【文章內(nèi)容簡介】 83。 71 土木工程系 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 1. 建筑設(shè)計(jì)說明 工程概況 工程名稱：捷成綜合樓； 工程位置：山東省 煙臺(tái)市； 工程總面積： 3072m2,4 層，高 ，一層層高 ，標(biāo)準(zhǔn)層層高 ； 結(jié)構(gòu)形式：現(xiàn)澆整體框架。 設(shè)計(jì)資料 抗震設(shè)防烈度： 7 度 防火等級(jí)：二級(jí) 建筑物類型：丙類 基本風(fēng)壓： 基本雪壓： 氣象條件：年平均氣溫： 13℃，最高溫度： 36℃ 樓面活載：辦公室、會(huì)議室、實(shí)驗(yàn)室： ；廁所： ；走廊、門廳、樓梯： ；運(yùn)動(dòng)室： 屋面活載：不上人屋面： 構(gòu)造做法 屋面做法 保溫屋面做法 (自下而上 )： 100 厚鋼筋混凝土板； 15 厚水泥砂漿找平層； 35 厚擠塑泡沫保溫隔熱板保溫層； 20 厚 1:3 水泥砂漿找平層；釘掛瓦條，鋪瓦。 樓面做法 樓面做法 (自上而下）：水磨石地面 (10mm面層， 20mm 水泥砂漿打底，素水泥打底）；100 厚鋼筋混凝土板。 墻體做法 墻體為 240 厚的粘土多孔磚，內(nèi)外墻裝飾用 20 厚的水泥砂漿抹灰。 2. 結(jié)構(gòu)布置 結(jié)構(gòu)布置 土木工程系 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 4800 3600 3600 3600 3600 4800 4800 3600 3600 3600 3600 4800210072004800 3600 3600 3600 3600 4800 4800 3600 3600 3600 3600 480048000720021006700160006700480001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 131 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13ABCDABCD40 0 40 0 65 0 65 070 0 70 025 0 50 0 25 0 60 0 30 00 80 030080025060065 0 65 0 65 0 65 0 圖 21 結(jié)構(gòu)平面布置圖 梁柱截面尺寸 框架梁截面尺寸初估 主梁高 h 取跨度的 1/8～ 1/12，梁寬 b 取梁高 h 的 1/2～ 1/3，主梁寬度不小于 250mm。 一層橫向框架梁 (1) AC 跨： l0=， h=(1/8～ 1/12)l0=775～ ，取 800mm， b=(1/2～ 1/3)h=267～ 400mm，取300mm。 l0=， h=(1/8～ 1/12)l0=875～ ，取 1000mm， b=(1/2～ 1/3)h=333～ 500mm，取 400mm。 (2) CD 跨： l0=， h=(1/8～ 1/12)l0=558～ ，取 600mm， b=(1/2～ 1/3)h=200～ 300mm，取250mm。 一層縱向框架梁 (1) 1～ 2 軸， 12～ 13 軸 A 軸 C 軸 D 軸： l0=， h=(1/8～ 1/12)l0=400～ 600mm，取 500mm， b=(1/2～ 1/3)h=～ 250mm，取250mm。 (2) 2～ 6 軸， 8～ 12 軸 A 軸 C 軸 D 軸： l0=， h=(1/8～ 1/12)l0=600～ 900mm，取 600mm， b=(1/2～ 1/3)h=200～ 300mm，取土木工程系 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 250mm。 (3) 6～ 8 軸 A 軸 C 軸 D 軸： l0=， h=(1/8～ 1/12)l0=800～ 1200mm，取 800mm， b=(1/2～ 1/3)h=267～ 400mm，取300mm。 一層橫向次梁： 次梁高 h 取跨度的 1/12～ 1/20，梁寬 b 取梁高 h 的 1/2～ 1/3 (1) AC 跨： l0=， h=(1/12～ 1/20)l0=465～ 775mm，取 500mm， b=(1/2～ 1/3)h=167～ 250mm，取250mm。 (2) CD 跨： l0=， h=(1/12～ 1/20)l0=335～ 558mm，取 500mm， b=(1/2～ 1/3)h=150～ 225mm，取250mm。 一層縱向次梁 (1) 1～ 2 軸， 12～ 13 軸： l0=， h=(1/12～ 1/20)l0=240～ 400mm，取 400mm， b=(1/2～ 1/3)h=133～ 200mm，取250mm。 (2) 2～ 6 軸， 8～ 12 軸： l0=， h=(1/12～ 1/20)l0=360～ 600mm，取 400mm， b=(1/2～ 1/3)h=133～ 200mm，取250mm。 (3) 6～ 8 軸： l0=， h=(1/12～ 1/20)l0=480～ 800mm，取 600mm， b=(1/2～ 1/3)h=200～ 300mm，取250mm。 三層縱向次梁 (1) 6～ 8 軸： l0=， h=(1/12～ 1/20)l0=240～ 400mm，取 400mm， b=(1/2～ 1/3)h=133～ 200mm，取250mm。 (2) 8～ 10 軸： l0=， h=(1/12～ 1/20)l0=360～ 600mm， 取 500mm， b=(1/2～ 1/3)h=167～ 250mm，取250mm。 土木工程系 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 屋面斜梁采用 250 400mm和 250 600mm兩種尺寸。 其余層與一層梁尺寸相同。 框架柱截面尺寸初估 按軸壓比要求初估框架柱截面尺寸。框架柱選用 C30 混凝土， cf =，框架抗震等級(jí)為三級(jí)，軸壓比 z? =。由軸壓比初步估算框架柱截面尺寸時(shí) ，按如下公式計(jì)算： cNccc fNhbA ??? 柱軸向壓力設(shè)計(jì)值 N 按如下公式計(jì)算： ???? 21qSnN G? 式中 G? 豎向荷載分項(xiàng)系數(shù)，取 ； q 每個(gè)樓層單位面積豎向荷載標(biāo)準(zhǔn)值， 《 高規(guī)》規(guī) 定，框架結(jié)構(gòu)約為 12～ 14KN/mm2，取 13KN/mm2； S 柱一層的受荷面積； n 柱承受荷載的樓層數(shù) 1? 考慮水平產(chǎn)生的附加系數(shù)，風(fēng)荷載或四級(jí)抗震時(shí)， 1? =，一到三級(jí)抗震等級(jí)時(shí)，1? =～ ，本次設(shè)計(jì)取 ； 2? 邊柱、角柱軸向力增大系數(shù)，邊柱 2? =，角柱 2? =，中柱 2? =； ? 柱由框架梁與剪力墻連接時(shí)，柱軸力折減系數(shù)，可取 ～ ，本題取 。 一層 2 軸、 6 軸、 8 軸和 12 軸與 A 軸相交的邊柱： ???? 21qSnN G? =? 13? (6? )? 4? ? ? 1= cNccc fNhbA ??? = ?? =179216mm2=423? 423mm，取截面尺寸為 650? 650mm。 一層 4 軸、 10 軸與 A 軸相交的邊柱： ???? 21qSnN G? =? 13? (? )? 4? ? ? 1=2614KN cNccc fNhbA ??? = 10002614?? =215060mm2=464? 464mm，取截面尺寸為 650? 650mm。 土木工程系 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 一層 1 軸、 13 軸與 A 軸相交的角柱： ???? 21qSnN G? =? 13? (? )? 4? ? ? 1= cNccc fNhbA ??? = ?? ==280? 280mm，考慮到抗震設(shè)計(jì)，取截面尺寸為 450? 450mm。 一層 1 軸、 13 軸與 C 軸相交的邊柱： ???? 21qSnN G? =? 13? (? 8)? 4? ? ? 1=1499KN cNccc fNhbA ??? = 10001499?? =123332mm2=351? 351mm，考慮到抗震設(shè)計(jì)，取截面尺寸為 450? 450mm。 一層 2 軸、 12 軸與 C 軸相交的中柱： ???? 21qSnN G? =? 13? (6? 8)? 4? ? 1? 1=3407KN cNccc fNhbA ??? = 10003407?? =280299mm2=529? 529mm，取截面尺寸為 650? 650mm。 一層 4 軸、 10 軸與 C 軸相交的中柱： ???? 21qSnN G? =? 13? (? 8)? 4? ? 1? 1=4088KN cNccc fNhbA ??? = 10004088?? =336359mm2=580? 580mm，取截面尺寸為 650? 650mm。 一層 6 軸、 8 軸與 C 軸相交的中柱： ???? 21qSnN G? =? 13? (? 8)? 4? ? 1? 1= cNccc fNhbA ??? = ?? =392419mm2=626 ? 626mm ，取截面尺寸為700? 700mm。 同理， 1 軸、 13 軸 D 軸上的柱截面尺寸為 450? 450mm； 2～ 12 軸 D 軸上的柱截面尺寸為 650? 650mm。 3. 荷載計(jì)算 恒載計(jì)算 土木工程系 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 (1) 保溫屋面 保護(hù)面層：油氈瓦 20 厚 1:3 水泥砂漿找平層 20=35 厚擠塑泡沫保溫隔熱板保溫層 =15 厚水泥砂漿找平層 20=100 厚鋼筋混凝土板 25=屋面恒載 (2) 樓地面 水磨石地面 (10mm面層， 20mm水泥砂漿打底，素水泥打底 ) 100 厚鋼筋混凝土板 25= 樓面恒載 (3) 框架梁自重： 1) b h=250 400 的梁： 25= 2) b h=250 500 的梁： 25= 3) b h=250 600 的梁： 25= 4) b h=300 800 的梁： 25= 5) b h=400 1000 的梁： 1 25=10KN/m (4) 填充墻自重： (15 +17 2) ()=活載計(jì)算 (1) 屋面： 不上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： (2) 樓面：辦公室、會(huì)議室、實(shí)驗(yàn)室均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 衛(wèi)生間均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 走廊、門廳、樓梯均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 運(yùn)動(dòng)室均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 恒荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 橫向框架結(jié)構(gòu) 4 軸號(hào)截面尺寸如圖 31： 土木工程系 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 圖 31 結(jié)構(gòu)截面尺寸 土木工程系 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 圖 32 恒荷載作用下的計(jì)算簡圖 注：圖中線荷 載單位 (kN/m)，集中荷載單位 (kN)，彎矩單位 (kN m) 土木工程系 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 圖 33 恒荷載作用下的彎矩圖 (kN m) 土木工程系 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 圖 34 恒荷載作用下的剪力圖 (kN) 土木工程系 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 圖 35 恒荷載作用下的軸力圖 (kN) 土木工程系 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 活荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 圖 36 活荷載作用下的計(jì) 算簡圖 注：圖中線荷載單位 (kN/m)，集中荷載單位 (kN)，彎矩單位 (kN m) 土木工程系 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 圖 37 活荷載作用下的彎矩圖 (kN m) 土木工程系 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 圖 38 活荷載作用下的剪力圖 (kN) 土木工程系 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 圖 39 活荷載作用下的軸力圖 (kN) 風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 風(fēng)荷載計(jì)算公式： 0????? zszk ? 式中 0? 基本風(fēng)壓值 (KN/m2)； 土木工程系 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 s? 風(fēng)載體型系數(shù)； z? 風(fēng)壓高度變化系數(shù)； z? z 高度處的風(fēng)振系數(shù)。 修正后的基本風(fēng)壓查荷載規(guī) 范為 ，地面粗糙程度為 C 類；按照《荷載規(guī)范》第 條和《高層規(guī)程》第 條的規(guī)定，取用主體結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載體型系數(shù)，結(jié)構(gòu)段數(shù)第1 段體型系數(shù)取 ；第二段體型系數(shù)取 。 風(fēng)荷載作用下各區(qū)段合力的計(jì)算。 基本自振周期 1T =， 0? 21T = = 風(fēng)振系數(shù)。由條件可知地面粗糙度類別為 C 類，由《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》表 可查得脈動(dòng)增大系數(shù) ? =，脈動(dòng)影響系數(shù) ? 查表 經(jīng)插值求得 ? =，由于結(jié)構(gòu)屬于質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的彎剪型結(jié)構(gòu)，可近似采用振型計(jì)算點(diǎn)距室外地面高度 z 與房屋高度 H 的比值，即 HHiz /?? ， iH 為第 i 層標(biāo)高， H 為建筑總高度，求得風(fēng)振系數(shù)為 ????? HH izz zz ???????? 11 HH iz ?? 風(fēng)荷載計(jì) 算：求沿房屋高度分布的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值 zzk ??? ??? ： zzk ??? ??? ： 按上述公式可求得各區(qū)段中點(diǎn)處風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值及各區(qū)段的合力見下表 31，如下圖 310 表 31 風(fēng)荷載作用下各區(qū)段合力 區(qū)段 iH s? z? z? )//( 2mkNk? )//( mkNqz kNFi/ 5 4 3 2 1 土木工程系 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 46503600360036002100 圖 310 風(fēng)荷載作用下各區(qū)段合力 (kN) 風(fēng)荷載作用下內(nèi)力計(jì)算采用 D 值法計(jì)算。 D 值法假定： (1) 柱及其上下相鄰的線剛度均為 ci ； (2) 柱及其上下相鄰柱的層間水平位移均為 j?? ； (3) 柱兩端節(jié)點(diǎn)及其上下左右相鄰的各節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)角均為 ? ； (4) 與柱相交的橫梁的線剛度分別為 1i ， 2i ， 3i ， 4i 。 D 值法計(jì)算公式：212jccjk hiD ??，其中 c? 依據(jù)下表取值。 表 32 c? 取值 樓層 簡圖 K c? 一般層 i2i4i1 i2iC iCi3 i4 ciiiiiK 2 4321 ???? KKc ??2? 底層 i2 i1 i2i C i C ciiiK 21?? KKc ??? ? 土木工程系 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 計(jì)算內(nèi)力過程： (1) 求得地 j 層框架柱所承受的層間總剪力； (2) 反彎點(diǎn)高度計(jì)算； (3) 按公式j(luò)mk jkjkjk VDDV??? 1計(jì)算第 j 層第 k 柱剪力，柱端彎矩 按公式 yhVM hyVM ijc ijc ? ??下上 )1( 計(jì)算； (4) 梁端彎矩及剪力計(jì)算（由節(jié)點(diǎn)平衡條件，梁端彎矩之和等于柱端彎矩之和，將節(jié)點(diǎn)左右梁端彎矩之和按左右梁的線剛度比例分配，可求出各梁端彎矩，進(jìn)而由梁的平衡條件求出梁端剪力）； (5) 柱軸力計(jì)算 (由梁柱節(jié)點(diǎn)的平衡條件計(jì)算風(fēng)荷載作用下的柱軸力 )。 計(jì)算結(jié)果具體見圖 311，圖 312，圖 313。 土木工程系 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 圖 311 在 Y向風(fēng)荷載作用下的彎矩圖 (kN m) 土木工程系 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)