最新国家开放大学（新平台）《水利工程施工实训》住宅楼设计.docx

×××X住宅楼施工组织设计的编制一工程概况二结构选型及布置方案三梁、柱截面尺寸、柱高度确定四荷载计算五水平地震作用下框架侧移计算六水平地震作用下横向框架内力分析七竖下荷载作用下横向框架的内力分析八内力组合九截面设计十基础计算十一楼梯的配筋计算十二板的配筋计算一二工程概况本工程为一栋六层的框架结构的住宅楼，建筑面积为4916.94肝，建筑为三级建筑，耐火等级二级，抗震设防烈度7度。基础为钢筋混凝土独立基础，IoOmm厚Clo混凝土垫层；主体结构工程为现浇框架结构。本工程室内采用一般抹灰，普通涂料刷白；楼地面为水泥砂浆地面，厨房、卫生间和楼梯贴地砖铝合金门窗、胶合板门；外墙贴白色面砖。屋面保温材料选用保温蛭石板，防水层选用4mm厚SBS改性沥青防水卷材。根据设计要求设置有伸缩缝，伸缩缝设在建筑物的中间位置，基础及主体工程施工阶段劳动量见下表。设计资料：1士质及地耐力：地形平坦，地基士承载力为180KN11f,本场地属I级（轻微）非自生湿陷性黄土地基。2、地下水位：勘察揭露深度未见地下水位，可不考虑地下水对建筑材料的腐蚀性。3、抗震设防：本地区抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.2g,所属设计地震分组为第一组。4、场地类别：建筑场地类别为11类，设计特征周期为0.35S,5、冻土深度：太原地区季节性冻土深度为0.8米6基本雪压：S=0.2KNm2设计内容1确定梁、柱截面尺寸及框架计算简图；2荷载计算；3框架纵横向侧移计算；4框架在水平及竖向力作用下的内力分析；5内力组合及截面设计；6节点验算；7考虑抗震构造要求；二结构选型及布置方案本工程主体采用钢筋混凝土框架结构，楼梯采用现浇钢筋混凝土板式楼梯；基础采用钢筋混凝土条形基础。梁、柱混凝土均采用C30碎，基础采用C25碎，垫层为C15碎，其它材料的使用详见结构设计总说明。柱网布置图见下页图1所示三梁柱截面、柱高度的确定1粗估截面尺寸(1)柱：地下室：b×h=800mm×800mm;一至六层：b×h=800mm×800mm；(2)梁：横向框架梁取跨中(1/81/12)11.1350mm×700mm1.2350mm×650mmCL统一选取为300mm×600mm验算：为提高柱的延性，增强结构的抗震能力，再框架柱的正截面计算中，必须限制其轴压比，以保证框架柱的延性，达到强柱弱梁的要求。因该地区所处为8度抗震区，抗震等级为二级，由抗震设计规范得柱子的最大轴压比限值=0.8,又据建筑结构荷载规范取每层荷载为15KNm2则柱近似取为800×800(2)柱高度确定底层柱h=4.5m,认为地下室全部埋于地下，室内外高差为75Om由建筑设计要求得，二至六层柱h=3.6m,七层柱4.5m,由此得框架计算简图如图2所示横向框架计算简图及柱编号五荷载计算1屋面均布恒载二毡三油防水层0.35KNm2冷底子油热玛蹄脂二道0.05KNm220mm厚1；3水泥沙浆找平0.0220=0.4KNm2200mm水泥蛭石保温层0.2×6.5=l.3KNm220mm厚纸筋石灰抹底0.2l6=0.32KN11f120mm厚现浇钢筋混凝土楼板0.12×25=3.00KNm2共计5.42KNm2屋面恒载标准值为(7.5×5+0.25×2)×(7.8×2+3.9+0.25×2)×5.42=41192屋面均布活载为：计算重力荷载代表值时，仅考虑屋面雪荷载，雪荷载代表值为0.350.35×(7.5×5+0.25×2)×(7.8×2+3.9+0.25×2)=2663楼面均布恒载为：按楼面作法逐项计算25厚水泥沙浆抹面0.025×20=0.5120厚钢筋混凝土楼板0.12×5=3.0020厚纸筋石灰抹底0.02×16=0.32共计3.82楼面恒载标准值2.0×(7.5×5+0.25×2)X(7.8×2+3.9+0.25×2)=29034楼面均布活荷载：楼面均布活荷载对办公楼的一般房间为1.5,会议室、走廊、楼梯、门厅等处为2.0,为方便计算，此处偏安全统一取均布活荷载为2.02.0×(7.5×5+0.25×2)X(7.8×2÷3.9+0.25x2)=15205梁、柱自重(包括梁侧、梁底、柱的抹灰的重量)梁侧、梁底抹灰、柱周抹灰近似按加大梁宽及柱宽考虑例：Ilbxh400x650长度7.0m每根重量为O44(0.65-0.12)×7.0×25=40.81其它梁、柱自重计算结果见下表梁柱自重表编号截面(m2)长度(m)根数每根重量(kn)L10.4X0.657.012X740.81L20.4X0.653.26×70.44×(0.65-0.12)×3.2×25=18.66U0.4X0.657.520X70.44X(0.65-0.X7.5×25=43.73L0.40×0.67.520×70.44X0.60-0.12X7.5X25=39.6Cl10.3×0.63.9250.44X(0.6-0.12)X3.9X25=20.59Cl203X0.63.75200.44X(0.6-0.12)×3.75X25=19.8Z10.8X0.84.5240.84X0.84X4.5X25=79.38Z20.8X0.83.624X50.84×0.84×3.6X25=63.5Z30.7X0.74.5240.74X0.74X4.5X25=61.61总汇:一层主、次梁总重为：40.81l2+18.666+43.7320+20.5925+19.820=2387二至七层主次梁每层总重为：40.81l2+18.666+39.620+20.5925+19.820=2304第一层柱总重为：79.38×24=1905第二至六层柱每层总重均为：63.5×24=1524第七层柱总重为：61.61×24=14796墙体自重本工程外墙自重应该减去门、窗洞口的重量再加上门、窗的重量，但门、墙体每片面积(m2片数窗户尺寸(mXm)窗户个数底层横墙7.5×4,52X52.IX3.0(2.4X3.O)2×7÷(1)×2二至六层横墙7.5×3.62X52.1X2.1(2.4×3.0)2×7+(l)×2七层横墙7.5×4.52X52.1X2.1(2.4X3.O)2×7+(1)×2底层纵墙6.85X4.53.2X4,5422.1×3.0(2.4X3.O)3x21×2二至六层纵域3.2X4.53.2X4.54X52X52.1X2.1(2.4X3.O)3×5×21×5×2七层纵墙6.85×4.53.20X4.5422.1×2.1(2.4X3.O)3x21×2窗洞的开设大致相同，因此可以取1,A轴线来近似计算，计算结果见下表：墙体自重底层：(7.5×4.5×10-2.1×3.0×14-2.4×3×2)×0.25×7.5+(6.85*4.5*4+3.2*4.5*2-2.1*3.0*6-1.2*3*2)*0.25*7.5=767.81=76826层：(7.5×3.6×10-2.1×2.1×14-2.4×2.1×2)×0.25×7.5+(6.85*3.6*4+3.2*3.6*2-2.1*2.1*6-1.2*2.1*2)*0.25*7.5=641.93=642底层：(7.5×4.5×10-2.1×2.1×14-2.4×2.1×2)×0.25×7.5+(6.85*4.5*4+3.2*4.5*2-2.1*2.1*6-1.2*2.1*2)*0.25*7.5=850.84=851内墙采用120廊厚轻质隔墙，取某一标准层近似估算为(7.5*5*4+7*9.6+7.8*6)*0.9*0.35*1.5=124.74=1257荷载分层总汇顶层重力荷载代表值包括：屋面恒载，50屋面血荷载，纵横梁自重，半层柱自重,半层墙体自重。其它层重力荷载代表值包括：楼面恒载，50楼面均布活荷载，纵横梁自重，楼面上，下各半层的柱及纵、横墙体自重，将前述分项荷载相加，得集中于各层楼面的重力荷载代表值如下：第七层：G7=4119+50%×266+2304+14792+851+125=8272第六层：G6=2903+50%×1520+2304+14792+15242+642+125=8236第五层：G5=2903+50%×1520+2304+1524+642+125=8258第四层：G4=8258第三层：G3=8258第二层：G2=8258第一层：Gl=2903+50%×1520+2387+15242+19052+78+125=8658五水平地震力作用下框架侧移计算1横梁线刚度混凝土C30,EC=3×107在框架结构中，现浇楼面可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架侧移。为考虑这一有效作用，再计算梁的截面惯性矩时，对边框架梁1=1.510,(10为梁的有效翼缘)中框架梁1=2.010横梁线刚度计算结果见下表梁号截面跨度惯性矩边楣架梁中框架梁L0.4x0.657.49.15×10313.73×1035.56×10318.3x10-37.42×103L0.4x0.653.29.15×1O313.73×10312.78×10318.3×10317J6×103L0.4x0.657.59.15×10313.73×1O-3L0.4x0.657.57.2×1032.横向框架侧移刚度D值柱线刚度列于下表柱线刚度柱号截而柱高度惯性矩线刚度K=EIh(KZ1O.8×O.84.53.4×10322.6×104Z20.8×0.83.63.4x10328.3×1O4Z3O.7×O.74.52.0xl(P13.3×1O4横向框架柱侧移刚度D值计算边框架边柱0.332444554边框架中柱0.46725314中框架中柱0.356476688中框架边柱0.514688258D=1359888边框架边柱0.089233184边框架中柱0.246644524中框架中柱0.116303928中框架边柱0.303793868D1229304边框架边柱0.173136354边框架中柱0.409322524中框架中柱0.218171868中框架边柱0.480378468D6234663横向框架自振周期按顶点位移法计算框架的自振周期.顶点位移法是求结构基平频的一种近似方法.将结构按质量分布情况简化成无限质点的悬臂直杆，到处以质点位移表示的基频公式.这样，只要求出结构的顶点水平位移，就可按下图求得结构的基本周期：T=1.7公式中基本周期调整系数.考虑填充墙使框架自振周期减小的影响，取0.75一一一框架的顶点位移.在未求出框架的周期前，无法求出框架的地震力及位移，T是将框架的重力荷载视为水平作用力，求得的假想框架顶点位移.然后由T求出T,再用T求得结构的底部剪力，进而求出框架各层剪力和结构真正的位移.横向框架顶点位移见下表横向框架顶点位移计算层次Gi(kn)G(kn)D1(knm)117827282726234660.01330.1949682361650812293040.01340.01816582582476612293040.02010.1682482583302412293040.02690.1481382584128212293040.03360.1212282584954012293040.04030.0876186585819813598880.04730.0473T=1.7×0.5×0.1949=0.564横向地震作用计算由设计资料可制，建筑物场地类别为类，设计特征周期为0.35S设计基本加速度为0.2,地震分组为第一组，查建筑抗震设计规范地震影响系数=0.16Tl=O.56>1.4Tg=1.40.35=0.49s,应考虑顶点附加地震作用=0.08Tl+0.07=0.08×0.5+0.07=0.1148结构横向水平地震作用标准值各层横向地震剪力计算见下表层次hiH1GiG1H1RVi74.52782722233440.2501742.501742.5063.622.582361853100.207950.132692.6353.618.982581560760.175803.253495.8843.615.382581263470.141647.194143.0733.611.78258966190.108495.724638.7923.68.18258668900.075344.254983.0414.54.58658389610.044201.965185.ii注：表中第七层Fi中加入AFn5横向框架抗震变形验算多遇地震作用下，层间弹性位移验算见下表，层间相对转角均应满足要求BeVe=l550横向框架抗震变形验算层次层间剪力Vi(KN)层间刚度Gi(kn)层间位移层高层间相对转角71742.506234660.002794.51/161062692.6312293040.002193.61/164353495.8812293040.002843.61/126544143.0712293040.003373.61/166834638.7912293040.003773.61/95024983.041229304O.OQ4O53.61/88715185.13598880.003814.51/11806.纵向框架侧移刚度D值横向框架柱侧移刚度D值计算葭边框架边柱0.332444554边框架中柱0.46725314中框架中柱0.356476688中框架边柱0.514688258D=1359888边框架边柱0.089233184边框架中柱0.246644524中框架中柱0.116303928中框架边柱0.303793868D1229304边框架边柱0.173136354边框架中柱0.409322524中框架中柱0.218171868中框架边柱0.480378468D6234667纵向框架自振周期按顶点位移法计算框架的自振周期.顶点位移法是求结构基平频的一种近似方法.将结构按质量分布情况简化成无限质点的悬臂直杆，到处以质点位移表示的基频公式.这样，只要求出结构的顶点水平位移，就可按下图求得结构的基本周期：T=1.7公式中基本周期调整系数.考虑填充墙使框架自振周期减小的影响，取0.75框架的顶点位移.在未求出框架的周期前，无法求出框架的地震力及位移，T是将框架的重力荷载视为水平作用力，求得的假想框架顶点位移,然后由T求出T,再用T求得结构的底部剪力，进而求出框架各层剪力和结构真正的位移.纵向框架顶点位移见下表层次G1(kn)G1(kn)D1(knm)&17827282726234660.01330.1949682361650812293040.01340.01816582582476612293040.02010.1682482583302412293040.02690.1481382584128212293040.03360.1212282584954012293040.04030.0876186585819813598880.04730.0473T=1.7×0.5×0.1949=0.564纵向地震作用计算由设计资料可制，建筑物场地类别为类，设计特征周期为0.35S设计基本加速度为0.2,地震分组为第一组，查建筑抗震设计规范地震影响系数=0.16Tl=O.56>1.4Tg=1.40.35=0.49s,应考虑顶点附加地震作用=0.08Tl+0.07=0.08×0.5+0.07=0.1148结构纵向水平地震作用标准值各层纵向地震剪力计算见下表各层纵向地震作用及层地震剪力剪力层次hiH1GiGH1F,Vi74.52782722233440.2501742.501742.5063.622.582361853100.207950.132692.6353.618.982581560760.175803.253495.8843.615.382581263470.141647.194143.0733.611.78258966190.108495.724638.7923.68.18258668900.075344.254983.0414.54.58658389610.044201.965185.00.GiHi=893547KN注：表中第七层Fi中加入AFn多遇地震作用下，层间弹性位移验算见下表，层间相对转角均应满足要求OeVe=l550层次层间剪力Vi(KN)层间刚度Gl(kn)层间位移层高层间相对转角71742.506234660.002794.51/161062692.6312293040.002193.61/164353495.8812293040.002843.61/126544143.0712293040.003373.61/166834638.7912293040.003773.61/95024983.0412293040.004053.61/88715185.0013598880.003814.51/1180六水平地震作用下横向框架内力分析选一相中框架为计算单元，边框架与纵向框架得计算方法,步骤与中框架相同水平地震作用下框架柱剪力和弯矩标准值