框架毕业设计计算书

1、宿舍楼建筑结构设计宿舍楼建筑结构设计 摘要摘要 在实际工程中，钢筋混凝土框架结构是一种较为普遍结构形式，广泛应用于住宅、 办公、学校等公共建筑。本设计主要对多层框架教学楼的横向框架进行了设计。在进 行设计时首先查荷载规范对结构的恒载、活载、风荷载以及地震荷载进行计算。 竖向荷载利用分层法、水平荷载利用 D 值法进而得到各种作用下结构各杆件的内力标 准值。然后按照最不利组合方式，对各种作用下的内力进行组合。最后在组合中找出 各杆件最不利的一组或几组对构件进行截面设计，选取最安全的结果进行配筋并绘出 施工图。本设计还对基础、楼板、楼梯等进行了设计，并绘出了结构施工图。除对本 框架进行手算外，还利用

2、了 PKPM 对本结构进行了电算。 通过本次毕业设计并充分结合我四年来学到的基本知识使我了解了框架结构设计的 全过程，达到了从理论到实践的飞跃。同时通过设计中使用的建筑方面的规范和软件， 使我更加熟悉了规范和软件的使用操作，为我以后工作打下了良好的基础。 关键词：关键词： 结构设计；荷载计算；配筋计算 The Design of 147 Dormitory Building Structure ABSTRACT In practical engineering, the reinforced concrete frame structure has been a common structur

3、al form owing to its successful applications in many areas such as residences, officers, schools and other public buildings. This thesis is aimed at the design for transverse frame of teaching buildings with multistory frame. Firstly, dead loads, live loads, wind load and seismic load of the structu

4、re are calculated referring to “Load Standards ”. Then the standard values of each members of structure under horizontal load and vertical load can be obtained by using stratification method and “D” method respectively. Besides, the internal forces under various load are combined according to the mo

5、st unfavorable combination mode. Finally, the most unfavorable one or several ones among combinations are selected for the design of section. In this way, the safest results reinforcement is chosen and production drawing is designed. The basement, the floor and the stairs are also designed and struc

6、tural production drawing are designed in this thesis. Moreover, the structure computerization is shown by using PKPM. Thanks to this graduation design, I put all the knowledge I learned in the past four years into use. I master the entire process of the design of frame structure and know how to appl

7、y the theory to practice. Meanwhile, I become more familiar with the standards and operations of relative softwares than before. All i have done lay a good foundation for my future work. Keywords: Structure Design; Load Calculation ; Reinforcement Compute 目录目录 1 相关原始资料的阐述相关原始资料的阐述.1 1.1 工程名称.1 1.2 建

8、筑地点.1 1.3 用地概况.1 1.4 建筑物特点.1 1.5 基本风压值.1 1.6 抗震设防.1 1.7 地基与基础.1 1.8 墙身做法.2 1.9 楼面做法.2 1.10 屋面做法.2 1.11 门窗做法.2 2 结构平面布置结构平面布置.3 2.1 结构方案的选择及结构布置.3 2.1.1 结构方案的确定 .3 2.1.2 基础类型的确定 .3 2.1.3 结构构件截面尺寸和材料的选择 .3 3 框架荷载计算框架荷载计算.5 3.1 框架计算简图及梁柱线刚度.5 3.2 恒载标准值计算.6 3.3 活荷载标准值计算屋面和楼屋面活荷载标准值.7 3.4 竖向框架下荷载受荷计算.7 3

9、.4.1 恒载计算 .8 3.4.2 活载计算 .13 3.5 风荷载内力计算.15 3.5.1 风荷载下标准值计算 .15 3.5.2 风荷载作用下的位移验算。 .16 4 非地震作用下框架内力计算非地震作用下框架内力计算.19 4.1 竖向恒载作用下的内力计算.20 4.1.1 弯矩分配系数计算 .20 4.1.2 计算杆件固端弯矩 .23 4.2 竖向活载作用下的内力计算.24 4.2.1 计算杆件固端弯矩 .24 4.3 风荷载内力计算.30 5 地震作用下框架计算地震作用下框架计算.35 5.1 重力荷载代表值的计算.35 5.1.1 第 5 层楼面即屋面处重力荷载代表值计算 .35

10、 5.1.2 第 4 层楼面处重力荷载表值计算 .35 5.1.3 第 3 层楼面处重力荷载代表值计算 .36 5.1.4 第 2 层楼面处重力荷载代表值计算 .36 5.1.5 第 1 层楼面处重力荷载代表值计算 .36 5.2 框架柱抗侧刚度 D 和结构基本自振周期计算.37 5.2.1 横向抗侧刚度 D 值计算.37 5.2.2 结构基本自振周期计算 .38 5.3 横向地震作用计算.38 5.4 地震作用变形验算.39 5.5 框架地震内力计算.40 6 内力组合内力组合.42 6.1 横向框架内力组合.42 6.2 框架梁弯矩调幅.42 6.3 柱内力组合.44 6.4 梁内力组合

11、.44 7 截面设计截面设计.54 7.1 梁截面设计.54 7.1.1 设计信息 .55 7.1.2 正截面承载力计算 .55 7.1.3 梁斜截面承载力计算 .59 7.2 柱的配筋计算.62 7.2.1 剪跨比和轴压比验算 .62 7.2.2 框架柱正截面承载力计算 .64 7.2.3 柱斜截面受剪计算 .66 8 楼梯设计楼梯设计.68 8.1 设计资料.68 8.1.1 楼梯概况本工程 .68 8.1.2 楼梯结构平面布置图 .68 8.2 楼梯板设计.69 8.3 平台板计算.70 8.3.1 确定板厚 .70 8.3.2 荷载计算 .70 8.3.3 内力计算 .70 8.3.4

12、 配筋计算 .70 8.4 平台梁设计.71 8.4.1 平台梁截面 .71 8.4.2 荷载计算 .71 8.4.3 内力计算 .71 8.4.4 配筋计算 .71 9 现浇混凝土板设计现浇混凝土板设计.73 9.1 构件编号.73 9.2 计算信息.73 9.3 计算参数: .74 9.4 配筋计算.74 9.4.1 X 向底板钢筋.74 9.4.2 Y 向底板钢筋.74 9.4.3 X 向支座左边钢筋.75 9.4.4 X 向支座右边钢筋.75 9.4.5 Y 向上边支座钢筋.76 9.4.6 Y 向下边支座钢筋.76 10 柱下独立基础设计柱下独立基础设计.77 10.1 设计依据.7

13、7 10.2 计算信息.77 10.2.1 几何参数 .77 10.2.3 计算信息 .78 10.2.4 作用在基础顶部荷载标准组合值 .78 10.2.5 修正后的地基承载力特征值 .78 10.3 计算参数.78 10.4 计算作用在基础底部弯矩值.78 10.5 验算地基承载力.79 10.5.1 验算轴心荷载作用下地基承载力 .79 10.5.2 验算偏心荷载作用下的地基承载力 .79 10.5.3 确定基础底面反力设计值 .79 10.6 基础冲切验算.79 10.6.1 计算基础底面反力设计值 .79 10.6.2 柱对基础的冲切验算 .80 10.7 柱下基础的局部受压验算.8

14、1 10.8 基础受弯计算.81 10.9 计算配筋.81 10.9.1 计算基础底板 x 方向钢筋 .81 10.9.2 计算基础底板 y 方向钢筋 .81 参考文献参考文献 .8383 致谢致谢 .8585 附录附录 .8686 1 1 相关原始资料的阐述相关原始资料的阐述 1.11.1 工程名称工程名称 147 宿舍楼建筑结构设计 1.2 建筑地点建筑地点 广州市白云区 1.3 用地概况用地概况 用地西临学校操场，南面和东面临近学校主干道，其北面紧邻其它建筑物，地势 平坦。 1.4 建筑物特点建筑物特点 主体五层，不上人屋顶，钢筋混凝土框架结构，梁板柱均现浇，占地面积为 891m2建筑面

15、积为 4455m2，建筑物共五层，底层层高 3.9m，标准层层高 3.3m，总高度 18.3m。 建筑耐火等级为二级。室内地坪为0.000m，室内外高差 0.45m，基础顶面距离室 外地面 0.95m，基础采用柱下独立基础。框架梁、柱、楼面、屋面板均为现浇。 1.5 基本风压值基本风压值 0.5kN/ m2 1.6 抗震设防抗震设防 建筑抗震设防类别丙类，抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度值为 0.10g， 设计地震分组为第一组，类场地，建筑物安全等级为二级，其它荷载参见建 筑结构荷载规范 。 1.7 地基与基础地基与基础 根据工程地质勘察报告，拟建场地地层从上而下各土层情况如下： 杂

16、填土：灰黄色、含碎砖及垃圾、结构松散 粉土：黄红色、软塑 粘土：棕红色、硬塑 微风化砂岩 表表 1.11.1 地质资料地质资料 层次土层 承载力 (kN/m2) 天然含水量 （%) 容 重 kN/m3 孔隙比 土层层厚 （m）塑性指数 液性指 数 1 杂填土 80 -16 - 0.4 - 2 粉土 169 23.3 19 0.80 1.9 8.0 0.38 3 粘土 300 26.3 19.7 0.65 6.5 19 0.35 4 砂岩 - - - 1.8 墙身做法墙身做法 墙身采用加气混凝土砌块砖厚 200mm，内隔墙采用 200mm，用 M5 混合砂浆砌筑 1.9 楼面做法楼面做法 大理石

17、地面砖，干水泥擦缝； 15mm 水泥砂浆地面； 钢筋混凝土现浇板； 20mm 石灰砂浆抹底。 1.10 屋面做法屋面做法 细石混凝土； SBS 改性沥青防水层；刷基层处理剂一层；矿渣水泥（找坡层） ； 50 厚硬质聚氨酯泡沫塑料板隔热层； 20mm1:2 水泥砂浆找平层； 钢筋混凝土现浇板； 20mm 石灰砂浆抹底。 1.11 门窗做法门窗做法 本工程所用窗均为铝合金窗，门除厕所用铝塑门及楼梯用甲级防火门外其作均为 木门窗。 2 2 结构平面布置结构平面布置 2.12.1 结构方案的选择及结构布置结构方案的选择及结构布置 图 2.1 结构平面布图 2.1.12.1.1 结构方案的确定结构方案的

18、确定 考虑到现浇钢筋混凝土框架结构建筑平面布置灵活，能够获得较大的使用空间， 建筑立面容易处理，可以适应不同房屋造型，故本设计采用现浇钢筋混凝土框架结构。 2.1.22.1.2 基础类型的确定基础类型的确定 根据施工场地、地基条件、场地周围的环境条件，选择柱下独立基础。 2.1.32.1.3 结构构件截面尺寸和材料的选择结构构件截面尺寸和材料的选择 1、基础顶面设计标高的确定根据地质勘察报告的建议，地基持力层可设在粉土， 该层距室外地面 0.4m2.3m 之间，现选用柱下独立基础，故取基础顶面距离室外设计 地面 0.5m 处。 2、楼板厚度的确定 36003600360036003600360

19、036003600360036003600 36003600360036003600360036003600360036003600 39600 39600 22500 22500 810063008100 810063008100 1）横向框架梁： 横向框架梁的最大跨度为 7200mm， 横向框架梁高 h=(1/81/12)l=(1/81/12) 7200=900mm600mm，取 h=700mm； 横向框架梁宽 b=(1/21/3)h=(1/21/3) 600=300mm200mm，取 b=300mm 2）纵向框架梁： 纵向框架梁高 h=(1/81/12)l=(1/81/12) 6300=

20、825mm550mm，取 h=700mm； 纵向框架梁宽 b=(1/21/3)h=(1/21/3) 600=300mm200mm，取 b=300mm； 3）框架柱截面尺寸确定 对于多层框架，无论从受力的角度，还是柱的净高而言，都以底层最为不利。底 层层高 H=3.9m，柱截面高度取 h=(1/151/20)H=(1/151/20) 3900=260mm195mm。 又对于抗震设防烈度为 7 度，房屋高度30m，即抗震等级 为 3 级的框架结构，为保证柱有足够的延性，需要限制柱的轴压比=0.85，综合考虑 取 bc=hc=500mm。 4）材料选择 5）混凝土强度等级： 除基础垫层混凝土选用 C

21、10，基础选用 C30，梁为 C30, 柱为 C30,板为 C30。 6）钢筋级别： 框架梁、柱等主要构件的纵向受力钢筋选择 HRB400 级钢筋；构造钢筋、箍筋及 板内钢筋选用 HPB300。 3 3 框架荷载计算框架荷载计算 3.1 框架计算简图及梁柱线刚度框架计算简图及梁柱线刚度 框架的计算单元如上图所示。框架柱嵌固于基础顶面，框架梁于柱刚接。梁跨等 于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，室内外高差为- 0.45m，基础地面至室外地坪通常取 0.50m，故基础顶标高至0.000 的距离定为 0.95m，二层楼面标高为 3.90m,故底层柱高为 4.85m。其余各层柱

22、高从楼面算至上一层 楼面(即层高)。由此可会出框架梁的板荷载传递简图如下图所示。 图 3.1 荷载计算图 框架梁柱的线刚度计算： 由于楼面板与框架梁的混凝土一起浇捣，对于中跨框架梁取 I=2I0，对于边跨框架 梁 I=1.5I0(I0 为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩)。 AB 跨梁：i=EI/l=3.010721/120.3(0.6)3/8=72139kNm BC 跨梁：i=EI/l =3.010721/120.3(0.6)3/6= kNm CD 跨梁：i=EI/l =3.010721/120.3(0.6)3/8=72139kNm 第 1 层柱：i=EI/h=3.01071/12(0.5)

23、4/4.85=32216.49 kNm 第 2 层柱：i=EI/h =3.01071/12(0.5)4/3.3=47348.48 kNm 第 3 层柱：i=EI/h =3.01071/12(0.5)4/3.3=47348.48 kNm 第 4 层柱：i=EI/h =3.01071/12(0.5)4/3.3=47348.48 kNm 第 5 层柱：i=EI/h =3.01071/12(0.5)4/3.3=47348.48 kNm 令左上侧柱线刚度为 1.0，则其余各杆件的相对线刚度为： AB 跨梁相对线刚度：i=5951547348.48=1.25 BC 跨梁相对线刚度：i=47348.48=2.37 CD 跨梁相对线刚度：i=5951547348.48=1.25 第 1 层柱相对线刚度 i=32216.4947348.48=0.68 第 2 层柱相对线刚度：i=47348.4847348.48=1 第 3 层柱相对线刚度：i=47348.4847348.48=1 第