淮安市某人才基地4号楼设计毕业论文
2020-04-23 08:04
摘 要
本工程是淮安市某人才基地4号楼设计，为多层混凝土框架结构，共六层，其中一层层高4.2m,其余层高3.6m。本工程以手算为主，计算一榀框架的受力，根据建筑所受恒载，活载，风载，地震荷载，进行内力组合后再进行各结构配筋，主要借助Excel表格计算。
关键词：钢筋混凝土，框架结构，结构设计
This project is designed for building 4 of a talent base in Huai'an City. It is a multi-storey concrete frame structure with six stories, one of which is 4.2m high and the other is 3.6m high. This project mainly calculates the stress of a frame by hand. According to the dead load, live load, wind load and earthquake load, the internal force is combined and then the reinforcement of each structure is calculated by Excel table.
Key words: reinforced concrete, frame structure, structural design.
目录
1.设计前期资料 7
1.1 工程名称 7
1.2 项目地点 7
1.3 气象、水文、地质资料： 7
1.4 施工技术条件 7
1.5 建筑方案设计 7
1.6 建筑基本设计参数 9
2.结构布置 9
2.1 结构形式 9
2.2 结构设计参数 9
2.2.1计算单元 9
2.2.2构件材料 10
2.2.3构件尺寸确定 10
2.3 计算简图 11
3． 荷载计算 12
3.1竖向荷载计算 12
3.1.1荷载标准值 12
3.1.2 恒荷载计算 15
3.1.3 活荷载计算 16
3.2水平荷载计算： 20
3.2.1 风荷载计算 20
3.2.2水平地震作用计算 22
3.5.2梁、柱刚度计算 27
3.5.2.1框架梁线刚度计算 27
3.5.2..2框架柱线刚度计算 27
3.5.2.2侧移刚度D值计算： 28
3.5.3自振周期的计算 31
3.5.4地震作用的计算 32
4.荷载作用下的内力计算 37
4.1恒荷载作用下的内力计算 37
1．确定各杆件在该节点的转动刚度 37
计算弯矩分配系数: 37
4.1.2恒载作用下固端弯矩计算 40
4.1.3恒载作用下弯矩二次分配过程 41
4.1.4恒载作用下梁、柱剪力的计算 46
4.1.5恒载作用下柱子轴力计算 49
4.2活荷载作用下的内力计算 51
4.2.1．确定各杆件在该节点的转动刚度 51
4.2.2活载作用下固端弯矩计算 53
4.2.3活载作用下弯矩二次分配过程 54
4.2.4活载作用下梁、柱剪力的计算 58
4.2.5活载作用下柱子轴力计算 61
4.3风荷载作用下的内力计算 63
4.3.1风荷载作用下柱子剪力、弯矩计算 63
4.3.2风荷载作用下梁端弯矩计算 65
4.3.4风荷载作用下梁剪力及柱轴力计算 69
4.4地震作用下的内力计算 74
4.4.1地震作用下柱子剪力、弯矩计算 74
4.4.2地震作用下梁端弯矩计算 76
4.4.3地震作用下梁剪力及柱轴力计算 79
5. 内力组合
1．内力组合（M、N、V） 84
2．本章各内力组合时的单位及方向 84
6.梁柱截面设计 97
6.1框架梁截面设计 97
1．设计基本信息（取1层AB跨梁截面进行计算） 97
2． 梁正截面设计 97
3．梁斜截面设计 99
6.2框架柱截面设计 101
1．设计基本信息（取A轴顶层柱计算） 101
2．柱子柱顶截面纵筋设计 101
7 板的设计 105
7.1 现浇楼板的种类 105
7.2 第四层楼面双向板内力配筋计算 105
7.2.2双向板截面配筋计算 107
8.楼梯设计 110
8.1 现浇梯段板的计算 110
8.2 平台板的计算 112
8.3 平台梁（TL-2）的计算 114
9.基础设计
9.1 基础设计基本信息 117
9.2 荷载计算 117
9.3 基础尺寸选取与验算 118
9.4 基础的配筋
122
1.设计前期资料
1.1 工程名称
淮安市某人才基地4号楼建筑与结构设计
1.2 项目地点
图纸附图
1.3 气象、水文、地质资料：
(1)主导风向：亚热带季风气候。基本风压值W0=0.40kN/m2。
(2) 建筑物地处市郊区，不考虑雪荷载和灰荷载作用。
(3)地质资料：场地土壤属Ⅱ类场地土。
(4)抗震设防：此建筑物为一般建筑物，抗震设防烈度为7度。设计地震分组第二组。
(6)地基承载力320kPa。
1.4 施工技术条件
满足现浇框架结构要求
1.5 建筑方案设计
根据房屋建筑学、民用建筑设计通则、民用建筑设计防火规范等相关建筑知识进行建筑方案设计，针对工程的使用性质作出具体的设计。功能分区要细致合理、符合规范，使建筑物发挥出其应有的功能。详细布局见图1-1、图1-2。
图1-1平面图
图1-2立面图
1.6 建筑基本设计参数
表1-1 设计尺寸参数（单位：mm） | |||
主要开间 | 6000X6000 | 总开间尺寸 | 36000 |
主要进深 | 6600X1800X6600 | 总进深尺寸 | 15000 |
层数 | 5F | 基础埋深 | 1400 |
层高 | 4200（1F） | 女儿墙高 | 600 |
3600（2-4F） | 外墙厚 | 200 | |
3600（5F） | 内墙厚 | 200 | |
注： | 具体尺寸详见图 | ||
2.结构布置
2.1 结构形式
框架混凝土。
2.2 结构设计参数
2.2.1计算单元
根据建筑使用功能要求以及建筑施工图，此工程确定采用钢筋混凝土框架结构方案，根据工程建筑布局，选取6轴线框架进行计算。
图2-1 结构布置图
2.2.2构件材料
表2-1 工程使用材料 | ||
构件 | 混凝土 | 钢筋 |
梁 | C30 | HRB400 |
柱 | C35 | HRB400 |
板 | C30 | HRB400 |
楼梯 | C30 | HRB400 |
基础 | C35 | HRB400 |
2.2.3构件尺寸确定
1.梁尺寸确定原则：梁截面宽度为跨度的1/8-1/12；梁截面宽度为截面高度的1/3-1/2。计算过程如下：
以L（A-B）为例计算过程如下：
h=6600X(1/12～1/8) = 550 ～ 825 取 h= 600 mm
b=600X(1/3～1/2) = 200 ～ 300 取 h= 300 mm
故该框架的横梁初步设计截面尺寸为b×h= 300 mm x 600 mm
以L（B-C）为例计算过程如下：
h=1800X(1/12～1/8) = 150 ～ 225 取 h= 500 mm
b=500X(1/3～1/2) = 166.667 ～ 250 取 h= 300 mm
故该框架的中梁初步设计截面尺寸为b×h= 300 mm x 500 mm
以L（1-2）为例计算过程如下：
h=6000X(1/12～1/8) = 500 ～ 750 取 h= 600 mm
b=600X(1/3～1/2) = 200 ～ 300 取 h= 300 mm
故该框架的纵梁初步设计截面尺寸为b×h= 300 mm x 600 mm
2、板尺寸根据规范《混凝土结构设计规范》9.1.2板的跨厚比单向板不大于30，双向板不大于40要求，综合考虑本工程取屋面板厚为100mm，楼面板厚为100mm。
3、柱尺寸确定原则：初估框架柱截面尺寸，以受荷面积最大的柱为例：
符号 | 名称 | 取值 | 计算过程 |
µN | 框架柱的轴压比限值 | 0.85 | |
Ac | 框架柱的截面面积 | 172236.9849 | =2444904/(0.85*16.7) |
fc | 柱混凝土抗压强度设计值 | 16.7 | |
N | 柱轴向压力估算值 | 2444.904 | =1.2*14*25.2*1.05*1.1*1*5 |
γG | 竖向荷载分项系数1.2 | 1.2 | |
q | 每层单位面积的竖向荷载,可取12-14kN/m² ，取最大 | 14 | |
S | 柱一层的受荷面积 | 25.2 | =4.2*6 |
α1 | 考虑水平力产生的附加系数取1.05 | 1.05 |
|
α2 | 边柱轴向力增大系数，边柱α2 =1.1 | 1.1 | |
β | 柱由框架梁与剪力墙连接时,柱轴力折减系数 | 1 | |
n | 本工程层数 | 5 | |
bc=hc | 柱子尺寸 | 415.01 | 最终确定为500X500 |
2.3 计算简图
根据工程地质条件，假设基础底标高为-1.1m，基础假设高度0.6m，则底层柱计算高度为4.2 1.1-0.6=4.8m，其他层柱高度同层高。框架计算简图见图2-2。
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