六层框架结构住宅毕业设计.docx

资源描述

六层框架结构住宅毕业设计.docx

《六层框架结构住宅毕业设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《六层框架结构住宅毕业设计.docx（80页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

六层框架结构住宅毕业设计.docx

六层框架结构住宅毕业设计

正文

第一章设计任务及要求

1.1设计原始资料

1.1.1工程概况

本建筑为某六层住宅楼项目，建筑面积为4665.6m2，位于秦皇岛的东南角，耐久年限为50年，7度设防，结构类型为框架结构。

设计依据

a）国家现行的有关结构设计规范、规程及规定。

b）本工程各项批文及甲方单位要求。

c）本工程的活载取值严格按《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）执行。

设计资料

1土木工程专业毕业设计指导科学出版社

2实用钢筋混凝土构造手册中国建筑工业出版社

3建筑结构荷载规范（GB5009-2001）中国建筑工业出版社

4建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001）中国建筑工业出版社

5混凝土结构设计规范（GB50010—2002）中国建筑工业出版社

6地基与基础设计规范（GB5007-2002）中国建筑工业出版社

7建筑抗震设计规范（GB50011—2001）中国建筑工业出版社

本工程采用框架结构体系，抗震等级为三级。

本工程耐火等级为二级，其建筑构件的耐火极限及燃烧性能均按民用建筑设计规范（GBJI0I8-7）执行.

全部图纸尺寸除标高以米为单位外均以毫米为单位。

本工程结构图中所注标高均为结构标高。

1.1.2自然条件

1、建设地带、地形及周边条件（环境）：

该地区抗震设防烈度为7度，抗震等级为三级

设计地震动参数amax=0.08,Tg=0.35s

2、气象：

全年主导风向：

东南风

基本风压为：

0.45kN/m2（B类场地）

本雪压为：

0.20kN/m2

3、水文、地质：

根据工程地质勘测报告，拟建场地地势平坦，土质为粘性土，没有夹层，其承载力的标准值为200kN/m2，可作为天然地基持力层。

地下水位距地表最低为-3.0m,对建筑物基础无影响。

第二章结构方案总说明

2.1材料选择

2.1.1钢筋选择：

梁柱HRB400fy=360N/mm2

构造钢筋箍筋HPB300fy=270N/mm2

2.1.2砼强度的选择：

C30fc=14.3N/mm2ft=1.43N/mm2Ec=3.00×10N/mm2

2.2构件截面尺寸选择

2.2.1梁的截面尺寸

横向框架梁h=lo/12~lo/8=7200/12~7200/8=600~900取h=800mm

b=h/2~h/4=450~225取b=300mm

且h/b=2.63<4符合要求

纵向框架梁h=lo/12~lo/8=6600/12~6600/8=550~825取h=800mm

b=h/2~h/4=350~175取b=300mm

且h/b=2.63<4符合要求

次梁h×b=500mm×200mm

2.2.2板的设计

按最小高跨比要求h/lo≥1/35

取h=100mm,则100/2100≥1/35符合要求

2.2.3柱的设计

底层：

内柱令b≥H/15=5250/15=350mm取500mm×500mm

外柱取500mm×500mm

标准层及顶层：

内柱b≥H/15=3300/15=220取500mm×500mm

外柱取500mm×500mm

2.3荷载统计

作用在框架结构上的荷载通常为恒载和活载。

恒载包括结构自重、结构表面的粉灰重、土压力、预加应力等。

活荷载包括楼面和屋面活荷载、风荷载、雪荷载、安装荷载等。

高层建筑水平力是起控制作用的荷载，包括地震作用和风力。

地震作用计算方法按《建筑结构抗震设计规范》进行，对高度不超过40m以剪切为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，可采用底部剪力法。

竖向荷载主要是结构自重（恒载）和使用荷载（活载）。

结构自重可由构件截面尺寸直接计算，建筑材料单位体积重量按荷载规范取值。

使用荷载（活荷载）按荷载规范取值，楼面活荷载折减系数按荷载规范取用。

2.3.1.竖向荷载

（1）屋面

恒荷载：

铝基涂料0.5KN/m2

15厚细纱保护层17×0.015＝0.255KN/m2

沥青卷材防水层0.05KN/m2

20厚抗裂砂浆0.020×20KN/m3=0.4KN/m2

120厚加强型水泥石膏聚苯保温板0.17KN/m3×0.12＝0.0204KN/m2

100厚钢筋砼楼面板24KN/m3×0.1＝2.4KN/m2

15厚石灰砂浆抹灰顶棚17KN/m3×0.015＝0.255KN/m2

合计3.8804KN/m2

活荷载标准值：

不上人屋面0.5KN/m2

（2）楼面荷载（宿舍）

恒荷载：

10厚陶瓷地砖20KN/m3×0.01＝0.2KN/m2

5厚水泥胶结合层16KN/m3×0.01＝0.08KN/m2

15厚1：

3水泥砂浆找平层20KN/m3×0.015＝0.3KN/m2

100厚钢筋砼楼面板24KN/m3×0.1＝2.4KN/m2

15厚石灰砂浆抹灰顶棚17KN/m3×0.015＝0.255KN/m2

合计3.235KN/m2

活荷载标准值：

宿舍2.0KN/m2

宿舍走廊2.5KN/m2

屋面0.5KN/m2

（3）各层走廊楼面

水磨石地面10m面层，20mm水泥砂浆打底，素水泥浆结合层一道0.45KN/m2

100厚钢筋砼板25×0.4＝2.5KN/m2

5厚混合砂浆抹灰17×0.005＝0.085KN/m2

合计3.04KN/m2

2.3.2梁荷载

（1）次梁（10厚抹灰层，200×500）

25×0.2×（0.5－0.1）＋0.01×0.3×2×17＋0.2×0.01×17＝2.136KN/m

（2）主梁（10厚抹灰层，300×800）

25×（0.8－0.1）×0.3＋0.01×（0.7－0.1）×2×17＋0.3×0.01×17＝5.505

KN/m

2.3.3墙体及其他构件

（1）檐口（200宽）

15厚1：

3水泥砂浆找平层20KN/m3×0.2×0.015＝0.06KN/m

SBS改性沥青卷材0.3KN/m2×0.2＝0.06KN/m

卷材胶结剂0.2×3KN/m2＝0.6KN/m

15厚1：

3水泥砂浆找平层20KN/m3×0.2×0.015＝0.06KN/m

10厚轻集料砼找坡层12KN/m3×0.2×0.01＝0.024KN/m

10厚钢筋砼板25KN/m3×0.2×0.1＝0.05KN/m

合计1.304KN/m

（2）女儿墙（1400高240宽）

普通砖18KN/m3×1.4×0.24＝6.048KN/m

水泥砂浆20KN/m3×0.015×0.9＝0.27KN/m

涂料0.05KN/m2×（0.9×2＋0.24）＝0.102KN/m

合计6.42KN/m

（3）雨篷

防水砂浆20KN/m3×0.02×0.05=0.02KN/m

（4）2～5层砌体内墙（每堵）

砖重18KN/m3×0.24×（3.9×9.0－2×2.1×0.9）＝135.30KN

门重0.5KN/m2×2.1×0.9×2＝1.89KN

水泥砂浆2×20KN/m2×0.015×（3.9×9.0－2×2.1×0.9）＝18.79KN

8厚陶瓷面砖2×19.8KN/m3×0.008×（3.9×9.0－2×2.1×0.9）＝9.92KN

合计165.9KN/9=18.43KN/m

（5）底层内墙

18×0.24×（4.2×9－2×2.1×0.9）＋0.5×2.1×0.9×2＋2×20×0.015×（4.2×9－2×2.1×0.9）＋2×19.8×0.008×（4.2×9－2×2.1×0.9）＝20.01KN

（6）2~5层砌体外墙

砖重18KN/m3×0.37×（3.9×9.0－2×1.8×1.8）＝190.61KN

窗重0.5KN/m2×1.8×1.8×2＝3.24KN

20厚石灰砂浆7KN/m3×0.02×（3.9×9－2×1.8×1.8）＝9.73KN

80厚充气石膏板13.5KN/m3×0.08×（3.9×9－2×1.8×1.8）

＝30.91KN

水泥砂浆20KN/m3×0.015×（3.9×9.0－2×1.8×1.8）＝8.59KN

5厚水泥胶结合板0.4KN/m2×（3.9×9－2×1.8×1.8）＝11.45KN

细石窗台2×26.4KN/m2×0.37×1.8×0.08＝2.81KN

合计257.34/9＝28.59KN/m

（7）底层外墙

18×0.37×（4.2×9－2×1.8×1.8）＋0.5×1.8×1.8×2＋17×0.02×（4.2×9－2×1.8×1.8）＋13.5×0.08×（4.2×9－2×1.8×1.8）＋20×0.015×（4.2×9－2×1.8×1.8）＋0.4×（4.2×9－2×1.8×1.8）＋2×26.4×0.37×1.8×0.08＝281.04/9＝31.23KN/m2

2.3.4风荷载

由设计条件，Wo＝0.45KN/m2，按C类粗糙度可查得在30m,20m,15m,10m,5m处为1.00，0.84，0.74，0.74，0.74、风荷载体型系数迎风面为＋0.8，背风面为－0.5

左风：

F5=0.45×（0.8＋0.5）×1.00×9.0×（3.9/2＋0.6）＝13.426KN

F4=0.45×（0.8＋0.5）×0.84×9.0×3.9＝17.25KN

F3=0.45×（0.8＋0.5）×0.74×9.0×3.9＝15.19KN

F2=0.45×（0.8＋0.5）×0.74×9.0×3.9＝15.19KN

F1=0.45×（0.8＋0.5）×0.74×9.0×（3.9/2＋4.65/2）＝16.65KN

风荷载标准值

2.4截面几何特性

2.4.1惯性矩

中框架梁2.0Io边框架梁1.5Io

梁Io＝bh3/12=300×7503/12＝1.055×1010

柱Io＝bh3/12=500×5003/12＝5.21×109

故边框架梁I=2.0Io＝2.11×1010

中框架梁I=2.0Io＝2.11×1010

2.4.2线刚度i＝EI/l

l：

对楼层取层高，对底层柱取基础顶面至二层楼板顶面

框架梁取柱轴线间距离

故边框架梁i＝EI/l＝1.583×1010E/6600＝2.40×106E

中框架梁i＝EI/l＝2.11×1011E/6600＝3.20×106E

底层柱i＝EI/l＝5.21×109E/5250＝1.00×106E

标准层己顶层i＝EI/l＝5.21×109E/3300＝1.57×106E

第三章结构方案设计计算

3.1框架结构的内力计算和荷载效应组合及侧移计算

3.1.1楼面板的内力计算（单向板）

（1）梁板截面尺寸选择

板支承中心线间距离lc=7200/3＝2400mm,选取板厚100mm

则h/lc＝100/2400＝1/24

次梁支承点中心线间距离lc＝7200mm

取b=200mm,h=100mm

框架梁b×h=300mm×800mm,框架柱500mm×500mm

（2）板的配筋计算

板的荷载设计值

gk=3.24KN/m2qk=2.0KN/m2

g+q=1.2gk+1.4qk=1.2×3.24+1.4×2=6.69KN/m2

板的计算跨度lo＝ln＝2100－200＝1900mm

ho＝h－as＝100－25＝75mm

列表计算如下：

单向板配筋计算表

截面位置

边支座

边跨跨中

第一内支座

第二跨及中间跨跨中

中间支座

弯矩位置

－1/16

1/14

－1/11

1/16

－1/14

M（Kn.m）

－1.50

1.714

－2.181

1.50

－1.714

γ0=0.5（1+

0.9895

0.9879

0.9847

0.9895

0.9879

As（mm2）

105

实配钢筋

Φ8

@200

Φ8

@200

Φ8

@200

Φ8

@200

Φ8

@200

3.1.2走廊上的双向板计算

（1）简图：

（2）弯矩设计值

lx/ly＝7200/6600＝1.09又gk=3.24Kn/m2,qk=2.5Kn/m2

故g+q=1.2×3.24+1.4×2.5=7.39Kn/m2

q/2=0.7×2.5=1.75Kn/m2

g-q/2=7.39-1.75=5.64Kn/m2

由四边固定和四边简支系数

在对称荷载下，mx=0.034my=0.010mx’=－0.075my’=－0.057

mγx=0.036mγy=0.017

反对称荷载下，mx=0.072my=0.028mγx=0.078mγy=0.042

可得（取泊松比＝0.2时弯矩，列在相应弯矩值后的括号内）

Mx=（0.034×5.64+0.072×1.75）×2.12=1.264kn.m（2.162kn.m）

My=（0.01×5.64+0.028×1.75）×14.4＝4.550kn.m（5.210kn.m）

Mx’=－0.075×7.39×2.12=－2.44kn.m

My’=－0.057×7.39×2.12＝－1.727kn.m

（3）配筋计算

Asx=Mx/0.9fyhoAsy=My/0.9fyhofy=360N/mm2h=100ho=75

位置

跨中lx方向

跨中ly方向

支座lx方向

支座ly方向

弯矩设计值

1.264（2.162）

4.55（5.210）

－2.44

－1.727

As（mm2）

52（94）

187（214）

104

实配钢筋

φ8@200

3.1.3纵向次梁配筋设计

令主梁梁高800mm,梁宽b=300mm;次梁高500mm，梁宽b=200mm

荷载设计值g+q=6.69×1.8＋1.2×25×0.5×0.2＝15KN/m

计算跨度lo=ln=7200-300=6900mm,支座处按矩形截面计算,跨中截面按T形计算,可求得bf’=l/3=9000/3=3000mm

正截面受弯承载力计算:

取ho=h=as=500-35=465mm,跨中截面均为第一类T形,现列表如下

次梁纵向受力钢筋计算

截面位置

边支座

边跨中

第一内支座

其余跨跨中

中间支座

弯矩系数

-1/24

1/14

1/16

-1/14

M=αm（g+q）l2

-29.04

51.00

-44.625

44.625

-51.00

αo=M/bhofc

0.002

0.004

0.005

0.003

0.004

γo=0.5（1+）

0.998

0.997

0.998

0.997

Ao=M/rohofy

173

305

267

305

选配钢筋

φ10

@200

φ10

@200

φ8@200

φ10

@200

（fc=14.3,fy=360）

斜截面受剪承载力计算

截面

边支座

第一内支座

中间支座

V=β（g+q）ln

51.75

51.72

0.25βcbhofc

295>V

290>V

0.7fcbho

箍筋肢数直径

Φ8

Asv=nAsv1

136

142

S=1.25fyvAsvho/V-0.7ftbho

105

115

实配箍筋间距s

120

100

3.2.风荷载作用下的框架内力计算

3.2.1各杆相对线刚度及相关尺寸

根据上图及水平风荷载标准值，采用D值法计算风荷载作用下的内力

1）框架柱的剪力

框架柱剪力标准值计算

层数

（ΣF）

柱号

k＝ib/2ic

αc=k/2+k

D=αc×12ic/h2

V＝ΣF×D’/ΣF（KN）

（17.56KN）

1.595

3.976

0.444

0.665

0.186（12/3.32）

0.279（12/3.32）

4.12

6.32

（23.55KN）

1.595

3.976

0.444

0.665

0.186（12/3.32）

0.279（12/3.32）

7.65

13.12

（19.36KN）

1.595

3.976

0.444

0.665

0.186（12/3.32）

0.279（12/3.32）

12.35

17.65

（19.36KN）

1.595

3.976

0.444

0.665

0.186（12/3.32）

0.279（12/3.32）

15.63

25.17

（21.38KN）

2.16

5.387

0.519

0.729

0.279（12/3.72）

0.226（12/3.72）

26.98

22.36

3.2.2框架柱反弯点高度计算

层数

第五层（m=5,n=5nh=3.3m）

柱号

γo

α1

γ1

α2

γ2

α3

γ3

y（m）

1.595

0.56

－

1.68

3.976

0.45

－

1.48

第四层（m=4,n=4,h=3.3m）

1.595

0.64

2.11

3.976

0.5

1.65

第三层（m=3,n=3,h=3.3m）

1.595

0.72

2.37

3.976

0.5

1.65

第二层（m=2,n=2,h=3.3m）

1.595

0.8

1.3

2.64

3.976

0.5

1.3

1.65

第一层（m=1,n=1,h=3.75m）

2.161

0.24

－

0.8

－

0.9

5.387

0.59

－

0.8

－

2.21

3.2.3风荷载作用下的框架内力

在求出各柱剪力Vi和该柱反弯点高度yi值后，则该柱下端弯矩Mi＝Vi×yi，上端弯矩为Vi（hi－yi），进而利用节点平衡求出框架梁端弯矩，画出左风作用下的框架内力图。

3.2.4风荷载作用下的侧移计算

风荷载标准值作用下的框架侧移验算

位置

ΣFwk

（KN）

ΣDji（KN/mm）

i＝1→n

△Uj

（mm）

△Uj/hj

限值

5层

17.56

71.546

0.27

1/12000

1/400

4层

23.55

70.546

0.35

1/11503

3层

19.36

70.546

0.31

1/12000

2层

19.36

70.546

0.31

1/13000

1层

26.98

53.697

0.46

1/8400

顶点位移

Σ△Uj＝1.7mmj＝1→n

1/13200

1/500

注Σdji＝Σαc/12×ic×h2（4根柱）×E（＝3.0×104N/mm2）

Uj＝ΣFwk/0.85×Σdji

3.3.框架的荷载效应组合（非抗震组合时）

3.3.1.组合公式

对于承载能力极限状态，按荷载效应的基本组合进行设计。

基本组合是永久作用和可变作用的组合。

a，由可变荷载效应控制的组合：

γG恒+γQ活；γG恒+γQ风；γG恒+0.9（γG活+γQ风）

其中，γG一般取1.2，当对结构有利时取1.0；γQ一般取1.4；对于一般多层框架结构，第二项往往不起控制作用。

b，由永久荷载效应控制的组合：

1.35恒+1.4ψc活，其中ψc为荷载组合值系数，除书库，档案库，储藏室，电梯机房等为0.9外，其余民用建筑为0.7.

3.3.2．控制截面内力组合值

框架梁：

框架梁的控制截面是梁的跨中和梁端支座边缘处，跨中截面的内力组合值为+M（同时注意可能出现的－M），梁端截面的内力组合值为－M（同时注意可能出现的+M）和V。

框架柱：

对于某一层框架柱，其控制截面为该柱的上端和下端。

由于框架柱是偏心受压构件，M和N的不同组合会导致受压承载力的变化，因此对于采用对称配筋截面的框架柱，应分别考虑如下三种内力组合，即：

|±M|max和相应的N,V；Nmax和相应的M,V。

3.3.3．荷载效应组合

（1）框架梁的内力组合表

屋面框架梁的内力组合表5层

杆件号

截面位置

跨中

B左

B右

跨中

内力种类

荷载分类

恒A

-17.58

66.36

153.62

-91.56

-89.13

-48.56

-15.87

3.63

活B

-38.26

40.5

116.92

-52.56

-45.02

-26.96

-8.28

6.54

风C

5.8

-1.5

-4.5

1.5

6.3

-1.9

风D

-5.8

1.5

4.5

-1.5

-6.3

1.9

内力组合

1.2A+1.4B

-74.564

136.072

347.688

-190.360

-156.184

-99.568

-30.636

13.636

1.2A+1.4C（或D）

1.35A+0.98B

-60.047

130.820

321.962

-186.523

-163.185

-92.568

-29.5389

11.52

1.2A+1.26（B+C或D）

-60.850

128.426

308.562

-183.568

-164.961

-89.516

-31.8708

12.36

楼面框架梁的内力组合表4层

杆件号

截面位置

跨中

B左

B右

跨中

内力种类

荷载分类

恒A

-76.56

68.93

152.17

-95.63

-75.43

-28.65

-14.43

3.86

活B

展开阅读全文