一榀框架结构荷载计算书毕业设计doc.docx

1、一榀框架结构荷载计算书毕业设计doc一榀框架结构荷载计算书毕业设计一 框架结构设计任务书1.1 工程概况：本工程为济南某综合教学楼楼，主体三层，钢筋混凝土框架结构。梁板柱均为现浇，建筑面积约为3000m2，宽35米，长为60米，建筑方案确定。建筑分类为乙类公共类建筑，二类场地，抗震等级三级。图11.2 设计资料1）气象条件：基本风压0.45KN/m2 2）抗震设防： 设防烈度6度 3）屋面做法： 40厚C20钢砼 一层油毡隔离层 40厚挤塑聚苯板保温层 15厚高分子防水卷材 20厚1:3水泥砂浆找平1:6水泥焦渣2%找坡层，最薄处30厚 120厚现浇钢筋混凝土板 4）楼面做法： 813厚铺地砖

2、面层 100厚钢筋砼楼板 粉底 底层混凝土强度等级为C30，其余各层为C25，纵筋2级，箍筋1级。1.3设计内容 1)确定梁柱截面尺寸及框架计算简图 2)荷载计算3)框架纵横向侧移计算；4)框架在水平及竖向力作用下的内力分析；5)内力组合及截面设计；6)节点验算。二 框架结构布置及结构计算简图确定2.1 梁柱截面的确定柱：bh=500mm500mm 梁（BC跨）=L/12=6300/12=525mm 取h=600mm，b=300mm 梁（CE、EF跨）=L/12=5400/12=450mm 取h=500mm，b=300mm纵梁=L/12=8000/12=666.7mm 取h=700mm，b=3

3、00mm 现浇板厚取h=100mm2.2 结构计算简图基础顶面离室外地面为600mm，由此可知底层标高为6.2m。结构计算简图如下：边跨梁取I=1.5I0,中跨梁取I=2I0（I0为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）。注：图中数字为线刚度，单位：10-4Em3图2EF跨梁：i=1.5（Ec0.30.53）/（124.5）=10.410-4EcCE跨梁：i=2（Ec0.30.53）/（125.4）=11.610-4EcBC跨梁：i=1.5（Ec0.30.63）/（126.3）=12.910-4Ec上层柱：i=（Ec0.50.53）/（123.6）=14.510-4Ec底层柱：i=（Ec0.60.

4、63）/（126.2）=17.410-4Ec三 荷载计算3.1 恒载标准值计算 1）屋面框架梁线荷载标准值 40厚C20钢砼 0.0425=1KN/M2 一层油毡隔离层 0.05KN/M240厚挤塑聚苯板保温层 0.040.5=0.02KN/M2 15厚高分子防水卷材 0.04KN/M2 20厚1:3水泥砂浆找平 0.0220=0.4KN/M2 1:6水泥焦渣2%找坡层，最薄处30厚 (0.03+0.165)/214=1.365 KN/M2 120厚现浇钢筋混凝土板 0.1225=3 KN/M2 屋面荷载合计： 5.875KN/M2 边跨（EF）框架梁自重 0.30.525=3.75 KN/M

5、 梁两侧粉刷：2（0.50.12）0.0217=0.2584 KN/M合计：4.0084KN/M边跨（BC）框架梁自重 0.30.625=4.5 KN/M 梁两侧粉刷：2（0.60.12）0.0217=0.3264 KN/M合计：4.8264 KN/M中跨（CE）框架梁自重 0.30.525=3.75 KN/M 梁两侧粉刷：2（0.50.12）0.0217=0.2584 KN/M合计：4.0084KN/M因此作用在顶层框架梁上的线荷载为：g6EF1= g6CF1=4.0084KN/Mg6BC1=4.8264KN/Mg6EF2= g6CF2= g6BC2=5.8754.0=23.5KN/M2）楼

6、面框架梁线荷载标准值 813厚铺地砖面层 0.6KN/M220厚1:2水泥砂浆结合层 0.0220=0.4KN/M2100厚钢筋砼楼板 0.125=2.5KN/M2 15厚纸筋石灰抹底 0.01516=0.24KN/M2 楼面荷载合计： 3.74KN/M2 边跨（EF）框架梁自重 0.30.525=3.75 KN/M 梁两侧粉刷：2（0.50.1）0.0217=0.272KN/M合计：4.022KN/M边跨（BC）框架梁自重 0.30.625=4.5 KN/M 梁两侧粉刷：2（0.60.1）0.0217=0.3264 KN/M合计：4.84 KN/M 中跨（CE）框架梁自重 0.30.525=

7、3.75 KN/M 梁两侧粉刷：2（0.50.1）0.0217=0.272KN/M合计：4.022KN/M边跨填充墙自重： 0.24（3.6-0.6）14=10.08 KN/M 墙面粉刷： （3.6-0.6）0.0220=1.2KN/M 11.28KN/M 因此作用在中间层框架梁上的线荷载为： gEF1= gCF1=4.022 KN/MgBC1=4.84+11.28=16.12 KN/MgEF2= gCF2= gBC2=3.744.0=14.96 KN/M 3）屋面框架结点集中荷载标准值 F轴节点集中荷载边柱连系梁自重：0.30.7825=42KN 边柱连系梁粉刷：0.02（0.7-0.12）

8、28.017=3.155KN1.5M女儿墙自重：1.58.00.1214=20.16KN女儿墙粉刷：21.58.00.0217=8.16KN框架梁传来屋面自重：0.54.00.54.05.875=23.5KN次梁自重：0.30.54.525=16.875KN 作用在次梁上的屋面自重：0.5（4.5+4.5-4）25.875=29.375KN 框架梁传来次梁自重：0.5（16.875+29.375）=23.125KN 顶层F轴节点集中荷载：G6F=120.1KN E轴节点集中荷载 E轴框架梁自重及粉刷：45.155KN 框架梁传来屋面自重：0.540.5425.875=47KN 框架梁传来次梁自

9、重：0.516.875+（0.30.55.425）0.5=18.56KN 顶层E轴节点集中荷载：G6E=110.72KN C轴节点集中荷载 C轴框架梁自重及粉刷：45.155KN 框架梁传来屋面自重：0.540.5425.875=47KN 框架梁传来次梁自重：（0.30.55.425+0.30.56.325）0.5=21.94KN 顶层C轴节点集中荷载：G6C=114.10KN B轴节点集中荷载 B轴框架梁自重及粉刷：45.155KN1.5M女儿墙自重及粉刷：28.32KN框架梁传来屋面自重：0.54.00.54.05.875=23.5KN次梁自重：0.30.56.325=23.625KN作用

10、在次梁上的屋面自重：0.5（6.3+6.3-4）25.875=50.53KN 框架梁传来次梁自重：0.5（23.625+50.53）=37.08KN 顶层B轴节点集中荷载：G6B=134.06KN 4）楼面框架节点集中荷载标准值 F轴框架梁自重及粉刷：45.155KN 窗自重：22.72.80.45=6.804KN窗下墙体自重：0.24（8-0.5）（3.6-2.8）14=20.16KN粉刷：20.027.50.817=4.08KN窗边墙体自重：0.24（8-0.5-22.7）2.814=19.76KN粉刷：20.02（8-0.5-22.7）2.817=4.00KN框架梁传来楼面自重：0.54

11、0.543.74=14.96KN次梁自重：16.875KN作用在次梁上的楼面自重：0.5（4.5+4.5-4）23.74=18.7KN框架梁传来次梁自重：0.5（16.875+18.7）=17.79KN框架柱子自重：0.50.53.625=22.5KN 粉刷：0.52+（0.5-0.24）20.023.617=1.86KN 26层F轴结点集中荷载：GF=157.07KNE轴框架梁自重及粉刷：45.155KN框架梁传来楼面板自重：20.540.543.74=29.92KN次梁自重：0.30.55.425+0.30.54.525=37.125KN作用在次梁上的楼面自重： 0.5（4.5+4.5-4

12、）2+0.5（5.4+5.4-4）23.74=44.132KN框架梁传来次梁自重：0.5（37.125+44.132）=40.63KN 框架柱自重及粉刷：22.5+（0.5-0.24）0.0243.617=23.77KN 26层E轴结点集中荷载：GE=139.48KNC轴框架梁自重及粉刷：45.155KN内纵墙自重：（8-0.5）（3.6-0.7）0.2414=73.08KN粉刷：（8-0.5）（3.6-0.7）0.02172=14.79KN扣除门洞重：21.02.1（0.2414+0.02172）=16.968KN门自重：21.02.10.2=0.84KN框架梁传来楼面自重：20.540.5

13、43.74=29.92KN次梁自重：0.30.55.425+0.50.36.325=43.875KN作用在次梁上的楼面自重：0.5（6.3+6.3-4）2+0.5（5.4+5.4-4）23.74=57.596KN框架梁传来次梁自重：0.5（43.875+57.596）=50.736KN 框架柱自重及粉刷：22.5+（0.5-0.24）0.0243.617=23.77KN 26层C轴结点集中荷载：GC=221.33KNB轴框架梁自重及粉刷：45.155KN窗自重：22.72.80.45=6.804KN窗下墙体自重：0.24（8-0.5）（3.6-2.8）14=20.16KN粉刷：20.027.5

14、0.817=4.08KN窗边墙体自重：0.24（8-0.5-22.7）2.814=19.76KN粉刷：20.02（8-0.5-22.7）2.817=4.00KN框架梁传来楼面自重：0.540.543.74=14.96KN次梁自重：0.30.56.325=23.625KN作用在次梁上的楼面自重：0.5（6.3+6.3-4）23.74=34.164KN框架梁传来次梁自重：0.5（16.875+34.164）=24.52KN框架柱子自重：0.50.53.625=22.5KN 粉刷：0.52+（0.5-0.24）20.023.617=1.86KN 26层B轴结点集中荷载：GB=163.80KN5）恒荷

15、载作用下的结构计算简图图33.2 活载标准值计算1） 屋面框架梁线荷载标准值p6EF= p6CE =p6BC =2.54.0=10KN/M2） 楼面框架梁线荷载标准值pEF= pCE =pBC =2.04.0=8.0KN/M3） 屋面框架节点集中荷载标准值F轴由框架梁传来的屋面荷载：0.54.00.54.02.5=10KN由框架梁传来次梁荷载：0.5（4.5+4.5-4）22.5=12.5KNP6F=20+12.5=22.5KNE轴由框架梁传来的屋面荷载：0.54.00.54.02.52=20KN由框架梁传来次梁荷载：0.5（4.5+4.5-4）2+0.5（5.4+5.4-4）22.5=29.

16、5KN P6E=20+29.5=49.5KNC轴由框架梁传来的屋面荷载：0.54.00.54.02.52=20KN由框架梁传来次梁荷载：0.5（6.3+6.3-4）2+0.5（5.4+5.4-4）22.5=38.5KNP6C=20+38.5=58.5KNB轴由框架梁传来的屋面荷载：0.54.00.54.02.5=10KN由框架梁传来次梁荷载：0.5（6.3+6.3-4）22.5=21.5KNP6B=10+21.5=31.5KN4） 楼面框架节点集中荷载标准值F轴由框架梁传来的屋面荷载：0.54.00.54.02.0=8KN由框架梁传来次梁荷载：0.5（4.5+4.5-4）22.0=10KNPF

17、=8+10=18.0KNE轴由框架梁传来的屋面荷载：0.54.00.54.02.02=16.0KN由框架梁传来次梁荷载：0.5（4.5+4.5-4）2+0.5（5.4+5.4-4）22.0=23.6KNPE=16+23.6=39.6KNC轴由框架梁传来的屋面荷载：0.54.00.54.02.02=16KN由框架梁传来次梁荷载：0.5（6.3+6.3-4）2+0.5（5.4+5.4-4）22.0=30.8KNPC=16+30.8=46.8KNB轴由框架梁传来的屋面荷载：0.54.00.54.02.0=8KN由框架梁传来次梁荷载：0.5（6.3+6.3-4）22.0=17.2KNPB=8+17.2

18、=25.2KN5）活荷载作用下的结构计算简图图43.3 风荷载计算风压标准值计算公式为 wk=zszw0 （4-1）wk风荷载标准值w0基本风压s风荷载体型系数z风荷载变化系数zZ高度处的风振系数w0=0.45，因结构高度H=24.2m30m，可取z=1.0；对于矩形平面S=1.3z 可查建筑结构荷载规范知场地类别为C类。将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载。A为一榀框架各层节点的受风面积，计算过程如表4-1，结算结果如图5。表4-2 横向风荷载计算 层次zsz(m)zw0(kN/ m2)A(m2)Pw(kN)61.01.323.60.8880.4526.413.7151.01.320

19、.00.840.4528.814.1541.01.316.40.810.4528.813.6531.01.312.80.740.4528.812.4721.01.39.20.740.4528.812.4711.01.35.60.740.4536.815.93图51） 风荷载作用下位移计算柱Kc值表4-2 柱Kc值计算 层数截面（m2）混凝土强度等级惯性矩Ic（m4）（m3）(KNm)260.50.5C255.2110-31.4510-340.610310.60.6C3010.810-31.9310-357.9103 柱Kb值中框架梁I=2.0I0 边框架梁I=1.5I0 Kb=EIb/L 4-

20、2EF跨梁：Ib =1.50.30.53 /12=4.710-3m4BC跨梁：Ib =1.50.30.63 /12=8.110-3m4CE跨梁：Ib =20.30.53 /12=6.2510-3m4EF跨梁（4.5m）：Kb=31.3103KMmBC跨梁（6.3m）：Kb=38.6103KMmCE跨梁（5.4m）：Kb=34.7103KMmK值及的值 一般层 K=（i1 +i2+i3+i4）/2 ic 4-3=K/（2+K） 4-4 D=12ic /h 4-5首层 K=（i1 +i2）/ic 4-6 =（0.5+K）/（2+K） 4-7 D=12ic /h 4-826层F轴柱： K=（10.4

21、+10.4）/214.5=0.72 =0.72/（2+0.72）=0.26E轴柱： K=（11.6+10.4+11.6+10.4）/214.5=1.52 =1.52/（2+1.52）=0.43C轴柱： K=（12.9+11.6+12.9+11.6）/214.5=1.69 =1.69/（2+1.69）=0.46B轴柱： K=(12.9+12.9)/214.5=0.89 =0.89/（2+0.89）=0.31底层：F轴柱： K=10.4/17.4=0.60 =（0.5+0.60）/（2+0.60）=0.42E轴柱： K=（10.4+11.6）/17.4=1.26 =（0.5+1.26）/（2+1.

22、26）=0.54C轴柱： K=（12.9+11.6）/17.4=1.41 =（0.5+1.41）/（2+1.41）=0.56B轴柱： K=12.9/17.4=0.74 =（0.5+0.74）/（2+0.74）=0.45值见表4-3 =12ic /h表4-3 框架柱D值计算 F轴E轴C轴B轴26层3.491035.771036.181034.1610319.6103底层2.7961033.5951033.7291032.99610313.116103框架结构侧移计算6层：=13.71/19.6103=0.69910-3m5层：=27.86/19.6103=1.42110-3m4层：=41.51/

23、19.6103=2.11710-3m3层：=53.98/19.6103=2.75410-3m2层：=66.45/19.6103=3.39010-3m1层：=82.39/13.116103=6.28010-3m=16.66110-3m/h=16.66110-3m/23.6m=0.70610-3m1/500满足要求四 内力计算4.1 恒荷载作用下的内力计算计算使用分层法，中柱的线刚度取框架柱实际线刚度的0.9倍。1）屋顶层 把梯形荷载化作等效均布荷载EF跨： 1=0.54/4.5=0.444 g6EF=g6EF1+1-2（1）+（1）g6EF2=20.30KN/MBC跨： 1=0.54/6.3=0

24、.317 g6BC=g6BC1+1-2（1）+（1）g6BC2=24.35KN/MCE跨： 1=0.54/5.4=0.370 g6CE=g6CE1+1-2（1）+（1）g6CE2=22.26KN/M各杆的固端弯矩 M6FE= g6EFL EF/12=34.26 KNM M6BC= g6BCL BC/12=80.54KNM M6CE= g6CEL CF/12=54.09 KNM弯矩分配法计算过程如图6：图6顶层弯矩计算结果如图7：图72）26层：把梯形荷载化作等效均布荷载EF跨： 1=0.54/4.5=0.444 gEF=gEF1+1-2（1）+（1）gEF2=14.39KN/MBC跨： 1=0

25、.54/6.3=0.317 gBC=gBC1+1-2（1）+（1）gBC2=28.55KN/MCE跨： 1=0.54/5.4=0.370 gCE=gCE1+1-2（1）+（1）gCE2=15.64KN/M各杆的固端弯矩： MFE= gEFL EF/12=24.28 KNM MBC= gBCL BC/12=94.43KNM MCE= gCEL CF/12=38.01KNM弯矩分配法计算过程如图8：图826层弯矩计算结果如图9：图93） 首层：把梯形荷载化作等效均布荷载EF跨： 1=0.54/4.5=0.444 gEF=gEF1+1-2（1）+（1）gEF2=14.39KN/MBC跨： 1=0.5

26、4/6.3=0.317 gBC=gBC1+1-2（1）+（1）gBC2=28.55KN/MCE跨： 1=0.54/5.4=0.370 gCE=gCE1+1-2（1）+（1）gCE2=15.64KN/M各杆的固端弯矩： MFE= gEFL EF/12=24.28 KNM MBC= gBCL BC/12=94.43KNM MCE= gCEL CF/12=38.01KNM弯矩分配法计算过程如图10：图10首层弯矩计算结果如图11：图11各层弯矩叠加并修正，其竖向荷载弯矩图如图12：图12剪力图：图13轴力图：图144.2 活荷载作用下的内力计算 1） 荷载简化 EF跨： 1=0.54/4.5=0.4

27、44 P6EF=1-2（1）+（1）p6EF =6.93KN/M PEF=1-2（1）+（1）pEF =5.55KN/MBC跨： 1=0.54/6.3=0.317 P6BC=1-2（1）+（1）p6BC=8.31KN/M PBC=1-2（1）+（1）pBC=6.65 KN/MCE跨： 1=0.54/5.4=0.370 P6CE=1-2（1）+（1）p6CE=7.77KN/M PCE=1-2（1）+（1）pCE=6.21KN/M 2） 各杆的固端弯矩： M6EF= P6EFL EF/12=11.69KNM MEF= PEFL EF/12=9.37KNM M6BC= P6BCL BC/12=27.49KNM MBC= PBCL BC/12=21.99KNM M6CE= P6CEL CE/12=18.88KNM MCE= PCEL CE/12=15.09KNM 3） 顶层弯矩计算弯矩分配法计算过程： 弯矩计算结果：4） 2