二层别墅设计结构设计毕业计算书.docx
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二层别墅设计结构设计毕业计算书
二层别墅设计结构设计计算书
1、工程概况2
1.工程概况
本工程为二层别墅设计，建筑面积约487.08平方米。
本建筑主体两层，主体高度为9.6米。
室内外高差为0.65米，。
建筑立面规整，采用马赛克面砖和油漆装饰外墙。
门为实木门，窗为铝合金窗。
本工程结构形式为现浇钢筋混凝土框架异型柱结构，柱混凝土强度等级为C25，各层柱截面见结构施工图。
框架梁混凝土强度等级为C20，截面详见结构施工图。
建筑地点地质条件良好，采用柱下独立基础，基础混凝土强度等级为C25。
设计严格遵守我国现行规范，计算包括荷载计算，内力组合，基础设计，楼梯设计等。
2.结构选型与布置
2.1结构承重方案
2.1.1竖向承重体系选取
选择合理的抗侧力结构体系，进行合理的结构或构件布置，使之具有较
大的抗侧力刚度和良好的抗风、抗震性能，是结构设计的关键。
同时还需要考虑建筑物高度、用途、经济及施工条件等因素。
本工程结构设计采用框架结构体系：
由梁、柱构件通过节点连接而成，具有建筑平面布置灵活、造型活泼等优点，可以形成较大的使用空间，易于满足多功能的使用要求。
在结构受力性能方面，框架结构属于柔性结构，自震周期长，地震反应较小，经合理设计可具有较好的延性性能。
其缺点是结构抗侧刚度较小，在地震作用下侧向位移较大。
2.1.2水平向承重体系选取
本工程结构设计中采用现浇肋梁楼盖结构，肋梁楼盖结构具有良好的技术经济指标，可以最大限度地节省混凝土和钢筋的用量，能充分发挥材料的作用，结构整体性好，抗震性能好，且结构平面布置灵活，易于满足楼面不规则布置、开洞要求，容易适用各种复杂的结构平面及各种复杂的楼面荷载。
2.1.3楼梯方案的选取
本工程结构设计中选取板式楼梯，较为经济受力简单施工方便。
板式楼梯由梯段板、平台板和平台梁组成。
梯段板为带有踏步的斜板，其下表面平整，外观轻巧，施工方便。
2.1.4建筑材料的选取
梁采用C20混凝土；柱、基础采用C25混凝土，；楼梯采用C25混凝土。
2.1.5基础形式的选取
本设计采用柱下独立基础。
2.2结构平面布置（见附图1~3）
2.3梁、柱截面尺寸确定
主梁的跨度一般为5~9米，最大可达12米，主梁高为跨度的1/14~1/8；次梁的跨度即主梁的间距，一般为4~6米，次梁高为跨度的1/18~1/12。
主次梁的宽高比均为1/3~1/2；板的跨度即为次梁的间距，一般为1.8~3.6米，根据荷载的大小和施工要求，板厚一般为60~180mm。
详见结构平面布置图。
框架柱截面高度与宽度均不宜小于300mm，柱剪跨比宜大于2；框架柱中线与框架梁中线的偏心距不宜大于柱截面在该方向宽度的1/4,。
截面尺寸一般由轴压比限值控制：
柱截面形状由建筑施工平面图确定，基本原则为不减少空间使用面积，既以不突出墙体为优，具体截面尺寸由PKPM电算经控制轴压比确定，详见柱结构施工图。
3.荷载计算
3.1恒荷载计算
3.1.1屋面：
刚性防水屋面（有保温层）：
水泥彩瓦0.55KN/
25厚水泥砂浆卧瓦层（内配钢筋）0.025×25=0.625KN/
100厚C20混凝土屋面0.1×25=2.5KN/
40厚C20细石混凝土（内配φ4@150双向钢筋）0.04×20=0.8KN/
50厚水泥防水珍珠岩块保温层0.05×2.5=0.125KN/
20厚1:
3水泥砂浆找平层0.02×20=0.4KN/
12厚板底抹灰0.012×20=0.24KN/
合计5.24KN/
3.1.2
（1）楼面：
水磨石地面（10mm面层，20mm水泥砂浆打底，素水泥打底）0.65KN/
100厚钢筋混凝土结构层0.1×25=2.5KN/
20厚板底抹灰0.02×20=0.4KN/
合计3.55KN/
（2）卫生间楼面：
12厚大理石面层，水泥砂浆擦缝，10厚1:
3干硬性水泥，2厚聚氨酯防水涂料。
四周卷起0.60KN/
找坡层：
最低处25厚水泥石灰焦渣砂浆3‰0.04×14=0.56KN/
80厚钢筋混凝土楼板0.08×25=2.0KN/
20厚板底抹灰0.02×20=0.4KN/
合计3.56N/
3.1.3墙自重：
（1）一层墙自重：
1轴、E~H轴，1轴、A~C轴，4轴、F~H轴、4轴、B~C轴：
200厚非承重外墙，外侧贴面砖，内侧20厚抹灰，则墙体线荷载为：
3.6×0.2×12.5+3.6×0.5+3.6×0.36=11.58KN/m
3轴、E~H轴，E轴、1~2轴，D轴、3~5轴，C轴、3~5轴：
200厚非承重内墙，双侧20厚抹灰，则墙体线荷载为：
3.6×0.2×12.5+3.6×0.36×2=11.592KN/m
有门窗外墙：
200厚空心多孔砖：
C1：
（3.6-2.4）×0.2×12.5=3KN/m
C2:
（3.6-1.8）×0.2×12.5=4.5KN/m
C3:
（3.6-1.9）×0.2×12.5=4.25KN/m
C4:
（3.6-1.3）×0.2×12.5=5.75KN/m
C5:
（3.6-1.2）×0.2×12.5=6KN/m
瓷砖外墙面：
C1：
（3.6-2.4）×0.5=0.6KN/m
C2:
（3.6-1.8）×0.5=0.9KN/m
C3:
（3.6-1.9）×0.5=0.85KN/m
C4:
（3.6-1.3）×0.5=1.15KN/m
C5:
（3.6-1.2）×0.5=1.2KN/m
水泥粉刷内墙面：
C1：
（3.6-2.4）×0.36=0.432KN/m
C2:
（3.6-1.8）×0.36=0.648KN/m
C3:
（3.6-1.9）×0.36=0.612KN/m
C4:
（3.6-1.3）×0.36=0.828KN/m
C5:
（3.6-1.2）×0.36=0.864KN/m
铝合金窗：
C1：
1.800KN/m
C2:
1.170KN/m
C3:
0.760KN/m
C4:
1.495KN/m
C5:
0.900KN/m
合计：
C1=5.832KN/mC2：
7.218KN/mC3=6.472KN/mC4=9.223KN/mC5=8.964KN/m
J轴、1~2轴，J轴、2~3轴，J轴、3~4轴：
200厚非承重外墙，外侧贴面砖，内侧20厚抹灰，则墙体线荷载为：
[11.58×（3.6-1.8）+（7.218×1.8）]
3.6=9.399KN/m
1轴、C~E轴：
200厚非承重外墙，外侧贴面砖，内侧20厚抹灰，则墙体线荷载为：
[（3.6-0.8×3）×11.58+6.472×0.8×3）]
3.6=8.174KN/m
4轴、D~F轴：
200厚非承重外墙，外侧贴面砖，内侧20厚抹灰，则墙体线荷载为：
（8.964×1.2+1.4×11.58）
3.6=10.372KN/m
B轴、3~4轴：
200厚非承重外墙，外侧贴面砖，内侧20厚抹灰，则墙体线荷载为：
（5.832×2.4+1.2×11.58）
3.6=7.748KN/m
1/B轴、1/2轴~3轴：
200厚非承重外墙，外侧贴面砖，内侧20厚抹灰，则墙体线荷载为：
11.58×1
2.4=4.825KN/m
（2）二层墙自重：
4轴、H~F轴,4轴、B~C轴，1轴、B~C轴：
200厚非承重外墙，外侧贴面砖，内侧20厚抹灰，则墙体线荷载为：
3.0×0.2×12.5+3.0×0.5+3.0×0.36=10.08KN/m
有门窗外墙：
200厚空心多孔砖：
C1：
（3.0-2.4）×0.2×12.5=1.50KN/m
C2:
（3.0-1.8）×0.2×12.5=3.00KN/m
C3:
（3.0-1.9）×0.2×12.5=5.50KN/m
C4:
（3.0-1.3）×0.2×12.5=4.25KN/m
C5:
（3.0-1.2）×0.2×12.5=1.50KN/m
瓷砖外墙面：
C1：
（3.0-2.4）×0.5=0.30KN/m
C2:
（3.0-1.8）×0.5=0.60KN/m
C3:
（3.0-1.9）×0.5=1.10/m
C4:
（3.0-1.3）×0.5=0.85KN/m
C5:
（3.0-1.2）×0.5=0.91KN/m
水泥粉刷内墙面：
C1：
（3.0-2.4）×0.36=0.216KN/m
C2:
（3.0-1.8）×0.36=0.432KN/m
C3:
（3.0-1.9）×0.36=0.792KN/m
C4:
（3.0-1.3）×0.36=0.612KN/m
C5:
（3.0-1.2）×0.36=0.648KN/m
铝合金窗：
C1：
1.800KN/m
C2:
1.170KN/m
C3:
0.760KN/m
C4:
1.495KN/m
C5:
0.900KN/m
合计：
C1=3.816KN/mC2=5.202KN/mC3=8.152KN/mC4=7.112KN/mC5=6.948KN/m
3轴、H~F轴；2轴、H~F轴；D轴、3~5轴；C轴、3~5轴；C轴、1~1/2轴:
200厚非承重内墙，双面抹灰，则墙体线荷载为：
3.0×0.2×12.5+3.0×1.36×2=9.66KN/
H轴、3~4轴：
（5.202×1.8+10.08×0.9×2）
3.6=7.641KN/m
H轴、2~3轴：
10.08×0.9×2
3.6=5.04KN/m
H轴、1~2轴：
（5.202×1.8+10.08×0.9×2）
3.6=7.641KN/m
4轴、D~F轴：
（6.948×1.2+0.7×2×10.08）
2.6=8.634KN/m
5轴、C~D轴：
（6.948×1.2+0.6×2×10.08）
2.4=8.514KN/m
B轴、3~4轴：
（10.08×2×0.9）
3.6=5.04KN/m
B轴、1/2~3轴：
（6.948×1.2+10.08×2×0.6）
2.4=8.514KN/m
1轴、E~H轴：
（3.816×2.4+1.2×2×10.08）
4.8=6.948KN/m
1轴、C~E轴：
（8.152×2.4+10.18×1.2）
3.6=8.828KN/m
3轴、D~F轴：
9.66×1.7
2.6=6.316KN/m
3轴、B~C轴,1/2轴、B~C轴：
9.66×3.3
4.2=7.59KN/m
F轴、3~4轴,E轴、1~2轴，E轴、2~3轴：
9.66×2.7
3.6=7.245KN/m
（3）阁楼层墙自重
E轴、1~2轴：
12.5×2.2×1.1×0.5×0.2
3.6=0.84KN/m
C轴、1~3轴：
（2.395×4.8+5.8×2.4）
7.2=3.53KN/m
2轴、E~H轴：
（12.5×3.2×1.87×0.5×0.2）
4.8+{12.5×[1.8×2.77+（1.8+1.139）×0.33×0.5]×0.2}
3.6=3.799KM/m
3轴、B~C轴:
[12.5×（1.13×2.26×0.5+2.6×0.5）×0.2]
4.2=1.534KN/m
3轴、E~F轴:
{12.5×[1.8×207+（1.8+1.139）×0.33×0.5]×0.2}
3.4=4.02KN/m
3.2活荷载计算
楼面2.0KN/
楼梯2.5KN/
不上人坡屋面0.5KN/
3.3荷载平面简图（见附图4~6）
4.PMCAD楼板设计
4.1楼板厚度估算
板厚一般为60mm~180mm，取普通楼面板厚为100mm，卫生间及阳台为80mm。
4.2楼板配筋简图（见附图7~9）
4.3楼板挠度图（见附图10~12）
4.4楼板裂缝图（见附图13~15）
5.SATWE电算分析
5.1结构总信息
总信息
结构材料信息:
钢砼结构
混凝土容重（kN/m3）:
Gc=25.00
钢材容重（kN/m3）:
Gs=78.00
水平力的夹角（Rad）:
ARF=0.00
地下室层数:
MBASE=0
竖向荷载计算信息:
按模拟施工1加荷计算
风荷载计算信息:
计算X,Y两个方向的风荷载
地震力计算信息:
计算X,Y两个方向的地震力
“规定水平力”计算方法:
楼层剪力差方法（规范方法）
特殊荷载计算信息:
不计算
结构类别:
框架结构
裙房层数:
MANNEX=0
转换层所在层号：
MCHANGE=0
嵌固端所在层号：
MQIANGU=1
墙元细分最大控制长度（m）DMAX=1.00
墙元网格:
侧向出口结点
是否对全楼强制采用刚性楼板假定否
强制刚性楼板假定是否保留板面外刚度是
墙梁跨中节点作为刚性楼板的从节点是
采用的楼层刚度算法层间剪力比层间位移算法
结构所在地区全国
风荷载信息
修正后的基本风压（kN/m2）:
WO=0.70
风荷载作用下舒适度验算风压:
WOC=0.10
地面粗糙程度:
B类
结构X向基本周期（秒）:
T1=0.43
结构Y向基本周期（秒）:
T2=0.42
是否考虑风振:
是
风荷载作用下结构的阻尼比（%）:
WDAMP=5.00
风荷载作用下舒适度验算阻尼比（%）:
WDAMPC=2.00
构件承载力设计时考虑横风向风振影响:
否
承载力设计时风荷载效应放大系数:
WENL=1.00
体形变化分段数:
MPART=1
各段最高层号:
NSTi=3
各段体形系数:
USi=1.30
地震信息
振型组合方法（CQC耦联;SRSS非耦联）CQC
计算振型数:
NMODE=9
地震烈度:
NAF=7.00
场地类别:
KD=II
设计地震分组:
二组
特征周期TG=0.40
地震影响系数最大值Rmax1=0.08
用于12层以下规则砼框架结构薄弱层验算的
地震影响系数最大值Rmax2=0.50
框架的抗震等级:
NF=3
剪力墙的抗震等级:
NW=3
钢框架的抗震等级:
NS=3
抗震构造措施的抗震等级:
NGZDJ=不改变
活荷重力荷载代表值组合系数:
RMC=0.50
周期折减系数:
TC=1.00
结构的阻尼比（%）:
DAMP=5.00
中震（或大震）设计:
MID=不考虑
是否考虑偶然偏心:
否
是否考虑双向地震扭转效应:
否
斜交抗侧力构件方向的附加地震数=0
活荷载信息
考虑活荷不利布置的层数从第1到3层
柱、墙活荷载是否折减不折算
传到基础的活荷载是否折减折算
考虑结构使用年限的活荷载调整系数1.00
柱，墙，基础活荷载折减系数
计算截面以上的层数折减系数
11.00
2---30.85
4---50.70
6---80.65
9---200.60
>200.55
调整信息
梁刚度放大系数是否按2010规范取值：
是
梁端弯矩调幅系数：
BT=0.85
梁活荷载内力增大系数：
BM=1.00
连梁刚度折减系数：
BLZ=0.60
梁扭矩折减系数：
TB=0.40
全楼地震力放大系数：
RSF=1.00
0.2Vo调整分段数：
VSEG=0
0.2Vo调整上限：
KQ_L=2.00
框支柱调整上限：
KZZ_L=5.00
顶塔楼内力放大起算层号：
NTL=0
顶塔楼内力放大：
RTL=1.00
框支剪力墙结构底部加强区剪力墙抗震等级自动提高一级:
是
实配钢筋超配系数CPCOEF91=1.15
是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力IAUTO525=1
弱轴方向的动位移比例因子XI1=0.00
强轴方向的动位移比例因子XI2=0.00
是否调整与框支柱相连的梁内力IREGU_KZZB=0
强制指定的薄弱层个数NWEAK=0
薄弱层地震内力放大系数WEAKCOEF=1.25
强制指定的加强层个数NSTREN=0
配筋信息
梁箍筋强度（N/mm2）:
JB=270
柱箍筋强度（N/mm2）:
JC=270
墙分布筋强度（N/mm2）:
JWH=210
边缘构件箍筋强度（N/mm2）:
JWB=210
梁箍筋最大间距（mm）:
SB=100.00
柱箍筋最大间距（mm）:
SC=100.00
墙水平分布筋最大间距（mm）:
SWH=150.00
墙竖向分布筋配筋率（%）:
RWV=0.30
结构底部单独指定墙竖向分布筋配筋率的层数:
NSW=0
结构底部NSW层的墙竖向分布配筋率:
RWV1=0.60
设计信息
结构重要性系数:
RWO=1.00
柱计算长度计算原则:
有侧移
梁柱重叠部分简化:
不作为刚域
是否考虑P-Delt效应：
否
柱配筋计算原则:
按单偏压计算
按高规或高钢规进行构件设计:
否
钢构件截面净毛面积比:
RN=0.85
梁保护层厚度（mm）:
BCB=20.00
柱保护层厚度（mm）:
ACA=20.00
剪力墙构造边缘构件的设计执行高规7.2.16-4:
是
框架梁端配筋考虑受压钢筋:
是
结构中的框架部分轴压比限值按纯框架结构的规定采用:
否
当边缘构件轴压比小于抗规6.4.5条规定的限值时一律设置构造边缘构件:
是
是否按混凝土规范B.0.4考虑柱二阶效应:
否
荷载组合信息
恒载分项系数:
CDEAD=1.20
活载分项系数:
CLIVE=1.40
风荷载分项系数:
CWIND=1.40
水平地震力分项系数:
CEA_H=1.30
竖向地震力分项系数:
CEA_V=0.50
特殊荷载分项系数:
CSPY=0.00
活荷载的组合值系数:
CD_L=0.70
风荷载的组合值系数:
CD_W=0.60
活荷载的重力荷载代表值系数:
CEA_L=0.50
剪力墙底部加强区的层和塔信息.
层号塔号
11
用户指定薄弱层的层和塔信息.
层号塔号
用户指定加强层的层和塔信息
层号塔号
约束边缘构件与过渡层的层和塔信息.
层号塔号类别
11约束边缘构件层
21约束边缘构件层
各层的质量、质心坐标信息
层号塔号质心X质心Y质心Z恒载质量活载质量附加质量质量比
（m）（m）（t）（t）
315.4007.5009.60037.95.00.00.33
215.5517.4406.600123.78.30.00.64
115.9287.3493.600188.916.70.01.00
活载产生的总质量（t）:
30.014
恒载产生的总质量（t）:
350.497
附加总质量（t）:
0.000
结构的总质量（t）:
380.511
恒载产生的总质量包括结构自重和外加恒载
结构的总质量包括恒载产生的质量和活载产生的质量和附加质量
活载产生的总质量和结构的总质量是活载折减后的结果（1t=1000kg）
各层构件数量、构件材料和层高
层号（标准层号）塔号梁元数柱元数墙元数层高累计高度
1
（1）168（25/360）17（25/360）0（30/300）3.6003.600
2
（2）170（25/360）17（25/360）0（30/300）3.0006.600
3（3）134（25/360）0（30/360）0（30/300）3.0009.600
风荷载信息
层号塔号风荷载X剪力X倾覆弯矩X风荷载Y剪力Y倾覆弯矩Y
318.048.024.10.000.00.0
2154.2062.2210.845.1045.1135.3
1166.31128.5673.649.2794.4475.1
===========================================================================
各楼层等效尺寸（单位:
m,m2）
层号塔号面积形心X形心Y等效宽B等效高H最大宽BMAX最小宽BMIN
11166.695.757.3810.9515.3015.3010.95
21141.365.387.3110.9312.9512.9810.90
31139.925.327.3110.8013.0113.0410.76
各楼层的单位面积质量分布（单位:
kg/m2）
层号塔号单位面积质量g[i]质量比max（g[i]/g[i-1],g[i]/g[i+1]）
111233.271.32
21933.843.04
31306.811.00
计算信息
第一步:
数据预处理
第二步:
计算每层刚度中心、自由度、质量等信息
第三步:
地震作用分析
第四步:
风及竖向荷载分析
第五步:
计算杆件内力
各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息
FloorNo:
层号
TowerNo:
塔号
Xstif，Ystif:
刚心的X，Y坐标值
Alf:
层刚性主轴的方向
Xmass，Ymass:
质心的X，Y坐标值
Gmass:
总质量
Eex，Eey:
X，Y方向的偏心率
Ratx，Raty:
X，Y方向本层塔侧移刚度与下一层相应塔侧移刚度的比值（剪切刚度
）
Ratx1，Raty1:
X，Y方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值
或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者
RJX1，RJY1，RJZ1:
结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度（剪切刚度）
RJX3，RJY3，RJZ3:
结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度（地震剪力与地震层间位移的比）
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