土木毕业设计计算书.docx
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土木毕业设计计算书
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华北水利水电学院毕业设计
NVM上N4下MNVM上N3下MNVM上N2下MNVM上N1下MNV - -30 - -- - 16 - - -- - - - 注：
组合1：
*①+**②； 组合2：
*①+*②；组合3：
*④+③； 组合4：
*④-③。
中柱用于承载力计算的框架基本组合表 表7-9
地震荷载层数截面内力恒载①活载②③5上M -重力荷载④组合1组合2组合3组合4第46页共75页
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NM下NVM上N4下MNVM上N3下MNVM上N2下MNVM上N1下M - - - - - -- -- -- --NV -注：
组合1：
*①+**②； 组合2：
*①+*②；组合3：
*④+③； 组合4：
*④-③。
8.框架梁柱配筋计算
查表可知：
混凝土强度：
C30：
fc/mm2;ft/mm2;ftk/mm2。
第47页共75页
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钢筋强度：
HPB235:
fy210N/mm2;fyk235N/mm2HRB400:
fy300N/mm;fyk335N/mm表8-1
22
框架柱截面设计
《抗震规范》查得框架的抗震等级为三级。
轴压比计算
底层柱 Nmax
N1945.64310轴压比 N42fcAc14.3500则柱的轴压比满足要求。
正截面受弯承载力计算
柱同一截面分别承受正反向弯矩，从利于不同方向地震作用考虑，采用对称配筋。
中柱 Nb1fcbh0b500465
1层：
查表可知，rRE，则rRENc。
从柱的内力组合表可
Mm知，NNb,为大偏压，选用M大N小的组合，最不利组合为。
N在弯矩中水平地震作用产生的弯矩设计值〉75﹪Mmax，柱的计算长度l0取下列二式中的较小值：
l0[1（ul）]H
第48页共75页
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l0（2mi）nH
式中u、l—柱的上端、下端节点处交汇的各柱线刚度之和与交汇的各梁线刚度之和
的比值；
min—比值u、l中的较小值；
H—柱的高度，对底层柱为从基础顶面到一层楼盖顶面的高度；对其余各层柱为上下两层楼盖顶面之间的高度。
104104u1010 l0取min0
l0[1（ul）]H
（1）l0（2min）H2所以，取l0
20mmmax20mme0500/30 eie0ea20
5002110取1
152l0211121400ei/h0h1400/465h500eeias35bho1fcbho's2rRENe1fcbh0
（1）AsA''fy（h0as）1035004652
（1）（46535）
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最小总配筋率根据《建筑抗震设计规范》表查得min%，故
As,'minsA,%n2500mm/22
875'2（AA1257mm）另两ss每侧实配420
418,满足构造要求．
MNNb为大偏压，选用M大N小的组合，最不利组合为N5层：
在弯矩中水平地震作用产生的弯矩〉75%Mmax，柱的计算长度取下列二式中的小值：
104104u;l;取min
104104104l0[1（ul）]H（12）
l0（2min）H
（2）l0
20mmmax20mme0/30 eie0ea20
50021取110
15取2
11l0378011121400ei/h0h1400/465500h500as30103b500465eei2rRENe1fcbh0
（1）AsA''fy（h0as）'s
1035004652
（1）0300（46535）
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1.工程概况
1.工程名称：
郑州市某高校五层行政办公楼2．建筑面积：
m23．建筑层数：
五层4．建筑形状：
一字形5．结构形式：
框架结构体系
6．场地情况：
场地平坦、无障碍物。
7．地质情况：
地基土为粘性土为主，建筑场地类别为Ⅱ类，容许承载力fk=180kPa。
8．基本雪压：
/m2。
9．基本风压：
/m2。
10．地震烈度：
按7度近震设防。
11．建筑耐火等级：
二级。
12．建筑耐久年限：
50年。
2.结构布置与计算简图
结构选型与布置
结构选型
采用现浇钢筋混凝土框架结构体系。
基础采用柱下条形基础。
结构布置
本框架结构设计为双向梁抗侧力体系，框架梁柱中心线重合，对于梁柱中心线不重合的，它们的偏心距不大于该方向柱宽的1/4。
结合建筑的平面﹑立面和剖面布置情况，结构平面布置如图2-1；
根据结构布置，本建筑平面除走廊板区格为单向板外，其余均为双向板。
双向板的板厚h≥l/50（l为双向板的短向计算跨度）。
本建筑楼面板和屋面板的厚度均取120mm。
本建筑的材料选用如下：
混凝土C30
钢筋：
纵向受力筋采用HRB335级钢筋，其余采用HPB235级钢筋墙体；蒸压粉煤灰加气混凝土砌块。
窗;铝合金窗
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门：
木门
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第3页共75页
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图2-1框架的计算单元
框架计算简图及梁柱线刚度
本结构是三维空间的。
但于建筑结构的质量、刚度都比较均匀，故选用一榀框架进行计算与配筋，其余框架可参照此框架进行配筋。
现以⑦轴线为例进行计算。
梁柱截面尺寸估算
框架梁：
h/l7200/8~7200/12取梁尺寸：
h=600mm，b=h/2=300mm.次梁：
h=500mm,b=250mm.连系梁：
b×h=200mm×400mm.框架柱：
建筑总高度按算，小于30m的现浇框架结构，设防烈度7度近震，查抗震设计规范，该框架为三级抗震，最大轴压比。
假定采用C30混凝土，查得
9mm00fc/mm2，假定每平方米荷载为14kN/m2，则柱子最大轴压力N=×14×××5=2646kN.则柱子轴压比即bhNfc2646000
取柱子截面形状为正方形。
即b=h。
为了简化施工，各柱截面从底层到顶层不改变，即取柱子尺寸为500mm×500mm。
确定框架计算简图
框架的计算单元如图1-1所示。
假定框架柱嵌固与基础顶面，框架梁与柱刚接。
于各层柱截面尺寸都不变，故梁跨取柱截面形心线间距离。
底层柱高从基础顶面算至二层楼面。
室内外高差为，基础顶面至室外地坪取为，故底层柱高取++=，其余各层柱高均为。
此框架的计算简图如图1-2所示。
框架梁柱的线刚度计算
混凝土C30，EC30104N/mm2107kN/m2，现浇框架结构梁惯性矩中框架梁I2I0，线刚度iEI/l
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左跨梁：
i
左跨梁EI/l107213/6104kNm12
第5页共75页
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1x2q20求得。
将求其中x为最大弯矩正截面至A支座的距离，则x可公式VAq1x2l得的x值代入下式即得跨间最大弯矩值。
图8-1均布和梯形荷载下的计算图形
Mmaxq1x21x3MAVAxq2
26llq212若VA（2q1q2）al0，说明xal，则x。
2qq2VA Mmaxq1x21x3MAVAxq2
26l若Va0,则 MmaxMA
同理可求得三角形分布荷载和均布荷载作用下的VA,x和Mmax的计算公式.（图）
VAMAMB11q1lq2ll24
x2q2VAx下式求得:
xq1l则
MmaxMA3q121xVAxxq2
23l第41页共75页
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图8-2三角形荷载下的计算图形
梁端控制截面弯矩不利组合
第5层梁端控制截面弯矩不利组合 表7-1
截面 AB左AB右BC左BC右CD左CD右 ------——注:
“—”表示正弯矩不存在
第1层梁端控制截面弯矩不利组合 表7-2
截面 AB左AB右--第42页共75页
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BC左BC右CD左CD右 ---- 梁端控制截面剪力不利组合
第5层梁端控制截面剪力不利组合 表7-3
截面Ml（kNm）Mr（kNm）ln（m）VGE（kN） VMrVGE AB左AB右BC左BC右CD左CD右 — — 第1层梁端控制截面剪力不利组合 表7-4
截面Ml（kNm）Mr（kNm）ln（m）VGE（kN） VMrVGE AB左AB右BC左BC右CD左CD右 梁跨中弯矩最不利内力组合
跨中截面弯矩组合过程如下：
以5-AB为例
RAql1（MGBMGAMEAMEB）
第43页共75页
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MGAMEA2q2梁跨中弯矩最不利内力组合 表7-5
截面5-AB5-BC5-CD4-AB4-BC4-CD3-AB3-BC3-CD2-AB2-BC2-CD1-AB1-BC1-CD 用于承载力计算的框架梁永久荷载控制组合 表7-6
控制层次截面54AB3左215AB右4 —— MGk①MQk②MGE③MEk④组合1负弯矩组合2组合3取正弯矩组合4取 第44页共75页
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32154BC3左2154BC3右21 36 36 注：
组合1=①+② 组合2=①+×②组合3=组合4=框架柱的内力组合
取每层柱顶和柱底两个控制截面,按,SQk,进行组合,组合结果见表和表注意,在考虑地震作用效应的组合中,取屋面的活荷载为雪荷载进行组合.因考虑计算截面以上各层活荷载不足以同时满跨分布,所以对楼面均布活荷载需乘以一个折减系数,取值见下表
表7-7活荷载按楼层的折减系数
墙柱、基础计算截面以上层数计算截面以上各楼层活载总和的折剪系数
边柱用于承载力计算的框架基本组合表 表7-8
层数截面内力恒载①活载②地震荷载③重力荷载④组合1M上5下NM 组合2组合3组合412～34～5 -第45页共75页
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右横梁左横梁传层次截面传剪力剪力1—152—23—344—45—536—67—728—89—9110—10 — 纵墙重纵梁重载载纵梁板传荷纵梁板传活柱重N（kN）柱轴力活荷载
活载标准值在屋面处引起的固端弯矩
121ql62m；121211其他层边跨梁：
MFql262；
1212顶层边跨梁：
MF第31页共75页
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图5-5活载作用下框架弯矩标准值（kN﹒m）
第32页共75页
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图5-6活载作用下M图单位：
（kN﹒m）
活载标准值引起的内力
活载标准值下边跨梁端剪力计算 表5-5
层次q（kN/m）l（m）ql/2（kN）M/l（kN）VFqlMqlM（kN）VE（kN）2l2l第33页共75页
华北水利水电学院毕业设计54321
活载标准值下边柱轴力计算 表5-6
66666 ----- N（kN）层次截面横梁传剪力纵梁传荷载次梁板活载1—152—23—344—45—536—67—728—89—9110—10
活载标准值下中柱轴力计算 表5-7
柱轴力N（kN）层次截面横梁传剪力纵梁传荷载次梁板活载1—152—23—344—4 柱轴力第34页共75页
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5—536—67—728—89—9110—10 6.重力荷载作用
作用于屋面处均布重力荷载代表值的计算
qAB[12]/m qBC30qCDqA/作用于楼面处均布重力荷载代表值的计算
qAB7qBC/0.5
qCD均布荷载代表值在屋面处引起固端弯矩
FMAB426/12F2MBC/126kN4.m62kN1.均布荷载代表值在楼面处引起固端弯矩
FMAB226/12F2MBC/127kN3.m56kN1.m89第35页共75页
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图6-1 重力荷载代表值作用下M图单位：
（kN﹒m）
第36页共75页
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第37页共75页
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图6-2重力荷载代表值作用下M图单位：
（kN﹒m）
重力荷载代表值下AB跨梁端剪力计算 表6-1
层次q（kN/m）l（m）ql/2（kN）M/l（kN）VFqlM（kN）qlM2lVE（kN）2l 54321
66666 -----重力荷载代表值下BC跨梁端剪力计算 表6-2
层次q（kN/m）l（m）ql/2（kN）M/l（kN）VFqlM（kN）qlM2lVE（kN）2l 54321 00000
重力荷载代表值下边柱轴力计算 表6-3横梁传层次截面剪力1—152—23—344—435—5 纵墙重纵梁重载载纵梁板传荷纵梁板传活柱重N（kN）柱轴力第38页共75页
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6—67—728—89—9110—10— 重力荷载代表值下中柱轴力计算 表6-4左横梁传右横梁层次截面剪力1—152—23—344—45—536—67—728—89—9110—10— 传剪力纵墙重纵梁重载载纵梁板传荷纵梁板传活柱重N（kN）柱轴力 7内力组合
7.1概述
结构抗震等级可根据结构类型,地震烈度,房屋高度等因素查表求得,此可得本工程框架等级为三级.各种荷载情况下的框架内力求得后，根据最不利又是可能的原则进行内力组合。
当考虑结构塑性内力重分布的有利影响时，应在内力组合之前对竖向荷载作用下的内力进行调幅。
当有地震作用时，应分别考虑恒荷载和活荷载有可变荷载效应控制的组合、永久荷载效应控制的组合及重力荷载代表值与地震作用的组合，并比较三种组合的内力，取最不利者。
于构件控制截面的内力值应取自支座边缘处，为此，进行组合前，应先计算各控制截面处的内力值。
bb梁支座边缘处的内力值按式：
M边MV，V边Vq计算
22柱上端控制截面在上层的梁底，柱下端控制截面在下层的梁顶。
按轴线计算简图算得
第39页共75页
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的柱端内力值，宜换算成控制截面处的值。
为了简化起见，也可采用轴线处内力值，这样算得的钢筋用量比需要的钢筋略微多一点。
因为建筑高度为米≤30米，设防烈度为7度,根据抗震规范确定框架的抗震等级为三级。
对于框架梁，其梁端截面组合的剪力设计值应按下式调整：
lVVbMbMbr/lnVGb
vb——梁端剪力增大系数。
一级取，二级取，三级取。
对于框架柱组合的剪力设计值应按下式调整：
VVcMcbMct/Hn
vc——柱剪力增大系数，一级取，二级取，三级取。
一、二、三级框架结构的底层，柱下端截面组合的弯矩设计值应分别乘以增大系数、和。
底层柱纵向钢筋宜按上、下端的不利情况配置。
一、二、三级框架的梁柱节点处，除框架顶层和柱轴压比小于者及框支梁与框支柱的节点外，柱端组合的弯矩设计值应符合下式要求：
MMcb
MMc——节点上、下柱端截面顺时针或反时针方向组合的弯矩值之和，上、下柱端
的弯矩设计值，可按弹性分析分配；
b——节点左、右柱端截面反时针或顺时针方向组合的弯矩值之和，一级框架节
点左、右梁端均为负弯矩时，绝对值较小的弯矩应取零。
框架梁内力组合
本例考虑了三种内力组合，即，，。
此外，对于本工程，这种内力组合与考虑地震作用的组合相比一般较小，对结构设计不起控制作用，故不予考虑，各层梁的内力组合表见表。
下面以第一层AB跨梁考虑地震作用的组合为例，说明各内力的组合法。
对支座负弯矩按相应的组合情况进行计算。
求跨间最大弯矩时，可根据梁端弯矩组合值及梁上荷载设计值平衡条件确定。
图可得：
VAMAMB1
（1）l1q1lq2，若VA（2q1q2）al0，说明xal。
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