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计算书

摘要I

AbstractII

毕业设计（论文）成果

华越居私人住宅楼结构设计

1设计基本资料1

1.1初步设计资料1

1.2结构选型1

1.3柱截面尺寸初选1

1.4梁截面尺寸的估算2

2结构手算2

2.1建立受力模型2

2.1.1确定框架计算简图2

2.1.2荷载统计表格2

2.1.3线荷载计算4

2.1.4风荷载计算5

2.1.5线刚度计算5

2.1.6建立受力模型6

2.2竖向力作用下结构内力计算11

2.2.1恒载内力计算11

2.2.2活载内力计算14

2.3横向力作用下的结构内力计算17

2.3.1侧移刚度以及反弯点处剪力计算17

2.3.2左风荷载下柱端弯矩18

2.3.3左风荷载剪力图18

2.3.4左风荷载下轴力图19

2.3.5右风荷载下柱端弯矩20

2.3.6右风荷载下剪力图计算21

2.3.7右风荷载下轴力图计算22

2.4荷载效用组合23

2.4.1梁荷载效应组合表23

2.4.2柱荷载效应组合27

2.5截面验算配筋30

3基础计算41

3.1基础示意图41

3.2基础配筋及验算41

3.3所有基础配筋44

参考文献45

致谢46

附录：

1）建筑施工图

2）结构施工图

华越居私人住宅楼结构设计

摘要:

本设计首先利用PKPM和CAD软件对建筑物进行建模，计算，绘制框架结构的施工图。

然后对结构方案中①轴线上的一榀框架进行了结构设计。

在确定框架平面布置方式之后，首先进行了层间荷载标准值的计算，接着采用弯矩二次分配法计算得出竖向恒荷载和活荷载作用下的结构内力。

然后，利用D值法求出在水平风荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。

其次，对各种情况下的内力进行了组合，选取最安全的结果进行框架梁、框架柱截面的配筋计算。

最后对柱下独基的结构进行了设计。

关键词：

框架结构；结构设计；PKPM

ThedesignofHuayuejuresidentialbuilding

Abstract:

ThisdesignusingCADandPKPMsoftwarefirstforbuildingmodeling,calculation,drawingframestructureconstructiondrawing.Thenthestructureschemeof

（1）axisofonecommonframestructuredesign.Indeterminingtheframelayoutway,firsthascarriedontheinterlayerloadstandardvaluecalculation,andthenUSESthebendingmomentsecondarydistributionmethodcalculatedtheverticalconstantloadandliveloadundertheactionofthestructureoftheinternalforces.ThenuseDvaluemethodunderhorizontalwindloadofthestructureinternalforces（bendingmoment,shearforce,axialforce）.Secondly,thecombinationofinternalforceunderallkindsofcircumstances,selectthesafestresultframebeamandframecolumnsectionreinforcementcalculation.Finally,thecolumnalonethebaseofthestructureunderdesign

Keywords：

Framestructure；Thestructuredesign；PKPM

计算书

1设计基本资料

1.1初步设计资料

1）工程名称：

华越居私人住宅楼结构设计。

2）工程概况：

建筑总高为18.2m,住宅楼长度25.2m,宽度为11.1m,共5层。

负一层与一层层高均为3.8m，三至五层层高分别为2.83m、3m和3.15m，屋架高1.92m。

室内外高差为0.3m。

3）相对风向：

基本风压0.35kN/㎡。

4）水文条件：

室内地面以下12.0m，无侵蚀性。

5）地质条件：

建筑物所在地区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05m/s²，拟建场地土类型中软场地土，Ⅱ类场地，设计地震分组为第一组，地面粗糙度为B类。

粘土层为基础持力层，承载力特征值fak=240kPa。

6）材料使用：

（1）混凝土：

柱使用C30混凝土，梁板使用C25混凝土。

（2）钢筋：

纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB400级，其余采用HPB235级。

（3）墙体：

①墙体均采用200厚加气混凝土砌块（11.6kN/m³），20mm厚抹灰（0.68kN/㎡）。

②卫生间隔墙采用100厚水泥条板（1kN/m²）。

1.2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）楼面与屋面结构：

均采用现浇混凝土板，屋面板厚为120mm。

3）基础结构：

采用钢筋混凝土阶形现浇基础。

1.3柱截面尺寸初选

主体结构共6层，底层柱高从底层楼面往下0.5m算至一层楼面，基顶标高根据地质条件定为-0.5m，室内外高差定为﹣0.3m，一层楼面标高为3.8m，故底层柱高为4.3m，二层柱高3.8m，三至五层层高分别为2.83m、3m和3.15m。

1.4梁截面尺寸的估算

L1:

h=（1/10～1/12）L=500mm～416.7mm取h=450mm

b=（1/2～1/3）h=225mm～150mm取b=250mm

L2:

由于次梁的线荷载相对主梁小，再考虑到次梁搭在主梁上，故次梁截面比主梁小一些，取h=400mm，b=200mm

2结构手算

结构手算包括五大步骤：

建立受力模型、竖向力作用下结构的内力计算、横向力作用下结构的内力计算、荷载效应组合及截面验算。

2.1建立受力模型

2.1.1确定框架计算简图

对于框架结构来说，整体结构都是双向受力，但就受力特点分析，短向框架受力更大，因此，手算时选取①轴线上的一榀框架。

假定框架柱嵌固于底层楼面往下0.5m处，框架梁与柱刚接，梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。

如下图所示：

图2-1荷载计算简图

2.1.2荷载统计表格

由建筑图集88J1-1查得楼面做法及相应的恒载标准值，并根据《荷载规范》查得屋面和楼面活荷载标准值如下表：

表2-1面荷载

楼面荷载（不含自重及抹灰）-选自88J1-1

普通楼面

楼3A

面层厚度70mm

1.3

kN/㎡

吊顶

0.3

kN/㎡

Σ恒载

1.6

kN/㎡

活载

kN/㎡

卫生间

楼5F

面层厚度90mm

1.64

kN/㎡

吊顶

0.3

kN/㎡

Σ恒载

1.9

kN/㎡

活载

kN/㎡

楼梯

水泥地面

面层厚度20mm

0.4

kN/㎡

吊管

0.3

kN/㎡

Σ恒载

0.7

kN/㎡

活载

3.5

kN/㎡

屋面荷载（不含自重及抹灰）-选自88J1-1

上人屋面

屋2

4.28

kN/㎡

吊顶

0.3

kN/㎡

Σ恒载

4.6

kN/㎡

活载

kN/㎡

不上人屋面

屋14

3.33

kN/㎡

吊顶

0.3

kN/㎡

Σ恒载

3.6

kN/㎡

活载

0.5

kN/㎡

各高度下墙体在梁间产生的荷载如下表：

表2-2墙间、梁间荷载

墙1

墙体折算容重

200厚加气混凝土砌块

11.6

kN/㎥

抹灰

0.68

kN/㎡

厚度

0.2

墙高

3.8

合计

11.4

kN/m

墙2　　

墙体折算容重

200厚加气混凝土砌块

11.6

kN/㎥

抹灰

0.68

kN/㎡

厚度

0.2

墙高

2.85

合计

8.6

kN/m

墙3

墙体折算容重

200厚加气混凝土砌块

11.6

kN/㎥

抹灰

0.68

kN/㎡

厚度

0.2

墙高

3.0

合计

9.0

kN/m

墙4　

墙体折算容重

200厚加气混凝土砌块

11.6

kN/㎥

抹灰

0.68

kN/㎡

厚度

0.2

墙高

3.15

合计

9.5

kN/m

女儿墙　

墙体折算容重

200厚加气混凝土砌块

11.6

kN/㎥

抹灰

0.68

kN/㎡

厚度

0.25

墙高

1.2

合计

3.6

kN/m

室内隔墙

墙体面荷载

100厚水泥条板

kN/m2

墙高

合计

kN/m

2.1.3线荷载计算

此榀框架的荷载计算面积为左右跨度的一半，同图4-1中阴影部分面积，根据电算结果中的荷载平面布置图，可计算出每一跨上的线恒荷载和线活荷载，具体见下表。

线恒荷载=梁间荷载+①轴右边楼面恒载×跨度/2+楼板自重×跨度/2

线活荷载=楼面活载×跨度/2

表2-1线恒荷载和线活荷载

荷载层数

梁间荷载KN/M

楼面恒载KN/M2

楼板自重KN/M2

楼面活载KN/M2

线恒荷载KN/M

线活荷载KN/M

1轴右边

标准层一

11.4

3.2

24.4

标准层二

8.6

3.2

21.6

标准层三

3.6

4.6

3.2

2.5

23.1

6.25

（说明：

跨度为5m）

2.1.4风荷载计算

风荷载

风荷载计算见下表。

《荷载规范》规定，对于高度小于30m，且高宽比小于1.5的房屋结构，应采用风振系数

=1.0，本设计房屋高度H=12.9m＜30m，且H/B=25.8/30=0.86＜1.5，故应按

=1.0设计。

本结构平面接=近矩形，故查体型系数表得μs=1.3。

基本风压按照资料选取w0=0.35kN/㎡。

最终转化为集中荷载即风荷载。

表2-2风荷载计算表

离地高度z/m

μz

βz

μs

w0（kN/㎡）

hi/m

hj/m

Wk/kN

10.45

1.3

0.35

2.85

2.4

7.17

7.6

1.3

0.35

3.8

2.85

9.08

3.8

1.3

0.35

3.8

10.4

2.1.5线刚度计算

线刚度:

柱使用C30混凝土，

=3.0×

kN/㎡,梁板使用C25混凝土,

=2.8×

kN/㎡

对于边框架梁取I=2

2.1.6建立受力模型

图2-2梁柱截面尺寸及层高跨度分布图

图2-3梁柱线刚度分布图

图2-4恒载分布图

图2-5活载分布图

图2-6左风载受力模型

图2-7左风载受力模型

2.2竖向力作用下结构内力计算

竖向力包括：

恒载和活载，计算方法采用力矩分配法。

2.2.1恒载内力计算

（1）采用力矩分配法计算

（2）由结果进行叠加，得到恒载弯矩图，如下图所示

图3-8恒载弯矩图

（3）由弯矩图用截面法进行剪力计算

1）梁剪力计算：

2）柱剪力计算：

柱：

（4）经计算得恒载剪力图

图2-9恒载剪力图

（5）由恒载剪力图可得轴力图为：

图2-10恒载轴力图

2.2.2活载内力计算

（1）利用采用力矩分配法活载弯矩计算

（2）由结果进行叠加，得到活载弯矩图如下

图2-11活载弯矩图

（3）活载剪力计算

由活载弯矩图，用截面法计算梁剪力，柱剪力计算方法同恒载剪力计算。

经计算得活载剪力图如下

图2-12活载剪力图

（4）由活载剪力图可得活载轴力图如下

图2-13活载轴力图

2.3横向力作用下的结构内力计算

横向力包括：

风荷载和地震作用。

但本次毕业设计中，所有建筑物所在地区均为六度抗震烈度，故不用计算地震作用，仅计算风荷载，计算方法采用D值法。

风荷载内力图计算过程如下：

2.3.1侧移刚度以及反弯点处剪力计算

（1）

（2）

（3）

（4）

（5）

利用公式

（1）

（2）（3）计算二层以上的A柱，B柱,C柱的侧移刚度D，利用公式（4）（5）（3）计算底层A柱，B柱,C柱的侧移刚度D。

2.3.2左风荷载下柱端弯矩

由公式

可得柱端弯矩，故柱弯矩图如下

图2-14左风载弯矩图

2.3.3左风荷载剪力图

由反弯点处节点剪力可得剪力图如下

图2-15左风载剪力图

2.3.4左风荷载下轴力图

由风载剪力图得风载轴力图如下

图2-16左风载轴力图

2.3.5右风荷载下柱端弯矩

柱弯矩图如下

图2-17右风载弯矩图

2.3.6右风荷载下剪力图计算

由反弯点处节点剪力可得剪力图如下

图3-18右风载剪力图

2.3.7右风荷载下轴力图计算

由右风载剪力图得风载轴力图如下

图2-19右风载轴力图

2.4荷载效用组合

本次毕业设计均无需计算地震作用，故仅进行无震组合：

（1）永久荷载效应起控制作用

1.35×恒载效应+1.4×0.7×活载效应

（2）可变荷载效应起控制作用

1.2×恒载效应+1.4×0.7×活载效应+1.4×1.0×风载效应

1.2×恒载效应+1.4×1.0×活载效应+1.4×0.6×风载效应

2.4.1梁荷载效应组合表

2.4.2柱荷载效应组合

表2-4柱荷载效应表

2.5截面验算配筋

表2-5梁截面配筋验算表

梁编号

截面

M（kn.m）

M（n.mm）

（0.518）

计算As

1-CB

左

11.90

250

450

85.51

85510000

0.14

0.15

360

571.80

中

11.90

250

450

30.06

30058743

0.05

360

190.42

右

11.90

250

450

26.49

26490000

0.04

360

167.28

1-BA

左

11.90

250

450

73.38

73380000

0.12

0.13

360

484.53

中

11.90

250

450

62.52

62517500

0.10

0.11

360

408.33

右

11.90

250

450

156.25

156250000

0.26

0.31

360

1138.91

1-AB

左

11.90

250

450

71.88

71880000

0.12

0.13

360

473.90

2-CB

左

11.90

250

450

78.65

78650000

0.13

0.14

360

522.15

中

11.90

250

450

35.65

35651765

0.06

360

227.00

右

11.90

250

450

12.79

12790000

0.02

360

79.81

2-BA

左

11.90

250

450

52.53

52530000

0.09

360

339.78

中

11.90

250

450

76.74

76742700

0.13

0.14

360

508.48

右

11.90

250

450

144.18

144180000

0.24

0.28

360

1033.66

2-A

左

11.90

250

450

59.63

59630000

0.10

360

388.37

3-CB

左

11.90

250

450

59.29

59290000

0.10

360

386.02

中

11.90

250

450

42.16

42155600

0.07

360

270.02

右

11.90

250

450

2.64

2640000

0.00

360

16.33

3-BA

左

11.90

250

450

42.01

42010000

0.07

360

269.05

中

11.90

250

450

89.46

89458500

0.15

0.16

360

600.73

右

11.90

250

450

113.64

113640000

0.19

0.21

360

784.16

3-A

左

11.90

250

450

47.29

47290000

0.08

360

304.37

表2-6梁纵筋计算表

梁编号

截面

（45*ft/fy）%

0.20%

ρmin

Asmin

实取As

实配As

1-CB

左

1.27

0.00159

0.002

225

571.80

603.00

316

中

1.27

0.00159

0.002

225

225.00

603.00

316

右

1.27

0.00159

0.002

225

225.00

823.00

218+120

1-BA

左

1.27

0.00159

0.002

225

484.53

823.00

218+120

中

1.27

0.00159

0.002

225

408.33

710.00

218+116

右

1.27

0.00159

0.002

225

1138.91

1137.00

218+220

1-AB

左

1.27

0.00159

0.002

225

473.90

603.00

316

2-CB

左

1.27

0.00159

0.002

225

522.15

603.00

316

中

1.27

0.00159

0.002

225

227.00

603.00

316

右

1.27

0.00159

0.002

225

225.00

1017.00

418

2-BA

左

1.27

0.00159

0.002

225

339.78

1017.00

418

中

1.27

0.00159

0.002

225

508.48

710.00

218+116

右

1.27

0.00159

0.002

225

1033.66

1017.00

418

2-A

左

1.27

0.00159

0.002

225

388.37

603.00

316

3-CB

左

1.27

0.00159

0.002

225

386.02

716.00

216+120

中

1.27

0.00159

0.002

225

270.02

716.00

216+120

右

1.27

0.00159

0.002

225

225.00

716.00

216+120

3-BA

左

1.27

0.00159

0.002

225

269.05

716.00

216+120

中

1.27

0.00159

0.002

225

600.73

716.00

216+120

右

1.27

0.00159

0.002

225

784.16

716.00

216+120

3-A

左

1.27

0.00159

0.002

225

304.37

716.00

216+120

表2-7梁箍筋计算表

梁编号

βc

0.25

fcbh0

Asv=V-0.7ftbh0

fyv

1-CB

11.90

250

450

334687.5

91380

1.27

-8632.5

210

1-BA

11.90

250

450

334687.5

126320

1.27

26307.5

210

1-AB

11.90

250

450

334687.5

109190

1.27

9177.5

210

2-CB

11.90

250

450

334687.5

87120

1.27

-12892.5

210

2-BA

11.90

250

450

334687.5

121620

1.27

21607.5

210

2-A

11.90

250

450

334687.5

70130

1.27

-29882.5

210

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