【正文】 桂林理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 1 1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明 工程概況 本次設(shè)計(jì)工程為一綜合辦公樓，建筑主體結(jié)構(gòu)共有 8 層，總高 ，無地下室， 1 層層高 ，其余層層高均為 ；突出屋面的塔樓為電梯機(jī)房和樓梯間。建筑面積 ，占地面積 。 自然地表下 1m 內(nèi)為填土，填土下 3m厚為硬塑性粘土，再下為礫石層。粘土允許承載力為 180kN/m2，礫石層允許承載力為 300kN/m2。地下水位在地表以下 2m，水質(zhì)對混凝土無侵蝕。地震設(shè)計(jì)烈度 7 度，建筑場地類別為Ⅱ類，場地特征周期為 ，基本雪壓 。 結(jié)構(gòu)方案及布置 該建筑為綜合辦公樓，建筑平面布置靈活，有較大空間，可考慮到采用框架結(jié)構(gòu)或框剪結(jié)構(gòu)。由于樓層為八層，主體高度 m, 7 度抗震，考慮到框架抵抗水平荷載能力較低，抗側(cè)剛度差，側(cè)向變形大，且電梯井道一般宜做成鋼筋混凝土筒體，選擇框 剪結(jié)構(gòu)。 該工程采用全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)體系， 1～ 5 層混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C40，以上各層均為 C30，結(jié)構(gòu)平面布置如圖見 111。 桂林理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2 構(gòu)件初估 柱截面尺寸的確定 利用式 A=a ?? 32 10)( ??? cf G nF, 式中： A 為橫截面 面積，取方形時(shí)邊長為 a； n為驗(yàn)算截面以上樓層層數(shù)； F 為驗(yàn)算柱的負(fù)荷面積，可根據(jù)柱網(wǎng)尺寸確定； cf 為砼軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； ? 為地震及中邊柱的相關(guān)調(diào)整系數(shù)， 7 度地區(qū)，中間柱取 邊柱取 ， G 為結(jié)構(gòu)單位面積的重量，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估算鋼筋砼高層建筑約為 12～ 18KN/M2由于框 剪結(jié)構(gòu)辦公樓荷載較小，按 14KN/M2 考慮；設(shè)防烈度 7 度、小于 60m 高的框 剪結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)為三級(jí)，因此 ? 取 。 1 層中柱 KZ4 （ n取 8； C40 混凝土， cf =） 。 A=a 2314( 0 .1) 1 0c nFf ?? ?? ??= 110)( 3 ?????= , a=。 1 層中柱 KZ2 （ n取 8； C40 混凝土， cf =） 。 A=a 2314( 0 .1) 1 0c nFf ?? ?? ??= 110)( 3 ?????= , a=。 6 層中柱 KZ4（ n取 3； C30 混凝土， cf =） A=a 2314( 0 .1) 1 0c nFf ?? ?? ??= 110)( 3 ?????= , a=。 6 層中柱 KZ2（ n取 3； C30 混 凝土， cf =） A=a 2314( 0 .1) 1 0c nFf ?? ?? ??= 110)( 3 ?????= , a=。 初步選定中柱截面 KZ4 選 450mm? 450mm； KZ2選 400mm?400mm； 對于邊柱， ? 取 ，則： 1 層邊柱 KZ3（ n取 8； C40 混凝土， cf =） 。 A=a 2314( 0 .1) 1 0c nFf ?? ?? ??= 10)( 3 ?????= a=。 1 層邊柱 KZ1（ n取 8； C40 混凝土， cf =） 。 桂林理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 3 A=a 2314( 0 .1) 1 0c nFf ?? ?? ??= 10)( 3 ?????= a=。 6 層邊柱 KZ3（ n取 3； C30 混凝土， cf =） A=a 2314( 0 .1) 1 0c nFf ?? ?? ??= 10)( 3 ?????= a=。 6 層邊柱 KZ1（ n取 3； C30 混凝土， cf =） A=a 2314( 0 .1) 1 0c nFf ?? ?? ??= 10)( 3 ?????= a=。 初步選定邊柱截 面 KZ3 選 400mm? 400mm； KZ1選 350mm?350mm 梁尺寸確定 梁截面高度 可按 hb=(1/10~ 1/18)l,l 為跨長；梁截面寬度 bb=（ 1/3~ 1/2） hb,本設(shè)計(jì)取寬 250mm。該工程框架為縱橫向承重，根據(jù)梁跨度可初步確定橫向框架梁 KLKL KL 取 250mm? 500mm；橫向次梁 L1250mm? 500mm；縱向框架梁 KL5 取250mm? 600mm。KL4 取 250mm? 400mm. 樓板厚度的確定 樓板為現(xiàn)澆雙向板，一 般厚度取（ 1/40~ 1/30） l 板 （短向長度）且不小于 80mm，3600/40=90m,取 110mm＞ 90mm,滿足要求。 剪力墻尺寸的確定 電梯機(jī)房近似位于建筑物中心且墻體為承重墻體，考慮做成鋼筋混凝土筒體。 除電梯井道筒體外，橫向設(shè)四道共 剪力墻，縱向設(shè)四道共 剪力墻，墻厚均與隔墻相等為 240mm。底層剪力墻截面面積 wA = m2 ,柱截面面積 Ac= m2 ,樓面面積為 m2 ，則： Aw/Af=，滿足 Aw/Ac=~ 的要求。 (Aw+Ac)/ Af =(+)/=，滿足 (Aw+Ac)/ Af =~ 的要求。 根據(jù)“分散、均勻、對稱、周邊”的原則，布置成 L 形剪力墻，且使質(zhì)量中心和剛度中心盡可能重合。 基本假定與計(jì)算簡圖 基本假定 1）平面結(jié)構(gòu)假定：該工程平面為正交布置，可認(rèn)為每一方向的水平力只由 該方桂林理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 4 向的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)承擔(dān)，垂直于該方向的 結(jié)構(gòu)不受力 2）樓板在自身平面內(nèi)剛性假定：在水平荷載作用下，框架和剪力墻之間不產(chǎn)生相對位移。 3）由于結(jié)構(gòu)體型規(guī)整、剪力墻布置對稱均勻，結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下不計(jì)扭轉(zhuǎn)的影響。 在以上基本假定的前提下，將空間框 剪結(jié)構(gòu)分解成縱向和橫向兩種平 面體系：將所有剪力墻綜合在一起形成總剪力墻；將所有框架綜合在一起形成總框架。樓板的作用是保證各片平面結(jié)構(gòu)具有相同的水平側(cè)移。 荷載計(jì)算 高層建筑水平力是起控制作用的荷載，包 括地震作用與風(fēng)力。本建筑高度小于 60m，且 風(fēng)荷載不大，故可不算風(fēng)荷載。地震作用計(jì)算 方法按《建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行，對高 度不超過 40m 以剪切為主且質(zhì)量和剛度沿高度 分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法。 豎向荷載主要是結(jié)構(gòu)自重（恒載）和使用 荷載（活載）。結(jié)構(gòu)自重可由構(gòu)件截面尺寸直 接計(jì)算，建筑材料 單位體積重量按荷載規(guī)范取 值。使用荷載（活荷載）按荷載規(guī)范取值，樓面活荷載折減系數(shù)按荷載規(guī)范取用。 側(cè)移計(jì)算及控制 當(dāng)一般裝修標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，框 剪結(jié)構(gòu)在地震作用下層間位移與層高之比、頂點(diǎn)位移與總高之比都為 1:550。 內(nèi)力計(jì)算及組合 豎向荷載下的內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載下內(nèi)力計(jì)算首先根據(jù)樓蓋的結(jié)構(gòu)平面布置，將豎向荷載傳遞給每榀框架及每片剪力墻。框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載下的內(nèi)力用分層法；剪力墻為一豎向懸臂構(gòu)件，承受各層樓蓋、連梁 、縱向連系梁傳來的荷載及各層剪力墻自重荷載；連梁考慮塑性內(nèi)力 重分布而進(jìn)行調(diào)幅，按兩端固定梁計(jì)算。 水平荷載下的內(nèi)力計(jì)算 水平力首先在總框架與總剪力墻之間分配，然后間總框架分得的份額按各榀框架剪切剛度進(jìn)行再分配；將總剪力墻分得的份額按各片剪力等效剛度進(jìn)行再分配，最后計(jì)算單榀框架和單片剪力墻的內(nèi)力。 總剪力墻 總連梁 總框架圖11 2 剛結(jié)體系計(jì)算簡 圖桂林理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 5 內(nèi)力組合 1）荷載組合。由于不考慮風(fēng)荷載影響，荷載組合簡化如下： ① ? 恒 +? 活 ② ? 重力荷載代表值 +? 水平地震作用 2）控制截面及不利內(nèi)力。框架梁柱應(yīng)進(jìn)行組合的層一般為頂上二層，底層，混凝土強(qiáng)度、截尺寸有改變層及體系反彎點(diǎn)所在層；剪力墻應(yīng)選擇底層，有變化層等進(jìn)行組合。 框架梁控制截面及不利內(nèi)力為：支座截面， Mmax， Vmax；跨中截面， Mmax。 框架柱、剪力墻控制截面為每層上、下截面，每截面應(yīng)組合： ? Mmax? 及相應(yīng) N、V， Nmax及相應(yīng) M、 V， Nmin及相應(yīng) M、 V。 構(gòu)件設(shè) 計(jì) 構(gòu)件設(shè)計(jì)包括框架梁柱、連梁、剪力墻的配筋計(jì)算，計(jì)算過程見結(jié)構(gòu)計(jì)算書。 2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書 剪力墻、框架及連梁的剛度計(jì)算 框架的等效剪切剛度 CF1 梁的線剛度計(jì)算 梁的線剛度計(jì)算見表 211。 表 211 梁 線 剛 度 梁 編 號(hào) 截面 (mm2) 混凝土等級(jí) EC （ kN/m2） I0=112 bbhb3 (m4) 邊框架梁 中框架梁 Ib= (m4) cbb bEIi l? (kN m) Ib=2I0 cbbbEIi l? (kN m) KL1 C30 30 106 103 103 17727 103 23636 C40 106 19204 25606 KL4 C30 30 106 103 2 103 16666 103 22221 C40 106 18055 24073 KL5 C30 30 106 103 103 28125 9 103 37500 C40 106 30469 40625 桂林理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 6 L1 C30 30 106 103 103 17727 103 23636 C40 106 19204 25606 KL2 KL3 C30 30 106 103 103 50869 103 67825 C40 106 55108 73477 柱的線剛度計(jì)算 柱的線剛度計(jì)算見表 212。 表 212 柱 線 剛 度 層號(hào) 柱 (mm2) 層高 (m) EC （ kN/m2） Ic (m4) cbc EIi h? (kN m) 6～ 8 KZ1（ 350 350） 30 106 103 10417 KZ2（ 400 400） 103 17750 KZ3（ 400 400） 103 17750 KZ4（ 450 450） 103 28500 2～ 5 KZ1（ 350 350） 106 103 11285 KZ2（ 400 400） 103 19229 KZ3（ 400 400） 103 19229 KZ4（ 450 450） 103 30875 1 KZ1（ 350 350） 106 103 10417 KZ2（ 400 400） 103 17750 KZ3（ 400 400） 103 17750 KZ4（ 450 450） 103 28500 框架柱側(cè)移剛度 對于高度小于 50m 且高寬比小于 4 的建筑物，僅考慮柱彎曲變形引起的柱側(cè)移剛度，忽略柱的軸向變形。與剪力墻相連的邊柱作為剪力墻的翼緣，計(jì)入剪力墻的剛度，不作為框架柱處理。 框架柱側(cè)移剛度（ D）計(jì)算見表 213。 桂林理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 7 表 213 框架柱側(cè)向剛度（ D）值計(jì)算 層號(hào) 位置 ()2()bcbcikiiki????一 般 層底 層 ()2 ()2kkkk??? ????一 般 層底 層 212( / )cDhkN mi?? 柱根數(shù) 7～ 8 邊框架邊柱 ???104172 177272 ?? 4437 4 邊框架中柱 ?? ?? 177502 )5086917727(2 ?? 10847 4 中框架邊柱 ???104172 236362 ?? 5112 16 中框架中柱 ?? ?? 1 7 7 5 02 )6 7 8 2 52 3 6 3 6(2 ?? 11833 16 層號(hào) 位置 ()2()bcbcikiiki????一 般 層底 層 ()2 ()2kkkk??? ????一 般 層底 層 212( / )cDhkN mi?? 柱根數(shù) 6 邊框架邊柱 ?? ?104172 1920417727 ?? 4533 4 邊框架中柱 ?