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文檔簡介

1、齊齊哈爾大學畢業(yè)設計PAGE PAGE III前 言 本工程為大學學生宿舍樓,綜合考慮了周圍環(huán)境,功能需求等因素,本著美觀、大方、環(huán)保、適用等原則進行設計。宿舍樓共分四層,無地下室,采用上人屋面,根據建筑物南北寬,東西長要求設兩部樓梯,建筑物總高度15.4米,建筑面積約3456左右,宿舍樓功能分區(qū)合理,采光控制得當,窗的位置布置合理,自然通風效果良好,所用材料均符合國家相關標準,且更加人性化,房間的設計布局優(yōu)雅舒適。本工程為現澆框架,結構受力明確,布置均勻。豎向荷載作用下的內力計算采用采用分層法計算,水平荷載作用下的內力計算采用反彎點法和D值法進行內力計算,參照由沈蒲生主編的建筑工程畢業(yè)設計指

2、南一書中的參考例題,在荷載組合時,同時考慮到以恒荷載控制和以活荷載為主的荷載組合方式?;詈奢d計算過程中采取滿跨布置。基礎采用柱下獨立基礎,用正常使用極限狀態(tài)的標準組合確定截面尺寸,用承載力極限狀態(tài)的基本組合進行配筋計算,滿足基礎高度要求,滿足抗沖切承載力要求,內力組合計算所取得的數值中對框架梁取最大彎矩和最大剪力進行配筋計算,對框架柱采用最大的軸力及相應的剪力和彎矩進行配筋計算。本設計分建筑設計和結構設計兩部分,參照了現行國家規(guī)范、標準。建筑設計部分布局合理,功能區(qū)豐富,符合國家各項規(guī)范。結構設計部分計算準確,結構布置簡捷,傳力途徑明確,結構受力合理。通過畢業(yè)設計復習和鞏固以前所學知識,把主要

3、課程聯系成一個完整的體系,了解整個建筑物建筑、結構設計的全過程,有系統(tǒng)地綜合運用所學的基礎理論和專業(yè)知識,來解決工程實際問題,達到加強技能性培養(yǎng)的目的;熟悉有關寢室樓建筑設計和結構計算方法,培養(yǎng)進行調查研究、查閱文獻、收集資料以及使用本專業(yè)各種規(guī)范和手冊的能力;鍛煉設計、計算、繪圖、運用技術資料撰寫畢業(yè)設計的能力,培養(yǎng)獨立思考、獨立進行工程設計的能力,為畢業(yè)后的工作打下堅實的基礎。摘 要本文主要進行了大學生宿舍樓設計。設計的內容包括建筑設計和結構設計兩部分。設計采用鋼筋混凝土現澆框架結構,建筑層數為四層,建筑總高度15.4m,總建筑面積3456。根據設計要求,設防烈度為6度,抗震等級為三級,選

4、取了一榀框架進行計算,同時也進行了板計算、樓梯計算及基礎計算。計算內容包括框架梁柱截面尺寸的選取及線剛度的計算;恒載、活載、風荷載和地震荷載作用下構件彎矩、剪力及軸力的計算;框架內力組合;框架梁柱配筋計算;樓梯配筋計算及基礎配筋計算??蚣苁芰︿摻钪饕捎肏RB335級鋼筋,箍筋主要采用HPB235級鋼筋;基礎采用鋼筋混凝土柱下獨立基礎。整個方案設計基本符合設計和結構要求,具有一定的合理性。通過對本宿舍樓的設計計算和施工圖的繪制,熟悉了設計的全過程,掌握了結構設計計算的基本方法。同時,對這些年所學的專業(yè)知識和基本概念有了更深的理解,從而提高了分析和解決實際問題的能力。關鍵詞:大學生宿舍樓;建筑設

5、計;結構設計;框架結構 AbstractThis article mainly for design of dormitory building. Designs include architectural and structural design in two parts. Design using cast-frame structure of reinforced concrete, architectural layers for the four-story, building a total height of 15.4m, total area 3456 square mete

6、rs. According to the design requirements, fortification intensity for 6-, earthquake-resistant level for level III, calculated selected PIN framework and basis for calculation, stair calculations and calculations. Calculation includes select the beam section dimensions and stiffness calculation of d

7、ead loads, live loads, wind loads and seismic loads of components under bending moment, shear and axial force calculation of frames internal force combination; frame reinforcement calculation of beam-column connections; stairs reinforcement calculation and reinforcement calculation of the basis. For

8、ce steel main frame made of HRB335 steel, Stirrup key made of HPB235 steel; base reinforced concrete independent foundation under column. Design General, design and structural requirements of the programme as a whole, has a certain legitimacy.Through the design calculation and construction of drawin

9、gs of dormitories, familiar with the whole process of design, master basic structural design calculation method. At the same time, these years of learning knowledge and a deeper understanding of basic concepts, thereby improving the ability to analyze and solve practical problems.Key words: students

10、 dormitory building; building; structure design for the frame structure齊齊哈爾大學畢業(yè)設計目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc389739871 前 言 PAGEREF _Toc389739871 h I HYPERLINK l _Toc389739872 摘 要 PAGEREF _Toc389739872 h II HYPERLINK l _Toc389739873 Abstract PAGEREF _Toc389739873 h III HYPERLINK l _Toc3897398

11、75 第1章 緒論 PAGEREF _Toc389739875 h 1 HYPERLINK l _Toc389739876 1.1選題的依據、意義和理論或實際應用方面的價值 PAGEREF _Toc389739876 h 1 HYPERLINK l _Toc389739877 1.1.1依據 PAGEREF _Toc389739877 h 1 HYPERLINK l _Toc389739878 1.1.2意義 PAGEREF _Toc389739878 h 1 HYPERLINK l _Toc389739879 1.1.3理論或實際應用方面的價值 PAGEREF _Toc389739879 h

12、 1 HYPERLINK l _Toc389739880 1.2本課題在國內外的研究現狀 PAGEREF _Toc389739880 h 1 HYPERLINK l _Toc389739881 1.3課題研究的內容及擬采取的方法 PAGEREF _Toc389739881 h 2 HYPERLINK l _Toc389739882 1.3.1研究的內容 PAGEREF _Toc389739882 h 2 HYPERLINK l _Toc389739883 1.3.2結構設計部分 PAGEREF _Toc389739883 h 2 HYPERLINK l _Toc389739884 1.3.3采

13、取方法 PAGEREF _Toc389739884 h 2 HYPERLINK l _Toc389739885 第2章 建筑設計 PAGEREF _Toc389739885 h 3 HYPERLINK l _Toc389739887 2.1基本設計資料 PAGEREF _Toc389739887 h 3 HYPERLINK l _Toc389739888 2.2地質資料 PAGEREF _Toc389739888 h 3 HYPERLINK l _Toc389739889 2.3建筑設計說明及依據 PAGEREF _Toc389739889 h 4 HYPERLINK l _Toc389739

14、890 2.4建筑細部構造做法 PAGEREF _Toc389739890 h 4 HYPERLINK l _Toc389739893 第3章 結構設計 PAGEREF _Toc389739893 h 5 HYPERLINK l _Toc389739895 3.1結構設計方案 PAGEREF _Toc389739895 h 5 HYPERLINK l _Toc389739896 3.2結構布置 PAGEREF _Toc389739896 h 5 HYPERLINK l _Toc389739897 3.2.1柱截面尺寸的確定 PAGEREF _Toc389739897 h 5 HYPERLINK

15、 l _Toc389739898 3.2.2梁尺寸確定 PAGEREF _Toc389739898 h 6 HYPERLINK l _Toc389739899 3.2.3樓板厚度 PAGEREF _Toc389739899 h 6 HYPERLINK l _Toc389739900 3.2.4基礎確定 PAGEREF _Toc389739900 h 6 HYPERLINK l _Toc389739901 3.3基本假定與計算簡圖 PAGEREF _Toc389739901 h 7 HYPERLINK l _Toc389739902 3.3.1基本假定 PAGEREF _Toc389739902

16、 h 7 HYPERLINK l _Toc389739903 3.3.2計算簡圖 PAGEREF _Toc389739903 h 7 HYPERLINK l _Toc389739904 3.4計算梁、柱的轉動剛度 PAGEREF _Toc389739904 h 7 HYPERLINK l _Toc389739905 第4章 豎向荷載計算及內力分析 PAGEREF _Toc389739905 h 9 HYPERLINK l _Toc389739907 4.1計算單元選取 PAGEREF _Toc389739907 h 9 HYPERLINK l _Toc389739908 4.2恒載標準值計算

17、PAGEREF _Toc389739908 h 10 HYPERLINK l _Toc389739909 4.3活荷載標準值計算 PAGEREF _Toc389739909 h 12 HYPERLINK l _Toc389739910 4.4豎向荷載下框架受載計算 PAGEREF _Toc389739910 h 13 HYPERLINK l _Toc389739911 4.4.1恒載 PAGEREF _Toc389739911 h 13 HYPERLINK l _Toc389739912 4.4.2活載 PAGEREF _Toc389739912 h 15 HYPERLINK l _Toc38

18、9739913 4.4.3轉化為均布荷載 PAGEREF _Toc389739913 h 16 HYPERLINK l _Toc389739914 4.5豎向荷載作用下的內力分析 PAGEREF _Toc389739914 h 16 HYPERLINK l _Toc389739915 4.5.1 分配系數計算 PAGEREF _Toc389739915 h 17 HYPERLINK l _Toc389739916 4.5.2 梁端彎矩計算 PAGEREF _Toc389739916 h 17 HYPERLINK l _Toc389739917 4.5.3 恒載作用下彎矩分配及彎矩圖 PAGER

19、EF _Toc389739917 h 19 HYPERLINK l _Toc389739918 4.5.4 活荷載作用下彎矩分配及彎矩圖 PAGEREF _Toc389739918 h 23 HYPERLINK l _Toc389739919 4.5.5 梁端剪力和軸力計算 PAGEREF _Toc389739919 h 27 HYPERLINK l _Toc389739920 第5章 風荷載計算及內力分析 PAGEREF _Toc389739920 h 29 HYPERLINK l _Toc389739922 5.1風荷載計算 PAGEREF _Toc389739922 h 29 HYPER

20、LINK l _Toc389739923 5.2風載作用下的內力分析 PAGEREF _Toc389739923 h 30 HYPERLINK l _Toc389739924 5.2.1 D值法計算各柱剪力 PAGEREF _Toc389739924 h 30 HYPERLINK l _Toc389739925 5.2.2 求反彎點高度 PAGEREF _Toc389739925 h 30 HYPERLINK l _Toc389739926 5.2.3 柱端彎矩計算 PAGEREF _Toc389739926 h 31 HYPERLINK l _Toc389739927 5.2.4 梁端彎矩剪

21、力計算 PAGEREF _Toc389739927 h 32 HYPERLINK l _Toc389739928 5.2.5 柱軸力計算 PAGEREF _Toc389739928 h 32 HYPERLINK l _Toc389739929 第6章 地震荷載計算及內力分析 PAGEREF _Toc389739929 h 35 HYPERLINK l _Toc389739931 6.1地震作用力計算 PAGEREF _Toc389739931 h 35 HYPERLINK l _Toc389739932 6.1.1 各層重力荷載計算 PAGEREF _Toc389739932 h 35 HYP

22、ERLINK l _Toc389739933 6.1.2 重力荷載代表值的計算 PAGEREF _Toc389739933 h 36 HYPERLINK l _Toc389739934 6.1.3 結構基本自振周期T1的計算 PAGEREF _Toc389739934 h 36 HYPERLINK l _Toc389739935 6.1.4 橫向水平地震作用的計算 PAGEREF _Toc389739935 h 36 HYPERLINK l _Toc389739936 6.2地震作用下的內力分析 PAGEREF _Toc389739936 h 37 HYPERLINK l _Toc389739

23、937 6.2.1 D值法計算各柱剪力 PAGEREF _Toc389739937 h 37 HYPERLINK l _Toc389739938 6.2.2 柱端彎矩計算 PAGEREF _Toc389739938 h 38 HYPERLINK l _Toc389739939 6.2.3 梁端彎矩剪力計算 PAGEREF _Toc389739939 h 38 HYPERLINK l _Toc389739940 6.2.4 柱軸力計算 PAGEREF _Toc389739940 h 39 HYPERLINK l _Toc389739941 第7章 內力組合 PAGEREF _Toc3897399

24、41 h 41 HYPERLINK l _Toc389739942 第8章 梁柱截面設計 PAGEREF _Toc389739942 h 45 HYPERLINK l _Toc389739945 8.1 框架梁的配筋計算 PAGEREF _Toc389739945 h 45 HYPERLINK l _Toc389739946 8.1.1 正截面受彎承載力計算 PAGEREF _Toc389739946 h 45 HYPERLINK l _Toc389739947 8.1.2 斜截面受彎承載力計算 PAGEREF _Toc389739947 h 46 HYPERLINK l _Toc389739

25、948 8.2框架柱配筋計算 PAGEREF _Toc389739948 h 48 HYPERLINK l _Toc389739949 8.2.1 軸壓比驗算(A軸柱) PAGEREF _Toc389739949 h 48 HYPERLINK l _Toc389739950 8.2.2 正截面受彎承載力計算 PAGEREF _Toc389739950 h 48 HYPERLINK l _Toc389739951 8.2.3 斜截面受剪承載力計算 PAGEREF _Toc389739951 h 50 HYPERLINK l _Toc389739952 8.2.4 外柱的配筋計算(D、A柱) PA

26、GEREF _Toc389739952 h 51 HYPERLINK l _Toc389739953 8.2.5 內柱配筋計算(C、B柱) PAGEREF _Toc389739953 h 52 HYPERLINK l _Toc389739954 8.2.6 框架柱的抗剪承載力計算 PAGEREF _Toc389739954 h 53 HYPERLINK l _Toc389739955 8.2.7 柱的抗裂度驗算 PAGEREF _Toc389739955 h 54 HYPERLINK l _Toc389739956 第9章 樓蓋設計 PAGEREF _Toc389739956 h 55 HYP

27、ERLINK l _Toc389739958 9.1A區(qū)格板的計算 PAGEREF _Toc389739958 h 56 HYPERLINK l _Toc389739959 9.2B區(qū)格板的計算 PAGEREF _Toc389739959 h 57 HYPERLINK l _Toc389739960 第10章 樓梯設計 PAGEREF _Toc389739960 h 58 HYPERLINK l _Toc389739962 10.1 計算資料 PAGEREF _Toc389739962 h 58 HYPERLINK l _Toc389739963 10.2 梯段板設計 PAGEREF _Toc

28、389739963 h 59 HYPERLINK l _Toc389739964 10.3 平臺板設計 PAGEREF _Toc389739964 h 60 HYPERLINK l _Toc389739965 10.4 平臺梁設計 PAGEREF _Toc389739965 h 60 HYPERLINK l _Toc389739966 第11章 基礎設計 PAGEREF _Toc389739966 h 62 HYPERLINK l _Toc389739968 11.1 外柱基礎設計 PAGEREF _Toc389739968 h 62 HYPERLINK l _Toc389739969 11.

29、2 內柱基礎設計 PAGEREF _Toc389739969 h 64 HYPERLINK l _Toc389739970 結論 PAGEREF _Toc389739970 h 66 HYPERLINK l _Toc389739971 致謝 PAGEREF _Toc389739971 h 67 HYPERLINK l _Toc389739972 參考文獻 PAGEREF _Toc389739972 h 68緒論 選題的依據、意義和理論或實際應用方面的價值依據自改革開放以來,隨著社會與經濟的發(fā)展,人們的生活水平隨之提高,學生對宿舍的要求也越來越高,功能需求也變的多樣化,現有老舊宿舍不能滿足他們的

30、需求。新的要求促使宿舍樓設計的發(fā)生變化。意義通過畢業(yè)設計鞏固所學專業(yè)理論知識,進一步培養(yǎng)處理實際問題的動手能力。熟練地掌握天正CAD、PKPM等軟件的應用,是對自己專業(yè)能力的提高。為即將走向工作崗位做好準備。理論或實際應用方面的價值在建筑學上使用更加美觀的造型,功能分區(qū)上更加多樣化的布置,可以 滿足大多數學生的需求,在保障學生私人空間的情況下同時便于集中管理。 而且一棟好的宿舍樓可以給與學生家的溫馨,使學生的注意力可以更加集中的投入到學習中去。 本課題在國內外的研究現狀國外: 國外大學由于是全民式的大學,擁有開放式的校園,校園內居住的大學生構成復雜,所以國外寢室樓提供的服務比較全面,面向各種人

31、群的需求。他們的樓里有洗衣房,健身房,自習室甚至還有小型圖書館。一棟寢室樓就像一個微型社區(qū)。這也使得他們的人均居住面積達到了20-30平米。宿舍的種類也多樣化不只是單純的8人間,12人間之類的,更多的是雙人間和四人間。充分的考慮到學生的私密性與公共性的需求。在造型與結構上也比國內多樣化,有的還采用了新材料來建造。國內: 反觀國內,與國外的差距不是一點半點,近些年來建造的新宿舍有改進的想法和趨勢,但是總體變化不大,人口較多和資金土地的缺乏是很大的制約因素,在我國人均宿舍居住面積只有2-4平米,僅是國外的十分之一。設計簡單,功能單一,空間變化單調幾乎是說有學校寢室樓的共病。以人為本的概念提出好多年

32、,但是在宿舍的設計上人性化的考慮還遠遠不夠。寢室樓的內外環(huán)境質量也不高,綠化面積大大落后與國外。 課題研究的內容及擬采取的方法研究的內容1.建筑設計部分:(1)進行功能分區(qū),然后根據建筑功能的要求,對建筑物的平面、立面、剖面設計;(2)最后繪制相應的建筑施工圖。2.結構設計部分:(1) 確定結構方案:包括梁柱承重結構方案與布置;樓蓋 結構方案與布置;基礎方案與布置;結構主要構造措施及特殊部位的處理等。(2) 結構設計計算:手算完成一榀框架的設計計算,基礎設計計算;應用PKPM建筑結構CAD程序對工程進行全面結構設計。采取方法1).收集和閱讀相關數據和文獻,并在基于相關規(guī)范和老師的指導下完成任務

33、,確保項目達到經濟、安全、耐久性等方面的要求。2).歸納總結和借鑒國內外優(yōu)秀設計案例,做出優(yōu)劣對比,得出適合齊齊哈爾地區(qū)的設計方案。建筑設計 基本設計資料本次畢業(yè)設計為綜合寢室樓類建筑,結構形式為鋼筋混凝土框架結構,形狀長方型,占地15000m2,其中東西長100m,南北寬120m,距離城市主干道的中心為20m。層數一般為4層,建筑面積約30005000m2,要求有會議室1面積分別120m2,娛樂室100m2,接待室1個面積35-60 m2寢室為4人和6人室,辦公室3個,每個面積30m2,其他自定?;撅L壓: WO=0.45 KN/M2,;地面粗糙度B類; 基本雪壓: SO=0.4 KN/M2

34、, ;風向:西北風為主導方向;雨量:年降雨量1100,最大降雨量190/日; 地震:設防烈度6度;抗震等級三級;場地類別二類;分組為第一組;加速度值0.15g;特征周期0.35s;凍深:1.7m。 地質資料表2-1 各層土壤資料表土層類別土層厚度(m)承載力標準(kPa)樁的極限端阻力標準值qpk(kPa)樁的極限側阻力標準值qsik(kPa)土層概況素填土0.507.201234褐黃黃褐色,可塑-硬塑,中等壓縮性粉煤灰1.202.9013024淺灰色,稍密,很濕素填土0.202.208516褐黃、黃褐、灰褐色,稍密,很濕淤泥0.403.009024灰色,可塑狀態(tài)粉質粘土0.503.10100

35、48灰黃核黃色,可塑,中等壓縮性粉土0.609.5010530灰色,稍密中密,濕粉砂1.4013.013532灰黃色、灰色,稍密,飽和,中等壓縮性 建筑設計說明及依據本工程采用框架結構體系,抗震等級為三級。本工程耐火等級為二級,其建筑構件的耐火極限及燃燒性能均按民用建筑設計規(guī)范(GBJI0I8-7)執(zhí)行.全部圖紙尺寸除標高以米為單位外均以毫米為單位。本工程結構圖中所注標高均為結構標高。依據:國家及黑龍江省現行的有關結構設計規(guī)范、規(guī)程及規(guī)定。畢業(yè)設計任務書要求。本工程的活載取值嚴格按建筑結構荷載規(guī)范(GB50009-2001)執(zhí)行。 建筑細部構造做法 本工程中所采用的鋼筋箍筋為級鋼,fy=210

36、N/m,主筋為級鋼,fy=300N/m。柱梁鋼筋混凝土保護層為35mm,板為15mm。鋼筋的錨固和搭接按國家現行規(guī)范執(zhí)行。本工程所有混凝土強度等級均為C30。墻體外墻及疏散樓梯間采用200厚預制砌塊。當門窗洞寬1000mm時,應采用鋼筋磚過梁,兩端伸入支座370并彎直鉤;門窗洞寬1000mm時,設置鋼筋混凝土過梁。本工程上部樓板設計時未考慮較大施工堆載(均布),當外荷載達到3.0Kn/m時,應采取可靠措施予以保護。本工程女兒墻壓頂圈梁為240mm120mm,內配48,6250,構造柱為240mm240mm,內配410,6250,間隔不大于2000mm施工縫接縫應認真處理,在混凝土澆筑前必須清除

37、雜物,洗凈濕潤,在刷2度純水泥漿后,用高一級的水泥沙漿接頭,再澆筑混凝土。未詳盡說明處,按相關規(guī)范執(zhí)行。結構設計 結構設計方案鋼筋混凝土框架結構是由梁,柱通過節(jié)點連接組成的承受豎向荷載和水平荷載的結構體系。墻體只給圍護和隔斷作用。框架結構具有建筑平面布置靈活,室內空間大等優(yōu)點,廣泛應用于電子、輕工、食品、化工等多層廠房和住宅、辦公、商業(yè)、旅館等民用建筑。因此這次設計的宿舍樓采用鋼筋混凝土框架結構。按結構布置不同,框架結構可以分為橫向承重,縱向承重和縱橫向承重三種布置方案。本次設計的宿舍樓采用橫向承重方案,豎向荷載主要由橫向框架承擔,樓板為預制板時應沿橫向布置,樓板為現澆板時,一般需設置次梁將荷

38、載傳至橫向框架。橫向框架還要承受橫向的水平風載和地震荷載。在房屋的縱向則設置連系梁與橫向框架連接,這些聯系梁與柱實際上形成了縱向框架,承受平行于房屋縱向的水平風荷載和地震荷載。 結構布置根據該房屋的使用功能及建筑設計的需求,進行了建筑平面、立面、及剖面設計其各層建筑平面剖面示意圖如建筑設計圖所示,主體結構4層,標準層層高為3.6m。填充墻面采用200 mm厚的預制砌塊砌筑,門為木門,窗為鋁合金窗,門窗洞口尺寸見門窗表。柱截面尺寸的確定柱載面尺寸可根據式N=FgEn AcN/UNfc估算表2查得該框架結構在30m以下,撫震得級為三級,其軸壓比值UN=0.9表3-1 抗震等級分類結構類型烈 度67

39、89框架結構高度/m30303030303025框架四三三二二一一劇場、體育等三二一一表3-2 軸壓比限值結構類型抗 震 等 級一二三框架結構0.70.80.9柱截面尺寸:柱截面高度可取h=(1/15-1/20)H,H為層高;柱截面高度可取b=(1-2/3)h,并按下述方法進行初步估算。a) 框架柱承受豎向荷載為主時,可先按負荷面積估算出柱軸力,再按軸心受壓柱驗算??紤]到彎矩影響,適當將柱軸力乘以1.2-1.4的放大系數。b) 對于有抗震設防要求的框架結構,為保證柱有足夠的延性,需要限制柱的軸壓比,柱截面面積應滿足下列要求。 c) 框架柱截面高度不宜小于400mm,寬度不宜小于350mm。為避

40、免發(fā)生剪切破壞,柱凈高與截面長邊之比不宜大于4。根據上述規(guī)定并綜合考慮其他因素,設計柱截面尺寸取值450450mm。梁尺寸確定梁載面高度按梁跨度的1/121/8估算,由此估算的梁載面尺寸見表2-3,表中還給出柱板的砱強度等級。C30(fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2)表3-3 梁截面尺寸層次砼強度橫梁(bh)縱梁(bh)AB跨BC跨CD跨1-4C30300700200400200400200400樓板厚度 樓蓋及屋蓋均采用現澆鋼筋混凝土結構,樓板厚度取100mm.基礎確定基礎采用樁基礎,基礎+距離室外地平0.5,室內外高差為0.45,框架結構計算簡圖如圖所示,取頂層柱的形心線

41、作為框架柱的軸線,梁軸線取至板底,2-4層柱高度即為層高3.6m,底層柱高度從基礎頂面取至一層板底,即h1=3.6+0.45+0.5=4.5m。 基本假定與計算簡圖基本假定第一:平面結構假定:該工程平面為正交布置,可認為每一方向的水平力只由該方向的抗側力結構承擔,垂直于該方向的抗側力結構不受力。第二:由于結構體型規(guī)整,結構在水平荷載作用下不計扭轉影響。計算簡圖在橫向水平力作用下,連梁梁對墻產生約束彎矩,因此將結構簡化為剛結計算體系, 框架計算簡圖見圖2-1。圖3-1 框架計算簡圖 計算梁、柱的轉動剛度橫梁線剛度ib計算過程見下表3-4,柱線剛度ic計算見表3-5。表3-4 橫梁線剛度ib計算表

42、層次類 別Ec/(N/mm2)bh/mm2Io/mm4L/mmEcIo/L(N.mm)1-4AB跨3.01043007008.57510975006.861010BC跨3.01042004001.06710930002.1331010CD跨3.01043007008.57510975006.861010表3-5 柱線剛度ic計算表層次hc/mmEc/(N/mm2)bh/mm2Ic/mm4EcIc/hc/(N.mm)145003.010445045031310102-436003.01044504504341010取標準層柱的相對線剛度為1.0,則其他為:表3-6 相對線剛度計算表AB 跨BC跨

43、CD跨底層柱標準層柱相對剛度I2.410.752.410.801 框架梁柱的相對線剛度如圖3-2,作為計算各節(jié)點桿端彎矩分配系數的依據。圖3-2 框架相對線剛度布置圖豎向荷載計算及內力分析計算單元選取圖4-1 計算單元的選取 恒載標準值計算屋面:剛性防水上人屋面(有保溫層) :30厚混凝土保護層0.0325=0.4 kN/m2100厚憎水珍珠巖保溫層0.14=0.4kN/m2SBS(3+3)改性瀝青防水卷材 0.4kN/m220厚1:3水泥砂漿找平層0.0220=0.4kN/m21:8水泥膨脹珍珠巖找坡3%最薄處40厚0.2054=3.25kN/m2100厚鋼筋混凝土現澆樓板0.125=2.5

44、kN/m210厚板底抹灰0.0120=0.2kN/m2合 計5.47kN/m2樓面: 瓷磚地面包括水泥粗砂打底0.55kN/m220厚1:3水泥砂漿找平0.0220=0.4kN/m21.5厚水乳橡膠瀝青防水材料0.001510=0.015kN/m220厚1:3水泥砂漿找平層0.0220=0.4kN/m2100 厚結構層0.125=2.5kN/m210厚板底抹灰0.0120=0.2kN/m2合 計4.056kN/m2 柱自重:bh=450mm450mm;外表10厚抹灰自重0.450.4525=5.0625kN/m抹灰0.4540.0120=0.36kN/m合計5.42kN/m邊跨梁自重:bh=3

45、00mm700mm;外表20厚抹灰自重0.30.725=5.25kN/m梁側抹灰(0.7-0.1)20.0220=0.48kN/m合計5.73kN/m中跨及連系梁梁自重:bh=200mm400mm;外表20厚抹灰自重0.20.425=2kN/m梁側抹灰(0.4-0.1)20.0220=0.24kN/m合計2.24kN/m女兒墻自重:墻重及壓頂11.80.240.8+0.80.2425=3.46kN/m釉面磚外墻面0.51=0.5kN/m內墻粉刷0.361=0.36kN/m合計4.3256kN/m外墻自重:(混凝土空心砌塊) eq oac(,1).底層:墻重11.80.48(4.5-1.8-0.

46、4)=13.027kN/m鋁合金門窗0.351.8=0.63kN/m釉面磚外墻面0.5(4.5-1.8)=1.35kN/m內墻粉刷0.36(3.6-1.8)=0.648kN/m合計15.6552kN/m eq oac(,2).標準層:墻重11.80.48(3.6-1.8-0.4)=7.93kN/m鋁合金門窗0.351.8=0.63kN/m釉面磚外墻面0.5(3.6-1.8)=0.9kN/m內墻粉刷0.36(3.6-1.8)=0.648kN/m合計10.11kN/m內墻自重:(混凝土空心砌塊) eq oac(,1).底層:墻重11.80.244.05=11.47kN/m抹灰200.024.052

47、=3.24kN/m合計14.71kN/m eq oac(,2).標準層:墻重11.80.243.6=10.20kN/m抹灰200.023.62=2.88kN/m合計13.08kN/m 活荷載標準值計算根據荷載規(guī)范查得:上人屋面2.0kN/m2宿舍樓面2.0kN/m2走道2.0kN/m2雪荷載0.45 kN/m2屋面活荷載與雪荷載不同時考慮,兩者中取大值。 豎向荷載下框架受載計算本次設計的宿舍樓縱向柱距為4.0m,橫梁邊跨為7.5m,單區(qū)格板為4.0m7.5m。L1/L2=7.5/4=1.92所以按雙向板傳遞荷載,板上荷載分配如圖3-2所示。圖4-2 板面荷載分配圖恒載線荷載: eq oac(,

48、1).頂層邊跨梁5.73kN/m屋面?zhèn)鱽恚ㄟ吙纾?.474=21.88kN/m中跨梁2.24kN/m屋面?zhèn)鱽恚ㄖ锌纾?.473=16.41kN/m eq oac(,2).標準層:梁和填充墻傳來13.08+5.73=18.81kN/m樓面?zhèn)鱽恚ㄟ吙纾?.0654=16.26kN/m中跨梁2.24kN/m樓面?zhèn)鱽恚ㄖ锌纾?.0653=12.195kN/m集中荷載: eq oac(,1).頂層邊柱:連系梁自重2.244=8.96kN女兒墻4.32564=17.302kN連系梁傳來屋面自重0.540.545.47=21.88kN合 計48.1424kN eq oac(,2).頂層中柱連系梁自重2.24

49、4=8.96kN連系梁傳來屋面自重0.5(4+4-3)1.55.47=20.51kN0.540.545.47=21.88kN合 計51.35kN eq oac(,3).標準層邊柱連系梁自重2.244=8.96kN外墻自重10.1084=40.432kN框架柱自重5.4224(3.6-0.1)=18.98kN樓面自重0.540.544.065=16.26kN合 計85.173kN eq oac(,4).標準層中柱:連系梁自重2.244=8.96kN內墻自重4.32564=17.302kN框架柱自重5.4224(3.6-0.1)=18.98kN連系梁傳來屋面自重0.540.545.47=21.88

50、kN0.5(4+4-3)1.54.065=15.23kN合 計112.3kN eq oac(,5).柱子自重:標準層柱5.4224(3.6-0.1)=18.98kN底層柱5.4225(4.5-0.1)=23.86kN活載頂層:邊跨線載24=8kN中跨線載23=6kN邊柱集中荷載0.540.542=2kN中柱集中荷載0.5(4+4-3)1.52+0.25442=15.5kN標準層:邊跨線載24=8kN中跨線載23=6kN邊柱集中荷載0.540.542=2kN中柱集中荷載0.5(4+4-3)1.52+0.25442=15.5kN轉化為均布荷載把梯形荷載化作等效均布荷載梯形轉化系數;。三角形轉化系數

51、為。 eq oac(,1).恒荷載頂層: 標準層: eq oac(,2).活荷載頂層: 標準層: 豎向荷載作用下的內力分析豎向荷載作用下的內力一般可采用近似法,有分層法,彎矩二次分配法和迭代法。當框架為少層少跨時,采用彎矩二次分配法較為理想。這里豎向荷載作用下的內力計算采用分層法。 豎向荷載作用下,框架的內力分析除活荷載較大的工業(yè)與民用建筑.可以不考慮活荷載的不利布置,這樣求得的框架內力,梁跨中彎距較考慮活載不利布置法求得的彎局偏低,但當活載占總荷載的比例較小時,其影響很小.若活荷載占總荷載的比例較大時,可在截面配筋時,將跨中彎距乘以1.11.2的較大系數。分配系數計算分配系數計算公式為: 表

52、4-1 分配系數計算表頂層下柱1/(2.41+1)=0.2933右梁2.41/(2.41+1)=0.7067下柱1/(0.75+2.41+1)=0.2404右梁0.75/(0.75+2.41+1)=0.1803左梁2.41/(0.75+2.41+1)=0.5793標準層上柱1/(1+2.41+1)=0.2267下柱1/(1+2.41+1)=0.2267右梁2.41/(1+2.41+1)=0.5465上柱1/(1+2.41+1+0.75)=0.1938下柱1/(1+2.41+1+0.75)=0.1938左梁2.41/(1+2.41+1+0.75)=0.4671右梁0.75/(1+2.41+1+0

53、.75)=0.1453底層上柱1/(1+2.41+0.8)=0.2375下柱0.8/(1+2.41+0.8)=0.1900右梁2.41/(1+2.41+0.8)=0.5724上柱1/(1+2.41+0.8+0.75)=0.2016下柱0.8/(1+2.41+0.8+0.75)=0.1613左梁2.41/(1+2.41+0.8+0.75)=0.4859右梁0.75/(1+2.41+0.8+0.75)=0.1512梁端彎矩計算恒載:頂層: 標準層: 活載:頂層: 標準層: 表4-2 疊加調整后跨中彎矩 單位KNmAB跨BC跨恒荷載4115.8020.983125.0616.242125.0616.

54、241135.5116.24活荷載434.786.75329.576.75230.006.75131.936.75恒載作用下彎矩分配及彎矩圖用彎矩分配法計算每一個敞口單元的桿端彎矩,底層柱的傳遞系數為0.5,其余各層柱的傳遞系數為1/3。將分層法所得到的彎矩圖疊加,并將節(jié)點不平衡彎矩進行再分配。分層法計算見圖4-3、4-4、4-5。豎向均布恒載作用下的框架彎矩圖如圖4-6。圖4-3 頂層彎矩分配及彎矩圖圖4-4 標準層彎矩分配及彎矩圖圖4-5 底層彎矩分配及彎矩圖圖4-6 豎向均布恒載作用下的框架彎矩圖活荷載作用下彎矩分配及彎矩圖豎向均布活荷載作用下的框架內力計算方法同恒荷載,結果見圖4-7、

55、4-8、4-9、4-10。圖4-7 頂層彎矩分配及彎矩圖圖4-8 標準層彎矩分配及彎矩圖 圖4-9 底層彎矩分配及彎矩圖圖4-10 活荷載作用下的彎矩圖對節(jié)點不平衡彎矩進行再次分配,以恒荷載作用下四層左上節(jié)點為例:圖4-11 不平衡彎矩重分配圖 其余各節(jié)點彎矩分配見圖中數據。梁端剪力和軸力計算 梁端剪力 柱軸力 具體計算結果見表4-3,4-4,4-5,4-6,4-7,4-8。表4-3 恒載作用下AB梁端剪力計算層號424.917.593.415.9487.4799.35333.067.5123.973.99119.98127.96233.067.5123.974.05119.92128.021

56、33.067.5123.974.72119.25128.69表4-4 恒載作用下BC梁端剪力計算層號49.86314.79 014.7914.79312.49318.72018.7218.72212.49318.72018.7218.72112.49318.72018.7218.72表4-5 恒載作用下的剪力和軸力層次總剪力柱軸力AB跨BC跨A柱B柱487.4799.3514.79135.61154.59165.49184.473119.98127.9618.72359.74378.72443.45462.432119.92128.0218.72583.82602.80721.47740.45

57、1119.25128.6918.72807.22831.081000.161024.02表4-6 活載作用下AB梁端剪力計算層號47.017.526.281.7524.8328.0337.017.526.281.1625.1227.4427.017.526.281.1925.0927.4717.017.526.281.3624.9227.64表4-7 活載作用下BC梁端剪力計算層號43.7535.6205.625.6233.7535.6205.625.6223.7535.6205.625.6213.7535.6205.625.62表4-8 活載作用下的剪力和軸力層次總剪力柱軸力AB跨BC跨A柱

58、B柱424.8328.035.6232.8347.15325.1227.445.6272.95103.21225.0927.475.62113.04157.30124.9227.645.62152.96211.56齊齊哈爾大學畢業(yè)設計風荷載計算及內力分析 風荷載計算垂直于建筑物表面上的風荷載標準值應為:;基本風壓=0.45kN/ (50平重現期);風載體型系數 =0.8-(-0.5)=1.3;風振系數,房屋高度未超過30m, =1.0;風壓高度系數,按B類地區(qū)(城市郊區(qū))由建筑結構荷載查得需值見表5-1;作用于各類樓面處的集中風荷載標準值見表5-2。表5-1 風壓高度系數取值表離地高度5101

59、520301.001.001.141.251.42表5-2 風荷載計算系數表層次(m)41.01.318.30.8060.518.96.0931.01.313.80.740.537.811.1921.01.39.30.740.537.811.1911.01.34.80.740.540.3211.93風荷載下的計算簡圖為: 圖5-1 風荷載計算簡圖 風載作用下的內力分析D值法計算各柱剪力詳見表5-3 表5-3 D值法計算柱剪力表系數4321層2.413.162.413.162.413.163.013.950.54650.61240.340.61240.54650.61240.6110.7480.

60、5060.5670.5060.5670.5060.5670.3620.4432.1462.1462.1462.1462.1462.1461.611.611.792.003.8464.315.8326.5368.4610.57 求反彎點高度計算結果見表5-4表5-4 反彎點高度第四層(m=4,n=4,h=3.6)柱號y2.410.421.00001.000.421.5123.160.451.00001.000.451.62第三層(m=4,n=3,h=3.6)2.410.471.001.001.000.471.6923.160.51.001.001.000.51.8 續(xù)表第二層(m=4,n=2,h

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