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1、结构计算书目 录目 录1摘 要41设计任务书51.1 工程概况51.2 建筑结构设计的基本内容51.3 设计资料61.3.1气象条件61.3.2气候条件61.3.3地质水文条件61.3. 4钢筋混凝土62结构类型73 框架结构设计计算83.1 梁柱截面,梁跨度及柱高确定83.1.1初估截面尺寸8（1）边横梁8（2）中横梁8（3）纵 梁9（4）次 梁9（4）柱截面尺寸的初步确定93.1.2梁的计算跨度113.1.3柱的高度113.2 荷载的均布恒载113.2.1 屋面板的均布荷载113.2.2屋面的均布活载123.2.3楼面的均布恒载123.2.4楼面均布活荷载123.2.5梁柱的自重133.2
2、.6 墙体自重的计算133.2.7 门窗的自重的计算153.2.8 各层荷载组合153.3 竖向荷载作用下横向框架的内力分析243.3.2 荷载作用下框架的内力计算253.3.3 荷载作用下梁的内力计算293.3.4 用力距二次分配法计算框架弯距293.3.3梁端剪力及柱轴力的计算363.4 风荷载作用下框架的内力分析373.5 内力组合373.5.1框架梁内力组合373.5.2 框架柱内力组合423.6 截面设计453.6.1承载力抗力调整系数453.6.2横向框架梁截面设计453.6.3 柱截面设计534 基础设计614.1设计资料614.2 设计计算614.2.1荷载计算：614.2.2
3、初步确定基础高度：614.2.3初步确定底面尺寸：624.2.4地基承载力验算：624.2.5持力层承载力验算：634.2.6基础高度验算：634.2.7配筋计算：645 现浇板设计(标准层)655.1区格板的分布655.2荷载计算655.3荷载跨度665.4弯矩计算665.4.1 A区格内力计算：665.4.2 B区格内力计算：685.5板的截面设计:706楼梯设计726.1 楼梯踢段板设计726.1.1荷载计算736.1.2梯段板截面设计736.2 平台梁设计746.2.1荷载计算746.2.2平台梁截面设计746.3 平台板计算766.3.1荷载计算766.3.2平台板截面设计76结 论
4、77参考文献78致 谢79摘 要本工程为南陵中学图书馆，楼层数为5层，建筑面积5020，占地面积为1064，为了满足办公楼使用要求，将一层的层高定为4.5m，二层以上层高定为4.2m。本工程设计计算书计算内容全面，分别计算了楼板的配筋，框架的内力计算，内力组合，截面设计，然后计算了现浇板式楼梯，基础等等，任务书要求的设计计算。设计成果还包括了任务书要的全部建筑图和结构图。SummaryStory high that this engineering is some to teaching building, transact the floor to count to 5 layers, co
5、nstruct the area 5020 , cover the area to 1064 for satisfying to transact the floor usage the request, will a the layer settle to 4.5 m, two above story high of layerses settle to 4.2 m.This engineering design calculation book calculation the contents is completely, and computed the floor knothole t
6、he inside dint, frame the calculation, inside dint the combination respectively, and cut a design calculation for design, then computing now sprinkling the plank type the stairs, foundation etc., mission book requesting.The design result still included the mission book the diagram of all buildings t
7、hat wanted with the construction diagram.1 设计任务书1.1 工程概况1 南陵中学图书馆设计，主体五层，钢筋混凝土框架结构。梁板柱均为现浇，主楼建筑面积约5020,建筑物平面一形。2 建筑方案确定，柱距： 8m8m；房间开间8.0，进深8.0m,走廊宽3.0m,底层层高4.5m,其它层层高为4.2m,室内外高差0.45m,其中标高相当于马路中心相对标高。3 抗震设防要求：设防烈度6度（0.05g）4 基础设计不考虑地基土的变形验算，其承载力为。5 建筑所在地的主导风向:夏季东南风，冬季西北风。1.2 建筑结构设计的基本内容结构计算书包括结构布置，设计依
8、据及步骤和主要计算的过程及计算结果，计算简图，及如下内容：框架内力分析，配筋计算（取一榀）；基础设计及计算；板、楼梯的配筋计算。其它构件计算视设计情况而定。1.3设计资料1.3.1气象条件 基本风压0.35。主导风向：夏季东南风，冬季西北风1.3.2气候条件 最高气温39，最低气温2，年平均气温20度1.3.3抗震设防 查GB 500112010知本地区抗震设防烈度为6级，设计基本地震加速度为0.05g1.3.4地质水文条件： 1、勘探深度内从自然地面以下土层依次为：（1）杂填土层，承载力特征值ak（kPa）为80 kPa，层厚1.0m左右。（2）砂、砾石层，承载力特征值ak（kPa）为180
9、 kPa，层厚35m左右。（3）卵石层，承载力特征值ak（kPa）为230 kPa。2、水文地质条件本场地内无不良环境水文地质条件，地下水位深6.0米，地下水对混凝土无腐蚀性。2 结构类型该建筑设计采用框架结构，梁、板、柱、楼面均采用现浇形式，混凝土设计强度均为C35（）。建筑平面图、建筑立面图以及建筑剖面图见附图。主体结构共5层，一层层高4.5m，其他均为4.2m。 一榀框架计算简图如下图： 图2-1 一榀框架计算简图3 框架结构设计计算3.1 梁柱截面,梁跨度及柱高确定3.1.1初估截面尺寸 为满足承载力、刚度及迫性要求，截面高度h取梁跨度的，且不小于400，梁的宽高比一般取值为，同时考虑
10、到梁截面的抗侧移刚度和避免短梁的出现要求，（1）边横梁对跨度为8000的边横梁： 截面高度h： 80001/12=667 80001/8=1000 即截面高度h： 6671000 则取截面高度为750 截面宽度b： 7501/2=375 7501/3=250 即截面宽度b： 250375 则取截面宽度为300（2）中横梁 对跨度为3000的中横梁： 截面高度h： 30001/12=250 30001/8=375 即截面高度h： 250375 考虑到刚度突变和施工方便取截面高度为400 截面宽度b： 4001/2=200 4001/3=133 即截面宽度b： 133200 考虑到刚度突变和施工方
11、便取截面高度为250（3）纵 梁 对跨度为8000的纵梁： 截面高度h： 80001/12=667 80001/8=1000 即截面高度h： 6671000 则取截面高度为750 截面宽度b： 7501/2=375 7501/3=250 即截面宽度b： 250375 则取截面宽度为300（4）次 梁 对跨度为8000的纵梁： 截面高度h： 80001/12=667 80001/8=1000 即截面高度h： 6671000 则取截面高度为700 截面宽度b： 7001/2=350 7001/3=233 即截面宽度b： 233350 则取截面宽度为250纵上可将估计梁的截面尺寸汇总于下表3-1表3
12、-1 梁截面尺寸（）确定层次横梁（bh）纵梁（bh）次梁（bh）AB跨、CD跨BC跨15层300750250400300750250700（4）柱截面尺寸的初步确定柱截面根据柱的轴压比限值按下列公式估算： （3.1） （3.2）式中：N-为柱组合的轴压力设计值；F-为按简支状态计算下柱的负载面积；-为折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，近似取-为考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25，等跨内柱取1.2；n-为验算截面以上楼层层数；-为柱截面面积；-为混凝土轴心抗压强度设计值；-为框架柱轴压比限值，三级取0.9。采用C35混凝土：=16.7、=、n=5、=0.9
13、、（边柱）=1.3、（中柱）=1.25代入公式（3.2）计算，边柱 中柱 并列成表3-2表3-2 柱的截面尺寸确定层次n15层边柱1.332.001550.916.7207584.8中柱1.2544.001550.916.7274451.1 考虑到不同地震方向的作用采用正方行柱截面,同时根据抗震规范要求柱净高与截面边长尺寸之比宜大于4和柱截面最小尺寸为350要求,本工程柱截面都取550550。3.1.2梁的计算跨度 框架梁的计算跨度以上柱形心线为准，而建筑轴线与墙轴线不重合，所以柱建筑轴线结构计算跨度相同 3.1.3柱的高度底层柱计算高度取基础顶面到一层楼面，基础埋深取500，则底层柱计算高度
14、为4500+600+450=5550，其他层高取4200。图3-1 框架结构计算简图3.2 荷载的均布恒载3.2.1 屋面板的均布荷载屋面：30厚细石混凝土保护层SBS改性沥青防水卷材陶粒混凝土找平125厚加气混凝土保温层 100厚钢筋混凝土板板底吊顶合计图3-3 屋面构造做法该建筑的建筑面积：屋面永久荷载标准值： 3.2.2屋面的均布活载不上人屋面荷载标准值：3.2.3楼面的均布恒载14层楼面：水磨石地面100厚钢筋混凝土板 板底吊顶 合计 图3-4 楼面构造做法该建筑的建筑面积：楼面永久荷载标准值：3.2.4楼面均布活荷载楼面活荷载标准值 楼面活荷载标准值：3.2.5梁柱的自重 此处计算包
15、括梁侧面、梁底面，柱的侧面抹灰重量： 3.2.5.1 梁的自重：在此计算过程中，梁的长度按净跨长度，即把梁的计算跨度减掉柱的宽度来参与计算过程： 例：长度=8.0(0.55-0.12)*2=7.14m（扣除一个柱宽） : 长度=3.00.24=2.76m ： 长度8.0-0.55=7.45m表3-3 粱、柱重力荷载计算层次构件bhmmrgmnKNKN1层边横梁0.300.75251.055.906 7.1416674.7 2423.9 中横梁0.250.40251.052.625 2.76858.0 纵梁0.300.75251.055.906 7.45281232.0 次梁0.300.7025
16、1.054.594 7.1414459.2 柱0.550.55251.18.319 5.55321477.4 1477.4 25层边横梁0.300.75251.055.906 7.1416674.7 2423.9 中横梁0.250.40251.052.625 2.76858.0 纵梁0.300.75251.055.906 7.45281232.0 次梁0.300.70251.054.594 7.1414459.2 柱0.550.55251.18.319 4.2321118.0 1118.0 （注）：表中为考虑梁、柱的粉刷层重力荷载对其重力荷载的增大系数；g表示单位长度构件重力荷载；n为构件数量
17、。3.2.6 墙体自重的计算墙体为240mm厚页岩砖，外墙面贴瓷砖（包括打底找平），内墙面为20厚抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为：内墙为120 mm厚加气混凝土砖，两侧均为20厚抹灰。内墙单位墙面重力荷载为：木门单位面积重力荷载为；铝合金窗单位面积重力荷载取；大门单位面积重力荷载取墙体重力荷载计算如下各表(表中“*“表示乘号)： 层次墙体位置计算过程墙体面积()单位面积重力荷载重量(KN)1层A、D轴的纵墙4.5*(8.0-0.55)*14-2.1*1.8*2-2.1*2.4*26330.755.41786.1 B、C轴纵墙4.5*(8.0-0.55)*12-0.9*2.1*8-1.2*2.1
18、*6372.061.52565.5 外横墙4.5*(19.0-0.55*3)*2-1.8*2.1*2148.595.4802.4 内横墙4.5*(8.0-0.55*2)*12372.61.52566.4 合计3720.3 2到4层A、D轴的纵墙4.2*(8.0-0.55)*14-2.1*2.4*28296.945.41603.5 B、C轴纵墙4.2*(8.0-0.55)*24-0.9*2.1*6-1.2*2.1*8719.461.521093.6 外横墙4.2*(19.0-0.55*3)*2-1.8*2.1*2138.185.4746.2 内横墙4.2*(8.0-0.55*2)*10289.8
19、1.52440.5 合计3883.7 5层A、D轴的纵墙4.2*(8.0-0.55)*14-2.1*2.4*28296.945.41603.5 B、C轴纵墙4.2*(8.0-0.55)*24-0.9*2.1*6-1.2*2.1*8719.461.521093.6 外横墙4.2*(19.0-0.55*3)*2-1.8*2.1*2138.185.4746.2 内横墙4.2*(8.0-0.55*2)*10289.81.52440.5 合计3883.7 3.2.7 门窗的自重的计算 根据建筑结构荷载规范GB50009-2001，木门按0.2考虑，钢框玻璃窗和钢铁门按0.4考虑，计算结果如表3-4所示：
20、1层门窗总重：25层门窗总重：其他层统计见下表表3-4门窗重量层次门窗（KN）合计(KN)159.7659.762-565.7765.773.2.8 各层荷载组合 屋盖和楼盖重力代表值为： 屋盖层=屋面恒载+纵横梁自重+半层柱重+半层墙重（墙和门窗）+女儿墙子重楼盖层=楼面恒载+50%楼面活载+纵横梁自重+(楼面上下各半层柱+半层墙重)2 将上述各荷载相加，得到集中于各层楼面的重力荷载代表值如下： 项目屋（楼）盖自重活荷载纵横梁自重上层墙自重上层柱自重上层窗户自重下层墙自重下层柱自重下层窗户自重重力荷载代表值55293.45322423.9 0.0 003883.7 1118.0 65.771
21、0517.1 43777.253202423.9 3883.7 1118.0 65.773883.7 1118.0 65.7713928.7 33777.253202423.9 3883.7 1118.0 65.773883.7 1118.0 65.7713928.7 23777.253202423.9 3883.7 1118.0 65.773883.7 1118.0 65.7713928.7 13777.253202423.9 3883.7 1118.0 59.763720.3 1477.4 59.7614020.6 所以质点重力荷载代表值如图3-2所示 555042004200420042
22、00图3-2 结构重力荷载代表值3.3 竖向荷载作用下横向框架的内力分析此处仍用中框架3为例来进行3.3.1 计算单元的选择确定 图3-7计算单元图计算单元宽度8.0m ,直接传给框架的楼面荷载如图中的阴影所示,计算单元范围内的其余楼面荷载则通过纵向框架以集中力的形式传给横框架,作用于各节点上,由纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合,所以在框架节点上还作用有集中力矩。3.3.2 荷载作用下框架的内力计算3.3.2.1 恒荷载作用下框架的内力计算(此处不考虑柱的自重) 恒载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示图3-8 各梁上作用的恒荷载屋面、计算过程(表中“*“表示乘号)梁线荷载5.90630
23、.78 横墙线荷载0板传来2*4.0*4.975*(1-2*(4.0/8.0)2+(4.0/8.0)3)梁线荷载2.62511.95 横墙线荷载0板传来2*1.5*4.975*5/8次梁(横)自重0123.12 板传来(4.975*8.0*5/8)*4.0纵梁自重5.906*4.0纵墙自重0次梁(横)自重087.37 板传来 (4.975*1.5*5/8)*3.0+4.0*4.975*(1-2(4.0 /8.0)2+(4.0/8.0)3)*4.0纵梁自重5.906*4.00纵墙自重0其中： , 代表横梁自重,为均布荷载形式(包括粉刷层), 分别为屋面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载短方
24、向分配荷载： (kn/m)长方向分配荷载： (kn/m)双向板示意图,分别由边纵梁,中纵梁直接传给柱的横载,它包括梁自重、楼板重、纵墙、重力荷载。14层、计算过程(表中“*“表示乘号)荷载组成计算过程合计q1梁线荷载5.90630.04 横墙线荷载1.52*4.2q1板传来2*4.0*3.55*(1-2*(4.0/8.0)2+(4.0/8.0)3)q2梁线荷载2.6259.28 横墙线荷载0q2板传来2*1.5*3.55*5/8p1次梁(横)自重0276.06 板传来(3.55*8.0*5/8)*4.0纵梁自重5.906*4.0纵墙自重4.2*5.40*8.0p2次梁(横)自重0120.18
25、板传来 (3.55*1.5*5/8)*3.0 +4.0 *3.55*(1-2(4.0/8.0)2+(4.0 /8.0)3)*4.0纵梁自重5.906*4.0纵墙自重4.2*1.52*8.03.3.2.2 活荷载作用下柱的内力计算 活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示 图3-9 各层梁上作用的活荷载 屋面、计算过程(表中“*“表示乘号)荷载类型荷载组成kn/m合计q1梁线荷载02.50 横墙线荷载0q1板传来2*4.0*0.5*(1-2*(4.0/8.0)2+(4.0/8.0)3)q2梁线荷载00.94 横墙线荷载0q2板传来2*1.5*0.5*5/8p1次梁(横)自重010.00 板传
26、来(0.5*8.0*5/8)*4.0纵梁自重0纵墙自重0p2次梁(横)自重06.41 板传来 (0.5*1.5*5/8)*3.0 +4.0*0.5*(1-2(4.0 /8.0)2+(4.0/8.0)3)*4.0纵梁自重0纵墙自重01-4层、计算过程(表中“*“表示乘号)荷载组成计算过程合计q1梁线荷载025.00 横墙线荷载0q1板传来2*4.0*5.0*(1-2*(4.0/8.0)2+(4.0/8.0)3)q2梁线荷载09.38 横墙线荷载0q2板传来2*1.5*5.0*5/8p1次梁(横)自重0100.00 板传来(5.0*8.0*5/8)*4.0纵梁自重0纵墙自重0p2次梁(横)自重06
27、4.06 板传来 (5.0*1.5*5/8)*3.0 +4.0*5.0*(1-2(4.0 /8.0)2+(4.0/8.0)3)*4.0纵梁自重0纵墙自重03.3.3 荷载作用下梁的内力计算梁端、柱端弯距采用弯距二次分配法计算。3.3.4 用力距二次分配法计算框架弯距等效后框架竖向荷载示意图(没有计入柱子自重)恒载分布图(单位:kn/m，kn)活载分布图(单位:kn/m，kn) 1 固端弯矩计算：此处固端弯距的计算，将框架梁视为两端固定梁计算固端弯距，并考虑柱心矩计算结果见表3-13所示： 表3-13均布荷载作用下梁固端弯距恒载作用下梁固端弯矩AB跨BC跨层次Q(kN/m）L(m)M(kNm)Q
28、(kN/m)L(m)M(kNm)530.78 8.00 164.17 11.95 3.00 8.96 430.04 8.00 160.21 9.28 3.00 6.96 330.04 8.00 160.21 9.28 3.00 6.96 230.04 8.00 160.21 9.28 3.00 6.96 130.04 8.00 160.21 9.28 3.00 6.96 续表：活载作用下梁固端弯矩AB跨BC跨层次Q(kN/m）L(m)M(kNm)Q(kN/m)L(m)M(kNm)52.50 8.00 13.33 0.94 3.00 0.70 425.00 8.00 133.33 9.38 3.
29、00 7.03 325.00 8.00 133.33 9.38 3.00 7.03 225.00 8.00 133.33 9.38 3.00 7.03 125.00 8.00 133.33 9.38 3.00 7.03 注：、M=qL2/12、q可以查前图2分配系数的计算：因框架对称性，所以取半框架计算，半框架的梁柱线刚度如图10所示，其中切断的横梁的线刚度取为原来的一倍，分配系数按与接点连接的各杆转动刚度比值计算： 图3-10 半框架梁柱线刚度示意图分配系数见图3-22和图3-23所示3 传递系数： 远端固定：传递系数为1/2 远端滑支：传递系数为-1 4弯距分配：恒载作用下，框架弯距分配计
30、算见表3-14，框架的弯距见表3-15活载作用下，框架的弯距分配计算图3-11，框架的弯距图见图3-12所示：在竖向荷载作用下，考虑框架梁端的塑性内力重分布，取弯距调幅系数为0.8，调幅后，恒载及活载弯距图见表3-14及表3-15中括号内数值所示：表3-14 恒荷载弯矩计算图（KN.m）上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁5层0.000 0.408 0.592 0.539 0.000 0.371 0.091 -164.17 164.17 -8.96 66.92 97.24 -83.59 -57.53 -14.08 23.20 -41.80 48.62 -20.72 7.58 11.02 -15.03
31、-10.34 -2.53 -3.84 -7.51 5.51 2.13 4.63 6.73 -4.12 -2.83 -0.69 98.49 -98.49 115.56 -89.29 -26.27 4层0.290 0.290 0.421 0.393 0.270 0.270 0.066 -160.21 160.21 -6.96 46.40 46.40 67.42 -60.22 -41.44 -41.44 -10.15 33.46 23.20 -30.11 33.71 -28.76 -20.72 -7.69 -7.69 -11.17 6.20 4.27 4.27 1.04 3.79 -2.36 3.1
32、0 -5.59 -5.17 1.05 -1.31 -1.31 -1.91 3.82 2.63 2.63 0.64 74.65 58.24 -132.88 138.13 -68.49 -54.23 -15.42 3层0.290 0.290 0.421 0.393 0.270 0.270 0.066 -160.21 160.21 -6.96 46.40 46.40 67.42 -60.22 -41.44 -41.44 -10.15 23.20 23.20 -30.11 33.71 -20.72 -20.72 -4.72 -4.72 -6.85 3.04 2.09 2.09 0.51 -3.84 -
33、2.61 1.52 -3.43 2.13 1.24 1.43 1.43 2.08 0.02 0.01 0.01 0.00 62.47 63.70 -126.16 133.33 -57.93 -58.82 -16.59 2层0.290 0.290 0.421 0.393 0.270 0.270 0.066 -160.21 160.21 -6.96 46.40 46.40 67.42 -60.22 -41.44 -41.44 -10.15 23.20 24.96 -30.11 33.71 -20.72 -22.18 -5.23 -5.23 -7.59 3.61 2.49 2.49 0.61 -2.
34、36 1.41 1.81 -3.80 1.05 -2.25 -0.25 -0.25 -0.36 1.96 1.35 1.35 0.33 61.76 67.29 -129.05 135.48 -57.28 -62.04 -16.17 1层0.312 0.236 0.453 0.421 0.289 0.219 0.071 -160.21 160.21 -6.96 49.91 37.77 72.53 -64.46 -44.36 -33.57 -10.86 23.20 0.00 -32.23 36.26 -20.72 0.00 2.81 2.13 4.09 -6.54 -4.50 -3.40 -1.1
35、0 -2.61 0.00 -3.27 2.04 1.24 0.00 1.83 1.39 2.66 -1.38 -0.95 -0.72 -0.23 75.15 41.29 -116.43 126.14 -69.29 -37.70 -19.15 20.64 -18.85 图3-11 恒荷载作用下框架弯矩图 （KN.m）（注:梁端弯矩要乘以0.8调幅系数,左右弯矩是对称的.）表3-15 活荷载弯矩计算图（KN.m）上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁5层0.000 0.408 0.592 0.539 0.000 0.371 0.091 -13.33 13.33 -0.70 5.44 7.90 -6.80 -
36、4.68 -1.15 19.31 -3.40 3.95 -17.08 -6.48 -9.42 7.07 4.87 1.19 0.40 3.54 -4.71 -1.17 -1.61 -2.33 3.17 2.18 0.53 17.06 -17.06 16.01 -15.88 -0.12 4层0.290 0.290 0.421 0.393 0.270 0.270 0.066 -133.33 133.33 -7.03 38.61 38.61 56.11 -49.63 -34.16 -34.16 -8.36 2.72 19.31 -24.81 28.05 -2.34 -17.08 0.81 0.81 1.17 -3.39 -2.34 -2.34 -0.57 -3.24 -2.00 -1.70 0.59 2.43 0.83 2.01 2.01 2.92 -1.51 -1.04 -1.04 -0.25