嘉应学院课程设计任务书课程名称：混凝土结构设计设计题目：多层框架结构设计学院：土木工程学院班级：土木1301姓名：健文学号： 133120001指导老师：王莺歌目录一、设计任务 (1)1设计容 (1)2设计条件 (2)二.框架结构计算过程 (2)1.平面布置 (3)2.结构计算简图 (4)3.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 (15)(5)弯矩调整 (21)(6)力组合 (23)三.构件配筋计算 (32)1.梁的设计 (29)2.柱的设计 (35)四.绘制框架结构施工图 (45)1 设计题目某办公楼是五层框架结构，建筑平面图如附图所示。
采用钢筋混凝土现浇框架结构设计该办公楼。
选第②榀框架进行设计。
根据学号选择自己的跨度2 设计资料(1) 设计标高：层高3.300m ，室设计标高000.0±m ，室外设计标高-0.600m ，基础顶面离室外地面为600mm 。
(2) 屋面楼面荷载：恒载1.5 kN/m ²（不包括板结构自重），活载2kN/m ²。
(3) 梁上墙荷载：8kN/m 。
(4) 基本风压：20/60.0m KN w =（地面粗糙度为B 类）。
3 设计容(1)结构布置及主要构件尺寸初选。
(2)荷载计算。
计算第②榀框架的梁柱承受的恒荷载、活荷载、风荷载。
(3)力计算。
使用弯矩二次分配法或分层法计算竖向荷载，使用D 值法计算水平荷载。
(4)力组合。
考虑永久荷载控制，可变荷载控制情况。
(5)框架的梁柱截面设计。
进行正截面、斜截面配筋计算。
(6)绘制一榀框架的结构施工图。
4 提交成果(1)多层框架设计计算书。
(2)一榀框架结构施工图。
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）构件尺寸确定楼盖及屋盖均采用现浇混凝土结构，楼板厚度取100mm，边跨（AB、CD）梁：取h=(110~112)L=(110~112)×6900=575~690mm，取h=600mmb=(12~13)h=200~300mm取b=300mm中跨（BC）梁：取h=(110~112)L=(110~112)×2700=225~270mm，取h=450mmb=(12~13)h=83~125m，取b=300mm柱连系梁：取h=(110~112)L=(110~112)×5700=475~570mm，取500mmb=(12~13)h=166~250m，取200mm柱截面：边柱A c≥1.2Nf c 1.2×(1.25×5.7×3.45×14×103×5)14.3=144393mm2中柱A c≥1.2Nf c 1.2×(1.25×5.7×4.8×14×103×5)14.3=200895mm2根据上述估算结构并综合考虑其他因素，本设计柱截面尺寸取值为：1-5层450mm×450mm, 2-5层柱计算高度为层高。
取3.3m；底层柱计算高度：h=3.3+0.6+0.6-0.1=4.4m.2.结构计算简图（1计算第②榀框架 （2）计算梁、柱线刚度 梁：中框架I b =2I 0 i b =EI b l bI 0=bh 312边框架I b =1.5I 0 i b =EI b l bI 0=bh 312柱：cc l EI i =123bh I c =)(m 1068.80.6/5.05.20121234-3c c E E i ⨯=⨯⨯⨯= 可知：AB,CD 跨梁： i =2E c ×112×0.3×0.636.9=15.7×10−4E (m 3)BC 跨梁： i =1.5E c ×112×0.3×0.4532.7=8.44×10−4E (m 3)上部各层柱: i =E c ×112×0.45×0.4533.3=10.4×10−4E (m 3)底层柱： i =E c ×112×0.45×0.4534.4=7.77×10−4E (m 3)算竖向荷载柱线刚度乘以0.9系数得：梁柱线刚度3.力计算均布荷载向梁传递的示意图(1)恒荷载计算a)屋面框架梁线荷载的标准值:楼面框架梁线荷载标准值：1.5KN/m2100mm厚现浇钢筋混凝土板：0.10×25=2.52/mkN屋面恒荷载：4KN/m2边跨（AB，CD跨）框架梁自重：0.3×0.6×25=4.5mkN/梁侧粉刷： 4.84KN/m2×（0.6-0.1）×0.02×17=0.34mkN/中跨BC跨框架梁自重：0.3×0.45×25=2.25mkN/侧梁粉刷： 2.488KN/m2×（0.45-0.1）×0.02×17=0.238mkN/因此，作用在顶屋框架梁上的线荷载为:g5AB1=g5CD1=4.84KN/mg5BC1=2.488KN/mg5AB2=g5CD2=4×5.7=22.8KN/mg5BC2=4×2.7=10.8KN/m b)楼面框架梁线荷载标准值楼面框架梁线荷载标准值：1.5KN/m2100mm厚现浇钢筋混凝土板：0.10×25=2.52/mkN4KN/m2楼面恒荷载：边跨框架梁及侧梁粉刷 4.84/m边跨填充墙自重8KN/m中跨框架梁及侧梁粉刷 2.488/m因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为：g AB1=gCD1=8+4.84=12.84KN/mgBC1=2.488KN/mg AB2=gCD2=4×5.7=22.8KN/mgBC2=4×2.7=10.8KN/mc）屋面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁梁自重 0.2×0.5×5.7×25=14.25kN粉刷 0.02×（0.5－0.1）×2×5.7×17=1.55 kN 连系梁传来的屋面自重 0.5×5.7×0.5×5.7×4=32.49 kN顶层边节点集中荷载G GG=G GG=48.29 kN中柱连系梁自重 0.25×0.5×5.7×25=14.25 kN粉刷 0.02×（0.5-0.1）×2×5.7×17=1.55 kN 连系梁传来的屋面荷载 0.5×（5.7+5.7-2.7）×1.35×4=23.49 kN0.5×5.7×0.5×5.7×4=32.49 kN顶层中节点集中荷载G GG=G GG=71.78 kNd)楼面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重 0.2×0.5×5.7×25=14.25kN粉刷 0.02×（0.5－0.1）×2×5.7×17=1.55 kN 墙体自重 5.7×8=45.6 kN框架柱自重 0.5×0.5×3.3×25=20.63 kN 连系梁传来的楼面自重 0.5×5.7×0.5×5.7×4=32.49 kN 中间层边节点集中荷载 ==D A G G 114.52 Kn 中柱连系梁自重 0.2×0.5×5.7×25=14.25kN中柱粉刷 0.02×（0.5－0.1）×2×5.7×17=1.55 kN 墙体自重 5.7×8=45.6 kN框架柱自重 0.5×0.5×3.3×25=20.63 kN连系梁传来的楼面荷载 0.5×（5.7+5.7-2.7）×1.35×4=23.49 kN0.5×5.7×0.5×5.7×4=32.49 kN中间层终结点集中荷载 ==B C G G 137.95 Kn e ）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)活荷载计算活荷载计算值如下：==CD AB p p 55 2×5.7 =11.4kN/mp 5BC =2×2.7=5.4KN /mp 5A =p 5D =0.5×5.7×0.5×5.7×2=16.25KN ==C B P P 55 0.5×（5.7+5.7-2.7）×1.35×2+ 0.5×5.7×0.5×5.7×2=28kN==CD AB p p 2×5.7 =11.4kN/mp BC =2×2.7=5.4KN /m p A =p D =16.25KNp B =p C =28KN图6 楼面活荷载作用下结构计算简图（3）竖向荷载作用下框架力计算因结构和荷载均匀对称，故取对称轴一侧的框架为计算对象，且中间跨梁取为竖向滑动支座。
利用弯矩二次分配法计算杆端弯矩。
先计算恒荷载作用下的弯矩。
第1层：S A =4×(7.77×10−3E +10.4×10−3E +15.7×10−3E )=4×33.87×10−3ES B =4×33.87×10−3E +2×8.44×10−3E =152.36×10−3Eμ下A =7.7733.87=0.239 μ上A =10.433.87=0.307 μ右A=15.733.87=0.454 μ下B =4×7.77152.36=0.204 μ上B =4×10.4152.36=0.273 μ左B =4×15.7152.36=0.412 μ右B=2×8.44152.36=0.111 第2-4层：S A =4×(10.4×10−3E +10.4×10−3E +15.7×10−3E )=4×36.5×10−3E S B =4×36.5×10−3E +2×8.44×10−3E =162.88×10−3Eμ下A =10.436.5=0.285 μ上A =10.436.5=0.285 μ右A=15.736.5=0.43 μ下B =4×10.4162.88=0.255 μ上B =4×10.4162.88=0.255 μ左B =4×15.7162.88=0.386 μ右B=2×8.44162.88=0.104 第5层：S A =4×(15.7×10−3E +10.4×10−3E )=4×26.1×10−3E S B =4×26.1×10−3E +2×8.44×10−3E =121.28×10−3Eμ下A =10.426.1=0.398 μ右A=15.726.1=0.602 μ下B =4×10.4121.28=0.343 μ左B =4×15.7121.28=0.518 μ右B=2×8.44121.28=0.139计算1-4层固端弯矩：M A =−112q 0l 2−112q 1l 2(1−2α2+α3)=−112×12.84×6.92−112×22.8×6.92×(1−2×(2.856.9)2+(2.856.9)3）=116.91KN ∙mM B =−13q 0′l 2−524q 2l 2=−13×2.488×1.352−524×10.8×1.352=−5.16 KN ∙m 第5层固端弯矩：M A =−85.17 KN ∙m M B =−5.16 KN ∙m荷载作用下框架结构的弯矩二次分配0.3980.6020.3430.1390.3980.5180.2850.430.2550.1040.2550.3860.2850.2390.4540.2040.1110.2730.4120.307-116.9150.2733.3233.32116.91-43.14-21.5717.9516.66-5.6-3.35-3.72-93.8147.5546.26-5.16-28.50-28.50-11.6125.14-14.25-15.261.69 1.11 1.110.46100.6-41.64-42.65-16.310.2850.430.2550.1040.2550.3860.2850.2850.430.2550.1040.2550.3860.285上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁-116.9150.2733.3233.32116.91-43.14-21.5716.6616.66-5.05-3.35-93.2646.6346.63-5.16-28.50-28.50-11.6125.14-14.25-14.251.30 1.09 1.090.12100.11-41.66-41.66-16.65-116.9150.2733.3233.32116.91-43.14-21.5716.6616.95-5.18-3.43-93.3946.8446.84-5.16-28.50-28.50-11.6125.14-13.72-14.251.090.720.720.3100-41.47-42.07-16.49-85.1751.2733.9085.17-41.45-20.7316.66 2.41-52.152.1-5.16-27.44-11.2125.64-14.25-5.90-3.91-1.5863.5-45.6-17.95-116.9153.0827.9433.89-23.0216.66 2.891.521.95-83.9629.4654.5116.91-46.04-5.16-30.51-22.80-12.426.54-14.25-5.06-3.36-2.51-1.3692.35-48.12-25.31-18.92-3.431.5414.73-12.66恒荷载作用下的框架弯矩图计算活荷载作用下的弯矩M A =−112q 3l 2(1−2α2+α3) =−112×11.4×6.92×(1−2×(2.856.9)2+(2.856.9)3=-32.98 KN ∙mM B =−524q 2l 2=−524×5.4×1.352=−2.05KN ∙m78.8284.5484.5484.0393.0883.9693.8193.2693.3952.1100100.11100.692.3517.959.1317.9516.497.6716.4916.657.8316.6516.317.4916.3118.9210.1018.9252.146.8446.8446.6346.6346.2647.5554.529.4614.7345.641.4742.0741.6641.6641.6442.6548.1223.3112.66活荷载作用下框架结构的弯矩二次分配0.3980.6020.3430.1390.3980.5180.2850.430.2550.1040.2550.3860.2850.2390.4540.2040.1110.2730.4120.30714.189.409.40-11.94-5.975.064.7-1.63-0.98-1.08-26.2213.3813.02-7.89-7.89-3.227.09-3.95-4.220.420.280.280.128.55-11.56-11.83-5.170.2850.430.2550.1040.2550.3860.2850.2850.430.2550.1040.2550.3860.285上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁-5.974.74.7-1.47-0.98-26.2113.1213.127.09-3.95-3.950.310.210.210.0828.44-11.63-11.63-5.19-5.974.76.57-2.28-1.51-27.0512.5914.467.09-5.31-3.950.840.550.550.2328.97-12.65-11.29-5.04-32.9819.8513.1332.98-16.02-8.014.7 1.99-19.1519.15-2.05-10.61-4.309.93-3.95-3.10-2.05-0.8323.79-16.61-7.1814.977.8810.12-6.374.70.760.400.51-23.628.2815.33-12.74-8.44-6.31-3.437.49-3.95-1.46-0.97-0.72-0.3926.27-13.36-7.03-5.87-1.511.32-32.9832.98-2.05-32.9832.98-2.05-32.9832.98-2.05-32.9832.98-2.0514.189.409.40-11.94-7.89-7.89-3.2214.189.409.40-11.94-7.89-7.89-3.22-1.084.14-3.52活荷载作用下框架弯矩图边梁跨最大弯矩和剪力可根据梁两端的杆端弯矩及作用于梁上的荷载，用平衡条件求得。