混凝土框架结构课程设计计算书

嘉应学院课程设计任务书

课程名称：混凝土结构设计

设计题目：多层框架结构设计

学院：土木工程学院

班级：土木1301

姓名：健文

学号： 133120001

指导老师：王莺歌

目录

一、设计任务 (1)

1设计容 (1)

2设计条件 (2)

二.框架结构计算过程 (2)

1.平面布置 (3)

2.结构计算简图 (4)

3.力计算 (5)

(1)恒荷载计算 (5)

(2)活荷载计算 (8)

(3)荷载转化 (9)

(4)水平荷载计算 (15)

(5)弯矩调整 (21)

(6)力组合 (23)

三.构件配筋计算 (32)

1.梁的设计 (29)

2.柱的设计 (35)

四.绘制框架结构施工图 (45)

1 设计题目

某办公楼是五层框架结构，建筑平面图如附图所示。采用钢筋混凝土现浇框架结构设计该办公楼。选第②榀框架进行设计。

根据学号选择自己的跨度

2 设计资料

(1) 设计标高：层高3.300m ，室设计标高000.0±m ，室外设计标高-0.600m ，基础

顶面离室外地面为600mm 。

(2) 屋面楼面荷载：恒载1.5 kN/m ²（不包括板结构自重），活载2kN/m ²。 (3) 梁上墙荷载：8kN/m 。

(4) 基本风压：20/60.0m KN w =（地面粗糙度为B 类）。

3 设计容

(1)结构布置及主要构件尺寸初选。

(2)荷载计算。计算第②榀框架的梁柱承受的恒荷载、活荷载、风荷载。 (3)力计算。使用弯矩二次分配法或分层法计算竖向荷载，使用D 值法计算水平荷载。

(4)力组合。考虑永久荷载控制，可变荷载控制情况。 (5)框架的梁柱截面设计。进行正截面、斜截面配筋计算。 (6)绘制一榀框架的结构施工图。

4 提交成果

(1)多层框架设计计算书。 (2)一榀框架结构施工图。

二.框架结构计算过程

1.平面布置

（1）结构平面布置（见图2）

图 2 结构平面布置

（2）构件尺寸确定

楼盖及屋盖均采用现浇混凝土结构，楼板厚度取100mm，边跨（AB、CD）梁：

取h=(1

10~1

12

)L=(1

10

~1

12

)×6900=575~690mm，取h=600mm

b=(1

2~1

3

)h=200~300mm取b=300mm

中跨（BC）梁：取h=(1

10~1

12

)L=(1

10

~1

12

)×2700=225~270mm，取h=450mm

b=(1

2~1

3

)h=83~125m，取b=300mm

柱连系梁：取

h=(1

10~1

12

)L=(1

10

~1

12

)×5700=475~570mm，取500mm

b=(1

2~1

3

)h=166~250m，取200mm

柱截面：

边柱A c≥1.2N

f c 1.2×(1.25×5.7×3.45×14×103×5)

14.3

=144393mm2

中柱A c≥1.2N

f c 1.2×(1.25×5.7×4.8×14×103×5)

14.3

=200895mm2

根据上述估算结构并综合考虑其他因素，本设计柱截面尺寸取值为：1-5层450mm×450mm, 2-5层柱计算高度为层高。取3.3m；底层柱计算高度：h=3.3+0.6+0.6-0.1=4.4m.

2.结构计算简图

（1计算第②榀框架 （2）计算梁、柱线刚度 梁：中框架I b =2I 0 i b =

EI b l b

I 0=

bh 312

边框架I b =1.5I 0 i b =EI b l b

I 0=

bh 312

柱：c

c l EI i =

12

3bh I c =

)(m 1068.80.6/5.05.20121234-3c c E E i ⨯=⨯⨯⨯= 可知：

AB,CD 跨梁： i =2E c ×1

12×0.3×

0.636.9

=15.7×10−4E (m 3)

BC 跨梁： i =1.5E c ×112

×0.3×

0.4532.7

=8.44×10−4E (m 3)

上部各层柱: i =E c ×112

×0.45×

0.4533.3

=10.4×10−4E (m 3)

底层柱： i =E c ×1

12×0.45×0.453

4.4

=7.77×10−4E (m 3)

算竖向荷载柱线刚度乘以0.9系数得：

梁柱线刚度

3.力计算

均布荷载向梁传递的示意图

(1)恒荷载计算

a)屋面框架梁线荷载的标准值:

楼面框架梁线荷载标准值：1.5KN/m2

100mm厚现浇钢筋混凝土板：0.10×25=2.52

/m

kN

屋面恒荷载：4KN/m2

边跨（AB，CD跨）框架梁自重：

0.3×0.6×25=4.5m

kN/

梁侧粉刷： 4.84KN/m

2×（0.6-0.1）×0.02×17=0.34m

kN/

中跨BC跨框架梁自重：

0.3×0.45×25=2.25m

kN/

侧梁粉刷： 2.488KN/m

2×（0.45-0.1）×0.02×17=0.238m

kN/

因此，作用在顶屋框架梁上的线荷载为:

g

5AB1=g

5CD1

=4.84KN/m

g

5BC1

=2.488KN/m

g

5AB2=g

5CD2

=4×5.7=22.8KN/m