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文档简介

安徽新华学院本科毕业设计 目 录 内容摘要 1 建筑设计 3 结构设计 5 1 结构设计技术条件 5 1 1 工程概况 5 1 2 设计依据 5 1 2 1 国家标准 5 1 2 2 地质勘查报告 5 1 2 3 气象资料 6 1 2 4 地震资料 6 1 3 结构主体布置 6 1 3 1 平面 立体布置 6 1 3 2 柱网布置 6 1 3 3 沉降设置 6 1 4 梁板的截面尺寸 7 1 5 柱截面尺寸 8 2 重力荷载计算 9 2 1 屋面 露面荷载计算 9 2 1 1 屋面及露面永久荷载标准值 9 2 1 2 屋面均布活载 9 2 1 3 楼面均布荷载 10 2 1 4 楼面活荷载 10 2 2 梁体荷载计算 10 2 3 柱体荷载计算 11 2 4 墙体荷载计算 11 2 5 荷载总汇 14 安徽新华学院本科毕业设计 3 横向水平地震作用下框架内力和侧移计算 16 3 1 水平地震作用下框架的侧向位移验算 16 3 1 1 横向线刚度 16 3 1 2 横向框架柱的侧移刚度 D 值 18 3 1 3 横向框架自振周期 18 3 1 4 横向地震作用计算 23 3 1 5 横向框架抗震变形验算 25 3 2 水平地震作用下横向框架的内力分析 26 3 3 横向风荷载作用下框架的内力和侧移计算 30 3 3 1 风荷载标准值的计算 30 3 3 2 各层风荷载值计算 33 3 3 3 风荷载作用下的水平位移验算 33 3 3 4 风荷载作用下框架结构的内力计算 33 4 竖向荷载作用下框架结构的内力计算 36 4 1 计算单元 36 4 2 恒载计算 37 4 3 活载计算 39 4 4 荷载作用下的内力计算 41 4 4 1 恒载等效计算 41 4 4 2 活荷载等效计算 43 4 4 3 荷载弯矩二次分配计算 43 4 4 4 梁端剪力和轴力 48 4 5 重力荷载作用内力计算 51 4 5 1 重力荷载代表值计算 51 4 5 2 重力荷载等效计算 52 4 5 3 重力荷载弯矩二次分配计算 52 4 5 4 梁端剪力和轴力计算 55 5 内力组合 56 安徽新华学院本科毕业设计 5 1 框架梁内力组合 56 5 2 框架柱内力组合 61 6 截面设计 65 6 1 承载力抗力调整系数 RE r 65 6 2 横向框架梁截面设计 66 6 2 1 梁的正截面设计 66 6 2 2 梁的斜截面设计 71 6 3 柱截面设计 75 6 3 1 剪跨比和轴压比验算 75 6 3 2 柱正截面承载力计算 76 6 3 3 柱斜截面受剪承载力计算 79 7 板的设计 82 7 1 设计资料 82 7 2 楼面板布置 82 7 3 弯矩计算 83 7 4 截面设计 85 8 楼梯设计 86 8 1 踏步计算 86 8 2 梯段板设计 86 8 2 1 确定板厚 86 8 2 2 荷载计算 87 8 2 3 内力计算 87 8 2 4 配筋计算 87 8 3 平台板计算 88 8 3 1 荷载计算 88 8 3 2 内力计算 88 8 4 平台梁计算 89 8 4 1 荷载计算 89 安徽新华学院本科毕业设计 8 4 2 内力计算 89 8 4 3 配筋计算 89 9 基础设计 90 9 1 独立基础设计 90 9 1 1 基础参数选取 90 9 1 2 基础底面积计算 90 9 1 3 承载力验算 91 9 1 4 抗冲切验算 91 9 1 5 内力及配筋 92 9 2 联合基础设计 94 9 2 1 选型 94 9 2 2 地基承载力验算 95 9 2 3 抗冲切验算及配筋 96 9 2 4 地震作用组合 97 参考资料 100 谢 辞 101 综 述 102 安徽新华学院本科毕业设计 1 内容摘要 本设计主要针对结构方案中框架 10 轴进行结构设计 在确定了框架平面布 局之后 首先进行了层间荷载代表值的计算 接着利用顶点位移法求出自振周期 进而按底部剪力法计算水平地震作用下结构内力大小 接着用相同的方法求出 了水平风荷载作用下的层间内力和位移 然后 计算竖向荷载作用下的结构内 力 并进行内力组合 从而找出最不利的一组或几组内力组合 对结构构件进 行配筋计算并绘图 此外 本设计还进行了楼梯和基础的结构设计 并对其进 行配筋计算和施工图绘制 关键词 框架结构 抗震 永久荷载 可变荷载 截面设计 基础设计 安徽新华学院本科毕业设计 2 ABSTRACT This design mainly according to the structure scheme framework for structure design 6 axis in determining the framework layout after that first between the layer of calculation load represent value then use the vertex displacement method and then from the vibration periods according to horizontal seismic method for calculating the bottom shear structural internal force under the action of the size and then used the same way and from the wind load level between layers of the internal force and displacement Then the calculated vertical load the structural internal force and force combination so as to find out the most unfavorable a group or several groups of internal force of structural components combined calculated and drawing for reinforcement In addition the design is based on the stairs and the structure design and carries on the reinforcement calculation and construction drawing KEY WORDS frame structure earthquake permanent load variable load section design the foundation design 安徽新华学院本科毕业设计 3 建筑设计 一般而言 一幢建筑物是由若干单体空间有机地组合起来的整体空间 任 何空间都具有三度性 因此 在进行建筑设计的过程中 人们常从平面 剖面 立 面三个不同方向的投影来综合分析建筑物的各种特征 并通过相应的图示来表达 其设计意图 建筑的平面 剖面 立面设计三者是密切联系而又互相制约的 平面设计是 关键 它集中反映了建筑平面各组成部分的牲及其相互关系 使用功能的要求 是 否经济合理 除此之外 建筑平面与周围环境的关系 建筑是否满足建筑平面设 计的要求 同时还不同程度地反映建筑空间艺术构思及结构布置关系等 一些简 单的民用建筑 如办公楼 单元式住宅等 其平面布置基本上能反映建筑空间的组 合 因此 在进行方案设计时 总是先从平面入手 同时认真分析剖面及立面的可 能性和合理性 及其对平面设计的影响 只有综合考虑平 立 剖三者的关系 按 完整的三度空间概念去进行设计 才能做好一个建筑设计 根据合肥地区的地理特点 考虑设计方案力求 功能适用 经济合理 造 型美观 环境相宜 的原则 该大学会议接待中心采用框架结构 5 层 造型 力求美观 基础采用独立基础的形式 结构可靠 功能合理 该建筑西 南面各设有一个出入口 并设有三个楼梯和三个安全出口 一 但发生事故可以迅速安全的进行疏散 满足消防 地震 建筑防火规范等的安 全要求 建筑体型和立面设计是整个建筑设计的重要组成部分 外部体型和立面反 映内部空间的特征 但绝不能简单地理解为体型和立面设计只是内部空间的最 后加工 是建筑设计完成后的最后处理 而应与平 剖面设计同时进行 并贯 穿于整个设计的始终 在方案设计一开始 就应在功能 物质技术条件等制约 下按照美观的要求考虑建筑体型及立面的雏形 剖面设计确定建筑物各部分高度 建筑层数 建筑空间的组合与利用 以 及建筑剖面中的结构 构造关系等 它与平面设计是从两个不同的方面来反映 建筑物内部空间的关系 剖面设计研究竖向空间的处理 本公寓剖面形状为矩 形 矩形剖面简单 规整 便于竖向空间的组合 容易获得简洁而完整的体型 同时结构简单 施工方便 安徽新华学院本科毕业设计 4 建筑设计与结构设计是整个建筑设计过程中的两个最重要的环节 对整个 建筑物的外观效果 结构稳定起着至关重要的作用 而二者之间又存在着相互 协调 互相制约的关系 任何一个建筑设计方案 都会对具体的结构设计产生 影响 而有限的结构设计技术水平又制约着建筑设计层次 因此 在做建筑设 计的过程中 我们必须也要考虑到结构上的要求 二者必须同时兼顾 同行进 行 从而创作出优秀的建筑设计作品 安徽新华学院本科毕业设计 5 结构设计 1 结构设计技术条件 1 1 工程概况 项目名称 某中学办公楼设计 建筑地点 合肥市 建筑面积 6912m2 层高 3 6m 层数 5 层 1 2 设计依据 1 2 1 国家标准 1 建筑结构荷载规范 GB50001 2001 2 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 3 建筑抗震设计规范 GB50011 2001 4 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 5 高层建筑混凝土结构与设计规范 JGJ3 2002 6 建筑结构设计手册 静力计算 7 钢筋混凝土结构构造手册 8 建筑抗震设计手册 1 2 2 地质勘查报告 场地范围内土质构成 自地表向下依次为 a 层 杂填土 厚度 0 5m 地基承载力标准值 fk 80kpa b 层 亚粘土 厚度 0 5 1 5 m 地基承载力标准值 fk 180kpa c 层 粘土 厚度 5 7m 硬塑状 地基承载力标准值 fk 240kpa 该建筑场地地势平坦 自然地表标高 24 50m 实测最高地下水位 21 00m 水质无侵蚀性 安徽新华学院本科毕业设计 6 1 2 3 气象资料 东南风 基本风压 W0 0 35kN m2 基本雪压 S0 0 60 kN m2 1 2 4 地震资料 地震设防烈度为 7 度 设计地震分组为第一组 II 类场地 1 3 结构主体布置 1 3 1 平面 立体布置 结构平面布置规则 质量和刚度变化均匀 1 3 2 柱网布置 采用大柱网 柱网尺寸 6 2 4 6 m 6m 6m 6m 1 3 3 沉降设置 本工程由三个部分组成 由于结构形式的变化 现置有一道沉降缝 缝宽 为 80mm 总体布置见图 1 1 11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111 1111111 图 1 1 总体平面布置图 1 4 梁板的截面尺寸 梁板采用 C25 砼 fc 11 9N mm2 KL1 边 截面高度 h L 12 L 8 750mm 500mm 取 h 700mm 截面宽度 b h 3 h 2 300mm 200mm 取 b 300mm 安徽新华学院本科毕业设计 7 KL2 截面高度 h L 12 L 8 750mm 500mm 取 h 700mm 截面宽度 b h 3 h 2 300mm 200mm 取 b 300mm KL1 中 截面高度 h L 12 L 8 200mm 300mm 取 h 450mm h400mm 截面宽度 b h 3 h 2 225mm 150mm 取 b 250mm L1 边 截面高度 h L 18 L 12 500mm 333mm 取 h 450mm 截面宽度 b h 3 h 2 200mm 133mm 取 b 250mm 板 hmax 72mm 取 h 100mm 3600 50 1 max 50 1 l 梁板截面尺寸见表 1 1 梁布置见图 1 2 表 1 1 梁板得截面尺寸 KL1 边 mm KL2 mm KL1 中 mmL1 边 mm板 mm 300 700 300 700 250 450 250 450 100 11111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111 图 1 2 梁布置图 1 5 柱截面尺寸 柱采用 C30 砼 fc 14 3N mm2 1 柱组合轴压力设计值 N Fge n 2 ACN N fc 查抗抗震规范 GB50011 2010 得框架柱轴压比限值 N 0 85 3 截面计算 边柱 增大系数取 1 3 负载面积为 6 3 m2 各层重力荷载代表 值取 ge 12kN mm2 层数 n 5 则 N 1 3 6 3 12 103 5 1404000N 安徽新华学院本科毕业设计 8 AC N 0 85 14 3 115508 mm2 中柱 1 25 负载面积为 6 6 2 6 2 4 2m2 ge 12kN mm2 n 5 则 N 1 25 6 3 1 2 12 103 5 1890000N AC N 0 85 14 3 1554915mm2 则柱取 600mm 600mm 为满足 0 7 的需求 1 D 2 D 1 至 5 层取 600mm 600mm 2 重力荷载计算 2 1 屋面 露面荷载计算 2 1 1 屋面及露面永久荷载标准值 屋面 二毡三油层 0 35kN m2 冷底子油热玛蹄脂 0 05kN m2 20mm 厚水泥砂浆 0 02 20 0 40kN m2 40mm 厚矿渣水泥 0 04 16 0 64kN m2 100mm 厚现浇混凝土楼板 0 1 25 2 5kN m2 水泥蛭石屋面保温层 平均厚 120mm 0 12 5 0 6 kN m2 15mm 厚板底粉刷层 0 015 17 0 26kN m2 小计 4 8 kN m2 屋面恒载标准值 48 14 4 4 4 3317 76 kN 2 1 2 屋面均布活载 基本雪压 0 6 kN mm2 48 0 3 2 14 4 0 3 2 0 6 437 4 kN 安徽新华学院本科毕业设计 9 2 1 3 楼面均布荷载 水磨石地面 0 65kN m2 25mm 厚水泥砂浆找平层 0 25 20 0 5kN m2 100mm 厚现浇混凝土楼板 0 1 25 2 5kN m2 10mm 厚板底粉刷层 0 01 17 0 17kN m2 共计 3 82 kN m2 楼面恒载标准值 48 0 3 2 14 4 0 3 2 3 82 2784 78 kN 2 1 4 楼面活荷载 楼面均布活载对于厕所和办公产所取 2 0kN m2 走道阳台取 2 5kN m2 为 了方便计算 偏安全统一取均布活载为 2 5kN m2 楼面活载值 48 0 6 14 4 0 6 2 5 1822 5 kN 2 2 梁体荷载计算 包括梁侧 梁底 柱的抹灰重量 KL1 边 b h 0 3m 0 7m 长度 6m 根数 18 根 每根 自重 25kN m3 0 3 0 6 0 1 3 75 kN m 抹 10 厚混合砂浆 0 01 0 6 0 1 2 0 3 17 0 221 kN m 合计 每根 3 97kN m 故每根重为 3 97kN m 6m 18 428 76 kN KL2 b h 0 3 m 0 7m 长度 6m 根数 32 根 每根 自重 25kN m3 0 3 0 6 0 1 3 75 kN m 抹 10 厚混合砂浆 0 01 0 6 0 1 2 0 3 17 0 221 安徽新华学院本科毕业设计 10 kN m 合计 每根 3 97kN m 故每根重为 3 97kN m 6m 32 762 24 kN KL1 中 b h 0 25 m 0 45m 长度 2 4 0 3 2 1 8m 根数 9 根 每根 自重 25kN m3 0 25 0 45 0 1 2 18 kN m 抹 10 厚混合砂浆 0 01 0 45 0 1 2 0 25 17 0 16 kN m 合计 每根 2 35kN m 故每根重为 3 97kN m 1 8m 9 38 07 kN L1 边 b h 0 25m 0 45m 长度 6 m 根数 16 根 每根 自重 25kN m3 0 25 0 45 0 1 2 18 kN m 抹 10 厚混合砂浆 0 01 0 45 0 1 2 0 25 17 0 16 kN m 合计 每根 2 35kN m 故每根重为 2 35kN m 6m 16 235 6 kN 2 3 柱体荷载计算 底层 KZ 1 截面 0 6m 0 6m 室内外高差 0 45m 底层柱埋置深度 0 5 m 则底层柱计算长度 3 6 m 0 45 m 0 5 m 4 55 m 根数 9 4 36 根 自重 25kN m3 0 6 0 6 9 kN m 安徽新华学院本科毕业设计 11 抹 10 厚混合砂浆 0 01 0 6 4 17 kN m3 0408 kN m 故每根重为 4 55 0 1 0 1 9 0 408 40 92 kN 其它层 KZ 2 截面 0 6m 0 6m 长度 3 6m 根数 36 4 144 根 自重 25kN m3 0 6 0 6 9 kN m 抹 10 厚混合砂浆 0 01 0 6 4 17 kN m3 0408 kN m 故每根重为 3 6 0 1 0 1 9 0 408 32 928 kN 梁柱自重见表 2 1 表 2 1 梁柱自重 梁 柱 编号截面 m2 长度 m 根数 每根重量 KN 总重 KN KL1 边0 3 0 661823 82428 76 KL2 0 3 0 663223 82762 24 KL1 中0 25 0 451 894 2338 07 L1 边0 25 0 457 21614 1235 6 KZ 1 0 6 0 64 353640 821473 12 KZ 2 0 6 0 63 514432 9284741 632 2 4 墙体荷载计算 墙体偏安全考虑 按不扣除门窗洞口所占体积计算 墙体高度按楼层高度 减梁高度考虑 外墙墙厚 240mm 采用瓷砖贴面 内墙墙厚 200mm 采用水泥砂 浆抹面 内外墙均采用蒸压粉煤加气混凝土砌块 5 5 kN m3 砌筑 外墙 单位面积外墙墙体重量为 5 5 0 24 1 32 kN m2 单位面积墙贴面重量为 0 5 安徽新华学院本科毕业设计 12 kN m2 单位面积 15mm 厚砂浆找平层 0 015 20 0 3 kN m2 单位面积 15mm 厚粉刷层 0 015 17 0 255 kN m2 共计 2 38 kN m2 内墙 15mm 厚粉刷层 两侧 0 015 17 2 0 51 kN m2 15mm 厚找平层 0 015 20 2 0 6 kN m2 200mm 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 0 2 5 5 1 1 kN m2 共计 2 21 kN m2 卫生间 15mm 水泥砂浆找平层 0 015 20 0 3 kN m2 200mm 厚墙自重 0 2 5 5 1 1 kN m2 5mm 厚陶瓷锦砖 0 12 kN m2 共计 1 52 kN m2 女儿墙 瓷砖贴面 0 5 kN m2 15mm 厚找平层 0 015 20 0 3 kN m2 15mm 厚粉刷层 0 015 17 0 255 kN m2 240mm 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 0 24 5 5 1 32 kN m2 共计 2 375 安徽新华学院本科毕业设计 13 kN m2底层 外墙 纵墙 高 3 6 0 45 0 6 3 45m 共 16 片 净长 6 0 3 2 5 4m 则 5 4 3 45 10 2 38 709 43kN 横墙 高 3 6 0 45 0 6 3 45m 共 4 片 净长 6 0 3 2 5 4m 则 5 4 3 45 4 2 38 177 36 KN 高 3 6 0 45 0 45 3 6m 共 1 片 净长 2 4 0 3 2 1 8m 则 1 8 3 6 2 38 15 42 KN 内墙 纵墙 高 3 6 0 45 0 6 3 45m 共 14 片 净长 6 0 3 2 5 4m 则 5 4 3 45 14 2 38 620 75kN 横墙 高 3 6 0 45 0 6 3 4m 共 9 片 净长 6 0 3 2 5 4m 高 3 6 0 45 0 45 3m 共 2 片 净长 2 4 0 3 2 1 8m 高 3 6 0 45 0 45 3m 共 2 片 净长 6 0 3 2 5 4m 则 5 4 3 4 9 1 8 3 2 5 4 3 2 2 38 516 65kN 其它层 外墙 纵墙 高 3 6 0 6 3 0m 共 16 片 净长 6 0 3 2 5 4m 则 5 4 3 16 2 38 616 90kN 横墙 高 3 6 0 6 3 0m 净长 6 0 3 2 5 4m 共 4 片 高 3 6 0 45 3 15m 安徽新华学院本科毕业设计 14 净长 2 4 0 3 2 1 8m 共 1 片 则 5 4 3 4 1 8 3 15 2 38 167 72kN 内墙 纵墙 高 3 6 0 6 3 0m 共 14 片 净长 6 0 3 2 5 4m 则 5 4 3 14 2 21 501 228kN 横墙 高 3 6 0 6 3 0m 净长 6 0 3 2 5 4m 共 9 片 高 3 6 0 45 3 15m 净长 2 4 0 3 2 1 8m 共 2 片 则 5 4 3 9 1 8 3 15 2 2 21 422 46kN 女儿墙 高 1 2m 净长 6 8 2 0 3 48 6m 共 2 片 6 2 2 4 2 0 3 15m 共 2 片 则 48 6 1 2 2 15 1 2 2 2 375 362 52kN 墙自重见表 2 2 表 2 2 墙体自重 墙体每片面积片数重量 外墙 5 4 3 45 16709 43 底层 纵墙 内墙 5 4 3 45 14620 75 1330 18 5 4 3 45 4177 36 外墙 1 8 3 6 115 42 5 4 3 4 9393 27 1 8 3 6 230 85 底层 横墙 内墙 5 4 3 6 292 53 709 43 其它层 纵墙 外墙 5 4 3 16616 901118 13 安徽新华学院本科毕业设计 15 内墙 5 4 3 14501 23 5 4 3 4154 22 外墙 1 8 3 15 113 58 5 4 3 9322 22 1 8 3 15 225 06 其它层 横墙 内墙 5 4 3 15 275 18 590 18 纵墙 48 6 1 2 2277 02 女儿墙 横墙 15 1 2 285 50 362 52 2 5 荷载总汇 顶层 重力荷载代表值 层面恒载 50 屋面雪载 梁自重 半层柱自重 半层墙自重 女儿墙自重 顶层恒载 Q1 3317 76kN 顶层活载 Q2 437 4kN 顶层梁自重 Q3 18KL1 边 36KL2 9L1 中 16L1 边 18 23 82 36 23 82 9 4 23 16 14 1 1464 67kN 顶层柱自重 Q4 36 32 93 1185 48kN 顶层墙自重 Q5 1118 13 590 18 1708 31kN 女儿墙自重 Q6 362 52kN G5 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 2 1 2 1 2 1 3317 76 0 5 437 4 1464 67 0 5 1185 48 0 5 1708 31 362 52 6810 55kN 2 4 层 重力荷载代表值 楼面恒载 50 楼面活载 纵横梁自重 楼面上 下各 半层的柱及纵横墙自重 安徽新华学院本科毕业设计 16 楼面恒载 Q1 2784 78kN 楼面活载 Q2 1822 5kN 梁自重 Q3 1464 67kN 柱自重 Q4 1185 48kN 墙体自重 Q5 1708 31kN G2 G4 Q1 1 2Q2 Q3 1 2 Q4 Q4 1 2 Q5 Q5 2874 78 0 5 1822 5 1185 48 1708 31 6589 82 kN 底层 重力荷载代表值 楼面恒载 50 楼面活载 纵横梁自重 楼面上 下各 半层的柱及纵横墙自重 楼面恒载 Q1 2784 78kN 楼面活载 Q2 1822 5kN 梁自重 Q3 1464 67kN 柱自重 Q4 40 92 32 93 36 2 1329 30kN 墙体自重 Q5 1330 18 709 43 1118 13 590 18 2 1873 96kN G1 Q1 1 2Q2 Q3 Q4 Q5 2784 78 0 5 1822 5 1464 67 1329 30 1873 96 8363 96kN 各层重力荷载代表值见图 2 1 11111111111111111111111111111111111111111111111 图 2 1 各层重力荷载代表值 安徽新华学院本科毕业设计 17 3 横向水平地震作用下框架内力和侧移计算 3 1 水平地震作用下框架的侧向位移验算 3 1 1 横向线刚度 在框架结构中 现浇板的楼面 板可以作为梁的有效翼缘 增大梁的有 效刚度 减少框架侧移 为考虑这一有利作用 在计算梁的截面惯性行矩时 对现浇楼面的边框架取 I 1 5I0 I0为梁的截面惯性矩 对中框架取 I 2 0I0 横向框架计算简图见图 3 1 横向线刚度计算见表 3 1 111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111 1111111111111111111111111111111111111111111111111 图 3 1 一榀框架计算简图 表 3 1 横向刚度计算 边框架梁中框架梁 梁号 L 截面 h b m2 跨度 l m 惯性矩 I0 bh3 12 m4 Ib 1 5 I0 m4 Kb EIb l kN m Ib 1 5 I0 m4 Kb EIb l kN m KL1 边 0 3 0 6 6 3 5 4 10 3 8 1 10 4 3 78 10 2 1 08 10 4 5 04 10 KL20 3 0 6 6 3 5 4 10 3 8 1 10 4 3 78 10 2 1 08 10 4 5 04 10 KL1 中0 25 0 452 4 3 1 9 10 3 2 85 10 4 3 32 10 3 3 8 10 4 4 43 10 L1 边 0 25 0 45 6 3 1 9 10 3 2 85 10 4 1 33 10 3 3 8 10 4 1 77 10 3 1 2 横向框架柱的侧移刚度 D 值 柱线的刚度见表 3 2 表 3 2 柱线刚度 安徽新华学院本科毕业设计 18 惯性矩线刚度 柱号 Z 截面 m2 柱高度 m Ic bh3 12 m4 ic EIc h kN m KZ1 6 00 6 4 550 0108 4 10 7 12 KZ2 6 00 6 3 60 0108 4 10 9 3 1 3 横向框架自振周期 梁的跨度取轴线间距 即边跨 6m 中间跨 2 4m 底层柱地下埋深 0 5m 则底层柱高 4 55m 其它层柱高 3 6m 混凝土弹性模量 Ec 柱 C30 Ec 7 103 kN m2 梁 C25 Ec kN m2 7 102 8 底层中框架中柱 4 435 04 1 33 7 12 i 0 5 0 55 2 c i i 42 2 12 7 12 100 55 12 455022680 43 cc DiN mm h 底层中框架边柱 5 04 0 71 7 12 i 0 5 0 45 2 c i i 安徽新华学院本科毕业设计 19 42 2 12 7 12 100 45 12 455018408 99 cc DiN mm h 底层边框架中柱 3 323 78 1 0 7 12 i 0 5 0 5 2 c i i 42 2 12 7 12 100 5 12 455020615 85 cc DiN mm h 底层边框架边柱 3 78 0 53 7 12 i 0 5 0 41 2 c i i 42 2 12 7 12 100 41 12 455016810 46 cc DiN mm h 2 5 层边框架中柱 1 4 434 435 045 04 1 05 22 9 0 n b b c i i i 1 05 0 34 2 1 052 c i i 42 2 12 9 100 34 12 455028728 31 cc DiN mm h 2 5 层边框架边柱 安徽新华学院本科毕业设计 20 1 5 045 04 0 56 22 9 0 n b b c i i i 0 56 0 22 20 562 c i i 42 2 12 9 0 100 22 12 455018229 17 cc DiN mm h 2 5 层中框架中柱 1 3 323 323 783 78 0 79 22 9 0 n b b c i i i 0 79 0 28 20 792 c i i 42 2 12 9 100 28 12 455023572 38 cc DiN mm h 2 5 层中框架边柱 1 3 783 78 0 42 22 9 0 n b b c i i i 0 42 0 17 20 422 c i i 42 2 12 9 100 17 12 455014462 81 cc DiN mm h 各层柱侧移刚度 D 值见表 3 3 表 3 3 横向框架柱侧移刚度 D 值 柱型 项目 D N mm 根数 mmND mmNDi 中框架中柱22680 43 14 317526 02 底 层中框架边柱18408 99 14257725 86 724957 12 安徽新华学院本科毕业设计 21 边框架中柱20615 85 482463 40 中框架边柱16810 46 467241 84 中框架中柱28728 31 14402196 34 中框架边柱18229 17 14255208 38 边框架中柱23572 38 494289 52 二 至 五 层中框架边柱14462 81 457851 24 809545 48 底层刚度最小 其层间刚度与上一层之比 724957 12 809545 48 0 9 0 7 21 DD 且底层与其上相邻三个楼层侧向刚度平均值之比 0 9 0 8 i DD 1 故该框架为规则框架 T1 1 7T 0 式中 基本周期调整系数 考虑填充墙使框架自振周期减少的影响 取 0 0 75 框架的顶点位移 T 是将框架的重力荷载视为水平作用力 求得的假想框架顶点位移 然后T 由求出 T1 再用 T1求出框架结构的底部剪力 进而求出框架各层剪力和结构T 的真正位移 横向框架顶点位移计算见表 3 4 表 3 4 横向框架顶点位移 层 次 Gi kN kN i G Di kN m 层间相对位移 iii DG i 56810 55 6810 55 809545 48 0 0084 0 1307 46589 82 13400 37 809545 48 0 0166 0 1223 36589 82 19990 19 809545 48 0 0247 0 1057 安徽新华学院本科毕业设计 22 26589 82 26580 01 809545 48 0 0328 0 0810 18363 96 34943 97 724957 12 0 0482 0 0482 则 T1 1 7 T 0 1 7 0 750 13070 461 s 3 1 4 横向地震作用计算 在 II 类场地 7 度设防区 设计地震分组为第一组的情况下 结构的特 征周期 Tg 0 35s 水平地震影响系数最大值为 08 0 max 由于 T1 0 461 s 1 4Tg 0 49 s 不需要考虑顶点附加地震35 0 4 1 作用 按底部剪力法求得的基底剪力 若按分配给各层 则水平 Ek ii ii i F HG HG F 地震作用呈例三角形分布 对一般层 这种分布基本符合实际 但对结构上部 水平作用小于按时程 分析法和振型分解法就得的结果 特别对于周期比较长的结构相差更大 地震 的宏观震害也表明 结构上部往往震害很严重 因此 即顶部附加地震作用 n 系数考虑 顶部地震力的加大 也考虑了结构周期和场地影响 且修正后的 n 剪力分布与实际更加吻合 r 为衰减指数 取 0 9 0 08 T1 0 07 0 080 0 461 0 07 0 107 n 由于 故Tg5TTg 1 2 0 9 1max 1 0 35 0 080 062 0 461 g T T 结构水平地震作用标准值 Geq 29702 37kN0 850 85 6810 553 65898 828363 96 eqi GG 则底部剪力 1 0 62 29702 371841 5 EKeq FGkN 各层楼的水平地震作用按下式计算 安徽新华学院本科毕业设计 23 52 11 iF HG HG F nEK ii ii i 顶部附加水平地震作用应作用于第四层 各层楼得水平地震作用见表 3 5 和图 3 2 表 3 5 各层横向地震作用及楼层地震剪力 层次h mH mG kNG H kN m GjHj GiHi n 1i F kNV kN 53 618 956810 55 129059 9230 323 531 37 531 37 43 615 356589 82 101153 7370 253 416 48 947 85 33 611 756589 82 77430 3850 194 318 80 1266 65 23 68 156589 82 53707 0330 134 221 13 1487 77 14 554 558363 96 38056 0180 095 156 69 1644 46 1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111 图 3 2 横向框架各层水平地震作用和地震剪力 3 1 5 横向框架抗震变形验算 横向框架抗震变形验算详见表 3 6 表 3 6 横向框架抗震变形验算 层次 层间剪刀 Vi kN 层间刚度 N mn i D 层间相对位移 mn i 层间位移 mn 层高 hi mn 层间相对弹 性转角 Q 5476 315849160 8112 3836001 444 41166 995849162 0011 5736001 1800 安徽新华学院本科毕业设计 24 315395849162 639 5736001 1369 21796 285849163 076 9436001 1173 11942 35018463 873 8745501 1176 注 Vi hi i i D Q i 由表知最大值在第二层 1 117320 05720 14120 22720 31720 40920 0620 14120 2220 29820 379 0 9 6 3 2 柱正截面承载力计算 以第一层 E 柱为例说明计算方法及过程 其余柱的计算见表 6 10 和表 6 11 由 E 柱内力组合表中选出第一层柱不利内力进行配筋计算 及相应的 N N 1947 5kN max MmkNM 07 363 max 根据 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 第 7 3 11 条 底层柱的计 算高度可按 1 0H 计算 则 其余层高度按 1 25H 计算 ml55 4 0 mm N M e43 186 10 5 1947 1007 363 3 6 0 则mm h 20 30 600 30 mmea20 mmeee ai 43 2062043 186 0 因为 故应考虑二阶段弯矩的影响 558 7600 4550 0 hl 取 0 132 1 10 5 1947 600 3 145 05 0 3 2 1 N Afc 0 1 1 取1558 7 0 h l 0 1 2 13 1 0 10 1 600 4550 560 43 2061400 1 1 1400 1 1 2 21 20 0 h l hei 对称配筋 安徽新华学院本科毕业设计 76 55 0 405 0 560600 3 14 10 5 1947 3 01 b cbh f N 且 143 0 560 802 0 h as 故为大偏心受压 且有效 则 mma h ee si 27 49340 2 600 43 20613 1 2 计算 ss AA 及 2 23 0 2 01 587 40560 300 405 0 051 405 0560600 3 1427 49310 5 1947 5 01 e mm ahf bhfN AA sy c ss 再按及相应的 M 计算 max N KNN26 2468 max mKNM 63 15 mm N M e33 6 1026 2468 1063 15 3 6 0 取mm h 20 30 600 30 mmea20 mmeee ai 33 262033 6 0 取0 104 1 1026 2468 600 3 145 05 0 3 2 1 N Afc 0 1 1 取1585 7 0 h l 0 1 2 87 1 0 10 1 600 4550 560 33 261400 1 1 1400 1 1 2 21 20 0 h l hei mmhmmei1683 024 4933 2687 1 0 故为小偏心受压 mma h ee si 24 30940 2 600 33 2687 1 2 安徽新华学院本科毕业设计 77 查表得 8 0 0 1 11 按以下近似公式计算 b c sb c bc bhf ah bhfNe bhfN 01 01 2 01 01 43 0 上式中应满足 2 001 43 0 NebhfbhfN cbc 及 因为 NbhfkNN bc 64 264255 0 560600 3 1426 2468 01 mkNbhf mkNNe c 1157560600 3 1443 0 43 0 28 76324 3091026 2468 2 2 0 3 故按构造配筋 本设计框架抗震等级为三级 根据 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 规定 柱全部纵向钢筋配筋率不应小于 0 7 且每侧的配筋率不应小于 0 2 故 2 min 720600600 2 0mmbhAA ss 选用 4 20 总配筋率 满足需求 2 1256mmAA ss 12 1 560600 12563 其余柱的计算见表 6 10 和表 6 11 表 6 10 D 柱纵向钢筋计算表 层次 b mm h mm M kN m N kN 偏心 类别 ss AA mm2 实配钢筋 mm2 ss AA s 5600600115 73254 410 053大偏心3474 20 1256 0 37 1 12 4600600173 63679 280 141大偏心1684 20 1256 0 37 1 12 3600600201 381127 270 235大偏心964 20 1256 0 37 1 12 2600600216 571588 770 331大偏心2864 20 1256 0 37 1 12 1600600 316 632108 110 439大偏心2114 20 1256 0 37 1 12 安徽新华学院本科毕业设计 78 表 6 11 E 柱纵向钢筋计算表 层次 b mm h mm M kN m N kN 偏心 类别 ss AA mm2 实配钢筋 mm2 ss AA s 5600600 123 65263 970 055大偏心3834 20 1256 0 37 1 12 4600600 198 71685 530 143大偏心3154 20 1256 0 37 1 12 3600600 246 4510900 227大偏心2254 20 1256 0 37 1 12 2600600 268 741491 670 31大偏心1024 20 1256 0 37 1 12 1600600363 071947 50 405大偏心5874 20 1256 0 37 1 12 6 3 3 柱斜截面受剪承载力计算 以第一层为例说明计算方法与过程 其余柱的计算结果见表 6 12 混凝 土结构设计规范 GB50010 2002 11 4 8 条规定 对于剪跨比的框架柱 2 考虑地震作用组合的受剪截面应符合下列条件 REccc rbhfV 2 0 0 剪力设计值按下列调整 n l c u c c H MM V 1 1 式中 柱净高 n H 柱上 下端顺时针和逆时针截面组合弯矩设计值 取调整后 u c M l c M 的弯矩值 一般层应满足 底层柱底考虑 1 15 倍弯矩增加系 bc MM1 1 数 底层 E 柱 柱顶弯矩为d 柱底弯矩为 乘以折减系m214 5kN m363 07KN 数 0 85 又因为是底层柱 所以要乘以弯矩增大系数 1 15 则 kNVc56 13945 4 9 35467 209 1 1 cREcc VkNrbhf 54 113085 0 10560600 3 141 02 0 2 0 3 0 故截面满足要求 安徽新华学院本科毕业设计 79 根据规范规定 计算斜截面抗震受剪承载力时 轴向力取考虑地震作用组 合的轴向压力设计值和中的较小值 bhfc3 0 kNNkNbhfc5 19474 1544600600 3 143 03 0 故取 V 1544 4kN 3 397 3 5602 1045 4 2 3 0 取hHn 柱箍筋选用 HPB235 级 N mm 则 210f yv 027 10 560210 10 405 1560 139 056 0 1 5 1 3 0 0 hf Nbhfvr s A yv tRE sv 故此处按构造配置箍筋 根据 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 第 11 4 17 条 柱端加密区 箍筋满足最小体积配箍率的要求 由表 6 9 可得一层 E 柱的轴压比 379 0 柱混凝土强度等级为 C30 小于 C35 故混凝土轴心抗压强度设计值按 C35 取 即 根据 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 第 11 4 17 2 7 16mmNfc 条查得 则最小体积配筋率 068 0 v 4 0 54 0 210 7 1

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