三层钢筋混凝土框架结构毕业设计.doc
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1、第一章 设计基本资料1.1 工程概况工程名称:承德某办公楼为三层钢筋混凝土框架结构体系,建筑面积约为1800。办公楼建筑层高分别为:3.9m、3.6m、3.6m,结构层高分别为:4.9m、3.6m、3.6m。室内外高差为0.45m,建筑设计使用年限50年。1.2设计资料一、气象资料1、基本风压:W0=0.4KN/2、基本雪压:0.30KN/二、抗震设防烈度:抗震设防烈度为6度,属于类场地土,设计地震分组为第二组。三、地质条件:场地土为中砂,承载力特征值fak=180KN/,不冻胀,标准冻深1m,常年地下水位低于-2.5m。四、材料:1、混凝土:梁、柱、板均使用C30混凝土。2、钢筋:纵向受力钢
2、筋采用热轧钢筋HRB335,其余采用热轧钢筋HPB235。 第二章 结构布置及计算简图2.1 结构布置及梁,柱截面尺寸的初选2.1.1平面形状验算根据设计规范,结构高宽比H/B(B是建筑物平面轮廓线较小的边长)控制在3以下。办公楼高11.70m,宽14.92m, H/B=0.783,符合要求。同样建筑物长宽比L/B=41.02/14.92=2.752,故框架横向BC跨框架梁截面尺寸为bh=200450, (3)、跨:L=6000=500mm750mm,取600 =200mm300mm,取2502.4,故、跨框架梁的截面尺寸为bh=250600 (4)跨:L=4500mm=375mm563mm,
3、取450 =117mm175mm,取200(框架梁宽度不宜小于200mm)2.252,故跨框架梁的截面尺寸为bh=200450, 2、次梁截面尺寸 按照整体肋形梁的次梁选择截面尺寸:L=6000=300mm,取400 =133mm200mm,取2002,故井字梁的截面尺寸为bh=200400二、柱截面尺寸的估算1、按轴压比要求计算框架截面尺寸框架柱的受荷面积如图2-1所示,框架柱选用C30混凝土,fc=14.3N/mm2,轴压比=1.0,计算面积时可按公式计算,公式中柱轴压力设计值N按公式(:荷载分项系数可取1.25含活荷载;:每个楼层单位面积的竖向荷载标准值,KN/m2,框架结构约为1214
4、KN/m2;:柱一层的受荷面积m2 ;:柱承受荷载的层数;:考虑水平力产生的系数,风荷载或四级抗震时,取1.05,三一级抗震等级时,取1.051.15;:边柱、角柱轴向力增大系数,边柱取1.1,角柱取1.2,中柱取1.0;:柱由框架梁与剪力墙连接时,柱轴力折减系数)求得 1)边柱 =1.2514(63)31.051.1=1091.48KN=1091.481000/(1.014.3)=76327mm2=300mm300mm=90000mm2,构造要求柱截面高度不宜小于400mm,故取截面尺寸为400mm400mm。2)中柱 =1.2514(64.2)31.051.1=1528.065KN=152
5、8.0651000/(1.014.3)=106858mm=350mm350mm=122500,构造要求柱截面高度不宜小于400mm,故取截面尺寸为400mm400mm3)角柱角柱虽然受荷面积小,但受力复杂,根据线刚度的验算结果取截面尺寸为首层600mm600mm标准层500mm500mm2、截面校核 1)按构造要求框架柱截面高度不宜小于400mm,宽度不宜小于350mm。 2)为避免发生剪切破坏,柱净高与截面长边之比宜大于4。 取二层较短柱高,Hn=3600; =3.6/0.4=94 3)框架柱截面高度和宽度一般可取层高的1/101/15 =490mm327mm(取最不利底层柱高4.9m) 综
6、上所述,所选框架柱截面尺寸均满足构造要求图2-1 边柱和中柱的负荷面积简图三、楼板厚度根据结构平面布置如图2-2,取板厚度h=100 mm,则1/301/37满足要求,故板厚为h=100mm。图2-2 结构平面布置图注:梁的尺寸():名称KL1、KL2、KL5、KL7L1KL3、KL4、KL6、KL8尺寸250*600200*400250*600柱的尺寸():名称边、角柱KZ1中柱KZ2尺寸首层600*600600*600尺寸标准层500*500500*500第三章 竖向荷载计算3.1荷载计算3.1.1屋面及楼面恒荷载计算一、屋面恒荷载:屋面(不上人) 面 层:20厚细水泥砂浆加钢网保护层,6
7、m6m留10mm缝。 200.02=0.4KN/m2保温层:50厚挤塑聚苯板 0.30.05=0.015 KN/m2防水层:柔性防水两层SBS改性沥青防水卷材 0.1 KN/找平层:20厚1:3水泥砂浆找平 0.4KN/m2找坡层:最薄20厚2%坡加气碎块混凝土,7.5(0.02+0.027.20.5)= 0.69 kN/m2构造层恒荷载: 1.605kN/结构层:100厚现浇钢筋混凝土板 0.125=2.5kN/吊 顶:V型轻钢龙骨硅钙板吊顶 0.25kN/合计4.355KN/二、各层楼面恒荷载:地砖楼面:88J1-1 楼8A改12厚地砖 0.55 KN/6厚建筑胶浆 200.006=0.1
8、2 KN/84厚轻集料混凝土 1.950.084=0.164 KN/构造层恒荷载: 0.834KN/结构层:100厚现浇钢筋混凝土板0.1m252.5kN/吊 顶:V型轻钢龙骨硅钙板吊顶 0.25kN/合计:3.584KN/三、卫生间楼面恒荷载:防滑地砖楼面:88J1-1 楼8F2改 12厚防滑地砖 0.55 KN/15厚1:2干硬性水泥砂浆粘结层 200.015=0.3 kN/15厚1:3水泥砂浆保护层 0.3 kN/1.5厚聚氨酯涂膜防水层 0.05 KN/10厚1:3水泥砂浆找平层,四周及竖管根部位抹小八字角0.2 KN/最30-40厚C15细石混凝土从门口处向地漏找1%坡 240.03
9、5= 0.84 kN/构造层恒荷载:2.24KN/结构层:100厚现浇钢筋混凝土板0.1m252.5KN/吊 顶:V型轻钢龙骨硅钙板吊顶 0.25kN/合计:4.99KN/3.1.2屋面及楼面活荷载计算一、根据荷载规范查得 :上人屋面:2.0KN/楼 面:2.0KN/(办公楼)走 廊: 2.5KN/二.雪荷载Skrso Sk雪荷载标准值(kN/m2);r屋面积雪分布系数;So基本雪压(kNm2)。Sk=1.00.3 KN/=0.3KN/屋面活荷载与雪荷载不同时考虑,两者取大者.3.1.3梁,柱,墙,门窗重力荷载的计算(竖向荷载)一、梁自重:一、梁自重:1、主梁:bh=250mm600mm主梁自
10、重: 25 kN/m30.25m(0.6m-0.1m(板厚)=3.125 kN/m抹灰层10厚混合砂浆:0.01m(0.6m-0.1m)217=0.17KN/m合计: 3.295kN/m2、次梁:bh=200mm400mm次梁自重: 25 kN/m30.2m(0.4m-0.1m)=1.5 kN/m抹灰层10厚混合砂浆:0.01m(0.4m-0.1m)217=0.102KN/m合计: 1.602kN/m二、柱自重:1、一般层bh=500500柱自重:250.5m0.5m3.6m =14.4KN抹灰层10厚混合砂浆: 0.01m(0.45m+0.47m)23.6m17=1.126KN合计:15.5
11、26KN2、一层bh=600600柱自重:250.6m0.6m5.35m =48.35KN抹灰层10厚混合砂浆: 0.01m(0.45m+0.47m)24.9m17=1.533KN合计:49.883KN三、外纵墙自重:外墙砌250厚陶粒空心砌块,外墙面装修外墙粘贴50厚聚苯板保温网格布抹抗裂砂浆10mm,面层选用88J1-18A 厚度7mm。内墙面装修选用 20厚混合砂浆墙面,则外墙单位墙面重力荷载为 0.30.05+200.017+150.25+170.02=4.445KN/m2四、内墙自重:1、一般层纵墙:(3.6m-0.6m)0.2m6=3.6KN/m20厚混合砂浆粉刷:3.0m0.02
12、m172=2.04KN/m合计:5.64KN/m2、底层:纵墙:(3.9m-0.6m)0.2m6=3.96KN/m20厚混合砂浆粉刷:3.3m0.02m172=2.244 KN/m合计:6.204KN/m五、女儿墙自重:混凝土压顶:0.1m0.35m25=0.875KN/m砌体:0.5m0.24m6=0.72KN/m外粉刷墙面:0.6m0.4KN/m2=0.24KN/m内粉刷墙面:0.6m0.34KN/m2=0.204KN/m合计:2.309KN/m第四章 框架侧移刚度计算4.1横向框架侧移刚度计算:横梁线刚度ib=EcIb/L0, ib计算过程见表4-1;柱线刚度ic=EcIc/h, ic计
13、算过程见表4-2。表4-1横梁线刚度ib计算表类别Ec/(N/ mm2)bxh/mmxmmIb/ mm4L/mmEcIb/L/Nmm1.5EcIb/L/Nmm2.0EcIb/L/Nmm边横梁3.0x104250x6004.50x10960002.25x10103.375x10104.50x1010走道梁3.0x104250x6004.5x10924005.625x10108.438x101011.25x1010表4-2柱线刚度ic计算表类别Ec/(N/ mm2)bxh/mmxmmIc/ mm4hc/mmEcIb/h/Nmm标准层3.00x104500x5005.208x10936004.34x
14、1010首 层3.00x104600x6001.08x101053506.06x1010 柱的侧移刚度按公式DC=c12ic/h2计算。根据梁柱线刚度比K的不同,图1-6中的柱可分为中框架中柱和边柱,边框架中柱和边柱以及楼梯间柱等。详见表4-3、4-4和4-5 表4-3中框架柱侧移刚度D值(N/mm) 表4-4边框架柱侧移刚度D值(N/mm) 表4-5楼梯间框架柱侧移刚度D值(N/mm) 将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加,即得框架各层层间侧移刚度D见表4-6表4-6横向框架层间侧移刚度(N/mm)层次123Di427948606792606792 由表4-6知,D1/D2=427948/
15、606792=0.7050.7,故该框架为规则框架。二、纵向框架侧移刚度计算:纵梁线刚度ib的计算过程见表4-7;类别Ec/(N/ mm2)bxh/mmxmmI0/ mm4L/mmEcIb/L/Nmm1.5EcIb/L/Nmm2.0EcIb/L/Nmm纵梁13.0x104250x6004.50x10960002.14x10103.21x10104.28x1010纵梁23.0x104250x6004.5x10945003.0 x10104. 5x10106.0x1010本工程中纵、横柱线刚度相同,计算过程同表4-2。柱线刚度ic计算表类别Ec/(N/ mm2)bxh/mmxmmI0/ mm4hc
16、/mmEcIb/h/Nmm标准层3.00x104500x5005.208x10936004.34x1010首 层3.00x104600x6001.08x101053506.06x1010 柱的侧移刚度按公式DC=c12ic/h2计算。根据梁柱线刚度比K的不同,图1-6中的柱可分为中框架中柱和边柱,边框架中柱和边柱以及楼梯间柱等。 表4-8中框架柱侧移刚度D值(N/mm) 表4-9边框架柱侧移刚度D值(N/mm) 表4-10楼梯间框架柱侧移刚度D值(N/mm) 将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加,即得框架各层层间侧移刚度D见表4-11表4-11横向框架层间侧移刚度(N/mm)层次123Di4
17、37830550784550784 由表4-6知,D1/D2=437830/550784=0.7950.7,故该框架为规则框架。第五章 屋面及楼面板配筋计算5.1屋面板配筋计算5.1.1屋面板平面布置图 5.1.2屋面板配筋计算采用弹性分析方法求双向板,利用已有的计算系数计算板在两个方向的跨中、支座弯矩,在求跨中弯矩时,将荷载分为对称荷载(G+Q/2)和反对称荷载(Q/2),在对称荷载作用下,按四边固定;在反对称荷载作用下,按四边简支分别求出相应的跨中弯矩;总跨中弯矩即为上述两部分弯矩之和。在求支座负弯矩时,将全部荷载(G+Q)作用于各区格,按四边固定求出支座负弯矩。相应的弯矩=弯矩系数相应均
18、布荷载值板的较短方向计算跨度一、A区板配筋计算 =4.5m,=6m,=0.75,按双向板计算1、荷载值 恒荷载设计值:g=1.24.355=5.226(KN/m2) 活荷载设计值:q=1.40.5=0.7(KN/m2)荷载组合:支座最大负弯矩:g+q=5.926(KN/m2)跨中最大正弯矩: 对称荷载:g+q/2=5.576(KN/m2) 反对称荷载: q/2=0.35(KN/m2)2、弯矩系数 查四边支承双向板按弹性分析的弯矩系数表(泊松比=1/6)得: 对称荷载作用下的弯矩系数mx1=0.0364my1=0.0263 反对称荷载作用下的弯矩系数mx2=0.0673my2=0.0420 支座
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