1、安徽理工大学毕业设计（论文）Anhui University Of Science and Technology- 1 -第三部分 结构设计计算8 工程概况8.1 工程简介建 筑 地 点 ： 淮 南 市建 筑 类 型 ： 教 学 楼 ， 框 架 填 充 墙 结 构 。建 筑 介 绍 ： 建 筑 面 积 约 5000 ， 楼 盖 及 屋 盖 均 采 用 现 浇 钢 筋2m混 凝 土 框 架 结 构 ， 楼 板 厚 度 取 100mm， 填 充 墙 采 用 蒸 压 粉 煤 灰 加 气混 凝 土 砌 块 。门 窗 使 用 ： 大 门 采 用 钢 框 玻 璃 门 ， 其 它 为 木 门 ， 窗 为 塑
2、 钢 门 窗 。尺 寸 详 见 门 窗 表 。地 质 条 件 ： 经 地 质 勘 察 部 门 确 定 ， 此 建 筑 场 地 为 二 类 近 震 场 地 ，设 防 烈 度 为 7 度 。柱 网 与 层 高 ： 本 教 学 楼 采 用 柱 距 为 6.6m 的 内 廊 式 柱 网 ， 边 跨为 6.6m， 中 间 跨 为 3.0m， 底 层 层 高 取 3.9m， 标 准 层 层 高 取3.6m。8.2 课题条件要求依 本 课 题 要 求 合 理 安 排 场 地 ， 创 造 出 优 美 环 境 ， 平 面 布 置 合 理 ，通 风 采 光 良 好 ， 实 用 性 强 ， 立 面 造 型 新 颖
3、， 有 民 族 风 格 ， 具 有 个 性与 现 代 感 。基 本 不 考 虑 地 基 土 的 变 形 验 算 ， 其 承 载 力 为 。20 kN/mkf建 筑 场 地 的 主 导 风 向 按 所 在 地 气 象 资 料 得 到 。室 内 的 高 差 按 600 mm 考 虑 ， 其 中 标 高 相 当 于 马 路 中 心 相 对 标高 。抗 震 设 防 要 求 ： 设 防 烈 度 7 度 （ 0.1g） ， 设 计 地 震 分 组 为 第二 组 ， 场 地 类 别 为 II 类 场 地 。8.3 设计的基本内容结 构 计 算 书 包 括 结 构 布 置 ， 设 计 依 据 及 步 骤 和
4、主 要 计 算 的 过 程及 计 算 结 果 ， 计 算 简 图 ， 主 要 内 容 如 下 ：（ 1） 地 震 作 用 计 算（ 2） 框 架 内 力 分 析 ， 配 筋 计 算 （ 取 一 榀 ）安徽理工大学毕业设计（论文）Anhui University Of Science and Technology- 2 -（ 3） 基 础 设 计 及 计 算（ 4） 板 、 楼 梯 的 设 计 计 算8.4 设计资料8.4.1 气象条件基 本 风 压 0.35 kN/m2基 本 雪 压 0.45 kN/m2此 处 按 建 筑 结 构 荷 载 规 范 GB50009-2001 采 用主 导 风 向
5、 ： 东 南 风8.4.2 抗震设防按 7 级 近 震 , 地 震 分 区 为 一 区 ；II 类 场 地 设 计8.4.3 地基土承载力地 基 土 承 载 力 为 kN/m20kf8.4.4 其它条件室 内 外 高 差 600 mm。9 结构类型根 据 该 房 屋 的 使 用 功 能 及 建 筑 设 计 的 要 求 ， 进 行 了 建 筑 平 面 、立 面 及 剖 面 设 计 。 图 9-1 是 标 准 层 平 面 网 柱 布 置 。 主 体 结 构 共 4层 ， 底 层 层 高 3.9m， 层 高 均 为 3.6m。填 充 墙 采 用 240mm 厚 的 粘 土 空 心 砖 砌 筑 。 门
6、 为 木 门 、 门 洞 尺 寸1.0m2.4m。 窗 为 塑 钢 窗 ， 洞 口 尺 寸 为 1.5m1.8 m。 楼 盖 及 屋 盖均 采 用 现 浇 钢 筋 混 凝 土 结 构 。安徽理工大学毕业设计（论文）Anhui University Of Science and Technology- 3 -图 9-1 柱 网 布 置 及 一 榀 框 架 图10 框架结构的一般性设计与计算10.1 梁柱截面，梁跨度及柱高确定梁 柱 的 混 凝 土 设 计 强 度 ： C2522/43.1,/9.1mNfNftc10.1.1 梁截面尺寸的初步确定（ 1） 横 梁a: 截 面 的 高 度 ： 1/1
7、2 1/8 的 跨 度 （ 为 满 足 承 载 力 、 刚 度 及 延性 要 求 ） h =（ 1/12 1/8） 6600 550 825 ，h =（ 1/12 1/8） 3000 250 375 ， 则 边 跨 梁 高 度 ： h=600b: 梁 截 面 宽 度 可 取 1/3 1/2 梁 高 ,同 时 不 宜 小 于 1/2 柱 宽 ,且不 应 小 于 250 。b =（ 1/3 1/2） 600 =200 300 则 边 跨 梁 宽 度 ： b 300（ 2） 纵 梁a: 截 面 的 高 度 ： 1/12 1/8 的 跨 度 （ 为 满 足 承 载 力 、 刚 度 及 延性 要 求 ）
8、h =（ 1/12 1/8） 4500 375 565 ，即 截 面 高 度 ： 375 565安徽理工大学毕业设计（论文）Anhui University Of Science and Technology- 4 -则 边 跨 梁 高 度 ： h=500b: 梁 截 面 宽 度 可 取 1/3 1/2 梁 高 ,同 时 不 宜 小 于 1/2 柱 宽 ,且不 应 小 于 250 。b =（ 1/3 1/2） 500 =167 250 即 截 面 宽 度 ： 167 250则 边 跨 梁 宽 度 ： b 250由 此 ， 估 算 出 的 梁 截 面 尺 寸 见 表 10-1， 表 中 还 给
9、出 了 各 层 梁 的 混 凝土 强 度 等 级 。表 10-1 梁 截 面 尺 寸 及 混 凝 土 强 度 等 级横 梁 （ ）bh层 次 混 凝 土 强度 等 级 AB 跨 ， CD 跨 BC 跨 纵 梁1 4 C25 300600 250400 25045010.1.2 柱截面尺寸的初步确定框 架 柱 的 截 面 尺 寸 一 般 根 据 柱 的 轴 压 比 限 值 按 下 列 公 式 估 算 ：ENFgn（ 1-1）cNcfA/式 中 ： 柱 的 组 合 的 轴 压 力 设 计 值 ；N按 简 支 状 态 计 算 的 柱 的 负 载 面 积 ； F折 算 在 单 位 建 筑 面 积 上
10、的 重 力 荷 载 代 表 值 ， 可 根 据 实 际Eg荷 载 计 算 ， 也 可 近 似 取 12 15kN/ ；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；验 算 截 面 以 上 楼 层 层 数 ；n柱 截 面 面 积 ；cA混 凝 土 轴 心 抗 压 强 度 设 计 值 ；f框 架 柱 轴 压 比 限 值 ， 此 处 可 近 似 取 ， 即 为 一 级 、 二 级 和N三 级 抗 震 等 级 ， 分 别 取 0.7， 0.8 和 0.9。其 中 ： 15 kN/ ，Eg 4，
11、 0.9， 1.3， 1.25。nN边中C25 混 凝 土 ： fc 11.9 kN/ ， ft 1.43 kN/边 柱 ： cNEcfnFgA/9.10/4. 3 2508m安徽理工大学毕业设计（论文）Anhui University Of Science and Technology- 5 -中 柱 ： cNEcfFgA/9.10/415.4825.13 20m按 上 述 方 法 确 定 的 柱 截 面 高 度 不 宜 小 于 400mm， 宽 度 不 宜 小ch于 350mm， 柱 净 高 与 截 面 边 长 尺 寸 之 比 宜 大 于 4取 柱 截 面 为 正 方 形 ， 则 边 柱
12、和 中 柱 截 面 高 度 分 别 是 和329。89为 方 便 计 算 取 柱 截 面 尺 寸 为 ： 5010.1.3 板的截面尺寸初步估计根 据 实 际 情 况 和 设 计 要 求 ， 板 厚 取 ： mh110.1.4 梁的计算跨度框 架 梁 的 计 算 跨 度 以 上 柱 形 心 线 为 准 ， 而 墙 中 心 线 是 与 轴 线 重合 的 ， 所 以 柱 的 形 心 与 轴 线 发 生 偏 移 ， 造 成 计 算 跨 度 与 轴 线 间 距 不同 。10.1.5 柱的高度底 层 ： 3.9+0.6+0.5=5.0 。 注 ： 底 层 层 高 3.9m， 室 内 外 高 差m0.6m
13、， 基 础 顶 部 至 室 外 地 面 0.5 。其 他 各 层 为 3.6因 而 得 到 =5.0 ； =3.61hm2h安徽理工大学毕业设计（论文）Anhui University Of Science and Technology- 6 -图 10-1 横 向 框 架 计 算 简 图 及 柱 编 号10.2 重力荷载的计算10.2.1 屋面及楼面永久荷载（恒荷载）标准值1.屋 面其 按 屋 面 的 做 法 逐 项 计 算 均 布 荷 载 ： 吊 顶 处 不 做 粉 底 ， 无 吊 顶处 做 粉 底 ， 近 似 取 吊 顶 来 参 与 计 算 ， 粉 底 为 相 同 重 量 ：其 屋 面
14、构 造 做 法 如 图 10-2 所 示 ， 按 图 10-2 来 计 算 屋 面 恒 载 ，其 结 果 如 下 ：图 10-2 屋 面 构 造 做 法安徽理工大学毕业设计（论文）Anhui University Of Science and Technology- 7 -屋 面 的 长 边 长 ： m4.32.039.85.4屋 面 的 短 边 长 ： .16.2.06.那 么 屋 面 恒 荷 载 标 准 值 为 ： KN49.3.41.32.楼 面楼 面 的 做 法 如 图 10-3 所 示 ， 按 图 示 各 层 进 行 组 合 来 参 与 计 算楼 面 恒 载 大 小 。图 10-3
15、楼 面 构 造 做 法因 而 得 到 楼 面 均 布 恒 载 标 准 值 ：KN91.2805.3416.310.2.2 屋面及楼面可变荷载（活荷载）标准值1.屋 面计 算 重 力 荷 载 代 表 值 时 ， 仅 考 虑 屋 面 雪 荷 载 作 用KN3.2145.0164.3安徽理工大学毕业设计（论文）Anhui University Of Science and Technology- 8 -2.楼 面根 据 荷 载 规 范 ， 楼 面 活 载 按 2.0/KNm来 参 与 计 算 ：31.4280.164.310.2.3 梁柱的自重此 处 计 算 包 括 梁 侧 面 、 梁 底 面 ，
16、柱 的 侧 面 抹 灰 重 量 ：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 ： 1L： 长 度 = 6.1 （ 扣 除 一 个 柱 宽 ）50.m： 长 度 = 2.76 （ 扣 除 墙 宽 ）243表 10-2 梁 自 重层 次 编 号 截 面 （ ） 长 度 根 数 每 根 重 量 （ KN） 总 计L1 0.30.6 6.1 22 0.340.626.125=32.147L2 0.250.4 2.76 11 0.290.422.7625=8.404L3
17、0.250.45 4.5 32 0.290.474.525=15.334L4 0.250.45 3.9 4 0.290.473.925=13.28914 L5 0.250.45 3.3 4 0.290.473.325=11.279 1388.63注 ： （ 1） 上 表 中 梁 截 面 的 确 定 ， 考 虑 到 抹 灰 层 有 （ 每 抹 层 均 按 20mm 计 算 ）宽 ： 0.3+20.02=0.34m0.25+20.02=0.29m高 ： 0.6+10.02=0.62m0.4+10.02=0.42m0.45+10.02=0.47m（ 2） 此 处 抹 层 按 近 似 与 梁 相 同
18、， 按 每 立 方 25 KN 计 算（ 3） 梁 的 长 度 都 按 净 跨 长 度 计 算2.柱 的 自 重表 10-3 柱 自 重层 次 编 号 截 面 （ ） 长 度 根 数 每 根 重 量 （ KN） 总 计 （ KN）1 Z1 0.50.5 5.0 44 0.540.54525=36.45 1603.82 4 Z2 0.50.5 3.6 44 0.540.543.625=26.44 1163.36注 ： （ 1） 柱 因 四 面 抹 灰 ， 与 梁 相 同 办 法 处 理 ， 边 长 =0.5+0.022=0.54m（ 2） 抹 层 记 入 柱 内 ， 按 每 立 方 25 KN
19、计 算10.2.4 墙体的自重墙 体 为 240 厚 ， 两 面 抹 灰 ， 近 似 按 加 厚 墙 体 计 算 （ 考 虑 抹 灰 重量 ） ， 采 用 机 器 制 普 通 砖 ， 依 GB50009-2001 建 筑 结 构 荷 载 规 范 ，安徽理工大学毕业设计（论文）Anhui University Of Science and Technology- 9 -砖 自 重 为 15 3/KNm， 其 计 算 如 表 3 所 示 ： （ 此 处 门 窗 暂 不 考 虑 ， 为预 留 洞 考 虑 ）墙 体 为 240mm 厚 粘 土 空 心 砖 ， 外 墙 面 贴 瓷 砖 （ ） ， 内 墙
20、 面2/5.0mKN为 20mm 厚 抹 灰 ， 则 外 墙 单 位 墙 面 重 力 荷 载 为 ：2/4.02.174.5. KN内 墙 为 240mm 粘 土 空 心 砖 ， 两 侧 均 为 20mm 厚 抹 灰 ， 在 内 墙 单位 面 积 重 力 荷 载 为 ： /8.1木 门 单 位 面 积 重 力 荷 载 为 0.2 3， 钢 框 玻 璃 窗 单 位 面 积 重 力荷 载 取 0.4 3/KN表 10-4 墙 体 自 重墙 体 的 位 置 每 片 面 积 （ ） 片 数 重 量 （ KN） 总 计 （ KN）4.04.55 82=16 1292.933.44.55 21=2 137
21、.37底 层 外 纵 墙2.84.55 12=2 113.134.04.55 14 1090.54底 层 内 纵 墙2.84.55 1 54.536.14.4 22=4 476.68底 层 外 横 墙3.04.6 2 122.54底 层 内 横 墙 6.14.4 10 1148.754436.484.03.15 82=16 895.103.43.15 21=2 95.12 4 层 外 纵 墙2.83.15 12=2 78.324.03.15 16 862.852 4 层 内 纵 墙2.83.15 1 37.756.13.0 22=4 325.002 4 层 外 横 墙3.03.2 2 85.2
22、52 4 层 内 横 墙 6.13.0 10 783.243162.62注 ： （ 1） 墙 厚 =240+202=280mm（ 考 虑 抹 灰 层 ）（ 2） 单 位 面 积 重 为 10.2819=5.32 2/KN（ 3） 女 儿 墙 自 重墙 体 为 120 单 砖 ， 女 儿 墙 高 为 1200 ， 外 墙 面 贴 瓷 砖 （ 0.5 KN/ ） ， 内 墙 面 为 20mm 厚 抹 灰 ， 则 女 儿 墙 重 力 荷载 为 ：（ 0.5 150.12 170.02） 1.2=3.168KN/M（ 0.5 150.12 170.02） 1.2（ 43.442 16.442） =37
23、9.40 KN安徽理工大学毕业设计（论文）Anhui University Of Science and Technology- 10 -10.2.5 门窗的自重根 据 建 筑 结 构 荷 载 规 范 GB50009-2001， 木 门 按 0.2 2/KNm考 虑 ， 塑钢 窗 按 0.4 2/KNm考 虑 ， 计 算 结 果 如 表 10-5 所 示 ：表 10-5 门 窗 自 重层 数 墙 体 位 置 门 、 窗 扣 除 门 窗 的尺 寸个 数 扣 除 部 分 墙体 重 量门 窗 重 量 总 扣 除 重量总 和1.81.8 18 258.94 23.328 235.6121.51.2 1
24、6 123.26 11.52 117.74窗 1.20.9 2 9.59 0.864 8.73356.081.22.4 16 197.22 9.22 188.0014外 墙 门1.82.4 2 36.98 1.728 35.252223.2510.2.6 各层的荷载的组合屋 盖 和 楼 盖 重 力 代 表 值 为 ：屋 盖 层 =女 儿 墙 +屋 面 恒 载 +50%雪 载 +纵 横 梁 自 重 +半 层 柱重 +半 层 墙 重 （ 墙 和 门 窗 ）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+楼 面 上 下 各 半 层 墙 重将 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 ：四 层 ： G4=379.40 4313.49+0.5321.37 1388.63 1/21163.36 1/2 (3162.62 356.08 223.25)=8115.53KN
