手算计算书-教学楼.docx

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1、本科生毕业设计毕业设计报告附件材料学生姓名 学 号 年级 指导教师教务处制表二。一年 月曰目录1 .工程概况12 .设计资料12.1 工程地质条件12.2 气象资料12.3 抗震设防参数及其他设计参数12.4 材料选用23 .结构平面布置23.1 结构平面布置图23.2 构件尺寸确定34 .结构计算简图44 . 1计算单元45 .2梁柱惯性矩、线刚度、相对线刚度55 .框架在恒载作用下的计算75. 1荷载分析76. 2恒载计算77. 3恒载作用下的内力计算186 .框架在活荷载作用下的计算236. 1活载标准值237. 2活载计算238. 3活载作用下内力计算257 .重力荷载代表值计算307

2、. 1荷载清理308. 2柱重339. 3墙重3310. 各层重力荷载代表值348 .水平地震作用计算351.1 1梁柱线刚度计算351.2 侧移刚度D计算361.3 结构基本自震周期的计算371.4 横向水平地震作用计算381.5 水平地震作用下横向框架内力计算409 .横向框架在风荷载作用下的计算459. 1垂直于建筑物表面上的风荷载标准值计算4510. 2柱端弯矩及剪力计算4711. 框架梁端弯矩和剪力计算4812. 坡屋顶的弯矩、剪力、轴力计算4813. 5框架柱轴力计算4910 .荷载效应组合5110. 1 一般规定5110.2梁端内力换算5310.3无地震作用的内力组合5710.

3、4有地震作用的内力组合6610. 5标准组合7711 .截面设计8011.1 基本规定8011.2 框架梁8111.3 框架柱9512 .梁柱节点抗震验算1131.1 1基本规定1131.2 2节点核心区受剪水平截面验算1141.3 3节点核心区受剪承载力验算11413 .基础设计12013. 1设计参数12014. 3基础抗冲切承载力验算12115. 4截面配筋计算12214 .楼梯计算12614. 1斜板计算12614. 2平台板计算12714.3平台梁计算12815. 楼板计算12915. 1 单向板计算（A 板）12916. 2 双向板计算（B 板）13017. 电算结果1321.1

4、1结构设计信息1321.2 周期振型地震力1401.3 结构位移1461 .工程概况本教学楼为3层钢筋混凝土框架结构体系，位于成都市北面198区域内，绕 城高速与蜀龙路交汇处，距绕城高速100米，建筑面积约2623. 0机2。1层建筑 层高为4.5加，其余各层层高为4. 2机。室内外高差为0.45加，基础采用柱下独 立基础，建筑设计使用年限50年。楼内设有两个楼梯，楼梯开间均为3.96， 进深均为8.1”，楼梯的布置均符合消防、抗震的要求2 .设计资料2.1 工程地质条件表2.1地基各土层物理力学指标号土层 名称重度Y (kN/m3)压缩 模量 Es (MPa)变形 模量 Eo (MPa)粘聚

5、力C (kPa)内摩 擦角()承载力 特征值 fak (kPa)杂填土18. 0/1010/粉土19. 05. 0/1218130T松散卵石20. 021. 019. 0/30200-2稽密卵石21. 026. 022. 0/35300-3中密卵石22. 036. 030. 0/40550-4密实卵石23. 045. 038. 0/458002.2 气象资料表2. 2气象资料参数基本风压地面粗糙程度基本雪压0. 3kN/m2(50 年一遇)C0. lkN/mz(50 年一遇)年平均气温相对湿度降水16. 2C冬季85%,夏季80%年平均总降水量947mm2.3 3抗震设防参数及其他设计参数表2

6、. 3抗震设防参数抗震设防烈度设计基本地震加速度设计地震分组场地特征周期建筑场地类别7度0. 10g第三组0. 45sn类表2. 4建筑结构等级信息及设计使用年限结构安全等级二级地基基础设计等级丙级设计使用年限50年抗震等级二级抗震设防类别乙类主体结构耐火等级二级2. 4材料选用上部结构中，梁、柱、板混凝土等级均选用C40,梁、柱主筋选用HRB400, 箍筋选用HPB300,板受力筋选用HRB335；基础混凝土强度等级选用C30,受力 钢筋采用HRB335o3.结构平面布置图3.1.2屋顶平面布置图3.2构件尺寸确定3.2. 1板的厚度根据跨度及最小尺寸要求，单向板23000/30 = 100

7、wz ； 双向板 /z 3900/40 = 97.5w/n ,且要求板厚 2 80mm ,考虑到教学楼荷载较大，故统一 取板厚h - 120mm3. 2. 2梁的截面尺寸a框架梁一般取为跨度的1/81/12。边跨/ = 8100，皿，8100 + 12 8100 + 8 = (675 1012) twn,取作 =700mm , 梁截面宽度6 = + 3+ 2 = 233350mm,取作b = 300mm走廊/ = 3300wm, 3300 + 12 3300+8 = (275 413)6机，取作/i = 500mm ,梁截面宽度=力+ 3/? + 2 = 167250mm ,取作h = 250

8、mmb次梁一般取为跨度的1/121/15。/ = 8100/nw , 8100 + 15 8100 + 12 = (540 675)6加，取作力=500机机，梁截面宽度 b = +3 + 2 = 166 250mm，取作 b = 250mmc 二级次梁200x400/wn3. 2. 3柱的截面尺寸柱的截面尺寸根据轴压比限制值确定：柱轴向压力设计值：N = A-柱截面尺寸：fclNl简支状态计算的柱的负载面积g -折算在单位面积上的重力荷载代表值,可近似取12 -l5kN/m2,本设计gk=l5kN/m2夕-考虑地震作用组合后柱轴向压力增大系数。边柱1. 3,中柱1. 2o框架柱轴压比限值。根据

9、建筑抗震设计规范6850011-2010第6.3.7表3.2.1轴压比限制取值表结构类型抗震等级一二三四框架结构0. 650. 750. 850. 90框架-抗震墙、板柱-抗震墙、框架-核心筒，筒中筒0. 750. 850. 900. 95部分框支抗震墙0.60. 70一建筑抗震设计规范(GB50011-2010)第6. 1.2条，建筑工程抗震设防分 类标准(GB 502232008)7度区重点设防类建筑,抗震等级为二级，。由结构平面图可知:边柱最大负载面积2.2mx5.7/n ,中柱7.5胆x5.7加，混凝土等级 C35,4=161N Itnm1。=585706川柱截面面积:边柱A, 1.3

10、x2.2x5.7x15x1000x30.75x16.7=184311加/1.2x5.7x7,5x15x1000x30.75x16.7柱截面为正方形，边柱边长242m加，中柱边长429m机。同时，考虑到框架梁 尺寸较大，故取所有的柱框架柱截面面积为6OOwwx6OO77 o4 .结构计算简图4.1 计算单元选择4号轴线对应得一根框架计算，如图所示:框架梁跨度：取柱中心线距离柱高：底层柱高考虑到混凝土地坪的侧向约束，以及土体的约束，可认为深度到 达12可近似看作固端，所以底层柱高为4.5 + 1 =5.5加，其余各层取层高。框架计算简图：(300X700)(300X700)(250X500(300

11、X700)(300X700)G 2层柱自重4.2x9.96 = 41.83KN纵梁传来的恒载6x10.244 + 63.07 = 124.53KN恒载合计166.36KN3层纵梁（3层）传来 的恒载6x4.814 + 56.92 = 85.80纵梁（坡屋面）传 来的恒载6x8.68 + 78.02 = 130.1KN恒载合计215.9KN轴、轴1、2层柱自重4.2x9.96 = 41.83KN纵梁传来的恒载6x17.2 + 63.07 = 166.27 KN恒载合计208.10KN3层柱自重3.75x9.96 = 37.35KN纵梁传来的恒载6x9.834 + 56.92 = 115.92KN

12、恒载合计15327KN坡屋面纵梁传来的恒载6x8.55 + 78.02 = 129.32恒载合计129.32KN)8.1卜r25119 I10.* GO- 2018166 3 &6166.36205.1208.1166.36I川储箭山川牌川川野H川I图5.2. 1等效恒载受荷图（单位：KN或KN/m）5. 3恒载作用下的内力计算5.3.1恒载作用下弯矩计算本算例采用弯矩二次分配法，计算假定：不考虑轴向变形；框架侧移忽 略不计。弯矩二次分配法是一种简化的近似算法，其计算精度可满足工程需要，与其 他两种算法相比，计算量较小，与分层法相比，由于考虑了各层荷载对其它层杆 件内力的影响，因而其计算结果比

13、分层法更为精确。因此选用弯矩二次分配法进 行竖向荷载作用下内力的计算。楼面活荷载的作用位置是随时间变化的，由于 它作用的位置不确定，会使构件的内力发生改变。由楼面活荷载不利布置引起的 结构内力的增大，在计算楼面活荷载时采用“满布活荷载法”计算，由此求得的 楼面梁弯矩在支座处与按最不利荷载布置原则求得的弯矩极为相似，但求得的梁 跨中弯矩却偏小，对此，将求得的跨中弯矩乘以L1L 2的系数予以增大，以 近似考虑楼面活荷载的不利布置影响。主梁下样右梁方梁右梁左梁卜扑下井右梁0 2180 3920 390 50.50 333920 218-0 670 67-0 670 677Q6 83Y1 61-41.

14、400 000 0041 4041 61zSu24 20-11 770 00-20 7020 700 0011 77-24 20-2 71-4 87-4 850 000 004 854 872 71105 18-58 25-46 92-20 0320 0346 9258 25-105 181件右梁方梁卜林下井右梁*梁卜林下井右梁太梁下行0 2544090 3370 2320 3150 2810 1720 1720 3150 2810 2320 3370 409-106 833 7183 71-9 009 00-63 7183 71106.83把4IJ77.9364 21-17.33-23 53

15、-20 99-12 8512 8523 5320 9917 33-64 21-48 40-77 93-11 5716.27-8 6732 11-20 81-11.936 43-6 4320 8111.93-32 118 6711.57-16 271 011 621 34-1 34-1 83-1 63-1 001 001 831 631 34-1 34-1 01-1 62-69 0095 82-26 8397.14-46 17-34 55-16 4216 4246 1734 55-97 K26 8369.00-95 820 3540 3540 2920 240 2910 2910 1780 17

16、30 2910 2910 240 2920.3540 354-91.9191 91-9 949.94-91.9191 9132 5432.5426 84-19 67-23 85-23 85-14 5914 5923 8523 8519 67-26 84-32.54-32 5438 9717 747 8413 42-10 50-12 797 30-7 3010 5018 46-13 429 84-38.97-24 76-16 59-16 59-13 690 620 750 750 46-1 47-2 40-2.40-1 9815 7319.0819 0854 91* 68-68 5986 27-

17、33 60-35.89-16 7815.7731 9539.91-7 6390 64-52 43-38 220 3860 2950 3190 2580 3120 2380 1920 1%0 3120 2380 2580 3190 3860 295-91 9191 91-9 949 94-128 27128 2735 4827 1129 32-21 15-25 57-19 51-15 7422 7236 9228 1630 53-40 92-49 51-37 8416 26807-10 5714 66-11 9311 36-7 8711 93-20 4615 26-16.272 20-1 68-

18、1 82-3.64-4 40-3 35-2 713 155 123 904 230 320 390 3049 5525 43-74 9881 79-41 90-22 86-17 0227.9453 9632 07-113 97102 94-65.39-37 54图5.3.1恒载弯矩图（单位：KNtn）5. 3.2恒载作用下剪力计算表5. 3. 2-1恒载作用下柱端剪力层号A轴柱B轴柱C轴柱D轴柱% =匕、叫=/匕:叫427. 85-27. 853-43. 9116. 23-15. 8335. 302-19. 8218. 52-22.3524. 671-6. 946. 23-8. 7510. 2

19、4层 号弯矩引起的剪力荷载引起的剪力总剪力表 5. 3. 2-2恒载作用下的梁端剪力AB跨BC跨CD跨AB跨BPCD跨AB跨BC跨CD跨匕叫匕=匕匕=-%匕f匕=M匕%4-4. 0536. 994.0572.012. 2372.0167. 96-76. 0639. 2234. 7676. 06-67. 963-8. 6808. 6862.0116. 3762.0153. 33-70. 6916. 37-16. 3770. 69-53. 3320. 290.31-0. 3768. 0818. 0768. 0868. 37-67. 7918. 38-17.7667.71-68. 451-0. 84

20、-3. 311.3668. 0818. 0795.0167. 24-68. 9214. 76-21.3896. 37-93. 65图5. 3. 2恒载剪力图(单位：KN )5. 3.3恒载作用下轴力计算柱轴力按节点处的平衡条件进行计算。柱顶截面轴力：N? = (Gj,j +% j + gJ+i)柱底截面轴力:M底=(G4j+“ + gpJ=i式中g,各层柱自重;G/各层由纵向框架传来的荷载;左一、吟,j节点左侧、右侧梁的剪力。图5.3.3 恒载轴力图（单位：KN）层号轴柱轴柱轴柱轴柱N顶N底%N底N项N底N项N底4234.22271.57234. 22271.573331.07372. 90474.55516.38474.55516. 38331.07372. 902565. 80607. 63768. 82810. 65768. 12809. 95565. 88607. 711799. 40854.181060.601115. 381093. 971148.75825. 89880. 67恒载作用下柱的轴力表 5. 3. 36.框架