6层框架住宅毕业设计结构计算书.docx

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6层框架住宅毕业设计结构计算书

一.工程概况…………………………………………………………………………2

二.设计资料…………………………………………………………………………2

三.横向框架内力计算………………………………………………………………3

（1）各梁柱截面尺寸确定…………………………………………………………3

（2）荷载计算………………………………………………………………………3

1）恒载计算……………………………………………………………………3

1）恒载计算……………………………………………………………………3

（3）内力计算………………………………………………………………………7

1）恒、活荷载作用下的内力计算……………………………………………7

2）分层法对一榀横向框架进行受力分析……………………………………8

（4）梁截面计算……………………………………………………………………16

1）顶层梁截面面设计…………………………………………………………16

2）中间层梁截面面设计………………………………………………………18

（5）柱截面计算……………………………………………………………………19

四.参考资料…………………………………………………………………………21

五.附图

计算书

   一、工程概况

某企业新建办公楼，总建筑面积4581m2，主体结构5层，无地下室。

办公楼采用框架结构形式，各层层高均为3.6m。

    二、设计资料

（1）冬季采暖室外计算温度-5℃。

（2）主导风向为东北风，基本风压为0.75KN/m2。

    （3）基本雪压为0.30KN/m2。

    （4）年降雨量：

650mm，日最大降雨量：

92mm，时最大降雨量：

56mm。

    （5）土壤最大冻结深度：

450mm。

    （6）地基土土质均匀，中压缩性，地基承载力特征值fak=160KPa。

（7）地下水稳定埋深8.5~10.8m，属潜水类型，地下水对混凝土结构不具腐蚀性。

（8）不考虑抗震设防。

图1柱网布置图

图2横向框架立面图

三、横向框架内力计算

（1）各梁柱截面尺寸确定如下。

梁（A~D轴）：

h=（1/18~1/10）l01=（1/18~1/10）*7200=400~720mm，取h=700mm

h/b<4,取b=300mm

梁（1~11轴）：

h=（1/18~1/10）l02=（1/18~1/10）*6300=350~630mm，取h=600mm

h/b<4,取b=300mm

    柱截面均为b*h=550mm*600mm

    现浇楼板厚150mm。

（2）荷载计算

1）恒载计算

取⑥轴线横向框架进行计算单元宽度为7.2m，如图4-1所示。

传给该框架的楼面荷载如图3中的水平阴影线所示。

图3

1屋面横向框架梁线荷载标准值（AB、CD段）：

30厚C30混凝土保护层25×0.03=0.75KN/m2

铺油毡隔离层一道0.25KN/m2

25厚挤塑泡沫成品保护层0.5×0.025=0.13KN/m2

高分子防水卷材一层0.01KN/m2

20厚1：

2.5水泥砂浆找平20×0.02＝0.4KN/m2

水泥炉渣2％找坡14×0.072＝1.01KN/m2

150厚钢筋混凝土板25×0.15＝3.75KN/m2

20厚纸筋灰打底16×0.02＝0.32KN/m2

屋面恒荷载6.62KN/m2

    所以，屋面荷载传递到框架梁上的线荷载为：

2*6.62*6.3/2=41.7KN/m

框架梁自重0.3*0.6*25=4.5KN/m

梁侧粉刷2*（0.6-0.15）*0.02*20=0.36KN/m

②屋面横向框架梁线荷载标准值（BC段）：

30厚C30混凝土保护层25×0.03=0.75KN/m2

铺油毡隔离层一道0.25KN/m2

25厚挤塑泡沫成品保护层0.5×0.025=0.13KN/m2

高分子防水卷材一层0.01KN/m2

20厚1：

2.5水泥砂浆找平20×0.02＝0.4KN

水泥炉渣2％找坡14×0.072＝1.01KN/m2

100厚钢筋混凝土板25×0.10＝2.5KN/m2

20厚纸筋灰打底16×0.02＝0.32KN/m2

屋面恒荷载5.37KN/m2

    所以，屋面荷载传递到框架梁上的线荷载为：

2*5.37*3.0/2=16.1KN/m

框架梁自重0.3*0.6*25=4.5KN/m

梁侧粉刷2*（0.6-0.15）*0.02*20=0.36KN/m

    ③楼面框架梁线荷载标准值（AB、CD段）

   吊顶及地砖1.2KN/m2

20厚1：

2.5水泥砂浆找平20×0.02＝0.40KN/m2

150厚钢筋混凝土板0.15×25＝3.75KN/m2

屋面恒荷载5.35KN/m2

    所以，屋面荷载传递到框架梁上的线荷载为：

2*5.35*6.3/2=33.7KN/m

框架梁自重0.3*0.6*25=4.5KN/m

梁侧粉刷2*（0.6-0.15）*0.02*20=0.36KN/m

填充墙自重（加气混凝土）：

0.24*（3.6-0.6）*10=7.2KN/m

墙侧粉刷：

2*0.02*（3.6-0.6）*20=2.4KN/m

④楼面框架梁线荷载标准值（BC段）

   吊顶及地砖1.2KN/m2

20厚1：

2.5水泥砂浆找平20×0.02＝0.40KN/m2

100厚钢筋混凝土板0.10×25＝2.5KN/m2

屋面恒荷载4.1KN/m2

    所以，屋面荷载传递到框架梁上的线荷载为：

2*4.1*3.0/2=12.3KN/m

框架梁自重0.3*0.6*25=4.5KN/m

梁侧粉刷2*（0.6-0.15）*0.02*20=0.36KN/m

恒荷载作用下的结构内力图如图4所示：

2）活荷载计算

①楼面框架梁线荷载标准值（AB、CD段）

屋面活荷载传递到框架梁上的线荷载为：

2*2.0*6.3/2=12.6KN/m

②楼面框架梁线荷载标准值（BC段）

屋面活荷载传递到框架梁上的线荷载为：

2*2.0*3.0/2=6.0KN/m

活荷载作用下的结构内力图如图5所示：

图4恒载图

图5活载图  

    （3）内力计算

    1）恒活荷载作用下的内力计算

将三角形恒荷载（竖向荷载）、三角形活荷载化为等效均布荷载。

由活载效应控制的组合

由恒载效应控制的组合

GK---恒载标准值

Qk---活载标准值

CG、CQ---恒载、活载效应系数

经荷载组合后，取用活载效应控制的组合，如图6所示。

图6荷载组合图（单位：

kN/m2）  

2）采用分层法对一榀横向框架进行受力分析

将5层框架沿高度分成5个单层无侧移的敞口框架，如图7所示。

框架梁上作用的荷载、柱高及梁跨均与原结构相同。

计算时，将各层梁及其上、下柱所组成的敞口框架作为一个独立计算单元，用弯矩分配法分层计算各敞口框架的杆端弯矩，由此求得的梁端弯矩即为其最后弯矩。

为便于计算，分层法假定敞口框架上、下柱的远端是固定端，实际上，除底层柱的下端嵌固外，其他各柱的柱端均有转角产生，应为弹性支承。

为减少计算误差，可把除底层柱以外的其他各层柱的线刚度乘以修正系数0.9，据此来计算节点周围各杆件的弯矩分配系数；杆端分配弯矩向远端传递时，底层柱和各层梁的传递系数仍按远端为固定支承取为1/2，其他各柱的传递系数考虑远端为弹性支承取为1/3。

逐层叠加敞口框架的弯矩图即得原框架的弯矩图。

图7分层法计算简图

本例中横向框架是对称结构，所以只取半边结构进行计算。

具体计算过程见下图。

 图8顶层荷载图（单位：

KN/m）

 图9顶层弯矩分配图（单位：

KN.m）

 图10顶层弯矩图（单位：

kN.m）

 图112~4层荷载图（单位：

kN/m）

图122~4层弯矩分配图（单位：

kN.m）

图132~4层弯矩图（单位：

kN.m）

 图14底层荷载图（单位：

kN/m）

图15底层弯矩分配图（单位：

kN.m）

图16底层弯矩图（单位：

kN.m）

将分层法所得弯矩图叠加，并将A、D轴线各节点不平衡弯矩做一次分配，B、C轴线各节点不平衡弯矩相差不大，不再分配。

框架最终弯矩图如图17所示。

图17框架弯矩图（单位：

kN.m）

图18框架剪力图（单位：

kN）

图19框架轴力图（单位：

kN）

（4）梁截面计算

   1）顶层梁截面设计

    ①正截面强度计算：

    梁的截面尺寸为300mm*600mm。

梁的混凝土保护层厚度为30mm。

对于梁端，不考虑现浇混凝土板的作用。

梁端Ａ：

梁端B：

考虑梁上层纵筋施工，梁端A、B统一选用2

16+2

18（911mm2）

AB跨中截面：

对于梁跨中截面，考虑现浇混凝土板翼缘受压，按T形梁计算。

翼缘计算宽度

选用216+218（911mm2）󠀀

斜截面强度计算

取较大设计剪力V=-117.8KN

验算截面尺寸

故按构造配筋φ8@200。

2）中间层梁截面设计

    ①正截面强度计算：

    梁的截面尺寸为300mm*600mm。

梁的混凝土保护层厚度为30mm。

对于梁端，不考虑现浇混凝土板的作用。

梁端Ａ：

选用4

20（1257mm2）

梁端B：

选用4

20（1257mm2）

AB跨中截面：

对于梁跨中截面，考虑现浇混凝土板翼缘受压，按T形梁计算。

翼缘计算宽度

选用2

16+2

18（911mm2）

2斜截面强度计算

取较大设计剪力V=-154.6KN

验算截面尺寸

故按构造配筋φ8@200。

（5）柱截面计算

以底层Ｂ轴线柱为例，其最不利荷载组合如下：

受力钢筋的计算：

柱的计算长度

故按小偏心受压构件计算。

表明柱的截面尺寸较大，按单侧受压钢筋最小配筋率配置钢筋。

选用8

20（2513mm2）

参考资料

[1]建筑结构荷载规范（GB50009-2001）中国建筑工业出版社.2002.

[2]混凝土结构设计规范（GB50010-2002）中国建筑工业出版社.2002.

[3]混凝土结构构造手册中国建筑工业出版社.2003.

[4]梁兴文、王社良、李晓文等编著.混凝土结构设计原理.科学出版社.

[5]梁兴文、史庆轩编著.混凝土结构设计.科学出版社.

[6]唐岱新、孙伟民主编.高等学校建筑工程专业课程设计指导。

中国建筑工业出版社.2000.

[7]龙驭球、包世华、匡文起、袁驷编著.结构力学I.中国建筑工业出版社.

[8]彭少民主编.混凝土结构（上册）武汉理工大学出版社.

[9]彭少民主编.混凝土结构（下册）武汉理工大学出版社.