结构计算书.docx

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结构计算书

前言

毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。

本组毕业设计题目为《阳光中学学生公寓楼》。

在毕业设计前期，我温习了《结构力学》、《钢筋混凝土》、《建筑结构抗震设计》等知识，并借阅了《抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》等规范。

在设计中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。

在设计后期，主要进行设计手稿的电脑输入，并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。

毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。

巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。

在进行内力组合的计算时，进一步了解了Excel。

在绘图时熟练掌握了AutoCAD，PKPM，以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。

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，敬请各位老师批评指正。

二零零九年六月二十日

毕业设计摘要

一：

建筑部分

本工程为长春市阳光中学学生公寓楼，丙类建筑，耐火等级为二级，总建筑面积为4858.2㎡，总建筑高度为21.3m，总层数为六层，室内外地面高差为0.60m,平面形状为矩形，建筑沿X方向的宽度为55.2m，沿Y方向的宽度为14.4m.

本工程结构形式为六层混凝土框架，墙体采用炉渣空心砌块，M5混合砂浆，并采用1：

25水泥砂浆掺3%防水剂20厚。

屋面工程保温板采用80厚阻燃聚苯乙烯泡沫保温板。

门窗全部采用塑钢窗。

二：

结构部分

根据建筑的使用功能，房屋的高度与层数，场地条件，结构材料以及施工技术等因素综合考虑，采用现浇钢筋混凝土框架结构体系，结构的设计使用年限为50年，建筑结构的安全等级为二级，建筑抗震设防类别为丙类。

本工程位于有密集建筑的城市市区，地面粗糙度为B类，建筑场地土地类别为Ⅱ类，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g，框架的抗震等级为三级。

基础采用独立基础。

地基基础设计安全等级为乙级。

地基极限承载力特征值为f=190Kpa。

钢筋混凝土基础采用C25级混凝土，有垫层，采用HRB级钢筋。

钢筋混凝土基础钢筋保护层厚为40mm，侧边钢筋保护层厚为40mm。

基础坐落在原始土上，基础上皮标高应不影响地沟的布置。

三：

施工部分

工程建设概况

工程名称：

长春市阳光中学学生公寓：

建设单位：

长春建筑装饰学院。

设计单位：

吉林省建筑设计研究院。

施工单位：

长春建工集团。

工程结构：

框架结构。

建筑层数：

6层。

总建筑面积4858.2平方米，层数为六层，一层层高为3300mm，标准层层高为3000mm,顶层层高为3000mm，室内外高差为0.60m，女儿墙高为1.2m,总高为21.3m。

该建筑物平面形状为规则的矩形形状，平面组合简单，结构尺寸简单，便于突击施工。

本工程施工根据建筑设计特点，结构设计特点和现有的施工条件制定施工方案。

基础工程和主体结构工程施工是施工的关键。

根据工期要求和场地条件编制施工进度计划和设计施工现场平面图.

Graduatedesignsummary

一:

Constructionpart

ChangchuncityfortheChangchunsunnyapartmentofsecondaryschoolstudents.Fireresistanceratingof2.Totalconstructionareaof4858.2㎡.thetotalheightof21.3.withatotalof6-storey.Indoorandoutdoorground@to0.60.horizontalrectangleshapefortheconstructionof55.2minwidthalongthetransversedirection,verticaldirectionalongwiththewidthof14.4m.

ThisengineeringstructureformisSixconcretesframes,thewallusestheslaghollowblock,theM5mixmortar,anduses1:

25cementmortartomix3%water-repellentsthick20.Theroofingprojectheatpreservationboarduses80thickbeingflame-resistantpolystyrenefrothheatpreservationboard.Thewindowsanddoorsusecompletelymodelthemetalwindow.

二：

Structuredivision

Accordingtothefunctionaluseofthebailding,hosingandstoreyhigh.siteconditions,structualmaterialsandconstrucyiontechnologyfactorstoconsiderusingcast-in-placereinforedconcreteframeworkstructuralsystem.stractualdesignlifeexpectancyof50years.thesecuritystructuresforthesecondarylevel,theconstructionofourearthquake-proofforBcategory.thisprojeetislocatedincity-intensiveurbanconstraction,graundroughnessforBcategory.CategoryⅡtocategoryconstructionsitesterritoriesEarthquakesecurityintensityof7degress.thebasignforseismicaccelcrationvalues0.1g,thefoameworkforearthquakegradinglevelsforⅢgrades.Thefoundationusesunderthepilefoundayion.

Thefoundationusestheisolatedfoundation.ThegroundfoundationdesignsafetyrankisagradeB.Thegroundlimitsupportingcapacitycharacteristicvalueisf=190Kpa.ThereinforcedconcretefoundationusestheC30levelconcretes,hasthebreakerstrip,usestheHRBlevelsteelbar.Thereinforcedconcretefoundationsteelbarprotectorthickis40mm,thesidesteelbarprotectorthickis40mm.Thefoundationissituatedontheprimitiveearth,thefoundationepidermiselevationshouldnotaffectthetrenchthearrangement.

三：

Constructionpart

Engineeringconstructionsurvey：

Projectname:

Changchunsunnyapartmentofsecondaryschoolstudents.Developmentorganization:

ChangchunstarspacepropertydevelopmentLimitedcompany.Designingdepartment:

JilinProvincearchitecturaldesignresearchinstitute.Construction:

Changchunconstructionworkgroup.Engineeringstructure:

Portalframeconstruction.Constructionlayer:

thetotalfloorspace4858.2squaremeters,thelayerissix,abuildingstoreheightis3300mm,thekeybedbuildingstoreheightis3000mm,thetoplayerbuildingstoreheightis3000mm,outsidetheindoortheelevationdifferenceis0.60m,theparapetwallhighis1.2m,theoverallheightis21.3m.Thisbuildingplanformfortherulerectangularshape,theplanecombinationissimple,thestructuresizeissimple,isadvantageousattackstheconstruction.

Thisfeatureworksonthebasisofarchitecturaldesign,structuraldesigncharacteristiceandexistingconditionsoftheconstructionworkstodeveloppprogeammesbasedengineeringandconstrucytionofthemainstructureworksinthekey,accordingtothecompletionperiodstipulatedrequirementsandconstructionprogressoftheconstrictionsitedesignplans.

目录

Ⅰ.建筑设计------------------------------------------------------------------9

Ⅱ．结构设计----------------------------------------------------------------10

一截面尺寸估算------------------------------------------------------------------11

1.梁板截面尺寸估算-------------------------------------------------11

2.柱截面尺寸估算----------------------------------------------------11

二荷载汇集------------------------------------------------------12

1.竖向荷载-------------------------------------------------------------12

2.梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算-----------------------------14

三框架侧移刚度计算----------------------------------------------16

1.中框架的边柱计算--------------------------------------------------16

2.中框架的中柱计算------------------------------------------------16

3.边框架柱的边柱计算---------------------------------------------17

4.边框架柱的中柱计算-----------------------------------------------17

四横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算--------18

1.横向自振周期计算-------------------------------------------------18

2.水平地震作用及楼层地震剪力计算----------------------------19

3.水平地震作用下位移计算----------------------------------------19

4.地震产生的框架弯矩和剪力图--------------------------------22

五横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算-------------------23

1.参考资料-----------------------------------------------------------23

2.风荷载作用下水平位移计算-----------------------------------24

3.风荷载作用下框架结构内力计算------------------------------25

4.风荷载产生的框架弯矩和剪力图--------------------------------26

六竖向荷载作用下框架结构的内力计算---------------------27

1.计算单元-------------------------------------------------------------28

2.荷载计算-------------------------------------------------------------28

（1）恒荷载计算---------------------------------------------------------------------29

（2）活荷载计算---------------------------------------------------------------------29

（3）横载作用下弯矩二次分配法-----------------------------------------------32

（4）活载作用下弯矩二次分配法-----------------------------------------------33

3.横向框架内力组合--------------------------------------------------37

（1）结构抗震等级--------------------------------------------37

（2）框架梁内力组合---------------------------------------------------------------38

（3）横向框架A弯矩和轴力组合------------------------------------------------------40

（4）横向框架B弯矩和轴力组合------------------------------------------------------42

（5）横向框架A柱剪力组合----------------------------------------------------------44

（6）横向框架B柱剪力组合----------------------------------------------------------45

七截面设计---------------------------------------------------------46

1.框架梁截面设计---------------------------------------------------46

（1）一层梁正截面计算----------------------------------------------------------46

（2）一层梁斜截面计算------------------------------------------------------------49

2.框架柱截面设计--------------------------------------------------50

（1）剪跨比和轴压比验算--------------------------------------------------------48

（2）柱正截面承载力-------------------------------------------------------------49

（3）柱斜截面承载力------------------------------------------------------------50

八板的配筋计算--------------------------------------------------50

1.房间内板计算-----------------------------------------------------53

2.走道板计算--------------------------------------------------------56

九楼梯配筋计算----------------------------------------------------56

1.斜板计算-------------------------------------------------------------56

2.平台板计算---------------------------------------------------------57

3.平台梁计算-------------------------------------------------------58

十基础设计---------------------------------------------------------59

1.荷载的标准值组合-----------------------------------------------------59

2.A柱的基础设计---------------------------------------------------------60

3.底板配筋-----------------------------------------------------------61

4.配筋计算----------------------------------------------------------61

5.B、C柱基础计算-----------------------------------------------------62

Ⅲ.施工组织设计--------------------------------------------------------63

参考文献及鸣谢------------------------------------------------------88

建筑平面简图

第一章建筑设计

1.1建筑平面设计

1.1.1建筑平面设计

建筑平面设计主要应考虑建筑物的功能要求，力求建筑物的美观大方，同时兼顾结构平面布置尽量规则合理和抗震要求，以便于结构设计。

综合考虑建筑和结构设计的要求，初步拟定内廊式平面框架形式。

对于平面布置作如下几点说明：

1）为了满足不同类型的房间对使用面积的要求，同时考虑结构的受力合理性及柱网的经济尺寸，本设计柱网基本上采用7.8m×5.7m

2）走廊宽度根据本设计要求取轴线宽度2.4m。

1.1.2建筑立面设计

结合平面设计中框架柱的布置，立面上主要采用竖向划分，外观上显得大方、挺拔、气派；同时，考虑到框架结构的优点，柱间尽量多用窗少用墙，使窗与柱及窗间墙之间形成了有节奏的虚实对比，显得明快、活泼，同时也得到了良好的采光效果。

1.1.3屋顶设计

屋顶设计成上人屋面。

采用平屋顶构造，排水坡度取3%,设1200㎜的女儿墙，屋面上还有一个突出屋面3.0m的楼梯间，同时也要体现建筑的功能特征和美观。

结构设计

一、截面尺寸估算

1.梁板截面尺寸估算

框架梁截面高度h，按梁跨度的1∕10～1∕18确定，则纵向框架梁高为：

7800*（1∕10～1∕18）=780～433mm，取h=600mm;梁宽取梁高的一半，即b=300mm.横向框架梁5700*（1∕10～1∕18）=570～317mm，取横梁h=550mm，b=300mm,次梁取5700*（1∕14～1∕20）=407～285mm，取h=450mm;b=300mm.走廊横梁h=400mm;b=300mm.板的最小厚度为l/50=3600/50=72mm,考虑到板的挠度和裂缝宽度限制及在板中铺设管线等因素，根据经验取板厚120mm.

2.柱截面尺寸估算

根据柱支撑楼板面积计算由竖向荷载作用下产生的轴力，并按轴压比控制估算柱截面面积，估算柱截面时，楼层荷载按12-15KN/㎡计，本工程边柱按13KN/㎡计。

边柱负荷面为7.8*2.85㎡的边柱轴力：

N=1.3*7.8*2.85*13*1000*6=2254.12KN.

由于抗震烈度7度、框架结构、总高度小于30m，可查得抗震等级为三级，柱轴压比为0.9.

所以，边柱截面面积为：

=2254120∕0.9*14.3=175145.45mm2.

取正方形，则边柱截面高度为：

418mm.

同理，中柱

=1.2*7.8*4.05*13*1000*6∕0.9*14.3=229745.45mm2.取正方形，则中柱截面高度为：

479mm.

取柱截面500*500mm2

底层柱子高度为：

3.3+0.6+1.62—1.0=4.52m

二、荷载汇集

1.竖向荷载

（1）楼面恒荷载

10厚1：

1水泥细砂浆，贴地面砖0.01×24=0.24KN/㎡

30厚1：

3水泥砂浆找平层0.03×24=0.72KN/㎡:

现浇钢筋混凝土楼板2.5KN/㎡

20厚混合砂浆抹面刮大白0.4