聊城大学土木工程结构设计计算书.doc

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1、聊城大学本科毕业设计建筑部分1. 建筑设计1.1. 总平面设计本工程总建筑面积5000，层数为8层，底层层高3,余层层高3m。本建筑位于城市主干道南侧，交通便利。绿化可遮阳挡风防尘防燥，改善环境等，考虑到场地面积较大，故可设大面积绿地，花坛等，在建筑物两向可布置一些高大乔木或攀缘植物，以改善日晒环境，并可遮阳挡风防尘防燥，改善环境等。1.2. 平面设计本建筑布局应紧凑，平面组合符合柱网规格要求，符合建筑模数以及梁的经济跨度的要求。1.3. 立面设计建筑体型和立面设计是整个建筑设计的重要组成部分，着重研究建筑物的体量大小、体型组合、里面及细部处理等。本建筑立面简洁大方，给人以庄严、挺拔、明朗、轻

2、快、朴素、大方、亲切的印象。1.4. 剖面设计剖面设计中房间的形状除应满足使用要求以外，还应考虑结构类型、材料及施工的影响，长方形的剖面形状规整、简洁、有利于梁板式结构布置，同时施工也比较简单。即使有特殊要求的房间，在能满足使用要求的前提下，也宜优先考虑采用矩形剖面。1.5. 设计资料1.5.1. 工程名称明珠花园8层框架住宅楼毕业设计1.5.2. 设计数据某房地产开发一栋8层住宅楼，总建筑面积约，楼层层高。结构形式：钢筋混凝土框架结构，基础采用钢筋混凝土独立基础。风向：地区主导风为西北风。风荷载：基本风压，基本雪压。地基承载力：从上至下，填土层：厚度0.8m，重度，地其承载力；粉质粘土层：厚

3、度0.8m，重度，地基承载力；粉土层：厚度0.7m，重度，地基承载力；中沙层：厚度，重度，地基承载力；精密卵石层：厚度3.1m，重度，地基承载力.地下水位标高-。1.5.3. 施工说明（1）楼面采用水磨石楼面10厚水磨石楼面20厚1:3水泥砂浆找平层120厚现浇钢筋混凝土楼板20厚水泥砂浆抹底（2）内粉刷20厚水泥砂浆抹面（3）外墙面20厚混合砂浆粉面4）卫生间采用全磁防滑地砖40厚全磁防滑地砖楼面，素水泥砂浆擦缝20厚1:3水泥砂浆打底100厚现浇钢筋混凝土楼板20厚水泥砂浆抹底（5）细毡防水屋面30厚C20细石混凝土防水三毡四油小石子15厚水泥砂浆找平40厚水泥石灰焦砟砂浆0.3%找平10

4、0厚现浇钢筋混凝土板20厚水泥砂浆抹底1.6. 设计依据 （1） 国家及山东省有关规程、规定强制性条文。（2）批准通过的设计方案及设计要求。（3）有关设计制图规范图集结构部分2. 结构选型及结构布置2.1. 结构承重方案选择根据建筑功能要求以及建筑施工的布置图，本工程确定采用框架承重方案，主要构件选型(1)框架结构形式：现浇钢筋混凝框架、现浇楼盖。砼采用30；(2)墙体厚度：240mm；(3)楼梯：采用板式楼梯；(4)基础采用：柱下独立基础；2.2. 结构布置图附图:结构平面布置2.3梁柱截面尺寸估算主要承重框架:取 取 取主要框架梁初选截面尺寸为：次要承重框架：取 取 取 故次要框架梁初选截

5、面尺寸为： （3）框架柱: mm取b=h， 故次要框架柱初选截面尺寸为：3. 确定框架计算简图及线刚度3.1. 确定框架计算简图取9轴框架进行计算假定框架柱嵌固于基顶，一层柱高从基础顶面算至二层楼面，高为4m。其余层柱高从楼面算至上一层楼面（即层高），故可绘出框架计算简图： A D G L图3.1框架计算简图3.2. 相对线刚度计算对于中框架梁取AD跨梁: DG 、GL跨梁：令=1.0，则其余杆件的相对线性刚度为： 图3.1 梁柱线刚度4. 荷载计算4.1. 恒载标准值计算（1）屋面恒载 防水层（刚性）:30厚C20细石砼 防水层（柔性）：三毡四油铺小石子 找平层:15厚水泥沙浆 找坡层:30

6、厚水泥石灰焦渣2找坡 保温层：60厚矿渣水泥 结构层:120厚现浇钢筋混凝土板 抹灰层:10厚混合沙浆 0.0117=0.17KN/m2 （2）住宅楼面恒载 大理石面层，水泥砂浆抹逢 30厚1：3干硬性水泥砂浆，面上撒2厚素水泥 水泥结合层一道 结构层：120厚现浇钢筋混凝土 抹灰层：10厚混合砂浆 0.0117=0.17KN/m2 （3）梁自重（bh=250500） 梁自重 250.25(0. 5-0.12)=2.38KN/m 抹灰层：10厚混合浆 0.0117(0.5-0.12)2+0.25=0.17KN/m =2.55 KN/m（4）梁自重（bh=250450mm） 梁自重 250.25

7、(0.45-0.12)=2.06N/m 抹灰层：10厚混合浆 0.0117(0.45-0.12)2+0.25=0.15KN/m =2.21KN/m（5）梁自重（bh=250400mm） 梁自重 250.250.4=2.5KN/m（6）外纵墙自重 =2.5KN/m 标准层：纵墙 1.60.2418=6.91KN/m 铝合金窗 0.351.2=0.42KN/m 刷石外墙面 1.80.5=0.9KN/m 水泥粉刷内墙面 1.80.36=0.65KN/m =8.88KN/m 底层： 纵墙 （3.5-1.2-0.45-0.4）0.2418=4.1KN/m 卷帘门 0.351.2=0.42KN/m 水刷石

8、外墙面 1.80.5=0.90KN/m水泥粉刷石内墙面 1.80.36=0.65KN/m=6.07KN/m（7）外纵墙自重（无门窗处） 标准层：纵墙 1.20.2418=5.18KN/m 铝合金窗 0.351.2=0.42KN/m 水刷石外墙面 0.5(1.2+0.6)=0.90KN/m 水泥粉刷内墙面 0.36(1.2+0.6)=0.65KN/m=7.15KN/m （8）内纵墙自重 标准层： 纵墙 2.550.249.8=6.0KN/m 水泥粉刷石墙面 0.60.36=1.04KN/m =7.04KN/m(9)内隔墙自重 标准层：内隔墙 2.50.2418=10 KN/m水泥粉刷石墙面 22

9、.50.36=1.8KN/m=12.6KN/m（10）柱自重（bh=500500）柱自重 250.450.45=5.06 KN/m抹灰层：10厚混合浆 0.01170.454=0.31KN/m =5.37KN/m（11）阳台栏杆自重 栏杆自重 0.1218+0.0525=3.63KN/m 水刷石外墙面 1.50.5=0.75 KN/m 水泥粉刷内墙面 1.50.36=0.54 KN/m =5.45KN/m(12)女儿墙天沟自重（做法：墙高500，100厚的砼压顶） 0.120.518+0.1240.12+0.01（0.82+0.12）17=1.66 KN/m天沟自重： 0.50.12+（0.3

10、-0.12）0.1224=1.96 KN/m =3.62KN/m4.2. 活荷载设计标准值计算屋面和楼面活荷载标准值根据荷载规范查得：上人屋面 2.0KN/楼面、厕所 2.0 KN/阳台 2.5 KN/雪荷载=1.00.35=0.35 KN/屋面活荷载和雪荷载不同时考虑，两者中取较大值框架内力计算恒载和活载计算板传到梁上的三角形或梯形荷载，为简化计算近似等效为均布荷载。AD轴间框架梁屋面板传荷载：恒载: 5.88(1-20.462+0.463)1.82=14.27 KN/m活载： 2.0(1-20.462+0.463)1.82=4.85 KN/m楼面板传荷载：恒载: 4.33(1-20.462

11、+0.463)1.82=10.51 KN/m活载： 2.0(1-20.462+0.463)1.82=4.85 KN/m梁自重： 2.55KN/mAD轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载=板传荷载+梁自重 =2.55+14.27=16.82KN/m 活载=板传荷载 =4.85KN/m楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载 =2.55+10.51=13.06 KN/m 活载=板传荷载 =4.85KN/m4.2.1. DG框架梁屋面板传荷载恒载: 5.88(1-20.432+0.433)1.82=15.02 KN/m 活载： 2.0(1-20.432+0.433)1.82=5.11 KN/m楼面板传荷载：恒载

12、: 4.33(1-20.432+0.433)1.82=11.06KN/m活载： 2.0(1-20.432+0.433)1.82=5.11 KN/m梁自重： 2.55KN/mGL轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载=板传荷载+梁自重=2.55+15.02=17.57KN/m 活载=板传荷载 =5.11KN/m楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=2.55+11.06=13.61 KN/m 活载=板传荷载 =5.11KN/m4.2.2. A轴住纵向集中荷载的计算顶层柱：顶层柱恒载=女儿墙天沟自重+梁自重+板传荷载 =3.63.6+2.21(3.6-0.45)+5.881.85/83.6=43.81KN顶层

13、柱活载=板传活载=2.01.85/83.6 =8.1KN标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+墙自重 =8.88（3.6-0.45）+2.55(3.6-0.45) +13.61/23.6 = 60.5KN顶层柱活载=板传活载 =2.01.85/83.6 =8.1KN基础顶面恒载=底层外纵墙自重+基础梁自重 =6.07(3.6-0.45)+2.5(3.6-0.45) =27 KN4.2.3. D轴住纵向集中荷载的计算顶层柱：顶层柱恒载=梁自重+板传荷载 =2.11(3.6-0.45)+ 14.27(3.9+3.9)+5.880.951.8/(82)+5.880.90.893.6/2+2.553.6/2

14、=127.46KN顶层柱活载=板传活载=4.85(3.6-0.45)+20.951.8/(28)+20.90.893.6/2 =40.28KN标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+墙自重 =2.5（3.6-0.45）+4.333.6/251.8/(28)+11.06/23.6/20.893.6/2+(2.55+12.6)3.6/2=65.61KN顶层柱活载=板传活载=4.85(3.6-0.45)+20.951.8/(28)+20.90.893.6/2 =40.28KN基础顶面恒载=墙自重+基础梁自重 =2.5(3.6-0.45) =47.57 KN4.2.4. G轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱：顶层柱

15、恒载=梁自重+板传荷载 =2.55(3.6-0.45)+ 14.271.8+5.880.951.8/(82)+5.880.90.893.6/2+2.553.6/2=101.86KN顶层柱活载=板传活载=4.851.8+20.951.8/(28)+20.90.893.6/2 =17.63KN标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+墙自重 =2.55(+7.04)（3.6-0.45）+4.333.6/251.8/(28)+4.330.90.893.6/2+(2.55+12.6)3.6/2=62.87KN顶层柱活载=板传活载 =4.851.8+20.951.8/(28)+20.90.893.6/2 =17.

16、63KN基础顶面恒载=墙自重+基础梁自重 =7.04(3.6-0.45)+ 2.5(3.6-0.45) =30.05 KN4.2.5. L轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱：顶层柱恒载=梁自重+板传荷载 =3.6(3.6-0.45)+ 2.21(3.6-0.45)+5.885/83.61.8=43.81KN顶层柱活载=板传活载=21.85/83.6=8.1KN标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+墙自重 =2.55(3.6-0.45)+(4.333.6/25/83.6+0.98.88+7.150.8)=83.4KN顶层柱活载=板传活载=21.85/83.6=8.1KN基础顶面恒载=墙自重+基础梁自重 =6

17、.07(3.6-0.45)+ 2.5(3.6-0.45) =27 KN4.2.6. 柱自重标准层：5.373.0=16.11KN底层：5.374=21.48KN附加弯矩的计算A轴顶层柱： 恒载：54.270.1=5.43KN.M活载：16.20.1=1.62 KN.M底层柱：恒载：30.050.1=3KN.M其它层柱：恒载：92.410.1=9.24KN.M活载：16.20.1=1.62 KN.M柱自重+柱受集中荷载值A轴柱：底层：27+21.48=48.48 KN2-8层：60.5+16.11=76.61 KND轴柱：底层：30.05+21.48=51.53 KN2-8层：92.41+16.

18、11=108.52 KNG轴柱：底层：30.05+21.48=51.53 KN2-8层：92.41+16.11=108.52 KNL轴柱：底层：27+21.48=48.48 KN2-8层：83.4+16.11=99.51 KN5. 内力计算5.1. 恒荷载内力计算框架在竖向恒荷载作用下的受荷总图如图所示：（图中数值均为标准值）（不考虑柱自重的线性分布将当集中荷载处理加在柱底近似计算）恒荷载作用下的受荷总图如图所示（KN）图5.1 框架恒载受荷总图 图5.2 恒载作用下轴力图：（单位：kN）图5.3 恒载作用下剪力图：（单位：KN）图5.4 恒载作用下弯矩图（单位：kNm）5.2. 活荷载的内力

19、计算由于活荷载与恒荷载的比值不大于1.0，可不考虑活荷载的不利位置，而把活荷载同时作用所有的框架上，求得的内力在支座处与按最不利位置求得内力相似，直接进行内力组合。但求得梁的框中弯矩需要乘以1.11.2的系数予以增大，本设计乘以1.1.图5.5 活荷载作用下的受荷总图（KN）图5.6 活荷载作用下轴力图（单位：kN）图5.7 活荷载作用下剪力图：（单位：KN）图5.8活荷载作用下弯矩图（单位：kNm）（需乘以1.1的系数以考虑不利位置）5.3. 风荷载的计算作用在建筑物的屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值:风压高度变化系数,考虑到建设地位于某中型城市郊区,所以取地面粗糙度为 C类.风荷载体

20、型系数,根据建筑物体型查得为1.3风震系数, ，对于建筑总高度不超过30m的取1.0下层柱高.上层柱高.:迎风面的宽度为3.6m.5.3.1. 集中风荷载标准值和设计值表5.1 集中风荷载标准值和设计值离地高度(m)( KN/m)/m/m/KN24.60.9111.30.453.013.8321.60.8711.30.453.03.05.518.60.8111.30.453.03.05.1215.60.7511.30.453.03.04.7412.60.7411.30.453.03.04.689.60.7411.30.453.03.04.686.60.7411.30.453.03.04.683

21、.60.7411.30.453.63.05.145.3.2. D值计算表5.2 标准层D值计算构件名称A轴柱23.74/(23.42)=1.090.35316097D轴柱2(3.74+4)/(23.42)=2.26 0.53124214G轴柱2(4+4)/(23.42)=2.340.53924578L轴柱24/(23.42)=1.090.36916826D=81715KN/m表5.3 一层 D值的计算构件名称)A轴柱0.56513393D轴柱0.70116616G轴柱0.70816782L轴柱0.57913724 D=60515KN/m5.3.3. 风荷载作用下框架侧移5.4 风荷载作用下框架

22、侧移层号Wj/KNvj/KND/(KN/M)uj/myj/m83.833.83817150.00011/3000075.59.33817150.00011/3000065.1214.45817150.00021/1500054.7419.19817150.00021/1500044.6823.87817150.00031/1000034.6828.55817150.00031/1000024.6833.23817150.00041/750015.1438.37817150.00061/5000 U=uj=0.0022m层间侧移最大值 1/5000 1/550(满足要求)5.3.4. 反弯点计算

23、表5.5 A轴柱反弯点位置层号 83.001.090.350.000.000.000.351.0573.001.090.40.000.000.000.401.2063.001.090.450.000.000.000.451.3553.001.090.450.000.000.000.451.3543.001.090.450.000.000.000.451.3533.001.090.50.000.000.000.51.523.001.090.50.000.000.000.51.5013.601.450.650.000.000.000.652.60表5.6 D轴柱反弯点位置层号83.002.260.

24、420.000.000.000.421.2673.002.260.470.000.000.000.471.4163.002.260.470.000.000.000.471.4153.002.260.500.000.000.000.501.5043.002.260.500.000.000.000.501.5033.002.260.500.000.000.000.501.5023.002.260.500.000.000.000.501.5013.603.020.500.000.000.000.502.0表5.6 G轴柱反弯点位置层号83.002.340.000.000.000.000.431.29

25、73.002.340.000.000.000.000.481.4463.002.340.000.000.000.000.481.4453.002.340.000.000.000.000.51.5043.002.340.000.000.000.000.51.5033.002.340.000.000.000.000.51.5023.002.340.000.000.000.000.51.5013.603.130.000.000.000.000.52.0表5.7 L轴柱反弯点位置层号83.000.360.000.000.000.361.0873.001.170.410.000.000.000.411.

26、2363.001.170.460.000.000.000.461.3853.001.170.460.000.000.000.461.3843.001.170.460.000.000.000.460.51.3833.001.170.500.000.000.000.51.523.001.170.500.000.000.000.51.513.601.560.650.000.000.000.652.65.3.5. 风荷载作用下剪力和梁柱端的弯矩计算框架各柱的杆端弯矩、梁端弯矩按下式计算，计算过程如表所示。 中柱出的梁 边柱处的梁 5.3.6. 风荷载作用下框架柱剪力和梁柱端的弯矩计算表5.8 A轴框架

27、柱剪力和梁柱端的弯矩层/KND/KN/m/KN/m/KNyh/m/KN.m/KN.m/KN.m83.8381715160970.1970.751.051.460.791.4679.3381715160970.1971.841.23.312.214.1614.4581715160970.1972.851.354.73.856.91519.1981715160970.1973.781.356.245.110.09423.8781715160970.1974.71.357.766.3512.86318.5581715160970.1975.621.58.438.4314.78233.23817151

28、60970.1976.551.59.839.8318.26138.3760515133930.2218.482.622.0522.0518.73表5.9 风荷载作用下D轴框架柱剪力和梁柱端的弯矩层/KND/KN/m/KN/m/KNyh/m/KN.m/KN.m/KN.m83.8381715242140.2961.131.261.971.420.951.0279.3381715242140.2962.761.414.393.892.83.01614.4581715242140.2964.281.416.816.035.165.54519.1981715242140.2965.681.58.528.

29、527.017.54423.8781715242140.2967.071.510.6110.619.229.91318.5581715242140.2968.451.512.6812.6811.2312.06233.2381715242140.2969.841.514.7614.7613.2314.21138.3760515166160.27510.552.014.7621.1012.213.1110.55表5.9 风荷载作用下G轴框架柱剪力和梁柱端的弯矩层/KND/KN/m/KN/m/KNyh/m/KN.m/KN.m83.8381715245780.31.151.291.931.480.96

30、50.96579.3381715245780.32.81.444.314.03208952.895614.4581715245780.34.341.446.686.255.3555.355519.1981715245780.35.761.58.528.647.3857.385423.8781715245780.37.141.510.6110.719.6259.625318.5581715245780.38.571.512.6812.8611.69511.695233.2381715245780.39.971.514.7614.7613.8113.81138.3760515167820.2771

31、0.632.010.5521.2612.75512.755表5.9 风荷载作用下L轴框架柱剪力和梁柱端的弯矩层/KND/KN/m/KN/m/KNyh/m/KN.m/KN.m/KN.m83.8381715168260.2060.791.081.520.851.5279.3381715168260.2061.921.233.42.364.25614.4581715168260.2062.981.384.834.117.19519.1981715168260.2063.951.386.45.4510.51423.8781715168260.2064.921.387.976.7913.42318.5581715168260.2065.881.58.828.8215.61233.2381715168260.2066.851.510.2810.2819.1138.3760515137240.2278.712.63.4822.6513.76表5.11 风荷载作用下框架柱轴力和梁端剪力层梁端剪力/KN柱轴力/KNAD跨DG跨GL跨A轴D轴G轴L轴