最新毕业五层框架结构计算书Word文档格式.docx
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算时做到更趋于精确,在建筑设计时把结构设计为对称结构。
框架结构主要承重构件为梁、柱,通常计算时把梁和柱的节点的连接方式看为刚接。
为计算分析方便起见,可把实际框架结构看成纵横两个方向的平面框架。
本设计的计算主要包括恒荷载、活荷载、风荷载、地震荷载下各个荷载之间的组合,最后选取对结构最不利的荷载组合来配筋,配筋时采用控制截面法来计算。
框架结构设计时,荷载效应组合采用简化的方法处理,即对所有可变荷载乘以荷载组合系数。
求某一指定截面的最不利内力时,根据影响线方法,直接确定此最不利内力的活荷载布置。
结合土层地质情况和地基承载力,基础为条形基础。
本设计选了结构中的一榀框架来计算,主要计算了梁和柱在各种荷载组合下的剪力、轴力、弯矩,再按照最不利截面来计算配筋和混凝土强度。
这本计算书包括了板,梁,楼梯,框架的所有计算内容。
关键词:
混凝土,框架,荷载,配筋,内力组合
ABSTRACT
Thisgraduationprojectisframeoffivelayersstructure,thedesignincludingbuildingmodellingandstructureiscalculated.Thisproject,forantidetonationofsettingupdefencesofeightdegrees,theplaceistheplacesoilinShanghai,thebasicwindpressureis0.8,theroughnessofgroundisBs.Forisitbecomemoreandmoreaccurateevenmoretoaccomplishwhencalculating,Iforsymmetricalstructurepairsofstructuraldesignwhenarchitecturaldesign.Themainbearingcomponentofframestructureisroofbeam,post,seethenodalconnectionwaysofroofbeamandpostasjustconnectingwhileusuallycalculating.Convenientforcomputationalanalysis,regardtheactualframestructureasverticallyandhorizontallythelevelframesoftwodirections.Calculationthatdesignoriginallyloadmainlyandpermanently,liveload,windload,earthquakeisitdowneachloadassociationduringtoload,chooseloadingandmakingupandhavingandmatchingthemuscledisadvantageoustostructuretopfinally,adoptcontrollingthesectionallawtocalculatewhilematchingthemuscle.Atthetimeoftheframestructuraldesign,loadtheeffectandmakeupandadoptthesimplemethodtodealwith,namelyisloadedandmultipliedbyandloadedthecoefficientofmakingtoallvariablyup.Asksomewhileappointingthesectionalmostunfavorableinternalforce,accordingtoinfluencingthelinemethod,confirmdirectlythattheliveloadofthismostunfavorableinternalforceisfixedup.Combinethegeologicalsituationofsoillayerandgroundandbeartheweightofstrength,thefoundationisbarbases.DesignIselectstructureonePinframeisitcalculatetocome,calculateroofbeamandpostcuttingstrength,axlestrength,curvedsquareuntilvariouskindsofisitmakeuptoloadmainlythistime,andthencalculateandmatchthemuscleandintensityofconcreteaccordingtothemostunfavorablesection.
Thiscopycalculatebookincludeboard,beam,stair,alloftheframecalculatethecontent.
Keyword:
Theframe,load,internalforceassociation,matchthemuscle
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
拟建上海市某区商业批发楼:
总建筑面积约3083.51㎡。
设计年限为50年。
结构类型:
框架结构5层,底层与顶层层高均为4.5m,第二至第四层层高均为3.6m,。
基础选用条形基础。
该商业批发楼主要用于堆放批发物品,各层楼都有一间接待办公室。
楼内设有两个楼梯与两部电梯,楼梯宽3.3m。
楼梯的布置均已符合消防、抗震的要求。
1.1.2自然条件
1、基本风荷载(由指导老师规定):
0.8KN/m
2、基本雪荷载(由指导老师规定):
3、地质、水文及气象资料:
(1)土质属一类地区,地面粗糙度属B类。
(2)海拔高度2.8m。
(3)常年东南风。
4、地震设计烈度(由指导老师规定):
按8度抗震防设,抗震等级为二级。
1.2建筑设计任务及要求
1、任务:
根据施工概况进行建筑物的整体设计,将建筑物的各层平、立,剖,以及详图绘成电子图纸。
2、要求:
准确的描述设计的建筑物的功能,并结合所学过的知识进行设计、计算。
1.3结构设计任务及要求
在完成建筑物的建筑设计之后,进行结构的承载力计算,进行建筑物各承重构件的正截面,斜截面等计算。
根据所学过的专业知识进行构件的计算,并且使建筑物可以满足所需要的功能,使用年限,经济指标,抗震要求等。
第二章建筑设计总说明
2.1平面设计
2.1.1平面布置
1、总平面布置:
根据所需要建设的批发楼所处的位置,将对所要建设的商业批发楼进行施工平面布置,详图见建施总平面布置图。
2、建筑结构方案:
对于建筑物的土质和所在地区的抗震等要求,选择框架结构,和桩基础,具体见结构施工图。
3、平面组合:
对于批发楼来说,首先要保证其用途,并且符合经济合理的要求,在平面布置上符合抗震和消防的要求,已经在批发楼适合的位置设置抗震缝。
在消防方面,楼梯的布置和走廊的长度、宽度均已符合设计规范要求。
4、交通组织及防火疏散设计:
在垂直的交通方面,在适合的位置都已设置了楼梯,并加设了消防通道。
考虑到防火疏散的要求,批发楼的走廊适当的放宽。
并且已在大楼进口设置了残疾人坡道。
5、采光通风:
对于该建筑物的性质,所以将窗台安排到适当的高度,以保证有足够的采光,通风畅通。
2.1.2柱网布置
纵向选择6.0m的柱距,横向选择6.6m的柱距,走廊选择3.3m的柱距。
2.2剖面设计
2.2.1房间各部分高度详
1、层高:
底层至四层层高3.6m,顶层层高4.5m。
2、室内外高差:
0.45m。
3、窗面及窗高:
窗面为5.5m,窗高为2.4m。
2.2.2屋面构造说明
图2.1不上人屋面的做法
2.2.3楼面构造说明
图2.2楼面的做法
2.3墙体构造设计
1、外墙面
(1)外墙涂料两度刷面
(2)20厚水泥砂浆找平
(3)240厚双面粉刷多孔砖墙
2、内墙面
(1)内墙涂料三度刷面
(3)240厚多孔砖墙
第三章结构方案设计说明
3.1结构方案的选择及结构布置
3.1.1结构方案的确定
考虑到钢筋混凝土框架结构建筑平面布置灵活,能够获得较大的使用空间,建筑立面容易处理,可以适应不同房屋造型,故本设计采用钢筋混凝土框架结构。
3.1.2基础类型的确定
因为框架跨度大,桩底荷载大,不易采用浅基础。
根据施工场地,地基条件,以及场地周围的环境条件,选择条形基础,因钻孔灌注桩泥水排泄不便,为了减小周围环境的污染,采用静力压预制桩,这样可以较好地保证桩身质量并在较短施工期内完成任务,同时,当地施工技术力量、施工设备及材料供应也为采用静压桩提供了可能性。
3.1.3结构布置
图3.1平面尺寸及柱网尺寸
3.2主要结构基本尺寸确定及截面几何特征
3.2.1主要结构的确定
该批发楼为五层框架结构
3.2.2框架
1、框架梁截面尺寸的确定
横向框架梁,考虑抗震,L=6600,选h=l/10=660,取h=650mm,b=250mm,此时h/b=2.6
纵向框架梁,考虑抗震,L=6000,选h=l/10=600,取h=600mm,b=250mm,此时h/b=2.4
走道梁,L=3300,选h=l/10=330,取h=500mm,b=250mm,此时h/b=2.0
次梁,h=450mm,b=200mm
梁截面尺寸及各层混凝土强度等级表3.1
层次
混凝土强度等级
横梁(b*h)
纵梁(b*h)
AB,CD跨
BC跨
2-5
C30
250*650
250*500
250*600
1
2、框架柱截面尺寸确定
b*h=500mm*500mm,N=10.6*6*6.6*5=2098.8KN,扩大1.1倍,有N=2308.7KN
N≤Aλfc=500*500*0.8*14.3=2860KN>
2308.7KN所以,符合要求。
3、楼板材料及截面尺寸
双向板短向跨度l1=3.3mm,当取构造厚度h=100mm时,则h/l=100/3300=1/33,满足板的最小高跨比的要求,故可选h=100mm
4、材料选择
除基础垫层混凝土选用C10外,基础及以上各层混凝土强度等级均选为C30
图3.2框架截面尺寸
第四章结构方案设计计算
4.1荷载计算
4.1.1屋面及楼面的永久荷载标准值
1、屋面框架梁线荷载标准值
SPS高分子防水层0.25KN/㎡
20厚1:
3水泥砂浆0.02×
20=0.4KN/㎡
30厚细石混凝土找平0.03×
24=0.72KN/㎡
膨胀珍珠岩砂浆(平均厚233mm)2.33KN/㎡
200厚水泥珍珠岩制品保温0.2×
4=0.8KN/㎡
100厚现浇钢筋混凝土楼板0.1×
25=2.5KN/㎡
V型轻钢龙骨吊顶0.25KN/㎡
屋面恒荷载合计7.25KN/㎡
边跨框架梁自重0.25×
0.65×
25=4.06KN/m
梁侧粉刷2×
(0.65-0.1)×
0.02×
17=0.37KN/m
中跨框架梁自重0.25×
0.5×
25=3.13KN/m
(0.5-0.1)×
17=0.27KN/m
因此,作用在屋面框架梁上线荷载为:
g5AB1=g5CD1=4.06+0.37=4.43KN/m,g5BC1=3.13+0.27=3.4KN/m
g5AB2=g5CD2=7.25×
3.3=23.93KN/m,g5BC2=7.25×
3.3=23.93KN/m
2、边跨楼面框架梁线荷载标准值
水磨石地面0.65KN/㎡
100厚现浇钢筋混凝土楼板0.1×
混合砂浆板底抹灰0.35KN/㎡
边跨楼面恒荷载合计3.50KN/㎡
边跨框架梁自重及梁侧粉刷4.06+0.37=4.43KN/m
边跨填充墙自重0.24×
(3.6-0.65)×
19=13.45KN/m
墙面粉刷2×
17=2.01KN/m
因此,作用在中间层边跨楼面框架梁上线荷载为:
gAB1=gCD1=4.43+13.45+2.01=19.89KN/m
gAB2=gCD2=3.5×
3.3=11.55KN/m
3、中跨楼面框架梁线荷载标准值
水磨石地面0.65KN/㎡
中跨楼面恒荷载合计3.50KN/㎡
中跨框架梁自重及梁侧粉刷:
3.13+0.27=3.41KN/m
gBC1=3.4KN/mgBC2=3.50×
3.3=11.55KN/m
4、屋面框架节点集中荷载标准值
边柱连系梁自重0.25×
6.0×
25=24.38KN
17=2.24KN
0.9m高女儿墙自重0.9×
0.24×
19=24.62KN
墙侧粉刷2×
17=2.62KN
连系梁传来屋面自重1/2×
6.0/2×
7.25=65.25KN
顶层边节点集中荷载G5A=G5D=119.14KN
中柱连系梁自重0.25×
25=18.75KN
17=1.63KN
连系梁传来中跨屋面自重1/2×
(6.0+6.0-3.3)
×
1.65×
7.25=52.04KN
连系梁传来边跨屋面自重65.25KN
顶层中间节点集中荷载G5B=G5C=137.67KN
5、楼面节点集中荷载标准值
边柱连系梁自重24.38KN
梁侧粉刷2.24KN
塑钢窗自重5.5×
2.4×
0.45=5.94KN
窗下墙体自重0.24×
1.2×
5.5×
19=30.10KN
粉刷2×
17=4.50KN
窗边墙体自重0.5×
(3.6-0.65-1.2)×
19=4.0KN
粉刷0.5×
2×
17=0.60KN
框架柱自重0.5×
3.6×
25=22.50KN
粉刷(0.5+2×
0.1)×
3.4×
17=0.81KN
连系梁传来楼面自重1/2×
3.5=31.50KN
中间层边节点集中荷载GA=GD=126.56KN
中柱连系梁自重18.75KN
粉刷1.63KN
框架柱自重22.50KN
粉刷0.81KN
连系梁传来中跨楼面自重1/2×
3.50=25.12KN
连系梁传来边跨楼面自重31.50KN
中间层中间节点集中荷载GB=GC=100.31KN
6、边跨次梁节点集中荷载标准值
屋面:
25.85×
6.0=155.10KN
楼面:
13.55×
6.0=81.30KN
所以,恒荷载作用下的结构计算简图如图4.1(a)所示。
将三角形分布荷载化为等效均布荷载
q´
5AB=4.43+17/32×
23.93=17.14KN/m
5BC=3.4+5/8×
23.93=18.36KN/m
同理,算出q´
AB、q´
BC,计算结果标于图4.1(b)
将集中荷载转化为均布荷载
F=155.1+17.14×
6.6=268.23KN
Qe=3F/2L=3×
268.23/2×
6.6=60.96KN/m
F=81.3+26.03×
6.6=253.1KN
253.1/2×
6.6=57.52KN/m
(a)三角形分布下的计算简图
(b)等效荷载作用下的计算简图
图4.1恒载作用下的结构计算简图
4.1.2屋面及楼面的可变荷载标准值
1、屋面
屋面雪荷载(按50年考虑):
0.80KN/㎡(由指导老师规定)
屋面均布活荷载(按不上人考虑):
0.5KN/㎡
因为,屋面均布活荷载不应与雪荷载同时组合,所以按最不利情况进行荷载组合,屋面活荷载标准值为0.80KN/㎡.
2、楼面
按“商店”标准值取3.5KN/㎡
各荷载计算值计算过程如下:
q5AB=q5CD=0.8×
3.3=2.64KN/m,q5BC=0.8×
3.3=2.64KN/m
Q5A=Q5D=1/2×
0.8=7.2KN
Q5B=Q5C=1/2×
(6.0+6.0-3.3)×
0.8+1/2×
0.8=12.94KN
qAB=qCD=3.5×
3.3=11.55KN/m,qBC=3.5×
3.3=11.55KN/m
QA=QD=1/2×
QB=QC=1/2×
3.5+31.5=56.62KN
次梁传至集中荷载:
Q=11.55×
6.0=69.31KNQ5=2.64×
6.0=15.84KN
将图4.2(a)的三角形分布荷载等效成均布荷载,标于图4.2(b)
中跨:
q′5AB=5/8×
2.64=1.65KN/mq′BC=5/8×
11.55=7.22KN/m
边跨q′5AB=17/32×
2.64=1.4KN/mq′BC=17/32×
11.55=6.14KN/m
F=15.84+1.4×
6.6=25.08KNQe=3F/2L=3×
25.08/2×
6.6=5.7KN/m
F=69.3+6.14×
6.6=109.8KNQe=3F/2L=3×
109.8/2×
6.6=24.96KN/m
活荷载作用下的结构计算简图如图4.2所示
图4.2活载作用下的结构计算简图
4.1.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算
顶层为:
屋面恒载(包括楼板、纵、恒梁自重)、50%屋面活荷载、屋面下半层柱自重及半层墙自重。
其他楼面层:
楼面恒载(包括楼板、纵、恒梁自重)、50%楼面活荷载、楼面下半层柱自重及半层墙自重。
G=G屋面板+G柱+G纵梁+G横梁+G次梁+G墙+G女儿墙+G门+G窗
G5=6.0+16.74+7.25+0.5×
4.5/2×
25×
4+0.25×
(0.6-0.1)×
6×
(0.65-0.1)×
(6.6+6.6)×
25+0.25(0.5-0.1)×
3.3×
25+0.2×
(0.45-0.1)×
2+5.24×
(4.5/2×
2-5.5×
2.4/2×
2+0.9×
2)+0.45×
2.4
=1222.4KN
G4=G3=G2=6.0×
16.74×
3.5+0.5×
4+75+45.4+8.25+21+5.24×
(3.6×
2
=691.1KN
G1=6.0×
(1.8+2.3)×
4+75+45.4+8.25+21+5.24[(4.05/2+1.8)×
2]
=844.2KN
φQ5=0.5×
0.8=40.2KN
φQ4=φQ3=φQ2=φQ1=0.5×
16×
3.5=468.7KN
4.2梁、柱线刚度计算
4.2.1梁、柱的线刚度
梁、柱线刚度计算表4.1
横梁
截面惯性矩I(
)
线刚度i=EI/L(KN·
m)
相对线刚度i
1~5层梁
250×
650³
/12
=5.72×
109
5.72×
109/6600E=17.33×
105E
1.000
走道梁
500³
=2.60×
2.6×
109/3300E=15.76×
0.909
2~4层柱
500×
=5.21×
5.21×
109/3600E=14.47×
0.835
顶层柱
109/4500E=11.58×
0.668
底层柱
109/4600E=11.33×
0.654
4.3水平荷载作用下的框架结构的内力和侧移计算
4.3.1各层重力荷载值计算
重力荷载代表值的计算表4
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