兰州市隆德家园1号楼现浇钢筋混凝土框架结构毕业论文.docx
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兰州市隆德家园1号楼现浇钢筋混凝土框架结构毕业论文
兰州市隆德家园1号楼现浇钢筋混凝土框架结构毕业论文
第一章绪论3
第二章设计总说明4
第一节建筑设计说明4
一、总平面设计4
二、平面设计4
三、剖面设计5
四、立面设计5
五、屋面、楼地面做法5
六、门、窗做法5
第二节结构设计说明6
一、结构方案选择6
二、结构布置6
第三章结构设计计算7
第一节构件尺寸的确定7
第二节重力荷载计算9
一、屋面的永久荷载标准值9
二、屋面及楼面可变荷载标准值9
三、梁、柱、墙、门、窗重力荷载计算9
四、楼板、雨篷、阳台楼板、屋面的重力荷载值13
五、各层永久荷载代表值13
六、活载计算14
七、重力荷载代表值14
第三节、框架侧移刚度计算15
一、横梁的线刚度i15
二、柱的线刚度16
三、柱的侧移刚度D17
第四节、横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移刚度计算18
一、横向自振周期计算18
二、水平地震作用及楼层地震剪力计算19
三、水平地震作用下的位移验算21
四、水平地震作用下框架内力计算22
第五节、竖向荷载作用下框架结构的内力计算26
一、横向框架内力计算26
二、横向框架内力组合31
第六节截面设计48
一、框架梁48
二、框架柱55
三、框架梁柱节点核芯区截面抗震验算67
第七节、罕遇地震作用下弹塑性变形验算71
一、罕遇地震作用下的楼层剪力71
二、楼层受剪承载力计算71
第八节双向板设计75
一、设计资料75
二、荷载设计值75
三、按塑性理论计算75
第九节、楼梯设计78
一、设计资料:
78
二、梯段板设计79
三、平台板的设计80
四、平台梁设计81
(一)确定梁尺寸81
(二)荷载计算81
(三)内力计算81
(四)配筋计算82
第十节桩基础设计82
一、桩顶轴压力验算83
二、按下列配筋83
四、扩底灌注桩扩底端尺寸的确定83
第四章结论85
致谢86
参考文献87
附录87
(一)外文原文87
(二)外文原文翻译93
第二章设计总说明
第一节建筑设计说明
一、总平面设计
本设计为兰州市隆德家园1号楼,根据当地的环境,即建设地段的大小、形状、道路交通情况、地形条件、朝向、主导风向、气候条件等,做出了总平面设计,即设置了功能分区、组织道路系统、安排出入口以及布置绿化和其它附属设施。
二、平面设计
本设计的原则是:
尽量在满足住宅楼的使用要求的基础上,考虑到经济、美观、实用等要求。
通过平面组合设计、交通组织及防火疏散设计及柱网布置等做出了平面设计,包括房间使用面积、形状、大小的确定;门窗大小及位置的确定;楼梯、过道的设计。
三、剖面设计
根据平面设计进行剖面设计,层数为6层,2-6层高均为3.3m,层层高为4.3m,总高为24.3m。
其中根据层高对楼梯踏步进行了设计。
四、立面设计
根据建筑内部空间组合的平、剖面关系,进行立面设计。
包括对门窗进行了调整,并对入口、雨蓬、建筑装饰等进行重点及细部调整。
立面整体呈米黄色。
五、屋面、楼地面做法
屋面、楼地面具体做法如图1、图2所示。
另外,卫生间墙面满铺瓷砖,地面为防滑地板砖、厕所墙裙高铺瓷砖,地面均设地漏。
六、门、窗做法
窗一律采用铝合金,建筑图中编号为M-1是大门,编号M-2是各户的门,编号M-4和M-5分别是卧室和卫生间门,M-3是阳台门。
第二节结构设计说明
一、结构方案选择
该建筑为6层住宅楼,建筑平面布置灵活,且需要较大空间,可考虑采用框架结构或框-剪结构。
由于框架体系具有如下的特点:
它是由梁、柱构件通过节点连接形成的骨架结构,由梁、柱承受竖向荷载和水平荷载,墙仅起维护作用。
其优点是建筑平面布置灵活,可做成需要较大空间的会议室,也可做成小空间的房间;缺点是梁柱截面尺寸不能太大,侧向刚度较小,水平位移大。
受力变形特点:
框架结构本身的抗震性能较好,能承受较大变形,特别适用于建筑高度不超过60m的建筑物。
所以本设计中采用框架结构。
二、结构布置
根据该住宅楼的使用功能及建筑设计的要求,进行了建筑平面、立面、剖面的设计,具体布置见建筑设计图纸部分。
本住宅楼共六层,二-五层层高均为3.3m,一层层高为4.3m。
楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构,楼板厚度取100㎜。
外墙和内墙均采用加气混凝土填充墙砌筑,外墙厚300㎜,内墙厚200㎜。
结构布置见图3。
图3结构布置图
第3章结构设计计算
第一节构件尺寸的确定
梁截面高度按梁跨度的1/12~1/8估算,梁截面宽度可取1/3~1/2梁高,由此可估算的梁截面尺寸如下,混凝土强度等级取C30(f=14.3N/mm,f=1.43N/mm),梁、柱纵向受力钢筋采用HRB400级钢(f=f=360N/mm),箍筋选用HPB235级钢筋(fyv=210N/mm)。
梁截面尺寸(一至六层):
纵向外框架梁:
b×h=350mm×700mm
纵向内框架梁:
b×h=350mm×500mm
横向外框架梁:
b×h=350mm×700mm
横向内框架梁:
b×h=350mm×500mm
次梁:
b×h=250mm×400mm
柱截面尺寸可根据式
(1)和式
(2)粗略确定:
Ac≥式
(1)
N=式
(2)
由规范可知框架结构的抗震等级为二级,其轴压比限值[]=0.8,各层的重力荷载代表值近似取12kN/㎡,边柱及中柱的负载面积分别为3.75×2.55㎡和3.75×3.6㎡。
边柱:
Ac≥=78239mm
中柱:
Ac≥=106206mm
如取柱截面为正方形,则边柱和中柱截面高度分别为280㎜和326㎜。
设计中,截面尺寸取为400mm×400mm(一至六层)。
女儿墙高:
0.6m柱截面取200mm×200mm女儿墙板厚:
60mm。
框架结构的计算简图见图4:
图4横向框架计算简图
取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线,梁轴线取至板底,2-5层柱高度即为层高,取2.8m,底层柱高度从室内外地平取至一层板底,室内外地平标高初步定为-0.600m,即h1=2.8+0.6=3.4m。
第二节重力荷载计算
一、屋面的永久荷载标准值
屋面(不上人):
30厚细石混凝土保护层22×0.03=0.66kN/㎡
三毡四油防水层0.4kN/㎡
20厚1:
3水泥砂浆找平层20×0.02=0.4kN/㎡
150厚水泥蛭石保温层5×0.15=0.75kN/㎡
100厚钢筋混凝土板25×0.10=2.5kN/㎡
合计4.71kN/㎡
1-6层楼面:
瓷砖地面(包括水泥粗砂打地)0.55kN/㎡
100厚钢筋混凝土板25×0.10=2.5kN/㎡
合计3.05kN/㎡
二、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0.5kN/㎡
楼面活荷载标准值2.0kN/㎡
屋面雪荷载标准值μr·=1.0×0.15=0.15kN/㎡
式中:
μr为屋面积雪分布系数,取μr=1.0
三、梁、柱、墙、门、窗重力荷载计算
梁、柱可根据截面尺寸,材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载,因板自重已计入楼面(屋面)的恒载之中,故计算梁自重时梁截面高度应取梁原高度减去板厚。
同时,梁两侧的面层(粉刷层等)重量也应计入梁自重内。
对于柱,取每层层高值,底层柱从室内外高差取至二层楼板顶面,即3.4m。
对于梁,取减去两端柱的净长。
对墙、门、窗等计算出单位面积上的重力荷载。
计算墙的重力荷载时,墙长应取减去柱之后的净长,墙高应减去梁高之后的净高。
(一)梁柱重力荷载标准值
钢筋混凝土德自重=25kN/m3,各层的梁、柱尺寸相同。
表2-1梁重力荷载标准值
层次
构件
b×h(m2)
g=bhγ
n
Gi
∑Gi
kN/m
(m)
(kN)
(kN)
1-6层
KL1(6)
0.3×0.5
3.75
2.6
1
9.750
68.625
3.8
2
28.500
2
1
7.500
2.9
1
10.875
3.2
1
12.000
KL2(7)
0.3×0.5
3.75
3.2
1
12.000
69.188
0.25×0.5
3.125
2.6
1
8.125
3.8
2
23.750
2
1
6.250
2.9
1
9.063
3.2
1
10.000
KL3(6)
0.25×0.5
3.125
3.2
2
20.000
68.438
2.6
1
8.125
5.0
2
31.250
2.9
1
9.063
KL4(6)
0.3×0.5
3.75
3.2
2
24.000
82.125
2.6
1
9.750
5.0
2
37.500
2.9
1
10.875
KL5
(2)
0.3×0.5
3.75
1.7
1
6.375
22.875
4.4
1
16.500
KL6(3)
0.3×0.5
3.75
4.7
1
17.625
36.688
0.25×0.5
3.125
1.7
1
5.313
4.4
1
13.750
KL7(3)
0.25×0.5
3.125
4.7
1
14.688
33.755
KL11(3)
1.7
1
5.313
4.4
1
13.750
KL8
(1)
0.25×0.5
3.125
4.7
2
29.315
29.375
KL9
(2)
0.25×0.5
3.125
1.9
1
5.938
19.688
4.4
1
13.750
KL10(3)
0.25×0.5
3.125
4.7
1
14.688
33.751
1.7
1
5.313
4.4
1
13.750
KL12(3)
0.3×0.5
3.75
4.7
1
17.625
40.5
1.7
1
6.375
4.4
1
16.500
L1
0.25×0.4
2.5
4.2
2
21.000
64.5
L2
0.25×0.4
2.5
2.1
2
10.500
L3
0.25×0.4
2.5
4.8
2
24.000
L4
0.25×0.4
2.5
1.8
2
9.000
∑Gi
603.255
表2-2柱重力荷载标准值
层次
构件
b×(m×m)
g=bhγ(kN/m)
(m)
n
G(kN)
女儿墙
Z
0.2×0.2
1
0.6
17
10.2
6
Z
0.4×0.4
4
1.5
29
174
5
Z
0.4×0.4
4
2.9
29
336.4
2--4
Z
0.4×0.4
4
2.8
29
324.8
底层
Z
0.4×0.4
4
3.1
29
359.6
注:
1)表中g表示单位长度构件重力荷载;n为构件数量。
2)梁长度取净长;柱长度取层高。
(二)墙体参数计算
外墙为300mm厚的加气混凝土砌块,外墙面贴瓷砖(0.5kN/㎡),内墙面为厚20mm厚的抹灰,则外墙单位面积重力荷载为:
0.5
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