石家庄某新建小区某六层住宅楼框架结构设计毕业论文.doc

目录第一章结构平面布置及结构计算简图的确定11.1构件截面尺寸的确定21.2框架梁柱的线刚度计算2第二章荷载计算32.1恒荷载计算32.2楼面活荷载计算6第三章内力计算73.1恒荷载作用下的内力计算73.2活荷载作用下内力计算13第四章水平地震作用的计算234.1荷载计算244.2重力荷载代表值计算244.3地震作用下框架侧移计算D值法244.4多遇水平地震作用标准值以及位移计算264.5弯矩计算27第五章内力组合335.1底层梁的内力组合335.2底层柱的内力组合34第六章框架梁的截面设计与配筋356.1正截面受弯承载力的计算356.2 斜截面受剪承载力37第七章框架柱的截面设计与配筋39第八章双向板设计428.1荷载设计值428.2计算跨度428.3弯矩计算428.4截面设计4434 / 35第一章 结构平面布置及结构计算简图的确定1.1构件截面尺寸的确定1. 梁的截面尺寸：梁高h= 取h=1/12=1/12×7200=600mm梁宽b=<>h 取b=1/2h=1/2×600=300mm2. 柱的尺寸为b×h=500mm500mm3. 楼板为现浇双向板,板厚为120mm1.2框架梁柱的线刚度计算混凝土C30 =3.0×10KN/m²现浇框架结构惯性矩为：I= 边框架梁为I= 线刚度i=AB跨梁=BC跨梁=柱的线刚度：=第二章 荷载计算2.1恒荷载计算屋面框架梁线荷载标准值屋18屋面恒荷载 AB跨梁框架梁自重 梁侧粉刷 BC跨梁自重 梁侧粉刷 因此,作用在顶层框架梁上的线荷载为：楼面线框架梁线荷载标准值楼38 楼面恒荷载 AB跨框架梁及梁侧粉刷 AB跨填充梁自重墙面粉刷 BC跨梁及梁侧粉刷 BC跨填充自重 墙面粉刷 因此,作用在中间屋框架梁上的线荷载为屋面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重 边柱连系梁粉刷 1m女儿墙自重 1m女儿墙粉刷 连系梁传来屋面自重 屋顶边节点集中荷载 中柱连系梁自重 中柱连系梁粉刷 连系梁传来屋面自重 屋顶中节点集中荷载 屋面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重 边柱连系梁粉刷 墙体自重 墙体粉刷 框架柱自重 框架柱粉刷 连系梁传来楼面自重 中间层节点集中荷载 中柱连系梁自重 中柱连系梁粉刷 框架梁自重 框架梁粉刷 连系梁传来屋面自重 中间层中节点集中荷载 恒荷载作用下的结构计算简图如下：2.2楼面活荷载计算活荷载作用下的结构计算简图如下：第三章 内力计算3.1恒荷载作用下的内力计算恒荷载C竖向荷载作用下的内力计算采用分层法,以顶层为例。把梯形荷载转化为等效的均布荷载对BC段对AB段标准层计算把梯形荷载转化为等效均布荷载对BC段 对AB段 3.2活荷载作用下内力计算1 顶层 对于BC段 对于AB段 标准层 对于BC段 对于AB段第四章水平地震作用的计算该建筑高度为18.6m,且质量和刚度沿高度均匀分布,可采用底部剪力法来计算。4.1荷载计算屋面重力值：G面=4.07×3.9×11.4= 180.95kN楼面重力值：G板=2×3.9×11.4= 98.92kN梁重力值：G梁=3.9×3.03×3+11.4×3.03×2=104.54kN柱重力值：G标柱=6.59×2.8=18.45kNG底层柱=6.59×3.9=25.70kN墙重力值：G女儿墙=2.34×3.9×2=18.25kNG标准墙=<11.4-2×0.5> ×2+3.9×3+3×2+2.5×2×5.97=197.61kNG底层墙=275kN活载Q=3.9×11.4×2=88.92kN4.2重力荷载代表值计算G6=G板+G梁+G上柱/2+G女儿墙+F活/2+G墙/2=180.95+96.35+18.45/2+18.25+88.92/2+197.2=448.04kN G5=G4=G3=G2=G1=G板+G梁+G上柱+G标准墙+F活/2 =180.95+96.35+18.45+197.61+88.92/2=537.82kNG-1=G板+G梁+G上柱/2+G下柱/2+G标准墙+F活/2=180.95+96.35+18.45/2+25.70/2+197.61+88.92/2=541.45kN4.3地震作用下框架侧移计算D值法 计算见下页标准层D值构件名称K=ib/2ic=K/<2+K>D=i12/hC轴柱0.28624257B轴柱0.58349971A轴柱0.40834971D=115199kN/m底层D值构件名称K=ib/2ic=K+0.5/<2+K>D=i12/hC轴柱0.5216410B轴柱0.7049971A轴柱0.61819503D58003kN/m重力作用下的侧移计算层号Gj/kNVi/kND/<kN/m>uj/m64484481551990.00455379851551990.009453715221551990.013353720591551990.018253725961551990.02315413137580030.054U=uj=0.121m4.4多遇水平地震作用标准值以及位移计算：由设防烈度为7度、第一组；场地土为类,由建筑抗震设计规范查得：max=0.08,Tg=0.35s,则横向地震影响系数：=max=0.0780.355 <1.4 Tg=1.4×0.35=0.49,由抗震规范可知无须计算顶部附加集中水平地震作用。n=0结构总水平地震作用标准层：Fek=1Geg=0.084×0.85×3137=223.98kN水平地震作用下的侧移计算层号FikNVi<m>D<kN/m>ue<m>651.5551.551151990.0004552.22103.771151990.0009442046146.231151990.0013332.79179.021151990.0016223.13202.151151990.0018112.89215.04580030.0037 一层 0.0037/3.9 = 1/1054 < 1/550 满足要求4.5弯矩计算C轴反弯点位置层号h/mKy0y1y2Y3yyh/m62.80.80.350000.350.9852.80.80.400000.401.1242.80.80.450000.451.2632.80.80.450000.451.2622.80.80.500000.501.413.91.130.650000.552.54B轴反弯点位置层号h/mKy0y1y2y3yyh/m62.82.180.400000.401.1252.82.180.450000.451.2642.82.180.500000.451.432.82.180.500000.451.422.82.180.500000.501.413.93.070.550000.552.15A轴反弯点位置层号h/mKy0y1y2y3yyh/m62.81.380.400000.401.1252.81.380.450000.451.2642.81.380.450000.451.2632.81.380.450000.451.2622.81.380.500000.501.413.91.940.550000.552.15C轴弯矩计算层号Vi/kND/<kN/m>Dim/<kN/m>Dim/DVim/kNyh/mMc上/kN.mMc下/kN.mMb总/kN.m651.55115199242570.21110.880.9819.8010.6619.805103.77115199242570.21121.901.1236.7924.5347.454146.23115199242570.21130.851.2647.5138.8772.043179.02115199242570.21137.771.2658.1747.7197.042202.15115199242570.21142.651.459.7159.71107.31215.0458003164100.28360.862.5482.77154.58142.48B轴弯矩计算层号Vi/kND/kN/mDim/kN/mDim/DVim/kNyh/mMc上/kN.mMc下/kN.mMb右/kN.mMb左/kN.m651.55115199499710.43422.371.1237.5825.0523.7113.865103.77115199499710.43444.861.2669.0856.5359.4134.724146.23115199499710.43463.461.488.8488.8491.7553.623179.02115199499710.43477.691.4108.77108.77124.7272.892202.15115199499710.43487.731.4122.82122.82146.1785.421215.0458003220900.38181.932.15143.38176.15203.7798.19A轴弯矩计算层号Vi/kND/<kN/m>Dim/<kN/m>Dim/DVim/kNyh/mMc上/kN.mMc下/kN.mMb总/kN.m651.55115199409710.35618.351.1230.8320.5530.835103.77115199409710.35636.941.2656.8846.5477.434146.23115199409710.35652.051.2680.1665.58126.73179.02115199409710.35663.731.2698.1480.30163.722202.15115199409710.35671.971.4100.76100.76181.061215.0458003195030.33672.252.15126.44155.34227.2第五章 内力组合5.1底层梁的内力组合荷载类型截面恒荷载活荷载地震荷载内力组合1.2恒+0.5活+1.3地震1234MVMVMN1-66.4388.95-16.3321.79-263.87163.27276.0318.66131.233-96.03-97.77-23.17-23.84-245.93-175.094-60.8161.23-14.2413.41-313.07214.90510.981.844.7263.28-30.13-0.35-5.91-266.16-172.665.2底层柱的内力组合柱号荷载类型截面恒荷载活荷载地震荷载内力组合1.2恒+0.5活+1.3地震36.989.08157.4318.494.54225.87N1097.33163.231532.08B18.504.8211.479.252.4241.54N1363.82289.982108.99A4.50.76170.232.250.38204.87N757.9778.581407.68第六章 框架梁的截面设计与配筋6.1正截面受弯承载力的计算梁截面尺寸为b×h=300×600.混凝土强度等级为, =1.0 .=14.3N/=0.55,纵向钢筋采用HRB335钢,=300N/,箍筋采用HPB235先假定按单筋矩形截面计算.则=35,=h-=600-35=565则梁所能承受的最大弯矩为 =1.0×14.3×300×0.55×565×565×1-0.5×0.55 =546.08KN·m由计算得底层AB跨梁和BC跨梁最大弯矩设计值均小于,所以均可按单筋梁配筋.底层梁的配筋计算公式CB梁BA梁支座左截面跨中截面支座右界面支座左截面跨中截面支座右界面M263.87131.23245.93313.0744.72266.16.01930.0960.1800.2290.0330.1940.2160.1010.200.2640.0340.2181745816161621332751761360360360360360360实配钢筋6.2 斜截面受剪承载力6.2.1对BC跨梁.BC跨梁的最大剪力 =175.09KN 验算截面尺寸： 矩形截面 =565,因/b=565/300=1.9<4,属于一般梁0.25=0.25×1.0×14.3×300×565=606 KN>=175.09KN截面尺寸满足要求 0.7=0.7×1.43×300×565=170KN所以应按计算配筋计算所需腹筋： 采用8双肢箍筋,由=0.7+1.25可得箍筋间距 s=41790.24×=0.24×=0.1144=0.008可取s=200mm=0.1580.1144满足最小配箍率.6.2.2对BA跨梁.BC跨梁的最大剪力 =214.9KN 验算截面尺寸： 矩形截面 =565,因/b=565/300=1.9<4,属于一般梁0.25=0.25×1.0×14.3×300×565=606 KN>=214.9KN截面尺寸满足要求 0.7=0.7×1.43×300×565=170KN所以应按计算配筋计算所需腹筋： 采用8双肢箍筋,由=0.7+1.25可得箍筋间距 s=473.70.24×=0.24×=0.1144=0.071可取s=200mm=0.1680.1144满足最小配箍率.第七章 框架柱的截面设计与配筋柱截面配筋计算：截面尺寸b×h=500×500.以底层柱计算为例,计算高度为3.9m,环境类别为一类,混凝土强度等级,=1.0,=0.8,=14.3N/纵向受力钢筋为HRB335=300 N/,=0.550对C柱进行配筋计算设=40,=500-40=460,=157430000/1532080=102.8=20或=16.7,取=20.=102.8+20=122.8.=3900÷500=7.8>5 应考虑偏心距增大系数.=1.17>1.0 取=1.0=3900÷500=7.8<15 取=1.0=1+=1+=1.16=1.16×122.8=142.50.3=0.3×460=138mm0.3=142.5+500/2-40=352.5按对称配筋考虑,计算=1.0×14.3×500×0.55×460=1808.95KN>N=1532.08KN符合大偏心条件,属于大偏心受压.=1532.08×10³/1.0/14.3/500=214.3x2=80mm=<0可取=0.007×500×500/2=875最后选用418钢筋实配钢筋每侧1017箍筋采用HPB2358,可按满足构造要求配筋,=0.24×1.43/210=0.163=123.9 故,箍筋取8120对B柱进行配筋计算设=40,=500-40=460,=211470000/2109000=100.3=20或=16.7,取=20.=100.3+20=120.3.=3900÷500=7.8>5 应考虑偏心距增大系数.=0.85 取=0.85=3900÷500=7.8<15 取=1.0=1+=1+=1.141=1.141×120.3=137.30.3=0.3×460=138mm0.3为小偏心构件=137.3+500/2-40=347.3=0.624=658.2可取=0.007×500×500/2=875最后选用418钢筋实配钢筋每侧1017箍筋采用HPB2358,可按满足构造要求配筋,=0.24×1.43/210=0.163=123.9 故,箍筋取8120第八章 双向板设计设计资料：楼面活荷载q2KN/,板自重加上粉刷层等,恒荷载g4KN/,采用C30混凝土,板中钢筋采用HRB335钢筋,板厚取120。按弹性理论设计8.1荷载设计值q1.4×22.8 KN/g1.2×44.8KN/ gq/2=4.8+2.8/2=6.2 KN/ q/2=2.8/2=1.4 KN/ g+q=4.8+2.8=7.6 KN/8.2计算跨度 内跨 ：边跨：各区格板计算跨度列表8.3弯矩计算跨中最大弯矩为当内支座固定时在g=q/2作用下的跨中弯矩值与内支座铰支时在q/2作用下的跨中弯矩值之和。本题计算时混凝土的泊松比取0.2；支座最大负弯矩为当内支座固定时在g+q作用下的支座弯矩。 根据不同的支承情况与板跨度,整个楼盖可以分为A,B两种区格板。 A区格板： 查表得：=0.0573+0.2×0.0065gq/2+0.096+0.2×0.020q/2 =0.0573+0.2×0.0065×6.2×3.7×3.7+0.096+0.2×0.020×2×3.7×3.7=6.34=0.0065+0.2×0.0573gq/2+0.020+0.2×0.096q/2 =0.0065+0.2×0.0573×6.2×3.7×3.7+0.020+0.2×0.096×2×3.7×3.7=1.53=-0.1200gq=-0.1200×7.6×3.7×3.7=-12.48KN.m=-0.1200gq=-0.1200×7.6×3.7×3.7=-12.48KN.mB区格板： 查表得：=0.0540+0.2×0.0085gq/2+0.096+0.2×0.020q/2 =0.0540+0.2×0.0085×6.2×3.7×3.7+0.096+0.2×0.020×2×3.7×3.7=6.1 KN.m=0.0085+0.2×0.0540gq/2+0.20+0.2×0.096q/2 =0.0085+0.2×0.0540×6.2×3.7×3.7+0.20+0.2×0.096×2×3.7×3.7=2.18 KN.m=-0.1160gq=-0.1160×7.6×3.7×3.7=-12.07 KN.m=-0.0786gq=-0.0786×7.6×3.7×3.7=-8.2 KN.m对边区格的简支板,取或=0 各区格板分别算的弯矩值见下表8.4截面设计截面有效高度：假定选用ø8钢筋,则方向跨中截面的=120-20=100 方向跨中截面的=92 ,支座截面=100。截面设计用的弯矩为方便计算,近似取=0.95,=截面配筋计算结果及实际配筋见下表参考文献：致谢