土木工程毕业设计全套.doc

精品文档 学生姓名 学 号 学 院 建筑工程学院 专 业 题 目 河北某高校教学楼设计 指导教师 评阅教师 精品文档 毕业设计成绩评定表 姓 名学 号成 绩 专 业土木工程 题 目 指导教师评语及成绩 指导教师 年 月 日 评阅教师评语及成绩 评阅教师 年 月 日 答辩小组评语及成绩 答辩小组组长 年 月 日 答辩委员会意见 学院答辩委员会主任 年 月 日 注 该表一式两份 一份归档 一份装入学生毕业设计说明书中 精品文档 毕毕 业业 设设 计计 中中 文文 摘摘 要要 摘摘 要要 根据中学教学楼设计规范和其它相关标准 以及设计要求和提供的地质资料 设计该框架结构教学楼 按照先建筑后结构 先整体布局后局部节点设计步骤设 计 主要内容包括 设计资料 建筑设计总说明 建筑的平面 立面 剖面图设 计说明 以及其它部分的设计说明 结构平面布置及计算简图确定 荷载计算 内力计算 内力组合 主梁截面设计和配筋计算 框架柱截面设计和配筋计算 基础设计等 其中 竖向荷载利用分层法 水平荷载利用 D 值法进而得到各种作用下结构 各杆件的内力标准值 然后按照最不利组合方式 对各种作用下的内力进行组合 最后在组合中找出各杆件最不利的一组或几组对构件进行截面设计 选取最安全 的结果进行配筋并绘出施工图 除对本框架进行手算外 还利用了广厦对本结构 进行了电算 关键词 框架 分层法 D 值法 内力组合 精品文档 毕毕 业业 设设 计计 外外 文文 摘摘 要要 Title Design of a teaching building in the Experimental middle school Abstract According to building design specifications and other relevant standards and design requirements and provided geological data I design this framework of the classroom building After the first building in accordance with the structure and layout of the overall after the first local node design steps design Main contents include design architectural design of the total shows facade profile design specifications and other parts of the design structural layout and schematic calculation of identification load stress the combination of internal forces main beam reinforcement design and calculation frame section design and reinforcement infrastructure design Also the standard values of each members of structure under horizontal load and vertical load can be obtained by using stratification method and D method respectively Next the internal forces under various loads are combined according to the most unfavorable combination mode Finally the most unfavorable one or several ones in the above combinations to realize section design for members is found Moreover the structure computerization is shown via employing guangsha Key words frame structure stratification D method combination of internal forces 精品文档 目目 录录 1 引言 1 2 建筑设计 2 2 1 工程概况及设计依据 2 2 1 1 工程概况 2 2 1 2 建筑技术条件 2 2 1 3 设计依据 2 2 2 总平面设计 3 2 3 平面设计 3 2 4 交通部分及防火设计 4 2 4 1 交通部分 4 2 4 2 防火防烟设计 4 2 5 立面设计 4 2 6 剖面设计 5 2 6 1 层数 层高的确定 5 2 6 2 卫生间标底的确定 5 2 6 3 室外高差的确定 5 2 6 4 窗面积的确定 5 2 7 构造设计 5 2 7 1 楼面做法 5 2 7 2 卫生间楼面做法 5 2 7 3 地面做法 6 2 7 4 卫生间地面做法 6 2 7 5 踢脚做法 6 2 7 6 卫生间踢脚做法 6 2 7 7 内墙做法 7 2 7 8 外墙做法 7 2 7 9 女儿墙做法 7 2 7 10 屋面做法 7 3 结构设计 7 3 1 设计依据 7 3 1 1 主要设计依据 8 3 1 2 结构类型及使用年限 8 3 1 3 活荷载取值 8 3 1 4 混凝土材料 8 3 1 5 混凝土保护层厚度 8 精品文档 3 1 6 混凝土钢筋连接 9 3 2 结构计算原理 9 3 2 1 地震作用 9 3 2 2 竖向荷载作用 9 3 2 3 控制截面及内力组合 9 3 2 4 位移验算 9 3 3 配筋计算原理 10 3 4 结构计算程序 10 3 5 结构布置 10 3 6 板 梁 柱截面尺寸的初步确定 11 3 6 1 梁尺寸初步估算 11 3 6 2 混凝土强度等级 11 3 6 3 柱的截面尺寸初步估算 11 3 6 4 板截面尺寸初步估算 13 4 横向水平地震力计算 14 4 1 重力荷载代表值的计算 14 4 1 1 梁 柱线刚度的计算 14 4 1 2 侧移刚度计算 15 4 2 框架侧移刚度的计算 17 4 2 1 荷载计算 17 4 2 2 各层重力荷载代表值的计算 20 4 3 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 23 4 3 1 横向自振周期的计算 23 4 3 2 水平地震作用下框架内力 25 4 3 3 水平地震作用下的位移验算 27 4 3 4 水平地震作用及楼层地震剪力的计算 28 5 竖向荷载作用下框架结构的内力计算 33 5 1 计算单元的选择确定 34 5 2 恒载作用下的内力计算 34 5 3 活载作用下柱的内力计算 36 5 4 恒荷载作用下梁的内力计算 38 5 5 活荷载作用下梁的内力计算 38 5 6 分层法计算竖向荷载作用下的框架内力 39 5 6 1 框架的线刚度 40 5 6 2 恒载作用下的分层法计算 40 5 6 3 活载作用下的分层法计算 42 5 7 梁端剪力和柱轴力计算 45 5 8 框架梁跨中弯矩计算 48 精品文档 6 框架结构的内力组合 49 6 1 框架结构梁的内力组合 49 6 2 框架梁的内力组合 50 6 3 框架柱的内力组合 53 7 截面设计 55 7 1 框架梁截面设计 56 7 1 1 梁的正截面受弯承载力计算 56 7 1 2 梁斜截面受剪承载力计算 58 7 2 框架柱截面设计 64 7 2 1 柱截面尺寸验算 64 7 2 2 柱正截面承载力计算 65 7 2 3 柱斜截面受剪承载力计算 67 8 基础设计 70 8 1 外柱基础荷载计算 70 8 2 确定基底尺寸 70 8 3 确定基础高度 72 8 4 基底配筋计算 73 9 楼梯设计 74 9 1 楼梯结构布置 74 9 2 内力及配筋计算 75 9 2 1 楼梯板设计 75 9 2 2 平台板设计 76 9 3 平台梁设计 76 结论 81 致谢 82 参考文献 83 精品文档 1 1 引引 言言 很多人说在大学 学习四年和玩四年的学生没什么差别 其实这种想法是完全错 误的 我不清楚别的专业毕业设计的难易程度 仅对于我们结构而言 毕业设计确实 是我们大学三年综合学习的大检阅 是对大学期间所学专业知识的全面总结 本毕业设计题目为 河北省实验中学教学楼设计 在建筑方案设计前期 我查阅了 房屋建筑学 等书籍 并在网上查阅了一些关 于建筑设计的资料 在绘制建筑施工图阶段 我们宿舍齐心协力 互帮互助 完满完成建筑设计 在结构设计前期 我复习了 结构力学 混凝土结构设计原理 建筑结构抗 震设计 土力学与基础工程 等知识 并借阅了相关设计规范 在网上搜集了不少 资料 而且做了笔记 在结构设计中 边电脑输入边用广厦电算 并对比计算结果 毕业设计的两三个月里 在老师的帮助下 经过资料查阅 设计计算以及外文翻译 加深了对新规范等相关内容的理解 巩固了专业知识 在内力组合阶段 进一步学习了 Excel 在绘图时熟练掌握了 AutoCAD PKPM 等专 业软件 框架结构设计的计算工作量很大 在计算过程中以手算为主 辅以一些计算 软件的校正 由于自己水平有限 难免有不妥和疏忽之处 敬请各位老师指正 精品文档 2 2 建筑设计建筑设计 2 12 1 工程概况及设计依据工程概况及设计依据 2 1 1 工程概况 1 建设单位 河北省实验中学 2 建设地点 河北省 石家庄市 3 建筑使用年限 50 年 4 建筑防火分类 二类 5 耐火等级 二级 6 建筑抗震设防烈度 7 度 7 建筑结构类型 框架 9 建筑面积 5100m2 10 建筑层数 六层 11 建筑高度 24 3m 2 1 2 建筑技术条件 1 气象水文地质条件 风玫瑰图 夏季东南风 冬季西北风 温度 最热月平均 33 C 最冷月平均 6 C 雨量 年降雨量为 735mm 地下水 无侵蚀性 在地面以下 8m 地质资料 700mm 表土以下为亚粘土 地基承载力设计值为 200Kpa 2 地面粗糙度 C 类 基本风压 0 40KN m2 基本雪压 0 35KN m2 场地类别为 类 冻土深度 0 6m 抗震设防烈度 7 度 设计地震分组第一组 设 计地震基本加速度值 0 1g 3 钢筋混凝土框架结构 2 1 3 设计依据 1 国家标准 混凝土结构设计规范 GB50010 2010 北京 中国计划出版社 2011 2 国家标准 建筑抗震设计规范 GB50011 2010 北京 中国计划出版社 2011 精品文档 3 国家标准 建筑结构荷载规范 GB50009 2012 北京 中国计划出版社 2006 4 国家标准 建筑设计防火规范 GB50016 2006 北京 中国计划出版社 2007 5 国家标准 建筑结构制图标准 GB T 50105 2010 北京 中国计划出版社 2011 6 建筑采光设计标准 GB50033 2001 7 国家标准 中小学校设计规范 GB50099 2011 北京 中国计划出版社 2012 8 设计任务书 2 22 2 总平面设计总平面设计 1 建筑朝向 本设计朝向考虑日照 场地地形 道路走向及周围环境等因素 采取南北朝向 2 出入口和交通路线 该建筑的主要出入口位于建筑物南侧 另外在该建筑物东西侧设有次要出入口 2 32 3 平面设计平面设计 1 平面形式及柱网尺寸 1 根据建筑物场地的要求 综合建筑实用功能 一般选用规则 紧凑 易于功 能设计的平面形式 综合考虑 本设计建筑平面为 一字 形 建筑朝向为南北向 平面布置满足长宽比小于 5 其中横向跨距为 3m 7 8m 纵 向跨距为 9m 具体见平面图 2 根据建筑物的功能 规模和场地条件 选取常用的内廊平面形式 即在走廊 的两侧布置房间 这种形式结构紧凑 建筑耗能少 而且对结构内力分布比较合理 2 设计理念 1 弹性 从设计 结构到服务功能都应做到开放性 以适应时空的变化 2 紧凑性 教室以及其它辅助用房的空间布置要做到紧凑合理 3 易接近性 从楼外 到楼内 从入口到各个部门 要规划得合理 要设计一个良好的导引系统 4 可扩 精品文档 展性 在未来扩展时可灵活延伸 将损失减小到低程度 5 舒适性 在环境 通风 温湿度 光线等方面要柔和 协调 尽量借用外部的自然环境 6 环境的稳定性 7 安全性 建筑安全防护措施做到不仅满足规范要求而且更加人性化 8 经济性 把建设和维护一座教学楼所需要的经费和人员控制在最低限度 2 42 4 交通部分及防火设计交通部分及防火设计 2 4 1 交通部分 该建筑为 6 层 总高为 24 3m 垂直交通设施设有两部楼梯 由于采用非人屋面 楼梯只布置到第 6 层 走廊是平面布置中的主要水平交通设施 人流量较大 采用 3 0m 宽走廊 2 4 2 防火防烟设计 在平面设计中 应考虑到建筑火灾的特点 火势蔓延途径多 危害严重 人员不易 疏散 易造成重大伤亡 高层建筑应实行防火分区 防火分区包括水平和竖向两个方 面 1 水平防火分区 水平防火分区是指用防火材料将面积大的高层建筑在水平方向隔成几个防火单元 对于本楼 可以采取每层作为一个防火单元 楼梯都按消防楼梯设置 靠楼内部设有 较大的开洞 靠外部有自然的采光条件 采用适当的防火材料 设有过厅 防火门等 房间的防火 应满足相应要求 对于大于 75的房间应设有两道门 有平面图上 2 m 看出能满足相应的要求 离房间门最远点至们的距离小于 15m 也能满足相应的消防要 求 2 竖向防火防烟 竖向防火区是指楼上下分别用足够的耐火极限的楼板进行防火分隔 各个楼梯均 布置到六楼 使用足够耐火登记的楼板进行竖向分隔 能满足竖向防火要求 各楼层 均设有防火门 能满足防火防烟要求 2 52 5 立面设计立面设计 精品文档 立面设计原则 建筑物外部体型受各种不同使用功能的内部空间和物质技术条件 的制约 它应正确反映内部空间组合的特点 如 建筑物体形的大小和高低 题型组 合的简单和复杂 墙面 门窗的安排 大小形式等建筑空间组合的依据 在完成建筑功能的前提下 在立面上力求简单 立面无明显突变 本建筑立面简 洁明快 规整合理 整个立面外观简洁 大方 2 62 6 剖面设计剖面设计 剖面设计主要是根据建筑物的用途 规模环境条件 使用要求 解决建筑物的高 度方向布置问题 从而进行建筑空间组合 2 6 1 层数 层高的确定 根据各层的使用要求和特点 层高应满足室内净高的要求 其确定的主要依据为使 用要求采光通风要求 卫生要求及室内空间比例要求 本设计中 为避免层错层的出 现 结合教室净高的要求 均采用 3 9m 的层高 建筑总高度为 24 3m 2 6 2 窗面积的确定 为满足室内的自然采光 规范中规定教室的窗地比不能小于 1 7 在本设计中大多 数窗户采用较宽的三联窗 其他窗户详见门窗明细栏 窗台高为 0 9m 2 6 3 室外高差的确定 为防止室外雨水流入室内 防止建筑物沉降而引起室内地坪标高过低 同时为了增 加建筑的美观和立面效果应设置一定的高度差 本设计在建筑物东西两边的室内外高 差为 450mm 2 6 4 卫生间标底的确定 为防止卫生间的水进入其他房间 讲卫生间的地面低于楼层 30mm 以防积水外渗 2 72 7 构造设计构造设计 2 7 1 楼面做法 5 厚 1 2 5 水泥砂浆粘结层 20 厚 1 3 干硬性水泥砂浆结合层 20 厚水泥浆一道 120 厚现浇钢筋混凝土板 20mm 厚板底抹灰层 精品文档 2 7 2 卫生间楼面做法 10 厚 1 2 水泥石子磨光 20 厚素水泥浆结合层一道 15mm 厚板底抹灰层 2 厚氯丁沥青防水涂料 四周沿墙上翻 150 高刷基层处理剂一道 15 厚 1 2 水泥砂浆找平 120 厚现浇钢筋混凝土板 18 厚水泥砂浆结合层 2 7 3 地面做法 10 厚 1 2 水泥石子磨光 20 厚水泥沙浆结合层 20 厚水泥浆一道 60 厚 C20 混凝土垫层 150 厚 3 7 灰土 素土夯实 5 厚水泥砂浆粘结层一道 2 7 4 卫生间地面做法 10 厚 1 2 水泥石子磨光 撒素水泥面 30 厚水泥结合层 1 5 厚合成高分子涂膜防水层四周翻起 150 高 60 厚 C20 细石混凝土找坡 垫层 素土夯实 2 7 5 踢脚做法 12 厚 1 2 水泥砂浆打底 扫毛或划出纹道 8 厚 1 3 水泥砂浆 贴 15 厚预制磨石踢脚 2 7 6 卫生间踢脚做法 精品文档 贴 15 厚预制磨石踢脚 5 厚 1 3 水泥细砂浆结合层 1 5 厚水泥聚合物涂膜防水层 6 厚 1 0 5 2 5 水泥石灰膏砂浆压实抹平 8 厚 1 1 6 水泥石灰膏砂浆打底扫毛 2 7 7 内墙 加气混凝土砌块 两侧抹灰 2 7 8 外墙 200 厚加气凝土砌块 20 厚 1 3 水泥砂浆找平 10 厚 1 1 水泥专用胶粘剂刮于板背面 70 厚聚苯乙烯泡沫塑料板加压粘牢 板面打磨成细麻面 1 5 厚专用胶贴加强网于需加强的部位 1 5 厚专用胶贴标准网整个墙面 并用抹刀将网压入胶泥中 一底二涂高弹丙烯酸涂料 2 7 9 女儿墙 900 高加气混凝土砌块 两侧抹灰 20 厚 2 7 10 屋面 120 厚现浇钢筋混凝土板 1 8 水泥膨胀珍珠岩找坡 2 最薄处 30 厚 20 厚块材 共 40 厚 1 2 水泥砂浆找平层 防水及保温层 压型钢板 吊顶及吊挂 结构设计 精品文档 3 3 结构设计结构设计 3 13 1 设计依据设计依据 3 1 1 主要设计依据 1 国家标准 建筑结构荷载规范 GB50009 2012 北京 中国计划出版社 2006 2 国家标准 混凝土结构设计规范 GB50010 2010 北京 中国计划出版社 2011 3 国家标准 建筑抗震设计规范 GB50011 2010 北京 中国计划出版社 2011 4 彭伟编著 高层建筑结构设计原理 成都 西南交通大学出版社 2007 3 1 2 结构类型 结构安全等级 设计使用年限 技技术指标技术条件 结构类型框架结构 结构安全等级二级 设计使用年限 50 3 1 3 楼面和屋面活荷载的取值 1 风荷载 雪荷载 荷载类型取值 kN m2 基本风压 0 40 基本雪压 0 30 2 楼面和屋面活荷载的取值 荷载类型取值 kN m2 教室 2 5 卫生间 2 5 走廊 楼梯 3 5 不上人屋面 0 5 3 1 4 混凝土的材料 混凝土强度等级 精品文档 C30 2 14 3 c fkN m 2 1 43 t fkN m C20 2 9 6 c fkN m 2 1 10 t fkN m 钢筋 受力纵筋 HRB400 级钢筋 2 360 y fN mm 箍筋或构造钢筋用 HPB300 级钢筋 2 270 y fN mm 3 1 5 混凝土结构构件纵筋 箍筋等的保护层厚度 梁纵筋 箍筋的保护层厚度 35mm 柱纵筋 箍筋的保护层厚度 35mm 3 1 6 混凝土结构钢筋的连接要求 采用焊接连接 3 23 2 结构计算原理结构计算原理 3 2 1 地震作用 本工程建筑场地类别为二类 抗震烈度 7 度 框架抗震等级为二级 一般情况下 建筑结构的两个主轴方向都要考虑地震作用并进行抗震验算 本设计只考虑短轴方向 的水平地震作用 该地震作用由短轴方向的抗侧力框架结构承担 框架结构地震作用的计算采用底部剪力法 结构的基本自震周期采用顶点位移法 计算 水平荷载作用下框架结构的内力和位移计算采用 D 值法 3 2 2 竖向荷载作用 恒载及活载 在计算单元范围内的纵向框架梁的自重 纵向墙体的自重以及纵向女儿墙的自重 以集中力的形式作用在各节点上 竖向荷载作用下框架的内力采用分层法计算 梁端 和柱端弯矩计算之后 梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力和梁端弯矩引起的剪 力相叠加而得到 柱轴力可由梁端剪力和节点集中荷载叠加得到 3 2 3 控制截面及其内力不利组合 对框架梁 选梁的两端截面和跨中截面作为控制截面 对框架柱 选柱的上 下 端截面作为控制截面 根据结构类型 地震设防烈度 房屋高度等因素 由 抗震规 范 确定该框架结构抗震等级为三级 因建筑高度在 60m 以下 设防烈度低于 9 度 可不考虑风荷载 内力组合 根据 结构规范 和 抗震规范 考虑三种内力组合形 式 精品文档 A 1 21 4 GKQK SSS B 1 2 0 5 1 3 GKQKEK SSSS C 1 351 4 0 7 GKQK SSS 3 2 4 多遇地震作用下层间弹性位移验算 多遇地震作用下 框架结构层间弹性位移要满足下式要求 ee uh 多遇地震作用下标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移 e u 弹性层间位移角限值 钢筋混凝土框架结构取 1 550 e 3 33 3 配筋计算原理配筋计算原理 由于本工程按 7 度设防区设计 因此进行了抗震设计 其设计原则是 强柱弱梁 强剪弱弯 强节点弱构件 1 框架梁的截面设计 包括正截面受弯承载力计算和斜截面受剪承载力计算 依 据计算结果选用相应的纵向钢筋和箍筋 2 框架柱的截面设计 包括正截面承载力计算和斜截面受剪承载力计算 依据计 算结果选用相应的纵向钢筋和箍筋 3 框架节点核芯区截面抗震验算 按照 强节点 的原则 防止梁柱破坏之前出现节点核芯区的破坏 必须保证 节点核芯区的受剪承载力和配置足够数量的箍筋 本设计中二级框架的节点核芯区应 进行截面抗震验算 4 框架结构抗震构造措施按有关规定实行 3 43 4 结构计算程序结构计算程序 采用 PKPM2005 对结构做整体分析 进行结构电算 3 53 5 结构布置结构布置 工程主体结构共 6 层 层高 3 9m 总高度为 24 3m 采用混凝土框架结构 为了使 刚度均匀对称分布 减小偏心和扭转 建筑平面布置成规则的长方形 柱网横向采用 内廊式布置 边跨跨度 7 8m 中间跨跨度 3m 纵向跨 9m 依据柱网的布置情况 楼板 精品文档 除走廊部分以外均是双向板 走廊部分为单向板 楼板采用现浇板 厚度初步取 120mm 该工程采用全现浇体系 混凝土强度等级均为 C30 结构平面布置图详见图 图 1 结构平面布置图 3 63 6 板 梁 柱截面尺寸的初步确定板 梁 柱截面尺寸的初步确定 3 6 1 梁尺寸初步估算 梁的截面尺寸应满足承载力 刚度及延性要求 主梁截面高度按梁跨度的 1 151 12 估算 次梁截面高度按梁跨度的 1 18 1 12 估算 为防止梁产生剪切脆性 破坏 梁的净跨度与截面高度之比不宜小于 4 梁截面宽度可取 1 31 2 梁高 且不 应小于 200 由此估算梁截面尺寸见表 1 mm 表 1 梁截面尺寸 楼层框架梁 横梁纵梁 次梁 1 6 层 600 300700 350400 200 3 6 2 混凝土强度等级 层数 1 6 柱混凝土等级 C30 梁 板混凝土等级 C30 基础 C30 基础垫层 C20 精品文档 注 为施工方便 梁板混凝土等级采用相同标号 3 6 3 柱的截面尺寸初步估算 框架柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比限值按下列公式估算 n E NFg c vc N A f 式中 N 柱组合的轴压力设计值 F 按简支状态计算的柱的受荷面积 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值 可按市价荷载计算 也可近似取 E g 为 12 15kN m2 考虑地震作用组合后柱轴力增大系数 边柱取 1 3 不等跨内柱取 1 25 等跨 内柱取 1 2 验算截面以上楼层层数 n 柱截面面积 c A 框架柱轴压比限值 对一级 二级 三级 四级抗震等级 分别取 N 0 65 0 75 0 85 0 90 该框架结构的抗震等级为三级 其轴压比限值 0 85 各层的重力荷载代表值近似 N 的取为 13KN m2 E g 由图可知边柱的负载面积为 9 3m2 中柱的负载面积为 9 4 5m2 故第一层柱截面 面积为 边柱 82 3 2 1 2 5 4 8 75 1 5 0 2 5 4 5 45 0 75 3 2 1 2 5 4 8 75 1 5 0 2 5 4 5 45 0 89 69 41 237 8 11 2 75 0 9 3 6 0 75 0 9 3 9 84 1 69 177 28 13 75 09 3 6 0 75 0 9 3 9 94 1 61 2 2 P kN kN 精品文档 中柱 2 9 374245 3 1485 0 61000134 592 1 mmAc 根据上述计算结果 综合考虑框架结构的抗震概念设计 本设计柱截面尺寸取为 650 650 mm mm 横向框架 精品文档 纵向框架 3 6 4 板的截面尺寸估算 板截面厚度 h 与板的跨度及其所受荷载有关 从正常使用极限状态要求出发 为 保证板的挠度与裂缝 根据设计经验 双向板的厚度可取 11 4050 可取板厚 120 11 h 4500112 590 4050 mm mm 4 4 横向水平地震力计算横向水平地震力计算 4 14 1 框架侧移刚度的计算框架侧移刚度的计算 4 1 1 梁 柱线刚度的计算 在框架结构中 现浇楼面或有现浇层的预制楼面 可以作为梁的有效翼缘 增大梁 的有效高度 减少框架侧移 为考虑这一有利作用 在计算梁的截面惯性矩时 对现 浇楼面的边框架取 I 1 5I0 I0为梁的截面惯性矩 对中框架梁取 I 2 0I0 柱的线刚 度 其中为柱的截面惯性矩 h 为框架柱的计算高度 ccc iE Ih c i 1 梁的线刚度 bc b E I i L 式中 混凝土弹性模量 c E 梁的计算跨度 L 梁的截面惯性矩 由于现浇楼面中 考虑楼板对梁提供刚度 形成型梁 b IT 故中框架梁 边框架梁 b0 2 0II b0 1 5II 横梁线刚度的计算见表 2 b i 表 2 横梁线刚度计算表 类 别 c E 2 mmN b h mm mm 4 0 Imm L mm 0 c E IL Nmm 0 1 5 c E IL Nmm 0 2 0 c E IL Nmm 边 横 4 3 10 300600 9 104 5 7800 10 100 2 10 101 3 10 101 4 精品文档 梁 中 横 梁 4 3 10 300600 9 104 5 3000 10 104 5 10 101 8 11 100 1 2 柱的线刚度 cc c E I i h 式中 混凝土弹性模量 c E 层高 h 柱截面惯性矩 c I 柱的线刚度计算过程及结果见表 3 表 3 柱的线刚度计算 楼层 h mm 2 c EN mm 2 bh mm 4 c Imm cc E Ih N mm 15450 4 3 10 650650 10 1049 1 10 8 1 10 26 4000 4 3 10 650650 10 1049 1 11 101 1 4 1 2 侧移刚度计算 1 框架柱抗侧移计算 柱的侧移刚度按公式计算 式中为柱侧移刚度修正系数 的取值 2 12 c i D h 见表 4 表 4 柱侧移刚度修正系数 边柱中柱 位置 简图 K 简图 K c 一般层c i ii K 2 42 c i iiii K 2 4321 2 K K 精品文档 固 接c i i K 2 c i ii K 21 0 5 2 K K 底 层 铰 接c i i K 2 c i ii K 21 0 5 12 K K 根据梁 柱线刚度比 K 的不同 柱可分为边框架中柱和边柱 中框架边柱和中柱 现 以第二层 B 柱的侧移刚度计算为例 说明计算过程如下 第二层 B 柱及与其相连的梁的相对线刚度如图 5 所示 图 5 梁的相对线刚度 则该梁柱的线刚度比 K 为 281 1 112 1 4101 410 K 390 0 281 12 281 1 4 2 11 1038 3 3900 101 112 390 0 D 其余柱的计算过程从略 计算结果见表 5 表 6 表 5 中框架柱侧移刚度 D 值 N mm 边柱中柱 层次 K 1 i D K 2i D i D 10 3730 3683 19 1041 4100 5604 84 1048 03 104 26 0 7050 2612 27 1041 2810 3903 38 1045 65 104 精品文档 表 6 边框架柱侧移刚度 D 值 N mm 边柱中柱 层次 K 1 i D K 2i D i D 10 2820 3432 98 1041 0180 5034 37 1047 35 104 26 0 5090 2031 76 1041 0180 3372 92 1044 68 104 将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加 即得框架各层层间侧移刚度 如表 i D 7 所示 表 7 框架层间侧移刚度 层次 123456 i D 5 06 1055 39 1055 39 1055 39 1055 39 1055 39 105 由上表可见 7 094 039 5 06 5 21 DD 故满足要求 该框架为竖向规则 框架 4 24 2 重力荷载代表值的计算重力荷载代表值的计算 4 2 1 荷载计算 1 楼面做法 5 厚 1 2 5 水泥砂浆粘结层 0 05 20kN m3 0 1kN m2 20 厚 1 3 干硬性水泥砂浆结合层 0 2 20kN m3 0 4kN m2 20 厚水泥浆一道 0 02 20kN m3 0 4kN m2 120 厚现浇钢筋混凝土板 0 12 25kN m3 3kN m2 20mm 厚板底抹灰层 0 02 17kN m3 0 34kN m2 共计 3 75kN m2 2 卫生间楼面做法 10 厚 1 2 水泥石子磨光 0 01 0 65kN m3 0 0065kN m2 20 厚素水泥浆结合层一道 0 02 20kN m3 0 4kN m2 精品文档 18 厚水泥砂浆结合层 0 018 20kN m3 0 36kN m2 2 厚氯丁沥青防水涂料 四周沿墙上翻 150 高 刷基层处理剂一道 15 厚 1 2 水泥砂浆找平 0 015 20kN m3 0 3kN m2 120 厚现浇钢筋混凝土板 0 12 25kN m3 3kN m2 15mm 厚板底抹灰层 0 015 17kN m3 0 255kN m2 共计 3 82kN m2 3 地面做法 10 厚 1 2 水泥石子磨光 0 01 0 65kN m3 0 0065kN m2 5 厚水泥砂浆粘结层一道 0 005 20kN m3 0 1kN m2 20 厚水泥沙浆结合层 0 02 20kN m3 0 4kN m2 20 厚水泥浆一道 0 02 20kN m3 0 4kN m2 60 厚 C20 混凝土垫层 0 06 25kN m3 1 5kN m2 150 厚 3 7 灰土 素土夯实 共计 2 40kN m2 4 卫生间地面做法 10 厚 1 2 水泥石子磨光 0 01 0 65kN m3 0 0065kN m2 撒素水泥面 30 厚水泥结合层 0 03 20kN m3 0 6kN m2 1 5 厚合成高分子涂膜防水层四周翻起 150 高 60 厚 C20 细石混凝土找坡 0 06 24kN m3 1 44kN m2 垫层 素土夯实 共计 2 05kN m2 5 踢脚做法 12 厚 1 2 水泥砂浆打底 扫毛或划出纹道 0 012 20kN m3 0 24kN m2 8 厚 1 3 水泥砂浆 0 008 20kN m3 0 16kN m2 精品文档 贴 15 厚预制磨石踢脚 0 015 0 65kN m3 0 01kN m2 共计 0 41kN m2 6 卫生间踢脚做法 贴 15 厚预制磨石踢脚 0 015 0 65kN m3 0 01kN m2 5 厚 1 3 水泥细砂浆结合层 0 005 20kN m3 0 1kN m2 1 5 厚水泥聚合物涂膜防水层 6 厚 1 0 5 2 5 水泥石灰膏砂浆压实抹平 0 006 20kN m3 0 12kN m2 8 厚 1 1 6 水泥石灰膏砂浆打底扫毛 0 008 20kN m3 0 16kN m2 共计 0 39kN m2 7 内墙自重 内纵墙可偏于安全的不考虑门洞 200 厚加气混凝土砌块 0 2 7 5 1 5kN m2 两侧抹灰20厚 0 02 17 0 34kN m2 共计 1 84kN m2 8 外墙自重 200厚加气混凝土砌块 0 2 7 5 1 5kN m2 20厚1 3水泥砂浆找平 0 02 20 0 4kN m2 10厚1 1水泥专用胶粘剂刮于板背面 70厚聚苯乙烯泡沫塑料板加压粘牢 板面打磨成细麻面 0 5 0 07 0 035kN m2 1 5厚专用胶贴加强网于需加强的部位 1 5厚专用胶贴标准网整个墙面 并用抹刀将网压入胶泥中 一底二涂高弹丙烯酸涂料 共计 1 94kN m2 9 女儿墙 精品文档 900 高加气混凝土砌块 0 9 7 5 6 75kN m2 两侧抹灰 20 厚 0 2 2 17 6 8kN m2 共计 13 55kN m2 10 屋面 120 厚现浇钢筋混凝土板 0 12 25 kKN m2 1 8 水泥膨胀珍珠岩找坡2 最薄处30厚 30 210 2 10 10 3 1 2kN m2 20 厚块材 0 02 25 0 5kN m2 共40厚1 2水泥砂浆找平层 0 04 20 0 8kN m2 防水及保温层 0 35kN m2 压型钢板 0 15kN m2 吊顶及吊挂荷载 0 3Kk m2 共计 6 3kN m2 11 门窗 1 门 除底层大门为玻璃门外 其余均为木门 木门自重 0 2kN 2 窗 均采用铝合金窗 单位面积重力荷载取 0 4kN m2 12 梁 柱重力荷载计算 梁 柱可根据截面尺寸 材料容重及粉刷等计算出单位长度的重力荷载 见表 8 表 8 梁 柱重力荷载代表值 层次构件 b m h m kN m3 g kN m m i ln i GkN i GkN 边横梁 0 300 60251 054 737 1512405 405 中横梁 0 250 50251 054 732 35666 623 纵梁 0 350 75251 056 898 35201150 63 1 6 次梁 0 200 40251 052 107 1510150 15 1172 808 精品文档 1 柱 0 600 60251 109 905 45301588 4 2 6柱 0 600 60251 109 903 90301158 3 4 2 2 各层重力荷载代表值的计算 第一层 楼面面积 S 7 8 7 8 3 9 5 837m2 外墙面积 S 3 9 2 5 45 2 0 75 9 5 0 65 6 18 6 0 65 4 2 3 3 9 2 5 45 2 348 03 2 m 外墙窗面积 S 5 45 2 2 4 18 2 4 2 1 5 2 3 9 2 5 45 2 114 66m2 外墙门面积 S 3 7 5 15 2 1 5 3 0 2 35 64m2 则外墙净面积 S 348 03 114 66 35 64 197 73m2 内墙净面积 S 7 8 0 65 12 9 0 65 9 3 9 2 5 45 2 0 5 9 2 3 9 2 1 3 517 005m2 内墙门面积 S 1 2 9 3 54m2 踢脚面积 18 6 45 2 0 15 7 8 9 10 1 0 8 2 2 0 15 18 6 6 2 0 15 70 14m2 1 楼面板重 837 7 8 9 2 3 75 7 8 9 2 3 82 3148 59kN 2 墙重 197 73 1 94 517 01 1 84 1334 89m2 3 门重 39 64 54 0 2 17 93kN 4 窗重 114 66 0 4 45 86kN 5 梁重 1772 808kN 6 柱重 1588 4kN 7 踢脚重 70 14 0 41 28 76kN 8 活载 2 5 9 18 6 9 36 5 8 6 9 7 8 2 5 3 2 7 8 2 3 5 1665 72kN 由以上计算可知 一层重力荷载代表值为 1 0 5GGG 活恒 3547 59 1334 89 17 93 45 86 1772 81 1588 4 28 76 精品文档 0 5 1665 72 8739 99kN 标准层 楼面面积 S 18 6 45 837m2 外墙面积 S 3 9 0 75 37 4 45 36 5 8 0 65 16 358 67m2 外墙窗面积 S 2 1 2 4 20 2 1 1 5 2 107 1m2 内墙净面积 S 517 005 9 2 3 3 9 0 75 3 1 5 3 9 0 75 534 33m2 则外墙净面积 S 358 67 107 1 251 57m2 内墙门面积 S 54 1 2 3 60m2 踢脚面积 S 70 14m2 1 楼面板重 837 7 8 9 2 3 75 7 8 9 2 3 82 3148 59kN 2 墙重 251 57 1 94 534 33 1 84 1471 21kN 3 门重 60 0 2 12kN 4 窗重 107 1 0 4 42 84kN 5 梁重 1772 81kN 6 柱重 1158 3kN 7 踢脚重 70 14 0 41 28 76kN 8 活载 9 18 6 9 36 5 8 6 2 5 7 8 9 2 5 3 2 7 8 2 3 5 1665 72kN 由以上计算可知 标准层重力荷载代表值为 0 5GGG 活恒标准 3148 59 1471 21 12 42 84 1772 81 1158 3 28 76 0 5 1665 72 8467 368kN 第六层 屋面面积 S 837m2 外墙面积 S 3 9 2 0 75 18 6 2 45 36 5 8 0 65 16 82 32m2 外墙窗面积 S 2 1 2 2 4 20 1 5 2 53 55m2 内墙净面积 S 12 7 8 0 65 3 9 2 0 75 10 9 0 65 3 9 2 0 75 13 1 5 2 1 2 10 2 3 2 152 69m2 内墙门面积 S 1 2 10 1 1 22m2 精品文档 女儿墙面积 S 18 6 45 2 0 9 114 48m2 踢脚面积 S 70 14m2 1 屋面板重 837 7 8 9 2 3 75 7 8 9 2 3 82 3148 59kN 2 墙重 82 32 1 94 152 69 1 84 440 61kN 3 门重 22 0 2 4 4kN 4 窗重 53 55 0 4 21 42kN 5 梁重 1772 81kN 6 柱重 1158 3kN 7 踢脚重 70 41 0 41 28 76kN 8 活载 0 5 18 6 45 418 5kN 由以上计算可知 第六层重力荷载代表值为 6 0 5GGG 活恒 3148 59 440 61 4 4 21 42 1772 81 1158 3 28 76 0 5 418 5 6784 14kN 图 6 各质点上重力荷载代表值 精品文档 4 3 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 4 3 1 横向自振周期的计算 横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法 高规 B 0 2 对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构 其基本自振周期可 按下式计算 1 1 7 TT Tu 式中 结构基本自振周期 S 1 T 假想的结构顶点水平位移 m 即假想把集中在各楼层处的重力荷载代表值 T u 作为该楼层水平荷载 并按本规程第 5 1 节的有关规定计算的结构顶点弹性水平位 i G 移 考虑非承重墙刚度对结构自振周期影响折减系数 可按本规程第 3 3 17 条 T 确定 取 0 7 按以下公式计算 T u Gik VG Gi i ij V u D T k u 注 为第 层的层间侧移刚度 ij D i 为第 层的层间侧移 iu i 为第层的层间侧移 k k 结构顶点的假想侧移计算过程见表 9 表 9 结构顶点的假象侧移计算 层次 kN k G kN Gi V N mm i D mm i mm i 66784 146784 145 39 10512 59312 18 精品文档 58467 3715251 515 39 10528 30299 59 48467 3723718 885 39 10544 01271 29 38467 3732186 255 39 10559 71227 28 28467 3740653 625 39 10575 42167 57 18739 9949393 615 06 10592 1592 15 1 1 7 TT Tu s66 0 31218 0 7 07 1 4 3 2 水平地震作用及楼层地震剪力的计算 本结构高度不超过 40m 质量和刚度沿高度分布比较均匀 变形以剪切型为主 故可用底部剪力法计算水平地震作用 即 1 结构等效总重力荷载代表值 eq G 0 85 eqi GG kN57 41984 14 6784437 846799 8739 85 0 2 计算水平地震影响系数 1 地震影响系数曲线 精品文档 基本地震加速度为 0 10g 场地类别为 类 设计地震分组为第二组 查表得地震 特征周期 sTg35 0 查表得设防烈度为 7 度的 max 0 08 max 9 0 1 1 T Tg s045 008 0 66 0 35 0 9 0 3 结构总水平地震作用标准值 1EKeq FG kN 3 188957 41984045 0 因为 1 4 1 4 0 35 0 49s sT66 0 1 得顶部附加地震作用系数 g T 063 0 01 0 66 0 08 001 008 0 1 T n 得主体结构顶层附加水平地震作用标准值 kNFF EKnn 1193 1889063 0 各层水平地震作用标准值 1 1 iiEKn in jj j G H F F G H kNF nEK 1170 063 01 3 1889 1 计算过程及结果见表 10 表 10 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表 层次 i H m i G kN ii G H kN m ii ii G H G H 1 EKn F i F kN i V kN 624 956784 14158748 880 252446 04636 76 521 058467 37165113 720 242 1770 428 341251 40 精品文档 417 158467 37132090 970 202357 541700 80 313 258467 3799068 230 151267 272037 51 29 358467 3766045 490 101178 772308 98 15 458739 9934085 960 05282 042475 45 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房