曾东丰毕业设计计算书.doc

嘉应花园旅馆建筑结构设计 第1章 建筑设计1.1 设 计 资 料1.1.1 工程概况拟在梅州市梅松路建造一幢经济型高层旅馆，总建筑面积为8000。该宾馆地上10层，顶层再设楼梯间、机房。底层高为3.9m，其余层为3.3m，建筑总高度为37.80m，结构总高度为33.60m，框架结构。1.1.2 设计条件1、 建设地点：梅州市2、 全年主导方向东南，基本风压：第一层:杂填土3m第二层:淤泥质土,软塑,fk=80kPa,厚3m第三层:轻亚粘土,可塑,fk=120kPa,厚3m第四层:中等风化岩, fk =8.5MPa,厚度大于5m地下水位在地面以下1.5m,对混凝土无侵蚀性。3、 抗震设防烈度按7度进行设计，场地土为类，设计地震分组为第一组1.1.3 建筑指标1、 建筑类型：II类2、 建筑物安全等级：II级3、 耐火等级：II级 1.2 建 筑 方 案1.2.1 该旅馆长为46.8m，宽为16.8m。建筑总高度为37.8m（包括局部高度）。设计标高: 室内设计标高0.000m,室外地坪标高-0.450m。1.2.2 建筑设计部分： 底层跟第二层主要包括会客厅、办公室、总服务台、行李房、购物商场、小会议室、变电控制室、消防控制室等；标准层主要包括服务值班室、单人房、双人客房、豪华客房等，床位200多个；楼梯为双跑楼梯且分两端设置，电梯载客量为16人。1.2.3 建筑装修：1、该宾馆墙体均采用240mm115mm53的粉煤灰蒸压加气混泥土砌块。 外墙砌240mm厚，25mm厚1：3水泥砂浆打底，10mm厚聚苯粒保温层，外贴15mm厚白色瓷砖。内墙砌180mm厚，20mm厚水泥砂浆找平、抹面，刮白色仿瓷涂料两度2、楼地面均用10厚耐磨地砖铺实拍平，素水泥浆插缝，20厚1：3干硬性水泥砂浆，面上撒素水泥，素水泥浆结合层一遍3、屋面改性沥青油毡防水卷材两道，30厚1:3水泥砂浆找坡1%，最薄处10厚，100厚水泥蛭石保温层，20厚1:3水泥砂浆找平层。4、阳台、厕所地面用8mm厚耐磨防滑砖，25厚水泥砂浆找平层防水层，20mm厚素水泥浆结合层。第2章 结构设计2.1建筑方案选型2.1.1 结构体系选择及结构布置该建筑物总高度为37.80m，地震基本烈度为7度，结构布置详见结构布置图顶层结构平面图标准层结构平面图确定场地类别，结构抗震等级及地震分组 1、 确定场地类别：场地土类别为类 2、 结构抗震等级：本设计设防烈度为7度，且本建筑物为A级高度的高层建筑，建筑物高度为37.8m30m，按二级抗震等级计算 3、 设计地震分组：第一组2.1.2 基础选型基础采用人工挖孔灌注桩，一柱一桩2.1.3 材 料梁柱板的混凝土强度等级用C30；梁柱钢筋等级除箍筋和拉筋为HPB235外，其余均为HRB335；楼板钢筋等级为HPB235。2.2 结构基本尺寸确定及截面几何特征2.2.1 梁、柱截面尺寸的初步确定1、梁截面高度一般取梁跨度的1/12至1/8。本方案取1/127200=600mm，截面宽度取6001/2=300mm，可得：主梁的截面初步定为bh=300600。次梁梁高h=（1/20-1/15）7200mm，h=360mm-480mm，取400mm；梁宽b=（1/3-1/2）400mm，b=133mm-200mm，不应小于250mm，故取250mm。 2、框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值按下列公式计算： (2.1) (2.2) ：柱组合的轴力设计值; ：考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25，等跨内柱取1.2； ：按简支状态计算的柱的负载面积； ：折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可根据实际荷载计算，也可近似取12-15kN/； ：验算截面以上楼层层数； ：柱截面面积； ：混泥土轴心抗压强度设计值； ：框架柱轴压比限值，此处可近似取，即对一级、二级和三级抗震等级，分别取0.7、0.8、0.9。 3、此建筑抗震等级为二级，取0.8，取13kN/，n为10，混凝土为C30，=14.3N/。 4、由公式(2.1)、(2.2)得12层： 37层： 810层： 因为进行柱子变截面设计时，相邻柱子截面尽量不要超过50mm，所 以： 12层： 37层： 810层：2.2.2 板的厚度单向板，短边跨度为2400mm：，取双向板，短边跨度为4500mm：，取2.2.3 框架梁、柱线刚度、计算跨度与框架的抗侧刚度1、首层： (为首层层高，为室内外高差，为基础顶至室外地坪高度)其他层： 在框架结构中，有现浇层楼面，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I0 这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，现浇楼面对边框取I=1.5I0（I0为梁的截面惯性矩），对中框架取I=2.0I0。一、 横梁线刚度Ib的计算：类别Ec（N/mm2）bh（mmmm）I0（mm4）l（mm）EcI0/l（Nmm）边框架1.5EcI0/l（Nmm）中框架2EcI0/l（Nmm）AB跨、CD跨3.01043006005.4010972002.2510103.3810104.501010BC跨3.01043006005.4010924006.75101010.1101013.51010二、 柱线刚度i c的计算：I=bh3/12层次hc（mm）Ec（N/mm2）bh（mmmm）Ic（mm4）Kc=EcIc/hc（Nmm）153503.01047007002.0101011.221010233003.01047007002.0101018.1810103-733003.01046506501.49101013.5210108-1033003.01046006001.0810109.821010 2.2.4 各层横向侧移刚度计算：(D值法)1、底层 A、D柱K=4.5/11.2=0.322c=(0.5+K)/(2+K)=0.354Di1=c12ic/h2=0.3541211.21010/43502=31000B、C柱K=4.5+13.5/11.2=1.31c=(0.5+K)/(2+K)=0.55Di2=c12ic/h2 =0.551211.21010/43502 =481002、 第二层 A、D柱K=（4.5+4.5）/18.18+11.2=0.28c=K/(2+K)=0.123Di3=c12ic/h2 =0.1231218.181010/43502 =14200B、C柱K=（9+27）/18.18+11.2=1.13c=K/(2+K)=0.36Di4=c12ic/h2 =0.361218.181010/43502 =415003、第三至七层A、D柱K=（4.5+4.5）/13.52+13.52=0.33c=K/(2+K)=0.142Di3=c12ic/h2 =0.1421213.521010/43502 =12200B、C柱K=（9+27）/13.52+13.52=1.33c=K/(2+K)=0.40Di4=c12ic/h2 =0.401213.521010/43502 =340004、第八至十层A、D柱K=（4.5+4.5）/9.82+9.82=0.46c=K/(2+K)=0.103Di3=c12ic/h2 =0.103129.821010/43502 =5900B、C柱K=（9+27）/9.82+9.82=1.833c=K/(2+K)=0.48Di4=c12ic/h2 =0.48129.821010/43502 =27600 D1=（310002+481002）13=2056600D2=（142002+415002）13=1448200D1/D2=2056600/14482000.7，故该框架为规则框架。2.3 荷载取值2.3.1恒载取值，查荷载规范可取：1、屋面荷载（双向板）改性沥青油毡防水卷材两道 0.42=0.8KN/m230厚水泥砂浆找坡1% 200.03=0.6KN/m2 100厚水泥蛭石保温层 50.1=0.5 KN/m220厚1:3水泥砂浆找平层 200.02=0.4KN/m2120厚钢筋混凝土板 250.1=2.5 KN/m220厚板底抹灰 0.0216=0.32KN/m2木丝板吊顶棚 合计 ： 5.91 KN/m2（单向板）改性沥青油毡防水卷材两道 0.42=0.8KN/m230厚水泥砂浆找坡1% 200.03=0.6KN/m2 100厚水泥蛭石保温层 50.1=0.5 KN/m220厚1:3水泥砂浆找平层 200.02=0.4KN/m2100厚钢筋混凝土板 250.1=2.5 KN/m220厚板底抹灰 0.0216=0.32KN/m2木丝板吊顶棚 合计 ： 5.41 KN/m22、1-10层楼面：（双向板）20mm厚瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 0.55 kN/m220mm厚1:3干硬性水泥砂浆找平 20 kN/m30.02 m= 0.6 kN/m2120厚钢筋混凝土板 250.12=2.6KN/m220厚板底抹灰 0.0216=0.32 KN/m2 木丝板吊顶棚 合计： 4.36 KN/m2（单向板）20mm厚瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 0.55 kN/m220mm厚1:3干硬性水泥砂浆找平 20 kN/m30.02 m= 0.6 kN/m2100厚钢筋混凝土板 250.12=2.6KN/m220厚板底抹灰 0.0216=0.32 KN/m2 木丝板吊顶棚 合计： 3.86 KN/m2 3、厨房卫生间阳台荷载10mm厚大面积防滑水磨石 25厚1：2水泥砂浆找平防水层 120mm厚现浇混凝土楼板 0.1225=2.6KN/m2厚板底1：2水泥砂浆抹灰 合计： gk=4.05KN/m24、墙外墙（240mm）自重 70.24=1.68KN/m2墙面20厚水泥砂浆 10厚苯粒保温层 贴15厚面砖 合计： gk=2.397KN/m2内墙（180mm）自重 70.18=1.26KN/m2墙面20厚水泥砂浆（加抹灰） 合计： gk=2.06KN/m2 5、雨棚（100mm厚）大门 侧门 6、钢筋砼梁荷载主梁：300mm600mm梁自重 0.30.625=4.5KN/m 梁侧粉刷 2（0.6-0.1）0.0220=0.4KN/m 合计 gk=4.9KN/m次梁：250mm400梁自重 0.250.425=2.5KN/m 梁侧粉刷 2（0.4-0.1）0.0220=0.24KN/m 合计 gk=2.74KN/m 7、女儿墙1.2m高加气混泥土砌块自重 0.241.27=1.44 KN/m墙面20厚水泥砂浆 贴15厚面砖 合计： gk=2.44KN/m2.3.2 活载取值1、屋面活荷载 上人屋面采用标准值：，不上人屋面采用标准值：2、楼面活荷载 楼面（走道、卫生间、客房、）活荷载标准值：，楼梯：3.5KN/m2 阳台活荷载标准值： 2.4 风荷载作用下的荷载计算及框架内力分析2.4.1 风荷载作用下的荷载计算 (取轴框架作为分析对象)， （宽度B取4.5m），基本风压：，风载体型系数，查荷载规范得：；房屋高度H=35.05m30m，风振系数可按下式计算：风压高度系数：按C类地区（有密集建筑群的城市市区）查下表得：表2-2离地高度（m）5.358.6511.9515.2518.5521.8525.1528.4531.7535.05 0.740.740.740.740.800.850.910.961.101.50（注：底层高：，其余层高：，顶层高）框架结构中， =(0.080.1)n，n为结构层数，取，查表得：， 风震系数表 表2-3离地高度（m）5.358.6511.9515.2518.5521.8525.1528.4531.7535.05（）0.140.240.340.440.550.650.750.850.961.06离地高度（m）5.358.6511.9515.2518.5521.8525.1528.4531.7535.051.101.181.261.331.381.421.461.491.481.48求风荷载设计值：，十 层：A10=4.5（3.3/2+1.4）=13.73KN/m，二九层：一 层：风荷载计算表 表2-4z(m)szz0(kN/m2)A(m2)Fw(kN)35.051.31.481.500.513.7319.8131.751.31.481.10.514.8514.5328.451.31.490.960.514.8513.8125.151.31.460.910.514.8512.8221.851.31.420.850.514.8511.6518.551.31.380.80.514.8510.6615.251.31.330.740.514.859.5011.951.31.260.740.514.859.008.651.31.180.740.514.858.435.351.31.10.740.517.219.11风荷载分布图如图所示：2.4.2 风荷载作用下的框架内力分析1、用D值法列表计算各柱剪力所用公式： 柱的相对线刚度 柱高度 抗侧移刚度考虑节点转动时对柱抗侧移刚度的影响系数楼层梁柱平均线刚度比170 （注：一般层： 底层： ）各柱线刚度、抗侧刚度表 表2-5层数nZ16Z15Z14Z13Dk边边D边k中中D中k中中D中k边边D边100.460.100.591.830.482.761.830.482.760.460.100.596.790.460.100.591.830.482.761.830.482.760.460.100.596.780.460.100.591.830.482.761.830.482.760.460.100.596.770.330.141.221.330.403.401.330.403.400.330.141.229.2460.330.141.221.330.403.401.330.403.400.330.141.229.2450.330.141.221.330.403.401.330.403.400.330.141.229.2440.330.141.221.330.403.401.330.403.400.330.141.229.2430.330.141.221.330.403.401.330.403.400.330.141.229.2420.280.121.421.130.124.151.130.124.150.280.121.4211.1410.320.353.11.310.554.811.310.554.810.320.353.115.822、各层柱剪力及柱端弯矩计算所用公式： 总层数 柱所在层数 该柱的层高 柱的反弯点高度值 标准反弯点高度比 上、下层梁线刚度变化时，柱反弯点高度比修正值、分别为上层柱高与计算层柱高不同、下层柱高与计算层柱高不同时的反弯点高度比修正值 其中 按均布荷载作用查表 注：本次设计计算得出的弯矩值都按照“顺正逆负”的原则进行“+”“-”号的判断。柱端弯矩计算表 表2-6柱层数Fw(kN)Dij/DV(kN)mnky0y1y2y3yh(m)h反(m)M上(kN.m)M下(kN.m)Z161019.810.091.7810100.460.20000.23.30.57-10.26-2.14934.33 0.093.081090.460.20000.23.30.66-17.21-4.3848.14 0.094.331080.460.20000.23.30.66-24.16-6.04760.96 0.137.921070.330.350000.353.31.16 -24.78-13.43672.61 0.139.431060.330.330000.333.31.09 -30.50-15.04583.27 0.1310.821050.330.380000.383.31.25 -32.23-19.78492.77 0.1312.061040.330.40000.43.31.32-34.91-23.273101.77 0.1313.231030.330.450000.453.31.49 -35.01-28.822110.2 0.1314.321020.280.6500-0.050.63.31.98-27.60-41.461119.31 0.2023.8621010.320.8200-0.050.775.353.35 -26.25-87.94Z151019.810.418.1210101.830.350000.353.31.16-13.14-7.12934.33 0.4114.071091.830.350000.353.31.16 -22.77-12.34848.14 0.4119.731081.830.350000.353.31.16 -31.93-17.31760.96 0.3722.551071.330.450000.453.31.49 -34.19-28.15672.61 0.3726.861061.330.450000.453.31.49 -40.74-33.54583.27 0.3730.801051.330.450000.453.31.49 -46.72-38.46492.77 0.3734.321041.330.450000.453.31.49 -52.06-42.853101.77 0.3737.651031.330.450000.453.31.49 -57.11-47.012110.2 0.3740.771021.130.450000.453.31.49-61.83-50.901119.31 0.3035.791011.310.770000.775.353.35 -33.41-111.92续上表柱层数Fw(kN)Dij/DV(kN)mnky0y1y2y3yh(m)h反(m)M上(kN.m)M下(kN.m)Z141019.810.418.1210101.830.350000.353.31.16-13.14-7.12934.33 0.4114.071091.830.350000.353.31.16 -22.77-12.34848.14 0.4119.731081.830.350000.353.31.16 -31.93-17.31760.96 0.3722.551071.330.450000.453.31.49 -34.19-28.15672.61 0.3726.861061.330.450000.453.31.49 -40.74-33.54583.27 0.3730.801051.330.450000.453.31.49 -46.72-38.46492.77 0.3734.321041.330.450000.453.31.49 -52.06-42.853101.77 0.3737.651031.330.450000.453.31.49 -57.11-47.012110.2 0.3740.771021.130.450000.453.31.49-61.83-50.901119.31 0.3035.791011.310.770000.775.353.35 -33.41-111.92Z131019.810.093.7610100.460.20000.23.30.57-10.26-2.14934.33 0.096.521090.460.20000.23.30.66-17.21-4.3848.14 0.099.151080.460.20000.23.30.66-24.16-6.04760.96 0.1311.581070.460.350000.353.31.16 -24.78-13.43672.61 0.1313.801060.460.330000.333.31.09 -30.50-15.04583.27 0.1315.821050.460.380000.383.31.25 -32.23-19.78492.77 0.1317.631040.460.40000.43.31.32-34.91-23.273101.77 0.1319.341030.460.450000.453.31.49 -35.01-28.822110.2 0.1320.941020.460.6500-0.050.63.31.98-27.60-41.461119.31 0.2026.251010.670.8200-0.050.775.353.35 -26.25-87.943、各结点梁端弯矩计算（单位：） 表2-7结点nMnMn+1M左M右左结点10-7.520013.50107.529-9.36-2.91013.501012.278-12.58-3.35013.501015.937-15.63-6.04013.501021.676-19.65-8.65013.501028.305-21.54-9.78013.501031.324-23.02-13.65013.501036.673-23.8-14.32013.501038.122-19.14-19.65013.501038.791-28.51-21.63013.501050.14中间结点110-11.0304.513.50.250.752.365.069-12.53-5.844.513.50.250.755.257.648-25.30-6.874.513.50.250.7510.9617.217-29.70-12.424.513.50.250.7514.5824.506-38.59-21.484.513.50.250.7520.5435.415-41.26-28.984.513.50.250.7525.8743.874-46.36-33.474.513.50.250.7529.4551.873-52.03-38.544.513.50.250.7533.1457.412-55.67-44.394.513.50.250.7535.2561.851-27.32-55.674.513.50.250.2529.6550.32中间结点210-11.03013.54.50.750.255.062.369-12.53-5.8413.54.50.750.257.645.258-25.30-6.8713.54.50.750.2517.2110.967-29.70-12.4213.54.50.750.2524.5014.586-38.59-21.4813.54.50.750.2535.4120.545-41.26-28.9813.54.50.750.2543.8725.874-46.36-33.4713.54.50.750.2551.8729.453-52.03-38.5413.54.50.750.2557.4133.142-55.67-44.3913.54.50.750.2561.8535.251-27.32-55.6713.54.50.750.2550.3229.65右结点10-7.5204.50107.5209-9.36-2.914.501012.2708-12.58-3.354.501015.9307-15.63-6.044.501021.6706-19.65-8.654.501028.3005-21.54-9.784.501031.3204-23.02-13.654.501036.6703-23.8-14.324.501038.1202-19.14-19.654.501038.7901-28.51-21.634.501050.140所用公式： 4、风荷载作用下的水平位移验算： 位移验算表 表2-8层数nh(m)（mm）103.36.719.810.300.00009193.36.734.33 0.510.0001583.36.748.14 0.720.0002273.39.2460.96 0.660.000263.39.2472.61 0.790.0002453.39.2483.27 0.900.0002743.39.2492.77 1.000.000333.39.24101.77 1.100.0003323.311.14110.2 0.990.000314.3515.82119.31 0.750.0001734.057.721/4411计算结果表明： 位移很小，层间相对位移小于，顶点相对位移小于，所以满足要求。5、风荷载作用下梁端剪力和轴向力计算：梁端剪力表 表2-9梁端剪力（单位：）层数n107.202.47.207.522.361.36 5.065.064.222.367.521.36 97.202.47.2012.275.252.427.647.646.375.2512.272.4287.202.47.2015.9310.963.7117.2117.2114.3410.9615.933.7177.202.47.2021.6714.585.0024.5024.5020.4214.5821.675.0067.202.47.2028.3020.546.7435.4135.4129.5120.5428.306.7457.202.47.2031.3225.878.7243.8743.8736.5625.8731.328.7247.202.47.2036.6729.459.1251.8751.8743.2329.4536.679.1237.202.47.2038.1233.149.8357.4157.4147.8433.1438.129.8327.202.47.2038.7935.2510.2161.8561.8551.5435.2538.7910.2117.202.47.2050.1429.6511.0150.3250.3241.9329.6550.1411.01所用公式：，梁端剪力 ，梁左端弯矩 ，梁右端弯矩，梁的计算跨度。柱轴力表 表2-10柱轴向力（kN）层数nVAB边柱Z16VABVBC中柱Z15VBCVCD中柱Z14VCD边柱Z1310-1.36-1.361.364.22-2.864.221.362.861.361.369-2.42-3.782.426.37-6.816.372.426.812.423.788-3.71-7.493.7114.34-17.4414.343.7117.443.717.497-5.00-12.495.0020.42-32.8620.425.0032.865.0012.496-6.74-19.236.7429.51-55.6329.516.7455.636.7419.235-8.72-27.958.7236.56-83.4736.568.7283.478.7227.954-9.12-37.079.1243.23-117.5843.239.12117.589.1237.073-9.83-46.909.8347.84-155.5947.849.83155.599.8346.902-10.21-57.1110.2151.54-196.9251.5410.21196.9210.2157.111-11.01-68.1211.0141.93-227.8441.9311.01227.8411.0168.12柱剪力表 表2-11柱剪力（kN）层数Z16Z15Z14Z13M上(kN.m)M下(kN.m)V(kN)M上(kN.m)M下(kN.m)V(kN)M上(kN.m)M下(kN.m)V(kN)M上(kN.m)M下