6层框架结构住宅楼毕业设计计算书及设计图纸

毕业论文 本计算书包含了所有的建筑设计及结构设计 从设计图到计算书 完整可 靠 计算书纯手工输入 是本人在 2012 毕业时编制 给学弟学妹们做一 个参考 建筑设计图和结构设计图在本计算书的最末尾 采用 CAD 专用截 图软件 高清 下载后可放大打印 希望能给各位一点小小的帮助 毕业论文 毕业设计 论文 题目 九江市修水县住宅楼设计 系 别 材料 建筑 工程系 专业名称 土木工程 班级学号 学生姓名 指导教师 二 O 一二 年 五 月 毕业论文 学士学位论文原创性声明 本人声明 所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果 除 了文中特别加以标注引用的内容外 本论文不包含法律意义上已属于他人的任 何形式的研究成果 也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果 对本文的 研究作出重要贡献的个人和集体 均已在文中以明确方式表明 本人完全意识 到本声明的法律后果由本人承担 作者签名 日期 九江市修水县住宅楼 摘要 此为九江修水拟建的一个住宅楼工程 按功能将建筑分为六层 建筑面积 一共为 3021 78 平方米 楼房标高为 18 米 本工程结构设计采用多层钢筋混凝土框架结构 基本步骤为 结构计算简 图的确定 荷载计算 内力分析 内力组合 梁 柱截面配筋 板的设计 楼 梯的设计 基础的设计以及结构施工图的绘制等 其中 内力计算考虑以下四 种荷载作用 即恒荷载 活荷载 风荷载以及地震作用 柱 板的设计采用弹 性理论 梁的设计采用塑性理论 楼梯选用梁式楼梯 基础选用柱下独立基础 在进行截面抗震设计时 遵循了强剪弱弯 强柱弱梁 强节点弱构件的设计原 则 且满足构造要求 本设计从建筑到结构是一个较为完整的设计过程 通过毕业设计复习和巩 固了以前所学知识 把主要课程联系成一个完整的体系 并运用于设计中 本 次毕业设计培养了我进行独立设计的基本能力 为毕业后的工作打下了坚实的 基础 关键词 框架结构 混凝土 建筑设计 结构设计 配筋 毕业论文 Xiu Shui Residential building Abstract This engineering for jiujiang xiushui residential building according to the functions of the building is divided into six A total construction area of 3021 78 square meters 18 000 meters for the building elevation The design of engineering structures using multi storey reinforced concrete frame structure the basic steps the determination of the structure of the calculation diagram load calculation internal force analysis combination of internal forces beams reinforced concrete column cross section board design the design of the staircases basic design and structural mapping such as construction Among them the internal force calculation to consider the following four types of loads namely Constant load live load wind load and seismic action column the design uses a flexible plate theory beam design uses plastic theory staircase staircase selection plate the basis of selection of cross section foundation Seismic design in cross section following a strong bent weak shear the weak beam strong column strong node of the design principles of weak components and structures to meet the requirements From construction to the design of the structure is a more complete design process through design review and consolidation of graduates of the previous knowledge to link the main course into a complete system and application design The Graduation Project has trained me independent design of the basic ability to work after graduating from a solid foundation Keywords frame structure concrete architectural design structure design reinforcement Signature of Supervisor 毕业论文 毕业设计 论文 任务书 I 毕业设计 论文 题目 九江市修水县住宅楼设计 II 毕 业设计 论文 使用的原始资料 数据 及设计技术要求 1 建筑要求 总面积 3000m2 左右 主体建筑 6 层 层高 3 0 米 2 结构要求 钢筋混凝土框架结构 墙体采用普通砖 现浇钢筋混凝土楼板 3 气象资料 基本雪压 0 4kN m2 全年为西北风 基本风压为 0 30kN m2 4 地质资料 建筑场地土层自下而上依次为杂填土层 粉质粘土层 粗砂层 细砂层 砾砂层 采用天然地基 持力层为粉质粘土 地基承载力特征值 fak 175kPa 场地地震烈度为 VI 度 抗震等级四级 5 技术要求 满足工程施工图深度要求 III 毕 业设计 论文 工作内容及完成时间 一 毕业设计工作内容 1 查阅并收集与框架结构住宅楼设计相关的国内外文献资料 完成开题报告和科技文献翻译 2 建筑设计阶段 确定建筑空间及构造方案 给出必要的建筑设计说明 图纸目录 建筑总平面 图 底层 标准层 顶层及屋面平面图 正立面 侧立面图 剖面图 墙身剖面大样等建筑施工图纸 3 荷载计算 包括屋面和各楼层面荷载计算 4 框架结构内力计算 选取一榀典型框架 手工进行内力分析 5 内力组合计算 配筋及变形计算 梁 柱配筋计算 6 基础及其他构件设计 基础配筋 现浇楼梯 雨蓬 檐口 悬挑 梁板设计计算等 7 PKPM 计算复核及结构施工图绘制 8 撰写和整理设计计算书 打印图纸等设计文件 准备答辩 毕业论文 二 时间安排 1 2 周 完成开题报告和文献翻译工作 3 6 周 完成建筑设计及出建筑施工图 7 14 周 完成结构设计及出结构施工图 提交毕业设计成果 15 周 答辩 主 要参考资料 1 GB50010 2002 混凝土结构设计规范 北京 中国建筑工业出版社 2002 2 GB50009 2001 建筑结构荷载规范 北京 中国建筑工业出版社 2002 3 GB50007 2002 建筑地基基础设计规范 北京 中国建筑工业出版社 2005 4 GB50011 2001 建筑抗震设计规范 北京 中国建筑工业出版社 2001 5 GB50016 2006 建筑设计防火规范 北京 中国计划出版社 2006 6 03G101 平面整体表示方法制图规则和构造详图 北京 中国建筑标准设计研 究所出版 2003 7 沈蒲生主编 混凝土结构设计原理 M 北京 高等教育出版社 2005 6 8 沈蒲生主编 混凝土结构设计 M 北京 高等教育出版社 2005 6 9 李必瑜 房屋建筑学 M 武汉 武汉理工大学出版社 2000 7 10 简明建筑设计手册 机械工业出版社 2003 11 董军等 土木工程专业毕业设计指南 房屋建筑工程分册 北京 中国水利水电出版社 2002 12 高等学校毕业设计 论文 指导手册 土建卷 北京 高等教育出版社 1999 13 龙驭球 包世华 结构力学 北京 高等教育出版社 1994 14 机械与材料工程 系 土木工程 专业类 班 学生 签名 助理指导教师 并指出所负责的部分 毕业论文 系 室 主任 签名 目录 第一章 建筑设计说明 1 建筑概况 5 2 设计资料 5 第二章 结构设计说明 1 结构方案选取 11 第三章 楼盖设计 1 楼面梁格布置 图 15 2 标准层楼板计算 16 3 屋面板计 算 20 第四章 框架计算 1 确定框架计算简图 24 2 梁柱线刚度计算 24 3 荷载计算 25 6 竖向荷载计算 27 第五章 水平荷载计算 1 集中风荷载标准 值 32 2 横向 2 6 层 D 值的计算 32 3 横向底层 D 值的计算 33 4 风荷载作用下框架侧移计算 33 第六章 内力计算 1 恒载作用下框架内力计算 33 毕业论文 2 风荷载标准值作用下的内力计算 41 3 活荷载作用于 A B 轴间时内力计算 44 4 活荷载作用于 C D 轴间时内力计算 51 第七章 内力组合 1 横向框架梁内力组合 58 2 用于承载力计算的框架柱的基本内力组合 59 3 用于正常使用极限状态验算的框架梁基本组合 59 第八章 截面设计与配筋计算 1 框架柱截面设计 60 2 框架梁截面设计 63 3 裂缝宽度验算 65 第九章 楼梯设计 1 梯段板的设计 67 2 平台板计算 69 3 平台梁计算 70 第十章 基础设计 1 A 轴柱下基础设计 70 2 B 轴柱下基础设计 73 总结 79 参考文献 79 致谢 80 毕业论文 第 1 章 建筑设计说明 1 1 建筑设计说明 这次毕业设计的课题为九江市修水县住宅楼 本着设计富有正气和时代气息 的原则 设计一座现代化气息的住宅楼 建筑设计在现有的自然环境与总体规划 的前提下 根据设计任务书的要求 综合考虑使用功能 结构施工 材料设备 经济艺术等问题 着重解决建筑内部使用功能和使用空间的合理安排 内部和 外表的艺术效果 各个细部的构造方式等 创造出既符合科学性 又具有艺术 效果的住宅环境 建筑设计应考虑建筑与结构等相关的技术的综合协调 以及如何以更少的 材料 劳动力 投资和时间来实现各种要求 使建筑物做到适用 经济 坚固 美观 本方案采用框架结构 六层 根据地形 单元入口朝北 在满足功能要求的基础上 该建筑要体现现代化特色 适应现代化的住宅 需求 满足消防 抗震等安全要求 框架结构是多层 高层建筑的一种主要结构形式 这种结构体系的优点是 建筑平面布置灵活 能获得较大的使用空间 建筑立面容易处理 可以适应不 同的房屋造型 同时 在结构性能方面 框架结构属于柔性结构 自振周期较 长 地震反应较小 经过合理的结构设计可以具有较好的延性性能 框架结构是由梁 柱 节点及基础组成的结构形式 横梁和柱 通过节点 连为一体 形成承重结构 将荷载传至基础 整个房屋全部采用这种结构形式 的称为框架结构或纯 全 框架结构 框架可以是等跨或不等跨的 也可以是 层高相同或不完全相同的 有时因工艺和使用要求 也可能在某层抽柱或某跨 抽梁 形成缺梁 缺柱的框架 1 2 平面设计 建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系 由于建筑平面 通常较为集中反映建筑功能方面的问题 一些剖面关系比较简单的民用建筑 毕业论文 它们的平面布置基本上能够反映空间组合的主要内容 因此 首先从建筑平面 设计入手 但是在平面设计中 我始终从建筑整体空间组合的效果来考虑 紧 密联系建筑剖面和立面 分析剖面 立面的可能性和合理性 不断调整修改平 面 反复深入 也就是说 虽然我从平面设计入手 但是着手于建筑空间的组 合 各种类型的民用建筑 从组成平面各部分面积的使用性质来分析 主要可以 归纳为使用部分和交通联系部分两类 建筑平面设计是组合布置建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系 它包括 使用部分设计和交通联系部分设计 1 3 使用部分平面设计 建筑平面中各个使用房间和辅助房间 是建筑平面组合的基本单元 本设 计在使用平面设计中充分考虑了以下几点 注意了房间的面积 形状和尺寸满 足室内使用活动和设备合理布置的要求 门窗的大小和位置考虑了房间的出入 方便 疏散安全 采风通风良好 房间的构成注意使结构布置合理 施工方便 也要有利于房间之间的组合 所用材料应符合相应的建筑标准 室内空间 以 及顶棚 地面 各个墙面和构件细部 应考虑人们的使用和审美要求 对于辅助房间的平面设计 通常根据建筑物的使用特点和使用人数的多少 先确定所需设备的个数 根据计算所得的设备数量 考虑在整幢建筑中辅助房 间的分布情况 最后在建筑平面组合中 根据整幢房屋的使用要求适当调整并 确定这些辅助房间的面积 平面形式和尺寸 1 4 交通联系部分设计 交通联系部分是把各个房间以及室内交通合理协调起来 同时又要考虑到 使用房间和辅助房间的用途 减少交通干扰 楼梯是垂直交通联系部分 是各 个楼层疏散的必经之路 同时又要考虑到建筑防火要求 本建筑每单元采用一 个梁式双跑楼梯和一个电梯 本设计中交通联系部分设计能满足下列要求 交通线路简捷明确 联系通 行方便 人流通畅 紧急疏散时迅速安全 满足一定的通风采光要求 力求节 省交通面积 同时考虑空间组合等设计问题 1 5 平面组合设计 建筑平面的组合设计 一方面 是在熟悉平面各组成部分的基础上 进一 步从建筑整体的使用功能 技术经济和建筑艺术等方面 来分析对平面组合的 毕业论文 要求 另一方面 还必须考虑总体规划 基地环境对建筑单体平面组合的要求 即建筑平面组合设计须要综合分解建筑本身提出的 经及总体环境对单体建筑 提出的内外两方面的要求 1 6 剖面设计 建筑剖面图是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的组合关系 剖面设计主 要表现为建筑物内部结构构造关系 以及建筑高度 层高 建筑空间的组合与 利用 它和房屋的使用 造价和节约用地有着密切关系 也反映了建筑标准的 一个方面 其中一些问题需要平 剖面结合在一起研究 才具体确定下来 本工程为九江市修水县住宅楼 层高均为 3 0m 垂直交通采用楼梯和电梯 因为考虑到层数较多 有八层 门的高度根据人体尺寸来确定 窗高要满足通 风采光要求 1 7 立面设计 立面设计是为了满足使用功能和美化环境的需要而进行的 同时 还可起 到改善环境条件 保护结构和装饰美化建筑物的作用 并且要考虑它的耐久性 经济性 正确处理与施工技术的关系 建筑立面可以看成是由许多构部件所组成 它们有墙体 梁柱 墙墩等构 成房屋的结构构件 有门窗 阳台等和内部使用空间直接连通的部件 以及台 基 勒脚 檐口等主要起到保护外墙作用的组成部分 恰当地确定立面中这些 组成部分和构件的比例和尺度 运用节奏韵律 虚实对比等规律 设计出体型 完整 形式与内容统一的建筑立面 是立面设计的主要任务 建筑立面设计的步骤 通常根据初步确定的房屋内部空间组合的平剖面关 系 例如房屋的大小 高低 门窗位置 构部件的排列方式等 描绘出房屋各 个立面的基本轮廓 作为进一步调整统一 进行立面设计的基础 设计时首先 应该推敲立面各部分总的比例关系 考虑建筑整体的几个立面之间的统一 相 邻立面间的连接和协调 然后着重分析各个立面上墙面的处理 门窗的调整安 排 最后对入口门廊 建筑装饰等进一步作重点及细部处理 完整的立面设计 并不只是美观问题 它和平 剖面的设计一样 同样也 有使用要求 结构构造等功能和技术方面的问题 但是从房屋的平 立 剖面 来看 立面设计中涉及的造型和构图问题 通常较为突出 本设计工程建筑立面设计力求给人一种均衡 和谐的感觉 与环境融于一 毕业论文 体 充分体现了建筑物的功能 通过巧妙组合 使建筑物创造了优美 和谐 统一而又丰富的空间环境 给人以美的享受 以下是房屋各环节的构造和建筑设计措施 本次设计的住宅楼为坡屋面 流水速度比较快 因此坡屋顶的防水原则应 该时在导 堵结合的前提下 以导为主 1 8 楼板层和地面 按施工方法 楼板有现浇式 装配式和装配整体式三种 本次住宅楼设计采用的时现浇肋梁楼盖 现浇肋梁楼板是最常见的楼板形式 之一 当板为单向板时称为单向板肋梁楼板 当板为双向板时称为双向板肋梁 楼板 单向板肋梁楼板由板 次梁和主梁组成 其荷载传递的路线为板 次梁 主梁 柱或墙 次梁的布置通常按开间方向排列 主梁可由柱或墙支撑 主梁 的经济跨度为 5 8 米 次梁为主梁跨度的 1 14 1 8 梁宽为梁高的 1 3 1 2 次梁间距同板跨 由于板中混凝土用量为整个楼板的 50 70 因而板宜取 薄些通常板跨在 3 米以下 其经济跨度为 1 7 2 5 米 板厚为 6 8 公分 单向 板肋梁楼板主梁次梁的布置 不仅由房间大小 平面形式来决定 而且还应从 采光效果来考虑 当次梁与窗口光线垂直时 光线照射在次梁上使梁在顶棚上 产生较多的阴影 影响亮度和采光度效果 次梁和光线平行时采光效果较好 双向板肋梁楼板常无主次梁之分 由板和梁组成 荷载传递路线为板 梁 墙或柱 由于双向板肋梁楼板梁较少 天棚平整美观 但当板跨度较大 板的 厚度大于 8 公分时造价就明显增加 因而用在小柱网的住宅 旅馆 办公楼 楼面构造与地面构造基本相同 因而以下叙述的地面做法也同样适合于楼 面 地面面层包括面层本身及踢脚线 踢脚线的作用是遮盖面层与墙面的接缝 保护墙面以防擦洗地面时弄脏墙面 它的材料大多与地面相同 常见做法有与 墙面粉刷相平 突出 凹进三种 踢脚线高 120 150 毫米 1 9 基础和地基 基础和地基具有不可分割的关系 但又是不同的概念 基础是建筑物与土 层直接接触的部分 它承受建筑物的全部荷载 并把他们传给地基 基础是建 筑物的一个组成部分 而地基是基础下面的土层 承受由基础传来的整个建筑 物的荷载 地基不是建筑物的组成部分 毕业论文 地基分两种 一是天然土层具有足够的承载能力 不需人工处理就能承受 建筑物全部荷载的叫天然地基 一是当上部荷载叫大或土层承载能力较弱 缺 乏足够的坚固性和稳定性 必须经人工处理后才能承受建筑物全部荷载的叫人 工地基 根据地基土质好坏 荷载大小及冰冻深度 常把基础埋在地表以下适当深 度处 这个深度成为埋置深度 简称埋深 一般基础的埋深应大于冰冻线的深 度 从经济和施工角度分析 基础的埋深 在满足要求的情况下越浅越好 但 最小不能小于 0 5 米 天然地基上的基础 一般把埋深在 5 米以内的叫浅基 超过 5 米的叫深基 本工程考虑到地下水位的高度 冰冻线的深度 以及地下 软弱层的深度和范围 确定 2 5 米深度作为基础埋深 同时考虑到该工程为框 架结构 梁柱中心线不重合 将会产生叫大的竖向弯矩 为了提高抗侧刚度 满足纵横向弯矩的平衡 提高抗剪切能力 该工程选用筏形基础 满足以上条 件 同时又能起抗震作用 1 10 交通联系部分的设计 1 10 1 楼梯设计 楼梯是建筑物中的重要组成部分 它是主要的垂直交通设施之一 楼梯的 主要功能是通行和疏散 梁式楼梯由踏步板 斜梁和平台板 平台梁组成 楼梯位置的布设 楼梯的位置与防火疏散 出入口位置 建筑物平面关系和艺术要求有关 1 10 2 室外台阶 建筑物室内地面必须高于室外地面 为了便于出入 应根据室内外的高差 设置台阶 室外台阶的坡度比楼梯小 在 15o 20o之间每级台阶高度约为 100 150 毫米 宽度在 300 400 毫米之间 在台阶和出入口之间一般设有 1000 1500 毫米宽的平台作为缓冲 平台的表面应作成向室外倾斜 1 4 的流水坡 以利 排水 台阶应采用耐久性 抗冻性好和耐磨的材料 如天然石 混凝土 缸砖等 台阶的基础要牢固 较简单的做法只需挖去腐蚀土 做一垫层即可 1 10 3 门和窗的设计 门的设计与布置 对门的设计主要考虑了以下几点 1 根据功能确定门的大小 毕业论文 2 根据使用具体要求确定门的数量 3 窗的设计和布置 房间中窗子的大小 形式和位置 对室内采光 通风 日照和使用等功能 要求 对建筑物的装门面构图 都有很大关系 在设计时应根据各方面要求综 合考虑 4 窗的大小 窗户面积至少是地面面积的七分之一 窗子的大小 数量 还应考虑经济 条件和当地的气候条件 5 窗的位置 在设计窗的位置时 考虑了下列问题 a 窗的位置应很好地考虑房间内部的使用情况 b 窗子大都兼有通风的作用 因此房间的窗子位置应与门的位置一起考虑 最好把窗开在门对面的墙上或离门较远的地方 以使房间尽可能得到穿堂风 c 窗子的位置还考虑了立面的要求 使立面构图整齐谐调 不致杂乱无章 影响立面的效果 6 窗的形式 窗的形式不仅考虑了采光 通风的要求 而且还考虑比例造型的美观 因 为窗是建筑外形和室内艺术造型的重要内容 1 11 其它设计 1 11 1 散水设计 建筑物的外墙做散水 主要是为了迅速排除靠墙体的地面水并堵住地面水 沿墙脚向下渗透 以减少墙脚基础受水侵蚀的可能性 以便将水导至远离墙脚 处 散水用素混凝土现浇坡度为 3 5 本次设计的散水宽度为 900mm 坡度 3 具体做法为 300 厚素土夯实宽 L 300 60 厚 75 号混凝土垫层 20 厚 1 2 水泥砂浆抹面 1 11 2 勒脚的设计 用 1 2 水泥砂浆粉刷 这种勒脚的优点是造价低 施工方便 因此一般民用建筑多采用 本次墙勒脚采用 1 2 水泥砂浆粉刷 高度 600mm 毕业论文 第 2 章 结构设计说明 2 1 结构设计说明 为了使建筑物设计符合技术先进 经济合理 安全适用 确保质量的要求 建筑结构方案设计 包括结构选型设计占有重要地位 建筑结构方案设计和选 型的构思是一项很细致的工作 只有充分考虑各种影响因素并进行全面综合分 析 才能选出优化的方案 结构作为建筑的骨架形成人类的建筑空间 用来满足人类的生产 生活需 要及对建筑物的美观要求 结构的建筑功能 在真确设计 施工及正常使用条 件下 建筑应该具有抵御可能出现的各种作用的能力 建筑结构的安全功能 结构是建筑的骨架 是建筑赖以存在的基础 该住宅楼选用框架结构是合理的 在做本次设计时 充分考虑到建筑物的形式和风格总是和构成它的材料和 结构方式相适应的 在实践中不断地探索能够经济 合理地充分发挥材料 结 构潜力的形式和风格 并逐渐形成建筑体系和结构 选用框架结构 以钢筋混凝 土为材料建造 框架结构体系是由竖向构件的柱子与水平构件的梁通过节点连接而组成 即 承担竖向荷载 又承担水平荷载 风 地震 框架结构体系的优点是建筑 平面布置灵活 可以提供较大的建筑空间 也可以构成丰富多变的立面造型 2 2 材料要求 梁 柱混凝土强度等级相差不宜大于 5Mpa 如超过时 梁 柱节点区施工 时应作专门处理 使节点区混凝土强度等级与柱相同 2 3 截面尺寸要求 梁的截面尺寸为 h 1 8 1 12 L b 1 2 1 3 h 柱为 h 1 6 1 15 H b 1 2 3 h 2 4 结构布置要求 1 抗震框架结构的平面布置应力求简单 规则 均匀 对称 使刚度 中心与质量中心尽量减小偏差 并尽量使框架结构的纵向 横向具有相近的 自振特性 2 框架结构应布置并设计为双向抗侧力体系 主体结构的梁柱间不应 采用铰接 也不应采用横向为刚接 纵向也铰接的结构体系 毕业论文 2 5 计算过程 2 5 1 计算简图 一般情况下 框架结构是一个空间受力体系 为了方便起见 常常忽略 结构纵向和横向之间的空间联系 忽略各构件的抗扭作用 将纵向框架和横 向框架分别按平面框架进行分析计算 由于横向框架的间距相同 作用于各 横向框架上的荷载相同 框架的抗侧刚度相同 因此 除端部外 各榀横向 框架都将产生相同的内力与变形 结构设计时一般取中间有代表性的一榀横 向框架进行分析即可 而作用于纵向框架上的荷载则各不相同 必要时应分 别进行计算 框架节点一般总是三向受力的 但当按平面框架进行结构分析时 则 节点也相应地简化 在现浇钢筋混凝土结构中 梁和柱内的纵向受力钢筋 都将穿过节点或锚入区 这时应简化为刚节点 在结构计算简图中 杆件用轴线来表示 框架梁的跨度即取柱子轴线之 间的距离 框架的层高 框架柱的长度 即为相应的建筑层高 而底层柱的 长度则应从基础顶面算起 对于不等跨框架 当个跨跨度相差不大于 10 时 在手算时可简化为等跨框架 跨度取原框架各跨跨度的平均值 以减少计算 工作量 但在电算时一般可按实际情况考虑 在计算框架梁截面惯性距 I 时应考虑到楼板的影响 在框架梁两端节点 附近 梁受负弯矩 顶部的楼板受拉 楼板对梁的截面抗弯刚度影响较小 而在框架梁的跨中 梁受正弯矩 楼板处于受压区形成 T 形截面梁 楼板对 梁的截面抗弯刚度影响较大 在工程设计中 为简便起见 仍假定梁的截面 惯性距 I 沿轴线不变 对现浇楼盖中框架取 I 2I0边框架取 I 1 5I0 对装配整 体式楼盖 这里 I0为矩形截面梁的截面惯性矩 2 5 2 在竖向荷载作用下的近似计算 通常 多层多跨框架在竖向荷载作用下的侧移是不大的 可近似的按无 侧移框架进行分析 而且当某层梁上有竖向荷载时 在该层梁及相邻柱子中 产生较大内力 而在其他楼层的梁 柱子所产生内力 在经过柱子传递和节 点分配以后 其值将随着传递和分配次数的增加而衰减 且梁的线刚度越大 衰减越快 因此 在进行竖向荷载作用下的内力分析时 可假定作用在某一 层框架梁上的竖向荷载只对本层楼的梁以及与本层梁相连的框架柱产生弯矩 和剪力 而对其他楼层框架和隔层的框架柱都不产生弯矩和剪力 其中一般 毕业论文 我们常用的方法有两种 D 值法和二次弯距分配法 荷载计算包括恒载计算和 活载计算 2 5 3 在水平荷载作用下采用 D 值法 在框架内力组合时 通过框架内力分析 获得了在不同荷载作用下产生的构 件内力标准值 进行结构设计时 应根据可能出现的最不利情况确定构件内力 设计值 本设计采用了二种类型的组合 应为没考虑风荷载 竖向荷载效应 包括全部恒载和活载的组合 2 地震作用效应与重力荷载代表值效应的组合 取上述而种荷载组合中最不利情况作为截面设计时用的内力设计值 2 5 4 在截面设计时 主要有正截面和斜截面的设计 受弯构件在设计是都要进行抗弯和抗剪设计 钢筋混凝土受弯构件的破坏主 要有三种形式 即适筋截面的破坏 特点是受拉钢筋先屈服 然后受压区混凝土被 压碎 超筋破坏和少筋破坏是脆性破坏是工程中不允许出现的 我们在截面设计是 不能出现后面的两种情况 受弯构件在弯距和剪力共同作用的区段往往会产生斜裂缝 并可能延斜截面 发生破坏 斜截面破坏带有脆性破坏的性质 所以在设计中要加以控制 在截面设 计时 不仅要对截面尺寸加以控制 同时还要对对斜截面进行计算 配置一定数量 的箍筋 6 结构选型 1 结构体系选型 采用钢筋混凝土现浇框架结构体系 2 屋面结构 采用现浇钢筋混凝土肋形屋盖 屋面板厚 100mm 3 楼面结构 全部采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖 板厚 100mm 4 楼梯结构 采用钢筋混凝土板式楼梯 5 天沟 采用现浇天沟 6 梁柱截面尺寸的确定 主梁 取429m 75061 4 81 4 L 8h3 h 500mm 满足要求 h b 取 2 0 算出 b h 2 500mm 2 250mm 次梁 h 取3 2 2 h 400mm 满足要求 h b 取 2 0 算出 b h 2 400mm 2 200mm 错层梁 h 取19 8701 4 81 4 L 83 毕业论文 h 300mm 满足要求 h b 取 2 0 算出 b h 2 300mm 2 150mm 取 b 200mm 柱 据 95 0 NcNAf nqsNv1 1758 24 得出 26 41k m5 kcA 0 129 取 0 16 取框架柱为方0 95 3 7824 形柱 得出 b h 400mm 7 梁格及柱网布置见图 2 1 所示 8 选 12 号轴线上的一榀框架进行结构计算 图 2 1 梁格及柱网布置图 第 3 章 楼盖设计 九江市修水县住宅楼的结构布置图如图 3 1 图所示 楼面活荷载标准值为 2 0kN 屋面活荷载标准值为 0 5kN C20 钢筋采用2m2m2 6 9mNfc HPB235 支撑梁截面尺寸为 250mm 500mm 2 10Nfy 毕业论文 图 3 1 结构平面布置图 1 标准层楼面计算 1 板结构类型的确定 对于 A 板 为双向板 267 12045 mloxy 对于 C 板 为双向板 对于 B 板 1420 mlox y 为单向板 315 60 loxy 2 板厚计算 对于 A C 板 mlhA5 67402 取 满足要求 对mlhB 8450 42 hBA1 于 B 板 取 满足要求 lA531 m0 3 荷载计算 20mm 水泥砂浆面层 0 02m 20 kN m3 0 40kN m2 120 厚钢筋混凝土板 0 10m 25 kN m 3 2 5 kN m2 10 厚混合砂浆抹灰层 0 015m 17 kN m 3 0 26 kN m2 毕业论文 恒载标准值 3 16 kN m2 恒载设计值 按永久荷载效应控制 取 1 2 取 1 4 G Q g 3 16 kN m2 1 2 3 8 kN m2活载设计值 q 2 0 kN m2 1 4 2 8 kN m2 合计 p g q 3 8 kN m2 2 8kN m2 6 6 kN m2 4 按弹性理论计算 A C 两双向板 双向板的计算的有效长度为两相邻梁 中心线间的距离 在求区格跨内正弯矩时 按恒载均布及活载棋盘式布置计算 取荷载 2 528 3mkNqg 2 4 1 2kq 表 3 1 双向板弯矩计算 区格 A C xyl 2 7m 4 5m 0 6 4 2m 4 2m 1 跨 内 计算简图 xm 0 0367 5 1 0 082 1 4 kN m2 2 7m 2 2 12 mkN 0 0176 5 2 0 082 1 4 kN m2 4 2m 2 2 43 mkN 0 y 0 0076 5 2 0 0242 1 4 kN m2 2 7m 2 0 51 mk 2 43 m 跨 内 0 xm 2 12 0 2 0 51 4 32kN 2 43 0 2 2 43 4 32 kNm m 毕业论文 ym 0 51 0 2 2 12 3 29 mkNm 2 43 0 2 2 43 3 29 kNm m 计算简图 xm 0 0793 6 6 2 72 3 70kNm m 0 0513 6 6 4 22 5 79 支 座 y 0 0571 6 6 2 762 2 66kN 5 79k A A 支座 mmy 6 2 C C 支座 k795 考虑 A C 板四周与梁整体连接 应剩以折减系数 0 8 双向板的配筋计算见表 3 2 取截面有效高度 计算0095 7 8hfmAhmySyox 按 表 3 2 双向板配筋计算 截 面 MkNm h0 mm 0 95sy MAfh 选配钢筋 实配 面积 mm2 方向xl2 22 0 8 80 112 2008 251 A 区格 方向yl0 93 0 8 70 53 200 251 跨 C 区格 方向xl2 92 0 8 80 147 2008 251 毕业论文 内 方向yl2 92 0 8 70 168 2008 251 A A 2 13 80 134 20010393 支 座 C C 4 63 80 290 8 7 296 5 按考虑塑性内力重分布的方法计算单向板 B 1 线恒载设计值 mkNg 8 3 线活载设计值 q2 计算简图如图 3 2 所示 a b 图 3 2 板的尺寸和计算简图 a 板的尺寸 b 计算简图 2 内力计算 计算跨度 ml25 1 05 10 板的弯矩计算见表 3 3 所示 表 3 3 单向板截面弯矩计算 截面 第一支座 跨内 第二支座 弯矩计算悉数 m 61 1416 20 lqgM 0 62 0 71 0 62 毕业论文 3 截面承载力计算 b 1000mm 单向 0 1 82010 mh 板的配筋计算见表 3 4 所示 表 3 4 单向板截面配筋计算 板带部位截面 第一支座 跨中 第二支座 M kN m 0 62 0 71 0 62201bhfMcs 0 010 0 012 0 010 0 010 0 012 0 010210 mfAyc 37 44 37 选配钢筋 20 8 208 20 8 实配钢筋面积 2m251 251 251 2 屋面板计算 1 荷载计算 防水层 刚性 30 厚 C20 细石混凝土防水 1 0 2 mkN 防水层 柔性 三毡四油铺小石子 0 4 找坡层 15 厚水泥砂浆 23 0 2015 km 找坡层 15 厚水泥砂浆 k 保温找坡层 40 厚水泥石灰焦渣砂浆 3 找平 23 56 14 N 保温层 80 厚矿渣水泥 2 508 mkN 结构层 100 厚现浇钢筋混凝土板 3 21 抹灰层 10 厚混合砂浆 217 0 7 km 合计 6 39 2 N 恒载设计值 g 6 39 kN m 2 1 2 7 67 kN m2 活载设计值 q 20 5 kN m 2 1 4 0 7 kN m2 合计 p g q 7 67kN m2 0 7kN m2 8 37 kN m2 毕业论文 2 按弹性理论计算 A C 两双向板 双向板的计算的有效长度为两相邻梁中心线 间的距离 在求区格跨内正弯矩时 按恒载均布及活载棋盘式布置计算 取荷载 2 0 8276 mkNqg 2 35 0kq 表 3 5 双向板弯矩计算 区格 A C xyl 2 7m 4 5m 0 6 4 2m 4 2m 1 跨 内 计算简图 xm 0 0367 8 02 0 082 0 35 kN m2 2 7m 2 2 33 mkN 0 0176 8 02 0 082 0 3 5 kN m2 4 2m 2 2 95 mkNm 0 y 0 0076 8 02 0 0242 0 35 kN m2 2 7m 2 0 5 mk 2 95 m xm 2 33 0 2 0 5 4 32kN 2 95 0 2 2 95 3 54 kNm m 跨 内 0 y 0 5 0 2 2 33 0 97 mm 3 54 m 计算简图 支 座 xm0 0793 8 37 2 72 4 81 0 0513 8 37 4 22 7 53 毕业论文 mkNm kNm y 0 0571 8 37 2 762 3 46 7 53 A A 支座 mkNmy 46 3 C C 支座 57 3 考虑 A C 板四周与梁整体连接 应剩以折减系数 0 8 双向板的配筋计算见表 3 6 取截面有效高度 计算0095 7 8hfmAhmySyox 按 表 3 6 双向板配筋计算 截 面 MkNm h0 mm 0 95sy MAfh 选配钢筋 实配 面积 mm2 方向xl2 43 0 8 80 121 2 8 251 A 区格 方向yl0 97 0 8 70 56 0251 方向xl3 54 0 8 80 177 28 251跨 内 C 区格 方向yl3 54 0 8 70 202 0 251 A A 2 77 80 174 28 251 支 座 C C 6 02 80 377 01393 4 按考虑塑性内力重分布的方法计算单向板 B 2 线恒载设计值 mkNg 39 6 毕业论文 线活载设计值 mkNq 7 0 计算简图如图 3 3 所示 a b 图 3 3 板的尺寸和计算简图 b 板的尺寸 b 计算简图 3 内力计算 计算跨度 ml25 1 05 10 板的弯矩计算见表 3 7 所示 表 3 7 单向板截面弯矩计算 截面 第一支座 跨内 第二支座 弯矩计算悉数 m61 1416 20 lqgM 0 81 0 93 0 81 5 截面承载力计算 b 1000mm 单向板 0 1 82010 mh 的配筋计算见表 3 8 所示 表 3 8 单向板截面配筋计算 板带部位截面 第一支座 跨中 第二支座 M kN m 0 81 0 93 0 81201bhfMcs 0 013 0 015 0 013 0 013 0 015 0 013 毕业论文210 mfbhAyc 48 55 48 选配钢筋 20 8 208 20 8 实配钢筋面积 2m251 251 251 第四章 框架计算 1 确定框架计算简图 KL 3 框架的计算单元如图 4 1 所示 取 轴上的一榀框架计算 假定框架柱与基础顶面固结 框架梁与柱刚接 由于各层柱的截面尺寸不 变 故梁跨等于柱截面形心轴线的距离 底层柱高从基础顶面到第二层楼 面 基础顶面标高根据地质条件 室内外高差 定为 1 025 m 二层楼面 标高为 3 0m 故底层柱高为 4 025m 其余各层柱高从楼面算至上一层楼 面 即层高 故均为 3 0 m 由此可绘出框架的计算简图如图 4 1 所示 2 框架柱的线刚度计算 对于中框架梁取 I 2I 0 其中 E 3 0 107 kN m2 左边跨梁 EI l 2 3 0 107 kN m2 0 25m 0 5m 3 4 2m 左 边 梁i 1 mkN 4107 kNm 中跨梁 EI l 2 3 0 107 kN m2 0 25m 0 5m 3 1 5m 中 跨 梁i 1 k 410 右边梁 EI l 2 3 0 107 kN m2 0 25m 0 5m 3 4 5m 右 边 梁i 1 mkN 4105 底柱 EI l 3 0 107 kN m2 0 40m 4 4 025m 底 柱i 46 1 余柱 EI l 3 0 107 kN m2 0 4m 4 3 0m 余 柱i 1kN 40 2 令 1 0 则其余各杆件的相对线刚度为 余 柱 毕业论文 5 00中 跨 梁i 1 76左 边 梁 1 67右 边 梁i 0 76底 柱 将梁柱相对线刚度标于计算简图中 作为计算各节点杆端弯矩分配系数的 依据 图 4 1 框架计算简图 3 荷载计算 恒载标准值计算 1 屋面 6 39kN m 2 2 楼面 3 16kN m 2 3 梁自重 b h 250mm 500mm 梁自重 25 kN m3 0 25m 0 5m 0 1m 2 5 kN 毕业论文 m 抹灰层 10 厚混合砂浆 0 21kN m 合计 2 71 kN m 4 柱自重 b h 400mm 400mm 柱自重 25 kN m 3 0 40m 0 40m 4kN m 抹灰层 17 kN m 3 0 01m 0 40m 0 27kN m 合计 4 27 kN m 5 内纵墙自重 纵墙 2 5m 18 0 kN m 2 0 24m 10 8kN m 水泥粉刷内墙面 2 59kN m 合计 13 39 6 外纵墙自重 标准层 纵墙 0 9m 0 24m 18 0 kN m2 3 89 kN m 铝合金窗 0 35kN m 2 1 6m kN m 水刷石外墙面 0 75kN m 水泥粉刷内墙面 0 54kN m 合计 5 74 kN m 底层 纵墙 4 025m 1 6m 0 5m 0 4m 0 24m 18 0 kN m2 6 59 kN m 铝合金窗 0 56kN m 水刷石外墙面 0 75kN m 水泥粉刷内墙面 0 54kN m 合计 8 44 kN m 7 次梁重 b h 200mm 400mm 梁自重 25 kN m 3 0 2m 0 4m 0 1m 1 5 kN m 毕业论文 抹灰层 10 厚混合砂浆 0 21kN m 合计 1 71 kN m 8 基础梁 b h 250mm 400mm 梁自重 25 kN m3 0 25m 0 4m 0 1m 2 5 kN m 9 活变荷载标准值 由 荷载规范 查得 不上人屋面均布活荷载标准值 0 5kN m 2 楼面活荷载标准值 楼面 2 0 kN m 2 10 雪荷载 S k 1 0 0 4 0 4 kN m2 屋面活荷载与雪荷载不同时考虑 两者取大值 1 竖向荷载下框架受荷总图 毕业论文 图 4 2 板传荷载示意图 1 A B 轴间框架梁 屋面板传荷载 荷载的传递示意图间图 4 2 所示 恒载 mkNmkN 7 16285 39 6 活载 350 楼面板传荷载 恒载 kk 0 8251 6 3 活载 mNmN02 A B 轴间框架梁均布荷载为 屋面梁 恒载 梁自重 板传荷载 mkNkk 48 19 7 16 7 2 活载 板传荷载 31 楼面梁 恒载 梁自重 板传荷载 墙自重 毕业论文 mkNkmkNk 40 2 39 1 30 8 71 2 活载 板传荷载 5 25 2 B C 轴间框架梁 B C 轴间框架梁均布荷载为 屋面梁 恒载 梁自重 2 71 k 楼面梁 恒载 梁自重 墙自重 2 71 13 39 16 10mN k mkN 3 B C 轴间框架梁 屋面板传荷载 恒载 kmkN 79 6 3 0 21 35 9 6 活载 mN5650 楼面板传荷载 恒载 kk 83 03 21 35 61 3 活载 mN126023 A B 轴间框架梁均布荷载为 屋面梁 恒载 梁自重 板传荷载 2 71 6 79 9 50mkN k mkN 活载 板传荷载 0 53 楼面梁 恒载 梁自重 板传荷载 墙自重 2 71 3 83 13 39 19 93 mkN 活载 板传荷载 2 13 k 4 A 轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱 挡水墙做法为墙高 300mm 自重为 0 24m 0 3m 18kN 1 3kN m 3m 天沟自重 25 kN m3 0 08m 0 6m 0 20m 0 08m 0 6m 0 2m 0 5 0 36 2 13 kN m2 mkN2 k 合计 3 43kN m 顶层柱恒载 挡水墙及天沟自重 梁自重 板传荷载 3 43 4 2m 2 71 4 2m 0 4m 8 38 4 2m 59 9kNkN kN kN 顶层柱活载 板传荷载 0 66 4 2m 2 75kNm 标准层柱恒载 墙自重 梁自重 板传荷载 5 74 4 2m 0 4m 2 71 4 2m 0 4m 4 15 mk k mk 毕业论文 4 2m 49 54kN 标准层柱活载 板传荷载 2 625 4 2m 11 02kNmkN 基础顶面恒载 底层外墙自重 基础梁自重 8 44 4 2m 0 4m 2 5 4 2m 0 4m 62 36kNmkN 5 01 5 B 轴柱纵向集中荷载计算 顶层柱恒载 梁自重 板传荷载 2 71 4 2m 0 4m 6 39 4 2m 37 14kNk mkN 顶层柱活载 板传荷载 0 5 4 2m 2 1kN 标准层柱恒载 墙自重 梁自重 板传荷载 13 39 4 2m 0 4m 2 71 4 2m 0 4m mkN k 3 16 4 2m 74 45kN 标准层柱活载 板传荷载 2 0 4 2m 8 4kNmN 基础顶面恒载 底层外墙自重 基础梁自重 2 5 4 2m 0 4m 8 44 4 2m 0 4m mkN k 68 36kN21 4 852 01 k 6 C 轴柱纵向集中荷载计算 顶层柱恒载 梁自重 板传荷载 2 71 4 2m 0 4m mkN mkNmkNm 65 1 39 65 4 3 06 1 35 39 0 222 3 74 521 kkN 2 232 NmkmkN 417 06 46 8561 9638 22 顶层柱活载 板传荷载 m 5 5 3 0 3 5 0 222 kkN310 45 7154 1 NmmkN27 8 6 286 3 8 22 标准层柱恒载 墙自重 梁自重 板传荷载 2 71 4 2m 0 4m k m 65 1 39 5 4 3 06 1 35 9 6 0 222 毕业论文 mkNmkNm35 1 39 6 4 05 71 25 4 05 21 232 kNkkNm 85 204 61 3986 96382 标准层柱活载 板传荷载 2 71 4 2m 0 4m mkNmk 65 1 0 25 4 36 0 21 35 0 2 6 22 kNm3 74 51 kkkNm 9 86 3 8 22 基础顶面恒载 基础梁自重 墙自重 2 5 6 0m 0 4m 8 44kN m 6 0m 0 4m 89 69kN21 4 05 4 852 6 mkk 7 D 轴柱纵向集中荷载计算 顶层柱恒载 挡水墙及天沟自重 梁自重 板传荷载 3 43 6m 2 71 6m 0 4m 8 38 6m 109 38kNmkN kN mkN 顶层柱活载 板传荷载 2 49kN 2 87kN 5 27kN 标准层柱恒载 墙自重 梁自重 板传荷载 15 18kN 68 10kN 90 16kN 173 89kN 标准层柱活载 板传荷载 21 09kN 基础顶面恒载 底层外墙自重 基础梁自重 2 5 6m 0 4m 8 44 mkN mkN 6m 0 4m 83 69kN 4 05 4 852 1 框架在竖向荷载作用下的受荷总图如图 4 3 所示 毕业论文 图 4 3 竖向受荷总图 注 1 图中各值得单位为 kN 2 图的各值均为标准值 第五章 水平荷载计算 1 作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值 0 2kzsijWhB 式中 基本风压 0 45 0 2Nm 毕业论文 查风压高度变化系数表 因建设地点位于九江市修水县市z 区 地面粗糙度为 C 类 风荷载体型系数 查表得 1 3 s 风振系数 由于z 0 1 30z 所 以总 mh 下层柱高 ih 上层柱高 对顶层为女儿墙高度的两倍 j 迎风面的宽度 B 4 2m B 计算过程见表 5 1 所示 表 5 1 集中风荷载标准值 离地高度 m z z s20 kNm mih mj kWN 18 525 0 81 1 0 1 3 0 3 3 0 0 6 6 16 15 525 0 75 1 0 1 3 0 3 3 0 3 0 8 59 12 525 0 74 1 0 1 3 0 3 3 0 3 0 7 42 9 525 0 74 1 0 1 3 0 3 3 0 3 0 6 04 6 525 0 74 1 0 1 3 0 3 3 0 3 0 5 02 3 525 0 74 1 0 1 3 0 3 3 52 3 0 4 51 2 风荷载作用下的位移验算 3 侧移刚度 D 计算结果见表 表 5 2 横向 2 6 层 D 值的计算 构件名 称 2bci 2ci 21cDih A 轴柱 76 10 234 0 20 5600 B 轴柱 7 4 0 77 21560 C 轴柱 62 10 2 53 4 0 77 21560 D 轴柱 7 4 0 46 12880 毕业论文 mkNkD 610 12805621056 表 5 3 横向底层 D 值的计算 构件名 称 bci 0 52ci 21cDih A 轴柱 31 206 174 0 65 7703 B 轴柱 8 3 4 0 86 10192 C 轴柱 6 106 2 5 4 0 86 10192 D 轴柱 9 34 0 64 7585mkND 35672 3 风荷载作用下框架的侧移计算 水平荷载作用下框架的层间侧移按下式计算 jjiVu 式中 第 j 层的总剪力 jV 第 j 层所有柱的抗侧刚度之和 ijD 第 j 层的层间侧移 ju 表 5 4 风荷载作用下框架侧移计算 层次 jWkN jVk DkNm ju juh 6 6 16 6 16 61