《计算书范文》word版

1、摘要本设计主要进行了结构方案中框架5轴框架的抗震设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自振周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，找出最不利的一组或几组内力组合。 选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计并完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。关键词： 框架，结构设计，抗震设计 ABSTRACT The purpose of the design is to do the anti-s

2、eismic design in the longitudinal frames of axis5. When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibrate cycle is calculated by utilizing the peak-displacement method, then making the amount of the horizontal seismic force can be got by way

3、 of the bottom-shear force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force (bending moment, shearing force and axial force ) in the structure under the horizontal loads can be easily calculated. After the dete

4、rmination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protract

5、ing the reinforcing drawings of the components. The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and landing girder whose shop drawings are completed in the end.Keywords : frames，structural design目 录 中文摘要英文摘要

6、一、设计资料1二、结构布置及结构计算简图的确定1三、荷载计算3四、内力计算. 10五、内力组合56六、截面设计56七、框架节点核心区抗震验算56八、基础设计.58九、板式楼梯设计. 60参考文献. 63附录.附录一：内力组合表.附录二：梁配筋表.附录三：柱配筋表.附录四：KJ-3内力图.附录五：各层配筋简图.一、设计资料设计标高：室内设计标高0.000,室内外高差450mm.墙身做法：采用加气混凝土块，用M5混合砂浆砌筑，内粉刷为混合砂浆底，纸筋灰面，厚20mm，“803”内涂料两度。外墙采用贴面砖，1：3水泥砂浆底厚20mm。楼面作法：楼板顶面为水磨石地面，楼板底面为15mm厚白灰砂浆天花抹

7、面，外加V型轻钢龙骨吊顶。屋面作法：现浇楼板上依次铺20mm厚水泥砂浆找平层、300mm厚水泥珍珠制品隔热找平层、20mm厚水泥砂浆找平层和SDC120复合卷材，下面依次为15mm厚白灰砂浆天花抹面和V型轻钢骨龙吊顶。基本风压：o=0.3KN/m2(地面粗糙度属C类)。基本雪压：S0=0.3KN/m2。抗震设防烈度：八度（0.2g）第二组，框架抗震等级为二级。地质条件： 由上至下：人工添土：厚度为1m粉质粘土：厚度为7m，地基承载力特征值为500KPa中风化基岩：岩石饱和单轴抗压强度标准值为3.6MPa建筑场地类别为类；无地下水及不良地质现象。活荷载：上人屋面活荷载2.0KN/m2，办公室楼面

8、活荷载2.0KN/m2,走廊楼面活荷载2.5KN/m2,档案室楼面活荷载2.5KN/m2。二、结构布置及结构计算简图的确定结构平面布置如图1所示。各梁柱截面尺寸确定如下：主梁：取h=1/9=1/97200=800mm，取h=800mm,取b=350mm，次梁：取h=1 /16=1/167200=450mm，取h=500mm,取b=250mm，柱子：取柱截面均为bh=600600mm，现浇板厚为100mm。取轴线为计算单元，结构计算简图如图2所示，根据地质资料，确定基础顶面离室外地面为500mm，由此求得底层层高为4.7m。各梁柱构件的线刚度经计算后列于图2中，其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼

9、板的作用，取I=2I0（I0为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）。梁柱均采用C30混凝土。由于后面梁的组合弯矩过大，相对受压区高度超过了界限受压区高度，所以改用C40混凝土，因为梁柱刚度成比例增加，不会引起后面分配系数的改变。地震作用下的弹性侧移将更小，一定符合要求。框架刚度计算：1.边跨框架梁线刚度：ib=2EcI。/l=23.0104 MACROBUTTON MTEditEquationSection2 Equation Section (Next) SEQ MTEqn r h * MERGEFORMAT SEQ MTSec h * MERGEFORMAT 3508003/(127200)

10、 =12.441010Nmm2.中间跨框架梁线刚度： ib=2EcI。/l=23.01043508003/(122400)=37.331010Nmm3.二五层框架柱线刚度：ic=EcI。/l=3.01046006003/(123600)=9.001010Nmm4.首层框架柱线刚度：ic=EcI。/l=3.01046006003/(124700)=6.891010Nmm在计算内力时，柱的线刚度取框架实际柱线刚度的0.9倍。即：首层框架柱线刚度:ic=0.96.891010=6.201010Nmm二五层框架柱线刚度:ic=0.99.001010=8.101010Nmm三、荷载计算1.恒载计算屋面框

11、架梁线荷载标准值：SDC120复合卷材 0.15KN/m220mm厚水泥砂浆找平层 0.4 KN/m2300mm厚水泥砂浆珍珠制品隔热找平层 1.2 KN/m220mm厚水泥砂浆找平层 0.4 KN/m2100mm厚现浇混凝土楼板 2.5 KN/m215mm厚白灰砂浆天花抹面 0.26 KN/m2V型轻钢龙骨吊顶 0.12 KN/m2屋面恒载 5.03 KN/m2框架梁自重 0.350.80257.00 KN/m梁侧粉刷2（0.80-0.1）0.02170.48KN/m作用在顶层框架梁上的线荷载为：g5AB1=g5CD1=7.000.487.48 KN/m g5BC1=7.48KN/mg5AB

12、2=g5CD2=5.033.6=18.12 KN/m g5BC2=5.032.4=12.07KN/m 楼面框架梁线荷载标准值：水磨石地面 0.65 KN/m2100mm厚现浇混凝土楼板 2.5 KN/m215mm厚白灰砂浆天花抹面 0.26 KN/m2V型轻钢龙骨吊顶 0.12 KN/m2楼面恒载 3.53 KN/m2边跨填充墙自重： 0.20（3.6-0.80）73.92KN/m墙面粉刷： （3.6-0.80）0.022171.90KN/m作用在中间层框架梁上的线荷载为：gAB1=gCD1=7.48+3.921.9013.30KN/m gBC1=7.48 KN/mgAB2=gCD2=3.53

13、3.6=12.71 KN/m gBC2=3.532.4=8.47 KN/m 屋面框架节点集中荷载标准值：边柱连系梁自重： 0.350.807.22550.40KN粉刷： 20.02（0.80-0.10）7.2173.43KN次梁自重： 0.250.507.2250.511.25 KN粉刷： 20.02（0.50-0.10）7.2170.50.98KN1.5m高女儿墙自重： 1.57.20.20712.10 KN粉刷： 20.021.27.2175.88 KN连系梁传来屋面自重： A、D点相同： （3.63.6+1.81.8）5.0381.49 KN顶层边节点集中荷载： G5A=G5D=165.

14、53KN中柱连系梁自重： 0.350.807.22550.40KN粉刷： 20.02（0.80-0.10）7.2173.43 KN次梁自重： 0.250.507.2250.511.25KN粉刷： 20.02（0.50-0.10）7.2170.50.98 KN连系梁传来屋面自重：B、C点相同：0.51.21.22.41.20.51.81.81.83.6 25.03117.70 KN顶层中间节点集中荷载： G5B=G5C=183.76KN楼面框架节点集中荷载标准值：边柱连系梁自重： 0.350.807.22550.40KN粉刷： 20.02（0.80-0.10）7.2173.43 KN次梁自重：

15、0.250.507.2250.511.25KN粉刷： 20.02（0.50-0.10）7.2170.50.98 KN钢窗自重： 2.121.80.453.40KN窗下墙体自重： 0.21.006.679.24KN粉刷： 20.021.006.6174.49 KN窗边墙体自重： 1.8（6.62.12）0.276.05 KN粉刷： 20.021.8（6.62.12）172.94 KN框架柱自重： 0.600.603.62532.4 KN粉刷： 1.80.023.6172.20 KN连系梁传来楼面自重：A、D点相同： （3.63.6+1.81.8）3.5357.19 KN 中间层边节点集中荷载：

16、GA=GD=183.97KN中柱连系梁自重： 50.40 KN粉刷： 3.43 KN次梁自重： 11.25 KN粉刷： 0.98 KN内纵墙自重： 6.6（3.60.80）0.2725.87KN粉刷： 6.6（3.60.80）20.021712.57KN扣除门洞重加上门重：2.11.0（70.2+1720.020.2）-3.95KN框架柱自重： 32.4KN粉刷： 2.20KN连系梁传来楼面自重：B、C点相同： 0.51.21.22.41.20.51.81.81.83.6 23.5382.60 KN 中间层中节点集中荷载： GB=GC=217.75KN恒载作用下的结构计算简图如图3所示，其中：

17、G5A= G5D=165.53KNG5B= G5C=183.76 KNGA= GD=183.97 KNGB= GC=217.75 KNg5AB1= g5BC1= g5CD1=7.48 KN/mg5AB2= g5CD2=18.12 KN/mg5BC2=12.07KN/mgAB1 = gCD1 =13.30KN/mgBC1=7.48KN/mgAB2 = gCD2 =12.71KN/mgBC2=8.47 KN/m2.屋、楼面活荷载计算屋、楼面活荷载作用下的结构计算简图如图4所示。图中各荷载值计算如下P5AB= P5CD=3.62.0=7.20 KN/mP5BC=2.42.0=4.80KN/mP5A=

18、P5D=(1.81.8+3.63.6) 2.0=32.40KNP5B= P5C= 1.21.2+4.81.2+1.81.8+3.63.6 2.0=46.8 KNPABPCD =2.03.6=7.2 KN/m走廊：PBC2.52.4=6.00KN/mPA= PD= (1.81.8+3.63.6) 2.0=32.40KNPB= PC= 1.21.2+4.81.22.5+1.81.8+3.63.62.0=50.40KN3.风荷载计算风压标准值计算公式为： =zszo因结构高度H18.600m30m,可取z1.0；对于矩形平面s1.3；z可查荷载规范得到，当查得得z 1.0时，取z1.0。将风荷载换算

19、成作用于框架每层节点上的集中荷载，计算过程如表1所示。表中A为一榀框架各层节点的受风面积。计算结果如图5所示。 风荷载计算 表1层次zsZ（m）zo (KN/m2)A(m2)Pw(KN)五层1.01.319.10.780.3247.30四层1.01.315.50.740.328.88.31三层1.01.311.90.740.328.88.31二层1.01.38.30.740.328.88.31一层1.01.34.70.740.333.29.584.地震作用计算计算框架梁柱的线刚度：框架梁线刚度：边跨：ib1=12.44104KNM 中跨：ib2=37.33104KNM框架柱线刚度：首层：ic1

20、=6.20104KNM 其他层：ic2=8.1104KNM本设计仅考虑水平地震作用即可，并采用基底剪力法计算水平地震作用力。为求基底剪力，先要计算结构各层的总重力荷载代表值：顶层： G5= g5AB116.8+(3.6+7.2)(g5AB2+ g5CD2)0.5+ g5BC22.40.5+ G5A+ G5B+ G5C+ G5D+4G柱/2+0.37.216.80.5=7.4816.8+10.818.1220.5+12.072.40.5+(165.33+183.76)2+40.5(32.4+2.20) +0.37.216.80.51121.36KNG4 = G3= G2= gAB114.4+ g

21、BC12.4+ 0.5gAB2(3.6+7.2)2+0.52.4gBC2+GA+GB+ GC+ GD+4G柱0.5+(3.6+7.2)(pAB+ pCD)0.5+ pBC2.40.5+PA+ PB+ PC+ PD 0.5=13.3014.4+7.482.4+10.812.71+0.52.48.47+(183.97+217.75) 2+234.6+10.80.514.8+1.26.0+(32.4+46.8) 2 0.5=1352.30KNG1= G2+4(2.35-1.8) G柱/3.6=1352.30+40.6534.6/3.6=1373.44 KN质量重力荷载代表值见图6。用“D值法”计算柱

22、的侧向刚度，框架各构件线刚度如图7：其中：i5= i4= i3= i2=8.11010 N*mm i1=6.21010 N*mmi51=i41=i31=i21=i11=12.441010 N*mmi52=i42=i32=i22=i12=37.331010 N*mm除底层外，其余柱的D值：边柱 由K=（i51+ i41）/（2 i5）=1.536 =K/（2+K）=0.434 则 D5边=12ic/hj2=0.414128.1104 /3.62=32550KN/m中柱 由K=（i51+ i52+ i41+ i42）/（2 i5）=6.144 =K/（2+K）=0.754 则D5中=12 ic/

23、hj2=56550KN/m底层柱的D值：边柱 由K= i11/ i1=2.006 =（0.5+K）/（2+K）=0.626 故D1边=12 ic/ hj2=21083 KN/m中柱 由K=（i11+ i12）/ i1=8.027 得（0.5+K）/（2+K）=0.850 故D1中=12 ic/ hj2=28628 KN/m从而得各层的侧向刚度如下：K1=2（D1边+D1中）=2（2108328628）99422KN/m K2= K3= K4= K5=2（D边+ D中）=2（3255056550）178200KN/m用顶点位移法求结构基本周期T1：将各层的重力荷载代表值当作水平力，产生的楼层剪力

24、为：V5=G5=1121.36KNV4= G4+G5=1352.30+1121.36=2473.66KNV3= V4+G3=3825.96KNV2= V3+G2=5178.26KNV1= V2+G1=6551.70KN求顶点位移，则： U1= V1/ K1=0.0659m U2= U1+ V2/ K2=0.0659+0.0291=0.0950m U3= U2+ V3/ K3=0.0950+0.0215=0.1165m U4= V4/ K4+ U3=0.1165+0.0139=0.1304m U5= V5/ K5+ U4=0.1304+0.0063=0.1367m= UT 故T1=1.8 =0.

25、6655s由于要考虑填充墙对基本周期的折减，故取折减系数为0.6，则T1=0.60.66550.3993s由于T11.4 Tg=1.40.4=0.56s，故不考虑顶层附加作用。查抗震设计规范得：max0.16由于T10.3993sTg0.4s，故1max0.16FEK=1Geq=0.851GE=0.850.16(1121.36+1352.303+1373.44) =891.03 KNF1=FEK=891.03=75.53KN同理：F2=131.33 KN F3=188.30KN F4=245.26 KN F5=250.61 KN故地震的水平作用力如图8.所示：地震作用下的水平位移的弹性验算：U

26、=+=8.96210-3+4.57610-3+3.83910-3+2.78310-3+1.40610-3=21.5310-3m层间位移验算：底层：满足要求； 二层：满足要求；顶点位移验算：=0.3 fcA时，取N=0.3fcA。所以：Hn/2h04.700/（20.6）3.923，取3； 0.3 fcA0.319.160022062.80KNN=278.91KN，取N=278.91KN选底层柱箍筋为4肢10150，则V=（）/0.85 =485.43KN407.01KN，满足。其它柱均采用4肢10150，加密区采用4肢10100。七、框架节点核心区抗震验算分别取底层、顶层的边节点和中间节点进行

27、节点核心区抗震验算。顶层边节点：设计剪力：取4肢10100，KN，满足要求。顶层中间节点：设计剪力：取4肢10100也能满足要求。底层边节点：设计剪力：取4肢10100仍然能满足要求。底层中间节点：设计剪力：取4肢1080，1771.07KN，能满足要求。八、框架柱下基础设计1、基础设计为独立基础，埋深为650mm，持力层地基为强风化泥岩，地基承载力特征值为500KPa，基础混凝土采用C40。修正后的地基承载力特征值为：2、B柱下独立基础的内力设计值为： M=851.38KN*m, N=4305.24KN, 独立基础的几何尺寸如图55所示。在以上内力设计值下的验算及设计：,1.2604.9KP

28、a, 故基础底面尺寸满足要求。3.基础受冲切承载力验算：柱与基础交接处：,满足要求。从上到下第一个台阶变阶处：，满足要求。经过验算，第二个变阶处也能满足要求。4.基础底板配筋从下到上第一个变阶处（11和22截面）：底板配筋选用HRB335级钢筋，fy=300N/mm2, 对11截面：选用12200，总面积为1812mm2.对22截面：选用12200，总面积为2149mm2.从下到上第二个变阶处（33和44截面）：对33截面：选用12100，总面积为3506mm2.对44截面：选用12200，总面积为2149mm2.综合前面的配筋情况，11和33截面均配置通长钢筋12100，22和44截面均配置

29、通长钢筋12200，配筋如图55所示。由于B、C轴间距仅为2.4m，故按前面所取尺寸的基础将重叠，需连在一起浇，对于整个连在一起的基础而言，内力设计值为单个的两倍，但基础底面抵抗矩成平方增长，经验算最大基底反力满足要求，平均基底反力也满足要求。九、板式楼梯设计1、梯板示意图：2、基本资料：（1）几何参数：楼梯净跨: ln = 3300 mm楼梯高度: H = 1800 mm梯板厚: t = 100 mm踢步数: n = 12(阶)上平台楼梯梁宽度: b1 = 250 mm下平台楼梯梁宽度: b2 = 250 mm（2）荷载标准值：可变荷载：q = 2.50kN/m2面层荷载：qm = 1.70

30、kN/m2栏杆荷载：qf = 0.20kN/m（3）材料信息：混凝土强度等级: C40fc = 19.10 N/mm2ft = 1.71 N/mm2钢筋强度等级: HPB235fy = 210.00 N/mm23、计算过程：（1）楼梯几何参数：踏步高度：h = 0.15 m踏步宽度：b = 0.30 m计算跨度：l0 = ln+(b1+b2)/2 = 3.50 m梯段板与水平方向夹角余弦值：cos = 0.878 （2）计算最大弯矩：(按两端简支计算)梯段板荷载设计值Pn(D)-恒荷控制 = (1.35*(1+h/b)*qm+(t/cos+h/2)*25 + c*20/cos) + 1.40*0.7*q)*B + 1.35*qf = (1.35*(1+0.15/0.30)*1.70+(0.10/0.88+0.15/2)*25.00+0.02*20.00/0.88)+1.40*0.70*2.50)*1.00+1.35*0.20 = 13.15 kN/m梯段板荷载设计值Pn(L)-活荷控制 = (1.20*(1+h/b)*qm+(t/cos+h/2)*25 + c*20/cos) + 1.40*q)*B + 1.20*qf = (1.20*(1+0.15/0.30)*1.70+(0.10/0.88+0.15/2)*25.00+0.02*20.00/0.88)+1.40*2.50*