【正文】 大學(xué) 屆土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 一 工程概況 本工程為 某框架住宅樓 。工程為 八 層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。屋面板頂面標(biāo)高為 m。 工程所在地抗震設(shè)防烈度為 6 度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為 ，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，場(chǎng)地類別為 Ⅱ 類。 屋面做法： 40 厚 C30 UEA 補(bǔ)償收縮混凝土防水層，表面壓光，混凝土內(nèi)配 4 鋼筋雙向中距 150 10 厚黃砂隔離層 20 厚 1: 水泥砂漿找平層 20 厚（最薄處） 1:8 水泥珍珠巖找 2%坡 鋼筋混凝土屋面板，板面清掃干凈 總厚度： 90mm 自重： 樓面做法： 20 厚 1:2 水泥砂漿抹面壓光 素水泥漿結(jié)合層一道 鋼筋混凝土樓板 墻身做法： 以上框架填充墻體采用混凝土空心砌塊， M5 水泥混合砂漿砌筑。 門窗做法： 所有窗均為白色塑鋼窗 (帶紗） 玻璃采用 5 厚平板浮法玻璃，窗框與墻交 接應(yīng)按有關(guān)的規(guī)范要求施工 所有窗均做窗鎖 . 底層窗防護(hù)欄桿均采用護(hù)欄桿 (甲方自定 ). 各戶進(jìn)戶門均設(shè)防盜門（成品） 各戶單元均設(shè)集中式防盜門（成品） 風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ，雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 。 活荷載：上人屋面均 布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ，樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 。 本設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)包括屋蓋、樓蓋、框架主體結(jié)構(gòu)、樓梯、基礎(chǔ)等部分的計(jì)算和設(shè)計(jì)。 大學(xué) 屆土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 第二章 結(jié)構(gòu)布置及結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖 1 材料 梁板柱混凝土采用 C30,梁柱中箍筋和板及基礎(chǔ)板底內(nèi)鋼筋采用 HPB235 級(jí)，梁柱中縱向受力鋼筋采用 HRB400 級(jí)。 2 框架梁截面尺寸 框架梁的截面尺寸應(yīng)該根據(jù)承受豎向荷載的大小、梁的跨度、框架的間距、是否考慮抗震設(shè)防要求以及選用的混凝土材料強(qiáng)度等諸多因素綜合考慮確定。 一般情況下，框架梁的截面尺寸可參考受彎構(gòu)件按下式估算 ：主梁高 h=(1/12～ 1/8) l，其中l(wèi)為梁的跨度?？蚣芰簩捜∨c墻等寬 250 mm。在抗震結(jié)構(gòu)中，梁截面寬度不宜小于 200mm，大學(xué) 屆土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 梁截面的高寬比不宜大于 4，梁凈跨與截面高度之比不宜小于 4。 根據(jù)以上內(nèi)容初選截面尺寸如下： AB 梁高： h=(1/12～ 1/8)l =（ 1/12~1/8） 5800=483~725mm 取 b h=250mm 500mm BC 梁高： h=(1/12~1/20)l=(1/12~1/8)? 4200=350~525mm 取 b h=250mm 400mm 2． 柱截面尺寸 本工程為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)， 6 度設(shè)防，高度 30m，抗震等級(jí)為三級(jí)，取底層柱估算柱尺寸，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)荷載為 15kN/m2： N=15(+)= 由軸壓比限值得 Ac≥= 3??=260795mm2 為安全起見(jiàn)，取底層柱截面尺寸為 650mm650mm，其他層為 600mm600mm 3 板截面尺寸 選擇的板有單向板（彈性計(jì)算即板區(qū)格長(zhǎng)邊計(jì)算跨度 /短邊計(jì)算跨度 2）和雙向 板（彈性計(jì)算即板區(qū)格長(zhǎng)邊計(jì)算跨度 /短邊計(jì)算跨度 ? 2），并大于 L/40,且根據(jù)板厚一般為 100~150mm， 綜上取板厚為 100mm。 計(jì)算簡(jiǎn)圖 大學(xué) 屆土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 梁柱線剛度 (其中 E=104N/mm2) AB 跨梁 i=2E121104E BC 跨梁 i=2E121104E 上部各層柱 i= E121103 E 底層柱 i= E121103 E 將梁柱線剛度標(biāo)于計(jì)算簡(jiǎn)圖中 大學(xué) 屆土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 第三章 恒荷載的計(jì)算 1．屋面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 40 厚 C30 UEA 補(bǔ)償收縮混凝土防水層，表面壓光，混凝土內(nèi)配 4 鋼筋雙向中距 150 10 厚黃砂隔離層 20=20 厚 1: 水泥砂漿找平層 20=20 厚（最薄處） 1:8 水泥 珍珠巖找 2%坡 7=鋼筋混凝土屋面板，板面清掃干凈，總厚度： 90mm 25= 屋面恒荷載 3kN/m2 AB、 CD 框架梁自重： ??? kN/m 梁側(cè)粉刷： ? ? ????? kN/m 因此作用在頂層框架梁上的線荷載為： ?? CDAB gg kN/m 2．樓面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值 20 厚 1: 水泥砂漿找平層 20=鋼筋混凝土樓板 25=樓面恒荷載 框架梁自重及粉刷 填充墻自重 318=13kN/m 填充墻粉刷 2217= 則作用于樓面框架梁上線荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： ????? CDAB gg kN/m 大學(xué) 屆土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 3．屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 邊柱連系梁自 重： 3 7 ???? kN 粉刷： ? ? 8 1 ?????? kN 1m高女兒墻自重及粉刷 ???? kN 粉刷 ????? kN 連系梁傳來(lái)屋面自重： 21321 ?????kN 頂層 邊節(jié)點(diǎn)集中荷載為 ： ?? CA GG kN 中柱連系梁自重： ???? kN 粉刷： ? ? ?????? kN 連系梁傳來(lái)屋面自重： ? ? ?????? kN 頂層 中 節(jié)點(diǎn)集中荷載為 ： ?BG kN 4．樓面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 邊柱連系梁自重： 3 7 ???? kN 粉刷： ? ? 8 1 ?????? kN 鋼窗自重 ??? kN 墻體自重 ???? kN 墻面粉刷 ????? kN 連系梁傳來(lái)樓面自重 ????? kN 框架柱自重 325= 柱面粉刷 417= 中間層邊柱節(jié)點(diǎn)集中荷載為： GA= CG = kN 中柱連系梁自重： ???? kN 粉刷： ? ? ?????? kN 內(nèi)縱墻自重 ? ? ????? 粉刷 ? ? ??????? 扣除門洞重加上門重 ? ? ?????? 大學(xué) 屆土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 框架柱自重 325= 柱面粉刷 417= 連系梁傳來(lái)屋面自重： ? ? 21 ??????kN 中間層中節(jié)點(diǎn)集中荷載： ?BG kN 圖。 第四章 框架側(cè)移剛度的計(jì)算 4． 1．橫向自振周期計(jì)算 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算如下表： 表 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算 層次 /iG KN /GiV KN /( / )iD N mm? /iu mm? /iu mm 5 427197 4 427197 3 427197 2 427197 40 1 327557 計(jì)算基本周期 1T ，其中 Tu 的量綱為 m,取 ?? ，則 1 1. 7 0. 7 0. 16 42 79 0. 49TS? ? ? ? ．水平地震作用及樓層地震剪力的計(jì)算 結(jié)構(gòu)高度不超過(guò) 40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切型為主，故可用底部剪力法計(jì)算水平地震作用，結(jié)構(gòu)水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算，即 0 .8 5 0 .8 5 ( 4 2 8 4 .4 4 4 0 1 6 .4 3 5 0 5 8 .5 5 ) 1 8 1 8 3 .3e q iG G K N? ? ? ? ? ?? 大學(xué) 屆土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 0 . 9 0 . 91 m a x10 . 3 5( ) ( ) 0 . 0 8 0 . 0 5 90 . 4 9gTaaT? ? ? ? 1 K e qF a G KN?? 因 5 9 8gTT? ? ? ? ?，所以不用考慮頂部附加的水平地震作用。 各質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用按式：1(1 )iii E K nnjjjGHFFGH????? 計(jì)算。 1107 iii njjjGHFGH?? ? 不 考 慮頂 部 附加 水平 地 震作 用的 情 況下 ：各樓層的地震剪力按式： niKkiVF???計(jì)算 表具體的計(jì)算過(guò)程見(jiàn)下表： 表 各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算表 層次 /iHm /iG KN /iiG H KN m? iijjGHGH? /iF KN /iV KN 5 83719 4 643 3 42373 2 1 19494 ．水平地震作用下的位移驗(yàn)算 水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移 iu? 和頂點(diǎn)位移 iu 分別按式：1( ) /si i ijju V D??? ?和1 ()nkkuu????計(jì)算。過(guò)程見(jiàn)下表，表中還計(jì)算出了各層的層間彈性位移角 /e i iuh? ?? 。 表 橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算 層次 /iV KN ( / )iD N mm? /iu mm? /iu mm /ih mm ie iuh? ?? 大學(xué) 屆土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 5 427197 3000 1/ 4 643 427197 3000 1/2021 3 427197 3000 1/1523 2 427197 3000 1/1304 1 327557 4450 1/909 由上表可見(jiàn)，最大層間彈性位移角出現(xiàn)在第一層，其值為 1/9091/550，滿足按彈性方法計(jì)算的樓層層間最大位移應(yīng)符合 ? ?eeuh??? 的要求。 水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算 由上面的表格求出層間剪力 ijv 后， i 層 j 柱分配到的剪力 ijv 以及該柱上、下端的彎矩設(shè)計(jì)ijij isijjiDVVD??? uijM 和 bijM 分 別 按下 各式 計(jì)算：bij ijM V yh?? (1 )uij ijM V yh??? 各柱的反彎點(diǎn)高度比 y按式 1 2 3ny y y y y? ? ? ?確定。底層柱考慮修正值 2y ，第二層柱需考慮修正值 3y ，其余柱均無(wú)修正。具體計(jì)算過(guò)程見(jiàn)下表： 表 各層柱端彎矩及 剪力的計(jì)算 層次 /ih mm /iV KN /( / )ijD N mm? A 柱 iD iV k y biM uiM 5 3000 427197 8500 4 3000 643 427197 8500 3 3000 427197 8500 2 3000 427197 8500 1 4450 327557 6932 層次 /ih mm /iV KN /( / )ijD N mm? C 柱 iD iV k y biM uiM 5 3000 427197 9600 14..7 大學(xué) 屆土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 4 3000 643 427197 9600 3 3000 427197 9600 2 3000 427197 9600 1 4450 327557 7586 25 B 柱 iD iV k y biM uiM 11833 11833 11833 11833 8919 梁端彎矩，剪力及柱軸力分別按式： 11121( ) ( )()lrl b u r b ubbb i ij b i ijl r l rb b b bnlrbbb i b b kkiiM M M M M Mi i i iMMV N V Vl???? ? ? ????? ? ?? 具體的計(jì)算過(guò)程見(jiàn)下表： 表 各層柱端彎矩及剪力計(jì)算 層次 AB 跨梁 BC 跨梁 rbM lbM l bV rbM lbM l bV 5 6 4 6 8 3 6 2 6 1 6 大學(xué) 屆土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 層次 柱軸力 A 柱 C 柱 B 柱 5 4 3 37 2 1 33 注： 1）柱軸力中的負(fù)號(hào)表示拉力。 當(dāng)為左地震時(shí)，左側(cè)兩根柱為拉力，右側(cè)兩根柱為壓力。 2）表中 M 單位為 kN m,V單位為 KN， l 單位為 m. ．橫向風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算 1 風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值 基本風(fēng)壓值： 20 5 /KN m? ? 。 z? 值：由于建筑物總高度 H不超過(guò) 30m，所以 1z?? 。查《荷載規(guī)范》得 s? 值：迎風(fēng)面 ?? ，背風(fēng)面 ? ?? ，所以取 ?? 。 C 類地區(qū)，H/B=16/=, 查《荷載規(guī)范》得 ? ? 。 取 9 軸線橫向框架，其負(fù)載的寬度為 。則沿房屋高度的分布風(fēng)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值為：() 3. 3 0. 40 1. 71 6z s z zzq ? ? ? ?? ? ?。 根據(jù)各樓層標(biāo)高處的高度 ih ，由《荷載規(guī)范》查取 z? ，代入上式可求得各樓層標(biāo)高處的