6层框架住宅设计计算书【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 优秀设计 1. 工程概况 黑龙江省某市兴建 六层商店住宅 ，建筑面积 4770 平方米左右，拟建房屋所在地震动参数 ， ，基本雪压 ，基本风压 ，地面粗糙度为 地质资料见表 1。 表 1 地质资料 编号 土 质 土层深度 （ m） )%) e )s )1 人工填土 1 15 2 粉质粘土 5 3 0 190 3 粘 土 10 2 210 2. 结构布置及计算简图 根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计，其标准层建筑平面、结构平面和剖面示意图分别见图 纸 。主体结构共 6层，层高 1层为 6层为 填充墙采用陶粒空心砌块砌筑：外墙 400墙 200户均采用铝合金窗，门采用钢门和木门 。 楼盖及屋面均采用现浇钢筋砼结构，楼板厚度取 120截面高度按跨度的1/812/1 估算，尺寸见表 2，砼强度 采用 ) 。 屋面采用彩钢板屋面。 表 2 梁截面尺寸（ 层次 混凝土强度等级 横梁 ) 纵梁 ) 次梁 ) 61 30 600300 400300 柱截面尺寸可根据式cN f估算。因为抗震烈度为 7 度，总高度 30m ，查表可知该框架结构的抗震等级为二级，其轴压比限值 N ；各层的重力荷载代表值近似取 12 ，由图 知边柱及中柱的负载面积分别为 和 。由买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 公式可得第一层柱截面面积为 边柱 3 2 3 4 . 5 3 1 2 1 0 6A 9 8 1 8 2 m 8 1 4 . 3 中柱 23c 0 4 911 4 . 如取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为 371 389根据 上述计算结果并综合考虑其它因素，本设计 框架 柱截面尺寸取值均为 600 ，构造柱 取400 。 基础采用柱下独立基础，基础埋深 标高 台高度取 1100架结构计算简图如图 1 所示。取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线；梁轴线取至板底， 62 层柱高度即为层高，取 层柱高度从基础顶面取至一层板底 ， 取 5.8 =14 m 5.4 m 3.6 m 5.4 3. 重力荷载计算 面及楼面的永久荷载标准值 屋面（上人）： 20厚水泥砂浆找平层 K 150厚水泥蛭石保温层 K 0 100厚钢筋混凝土板 20厚石灰砂浆 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 合计 2 1 5层楼面： 瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 2 120厚钢筋混凝土板 20厚水泥砂浆 2 合计 2 面及楼面可变荷载标准值 上人屋面均布荷载标准值 2 楼面活荷载标准值 2 屋面雪荷载标准值 20rk 、柱、墙、窗、门重力荷载计算 梁、柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载；对墙、门、窗等可计算出单位面积上的重力荷载了。具体计算过程从略，计算结果见表 3。 表 3 梁、柱重力荷载标准值 层次 构件 )m(b )m(h )- )m(n )i )i 1 横梁 5 4 梁 5 2 梁 5 5 6 梁 5 1 梁 5 6 梁 5 2 表 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 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 表示单位长度构件重力荷载； n 为构件数量 2）梁长度取净长；柱高取层高。 外墙为 400 厚陶粒空心砌块（ 5 ），外墙面贴瓷砖（ 2），内墙面为20外墙单位墙面 重力荷载为： ； 内墙为 200厚陶粒空心砌块，两侧 均为 20抹灰，则内墙单位面积重力荷载为： 1 。 木门单位面积 重力荷载为 ； 铝合金窗单位面积重力荷载取 ； 钢铁门单位面积重力荷载为 。 力荷载代表值 （见图 4） 集中于各楼层标高处的重力荷载代表值，为计算单元范围内的各楼层楼面上的重力荷载代表值及上下 各 半层的墙柱等重量。计算时，各可变荷载的组合按规定采用，屋面上的可变荷载均取雪荷载，具体过程略，计算简图见图 2。 26 纵梁 5 8 梁 5 6 梁 5 2 梁 5 5 6 梁 5 2 梁 5 2 梁 5 梁 5 梁 5 梁 5 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4900 5 8 . 8 8 K 8 0 . 2 8 K 8 0 . 2 8 K 8 0 . 2 8 K 8 0 . 2 8 K 4 0 . 3 9 K 24. 横向框架侧移刚度计算 横梁线刚度；柱线刚度。 表 4 横梁线刚度类别 层次 )2 )40 ) )L/c )L/c )L/c 1 0 300 500 600 0 C 61 0 300 500 000 0 5 柱线刚度层次 )mm()2 )4c )h/IE 1 4900 600600 62 2800 600600 柱的侧移刚度 D 值按下式计算：2 cc 。根据梁柱线刚度比 K 的不同，柱可分为中框架中柱和边柱、边框架中柱和边柱以及楼、电梯间柱等，计算结果分别见表 6、 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 表 7、 表 8。 表 6 中框架柱侧移刚度 D 值 ) 层 次 左 边柱（ 18 根） 右 中柱（ 18 根） 中柱（ 18根） K c K c K c 1 1996 3910 7845 787518 2 6 6292 5678 6929 1366066 表 7 边框架柱侧移刚度 D 值 ) 层 次 K c K c K c 1 3910 1996 6193 168396 2 6 5678 6292 7721 318764 将上述不同情况下同层框架侧移刚度相加，即得框架各层层间侧移刚度 ，见表 8。 由表 8可见，12D / D 1 1 9 4 6 4 2 / 1 6 8 4 8 3 0 0 . 7 0 9 0 . 7 ，故该框架为横向规则框架。 表 8 横向框架层间侧移刚度 D 值 )( 层 次 1 2 3 4 5 6 1194642 1684830 1684830 1684830 1684830 1684830 5. 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算 向自振周期计算 结构顶点的假想位移计算见表 9。 表 9 结构顶点的假想位移计算 层 次 )i ) )(D i )mm(i )mm(i 6 1684830 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 684830 1684830 1684830 684830 194642 构基本自震周期，其中 m，取 ，则 1 水平地震作用及楼层地震剪力计算 本方案结构高度小于 40m，质量和刚度沿高度分布较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。因为是多质点结构，所以 e q . 8 5 G 0 . 8 5 4 9 4 0 . 3 9 6 8 8 0 . 2 8 4 7 0 5 8 . 8 8 3 3 5 9 2 . 3 3 （ ）设防烈度按 7度考虑，场地特征周期分区为二区，场地土为类 ，查 表得： 特征周期 水平地震影响系数最大值 0 . 9 0 . 9g1 m a . 4 0 0 . 0 8 0 . 0 6 6T 0 . 4 9 2 E K 1 e 0 . 0 6 6 3 3 5 9 2 . 3 3 2 2 1 7 . 0 9 K N 因为4 T 1. 4 0 . 4 0 . 5 6 S T 0 . 4 9 2 S ，所以 不 应考虑顶部附加水平地震作用。 各质点的水平地震作用： i i i ii n E j j j 1G H G F 2 2 1 7 . 0 9G H G H 表 10 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表 层次 m） jj 6 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布如下图 3。 a）纵向水平地震作用分布 （ b）层间剪力分布 图 3 纵向水平地震作用及层间剪力分布图 平地震作用下的位移验算 水平地震作用下框架结构的层间位移 i 和顶点位移 i 按下式计算 s 1j ）（ 和 k ）（ ，各层的层间弹性位移角h/ ，计算结果如表 11。 表 11 横向水平地震作用下的位移验算 层 次 ）（ (D i)mm(i )mm(i ）（ h 6 684830 800 10 5 684830 800 10 4 684830 800 10 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 684830 800 10 2 684830 800 10 1 194642 900 10 由表可见，最大层间 弹性位移角发生在第 2 层，其值 10 1/550,满足要求 ,其中 550/1h/ 是由弹性层间位移角限值查得。 水平地震作用下框架内力计算 以 4轴线框架内力计算，其余框架计算从略。 框架柱端剪力及弯矩按式 ； ； （ 各柱反弯点高度比321n 本例中底层柱需考虑修正值 二层柱需考虑修正值 余柱均无修正。计算结果见表 12。 梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按式 )MM(ii iM j,1 ； )MM(ii iM j, ； L ； ； 计算结果见表 12。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 表 12 各层柱端弯矩及剪力计算 层次 m m 右 边 柱 中 柱 k y k y 684830 35678 9753 684830 25678 9753 684830 25678 9753 684830 25678 9753 684830 25678 6711 194642 13910 5471 :表中 M 的量纲为 m,V 量纲为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 续表 12 层次 m m 边 柱 k y 61 1194603 16541 194603 16541 194603 16541 194603 16541 28963 11271 109593 20022 13 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算 层次 边梁 边 梁 柱轴力 L Vb L 边柱 中柱 边柱 6 91 :1)柱轴力中的负号表示拉力。当为左地震时，左侧两根柱为拉力 ,对应的右侧两根柱为压力。 2）表中单位为 m， V 单位 N， l 的单位为 m。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 a）框架弯矩图 （ b）梁端剪力及柱轴力图 图 4 左地震作用下框架弯矩图、梁端剪力及柱轴力图 向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算 荷载标准值 风荷载标准值按式 ， 基本风压 荷载规范查得 （迎风面）和 （ 背 风面） ， B 类地区， H/B=表得： 脉动影响系数 =， 查表得脉动增大系数 = 仍取图 4轴线横向框架，其负载宽度 房屋高度分布风荷载标准值 z z z ) 4 . 0 5 0 . 4 根据各楼层标高处高度 z ， )z(q 沿房屋高度的分布见表 14。 )z(q 沿房屋高度的分布见图 5（ a） 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 表 14 沿房屋高度分布风荷载标准值 层次 m） m） z z )m/z(q 1 )m/z(q 2 6 荷载规范规定，对于高度大于 30采用风振系数 z 来考虑风压脉动的影响，本例房屋高度 H=肢 8100(四肢 8150( 肢 8100(四肢 8150( R E c c 0V 1 7 7 . 8 4 K N 0 . 2 f b h 0 . 2 1 . 0 1 4 . 3 3 0 0 4 6 5 3 9 8 . 9 7 K N 故截面满足要求。 梁端加密区箍筋取 4肢 8100，箍筋用 2yv 10） 4651002012101 . 2 加密区长度取 加密区箍筋取 4肢 8150，箍筋设置满足要求。 R E c c 0V 1 2 8 . 7 1 K N 0 . 2 f b h 3 9 8 . 9 7 K N 故截面满足要求。 h 加密区长度取 加密区箍筋取 4肢 8150，箍筋设置满足要求。 架柱 跨比和轴压比验算 表 31 柱的剪跨比和轴压比验算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 柱 号 层次 B、 H （ N/ N （ 0 600 560 应考虑偏心矩增大系数 。 211 3022201200 . 5 0 . 5 1 4 . 3 6 0 02 . 2 1 3 1 . 0 ( 1 . 01 1 6 2 . 9 4 8 1 01 5 , 1 . 0111 ( ) 1 8 . 1 3 1 . 0 83 1 1 . 0 31 4 0 0 /1400560h h 取 ）取6001 . 0 8 3 1 6 . 0 3 4 0 6 0 1 . 3 122e a m m 3001 1 6 2 . 9 4 8 1 0 0 . 2 4 2 0 . 5 1 81 4 . 3 6 0 0 5 6 0 f b h 对 称 配 筋此为大偏心受压情况 2 00322( 1 0 . 5 )()1 1 6 2 . 9 4 8 1 0 6 0 1 . 3 1 0 . 2 4 2 ( 1 0 . 5 0 . 2 4 2 ) 1 . 0 1 4 . 3 6 0 0 5 6 0 6 7 8 . 0 73 6 0 ( 5 6 0 4 0 )e f b h 再按 一组计算， 1 4 6 4 2N 节点上，下端弯距； 6 8 . 8 2 3 5 0 . 8 5 0 . 1 2 6 2 . 7 2 1M k N m 4 0 . 6 3 8 . 7 ( 0 . 5 0 . 1 2 ) 3 9 . 3 2 4M k N m 此内力组合是非地震作用下的组合情况 ， 且水平荷载等效，故不必进行调 整 ， 取0 1 . 2 5 2 . 8 3 . 5 60 36 2 . 7 2 1 1 0e 4 2 . 81 4 6 4 . 3 0 2 1 0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 . 8 2 0 6 2 . 8 30l 3 . 5 1 0 5 . 8 3 5h 6 0 0 同理可求得： 211 302201200 . 5 0 . 5 1 4 . 3 6 0 01 . 7 6 1 . 0 ( 1 . 01 4 6 4 . 3 0 2 1 01 5 , 1 . 011 ( ) 1 . 2 21 4 0 0 /h h 取 ）取 . 2 2 6 2 . 8 7 6 . 6 1 6 m m 0 . 3 0 . 3 5 6 0 1 6 8h m m 故 为 小 偏 心 受 压 e h / 2 a 7 6 . 6 1 6 6 0 0 / 2 4 0 3 3 6 . 6 1 6 m m 4 9 5 . 1 4 1 K N 0 . 5 1 8 1 4 . 3 6 0 0 5 6 0 2 4 8 8 . 8 9cf b h K N 故 按 构 造 配 筋 ， 且 应 满 足 % ， 单 侧 配 筋 率 %s，故2m i n 0 . 2 % 6 0 0 6 0 0 7 2 0s s b h m m 选 )1 2 5 6(204 ，总配筋率 3 1 2 5 6 1 . 1 2 %6 0 0 5 6 0s 。 柱斜截面受剪承载力计算 以第一层柱为例进行计算，有前可知，上柱柱端弯矩设计值 0 6 . 7 5 K N m对二级抗震等级，柱底弯矩设计值 . 2 5 5 5 1 . 2 1 5 6 8 9 . 0 1 9 K N m 则框架柱的剪力设计值 0 6 . 7 5 6 8 9 . 0 2V 1 . 2 1 . 2 2 3 7 . 8 2 K . 5 2 3 . 8 5 2 3 7 . 8 2 1 0 0 . 0 4 2 0 . 21 . 0 1 4 . 3 6 0 0 5 6 0cf b h ，满足要求。 305 5 1 . 2 1 5 1 0 1 2 . 6 9 3 ( 3 . 0 )7 7 . 5 6 5 6 0 取其中 较大的柱下端值，而且 M , 不应考虑故 将表 25查得的值除以 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 将表 26查得的值除以 应的轴力 231 4 6 4 . 3 0 2 0 . 3 0 . 3 1 4 . 3 6 0 0 / 1 0 1 5 4 4 . 4 N f b h K N 取 1 4 6 4 2N K N 001 . 0 50 . 0 5 611 . 0 50 . 8 5 2 5 7 . 8 2 1 . 4 3 6 0 0 5 6 0 0 . 0 5 6 1 4 6 4 . 3 0 231 02 1 0 5 6 0R E f b h f h 故该层柱应按构造配置箍筋。 柱端加密区的箍筋选用 4 肢 10100 。一层柱底轴压比 n ,查表得柱箍筋最小配箍率特征值V ，则最小体积配箍率： s i n / 0 . 0 8 8 1 4 . 3 / 2 1 0 0 . 5 9 9 %v v c y 0 . 5 9 9 6 5 0 6 5 0 0 . 4 8 71 0 0 8 6 5 0s v v c o e 取 0 ，则 ，根据构造要求，取加密区箍筋为 100104 ，加密区位置及长度按规范要求确定。 非加密区还应满足 2010 ，故箍筋取 200104 ，各层柱箍筋计算结果见表32。 表 32 框架柱箍筋数量表 柱 号 层 次 ) )()() 实配箍筋 %)( v 加密区 非加密区 A 柱 6 10100 4 10200 1 10100 4 10200 B 柱 6 10100 4 10200 1 10100 4 10200 续表 32 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 C 柱 6 10100 4 10200 1 10100 4 10200 架梁柱节点核芯区截面抗震验算 以一层节点为例 ，由节点两侧梁的弯矩承载力计算节点核芯区的剪力设计值。 因节点两侧梁不等高，故计算时取梁的平均高度 550bh 0 4 6 5 4 6 5 4652bh m m二级框架梁柱节点核芯区组合的剪力设计值 V；应按下式公式确定： )1( 00 hH V 采用节点上、下柱反弯点之间的距离。 1 . 1 5 5 2 . 8 0 . 4 1 4 . 9 5 . 2 4 3 2 8 8 . 5 2 4 2 6 7 . 0 9 5 5 5 . 6 1 4 N m （左震） 剪力设计值 31 . 2 5 5 5 . 6 1 4 1 0 4 6 5 3 5( 1 ) 1 4 0 9 . 5 34 6 5 3 5 5 2 4 3 5 0 0 N 因 / 2 3 0 0b m m，故取 600h m m， 600jh 5.1j则 211( 0 . 3 ) ( 0 . 3 1 . 5 1 4 . 3 6 0 0 ) 2 7 2 5 . 4 1 1 1 4 0 9 . 5 30 . 8 5j c j j b h K N V K N 满足要求。 节点核芯区的承载力按式0 1 . 1 0 . 0 5 )3j j j j j v s v b h N f 计算，其中 N 取二层柱底轴力 9 4 9 . 6 9 6 0 . 8 1 1 8 7 . 1 1N K N和 20 . 5 0 . 5 1 4 . 3 6 0 0 2 5 7 4 K N 二者中的较小者，故取 1 1 8 7 N K N 。设节点区配箍为 100104 则 0. 1 0 . 0 5 )31 4 6 5 3 5(1 . 1 1 . 5 1 . 4 3 6 0 0 0 . 0 5 1 . 5 1 1 8 7 . 1 1 1 0 2 1 0 4 7 8 . 5 )0 . 8 5 1 0 01 4 3 7 . 6 4 1 1 4 0 9 . 5 0 3j j j j j v s v b h N f V K N 故承载力满足要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 采用柱下独立基础，根据要求， 基础埋深标高取 台高度标高取 质条件见表 基承载力计算及基础底面积确定 根据所给地质条件查得基础宽度和深度修正系数 0b ， 。先不考虑对地基宽度进行修正，地基承载力特征值 由 ) 计算，而土的加权平均重度 3/ ， 所以 1 9 0 1 . 0 1 6 . 8 5 ( 1 . 9 5 0 . 5 ) 2 1 4 . 4 3af k p a 基础 平均埋深 7 柱 以柱为例进行计算， 中心荷载作用下基底面积 A 按下式计算 2 7 0 6 . 7 4 1 1 . 8 3 5A 4 . 2 32 1 4 . 4 3 2 0 2 . 1 7 5 由于偏心距不大，所以基础底面可按 20%增大。 故 20A 1. 2 A 1. 2 4 . 2 3 5 . 0 7 6 m 取 6 2m 确定基础底的长度 b 由 L/b=取 L=3m ， b=2m， 3b 不需要对基础上方回填土重 2 0 2 . 1 7 5 6 2 6 1d A K N 偏心距 K K K / ( F G ) 5 . 3 1 5 / ( 7 1 8 . 5 8 2 6 1 ) 0 . 0 0 5 6l 即满足 0P 。 基底压力 m a xm i 4 . 9 06 7 1 8 . 5 8 2 6 1 6 0 . 0 0 5( 1 ) ( 1 )1 6 1 . 6 363k k k G e k p l 最大基底压力 m a x 1 6 4 . 9 1 . 2 2 5 7 . 3 1 6k p a f 最小 基底压力 m i n 1 6 1 . 6 3 0kP k p a满足要求，所以该截面符合要求。 m a x 1 6 6 5M 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 基底压力 1 a 2 9 8 6 . 7 9 1 2 6 1 9 6 5 . 9 3 2 6 1P 2 0 7 . 9 7 K P ; P 2 0 4 . 4 9 K 6 6 K 1 7 51 6 d 基底附加压力最大值 0 c z - 2 0 7 . 9 7 3 6 . 6 5 1 7 1 . 3 2 K P 沉降计算 深度 b 2 . 5 0 . 4 L b 4 . 4 5 m 4 . 5 m （ ）查表得计算厚度 Z B 柱 中心荷载作用下基底面积 2 1 3 4 7 . 7 1A 7 . 8 92 1 4 . 4 3 2 0 2 . 1 7 5 由于偏心距不大，所以基础底面可按 20%增大。 故 220A 1. 2 A 1. 2 7 . 8 9 9 . 4 7 m 1 2 m 确定基础底的长度 b 由 L/b=取 L=4m ， b=3m 地基承载力特征值最终修正值： 3( 基础上方回填土重 2 0 2 . 1 7 5 1 2 5 2 2d A K N 偏心距 K K K / ( F G ) 1 6 . 3 0 6 / ( 5 2 2 1 3 4 7 . 7 1 ) 0 . 0 0 9 6l 即满足 0P 。 基底压力 m a xm i 7 . 9 16 5 2 2 1 3 4 7 . 7 1