(竖向荷载参考)完整混凝土框架结构设计计算书

安徽理工大学毕业设计（论文）AnhuiUniversityOfScienceandTechnology-1-第三部分结构设计计算8工程概况8.1工程简介建筑地点：淮南市建筑类型：教学楼，框架填充墙结构。建筑介绍：建筑面积约50002m，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构，楼板厚度取100mm，填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块。门窗使用：大门采用钢框玻璃门，其它为木门，窗为塑钢门窗。尺寸详见门窗表。地质条件：经地质勘察部门确定，此建筑场地为二类近震场地，设防烈度为7度。柱网与层高：本教学楼采用柱距为6.6m的内廊式柱网，边跨为6.6m，中间跨为3.0m，底层层高取3.9m，标准层层高取3.6m。8.2课题条件要求依本课题要求合理安排场地，创造出优美环境，平面布置合理，通风采光良好，实用性强，立面造型新颖，有民族风格，具有个性与现代感。基本不考虑地基土的变形验算，其承载力为2220kN/mkf。建筑场地的主导风向按所在地气象资料得到。室内的高差按600mm考虑，其中标高相当于马路中心相对标高。抗震设防要求：设防烈度7度（0.1g），设计地震分组为第二组，场地类别为II类场地。8.3设计的基本内容结构计算书包括结构布置，设计依据及步骤和主要计算的过程及计算结果，计算简图，主要内容如下：（1）地震作用计算（2）框架内力分析，配筋计算（取一榀）（3）基础设计及计算安徽理工大学毕业设计（论文）AnhuiUniversityOfScienceandTechnology-2-（4）板、楼梯的设计计算8.4设计资料8.4.1气象条件基本风压0.35kN/m2基本雪压0.45kN/m2此处按建筑结构荷载规范GB50009-2001采用主导风向：东南风8.4.2抗震设防按7级近震,地震分区为一区；II类场地设计8.4.3地基土承载力地基土承载力为220kfkN/m28.4.4其它条件室内外高差600mm。9结构类型根据该房屋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。图9-1是标准层平面网柱布置。主体结构共4层，底层层高3.9m，层高均为3.6m。填充墙采用240mm厚的粘土空心砖砌筑。门为木门、门洞尺寸1.0m×2.4m。窗为塑钢窗，洞口尺寸为1.5m×1.8m。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。安徽理工大学毕业设计（论文）AnhuiUniversityOfScienceandTechnology-3-图9-1柱网布置及一榀框架图10框架结构的一般性设计与计算10.1梁柱截面，梁跨度及柱高确定梁柱的混凝土设计强度：C2522/43.1,/9.11mmNfmmNftc10.1.1梁截面尺寸的初步确定（1）．横梁a:截面的高度：1/12～1/8的跨度（为满足承载力、刚度及延性要求）h=（1/12～1/8）×6600㎜＝550～825㎜，h=（1/12～1/8）×3000㎜＝250～375㎜，则边跨梁高度：h=600㎜b:梁截面宽度可取1/3～1/2梁高,同时不宜小于1/2柱宽,且不应小于250㎜。b=（1/3～1/2）×600㎜=200～300㎜则边跨梁宽度：b＝300㎜（2）．纵梁a:截面的高度：1/12～1/8的跨度（为满足承载力、刚度及延性要求）h=（1/12～1/8）×4500㎜＝375～565㎜，即截面高度：375㎜～565㎜安徽理工大学毕业设计（论文）AnhuiUniversityOfScienceandTechnology-4-则边跨梁高度：h=500㎜b:梁截面宽度可取1/3～1/2梁高,同时不宜小于1/2柱宽,且不应小于250㎜。b=（1/3～1/2）×500㎜=167～250㎜即截面宽度：167㎜～250㎜则边跨梁宽度：b＝250㎜由此，估算出的梁截面尺寸见表10-1，表中还给出了各层梁的混凝土强度等级。表10-1梁截面尺寸及混凝土强度等级层次混凝土强度等级横梁（bh）纵梁AB跨，CD跨BC跨1～4C25300×600250×400250×45010.1.2柱截面尺寸的初步确定框架柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比限值按下列公式估算：ENFgn（1-1）cNcfNA/式中：N—柱的组合的轴压力设计值；F—按简支状态计算的柱的负载面积；Eg—折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可根据实际荷载计算，也可近似取12～15kN/㎡；—考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25，等跨内柱取1.2；n—验算截面以上楼层层数；cA—柱截面面积；cf—混凝土轴心抗压强度设计值；N—框架柱轴压比限值，此处可近似取，即为一级、二级和三级抗震等级，分别取0.7，0.8和0.9。其中：Eg＝15kN/㎡，n＝4，N＝0.9，边＝1.3，中＝1.25。C25混凝土：fc＝11.9kN/㎡，ft＝1.43kN/㎡边柱：cNEcfnFgA/＝9.119.0/410155.43.33.13＝251008.1mm安徽理工大学毕业设计（论文）AnhuiUniversityOfScienceandTechnology-5-中柱：cNEcfnFgA/＝9.119.0/410155.48.425.13＝251051.1mm按上述方法确定的柱截面高度ch不宜小于400mm，宽度不宜小于350mm，柱净高与截面边长尺寸之比宜大于4取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别是mm329和mm389。为方便计算取柱截面尺寸为：mmmm50050010.1.3板的截面尺寸初步估计根据实际情况和设计要求，板厚取：mmh10010.1.4梁的计算跨度框架梁的计算跨度以上柱形心线为准，而墙中心线是与轴线重合的，所以柱的形心与轴线发生偏移，造成计算跨度与轴线间距不同。10.1.5柱的高度底层：3.9+0.6+0.5=5.0m。注：底层层高3.9m，室内外高差0.6m，基础顶部至室外地面0.5m。其他各层为3.6m因而得到1h=5.0m；2h=3.6m安徽理工大学毕业设计（论文）AnhuiUniversityOfScienceandTechnology-6-图10-1横向框架计算简图及柱编号10.2重力荷载的计算10.2.1屋面及楼面永久荷载（恒荷载）标准值1.屋面其按屋面的做法逐项计算均布荷载：吊顶处不做粉底，无吊顶处做粉底，近似取吊顶来参与计算，粉底为相同重量：其屋面构造做法如图10-2所示，按图10-2来计算屋面恒载，其结果如下：图10-2屋面构造做法安徽理工大学毕业设计（论文）AnhuiUniversityOfScienceandTechnology-7-屋面的长边长：m44.4324.03.329.385.4屋面的短边长：m44.160.324.026.6那么屋面恒荷载标准值为：KN49.431314.644.1644.432.楼面楼面的做法如图10-3所示，按图示各层进行组合来参与计算楼面恒载大小。图10-3楼面构造做法因而得到楼面均布恒载标准值：KN91.282095.344.1644.4310.2.2屋面及楼面可变荷载（活荷载）标准值1.屋面计算重力荷载代表值时，仅考虑屋面雪荷载作用KN37.32145.044.1644.432.楼面根据荷载规范，楼面活载按22.0/KNm来参与计算：KN31.14280.244.1644.43安徽理工大学毕业设计（论文）AnhuiUniversityOfScienceandTechnology-8-10.2.3梁柱的自重此处计算包括梁侧面、梁底面，柱的侧面抹灰重量：1．梁的自重在此计算过程中，梁的长度按净跨长度，即把梁的计算跨度减掉柱的宽度来参与计算过程：例：1L：长度=5.06.66.1m（扣除一个柱宽）2L：长度=24.00.32.76m（扣除墙宽）表10-2梁自重层次编号截面（㎡）长度根数每根重量（KN）总计1～4L10.3×0.66.1220.34×0.62×6.1×25=32.1471388.63L20.25×0.42.76110.29×0.42×2.76×25=8.404L30.25×0.454.5320.29×0.47×4.5×25=15.334L40.25×0.453.940.29×0.47×3.9×25=13.289L50.25×0.453.340.29×0.47×3.3×25=11.279注：（1）上表中梁截面的确定，考虑到抹灰层有（每抹层均按20mm计算）宽：0.3+2×0.02=0.34m0.25+2×0.02=0.29m高：0.6+1×0.02=0.62m0.4+1×0.02=0.42m0.45+1×0.02=0.47m（2）此处抹层按近似与梁相同，按每立方25KN计算（3）梁的长度都按净跨长度计算2.柱的自重表10-3柱自重层次编号截面（㎡）长度根数每根重量（KN）总计（KN）1Z10.5×0.55.0440.54×0.54×5×25=36.451603.82～4Z20.5×0.53.6440.54×0.54×3.6×25=26.441163.36注：（1）柱因四面抹灰，与梁相同办法处理，边长=0.5+0.02×2=0.54m（2）抹层记入柱内，按每立方25KN计算10.2.4墙体的自重墙体为240厚，两面抹灰，近似按加厚墙体计算（考虑抹灰重量），采用机器制普通砖，依GB50009-2001建筑结构荷载规范，砖自重为153/KNm，其计算如表3所示：（此处门窗暂不考虑，为预留洞考虑）墙体为240mm厚粘土空心砖，外墙面贴瓷砖（2/5.0mKN），内墙面为20mm厚抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为：2/44.402.01724.0155.0mKN安徽理工大学毕业设计（论文）AnhuiUniversityOfScienceandTechnology-9-内墙为240mm粘土空心砖，两侧均为20mm厚抹灰，在内墙单位面积重力荷载为：2/28.4202.01724.015mKN木门单位面积重力荷载为0.23/KNm，钢框玻璃窗单位面积重力荷载取0.43/KNm表10-4墙体自重墙体的位置每片面积（㎡）片数重量（KN）总计（KN）底层外纵墙4.0×4.558×2=161292.934436.483.4×4.552×1=2137.372.8×4.551×2=2113.13底层内纵墙4.0×4.55141090.542.8×4.55154.53底层外横墙6.1×4.42×2=4476.683.0×4.62122.54底层内横墙6.1×4.4101148.752～4层外纵墙4.0×3.158×2=16895.103162.623.4×3.152×1=295.12.8×3.151×2=278.322～4层内纵墙4.0×3.1516862.852.8×3.15137.752～4层外横墙6.1×3.02×2=4325.003.0×3.2285.252～4层内横墙6.1×3.010783.24注：（1）墙厚=240+20×2=280mm（考虑抹灰层）（2）单位面积重为1×0.28×19=5.322/mKN（3）女儿墙自重墙体为120㎜单砖，女儿墙高为1200㎜，外墙面贴瓷砖（0.5KN/㎡），内墙面为20mm厚抹灰，则女儿墙重力荷载为：（0.5＋15×0.12＋17×0.02）×1.2=3.168KN/M（0.5＋15×0.12＋17×0.02）×1.2×（43.44×2＋16.44×2）=379.40KN10.2.5门窗的自重根据建筑结构荷载规范GB50009-2001，木门按0.22/KNm考虑，塑钢窗按0.42/KNm考虑，计算结果如表10-5所示：表10-5门窗自重安徽理工大学毕业设计（论文）AnhuiUniversityOfScienceandTechnology-10-层数墙体位置门、窗扣除门窗的尺寸个数扣除部分墙体重量门窗重量总扣除重量总和1～4外墙窗1.8×1.8182