多层住宅框架结构设计.doc

本 科 毕 业 设 计 XXXXX多层住宅框架结构设计学院名称： 专业班级： 学生姓名： 指导教师姓名： 20XX年 X 月多层住宅建筑、结构设计摘 要本工程为XX市一拟建六层住宅。建筑面积约6000,六层框架结构，建筑高度为16.90m，设有三个楼梯单元,一梯两户。本建筑物设防烈度为7 度。本工程结构设计采用框架结构，结构计算按横向框架承重分析。内力计算考虑以下3种荷载作用，即水平地震作用下的内力，竖向恒、活载作用下的内力，重力荷载设计值作用下的内力。在进行截面抗震设计时，柱按偏压构件计算，为保证延性框架要“强剪弱弯，强柱弱梁，强节点、弱构件、强锚固”的设计原则，且满足构造要求。本工程以手算为主，取一榀框架计算其在各种荷载情况下的内力，并进行内力组合，取最不利情况对进行配筋计算，此外还进行楼板设计计算、地基基础设计计算、楼梯设计计算，最后用PKPM对整个结构进行电算，在手算的基础上理解电算过程。关键词：建筑设计，框架结构，内力组合，抗震设计AbstractThis engineering is a flat of many layers intending to set up in Zhenjiang City. According to the use function, the construct contents six layers tall building .The high is 16.9ms of Main floor .Total building area is about 6000m2. The anti-seismic garrison of this building is seven point degrees. This engineering construction design adoption the fragment construction. Being calculating the structure, the lateral structure is lacked as frame system and be analysis. Construction calculation considers of the action come from three loads, they are horizontal earthquake load, design value of gravity load and representative value of gravity load. Being underway the design of cross-section anti-seismic, we look the column as stubbornly pressed member to compute. In the interest of the assurance of the frame-work ability continue, we adhere to the design principle is “stranger column and weaker beam, stranger shear force and weaker bending, stranger joint stronger anchorage”. And the cross-section must to meet the demand of construction.The engineering is mainly caculated by hand, besides, it is caculated by software PKPM. Through the total enginer, I grape most konwadge of frame construction .Key Words：the demand of construction；frame construction；the design of cross-section anti-seismic目 录第一章建筑设计- 1 -1 .1工程概况- 1 -1.2 建筑物功能与特点- 1 -第二章 结构设计- 3 -2.1结构布置及结构计算简图的确定- 3 -2.2重力荷载代表值计算- 4 -2.3 框架侧移刚度计算- 11 -2.4 横向水平地震作用下框架结构的侧移和内力计算- 14 -2.5竖向荷载作用下框架结构的内力计算- 22 -2.6横向框架内力组合- 32 -2.7 构件配筋设计- 44 -2.8 板的计算- 53 -2.9 楼梯计算- 56 -2.10 基础设计- 59 -第三章 PKPM电算结果- 68 -致谢- 68 -参考文献- 68 -江苏大学本科毕业设计 第一章 建筑设计1 .1工程概况工程名称：XXXXX多层住宅框架结构设计。本建筑采用全现浇混凝土框架结构，层数为6层，底层层高2.5 m，标准层层高为2.8 m，室内外高差为0.45 m。基本设计资料：基本风压：0.35KN/m2，设计基本地震加速度为0.15g，II类场地，设计地震分组为第一组基本雪压：0.35KN/m2.地震烈度：7度II类场地，设计地震分组为第1组。建筑抗震设防类别为丙类。建筑物地下埋深1.2m。1.2 建筑物功能与特点1. 平面设计建筑朝向为南北向，采用纵向4200mm、4800mm; 横向4800mm、5100m、4200m的柱距，满足建筑开间模数和进深的要求。2. 立面设计该建筑立面为了满足采光和美观需求，设置了大面积的玻璃窗。外墙面根据98J1工程做法选用面砖饰面，不同分隔区采用不同的颜色区隔，以增强美感。3. 抗震设计建筑的平立面布置规则，建筑的质量分布和刚度变化均匀，楼层没有错层，满足抗震要求。4. 屋面设计屋面形式为不上人平屋顶，排水为有组织排水，排水方式为外排水屋面形式为平屋顶；平屋顶排水坡度为2%，排水坡度的形式为垫置坡度，排水方式为内排水。屋面做法采用98J1工程做法中柔性防水，聚苯乙烯泡沫塑料板保温层屋面。建筑平面布置如图1.1：1.1 标准层建筑平面布置图第二章 结构设计2.1结构布置及结构计算简图的确定楼盖以及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取100mm。梁截面高度按照梁跨度的1/12至1/8估算。该框架的抗震等级为三级，其轴压比限值为0.9，各层的重力荷载代表值近似取14kN/m²,由平面图可知负载面积：边柱： mm2中柱： mm2由此得第一层柱截面积：根据上述计算结果并综合考虑抗震等其他因素，本设计中一层柱尺寸取550mm×550mm和400mm×400mm，混凝土等级C40，二至六层取400mm×400mm和350mm×400mm，混凝土等级C30。一到六层梁截面尺寸取250mm×300mm和250mm×500mm，其中一层梁采用混凝土等级为C40，二到六层采用混凝土等级为C30。基础选用独立扩展基础，混凝土等级C30。初拟基础埋深1.8m,肋梁高度0.85m。 框架结构计算简图如图2.1所示。底层柱高度从基础顶面取至一层板底：h1=2.8 +0.45+1.2-0.85-0.1=3.5m，2至7层柱高即为层高，取2.8m。图2.1 结构平面布置图2.2重力荷载代表值计算1屋面以及楼面的永久荷载标准值.屋面（不上人）：三毡四油上铺小石子 0.40kN/m220mm水泥砂浆找平层 200.02=0.40kN/m2150mm水泥蛭石保温层 50.15=0.75kN/m2100mm现浇钢筋混凝土楼板 250.1=2.50kN/m2V型轻钢龙骨吊顶 0.25kN/m2 4.30kN/m21至6层楼面：10mm水磨石地面 0.25kN/m2 20mm水泥沙浆找平层 200.02=0.40kN/m2100mm现浇钢筋混凝土楼板 250.1=2.50kN/m2 V型轻钢龙骨吊顶 0.25kN/m2 3.40kN/m2 阳台：小瓷砖地面 0.55 N/m280厚钢筋混凝土板 250.08=2.00kN/m2 20厚抹灰 170.02=0.34kN/m2 2.89kN/m22屋面及楼面可变荷载标准值 不上人屋面均布活荷载标准值 0.5kN/m2楼面活荷载标准值 2.0kN/m2屋面雪荷载标准值 0.2kN/m23梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算梁、柱可根据截面尺寸、材料容重以及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载，见下表 (利用对称性计算)。对墙、门、窗等可计算出单位面积上的重力荷载。表2.1 柱子重力荷载标准值层次(mm) (mm) (kN/m3) (kN/m) (m) (kN)(kN)1400400251.14.40 4.20 32591.36 1115.44 1550550251.18.32 4.20 15524.08 2-6350400251.13.85 2.90 32357.28 548.68 2-6400400251.14.40 2.90 15191.40 表2.2一层横梁重力荷载标准值轴号跨号(mm) (mm) (kN/m3) (kN/m) (m) (kN)(kN)2BC250500251.05 3.28 4.40 2 28.88 2CE250500251.05 3.28 4.70 2 30.84 2EF250500251.05 3.28 3.80 2 24.94 3BC250500251.05 3.28 4.40 7 101.06 3EF250500251.05 3.28 3.80 10 124.69 3CE250500251.05 3.28 4.80 5 78.75 456.09 5、7、10EF250300251.05 1.97 4.00 4 31.50 11CE250300251.05 1.97 4.50 4 35.44 表2.3 一层纵梁重力荷载标准值轴号跨号(mm) (mm) (kN/m3) (kN/m) (m) (kN)(kN)B2、3250500251.05 3.28 3.65 4 47.91 C、E、F2、3250500251.05 3.28 3.73 6 73.43 C、E3、6250500251.05 3.28 4.40 8 115.50 B3、6250500251.05 3.28 4.25 4 55.78 440.93 E9、11250500251.05 3.28 3.80 8 99.75 C3、4250500251.05 3.28 2.60 2 17.06 D2、3250300251.05 1.97 4.00 4 31.50 表2.4 一层阳台梁重力荷载标准值(mm) (mm) (kN/m3) (kN/m) (m) (kN)(kN)250500251.05 3.28 1.23 10 40.36 250300251.05 1.97 4.60 4 36.23 95.88 250300251.05 1.97 4.90 2 19.29 表2.5 二到六层横梁重力荷载标准值轴号跨号(mm) (mm) (kN/m3) (kN/m) (m) (kN)(kN)2BC250500251.05 3.28 4.25 2 27.89 449.89 2CE250500251.05 3.28 4.55 2 29.86 2EF250500251.05 3.28 3.65 2 23.95 3BC250500251.05 3.28 4.33 7 99.45 3EF250500251.05 3.28 3.80 10 124.69 3CE250500251.05 3.28 4.70 5 77.11 5、7、10EF250300251.05 1.97 4.00 4 31.50 11CE250300251.05 1.97 4.50 4 35.44 表2.6二到六层纵梁重力荷载标准值轴号跨号(mm) (mm) (kN/m3) (kN/m) (m) (kN)(kN)B2、3250500251.05 3.28 3.80 4 49.88 C、E、F2、3250500251.05 3.28 3.83 6 75.40 C、E3、6250500251.05 3.28 4.45 8 116.81 BEC、ED3、6250500251.05 3.28 4.40 4 57.75 449.79 9、11250500251.05 3.28 3.85 8 101.06 3、4250500251.05 3.28 2.65 2 17.39 2、3250300251.05 1.97 4.00 4 31.50 表2.7 二到六层阳台梁重力荷载标准值(mm) (mm) (kN/m3) (kN/m) (m) (kN)(kN)250500251.05 3.28 1.30 10 42.66 250300251.05 1.97 4.60 4 36.23 98.18 250300251.05 1.97 4.90 2 19.29 外墙体为200mm厚加气混凝土砌块，外墙体贴瓷砖0.5 kN/m2，内墙面为200mm厚抹灰，则外墙的重力荷载代表值为： 70.20+170.02+0.5=2.24kN/m2 。阳台墙为100mm厚加气混凝土砌块，外墙体贴瓷砖0.5 kN/m2，内墙面为200mm厚抹灰，则70.10+170.02+0.5=1.54kN/m2。.内墙体为200mm厚加气混凝土砌块，两侧均为20mm厚抹灰，则内墙的重力荷载代表值为：70.2+2170.02=2.08kN/m2。女儿墙的重力荷载为：0.6106.204.44=282.92kN。木门单位面积重力荷载为0.2 kN/m2，铝合金窗单位面积重力荷载取0.4 kN/m2 。木门的重力荷载：M1 1.22.10.2=0.5KN M2 0.92.10.2=0.38KN铝合金窗重力荷载：C1 31.60.4=1.92KN C2 1.21.60.4=0.77KN C3 0.91.60.4=0.58KN LMC1 (2.1+0.9) 2.10.4=2.52KN LMC2 (1.2+0.9) 2.10.4=1.76KN表2.8 一层上半部分自重：表2.8 a) 窗自重窗容重（kN/m2）高(m)宽(m)面积(m2)数量重量（kN）C11.92 1.30 3.00 3.90 6.00 44.93 C20.77 1.30 1.20 1.56 12.00 14.41 C30.58 1.30 0.90 1.17 4.00 2.71 LMC12.52 1.30 3.00 3.90 4.00 39.31 LMC2总计1.76 1.30 2.10 2.73 2.00 9.61 67.86 110.98 表2.8 b) 门自重门容重（kN/m2）高(m)宽(m)面积(m2)数量重量（kN）M10.50 1.30 1.20 1.56 4.00 3.12 M20.38 1.30 0.90 1.17 24.00 10.67 总计34.32 13.79 表2.8 c) 外墙自重外墙容重（kN/m2）高(m)长（m)面积(m2)数量重量（kN）2.24 1.60 131.40 210.24 1.00 减洞口面积67.86 1.00 318.93 表2.8 d) 内墙自重内墙容重（kN/m2）高(m)长（m)面积(m2)数量重量（kN）2.08 1.60 81.90 131.04 1.00 2.08 1.80 4.00 7.20 8.00 2.08 1.80 4.50 8.10 4.00 内墙面积221.04 减洞口面积34.32 388.38 表2.9 二层下半部分自重表2.9 a) 窗自重窗容重（kN/m2）高(m)宽(m)面积(m2)数量重量（kN）C11.92 0.95 3.00 2.85 6.00 32.83 C20.77 0.95 1.20 1.14 12.00 10.53 C30.58 0.95 0.90 0.86 4.00 1.98 LMC12.52 0.95 3.00 2.85 4.00 28.73 LMC21.76 0.95 2.10 2.00 2.00 7.02 总计49.59 81.10 表2.9 b) 门自重门容重（kN/m2）高(m)宽(m)面积(m2)数量重量（kN）M10.50 1.45 1.20 1.74 4.00 3.48 M20.38 1.45 0.90 1.31 24.00 11.90 总计38.28 15.38 表2.9 c) 外墙自重外墙容重（kN/m2）高(m)长（m)面积(m2)数量重量（kN）2.24 1.45 131.40 190.53 1.00 减洞口面积49.59 1.00 315.71 表2.9 d) 内墙自重内墙容重（kN/m2）高(m)长（m)面积(m2)数量重量（kN）2.08 1.45 81.90 118.76 1.00 2.08 1.45 4.00 5.80 8.00 2.08 1.45 4.50 6.53 4.00 减洞口面积38.28 318.19 表2.10 二层上半部分:表2.10 a) 窗自重窗容重（kN/m2）高(m)宽(m)面积(m2)数量重量（kN）C11.92 0.65 3.00 1.95 6.00 22.46 C20.77 0.65 1.20 0.78 12.00 7.21 C30.58 0.65 0.90 0.59 4.00 1.36 LMC12.52 0.65 3.00 1.95 4.00 19.66 LMC21.76 0.65 2.10 1.37 2.00 4.80 总计33.93 55.49 表2.10 b) 门自重门容重（kN/m2）高(m)宽(m)面积(m2)数量重量（kN）M10.50 0.65 1.20 0.78 4.00 1.56 M20.38 0.65 0.90 0.59 24.00 5.34 总计17.16 6.90 表2.10 c) 外墙自重外墙容重（kN/m2）高(m)长（m)面积(m2)数量重量（kN）2.24 0.95 131.40 124.83 1.00 减洞口面积33.93 1.00 203.62 表2.10 d) 内墙自重内墙容重（kN/m2）高(m)长(m)面积(m2)数量重量（kN）2.08 0.95 81.90 77.81 1.00 2.08 1.15 4.00 4.60 8.00 2.08 1.15 4.50 5.18 4.00 减洞口面积17.16 245.74 计算各取层高的一半计入本层墙的重力荷载代表值中。表2.11 各层恒载重力荷载代表值门窗外墙内墙阳台墙楼板梁柱恒载1一层上半13.8111318.93388.3865.91639.04992.91557.725092.76二层下半15.481.1315.71318.19274.732二层上半6.955.5203.62245.7465.91639.04997.86274.734494.39三层下半15.481.1315.71318.19274.736六层上半6.955.5203.62245.7465.91639.04997.86274.733772.2女儿墙282.92表2.12 各层重力荷载代表值层次恒载活载标准值组合系数15092.762.00 0.55093.762、3、4、54494.392.00 0.54495.3963772.20.50 0.53772.452.3 框架侧移刚度计算梁柱线刚度计算见表2.13、表2.14。表2.13 梁线刚度计算表层次 (N/mm)（mm）（mm）（mm）11111 13.25E+0425050042002.60E+092.02E+103.02E+104.03E+103.25E+0425050048002.60E+091.76E+102.64E+103.53E+103.25E+0425050051002.60E+091.66E+102.49E+103.32E+103.25E+0425030042005.63E+084.35E+096.53E+098.71E+093.25E+0425030015005.63E+081.22E+101.83E+102.44E+103.25E+0425030036005.63E+085.08E+097.62E+091.02E+102-63.00E+0425050042002.60E+091.86E+102.79E+103.72E+102-63.00E+0425050048002.60E+091.63E+102.44E+103.26E+102-63.00E+0425050051002.60E+091.53E+102.30E+103.06E+102-63.00E+0425030042005.63E+084.02E+096.03E+098.04E+092-63.00E+0425030015005.63E+081.13E+101.69E+102.25E+102-63.00E+0425030036005.63E+084.69E+097.03E+099.38E+09表2.14柱线刚度计算表层次（mm) (N/mm2) (mm) (mm) (mm4) (N·mm）2142003.25E+044004002.13E+091.65E+1042003.25E+045505507.63E+095.90E+102-629003.00E+043504001.87E+091.93E+102-629003.00E+044004002.13E+092.21E+10柱的侧移刚度计算根据梁柱的线刚度比的不同，框架柱可分为中柱，边柱和楼梯间柱等。现在以第四层轴线C与轴线11相交处的柱子为例说明侧移刚度计算过程，其余柱计算结果见表2.152.17。第四层柱以及与其相连的梁的相对线刚度如图2.3所示，图中数据取自表2.14与表2.15。可得梁柱的线刚度比为图2.2 柱C-11及与其相连的相对梁线刚度 表2.15边框柱侧移刚度层次边柱号1B20.45 0.39 5.90E+1040136 15562.96 1F20.51 0.40 5.90E+1040136 16150.36 1B3、6、9、110.60 0.42 5.90E+1040136 16980.64 1F3、5、7、9、102.44 0.66 1.65E+1011224 7432.43 1C20.87 0.48 5.90E+1040136 19159.02 1E20.93 0.49 5.90E+1040136 19588.59 2B21.15 0.37 2.21E+1031533.89 11512.37 2F21.31 0.40 2.21E+1031533.89 12480.18 2B3、6、9、111.54 0.44 2.21E+1031533.89 13718.13 2F3、5、7、9、102.01 0.50 1.93E+1027538.64 13803.66 2C22.23 0.53 2.21E+1031533.89 16624.25 2E22.40 0.55 2.21E+1031533.89 17200.30 3-6B21.10 0.35 2.21E+1031533.89 11189.44 3-6F21.26 0.39 2.21E+1031533.89 12187.94 3-6B3、6、9、111.48 0.43 2.21E+1031533.89 13410.96 3-6F3、5、7、9、101.93 0.49 1.93E+1027538.64 13524.07 3-6C22.14 0.52 2.21E+1031533.89 16300.13 3-6E22.30 0.53 2.21E+1031533.89 16866.96 表2.16 中柱侧移刚度层次中柱号11C3、9、114.15 0.76 1.65E+1011224 8486.81 E3、94.45 0.77 1.65E+1011224 8614.14 2C3、9、113.41 0.63 1.93E+1027538.64 17358.00 2E3、93.66 0.65 1.93E+1027538.64 17807.67 3-6C3、9、113.27 0.62 1.93E+1027538.64 17087.55 3-6E3、93.51 0.64 1.93E+1027538.64 17542.77 表2.17 楼梯口处柱侧移刚度层次柱号1C62.14 0.64 1.65E+1011224 7157.65 1D4、81.57 0.58 1.65E+1011224 6508.32 1E5、7、102.44 0.66 1.65E+1011224 7432.43 1E112.01 0.63 1.65E+1011224 7025.80 2C61.76 0.47 1.93E+1027538.64 12890.43 2D4、81.29 0.39 1.93E+1027538.64 10797.83 2E5、7、102.01