学生宿舍楼建筑结构设计.doc
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1、题目:潍坊学院学生宿舍楼建筑结构设计第一章 建筑设计11第二章 结构设计22 .1结构体系选择与结构平面布置22.2 承重方案的选择22.3 结构布置22.3.1结构平面布置原如此22.3.2结构竖向布置原如此2结构总体布置3框架梁尺寸确定4柱的尺寸选择4板的尺寸选择5材料选择66重力荷载设计72.10.1屋面做法72.10.2 楼面做法72.10.3 卫生间做法72.10.4 外墙做法72.10.5内墙做法7楼层荷载代表值计算8梁、柱自重8各层墙体自重9楼面自重12楼梯板自重12卫生间自重12屋楼面活荷载12第三章 地震作用下框架内力计算13各层重力荷载代表值13横向框架侧移刚度计算143计
2、算143.3 柱线刚度ic计算153.4柱的侧移刚度D值计算16横向框架自震周期173.6水平地震作用下的位移验算18水平地震作用下,横向框架的内力计算19水平地震作用下框架边柱剪力和柱端弯矩标准值20水平地震作用下梁端弯矩,剪力以与柱轴力计算20第四章 荷载作用下框架结构的内力计算254.1计算单元的选取254.2荷载计算254.2.1 恒荷载计算264.2.2 活荷载计算274.3内力计算314.3.1 固端弯矩314.3.2 弯矩分配32第五章 内力组合计算37梁端剪力与柱轴力计算37横向框架内力组合385.2.1结构抗震等级385.2.2框架内力组合38内力的组合方法45框架梁设计47
3、5.4.1承载力抗震调整系数475.4.2梁控制截面与内力计算48梁截面配筋计算495.5.1 AB跨正截面配筋计算495.5.2 BC跨正截面配筋计算51主梁斜截面设计53.1 AB跨.545.6.2 CD跨54 次梁设计55.1 荷载设计值计算555.正截面承载力计算56次梁斜截面受剪承载力计算57第六章 柱与楼板计算586.1柱的构造要求586.2 柱的轴压比、剪跨比验算596.3柱正截面承载力计算606.4柱正截面配筋计算626.5柱斜截面配筋计算68668楼板设计706.截面设计72单向板计算736.7 楼梯设计74.1 楼梯板设计74 荷载计算75截面计算76平台板设计77 荷载计
4、算77截面设计77平台梁设计77 荷载计算77 截面设计78总结80致 谢81参考文献82第1章 建筑设计潍坊学院学生宿舍楼建筑结构设计,主体为多层钢筋混凝土框架结构,总建筑面积5281.8平方米,平面布置要求具备学生宿舍楼的根本的功能,立面处理力求简洁、明快、美观大方.。m2,地面粗糙度为B类。m2,土壤最大冻结深度为0.30m。4地质条件:自然地表0.8m内为填土,填土下层为2.8m厚细-中粗砂,再下为卵砾石层,地基承载力特征值为500-600KN/m2。地下水位稳定埋深9.5-10.8m,属潜水类型。地下水对混凝土结构不具有腐蚀性,但在干湿交替条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性。
5、建筑场地平坦,道路通畅,水电就近可以接通,根本具备开工建设条件。第2章 结构设计2 .1结构体系选择与结构平面布置结构体系应该满足使用功能要求,尽可能的与建筑形式相一致,有足够的承载力,刚度和延性,施工简便,经济合理。该工程选用的结构体系为框架体系。1建筑平面布置灵活,能获得较大空间,易于满足多功能的使用要求。2 建筑立面容易处理。墙体只起维护作用,结构自重较轻。3 计算理论较成熟,在一定的高度X围内造价较低,施工简便。4 在结构受力性能方面,框架结构属于柔性结构,自振周期较长,地震反响较小,经过合理的结构设计,可以具有较好的延性。5其缺点是结构抗侧刚度较小,在地震作用下侧向位移较大。因此,框
6、架结构体系一般适用于非地震地区、或层数较少的高层建筑。在抗震设防烈度较高的地区,其建筑高度应严格控制。2.2 承重方案的选择根据楼盖的平面布置与竖向荷载传力途径。框架承重方案分为:横向框架承重、纵向框架承重和纵横向承重等几种。在实际工程中,一般采用横向承重方案是在横向布置框架承重梁。因房屋横向较短,柱数量较少,当采用横向承重方案时,横向框架梁的截面高度大,可增加框架横向侧移刚度。当柱网平面接近正方形时,现浇楼面为双向板,此时,宜采用纵横向框架承重。本设计采用的是纵横向承重方案。2.3 结构布置2.3.1结构平面布置原如此结构平面形状宜简单、规如此、对称刚度和承载力分布均匀,不应采用严重不规如此
7、的平面形状。结构的主要抗侧力构件应对称布置,尽量使结构的刚度中心和质量中心重合,防止地震时引起结构扭转与局部应力集2.3.2结构竖向布置原如此结构竖向布置应使体型规如此、均匀,防止有较大的外挑和内收,质量沿高度方向均匀分布,结构的承载力和刚度宜自下而上逐渐减小,防止抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变.结构总体布置多层建筑中控制侧向位移成为结构设计的首要问题。在设计中通常通过控制高宽比来实现。在工程中,高宽比H/B3,满足要求。柱网布置尺寸还受梁跨比限制,梁跨比一般在69之间为宜。本工程采用内廊式柱网布置,见如下图图2.1 柱网布置框架梁尺寸确定主梁尺寸确定主梁设计: h=(1/81/12)L 其
8、中L为梁的跨度,梁截面尺寸应满足承载力,刚度与延性要求 纵框架梁6.6m跨: h=(1/121/8)x6600=(550825)取h=700b=(1/21/3)x700=(233350)取b=3002.7m跨: h=(1/121/8)x2700=(225338)取h=700(考虑施工因素)b=(1/21/3)x700=(233350)取b=300 横框架梁4.2m跨: h=(1/121/8)x4200=(350525)取h=500b=(1/21/3)x500=(167250)取b=2503.6m跨: h=(1/121/8)x3600=(300450)取h=450b=(1/21/3)x450=(
9、225150)取b=300次梁尺寸确定次梁设计: h=(1/121/18)L 其中L为梁的跨度,梁截面尺寸应满足承载力,刚度与延性要求进深: 6.6m跨: h=(1/121/18)x6600=(550825)取h=600b=(1/21/3)x600=(200300)取b=250梁截面尺寸与各层混凝土强度等级梁截面尺寸与各层混凝土强度等级层次砼强度等级主梁次梁走道梁25C30300x700250x600300x7001C30300x700250x600300x700柱的尺寸选择1根据建筑抗震设计规X第和,柱的截面尺寸宜符合如下要求:1 柱截面的宽度和高度均不宜小于300 mm;圆柱直径不宜小于3
10、50mm 2 剪跨比宜大于2;3 截面长边与短边的边长比不宜大于3;4 柱的轴压比不宜超过。框架柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比限值按如下公式估算:其中N柱组合的轴压力设计值;考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数,边柱取1.3,不等跨内柱取1.25,等跨内柱取;gE折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值,可根据实际计算,也可近似取1215 kN/m2;n验算截面以上楼层层数;F案简支状态计算的柱的负载面积;Ac柱截面面积;N框架柱轴压比限值,对一级、二级、三级抗震等级分别取、;f混凝土轴心抗压强度设计值;计算底层柱截面尺寸:本工程为三级抗震等级,轴压比限值N=0.7,各层重力荷载代表值近似取12.0
11、 KN/m2,柱的混凝土强度等级不低于C30,本设计柱采用C30混凝土,fc=1N/mm2 ft=1.43 N/mm2。根据计算本设计柱截面尺寸取值如下:每层:360mm250mm 板的尺寸选择当时,可按单向板计算,单向板常用跨度,一般不超过3m,板厚与跨度最小比值,走道板,按单向板计算,取100板厚。板厚应在满足建筑功能和方便施工的条件下尽可能薄,现浇板的厚度一般以100mm为模数,其厚度应根据使用环境、受力情形、跨度等条件综合确定。现浇板最小厚度为80mm,故取板厚为100mm,其中屋面、楼面、楼梯平台板的厚度均为100mm,卫生间的板厚为100mm。材料选择本工程抗震等级为三级,故混凝土
12、等级不宜低于C20,如此梁、柱采用C30,板、楼梯均采用C30。根据钢筋混凝土设计规X,结构构件中的纵向受力钢筋宜选用、级钢筋,箍筋宜选用、级钢筋。根据建筑抗震设计规X,普通钢筋宜选用延性、韧性和可焊性较好的钢筋,故本设计中梁、柱的受力钢筋选用HRB335级钢筋,箍筋选用HRB235级钢筋。计算的一榀框架作为计算单元。计算简图:本工程竖向五层,计算跨度以轴线距离为准即形心线距离为准,梁轴线取至板底,25层柱高即为层高3.6m;底层柱高度从根底顶面算起,即=3.6+0.45+0.5=4.55m如如下图:重力荷载设计2.10.1屋面做法(1)屋面均布恒载二毡三油防水层(绿豆砂保护层) 0.35 k
13、N/冷底子油热玛蹄脂 0.05 kN/20mm厚1:2水泥砂浆找平 0.02 20=0.4 kN/100140厚(2%坡度)膨胀珍珠岩 (0.1+0.14)7/2=0.84 kN/100mm厚现浇钢筋混凝土楼板 0.125=2.5 kN/15mm厚纸筋石灰抹底 0.01516=0.24 kN/共计 4.38 kN/2.10.2 楼面做法按楼面做法逐项计算25厚水泥砂浆找平 0.02520=0.05 kN/100厚现浇钢筋混凝土楼板 0.125=2.5 kN/15厚纸筋石灰抹灰 0.01516=0.24 kN/共计 3.24 kN/2.10.3 卫生间做法地砖防水楼面: 2.0 kN/ 25=2
14、.5 kN/15mm厚顶棚抹灰: 0.21 kN/合计:4.71 kN/2.10.4 外墙做法外墙300厚混凝土陶粒砌块0.3= kN/合计 KN/2.10.5内墙做法1采用200mm陶粒空心砌块7X0.2=1.4 KN/2内墙装饰两面2mm厚纸巾石灰罩面双面 160.002=0.064 kN/12mm厚1:3:9水泥石灰砂浆打底分开抹平双面 200.012=0.48 kN/合计1.944 KN/楼层荷载代表值计算梁、柱自重表2.2各楼层梁、柱重力荷载计算层次构件bhgn一层横梁25161纵梁6.6256.620纵梁258横梁0.30.45257次梁0.6256.610柱2532二至五层横梁2
15、57.5646纵梁6.6256.680纵梁2532横梁2.70.452528次梁0.62540柱25128各层墙体自重层次类型单位面积荷载自重kN/面积总荷载kN一层填充外墙7(6.6-0.6)(3.6-0.7)4+(6.6-0.6)(3.6-0.7)12-2.1x2.020- (3.3-2.7)填充内墙7(6.6+0.1)(3.6-0.6) 10+(6.6-0.7) (3.6-0.7)12-(0.9x2.1)2.4) 2-(3.3-0.6) (3.3-0.7)外墙饰面内墙饰面塑钢窗C-12.0) 2084C-21.0) 4MLC-12.0) 24木门M-12.7) 24合计层次类型单位面积荷
16、载自重kN/面积总荷载kN标准层填充外墙7(6.6-0.6)(3.6-0.7)4+(6.6-0.6)(3.6-0.7)12-2.1x2.022- (2.0x2.0)填充内墙7(6.6+0.1)(3.6-0.6) 10+(6.6-0.7) (3.6-0.7)12-(0.9x2.1)2.4) 2-(3.3-0.6) (3.6-0.7)外墙饰面内墙饰面塑钢窗C-12.0) 2084C-21.0) 4MLC-32.0) 24木门M-12.1) 24合计层次类型单位面积荷载自重kN/面积总荷载kN五层填充外墙(6.-0.6)(3.6/2-0.7)4+(6.6-0.6)(3.6/2-0.7)12-2.1x
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