某湖滨新境界商住楼毕业论文.doc

75 毕 业 设 计某湖滨新境界商住楼毕业论文目录一 摘要-二 设计资料-三 框架计算-四 荷载计算-五 水平地震作用的计算-六 内力计算-七 内力组合-八 柱截面的配筋计算-九 梁截面的配筋计算-十 楼板设计-十一 楼梯设计-十二 基础设计-十三 参考文献-十四 致谢-二、设计资料1、工程概况1.工程名称: 2.结构概况: 该建筑性质为工业建筑，总建筑面积为平方米，建筑总高度为19.2m。东西长度为55.98 m，南北长度为11m。建筑层数为主体6层。 2、建筑技术条件2.1、气象条件气温：最热月平均摄氏度,最冷月平均摄氏度,夏季极端最高摄氏度,冬季极端最低摄氏度.相对湿度： 最热月平均。主导风向:全年为风,夏季为风,基本风压，地面粗糙程度为类。2.2、工程地质条件该地区地震设防烈度为度，场地平整，无不良地质现象，自然地表填土m深，填土下层为米红粘土，地基承载特征值为Kpa，再下层为强风化岩层，地基承载特征值为Kpa，地表以下米无地下水侵蚀。2.3、结构选型 结构体系选型：采用钢筋混凝土现浇框架结构（纵横向承重框架）体系。 其它结构选型:(1) 屋面结构:采用现浇钢筋混凝土肋形屋盖,屋面板取上人屋面的使用荷载.(2) 楼面结构:全部采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖。(3) 楼梯结构：采用钢筋混凝土梁式楼梯。(4) 过梁：窗过梁以及带雨蓬的门过梁均采用钢筋混凝土梁，并采用纵向框架梁兼做窗过梁。(5) 基础：因荷载不是很大，地基承载力较大，采用钢筋混凝土柱下单独基础。(6) 基础梁：因持力层较深，采用现浇钢筋混凝土基础梁。三、计算简图确定假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二楼楼面，基础标高根据地质条件，底层高4.2m，其他各层都为3m。由此，可绘出框架的计算简图如下图所示 计算简图多层框架为超静定结构，在内力计算之前，要预先估计梁、柱的截面尺寸结构所采用材料强度等级，以求得框架中各杆件的线刚度及其相对线刚度。混凝土强度等级： C30（Ec=3.0）1） 梁柱截面尺寸根据设计经验直接得出 横向框架梁截面尺寸 L=5100mm， 取h=(1/81/18)L，初选h=400mm ；b=(1/21/3)h=mm，初选b=200mm；所得梁的估算截面如下表层次混凝土等级横梁（bh）ABBCDE1-6C302）框架柱：b=H（1/101/15），初选取b=450mm,在地震区框架柱采用方柱较为合适，故取h=450mm。3）框架梁柱的线刚度计算 对于中框架梁取I=2I。 KL1 3.0107KN/m220.25mm（0.6mm）3/6.5m 4.1538104KL2 3.0107KN/m220.20mm（0.4mm）3/4.5m 1.42104柱：底柱3.0107KN/m20.45mm（0.45mm）3/5.4m 1.8984104余柱3.0107KN/m20.45mm（0.45mm）3/3 m 3.4171104 令i边余1.0，则其余杆件的相对线刚度为： Ik1=4.15381044KN/m2/3.4171104KN/m2=1.21 Ik2=1.4222104/3.4171104KN/m2=0.42 I底柱=1.8984104/3.4171104KN/m2=0.56四、荷载计算 4.1、恒载标准值计算（1）屋面（上人）防水层（刚性）30厚C20细石混凝土防水 1.0 KN/防水层（柔性）三毡四油铺小石子 0.4KN/找平层： 15mm厚水泥砂浆 0.3KN/找坡层：40mm厚水泥焦渣 0.56KN/保温层：80mm厚矿渣水泥 0.0814.5=1.16 KN/结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 0.1225=3.0KN/找平层： 15mm厚水泥砂浆 0.3KN/抹灰层：10mm厚混合砂浆 0.17KN/ 6.89KN/ （2）各层走廊露面 大理石地面：10mm面层 20mm水泥沙浆打底 0.65KN/素水泥浆结合层一道 结构层： 120mm厚现浇钢筋混凝土板 3.0KN/抹灰层：10mm厚混合砂浆 0.17KN/ 3.82KN/（3）标准层楼面陶瓷地砖楼面 0.7 KN/ 结构层： 120mm厚现浇钢筋混凝土板 2.5KN/抹灰层：10mm厚混合砂浆 0.17KN/ 3.87 KN/（4）框架梁自重 b=250mm h=600mm, 梁自重 25 kN/m30.25m（0.60m0.12m）=3 kN/m 抹灰层 0.01m（0.60m0.12m0.25m）17 kN/m32=0.25 kN/m 3.25KN/m b=200mm h=400mm梁自重 25 kN/m30.20m（0.40m0.12m）=1.4 kN/m抹灰层 0.01m（0.40m0.12m0.20m）17kN/m32=0.1632 kN/m 1.56KN/m(5)基础梁b=250mm h=400mm自重 250.25m0.4m=2.5KN/m 2.5KN/m(6)柱自重b=450mm h=450mm, 自重 25 KN/0.45m0.45m=5.06KN/m抹灰层：10mm厚混合砂浆 0.01m0.9217 KN/=0.31KN/m 5.37KN/m(7)外纵墙自重标准层（有窗）纵墙 18kN/m31.0m0.24m=4.32 kN/m铝合金窗 0.35 kN/m31.50m=0.53 kN/m麻面砖外墙 0.50 kN/m3（3.00m2.0m）=0.50 kN/m水泥粉刷内墙面 0.36 kN/m3（3.00m2.0m）=0.36 kN/m 5.71KN/m标准层： （无窗） 纵墙自重 18KN/0.243.0m=12.96 KN/m水泥粉刷外墙面 0.5KN/3.0m=1.5KN/m水泥粉刷内墙面 0.36KN/3.0m=1.08KN/m 15.54KN/m 底层： （有窗） 纵墙自重 18 kN/m3（4.2-1.8-0.6-0.5）0.24=5.62 kN/m铝合金窗 0.35 kN/m32.50m= 0.875 kN/m水泥粉刷外墙面 0.50 kN/m22.2=1.1 kN/m水泥粉刷内墙面 0.36 kN/m22.20m=0.792 kN/m 8.39KN/m 底层： （无窗） 纵墙自重 18KN/0.24m4.2m=18.14KN/m水泥粉刷外墙面 0.5KN/4.2m=2.1KN/m水泥粉刷内墙面 0.36KN/4.2m=1.51KN/m 21.75 KN/m(8)内纵墙自重标准层：（无窗）纵墙 3.0m0.24m18KN/=12.96KN/m水泥粉刷内墙面 3.0m0.36KN/2=2.16KN/m 15.12KN/m 标准层：（有窗） 纵墙自重 18KN/0.24m1.0m=4.32 KN/m铝合金窗 0.35KN/1.5m=0.53KN/ m水泥粉刷内墙面 3.0m0.36KN/2=2.16KN/m 7.01KN/m 底层：（无窗）内纵墙自重 （4.2-1.8-0.6-0.4）m0.24m18KN/=6.05KN/m水泥粉刷内墙面 （4.2-1.8-0.6-0.4）m0.36KN/2=1.01KN/m 7.06KN/m底层： （有窗） 纵墙自重 18KN/0.241.25m=6.69KN/m铝合金窗 0.35KN/2.5m=0.88KN/ m水泥粉刷内墙面 0.36KN/2.5m2=0.43KN/m 8.0KN/m (8)内隔墙自重标准层：内隔墙 3.0m0.24m9.8KN/=7.06KN/m水泥粉刷墙面 3.0m0.36KN/2=2.16KN/m 9.22KN/m 底层： 内隔墙 （4.2-0.6-0.4）m 0.24m9.8KN/=7.53 KN/m水泥粉刷内墙面 (4.2-0.7-0.4)m0.36KN/2=2.23KN/m 9.76KN/m(9)栏杆自重 0.24m 1.1m18KN/+0.05m 0.24m25KN/=5.05KN/m4.2、活荷载标准值（1）屋面和楼面活载标准值根据荷载规范查得：上人屋面 ： 2.0KN/楼面： 5.0KN/ 走廊： 2.0KN/ （2） 雪荷载 KN/ 屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取最大值，即KN/4.3、竖向荷载的传递及框架受荷总图板传荷载示意图 (1)AB轴间框架梁 屋面板传荷载： 恒载： 6.89 kN/m24.5/2219.4 kN/m活载： 2.0 kN/m24.5/225.6 kN/m楼面板传荷载：恒载： 3.87kN/m24.5/2210.88 kN/m活载： 2.0kN/m24.5/225.6 kN/m梁自重 1.56KN/mAB轴间框架梁均布荷载为： 屋面梁 恒载梁自重板传荷载1.56 kN/m19.4 kN/m20.96 kN/m 活载板传荷载5.6 kN/m楼面梁 恒载梁自重板传荷载1.56 kN/m10.88 kN/m12.44 kN/m 活载板传荷载5.6 kN/m(2)BC轴间框架梁屋面板传荷载：恒载：6.89 kN/m26.5/212（0.35）2（0.35）3231.9 kN/m活载：2.0 kN/m26.5/212（0.35）2（0.35）329.3 kN/m 楼面板传荷载：恒载：3.87 kN/m26.5/212（0.35）2（0.35）3217.9 kN/m活载：2.0 kN/m26.5/212（0.35）2（0.35）329.3 kN/m梁自重； 3.25 kN/mBC轴间框架梁均布荷载为：屋面梁 恒载梁自重板传荷载3.25 kN/m31.9 kN/m35.15 kN/m 活载板传荷载9.3 kN/m楼面梁 恒载梁自重板传荷载3.25 kN/m17.9 kN/m21.15kN/m 活载板传荷载9.3kN/m(4)A轴柱纵向集中荷载的计算： 顶层柱恒载梁自重板传荷载天沟自重 1.56 kN/m（4.5m-0.45m）+6.3/2+9.7kN4.5m+3.0024.5 66.6kN顶层柱活载板传活载 2.84.5 12.6kN标准层柱恒载梁自重板传荷载外墙重 1.56 kN/m（4.5-0.45m）+6.3/2+5.444.5m+5.71kN/m(4.5-0.45) 57.1kN/m标准层柱活载=板传荷载 =2.84.5=12.6kN基础顶面恒载=底层外纵墙自重+基础梁自重 =2.5kN/m（4.5-0.45）+10.1/2+8.39（4.5-0.45）=49kN B轴柱纵向集中荷载的计算：顶层柱恒载=梁自重+板传荷载 =1.56kN/m(4.5-0.45)+6.3/2+3.25kN/m(6.5-0.45)/2+9.7kN4.5m =166.6 kN顶层柱活载=板传荷载 =5.64.5m/2+9.36.5m/2 =42.8kN标准层恒载=梁自重+板传荷载+内墙自重 =1.56 kN/m(4.5-0.45)+6.3/2+3.25kN/m(6.5-0.45)/2+10.88kN/m4.5/2+17.9kN/m6.5/2+14.04kN/m（4.5-0.45）m=158.9kN标准层活载=板传荷载 =5.64.5m/2+9.36.5m/2 =42.8kN基础顶面恒载=基础梁自重+底层内隔墙自重 =2.5kN/m（4.5-0.45）+3.25kN/m(6.5-0.45)+9.76kN/m（4.5-0.45） =69.32kN（6） C轴柱纵向集中荷载的计算：顶层柱恒载梁自重板传荷载 =1.56 kN/m(4.5-0.45)+3.25kN/m(6.5-0.45)/2+15.95kN/m6.5m =119.8kN顶层柱活载=板传荷载 =9.36.5m/2 =30.2kN标准层柱恒载梁自重板传荷载内墙自重 =1.56 kN/m(4.5-0.45)+3.25kN/m(6.5-0.45)/2+17.9kN6.5/2+5.71kN（4.5-0.45） =97.4kN标准层柱活载板传活载 =9.36.5m/2=30.2kN基础顶面恒载=基础梁自重+底层外墙自重 2.5kN/m（4.5-0.45）+3.25kN/m(6.5-0.45)/2+8.39（6.5-0.45） =70.7kN框架在竖向荷载作用下的受荷总图如下图所示： 竖向受荷总图4.4、风荷载计算（）作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值: 基本风压=0.35kN/m2本结构h=19.2m30m故取值1.0 。hiw为下层柱高，hj为上层柱高，对于顶层为女儿墙高度的2倍。迎风面的宽度，B4.5m。计算过程见下表：表1：作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值离地高度（m）/ KN/M/M/KN19.81.231.01.30.354.23.09.0716.81.171.01.30.354.23.0 8.6213.81.091.01.30.354.23.08.0310.81.011.01.30.354.23.07.447.81.01.01.30.354.23.07.374.81.01.01.30.354.83.07.99（2）.风荷载作用下框架侧移验算： 侧移刚度D如下表所示：横向26层D值的计算构件名称/(KN/m)A轴柱k=(21.42104KN/m)23.4171104KN/m=0.420.3817313B轴柱k=2(4.1538104KN/m+1.42104KN/m)/23.4171104KN/m=1.60.4420047C轴柱k=24.1538104KN/m/ 23.4171104KN/m=1.20.17 7745 D=45105KN/m横向底层D值的计算构件名称/(KN/m)A轴柱k=1.42104KN/m/1.8984104KN/m=0.750.64 8265B轴柱 k=(4.1538104KN/m+1.42104KN/m)/1.8984104KN/m=2.940.709040C轴柱k=4.1538104KN/m/ 1.8984104KN/m=2.190.455811D=23116KN/m（3）风荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算:式中: 第j层的总剪力 第j层所在柱的抗侧移刚度之和 第j层的层间位移i层侧移顶点位移框架在风荷载作用下侧移的计算过程见表：风荷载作用下框架侧移验算层次层高630009.07451050.00021/1500053000 17.69451050.00041/75004300025.72451050.00061/50003300033.16451050.00071/42862300040.53451050.00091/33331420048.52231160.00291/1235侧移验算： 层间侧移最大值1/12351/550 (满足)五、水平地震作用的计算（1） 该建筑高度为19.2m，且质量和高度沿高度均匀分布，故可采用底部剪力法来进行水平地震计算。 作用于屋面梁及各层楼面梁处的重力荷载代表值为：屋面梁处：GEW=结构和构件自重+50%雪荷载楼面梁处：GEI=结构和构件自重+50%活荷载其中结构和构件自重取楼面上、下1/2层高范围内（屋面梁处取顶层的一半）的结构及构件自重（包括纵、横梁自重，楼板结构层及构造层，纵、横墙体级柱等自重）。各质点的重力荷载代表值顶层：标准层：底层： 质点高度如下图所示： 框架自振周期的计算：框架结构的自振周期可采用假想顶点位移法计算，对于民用框架和框架抗震墙房屋也可按下列经验公式计算： T1=0.33+0.00069H2/B1/3式中：H房屋主体结构的高度，H=19.2m B房屋振动方向的长度，在计算横向水平地震作用时，为房屋宽度，取11m，在计算纵向水平地震作用时，为房屋的长度，取59.88m。对于横向振动T1=0.33+0.0006919.22/111/3=0.444 S 纵向振动T2=0.33+0.0006919.22/59.881/3=0.395 S多遇地震作用标准值及位移的计算：设防烈度为7度，近震，场地土为类，由建筑抗震设计规范GB50011-2001中查得：max=0.08 ,Tg=0.35s,则横向地震影响系数：1=max (Tg/T1)0.9=(0.35/0.44 )0. 90.08=0.065 T1=0.441.4 Tg =0.49，由抗震规范查得n=0对于多质点体系，结构底部总横向水平地震作用标准值：FEK=1 Geq=0.0650.8541929=2316.6KN由规范公式算得作用于各质点上横向水平地震作用标准值如下表：层次层高GiGiHiGiHi/ GjHjFi619.27033.4135041.30.2733633.1516.27081.23114715.930.2232517.1413.27081.2393472.20.1892438.3310.27081.2372228.50.1462338.727.27081.2350984.90.1032239.114.26570.2627595.10.0559129.5横向地震作用简图如下所示：横向地震作用简图 （2）框架水平位移验算用于横向框架计算的侧移刚度D，其计算结果见下表： 横向26层D值的计算A轴柱1731315259695B轴柱2004715 300705C轴柱774515116175 D=（259695+300705+116175）=676575KN/m 横向首层D值的计算 A轴柱826515123975B轴柱904015135600C轴柱 58111587165 D=（75000+82035+53175）=346740N/m框架侧移计算：在地震作用下框架侧移的计算结果如下表：横向水平地震作用下层次Fi (KN)Vi (KN) D( KN/m)Ue(m)6633.1633.16765750.00095517.11150.26765750.00174438.31588.56765750.00233338.71927.26765750.00282239.12166.36765750.00321129.52295.83467400.0066侧移验算：U=U=0.0218由表可见，最大层间弹性位移角发生在第底层层，其值1.5711/550,满足要求,其中是由弹性层间位移角限值查得。六、内力计算为简化计算，考虑以下几种单加荷载情况：（1） 恒载作用（2） 活荷载作用（3） 风荷载作用（从左向右吹）（4） 横向水平地震作用6.1、恒载作用下的内力计算（分层法）：由前述线刚度比可求得节点各杆端的弯矩分配系数。 ，Ik=-1/2(Iik/ik)均布恒载和集中荷载偏心引起的固端弯矩构成节点不平衡弯矩：M均载=-1/12ql M集中荷载=-Fe M梁固端=M1+M2 由结构力学表8-1可知： MFAB=-1/12ql MFBA=1/12ql MFAB=-Fab/l MFBA=Fab/l将固端弯矩及节点不平衡弯矩填入图中节点的方框后，即可进行分层计算，计算过程和结果见下表：（1）固端弯矩：顶层：其余各层：（2）力矩分配：上柱下柱AB梁BA梁上柱下柱BC梁CB梁上柱下柱弯矩分配系数00.710.290.1600.380.460.5500.45荷载作用下弯矩值00-35.3735.3700-123.76123.7600025.112710.2573 14.1424033.588240.6594 -68.0680-55.6922.8686333337.07125.128654.8132-34.03420.3297-7.695233333-7.057281667-2.882551667 3.85474409.15501711.082389 -6.9489566670-5.68551-1.9380608891.927372-1.441275833-0.337416-3.4744783335.54119451.7463574440.0075891110.0030997780.84050722701.9962046632.416458277-4.008153569-3.279398375总弯矩值18.99357989-18.9935798957.8950253949.21520566-107.110231170.60578426-70.60578426 第六层 上柱下柱AB梁BA梁上柱下柱BC梁CB梁上柱下柱0.410.410.180.110.270.270.350.380.310.31-20.9920.99-74.4774.478.60598.60593.7782 5.882814.439614.439618.718 -28.2986-23.0857-23.08578.37092.8686333332.94141.889111.196066674.8132-14.14939.359-18.564-7.695233333-5.814182667-5.814182667-2.552568 -0.412397333-1.012248-1.012248-1.312173333 6.4220886675.2390723335.239072333-2.352427222-1.186084444-0.206198667-1.2762843.0516723330.2370423.211044333-0.656086667-1.895170.6232515561.5353312371.5353312370.67404786-0.574582213-1.41033816-1.41033816-1.8282161330.7326419420.5976815840.59768158410.345521356.009597459-16.3551188126.4986364526.2647528417.06725584-69.8306451362.02904394-37.70811608-24.32092786 第五层上柱下柱AB梁BA梁上柱下柱BC梁CB梁上柱下柱0.410.410.180.110.270.270.350.380.310.31-20.9920.99-74.4774.478.60598.60593.7782 5.882814.439614.439618.718 -28.2986-23.0857-23.08572.8686333332.8686333332.94141.88914.81324.8132-14.14939.359-7.695233333-7.695233333-3.558253333-3.558253333-1.56216 0.2897180.7111260.7111260.92183 2.2919573331.8697546671.869754667-1.938060889-1.8412339220.144859-0.78108-0.3374160.670231.1459786670.4609151.746357444-0.1719225561.4901186831.4901186830.654198446-0.076748393-0.18838242-0.18838242-0.244199433-0.773432958-0.630958466-0.6309584667.4683377947.56516476-15.0335025528.1937896119.4381275820.44577358-68.0776907757.50983938-27.79577969-29.71405969 第四层 上柱下柱AB梁BA梁上柱下柱BC梁CB梁上柱下柱0.410.410.180.110.270.270.350.380.310.31-20.9920.99-74.4774.478.60598.60593.7782 5.882814.439614.439618.718 -28.2986-23.0857-23.08572.8686333337.662412.94141.88914.8132-14.14939.359-7.695233333-5.523701767-5.523701767-2.4250398 0.819172.010692.010692.60645 -0.632231333-0.515767667-0.515767667-1.1860844440.409585-1.21251990.237042-0.3161156671.3032250.6232515560.3183647720.3183647720.13976990.1420752920.3487302630.3487302630.452057748-0.732061091-0.597207732-0.5972077325.08311189411.06297301-16.146084928.5106253921.8492622616.79902026-67.1589079255.46933258-31.27065718-24.1986754 第三层上柱下柱AB梁BA梁上柱下柱BC梁CB梁上柱下柱0.410.410.180.110.270.270.350.380.310.31-20.9920.99-74.4774.478.60598.60593.7782 5.882814.439614.439618.718 -28.2986-23.0857-23.08572.5541366672.94141.88910-14.14939.3590-2.253170033-2.253170033-0.9891966 1.3486223.3102543.3102544.29107 -3.55642-2.90129-2.9012900.674311-0.49459830-1.778212.1455350-0.27646751-0.27646751-0.121375980.2500089130.6136582410.6136582410.795482905-0.8153033-0.66511585-0.665115858.6303991236.076262457-14.7066615829.8659326118.3635122418.36351224-66.592957153.3042117-26.65210585-26.65210585 第二层上柱下柱AB梁BA梁上柱下柱BC梁CB梁上柱下柱弯矩分配系数0.410.410.18