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镇江合力科技有限公司食堂框架结构设计毕业论文

 2021-12-22 09:12  

论文总字数:70137字

摘 要

本工程为实际工程,位于江苏省镇江市。建筑场地长宽约长30m 宽21m,建筑高度约17m,室内外高差0.45m,层高均为3.2m,按照要求设置电梯,采用柱下独立基础。本工程建筑层数为五层。建筑结构安全等级为二级,设计使用年限为50年,地基基础设计等级为丙级,框架抗震等级为三级,建筑抗震设防类别为标准设防类,抗震设防烈度为7 度(基本地震加速度为 0.15 g) ,地震分组为第一组。

关键词:框架 抗震 地基基础 建筑结构安全

Abstract

This project is a actual project and is located in Zhenjiang City, Jiangsu Province.  The length and width of the construction site is approx. 30 m long and 21 m wide, the building height is approx17m, the height difference between the inside and outside area is 0.45 m and the floor height is 3.2 m.  Set up elevators and according to requirements and use an independent foundation under the column.  This project has five floors.  The security level of the building structure is level two, the design life is 50 years, the foundation design level is level C, the seismic frame level of the frame is level three, the category of seismic fastening of the building is the standard fastening category and the intensity of seismic fastening is 7 degrees (which  basic earthquake acceleration is 0.15 g) the earthquake is divided into the first group.

目录

第一章 结构选型与布置 1

1.1工程概况及设计资料 1

1.1.1工程概况 1

1.1.2工程地质资料 1

1.1.3施工技术条件 1

1.1.4材料供应 1

1.2.1结构选型 2

1.2.2结构布置 2

第二章 确定计算简图 8

2.1确定计算简图 8

2.2梁柱截面尺寸 8

2.3材料强度等级 8

混凝土梁板采用 C30、柱采用 C30,受力钢筋采用 HRB400 钢筋,分布钢筋采用 HPB300 钢筋。2.4荷载计算 8

2.4.1屋面横梁竖向线荷载标准值 9

第三章 框架内力计算 20

3.1恒载下的框架内力 20

3.1.1弯矩分配系数 20

3.1.2杆件固端弯矩 22

3.1.3 节点不平衡弯矩 23

3.1.4 内力计算 25

3.3 活载作用下的框架内力 29

3.3.2 节点不平衡弯矩(顶层边跨梁梁端最大负弯矩) 30

3.3.3 内力计算(满跨布置) 30

3.4风荷载作用下的位移及内力计算 35

3.4.1风荷载作用下框架侧移计算 35

3.4.2风荷载作用下框架内力计算 35

1.框架柱反弯点位置 35

3.5 地震作用下横向框架内力计算 40

3.5.1 0.5(雪 活)重力荷载作用下框架内力计算 40

3.5.2 节点不平衡弯矩(顶层边跨梁梁端最大负弯矩) 42

3.5.3水平地震作用下横向框架内力计算 46

第四章 框架内力组合 50

4.2 框架梁、柱的内力组合 51

4.3框架梁、柱的控制截面及最不利内力 51

第五章 框架梁柱截面设计 59

5.1框架梁正截面、斜截面设计 59

第六章 楼梯结构设计计算 77

6.1 梯段板计算 77

6.2 休息平台板计算 78

6.3 梯段梁TL1计算 79

第七章 现浇楼面板设计 80

7.1楼板布置 80

7.2跨中最大弯矩 80

7.3求支座中点最大弯矩 82

7.4 A区格 82

7.5板的配筋 83

第八章 基础设计 85

8.1 荷载计算 85

8.2确定基础底面积 86

第一章 结构选型与布置

1.1工程概况及设计资料

1.1.1工程概况

“镇江合力科技有限公司食堂框架结构设计”为实际工程,位于江苏省镇江市。建筑场地长宽约长30m 宽21m,建筑高度约17m,室内外高差0.45m,本工程建筑层数为五层。建筑结构安全等级为二级,设计使用年限为50年,地基基础设计等级为丙级,框架抗震等级为三级,建筑抗震设防类别为标准设防类,抗震设防烈度为7 度(基本地震加速度为 0.15 g) ,地震分组为第一组。

1.1.2工程地质资料

(1)经勘察查明,根据地层的沉积特点和物理力学特性自上而下共可划分为3层,各土层描述如下:

①层:素填土,灰褐色,主要成分为粉质粘土。该层土场地普遍分布,约0.5m厚。

②层:中密卵石。该层土场地普遍分布,约5.2m厚。

③层:密卵石,该层土本次钻探未钻穿。

(2)基础型式及持力层:本工程采用柱下独立基础;基础持力层位于第2层密卵石,地基承载力特征值 Fak=260KPa

(3)本工程地下水埋深为10米左右,地下水对钢筋混凝土结构不具侵蚀性。

(4) 建筑场地类别: I类。

1.1.3施工技术条件

本工程由大型建筑工程公司承建,设备齐全,技术良好。水、电供应由建设单位保证。

1.1.4材料供应

三材及一般材料能按计划及时供应

1.2结构选型与结构布置

1.2.1结构选型

本工程采用钢筋混凝土框架结构。因为框架结构是由梁、柱构件通过节点连接形成的骨架结构,其特点是由梁、柱承受竖向和水平荷载,墙体起围护作用,其整体性和抗震性能较好,适用于本工程。

1.2.2结构布置

1.平面布置

本工程为多层建筑,建筑高度较小,考虑建筑设计方案以及抗震设防要求等因素,本工程的平面现状选为矩形,其优点是简单、规则、对称,有利于抗震和施工。

2.立面布置

本工程食堂共五层,层高均为3.2m,屋顶女儿墙高0.6m,室内地坪设计标高为±0.000m ,室内外高差 0.45m。

        1. 柱网布置及次梁设置

按设计任务书的要求,考虑到建筑的使用功能和结构的经济性,本工程柱网布置方式为:横向 3 跨,跨度均为 7m,纵向为 5 跨,跨度均为 6m。可满足房间的要求和上部结构分割灵活的特点。

根据建筑设计方案,本工程建筑布置比较规整,略有复杂,跨度适中,结构传力体系明确。综合考虑工程施工和工程造价的因素,水平承重结构采用现浇混凝土双向板肋梁结构。

        1. 缝的设置

本工程地质条件良好,地基均匀,四周不设 底层裙房,所以可不设置沉降缝。本工程尚未在中间设置伸缩缝,在施工时设置后浇带和采用低收缩性混凝土。本结构平面为矩形,房屋沿高度方向无错层,房屋各部分的刚度、高度及重量相差不大,故不设置防震缝。

        1. 基础方案

本工程建设场地和地基条件较好。荷载分布均匀,建筑层数小于 7 层,根

据《建筑地基基础设计规范》第 3.0.1 条规定,该地基属于丙级地基。本建筑采用柱下独立基础。根据场地条件,取②层中密卵石层为持力层,地基承载力特征值

载力特征值 fk  260 kPa ,基础埋深取 1.8m。

6.楼梯方案

根据建筑设计方案以及结构的经济性,本工程采用双跑的现浇板式楼梯。

本工程结构平面布置图如下:

图 1-1 标准层梁布置图

图1-2 顶层梁布置

第二章 确定计算简图

2.1确定计算简图

图 2-1 计算简图

2.2梁柱截面尺寸

1.框架内柱:500×500mm,框架内柱:500×600

2.梁:横向框架梁:300mm×600mm 。纵向框架梁250mm×550mm 。电间次梁:250mm×550mm

3.板厚:100mm。

2.3材料强度等级

混凝土梁板采用 C30、柱采用 C30,受力钢筋采用 HRB400 钢筋,分布钢筋采用 HPB300 钢筋。2.4荷载计算

本计算以③轴线横向框架为计算分析对象。

2.4.1屋面横梁竖向线荷载标准值

(1)恒荷载

屋面永久荷载标准值

35mm 厚架空隔热板

0.035 × 25 = 0.875kN ∕ m2

防水层

0.4kN ∕ m2

20mm 厚 1:2.5 水泥砂浆找平层

0.02 × 20 = 0.4 kN⁄m2

100mm 厚钢筋混凝土现浇板

0.1 × 25 = 2.5kN ∕ m2

12 厚纸筋石灰粉平顶

0.012 × 16 = 0.192kN⁄m2

屋面永久荷载标准值

4.37kN⁄m2

梁自重

每跨

0.3× 0.6 × 25 = 4.5kN/m

梁侧粉刷

2 × (0.6 − 0.1) × 0.02 × 17 = 0.34kN/m

合计

4.84kN/m

作用在顶层框架梁上的线恒荷载标准值

图 2-2 屋面梁受力节点

梁自重

g5AB1 = g5BC1 = g5CD1 = 4.84kN⁄m

板传来的荷载

g5AE2 = g5EB2= g5BF2 = g5FC2 =g5CG2 = g5GD2 = 4.37 × 3.5 ÷ 2 × 2 = 15.295kN/ m

(2)活荷载

作用在顶层框架梁上的线活荷载标准值为

g5AE2 = g5EB2= g5BF2 = g5FC2 =g5CG2 = g5GD2 = 0.7 × 3.5÷ 2 × 2= 22.45kN/ m2.4.2楼面横梁竖向线荷载标准值

(1)永久荷载

8mm 厚陶瓷地砖面层水泥砂浆擦缝

0.008 × 20 = 0.016kN⁄m2

20mm 厚1:4干硬性水泥砂浆

0.020 × 20 = 0.4kN⁄m2

素水泥浆一道

100mm 厚钢筋混凝土现浇板

12mm厚板底粉刷

楼面永久荷载标准值

3.108kN⁄m2

作用在框架梁上的线恒荷载标准值

四层:

图 2-3 二至四层梁受力节点

梁自重

g4AB1 = gBC1 = gCD1 = 4.84 kN⁄m

板传来的荷载

g4AE2 =3.108 ×3.5 ÷ 2 3.108×2.3÷2= 9.01kN/ m

g4EB2=g4BF2 = g4FC2 =g4CG2 = g4GD2

=3.108 × 3.5 ÷ 2 × 2 = 10.878kN/ m

q4AE =2.5×3.5÷2 3.5×2.3÷2=8.4kN/ m

q4EB=q4BF =q4FC =q4CG = q4GD = 2.5 ×3.5÷2×2 =8.75kN/ m

图 2-5 恒荷载作用下结构计算简图

图 2-6 活荷载作用下结构计算简图

2.4.3屋面框架节点集中荷载标准值

(1)永久荷载

边跨纵向框架梁自重

0.55 × 0.25 × 25 × 6 = 20.625kN

粉刷

2 × (0.55 − 0.10) × 0.02 × 6 × 17 = 1.836kN

0.6m 高女儿墙

0.6 × 6 × 2.36 = 8.496kN

内墙抹灰

外墙装修

0.6 ×6× 0.4=1.44kN

0.6 ×6× 0.5=1.8kN

纵向框架梁传来屋面自重

(2.5 6) × 0.5 × 3.5 × 4.37× 0.5 =32.5kN

顶层边节点集中荷载

G4A = G4D =66.697kN/m

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