长春市朝阳区住宅小区钢筋混凝土结构设计.doc

长春市朝阳区住宅小区钢筋混凝土结构设计第一部分 建筑设计说明书第一章、工程概况及设计说明1.1工程概况工程名称：长春市朝阳区住宅小区工程位置：长春市工程总面积：建筑平面为平面矩形，面积2209.68m2，均为住宅层数：六层层高：底层为4300mm，其余标准层为3000mm场地类别：2类结构形式：现浇整体框架耐火等级：二级设计使用年限：50年承重方案：纵横向承重，横向承重为主，荷载由板传递给次梁然后以集中荷载的方式传递给主梁，或者楼板直接传递给主梁。主梁荷载最终传递给柱。1.2设计说明1.2.1平面设计建筑朝向为南北向，两个单元均为1梯两户的形式，纵向37.2m，横向9.9m，平面布置满足长宽比小于6的要求。开间为3600mm、4200mm，3000mm，进深为5400mm、4500mm，满足建筑开间和进深的模数要求。1.2.2立面设计该建筑立面为了满足采光和美观需求，均设有阳台，并设置大面积落地窗。外墙面根据05J909工程做法选用无机建筑涂料。屋面根据05J909工程做法选用平屋顶，具体做法详见05J909-平屋3，楼面采用石材板楼地面，做法见05J909工程做法楼地面22.。1.3抗震本建筑的抗震设防烈度为7度，抗震等级为3级，建筑的平面布置规则，楼层没有错层，建筑刚心和质心较为接近不会发生扭转现象，各构件经验算满足抗震要求。 第二章、设计资料及设计成果2.1设计资料2.1.1墙身标高室内设计标高0.000,室内外高差600。2.1.2墙身做法外墙墙身200，为粉煤灰轻质砌块填充墙。墙面用M5混合砂浆砌筑，1:3水泥砂浆底。内隔墙墙身200，墙面为刮大白。2.1.3楼面做法20厚石材板，30厚1:3水泥砂浆结合层，1.5厚聚氨酯防水层（两道），20水泥砂浆找平层。100钢筋混凝土板，8厚乳胶漆顶棚。2.1.4屋面做法高聚物改性沥青防水卷材（自带保护层），20厚水泥砂浆找平层， 100聚苯乙烯泡沫板，30厚水泥砂浆找坡层，2厚SBS改性沥青隔气层，20厚1：3水泥砂浆找平层，100厚钢筋混凝土板，8厚乳胶漆顶棚。2.1.5门窗做法住宅入户门为防盗门，其余为木门，推拉门，住宅窗为塑钢窗。2.1.6活荷载室内2.0,楼梯间2.5，屋顶0.52.1.7恒荷载玻璃0.38,填充墙11.8,钢筋混凝土25,水泥砂浆20,木门0.2KN/,塑钢窗0.4,防盗门0.45，楼面4.51，屋面4.46。2.2设计成果设计成果图名图一标准层平面图图二南立面图图三1-1剖面图图四楼梯详图图五墙身详图96第二部分 结构设计计算书 第一章、结构布置及梁柱板尺寸的确定1.1结构布置结构平面布置如图1所示 图1结构平面布置图1.2确定梁柱截面尺寸1.2.1柱截面尺寸的确定柱梁均采用C30混凝土，柱子截面用公式估算，为考虑地震作用组合后柱子轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25，n为验算截面以上的楼层层数，抗震等级为三级，柱子轴压比，各层重力荷载代表值G近似取12，F为柱子负载面积，中柱为取，满足要求底层边柱与中柱相同取2-6层柱截面取1.2.2梁截面尺寸的确定该工程定为纵横向承重，主要为横向承重，根据梁尺寸初步确定：主梁高: (1/81/12)=450-675 取=600 宽: (1/31/2)=200-300 取=250次梁取=200，=400。现浇混凝土楼板厚100mm，满足。 第二章、结构计算简图及梁柱刚度计算2.1梁柱线刚度的计算基础采用桩基础，承台顶面距室外地面700mm，底层的柱高为，其它层柱高等于建筑层高为3m。取6轴线处的一榀框架进行进算，框架梁的计算跨度以两轴线为准，则横向两跨分别为5400mm和4500mm，求梁的截面惯性矩时考虑现浇楼板的作用，边跨梁取I=1.5I0,中跨梁取I=2I0（I0为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）。2.1.1梁的线刚度计算主梁： =4.510全现浇框架梁： a. 中框架梁= 2.0= 9.010 b. 边框架梁= 1.5=6.7510边框架梁(b=0.25.h=0.6):跨度为5.4时，=3.7510跨度为4.5时，=4.510中框架梁（b=0.25,h=0.6）:跨度为5.4米时，=510跨度为4.5米时， =6102.1.2柱的线刚度计算 第一层：柱高4.3 , =5.2110 =3.6310 第二六层：柱高3.0,Ic=2.1310=2.13102.2确定计算简图图2结构计算简图注：图中数字为线刚度，单位：10-4KNm Ec= Eb=3.00104 N/mm22.3柱的侧移刚度计算 对于高度小于50,且高宽比1.4 T=0.49.故应考虑顶点附加作用。 = 0.08 T+0.01=0.0538因TT5 T，取=0.9结构底部剪力法： F= =0.85 =0.08=0.053 F=0.0530.8526297.49=1184.7kN顶点附加地震力作用为：=F=0.05381184.7=63.737kN F =FEK (1-n) 各层横向地震作用及楼层的地震剪力见下表： 地震剪力计算表 表3层次hH(m)G(kN)GHV(kN)6319.33342.9664519.130.2156305.417305.4175316.34535.3173925.550.2470276.878582.2954313.34535.3160319.620.2015225.874808.1693310.34535.3146713.690.1561174.982983.151237.34535.3133107.760.1106123.9791107.1314.34.34813.2920697.150.069277.5711184.701 变形验算见下表： 地震作用下变形验算 表4层高层间剪力层间刚度层高层间相对转角6305.4173985937.662E-0431/39155582.2953985931.461E-0331/20534808.1693985932.028E-0331/14793983.1513985932.467E-0331/121621107.133985932.778E-0331/108011184.7014644112.551E-034.31/1686 均满足 =要求。3.3水平地震力作用内力计算框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算：Vij=DijV i /DijM bij=Vijyh M uij=Vij（1-y）hy=yn+y1+y2+y3注：yn框架柱的标准反弯点高度比。 y1为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值。 y2、y3为上下层层高变化时反弯点高度比的修正值。 Y为框架柱的反弯点高度比。 各层边柱1柱端弯矩及剪力计算 表5层次边柱163305.417398593105088.0521.1740.35878.66515.49153582.2953985931050815.3511.1740.450020.72425.32943808.1693985931050818.2151.1740.450024.59030.05533983.1513985931050825.9191.1740.458735.66742.090231107.133985931050829.1871.1740.493443.20344.35814.31184.7014644111309933.4151.3770.612387.97855.706注：表中M单位为KNm，V单位为KN。 各层中柱柱端弯矩及剪力计算 表6层次中柱63305.4173985931601812.2742.5820.429115.80021.02253582.2953985931601823.4002.5820.450031.59038.61043808.1693985931601832.4772.5820.479146.67950.75233983.1513985931601839.5092.5820.500059.26459.264231107.133985931601844.4922.5820.500066.73866.73814.31184.7014644111653842.1883.0300.550099.77581.634注：表中M单位为KNm，V单位为KN。 各层边柱2柱端弯矩及剪力计算 表7层次边柱263305.417398593117298.9871.4080.37049.97616.95853582.2953985931172917.1351.4080.420421.61129.79443808.1693985931172923.7811.4080.450032.10439.23933983.1513985931172928.9301.4080.470440.82645.964231107.133985931172932.5781.4080.504949.34648.38814.31184.7014644111387635.3971.6530.584788.99563.212注：表中M单位为KNm，V单位为KN。 梁端弯矩及剪力计算 表8层次AB跨梁BD跨梁616.95811.4674.56.3179.55515.4915.44.638539.77029.6784.515.43324.73233.9945.410.875460.85044.9144.523.50337.42850.7795.416.335378.06857.7874.530.1948.15666.6805.421.266289.21468.7284.535.09857.27480.0255.425.4261112.55880.9304.542.99767.44298.9095.430.802注：表中M单位为KNm，V单位为KN， 单位为m。 柱轴力计算 表9层次轴力654321边柱14.63815.51331.84853.11478.540109.342中柱1.6796.23713.40522.32932.00144.196边柱2-6.317-21.750-45.253-75.443-110.541-153.538注：柱轴力中的负号表示拉力。图3地震作用下梁柱弯矩图图4地震作用下梁剪力图图5地震作用下柱轴力图图6地震作用下柱剪力图 第四章、竖向恒载作用下的内力计算4.1计算单元的选择确定取6轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为7.2m，由于房间内布置有次梁（bh=200mm400mm），故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影所示。计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合，所以在框架节点上还作用有集中力矩。 图7 横向框架计算单元4.2荷载计算 图8 荷载布置简图4.2.1恒荷简化计算梁上分布荷载由矩形和梯形两部分组成，在求固端弯矩时，将梯形分布荷载及三角形荷载化作等效均布荷载。第6层： 梁自重（考虑抹灰）：0.250.6251.1=4.13 屋面板传给梁DC： 4.463.6=10.04合计： 14.17屋面板传给梁CB： 4.461.8=5.02合计： 9.15屋面板传给梁BA:4.461.82=11.95合计： 16.08 第1-5层： 梁自重（考虑抹灰）:0.250.6251.1=4.13 墙体自重：2.36（3-0.6）=5.66 楼面板传给梁DC：4.513.6=10.15合计： 19.94楼面板传给梁CB：4.510.92=5.07kN/m合计：14.86楼面板传给梁BA：4.513.6=12.08 合计： 21.87 4.2.2横向框架柱上集中荷载D轴：第6层：纵梁自重（考虑抹灰）0.60.25251.1=4.13屋面板传给纵梁： =5.02挑檐： 0.70.0825=1.4 合计： 10.55=10.553.62=37.98偏心距： 第1-5层： 纵梁自重（考虑抹灰）0.60.25251.1=4.13板传给纵梁： =5.07外墙线密度：=5.38合计： 14.58柱自重（考虑粉刷）：0.40.42531.15=13.8 （26层） 0.50.5254.31.15=30.91（1层）=52.49偏心距 （2-5层） （1层）B轴：第6层 次梁自重： 0.20.4251.1=2.2 屋面板传给次梁：4.461.8+4.460.9=8.59 合计： 10.79偏心距 C轴第1-5层：次梁自重： 0.20.4251.1=2.2 次梁上墙体线密度：=5.00板传给次梁：4.511.8+4.510.9=8.69合计： 15.89=57.2偏心距 C轴A轴：第6层 纵梁自重（考虑抹灰）0.60.25251.1=4.13屋面板传给纵梁： =5.02挑檐： 0.70.0825=1.4 合计： 10.55=10.553.62=37.98偏心距： 第1-5层： 纵梁自重（考虑抹灰）0.60.25251.1=4.13板传给纵梁：=5.07外墙线密度：=5.38合计： 14.58柱自重（考虑粉刷）：0.40.42531.15=13.8 （26层） 0.50.5254.31.15=30.91（1层）=52.49偏心距 （2-5层） （1层）4.2.3活荷简化计算梁上分布荷载由矩形和梯形两部分组成，在求固端弯矩时，将梯形分布荷载及三角形荷载化作等效均布荷载。第6层： 不上人屋面: 0.5DC： 0.53.6=1.13 CB: 0.51.8=0.56 BA：0.51.82=1.34第15层：楼面荷载： 2.0DC： 23.6=4.52 CB: 21.8=2.24 BA：21.82=5.364.2.4横向框架柱上集中荷载D轴：第6层：屋面板传给纵梁： =0.56=0.563.62=2.02偏心距： 第15层：楼板传给纵梁： =2.25=2.253.62=8.1偏心距：（2-5层）（1层）B轴：第6层：屋面板传给次梁：0.51.8+0.50.9=0.96偏心距C轴第1-5层： 板传给次梁：21.8+20.9=3.85=13.86偏心距C轴A轴：第6层 屋面板传给纵梁： =0.56=0.563.62=2.02偏心距：第1-5层：板传给纵梁：=2.25=8.1偏心距（2-5层） （1层）4.3梁端固端弯矩计算4.3.1恒载作用下梁固端弯矩第6层：-=-48.87+=55.83=-27.14=27.14第15层：-=-69.96+=89.19=-36.91=36.914.3.2活载作用下梁固端弯矩第6层：-=-3.98+=4.95=-2.26=2.26第15层：-=-15.91+=19.81=-9.05=9.054.4弯矩分配4.4.1计算传递系数柱的线刚度：1层：中边1：36300 中边2：36300 中中1：363002-6层：中边1：21300 中边2：21300 中中1：21300梁的线刚度（计算单元取中框架）：跨度5.4m: 50000跨度4.5m: 60000经计算得：第6层D轴：= 0.299 =0.701 =0A轴：=0.262 =0.738 =0B轴：=0.162 =0 =0.381 =0.457第25层D轴：= 0.230 =0.540 =0.230A轴：=0.208 =0.584 =0.208B轴：=0.140 =0.140 =0.327 =0.393底层D轴：= 0.337 =0.465 =0.198A轴：=0.309 =0.510 =0.181B轴：=0.217 =0.127 =0.298 =0.3584.4.2节点标号图9 节点标号4.4.3弯矩二次分配法球内力 恒载弯矩二次分配表 表10节点1节点2节点3上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱0.2990.7010.3810.1620.4570.7380.2622.85-48.8755.832.96-27.1427.14-2.8513.7632.26-12.06-5.13-14.46-17.93-6.367.59-6.0316.13-3.96-8.965-7.23-3.43-0.466-1.094-1.221-0.519-1.4657.8672.79320.884-23.73458.679-9.609-52.039.847-6.997节点4节点5节点6上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱0.2300.2300.5400.3270.1400.1400.3930.5840.2080.2083.94-69.9689.194.29-36.9136.91-3.9415.1815.1835.65-18.50-7.92-7.92-22.23-19.25-6.86-6.866.887.59-9.2517.825-2.565-3.96-9.625-11.115-3.43-3.18-1.201-1.201-2.819-0.548-0.235-0.235-0.65810.3513.6873.68720.85921.569-46.37987.967-10.72-12.115-69.42316.896-6.603-6.353节点7节点8节点9上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱0.2300.2300.5400.3270.1400.1400.3930.5840.2080.2083.94-69.9689.194.29-36.9136.91-3.9415.1815.1835.65-18.50-7.92-7.92-22.23-19.25-6.86-6.867.597.59-9.2517.825-3.96-3.96-9.625-11.115-3.43-3.43-1.364-1.364-3.202-0.092-0.039-0.039-0.11010.4973.7393.73921.40621.406-46.76288.423-11.919-11.919-68.87517.042-6.551-6.551节点10节点11节点12上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱0.2300.2300.5400.3270.1400.1400.3930.5840.2080.2083.94-69.9689.194.29-36.9136.91-3.9415.1815.1835.65-18.50-7.92-7.92-22.23-19.25-6.86-6.867.597.59-9.2517.825-3.96-3.96-9.625-11.115-3.43-3.43-1.364-1.364-3.202-0.092-0.039-0.039-0.11010.4973.7393.73921.40621.406-46.76288.423-11.919-11.919-68.87517.042-6.551-6.551节点13节点14节点15上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱0.2300.2300.5400.3270.1400.1400.3930.5840.2080.2083.94-69.9689.194.29-36.9136.91-3.9415.1815.1835.65-18.50-7.92-7.92-22.23-19.25-6.86-6.867.596.275-9.2517.825-3.96-3.775-9.625-11.115-2.745-3.43-1.061-1.061-2.492-0.152-0.065-0.065-0.18310.0973.5963.59621.70920.394-46.05288.363-11.945-11.76-68.94816.642-6.009-6.694节点16节点17节点18上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱0.1980.3370.4650.2980.1270.2170.3580.5100.3090.1816.56-69.9689.197.15-36.9136.91-6.5612.5521.3729.48-17.71-7.55-12.90-21.28-15.48-9.38-5.497.59-8.85514.74-3.96-7.74-10.64-3.430.2500.4260.588-0.906-0.386-0.660-1.0887.1764.3482.54720.3921.796-48.74785.314-11.896-13.56-67.01817.966-5.032-6.373固定端D固定端B固定端A10.685-6.45-4.69 活载弯矩二次分配表 表11节点1节点2节点3上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱0.2990.7010.3810.1620.4570.7380.2620.15-3.984.950.26-2.262.26-0.151.1452.685-1.124-0.478-1.348-1.557-0.5531.760-0.5621.343-0.826-0.779-0.674-0.878-0.358-0.8400.1000.0420.1201.1450.4072.547-2.6975.269-1.262-4.2671.174-1.024节点4节点5节点6上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱0.2300.2300.5400.3270.1400.1400.3930.5840.2080.2080.61-15.9119.811.04-9.059.05-0.613.5193.5198.262-3.859-1.652-1.652-4.637-4.929-1.756-1.7560.5731.760-1.9304.131-0.239-0.826-2.465-2.319-0.878-0.277-0.093-0.093-0.218-0.197-0.084-0.084-0.2362.0290.7230.7233.9995.186-9.79619.885-1.975-2.562-16.3883.831-1.911-1.31节点7节点8节点9上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱0.2300.2300.5400.3270.1400.1400.3930.5840.2080.2080.61-15.9119.811.04-9.059.05-0.613.5193.5198.262-3.859-1.652-1.652-4.637-4.929-1.756-1.7561.7601.760-1.9304.131-0.826-0.826-2.465-2.319-0.878-0.878-0.366-0.366-0.859-0.005-0.002-0.002-0.0062.3800.8480.8484.9134.913-10.43720.077-2.48-2.48-16.1584.182-1.786-1.786节点10节点11节点12上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱0.2300.2300.5400.3270.1400.1400.3930.5840.2080.2080.61-15.9119.811.04-9.059.05-0.613.5193.5198.262-3.859-1.652-1.652-4.637-4.929-1.756-1.7561.7601.760-1.9304.131-0.826-0.826-2.465-2.319-0.878-0.878-0.366-0.366-0.859-0.005-0.002-0.002-0.0062.3800.8480.8484.9134.913-10.43720.077-2.48-2.48-16.1584.182-1.786-1.786节点13节点14节点15上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱0.2300.2300.5400.3270.1400.1400.3930.5840.2080.2080.61-15.9119.811.04-9.059.05-0.613.5193.5198.262-3.859-1.652-1.652-4.627-4.929-1.756-1.7561.7601.475-1.9304.131-0.826-0.793-2.465-2.319-0.728-0.878-0.300-0.300-0.705-0.015-0.007-0.007-0.0182.2920.8160.8164.9794.694-10.28320.067-2.485-2.452-16.164.094-1.668-1.818节点16节点17节点18上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱0.1980.3370.4650.2980.1270.2170.3580.5100.3090.1811.01-