安徽省六安市壽縣某建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)_第1頁(yè)
安徽省六安市壽縣某建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)_第2頁(yè)
安徽省六安市壽縣某建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)_第3頁(yè)
安徽省六安市壽縣某建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)_第4頁(yè)
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第1章項(xiàng)目概況及設(shè)計(jì)資料1.1項(xiàng)目概況:安徽省六安市壽縣某建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);2.建筑占地面積:364.5㎡,總建筑面積:2151㎡;3.建筑高度:m;4.設(shè)計(jì)使用年限:50年;5.建筑層數(shù):六層;6.結(jié)構(gòu)類(lèi)型:現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu);7.抗震設(shè)防烈度:6度;8.設(shè)計(jì)耐火等級(jí):二級(jí)。1.2設(shè)計(jì)資料1.設(shè)計(jì)標(biāo)高:室內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)高為,室內(nèi)外高差;2.基本風(fēng)壓:;3.基本雪壓:;4.地面粗糙程度:B類(lèi);5.建筑物安全等級(jí):Ⅱ級(jí);:以上采用MU10混凝土多孔磚,M5混合砂漿一磚實(shí)砌;以下采用MU10混凝土實(shí)心磚,M10水泥砂漿一磚實(shí)砌,20厚1:2水泥砂漿雙面粉刷,-0.060處設(shè)20厚1:2水泥砂漿,內(nèi)摻5%防水劑防潮層。

第2章結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定2.1結(jié)構(gòu)平面布置1.選取單榀框架根據(jù)圖形的對(duì)稱(chēng)性,本次計(jì)算選用⑩軸進(jìn)行計(jì)算,結(jié)構(gòu)布置圖如下:圖2-1結(jié)構(gòu)布置圖2.2梁柱截面初估1.梁截面初估~確定,各梁截面寬度按照高度的~確定。那么,各截面尺寸確定如下:次梁截面高度按照跨度的~確定,主梁截面高度按照跨度的~確定,懸臂梁截面高度按照跨度的主梁:~,?。粇,取。(2)主梁:~,取;~,取。(3)8~10、10~12軸間主梁尺寸:~,取,。2.柱截面初估(1)根據(jù)《混凝土設(shè)計(jì)原理》中的承載力計(jì)算公式,可推出構(gòu)件截面面積的計(jì)算公式如下:(2-1)式中:——軸壓比(一級(jí)0.7、二級(jí)0.8、三級(jí)0.9,短柱減0.05);——砼軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;——估算柱軸力設(shè)計(jì)值。(2)柱軸力設(shè)計(jì)值:(2-2)式中:——豎向荷載作用下柱軸力標(biāo)準(zhǔn)值(已包含活載);——中柱、邊柱、角柱。(3)豎向荷載作用下柱軸力標(biāo)準(zhǔn)值:(2-3)——柱承受樓層數(shù);——柱子從屬面積;——豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值(已包含活載),對(duì)于框架結(jié)構(gòu)各層的重力代表值一般為,此處取。(4)柱A:,,,。取截面為,同理,柱、D也取截面為。2.3計(jì)算簡(jiǎn)圖的確定1.線(xiàn)剛度計(jì)算0,中跨梁取I=2I0(I0為不考慮樓板翼緣作用的梁截面慣性矩)。(1)由《混凝土結(jié)構(gòu)》中得到線(xiàn)剛度計(jì)算公式如下:(2-4)式中:——梁的長(zhǎng)度;——混凝土彈性模量。(2)各梁柱的線(xiàn)剛度計(jì)算如下:1)梁的線(xiàn)剛度計(jì)算L1:;L2:;2)柱的線(xiàn)剛度計(jì)算①首層柱Z1:;②二~六層柱Z1:;圖2-2梁柱線(xiàn)剛度圖(單位:10-3Em3)

第3章荷載計(jì)算3.1恒荷載計(jì)算1.屋面板(按屋面做法逐項(xiàng)計(jì)算均布荷載):防水層:40mm厚C20細(xì)石混凝土 ;找平層:20mm厚水泥砂漿 ;找坡層:C15加氣混凝土找坡2%(最薄處30厚);保溫層:40mm厚擠塑聚苯乙烯泡沫保溫板 ;結(jié)構(gòu)層:120mm厚鋼筋混凝土整澆層 ;抹灰層:20mm厚混合砂漿 ;小計(jì)。樓面恒載:找平層:20mm厚1:3水泥砂漿找平 ;結(jié)構(gòu)層:120mm厚現(xiàn)澆板 ;抹灰層:20mm厚混合砂漿 ;小計(jì)。:240mm厚空心磚;20mm厚水泥砂漿面。小計(jì)。120mm厚空心磚;20mm厚水泥砂漿面。小計(jì)。:梁L1、L2自重線(xiàn)荷載;梁側(cè)粉刷線(xiàn)荷載;梁L3自重線(xiàn)荷載;梁側(cè)粉刷線(xiàn)荷載;梁L4自重線(xiàn)荷載;梁側(cè)粉刷線(xiàn)荷載。:Z1:;6.門(mén)窗自重:木門(mén),自重;塑鋼門(mén)窗,自重。:門(mén)窗面積所占比例較大的墻體,墻重按80%折算:;、:;:;:;:。圖3-1墻體編號(hào)圖各層梁所受恒載:圖3-2傳力路線(xiàn)圖(1)屋頂層梁所受恒荷載(圖3-3)1)線(xiàn)荷載屋面板:;梁、門(mén)、墻:。2)集中荷載=1\*GB3①A點(diǎn)屋面:;梁:;女兒墻:;小計(jì)。=2\*GB3②D點(diǎn)屋面:;梁:;女兒墻:;小計(jì)。=3\*GB3③點(diǎn)屋面:;梁:;小計(jì)。圖3-3屋頂層梁所受恒載圖(2)二~六層梁所受恒荷載(圖3-4)1)線(xiàn)荷載樓面:;梁、門(mén)、墻:。2)集中荷載=1\*GB3①A點(diǎn)樓面:;梁:;柱:;墻:;小計(jì)。=2\*GB3②D點(diǎn)樓面:;梁:;柱:;墻:;小計(jì)。=3\*GB3③點(diǎn)樓面:;梁:;柱:;墻:;小計(jì)。圖3-4二~五層梁所受恒載圖3.2活荷載計(jì)算活荷載各層的傳力路線(xiàn)均與恒荷載相同。不上人屋面活荷載:;廁所、浴室活荷載:;走廊、樓梯活荷載:;陽(yáng)臺(tái)、閱覽室活荷載:;樓面活荷載:。(1)二~屋頂層梁所受活荷載(圖3-5)1)線(xiàn)荷載;2)集中荷載A點(diǎn);D點(diǎn);點(diǎn)。圖3-5二~屋頂層梁所受活載圖3.3豎向荷載作用下框架所受荷載總圖圖3-6整榀框架所受恒荷載圖3-7整榀框架所受活荷載3.4風(fēng)荷載計(jì)算1.根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)》風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式如下:(3-1)式中:——高度z處的風(fēng)振系數(shù),由于房屋結(jié)構(gòu)高寬比小于1.5,所以;——風(fēng)壓高度變化系數(shù);——風(fēng)荷載體型系數(shù),由于地面粗糙度為B類(lèi),所以體型系數(shù)迎風(fēng)面取0.8,背風(fēng)面取-0.5。:(3-2)(3-3)B——計(jì)算單元寬度;——下層柱高;——上層柱高,對(duì)于頂層為女兒墻的2倍;——可變荷載分項(xiàng)系數(shù),取1.4。表3-1風(fēng)荷載計(jì)算結(jié)果表層次迎風(fēng)面背風(fēng)面61.2001.200-150.35134134-5.3940.3511.95311.953-30.35-20.35-10.35-圖3-8風(fēng)荷載作用下計(jì)算簡(jiǎn)圖

第4章內(nèi)力計(jì)算4.1風(fēng)荷載作用下彎矩求解(1)一般層:;(2)底層:。計(jì)算結(jié)構(gòu)如下表所示:表4-1風(fēng)荷載作用下D值計(jì)算層數(shù)柱號(hào)2~6層A柱柱D柱底層A柱柱D柱2.V值計(jì)算根據(jù)可求得每層各柱的剪力V值,如下表所示:表4-2風(fēng)荷載作用下剪力V計(jì)算層數(shù)6層15層4層3層2層1層計(jì)算根據(jù)總層數(shù),該柱所在層,梁柱線(xiàn)剛度比,查表得到標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)系數(shù);根據(jù)上下橫梁線(xiàn)剛度比值查表得修正;根據(jù)上下層高度變化查表的修正值、。那么各層反彎點(diǎn)高度為如下表所示:表4-3風(fēng)荷載作用下反彎點(diǎn)高度yh計(jì)算層數(shù)柱號(hào)6層66A0.231000700071.064D35000355層65A3100031700071D00000001.164層64A0.3810000.3811.10550000501.305D50000501.3053層63A0.450000050.4670000.4671.354D0.4500000.4501.3052層62A0.500000.4500.5000000.500D0.500001層61A0000.5720000.572D0.63400034根據(jù)各柱分配到的剪力及反彎點(diǎn)位置可以計(jì)算第層第個(gè)柱上、下端彎矩分別為、。要求梁端彎矩,可以由柱端彎矩,并根據(jù)節(jié)點(diǎn)平衡計(jì)算所得。對(duì)于邊跨梁端彎矩:對(duì)于中跨,由于梁的端彎矩與梁的線(xiàn)剛度成正比,因此;。因此,可以繪得整榀框架在風(fēng)荷載作用下的彎矩圖:圖4-1風(fēng)荷載作用下彎矩圖4.2豎向荷載作用下彎矩求解豎向荷載作用下框架的內(nèi)力分析,除活荷載較大的工業(yè)廠(chǎng)房外,對(duì)一般的工業(yè)與民用建筑可以不考慮活荷載的不利布置。這樣求得的框架內(nèi)力,梁跨中彎矩較考慮活荷載不利布置求得的彎矩偏低,但當(dāng)活荷載在總荷載比例較大時(shí),可在截面配筋時(shí),將跨中彎矩乘1.1~1.2的放大系數(shù)予以調(diào)整??紤]本建筑實(shí)際活荷載相對(duì)于恒荷載不大,因此不考慮活荷載不利布置。將框架視為兩端固定梁,計(jì)算固端彎矩。在計(jì)算固端彎矩時(shí),可根據(jù)固端彎矩相等的原則,先將梯形分布荷載及三角形分布荷載,化為等效均布荷載,等效均布荷載的計(jì)算公式如圖4-2所示。圖4-2荷載的等效(1)荷載轉(zhuǎn)化把梯形荷載化作等效均布荷載,AB為邊跨梁,BC為中跨梁。,,。(2)各桿的固端彎矩 。1)豎向恒荷載作用下彎矩=1\*GB3①屋頂層:,;,;=2\*GB3②二~六層:,,,。圖4-3恒荷載作用下梁固端彎矩2)豎向活荷載作用下彎矩計(jì)算方法與恒荷載作用下相同。圖4-4活荷載作用下梁固端彎矩彎矩分配系數(shù)(中間層省略)圖4-5節(jié)點(diǎn)編號(hào)節(jié)點(diǎn)1:,;節(jié)點(diǎn)2:,,;節(jié)點(diǎn)3:,;節(jié)點(diǎn)4:,;節(jié)點(diǎn)5:,,;節(jié)點(diǎn)6:,;節(jié)點(diǎn)7:,,;節(jié)點(diǎn)8:,,,;節(jié)點(diǎn)9:,,;(1)恒荷載作用下彎矩分配圖4-6屋頂層梁固端彎矩一次分配圖4-7三~六層梁固端彎矩一次分配圖4-8二層梁固端彎矩一次分配圖4-9屋頂層梁固端彎矩二次分配圖4-10六層梁固端彎矩二次分配圖4-11四、五層梁固端彎矩二次分配圖4-12三層梁固端彎矩二次分配圖4-13二層梁固端彎矩二次分配活荷載作用下彎矩分配圖4-14屋頂層梁固端彎矩一次分配圖4-15三~六層梁固端彎矩一次分配圖4-16二層梁固端彎矩一次分配圖4-17屋頂層梁固端彎矩二次分配圖4-18六層梁固端彎矩二次分配圖4-19四、五層梁固端彎矩二次分配圖4-20三層梁固端彎矩二次分配圖4-21二層梁固端彎矩二次分配彎矩圖繪制圖4-22恒荷載作用下彎矩圖圖4-23活荷載作用下彎矩圖(1)恒荷載梁跨中彎矩計(jì)算;;;;,;,;,;,。(2)活荷載梁跨中彎矩計(jì)算;;;;,;,;,;,。4.3剪力計(jì)算取屋頂層EF桿件為隔離體(彎矩取順時(shí)針為正,逆時(shí)針為負(fù)):圖4-24AB1梁受力分析圖,,得。,,得。因此,其剪力圖為圖4-25AB1梁剪力圖B1D桿件為隔離體:圖4-26FG梁受力分析圖,得。,,得。圖4-27B1D梁剪力圖3.其它桿件計(jì)算過(guò)程從略,各種工況下的框架剪力圖分別如圖5-26~圖5-28:圖4-28整榀梁在恒荷載作用下剪力圖圖4-29整榀框架梁在活荷載作用下剪力圖圖4-30整榀框架在風(fēng)荷載作用下剪力圖4.4軸力計(jì)算框架梁的軸力一般不大,且影響較小,因此,可以不必計(jì)算梁的軸力,本設(shè)計(jì)只計(jì)算柱的軸力。A軸柱為例:圖4-31屋頂層A柱受力分析圖Z1自重:;,。其它桿件計(jì)算過(guò)程從略,各種工況下的框架剪力圖分別如圖5-29~圖5-31:圖4-32整榀框架在恒荷載作用下軸力圖圖4-33整榀框架在活荷載作用下軸力圖圖4-34整榀框架在風(fēng)荷載作用下軸力圖第5章內(nèi)力組合根據(jù)以上內(nèi)力計(jì)算結(jié)果,即可進(jìn)行各梁柱各控制截面上的內(nèi)力組合,其中梁的控制截面為梁端及跨中,每層共有9個(gè)截面。柱每層有兩個(gè)控制截面,及柱頂和柱底。為了施工方便,對(duì)梁端彎矩進(jìn)行調(diào)幅(只對(duì)恒載和活載下彎矩進(jìn)行調(diào)幅,端部)。圖5-1恒荷載作用下調(diào)幅后梁端彎矩圖圖5-2活荷載作用下調(diào)幅后梁端彎矩圖5.1梁的內(nèi)力組合1.取所有梁端和跨中為控制截面,梁截面編號(hào)每層自左向右按阿拉伯?dāng)?shù)字順序排列,如下圖所示:圖5-3梁截面編號(hào)圖梁跨中彎矩以梁下部受拉為正,上部受拉為負(fù);梁支座的彎矩和剪力以使梁產(chǎn)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為正,反之為負(fù);由于二~五層的內(nèi)力基本相同,所以取屋頂層和五層為例,內(nèi)力組合:=1\*GB3①=1.2×恒+1.4×活,=2\*GB3②=1.2×恒+0.9×1.4×(活+風(fēng)),=3\*GB3③=1.35×恒+1.4×(0.7×活+0.6×風(fēng)),結(jié)果見(jiàn)表5-1和5-2:表5-1屋頂層梁內(nèi)力組合截面123456恒載MV7活載MV——風(fēng)載M————V內(nèi)力組合①M(fèi)V②MV③MV表5-2六層梁內(nèi)力組合截面123456恒載MV——活載MV——風(fēng)載M————V內(nèi)力組合①M(fèi)V——②MV30③MV5.2底層柱的內(nèi)力組合圖5-4底層柱編號(hào)圖表5-3底層柱內(nèi)力組合截面A柱B1柱D柱上下上下上下恒載MN活載MN風(fēng)載MN①M(fèi)-9N②MN③MN-2220Mmax及相應(yīng)的NMNNmin及相應(yīng)的MM-9NNmax及相應(yīng)的MMN-2220

第6章截面設(shè)計(jì)6.1梁截面設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)選用C25,,??v向受力鋼筋HRB335(),箍筋選用HRB235()。梁的截面尺寸均為250×500。。當(dāng)梁下部受拉時(shí),按T形截面設(shè)計(jì);當(dāng)梁上部受拉時(shí),按矩形截面設(shè)計(jì)。(1)跨中2截面1)屋頂層跨中2截面,,取,;,故屬于第一類(lèi)截面。,,,,故取配筋為418,。2)六層跨中2截面,,取,;,故屬于第一類(lèi)截面。,,,,故取配筋為216,。(2)截面1設(shè)計(jì)1)屋頂層截面1設(shè)計(jì),將下部截面的418深入支座,作為支座負(fù)彎矩下的受壓鋼筋,再計(jì)算相應(yīng)的受拉鋼筋。說(shuō)明富余,且達(dá)不到屈服,可以近似取,故取配筋為218,。2)六層截面1設(shè)計(jì),將下部截面的218深入支座,作為支座負(fù)彎矩下的受壓鋼筋,再計(jì)算相應(yīng)的受拉鋼筋。說(shuō)明受壓區(qū)鋼筋已經(jīng)屈服,所以,故取配筋為218,。其他截面的計(jì)算過(guò)程從略,結(jié)果見(jiàn)表6-1和6-2:表6-1屋頂層選配鋼筋表截面選用鋼筋實(shí)際鋼筋1-2330.44%21850923220.88%418101833730.88%41810184-2330.35%21640252330.35%21640262330.35%216402表6-2五層選配鋼筋表截面選用鋼筋實(shí)際鋼筋12330.35%21640224130.44%21850933430.44%2185094-2330.35%21640252330.35%21640262330.35%2164026.2底層柱截面設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)選用C30,,。縱向受力鋼筋HRB335(),箍筋選用HRB235()。柱的截面尺寸:邊柱,中柱,,。框架柱縱筋最小配筋率為6%,。表6-3A柱正截面配筋計(jì)算表A柱底層組合方式|M|maxNmaxNminMNe0=M/Nea(mm)202020ei=e0+eaei/h0ζ1111l0(m)l0/hζ2111ηηei0138138138大小偏心小小小eξAS=AS'(mm2)按構(gòu)造配筋按構(gòu)造配筋按構(gòu)造配筋實(shí)配鋼筋1216面積(mm2)2413表6-4B1柱正截面配筋計(jì)算表B1柱底層組合方式|M|maxNmaxNminMNe0=M/Nea(mm)202020ei=e0+eaei/h0ζ140.87l0(m)l0/hζ2111ηηei0138138138大小偏心小小小eξ0.62AS=AS'(mm2)按構(gòu)造配筋按構(gòu)造配筋按構(gòu)造配筋實(shí)配鋼筋1216面積(mm2)2413表6-5D柱正截面配筋計(jì)算表D柱底層組合方式|M|maxNmaxNminMNe0=M/Nea(mm)202020ei=e0+eaei/h098ζ1111l0(m)l0/hζ2111ηηei0138138138大小偏心小小小e286ξAS=AS'(mm2)按構(gòu)造配筋按構(gòu)造配筋按構(gòu)造配筋實(shí)配鋼筋1216面積(mm2)2413

第7章樓梯設(shè)計(jì)7.1樓梯基本資料樓梯開(kāi)間為m,進(jìn)深為5.4m。采用板式樓梯,底層樓梯,踏步寬280mm,踏步高160mm,二~六層樓梯,踏步寬270mm,踏步高16mm。樓梯的踢面和踏面均做25厚磨光花崗巖板,底面為水泥砂漿粉刷。混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20。板采用HPB235鋼筋,梁縱筋采用HRB335鋼筋。7.2梯段板設(shè)計(jì)取二~六層的梯段板計(jì)算,底層的梯段板配筋與二~五層的相同。板傾斜角tanα=16/280=0.58,cosα=。板斜長(zhǎng)為22407=2574mm,板厚h=2574/mm,取h=100mm。取1m寬板帶計(jì)算。梯段板的荷載計(jì)算列于表7-1。恒荷載分項(xiàng)系數(shù)γG=1.2,活荷載分項(xiàng)系數(shù)為γQ=1.4??偤奢d設(shè)計(jì)值P=pcosa=(1.2×7.62)×=kN/m。表7-1梯段板的荷載荷載種類(lèi)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)恒荷載水磨石面層818=水泥砂漿找平8176三角形踏步818=混凝土斜板7=板底抹灰7=0.39小計(jì)7.62活荷載板水平計(jì)算跨度,彎矩設(shè)計(jì)值。板的有效高度。,得。,選配8@150,。分布筋每級(jí)踏步1根。7.3平臺(tái)板設(shè)計(jì)設(shè)平臺(tái)板厚120mm,取1m寬板帶計(jì)算。平臺(tái)板的荷載計(jì)算列于表7-2??偤奢d設(shè)計(jì)值P=1.2×+1.4×2.0=kN/m。表7-2平臺(tái)板的荷載荷載種類(lèi)荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)恒荷載水磨石面層水泥砂漿找平混凝土板2×25=3板底抹灰小計(jì)活荷載2.0平臺(tái)板的計(jì)算跨度。彎矩設(shè)計(jì)值。板的有效高度。,得。,選配@200,。7.4梯梁設(shè)計(jì)設(shè)梯梁截面尺寸為250mm×350mm。梯梁的荷載計(jì)算列于表7-3??偤奢d設(shè)計(jì)值p=1.2×16=2kN/m。表7-3梯梁的荷載荷載類(lèi)型荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)恒荷載梁自重梁側(cè)粉刷平臺(tái)板傳來(lái)14梯段板傳來(lái)7.62×2.24/2=8.53小計(jì)活荷載2.0×(2.2416計(jì)算跨度。彎矩設(shè)計(jì)值。剪力設(shè)計(jì)值。 截面按倒L形計(jì)算,,梁的有效截面高度。經(jīng)判別屬于第一類(lèi)T形截面,得。,選配216,。

第8章單樁承載力計(jì)算8.1工程地質(zhì)狀況表8-1三個(gè)孔位的地質(zhì)狀況土層Z19孔位J20孔位J21孔位土層頂標(biāo)高土層厚度樁側(cè)摩阻力土層頂標(biāo)高土層厚度樁側(cè)摩阻力土層頂標(biāo)高土層厚度樁側(cè)摩阻力素填土——————砂質(zhì)粉土121212-14-14-14-5.7512-5.69412-5.9912粉砂-25-25-25淤泥質(zhì)粘土-10.89-10.29-9粉質(zhì)粘土-225-225-2258.2單樁承載力計(jì)算600mm,樁端阻力特征值,:(8-1)——為樁底橫截面面積;——為樁身周長(zhǎng);——樁側(cè)阻力特征值;——樁身穿越的第i層巖土的厚度。3個(gè)樁端阻力分別都為(1)Z19樁 。(2)J20樁 。(3)J21樁 。,取。

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