整理层框架结构教学楼设计计算.docx
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整理层框架结构教学楼设计计算
5层框架结构教学楼毕业设计计算书
第一部分：
工程概况
一.工程概况
1.建设项目名称：
辅助教学楼
本工程建筑功能为公共建筑，使用年限为50年；建筑平面的横轴轴距为8.1m，纵轴轴距为5.4m和4.5m；内、外墙体材料为陶粒混凝土空心砌块，外墙装修使用乳白色涂料仿石材外墙涂料，内墙装修喷涂乳胶漆，教室内地面房间采用水磨石地面，教室房间墙面主要采用石棉吸音板，门窗采用塑钢窗和装饰木门。
全楼设楼梯两部。
2.建筑地点：
苏州某地
3.设计资料：
1.3.1.地质水文资料：
根据工程地质勘测报告，拟建场地地势平坦，表面为平均厚度0.3m左右的杂填土，以下为1.2～1.5m左右的淤泥质粘土，承载力的特征值为70kN/m2，再下面为较厚的垂直及水平分布比较均匀的粉质粘土层，其承载力的特征值为180kN/m2，可作为天然地基持力层。
1.3.2抗震设防要求：
六度四级设防
1.3.3.底层室内主要地坪标高为±0.000，相当于黄海高程3.0m。
1.3.4.地下潜水位达黄海高程2.4-2.5m,对本工程无影响。
4.主要构件材料及尺寸估算
1.4.1主要构件材料
框架梁、板、柱采用现浇钢筋混凝土构件，
墙体采用混凝土空心砌块，
混凝土强度：
梁、板、柱均采用C30混凝土，
钢筋使用HPB235，HRB400二种钢筋。
1.4.2.主要构件的截面尺寸
（1）框架梁：
横向框架梁，最大跨度L=8.1m，
h=（1/8~1/12）L=1000mm~675mm，取h=800mm
b=（1/2~1/3）h=400mm~266mm，取b=300mm
纵向框架梁，最大跨度L=5.4m，
h=（1/12~1/13）L=450mm~415mm，取h=600mm
b=（1/2~1/3）h=300mm~200mm，取b=250mm
（2）框架柱：
初定边柱尺寸400mm×600mm，中柱500mm×500mm
角柱500mm×600mm，一至五层框架柱混凝土强度等
C30。
其中，n为验算截面以上楼层层数，g为折算在单位建筑面
积上的重力荷载代表值，框架结构近似取18kN/m2，F为
按简支状态计算的柱的负荷面，β为考虑地震作用组合后柱
轴压力增大系数。
抗震等级四级的框架结构轴压比
，边柱和中柱的负
荷面积分别是5.4m×4.05m和5.4m×5.4m。
边柱
中柱
所以边柱取400mm×600mm，中柱取500mm×500mm。
5.框架结构计算简图和结构平面布置图
框架结构计算简图
第二部分：
楼板设计
2.1屋面和楼面板的荷载计算
屋面和楼面板的荷载取自《建筑荷载规范》（GB50009—2001）。
教室采用水磨石地面
名称
做法
厚度（mm）
容重（KN/m3）
重量KN（m2）
彩色水磨石楼面
白水泥大理石子面
15
25
0.38
1:
3水泥砂浆找平
18
20
0.36
纯水泥浆一道
2
20
0.04
钢筋混凝土楼板
120
25
3
板底20厚粉刷抹平
20
17
0.34
楼面静载
4.1
楼面活载
2
厕所采用地砖地面
名称
做法
厚度（mm）
容重（KN/m3）
重量KN（m2）
厕所
地砖铺实
10
20
0.2
1：
4干硬性水泥砂浆
25
20
0.5
基层处理剂一遍
0.05
C20混凝土0.5％找坡
20
25
0.71
1：
2.5水泥砂浆找平
20
20
0.4
防水涂料
1.5
0.2
钢筋混凝土楼板
120
25
3
板底20厚粉刷抹平
20
17
0.34
楼面静载
5.4
楼面活载
2.5
不上人屋面
名称
做法
厚度（mm）
容重（KN/m3）
重量KN（m2）
非上人屋面
高分子卷材
4
12
0.05
1：
3水泥砂浆找平
20
20
0.4
憎水珍珠岩保温层
60
4
0.24
1：
3水泥砂浆找平
20
20
0.4
1:
6水泥焦渣找坡
50
15
0.75
钢筋混凝土楼板
120
25
3
板底20厚粉刷抹平
20
17
0.34
楼面静载
5.2
楼面活载
0.7
走道水磨石地面
名称
做法
厚度（mm）
容重（KN/m3）
重量KN（m2）
彩色水磨石楼面
白水泥大理石子面
15
25
0.38
1:
3水泥砂浆找平
18
20
0.36
纯水泥浆一道
2
20
0.04
钢筋混凝土楼板
100
25
2.5
板底20厚粉刷抹平
20
17
0.34
楼面静载
3.6
楼面活载
2.5
2.2.楼板计算
根据《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002），楼板长边l02与短边l01之比小于2时，宜按双向板计算。
楼板长边l02与短边l01之比大于2，但小于3.0时，宜按双向板计算，当按沿短边受力的单向板计算时，应沿长边方向布置足够的构造钢筋。
根据本工程的实际尺寸，楼板全为双向板，楼板按照弹性方法进行计算。
双向板按弹性理论的计算方法：
①多跨连续双向板跨中最大正弯矩：
为了求得连续双向板跨中最大正弯矩，荷载分布情况可以分解为满布荷载g+q/2及间隔布置
q/2两种情况，前一种情况可近似认为各区格板都固定支承在中间支承上，对于后一种情况可近似认为在中间支承处都是简支的。
沿楼盖周边则根据实际支承情况确定。
分别求得各区格板的弯矩，然后叠加得到各区格板的跨中最大弯矩。
②多跨连续双向板支座最大负弯矩：
支座最大负弯矩可按满布活荷载时求得。
连续双向板的计算图示
（1）标准层楼板计算：
标准层楼板区格划分：
标准层楼板区格图
1板A
板A按四边固定计算：
一、基本资料：
1、边界条件（左端/下端/右端/上端）：
固定/固定/固定/固定/
2、荷载：
永久荷载标准值：
g＝4.10kN/M2
可变荷载标准值：
q＝2.00kN/M2
计算跨度 Lx=5400mm ；计算跨度 Ly=4225mm
板厚 H=120mm；砼强度等级：
C30；钢筋强度等级：
HRB400
3、计算方法：
弹性算法。
4、泊松比：
μ＝1/5.
二、计算结果：
平行于Lx方向的跨中弯矩Mx
Mx=（0.01393+0.02794/5）×（1.20×4.1+1.40×1.0）×4.22=2.20kN·M
考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩：
Mxa=（0.03283+0.05809/5）×（1.4×1.0）×4.22=1.11kN·M
Mx=2.20+1.11=3.31kN·M
Asx=257.92mm2，实配8@180（As＝279.mm2）
ρmin＝0.215%，ρ＝0.233%
平行于Ly方向的跨中弯矩My
My=（0.02794+0.01393/5）×（1.20×4.1+1.40×1.0）×4.22=3.47kN·M
考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩：
Mya=（0.05809+0.03283/5）×（1.4×1.0）×4.22=1.62kN·M
My=3.47+1.62=5.08kN·M
Asy=257.92mm2，实配8@200（As＝279.mm2）
ρmin＝0.215%，ρ＝0.233%
沿Lx方向的支座弯矩Mx'
Mx'=0.05610×（1.20×4.1+1.40×2.0）×4.22=7.73kN·M
Asx'=265.06mm2，实配8@200（As＝279.mm2）
ρmin＝0.215%，ρ＝0.233%
沿Ly方向的支座弯矩My'
My'=0.06765×（1.20×4.1+1.40×2.0）×4.22=9.32kN·M
Asy'=321.57mm2，实配8@150（As＝335.mm2）
ρmin＝0.215%，ρ＝0.279%
2板B
一、基本资料：
1、边界条件（左端/下端/右端/上端）：
固定/铰支/铰支/固定/固定/
2、荷载：
永久荷载标准值：
g＝4.10kN/M2
可变荷载标准值：
q＝2.00kN/M2
计算跨度 Lx=5400mm ；计算跨度 Ly=4225mm
板厚 H=120mm；砼强度等级：
C30；钢筋强度等级：
HRB400
3、计算方法：
弹性算法。
4、泊松比：
μ＝1/5.
二、计算结果：
平行于Lx方向的跨中弯矩Mx
Mx=（0.02206+0.03255/5）×（1.20×4.1+1.40×1.0）×4.22=3.22kN·M
考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩：
Mxa=（0.03283+0.05809/5）×（1.4×1.0）×4.22=1.11kN·M
Mx=3.22+1.11=4.33kN·M
Asx=257.92mm2，实配8@200（As＝279.mm2）
ρmin＝0.215%，ρ＝0.233%
平行于Ly方向的跨中弯矩My
My=（0.03255+0.02206/5）×（1.20×4.1+1.40×1.0）×4.22=4.17kN·M
考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩：
Mya=（0.05809+0.03283/5）×（1.4×1.0）×4.22=1.62kN·M
My=4.17+1.62=5.79kN·M
Asy=257.92mm2，实配8@200（As＝279.mm2）
ρmin＝0.215%，ρ＝0.233%
沿Lx方向的支座弯矩Mx'
Mx'=0.07144×（1.20×4.1+1.40×2.0）×4.22=9.85kN·M
Asx'=340.29mm2，实配8@200（As＝279.mm2）
ρmin＝0.215%，ρ＝0.233%
沿Ly方向的支座弯矩My'
My'=0.07939×（1.20×4.1+1.40×2.0）×4.22=10.94kN·M
Asy'=379.79mm2，实配8@150（As＝335mm2）
ρmin＝0.215%，ρ＝0.279%
3板D
一、基本资料：
1、边界条件（左端/下端/右端/上端）：
铰支/铰支/固定/固定/
2、荷载：
永久荷载标准值：
g＝4.10kN/M2
可变荷载标准值：
q＝2.00kN/M2
计算跨度 Lx=5400mm ；计算跨度 Ly=4225mm
板厚 H=120mm；砼强度等级：
C30；钢筋强度等级：
HRB400
3、计算方法：
弹性算法。
4、泊松比：
μ＝1/5.
二、计算结果：
平行于Lx方向的跨中弯矩Mx
Mx=（0.02140+0.03728/5）×（1.20×4.1+1.40×1.0）×4.22=3.25kN·M
考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩：
Mxa=（0.03283+0.05809/5）×（1.4×1.0）×4.22=1.11kN·M
Mx=3.25+1.11=4.37kN·M
Asx=257.92mm2，实配8@200（As＝279.mm2）
ρmin＝0.215%，ρ＝0.233%
平行于Ly方向的跨中弯矩My
My=（0.03728+0.02140/5）×（1.20×4.1+1.40×1.0）×4.22=4.69kN·M
考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩：
Mya=（0.05809+0.03283/5）×（1.4×1.0）×4.22=1.62kN·M
My=4.69+1.62=6.30kN·M
Asy=257.92mm2，实配8@200（As＝279.mm2）
ρmin＝0.215%，ρ＝0.233%
沿Lx方向的支座弯矩Mx'
Mx'=0.07520×（1.20×4.1+1.40×2.0）×4.22=10.36kN·M
Asx'=358.94mm2，实配8@200（As＝279.mm2,）
ρmin＝0.215%，ρ＝0.233%
沿Ly方向的支座弯矩My'
My'=0.09016×（1.20×4.1+1.40×2.0）×4.22=12.42kN·M
Asy'=433.83mm2，实配8@150（As＝335.mm2,）
ρmin＝0.215%，ρ＝0.279%
4板E
一、 基本资料：
1、边界条件（左端/下端/右端/上端）：
铰支/固定/固定/固定/
2、荷载：
永久荷载标准值：
g＝4.10kN/M2
可变荷载标准值：
q＝2.00kN/M2
计算跨度 Lx=5400mm ；计算跨度 Ly=4225mm
板厚 H=120mm；砼强度等级：
C30；钢筋强度等级：
HRB400
3、计算方法：
弹性算法。
4、泊松比：
μ＝1/5.
二、计算结果：
平行于Lx方向的跨中弯矩Mx
Mx=（0.01435+0.03214/5）×（1.20×4.1+1.40×1.0）×4.22=2.34kN·M
考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩：
Mxa=（0.03283+0.05809/5）×（1.4×1.0）×4.22=1.11kN·M
Mx=2.34+1.11=3.45kN·M
Asx=257.92mm2，实配8@200（As＝279.mm2）
ρmin＝0.215%，ρ＝0.233%
平行于Ly方向的跨中弯矩My
My=（0.03214+0.01435/5）×（1.20×4.1+1.40×1.0）×4.22=3.95kN·M
考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩：
Mya=（0.05809+0.03283/5）×（1.4×1.0）×4.22=1.62kN·M
My=3.95+1.62=5.57kN·M
Asy=257.92mm2，实配8@200（As＝279.mm2）
ρmin＝0.215%，ρ＝0.233%
沿Lx方向的支座弯矩Mx'
Mx'=0.05707×（1.20×4.1+1.40×2.0）×4.22=7.86kN·M
Asx'=269.77mm2，实配8@200（As＝279.mm2）
ρmin＝0.215%，ρ＝0.233%
沿Ly方向的支座弯矩My'
My'=0.07319×（1.20×4.1+1.40×2.0）×4.22=10.09kN·M
Asy'=348.92mm2，实配8@150（As＝335.mm2）
ρmin＝0.215%，ρ＝0.279%
5板C
一、基本资料：
1、边界条件（左端/下端/右端/上端）：
铰支/固定/固定/固定/
2、荷载：
永久荷载标准值：
g＝3.60kN/M2
可变荷载标准值：
q＝2.50kN/M2
计算跨度 Lx=5400mm ；计算跨度 Ly=4225mm
板厚 H=120mm；砼强度等级：
C30；钢筋强度等级：
HRB400
3、计算方法：
弹性算法。
4、泊松比：
μ＝1/5.
二、计算结果：
平行于Lx方向的跨中弯矩Mx
Mx=（0.00380+0.04000/5）×（1.20×3.6+1.40×1.3）×2.72=0.52kN·M
考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩：
Mxa=（0.01740+0.09650/5）×（1.4×1.3）×2.72=0.47kN·M
Mx=0.52+0.47=0.99kN·M
Asx=200.00mm2，实配8@200（As＝251mm2）
ρmin＝0.200%，ρ＝0.251%
平行于Ly方向的跨中弯矩My
My=（0.04000+0.00380/5）×（1.20×3.6+1.40×1.3）×2.72=1.80kN·M
考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩：
Mya=（0.09650+0.01740/5）×（1.4×1.3）×2.72=1.28kN·M
My=1.80+1.28=3.08kN·M
Asy=200.00mm2，实配8@200（As＝251.mm2）
ρmin＝0.200%，ρ＝0.251%
沿Lx方向的支座弯矩Mx'
Mx'=0.05700×（1.20×3.6+1.40×2.5）×2.72=3.25kN·M
Asx'=200.00mm2，实配8@200（As＝251.mm2）
ρmin＝0.200%，ρ＝0.251%
沿Ly方向的支座弯矩My'
My'=0.08290×（1.20×3.6+1.40×2.5）×2.72=4.73kN·M
Asy'=200.00mm2，实配10@200（As＝393.mm2）
ρmin＝0.200%，ρ＝0.393%
（2）楼面板设计：
1板A
一、基本资料：
1、边界条件（左端/下端/右端/上端）：
固定/固定/固定/固定/
2、荷载：
永久荷载标准值：
g＝5.20kN/M2
可变荷载标准值：
q＝0.70kN/M2
计算跨度 Lx=5400mm ；计算跨度 Ly=4225mm
板厚 H=120mm；砼强度等级：
C30；钢筋强度等级：
HRB400
3、计算方法：
弹性算法。
4、泊松比：
μ＝1/5.
二、计算结果：
平行于Lx方向的跨中弯矩Mx
Mx=（0.01393+0.02794/5）×（1.35×5.2+0.98×0.3）×4.22=2.57kN·M
考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩：
Mxa=（0.03283+0.05809/5）×（1.4×0.3）×4.22=0.27kN·M
Mx=2.57+0.27=2.84kN·M
Asx=257.92mm2，实配8@200（As＝279.mm2）
ρmin＝0.215%，ρ＝0.233%
平行于Ly方向的跨中弯矩My
My=（0.02794+0.01393/5）×（1.35×5.2+0.98×0.3）×4.22=4.04kN·M
考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩：
Mya=（0.05809+0.03283/5）×（1.4×0.3）×4.22=0.40kN·M
My=4.04+0.40=4.43kN·M
Asy=257.92mm2，实配8@200（As＝279.mm2）
ρmin＝0.215%，ρ＝0.233%
沿Lx方向的支座弯矩Mx'
Mx'=0.05610×（1.35×5.2+0.98×0.7）×4.22=7.72kN·M
Asx'=264.57mm2，实配8@200（As＝279.mm2,）
ρmin＝0.215%，ρ＝0.233%
沿Ly方向的支座弯矩My'
My'=0.06765×（1.35×5.2+0.98×0.7）×4.22=9.31kN·M
Asy'=320.96mm2，实配8@150（As＝335.mm2,）
ρmin＝0.215%，ρ＝0.279%
2板B
一、基本资料：
1、边界条件（左端/下端/右端/上端）：
固定/铰支/固定/固定/
2、荷载：
永久荷载标准值：
g＝5.20kN/M2
可变荷载标准值：
q＝0.70kN/M2
计算跨度 Lx=5400mm ；计算跨度 Ly=4225mm
板厚 H=120mm；砼强度等级：
C30；钢筋强度等级：
HRB400
3、计算方法：
弹性算法。
4、泊松比：
μ＝1/5.
二、计算结果：
平行于Lx方向的跨中弯矩Mx
Mx=（0.02206+0.03255/5）×（1.35×5.2+0.98×0.3）×4.22=3.76kN·M
考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩：
Mxa=（0.03283+0.05809/5）×（1.4×0.3）×4.22=0.27kN·M
Mx=3.76+0.27=4.03kN·M
Asx=257.92mm2，实配8@200（As＝279.mm2）
ρmin＝0.215%，ρ＝0.233%
平行于Ly方向的跨中弯矩My
My=（0.03255+0.02206/5）×（1.35×5.2+0.98×0.3）×4.22=4.86kN·M
考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩：
Mya=（0.05809+0.03283/5）×（1.4×0.3）×4.22=0.40kN·M
My=4.86+0.40=5.25kN·M
Asy=257.92mm2，实配8@200（As＝279.mm2）
ρmin＝0.215%，ρ＝0.233%
沿Lx方向的支座弯矩Mx'
Mx'=0.07144×（1.35×5.2+0.98×0.7）×4.22=9.83kN·M
Asx'=339.65mm2，实配8@200（As＝279.mm2）
ρmin＝0.215%，ρ＝0.233%
沿Ly方向的支座弯矩My'
My'=0.07939×（1.35×5.2+0.98×0.7）×4.22=10.92kN·M
Asy'=379.07mm2，实配8@150（As＝335.mm2）
ρmin＝0.215%，ρ＝0.279%
3板D
一、基本资料：
1、边界条件（左端/下端/右端/上端）：
铰支/铰支/固定/固定/
2
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