钢筋混凝土现浇框架课程设计计算书目录一、设计任务 (2)1设计内容 (3)2设计条件 (3)二.框架结构计算过程 (3)1.平面布置 (4)2.结构计算简图 (4)3.内力计算 (5)(1)恒荷载计算 (5)(2)活荷载计算 (8)(3)荷载转化 (9)(4)水平荷载计算 (22)(5)弯矩调幅 (26)(6)内力组合 (27)三.构件配筋计算 (34)1.梁的设计 (34)2.柱的设计 (42)四.绘制框架结构施工图 (50)一、设计任务某五层教学楼，钢筋混凝土现浇框架结构。
建筑平面为一字形，如图1所示。
底层层高 4.2m，其它层高 3.6m，室内外高差0.3m。
(结构布置如下图1)图11设计内容（1）结构布置确定柱网尺寸，构件截面尺寸，绘制框架结构平面布置图。
（2）框架内力计算竖向荷载作用下可按分层法计算内力，水平荷载作用下按D值法计算框架内力。
（3）内力组合（4）框架梁和柱承载力计算①框架梁承载力计算包括正截面和斜截面承载力计算，计算梁的纵向钢筋和箍筋，并配置钢筋。
②框架柱承载力计算包括正截面和斜截面承载力计算，计算柱的纵向钢筋和箍筋，并配置钢筋。
（5）框架侧移验算验算顶点侧移和层间侧移，使之符合规范要求。
（6）绘制框架配筋施工图。
2设计条件(1)气象条件基本风压0.5+6×0.01=0.56kN/m2，地面粗糙度为B类。
注：以现场按编号布置的为准,本人编号6号(2)工程地质条件地表下0-10m深度土层均可做天然地基，地基承载力为180kPa。
(3)屋面及楼面做法:①屋面做法:现浇楼板上铺膨胀珍珠岩保温层（檐口处厚100mm，2%自两侧檐口向中间找坡）；1：2水泥砂浆找平层厚20mm；现浇混凝土楼板100mm；15mm厚纸筋面石灰抹。
②楼面做法:顶层为20mm厚水泥砂浆找平；5mm厚1：2水泥砂浆加“107”胶水着色粉面层；现浇混凝土楼板；底层为15mm厚纸筋面石灰抹底。
(4)楼面屋面活荷载为：1.5＋28×0.01=1.78 kN/m2（注：楼面、屋面活荷载以现场按学号布置的为准,本人学号28）二.框架结构计算过程1.平面布置（1）结构平面布置（见图2）图 2 结构平面布置（2）构件尺寸确定边跨（AB 、CD ）梁：取 中跨（BC ）梁：取 h=400mm边柱（A 轴、D 轴）连系梁：取中柱（B 轴、C 轴）连系梁：取b ×h=250mm ×400mm 柱截面均为 b ×h=300mm ×500mm 现浇楼板厚100mm 。
2.结构计算简图（1）确定结构计算单元阴影（见图1阴影所示）。
（2）计算梁、柱线刚度（见图3）（同时由资料可知底层层高为4.5m ，其他各层为3.6m ） 依据 1）梁：o b I I 2= b b b l EI i = 123bh I o = 2）柱：c c l EI i = 123bh I c =可知：AB,CD 跨梁：)(m 1068.80.6/5.05.20121234-3cc E E i ⨯=⨯⨯⨯= BC 跨梁：)(m 108.97/3.405.20121234-3cc E E i ⨯=⨯⨯⨯= 上部各层柱: )(m 106.336./35.40.3012134-3cc E E i ⨯=⨯⨯⨯= 底层柱：)(m 1056.4/55.40.3012134-3cc E E i ⨯=⨯⨯⨯=算竖向荷载柱线刚度乘以0.9系数得：500036003600360036006000300060005.705.705.705.704.568.688.688.688.688.68 5.705.705.705.704.568.898.898.898.898.89 5.705.705.705.704.568.688.688.688.688.685.705.705.705.704.56梁柱线刚度图33.内力计算(1)恒荷载计算a)屋面框架梁线荷载的标准值:20mm 厚1:2水泥砂浆： 2/4k .02002.0m N =⨯ 100-150mm 厚膨胀珍珠岩：2/875.07215.010.0m kN =⨯+ 100mm 厚先交钢筋混凝土板：0.10×25=2.52/m kN15mm 厚纸筋石灰抹底：0.015×16=0.242/m kN 屋面恒荷载： 4.182/m kN 边跨（AB ，CD 跨）框架梁自重： 0.25×0.5×25=3.13m kN /梁侧粉刷： 3.42/m kN 2×（0.5-0.1）×0.02×17=0.27m kN / 中跨BC 跨框架梁自重： 0.25×0.4×25=2.5m kN /侧梁粉刷： 2.72/m kN 2×（0.4-0.1）×0.02×17=0.2m kN / 因此，作用在顶屋框架梁上的线荷载为： m kN g g CD AB /4.31515== m kN g BC /7.215=8.185.418.42525=⨯==CD AB g g kN/m 54.12318.4g 25=⨯=BC kN/m b)楼面框架梁线荷载标准值25mm 厚水泥砂浆面层： 0.025×20=0.502/m kN 100mm 厚先交钢筋混凝土板：0.10×25=2.52/m kN 15mm 厚纸筋石灰抹底： 0.015×16=0.242/m kN 楼面恒荷载： 3.242/m kN边跨框架梁及侧梁粉刷 3.42/m kN边跨填充墙自重 墙面粉刷中跨框架梁及侧梁粉刷因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为：kN 644.19224.164.3g g 11=+==CD AB m kN g BC /7.21=kN 58.145.424.3g g 22=⨯==CD AB kN 72.9324.3g 2=⨯=BC c ）屋面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁梁自重0.25×0.5×4.5×25=14.1kN 粉刷0.02×（0.5－0.1）×2×4.5×17=1.22 kN连系梁传来的屋面自重0.5×4.5×0.5×4.5×4.18=21.16 kN 顶层边节点集中荷载 ==D A G G 6636.48 kN 中柱连系梁自重0.25×0.4×4.5×25=11.25 kN 粉刷0.02×（0.4-0.1）×2×4.5×17=0.92 kN连系梁传来的屋面荷载0.5×（4.5+4.5-3）×1.5×4.18=18.81 kN0.5×4.5×2.25×4.18=21.16 kN顶层中节点集中荷载 ==C B G G 6652.14 kN d)楼面框架节点集中荷载标准值 边柱连系梁自重14.1 kN kN 粉刷1.22 kN墙体自重4.5×0.24×(3.6-0.5)×19=63.61 kN 墙体粉刷4.5×0.02×2×3.6×17=11.02 Kn框架柱自重0.3×0.45×3.6×25=12.15 kN （柱子粉刷算在墙体之中） 连系梁传来的楼面自重0.5×4.5×0.5×4.5×3.24=16.4 kN 中间层边节点集中荷载 ==D A G G 118.5 Kn 中柱连系梁自重11.25 kN 中柱粉刷0.92 kN内纵墙自重4.5×(3.6-0.4)×0.24×19=65.66 kN 内纵墙粉刷4.5×(3.6-0.4)×2×0.02×17=9.79 kN 框架柱自重12.15 kN （柱子粉刷算在墙体之中）连系梁传来的楼面荷载0.5×（4.5+4.5-3）×1.5×3.24=14.58 kN0.5×4.5×2.25×3.24=16.4kN中间层终结点集中荷载 ==B C G G 130.75 Kne ）恒荷载作用下的结构简图如图5图5 恒荷载作用下结构计算简图(2)活荷载计算屋面活荷载1.78KN/m 2，楼面活荷载1.78KN/m 2，走廊楼面活荷载1.78KN/m 2。
活荷载计算值如下：==CDAB p p 55 1.78×4.5 =8.01kN/m N p BCk 34.5378.15=⨯=/m N P P D A k 02.1278.165.425.055=⨯⨯⨯==/m ==C B P P 55k 03.1878.135.425.05=⨯⨯⨯+A P /m ==CD AB p p 1.78×4.5 =8.01kN/m N p BCk 34.5378.1=⨯=/mN P P DA k 02.1278.165.425.0=⨯⨯⨯==k 03.1878.135.425.0=⨯⨯⨯+==AC B P P P 楼面活荷载作用下的结果计算简图如图6：图6 楼面活荷载作用下结构计算简图(3)荷载转化（同时列出弯矩分配系数如下）梯形转化为均布荷载的公式为：()231112e p p αα=-+ 011020.5l l α=三角形转化为均布荷载的公式为：58e p p =AB0.3960.2840.2410.6040.4320.4580.2840.2840.4320.2840.2840.4320.2840.3010.3030.2360.4610.2320.1820.3540.2320.2320.1820.3540.2320.2320.1820.3540.2320.1950.1900.3710.244弯矩分配系数A.恒载作用下（375.01=α 77.0213121=+-αα） 15AB g ‘=14.48kN /m 15AB g‘‘=14.48+3.4=17.88 kN /m25g BC ’=7.84 kN /m =25g BC ’’7.84+2.7=10.54 kN /m2g AB ‘=11.23kN /m 2g AB ‘‘=11.23+19.64=30.87 kN /m2g BC ’=6.08 kN /m 2g BC ’‘=6.08+2.7=8.78 kN /m转换后恒荷载均分荷载图屋面恒荷载内力利用弯矩分配计算并利用结构对称性取二分之一结构计算,各杆固端弯矩为:a) 顶层：m kN l M AB •=⨯⨯==64.53688.17121g 1212''5''55边边 m N l g M BC •=⨯⨯==k 917.1.554.1031312''555中’‘中 m kN l g M CB •=⨯⨯==45.35.154.10616152''55中’‘中弯矩分配法计算恒荷载顶层各柱端弯矩如下表格：(m N •k ) 杆件位置 A5A4 A5B5 B5A5 B5B4 B5C5' C5'B5 弯矩分配系数 0.40 0.60 0.46 0.30 0.24 固端弯矩 -53.64 53.64 -7.91 -3.45第一次弯矩分配 21.24 32.40 -21.08 -13.86 -10.79弯矩传递-10.54 16.20 10.79第二次弯矩分配 4.17 6.37 -7.47 -4.91 -3.82结果25.42 -25.42 41.29 -18.76 -22.53 7.34 A4A5=31×25.42 =8.47 B4B5=-31×18.75 = -6.25边跨跨中弯矩： 47.10 中跨跨中弯矩: 10.57对应弯矩图如下：b)标准层：m kN l M AB •=⨯⨯==61.92687.30121g 1212''4''44边边 m N l g M BC •=⨯⨯==k 591.61.58.7831312''444中’‘中 m kN l g M CB •=⨯⨯==29.35.178.861612''444中’‘中弯矩分配法计算恒荷载标准层各柱端弯矩如下表格：(m N •k ) 杆件位置 A4A5 A4A3 A4B4 B4A4 B4A3 B4B5 B4C'4 C'4B4 弯矩分配系数 0.28 0.28 0.43 0.35 0.23 0.23 0.18 固端弯矩 -92.61 92.61 -6.59 -3.29第一次弯矩分配 26.30 26.30 40.01 -30.45 -19.96 -19.96 -15.66 弯矩传递 `-15.23 20.00 15.66第二次弯矩分配 4.32 4.32 6.58 -7.08 -4.64 -4.64 -3.64 结果 30.63 30.63 -61.25 75.08 -24.60 -24.60 -25.89 12.37A5A4=31×30.63=10.21 A3A4=31×30.63=10.21B5B4=-31×24.6=-8.2 B3B4=-31×24.6=-8.2边跨跨中弯矩：70.06 中跨跨中弯矩: 16.01 对应弯矩图如下：c)底层：m kN l M AB •=⨯⨯==61.92687.30121g 1212''4''44边边 m N l g M BC •=⨯⨯==k 591.61.58.7831312''444中’‘中m kN l g M CB •=⨯⨯==29.35.178.861612''444中’‘中弯矩分配法计算恒荷载底层各柱端弯矩如下表格：(m N •k )A0A1=21×26.16=13.08 A2A1=31×32.68=10.89 B0B1=-21×20.91=10.46 B2B1=-31×26.16=8.72边跨跨中弯矩： 72.48 中跨跨中弯矩: 17.08 对应弯矩图如下：i.叠加分层法计算结果，并进行节点不平衡弯矩分配，得整个结构弯矩图如下图所示:ii.计算梁端剪力梁平衡受力及柱轴力图如下：顶层集中力：==D A G G 6636.48 kN ==C B G G 6652.14 kN 标准层集中力：==D A G G 118.5 kN ==B C G G 130.75 kN lM l V rM梁平衡受力图由梁的平衡条件可得：l M M ql V r l l +-=2和lM M ql V rl r++=2 m /k 88.17N q =顶层边m /k 54.10q N =顶层中m /k 88.17N q =标准层边 m /k 54.10q N =标准层中可知恒荷载标准值作用下梁剪力、柱轴力图如下：（单位：KN ）B.活载作用下AB p 5‘=AB p ‘=6.17kN /m ABp5；‘=AB p；‘=6.17kN /m BC p 5’=BC p ’=3.34kN /m BC p 5’’=BCp’‘=3.34kN /m转换后活载均布荷载图a)顶层：m kN l M AB •=⨯⨯==51.18617.6121g 1212''4''44"边边 m N l g M BC •=⨯⨯==k 51.21.53.3431312''444"中’‘中m kN l g M CB •=⨯⨯==25.15.134.361612''444"中’‘中 弯矩分配法计算活荷载顶层各柱端弯矩如下表格：(m N •k )杆件位置 A5A4 A5B5 B5A5 B5B4 B5C5' C5'B5 弯矩分配系数 0.40 0.60 0.46 0.30 0.24 固端弯矩 -18.51 18.51 -2.50 -1.25第一次弯矩分配 7.33 11.18 -7.38 -4.85 -3.78 弯矩传递-3.69 5.59 3.78第二次弯矩分配 1.46 2.23 -2.58 -1.69 -1.32结果8.79 -8.79 14.14 -6.54 -7.60 2.53 A4A5=31×8.79 =2.93 B4B5=-31×6.54= -2.18边跨跨中弯矩： 16.31 中跨跨中弯矩: 3.84对应弯矩图如下：(m N •k)b)标准层：m kN l M AB •=⨯⨯==51.18617.6121g 1212''4''44"边边 m N l g M BC •=⨯⨯==k 51.21.53.3431312''444"中’‘中m kN l g M CB •=⨯⨯==25.15.134.361612''444"中’‘中 弯矩分配法计算活荷载标准层各柱端弯矩如下表格：(m N •k )杆件位置 A4A5 A4A3 A4B4 B4A4 B4B3 B4B5 B4C'4 C'4B4 弯矩分配系数 0.28 0.28 0.43 0.35 0.23 0.23 0.18 固端弯矩 -18.51 18.51 -2.50 -1.25第一次弯矩分配 5.26 5.26 8.00 -5.67 -3.71 -3.71 -2.91弯矩传递 `-2.83 4.00 2.91第二次弯矩分配 0.80 0.80 1.22 -1.42 -0.93 -0.93 -0.73 结果 6.06 6.06 -12.12 15.43 -4.64 -4.64 -6.14 1.66A5A4=31×6.06 =2.02 A3A4=31×6.06=2.02B5B4=-31×4.64=-1.55 B3B4=-31×4.64=-1.55对应弯矩图如下：(m N •k )边跨跨中弯矩13.95： 中跨跨中弯矩: 2.6113.95c)底层：m kN l M AB •=⨯⨯==51.18617.6121g 1212''4''44"边边 m N l g M BC •=⨯⨯==k 51.21.53.3431312''444"中’‘中m kN l g M CB •=⨯⨯==25.15.134.361612''444"中’‘中 A0A1=21×5.18=2.59 A2A1=31×6.47=2.16B0B1=-21×3.95=-1.98 B2B1=-31×4.94=-1.67边跨跨中弯矩： 14.33 中跨跨中弯矩: 2.99 对应弯矩图如下：i叠加分层法计算结果，并进行节点不平衡弯矩分配，得整个活载下结构弯矩图如下图所示:ii 计算梁端剪力梁平衡受力及柱轴力图如下：lM l V rM rV梁平衡受力图由梁的平衡条件可得：l M M ql V r l l +-=2和lM M ql V rl r ++=2 m /k 17.6N q =边m /k 34.3q N =中可知恒荷载标准值作用下梁剪力、柱轴力图如下：（单位：KN ）(4)水平荷载计算风压彼岸准直计算公式： oz s z ωμμβω•••= 因为高度H=23m<30m,可取s μ=1.3，z μ可查《建筑结构荷载规范》，将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，计算过程如下表。