华越居私人住宅楼结构设计 毕业设计.doc

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1、目录摘要IAbstractII毕业设计（论文）成果华越居私人住宅楼结构设计1设计基本资料11.1 初步设计资料11.2 结构选型11.3 柱截面尺寸初选11.4 梁截面尺寸的估算22结构手算22.1建立受力模型22.1.1确定框架计算简图22.1.2荷载统计表格22.1.3线荷载计算42.1.4风荷载计算52.1.5线刚度计算52.1.6建立受力模型62.2竖向力作用下结构内力计算112.2.1恒载内力计算112.2.2活载内力计算142.3横向力作用下的结构内力计算172.3.1侧移刚度以及反弯点处剪力计算172.3.2左风荷载下柱端弯矩182.3.3左风荷载剪力图182.3.4左风荷载下轴

2、力图192.3.5右风荷载下柱端弯矩202.3.6右风荷载下剪力图计算212.3.7右风荷载下轴力图计算222.4荷载效用组合232.4.1梁荷载效应组合表232.4.2柱荷载效应组合272.5截面验算配筋303基础计算413.1基础示意图413.2 基础配筋及验算413.3所有基础配筋44参考文献45致谢46附录：1）建筑施工图 2）结构施工图华越居私人住宅楼结构设计摘要:本设计首先利用PKPM和CAD软件对建筑物进行建模，计算，绘制框架结构的施工图。然后对结构方案中轴线上的一榀框架进行了结构设计。在确定框架平面布置方式之后，首先进行了层间荷载标准值的计算，接着采用弯矩二次分配法计算得出竖向

3、恒荷载和活荷载作用下的结构内力。然后，利用D值法求出在水平风荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。其次，对各种情况下的内力进行了组合，选取最安全的结果进行框架梁、框架柱截面的配筋计算。最后对柱下独基的结构进行了设计。关键词： 框架结构；结构设计；PKPMThe design of Hua yue ju residential building Abstract:This design using CAD and PKPM software first for building modeling, calculation, drawing frame structure constructi

4、on drawing. Then the structure scheme of (1) axis of one common frame structure design. In determining the frame layout way, first has carried on the interlayer load standard value calculation, and then USES the bending moment secondary distribution method calculated the vertical constant load and l

5、ive load under the action of the structure of the internal forces. Then use D value method under horizontal wind load of the structure internal forces (bending moment, shear force, axial force). Secondly, the combination of internal force under all kinds of circumstances, select the safest result fr

6、ame beam and frame column section reinforcement calculation. Finally, the column alone the base of the structure under designKey words：Frame structure；The structure design；PKPM计算书1设计基本资料1.1 初步设计资料1）工程名称：华越居私人住宅楼结构设计。2）工程概况：建筑总高为18.2m,住宅楼长度25.2m,宽度为11.1m,共5层。负一层与一层层高均为3.8m，三至五层层高分别为2.83m、3m和3.15m，屋架高

7、1.92m。室内外高差为0.3m。3）相对风向：基本风压0.35kN/。4）水文条件：室内地面以下12.0m，无侵蚀性。5）地质条件：建筑物所在地区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05m/ s，拟建场地土类型中软场地土，类场地，设计地震分组为第一组，地面粗糙度为B类。粘土层为基础持力层，承载力特征值fak=240kPa。6) 材料使用：（1）混凝土：柱使用C30混凝土，梁板使用C25混凝土。（2）钢筋：纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB400级，其余采用HPB235级。（3）墙体： 墙体均采用200厚加气混凝土砌块（11.6kN/m），20mm厚抹灰（0.68kN/）。 卫生间隔墙采用

8、100厚水泥条板（1kN/m）。1.2 结构选型1）结构体系选型：采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。2）楼面与屋面结构：均采用现浇混凝土板，屋面板厚为120mm。3）基础结构：采用钢筋混凝土阶形现浇基础。1.3 柱截面尺寸初选主体结构共6层，底层柱高从底层楼面往下0.5m算至一层楼面，基顶标高根据地质条件定为-0.5m，室内外高差定为0.3m，一层楼面标高为3.8m，故底层柱高为4.3m，二层柱高3.8m，三至五层层高分别为2.83m、3m和3.15m。1.4 梁截面尺寸的估算 L1: h=（1/101/12）L=500mm416.7mm 取h=450mmb=（1/21/3）h=225mm150

9、mm 取b=250mmL2:由于次梁的线荷载相对主梁小，再考虑到次梁搭在主梁上，故次梁截面比主梁小一些，取h=400mm ，b=200mm2结构手算结构手算包括五大步骤：建立受力模型、竖向力作用下结构的内力计算、横向力作用下结构的内力计算、荷载效应组合及截面验算。2.1建立受力模型2.1.1确定框架计算简图对于框架结构来说，整体结构都是双向受力，但就受力特点分析，短向框架受力更大，因此，手算时选取轴线上的一榀框架。假定框架柱嵌固于底层楼面往下0.5m处，框架梁与柱刚接，梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。如下图所示：图2-1 荷载计算简图2.1.2荷载统计表格由建筑图集88J1-1查得楼面做法及

10、相应的恒载标准值，并根据荷载规范查得屋面和楼面活荷载标准值如下表：表2-1 面荷载 楼面荷载(不含自重及抹灰)-选自88J1-11普通楼面楼 3A面层厚度70mm1.3kN/吊顶0.3kN/恒载1.6kN/活载2kN/2卫生间楼 5F面层厚度90mm1.64kN/吊顶0.3kN/恒载1.9kN/活载2kN/3楼梯水泥地面面层厚度20mm0.4kN/吊管0.3kN/恒载0.7kN/活载3.5kN/屋面荷载(不含自重及抹灰)-选自88J1-14上人屋面屋24.28kN/吊顶0.3kN/恒载4.6kN/活载2kN/5不上人屋面屋143.33kN/吊顶0.3kN/恒载3.6kN/活载0.5kN/各高度

11、下墙体在梁间产生的荷载如下表：表2-2 墙间、梁间荷载1墙1墙体折算容重200厚加气混凝土砌块11.6kN/抹灰0.68kN/厚度0.2m墙高3.8m合计11.4kN/m2墙2墙体折算容重200厚加气混凝土砌块11.6kN/抹灰0.68kN/厚度0.2m墙高2.85m合计8.6kN/m3墙3 墙体折算容重200厚加气混凝土砌块11.6kN/抹灰0.68kN/厚度0.2m墙高3.0m合计9.0kN/m4墙4墙体折算容重200厚加气混凝土砌块11.6kN/抹灰0.68kN/厚度0.2m墙高3.15m合计9.5kN/m5女儿墙墙体折算容重200厚加气混凝土砌块11.6kN/抹灰0.68kN/厚度0.

12、25m墙高1.2m合计3.6kN/m6室内隔墙墙体面荷载100厚水泥条板 1kN/m2墙高3m合计3kN/m2.1.3线荷载计算此榀框架的荷载计算面积为左右跨度的一半，同图4-1中阴影部分面积，根据电算结果中的荷载平面布置图，可计算出每一跨上的线恒荷载和线活荷载，具体见下表。线恒荷载=梁间荷载+轴右边楼面恒载跨度/2+楼板自重跨度/2线活荷载=楼面活载跨度/2表2-1 线恒荷载和线活荷载荷载层数梁间荷载KN/M楼面恒载KN/M2楼板自重KN/M2楼面活载KN/M2线恒荷载KN/M线活荷载KN/M1轴右边标准层一11.423.2224.45标准层二8.623.2221.65标准层三3.64.63

13、.22.523.16.25（说明：跨度为5m）2.1.4风荷载计算风荷载 风荷载计算见下表。荷载规范规定，对于高度小于30m，且高宽比小于1.5的房屋结构，应采用风振系数=1.0，本设计房屋高度H=12.9m30m，且H/B=25.8/30=0.861.5，故应按=1.0设计。本结构平面接=近矩形，故查体型系数表得s=1.3。基本风压按照资料选取w0=0.35kN/。最终转化为集中荷载即风荷载。表2-2 风荷载计算表离地高度z/mzzsw0(kN/）hi/mhj/mWk/kN10.45111.30.352.852.47.177.6111.30.353.82.859.083.8111.30.35

14、3.83.810.42.1.5线刚度计算线刚度: 柱使用C30混凝土，=3.0kN/,梁板使用C25混凝土, =2.8kN/对于边框架梁取I=2 2.1.6建立受力模型图2-2 梁柱截面尺寸及层高跨度分布图图2-3 梁柱线刚度分布图图2-4 恒载分布图图2-5 活载分布图图2-6 左风载受力模型图2-7 左风载受力模型2.2竖向力作用下结构内力计算竖向力包括：恒载和活载，计算方法采用力矩分配法。2.2.1恒载内力计算(1) 采用力矩分配法计算(2) 由结果进行叠加，得到恒载弯矩图，如下图所示图3-8 恒载弯矩图(3) 由弯矩图用截面法进行剪力计算1）梁剪力计算：2）柱剪力计算：柱： (4) 经

15、计算得恒载剪力图图2-9 恒载剪力图（5）由恒载剪力图可得轴力图为：图2-10 恒载轴力图2.2.2活载内力计算（1）利用采用力矩分配法活载弯矩计算（2）由结果进行叠加，得到活载弯矩图如下图2-11 活载弯矩图（3）活载剪力计算由活载弯矩图，用截面法计算梁剪力，柱剪力计算方法同恒载剪力计算。经计算得活载剪力图如下图2-12 活载剪力图（4）由活载剪力图可得活载轴力图如下图2-13 活载轴力图2.3横向力作用下的结构内力计算横向力包括：风荷载和地震作用。但本次毕业设计中，所有建筑物所在地区均为六度抗震烈度，故不用计算地震作用，仅计算风荷载，计算方法采用D值法。风荷载内力图计算过程如下：2.3.1

16、侧移刚度以及反弯点处剪力计算 （1） （2） （3） （4） （5）利用公式（1）（2）（3）计算二层以上的A柱，B柱,C柱的侧移刚度D，利用公式（4）（5）（3）计算底层A柱，B柱,C柱的侧移刚度D。2.3.2左风荷载下柱端弯矩由公式可得柱端弯矩，故柱弯矩图如下图2-14 左风载弯矩图2.3.3左风荷载剪力图由反弯点处节点剪力可得剪力图如下图2-15 左风载剪力图2.3.4左风荷载下轴力图由风载剪力图得风载轴力图如下图2-16 左风载轴力图2.3.5右风荷载下柱端弯矩柱弯矩图如下图2-17 右风载弯矩图2.3.6右风荷载下剪力图计算由反弯点处节点剪力可得剪力图如下图3-18 右风载剪力图2.

17、3.7右风荷载下轴力图计算由右风载剪力图得风载轴力图如下图2-19 右风载轴力图2.4荷载效用组合本次毕业设计均无需计算地震作用，故仅进行无震组合：（1）永久荷载效应起控制作用 1.35恒载效应+1.40.7活载效应（2）可变荷载效应起控制作用 1.2恒载效应+1.40.7活载效应+1.41.0风载效应1.2恒载效应+1.41.0活载效应+1.40.6风载效应2.4.1梁荷载效应组合表表2-3 梁荷载效应表2.4.2柱荷载效应组合表2-4 柱荷载效应表2.5截面验算配筋表2-5 梁截面配筋验算表梁编号截面fcbh0M（kn.m）M（n.mm） (0.518)fy计算As1-CB左11.90 2

18、50 450 1 85.51 85510000 0.14 0.15 360 571.80 中 11.90 250 450 1 30.06 30058743 0.05 0.05 360 190.42 右11.90 250 450 1 26.49 26490000 0.04 0.04 360 167.28 1-BA左11.90 250 450 1 73.38 73380000 0.12 0.13 360 484.53 中 11.90 250 450 1 62.52 62517500 0.10 0.11 360 408.33 右11.90 250 450 1 156.25 156250000 0.2

19、6 0.31 360 1138.91 1-AB左11.90 250 450 1 71.88 71880000 0.12 0.13 360 473.90 2-CB左11.90 250 450 1 78.65 78650000 0.13 0.14 360 522.15 中 11.90 250 450 1 35.65 35651765 0.06 0.06 360 227.00 右11.90 250 450 1 12.79 12790000 0.02 0.02 360 79.81 2-BA左11.90 250 450 1 52.53 52530000 0.09 0.09 360 339.78 中 11

20、.90 250 450 1 76.74 76742700 0.13 0.14 360 508.48 右11.90 250 450 1 144.18 144180000 0.24 0.28 360 1033.66 2-A左11.90 250 450 1 59.63 59630000 0.10 0.10 360 388.37 3-CB左11.90 250 450 1 59.29 59290000 0.10 0.10 360 386.02 中 11.90 250 450 1 42.16 42155600 0.07 0.07 360 270.02 右11.90 250 450 1 2.64 26400

21、00 0.00 0.00 360 16.33 3-BA左11.90 250 450 1 42.01 42010000 0.07 0.07 360 269.05 中 11.90 250 450 1 89.46 89458500 0.15 0.16 360 600.73 右11.90 250 450 1 113.64 113640000 0.19 0.21 360 784.16 3-A左11.90 250 450 1 47.29 47290000 0.08 0.08 360 304.37 表2-6 梁纵筋计算表梁编号截面ft(45*ft/fy)%0.20%minAsmin实取As实配As1-CB左

22、1.270.00159 0.0020.002225571.80 603.00 316中 1.270.00159 0.0020.002225225.00 603.00 316右1.270.00159 0.0020.002225225.00 823.00 218+1201-BA左1.270.00159 0.0020.002225484.53 823.00 218+120中 1.270.00159 0.0020.002225408.33 710.00 218+116右1.270.00159 0.0020.0022251138.91 1137.00 218+2201-AB左1.270.00159 0.

23、0020.002225473.90 603.00 3162-CB左1.270.00159 0.0020.002225522.15 603.00 316中 1.270.00159 0.0020.002225227.00 603.00 316右1.270.00159 0.0020.002225225.00 1017.00 4182-BA左1.270.00159 0.0020.002225339.78 1017.00 418中 1.270.00159 0.0020.002225508.48 710.00 218+116右1.270.00159 0.0020.0022251033.66 1017.00

24、 4182-A左1.270.00159 0.0020.002225388.37 603.00 3163-CB左1.270.00159 0.0020.002225386.02 716.00 216+120中 1.270.00159 0.0020.002225270.02 716.00 216+120右1.270.00159 0.0020.002225225.00 716.00 216+1203-BA左1.270.00159 0.0020.002225269.05 716.00 216+120中 1.270.00159 0.0020.002225600.73 716.00 216+120右1.27

25、0.00159 0.0020.002225784.16 716.00 216+1203-A左1.270.00159 0.0020.002225304.37 716.00 216+120表2-7 梁箍筋计算表梁编号fccbh00.25fcbh0VftAsv=V-0.7ftbh0fyv1-CB11.90 1250450334687.591380 1.27-8632.52101-BA11.90 1250450334687.5126320 1.2726307.52101-AB11.90 1250450334687.5109190 1.279177.52102-CB11.90 1250450334687

26、.587120 1.27-12892.52102-BA11.90 1250450334687.5121620 1.2721607.52102-A11.90 1250450334687.570130 1.27-29882.52103-CB11.90 1250450334687.586190 1.27-13822.52103-BA11.90 1250450334687.512274 1.27-87738.52103-A11.90 1250450334687.561800 1.27-38212.5210梁编号1.25fyvh0Asv/s取sAsv箍筋实取Asv =Asv/bs =0.24ft/fyv

27、1-CB118125.00 -0.07 200 -14.62 双肢箍8100.60 0.0020 0.00145 1-BA118125.00 0.22 200 44.54 双肢箍 8100.60 0.0020 0.00145 1-AB118125.00 0.08 200 15.54 双肢箍8100.60 0.0020 0.00145 2-CB118125.00 -0.11 200 -21.83 双肢箍 8100.60 0.0020 0.00145 2-BA118125.00 0.18 200 36.58 双肢箍8100.60 0.0020 0.00145 2-A118125.00 -0.25

28、200 -50.59 双肢箍 8100.60 0.0020 0.00145 3-CB118125.00 -0.12 200 -23.40 双肢箍8100.60 0.0020 0.00145 3-BA118125.00 -0.74 200 -148.55 双肢箍 8100.60 0.0020 0.00145 3-A118125.00 -0.32 200 -64.70 双肢箍8100.60 0.0020 0.00145 表2-8 柱纵筋配筋表层 号1层C柱配筋计算截 面柱上端柱下端MmaxNmaxNminMmaxNmaxNmin设计弯矩M(kNm)77.30 74.49 54.67 41.44 1

29、2.28 41.44 设计轴力N(kN)370.56 380.37 329.96 347.71 400.33 347.71 计算长度Lo=1.25H(mm)5300 5300 5300 5300 5300 5300 柱截面截面宽度b(mm)400 400 400 400 400 400 截面高度h(mm)400 400 400 400 400 400 截面面积A(mm)160000160000160000160000160000160000回转半径i=sqrt(I/A)(mm)115.47115.47115.47115.47115.47115.47保护层+d/2as或as(mm)35 35 3

30、5 35 35 35 截面有效高度h0=h-a或a(mm)365 365 365 365 365 365 砼强度设计值fc(N/mm)14.3 14.3 14.3 14.3 14.3 14.3 钢筋强度设计值fy或fy(N/mm)360 360 360 360 360 360 钢筋弹性模量Es(N/mm)200000200000200000200000200000200000截面重心偏心矩e0(mm)208.62195.84165.67119.1730.68119.17附加偏心矩ea=(20,h/30)max(mm)20.0020.0020.0020.0020.0020.00初始偏心矩ei=e

31、0+ea(mm)228.62215.84185.67139.1750.68139.17曲率修正系数1=0.5fcA/N或1.01.001.001.001.001.001.00长细比影响系数2=1.15-0.01L/h或1.01.001.001.001.001.001.00 偏心矩增大系数(L/i17.5时，取1.0)1.201.211.251.331.901.33e=ei+h/2-a或a(mm)439.39426.61396.44349.94261.45349.94系数1(C50,取1.0)1.001.001.001.001.001.00系数1(C50,取0.8)0.800.800.800.8

32、00.800.80界限受压区高度b=1/(1+fy/Escu)0.520.520.520.520.520.52实际受压区高度=N/1fcbh00.130.180.120.120.190.12偏心性质(与b比较)大偏心大偏心大偏心大偏心大偏心大偏心大偏心受压计算0.130.180.120.120.190.12As=As(2ash0bh0)As=As(h02as)255.90 309.31 138.41 43.78 -231.00 43.78 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 小偏心受压计算As=As(mm)实选钢筋218+116218+116实选钢筋面积(mm)7107

33、10实际配筋率100(%)0.97%0.97%最大配筋率max100(%)5%最小配筋率min100%(三级抗震)0.60%稳定系数Lo/b13.25 0.99 轴心受压验算Nu=0.9(fcbh+fy(As+As)2039.87 1.轴压比小于0.15的柱抗震调整系数为0.75，轴压比不小于0.15的为0.80。最大配筋率max100(%)5%最小配筋率min100%(三级抗震)0.60%稳定系数Lo/b25.52 0.99 轴心受压验算Nu=0.9(fcbh+fy(As+As)8.22 1.轴压比小于0.15的柱抗震调整系数为0.75，轴压比不小于0.15的为0.80。表2-9 柱纵筋配筋

34、表层 号1层B柱配筋计算截 面柱上端柱下端MmaxNmaxNminMmaxNmaxNmin设计弯矩M(kNm)65.64 55.55 64.31 41.51 17.49 11.04 设计轴力N(kN)492.95 518.07 467.23 432.06 483.78 430.72 计算长度Lo=1.25H(mm)5300 5300 5300 5300 5300 5300 柱截面截面宽度b(mm)400 400 400 400 400 400 截面高度h(mm)400 400 400 400 400 400 截面面积A(mm)1600001600001600001600001600001600

35、00回转半径i=sqrt(I/A)(mm)115.47115.47115.47115.47115.47115.47保护层+d/2as或as(mm)35 35 35 35 35 35 截面有效高度h0=h-a或a(mm)365 365 365 365 365 365 砼强度设计值fc(N/mm)14.3 14.3 14.3 14.3 14.3 14.3 钢筋强度设计值fy或fy(N/mm)360 360 360 360 360 360 钢筋弹性模量Es(N/mm)200000200000200000200000200000200000截面重心偏心矩e0(mm)133.16107.22137.64

36、96.0836.1425.63附加偏心矩ea=(20,h/30)max(mm)20.0020.0020.0020.0020.0020.00初始偏心矩ei=e0+ea(mm)153.16127.22157.64116.0856.1445.63曲率修正系数1=0.5fcA/N或1.01.001.001.001.001.001.00长细比影响系数2=1.15-0.01L/h或1.01.001.001.001.001.001.00 偏心矩增大系数(L/i17.5时，取1.0)1.301.361.291.391.822.00e=ei+h/2-a或a(mm)363.93337.99368.42326.85266.92256.41系数1(C50,取1.0)1.001.001.001.001.001.00系数1(C50,取0.8)0.800.800.800.800.800.80界限受压区高度b=1/(1+fy/Escu)0.520.520.520.520.520.52