某框架结构住宅楼基础设计.doc
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大连理工大学网络教育学院
本科生毕业论文(设计)
题目:
某框架结构住宅楼基础设计
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摘要
框架结构应用于多层建筑非常广泛,框架梁、柱如果科学、合理的分布就可以让建筑物的使用功能发挥到最大功效,结构也更加科学化、规范化。
既可以满足空间的灵活布置,将框架承受的竖向荷载和侧向力的作用考虑到,又可以满足抵抗水平和竖向荷载。
本次设计过程分为建筑部分与结构部分,每一部分都根据科学的规范和实际情况来设计,建筑设计部分包括建筑方案的设计思路、建筑做法、建筑的平立剖设计。
此次毕业设计中该建筑物结构采用现浇钢筋混凝土框架结构,结构方案包括计算简图、荷载计算、框架内力、梁柱板的配筋计算、基础楼梯等等。
结构计算部分应用PKPM系列软件,以保证计算结果的可靠性,并达到同手算结果对比、分析的目的,主要用到了PMCAD、SATWE、JCCAD、LTCAD模块。
关键词:
框架结构;现浇钢筋混凝土框架;荷载计算;PKPM系列软件
Abstract
Framestructureappliedinmulti-storeybuildingisveryextensive,framebeamandcolumnifthescientificandreasonabledistributioncanmaketheusefunctionofthebuildingtothemostpowerful,thestructureisalsomorescientificandstandardized.Cansatisfythespaceflexiblelayout,willframeunderverticalloadandlateralforceconsidering,andcanmeettheresistancelevelandverticalload.Thedesignprocessisdividedintobuildingpartandstructureparts,eachpartisaccordingtothescientificstandardandactualconditiontodesign,architecturedesignincludesarchitecturalplandesign,constructionmethods,constructionoftheflatverticalcuttingdesign.Thegraduationdesignofthebuildingstructureusingcast-in-placereinforcedconcreteframestructure,thestructureschemeincludingthecalculationofschematicdiagram,loadcalculation,frameworkofinternalforce,LiangZhuBanreinforcementcalculation,basicstairandsoon.StructuralcalculationpartapplicationPKPMseriessoftware,inordertoensurethereliabilityofthecomputation,andtocalculatetheresultscontrastwiththehand,thepurposeoftheanalysis,mainlytheuseofthePMCAD,SATWE,JCCAD,LTCADmodule.
目录
中文摘要 I
Abstract II
前言 1
第一章工程概况 2
第二章结构选型及结构布置 3
第三章确定结构计算简图 4
第四章荷载计算 6
第五章框架内力计算 14
第六章框架内力组合 28
第七章柱截面的设计与配筋 32
第八章框架梁截面的设计与配筋 36
第九章基础设计 39
第十章现浇板的设计 42
第十一章板式楼梯设计 49
结论 54
致谢 55
参考文献 56
II
前言
毕业设计是对大学四年,最后的实践性演练,这有利于提高我们的综合素质。
我们在理论学习的同时,加强了实际操作能力和动手能力。
在本次毕业设计中我选择了钢筋混凝土框架结构,遵循由建筑到结构,再到基础的设计过程,并根据建筑物的地形、周边的天气状况和环境,合理布置建筑总平面,综合考虑各个部分的具体使用要求,统筹相互间的关系和位置,使建筑各部分人流组织通畅,建筑流线简捷、明确,以取得良好的使用效果、景观效果和经济效果。
第一章工程概况
1.建设项目名称:
南湖花园C型住宅楼
2.建设地点:
重庆市
3.设计资料:
3.1.帝制水文资料:
地形概述:
拟建场地地形平缓,地面标高在70.00~75.00之间。
自然地表1m内为填土,填土承载力特征值:
80Kpa;填土下层为3m厚粘土,粘土承载力特征值:
220Kpa;粘土下层为强风化岩,风化岩承载力特征值:
350Kpa,地下水位较深,不考虑其影响。
3.2.气象资料:
温度:
最热月平均30.1度,最冷月平均4.2度,夏季极端最高39.8度,冬季极端最低-8.5度。
相对湿度:
最热月平均73%。
全年主导风向:
全年为偏南风,夏季为西南风,地面粗糙程度为C类。
基本风压为:
0.30kN/m2
基本雪压为:
0.40kN/m2
3.3.抗震设防要求:
地震设计烈度为7度,抗震等级为三级。
近震、二类场地、特征周期Tg=0.3s、
3.4.施工条件和能力:
工程所需预制构件和其它建筑材料供应地点均在10KM以内,运输条件良好。
设备条件:
有各类塔吊、自行式起重机、井架、砼搅拌机、灰浆机等,供工地选用。
水电条件均由业主保障供应。
劳动力供应情况:
劳动力由建筑公司统一调配,能够满足施工中劳动力的需要。
第二章结构选型及结构布置
1.结构承重方案选择
根据建筑功能要求以及建筑施工的布置图,本工程确定采用框架承重方案,
2.主要构件选型
(1)框架结构形式:
现浇钢筋混凝框架、现浇楼盖。
砼采用C30
(2)墙体采用:
灰砂砖;墙体厚度:
240mm
(3)楼梯:
采用板式楼梯
(4)基础采用:
柱下独立基础
3.梁﹑柱截面尺寸估算
主要承重框架:
取L=5700mmh=(1/8~1/12)L=712mm~475mm取h=550mm.
取b=250mm
主要框架梁初选截面尺寸为:
b×h=250mm×550mm
次要承重框架:
取L=5400mmh=(1/12~1/15)L=450mm~360mm取h=500mm
取b=250mm
故次要框架梁初选截面尺寸为:
b×h=250mm×500mm
(3)框架柱:
取b=h故次要框架梁初选截面尺寸为:
b×h=500×500mm
第三章确定结构计算简图
1.确定框架计算简图
取⑤轴框架进行计算,框架的计算单元如图所示。
假定框架柱嵌固于基顶,负一层柱高从基础顶面算至一层楼面,高为3.50m。
其余层柱高从楼面算至上一层楼面(即层高),故均为3.00m,由此可绘出框架计算简图3.1:
2.相对线刚度计算
对于中框架梁取I=2I0
AB跨梁:
i=EI/L=3.0×107×2×1/12×0.25×0.553/5.7=3.65×104KN.m
BD跨梁:
i=EI/L=3.0×107×2×1/12×0.25×0.553/5.1=4.07×104KN.m
负一层柱:
KN.m
其余层柱:
KN.m
令=1.0,则其余杆件的相对线性刚度为:
第四章荷载计算
1、恒载标准值计算
①屋面恒载
防水层(刚性):
30厚C20细石砼0.03×24=0.72KN/m
找平层:
15厚水泥沙浆0.015X20=0.3KN/m
找坡层:
30厚水泥石灰焦渣2%找坡0.03×14=0.42KN/m
保温层:
60厚矿渣水泥0.6×1.45=0.87KN/m
结构层:
120厚现浇钢筋混凝土板0.12X25=3KN/m
抹灰层:
10厚混合沙浆0.01×17=0.17KN/m
∑=5.36KN/m
②住宅楼面恒载
大理石面层,水泥砂浆檫逢
30厚1:
3干硬性水泥砂浆,面上撒2厚素水泥1.16KN/
水泥结合层一道
结构层:
120厚现浇钢筋混凝土
抹灰层:
10厚混合砂浆
∑=4.33KN/㎡
③厕所楼板恒载
陶瓷砖地面0.65KN/㎡
15厚1:
2水泥砂浆找平0.015×20=0.30KN/㎡
40厚C20细石混凝土0.04×24=0.96KN/㎡
300厚1:
6水泥炉渣垫层0.3×14=4.2KN/㎡
20厚1:
2.5水泥砂浆保护层0.02×20=0.4KN/㎡
15厚聚氨脂涂料防水层0.05KN/㎡
20厚1:
2.5水泥砂浆找平层0.02×20=0.4KN/㎡
120厚钢筋混凝土板0.12×25=3KN/㎡
板底抹灰0.4KN/㎡
∑=10.36KN/㎡
④梁自重(b×h=250×550)
梁自重25×0.25(0.55-0.12)=3.23KN/m
抹灰层:
10厚混合浆0.01×17×[(0.55-0.12)×2+0.25]=0.20KN/m∑=3.43KN/m
⑤梁自重(b×h=250×500mm)
梁自重25×0.25(0.50-0.12)=2.38N/m
抹灰层:
10厚混合浆0.01×17×[(0.50-0.12)×2+0.25]=0.18KN/m∑=2.56KN/m
⑥梁自重(b×h=250×450mm)
梁自重25×0.25×(0.45-0.12)=2.06KN/m
抹灰层:
10厚混合浆17×0.1×[(0.45-0.12)×2+0.25]=0.15KN/m∑=2.22KN/m
⑦梁自重(b×h=250×400mm)
梁自重25×0.25×(0.4-0.12)=1.75KN/m
抹灰层:
10厚混合浆17×0.1×[(0.40-0.12)×2+0.25]=0.14KN/m∑=1.89KN/m
⑧外纵墙自重
标准层:
纵墙0.9×0.24×18=3.89KN/m
铝合金窗0.35×1.5=0.53KN/m
水刷石外墙面1.5×0.5=0.75KN/m
水泥粉刷内墙面1.5×0.36=0.54KN/m
∑=5.71KN/m
底层:
纵墙(3.5-2.1.0.5-0.4)×0.24×18=1.73KN/m
卷帘们门2.1×0.2=0.42KN/m
水刷石外墙面0.6×0.5=0.30KN/m
水泥粉刷石内墙面0.6×0.36=0.22KN/m
∑=2.67KN/m
⑨内纵墙自重
标准层:
纵墙2.4×0.24×18=10.37KN/m
水泥粉刷石墙面0.6×0.36=1.73KN/m
∑=12.10KN/m
⑩阳台栏杆自重
栏杆自重0.12×18+0.05×25=3.63KN/m
铝合金窗1.5×0.35=0.53KN/m
水刷石外墙面1.5×0.5=0.75KN/m
水泥粉刷内墙面1.5×0.36=0.54KN/m
∑=5.45KN/m
⑩女儿墙天沟自重(做法:
墙高700㎜,100㎜厚的砼压顶)
0.24×0.7×18+0.1×24×0.24+0.01×(0.8×2+0.24)×17=3.91KN/m
天沟自重:
[0.5×0.08+(0.3-0.08)×0.08]×24=1.38KN/m
∑=5.29KN/m
2、活荷载设计标准值计算
屋面和楼面活荷载标准值根据《荷载规范》查得:
不上人屋面0.5KN/㎡
楼面、厕所2KN/㎡
阳台2.5KN/㎡
雪荷载
屋面活荷载和雪荷载不同时考虑,两者中取较大值
3、竖向荷载下框架
屋顶:
第五章框架内力计算
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化名:
李涛(山西长治人)
1、恒载和活栽计算
①挑梁A
屋面板传荷载:
恒载=梁自重+女儿墙天沟自重=2.22+5.29=7.51KN/m
楼面板传荷载:
恒载=梁自重+栏杆自重=2.22+5.45=7.67KN/m
②A~B框架梁
屋面板传荷载:
恒载=梁自重+板传荷载=3.81+8.99+7.92=20.72KN/m
活载=板传活载=0.89+0.79=1.68KN/m
楼面板传荷载(A~2/A):
恒载=梁自重+墙自重+板传荷载=3.43+12.01+7.74+4.87=28.42KN/m
活载=板传活载=3.57+2.25=5.82KN/m
楼面板传荷载(2/A~B):
恒载=梁自重+墙自重+板传荷载=3.43+12.10+7.74+2.36=26.01KN/m
活载=板传活载=3.57+1.09KN/m
③B~D框架梁
屋面板传荷载:
恒载=梁自重+板传荷载=3.43+8.20+7.52=19.53KN/m
活载=板传活载=0.80+0.75=1.55KN/m
楼面板传荷载(B~C):
恒载=梁自重+板传荷载=3.43+2.38=5.81KN/m
活载=板传活载=0.92KN/㎡
楼面板传荷载(C~D):
恒载=梁自重+墙自重+板传荷载=3.43+4.87+4.87+12.1=25.65KN/m
活载=板传活载=2.25+2.25=4.50KN/m
④D~1/D挑梁
屋面板传荷载:
恒载=梁自重+女儿墙天沟自重=2.22+2.36+5.29=9.87KN/m
活载=板传活载=0.23KN/m
楼面板传荷载:
恒载=梁自重+墙自重+板传荷载=2.22+2.03+13.27=17.52KN/m
活载=板传活载=0.94KN/m
⑤D轴柱纵向集中荷载:
顶层柱:
恒载=14.53×2.7+(8.65+5.29)×1.95=66.41KN
活载=(0.35+0.85)×2.7+0.61×1.95=4.43KN
其他层柱:
恒载=63.65+15.23=748.88KN
活载=12.17+4.74=16.91KN
⑥B轴柱纵向集中荷载:
顶层柱:
恒载=19.54×2.7+14.74×1.95=79.66KN
活载=1.7×2.7+1.22×1.95=6.97KN
其他层柱:
恒载=44.51+35.15=79.66KN
活载=6.40+13.18=19.58KN
⑦A轴柱纵向集中荷载:
顶层柱:
恒载=14.82×2.7+13.94×1.95=67.20KN
活载=(0.38+0.85)×2.7+0.61+1.95=4.51KN
其他层柱:
恒载=17.47×2.7+17.42×1.95=81.14KN
活载=5.26×2.7+2.43×1.95=18.94KN
图5.2活载作用结构简图
图5.3活载作用下的V图<单位:
KN>
2、风荷载的计算
1、作用在建筑物的屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值:
基本风压为0.4KN/m
:
风压高度变化系数,考虑到建设地位于某中型城市郊区,所以取地面粗糙度为C类.
:
风荷载体型系数,根据建筑物体型查得为1.3
:
风震系数,1+ξvφ/μ,对于建筑总高度不超过30m的取1.0
:
下层柱高.
:
上层柱高.
B:
迎风面的宽度,为4.65m.
表5-1集中风荷载标准值和设计值
离地高度
(m)
(KN/m)
/m
/m
/KN
20.80
0.85
1
1.3
0.4
3.0
1.6
4.73
17.80
0.79
1
1.3
0.4
3.0
3.0
5.73
14.80
0.74
1
1.3
0.4
3.0
3.0
5.37
11.80
0.74
1
1.3
0.4
3.0
3.0
5.37
8.80
0.74
1
1.3
0.4
3.0
3.0
5.37
5.80
0.74
1
1.3
0.4
3.0
3.0
5.37
2.80
0.74
1
1.3
0.4
2.8
3.0
5.19
表5-2标准层D值计算
构件名称
i=∑ib/2ic
a=i/(2+I)
D=ai12/h
A轴柱
0.260
18061
B轴柱
0.426
29593
D轴柱
0.281
19520
∑D=67318KN/m
表5-3负一层D值的计算
构件名称
i=∑ib/2ic
a=i/(2+I)
D=ai12/h
A轴柱
0.290
21291
B轴柱
0.464
34065
C轴柱
0.313
22979
∑D=78355KN/m
表5-4风荷载作用下框架侧移计算
层号
Wj/KN
vj/KN
∑D/(KN/M)
Δuj/m
Δyj/m
6
4.73
4.73
67174
0.0001
1/42605
5
5.73
10.46
67174
0.0002
1/19266
4
5.37
15.83
67174
0.0002
1/12730
3
5.37
20.20
67174
0.0003
1/9976
2
5.37
24.57
67174
0.0004
1/8202
1
5.37
29.94
67174
0.0004
1/6731
-1
5.19
35.13
78355
0.0004
1/6708
U=∑Δuj=0.0020m
层间侧移最大值1/6708<1/550(满足要求)
表5-6A轴柱反弯点位置
层号
h/m
y
yh/m
6
3.00
0.70
0.30
0.00
0.00
0.00
0.30
0.90
5
3.00
0.70
0.35
0.00
0.00
0.00
0.35
1.05
4
3.00
0.70
0.40
0.00
0.00
0
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