镇江市某社区服务中心结构设计毕业论文.doc

金陵科技学院学士学位论文 第1章 建筑设计说明 镇江市某社区服务中心结构设计毕业论文1 建筑设计说明1.1 建筑概况建筑名称：镇江市某社区服务中心设计 占地面积：826.62, 建筑面积：3306.48建筑层数：地上主体四层建筑总高：15.25m，首层3.6,二层3.6m，其余层3.3m结构类型：钢筋混凝土框架结构抗震设防烈度：七度，设计基本地震加速度为 0.1g，设计地震为第一组 。设计使用年限：50年1.2 标高及定位本工程设计标高 0.000相当于本工程地质勘探报告中的高程。建筑标高及总平面图的尺寸均以米计，其他以毫米计。1.3 用料说明（1）墙身外墙采用灰砂砖砌筑，其厚度为240，0.000以上为M5.0混合砂浆砌筑；0.000以下为M7.5水泥砂浆砌筑。内墙为200厚灰砂砖砖砌筑，M5.0混合砂浆砌筑。墙基防潮层做法详见苏J9501-1/1。色彩及用料需先做小样，经有关方面与设计院共同商定后方可大面积施工。（2）楼地面底层雨棚的楼地面比邻近楼地面低20，并找坡0.5%坡向地漏或泄水孔，其楼地面与墙结合部位上卷120100素混凝土，并与楼板一次浇捣，不留施工缝，穿越楼板的管线应预埋套管，在两管之间用20厚防水油膏封度。所有室外平台、踏步及楼梯踏步均为防滑地砖，各教室、走廊及休息平台为普通地砖地面。（3）屋面做法屋面做法见苏J9801-1/5防水等级为三级，见苏J9501-2/7屋面分格缝见苏J9801-1，2/13屋面采用结构找坡，水落管及水斗为PVC型材。（4）室外台阶详见苏J9508-3/40坡道详见苏J9508-1/41明沟详见苏J9508-8/39，室内浅地沟详见苏J9507-1，2/34（5）门窗门窗表中所注尺寸均为洞口尺寸，加工制作时，应扣除粉刷面层厚度，门窗制造安装厂家按设计立面图式样绘制详细的施工安装图，经设计及施工单位共同审定后，再进行加工安装，窗位置位于墙厚之正中，门与墙内皮平，所有门窗、墙洞高度均应以楼地面面层算起。凡与门窗连接的梁、柱、墙均应按有关的门窗图纸预埋木砖或铁件。（6）油漆凡露明漆金属构件均刷红丹二道，灰色防锈漆二道，不露明金属铁件均刷红丹二道，凡埋入墙内的木构件均满刷沥青二道。（7）其他楼梯踏步防滑条详见苏J9505-11/271.4 建筑设计要求混凝土强度等级：C30楼面活载标准值：2.5N/mm2114金陵科技学院学士学位论文 第2章 结构方案设计 2 结构方案设计2.1 结构选型社区服务中心采用横向承重方案，采用框架结构比较合理。地基基础采用柱下独立基础，跨度较小时采用联合基础。2.2 结构布置本设计横向框架为三跨，中间跨度为2.1m，其余两跨为6.0m，沿纵向柱距设置等距次梁，次梁间距为2m，跨度6m。具体设置见图2.2.1。2.3 初估梁、柱截面尺寸2.3.1横向框架梁 （1）截面高度 AB, CD 跨梁高度h1 h1=L=6000500750mm BC 跨梁高度h2 h2=L=2100175262.5mm 取h1=600mm，h2=300mm（2）截面宽度 b=h=600200300mm 考虑地震区b250mm，故取b=300mm2.3.2纵向框架梁（1） 截面高度 h1=L=6000500750mm （2）截面宽度 b=h=600200300mm 考虑地震区b250mm，故取b=300mm2.3.3次梁（1）截面高度 h=L=6000333500mm 取h=450m（2）截面宽度 b=h=450150225mm 故取b=250mm 金陵科技学院学士学位论文 第2章 结构方案设计图2.2.1 平面结构布置简图 金陵科技学院学士学位论文 第2章 结构方案设计2.3.4 框架柱框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按下列公式计算：（1）柱组合的轴压力设计值 (2.3.1)注：作用组合后柱轴压力增大系数。支状态计算柱的负载面积。建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取14kN/ mm2。计算截面以上的楼层层数。 （2） (2.3.2)注：框架柱轴压比限值，本方案为三级抗震等级，查抗震规范可知取为0.9。混凝土轴心抗压强度设计值，对C30，查得14.3N/ mm2。柱的负载计算面积见图2.3.1。（3）计算过程 对于边柱： F1=63=18m2 =FgEn=1.318144=1310.4kN =1310.41000/(0.914.3)=101818.182 mm2 取450mm450mm 对于中柱： F2=6(3+1.05)=24.3m2 =1.2524.3144=1701kN =17011000/(0.914.3)=132167.832 mm2 取450mm450mm2.4计算单元及计算简图室内外高差为0.45米，取底层柱高4.75米，其他层为层高3.6米和3.3米。板的短边与长边比为1:3，各层楼板均单向板，各层荷载均由次梁传给框架梁。本次设计仅以轴线这榀横向框架为例进行计算，框架计算简图见图2.3.2。图2.3.1 柱的负载计算面积图2.3.2 框架计算简图 金陵科技学院学士学位论文 第3章 荷载计算3 荷载计算3.1重力荷载代表值以每层梁中心线为基准，上下各取一半楼层计算总荷载，其中包括楼面梁板及装饰总重，上下层各一半柱总重。3.1.1荷载统计1屋面恒载标准值（上人）防水层 三毡四油上铺小石子 0.40kN/m2找平层 15厚1:3水泥砂浆找平 0.01520=0.30kN/m2保温层 70厚沥青珍珠岩块保温层 (0.07+0.235)/27=1.07kN/m2找平层 20厚1:3水泥砂浆找平 0.0220=0.40kN/m2结构层 120厚现浇钢筋砼屋面板 0.1225=3.00kN/m2 粉刷层 10厚粉平顶 0.0117=0.17kN/m2合计： 5.34kN/m2 2. 2-3层楼面恒载标准值面 层 瓷砖地面（10mm面层、20mm水泥砂浆结合层） 0.55kN/m2找平层 25厚1:3水泥砂浆找平 0.02520=0.50kN/m2结构层 80厚现浇钢筋砼楼板 0.825=2.00kN/m2 粉刷层 10厚粉平顶 0.0117=0.17kN/m2合计: 3.22kN/m23. 卫生间恒载标准值10厚防滑地砖面层，干水泥擦缝 200.01=0.2kN/m220厚水泥砂浆结合层 200.02=0.4kN/m240厚细石混凝土（向地漏找坡） 220.04=0.88kN/m2聚氨脂三遍涂膜防水层1.8厚 0.05kN/m220厚1:3水泥砂浆找平（表面用JS防水涂料） 200.02=0.4kN/m280厚现浇钢筋混凝土板 250.08=2.0kN/m2 6厚1:0.3:3水泥石灰膏砂浆打底扫毛 170.006=0.102kN/m26厚1:0.3:3水泥石灰膏砂浆粉面 170.006=0.102kN/m2 合计： 4.134kN/m24. 墙体恒载标准值计算（1） 外墙荷载标准值20厚水泥砂浆，刷乳胶漆（内外） 20.0220=0.80kN/m2250厚普通砖墙 0.2518=4.50kN/m2 合计： 5.30kN/m2（2）内墙荷载标准值20厚水泥砂浆，刷乳胶漆（内外） 20.0220=0.80kN/m2200厚普通砖墙 0.2018=3.60kN/m2 合计： 4.40kN/m2（3）内隔墙（卫生间）10厚面砖（双面） 0.0119.82=0.396kN/m210厚混合砂浆粘结层（双面） 0.01172=0.34kN/m210厚水泥砂浆扫底打毛（双面） 0.01202=0.40kN/m2200厚普通砖墙 0.2018=3.60kN/m2 合计： 4.54kN/m2 5. 楼梯休息平台10厚普通地砖面层 0.0120=0.20kN/m220厚水泥砂浆结合层 0.0220=0.40kN/m280厚钢筋混凝土板 0.1225=3.00kN/m212厚混合砂浆，刷乳胶漆 0.01217=0.204kN/m2 合计： 3.804kN/m26. 门窗恒载标准值 塑钢门 0.4kN/m2塑钢玻璃窗 0.4kN/m2木门 0.2kN/m27. 梁柱恒载标准值密度 25kN/m38. 女儿墙20厚水泥砂浆，刷乳胶漆（双面） 0.02202=0.80kN/m2250厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 0.255.5=1.38kN/m2 合计： 2.18kN/m29. 活载标准值计算上人屋面活荷载标准值 2.00kN/m2楼面活荷载标准值 2.00kN/m2走廊及楼梯活荷载标准值 2.50kN/m2卫生间活荷载标准值 2.00kN/m2 屋面雪荷载标准值 Sk=urS0=1.00.35=0.35kN/m23.1.2 重力荷载代表值的计算梁、柱可根据载面尺寸、材料容量及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载；对墙、门、窗等可计算出单位面积上的重力荷载，计算过程计算结果见表3.1.1。表3.1.1 梁、柱重力荷载标准值 层次构件b(m)h(m) g(KN/m)li(m)nGi(KN)Gi(KN)1|4层 边横梁0.30.6251.054.7255.5522576.932136.87 中横梁0.30.6251.054.7251.65 1185.76 次梁0.250.45251.052.9535.732538.63 纵梁0.30.6251.054.7253m跨2.55896.396m跨5.5532 839.16一层KZ450450251.15.569 4.75441163.921163.92二层KZ450450251.15.569 3.644882.13882.13三四层 KZ450450251.15.569 3.344808.62808.62注:a.表中为考虑、梁柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数；g表示单位长度构件重力荷载;n为构件数量;单位：KN/m3 b.梁长度取净长,梁高取净高,柱长度取层高减去楼板厚。墙体外墙为240mm厚页岩粘土空心砖，外墙面抹灰厚18mm，内墙面抹灰厚16mm，则抹灰面单位重力荷载为:17(0.018+0.016)=0.578KN/m2；内墙为240mm厚页岩粘土空心砖，两侧抹灰均厚16mm，则抹灰面单位重力荷载为:170.0162=0.544KN/m2。塑钢门、窗单位面积重力荷载为0.4KN/m2，木门为0.2KN/m2。集中于各楼层标高处的重力荷载代表值Gi具体计算过程及结果见表3.1.2和图3.1.1表3.1.2 集中于各楼层标高处的重力荷载代表值首层门窗墙:(1.51.812+4.53.610+5.63.62+1.22.12)0.4=235.440.4=94.176KN1=10514.38KN内墙: (1.02.118）*0.2+（1.52.08)0.4=7.56+9.6=17.16KN外墙(54.242+15.242-0.726)5.55-(235.44)0.24-(15.24-0.74)0.30.52-(54.24-0.711)0.30.6215=1257.9 KN内墙(6-0.7)12+(3-0.7)2(5.55-0.7)+(6-0.7)16(5.55-0.6)+(6-0.24)4(5.55-0.5)-97.80.2415=866.8820.2415=3120.775 KN墙面抹灰(54.24+15.24)2(5.55+0.1)-235.440.578+(6-0.7)24+(3-0.7)4+(6-0.7)32+(6-0.24)8(5.55+0.1)-97.80.544=1346.67 KN梁柱2136.87+1163.92= 3300.79KN楼梯6322.5=90 KN2层门窗外墙：(1.81.536+1.21.82)0.4 =101.520.4=40.608 KN2= 10145.1KN内墙: (1.5212）0.4+（12.122)0.2=23.64KN外墙(54.242+15.242-0.726)3.5-101.520.24-(15.24-0.74)0.250.52-(54.24-0.711)0.30.6215=858.138KN内墙(6-0.7)16+(3-0.7)2(3.6-0.7)+(6-0.7)18(3.6-0.6)+(6-0.24)4(3.6-0.5)-82.20.2415=534.6840.2415=1924.862 KN墙面抹灰(54.24+15.24)23.6-101.520.578+(6-0.7)32+(3-0.7)4+(6-0.7)36+ (6-0.24)83.6-82.20.544=999.82 KN梁柱2136.87+882.13=3625.62 KN楼梯(6+0.35)313=247.65KN3层门窗外墙：(1.81.536+1.21.82)0.4 =101.520.4=40.608 KN3=9945.78KN内墙: (1.5212）0.4+（12.122)0.2=23.64KN外墙(54.242+15.242-0.726)3.5-101.520.24-(15.24-0.74)0.250.52-(54.24-0.711)0.30.6215=858.138KN内墙(6-0.7)16+(3-0.7)2(3.6-0.7)+(6-0.7)18(3.6-0.6)+(6-0.24)4(3.6-0.5)-82.20.2415=534.6840.2415=1924.862 KN墙面抹灰(54.24+15.24)23.6-101.520.578+(6-0.7)32+(3-0.7)4+(6-0.7)36+ (6-0.24)83.6-82.20.544=999.82 KN梁柱2136.87+808.62=2945.49 KN楼梯(6+0.35)313=247.65KN楼面54.2415.24-(6+0.35)32-(6+0.35)63.8+(6+0.35)65.12=3046.653047KN4层门窗外墙：(1.81.536+1.21.82)0.4 =101.520.4=40.608 KN4=9893.32KN内墙: (1.5212）0.4+（12.122)0.2=23.64KN外墙(54.242+15.242-0.726)3.5-101.520.24-(15.24-0.74)0.250.52-(54.24-0.711)0.30.6215=858.138KN内墙(6-0.7)16+(3-0.7)2(3.6-0.7)+(6-0.7)18(3.6-0.6)+(6-0.24)4(3.6-0.5)-82.20.2415=534.6840.2415=1924.862 KN墙面抹灰(54.24+15.24)23.6-101.520.578+(6-0.7)32+(3-0.7)4+(6-0.7)36+ (6-0.24)83.6-82.20.544=999.82 KN梁柱2136.87+882.13=3625.62 KN楼梯0 屋面屋面板：54.2415.244.91=4058.69KN 女儿墙：(54.24+15.24)20.5(0.2418+170.0162)=337.95KN 合计：4396.64KN楼面活载54.2415.24-3622.0+(632+54.242.1）2.5=1956KN雪载54.2415.240.35=289.32KNG取11493KN G10056KN G10924KN G=11123KN G=11493KN 图3.1.1重力荷载代表值G取11123KNG取10924KNG取10056KN3.2竖向恒载计算及计算简图取轴线横向框架进行计算，如图所示，计算单元范围内的楼面荷载通过次梁以集中荷载的形式传给横向框架，如图中条状阴影线所示，作用于各节点上。横向框架计算单元见图3.2.1。图3.2.1 横向框架计算单元 梁上作用的恒载计算简图见图3.2.2。 图3.2.2 各层梁上作用的恒载四层：Q1，Q2，Q3代表横梁自重，为均布荷载形式：Q1=4.725kN/m Q2=2.363kN/m Q3=4.725kN/mP1 ，P2 ，P3，P4分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，包括梁自重、楼板重和女儿墙等的重力荷载，计算如下：P1=4.7256+2.181.06+1.8/25.75.34=68.8242kNP4 = P1=68.8242kNP2=4.7256+(1.7/25.7+1.8/25.7)5.34=83.1384kNP3 = P2 =83.1384kNP5 ，P6 ，P7，P8分别为由次梁直接传给柱的恒载，包括次梁自重、楼板重的重力荷载，计算如下：P5=2.953 6+(1.7/25.7+1.8/25.7)5.34=70.9845kNP8= P5=70.9845kNP6=2.953 6+(1.7/25.7+1.8/25.7)5.34=70.9845kNP7= P6=70.9845kN集中力矩M1=P1e1 =68.8242(0,4-0.3)/2 =3.44kNm二，三层：Q1，Q2，Q3代表横梁自重和其上横墙自重，为均布荷载Q1=4.725+5.3(3.3-0.6)=19.035kN/mQ2=2.363kN/m Q3=4.725+5.3(3.3-0.6)=19.035kN/mP1 ，P2 ，P3，P4分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，包括梁自重、楼板重和墙等的重力荷载，计算如下：P1=4.7256+5.3(3.3-0.6)6+1.8/25.73.22=130.7286kNP4 = P1=130.7286kNP2=4.7256+5.3(3.3-0.6)6+（1.7/25.7+1.8/25.7）3.22=143.6295kNP3 = P2 =143.6295kNP5 ，P6 ，P7，P8分别为由次梁直接传给柱的恒载，包括次梁自重、楼板重的重力荷载，计算如下：P5=2.953 6+(1.7/25.7+1.8/25.7)3.22=49.8375kNP6 = P5=49.8375kNP7=2.953 6+(1.7/25.7+1.8/25.7)3.22=49.8375kNP8= P7 =49.8375kN集中力矩M1=P1e1 =130.7286(0,4-0.3)/2 =6.54kNm一层：Q1，Q2，Q3代表横梁自重和其上横墙自重，为均布荷载Q1=4.725+5.3(3.6-0.6)=20.625kN/mQ2=2.363kN/m Q3=4.725+5.3(3.6-0.6)=20.625kN/mP1 ，P2 ，P3，P4分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，包括梁自重、楼板重和墙等的重力荷载，计算如下：P1=4.7256+5.3(3.6-0.6)6+1.8/25.73.22=140.2686kNP4 = P1=140.2686kNP2=4.7256+5.3(3.6-0.6)6+（1.7/25.7+1.8/25.7）3.22=155.8695kNP3 = P2 =155.8695kNP5 ，P6 ，P7，P8分别为由次梁直接传给柱的恒载，包括次梁自重、楼板重的重力荷载，计算如下：P5=2.953 6+(1.7/25.7+1.8/25.7)3.22=49.8375kNP6 = P5=49.8375kNP7=2.953 6+(1.7/25.7+1.8/25.7)3.22=49.8375kNP8= P7 =49.8375kN集中力矩M1=P1e1 =140.2686(0,4-0.3)/2 =7.01kNm3.3竖向活载计算及计算简图活荷载计算（屋面布活荷载）梁上作用的活载计算简图见图3.3.1。 图3.3.1 各层梁上作用的活载第一至三层：P1=2.162=25.2kNP4 = P1 =25.2kNP5=(2.16+26)2=49.2kNP8= P5 =49.2kNP6=(26+26)2=48kNP7 = P6 =48kNP2=2.162.5+262=55.5kNP4 = P1 =55.5kN集中力矩M1=P1e1 =55.5(0,4-0.3)/2 =2.78kNm顶层：雪荷载作用下的节点集中力同屋面活荷载作用下的。P1=2.16(2+0.35)=29.61kNP4 = P1 =29.61kN P5=(2.16+26)(2+0.35)=57.81kNP8= P5 =57.81kNP6=(26+26)(2+0.35)=56.4kNP7 = P6 =56.4kNP2=(2.16+26)(2+0.35)=57.81kNP4 = P1 =57.81kN集中力矩M1=P1e1 =57.81(0,4-0.3)/2 =2.89kNm3.4风荷载计算及计算简图垂直于建筑物表面上的风荷载标准值当计算主要承重结构时按下式来计算： （3.4.1）式中，风荷载标准值（kN/m2） 高度Z处的风振系数 风荷载体型系数 风压高度变化系数 基本风压（kN/m2）基本风压：=0.25kN/m，地面粗糙度为B类。查荷载规范得风压高度变化系数。本设计中，结构高度H=15.2530m，且H/B=15.25/14.1=1.11.4Tg=1.40.35=0.49s，故需考虑顶部附加地震作用，顶部附加水平地震作用为：=(0.08T1+0.07)FEK=(0.080.5473+0.07)1982.57=225.585kN各质点i的水平地震作用按下式计算： 楼层水平剪力计算见表3.5.7。表3.5.6 楼层水平剪力计算层次(m)(m)(kN)(kNm)(kN)Vi=(kN)43.314.9510056.171150339.76 0.354 621.39 621.3933.311.6510924.529127270.76 0.299 526.04 1147.4323.68.3511123.85292884.16 0.219 383.91 1531.3414.754.7511493.13554592.39 0.128 225.64 1756.98 金陵科技学院学士学位论文 第4章 横向框架的内力计算4 横向框架的内力计算4.1恒载下的框架内力计算4.1.1求恒载作用下各梁端的固端弯矩梁端、柱端弯矩采用弯矩分配法计算，由于结构和荷载均对称，故计算时可用半框架。 框架内力计算简图见图4.1.1。图4.1.1 框架内力计算简图4.1.2计算各节点处梁柱的弯矩分配系数节点处弯矩分配系数为=i/i计算简图和梁、柱线刚度如图4.1.1所示节点A4： 右梁=45.4/（45.4+43.11）=0.635 下柱=43.11/（45.4+43.11）=0.365节点B4： 右梁=1.932/（45.4+1.932+43.11）=0.102 下柱=43.11/（45.4+1.932+43.11）=0.328 左梁=45.4/（45.4+1.932+43.11）=0.570节点A3： 右梁=45.4/（45.4+43.112）=0.464表4.1.1各梁端的固端弯矩计算表QPP在左时P在右时匀部荷载弯矩MAB-Fab2/l2MBA Fa2b/l2MAB-Fab2/l2MBA Fa2b/l2MAB-ql2/12MBA ql2/12MABMBA 四层4.72570.98-63.09 31.54 -31.54 63.09 -14.1714.18-108.82 108.82三层19.03549.84-44.30 22.15 -22.15 44.30-57.1157.11-123.56 123.56二层19.03549.84-44.30 22.15-22.15 44.30 -57.1157.11-123.56 123.56一层20.62549.84-44.30 22.15 -22.15 44.30 -61.8861.88-128.33 128.33MBC-ql2/12MCB ql2/12MBCMCB一四层2.363-0.97 0.97 -0.970.97下柱=43.11/（45.4+43.112）=0.268 上柱=43.11/（45.4+43.112）=0.268节点B3： 右梁=21.93/（21.93+45.4+43.112）=0.077 下柱=43.11/（21.93+45.4+43.112）=0.247 左梁=45.4/（21.93+45.4+43.112）=0.429 上柱=43.11/（21.93+45.4+43.112）=0.247节点A2： 右梁=45.4/（45.4+43.11+42.85）=0.475 下柱=42.85/（45.4+43.11+42.85）=0.251 上柱=43.11/（45.4+43.11+42.85）=0.274节点B2： 右梁=1.932/（45.4+1.932+43.11+42.85）=0.078 下柱=42.85/（45.4+1.932+43.11+42.85）=0.232 左梁=45.4/（45.4+1.932+43.11+42.85）=0.438 上柱=43.11/45.4+1.932+43.11+4