二层别墅设计结构设计毕业计算书大学论文.doc
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二层别墅设计结构设计计算书
目录
1、工程概况 2
2、结构选型与布置 2
2.1结构承重方案 2
2.2结构平面布置图 3
2.3梁、柱截面尺寸估算 3
3、荷载计算 3
3.1恒荷载计算 3
3.2活荷载计算 7
3.3荷载平面简图 7
4、PMCAD楼板设计 7
4.1楼板厚度估算 7
4.2楼板配筋简图 7
4.3楼板挠度图 7
4.4楼板裂缝图 7
5、SATWE电算分析 7
5.1结构总信息 7
5.2周期,地震力 18
5.3楼层位移 27
5.4超配筋信息 31
5.5梁配筋简图 31
5.6梁挠度图 31
5.7柱配筋简图及轴压比 31
5.8底层柱最大内力组合 31
6楼梯设计 31
6.1荷载和受力计算 31
6.2配筋面积计算 33
6.3配筋结果 33
7基础设计 34
1.工程概况
本工程为二层别墅设计,建筑面积约487.08平方米。
本建筑主体两层,主体高度为9.6米。
室内外高差为0.65米,。
建筑立面规整,采用马赛克面砖和油漆装饰外墙。
门为实木门,窗为铝合金窗。
本工程结构形式为现浇钢筋混凝土框架异型柱结构,柱混凝土强度等级为C25,各层柱截面见结构施工图。
框架梁混凝土强度等级为C20,截面详见结构施工图。
建筑地点地质条件良好,采用柱下独立基础,基础混凝土强度等级为C25。
设计严格遵守我国现行规范,计算包括荷载计算,内力组合,基础设计,楼梯设计等。
2.结构选型与布置
2.1结构承重方案
2.1.1竖向承重体系选取
选择合理的抗侧力结构体系,进行合理的结构或构件布置,使之具有较
大的抗侧力刚度和良好的抗风、抗震性能,是结构设计的关键。
同时还需要考虑建筑物高度、用途、经济及施工条件等因素。
本工程结构设计采用框架结构体系:
由梁、柱构件通过节点连接而成,具有建筑平面布置灵活、造型活泼等优点,可以形成较大的使用空间,易于满足多功能的使用要求。
在结构受力性能方面,框架结构属于柔性结构,自震周期长,地震反应较小,经合理设计可具有较好的延性性能。
其缺点是结构抗侧刚度较小,在地震作用下侧向位移较大。
2.1.2水平向承重体系选取
本工程结构设计中采用现浇肋梁楼盖结构,肋梁楼盖结构具有良好的技术经济指标,可以最大限度地节省混凝土和钢筋的用量,能充分发挥材料的作用,结构整体性好,抗震性能好,且结构平面布置灵活,易于满足楼面不规则布置、开洞要求,容易适用各种复杂的结构平面及各种复杂的楼面荷载。
2.1.3楼梯方案的选取
本工程结构设计中选取板式楼梯,较为经济受力简单施工方便。
板式楼梯由梯段板、平台板和平台梁组成。
梯段板为带有踏步的斜板,其下表面平整,外观轻巧,施工方便。
2.1.4建筑材料的选取
梁采用C20混凝土;柱、基础采用C25混凝土,;楼梯采用C25混凝土。
2.1.5基础形式的选取
本设计采用柱下独立基础。
2.2结构平面布置(见附图1~3)
2.3梁、柱截面尺寸确定
主梁的跨度一般为5~9米,最大可达12米,主梁高为跨度的1/14~1/8;次梁的跨度即主梁的间距,一般为4~6米,次梁高为跨度的1/18~1/12。
主次梁的宽高比均为1/3~1/2;板的跨度即为次梁的间距,一般为1.8~3.6米,根据荷载的大小和施工要求,板厚一般为60~180mm。
详见结构平面布置图。
框架柱截面高度与宽度均不宜小于300mm,柱剪跨比宜大于2;框架柱中线与框架梁中线的偏心距不宜大于柱截面在该方向宽度的1/4,。
截面尺寸一般由轴压比限值控制:
柱截面形状由建筑施工平面图确定,基本原则为不减少空间使用面积,既以不突出墙体为优,具体截面尺寸由PKPM电算经控制轴压比确定,详见柱结构施工图。
3.荷载计算
3.1恒荷载计算
3.1.1屋面:
刚性防水屋面(有保温层):
水泥彩瓦0.55KN/
25厚水泥砂浆卧瓦层(内配钢筋)0.025×25=0.625KN/
100厚C20混凝土屋面0.1×25=2.5KN/
40厚C20细石混凝土(内配φ4@150双向钢筋)0.04×20=0.8KN/
50厚水泥防水珍珠岩块保温层0.05×2.5=0.125KN/
20厚1:
3水泥砂浆找平层0.02×20=0.4KN/
12厚板底抹灰0.012×20=0.24KN/
合计5.24KN/
3.1.2
(1)楼面:
水磨石地面(10mm面层,20mm水泥砂浆打底,素水泥打底)0.65KN/
100厚钢筋混凝土结构层0.1×25=2.5KN/
20厚板底抹灰0.02×20=0.4KN/
合计3.55KN/
(2)卫生间楼面:
12厚大理石面层,水泥砂浆擦缝,10厚1:
3干硬性水泥,2厚聚氨酯防水涂料。
四周卷起0.60KN/
找坡层:
最低处25厚水泥石灰焦渣砂浆3‰0.04×14=0.56KN/
80厚钢筋混凝土楼板0.08×25=2.0KN/
20厚板底抹灰0.02×20=0.4KN/
合计3.56N/
3.1.3墙自重:
(1)一层墙自重:
1轴、E~H轴,1轴、A~C轴,4轴、F~H轴、4轴、B~C轴:
200厚非承重外墙,外侧贴面砖,内侧20厚抹灰,则墙体线荷载为:
3.6×0.2×12.5+3.6×0.5+3.6×0.36=11.58KN/m
3轴、E~H轴,E轴、1~2轴,D轴、3~5轴,C轴、3~5轴:
200厚非承重内墙,双侧20厚抹灰,则墙体线荷载为:
3.6×0.2×12.5+3.6×0.36×2=11.592KN/m
有门窗外墙:
200厚空心多孔砖:
C1:
(3.6-2.4)×0.2×12.5=3KN/m
C2:
(3.6-1.8)×0.2×12.5=4.5KN/m
C3:
(3.6-1.9)×0.2×12.5=4.25KN/m
C4:
(3.6-1.3)×0.2×12.5=5.75KN/m
C5:
(3.6-1.2)×0.2×12.5=6KN/m
瓷砖外墙面:
C1:
(3.6-2.4)×0.5=0.6KN/m
C2:
(3.6-1.8)×0.5=0.9KN/m
C3:
(3.6-1.9)×0.5=0.85KN/m
C4:
(3.6-1.3)×0.5=1.15KN/m
C5:
(3.6-1.2)×0.5=1.2KN/m
水泥粉刷内墙面:
C1:
(3.6-2.4)×0.36=0.432KN/m
C2:
(3.6-1.8)×0.36=0.648KN/m
C3:
(3.6-1.9)×0.36=0.612KN/m
C4:
(3.6-1.3)×0.36=0.828KN/m
C5:
(3.6-1.2)×0.36=0.864KN/m
铝合金窗:
C1:
1.800KN/m
C2:
1.170KN/m
C3:
0.760KN/m
C4:
1.495KN/m
C5:
0.900KN/m
合计:
C1=5.832KN/mC2:
7.218KN/mC3=6.472KN/mC4=9.223KN/mC5=8.964KN/m
J轴、1~2轴,J轴、2~3轴,J轴、3~4轴:
200厚非承重外墙,外侧贴面砖,内侧20厚抹灰,则墙体线荷载为:
[11.58×(3.6-1.8)+(7.218×1.8)]3.6=9.399KN/m
1轴、C~E轴:
200厚非承重外墙,外侧贴面砖,内侧20厚抹灰,则墙体线荷载为:
[(3.6-0.8×3)×11.58+6.472×0.8×3)]3.6=8.174KN/m
4轴、D~F轴:
200厚非承重外墙,外侧贴面砖,内侧20厚抹灰,则墙体线荷载为:
(8.964×1.2+1.4×11.58)3.6=10.372KN/m
B轴、3~4轴:
200厚非承重外墙,外侧贴面砖,内侧20厚抹灰,则墙体线荷载为:
(5.832×2.4+1.2×11.58)3.6=7.748KN/m
1/B轴、1/2轴~3轴:
200厚非承重外墙,外侧贴面砖,内侧20厚抹灰,则墙体线荷载为:
11.58×12.4=4.825KN/m
(2)二层墙自重:
4轴、H~F轴,4轴、B~C轴,1轴、B~C轴:
200厚非承重外墙,外侧贴面砖,内侧20厚抹灰,则墙体线荷载为:
3.0×0.2×12.5+3.0×0.5+3.0×0.36=10.08KN/m
有门窗外墙:
200厚空心多孔砖:
C1:
(3.0-2.4)×0.2×12.5=1.50KN/m
C2:
(3.0-1.8)×0.2×12.5=3.00KN/m
C3:
(3.0-1.9)×0.2×12.5=5.50KN/m
C4:
(3.0-1.3)×0.2×12.5=4.25KN/m
C5:
(3.0-1.2)×0.2×12.5=1.50KN/m
瓷砖外墙面:
C1:
(3.0-2.4)×0.5=0.30KN/m
C2:
(3.0-1.8)×0.5=0.60KN/m
C3:
(3.0-1.9)×0.5=1.10/m
C4:
(3.0-1.3)×0.5=0.85KN/m
C5:
(3.0-1.2)×0.5=0.91KN/m
水泥粉刷内墙面:
C1:
(3.0-2.4)×0.36=0.216KN/m
C2:
(3.0-1.8)×0.36=0.432KN/m
C3:
(3.0-1.9)×0.36=0.792KN/m
C4:
(3.0-1.3)×0.36=0.612KN/m
C5:
(3.0-1.2)×0.36=0.648KN/m
铝合金窗:
C1:
1.800KN/m
C2:
1.170KN/m
C3:
0.760KN/m
C4:
1.495KN/m
C5:
0.900KN/m
合计:
C1=3.816KN/mC2=5.202KN/mC3=8.152KN/mC4=7.112KN/mC5=6.948KN/m
3轴、H~F轴;2轴、H~F轴;D轴、3~5轴;C轴、3~5轴;C轴、1~1/2轴:
200厚非承重内墙,双面抹灰,则墙体线荷载为:
3.0×0.2×12.5+3.0×1.36×2=9.66KN/
H轴、3~4轴:
(5.202×1.8+10.08×0.9×2)3.6=7.641KN/m
H轴、2~3轴:
10.08×0.9×23.6=5.04KN/m
H轴、1~2轴:
(5.202×1.8+10.08×0.9×2)3.6=7.641KN/m
4轴、D~F轴:
(6.948×1.2+0.7×2×10.08)2.6=8.634KN/m
5轴、C~D轴:
(6.948×1.2+0.6×2×10.08)2.4=8.514KN/m
B轴、3~4轴:
(10.08×2×0.9)3.6=5.04KN/m
B轴、1/2~3轴:
(6.948×1.2+10.08×2×0.6)2.4=8.514KN/m
1轴、E~H轴:
(3.816×2.4+1.2×2×10.08)4.8=6.948KN/m
1轴、C~E轴:
(8.152×2.4+10.18×1.2)3.6=8.828KN/m
3轴、D~F轴:
9.66×1.72.6=6.316KN/m
3轴、B~C轴,1/2轴、B~C轴:
9.66×3.34.2=7.59KN/m
F轴、3~4轴,E轴、1~2轴,E轴、2~3轴:
9.66×2.73.6=7.245KN/m
(3)阁楼层墙自重
E轴、1~2轴:
12.5×2.2×1.1×0.5×0.23.6=0.84KN/m
C轴、1~3轴:
(2.395×4.8+5.8×2.4)7.2=3.53KN/m
2轴、E~H轴:
(12.5×3.2×1.87×0.5×0.2)4.8+{12.5×[1.8×2.77+(1.8+1.139)×0.33×0.5]×0.2}3.6=3.799KM/m
3轴、B~C轴:
[12.5×(1.13×2.26×0.5+2.6×0.5)×0.2]4.2=1.534KN/m
3轴、E~F轴:
{12.5×[1.8×207+(1.8+1.139)×0.33×0.5]×0.2}3.4=4.02KN/m
3.2活荷载计算
楼面2.0KN/
楼梯2.5KN/
不上人坡屋面0.5KN/
3.3荷载平面简图(见附图4~6)
4.PMCAD楼板设计
4.1楼板厚度估算
板厚一般为60mm~180mm,取普通楼面板厚为100mm,卫生间及阳台为80mm。
4.2楼板配筋简图(见附图7~9)
4.3楼板挠度图(见附图10~12)
4.4楼板裂缝图(见附图13~15)
5.SATWE电算分析
5.1结构总信息
总信息
结构材料信息:
钢砼结构
混凝土容重(kN/m3):
Gc=25.00
钢材容重(kN/m3):
Gs=78.00
水平力的夹角(Rad):
ARF=0.00
地下室层数:
MBASE=0
竖向荷载计算信息:
按模拟施工1加荷计算
风荷载计算信息:
计算X,Y两个方向的风荷载
地震力计算信息:
计算X,Y两个方向的地震力
“规定水平力”计算方法:
楼层剪力差方法(规范方法)
特殊荷载计算信息:
不计算
结构类别:
框架结构
裙房层数:
MANNEX=0
转换层所在层号:
MCHANGE=0
嵌固端所在层号:
MQIANGU=1
墙元细分最大控制长度(m)DMAX=1.00
墙元网格:
侧向出口结点
是否对全楼强制采用刚性楼板假定否
强制刚性楼板假定是否保留板面外刚度是
墙梁跨中节点作为刚性楼板的从节点是
采用的楼层刚度算法层间剪力比层间位移算法
结构所在地区全国
风荷载信息
修正后的基本风压(kN/m2):
WO=0.70
风荷载作用下舒适度验算风压:
WOC=0.10
地面粗糙程度:
B类
结构X向基本周期(秒):
T1=0.43
结构Y向基本周期(秒):
T2=0.42
是否考虑风振:
是
风荷载作用下结构的阻尼比(%):
WDAMP=5.00
风荷载作用下舒适度验算阻尼比(%):
WDAMPC=2.00
构件承载力设计时考虑横风向风振影响:
否
承载力设计时风荷载效应放大系数:
WENL=1.00
体形变化分段数:
MPART=1
各段最高层号:
NSTi=3
各段体形系数:
USi=1.30
地震信息
振型组合方法(CQC耦联;SRSS非耦联)CQC
计算振型数:
NMODE=9
地震烈度:
NAF=7.00
场地类别:
KD=II
设计地震分组:
二组
特征周期TG=0.40
地震影响系数最大值Rmax1=0.08
用于12层以下规则砼框架结构薄弱层验算的
地震影响系数最大值Rmax2=0.50
框架的抗震等级:
NF=3
剪力墙的抗震等级:
NW=3
钢框架的抗震等级:
NS=3
抗震构造措施的抗震等级:
NGZDJ=不改变
活荷重力荷载代表值组合系数:
RMC=0.50
周期折减系数:
TC=1.00
结构的阻尼比(%):
DAMP=5.00
中震(或大震)设计:
MID=不考虑
是否考虑偶然偏心:
否
是否考虑双向地震扭转效应:
否
斜交抗侧
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