金江临云小区框架住宅楼结构计算书.doc

攀枝花学院本科毕业设计（论文）金江临云小区框架住宅楼D幢学生姓名： 王 堂 君 学生学号： 200410731059 院（系）： 土木工程学院 年级专业： 2004级土木工程专业 指导教师： 冯云平 副教授 助理指导教师： 周传兴 讲师 二八年六月摘要本设计主要进行了结构方案中框架1轴和A轴框架的抗震设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自振周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，找出最不利的一组或几组内力组合。 选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计并完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。关键词： 框架，结构设计，抗震设计ABSTRACT The purpose of the design is to do the anti-seismic design in the longitudinal frames of axis5 and axisA . When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibrate cycle is calculated by utilizing the peak-displacement method, then making the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force (bending moment, shearing force and axial force ) in the structure under the horizontal loads can be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and landing girder whose shop drawings are completed in the end.Keywords : frames，structural design目 录摘要ABSTRACT第一部分 结构计算书11 设计资料12 楼板的计算（选择二层楼板来进行计算）12.1楼面板平面布置及分区12.1 板的分格22.2恒荷载标准值的计算22.3活荷载标准值的计算32.4恒荷载设计值和活荷载设计值的确定32.5按弹性理论计算时的荷载组合32.6双向板的配筋计算92.7单向板的配筋计算113 次梁的计算113.1次梁尺寸及计算简图113.2荷载计算123.3内力计算123.4配筋计算124 板式楼梯计算134.1资料134.2楼梯板的计算144.3平台板计算144.4平台梁的计算155 框架计算165.1横向（1轴）框架计算165.1.1框架截面尺寸175.1.2梁、柱的计算跨度（高度）185.1.3框架计算简图185.1.4恒荷载及其内力分析205.1.5竖向荷载下的框架受荷总图215.1.6内力计算(恒载作用下)245.1.7风荷载及其内力分析325.1.8抗震设计365.1.9内力组合405.2纵向（A轴）框架计算525.2.1取一榀纵向框架计算525.2.2梁、柱的计算跨度（高度）525.2.3框架计算简图535.2.4恒荷载及其内力分析545.2.5竖向荷载下的跨架受荷总图565.2.6内力计算605.2.7风荷载及其内力分析665.2.8抗震设计715.2.9内力组合776 基础设计956.1确定基础底面面积956.2基础高度计算966.3基础底板配筋计算97第二部分 施工组织设计991 工程概况描述991.1工程概况991.2编制说明与编制依据991.2.1编制依据991.2.2编制原则991.3工程特点991.3.1建筑概况991.3.2结构概况1001.3.3地质、地形条件1011.3.4本施工项目的主要工程量表1012 施工方案1012.1施工总体安排1012.2各施工阶段部署1032.2.1基础施工阶段1032.2.2主体结构施工阶段1042.2.3装修施工阶段1042.3主要分部分项工程施工方法1042.3.1测量控制点1042.3.2土方开挖及基坑防护1042.3.3基础工程施工1042.3.4上部结构工程施工1052.3.5砌体工程施工1082.3.6屋面防水工程施工1082.3.7装饰工程1083 施工进度计划1083.1施工进度计划的编制原则1083.2工期目标1083.3各主要分部分项工程（工序）计划控制1083.4施工部署1093.4.1该项目的质量、进度、成本及安全目标1093.4.2实施原则1093.4.3本工程施工的特点1093.5施工准备1103.5.1主要材料供应计划1103.5.2主要机械设备计划1103.5.3劳动力准备1113.5.4施工现场准备1133.5.5施工项目部组织设置1133.5.6本工程拟采用的先进技术1143.6进度计划的控制管理1143.7施工进度计划横道图（见附图1）1154 施工现场总平面布置1164.1施工平面布置依据1164.2施工平面布置原则1164.3施工现场临时设施布局1174.3.1施工现场临时设施布局1174.3.2机械设备平面布置1174.3.3临时房屋的面积1174.3.4临时电路布置1184.3.5临时水管网布置1184.4总平面布置图1195 质量保证措施1195.1施工现场质量管理措施1195.2资料管理保证措施1205.3施工管理技术措施1206 安全保证措施1217 现场文明施工组织措施1228 工期保证措施1238.1工期保证措施1238.2必要时的抢工措施1249 雨期施工措施12410 成品保护措施12511 环境保护措施12612 工程回访及保修办法12613 噪音污染防治措施126参考文献.127致谢.128第一部分 结构计算书1 设计资料（1） 设计标高：室内设计标高±0.000,室内外高差150mm。（2） 墙身做法：采用加气混凝土块，用M5混合砂浆砌筑，内粉刷为混合砂浆底，纸筋灰面，厚20mm，“803”内涂料两度。外墙采用贴面砖，1：3水泥砂浆底厚20mm。（3） 楼面作法：楼板顶面为水磨石地面，楼板底面为15mm厚白灰砂浆天花抹面，外加V型轻钢龙骨吊顶。（4） 屋面作法：现浇楼板上依次铺20mm厚水泥砂浆找平层、30mm厚水泥珍珠制品隔热找平层、20mm厚水泥砂浆找平层和SDC120复合卷材，下面依次为15mm厚白灰砂浆天花抹面和V型轻钢骨龙吊顶。（5） 基本风压：o=0.4kN/m2(地面粗糙度为B类)。（6） 抗震设防烈度：七度（0.1g）第二组，框架抗震等级为三级。（7） 地质条件： 由上至下：素填土：厚度为4m碎砾石土：厚度为0.6m，地基承载力特征值为250kPa含碎石粉质粘土：厚度为1.6m，地基承载力特征值为110kPa强风化灰长岩：厚度为1.6m，地基承载力特征值为450kPa灰岩：厚度为6m，地基承载力特征值为5000kPa建筑场地类别为类；无地下水及不良地质现象。活荷载：上人屋面活荷载是2.0kN/m2。2 楼板的计算（选择二层楼板来进行计算）2.1楼面板平面布置及分区图2.1 板的分格2.2恒荷载标准值的计算（1）屋面恒载抹灰层：10mm厚混合砂浆0.01m×17 kN/m3=0.17 kN/m2 结构层：100mm厚现浇钢筋混凝土板0.10m×25 kN/m3=2.5 kN/m2找平层：15mm厚水泥砂浆0.015m×20 kN/m3=0.3kN/m2隔热层：找平层和防水层0.7 kN/m2 保温层和屋面防水：2.21 kN/m2合 计： 5.88 kN/m2（2）楼面恒载100mm厚的钢筋混凝土现浇板：0.10m×25 kN/m3=2.5 kN/m2合 计： gk=4.5 kN/m2注：厕所因为要下沉25mm，在下沉这部分要进行填充，因此在楼面板的恒载基础上加2.0 kN/m2，则厕所的恒载标准值为6.5 kN/m2。2.3活荷载标准值的计算 （1）屋面活荷载标准值（不上人为0.5 kN/m2，上人屋面为2.0 kN/m2。） 注：攀枝花地区不考虑雪荷载的影响。（2）楼面活荷载标准值：根据荷载规范，住宅取为2.0 kN/m2。2.4恒荷载设计值和活荷载设计值的确定根据前面计算的恒载标准值和活荷载标准值可以得出：恒荷载设计值为：g=1.2×4.5 kN/m2=5.4 kN/m2g=1.2×6.5 kN/m2=7.8kN/m2（厕所）活荷载设计值为：q=1.4×2.0 kN/m2=2.8 kN/m22.5按弹性理论计算时的荷载组合在求个区格板跨内正弯矩时，按恒荷载均布及活荷载棋盘式布置计算，取荷载为：在求各中间支座最大负弯矩（绝对值）时，按恒荷载及活荷载均满布各区格板计算，取荷载为：注：计算跨度取轴线之间的距离。但在计算厕所楼板时应单独考虑其荷载，即：注：本工程只有一个单元，一梯两户型，平面布置为左右对称，则只需计算一个户型的板就可以了。其中双向板有九块，单项板有三块，B、E两块板为厕所楼板，计算是应注意与其它板区分开来。双向板的计算简图及计算结果区格AB跨内计算简图跨内支座计算简图区格CD跨内计算简图跨内支座计算简图区格EF跨内计算简图跨内支座计算简图区格GI跨内计算简图跨内支座计算简图区格J跨内计算简图跨内支座计算简图单向板的计算：（1）H板：，。取计算跨度：，该单向板两边与双向板连接，则该单向板可近似看成是两端铰支来进行弯矩计算，则由公式可得其跨中弯矩为：则：跨中弯矩为：与梁相连的两端铰支座弯矩近似为零，但在实际中是不可能为零的。在配制钢筋时可按构造进行配筋（2）K板：，。取计算跨度：，该单向板短边方向一边与板相连，另一边与梁相连，两端均看成是铰接来计算弯矩，则由公式可得其跨中弯矩为：则：跨中弯矩为：与梁相连的两端铰支座弯矩近似为零，但在实际中是不可能为零的。在配制钢筋时可按构造进行配筋（3）L板：，。取计算跨度：，该单向板短边方向一边与板相连，另一边与梁相连，两端均看成是铰接来计算弯矩，则由公式可得其跨中弯矩为：则：跨中弯矩为：与梁相连的两端铰支座弯矩近似为零，但在实际中是不可能为零的。在配制钢筋时可按构造进行配筋2.6双向板的配筋计算按如下公式进行计算：，截面选配钢筋跨中A区格方向3.2180201252方向3.2170230252B区格方向1.288082252方向0.387035252C区格方向2.4180175252方向1.337085252D区格方向3.0480192252方向1.7270105252E区格方向3.0580185252方向1.8070128252F区格方向4.5380295314方向3.1670223393截面选配钢筋跨中G区格方向6.7680434471方向5.0070358393I区格方向1.9380121252方向1.217087252J区格方向3.3080207252方向3.0670219252截面选配钢筋支座A-B4.3780273314B-C3.6180226314A-D5.6580356393C-D3.6880231314D-E7.4980469550E-F10.0880632678F-G8.1180505550G-H7.3480460471G-L6.4280402471B-I1.8580116314H-J4.6380290314I-J3.3280208314J-K3.71802323142.7单向板的配筋计算H板：跨内弯矩：。 又由公式；则选配钢筋为：，实配钢筋面积为：。两端支座处按照构造进行配筋。K板：跨内弯矩：。 又由公式；则选配钢筋为：，实配钢筋面积为：。两端支座处按照构造进行配筋。L板：跨内弯矩：。 又由公式；则选配钢筋为：，实配钢筋面积为：。两端支座处按照构造进行配筋。3 次梁的计算3.1次梁尺寸及计算简图 图3.1： (a) 次梁尺寸 （b） 计算简图3.2荷载计算恒载设计值由板传来： 次梁自重： 梁侧抹灰：共 计： 活载设计值由板传来： 总 计： 3.3内力计算计算跨度：边跨：，则取，该次梁所受力为：；将次梁两端看成铰接支座，则跨中弯矩为：3.4配筋计算由公式及公式可以计算出来。代入数字得：；则：选配钢筋为：218+216实配钢筋面积为：911。该梁箍筋按构造配置，选用8100（200）的双肢箍。4 板式楼梯计算 4.1资料板式楼梯结构平面布置如图所示：层高2.8m，踏步尺寸175mm×300mm.采用混凝土强度等级C25，则fc=11.9 N/ mm2，ft=1.27 N/ mm2，钢筋采用HPB235.HRB335，楼梯梯段板上均布活载标准值2.0 kN/ m2，恒荷载标准值见下表：梯段板的荷载 荷载种类荷载标准值（kN/ m2）恒载水磨石面层(0. 25+0.75)×0.65×1/0.25=1.1三角形踏步1/2×0.3×0.175×25×1/0.25=2.63斜板0.08×25×1/0.819=2.44板底抹灰0.02×17×1/0.819=0.42小计6.59活载荷载标准值2.0 图4.1 楼梯平面图4.2楼梯板的计算（1）板倾斜度： =arctan175/300=30.260 cos=0.86（2）确定板厚: 楼梯板的厚度为:h=lo/25=2100mm/25=84mm 取h=100mm. 则取1m宽板带计算（3）荷载计算：荷载分项系数:rG=1.2 rq=1.4基本组合总荷载设计值P=1.2×6.59 kN/ m2+1.4×2.0 kN/ m2=10.71kN/ m2（4）截面计算：板水平计算跨度 ln=2.4m弯矩设计值:M=P ln2=×10.71×2.12=6.17kN.mho=100mm-20mm=80mms= M/1fcb ho2= 满足要求 选配钢筋10200，实配面积As=314mm2分布筋6，每级踏步下一根，梯段板配筋.4.3平台板计算（1）荷载计算恒荷载，平台板自重（假定板厚100mm）0.1m×1m×25 kN/ m3=2.5kN/ m220mm厚找平层加20mm厚板底抹灰0.04m×1m×20 kN/ m3=0.8 kN/ m2 恒荷载标准值： gk=2.80 kN/ m2恒荷载设计值： g= gk×1.2=2.80×1.2=3.36 kN/ m2 活荷载标准值： qk=2.0 kN/ m2活荷载设计值： qk=2.0 kN/ m2×1.4=2.8 kN/ m2荷载设计值： p=g+q=3.36 kN/ m2+2.8 kN/ m2=6.16kN/ m2 （2）内力计算楼梯的休息平台：L01/ L02=，按双向板来进行计算：M1=（0.0552+0.2×0.0426）×6.16 kN/ m2×2.002=1.57kN.mM2=(0.0426+0.2×0.0552) ×6.16 kN/ m2×2.002=1.32kN.m（3）配筋计算 L01方向： 取 200 L02 方向： 取 200 4.4平台梁的计算设平台梁截面 b=200mm h=400mm （1）荷载设计梁自重：0.2×（0.4-0.06）×25=1.7kN/ m梁侧粉刷10厚： 0.01×（0.4-0.06+0.2）×2×17=0.18 kN/ m平台板传来荷载： 6.16×(+0.2)=4.32 kN/ m梯段板传来荷载： 荷载标准值总计为： P=1.45+0.17+4.32+12.85=18.79kN/ m净跨度：ln=2700mm-240mm=2460mm则计算跨度为：l0=1.05 ln=1.05×2.46m=2.58m l0=2.46m+0.24m=2.7m取较小值，即l0=2.58m按简支梁计算跨中弯矩和剪力：M=V=（2）正截面承载力计算 按倒L形截面计算，翼缘计算宽度为bf= l0/b= 则 故可按第一类T形截面计算选用312纵向钢筋,箍筋计算:箍筋按构造配置选用6200双肢箍筋即可。5 框架计算一共取两榀框架进行计算，横向、纵向各取一榀，其中横向取第一轴线上的框架进行计算。5.1横向（1轴）框架计算首先，取一榀横向框架计算，如下图所示： 图5.1 横向一榀框架单元5.1.1框架截面尺寸（1）横向框架梁：（2）纵向框架梁：（3）次梁：（4）框架柱：则可取b×h=400mm×400mm。（5）楼板厚度：，则取楼板厚度为100mm。5.1.2梁、柱的计算跨度（高度）梁的跨度取轴线间距，即为7.2m；底层柱高：设基础底面标高为-2.45m ，基础高度为1m，则底层柱高为：2.8m+2.45m-1.0m=4.25m 。其它层柱高取层高，即为2.8m，框架几何尺寸见下图：图5.2 横向框架几何尺寸图5.1.3框架计算简图框架在竖向荷载作用下,可忽略节点侧移,按刚性方案设计,在水平荷载作用下,不能忽略节点侧移.按弹性方案设计:相对线刚度计算如下:柱线惯性矩: 底层柱线刚度: 1其他层柱线刚度: 1边跨梁的惯性矩: 边跨梁的线刚度: 以为1,则得相应线刚度为:图5.3 横向框架计算简图5.1.4恒荷载及其内力分析（1）屋面恒荷载 10mm厚防滑地砖面层 25mm厚1：3水泥砂浆结合层 4m厚油毡隔离层 4mm厚高分子卷材 20mm厚1：3水泥砂浆找平 60mm厚憎水珍珠岩保温层 20mm厚1：3水泥砂浆找平 50mm厚1：6水泥焦渣找坡 100mm厚钢筋混凝土楼板 板底20mm厚粉刷抹平 合计： （2）楼面恒荷载13mm厚1：1.5水泥砂浆面层 12mm厚1:2.5水泥砂浆底 2mm厚纯水泥砂浆一道 板底20mm厚粉刷抹平 其它荷载 120mm厚钢筋混凝土楼板 合计： （3）构件自重A.横向跨架梁自重: 20mm厚混合砂浆抹灰层: 合计: B.纵向框架梁自重: 20mm厚混合砂浆抹灰层: 合计: C.柱自重: 20mm厚混合砂浆抹灰层: 合计: D.次梁自重： 20mm厚混合砂浆抹灰层: 合计: E.外纵墙自重标准层:纵墙: 铝合金窗: 水刷石外墙: 水泥粉刷内墙面: 合计: 5.1.5竖向荷载下的框架受荷总图 图5.4 横向框架受荷图（1）轴间框架梁屋面板传荷载板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载,荷载的传递示意图见上图.恒载: 活载: 楼面板传荷载:恒载: 活载: 梁自重: （2）轴间框架梁屋面板传荷载板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载,荷载的传递示意图见上图.恒载: 活载: 楼面板传荷载:恒载: 活载: 梁自重: （3）轴间次梁屋面板传荷载板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载；恒载:活载: 楼面板传荷载:恒载: 活载: 梁自重: 则轴间跨架梁均布荷载为:屋面梁:恒载=活载=楼面梁: 恒载=活载=且轴间框架梁存在次梁传递给它的一个集中荷载，作用在该梁的跨中，为：屋面梁:恒载=活载=楼面梁: 恒载=活载=（4）B轴柱纵向集中荷载的计算：顶层柱：女儿墙自重：（做法：墙高900mm，100厚的混凝土压顶）顶层柱恒载=女儿墙自重+梁自重+板传荷载+次梁传荷载 顶层柱活载=板传活载+次梁传荷载标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载+次梁传荷载标准层柱活载=板传活载+次梁传活载 基础顶面恒载=底层外横墙自重+基础梁自重 （5）C轴柱纵向集中荷载的计算：顶层柱：女儿墙自重：（做法：墙高900mm，100厚的混凝土压顶）顶层柱恒载=女儿墙自重+梁自重+板传荷载+次梁传荷载 顶层柱活载=板传活载+次梁传荷载标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载+次梁传荷载标准层柱活载=板传活载+次梁传活载 基础顶面恒载=底层外横墙自重+基础梁自重 图5.5 竖向受荷总图注：1、图中各值的单位为kN； 2、图中数值均为标准值。5.1.6内力计算(恒载作用下)由于内力计算采用分层法,因而除底层外,其他各层柱的线刚度均乘0.9,并取相应的弯矩传递系数为,底层柱的弯矩传递系数为最终线刚度:图5.6 最终线刚度A、恒载作用下的内力计算：（1）边跨框架梁:7200mm固端弯矩计算：顶层: 底层及标准层：（2）计算分配系数 顶层分配系数计算过程如下: 节点B: 节点C: 标准层分配系数计算: 节点B: 节点C: 底层分配系数计算: 节点B: 节点C: 表一：节点分配系数计算表节点B各杆端分配系数节点C各杆端分配系数顶层0.620.620.380.38标准层0.270.270.270.270.460.46底层0.30.30.220.220.480.48a.顶层弯矩的传递简图b.标准层弯矩的传递简图c.底层弯矩的传递简图 图5.7 弯矩分配传递简图图5.8 框架弯矩图图5.9 框架剪力图B、活荷载作用下的内力计算（1）固端弯矩计算：顶层: 底层及标准层： (2)弯矩分配系数同恒载时一样。 (3)活载作用时考虑如下一种最不利组合。活荷载作用与BC之间时：a.顶层弯矩的传递简图b.标准层弯矩的传递简图c.底层弯矩的传递简图 图5.10 弯矩分配传递简图图5.11 横向框架弯矩图图5.12 横向框架剪力图5.1.7风荷载及其内力分析（1）风荷载计算基本风压值: 值:由于建筑物H不超过30m,所以=1.0查<<荷载规范>>得值:迎风值;背风值;所以取由于地面粗糙度为B类，值查表可的:根据,得: 转化为线荷载标准值:为简化计算,将矩形分布的风荷载折算成节点集中力第五层: 第四层: 第三层: 第二层: 第一层: 图5.13 风荷载作用下的荷载分布图（2）各柱的D值及简力分配系数的计算风荷载作用下需要考虑跨架节点的侧移,采用D值法.各柱的D值及简力分配系数见下表:横向25层D值及简力分配系数的计算:层高h=2.8m。表二：构件名称(kN/m)B轴柱0.276282125640.5C轴柱0.2762820.5横向底层D值及简力分配系数的计算 ：层高h=2.8m。表三：构件名称(kN/m)B轴柱0.659949198980.5C轴柱0.6599490.5（3）风荷载作用下的侧移计算表四：框架在风荷载作用下的侧移计算：层次限值五4.34125640.00035四8.18125640.00065三12.02125640.00096二15.86125640.00126一19.7198980.00099顶点侧移：；侧移验算：层间侧移最大值，满足要求。（4）各柱的反弯点位置、剪力、柱端弯矩计算表五：层号柱号五B0.54.342.170.3000.300.844.251.824.25C0.52.170.3000.300.844.251.824.25四B0.58.184.090.4000.401.126.874.588.69C0.54.090.4000.401.126.874.588.69三B0.512.026.010.4500.451.269.267.5713.84C0.56.010.4500.451.269.267.5713.84二B0.515.867.930.5000.501.4011.1011.1018.67C0.57.930.5000.501.4011.1011.1018.67一B0.519.79.850.6500.651.829.6517.9320.75C0.59.850.6500.651.829.6517.9320.75框架各柱的杆端弯矩.梁端弯矩计算式中柱： 边柱： 图5.14 风荷载作用下的内力图5.1.8抗震设计（1）重力荷载代表值的计算：底层柱： 底层梁： 顶层及标准层楼盖：楼面恒荷栽： 楼面活荷栽组合值： 合计： 屋面楼盖：屋面恒荷载：