土木工程结构设计 精品
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结 构 设 计毕业 设 计2011年*月题 目:某股份责任有限公司 办公楼一 专 业:土木工程 学 号:*** 班 级:***级本科 姓 名: ***目录第一章工程资料 (3)第二章结构布置 (3)第一节框架布置要求 (3)第二节构件截面尺寸确定 (4)第三章荷载计算 (5)第一节面荷载标准值 (5)第二节线荷载标准值 (5)第三节风荷载计算 (7)第四节地震荷载计算 (7)第四章PKPM设计 (13)第一节PMCAD框架计算结果简图 (13)第二节LTCAD楼梯钢筋计算书 (13)第五章基础设计 (16)第一节常用的基础 (17)第二节基础选型 (17)第三节基础计算 (17)附录 (22)参考文献 (33)第一章工程资料按给定的办公楼建筑施工图进行结构设计和施工组织设计。
拟建办公楼位于某市市郊,层楼四层,气象及自然条件如下:1、主导风向:夏季东南风,冬季东北风;2、最大基本风压:0.75kN/㎡;3、温度:最热平均温度290C;4、相对湿度:最热平均80%;5、平均年总降水量1300mm。
第二章结构布置结构布置是结构设计的一个十分重要的步骤,其内容包括:结构体系的选择、框架布置、变形缝设计以及构件截面尺寸的确定等。
本建筑为办公楼,共4层,建筑造型简洁,本着“满足使用要求,受力合理,技术上可行,尽可能达到综合经济技术指标先进”的原则,结合地基环境,综合考虑技术经济条件和建筑艺术的要求,参考以上结构体系的优缺点,本建筑宜使用框架结构体系。
第一节框架布置要求框架结构是由梁和柱连接而成的。
梁柱交接处的框架节点通常为刚接,有时也将部分节点做成铰接或半铰接。
柱底一般为固定支座,必要时也设计成铰支座。
为利于结构受力,框架梁宜拉通、对直,框架柱宜纵横对齐、上下对称,梁柱轴线宜在同一竖向平面内。
框架结构柱网布置应满足以下要求:(1)满足生产工艺的要求。
在多层办公楼设计中,生产工艺的要求是厂房平面设计的主要依据,建筑平面布置主要有内廊式、统间式、大宽式等几种。
混凝土结构课程设计一、设计题目钢筋混凝土现浇单向板肋梁楼盖二、基本资料某多层厂房,采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖,其二层楼面结构布置如下图所示,板伸入墙内120mm,次梁伸入墙内240mm,主梁伸入墙内370mm,楼面面层为水磨石,自重为0.65kn/m2,板底及梁侧用15mm厚石灰砂浆粉刷。
楼面活荷载标准值取q k=3.0+0.1n(n:学号)。
柱网尺寸为l1×l2, l1= l2=6+0.3m,其中m取值为:当学号n=1~10时,m=3;当学号n=11~20时,m=2;当学号n=21~30时,m=1;当学号n=31~40时,m=0。
混凝土强度等级为C20或C25,主次梁纵向受力钢筋采用HRB335或HRB400其余钢筋均采用HPB235。
三、基本任务及成果要求(一)撰写混凝土楼盖设计计算说明书1.设计资料2.板的设计(按可塑性内力重颁布理论进行设计)3.次梁的设计(按可塑性内力重颁布理论进行设计)4.主梁的设计(按弹性理论进行设计,要求满足承载力及裂缝宽度条件)5.设计总结(对设计的合理性方面及存在的不足进行总结)(二)绘制楼面结构施工图(2#图纸2张)1.楼面结构平面布置图(1:100)图中需标注墙、柱定位轴线编号,梁、柱定位尺寸及构件编号(建议代号:板—Bn,次梁—CLn,主梁—ZLn)。
2.板的配筋图(可直接绘在结构平面布置图上)图中需标明板厚、钢筋直径、间距及其长度定位尺寸。
3.次梁模板及配筋图(1:50,1:20)图中需标注次梁截面尺寸,箍筋形式、直径及间距,纵向钢筋直径、根数、编号及纵向长度定位尺寸。
4.主当模板及配筋图(1:30,1:20)包括主梁的弯矩包络图及材料抵抗弯矩图。
图中需标注主梁截面尺寸、箍筋形式、直径及间距,纵向钢筋直径、根数、编号及纵向长度定位尺寸,其中纵筋的纵向长度定位应依据材料抵抗弯矩图进行。
5.结构施工图说明主要说明构件的确混凝土强度等级、钢筋代号与级别的对应(如Φ代表HPB235等)、保护层厚度,尺寸单位以及楼面荷载值等。
三、框架计算简图及梁柱线刚度1.确定框架计算简图(KJ-2)框架的计算单元如图1所示,取②轴上的一榀框架计算。
家丁框架柱嵌固于基础顶面,框架梁与柱刚接。
由于各层柱的截面尺寸不变,故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。
底层柱高从基础顶面算至二层楼面,基顶标高根据地质条件、室内外高差,定位-1.10m,二层楼面标高为4.20m,故底层柱高为5.30m,。
其余各层柱高从楼面算至上一层楼面(即层高),均为4.20m。
由此可绘出框架的计算简图,如图3所示。
2.框架梁柱的线刚度计算对于中框架梁去I=2I0左边跨梁:i左边梁=EI/l=2.8×107KN/m2×2×1/12×0.3m×(0.6m)3/6.3m=4.80×104KN·m中跨梁:i中跨梁=EI/l=2.8×107KN/m2×2×1/12×0.3m×(0.6m)3/6m=5.04×104KN·m有变跨梁:i右边梁=EI/l=2.8×107KN/m2×2×1/12×0.3m×(0.6m)3/2.7m=1.12×105KN·m左底层柱(A~C轴):i左底柱=EI/l=2.8×107KN/m2×1/12××(0.6m)4/5.3m=5.69×104KN·m右底层柱(D轴):i右底柱=EI/l=2.8×107KN/m2×1/12××(0.4m)4/5.3m=1.12×104KN·m左其余各层柱(A~C轴):i左余柱=EI/l=2.8×107KN/m2×1/12××(0.6m)4/4.2m=7.19×104KN·m右其余各层柱(D轴):i右余柱=EI/l=2.8×107KN/m2×1/12××(0.4m)4/4.2m=1.4×104KN·m令i=1.0,则其余各杆件的相对线刚度为:左余柱i’左边梁=4.76×104KN·m/7.19×104KN·m=0.66i’中跨梁=5.04×104KN·m/7.19×104KN·m=0.70i’右边梁=1.12×105KN·m/7.19×104KN·m=1.56i’左底柱=5.69×104KN·m/7.19×104KN·m=0.79i’右底柱=1.12×104KN·m/7.19×104KN·m=0.16i’右余柱=1.40×104KN·m/7.19×104KN·m=0.19框架梁柱的相对线刚度如图3所示,作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据。
广西科技大学鹿山学院毕业设计(论文)题目:某局柳州白莲洞基地综合业务楼结构、施工设计(第4轴框架、第三层楼板)结构设计部分系别:土木工程系专业班级:姓名:学号:指导教师:职称:讲师二〇一六年五月二十日摘要摘要本次毕业设计题目为某局柳州白莲洞基地综合业务楼楼设计。
设计内容包括结构设计、施工设计。
本设计主体为六层;底层高为4.5米,二至四层高为3.4米,其余层高为3.6米,总建筑面积近为3669.52平方米,室内外高差为0.60米,本工程设定相对标高±0.000,功能上满足人们智能办公的使用要求,能够充分的利用有限的空间使布局更加合理。
本工程采用钢筋混凝土框架结构,建筑抗震设防烈度为6度,基础采用柱下独立基础,楼梯采用板式楼梯。
结构计算包括手算和电算两部分,其中手算部分包括:一榀框架的结构计算,该框架第三层楼板计算,框架柱下基础的计算。
电算部分采用PKPM 结构设计软件进行分析计算。
通过毕业设计,综合应用四年的所学的专业知识,使我的专业水平得到很大提高,为将来的工作打下了坚实的基础。
关键词:结构设计;荷载统计;内力组合;构件设计。
AbstractThe graduation design topic for a bureau of Liuzhou Bailian Dong base building integrated business building design. The design content includes structure design, design and construction. The main body of this design for six; bottom 4.5 meters high, two to four storey is 3.4 meters, the rest of the storey is 3.6 meters, with a total construction area of nearly 3669.52 square meters, height difference between indoor and outdoor is 0.60 m, set the relative elevation 0.000 and functions meet the requirements of intelligent office people, can fully use the limited space layout more reasonable.Reinforced concrete frame structure is adopted in this project, the seismic fortification intensity is 6 degrees, based on the use of single foundation under column, use the stairs plate stairs. Structural calculation including hand counting and computing in two parts, the manual calculation part includes: a pin frame structure calculation, calculation of the framework of the third floor, calculation of foundation under the column frame. Computer section were calculated and analyzed using PKPM structure design software.Through the graduation design, the comprehensive application of the four years of the professional knowledge, so that my professional level has been greatly improved, for the future work to lay a solid foundation.Key Words: structural design; load statistics; internal force combination; component design.目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)1工程概况 (1)2 结构布置 (1)2.1 梁、板、柱的截面确定 (2)2.1.1 现浇板厚确定 (2)2.2 梁截面的确定 (2)2.3 柱截面的确定 (2)3 荷载计算 (3)3.1 屋面荷载 (3)3.2 楼面荷载 (4)3.3 梁上荷载计算 (4)4 钢筋混凝土现浇楼板设计 (10)4.1 板的结构布置及分类 (10)4.2 板的设计 (11)4.2.1双向板设计 (11)4.2.2单向板设计 (18)5.一榀框架(KJ-4)设计 (21)5.1 框架梁柱截面尺寸的确定 (21)5.2 确定框架的计算简图 (21)5.3 框架梁柱刚度的计算 (22)5.4 竖向荷载计算(④)轴 (24)5.5 框架导载计算(④)轴 (27)5.6 分配系数及传递系数的计算 (32)5.7 框架在恒载作用下的内力计算 (33)5.8 框架在活载作用下的内力计算 (43)6 风荷载计算 (56)6.1 水平荷载作用下框架内力计算 (57)6.2 各柱子的D值计算 (58)6.3 风荷载作用下框架位移的计算 (59)6.4 框架柱反弯点的计算 (60)6.5 风荷载作用下弯矩、剪力、轴力计算 (62)7 横向框架的内力组合 (67)7.1 内力组合说明 (67)7.1.1 内力组合时,主要考虑下面几种情况 (67)7.1.2 内力组合表中的符号规定 (67)8 框架梁柱的截面设计及配筋计算 (75)8.1 框架梁截面设计 (75)8.1.1 梁的正截面受弯承载力计算 (75)8.1.2 框架梁KL2 BC跨配筋计算 (75)8.1.3 框架梁KL2 CD跨配筋计算 (79)8.2 框架(KJ-4)B轴框架柱截面设计 (83)8.2.1 截面设计资料 (83)8.2.2 框架柱底层配筋计算 (84)8.2.3 框架柱二层配筋计算 (88)8.2.4 框架柱三层配筋计算 (91)8.2.5 框架柱四层配筋计算 (94)8.2.6 框架柱五层配筋计算 (97)8.2.7 框架柱六层配筋计算 (100)9 现浇楼梯的设计 (104)9.1 四层楼梯构件尺寸确定 (104)9.2 四层楼梯设计 (107)9.2.1 楼梯板(TB1)的计算 (107)9.2.2 平台板(PB1)的计算 (108)9.2.3 平台梁(PL1)的计算 (109)9.2.4 楼梯柱TZ1设计 (111)10 KJ-4 B轴柱下基础设计 (113)10.1 基础设计资料 (113)10.2 确定基础类型 (113)10.3 独立基础的设计 (113)10.3.1 不利内力组合的选择 (113)10.3.2 B轴框架柱下独立基础的设计 (114)11 结合PKPM结果验算分析 (122)11.1 基础设计资料 (122)11.2 确定基础类型 (122)11.3 基础设计资料 (122)11.4 基础设计资料 (123)结束语 (124)致谢 (125)参考文献 (126)1 工程概况1.1 规模:本工程某局柳州白莲洞基地综合业务楼,建筑设计工作已完成。
《混凝土结构》课程设计《混凝土结构》课程设计图一是某多层工业厂房的楼盖建筑平面布置(楼梯间在此平面外),楼盖拟采用现浇钢筋混凝土单向板肋梁楼盖,按要求进行设计。
其中板、次梁按考虑塑性内力重分布设计,主梁按弹性理论设计。
设计资料如下:①、楼面做法如下:水泥砂浆面层:20mm 厚 (容重20kN/m 3); 钢筋混凝土现浇板: (容重25kN/m 3); 板下混合砂浆抹面:15mm 厚(容重17kN/m 3)。
②、楼面活荷载q=7.0kN/m 2。
③、材料:混凝土采用C25;板中全部钢筋、梁的箍筋采用HPB235,其他钢筋采用HPB400。
④、梁、板伸入墙长度:板为120mm ,次梁为250mm ,主梁为370mm 。
⑤、柱:b ×h=350mm ×350mm 。
1、根据构造要求确定板厚及主、次梁的截面尺寸确定主梁跨度为6.0m ,次梁为6.0m ,主梁每跨跨内布置两根次梁,板跨度为2.1m 。
确定板厚,要求板厚h ≥2000/40=50mm ,对工业建筑的楼盖板,要求h ≥70mm ,取板厚h=100mm 。
次梁截面尺寸:h=18l ~12l=333~500mm 取h=450mm ;b=3h ~2h =150~225mm取b=200mm 。
主梁截面尺寸:h=14l~8l =429~750mm 取h=600mm ,b=300mm 。
2、板的设计(按塑性内力重分布法) (1)、确定板的计算跨度次梁截面200mm ×450mm ,板在墙上支承宽度为120mm ,板的跨长如图一所示。
边跨:=+=201hl l n 1650+2100=1700mm 中间跨:==n l l 022000-200=1800mm边跨荷中间跨跨度相差小于10%,可按等跨连续板计算,取1m 宽板带为计算单元。
(2)、荷载计算板的永久荷载标准值:水泥砂浆面层 0.02×20=0.4 kN/m 2钢筋混凝土现浇板 0.10×25=2.5 kN/m 2 板下混合砂浆抹面 0.015×17=0.26 kN/m 2 合计 3.16 kN/m 2活荷载标准值为7.0 kN/m 2,活荷载标准值大于4.0 kN/m 2,取分项系数为1.3。
第一章工程概况及建筑设计1.1、工程概况本工程为扬州大学实验农牧场综合楼,主体地上为六层,总建筑面积为7141mm2。
主体结构为混凝土框架结构,一至三层主要为办公用房;四至六层为职工宿舍以及活动室。
地震设防烈度为7度(0.15g),工程合理的使用年限为50年。
1.2、建筑平面设计本建筑平面设计见图,因实际使用情况的需要,两边行人,中间通道。
图1-2-1平面设计图(底层)1.3、建筑立面设计建筑物在满足使用要求的同时,立面的设计应尽可能给人以美的享受,同时其立面的外部形象还应把实用、经济、美观三者有机的结合起来,就是说应该在满足内部使用功能和技术经济的前提下,使立面美观、大方。
结合扬州的当地情况和本工程的具体特点,立面上局部采用凹凸的墙体,形成了节奏鲜明的立面构图,考虑建设单位使用性质和要求,建筑物采用对称手法,在对称的中心设置玻璃幂墙,丰富立面效果,外墙立面的中间部分竖向分隔使得建筑物简洁、明快、美观、大方。
1.4、建筑剖面设计对于剖面除了确定各个房间的室内净高和剖面形状以外,还需要确定房间的层高,以及室内地坪、楼梯平台等标高。
窗户的上缘到房间底面的距离为1.0米。
本建筑一层层高为3.9米,二层至六层层高均为3.6米,建筑总高度为24.45米,其中女儿墙高为0.9米,为了增加采光效果,主要房间窗户面积较大。
第二章结构方案选定及构件尺寸初估2、1 结构方案的确定该建筑为扬州大学实验农牧场综合楼,根据建筑物平面的布置要求,因建筑物内部房间空间大,房间布置复杂,窗户面积大,上下墙体不对齐,拟采用框架结构,以满足使用要求。
考虑以后使用功能的变更,以纵向框架承重为主,其不受空间组合变化的影响,适合今后的房间分割和组合。
梁、板、柱采用全现浇混凝土框架结构,具有整体性好、抗震好;楼(屋)盖采用双向板肋梁体系。
2.2 板、柱、梁尺寸初估1、屋面和楼面均布活荷载标准值(见表2-2-1)屋面和楼面均布活荷载标准值表2-2-12、框架结构布置示意图2-2-1图2-2-1 柱轴网布置(以平面一层为例)3、板厚根据规范要求单向扳的厚度不宜小于60mm h=(1/30—1/45)l双向板的厚度不宜小于80mm h=(1/25—1/40)l,同时双向板板厚与短跨跨长的比值(h/l01)应满足h/l01≥1/50 (连续板)。
土木工程毕业设计建筑结构设计建筑结构设计是土木工程领域中的一项重要任务。
它主要包括对建筑物的结构整体布局、构件选择和结构计算等工作。
本文将以一个二层住宅建筑的结构设计为例,详细介绍该过程。
首先,需要对建筑的功能需求和布局进行合理的确定。
该住宅建筑的功能需求包括客厅、卧室、厨房、卫生间等,布局上可根据实际情况进行优化,确保空间的合理利用和舒适性。
接下来,进行结构的整体布局设计。
在确定建筑物的基础形式后,可以采用框架结构、剪力墙结构或组合结构等形式进行设计。
考虑到本案的住宅建筑特点,我们选择采用框架结构。
框架结构分为钢结构和混凝土结构两种,根据具体情况选择合适的材料。
钢结构的优点是使用灵活,施工速度快,但耐火性能较差,且对环境保护要求较高;混凝土结构的优点是耐火性能好,对环境保护要求较低,但施工周期较长。
鉴于本案的建筑类型和区域特点,我们决定采用混凝土框架结构。
接下来,需要进行构件选择。
根据建筑物的功能需求和布局,选择合适的梁、柱、墙等构件。
在住宅建筑中,常见的梁的选择有矩形梁、T形梁等;柱的选择有方柱、圆柱等;墙的选择有剪力墙、隔墙等。
在构件选择过程中,需要考虑结构的稳定性和抗震性能。
为了提高结构的稳定性,可以合理设置剪力墙等支撑构件。
同时,为了提高结构的抗震性能,可以在框架结构中设置合适的抗震支撑构件。
最后,进行结构的计算和设计。
根据结构设计规范和建筑物的具体情况,进行结构的负荷计算和构件的尺寸设计。
计算中需要考虑建筑物的自重、活载和地震作用等因素,确保结构的安全可靠。
设计完成后,需要进行结构的施工图绘制和施工管理。
施工图中需要详细标注构件的尺寸、材料、连接方式等信息,确保施工的准确性和质量。
同时,在施工过程中需要进行合理的质量控制和安全管理,确保工程的顺利进行。
综上所述,建筑结构设计是土木工程毕业设计中的重要内容。
通过合理的布局、构件选择和计算,实现建筑物的结构安全可靠。
在实际工程中,还需要考虑环境保护、节能等因素,确保建筑的可持续发展。
第2章结构设计2.1 结构选型2.1.1建筑工程抗震设防类别根据规定,确定本建筑为乙类建筑。
具体参数见设计说明书部分2.1.2 结构材料混凝土:梁,柱,楼板采用C30。
钢筋:HRB400 ,HRB335 箍筋:HRB3352.1.3 结构体系本结构主体为6层。
此工程采用框架结构承重,柱网的布置为柱距8m,层高4m,采用横向,纵向框架共同承重方案。
2.1.4 基础方案本设计结构形式是框架结构,柱承重,因此本商场采用柱下独立基础,初步假定基础高度0.8m,埋深1.1m。
所以一楼的计算高度为4.0+0.45+0.3=4.75m。
2.1.5 结构布置图2.1 平面结构布置图(1)柱网本结构柱网间距如下:横向:8000mm×8000mm纵向:8000mm×8000mm(2)变形缝本结构平面布置较简单,结构高度与主体高度相差不大,所以不必采用抗震缝和变形缝。
(3) 长宽比本结构L/B=48000/40000=1.2<6,不需要设伸缩缝。
2.2结构构件截面尺寸的初步确定2.2.1 主梁和次梁(1)框架梁初选:h=(1/10-1/18)L=(1/10-1/18)*8m=0.444-0.800m,取0.600mb=(1/3-1/2)×0.6=0.200-0.300m,取0.300m 。
(2)初选次梁h=(1/12-1/18)L=(1/12-1/18)*8m=0.444m-0.800m,取0.500m, b=(1/3-1/2)*0.500=0.167-0.250m,取0.250m.根据以上计算,截面尺寸定为主梁:300mm ×600mm ;次梁为250mm ×500mm 。
(1)底层柱轴力估算 假定结构的单位荷载为10KN, N=γ0qSn α1α2βγ0 :竖向荷载分项系数,可取1.3Q :每个楼层上单位面积竖向荷载标准值,根据《高层建筑混凝土结构技术规程》,取q=10KN/㎡S:柱一层的受荷面积 n:柱曾受荷载楼层数 α1:α1=1.05-1.15 α2:均取1.0。
结 构 设 计毕业 设 计2011年*月题 目:某股份责任有限公司 办公楼一 专 业:土木工程 学 号:*** 班 级:***级本科 姓 名: ***目录第一章工程资料 (3)第二章结构布置 (3)第一节框架布置要求 (3)第二节构件截面尺寸确定 (4)第三章荷载计算 (5)第一节面荷载标准值 (5)第二节线荷载标准值 (5)第三节风荷载计算 (7)第四节地震荷载计算 (7)第四章PKPM设计 (13)第一节PMCAD框架计算结果简图 (13)第二节LTCAD楼梯钢筋计算书 (13)第五章基础设计 (16)第一节常用的基础 (17)第二节基础选型 (17)第三节基础计算 (17)附录 (22)参考文献 (33)第一章工程资料按给定的办公楼建筑施工图进行结构设计和施工组织设计。
拟建办公楼位于某市市郊,层楼四层,气象及自然条件如下:1、主导风向:夏季东南风,冬季东北风;2、最大基本风压:0.75kN/㎡;3、温度:最热平均温度290C;4、相对湿度:最热平均80%;5、平均年总降水量1300mm。
第二章结构布置结构布置是结构设计的一个十分重要的步骤,其内容包括:结构体系的选择、框架布置、变形缝设计以及构件截面尺寸的确定等。
本建筑为办公楼,共4层,建筑造型简洁,本着“满足使用要求,受力合理,技术上可行,尽可能达到综合经济技术指标先进”的原则,结合地基环境,综合考虑技术经济条件和建筑艺术的要求,参考以上结构体系的优缺点,本建筑宜使用框架结构体系。
第一节框架布置要求框架结构是由梁和柱连接而成的。
梁柱交接处的框架节点通常为刚接,有时也将部分节点做成铰接或半铰接。
柱底一般为固定支座,必要时也设计成铰支座。
为利于结构受力,框架梁宜拉通、对直,框架柱宜纵横对齐、上下对称,梁柱轴线宜在同一竖向平面内。
框架结构柱网布置应满足以下要求:(1)满足生产工艺的要求。
在多层办公楼设计中,生产工艺的要求是厂房平面设计的主要依据,建筑平面布置主要有内廊式、统间式、大宽式等几种。
与此相应,柱网布置方式可以分为内廊式、等跨式、对称不等跨式等几种;(2)满足建筑平面布置的要求。
在旅馆、办公楼等民用建筑中,柱网布置应与建筑分隔墙布置相协调,一般常将柱子设在纵横建筑隔墙交叉点上,以尽量减少柱子对建筑使用功能的影响。
柱网的尺寸还受梁跨度的限制,梁跨度一般在6~9米之间为宜;(3)满足结构受力合理。
多层框架主要承受竖向荷载。
柱网布置时,应考虑到结构在竖向荷载作用下内力分布均匀合理,各构件材料强度均能充分利用;(4)柱网布置应满足方便施工。
建筑设计及结构布置时应该考虑到施工方便,以加快施工进度,降低工程造价。
承重框架的布置:一般情况下柱在两个方向均应由梁拉结,亦即沿房屋纵横方向均应布置梁系。
按楼面竖向荷载传递路线的不同,承重框架的布置方案有横向框架承重、纵向框架承重和纵横向框架混合承重等几种。
框架体系多层房屋结构的平面布置宜简单、规则、对称、尽量减少偏心。
不能满足要求时,宁可划分成规整的小单元也不采用一个大块的复杂平面。
第二节构件截面尺寸确定一、柱截面估算确定为方便设计及施工,柱采用矩形截面。
截面尺寸按如下公式估算:AC≥ϕ.c fN式中AC——柱截面的有效面积;fc——混凝土抗压强度设计值,本工程柱的混凝土为C30,fc=14.3MPa;ϕ——轴压比,取0.9;N——底层柱的轴力;N=αΑ×(12~16)kN/m由以上所述,柱的截面估算如下:(1)KZ1(B轴柱)尺寸估算:A=(1.8+7.6/2)×3.8=21.09㎡N=1.5×21.09×4×16=2024.64 kNAC≥ϕ.c f N=2024.64×103/(14.3×0.9)=157314.68㎜2偏安全取值,故取b×h=400×500=200000㎜2(2)KZ2(C轴柱) 尺寸估算:A=3.8×3.8=14.44㎡N=1.5×14.44×4×16=1368 kNAC≥ϕ.c f N=1368×103/(14.3×0.9)=106293.71㎜2取b×h=400×500=200000㎜2二、梁截面的计算及确定根据规范的要求,一般情况下:(1)柱与柱之间设置框架梁(2)有墙体的地方一般设置梁,当板的跨度太大时设置次梁(不超过5m)(3)楼板有大洞的地方(洞口尺寸>800mm)要布置次梁,当洞口小于300 时可不做处理,当洞口在300mm<洞口尺寸<800mm时做构造配筋(4)在二层结构布置图上洞口的尺寸为1200mm,大于800mm要布置次梁。
(5)梁截面尺寸估算如下:①框架梁:h=l0 /(12~8),b=h(1/3~1/2)②悬臂梁:h=l0/6,③次梁:h=l0/(12~15),b =(1/2~1/3)h结合本工程的设计取梁截面尺寸:KL:h=l0 /(12~8)=7600/(12~8)=633~950㎜,取700㎜;b=h(1/3~1/2)=700(1/3~1/2)= 233~350㎜;取300㎜;LL:h=l0/(12~15)=3800/(12~15)= 450~360㎜;取500㎜;b =(1/2~1/3)h=(1/2~1/3)×500= 250~133㎜;取250㎜;三、楼板厚度本工程楼板既有双向板,也有单向板。
民用建筑楼板厚,一般双向板h b=l板/40=3800/40=95㎜,单向板h b=l板/45=2100/45=47㎜,综合本设计情况,考虑到屋面含有防水层和保温层,荷载较大,同时为方便设计和施工,统一取板厚h b=100㎜。
第三章荷载计算第一节面荷载标准值一、恒载标准值计算:(一)屋面恒载标准值40厚细石混凝土保护层 22×0.04=0.88 KN/m2三毡四油防水层 0.4 KN/m230厚水泥砂浆找平层 20×0.03=0.6 KN/m2200厚水泥蛭石保温层 5×0.2=1.0KN/m2100厚钢筋混凝土板 0.1×25=2.5 KN/m2抹灰层 0.34 KN/m2合计: 5.72kN/m²(二)楼面的恒载标准值10厚水磨石面层 0.65kN/m²30厚水泥砂浆找平层 20×0.02=0.4 kN/m²100厚钢筋混凝土板 0.1×25=2.5 KN/m210厚板底抹灰 17×0.01=0.17 kN/m²合计: 3.92kN/m²二、活荷载值:1.除会议室、阅览室2.5KN/ m2、资料室、档案室为5.0KN/ m2,其余办公室均为2.0KN/m2;2.厕所、走廊:均取2.5 KN/m2;3.楼梯:考虑兼做消防用途,取3.5 KN/m2;4.屋面:上人屋面取2.0 KN/m2,楼梯屋面取0.7 KN/m2。
第二节线荷载标准值(一)二~四层楼面线荷载标准值○A轴梁上均布线荷载(墙重+窗重){墙容重×[柱距×(层高-砼梁高)-窗洞宽×窗洞高]+ 窗容重×窗洞宽×窗洞高}/柱距=梁上均布线荷载○B轴梁上均布线荷载(墙重+窗重+门重){墙容重×[柱距×(层高-砼梁高)-窗洞宽×窗洞高—门洞宽×门洞高]+窗容重×窗洞宽×窗洞高+门容重×门洞宽×门洞高}/柱距○C轴梁上均布线荷载(墙重+窗重){墙容重×[柱距×(层高-砼梁高)-窗洞宽×窗洞高]+ 窗容重×窗洞宽×窗洞高}/柱距○1轴梁上均布线荷载(墙重)墙容重×(层高-砼梁高)○2~○15轴梁上均布线荷载(墙重)B-C 3.6×(4.2-0.7) =11.52 KN/m(二)屋面线荷载标准值○A+○C+○1+○15轴梁上均布线荷载(女儿墙重)墙容重×女儿墙高=3.6×1.5=5.4 KN/m第三节 风荷载计算风压标准值计算公式为ω=βz ×μs ×μz ×ωoβz -z 高度处的风震系数;μs -风荷载体型系数;μz -风压高度变化系数;ωo -基本风压;该建筑为教学楼,地处南宁,设计使用年限为50年。
查《建筑结构荷载规范》2002-01-10得:基本风压:ω0=0.75kN/㎡。
因结构高度18.0m <30m ,可取βz=1.0;对于矩形平面,μs=1.3;μz 可查规范按柱顶标高确定。
将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载,计算过程如下表所示,其中,A 为一榀框架各层节点上的受风面积,计算结果如图3-4所示:第四节 地震荷载计算一、楼层集中质量计算计算时假定楼层匀重,梁自重、活载以及上下半墙、柱自重之和集中于该楼层楼盖处。
(一)顶层荷载计算顶层面积:S =990㎡(1)柱自重: 30.40.5 1.825/40648KN m KN ⨯⨯⨯⨯=抹灰: 30.54 1.80.01817/4052.88KN m KN ⨯⨯⨯⨯⨯=小计: 700.88KN(2)外墙自重:面积: 282.1703815.18.18.16.138m =⨯⨯-⨯KN m KN 48.307/63.082.1703=⨯⨯抹灰: KN m KN 54.1042/17018.082.1703=⨯⨯⨯小计: 412.02kN(3)内墙自重:面积:⎭⎬⎫⎩⎨⎧=⨯⨯-⨯⨯-+⨯⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯-KN 06.40220.13.028.1)3.03.3(25.13.03.0240.13.0378.1)6.06.6(KN m KN 47.482/62.006.4023=⨯⨯抹灰: KN m KN 06.2462/17018.006.4023=⨯⨯⨯小计: 728.53 kN(4)梁自重:31:0.700.3 6.05625/1638.3KL KN m KN ⨯⨯⨯⨯=抹灰:[]3(0.700.1)20.3 6.0560.01817/143.94KN m KN -⨯+⨯⨯⨯⨯= KN m KN KL 75.78/25101.25.03.0:23=⨯⨯⨯⨯抹灰:[]KN m KN 07.7/17018.0101.23.02)1.05.0(3=⨯⨯⨯⨯+⨯-KN m KN L 73.382/25183.63.045.0:13=⨯⨯⨯⨯抹灰:[]KN m KN 70.34/17018.0183.63.02)1.045.0(3=⨯⨯⨯⨯+⨯- 小计: 2285.49 kN(5)女儿墙自重[]{⎩⎨⎧=⨯⨯⨯⨯++⨯+KN m KN 00.191/254.05.02)6.09.15(2)6.04.59(3 抹灰:⎩⎨⎧=⨯⨯⨯⨯⨯++⨯+KN m KN 38.232/17018.05.0]2)6.09.15(2)6.04.59[(3 小计: 214.38 kN(6)上半层门窗自重:A 轴线:KN m KN 77.618/45.08.115.12=⨯⨯⨯B 轴线:KN m KN m KN 62.1/2.05.13.012/2.00.13.022=⨯⨯+⨯⨯⨯C 轴线:KN m KN 84.014/2.00.13.02=⨯⨯⨯D 轴线:KN m KN m KN 15.162/45.02.115.116/45.08.115.122=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯ 小计: 35.38 kN(7)屋面活载:KN m KN 75.123%5000.990/25.02=⨯⨯(8)屋面恒载:KN m KN 8.348400.990/52.32=⨯ 顶层屋面荷载总计:(二)标准层荷载计算(1)楼面荷载 KN m KN 05.3148)43.36.6990(/51.32=⨯⨯-⨯ 楼梯间 KN m KN 36.26123.36.6/62=⨯⨯⨯卫生间 KN m KN 48.15123.36.6/48.32=⨯⨯活载:走廊 KN m KN 48.2004.597.2/5.2%502=⨯⨯⨯ 楼梯间 KN m KN 45.5423.36.6/5.2%502=⨯⨯⨯⨯ 其它 KN m KN 42.778)4.597.223.36.6900(/2%502=⨯-⨯⨯-⨯⨯ 小计: 4594.35 kN(2)柱自重: 30.40.5 3.625/401296KN m KN ⨯⨯⨯⨯= 抹灰: 30.44 3.60.01817/40105.75KN m KN ⨯⨯⨯⨯⨯= 小计: 1401.75 kN(3)梁自重:31:0.700.3 6.05625/1638.3KL KN m KN ⨯⨯⨯⨯=抹灰:3[(0.700.1)20.3] 6.0560.01817/143.94KN m KN -⨯+⨯⨯⨯⨯= 32:0.20.5 2.11025/78.75KL KN m KN ⨯⨯⨯⨯=抹灰:3[(0.50.1)20.2] 2.1100.01817/7.07KN m KN -⨯+⨯⨯⨯⨯= L1: KN m KN 73.382/25183.63.045.03=⨯⨯⨯⨯抹灰:3[(0.500.1)20.2] 6.3180.01817/34.70KN m KN -⨯+⨯⨯⨯⨯= 小计: 2285.49 kN(4)外墙自重:面积:236624.12.1360.28.16.36.138m =⨯⨯-⨯⨯-⨯KN m KN 8.658/63.03663=⨯⨯抹灰:KN m KN 00.2242/17018.03663=⨯⨯⨯小计: 882.8 kN(5)内墙自重:面积:⎩⎨⎧=⨯⨯-⨯⨯-+⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯-KN32.76320.11.226.3)2.03.3(25.11.2240.11.27.36.3)6.06.6(KN m KN 98.915/62.032.7633=⨯⨯抹灰:KN m KN 15.4672/17018.032.7633=⨯⨯⨯小计: 1383.13 kN(6)上半层门窗自重:A 轴线:KN m KN 16.2918/45.08.10.22=⨯⨯⨯B 轴线:KN m KN m KN 3.62/2.05.11.212/2.00.11.222=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯ 1/B 轴线:KN m KN 88.514/2.00.11.22=⨯⨯⨯C 轴线:KN m KN m KN 08.282/45.02.10.216/45.08.10.222=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯ 小计: 69.42 kN标准层荷载总计: 10615.94KN(三)底层荷载计算(1)楼面荷载 KN m KN 05.3148)43.36.6990(/51.32=⨯⨯-⨯ 楼梯间 KN m KN 36.26123.36.6/62=⨯⨯⨯卫生间 KN m KN 48.15123.36.6/48.32=⨯⨯活载:走廊 KN m KN 48.2004.597.2/5.2%502=⨯⨯⨯ 楼梯间 KN m KN 45.5423.36.6/5.2%502=⨯⨯⨯⨯ 其它 KN m KN 42.778)4.597.223.36.6900(/2%502=⨯-⨯⨯-⨯⨯ 小计: 4594.35 kN(2)柱自重: 30.40.5 5.225/4018726KN m KN ⨯⨯⨯⨯=抹灰: 30.44 5.20.01817/40152.76KN m KN ⨯⨯⨯⨯⨯= 小计: 2024.76 kN(3)梁自重:31:0.700.3 6.05625/1638.3KL KN m KN ⨯⨯⨯⨯=抹灰:3[(0.700.1)20.3] 6.0560.01817/143.94KN m KN -⨯+⨯⨯⨯⨯=KN m KN KL 75.78/25101.25.03.0:23=⨯⨯⨯⨯抹灰:KN m KN 07.7/17018.0101.2]3.02)1.05.0[(3=⨯⨯⨯⨯+⨯- L1: 30.500.2 6.31825/382.73KN m KN ⨯⨯⨯⨯=抹灰:3[(0.500.1)20.2] 6.3180.01817/34.70KN m KN -⨯+⨯⨯⨯⨯= 小计: 2285.49 kN (4)外墙自重: 面积:a 上层:294.18525.18.1388.185.08.16.138m =⨯⨯-⨯⨯-⨯b 下层:⎩⎨⎧=⨯⨯-⨯⨯-⨯-⨯-⨯-⨯⨯-⨯221.22824.12.1248.195.15.11.135.10.65.165.295.16.26.138m KN m KN 47.7453.0/6)21.22894.185(3=⨯⨯+抹灰: KN m KN 46.2532/17018.0)21.22894.185(3=⨯⨯⨯+ 小计: 998.93 kN (5)内墙自重: 面积:a 上层:⎩⎨⎧=⨯⨯-⨯⨯-+⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯-256.35820.18.128.1)2.03.3(25.18.1240.18.1378.1)6.06.6(m b 下层:⎩⎨⎧=⨯⨯-⨯⨯-+⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯-KN 92.56620.11.126.2)2.03.3(25.11.1240.11.1376.2)6.06.6(KN m KN 58.11102.0/6)92.56656.358(3=⨯⨯+抹灰: KN m KN 39.5662/17018.0)92.56656.358(3=⨯⨯⨯+ 小计: 1676.97 kN (6)上半层门窗自重:外墙:a 上层:KN m KN 59.28/45.0)25.18.1388.185.0(2=⨯⨯⨯+⨯⨯b 下层:⎪⎩⎪⎨⎧=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯KN m KN m KN m KN m KN m KN m KN 44.762/45.04.12.1/45.0248.195.1/2.05.11.1/2.035.1/45.00.65.1/45.065.295.1222222内墙:a 上层:⎩⎨⎧=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯KN m KN m KN m KN 44.10/2.020.18.1/2.025.18.1/2.0240.18.1222 b 下层:⎩⎨⎧=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯KN m KN m KN m KN 28.5/2.020.11.1/2.025.11.1/2.0190.11.1222 小计: 120.75 kN 底层荷载总计:11701.25KN各层重力荷载代表值二、横向框架自振周期按顶点位移法计算框架的自振周期,顶点位移是求结构基频的一种近似方法。