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文檔簡介
1、畢業(yè)設(shè)計全套圖紙加扣 3346389411或3012250582學(xué)年學(xué)期: 20142015學(xué)年第2學(xué)期 題 目: 福州市倉山區(qū)中心小學(xué)綜合樓設(shè)計 院 別: 土木工程學(xué)院 專 業(yè): 土木工程 專業(yè)方向: 建筑工程方向 班 級: 土木1104 學(xué) 生: 學(xué) 號: 指導(dǎo)教師: 摘要本畢業(yè)設(shè)計對象是福州市倉山區(qū)中心小學(xué)綜合樓。根據(jù)相關(guān)規(guī)范,結(jié)合工程實際,選取多層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系作為本結(jié)構(gòu)承重體系。建筑設(shè)計階段,主要完成學(xué)校建筑設(shè)計方案圖和施工圖的設(shè)計與繪制。建筑設(shè)計緊密結(jié)合建筑使用功能要求,進(jìn)行總平面圖、平面圖、立面圖、剖面圖、詳圖的繪制,以及必要的文字說明。這也為結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了基本參考信息。
2、結(jié)構(gòu)設(shè)計階段,先進(jìn)行的是結(jié)構(gòu)選型與布置。根據(jù)建施圖布置好梁柱軸網(wǎng)網(wǎng)后,根據(jù)軸壓比、跨高比、高寬比及相應(yīng)構(gòu)造要求對構(gòu)件進(jìn)行估算。第二,進(jìn)行荷載計算,通過計算及查閱相關(guān)資料得到樓面恒活荷載、梁上線荷載、梁柱節(jié)點荷載、風(fēng)荷載等具體數(shù)值。第三,進(jìn)行PKPM結(jié)構(gòu)電算。在PMCAD建模完成后,進(jìn)行SATWE電算分析。經(jīng)過多次的再分析、再調(diào)整,在電算結(jié)果符合要求后,進(jìn)行梁板柱的施工圖繪制,并針對在撓度、裂縫、配筋面積、施工方便等方面的要求進(jìn)行配筋修改,為求表達(dá)簡潔對板筋進(jìn)行簡化。由于本工程分為3個模型,還要重新組裝配筋圖并對梁柱重新歸并、編號。第四,進(jìn)行樓梯設(shè)計。選取最不利恒活荷載組合進(jìn)行設(shè)計。斜板、平臺板
3、按單向板進(jìn)行設(shè)計,梯梁按簡支梁進(jìn)行設(shè)計。設(shè)計完成后,進(jìn)行相應(yīng)施工圖的繪制。最后,進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計。本工程采用樁基礎(chǔ),首先選擇承臺和樁尖持力層,確定樁長、樁徑后進(jìn)行單樁豎向承載力計算。接下來根據(jù)承臺樁數(shù)、柱內(nèi)力等信息在圖集里選擇相應(yīng)承臺并校核單樁反力;選不到的承臺,手算承臺尺寸并進(jìn)行樁和承臺的驗算。本次設(shè)計,在建筑設(shè)計階段,充分考慮了結(jié)構(gòu)設(shè)計相應(yīng)的要求;在結(jié)構(gòu)設(shè)計階段,針對結(jié)構(gòu)設(shè)計的難點對建筑方案進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整。設(shè)計參考了相應(yīng)規(guī)范和其他資料,所用知識涵蓋了大部分大學(xué)專業(yè)課業(yè)知識。關(guān)鍵詞: 教學(xué)樓設(shè)計;鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計;內(nèi)力計算;板式樓梯;樁基礎(chǔ);荷載;施工圖繪制AbstractThe gra
4、duation is a complex building design objects Cangshan Central Primary School. According to relevant regulations, combined with engineering practice, choose a multi-layer reinforced concrete structure framework bearing system used in the present structure.Architectural design phase, mainly to complet
5、e the school building design plans and construction drawings of design and drawing, structural design provides a basic reference information.Design phase, the first for the structure of the selection and arrangement. After the construction of facilities in accordance with good layout diagram beams g
6、rid network, estimate the size of the structural members. Second, load calculation performed by the calculation and constant access to relevant information to give the floor live loads, specific numerical beam line loads, beam-column joints load, wind load. Third, be PKPM structure ICC. After PMCAD
7、modeling completed, the SATWE ICC analysis. After several re-analysis, re-adjust after the ICC results meet the requirements for construction plans Beam column to draw and modify. Fourth, the conduct staircase design, and construction draw the corresponding figure. Finally, the basic design. The des
8、ign, architectural design stage, full consideration of relevant structural design requirements; the design phase, the difficulty of structural design for the building program has been adjusted accordingly. The corresponding reference design specifications and other information, the use of the knowle
9、dge industry knowledge covers most university courses.Key Words: The building design; Reinforced concrete frame structure design; Internal force calculation; Plate stairs. Pile foundation; The load. Construction drawings目錄1 工程概況12 結(jié)構(gòu)選型與布置-22.1 單層(合班教室)結(jié)構(gòu)選型與布置22.1.1 框架梁截面尺寸初選22.1.2 框架柱截面尺寸初選22.1.3 板的
10、厚度初選32.2 四層教學(xué)辦公樓結(jié)構(gòu)布置32.2.1 框架梁截面尺寸初選32.2.2 框架柱截面尺寸初選32.2.3 板的厚度初選42.3 標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)布置示意圖43 荷載計算73.1 活荷載73.2恒荷載計算73.2.1 屋面73.2.3 墻面裝修荷載83.2.4 梁上線荷載83.2.5 樓梯荷載94 SATWE電算及模型比較分析144.1 PKPM建模144.2 PKPM電算模型數(shù)據(jù)分析與模型調(diào)整154.3 模型方案比較分析174.3.1 方案一174.3.2 方案二174.3.3 方案比較選擇205 樓梯設(shè)計215.1 斜板TB1設(shè)計225.2 平臺板設(shè)計245.3 梯梁TL1設(shè)計265.
11、4 梯梁TL2設(shè)計286 基礎(chǔ)設(shè)計306.1 持力層及樁徑樁長尺寸的確定306.1.1場地土條件及持力層確定306.1.2 選定樁型、樁長和截面尺寸306.2單樁豎向承載力計算306.3 承臺設(shè)計316.3.1 樁數(shù)選擇316.3.2 承臺選用326.3.3 單樁豎向承載力驗算336.3.4 部分承臺手算設(shè)計346.4 地梁估算37附錄A 模型一satwe分析結(jié)果38A.1 總信息38A.2 周期、地震力與振型輸出文件47A.3 位移輸出文件50A.4 超配筋信息53A.5 圖形文件輸出53附錄B 模型二satwe分析結(jié)果55B.1 總信息55B.2 周期、地震力與振型輸出文件66B.3 位移
12、輸出文件75B.4 超配筋信息85B.5 圖形文件輸出85附錄C 模型三satwe分析結(jié)果100C.1總信息100C.2 周期、地震力與振型輸出文件112C.3 位移輸出文件120C.4 超配筋信息129C.5 圖形文件輸出130參考文獻(xiàn)144致謝語1451 工程概況(1)工程名稱:福州市倉山區(qū)中心小學(xué)綜合樓基本信息:總建筑面積為5500平方米左右。建筑主體為4層,總高度為15.000米,室內(nèi)外高差為0.450米。建筑含2條結(jié)構(gòu)縫。整體呈U字形。本工程為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),柱和承臺、地梁混凝土強(qiáng)度等級為C30。梁、板、樓梯混凝土強(qiáng)度等級有和兩種。柱主筋采用,梁主筋鋼筋級別采用和,板鋼筋級別采用
13、HPB300,樓梯鋼筋級別采用HRB400和HPB300,承臺和地梁主筋鋼筋級別采用HRB335,箍筋鋼筋級別一律采用HPB300。建筑抗震設(shè)防烈度為7度,設(shè)計地震分組為第二組,設(shè)計基本地震加速度值為。結(jié)構(gòu)為二級抗震框架結(jié)構(gòu),建筑安全等級為二級,設(shè)計基準(zhǔn)期為50年,基礎(chǔ)設(shè)計等級為乙級。(2)荷載信息:基本風(fēng)壓0.7,10年重現(xiàn)期基本風(fēng)壓0.4,地面粗糙度為C類。樓面恒荷載根據(jù)工程做法計算,活荷載根據(jù)規(guī)范查閱。(3)環(huán)境條件:混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境類別:上部結(jié)構(gòu)為I類,基礎(chǔ)為a類。(4)地質(zhì)條件:土層信息見表1-1。場地類別類。表1-1 工程地質(zhì)勘察資料土層厚度(m)天然重度kN/m3承載力標(biāo)準(zhǔn)值kN/
14、m2極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qik,極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值qpk(kPa)預(yù)制樁沉管灌注樁沖鉆孔灌注樁樁周樁端樁周樁端樁周樁端耕植土0.3015.0粘土()1.2018.012030/20/15/粘土()4.5018.5180401000301500301200淤泥()8.5016.07015/15/15/粘土()4.2019.0250453000402000402000含礫粘土5.0021.0300607500503800503200角礫粘土未鉆穿2 結(jié)構(gòu)選型與布置如下圖,本工程一個單層合班教室和一個四層U形綜合樓組成。綜合樓有一條分隔縫。單層合班教室和四層教學(xué)辦公樓的在此分開選型布置。圖2-1 建筑整體
15、輪廓圖2.1 單層(合班教室)結(jié)構(gòu)選型與布置2.1.1 框架梁截面尺寸初選12.2m跨度KJL:截面高度:h=(1/8-1/12)L=(10171525)mm 取900mm b= (1/2-1/4) H =(225450)mm 取350 mm4.2m跨度KJL:截面高度:h=(1/8-1/12)L=(350525)mm 取500mm(450mm) 截面高度:b= (1/2-1/4) H =(125250)mm 取250mm 4m、2.7m跨度KJL參照4.2m跨度,取250mm*450mm或250mm*500mm2.1.2 框架柱截面尺寸初選柱混凝土采用C30,,則:取柱截面尺寸為。2.1.3
16、 板的厚度初選屋板均為雙向板:屋面板:,取。2.2 四層教學(xué)辦公樓結(jié)構(gòu)布置2.2.1 框架梁截面尺寸初選教學(xué)辦公樓為U字形建筑,從抗震概念設(shè)計角度說,屬于平面不規(guī)則,對于結(jié)構(gòu)抗扭轉(zhuǎn)性能等方面極為不利,故本結(jié)構(gòu)設(shè)計方案把U形用構(gòu)造縫拆成兩個L形建筑。由于兩個L形建筑內(nèi)部房間荷載、開間、進(jìn)深大同小異,故構(gòu)件截面尺寸統(tǒng)一做初步估算。8m跨度KJL:截面高度:h=(1/81/12)L=(6671000)mm 取800mm b= (1/21/4) H =(200400)mm 取250mm 4.2m、4m、4.5m、2.7m跨度KJL參照合班教室梁截面跨度,取250mm*450mm、250mm*500mm
17、2.2.2 框架柱截面尺寸初選柱混凝土采用C30,,則:柱界面截面尺寸取值見下表(變截面一次)表2-1 四層教學(xué)辦公樓柱截面初選尺寸柱A柱B柱C邊柱角柱一層500*500400*550600*400400*800550*750二、三、四層450*450400*450550*400400*700550*7502.2.3 板的厚度初選樓板、屋面板均按雙向板設(shè)計:樓板取取。2.3 標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)布置示意圖圖2-2 單層(合班教室)結(jié)構(gòu)布置示意圖圖2-3 四層(教學(xué)辦公樓)結(jié)構(gòu)布置示意圖(1)圖2-4 四層(教學(xué)辦公樓)結(jié)構(gòu)布置示意圖(2)3 荷載計算3.1 活荷載樓梯、走廊:3.5。教室、衛(wèi)生間:2.5
18、。辦公室、上人屋面:2.0 K。不上人屋面:0.5 。3.2恒荷載計算3.2.1 屋面(單位:)20厚聚合物水泥砂漿 50厚細(xì)石混凝土 4厚隔離層 4厚SBS改性瀝青防水卷材 20厚1:3水泥砂漿找平層 65擠塑聚苯板(XPS) 0.120厚1:3水泥砂漿找平層 30厚粉煤灰陶粒砼找坡 板底抹灰 合計 4.7 KN/m2 取值 5.0KN/m23.2.2 樓面(單位:): 10厚地磚樓面 5厚1:1水泥細(xì)砂漿結(jié)合層 20厚水泥砂漿找平層 板底抹灰 合計 1.09 取值 1.03.2.3 墻面裝修荷載(單位:):10厚內(nèi)墻面水泥砂漿抹面 15厚內(nèi)墻面水泥細(xì)砂漿打底 3厚外墻面面層彈色漿點 12厚
19、外墻面1:3水泥砂漿打底 15厚外墻面粘結(jié)膠漿 5厚外墻面抗裂砂漿,耐堿網(wǎng)格布 合計 1.19 取值 1.53.2.4 梁上線荷載(單位:)為方便計算,統(tǒng)一偏安全的取墻體容重18。梁上線荷載為墻體荷載的話,線荷載=墻體凈高*墻厚*墻體容重+墻體凈高*裝修面荷載。而實際墻體均有開洞用以布置門窗,為簡便計算,根據(jù)經(jīng)驗,可根據(jù)墻體開洞大小對梁上線荷載取0.7-1.0的折減系數(shù)。具體計算結(jié)果見下表。表3-1 梁上線荷載計算表墻厚(mm)梁高(mm)層高(mm)凈高(mm)砌塊容重裝修面荷載(KN/m2)計算荷載(kN/m)實取荷載(kN/m)24080037002900181.516.016.0450
20、325018.218.0/14.4/12.6200800290013.313.0500320014.7/450325015.0/400330015.2/(走廊)110/1100251.54.65.03.2.5 樓梯荷載樓梯荷載在結(jié)構(gòu)電算里有三種取值方法。第一個是取板厚為0,恒載取6-8kN/m2,活載取3.5kN/m2(學(xué)校樓梯)。第二種是取板厚為0,但按實際情況,把荷載傳遞到起步梁、框架柱、框架梁上。第三種處理方式即直接在模型上建立樓梯。第一種處理方式簡潔方便適用于模型調(diào)整階段;第二種處理方式較為準(zhǔn)確,適用于配筋階段?,F(xiàn)把第二種荷載處理方式的數(shù)值計算出來。計算簡圖如下圖所示。圖3-1 樓梯導(dǎo)
21、算荷載簡圖根據(jù)樓梯計算書章節(jié),已經(jīng)算出。平臺板和斜板均視為對邊傳力的單向板。斜板荷載:平臺板荷載:平臺梁自重|:起步梁荷載:框架柱節(jié)點集中荷載:由梯柱傳遞的框架梁集中荷載:圖3-2 模型一荷載簡圖圖3-3 模型二2、3層荷載簡圖圖3-4 模型二4層荷載簡圖圖3-5 模型二屋頂層荷載簡圖圖3-6 模型三2、3層荷載簡圖圖3-7 模型三5層荷載簡圖圖3-8 模型三屋面層荷載簡圖4 SATWE電算及模型比較分析4.1 PKPM建模結(jié)構(gòu)選型與布置、截面估算、荷載計算完,即進(jìn)入建模階段。本建筑含2條分隔縫(如圖5-1所示),故建立3個模型。圖4-1 建筑平面輪廓圖模型一為單層、大跨度的合班教室,建筑層高
22、3.9m,估算承臺頂面標(biāo)高為-1.000m,故在模型中取層高4.9m。最大梁跨度為16.6m。由于模型一含較多大跨度梁,考慮到大跨度對梁的承載力、變形性能、裂縫產(chǎn)生更多的不利影響,故梁主筋在本模型取HRB500(其它模型均為HRB400)。梁板混凝土C30(其他模型均為C25)。所有模型柱混凝土均取C30。模型二、模型三均為4層教學(xué)辦公樓,建筑層高分別為3.9m、3.7m、3.7m、3.7m。同樣考慮到基礎(chǔ)埋深,首層層高在模型里為4.9m。柱、梁、板截面尺寸和布置先按結(jié)構(gòu)選型與布置章節(jié),荷載信息按荷載計算章節(jié)的數(shù)值輸入,地震信息按工程概況章節(jié)輸入。4.2 PKPM電算模型數(shù)據(jù)分析與模型調(diào)整第一
23、次建模完成后,即進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)電算。電算完成會有許多指標(biāo)可以反映結(jié)構(gòu)各方面的性能。從抗震設(shè)計角度講,小震不壞、中震可修、大震不倒”的設(shè)計理念均起著很重要的作用。(1)位移比控制為了控制結(jié)構(gòu)平面的規(guī)則性,以免形成過大的扭轉(zhuǎn),從而對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響,對結(jié)構(gòu)位移比數(shù)值應(yīng)有相應(yīng)的控制。在PKPM里面,應(yīng)在剛性樓板假定下查看位移比數(shù)值大小。本結(jié)構(gòu)為多層框架結(jié)構(gòu),不考慮偶然偏心下的位移比。位移比是在高規(guī)里才有相應(yīng)的規(guī)定,在此采用和高規(guī)一樣的要求。若位移比或?qū)娱g位移比數(shù)值大于等于1.2,則要在SATWE總信息參數(shù)輸入中考慮雙向地震作用。結(jié)合高規(guī),在剛性樓板家定下,不看風(fēng)荷載、雙向地震作用和偶然偏心工況下的位
24、移角,控制在以內(nèi)。位移比不滿足,應(yīng)在軟件里找到位移較大的節(jié)點,在回到模型里加強(qiáng)該節(jié)點在薄弱方向的約束。表4-1 位移比限值表不宜大于不應(yīng)大于A級高度1.21.5B級高度1.21.4(2)周期比控制 周期比主要控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng),使結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱,減小扭轉(zhuǎn)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響。參照高規(guī),多層框架結(jié)構(gòu)周期比也應(yīng)有相應(yīng)的控制。本工程取值不宜大于0.9,且不應(yīng)小于1.0。 周期比不滿足要求,說明結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度相對于側(cè)移剛度過小。應(yīng)適當(dāng)削弱內(nèi)部構(gòu)件的剛度,同時合理加大外圈柱、梁截面尺寸以提高結(jié)構(gòu)外圍剛度,當(dāng)周期比超限時,若層位移角控制潛力較大,宜減小結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件剛度,從而增大結(jié)構(gòu)柔度,增大平動周期
25、;當(dāng)不滿足周期限制時,且層位移角控制潛力不大,應(yīng)檢查是否存在扭轉(zhuǎn)剛度特別小的層(特別是底層,原因是底層層高比其它層大了1.2m)。若存在應(yīng)通過調(diào)節(jié)構(gòu)件截面尺寸和平面布置,從而增強(qiáng)該層抗扭剛度。表4-2 周期比限值表不應(yīng)大于A級高度0.9B級高度0.85(3)剛度比控制 剛度比(抗側(cè)剛度比)主要為了控制高層結(jié)構(gòu)的豎向規(guī)則性,以免豎向剛度突變,形成薄弱層。這是薄弱層的判斷的根本依據(jù)。在本次設(shè)計中主要通過控制抗側(cè)剛度比調(diào)整結(jié)構(gòu)布置從而改善結(jié)構(gòu)性能??稍诮ㄖY(jié)構(gòu)的總信息文件中,查看Ratx1、Raty1 數(shù)值大小(不小于1)。當(dāng)層間剛度比不滿足時,應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)本層墻、柱和梁的剛度;或適當(dāng)削弱上部相關(guān)樓層
26、墻、柱和梁的剛度。(4)層間受剪承載力比控制本工程中,限值為0.8。如不符,則該層為薄弱層,加予以加強(qiáng)。不宜小于不應(yīng)小于A級高度0.80.65B級高度/0.75薄弱層satwe地震力自動放大1.250.65表4-3 層間受剪承載力比限值表(5) 剛重比控制 剛重比是影響重力二階效應(yīng)(即p-效應(yīng))的主要參考數(shù)值。若重力二階效應(yīng)過大,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性會變差。本設(shè)計的要求,當(dāng)剛重比不應(yīng)小于10時,以大于20為宜。經(jīng)過若干次的調(diào)整,剛重比始終大于20。當(dāng)建筑的剛重比不滿足上述要求時,應(yīng)調(diào)整模型、增大結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度。(6)剪重比控制剪重比:控制最小地震剪力系數(shù)。作用是控制各樓層的最小地震剪力。若剪重比過小,意
27、味著底部剪力過小,可對周期進(jìn)行折減或加大截面尺寸。若剪重比過大,則意味著底部剪力過大,宜適當(dāng)減小墻、柱截面,降低剛度。本建筑用于計算地震作用的抗震設(shè)防烈度取7度(0.10g),相應(yīng)的,結(jié)構(gòu)任一樓層的最小地震剪力系數(shù)不應(yīng)小于0.016。當(dāng)?shù)卣鸺袅ζ《鴮娱g側(cè)移角又恰當(dāng)時,可在SATWE的“調(diào)整信息”中的“全樓地震作用放大系數(shù)”選項輸入大于1的系數(shù)增大地震作用,以滿足剪重比要求。(7)軸壓比控制柱軸壓比是影響墻柱抗震性能的主要因素之一,為了使柱墻具有很好的延性和耗能能力,規(guī)范采取的措施之一就是限制軸壓比。根據(jù)規(guī)范要求,抗震等級為二級的框架結(jié)構(gòu)軸壓比應(yīng)控制在0.75以內(nèi)。軸壓比通常底層豎向受力構(gòu)件較
28、容易超限。除此之外,軸壓比驗算還應(yīng)在截面尺寸或混凝土強(qiáng)度等級變化處進(jìn)行。當(dāng)電算輸出數(shù)據(jù)超限,軸壓比數(shù)值會在相應(yīng)的圖中自動以紅色字符顯示。影響軸壓比的因素,主要有混凝土強(qiáng)度等級、箍筋配置的形式與數(shù)量。軸壓比超限時,在模型中可增大相應(yīng)柱截面尺寸,提高該樓層柱混凝土強(qiáng)度等級。 4.3 模型方案比較分析 為設(shè)計出更具適用性、經(jīng)濟(jì)性、結(jié)構(gòu)合理性的結(jié)構(gòu),一共做了兩個方案。4.3.1 方案一方案一即最終方案,也是本設(shè)計所有章節(jié)闡述的對象。方案一的材料、結(jié)構(gòu)選型與布置、結(jié)構(gòu)性能等信息在前章節(jié)已有圖文并茂的詳細(xì)解說,在此不再重復(fù)。4.3.2 方案二為最開始設(shè)計的方案。方案二的布局如下圖所示,單層合班教室和四層教
29、學(xué)辦公樓之間有道沉降縫。這個建筑拆分成兩個模型。圖4-2 方案1平面輪廓圖(1) 模型一模型一仍為單層合班教室,層高3.9m,考慮基礎(chǔ)埋深在模型中按4.9m設(shè)計。方案二中模型一建立與方案一一致,在此不再贅述。(2) 模型二模型二為一U字型,平面凹筋的尺寸大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%,屬于凹凸不規(guī)則結(jié)構(gòu)。在經(jīng)過梁柱軸網(wǎng)布置、截面尺寸估算后開始輸入模型。材料、荷載、地震等信息同模型一。經(jīng)過第一次satwe結(jié)構(gòu)電算后,結(jié)構(gòu)的扭平周期比為0.98(0.9),扭轉(zhuǎn)周期成為第二周期;有4種工況結(jié)構(gòu)位移比和層間位移比均大于1.2,其中有兩種工況出現(xiàn)了大于1.5的數(shù)值,而這些超標(biāo)數(shù)值都是出現(xiàn)在1層。其他電算
30、成果均符合一般要求。經(jīng)分析,判定此結(jié)構(gòu)存在較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),屬于扭轉(zhuǎn)不規(guī)則。為改善結(jié)構(gòu)性能,后面對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了若干次的調(diào)整。主要方法,是在適當(dāng)?shù)奈恢茫▋?yōu)先考慮1層),合理加大墻柱截面來提高結(jié)構(gòu)外圍剛度、削弱內(nèi)部剛度,從而改善結(jié)構(gòu)抗扭性能。經(jīng)過若干次調(diào)整,最后調(diào)整出較為優(yōu)越的方案。其墻柱截面尺寸及布置見下圖。最后較為優(yōu)越的方案中,Y 方向地震作用規(guī)定水平力下的樓層最大位移仍為1層,數(shù)值為1.23;Y-偶然偏心地震作用規(guī)定水平力下的樓層最大位移也在1層,數(shù)值為1.43。而前三階振型周期分別為0.7978、0.6988、0.6151。其中第二階振型以扭轉(zhuǎn)為主,Y向(周期0.6151s)總體側(cè)剛過強(qiáng);扭平
31、周期比為0.876,符合要求。圖4-3 方案二柱布置及其截面尺寸示意圖圖4-4 方案二梁布置及其截面尺寸示意圖4.3.3 方案比較選擇從材料用量來看,方案二的材料用量大于方案一,經(jīng)濟(jì)性差;從使用功能方面,方案二諸多大截面柱子降低建筑的適用性;從結(jié)構(gòu)性能來看,數(shù)次的調(diào)整仍然無法把模型性能調(diào)制較為理想狀態(tài)。故決定舍棄本方案,而采取在連廊部位設(shè)一道結(jié)構(gòu)縫的方案一。5 樓梯設(shè)計采用現(xiàn)澆鋼筋砼板式樓梯。混凝土強(qiáng)度等級取C25;鋼筋直徑選用鋼筋。d10mm時采用HPB300級鋼筋,,樓梯活荷載為3.5。樓梯的結(jié)構(gòu)布置如圖所示。樓梯構(gòu)件(斜板1、斜板2、梯梁1、梯梁2、梯柱、平臺板、起步梁)和框架結(jié)構(gòu)(框架
32、柱、框架梁)是整澆在一起的。在此對斜板、梯梁、梯柱、平臺板、梯柱進(jìn)行配筋。把樓梯斜板荷載傳給起步梁后,起步梁放在電算模型里配筋。計算荷載時,斜板和平臺板荷載取自身恒活荷載的組合值作為設(shè)計值;梯梁1的荷載分為3部分,分別是平臺板傳來的荷載、斜板傳來的荷載、自身荷載,同樣取三者的恒活荷載進(jìn)行組合作為荷載設(shè)計值。此外,斜板對起步梁的線荷載、梯柱對框架梁的線荷載、梯梁對框架柱的節(jié)點荷載也已計算出來,具體內(nèi)容見本章節(jié)和“荷載計算”章節(jié)內(nèi)容。圖5-1 樓梯平面圖5.1 斜板TB1設(shè)計除了首層第一跑樓梯的斜板,其它斜板都一樣。第一跑樓梯斜板的下端是混凝土基礎(chǔ),可按凈跨計算。這里只對標(biāo)準(zhǔn)段斜板TB1進(jìn)行設(shè)計。
33、(1)確定斜板厚度t斜板水平投影凈長斜板斜向凈長斜板厚度t1=(1/251/30)l1n=(1/251/30)4800=170204,取t1=170。(2)荷載計算。樓梯斜板荷載計算如下表。表5-1 斜板荷載計算表荷載種類荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值恒 荷 載欄桿0.50.5三角形踏板自重5.33面層+粉底1.08踢板0.26小計g7.177.17活荷載q3.53.5總 計p10.6710.67由永久荷載控制的組合, 可變荷載控制的組合,綜上可?。?)計算簡圖斜板的計算模型為一根假想的跨度為的水平梁。取斜板水平投影凈長作計算跨度。(4)內(nèi)力計算剪力=0.71.271000150=133.35,滿足條件
34、由于斜板與梁整澆在一起,所以梁對板纏上了一定的約束。故跨中最大彎矩?。海?)配筋計算h0= t1-20=170-20=150mm選用:下部受力筋 , 下部分布筋,選用8150,As=335mm。上部支座負(fù)筋,。通長配置,以利于抗震。上部分布筋同下部分布筋的配置方法。圖5-2 斜板配筋詳圖5.2 平臺板設(shè)計(1)計算模型平臺板計算單元取寬板帶。兩對邊平臺梁與平臺板整澆,按單向板配筋。計算跨度取凈跨,t2=100mm1/302000=67mm。(2)荷載計算表5-2 平臺板荷載計算表荷載類別荷載標(biāo)準(zhǔn)值荷載標(biāo)準(zhǔn)值恒 荷 載平臺板自重250.112.50面層+頂棚粉刷0.19+0.1+0.4+0.30
35、.99恒載合計g3.493.49活 荷 載q3.53.5總 計p6.996.99由永久荷載控制的組合, 可變荷載控制的組合,綜合取p=9.12 (3)內(nèi)力計算 剪力,承載力滿足條件。計算長度取凈跨??紤]梁對平臺板的約束,跨中最大設(shè)計彎矩?。?)配筋計算,選配HPB300級鋼筋 選用:板底縱向受力鋼筋。 板底縱向分布鋼筋,。 板上部縱向構(gòu)造鋼筋,。 板上部縱向分布鋼筋,。圖5-3 平臺板配筋圖5.3 梯梁TL1設(shè)計(1) 平臺梁兩端擱置在梯柱上。所以計算跨度取 L= minl3n+a,1.05ln=min3800,1.053600=3800mm平臺梁(TL1)的截面尺寸取(2)荷載計算表 梯梁1
36、荷載計算表荷載種類荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 恒 荷 載7.175.11/2=14.74(因為TB是取1m寬為計算單元)由PTB傳來的恒荷載3.491.91/2=3.34平臺梁自重260.40.2=2.08面層+頂棚粉刷(0.19+0.1+0.4+0.3)*0.2=0.2小 計g20.92活荷載q3.55.1/2+1.9/2+0.2=12.95由永久荷載控制的組合:可變荷載控制的組合: 所以取P=43.23KN/m(3)TL:,構(gòu)造配箍即可。(4)配筋設(shè)計 正截面受彎鋼筋選用級,混凝土選用C25 M=pl/8=43.233.8/8=78.03KN.m h0=400-35=365mm梁底部受力鋼筋選配梁
37、上部縱向構(gòu)造鋼筋: ,求得上部縱向構(gòu)造鋼筋直徑d10mm,選配梁箍筋的配置:,選配雙肢8箍筋。,選配8200。5.4 梯梁TL2設(shè)計(1) 平臺梁兩端與框架柱現(xiàn)澆一起上,所以計算跨度取 L= minl3n+a,1.05ln=min3800,1.053600=3800mm截面尺寸取h=400mm,b=200mm(2)荷載計算表5-4 梯梁2荷載計算表荷載種類荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 恒 荷 載墻體荷載16*(1.95-0.8)/(3.7-0.8)=6.34由PTB傳來的恒荷載3.491.91/2=3.34平臺梁自重260.40.2=2.08小 計g11.76活荷載q由永久荷載控制的組合: 可變荷載控制
38、的組合:所以取P=32.24KN/m(3)TL支座最大剪力:,構(gòu)造配箍即可。(4)截面設(shè)計 正截面受彎承載力鋼筋選用HRB400,混凝土C25 M=pl/8=32.243.8/8=58.19KN.m 梁底部受力鋼筋選配梁上部縱向構(gòu)造鋼筋:,求得上部縱向構(gòu)造鋼筋(直徑d10mm),選配梁箍筋的配置,根據(jù)規(guī)定,,選配雙肢8箍筋。,選配。圖5-4 TL、TZ配筋圖6 基礎(chǔ)設(shè)計6.1 持力層及樁徑樁長尺寸的確定6.1.1場地土條件及持力層確定(1) 場地土類別三類,地質(zhì)勘察資料見下表1-1(2)樁尖持力層選用:含礫粘土,具體土質(zhì)信息為上表中加粗內(nèi)容6.1.2 選定樁型、樁長和截面尺寸(1) 樁的類型樁
39、類型的選擇,應(yīng)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)類型,結(jié)合地層條件、環(huán)境條件、經(jīng)濟(jì)因素、荷載狀況,并考慮施工條件、設(shè)備和技術(shù)等因素。地質(zhì)資料表明,堅硬的圖層較深,決定采用摩擦樁,擠土樁。(2) 確定樁長持力層選用含礫粘土層,承臺頂面標(biāo)高為-1.000m。 樁身進(jìn)入持力層的深度應(yīng)考慮地質(zhì)條件、樁類型、持力層土質(zhì)和施工工藝。樁尖入持力層深度,為粘性土不應(yīng)小于2倍樁徑。最終選1.45m。本工程樁長確定為:19m(3) 確定樁的截面尺寸樁采用高強(qiáng)PHC管樁,樁身混凝土強(qiáng)度C80,直徑400mm(4)樁距本工程選用的樁為擠土摩擦型樁,中心距取為3-5d,邊距同樁徑400mm6.2單樁豎向承載力計算根據(jù)經(jīng)驗公式計算單樁豎向承載
40、力特征值。 6.3 承臺設(shè)計6.3.1 樁數(shù)選擇根據(jù)底層柱內(nèi)力最大軸力標(biāo)準(zhǔn)組合,選取如下幾個典型柱進(jìn)行承臺設(shè)計,其他受力類似的選取同一種承臺。承臺選用根據(jù)圖集選用。具體承臺選型、平面布置、配筋圖間結(jié)施圖紙。底層柱最大內(nèi)力見下圖6-16-6根據(jù)內(nèi)力圖荷載種類,初估只要1-3根樁的承臺即可,初估過程見下表。表6-1 承臺樁數(shù)估算樁類別Fk(kN)實選n1-787.61.0-1.312-1659.72.1-2.723-1738.52.3-2.93 6.3.2 承臺選用根據(jù)底層柱最大軸力的基本組合、柱截面尺寸、單樁承載力特征值、樁徑等信息,查閱樁基承臺設(shè)計圖集06SG812和鋼筋混凝土樁基承臺(閩)G
41、104(2004),選用相應(yīng)的承臺。詳見下表。表6-2 承臺選用表柱截面承臺編號樁數(shù)選用承臺承臺長承臺寬承臺高混凝土強(qiáng)度450*450CT11ZT4-1800800600C30400*550CT11ZT4-1800800600C30CT22ZT4-2-802200800900C30CT53ZT4-3-80/C30600*400CT11ZT4-1800800600C30CT22ZT4-2-802200800900C30400*800CT43CT3a-33/C30550*750CT32手算設(shè)計/C30注:代表選用樁基承臺設(shè)計圖集06SG812,代表選用鋼筋混凝土樁基承臺(閩)G104(2004)6
42、.3.3 單樁豎向承載力驗算對每一種承臺選取相應(yīng)的不利內(nèi)力組合進(jìn)行驗算。應(yīng)滿足荷載,。其中, ,驗算過程見下表:表6-3 單樁豎向承載力驗算(1)承臺CT1CT2Fk(kN)782.61659.7Vxk(kN)-0.10.0Vyk(kN)-7.764.7Mxk(kN.m)3.1-5.6Myk(kN.m)-0.40.1(kN)Ra(kN)844844(kN)787.6844835.18441.2Ra(kN)1012.81012.8(kN)787.61012.81012.8結(jié)論合格合格表6-4 單樁豎向承載力驗算(2)承臺CT4Fk(kN)1151.0Vxk(kN)1.7Vyk(kN)64.8Mx
43、k(kN.m)29.3Myk(kN.m)-1.2(kN)Ra(kN)844(kN)443.48441.2Ra(kN)1012.81012.81012.8結(jié)論合格表6-5 單樁豎向承載力驗算(3)承臺CT5Fk(kN)1738.5Vxk(kN)-4.5Vyk(kN)-77.3Mxk(kN.m)4.0Myk(kN.m)1.1(kN)Ra(kN)844(kN)651.58441.2Ra(kN)1012.81012.81012.8結(jié)論合格6.3.4 部分承臺手算設(shè)計 550*750的柱子旁有一道沉降縫,縫寬有限所以此承臺不能出挑過大。在圖集中找不到符合要求的承臺,故此承臺自己手算設(shè)計。1.基本參數(shù)承臺長By=4Sa+2d=2.2m承臺寬Bx=2d=0.8m承臺根部截面有效高度 圓樁換算截面寬度 2. 最大樁凈反力設(shè)計值F=1492.1KN Vx=6.2kN Vy=-63.1kN Mx=-17.1kN.m My=-3.8kN.myi=y12*2=1.28m=kNRa單樁豎向承載力合格!3.柱對承臺的沖切驗算凈反力 沖垮比 沖切系數(shù) 校核:合格!4.承臺斜截面受剪驗算剪切系數(shù) 長邊受剪不利。長邊計
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