模板抗震框架设计计算书

PAGE/NUMPAGES抗震框架设计计算书1设计资料1．本工程为某三层（局部四层）仓库，本工程0.000相当于绝对标高4.000米。常见地下水位在天然地坪（即绝对标高3.700米）下0.500米处。2．屋面做法：4毫米厚防水卷材；20毫米厚水泥砂浆找平层；40毫米厚C20细石混凝土内配φ4＠200双向钢筋网；25毫米厚挤塑泡沫保温隔热板；现浇混凝土板下做20毫米厚纸筋粉底。3．楼面做法：20毫米厚水泥砂浆找平层；现浇钢筋混凝土板；板下20毫米厚纸筋粉底。4．楼、屋面使用可变荷载：楼面可变荷载由指导教师指定；上人屋面为：2.0；不上人屋面为：0.5；楼梯为：2.5。5．材料：混凝土：基础C25；上部结构C25。　　　　墙体：0.000以下采用MU10标准砖，M5水泥砂浆；0.000以上采用MU10多孔砖，M5混合砂浆。外墙均为14毫米厚1：3水泥砂浆底，6毫米厚1：1水泥砂浆加107胶贴白色面砖。内墙用18毫米厚1：6混合砂浆，2毫米厚纸筋灰面，刷白色内墙涂料二度。外墙采用多孔承重空心砖砌筑，内墙采用非承重空心砖砌筑，墙厚均为200毫米。2.结构的选型与布置根据结构承重体系确定框架梁、柱的截面尺寸，确定板的厚度，确定次梁位置及截面尺寸，确定楼梯的形式与尺寸。2.1结构的选型结构形式：现浇钢筋砼框架结构。抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第1组；建筑抗震设防类别为丙类。建筑结构的安全等级为二级。混凝土结构的环境类别：上部为I类。设计基准期50年。本工程场地土为III类场地土。采用横向框架承重结构；一、二、三层层高3.6m，四层层高2.7m。柱网及平面布置方案如图1，混凝土强度等级为C25。2.2结构的布置板、梁、柱截面尺寸初估1）板的厚度h连续双向板：h≥l/50=2000/40=40mm且h≥80mm楼面板为100mm屋面板为100mm2）主梁截面高度:hb=（1/12～1/8）l；取hb=600mm截面宽度：bb＝（1/3～1/2）hb；取bb=300mm3）连续梁截面高度:hb=（1/12～1/18）l；取hb=400mm截面宽度与墙厚相同；取bb=200mm4）次梁截面高度:hb=（1/12～1/18）l；取hb=400mm截面宽度：bb＝（1/3～1/2）hb；取bb=200mm5）框架柱角柱：F=1.9×2.95=5.605m2=1.2×5.605×12×4=322.848KN31918mm2边柱：F=4.35×2.95=12.833m2=1.2×12.833×12×3+1.2×5.605×12=635.098KN62788mm2中柱：F=4.35×5.85=25.448m2=1.2×25.448×12×3+1.2×5.605×12=1180.066KN116665mm2取柱截面为：400×400mm则Ac=160000mm2>116665mm23.结构平面布置图与计算简图4.重力荷载代表值计算4.1五层荷载4mm防水卷材0.05KN/m220mm水泥砂浆0.02×20=0.4KN/m240mmC20细石混凝土0.04×25=0.34KN/m225mm技术泡沫保温隔热板0.025×0.5=0.01KN/m2100mm钢筋混凝土板0.1×25=2.5KN/m220mm纸筋粉底0.02×16=0.32KN/m2恒载：4.28KN/m2活载：0.5KN/m2楼板自重：4.28×（3.5×5.9+3.8×5.9）=184.34KN主梁自重：（0.6-0.1）×0.3×5.1×25×4=76.5KN次梁自重：（0.4-0.1）×0.2×（2.95×4+3.25×4）×25=37.2KN屋顶泛水自重：（3.3+5.7+3.6+5.7）×2×0.3×0.1×25=27.45KN楼板总重：184.34+76.5+37.2+27.45=325.49KN4.2四层荷载4mm防水卷材0.05KN/m220mm水泥砂浆0.02×20=0.4KN/m240mmC20细石混凝土0.04×25=0.34KN/m225mm技术泡沫保温隔热板0.025×0.5=0.01KN/m2100mm钢筋混凝土板0.1×25=2.5KN/m220mm纸筋粉底0.02×16=0.32KN/m2恒载：4.28KN/m2活载：2.0KN/m2柱自重：0.4×0.4×2.7×8×25=86.4KN门窗自重：（2.4×2.3+1.5×2.0）×2×0.5=8.52KN墙自重：[2.1×5.1×4+2.3×（2.8+3.1）×2-（2.4×2.3+1.5×2）×2]×4.1=217.05KN柱、墙、门窗总重：86.4+8.52+217.05=311.97KN女儿墙自重：1.2×（5.8×2+47.9+40.4）×4.1=491.51KN楼板自重：4.28×[47.9×6+5.9×（5.1×8-0.2）]=2255.3KN悬跳板自重：3.22×0.9×47.9×2=277.63KN主梁自重：（0.6-0.1）×0.3×（5.6+5.1）×11×25=441.38KN次梁自重：（0.4-0.1）×0.2×[（47.9-0.4×11）×3+（41.1-0.3×11）×4+（2.95+3.25）×2]=441.15KN女儿墙加楼板总重：491.51+2255.3+277.63+441.38+441.15=3906.97KN4.3三层荷载柱自重：0.4×0.4×3.6×33×25=475.2KN内墙自重：3.0×5.1×2×3.8=116.28KN门窗自重：（2.4×2.3×4+2.7×2.3×16）×0.5=60.72KN外墙自重：[3.2×（47.9-0.4×11）×2+（11.9-0.4×3）×2×3-121.44]×4.1=906.76KN楼梯荷载：梯段斜长：=3.3m①—②轴楼梯自重：[（3.3×0.1+11×0.26×0.15/2）×（2.95-0.2）+2.74×2.95×0.1]×25=57.64KN板底纸筋粉：[3.3×（2.95-0.2）+2.74×2.95]×0.32=5.49KN⑩—=11\*GB2⑾轴楼梯自重：[3.3×0.1+11×0.26×0.15/2]×（3.25-0.2）+2.74×3.25×0.1]×25=63.78KN板底纸筋粉：[3.3×（3.25-0.2）+2.74×3.25]×0.32=6.07KN楼梯活荷载：（2.95+3.25-0.4）×5.6×2.5×0.5=40.6KN楼梯总重：57.64+5.49+63.78+6.07+40.6=173.58KN柱、墙、门窗总重：475.2+116.28+60.72+906.76=1558.96KN板荷载：20mm水泥砂浆0.02×20=0.4KN/m2100mm钢筋混凝土板0.1×25=2.5KN/m220mm纸筋粉底0.02×16=0.32KN/m2恒载：3.22KN/m2活载：3.5KN/m2楼板自重：（3.22+3.5×0.5）×[47.9×6+5.9×（5.1×8-0.2）]=2618.89KN主梁自重：（0.6-0.1）×0.3×（5.6+5.1）×11×25=441.38KN次梁自重：（0.4-0.1）×0.2×[（47.9-0.4×11）×3+（41.1-0.3×11）×4+（2.95+3.25）×2]=441.15KN楼板总重：2618.89+441.38+441.15=3501.42KN4.4一层荷载柱自重：0.4×0.4×4.6×33×25=607.2KN门窗自重：（2.7×2.3×16+2.4×2.3×2+1.8×3.2×2+×0.9×2）×0.5=61.86KN内墙自重：[（5.1×2+3.8）×3+3.4×3.2-0.9×2]×3.8=194.1KN外墙自重：[4.2×（47.9-0.4×11）×2+4×（11.9-0.4×3）×2-（2.7×2.3×16+2.4×2.3×2+1.8×3.2×2）]×4.1=1349.23KN楼梯总重：173.58KN柱、墙、门窗、楼梯总重：607.2+61.86+194.1+1349.23+173.58=2385.97KN4.5重力荷载代表值5.框架刚度计算5.1梁刚度计算部位b×h(m2)跨度L（m）I0=（m4）楼梯边梁边梁中间梁I0=Ib（m4）Ib=(KN˙m)I0=1.5Ib（m4）Ib=(KN˙m)I0=2Ib（m4）Ib=(KN˙m)AC0.3×0.665.4×10-3——8.1×10-33.78×10410.8×10-35.04×104CD0.3×0.65.55.4×10-35.4×10-32.75×1048.1×10-34.12×10410.8×10-35.5×104注：C25混凝土，Ec=28×106。5.2柱的抗侧移刚度（采用D值法）各柱的标号如平面布置图所示对一般层对底层柱的抗侧移刚度如下表层次层高（m）柱号根数Kic(KN˙m)12/h2（1/m2）D=ic104(KN/m)∑D104(KN/m)楼层Di104(KN/m)42.7Z222.410.5462.21×1041.6461.9863.97215.024Z321.550.4371.5903.18Z5230.62.1834.366Z621.860.4821.7533.506233.6Z122.280.5331.66×1040.9260.8191.63832.257Z223.930.6631.0192.038Z321.660.4540.6981.396Z493.040.6030.9278.343Z525.520.7341.1282.256Z622.480.5540.8521.704Z776.350.7601.1688.176Z873.310.6230.9586.70614.6Z122.910.6951.3×1040.5670.5121.02418.646Z225.020.7860.5791.158Z322.120.6360.4690.938Z493.880.7450.5494.941Z527.050.8340.6151.23Z623.170.7100.5231.046Z778.110.8520.6284.396Z874.230.7590.5593.9136自震周期计算（能量法）层次Gi(KN)∑Gi(KN)Di(KN/m)=(m)=∑(m)GiGi235410.715410.713225700.01680.1367739.6441101.109325233.9610644.673225700.03300.1199617.551875.243515560.6816205.351864600.08690.0869483.223141.9921∑16205.351850.419218.3449假定各楼层质点重力荷载代表值Gi水平作用在质点mi上产生的结构变形曲线为第一震型，其各质点mi的水平位移值为Δi取填充墙的周期影响系数为0.7。可得结构基本自震周期为：7水平地震作用计算及弹性位移验算（底部剪力法）7.1水平地震影响系数的计算由表3-2查的，设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅲ，特征周期=0.45s；由表3-4查的，多遇地震，抗震设防烈度为7度（设计地震加速度为0.10g）水平地震影响系数最大值=0.08。由于<=0.48s<5所以=（）0.9=（）0.9×0.08=0.0757.2水平地震作用标准值计算结构总水平地震作用标准值按下式求出，即=Geq=Gi=0.075×0.85×16205.35=1.33.09KN查表3.5，<0.48s<1.4=0.63s时，不考虑顶部附加地震作用。H1=4.6mH2=8.2mH3=11.8mH4=14.5m∑GiHi=5560.68×4.6+5233.96×8.2+4929.23×11.8+481.48×14.5=133643.974KN==×1033.09=197.73KN==×1033.09=331.77KN==×1033.09=449.62KN==×1033.09=53.97KN8框架各层地震力及弹性位移计算8.1各层地震剪力V4=3F4=3×53.97=161.91KNV3=F3+F4=449.62+53.97=503.59KNV2=F2+F3+F4=331.77+449.62+53.97=835.36KNV2=F1+F2+F3+F4=197.73+331.77+449.62+53.97=1033.09KN8.2各楼层弹性位移层次hi(m)Vi(KN)Di(KN/m)Δui=Vi/Di(mm)Δui/hi42.7161.911502401.084×10-433.6503.593225701.564.33×10-423.6835.363225702.597.19×10-414.61033.091864605.5412.04×10-4u=∑Δui=10.77mmu/H=10.77/14500=7.43×10-4<1/550=18.18×10-4，满足要求。9．框架内力分析按以下步骤：7.1利用式将各楼层地震剪力按D值比例分配到各框架柱，可得各层每根柱的剪力值。7.2通过差查附录III中的附表得到各柱的反弯点高度比及其修正值（可近似按倒三角形分布的水平荷载查表），再利用式，确定各层各柱的反弯点高度。7.3按式和式计算出每层柱上下端的柱端弯矩。7.4在此基础上，利用节点的平衡原理，按式和式，求出每层各跨梁端的弯矩。7.5按式求出梁端剪力。7.6由柱轴力与梁端剪力平衡的条件可求出柱轴力水平地震作用下的框架柱剪力和柱端弯矩标准值柱层D52.7121.5133130151300.11413.811.430.4215.6621.6243.3330.749577092700.0196.181.740.459.1811.2233.3630.249577092700.01911.781.740.519.4419.4424.3813.528589058500.02016.652.270.5841.5230.06C52.7177.6145360181500.12516.561.990.5524.5920.1243.3704.7399260121500.0308.113.120.513.3713.3733.31199.2399260121500.03015.443.120.525.4825.4824.31482.322294067800.03019.294.060.5545.6337.33B43.3704.7399260129400.0328.633.70.4512.8215.6733.31199.2399260129400.03216.453.70.527.1427.1424.31482.322294070400.03220.034.820.5547.3838.76A43.3704.7399260107100.0277.142.320.4510.6112.9733.31199.2399260107100.02713.612.320.522.4622.4624.31482.322294063200.02817.983.020.5542.5334.8水平地震作用下边框架梁端弯矩剪力及柱轴力标准值层数跨度L梁AB梁CD跨度走道梁柱A柱B柱C柱DL56.220.1221.626.966.96-6.96　　46.212.799.833.821.1826.888.012.25.8416.789.4310.33-0.9-5.63-3.836.233.0725.069.6921.6728.628.382.225.0617.1817.618.718.32-13.54-13.4926.277.3341.3319.7835.0449.514.092.241.3327.7728.7932.823.02-22.55-33.278．框架重力荷载效应计算计算框架在重力荷载代表值竖向作用下的内力时，作用于框架的重力荷载应取结构及构件自重标准值和可变荷载组合值之和，可变荷载组合值系数应按表的规定取用。本设计是民用建筑，按此规定，重力荷载代表值取全部永久荷载、50%的楼面活荷载和50%的雪荷载。由于本设计结构基本对称，竖向作用下的框架侧移可以忽略，因此，这里可采用弯矩分配法计算框架内力。此时，可以考虑塑性内力重分布进行梁端负弯矩调幅，取弯矩调幅系数为0.8，梁的跨中弯矩应随之做相应的增加。8.1各框架梁上永变的茶载计算。5层：女儿墙：3.4*0.7=2.38Kn/M梁：25*0.25*0.6=3.75KN/M板传来的梯形荷载：G=(1.5+25*0.11)*3.8/2=8.08KN/M则该跨梁承受的等效均布荷载：4层：AB跨：梁自重：3.75kn/m板传来的梯形恒载：G=(1.5+25*0.11)*3.8/2*2=16.15N/M等效系数BC跨梁自重：25*0.2*0.4＝2KN/M板传来的三角形恒载：g=(1.5+25*0.11)3.8/2=15.20KN/MCD跨：墙自重：3.4*（2.7-0.6）＝7.14KN/M梁自重：3.75KN/M板传来的梯形恒载：G=(1.5+25*0.11)*3.8/2=8.08KN/M2、3层：AB跨：墙：3.9*（3.3-0.6）＝10.53KN/M梁：3.75KN/M板传来的梯形恒载：G=(1.5+25*0.1)*3.8/2*2=15.20N/M板传来的梯形活载：3.5*3.8/2*2＝13.3KN/MBC跨，梁：2kn/m板（三角形恒载）：（1.5+25*0.08）*3.8＝13.3KN/M板（三角形恒载）：3.5*3.8/2*2=13.3KN/MBC跨，墙：10.53KN/M梁：3.75kn/m板（梯形恒载）：（1.5+25*0.1）*3.8/2＝7.6KN/M板（梯形恒载）：3.5*3.8/2*=6.65KN/M8.2CD跨梁承受梯柱集中力（其中梯段宽1.75m，长6.0m，平台宽2.0m）F＝6.5*1.75*3+25*0.1*3.8/2*0.7*2.5+（1.5+25*0.11）*3.8/2*5/8*3.8/2+3.5*（1.75*3+3.8/2）*0.5＝38.88KN8.3柱端所受集中力及其偏心弯矩（其中偏心矩0.1m）5层：C轴柱：D轴柱：则M4层：A轴：B轴：MC轴：MD轴:2、3层所集中力及其偏心弯矩A轴：板（（1.5+25*0.1）+3.5/2）*3.8/2*5/8＝6.83KN/M墙：3.9*（（3.8-0.4）*（3.3-0.4）-2.4*2）＝19.73KN窗：0.5*2.4*2＝2.4KN\梁：25*0.2*0.4*3.8＝7.3KNB轴：等效荷载折减系数板：{{1.5+25*0.1}+3.5/2}*3.8/2*5/8*3.8+[(1.5+25*0.08)+3.5/2]*3.8/2*=6.83*3.8+8.30*3.8=57.49KN墙：3.4*（3.8-0.4）*（3.3-0.4）＝14.46KN梁：7.6KNC轴：板6.83*3.8/2+8.30*3.8=44.52KN/M墙：14.46/2=7.23KN梁：27.6KN楼梯：1.0*3.8*0.1*25+6.5*1.75*2*6/2+3.5*（1.75*2*6）*0.5＝77.75KND轴：8.4利用弯矩二次分配法计算框架内力正常步骤：1梁上竖向荷载2求固端弯矩：3利用迭代法进行弯矩二次分配4计算分配系数分配系数按下式计算：5弯矩分配与传递弯矩分配与传递弯矩分配与传递按下表的方法进行。首先将各节点的分配系数填在相应方框内；将梁的固端弯矩填写在框架横梁相应位置上。然后将节点放松，把各节点不平衡弯矩同时进行分配。假定远端固定进行传递(不向滑动端传递)：右(左)梁分配弯矩向左(右)梁传递；上(下)柱分配弯矩向下(上)柱传递(传递系数均为1／2)。第一次分配弯矩传递后，再进行第二次弯矩分配，然后不再传递。实际上，弯矩二次分配法，只将不平衡弯矩分配两次，将分配弯矩传递一次。9.内力组合及调整9.1.框架的内力组合与调整1)AB梁梁端组合弯矩设计值梁左端地震弯矩逆时针方向作用且时，梁左端负弯矩地震弯矩顺时针方向作用且时，梁左端正弯矩地震弯矩逆时针方向作用且时，梁左端正弯矩梁右端地震弯矩顺时针方向作用且时，梁右端负弯矩地震弯矩逆时针方向作用且时，梁右端正弯矩地震弯矩逆时针方向作用且时，梁右端正弯矩梁端组合弯矩设计值最后取值为：梁左端负弯矩：-42.35KN.M梁左端正弯矩：0.0KN.M梁右端负弯矩：-50.77KN.M梁左端正弯矩：0KN.M梁端弯矩顺时针方向作用时的剪力为梁端弯矩逆时针方向作用时的剪力为取进行抗剪承载力验算2)BC梁梁端组合弯矩设计值梁左端地震弯矩逆时针方向作用且时，梁左端负弯矩地震弯矩顺时针方向作用且时，梁左端正弯矩地震弯矩逆时针方向作用且时，梁左端正弯矩梁右端地震弯矩顺时针方向作用且时，梁右端负弯矩地震弯矩逆时针方向作用且时，梁右端正弯矩地震弯矩逆时针方向作用且时，梁右端正弯矩梁端组合弯矩设计值最后取值为：梁左端负弯矩：-25.62KN.M梁左端正弯矩：0KN.M梁右端负弯矩：-34.34N.M梁左端正弯矩：11.37KN.M梁端弯矩顺时针方向作用时的剪力为梁端弯矩逆时针方向作用时的剪力为取进行抗剪承载力验算3CD梁梁端组合弯矩设计值梁左端地震弯矩逆时针方向作用且时，梁左端负弯矩地震弯矩顺时针方向作用且时，梁左端正弯矩地震弯矩逆时针方向作用且时，梁左端正弯矩梁右端地震弯矩顺时针方向作用且时，梁右端负弯矩地震弯矩逆时针方向作用且时，梁右端正弯矩地震弯矩逆时针方向作用且时，梁右端正弯矩梁端组合弯矩设计值最后取值为：梁左端负弯矩：-74.05KN.M梁左端正弯矩：0KN.M梁右端负弯矩：-79.21N.M梁左端正弯矩：0KN.M梁端弯矩顺时针方向作用时的剪力为梁端弯矩逆时针方向作用时的剪力为取进行抗剪承载力验算9.2.柱（Z3）的内力组合与调整1）4层柱柱端组合弯矩设计值B.柱端弯矩组合计算柱顶弯矩：（逆时针）（顺时针）柱底弯矩：（逆时针）（顺时针）B.柱端弯矩调整因为轴压比小于0.15，所以无需调整柱端组合剪力设计值3层柱（1）柱端组合弯矩设计值A柱端弯矩组合计算柱顶弯矩：（逆时针）（顺时针）柱底弯矩：（逆时针）（顺时针）B.柱端弯矩调整(2)柱端组合剪力设计值底层柱（1）柱端组合弯矩设计值a.柱端弯矩组合计算柱顶弯矩：（逆时针）（顺时针）柱底弯矩：（逆时针）（顺时针）b.柱端弯矩调整(2)柱端组合剪力设计值10.截面抗震承载力验算10.1.四层梁截面抗震承载力下面以AB梁正截面抗弯承载力计算为例梁端在地震反复作用下受弯承载力应满足下列要求：在正弯矩下：在负弯矩下：左梁A.梁左端上部配筋选用216,。B梁右端上部配筋选用216,。同理可得BC和CD梁正截面抗弯承载力的计算　　　　　　　　　　　AB左56525042.350.0340.983190.6　　　　右56525050.770.0410.98229.2　　　　中间565250740.0580.97337.56　　　BC左36520025.620.0630.968181.3　　　　右36520034.340.0850.958245.5　　　　中间365200120.0280.98683.36　　　CD左56525074.050.0630.968338.5　　　　右56525079.210.0650.962365.85　　　　中间565250420.0330.983189.05　　　斜截面承载验算。检验AB梁截面尺寸：选取d=10mm，加密区长度为1.5h=1.5×500=750mm，箍筋s=min{100，600/4，8×14=112}取双肢箍φ8@100，则满足要求同理可进行BC和CD斜截面承载验算。　　　　　　　　AB565250395.5117.040.162773　　BC365200204.4115.620.619322　　CD565250395.5120.60.183176　　Z3柱截面抗震承载力1）验算柱子轴压比底层柱子：满足要求其余各层均可满足。正截面承载力计算（1）轴力组合设计值（与柱端逆时针弯矩对应）（与柱端顺时针弯矩对应）（2）正截面承载力计算，,取，取则采用对称配筋按大偏压受压构件计算选220，。柱四边均配筋220，总配筋420，。满足要求斜截面抗剪承载力计算。柱截面尺寸验算：B.柱抗剪承载力验算选取d=8mm，底层上端加密区长度为700mm，下端加密区长度为1500mm,一般层为500mm,加密区箍筋s=min{150，8×20}=150，选用φ8@100复合箍。非加密区配筋改为φ8@200复合箍则体积配箍率为满足要求满足要求11.参考文献《建筑抗震设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》GB50011—2001《混凝土结构 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 图平面整体表示方法制图规则和构造详图》03G1013.《建筑抗震设计第二版》·科学出版社，20074.《混凝土结构上册混泥土结构设计原理》·中国建筑工业出版社20055.《混凝土结构上册混泥土结构与砌体结构设计》·中国建筑工业出版社2008友情提示：方案范本是经验性极强的领域，本范文无法思考和涵盖全面，供参考!最好找专业人士起草或审核后使用。