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1、目 录中文摘要及关键词 . . 2英文摘要. . 3毕业设计计算书. 4第一部分、设计概况一 工程概况. 4二 设计资料. 4第二部分、结构设计计算书一 结构方案及布置 . 4二 初步选定梁柱截面尺寸及材料强度等级. 4三 计算各层重力荷载代表值及结构刚度参数. 8（一） 计算各层重力荷载代表值 . 9（二） 刚度参数计算 .12四 横向框架在风荷载作用下的内力和位移计算. 16五 竖向荷载作用下横向框架的内力分析 .24（一）荷载及计算简图 .25（二）框架内力计算 .34六 荷载效应组合 .40（一）梁的支座弯矩和剪力 .40（二）、梁跨中最大弯矩 .42七 按组合内力进行梁板柱配筋计算.
2、45（一） 框架梁.45（二） 框架柱.46（三） 矩形板.49八 楼梯设计 .53（一）斜板设计 .54（二）平台板设计 .55（三）平台梁设计 .56九 基础设计 . 57（一）构造要求 .58（二）设计计算 .59总结与体会 .61致谢. 62参考文献 .63摘 要本设计为*中学教学楼，四层钢筋混凝土框架结构，建筑面积为3104.6m2，室外地坪至屋面板顶板的总高度为16.7m。本设计包括建筑设计、结构设计二部分。结构设计选取了一榀主要框架进行计算。内容包括荷载计算、内力计算、内力组合、承载力计算。现浇楼梯设计。基础的选型和布置，并取一个独立基础进行设计。关键词钢筋混凝土 框架 结构设计
3、 现浇楼梯 基础设计ABSTRACTThis design is a teaching building of Shuikou high school, four reinforced concrete portal frame construction, the floor space is 3104.6m2, the gross altitude of outdoor grounds around a house to the roofing board is 16.7m. This design including architectural design, structural des
4、ign two parts. The structural design selected a pin main frame to carry on the computation.Content including load computation, endogenic force computation, endogenic force combination, supporting capacity computation.Cast-in-place staircase design.The foundation shaping and the arrangement, and take
5、s an independent foundation to carry on the design.Key wordReinforced concrete portal frame construction design cast-in-place staircase foundation design毕业设计计算书第一部分、设计资料一、建筑资料该工程为一教学楼，拟建于城市新建的居住小区内，总建筑面积 3104.6m2左右，建筑形状为一矩形体，总长53.450m，总宽15.5m，共4层，总高为16.7m。第一层高为4.85其余层高均为3.9m，详见建筑施工图。该建筑为钢筋混凝土框架结构，属丙
6、类建筑。二、设计资料1、气象资料 基本雪压 S0=0.5KN/ m2 基本风压 W0=0.4 kN/m22、地质、水文资料 本工程场地平坦、开阔，杂填土厚为0.8m，以下为砂土层，地基承载力设计值R=350KN/m，地下水位-0.35m。3、本场地地震基本烈度为6度区，按此设防。第二部分、结构设计计算书一、结构方案及布置该建筑为教学楼，建筑平面布置灵活，有较大空间，可考虑采用框架结构或框剪结构。由于楼层为四层，主体高度为16.7m，框架结构本身抗震性能好，能承受较大的变形，所以选择框架结构。该工程采用全现浇结构体系，由于任务书上要求的预制板，现有资料难于查到，根据任务书提出有些条件在结构设计阶
7、段可根据实际情况调整的规定，楼盖采用现 浇混凝土板。墙体采用多孔砖砌体。二、初步选定梁柱截面尺寸及材料强度等级1、初估梁柱截面尺寸框架梁截面尺寸：框架梁的截面尺寸应该根据承受竖向荷载的大小、梁的跨度、框架的间距、是否考虑抗震设防要求以及选用的混凝土材料强度等诸多因素综合考虑确定。一般情况下，框架梁的截面尺寸可参考受弯构件按下式估算：梁高h=(1/81/12)l，其中l为梁的跨度。梁宽b=(1/21/3)h。在抗震结构中，梁截面宽度不宜小于200mm，梁截面的高宽比不宜大于4，梁净跨与截面高度之比不宜小于4。、框架梁截面尺寸：根据梁高：H=（1/81/12）L B=(1/21/3)H 得：KJ1
8、： H=（1/81/12）L =（1/81/12）6300=525787.5 取H=700 B=(1/21/3)H= (1/21/3)700=233350 取B=300KJA ： H=（1/81/12）L =（1/81/12）6000=500750 取H=700 B=(1/21/3)H= (1/21/3)700=233350 取B=300KJA-： H=（1/81/12）L =（1/81/12）10800=9001350 取H=900 B=(1/21/3)H= (1/21/3)900=300450 取B=400四层KJ-2：H=（1/81/12）L =（1/81/12）14800=123318
9、50 取H=1400 B=(1/21/3)H= (1/21/3)1400=460700 取B=500 次梁截面尺寸：CL1： H=（1/81/12）L =（1/81/12）6000=500750 取H=500 B=(1/21/3)H= (1/21/3)500=167250 取B=250CL2： H=（1/81/12）L =（1/81/12）7800=650975 取H=650 B=(1/21/3)H= (1/21/3)650=217325 取B=250CL3： H=（1/81/12）L =（1/81/12）6000=500750 取H=500 B=(1/21/3)H= (1/21/3)500=
10、167250 取B=250 、框架柱截面尺寸： 在计算中，还应注意框架柱的截面尺寸应符合规范对剪压比()、剪跨比()、轴压比()限值的要求，如不满足应随时调整截面尺寸，保证柱的延性。抗震设计中柱截面尺寸主要受柱轴压比限值的控制，如以表示柱轴压比的限值，则柱截面尺寸可用如下经验公式粗略确定： 式中；A柱横截面面积，m2，取方形时边长为a；n验算截面以上楼层层数；F验算柱的负荷面积，可根据柱网尺寸确定，m2；fc混凝土轴心抗压强度设计值；框架柱最大轴压比限值，一级框架取0.7，二级框架取0.8，三级框架取0.9。地震及中、边柱的相关调整系数，7度中间柱取1、边柱取1.1，8度中间柱取1.1、边柱取
11、1.2；G结构单位面积的重量(竖向荷载)，根据经验估算钢筋混凝土高层建筑约为1218kNm2。KJ3底层柱KJ3:(A轴线)=0.158a=397KJ3: (B轴线)=0.261a=511KJ3: (C轴线)=0.223a=472KJ6底层柱KJ6: (A轴线)=0.221a=470KJ6: (B轴线)=0.287a=535KJ6: (C轴线)=0.139a=372KJ2四层柱KJ2: (A轴线)=0.074a=272 、板截面尺寸：楼板为现浇双向板，根据经验板厚：h=(1/401/50)=(1/401/50)5500=110137.5,取h=110根据计算结果，考虑抗震设防烈度，以及教学楼空
12、间要求大、使用荷载较大的特点 ，各截面尺寸如下： 、柱高度底层柱=层高+室内外高差+基础顶面至室外地面的高度3.9+0.45+0.5=4.85,其它层同层高。 、材料强度等级14层的梁、板混凝土强度等级均为C35；14层柱采用C混凝土。纵向钢筋采用HRB400级和HRB335级热轧钢筋；箍筋宜采用HPB235级热轧钢筋。 、计算简图、选取计算单元：、平面计算简图（如图2-1），标注框架编号（横向为1、2、3，纵向为A、B、C）、框架梁编号（材料、截面和跨度相同的编同一号），确定梁的计算跨度；截面尺寸表b(mm)h(mm)框架梁350700框架梁（四层kj-2）5001400 KJA- 4009
13、00次 梁250500柱600600卫生间板h=110mm图2-1 平面计算简图、选取轴横向框架为计算单元，画出计算简图（如图2-2），标出计算跨度、柱的计算高度图2-2 框架-6计算简图三、计算各层重力荷载代表值及结构刚度参数（一）、计算各层重力荷载代表值计算地震作用时，建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。可变荷载的组合系数见抗规5.1.3。1、屋面竖向恒载：按屋面的做法逐项计算均布荷载屋面面积屋面采用三毡四油上铺小石子的做法，根据荷载规范30厚细石混凝土保护层 220.03=0.66 KN/三 毡 四 油 防 水 层 0.4 KN/20厚水泥砂浆找平层 2
14、00.02=0.4 KN/150水泥蛭石保温层 50.15=0.75 KN/110钢筋混凝土板 250.11=2.75 KN/V型轻钢龙骨吊顶 0.25 KN/屋面恒载标准值 5.26KN/G=5.2614.847.5=3662.63 KN2、屋面竖向活载：(不上人屋面活载标准值取0.5 kN/m2 )荷载屋面面积；0.514.847.5=351.5 KN3、楼面竖向恒载：按楼面的做法逐项计算均布荷载楼面面积一至三层楼面：教室： 水磨石地面 0.65 KN/110钢筋混凝土板 250.11=2.75 KN/V型轻钢龙骨吊顶 0.25 KN/ 楼面恒载标准值 3.65KN/3.65（186.32
15、.16）=367.92 KN卫 生 间 ：瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 0.55 KN/110钢筋混凝土板 250.11=2.75 KN/V型轻钢龙骨吊顶 0.25 KN/楼面恒载标准值 3.55 KN/3.55（5.56.02.16）=161.88 KN其 余 : 水磨石地面 0.65 KN/110预制钢筋混凝土板 250.11=2.75 KN/V型轻钢龙骨吊顶 0.25 KN/ 楼面恒载标准值 3.65 KN/ 3.65（46.814.16.96.3186.35.56）=1692 KN G=367.92+161.88+1692=2221.8KN4、楼面竖向活载：楼面均布活荷载楼面面积活载标
16、准值：教室、实验室、会议室等 2.0 kN/m2 卫 生 间 2.0 kN/m2 走道、楼梯 2.5 kN/m213层功能面积分布情况： 卫生间： 5.56+2.1645.6 走道、楼梯： 3.66.33.36.3+2.346.8151.11教室、实验室： 46.814.145.6151.11463.1713层竖向活载 45.62.0151.112.5463.172.01395.3kN5、梁柱自重（包括梁侧、梁底、柱的抹灰）：梁侧、梁底抹灰、柱周抹灰，近似按加大梁宽及柱宽考虑，一般加40mm。混凝土容重：25KN/m3表1 梁柱自重计算列表梁柱编号梁（柱）宽梁（柱）高每米重量 梁长L每根重量
17、根数 总重每层梁柱b(mm)h(mm)(b+40)h自重小计 25G（kN） (kN/m) (m) nKJ-13507006.83 14.196.23 196.23 2530.10 KJ-23507006.83 14.196.23 196.23 KJ-2(四层)500140018.90 14.1266.49 1266.49 KJ-33507006.8314.196.23196.23KJ-43507006.83 14.196.23 196.23 KJ-53507006.83 6.337.49 137.49 KJ-63507006.83 14.196.23 196.23 KJ-73507006.8
18、3 14.196.23 196.23 KJ-83507006.83 14.196.23 196.23 KJ-93507006.83 14.196.23 196.23 KJ-A3507006.83 36214.20 1214.20 KJ-B3507006.83 46.8278.46 1278.46 KJ-C3507006.83 46.8278.46 1278.46 KJA-L44009009.90 10.8106.92 1106.92 CL-12505003.63 46.8169.88 1169.88 CL-22505003.63 14.151.18 7358.26 CL-32505003.63
19、 621.78 121.78 CL-42505003.63 7.828.31 128.31 Z1(1层）6006009.60 4.8562.81 13816.53 1633.06 Z2(1层）6006009.60 4.8562.81 7439.67 Z3(1层）6006009.60 4.8562.81 4251.24 Z4(1层）6006009.60 4.8562.81 2125.62 Z5(2、3层）6006009.60 3.950.51 13656.63 1313.26 Z6(2、3层）6006009.60 3.950.51 7353.57 Z7(2、3层）6006009.60 3.950
20、.51 4202.04 Z8(2、3层）6006009.60 3.950.51 2101.02 Z9(4层）6006009.60 3.950.51 13656.63 1262.75 Z10(4层）6006009.60 3.950.51 6303.06 Z11(4层）6006009.60 3.950.51 4202.04 Z12(4层）6006009.60 3.950.51 2101.02 6、墙体自重：（包括女儿墙和各种纵横隔墙）墙体两面抹灰，近似按加厚墙体40mm考虑。 粘土砖空斗砌体的容重：15KN/m3 表2 墙体自重计算列表墙体墙厚墙高墙体每延米高墙总量墙长L每片总重th容重（t40)
21、h重量(mm)(mm)kN/m墙容重/106（kN/m）(m)kNkN女儿墙1171100152.59124.6322.71 322.71 一层外围墙24039001517.64108.51913.94 1913.94 一层隔墙18039001513.86136.31889.12 1889.12 1层墙体小计3803.06 二层外围墙24039001514.7108.51594.95 1594.95 二层隔墙18039001511.5137.31432.90 1432.90 2层墙体小计3027.85 三层外围墙24039001514.7108.51594.95 1594.95 三层隔墙180
22、39001511.5141.61628.40 1628.40 3层墙体小计3223.35 四层外围墙24039001517.64108.51913.94 1913.94 四层隔墙18039001513.86204.52834.37 2834.37 4层墙体小计4748.31 层数孔洞墙重墙重门窗重量墙重（加门窗重量）重量 不扣洞扣洞kNkNkNkNkN1层681.73803.06 3121.34 56.783178.12 2层439.33027.85 2588.53 60.142648.67 3层439.33223.35 2784.03 56.192840.22 4层439.34748.31
23、4308.99 56.614365.60 7、荷载分层总汇屋面重力荷载代表值Gi=屋面恒载+50%屋面活荷载+纵横梁自重+楼面下半层的柱及纵横墙自重+女儿墙重；G4=3662.63+0.5351.5+2530.1+（1262.75+4365.6）+322.71=9505.1 KN各楼层重力荷载代表值Gi=楼面恒荷载+50%楼面活荷载+纵横梁自重+楼面上下各半层的柱及纵横墙自重；G=2221.8+0.51395.3+2263.61+ （1313.26+2840.22+1262.75+4365.6）=10074KNG=2221.8+0.51395.3+2263.61+ （1313.26+2840.
24、22+1313.26+2648.67）=9544.8KNG=2221.8+0.51395.3+2263.61+ （1313.26+2648.67+1633.06+3178.12）=9453.9KN总重力荷载代表值=9505.1+10074+9544.8+9453.9=38577.86KN（二）、刚度参数计算 1、梁的线刚度计算：E=3.15KN/，b=0.35 m，h=0.7 m, L=7.8 m, L=6.3 m, =1010-3m底层边框架梁线刚度：AB 轴：=6.06KNmBC轴: =7.50KNm底层中框架梁线刚度： AB 轴：=8.08KNmBC轴: =10.00KNm同理可求得其余
25、各层梁线刚度，如表3： 表3 框架梁线刚度计算表层号轴线边砼砼弹性模量梁宽梁高梁跨截面惯心矩中框架边框架0标ECbhL梁线刚度梁线刚度中号ib2EcIb/lib1.5EcIb/l1KN/m2（106）mmmm4（1000）KN.m（10-4）KN.m（10-4）14AB轴0C353.150.350.77.810.00 8.08 6.06 BC轴1C353.150.350.76.310.00 10.00 7.50 4层kj2AC轴1C353.150.51.414.1114.33 51.09 2、柱的线刚度计算各层柱分别列表计算：E=3.25KN/，b=0.6 m，h=0.6 m, H=4.85
26、m, H2=H3=H4=3.9m=10.810-3 m底层柱线刚度： =7.241KNm23层柱线刚度：=9KNm表4 框架柱线刚度计算表层砼砼弹性模量柱宽柱长柱高截面惯性矩柱线刚度号强度ECbhH=icEcIc/H等级KN/m2（106）mmmm4（1000）KN.m（10-4）1C403.250.60.64.8510.80 7.24 24C403.250.60.63.910.80 9.00 3、横向框架柱的侧移刚度值根据D值法，第i层第j 根柱的侧移刚度为： 根据梁柱的线刚度比的不同，可分为中框架中柱、边柱和边框架中柱、边柱，以及楼梯间柱。现以KJ-6第二层柱Z6的侧移刚度计算为例，说明计
27、算过程，其余柱的计算过程从略，计算结果见表5图3-1 KJ6 柱（Z6 ）及与其相连梁的相对线刚度由图可知，根据公式由式其余各柱的刚度、总刚度计算见下页表五 （阅） 四、横向框架在风荷载作用下的内力和位移计算 1.横向框架在风荷载作用下的计算简图 该教学楼为四层钢筋混凝土框架结构体系，室内外高差0.45米。风压标准值计算公式为，由荷载规范得本工程所处地区取50年重现期的基本风压值为0.4 kN/，因结构高度H=16.7m30m,，可取，对于矩形平面，查规范得其风压高度变化系数，地面的粗糙程度为B类。将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，计算过程如表所示。表中为框架节点至室外地面的高度，
28、A为一榀框架各层节点的受风面积。风荷载计算层数A41.016.551.171.1750.5523.417.6931.012.651.171.0730.5523.416.1621.08.751.171.00.5523.415.0611.04.851.171.00.5529.118.732.各层楼面处集中风荷载标准值计算（1）框架风荷载负荷宽度轴线7框架的负荷宽度B=（6.0+6.0）/2=6.0m(2)计算风振系数 由WoT2=0.4*0.62*0.32*0.32=0.025,查表可知脉动增大系数1.148：有H/B=1.18,H30M,可知脉影响系数V=0.43。风振系数计算过程见表。风振系数
29、计算过程表层数离地面高度（m）相对高度v 14.850.31.1480.4650.171.01.0928.750.51.1480.4650.381.01.202312.650.81.1480.4650.741.101.395416.551.01.1480.4651.01.161.46各层楼面处集中风荷载标准值计算层数离地面高度（m）UzUsWoH下（m）H上（m）F(kn)14.851.01.091.30.44.853.934.9628.751.01.2021.30.43.93.934.37312.651.101.3951.30.43.93.939.8416.551.161.461.30.43
30、.91.030.42(3)风荷载作用下的计算简图 画出轴线横向框架在风荷载作用下的计算简图 3.横向框架在风荷载作用下的位移计算 (1)框架梁柱线刚度计算 考虑现浇楼板对梁刚度的加强作用，故对7轴的惯性矩乘以2.0.框架梁的线性刚度计算见表1，框架柱的线性刚度计算见表2。（阅） 表1框架梁的线性刚度计算 截面b*h(m2)砼的等级弹性模量Ec跨度L(M)矩形截面惯性矩Ib=2.0IoKbi=Ec Ib/L(KN.M)0.35*0.7C353.15*1067.80.010.0028.07*1000.35*0.7C353.15*1066.30.010.00210*100表2框架柱的线性刚度计算层号
31、砼的等级弹性模量Ec柱高L矩形截面惯性矩柱长柱宽Kc=Ec Ic/L(KN.M)1C353.15*1064.850.01080.6*0.67.01*10002至4层C353.15*1063.90.01080.6*0.68.72*1000(2) 侧移刚度D计算 考虑梁柱的线刚度比,用D值法计算柱的侧移刚度.计算数据见表柱侧移刚度D计算楼层KcKaD=12aKc/H224层A轴边柱8.72*10000.690.261.77B轴中柱8.72*10002.070.513.50C轴边柱5.85*10000.860.302.07D值7.34*104底层A轴边柱7.01*10000.860.481.70B轴
32、中柱7.01*10002.580.672.40C轴边柱5.15*10001.070.511.83D值 5.93*104(3) 风荷载作用下框架侧移计算风荷载作用下框架楼层层间侧移与层高之比计算楼层Fi(kn)Vi(kn)ij(kn/m)UhU/h430.4230.42734004.14*10-43.9m1.06*10-4339.870.22734009.56*10-43.9m2.45*10-4234.37104.59734001.42*10-33.9m3.6*10-4134.96139.55593002.35*10-34.85m6.02*10-4侧移验算:由上表可知,其框架侧移满足规范要求4.
33、横向框架在风荷载作用下的内力计算(1)反弯点高度计算楼层 A轴中框架柱B轴中框架柱C轴中框架柱四层K=0.69 Yo=0.38Y1=0 Y2=0Y=0.38K=2.07 Yo=0.45Y1=0 Y2=0Y=0.45K=0.86 Yo=0.4Y1=0 Y2=0Y=0.4二、三层K=0.69 Yo=0.45Y1=0 Y2=0Y=0.45K=2.07 Yo=0.45Y1=0 Y2=0Y=0.45K=0.86 Yo=0.45Y1=0 Y2=0Y=0.45一层K=0.86 Yo=0.7Y1=0 Y2=0Y=0.7K=2.58 Yo=0.59Y1=0 Y2=0Y=0.59K=1.07 Yo=0.65Y1=0 Y2=0Y=0.65