轴横向框架进行结构设计.doc

摘要 轴横向框架进行结构设计轴横向框架进行结构设计 摘 要 此次设计主要对框架结构中 轴横向框架进行结构设计 抗震设计和结构计算 在确定框架结构的 承重方案及计算简图之后 首先计算框架结构的层间荷载代表值 利用顶点位移法求出横向框架的自振 周期 并使用底部剪力法计算在水平地震荷载作用下横向框架的层间剪力 进而求出在水平地震荷载作 用下框架结构的内力 弯矩 剪力和轴力 其次 采用弯矩二次分配法对在竖向荷载 恒荷载和活荷 载 作用下框架结构的内力 弯矩 剪力和轴力 再次 采用 D 值法计算水平风荷载作用下框架结构 的内力 弯矩 剪力和轴力 最后 对在水平和竖向荷载作用下框架结构的内力进行组合 找出一组 或几组最不利的内力组合 并按最不利组合进行截面设计及配筋计算 另外 还对框架结构中的现浇钢 筋混凝土楼板 楼梯和基础进行截面设计和配筋计算 关键词 框架结构 结构设计 内力计算 配筋 青海大学本科毕业设计 青海大学成教学院综合教学楼工程 青海大学建筑工程系2 MPREHENSIVE TEACHING BUILDING OF ADULT EDUCATION COLLEGE OF QINGHAI UNIVERSITY ABSTRACT The purpose of the design is to do the anti seismic design in the longitudinal frames of axis 9 When the directions of the frames is determined firstly the weight of each floor is calculated Then the vibrate cycle is calculated by utilizing the peak displacement method then making the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottom shear force method The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis Then the internal force bending moment shearing force and axial force in the structure under the horizontal loads can be easily calculated After the determination of the internal force under the dead and live loads the combination of internal force can be made by using the Excel software whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab step board and landing girder whose shop drawings are completed in the end Key words frames structural design Internal force calculation deploy Reinforced 目录 青海大学建筑工程系 I 目 录 绪论 7 1 工程概况 9 2 建筑设计 11 2 1 建筑总平面设计 11 2 2 建筑方案设计 11 2 3 建筑平面设计 11 2 4 建筑立面设计 12 2 5 建筑剖面设计 12 3 结构设计 13 3 1 框架结构承重方案的选择 13 3 2 梁柱截面尺寸的初步确定 13 3 2 1 结构平面布置图 13 3 2 2 框架梁截面尺寸初估 14 3 2 3 框架柱截面初估 15 3 2 4 楼板设计 16 3 3 恒荷载计算 16 3 3 1 楼板类型及选择 17 3 4 层间重力荷载代表值计算 18 3 4 1 第一层重力荷载代表值的计算 18 3 4 2 第二到四层重力荷载代表值的计算 20 3 4 3 第五层重力荷载代表值的计算 22 3 4 4 计算结果 24 3 5 横向框架在水平地震作用下的内力和位移计算 24 3 5 1 框架梁柱线刚度计算 24 3 5 2 结构基本自振周期的计算 25 3 5 3 地震影响系数 26 3 5 4 各层位移计算 26 3 5 5 内力计算 27 3 6 横向框架在竖向荷载作用下的计算简图及内力计算 30 3 6 1 横向框架在恒荷载作用下的计算简图 31 3 6 2 横向框架在活荷载作用下的计算简图 37 3 6 3 横向框架在恒荷载作用下的内力计算 41 3 6 4 横向框架在活荷载作用下的内力计算 46 3 7 横向框架在风荷载作用下的内力和位移计算 50 3 7 1 横向框架在风荷载作用下的计算简图 50 3 7 2 垂直于建筑物表面上的风荷载标准值计算 50 3 7 3 各层楼面处集中风荷载标准值计算 51 3 7 4 横向框架在风荷载作用下的位移计算 52 3 7 5 柱端弯矩及剪力计算 53 3 7 6 梁端弯矩及剪力计算 54 3 7 7 柱轴力计算 55 3 7 8 绘制内力图 55 3 8 荷载效应组合 57 3 8 1 框架梁 BC 梁端弯矩调幅及内力 58 3 8 2 框架梁 CD 梁端弯矩调幅及内力 59 3 8 3 柱 B 内力 60 青海大学建筑工程系II 3 8 4 柱 C 内力 61 3 8 5 内力组合 62 3 9 主梁承载力计算 66 3 9 1 确定翼缘宽度 66 3 9 2 各种材料及系数确定 67 3 9 3 判断主梁截面类型 67 3 9 4 主梁配筋计算 67 3 9 5 主梁斜截面承载力计算 69 3 9 6 主梁斜截面承载力 69 3 10 柱截面配筋计算 70 3 10 1 第一层框架 C 柱正截面 70 3 10 2 第一层框架 B 柱斜截面 72 3 10 3 第一层框架 C 柱斜截面 72 3 11 楼板配筋计算 72 3 11 1 A 区格板配筋计算 72 3 11 2 B 区格板配筋计算 72 3 12 基础设计 72 3 12 1 地基处理 72 3 12 2 确定基础的埋置深度 72 3 12 3 加权平均重度计算 72 3 12 4 地基承载力设计值 72 3 12 5 B 轴柱下独立基础尺寸 72 2 12 6 柱下独立基础冲切验算 72 3 12 7 柱下独立基础底板配筋 72 3 12 8 内柱下二柱联合基础尺寸 72 3 12 9 内柱下基础抗冲切验算及基础高度 72 3 12 10 内柱下基础配筋计算 72 3 12 11 地梁设计 72 3 12 12 地基沉降量验算 72 3 13 一层楼梯设计 72 3 13 1 梯段板的设计 72 3 13 2 平台板的设计 72 3 13 3 平台梁设计 72 致谢 72 参考资料 72 附录 设计资料 土木工程专业毕业设计设计资料 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 工程工程 指导教师 姓 名 2 前言 1 毕业设计的目的毕业设计的目的 1 运用大学四年所学的理论基础及专业知识 全面系统地完成整个毕业设计 以达到初步了 解和掌握一个建筑师 结构工程师及施工组织者的工作内容 表达方式和工作步骤 2 培养学生确立正确的设计思想和分析问题 解决问题的能力 3 培养学生根据国家的有关规定 设计规范及各种标图集进行设计的能力 4 培养学生应用计算机绘制施工图和结构计算的能力 2 毕业设计各阶段时间安排毕业设计各阶段时间安排 1 建筑设计阶段 5 周 2 结构设计阶段 8 周 3 答辩前准备及答辩 1 5 周 合计 14 5 周 1 建筑设计建筑设计 1 1 工程概况工程概况 1 本建筑位于城北区 2 基地地势平坦 基地内水 电 暖 道路等共用条件已具备 1 2 建筑设计依据建筑设计依据 1 本工程为某高校综合教学楼 2 总建筑面积为 4770 45m2 标准层建筑面积 600 m2左右 3 层数为 5 层 4 结构形式 全框架结构 5 雨篷采用悬吊钢制雨篷 6 本工程普通教室共 34 个 大教室 2 个 多媒体教室 2 个 办公室 585m2 资料室一个 会议 室两个 每层设卫生间 2 个 主楼梯为双分楼梯 副楼梯为平行双跑楼梯 7 基础采用柱下独立基础 8 室内外高差为 0 75m 9 外墙 屋面均采用保温苯板 10 卫生间标高比楼层各处低 20mm 每层设地漏 1 3 建筑要求建筑要求 1 屋面均考虑保温隔热 2 窗采用塑钢窗 门采用木门 1 4 建筑设计任务要求建筑设计任务要求 充分理解设计任务书要求 保证达到建筑设计平面布置合理 思路明确 设计新颖 学会正确 使用设计规范和标准图集 绘图严格遵循标准 图幅规范 整洁 说明书规范 文字流畅 打印 设计资料 3 根据毕业设计大纲要求 建筑设计应完成以下内容 底层平面图 1 100 标准层平面图 1 100 顶层平面图 1 100 屋顶平面图 1 100 正立面图 1 100 1 200 侧立面图 1 100 1 200 剖面图 1 100 1 200 屋面排水图 1 100 节点详图 主要节点 1 10 1 20 楼梯平面图 1 100 总平面示意图 1 500 1 1000 建筑设计说明书一份 应包括 1 设计任务简介 2 建筑设计提纲 3 平 立 剖设计说明 4 主要节点构造说明 5 其它 2 结构设计结构设计 2 1 基本设计资料基本设计资料 1 气象条件 1 温度 常年夏季平均气温 16 3 冬季平均气温 8 6 夏季最高气温 30 冬季最低 气温 26 6 2 主导风向 全年为西北风 夏季为东南风 基本风压 w0 0 35kN m2 3 雨雪条件 基本雪压 0 25 kN m2 标准冻深 1 16 m 最大冻深 1 34m 2 工程地质条件 1 地形地貌 地层岩性 场地位于北川河西岸二级阶地前缘 地形较平坦 经探井揭露 地基土自上而下由杂填土 新 近堆积黄土 黄土状粉土组成 其工程岩性特征如下 杂填土 浅黄色 粉土组成 稍湿 结构松散 含砖砾等 厚度 0 5m 1 8m 新近堆积黄土 浅黄色和暗黑色粉土组成 含树根及针状大孔 稍湿 稍密 厚度 0 3m 2 1m 黄土状粉土 浅黄色 粒度以粉粒为主 含云母碎片 具针状大孔 土结构较松散 稍湿 中 密 揭露厚度 14 0m 16 5m 2 地基土物理力学性质评价及承载力确定 湿陷性评价 场地土 8m 以上具有湿陷性 整个场地按 级自重湿陷性黄土对待 主要物理力学性质指标评价 杂填土厚度薄 结构松散 物理力学性质指标差 不宜做持力层 新近堆积黄土 天然含水量平均值 干重度平均值 4 12 3 1 12mkN d 4 天然孔隙比 188 1 e 湿陷性黄土 天然含水量平均值 天然重度平均值 干重度平均 9 9 3 1 15mkN 值 天然孔隙比 3 0 14mkN d 920 0 e 非湿陷性黄土 天然含水量平均值 天然重度平均值 干重度平 10 9 3 6 15mkN 均值 天然孔隙比 3 1 13mkN d 877 0 e 压缩性评价 新近堆积黄土 压缩系数平均值 宜按中压缩性土对待 MPaa45 0 21 湿陷性黄土 压缩系数平均值 宜按中压缩性土对待MPaa21 0 21 非湿陷性黄土 压缩系数平均值 宜按中压缩性土对待MPaa14 0 21 根据查表法地基承载力确定如下 新近堆积黄土承载力标准值kPafk128 湿陷性黄土承载力标准值kPafk172 非湿陷性黄土承载力标准值kPafk161 3 抗震设防烈度 7 度 近震 场地土为中软场地土 建筑场地类别为 类 4 结论及建议 场地分布的杂填土 新近堆积黄土不应作为天然地基 整个场地按 级自重湿陷性黄土对待 地基处理建议采用大开挖方式 然后采用 3 7 灰土整片回填压实 压实系数有设计人员确 定 处理厚度不宜小于 3m 场地属于 级自重湿陷性黄土场地 设计和施工应严格按 湿陷性黄土地区建筑规范 进行 2 2 建筑设计与任务要求建筑设计与任务要求 1 结构设计计算书 1 根据建筑平面及有关规定进行结构选型 柱网布置 2 确定材料及截面尺寸 3 结构内力计算及配筋计算 结构计算的主要内容有 荷载计算 选具有代表性的一榀框架进行内力分析及配筋计算 某块 现浇板的内力分析及配筋计算 基础设计及配筋计算 楼梯的配筋计算 2 材料的选用 外墙采用多孔砖墙或加气混凝土砌块 厚度选择注意保温 内墙为轻质隔墙 混凝土强度根 据设计自定 钢筋为 FPB235 FRB335 3 编写结构计算书及说明书要求 1 条理清楚 2 计算过程及计算结果正确 计算书条理清晰 内容完整 3 计算书内容包括 结构设计方案 结构选型 结构布置 材料的选用及截面尺寸 荷载 计算 一榀框架的内力分析及截面配筋设计 现浇板的内力分析及配筋设计 基础设计及配筋设计 部分构件的计算 墙体抗震验算及框架水平侧移验算 结构构造说明等 计算书的装订应严格遵照青海大学 本科毕业论文 设计 工作管理暂行办法 装订 设计资料 5 4 绘制施工图 要求图纸布局合理 内容完整 符合制图标准 图纸包括 1 基础平面布置及配筋图 1 100 2 各楼面结构平面布置图 1 100 3 屋面结构平面布置图 1 100 4 框架结构配筋图 1 50 1 100 5 悬挑构件配筋图 楼梯结构配筋图 1 50 5 标题栏要求 青海大学建工系毕业设计某 综 合 教 学 楼20 班 级图别10 设 计图号10 指导教师日期10 2535802020 3 设计规范及主要参考资料设计规范及主要参考资料 3 1 国家标准 规范 规程国家标准 规范 规程 1 GB50103 2004 总图制图标准 S 2 GBJ50001 2004 房屋建筑制图统一标准 S 3 GBJ50105 2004 建筑结构制图标准 S 4 GBJ 16 87 2004 年版 建筑设计防火规范 S 5 GB 50096 1999 民用建筑设计通则 S 6 JGJ 26 95 采暖居住建筑部分 民用建筑节能设计标准 S 7 GB50009 2004 建筑结构荷载规范 S 8 GB50010 2004 混凝土结构设计规范 S 9 GB50007 2004 建筑地基基础设计规范 S 10 GB50025 2004 湿陷性黄土地区建筑规范 S 11 GB50011 2004 建筑抗震设计规范 S 3 2 参考书参考书 1 建筑设计资料集编委会 建筑设计资料集 1 2 3 4 5 M 北京 中国建筑工业出版社 1999 2 同济大学 东南大学 西安建筑科技大学 重庆大学编 房屋建筑学 M 北京 中国建工出 版社 2000 3 建筑设计资料集编委会 建筑结构静力计算手册 M 北京 中国建工出版社 1998 4 建筑设计资料集编委会 建筑结构构造资料集 M 北京 中国建筑工业 2007 5 高大钊 土力学与基础工程 M 北京 中国建筑工业出版社 2003 6 张中兴 黄土与黄土工程 M 青海 青海人民出版社 1998 绪论 绪论 作为一名即将毕业的土木工程专业的本科生 在大学四年的理论学习后 要结合社会的实际情 况 检验一下所学习的专业知识是否专业和完善 毕业设计恰好就是一种最好的检验 可以使四年 中所学习的知识得到综合利用 使得各方面的知识系统化和实践化 通过独立完成毕业设计 可以 培养独立思考 独立工作的能力 以及调查 分析和查阅资料的能力 小组毕业设计题目为 某综合楼工程 结构形式采用全现浇框架结构 在熟悉本课题设计任 务书的基础上 通过给定的总平面图 结合当地的自然条件 施工技术水平 并查阅相关建筑设计 的书籍和规范 独立完成综合楼工程的建筑方案设计 并最终绘制出建筑施工图 通过建筑方案的设计 对框架结构进行柱网布置和结构选型 并确定材料类型和截面尺寸 首 先 通过现行规范选定房间作法 并以此计算框架结构各层的重力荷载代表值 其次 采用合适的 计算方法对竖向荷载作用下框架结构的内力 水平地震荷载作用下框架结构内力及侧移进行计算 最后 通过以上的结构计算 对框架结构进行截面设计 梁 板 柱截面尺寸及配筋 楼板设计 楼板尺寸及配筋 楼梯设计 平台板 楼梯梁 梯段板截面尺寸及配筋 基础设计 柱下独 立基础的截面设计及配筋 并使得截面的配筋还要满足构造要求 最总并通过对框架结构的结构 设计和结构计算 绘制出框架结构的结构施工图 框架结构设计工作量很大 在框架结构设计计算过程中要手算一榀框架 并对这一榀框架进行 截面设计和配筋计算 最后再使用一些计算机辅助软件对计算结果进行对比和校正 由于自己水平 有限 难免出现一些错误和不妥之处 恳请各位老师给予批评和指正 绪论 1 工程概况 1 本工程为 XXXXXX 楼 场地位于 XXXXXX 区北川河西岸二级阶地前缘 地形较平坦 地 基处理后满足工程要求 无地下水影响 场地内实现三通一平 满足施工要求 2 工程地质及水文气象条件 1 地形地貌 地层岩性 场地位于北川河西岸二级阶地前缘 地形较平坦 经探井揭露 地基土自上而下由杂填土 新 近堆积黄土 黄土状粉土组成 其工程岩性特征如下 杂填土 浅黄色 粉土组成 稍湿 结构松散 含砖砾等 厚度 0 5m 1 8m 新近堆积黄土 浅黄色和暗黑色粉土组成 含树根及针状大孔 稍湿 稍密 厚度 0 3m 2 1m 黄土状粉土 浅黄色 粒度以粉粒为主 含云母碎片 具针状大孔 土结构较松散 稍湿 中 密 揭露厚度 14 0m 16 5m 2 风荷载 基本风压 0 35 地面粗糙度为 C 类 0 2 mkN 3 雨雪条件 基本雪压为 0 25 2 kN m 4 抗震设计条件 建设场地的地震基本烈度为 7 度 基本加速度为 建筑结构抗震等级g1 0 为框架三级 设计地震分组按第二组 场地土为 II 类 建筑结构的安全等级为二级 设计使用年限 为 50 年 建筑设计 2 建筑设计 2 1 建筑总平面设计 在建筑总平面设计过程中 依据拟建位置 建筑物的使用功能 道路交通等情况进行综合考虑 在地段条件方面 拟建位置的东面 南面都临近城市主干道 交通方便 建筑物为南北朝向 主入口放在南面 次入口设在东面 考虑了施工便利 教学楼相应需要一个比较安静的环境 并对 该建筑物的人流进行设计 建筑物南面为学校主入口 北面为办公楼 东面相邻建筑为实验楼 人 流主要通过建筑物南面的入口来进行出入 东面为消防安全出入口 2 2 建筑方案设计 1 由于此建筑物为综合教学楼工程 建筑物在使用功能上除了要满足普通教学 还应有多媒体 教育等使用功能 建筑物采用内廊式 由于教室要求 1 5 人 按 40 人计 则需要约 60 采用开 间 8100mm 进深 7500mm 建筑物内部包括大空间多媒体教室及多班合用大教室 在使用功能上 要求具有大面积 因此建筑物的柱网布置就要加大 同时考虑建筑物卫生间 楼道人流及楼梯防火 等要求 建筑物为 L 形 横向跨度分别为 24 9m 和 17 4m 纵向跨度为 58 9m 由于拟建建筑属于公共建筑的范畴 所以充分考虑了节能设计 紧急疏散等方面 在节能设计 方面 各个主入口设置了门斗 建筑物并无突出和缩进 因而外墙墙体比较规整 并采用了 EPS 聚苯乙烯泡沫保温板 门窗保温隔热效果良好 在紧急疏散方面 三个主入口的门口净宽为 1 5m 另有消防通道 2 建筑介绍 1 总建筑面积为 4770 45m2 2 标准层建筑面积 600 m2左右 3 层数为 5 层 4 结构形式 全框架结构 5 雨篷采用悬吊钢制雨篷 6 本工程普通教室共 34 个 大教室 2 个 多媒体教室 2 个 办公室 585m2 资料室一个 会议 室两个 每层设卫生间 2 个 主楼梯为双分楼梯 副楼梯为平行双跑楼梯 7 基础采用柱下独立基础 8 室内外高差为 0 75m 9 外墙 屋面均采用保温苯板 10 卫生间标高比楼层各处低 20mm 每层设地漏 11 屋面均考虑保温隔热 12 窗采用塑钢窗 门采用木门 2 3 建筑平面设计 一幢建筑物的平 立 剖面图 是这幢建筑物在不同方向的外形及剖切面的投影 这几个面之 间是有机联系的 平 立 剖面综合在一起 表达了一幢三度空间的建筑整体 建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系 在建筑平面设计中 始终需要从建 筑整体空间组合的效果来考虑 紧密联系建筑剖面和立面 分析剖面 立面的可能性和合理性 不 12 断调整修改平面 反复深入 2 4 建筑立面设计 建筑立面是表示房屋四周的外部形象 立面设计和建筑体型组合一样 也是在满足房屋使用要 求和技术经济条件的前提下 运用建筑体型和立面构图的一些规律 紧密结合平面 剖面的内部空 间组合下进行的 2 5 建筑剖面设计 建筑剖面图是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的组合关系 剖面设计主要分析建筑物各部分 应有的高度 建筑层数 建筑空间的组合和利用 以及建筑剖面中的结构 构造关系等 它和房屋 的使用 造价和节约用地等有密切关系 也反映了建筑标准的一个方面 结构设计 3 结构设计 3 1 框架结构承重方案的选择 竖向荷载的传力途径 楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁 再由主梁传至框架 柱 最后传至地基 根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径 本建筑物采用纵横向框架承重体系 这可使 横向框架梁的截面高度大 增加框架的横向侧移刚度 3 2 梁柱截面尺寸的初步确定 3 2 1 结构平面布置图 竖向荷载的传力途径 楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁 再由主梁传至框架 柱 再由框架柱传至基础 最后传至地基 根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径 本建筑物的承重方案为横向框架承重 横向 框架计算简图如图所示 图 3 1 轴框架简图 14 图 3 2 结构平面图 通过分析荷载传递路线确定梁系布置方案 本工程的各层结构平面布置如图所示 3 2 2 框架梁截面尺寸初估 A 横向框架梁 BC 跨 l0 7 5m 0 1111 h l 7500625mm 937mm 812812 考虑到本结构为五层 故取 h600mm 1111 b h 600200mm 300mm 2323 b300mm CD 跨 0 l2 4m 0 1111 h l 2400200mm 300mm 812812 考虑便于施工及满足构造要求 故取 h600mm 1111 b h 600200mm 300mm 2323 结构设计 15 b300mm B 纵向框架梁 a 及 跨 0 l8 1m 0 1111 h l 8100675 1012 5mm 812812 考虑次梁承担荷载 故取 h600mm 1111 b h 600200 300mm 2323 取 b300mm C 横向次梁 0 l7 5m 0 1111 h l 7500625mm 937 5mm 812812 考虑承担面积 故取 h500mm 1111 b h 500167mm 250mm 2323 考虑施工简便 取 b300mm 3 2 3 框架柱截面初估 框架柱选用混凝土 抗震设防烈度为 7 度 框架抗震等级为三级 轴C40 2 c f19 1kN m 压比 由轴压比初估框架柱截面尺寸时 按下式计算 即 N 0 9 cN ccc f N hbA 柱轴向压力设计值 N 按下式初估 即 21GqSn N 式中 竖向荷载分项系数 已包含活载 可取 1 25 G 每个楼层上单位面积的竖向荷载标准值 q 2 kN m 柱一层的受荷面积 S 2 mm 柱承受荷载的楼层数 n 考虑水平力产生的附加系数 三级抗震时 取 1 5 1 05 1 边柱 角柱轴向力增大系数 边柱为 1 1 角柱为 1 2 中柱为 1 0 2 柱有框架梁与剪力墙连接时 柱轴向折减系数 可取 0 7 0 8 A 轴与 B E 轴相交边柱 G12 NqSn1 25 9 728 1 7 5 0 55 1 05 1 01933 6kN 16 3 2 ccc N c N1933 6 10 Ab h112482mm f0 9 19 1 取 bh500mm500mm B 轴与 C D 轴相交中柱 G12 NqSn1 25 9 728 1 7 5 0 52 4 8 1 0 55 1 05 1 0 1 0 2557 6kN 3 2 ccc N c N2557 6 10 Ab h148781mm f0 9 19 1 取 bh500mm500mm C 轴与 A 轴相交角柱 G12 NqSn1 25 9 725 1 7 5 0 255 1 05 1 0 1 0609 97kN 3 2 ccc N c N609 97 10 Ab h35483mm f0 9 19 1 考虑角柱虽然受荷面积较小 但由于角柱承受双向偏心荷载作用 受力复杂 故截面尺寸取与 A 轴边柱相同 即取 bh500mm500mm 故框架柱截面尺寸为 500mm500mm D 校核框架柱截面尺寸是否满足构造要求 a 按构造要求 框架住截面高度不宜小于 400mm 宽度不宜小于 350mm b 为避免发生剪切破坏 柱净高与截面长边之比宜大于 4 取二层较短柱高 n H3900mm n H3 9 7 84 h0 5 c 框架柱截面高度和宽度一般可取层高的 1 10 1 15 0 1111 h 3900390 260 10151015 Hmm 满足要求 3 2 4 楼板设计 各层楼盖采用现浇钢筋混凝土梁板结构 梁系把楼盖分为一些双向板和单向板 大部分板厚取 100mm 卫生间板厚取 80mm 3 3 恒荷载计算 查 荷载规范 可取 1 非上人屋面恒荷载标准值 板厚 150mm 350 克沥青卷材 2 0 35kN m 结构设计 17 1 2 厚合成高分子防水卷材 2 0 15kN m 25 厚 1 3 水泥焦渣 2 200 0250 5kN m 65 厚聚苯乙烯泡沫板保温层 2 0 20 0650 013kN m 1 6 水泥焦渣找坡最薄处 30 厚 2 140 030 42kN m 150 厚现浇钢筋混凝土板 2 25 0 153 75kN m 20 厚板底水泥石灰膏砂浆 2 170 020 34kN m 合 计 2 5 10kN m 2 楼面恒荷载标准值 板厚 140mm 10 厚地砖铺面 2 1 5 0 010 015kN m 20 厚 1 3 干硬性水泥 2 200 020 4kN m 100 厚现浇钢筋混凝土板 2 25 0 102 5kN m 20 厚水泥石灰膏砂浆 2 170 020 34kN m 合 计 2 3 0kN m 3 卫生间恒荷载标准值 板 80mm 10 厚地砖铺面 2 1 5 0 010 015kN m 30 厚 1 3 干硬性水泥砂浆 2 200 030 6kN m 1 5 厚合成高分子涂膜防水 2 200 020 4kN m 20 厚 1 3 水泥砂浆 2 200 020 4kN m 80 厚现浇钢筋混凝土板 2 25 0 82 0kN m 20 厚水泥石灰膏砂浆 2 170 020 34kN m 合 计 2 4 16kN m 4 活荷载标准值 非上人屋面活荷载 2 0 5kN m 办公室 教室等一般房间活荷载 2 2 0kN m 走廊 门厅 楼梯活荷载 2 2 5kN m 雨篷活荷载 2 0 5kN m 卫生间活荷载 2 2 0kN m 3 3 1 楼板类型及选择 楼板平面布置图如图 3 2 所示 对于现浇钢筋混凝土楼板 根据塑性理论 3l l 0102 时 荷载作用下 在纵横两个方向受力 且都不能忽略 因此楼板按弹性理论进行设计 跨中最大正弯矩发生在活载为棋盘式布置时 它可以简化为当内支座固支时作用下的跨 2 q g 中弯矩值与当内支座铰支时作用下的跨中弯矩值两者之和 支座最大负弯矩可以近似按活载满 2 q 布时求得 即为内支座固支作用下的支座弯矩 在本设计中 由于梁板整浇在一起 周边梁qg 对板的作用视为固定支座 计算弯矩时考虑泊松比的影响 取 2 0 按 18 21v1 mmm 12v2 mmm 计算板的跨中正弯矩 3 4 层间重力荷载代表值计算 3 4 1 第一层重力荷载代表值的计算 取基础埋深为 2 92m 基础高为 0 7m 则一层柱高为 1 h4 22 92 1 05 55m 故取一层柱高为 1 h5 5m 1 梁重力荷载代表值 表 3 1 层间梁柱自重 类别 截面尺寸 b h mm 净跨 mm 体积 3 m 容重 3 kN m 单重 kN 数量 总重 kN 300 600 70001 263124810 横梁 300 600 19000 342 25 8 5511118 8 300 600 76001 36834 216584 64 300 600 52000 93623 404102 48 300 600 46000 82820 706137 70 300 600 37000 66616 65475 60 300 600 28000 50412 6344 55 主梁 纵梁 300 600 16000 288 25 7 2547 25 横梁300 500 99001 53038 255191 25 次梁 纵梁300 500 72001 125 25 28 12516450 00 柱500 500 55001 3752534 375501718 75 故一层梁的自重为 2562 43kN 柱子的自重为 1718 75kN 2 外墙体重力荷载代表值 外墙永久荷载标准值 16 厚水泥石灰膏砂浆 0 016 17 0 272kN m2 300 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 0 3 5 5 1 65kN m2 60 厚聚苯乙烯泡沫板 0 2 0 06 0 012kN m2 12 厚水泥石灰膏砂浆 0 012 17 0 204kN m2 6 厚水泥砂浆 0 006 20 0 12kN m2 合 计 2 26kN m2 结构设计 19 轴外墙面积 2 24 90 5 4 4 2 0 75 2 7 2 7 669 615m 轴外墙面积 2 7 54 20 752 7 2 7 222 545m 轴与 外墙面积 2 24 94 20 75123 25m 与 轴外墙面积 2 12 358 5 4 20 75 2 7 2 7 92 1 2 7 2 1 5 1 8 8 251 91m 与 轴外墙面积 2 58 5 12 3 4 20 75 2 7 2 7 10 155 79m 外墙体面积为 2 53 6369 61522 545 123 25251 91 155 79703 0m 故外墙自重 2 26 703 01588 78kN 3 内墙体重力荷载代表值 200 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 0 2 5 5 1 1kN m2 16 厚水泥石灰膏砂浆 0 016 17 0 272kN m2 16 厚水泥石灰膏砂浆 0 012 17 0 272kN m2 合 计 1 64kN m2 内墙体面积 2 22 7 50 5 4 20 6 1 4 2 1 4 10 20 5 2 7 80 5 2 4 20 6 4 20 5 4 20 6 0 9 2 1 2 28 8 1 0 5 4 20 6 0 9 2 744 46m 则内墙体自重 1 64 5474 01220 91kN 4 门 窗重力荷载代表值 门面积 2 1 4 2 1 70 9 2 1 1752 71m 则门自重 0 2 52 7110 54kN 窗面积 2 1 5 1 8 152 7 2 7 26 1 5 2 7 2 1 8 1 8 2 244 62m 窗自重 0 45 244 62110 08kN 5 钢筋混凝土楼板重力荷载代表值 楼板面积 20 一般楼板 2 12 3 24 946 2 17 45 7 7 53 3 7 58 1 7 5 2921 15m 卫生间 2 8 1 7 5 2121 5m 楼板自重 4 1 921 153 28 121 54175 24kN 故一层墙体 门 窗自重 1588 78 1220 91 10 54 110 082930 3kN 3 4 2 第二到四层重力荷载代表值的计算 1 二至四层梁 柱重力荷载代表值 表 3 2 二至四层梁 柱重力荷载代表值 类别 截面尺寸 b h mm 净跨 mm 体积 3 m 容重 3 kN m 单重 kN 数量 总重 kN 300 600 70001 263124810 横梁 300 600 19000 342 25 8 5511118 8 300 600 76001 36834 216584 64 300 600 52000 93623 404102 48 300 600 46000 82820 706137 70 300 600 37000 66616 65475 60 300 600 28000 50412 6344 55 主梁 纵梁 300 600 16000 288 25 7 2547 25 横梁300 500 99001 53038 255191 25 次梁 纵梁300 500 72001 125 25 28 12516450 00 柱500 500 39000 9752524 38501218 75 故梁的自重为 2562 43kN 柱子的自重为 1218 75kN 2 外墙体重力荷载代表值 16 厚水泥石灰膏砂浆 0 016 17 0 272kN m2 300 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 0 3 5 5 1 65kN m2 60 厚聚苯乙烯泡沫板 0 2 0 06 0 012kN m2 12 厚水泥石灰膏砂浆 0 012 17 0 204kN m2 6 厚水泥砂浆 0 006 20 0 12kN m2 合 计 2 26kN m2 轴外墙面积 2 24 90 5 4 3 90 6 2 7 2 7 631 83m 轴外墙面积 结构设计 21 2 7 53 90 62 7 2 7 210 17m 轴与 外墙面积 2 24 93 90 682 17m 与 轴外墙面积 2 12 358 5 3 90 6 2 72 7 92 1 2 72 1 5 1 8 8 129 42m 与 轴外墙面积 2 58 5 12 3 3 90 6 2 7 2 7 10 79 56m 外墙体面积为 2 31 83 10 1782 17129 4279 56322 98m 故外墙自重 2 26 322 98729 93kN 3 内墙体重力荷载代表值 200 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 0 2 5 5 1 1kN m2 16 厚水泥石灰膏砂浆 0 016 17 0 272kN m2 16 厚水泥石灰膏砂浆 0 012 17 0 272kN m2 合 计 1 64kN m2 内墙体面积 2 22 7 50 5 3 90 6 1 4 2 1 4 10 20 5 2 7 8 0 5 2 3 90 6 3 90 6 4 20 5 0 9 2 12 8 8 1 0 5 3 90 6 0 9 2 662 8m 则内墙体自重 1 64 662 81087kN 4 门 窗重力荷载代表值 门面积 2 1 4 2 1 50 9 2 1 1746 83m 则门自重 0 2 46 839 37kN 窗面积 2 1 5 1 8 152 7 2 7 26 1 5 2 7 2 1 8 1 8 2 244 62m 窗自重 0 45 244 62110 08kN 5 钢筋混凝土楼板重力荷载代表值 楼板面积 一般楼板 2 12 3 24 946 2 17 45 7 7 53 3 7 58 1 7 5 2921 15m 卫生间 22 2 8 1 7 5 2121 5m 楼板自重 4 1 921 153 28 121 54175 24kN 故一层墙体 门 窗自重 729 93 10879 37 110 081936 38kN 3 4 3 第五层重力荷载代表值的计算 1 五层梁 柱重力荷载代表值 表 3 3 五层梁 柱重力荷载代表值 类别 截面尺寸 b h mm 净跨 mm 体积 3 m 容重 3 kN m 单重 kN 数量 总重 kN 300 600 70001 263124810 横梁 300 600 19000 342 25 8 5511118 8 300 600 76001 36834 216584 64 300 600 52000 93623 404102 48 300 600 46000 82820 706137 70 300 600 37000 66616 65475 60 300 600 28000 50412 6344 55 主梁 纵梁 300 600 16000 288 25 7 2547 25 横梁300 500 99001 53038 255191 25 次梁 纵梁300 500 72001 125 25 28 12516450 00 柱500 500 39000 9752524 38501218 75 故梁的自重为 2562 43kN 柱子的自重为 1218 75kN 2 外墙体重力荷载代表值 16 厚水泥石灰膏砂浆 0 016 17 0 272kN m2 300 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 0 3 5 5 1 65kN m2 60 厚聚苯乙烯泡沫板 0 2 0 06 0 012kN m2 12 厚水泥石灰膏砂浆 0 012 17 0 204kN m2 6 厚水泥砂浆 0 006 20 0 12kN m2 合 计 2 26kN m2 轴外墙面积 2 24 90 5 4 3 90 6 0 5 2 7 2 7 643 28m 轴外墙面积 2 7 53 90 60 52 7 2 7 213 92m 轴与 外墙面积 结构设计 23 2 24 93 90 60 594 62m 与 轴外墙面积 2 12 358 5 3 90 60 5 2 7 2 7 92 1 2 7 2 1 5 1 8 8 164 82m 与 轴外墙面积 2 58 5 12 3 3 90 60 5 2 7 2 7 10 102 66m 外墙体面积为 2 43 28 13 9294 62 164 82 102 66419 3m 故外墙自重 2 26 419 3947 618kN 3 内墙体重力荷载代表值 200 厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 0 2 5 5 1 1kN m2 16 厚水泥石灰膏砂浆 0 016 17 0 272kN m2 16 厚水泥石灰膏砂浆 0 012 17 0 272kN m2 合 计 1 64kN m2 内墙体面积 2 22 7 50 5 3 90 6 1 4 2 1 4 10 20 5 2 7 8 0 5 2 3 90 6 3 90 6 4 20 5 0 9 2 12 8 8 1 0 5 3 90 6 0 9 2 662 8m 则内墙体自重 1 64 662 81087kN 4 门 窗重力荷载代表值 门面积 2 1 4 2 1 50 9 2 1 1746 83m 则门自重 0 2 46 839 37kN 窗面积 2 1 5 1 8 152 7 2 7 26 1 5 2 7 2 1 8 1 8 2 244 62m 窗自重 0 45 244 62110 08kN 5 钢筋混凝土楼板重力荷载代表值 楼板面积 一般楼板 2 12 3 24 946 2 17 45 7 7 53 3 7 58 1 7 5 2921 15m 楼板自重 5 1 921 154697 9kN 故一层墙体 门 窗自重 947 618 10879 37 110 082154 07kN 24 3 4 4 计算结果 由以上计算可知 一层重力荷载代表值为 1 GG0 5 G 1 2562 43 1718 754175 242930 3 1933 39 2 8416 76kN 活恒 二层重力荷载代表值为 2 GG0 5 G 1 2562 43 1218 754175 24 1936 38 1933 39 2 8334 03kN 活恒 三 四层重力荷载代表值为 342 GGG8334 03kN 五层重力荷载代表值为 5 GG0 5 G 1 2562 43 1218 754697 92154 07 288 9 2 8263 46kN 活恒 G5 8263 46kN G4 8334 03kN G3 8334 03kN G2 8334 03kN G1 8416 76kN 图 3 3 质点重力荷载代表值 3 5 横向框架在水平地震作用下的内力和位移计算 3 5 1 框架梁柱线刚度计算 1 框架梁线刚度计算 考虑现浇楼板对梁刚度的加强作用 故对中框架梁的惯性矩乘以 框架梁柱的混凝土强度2 0 等级为 C40 弹性模量 框架梁的线刚度计算见表 3 4 7 Ec3 25 10 kN m 2 柱的侧移刚度 D 计算 结构设计 25 底层 一般层 k bic kk k bic kk 2k 底层 一般层 0 5k 2k k 2k D 计算见表 3 5 2 c D12 k h 表 3 4 框架梁线刚度计算 框架 梁位置 截面尺寸 mm 跨度 L m 矩形截面 惯性矩 4 0 I m b0 b0 4 II I2 0I m 边跨 中跨 bib kcI L E 0 3 0 6 7 50 00540 0054 6 C 0 72 10E 边框架梁 0 3 0 6 1 20 00540 0054 6 C 4 5 10E 0 3 0 6 7 50 00540 0108 6 C 1 44 10E 中框架梁 0 3 0 6 120 00540 0108 6 C 9 10E 表 3 5 柱侧移刚度 D 计算 楼层 c k k D kN m 根数 A 轴边框边柱 B E 轴中跨边柱 4 4 33 10 1 080 350 3023 B 轴边跨边柱 4 4 33 10 2 170 520 443 C 轴边框边柱 4 4 33 10 3 390 630 531 C D 轴中框边柱 4 4 33 10 4 480 690 5822 二至五层 D C 21 51 1 24E866853 A 轴边框边柱 B E 轴中跨边柱 4 3 07 10 2 320 650 2623 B 轴边跨边柱 4 3 07 10 4 640 7