土木工程毕业设计结构计算书

0毕业设计论文之三 毕业设计（论文）计算书1设计资料：1、场地：南昌地区,建筑控制线范围式66m36m，建筑控制高度为15m.2、地质条件：（自上而下土层分布） （1） 、杂填土约0.5m， f k=80 kPa； （2） 、粘土层约 3.0m， f k=220 kPa； I l=0.5，（3） 、中粗砂层约 10m， f k=250 kPa；干作业成孔灌注桩桩端极限阻力标准值：q k=2000 kPa；桩侧极限阻力标准值可参照建筑桩基技术规范选用。（4） 、岩层， f k=450 kPa；采用桩基时，桩端极限阻力标准值：q k=4000 kPa；桩侧极限阻力标准值可参照建筑桩基技术规范选用3、地下水位见于地表以下8m处。4、结构类型：钢筋混凝土框架结构5、 选用材料:基础混凝土采用C30梁、柱混凝土采用C30（f c=14.3N/mm2 ft=1.43 N/mm2）钢筋采用：d12mm时，II级钢筋(HRB335)（fy=300 N/mm 2）d12mm时，I级钢筋(HPB235)（fy=210 N/mm 2）6、结构计算依据及有关参考文献：1、 房屋建筑学及结构力学教材；2、 “结构设计原理”及”地基基础”教材；3、 “建筑结构荷载规范” （GB50009-2001） ；4、 “砼结构设计规范” （GB50010-2002）及相应的教材；5、 “建筑地基基础设计规范” （GB50007-2002）及相应的教材；6、 “建筑桩基技术规范“（JGJ94-94）及相应的教材；7、 “建筑抗震设计规范” （GB50011-2001）及相应的教材；28、 “混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图”03G101 制图；9、 简明建筑结构设计手册或静力结构计算手册；10、 建筑设计资料集及结构设计资料集；11、 宿舍建筑设计规范 JGJ 36-200512、 民用建筑设计通则、建筑防火设计规范等13、 中小学校建筑设计规范 GBJ 9986一、框架计算标准层框架平面图1梁、柱、板尺寸：（取第8轴线框架进行结构计算）3梁：边跨梁（AC跨）由h=(1/8-1/12)l=(1/8-1/12)6600mm取得 h=600mm b=240mm中间悬臂梁（CD跨） h=400mm，b=240mm纵向连梁（A,C轴线） h=600mm，b=240mm 悬臂处连梁（D轴线） h=400mm, b=240mm板：厕所楼面板 h=90mm 其他楼面板 h=120mm柱：边柱（A，E轴线） bh=350mm450mm中柱（C，D轴线） bh=350mm450mm屋顶框架布置图42.梁柱刚度计算：根据地质质料，确定基础顶面离室外地面为600mm，由此得底层柱高3.6+0.45+0.6=4.65m（室内外高差450mm） ，梁截面惯性矩考虑现浇板作用，在设计中，一边有楼板 I=1.5Ir，两边有楼板 I=2Ir（Ir为按矩形截面积算，不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩） 。AC跨梁：i=2E0.240.63/(126.39) =13.5210-4 E(m3)CD跨梁：i=2E0.250.43/(121.905）=13.4410 -4 E(m3)柱截面：（h=450mm,b=350mm）上部各柱i=E0.350.453/(123.6) =7.3810-4 E(m3）底层各柱i=E0.350.453/(124.65)=5.7210-4 E(m3）5梁柱线刚度布置图10 -4 E(m3）3.荷载计算1） 、 屋面： 50厚500500预制混凝土大阶砖 0.0524=1.2KN/m 230厚粗砂保护层 0.0317=0.51KN/m 2三元乙烯橡胶高分子卷材两道 0.2KN/m 220厚1：3水泥砂浆找平层 0.0220=0.4KN/m 21：6蛭石混凝土找坡层（最薄处50厚） （0.05+0.216）/224=3.2KN/m 2100厚水泥膨胀珍珠岩保温层 0.115=1.5KN/m 2620厚1：3水泥砂浆找平层 0.0220=0.4KN/m 2120厚钢筋混凝土屋面结构层 0.1225=3.0KN/m 2恒载 15厚纸筋石灰抹灰 0.01516=0.24KN/m 2 10.65KN/m 2活载 不上人屋面查荷载规范得 0.50KN/m 22、楼面： 水磨石地面（包括打底） 0.65 KN/m 2120厚钢筋混凝土结构层 0.1225=3.00 KN/m 2恒载 15厚纸筋石灰抹灰 0.01516=0.24 KN/m 2 3.89KN/m 2活载 查荷载规范 寝室 2.0 KN/m 2走廊，楼梯 2.0 KN/m 2阳台（当人群有可能密集） 3.5 KN/m 2 3、厕所楼面： 贴瓷砖楼面自重： 0.55KN/m 2蹲位包括结构层自重： 0.0925=2.25KN/m 2 恒载 15厚纸筋石灰抹灰 0.01516=0.24KN/m 3.04KN/m 2活载 厕所 查荷载规范得 2.0KN/m 24、墙体荷载内墙：粉煤灰轻渣空心砌块（390mm240mm190mm）墙体+双面内墙粉刷层,8.00.24+0.02172=2.6 KN/m2外墙：粉煤灰轻渣空心砌块（390mm240mm190mm）墙体+ 一面外墙粉刷层+ 一面内墙粉刷层+外墙保温层，8.00.24+0.0217+0.0220+0.5=3.16 KN/m 2 75、梁： AC边跨梁： 0.60.2425+2（0.6-0.12）0.0217=3.93KN/mCD悬臂梁： 0.40.2425+2（0.4-0.12）0.0217+0.240.0217=2.67KN/m边柱连梁（A轴）： 0.60.2425+（0.6-0.12）0.0217+0.60.0220=4.00KN/m中柱连梁（C轴）： 0.60.2425+2（0.6-0.12）0.0217=3.93KN/m悬臂端连梁（D轴）：0.40.2425+（0.4-0.12）0.0217+0.40.0220+0.240.0217=2.74KN/m次梁（B轴）： 0.30.2425+2（0.3-0.12）0.0217+0.240.0217=2.00KN/m6、柱：边 柱： 0.450.3525+（0.35+0.45+0.45）-0.2430.0217+0.350.0220=4.26 KN/m中 柱： 0.450.3525+（0.35+0.45）2-0.2430.0217=4.24 KN/m5、门、窗：普通木门，查荷载规范 得 0.1-0.2 KN/m 2，取0.2 KN/m 2；铝合金窗 取0.4 KN/m 2三、框架结构设计计算81）框架荷载计算（1）顶层框架荷载标准值a、线荷载（恒载）：边跨梁：（AC跨）框架梁自重 3.93KN/m屋面板传来荷载（梯形） 10.653.3=35.15KN/m 等效均布荷载： q E=(1-2 2+ 3)q =3300/(26600)=0.2535.15(1-20.252 +0.25 )= 31.31KN/mg 4AC =31.31+3.93=35.24KN/m中跨梁(CD跨)：框架梁自重 2.67KN/mCD跨为单向板，CD梁不承受板传来的均布荷载 g 4CD=2.67KN/mb、集中荷载(恒载)：边柱（A轴）： 边柱连系梁自重： 4.006.6=26.4KN600高女儿墙： 0.66.60.2419+0.60.0226.617=20.75KN连梁传来屋面荷载： 210.651/23.33.31/2=57.98KN7-9轴次梁传来的集中荷载：7轴次梁自重 3.36.6=25.94KN屋面板传给7轴梁荷载 10.65（6.62-3.3）1.651/22=173.93KN97轴梁上所受荷载为对称，故7轴梁荷载分别传给A、C轴各一半所以，7轴梁分别传给A、D轴连梁荷载为1/2（25.94+173.97）=100KN所以， 7轴，9轴次梁传给边柱，中柱集中荷载为1/21002=100KN G 4A=26.4+20.75+57.98+100=204.83KN 中柱（C轴）：中柱连系梁自重： 3.936.6=25.94KN连系梁传来屋面自重：10.65（1/23.33.31/22+0.96.6）=121.25KN7，9轴次梁传来的集中荷载： 100KN G 4C=25.94+121.25+100=247.19KN悬臂端（D轴）：D轴连梁自重： 2.746.6=18.08KN连梁传来的屋面荷载： 10.650.96.6=63.26KN600高女儿墙自重： 20.75KN G 4D=18.08+63.26+20.75=102.09KNc、活载：边柱（A轴）： 屋面板活载： 0.51/23.33.31/22=2.72KN7-9轴次梁传来的集中荷载（荷载在7，9轴次梁上对称分布）：1/20.5（6.62-3.3）1.651/22=4.08KN Q 4A=2.72+4.08=6.8KN中柱（C轴）： 10屋面活载： 0.5（123.33.31/22+0.96.6）=5.69KN7，9轴梁传来的集中荷载： 4.08KN Q 4C=5.69+4.08=9.77KN悬臂端（D轴）：连梁传来屋面板活载： 0.50.96.6=2.97KN Q 4D=2.97KN边跨梁（AC跨）：屋面板传来的活载： 0.53.3=1.65KN/m等效均布荷载： q E=(1-2 2+ 3)q =3300/(26600)=0.25 q 4AC=1.65(1-20.252 +0.25 )=1.47KN/m中跨梁（CD跨）：屋面板传来的活荷载为零（单向板） q 4CD=02） 、标准层框架荷载标准值a、线荷载（恒载）：边跨梁（AB跨）： 框架梁自重 ： 3.93KN/m梁上墙自重 2.6（3.6-0.6）=7.8KN/m厕所楼面板传来荷载 3.041.8=5.47 KN/m等效均布荷载 5/85.47=3.42KN/m g AC=3.93+7.8+3.42=15.15KN/m中跨梁(BC跨)： 框架梁自重 3.93KN/m梁上墙自重 2.6（3.6-0.6）=7.8KN/m楼面板传来荷载： 3.893.3=12.84KN/m11等效均布荷载： q E=(1-2 2+ 3)q =3300/(24800)=0.344 12.84(1-20.3442 +0.344 )=10.32 KN/m g BC=3.93+7.8+10.32=22.05KN/m悬臂梁（CD跨）：连梁自重： 2.67KN/mCD跨为单向板，不承受板传来的均布荷载 g CD=2.67KN/mb、集中荷载(恒载):边柱（A轴）：边柱连系梁自重: 4.006.6=26.4KN边柱连系梁上（由于窗子分布对称，故连系梁上窗和墙体荷载可看做分别两边柱各一半）连梁上墙体自重：3.166.6（3.6-0.6）-21.8（1.2+0.9）=38.68KN铝合金窗自重： 20.4（1.2+0.9）1.8=3.02KN框架柱自重： 4.263.6=15.34KN边柱连系梁上楼板传给A柱集中荷载：3.04（3.32-1.8）0.91/22=13.13KN7，9轴次梁传来的集中荷载计算：1） 次梁B轴传给7，8轴梁荷载计算：荷载分布：B轴次梁自重： 2.00KNB轴上墙体自重：80.12（3.6-0.3）+2170.02（3.6-0.3）=5.41KN/mB轴次梁上楼板荷载（三角形）： 3.893.3/2=6.42KN/m等效均布荷载： 6.425/8=4.01KN/m12B轴次梁上楼板荷载（梯形） 3.041.8/2=2.74KN/m等效均布荷载： =1800/（23300）=0.2732.74(1-20.2732 +0.273 )=2.39KN/m故一根B轴次梁传给7轴梁集中荷载：（5.411.51.5/2+10.813.33.3/2）/3.3=19.68KN传给8轴集中荷载：5.411.5（3.3-1.5/2）+10.813.33.3/2/3.3=24.11KN2)7轴次梁传给A、C轴连续梁集中荷载计算：荷载分布： 7轴次梁自重： 3.93KN/m7轴次梁上墙体： 2.6（3.6-0.6）=7.8KN/m7轴次梁上AB跨楼面荷载（三角形）3.041.8=5.47KN/m等效均布荷载：5.475/8=3.42KN/mBC跨楼面荷载（梯形） 3.893.3=12.84KN/m等效均布荷载：=3300/（24800）=0.34412.84(1-20.3442 +0.344 )=10.32KN/m故AB跨均布荷载3.93+7.8+3.42=15.15KN/mBC跨均布荷载3.93+7.8+10.32=22.05KN/mB轴次梁传给7轴次梁集中荷载19.682=39.36KN13故一根7梁传给A轴梁集中荷载（22.054.84.8/2+19.684.82+15.151.85.7）/6.6=90.66KN传给C轴连梁集中荷载（5.151.81.8/2+19.681.82+22.054.84.2）/6.6=81.81KN3）7，9轴次梁传给A轴柱集中荷载：90.66KN G A=26.4+38.68+3.02+15.34+13.13+90.66=187.23KNB节点：B次梁传给主梁集中荷载：24.112=48.22KN G B =48.22KN中柱（C轴）：中柱连梁自重: 3.936.6=25.94KN中柱连梁上（由于门对称分布，故连梁上门和墙体荷载各柱分一半）木门自重 ： 20.22.11=0.84KN墙体自重： 2.66.6（3.6-0.6）-212.1=40.56KN框架柱子自重： 4.243.6=15.26KN楼板传来连梁荷载：3.89（6.60.9+23.31/23.31/2）=44.29KN7，9轴次梁柱集中荷载： 81.81KN G C=GD=25.94+40.56+0.84+15.26+44.29+81.81=208.7KN悬臂端D轴连梁自重： 2.746.6=18.08KN连梁传来楼面荷载： 3.896.60.9=23.11KN141100高栏板自重：1.16.60.0825+1.10.022176.6=19.46KNG D=18.08+23.11+19.46=60.65KNc、活载：边柱：楼面活载： 2.0（3.32-1.8）0.91/22=8.64KN7,9轴次梁传来的集中荷载计算：1）次梁B轴传给7，8轴梁荷载计算：次梁上楼面荷载为均布荷载故，次梁传给7，8轴的集中荷载均为次梁上荷载的一半故B轴次梁传给7，8轴梁的集中荷载为：1/22.0（3.32-1.8）0.91/2+3.31/23.31/2=4.88KN2）7轴次梁传给A、D轴连梁集中荷载计算荷载分布：AB跨楼面荷载（三角形） 2.01.8=3.6KN/m等效均布荷载 3.65/8=2.25KN/mBC跨露面荷载（梯形） 2.03.3=6.6KN/m等效均布荷载： =3300/（24800）=0.3446.6（1-20.344 2 +0.344 )=5.31KN/mB轴次梁传给7轴次梁集中荷载4.882=9.76KN故一根7梁传给A轴梁集中荷载2.251.8（6.6-0.9）+9.764.8+5.314.84.8/2/6.6=19.87KN15传给C轴连梁集中荷载2.251.81.8/2+9.761.8+5.314.8（6.6-4.8/2）/6.6=19.43KN3）7，9轴次梁传给A轴柱集中荷载： 19.87KN Q A=8.64+19.87=28.51KN中柱： 楼面活载：2.0（6.60.9+23.31/23.31/2）=22.77KN7，9轴次梁传给柱集中荷载： 19.43KN Q C=22.77+19.43=42.2KNB节点：B次梁传给主梁集中荷载 4.882=9.76KN Q B=9.76KN悬臂端（D轴）：连梁传来楼面板活荷载 3.50.96.6=20.79KN Q D=20.79KN边跨（AB跨）：厕所楼板上传来的活荷载： 2.01.8=3.6KN/m等效均布荷载： 5/83.6=2.25KN/m q AB=2.25KN/m中跨（BC跨）楼板传来的活荷载 2.03.3=6.6KN/m等效均布荷载 6.6（1-20.344 2 +0.344 )=5.31KN/m q BC=5.31KN/m16悬臂跨（CD跨）为单向板，不承受楼板活载故q CD=017恒载标准值作用下的结构计算简图18等效恒载标准值作用下的计算简图19活载标准值作用下的计算简图20等效活载标准值作用下的计算简图2） 、风荷载标准值（基本风压W0： 0.45KN/m 2 ）体型系数s: 1.3( 迎风面取0.8，背风面取 -0.5)21风振系数z：取1.0（因为 H30M）集中荷载W：W=z szW0A（顶层计算高度取女儿墙墙高+四层层高/2，以下各层取上层层高/2+下层层高/2）地面粗糙程度为C类风荷载标准值的计算，风荷载作用下的内力计算框架在风荷载作用下（从左向右吹）的内力用D值法进行计算。计算步骤：1， 计算各柱抗侧刚度D及总剪力在各柱间的剪力分配；2， 确定各柱反弯点高度系数y；3， 求各柱杆端弯矩及梁端弯矩。集中荷载 z Z(m) s z A W0 W(KN)W4 1.0 14.85 1.3 0.74 15.84 0.45 6.86W3 1.0 11.25 1.3 0.74 23.76 0.45 10.29W2 1.0 7.65 1.3 0.74 23.76 0.45 10.29W1 1.0 4.05 1.3 0.74 25.25 0.45 10.9322风荷载标准值(左风)作用下结构计算简图梁柱相对线刚度分布图（1）柱子剪力计算23层数层剪力边柱 D 值 中柱 D 值 D 每根边柱剪力（KN）每根中柱剪力（KN）4 6.86 24.06315.8.5.021Dk24.06315.8.5.021k0.484 43.86.02V43.86.02V3 17.15 24.06315.8.5.1Dk24.06315.8.5.1k0.484 58.174.023V58.174.023V2 27.44 24.06315.8.5Dk24.06315.8.5k0.484 72.1348.0V72.1348.0V1 38.37 153.0642.8.350.1Dk153.0642.8.350.1k0.306 19.37806.5V19.37806.5V24（2）各柱反弯点高度系数 yn：为总层数 j：为所在层 k：为梁柱线刚度比yo：标准反弯点高度比（由 n、j、k 查表可得） 1：上下梁刚度变化时的刚度比 2=上层层高/所计算层层高 3=下层层高/本层层高由 1、 2、 3可查得 y1 、y 2、y 3层数边柱 中柱4n=4 j=4k=1.818 yo=0.391 1=1 y1=0y=0.391+0=0.391n=4 j=4k=1.818 yo=0.391 1=1 y1=0y=0.391+0=0.3913n=4 j=3k=1.818 yo=0.45 1=1 y1=0 2=1 y2=0 3=1 y3=0y= yo +y1+ y2+ y3=0.45n=4 j=3k=1.818 yo=0.45 1=1 y1=0 2=1 y2=0 3=1 y3=0y= yo +y1+ y2+ y3=0.452n=4 j=2k=1.818 yo=0.491 1=1 y1=0 2=1 y2=0 3=4.65/3.6=1.291 y3=0y= yo +y1+ y2+ y3=0.491n=4 j=2k=1.818 yo=0.491 1=1 y1=0 2=1 y2=0 3=4.65/3.6=1.291 y3=0y= yo +y1+ y2+ y3=0.4911n=4 j=1k=2.38 yo=0.55 2=3.6/4.65=0.774 y2=0y= yo + y2 =0.55n=4 j=1k=2.38 yo=0.55 2=3.6/4.65=0.774 y2=0y= yo + y2 =0.5525（3）求各柱杆端弯矩及梁端弯矩根据各柱分配到的剪力及反弯点位置 yh 计算 i 层第 j 个柱端弯矩上端弯矩： M tij=Vijh（1-y）下端弯矩： M bij=Vijhy由柱端弯矩，并根据节点平衡计算梁端弯矩对于边跨梁端弯矩：M bi=Mtij+Mbi+1，j对于中跨，由于梁端弯矩与梁的线刚度成正比，因此按线刚度比值进行分配。26风荷载标准值作用下的弯矩图（左风）(单位：KN.m)27风荷载标准值（左风）作用下的剪力图（单位：KN）风荷载标准值（左风）作用下的轴力图（单位：KN）283）框架结构内力计算1、恒载作用下的内力计算各节点的不平衡弯矩A4节点:AC梁端固端弯矩： -1/1235.246.39 2=-119.91KN.m偏心弯矩： 0.105204.83=21.51KN.m故不平衡弯矩： -119.91+21.51=-98.4KN.mC4节点:CA梁端固端