第一章绪论
第一节工程概况
一、工程设计总概况：
1.规模：本工程是一栋四层钢筋混凝土框架结构教学楼，使用年限为50年, 抗震设防烈度为8度；建筑面积约3000㎡，建筑平面的横轴轴距为6.5m和
2.5m，纵轴轴距为4.5m；框架梁、柱、板为现浇；内、外墙体材料为混凝土空心砌块，外墙装修使用乳白色涂料仿石材外墙涂料，内墙装修喷涂乳胶漆，教室内地面房间采用水磨石地面，教室房间墙面主要采用石棉吸音板，门窗采用塑钢窗和装饰木门。全楼设楼梯两部。
2.结构形式：钢筋混凝土四层框架结构。
3.气象、水文、地质资料：
1）气象资料
A.基本风压值：0.35kN/㎡，
B.基本雪压值：0.25kN/㎡。
C.冻土深度：最大冻土深度为1.2m;
D.室外气温：年平均气温最底-10℃，年平均气温最高40℃;
2)水文地质条件
A.土层分布见图1-1，地表下黄土分布约15m，垂直水平分布较均匀，可塑状态，中等压缩性，弱湿陷性，属Ⅰ级非自重湿陷性黄土地基。地基承载力特征值fak=120kN/㎡。
B.抗震设防等级8度，设计基本地震加速度值为0.20g，地震设计分组为第一组，场地类别为Ⅱ类。
C.常年地下水位位于地表下8m，地质对水泥具有硫酸盐侵蚀性。
D.采用独立基础，考虑到经济方面的因素，在地质条件允许的条件下，独立基础的挖土方量是最为经济的，而且基础本身的用钢量及人工费用也是最低的，整体性好，抗不均匀沉降的能力强。因此独立基础在很多中低层的建筑中应用较多。
二、设计参数：
（一）根据《建筑结构设计统一标准》本工程为一般的建筑物，破坏后果严重，故建筑结构的安全等级为二级。
（二）建筑结构设计使用年限为50年，耐久等级二级(年)，耐火等级二级，
屋面防水Ⅱ级。
（三）建筑抗震烈度为8度，应进行必要的抗震措施。
（四）设防类别丙类。
（五）本工程高度为15.3m，框架抗震等级根据 GB 50223-2008《建筑工程抗震设防分类标准》，幼儿园、小学、中学教学楼建筑结构高度不超过24m的混凝土框架的抗震等级为二级。
（六）地基基础采用柱下独立基础。
图1-1 土层分布
第二章结构选型和结构布置
第一节结构设计
*建施图（见图纸）
一、结构体系选型
（一）结构体系和结构形式的分析比较
结构体系是指结构抵抗外部作用的构件组成方式。一般有框架结构体系、剪力墙结构体系、框架--剪力墙结构体系、筒体结构体系等。
建筑结构形式，主要是以其承重结构所用的材料来划分，一般可以分为钢结构、钢筋混凝土结构、砖混结构、砖木结构等。
（二）多层建筑的结构体系及选择
1．框架结构体系
框架结构是利用粱、柱组成的横、纵两个方案的框架形成的结构体系。它同时承受竖向荷载和水平荷载。
由梁和柱这两类构件通过刚节点连接而成的结构称为框架，当整个结构单元所有的竖向和水平作用完全由框架承担时，该结构体系成为框架结构体系。有钢筋混凝土框架、钢框架和混合结构框架三类。
框架结构体系具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构。同时框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期。
2．剪力墙结构体系
利用建筑物墙体作为承受竖向荷载和抵抗水平荷载的结构，称为剪力墙结构体系。
3．框架--剪力墙结构体系
在框架结构中，设置部分剪力墙，使框架和剪力墙两者结合起来，取长补短，共同抵抗水平荷载，这就是框架－剪力墙结构体系。如果把剪力墙布置成筒体，可称为框架－筒体结构体系。
4．筒体结构体系
1）筒中筒结构，筒体分实腹筒、框筒及桁架筒。由剪力墙围成的筒体称为实腹筒，在实腹筒墙体上开有规则排列的窗洞形成的开孔筒体称为框筒；筒体四壁由竖杆和斜杆形成的衍架组成则称为衍架筒。筒中筒结构由上述筒体单元组合，一般心腹筒在内，框筒或桁架筒在外，由内外筒共同抵抗水平力作用。
2）多筒体系，成束筒及巨型框架结构。由两个以上框筒或其他筒体排列成束状，称为成束筒。巨形框架是利用筒体作为柱子，在各筒体之间每隔数层用巨型梁相连，这样的筒体和巨型梁即形成巨型框架。这种多筒结构可更充分发挥结构空向作用，其刚度和强度都有很大提高，可建造层数更多、高度更高的高层建筑。
综合上述选择框架结构体系最宜。
（三）承重体系的选择
框架结构的承重方案分为以下几种：
横墙承重体系，横墙承重体系类型的房屋的楼板、屋面板或檩条沿房屋纵向搁置在横墙上，由横墙承重。主要楼面荷载的传递途径是：板、横墙、基础、地基，故称为横墙承重体系。横墙承重体系的特点：1）房屋的空间刚度大，整体性好，有利于抵抗风力和水平地震作用，也有利于调整地基的不均匀沉降。2）横墙承受了大部分竖向荷载；纵墙则主要起围护、隔断和将横墙连成整体的作用，受力比较小，对设置门窗大小和位置的限制比较少，建筑设计上容易满足采光和通风的要求。3）结构布置比较简单和规则，可不用梁、楼板采用预制构件，施工比较简单方便，分项造价较低。但横墙占面积多，房间布置的灵活性差，墙体用材比较多。横墙承重体系多用于横墙间距较密、房间开间较小的房屋，如宿舍、招待所、住宅、办公楼等民用建筑。
纵墙承重体系，对于进深较大的房屋、楼板、屋面板或檩条铺设在梁（或屋架）上，梁（或屋架）支撑在纵墙上，主要由纵墙承受竖向荷载，荷载的传递路线为：板、梁（或屋架）、纵墙、基础、地基；而对于进深不大的房屋，楼板、屋面板直接搁置在外纵墙上，竖向荷载的传递路线是：板、纵墙、基础、地基。纵墙承重体系的特点：（1纵墙是主要的承重墙。设置横墙的目的主要是为了满足房屋空间刚度和结构整体性的要求，间距可以相当大，因而容易满足使用上大空间和灵活布置平面的要求。（2由于纵墙承受的荷载比较大，一般不能任意开设门窗洞口，采光和通风的要求往往也受限制，纵墙较厚或加壁柱。（3相对于横墙承重体系，纵墙承重体系的横向刚度较差，楼（屋）盖用料较多，而墙体用料较少。纵墙承重体系的房屋适用于使用上要求较大空间或隔断墙位置有可能改变的场合，多见于食堂、会堂、厂房、仓库、俱乐部、展览厅等建筑。
纵横墙承重体系，常见的有两种情况：一种是采用现浇钢筋混凝土楼板，另一种是采用预制短向楼板的大房间。纵横墙承重体系特点：其开间比横墙承重体系大，但空间布置不如纵墙承重体系灵活，整体刚度也介于两者之间，墙体用材、房屋自重也介于两者之间，多用于教学楼、办公楼、医院等建筑。
本工程选择纵横墙承重体系。
（四）建筑材料的选择
1）混凝土选择
混凝土强度等级选择时要根据混凝土结构的环境类别，应满足混凝土耐久性要求；若采用HRB335钢筋，混凝土强度等级不宜低于C20；若采用HRB400和RRB400钢筋以及承受重复荷载的构件，混凝土的强度等级不得低于C20。预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C30；若采用钢绞线、钢丝、热处理钢筋作预应力钢筋，混凝土强度等级不宜低于C40。
在抗震设计时，现浇框架梁、柱、节点的混凝土强度等级按一级抗震等级设计时，不应低于C30；按二～四级和非抗震设计时，不应低于C20。现浇框架梁的混凝土强度等级不宜大于C40；框架柱的混凝土强度等级：抗震设防烈度为9度时不宜大于C60，抗震设防烈度为8度时不宜大于C70。为便于施工，梁、柱混凝土最好采用相同强度等级，常用C30~C40。
2）钢筋选择
在结构构件中的普通纵向受力钢筋宜选用HRB400、HRB335钢筋；箍筋宜选用HRB335、HRB400、HPB235钢筋。对于钢筋混凝土框架梁、柱等主要结构构件的纵向受力钢筋，通常采用HRB400或HRB335钢筋，构造钢筋及箍筋可采用HPB235；对于钢筋混凝土板、墙等构件的受力钢筋，可采用HPB235或HRB335，构造钢筋采用HPB235钢筋。
（五）其他结构选型
1．屋面结构：平屋顶
2．楼面结构：整体现浇双向板肋型楼面
3．楼梯结构：选择板式楼梯
4．过梁：钢筋混凝土过梁
5．基础：采用独立基础
（六）材料选择
主要构件材料：框架梁、板、柱采用现浇钢筋混凝土构件；墙体采用轻质填充砌块，外墙装修使用乳白色涂料仿石材外墙涂料，内墙装修喷涂乳胶漆；教室内地面房间采用水磨石地面；教室房间墙面主要采用石棉吸音板，门窗采用塑钢窗和装饰木门。混凝土强度：梁、板、柱均采用C30混凝土，钢筋使用HPB235，HRB335二种钢筋。
（七）荷载的选择表
楼面均布
走廊楼梯卫生间
活载
2.5KN/M2
3.5KN/M2 3.5KN/M2 2.5KN/M2
第二节结构布置
一、确定计算简图
本工程框架的计算简图假定底层柱下端固定于基础，按工程地质资料提供的数据，查《抗震规范》可判断该场地为Ⅱ类场地土，地质条件较好，初步确定本工程基础采用柱下独立基础，挖去所有杂填土，基础置于第二层粉质粘土层上，基底标高为设计相对标高–2.10 m。柱子的高度底层为：h1 = 3.9+2.1–0.5 = 5.5 m （初步假设基础高度0.5 m），二～四层柱高为h2～h4 = 3.6 m。柱节点刚接，横梁的计算跨度取柱中心至中心间距离，三跨分别为：l = 6500、2500、6500。
二、板、梁、柱的截面确定
（一）现浇板厚确定
根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)现浇钢筋混凝土双向板厚度要满足以下要求：
1、现浇钢筋混凝土双向板的最小厚度不小于80mm；
2、现浇钢筋混凝土框架结构的楼板板厚不应小于100mm，且双向板的板厚不小于跨度的1/45（简支）、1/50（连续）；由于本工程双向板的最长跨度为4500mm，计算得4500/50=90mm，又因为板厚不小于100mm，再结合该建筑各板的受力情况，选取板厚为100mm；由于走廊恒载相对较大，但由于走廊的跨度小所以统一取100mm。
（二）确定梁截面尺寸
梁的截面宽度不宜小于200mm；截面高宽比不宜大于4；净跨与截面高度之比不宜小于4。计算方法为：
主梁：h=（1/12～1/8）l，b=（1/2～1/3.5）,b≥bc /2，≥250
由于横向最大跨度为6500mm，则：
h=（1/12～1/8）36500=542mm～813mm，取650mm；
b=（1/2～1/3.5）=217mm～325mm，取250mm；
横向框架梁AB跨、CD跨：b3h=250mm3650mm，BC跨：b3h=250mm 3450mm
次梁：h=（1/18～1/15）l
由于纵向最大跨度为4500mm，则：
h=（1/18～1/12）34500=250mm～375mm，取600mm（取600mm主要考
虑窗的高度，将梁高取至窗顶便于施工。） b 取200mm ；
纵向连接梁：b 3 h=200mm 3600mm 。
梁截面尺寸初步确定：横向框架梁AB 跨、CD 跨：b 3 h=250mm 3650mm ， BC 跨：b 3 h=250mm 3450mm ；纵向连接梁：b 3 h=200mm 3600mm 。 （三）确定柱截面尺寸
1、框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按下列公式计算： （1）柱的轴力估计值12
.....G G S N r w S N ββ=
G
r :荷载综合分项系数，取1.25；
W:框架结构重量标准值，取13KN/ m 2 S:柱承载露面面积； Ns:截面以上楼层数 1
β：角柱增大系数，二级抗震取1.3
2
β：水平力使轴力增大系数，8度设防烈度取1.3
（2）由[]
G
c N u f A ≤，知[]G c N A f u ≥ 注：
[]u 为框架柱轴压比限值，本方案为二级抗震等级，查《抗震规范》可
取为0.8。
fc 为混凝土轴心抗压强度设计值，对C30，查得14.3N/mm 2。 2、计算过程： 对于边柱：
12
.....G G S N r w S N ββ==1.2531334.533.253431.331.3=1606.56KN
[]
G
c N A f u ≥=1606.56/14.330.8=112346.9mm 2 取400mm 3400mm
对于角柱，其受力过程比较复杂，按要求取与边柱一样的尺寸，初选截面尺寸为400mm 3400mm 对于中柱：
12
.....G G S N r w S N ββ==1.253133（1.2534.5+4.533.25）3431.33
1.3=2224.46KN
[]
G c N A f u ≥=2224.46/14.330.8=124445.3mm 2 取450mm 3450mm
各层柱截面对应相同，结构平面布置见施工图。 （四）各层结构布置概况 现浇板板厚：统一板厚100mm ；
柱子截面尺寸：角柱、边柱按400mm 3400mm 设置，中间柱按450mm 3450mm 设置；
梁截面尺寸：横向框架梁AB 跨、CD 跨：b 3 h=250mm 3650mm ； BC 跨：b 3 h=250mm 3450mm ；纵向连接梁：b 3 h=200mm 3600mm 。
三、荷载计算
本工程以5号轴线横向框架为计算分析单元。 1.屋面横梁竖向线荷载标准值
恒载
屋面恒载标准值：
40厚架空隔热板 0.040325=1kN/m 2. 防水层 0.4kN/m 2. 20厚1:3水泥砂浆找平层 0.02320=0.4kN/m 2.
100厚钢筋混凝土现浇板 0.10325=2.5kN/m 2. 10厚纸筋石灰粉平顶 0.01316=0.16kN/m 2.
屋面恒载标准值： 4.46kN/m
梁自重
边跨AB 、CD 跨： 0.2530.65325=4.063kN/m 梁侧粉刷： 23（0.65-0.1）30.02317=0.374kN/m
4.437kN/m 中跨BC 跨： 0.2530.45325=2.81kN/m 梁侧粉刷： 23（0.45-0.1）30.02317=0.238kN/m
3.048kN/m 作用在顶层框架梁上的线荷载标准值：
梁自重： g 4AB1=g 4CD1 =4.437kN/m ， g 4BC1=3.048kN/m 板传来荷载： g 4AB2=g 4CD2=4.4634.5=20.07kN/m g 4BC2=4.4632.5=11.15kN/m
活载
作用在顶层框架梁上的线活荷载标准值：
q4AB=q4CD=0.534.5=2.25kN/m
q4BC=0.532.5=1.25kN/m 2.楼面横梁竖向线荷载标准值
恒载
20厚水泥砂浆面层0.02320=0.40kN/m2 100厚钢筋混凝土现浇板0.1325 = 2.50kN/m2
12厚板底粉刷0.012316 = 0.192kN/m2楼面恒载标准值： 3.092kN/m2边跨（AB，CD跨）框架梁自重： 4.437 kN/m 中跨（BC跨）梁自重： 3.048kN/m 作用在楼面层框架梁上的线恒荷载标准值为：
梁自重：g AB1 = g CD1 = 4.437kN/m
g BC1 = 3.048kN/m
板传来荷载：g AB2 = g CD2 = 3.09234.5 = 13.914kN/m
g BC2 = 3.09232.5= 7.730kN/m （2）活载
楼面活载：
q AB = q CD = 2.534.5 = 11.25kN/m
q BC = 3.532.5 = 8.75kN/m 3.屋面框架节点集中荷载标准值（如图2-1）
图2-1 恒载顶层集中力
（1）恒载
边跨连系梁自重：0.2030.6034.5325 = 13.50kN 粉刷：23(0.60-0.1)30.0234.5317 = 1.53kN 0.9m高女儿墙：0.934.533.6 = 14.58 kN 粉刷：0.93230.0234.5317 = 2.75 kN 连系梁传来屋面自重：0.534.530.534.534.46= 22.58kN 顶层边节点集中荷载：G4A = G4D = 54.94kN
中柱连系梁自重：0.2030.6034.5325 = 13.50kN 粉刷：23(0.60-0.10)30.0234.5317 = 1.53kN 连系梁传来屋面自重：0.534.530.534.534.46 = 22.58kN
0.53(4.5+4.5-2.5)32.5/234.46= 18.12kN
顶层中节点集中荷载：G4B = G4C= 55.73kN （2）活载：
Q A4 = Q4D = 1/234.531/234.530.5 = 2.53kN
Q4B=Q4C=1/234.531/234.530.5+1/23(4.5+4.5-2.5)32.5/230.5=4.56kN 楼面框架节点集中荷载标准值(图2-2)
图2-2 恒载中间层结点集中力
（1）恒载：
边柱连系梁自重13.50kN 粉刷： 1.47kN 连系梁传来楼面自重：1/234.531/234.533.092 = 15.65kN
30.62kN
中间层边节点集中荷载：
G A = G D = 30.62kN 框架柱自重： G A ’= G D ’= 0.430.433.6325 = 14.4 kN
中柱连系梁自重： 13.50 kN 粉刷： 1.47 kN 连系梁传来楼面自重： 1/234.531/234.533.092 = 15.56 kN 1/23(4.5+4.5-2.5)32.5/233.092 = 12.56kN
43.09kN 中间层中节点集中荷载：
G B = Gc =43.09kN 柱传来集中荷载： G B ’= Gc ’=18.23kN (2)活载：
Q A = Q D = 1/234.531/234.532.5=12.66kN Q B =Q C = 1/234.531/234.532.5+1/23(4.5+4.5-2.5)32.5/233.5= 26.87kN 5.风荷载
已知基本风压W 0 =0.35kN/m 2，本工程为市郊中学，地面粗糙度属C 类，按荷载规范
o
z s z k W W μμβ=。
风载体型系数
s
μ：迎风面为0.8，背风面为–0.5；因结构高度H = 15.6m ＜
30m ，H/B=15.6/15.5=1＜1.5；故取风振系数0.1=βz ，计算过程如表2-1所示，风荷载图见图2-3。
图 2-3 横向框架上的风荷载
风荷载计算 2-1层次βz μs Z(m) μz W0(kN/m2) A(m2) Pi(kN)
4 1.0 1.3 15.1
5 2.797
6 0.35 12.15 15.47
3 1.0 1.3 11.55 2.7868 0.35 16.2 20.54
2 1.0 1.
3 7.95 2.2776 0.35 16.2 20.46
1 1.0 1.3 4.35 2.7656 0.35 17.89 22.51
6.地震作用
1)建筑物总重力荷载代表值G i的计算
（a）集中于屋盖处的质点重力荷载代表值G4:
50%雪载：0.530.25315.5345 = 87.19 kN 层面恒载： 4.4634536.532+4.4634532.5 = 3110.85 kN 横梁：（4.43736.532+3.04832.5）311 = 718.31 kN 纵梁：（13.50+1.47）31034= 598.8kN 女儿墙：0.933.63(45+15.5）32 = 392.04 kN 柱重：0.430.432531.8326+0.4530.4532531.8318 = 351.23 kN 横墙： 3.63[1536.531.8+（2.531.8-232.1/2）32] = 646.2 kN 纵墙：（4.531.8-332.1/2）32033.6+4.531.833.6318= 881.28 kN
（忽略内纵墙的门窗按墙重量算）
钢窗：203332.131/230.4 = 25.2 kN
G4 = 6811.1 kN （b）集中于三、四层处的质点重力荷载代表值G3～G2
50%楼面活载：0.532.5315.5345 =871.9 kN 楼面恒载： 3.09234536.532+3.09234532.5 =2156.67 kN 横梁：718.31 kN 纵梁：598.8 kN 柱重：351.2332 = 702.46 kN 横墙：646.232 = 1292.4 kN 纵墙：881.2832 = 1762.56 kN 钢窗：25.232 = 50.4 kN
G3 = G2 = 8153.5kN （c）集中于二层处的质点重力荷载标准值G1
50%楼面活载：871.9 kN 楼面恒载：2156.67kN 横梁：718.31 kN 纵梁：598.8 kN 柱重：0.4530.453253（2.75+1.8）318+0.430.4325 3（2.75+1.8）326= 887.82 kN
横墙：646.2+646.231.95/1.8 = 1346.25 kN
纵墙：881.28+881.2831.95/1.8 = 1836kN
钢窗：25.232 = 50.4 kN
G1 = 8466.15 kN
2)地震作用计算：
（1）框架柱的抗侧移刚度
在计算梁、柱线刚度时，应考虑楼盖对框架梁的影响，在现浇楼盖中，中框架梁的抗弯惯性矩取I = 2I0；边框架梁取I = 1.5I0；在装配整体式楼盖中，中框架梁的抗弯惯性矩取I = 1.5I0；边框架梁取I = 1.2I0，I0为框架梁按矩形截面计算的截面惯性矩。横梁、柱线刚度见表2-2：
横梁、柱线刚度 2-2
杆件
截面尺寸
Ec
(kN/mm2)
I0
(mm4)
I
(mm4)
L
(mm)
L
I
E
i c
(kN﹒mm)
相对
刚度B
(mm)
H
(mm)
边框架梁 250 650 30.0 5.723109
8.583109
6500 3.963107
1 边框架梁 250 450 30.0 1.903109
2.853109 2500
3.423107
0.864 中框架梁 250 650 30.0 5.723109
11.43109
6500 5.283107 1.333 中框架梁
250 450 30.0 1.903109
3.803109 2500
4.563107 1.152 底层框架柱a 400 400 30.0 2.133109
2.133109 5500 1.163107 0.293 中层框架柱a 400 400 30.0 2.133109
2.133109 3600 1.783107 0.448 底层框架柱b 450 450 30.0
3.423109
3.423109 5500 1.873107 0.472 中层框架柱b
450
450
30.0
3.423109
3.423109
3600
2.853107
0.720
每层框架柱总的抗侧移刚度见表2-3：
框架柱横向侧移刚度D 值 2-3
项目
/2(c z K i i =∑一般层）
底层）
(/z c i i K ∑=
/(2)()
0.5/(2)()c c K K K K αα=+=++一般层（）底层
2(12/)(/)
c z D i h kN mm α=??
kN/
m
层 柱类型及截面
二
至 四 层 边框架边柱(4003400)
2.23 0.53 8.71 4 边框架中柱(4003400) 4.16 0.68 11.18 4 中框架边柱(4003400) 2.97 0.60 9.86 18 中框架中柱(4503450)
3.45 0.63 16.63 18 底 层
边框架边柱(4003400) 3.41 0.72 3.31 4 边框架中柱(4003400) 6.36 0.82 3.77 4 中框架边柱(4003400) 4.55 0.77 3.54 18 中框架中柱(4503450)
5.26
0.79
5.86
18
ic:梁的线刚度，iz ：柱的线刚度。
底层： ∑D = 43（3.31+3.77）+183(3.54+5.86) = 197.52 kN/mm
二～四层： ∑D = 43（8.71+11.18）+183(9.86+16.63)= 556.38 kN/mm （2）框架自振周期的计算
框架顶点假想水平位移Δ计算表 2-4
层
Gi(kN)
∑Gi(kN)
∑D(kN/mm)
δ=∑Gi/∑D （层间相对位移）
总位移Δ (mm)
4 6811.10 6811.10 556.38 12.24 240.59 3 8153.50 14964.60 556.38 26.90 228.3
5 2 8153.50 23118.10 556.38 41.55 201.45 1
8466.15
31584.25
297.52
159.90
159.90
0 ：
（考虑结构非承重砖墙影响的折减系数，对于框架取0.6）
则自振周期为： T 1=1.70a 0
0.241=1.7030.60.2413=0.5s （3）地震作用计算
根据本工程设防烈度8、Ⅱ类场地土，设计地震分组为第一组，查GB 50011 2010《建筑抗震设计规范》中表5.1-4-2，得特征周期T g = 0.35 sec ，表5.3.2得amax= 0.16。
a 1=(T g /T 1)0.9 a max =(0.35/0.5)0.930.16=0.116
结构等效总重力荷载：
Geq=0.85G L =0.85331584.25=26846.61kN T 1>1.4T g = 1.430.35 = 0.49 sec 故需考虑框架顶部附加集中力作用
查表5.2.1得：
δn =0.08T 1+0.07=0.0830.5+0.07=0.11 框架横向水平地震作用标准值为： 结构底部：
F EK =a 1
G eq =0.116326846.61=3114.21kN ∑G i
H i =335331.06
ΔFn=δn 3F EK =0.1133114.21=342.56kN
各楼层的地震作用和地震剪力标准值由表2-5计算列出,图见2-4
图 2-4 横向框架上的地震作用
楼层地震作用和地震剪力标准值计算表 2-5
层
Hi(m)
Gi(kN)
GiHi
EK 1-)i i
i n i i
G H F F G H δ=
∑（
楼层剪力Vi(kN)
4 16.3 6811.10 111020.93 917.63 917.63 3 12.7 8153.50 103549.4
5 855.88 1773.51 2 9.1 8153.50 74196.85 613.27 2386.78 1
5.5
8466.15
46563.83
384.87
2771.65
第三章 框架内力计算
第一节 荷载作用下的框架内力
一、恒载作用下的框架内力
1.弯矩分配系数
计算弯矩分配系数根据上面的原则，可计算出本例横向框架各杆件的杆端弯矩分配系数，由于该框架为对称结构，取框架的一半进行简化计算，如图3-1。
节点A1： 10
10440.293 1.
172A A A A S i ==?= 1111
44 1.333 5.332A B A B S
i
==?= 121244
0.448 1.792A A A A S
i
==?=
（相对线刚度见表2-2）
()40.293 1.3330.4484 2.074A
S =++=?∑
1010 1.172
0.141
4(0.293 1.3330.448)A A A A A
S S μ===++∑
()1111 5.332
0.643
40.293 1.3330.448A B A B A
S S μ===++∑
()1212 1.792
0.216
40.293 1.3330.448A A A A A
S S μ===++∑
节点B1：
12122 1.152 2.304B D B D S i ==?=
()40.293
1.333
0.448
2 1.152
A
S =+++?∑
()11 1.3334
0.503
40.293 1.3330.4482 1.152
B A μ?==+++? ()120.4484
0.169
40.293 1.3330.4482 1.152
B B μ?==+++? ()11 1.1522
0.217
40.293 1.3330.4482 1.152
B D μ?==+++? ()100.2934
0.111
40.293 1.3330.4482 1.152
B B μ?==+++? 节点A2： ()
21230.4484
0.201
0.448 1.3330.4484A A A A μμ?===++? ()22 1.3334
0.598
0.448 1.3330.4484
A B μ?==++?
节点B2：
()22 1.3334
0.475
1.3330.4480.4484 1.1522
B A μ?==++?+?
()
21230.4484
0.1601.3330.4480.4484 1.1522B B B B μμ?===++?+?
()22 1.1522
0.2051.3330.4480.4484 1.1522
B D μ?=
=++?+?
节点A4：
()44 1.3334
0.748
1.3330.4484
A B μ?==+?
()430.4484
0.252
1.3330.4484
A A μ?==+?
节点B4： ()44 1.3334
0.5661.15220.448 1.3334
B A μ?==?++?
()430.4484
0.1901.15220.448 1.3334B B μ?==?++?
()44 1.1522
0.2441.15220.448 1.3334
B D μ?=
=?++?
A3、B3与相应的A2、B2相同。
2.杆件固端弯矩
计算杆件固端弯矩时应带符号，杆端弯矩一律以顺时针方向为正，如图3-1。
图 3-1 杆端及节点弯矩正方向 （1）横梁固端弯矩： 1）顶层横梁 自重作用：
22
444411 4.437 6.515.621212
A B B A M M ql kN m
=-=-=-??=-? 22
4411 3.048 1.25 1.5933
B D M ql kN m
=-=-??=-?
44441/20.795D B B D M M kN m ==-?
板传来的恒载作用：
32
2234444222331(12//)12
1
20.07 6.5(12 2.25/6.5 2.25/6.5)56.6612
A B B A M M ql a l a l kN m =-=-
-+=-??-?+=-?
22445/965/9611.15 2.5 3.63B D M ql kN m =-=-??=-?
2244
1/321/3211.15 2.5 2.18D B M ql kN m =-=-??=-?
2）二～四层横梁
自重作用：
22
111111 4.437 6.515.621212
A B B A M M ql kN m
=-=-=-??=-? 22
1111 3.048 1.25 1.5933
B D M ql kN m
=-=-??=-? 11111/20.795D B B D M M kN m ==-? 板传来的恒载作用：
32223
11111(12//)12
A B B A M M ql a l a l =-=--+
22233
113.914 6.5(12 2.25/6.5 2.25/6.5)39.2812kN m =-??-?+=-? 22115/965/967.73 2.5 2.52B D M ql kN m =-=-??=-? 2211
1/321/327.73 2.5 1.51D B M ql kN m =-=-??=-?
（2）纵梁引起柱端附加弯矩：（本例中边框架纵梁偏向外侧，中框架纵梁偏向内侧）
顶层外纵梁 4
4
54.940.1 5.494A D M M kN m =-=?=?（逆时针为正）
楼层外纵梁 1130.620.1 3.062A D M M kN m =-=?=? 顶层中纵梁 4455.730.1 5.573B C M M kN m =-=-?=-?
楼层中纵梁 1143.090.1 4.309B C M M kN m =-=-?=-?
3.节点不平衡弯矩
横向框架的节点不平衡弯矩为通过该节点的各杆件（不包括纵向框架梁）在节点处的固端弯矩与通过该节点的纵梁引起柱端横向附加弯矩之和，根据平衡原则，节点弯矩的正方向与杆端弯矩方向相反，一律以逆时针方向为正，如图3-1。 节点A4的不平衡弯矩：
44415.6256.66 5.49466.786A B A M M kN m +=--+=-?纵梁 本例计算的横向框架的节点不平衡弯矩如图3-3。
图3- 2 横向框架承担的恒载
图3-3 节点不平衡弯矩
嘉应学院课程设计任务书 课程名称：混凝土结构设计 设计题目：多层框架结构设计 学院：土木工程学院 班级：土木1301 姓名：健文 学号： 133120001 指导老师：王莺歌
目录 一、设计任务 (1) 1设计容 (1) 2设计条件 (2) 二.框架结构计算过程 (2) 1.平面布置 (3) 2.结构计算简图 (4) 3.力计算 (5) (1)恒荷载计算 (5) (2)活荷载计算 (8) (3)荷载转化 (9) (4)水平荷载计算 (15) (5)弯矩调整 (21) (6)力组合 (23) 三.构件配筋计算 (32) 1.梁的设计 (29) 2.柱的设计 (35) 四.绘制框架结构施工图 (45)
1 设计题目 某办公楼是五层框架结构，建筑平面图如附图所示。采用钢筋混凝土现浇框架结构设计该办公楼。选第②榀框架进行设计。 根据学号选择自己的跨度
2 设计资料 (1) 设计标高：层高3.300m ，室设计标高000.0±m ，室外设计标高-0.600m ，基础 顶面离室外地面为600mm 。 (2) 屋面楼面荷载：恒载1.5 kN/m 2（不包括板结构自重），活载2kN/m 2。 (3) 梁上墙荷载：8kN/m 。 (4) 基本风压：20/60.0m KN w =（地面粗糙度为B 类）。 3 设计容 (1)结构布置及主要构件尺寸初选。 (2)荷载计算。计算第②榀框架的梁柱承受的恒荷载、活荷载、风荷载。 (3)力计算。使用弯矩二次分配法或分层法计算竖向荷载，使用D 值法计算水平荷载。 (4)力组合。考虑永久荷载控制，可变荷载控制情况。 (5)框架的梁柱截面设计。进行正截面、斜截面配筋计算。 (6)绘制一榀框架的结构施工图。 4 提交成果 (1)多层框架设计计算书。 (2)一榀框架结构施工图。
第一部分建筑设计说明 1.1.总平面设计 本设计为一幢7层宾馆，首层层高为 4.5m，二至七层层高均为3.6m,考虑通风和采光要求，采用了南北朝向。设计室内外高差为 0.45m，设置了3级台阶作为室内外的连接。 1.2.平面设计 本宾馆由客房及其他辅助用房组成。设计时力求功能分区明确，布局合理，联系紧密，尽量做到符合现代化宾馆的要求。 （1）使用部分设计 1.客房：客房是本设计的主体，占据了本设计绝大部分的建筑面积。考虑到保证有足够的采光和较好的通风要求，故将宾馆南北朝向，东西布置。 2.门厅：门厅是建筑物主要出入口的内外过渡，人流分散的交通枢纽，对于宾馆而言，门厅要给人一种开阔的感觉，给人舒适的第一感觉，因此，门厅设计的好坏关系到整幢建筑的形象。 （2）交通联系部分设计 走廊连接各个客房、楼梯和门厅各部分，以解决房屋中水平联系和疏散问题。过道的宽度应符合人流畅通和建筑防火的要求，本设计中走廊宽度为2.4m。 楼梯是建筑中各层间的垂直联系部分，是楼层人流疏散必经通道。本方案中设有三部双跑楼梯以满足需求。 为满足疏散和防火要求，本宾馆设置了两部电梯。 （3）平面组合设计 该宾馆采用内廊式，由于本建筑的特殊功能，各个客房与服务台都需要有必要的联系。 1.3.立面设计 本方案立面设计充分考虑了宾馆对采光的要求，立面布置了很多
推拉式玻璃窗，样式新颖。通彻的玻璃窗给人一种清晰明快的感觉。 在装饰方面采用乳白色的外墙，窗框为银白色铝合金，色彩搭配和谐，给人一种亲切和谐放松自由的感觉，一改过去的沉闷和死板，使旅客可以轻松自在的在宾馆休息与生活。 1.4.剖面设计 根据采光和通风要求，各房间均采用自然光，并满足窗地比的要求，窗台高900mm。 屋面排水采用有组织内排水，排水坡度为2%，结构找坡。 为了符合规范要求，本设计中采用了两部电梯，满足各分区消防和交通联系的要求。 1.5.建筑设计的体会 本建筑在设计的过程中注意到总平面布置的合理性、交通联系的方便，达到人流疏散和防火的要求，对房间的布置及使用面积的确定，达到舒适、方便。立面的造型及周围的环境做到相互协调；整个建筑满足各方面的需求。使人，建筑和环境进行完美的结合。 本次建筑设计使我们把所学到的知识运用到其中，并通过翻阅大量的资料及在老师的指导下，设计中所遇到的问题得到一一解决。这次设计让我受益匪浅，既巩固了我们的专业知识，又积累了很多的经验。
钢结构框架柱计算长度系数说明 很多用户对于STS框架柱的计算长度系数计算都存有疑问，尤其是在框架柱存在跃层柱的时候，有的时候会觉得得软件得出的计算长度系数偏大，或者不准确。下面我通过一个用户的模型，来详细的讲解一下计算长度系数的问题。 1 跃层柱计算长度系数显示的问题 首先我们需要了解一下软件对于跃层柱计算长度系数显示结果的问题 用户模型如下： 选取其中一根柱子，看一下软件（satwe）对于计算长度系数输出：
绕构件X轴的计算长度系数两层分别是和，因为分了标准层，所以输出了两个计算长度系数，但如果我么手算的话，肯定是按照一个柱子来求计算长度系数，那么现在软件输出的计算长度系数，和我们手算的到底有什么区别呢 我们可以利用二维门式钢架计算验证一下，抽取这个立面，形成PK文件，二维门刚计算的计算长度系数如下：
二维门刚是按照一整根柱子求出了一个计算长度系数 计算长度系数主要涉及到构件长细比的计算，截面是确定的，那我们来看计算长度：Satwe计算结果： 下段柱计算长度=*米（层高）=米 上段柱计算长度=*米（层高）=米 二维门刚计算结果： *（+）=米 结论：从上面的计算可以得知，satwe对于跃层柱的计算长度系数，是按照一整根柱来得到的，但是输出的时候是分层输出的，所以对于求得的计算长度系数按照层高做了处理，但是结果是一样的，这个我么在后面可以手算验证。 2 如何核对计算长度系数 Satwe对于构件的的计算长度系数的计算是按照《钢规》附录D来计算的，很多用户对软件的计算长度系数存在疑问，但是通过我们的核对，绝大多数的情况，软件还是严格按照规范来计算的，但是对于一些连接情况特别复杂的情况，规范也没有特别说明的的情况，软件也会出现一定的问题，那么我们该怎样核对构件的计算长度系数呢 第一个方法，就是我们上面用到的，抽一榀，用我们的二维门刚来验证。这样的计算结果比较简洁，直观，分别看两个方向的计算长度系数，然后和satwe的计算结果对比。
钢 筋 混 凝 土 框 架 结 构 设 计 计 算 书
目录 第一章前言 (5) 第二章方案论述 (6) 2.1 建筑方案论述 (6) 2.2结构设计论述 (7) 第三章结构方案设计 (9) 3.1设计总说明 (9) 3.1.1设计依据 (9) 3.1.2 设计概述 (9) 3.1.3 结构说明 (9) 3.1.4.各部分建筑构造 (9) 3.2结构方案设计 (10) 3.2.2场地条件 (10) 第四章荷载计算 (11) 4.1荷载汇集及截面尺寸的选取 (11) 4.1.1 框架柱： (11) 4.1.2 框架梁： (11) 4.1.3 材料情况： (11) 4.2荷载汇集 (11) 4.3 计算简图及层数划分 (13) 4.4 各层重力荷载代表值计算 (14) 第五章水平地震作用下的框架内力分析 (19) 5.1层间侧移刚度计算 (19) 5.1.1梁线刚度 (19) 5.1.2柱线刚度计算 (20) 5.1.3柱侧移刚度计算 (20) 5.2水平地震作用层间地震剪力和弹性位移的计算 (21) 5.2.2水平地震作用下的层间位移和顶点位移计算 (23) 5.3 水平地震作用下框架柱剪力和弯矩（采用D值法） (23) 5.4水平地震作用下梁端弯矩 (25) 5.5水平地震作用下的梁端剪力和柱轴力 (25) 5.6水平地震作用下的框架内力图 (26) 第六章风荷载作用下框架内力分析 (26) 6.1自然条件 (27) 6.2风荷载计算 (27) 6.3风荷载作用下框架柱剪力和弯矩（采用D值法，取中框架计算） (28) 6.4 风荷载作用下梁端弯矩计算 (29) 6.5风荷载作用下的梁端剪力和柱轴力计算 (30) 6.6风荷载作用下框架内力图 (30) 第七章竖向荷载作用下框架内力分析 (31) 7.1竖向荷载计算 (31) 7.1.2 恒荷载 (31)
《基础工程》课程设计任务书 （一）设计题目 某宾馆，采用钢筋混凝土框架结构，基础采用柱下桩基础，首层柱网布置如附件所示，试按要求设计该基础。 （二）设计资料 1. 场地工程地质条件 场地岩土层按成因类型自上而下划分：1、人工填土层（Q m1）；2、第四系冲积层（◎）; 3、残积层（Q1）；4、白垩系上统沉积岩层（K）。 各土（岩）层特征如下： 1）人工填土层（c m1） 杂填土：主要成分为粘性土，含较多建筑垃圾（碎砖、碎石、余泥等）。本 层重度为16kN/nt松散为主，局部稍密，很湿。层厚 1.50m。 2）第四系冲积层（c a1） ②-1淤泥质粉质粘土：灰黑，可塑，含细砂及少量碎石。该层层厚 3.50m。 其主要物理力学性质指标值为：3 =44.36%; p = 1.65 g/cm3; e= 1.30 ; I L= 1.27 ; Es= 2.49MPa；C= 5.07kPa，? = 6.07 °。 承载力特征值取f ak=55kP& ②-2粉质粘土：灰、灰黑色，软塑状为主，局部呈可塑状。层厚 2.45m。 其主要物理力学性质指标值为：3 = 33.45%; p = 1.86 g/cm3; e= 0.918;l L=0.78; Es=3.00Mpa C=5.50kPa,①=6.55 °。 ②-3粉质粘土：褐色，硬塑。该层层厚 3.4m。其主要物理力学性质指标值 3 为：3 = 38.00% ; p = 1.98 g/cm ; e= 0.60;I L=0.20; Es=10.2MPa。 3）第四系残积层（Qf） ③-1粉土：褐红色、褐红色间白色斑点；密实，稍湿-湿。该层层厚2.09m。
第一章建筑设计 一、建筑概况 1、设计题目：++++++++++++ 2、建筑面积：6500㎡ 3、建筑总高度：19.650ｍ（室外地坪算起） 4、建筑层数：六层 5、结构类型：框架结构 二、工程概况： 该旅馆为五层钢筋框架结构体系，建筑面积约6500m2，建筑物平面为V字形。走廊宽度2.4m,标准层高3.6m，室内外高差0.45m，其它轴网尺寸等详见平面简图。 三、设计资料 1、气象条件 本地区基本风压 0.40kN/㎡，基本雪压0.35kN/㎡(按你设计的城市查荷载规范) 2、抗震烈度：7度第一组，设计基本地震加速度值0.01g(按你设计的城市查抗震规范) 3、工程地质条件 建筑地点冰冻深度0.7M；(按你设计的城市查地基设计规范) 建筑场地类别：Ⅱ类场地土；（任务书如无，可按此） 场地土层一览表（标准值）（可按此选用）
注：1）地下稳定水位居地坪-6m以下； 2）表中给定土层深度由自然地坪算起。 4、屋面做法： 防水层：二毡三油或三毡四油 结合层：冷底子油热马蹄脂二道 保温层：水泥石保温层（200mm厚） 找平层：20mm厚1：3水泥砂浆 结构层：100mm厚钢筋砼屋面板 板底抹灰：粉底15mm厚 5、楼面做法：水磨石地面：或铺地砖 120㎜厚现浇砼板（或按你设计的楼板厚度） 粉底（或吊顶）15mm厚 6、材料 梁、柱、板统一采用混凝土强度等级为C30，纵筋采用HPB335，箍筋采用HPB235，板筋采用HPB235级钢筋 四、建筑要求 建筑等级:耐火等级为Ⅱ级 抗震等级为3级 设计使用年限50年 五、采光、通风、防火设计 1、采光、通风设计 在设计中选择合适的门窗位置，从而形成“穿堂风”，取得良好的效果以便于通风。 2、防火设计 本工程耐火等级为Ⅱ级，建筑的内部装修、陈设均应做到难燃化，以减少火灾的发生及降低蔓延速度，公共安全出口设有三个（按设计），可以方便人员疏散。因该为旅馆的总高度超过21m属多层建筑，因而根据《高层民用建筑设计防火规范》（2001版GB50045-95）规定，楼梯间应采用封闭式，防止烟火侵袭。在疏散门处应设有明显的标志。各层均应设有手动、自动报警器及高压灭火水枪。 六、建筑细部设计 1、建筑热工设计应做到因地制宜，保证室内基本的热环境要求，发挥投资的经济效益。 2、建筑体型设计应有利于减少空调与采暖的冷热负荷，做好建筑围护结构的保温和隔热，以利节能。
摘要 该计算书为滨岛医疗中心门诊楼建筑方案及钢框架结构设计计算书，本设计依据建筑方案及给出的结构类型。参照规范有《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）、《建筑抗震规范》（GB 50011-2010）、《混凝土结构规范》（GB 50010-2010）、《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）等。完成设计内容有：建筑方案、结构平面布置、结构计算简图确定、荷载统计、内力计算、内力组合、主、次梁、柱选取及布置连接截面验算以及节点设计、楼梯设计、基础设计、工程概预算。结构类型为钢框架结构，梁、柱为钢梁、钢柱，板为组合楼板，柱脚采用埋入式，楼梯为板式钢筋混凝土楼梯、基础采用锥形独立基础。本计算书中列出了框架在恒荷载、活荷载、地震荷载、风荷载作用下的弯矩、剪力、轴力图以及内力组合表。 关键词结构设计；钢框架；独立基础；医用建筑
Abstract The calculations for the BinDao medical center clinic building steel frame building solutions and design calculations, based on the design and construction program structure given type. Design process based on structural loads standard (GB50009-2012) determine the structure of the load, in accordance with the Seismic Design of Buildings (GB50011-2010), design of steel structures (GB50017-2003) and the relevant requirements for structural design and calculation. The main work to complete the structure diagram layout and calculation of the identification, load statistics, internal force calculation and combination of primary and secondary beams and floor cross-section design and checking, node connection design, staircase design, basic design as well as project budget.Type of structure is steel frame structure, beams, columns of steel beams, steel columns, plates of composite slabs, column foot buried, reinforced concrete slab staircase stairs, independent foundation with a tapered base. Meanwhile, The calculations in the framework of the book lists the dead load, live load, seismic loads, wind loads bending moment, shear, axial force, and force combination table. Keywords Structural Design; Steel Frame;single footing medical building;
某中学教学楼结构设计计算书 Ⅰ、构件截面尺寸选择和荷载计算 （1）设计基本资料 按设计任务规定的组别，选择开间尺寸为7200mmx9000mm ，纵向有12跨，每跨4500mm,横向有3跨，边跨尺寸7200mm ，中间跨尺寸3000mm 。按此参数和建筑设计中已经进行平面布置。 （2）主要设计参数 根据设计任务书的要求及有关规定，确定如下主要的设计参数： ①抗震设防烈度：8度；抗震设计分组：第一组；房屋高度低于30m ，可知框架的抗震等级为二级。 ②基本风压：20/5.30m kN W =，C 类粗糙度 ③雪荷载标准值：2m /.50kN S K = ④设计使用年限：50年；本建筑为一般民用建筑，安全等级二级；在抗震设计时是丙类建筑 ⑤基础顶面设计标高的确定：建筑标高±0.000，建筑绝对标高57.50m ，室外地坪标高-0.450m 。根据地质勘察报告，基础持力层可以设计在粉质粘土上，选择独立基础时，基础顶面标高可设在-1.0m —-1.6m 之间 ⑥活荷载标准值及相应系数：按房屋的使用要求，可查得教学楼露面活荷载标准值0.2=k q 2/m kN ，组合值系数7.0c =?，准永久值系数5.0=q ? （2）材料的选择 ①混凝土 除基础垫层混凝土选择C15外，基础及以上各层混凝土强度均选C25。 ②钢筋 框架梁、柱等主要构件纵向受力筋选择HRB335级钢筋，构造钢筋、板筋及箍筋选择HPB 级钢筋。 （3）结构构件截面尺寸的选择 ①结构平面布置方案 主体结构为5层，底层高度4.2m ，其余各层3.9m 。
外墙240mm ，内墙120mm ，隔墙100mm ，门窗布置见门窗洞口总表。 ②构件截面尺寸的选择 a.根据平面布置，双向板短向跨度m l 5.4=，取板厚h=150mm, 35 1 3014500150> ==l h ,满足要求。 b.框架梁 边横梁，=l 7200mm,mm b h b mm h l h 3003 1 ~21,700141~81=?==?= 取 跨中横梁，mm b mm h mm l 250,500,3000===取 纵梁，mm b mm h mm l 250,500,4500===取 次梁，mm b mm h l h mm l 250,600,18 1 ~121,7200====取 c.柱截面尺寸 当选择基础标高为-1.200m 时，则一层柱的高度为4.2m+1.2m=5.4m ，按 mm H b c 360015 ==，又框架主梁b=300mm ，则初选柱截面宽度mm b c 500=， 故中柱截面初选尺寸mm mm h b c c 500500?=? 简单验算： 假定楼层各层荷载设计值为162/m kN ，则底层中柱的轴力近似为 kN N .43110.5012.54.2716=????=7.90,8.10, 4.50.1,4.54.311000======?查表得，b l m H l m H kN N 满足要求 %,3%8.70.61959300 500 5009.1197.09.010.43110.90' 2 3' <=?==??-??=-=c c S y c S h b A mm f A f N A ρ? 边柱承受轴力较小，但承受弯矩相对较大，按轴心受压验算，取1.5N ，有 kN N 46656.50.5112.54.2716=?????=
辽宁工业大学 工程结构课程设计说明书 题目：工程结构课程设计（36组） 院（系）：管理学院 专业班级：工程管理132班 学号：XXXXXXXXXX 学生姓名：XXXXXXXX 指导教师：XXXXXX 教师职称：教授 起止时间：2016.1. 4-2016.1.15 课程设计（论文）任务及评语 院（系）：土木建筑工程学院教研室：结构教研室
目录 1.设计资料---------------------------------------------------------------1 2.楼盖的结构平面布置---------------------------------------------------1 3.板的设计-------------------------------------------------------------- 2 （1）荷载计算---------------------------------------------------------------2（2）计算简图--------------------------------------------------------------2（3）弯矩设计值------------------------------------------------------------3（4）正截面承载力计算-------------------------------------------------------3 4.次梁设计---------------------------------------------------------------4（1）荷载设计值-------------------------------------------------------------4（2）计算简图-------------------------------------------------------------- 4（3）内力计算---------------------------------------------------------------4（4）承载力计算------------------------------------------------------------5 5.主梁设计---------------------------------------------------------------6（1）荷载设计值-------------------------------------------------------------6（2）计算简图--------------------------------------------------------------6
《钢结构设计原理》课程设计 计算书 专业：土木工程 姓名 学号： 指导老师：
目录 设计资料和结构布置- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -1 1.铺板设计 1.1初选铺板截面 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2 1.2板的加劲肋设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 3 1.3荷载计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4 3.次梁设计 3.1计算简图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 3.2初选次梁截面 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 5 3.3内力计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 3.4截面设计 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 6 4.主梁设计 4.1计算简图 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 4.2初选主梁截面尺寸 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 5.主梁内力计算 5.1荷载计算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 5.2截面设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 9 6.主梁稳定计算 6.1内力设计- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - 11 6.2挠度验算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13 6.3翼缘与腹板的连接- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13 7主梁加劲肋计算 7.1支撑加劲肋的稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 14 7.2连接螺栓计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 14 7.3加劲肋与主梁角焊缝 - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - 15 7.4连接板的厚度 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 7.5次梁腹板的净截面验算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15 8.钢柱设计 8.1截面尺寸初选 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 16 8.2整体稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 16 8.3局部稳定计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 17 8.4刚度计算 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 17 8.5主梁与柱的链接节点- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 18 9.柱脚设计 9.1底板面积 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 9.2底板厚度 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 9.3螺栓直径 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 21 10.楼梯设计 10.1楼梯布置 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 22
钢结构计算用表 为保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏，应根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑，选用合适的钢材牌号和材性。 承重结构的钢材宜采用Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q420钢，其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的规定。当采用其他牌号的钢材时，尚应符合相应有关标准的规定和要求。对Q235钢宜选用镇静钢或半镇静钢。 承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。 焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。 对于需要验算疲劳的焊接结构的钢材，应具有常温冲击韧性的合格保证。当结构工作温度等于或低于0℃但高于-20℃时，Q235钢和Q345钢应具有0℃C冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证。当结构工作温度等于或低于-20℃时，对Q235钢和Q345钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-40℃冲击韧性的合格保证。 对于需要验算疲劳的非焊接结构的钢材亦应具有常温冲击韧性的合格保证，当结构工作温度等于或低于-20℃时，对Q235钢和Q345钢应具有0℃冲击韧性的合格保证；对Q390钢和Q420钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证。 当焊接承重结构为防止钢材的层状撕裂而采用Z向钢时，其材质应符合现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T 5313的规定。 钢材的强度设计值（材料强度的标准值除以抗力分项系数），应根据钢材厚度或直径按表2-77采用。钢铸件的强度设计值应按表2-78采用。连接的强度设计值应按表2-79至表2-81采用。 钢材的强度设计值（N/mm2）表2-77
1 结构设计说明 1.1 工程概况 *********** 1.2 设计主要依据和资料 1.2.1 设计依据 a) 国家及浙江省现行的有关结构设计规范、规程及规定。 b) 本工程各项批文及甲方单位要求。 c) 本工程的活载取值严格按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）执行。 1.2.2 设计资料 1 房屋建筑学武汉工业大学出版社 2 混凝土结构（上、下）武汉理工大学出版社 3 基础工程同济大学出版社 4 建筑结构设计东南大学出版社 5 结构力学人民教育出版社 6 地基与基础武汉工业大学出版社 7 工程结构抗震中国建筑工业出版社 8 简明建筑结构设计手册中国建筑工业出版社 9 土木工程专业毕业设计指导科学出版社 10 实用钢筋混凝土构造手册中国建筑工业出版社 11 房屋建筑制图统一标准（BG50001-2001）中国建筑工业出版社 12 建筑结构制图标准（BG50105-2001）中国建筑工业出版社 13 建筑设计防火规范（GBJ16—87）中国建筑工业出版社 14 民用建筑设计规范（GBJI0I8-7）中国建筑工业出版社 15 综合医院建筑设计规范（JGJ49-88）中国建筑工业出版社 16 建筑楼梯模数协调标准（GBJI0I-87）中国建筑工业出版社 17 建筑结构荷载规范（GB5009-2001）中国建筑工业出版社 18 建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001）中国建筑工业出版社 19 混凝土结构设计规范（GB50010—2002）中国建筑工业出版社 20 地基与基础设计规范（GB5007-2002）中国建筑工业出版社 21 建筑抗震设计规范（GB50011—2001）中国建筑工业出版社 22 砌体结构中国建筑工业出版社 23 简明砌体结构设计施工资料集成中国电力出版社
基础工程课程设计 说明书 二零一三年六月 土木工程
某框架结构条形基础设计计算书 一、工程概况 威海近郊五层两跨钢筋混凝土框架结构（相当于七层以上民用建筑），车间有三排柱，柱截面尺寸为400×600mm2，平面图如图1。作用在基础顶面的荷载特征值如表1，弯矩作用于跨度方向。室内外高差0.30m。 图1混凝土框架结构平面图 表1 荷载效应特征值 二、地质资料 1.综合地质柱状图如表2，地下水位在细砂层底，标准冻深为2m； 2.冻胀类别为冻胀。
表2 综合地质柱状图 三、设计要求 1.设计柱下钢筋混凝土条形基础； 2.计算该条形基础相邻两柱的沉降差； 3.绘制基础平面图（局部），基础剖面图，配筋图。 四、设计步骤 1.考虑冻胀因素影响确定基础埋深； 2.持力层承载力特征值修正； 3.计算基础底面尺寸，确定基础构造高度； 4.计算条形基础相邻两柱的沉降差； 5.按倒梁法计算梁纵向内力，并进行结构设计； 6.计算基础的横向配筋及翼缘高度； 7.绘制施工图。
五、工作量 1. 设计柱下钢筋混凝土条形基础； 2. 计算该条形基础相邻两柱的沉降差； 3. 完成课程设计计算说明书一份； 4. 完成铅笔绘制2号施工图一张； 5. 配合教师安排进行答辩。 六、内力计算 (一) 确定基础埋深 根据地质资料进入土层1.2m 为粘土层，其基本承载力特征值为147kPa ak f =,可知其为最优持力层，基础进入持力层大于30cm 。又有考虑冻胀因素的影响，根据规范可知，其设计冻深d z 应按下式计算：0 2.0 1.00.90.95 1.71m ...zs zw ze d z z ψψψ=???==，基础 埋深应在设计冻深以下，据此可初步确定基础埋深为2.3m 。根据基础埋深 2.3m>0.5m d =需进行持力层承载力特征值的深度修正，持力层为黄褐色粘性土层。液性指数 2618 0.50.853418 p L L p w w I w w --= = =<--，又0.70.85 e =<，查表可得，承载力修正系数0.3, 1.6b d ηη==，基础底面以上土的加权平均重度m γ= 317 1.2190.8 17.8kN/m 2.0 ?+?=， 条形基础的基础埋深一般自室内底面算起，室内外高差为0.3m ，取 2.30.3 2.6m d =+=， 则可得修正值为：(0.5)147 1.617.8(2.60.5)206.81kPa a ak d m f f d ηγ=+-=+??-=。 (二) 确定基础梁的高度、长度和外伸尺寸 根据规范要求，柱下条形基础梁的高度应该取为柱距的1/81/4倍 ，又有此处柱距取为6500mm ，故可得到基础梁的高度(1/81/4)6200(7751550)mm h =?=，取 1500mm h =，即为 1.5m h =。根据构造要求，条形基础端部外伸长度应为边跨跨距的1/41/3倍，故考虑到柱端存在弯矩及其方向，可以得到基础端部左侧延伸 1(1/4 1/3)(1/41/3)6200(1550 2067)m m l l ==?=，取1 2.0m l =。计算简图如图 2所示：
教你学钢结构算量 钢结构是未来发展的方向，土建算量的不会钢结构算量的大有人在，但日后如果再不会，就要谈谈自己的工资是涨不上去了。钢结构一直以来是与土建分开的，后来的劲钢结构及钢组合结构在施工的过程中，都是先有钢结构公司安装再有总包施工砼，如此以来接合也会慢慢的相近，有时候基本上融合在一起，我只能说我会做钢结构的算量，报价谈不上，因为我的经验不足。 1。算量最基本的就是看图纸，土建的人都烦钢构图纸的太乱，其实我也有这种看法，因为平法并没有用在其上面，图样还保留了一前土建制图的原则，所以做为老人看比较习惯（101图集出之前的人），后来像我这样人看钢结构图纸真的看不习惯，不过没有办法，还是要习惯的，我们知道麻烦，但任何事情都有规律的，钢结构的详图结点相当的多，但这些变化真的在算的时候影响相当的小，重要是大的方向把握好，钢结构的结点图也是相当科学的，都和科学受力相对应。有许多是重复或对称等。认真的看都会看出来。对于图纸的特点，我会在下面讲 2。算重量，因为钢结构的算量基本上全是按吨计（板按M2）。钢材+钢材就是钢结构。而钢材多指型钢，对于型钢的分类算量的方法，我也会一一列出。并做出讲解。 3。统计汇总，哈哈，此类应该是不难的，以清单为基本，分类汇总而以了。 识图问路 1。我对钢结构的认识，应该比大家深一些，因为我毕业的时候就进了一家钢结构公司，工作不到两个月，经常的工作就是画一个图纸的钢构件，把这个钢构件看明白了，画出来，他们叫钢结构深化设计（细化方案）做加工所用，说白了，一张钢板怎么加工这样的东东的。我讲的图识别，其它就是0 3G102上面的东东，大家有机会可以去下载看一下。闲言碎语不多讲，说说吧，钢结构图应该怎么看不头痛。 把握好看图不难的原则，其实很简单，比建筑的施工简单多了，因为他每个部分都有详图，哪里不明白了，就看此图有没有什么详图符号，有就找，其实我看明白的地方不是详图的地方，拿出来与原图一对就明白了，是什么柱，是什么梁就明白了许多。 一. 钢结构 1 钢结构设计制图分为钢结构设计图和钢结构施工详图两阶段。 2 钢结构设计图应由具有设计资质的设计单位完成，设计图的内容和深度应满足编制钢结构施工详图的要求；钢结构施工详图（即加工制作图）一般应由具有钢结构专项设计资质的加工制作单位完成，也可由具有该项资质的其他单位完成。 注：若设计合同未指明要求设计钢结构施工详图，则钢结构设计内容仅为钢结构设计图。 3 钢结构设计图 1）设计说明：设计依据、荷载资料、项目类别、工程概况、所用钢材牌号和质量等级（必要时提出物理、力学性能和化学成份要求）及连接件的型号、规格、焊缝质量等级、防腐及防火措施； 2）基础平面及详图应表达钢柱与下部混凝土构件的连结构造详图； 3）结构平面（包括各层楼面、屋面）布置图应注明定位关系、标高、构件（可布置单线绘制）的位置及编号、节点详图索引号等；必要时应绘制檩条、墙梁布置图和关键剖面图；空间网架应绘制上、下弦杆和关键剖面图；
浅埋式闭合框架结构设计 结构计算书
一， 截面尺寸 设S 为600mm,则有h 1=S+h=600+600=1200(mm),可得 h+S/3=800≤h 1=1200, 如右图所示。 二， 内力计算 1计算弯矩M 1.1.结构的计算简图和基本结构如下图。 1.2典型方程 弹性地基梁上的平面框架的内力计算可以采用结构力学中的力法，只是需要将下侧（底板）按弹性地基梁考虑。 由图-1的基本结构可知，此结构是对称的，所以就只有X 1和X 2，即可以得出典型方程为：
系数是指在多余力x i 的作用下，沿着x i 方向的位移，△iP 是指在外荷载的作用下沿x i 的方向的位移，按下式计算： δij =δ‘ij +b ij △ij =△’iP +b ip δ’ij =ds i ∑? EJ Mj M δij ---框架基本结构在单位力的作用下产生的位移（不包括地板）。 b ij ---底板按弹性地基梁在单位力的作用下算出的切口处x i 方向的位移； △ ’iP---框架基本结构在外荷载的作用下产生的位移； b ip ---底板按弹性地基梁在外荷载的作用下算出的切口处x i 方向的位移。 1.2求δ‘ij 和△’iP ；
M 1=1×L y =3.4(kNm) M 2=1(kNm) M P 上=1/2×q 1×(L X /2)=66.15(kNm) M P 下=1/2×q 1×(L X /2)+1/2×q 2×L y 2=193.31(kNm) M1 Q 10 M2 Q 20 M P 上 M P 下 M P 下-M P 上 -3.4 0 -1 0 66.15 193.31 127.16 以上摘自excel 文件； 根据结构力学的力法的相关知识可以得到： δ’11= EI y 2 1L 2/3M =4.85235E-05 δ’12=δ’21=EI L M y 1=2.14074E-05 δ’22=EI L L 2x y +?=2.03704E-05 △’1p = EI M 3/4)M -(M L 1/3M 0.5L M 21 P P y 1y P ???+???-下）（=-0.002777183
公路路面结构设计计算示例 、刚性路面设计 交通组成表 1 )轴载分析 路面设计双轮组单轴载 100KN ⑴ 以设计弯沉值为指标及验算面层层底拉力中的累计当量轴次。 ①轴载换算： 双轴一双轮组时，按式 i 1.07 10 5 p °型；三轴一双轮组时，按式 N s i N i P i 16 100 式中：N s ——100KN 的单轴一双轮组标准轴载的作用次数； R —单轴一单轮、单轴一双轮组、双轴一双轮组或三轴一双轮组轴型 i 级轴载的总重KN ； N i —各类轴型i 级轴载的作用次数; n —轴型和轴载级位数； i —轴一轮型系数，单轴一双轮组时, i =1 ；单轴一单轮时，按式 3 2.22 10 P 0.43 计算; 8 0.22 2.24 10 R 计算
N i1 NA 注：轴载小于40KN 的轴载作用不计。 ②计算累计当量轴次 根据表设计规范，一级公路的设计基准期为 30年，安全等级为二级，轮迹横向分布系数 g r 0.08，则 ， :t 30 N N s (1 g r ) 1 365 834.389 (1 0.08) g r 4 4 量在100 10 ~ 2000 10中，故属重型交通。 2) 初拟路面结构横断面 由表3.0.1，相应于安全等级二级的变异水平为低 ~中。根据一级公路、重交通等级和低级变异水平等 级，查表 初拟普通混凝土面层厚度为 24cm ,基层采用水泥碎石，厚 20cm ;底基层采用石灰土，厚 20cm 。 普通混凝土板的平面尺寸为宽 3.75m ，长5.0m 。横缝为设传力杆的假缝。 式中：E t ――基层顶面的当量回弹模量，; E 0——路床顶面的回弹模量， E x ――基层和底基层或垫层的当量回弹模量, E 1,E 2 ――基层和底基层或垫层的回弹模量， h x ――基层和底基层或垫层的当量厚度， 1 365 0.2 6900125362 其交通 0.08 查表的土基回弹模量 设计弯拉强度：f cm 结构层如下： E 。 35.0MP a ，水泥碎石 E 1 1500MP a ，石灰土 E ? 550 MP a 5.0MP a E c 3.1 104 MP a 水泥混凝土 24cm E = . x .g'-iF 水泥碎石20cm E ：=150OMP Q 石灰土 20cm E =53C MPa E x h 2 D x h ； E z h ； h x 12 3 1500 0.2 12 4.700(MN ( 12D ( W E t 12 6.22 0.202 1500 0.202 550 2 2 1025MP a 0.202 0.202 m 0)2 ( 1 4 3 550 0.2 (0.2 12 m) ( 1025 0.380m 1 )1 E 2h 2 0.2) 4 2 ( 1500 0.2 550 0.2 1 )1 1.51(牙) E 。 0.45 6.22 1 1.51 (^) 0.45 35 4.165 E x 、0.55 1 1.44( ) 1 E E 1 ah E ( -) 4.165 0.38635 1.44 (些)0.55 35 0.786 1025 丄 ( )3 212276MP a 35 按式() s tc 计算基层顶面当量回弹模量如下: h 12 E 1 h ；E 2 2 3) 确定基层 E , E