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'青岛农业大学毕业论文(设计)题目:青岛海洋小区住宅楼设计姓名:--学院:建筑工程学院专业:土木工程专业班级:2007级1班学号:20073370指导教师:--2011年6月10日IIIIII
目录摘要:ⅠABSTRACT:Ⅰ第一部分建筑设计11.1工程概况11.2建筑设计说明8第二章结构设计92.1结构设计说明92.2建筑做法说明92.3结构布置及计算模型的确定102.4荷载计算132.5内力计算232.6横向框架内力组合522.7框架梁柱配筋计算592.8楼板设计652.9楼梯设计692.10基础设计72致谢76参考文献77毕业设计图纸目录78
青岛海洋小区住宅楼设计摘要:本设计是青岛海洋小区住宅楼设计。考虑建筑布置的要求,结构选型选择框架结构。结构布置尽量满足实用、耐久、美观三方面的要求。设计主要包括两大部分:建筑设计和结构设计。建筑设计根据其使用要求、自然条件、建筑造型及建筑功能和布置的需要进行平面布置和空间组织;本工程采用钢筋混凝土框架形式,遵循建筑可持续发展,使建筑和环境相结合,超越了单纯形式的层面,结构设计包括结构选型,结构布置,梁、板、柱、基础的配筋计算,又综合运用PKPM,天正等软件对计算结构进行验算与调整。DesignoftheQingdaoOceanCommunityResidencialBuildingAbstract:ThisisadesignabouttheresidentialbuildingofQingdaoOceanCommunity.Takingtherequirementofarchitecturaldistributionsintoconsideration,Ichoosetheframeasthestructure.Thestructuraldistributionstrytomeettherequirementsin3aspectsofutility,durabilityandaestthetics.Thedesigniscomposedofarchitecturaldesignandstructuraldesign.Architecturaldesigncarryoutplanassignwithspaceorganizingaccordingtorequirementofuse,naturalconditions,constructionalmodelandfunctionandcollocation;Thisprojectadoptstheformofthereinforcedconcreteframe,andfollowsthelawofsustainabledevelopmentofthebuilding.Itcombinesbuildingwithenvironmenttogether,andhassurmountedtheaspectofthesimpleform.Thestructuraldesignincludestheselectionofstructure,thelayoutofthestructure,matchingthemuscletocalculateofroofbeam,board,column,foundationandcarriesoutcheckingandadjustmentofthestructurewithPKPMandtheAarch8software;Keywords:architecturaldesign;framestructure;structuraldesignI
第一章建筑设计1.1工程概况该地点位于青岛市,建筑总高16.7m,共5层,室内外高差为0.60m,层高均为3m,总面积约3500m²。每层3个单元,单元平面类型为一梯两户,三室两厅一厨一卫,配置合理,有相应的起居、卫生和储藏空间。采用钢筋混凝土框架结构。抗震设防烈度7度,场地为2类场地,设防烈度类别为丙类。1.2建筑设计说明1.2.1设计概要本工程为青岛海洋小区住宅楼设计,地处青岛市。根据其使用功能,所处环境等,满足人们使用方便,安全等要求,进行了合理的建筑设计。建筑以简单明朗为主要风格,在满足人们生产生活等物质功能的要求的同时,而且要满足人们精神文化方面的要求。设计意图:简洁的结构体系和功能布置,让人们在工作时可以心情舒畅。设计原则:以人为中心的原则,便于人们的工作和生活。结构形式为框架结构。不仅为室内各种大型活动提供了理想的使用空间,同时,各种形式的空间结构也极大地丰富了建筑物的外部形象,使建筑物的体型和立面,能够结合材料的力学性能,结合结构的特点,而且具有很好的表现力,并且施工简便,抗震性能好。1.2.2建筑设计依据使用房间的面积大小,主要是由房间内部活动特点,使用人数的多少,家具设备的多少等因素决定的。初步确定了使用房间的面积的大小后,还需要进一步确定房间平面的形状和具体尺寸。房间平面的形状和尺寸,主要是由室内使用活动的特点,家具布置方式,以及采光,通风,音响等要求所决定的。在满足使用要求的同时,构成房间的技术经济条件,以及人们对室内空间的观感,也是确定房间平面形状和尺寸的重要因素。初步拟定柱的截面尺寸为400×400,梁的截面尺寸为200×4-78-
00。在设计中,考虑到工程多层的特性,考虑其功能要求满足使用需要,采用大空间的布置形式。不但赋予建筑实用属性,同时也要赋予它美观的属性,强调建筑美是客观存在的,建筑的审美价值在于其包含的社会伦理和生活内容的价值。1.2.3使用部分平面设计建筑平面中各个使用房间和辅助房间,是建筑平面组合的基本单元。本设计在使用平面设计中充分考虑了以下几点:注意了房间的面积、形状和尺寸满足室内活动和设备合理布置的要求;门窗的大小和位置考虑了房间的出入方便,疏散安全,采光通风良好要求;房间的构成注意使结构布置合理,施工方便,也要有利于房间之间的组合,所用材料应符合相应的建筑标准;室内空间,以及顶棚、地面、各个墙面和构件细部,应考虑人们的使用和审美要求[2]。对于辅助房间的平面设计,通常根据建筑物的使用特点和使用人数的多少,先确定所需设备的个数,根据计算所得的设备数量,考虑在整幢建筑中辅助房间的分布情况,最后在建筑平面组合中,根据整幢房屋的使用要求适当调整并确定这些辅助房间的面积、平面形式和尺寸。以下是各房间的类型:1、起居室与过渡空间紧密相连,以起居室为核心,合理组织户内交通流线及户内各房间的入口。起居室中间设敞亮的门窗,使起居室在满足功能的同时,将室外的优美环境最大限度地融入户内,提高居住质量。2、餐厅与厨房联系便捷,与起居室可分可合,并使餐厅与起居室在空间上加以区别,方便使用。3、厨房厨房不穿越其他空间,保证了洁污分离,提高户内卫生标准。厨房设计做到标准化,为成套厨房设备进入家庭提供技术条件,按炊事流线布置洗池、操作台、炉灶,充分利用空间。4、卫生间户内公用卫生间尽可能做到分室布置,外间布置洗台和洗衣机,里面为便溺和洗浴空间,方便使用。卫生间部分做到自然通风采光,设计做到标准化,管道集中,隐蔽设置,便于整体化设计。-78-
5、卧室卧室集中布置,做到“动静分区”,有较强的私密性,卧室大部分为南向布置,保证了良好的采光,更适合人居住,同时安装凸窗,增大了使用空间。6、阳台每户均设有南阳台,南向阳台结合卧室布置,并考虑花盆的安全搁置和空调室外机与阳台的统一处理,以利于垂直绿化,美化环境。1.2.4交通联系部分设计交通联系部分要求把各个房间以及室内交通合理协调起来,同时又要考虑到使用房间和辅助房间的用途,减少交通干扰。楼梯是垂直交通联系部分,是各个楼层疏散的必经之路,同时又要考虑到建筑防火要求,本建筑采用板式双跑楼梯。本设计中交通联系部分设计能满足下列要求:交通线路简捷明确,联系通行方便;人流通畅,紧急疏散时迅速安全;满足一定的通风采光要求;力求节省交通面积,同时考虑空间组合等设计问题。1.2.5平面组合设计建筑平面的组合设计,一方面,是在熟悉平面各组成部分的基础上,进一步从建筑整体的使用功能、技术经济和建筑艺术等方面,来分析平面组合的要求;另一方面,还必须考虑总体规划、基地环境对建筑单体平面组合的要求。即建筑平面组合设计须要综合考虑建筑本身提出的,以及总体环境对单体建筑提出的内外两方面的要求。1.2.6立面设计立面设计是为了满足使用功能和建筑外形美观的需要进行的。同时,还可起到改善环境条件、保护结构等作用。同时还要考虑建筑的耐久性、经济性,以及正确处理与施工技术的关系。建筑立面可以看成是由许多构部件所组成:包括墙体、梁柱、墙墩等构成房屋的结构构件,门窗、阳台、外廊等和内部使用空间直接连通的部件,以及台基、勒脚、檐口等主要起到保护外墙作用的组成部分。恰当地确定立面中这些组成部分和构件的比例和尺度,运用节奏韵律、虚实对比等规律,设计出体型完整、形式与内容统一的建筑立面,是立面设计的主要任务。-78-
建筑立面设计的步骤,通常根据初步确定的房屋内部空间组合的平剖面关系,例如房屋的大小、高低、门窗位置,构部件的排列方式等,描绘出房屋各个立面的基本轮廓,作为进一步调整统一,进行立面设计的基础。设计时首先应该推敲立面各部分总的比例关系,考虑建筑整体的几个立面之间的统一,相邻立面间的连接和协调,然后着重分析各个立面上墙面的处理,门窗的调整安排,最后对入口门廊、建筑装饰等进一步作重点及细部处理。完整的立面设计,并不只是美观问题,它和平、剖面的设计一样,同样也涉及使用要求、结构构造等功能和技术方面的问题,但是从房屋的平、立、剖面来看,立面设计中涉及的造型和构图问题,通常较为突出。本工程中建筑立面设计力求给人一种均衡、和谐的感觉,建筑与环境融于一体,充分体现了建筑物的功能与美观,通过巧妙组合,使建筑物创造出了优美、和谐、统一而又丰富的空间环境,给人以美的享受。以下是房屋各环节的构造和建筑设计措施:本次设计的住宅楼为平屋面,其坡度比较平坦,流水速度比较缓慢,有时甚至在屋顶表面形成一层薄薄的水层,因此平屋顶的防水原则应该时在导、堵结合的前提下,以堵为主。平屋顶防水主要有两种方法及柔性防水和刚性防水。结合住宅楼的特点,我们采取刚性防水,就是利用水泥及其制品(水泥砂浆、混凝土、钢筋混凝土)的抗渗性做成的屋面防水层。刚性防水的其特点是刚性防水层的基本材料时水泥、沙、石子,它的基本防水原理时利用水泥制品的密实性来抵抗水分的渗透,因此它的抗渗能力与制品的密实程度有密切的关系。提高刚性防水材料的密实性主要时通过改进颗粒级配、和控制水灰比级良好的施工质量。为了进一步提高抗渗性能,在防材料可以入加入一些防水剂。1.2.7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,剖面设计主要表现为建筑物内部结构构造关系,以及建筑高度、层高、建筑空间的组合与利用。它和房屋的使用、造价和节约用地有着密切关系,也反映了建筑标准的一个方面。其中一些问题需要平、剖面结合在一起研究,才具体确定下来。本工程为青岛海洋小区住宅楼,按照设计任务书要求,共设计5层,层3m,垂直交通采用楼梯,没有设计电梯。门的高度根据人体尺寸来确定,窗高要满足通风采光要求。1.2.8屋顶设计-78-
屋顶是房屋最上层覆盖的外围护结构,其主要功能是用以抵御自然界的风霜雨雪、太阳辐射、气温变化和其他外界的不利因素,以使屋顶覆盖下的空间,有一个良好的使用环境。因此,要求屋顶在构造设计时注意解决防水、保温、隔热以及隔声、防火等问题。在结构上,屋顶又是房屋上层的承重结构,它应能支承自重合作用于屋顶的各种活荷载,同时还起着对房屋上部的水平支撑作用。因此,要求屋顶在构造设计时,予以解决屋顶构件的强度、刚度和整体空间的稳定性问题。本建筑采用平屋顶。1.2.9楼梯设计楼梯是房屋各层间的垂直交通联系部分,是楼层人流疏散的必经通路。在设计中要求楼梯坚固、耐久、安全、防火;作到上下通行方便,便于搬运家具物品,有足够的通行宽度和疏散能力;此外,楼梯还有一定的美观要求。楼梯设计主要根据使用要求和人流通行情况确定梯段和休息平台的宽度;选择适当的楼梯形式;考虑整个建筑的楼梯数量;以及楼梯间的平面位置和空间组合。楼梯的宽度和数量也是根据通行人数的多少和建筑防火要求决定的,楼梯形式的选择主要以房屋的使用要求为依据。楼梯的基本要求。首先在建筑设计上满足功能要求,保证通行畅通和美观。第二在结构、构造方面,要求楼梯四周必须有坚固的墙、柱或框架来支承,有较高的刚度,楼梯间必须有良好的采光、通风,楼梯须有适当坡度,中途须有休息平台。第三是防火与安全的要求,楼梯须有足够的通行和疏散能力,楼梯四周须有耐火墙体,至少为一砖墙。楼梯间内不准有凸出部分,以免阻碍人流。最后要符合施工和经济要求。楼梯的数量主要根据楼层人数多少和建筑防火要求来确定。当建筑物中,楼梯和远端房间的距离超过防火要求的距离。1.2.10门和窗的设计门的设计与布置:对门的设计主要考虑了以下几点:1、根据功能确定门的大小2、根据使用具体要求确定门的数量3、窗的设计和布置房间中窗子的大小、形式和位置,对室内采光、通风、日照和使用等功能要求,对建筑物的装门面构图,都有很大关系,在设计时应根据各方面要求综合考虑。4、窗的大小-78-
一般住宅的窗面积不应小于地板面积的1/7。窗子的大小、数量,还应考虑经济条件和当地的气候条件。5、窗的位置在设计窗的位置时,考虑了下列问题:窗的位置应很好地考虑房间内部的使用情况。窗子大都兼有通风的作用,因此房间的窗子位置应与门的位置一起考虑,最好把窗开在门对面的墙上或离门较远的地方,以使房间尽可能得到穿堂风。6、窗的形式窗的形式不仅考虑了采光、通风的要求,而且还考虑比例造型的美观,因为窗是建筑外形和室内艺术造型的重要内容。1.2.11后浇带的具体做法因为该住宅楼总长为约为62m,这里没有设伸缩缝,所以需要一些构造处理,我选择留后浇带。后浇带定义:为防止现浇钢筋混凝土结构由于温度、收缩不均可能产生的有害裂缝,按照设计或施工规范要求,在板(包括基础底板)、墙、梁相应位置留设临时施工缝,将结构暂时划分为若干部分,经过构件内部收缩,在若干时间后再浇捣该施工缝混凝土,将结构连成整体。后浇带是既可解决沉降差又可减少收缩应力的有效措施,故在工程中应用较多。设置后浇带的位置、距离通过设计计算确定,其宽度考虑施工简便、避免应力集中,常为800~1200mm;在有防水要求的部位设置后浇带,应考虑止水带构造;设置后浇带部位还应该考虑模版等措施内容不同的消耗因素;后浇带部位填充的混凝土强度等级须比原结构提高一级。 后浇带在施工时的注意事项 对后浇带除按一般施工缝要求处理,如清除浮浆,清除垃圾、杂物并隔夜提前浇水湿润,浇筑前对接缝处刷一道高标号砂浆,还特别强调:在后浇带接缝处加强防护,设置围栏,并作表面覆盖,防止后续施工对后浇带接缝处产生污染;后浇带后浇砼在施工前一定要认真试配,符合要求后再进行后浇砼的施工;浇筑时,避免直接靠近缝边下料。机械振捣宜自中央向后浇带接缝处逐渐推进,并在距缝边80-100mm处停止振捣,避免使原砼振裂,然后人工捣实,使其紧密结合;接缝断面处模板支立难度大、技术性强,且要细心、细致,故此处应选派有经验、有耐心和技术好的木工-78-
负责具体操作。对该部位的支模质量,施工方与监理方要专门进行验收;由于设置了后浇带,此跨区域内的结构在未进行后浇砼的浇筑及达到强度要求前,是处于悬臂受力状态,故其底模的支撑架,必须可靠,并不能随便拆卸。后浇带施工工艺要求 (1)模板支设 根据分块图划分出的混凝土浇筑施工层段支设模板(钢丝网模板),并严格按施工方案的要求进行。 (2)地下室顶板混凝土浇筑 混凝土浇筑厚度应严格按规范和施工方案进行,以免因浇筑厚度较大钢丝网模板的侧压力增大而向外凸出,造成尺寸偏差。 采用钢丝网模板的垂直施工缝,在混凝土浇筑和振捣过程中,应特别注意分层浇筑,厚度和振捣器距钢丝网模板的距离。为了防止混凝土搅拌中水泥浆流失严重,应限制振捣器与模板的距离采用于φ50振捣器时不小于40cm;采用φ70振捣器时不小于50cm. (3)为保证混凝土密实、垂直施工缝处应采用钢钎捣实。对采用钢丝网模板的垂直施工缝,当混凝土达到初凝时(用手压混凝土表面能出现指纹),用压力水冲冼(水应呈雾状),清除浮浆、碎片并使冲洗部位露出骨料,同时将钢丝网片冲洗干净。混凝土终凝后将钢丝网拆除,立即用高压水再次冲洗施工缝表面。 (4)对木模板处的垂直施工缝,可用高压水冲毛;也可根据现场情况和规范要求,尽早拆模并及时用人工凿毛。对于已硬化的混凝土表面,要使用凿毛机处理。 (5)对较严重的蜂窝或孔洞应进行修补。(6)在后浇带混凝土浇筑前应用喷枪(用水和空气)清理表面。地下室底板后浇带的保护措施 (7)对于底板后浇带,在后浇带两端两侧墙处各增设临时挡水砖墙,其高度高于底板高度,墙壁两侧抹防水砂浆。 (8)为防止底板周围施工积水流进后浇带内,在后浇带两侧50cm宽处,用砂浆做出宽5cm,高5~10cm挡水带。 (9)后浇带施工缝处理完毕并清理干净后,顶部用木模板或铁皮封盖,并用砂浆做出挡水带,四周设临时栏杆围护,以免施工过程中污染钢筋,堆积垃圾。 基础承台的后浇带留设后,应采取保护措施,防止垃圾杂物掉入后浇带内。保护措施可采用木盖板覆盖在承台的上皮钢筋上,盖板两边应比后浇带各宽出500mm以上。 (10)-78-
不同类型后浇带混凝土的浇筑时间不同:伸缩后浇带视先浇部分混凝土的收缩完成情况而定,一般为施工后42~60天;沉降后浇带宜在建筑物基本完成沉降后进行。在一些工程中,设计单位对后浇带的保留时间有特殊要求,应按设计要求进行保留。 浇筑后浇带混凝土前,用水冲洗施工缝,保持湿润24h,并排除混凝土表面积水。浇筑后浇带混凝土前,宜在施工缝处铺一层与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆。后浇带混凝土必须采用无收缩混凝土,可采用膨胀水泥配制,也可采用添加具有膨胀作用的外加剂和普通水泥配制,混凝土的强度应提高一个等级,其配合比通过试验确定,宜掺入早强减水剂,且应认真配制,精心振捣。由于膨胀剂的掺量直接影响混凝土的质量,因此,要求膨胀剂的称量由专人负责。所用膨胀剂和外加剂的品种,应根据工程性质和现场施工条件选择,并事先通过试验确定配合比,并适当延长掺膨胀剂的混凝土搅拌时间,以使混凝土搅拌均匀。后浇带混凝土浇筑后仍应浇水养护,养护时间不得不于28d. -78-
第二章结构设计2.1结构设计说明2.1.1工程概况1.工程名称:青岛海洋小区住宅楼2.建设地点:本工程位于山东省青岛市。3.本设计采用青岛市的地质、气象资料,结构考虑抗震,设防烈度为7度,Ⅱ类场地,设防类别为丙类。2.1.2设计资料1气象资料:(1)基本风压:W=0.35kN/m2。(2)基本雪压:基本雪压S=0.35kN/㎡。2活荷载:楼面活载均布活荷载标准值:2.0kN/m2。厨房楼面均布活荷载标准值:2.0kN/m2。浴室、卫生间楼面均布活荷载标准值:2.0kN/m2。走廊、楼梯均布活荷载标准值:2.0kN/m2。屋面均布活荷载标准值:非上人屋面:0.5kN/m2上人屋面:2.0kN/m2。2.2建筑做法说明1墙身做法:工程为框架结构,内墙和外墙采用加气混凝土砌块,用M5混合砂浆砌筑。外墙作法为:刷涂料墙面,20厚石灰粗沙料刷层。2屋面做法:结构层100厚现浇混凝土板;从上到下依次为陶瓦,20*30挂瓦条,30*6顺水条,干铺油毡一层。3标准层楼面:面层:10厚地砖,素水泥砂浆填缝;结合层:4厚水泥胶结合层;找平层:20厚1:3水泥砂浆找平层,素水泥砂浆一道;结构层:100厚现浇钢筋混凝土板;抹面层:10厚水泥砂浆天棚抹灰。-78-
4卫生间、厨房楼地面做法:面层,10厚300×300防滑陶瓷地面砖,稀水泥浆填缝;结合层:1:2干硬性水泥砂浆结合层最薄处20厚,从门口向地漏找坡1%;素水泥砂浆一道;高分子聚合物水泥复合防水涂料1厚,四周沿墙刷起150高;结构层:100厚现浇钢筋混凝土板;板底抹面层:10厚水泥砂浆天棚抹灰。5底层楼面做法:20厚1:2水泥砂浆抹面压光;素水泥砂浆结合层一道;100厚c15素混凝土;70厚卵石垫层,下为素土夯实。6水泥砂浆顶棚做法:钢筋混凝土板用水加10%火碱清洗油腻,1:1:4水泥石灰砂浆中层8厚;1:2.5水泥砂浆7厚;喷石灰浆两道,共厚10mm。7门窗做法:户内采用木门,户门采用防盗门,窗子采用铝合金窗。2.3结构布置及计算模型的确定2.3.1结构布置与选型该工程采用现浇钢筋混凝土框架结构1屋面、楼面结构:现浇钢筋混凝土屋面板,按上人屋面的使用荷载取用;2楼梯结构:采用现浇钢筋混凝土楼梯;3基础:采用机械与人工开挖独立基础。本建筑的材料选用如下:混凝土:采用C30;钢筋:纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB335,其余采用热轧钢筋HPB235;墙体:外墙、分户墙采用加气混凝土砌块,其尺寸为240mm×200mm×600mm,重量=6kN/m2;窗:钢塑门窗,=0.35kN/m2;门:木门,=0.2kN/m2。平面结构布置如图2-1所示。竖向结构布置图如图2-2所示。-78-
图2—1平面结构布置图2-2竖向结构布置图2.3.2梁柱截面尺寸的估计1、框架横梁截面尺寸:框架横梁截面高度h=(1/12~1/8)L=383.3~575mm,截面宽度:b=(1/3~1/2)/h,板厚L/H≥50mm本结构取:h=400mm,b=200mm,板厚100mm。2、框架柱截面尺寸:底层框架柱尺寸估计:假设结构的荷载设计值为13kN/mm2,则底层中柱的轴力设计值为N=1.25×(4.6+5.3)/2×3.3×13×5=1327kN结构采用C30混凝土,fc=14.3N/mm2假设柱截面尺寸b×h=400mm×400mm-78-
,则柱的轴压比为:故确定取柱截面尺寸为400mm×400mm。为了简化施工,各柱截面从底层到顶层不改变。2.3.3框架梁柱线刚度计算AB跨梁:i=1.5EI/L=1.5×3.0×107×1/12×0.2×(0.4)3/4.6=1.04kN.mBC跨梁:i右梁=EI/L=1.5×3.0×107×1/12×0.2×(0.4)/5.3=0.906kN.mA~C轴底层柱: i底柱=EI/h=3.0×107×1/12(0.4)3/4.1=1.56kN.m其余各层柱: i余柱=EI/h=3.0×107×1/12(0.4)3/3=2.13kN.m令i余柱=1.0,其余各杆的相对线刚度为:i,左跨梁=1.04/2.13=0.49;i,右跨梁=0.906/2.13=0.43;i,底柱=0.73框架梁柱的相对线刚度计算简图,如图2-3所示:-78-
图2-3框架梁柱相对线刚度2.4荷载计算2.4.1荷载标准值计算1、恒荷载标准值计算(1)标准层楼面找平层:15厚水泥砂浆0.015×20=0.3kN/m2保温层:80厚矿渣水泥0.08×14.5=1.16kN/m2结构层:100厚现浇钢筋混凝土板0.1×25=2.5kN/m215厚纸筋石灰抹底0.015×16=0.24kN/m2防水层:30厚C20细石混凝土防水1.0kN/m2防水层:三毡四油铺小石子0.4kN/m2合计:5.60kN/m2-78-
(2)梁自重b×h=200mm×400mm自重:25×(0.4-0.1)×0.20=1.5kN/m抹灰:梁底抹灰+两侧抹灰(10厚混合砂浆)0.01×【(0.4-0.1)×2+0.20】×17=0.145kN/m合计:1.65kN/m基础梁:b×h=250mm×400mm自重:25×0.25×4=2.5kN/m(3)柱自重b×h=400mm×400mm自重:0.4×0.4×25=4kN/m抹灰层:10厚混合砂浆(四面抹灰)0.01×0.4×4×17=0.27kN/m合计:4.27kN/m(4)卫生间、厨房楼地面面层:10厚陶瓷地面砖,素水泥砂浆填缝0.01×19.8=0.198kN/m2结合层:20厚干硬性水泥砂浆结合层0.02×20=0.4kN/m2素水泥砂浆一道结构层:100厚现浇钢筋混凝土板0.1×25=2.5kN/m2抹面层:10厚水泥砂浆天棚抹灰0.01×17=0.17kN/m2合计:3.27kN/m2(5)阳台恒载面层:20厚水泥砂浆抹面0.2×20=0.4kN/m2结构层:80厚现浇钢筋混凝土板0.08×25=2kN/m2抹面层:15厚水泥砂浆天棚抹灰0.015×17=0.255kN/m2合计:2.66kN/m2(6)墙体①外纵墙重:A.标准层:纵墙自重(3-1.5-0.4×0.24×18=4.75kN/m铝合金窗1.5×0.35=0.53kN/m水刷石外墙面(3-1.5)×0.5=0.75kN/m-78-
粉刷石膏砂浆内墙面(3-1.5)×0.36=0.54kN/m合计:6.57kN/mB.底层:纵墙自重(4.1-0.4-0.4-1.5)×0.24×18=7.78kN/m铝合金窗1.5×0.35=0.53kN/m水刷石外墙面(4.1-1.5)×0.5=1.3kN/m粉刷石膏砂浆内墙面(4.1-1.5)×0.36=0.94kN/m合计:10.55kN/m②内纵墙重:A标准层:纵墙自重(3-0.4)×0.24×18=11.23kN/m粉刷石膏砂浆内墙面(3-0.24)×0.36×2=1.87kN/m合计:13.12kN/mB.底层:纵墙自重(4.1-0.4-0.4)×0.24×18=2.70kN/m粉刷石膏砂浆内墙面(4.1-0.4-0.4)×0.36×2=2.38kN/m合计:16.64kN/m③内隔墙自重:A标准层:内隔墙:(3-0.4-1.5)×0.12×9.8=1.29kN/m铝合金窗:0.35×1.5=0.53kN/m水泥粉刷墙面:(4.1-0.4-0.4)×0.36×2=2.38kN/m合计:2.61kN/mB底层:内隔墙:(4.1-0.4-1.5-0.4)×0.12×9.8=2.12kN/m铝合金窗:0.35×1.5=0.53kN/m水泥粉刷墙面:(4.1-0.4-0.4-1.5)×0.36×2=1.3kN/m合计:3.95kN/m④外横墙重:A标准层:-78-
横墙自重(3-0.4)×0.24×18=11.23kN/m水刷石外墙面(3-0.4)×0.5=1.3kN/m粉刷石膏砂浆内墙面(3-0.4)×0.36=0.94kN/m合计:25.17kN/mB.底层:横墙自重(4.1-0.4-0.4)×0.24×18=14.26kN/m水刷石外墙面(4.1-0.4-0.4)×0.5=1.65kN/m粉刷石膏砂浆内墙面(4.1-0.4-0.4)×0.36=1.19kN/m合计:31.95kN/m⑤标准层楼面:面层:30厚干硬性水泥砂浆,素水泥砂浆填缝0.3×20=0.6kN/m2结构层:100厚水泥砂浆:0.1×17=1.7kN/m2100厚现浇钢筋混凝土板:0.1×25=2.5kN/m2抹灰层:20厚水泥砂浆天棚抹灰0.02×17=0.34kN/m2合计:5.14kN/m22、活荷载标准值计算楼面活载均布活荷载标准值:2.0kN/m2。厨房楼面均布活荷载标准值:2.0kN/m2。浴室、厕所楼面均布活荷载标准值:2.0kN/m2。走廊、楼梯均布活荷载标准值:2.0kN/m2。屋面均布活荷载标准值:上人屋面:2.0kN/m。3、风载、雪载标准值根据工程所在地,工程采用山东省青岛市地质气象资料,风载荷、雪荷载取青岛市的风载、雪载设计值,即:风载W=0.35kN/m2,雪载取S0=0.35kN/m2。屋面活荷载与雪荷载不同时考虑,计算时取两者中较大者。2.4.2竖向荷载计算确定板传递给梁的荷载时,要一个板区格一个区格的考虑,确定每个板区格上的荷载传递时,先要区分此板区格是单向板还是双向板,若为单向板,可沿板的短跨作中线,将板上荷载平均分给两长边的梁;若为双向板,可沿四角作45°-78-
线,将区格板分为四小块,将每小块板上的荷载传递给与之相邻的梁,板传至梁上的三角形梯形荷载可等效为均布荷载。短跨方向传递5aq/8,长方向传递[1-2(a/2b)2+(a/2b)3]aq。由平面结构布置图中选一榀进行和在计算,框架单元板传力路线如图2-4所示:图2-4板传力线路图屋面板传给梁的荷载:三角形:P=P’P’=(g+q)公式(2-1)梯形:P=(1-2)P’公式(2-2)1、A~B轴间框架梁,恒载:5.6×=15.22kN/m活载:2×=5.44kN/m-78-
楼面板传给梁的荷载:恒载:5.14×=13.98kN/m活载:2×=5.44kN/m梁自重标准值:1.65kN/mA~B轴间框架梁均布荷载为:屋面梁:恒载=梁自重+板传荷载=1.65+15.22=16.87kN/m活载=板传荷载=5.44kN/m楼面梁:恒载=梁自重+板传荷载=1.65+13.98=15.63kN/m活载=板传荷载=5.44kN/m2、B~C轴间框架梁,屋面板传给梁的荷载:恒载:5.6×=16.32kN/m活载:2×=5.83kN/m楼面板传给梁的荷载:恒载:5.14×=14.98kN/m活载:2×=5.83kN/mB~C轴间框架梁均布荷载为:屋面梁:恒载=梁自重+板传荷载=1.65+16.32=17.97kN/m-78-
活载=板传荷载=5.83kN/m楼面梁:恒载=梁自重+板传荷载=1.65+14.98=16.63kN/m活载=板传荷载=5.83kN/m3、柱纵向集中荷载计算(1)A轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱:女儿墙自重:(做法:墙高1100m,100mm的混凝土压顶)0.24×1.1×18+25×0.1×0.24+(1.2×2+0.24)×0.5=6.67kN/m天沟自重:(琉璃瓦+现浇天沟)琉璃瓦自重:1.05×1.1=1.16kN/m现浇天沟自重:25×(0.6+0.2-0.08)×0.08+(0.6+0.2)×(0.5+0.36)=2.13kN/m合计:3.29kN/m顶层柱横载:女儿墙及天沟自重+梁自重+板传荷载=(6.67+3.29)×+1.65×(3.65-0.4)+6.39×3.65=65.03kN活载=板传荷载==kN标准层:恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=6.57×3.65+1.65×(3.65-0.4)+6.39×3.65=52.67kN活载=4.56kN基础顶面恒载=底层外纵墙自重+基础梁自重=10.55×(3.65-0.4)+2.5×(3.65-0.4)=42.41kNB,C轴柱纵向集中荷载与A柱相同。框架在竖向荷载作用下的受荷总图如图2-5所示:-78-
图2-5框架恒载受力图由于A,B二轴的纵梁外边线分别与该二轴柱的外边线齐平。故此二轴上的竖向荷载与柱轴线偏心,A轴的偏心距80mm,C轴偏心距80mm。2.4.3风荷载计算1、风荷载标准值计算将计算单元范围内的外墙面上的分布风荷载,简化为等量作用于楼面处的集中风荷载,计算公式如公式2-3所示:公式(2-3)µS―风荷载体形系数,本工程H/B=16.7/4.6+5.3=1.58<4,取µS=1.3-78-
µZ―风压高度变化系数,本工程建设地点为城市郊区,取B类地面粗糙程度;ω0―风荷载基本风压值;βZ―风振系数。基本自振周期T1对于钢筋混凝土框架结构可用T1=0.08n估算,大约为0.64s~0.25s,应考虑风压脉动对结构的影响hi―下层柱高;hj―上层柱高;B―值计算单元迎风面积宽度。B=3.75m风振系数:βZ=1+ξυψZ/µZξ―脉动大系数,取ξ=1.18;υ―脉动影响系数,查表得υ=0.475;ψZ―振型系数,ψZ=Hi/H;µZ―风压高度变化系数。计算过程如表2-1所示:表2-1各层楼面处集中风荷载标准值计算层数离地高度µzβzµsω0hihj风压力515.60.751.01.30.3532.49.12412.60.741.01.30.35331039.60.741.01.30.35331026.60.741.01.30.35331013.60.41.01.30.353.63112、风载作用下的位移验算位移计算时,各荷载值均采用标准值抗侧移刚度D的计算如表2-2~2-3所示:表2-2横向A~C轴2~5层D值计算构件名称=Σib/2ic=K/(2+K)D=12/h2A轴柱K=(0.49+0.49)/2×10.205680B轴柱K=(0.49×2+0.43×2)/2×1.0=0.920.329088C轴柱K=2×0.43/2×1.0=0.430.185112ΣD=5680+9088+5112=19880-78-
表2-3横向A~C轴底层D值计算构件名称=Σib/ic=D=12/h2A轴柱K=0.49/0.73=0.670.444900B轴柱K=(0.49+0.43)/0.73=1.260.546014C轴柱K=0.43/0.73=0.600.424677ΣD=4900+6014+4677=155913、风载作用下抗侧移刚度D的计算水平荷载作用下框架的层间侧移按以下公式计算: ΔUj=Vj/ΣDij公式(2-4)Vj―第i层的总剪力;ΣDij―第j层所有柱的抗侧移刚度之和;ΔUj―第j层的层间侧移。风荷载作用下框架楼层层间位移与层高之比的计算,计算如表2-4:表2-4层间位移与层高之比层数WjVj∑D△Vj/m△Vj/h59.129.12198800.00051/6000410.0019.12198800.00101/3000310.0029.12198800.00151/2000210.0039.1198800.00201/1500111.0050.12198800.00321/1281侧移验算:对于框架梁结构楼层层间最大侧移与层高之比的限值为1/550,该工程的框架结构层间侧移为1/1281,满足1/1281<1/550要求,则框架的侧移刚度足够。-78-
2.5内力计算2.5.1恒载作用下的内力计算采用分层法计算,除底层柱以外,其他各层柱的线刚度×0.9,并取传递系数,底层仍用。1、横梁固端弯矩的计算:受力简图如图2-6所示:图2-6弯矩计算简图Mab=-1/12qLMba=1/12qL公式(2-5)AB跨固端弯矩:顶层:Mab=-=-29.75kNmM=29.75kNm标准层:M=-=-27.56kNmM=27.56kNmBC跨固端弯矩:顶层:M=-=-42.06kNmM=42.06kNm标准层:M=-=-38.93kNmM=38.93kNm2、各节点杆端分配系数的确定杆端分配系数用以下公式进行计算:公式(2-6)-78-
图2-7杆端分配系数3、力矩分配计算如下所示:顶层力矩分配图如下:-78-
图2-8顶层力矩分配图-78-
标准层恒荷载力矩分配如下2-9:图2-9标准层力矩分配底层恒荷载力矩分配如下2-10:-78-
图2-10底层力矩分配柱端弯矩叠加,不平衡弯矩再进行一次分配,得框架总弯矩图如下图所示-78-
图2-11恒载作用下的弯矩图4、恒载作用下的剪力计算:(1)梁剪力的计算方法,计算如图2-12所示:-78-
图2-12梁剪力计算简图顶层:VAB==35.24KNVBA=-=-42.36KNVBC==49.91KNVCB=-=-45.33KN标准层:(二到四层,数值相差不大,近似相等)VAB==34.15KNVBA=-=-37.75KNVBC==45.13KNVCB=-=-43.01KN底层VAB==33.65KNVBA=-=-KNVBC==36.30KNVCB=-=-29.52KN(2)柱剪力的计算,计算简图如图2-13:-78-
图2-13柱剪力顶层:VA==-8.73KNVB=-4.37KN VC=15.12KN四层:VA==-5.95KNVB=-2.95KN VC=9.63KN三层:VA==-6.16KNVB=-3.05KN VC=10.06KN二层:VA==-6.94KNVB=-3.32KN VC=11.49KN底层:VA==-2.70KNVB=-1.24KN VC=4.28KN-78-
恒载作用下的剪力图如图2-14所示:图2-14恒载作用下剪力图(3)恒载作用下柱轴力的计算:图示如图2-15:N=Nu-VL+Vr公式(2-7)Nu-上柱传来的轴力;VL-柱左侧梁剪力Vr-柱右侧梁剪力-78-
图2-15柱轴力计算简图柱自重设计值:底层柱:4.27×4.1=17.51kN标准层柱:4.27×3=12.81kN顶层柱:4.27×3=12.81kN轴力求解:①顶层:上:NA=65.03+35.24=100.27KN NB=65.03+49.91+42.36=157.30KNNC=65.03+45.33=110.36KN下:NA=65.03+35.24+12.81=113.08KN NB=65.03+49.91+42.36+12.81=170.11KNNC=65.03+45.33+12.81=123.17KN②4层:上:NA=52.67+113.08+34.15=199.9KN NB=52.67+170.11+37.75+45.13=305.66KNNC=52.67+123.17+43.01=218.85KN下:NA=199.9+12.81=212.71KN NB=318.47KNNC=231.66KN③3层:上:NA=52.67+212.71+34.15=299.39KN NB=52.67+318.47+37.75+45.13=454.28KNNC=52.67+231.66+43.01=327.22KN下:NA=312.2KN NB=467.09KNNC=340.03KN④2层:上:NA=52.67+312.2+34.15=398.9KNNB=52.67+467.09+37.75+45.13=602.86KNNC=52.67+340.03+42.91=435.61KN下:NA=411.71KN NB=615.67KNNC=448.42KN⑤1层:-78-
上:NA=52.67+411.71+33.65=498.03KNNB=52.67+615.67+38.25+45.49=752.08KNNC=52.67+448.42+42.65=543.74KN下:NA=515.54KN ND=769.59KNNG=561.25KN恒载作用下的轴力图如图2-16所示:图2-16恒载下的轴力图2.5.2活载作用下的内力计算采用分层法计算,除底层柱以外,其他各层柱的线刚度×0.9,并取传递系数,底层仍用。(1)楼顶屋面为上人屋面,活荷载值为2kN/m-78-
,荷载较小,不考虑最不利组合,将活荷载满跨布置计算,同时为减小误差,跨中弯矩扩大1.2倍,支座处弯矩不变。各层梁的活荷载值:AB跨:5.44kN/mBC跨:5.83kN/m图2-17弯矩计算简图(2)AB跨固端弯矩:Mab=-=-9.59kNmM=9.59kNmBC跨固端弯矩:M=-=-13.65kNmM=13.65kNm(3)均布活载作用时,计算过程如下:-78-
图2-18活载作用下顶层力矩分配-78-
图2-19活载作用下标准层力矩分配图-78-
图2-20活载作用下底层力矩分配-78-
均布活载作用内力图如图2-21所示图2-21均布活荷载作用下内力图(4)活载作用下的剪力计算:顶层:VAB==11.19KN-78-
VBA=-=-13.83KNVBC==16.33KNVCB=-=-14.57KN标准层:VAB==11.75KNVBA=-=-13.27KNVBC==15.98KNVCB=-=-14.92KN底层:VAB==11.61KNVBA=-=-13.41KNVBC==16.01KNVCB=-=-14.89KN柱剪力的计算顶层:VA=-3.50KNVB=-1.31KN VC=5.07KN四层:VA=-2.44KNVB=-1.14KN VC=4.18KN三层:VA=-2.53KNVB=-1.08KN VC=3.93KN二层:VA=-2.78KNVB=-1.18KN VC=4.43KN-78-
底层:VA=-1.06KNVB=-0.43KN VC=1.64KN活载作用下的剪力图如图2-22所示:2-22活载作用下剪力图·(5)活载作用下柱轴力的计算:①顶层:NA=4.56+11.19=15.75KN NB=4.56+16.33+13.83=34.72KNNC=4.56+14.57=19.13KN②4层:NA=4.56+15.75+11.75=32.06KN NB=4.56+34.72+15.98+13.83=69.09KNNC=4.56+19.13+14.92=38.61KN③3层:-78-
NA=4.56+32.06+11.75=48.37KN NB=4.56+69.09+15.98+13.83=103.46KNNC=4.56+38.61+14.92=58.09KN④2层:NA=64.68KN NB=137.83KNNC=77.57KN⑤底层:NA=80.85KN NB=171.81KNNC=97.02KN活荷载作用下的轴力图如下2-23:图2-23活荷载作用下的轴力2.5.3风荷载作用下的内力计算框架在风荷载的作用下,其内力计算方法和步骤如下:①求各柱反弯点处的剪力值;②计算各柱的反弯点高度;③计算各柱的杆端弯矩及梁端弯矩;④计算各柱的轴力与梁端剪力。-78-
第i层m柱分配的剪力Vim=Dim/ΣD×Vi,Vi=ΣWi,公式(2-8)Wi—第i层楼面处集中风荷载标准值;Dim-第i层m柱的抗侧移刚度。框架柱反弯点高度比:y=y0+y1+y2+y3公式(2-9)y0—框架柱标准反弯点高度比;y1—上、下层梁线刚度变化反弯点高度比修正值;y2、y3—上、下层高度变化反弯点高度比修正值;A轴柱反弯点位置如表2-5所示,D轴柱反弯点位置如表2-6所示:G轴柱反弯点位置如表2-7所示:表2-5A轴反弯点位置计算层号h(m)Ky0y1y2y3yy*h530.490.2450000.2450.735430.490.3450000.3451.035330.490.400000.401.200230.490.5000-0.0430.4581.37314.10.670.700-0.01800.6832.798表2-6B轴柱反弯点位置计算层号h(m)Ky0y1y2y3yy*h530.920.350000.351.050430.920.400000.401.200330.920.450000.451.350230.920.50000.0340.5341.60214.11.260.6240000.6241.872-78-
表2-7C轴柱反弯点位置计算层号h(m)Ky0y1y2y3yy*h530.430.2150000.2150.645430.430.3150000.3150.945330.430.400000.401.200230.430.5000-0.0430.4581.37314.10.600.700-0.01800.6832.798框架柱杆端弯矩、梁端弯矩的计算,简图如图2-24所示:图2-24计算简图MC上=Vim(1-y)×h公式(2-10)MC下=Vimy×h公式(2-11)中柱:公式(2-12)公式(2-13)边柱:Mb总j=MC下j+1+M下j公式(2-14)Vb=1/L(M1b+M)公式(2-15)Nb=Σ(Vlb-Vrb)公式(2-16)-78-
风载作用下A轴框架柱剪力和梁弯矩的计算如表2-8所示:表2-8风载作用下A轴框架柱剪力和梁弯矩层数Vi∑DDimDim/∑DVimy*hMc上Mc下M总59.121988056800.2862.6080.7355.9071.9175.907419.121988056800.2865.4681.03510.7455.65912.662329.121988056800.2868.3281.20014.9909.99420.649239.121988056800.28611.1881.37318.20315.36128.197150.121559149000.31415.7382.79820.49144.03535.852风载作用下B轴框架柱剪力和梁弯矩的计算如表2-9所示:表2-9风载作用下B轴框架柱剪力和梁弯矩层数Vi∑DDimDim/∑DVimy*hMc上Mc下M总59.121988090880.4574.1681.0508.1284.3768.128419.121988090880.4578.7381.20015.72810.48620.104329.121988090880.45713.3081.35021.95817.96632.444239.121988090880.45717.8781.60224.99328.64142.959150.121559160140.38619.3461.87243.10336.21671.744风载作用下C轴框架柱剪力和梁弯矩的计算如表2-10所示:-78-
表2-10风载作用下C轴框架层数Vi∑DDimDim/∑DVimy*hMc上Mc下M总59.121988051120.2572.3440.6455.5201.5125.520419.121988051120.2574.9140.94510.0984.64411.610329.121988051120.2577.4841.20013.4718.98118.115239.121988051120.25710.0541.37316.35813.80425.339150.121559146770.30015.0352.79819.57642.06833.380图2-25风载作用下框架柱和梁的剪力弯矩图-78-
风载作用下框架柱轴力图如图2-26:图2-26风载作用下框架柱轴力图2.5.4抗震设计1抗震资料:设防类别为丙类抗震设防烈度为七度,Ⅱ类场地土,只做横向抗震计算,不考虑偶然偏心影响。2水平地震作用计算该建筑物高度约为15m<40m,以剪切变形为主,且质量和刚度沿高度均匀分布,故可采用底部剪力法计算水平地震作用。(1)重力荷载代表值的计算:屋面处重力荷载代表值=结构和构建自重标准值+0.5×雪荷载标准值。其中结构和构建自重取楼面上、下各半层层高范围内(屋面处去顶层的一半)的结构及构配件自重-78-
1)女儿墙和天沟的重力荷载代表值①G女儿墙=(g女儿墙+g天沟)×l=(6.67+3.29)×(61.8+9.9)×2=1428.26kN②G屋面板=5.6×61.8×9.9=3426.19kN③G梁=590.04kN④G柱=394.55kN⑤顶层的墙重:G墙=1440.27kNG顶层=1440.27+1428.26+3426.19+590.04+394.55=7279.31kN2)其余各层楼面处重力荷载标准值计算G墙=1440.27×2=2880.54kNG楼面板=5.14×(9.9×61.8)=3144.75kNG梁=590.04kNG柱=3×4.27×22×(3-0.1)=817.28kNG标准层=G墙+G楼板+G梁+G柱=7432.61kN3)底层楼面处重力荷载标准值计算G墙=3426.85kNG楼板=3144.75kNG梁=590.04kNG柱=3×4.27×22×(3/2+4.1/2-0.1)=972.28kNG底层=G墙+G楼板+G梁+G柱=8133.92kN4)屋顶雪荷载标准值Q雪=q雪×s=0.3×61.8×11.42=211.73kN5)楼面活载标准值Q楼面=2×61.8×9.9=1223.64kN6)总重力荷载代表值的计算;()内为设计值屋面处GEW=7279.31+0.5×211.73=7385.18Kn(10123.49)楼面处GEI=7432.61+0.5×1223.64=8044.43kN(11747.12)底层楼面处GE1=8133.92+0.5×1223.64=8745.74kN(12693.89)3水平地震作用下框架内力合侧移的计算(1)横向自振周期按顶点位移法计算框架的自振周期-78-
顶点位移法是求结构基本频率的一种近似方法。将结构按质量分布情况简化为无限质点的悬臂直杆,导出以直杆顶点位移表示的基频公式。这样,只要求出结构的顶点水平位移,就可以按下式求得结构的基本周期:结构顶点假想位移可以由下列公式计算,计算过程,如表5-4:(5-1)(5-2)(5-3)(5-4)式中::基本周期调整系数。考虑填充墙对框架自振周期影响的折减系数,框架结构取0.6—0.7,该框架取0.7。:框架结构的顶点假想位移。在未求出框架的周期前,无法求出框架的地震力及位移,是将框架的重力荷载视为水平作用力,求得的假想框架顶点位移。然后由求出,再用求出框架结构的底部剪力。进而求出框架各层剪力和结构真正的位移。:第i层第j跟柱的抗侧移刚度;表2-11结构顶点的假想侧移计算层次Gi(KN)Vai∑Di△UiUi57385.187385.184430400.01670.292448044.4315429.614430400.03480.275738044.4323474.044430400.05300.240928044.4331518.474430400.07110.187918745.7440264.213447840.11680.1168按公式(5-4)计算基本周期T,其中Ut量纲为m,取3.横向地震作用计算根据《建筑设计抗震规范》(GB50011—2001)第5.1.2条规定,对于高度不超过40米,以剪切变形为主,且质量和刚度沿着高度方向分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可以采用底部剪力法等简化方法计算抗震作用。因此本框架采用底部剪力法计算抗震作用。在Ⅱ类场地,8度设防区,设计地震分组为第二组情况下,由《建筑设计抗震规范》(GB50011—2001)表5.1.4—1和表5.1.4—2可查得:结构的特征周期和水平地震影响系数最大值(8度,多遇地震作用)为:=0.35s=0.16(1).结构总水平地震作用标准计算:(5-5)(5-6)-78-
(5-6)式中::结构基本自振周期的水平地震影响系数值;:结构等效总重力荷载,多质点可取总重力荷载代表值的85%;:顶部附加水平地震作用;:顶部附加地震作用系数;:结构总水平地震作用标准值;:分别为质点i,j的计算高度;结构等效总重力荷由公式(5-5)计算得:因为,所以考虑顶部附加水平地震作用,其附加地震作用为:所以对于多质点体系,结构底部纵向水平地震作用标准值:附加顶部集中力:各质点的水平地震作用按公式(5-6)计算:将,,代入式:各楼层地震剪力按:计算:各质点横向水平地震作用,各楼层地震剪力及楼层间位移计算表表2-12各质点横向水平地震作用,各楼层地震剪力及楼层间位移计算表层()(KN)57385.216.1118901398505480.33687.834430400.0015548044.413.1105382398505425.71113.544430400.0025138044.410.181249398505328.221441.764430400.0032528044.47.157115398505230.731672.494430400.0037818745.74.135858398505144.851817.343447840.00527最大位移发生在第一层,其楼层最大位移与楼层高之比:,小于《建筑设计抗震规范》(GB50011—2001)第5.5.1条规定的位移极限值[]=1/550满足位移要求。4水平地震作用下框架内力计算一.框架第Ⅰ层J柱分配盗的剪力Vij以及该柱上,下端的弯矩和分别按下列各式计算:-78-
(5-5)(5-6)(5-7)(5-8)其中,为标准反弯点高度比,前面已计算。表2-13各层中柱B(E))柱端弯矩及剪力计算层次y*hy53.62196.3872966.919416.66748.850.6090.470.344105.5243.62792.02872966.919416.66762.10.6090.45100.6122.9633.63248.03872966.919416.66772.240.6090.45117.03143.0423.63564.32872966.919416.66779.280.6090.5142.7142.713.63741.38793324.24118863.21288.960.760.7283.34121.43三.梁端弯矩,剪力及轴力分别按下式计算:(5.9)(5.10)(5.11)(5.12)经计算,具体过程见下表表2-14各层边柱AB柱端弯矩及剪力计算层数Vi∑DDimDim/∑DVimy*hMc上Mc下M总5687.8344304056800.0138.940.73520.256.5720.2541113.5444304056800.01314.481.03528.4514.9935.0231441.7644304056800.01318.741.20033.7322.4948.7221672.4944304056800.01321.741.37335.3729.8557.8611817.3434478449000.01425.442.79833.1271.1862.97层数Vi∑DDimDim/∑DVimy*hMc上Mc下M总-78-
5687.8344304090880.02114.441.05028.1615.1628.1641113.5444304090880.02123.381.20028.0642.0843.2231441.7644304090880.02130.281.35049.9640.8892.0421672.4944304090880.02135.121.60249.1056.2689.9811817.3434478460140.01730.891.87268.8257.83125.082-15C柱端弯矩及剪力计算层数Vi∑DDimDim/∑DVimy*hMc上Mc下M总5687.8344304051120.0128.250.64519.435.3219.4341113.5444304051120.01213.360.94527.4512.6332.7731441.7644304051120.01217.301.20031.1420.7643.7721672.4944304051120.01220.071.37332.6527.5653.4111817.3434478446770.01425.442.79833.1271.1860.68图2-27横向水平地震作用下的弯矩,剪力和轴力图-78-
图2-28横向水平地震作用下的轴力图2.6横向框架内力组合2.6.1框架梁内力组合在竖向荷载作用下,考虑框架梁端的塑性内力重分布,梁端弯矩需考虑弯矩调幅,因而表中恒载、活载两列中的弯矩值为乘以弯矩调幅系数0.8后的值,而剪力值仍采用调幅前的剪力值。横梁的内力组合如表2-16所示:2-16横梁内力组合表-78-
杆件号截面内力荷载类型内力组合层数恒载活载风载地震1.2恒+1.4*活1.35恒+活1.2恒+0.9×(1.4活+1.4风)1.2(恒+0.5活)+1.3震五层A5B5A右M-20.87-6.225.097-5.120.25-20.25-33.8-34.39-26.459-39.3034-2.451-55.1V35.2411.19-2.0452.05-7.647.6457.9558.76453.810758.964139.0758.934跨中M15.565.140025.8726.14625.148425.148421.75621.756B左M37.2612.284.308-4.314.92-14.9261.962.58165.612954.7567271.47632.684V-42.36-13.83-2.0452.05-7.647.64-70.2-71.02-70.835-65.6811-69.062-49.2B5C5B右M-45.07-14.893.82-3.813.24-13.24-74.9-75.73-68.032-77.6586-45.806-80.23V49.9116.33-1.7621.76-6.166.1682.7583.70978.247782.6879261.68277.698跨中M24.17.910039.9940.44538.886638.886633.66633.666C左M32.9410.245.52-5.519.43-19.4353.8654.70959.385645.475270.93120.413V-45.33-14.57-1.7621.76-6.166.16-74.8-75.77-74.974-70.5341-71.146-55.13四层A4B4A右M-23.27-7.7812.662-1335.02-35.02-38.8-39.19-21.773-53.680912.934-78.12V34.1511.75-5.0695.07-12.612.5957.4357.85349.398162.1719431.66364.397跨中M13.924.860023.5123.65222.827622.827619.6219.62B左M31.5711.2910.655-1122.91-22.9153.6953.9165.534738.684174.44114.875V-37.75-13.27-5.0695.07-12.612.59-63.9-64.23-68.407-55.6333-69.629-36.9B4C4B右M-41.12-14.389.248-9.220.31-20.31-69.5-69.89-55.81-79.1153-31.569-84.38V45.1315.98-3.9353.94-1010.0276.5376.90669.332779.248950.71876.77跨中M20.097.490034.5934.61233.545433.545428.60228.602C左M35.4911.5811.61-1232.77-32.7758.859.49271.807442.550292.1376.935V-43.01-14.92-3.9353.94-1010.02-72.5-72.98-75.369-65.4531-73.59-47.54三层A3B3A右M-22.83-7.6220.649-2148.72-48.72-38.1-38.44-10.979-63.014931.368-95.3V34.0111.75-8.2278.23-21.221.257.2657.66445.25165.9830220.30275.422跨中M14.054.980023.8323.94823.134823.134819.84819.848-78-
B左M31.7611.217.195-1748.78-48.7853.7954.07673.889730.5583108.246-18.58V-37.89-13.27-8.2278.23-21.221.2-64-64.42-72.554-51.8222-80.99-25.87B3C3B右M-40.94-14.4615.249-1543.26-43.26-69.4-69.73-48.134-86.5613-1.566-114V45.2515.98-6.2956.3-16.416.4276.6777.06866.503182.366542.54285.234跨中M20.587.290034.935.07333.881433.881429.0729.07C左M34.6911.918.115-1843.77-43.7758.2958.73279.446933.7971105.669-8.133V-42.89-14.92-6.2956.3-16.416.42-72.4-72.82-78.199-62.3355-81.766-39.07二层A2B2A右M-22.89-7.6328.197-2857.86-57.86-38.2-38.53-1.5536-72.6143.172-107.3V34.0311.75-11.0811.1-2322.9557.2957.69141.681569.6005418.05177.721跨中M14.034.980023.8123.92123.110823.110819.82419.824B左M31.7311.222.768-2347.69-47.6953.7654.03680.875723.50032106.793-17.2V-37.87-13.27-11.0811.1-2322.95-64-64.39-76.124-48.2047-83.241-23.57B2C2B右M-40.97-14.4620.191-2042.29-42.29-69.4-69.77-41.943-92.8243-2.863-112.8V45.2315.98-8.5918.59-18.118.0676.6577.04163.586185.2354640.38687.342跨中M20.497.30034.8134.96233.78633.78628.96828.968C左M34.8411.9725.339-2553.41-53.4158.5759.00488.817324.96306118.423-20.44V-42.91-14.92-8.5918.59-18.118.06-72.4-72.85-81.116-59.4665-83.922-36.97一层A1B1A右M-21.75-7.2535.852-3663.97-63.97-36.3-36.619.93852-80.408552.711-113.6V33.6511.61-16.0816.1-28.128.156.6357.03834.74475.2731810.81683.876跨中M14.315.080024.2824.39923.572823.572820.2220.22B左M32.3111.3838.13-3866.29-66.2954.754.999101.1555.067131.777-40.58V-38.25-13.41-16.0816.1-28.128.1-64.7-65.05-83.061-42.532-90.476-17.42B1C1B右M-40.84-14.433.814-3458.79-58.79-69.2-69.53-24.546-109.75818.779-134.1V45.4916.01-12.6812.7-22.522.547777.42258.786390.7348834.89293.496跨中M21.327.550036.1536.33235.09735.09730.11430.114C左M33.3111.4533.38-3360.68-60.685656.41996.457812.3402125.726-32.04V-42.65-14.89-12.6812.7-22.522.54-72-72.47-85.916-53.9671-89.416-30.81-78-
层次截面内力荷载类型内力组合恒载活载风载地震1.35恒+活1.2恒+1.4活1.2恒+0.9*1.4(活+风)1.2(恒+0.5活)+1.3震5柱顶M15.676.22-5.15.097-20.2520.2527.37527.51220.2189833.06342-3.78948.861N-100.27-15.752.045-2.0457.64-7.64-151.1-142.37-137.592-142.746-119.842-139.706柱底M10.534.27-1.921.917-6.576.5718.48618.61415.6007820.431626.65723.739N-113.08-15.752.045-2.0457.64-7.64-168.4-157.75-152.964-158.118-135.214-155.0784柱顶M8.533.51-10.710.745-28.4528.4515.02615.151.119928.1973-24.64349.327N-199.9-32.067.114-7.11420.23-20.23-301.9-284.76-271.312-289.239-232.817-285.415柱底M9.313.81-5.665.659-14.9914.9916.37916.5068.8422623.10294-6.02932.945N-212.71-32.067.114-7.11420.23-20.23-319.2-300.14-286.684-304.611-248.189-300.7873柱顶M9.313.81-1514.99-33.7333.7316.37916.506-2.914834.86-30.39157.307N-299.39-48.3715.34-15.3441.43-41.43-452.5-426.99-400.885-439.544-334.431-442.149柱底M9.183.77-9.999.994-22.4922.4916.16316.2943.1737628.35864-15.95942.515N-312.2-48.3715.34-15.3441.43-41.43-469.8-442.36-416.257-454.916-349.803-457.5212柱顶M9.53.86-18.218.203-35.3735.3716.68516.804-6.6721839.19938-32.26559.697N-398.9-64.6826.42-26.4264.38-64.38-603.2-569.23-526.888-593.466-433.794-601.182柱底M11.334.49-15.415.361-29.8529.8519.78619.882-0.1014638.60826-22.51555.095N-411.71-64.6826.42-26.4264.38-64.38-620.5-584.6-542.26-608.838-449.166-616.5541柱顶M7.032.76-20.520.491-33.1233.1212.25112.3-13.905137.73226-32.96453.148N-498.03-80.8542.5-42.592.48-92.48-753.2-710.83-645.953-753.061-525.922-766.37柱底M4.021.58-4444.035-71.1871.187.0077.036-48.669362.2989-86.76298.306N-515.54-80.8542.5-42.592.48-92.48-776.8-731.84-666.965-774.073-546.934-787.382表2-17柱内力组合表-78-
表2-18B柱内力组合表层次截面内力荷载类型内力组合恒载活载风载地震1.35恒+活1.2恒+1.4活1.2恒+0.9*1.4(活+风)1.2(恒+0.5活)+1.3震5柱顶M7.812.61-8.1288.128-28.1628.1613.153513.0262.4193222.90188-25.6747.546N-157.3-34.720.283-0.2831.48-1.48-247.075-237.37-232.151-232.864-207.668-211.516柱底M5.31.31-4.3764.376-15.1615.168.4658.1942.4968413.52436-12.56226.854N-170.11-34.720.283-0.2831.48-1.48-264.369-252.74-247.523-248.236-223.04-226.8884柱顶M4.251.78-15.72815.728-28.0628.067.51757.592-12.474527.16008-30.3142.646N-305.66-69.091.7-1.75.9-5.9-481.731-463.52-451.703-455.987-400.576-415.916柱底M4.591.63-10.48610.486-42.0842.087.82657.79-5.6505620.77416-48.21861.19N-318.47-69.091.7-1.75.9-5.9-499.025-478.89-467.075-471.359-415.948-431.2883柱顶M4.591.63-21.95821.958-49.9649.967.82657.79-20.105335.22888-58.46271.434N-454.28-103.465.049-5.04910.68-10.68-716.738-689.98-669.134-681.857-593.328-621.096柱底M4.551.62-17.96617.966-40.8840.887.76257.728-15.13630.13836-46.71259.576N-467.09-103.465.049-5.04910.68-10.68-734.032-705.35-684.506-697.229-608.7-636.4682柱顶M4.691.65-24.99324.993-49.149.17.98157.938-23.784239.19818-57.21270.448N-602.86-137.8310.886-10.88615.57-15.57-951.691-916.39-883.381-910.814-785.889-826.371柱底M5.271.88-28.64128.641-56.2656.268.99458.956-27.394944.78046-65.68680.59N-615.67-137.8310.886-10.88615.57-15.57-968.985-931.77-898.753-926.186-801.261-841.7431柱顶M3.261.14-43.10343.103-68.8268.825.5415.508-48.961459.65818-84.8794.062N-752.08-171.8120.128-20.12821.13-21.13-1187.12-1143-1093.62-1144.34-978.113-1033.05柱底M1.820.64-36.21636.216-57.8357.833.0973.08-42.641848.62256-72.61177.747N-769.59-171.8120.128-20.12821.13-21.13-1210.76-1164-1114.63-1165.35-999.125-1054.06层次截面荷载类型内力组合-78-
内力恒载活载风载地震1.35恒+活1.2恒+1.4活1.2恒+0.9*1.4(活+风)1.2(恒+0.5活)+1.3震5柱顶M-27.74-10.24-5.525.52-19.4319.43-47.689-47.624-53.1456-39.2352-64.691-14.173N-110.4-19.13-1.7621.762-6.166.16-168.116-159.214-158.756-154.316-151.918-135.902柱底M-17.63-4.97-1.5121.512-5.325.32-28.7705-28.114-29.3233-25.5131-31.054-17.222N-123.2-19.13-1.7621.762-6.166.16-185.41-174.586-174.128-169.688-167.29-151.2744柱顶M-13.65-6.61-10.09810.098-27.4527.45-25.0375-25.634-37.4321-11.9851-56.03115.339N-218.9-38.61-5.6975.697-16.1816.18-334.058-316.674-318.447-304.09-306.82-264.752柱底M-15.24-5.95-4.6444.644-12.6312.63-26.524-26.618-31.6364-19.9336-38.277-5.439N-231.7-38.61-5.6975.697-16.1816.18-351.351-332.046-333.819-319.462-322.192-280.1243柱顶M-15.24-5.95-13.47113.471-31.1431.14-26.524-26.618-42.7585-8.81154-62.3418.624N-327.2-58.09-11.99211.992-32.632.6-499.837-473.99-480.967-450.747-469.898-385.138柱底M-14.93-5.84-8.9818.981-20.7620.76-25.9955-26.092-36.5905-13.9583-48.4085.568N-340-58.09-11.99211.992-32.632.6-517.131-489.362-496.339-466.119-485.27-400.512柱顶M-15.7-6.13-16.35816.358-32.6532.65-27.325-27.422-47.1749-5.95272-64.96319.927N-435.6-77.57-20.58320.583-50.6650.66-665.644-631.33-646.405-594.536-635.132-503.416柱底M-18.78-7.17-13.80413.804-27.5627.56-32.523-32.574-48.9632-14.1772-62.6668.99N-448.4-77.57-20.58320.583-50.6650.66-682.937-646.702-661.777-609.908-650.504-518.7881柱顶M-11.14-4.28-19.57619.576-33.1233.12-19.319-19.36-43.42665.90496-58.99227.12N-543.7-97.02-33.26133.261-73.273.2-831.069-788.316-816.642-732.824-805.86-615.54柱底M-6.4-2.44-42.06842.068-71.1871.18-11.08-11.096-63.760142.25128-101.67883.39N-561.3-97.02-33.26133.261-73.273.2-854.708-809.328-837.654-753.836-826.872-636.552表2-19C柱内力组合-78-
表2-20柱剪力组合表荷载类型内力组合构件层次恒载活载风载地震1.35恒+活1.2恒+1.4*活1.2恒+0.9*(1.4活+1.4风)1.2(恒+0.5活)+1.3震柱A5-8.73-3.52.608-2.6088.94-8.94-15.2855-15.376-11.59992-18.1721-0.954-24.1984-5.95-2.445.468-5.46814.48-14.48-10.4725-9.5312-3.32472-17.104110.22-27.4283-6.16-2.538.328-8.32818.74-18.74-10.846-9.8714-0.08652-21.073115.452-33.2722-6.94-2.7811.188-11.18821.74-21.74-12.149-11.05242.26608-25.927718.266-38.2581-2.7-1.0615.738-15.73825.44-25.44-4.705-4.278815.25428-24.405529.196-36.948柱B5-4.37-1.314.168-4.16814.44-14.44-7.2095-6.5278-1.64292-12.146312.742-24.8024-2.95-1.148.738-8.73814.41-14.41-5.1225-4.65726.03348-15.986314.509-22.9573-3.05-1.0813.308-13.30830.28-30.28-5.1975-4.718411.74728-21.788935.056-43.6722-3.32-1.1817.878-17.87835.12-35.12-5.662-5.140417.05548-27.997140.964-50.3481-1.24-0.4319.346-19.34630.89-30.89-2.104-1.909422.34616-26.405838.411-41.903柱C515.125.072.344-2.3448.25-8.2525.48223.112627.4856421.5787631.91110.46149.634.184.914-4.91413.36-13.3617.180515.652423.0144410.6311631.432-3.304310.063.937.484-7.48417.3-17.317.51115.923426.453647.5939636.92-8.06211.494.4310.054-10.05420.07-20.0719.941518.129432.037846.7017642.537-9.64514.281.6415.035-15.03525.44-25.447.4186.743226.1465-11.741739.192-26.952-78-
2.7框架梁柱配筋计算第一层梁的混凝土强度等级为C30,=14.3N/,=1.43N/;纵筋的等级为HRB335,=300N/,箍筋的等级为HPB235,=300N/。2.7.1框架梁配筋设计1、框架梁的正截面受弯承载力计算:在进行截面配筋计算时,由表中得到的支座处弯矩为支座中心处的弯矩,需换算成支座边缘控制截面的弯矩进行配筋。当梁下部受拉时,按T形截面计算,截面翼缘宽度按规定取值;当梁上部受拉时,按矩形截面计算。截面一律按单筋梁计算。梁设计截面如图2-29所示:图2-29梁设计截面仅以一层梁为例说明计算过程(1)正截面受弯承载力计算粱AB()五层Ⅰ—Ⅰ截面;下部实配314()。梁截面计算结果如图2-21所示:-78-
表2-21框架梁正截面强度计算标准层截面AD跨DG跨ⅠⅡⅢⅣⅤⅥM(kNm)-107.26423.92-106.793-112.81734.808-118.423-80.4517.94-80.09-84.6126.11-88.820.2110.0470.2100.2220.0690.2330.2400.0480.2400.2540.0710.269A=(mm)835168835886248936选筋320216320320216320实配面积(mm)941402941941402941(%)1.1760.5031.1761.1760.5031.176(%)0.215底层截面AD跨DG跨ⅠⅡⅢⅣⅤⅥM(kNm)-113.61124.399-131.777-134.07536.332-125.726-84.7118.30-98.83-100.5627.25-94.290.2230.0480.2590.2640.0720.2470.2540.0490.3060.3130.0740.289A=(mm)886172106610882591007选筋420216420420216420实配面积(mm)1256402125612564021256(%)1.570.5031.571.570.5031.57(%)0.215。-78-
斜截面受剪承载力计算以支座A(一层)为例,跨高比:满足要求构造配筋。-78-
2-22梁斜截面强度计算表截面一层二层A右B左B右C左A右B左B右C左设计剪力V(kN)83.87690.47693.49689.41658.93471.01683.70975.76671.2976.9079.477650.0960.3671.1564.400.2208.78208.78208.78208.78208.78208.78208.78208.78<0<0<0<0<0<0<0<0箍筋直径肢数2肢82肢82肢82肢82肢82肢82肢82肢8间距S150加密200非加密150加密200非加密150加密200非加密150加密200非加密150加密200非加密150加密200非加密150加密200非加密150加密200非加密(%)0.2680.2010.2680.2010.2680.2010.2680.2010.2680.2010.2680.2010.2680.2010.2680.201(%)0.1630.163梁斜截面强度计算结果如表2-22所示:-78-
2.7.2框架柱截面设计1轴压比验算底层柱:Nmax=1210.76KN轴压比:满足要求。2正截面受弯承载力计算柱同一截面分别承受正,反向弯矩,故采用对称配筋。1层:从柱得内力组合表可见,为小偏压,选用M大N大的组合最不利组合为=0.8则=932.28KN柱计算长度取下列二式中较小值式中——柱上下节点处交汇的各柱线刚度之和与交汇的各梁线刚度之和的比值。H——柱高。故取=5.27附加偏心距取20mm和400/30mm两者中的较大值,即[5]-78-
,取=1因为,所以取=1.0所以为大偏压。最小纵配筋率根据要求:查得%,故:查附表,得:每侧实配:320()3垂直于弯矩作用平面的受压承载力验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力按轴心受压计算。一层:,查附表得:满足要求。4斜截面受剪承载力计算B轴柱:一层:最不利内力组合-78-
因为剪跨比因为柱箍筋加密区的体积配筋率为:取四肢箍加密区箍筋最大间距,所以加密区取四肢箍@100柱上端加密区的长度取,取500,柱根取1600mm,非加密区取四肢箍@1502.8楼板设计板的混凝土强度等级采用C30,=14.3N/,=1.43N/;钢筋的等级采用HPB235,=210N/。双向板肋梁楼盖结构布置图如图2-30所示:图2-30双向板肋梁楼盖结构布置图2.8.1荷载计算值:q=1.3×2=2.6kN/m2g=1.2×5.6=6.72kN/m2g+q/2=8.024kN/m2q/2=1.3kN/mg+q=9.32kN/m21、跨度计算:内跨:支承中心线间距离-78-
边跨:取(1.025+b/2)与(+)两者中的小值为梁板边跨的净跨长,b为第一内支座的支承宽度2.8.2弯矩计算:按弹性理论设计:连续双向板跨中最大正弯矩,活荷载分布情况可分解为满布荷载g+q/2及隔间布置±q/2,对前一种荷载可近似认为各区格板都固定支撑在中间支承上,对后一种荷载情况,可近似认为各区格板在中间支承处是简支的。支座最大负弯矩近似按满布活荷载考虑,认为各区格板都固定在中间支座,楼盖周边仍按实际支承情况确定,然后按单块双向板计算各支座的负弯矩。根据不同的支承情况,把跨度接近的几个看做一种区格板进行计算配筋按略大的进行计算,整个楼盖可以分为5种区格板。取1,2进行计算为例。对于混凝土,=0.2。根据公式m=表中系数×p求各区格板的弯矩值于表所示:1区格板:,,/=0.72查表得:==-0.0720×9.32×3.1=-6.449==-0.0567×9.32×3.1=-5.0782区格板:,,/=0.60查表得==-0.0793×9.32×3.1=-7.103==-0.057×9.32×3.1=-5.1055区格板:/=0.77查表得==-0.0682×9.32×4.6=-13.45==-0.0562×9.32×4.6=-11.083-78-
4区格板:,,/=0.5查表得==-0.0829×9.32×2.6=-5.223==-0.057×9.32×2.6=-3.5923区格板:==-0.0829×9.32×1.7=-2.234==-0.057×9.32×1.7=-1.5356区格板:,,/=0.87查表得==-0.0680×9.32×4=-10.14==-0.0547×9.32×4=-8.1577区格板:,,/=0.75查表得==-0.0701×9.32×4=-10.453==-0.0565×9.32×4=-8.425具体表如下:-78-
表2-23按弹性理论计算的弯矩值区格12345673.13.11.72.64.6444.45.15.35.364.65.3/0.720.60.50.50.770.870.753.484.0311.3213.0897.1334.545.5533.1261.6590.4411.0134.4983.584.49-6.449-7.103-2.233-5.223-13.45-10.14-10.453-5.078-5.105-1.535-3.592-11.08-8.16-8.432.8.3截面设计:采用HPB235,取=0.95,截面有效高度:方向跨中截面的=80mm,方向跨中截面的=70mm,支座截面的=80mm。截面配筋计算结果及实际配筋如表2-24所示:-78-
表2-24截面配筋计算截面(mm)M(mm配筋实(kNm))(mm )跨中1区格Lo1方向804.829301.88@160314L02方向703.298235.68@2002512区格Lo1方向804.6287.58@160314L02方向703.328237.78@2002513区格Lo1方向801.32182.68@250201L02方向700.44131.58@250201L02方向701.949139.28@2502015区格L02方向703.8222738@1802796区格Lo1方向804.54283.88@160314L02方向703.58255.78@1802797区格Lo1方向805.5533478@140359L02方向704.49320.78@140359支座1——280-6.45403.18@1204191——680-5.08317.58@1503352——780-5.11319.48@1503353——580-2.23139.48@2502013——780-1.5496.258@2502015——680-13.45619.48@806296——780-10.14612.28@806292.9楼梯设计2.9.1梯段板设计层高3m,踏步尺寸150×270mm,采用C30混凝土,板采用HPB235钢筋,梁纵筋采用HRB335钢筋。取板厚h=100mm,板倾斜角tan=150/270=0.556,cos=0.874。取1m宽板带计算。1、荷载计算:梯段板的荷载计算于表2-25。恒荷载分项系数=1.2;活荷载分项系数=1.4。总荷载设计值p=1.2×6.345+1.4×2=10.414kN/m。-78-
表2-25梯段板的荷载荷载荷载标准值(kN/m)恒载水磨石面层(0.15+0.27)×0.65/0.27=1.011三角形踏步0.556×0.27×0.150×25/0.27=2.085混凝土斜板0.1×25/0.874=2.86板底抹灰0.02×17/0.874=0.389小计6.345活载22、截面设计:板水平计算跨度=2.36m,弯矩设计值M=1/10p=0.1×10.414×2.36=5.80kNm。板的有效高度=100-20=80mm。=0.0634=0.967=357.02mm,选配8@120,=419mm分布筋每级踏步1根8。2.9.2平台板设计1、荷载计算平台板的荷载计算如表2-26所示。总荷载设计值p=1.2×2.74+1.4×2=6.09kN/m表2-26平台板的荷载荷载荷载标准值(kN/m)恒载水磨石面层0.6570mm厚混凝土板0.07×25=1.75板底抹灰0.02×17=0.34小计2.74活载2-78-
2、截面计算:平台板的计算跨度=1.2+0.2=1.4m,弯矩设计值M=1/10p=0.1×6.09×1.4=1.193kNm,板的有效高度=100-20=80mm。=0.013=0.993=59.6mm,选配8@200,=264mm2.9.3平台梁设计设平台梁截面尺寸为200×300mm。1、荷载计算:平台梁的荷载计算于表2-27所示。总荷载设计值p=1.2×10.893+1.4×3.55=18.042kN/m。表2-27平台梁的荷载荷载种类荷载标准值(kN/m)恒载梁自重0.2×(0.30-0.10)×25=1.0梁侧粉刷0.02×(0.30-0.10)×2×17=1.0平台板传来2.74×1.66/2=2.274梯段板传来6.345×1.89/2=6.001小计10.275活载2×(+)=3.552、截面设计:计算跨度=1.05=1.05×(2.6-0.24)=2.478m。弯矩设计值M=1/8p=1/8×17.3×2.478=13.28kNm剪力设计值V=1/2p=1/2×17.3×2.478=21.43kN截面按倒L形计算,=200+5×100=700mm,梁的有效高度=300-35=265mm。=1.0×14.3×700×100×﹙265-﹚-78-
=215.2kNm>M=13.28kNm经判别属第一类T形截面=0.0189,=0.990=169mm2,选配214,=308mm2配置8@200箍筋,则斜截面受剪承载力=0.7×1.43×200×265+1.25×210×2×50.3/200×265=70.796kN>21.43kN故满足要求。2.10基础设计设计基础的荷载包括:①框架柱传来的弯矩、轴力和剪力(可取设计底层柱的相应控制力);②基础自重,回填土的重量;③底层基梁传来的轴力和弯矩。2.10.1初步确定基础高度:基础总高度为800mm。采用柱下独立基础,混凝土强度等级C30,垫层采用C15,厚度为100mm,每端伸出基础边100mm,HPB235级钢筋,自然地表1m内为填土,填土下层为3m厚砂质粘土,砂质粘土承载力标准值为289KN/m2,在往下为砾石层,承载力标准值为369KN/m22、确定基础地面尺寸:基础埋置深度d=1.3mB轴力最大,所以以B轴进行布置:内柱基础承受的上部荷载=48.623kNmN=1165.35kNV=41.903kN梁自重:0.2×0.4×(5.3-0.24)×25×0.5×3=15.68kN墙自重:(5.3-0.24)×0.24×(2.8-0.4×2)=63.42kN地基梁传来:=15.68+63.42=79.10kN=48.63kN.m=1165.35+79.10=1244.45kN因本设计框架层数为5层,地基土较均匀且柱距较大,所以选择独立基础。基础混凝土强度等级为C30,=14.3N/mm2,=1.43N/mm2,钢筋采用HRB335,-78-
=300N/mm2,垫层100mm,C10素混凝土,每边比基础宽出100mm。2.10.2初步确定基底尺寸选择基础埋深d=1300mm重度计算:杂填土=18kN/m3粘土=20.1kN/m3=1m=0.3m则基础地面以上土的重度取平均重度:==18.48kN/m3地基承载力特征值fak=289(kPa)设基础宽度为2.4m,小于3m,不对宽度进行修正。当地震参与荷载组合时地耐力提高系数ξa=1.1宽度修正系数ηb=0;深度修正系数ηd=1土的重度γ=18(kN/m3);土的加权平均重度γm=20(kN/m)基础短边尺寸b=2.4(m);基础埋置深度d=1.3(m)承载力设计值:=+(b-3)+(d-0.5)=289+1×18.48×(1.3-0.5)=303.78kPa确定基础底面尺寸:=,基础及基础上土的重力密度平均值=18.48由于偏心不大,将其增大20%~40%,初步选用底面尺寸为:选用2.4m的正方形。A=5.76m尺寸如图2-29所示:b=2.4m<3.0,基底承载力不对宽度进行修正。W=bl/6=1/6×2.4×2.4=2.304mGk=bld=18.48×2.4×2.4×1.3=138.38kN基础边缘的最大和最小压力即=275.73-78-
=204.41校核地基承载力:=240.07<=303.78,=275.73<1.2=364.54,故该基础底面尺寸满足要求。为2.4m×2.4m。2.10.3验算基础高度:地基净反力计算:=251.71=180.39冲切长方形的有效高度=800-40=760mm,考虑冲切荷载对取用的多边形面积=(2.4/2-0.4/2-0.76)=0.576m=251.71×0.576=144.98kN>144.98KN故该基础高度满足受冲切承载力要求。2.10.4基础底板配筋计算:基础上部结构传来荷载与土壤净反力的共同作用,可以把它倒过来,视为一均布荷载作用下支撑于柱上的悬臂板。弯矩配筋计算:选用12@120-78-
也选用12@120-78-
致谢通过这次毕业设计,能全面总结掌握这次设计中老师同学们所教给我的专业知识,给我未来的学习工作打好了基础。经过老师的指导和在同学的帮助下,我成功地完成了这次的设计课题——青岛海洋小区住宅楼设计。经过这次毕业设计,我把大学期间学习的主要专业知识综合起来融会贯通了一遍,建立了一个比较基本的专业体系,当然这个体系是需要今后更加不断地积累丰富的。在老师的帮助下,我把这些专业知识复习回顾了一遍,更加加深了印象,对自己更有了信心。结果不是最重要的,而整个设计过程对我的锻炼才是最有意义的。毕业设计让我对自己的大学所学有了更深一层的认识,自己的能力也有了一定的提高,我想这是毕业设计对我最大的价值吧。大学毕业后,我将在新的环境开始自己新的学习和生活,但毕业设计这段时间是我四年的大学生活最充实得一段时间,我也再次加深了结构设计的基础知识的学习。在此再次感谢在这次毕业设计中支持和帮助我的老师和同学。2011年6月10号-78-
参考文献[1]同济大学,西安建筑科技大学,东南大学等房屋建筑学[M].北京:中国建筑工业出版社.2005.7-24[2]周克荣,顾祥林,苏小卒编著.混凝土结构设计.上海:同济大学出版社,2001,10-28[3]李国强,李杰,苏小卒.建筑结构抗震设计.中国建筑工业出版社.2002[4]龙驭球,包世华.结构力学教程[M].北京.高等教育出版社.1999.322-360[5]东南大学,天津大学等合编.混凝土结构.中国建筑工业出版社.2005.79-119[6]闵小莹,邓铁军.土木工程施工课程设计指导.武汉理工大学出版社.2004.31-55[7]《房屋建筑制图统一标准》(GBJ-86)-78-
毕业设计图纸目录序号图号图纸名称数量规格1建施01底层平面图1A12建施021-1剖面图1A13建施03标准层平面图1A14建施04屋顶平面图1A15建施05南立面图、侧立面图1A16建施06顶层平面图1A17结施01底层平面布置图1A18结施02梁柱配筋图1A19结施03基础布置图、配筋图1A110结施04楼板配筋图、楼梯配筋详图1A1-78-'
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