湘阴县二中教学楼结构手算计算书.doc

湖南城市学院土木工程专业（建筑工程方向）毕业设计手算计算书湘阴县二中教学楼结构手算计算书第一章 设计基本情况一、建筑设计说明1.1 工程名称湘阴县二中教学楼1.2 工程概况建筑总高度为22.5m，六层，层高均为3.6m室内外高差为0.45mm，底层室内设计标高±0.000建筑结构形式为框架结构，建筑总面积为45001.3 建筑等级建筑物耐久等级为二级，耐火等级为二级，防水等级为II级，使用年限为50年1.4 构件材料选择 拟选构件材料如下：（1）混凝土：混凝土均采用C302）钢筋：纵向受力钢筋采用热扎钢筋HRB400，其余采用热轧钢筋HPB3003）墙体：1、所有墙体均采用240厚M10蒸压粉煤灰砖，砂浆强度等级为M5.02、卫生间隔墙采用120厚M10水泥砂浆砌页岩砖，砂浆强度等级为M5.01.5 建筑装修1、一般做法均详见室内外装修表2、内墙面抹灰：凡墙面阳角及门洞转角处均为水泥砂浆护角二、结构设计说明2.1 抗震设防抗震设防烈度为7度，设计抗震分组为第一组；设计地震基本加速度为0.10g2.2气象条件：基本风压=0.4KN/㎡2.3 地质资料 1）II类场地，自然地表1m内为填土，填土下层为3m厚砂质粘土，再下为砾石层。

砂质粘土地基承载力特征值，砾石层为 2）地下水位：地表以下2.0m，无侵蚀性 3）相邻原有建筑基础为条形基础，其底面标高在室外地面下1.2m处，马路上排水暗沟3.0m第二章 ④号轴线框架计算一、 计算任务 1.1、计算简图的确定，选定一榀框架对其进行计算 1.2、计算作用于④轴线的恒载、活载、风荷载、地震作用以及由这些荷载引起的各层梁、柱的内力恒载、活载作用下梁端弯矩计算采用弯矩二次分配法；风载作用下的内力计算要求采用D值法，水平地震作用下的内力采用底部剪力法 1.3、通过《建筑结构荷载规范》的规定，进行内力组合 1.4、对各梁柱截面进行配筋计算二、 计算简图的确定该房屋主体结构共6层，层高均为3.6m假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离底层柱高从基础顶面算至二层楼面，基顶标高根据地质条件、室内外高差，定为0.45m，二层楼面标高为3.60m,故底层柱高为4.6m其余各层柱高从楼面算 至上一层楼面（即层高），均为3.6m由此可绘出框架的计算简图，如图2.1所示 图2.1 框架结构平面布置图屋盖和楼盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构，板厚度取120mm。

梁截面高度按跨度的估算，而且梁的截面尺寸应满足承载力、刚度以及延性的要求梁截面宽度可取梁高，同时不宜小于柱宽，且不应小于200mm框架柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比限值按下列公式计算： 式中：N为柱组合的轴压力设计值；F为按简支状态计算的柱的负载面积；为折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，近似取12-14KN/进行计算；为考虑地震作用组合后柱的轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25；n为验算截面以上的楼层层数2.1、梁的截面计算（1）横向框架梁：边跨：边跨梁跨度为6600mm，取h=600mm，b=250mm； 中跨（走廊）：跨度为2700mm，h=取2）纵向框架梁： 柱距为3300mm，则取h=500mm，b=250mm2.2、柱截面计算边柱： 中柱： 由于柱的横向刚度较纵向小以及考虑到柱距的设置横向与纵向的间距差距较大设柱的截面为矩形，根据《建筑抗震设计规范》规定本框架为三级框架柱截面边长不能小于400mm则边柱和中柱的截面取均为500mmx500mm。

图2.2 ④轴框架结构计算简图2.3、梁、柱的计算高（跨）度 梁的跨度：取轴线间距，即左边跨梁为6.6，中间跨梁为2.7m，；右边跨梁为6.6m 底层柱高：近似取底层层高加1m，即为4.6m； 其它层柱高：取层高，即为3.6m2.4、梁、柱刚度计算框架梁取 构件构件位置截面跨（高）度截面惯性矩截面计算刚度杆件线刚度线刚度相对值梁左边跨0.250.66.600.94右边跨0.250.66.600.94中跨0.250.502.701.33柱两边跨其它层0.500.503. 60——1底层4.60——0.79两中跨其它层0.500.503.60——1底层4.60——0.79框架梁柱的相对线刚度如图2.3所示，作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据 图2.3 框架梁柱相对线刚度三、 荷载计算3.1、自重计算1、屋面及楼面永久荷载标准值①不上人屋面恒载40厚C20细石混凝土 SBS(3+3)改性沥青防水卷材. 20厚1:2.5水泥砂浆找平 20厚憎水珍珠岩板找坡层 50厚挤塑聚苯板 120厚钢筋混凝土板 10厚混合砂浆 合计： ②楼面恒载1-6层楼面： 12厚1:2水泥石子磨光 18厚1:3水泥砂浆找平层 120厚钢筋混凝土 10厚混合砂浆 合计： 2、梁、柱、墙、门、窗重力荷载计算 梁、柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载，其计算过程详见表3.1。

表3.1 梁、柱重力荷载标准值构件边横梁0.250.60251.053.938中横梁0.250.50251.052.625纵梁0.250.50251.053.2812～5层柱0.50.5251.106.8751层柱0.50.5251.106.875 表中为考虑梁、柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数；n表示构件数量；g表示单位长度构件的重力荷载；梁的长度取净长；柱长度取层高 仅对第④轴线的横向框架进行计算，计算单元宽度为3.3m因板的自重已计入楼面（屋面）的恒荷载之中，故计算梁的自重时梁的截面高度应取梁的原高度减去板厚外墙体为240mm厚蒸压粉煤灰砖（），外墙面贴瓷砖（，包括水泥砂浆打底，共厚），内墙面为水泥砂浆墙面（包括15厚1:3水泥砂浆，5厚1:2水泥砂浆，共厚）则外墙单位墙面的重力荷载为： 内墙体为厚蒸压粉煤灰砖（），两侧内墙面为石灰砂浆墙面（包括15厚1:3水泥砂浆，5厚1:2水泥砂浆，共厚），则内墙单位墙面的重力荷载为：卫生间隔墙为120mm厚塑钢门单位面积重力荷载为塑钢窗单位面积荷载为3.2、 恒荷载计算取④号轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为3.3m，计算简图如图3.1所示： 图3.1 板传荷载示意图图3.2 双向板导荷示意图直接传给该框架的楼面荷载如图中水平阴影线所示，计算单元范围内的其余楼面荷载则通过纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。

由于顶层纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合，因此在该层框架节点上还有集中力矩的作用各梁上作用的恒载如图3.3所示图3.3 各梁上作用的恒载计算图1、对于第6层框架梁： 、分别代表横梁自重，为均布荷载形式 、分别代表屋面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载，由图3.1中的几何关系可得： 、分别由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括主梁自重、楼板自重、女儿墙、外天沟自重等重力荷载，计算如下： 集中力矩： 2、对于第1-5层框架梁： 包括粱自重和其上横墙自重，为均布荷载，其它荷载的计算方法同第6层对于厕所卫生间隔墙荷载为简化计算在此结果上进行近似扩大 17.434x1.05=18.31KN/m、分别代表楼面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载 、分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载：包括主梁自重、楼板自重、外墙等重力荷载集中力矩： 表3.2 横向框架恒载汇总表层次63.9383.28116.715 13.67649.42543.841.6325.481.6321-518.313.28113.7911.28646.8554.5506.8190恒载图如下所示： 图3.4 恒载示意图图（P：kN，q：kN/m，M：kN.m）3.3活荷载计算 1、屋面及楼面可变荷载标准值如下：湘阴县屋面雪载标准值 不上人屋面均布活荷载标准值 一般楼面均布活荷载标准值 走廊、楼梯均布活荷载 2、活载计算、分别代表各板传给横梁的梯形活荷载和三角形活荷载，如图3.5所示。

活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下：图3.5 各梁上作用的活载计算图由图3.1中的几何关系可得：（1）对于屋面梁： 集中力矩： 同理在屋面雪荷载的作用下： 集中力矩： （2）对于第1-5层框架梁： 。