土木工程毕业设计（论文）-梦溪百货商店设计.doc

江 苏 科 技 大 学 本本 科科 毕毕 业业 设设 计计 学 院 船舶与建筑工程学院 专 业 土木工程 学生姓名 班级学号 指导教师 二零一三年五月 江苏科技大学本科毕业设计 II 江苏科技大学本科毕业设计 梦溪百货商店设计梦溪百货商店设计 全套图纸加扣 3012250582 The Design of MengXi Super Market 江苏科技大学本科毕业设计 III 江苏科技大学本科毕业设计 IV 毕业设计（论文）题目：毕业设计（论文）题目： 梦溪百货商店设计 一、一、毕业设计（论文）内容及要求（包括原始数据、技术要求、达到的指标 和应做的实验等） 1、 设计内容：梦溪百货商店建筑、结构设计 2、 设计原始资料 （1）概况：中国南方某城市，用地位于城市一条商业街的转角处， 周围均为 2-3 层小型商业及餐饮建筑，建筑层数为三层，在入口附 近设置 5 辆小汽车停车位和 50 辆自行车停放场地，拟建场地如下图 示。 拟建场地平面 （2）基本风压W0=0.35kN/m2；抗震设防烈度为 7 度，设计基本 地震加速度为 0.15g, 属设计地震第一组；场地土为类。西北风为 主导风向，地面粗糙程度为 B 类；基本雪压为 0.5 KN/。 2 m （3）房间名称及使用面积分配见下表： 面积允许有10%的偏差 房间类型房间名称间数每间面积合计面积 一层各部分面积与要求 江苏科技大学本科毕业设计 V 营业用房营业厅 750 仓储用房库房 11515 休息室 22040 办公室 13030 内部卫生间 12020 公共卫生间 12020 收发室 11010 辅助房间 配电室 11010 二、三层部分面积与要求 营业用房营业厅 1750 仓储用房库房 11515 经理办公室 13030 小会议室 15050 财务室 11515 内部卫生间 12020 辅助房间 设备间 11010 （4）工程地质资料：根据工程地质勘察报告，拟建场地较为平坦， 地表以下0.8左右为耕植土，以下为0.8左右淤泥质土,承载力特 mm 征值为=80，再下面为较厚的垂直及水平分布比较均匀的粉 ak f kpa 质粘土层，其承载力的特征值为，可作为天然地基持力kpafak218 层；地面黄海高程为32.5，地下水位在距地表3.9。 mm 3、 要求 (1) 建筑设计部分 建筑设计说明书：内容为设计资料分析、设计依据、设计意 图及对消防疏散、结构布置、采光通风、平面布置、立面造型等一 系列问题的考虑。 建筑部分每人完成建筑施工图，其内容包括： 内 容参考比例要 求 总平面图 1:1000 要求新建建筑物的位置、外包尺寸、层数，绝 对标高等。 江苏科技大学本科毕业设计 VI 底层平面 1:100 要求三道尺寸线轴线标高等标注齐全。 楼层平面 1:100 要求与底层吻合，标准可适当简化。 正立面、侧立面 1:100 要求轮廓清晰美观，可标注标高及两端轴线。 屋顶平面 1:200 表示屋面排水组织示意。 节点详图 23 个 1:20 标注详细尺寸及有关轴线和标高，构造层次及 说明。 楼梯平面、剖面图 1:50 要求尺寸线及有关标高轴间尺寸等，要求投 影准确。 门窗表、施工说明类别编号洞口尺寸数量标准图号说 明等。 (2) 结构设计部分 确定结构方案和结构布置。根据建筑设计，材料供应和技术 条件、合理确定结构方案和结构布置，并完成主体部分结构布置示 意图。 结构计算书。在主体建筑部分选取一榀代表性框架及其柱下 基础进行计算，并完成部分非框架结构构件计算及框架电算。 绘制施工图 1 号或 2 号图纸，内容为： 主体部分基础平面及基础配筋图（1:100 或 1:150） ，结构施 工说明；某层楼盖结构布置图（1:100 或 1:150） ，楼板配筋图；框 架结构配筋图（1:100） ，楼梯配筋图（1:100） 。 (3) 其它要求 翻译材料要与毕业设计（论文）有关，为近 5 年发表的、没 有翻译过的论文或专著，并将其作为参考文献。 对设计课题撰写中文摘要及相应的英文摘要。 计算书条理清楚，按院规定统一格式用计算机打印；计算部 分尽可能表格化。前面加目录，并装订成册。 设计图图面整洁匀称，设计正确，构造合理，尺寸齐全，字 体端正。 施工图用计算机绘制。图标按院规定统一格式。图纸叠成 A4 幅面，注 意将图标部分置于表面，以便查阅。 参考文献原则上应在 10 篇以上，且其中应至少有 1 篇外文参考文献，并 进行规范标注。 江苏科技大学本科毕业设计 VII 二、二、完成后应交的作业（包括各种说明书、图纸等） 1、计算书一份(含建筑说明书、结构计算书、中英文摘要)； 2、建筑施工图、结构施工图； 3、翻译近 5 年内与专业有关的外文文献一篇（不少于 5000 英文 单词） 。 三、三、完成日期及进度 2013 年 3 月 11 日至 6 月 14 日，共 14 周。 进度安排： 调研 1 周 建筑设计 3 周 结构计算、电算分析 7 周 结构施工图 2.5 周 总结、校对 1 周 答辩 0.5 周 江苏科技大学本科毕业设计 VIII 四、主要参考资料（包括书刊名称、出版年月等）: 1、 建筑设计资料集编委会.建筑设计资料集. 北京：中国建筑工业 出版社，1994 2、 丰定国, 王杜良.抗震结构设计. 武汉工业大学出版社，2003 3、 赵明华.土力学与基础工程. 武汉工业大学出版，2003 4、 徐礼华.土木工程专业毕业设计指南.武汉理工大学出版社， 2003 5、 北京钢铁设计研究总院,华北矿建设计研究院.钢筋混凝土结构构 造手册（第二版） . 北京：冶金工业出版社，1991 6、 张叙，李军.常用建筑结构节点设计施工详细图集. 北京：中国 建筑工业出版社，2002 7、 本书编委会. 简明抗震结构设计施工资料集成. 北京：中国电力 出版社 2005.4 8、相关的建筑及结构设计规范、制图标准等 混凝土结构设计规范（GB50010-2002）. 北京：中国建筑工业出 版社，2002 建筑抗震设计规范（GB50011-2010）. 北京：中国建筑工业出版 社，2010 建筑结构荷载规范（GB50009-2012）. 北京：中国建筑工业出版 社，2006版 建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）. 北京：中国建筑工业 出版社，2002 系(教研室)主任： （签章） 年 月 日 学院主管领导： （签章） 年 月 日 江苏科技大学本科毕业设计 IX 摘摘 要要 本工程为镇江梦溪百货商店，三层框架结构，层高为 4.2m。总高度为 13.8m。建 筑总面积为 4050m2。经过细致的方案论证，我们决定上部结构采用纵横向承重的钢筋 混凝土框架结构。因为该工程抗震设防烈度为 7 度，所以不考虑竖向地震作用。在用 底部剪力法求出水平地震作用后，利用 D 值法完成了水平地震作用下的一榀框架的内 力组合计算。采用弯矩二次分配法分别完成了恒载和活载最不利布置作用下的内力计 算。接着进行结构构件的地震作用效应与其它荷载效应的基本组合及无地震作用效应 与其它荷载效应的基本组合两种情况，对框架内力进行组合，得出框架梁柱的控制内 力，进而完成了梁柱截面的配筋计算。进行了独立基础的计算及零星构件的计算。用 斯维尔建筑设计软件、AutoCAD2007、PKPM2005、探索者软件等计算并绘制本工程建筑 和结构施工图。 关键词：关键词： 百货商店、地震、框架结构、二次分配法、荷载内力组合、截面设计 江苏科技大学本科毕业设计 X ABSTRACT This project is a building of the ZhenJiang MengXi Super Market. This subject is three stories frame structure. The Story is 4.2m . The total height of the building is 13.8m .The total area of this building is 4050m2.After complicated analysis, the frame structure of supporting weight in lengthways and transverse direction of reinforced concrete is adopted for the superstructure of this building .As the anti-earthquake degree is 7,vertical earthquake is skipped. After the horizontal earthquake is calculated by the bottom-shear method, the Value D method is applied to calculate the stress of a frame under horizontal earthquake. Then the stress under vertical dead load and the most adverse-arrange live load is calculated by the double-moment-divided method. Considering the two cases: the basic combination of the earthquake and the load and the basic combination of the load and no earthquake, the load effect combination is carried off. So according to the stress and of beams and columns, the section design is finished .The calculation of the independent foundation and other members are carried on. The software of Thware agriculture design,Tssd11,AutoCAD2007and PKPM2005 is applied to calculation and draw the pictures of the building and structure construction. Keywords：super market; earthquake; frame structure; stress; double-moment- divided method; load effect combination; section design 江苏科技大学本科毕业设计 XI 目目 录录 第一章第一章 建筑设计说明建筑设计说明.1 1 1.1 设计要求 .1 1.1.1 设计内容 .1 1.1.2 设计原始资料 .1 1.2 调研 .1 1.3 平面布置 .2 1.4 立面布置 .2 1.5 剖面设计 .2 1.6 垂直交通设计 .2 1.7 耐火等级、防火疏散和采光通风 .3 1.8 其他构造设计 .3 1.9 设计依据 .4 第二章第二章 结构设计基本原则结构设计基本原则.5 5 2.1 材料要求 .5 2.2 填充墙要求 .5 2.3 截面尺寸要求 .6 2.4 结构布置要求 .6 2.5 计算过程 .6 2.5.1 计算简图 .6 2.5.2 在竖向荷载作用下的近似计算 .7 2.5.3 地震作用计算 .7 2.5.4 在水平荷载作用下采用 D 值法 .8 2.5.5 在截面设计时,主要有正截面和斜截面的设计 .8 第三章第三章 混凝土现浇框架结构设计计算混凝土现浇框架结构设计计算.9 9 3.1 框架结构设计 .9 3.1.1 工程概况 .9 3.1.2 设计条件 .9 3.1.3 屋面及楼面做法 .10 3.1.4 材料选用 .10 3.2 初估构件截面尺寸 .11 3.2.1 初估梁柱截面尺寸 .11 3.2.2 板厚 .13 3.2.3 基础 .14 3.2.4 框架计算简图 .14 3.3 重力荷载计算 .15 3.3.1 屋面及楼面永久荷载标准值 .15 3.3.2 屋面及楼面可变荷载标准值 .16 江苏科技大学本科毕业设计 XII 3.3.3 梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算 .16 3.4 重力荷载代表值计算 .17 3.5 地震作用计算 .20 3.5.1 横向框架侧移刚度计算 .20 3.5.2 横向自振周期计算 .22 3.5.3 水平地震作用及楼层剪力计算 .22 3.5.4 水平地震作用下的位移验算 .24 3.5.5 水平地震作用下框架内力计算 .25 3.6 竖向荷载作用下框架结构内力计算 .29 3.6.1 横向框架计算单元 .29 3.6.2 荷载计算 .29 3.6.3 弯矩二次分配法计算框架内力 .31 3.7 风荷载计算 .42 3.8 内力组合 .47 3.8.1 选择控制截面 .47 3.8.2 选择内力组合形式 .48 3.8.3 框架梁的内力组合 .48 3.8.4 框架柱的内力组合 .52 3.8.5 内力最不利组合设计 .55 3.9 框架梁截面设计 .57 3.9.1 梁的正截面受弯承载力计算 .57 3.9.2 梁的斜截面受剪承载力计算 .60 3.10 框架柱截面设计 .63 3.10.1 剪跨比和轴压比验算 .63 3.10.2 框架柱正截面承载力计算 .63 3.10.3 框架柱斜截面受剪承载力计算 .71 3.11 现浇楼梯设计 .74 3.11.1 梯段板的计算 .74 3.11.2 平台板的计算 .76 3.11.3 平台梁设计 .76 3.12 板的配筋 .78 3.12.1 楼面梁格布置 .78 3.12.2 楼面荷载设计值 .79 3.12.3 方案确定 .79 3.12.4 双向板计算 .79 3.13 基础设计 .81 3.13.1 基础选型 .81 3.13.2 基础底面尺寸 .82 3.13.3 计算地基净反力 .83 3.13.4 抗冲切验算 .84 3.13.5 配筋计算 .88 附录附录: : PKPMPKPM 电算电算.8989 结语结语.113113 江苏科技大学本科毕业设计 XIII 致谢致谢.114114 参参 考考 文文 献献.115115 江苏科技大学本科毕业设计 1 第一章第一章 建筑设计说明建筑设计说明 1.11.1 设计要求设计要求 1.1.11.1.1 设计内容设计内容 梦溪百货商店建筑、结构设计 1.1.21.1.2 设计原始资料设计原始资料 （1）概况：该建筑面积 4050m2，主体采用框架结构，层数 3 层。 （2）该建筑各楼层功能及房间安排如下： 一层：营业厅（750m2） ；库房（15 m2） ，辅助房间包括休息室（40 m2） ，办 公室（30 m2） ，内部卫生间（20 m2） ，公共卫生间（20 m2） ，收发室（10 m2） ，配 电室（10 m2） ； 二、三层：营业厅（750m2） ；库房（15 m2） ；辅助房间包括经理办公室（30 m2） ，小会议室（50 m2） ，财务室（15 m2） ，内部卫生间（20m2） ，设备间（10 m2） 。 （3）基本风压：w0=0.35kN/m2;抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度为 0.15g，属于设计地震第一组；基本雪压为 0.5 kN/m2，地面粗糙程度为 B 类。 （4）工程地质资料：拟建场地内地势平坦，地面高程：32.5m，绝对高程 32.5m 以下，0.8m 为耕植层；0.8m 为粉土层，承载力特征值为 80kpa，以下为粗卵石， 其承载力特征值为 fak=218kpa,可作为天然地基持力层。地下水位于地表以下 3.9m 处。建筑场地类别为类。 1.21.2 调研调研 现代百货商店采用的大多数还是钢筋混凝土的框架结构。框架结构通过现场浇 筑可以形成具有整体节点的连续结构，保护非结构构件遭破坏。另外框架结构主要 有其主体框架承重，墙体只起围护和隔断作用。因此，房间的布置很灵活，窗洞的 位置也可以根据采光要求灵活布置。可是正由于框架结构中墙体不承重，这对框架 结构的整体刚度有削弱的作用；另外周期性的往复水平荷载作用下，构件刚度因裂 江苏科技大学本科毕业设计 2 缝开展而递减，构件开裂处钢筋的塑性拉伸使裂缝不能闭合。 1.31.3 平面布置平面布置 建筑是供人使用的有功能作用的空间，同一功能要求和使用目的的建筑可以有多 种空间形式，建筑体型一般综合反映内部空间，又在一定程度上反映建筑的性格、历 史时期和民族地域特点。 对于建筑造型与平面布置的选择，必须考虑结构因素，以有利于结构受力。平面 形状应简单、对称、规则，以减少地震灾害的影响。 本设计在平面上力求平面对称，对称平面易于保证质量中心与刚度中心重合，避 免结构在水平力作用下扭转。 1.41.4 立面布置立面布置 立面设计时首先应推敲各部分总的比例关系，考虑建筑物整体的几个方面的统一， 相邻立面的连接与协调，然后着重分析各立面上墙面的处理、门窗的调整和安排，最 后对入口、门廊等进一步进行处理。 节奏韵律和虚实对比，是使建筑立面高于表现力的重要设计手法，在建筑立面上， 相同构件或门窗作有规律的重复和变化，给人们在视觉上得到类似音乐诗歌中节奏韵 律的效果。立面的节奏感在门窗的排列组合、墙面的构件划分中表现得比较突出。 1.51.5 剖面设计剖面设计 剖面设计主要分析建筑物各部分应有的高度，建筑层数、建筑空间的组合利用， 以及建筑剖面中的结构、构造关系，建筑物的平面和剖面是紧密联系的。 在本设计中，百货商店的层高均为 4.2m，消防疏散用楼布置在建筑物两侧。 1.61.6 垂直交通设计垂直交通设计 本工程主要垂直交通工具是楼梯、扶梯和电梯，对楼梯、扶梯、电梯的选用及其 在建筑物中的合理布置，将使高层建筑的使用更加合理，同时还能提高工作效率。 江苏科技大学本科毕业设计 3 本设计中楼梯布置在建筑的四角。除了设置四部楼梯外，还设置了一部扶梯，布 置于建筑中心，另有一部电梯布置在东北角。这样的布置可使建筑物内任意点至楼、 电梯出口的距离均不大于 30m，满足高层建筑的防火要求，且方便货运。 1.71.7 耐火等级、防火疏散和采光通风耐火等级、防火疏散和采光通风 本百货商店的设计耐火等级为二级。 发生火灾时，各种人员往往还在远离地面的高层，将他们全部迅速地疏散到安全 地带是防火的重要环节，疏散设计的原则是路线简单明了，便于人们在紧急时进行判 断，同时供以室内任何位置向两个方向疏散的可能性。疏散楼梯是发生火灾时电梯停 用的情况下最主要的竖向交通途径，其位置应首先符合安全疏散距离的规定，也应符 合人在火灾发生后可能的疏导方向。本设计中楼梯设置于建筑的四角，方便疏散。布 置房间时已考虑到通风效果，具体的采光要求可以通过控制窗的尺寸来实现。 1.81.8 其他构造设计其他构造设计 楼梯：不锈钢扶手栏杆，见苏 J9505 女儿墙：见苏 J9503 不上人屋面做法：30厚1:2水泥砂浆保护层，10厚合成高分子防水层，10厚1:3水泥 砂浆找平层，1:8水泥膨胀珍珠岩找坡3%，最薄处20厚，60厚聚苯板保温层，120厚现 浇钢筋混凝土屋面板，20厚板底抹灰，钢筋龙骨吊顶。 楼面做法（水磨石楼面）：10厚水磨面层，20厚水泥浆（内掺建筑胶） ，120厚现 浇钢筋混凝土楼板，20厚板底抹灰，钢筋龙骨吊顶。 墙体：采用混泥土砌块，厚度为 240 mm。 内墙： 240厚混泥土砌块 ，刷配套界面处理剂一道，15厚1：1.6水泥石灰膏砂浆打底，5 厚1：0.3:3石灰膏砂浆砂浆粉面，刷乳胶漆。 外墙： 240 厚混泥土砌块 ，刷配套界面处理剂一道，40 厚聚苯乙烯泡沫板塑料，15 厚 1：1.6 水泥石灰膏砂浆打底，5 厚 1：0.3:3 石灰膏砂浆砂浆粉面，防水防霉涂料。 江苏科技大学本科毕业设计 4 1.91.9 设计依据设计依据 1、 建筑结构统一标准 （GB6884） 2、 建筑结构可靠度设计统一标准 （GB500682001） 3、 建筑抗震设防分类标准 （GB5022395） 4、 建筑结构荷载规范 （GB500092011） 5、 混凝土结构设计规范 （GB500102012） 6、 建筑地基基础设计规范 （GB500072010） 7、 建筑抗震设计规范 （GB500112012） 8、江苏省现行建筑标准图集 江苏科技大学本科毕业设计 5 第二章第二章 结构设计结构设计基本原则基本原则 为了使建筑物设计符合技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的要求，建筑 结构方案设计，包括结构选型设计占有重要地位。建筑结构方案设计和选型的构思是 一项很细致的工作，只有充分考虑各种影响因素并进行全面综合分析，才能选出优化 的方案。 结构作为建筑的骨架形成人类的建筑空间，用来满足人类的生产、生活需要及对 建筑物的美观要求（结构的建筑功能） 。在真确设计、施工及正常使用条件下，建筑应 该具有抵御可能出现的各种作用的能力（建筑结构的安全功能） 。此外，建筑结构的工 程造价及用工量分别占建筑物造价及施工用量的 30%40%，建筑结构工程的施工工期 约占建筑物施工总工期的 40%50%（建筑结构的经济指标） 。建筑物的形式和风格总是 和构成它的材料和结构方式相适应的。在实践中不断地探索能够经济、合理地充分发 挥材料、结构潜力的形式和风格，并逐渐形成建筑体系和结构体系。结构是建筑的骨 架，是建筑赖以存在的基础，该办公楼选用框架结构是合理的。框架结构体系是由竖 向构件的柱子与水平构件的梁通过节点连接而组成，即承担竖向荷载，又承担水平荷 载（风、地震） 。框架结构体系的优点是建筑平面布置灵活，可以提供较大的建筑空间， 也可以构成丰富多变的立面造型。 在做本次设计时,就充分考虑到建筑物的形式和风格总是和构成它的材料和结构方 式相适应的。在实践中不断地探索能够经济、合理地充分发挥材料、结构潜力的形式 和风格，并逐渐形成建筑体系和结构,选用框架结构,以钢筋混凝土为材料建造。 框架结构体系是由竖向构件的柱子与水平构件的梁通过节点连接而组成，即，承 担竖向荷载，又承担水平荷载（风、地震） 。框架结构体系的优点是建筑平面布置灵活， 可以提供较大的建筑空间，也可以构成丰富多变的立面造型。 2.12.1 材料要求材料要求 梁、柱混凝土强度等级相差不宜大于 5Mpa，如超过时，梁、柱节点区施工时应 作专门处理，使节点区混凝土强度等级与柱相同。 江苏科技大学本科毕业设计 6 2.22.2 填充墙要求填充墙要求 (1) 框架结构的填充墙应优先选用预制轻质砌块或墙板，填充墙应按规范的构造 要求与框架可靠拉结。 (2) 框架结构的填充墙宜与框架梁、柱轴线位于同一垂直平面内。 2.32.3 截面尺寸要求截面尺寸要求 梁的截面尺寸估算为：，lh) 18 1 10 1 (hb) 3 1 2 1 ( 梁的截面尺寸估算为： c af Nc Ac 2.42.4 结构布置要求结构布置要求 (1) 抗震框架结构的平面布置应力求简单、规则、均匀、对称，使刚度中心与 质量中心尽量减小偏差，并尽量使框架结构的纵向、横向具有相近的自振特性。 (2) 框架结构应布置并设计为双向抗侧力体系，主体结构的梁柱间不应采用铰 接，也不应采用横向为刚接，纵向也铰接的结构体系。 2.52.5 计算过程计算过程 2.5.12.5.1 计算简图计算简图 框架结构一般有按空间结构分析和简化成平面结构分析两种方法。在计算机没有 普及的年代，实际为空间工作的框架常被简化成平面结构采用手算的方法进行分析。 近年来随着微机的日益普及和应用程序的不断出现，框架结构分析时更多的是根据结 构力学位移法的基本原理编制电算程序，由计算机直接求出结构的变形、内力，以至 各截面的配筋。由于目前计算机内存和运算速度已经能够满足结构计算的需要，因此 在计算机程序中一般是按空间结构进行分析。但是在初步设计阶段，为确定结构布置 方案或估算构件截面尺寸，还是需要采用一些简单的近似计算方法，以求既快又省地 解决问题。另外，近似的手算方法虽然计算精度较差，但概念明确，能够直观地反映 结构的受力特点，因此，工程设计中也常利用手算的结果来定性的校核判断电算结果 江苏科技大学本科毕业设计 7 的合理性，所以我将重点介绍框架结构的近似手算法。 一般情况下，框架结构是一个空间受力体系，为了方便起见，常常忽略结构纵向 和横向之间的空间联系，忽略各构件的抗扭作用，将纵向框架和横向框架分别按平面 框架进行分析计算。由于横向框架的间距相同，作用于各横向框架上的荷载相同，框 架的抗侧刚度相同，因此，除端部外，各榀横向框架都将产生相同的内力与变形，结 构设计时一般取中间有代表性的一榀横向框架进行分析即可；而作用于纵向框架上的 荷载则各不相同，必要时应分别进行计算。 框架节点一般总是三向受力的，但当按平面框架进行结构分析时，则节点也相 应地简化。在现浇钢筋混凝土结构中，梁和柱内的纵向受力钢筋都将穿过节点或锚 入区，这时应简化为刚节点。 在结构计算简图中，杆件用轴线来表示。框架梁的跨度即取柱子轴线之间的距 离。框架的层高（框架柱的长度）即为相应的建筑层高，而底层柱的长度则应从基础 顶面算起。对于不等跨框架，当个跨跨度相差不大于 10%时，在手算时可简化为等 跨框架，跨度取原框架各跨跨度的平均值，以减少计算工作量。但在电算时一般可按 实际情况考虑。 在计算框架梁截面惯性距 I 时应考虑到楼板的影响。在框架梁两端节点附近， 梁受负弯矩，顶部的楼板受拉，楼板对梁的截面抗弯刚度影响较小；而在框架梁的跨 中，梁受正弯矩，楼板处于受压区形成 T 形截面梁，楼板对梁的截面抗弯刚度影响 较大。在工程设计中，为简便起见，仍假定梁的截面惯性距 I 沿轴线不变，对现浇楼 盖中框架取 I=2I0边框架取 I=1.5I0；对装配整体式楼盖，这里 I0为矩形截面梁的截面 惯性矩。 2.5.22.5.2 在竖向荷载作用下的近似计算在竖向荷载作用下的近似计算 框架结构在竖向荷载作用下的内力计算可近似地采用分层法。通常，多层多跨 框架在竖向荷载作用下的侧移是不大的，可近似的按无侧移框架进行分析，而且当某 层梁上有竖向荷载时，在该层梁及相邻柱子中产生较大内力，而在其他楼层的梁、柱 子所产生内力，在经过柱子传递和节点分配以后，其值将随着传递和分配次数的增加 而衰减，且梁的线刚度越大，衰减越快。因此，在进行竖向荷载作用下的内力分析时， 可假定作用在某一层框架梁上的竖向荷载只对本层楼的梁以及与本层梁相连的框架柱 产生弯矩和剪力，而对其他楼层框架和隔层的框架柱都不产生弯矩和剪力。其中一般 江苏科技大学本科毕业设计 8 我们常用的方法有两种：D 值法和二次弯距分配法。荷载计算包括恒载计算和活载计 算，其中活载计算时应考虑最不利的组合。 2.5.32.5.3 地震作用计算地震作用计算 在此仅考虑水平地震作用即可，并可采用基底剪力法计算水平地震作用力。 为求基底剪力，先要计算结构各层的总重力荷载代表值，在此为简化计算，仅取一榀 框架的重力荷载代表值进行计算。 顶层重力荷载代表值包括：屋面恒载，50%屋面活 荷载，纵、横梁自重，半层柱自重，半层墙体自重以及女儿墙自重。其它层重力荷载 代表值包括：楼面恒载，50%楼面活荷载，纵、横梁自重，楼面梁自重，楼面上、下各 半层的柱及纵、横墙自重。请注意：在计算重力荷载代表值时，屋面活荷载仅考虑雪 荷载。 控制框架结构侧移要计算两部分内容：一是计算顶层最大侧移，因周期过大，将 影响使用；二是计算层间相对侧移，其值过大，将会使填充墙出现裂缝。引起框架的 侧移，主要是水平荷载作用。 对一般的多层框架结构而言，仅需计算由梁柱弯曲变形所产生的侧向位移，而不 考虑梁柱的轴向变形和截面的剪切变形所产生的结构侧移，这样计算的框架侧移已能 满足工程设计的精度要求。 在竖向荷载作用下要考虑的力包括板,墙,梁等的自重,然后用力矩分配法算 用弯矩分配法计算框架弯矩。 竖向荷载作用下框架的内力分析，除活荷载较大的工业厂房外，对一般的工业与 民用建筑可不考虑活载的不利布置。 固端弯距：梁上的分布荷载含有矩形或三角形荷载，在求固端弯矩时可直接根据 图示荷载计算，也可根据固端相等的原则，先将梯形分布荷载及三角形荷载化为等放 均布荷载，在此一律采用后一方法。 2.5.42.5.4 在水平荷载作用下采用在水平荷载作用下采用 D D 值法值法 在框架内力组合时，通过框架内力分析，获得了在不同荷载作用下产生的构件内 力标准值。进行结构设计时，应根据可能出现的最不利情况确定构件内力设计值。 本设计采用了二种类型的组合：(应为没考虑风荷载) （1）竖向荷载效应，包括全部恒载和活载的组合； （2）地震作用效应与重力荷载代表值效应的组合。 江苏科技大学本科毕业设计 9 取上述而种荷载组合中最不利情况作为截面设计时用的内力设计值。 2.5.52.5.5 在截面设计时在截面设计时, ,主要有正截面和斜截面的设计主要有正截面和斜截面的设计 受弯构件在设计是都要进行抗弯和抗剪设计,钢筋混凝土受弯构件的破坏主要有三 种形式.即适筋截面的破坏,特点是手拉钢筋先屈服,而后受压区混凝土被压碎,超筋破坏 和少筋破坏是脆性破坏，是工程中不允许出现的,我们在截面设计是不能出现后面的两 种情况。 受弯构件在弯距和剪力共同作用的区段，往往会产生斜裂缝,并可能延斜截面发生 破坏,斜截面破坏带有脆性破坏的性质,所以在设计中要加以控制,在截面设计时,不仅要 对截面尺寸加以控制,同时还要对斜截面进行计算,配置一定数量的箍筋。 第三章、混凝土现浇框架结构设计第三章、混凝土现浇框架结构设计计算计算 3.13.1 框架结构设计框架结构设计 3.1.13.1.1 工程概况工程概况 根据建筑的空间功能要求，横向纵向均为 7.5 米，一至三层层高均为 4.2m。 江苏科技大学本科毕业设计 10 图 3-1 框架平面柱网布置 3.1.23.1.2 设计条件设计条件 1.荷载条件 基本风压 0=0.35 kN/m2，基本雪荷载为 0.5 kN/m2，各层楼面的活荷载为 3.5 kN/m2，走道的活荷载为 3.5kN/m2,屋面不可上人，不上人屋面为 0.5kN/m2。 2.抗震设防 抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度为 0.15g，属设计地震第一组；建筑场 地为 II 类。 3.工程地质条件 拟建场地地势平坦，地面高程：32.5m，绝对高程 32.5m 以下，0.8m 为耕植层； 0.8m 为粉土层，承载力特征值为 80kPa，以下为粗卵石，其承载力特征值 fak=218kpa, 可作为天然地基持力层。地下水位于地表以下 3.9m 处。建筑场地类别为类。 4.材料的选用：根据抗规3.9.2条规定确定，混凝土强度等级为C30, 梁纵筋及 基础选用HRB335级钢筋，柱纵筋选HRB335级钢筋，箍筋选用HRB335级钢筋。 5.抗震等级的确定： （1）根据建筑工程抗震设防分类标注GB 50223-2008 3.0.2条规定，确定本 工程为丙类。 （2）根据抗规表6.1.2确定，丙类，7度设防的建筑抗震等级为二级，场地为 类。 3.1.33.1.3 屋面及楼面做法屋面及楼面做法 1.不上人屋面做法：30厚1:2水泥砂浆保护层，10厚合成高分子防水层，10厚1:3水 泥砂浆找平层，1:8水泥膨胀珍珠岩找坡3%，最薄处20厚，60厚聚苯板保温层，120厚 现浇钢筋混凝土屋面板，20厚板底抹灰，V型轻钢龙骨吊顶。 2.楼面做法（水磨石楼面）：10厚水磨面层，20厚水泥浆（内掺建筑胶） ，120厚现 浇钢筋混凝土楼板，20厚板底抹灰，钢筋龙骨吊顶。 3.1.43.1.4 材料选用材料选用 填充墙采用 240mm 厚的粘土空心砖砌筑。门有钢门、木门；窗有铝合金窗。 楼盖、屋盖、梁和柱均采用现浇钢筋混凝土结构。 混凝土均采用 C30 江苏科技大学本科毕业设计 11 钢筋：本工程均采用热轧钢筋 HRB335 墙体：外墙采用混凝土小型砌块，重度为 6.5kN/m。 窗：塑钢门窗 =0.35kN/m 门：=0.2kN/m 3.23.2 初估构件截面尺寸初估构件截面尺寸 梁截面高度按梁跨度的估算，由此估算的梁截面尺寸见表，表中还给出了各层梁、 柱、板的混凝土强度等级。其设计强度：C30(fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2)。 3.2.13.2.1 初估梁柱截面尺寸初估梁柱截面尺寸 梁的截面尺寸应满足承载力、刚度及延性要求。截面高度一般取梁跨度 l 的 1/121/8，当梁的负载面积较大或荷载较大时，宜取上限值。为防止梁产生剪切脆性 破坏，梁的净跨与截面高度之比不宜小于 4。梁的截面宽度可取 1/31/2 梁宽，同时 不小于 1/2 柱宽，且不应小于 250mm。 结构布置如图2-2所示，根据布置情况确定结构的尺寸。 图 3-2 结构平面布置图 江苏科技大学本科毕业设计 12 (1)、框架梁 横梁