框架结构宿舍楼毕业设计(共95页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上XXXX 大 学毕 业 设 计 题 目： 威海市电子科技大学五层宿舍楼 框架结构设计 院、 系： 建筑工程系 姓 名： XXX 指导教师： XXX 系 主 任： XXX 年 月 日威海市电子科技大学五层宿舍楼框架结构设计摘 要本设计为威海市电子科技大学五层宿舍楼框架结构设计，该项目位于威海市主要用于解决学生宿舍不足的问题，该项目根据规范对其进行结构设计。该公寓高19.8m，总建筑面积为2983m2，为7度抗震设防烈度，地基土质较为稳定。结构设计由框架设计、抗震设计、构件设计和基础设计等组成。本设计主要对1榀框架进行配筋设计。在确定框架布局与分配统计得到各种荷载、作用的

2、大小之后，按D值法、分层法及底部剪力法等方法计算得出结构内力，并以此为基础，进行内力组合然后选出最不利的一组进行配筋，最后得到配筋成果。此外，本设计还采用PKPM等软件进行设计。关键词：框架结构、结构设计The Five Layer Apartment Building of Weihai Electronic Science and Technology University Abstract This design for the university of electronic science and technology in weihai city five layers of a

3、dormitory building frame structure design, the project is located in weihai city is mainly used to solve the problem of insufficient student dormitory, the project according to the specification for structural design.The apartment is19.8 meters tall, with a total construction area of 2983 m2, of 7 d

4、egree seismic fortification intensity, the foundation soil is relatively stable.The framework design, seismic design of structure design, component design and foundation design, etc. This design mainly for 1 cross reinforcement design. In determining the frame layout and distribution after getting a

5、ll kinds of load, the effect of the size of the statistics, the D value method, hierarchical method, and the bottom shear method calculates the structure internal force, and on this basis, a group of internal force combination and choose the most unfavorable to reinforcement, reinforcement results f

6、inally. In addition, this design also USES the PKPM software to design, etc.Keywords：electric machine, fault analysis目 录摘要IAbstractII专心-专注-专业第1章 工程概况1.1 工程概况本工程为威海市电子科技大学五层框架结构宿舍楼。本工程为钢筋混凝土框架结构，总建筑面积2983m2，设计使用年限为50年。本建筑按7度抗震设防。威海市地区基本雪压，基本风压，地面粗糙度为C类。地势较平坦，地表下土层分布较不均匀，分为四层：第一层0.4m杂填土；第二层0.4-1.4m粉土层

7、，地基承载力260kPa；第三层1.4-4.5m粘土层，地基承载力300kPa。1.2 设计依据1 混凝土及砌体结构（上册）2 房屋建筑学(第二版）3 结构力学- 基本教程（第3版）4 土木工程抗震设计（第三版）5 基础工程（第二版）.6 高层建筑结构（第三版）.7 混凝土结构设计规范（GB500102010）建筑抗震设计规范（GB500112010）1.3 建筑平面图图1-1 标准层平面图1.4 结构布置图图1-2 结构布置图第2章 结构布置主体结构共五层，1层的层高为4.2m，2-5层的层高为3.9m。女儿墙的高度0.9m。柱埋深取为0.75m，室内外高差为0.45m。 外墙厚290，内墙

8、厚190。门为木门，门洞尺寸为1.0m2.1m。窗的材料为铝合金窗，洞口尺寸为2.7m2.1m。楼盖、屋盖均采用钢筋混凝土结构。梁截面高度按梁跨度的1/121/8估算，宽度取截面高度的1/31/2，各层梁截面尺寸及混凝土强度等级见表4-1。C30混凝土()。2.1 梁尺寸估算 表2-1 各层梁截面尺寸及混凝土强度等级 单位：(mmmm)层次混凝土等级边跨梁（bh）中跨梁（bh）25 1层2.2 柱截面尺寸估算柱截面尺寸可根据柱的轴压比限值确定。， （2-1） 式中N：轴压比设计值B：考虑地震作用时柱轴力增大系数，边柱取1.3，中柱取1.2F：按支剪状态计算的柱子的负载面积：单位面积上的重力荷载

9、代表值N：验算截面以上的楼层层数：柱子的截面面积柱子的轴压比限值，一、二、三级分别为0.65、0.75、0.85。查得抗震等级为三级时，取柱子的轴压比限值为0.85，其中hc400mm，bc350mm。由公式得第一层柱截面面积为：边柱： 中柱： 图2-1 框架计算简图若柱截面为正方形，则边柱和中柱截面312mm和378mm。据计算结果综合考虑其他因素，柱截面尺寸取值如下：15层： 450mm450mm第3章 荷载统计3.1 恒荷载统计1.屋面框架梁线荷载标准值 2.楼面框架梁线荷载标准值 3.屋面框架节点集中荷载标准值 4.楼面框架节点集中荷载标准值 3.2 活荷载统计1.屋面活荷载取活荷载与

10、雪荷中的较大值：2.楼面活荷标准值取，走道取第4章 屋盖及楼盖设计4.1 楼面板设计取1m的板带作为计算单元进行计算。1.荷载计算2.内力计算 计算跨度方向： 方向： 弯矩计算图4-1 楼面板计算简图，取在配筋过程中钢筋无弯起，则：令荷载设计值，则：3.配筋计算取1m板带作为计算单元进行计算设计资料：板厚h=100mm，板的混凝土采用C30，HRB400级钢筋，板的混凝土保护层厚度，。，。方向板中配筋：此时按最小配筋率配筋，选用C10200()。，满足要求。方向板边缘配筋： 选用C10200()，满足要求。方向板中配筋： 选用C10200()，满足要求。方向板边的配筋： 选用C10200()，

11、满足要求。卫生间因防水要求 板厚为80mm =60mm方向板中配筋：此时按最小配筋率配筋，选用C10200()。方向板边缘配筋： 选用C10200()，满足要求。方向板中配筋： 选用C10200()，满足要求。方向板边的配筋： 选用C10200()，满足要求。4.2 屋面板设计取1m的板带作为计算进行计算。1.荷载计算 图4-2 屋面板计算简图2.内力计算计算跨度方向： 方向： 弯矩计算，取在配筋过程中钢筋无弯起，则：令荷载设计值，得：3.配筋计算取1m板带作为计算单元设计资料：板厚h=100mm，板的混凝土采用C30，HPB235级钢筋，板的混凝土保护层厚度，。方向板中配筋： 此时按最小配筋

12、率配筋，选用C10200()。方向板边缘配筋：选用C10200()，满足要求。方向板中配筋： 选用C8130()，满足要求。方向板边的配筋：选用C10200()，满足要求。第5章 风荷载作用下框架内力计算5.1 风荷载作用下标准值计算风荷载标准值按式计算。式中的为基本风压。为风荷载体型系数，矩形平面建筑风荷载体型系数1.3。本建筑中， 故取=1.3，风压高度变化系数，与地面粗糙程度有关。风振系数，本设计房屋高度小于30m，因此该房屋框架不需考虑风压脉动的影响。可近似采用振型计算点距室外地面高度Z与房屋H的比值，为风压高度变化系数。威海市基本风压，地面粗糙程度为c类。求得各楼层标高处的见表6-1

13、，风荷载作用下结构计算见图6-1 。表5-1 沿房屋高度分布风荷载标准值层次 Z(m) B(m)H(m) (kN)51.01.320.250.740.633.92.85741.01.316.350.670.573.93.98.6731.01.312.450.650.553.93.98.3721.01.38.550.650.553.93.98.3711.01.34.650.650.553.94.2759.175.2 风荷载作用下水平位移计算风荷载作用下框架侧移刚度按D值法计算，见表5-2。图51 风荷载作用下结构计算简图表5-2 风荷载作用下各层框架柱D值及剪力值层数层剪力kN边柱D值N/mm中

14、柱D值N/mmN/mm每层边柱剪力kN每层中柱剪力kN571001414638493041.422.08415.671001414638493043.184.65324.041001414638493044.887.14232.411001414638493046.589.63141.58525764591817512.0214.765.3 框架线刚度计算横梁线刚度计算过程见表5-3，柱线刚度计算过程见表5-4。表5-3 横梁线刚度计算类别层次 /N/mm2 /mm2/mm4/m边横梁15层走道梁15层 续表5-3 横梁线刚度计算类别层次 /N.mm /N.mm /N.mm边横梁15层2.45

15、410103.68110104.9081010走道梁15层2.2910103.4410104.571010表5-4 柱线刚度计算层次 /mm/N/mm2/mm2 /mm4 /N.mm1层54003.01044504503.41710101.89810102539003.01044504503.41710102.6281010注：柱的线刚度，为柱的截面惯性矩，h为框架柱的计算高度。5.4 柱侧移刚度计算表5-5中框架柱侧移刚度D值层次边柱:(14根)中柱:(14根) 251.8680.483100144.8020.70614638493041层2.5860.67352576.650.827645

16、918175注：柱的侧移刚度 5.5 风荷载作用下内力计算根据各楼层剪力及柱的抗侧移刚度，可求得分配各框架柱的剪力，i层j柱分配到的剪力及该柱上下端的弯矩分配按下列各式计算： 上端弯矩： 下端弯矩： 由此可得：框架柱的固端弯矩，边柱与中柱的计算结果见表5-5。求得柱的轴力，见表5-6。风荷载F的M、V、N见图5-2，图5-3。表5-5 各层柱端弯矩及剪力计算层次 /m /KN /N/mm边柱 y 53.9749304100141.421.8680.3932.153.3643.915.6749304100143.181.8680.4435.56.9133.924.0449304100144.88

17、1.8680.4959.389.6523.932.4149304100146.581.8680.54313.9411.7315.441.5818175525712.022.5860.59334.4926.42层次hi/mVi/KN /N/mm中柱 y 53.9749304146382.084.8020.453.654.6243.915.6749304146384.654.8020.5009.079.0733.924.0449304146387.144.8020.50013.9213.9223.932.4149304146389.634.8020.50018.7818.7815.441.5818

18、175645914.766.650.5543.8435.87表5-6 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边跨梁轴力N /kNm /kNmL/m /kN边柱N/kN中柱N/kN53.361.796.61.8240.833.1149.065.136.64.7802.719.87315.158.956.68.0095.5915.99221.1112.736.611.2439.4824.25140.3615.716.614.29118.7147.45层次走道梁轴力NMBC/kNmMCB/kNmL/mVb/kN边柱N/kN中柱N/kN52.833.362.10.8400.833.1147.69.062.12

19、.2732.719.87314.0415.152.13.9385.5915.99219.9721.112.15.4499.4824.25130.6540.362.17.04018.7147.45图5-2 风载作用下框架剪力图图5-3 风载作用下柱轴力图 图5-4 风荷载作用下框架弯矩图第6章 地震作用6.1 抗震设计中的重力荷载代表值计算 （6-1）顶层：女儿墙自重： 屋顶屋面板自重： 顶层横梁自重： 顶层纵梁自重： 顶层柱自重： 门面积： 窗面积： 门自重： 窗自重： 内墙面积： 外墙面积： 内墙自重： 外墙自重： 顶层自重： 屋面雪荷载： 顶层重力荷载代表值： 2-4层：楼面板自重： 2-

20、4层自重： 2-4层重力荷载代表值：底层： 柱自重：外墙面积： 窗面积： 内墙门面积： 外墙门面积： 内墙面积： 窗自重： 门自重：外墙自重： 内墙自重： 底层自重： 底层重力荷载代表值： 1-4层活荷载：卫生间： 楼梯间： 走廊： 其他： 6.2 框架线刚度计算框架梁梁线刚度计算过程见表6-1，框架柱侧移刚度计算过程见表6-2， 计算见表6-3。表6-1框架梁梁线刚度计算部位断面跨度 (m)矩形截面惯性矩边跨梁中跨梁屋面梁6.65.48.13.6810.84.91楼层梁6.65.48.13.6810.84.91走道梁2.11.62.43.433.24.57表6-2框架柱侧移刚度计算层数层高柱

21、名根数 楼层53.9中框架中柱中框架边柱边框架中柱边框架边柱1818443.611.872.711.40.6930.4830.5750.4122.6280.7891.3331.0011.1920.85423.99418.0184.7683.41650.1962-43.9中框架中柱中框架边柱边框架中柱边框架边柱1818443.611.872.711.40.6930.4830.5750.4122.6280.7891.3331.0011.1920.85423.99418.0184.7683.41650.19615.4中框架中柱中框架边柱边框架中柱边框架边柱1818444.992.593.751.94

22、0.7850.6730.7390.6191.8980.4120.6140.5260.5780.48411.0529.4682.3121.93624.768表6-3 计算层数56912.46912.450.1960.01160.26311535.2403.9145119.3512031.7550.1960.02530.25151725.86434.0535119.3517151.150.1960.0390.22621552.24351.1725119.3522270.4550.1960.05260.18721284.61240.4815956.428226.8524.7680.13460.134

23、6932.02125.4528226.857029.931555.066.3 地震周期计算6.3.1 计算基本周期按顶点位移法计算基本周期： 按能量法计算基本周期： 取 按照地震影响系数 曲线，设防烈度7度时 确定场地类别：场地覆盖层厚度20m，故场地计算深度 由规范可知，该场地为二类场地设计地震分组第一组II类场地，设计地震分组为第一组时， 结构总水平地震作用效应标准值 各楼层水平地震作用标准值按下式计算： 修正： 计算结果如表6-4表6-4层次53.9216912.4.73653650.0730.01943.917.112031.75.83497140.1420.03633.913.217

24、151.1885232689820.1960.0523.99.322270.4561760.318711690.2330.05915.45.428226.8535314.210712760.5150.16.3.2 水平地震作用下内力计算水平地震作用近似取倒三角形分布，确定各柱的反弯点高度利用D值法，以中框架为例计算结果如表6-5、6-6、6-7、6-8剪力图、轴力图、弯矩图见图6-1 、6-2 、6-3表6-5框架柱剪力计算层数层剪力53650.0210.0277.39.85547140.0210.02714.2819.27839820.0210.02719.6426.514211690.02

25、10.02723.3831.563112760.0210.02526.79631.9表6-6框架柱反弯点高度比层数51.870.3940000.3943.610.450000.4541.870.4440000.4443.610.50000.531.870.4940000.4943.610.50000.521.870.50000.53.610.50000.512.590.550000.554.990.650000.65表6-7框架柱端弯矩计算层数51.53711.2217.251.75517.321.1441.73224.7330.961.9537.5937.5931.92737.8538.75

26、1.9551.751.721.9561.5545.591.9561.5561.5512.9779.5865.112.9794.7477.52表6-8框架梁端弯矩层数517.259.112.0412.04442.1823.631.2931.29376.638.3950.950.9283.4448.764.5564.551126.7259.879.2779.27图6-1 地震荷载作用下框架剪力图图6-2 地震荷载作用下柱轴力图 图6-3 地震荷载作用下框架弯矩图第7章 竖向荷载作用下框架内力计算取3轴横向框架进行计算，计算单元如下图7-1所示。图7-1 横向框架计算单元7.1 荷载计算7.1.1

27、恒载计算各层梁上作用的恒载如下图7-2所示。 图7-2 各层梁上作用的恒载 表7-1 横向框架横荷载汇总表层数kN/mkN/mkN/mkN/mkNkNkNmkNm54.843.2025.3513.6553.1158.323.9834.3742410.8463.2014.0017.53947.1353.2523.5353.994110.8463.2014.0017.53947.1353.2523.5353.9947.1.2 活载计算各层梁上作用的活载如下图7-3所示。活荷载计算见表7-2。图7-3 各层梁上作用的活载表7-2 横向框架活荷载汇总表层次kN/mkN/mkNkNkNmkNm51.75

28、50.9453.426.880.2570.516247.85.257.60517.220.571.29217.85.257.60517.220.571.2927.2 弯矩计算7.2.1 恒载作用下弯矩计算5层：24层：1层： 7.2.2 活载作用下弯矩计算5层：24层： 1层：7.3 力矩分配采用三次力矩分配法进行弯矩计算，计算过程如下图7-4、7-5所示，弯矩图如下图7-6、7-7所示。图7-4 恒载作用下纵向框架弯矩的三次分配法 图7-5 活荷作用下框架弯矩三次分配法图7-6 恒载作用下框架弯矩图图7-7 活载作用下框架弯矩图第8章 内力组合8.1 框架梁内力组合8.1.1 框架梁端弯矩调

29、幅根据框架结构的合理破坏形式，减少支座及节点处的负筋数量，方便浇筑混凝土和钢筋绑扎，所以在进行框架结构设计时，需要对梁端的负弯矩进行调幅。弯矩调幅系数。以一层边跨梁在恒载作用下梁端弯矩调幅为例：梁端负弯矩：，跨中正弯矩：调幅： 简支梁计算跨中弯矩：比较取较大值，则跨中弯矩调幅为。表8-1 恒载作用下梁端弯矩调幅恒载作用下梁端弯矩调幅楼层轴线处梁端弯矩跨中弯矩调幅后梁端弯矩荷载调幅后跨中弯矩左右左右5边跨43.8780.4877.5137.2968.4186.8427.2386.84中跨47.2647.2641.2640.1740.1733.7011.7333.70边跨80.4843.8777.

30、5168.4137.2986.8427.2386.844边跨52.6972.4959.0344.7961.6268.4224.1568.42中跨31.7831.7827.4227.0127.0122.667.9022.66边跨72.4952.6959.0361.6244.7968.4224.1568.423边跨52.6972.4959.0344.7961.6268.4224.1559.03中跨31.7831.7827.4227.0127.0122.667.9022.66边跨72.4952.6959.0361.6244.7968.4224.1568.422边跨52.6972.4959.0344.

31、7961.6268.4224.1568.42中跨31.7831.7827.4227.0127.0122.667.9022.66边跨72.4952.6959.0361.6244.7968.4224.1568.421边跨51.1272.2059.8543.4561.3769.1024.1569.10中跨33.1433.1428.7828.1728.1723.817.9023.81边跨72.2051.1259.8561.3743.4569.1024.1569.10表8-2 活载作用下梁端弯矩调幅活载作用下梁端弯矩调幅楼层轴线处梁端弯矩跨中弯矩调幅后梁端弯矩荷载调幅后跨中弯矩左右左右5边跨2.574.

32、844.142.184.114.701.554.70中跨2.652.652.322.252.251.930.591.93边跨4.842.574.144.112.184.701.554.704边跨16.8722.4215.2314.3419.0518.187.4118.18中跨8.308.306.487.057.055.253.285.25边跨22.4216.8715.2319.0514.3418.187.4118.183边跨16.8722.4215.2314.3419.0518.187.4115.23中跨8.308.306.487.057.055.253.285.25边跨22.4216.871

33、5.2319.0514.3418.187.4118.182边跨16.8722.4215.2314.3419.0518.187.4118.18中跨8.308.306.487.057.055.253.285.25边跨22.4216.8715.2319.0514.3418.187.4118.181边跨16.4722.3314.9714.0018.9817.887.4117.88中跨8.648.646.827.347.345.533.285.53边跨22.3316.4714.9718.9814.0017.887.4117.888.1.2 框架梁端内力调整梁端的最危险截面在梁端柱边，所以要将梁端轴线处的

34、弯矩调整为梁端柱边弯矩。可根据下式公式进行调整：以一层边跨梁为例计算恒载作用下梁端柱边弯矩：轴线处梁端弯矩：，轴线处梁端剪力：，恒荷载：梁端柱边剪力和剪力计算：表8-3 恒载作用下梁端弯矩与剪力恒载作用下梁端弯矩与剪力层号梁类型荷载轴线处梁端弯矩轴线处梁端剪力梁端弯矩梁端剪力跨中剪力1边跨24.1543.4561.3773.3779.7528.1644.6567.9474.323.19中跨7.9028.1728.1716.3416.3424.8924.8914.5614.560.00边跨24.1561.3743.4579.7573.3744.6528.1674.3267.94-3.1924边跨24.1544.7961.62