土木工程5层3600平米五层框架住宅楼计算书

5252 襄樊学院土土木工程专业设计 第52页 襄樊学院毕业设计某市运输管理处住宅楼设计 计算书班级： 姓名： 专业： 指导老师： 摘要本工程属某市运输管理处一号住宅楼，造型简洁，设计理念有新颖与活泼方面的内容，同时考虑经济适用的功能要求。给出了住宅楼整个结构设计，包括主体结构、基础及楼梯等部分。该建筑拟建于某市某路，共五层，总建筑面积为3600平方米，总建筑高度为16。8米，属于多层民用建筑。确定该建筑类型为框架结构，作为一种尝试和该建筑功能的需要，结构分析中考虑了风荷载、重力荷载的作用，在楼板绝对刚性并对框架产生极强的约束作用的假定下，用近似的手算方法分析了该结构中框架。用D值法和弯矩的分配法计算风荷载和重力荷载作用下个构件的内力，并进行了一榀框架的内力组合及截面设计。作为一种精确而快捷的分析手段，还用PKPM结构分析软件对该结构进行了全面的计算，给出了整个建筑的结构施工图。在整个设计过程中用到AUTOCAD与PKPM等软件作为辅助工具。设计内容包括建筑施工图设计，结构施工图设计（包括结构计算书）。关键词： 多层建筑，框架结构，刚性 AbstractThe project is a city transport management office on the 1st floor of the residential and the shape of simple, innovative design ideas and lively aspects, taking into consideration economic and applicable functional requirements. Given the floor, the entire structure residential design, including the main structure, infrastructure and some staircases. The proposed construction of a road a particular city, a total of five floors, with a total construction area of 3,600 square meters. Total building height to 16. 8 meters, is a multi-storey civil buildings. Determine the type of architecture framework, as an attempt to function and the building needs Structure Analysis by wind loading, and the role of gravity loads, In absolute rigid floor also have a strong framework of the binding effect of the assumption that Approximate hand with the methods of analysis of the structure of the framework. Using D-value method and the allocation Moment calculated wind loads and gravity loads the next component forces, and the framework of a load combination of internal forces and section design. As a fast and accurate analysis of the means, but also with PKPM structural analysis software on the structure of the full calculation, given the structure of the whole building construction drawings. Throughout the design process used with PKPM AutoCAD software as an auxiliary tool. Design elements include the construction plan design, structural design, working drawings (including structural calculations book).Keywords : multistory building frame structure, rigid 目录第（一）章 绪论-3第（二）章 设计资料-3第（三）章 结构平面布置及结构计算简图的确定-3第（四）章 荷载标准值计算-4 4.1恒荷载的计算-4 4.1.1屋面框架梁线荷载标准值-4 4.1.2楼面框架梁线荷载标准值-4 4.1.3屋面框架梁集中荷载标准值-6 4.1.4楼面框架梁集中荷载标准值-6 4.2活荷载的计算-8 4.2.1屋面活荷载计算-8 4.2.2楼面活荷载计算-9 4.3风荷载的计算-9第（五）章 内力计算-9 5.1恒荷载作用下的内力计算-9 5.2活和载作用下的内力计算-13 5.3风和载作用下的内力计算-14第（六）章 内力组合和配筋计算-22 6.1框架内力组合-22 6.1.1框架梁内力组合-22 6,1,2框架柱内力组合-24 6.2框架梁截面设计-28 6.2.1梁的正截面强度验算-28 6.2.2梁的斜截面强度验算-30 6.3框架柱截面设计-31 6.3.1剪跨逼和轴压比计算-33 6.3.2柱的正截面承载力验算-35第（七）章 楼梯计算-37 7.1梯段板设计-37 7.2平台板设计-37 7.3平台梁设计-38第（八）章 楼板的计算-39 8.1荷载计算-39 8.2对B1的计算-39 8.3对其它板的计算-40第（九）章 基础的计算-40 9.1各柱的控制内力-40 9.2A柱下的基础设计-42 9.3D柱下的基础设计-439.4E柱下的基础设计-44 9.5G柱下的基础设计-44第（十）章 附图-45第（十一）章 结论-49第（十二）章 致谢-49第（十三）章 参考文献-50第一章 绪论某市运输管理处五层住宅楼，采用现浇框架结构，没有抗震设防要求.1，建筑面积3600m2，占地面积700平方米。2，平面布置要满足住宅楼使用功能要求，平面几何轮廓有一些简单的变化最好3，造型以简洁为主，适当表现一些新颖，活泼，有现代感的设计元素。第二章 设计资料（1） 设计标高：室内设计标高0.000相当于绝对标高4.100，室内外高差600mm.（2） 墙身做法：墙身为普通机制砖填充墙，用M5混合砂浆砌筑。内粉刷为混合砂浆底，纸筋灰面，厚20mm，“803”涂料两度。外粉刷为1：3水泥砂浆底，厚20mm陶瓷锦砖贴面。（3） 楼面做法：楼板顶面为20mm厚水泥砂浆找平，5mm厚1：2水泥砂浆加“107”胶水着色粉面层。楼板底面是150mm厚纸筋面石灰抹底，涂料两度。（4） 屋面做法：现浇楼板上铺膨胀珍珠岩保温层，1：2水泥砂浆找平层厚20mm，二毡三油防水层，撒绿豆砂保护。（5） 门窗做法：木门，钢窗（6） 地质条件：为三类建筑场地（7） 基本风压：w0=0.3KN/m2（地面粗糙度属B类）（8） 活荷载：屋面与楼面活荷载都是2.0KN/m2. 第三章 结构平面布置及结构计算简图的确定结构平面布置如附图3：梁的截面估算：主梁240*400 次梁240*300柱截面估算：N0=5*14.54*（1014）=7271017.8KN A=N/*fc=113600185500mm2 所以截面取400*400=160000mm2线刚度计算；结果如附图2：基础到室外地面为500mm，所以底层层高是05+0。6+3=4。1米，在求梁的截面惯性矩时考虑到现浇板的作用，取I=2I（I为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩。）梁AD跨：i=2EC*1/12*0。24*0。4*0。4*0。4/3。6=7。11*10-4立方米 DE跨：i=7。76*10-4立方米 EG跨：i=3.88*10-4立方米 上部各层柱：i=7.11*10-4立方米底层柱: i=5.2*10-4立方米第四章 荷载标准值的计算4.1、恒荷载的计算4.1.1、 屋面框架梁线荷载标准值20厚1：2水泥沙浆找平 0.02 20=0.4KN/100140 厚（2%找坡）膨胀珍珠岩 0.84KN/100厚现浇钢筋混凝土楼板 0.10 25=2.5KN/15厚纸筋石灰抹底 0.015 16=0.24KN/ 屋面恒荷载 3.98 KN/框架梁自重 0.240.4*25=2.4 KN/梁侧粉刷 2（0.4-0.1）0.0217=0.204 KN/总计 2.604KN/因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为 g51=2.604 KN/m g5AD2=3.98*3.3=13.13 KN/mg5de2=3.98*3.4=13.53 KN/m = g5EG24.1.2、 楼面框架梁线荷载标准值25厚1：2水泥沙浆找平 0.02520=0.5 KN/ 100厚现浇钢筋混凝土楼板 0.10 25=2.5KN/ 15厚纸筋石灰抹底 0.015 16=0.24KN/ 楼面恒荷载 3.24 KN/ 梁及其粉刷 2.604 KN/m DE，EG填充墙自重 0.24（3-0.4）19=11.856 KN/m 墙面粉刷 （3-0.4）0.02217=1.768 总计 13.624 KN/m 因此，作用在中间层框架上的线荷载为：gad1=2.604 KN/m gDE1=2.604+13.624=16.228 KN/m=gEG1=16.228gAD2=3.24*3.3=11.692 KN/m gDE2=3.24*3.4=11.016 KN/m=gEG2=11.0164.1.3、 屋面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重 G-G左： 0.240.43.525=8.4 KN 右： 0.240.43.325=7.92 KN 粉刷 0.02（0.5-0.1）26.817=1.85 KN A-A 左： 0.240.42.325=5.52 KN 右： 0.240.43.325=7.92 KN粉刷 0.02（0.5-0.1）26.617=1.52 KN4.2米高女儿墙自重 G-G左： 1.23.50.2419=19.15 KN 右： 1.23.30.2419=18.06 KN粉刷 1.20.0226.817=5.55 KNA-A左： 1.22.30.2419=12.59 KN 右： 18.06粉刷： 1.20.0226.617=4.55 KN连系梁传来的屋面自重 G-G左： （2+3.5）1.50.50.53.98=8.21KN 右： 3.30.53.30.53.98=10.84 KNA-A左： 2.30.52.30.53.98=5.26KN 右： 3.30.53.30.53.98=10.84 KN 顶点边节点集中荷载：G5G=39.99 KN G5A=33.13 KN 中柱联系梁自重：E-E：0.24*0.4*3.3*25*0.5=3.96 KN D-D：左 0.24*0.4*3.5*25*0.5=4.2 KN 右 3.96 KN 粉刷：E-E；0.02*0.3*2*3.3*17*0.5=0.34 G-G：左0.02*0.3*2*3.5*17*0.5=0.36 右0.36 KN 连系梁传来的屋面自重E-E：（0.5*3.3*0.5*3.3*3.98+3.3*3.3*0.5*0.5*3.98）*0.5=10.84 KND-D左 3.52*0.52*3.98+3.6*3.3/4*3.98*0.5=12.17 KN 右 10.48 KN 顶点中节点集中荷载: G5E=3.96+0.34+10.84=15.14 KNG5D=4.2+3.96+0.36+0.34+12.17+10.84=31.87 KN414楼面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重: G-G: 左 4.2 KN 右3.96 粉刷0.925 A-A: 左2.76 右3.96 粉刷0.76 G-G左:窗自重 2.12.10.45=1.98 KN窗下墙体自重 0.241.42.619=16.6 KN 粉刷 20.021.42.617=2.48 KN 右:窗自重 2.11.50.45=1.42 KN窗下墙体自重 1.2*1.5*0.24*19+0.3*0.24*3.3*19+0.83.30.24 19=24.76 KN 粉刷 (3.3*2.6-1.5*2.1)0.02217=3.69 KN框架柱自重 0.40.453.025=13.5 KN 粉刷 0.580.023.025=0.59 KN 连系梁传来的楼面自重 左 5.51.50.50.53.24=6.68KN 右 3.30.50.53.33.24=8.82KNA-A:左窗自重 1.21.50.45=0.81 KN窗下墙体自重 19.06 KN 粉刷 (2.3*2.6-1.5*1.2)*0.02*2*17=2.84KN 右:窗自重 2.11.50.45=1.42 KN窗下墙体自重 24.76 KN 粉刷 (3.3*2.6-1.5*2.1)0.02217=3.69 框架柱自重 0.40.453.025=13.5 KN 粉刷 0.580.023.025=0.59 KN 连系梁传来的楼面自重 左 2.30.52.30.53.24=4.28KN 右 3.30.50.53.33.24=8.82 KN所以，中间层边节点集中荷载 GG=56.39 KN GA=54.11 KN 中柱联系梁自重 E-E：3.96 D-D左：4.2 右 ：3.96 粉刷 E-E：0.34 D-D左：0.36 右：0.34 内纵墙自重： E-E 1.5*2.6*0.24*19*0.23=4.09 KN D-D左 3.5*2.6*0.22*17*0.5=0.24 KN 右：4.09 KN 粉刷 E-E：1.5*2.6*0.02*2*17*0.23=0.61 KN D-D左：3.5*2.6*0.22*17*0.5=0.24 KN 右：0.61 KN连系梁传来的楼面荷载： E-E：0.52*1.82*3.24+3.32*0.52*3.24*0.5+1.52*0.52*3.24*0.5=6.63 次梁传来：（3.3-1.8+3.3）*1.8*0.5*0.5*3.24*0.5+（3.3-1.5+3.3）*1.5*0.5*0.5*3.24*0.5+0.5*0.24*0.3*3.3*25+0.02*0.2*2*3.3*17*0.5）*0.55=5.29 KN D-D左：3.5*3.5*0.25*3.24*0.5+3.7*3.3*0.25*3.24*0.5=9.37 KN 右：6.63+5.29=11.92 KN 框架柱自重： 13.5 KN 粉刷：0.59 KN中间层中节点集中荷载：GE=3.96+0.34+4.09+0.23+6.63+5.29=20.54 KNGD=4.2+3.96+0.36+0.34+20.75+4.09+0.24+0.61+9.37+11.92=55.84 KN415跨内集中荷载 屋面 AD跨：楼面传给次梁线荷载（3.7*3.3*0.5*0.5+2.3*2.3*0.25）*0.5*3.98=8.72 KN4.3*2.3*0.25*0.5*3.98=4.94 KN 0.24*0.3*3.3*25*0.5=2.97 KN （2.97+4.94）*0.36=2.85 KN 女儿墙 1.2*0.24*1.2*19*0.18=1.18 KN 集中荷载为：8.72+2.85+1.18=12.75 KN 楼面 EG跨：（5.5*1.5*0.5*0.5*3.24+3.5*3.5*0.25*3.24）*0.5=8.3 3.5*0.24*0.3*25*0.5=3.15 KN （2.12*0.45+1.4*2.6*0.24*19+2.1*0.5*0.24*19）*0.5=11.69 集中荷载为：8.3+3.15+11.69=23.14 KN AD跨：（3.7*3.3*0.25+2.32*0.25）*3.24*0.5=7.09 KN （4.3*2.3*0.25*3.24*0.5+2.97）*0.36=2.51 KN 墙体2.7*0.24*1.2*19*0.18=2.66 KN 集中荷载为：15.41 KN416恒荷载作用下的计算简图如附图3：42活荷载计算（活荷载标准值 2.0 KN/）4.2.1屋面活荷载计算 P5AD=2*3.3=6.6 KN/m P5DE=2*3.4=6.8 KN/m P5EG=2*3.4=6.8 KN/m P5A=2.3*0.5*2.3*0.5*2*0.5+3.3*3.3*0.25*2*0.5=4.05 KN P5G=3.3*3.3*0.25*2*0.5+5.5*1.5*0.25*2*0.5=4.79 KN P5E=3.3*0.25*3.3*2=5.45 KN P5D=3.7*3.3*0.125*2+3.5*3.5*0.125*2+3.3*3.3+0.125+2+2=11.56 KN 4.2.2楼面活荷载计算 PAD=6.6 PDE=6.8 PEG=6.8 PA=4.05 PG=4.79 PD=3.7*3.3*0.125*2+3.5*3.5*0.125*2+3.3*3.3*0.125*2+1.8*1.8*0.125*2+1.5*1.5*0.125*2=10.21 KN PE=3.3*3.3*0.125*2+1.8*1.8*0.125*2+1.5*1.5*0.125*2=4.1 KN 4.3风荷载计算 基本风压是w0=0.3 KN/ ,因为结构高度H=16.1米，小于30米，可取Z=1.0，对于矩形平面S=1.3，A为一榀框架个节点的受风面积。 层次ZSZ（m）Zw0( KN/ m2)A（m2）P(KN)51.01.315.61.150.39.184.1241.01.312.61.070.310.24.2631.01.39.61.00.310.23.98210.1.36.61.00.310.23.9811.01.33.61.00.311.224.38 风荷载计算简图如附图5：第五章，内力计算： 5.1恒荷载作用下的内力计算 中间层 计算简图（附图6）GE跨 =0.458 Q=(1-2*0.4582+3*0.4583)*11.016+16.228=25.797 KN/m DE跨=0.2727 Q=(1-2*0.27272+3*0.27273)*11.016+16.228=26.276 KN/m DA跨=0.25 Q=(1-2*0.252+3*0.253)*10.692+2.604=12.461 KN/m 顶层 计算简图（附图6）GE跨 =0.458 Q=(1-2*0.4582+3*0.4583)*13.53+2.604=14.357 KN/m DE跨=0.2727 Q=(1-2*0.27272+3*0.27273)*113.53+2.604=15.964 KN/m DA跨=0.25 Q=(1-2*0.252+3*0.253)*13.13+2.604=14.708 KN/m恒荷载作用下的内力计算结果为:单元编码 杆端1 杆端2轴力 剪力 弯矩轴力 剪力 弯矩153189 -3。44 5。14-531。89 -3。48 -8。952-416。67 -13。74 22。19-416。67 -13。74 -19。023-300。30 -11。06 16。14-300。30 11。06 -17。044-184。31 -11.02 16.92 -184.31 -11.02 -16.155-67.82 -11.87 19.05-67.82 -11.87 -16.566-543.39 0.94 -0.84 -543.39 0.94 3.017-414.9 3.93 -6.65-414.9 3.93 5.148-295.38 3.19 -4.6-295.38 3.19 4.969-176.35 3.65 -5.51-176.35 3.65 5.4510-54.44 1.11 -0.85-54.44 1.11 2.4711-737.48 -3.01 4.56-737.48 -3.01 -7.7912-586.58 -11.91 19.28-586.58 -11.91 -16.4613-437.34 -10 14.34-437.34 -10 -15.6614-287.07 -7.35 12.93-287.07 -7.35 -9.1315-140.43 -23.47 27.30-140.43 -23.47 -43.116-503.5 5.51 -7.09-503.5 5.51 15.5117-401.66 21.72 -36.13-401.66 21.72 29.0518-299.34 17.88 -25.4 -299.34 17.88 28.2219-197.18 14.72 -25,15-197.18 14.72 19.0120-94.77 34.23 -36.47-94.77 34.23 66.232110.3 58.63 -31.1410.3 58.63 -35.56227.31 41.57 -25.917.31 -45.14 -31.792316.21 49.92 -58.8616.21 -47.73 -51.6424-2.68 59.78 -35.17-2.68 56.23 -35.4525-1.94 42.75 -25.7-1.94 -43.96 -27.726-3.85 49.44 -58.5-3.849 -48.21 -54.4527-0.04 59.41 -33.96-0.04 -56.61 -35.5928-0.51 41.89 -25.11-0.51 -44.82 -29.9629-3.15 49.61 -58.55-3.153 -48.04 -53.38300.85 59.9 -35.20.85 -56.11 -35.05313.4 49.61 -58.55 3.4 -41.45 -22.483219.51 49.35 -58.9119.51 -48.31 -55.4833-11.87 27.83 -16.56-11.87 -23.85 -9.434-10.77 15.45 -6.93-10.77 -37.24 -42.8835 -34.23 71.33 -85.99-34.23 -61.64 -66.23弯矩图为;简力图为:轴力图为:5.2活荷载内力计算均布荷载 顶层 GE跨:( 1-2*0.4582+3*0.4583)*6.8=5.907 KN/mDE跨: (1-2*0.27272+3*0.27273)*6.8=6.202 KN/m DA跨: (1-2*0.252+3*0.253)*6.6=6.084 KN/m中间层 GE跨:5.907 DE跨:6.202 DA跨:6.084 KN/m集中荷载 顶层GA=4.05 GG=4.79 GE=5.45 GD=11.56KN 中间层GA=4.05 GG=4.79 GE=4.10 GD=10.21KN计算结果为：单元编码 杆端1 杆端2轴力 剪力 弯矩轴力 剪力 弯矩1-78.39 -0.69 1.20-78.39 -0.69 -1.622-62.84 -2.63 4.24-62.84 -2.63 -3.643-47.08 -2.07 2.98-47.08 -2.07 -3.244-31.45 -1.86 3.012-31.45 -1.86 -2.565-15.56 -3.32 4.38-15.56 -3.32 -5.576-119.53 0.0O 0.25-119.53 0.0O 0.277-96.14 -0.01 -0.16-96.14 -0.01 -0.148-72.16 0.01 0.02-72.16 0.01 0.069-48.33 0.01 -0.06 -48.33 0.01 -0.0410-24.24 -0.11 0.52-24.24 -0.11 0.211-211.17 -1.39 2.16-211.17 -1.39 -3.5412-168.78 -5.62 9.03-168.78 -5.62 -7.8413-127.35 -4.6 6.71-127.35 -4.6 -7.114-85.61 -4.31 6.8-85.61 -4.31 -6.1315-44.45 -6.79 8.98-44.45 -6.79 -11.3816-118.8 2.08 -2.58-118.8 2.08 5.9317-95.09 8.25 -13.69-95.09 8.25 11.0618-71.21 6.66 -9.58-71.21 6.66 10.4119-47.39 6.16 -9.91-47.39 6.16 8.5720-23.48 10.21 -12.25-23.48 10.21 18.38211.94 10.76 -5.871.94 -10.51 -5.4222 1.94 8.78 -4.51.94 -11.69 -9.79236.17 20.49 -22.366.17 -19.67 -19.6224-0.56 10.97 -6.62-0.56 -10.3 -5.4225-0.57 9.58 -5.58-0.57 10.89 -7.7326-1.59 20.33 -22.29-1.59 -19.83 -20.6327-0.21 10.84 -6.26-0.21 -10.42 -5.4928 -0.21 9.31 -5.37-0.21 -11.16 -8.4129-0.50 20.38 -22.31-0.51 -19.78 -20.32301.46 11.1 -6.941.4