土木工程酒店设计结构计算书范本.docx

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1、郑州工业应用技术学院毕业设计 安阳市英皇大酒店设计郑州工业应用技术学院本科生毕业设计 题 目： 安阳市英皇大酒店设计 指导教师： 刘成才 职称： 讲 师 学生姓名： 林波 学号：1103110423 专 业： 土木工程 院 （系）： 建筑工程学院 答辩日期： 2015年5月30日 2015年5月30日 目 录第1章 工程概况11.1 气象条件11.2 工程地质条件1第2章 结构布置及确定计算简图32.1 荷载计算42.1.1 屋面横梁竖向线荷载标准值52.1.2 楼面横梁竖向线荷载标准值62.2 屋面框架节点集中荷载标准值62.3 楼面节点集中荷载表准值72.3.1 恒载72.3.2 活载72

2、.4 风荷载72.5 地震作用72.5.1 建筑物总重力荷载代表值Gi的计算72.5.2 地震作用计算9第3章 内力计算133.1 恒载作用下的框架内力133.1.1 弯矩分配系数133.1.2 梁的固端弯矩143.2 各层内力计算153.2.1 弯矩计算153.2.2 恒载作用下框架的剪力计算183.2.3 恒载作用下框架柱轴力计算183.3 活载作用下的框架内力203.3.1 计算杆件固端弯矩203.3.2 纵梁引起的柱端固端弯矩213.3.3 弯矩计算213.3.4 剪力计算243.3.5 轴力计算253.4 地震作用下横向框架的内力计算253.4.1 各层反弯点位置263.4.2 地震

3、作用下横向框架剪力及柱端弯矩273.4.3 地震作用下梁端弯矩283.4.4 地震作用下梁端弯矩地震作用梁剪力、柱轴力29第4章 框架内力组合324.1 横向框架梁内力组合334.2 横向框架柱内力组合38第5章 框架梁、柱截面设计455.1 框架梁设计455.1.1 横梁的正截面受弯承载力计算455.1.2 梁斜截面受剪承载力495.1.3 梁斜截面受剪承载力515.2 框架柱设计545.2.1 轴压比验算545.2.2 截面尺寸复核545.2.3 正截面受弯承载力计算545.2.4 斜截面受剪承载力计算565.3 多遇地震作用下横向框架的层间弹性侧移验算60第6章 现浇楼面板设计616.1

4、 A板（四边固定）616.3 C板（四边固定）636.4 D板（四边固定）646.5 E板(四边固定）65第7章 楼梯设计687.1 梯段板计算687.2 休息平台板计算697.3 梯段梁TL1计算69第8章 基础设计718.1 地基承载力计算及基础底面积确定718.1.1 柱728.1.2 B-C柱728.2 抗震验算728.3 基础结构设计738.3.1 A柱设计748.3.2 B-C柱设计74致 谢76参考文献77第1章 工程概况框架结构酒店，建筑面积为5854m2 ，根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求,进行建筑平面、立面及剖面图设计，其标准层建筑平面、结构平面和剖面示意图分别见图纸。

5、主体结构共6层，首层层高为4.2m，标准层层高为3.6m。1.1气象条件基本风压0.45kN/m2，基本雪压0.40kN/m2。1.2工程地质条件 1.建设场地地处黄河泛平原区，地貌单元属黄河冲积平原，地势平坦，地面标高100m左右，由西南向东北微倾。2.勘探深度范围内从上到下场地地质构成如下：表 1.1序号岩土深度土层深度（m）厚度范围（m）地基土承载力（kPa）压缩模量（MPa）1杂填土0.03.03.0-2粉质粘土3.05.02.0100-1406.03粘性土加粉土5.08.03.0150-25010.54砂卵石8.015.07.035021.0 3.勘察期间,由于地下水位埋藏较深设计和

6、施工中可不考虑其影响。1.3建筑场地类别地面粗糙度为B类，地基承载力为特征值fak=200kPa,建筑场地均匀，基础埋深定为 1m4m之间。 1.地震设防烈度 抗震设防烈度为8度，地震分组为第一组，设计基本地震加速度值0.20g。 2.建筑耐久等级、防火等级均为II级。 3.荷载资料 （1）酒店楼面活载，查建筑结构荷载规范，确定楼面活载标准值为2kN/m2;走廊, 楼梯活载标准值为3.5kN/m2。 （2）不上人屋面：活载标准值为0.5kN/m2。 （3）屋面构造 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，25厚1:3水泥砂浆保护层，3厚BAC双面自粘胶沥青防水卷材，配

7、套卷材胶粘剂结合层，20mm厚1：3水泥砂浆找平层，现浇钢筋混凝土屋面板。(4）楼面构造 水泥楼面：10mm厚1：2水泥砂浆面层、15mm厚1：3水泥砂浆找平层、现浇钢筋混凝土楼面板、12mm厚纸筋灰石灰粉平顶。 （5）非承重墙 非承重墙外墙采用250mm厚加气混凝土砌块，内墙采用200mm厚加气混凝土气块，重度2.4kN/m2，M5混合砂浆砌筑，双面粉刷，重度3.6kN/m2。第2章 结构布置及确定计算简图本工程横向框架计算单元取图中斜线部分所示范围，框架计算简图假定底层柱下端固定于基础，按工程地质资料提供的数据，地质条件较好，初步确定本工程基础采用柱下独立基础，基底标高为设计标高-2.10

8、0m。柱子的底层高度为h1=4.2+0.6=4.8m,二六层柱高为h2h6=3.6m.柱节点刚接，横梁的计算跨度取柱中心至中心间距离，三跨分别为L=6600mm、3000mm、6600mm。图2.1 结构布置图 图2.2 框架结构计算简图（1） 梁、柱截面尺寸框架柱：框架柱的截面尺寸，为第层层高。本结构中层高为3.6m，故=（200300）mm。框架柱截面尺寸还应根据公式（2.1）估算。 （2.1）式中 N=（1.1-1.2）Nv,N为轴向力设计值； 负荷面积（1214）kN/m2层数， 为轴压比，可根据规范查出。仅估算底层柱。本结构中，边柱和中柱最大负荷面积分别为(4.23.3)m2 ，（6

9、.34.8）m2，层数为6层；该框架结构抗震设防烈度为8度，建筑高度22.65m30m， 其轴压比限值=0.75。C30混凝土 =14.3N/mm2边 柱 AC=130264mm2中柱最大 AC=284212mm2取柱截面为正方形，考虑到施工、计算简便以及安全因素，各柱截面尺寸从底层到顶层均取为600mm600mm。 梁：横向框架梁AB、CE跨：h=(1/81/12)L=(1/81/12)6600=825mm550mm，取h=700mm，b=(1/21/3) h=350mm233mm，取b=300mmBC跨：h=(1/81/12)L=(1/81/12)3000=375mm250mm，取h=40

10、0mm,b=250mm纵向连系梁：h=(1/81/12)L=(1/81/12)4200=525mm350取h=500mm，b=250mm h=(1/81/12)L=(1/81/12)8400=1050mm700取h=900mm，b=350mm（2）材料强度等级混凝土：基础顶面以上采用C30，基础顶面以下采用C30；钢筋直径：板受力钢筋采用HRB400，梁柱主筋采用HRB400，箍筋HPB300,填充墙采用加气混凝土砌块，外墙250厚，内墙200厚，容重2.4kN/m2。2.1荷载计算以轴线横向框架为计算分析对象 图2.3 恒载 图2.4 活载2.1.1屋面横梁竖向线荷载标准值 恒荷载和活荷载作

11、用下框架的受荷 AB轴间梁上板的，l0y/l0x=6600/4200=1.572，按双向板进行计算，长边支 承梁上荷载呈梯形分布，短边支承梁上荷载呈三角形分布；BC轴间梁上板的， l0y/l0x=4200/3000=1.42按双向板进行计算，长边支承梁上荷载呈梯形分布，短边 支承梁上荷载呈三角形分布。 屋面恒载标准值： 25厚1：3水泥砂浆保护层 0.02520=0.4kN/m2 防水层 0.4kN/m2 20厚1：3水泥砂浆找平层 0.0220=0.4kN/m2 120厚钢筋混凝土现浇板 0.1225=3kN/m2 12厚纸筋石灰粉平顶 0.01216=0.192kN/m2 合计 4.87k

12、N/m2 梁自重： 边跨AB、CE跨 0.30.725=5.25kN/m2 梁侧粉刷 2(0.7-0.12)0.0217=0.39kN/m2合计 5.64kN/m2 中跨BC跨 0.250.425=2.5kN/m2 梁侧粉刷 2(0.4-0.1)0.0217=0.19kN/m2 合计 2.69kN/m2 作用在顶层框架上的线恒荷载标准值为： 梁自重 G5AB=g5CE=5.64kN/m2 g5BC=2.69kN/m2 板传来的荷载 G5AB=g5CE=4.872.10.8282=16.94kN/m2 G5BC=4.872.15/82=12.6kN/m2 作用在顶层框架的线活荷载标准值为： G5

13、AB=G5CE=0.52.10.8282=1.74kN/m2 G5BC=0.52.15/82=1.31kN/m2 2.1.2楼面横梁竖向线荷载标准值 楼面恒载标准值： 25厚 1：3水泥砂浆找平层 0.02520=0.5kN/m2 120厚钢筋混凝土现浇板 0.1225=3 kN/m2 12厚底板粉刷 0.01216=0.162kN/m2 合计 3.662kN/m2 梁自重：边跨AB、CE跨 5.64kN/m中跨BC跨 2 .69kN/m 作用在标准层框架上的线恒荷载标 梁自重 GAB2=GCE2=5.64kN/m GBC2=2.69kN/m 板传来的荷载 GAB2=GCE2=3.6622.1

14、0.8282=12.73kN/m GBC=3.6622.15/82=9.61kN/m 楼面活载 QAB=QCE=22.10.8282=6.96kN/m QBC=22.15/82=5.25kN/m2.2屋面框架节点集中荷载标准值恒载+活载 边跨连系梁自重 0.250.54.225=13.135kN 粉刷 2(0.5-0.12)0.024.217=1.1kN 1.2m高女儿墙 1.24.23.6=18.14k 粉刷 1.220.024.217=3.43kN 连系梁传来屋面自重 (4.87+0.5)3.35/84.2=46.52kN 顶点边节点集中荷载 G5A=G5E=82.325kN中柱连系梁自重

15、 0.250.5（2.1+1.5）25=11.25kN 粉刷 (0.5-0.12)+(0.5-0.1)0.024.217=1.1kN连系梁传来屋面自重 (4.87+0.5)3.35/84.2=46.52kN (4.87+0.5)1.50.8284.2=28.01kN顶层中节点集中荷载 G5B=G5C=86.88kN2.3楼面节点集中荷载表准值 2.3.1恒载边柱连系梁自重 13.13kN粉刷 1.1kN墙自重 3.23.62.4=27.648kN连系梁传来楼面自重 4.875/83.34.2 =42.19kN合计 84.068kN中间层边节点集中荷载： GA=GE=80.068kN框架柱自GA

16、=GE=0.60.63.625=32.4kN中柱连系梁自重 13.13kN粉刷 1.1kN墙自重 3.23.62.4=27.648kN 连系梁传来楼面自重 4.875/83.34.2=42.19kN 4.870.8283.0/24.2=25.4kN合计 109.47kN中间层中节点集中荷载： GB=GC=109.47kN柱传来集中荷载： GB=GC=32.42kN 2.3.2活载 QA=QD=2.05/83.34.2=17.33kNQB=QC=2.05/83.34.2+2.00.8281.54.2=27.76kN 2.4风荷载由于本地区基本风压为0.45kN/m2，但本地区抗震烈度为8度，风荷

17、载小于地震荷载，本工程为多层结构，风荷载与抗震荷载不用同时考虑，故根据经验可知，只计算抗震作用。2.5地震作用 2.5.1建筑物总重力荷载代表值Gi的计算（1） 集中与屋盖的质点重力荷载代表值G6；50雪载 0.50.458.816.2=190.5kN屋面恒载 4.8758.86.62+4.3758.83.0=4550.8kN横梁 （5.646.62+2.693.0) 14=1155.3kN纵梁 (13.13+1.1)24+(13.13+1.1)24+0.40.94.2254=834.24kN女儿墙 1.22.4(58.8+16.2)2=648kN柱重 0.60.6251.856=907.2k

18、N横墙 2.4216.61.8+（31.8-1.52.1/2）2=617.1kN纵墙 (4.21.8-2.72.1/2)2.428+(4.21.82.428=825.6kN(忽略内纵墙的门窗按墙重计算)塑钢窗 282.72.10.4/2=31.8kN G6=9760.54kN（2） 集中于三、四、五层处的质点重力荷载代表值G5G3；50楼面活载 0.52.058.816.2=952.56kN楼面恒载 3.69258.84.52+3.19258.83.0=131.77kN横梁 1155.3kN纵梁 834.24kN柱重 907.22=618.75kN横墙 2.4246.63.6+（33.6-1.

19、52.12/2）2= 1412.86kN纵墙 25.62=1651.2kN塑钢窗 31.82=63.6kN G5=G4=G3 =11312.81kN（3） 集中于二层处的质点重力荷载代表值G2；50楼面活载 952.56kN楼面恒载 3428.65kN横梁 1155.3kN纵梁 834.24kN柱重 1814.4kN横墙 2.4226.63.6+（33.6-1.52.12/2）2=1298.8 kN纵墙 1651.2kN塑钢窗 63.6kN G2=11198.75kN（4） 集中于一层处的质点重力荷载代表值G1；50楼面活载 902.36kN楼面恒载 3408.65kN横梁 1125.3kN纵

20、梁 814.24kN柱重 1814.4kN横墙 2.4226.63.6+（33.6-1.52.12/2）2=1298.8 kN纵墙 1651.2kN塑钢窗 63.6kN G1=11318.95kN2.5.2地震作用计算（1） 框架柱的抗侧移刚度：在现浇楼盖中，中框架梁的抗弯惯性矩取I=2I，边框架梁取I=1.5I。横梁、柱的线刚度见下表：表2.1 横梁、柱的线刚度杆件截面尺寸Ec(kN/mm2)I0（mm4）I(mm4)L(mm)i= Ec/L(kN/mm)相对刚度B(mm)H(mm)边框架梁300700288.581091.2101066005.461071边框架梁250400281.331

21、09210930002.331070.428中框架梁300700288.581091.7101066007.281071.33中框架梁250400281.331092.610930003.111070.57底层框架柱600600281.010101.0101048006.31071.15中层框架柱600600281.0810101.0101036008.41071.54表2.2 每层框架柱总的抗侧移刚度项目K=ic/2iz（一般层）c=K/(2+K)(一般层)ciz(12/h2)根数层柱类型及截面K=ic/iz（底层）c=(0.5+K)/(2+K)(底层)(kN/mm)二至六层边框架边柱（60

22、0600）0.65 0.25 19.08 4边框架中柱（600600）0.93 0.32 24.69 4中框架边柱（600600）0.86 0.30 23.39 24中框架中柱（600600）1.24 0.38 29.77 24底层边框架边柱（600600）0.87 0.48 15.66 4边框架中柱（600600）1.24 0.54 17.62 4中框架边柱（600600）1.16 0.53 17.24 24中框架中柱（600600）1.65 0.59 19.33 24注：ic为梁的线刚度 ，iz为柱的线刚度。底层：D=4(15.66+17.62)+24(17.24+19.33)=1010.

23、8kN/mm二至六层：D=4(19.08+24.69)+24(23.39+29.77)=1450.92kN/mm（2） 框架自振周期的计算自振周期为： T1=1.70 （2.2） T1 =1.700.6 =0.433s式中 为考虑结构非承重砖墙影响的折减系数；为框架顶点假象水平位移，计算见下表2.3：表2.3 框架顶点假象水平位移框架顶点假想水平位移层Gi（kN）Gi（kN）Di（kN/mm）=Gi/Di(层间相对位移)总位移（mm）69760.54 9760.54 1450.92 6.73 177.04 511312.81 21073.35 1450.92 14.52 170.31 4113

24、12.81 32386.16 1450.92 22.32 155.78 311312.81 43698.97 1450.92 30.12 133.46 211198.75 54897.72 1450.92 37.84 103.35 111318.95 66216.67 1010.80 65.51 65.51 （3）地震作用计算 根据本工程设防烈度8度、类场地，设计地震分组为第一组，查建筑抗震设计规范特征周期Tg=0.35s,max=0.16结构等效总重力荷载：Geq=0.85(G1+G2+G3+G4+G5+G6)=0.8566216.67=56284.2kNT1=0.4331.4Tg=1.40

25、.35=0.49s,故不需考虑框架顶部附加集中力作用。框架横向水平地震作用标准值为：结构底部：，各楼层的地震作用和地震剪力标准值有下表计算出,GiHI=900380.32.4 各楼层的地震作用和地震剪力标准值楼层地震作用和地震剪力标准值计算表层Hi(m)Gi(kN)GiHiFi=GiHi(FEK-Fn)/GiHi楼层剪力Vi(kN)622.80 9760.54 222540.31 1836.29 1836.29 519.20 11312.81 217205.95 1792.28 3628.57 415.60 11312.81 176479.84 1456.23 5084.80 312.00 1

26、1312.81 135753.72 1120.17 6204.97 28.40 11198.75 94069.50 776.22 6981.19 14.80 11318.95 54330.96 448.31 7429.50 图2.5 质点重力荷载代表值 图2.6 横向框架上的地震作用第3章 内力计算3.1恒载作用下的框架内力 图3.1 恒载作用下结构计算简图 图3.2 活荷载作用下结构计算简图 3.1.1弯矩分配系数 节点A1： = =0.29 =0.33 =0.38 节点B1： 节点A2: 节点B2: 节点A6: 节点B6: A5,B5,A4,B4,A3,B3与相应的A2,B2相同,由于此框

27、架为对称结构，C、E两点分配系数与B、A相同 3.1.2梁的固端弯矩计算杆件固端弯矩时应带符号MA6B6=kNm MB6A6=94.5kNmMB6C6=kNm MC6B6=11.85kNmMC6E6=kNm MC6D6=94.5kNmMA5B5=kNm MB5A5=76.7kNmMB5C5=kNm MC5B5=9.2kNmMC5E5=kNm MD5C5=76.7kNm 3.1.3纵梁引起柱端附加弯矩顶层外纵梁：MA6=-ME6=57.280.175=10.0kNm楼层外纵梁：MA1=-ME1=30.510.175=5.3kNm顶层中纵梁：MB6=-MC6=-53.410.175=-9.3kNm

28、楼层中纵梁：MB1=-MC1=-43.440.175=-7.6kNm3.2各层内力计算3.2.1弯矩计算采用弯矩二次分配法计算梁端和柱端弯矩。计算过程见下图图3.3 恒载弯矩分配过程图3.4 恒载作用下弯矩图（kNm）3.2.2恒载作用下框架的剪力计算梁：MA=0：MA-MB-1/2ql2-QBl=0柱：MB=0:-MC-MD-QDh=0则QA6B6=kN QB6A6=kN QB6C6=kN QC6B6=kN其他各层各跨与以上计算相同 图3.5 恒载下梁的剪力图（kN） 3.2.3恒载作用下框架柱轴力计算柱自重标准值：边跨：底层 0.60.6254.8=43.2kN 其它层 0.60.6253

29、.6=32.4kN中跨：底层 43.2kN 其它层 32.4kN表3.1 恒载作用柱轴力（kN）层边柱A轴，E轴中柱B轴，C轴横梁端部压 力纵梁端部压力柱重柱轴力横梁端部压力纵梁端部压力柱重柱轴力6柱顶84.7757.2832.4142.05111.4553.4132.4164.86柱底174.45197.265柱顶69.3330.5132.4274.29893543.4432.4330.05柱底306.69362.454柱顶69.1530.5132.4406.3588.8143.4432.4494.7柱底438.7552713柱顶69.1530.5132.4538.4188.8143.4432.4659.35柱底570.81691.752柱顶69.230.5132.4670.5288.843.4432.4823.99柱底702.92856.391柱顶68.830.5143.2802.2389.1643.4443.2988.99柱底845.431032.19图3.6 恒载下柱的轴力图（kN）3.3活载作用下的框架内力 3.3.1计算杆件固端弯矩MA6B6=kNm MB6A6=7.623kNmMB6C6=kNm MC6B6=1.13kNmMC6E6=kNm MC6D6=7.62