框架结构课程设计计算书

一、设计资料1、建设地点:南方某城市郊区，2、工程名称:某综合楼(底层为食堂，以上为宿舍)3、基本风压:0.5kN/m24、地面粗糙类型:B类5、极端最高温度+38℃,极端最低温度+5℃6、地质条件:地基承载力的标准值为22OKPa,不考虑地下水的作用7、最大降雨量为:110mm/小时8、该地区抗震设防烈度为6度9、建筑物安全等级Ⅱ级10、室内外高差0.450M,基础顶面到一层地面距离0.600M。11、楼面和屋面采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖结构,板厚、梁高、柱截面自定；12、屋面采用柔性防水,屋面恒荷载标准值（不包括现浇钢筋混凝土肋形楼盖自重）为1.9KN/m2;屋面为上人屋面,活荷载标准值为2.OKN/m2;楼面恒荷载标准值（不包括现浇钢筋混凝土肋形楼盖自重）为1.OKN/m2.楼面活荷载标准值为2.OKN/m2.墙体采用灰砂砖，重度γ=18KN/m3,外墙贴瓷砖,墙面重2,内墙（180）面采用石灰砂浆抹灰粉刷,墙面重;内墙（120）面采用石灰砂浆抹灰粉刷,墙面重;铝合金玻璃窗重0.45KN/m2.木门重0.2KN/m2.混凝土强度等级和钢筋级别请自行选择。二、材料选用混凝土：C30cf=14.3N/2mmtf=1.43N/2mm钢筋：柱子和梁纵向受力钢筋采用HRB400yf=360N/2mm其余采用HPB300yf=270N/2mm三、截面选择板：h≥3300/50=66mm.取h=120mm，楼面板屋面板均为120mm。主梁：B-C段主梁，h≥8400/12=700mm，取h=700mm，b=250mmA-B段主梁及其余主梁，h≥6600/12=550mm，取h=600mm，b=250mm次梁：一级次梁，h≥6600/471mm,取h=550mm，b=200mm二级次梁，h≥6600/471mm,取h=500mm，b=200mm中柱：N=nqA=4×（4.2+3.3）×6.6×12=2376KNcN=NG2=1.25×1.0×1.0×2376=2970KNA≥cN/cf=2970/14.3=207692㎡A=a=456mm，取a=500mm边柱：N=nqA=4×4.2×6.6×12=1331KNcN=NG2=1.25×1.1×1.0×1331=1830KNA≥cN/cf=1830/14.3=127938㎡A=a=358mm，取a=400mm考虑到线刚度比，对C轴柱取a=500mm。则B、C轴柱子均为a=500mm,A轴柱子为a=400mm。四、确定计算单元（1）取②轴上的一榀框架计算，假定框架柱嵌固于基础顶面，框架与柱刚接，由于层数不高，设各层柱截面不变。故梁跨等于柱截面型心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，为4m+0.6m=4.6m，其余各层为3.6m。（2）框架柱的线刚度计算对中框架梁取02IIbBCi=EI/L=121×3.0×10^7×0.25×0.7^3×2/8.4=5.1×10^4KN•mbABi=EI/L=121×3.0×10^7×0.25×0.6^3×2/6.6=4.09×10^4KN•mB、C柱底层，底、CcBi=EI/L=121×3×10^7×0.5^4×/4.6=3.4×10^4KN•m标准层，cBCi=EI/L=121×3×10^7×0.5^4×/3.6=4.34×10^4KN•mA柱底层，底cAi=EI/L=121×3×10^7×0.4^4×/4.6=1.40×10^4KN•m标准层，cAi=EI/L=121×3×10^7×0.4^4×/3.6=1.78×10^4KN•m令cBCi=1，则其余杆件相对线刚度为底、CcBi=0.78底cAi=0.32cAi=0.41bBCi=1.18bABi=0.94五、荷载标准值计算1、恒荷载标准值计算①屋面屋面恒荷载标准值（包括柔性防水层）1.9KN/㎡结构层：120厚现浇钢筋混凝土板3.0KN/㎡合计4.9KN/㎡②各层走廊楼面及标准层楼面楼面恒载标准值1.0KN/㎡结构层：120厚现浇钢筋混凝土板3.0KN/㎡合计4.0KN/㎡③梁自重（自重+抹灰）b×h=250mm×700mm3.83KN/mb×h=250mm×600mm（外纵梁一面抹灰一面贴瓷砖）3.38KN/mb×h=250mm×600mm（内纵梁两面抹灰）3.16KN/mb×h=200mm×550mm2.30KN/mb×h=200mm×500mm2.03KN/m④柱自重（自重+抹灰）⑴b×h=500mm×500mm柱自重6.25KN/m抹灰层0.34KN/m合计6.59KN/m⑵b×h=400mm×400mm柱自重4.00KN/m抹灰层0.40KN/m合计4.40KN/m⑤标准层外纵墙自重(自重+抹灰)墙体自重5.11KN/m外墙面贴瓷砖0.79KN/m内墙面砂浆抹灰0.57KN/m铝合金窗0.64KN/m合计7.11KN/m⑥标准层内纵墙自重(自重+抹灰)⑴B、C轴间墙（无柱）墙体自重8.03KN/m木门自重0.11KN/m砂浆抹灰1.78KN/m合计9.92KN/m⑵B轴间墙（有柱）墙体自重7.71KN/m木门自重0.12KN/m砂浆抹灰1.71KN/m合计9.54KN/m⑦标准层内隔墙自重(自重+抹灰)⑴A、B轴与2轴交接轴间墙（有柱）墙体自重8.66KN/m砂浆抹灰1.92KN/m合计10.58KN/m⑵A、B轴与1、2轴交接轴间墙（无柱）墙体自重9.72KN/m砂浆抹灰2.16KN/m合计11.88KN/m⑶B、C轴与2轴交接轴间墙（有柱）墙体自重7.05KN/m砂浆抹灰1.57KN/m合计8.62KN/m⑷B、C轴与1、2轴交接轴间墙（无柱）墙体自重7.38KN/m砂浆抹灰1.64KN/m合计9.02KN/m⑧女儿墙（墙高1200mm，100mm混凝土压顶）墙体自重4.34KN/m外墙面贴瓷砖0.65KN/m内墙面和压顶抹灰0.53KN/m合计5.52KN/m2、活荷载标准值计算①屋面活荷载标准值2.0KN/m②各层走廊楼面及标准层楼面活荷载标准值2.0KN/m六、竖向荷载下框架受荷总图1、屋面板传荷载恒载：面荷载4.9KN/㎡线荷载mKN/40.1489.06.6)25.025.01(3.34.932活载：面荷载2.0KN/㎡线荷载mKN/88.589.06.6)25.025.01(3.30.2322、各层走廊楼面及标准层楼面传荷载恒载：面荷载4.0KN/㎡线荷载mKN/76.1189.06.6)25.025.01(3.34.032活载：面荷载2.0KN/㎡线荷载mKN/88.589.06.6)25.025.01(3.30.2323、A～B轴间框架梁均布荷载①屋面梁恒载：梁自重+板传恒荷载17.56KN/m活载：板传活荷载5.88KN/m②楼面梁恒载：梁自重+板传恒荷载+内隔墙自重25.5KN/m活载：板传活荷载5.88KN/m4、B～C轴间框架梁荷载①屋面梁恒载：⑴线荷载：梁自重+板传恒荷载18.23KN/m⑵集中力：21二级次梁恒载+一级次梁恒载112.44KN/m活载：⑴线荷载：板传活荷载5.88KN/m⑵集中力：21二级次梁活载+一级次梁活载37.5KN/m②楼面梁恒载：⑴线荷载：梁自重+板传荷载+内隔墙自重24.21KN/m⑵集中力：21二级次梁恒载+一级次梁恒载202KN/m活载：⑴线荷载：板传活荷载5.88KN/m⑵集中力：21二级次梁活载+一级次梁活载37.5KN/m5、A轴柱子纵向荷载①顶层柱子恒载：21二级次梁恒载+主梁恒载132.2KN活载：21二级次梁活载+主梁活载27.22KN②标准层柱子恒载：21二级次梁恒载+主梁恒载166.58KN活载：21二级次梁活载+主梁活载27.22KN6、B轴柱子纵向荷载①顶层柱子恒载：21二级次梁恒载+主梁恒载121.2KN活载：21二级次梁活载+主梁活载37.48KN②标准层柱子恒载：21二级次梁恒载+主梁恒载201.76KN活载：21二级次梁活载+主梁活载37.48KN7、C轴柱子纵向荷载①顶层柱子恒载：21二级次梁恒载+主梁恒载+女儿墙132.14KN活载：21二级次梁活载+主梁活载27.22KN②标准层柱子恒载：21二级次梁恒载+主梁恒载165.26KN活载：21二级次梁活载+主梁活载27.22KN竖向受荷总图七、风荷载计算作用在外墙面上的荷载可近似用作用在在屋面梁和楼面梁处的等效集中荷载替代，作用在节点上的集中风荷载标准值为2/)(0BhhWjiszk1、风荷载作用下的位移验算⑴侧移刚度D横向2～4层D值计算构件名称cbiii2iic2212hiDccA轴柱2.290.538735B轴柱2.120.5120494C轴柱1.180.3714869D8735+20494+14869=44098KN/M横向底层D值的计算离地高度Z/mzzs0ihjhKNWk/15.251.151.01.30.53.62.615.2911.651.051.01.30.53.63.616.228.051.01.01.30.53.63.615.444.451.01.01.30.54.63.617.60构件名称cbiiiiic25.0212hiDccA轴柱2.940.705558B轴柱2.720.6813112C轴柱1.510.5710991D5558+13112+10991=29661KN/M风荷载作用下框架侧移计算层次jWjVD△i△hi415.2915.29440980.0003120001316.2231.51440980.000751401215.4446.95440980.0011327301117.664.55296610.002221001=△i=0.0029m侧移验算：层间侧移最大值550121001（满足要求）2、框架柱反弯点计算A框架柱反弯点位置层号hi0y1y2y3yyyh43.62.290.4150000.4151.4933.62.290.4650000.4651.6723.62.290.500000.501.814.62.940.550000.552.53B框架柱反弯点位置层号hi0y1y2y3yyyh43.62.120.4060000.4061.4633.62.120.4560000.4561.6423.62.120.500000.501.8014.62.720.550000.552.53C框架柱反弯点位置层号hi0y1y2y3yyyh43.61.180.3590000.3591.3033.61.180.4500000.4501.6223.61.180.45900-0.01620.4431.6014.61.510.5760-0.002500.5742.643、风荷载作用下内力计算风荷载作用下A轴框架柱剪力和梁柱端弯矩风荷载作用下B轴框架柱剪力和梁柱端弯矩风荷载作用下C轴框架柱剪力和梁柱端弯矩风荷载作用下框架柱轴力和梁端剪力层号iVDimDDDimimVyh上cM下cM总bM415.294409887350.203.061.496.464.566.46331.514409887350.206.301.6712.1610.5216.72246.954409887350.209.391.8016.9016.9027.42164.552966155580.1912.912.5326.7232.6643.62层号iVDimDDDimimVyh上cM下cM左bM右bM415.2944098204940.467.031.4615.0410.268.376.67331.5144098204940.4614.491.6428.4023.7621.5217.14246.9544098204940.4621.601.8038.8838.8834.8727.77164.5529661131120.4428.402.5358.7971.8554.3643.31层