一榀框架结构计算设计说明

⼀榀框架结构计算设计说明

第⼀章 结构选型及布置

本次设计采⽤全现浇钢筋混凝⼟框架结构，结构平⾯布置简图见附图。本次毕业设计结构计算要求⼿算⼀榀框架。针对本教学楼的建筑施⼯图纸，选择H ～M 轴交⑨轴横向框架为⼿算对象。本计算书除特别说明外，所有计算、选型、材料、图纸均为H～M 轴交⑨轴横向框架数据。梁、柱、板的选择如下：1.1梁的有关尺⼨

（1）长跨横向框架梁：mm l h 5506600121

121=?==

, 取h=600mm, b=250mm ，

短跨横向框架梁（楼道）：1127002701010

h l mm ==?=，取h=400mm ，b=250mm 。 （2）纵向框架梁：mm l h 375450012

1

121=?==

，由于纵向布置窗，所以纵向框架梁兼过梁，取h=500mm ，b=250mm 。1.2柱的选择

根据梁的截⾯选择及有关屋⾯、楼⾯的做法，可初略确定柱的尺⼨为mm mm 500500?⽅柱。经验算可满⾜有关轴压⽐的要求。1.3板的选择

采⽤全现浇板，可根据荷载以及梁的尺⼨确定板的厚度为 mm 120。

第⼆章 ⑨号轴线框架计算2.1 计算任务

计算作⽤于H ～M 轴交⑨轴线的恒载、活载、风荷载以及由这些荷载引起的各层梁、柱的⼒。恒载、活载作⽤下梁端弯矩计算采⽤弯矩两次分配法；风载作⽤下的⼒计算采⽤D 值法；地震作⽤采⽤底部剪⼒法。2.2 计算简图的⼏何尺⼨的确定

该房屋主体结构共5层，⼀到五层层⾼4.2m 。该框架结构的计算简图如图3.1所⽰。屋盖和楼盖均采⽤现

浇钢筋混凝⼟结构，板厚度取120mm 。梁截⾯⾼度按跨度的l )81

121(-估算，⽽且梁的截⾯尺⼨应满⾜承载⼒、刚度以及延性的要求。梁截⾯宽度可取。h )2131(-梁⾼，同时不宜⼩于2

1

柱宽，且不应⼩于250mm 。

框架柱的截⾯尺⼨⼀般根据柱的轴压⽐限值按下列公式计算： E N Fg n β= []c N cN

A f µ≥

式中：N 为柱组合的轴压⼒设计值；F 为按简⽀状态计算的柱的负载⾯积；E g 为折算在单位建筑⾯积上的重⼒荷载代表值，近似取18KN/2m ；β为考虑地震作⽤组合后柱的轴压⼒增⼤系数，边柱取1.3，不等跨柱取

1.25；n 为验算截⾯以上的楼层层数。由于该框架结构抗震等级为⼆级，其轴压⽐限值[]N µ＝0.8。

图2.1 框架结构⼏何尺⼨简图1、梁的截⾯计算 （1）横向框架梁：

长边跨：mm l h 5506600121

121=?==，取h=600mm, b=250mm ； 短边跨（楼道）：11

27002701010

h l mm ==?=，取h=400mm ，b=250mm 。

（2）纵向框架梁：mm l h 375450012

1

121=?==，则取 h=500mm ，b=250mm 。2、柱截⾯计算

边柱：3

2

1.3 4.5 3.318105

130048.65

0.816.7

Ac mm

≥=

，取mmmm500

500?；

3

2

1.3 4.5 1.3518105

53201.72

0.816.7

Ac mm

≥=

，取mmmm400

400?；

中柱：3

2

1.25 4.5 4.6518105

176202.28

0.816.7

Ac mm

≥=

，取500500mm mm

2.3荷载计算

2.3.1⾃重计算

1、屋⾯及楼⾯永久荷载标准值

（1）屋⾯（不上⼈）：40厚细⽯混凝⼟保护层2/

88

.0

04

.0

22m

KN

=

150厚⽔泥蛭⽯保温层（兼做找坡）2

m

/

75

.0

15

.0

5KN

=

1.5厚合成⾼分⼦防⽔涂料2

m

/

11

.0

015

.07KN

=

20厚⽔泥砂浆找平层2

m

/

4.0

02

.0

20KN

=

120厚钢筋混凝⼟板2

m

/

3

12

.0

25KN

=

15厚天棚抹灰2

m

/

26

.0

015

.0

17KN

=

⼩计：2/

4.5m

KN（2）2-5层楼⾯：12厚1：2⽔泥砂浆⽯⼦磨光（包括⽔泥砂浆结合层）

18厚1：3⽔泥砂浆找平层（包括素⽔泥砂浆结合层）

共重：2m

/

65

.0KN

120厚钢筋混凝⼟2

m

/

3

12

.0

25KN

=

15厚天棚抹灰2

m

/

26

.0

015

.0

17KN

=

⼩计：2m

/

91

.3KN

2、梁、柱、墙、门、窗重⼒荷载计算

梁、柱可根据截⾯尺⼨、材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重⼒荷载，其计算过程详见表2.1。

表2.1 梁、柱重⼒荷载标准值

表中β为考虑梁、柱的粉刷层重⼒荷载⽽对其重⼒荷载的增⼤系数；n表⽰构件数量；g表⽰单位长度构件的重⼒荷载；梁的长度取净长；柱长度取层⾼。

仅对第H～M轴交⑨轴线的横向框架进⾏计算，计算单元宽度为4.5m。因板的⾃重已计⼊楼⾯（屋⾯）的恒荷载之中，故计算梁的⾃重时梁的截⾯⾼度应取梁的原⾼度减去板厚。

外墙体为240mm厚粉煤灰砖（3kN m，厚20mm）。

17/

18.0/

kN m），外墙⾯两侧均粉⽯灰砂浆（3

则外墙单位墙⾯的重⼒荷载为：2

+=

0.241817.00.0225/

kN m

墙体为240mm厚粉煤灰砖（3kN m，厚20mm）。，

17/

18.0/

kN m），墙⾯两侧均粉⽯灰砂浆（3

则墙单位墙⾯的重⼒荷载为：2

+=

0.241817.00.0225/

kN m

⽊门单位⾯积重⼒荷载为2kN m

0.4/,

0.2/,kN m铝合⾦窗单位⾯积荷载为2

2.3.2 恒载计算

取H～M轴交⑨轴线横向框架进⾏计算，计算单元宽度为4.5m，如图2.2所⽰。

图2.2 横向框架计算单元

图2.3 双向板导荷⽰意图

直接传给该框架的楼⾯荷载如图中⽔平阴影线所⽰，计算单元围的其余楼⾯荷载则通过纵向框架梁以集中⼒的形式传给横向框架，作⽤于各节点上。由于该层纵向框架梁的中⼼线与柱的中⼼线不重合，因此在该层框架节点上还有集中⼒矩的作⽤。 各梁上作⽤的恒载如图2.4所⽰。

图2.4 各梁上作⽤的恒载计算图

该图中：1q 、1'q 分别代表横梁⾃重，为均布荷载形式, 2q 、2'q 分别代表各板传给横梁的梯形荷载和三⾓形荷载；1Q 、2Q为等效均布荷载。 由图2.2中的⼏何关系可得： 1、对于屋⾯梁： 1 3.15/q kN m = '1 1.838/q kN m =()232 5.41-20.33+0.33 4.519.88/Q kN m ==

25

' 5.4 2.79.11/8

Q kN m

=??=

15 5.4 2.25+2.494+5 4.567.898P kN ??==

()2325

2.75.4 2.25+2.494+1-20.33+0.33 5.4 4.572.2382P kN ??==????

()233 2.71-20.33+0.33 5.4+2.494+5 4.560.562P kN ??

==

集中⼒矩： ()11167.890.50.50.258.49M Pe kN m ==??-=? ()22272.230.50.50.259.03M Pe kN m ==??-=? 2、对于第1-4层框架梁：1 3.155(4.20.6)21.15/q kN m =+?-=

'1 1.838/q kN m =

()232 3.911-20.33+0.33 4.514.40/Q kN m ==

25

' 3.91 2.7 6.6/8

Q kN m =??=1P 、2P 分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载：包括梁⾃重、楼板重、外墙等地重⼒荷载。

15 3.91 2.25+2.494+5 3.7 4.5119.228P kN

== ?

()2325 2.73.91 2.25+2.494+1-20.33+0.33 3.91+5 3.7 4.5138.6582P kN

=?=

()233 2.71-20.33+0.33 3.91+2.494+5 4.538.092P kN ??

==

集中⼒矩： ()111119.220.50.50.2514.9M Pe kN m ==??-=? ()222138.650.50.50.2517.33M Pe kN m ==??-=?

表2.2 横向框架恒载汇总表

图2.5 恒载图（P ：KN ，Q ：KN/m ）2.3.3 活载计算

1、屋⾯及楼⾯可变荷载标准值如下：

市屋⾯雪载标准值 20.5/kN m

不上⼈屋⾯均布活荷载标准值 20.5/kN m 楼⾯均布活荷载标准值 22.0/kN m ⾛廊、门厅、楼梯均布活荷载 22.5/kN m 厕所、盥洗室 22.5/kN m 2、活载计算2q 、2'q 分别代表各板传给横梁的梯形活荷载和三⾓形活荷载，2Q 、2'Q 为等效均布荷载。如

图2.6所⽰。