1 某中学教学楼结构设计计算书

Ⅰ、构件截面尺寸选择和荷载计算

（1）设计基本资料

按设计任务规定的组别，选择开间尺寸为7200mmx9000mm，纵向有12跨，每跨4500mm,横向有3跨，边跨尺寸7200mm，中间跨尺寸3000mm。按此参数和建筑设计中已经进行平面布置。

（2）主要设计参数

根据设计任务书的要求及有关规定，确定如下主要的设计参数：

①抗震设防烈度：8度；抗震设计分组：第一组；房屋高度低于30m，可知框架的抗震等级为二级。

②基本风压：20/5.30mkNW，C类粗糙度

③雪荷载标准值：2m/.50kNSK

④设计使用年限：50年；本建筑为一般民用建筑，安全等级二级；在抗震设计时是丙类建筑

⑤基础顶面设计标高的确定：建筑标高±0.000，建筑绝对标高57.50m，室外地坪标高-0.450m。根据地质勘察报告，基础持力层可以设计在粉质粘土上，选择独立基础时，基础顶面标高可设在-1.0m—-1.6m之间

⑥活荷载标准值及相应系数：按房屋的使用要求，可查得教学楼露面活荷载标准值0.2kq2/mkN，组合值系数7.0c，准永久值系数5.0q

（2）材料的选择

①混凝土

除基础垫层混凝土选择C15外，基础及以上各层混凝土强度均选C25。

②钢筋

框架梁、柱等主要构件纵向受力筋选择HRB335级钢筋，构造钢筋、板筋及箍筋选择HPB级钢筋。

（3）结构构件截面尺寸的选择

①结构平面布置方案

主体结构为5层，底层高度4.2m，其余各层3.9m。

2 外墙240mm，内墙120mm，隔墙100mm，门窗布置见门窗洞口总表。

②构件截面尺寸的选择

a.根据平面布置，双向板短向跨度ml5.4，取板厚h=150mm,3513014500150lh,满足要求。

b.框架梁

边横梁，l7200mm,mmbhbmmhlh30031~21,700141~81取

跨中横梁，mmbmmhmml250,500,3000取

纵梁，mmbmmhmml250,500,4500取

次梁，mmbmmhlhmml250,600,181~121,7200取

c.柱截面尺寸

当选择基础标高为-1.200m时，则一层柱的高度为4.2m+1.2m=5.4m，按

mmHbc360015，又框架主梁b=300mm，则初选柱截面宽度mmbc500，

故中柱截面初选尺寸mmmmhbcc500500

简单验算：

假定楼层各层荷载设计值为162/mkN，则底层中柱的轴力近似为

kNN.43110.5012.54.27167.90,8.10,4.50.1,4.54.311000查表得，blmHlmHkNN

满足要求%,3%8.70.619593005005009.1197.09.010.43110.90'23'ccSycShbAmmfAfNA

边柱承受轴力较小，但承受弯矩相对较大，按轴心受压验算，取1.5N，有

kNN46656.50.5112.54.2716

3 满足要求%,3%24.1.878973005005009.1197.09.010.64665.90'23'ccSycShbAmmfAfNA

故中柱取mmmmhbcc500500

边柱取mmmmhbcc500500

Ⅱ、竖向荷载的计算

（1）屋面恒荷载标准值

30厚细石砼保护层 6.603.00222/mkN

三毡四油防水层 0.42/mkN

20厚水泥砂浆找平层 .402.00222/mkN

100厚水泥蛭石保温层 .50.1052/mkN

150厚钢筋砼板 5.735.1025 2/mkN

15厚板底抹灰 55.20015.011 2/mkN

合计 5.9652/mkN

活荷载标准值

不上人屋面应考虑雪荷载 0.52/mkN

（2）屋面荷载

瓷砖地面 0.552/mkN

150厚钢筋砼板 5.735.10252/mkN

合计 4.5252/mkN

活荷载标准值

按“教学楼”一栏，取2.02/mkN

（3）梁、柱重力荷载

4 梁、柱重力荷载标准值

构件 b(m) h(m) )/(3mkNr  )/(mkNg

边横梁 0.3 0.7 25 1.05 5.51

中横梁 0.25 0.5 25 1.05 3.28

纵梁 0.25 0.5 25 1.05 3.12

次梁 0.25 0.6 25 1.05 3.00

底层柱 0.5 0.5 25 1.10 6.875

标准层柱 0.5 0.5 25 1.10 6.875

注：1）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；g表示单位长度构件的重力荷载。

2）梁长取净长；柱长度取层高

（4）墙体荷载

墙体重力荷载标准值

使用楼层 墙体 层高 荷载标准值（kN/m） 门窗洞口形式

底层 1 外纵墙 4.2 （8x0.24+0.6+0.4)x(4.2-0.5-0.42)+(16x0.25+0.6+0.4)x0.42= 11.68 0.7 8.17

2 外横墙 4.2 （8x0.24+0.6+0.4)x(4.2-0.7-0.42)+(16x0.25+0.6+0.4)x0.42= 11.09 1.0 11.09

3 内纵墙 4.2 （8x0.24+0.6+0.4)x(4.2-0.5-0.42)+(16x0.12+0.6+0.4)x0.42= 6.92 0.7 4.84

4 内横墙 4.2 （8x0.24+0.6+0.4)x(4.2-0.5-0.42)+(16x0.12+0.6+0.4)x0.42= 6.56 1.0 6.56

5 内隔墙 4.2 （8x0.24+0.6+0.4)x(4.2-0.5-0.42)+(16x0.1+0.6+0.4)x0.42= 6.10 1.0 6.10

标准层 1 外纵墙 3.9 （8x0.24+0.6+0.4)x(3.9-0.5-0.42)+(16x0.24+0.6+0.4)x0.42= 10.73 0.7 7.51

2 外横墙 3.9 （8x0.24+0.6+0.4)x(3.9-0.7-0.42)+(16x0.24+0.6+0.4)x0.42= 10.15 1.0 10.15

3 内纵墙 3.9 （8x0.24+0.6+0.4)x(3.9-0.5-0.42)+(16x0.12+0.6+0.4)x0.42= 6.39 0.7 4.48

4 内横墙 3.9 （8x0.24+0.6+0.4)x(3.9-0.7-0.42)+(16x0.12+0.6+0.4)x0.42= 6.04 1.0 6.04

5 内隔墙 3.9 （8x0.24+0.6+0.4)x(3.9-0.6-0.42)+(16x0.1+0.6+0.4)x0.42= 5.62 1.0 5.62

屋顶 1 女儿墙 0.5 （8x0.12+0.6+0.4)x0.5= 1.08 1.0 1.08

5 Ⅲ、水平风荷载的计算

①风荷载标准值计算

kNP.578).935.64(.50544.301

kNP.671).93.93(.50544.302

kNPP.67123

kNP.773).93.93(.50545.304

kNP.141.93.50549.305

每榀框架各层所受风荷载标准值

kNPF4.561211 kNPF7.951222

kNPF7.951233 kNPF.1561244

kNPF3.431255

②、内力计算

a.梁、柱线刚度计算

横梁线刚度计算表

类别 )/(2mmNEc )(mmmmhb )(40mmI )(mml )(0mNlIEC•

)(20mNlIEC•

边横梁 410.82 700300 91075.58 mm7200 10103.33 10106.66

中横梁 410.82 250250 91004.62 mm3000 10103.43 10106.84

柱线刚度计算表

楼层 )(mmhc )/(2mmNEc

)(mmmmhb )(4cmmI

)(mNlIECC•

1 5400 410.82 500500 10102.50 10100.72

2—5 3900 410.82 500500 10102.50 10103.73

6 b.梁、柱相对相对线刚度（取中框架）

假设边横梁的相对线刚度为1，则中横梁的相对线刚度为0.73，,2—5层柱的相对线刚度为1.12，底层相对线刚度为0.81

c.风荷载作用计算简图

风荷载标注值作用下计算简图

d.各柱的反弯点高度

2—5层均在各柱的中点处：my95.1

1层取底层柱高32，即my6.3324.5

e.柱剪力分配系数：

因柱截面一样，剪力平均分配，即25.0DCBAyyyy

f.从第五层开始计算，求各柱的剪力

kNVVVVkNFVDCBA15.16.425.06.455

7 kNVVVVkNFFVDCBA.23.812544

kNVVVVkNFFFVDCBA.25.8205433

kNVVVVkNFFFFVDCBA.27.82854322

kNVVVVkNFFFFFVDCBA8.39.537543212

g、根据柱剪力和梁分配系数，求柱弯矩图

计算略，弯矩图和剪力图如下：