框架结构设计布置方案与计算
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[学⼠]某六层框架办公楼结构设计计算书届本科⽣毕业论⽂第⼀章设计任务及基本要求1.1 设计原始资料1.1.1 ⼯程概况该⼯程为六层办公楼,主体为现浇钢筋混凝⼟框架结构,占地⾯积为1310㎡,建筑⾯积5240㎡,建筑物共6层,底层层⾼5.1m,标准层层⾼3.6m,顶层层⾼4.5m,总⾼度25.5m,室内外⾼差0.450m,基础顶⾯距离室外地⾯1.05m,基础采⽤柱下独⽴基础。
该办公楼主要以层为单元出租,每层为⼀个独⽴的单元,拥有接待室、会议室、档案室、普通办公室、专⽤办公室等。
楼内设有两个电梯三个楼梯,主、次楼梯开间均为3m,进深均为6.6m,楼梯的布置均符合消防、抗震的要求。
1.1.2 设计条件⼀、抗震设防烈度:7度设防,抗震设计分组为第⼀组,设计基本地震加速度值为0.1g;⼆、基本风压: 0.55KN/m2,B类粗糙度;三、雪荷载标准值:0.2KN/m2;四、结构体系:现浇钢筋混凝⼟框架结构。
五、⼯程地质条件:拟建场地地形平坦,⼟质分布具体情况见表,II类场地⼟。
地下稳定⽔位距地表-9m,表中给定⼟层深度由⾃然地坪算起。
建筑地点冰冻深度-0.5m。
表1-1 建筑地层⼀览表序号岩⼟深度⼟层深度(m)厚度范围(m)地基⼟承载⼒(kPa)压缩模量(mPa)1 杂填⼟0.0—1.2 1.2 --- ---2 粉⼟ 1.2—2.0 0.8 200 5.03 中粗砂 2.0—4.8 2.8 300 9.54 砾砂 4.8—15.0 10.2 350 21.01.2 建筑设计任务及要求⼀、基本要求:满⾜建筑功能要求,根据已有的设计规范,遵循建筑设计适⽤、经济合理、技术先进、造型美观的原则,对建筑⽅案分析其合理性,绘制建筑施⼯图。
⼆、规定绘制的建筑施⼯图为:1、底层、标准层及顶层平⾯图:⽐例 1:150(图1-1)2、主要⽴⾯图:⽐例 1:150(图1-2,图1-3)3、屋⾯排⽔布置图:⽐例 1:1504、剖⾯图:⽐例 1:1505、墙⾝⼤样及节点详图:⽐例 1:100及1:10图1-1 标准层平⾯图2图1-3 ○E-○A轴⽴⾯图31.3结构设计任务及要求⼀、基本要求:在建筑⽅案设计的基础上,正确选择合理的结构形式,结构体系和结构布置,掌握⾼层建筑结构的计算⽅法和基本构造要求,绘制施⼯详图。
一.确定结构方案与结构布置1.结构选型是否选用框架结构应先进行比较。
根据何广乾的模糊评判法,砼结构8~18层首选框剪结构,住宅、旅馆则首选剪力墙。
对于不需要电梯的多层采用框架较多。
2.平面布置注意L,l,l’,B的关系。
3.竖向布置注意高宽比、最大高度(分A、B两大类,B类计算和构造有更严格的要求),力求规则,侧向刚度沿竖向均匀变化。
4.三缝的设置按规范要求设置,尽量做到免缝或三缝合一。
5.基础选型对于高层不宜选用独立基础。
但根据国勤兄的经验,对于小高层当地基承载力标准值300kpa以上时可以考虑用独基。
6.楼屋盖选型高层最好选用现浇楼盖1)梁板式最多的一种形式。
有时门厅,会议厅可布置成井式楼盖,其平面长宽比不宜大于1.5,井式梁间距为2.5~3.3m,且周边梁的刚度强度应加强。
采用扁梁高度宜为1/15~1/18跨度,宽度不超过柱宽50,最好不超过柱宽。
2)密肋梁方形柱网或接近方形,跨度大且梁高受限时常采用。
肋梁间距1~1.5m,肋高为跨度的1/30~1/20,肋宽150~200mm。
3)无梁楼盖地震区不宜单独使用,如使用应注意可靠的抗震措施,如增加剪力墙或支撑。
4)无粘结预应力现浇楼板一般跨度大于6m,板厚减薄降低层高,在高层中应用有一定技术经济优势。
在地震区应注意防止钢筋端头锚固失效。
5)其他二.初步确定梁柱截面尺寸及材料强度等级1.柱截面初定分抗震和非抗震两种情况。
对于非抗震,按照轴心受压初定截面。
对于抗震,Ac=N/(a*fc) N=B*F*Ge*n B=1.3(边柱),1.2(等跨中柱),1.25(不等跨中柱)Ge=12~15kN/m2 a为轴压比fc为砼抗压强度设计值F为每层从属面积n为层数。
框架柱上下截面高度不同时,每次缩小100~150为宜。
为方便尺寸标注修改,边柱一般以墙中心线为轴线收缩,中柱两边收缩。
柱截面与标号的变化宜错开。
2.梁截面初定梁高为跨度的1/8~1/14,梁宽通常为1/2~1/3梁高。
框架结构设计计算书第⼀章建筑设计⼀、建筑概况1、设计题⽬:++++++++++++2、建筑⾯积:6500㎡3、建筑总⾼度:19.650m(室外地坪算起)4、建筑层数:六层5、结构类型:框架结构⼆、⼯程概况:该旅馆为五层钢筋框架结构体系,建筑⾯积约6500m2,建筑物平⾯为V字形。
⾛廊宽度2.4m,标准层⾼3.6m,室内外⾼差0.45m,其它轴⽹尺⼨等详见平⾯简图。
三、设计资料1、⽓象条件本地区基本风压 0.40kN/㎡,基本雪压0.35kN/㎡(按你设计的城市查荷载规范)2、抗震烈度:7度第⼀组,设计基本地震加速度值0.01g(按你设计的城市查抗震规范)3、⼯程地质条件建筑地点冰冻深度0.7M;(按你设计的城市查地基设计规范)建筑场地类别:Ⅱ类场地⼟;(任务书如⽆,可按此)场地⼟层⼀览表(标准值)(可按此选⽤)注:1)地下稳定⽔位居地坪-6m以下;2)表中给定⼟层深度由⾃然地坪算起。
4、屋⾯做法:防⽔层:⼆毡三油或三毡四油结合层:冷底⼦油热马蹄脂⼆道保温层:⽔泥⽯保温层(200mm厚)找平层:20mm厚1:3⽔泥砂浆结构层:100mm厚钢筋砼屋⾯板板底抹灰:粉底15mm厚5、楼⾯做法:⽔磨⽯地⾯:或铺地砖120㎜厚现浇砼板(或按你设计的楼板厚度)粉底(或吊顶)15mm厚6、材料梁、柱、板统⼀采⽤混凝⼟强度等级为C30,纵筋采⽤HPB335,箍筋采⽤HPB235,板筋采⽤HPB235级钢筋四、建筑要求建筑等级:耐⽕等级为Ⅱ级抗震等级为3级设计使⽤年限50年五、采光、通风、防⽕设计1、采光、通风设计在设计中选择合适的门窗位置,从⽽形成“穿堂风”,取得良好的效果以便于通风。
2、防⽕设计本⼯程耐⽕等级为Ⅱ级,建筑的内部装修、陈设均应做到难燃化,以减少⽕灾的发⽣及降低蔓延速度,公共安全出⼝设有三个(按设计),可以⽅便⼈员疏散。
因该为旅馆的总⾼度超过21m属多层建筑,因⽽根据《⾼层民⽤建筑设计防⽕规范》(2001版GB50045-95)规定,楼梯间应采⽤封闭式,防⽌烟⽕侵袭。
73 1XXXXX设计学生:指导老师:三峡大学XX学院摘要:本设计课题为。
Abstract:The project is the design of a express hotel.关键词:框架结构抗震等级内力分析荷载组合独立基础板式楼梯Keywords:frame structure前言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段,是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教与学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。
本组毕业设计题目为。
1.建筑设计1.1工程概况本工程为该工程采用钢筋混凝土框架结构,抗震设防烈度为7度(0. 1g),设计地震分组为第一组,抗震等级为三级。
1.2地质资料工程重要性等级为三级,本地区属亚热带大陆行季风气候,1.3平面布置在平面布置中73 2 1.4立面布置1.5各种用房和交通联系的设计本工程工程重要性等级为三级,根据《旅馆建筑设计规范》1.6建筑各构件用料、装饰及做法1.墙体:2.结构设计2.1.1结构布置方案及结构选型根据建筑使用功能要求,本工程采用框架承重方案。
框架柱网布置如下图2.1.1:2.1.2确定结构计算简图(1)计算基本假定:○1一片框架可以抵抗在本身平面内的侧向力,而在平面外的刚度很小,可以忽略(因而整个结构可以划分成若干个平面结构共同抵抗与平面结构平行的侧向荷载,垂直于该方向的结构不参加受力);○2楼板在其自身平面内刚度无限大,楼板平面外刚度很小,可以忽略(因而在侧向力作用下,楼板可做刚体平移或转动,各个平面抗侧力结构之间通过楼板无相互联系和协同工作)。
73 3图2.1.1:框架柱网布置图框架近似计算补充假定:a.忽略梁、柱轴向变形及剪切变形;b.杆件为等截面等刚度,以杆件轴线作为框架计算轴线;c.在竖向荷载的作用下结构的侧移很小,因此,在计算竖向荷载作用时,假定结构无侧移。
(2)计算简图如下图2.1.2(1)根据图2.1.1框架柱网布置图,如图2.1.2(1)所示,选定阴影部分作为框架结构的计算单元,假定框架柱嵌固于基础顶面,框架梁与柱刚接。
第2章结构布置及计算简图2.1 结构选型和布置1. 1.1结构选型根据建筑功能的要求,为使建筑平面布置灵活,获得较大的使用空间,本结构设计采用钢筋混凝土框架结构体系。
2. 1.2结构布置根据建筑功能的要求及建筑物的平面形状,本结构横向尺寸较短,纵向尺寸较长,故把框架结构横向布置,即采用横向框架承重方案。
施工方案采用梁、板、柱整体现浇方案,楼梯采用整体现浇板式楼梯,基础采用柱下交叉条形基础。
3. 1.3初步截面尺寸本建筑的结构类型为钢筋混凝土框架结构,且建筑地处某省某市,抗震设防烈度为7度,根据《建筑抗震设计规范》(GB50001-2001) 6.1.2知, 本建筑的抗震等级为三级。
楼盖、屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构,楼板厚度为IOOmnb各层梁板及三、四、五层柱的混凝土强度等级均为C25, 一、二层柱及基础的混凝土强度等级为C30,纵向受力钢筋采用HRB335,其余钢筋采用IIPB2350根据建筑平面确定结构平面布置图如图2-l0图2T结构平面布置图框架柱的最大承载力范围:5.lw×5.25//Z2. 1.3. 1柱截面尺寸估算:柱的截面尺寸估算公式:N = yβ4G"A _ NLrarN一柱组合的轴压力设计值。
夕一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,等跨内柱取1.2。
A一按简支状态计算的柱的负载面积。
G一折算在单位面积上的重力荷载代表值,可近似取为12 kN∕m2on—验算截面以上的楼层层数。
上,/一框架柱轴压比限值,对一级、二级、三级抗震等级,分别取0.7、0.8 和0.9 OA—混凝土轴心抗压强度设计值。
所以有TV = 1.25x5.1x5.25x12x5 = 2008.125^则取柱的截面尺寸为400〃w? × 400/7?/??。
2. 1.3. 2梁截面尺寸估算:框架梁的截面尺寸确定时,应综合考虑竖向荷载大小、跨度、抗震设防 烈度以及混凝土强度等级等多方面的因素。
结构设计2 荷载计算2.1结构布置及结构计算简图的确定2.1.1 方案的确定由于设计商场需要有较大的开场空间和较高的层高,而无需太多的墙体来分隔空间,所以选择框架结构。
这种结构的承重部分是由钢筋混凝土制作的梁、板、柱形成的骨架来承担,墙体只是起到围护和分隔的作用,所以无需太多的墙来承重,因此能够设计出较大的开场空间,此外选择框架结构是因为它整体性好有较好的抗震性能,且施工简单迅速、耐久性好。
2.1.2 主要承重构件尺寸的确定及结构平面布置图估计柱截面尺寸:地下室与第一层柱截面尺寸700×700,其他各层柱截面尺寸为600×600,柱间距均为7800mm;现浇板的厚度为跨度的1/30~1/40,而且不小于60mm,所以取板厚120mm;次梁的梁高为跨的1/10~1/15,所以取h=600mm,梁宽b为梁高的1/2~1/3,所以取b=300mm;横向框架梁的梁高为跨度的1/8~1/12,所以取h=800mm,梁宽b为梁高的1/2~1/3,所以取b=300mm;考虑到结构步筋的可行性,纵向框架的梁高应该与框架梁错开至少50mm,所以取h=750mm,梁宽b=300mm ;结构布置详见结构平面布置图2.1.3 结构计算简图2.2 恒载的计算2.2.1 屋面框架梁线荷载标准值:40厚C20细石混凝土,内配ф4双向钢筋: 0.04×25=1.00kN/㎡20厚1:3 水泥砂浆找平层: 0.02×20=0.40kN/㎡70~210厚(2%材料找坡)沥青珍珠岩块保温层:(0.07+0.21)/2×4=0.52kN/㎡20厚1:3 水泥砂浆找平层: 0.02×20=0.40kN/㎡屋面恒载: 1.00+0.40+0.52+0.40+3.00=5.32kN/㎡管路与吊顶自重: 1.00kN/㎡框架梁自重:(0.80-0.12)×0.30×25=5.10kN/m 因此,作用在顶层框架梁上的线荷载标准值为:g 6a =5.10kN/mg=(5.32+1.00)×3.9=24.65kN/m6b2.2.2 楼面框架梁线荷载标准值20厚大理石楼面: 0.02×28=0.56kN/㎡8 厚1:1水泥砂浆结合层: 0.008×20=0.16kN/㎡20厚1:1水泥砂浆结合层: 0.02×20=0.40kN/㎡120厚现浇钢筋混凝土楼板: 0.12×25=3.00kN/㎡楼面恒载: 0.56+0.16+0.40+3.00=4.12kN/㎡管路与吊顶自重: 1.00kN/㎡框架梁自重: 5.10kN/m 因此,作用在楼面框架梁上的线荷载标准值为:g=5.10kN/mag=(4.12+1.00)×3.9=19.97kN/mb2.2.3 屋面框架节点集中荷载标准值1、边节点A、E所受集中荷载标准值:纵向框架梁自重:(0.75-0.12)×0.30×7.8×25=36.86kN 女儿墙自重: 0.19×0.90×7.8×11.8=15.74kN贴瓷砖墙面重: 0.90×7.8×0.5=3.51kN纵向框架梁传来屋面自重:2×0.5×3.9×0.5×3.9×(5.32+1.00)=8.06kN纵向框架梁传来次梁作用力:[2×0.5×(3.9+7.8)×0.5×3.9×(5.32+1.00)+(0.60-0.12)×0.30×7.8×25]/2 = 86.14kN边节点A、E所受集中荷载标准值:G=G6E=36.86+15.74+3.51+48.06+86.14=190.31kN6A2、中间节点B、C、D所受集中荷载标准值:纵向框架梁自重: 36.86kN 纵向框架梁传来屋面自重: 2×48.06 =96.12kN 纵向框架梁传来次梁作用力: 2×86.14 =172.28kN 中间节点B、C、D所受集中荷载标准值:G=G6C=G6D=36.86+96.12+172.28=305.26kN6B2.2.4 楼面框架节点集中荷载标准值1、第五层框架节点集中荷载标准值1)边节点A所受集中荷载标准值:墙自重: 0.19×(4.80-0.75)×(7.8-0.6)×11.8= 65.38kN 内墙粉刷重:(4.80-0.75)×(7.8-0.6)×0.017×20 = 9.91kN 外贴瓷砖重: 7.80×4.80×0.50 =18.72kN 减去洞口加上窗户重:-1.80×4.00×(0.19×11.8+0.017×20+0.5)+1.80×4.00×0.4=-19.31kN纵向框架梁自重: 36.86kN 纵向框架梁传来楼面自重:2×0.5×3.9×0.5×3.9×(4.12+1.00)=38.94kN 纵向框架梁传来次梁作用力:[2×0.5×(3.9+7.8)×0.5×3.9×(4.12+1.00)+(0.60-0.12)×0.30×7.8×25]/2=72.45kN框架柱自重: 0.60×0.60×4.8×25=43.20kN2)边节点A所受集中荷载标准值:G= 65.38+9.91+18.72-19.31+36.86+38.94+72.45 +43.20=266.15kN5A边节点E所受集中荷载标准值:墙自重: 65.38kN 内墙粉刷重: 9.91kN 外贴瓷砖重: 18.72kN 纵向框架梁自重: 36.86kN 纵向框架梁传来楼面自重: 38.94kN 纵向框架梁传来次梁作用力: 72.45kN 框架柱自重: 43.20kN 边节点E所受集中荷载标准值:G=65.38+9.91+18.72+36.86+38.94+72.45+43.20=285.46kN5E3)中间节点B、C、D所受集中荷载标准值:纵向框架梁自重: 36.86kN 纵向框架梁传来楼面自重: 2×38.94 =77.88kN 纵向框架梁传来次梁作用力: 2×72.45 =144.90kN 框架柱自重: 43.20kN 中间节点B、C、D所受集中荷载标准值:G=G5C=G5D=36.86+77.88+144.90+43.20=302.84kN5B2、第三、四层框架节点集中荷载标准值:1)边节点A所受集中荷载标准值:玻璃幕墙自重: 7.80×4.50×1.5 =52.65kN 纵向框架梁自重: 36.86kN 纵向框架梁传来楼面自重: 38.94kN 纵向框架梁传来次梁作用力: 72.45kN 框架柱自重: 0.60×0.60×4.5×25 =40.50kN 边节点A所受集中荷载标准值:G=G4A=52.65+38.86+38.94+72.45+40.50 =241.40kN3A2)边节点E所受集中荷载标准值:墙自重: 0.19×(4.50-0.75)×(7.80-0.60)×11.8 =60.53kN 内墙粉刷重: 0.017×(4.50-0.75)×(7.80-0.60)×20 = 9.18kN 外贴瓷砖重: 4.50×7.80×0.5 =17.55kN 纵向框架梁自重: 36.86kN 纵向框架梁传来楼面自重: 38.94kN 纵向框架梁传来次梁作用力: 72.45kN 框架柱自重: 40.50kN 边节点E所受集中荷载标准值:G=G4E=60.53+9.18+17.55+36.86+38.94+72.45+40.50 =276.01kN3E3)中间节点B、C、D所受集中荷载标准值:纵向框架梁自重: 36.86kN 纵向框架梁传来楼面自重: 2×38.94 =77.88kN 纵向框架梁传来次梁作用力: 2×72.45 =144.90kN 框架柱自重: 40.50kN 中间节点B、C、D所受集中荷载标准值:G=G C=G D=36.86+77.88+144.90+40.50 = 300.14kNB3、第二层框架节点集中荷载标准值:1)边节点A所受集中荷载标准值:玻璃幕墙自重: 7.80×4.50×1.5 =52.65kN 纵向框架梁自重: 36.86kN 纵向框架梁传来楼面自重: 38.94kN 纵向框架梁传来次梁作用力: 72.45kN 纵向框架梁传来雨棚板自重: 0.08×0.90×3.9×25 =7.02kN 框架柱自重: 0.60×0.60×4.5×25 =40.50kN边节点A所受集中荷载标准值:G=52.65+38.86+38.94+72.45+7.02+40.50 =248.42kN2A2)边节点E所受集中荷载标准值:墙自重: 0.19×(4.50-0.75)×(7.80-0.60)×11.8 =60.53kN 内墙粉刷重: 0.017×(4.50-0.75)×(7.80-0.60)×20 = 9.18kN 外贴瓷砖重: 4.50×7.80×0.5 =17.55kN 纵向框架梁自重: 36.86kN 纵向框架梁传来楼面自重: 38.94kN 纵向框架梁传来次梁作用力: 72.45kN 纵向框架梁传来雨棚板自重: 0.08×0.90×3.9×25 =7.02kN 框架柱自重: 40.50kN 边节点E所受集中荷载标准值:G=60.53+9.18+17.55+36.86+38.94+72.45+7.02+40.50=283.03kN2E3)中间节点B、C、D所受集中荷载标准值:纵向框架梁自重: 36.86kN 纵向框架梁传来楼面自重: 2×38.94 =77.88kN 纵向框架梁传来次梁作用力: 2×72.45 =144.90kN 框架柱自重: 40.50kN 中间节点B、C、D所受集中荷载标准值:G=G C=G D=36.86+77.88+144.90+40.50 = 300.14kNB4、第一层框架节点集中荷载标准值:1)边节点A、E所受集中荷载标准值:窗下墙自重: 0.19×0.90×(7.80-0.60)/2×11.8 = 7.26kN 内墙粉刷重: 0.017×0.90×(7.80-0.60)/2×20 =1.10kN外贴瓷砖重:(0.90+0.75)×7.8/2×0.5 = 3.22kN 大玻璃窗自重:(5.40-0.75-0.90)×(7.80-0.60)/2×0.4=5.40kN 玻璃门自重:(5.40-0.75)×(7.80-0.60)/2×0.4 =6.70kN 纵向框架梁自重: 36.86kN 纵向框架梁传来楼面自重: 38.94kN 纵向框架梁传来次梁作用力: 72.45kN 框架柱自重: 0.7×0.7×5.4×25 =66.15kN 边节点A、E所受集中荷载标准值:G=G1E=7.26+1.10+3.22+5.40+6.70+36.86+38.94+72.45+66.151A=238.08kN2)中间节点B、C、D所受集中荷载标准值:纵向框架梁自重: 36.86kN 纵向框架梁传来楼面自重: 2×38.94 =77.88kN 纵向框架梁传来次梁作用力: 2×72.45 =144.90kN 框架柱自重: 66.15kN 中间节点B、C、D所受集中荷载标准值:G=G1C=G1D=36.86+77.88+144.90 +66.15=325.79kN1B2.2.5 恒载作用下的结构计算简图图2-2-1恒载作用下的结构计算简图2.3活载的计算2.3.1 查《建筑结构和载规范》得出各种活荷载标准值:上人屋面活荷载:2.0kN/㎡楼面均部活荷载:3.5kN/㎡雪荷载:0.35kN/㎡2.3.2 活载计算1、屋面活载标准值:1)屋面框架梁线荷载标准值: 3.90×2.0=7.80kN/m 2)框架节点集中荷载标准值:边节点A、E所受集中荷载标准值:纵向框架梁传来屋面活载: 2×0.5×3.9×0.5×3.9×2.0=15.21kN纵向框架梁传来次梁作用力:[2×0.5×(3.9+7.8)×0.5×3.9×2.0]/2 =22.82kN边节点A、E所受集中荷载标准值: Q6A =Q6E=15.21+22.82=38.03kN中间节点B、C、D所受集中荷载标准值:纵向框架梁传来屋面活载: 2×15.21=30.42kN 纵向框架梁传来次梁作用力: 2×22.82=45.64kN 中间节点B、C、D所受集中荷载标准值:Q 6B =Q6C=Q6D=30.42+45.64=76.06kN2、屋面雪载标准值:1)屋面框架梁线荷载标准值: 3.90×0.35=1.37kN/m 2)框架节点集中荷载标准值:边节点A、E所受集中荷载标准值:纵向框架梁传来屋面活载: 2×0.5×3.9×0.5×3.9×0.35=2.66kN纵向框架梁传来次梁作用力:[2×0.5×(3.9+7.8)×0.5×3.9×0.35]/2=3.99kN边节点A、E所受集中荷载标准值: Q6A =Q6E=2.66+3.99=6.65kN中间节点B、C、D所受集中荷载标准值:纵向框架梁传来屋面活载: 2×2.66=5.32kN 纵向框架梁传来次梁作用力: 2×3.99=7.98kN中间节点B、C、D所受集中荷载标准值:Q6B =Q6C=Q6D=5.32+7.98=13.30kN3、楼面活载标准值:1)楼面框架梁线荷载标准值: 3.90×3.5=13.65kN/m 2)框架节点集中荷载标准值:边节点A、E所受集中荷载标准值:纵向框架梁传来楼面活载: 2×0.5×3.9×0.5×3.9×3.5=26.62kN纵向框架梁传来次梁作用力:[2×0.5×(3.9+7.8)×0.5×3.9×3.5]/2 =39.93kN边节点A、E所受集中荷载标准值: QA =QE=26.62+39.93 =66.55kN中间节点B、C、D所受集中荷载标准值:纵向框架梁传来屋面活载: 2×26.62=53.24kN 纵向框架梁传来次梁作用力: 2×39.93=79.86kN 中间节点B、C、D所受集中荷载标准值:Q B =QC=QD=53.24+79.86=133.10kN2.3.3 活载作用下的结构计算简图2.4.1风荷载计算风压标准值计算公式为:ω=βz·μs·μz·ωo邳县地区基本风压ωo=0.35kN/㎡因结构高度H=24.9m<30m,可取βz=1.0;对于矩形平面μs=1.3;μz可查荷载规范。
第一章绪论第一节工程概况一、工程设计总概况:1.规模:本工程是一栋四层钢筋混凝土框架结构教学楼,使用年限为50年, 抗震设防烈度为8度;建筑面积约3000㎡,建筑平面的横轴轴距为6.5m和2.5m,纵轴轴距为4.5m;框架梁、柱、板为现浇;内、外墙体材料为混凝土空心砌块,外墙装修使用乳白色涂料仿石材外墙涂料,内墙装修喷涂乳胶漆,教室内地面房间采用水磨石地面,教室房间墙面主要采用石棉吸音板,门窗采用塑钢窗和装饰木门。
全楼设楼梯两部。
2.结构形式:钢筋混凝土四层框架结构。
3.气象、水文、地质资料:1)气象资料A.基本风压值:0.35kN/㎡,B.基本雪压值:0.25kN/㎡。
C.冻土深度:最大冻土深度为1.2m;D.室外气温:年平均气温最底-10℃,年平均气温最高40℃;2)水文地质条件A.土层分布见图1-1,地表下黄土分布约15m,垂直水平分布较均匀,可塑状态,中等压缩性,弱湿陷性,属Ⅰ级非自重湿陷性黄土地基。
地基承载力特征值fak=120kN/㎡。
B.抗震设防等级8度,设计基本地震加速度值为0.20g,地震设计分组为第一组,场地类别为Ⅱ类。
C.常年地下水位位于地表下8m,地质对水泥具有硫酸盐侵蚀性。
D.采用独立基础,考虑到经济方面的因素,在地质条件允许的条件下,独立基础的挖土方量是最为经济的,而且基础本身的用钢量及人工费用也是最低的,整体性好,抗不均匀沉降的能力强。
因此独立基础在很多中低层的建筑中应用较多。
二、设计参数:(一)根据《建筑结构设计统一标准》本工程为一般的建筑物,破坏后果严重,故建筑结构的安全等级为二级。
(二)建筑结构设计使用年限为50年,耐久等级二级(年),耐火等级二级,屋面防水Ⅱ级。
(三)建筑抗震烈度为8度,应进行必要的抗震措施。
(四)设防类别丙类。
(五)本工程高度为15.3m,框架抗震等级根据 GB 50223-2008《建筑工程抗震设防分类标准》,幼儿园、小学、中学教学楼建筑结构高度不超过24m的混凝土框架的抗震等级为二级。
钢筋混凝土现浇框架课程设计计算书目录一、设计任务 (2)1设计内容 (3)2设计条件 (3)二.框架结构计算过程 (3)1.平面布置 (4)2.结构计算简图 (4)3.内力计算 (5)(1)恒荷载计算 (5)(2)活荷载计算 (8)(3)荷载转化 (9)(4)水平荷载计算 (22)(5)弯矩调幅 (26)(6)内力组合 (27)三.构件配筋计算 (34)1.梁的设计 (34)2.柱的设计 (42)四.绘制框架结构施工图 (50)一、设计任务某五层教学楼,钢筋混凝土现浇框架结构。
建筑平面为一字形,如图1所示。
底层层高 4.2m,其它层高 3.6m,室内外高差0.3m。
(结构布置如下图1)图11设计内容(1)结构布置确定柱网尺寸,构件截面尺寸,绘制框架结构平面布置图。
(2)框架内力计算竖向荷载作用下可按分层法计算内力,水平荷载作用下按D值法计算框架内力。
(3)内力组合(4)框架梁和柱承载力计算①框架梁承载力计算包括正截面和斜截面承载力计算,计算梁的纵向钢筋和箍筋,并配置钢筋。
②框架柱承载力计算包括正截面和斜截面承载力计算,计算柱的纵向钢筋和箍筋,并配置钢筋。
(5)框架侧移验算验算顶点侧移和层间侧移,使之符合规范要求。
(6)绘制框架配筋施工图。
2设计条件(1)气象条件基本风压0.5+6×0.01=0.56kN/m2,地面粗糙度为B类。
注:以现场按编号布置的为准,本人编号6号(2)工程地质条件地表下0-10m深度土层均可做天然地基,地基承载力为180kPa。
(3)屋面及楼面做法:①屋面做法:现浇楼板上铺膨胀珍珠岩保温层(檐口处厚100mm,2%自两侧檐口向中间找坡);1:2水泥砂浆找平层厚20mm;现浇混凝土楼板100mm;15mm厚纸筋面石灰抹。
②楼面做法:顶层为20mm厚水泥砂浆找平;5mm厚1:2水泥砂浆加“107”胶水着色粉面层;现浇混凝土楼板;底层为15mm厚纸筋面石灰抹底。
(4)楼面屋面活荷载为:1.5+28×0.01=1.78 kN/m2(注:楼面、屋面活荷载以现场按学号布置的为准,本人学号28)二.框架结构计算过程1.平面布置(1)结构平面布置(见图2)图 2 结构平面布置(2)构件尺寸确定边跨(AB 、CD )梁:取 中跨(BC )梁:取 h=400mm边柱(A 轴、D 轴)连系梁:取中柱(B 轴、C 轴)连系梁:取b ×h=250mm ×400mm 柱截面均为 b ×h=300mm ×500mm 现浇楼板厚100mm 。
框架结构毕业设计内力计算步骤(仅供参考,配筋计算不在内)一.进行结构方案比较,选定结构方案,进行结构布置1. 结构选型:在建筑设计的基础上,从抗震要求方面、房屋总高度、层数、柱最大间距等,说明为何选用框架结构,而不采用框剪结构、内框架结构、剪力墙结构以及砖混结构。
2. 楼盖结构方案比较:确定承重方案,进行结构布置,比较选用现浇板及预制板的不同点,画出三种以上结构平面布置草图,比较后全组共同确定一种方案,画出结构平面布置图,进行编号对框架负载面积基本相同的编同一个号:“KJ-X ”;连续梁用“L-X ”表示;现浇板用“B-X ”表示;构造柱用“GZ-X ”表示;预制板放在选板后再补画,其他见结构参考图。
二.初步选择梁柱截面尺寸及材料强度等级1. 确定梁柱剪力墙截面尺寸 (1)梁1)框架梁:b b b h b l h )31~21()121~81(==按抗震要求:42120041≥≥≥≥bnc b b b b h l b b mmb h b 荷载大(一般指活荷大或负荷面积大),取大值。
2)连续梁:b b b h b l h )31~21()181~121(==另外,确定梁宽时,尽量与填充墙厚度相同,可使室内不见梁棱角,纵向框架梁还要考虑下皮最好与窗上口标高相同,以免再设过梁。
(2)现浇板及预制板现浇板厚:工业建筑:;80mm h ≥ 连续单向板:40l h ≥;双向板:50l h ≥; (3)柱截面尺寸:;300mm b c ≥柱净高与截面高度之比4≥cnh H ; 截面积cc f NA )55.0~45.0(≥;式中N 为首层柱根估算轴力设计值,计算方法如下:对于中柱与边柱,分别找出负荷面积最大的柱,算出一层楼面的面荷载,假设屋面荷载同楼面荷载,用此荷载乘以层数再乘以负荷面积,即为所求N 。
柱自重略去不计,各层Ac 宜相同。
2. 确定材料强度等级钢筋:按抗震要求,确定纵筋与箍筋级别;混凝土:按抗震要求,并考虑现浇板砼质量,经济确定砼强度等级,考虑首层较高,变形较大,可适当提高砼强度等级。
框架结构布置方案一、方案的制定框架结构布置方案不仅仅是一套简单的规划,更是涉及到整个建筑物的建设与功能。
因此,在制定方案时,我们需要仔细考虑各种因素,包括建筑的类型、功能、安全等因素。
此外,还需要考虑建筑的环境因素,例如土地的坡度、采光、风向等。
综合考虑这些因素,我们才能制定出一套真正符合实际需要的方案。
二、框架结构布置方案中的基本原则1.安全原则:建筑是人们生活、工作的场所,安全无疑是最重要的一点。
因此,在制定框架结构布置方案时,我们不仅要考虑建筑的抗震性能、防火性能,还要考虑建筑物内部的安全设施。
例如,消防设备、防盗设备等都需要根据实际情况予以布置,以确保建筑的安全性。
2.功能原则:建筑物所需的功能需要与其使用者的要求相符合。
因此,我们在制定框架结构布置方案时,需要尽可能地考虑到建筑物内各种功能布置的合理性。
例如,酒店的客房、会议室需要布置在合适的位置,通风、采光等也需要考虑。
3.经济原则:建设一座完美的建筑离不开资金的支持。
因此,我们在制定框架结构布置方案时,需要尽可能地考虑到经济的实际情况。
例如,在布置空间时需要合理利用每一个角落,减少建筑的浪费,降低建设成本。
三、框架结构布置方案的细节考虑1.空间布置在布置建筑物的空间时,我们需要遵循层次分明,合理利用空间的原则。
例如,在建筑物内随处可见的楼层改变,需要尽可能地渐变,减少对使用者的不适感受。
同时,在布置建筑物的空间时,还需要考虑到使用者的行动路线,做到方便实用。
2.装饰与材料选择在建筑物的装饰与材料选择中,一定要考虑到安全性、实用性和美观性。
例如,在地面的选择上我们需要选择坚硬、不易滑动的石材等材料,墙面的选择需要考虑到材料的隔音效果等实用需求。
同时,在装饰设计上要符合整个建筑物的风格与氛围,让使用者在使用过程中能够有一种愉悦的感觉。
3.照明方案照明是整个建筑物使用中必不可少的一部分,因此,我们在制定框架结构布置方案时,需要尤其关注照明方案的设计。
某市中学教学楼框架结构设计-某五层框架教学楼设计全套图纸及计算书4300平米左右【可提供完整设计图纸】本科生毕业论文(设计)题目:某市中学教学楼框架结构设计专业代码:土木工程(080703)作者姓名:学号:单位:指导教师:2010 年6月5日原创性声明本人郑重声明:所提交的学位论文是本人在导师指导下,独立进行研究取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外,论文中不含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得聊城大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。
对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人承担本声明的相应责任。
学位论文作者签名:日期:指导教师签名:日期:前言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段,是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。
通过毕业设计,使我在大学期间学到的知识贯穿起来,对于我今后的工作奠定了良好的基础。
我的毕业设计题目为《某市中学教学楼框架设计》。
在毕业设计前期,我温习了《结构力学》、《钢筋混凝土》、《建筑结构抗震设计》等知识,并借阅了《抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》、《混凝土结构设计规范》等规范。
在毕业设计中期,我通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。
在毕业设计后期,主要进行设计手稿的电脑输入。
在整个设计期间我严格按照计划进行设计工作,在杨秀英老师的耐心和细致的辅导下,使我圆满完成了毕业设计任务。
在整个毕业设计期间,我在指导老师的帮助下,经过资料查阅、设计计算,加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解,巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。
在进行内力组合的计算时,进一步了解了Excel。
在绘图时熟练掌握了AutoCAD,天正CAD,PKPM等设计软件,以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。
框架结构设计的计算工作量很大,在计算过程中以手算为主,辅以一些计算软件的校正。
框架结构布置方案框架结构布置方案是指在项目开发过程中,确定项目的基本架构和组织结构的步骤和方法。
一个好的框架结构布置方案可以帮助项目团队更好地协同合作,提高开发效率,确保项目的质量和可维护性。
以下是一个较为详细的框架结构布置方案,其中包括了项目的目标、需求分析、架构设计、模块划分和团队组织等内容。
一、项目目标在开始框架结构布置之前,首先需要明确项目的目标和需求。
明确项目的目标可以帮助团队更好地制定开发计划和选择适合的架构和技术。
项目目标可以包括项目的功能要求、性能要求、安全要求等。
同时,还需要明确项目的约束条件,比如预算、时间限制等。
二、需求分析在明确项目的目标之后,需要对项目的需求进行详细的分析。
需求分析可以帮助团队更好地理解项目的业务流程和功能要求,并据此制定开发计划。
需求分析需要和项目的利益相关者(包括业务人员、开发人员、测试人员等)进行深入的讨论和沟通,确保项目的需求得到准确和一致的理解。
三、架构设计根据项目的目标和需求,进行系统的架构设计。
架构设计包括选择适当的架构风格、确定系统的层次结构和组件之间的关系、选择适合的技术和工具等。
在进行架构设计时,可以参考一些常用的架构模式,比如MVC、微服务等。
同时,需要考虑系统的可扩展性、可维护性和安全性等方面。
四、模块划分在进行架构设计之后,需要将系统分解为多个模块,并确定每个模块的职责和接口。
模块划分可以帮助团队更好地进行任务分配和流程控制,提高开发效率和协同合作。
模块划分需要考虑模块之间的依赖关系和接口设计,确保模块之间的协同工作和信息交流。
五、团队组织和沟通一个好的框架结构布置方案不仅需要考虑技术层面的问题,还需要考虑团队的组织和沟通。
团队组织包括确定项目的角色和职责、制定项目的组织结构和沟通方式等。
同时,还需要确保团队成员之间的良好沟通和协作,可以通过定期的会议、沟通工具和项目管理工具等方式来促进团队之间的合作和信息共享。
六、迭代和优化框架结构布置方案并不是一成不变的,随着项目的进行和需求的变化,可能需要对框架结构进行迭代和优化。
结构计算书某六层框架结构,建筑平面图、剖面图如图1所示,采用钢筋混凝土全现浇框架结构设计。
1.设计资料(1)设计标高:室内设计标高±0.000 m,室内外高差450mm。
(2)墙身做法:墙身为普通机制砖填充墙,M5水泥砂浆砌筑。
内粉刷为混合砂浆底,纸筋灰面,厚20mm,“803”内墙涂料两度。
外粉刷为1:3水泥砂浆底,厚20mm,马赛克贴面。
(3)楼面做法:顶层为20mm厚水泥砂浆找平,5mm厚1:2水泥砂浆加“107”胶水着色粉面层;底层为15mm厚纸筋面石灰抹底,涂料两度。
(4)屋面做法:现浇楼板上铺膨胀珍珠岩保温层(檐口处厚100mm,2%自两侧檐口向中间找坡),1:2水泥砂浆找平层厚20mm,二毡三油防水层。
(5)门窗做法:门厅处为铝合金门窗,其它均为木门,钢窗。
(6)地质资料:属Ⅲ类建筑场地。
(7)基本风压:ωo=0.55 KN/m2(地面粗糙度属B类)。
(8)活荷载:屋面活荷载2.0 KN/m2,办公楼楼面活荷载2.0KN/m2,走廊楼面活荷载2.0KN/m2。
建筑剖面图建筑平面图结构平面布置图2.结构布置及结构计算简图的确定边跨(AB、CD跨)梁:取h=1/12L=1/12X6000=500mm,取b=250mm. 中跨(BC跨)梁:取h=400mm,b=250mm边柱(A轴、D轴)连系梁:取b×h =250mm×500mm中柱(B轴、C轴)连系梁:取b×h=250mm×400mm柱截面均为b×h=300mm×450mm现浇楼板厚100mm。
结构计算简图如图3所示。
根据地质资料,确定基础顶面离室外地面为450mm,由此求得底层层高为4.5m。
各梁柱构件的线刚度经计算后列于图3。
其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用,取I=2I o(I o为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩)。
边跨(AB、CD)梁:i=2E c×1/12×0.25×0.503/6.0=8.68×10-4E c (m3)边跨(BC)梁:i=2E c×1/12×0.25×0.43/2.5=10.67×10-4E c (m3)上部各层柱:i=E c×1/12×0.30×0.453/3.6=6.33×10-4E c (m3)底层柱:i=E c×1/12×0.30×0.453/4.5=5.06×10-4E c (m3)注:图中数字为线刚度,单位:x10-4E c m33.恒荷载计算(1)屋面框架梁线荷载标准值:20mm厚水泥砂浆找平0.02×20=0.4KN/m2 100厚~140厚(2%找坡)膨胀珍珠岩(0.10+0.14)/2×7=0.84KN/m2100厚现浇钢筋混凝土楼板0.10×25=2.5KN/m2 5mm厚纸筋面石灰抹底0.015×16=0.24KN/m2 _________________________________________________________________________________________ 屋面恒荷载 3.98 KN/m2边跨(AB、CD)框架梁自重0.25×0.50×25=3.13KN/m 梁侧粉刷2×(0.5-0.1) ×0.02×17=0.27KN/m 中跨(BC)框架梁自重0.25×0.40×25=2.5KN/m 梁侧粉刷2×(0.4-0.1) ×0.02×17=0.2KN/m 因此,作用在屋顶框架梁上的线荷载为:G6AB1=g6CD1=3.13+0.27=3.4KN/mG6BC1=2.5+0.2=2.7KN/mG6AB2=g6CD2=3.98×3.6=14.33KN/mG6BC2=3.98×2.5=9.95KN/m(2)楼面框架梁线荷载标准值荷载计算同上(略),作用在中间层框架上的线荷载为:25mm厚水泥砂浆面层0.025×20=0.50KN/m2 100mm厚现浇钢筋混凝土楼板0.10×25=2.5 KN/m2 15mm厚纸筋石灰抹底0.015×16=0.24 KN/m2 —————————————————————————————楼面恒荷载 3.24 KN/m2 边跨框架梁及梁侧粉刷 3.4KN/m 边跨填充墙自重0.24×(3.6-0.5)×19=14.14 KN/m 墙面粉刷(3.6-0.5)×0.02×2×17=2.11 KN/m 中跨框架梁及梁侧粉刷 2.7 KN/m 因此,作用在屋顶框架梁上的线荷载为:g AB1=g CD1=3.4+14.14+2.11=19.65 KN/mg BC1=2.7 KN/mg AB2=g CD2=3.24×3.6=11.66 KN/mg BC2=3.24×2.5=8.1 KN/m(3)屋面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重0.25×0.50×3.6×25=11.25KN 梁侧粉刷0.02×(0.50-0.10)×3.6×2×19=1.09KN 1m高女儿墙自重1×3.6×0.24×19=16.42KN 粉刷1×0.02×2×3.6×17=2.45(KN) 连系梁传来屋面自重1/2×3.6×1/2×3.6×3.98=12.90(KN) __________________________________________________________ 顶层边节点集中荷载G6A=G6D=44.11KN中柱连系梁自重0.25×0.40×3.6×25=9.0KN 粉刷0.02×(0.40-0.10) ×2×3.6×17=0.73KN 连系梁传来屋面自1/2×(3.6+3.6-2.5) ×1.25×3.98=11.69KN1/2×3.6×1.80×3.98=12.90KN 顶层中节点集中荷载34.32KN ④楼面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重11.25KN 粉刷 1.09KN窗下墙体自重 0.24×1.3×3.3×19=19.56KN 粉刷2×0.02×1.3×3.3×17=2.20KN 窗边墙体自重 0.60×1.8× 0.24×19=4.92KN 粉刷0.60×1.8×2×0.02×17=0.73KN 框架梁自重0.30×0.45×3.6×25=12.15KN 粉刷0.75×0.02×3.6×17=0.918KN 连系梁传来楼面自重 1 /2×3.6×1/2×3.6×3.24=10.50KN 中间层边节点集中荷载G A=G D =65.02KN中柱连系梁自重 9.0KN 粉刷 0.73KN 内纵墙自重 3.3×(3.6-0.4)×0.24×19=48.15KN 粉刷 3.3×(3.6-0.4)×2×0.02×17=7.18KN 连系梁传来楼面自重1/2×(3.6+3.6-2.5)×1.25×3.24=9.14KN—————————————————————————————间层中节点集中荷载:G B=G C=84.70KN (5)恒荷载作用下的结构计算简图4.楼面活荷载计算活荷载作用下的结构计算简图如图5所示。
框架结构设计步骤(参考)结构设计应按实际条件,妥善处理好建筑设计、建筑施工等项要求之间的关系。
具体设计内容和步骤如下:1、结构方案的选择①主体结构方案:主体采用纯框架结构;②基础方案:主体框架部分基础可选用独立基础、钢筋混凝土柱下条形基础或桩基础;③主要构件方案:主体框架部分梁、柱、板及楼梯等构件均采用现浇钢筋混凝土;2、结构布置:①框架柱平面布置,定位轴线划分和变形缝位置;②基础平面布置;③连梁、圈梁、过梁和基础梁的布置。
3、结构计算:按任务书的要求进行手算和电算,并加以比较。
(1)选取梁、柱等构件截面尺寸,确定框架的计算简图,计算相对线刚度,并在计算简图上标注;(2)计算荷载,并分别绘出恒载、活载和风载作用下的受荷简图,;(3)选取一榀有代表性的框架,先验算轴压比,若轴压比不符,则调整柱截面尺寸,后进行荷载作用下内力分析及计算:①恒载作用下内力分析及计算:采用弯矩二次分配法或分层法;②竖向活载作用下内力分析及计算:采用弯矩二次分配法或分层法;③风载作用下内力分析及计算:采用D法(4)荷载组合及内力组合①可能出现的荷载效应组合;②控制截面的内力组合。
为保证框架安全可靠,需找出梁、柱各控制截面中的最不利内力。
对于梁要组合出各控制截面中的最大正弯矩,最小负弯矩及相应的剪力,最大剪力与相应的弯矩。
对于柱的控制截面,需要组合下列四组内力:A、最大正弯矩M max及相应的轴向力N;B、最小负弯矩M minx及相应的轴向力N;C、最大轴向力N max及相应的弯矩M;D、最小轴向力N minx及相应的弯矩M。
框架柱通常采用对称配筋,故前两组可合并为弯矩绝对值最大的内力组|M|max及相应的轴向力N。
内力组合注意事项:①在进行内力组合时,风荷载分别考虑左风和右风;活荷载不考虑最不利布置(按各跨满布)。
②若梁的支座截面不出现正弯矩,则不必计算该截面的M max及相应的V,若梁的跨中截面不出现负弯矩,则不必计算该截面M min 及相应的V。
第一章绪论第一节工程概况一、工程设计总概况:1. 规模:本工程是一栋四层钢筋混凝土框架结构教学楼,使用年限为 50年 , 抗震设防烈度为 8度; 建筑面积约 3000㎡, 建筑平面的横轴轴距为 6.5m 和2.5m , 纵轴轴距为 4.5m ;框架梁、柱、板为现浇;内、外墙体材料为混凝土空心砌块, 外墙装修使用乳白色涂料仿石材外墙涂料, 内墙装修喷涂乳胶漆, 教室内地面房间采用水磨石地面, 教室房间墙面主要采用石棉吸音板, 门窗采用塑钢窗和装饰木门。
全楼设楼梯两部。
2. 结构形式:钢筋混凝土四层框架结构。
3.气象、水文、地质资料:1气象资料A. 基本风压值:0.35kN/㎡,B.基本雪压值:0.25kN/㎡。
C.冻土深度:最大冻土深度为 1.2m;D.室外气温:年平均气温最底 -10℃,年平均气温最高 40℃ ;2水文地质条件A.土层分布见图 1-1,地表下黄土分布约 15m ,垂直水平分布较均匀,可塑状态,中等压缩性,弱湿陷性,属Ⅰ级非自重湿陷性黄土地基。
地基承载力特征值fak=120kN/㎡。
B.抗震设防等级 8度,设计基本地震加速度值为 0.20g ,地震设计分组为第一组,场地类别为Ⅱ类。
C.常年地下水位位于地表下 8m ,地质对水泥具有硫酸盐侵蚀性。
D.采用独立基础, 考虑到经济方面的因素, 在地质条件允许的条件下, 独立基础的挖土方量是最为经济的,而且基础本身的用钢量及人工费用也是最低的, 整体性好, 抗不均匀沉降的能力强。
因此独立基础在很多中低层的建筑中应用较多。
二、设计参数:(一根据《建筑结构设计统一标准》本工程为一般的建筑物,破坏后果严重,故建筑结构的安全等级为二级。
(二建筑结构设计使用年限为 50年, 耐久等级二级 (年 , 耐火等级二级,屋面防水Ⅱ级。
(三建筑抗震烈度为 8度,应进行必要的抗震措施。
(四设防类别丙类。
(五本工程高度为 15.3m ,框架抗震等级根据 GB 50223-2008《建筑工程抗震设防分类标准》,幼儿园、小学、中学教学楼建筑结构高度不超过 24m 的混凝土框架的抗震等级为二级。
框架结构计算分析与设计一、结构布置框架结构布置主要是确定柱在平面上的排列方式(柱网布置)和选择结构承重方案,这些均必须满足建筑平面及使用要求,同时也须使结构受力合理,施工简单。
1、柱网和层高工业建筑柱网尺寸和层高根据生产工艺要求确定。
常用的柱网有内廊式和等跨式两种。
内廊式的边跨跨度一般为6~8m,中间跨跨度为2~4m。
等跨式的跨度一般为6~12m。
柱距通常为6m,层高为3.6m~5.4m。
民用建筑柱网和层高根据建筑使用功能确定。
目前,住宅、宾馆和办公楼柱网可划分为小柱网和大柱网两类。
小柱网指一个开间为一个柱距,柱距一般为3.3m,3.6m,4.0m 等;大柱网指两个开间为一个柱距,柱距通常为6.0m,6.6m,7.2m,7.5m 等。
常用的跨度(房屋进深)有:4.8m,5.4m,6.0m,6.6m,7.2m,7.5m 等。
办公楼常采用三跨内廊式、两跨不等跨或多跨等跨框架,如图2.1.1(a),(b),(c)。
采用不等跨时,大跨内宜布置一道纵梁,以承托走道纵墙。
近年来,由于建筑体型的多样化,出现了一些非矩形的平面形状,如图2.1.1(d),(e),(f)所示。
这使柱网布置更复杂一些。
二、框架结构的承重方案1、横向框架承重。
主梁沿房屋横向布置,板和连系梁沿房屋纵向布置。
由于竖向荷载主要由横向框架承受,横梁截面高度较大,因而有利于增加房屋的横向刚度。
这种承重方案在实际结构中应用较多。
2、纵向框架承重。
主梁沿房屋纵向布置,板和连系梁沿房屋横向布置[图5.1.2(b)]。
这种方案对于地基较差的狭长房屋较为有利,且因横向只设置截面高度较小的连系梁,有利于楼层净高的有效利用。
但房屋横向刚度较差,实际结构中应用较少。
3、纵、横向框架承重。
房屋的纵、横向都布置承重框架,楼盖常采用现浇双向板或井字梁楼盖。
当柱网平面为正方形或接近正方形、或当楼盖上有较大活荷载时,多采用这种承重方案。
以上是将框架结构视为竖向承重结构(vertical load-resisting structure)来讨论其承重方案的。
框架结构设计方案与计算摘要:随着社会的发展与进步,我们越来越重视框架结构设计,框架结构设计对于现实生活中具有重要的意义。
本文主要介绍框架结构设计方案与计算的有关内容。
关键词框架;结构;设计;方案;原理;荷载;计算;引言随着社会经济形势的不断好转,人们的生活水平得以快速提高,在这种环境背景的影响下,人们对于建筑物的使用功能和质量性能都有了更高的要求,为更好的满足人们对于现代建筑物实际的生活和心理追求,建筑框架结构设计便成为人们所关注的焦点。
建筑空间、平面布局等都包含在建筑的框架结构设计中,对满足人们的需求方面起着至关重要的作用。
一、框架结构的定义和类型1.1 定义框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成构成承重体系的结构,即由梁和柱组成框架共同抵抗适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。
框架结构是多层房屋的主要结构形式,也是高层建筑的基本结构单元。
1.2 类型(1)按构件组成划分可分为梁板式结构和无梁式结构两种两种类型。
梁板式结构是指由梁、板、柱三种基本构件组成的骨架结构;无梁式结构是指由板和柱子组成的骨架结构。
(2)按框架的施工方法划分可分为现浇整体式框架、装配式框架、半现浇框架及装配整体框架。
现浇整体式框架是指框架全部构件均在现场浇注成整体,具有整体性和抗震性能好、构件尺寸不受标准构件限制的特点。
装配式框架是指框架全部构件采用预制装配,具有加快施工进度、提供建筑工业化程度的特点。
但是节点构造刚性差,抗震性差。
半现浇框架是指梁、柱现浇,楼板预制或现浇,预制梁板,具有梁柱整体性好、可节约模板的特点。
装配整体或框架是指预制梁、柱装配时通过局部现浇混凝土使构件连接成整体。
结构的整体性和抗震性介于现浇和装配式构件之间,保证了节点的刚度,比现浇形式节省模板,能够加快施工进度,但也增加了后浇混凝土的工序。
(3)按材料组成区分可分为钢框架和混凝土框架钢框架是指有钢梁或钢柱组成的能承受垂直和水平荷载的结构。
混凝土框架是指由混凝土为汉族要材料建造的工程结构,包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构等。
框架结构设计布置方案与计算
摘要:本文主要对框架结构的布置特点进行分析与阐述,同时对计算简图的设计原则进行分析,以供广大建筑设计同行参考与探讨。
关键词:建筑框架布置计算
一、框架建筑结构设计方案布置特点介绍框架建筑结构的布置主要是确定柱在平面上的排列方式也就是柱网布置,选择结构承重方案和构件选型,不仅要满足建筑工程功能的要求,还要确保建筑构体布局规则、受力合理、施工方便。
1、柱网与层高民用建筑柱网与层高根据建筑的设计功能来确定,一般情况下住宅、宾馆、办公楼柱网可划分为小柱网和大柱网两种类型,小柱网与大柱网小柱网一般为一个开间设一个柱距,柱距一般为3.3米、3.6米、4米这几种形式,大柱网指两个开间为一个柱距,柱距通常为6米、6.6米、7.2米、7.5米等,常用的跨度房屋进深有4.8米、5.4米、6米、7.5米等,民用建筑层高为2.8-4.8米,公共建筑的层高可以更高。
工业建筑柱网尺寸和层高根据生产工作的条件的决定,常用的柱网有内廊式和等跨式两种,内廊式的边跨跨度一般为6-8米,中间跨跨度为2-4米,等跨式跨度一般为6-12米,采用不等跨时,大跨内通常要布置一道纵梁,以承载走道纵墙,层高设计为3.6-5.4米。
从有利于结构受力角度来考虑,沿竖向框架柱宜上下连通,结构的侧向刚度宜下大上小。
2、框架结构的承重方案
(1)横向框架承重。
在横向布置主梁,楼板平行于长轴布置,在纵向布置连系梁构成横向框架承重方案,横向框架往往跨数少,由于竖向荷载主要由横向框架承受,横梁截面高度较大,主梁沿横向布置有利于提高结构的横向抗侧刚度,另外,主梁沿横向布置还有利于室内的采光与通风,对预制楼板而言,这样传力比较明确,这样的承重方式在实际结构设计中应用较多。
(2)纵向框架承重。
在纵向布置主梁,楼板平行于短轴布置,在横向布置连系梁构成纵向框架承重方案,横向框架梁与柱必须形成刚接,该方案楼面荷载由纵向传到柱子,所以横向梁的高度较小,有利于设备的安装与管线的铺设,当在房屋纵向需要较大空间的时候,纵向框架承重方案能够得到很好的室内净高,利用纵向框架的刚度还可以调整该方向的不均匀沉降,另外,该才承重方案还具有传力明确的特点,纵向框架承重方案的缺点是房屋的横向刚度较小,在实际结构设计中运用的不多。
(3)纵、横向框架承重。
房屋的纵、横向都布置承重框架,楼盖采用现浇双向板或井子梁楼盖,当柱网平面为正方形或者接近正方形、或当楼盖承重荷载加大时,多采用此类承重方案。
以上是将框架结构的承重方案视为竖向承重结构
来进行讨论的,框架结构同时也是抗侧力结构,
可以承受纵、横两个方向的水平荷载如风荷载和水平地震荷载,这就要求纵、横两个方向的框架均应具有一定的侧向刚度和水平承载力,因此高规规定,框架结构应设计成双向梁柱抗侧力体系,主要结构除了个别部位外,不能使用铰接形式。
二、梁截面的尺寸计算与柱截面尺寸的计算
框架结构的构件选型包括确定构件的尺寸与形式,框架一般是采用高次超静定结构,所以需要落实截面的形式与几何图形后方能进行受力分析与计算。
1、梁截面的尺寸计算框架建筑结构中框架梁的截面高度,可以根据梁的计算跨度、活荷载大小等来确定,为了预防梁发生剪切脆性的破坏,高度一般不大于四分之一的梁净跨,主梁截面宽度不宜小于200 mm,为了保证梁的侧向稳定性,梁截面的高度比不宜大于4,为了降低楼层高度,可将梁设计成宽度较大而高度较小的扁梁,扁梁的截面宽度与高度的比值不宜大于3,在建筑设计中,如果梁上作用的承载力很大,可选择较大的高跨比,当梁高较小或采用扁梁的时候,除了验算其承载力和受剪截面的要求外,还应验算竖向荷载作用下梁的挠度和裂缝宽度,以确保日常使用的质量安全。
在结构内力与位移计算中,与梁一起现浇的楼板可以做为框架梁的边缘,每一侧的冀缘的有效宽度为板厚的6倍,装配整体式楼面可以取等于或大于6倍,无现浇面层的装配式楼面,楼板的作用通常不用考虑,在建筑设计中,为了简化计算,一般情况下近似确定粱面的惯性矩。
当采用预制楼板盖时,为减少楼盖结构高度和增加建筑的净空,梁的截面一般为十字型或者花篮型,如果预制梁做成T型截面,在预制梁和预制板安装结束以后,再进行现浇部分混凝土作业,确保后浇筑的混凝土与预制梁结合为整体。
2、柱截面尺寸框架柱的截面形式常常为矩形或者正方形,由于一些建筑功能的特殊需要,也有设计为圆形或者其他形状的,一般称之为异形柱,构件的尺寸通常靠设计人员的经验确定,如果选型不科学,就没法满足承载力和其他要求,造成设计失败或者设计工作的返工,确定构件尺寸的时候,第一步要确保构造的要求,并参考工作经验初步进行尺寸的选定,然后进行下一步的承载力的计算,楼盖部分构件的尺寸可以按照后面梁板结构的办法进行敲定,柱的截面尺寸可以先依据其所受的轴力进行估算,再乘以适当的系数进行计算。
通常情况下框架柱的截面宽度与高度一般不小于300 mm,圆柱截面直径一般不小于350 mm,柱截面高度与宽度比一般不大于3,为了防止柱产生剪切破坏,柱净高与截面长边的比例一般不大于4,或者柱的剪跨比不高于2。
三、框架结构的计算单元与计算简图介绍框架结构的建筑由梁柱板和基础构成一个空间,一般计算都在三维空间下进行,在实际设计工作中,对于平面布局比较规则的框架结构房屋,为了简便计算方式,一般会把结构简化为若干个横向或者纵向的平面框架结构进行分析与计算,在某一方向的水平荷载作用下,一个框架结构可以看作为若干个平面框架,一起抵抗和平面框架平行的水平荷载,与该方向正面交叉的结构不参与受力。
将复杂的空间框架简便为水平框架结构
后,需要进一步对平面架构转化为计算模型,这就需要进行框架结构的计算简图。
在框架结构的计算简图中,梁柱作用用轴心进行标注,梁柱之间的连接用节点进行标注,梁和柱的长度用节点之间的长度进行标示,对于梁柱板都采用现浇的建筑,梁截面的形心线可以近似取至板底,对于底层柱的下端,一般取值为基础顶面,当设计有整体刚度比较大的地下室,如果地下室结构的楼层侧向刚度大于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍时,可以取至到地下室结构的顶板处,对于斜梁或者折线形的梁,当倾斜度小于八分之一时,在计算简图可以按水平轴线进行取值。
在实际建筑结构设计工作中,框架柱的截面尺寸通常根据建筑高度进行变化,当上层柱截面尺寸减小同时其形心轴与下层柱的轴心重合时,这时候的计算简图与各层柱截面不变时候的值相等,当上下层柱截面尺寸不同而且形心轴也不重合,一般采用取近似值的方法,可以用顶层的形心线作为整个柱子的轴线,这时应该注意的是,在框架结构的内力与变形分析中,各层梁的计算跨度以及刚度应按实际数值进行选取,还有一点,还要考虑上下层柱轴心线不重合,由上层柱传来的轴力在变截面处所发生的力矩,该力矩也要认定为外荷载,应该与其他竖向荷载一起进行框架内力的计算与分析。
框架结构的建筑由于构件采用类型少,便于进行预制构件的施工,也可以作为现浇机构进行施工,此类结构的建筑物构建简单,便于进行施工、同时功能比较简单实用,在工业、商业建筑领域得到了大量的使用,可以说框架建筑是一种很科学的构造体系,如果墙体材料采用轻质墙体等节能材料时,钢筋混凝土的框架结构可以建造很高的楼房,同时建筑成本低廉,目前还有框架钢结构的建筑形式也在大量的使用,可见框架结构建筑很有实用空间,需要我们在建筑结构设计工作中多总结多学习,为设计出更优秀的框架结构不断努力。
参考文献:
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