四层框架结构设计计算书毕业设计论文.doc
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1、框架构造课程设计任务书一、设计题目*商业批发楼二、工程概况*商业批发楼为三层全现浇框架构造,建筑面积为1582m2。三、设计条件1、地质情况:地基土由素填土,砂砾石,弱风化基岩组成,第一层土为素填土,层厚1.51.7m,地基承载力标准值为120KN/m2,第二层为砂砾石,层厚8.58.8m,地基承载力标准值为250KN/m2,第三层为弱风化基岩,地基承载力标准值为350KN/m2,场地类别为类,场地地下15.00m深度围无可液化土层。地下水位标高为690m,水质对砼无侵蚀性。拟建场地地形平缓,地面绝对标高700.00m。2、抗震设防为:8度、0.2g、第一组。3、楼面活荷载标准值为3.5KN/
2、m2。4、根本风压w00.60KN/m2地面粗糙度属B类,根本雪压S00.8KN/m2n50。5、材料强度等级为:砼强度等级为C25,纵向钢筋为HRB335级,箍筋为HPB235级。6、屋面作法:自上而下SBS防水层0.4KN/m2,30厚细石砼找平24KN/m3,粒砼找坡2%、7KN/m3,125厚加气砼块保温7KN/m3,150厚现浇钢筋砼板25KN/m3,吊顶或粉底0.4KN/m2。7、楼面作法:自上而下水磨石地面0.65KN/m2,150厚现浇钢筋砼板(25KN/m3),吊顶或粉底0.4KN/m2。8、门窗作法:均采用铝合金门窗。9、墙体:外墙为250厚加气砼块,外贴面砖抹灰;墙为20
3、0厚加气砼块,两侧抹灰。10、室外高差450mm,初定根底底面标高为-2m,初估根底高度为1m,底层柱高5.5m。四、设计容1、 构造布置及截面尺寸初估;2、 荷载计算;3、 力及侧移计算;4、 力组合及力调整;5、 截面设计。第二节框架构造课程设计指导书及实例一、设计资料规:混凝土构造设计规GB500102002 简称砼设计规建筑构造荷载规GB500092001简称荷载规建筑构造抗震设计规GB500112001简称抗震规 手册:静力计算手册 砼构造计算手册 抗震设计手册 图集:建筑抗震构造图集97G329一九二、构造方案一 构造体系考虑该建筑为商业批发楼,开间进深层高较大,根据抗震规第 条,
4、框架构造体系选择大柱网布置方案。二构造抗震等级根据抗震规第 6.1.2条,该全现浇框架构造处于8度设防区,总高度12.84m,因此属二级抗震。三 楼盖方案考虑本工程楼面荷载较大,对于防渗、抗震要求较高,为了符适宜用、经济、美观的原则和增加构造的整体性及施工方便,采用整体式双向板交梁楼盖。四根底方案根据工程地质条件,考虑地基有较好的土质,地耐力高,采用柱下独立根底,并按抗震规第条设置根底系梁。三、构造布置及梁柱截面初估 1、构造布置 2、各梁柱截面尺寸初估:1框架梁根据抗震规第条,梁宽不小于200mm,梁高不大于4倍梁宽,梁净跨不小于4倍的梁高,又参考受弯构件连续梁 ,梁高h=1/81/12L,
5、梁宽b=1/21/3h 。2框架柱根据抗震规第条,柱截面宽度b不小于300mm,柱净高与截面高度之比不宜小于4,抗震规第6.3.7条,二级抗震等级框架柱轴压比限值为0.8 。框架梁,柱截面尺寸板初估。KL h=1/81/12L=825550mm b=1/21/3h=(412275)mm故取梁截面尺寸300600mm柱KZ N=1.25PkF=1.25126.664=2376KN A=N/0.75fc=189700mm2故柱截面尺寸bh=600600mm板厚 h=(1/401/45)6000=150133mm故取板厚h=150mm框架梁的计算跨度以柱形心线为准,由于建筑轴线与柱形心线重合,而外墙
6、面与柱外边线齐平,故轴,轴,A轴,C轴梁及填充墙均为偏心125mm,满足抗震规条规定。四、 荷载计算1、屋面荷载标准值SBS防水层 =0.40KN/m230厚细石砼找平层 240.03=0.72KN/m2粒砼并找坡0.03+(0.03+0.027.8)/2m2125厚加气砼块保温 70.125=0.875KN/m150厚现浇钢筋砼板 250.15=3.75KN/m2吊顶 =0.40KN/m2屋面恒载标准值小计 =6.91KN/m2屋面活荷载标准值雪荷 =0.80KN/m22、楼面荷载标准值:地板砖地面 =0.60KN/m2150厚现浇砼板 250.15=3.75KN/m2吊顶 =0.40KN/
7、m2楼面恒载标准值 =4.75KN/m2楼面活载标准值 =4.50KN/m23、楼面自重标准值 包括梁侧、柱侧抹灰,有吊顶房间梁不包括抹灰。例: L1:bh=0.30.6 净长 6m均布线荷载为250.30.6=4.5KN/m; 重量为4.56 =27KNZ1:bh=0.60.6 净长4.2m;均布线荷载250.60.60.024=9.08KN/m;Z1重量为 4.29.08=38荷载聚集计算公式构件四层屋面1/2层高=2.1m荷载柱0.60.62.1-0.62524+0.020.642+0.622.1-0.62024359.7屋盖13.2387.6513837梁5.40.30.6-0.152
8、5+0.415+3.40.30.6-0.1525+0.46+60.3(0.6-0.15) 25+0.4 16683.1女儿墙0.90.113.2+38225230.4墙0.252.142+65-0.682+(6.62-0.63)27327.8可变荷载屋面可变荷载组合系数 0.50.813.238200.64G4359.7+3837+683.1+230.4+327.8+200.645638.6三层 二层层高4.2m柱0.60.64.2-0.152524+0.020.642+0.624.2-0.152024971屋盖13.2385.52759.8梁5.40.30.6-0.1525+0.415+3.
9、40.30.6-0.1525+0.46+60.3(0.6-0.15) 25+0.4 16683.1墙0.254.242+65-0.682+(6.62-0.63)27655.6可变荷载屋面可变荷载组合系数0.5 13.238-(0.60.624)4.50.51117.7G3G2971+2759.8+683.1+655.6+1117.76187.2一层 1/2层高=2.25柱0.60.62.25+2.1-0.152524+0.020.642+0.622.25+2.1-0.1520241007.2屋盖13.2385.52758.8梁5.40.30.6-0.1525+0.415+3.40.30.6-0
10、.1525+0.46+60.3(0.6-0.15) 25+0.4 16683.1墙0.25(2.25+2.142+65-0.682+(6.62-0.63)27679可变荷载屋面可变荷载组合系数0.5 13.238-(0.60.624)4.50.51109G11007.2+2758.8+683.1+679+11096237总和G1+G2+G3+G4=5638.6+6187.2+6187.2+6237242504、墙体自重标准值外墙体均采用250厚加气砼块填充,墙均采用200厚加气砼块填充。墙抹灰,外墙贴面转,面荷载为:250厚加气砼墙: 70.25+170.02+0.5=2.59KN/m2200
11、厚加气砼墙: 70.2+170.022=2.28JKN/m2240厚砖墙砌女儿墙: 180.24+170.02+0.5=5.16KN/m2五、力及侧移计算一水平地震作用下框架的侧移计算1、 梁、柱的线刚度因本例采用现浇楼盖,在计算框架梁的截面惯性矩时,对边框架梁取I=1.5 I0I0为矩形梁的截面惯性矩;对中框架梁取I=2.0I0,采用C30混凝土,Ec=3.00104N/mm2C40混凝土 Ec=3.25104N/mm2I0=bh3=0.30.63=5.510-3m4Ib=2.0I0=25.4103=10.8103m4梁的线刚度为:Kb=ECIb/L=3.2510410.8103/6.6=5
12、.3104KNm横梁线刚度计算见表74。表7-4 横梁线刚度计算表梁号截 面bh跨 度m砼标号惯性矩I0m4边框架梁中框架梁Ib=1.5I0Kb=EIb/LIb=2I0Kb=EIb/LKJL10.30.66C405.51038.251034.4104111035.9104KIL20.30.64C405.51038.251036.71041110-38.91042柱的线刚度 柱的线刚度计算见表7-5。表7-5柱的线刚度表柱号截面 bh(m2)柱高(m)惯性矩Ic=bh3m4线刚度Kc(KNm)KZ10.60.64.50.60.63=10.810-36.0510KZ20.60.64.20.60.6
13、3=10.810-38.3102.横向框架柱侧向刚度横向框架柱侧向刚度计算见表76。表7-6 横向框架柱侧向刚度D值计算层柱类型一般层(底层) 一般层(底层) (KN/M)根数二 三四层边框架边柱(4.42)/(28.3)=0.50.5/(2+0.5)=0.211.31034边框架中柱(44.4)/(28.3)=1.061.06/2+1.06=0.34619.51032中框架边柱(25.9)/(28.3)=0.710.71/(2+0.71)=0.528.210312中框架中柱(45.9)/(28.3)=1.421.42/(2+1.42)=0.42801036D902103底层边框架边柱4.42
14、/6.05=1.45(0.5+1.45)/(2+1.45)=0.56201034边框架中柱4.44/6.05=2.9(0.5+2.9)/(2+2.9)=0.69241032中框架边柱25.9/6.05=1.9(0. 5+1.9)/(2+1.9)=0.612110312中框架中柱45.9/6.05=3.9(0. 5+3.9)/(2+3.9)=0.74261036D5361033、横向框架自振周期按顶点位移法计算框架的自振周期式中:考虑填充墙影响的周期调整系数,取 0.60.7,本工程中横墙较少取0.6 ;-框架的顶点位移。横向框架顶点位移的计算见表77。表7-7 横向框架顶点位移计算层次Gi(K
15、N)GiD层间相对位移iGi/D4563956399.021050.0620.12336187118269.021050.0130.05826187180139.021050.0190.04516237242505.361050.0260.0264. 横向地震作用由抗震标准条查得,在类场地,8度区,构造的特征周期Tg和地震影响系数为:S 因为 所以 因为,所以 n=0.顶部附加地震作用为:=0.120.8532985=2473.5KN各质点的水平地震作用标准值、楼层地震作用、地震剪力及楼层间位移计算过程见表78。表中:表7-8、和的计算层次himHimGiGiHiKNmFiKNviknDuem
16、44.217.1563996426.9923.99923.999020000.00134.212.9618779812.3764.781688.779020000.00224.28.7618753826.9515.782204.559020000.00314.54.5623728066.5268.942473.495360000.00524250258132.62473.49横向框架各层水平地震作用地震剪力分布见图7-6。5、横向框架抗震变形验算首层 e=ue/hi=0.01/5.8=1/1160e=1/550层间相对位移的限制满足标准要求同理可进展纵向框架变形验算,在此略二水平地震作用下,横
17、向框架的内力计算 以轴横向框架为例进展计算。在水平地震作用下,框架柱剪力及弯矩计算采用D值法,其计算结果见表79。表7-9 水平地震作用轴框架剪力及弯矩标准值柱号层次层高层间剪力Vi层间刚度Di各柱刚度 DimKyM下M上hA柱44.2933902000282000.03128.920.710.4554.6566.834.21689902000282000.03152.360.710.4292.36127.5524.22205902000282000.03168.360.710.47134.94152.1714.52473536000210000.03996.451.90.55238.7119
18、5.31B 柱44.2933902000800000.08882.11.420.45155.17189.6534.21689902000800000.088148.631.420.45280.9343.3424.22205902000800000.088194.041.420.5407.48407.4814.52473536000260000.048118.73.90.55293.78240.37注:表中 Vik第I层第K号柱的剪力 y反弯点高度系数,y=y0+y1+y2+y3 ,y0、y1、y2、y3均查表求得,y值计算见表710。 M下-柱下端弯矩,M下=Vikyh M上-柱上端弯矩。M上
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