框架结构计算书

1、精选优质文档-倾情为你奉上4 结构计算书4.1 工程概况青岛九中教师公寓楼，建筑面积大约4500m2按照规划要求为5层框架结构。4.2 设计原始资料冬季室外平均温度2.2，夏季最热月平均温度27.5，风向：夏季主导风东南，冬季主导风为西北年降水量719mm，小时最大降雨量为80mm常年地下水位低于-3.6m，水质对混凝土没有侵蚀作用。基本雪压SO=0. 2KN/M2,基本风压WO=0.6 KN/M2,。抗震设防烈度6度，设计地震分组第三组，设计基本地震加速度值为0.05g。地面粗糙度为b类 环境类别二a类4.4 结构选型1.结构体系选型：采用钢筋混凝土现浇框架结构体系2.屋面结构：采用现浇钢筋

2、混凝土肋形屋盖，刚柔性相结合的屋面，屋面 板厚1203.楼面结构：全部采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖，板厚1204.楼梯结构：采用钢筋混凝土板式楼梯4.5 框架计算简图及梁柱线刚度4.5.1 确定框架计算简图底层柱高从基础顶面算至二层楼面，基顶标高根据地址条件、室内高差，定为-0.6m，二层楼面标高为3.9m，故底层柱高为4.5m，其余各层柱高从楼面算至上一层楼面（即层高）故均为3.9m，由此可绘出框架计算简图如下图：图（1）梁柱线刚度图AB梁b×h=300mm×700mmBC梁b×h=250mm×500mm4.5.2 框架梁柱的线刚度计算注：对于中框架梁取

3、I=2 边框为I=1.5IAB.CD =EI/l=3.0×KN/×2××0.3×0.63/7.8m=6.6×KN.mIBC-= EI/l=3.0×KN/×2××0.25×0.53/2.4m=6.5×104KN.mI底层柱=EI/l=3.0×KN/×2××0.64/4.5m=7.2×104KN.mI其余柱=EI/l=3.0×KN/×2××0.64/3.9m=8.3×104KN.m

4、令I其余柱=1.0则其余各杆件相对线刚度为IAB,CD=0.80 IBC=0.78 I底层柱=0.874.6 竖向荷载计算4.6.1 恒载标准值计算（1）屋面防水层（刚性）30厚细石混凝土防水 1.0 KM/防水层（柔性）三毡四油铺石子 0.4KM/找平层：15厚水泥砂浆 0.015m×20KN/=0.30KN/找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆3找平 0.04m×14KN/=0.56KM/抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m×17KN/=0.17KM/结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 0.12m×25 KN/=3KN/ 合计：6.59KN/（2）各层走廊楼面

5、水磨石地面（10面层、20水泥砂浆打底、素水泥浆结合一道）0.65KN/结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 0.12m×25KN/=3KN/抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m×17KN/=0.17KN/合计：3.82KN/（3）标准层楼面大理石面层，水泥砂浆擦缝、30厚1：3干硬性水泥砂浆，面上撒2 厚素水泥水泥浆结合层一道 1.16KN/结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 0.12m×25KN/=3KN/抹灰层：10厚混合砂浆 0.01×17KN/=0.17KN/ 合计：4.33KN/（4）梁自重 b×h=300×700梁自重 ： 25

6、KN/×0.3m×（0.7m-0.12m）=4.35KN/m抹灰层 ：10层厚混合砂浆 0.27KN/m 合计：4.62KN/m基础梁b×h=250×500 25KN/×0.25m×（0.5m-0.12m）=2.38KN/m抹灰层：10厚混合砂浆 0.21KN/m合计：2.59KN/m（5）柱尺寸 b×h=600×600柱自重 ： 25KN/×0.6m×0.6m=9 KN/m抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m×0.6m×4×17KN/=0.41KN/m 合计：9.4

7、1KN/m （6）外纵墙自重 标准层： 纵墙： （3.9-1.5-0.7）m×0.24m×18N/=7.34 KN/m 铝合金窗： 0.95KN/m 水泥粉刷内墙面： 0.75KN/m水泥石外墙面： 0.54KN/m合计：9.58KN/m 底层： 纵墙： （4.5-1.5-0.7-0.4）×0.24×18N/=8.2 KN/m 铝合金窗： 0.95KN/m 水泥石外墙面： 0.75kN/m 水泥粉刷内墙面： 0.54kN/m 合计：10.448KN/m（7）内纵墙自重 标准层： 纵墙： 3.9m×0.24m×18KN/=16.85kN

8、/m 水泥粉刷内墙面： 2.59 KN/m 合计：19.438KN/m（8）内隔墙自重 底层： 内隔墙： （4.5-0.4）×0.29×9.8KN/=11.65KN/m 水泥粉刷墙面： 1.15KN/m 合计：12.80KN/m 标准层： 内隔墙： 3.9×0.24×9.8KN/=9.17 KN/m 水泥粉刷墙面： 0.65 KN/m 合计：9.82KN/m4.6.2 活荷载标准值计算（1）屋面和楼面活荷载标准值 根据荷载规范查得 上人屋面：2.0kN/ 楼面：2.0 kN/ 走廊：2.5 kN/ （2）雪荷载：=1.0×0.2 kN/=0.2

9、 kN/屋面活荷载于雪荷载不同时考虑，两者中取最大值。4.6.3 竖向荷载作用下框架内力计算 （1） 计算单元取轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为4.2m，如图2所示，该框架的楼面荷载如图中的阴影线所示，计算单元范围内的其余楼面荷载，则通过纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架使用于各节点上，由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合，因此在框架节点上还作用有集中力矩。图（2）梁柱线刚度图（2）A-B C-D轴间框架梁： 屋面板传荷载：板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载，荷载的传递示意图见下图.恒载： 6.59 kN/×2.1×（1-2a2+a3）×2=6.

10、59 kN/×2.1×（1-2×0.272+0.273）×2=24.19 kN/m 活载： 2.0×2.1×2×（1-2+）=7.34 kN/m 楼面板传荷载： 恒载： 4.33 kN/×2.1×（1-2+）×2=15.89kN/m 活载： 2.0×2.1×2×（1-2+）=7.34 kN/m 梁自重： 4.62kN/ m A-B轴间框架梁均布荷载为： 屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=4.62 kN/m+24.19 kN/m =28.81 kN/m 活荷载=板传荷载

11、 =7.34 kN/m 楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载= 4.62 kN/m+15.89kN/m=20.51 kN/m 活荷载=板传荷载= 7.34 kN/m（3）B-C轴间框架梁 屋面板传荷载：恒载： 6.59kN/×2.1m××2=17.30 kN/m活载： 2.0kN/×2.1m××2=5.25 kN/m楼面板传荷载：恒载： 4.33 kN/×2.1××2=11.37 kN/m 活载： 2.0×2.1kN/××2=5.25kN/m 梁自重： 4.62 kN/m B-C轴

12、间框架梁均布荷载为： 屋面梁：恒载=梁自重+板传=4.62 kN/m+17.30kN/m=21.92 kN/m活荷载=板传荷载=5.25kN/m 楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=4.62 kN/m+11.37 kN/m=15.99kN/m 活荷载=板传荷载 =5.25 kN/m（4）A（D）轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱： 女儿墙自重：（做法：墙高1100，100的混凝土压顶）=0.24m×1.1m×18KN/+25KN/×0.1m×0.24m+(1.2m×2+0.24m)×0.5KN/=6.67KN/m 顶层柱恒荷载=女儿墙自重+梁

13、自重+板传荷载=109.26kN 顶层柱活荷载=板传荷载=7.34/2 kN/m×3m=15.141 kN 标准层柱： 柱恒荷载=墙自重+梁自重+板传荷载 =9.584×（4.2-0.6）+（4.2-0.6）× 4.62+15.89/2×4.2=84.5kN 标准层柱活载：板传活载 =7.34/2×4.2=15.414kN 基础顶面恒载=底层外纵墙自重+基础梁自重=10.448kN/m×（4.2m-0.6m）+2.5kN/m×（4.2m-0.6m）=46.61 kN（6）B（C）轴柱纵向集中荷载计算 顶层柱恒载=梁自重+板传

14、荷载=4.62 kN/m×（4.2m-0.6m）+24.19 kN/m×0.5××2.1×4.2m+24.19 kN/m×0.5×1-2（2.1/7.8）2+（2.1/7.8）3×4.2m×2.1=176.59 kN 顶层柱活载=板传荷载 48.54 kN 标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+墙自重 = 157.09kN 标准层柱活载=板传活载= 48.54 kN 基础顶面恒载=基础梁自重+底层内隔墙自重 =2.5KN/m×(4.2-0.6)+12.80 kN/×(4.2-0.6)=55.

15、08 kN 图（3）竖向受荷总图 4.6.3 使用分层法计算框架弯矩（1）恒载作用下梁端弯矩计算：A-B轴：顶层：28.81KN/m 标准层：20.51KN/mB-C轴：顶层：21.92 KN/m 标准层：15.25KN/mC-D轴：顶层：28.81KN/m 标准层：20.51KN/m图（4）框架梁受荷图(KN/m) 顶层计算单元 顶层弯矩分配图 标准层计算简图 标准层弯矩分配图 底层计算单元 底层弯矩分配图A轴柱端弯矩叠加（kN.m）层数杆件分配系数叠加弯矩不平衡分配最后弯矩上柱5下柱0.5699.88+14.1414.14-7.92106.1右梁0.44-99.88-6.22-106.1上

16、柱0.3642.43+33.29-17.0758.654下柱0.3642.43+14.1447.43-17.0739.5右梁0.28-85.06-13.29-98.35上柱0.3642.43+14.14-10.1846.393下柱0.3642.43+14.1428.28-10.1816.39右梁0.28-85.06-7.92-92.98上柱0.3642.43+14.14-10.3846.192下柱0.3642.43+14.6928.83-10.3846.74右梁0.28-85.06-8.07-93.13上柱0.3744.08+14.14-11.8446.381下柱0.335.74+17.873

17、2.01-9.644.01右梁0.33-79.8-10.56-90.36B轴杆端弯矩叠加（kN.m）层数杆件分配系数叠加弯矩不平衡分配最后弯矩上柱5下柱0.46-91.67-11.695.38-86.59左梁0.37120.774.33125.1右梁0.17-40.191.98-38.21上柱0.31-61.8411.92-49.924下柱0.31-46.77-38.5411.92-34.85左梁0.2592.29.61101.81右梁0.13-14.715-9.71上柱0.31-46.777.25-39.523下柱0.31-46.77-23.387.25-39.52左梁0.2592.25.8

18、598.05右梁0.13-14.713.03-11.68上柱0.31-46.777.59-39.182下柱0.31-47.87-24.487.59-40.28左梁0.2592.26.1298.32右梁0.13-14.713.18-11.53上柱0.53-50.069.23-40.831下柱0.28-48.83-27.977.83-41左梁0.2693.367.27100.63右梁0.13-15.123.64-11.48 弯矩重分配后框架弯矩图（kN.m）注：对称部分数值未标出 弯矩调幅后框架弯矩图（2） 活载作用下梁端弯矩计算 顶层计算单元 顶层弯矩分配图 标准层计算简图 标准层弯矩分配图 底

19、层计算单元 底层弯矩分配图A轴柱端弯矩叠加（kN.m）层数杆件分配系数叠加弯矩不平衡分配最后弯矩上柱5下柱0.5625.47+5.085.08-2.8527.7右梁0.44-25.47-2.24-27.71上柱0.3615.23+8.49-4.8918.834下柱0.3615.23+2.0813.57-4.8915.42右梁0.28-30.47-3.8-34.27上柱0.3615.23+5.08-3.6616.653下柱0.3615.23+5.0810.16-3.6616.65右梁0.28-30.47-2.85-33.32上柱0.3615.23+5.08-3.7216.592下柱0.3615.

20、23+5.2610.34-3.7216.77右梁0.28-30.47-2.9-33.37上柱0.3715.27+5.08-4.2516.11下柱0.312.79+6.4011.48-3.4415.75右梁0.33-28.48-3.79-32.27B轴柱端弯矩叠加（kN.m）层数杆件分配系数叠加弯矩不平衡分配最后弯矩上柱5下柱0.46-24.73-4.21.93-22.8左梁0.3730.631.5532.18右梁0.17-10.10.71-9.39上柱0.31-19.433.42-16.014下柱0.31-19.43-11.043.42-13.37左梁0.2532.962.7635.72右梁0

21、.132.761.444.2上柱0.31-16.792.6-14.193下柱0.31-16.79-8.42.6-14.19左梁0.2532.962.135.06右梁0.132.761.093.85上柱0.31-16.792.72-14.072下柱0.31-17.18-8.792.72-14.46左梁0.2532.962.235.16右梁0.132.761.143.9上柱0.53-17.973.23-14.741下柱0.28-16.77-9.792.74-14.03左梁0.2633.382.5535.93右梁0.13-7.721.27-6.45 弯矩重分配后框架弯矩图 弯矩调幅后框架弯矩图 恒载

22、作用下的最终剪力图 恒载作用下的最终轴力图 活载作用下最终剪力图 活载作用下最终轴力图风荷载计算 为了简化计算，作用在外墙上的风荷载可近似作用在屋面梁和楼面梁处的等效集中荷载替代，作用在屋面梁和楼面梁处的集中风荷载标准值。WK=zs0（hi+hj）B/2离地高度zzshihjWkz/mKN2.011.251.491.30.63.92.419.2216.21.161.391.30.63.93.920.612.31.061.281.30.63.93.917.348.411.181.30.63.93.914.954.511.061.30.63.93.914.58风荷载作用下的位移验算横向25层的D值

23、计算构件名称A轴柱0.80.2918990B轴柱1.580.4428812C轴柱1.580.4428812D轴柱0.80.2918990D=95604横向底层D值计算构件名称A轴柱0.920.4920906B轴柱1.820.6126026C轴柱1.820.6126026D轴柱0.920.4920906D=93864层次WjVjDUjUj/hkNkNkN/mm519.2219.22956040.00021/19500420.639.82956040.00041/9750317.3457.16956040.00061/6500214.9572.11956040.00071/4875114.5886

24、.69938640.00091/5000侧移验算：层间侧移最大值1/48751/500 满足要求。ViDDimVimyhMc上Mc下M总kN/mkN/mkN/mkNmkN.mkN.mkN.m519.2295604189900.23.841.1710.484.4910.48439.8295604189900.27.961.5618.6312.4223.12357.1695604189900.211.431.7624.5220.1236.94272.1195604189900.214.421.9528.1228.1248.24186.6993864209060.2219.072.9330.0455

25、.8858.16 风荷载作用下A轴框架柱和梁端弯矩计算ViDDimVimyhMc上Mc下Mb左Mb右kN/mkN/mkN/mkNmkN.mkN.mkN.mkN.m519.2295604288120.35.771.4813.9783547.126.85439.8295604288120.311.951.6726.6119.9617.9317.22357.1695604288120.317.151.8734.8532.0727.9526.86272.1195604288120.321.631.9542.1842.1837.8736.38186.6993864260260.2824.272.6644

26、.3864.5944.1542.41 风荷载作用下B轴框架柱剪力和梁端弯矩计算h/miy0y1y2y3yyh/m53.90.80.30000.31.1743.90.80.40000.41.5633.90.80.450000.451.7623.90.80.50000.51.9514.50.920.650000.652.93 A轴框架反弯点位置h/miy0y1y2y3yyh/m53.91.580.3790000.3791.4843.91.580.4290000.4291.6733.91.580.4790000.4791.8723.91.580.50000.51.9514.51.820.592000

27、0.5922.66 B轴框架反弯点位置层梁端剪力/kn柱轴力/knAB跨BC跨CD跨A轴B轴C轴D轴VAB-VBCNCBVBC-VCDNCNCD52.265.712.26-2.26-3.45-3.453.453.452.2645.2614.355.26-7.52-9.09-12.549.0912.545.2638.3222.388.32-15.84-14.06-26.614.0626.68.32211.0430.3211.04-26.88-19.28-45.8819.2845.8811.04113.1235.3413.12-40-22.22-68.122.2268.113.12 专心-专注-专

28、业5 抗震计算5.1 重力荷载代表值计算 顶层重力荷载包括：屋面恒载，50%屋面雪载，纵横梁自重，半层柱自重半层墙体自重包括窗的自重。其它层重力荷载包括：楼面恒载，50%楼面均布活荷载，纵横梁自重，楼面上下个半层柱及纵墙体自重。 计算过程如下： (1) 顶层： 屋面恒载：=6.59907.2+6.67（182+50.42）=6890.9kN 50%屋面雪荷载：=90.720.20.5=90.72 纵梁自重：=2.5950.44=522.144kN 横梁自重：=4.627.8（122+1）=900.9kN 中跨梁自重=2.591.813=60.606kN 半层柱自重：=9.413.91340.5

29、=954.17kN半层墙体自重=0.59.584(7.8212)+(2.42)+(50.44)=1886kN共计：6890.9+90.72+522.144+900.9+60.606+954.17+1886=11302kN (2) 标准层： 楼面恒载：4.33907.2=3928.18kN 50%楼面活载 0.52.0(7.650.42-44.27.6)=638.4kN 走道活载:2.50.52.450.4=151.2kN 纵梁自重：2.5950.44=522.14KN 横梁自重：（122+1）7.64.62=877.8KN 走道梁自重：132.512.4=78.312KN 上下各半层柱自重：9

30、.413.90.5134=877.8kN 上下各半层墙体自重0.59.584(7.8212)+2.42+50.44=1886kN共计：9036kN+1886kN+954.17kN=11876kN(3) 底层：9128+1886+954.7=11968kN 底层柱D值得计算D值中柱1.8236126026变柱0.920.4920906 D=26（26026+20906）= 25层柱D值计算D值中柱1.580.4428812变柱0.80.2918990 D=26（28812+18990）=5.3.1 横向框架自振周期计算：按顶点位移计算框架的自振周期，考虑填充墙对结构周期的影响，取其基本周期调整系

31、数0.7横向框架顶点位移层次层间相对位移511302113020.009411876231780.019311876350540.028211876469300.037111968588980.048T=i=0.141m自振周期：T1=1.70.7=0.447s(4) 横向地震作用 结构总高19.5m的规则框架结构，可采用底部剪力法计算多于地震作用 1.基本周期的地震影响系数为0 2. 底部剪力为=0.85=8002.5kN3. 顶部附加地震作用计算T1=0.411s1.4Tg=0.63 故不考虑附加地震作用4. 楼层剪力间表层次层高/mHi/mGi/kNGiHiFiVi53.920.1113

32、020.315630.79630.7943.916.2118760.269538.671169.4633.912.3118760.203406.511575.9723.98.411876997580.138276.351852.3214.54.511968538560.075150.192002.5弹性变形验算层次层高/m层间剪力层间刚度层间位移53.9630.795.010-443.91169.469.410-433.91575.9712.710-423.91852.3214.910-414.52002.516.410-4满足要求5. 水平地震作用下的内力计算层次层高/m层间剪力层间刚度A（

33、D）柱DimVimKyM上M下53.9630.79189909.640.80.326.3211.2843.91169.461899017.870.80.441.8227.8833.91575.971899024.080.80.4551.6542.2623.91852.321899028.30.80.555.1955.1914.52002.52090634.310.920.6554.04100.36层次层高/m层间剪力层间刚度B（C）柱DimVimKyM上M下53.9630.792881214.621.580.37935.4121.6143.91169.462881227.111.580.429

34、60.3745.3633.91575.972881236.531.580.47974.2368.2423.91852.322881242.941.580.583.7383.7314.52002.52602634.311.820.59262.2291.4层次梁别Mb左Mb右VbNANBNCND5AB26.3217.48-5.62-5.621.02-1.025.62BC17.9317.93-4.64AB53.140.47-12.9-18.523.28-3.2818.52BC41.5141.51-10.643AB79.5359.04-17.77-36.295.52-5.5236.29BC60.556

35、0.55-15.532AB97.4575.02-22.11-58.47.9-7.958.4BC76.9576.95-19.731AB155.5572.05-29.18-87.5818.13-18.1387.58BC73.973.9-18.95 水平地震作用下弯矩图 水平地震作用下梁端剪力内力组合截面设计与配筋计算 混凝土强度采用C30，fc=14.3N/mm2 ft=1.43N/mm2钢筋采用HPB235 fy=210N/mm2 fyk=235N/mm2 HRB400 fy=360N/mm2 fyk=400N/mm2 1 框架柱截面设计 轴压比验算 底层柱：Nmax=1635.87kN轴亚比：

36、1.05满足要求 A柱轴压比满足要求2截面尺寸复核取h0=600mm-35mm=565mm Vmax=45.16kN 因为hw/b=565/600=0.944 所以=0.251.014.=1212kN45.16kN3正截面受弯承载力计算柱同一截面分别承受正反向弯矩，故采用对称配筋A轴柱=14.518=2511kN由底层柱的内力组合表可见NNa为小偏压 选用M大N大的组合 最不利组合（1） M=77.34kN.m N =1635.87kN （2）M=184.223kN.m N =1048.72kN第一组内力（M=77.34kN.m N =1635.87kN）在弯矩中由风荷载作用产生的弯矩75%M

37、max柱的计算长度L0=1.0H=4.5m e0=M/N=47.28mm ea=max20,600/30=20mm ei=e0+ea=47.28+20=67.28mm 因为l0/h=4.5/0.6=7.515 所以As=As0 按构造配筋，由于纵向受力钢筋采用HRB400，最小配筋率min=0.5%As=As=900mm2 每测实配320（As=As=941mm2） 第二组内力（M=184.223kN.m N=1048.75kN）在弯矩中没有由水平荷载产生的弯矩L=1.0H=4.5me0=M/N=175.66mm ea=20mm ei=eo+ea=185.66mm因为l0/h=4.5/0.6=7.515 所以 As=As0 按构造配筋，由于纵向受力钢筋采用HRB400，最小配筋率min=0.5%As=As=900mm2 每测实配320（As=As=941mm2） 斜截面受剪承载力计算最不利组合M=77.34 N=1635.87 V=39.43因为剪跨比Hn/2h0=3.983所以=3因为0.3fcA=0.3×14.3×6002=1544.4N V=1544.4kN按构造配筋410250斜截面受