某6层宿舍钢筋混凝土框架设计设计计算.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流某6层宿舍钢筋混凝土框架设计设计计算.精品文档. 毕 业 设 计中文题目广东深圳市某6层宿舍钢筋混凝土框架设计英文题目The six layer dormitory frame design of Shenzhen in Guangdong province系 别：土木工程与建筑学院年级专业：2011级土木工程姓 名： 学 号：指导教师：职 称：2015 年 5 月 10 日毕业设计（论文）诚信声明书本人郑重声明：在毕业设计（论文）工作中严格遵守学校有关规定，恪守学术规范；我所提交的毕业设计（论文）是本人在 指导教师的指导下独立研究、撰写的成

2、果，设计（论文）中所引用他人的文字、研究成果，均已在设计（论文）中加以说明；在本人的毕业设计（论文）中未剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果，未篡改实验数据。本设计（论文）和资料若有不实之处，本人愿承担一切相关责任。 学生签名： 年 月 日某6层宿舍钢筋混凝土框架设计摘 要本毕业设计题目为“广东深圳市某6层宿舍钢筋混凝土框架设计”。结构设计包括上部结构设计和基础设计以及楼梯设计，主要是在建筑设计的基础上确定结构方案，并绘制结构施工平面图。该设计为钢筋混凝土现浇框架结构建筑层数为6层。建筑主体高度为20.2米，总建筑面积6711.84平方米。根据设计要求，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值

3、为0.10g，抗震等级为三级，场地为二类，所以必须进行抗震设计。根据任务书定出各层平面图及平面布置。本方案主体结构为纵横向承重框架。在进行荷载计算和构件截面估算后，选取了一榀框架进行计算，计算内容包括框架梁柱截面尺寸的选取及线刚度的计算；恒载、活载、地震作用下梁端、柱端弯矩、剪力的计算；框架内力组合；框架梁柱配筋计算；楼盖、楼梯及基础配筋计算。框架受力钢筋主要采用III级钢筋，箍筋采用II级钢筋。整个方案设计基本符合设计和结构要求，具有一定的合理性。通过对宿舍楼层平面图、剖面图、构造图的绘制和结构的设计，熟悉了设计的全过程，掌握了结构设计计算的基本方法，顺利的完成了毕业设计任务。同时，对这些年

4、所学的专业知识和基本概念有了更深的理解，从而提高了分析和解决实际问题的能力。关键词框架结构,结构设计,基础设计,抗震设计,截面设计,内力计算。The six layer dormitory frame design of Shenzhen in Guangdong provinceAbstractThis graduation design topic is The six layer dormitory frame design of Shenzhen of Guangdong province. The structure design includes design of superst

5、ructure and foundation design, stair design, mainly is to determine the structure scheme based on the architectural design, construction drawing and structure plane. The design of cast-in-place reinforced concrete frame structure building of the 6 layer. The main body of the building with a total he

6、ight of 24meters, a total construction area of 6711.84 square meters. According to the design requirements, seismic fortification intensity is 7 degrees, the basic design of the earthquake acceleration is 0.10g, seismic grade three, venues for the two, so we must conduct seismic design.The layout of

7、 each floor would be finished on the basis of the desing program. The main structure of the program is longitudinal and transveral load-bearing frame. After the load calculation and components section estimates were finished, a framework of selection was caculated, including berms and columns dimens

8、ions and the stiffness, dead load, liveload and moment of beams and columns under earthquaake, shear calculation, framework of internal force combination and reinforcement calculation of framework of the beam and column, reinforcement calculation of staircase and foundation. Reinforcemments of grade

9、 III and stirrups of grade I were adopted in framework. The program design meets the design and structural requirements, has a certain rationality. In a word, I have been familiar with the whole peocess of design, mastered the basic method of calculation of structural design and completed the gradua

10、tion design task successfully by means of making the drawings of the mall floor plans, sectionaal and constructional drawing and designing the structure. Meanwhile, I have had a deeper understanding for all the bassic concepts and professional knowledge which I have learned for the four years. Conse

11、quently, the process improved my ability for analysing and solving practical problens.Key WordsFrame structure, structure design, foundation design, seismic design, section design, internal force calculation.目录 第一章 设计准备1 1.1设计依据1 1.2结构材料选用1 1.3结构平面布置3 1.4主要构件尺寸及性能参数3 第二章 荷载计算 6 2.1恒荷载标准值计算6 2.2竖向活荷载

12、标准值计算8 2.3地震作用计算13 第三章 内力计算 19 3.1恒荷载作用下的计算19 3.2活荷载作用下的计算26 3.3地震作用下的计算29 第四章 内力组合 36 4.1框架柱内力组合37 4.2框架梁内力组合39 第五章 框架梁柱配筋 43 5.1框架柱配筋43 5.2框架梁截面配筋51 第六章 板的计算与配筋 61 6.1荷载计算61 6.2弯矩计算62 6.3截面设计62 第七章 楼梯的计算与配筋 65 7.1材料选用65 7.2踏步斜板设计65 7.3平台板设计66 7.4平台梁67 第八章 基础设计与配筋 69 8.1工程地质勘测条件69 8.2荷载组合70 8.3基础设计

13、71 第九章 结语79 参考文献 80 致谢 81 附件（结构电算书） 82-115第一章 设计准备1.1设计依据1、 广东深圳市某6层宿舍钢筋混凝土框架设计，占地面积为1118.64 ；总建筑面积为6711.84。地上6层,层高3.3m，建筑高度为20.2m。采用独立基础，室内地坪为0.000m，室内外高差0.4m。框架梁、柱、楼面板、屋面板均为现浇。 建筑平面图、剖面图如图1-1、1-2所示。2、气象及其他设计条件、地质条件 （1）基本风压：0.75kN/mm2； （2）地震设防：7度（地震加速度0.10g），地震分组第一组，抗震等级三级； （3）场地类型：II类 （4）地基承载力特征值2

14、40kPa，可采用独立基础设计。 （5）荷载取值按建筑荷载规范（GB50009-2012）取值。1.2 结构材料选用 1、混凝土：柱子采用C40, 梁、板采用C30； 2、钢筋：纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB400,其余采用热轧钢筋HPB300。 3、墙体： 外墙采用190厚Mu10粘土烧结多孔砖，用M5混合砂浆砌筑（容重4.22Kn/m2）； 内分隔墙及楼梯间为190厚Mu10多孔砖，用M5混合砂浆砌筑（容重3.87Kn/m2）；卫生 间隔墙为90厚空心砖，用M5混合砂浆砌筑（容重1.91Kn/m2）； 4、门窗：钢塑门窗，木门； 5、楼面和屋面： 楼面：10mm厚无秞缸砖楼面；水泥砂浆找平

15、层厚度20mm；底粉15mm抹灰层。 屋面：水泥砂浆找平层厚度20mm；防水层：3厚BAC双面自粘防水卷材；保温层： 挤 塑聚苯乙烯泡沫板72厚；保护层:20mm厚C20细石混凝土；找坡层：1：8水泥膨胀珍珠 岩找坡3%；底粉15mm抹灰层； 6、楼梯踏面、踢面采用水磨石。图1-1 标准层建筑平面图图1-2 建筑剖面图1.3结构平面布置 选取第轴来设计，如图1-3所示。1.4主要构件尺寸及性能参数 1、主梁：边梁跨，取。 ，取，所以。所以主梁惯性矩：中跨梁，取 2、次梁：， 3、悬挑梁： 4、柱子： 边柱：取中柱：初步取 5、梁柱线刚度：根据公式可以得出梁柱线刚度如下： （中间跨梁按计算） 边

16、跨梁： 中跨梁： 悬挑梁线刚度： 柱: 令，则：，； 框架相对线刚度如图1-4。 图1-4 框架相对线刚度图第二章 荷载计算2.1恒荷载标准值计算 一、屋面 结构层：120mm厚现浇混凝土板 找平层：20厚1:3水泥砂浆 保护层：20厚C20细石混凝土 防水层：3厚BAC双面自黏防水卷材 找坡层：20厚1：8水泥膨胀珍珠岩找坡 保温层：72厚挤塑聚苯乙烯泡沫板 抹灰层：15厚混合砂浆 合计： 5.916 二、各层楼面层 结构层：100mm厚现浇混凝土板 面层：10厚无秞缸砖楼面 找平层：20厚1:3干硬性水泥砂浆 抹灰层：15厚混合砂浆 合计： 3.055 三、梁自重 1、 自重 抹灰层：10

17、厚混合砂浆 合计： 3.121 2、 自重 抹灰层：10厚混合砂浆 合计： 2.437 3、 自重 抹灰层：10厚混合砂浆 合计： 1.696 4、基础梁 自重 四、柱自重 1、 自重 抹灰层：10厚混合砂浆 合计： 5.506 2、 自重 抹灰层：10厚混合砂浆 合计： 4.15 3、 自重 抹灰层：10厚混合砂浆 合计： 1.074五、外墙自重 标准层（无窗墙） 190厚Mu10粘土烧结多孔砖： 10厚混合砂浆粉刷内墙面： 合计： 12.073 有开窗的墙折减0.7： 六、内隔墙自重 190厚Mu10多孔砖： 10厚混合砂浆粉刷内墙面： 合计： 11.999 卫生间隔墙 90厚空心砖： 1

18、0厚混合砂浆粉刷内墙面： 合计： 6.525七、女儿墙自重 女儿墙自重： 2.2竖向活荷载标准值计算 一、屋面和楼面活荷载标准值 根据建筑荷载规范查得； 1、楼面活载(宿舍)： 2、屋面活载：上人隔热防水屋面： 不上人隔热防水屋面： 3、卫生间活载：4、楼梯活载（消防楼梯）：5、走廊活载： 二、梁板荷载统计 1、屋面板传荷载： 板传至梁上的三角形荷载，为简化计算近似按等效为均布荷载，荷载传递示意图 如图2-1所示： 恒载： A至B轴 B至C轴 C至D轴 D至E轴 E至F轴 活载： A至B轴 B至C轴 C至D轴 D至E轴 E至F轴 2、楼面板传荷载： 恒载： A至B轴 B至C轴 C至D轴 D至E

19、轴 E至F轴 活载： A至B轴 B至C轴 C至D轴 D至E轴 E至F轴 3、框架梁均布荷载：屋面梁： 恒载=梁自重+板传荷载 梁AB:恒载=6.66+2.437=9.1kN/m 梁BC:恒载=11.09+3.121=14.21kN/m 梁CD:恒载=9.244+2.437=11.68kN/m 梁DE:恒载=12.017+3.121=15.14kN/m 梁EF:恒载=6.66+2.437=9.1kN/m 活载=板传荷载 梁AB:恒载=2.81kN/m 梁BC:恒载=4.69kN/m 梁CD:恒载=3.91kN/m 梁DE:恒载=5.08kN/m 梁EF:恒载=2.81kN/m楼面梁： 恒载=梁自

20、重+板传荷载 梁AB:恒载=3.437+2.437=5.87kN/m 梁BC:恒载=5.728+3.121=8.85kN/m 梁CD:恒载=4.773+2.437=7.21kN/m 梁DE:恒载=6.205+3.121=9.33kN/m 梁EF:恒载=3.437+2.437=5.87kN/m 活载=板传荷载 梁AB:恒载=2.25kN/m 梁BC:恒载=3.75kN/m 梁CD:恒载=3.91kN/m 梁DE:恒载=4.06kN/m 梁EF:恒载=2.25kN/m 三、框架纵向集中荷载的计算 1、框架顶层集中荷载： （1）、悬挑梁端部 恒载=女儿墙自重+梁自重+板传荷载 活载 =板传荷载 （2

21、）、边柱集中荷载 恒载=梁自重+板传荷载+柱自重 活载=板传荷载 （3）、中柱集中荷载 恒载=梁自重+板传荷载+柱自重 活载=板传荷载 （4）、框架梁跨中集中荷载 恒载=梁自重+板传荷载 活载=板传荷载 2、框架标准层集中荷载： (1)、悬挑梁端部 恒载=墙自重+梁自重+板传荷载 活载 =板传荷载 (2)、边柱集中荷载 恒载=梁自重+墙自重+板传荷载+柱自重 活载=板传荷载 (3)、中柱集中荷载 恒载=梁自重+墙自重+板传荷载+柱自重 活载=板传荷载 (4)、框架梁跨中集中荷载 恒载=梁自重+板传荷载 活载=板传荷载 恒、活荷载简图如图2-2、2-3所示： 2.3地震作用计算 抗震设防烈度7度

22、，II类场地，设计地震分组为第一组，设计特征周期。核算纵向中间框架KJ8（横向框架从略）。一、各楼层重力荷载代表值计算重力荷载代表值时，按抗震规范规定，楼面均布活荷载的组合值系数取0.5，屋面活荷载不予考虑。 1、顶层 （1）统计 梁板自重： 框架柱自重： 围护砌体： 填充墙： 女儿墙： 屋顶楼梯间突起部位：（2）组合 组合值： 2、一至五层（1）统计 梁板自重： 框架柱自重： 围护砌体： 填充墙：（2）组合 活荷载： 组合值：二、 水平地震作用下框架的侧移验算 1、侧移刚度：见表2-1、2-2： 2-6层D值的计算 表2-1构件名称B轴0.4230.1747887.2C轴4.3640.686

23、13895.8D轴4.2170.67813744.9E轴0.38950.1637371.6 底层D值的计算 表2-2 构件名称B轴1.1000.51610551.0C轴5.6830.8057371.1D轴5.4910.8007325.3E轴1.0160.50310274.7 所以：2-5层： 底层： 2、结构自振周期的计算，按如下公式： 3、水平地震作用标准值和位移的计算 在多遇地震作用下，设防烈度7度，设计基本地震加速度值为0.10g，查地震规 范表5.1.4-1，得，由前知。 因，所以不用考虑顶部附加地震作用，。 4、结构总水平地震作用标准值 5、计算所用公式 （1）各层水平作用标准值 （

24、2）各层地震剪力 （3）层间位移 考虑效应位移增大系数计算公式为： 计算结果见表2-3 考虑效应框架位移增大系数计算 表2-3 层次D值（kN/m）柱轴力标准值（kN)B柱C柱D柱E柱恒载活载67887.213895.813744.97371.6171598931.01325.261256.271.007 57887.213895.813744.97371.61715981953.68597.672551.351.015 47887.213895.813744.97371.61715982981.35870.083851.431.023 37887.213895.813744.97371.61

25、715983999.021142.495141.511.031 27887.213895.813744.97371.61715985021.691414.96436.591.039 1105517271.17325.310274.7141688.46048.511706.637755.141.058 6、各层水平作用标准值、各层地震剪力及层间位移见表2-4。 多遇地震下楼层剪力和楼层弹性位移 表2-4层次612224.420.8254267.5 916546.1 923.70 923.70 643492.50.0014 1.007 0.0014 512151.917.5212658.3 772

26、.54 1696.24 643492.50.0026 1.015 0.0027 412151.914.2172557.0 626.86 2323.10 643492.50.0036 1.023 0.0037 312151.910.9132455.7 481.18 2804.28 643492.50.0044 1.031 0.0045 212151.97.692354.4 335.50 3139.79 643492.50.0049 1.039 0.0051 112151.94.352253.2 189.82 3329.61 532831.50.0062 1.058 0.0066 7、侧移验算 底

27、层： ，满足。 2层： ， 满足。第三章 内力计算3.1 恒荷载作用下的计算 一、弯矩分配系数的计算： 采用分层法计算时，假定上、下柱的远端为固定，则与实际情况有出入。因此，除 底层外，其余各层柱的线刚度应乘以0.9的修正系数，且其传递系数有改为。计算结 果如图3-1所示。 二、恒荷载作用下固端弯矩： 顶层： 梁AB、EF: 梁BC: 梁CD: 梁DE: 0.464 0.342 0.487 0.4730.360 0.484 0.536 0.171 0.167 0.5160.3490.3020.1460.2920.416 0.4060.1430.3080.319 0.340 0.349 0.14

28、6 0.143 0.3400.3490.3020.1460.2920.416 0.4060.1430.3080.319 0.340 0.349 0.146 0.143 0.3400.3490.3020.1460.2900.414 0.4040.1420.3070.319 0.340 0.349 0.150 0.147 0.3400.3490.3020.1490.2900.412 0.4020.1460.3060.319 0.340 0.349 0.149 0.146 0.3400.3680.3180.1530.2960.421 0.4110.1490.3130.336 0.358 0.314

29、0.130 0.127 0.306DCBA 图3-1 梁、柱节点弯矩分配系数 标准层： 梁AB、EF: 梁BC: 梁CD: 梁DE: 梁固端弯矩如图3-2所示。图3-2 梁固端弯矩 三、分层法计算： 分层法详细解答过程见图3-3。图3-3（a） 顶层弯矩分配（单位：）图3-3（b） 中间层弯矩分配（单位：）图3-3（c） 底层弯矩分配（单位：） 梁柱杆端弯矩如图3-4（含各层弯矩叠加得到框架总的弯矩、节点不平衡弯矩再分配）。四、剪力计算：对于某跨梁，两边支座处剪力采用公式如下：框架剪力图见图3-5。 五、轴力计算： 框架轴力图如图3-6。 六、梁端弯矩调幅： 考虑塑性内力重分布的有利影响调幅和

30、计算控制截面的内力后的最终弯矩如图3-7。3.2 活荷载作用下的计算 一、固端弯矩： 顶层： 梁AB、EF: 梁BC: 梁CD: 梁DE: 标准层： 梁AB、EF: 梁BC: 梁CD: 梁DE: 二、弯矩计算： 计算方法同恒荷载作用下的弯矩叠加，框架在活荷载作用下的弯矩图见图3-8（含各 层弯矩叠加得到框架总的弯矩、节点不平衡弯矩再分配）。 框架在活载作用下的剪力及轴力计算方法同恒载作用下的计算方法， 结果见图3-9、图3-10 梁端弯矩调幅： 考虑塑性内力重分布的有利影响调幅和计算控制截面的内力后的最终弯矩如图3-11。3.3 地震作用下的计算 一、水平地震作用下纵向框架的内力计算 1、反弯

31、点的确定 反弯点高度按下式确定： 式中：标准反弯点高度比； ：某层上下楼线刚度不同时，层反弯点高度比修正值，对于底层不考虑； ：上层高度与本层高度不同时，反弯点高度比修正值，对于顶层不考虑； ：下层高度与本层高度不同时，反弯点高度比修正值，对于底层不考虑； 计算结果见表3-1。 反弯点计算 表3-1层 次6B柱0.4230.210/03.30.693C柱4.3640.450/03.31.485D柱4.2170.450/03.31.485E柱0.390.20/03.30.665B柱0.4230.310003.31.023C柱4.3640.50003.31.65D柱4.2170.50003.31.

32、65E柱0.390.30003.30.994B柱0.4230.360003.31.188C柱4.3640.50003.31.65D柱4.2170.50003.31.65E柱0.390.350003.31.1553B柱0.4230.450003.31.485C柱4.3640.50003.31.65D柱4.2170.50003.31.65E柱0.390.450003.31.4852B柱0.4230.50003.31.65C柱4.3640.50003.31.65D柱4.2170.50003.31.65E柱0.390.50003.31.651B柱1.10.63/0/4.32.709C柱5.6830.5

33、5/0/4.32.365D柱5.4910.55/0/4.32.365E柱1.0160.65/0/4.32.7952、 地震荷载作用下考虑效应时的框架内力的调整 地震荷载作用下考虑效应时的框架内力的增大系数计算公式为： 具体计算过程见表3-2、3-3。其中表3-2为框架结构刚度折减计算过程，梁的线刚度折减系数取0.4，柱的线刚度折减系数取0.6。梁端的效应增大系数取相应节点处上、下柱端效应增大系数的平均值。 考虑效应框架结构刚度折减计算 表3-2 层次柱号折减后的线刚度2-6层B柱0.2820.1235582.7121435.6C柱2.9070.59212005.16D柱2.810.584118

34、39.21E柱0.390.1637371.59底层B柱0.7330.4519222.73134710.1C柱2.2730.6495944.21D柱2.1980.6435886.33E柱1.0160.50310274.66 考虑效应框架梁柱内力增大系数计算 表3-3层次柱轴力标准值（kN)柱的 梁的 恒载活载6121435.6931.01325.261256.271.010 1.0105121435.61953.68597.672551.351.021 1.0164121435.62981.35870.083851.431.033 1.0273121435.63999.021142.495141.511.044 1.0382121435.65021.691414.96436.591.056 1.0501134710.16048.511706.637755.141.061 1.059 3、