一榀框架计算书

1、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5m4m 4m 3m 3m建筑为上人屋面，楼顶有突出的小房间，层 高为3nl建筑面积约为m2。土相当于绝对标高，室内外高差 为 450mm2、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=/mm, ft=mm f tk = /mm,普通钢筋强度采用 HRB400: fy=360Nkmm, f yk

2、= 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h=700mm b=(1/31/2)h=233350mm 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 ) l 0=444-667mm 取h=500mm, b=(1/31/2)h=167250mm取 b=200mm框架柱采用矩形柱，底层层高为 H=5m b= (1/151/10 )H=333500mm取 b=450mm h=(12)b=450900mm 取 h=450mm后经验算轴

3、压比不合格，柱尺寸调整为700mm 700mm结构计算简图注(图中数字为线刚度，单位：| 乂 10-3日)AB跨梁=DEB1梁：i=2Ec x 1/ x | x 3/= xBC跨梁土潴梁：i=2Ec 其 1/ x | 乂 3/8= 乂 四五层柱：i=Ec 算1/ x | x 3/3=6,67 黑 10-3Ec 二三层柱：i=Ec算1/入 乂 3/4= 乂 底层柱：i=Ec x 1/ x 海 3/= x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细石硅羯=m25厚挤塑保温板工|防水卷材一道KN/m,_.t 、一一，、，一220厚1:25水泥砂浆找平屋面恒荷载KN/m2 2

4、取m (AB BG CD DE跨)框架梁自重乂 x梁侧粉刷() x x =m合计KN/m因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为：g5AB1=g5BC1=g5CD= g5DE11=m(注：下标 5表木第 5层)g5AB2= g 5BC2= g 5Cd2= g 5De2=+4)= KN/m(2)楼面框架梁线荷载标准值20厚1:25水泥砂浆找平羯=m20厚1:25水泥砂浆找平羯=m10厚地石专面层x=m120厚现浇混凝土屋面板乂=m12厚水泥砂浆吊顶x =m=m20厚1:25水泥砂浆找平x=m2120厚现浇混凝土屋面板x=m212厚水泥砂浆吊顶乂 =mKN/m楼面恒荷载取mKN/m四层框架梁及梁侧粉刷梁

5、上填充墙自重墙面粉刷（）合计KN/m()% 8 x 0. 2=m =mm因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为g4AB1=g4BC1=g4CD= g4DE1= + = mg 4AB2=g4BC2=g4CD2= g 4DE2= X C ） KN/m一二三层框架梁及梁侧粉刷KN/m梁上填充墙自重（） 8 x 0. 2=m墙面粉刷（）x 乂 x =m合计m因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为gABi=gBCi=gCDi= g dei=+= KN/mgAB2=gBC2=gCD2= g de2= . .:, 1 : 1,（3）屋面框架节点集中荷载标准值A、E柱连系梁自重x x x粉刷（）x x IhII

6、高女儿墙自重又II冥I羯粉刷1/2连系梁传来屋面自重(1/顶层A、E柱节点集中荷载G5A= G5E=R C D柱连系梁自重乂算x粉刷()X X X X连系梁传来屋面自重B、C、D柱K x 8.4 . 4.2)4(1/2 k 8 x 4J 乂 5.4 - 135KN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)8 x 0,2 x 8,2 x (3-0.9)二 27,55KN粉刷20 x 0.02 乂 8.2 x (3 - 0.9) x 2 = 13. 78KN外墙面而专20 x 0.01 x

7、 8.2 x (3 - 0.9) = 3.44KN外墙保温,广.粉刷x 0. 7 x 3 = 36.75KN框架柱自重20 x 0.02 x 3 x L4 = L68KN连系梁传来楼面自重|1/2 * Cl/2 x 8.4 x 4.2 + 1/2 x 8 x 4) x 4.5 = 75.四层A、E柱节点集中荷载Ga= Ge= KN四层R C、D柱连系梁自重粉刷墙体自重；：.粉刷20 x 0.02 x 8,2 x (3 - 0.8) x 2 = 14.32KN框架柱自重.粉刷|L 68KN连系梁传来楼面自重DB、C、D柱【X 8.4 X 4.2)11上C X 8义4)】x 4.5 = 15h69

8、KN四层柱节点集中荷载Gb= Gc= Gd= 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)8 x 0.2 x &2 x (4 - 0.9)= 40,67KN粉刷20 x 0.02 x 8. 2 x (4-0.9) x 2 = 20. 34KN石专20 x 0.018.2 x(4 - 0. 9) = 5.08KN外墙保温，:.框架柱自重:1.粉刷. ,连系梁传来楼面自重4. 5 = 75.|1/2 x （1/2 * 8.4 * 4.2 + 1/2 x 8 x 4二、三层A、E柱节点集中荷载Ga= Ge= KN二、三层B、C、D柱连系梁自重粉刷墙体自重8 x （J.

9、2 x粉20 1 0.02 乂软2 x （4 - 0.8）框架柱自重粉刷连系梁传来楼面自重B、【* 8.4 M 12） x 8二、三层柱节点集中荷载一层A E柱连系梁自重8,2 x (4 - 0,8) = 35.84KN刷x 2 = 17.92KN49KNI2.24KNC、Dx 4)】x 4.5 = 151.38KNGB= Gc= Gd= KN粉刷墙体自重 （注：窗户尺寸较小，未考虑折减）8 x 0,2 x 8,2 x (4 - 0,9) = 40.67KN粉刷20 x 0.02 x 8. 2 x (4-0.9) x 2 = 20. 34KN外墙面而专20 x 0,01 x 8.2 x (4

10、- 0,9) = 5.08KN外墙保温. I.框架柱自重,.粉刷.连系梁传来楼面自重75,|1/2 乂 C1/2 * 8.4 * 4.2 + 1/2 x 8 x 4)、4. 5 二一层A、E柱节点集中荷载Ga= Ge= KN一层R C、D柱连系梁自重粉刷墙体自重8 n。,2 乂粉20 次 0.02 乂 笈2 x （4 - 0.8）框架柱自重粉刷连系梁传来楼面自重B、【（8.4 x 12）* 88.2 x (4 - 0,8) = 35.84KN刷x 2 = 17.92KN49KN2.24KNC、D柱4) x 4.5 = 15L38KN /b= Gc= Gd= KN一层柱节点集中荷载(5)恒荷载作

11、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4礼堂、剧场、电影院、体育场及体育馆的看台：(1)有固定座位(2)无固定座位5健身房、舞厅6展览馆、商店7车站大厅、候车室、舞台、体操室8藏书库、档案库9停车库：(1)单向板楼盖(板跨不小于2nj)(2)双向板楼盖和无梁楼盖(柱网尺寸不小于 6mX6m10厨房11浴室、厕所、盥洗室：(1)对第一项中的民用建筑(2)对其他民用建筑12走廊、门厅、楼梯：(1)住宅、托儿所

12、、幼儿园(2)宿舍、旅馆、医院、办公楼(3)教室、食堂(4)礼堂、剧场、电影院、看台、展览馆13挑出阳台PAB= pBC= PC产 pDE=. U 羯 工 ；：P= Pe；x C X 6 X 3 T X 8 X 4)X2.0-25KNPB= Pc=PD=-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：3= BzWspz30式中 3 风荷载标准值（kN/m2）;。高度z处的风振系数；呼一一风荷载体型系数；（I z风压图度变化系数；3 o基本风压（kN/m2）。因结构高度H=19m30n取B z=;平面近似于矩形取w s=；pz可查建筑结构荷载规范。将风荷载换算成作用于框架每层节点上

13、的集中荷载，计算过程如下：层次W sZ(m)W z3 0(kN/m2)A(m2)PW(KN)542132281注：表中z为框架节点至室外地面的高度；A为一根框架各层节点的受风面积；P= 3 A。风荷载作用下结构计算简图四、内力计算1、恒荷载作用下内力计算采用分层法顶层先将梁上梯形荷载和三角形荷载化为等效均布荷载Mb = Mba 23q=(1-2 % i + % i )p荷载的等效a 4=- X 0. 5 = 0. 476顶层梯形荷载化作等效均布荷载为9ab= gDE=+(1- 2x +x +(1 -2x +x =m3gBc=gc5=+(1- 2X +X +(1 - 2X +0476 ) X =

14、 m各杆的固端弯矩为：Mb= Mde = X X 8 2= mMc= MccF X X = ， m 12四层梯形荷载化作等效均布荷载为9ab= gDE=+(1- 2x +x +(1 -2x +x= m3gec=gc5=+(1- 2X +X +(1 - 2X +0476 ) X = m各杆的固端弯矩为：Mb=Mde = -X X82= m IL七Mc= McF tt X X = ， m 1若一、二、三层梯形荷载化作等效均布荷载为9ab= gDE=+(1- 2x +x +(1 -2x +x= m3gBc=gc3=+(1- 2X +X +(1 - 2X +0476 ) X = m各杆的固端弯矩为：M

15、b= Mde = X X 8之二 m JL uMc= McF tt X X = e niJL名1、恒荷载作用下的内力计算修正后框架在恒荷载下的弯矩图框架在恒荷载作用下梁的剪力图注：(MM) /L+gL/2V b V a GL框架在恒荷载作用下柱的轴力图注：N=VA+G+M(i为当前层数)框架在恒荷载作用下经调幅并算至柱边截面的弯矩注：M=MkVb/2; V=V- (g+p)b/2式中M、Vi为柱边截面的弯矩和剪力；g和q分别为梁上恒荷载和活 荷载；b为柱的边长。2、活荷载作用下的内力计算框架在活荷载作用下梁、柱的弯矩图框架在活荷载作用下算至柱边的梁的剪力图框架在活荷载作用下柱的轴力图框架在活荷

16、载作用下经调幅并算至柱边截面的弯矩3、风荷载作用下的内力计算风荷载作用下框架梁、柱的弯矩图风荷载作用下梁柱的剪力图注：V=(M1+M)/L风荷载作用下柱的轴力图4、横向水平地震作用下的内力计算重力荷载代表值G=56.79 X 8 X 2 + 6L 18 X 8. 4 X 2 208.14 X 2 + 180.81 X 3 0.5 (19.55 X 8 X 2 + 20.23 X 8.4 X 2) 二 3221kNG=50.54 X 8 X 2 + 52.08 X 8. 1 X 2 + 23L 75 X 2 + 285.27 X 3 + 0.5 (1.9-55 X 8 X 2 + 20-23 X

17、 2) 二 3180kNG=G=50.54 X 8 X 2 + 52.08 X 8. 4 X 2 266.7 X 2 + 310.4 X 34+ 0.5 (19.55 X 8. 4 X 2 + 20.23 X 8 X 2) 二 346QkNG=50.54 X 8 X 2 + 52.08 X 8. 4 X 2 266.7 X 2 + 310.4 X 34+ 0.5 (19.55 X 8. 4 X 2 + 20.23 X 8 X 2) 二 3509kN总 重 力 荷 载 代 表 值 为G= L.：:.:一. ： ： .总水平地震作用的表达式为F EK= 0c iG查的 maX=； Tg=。阻尼比为

18、，故丫 =。根据周期经验计算公式Ti= (n是层数)=0C 1= DC max=Fek= ：I与0!，NTi/T g = ,无需在顶部附加地震作用。用底部剪力法把总水平地震作用沿高度分配，可得到隔层的水平地震作用。Fi=GHi/ BGHFekFi=3509 X 5/(3059 X 5 + 3466 X 9 + 3466 X 13 + 3180 X 16 + 3221 X 19) X 1450 = 1244 94kNF2=3466 X 9/(3059 X 5 + 3466 X 9 + 3466 X 13 + 3180 X 16 + 3221 X 19) X 1150 = 222.13kNFa=3

19、466 X 13/(3059 X 5 + 3466 X 9 - 3466 x 13 + 3180 X 16 + 3221 X 19) X 1 150 = 320. 83kNF4=3180X16/(3059X5 +3466 X9 - 3466 X13+3180X16+ 3221X19)X 1450= 354. 11kNF5=3221X19/(3059*5 -3466 X9 - 3466 x13+3180X16+ 3221X19)X 1450= 435.79kN仍采用D值法计算，过程如下：剪力在各柱间的分配各柱反弯点及柱端弯矩各柱反弯点及柱端弯矩各柱反弯点及柱端弯矩地震作用下框架梁、柱的弯矩图五、

20、内力组合地震作用下梁柱的剪力图地震作用下柱的轴力图梁的控制截面柱的控制截面五层梁的内力组合三层梁的内力组合二层梁的内力组合四层柱内力组合一层柱内力组合六、截面设计混凝土强度采用 C40, fc=/mm, ft=mm f tk=/mm；受力主筋和箍筋均采用 HRB400, fy=360Wmr2, f yk= 400m m2。1、框架梁截面设计五层AB梁：最不利内力组合为：左端（1截面）：M=- m V=右端（3 截面）：M=- 438kN/mV=跨中（2截面）：M=m正截面受弯承载力：查的相对界限受压区高度为s b=截面Ma s工丫 skN/m2M/a ibho f c1 sqrt 11 2 %

21、 s)1+sqrt (1-2 % s)】左端一右端-438跨中截面As (mr2)配筋实配AP (衿M/丫 shofy2 mmAs/bh o左端3221140右端3281847跨中3221140最小配筋率为：P 支座=max【% (55ft/f y) % = max【%) % =%P 跨中=max【% (45ft/f y) % = max【%) % =%满足要求。斜截面受剪承载力：按“强剪弱弯”调整剪力值V=?vb(Mb + Mb )/l n+V3b?vb为梁端剪力增大系数，三级抗震取VGb为重力荷载代表值作用下，按简支梁分析的梁端剪力值l n为梁的净跨VGb=(9ab+) l n/2= (+

22、 XX i；： =V= 所以，框架梁梁端最大剪力组合值为B cfcbh0= X 】 , 由| X 300 XV截面符合要求= x L力人 300 x :2T2,q】62 mm/mm,可以。箍筋配筋率=P sv= Asv/bs=21 :11 =%fv=满足要求其余各梁配筋结果如下：截面Ma s工丫 skN/m ,2 M/a ibho f c1 sqrt 11 2 % s)1+sqrt (1-2 % s)】左端一右端一跨中截面A (mr2)配筋实配AP (衿ftgM/丫 shofy2 mmAs/bh 0左端5252454右端5252454跨中5161005最小配筋率为：P 支座=max【% (55

23、ft/f y) % = max【%) % =%P 跨中=max【% (45ft/f y) % = max【%) % =%满足要求。斜截面受剪承载力：按“强剪弱弯”调整剪力值V=?vb(Mb + M )/l n+V3b?vb为梁端剪力增大系数，三级抗震取VGb为重力荷载代表值作用下，按简支梁分析的梁端剪力值l n为梁的净跨VGb= (gAB+) l n/2= (+ M 55) x 7,3/- =v= 一-所以，框架梁梁端最大剪力组合值为B cfcbho= X 1 X 19. I s x 7(50 - 1068, V截面符合要求: x I. . I X 300 X 760 - 272-916 mm

24、,T以。箍筋配筋率=P sv= Asv/bs=2 : =%fv=满足要求截面Ma s工丫 skN/m ,2 M/a ibh0 f c1 sqrt 11 2 % s)1+sqrt (1-2 % s)】左端一右端-570跨中截面A (mr2)配筋实配AP (衿M/丫 shofy2 mmAs/bh 0左端5252454右端23025252454跨中5161005最小配筋率为：P 支座=max【% (55ft/f y) % = max【%) % =%P 跨中=max【% (45ft/f y) % = max【%) % =% 满足要求。斜截面受剪承载力：按“强剪弱弯”调整剪力值V=?vb(Mb + Mb

25、 )/l n+V3b?vb为梁端剪力增大系数，三级抗震取VGb为重力荷载代表值作用下，按简支梁分析的梁端剪力值l n为梁的净跨VGb= (gAB+) l n/2= (+ X 的即)X -3/2 =V= 乂 强+ 570)4 3 1 2虬髓-41工苻酒所以，框架梁梁端最大剪力组合值为Bcfcbh0=、,截面符合要求= X L 71 X 300 X 7602花，9】6感 mm/mm,可以。箍筋配筋率=psv= Asv/bS=2 X 50.3/(300 x 200 =%fv= X 1,71 欣0 - 皿满足要求(2)框架柱截面设计一层A柱：最不利内力组合为:M= mM= mN=V=正截面受弯承载力：

26、按“强柱弱梁”的原则调整弯矩值2 M=?c 2 M?c为框架柱端弯矩增大系数，三级抗震取 M=其熨5，。取 M= . m2 M=0取 M=0kN m取柱的弯矩M=- meo=M/N= kN m/ kN=ho/30=660/302220mm取 ea=22mm ei=a+e=e=e+h/2-a s=370+700/2-40=680mm七=Y reN/ % 1f cbh0=入二:-工 上# am =2a=80mm取X =As=As/=【Ne-%ifcbx (x)】/ fy (h-as)】=【1-5 X 1000 X 680 - 19.1 X 700 X a澄-0.5 /360 x t谢- 4。)=V

27、 m min=%bh=%( 依；工 *札。-食驾mm按构造配筋，每边取322, As=1140mm斜截面受剪承载力按“强剪弱弯”调整剪力值V = ?vc(MC + Mb )/H n?vc为柱剪力增大系数，三级抗震取V =工(4凡附G33)=取V=hJb=660/700=4Bcfcbh0=截面符合要求N=3取入=3Asv/s=【V-L75/（1 4 1）】/ （fyvh。）= r 工 1000 L?1 X 700 X 6 - 0.07 X 1980.5 X 10的 341/36020mm取 ea=20mm ei=eo+ea=e=e+h/2-a s=150+700/2-40=460mmS =YreNI/ %ifcbh0= X 33 03 X 1 叫 X 700 X GW =V,属于大偏压。(丫 RE为承载力抗震调整系数，取)采用对称配筋x =N/% ifcb=1(i 工j 羯：惘)=2a=80mm取X =