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一品框架结构计算书

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2012届土木工程（建筑结构工程）毕业设计（论文）

摘 要

魏丽红：X大学学生宿舍设计

II

2012届土木工程（建筑结构工程）毕业设计（论文）

前 言

魏丽红：X大学学生宿舍设计

2 第1章建筑设计

1.1设计资料

1.1.1建筑概况

本毕业设计为X大学学生宿舍设计。

X大学为一全日制理工科大学，有在校生1万人左右。本学生宿舍为研究生宿舍。

总建筑面积：2500m2

技术指标：

基本风压：0.45kN/m2，主导风向为南风。

抗震设防：按7度设防，设计地震分组为一组，设计基本地震加速度值为0.1g。

地质情况：地表下杂填土厚0.5m，填土下1.0m厚为粘土（f a=220kPa），其下为中风化泥岩（f a=3700kPa）。

场地周围市政设施完备，设计时不用考虑

1.1.1建筑特点

该建筑长33m，宽16.8m，层数5层，设计使用年限50年,宿舍设计采用内郎式走廊，两边布置房间，层高3m。考虑采用内郎式走廊这种结构比较美观，其特点是：中间有一条公共走廊，住宅布置在走廊两侧。由于楼梯电梯可以设在中间，对结构的抗震有利。

2012届土木工程（建筑结构工程）毕业设计（论文）

第2章结构设计

图1 结构计算简图

2.1设计资料

2.1.1结构布置与选型

1.结构选型

本建筑共有5层，都为小开间宿舍，为了使结构的整体刚度较好，楼面、屋面 、楼梯等采用现浇结构，基础为柱下独立基础。

2.结构布置

结合建筑平面、立面和剖面布置情况，本宿舍的结构平面图布置如图1所示。

本框架结构柱距6.6m。根据结构布置，本建筑平面除阳台板外均为双向板。

本建筑的材料选用如下：

混凝土：采用C30

钢筋：纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB400，其余采用热轧钢筋HPB235

墙体：采用蒸压粉煤灰砖 重度γ=14kN/㎡

窗：钢塑门窗，γ=0.35kN/㎡ 魏丽红：X大学学生宿舍设计

4 门：木门，γ=0.2kN/㎡

2.2框架计算简图及梁柱线刚度

2.2.1梁柱截面尺寸确定

1.节截面尺寸初估

主梁尺寸： h=L/12=7200/12=600mm，取600mm

b=h/3=600/3=200mm , 取300mm

次梁尺寸： h=L/12=3300/12=275mm，取500mm

b=h/3=500/3=167mm , 取250mm

2.柱子截面尺寸：

底层柱轴力估算：

假定结构每平方米平均总荷载设计值为12kN，则底层中柱的轴力设计值约为：

N=12×6.6×4.8×5=19008kN

现采用C30混凝土浇捣，由混凝土强度设计值表查的fc=14.3MPa,假定柱子的截面尺寸为b=h=500mm,则柱子的轴压比为：

μ=N/fcbh=19008/14.3×500×500=0.53

故确定取柱截面尺寸为500mm×500mm，框架梁柱编号及尺寸如图1所示。为了简化施工，各柱截面从底层到顶层不改变。

现浇板厚：板厚≥板的短边尺寸/（40～50）=3300/40=82.5mm

所以取h=100mm

2.2.2确定框架计算简图

框架的计算单元如图1所示，框架嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接，由于各层柱截面尺寸不变，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，室内外高差为-0.45m，基础顶面至室外地坪-0.5m，故基顶标高至±0.000的距离为-0.95m，二层楼面标高3.0m,故底层柱高3.95m。其余各层柱均为3.0m，由此绘出框架的计算简图如图2。 2012届土木工程（建筑结构工程）毕业设计（论文）

2.2.3框架梁柱截面特征

由构件的几何尺寸、截面尺寸和材料强度，利用结构力学有关截面惯性矩及线刚度的概念计算梁柱截面特性，如表2.2.1及表2.2.2

表2.2.1 梁截面特性计算表

中框架梁

层数 混凝土强度 梁编号 截面宽

b/mm 截面高

H/mm 梁跨

L/mm 混凝土弹性模Ec/pa 截面惯性矩I/mm4×109 线刚度

i/N.mm×1010 相对线刚度i

1-5 C30 AB跨 250 500 7200 30000 2.60 2.2 0.42

C30 BC跨 250 500 2400 30000 2.60 6.5 1.25

C30 CD跨 250 300 7200 30000 2.60 2.2

0.42

边框架梁

1-5 C30 AB跨 250 500 7200 30000 2.60 2.2 0.32

C30 BC跨 250 500 2400 30000 2.60 6.5 0.94

C30 CD跨 250 300 7200 30000 2.60 2.2 0.32

表2.2.2 柱截面特性计算表

层数 混凝土强度 柱子轴号 截面宽

b/mm 截面高

H/mm 柱高

L/mm 混凝土弹性模Ec/pa 截面惯性矩I/mm4×109 线刚度

i/N.mm×1010 相对线刚度i

1 C30 ABCD 500 500 7200 30000 5.21 3.96 0.76

2-5 C30 ABCD 500 500 2400 30000 5.21 5.2 1.0

2.2.4框架梁柱的线刚度的计算

1.柱子计算

首层柱i= EI/L=3.0×107×2×1/12×0.25×0.54 /3.95=3.96×104KN.m

标准层柱i= EI/L=3.0×107×2×1/12×0.25×0.54 /3=5.2×104KN.m

2.梁计算

2轴为中框架梁，I=2I0，各层梁截面均相。

AB、CD跨梁 i=EI/L=3.0×107×2×1/12×0.25×0.53 /7.2=2.2×104KN.m 魏丽红：X大学学生宿舍设计

6 CD跨梁i= EI/L=3.0×107×2×1/12×0.25×0.53 /2.4=6.5×104KN.m

3.相对线刚度计算

令2至5层柱子线刚度i=1.0,其余各干的相对线刚度为：

AB、CD跨梁 i'=2.2×1010N.mm/5.2×1010N.mm=0.42

CD跨梁 i'=6.5×1010N.mm/5.2×1010N.mm=1.25

首层柱 i'=3.96×1010N.mm/5.2×1010N.mm=0.76

同理可得边框架梁相对线刚度为：

AB、CD跨梁 i'=0.2

CD跨梁 i'=0.94

根据以上结果，框架梁柱的相对线刚度如图2所示，是计算各节点杆端的弯矩分配系数的依据。

考虑整体现浇梁板结构中，板对梁的有利作用，对中框架取I=2I0，对边框架取I=1.5I0。I0为矩形截面框架梁的惯性矩。

2.3荷载信息

2.3.1恒载标准值计算

（1）楼面荷载：

恒载：结构层，100厚钢筋混凝土板 0.1×25=2.5kN/㎡

楼面构造层的恒载 1.66kN/㎡

抹灰层，10厚混合砂浆 2×0.01×17=0.34kN/㎡

合计 4.5kN/㎡

（2）屋面荷载;

恒载：结构层，100厚钢筋混凝土板 0.1×25=2.5kN/㎡

楼面构造层的恒载 3.16kN/㎡

抹灰层，10厚混合砂浆 2×0.01×17=0.34kN/㎡ 图2 框架的计算简图 2012届土木工程（建筑结构工程）毕业设计（论文）

合计 6kN/㎡

（3）主梁自重

b×h=300mm×600mm 25×0.3×（0.6-0.1）=3.75kN/m

抹灰层，10厚混合砂浆 （0.6-0.1+0.3）×2×0.01×17=0.27kN/m

合计 4.02kN/m

（4）次梁自重

b×h=250mm×500mm 25×0.25×（0.5-0.1）=2.5kN/m

抹灰层，10厚混合砂浆 （0.5-0.1+0.25）×2×0.01×17=0.22kN/m

合计 2.72kN/m

（5）基础梁自重

b×h=250mm×400mm 25×0.25×（0.4-0.1）=1.87kN/m

（6）柱自重

b×h=500mm×500mm 25×0.5×0.5=6.25kN/m

抹灰层，10厚混合砂浆 0.6×4×0.01×17=0.408kN/m

合计 6.66kN/m

（7）外墙自重

标准层： （3-0.5）×0.2×14=7.0kN/m

水刷石外墙面 （3-0.5）×0.5=1.25kN/m

水泥粉刷内墙面 （3-0.5）×0.36=0.9kN/m

合计 9.15kN/m

（8）内墙自重

标准层： 2.5×0.2×14=7.0kN/m

水泥粉刷内墙面 2×2.5×0.36=1.8kN/m

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层框架结构一榀框架手算计算书(一类建筑)

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借鉴建筑3% 济南某培训中心综合楼计算书

1 工程概况

拟建5层培训中心,建筑面积4500m2,拟建房屋所在地的设防参数，基本雪压S0=0.3kN·m2,基本风压ω0=0.45kN·m2地面粗糙度为B类。

2 结构布置及计算简图

主体5层,首层高度3.6m,标准层3.3m,局部突出屋面的塔楼为电梯机房层高3.0m,外墙填充墙采用300mm,空心砖砌筑,内墙为200mm的空心砖填充,屋面采用130mm，楼板采用100mm现浇混凝土板,梁高度按梁跨度的1/12～1/8估算,且梁的净跨与截面高度之比不宜小于4,梁截面宽度可取梁高的1/2～1/3,梁宽同时不宜小于1/2柱宽,且不应小于250mm,柱截面尺寸可由Ac≥cNfN][ 确定本地区为四级抗震,所以8.0c,各层重力荷载近似值取13kN·m-2,边柱及中柱负载面积分别为7.86.9226.91m2

和7.8(6.922.72)37.44m2.

柱采用C35的混凝土（fc=16.7N·mm 2，ft=1.57N·mm 2）

第一层柱截面 边柱 AC=31.326.91131051702810.816.7mm2

中柱 AC=31.2537.44131052276950.816.7mm2

如取正方形,则边柱及中柱截面高度分别为339mm和399mm。

由上述计算结果并综合其它因素，本设计取值如下：

1层: 600mm×600mm； 2～5层:500mm×500mm

表1 梁截面尺寸(mm)及各层混凝土等级强度

层次 砼等级 横梁(b×h) 主梁(b×h) 次梁(b×h)

AB、CD跨 BC跨

1 C35 350×500 350×400 400×700 300×450

2～5 C30 300×500 300×400 350×700 300×450

基础选用桩基础。2～5层柱高为3.3m,底层柱高度从基础顶面取至一层底板，即

一榀框架结构计算_毕业设计

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1 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：mmlh5506600121121,

取h=600mm, b=250mm，

短跨横向框架梁（楼道）：1127002701010hlmm，取h=400mm，b=250mm 。

（2）纵向框架梁：mmlh3754500121121，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mmmm500500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 mm120。

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：

ENFgn cNcNAf

一榀框架结构设计计算书

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知识创造未来

1 / 2 一榀框架结构设计计算书

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在建筑设计中，框架结构被广泛应用，其主要特点是具有较高的强度、刚度和稳定性，并且适用范围广泛。因此，对框架结构进行设计和计算十分必要。下面，我们将对一榀框架结构的设计计算进行详细介绍。

1. 整体结构设计

在框架结构的设计中，首先需要确定其整体结构。在考虑结构形式时，应充分考虑建筑用途、设计荷载、周边环境和地质条件等因素，合理确定结构类型和结构形式。对于一榀框架结构，通常采用单跨或双跨结构，梁柱长度应控制在合理范围内，避免过长造成剪力和弯矩作用过大。

2. 材料选择和规格确定

在选择使用的材料时，应根据设计荷载和地理环境等因素，选择适当的材料类型。对于一榀框架结构，常用的材料一般包括钢材、混凝土和木材等。其中，钢材具有较高的强度和刚度，但在防火方面存在不足；混凝土具有很好的耐久性和火灾防护性能，但施工难度大；木材则有较好的美观性和隔音性能，但相对强度和稳定性较弱。在确定材料规格时，应考虑本体的受力情况和要求，以确保结构强度和稳定性满足设计要求。 知识创造未来

2 / 2 3. 受力计算和分析

受力计算是框架结构设计的核心内容之一。在完成结构整体设计和材料选择后，应对结构进行受力计算和分析，以确定各构件的荷载和应力状态，并满足设计要求。具体来说，应对结构进行弯矩、剪力、轴力等受力分析，结合力学原理和受力公式，确定构件截面设计和材料厚度，以确保结构强度和稳定性满足设计要求。

4. 正确施工和检查验收

在进行框架结构的施工时，应确保按照施工图纸和设计方案进行施工，保持结构的几何形状和准确尺寸，确保构件之间的连接牢固可靠。在施工中，应及时发现并排除施工中的缺陷和质量问题，确保结构的质量和安全。在完成结构施工后，应进行检查验收，以确保结构符合设计要求并具有承载能力和稳定性。

总之，框架结构的设计计算是保证建筑结构强度和稳定性的重要环节，需要充分考虑建筑用途、设计荷载、周边环境和地质条件等因素，合理选择材料和规格，进行受力计算和分析，并确保施工质量和验收合格。只有这样，才能保证框架结构的安全可靠。

一榀框架结构设计计算书 2

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6.1截面尺寸估算

图1 结构平面布置图

横梁AB的截面尺寸为[1]：

h=L/12=6000/12=500mm，取500mm

b=h/3=500/3=167mm，取250mm

横梁BD的截面尺寸为：

h=L/12=8000/12=666mm，取700mm

b=h/3=700/3=233mm，取300mm

纵梁12的截面尺寸为：

h=L/12=8100/12=675mm，取700mm

b=h/3=700/3=233mm，取300mm

次梁的截面尺寸为：

h=L/18=8100/12=450mm，取500mm

b=h/3=500/3=167mm，取250mm

现浇板厚为：

h=L/50=6000/50=120mm

柱子的截面尺寸：

按层高确定： 底层层高H =3900 mm

b =(1/10-1/15)×H =390-260 mm

按轴压比确定：

可根据式cfNAc估算。各层的平均荷载设计值近似取14 kN/m2，柱的负载面积（从属面积）为（4+3）×8.1m2。由公式可得第一层柱截面面积为：

Ac≥N/fc≥1.4×14×（4+3）×8.1×3×103/14.3=233144mm2

所以b=h≥482mm，第一、二层柱截面取b=h=500mm

第三层柱截面面积为：

Ac≥N/fc≥1.4×14×（4+3）×8.1×103/14.3= mm2 如有你有帮助，请购买下载，谢谢！

2页 所以b=h≥278mm，取b=h=400mm

柱子的高度：首层柱高3.9m，二、三层柱高3.6m