一榀框架结构手算计算书(某学院)

某某某学院2019届毕业设计（论文）与综合训练11手算计算书1.1工程概况本工程为河北省固安县某教学楼项目，工程地点位于河北省固安县，总建筑面积为5533.54平方米，建筑物长度为67.3m，宽度为20.35m。建筑高度为15.2m，层高分别为：一层3.8m；二层3.8m；三层3.8m；四层3.8m。1）本工程共计四层；结构形式为钢筋混凝土框架结构，建筑结构的安全等级为二级，设计使用年限为50年。地基基础设计等级为丙级。2）抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，设计地震分组第二组。3）本工程地基场地类别为Ⅲ类。4）基本风压为0.45kN/m2；基本雪压为0.40kN/m2；地面粗糙度为B类。5)场地标准冻深为0.7m，属季节性冻土。6)抗浮设防水位：本工程无抗浮设防。7)场地土、地下水的腐蚀性：对混凝土结构及混凝土中的钢筋均有微腐蚀性。由工程勘察报告可知工程地质条件与水文条件如下：1)素填土：褐色，松散，以粉土、粉质粘土为主，层厚0.5～1.1米。2)粉土夹粉质粘土：黄或褐色，密实，土质不均匀，局部夹粉砂薄层，层厚1.8～3.0米，层底埋深0.8～3.8米，地基承载力特征值fak=140kPa；3)粉质粘土夹粉砂：灰褐色，可塑，土质不均匀，层厚0.7～4.2米，层底埋深2.4～4.9米，地基承载力特征值fak=160kPa。某某某学院2019届毕业设计（论文）与综合训练21.2结构选型进入当代社会，中国快速发展的经济，使得大家对建筑使用的要求也越来越高，传统的木质、砖混结构的建筑已不能满足现代人们使用的需求。而打破了这些局限是因为钢筋混凝土框架结构的出现:一方面，平面布置更灵活是由于框架结构以梁柱承重的特点；另一方面，梁柱本身结构类型和布置方式都可以灵活选定，比如柱子可以选用十字型、T型、L型等类型，因此使得整个立面更加富于变化；而且经过合理设计，框架结构可以做成延性框架，延性使得框架的抗震性能得到提高，可承受较大侧向变形。而框架结构具有空间大、平面布局灵活多样的特点，满足了人们不断追求使用个性化的要求。随着社会的不断发展和人们物质生活水平的提高，框架结构(住宅、公共建筑)得到了较大较好的发展。因而本课题选用框架结构作为教学楼的结构形式是十分适合的。1.3其他结构选型屋面：采用现浇钢筋混凝土板作承重结构，屋面板按非上人屋面的使用荷载选用。做法：1）30厚细石混凝土保护层2）BSB改性沥青卷材防水3）20厚水泥砂浆找平层4）100厚水泥蛭石保温层5）100厚钢筋混凝土楼板6）15厚水泥砂浆抹底楼面：采用现浇钢筋混凝土板。做法：1）小瓷砖地面2）100厚现浇钢筋混凝土楼板3）15水泥砂浆抹底基础：依据地勘报告，本工程拟建场地不存在影响场地整体稳定性的不良地质作用，地基采用天然地基，采用柱下独立基础。墙身：填充墙为加气混凝土切块，外墙厚300mm，外墙面贴瓷砖，内测墙面为20mm抹灰；内墙厚200mm，两侧均为20mm抹灰。窗采用铝合金玻璃窗，室内门采用木门。（一层入口采用铝合金门）。1.4构件尺寸初选根据教学楼的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计，如图1、2、3。某某某学院2019届毕业设计（论文）与综合训练3图1平面图图2立面图某某某学院2019届毕业设计（论文）与综合训练4图3剖面图1.4.1梁的截面尺寸估算梁的截面尺寸首先按梁的跨度进行估算，依据设计要求取混凝土强度等级：C30见下表1表1梁的截面初选注*：1）为方便施工，纵向框架梁（包括悬挑部分）的截面统一尺寸，取300600。2）为方便施工，纵向次架梁的截面统一尺寸，取250500。1.4.2框架柱截面尺寸初选柱截面尺寸可以根据下边公式进行估算：梁跨度（mm）梁高系数梁高（mm）梁宽系数梁宽（mm）实取截面横向框架梁9000（1/12~1/8)L500~750(1/2~1/3)H166~450300×600纵向框架梁8100（1/12~1/8)L583~875(1/2~1/3)H194~450300×6003600（1/12~1/8)L500~750(1/2~1/3)H166~450300×6007800（1/12~1/8)L300~450(1/2~1/3)H100~225300×600纵向次梁8100（1/12~1/8)L333~500(1/2~1/3)H111~250250×5007800（1/12~1/8)L388~583(1/2~1/3)H129~291250×50022/71.1,/1.19mmNfmmNftc某某某学院2019届毕业设计（论文）与综合训练52mm834581.1975.04310145.475.53.1c2mm1564601.1975.0431014975.525.1cccccfNNhb(1)式中：1）各层重力荷载代表值近似取12～15kN/m2，本计算取14kN/m2。2）由《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）可知：第6.1.3条，当甲乙类建筑按规定提高一度确定其抗震等级而房屋的高度超过本规范表6.1.2相应规定的上界时，应采取比一级更有效的抗震构造措施。见下表2、3表2现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级结构类型设防烈度6789框架结构高度（m）≤24﹥24≤24﹥24≤24﹥24≤24框架四三三二二一一大跨度框架三二一一根据本工程抗震设防烈度为7度，则该框架结构的抗震等级为二级；表3轴压比限值结构类型抗震等级一二三四框架结构0.650.750.850.90框架-抗震墙、板柱-抗震墙、框架-核心筒及筒中筒0.750.850.900.95部分框支抗震墙0.60.7一该本框架结构的轴压比限值[μN]=0.75；3）由结构平面布置图，可计算边柱及中柱的负载面积分别为5.75m4.5m和5.75m9m。由此可得第一层柱截面面积为：边柱：中柱：如取柱的截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为365mm和428mm。根据计算结果，本设计各层柱截面尺寸统一取值为：Ac=bchc=500mm500mm=2.5105mm21.4105mm2。某某某学院2019届毕业设计（论文）与综合训练6l301l401l401l3011.4.3屋面板、楼板厚度屋面板、楼板的厚度按照《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）第9.1.2条进行估算，见表4表4屋面板、楼板厚度估算位置支承最大板跨度（m）系数计算板厚度（mm）最小计算厚度（mm）实际选取厚度（mm）楼板单向板3.610060100双向板3.610060屋面板单向板8.110080120双向板8.1100801.5框架计算简图及梁柱线刚度1.5.1确定框架计算简图取⑤轴上的一榀框架计算，假设框架柱的下端嵌固在基础的顶面，框架梁与柱刚接。底层的柱高从基础顶面开始算至二层楼面，其基顶标高根据地址条件、室内外高差，定为-0.450m，二层的楼面标高为3.80m，所以底柱的高度为4.75m，其余各层柱的高度从楼面算至上一层楼面（即层高）故均为3.8m。计算简图4某某某学院2019届毕业设计（论文）与综合训练7图4计算简图1.5.2框架梁柱的线刚度计算对于中间梁取I=2I0边框为I=1.5I0左边跨梁:mmlEIikN109.46.6/6.03.01212㎡kN/103/437左跨梁中跨梁：mmlEIikN105.134.2/6.03.01212㎡kN/103/437中跨梁右边跨梁：mmlEIikN109.46.6/6.03.01212㎡kN/103/437右边跨梁上部层各柱：mmlEIikN1076.325.4/4.0121㎡kN/103/447余柱底层柱：mmlEIikN108.43.3/4.0121㎡kN/103/447底柱令i底柱=1.0则其余各杆件相对线刚度为：边跨柱i=1.02中跨柱i=2.8底层柱i=0.78图5梁柱相对线刚度图某某某学院2019届毕业设计（论文）与综合训练81.6竖向恒载的计算1.6.1恒载标准值计算1)屋面防水层(刚性)：30mm厚C20细石混凝土防水=1.0kN/m²防水层(柔性)：三毡四油铺小石子=0.4kN/m2找平层：15mm厚水泥砂浆=0.015m×20kN/m3=0.30kN/m2找平层：15厚水泥砂浆=0.015m×20kN/m3=0.30kN/m2找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆3‰找平=0.04m×14kN/m3=0.56kN/m2保温层：80厚矿渣水泥=0.08m×14.5kN/m3=1.16kN/m2结构层：120厚现浇钢筋混凝土板=0.12m×25kN/m3=3kN/m2抹灰层：10mm厚混合砂浆=0.01m×17kN/m3=0.17kN/m2合计：6.89kN/m22)各层走廊楼面水磨石地面；=0.65kN/m2结构层：120厚现浇钢筋混凝土板=0.12m×25kN/m3=3kN/m2抹灰层：10mm厚混合砂浆=0.01m×17kN/m3=0.17kN/m2合计：3.82kN/m23)标准层楼面大理石面层：=1.16kN/m²结构层：120厚现浇钢筋混凝土板=0.12m×25kN/m3=3kN/m2抹灰层：10厚混合砂浆=0.01×17kN/m3=0.17kN/m2合计：4.33kN/m24)横梁自重b×h=300mm×600mm梁自重：=25kN/m3×0.3m×（0.6m-0.12m）=3.6kN/m抹灰层：用10厚混合砂=0.01m×[（0.5m-0.12m）×2+0.25m]×17kN/m3=0.27kN/m合计：3.87kN/m基础梁b×h=250mm×400mm梁自重：=25kN/m3×0.25m×0.4m=2.5kN/m5)柱尺寸b×h=400mm×400mm柱自重：=25kN/m3×0.4m×0.4m=4.0kN/m抹灰层：10厚混合砂浆=0.01m×0.4m×4×17kN/m3=0.27kN/m合计：4.27kN/m某某某学院2019届毕业设计（论文）与综合训练96)外纵墙自重①标准层：纵墙：=(3.8-0.6-1.8)m×0.24m×7.5kN/m3=1.62kN/m铝合金窗：=0.35kN/m2×1.8m=0.63kN/m水刷石外墙面：=(3.8-1.8)m×0.5kN/m2=0.75kN/m水泥粉刷内墙面：=(3.8-1.8)m×0.36kN/m2=0.54kN/m合计：3.54kN/m②底层：纵墙：=（4.25-1.8-0.6-0.4）m×0.24m×7.5N/3m=2.61kN/m铝合金窗：=0.35kN/m2×1.8m=0.63kN/m水刷石外墙面=(4.25-1.8)m×0.5kN/m2=0.88kN/m水泥粉刷内墙面：=(3.8-1.8)m×0.36kN/m2=0.54kN/m合计：4.53kN/m7)内纵墙自重标准层：纵墙：=(3.8-0.6)m×0.24m×7.5kN/3m=4.86kN/m水泥粉刷内墙面=2.7m×2×0.36kN/m2=1.94kN/m合计：6.8kN/m8)内隔墙自重底层：内隔墙：=（4.25-0.6-0.4)m×0.24m×7.5kN/3m=0.585kN/m水泥粉刷内墙面=(3.8-0.6)m×0.36kN/m2=1.14kN/m合计：1.73kN/m1.7活载标准值计算屋面和楼面活荷载标准值根据《荷载规范》查得不上人屋面：0.5kN/m2，楼面：2.0kN/m2走廊：2.5kN/m2雪荷载：kS=1.0×0.4kN/m2=0.4kN/m2以上两种荷载，取两者中取较大值。1.8重力荷载计算1.8.1楼面面积计算过程及结果表5楼面面积计算层数位置墙、柱、洞口水平截面面积（m2）总面积（m2）楼面净面积/层（m2）2○A～○D轴线(5x3+4x3)x0.52+25.6x0.3+24.7x0168.251383.4-168.某某某学院2019届毕业设计（论文）与综合训练10