四层框架结构教学楼设计计算书

毕业设计

结

构

计

算

书

指导老师：刘文华

mm mm mm 60120240⨯⨯2

/18m

kN =γ

1、结构选型与布置

(1)结构选型

本建筑只有4层，且为教学楼，为便于办公及其他要求，采用大开间。为使结构的整体刚度较好，楼面、屋面、楼梯等主要受力构件均采用现浇框架结构。基础为柱下独立基础。

(2)结构布置

框架结构应设计成双向梁柱抗侧力体系，框架梁、柱中心线宜重合。根据建筑设计，本结构平面图布置如图所示。

图1-1 结构平面布置图

本建筑柱距为4.1米，根据结构布置，本建筑板均为双向板，板厚120mm 。 本建筑的材料选用如下： 混凝土：C30

钢筋：纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB400，其余采用热轧钢筋HPB235

墙体：外纵墙、分户墙采用灰砂砖，其尺寸为 ，重度 门窗 ：钢塑

2、框架计算简图和梁柱线刚度计算

图1-1所示的框架结构体系纵向和横向均为框架结构，是一个空间结构体系，理应按空间结构进行计算。但是，采用手算和借助简单的计算工具计算空间框架太过复杂，《高层建筑混凝土结构技术规定》（JGJ3-2002）允许在纵、横两个方向将其按平面框架计算。夲计算书只做横向平面框架计算，纵向平面框架的计算方法与横向相同，从略。

2/35.0m kN =γ

l

h )81181(-=本计算中，横向柱距4.1米，荷载基本相同，可选用一品框架进行计算与配筋，其余框架可参照次榀框架进行配筋。现以4号轴线的KL-4为计算单元。

（1）梁、柱截面尺寸估算 1）框架横梁截面尺寸框架横梁截面高度 ,

截面宽度 。本结构中，取， mm b 240=,mm h 400= 2）框架柱截面尺寸

底层柱轴力估算：假定结构每平方米总荷载设计值12kN ，则底层中柱的轴力设计值约为：

KN N 32.121061.41.412=⨯⨯⨯=。采用C30混凝土浇捣，查的

。 假定

柱子截面尺寸 ，则柱的轴压比为：

故符合要求。框架梁、柱编号及截面尺寸如图1-1 。为了简化施工，各柱截面从底层到顶层不改变。

（2）确定框架计算简图

框架的计算单元如图1-1所示。框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱子刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱子截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二楼楼面，室内外高差为-0.35米，基础顶面至室外地坪为-1.5米，故基础顶标高至000.0±的距离为-1.60米，故底层柱高5.1米，其他层高3.6米。框架计算简图如图1-2

图1-2框架计算简图

（3）框架梁柱的线刚度计算

由于楼面板与框架梁的混凝土一起浇筑，对于中框架梁取 h b )2

131(-=Mpa f c 3.14=28

.06006003.141458000

=⨯⨯==c fbh N u mm mm h b 600600⨯=⨯0

2I I =

m 102.35.2/4.025.012

1

2100.3/一跨粱：437c •⨯=⨯⨯⨯

⨯⨯==KN l EI i m

1096.3/6.0121

2100.3/m 106.61.5/6.012

1

2100.3/447c 447c •⨯=⨯⨯⨯⨯==•⨯=⨯⨯

⨯⨯==KN l EI i KN l EI i 二层以上柱：底层柱：

二层以上柱线刚度=1.0，则其余各杆件的相对线刚度为：

m

1020.4/4.025.012

1

2100.3/m 100.21.4/4.012

1

2100.3/437c 437c •⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==•⨯=⨯⨯

⨯⨯==KN l EI i KN l EI i 三跨梁：二跨梁：

令

2.08

.90

.202.08.90

.233.08.92

.3c c c ======

i i i 三跨梁：二跨梁：一跨梁： 76.08

.96

.6c ==

i 底层柱： 则框架梁柱的相对线刚度如图1-3所示，作为计算各节点杆端弯矩的分配系数的依据。

图1-3 框架梁柱相对线刚度

3、荷载计算

为了便于以后内力组合，荷载计算按标准值计算且横活荷载分开计算。 (1)恒荷载标准值计算

1)屋面

保护层：30厚C20细石混凝土 2

/60.02003.0m KN =⨯ 隔离层：干铺塑料膜一层

防水层：聚氨酯涂膜

找平层：20厚1：3水泥砂浆 2

/28.01402.0m KN =⨯ 保温层：40厚挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板 2

/16.15.1408.0m KN =⨯ 找平层：20厚1:2水泥砂浆 2

/28.01402.0m KN =⨯

结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 2

/32512.0m KN =⨯

抹灰层：10厚混合砂浆 2

/17.01710.0m KN =⨯

合计：

2

/4.0m KN 2

/53.5m KN

2)各层楼面

地砖面层

30厚1:3干硬性水泥砂浆，面上撒2厚素水泥 水泥砂浆结合层一道

结构层：120后现浇钢筋混凝土板 抹灰层：10厚混合砂浆

合计： 2

/33.4m KN

3）走廊楼面

地砖面层

30厚1:3干硬性水泥砂浆，面上撒2厚素水泥 水泥砂浆结合层一道

结构层：120后现浇钢筋混凝土板 2

/32512.0m KN =⨯

抹灰层：10厚混合砂浆 2

/17.01701.0m KN =⨯ 合计: 2

/33.4m KN 4)梁自重

b ×h=240×400

自重： ()2

/75.112.04.024.025m KN =-⨯⨯

抹灰层：10厚混合砂浆 ()2

/17.017224.012.04.001.0m KN =⨯⨯+-⨯

合计： 2

/92.1m KN

5）柱自重

b ×h=300×400

自重： 2

/34.03.025m KN =⨯⨯

抹灰层：10厚混合砂浆 2

/24.0172)4.03.0(01.0m KN =⨯⨯+⨯ 合计： 2

/24.3m KN 6）外纵横墙自重

2/16.1m KN 2

/32512.0m KN =⨯2/17.01701.0m KN =⨯2/16.1m KN