结构设计论文Word版.docx

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结构设计论文Word版

重庆市江津区阳光小镇1号楼

西南大学专业名称：

建筑工程学生姓名：

胡海

指导教师：

艾大利

摘要：

本工程名称为重庆市江津区阳光小镇1号楼，结构为全现浇混凝土框架结构，6层。

工程所在地区为重庆市江津区，抗震设防等级为6度，需要进行抗震设计。

设计过程遵循先建筑后结构再施工的顺序进行。

抗震结构在地震作用下，为了有良好的耗能能力以及在强震下结构不倒塌，其构件应有足够的延性。

要设计延性框架结构，需满足“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件”的要求，并进行相应的内力调整，然后由调整后的内力值进行配筋计算。

本工程采用钢筋混凝土框架结构体系（横向承重），因此选择了有代表性的一榀框架进行计算。

设计计算整个过程中综合考虑了技术经济指标和施工工业化的要求。

关键词：

抗震设计框架结构配筋计算技术经济指标

一、编制依据及说明

本工程施工组织设计，主要依据目前国家对建设工程质量、工期、安全生产、文明施工、降低噪声、保护环境等一系列的具体化要求，依照《中华人民共和国建筑法》、《建设工程质量管理条例》、《国家现行建筑工程施工与验收技术规范》、《建筑安装工程质量检验评定标准》、《住宅楼招标文件》、《施工招标评定标办法》，《答疑会纪要》以及根据政府建设行政主管部门制定的现行工程等有关配套文件，结合本工程实际，进行了全面而细致的编制。

1、工程施工组织设计编制的依据

国家标准《工程测量规范》GBJ50026-2006

国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002

国家标准《混凝土质量控制标准》GBJ50205-2002

国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001

国家标准《混凝土强度评定标准》GB/T50107-2010

国家标准《建设工程项目管理规范》GB/T50326-2001

行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2001

行业标准《混凝土泵送施工技术规程》JG/1T0-2005

行业标准《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001

二、工程概况

1、建筑设计特点

本工程位于重庆市江津区，尺寸为38.140×17.700米，建筑面积为3573.7平方米，为六层框架结构，全部民用住宅楼，全部层高3.000米，建筑物高度21.000米，室内外高差为0.45米。

抗震设防烈度为6度。

工程做法：

外墙饰面：

一层室内标高以上为白色仿石漆，一层室内标高以下为石岛红理石（600x900mm）。

内墙饰面：

卫生间采用200×300瓷片，其它为石灰砂粉刷。

楼地面：

全部楼地面为均为陶瓷铺地砖。

顶面：

抹水泥石膏砂浆，刷106涂料。

屋面：

全部为上人屋面。

2、结构设计特点

地基处理：

地基采用强夯，2.3米以下用3：

7灰土夯实0.5米厚

基础形式：

基础采用独立柱基础。

砌体材料：

-0.45以下，用MU10普通机制粘土砖，M10水泥沙浆砌筑，全部均采用用MU10普通机制空心砖，M10混合砂浆砌筑。

结构：

受力钢筋主筋保护层厚度：

基础为35mm，梁柱为25mm，板为15mm。

板全部采用混凝土现浇板，砼强度等级：

基础砼垫层为C20，其它砼C30。

三、设计资料

1、冬季采暖室外空气计算温度3℃，夏季通风室外空气计算温度33℃，冬季采暖室内空气计算温度18℃；

2、重庆市基本风压0.40kN/m2；

3、常年地下水位较高，水质对混凝土有一定的侵蚀作用；

4、地基承载力特征值为280kN/m2，Ⅱ类场地；

5、建筑结构设计使用年限50年，安全等级二级。

6、建筑抗震设防类别为丙类，设防烈度6度，设计基本地震加速度值0.05g，设计地震分组为第二组，Ⅱ类场地设计特征周期0.3s

7、结构形式为框架结构，框架抗震等级为三级。

四、柱网布置

1、柱网布置图

本住宅楼全部层高均为3.0m。

主体结构布置图如下图1所示：

图1主体结构柱网布置图

2、框架结构承重方案的选择

竖向荷载的传力途径：

楼板的均布荷载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。

根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本办公楼框架的承重方案为横向框架承重方案，这可使横向框架梁的截面高度大，增加框架的横向侧移刚度。

五、梁、柱截面尺寸的初步确定

1、梁截面尺寸的初步确定

梁截面高度一般取跨度的1/12--1/8进行计算。

本方案中，边横梁高h=（1/12--1/8）l=1/12×6000--1/8×6000=500mm--875mm，取h=800mm，截面宽度h=1/2h=300mm，取400mm。

同理计算其他跨的梁截面，见表1。

表1梁截面尺寸表（mm）

混凝土等级

横梁（b×h）

次梁（b×h）

C30

250×500

250×400

2、柱的截面尺寸估算

根据柱的轴压比限值按下列公式计算：

（1）柱组合的轴压力设计值N=βFgEn

注：

β--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。

F--按简支状态计算柱的负载面积。

gE--折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取12～15kN/m2。

n--验算截面以上的楼层层数。

（2）Ac≥N/uNfc

注：

uN--框架柱轴压比限值，对一级，二级，三级抗震等级，分别取0.7，0.8，0.9。

本方案为三级抗震等级，故取0.9。

fc--为混凝土轴心抗压强度设计值，对C30，查得fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2。

（3）计算过程：

对于边柱：

N=βFgEn=1.3×3.0×6.6×12×5=1544.4kN

Ac=N/uNfc=1544.4×103/0.9×14.3=120000.0mm2

对于中柱：

N=βFgEn=1.25×19.8×12×5=1485.00kN

Ac=N/uNfc=1485.00×103/0.9×14.3=115384.62mm2

综合以上计算结果，取柱截面为正方形√（120000）=346.41mm，为安全起见，全部楼层均取b×h=400mm×400mm。

六、楼板计算

本工程楼板计算书，计算方法一样，故只取其中具有代表性的房间

次房间

（1）计算

（1）、基本资料

1、房间编号：

37

2、边界条件（左端/下端/右端/上端）：

固定/固定/固定/固定/

3、荷载：

　永久荷载标准值：

g＝5.00+3.00（板自重）=8.00kN/m2

　可变荷载标准值：

q＝2.00kN/m2

　计算跨度　Lx=4200mm　；计算跨度　Ly=4200mm

　板厚　H=120mm；砼强度等级：

C30；钢筋强度等级：

HPB300

4、计算方法：

弹性算法。

5、泊松比：

μ＝1/5.

6、考虑活荷载不利组合。

7、程序自动计算楼板自重。

（2）、计算结果

　Mx=（0.01760+0.01760/5）*（1.35*8.00+0.98*1.00）*4.2^2=4.39kN·m

　考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩：

　Mxa=（0.03680+0.03680/5）*（1.4*0.70）*4.2^2=0.76kN·m

Mx=4.39+0.76=5.15kN·m

Asx=286.58mm2，实配φ8@150（As＝372.mm2）

ρmin＝0.239%，ρ＝0.310%

　My=（0.01760+0.01760/5）*（1.35*8.00+0.98*1.00）*4.2^2=4.39kN·m

　考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩：

　Mya=（0.03680+0.03680/5）*（1.4*0.70）*4.2^2=0.76kN·m

My=4.39+0.76=5.15kN·m

Asy=286.58mm2，实配φ8@150（As＝372.mm2）

ρmin＝0.239%，ρ＝0.310%

　Mx'=0.05130*（1.35*8.00+0.98*2.00）*4.2^2=11.55kN·m

Asx'=472.05mm2，实配φ8@100（As＝559.mm2,可能与邻跨有关系）

ρmin＝0.239%，ρ＝0.465%

　My'=0.05130*（1.35*8.00+0.98*2.00）*4.2^2=11.55kN·m

Asy'=472.29mm2，实配φ8@100（As＝559.mm2,可能与邻跨有关系）

ρmin＝0.239%，ρ＝0.465%

（3）、跨中挠度验算

Mq--------按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值

（1）、挠度和裂缝验算参数：

　Mq=（0.01760+0.01760/5）*（1.0*8.00+0.5*2.00）*4.2^2=3.35kN·m

Es＝210000.N/mm2Ec＝29791.N/mm2

Ftk＝2.01N/mm2Fy＝270.N/mm2

（2）、在荷载效应的准永久组合作用下，受弯构件的短期刚度Bs：

①、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按下列公式计算：

ψ＝1.1-0.65*ftk/（ρte*σsq）（混凝土规范式7.1.2－2）

σsq＝Mq/（0.87*ho*As）（混凝土规范式7.1.4－3）

σsq＝3.35/（0.87*96.*372.）=107.822N/mm2

矩形截面，Ate＝0.5*b*h＝0.5*1000*120.=60000.mm2

ρte＝As/Ate（混凝土规范式7.1.2－4）

ρte＝372./60000.=0.00621

ψ＝1.1-0.65*2.01/（0.00621*107.82）=-0.849

　当ψ＜0.2时，取ψ＝0.2

②、钢筋弹性模量与混凝土模量的比值αE：

αE＝Es/Ec＝210000.0/29791.5=7.049

③、受压翼缘面积与腹板有效面积的比值γf'：

矩形截面，γf'＝0

④、纵向受拉钢筋配筋率ρ＝As/b/ho＝372./1000/96.=0.00388

⑤、钢筋混凝土受弯构件的Bs按公式（混凝土规范式7.2.3－1）计算:

Bs=Es*As*ho^2/[1.15ψ+0.2+6*αE*ρ/（1+3.5γf'）]

Bs＝210000.*372.*96.^2/[1.15*0.200+0.2+6*7.049*0.00388/（1+3.5*0.00）]=1122.76kN·m2

（3）、考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数θ：

按混凝土规范第7.2.5条，当ρ'＝0时，θ＝2.0

（4）、受弯构件的长期刚度B，可按下列公式计算：

B＝Bs/θ（混凝土规范式7.2.2）

B＝1122.76/2=561.381kN·m2

（5）、挠度f＝κ*Qq*L^4/B

f＝0.00127*9.0*4.20^4/561.381=6.336mm

f/L＝6.336/4200.=1/663.，满足规范要求！

（4）、裂缝宽度验算

①、X方向板带跨中裂缝：

　裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ，按下列公式