土木工程毕业设计（论文）-阳光小区A栋住宅楼设计.doc

目 录全套图纸加扣3012250582 第一章 计算简图11.1确定计算简图11.1.1梁柱截面尺寸11.1.2材料强度等级21.2荷载计算21.2.1屋面横梁竖向线荷载标准值21.2.2屋面框架节点集中荷载标准值41.2.3楼面框架节点集中荷载标准值41.3风荷载51.4地震作用61.4.1建筑物总重力荷载代表值的计算61.4.2地震作用计算7第二章 框架内力计算112.1恒载作用下的框架内力112.11弯矩分配系数112.1.2杆件固端弯矩132.2内力计算142.2.2活载作用下的框架内力182.3风荷载作用下的位移、内力计算212.4地震作用下横向框架的内力计算262.4.1 0.5（雪+活）重力荷载作用下横向框架的内力计算262.4.2地震作用下横向框架的内力计算30第三章 楼梯结构设计计算333.1荷载计算333.1.1内力计算333.1.2配筋计算333.2休息平台板计算343.3梯段梁TL1计算34第四章 基础设计364.1荷载计算364.2确定基础底面积374.3地基变形验算404.4基础结构设计（混凝土选用C20）40第五章 现浇楼面设计43第七章 框架梁、柱截面设计47主要参考文献和书目：48致 谢49江西理工大学2010届本科生毕业设计（论文）第一章 计算简图1.1确定计算简图本工程横向框架计算单元斜线部分所示的范围，框架的计算简图假定底层柱下端固定于基础，按工程地质资料提供的数据，查建筑抗震设计规范可判断改场地为类场地土，地质条件较好，初步确定本工程采用柱下独立基础，挖去所有杂填土，基础置于第二层粉质黏土层上，基底标高为设计相对标高-2.100m。柱子的高度底层为：h1=3.3+2.1-0.5=4.9m（初步假定基础高度0.5m），二五层柱高为h2h4=3m。柱节点刚接，横梁的计算跨度取柱中心至中心间距离，三跨分别为：l=5100、1400、4000。计算简图见图1-1。 1.1.1梁柱截面尺寸（1）框架柱：240mm400mm（2）梁：横向梁BC跨、DE跨：240mm500mm，CD跨：240mm350mm。纵向连系梁：240mm400mm。1.1.2材料强度等级混凝土：均采用C20级。钢筋直径12mm的采用HRB335钢筋，其余采用HPB235钢筋。1.2荷载计算以轴线横向框架为计算分析对象。1.2.1屋面横梁竖向线荷载标准值（1）恒载（图2-2） 屋面恒载标准值： 35厚架空隔热板 防水层 20厚1：3水泥砂浆找平层 100厚钢筋混凝土现浇板 12厚纸筋石灰粉平顶 屋面恒载标准值 梁自重边跨BC、DE跨 梁侧粉刷 中跨CD跨 梁侧粉刷 作用在顶层框架梁上的线恒荷载标准值为：梁自重： 板传来的荷载 （2）活载作用在顶层框架梁上的线恒载标准值为： 楼面横梁竖向线荷载标准值（1） 恒载25厚水泥砂浆面层 100厚钢筋混凝土现浇板 12厚板底粉刷 边跨BC、DE框架自重 中跨CD跨梁自重 作用在楼面层框架梁上的线恒荷载标准值为梁自重 板传来的荷载 (2)活载楼面活载 1.2.2屋面框架节点集中荷载标准值(1)恒载边跨连系梁自重 粉刷 1.3m高女儿墙 粉刷 连系梁传来屋面自重 顶层边节点集中荷载 中柱连系梁自重 粉刷 连系梁传来屋面自重 (2)活载1.2.3楼面框架节点集中荷载标准值(1)恒载边柱连系梁自重 粉刷 连系梁传来楼面自重 中间层边节点集中荷载：框架柱自重 中柱连系梁自重 粉刷 连系梁传来楼面自重 中间层中节点集中荷载柱传来荷载： (2)活载 1.3风荷载已知基本风压，地面粗糙度属B类，按荷载规范。风载体型系数：迎风面0.8，被风面-0.5；因结构高度H=16.330m，取风振系数=1.0，计算过程如表1-1所示，风荷载图见图1-3。 表1-1 风荷载图层次zsZ(m）z0(kN/)A()Pi(kN)511.315.31.1470.410.676.36411.312.31.0560.412.376.79311.39.31.0160.412.376.52211.36.30.9760.412.376.28111.33.30.9360.414.587.1 1.4地震作用1.4.1建筑物总重力荷载代表值的计算（1）集中于屋盖处的质点重力荷载代表值:50%雪载： 屋面恒载 横梁 纵梁 女儿墙 柱重 横墙 纵墙 （2） 集中于三五层处的质点重力荷载代表值G4G250%楼面活载 楼面恒载 横梁 纵梁 柱重 横墙 纵墙 （3） 集中于二层处的质点重力荷载标准值G1：50%楼面活载 楼面恒载 横梁 纵梁 柱重 横墙 纵墙 1.4.2地震作用计算1） 框架柱的抗侧移刚度在计算梁、柱线刚度时。应考虑楼盖对框架梁的影响。在现浇楼盖中，中框架梁的抗弯惯性矩取;边框架梁取;在装配整体式楼盖中，中框架梁的抗弯惯性矩取;边框架梁取。为框架梁按矩形截面计算的截面惯性矩。横梁、柱线刚度见表1-2每层框架柱总的抗侧移刚度见表1-3表1-2 横梁、柱线刚度杆件截面尺寸EcI0ILi=EcI/L相对刚度B（mm）H（mm)(kN/mm2)(mm4)(mm4)(mm)(kN/mm)边框架梁24050025.52.61093.910940002.491071中框架梁24035025.58.91081.810914003.281071.317底框架柱24040025.51.281091.2810933009.891060.397中框架柱24040025.51.281091.2810930001.091070.438表1-3 框架柱横向侧移刚度D值 项目k=ic/2iz(一般层）c=k/(2+k)(一般层）D=ciz（12 /h02)根数层次柱类型及截面k=ic/2iz（底层）c=（0.5+k）/(2+k)（底层）(km/mm)二至五层边框架边柱（240400）2.28 0.53 7.70 4 边框架中柱（240400）4.56 0.70 10.17 4 中框架边柱（240400）3.00 0.60 8.72 22 中框架中柱（240400）6.00 0.75 10.50 22 底层边框架边柱（240400）2.52 0.67 7.30 4 边框架中柱（240400）5.04 0.79 8.60 4 中框架边柱（240400）3.32 0.72 7.85 22中框架中柱（240400）6.64 0.83 9.04 22 二五层：底层：2） 框架自振周期的计算：则自振周期为：其中为考虑结构非承重墙影响的折减系数，对于框架取0.6; 为框架顶点假想水平位移，计算见表1-4表1-4 框架顶点假想水平位移计算表层次Gi（kN）Gi（kN）D（kN/mm)=Gi/D总位移（mm）55684.26 5684.26 494.32 11.50 187.55 45994.12 11678.38 494.32 23.63 176.05 35994.12 17672.50 494.32 35.75 152.42 25994.12 23666.62 494.32 47.88 116.67 16267.92 29934.54 435.18 68.79 68.79 3） 地震作用计算根据本工程设防烈度为7度。类场地土，设计地震分组为第一组，查建筑抗震设计规范特征周期结构等效总重力荷载：，故不需要考虑框架顶部附加集中力作用框架横向水平地震作用标准为：结构底部：各楼层的地震作用和地震剪力标准值由表1-5计算列出，图示见图1-4。 表1-5 楼层地震作用和地震剪力标准值计算表层次Hi（m）Gi（kN）GiHiFi=GiHi/GiHiFEK（1-n）楼层剪力Vi（kN）5 15.30 5684.26 86969512.08 512.08 4 12.30 5994.12 73728434.11 946.19 3 9.30 5994.12 55745328.23 1274.42 2 6.30 5994.12 37763222.35 1496.77 1 3.30 6267.92 20684157.12 1653.89 第二章 框架内力计算2.1恒载作用下的框架内力2.11弯矩分配系数根据上面的原则，可计算出横向框架各杆件的杆端弯矩分配系数，由于改框架为对称结构，去框架一半进行简化计算，如图2-1。 节点B1：节点C1：节点B2: 节点B5： 节点C2： 节点C5: B4、C4、B3、C3与相应的B2、C2相同2.1.2杆件固端弯矩(1)顶层横梁自重作用： 板传来的恒载作用： (2)二五层横梁 ：自重作用： 板传来的恒载作用： 纵梁引起柱端附加弯矩顶层外纵梁 （逆时针为正）楼层外纵梁 顶层中纵梁 楼层中纵梁 节点不平衡弯矩横向框架的节点不平衡弯矩为通过该节点的各杆件在节点处的固端弯矩与通过该节点的纵梁引起柱端横向附加弯矩之和，根据平衡原则，节点弯矩的正方向与杆端弯矩方向相反，一律以逆时针方向为正。节点B5的不平衡弯矩： 2.2内力计算在进行弯矩分配时应将节点不平衡弯矩反号后再进行杆件弯矩分配。节点弯矩使相交于该节点杆件的近端产生弯矩，同时也使各杆件的远端产生弯矩，近端产生的弯矩通过节点弯矩分配确定，远端产生的弯矩由传递系数C确定。传递系数与杆件远端的约束形式有关。 恒载弯矩分配过程如图2-2，恒载作用下弯矩见图2-3.梁剪力、柱轴力见图2-4。根据所求出的梁端弯矩，再通过平衡条件，即可求出恒载作用下梁剪力、柱轴力，结果见表2-1表2-4。表2-1 BC跨跨中弯矩（kNm）层次q（kN/m)g（kN/m)a（m）l（m）gl/2u=(l-a)q/2MBCM=gl/2l4+u1.05-MBC-V1/Al/2（板传来的作用）(自重作用）（kNm）516.7153.3971.85.18.6614.29-16.98-35.80 416.7153.3971.85.18.6614.29-20.78-30.73 316.7153.3971.85.18.6614.29-21.81-31.64 216.7153.3971.85.18.6614.29-25.66-36.75 116.7153.3971.85.18.6614.29-20.47-29.37 49表2-2 BC、DE跨梁端剪力层次q（kN/m）g（kN/m）a（m）l（m）gl/2u=（l-a）q/2MBC(kNm）MCB(kNm）Mik/lV1/B=gl/2+u-Mik/lVC=-（gl/2+u+Mik/lBC跨516.723.41.85.1 8.6627.58-16.9826.741.91 34.33 -38.15 416.723.41.85.1 8.6627.58-20.7830.551.92 34.32 -38.16 316.723.41.85.1 8.6627.58-21.8129.751.56 34.68 -37.80 216.723.41.85.1 8.6627.58-25.6628.830.62 35.62 -36.86 116.723.41.85.1 8.6627.58-20.4728.691.61 34.63 -37.85 DE跨516.723.41.84.0 6.7918.39-10.3414.711.09 24.09 -26.27 416.723.41.84.0 6.7918.39-14.9920.91.48 23.70 -26.66 316.723.41.84.0 6.7918.39-14.6518.260.90 24.28 -26.08 216.723.41.84.0 6.7918.39-14.4518.380.98 24.20 -26.16 116.723.41.84.0 6.7918.39-16.3818.310.48 24.70 -25.66 表2-3 CD跨梁端剪力（kN）层次q（kN/m）g（kN/m）l（m）gl/2lq/4VC=gl/2+lq/4VD=-（gl/2+lq/4）56.1182.3581.41.72.143.79-3.7946.1182.3581.41.72.143.79-3.7936.1182.3581.41.72.143.79-3.7926.1182.3581.41.72.143.79-3.7916.1182.3581.41.72.143.79-3.79表2-4 柱轴力层边柱B、E轴中柱C、D轴横梁端部压力纵梁端部压力柱重柱轴力横梁端部压力纵梁端部压力柱重柱轴力B、C轴5柱顶34.33431277.30 38.15+3.79=41.9427.941269.88 柱底89.30 81.88 4柱顶34.321912142.55 38.16+3.79=41.9525.7212149.55 柱底154.55 161.55 3柱顶34.681912208.16 37.8+3.79=41.5925.7212228.86 柱底220.16 240.86 2柱顶35.621912274.71 36.86+3.79=40.6525.7212307.23 柱底286.71 319.23 1柱顶34.631913340.27 37.85+3.79=41.6425.7213.2386.59 柱底352.27 398.59 D、E轴5柱顶24.09431267.06 26.27+3.79=30.0627.941258.00 柱底79.06 70.00 4柱顶23.71912121.69 26.66+3.79=30.4525.7212126.17 柱底133.69 138.17 3柱顶24.281912176.90 26.08+3.79=29.8725.7212193.76 柱底188.90 205.76 2柱顶24.21912232.03 26.16+3.79=29.9525.7212261.43 柱底244.03 273.43 1柱顶24.71913287.66 25.66+3.79=29.4525.7213.2328.60 柱底299.66 340.60 2.2.2活载作用下的框架内力梁固端弯矩（1）顶层 （2）二五层横梁 纵梁偏心引起柱端附加弯矩顶层外纵梁 （逆时针为正）楼层外纵梁 顶层中纵梁 楼层中纵梁 本工程考虑满跨活载不利组合根据所求出的梁端弯矩，再通过平衡条件，即可求出恒载作用下的梁剪力、柱轴力、结果见表2-5表2-8表2-5 满跨活载作用下CD跨梁端剪力层次q（kN/m）l（m）ql/4VC=ql/4VD=-ql/450.981.40.30.34-0.3442.81.410.98-0.9832.81.410.98-0.9822.81.410.98-0.9812.81.410.98-0.98 层次q（kN/m）a（m）l（m）u=（l-a）q/2MBC(kNm）MCB(kNm）Mik/lV1/B=u-Mik/lVC=-（u+Mik/l）BC跨52.681.85.14.42 -2.663.30.13 4.29 -4.55 47.651.85.112.62 -7.79100.43 12.19 -13.05 37.651.85.112.62 -8.2110.360.42 12.20 -13.04 27.651.85.112.62 -8.5210.280.35 12.27 -12.97 17.651.85.112.62 -7.289.910.52 12.10 -13.14 DE跨52.681.842.95 -1.381.32-0.02 2.97 -2.94 47.651.848.42 -4.484.22-0.07 8.49 -8.36 37.651.848.42 -4.584.55-0.01 8.43 -8.41 27.651.848.42 -4.74.51-0.05 8.47 -8.37 17.651.848.42 -4.214.05-0.04 8.46 -8.38 表2-6 满跨活载作用下梁剪力BC、DE跨梁端剪表2-7 层次q（kN/m)a（m）l（m）u=(l-a)q/2MBCMik/lV1/B=u-Mik/lM=u1.05-MBC-V1/Al/2（板传来的作用）（kNm）BC跨52.681.85.14.42-2.660.13 4.29 -3.64 47.651.85.112.62-7.790.43 12.19 -10.04 37.651.85.112.62-8.210.42 12.20 -9.65 27.651.85.112.62-8.520.35 12.27 -9.80 17.651.85.112.62-7.280.52 12.10 -10.32 DE跨52.681.842.95-1.38-0.02 2.97 -1.16 47.651.848.42-4.48-0.06 8.48 -3.64 37.651.848.42-4.58-0.01 8.43 -3.44 27.651.848.42-4.7-0.05 8.47 -3.40 17.651.848.42-4.21-0.04 8.46 -3.87 表2-7 满跨活载作用下BC、DE跨跨中弯矩（kNm）表2-8 满跨活载作用下柱轴力（kN）层次边柱（B轴、E轴）中柱（C轴、D轴）横梁端部剪力纵梁端部剪力柱轴力横梁端部剪力纵梁端部剪力柱轴力BC轴54.292.566.855.533.569.09412.195.4324.4714.037.7530.87312.25.4342.114.027.7552.64212.385.4359.9113.847.7574.23112.15.4377.4414.127.7596.1DE轴52.972.565.533.913.567.4748.485.4319.449.347.7524.5638.435.4333.39.397.7541.728.475.4347.29.357.7558.818.465.4361.099.467.7576.012.3风荷载作用下的位移、内力计算框架侧移（表2-9）表2-9 风载作用下框架侧移层次层高hi（m）Pik（kN）Vik（kN）D（kN/mm）i=Vik/D（mm）总侧移i（mm）536.366.3640.680.16 2.41436.7913.1540.680.32 2.25336.5219.6740.680.48 1.93236.2825.9540.680.64 1.4513.37.133.0534.40.81 0.81层间侧移其中0.85为位移放大系数相对侧移 顶点侧移侧移 相对侧移 满足要求水平风载作用下框架层间剪力（图2-8） 表2-10 各层柱反弯点位置层次柱别K2y23y3y0y5边柱30100.450.45中柱60100.450.454边柱310100.450.45中柱610100.50.53边柱310100.50.5中柱610100.50.52边柱310100.50.5中柱610100.50.51边柱3.320.8000.50.5中柱6.640.8000.50.5表2-11 风荷载作用下框架柱剪力及柱端弯矩层次h（m）Vik（kN）D（kN/mm）柱别DiViyM下M上536.3640.68边柱8.72-1.36 0.45-1.84 -2.25 中柱10.5-1.64 0.45-2.22 -2.71 4313.1540.68边柱8.72-2.82 0.45-3.81 -4.65 中柱10.5-3.39 0.5-5.09 -5.09 3319.6740.68边柱8.72-4.22 0.5-6.32 -6.32 中柱10.5-5.08 0.5-7.62 -7.62 2325.9540.68边柱8.72-5.56 0.5-8.34 -8.34 中柱10.5-6.70 0.5-10.05 -10.05 13.333.0534.4边柱7.85-7.54 0.5-12.44 -12.44 中柱9.04-8.69 0.5-14.33 -14.33 层次柱别M下(kNm)M上（kNm）节点左右梁线刚度比边跨梁端弯矩M（kNm）中跨梁端弯矩M（kNm）风载下梁端剪力边跨梁跨中弯矩（kNm）左梁右梁VBVC左VC右5边柱-1.84-2.2402.24-0.95-0.47中柱-2.21-2.711.351.561.15-0.95-1.644边柱-3.81-4.6506.49-2.67-1.32中柱-5.08-5.081.354.193.1-2.67-4.433边柱-6.33-6.33010.14-4.36-1.45中柱-7.62-7.621.357.35.4-4.36-7.712边柱-8.34-8.34014.67-6.2-1.97中柱-10.1-10.051.3510.157.52-6.2-10.721边柱-11.3-11.31019.65-8.22-3.03中柱-13-13.021.3513.259.82-8.22-14.03表2-12 风载作用下梁端、跨中弯矩和剪力层次柱别M下(kNm)M上（kNm）风载下梁端剪力柱轴力VBVC左VC右NBNC5边柱-1.84-2.24-0.95-0.95中柱-2.21-2.71-0.95-1.64-0.694边柱-3.81-4.65-2.67-3.62中柱-5.08-5.08-2.67-4.43-2.453边柱-6.33-6.33-4.36-7.98中柱-7.62-7.62-4.36-7.71-5.82边柱-8.34-8.34-6.2-14.18中柱-10.1-10.05-6.2-10.72-10.321边柱-11.3-11.31-8.22-22.4中柱-13-13.02-8.22-14.03-16.13表2-13 风载作用下柱轴力2.4地震作用下横向框架的内力计算2.4.1 0.5（雪+活）重力荷载作用下横向框架的内力计算按建筑抗震设计规范，计算重力荷载代表值时，顶层取用雪荷载，其他各层取用活荷载。当雪荷载与活荷载相差不大时，可近似按满跨活荷载布置。（1）横梁线荷载计算顶层横梁：雪载 边跨 中间跨 二五层横梁：雪载 边跨 中间跨 （2）纵梁引起柱端附加弯矩顶层外纵梁 （逆时针为正）楼层外纵梁 顶层中纵梁 楼层中纵梁 （1） 计算简图（图2-6） （2） 固端弯矩顶层横梁： 二五层横梁（3） 不平衡弯矩 (6)弯矩分配计算（采用迭代法） 弯矩分配过程如图2-7，0.5（雪+活）作用下梁、柱弯矩见图2-8，梁剪力、轴柱力见图2-9。 根据所求出的梁端弯矩，再通过平衡条件，即可求出0.5（雪+活）作用下的梁剪力、柱轴力，计算过程见表2-142-17表2-14 0.5（雪+活）作用下CD跨梁端剪力层次q（kN/m）l（m）ql/4VC=ql/4VD=-ql/450.461.40.160.16-0.1641.41.40.490.49-0.4931.41.40.490.49-0.4921.41.40.490.49-0.4911.41.40.490.49-0.49层次q（kN/m）a（m）l（m）u=（l-a）q/2MBC(kNm）MCB(kNm）Mik/lV1/B=u-Mik/lVC=-（u+Mik/l）BC跨51.171.85.11.93 -1.251.440.04 1.89 -1.97 43.831.85.16.32 -4.065.030.19 6.13 -6.51 33.831.85.16.32 -4.445.150.14 6.18 -6.46 23.831.85.16.32 -4.345.160.16 6.16 -6.48 13.831.85.16.32 -3.834.990.23 6.09 -6.55 DE跨51.171.841.29 -0.720.710.00 1.29 -1.29 43.831.844.21 -2.412.24-0.04 4.25 -4.17 33.831.844.21 -2.52.4-0.03 4.24 -4.19 23.831.844.21 -2.542.38-0.04 4.25 -4.17 13.831.844.21 -2.342.14-0.05 4.26 -4.16 表2-15 0.5(雪+活）作用下梁剪力BC、DE跨梁端剪力标准值层次q（kN/m)a（m）l（m）u=(l-a)q/2MBCMik/lV1/B=u-Mik/lM=u1.05-MBC-V1/Al/2（板传来的作用）（kNm）BC跨51.171.85.11.93 -1.250.04 1.89 -1.39 43.831.85.16.32 -4.060.19 6.13 -5.04 33.831.85.16.32 -4.440.14 6.18 -4.76 23.831.85.16.32 -4.340.16 6.16 -4.81 13.831.85.16.32 -3.830.23 6.09 -5.19 DE跨51.171.841.29 -0.720.00 1.29 -0.52 43.831.844.21 -2.41-0.04 4.25 -1.67 33.831.844.21 -2.5-0.03 4.24 -1.54 23.831.844.21 -2.54-0.04 4.25 -1.54 13.831.844.21 -2.34-0.05 4.26 -1.76 表2-16 0.5（雪+活）作用下BC、DE跨跨中弯矩（kNm）表2-17 0.5（雪+活）作用下柱轴力标准值（kN）层次边柱（B轴、E轴）中柱（C轴、D轴）横梁端部剪力纵梁端部剪力柱轴力横梁端部剪力纵梁端部剪力柱轴力BC轴51.831.052.882.192.374.5646.173.2412.296.967.318.8236.213.2421.746.927.333.0426.193.2431.176.947.347.2816.143.2440.556.997.361.57DE轴50.521.051.571.142.373.5141.673.246.484.097.314.931.543.2411.263.747.325.9421.543.2416.043.767.33711.763.2421.043.777.348.072.4.2地震作用下横向框架的内力计算地震作用下框架柱剪力及柱端弯矩计算过程见表2-18、梁端弯矩计算程见表