示的基本公式。
表3.1柱线刚度
柱号
Z
截面
（m2）
柱高度
（m）
惯性矩
线刚度
.bh34）
1°
荷（m）
Kc旦
h
（kN-m）
乙
0.606
3.4X0-3
5.45
X04
0.60.6
8.02
表3.2横向框架柱侧移刚度D值计算
、项目
、柱类型\
KKb（一般层）
2Kc
KKb（底层）
Kc
K（一般层）
2+K
0.5K（底层）
DKc_j（kN/m）
根
数
边框架
边柱
4.25/5.45=0.78
0.421
15738
中柱
2.44+4.25/5.45=1.228
0.517
18672
中框架
5.24/5.45=0.961
0.276
15423
5.24+3.14/5.45=1.538
0.613
20961
D
1109984
二
4.25+4.25/27.2=0.59
0.203
17542
（4.25+2.44）
X2/14.4=0.929
0.321
24758
续表3.2
项目一'
柱类型\
K—（底层）
K
r（一般层）
0.5K—（底层）
DKcTkN/m）
（6.45+6.45）
X2/14.4=0.896
0.213
23146
（6.45+4.25）
X2/14.4=1.486
0.287
34571
D1567452
这样，只要求出结构的顶点水平位移，就可以按下式求得结构的基本周期：
[9]
T；
1.7T
式中°
――基本周期调整系数，考虑填充墙使框架自振周期减少的影响，取0.6；
T――框架的顶点位移。
在未求出框架的周期前，无法求出框架的地震力及位移；
T是将框架的重力荷载视为水平作用力，求得的假想框架顶点位移。
然后由T求出Ti，再用Ti求出框架结构的底部剪力，进而求出框架
各层剪力和结构真正的位移。
横向框架顶点位移计算见表3.3。
表3.3横向框架顶点位移
次
Gi（kN）
Gj（kN）
Di（kN/m）
层间相对位移
「％
9721.5
8891.82
1461660
0.0076
0.2864
13725.13
0.0138
0.3715
28438.16
0.0146
0.2564
3
32331.72
0.0256
0.1702
46145.08
0.0327
0.1431
10342.04
5824.03
0.0678
T11.7=1.7%.60.31960.577
3.2横向地震作用计算
在I类场地，6度设防区，设计地震分组为第二组情况下，结构的特征周期Tg=0.25s,水平地震影响系数最大值max[6]=0.16。
由于T1=0.577>
Tg=1.4025=0.35（s），应考虑顶点附加地震作用。
按底部剪力法求得的基底剪力，若按Fi-G^Fek分配给各层，则水平地震作用呈倒
QHi
三角形分布。
对一般层，这种分布基本符合实际。
但对结构上部，水平作用小于按时程分析法和振型分解法求得的结果，特别对于周期比较长的结构相差更大。
地震的宏观震害也表明，结构上部往往震害很严重。
因此，n即顶部附加地震作用系数考虑顶部地震力的加大。
考虑了结构周期和场地的影响。
且修正后的剪力分布与实际更加吻合。
n=0.08£
+0.01=0.080.577+0.01=0.0562
结构横向总水平地震作用标准值：
7
Fek=（Tg/T）XmaxX）.85Gi
i1
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