镇江某区华润厂职工宿舍设计毕业设计.doc

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1、目 录摘 要IVAbstractV第一章 设计资料11.1设计任务11.2 框架结构承重方案的选择11.3 梁、柱截面尺寸的初步确定1第二章 重力荷载代表值的计算32.1荷载统计32.2重力荷载代表值的计算42.2.1 第一层：上下半层重力荷载代表值4第三章 框架侧移刚度的计算103.1横梁线刚度的计算103.2柱线刚度的计算103.3柱的侧移刚度计算103.4、各层横向柱的侧移刚度计算：（D值）113.4.1底层123.4.2第二-四层：12第四章 横向水平荷载作用内力和侧移计算134.1横向自振周期的计算134.2水平地震作用及楼层地震剪力的计算144.3多遇水平地震作用下的位移验算164

2、.4、水平地震作用下框架内力计算17第五章 横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算235.1风荷载标准值235.2风荷载作用下的水平位移验算235.3风荷载作用下框架结构内力计算：24第六章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算296.1计算单元的选择确定296.2荷载计算296.2.1恒载作用下柱的内力计算296.2.2活载作用下柱的内力计算306.2.3恒荷载作用下梁的内力计算316.2.4活荷载作用下梁的内力计算326.3内力计算336.4梁端剪力和柱轴力的计算386.4.1恒载作用下386.4.2活载作用下396.5框架梁的内力组合396.5.1结构抗震等级396.5.2框架梁内力组合3

3、96.6梁端剪力的调整436.7框架柱的内力组合446.8柱端弯矩设计值的调整466.9柱端剪力组合和设计值的调整46第七章 截面设计467.1框架梁467.2连续梁547.3框架柱567.3.1柱截面尺寸验算567.3.2柱正截面承载力计算567.3.3柱斜截面受剪承载力计算58第八章 柱下基础设计638.1 基础内力组合值计算638.2 A柱独立基础的计算648.3 B、C柱下的基础计算67第九章 楼梯设计719.1标准层楼梯设计719.1.1设计参数719.1.2楼梯板计算719.1.3平台板计算729.2平台梁计算74参考文献.77致谢.79镇江某区华润厂职工宿舍设计摘 要本工程为镇江

4、某区华润厂职工宿舍设计，采用框架结构，主体为四层，本地区抗震设防烈度为7度，近震，场地类别为类场地。楼屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。本设计贯彻“实用、安全、经济、美观”的设计原则。按照建筑设计规范，认真考虑影响设计的各项因素。根据结构与建筑的总体与细部的关系。本设计对一榀框架，从结构选型入手，计算分析了该框架的荷载，利用弯矩分配法和D值法分别对框架结构在竖向荷载、水平风荷载作用下产生的内力进行了计算，通过内力组合，得出框架的控制内力，最后完成框架各构件的配筋计算并绘制了该框架的施工图。设计书中同时选算了框架的一个基础、楼梯，给出了基础、楼梯的配筋计算并绘制了施工图。整个结构在设计过程中，严格遵

5、循相关的专业规范的要求，参考相关资料和有关最新的国家标准规范，对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之，适用、安全、经济、使用方便是本设计的原则。设计合理可行的建筑结构方案是现场施工的重要依据。 关键词： 框架结构; 抗震设计; 荷载计算; 内力计算; 计算配筋The dormitory buildings Design of A factory ofZhenjiang Huarun AbstractThis works for the city of Zhenjiang dormitory building, a framework structure for a four-store

6、y main, in the region earthquake intensity of 7 degrees near Lan site classification as Class venues.Floor roof were using cast-in-place reinforced concrete structure.The design and implement practical, security, economic, aesthetic, the design principles. With the architectural design, design serio

7、usly consider the influence of the various factors. According to the structural and architectural detail and the overall relationship.The instruction booklet introduce a load of frame, First of all, selecte the type of structure, calculate and analyze the framework of the load, by the stratification

8、 and method D calculate respectively the internal forces of frame on the act of vertical load and wind loads . Through the combination of internal forces, conclude the control framework drawn forces, Finally , finishe the reinforcing bar calculation about the components of framework , and paint stru

9、ctural construction drawing. The booklet also design a foundation and stairs, and conclude the reinforcing bar calculation of the stairs and the base, and complete their structural construction blueprint.The whole structure of the design process, in strict compliance with the relevant professional s

10、tandard, reference to relevant information and the latest national standards and specifications, and design of the various components of a comprehensive scientific considerations. In short, application, security, economic and user-friendly design is the principle. Design reasonable and workable stru

11、cture of the program is the construction site of the important basis for the construction.Key words: Frame Structure; Seismic Design; Load Calculation; Internal force calculation; Calculation reinforcement第一章 设计资料1.1设计任务1. 设计题目：镇江某区华润厂职工宿舍设计2. 该建筑物为钢筋混凝土框架结构，建筑面积：4000 m2500 m2；层数为4层，层高3.0-3.6米。结构形式：

12、钢筋混凝土框架结构。3.工程地质资料场区地貌及地基土层：以勘测资料分析，场区为岗地沉积型，土质好，基岩埋藏浅。根据沉积时间顺序及成因类型，把土层划分为三层，自上而下为：（1）人工填土：主要为素填土，部分地区为杂填土，全区分布，层厚0.21.2m；（2）粉质粘土：硬塑，厚度4.5m，承载力标准值：fk=200KN/m2；（3）风化残积土强风化基岩：黄白色，紧密，厚度4.2 m，承载力标准值： fk=200KN/m2；场区地下水对混凝土无侵蚀性。4.气象资料基本雪压：0.35KN/m2；基本风压：0.4KN/m2，地面粗糙度为C类。5.地震资料抗震设防烈度：7度，设计基本地震加速度为0.15g，抗

13、震等级为三级，建筑场地类别为类，设计地震分组为第一组，特征周期值为0.35s。6.荷载资料查阅混凝土结构设计规范GB 5001020021.2 框架结构承重方案的选择竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本宿舍楼框架的承重方案为横向框架承重方案，这可使横向框架梁的截面高度大，增加框架的横向侧移刚度。1.3 梁、柱截面尺寸的初步确定1梁截面高度一般取梁跨度的1/12至1/8，即为（1/121/8）6000=500mm750mm，则取梁截面高度h=600mm, 截面宽度取梁宽度的 1/31/2

14、=600/3600/2=200300mm,所以梁截面尺寸处定为bh=250mm600mm，混凝土等级C30。2. 框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按下列公式计算：（1）.柱组合的轴压力设计值N=FgEn注：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。F按简支状态计算柱的负载面积。g E 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取1215KN/m2(取14 KN/m2),n为验算截面以上的楼层层数。（2）.AcN/unfc注：un 为框架柱轴压比限值，本方案为三级抗震等级，查建筑抗震设计规范可知取为0.9。fc 为混凝土轴心抗压强度设计值，对C30，查得14

15、.3N/mm2。3、计算过程：边柱：N=Fg E n=1.313.5144=982.2KNAcN/uNfc=982.2103/(0.914.3)=76363.6mm2取柱截面500mm500mm中柱：N=Fg E n=1.2518.225144=1275.75KNAcN/uNfc=1275.75103/(0.914.3)=99125.8mm2取柱截面500mm500mm角柱：N=Fg E n=1.313.5/2144=491.4KNAcN/uNfc=491.4103/(0.914.3)=38181.8mm2取柱截面500mm500mm第二章 重力荷载代表值的计算2.1荷载统计1. 屋面永久荷载

16、标准值（不上人）5厚高聚物改性沥青防水卷材 100.005=0.05KN/m2（表面刷银色反光涂料）15厚1：3水泥砂浆找平层 200.015=0.3KN/m2（表面刷冷底子油一道）125厚憎水性珍珠岩 40.125=0.5KN/m2）（2%找坡，最薄处50厚 ）15厚1：2水泥砂浆找平层 200.015=0.3KN/m2（上表一度冷底子油隔气层）120厚现浇钢筋混凝土板 250.12=3.0 KN/m2不上人屋面恒荷载： 4.15 KN/m22、1-4层楼面：小瓷砖地面（10mm面层.20mm水泥砂浆结合层） 0.55 KN/m220厚1:3水泥砂浆找平层(表面用JS防水涂料) 250.02

17、=0.4 KN/m2120厚现浇钢筋混凝土板 250.12=3.0 KN/m2楼面恒载: 0.55+0.4+3.0= 3.95KN/m23.卫生间5厚陶瓷锦砖，水泥擦缝 0.12KN/m2撒素水泥面20厚水泥砂浆结合层 200.02=0.4KN/m2）素水泥砂浆一道40厚细石混凝土（向地漏找坡） 220.04=0.88KN/m2聚氨脂三遍涂膜防水层1.8厚20厚1：3水泥砂浆找平 200.02=0.4 KN/m2120厚现浇钢筋混凝土板 250.12=3.0 KN/m2卫生间楼面恒荷载： 4.8 KN/m24.屋面及楼面可变荷载标准值：不上人屋面均布活荷载标准值 0.5 KN/m2宿舍楼面活荷

18、载标准值 2.0 KN/m2走廊活荷载标准值 2.5 KN/m25. 空心砌块 6KN/m2外墙面其他层为25 mm厚抹灰 180.025=0.45KN/m2内墙面两侧均为20mm厚抹灰 180.02=0.36KN/m2）木门单位面积重力荷载为0.2 KN/m2）铝合金窗单位面积重力荷载取0.4 KN/m2）木框玻璃窗单位面积重力荷载取0.2 KN/m2钢框玻璃门单位面积重力荷载取0.45 KN/m2）2.2重力荷载代表值的计算2.2.1 第一层：上下半层重力荷载代表值1、梁、柱：梁、柱荷载如表2-1所示：表2-1 梁、柱荷载构件净 跨（mm）截 面（mm）密 度（KN/m3）g（KN/m）数

19、 量(根)单 重（KN）总 重（KN）横梁AB、CD跨5500250600253.752520.625515.625横梁BC跨1600250600253.7512672纵梁57600250600253.754216864边柱3300500500256.253020.625618.75中柱3300500500256.252720.625556.875角柱3300500500256.25420.62582.5注：1)梁长度取净长，柱长取计算高度；2) g表示单位长度构件重力荷载2、内外填充墙重的计算：外墙单位墙面重力荷载为：180.025+60.24+180.02=2.25KN/m2）内墙单位墙面

20、重力荷载为：60.24+2180.02=2.16 KN/m2（1）横墙：AB跨、CD跨墙：横梁下楼面下无洞口填充墙：外墙:计算长度6.0-0.5=5.5m计算高度1.65-0.6=1.05m单跨面积：1.455.5=7.975m2单跨重量：7.9752.25=17.94KN数量：4总重：17.944=71.76KN内墙:单跨重量：5.51.052.16=12.47KN数量：21总重：12.4721=261.87KN横梁下楼面上无洞口填充墙：外墙总重：1.655.52.252=40.835 KN内墙总重：1.655.52.1620=392.04KN横梁下有门窗洞口填充墙总重：AB、CD跨：（1.

21、655.5-1.51.82）2.252+（1.655.5-1.51.82-0.82.1)2.16=20.85 KNBC跨：（1.651.6-0.91.5）2.25=2.90KN横梁下有门洞口填充墙总重：BC跨：1.61.65-2.11.22.25=0.27 KN横梁下楼面上有窗洞口填充墙：总重：( 2.1-0.5)1.65-(1.65-0.9)0.92+1.61.65-（1.65-0.9）1.82 3=3.75KN横墙总重： 71.76+261.87+40.835+392.04+20.85+2.90+0.27+3.75=794.28KN（2）纵墙：A轴上:楼板下面积:（1.65-0.6）(4.

22、58+6.02+9.6-150.5-92.1-0.97-1.22-3.2) =21.84m2重量：2.2521.84=49.14KN楼板上面积:1.65(4.58+6.02+9.6-150.5)-(1.65-0.9)(2.112+0.97) =59.04m2重量：2.2559.04=132.84KND轴上: 楼板下面积:（1.65-0.6）(4.58+6.02+9.6-130.5-2.114-0.93)=19.95 m2重量：2.2519.95=44.89KN楼板上面积:1.65(4.58+6.02+9.6-130.5)-(1.65-0.9)(2.114+0.93) =60.24m2重量：2.

23、2560.24=135.54KNB轴上: 楼板下面积:（1.65-0.6）(4.57+6.0-90.5-0.88-0.96)=22.26 m2重量：2.1622.26=48.08KN楼板上面积:1.65(4.57+6.0+9.6-110.5)-1.65（0.89+1.22）=60.72m2重量：2.1660.72=131.15KNC轴上: 楼板下面积:（1.65-0.6）(4.57+6.02+9.6-1.2-0.99-0.811-0.514)=29.4m2重量：2.1629.4=63.50KN楼板上面积:1.65(4.57+6.02+9.6-1.22-0.811-0.514)=57.59m2重

24、量：2.1657.59=124.39KN纵墙总重：49.14+132.84+44.89+135.54+48.08+131.15+63.50+124.39=729.53KN（3）、窗户重量计算（铝合金窗）：A轴线上:计算面积： 1.52.19+1.50.97=37.8 m2重量: 37.80.4=15.12 KN B轴线上： 计算面积： 0.90.66=3.24 m2 重量：3.240.2=0.648KNC轴线上： 计算面积： 0.90.69=4.86 m2 重量：4.860.2=0.972KND轴线上:计算面积：2.11.514+0.91.53=48.15 m2重量:48.150.4=19.2

25、6KN 1，4，16号轴线上： 计算面积：1.81.56=172.8 m2 重量：172.80.4=69.12KN窗户总重：105.12 KN. 门重计算：楼板上大门：面积：(1.65-0.6)3.2=3.36 m2自重：0.45KN/m2重量：3.360.45=1.512KN侧门：面积：1.2(1.65-0.6)=1.26 m2重量：1.260.452=1.134KNB轴线上:面积: 0.8(1.65-0.6) 8=6.72 m2重量: 6.720.2=1.344KNC轴线上:面积: 0.8(1.65-0.6)11+1.2(1.65-0.6) =10.5 m2重量: 10.50.2=2.1K

26、N4号轴线上： 面积：0.81.06=0.848 m2 重量：0.8480.2=0.17 KN楼板下B轴线上:面积: 0.81.65 9+1.21.65 2=15.84 m2重量:15.840.2=3.168KNC轴线上:面积: 0.81.65 11+1.21.65 2=18.48KN重量:18.480.2=3.696KN门总重：11.612 KN（5）、楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算）：.卫生间面积：(3.0-0.24)(4.84-0.24)2=25.39m2.走廊面积(2.1-0.5)57.6=92.16m2.其余楼板面积:AB跨面积:8(4.5-0.25)(6.0-0.25)+2(

27、3.0-0.25)(6.0-0.25)+(9.6-0.25) (6.0-0.25)=280.89m2CD跨面积:8(4.5-0.25)(6.0-0.25)+2(6-0.25)(6-0.25)+ (9.6-0.25) (6.0-0.25)=315.39m2所以其余楼板面积为: 596.28m2恒载：卫生间恒载:4.825.39=121.87KN其余露面恒载:3.95（596.28+92.16）=2719.34KN恒载之和: 2841.21KN活载：走廊活载:92.162.5=230.4KN其余楼面活载:596.282.0=1192.56KN活载之和为: 1422.96KN所以集中于一层楼层结构标

28、高处重力荷载代表值G为:=515.625+72+864+618.75+556.875+82.5+794.28+729.53+105.12+11.612+2841.21+0.51422.96=7902.98KN同理， =515.625+72+864+618.75+556.875+82.5+718.12+730.48+47.34+9.744+2841.21+0.51422.96=7768.124KN=515.625+72+864+618.75+556.875+82.5+734.35+730.48+47.34+9.744+2841.21+0.51449.84=7797.79KN=515.625+72

29、+864+618.75+556.875+82.5+305.66+206.55+47.34+9.744+288.36+3370.464+0.5487.30=7181.518KN集中于各楼层结构标高处的重力荷载代表值G的计算结果如图2.1所示:图2.1重力荷载代表值第三章 框架侧移刚度的计算3.1横梁线刚度的计算横梁线刚度如表3-1所示：表3-1 横梁线刚度层次类别Ec（N/mm2）bh（mmmm）I0l（mm）EcI0/l（Nmm）2EcI0/l（Nmm）1-4边跨3.01042506004.510960002.0910104.1810101-4中跨3.01042506004.510921006

30、，43101012.861010注:现浇楼面板,边框架Ib=1.5I0 ,中框架梁Ib=2I03.2柱线刚度的计算横梁线刚度如表3-2所示：表3-2 横梁线刚度层次类别Ec（N/mm2）bh（mmmm）I0l（mm）EcI0/l（Nmm）1-4中柱3.01045005004.1710933003.7910101-4边柱3.01045005004.1710933003.79101033.3柱的侧移刚度计算柱的侧移刚度D值按下式计算: D=c12Ic/h2注: c为柱侧移刚度修正系数,对不同的情况按表3-4计算。表3-4位置边柱中柱c简图K简图K一般层K=(i2+i4)/2icK=(i1+i2+i

31、3+i4)/2icc=K/(2+K)底层固接K=i2/icK =(i2+i4)/icc=(0.5+K)/(2+K)按式D=c12Ic/h2算出各柱的侧移刚度,将计算单元范围内同层所有柱的D值相加,即为该层框架的总侧移刚度即D。3.4、各层横向柱的侧移刚度计算：（D值）取一榀横向框架计算横向柱的侧移刚度，其线刚度如图3.1所示：图3.1横向框架线刚度3.4.1底层、边柱K=4.18 /3.79=1.103c=(0.5+1.103)/(2+1.103)=0.517Di=c12ic/h2=0.517123.791010/33002=21591.5、中柱K=（4.18+12.86）/3.79=4.49

32、6c=(0.5+4.496)/(2+4.496)=0.769Di =c12ic/h2=0.769123.791010/33002=32115.8D1=21591.534+32115.827=1601237.63.4.2第二-四层：、边柱K=（4.182）/（3.792）=1.103c=1.103/(2+1.103)=0.355Di =c12ic/h2=0.355123.791010/33002=14825.9、中柱K=（4.18+12.86）2/（3.792）=4.496c=4.496/(2+4.496)=0.692Di =c12ic/h2=0.692123.791010/33002=2890

33、0.1D2-3=14825.934+28900.127=1284383.3由此可知，横向框架梁的层间侧移刚度如表3-5所示：表3-5横向框架梁的层间侧移刚度层次1234Di1601237.61284383.31284383.31284383.3第四章 横向水平荷载作用内力和侧移计算4.1横向自振周期的计算由于框架结构质量和刚度沿高度分布比较均匀.其基本自振周期T1（s）可按下式计算：T1=1.7T （uT）1/注：uT假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的结构顶点位移。T结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取0.6。uT按以下公式计算：VGi=Gk（u）i=

34、VGi/D ijuT=（u）k注： D ij 为第i层的层间侧移刚度。（u）i为第i层的层间侧移。（u）k为第k层的层间侧移。s为同层内框架柱的总数。结构顶点的假想侧移计算过程如表4-1所示:表4-1 结构顶点的假想侧移计算层次Gi（KN）VGi（KN）D i（N/mm）ui（mm）ui（mm）4 7181.5187181.5181284383.35.654.137797.1914978.7081284383.311.748.52 7768.12422746.8321284383.317.736.817902.9830649.8121601237.619.119.1用以下三总方法计算基本计算周

35、期（1）、结构顶点的假想位移法：T1=1.7T （uT）1/2=1.70.6(0.0541)1/2=0.24s（2）、能量法:=0.42s（3）、等效质量法:=3895.91= 0.5S三者比较取 0.24s4.2水平地震作用及楼层地震剪力的计算 本结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，即：1、结构等效总重力荷载代表值GeqGeq=0.85Gi=0.85（7181.518+7797.19+7768.124+7902.98）=26307.34KN2、计算水平地震影响系数1 查表得类场地近震特征周期值Tg=0.35s。查表得设防烈度

36、为7度的max=0.08由于1=（Tg/T1）0.9max=（0.35/0.24）0.90.08=0.13、结构总的水平地震作用标准值FEkFEk=1Geq =0.126307.34=2630.73KN 因1.4Tg=1.40.35=0.49sT1=0.24s，所以不考虑顶部附加水平地震作用。地震作用沿高度分布具有一定的规律性.假定结构反映相对加速度沿高度变化为地步为零的倒三角形.则可得到质点的水平地震作用地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi为:Vi=Fk（i=1，2，n）计算过程如表4-2所示：表4-2 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算层次Hi（m）Gi（KN）GiHi（KNm）Gi

37、Hi/GjHjFi（KN）Vi（KN）413.27181.51894796.0380.380999.68999.6839.97797.1977192.1810.310815.531815.2126.67768.12451269.6180.218573.502388.7113.37902.9826079.8340.105276.232664.94249338.3各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布如图4.1所示：（具体数值见表4-2）图4.1 水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度分布图4.3多遇水平地震作用下的位移验算水平地震作用下框架结构的层间位移（u）i和顶点位移u i分别按下列

38、公式计算：（u）i = Vi/D iju i=（u）k各层的层间弹性位移角e=（u）i/hi，根据建筑抗震设计规范，考虑砖填充墙抗侧力作用的框架，层间弹性位移角限值e1/550。计算过程如表4-3所示：表4-3 横向水平地震作用下的位移验算层次Vi（KN）D i（N/mm）（u）i （mm）ui（mm）hi（mm）e=（u）i /hi4999.681284383.30.7785.71533001/424231815.211284383.31.4134.93733001/233522388.711284383.31.8603.52433001/177412664.941601237.61.664

39、1.66441001/1983由此可见，最大层间弹性位移角发生顶层，1/17741/550，满足规范要求。4.4、水平地震作用下框架内力计算1、框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算：Vij=DijV i /DijM bij=Vij*yh M uij=Vij（1-y）hy=yn+y1+y2+y3注：yn框架柱的标准反弯点高度比。y1为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值y2、y3为上下层层高变化时反弯点高度比的修正值。y框架柱的反弯点高度比。底层柱不考虑修正值y1，即y1=0，也不考虑修正值y3，即y3=0。第二层柱需考虑修正值y1和y3，其它柱均无修正。（1）确定各层中各柱分配到的剪力第一

40、层边柱： = 35.93KN中柱： = 53.45KN第二层边柱： = 27.57KN中柱： = 53.75KN第三层边柱： = 20.95KN中柱： = 40.84KN第四层边柱： = 11.54KN中柱： = 22.49KN（2）确定修正后柱的反弯点高度比y第一层各柱:m=4,n=1边柱: y0=0.55 2=3.3/3.3=1 y2=0 y=0.55+0=0.55中柱: y0=0.55 2=3.3/3.3=1 y2=0 y=0.55+0=0.55第二层各柱:m=4,n=2边柱: y0=0.5 2=3.3/3.3=1 2=3.3/3.3=1y2=0 y3=0 y=0.5+0+0=0.5中柱: y0=0.5 2=3.3/3.3=1 2=3.3/3.3=1y2=0 y3=0 y=0.5+0+0=0.5第三层各柱:m=4,n=3边柱: y0=0.45 2=3.3/3.3=1 2=3.3/3.3=1y2=0 y3=0 y=0.45+0+0=0.45中柱: y0=0.45 2=3.3/3.3=1 2=3.3/3.3=1y2=0 y3=0 y=0.45+0+0=0.45第四层各柱:m=4,n=4边柱: y0=0.4 y=0.4中柱: y0=0.45 y=0.45（3）确定