钢筋混凝土结构为主多层建筑结构毕业设计.docx
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钢筋混凝土结构为主多层建筑结构毕业设计
钢筋混凝土结构为主多层建筑结构毕业设计
1、结构设计
1.1结构布置及计算简图的确定
根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求,进行了建筑平面、立面及剖面设计,墙体采用加气混凝土砌块做隔墙,楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构,楼板厚度取100mm。
1.1.1选择承重方案
该建筑为综合楼,房间布局较为整齐规则,且不需要考虑太大空间布置,所以采用横向框架承重方案,四柱三跨不等跨的形式。
柱网布置形式详见建筑平面图。
1.1.2梁、柱截面尺寸估算
纵梁:
取
取
横梁:
,
取
取
次梁:
取
取
各层梁截面尺寸及混凝土强度等级如下表,
表1-2-1梁截面尺寸(mm)及各层混凝土强度等级
层次
混凝土强度等级
横梁b×h
纵梁
次梁
1~7
C30
300600
300600
300600
柱截面尺寸估算该框架结构的抗震等级为三级,其轴压比限值为[]=0.9,各层重力荷载代表值近似取15kN/m2,中柱的负荷面积为4.27.7=32.34m2,可得一层柱截面面积为:
取柱子截面为正方形,柱截面尺寸为586mm586mm
根据上述结果,并综合考虑其它因素,本设计柱截面尺寸取值如下:
1~7层600mm600mm
基础选用柱下独立基础,基础顶面距室外地面为500mm。
1.2.3结构计算简图
框架结构计算简图,取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线,梁轴线取至板顶,2~7层高度即为层高,取4.8m;底层柱高度从基础顶面取至一层板顶,即h1=4.8+0.45+0.5=5.75m。
见下图:
2-1-1结构计算简图
2、荷载计算
2.1屋面及楼面的永久荷载标准值
屋面(不上人)
屋面采用钢筋混凝土屋面板。
除结构层外,自重为2.3kN/m2
屋面结构层自重:
0.125=2.5kN/m2
合计4.8kN/m2
天棚
7厚1:
1:
4水泥石灰砂浆0.14kN/m2
5厚1:
0.5:
3水泥石灰砂浆0.1kN/m2
合计0.24kN/m2
1~6层楼面
除结构层外,自重为1.2kN/m2
结构层自重:
0.125=2.5kN/m2
合计3.7kN/m2
2.2屋面及楼面可变荷载标准值
不上人屋面均布活荷载标准值0.50kN/m2
楼面活荷载标准值2.0kN/m2
走廊活荷载标准值2.5kN/m2
屋面雪荷载标准值Sk=μrs0=1.00.35=0.35kN/m2
屋面风荷载标准值
式中:
μr为屋面积雪分布系数,取μr=1.0
2.3梁、柱、墙重力荷载计算
查规范得以下自重,
外墙面为面砖墙面自重:
0.5kN/m2
混凝土空心小砌块11.8kN/m2
2.3.1梁自重计算
b×h=300mm×600mm
梁自重:
25×0.3×(0.6-0.12)=3.6kN/m
抹粉层:
10厚混合砂浆:
0.21kN/m
合计3.81kN/m
2.3.2柱自重计算
b×h=600mm×600mm
柱自重:
0.6×0.6×25=9kN/m
贴面及粉刷:
(0.6×4-0.2×2)×0.02×17=0.68kN/m
合计9.68kN/m
女儿墙自重(含贴面和粉刷):
0.90.02217+0.2150.9=3.312kN/m
2.3.3隔墙自重
标准层:
内隔墙:
4.80.27.5=7.2kN/m
水泥石灰砂浆0.65kN/m
合计:
7.85kN/m
底层:
内隔墙:
5.750.27.5=7.2kN/m
水泥石灰砂浆1.224kN/m
合计:
8.424kN/m
2.3.4外墙自重
标准层:
外墙4.80.27.5=7.85kN/m
水泥砂浆外墙面:
4.80.01520=0.27kN/m
水泥石灰砂浆0.33kN/m
合计:
9.62kN/m
底层:
外墙5.750.27.5=8.6kN/m
水泥砂浆外墙面:
1.44kN/m
水泥石灰砂浆0.33kN/m
合计:
10.32kN/m
2.4计算重力荷载代表值
2.4.1第7层的重力荷载代表值:
屋面恒载:
(212+3.4)4.22.3=264.68kN
女儿墙:
3.3124.22=27.82kN
纵横梁自重:
8×4.2×3.81+(212+3.4)3.812=336.804kN
半层柱自重:
9.68×4.8×4×0.5=92.928kN
半层墙自重:
2×4.2×1.95+(212+3.4)22=125.98kN
屋面雪载:
(122+3.4)4.20.35=40.28kN
恒载+0.5雪载:
264.68+27.82+336.804+92.928+125.98+0.540.28=968.352kN
2.4.22~6层的重力荷载代表值
楼面恒载:
(122+3)4.21.2=138.096kN
上`下半层墙重:
125.98+125.98=251.96kN
纵横梁自重:
336.804kN
上半层柱+下半层柱:
92.928+92.928=185.856kN
楼面活荷载:
4.2(1222+3.42.5)=237.3kN
恒载+0.5活载:
138.096+251.96+336.804+185.856+0.5×237.3=1031.366kN
2.4.3一层的重力荷载代表值:
楼面恒载:
138.096kN
下半层墙自重:
(a)外纵墙:
0.5×2×4.2×7.8=32.76kN
(b)内纵墙:
0.5×2×4.2×8.424=70.762kN
(c)横墙:
0.5×(3.4+12×2)×2×8.424=230.818kN
纵横梁自重:
336.804kN
上半层墙自重:
125.98kN
上半层柱自重+下半层柱自重:
0.5×9.68×4.55×4)=88.09kN
楼面活荷载:
237.3kN
恒载+0.5×楼面活载:
138.096+32.76+70.762+230.818+336.804+125.98+88.09+237.3/2=1376.768kN
则一榀框架总重力荷载代表值为:
(n=7)
3、横向框架侧移刚度计算
3.1计算梁、柱的线刚度
梁线刚度计算梁柱混凝土标号均为,。
在框架结构中,现浇楼面或预制楼板但只有现浇层的楼面,可以作为梁的有效翼缘,增大梁的有效刚度,减少框架侧移。
考虑这一有利作用,在计算梁的截面惯性矩时,对现浇楼面的边框架梁取,对中框架梁取。
表3-1-1横梁线刚度计算表
类别
Ec
/(N/mm2)
bh
/mmmm
I0
/mm4
/mm
ECI0/
/Nmm
2ECI0/
Nmm
边横梁
3.0104
300600
5.4109
12000
1.351010
2.701010
走道梁
3.0104
300600
5.4109
3400
4.761010
9.521010
柱线刚度计算
表3-1-2柱线刚度Ic计算表
层次
/mm
Ec
/(N/mm2)
bh
/mmmm
Ic
/mm4
ECIc/
/Nmm
1
5750
3.0104
600600
10.8109
5.631010
2~7
4800
3.0104
600600
10.8109
6.751010
3.2计算柱的侧移刚度
柱的侧移刚度D计算公式:
其中为柱侧移刚度修正系数,为梁柱线刚度比,不同情况下,、取值不同。
对于一般层:
对于底层:
表3-2-1横向框架柱侧移刚度D计算表
层次
层高
(m)
柱
根
数
N/mm
2-7
4.8
边柱
2
0.4
0.17
5976.56
45703.12
中柱
2
1.81
0.48
16875
1
5.75
边柱
2
0.48
0.395
8071.44
42275.7
中柱
2
2.17
0.64
13066.41
,该框架为规则框架。
图3-2-1框架计算简图
4、横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算
4.1横向水平地震作用下的框架结构的内力计算和侧移计算。
4.1.1横向自振周期的计算
运用顶点位移法来计算,对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构,基本自振周期可按下式来计算:
式中,——计算结构基本自振周期用的结构顶点假想位移,即假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值作为水平荷载而算得的结构顶点位移;
——结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数,取0.7;
表4-1-1结构顶点的假想位移计算
层次
7
968.352
968.352
45703.12
21.18
643.51
6
1031.366
1999.718
45703.12
43.75
621.88
5
1031.366
3031.084
45703.12
66.32
578.13
4
1031.366
4062.45
45703.12
88.98
511.81
3
1031.366
5093.816
45703.12
111.45
422.92
2
1031.366
6125.182
45703.12
134.02
311.47
1
1376.768
7501.95
42275.7
177.45
177.45
由上表计算基本周期,
4.1.2水平地震作用及楼层地震剪力计算
该建筑结构高度远小于40m,质量和刚度沿高度分布比较均匀,变形以剪切为主,因此用底部剪力法来计算水平地震作用。
首先计算总水平地震作用标准值即底部剪力。
式中,——相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数;
——结构等效总重力荷载,多质点取总重力荷载代表值的85%;
徐州地区特征分区为一区,又场地类别为Ⅱ类,查规范得特征周期
查表得,水平地震影响系数最大值
由水平地震影响系数曲线来计算,
式中,——衰减系数,=0.05时,取=0.9;
因为
所以需要考虑顶部附加水平地震作用。
查表得:
则
故作用在结构各楼层上的水平地震作用为:
式子:
、分别为集中于质点i、j的荷载代表值,、为质点i、j的计算高度,各楼层的地震剪力按计算
表4-1-2各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表
层次
7
34.55
968.352
33456.562
54.46
54.56
6
29.75
1031.366
30683.139
49.94
104.4
5
24.95
1031.366
25526.309
41.88
146.28
4
20.15
1031.366
20782.025
33.83
180.11
3
15.38
1031.366
15862.409
25.82
205.93
2
10.55
1031.366
10880.911
17.71
223.64
1
5.75
1376.768
7916.416
12.89
236.53
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