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1、某图书馆（框架结构）设计计算书第一节 设计资料1. 设计标高：室内设计标高0.000，室外高差0.450M。2. 墙身做法：地面以上采用KP1型多孔砖，地面以下采用标准砖，用M5混合砂浆砌筑。内粉刷为混合砂浆底，纸筋灰厚20mm，“803”内墙涂料两度。外墙仿石面砖。3. 楼面做法：花岗岩面层10厚，20厚1：2.5水泥砂浆找平，现浇板；楼板底面为20mm厚纸筋灰石灰打底，涂料两度。4. 屋面做法：水泥炉渣2%找坡，20厚1：2.5水泥砂浆找平，高分子防水卷材一层1.2厚，25厚挤塑泡沫成品保温层，铺油毛毡隔离层一道，40厚C25刚性防水层。5. 卫生间做法：花岗岩面层10厚, 20厚1：2.
2、5水泥砂浆粘结层，高分子防水卷材一层1.2厚，20厚1：2.5水泥砂浆向地漏找坡，现浇板，楼板底面为20mm厚纸筋灰石灰打底，涂料两度。 6. 门窗做法：门庭处为铝合金门，其他均为木门、塑钢窗、玻璃幕墙另详。7. 地质资料：见随附的地质资料表。8. 抗震设防烈度：六度。9. 基本风压：0.45KN/。10. 活荷载：阅览室2.0 KN/，书库5.0 KN/，走廊楼梯2.5 KN/，上人屋面2.0 KN/，不上人屋面1.5 KN/。二、初估梁柱截面尺寸1. 梁截面初选（轴）跨1、跨2：L=7200mm,h=(1/81/12)L=900mm600mm,取h=700mm; b=(1/21/3)h=3
3、50mm233mm,取b=250mm;跨3：L=2400mm，h=(1/81/12)L=300mm200mm，取h=300mm,b=250mm；2. 柱截面选取h=（1/151/20）H=300mm225mm,但考虑到建筑的要求，取h=b=500mm;三、梁柱线刚度计算 跨1、跨2惯性矩为 =7.15 跨3惯性矩为 =0.56柱截面惯性矩 =5.21 根据公式 , 为计算长度； 梁计算长度为支座中心线的距离；考虑板对梁刚度的影响 中框架梁取2.0，边框架梁取1.5； 柱计算长度 底层取1.0H+500；其余各层为1.25H； 柱的线刚度除底层柱外都乘以0.9。各杆件的线刚度：（）四、恒荷载计算
4、1. 屋面及楼面的永久荷载标准值上人屋面： 40厚C25刚性防水层 250.04=1 KN/铺油毛毡隔离层一道 0.25 KN/25厚挤塑泡沫成品保温层 0.50.025=0.125 KN/高分子防水卷材一层1.2厚 0.01 KN/20厚1：2.5水泥砂浆找平 200.02=0.4 KN/水泥炉渣2%找坡 140.072 =1.008KN/110厚钢筋混凝土板 250.11=2.75 KN/20mm厚纸筋灰石灰打底 160.02=0.32 KN/V型轻钢龙骨吊顶 0.25 KN/ 合计 5.78 KN/楼面：花岗岩面层10厚（20厚1：2.5水泥砂浆找平）250.03=0.75 KN/110
5、厚钢筋混凝土板 250.11=2.75 KN/20mm厚纸筋灰石灰打底 160.02=0.32 KN/V型轻钢龙骨吊顶 0.25 KN/合计 4.07 KN/卫生间：花岗岩面层10厚（20厚1：2.5水泥砂浆找平）250.03=0.75 KN/高分子防水卷材一层1.2厚 0.01 KN/20厚1：2.5水泥砂浆向地漏找坡 200.02=0.04 KN/110厚钢筋混凝土板 250.11=2.75 KN/20mm厚纸筋灰石灰打底 160.02=0.32 KN/涂料两度 0.02 KN/合计 3.98 KN/ 墙身： 合计 17.86 KN/m2. 六层梁所受恒载 线荷载:=5.781.5=8.1
6、45, 0.4167 6.28=5.781.38=7.49,0.383 6.09=5.781.22=13.87, =8.67主梁自重：=0.250.725+0.0217(0.7-0.11)2=4.78 =0.250.3250.02170.22=2.0得：17.15 10.67次梁自重：=0.250.425+0.0217(0.4-0.11)2=2.70 0.250.525+0.0217（0.5-0.11）2=3.39集中荷载:N=(+)+2.707.22+3.396=85.35+9.72+20.34=115.4KN终上,AB梁、BC梁、CD梁所受恒载如下:3. 五层梁所受恒载: 线荷载:=4.0
7、71.5=6.135, 0.4167 4.446=4.071.38=5.65,0.383 4.310=4.071.2=4.91, 3.07主梁自重：=0.250.725+0.0217(0.7-0.11)2=4.78=0.250.3250.02170.22=2.0得：13.54 8.14次梁自重：=0.250.425+0.0217(0.4-0.11)2=2.70 0.250.525+0.0217（0.5-0.11）2=3.39集中荷载:N=(+)+2.707.22+3.396=59.39+9.72+20.34=89.49KN终上,EF梁、FG梁、GH梁所受恒载如下:4. 四层梁所受恒载: 线荷载
8、:=4.071.5=6.135, 0.4167 4.446=4.071.38=5.65,0.383 4.310=4.071.2=4.91, 3.07主梁自重：=0.250.725+0.0217(0.7-0.11)2=4.78=0.250.3250.02170.22=2.0得：13.54 8.14次梁自重：=0.250.425+0.0217(0.4-0.11)2=2.700.250.525+0.0217（0.5-0.11）2=3.39集中荷载:N=(+)+2.707.22+3.396=59.39+9.72+20.34=89.49KN终上,IJ梁、JK梁、KL梁所受恒载如下:5. 三层梁所受恒载:
9、 线荷载:=4.071.5=6.135, 0.2885 5.26=4.071.38=5.65,0.265 4.96 =4.071.5=6.135, 0.4167 4.446=4.071.38=5.65,0.383 4.310=4.071.2=4.91, 3.07=4.071.0=4.09, 2.56150 （As 754mm）主梁自重：=0.250.725+0.0217(0.7-0.11)2=4.78=0.250.3250.02170.22=2.0墙自重：17.86得：+17.86=32.86 8.14 +17.86=27.86 +17.86=31.4次梁自重：=0.250.425+0.021
10、7(0.4-0.11)2=2.700.250.525+0.0217（0.5-0.11）2=3.39集中荷载:N=(+)+3.6+6+17.865.76=(7.53+6.62)4.09+9.72+20.34+102.87=57.87+9.72+20.34+102.87=190.8 KN终上,MN梁、NO梁、OP梁所受恒载如下:6. 二层梁所受恒载: 线荷载:=4.071.5=6.135, 0.4167 4.446=4.071.38=5.65,0.383 4.310=4.071.2=4.91, 3.07主梁自重：=0.250.725+0.0217(0.7-0.11)2=4.78=0.250.325
11、0.02170.22=2.0得：13.54 8.14次梁自重：=0.250.425+0.0217(0.4-0.11)2=2.70 0.250.525+0.0217（0.5-0.11）2=3.39集中荷载:N=(+)+2.707.22+3.396=59.39+9.72+20.34=89.49KN终上,EF梁、FG梁、GH梁所受恒载如下:7.一层梁所受恒载: 线荷载:=4.071.5=6.135, 0.4167 4.446=4.071.38=5.65,0.383 4.310=4.071.2=4.91, 3.07主梁自重：=0.250.725+0.0217(0.7-0.11)2=4.78=0.250
12、.3250.02170.22=2.0得：13.54 8.14次梁自重：=0.250.425+0.0217(0.4-0.11)2=2.70 0.250.525+0.0217（0.5-0.11）2=3.39集中荷载:N=(+)+2.707.22+3.396=59.39+9.72+20.34=89.49KN终上,EF梁、FG梁、GH梁所受恒载如下:8. 整品框架所受恒载（已经对荷载进行等效转换）五、活荷载计算活荷载：阅览室2.0 KN/，书库5.0 KN/，走廊楼梯2.5 KN/，上人屋面2.0 KN/1. 六层梁所受活载 线荷载:=2.01.5=3, 0.4167 2.2=2.01.38=2.76
13、,0.383 2.02.01.2=2.4, 1.5得：4.2 =3.0集中荷载: N=(+)=29.5KN终上,AB梁、BC梁、CD梁所受活载如下:2. 五层梁所受活载 线荷载:=2.01.5=3, 0.4167 2.2=2.01.38=2.76,0.383 2.02.01.2=2.4, 1.5得：4.2 =3.0集中荷载: N=(+)=29.5KN终上,EF梁、FG梁、GH梁所受活载如下:3. 四层梁所受活载 线荷载:=2.01.5=3, 0.4167 2.12=2.01.38=2.76,0.383 2.0 2.01.2=2.4, 1.5得：4.2 =3.0集中荷载： N=(+)=29.5K
14、N终上,IJ梁、JK梁、KL梁所受活载如下:4. 三层梁所受恒载: 线荷载:=2.01.5=3.0, 0.2885 2.57 =2.01.38=2.76,0.265 2.4 =2.01.5=3, 0.4167 2.2=2.01.38=2.76,0.383 2.0=2.01.0=2.0, 1.252.01.2=2.4, 1.5得：=5.0=3.0 =2.5 =4.2集中荷载: N=(+)=(7.53+6.62)2.0=28.3终上,MN梁、NO梁、OP梁所受恒载如下:5. 二层梁所受活载 线荷载:=2.01.5=3, 0.4167 2.12=2.01.38=2.76,0.383 2.0 2.01
15、.2=2.4, 1.5得：4.2 =3.0集中荷载: N=(+)=29.5KN终上,QR梁、RS梁、ST梁所受活载如下:6. 一层梁所受活载 线荷载:=2.01.5=3, 0.4167 2.12=2.01.38=2.76,0.383 2.0 2.01.2=2.4, 1.5得：4.2 =3.0集中荷载: N=(+)=29.5KN终上,QR梁、RS梁、ST梁所受活载如下:7. 整品框架所受活载（已经对荷载进行等效转换）六. 风荷载计算1. 风荷载标准值 风荷载标准值按计算； 基本风压 =0.45；地面粗糙度为B类； 由荷载规范第7.3节查（体形系数），迎风面取0.8，背风面取-0.5； ，取； 取
16、15轴横向框架，其负载宽度为6.0m； 由得沿房屋高度的分布风荷载标准值为： 根据各楼层标高处的高度，由荷载规范表7.2.1，查取，代入上式， 可得各楼层标高处的，见下表：层次621.81.01.2841.02.7731.733517.60.8071.1971.02.5861.616413.40.6151.0951.02.3651.47839.20.4221.001.02.161.3525.00.2291.001.02.161.3510.450.0261.001.02.161.35（2.586+1.616）4.20.5+（2.773+1.733-2.586-1.616）4.2=9.24 KN8
17、.812+0.426+（2.365+1.478）4.2+（2.586+1.616-2.365-1.478）4.2=17.60 KN8.07+0.503+（2.16+1.35）4.2+（2.365+1.478-2.16-1.35）4.2=16.16 KN7.371+0.466+（2.16+1.35）4.2+0=14.98 KN（2.16+1.35）（4.5+4.2）=15.27 KN（2.16+1.35）（4.5+0.45）=9.48 KN七. 框架弯矩计算 1.采用分层法近似计算。为了减少计算误差作出如下修正： 把除底层柱以外的其它个层柱的线刚度乘以修正系数0.9； 杆端分配弯矩向远端传递是，
18、底层柱和各层梁的传递系数仍按远端为固定支撑取为； 其它各柱的传递系数考虑为弹性支撑取；2.采用力矩分配法计算活载作用框架弯矩 各层各杆端弯矩： 将分层法所得的弯矩叠加，并将各节点不平衡弯矩作一次分配；并计算各杆跨中弯矩，为了计算方便活载按满跨计算，在乘以1.15的放大系数； 将分层法所得的弯矩叠加，并将各节点不平衡弯矩作一次分配； 并计算各杆跨中弯矩；八. 框架剪力计算 恒载作用： 取各杆件为隔离体分析；对A点取矩：得：所以：=124.3KN又所以，65.3KN又所以：-50.1KN其它杆件计算过程略。十.风载作用下的框架内力计算 左风作用下的框架内力计算（D值法）计算见下表 风荷载标准值：9
19、.24 KN，17.6 KN，16.2 KN， 15.0 KN，15.3 KN，9.48 KN； 风载作用下的框架各层剪力计算第六层柱AE柱BF柱CG柱DH2.2244.4482.5960.37211.770.5270.6900.5650.1573.204.193.430.952.513.292.690.75第五层柱EI柱FJ柱GK柱HL2.2244.4482.5960.37211.770.5270.6900.5650.1573.204.193.430.957.289.547.802.18第四层柱IM柱JN柱KO柱LP2.2244.4482.5960.37211.770.5270.6900.5
20、650.1573.204.193.430.9511.7015.3312.543.50第三层柱MQ柱NR柱OS柱PT2.2244.4482.5960.37211.770.5270.6900.5650.1573.204.193.430.9515.8020.7016.934.73第二层柱QU柱RV柱SW柱TX2.384.7632.7800.4009.850.5430.7040.5820.1672.683.482.870.8220.025.921.46.1第一层柱QU柱RV柱SW柱TX1.222.441.420.2033.590.5340.6620.5610.31810.1912.6310.706.0
21、725.1231.1426.3815.0 各柱反弯点高度（yh）计算：根据总层数m,该柱所在层n,梁柱线刚度比K，查表得到标准反弯点系数；根据上下横梁线刚度比值i查表得修正；根据上下层高度变化查表的修正值、；各层反弯点高度；层数第六层（m=6,n=6,h=4.2m）柱号/m柱AE2.2240.411000101.72柱BF4.4480.451000101.89柱CG2.5960.431000101.81柱DH0.3720.11000100.42层数第五层（m=6,n=5,h=4.2m）柱号/m柱EI2.2240.451010101.89柱FJ4.4480.451010101.89柱GK2.59
22、60.451010101.89柱HL0.3720.291010101.22层数第四层（m=6,n=4,h=4.2m）柱号/m柱IM2.2240.451010101.89柱JN4.4480.451010101.89柱KO2.5960.451010101.89柱LP0.3720.291010101.22层数第三层（m=6,n=3,h=4.2m）柱号/m柱MQ2.2240.4510101.0701.89柱NR4.4480.4510101.0701.89柱OS2.5960.4510101.0701.89柱PT0.3720.2910101.0701.22层数第二层（m=6,n=2,h=4.5m）柱号/m
23、柱QU2.380.5100.9300.7102.25柱RV4.7630.5100.9300.7102.25柱SW2.780.5100.9300.7102.25柱TX0.40.5100.9300.7102.25层数第一层（m=6,n=1,h=3.2m）柱号/m柱UY1.220.63001.410002.02柱VZ2.440.55001.410001.76柱Wa1.420.61001.410001.95柱Xb0.20.95001.410.05003.2 各内力图十一.框架梁内力组合 考虑三种内力组合： ， 以下表格中梁端负弯矩均经调幅所得，调幅系数为0.85； 跨中弯矩为梁端弯矩调幅后分配所得；梁
24、的内力组合见附表1；梁的内力组合见附表2；十二.框架配筋计算 混凝土采用C35（），纵向钢筋选用HRB335级钢（）1. 框架梁（1） 梁的正截面受弯承载力计算无论梁是上部，还是下部受拉，都按矩形截面设计。从附表1中取梁AB跨间和支座截面的最不利内力。A右：M=-99.6 ，V=190.7 KN，=0.558=0.054查表得：=0.056= 518.3 实配钢筋318（763 ），=0.46%0.2% 满足要求。AB跨中：M=281.4，V=96.1 KN=0.152，得 =0.168=1489 实配钢筋520（1570 ），=0.9%0.2% 满足要求。钢筋伸入支座，作为支座负弯矩的受压钢
25、筋，=1964 B左：M=-369.5 ，V=-183.2 KN= 0.039 , 取 =0.04 =0.105可认为受压由钢筋全部承受。=1955 实配218 +325（1982 ）（2） 梁斜截面受剪承载力计算AB跨：=2.66 4V=190.7 KN 190.7 KN加密区长度=1050，取1.2m.。非加密区取2股8150，箍筋设置满足要求。梁配筋计算见附表32. 框架柱（1） 柱正截面承载力计算：待添加的隐藏文字内容3A柱：轴向压力设计值 My 85.5 kNM， Ny 2633 kN 构件的计算长度 Lo 3200mm 矩形截面 截面宽度 b 500mm 截面高度 h 500mm
26、采用对称配筋，即：As As 采用C35, fc 16.7 N/mm 钢筋抗拉强度设计值 fy 300N/mm 抗压强度设计值 fy 300N/mm 相对界限受压区高度 b 0.5176纵筋的混凝土保护层厚度 c 30mm 全部纵筋最小配筋率 min 0.80%纵向钢筋最小截面面积： 全部纵向钢筋的最小截面面积 As,min A * min 250000*0.80% 2000mm 一侧纵向钢筋的最小截面面积 As1,min A * 0.20% 250000*0.20% 500mm 附加偏心距 ea Max20, h/30 Max20, 16 20mm 轴向压力对截面重心的偏心距：eo M /
27、N 85500000/2633000 32.5 mm 初始偏心距 ei eo + ea 32.5+20 52.5mm偏心距增大系数 1 0.5 * fc * A / N 0.5*16.70*250000/2633000 0.79 2 1.15 - 0.01 * Lo / h 1.15-0.01*3200/500 1.09 1.0， 取 2 1.0 1 + (Lo / h) 2 * 1 * 2 / (1400 * ei / ho) 1+(3200/500)2*0.79*1.00/(1400*52.5/460) 1.20轴向压力作用点至纵向受拉钢筋的合力点的距离： e * ei + h / 2 -
28、 a 1.20*52.5+500/2-40 273mm *ei = 63 0.3 ho =138 按小偏心受压计算； 0.5828 N * e 1 * fc * b * x * (ho - x / 2) + fy * As * (ho - as) As = As N * e - 1 * fc * b * ho 2 * (1 - / 2) / fy / (ho - as) 2633000*273-1.00*16.7*500*460 2*0.5828*(1-0.5828/2)/300/(460-40) 0所以，只需按构造配筋，622 （As = As1140 mm），另加222在另两边。 3041
29、 /（500500）=1.2 %在按M最大及相应的N一组计算：M 117.5 kNM， Ny 2156 kN附加偏心距 ea Max20, h/30 Max20, 16 20mm 轴向压力对截面重心的偏心距：eo M / N 117500000/2156000 54.5 mm 初始偏心距 ei eo + ea 54.5+20 74.5mm偏心距增大系数 ： 1 0.5 * fc * A / N 0.5*16.70*250000/2633000 0.79 2 1.15 - 0.01 * Lo / h 1.15-0.01*3200/500 1.09 1.0， 取 2 1.0 1 + (Lo / h
30、) 2 * 1 * 2 / (1400 * ei / ho) 1+(3200/500)2*0.79*1.00/(1400*52.5/460) 1.20轴向压力作用点至纵向受拉钢筋的合力点的距离： e * ei + h / 2 - a 1.20*52.5+500/2-40 299 mm *ei = 89 0.3 ho =138 按小偏心受压计算； 0.5357 N * e 1 * fc * b * x * (ho - x / 2) + fy * As * (ho - as) As = As N * e - 1 * fc * b * ho 2 * *(1 - / 2) / fy / (ho - a
31、s) 2156000*299-1.00*16.7*500*460 2*0.5357*(1-0.5357/2)/300/(460-40) 0所以，只需按构造配筋，622 （As = As1140 mm），另加222在另两边。 3041 /（500500）=1.2 %。B柱：轴向压力设计值 Mz 54 kNM， Nz 3699 kN 构件的计算长度 Lo 3200mm 矩形截面 截面宽度 b 500mm 截面高度 h 500mm 采用对称配筋，即：As As 采用C35, fc 16.7 N/mm 钢筋抗拉强度设计值 fy 300N/mm 抗压强度设计值 fy 300N/mm 相对界限受压区高度
32、b 0.5176纵筋的混凝土保护层厚度 c 30mm 全部纵筋最小配筋率 min 0.80%纵向钢筋最小截面面积： 全部纵向钢筋的最小截面面积 As,min A * min 250000*0.80% 2000mm 一侧纵向钢筋的最小截面面积 As1,min A * 0.20% 250000*0.20% 500mm 附加偏心距 ea Max20, h/30 Max20, 16 20mm 轴向压力对截面重心的偏心距：eo M / N 54000000/3699000 15 mm 初始偏心距 ei eo + ea 15+20 35mm偏心距增大系数 1 0.5 * fc * A / N 0.5*16
33、.70*250000/3699000 0.56 2 1.15 - 0.01 * Lo / h 1.15-0.01*3200/500 1.09 1.0， 取 2 1.0 1 + (Lo / h) 2 * 1 * 2 / (1400 * ei / ho) 1+(3200/500)2*0.56*1.00/(1400*35/460) 1.22轴向压力作用点至纵向受拉钢筋的合力点的距离： e * ei + h / 2 - a 1.22*35+500/2-40 253mm *ei = 43 0.3 ho =138 按小偏心受压计算； 0.6637 N * e 1 * fc * b * x * (ho -
34、x / 2) + fy * As * (ho - as) As = As N * e - 1 * fc * b * ho 2 * (1 - / 2) / fy / (ho - as) 3699000*253-1.00*16.7*500*460 2*0.6637*(1-0.6637/2)/300/(460-40) = 1209 mm配筋，总825 （As = As1964 mm），另各加222在另两边。 4687 /（500500）=1.9 % 该柱所受剪力甚小，受剪承载力的箍筋只需按构造设置。 柱端加密区的箍筋选用4肢10100, 非加密区的箍筋选用4肢10150 C柱，D柱： 经比较C、D柱的内力都比A柱小， 配筋同A柱。所以，只需按构造配筋，622 （As = As1140 mm），另加222在另两边。 3041 /（500500）=1.2 % 十三.基础设计根据地质报告及建筑特征，采用钢筋砼预应力管桩，承台的砼才用C25；（1）单桩承载力计算 有三个测试点，对三个点各计算竖向极限承载力，最后
