土木工程专业毕业设计钢框架.pdf

(2)活载(图 2-9b) 楼面活载：
3.屋面框架节点集中荷载标准值（图 2-10）
q AB = q CD =2.0×4.5=9.0 KN/m q BC=2.5×2.4=6.0 KN/m
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G6B
G6C G6D
G6E
（1）恒载
图 2-10 恒载顶层集中力
边柱连系梁自重
0.3×0.4×4.5×25=13.5KN
作用在顶层框架梁上的线恒荷载标准值：
梁自重： 板传来的荷载：
g6AB1=g6CD1= 6.06KN/m
g6BC1=4.44 KN/m
g6AB2=g6CD2=4.99×4.5=22.46 KN/m
g6BC2=4.5×2.4=10.8 KN/m
(2)活载 作用在顶层框架梁上的线活载标准值为：
2.楼面横梁竖向线荷载标准值
0.012×16=0.192 KN／㎡
______________________________________________________________________________________
楼面恒载标准值：
3.692 KN／㎡
（3.192 KN／㎡）
边跨（AB、CD 跨）框架梁自重：
中跨 BC 跨： 梁侧粉刷：
0.33×0.55×25=4.13 KN/m 2×(0.55-0.1) ×0.02×17=0.31 KN/m
______________________________________________________________________________________ 4.44KN/m
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第二章 建筑结构布置与荷载计算
2.1 基本理论 2.1.1 计算单元 一般取中间具有代表性的一榀框架进行分析，本工程选取第 4 榀框架进行分析现浇框架 梁柱的连接点简化为钢接，框架柱与基础的连接简化为固结。
2.1.2 跨度、层高 框架梁跨度取柱子轴线之间的距离。框架层高，底层取基础顶面到二层楼板结构顶面的 距离，本工程取为 5m，其余层取下层结构楼面到上层结构楼面的距离，本工程取 3.6m。
粉刷
2×（0.4－0.12）×0.02×4.5×17=0.86 KN
1m 高女儿墙
1.0×4.5×3.6=16.2 KN
粉刷
1.0×2×0.02×4.5×17=3.06 KN
次梁自重
1/2×(0.35×0.45×6.3×25)=12.4 KN
连系梁传来屋面的自重
2×（4.5×0.5×4.5×0.5）×4.05=41.0 1 KN
四、楼面框架节点集中荷载标准值（如下图）
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GA
GB
Gc
GD
图 2-11
恒载中间层节点集中力
(1)恒载(此处未考虑填充墙自重)
边柱连系梁自重：
13.5 kN
粉刷：
6.06 KN/m
ห้องสมุดไป่ตู้
中跨（BC 跨）梁自重:
4.44 KN/m
作用在楼面层框架梁上的线恒荷载标准值为：
梁自重+墙自重 ： 板传来荷载：
gAB1= gCD1=6.06+3.2×3.6=17.58 KN/m gBC1=4.44 KN/m
gAB2= gCD2=3.692×4.5=16.61 KN/m gBC2=3.192×2.4=7.66 KN/m
q6AB=q6CD=0.5×4.5=2.25 KN/m q6BC=0.5×2.4=1.2 KN/m
(1)恒载
硬木地板
0.2 KN／㎡
15 厚水泥砂浆面层
0.015×20=0.3 KN／㎡
120(100)厚钢筋混凝土现浇板
0.12×25=3 KN／㎡ (0.10×25=2.5 KN／㎡)
12 厚板底粉刷
（2）梁（估算） 框架纵梁：h=（1/12～1/8）l=（1/12～1/8）×9000=750mm, b=300mm 框架横梁：h=（1/12～1/8）l=（1/12～1/8）×6300=500mm，b=300mm 次梁：h=（1/18～1/15）l=（1/18～1/15）×6300=400mm，b=250mm 现浇板：连续单向板，取=110mm，走道取 100mm
屋面恒载标准值：
4.99 KN／㎡
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（4.5 KN／㎡）
梁自重
边跨 AB、CD 跨： 梁侧粉刷：
0.3×0.75×25=5.63KN/m 2×（0.75－0.12）×0.02×17=0.43 KN/m
______________________________________________________________________________________ 6.06KN/m
1.2 建筑与基础设计型式、框架计算方法
本工程为横向框架结构，采用柱下独立基础，在基础顶面设置基础连梁，增强结构的 整体刚度。
框架是典型的杆件体系，近似计算的方法很多，工程中最实用的是力矩分配法及 D 值法，前者多用于竖向作用下求解，后者用于水平作用下求解。本工程采用力矩分配法。
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该方法的使用都作了以下几点的假定： [1]忽略粱，柱轴向变形及剪切变形。 [2]杆件为等截面（等刚度），以杆件轴线作为框架计算轴线。 [3]在竖向荷载下结构的侧移很小，因此在做竖向荷载下计算时，假定结构无侧移。 1.3 主要进程安排 （0）外文资料翻译、调研、复习相关主干课程——寒假； （1）建筑设计，绘制建筑施工图——第 6~7 周； （2）结构平面布置（楼盖布置、估算构件截面尺寸）和荷载计算——第 8 周； （3）竖向荷载作用下横向框架内力计算（采用弯矩二次分配法）、计算结构力学程序核 算——第 9 周； （4）水平地震荷载作用下横向框架内力计算及侧移计算（采用 D 值法）、计算结构力学 程序核算——第 10 周； （5）横向框架梁、柱内力组合（列表进行）和截面设计——第 11~12 周； （6）主楼梯的结构设计——第 13 周； （7）柱下基础设计——第 14 周； （8）绘制横向框架、主楼梯、基础结构施工图——第 12~14 周； （9）用 PKPM 软件对整栋框架结构进行 SATWE 电算并绘制出标准层结构平面图（板配筋 图）和梁配筋平面图——第 15~16 周； （10）电子版毕业设计文件的输入、打印和装订——第 8~16 周
2.2.4 荷载计算 本工程以④轴线横向框架为计算分析对象
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B
CD
E
E
DC
B
恒载图（D-L.T）
活载图（L-L.T）
(a)
(b)
荷载计算简图
(a)恒载作用下结构计算简图； （b）活载作用下结构计算简图
屋面横梁竖向线荷载标准值
(1)恒载
屋面恒载标准值：
40 厚架空隔热板
0.04×25=1KN／㎡
顶层边节点集中荷载
G6A=G6D=124.69KN
中柱连系梁自重
0.35×0.45×4.5×25=17.72KN
粉刷
（0.5－0.1）×0.02×6.3×17×2=1.71KN
连系梁传来屋面自重
2×（4.5×0.5×4.5×0.5）×4.05+2×1/2（4.5+4.5－2.4）×1.2×4.05=73.09KN
顶层中节点集中荷载
148.36KN
(2)活载 Q6A=Q6D=(1/2×0. 5×4.5×1/2×4.5×2)+ 1/2×(6.3+6.3－4.5) ×4.5/2×0.5=9.62KN
Q6B=Q6C= 1/2×(6.3+6.3－4.5) ×4.5/2+2×(4. 5×0.5×4.5×0.5) ×0.5+(2.4×0.5×2.4× 0.5) ×0.5×2+1/2×(4.5+4.5-2.4) ×1.2×0.5=17.58KN
土层 号
天然含 水量
W(%)
①
∕
② 23．1 ③ 15．2
天然 空隙
比 e
0.803
1.147
0.805
塑性 指数
Ip
∕ ∕ ∕
液限指 数 IL
0.61 0．62 0．50
压缩 指标 Es1-2
承载力特 征值
Fak(kpa)
7.5
／
2.5
220
2.5
320
3、抗震设防烈度 7 度（0.15g）第一组 4、荷载资料 （1）办公楼楼面活载，查《建筑结构荷载规范》（GB5000g-2001）。确定楼面活载标准 值，办公室为 2.0 kN/m2，走廊 2.5 kN/m2，楼梯 2.5 kN/m2，卫生间 4.0 kN/m2。（2）不上 人屋面：活载标准值为 0.7 kN/m2。 （3）屋面构造 35mm 厚 490mm×490mm 的 C20 预制钢筋混凝土架空板、防水层、20mm 厚水泥砂浆找平层、 现浇钢筋混凝土屋面板、12mm 厚纸筋石灰粉平顶。 （4）楼面构造：水磨石面层、现浇钢筋混凝土楼面板、12mm 厚纸筋石灰粉平顶。 （5）维护墙：采用 200 厚非承重空心砖（190mm×190mm×190mm），外墙重度 3.6 kN/ m2， 内墙重度 3.2 kN/m2，M5 混合砌筑砂浆，双面粉刷（重度 3.6 kN/ m2）。 本工程采用全现浇框架结构，由于开间较大，双向板的跨度超过经济跨度较多，在楼面 设次梁。
次梁粉刷
1/2×（0.45－0.1）×2×0.02×17××6.3=0.75 KN
次梁传来屋面的自重
1/2×（6.3+6.3－4.5）×4.5/2×4.05=36.91KN
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目录
-0-
第一章 绪论
1.1 工程概况
该工程一栋六层框架结构某高校教学楼，横向框架不少于三跨，总建筑面积为 5427m2。 设计使用年限为 50 年，结构安全等级为二级，环境类别为一类。抗震设防烈度为 7 度， 设计基本地震加速度值为 0.15g，第二组。建筑室内外高差 600mm，室外标高即为现有 自然地面标高。不考虑风荷载设计，其他条件如下： 1、气象资料 （1）基本雪压值：s0=0.65 kN/m2 2、水文地质资料 场地条件：拟建场地地表平整，土层分布见表，场地土类别为Ⅱ类 场地土层物理力学指标如下:
次梁自重
1/2[﹙0.3×0.4×2.4×25﹚﹢﹙0.35×0.45×6.3×25﹚]=16.01 KN
次梁传来屋面的自重
1/2[ ﹙ 6.3+6.3 － 4.5 ﹚ × 4.5/2 × 4.05+(2.4 × 0.5 × 2.4 × 0.5) × 4.05)]
=39.83KN
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2.2 设计计算
2.2.1 确定计算简图 在计算梁柱弯曲刚度时，应考虑楼盖对框架梁的影响，在现浇楼盖中，中框架的截面惯 性矩取 I=2I0，边框架梁取 I=1.5I0。I0 为框架梁按矩形截面计算的截面惯性矩。框架 柱的惯性矩按实际截面尺寸确定。 选取一榀框架的三跨分别为：l=6300、2400、6300。计算简图如下：
2.1.3 构件材料选择： （1）混凝土：本工程取 C30 （2）钢筋：本工程纵向受力钢筋采用 HRB335、构造钢筋采用 HPB235、箍筋采用 HPB235。
2.1.4 构件截面估算及弯曲刚度的确定 （1）柱： 初步估算柱截面 中柱：AC=1.1×12×4.5×9.0×6/0.8×14.3=224300mm2 边柱：AC=1.2×12×4.5×9.0×26/0.8×14.3=244700mm2 取柱截面 500mm×600mm
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2.2.2 梁柱截面尺寸
图 2-8 计算简图
框架柱：本工程均为 500mm×600mm。 梁：横向框架梁 AB、CD 跨：300mm×750mm，BC 跨：300mm×550mm，纵向连系 梁：300mm×400mm，次梁：250mm×450mm。
2.2．3 材料强度等级 混凝土等级：均采用 C30 级； 钢筋直径≥12mm 采用 HRB335 钢筋，其余采用 HPB235 钢筋。
防水层
0.4 KN／㎡
20 厚 1:3 水泥砂浆找平层
0.02×20=0.4 KN／㎡
120(100)厚钢混凝土现浇板
0.12×25=3 KN／㎡
(AB、CD 跨板厚取 120；BC 跨取 100）
（0.10×25=2.5 KN／㎡）
12 厚纸筋石灰粉平顶
0.012×16=0.192 KN／㎡
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