【建筑工程设计】一榀框架计算土木工程毕业设计手算全过程

湖南城市学院毕业设计·邵东宾馆毕业 设计（论文）手算书课题名称 邵东宾馆姓 名 学 号院 系 土木工程学院专 业 土木工程（建筑工程方向） 指导教师※※※※※※※※※ ※※ ※※※※※※※※※※※※※2013届学生 毕业设计(论文)材料（一）湖南城市学院毕业设计·邵东宾馆摘要邵东宾馆位于邵东县，总共5层。

建筑总高为19.2m，共5层。

其中底层及二层层高为4.2m，其余各层层高为3.6m。

局部突出屋面的塔楼为楼梯间，高2.7m。

建筑部分：根据建筑的地理位置，所有的功能分区等设计依据进行平面布置、立面、剖面等方面的建筑设计，力求建筑物的实用、经济、美观。

结构部分：结构形式为框架结构，所有的梁、柱及板均采用现浇，基础采用柱下独立基础，绘出结构施工图。

关键词：框架结构现浇第1章结构设计1．1 设计资料工程名称：邵东县邵东宾馆建设地点：湖南省邵东县工程概况：建筑总高为21.9m，共5层。

其中底层及二层层高为4.2m，其余各层层高为3.6m。

局部突出屋面的塔楼为楼梯间，高2.7m。

总建筑面积：4900.07㎡建筑基底面积：1018.03㎡基本风压：0.3kN/m2基本雪压：0.3kN/m2抗震设防烈度：6度，不考虑抗震设防计算。

1．2 结构设计的一般原则1．2．1 结构设计目的工程设计是工程建设的首要环节，是整个工程的灵魂。

先进合理的设计对于改建、扩建、新建项目缩短工期、节约投资、提高经济效益起着关键作用，使项目达到安全、适用、经济、美观的要求。

因而建筑结构设计的基本目的就是要在一定经济条件下赋予结构以适当的可靠度，使结构在预定的基准期内能满足设计所预期的各种功能要求。

湖南城市学院毕业设计·邵东宾馆1．2．2 结构设计的一般原则为了达到建筑设计的基本目的，结构设计中应符合以下一般原则：符合设计规范；选择合理的结构设计方案；减轻结构自重；采用先进技术。

1．3 结构选型1．3．1 结构体系选型对于一般多层民用建筑，根据使用和工艺要求、材料供应情况和施工技术条件，常选用的结构形式有混合结构、钢筋混凝土框架结构和框架剪力墙结构等结构体系。

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 5506600121121=⨯==, 取h=600mm, b=250mm ，短跨横向框架梁（楼道）：1127002701010h l mm ==⨯=，取h=400mm ，b=250mm 。

（2）纵向框架梁：mm l h 3754500121121=⨯==，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、柱的内力。

恒载、活载作用下梁端弯矩计算采用弯矩两次分配法；风载作用下的内力计算采用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 )81121(-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21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 F g nβ= []c N cNA 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，不等跨内柱取1.25；n 为验算截面以上的楼层层数。

第一章设计依据------------------------------------------------21.1 工程名称----------------------------------------------2 1.2 工程概况----------------------------------------------2 1.3 工程地质情况------------------------------------------2 1.4 荷载及抗震设防要求------------------------------------2 1.5 材料强度等级------------------------------------------3 1.6 屋面、楼地面做法参见建筑施工图------------------------3 1.7 参考图集及规范----------------------------------------3 第二章结构布置及梁柱线刚度------------------------------------42.1 结构布置----------------------------------------------4 2.2 梁柱线刚度计算及框架计算简图确定----------------------4 第三章竖向荷载计算--------------------------------------------63.1 恒荷载标准值计算--------------------------------------6 3.2 活荷载标准值计算--------------------------------------8 3.3 竖向荷载下框架受荷总图--------------------------------8 第四章风荷载计算---------------------------------------------114.1 集中风荷载标准值--------------------------------------11 4.2 风荷载标准值作用下的内力计算-------------------------11 第五章竖向荷载作用下的内力计算和内力组合---------------------175.1 分层法原理--------------------------------------------17 5.2 分层法计算框架内力计算图示---------------------------18 5.3 计算框架各杆件内力（弯矩、剪力、轴力）---------------26 5.4 框架内力组合-----------------------------------------27 第六章框架梁柱截面设计---------------------------------------496.1 框架柱截面设计---------------------------------------50 6.2 框架梁截面设计---------------------------------------52 第七章基础计算-----------------------------------------------547.1 确定桩的规格------------------------------------------54第八章板的设计-----------------------------------------------588.1 荷载计算----------------------------------------------58 8.2 按弹性理论计算----------------------------------------58 第九章楼梯设计（T1）------------------------------------------609.1 结构布置与尺寸----------------------------------------60 9.2 楼梯板设计--------------------------------------------60 9.3 平台板设计--------------------------------------------61 9.4 平台梁设计--------------------------------------------62第一章设计依据1.1工程名称万丽小区5号楼1.2 工程概况建筑面积为 947.72m，主体九层，结构形式为钢筋混凝土框架结构，一层层高4.200m,二层层高3.600m，其余层层高3.000。

一榀框架计算
框架计算是指在建筑或结构设计中，根据设计要求和施工要求，确定
建筑或结构框架的尺寸、形状和材料等参数，以满足设计和施工的需要。

框架计算一般包括基本参数计算、内力计算、抗弯计算、抗剪计算等内容。

框架计算必须先确定建筑物或结构的基本参数，如边界条件、荷载情况、材料性能等。

在设计过程中，需要考虑施工过程中的各种因素，如施
工方法、承载能力等。

框架计算的第一步是内力计算。

在框架结构中，各个构件上会受到不
同的力，如压力、拉力、弯矩等。

内力计算可以根据结构受力原理，利用
静力学的方法计算出各个构件上的内力。

抗弯计算是框架计算的重要内容之一、在框架结构中，柱子和梁等构
件会受到弯曲力。

抗弯计算需要确定构件的截面形状，然后根据截面形状
和荷载情况，计算出构件的抗弯能力。

抗弯计算可以使用弹性理论或塑性
理论进行。

抗剪计算是框架计算的另一个重要内容。

在框架结构中，柱子和梁等
构件也会受到剪切力。

抗剪计算需要确定构件的截面形状，然后根据截面
形状和荷载情况，计算出构件的抗剪能力。

抗剪计算也可以使用弹性理论
或塑性理论进行。

框架计算的结果是确定框架结构的尺寸、形状和材料等参数。

这些参
数可以用于后续的细部设计和施工。

框架计算还可以用于评估框架结构的
安全性和可行性，并做出相应的调整。

总的来说，框架计算是建筑或结构设计中的重要环节，通过计算框架的内力、抗弯能力和抗剪能力等参数，可以确定框架结构的尺寸、形状和材料等参数，保证设计和施工的准确性和安全性。

本科土木工程工民建方向毕业设计结构设计的计算步骤1.构件截面确信关于构件界面要求一样是先依照刚度、构造等要求估算截面尺寸，然后进行计算，最后验证刚度和构造是不是要求。

关于具体构件的具体估算方式如下： .楼板厚度的确信按刚度条件，板厚为l/50；（l 是最大板的最大跨度）按构造要求，现浇钢筋混凝土双向板的厚度为80mm ≦h ≦160mm ； 取以上两条的最大值； .主梁截面尺寸确信主梁高h=(1/14—1/10)l （l 是主梁的最大跨度） 主梁宽b=(1/3—1/2)h 取以上两条的最大值； .次梁截面尺寸确信次梁高h=(1/16—1/12)l ，（l 是次梁的最大跨度） 次梁宽b=(1/3—1/2)h .框架柱截面尺寸确信关于多层框架，不管从受力的角度，仍是柱的净高而言，都以底层最为不利。

底层结构层高H ，柱截面高度取h=(1/15—1/20)。

关于三级以上建筑物，需要限制柱的轴压比，柱截面面积应知足下式：cf NA λ≥，别离要计算中柱和边柱，安在依照一个柱子经受的面积和层数估算。

.材料选择a) 混凝土强度品级： b) 钢筋级别：注意点：一、关于板梁的估算尺寸，为了保证不至于后面计算刚度后不合要求从头算，在没有建筑方面特殊要求的情形下，截面尺寸取得稍大点，可是不该该过大，过大不经济。

一样比范围的中间值大点即可；二、在估算柱子的尺寸时，注意要关于抗震品级大于二级的建筑物有轴压比的限制，必然要考虑，不然最后容易超限。

而且在计算柱子的尺寸时，应注意尺寸，小可能不合刚度要求，大的话造价会大大提高。

3、选取混凝土和钢筋强等品级的时候应考虑国家标准要求、工程上利用的频繁度和购买的难易程度。

2.荷载计算计算构件的线刚度计算梁柱的线性刚度，为下面的内力计算做好预备。

并计算出各节点在各方向的刚度分派系数。

、恒荷载的计算关于横荷载计算，计算楼板荷载，需要计算结构层，各类防水，楼面层，吊顶，抹灰的各类荷载，然后计算墙的荷载，也是分为结构层，抹灰装饰层等荷载，一样墙下会设置梁，因此先计算墙的荷载。

⼀榀框架计算书⼀、设计资料1、⼯程概况上海杨浦科技园区活动中⼼建筑与结构设计，采⽤现浇混凝⼟框架结构，主体结构为五层，⼀⾄五层建筑物层⾼分别为5m、4m、4m、3m、3m。

建筑为上⼈屋⾯，楼顶有突出的⼩房间，层⾼为3m。

建筑⾯积约为m2。

±相当于绝对标⾼，室内外⾼差为450mm。

2、基本参数本设计安全等级为⼆级，抗震设防烈度为七度，设计基本地震加速度为，设计地震分组为⼀组，抗震等级为三级，轴压⽐限值取。

地⾯粗糙类别为C类，基本风压为m2，基本雪压为m2，本设计均采⽤混凝⼟强度C40：f c=／mm2，f t=mm2，f tk=／mm2，普通钢筋强度采⽤HRB 400：f y=360N／mm2，fyk=400N／m m2。

⼆、结构布置和计算简图结构平⾯布置图框架梁柱截⾯尺⼨确定主梁跨度为l0= ，h=（1/15~1/10）l0=560~840mm 取h=700mm，b=(1/3~1/2)h=233~350mm 取b=350mm，中间各梁调整b=300mm。

后经计算周期⽐不满⾜要求，边梁调整为h=900mm，中间各梁调整为h=800mm。

次梁跨度为l0=8m ，h=（1/18~1/12）l0=444~667mm 取h=500mm ，b=(1/3~1/2)h=167~250mm 取b=200mm 框架柱采⽤矩形柱，底层层⾼为H=5m，b=（1/15~1/10）H=333~500mm 取b=450mm，h=(1~2)b=450~900mm 取h=450mm后经验算轴压⽐不合格，柱尺⼨调整为700mm700mm。

结构计算简图注（图中数字为线刚度，单位：10-3E C）AB跨梁=DE跨梁：i=2E C1/3/=BC跨梁=CD跨梁：i=2E C1/3/8=四五层柱：i=E C1/3/3=610-3E C⼆三层柱：i=E C1/3/4=底层柱：i=E C1/3/=三、荷载计算1、恒荷载计算（1）屋⾯框架梁线荷载标准值40厚C20细⽯砼=m225厚挤塑保温板防⽔卷材⼀道KN/m220厚1:25⽔泥砂浆找平=m220厚1:25⽔泥砂浆找平=m2120厚现浇混凝⼟屋⾯板=m212厚⽔泥砂浆吊顶=m2屋⾯恒荷载KN/m2取m2（AB、BC、CD、DE跨）框架梁⾃重梁侧粉刷（）=m合计KN/m因此，作⽤在顶层框架梁上的线荷载为：g5AB1=g5BC1=g5CD1= g5DE11=m(注：下标5表⽰第5层) g5AB2= g5BC2= g5CD2= g5DE2=+4)= KN/m（2）楼⾯框架梁线荷载标准值20厚1:25⽔泥砂浆找平=m220厚1:25⽔泥砂浆找平=m210厚地砖⾯层=m2120厚现浇混凝⼟屋⾯板=m212厚⽔泥砂浆吊顶=m2楼⾯恒荷载KN/m2取m2四层框架梁及梁侧粉刷KN/m梁上填充墙⾃重（）80. 2=m墙⾯粉刷（）=m合计m因此，作⽤在中间层框架梁上的线荷载为g4AB1=g4BC1=g4CD1= g4DE1=+=mg4AB2=g4BC2=g4CD2= g4DE2=KN/m⼀⼆三层框架梁及梁侧粉刷KN/m梁上填充墙⾃重（）80. 2=m墙⾯粉刷（）=m合计m因此，作⽤在中间层框架梁上的线荷载为g AB1=g BC1=g CD1= g DE1=+= KN/mg AB2=g BC2=g CD2= g DE2=（3）屋⾯框架节点集中荷载标准值A、E柱连系梁⾃重粉刷（）⾼⼥⼉墙⾃重粉刷连系梁传来屋⾯⾃重1/2（1/）=顶层A、E柱节点集中荷载G5A= G5E=B、C、D柱连系梁⾃重粉刷（）连系梁传来屋⾯⾃重①B、C、D柱KN顶层柱节点集中荷载G5B= G5C= G5D= KN (4)楼⾯框架节点集中荷载标准值四层A、E柱连系梁⾃重粉刷墙体⾃重（注：窗户尺⼨较⼩，未考虑折减）粉刷外墙⾯砖外墙保温框架柱⾃重粉刷连系梁传来楼⾯⾃重四层A、E柱节点集中荷载G A= G E= KN四层B、C、D柱连系梁⾃重粉刷墙体⾃重粉刷框架柱⾃重粉刷连系梁传来楼⾯⾃重①B、C、D柱四层柱节点集中荷载G B= G C= G D= KN ⼆、三层A、E柱连系梁⾃重粉刷墙体⾃重（注：窗户尺⼨较⼩，未考虑折减）粉刷外墙⾯砖外墙保温框架柱⾃重粉刷连系梁传来楼⾯⾃重⼆、三层A、E柱节点集中荷载G A= G E= KN⼆、三层B、C、D柱连系梁⾃重粉刷墙体⾃重粉刷框架柱⾃重粉刷连系梁传来楼⾯⾃重①B、C、D柱⼆、三层柱节点集中荷载G B= G C= G D= KN ⼀层A、E柱连系梁⾃重粉刷墙体⾃重（注：窗户尺⼨较⼩，未考虑折减）粉刷外墙⾯砖外墙保温框架柱⾃重粉刷连系梁传来楼⾯⾃重⼀层A、E柱节点集中荷载G A= G E= KN⼀层B、C、D柱连系梁⾃重粉刷墙体⾃重粉刷框架柱⾃重粉刷连系梁传来楼⾯⾃重①B、C、D柱⼀层柱节点集中荷载G B= G C= G D= KN （5）恒荷载作⽤下的结构计算简图恒荷载作⽤下结构计算简图2、活荷载计算民⽤建筑楼⾯均布活荷载标准值参考项次类别标准值(kN/m2) 1 住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院病房、托⼉所、幼⼉园2 教室,试验室、阅览室、会议室3 ⾷堂、办公楼中的⼀般资料档案室13 挑出阳台p AB= p BC= p CD= p DE= P A= P EP B =P C= P D =活荷载作⽤下结构计算简图3、风荷载计算风压标准值计算公式为：ω＝βzµsµzω0式中ω——风荷载标准值（kN/m2）；βz——⾼度z 处的风振系数；µs——风荷载体型系数；µz——风压⾼度变化系数；ω0——基本风压（kN/m2）。

土木工程毕业设计手算书目录第一节结构布置及计算简图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 第二节荷载统计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 第三节迭代法计算竖向荷载作用下的结构内力．．．．．．．．．．．20 第四节水平荷载计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．351.水平风荷载的内力计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．352.地震荷载的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43 第四节内力计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57 第六节构件截面设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．741、框架梁截面设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．742、框架柱截面设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．81 第七节基础设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．100 附：设计心得．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．105 致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．107结构设计第一节结构布置及计算简图1.1 设计资料(1)、工程名称：某框架商住楼一榀框架(2)、工程概况：建筑总高28.2m，共9层，室内外高差为0.45m，底层高4.2m，其余各层高3.0m，具体情况可参见结构平面布置图。

(3)、温度：夏季月平均气温33摄氏度，最高气温40摄氏度，冬季月平均气温10摄氏度，最低气温－2摄氏度。

(4)、拟建地的基本雪压S o=0.45N/m2,基本风压W0＝0.35 N/m2，地面粗糙度为B类。

(5)、最大的冻土深度为：0.8m。

土木工程专业毕业设计步骤一、建筑设计1、确定建筑平面功能分区：如:各个房间功能(宿舍、洗手间、洗衣房、楼梯间、走廊等）、大门、防火疏散通道等2、确定各个建筑平面的进深、开间尺寸、走廊的尺寸、层高（初步确定柱网与选择合适的柱、梁、板的主要断面积尺寸。

）3、确定楼面的做法（水磨石/地面砖等）、确定内外墙的做法（油漆/贴面砖）、确定屋面的做法（包括防水、保温隔热等）4、确定各个房间的具体功能分布（如：宿舍的床铺的布置、洗手间大小便池的布置、办公室的布置等）需要完成以下资料和图纸：（至少要有一张手绘图纸）1、底层平面图、标准层平面图、屋顶平面图、剖面图（至少两个剖面图，至少一个剖在楼梯间处）、立面图（包括正立面图、侧立面图）、主要节点大样图2、计算书中建筑设计说明：如功能分区设计依据、楼地面及屋面的做法、内外墙面做法等二、结构设计1、荷载计算：①恒载计算：依据建筑设计（楼地面及屋面的做法、内外墙面做法）结果，计算恒载,如梁、柱、楼板及墙自重。

②活载计算，依据建筑的不同确定活荷载，并确定荷载传递方向③风荷载计算（依据建筑物所处地理位置，确定基本风压、计算风荷载）④地震作用的计算可用底部剪力法.地震作用下的内力分析可用 D 值法。

2、确定一榀计算框架选择一品典型框架进行内力计算，层数不少于6层、跨数不少于2跨，要求考虑恒载、活载和地震作用，恒活分开计算.进行内力组合、确定最不利内力,计算梁柱配筋3、选择一层完整楼板进行梁板结构计算及配筋。

（楼盖设计《混凝土结构设计》的课程设计）4、选择一部楼梯进行荷载导算、内力分析和配筋计算(选择楼梯形式-—梁式楼梯/板式楼梯，选择合适计算方法）5、基础计算（选作）选择合适的基础形式（独立基础、条形基础等）,由上部结构确定基础内力，确定基础截面尺寸、计算基础配筋。

6、绘制结构施工图毕业设计要求绘制全部结构施工图纸,以此作为评分依据.(1)一榀框架结构施工图。

(2）一层完整楼板结构平面图，一层完整屋面结构平面图，含模板图、配筋及钢筋表、节点大样图、构件编号等: 一根多跨连续梁配筋图。