毕业设计 某多层混凝土框架工业厂房.docx
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毕业设计某多层混凝土框架工业厂房
本科毕业设计
题目某多层混凝土框架工业厂房3#
学院城市建设学院
专业土木工程
班级0x土木xx班
学号xx11040102xx
学生姓名杨同学
指导教师孙老师
完成日期2013年4月
西安思源学院教务处制
二〇xx年四月
中文摘要
本工程为某多层混凝土框架工业厂房3#,主体为5层。
抗震设防烈度为7度,场地类别为II类场地。
基本风压0.40KN/M,基本雪压0.25KN/M。
楼屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。
本设计在确定框架布局的基础上,进行层间荷载代表值的计算。
通过计算结构构件在恒载、活载、风荷载、重力荷载代表值和水平地震作用下的内力并进行组合,找出最不利的一组或几组内力组合,选取最安全的结果进行配筋计算并绘图。
为验证手算部分结果精确度,采用PKPM软件进行计算机算,比较分析计算结果。
整个结构在设计过程中,严格遵循相关的专业规范的要求,参考相关资料和有关最新的国家标准规范,对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。
总之,适用、安全、经济、使用方便是本设计的原则。
设计合理可行的建筑结构方案是现场施工的重要依据。
关键词:
框架结构抗震设计荷载计算内力计算计算配筋
Abstract
Thisprojectisamulti-storeyreinforcedconcreteframeindustrialworkshop#3,subjectto5layers.Seismicfortificationintensityis7degrees,sitecategoryforclassIIsite.Thebasicwindpressureof0.40KN/M,thebasicsnowpressureof0.25KN/M.LouWucoveradoptcast-in-placereinforcedconcretestructure
Thisdesignindeterminingtheframelayout,onthebasisoftheinterlayerloadrepresentativevalueiscalculated.Structuresbycalculationintheconstantload,liveload,windloadandgravityloadonbehalfofthevalueandtheinternalforceunderhorizontalseismicactionandtofindoutthemostunfavorablesetoragroupofinternalforcecombination,selectthesafestresultsofreinforcementcalculationanddrawing.
Totesthandcalculatepartialresultsaccuracy,usingPKPMsoftwaretothecomputercalculate,comparativeanalysisofcalculationresults.
Theentirestructureinthedesignprocess,strictlyfollowrelevantaccordingtotherequirementofspecification,thereferencerelatedinformationandspecificationsrelatedtothelatestnationalstandards,eachlinkofdesigncomprehensivescientificconsiderations.Inshort,applicable,security,economic,easytouseistheprincipleofthisdesign.Designreasonablestructureschemeistheimportantbasisofsiteconstruction.
Keywords:
FramestructureSeismicdesignLoadcalculationInternalforcecalculationCalculationreinforcement
某多层混凝土框架工业厂房3#
1、工程概况
该工程为五层某工业厂房3#楼,主为现浇钢筋混凝土框架结构,建筑物共5层,底层层高6.0m,标准层层高4.4m,女儿墙高1.5m,总高度27.2m,室内外高差0.150m。
抗震设防烈度7度,地震分组第一组,II类场地土;基本风压0.45KN/m2,雪荷载标准值0.15KN/m2;楼面均布活荷载标准值3.5KN/m2,屋面为上人屋面活荷载标准值取2KN/m2,混凝土采用C30,fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2,弹性模量Ec=3×104N/mm2,等效矩形应力图形系数α1=1.0,β1=0.8;箍筋HPB235级钢筋fy=210N/mm2,HRB335级钢筋,fy=fy'=300N/mm2,ξb=0.55。
进行框架结构设计。
2、手工计算
该工程为某浇现钢筋混凝土框架结构工业厂房3#楼。
2.1设计说明
框架布置对称,建议取其中一榀框架作为计算单元进行计算。
图2-1结构平面柱网尺寸
2.1.1房间各部分高度
层高和净高:
底层层高6.0m;标准层层高4.4mm;女儿墙高1.5m
室内外高差:
0.15m
2.1.2屋面构造说明(从上到下)
面层:
屋面防水、保温、隔热层
现浇楼面层:
100厚
2.1.3楼面构造说明(从上到下)
面层:
水磨石面层
现浇楼面层:
100厚
2.1.4墙体说明
墙体采用粉煤灰空心砌块240厚墙体层
2.1.5女儿墙
女儿墙240厚,高1.5m
2.2框架计算简图及梁柱截面尺寸
图2-2结构轴线尺寸
框架布置对称,现取其中一榀框架作为计算单元,单元宽度2.65m。
2.2.1恒荷载标准值Gk
屋面荷载
屋面防水、保温、隔热2.91KN/m2
现浇楼面25×0.1=2.5KN/m2
合计5.41KN/m2
楼面荷载
面层0.65KN/m2
现浇楼面25×0.1=2.5KN/m2
合计3.15KN/m2
框架梁自重
主梁
h=(1/12~1/8)l=667mm~1000mm取h=750mm
b=(1/3~1/2)h=250mm~375mm取b=300mm
25×0.3×0.75=5.63KN/m
次梁
h=(1/18~1/12)l=444mm~667mm取h=500mm
b=(1/3~1/2)h=167mm~250mm取b=250mm
25×0.25×0.5=3.13KN/m
梁顶线荷载
屋面梁5.41×2.65+5.63=19.97KN/m
楼面梁3.15×2.65+5.63=13.98KN/m
2.2.2竖向活荷载标准值Qk
屋面活载
雪荷载0.15KN/m2
屋面均布活荷载(上人屋面)2.00KN/m2
屋面梁活载2.00×2.65=5.30KN/m
楼面活载
根据设计任务,楼面活荷载标注值取3.50KN/m2
楼面梁活荷载3.50×2.65=9.28KN/m
2.2.3风荷载标准值ωk
基本风压为0.45KN/m2,风荷载体型系数迎风面为0.8,被风面为-0.5,综合为μs=0.8-(-0.5)=1.3,风压高度系数按B类地区,房屋高度小于30m,取βz=1.0。
表2-1风压高度系数表
离地高度/m
5
10
15
20
30
μz
1
1
1.14
1.25
1.42
作用于各楼层处的集中风压荷载标准值Fwk=βzμsμzω0Bh,μz按內差法取值,计算结果如下。
5层:
μz5=(1.42-1.25)×(23.75-20)/(30-20)+1.25=1.31
Fw5k=1.0×1.3×1.31×0.45×2.65×(4.4/2)=4.47KN
4层:
μz4=(1.25-1.14)×(19.35-15)/(20-15)+1.14=1.24
Fw4k=1.0×1.3×1.24×0.45×2.65×4.4=8.46KN
3层:
μz3=(1.14-1)×(14.95-10)/(15-10)+1=1.14
Fw3k=1.0×1.3×1.31×0.45×2.65×4.4=7.78KN
2层:
μz2=(1.14-1)×(10.55-10)/(15-10)+1=1.02
Fw2k=1.0×1.3×1.02×0.45×2.65×4.4=6.96KN
1层:
Fw1k=1.0×1.3×1×0.45×2.65×(6+4.4+0.15/2)=8.18KN
2.2.4初估梁柱截面尺寸
梁截面尺寸b×h=300mm×750mm(主)b×h=250mm×500mm(次)
柱截面尺寸b×h=700mm×700mm
2.2.5梁柱线刚度及柱抗侧移刚度
梁、柱截面惯性矩,线刚度(i=EI/L)及D值计算如下。
表2-2梁柱线刚度及柱D值计算表
项目
柱
梁
一层柱
二三四五层柱
边柱
內柱
外柱
內柱
边跨
中跨
截面尺寸b×h
700×700
700×700
700×700
700×700
300×750
300×750
惯性矩I
2.0×1010
2.0×1010
2.0×1010
2.0×1010
1.1×1010
1.1×1010
跨度h
6150
6150
4400
4400
8000
8000
线刚度ic
9.76×104
9.76×104
1.36×105
1.36×105
4.13×104
4.13×104
K
0.42
0.85
0.30
0.61
α
0.38
0.47
0.13
0.23
Dij
11767
14554
10959
19388
∑Dij
52642
60694
注:
底层K=∑ib/ic,其它层K=∑ib/2ic;底层α=(0.5+K)/(2+K),其它层α=K/(2+K);Dij=α12ic/(hj2)
图2-3梁柱线相对刚度
2.3框架内力计算
2.3.1恒载作用下内力计算
梁顶线荷载设计值
屋面梁1.2×19.97=23.96KN/m
楼面梁1.2×13.98=16.78KN/m
梁中剪力设计值
屋面梁1/2×23.96×8=95.84KN
楼面梁1/2×16.78×8=67.12KN
图2-4恒荷载计算简图
恒荷载为对称荷载,利用结构的对称性,取半榀框架进行计算。
采用分层计算法计算前,对二层以上各柱线刚度乘以0.9系数。
2.3.1.1顶层计算单元
图2-5恒荷载顶层计算单元
2.3.1.2中间层计算单元
图2-6恒荷载中间层计算单元
2.3.1.3底层计算单元
图2-7恒荷载底层计算单元
2.3.1.4恒荷载作用下的内力图
将计算单元各层的弯矩图叠加,得出最后的弯矩图,并对节点不平衡弯
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