结构设计计算书讲解.docx
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结构设计计算书讲解
•毕业设计论文之三
毕业设计(论文)计算书
题目:
南昌市浩瀚中学宿舍楼设计
学
院:
建工
学院系土木
工程
专
业:
建筑工程
班
级:
土木051班
学
号:
6002105180
姓
名:
徐浩
指导教师:
刘伟平吴萍
填表日期:
2009
年5月8
日
设计资料:
1、场地:
南昌地区,建筑控制线范围式66m×36m,建筑控制高度为15m.
2、地质条件:
(自上而下土层分布)
(1)、杂填土约0.5m,fk=80kPa;
(2)、粘土层约3.0m,fk=220kPa;Il=0.5,
(3)、中粗砂层约10m,fk=250kPa;干作业成孔灌注桩桩端极限阻力标准值:
qk=2000kPa;桩侧极限阻力标准值可参照建筑桩基技术规范选用。
(4)、岩层,fk=450kPa;采用桩基时,桩端极限阻力标准值:
qk=4000kPa;桩侧极限阻力标准值可参照建筑桩基技术规范选用
3、地下水位见于地表以下8m处。
4、结构类型:
钢筋混凝土框架结构
5、选用材料:
基础混凝土采用C30
梁、柱混凝土采用C30(fc=14.3N/mm2ft=1.43N/mm2)
钢筋采用:
d≥12mm时,II级钢筋(HRB335)(fy=300N/mm2)d<12mm时,I级钢筋(HPB235)(fy=210N/mm2)
6、结构计算依据及有关参考文献:
1、房屋建筑学及结构力学教材;
2、“结构设计原理”及”地基基础”教材;
3、“建筑结构荷载规范”(GB50009-2001);
4、“砼结构设计规范”(GB50010-2002)及相应的教材;
5、“建筑地基基础设计规范”(GB50007-2002)及相应的教材;
6、“建筑桩基技术规范“(JGJ94-94)及相应的教材;
7、“建筑抗震设计规范”(GB50011-2001)及相应的教材;
8、“混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图”——
03G101制图;
9、简明建筑结构设计手册或静力结构计算手册;
10、建筑设计资料集及结构设计资料集;
11、宿舍建筑设计规范JGJ36-2005
12、民用建筑设计通则、建筑防火设计规范等
13、中小学校建筑设计规范GBJ99—86
标准层框架平面图
1.梁、柱、板尺寸:
(取第8轴线框架进行结构计算)
梁:
边跨梁(AC跨)由h=(1/8-1/12)l=(1/8-1/12)×6600mm
取得h=600mmb=240mm
中间悬臂梁(CD跨)h=400mm,b=240mm
纵向连梁(A,C轴线)h=600mm,b=240mm
悬臂处连梁(D轴线)h=400mm,b=240mm
板:
厕所楼面板h=90mm
其他楼面板h=120mm
柱:
边柱(A,E轴线)
b×h=350mm×450mm
屋顶框架布置图
2.梁柱刚度计算:
根据地质质料,确定基础顶面离室外地面为600mm,由此得底层柱高
3.6+0.45+0.6=4.65m(室内外高差450mm),梁截面惯性矩考虑现浇板作用,在设计中,一边有楼板I=1.5Ir,两边有楼板I=2Ir(Ir为按矩形截面积算,不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩)。
AC跨梁:
i=2E×0.24×0.63/(12×6.39)=13.52×10-4E(m3)
CD跨梁:
i=2E×0.25×0.43/(12×1.905)=13.44×10-4E(m3)柱截面:
(h=450mm,b=350m)m上部各柱
i=E×0.35×0.453/(12×3.6)=7.38×10-4E(m3)
底层各柱
3-43
i=E×0.35×0.453/(12×4.65)=5.72×10-4E(m3)
3.荷载计算
1)、屋面:
50厚500×500预制混凝土大阶砖
30厚粗砂保护层三元乙烯橡胶高分子卷材两道20厚1:
3水泥砂浆找平层
1:
6蛭石混凝土找坡层(最薄处50厚)(0.05+0.216)/2×24=3.2KN/m2
100厚水泥膨胀珍珠岩保温层0.1×15=1.5KN/m2
20厚1:
3水泥砂浆找平层
0.02
2
×20=0.4KN/m2
120厚钢筋混凝土屋面结构层
0.12
×25=3.0KN/m2
恒载15厚纸筋石灰抹灰
0.015
×16=0.24KN/m2
10.65KN/m
2、
活载
楼面:
恒载
不上人屋面查《荷载规范》得0.50KN/m2
水磨石地面(包括打底)
120厚钢筋混凝土结构层
15厚纸筋石灰抹灰
活载查《荷载规范》
寝室
0.12
0.015
0.65KN/m
2
×25=3.00KN/m2
×16=0.24KN/m2
3.89KN/m
2.0KN/m
2.0KN/m
走廊,楼梯
3、
厕所楼面:
阳台(当人群有可能密集)
3.5KN/m2
贴瓷砖楼面自重:
0.55KN/m
蹲位包括结构层自重:
0.09
×25=2.25KN/m2
恒载15厚纸筋石灰抹灰
0.015
×16=0.24KN/m2
内墙:
粉煤灰轻渣空心砌块(390mm×240mm×190mm)墙体+双面内墙粉刷层,8.0×
2
0.24+0.02×17×2=2.6KN/m
外墙:
粉煤灰轻渣空心砌块(390mm×240mm×190mm)墙体+一面外墙粉刷层+一面内
墙粉刷层+外墙保温层,8.0×0.24+0.02×17+0.02×20+0.5=3.16KN/m2
5、梁:
AC边跨梁:
0.6×0.24×25+2×(0.6-0.12)×0.02×17=3.93KN/m
CD悬臂梁:
0.4×0.24×25+2×(0.4-0.12)×0.02×17+0.24×0.02×
17=2.67KN/m
边柱连梁(A轴):
0.6×0.24×25+(0.6-0.12)×0.02×17+0.6×0.02×20=4.00KN/m
中柱连梁(C轴):
0.6×0.24×25+2×(0.6-0.12)×0.02×17=3.93KN/m
悬臂端连梁(D轴):
0.4×0.24×25+(0.4-0.12)×0.02×17+0.4×0.02
×20+0.24×0.02×17=2.74KN/m
次梁(B轴):
0.3×0.24×25+2×(0.3-0.12)×0.02×17+0.24
×0.02×17=2.00KN/m
6、柱:
边柱:
0.45×0.35×25+[(0.35+0.45+0.45)-0.24×3]
×0.02×17+0.35×0.02×20=4.26KN/m
中柱:
0.45×0.35×25+[(0.35+0.45)×2-0.24×3]×0.02×17=4.24KN/m
5、门、窗:
2
取0.2KN/m2;
铝合金窗
2
取0.4KN/m2
三、框架结构设计计算
1)框架荷载计算
CD跨为单向板,CD梁不承受板传来的均布荷载
∑g4CD=2.67KN/m
b、集中荷载(恒载):
边柱(A轴):
边柱连系梁自重:
4.00×6.6=26.4KN
600高女儿墙:
0.6×6.6×0.24×19+0.6×0.02×2×6.6×17=20.75KN
连梁传来屋面荷载:
2×10.65×1/2×3.3×3.3×1/2=57.98KN
7-9轴次梁传来的集中荷载:
7轴次梁自重3.3×6.6=25.94KN
屋面板传给7轴梁荷载10.65×(6.6×2-3.3)×1.65×1/2×2=173.93KN
7轴梁上所受荷载为对称,故7轴梁荷载分别传给A、C轴各一半
所以,7轴梁分别传给A、D轴连梁荷载为1/2×(25.94+173.97)=100KN
所以,7轴,9轴次梁传给边柱,中柱集中荷载为1/2×100×2=100KN∑G4A=26.4+20.75+57.98+100=204.83KN
中柱(C轴):
中柱连系梁自重:
3.93×6.6=25.94KN
连系梁传来屋面自重:
10.65×(1/2×3.3×3.3×1/2×2+0.9×6.6)=121.25KN7,9轴次梁传来的集中荷载:
100KN
∑G4C=25.94+121.25+100=247.19KN
悬臂端(D轴):
D轴连梁自重:
2.74×6.6=18.08KN
连梁传来的屋面荷载:
10.65×0.9×6.6=63.26KN
600高女儿墙自重:
20.75KN
∑G4D=18.08+63.26+20.75=102.09KN
c、活载:
边柱(A轴):
屋面板活载:
0.5×1/2×3.3×3.3×1/2×2=2.72KN
7-9轴次梁传来的集中荷载(荷载在7,9轴次梁上对称分布):
1/2×0.5×(6.6×2-3.3)×1.65×1/2×2=4.08KN∑Q4A=2.72+4.08=6.8KN
中柱(C轴):
屋面活载:
0.5×(1×2×3.3×3.3×1/2×2+0.9×6.6)=5.69KN
10
7,9轴梁传来的集中荷载:
4.08KN
∑Q4C=5.69+4.08=9.77KN
悬臂端(D轴):
连梁传来屋面板活载:
0.5
×0.9×6.6=2.97KN
∑Q4D=2.97KN边跨梁(AC跨):
屋面板传来的活载:
0.5
×3.3=1.65KN/m
等效均布荷载:
qE=(1-2α2+α3)qα=3300/(2×6600)=0.25
∑q4AC=1.65×(1-2×0.252+0.253)=1.47KN/m
中跨梁(CD跨):
屋面板传来的活荷载为零(单向板)q4CD=0
2)、标准层框架荷载标准值
a、线荷载(恒载):
边跨梁(AB跨):
框架梁自重:
3.93KN/m
梁上墙自重2.6×(3.6-0.6)=7.8KN/m
厕所楼面板传来荷载等效均布荷载
3.04
×1.8=5.47KN/m
5/8×5.47=3.42KN/m
ΣgAC=3.93+7.8+3.42=15.15KN/m
中跨梁(BC跨):
框架梁自重
3.93KN/m
梁上墙自重
2.6
×(3.6-0.6)=7.8KN/m
楼面板传来荷载:
3.89
×3.3=12.84KN/m
等效均布荷载:
23
qE=(1-2α+α)q
α=3300/(2×4800)=0.344
11
2
12.84×(1-2×0.3442+0.3443)=10.32KN/m
ΣgBC=3.93+7.8+10.32=22.05KN/m
悬臂梁(CD跨):
连梁自重:
2.67KN/m
CD跨为单向板,不承受板传来的均布荷载
ΣgCD=2.67KN/mb、集中荷载(恒载):
边柱(A轴):
边柱连系梁自重:
4.00×6.6=26.4KN
边柱连系梁上(由于窗子分布对称,故连系梁上窗和墙体荷载可看做分别两边柱各一半)
连梁上墙体自重:
3.16×[6.6×(3.6-0.6)-2×1.8×(1.2+0.9)]=38.68KN
铝合金窗自重:
2×0.4×(1.2+0.9)×1.8=3.02KN
框架柱自重:
4.26×3.6=15.34KN
边柱连系梁上楼板传给A柱集中荷载:
3.04×(3.3×2-1.8)×0.9×1/2×2=13.13KN7,9轴次梁传来的集中荷载计算:
1)次梁B轴传给7,8轴梁荷载计算:
荷载分布:
B轴次梁自重:
2.00KN
2
2.74×(1-2×0.2732+0.2733)=2.39KN/m
12
故一根B轴次梁传给7轴梁集中荷载:
(5.41×1.5×1.5/2+10.81×3.3×3.3/2)
/3.3=19.68KN
传给8轴集中荷载:
[5.41×1.5×(3.3-1.5/2)+10.81×3.3×3.3/2]/3.3=24.11KN
2)7轴次梁传给A、C轴连续梁集中荷载计算:
荷载分布:
7轴次梁自重:
3.93KN/m
7轴次梁上墙体:
2.6×(3.6-0.6)=7.8KN/m
7轴次梁上AB跨楼面荷载(三角形)
3.04×1.8=5.47KN/m等效均布荷载:
5.47×5/8=3.42KN/m
BC跨楼面荷载(梯形)3.89×3.3=12.84KN/m等效均布荷载:
α=3300/(2×4800)=0.34412.84×(1-2×0.3442+0.3443)=10.32KN/m故ΣAB跨均布荷载3.93+7.8+3.42=15.15KN/m
ΣBC跨均布荷载3.93+7.8+10.32=22.05KN/m
B轴次梁传给7轴次梁集中荷载19.68×2=39.36KN
故一根7梁传给A轴梁集中荷载(22.05×4.8×4.8/2+19.68×4.8×2+15.15×1.8×
5.7)/6.6=90.66KN
13
传给C轴连梁集中荷载
(5.15×1.8×1.8/2+19.68×1.8×2+22.05×4.8×4.2)/6.6=81.81KN
3)7,9轴次梁传给A轴柱集中荷载:
90.66KN
ΣGA=26.4+38.68+3.02+15.34+13.13+90.66=187.23KN
B节点:
B次梁传给主梁集中荷载:
24.11×2=48.22KN
ΣGB=48.22KN中柱(C轴):
中柱连梁自重:
3.93×6.6=25.94KN
中柱连梁上(由于门对称分布,故连梁上门和墙体荷载各柱分一半)
木门自重:
2×0.2×2.1×1=0.84KN
墙体自重:
2.6
×[6.6×(3.6-0.6)-2×1×2.1]=40.56KN
框架柱子自重:
4.24×3.6=15.26KN
楼板传来连梁荷载:
3.89×(6.6×0.9+2×3.3×1/2×3.3×1/2)=44.29KN
7,9轴次梁柱集中荷载:
81.81KN
ΣGC=GD=25.94+40.56+0.84+15.26+44.29+81.81=208.7KN悬臂端
D轴连梁自重:
2.74×6.6=18.08KN
连梁传来楼面荷载:
3.89×6.6×0.9=23.11KN
1100高栏板自重:
1.1×6.6×0.08×25+1.1×0.02×2×17×6.6=19.46KN
ΣGD=18.08+23.11+19.46=60.65KN
c、活载:
边柱:
楼面活载:
2.0
×(3.3×2-1.8)×0.9×1/2×2=8.64KN
7,9轴次梁传来的集中荷载计算:
14
1)次梁B轴传给7,8轴梁荷载计算:
次梁上楼面荷载为均布荷载故,次梁传给7,8轴的集中荷载均为次梁上荷载的一半
故B轴次梁传给7,8轴梁的集中荷载为:
1/2×2.0×[(3.3×2-1.8)×0.9×1/2+3.3×1/2×3.3×1/2]=4.88KN
2)7轴次梁传给A、D轴连梁集中荷载计算
等效均布荷载:
α=3300/(2×4800)=0.344
6.6×(1-2×0.3442+0.3443)=5.31KN/m
B轴次梁传给7轴次梁集中荷载4.88×2=9.76KN
故一根7梁传给A轴梁集中荷载[2.25×1.8×(6.6-0.9)+9.76×4.8+5.31×4.8×4.8/2]/6.6=19.87KN
传给C轴连梁集中荷载
[2.25×1.8×1.8/2+9.76×1.8+5.31×4.8×(6.6-4.8/2)]/6.6=19.43KN
3)7,9轴次梁传给A轴柱集中荷载:
19.87KN
ΣQA=8.64+19.87=28.51KN
中柱:
楼面活载:
2.0×(6.6×0.9+2×3.3×1/2×3.3×1/2)=22.77KN
15
7,9轴次梁传给柱集中荷载:
19.43KN
ΣQC=22.77+19.43=42.2KN
节点:
B次梁传给主梁集中荷载
4.88
×2=9.76KN
ΣQB=9.76KN悬臂端(D轴):
连梁传来楼面板活荷载
3.5
×0.9×6.6=20.79KN
ΣQD=20.79KN边跨(AB跨):
厕所楼板上传来的活荷载:
等效均布荷载:
2.0
5/8
×1.8=3.6KN/m
×3.6=2.25KN/m
ΣqAB=2.25KN/m
中跨(BC跨)
楼板传来的活荷载2.0×3.3=6.6KN/m
等效均布荷载6.6×(1-2×0.3442+0.3443)=5.31KN/m
ΣqBC=5.31KN/m
悬臂跨(CD跨)为单向板,不承受楼板活载故qCD=0
16
恒载标准值作用下的结构计算简图
17
等效恒载标准值作用下的计算简图
18
活载标准值作用下的计算简图
19
等效活载标准值作用下的计算简图
20
2)、风荷载标准值(基本风压W0:
0.45KN/m2)
体型系数μs:
1.3(迎风面取0.8,背风面取-0.5)
风振系数μz:
取1.0(因为H<30M)
集中荷载W:
W=βzμsμzW0A
(顶层计算高度取女儿墙墙高+四层层高/2,以下各层取上层层高/2+下层层高/2)
地面粗糙程度为C类
风荷载标准值的计算,
集中荷载
βz
Z(m)
μs
μz
A
W0
W(KN)
W4
1.0
14.85
1.3
0.74
15.84
0.45
6.86
W3
1.0
11.25
1.3
0.74
23.76
0.45
10.29
W2
1.0
7.65
1.3
0.74
23.76
0.45
10.29
W1
1.0
4.05
1.3
0.74
25.25
0.45
10.93
作用下的内力计算
框架在风荷载作用下(从左向右吹)的内力用D值法进行计算计算步骤:
1,计算各柱抗侧刚度D及总剪力在各柱间的剪力分配;
2,确定各柱反弯点高度系数y;3,求各柱杆端弯矩及梁端弯矩。
21
风荷载标准值(左风)作用下结构计算简图
梁柱相对线刚度分布图
1)柱子剪力计算
22
层数
层剪力
边柱D值
中柱D值
∑D
每根边柱剪力
(KN)
每根中柱剪力
(KN)
11
11
k
k
20.55
20.55
1.818
1.818
1.818
1.818
0.242
0.242
D
D
V4
V4
4
6.86
21.818
21.818
0.484
0.484
0.484
0.5512
0.5512
6.86
6.86
3.62
3.62
3.43
3.43
0.242
0.242
11
11
k
k
20.55
20.55
1.818
1.818
0.242
0.242
V3
V3
1.818
D
1.818
D
0.484
0.484
3
17.15
21.818
21.818
0.484
17.15
17.15
0.5512
0.5512
8.58
8.58
2
3.62
2
3.62
0.242
0.242
11
11
k
k
20.55
20.55
1.818
1.818
0.242
0.242
1.818
1.818
V2
V2
D
D
0.484
0.484
2
27.44
21.818
21.818
0.484
27.44
27.44
0.5512
0.5512
13.72
13.72
3.62
3.62
0.242
0.242
1
1
k
k
0.24
0.24
2.38
2.38
0.153
0.153
V1
V1
0.52.38
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