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'XX学院2012毕业设计第一章建筑设计1.1初步设计资料一.工程名称:福华宾馆结构设计二.工程概况:建筑面积3091.2㎡,建筑总高为23.4㎡,主体大楼为六层,室内外高差为0.30m。三.温度:最热月平均28℃,最冷月平均-5℃;极端最高温度38℃,极端最低温度为-11.5℃。四.相对湿度:年平均34%。五.相对风向:北风,基本风压0.35kN/㎡。六.雨雪条件:最大积雪深度0.25cm,雪荷载0.40kN/㎡。七.年降雨量:870mm。八.水文资料:经勘探未发现地下水。九.地质条件:地震烈度:本工程地震设防烈度为7度,场地类型:Ⅱ类。十.材料使用:1.混凝土:梁板柱均使用C30混凝土。2.钢筋:纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB335,其余采用热轧钢筋HPB235。3.墙体:a.外纵墙采用180厚加气混凝土砌块(5.5kN/m3),外侧墙体贴瓷砖(0.55kN/m2),内侧为10厚水泥砂浆抹灰(17kN/m2)。b.内隔墙采用120厚加气混凝土砌块(5.5kN/m3),两侧均为10厚水泥砂浆抹灰。c.女儿墙采用180厚加气混凝土砌块(5.5kN/m3),外侧墙体贴瓷砖,水泥粉刷内侧(0.36kN/m2)。4.窗:均为塑钢玻璃窗(0.35kN/m2)。5.门:除大门为玻璃门,房间均为木门。1.2工程做法第69页共69页
XX学院2012毕业设计1.2.1房间使用面积确定本设计根据建筑使用性质、建设规模与标准的不同,确定各类用房。根据使用要求,结合基地面积、结构选型等情况按建筑模数确定开间和进深。1.2.2交通联系部分的平面设计一幢建筑物除了有满足各种使用功能的房间以外,还需要有把各个使用房间及内外有机联系起来的交通联系部分,以保证使用便利和安全疏散。在多层建筑中,楼梯是必不可少的一部分,是楼层人流疏散的必经之路,楼梯的数量、位置及形式应满足使用方便和安全疏散的要求,注重建筑环境空间的艺术效果。设计楼梯时,还应使其符合《建筑设计防火规范》、《民用建筑设计通则》和其他有关单项建筑设计规范的规定。本设计主入口选取现浇板板式双跑楼梯,作为主要交通用的楼梯梯段净宽应根据楼梯使用过程中人流股数确定,一般按每股人流宽度0.55m+0~0.15m计算,并不应少于两股人流楼梯坡度的选择要从攀登效率,、节省空间、便于人流疏散等方面考虑。因而本建筑楼梯踏步高度选用150mm,踏面选用270mm。1.3.3建筑立面剖面设计立面设计是在满足房间的使用要求和技术经济条件下,运用建筑造型和立面构图的一些规律,结合平面的内部空间组合进行的。进行立面设计设计时要考虑房屋的内部空间关系,相邻立面的协调,各立面墙面的处理和门窗安排,满足立面形式美观要求,同时还应考虑细部构件的处理。建筑剖面考虑的是建筑物各部分高度,建筑层数和空间结构体系。确定房间净高时,主要考虑房间的使用性质,室内采光通风及设备设置和结构类型。综合考虑这些因素,取房间层高为首层3.6m,标准层3.3m。1.2.4抗震设计《建筑抗震设计规范》规定,抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑,必须进行抗震设计。第69页共69页
XX学院2012毕业设计建筑根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁四个抗震设防类别。甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑;乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需要尽快恢复的建筑;丙类建筑应属于除甲、乙、丁类以外的一般建筑,丁类建筑应属于抗震次要建筑。本工程的抗震设防类别为丙类。丙类建筑,地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防的要求。丙类建筑的抗震等级应按规范确定,本设计属于框架结构,7度设防,高度小于30m,所以为三级框架。1.3细部构造总说明1.3.1勒脚勒脚是墙身接近室外地面的部分,一般情况下,其高度为室内地坪与室外地面的高差部分。它起着保护墙身和增加建筑物立面美观的作用。由于它容易受到外界的碰撞和雨、雪的侵蚀,遭到破坏,同时地表水和地下水的毛细作用所形成的地潮也会造成对勒脚部位的侵蚀。所以,在构造上必须采取相应的防护措施。勒脚防潮层:分为水平防潮层和垂直防潮层。当室内地坪出现高差或室内地坪低于室外地面时,要同时设置水平防潮层和垂直防潮层。本工程只设水平防潮层。水平防潮层根据材料的不同,一般有油毡防潮层、防水砂浆防潮层、配筋细石混凝土防潮层。油毡防潮层具有一定的韧性、延伸性和良好的防潮性。由于油毡层降低了上下砌体之间的粘结力,且降低了砌体的整体性,对抗震不利,目前已少用。砂浆防潮层是在需要设置防潮层的位置铺设防水砂浆。防水砂浆能克服油毡防潮层的缺点,但由于砂浆系脆性材料,易开裂。故不适于地基会产生微小变形的建筑中。为了提高防潮层的抗裂性能,常采用60mm厚的配筋细石混凝土防潮层。工程中常在标高-0.06m处设防潮层。1.3.2散水为保护墙基不受雨水的侵蚀,常在外墙四周将地面做成向外倾斜的坡面,以使将屋面水排至远处,这一坡面称散水。散水坡度约3%-5%,宽一般为600mm-1000mm,纵向每隔10米做一道伸缩缝,散水与外墙设20宽缝,其缝内均填沥青砂浆。当屋面排水方式为自由落水时,要求其宽度较出檐多200mm第69页共69页
XX学院2012毕业设计,一般雨水较多地区多做成明沟,干燥地区多做成散水。1.3.3门窗工程(1)在生产加工门、窗之前,应对门窗洞口进行实测。(2)门窗安装前预埋在墙或柱内的木、铁构件应做防腐、防锈处理。1.3.4油漆构件防腐、防锈工程(1)所有埋入混凝土及砌块中的木质构件均须做好防腐处理,满涂焦油一道。屋面架空硬木版须经防虫、防腐处理后方可使用,面刷酚酞清漆。(2)所有埋入混凝土中的金属构件须先除锈,刷防锈漆饿二道;所有露明金属构件(不锈钢构件除外),均须先除锈刷防锈漆一道,再刷油漆二道。(3)所有室内木质门窗均需打腻子,磨退后刷底漆一道,再刷调和漆二道。1.3.5基础工程根据现行《建筑地基基础设计规范》和地基损坏造成建筑物破坏后果(危及人的生命、造成经济损失和社会影响及修复的可能性)的严重性,将基础分为三个安全等级:一级、二级、三级。本设计基础的安全等级为二级,对应于破坏后产生严重的后果,建筑类型为一般工业与民用建筑。基础按刚度分可分为:刚性基础和柔性基础;按构造分类可分为:独立基础、条形基础、筏板基础、箱形基础和壳体基础。其中,独立基础是柱基础中最常用和最经济的型式。本工程采用独立基础。本设计初选基础顶面到室外地面的距离为1000mm,室内外高差为300mm,则底层柱高=3600+900+300=4800mm1.4建筑细部具体构造做法1.4.1屋面做法选用刚性防水屋面(1)保护层40厚的细石混凝土保护层(2)防水层三毡四油防水层(3)找平层20mm水泥砂浆找平层(4)保温层100mm厚水泥蛭石保温层第69页共69页
XX学院2012毕业设计(5)结构层100mm厚钢筋混凝土板(6)板底抹灰10mm混合砂浆抹灰1.4.2楼面做法(1)瓷砖地面(包括水泥粗沙打底)(2)100mm厚钢筋混凝土板(3)10mm厚混合砂浆抹灰1.4.3内墙做法(1)白涂料饰面(2)10mm厚水泥砂浆抹灰1.4.4外墙做法(1)面砖饰面(2)10mm厚水泥砂浆抹灰1.5结构选型(1).结构体系选型:采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。(2).屋面结构:采用现浇混凝土屋盖,刚柔性结合的屋面,屋面板厚100mm。(3).楼面结构:采用现浇混凝土楼盖,板厚100mm。(4).楼梯结构:采用钢筋混凝土梁式楼梯。第2章结构布置及计算简图第69页共69页
XX学院2012毕业设计2.1结构布置从结构角度出发,受力明确,传力路径短,刚度大而均匀,整体性和延性好,轻质高强的结构设计方案比较理想。根据房屋的使用功能及建筑设计的要求,进行了建筑平面,立面及剖面设计,其标准建筑平面结构见图2-1。图2-1梁柱结构平面布置图/mm2.2梁柱尺寸估算及选取主体结构共六层,首层层高为3.6m,其余层层高为3.3m,内外墙均为180厚加气混凝土砌块,楼层屋盖均为现浇钢筋混凝土结构,板厚取100mm。2.2.1梁截面尺寸的估算:框架结构的主梁截面高度及宽度可由下式确定:hb=(1/10—1/18)Lbbb=(1/2—1/3)hb且bb>200,其中横梁跨度,AB、CD跨L=7000mm,BC跨L=2100mm,由此估算梁的截面尺寸如下:横向主框架梁取300mm600mm。纵向主框架梁取300mm600mm。2.2.2柱截面尺寸的估算框架柱截面尺寸根据柱的轴压比限制,按下式计算:第69页共69页
XX学院2012毕业设计柱组合的轴压比设计值按照公式2-1计算:式中:β:为考虑地震作用组合后柱轴力压力增大系数,边柱取1.3,等跨内柱取1.2,不等跨取1.25;F:为按照简支状态计算柱的负荷面积;g:为折算后在单位面积上的重力荷载代表值,近似取12kN/m2;n:为验算截面以上楼层层数;框架柱验算柱的轴压比应小于轴压比限值的要求:C30混凝土:fc=14.3N/mm2ft=1.43N/mm2基础选用柱下独立基础,柱在室内地坪以下为1.2m,柱高即h=3.6+1.2=4.8m,应满足N/(bchcfc)=N/(Acfc)≤0.8求得中柱Ac=1.21210344.556/(0.814.3)=137455mm2截面取正方形,则柱的估算长边为371mm,各层中柱尺寸均取为600mm600mm。边柱受荷小于中柱,故也可取尺寸为600mm600mm。横向框架的计算简图如下所示第69页共69页
XX学院2012毕业设计图2-2框架计算简图/mm第69页共69页
XX学院2012毕业设计第三章重力荷载计算3.1不变荷载(恒载)标准值3.1.1荷载标准值(1)屋面不变荷载(恒载)标准值保护层:40mm厚细石混凝土保护层22kN/m30.04m=0.88kN/m2防水层:三毡四油防水层0.4kN/m2找平层:20mm水泥砂浆找平层20kN/m30.02m=0.4kN/m2保温层:100mm厚水泥蛭石保温层5kN/m30.10m=0.50kN/m210厚板底混合砂浆抹灰0.0117kN/m3=0.17kN/m2结构层:100mm厚钢筋混凝土板25kN/m30.10m=2.5kN/m2合计:4.85kN/m2(2)1~6层餐厅及房间楼面不变荷载(恒载)标准值瓷砖地面(包括水泥粗沙打底)0.55kN/m2100mm厚现浇混凝土板2.5kN/m210mm厚混合砂浆抹灰17kN/m30.10m=0.17kN/m2合计:3.22kN/m2(3)走廊楼面不变荷载(恒载)标准值水磨石地面(10mm面层、20mm水泥砂浆打底0.65kN/m2、素水泥结合层一道)100mm厚现浇混凝土板25kN/m30.10m=2.5kN/m210mm厚混合砂浆抹灰17kN/m30.10m=0.17kN/m2合计:3.82kN/m23.1.2梁,柱,墙重力荷载计算(1)梁自重主梁自重:25kN/m30.30m(0.6-0.1)m=3.75kN/m梁侧粉刷:0.01(0.6-0.1)217=0.17kN/m合计:3.92kN/m(2)柱自重柱自重25/m30.60m0.60m=9kN/m第69页共69页
XX学院2012毕业设计抹灰层(10mm厚混合砂浆)17kN/m30.01m0.60m4=0.408kN/m合计:9.408kN/m(3)墙自重(加气混凝土小砌块)a.首层外墙自重墙自重5.5kN/m30.9m0.18m=0.891kN/m外墙面砖饰面0.5kN/m2(3.6-1.8)m=0.900kN/m钢塑门窗0.35kN/m31.8m=0.63kN/m内墙面10mm厚抹灰层17kN/m30.01m(3.6-1.8)m=0.306kN/m合计:2.727kN/mb.标准层外墙自重墙自重5.5kN/m30.9m0.18m=0.891kN/m钢塑门窗0.35kN/m31.8m=0.63kN/m外墙面砖饰面0.5kN/m2(3.3-1.8)m=0.75kN/m内墙面10mm厚抹灰层17kN/m30.01m(3.3-1.8)=0.255kN/m合计:2.526kN/mc.首层内墙自重墙自重5.5kN/m33.6m0.12m=2.376kN/m内墙面10mm厚抹灰层(两侧)17kN/m30.01m3.3m2=1.224kN/m合计:3.6kN/md.标准层内墙自重墙自重5.5kN/m33.3m0.12m=2.178kN/m内墙面10mm厚抹灰层(两侧)17kN/m30.01m3.32=0.833kN/m合计:3.3kN/me.女儿墙自重墙自重及压顶重5.5kN/m31.0m0.18m+25kN/m30.18m0.1m=1.44kN/m外墙面砖饰面0.5kN/m21.1m=0.55kN/m水泥粉刷内面墙面0.36kN/m21.1m=0.396kN/m合计:2.39kN/m第69页共69页
XX学院2012毕业设计3.2可变荷载(活载)标准值楼面及屋面可变荷载(活载)标准值上人屋面2.0kN/m2走廊2.5kN/m2楼面2.0kN/m2屋面雪荷载为Sk=μrSo=10.40=0.40kN/m2因为《荷载规范》要求屋面均布活荷载不应与雪荷载同时组合,所以按照最不利情况进行荷载组合,屋面活荷载按照屋面均布活荷载取值计算。3.3重力标准值计算3.3.1梁、柱、板自重标准值各层梁、柱、板、墙自重标准值见表3-1、表3-2、表3-3。表3-1柱重力荷载标准值层数柱编号截面宽/mm截面高/mm净高/mmgk/(kN/m)数量Gi/kNΣGk/kN1KZ160060035009.408351152.481152.482-6KZ160060032009.408351053.701053.70机房KZ160060032009.4086180.63180.63表3-2板重力荷载标准值层数板面积/m2gk/(kN/m2)Gi/kNΣGk/kN屋面459.24.852227.122227.12电梯机房564.85271.6271.61-5层房间391.23.221259.661699.204楼梯56.83.22182.90走廊67.23.82256.70表3-2梁重力荷载标准值层数梁编号gk数量GiΣGk第69页共69页
XX学院2012毕业设计截面宽/mm截面高/mm净跨长/mm/(kN/m)/kN/kN1层KL130060034003.9224319.87974.77KL230060064003.9216401.41KL330060015003.92847.04KL430060074003.924116.03KL530060027003.92110.58L125050074002.67119.76L225050040002.67553.4L325050025002.6716.682~5层KL130060034003.9224319.87921.37KL230060064003.9216401.41KL330060015003.92847.04KL430060074003.924116.03KL530060027003.92110.58L125050074002.67119.76L325050025002.6716.68屋面梁KL130060034003.9224319.87921.37KL230060064003.9216401.41KL330060015003.92847.04KL430060074003.924116.03KL530060027003.92110.58L125050074002.67119.76L325050025002.6716.68电梯机房KL230060064003.92250.18134.64KL430060064003.92258.02L125050074002.67119.76L325050025002.6716.683.3.2各层墙(外墙)自重标准值(1)女儿墙重第69页共69页
XX学院2012毕业设计总长L=(16.1m+32m)2=196.2m总重=2.39kN/m96.2m=229.92kN(2)标准层墙重总长L=158m-0.65m24=142.4m总重=7.840kN/m142.4m=1116.416kN(3)首层墙重总长=96.2m-0.60m20=84.2m总重=2.53kN/m84.2m=213.03kN3.3.3各层(质点)自重标准值计算(1)首层(墙+梁+板+柱)Gk=(229.87+213.03)kN/2+974.77kN+1699.2kN+(1152.48+1053.7)kN/2=3998.51kN(2)标准层(墙+梁+板+柱)Gk=213.03kN+921.37kN+1699.204kN+1053.7kN=3887.30kN(3)顶层(墙+梁+板+柱)Gk=213.03kN/2+229.92kN+921.37kN+2227.12kN+1053.7kN=4538.63Kn(4)顶层(墙+梁+板+柱)电梯设备自重:200kN水箱及设备自重:400kNGk=200kN+400kN+134.64kN+180.63kN+271.6kN=1186.87kN3.3.4重力荷载代表值重力荷载代表值是结构和构件恒载标准值和各种活荷载组合值之和,楼面均布活载的组合系数为0.5;屋面均布荷载的组合系数0.5。(1)首层第69页共69页
XX学院2012毕业设计G1=3998.51kN+0.5[(391.2m2+56.8m2)2.0kN/m2+67.2m22.5kN/m2]=4530.51kN(2)标准层G1=3887.30kN+0.5[(391.2m2+56.8m2)2.0kN/m2+67.2m22.5kN/m2]=4419.3kN(3)顶层G7=4538.63kN+0.5(391.2m2+56.8m2)2.0kN/m2=4641.67kN(4)电梯机房G7=1186.87kN+0.556m22.0kN/m2=1198.07kN计算结果如下图:图3-1重力荷载代表值3.3.5等效重力重力荷载代表值计算本设计抗震烈度为7度,设计地震分组为第一组,场地类别为II类场地,依此查得:特征周期Tg=0.35s,水平地震影响系数最大值=0.08,阻尼比ζ=0.05第四章横向框架侧移刚度的计算第69页共69页
XX学院2012毕业设计4.1梁柱侧移刚度4.1.1梁线刚度ib的计算④轴梁为中框架,I=2Ib,各层梁截面均相同。AB、CD跨梁ib=2EI/L=23.00107kN/m2(1/12)0.30m(0.60m)3/7.0m=0.46105kN/mBC跨梁ib=2EI/L=23.00107kN/m2(1/12)0.30m(0.60m)3/2.1m=1.54105kN/m4.1.2柱线刚度ic的计算首层柱Ic=EI/L=3.00107kN/m2(1/12)(0.60m)4/3.6m=0.90105kN/m二至六层柱Ic=EI/L=3.00107kN/m2(1/12)(0.60m)4/3.3m=0.98105kN/m4.1.3相对线刚度i’的计算令二至六层柱线刚度i=1.0,则首层柱I′=0.90105kN/m/0.98105kN/m=0.92AB、CD跨梁I′=0.46105kN/m/0.98105kN/m=0.47BC跨梁I′=1.54105kN/m/0.98105kN/m=1.57同理可得边框架梁的相对线刚度为I″=0.47(1.5/2.0)=0.37I″=1.57(1.5/2.0)=1.18考虑到整体现浇梁板结构中,板对梁的有利作用,对中框架取I=2I0,对边框架取I=1.5I0。I0为矩形截面框架梁惯性矩。第69页共69页
XX学院2012毕业设计根据以上结果,可得图4-1可以得出横梁、柱的线刚度如表4-1、表4-2、表4-3表4-1梁截面特征计算表(中框架梁)层数混凝土强度梁编号截面宽h/mm截面高h/mm梁跨L/mm混凝土弹性模量E/Pa截面惯性矩I/mm4线刚度I/N·mm相对线刚度i’1-6C30AB3006007000300005.41094.6210100.47C30BC3006002100300005.410915.410101.57C30CD3006007000300005.41094.6210100.47表4-2梁截面特征计算表(边框架梁)层数混凝土强度梁编号截面宽h/mm截面高h/mm梁跨L/mm混凝土弹性模量E/Pa截面惯性矩I/mm4线刚度I/N·mm相对线刚度i’1-6C30AB3006007000300005.41093.46510100.37C30BC3006002100300005.410911.5710101.18C30CD3006007000300005.41093.46510100.37表4-3柱截面特征计算表层数混凝土强度柱编号截面宽h/mm截面高h/mm梁跨L/mm混凝土弹性模E/Pa截面惯性矩I/mm4线刚度I/N·mm相对线刚度i’1C30ABCD6006003600300001.0810100.9010110.922-6C30ABCD6006003300300001.0810100.9810111.00第69页共69页
XX学院2012毕业设计图4-1框架梁柱相对线刚度4.2D值计算4.2.1中框架柱侧移刚度计算Di=аc(12ic/h2)(1)一般层a.边柱k=(0.47+0.47)/(21.0)=0.47;αc=0.47/(0.47+2.0)=0.190b.中柱第69页共69页
XX学院2012毕业设计k=(0.47+0.47+1.57+1.57)/(21.0)=2.04;αc=2.04/(2.04+2.0)=0.505(2)首层a.边柱k=0.47/0.92=0.51;αc=(0.5+0.51)/(0.51+2.0)=0.402b.中柱k=(0.47+1.57)/0.92=2.22;αc=(0.5+2.22)/(2.22+2.0)=0.6454.2.2.边框架柱侧移刚度计算(1)一般层a.边柱k=(0.37+0.37)/(21.0)=0.37;αc=0.37/(0.37+2.0)=0.156b.中柱k=(0.37+0.37+1.18+1.18)/(21.0)=1.55;αc=1.55/(1.55+2.0)=0.437(2)首层a.边柱k=0.37/0.92=0.40;αc=(0.5+0.40)/(0.40+2.0)=0.375b.中柱k=(0.37+1.18)/0.92=1.68;αc=(0.5+1.68)/(1.68+2.0)=0.592计算结果如下表:表4-4中框架柱侧移刚度D值第69页共69页
XX学院2012毕业设计边柱层次kαcic/(105kN·m)h/mDi/(105kN·m)根数2-60.470.1900.983.30.2051791210.510.4020.903.60.33500012中柱2-62.040.5050.983.30.5453443521512.220.6450.903.60.537515ΣDi/(105kN·m)2-610.6422112.0825表4-5边框架柱侧移刚度D值边柱层次kαcic/(105kN·m)h/mDi/(105kN·m)根数2-60.370.1560.983.30.16846410.400.3750.903.60.312504中柱2-61.550.5920.983.30.471912411.680.5920.903.60.493334ΣDi/(105kN/m)2-62.5614513.22330表4-6横向框架层间侧移刚度层次12345ΣDi/(kN·m)15305801320365132036513203651320365层次6ΣDi/(kN·m)1320365第五章横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算5.1横向自振周期计算5.1.1结构顶点的假想侧移计算把G7折算到主体结构的顶层Ge=G7(1+3/23.3/20.1)=1198.07(1+3/23.3/20.1)=1493.12kN第69页共69页
XX学院2012毕业设计先由式计算楼层剪力,再由式计算层间相对位移,最后由式计算结构的顶点位移。见表。=/ΣDi表5-1结构顶点的假想侧移计算层次Gi/kNΣDi/(kN/m)/m/m66134.796134.7913203650.004650.0752254419.310554.0913203650.007990.0705744419.314973.3913203650.011340.0625834419.319392.6913203650.014690.0512424419.323811.9913203650.018030.0365514530.5128342.515305800.018520.01852取ΨT=0.7由上表知道=0.075mT1=1.7ΨT=0.335s5.2横向水平地震作用下框架结构内力和侧移计算5.2.1水平地震作用及楼层地震剪力的计算本结构重量和刚度分布均匀,高度不超过40m,变形以剪切型为主,故水平地震作用采用底部剪力法计算。根据设计条件,设防烈度7,II类场地,查表可得Tg=0.35s,=0.08,ζ=0.05结构总水平地震作用标准值FEk按下式计算:因为T1=0.335<1.4Tg=1.40.35=0.495s第69页共69页
XX学院2012毕业设计相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数为:а1==0.08结构等效总重力荷载为Geq=0.85ΣGi=0.8523840.33kN=20264.28kN式5-75.2.2各楼层水平地震作用标准值不考虑顶部附加地震作用FEk=а1Geq=0.0820264.28kN=1621.14kNFi=1621.14结果见表5-2表5-2各层横向水平地震作用标准值及楼层地震剪力层次73.323.41198.0728034.840.08129.69129.6963.320.14641.6793297.570.269436.09565.7853.316.84419.374244.240.214346.92912.743.313.54419.359660.550.172278.841191.5433.310.24419.345076.860.130210.751402.2923.36.94419.330493.170.088142.661544.9513.63.64530.5116309.840.04776.191621.14Σ32466.98347117.071.0001621.14第69页共69页
XX学院2012毕业设计各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布如图图5-1横向水平地震作用标准值/kN5.2.3多遇地震作用下的弹性位移验算在多遇地震作用时,水平地震作用下框架结构的侧移按弹性方法计算,各层间弹性位移角均应满足位移角限值[]=1/550的要求,计算结果见下表水平地震作用下框架结构的层间位移顶点位移分别为过程见表层间弹性位移角满足第69页共69页
XX学院2012毕业设计1/2821﹤[]=1/550表5-3位移验算层次Σ6565.7813203650.0004293.31/76925912.713203650.0006913.31/477641191.5413203650.0009023.31/365931402.9513203650.0010623.31/310721544.9513203650.0011703.31/282111621.1415305800.0010593.61/33995.2.4水平地震作用下框架内力计算对第④轴线横向框架内力进行计算。框架在水平节点荷载作用下,采用D值法分析内力。由求得框架第i层层间剪力后,i层j柱分配的剪力及该柱上下端的弯矩和分别如下上式中其中、取自表,取自表,、、、由资料表中查得。各层梁线刚度不变,取,1层柱考虑修正值,2层柱考虑修正值。计算结果如下表5-4各层柱端剪力及弯矩Σ边柱第69页共69页
XX学院2012毕业设计层次/kN·m/kN·m63.3565.781320365205188.790.470.257.4021.7653.3912.713203652051814.180.470.3516.3830.4243.31191.5413203652051818.670.470.4024.6436.9733.31402.9513203652051821.740.470.4532.2839.4623.31544.9513203652051823.950.470.5039.5239.5213.61621.1415305803350035.480.510.7595.8031.93层次Σ中柱/kN·m/kN·m63.3565.7813203655453423.372.040.430.8546.2753.3912.713203655453437.692.040.4555.9768.4143.31191.5413203655453449.212.040.4573.0889.3233.31402.9513203655453457.912.040.4586.0105.1123.31544.9513203655453463.812.040.5105.29105.2913.61621.1415305803350035.482.220.55112.7292.23梁端弯矩依节点平衡条件,按梁线刚度大小分配确定,按下列各式计算式5-17式5-18式5-19计算梁端剪力式5-20根据节点平衡条件确定地震作用下柱轴力。表5-5各层梁端剪力及弯矩AB、CD跨梁BC跨梁第69页共69页
XX学院2012毕业设计层次柱端待分配弯矩/(kN/m)/(kN·m)/(kN·m)/kN/(kN·m)/(kN·m)/kN646.2721.7610.644.630.2300.7716.7616.7615.96599.2637.8222.838.660.2300.7776.4376.4372.794145.2953.3533.4212.40.2300.77111.87111.87106.543178.1964.140.9815.010.2300.77137.21137.21130.682191.2971.844.0016.540.2300.77147.29147.29140.281197.5271.4545.4316.70.2300.77152.09152.09144.85表5-6各层梁剪力、柱轴力层次AB、CD跨梁端剪力BC跨梁端剪力边柱轴力中柱轴力64.6315.96-4.63-11.3358.6672.79-13.29-75.46412.4106.54-25.69-169.6315.01130.68-40.7-285.27216.54140.28-57.24-409.01116.7144.85-73.94-537.16第69页共69页
XX学院2012毕业设计图5-2地震荷载作用下框架弯矩/(kN·m)第69页共69页
XX学院2012毕业设计图5-3地震荷载作用下框架轴力、剪力图/(kN)第69页共69页
XX学院2012毕业设计5.3横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算5.3.1风荷载作用下框架结构内力ωk=μsμzβzωo因高度H=20.4m<30.0m,可取βz=1.0,对于矩形截面μs=1.3,μz可查荷载规范,将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载,计算过程如下表所示。表5-7风荷载作用下框架结构内力层次Z/mμzμsβzωo/kN/m2A/m2Fk/kN620.40.851.31.00.3510.64.10517.10.791.31.00.3513.24.74413.80.741.31.00.3513.24.44310.50.741.31.00.3513.24.4427.20.741.31.00.3513.24.4413.90.741.41.00.3514.44.85由上述结果可知,风荷载作用下框架的变形满足规范要求。图5-4框架上的风荷载/kN5.3.2风荷载作用下的水平位移验算由表可知满足1/196429﹤[]=1/550第69页共69页
XX学院2012毕业设计表5-8风荷载作用下的水平位移验算层次123456Fk/4.854.444.444.444.744.1027.0122.1617.7213.288.844.10(A、D)335002051820518205182051820518(B、C)537505453454534545345453454534Σ153058013203651320365132036513203651320365Δμi/mm0.01760.01680.01340.01010.00670.0031μT/mm0.01760.03440.04780.05790.06460.0677Hi/m3.93.33.33.33.33.3θ=1/2215911/1964291/2462691/3267331/4925371/1064516由上述结果可知,风荷载作用下框架的变形满足规范要求。5.3.3风荷载作用下框架结构内力计算风荷载作用下框架结构内力计算方法与水平地震作用相同,计算结果见下表表5-9各层柱端剪力及弯矩层次Σ边柱/kN·m/kN·m63.34.11320365205180.0640.470.250.0530.15853.38.841320365205180.1370.470.350.1580.29443.313.281320365205180.2060.470.400.2720.40833.317.721320365205180.2750.470.450.4080.49923.322.161320365205180.3430.470.50.5660.56613.917.011530580335000.5910.510.751.7290.576表5-10各层柱端剪力及弯矩Σ中柱第69页共69页
XX学院2012毕业设计层次/kN·m/kN·m63.34.11320365545340.1682.040.40.2220.33353.38.841320365545340.3622.040.450.5380.65743.313.281320365545340.5442.040.450.8080.98733.317.721320365545340.7272.040.451.0801.32023.322.161320365545340.9092.040.51.51.513.917.011530580537500.9492.220.552.0361.665表5-11各层梁端剪力及弯矩BC、DE跨梁CD跨梁层次柱端待分配弯矩/(kN/m)/(kN·m)/(kN·m)/kN/(kN·m)/(kN·m)/kN60.3330.1580.0800.0340.230.770.2530.2530.24150.8790.3470.2020.0780.230.770.6770.6770.64541.5250.5660.3510.1310.230.771.1741.1741.11832.1280.7710.4890.180.230.771.6391.6391.56122.580.9740.5930.2240.230.771.9871.9871.89213.1651.1420.7280.2670.230.772.4372.4372.321表5-12各层柱轴力层次AB、CD跨梁端剪力BC跨梁端剪力边柱轴力中柱轴力第69页共69页
XX学院2012毕业设计60.0340.241-0.034-0.20750.0780.645-0.112-0.77440.1311.118-0.243-1.76130.1801.561-0.423-3.14220.2241.892-0.647-4.81010.2672.321-0.914-6.864图5-5风荷载作用下框架弯矩/(kN·m)第69页共69页
XX学院2012毕业设计图5-6风荷载作用下轴力、剪力图/(kN)第69页共69页
XX学院2012毕业设计第六章竖向荷载作用下框架结构的内力计算6.1计算单元④轴线横向框架进行计算,计算单元宽度为4.0m,如图3-13所示。由于房间内布置无次梁,故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影线所示,计算单元范围内的其余楼面荷载直接通过框架梁以均部荷载的形式传给横向框架,作用于各梁上。图6-1横向框架计算单元mm6.2荷载计算(1)AB、CD跨间框架梁屋面板传给梁的荷载恒载:24.852.0(1-20.2862+0.2863)=16.66kN/m活载:222.0(1-20.2862+0.2863)=6.88kN/m楼面板传给梁的荷载恒载:23.222.0(1-20.2862+0.2863)=11.08kN/m第69页共69页
XX学院2012毕业设计活载:222.0(1-20.2862+0.2863)=6.88kN/mA~B、C~D轴间框架梁均布荷载为屋面梁:恒载=梁自重+板传荷载=3.92kN/m+16.66kN/m=20.58kN/m活载=板传荷载=6.88kN/m楼面梁:恒载=梁自重+板传荷载=3.92kN/m+11.08kN/m=15.0kN/m活载=板传荷载=6.88kN/m(2)BC跨间框架梁屋面板传给梁的荷载恒载:4.851.055/82=6.37kN/m活载:2.01.055/82=2.63kN/m楼面板传给梁的荷载恒载:3.821.055/82=5.01kN/m活载:2.51.055/82=3.28kN/mB~C轴间框架梁均布荷载为屋面梁:恒载=梁自重+板传荷载=3.92kN/m+6.37kN/m=10.29kN/m活载=板传荷载=2.63kN/m楼面梁:恒载=梁自重+板传荷载=3.92kN/m+5.01kN/m=8.93kN/m活载=板传荷载=3.28kN/m(3)A、D轴柱纵向集中荷载计算顶层柱恒载=女儿墙自重+梁自重+板传荷载=2.39kN/m4m+3.92kN/m(4m-0.6m)+5/84.85kN/m22m4m=47.14kN顶层柱活载=板传活载=25/82.0kN/m24m=10kN标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载=2.53kN/m4m+3.92kN/m(4m-0.6m)+5/83.22kN/m22m4m=39.55kN标准层柱活载=板传活载=25/82.0kN/m24m=10kN(3)B、C轴柱纵向集中荷载计算第69页共69页
XX学院2012毕业设计顶层柱恒载=梁自重+板传荷载=3.92kN/m(4m-0.6m)+5/84.85kN/m22m4m+4.85kN/m2(1-20.2862+0.2863)1.05m4m=47.14kN顶层柱活载=板传活载=25/82.0kN/m24m+2.0kN/m2(1-20.2862+0.2863)1.05m4m=17.22kN标准层柱恒载=梁自重+板传荷载=3.92kN/m(4m-0.6m)+5/83.22kN/m22m4m+3.82kN/m2(1-20.2862+0.2863)1.05m4m=43.21kN标准层柱活载=板传活载=25/82.0kN/m24m+2.5kN/m2(1-20.2862+0.2863)1.05m4m=19.01kN第69页共69页
XX学院2012毕业设计图6-2竖向受荷总图mm第69页共69页
XX学院2012毕业设计6.3内力计算梁端、柱端弯矩采用二次分配法计算。由于结构和荷载均对称,故计算时可用半框架,除底层外,柱的线刚度需要乘以修正系数0.9。6.3.1弯矩分配系数分配系数按下式计算:为节点k第i根杆件的相对转动刚度为节点k各杆件的相对转动刚度之和节点70.47+1.0=1.470.3200.68060.47+1.0×2=2.470.1900.4050.40550.47+1.0×2=2.470.1900.4050.40540.47+1.0×2=2.470.1900.4050.40530.47+1.0×2=2.470.1900.4050.40520.47+1.0+0.92=2.390.1970.4180.385140.47+1.57+1.0=4.610.1020.6810.217130.47+1.57+1.0×2=5.610.0840.560.1780.178120.47+1.57+1.0×2=5.610.0840.560.1780.178110.47+1.57+1.0×2=5.610.0840.560.1780.178100.47+1.57+1.0×2=5.610.0840.560.1780.17890.47+1.57+1.0+0.92=5.530.0850.5680.1810.166第69页共69页
XX学院2012毕业设计6.3.2恒载作用下的内力分析用弯矩分配法求解恒载下的弯矩,首先将各节点的分配系数填在相应的方框内,将固端弯矩填写载框架的横梁相应的位置,然后将节点放松,把各节点不平衡弯矩同时进行分配。假定远端固定进行传递(不向滑动端传递);右梁分配弯矩向左传递;上柱分配弯矩向下传递(传递系数均为1/2),第一次分配弯矩传递后,再进行第二次弯矩分配,然后不再传递。顶层边跨(AB、CD)固端弯矩MF=1/12g1l12=1/12×20.58kN/m×72m=84.04kN.m顶层中跨(BC)固端弯矩MF=1/3g2l22=1/3×10.29kN/m×1.052m=3.78kN.m标准层边跨(AB、CD)固端弯矩MF=1/12g1l12=1/12×15kN/m×72m=61.25kN.m标准层中跨(BC)固端弯矩MF=1/3g2l22=1/3×8.93kN/m×1.052m=84.04kN.m分配过程见下图:第69页共69页
XX学院2012毕业设计梁端剪力及柱轴力梁端剪力按下式计算:式中,Vq——梁上竖向荷载产生的剪力,Vm——梁端弯矩产生的剪力,柱轴力按下式计算:N=V+P式中,P——节点集中力和柱自重V——梁端剪力计算结果表6-3,表6-4表6-3恒荷作用下梁端剪力及柱轴力/kN层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱=672.0310.8-3.5068.5375.5310.8145.78145.78171.52171.52555.253.98-0.5052533.98267.77267.77307.22307.22455.253.98-0.89051.6153.393.98388.71388.71443.31443.31355.253.98-0.89051.6153.393.98509.98509.98579.4579.4255.253.98-0.89051.6753.393.98631.25631.25715.49715.49155.253.98-1.33051.1753.833.98754.9754.9854.84854.84第69页共69页
XX学院2012毕业设计图6-3恒荷载作用下的弯矩分配图/kN·.m第69页共69页
XX学院2012毕业设计图6-4恒荷载作用下的弯矩图/kN·m第69页共69页
XX学院2012毕业设计图6-5恒荷载作用下梁端剪力及柱轴力/kN第69页共69页
XX学院2012毕业设计6.3.3活载作用下的内力分析顶层边跨(AB、CD)固端弯矩MF=1/12g1l12=1/12×6.88kN/m×72m=28.09kN.m顶层中跨(BC)固端弯矩MF=1/3g2l22=1/3×2.63kN/m×1.052m=0.97kN.m标准层边跨(AB、CD)固端弯矩MF=1/12g1l12=1/12×6.88kN/m×72m=28.09kN.m标准层中跨(BC)固端弯矩MF=1/3g2l22=1/3×3.28kN/m×1.052m=1.21kN.m弯矩计算过程、所得弯矩如图所示:表6-4活荷载作用下梁端剪力及柱轴力/kN层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱=624.082.76-1.1023.7825.182.7633.7833.7845.1645.16524.083.44-1.03025.0325.113.4468.8168.8192.7392.73424.083.44-1.35022.7325.433.44101.54101.54140.62140.62324.083.44-1.35022.7325.433.44134.27134.27188.51188.51224.083.44-1.35022.7525.413.44167.02167.02236.38236.38124.083.44-1.35022.1925.973.44199.21199.21284.81284.81第69页共69页
XX学院2012毕业设计图6-6活荷载作用下的弯矩分配图/kN·m第69页共69页
XX学院2012毕业设计图6-7活荷载作用下的弯矩图/kN·m第69页共69页
XX学院2012毕业设计图6-5活荷载作用下梁端剪力及柱轴力/kN第69页共69页
XX学院2012毕业设计第七章框架结构的内力组合7.1结构抗震等级根据结构类型、地震烈度、房屋高度等因素查《抗震规范》,本方案为二级抗震等级。7.2框架梁内力组合本方案考虑了四种内力组合。考虑到钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布的性质,在竖向荷载下可以适当降低梁端弯矩,进行调幅(调幅系数取0.8),以减少负弯矩钢筋的拥挤现象。ηvb梁端剪力增大系数,二级取1.2。第69页共69页
XX学院2012毕业设计表7-1框架梁内力组合表层次截面内力SGKSQKSEK(右震)SEK(左震)1.2SGK+1.4SQK1.35SGK+1.0SQK1.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK右震左震1AM-42.888-19.672-71.4571.45-79.0064-77.5708-156.153829.6162V51.1722.1916.7-16.792.4791.269596.42853.008B左M-49.832-22.8445.53-45.53-91.7744-90.1132-14.3134-132.6914V-53.83-25.97-16.716.7-100.954-98.6405-101.888-58.468B右M-29.368-13.352-152.09152.09-53.9344-52.9988-240.9698154.4642V9.383.44144.85-144.8516.07216.103201.625-174.985跨间AB33.9312.456 58.154458.261548.189648.1896BC-31.79-11.904 -54.8136-54.8205-45.2904-45.29042AM-45.112-20.704-71.871.8-83.12-81.6052-159.896826.7832V51.6122.7516.54-16.5493.78292.423597.08454.08B左M-50.072-22.94444-44-92.208-90.5412-16.6528-131.0528V-53.39-25.41-16.5416.54-99.642-97.4865-98.839-59.813B右M-26.536-12.048-147.29147.29-48.7104-47.8716-230.549152.405V9.383.44140.28-140.2816.07216.103195.684-169.044第69页共69页
XX学院2012毕业设计跨间AB32.3912.608 56.519256.334546.432846.4328BC-28.25-10.6 -48.74-48.7375-40.26-40.26(续表)表7-1框架梁内力组合表层次截面内力SGKSQKSEK(右震)SEK(左震)1.2SGK+1.4SQK1.35SGK+1.0SQK1.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK右震左震3AM-45.056-20.672-64.164.1-83.008-81.4976-149.800416.8596V51.6122.7315.01-15.0193.75492.403595.08356.057B左M-50.064-22.94440.98-40.98-92.1984-90.5304-20.5692-127.1172V-53.39-25.43-15.0115.01-99.67-97.5065-98.839-59.813B右M-26.576-12.064-137.21137.21-48.7808-47.9416-217.5026139.2434V9.383.44130.68-1306816.07216.103183.204-16975.08跨间AB32.4311.904 55.581655.684546.058446.0584BC-28.3-10.616 -48.8224-48.821-40.3296-40.32966AM-51.128-17.496-21.7621.76-85.848-86.5188-100.1392-43.5632V68.5323.784.63-4.63115.528116.2955102.52390.485B左M-70.76-23.6810.64-10.64-118.064-119.206-85.288-112.952V-75.53-25.18-4.634.63125.888-127.1455-111.763-99.725第69页共69页
XX学院2012毕业设计B右M-51.264-16.688-35.6335.63-84.88-85.8944-117.8486-25.2106V10.82.7615.96-15.9616.82417.3435.364-6.132跨间AB49.8613.12 78.280.43167.70467.704BC-58.41-15.528 -91.8312-94.3815-79.4088-79.40887.3框架柱内力组合表7-2A柱内力组合表层次截面内力SGKSQKSEK(左震)SEK(右震)1.35SGK+1.0SQK1.2SGK+1.4SQK1.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK左震右震1柱顶M-19.75-9.0631.93-31.93-35.723-36.38412.373(9.898)-70.645(-56.516)N754.9199.21-73.9373.931218.331184.774929.297(743.44)1121.515(897.212)柱底M33.8615.53-95.895.861.24162.374-74.59(-59.672)174.49(139.592)N754.9199.21-73.9373.931218.331184.774929.297(743.44)1121.515(897.212)2柱顶M-28.39-13.0339.52-39.52-51.357-52.319.49(7.592)-93.262(-74.609)N631.25167.02-57.2457.241019.21991.328783.3(626.64)932.124(745.699)柱底M2815.53-39.5239.5253.3355.342-8.458(-6.766)94.294(75.435)N631.25167.02-57.2457.241019.21991.328783.3(626.64)932.124(745.699)第69页共69页
XX学院2012毕业设计3柱顶M-28.16-12.9239.46-39.46-50.936-51.889.754(7.803)-92.842(-74.273)N509.98134.27-40.740.7822.743799.954639.628(511.702)745.448(596.358)柱底M28.16-12.92-32.832.825.09615.704-16.6(-13.28)68.68(54.944)N509.98134.27-40.740.7822.743799.954639.628(511.702)745.448(596.358)第69页共69页
XX学院2012毕业设计(续表)表7-2A柱内力组合表层次截面内力SGKSQKSEK(左震)SEK(右震)1.35SGK+1.0SQK1.2SGK+1.4SQK1.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK左震右震4柱顶M-28.16-12.9236.97-36.97-50.936-51.886.517(5.213)-89.605(-71.684)N388.71101.54-25.6925.69626.299608.608493.979(395.183)560.773(448.618)柱底M-28.1612.92-24.6424.64-25.096-15.704-58.072(-46.457)5.992(4.793)N388.71101.54-25.6925.69626.299608.608493.979(395.183)560.773(448.618)5柱顶M-21.6-11.3630.42-30.42-40.52-41.8246.81(5.448)-72.282(-57.825)N267.4468.81-13.2913.29429.854417.262344.937(275.949)379.491(303.592)柱底M28.1612.92-16.3816.3850.93651.8820.25(16.2)62.838(50.270)N267.4468.81-13.2913.29429.854417.262344.937(275.949)379.491(303.592)6柱顶M-63.91-21.8721.76-21.76-108.15-107.31-61.526(-49.220)-118.102(-94.481)N145.7833.78-4.634.63230.583222.228189.185(151.348)201.223(160.978)柱底M37.7815.22-7.47.466.22366.64444.848(35.878)64.088(51.270)N145.7833.78-4.634.63230.583222.228189.185(151.348)201.223(160.978)第69页共69页
XX学院2012毕业设计表7-3B柱内力组合表层次截面内力SGKSQKSEK(左震)SEK(右震)1.35SGK+1.0SQK1.2SGK+1.4SQK1.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK左震右震1柱顶M9.774.7292.23-92.2317.909518.332134.455(107.56)-105.343(-84.27)N854.84284.81-537.16537.161438.841424.542498.386(398.71)1895.002(1516)柱底M-15.81-7.73-112.72112.72-29.074-29.794-170.146(-136.11)122.926(98.34)N854.84284.81-537.16537.161438.841424.542498.386(398.70)1895.002(1516)2柱顶M14.756.83105.29-105.2926.742527.262158.675(126.94)-115.079(-92.06)N715.49236.38-409.01409.011202.291189.52468.703(374.96)1532.129(1225.70)柱底M-15.81-7.73-105.29105.29-29.074-29.794-160.487(-128.38)113.267(90.61)N715.49236.38-409.01409.011202.291189.52468.703(374.96)1532.129(1225.70)3柱顶M14.686.79105.11-105.1126.60827.122158.333(126.66)-114.953(-91.96)N579.4188.51-285.27285.27970.7959.194437.535(350.02)1179.237(943.38)柱底M-14.66-6.79-8686-26.581-27.098-133.466(-106.77)90.134(72.10)N579.4188.51-285.27285.27970.7959.194437.535(350.02)1179.237(943.38)第69页共69页
XX学院2012毕业设计(续表)表7-3B柱内力组合表层次截面内力SGKSQKSEK(左震)SEK(右震)1.35SGK+1.0SQK1.2SGK+1.4SQK1.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK左震右震4柱顶M14.686.7989.32-89.3226.60827.122137.806(110.244)-94.426(-75.54)N443.31140.62-169.6169.6739.089728.84395.864(316.69)836.824(669.45)柱底M-14.68-6.79-73.0873.08-26.608-27.122-116.694(-93.35)73.314(58.65)N443.31140.62-169.6169.6739.089728.84395.864(316.69)836.824(669.45)5柱顶M14.056.6968.41-68.4125.657526.226109.807(87.84)-68.059(-54.44)N307.2292.73-75.4675.46507.477498.486326.204(260.96)522.4(417.92)柱底M-14.68-6.79-55.9755.97-26.608-27.122-94.451(-75.56)51.071(40.85)N307.2292.73-75.4675.46507.477498.486326.204(260.96)522.4(417.92)6柱顶M24.378.7446.27-44.2741.639541.4894.639(75.71)-23.063(-18.45)N171.5245.16-11.3311.33276.712269.048218.191(174.55)247.649(198.11)柱底M-17.6-7.25-30.8530.85-31.01-31.27-65.575(-52.46)14.635(11.70)N171.5245.16-11.3311.33276.712269.048218.191(174.55)247.649(198.11)第69页共69页
XX学院2012毕业设计表7-4柱剪力组合表层次SGKSQKSEK(左震)SEK(右震)1.35SGK+1.0SQK1.2SGK+1.4SQK1.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK左震右震柱A1-14.89-6.8335.48-35.48-26.9315-27.4324.158-68.092-18.86-8.6523.95-23.95-34.111-34.7423.313-58.9573-17.07-7.8321.74-21.74-30.8745-31.4463.08-53.4444-17.07-7.8318.67-18.67-30.8745-31.446-0.911-49.4535-15.08-7.3614.18-14.18-27.718-28.4-4.078-40.9466-30.82-11.248.79-8.79-52.847-52.72-32.301-55.155柱B17.113.4656.93-56.9313.058513.37684.617-63.40129.264.4163.81-63.8116.91117.28696.711-69.19538.894.1257.91-57.9116.121516.43688.423-62.14348.894.1249.21-49.2116.121516.43677.113-50.83358.714.0837.69-37.6915.838516.16461.897-36.097612.724.8523.37-23.3722.02222.05448.555-12.207第69页共69页
XX学院2012毕业设计第八章框架梁和柱设计8.1框架梁截面设计这里取首层半跨梁为例,说明计算方法和过程,其它层梁的配筋结果施工图。8.1.1梁的正截面受弯承载力计算1、梁的混凝土强度等级为C30,fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2,纵筋的等级都为HRB335,fy=300N/mm2,箍筋的等级为HPB235,fy=210N/mm2.分别选出半跨间截面和支座截面的最不利内力,并将支座中心处的弯矩换算为支座边缘控制截面的弯矩进行配筋计算。表8-1梁配筋表截面AB跨BC跨ⅠⅢⅣⅤ弯矩设计值(kN·m)-156.15-132.69-240.97-54.82截面尺寸300×600300×600300×600300×600V,=V-(g+q)b/289.8794.39195.07M0=M-V,b/2-129.19-104.37-182.45γReM0-96.8974.64-136.84-41.120.0710.0550.100.0310.0730.0570.1060.0310.9630.9720.90.984594.8453897247选配钢筋(mm2)216+214414218+216214+212AS(mm2)710615911534(%)0.410.360.540.31(%)0.230.230.230.23第69页共69页
XX学院2012毕业设计2、跨中截面配筋当梁下部受拉时,按T形截面设计,当梁上部受拉时,按矩形截面设计。翼缘厚度为板厚,翼缘计算宽度按跨度考虑时,。梁内纵向钢筋选HRB335级钢下部跨间截面按单筋T形梁计算。抗震设计时:M=58.26kN.m,受弯构件正截面承载力计算的抗震承载力调幅系数为:=0.75抗震设计时:M=43.7kN.m计算截面的有效高度判断截面类型:经判断属第一类T形截面,可按单筋矩形截面进行设计。截面抵抗矩系数为相对受压区高度满足要求。选配216+214AS=534mm2=0.41%≥(%)=0.23%满足要求第69页共69页
XX学院2012毕业设计3、斜截面受剪承载力计算表8-2梁配筋表截面首层AB跨支座A右支座B左支座B右设计剪力96.43100.95201.6372.3275.71151.22梁截面尺寸300×600300×600300×6000.2484.77484.77484.77≤0≤00.333箍筋直径按构造配箍筋按构造配箍筋实配钢筋(mm2)非加密区加密区0.224%0.224%0.224%0.336%0.191%0.191%0.191%0.191%满足要求满足要求满足要求满足要求第69页共69页
XX学院2012毕业设计8.2框架柱截面设计以第1层的B柱为例,对截面进行设计。8.2.1轴压比验算(1)轴压比验算底层柱Nmax=1895kN轴压比=0.37<0.8故B轴柱的轴压比满足要求(2)截面尺寸复核取h0=600-35=565mm=-68.09kN因为hw/b==0.94<4所以0.25×14.3×600×565=1211.93kN>68.09kN(3)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B柱:=1.0×14.3×600×565×0.55=2666.24kN从柱的内力组合表中可见:所有的组合均为大偏心受压,故采用M大N小的组合,最不利的组合为:M=107.56kN.m,N=1516Kn在弯矩中由水平地震作用产生的弯矩>0.75,柱的计算长度l0取下列二式中的较小值:第69页共69页
XX学院2012毕业设计故>1(取1.0)<15(取1.0)=1.261.26×91=114.66mm<0.3h0=0.3×565=169.5mm=114.66+300-35=379.66mm<0故按构造配筋每侧实配钢筋420,另两侧配构造筋416第69页共69页
XX学院2012毕业设计(4)斜截面受剪承载力计算一层框架柱最不利内力组合Mmax=1134.46kN.mN=498.39kNVmax=-68.09kN剪跨比>3取>N取N=1544.4kN<0故该层柱按构造配置箍筋。柱端加密区的箍筋选用双肢10@100。柱端非加密区的箍筋10@150第69页共69页
XX学院2012毕业设计第九章楼板设计9.1板截面设计L02/l01=7/4=1.75,故按双向板来设计板截面,结构布置图如下,支承梁截面为300×600,板厚为100.设计资料如下:屋面活荷载qk=2.0kN/m2,恒荷载为gk=4.85kN/m2,采用C25混凝土,板中钢筋采用HPB235钢。按弹性理论设计。图9-1双向板结构布置图1、荷载设计值q=1.4×2.0kN/m2=2.8kN/m2g=1.2×4.85kN/m2=5.82kN/m2g+q/2=5.82kN/m2+2.8/2kN/m2=7.22kN/m2q/2=2.8/2kN/m2=1.4kN/m2g+q=5.82kN/m2+2.8kN/m2=8.62kN/m2第69页共69页
XX学院2012毕业设计2、计算跨度内跨l0=lc(轴线间距离),边跨、;l0=lc-90+100/23、弯矩计算取1m板带宽作为计算单元。A区格板:l01/l02=0.525,查表得m1=(0.0393+0.2×0.0047)(g+q/2)l012+(0.0929+0.2×0.0192)q/2l012=6.82kN.mm2=(0.0047+0.2×0.0393)(g+q/2)l012+(0.0192+0.2×0.0929)q/2l012=2.29kN.mm1,=m1,,=-0.0822(g+q)l012=-11.33kN.mm2,=m2,,=-0.056(g+q)l012=-7.23kN.mB区格板:l01/l02=0.57,查表得m1=(0.0371+0.2×0.0064)(g+q/2)l012+(0.0849+0.2×0.0223)q/2l012=6.43kN.m4.43m2=(0.0064+0.2×0.0371)(g+q/2)l012+(0.0223+0.2×0.0849)q/2l012=2.48kN.mm1,=m1,,=-0.08(g+q)l012=-11.03kN.mm2,=m2,,=-0.0571(g+q)l012=-7.88kN.mC区格板:l01/l02=0.53,查表得m1=(0.039+0.2×0.0045)(g+q/2)l012+(0.0921+0.2×0.0188)q/2l012=6.75kN.mm2=(0.0045+0.2×0.039)(g+q/2)l012+(0.0188+0.2×0.0921)q/2l012=0.62kN.mm1,=m1,,=-0.082(g+q)l012=-11.31kN.m第69页共69页
XX学院2012毕业设计m2,=m2,,=-0.057(g+q)l012=-2.17kN.mD区格板:l01/l02=0.57,查表得m1=(0.0371+0.2×0.0064)(g+q/2)ll012+(0.0849+0.2×0.0223)q/2ll012=6.43kN.mm2=(0.0064+0.2×0.0371)(g+q/2)ll012+(0.0223+0.2×0.0849)q/2ll012=2.48kN.mm1,=m1,,=-0.08(g+q)ll012=-11.03kN.mm2,=m2,,=-0.0571(g+q)ll012=-7.88kN.m4、截面设计截面有效高度:h0=100-20=80mm(1)跨中截面X方向配筋设计,为方便计算统一取C区格板来计算fc=14.3N/mm2ft=1.43N/mm2fyv=210N/mm2查表得=0.96选配8@100,AS=503mm2验算最小配筋率0.628%=0.383%最小配筋率满足要求(2)跨中截面Y方向配筋设计第69页共69页
XX学院2012毕业设计=0.986选配8@150,AS=335mm20.419%=0.383%最小配筋率满足要求(3)跨中支座处截面X方向配筋设计=0.868选配10@100,AS=785mm20.971%=0.383%最小配筋率满足要求(4)跨中支座处截面X方向配筋设计=0.953选配10@150,AS=523mm20.654%=0.383%第69页共69页
XX学院2012毕业设计最小配筋率满足要求第十章楼梯设计10.1梯段板设计楼梯间开间为4.0m。采用板式楼梯,双跑楼梯,共20级踏步,踏步宽0.28m,高为0.18m楼梯的踢面和踏面均做水磨石层,底面为水泥砂浆粉刷。板倾斜角。板斜长为2.8/0.891=3.14,板厚约为板斜长的1/30,H=120mm.取1m宽板带计算。(1)荷载计算梯段板的荷载计算列于下表,恒荷载分项系数=1.2;活荷载分项系数为=1.4,总荷载设计值p=1.2×7.85+1.4×2.5=12.92.表10-1梯段板荷载计算表荷载种类恒载标准值恒载水磨石面层(0.28+0.18)×0.65/0.28=0.1.07混合砂浆找平(0.28+0.18)×0.02×17/0.28=0.56三角形踏步0.5×0.28×0.18×25/0.28=2.25混凝土斜板0.12×25/0.841=3.57板底抹灰0.02×17/0.841=0.40小计7.85活荷载2.5(2)截面设计板水平计算跨度,弯矩设计值M==0.1×12.92×2.82=10.13板的有效高度=120-20=100mm。第69页共69页
XX学院2012毕业设计==0.09=1-=0.094=640mm2选配10@110,实际=714mm2;分布筋为8@200.10.2平台板设计平台板厚120mm,取1m宽带板计算。(1)荷载计算平台板的荷载计算见下表。荷载设计值p=1.2×4.33+1.4×2.5=8.696表10-2平台板荷载计算表荷载种类恒载标准值恒载水磨石面层0.65混合砂浆找平0.02×17=0.34混凝土斜板0.12×25=3板底抹灰0.02×17=0.34小计4.33活荷载2.5(2)截面设计平台板水平计算跨度,弯矩设计值M==0.1×8.696×1.922=3.21板的有效高度=120-20=100mm。==0.022=1-=0.022=150mm2选配8@180,实际=279mm2第69页共69页
XX学院2012毕业设计10.3平台梁设计设平台梁截面尺寸为250mm×500mm(1)荷载计算平台板的荷载计算见下表。荷载设计值p=1.2×20.05+1.4×2.5=33.06表10-3平台梁荷载计算表荷载种类恒载标准值恒载梁自重0.25×0.5×25=3.125梁侧粉刷0.02×(0.5-0.12)×2×17=0.2584平台板传来4.33×1=4.33梯段板传来7.85×3.14/2=12.34小计20.05活荷载2.5×(3.14/2+1)=6.425(2)截面设计计算跨度=1.05×(4-0.15)=4.04m,弯矩设计值M==0.125×33.06×4.042=67.45剪力设计值V==0.5×33.06×4.04=66.78kN截面按倒L形计算,=250+5×120=850mm梁的有效高度=500-35=465mm经判断属于第一类T形截面==0.087=1-=0.091=504mm2选配414,实际=615mm2配置8@200箍筋,则斜截面受剪承载力为=0.7×1.43×250×465+1.25×210××465=116366.25+61641.56=178kN>66.78kN(满足要求)。第69页共69页
XX学院2012毕业设计参考文献[1]郭继武.建筑结构抗震设计.北京:中国建筑工业出版社,1998.[2]王铁成,颜德.混凝土结构(上册、中册).北京:中国建筑工业出版社,1998[3]同济大学、西安建筑科技大学、东南大学、重庆建筑大学编.房屋建筑学.第三版,北京:中国建筑工业出版社,1997[4]王翰邦,刘文瑛.建筑类专业外语.北京:中国建筑工业出版社,1997[5]陈文斌,章金良.建筑工程制图.上海:同济大学出版社,1996[6]龙驭球,包世华.结构力学教程.北京:高等教育出版社,2000[7]苏小卒主编.土木工程专业英语上册.上海:同济大学出版社,2000.8[8]段兵廷.土木工程专业英语.武汉:武汉工业大学出版社,2001[9]沈蒲生,苏三庆.高等学校建筑工程专业毕业设计指导.北京:中国建筑工业出版,2000[10]梁兴文,史庆轩.土木工程专业毕业设计指导.北京:科学出版社,2002[11]建筑抗震设计规范(1993年局部修订)GBJ7-89,实施中华人民共和国建设部主编,北京:中国建筑工业出版社,2002[12]混凝土结构设计规范GB50010-2002,中华人民共和国建设部主编,北京:中国建筑工业出版社,2002[13]建筑抗震设防分类标准GB50223-95,02—5—4实施中华人民共和国建设部主编,北京:中国建筑工业出版社,2002[14]杨志勇主编.工民建专业毕业设计手册.武汉:武汉工业大学出版社,1997[15]方鄂华,钱嫁茹,叶列平编著.《高层建筑结构设计》.北京:中国建筑工业出版社,2003.9第69页共69页'
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