温州大学瓯江学院WENZHOU UNIVERSITY OUJIANG COLLEGE《混凝土结构课程设计（二）》专业：土木工程班级：08土木工程本一姓名：王超学号：08207023219指导教师：张茂雨日期：2011年6月10号混凝土框架结构课程设计一．设计资料某三层工业厂房，采用框架结构体系。

框架混凝土柱截面尺寸边柱为500mm×500mm，中柱600mm×600mm。

楼盖为现浇钢筋混凝楼盖，其平面如图所示。

（图示范围内不考虑楼梯间）。

厂房层高分别为4.5，4.2，4.2米。

地面粗糙度类别为B类。

（L1=8100，L2=6600）1. 楼面构造层做法：20mm厚水泥砂浆地面，钢筋砼现浇板，15mm厚石灰砂浆刷。

2．可变荷载：楼面屋面标准值取5.0KN／m2，活荷载分项系数1.3。

3．永久荷载:包括梁、板及构造层自重。

钢筋砼容重25 KN／m3，水泥砂浆容重20KN ／m3，石灰砂浆容重17KN／m3，分项系数为1.2。

材料选用：混凝土采用C20（f c＝9.6N／mm2,f t＝1.10N／mm2）。

钢筋柱、梁受力筋采用Ⅱ级钢筋（f y＝300 N／mm2），板内及梁内其它钢筋采用Ⅰ级（f y＝210 N／mm2）二．框架梁及柱子的线刚度计算取①轴上的一榀框架作为计算简图，如图所示。

梁、柱混凝土强度等级为C20，Ec＝2.55×104N/mm2＝25.5×106KN/m2。

框架梁惯性矩增大系数：边框架取1.5，中框架取2.0。

中框架梁的线刚度：i b 1＝αbEIb/l=2.0×121×25.5×106×0.3×0.73/6.6＝66.28×103KN·m2边框架梁的刚度：i b 2αbEIb/l＝1.5×121×25.5×106×0.3×0.73/6.6＝49.70×103KN·m2底层中柱的线刚度：i底中＝EIc/l=121×25.5×106×0.6×0.63/4.5＝61.44×103KN·m2底层边柱的线刚度i底边＝EIc/l=121×25.5×106×0.5×0.5/4.5＝29.51×103KN·m2其余各层中柱的线刚度i其中＝0.9EIc/l= 0.9×121×25.5×106×0.6×0.63/4.5＝55.30×103KN·m2其余各层边柱的线刚度i底边＝0.9EIc/l= 0.9×121×25.5×106×0.5×0.5/4.5＝26.56×103KN·m2三．荷载计算1．恒荷载标准值计算（1）楼（屋）面自重结构层:80厚现浇钢筋砼板0.1 m×25 KN／m3＝2.5 KN／m220mm厚水泥砂浆面层0.02 m×20 KN／m3＝0.4 KN／m220mm石灰砂浆天棚抹灰0.015 m×17 KN／m3＝0.26 KN／m2--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------合计g k＝3.16 KN／m2（2）梁自重次梁自重25 KN／m3×0.25 m×（0.45m－0.1m）＝2.19 KN／m次梁抹灰自重2×17KN／m3×0.015m×（0.45m－0.1m）＋0.02m×0.25m×17KN／m＝0.26 KN／m -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 合计g k＝2.45 KN／m主梁自重25 KN／m3×0.3 m×（0.7m－0.1m）＝4.5 KN／m主梁抹灰自重2×17KN／m3×0.015m×（0. 7m－0.1m）＋0.02m×0.3m×17KN／m＝0.41KN／m ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 合计g k＝4.91 KN／m（3）柱自重边柱自重25 KN／m3×0.5 m×0.5 m＝6.25 KN／m边柱抹灰自重4×17 KN／m3×0.02 m×0.5 m＝0.68 KN／m--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------合计g k＝6.93 KN／m中柱自重25 KN／m3×0.6 m×0.6 m＝9.0 KN／m中柱抹灰自重4×17 KN／m3×0.02 m×0.6 m＝0.82 KN／m-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 合计g k＝9.82 KN／m 2．活荷载标准值计算（1）楼（屋）面活荷载标准值：5.0KN／m2（2）雪荷载s k=0.35 KN／m2屋面活荷载不与雪荷载同时考虑，取两者中大者。

3．框架竖向荷载计算（1）A~B(B~C,C~D)轴间框架梁楼面（屋面）板传荷载;恒载：3.16 KN／m2×3.3 m×5／8＝6.52 KN／m活载： 5.0KN／m2× 3.3m×5／8＝10.31 KN／m梁自重：4.91 KN／mA~B(B~C,C~D)轴间框架梁均布荷载为:恒载＝板传荷载＋梁自重＝6.52KN／m＋4.91KN／m＝11.43KN／m活载<板传荷载取荷载11.34 KN／m（2） A (D)轴柱竖向荷载计算顶层柱顶顶层柱顶恒载：屋面板传荷载3.16 KN／m2×3.3m×5／8×3.3 m＋3.16KN／m2×3 .3m×（1－2×0.422×0.423）×3.9 m＝63.15KN梁传荷载2.45 KN／m×（3.9m－0.25m）＋4.91 KN／m×（3.3m－0.25m）＝23.92KN顶层柱顶活载：屋面板传荷载5.0KN／m2×3.3m×5／8×（3.3m－0.25m）＋5.0KN／m2×3 .3m×（1－2×0.422×0.423）×（3.9m－0.25m）＝90.10KN顶层柱顶恒载＝板传荷载＋梁传荷载＝63.15KN＋23.92KN＝87.07 KN顶层柱顶活载＝板传荷载＝90.10KN二层柱顶恒载＝板传荷载＋梁传荷载＋柱自重＝2×44.82KN＋2×23.92KN＋6.93 KN／m×4.2 m＝166.59KN二层柱顶活载＝板传荷载＝2×72.57KN＝145.14 KN底层柱顶恒载＝板传荷载＋梁传荷载＋柱自重＝3×44.82KN＋3×23.92KN＋2×6.93 KN／m×4.2 m＝264.43 KN底层柱顶活载＝板传荷载＝3×72.57KN＝217.71 KN基础顶面恒载＝板传荷载＋梁传荷载＋柱自重＝3×44.82KN＋3×23.92KN＋(2×6.93 KN／m×4.2 m＋6.93 KN／m×4.7 m)＝297.0 KN基础顶面活载＝0 KN（3）B(C)轴柱竖向荷载计算顶层柱顶顶层柱顶恒载：屋面板传荷载2×（3.16 KN／m2×3.3m×5／8×3.3 m＋3.16 KN／m2×3 .3m×（1－2×0.422×0.423）×3.9 m）＝89.64KN梁传荷载2×（2.45 KN／m×（3.9m－0.25m）＋4.91 KN／m×（3.3m－0.25m））＝47.84KN顶层柱顶活载：屋面板传荷载2×（5.5KN／m2×3.3m×5／8×（3.3m－0.25m）＋5.5KN／m2×3 .3m×（1－2×0.422×0.423）×（3.9m－0.25m））＝145.14KN顶层柱顶恒载＝板传荷载＋梁传荷载＝137.48 KN顶层柱顶活载＝板传荷载＝145.14KN二层柱顶恒载＝板传荷载＋梁传荷载＋柱自重＝316.2KN二层柱顶活载＝板传荷载＝290.28 KN底层柱顶恒载＝板传荷载＋梁传荷载＋柱自重＝494.93 KN底层柱顶活载＝板传荷载＝435.42KN基础顶面恒载＝板传荷载＋梁传荷载＋柱自重＝541.08 KN基础顶面活载＝板传荷载＝0 KN框架在竖向荷载作用下的受荷图如图所示4．框架水平荷载计算为简化计算，将风荷载近似用作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中荷载，其标准值：W k＝βzμsμzω0（h i＋h j）B／2W K计算过程见表集中风荷载标准值离地高度z／m μzβzμsω0KN m2h i h j B W kKN13.1 1.09 1.3 1.3 0.6 4.2 0 3.9 9.058.9 1.00 1.07 1.3 0.6 4.2 4.2 3.9 13.674.7 1.00 1.02 1.3 0.6 4.7 4.2 3.9 13.81四．框架结构内力计算（采用分层法和D值法）为简化计算，考虑如下几种单独受荷情况：（1）恒载作用（2）活荷载作用于A～B轴跨间（3）活荷载作用于B～C轴跨间（4）活荷载作用于C～D轴跨间（5）风荷载作用（从左向右或从右向左）1．恒荷载标准值作用下的内力计算节点各杆的弯矩分配系数按下式计算μik=i ik／Σi ik节点的不平衡弯矩即梁固端弯矩M=－1／12ql02由分层法可求得整个框架在恒荷载作用下的弯矩图（计算过程见图a），在求得结构支座弯矩（按弹性理论计算）后采用结构实际荷载按静定结构由平衡条件可求得杆件其他内力。