實驗中學框架結構教學樓設計本科畢業(yè)論文設計

1、泰泰 山山 學學 院院 本本科科畢畢業(yè)業(yè)論論文文（設設計計） 實驗中學框架結構教學樓設計 所 在 學 院 機械與工程學院 專 業(yè) 名 稱 土木工程 申請學士學位所屬學科 工科 摘 要 在實際工程中，鋼筋混凝土框架結構是一種較為普遍結構形式，廣泛應用于 住宅、辦公、學校等公共建筑。本設計主要對多層框架教學樓的橫向框架進行了 設計。在進行設計時首先查荷載規(guī)范對結構的恒載、活載、風荷載以及地震 荷載進行計算。豎向荷載利用分層法、水平荷載利用 d 值法進而得到各種作用下 結構各桿件的內(nèi)力標準值。然后按照最不利組合方式，對各種作用下的內(nèi)力進行 組合。最后在組合中找出各桿件最不利的一組或幾組對構件進行截面

2、設計，選取 最安全的結果進行配筋并繪出施工圖。本設計還對基礎、樓板、樓梯等進行了設 計，并繪出了結構施工圖。除對本框架進行手算外，還利用了 pkpm 對本結構進 行了電算。 通過本次畢業(yè)設計并充分結合我四年來學到的基本知識使我了解了框架結構 設計的全過程，達到了從理論到實踐的飛躍。同時通過設計中使用的建筑方面的 規(guī)范和軟件，使我更加熟悉了規(guī)范和軟件的使用操作，為我以后工作打下了良好 的基礎。 關鍵字：框架結構；荷載；分層法；d 值法 abstract in practical engineering, the reinforced concrete frame structure has be

3、en a common structural form owing to their successful applications in many areas such asresidence, office, schools and other public buildings. this thesis is aimed at the design for transverse frame of teaching buildings with multistory frame. first, dead loads, live loads, wind load and seismic loa

4、d of the structure are computed referring to “l(fā)oad standards ”. then the standard values of each members of structure under horizontal load and vertical load can be obtained by using stratification method and “d” method respectively. next, the internal forces under various load are combined accordin

5、g to the most unfavorable combination mode. finally, the most unfavorable one or several ones in the above combinations to realize section design for members is found. in this way, the safest results to reinforce is chosen and working drawing is painted. the basement, the floor and the stairs are al

6、so designed and structural working drawing are painted in this thesis. moreover, the structure computerization is shown via employing pkpm. thanks to this graduation design, and combining with knowledge ive learned in the past four years , i master the entire process of the design for frame structur

7、e, and realize the leap from theory to practice. meanwhile, i become more familiar with the standards and operations of relative softwares than before. all these have built a good foundation for my future work. key words: frame structure; load; stratification; “d ”method 目錄 引言.1 第一部分 建筑設計.2 1.1 基本設計

8、資料 .2 1.1.1 設計項目名稱及概況 .2 1.12 設計地點 .2 1.13 設計依據(jù) .2 1.14 設計資料 .3 1.15 建筑要求 .3 1.2 建筑設計總說明 .3 1.21 平面設計 .3 1.22 屋面排水設計 .6 第二部分 結構設計.8 2.1 常見的鋼筋混凝土體系 .8 2.2 結構設計原則.10 2.3 結構布置.11 2.31 結構布置要點 .12 2.32 截面設計要點.12 2.3.3 框架柱的截面.12 第三部分 樓板設計 .14 3.1 設計資料 .14 3.2 屋面和樓面板的荷載 .14 3.3 各梁間恒荷載.15 第四部分 pkpm 計算書 .17

9、4.1 建筑結構的總信息 .17 4.2 周期、地震力與振型輸出 .29 4.3 satwe 位移輸出文件 .44 4.4 各層超配筋信息.48 4.5 薄弱層驗算.49 4.6jccad 計算結果 .53 4.7jccad 計算結果 satwe .55 4.8 樓梯設計 .61 4.8.1 荷載和受力計算 .61 4.8.2 配筋面積計算 .63 4.8.3 配筋結果 .64 結束語.66 參考文獻.67 符號說明.68 致謝辭.69 附錄.70 引 言 四年的大學時光即將結束，我們也即將走入社會。在這最后的階段，畢業(yè)設 計是我們最后的一門課程。它是我們是否能運用四年學到的基礎知識進行綜合的

10、 一次檢驗。在我們踏出社會之前畢業(yè)設計給了我們一次較好的實踐的機會。 本次我的設計題目是自貢市曙光中學框架教學樓結構設計，在設計之前 我對我大學四年所學過的課程做了一次較大范圍的復習。有了考研的經(jīng)驗和導師 的輔導復習起來不是很費勁。在復習基礎的同時也參閱了一些我國現(xiàn)行的規(guī)范， 特別是混凝土結構設計規(guī)范，荷載規(guī)范，建筑抗震規(guī)范做了深入的 了解。了解一些結構設計方面的知識。在設計期間，通過導師和同學的幫助，我 能較好的利用自己在大學里學到的基礎理論知識、專業(yè)知識與設計實踐相結合。 根據(jù)設計任務書上的要求和老師的指導，我對本畢業(yè)設計進行了系統(tǒng)的手算。并 在后期又利用 pkpm 進行了電算。最終較好的

11、完成本次設計任務。在此我由衷的 感謝在畢業(yè)設計中給了我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W們。 通過本次畢業(yè)設計，提高了我動手查閱資料規(guī)范的能力和對基礎、專業(yè)知識 的鞏固，同時也使我加深熟悉了新規(guī)范和對 03g101-1 了解。提高了我的綜合分 析能力。在設計過程中，通過運用 word，excel 等辦公軟件，使我加深了對這些 軟件的了解。在繪圖時我運用到了 autocad、天正、pkpm 等建筑方面的軟件。通 過對這些軟件的運用使我較好的熟悉了這些軟件的使用過程。所有這些寶貴的經(jīng) 驗，都會為我以后工作打下了很好的基礎。達到了本次畢業(yè)設計的目的。 由于框架結構手算計算量較大，根據(jù)設計要求，在計算過程中主要以手算為

12、 主，電算盡作為參考。最后兩者結合得到最后畢業(yè)設計結果。由于本人水平有限， 難免不會出現(xiàn)不妥和疏忽之處，還請各位老師指正。 第一部分 建筑設計 1.1 基本設計資料 1.11 建設項目名稱及概況 （1）項目名稱：實驗中學教學樓 （2）建筑面積：約為 22222 m 2 （3）建筑總高度：18.6 （4）建筑層數(shù)：五層 （5）結構類型：框架結構 （6）該綜合教學樓標準層高 3.6m，走廊寬度 1.8m,室內(nèi)外高差 0.45m，女兒 墻為 0.6 米，在室外設三個踏步起過度作用，剖切面位置見剖面圖。 1.12 建筑地點 章丘市實驗中學 1.13 設計依據(jù)： a、南京市規(guī)劃局規(guī)劃設計要點 b、工程地

13、質(zhì)勘察報告 c、氣象資料與荷載規(guī)范 d、各類國家建筑、結構設計規(guī)范 e、民用建筑設計防火規(guī)范 南京市氣候條件 年平均溫度 20 主導風向 全年主導風向為東南風 平均風速 3m/s 最大風速 19.3m/s 基本風壓值 0.35kn/m 基本雪壓 0.4kn/m 地震烈度 7 度近震 地質(zhì)條件 該工程場區(qū)地勢平坦，擬建地土類為軟弱場地土，建筑 場地類別為三類。 1.14 設計資料 （1）地質(zhì)水文資料：根據(jù)工程地質(zhì)勘測報告，擬建場地地勢平坦，承載力 的特征值為 250kn/m2，可作為天然地基持力層。 （2）抗震設防要求：七度設防，而教學樓為乙類建筑物。按我國抗震設防 標準：“小震不壞，中震可修，

14、大震不倒” ，本方案的設計滿足抗震的要求。 （3）底層室內(nèi)主要地坪標高為0.000。 （4）不考慮地下水影響。 （5）基本風壓 wo=0.35kn/m 。 2 （6）活荷載： 教室：2.0 kn/m2； 走道：2.5 kn/m2； 不上人屋面：0.7 kn/m2。 南京為 7 度抗震設防區(qū)， (7)根據(jù)地質(zhì)資料地基承載力特征值選取 180kpa 1.15 建筑要求 （1）建筑等級:耐火等級為級 （2）抗震等級為級 （3）設計使用年限 50 年 其他建筑要求見附錄建筑總說明。 1.2 建筑設計總說明 本畢業(yè)設計題目為南京市某高中教學樓，擬建于南京市區(qū)內(nèi)，建筑的主要功能 教學使用等。建筑結構形式為

15、鋼筋砼框架結構。建筑物為五層，建筑高度為 18.6 米。作為教學樓，在設計過程中從建筑的功能分區(qū)和造型要求著手，結合具體施 工的可能性，從合理和經(jīng)濟的角度出發(fā)，選擇簡潔而實用的建筑方案。 1.21 平面設計 建筑平面設計是組合布置建筑物在水平方向房屋各部分的組合關系，它包括 使用部分和交通聯(lián)系部分的設計教學樓使用部分的平面設計充分考慮了各種房間 的使用功能要求，重點滿足教學的主要功能。各房間通風順暢，不同分區(qū)互不影 響又相互聯(lián)系，空間利用合理且滿足安全疏散的要求。交通聯(lián)系部分把各個房間 以及各樓層有機地組合起來，考慮到使用部分的功能分區(qū)，減少交通干擾。 立面和剖面設計 在建筑立面的處理上，主要

16、是適當?shù)匕盐蘸媒ㄖ牡赜蛐院蜁r代感想結合的 問題。充分利用建筑場地的寬度，把建筑的立面盡量的做大。在建筑立面細部處 理上，盡量采用能與建筑氣質(zhì)相關聯(lián)的形式，使建筑看上去美觀，大方，莊重， 新穎。 為了便于以后的荷載計算，在建筑設計中將建筑構造做法作以說明，具體的 做法列于表中：屋面做法（不上人）： 一般做法： 類別具體做法備注 30 厚細石混凝土保護層 防水層（剛性）30 厚細石混凝防水 15 厚水泥沙漿找平層 找坡層：40 厚水泥石灰焦渣砂漿 80 厚礦渣水泥 屋面設計 120 厚鋼筋混凝土板 屋面采用不上人屋面（詳 細做法見圖） 12mm 厚大理石地面 30mm 厚細石混凝土 樓面設計 1

17、20mm 厚鋼筋混凝土現(xiàn)澆板 一般樓面，采用大理石地 面（詳細做法見圖） 10 厚天棚水泥砂漿抹灰 15 厚 1：2 水泥石子磨光 素水泥漿結合層一道 20 厚 1：3 水泥砂漿找平層 素水泥漿結合層一道 60 厚 c15 混凝土 地面做法 100 厚碎石夯實 素土夯實 一般地面，采用大理石地 面，衛(wèi)生間另說明（詳細 做法見圖） 15 厚 1：3 水泥砂漿 刷素水泥漿一道 3-4 厚水泥膠結合層 外墻做法 8-10 厚面磚，1：1 水泥砂漿勾縫 15 厚 1：1：6 水泥石灰砂漿 內(nèi)墻設計 5 厚 1：0.5：3 水泥石灰砂漿 采用水泥石灰砂漿 滿刮膩子一道、底油、鉛油、調(diào) 和漆 5 厚 1：

18、2 水泥砂漿面層 墻裙設計 15 厚 1：3 水泥砂漿底層 油漆墻裙 1500 高（具體 做法見圖） 10 厚 1：1.5 水泥石子水磨石面 踢腳設計12 厚 1：2.5 水泥砂漿底層（轉(zhuǎn)角 處 r20）; 水磨石踢腳 150 高（見祥 圖） 10 厚缸磚地面 5 厚 1：1 水泥細砂漿衛(wèi)生間樓面 20 厚 1：3 水泥砂漿找平 采用防水面磚地面 40 厚 c20 細石砼坡向地漏 聚氨脂三遍涂膜防水層厚 1.5-1.8 20 厚 1：3 水泥砂漿找平層，四周抹 小八字角 80 厚現(xiàn)澆樓板 8-10 厚地面磚干水泥擦縫 撒素水泥面（灑適量水） 10 厚 1：2 干硬性水泥砂漿結合層 刷素水泥漿一

19、道 40 厚 c20 細石混凝土 刷冷底子油一道，二氈三油防水層 20 厚 1：3 水泥砂漿粉光抹平 60 厚 c10 混凝土隨搗隨抹 衛(wèi)生間地面 100 厚碎石或碎磚夯實 地磚地面 瓷磚地面 5 厚純水泥漿粘貼層衛(wèi)生間墻裙 15 厚 1：2 水泥砂漿底層 10 厚 1：2.5 水泥砂漿抹面 60 厚 c10 混凝土 80 厚碎磚或道渣 散水做法 素土夯實 詳見圖 1.2.2 屋面排水設計 根據(jù)規(guī)范要求，適當?shù)膭澐峙潘隆⒔M織排水區(qū)，一般每個排水區(qū)按每個雨 水管排除 150-200m2 屋面（水平投影）雨水劃分。進深超過 12m，不宜采用單坡 排水。對于剛性防水屋面，最小坡度為 1：50，設計

20、中采用排水坡度為 1：50。 因為屋面流水線路不宜過長，本方案的寬度大于 12m，所以采用雙坡排水。 勒腳做法 勒腳是墻身接近室外地面的地方，它有保護墻身和增加建筑物美觀的作用。 由于一般的防潮層易開裂使用壽命短的特點，本設計中采用了 60 厚的配筋細石 砼防潮帶。 第二部分：結構設計 結構設計說明目的是對擬建的建筑物進行結構選型，結構布置，以及結構設 計過程中所要考慮的一些設計原則和規(guī)定等。 結構的選型主要是根據(jù)設計的功能要求、地質(zhì)條件和受荷情況以及經(jīng)濟等角 度來判斷結構的選型。 2.1 常見的鋼筋混凝土結構體系 a、框架結構體系 框架結構是由梁、柱構件通過接點連接而成。當結構單元的豎向和水

21、平荷 載完全由框架結構承擔時，這種結構體系稱為框架結構體系。 框架結構體系可以比較靈活的配合建筑平面的布置，安排需要較大空間的 會議室、商場、餐廳、娛樂室、實驗室等。具有一定的靈活性，所以在我國現(xiàn)階 段一些地區(qū)的公共建筑、綜合大樓等的結構選型中被廣泛采用。同時作為框架體 系有不同于其他結構體系的優(yōu)點。 框架結構的梁、柱等構件比較容易標準化、定型化，便于采用裝配式整體結 構，適用于層數(shù)不太高的建筑。當建筑物層數(shù)不斷增多時，水平荷載對梁、柱的 截面尺寸和配筋量的控制作用就越來越大。當層數(shù)相當多的時候，底部各層不但 柱的軸力很大而且梁和柱的由水平荷載所產(chǎn)生影響的彎距也明顯增加，從而導致 截面尺寸和配

22、筋增大。對建筑平面布置和空間處理就可能帶來困難，影響建筑空 間的合理使用，在材料消耗和造價方面，也將趨于不合理，影響設計的競爭力。 框架結構的自震周期長，建筑物自重較小，從而承受的地震荷載也比較小， 這是對抗震比較有利的一方面。但是另一方面，國內(nèi)外許多震害都表明：高層框 架由于側(cè)向剛度小，在強烈地震作用下的頂端水平位移和底部的層間位移都過大， 致使非承重結構的嚴重破壞，即填充墻、建筑裝修和設備管道嚴重破壞。 框架結構的特點是：它的優(yōu)點是建筑平面布置靈活，因而使用也就非常靈 活；框架抗側(cè)移主要取決于梁、柱子的截面尺寸。通常，梁柱的截面慣性矩小， 側(cè)向變形大，這是框架結構的主要特點，也因此而限制了

23、框架結構的高度。 b、剪力墻體系 承受建筑物豎向和水平荷載的主體結構全部為剪力墻時，即形成剪力墻結構 體系。 剪力墻結構體系自重較大，側(cè)向剛度大，自重周期短，因而導致產(chǎn)生較大的 地震荷載。但剪力墻的截面有效工作高度大，截面慣性矩大，所以很容易滿足強 度要求。 現(xiàn)澆鋼筋砼剪力墻結構，由于整體性好和剛度大，在水平荷載作用下側(cè)向變 形小，頂端水平位移和層間相對位移通常都能滿足要求。切由于側(cè)向變形小，有 利于避免內(nèi)部隔斷墻、建筑裝修、設備管道等非結構性破壞，也有利于防止過大 的位移對主體結構在強度和穩(wěn)定性方面造成的不利影響。 剪力墻結構體系的缺點是：剪力墻間距不能太大，平面布置不靈活，立面處 理不靈活

24、，很難滿足公共建筑等使用大空間的要求。結構自重較大往往導致增加 基礎工程的造價，也從一定程度上影響到設計的競爭力。 c、框架-剪力墻體系 框架-剪力墻體系是在框架體系的基礎上增加一定數(shù)量的縱向和橫向剪力墻， 所構成的雙重體系。框架體系具有空間大，平面布置靈活，立面處理豐富等優(yōu)點， 但側(cè)向剛度差，抵抗水平荷載能力低，底部層間位移大容易引起非結構性破壞和 次生災害，對抗震不利。 但剪力墻體系則相反,抗側(cè)力強度和剛度均很大，但平面布置不靈活，不適 應大空間的要求。因此，把兩種結構體系結合起來，在同一結構中同時采用框架 和剪力墻結構，共同承受豎向和水平荷載，可做到取長補短的作用。 在水平荷載的作用下，

25、剪力墻的存在，不但使框架各層梁柱值降低，而且使 各層梁彎矩沿高度方向的差異減小，在數(shù)值上趨于均勻。與框架結構相比，框架 剪力墻結構體系的抗側(cè)力能力大大提高，地震作用下側(cè)移減小，非結構性破壞一 般較輕，是抗震性較好的結構體系。 結構選型 結構體系方案選擇要根據(jù)擬建建筑物的高度、用途、施工條件、經(jīng)濟等進行 比較。經(jīng)過對以上三種結構體系的比較，針對自己的設計題目徐州市方正公司 辦公樓，我選擇了框架結構，理由如下： 框架結構建筑平面布置靈活，可以有較大的空間的會議、辦公等，并且可以 需要用隔斷分隔成小房間或者是拆除改成大房間，使用靈活。 建筑物選址于南京，為七度近震。根據(jù)建筑物所在地的設防烈度及房屋的

26、使 用情況、層數(shù)、建筑物的高度等因素，根據(jù)抗震設計手冊的規(guī)定：設防烈度 為 7 度，高度為 50m 以下的房屋采用鋼筋混凝土框架結構體系較為合理。 2.2 結構設計原則 延性原則 結構、構件或者截面的延性是指他們進入破壞階段以后，在承載力沒有明顯 下降的情況下承受變形的能力。也就是說，延性反映他們后期變形的能力。后期 是指從鋼筋開始屈服進入破壞階段直到最大承載力（或者下降到最大承載力的 85%） 時的整個過程。延性差的結構、構件或者截面，其后期變形能力小，在達到其最 大承載力后會突然發(fā)生脆性破壞，在設計中是應當要避免的，因此，對結構、構 件或截面除了要滿足承載力的要求之外，還要求他們具有一定的

27、延性，其目的在 于： a、防止發(fā)生象超筋梁那樣的破壞，以確保人的生命和國家財產(chǎn)的安全。 b、在超靜定結構中，能更好地適應地基的不均勻沉降以及溫度的變化等情 況。 c、使超靜定結構能夠充分的進行內(nèi)力的重分布，并避免配筋疏密懸殊，便 于施工，節(jié)約鋼材。 d、有利于吸收和耗散地震能量滿足抗震方面的要求。 強柱弱梁的原則控制塑性鉸的位置： 強柱弱梁的設計原則是通過控制梁、柱的相對強度，以保證塑性鉸首先出現(xiàn) 在框架梁中，盡量避免或減少在框架柱中出現(xiàn)塑性鉸。因為塑性鉸出現(xiàn)在框架柱 中，結構很容易形成幾何可變體系而倒塌。 強剪弱彎原則控制構件的破壞形態(tài)： 強減弱彎是要求構件的受剪承載力大于因彎距出現(xiàn)塑性鉸時

28、的截面剪力，即 保證在塑性鉸形成并轉(zhuǎn)動前，不出現(xiàn)剪切脆性破壞。為此，在設計中有意識的提 高構件的受剪承載力，以保證結構的塑性鉸按設計要求出現(xiàn)在受剪破壞之前，增 強框架結構的延性性質(zhì)。 強節(jié)點、強錨固原則保證結點區(qū)的承載力： 結構分析時往往以梁端或柱端為控制截面進行構件的配筋計算，而把梁柱膠 結區(qū)作為一個理想的剛結點。強節(jié)點、強錨固的設計原則是為了充分發(fā)揮塑性鉸 的作用，避免節(jié)點破壞或錨固失效出現(xiàn)在塑性鉸發(fā)揮作用之前，這樣才能使梁柱 構件的承載力和變形能力得到充分的發(fā)揮，以確?？蚣芙Y構的延性要求。 2.3 結構布置 2.31 結構布置要點 結構布置包括結構平面布置和結構剖面布置，建筑物的房屋樓面

29、標高變化不 大時，可只做結構平面布置，如屋面、各層樓面以及基礎等結構平面布置，本建 筑物只作結構平面布置。 結構布置應在建筑平面、立面剖面確定好之后進行，且上一層的結構應在下 一層的結構平面圖上布置。 進行布置時應注意以下幾點： a、既要滿足建筑功能的要求，又要使結構合理，受力明確，如柱網(wǎng)的尺寸，從 建筑上講柱網(wǎng)間距越大越好，但結構上卻不宜過大，主梁的跨度一般為 5- 8m，次梁為 4-7m，若為混凝土過梁，跨度可達 12m。 b、房屋平面內(nèi)質(zhì)量分布和抗側(cè)力構件的布置基本均勻?qū)ΨQ。 c、樓層剛度不小于其相鄰層剛度的 70%，且連續(xù)三層總的剛度降低不超過 50%。 d、應考慮是否設置變形縫，房屋

30、的長度大于 50m 時，應設置伸縮縫一個。該建 筑物長度為 43.2m，因此沒有設置變形縫。 e、房屋立面局部收進的尺寸，不大于該方向總尺寸的 25%。 2.32 截面設計要點 a、材料： 建筑抗震設計規(guī)范對混凝土強度等級的要求是：當按一級抗震等級設計 框架梁時，其混凝土強度等級不應低于 c30，當按二、三級抗震等級設計框架梁 時，其混凝土強度等級不應低于 c20。 建筑抗震設計規(guī)范對鋼筋強度等級的要求是：框架梁中的縱向受力鋼筋 宜采用 ii、iii 級變形鋼筋，鋼箍宜采用 i、ii 級鋼筋。在施工中，不宜以強 度等級較高的鋼筋代替原設計中的鋼筋，如必須代換時，應按鋼筋拉應力設計 值相等的原則

31、進行代換。 b、截面尺寸 確定框架梁的截面尺寸，應從強度、穩(wěn)定、經(jīng)濟、防止脆性破壞等幾方面綜 合考慮。 建筑抗震設計規(guī)范規(guī)定，梁的截面尺寸應符合下列各項要求： 1）框架梁寬應不小于 200mm 且 不應小于柱寬的 1/2。這是為了保證梁的側(cè) 向穩(wěn)定。 2）梁截面的高寬比應不大于 4。這也是為了保證梁的側(cè)向穩(wěn)定。 3）框架梁的跨高比不宜小于 4。這是為了避免出現(xiàn)深梁的脆性破壞。當框架 梁的凈跨與截面高度之比小于 4 時，該梁以剪切變形為主，容易發(fā)生剪切脆性破 壞。 4）按最大相對受壓高度控制最小截面尺寸。 5）按最大剪壓比控制最小截面尺寸。 6）按工程實踐經(jīng)驗確定梁的截面尺寸。 b、主梁截面尺寸

32、為：250*500 次梁截面尺寸：250*400 2.3.3 框架柱的截面設計 a、材料： 建筑抗震設計規(guī)范對混凝土強度等級的要求是：當按一級抗震等級設計 框架柱時，其混凝土強度等級不應低于 c30，當按二、三級抗震等級設計框架柱 時，其混凝土強度等級不應低于 c20。由于混凝土的抗壓強度高，在框架柱中采 用強度等級較高的混凝土比較經(jīng)濟。 建筑抗震設計規(guī)范對鋼筋強度等級的要求是：框架柱中的縱向受力鋼筋 宜采用 ii、iii 級變形鋼筋，鋼箍宜采用 i、ii 級鋼筋。 b、截面尺寸 對于多層鋼筋混凝土框架，柱的截面尺寸通常采用 400*400，450*450，500*500。 確定框架柱的截面尺

33、寸，應從強度、穩(wěn)定、經(jīng)濟、防止脆性破壞等幾方面綜 合考慮。 建筑抗震設計規(guī)范規(guī)定，柱的截面尺寸應符合下列各項要求： 1）按震害規(guī)律，框架柱截面寬度不宜小于 300mm。 2）按剪跨比最小值限制框架柱的截面尺寸，延性框架柱的剪跨比最小值為 2，即柱凈高與截面高度比不宜小于 4。 初估截面尺寸 a、框架柱子 截面尺寸均為 n/afc0.8(抗震等級為二級的框架結構取 0.8) 邊柱 a=n/ufc=1.343.5 1451000/(14.30.8) =111363 mm2 中柱 a=n/ufc=1.254(3.5+2.9)1451000/(14.30.8) =195805 mm2 統(tǒng)一取正方形截面

34、，a1/2=443mm 為保證安全取 bh=500mm500mm 第三部分 樓板設計 3.1 設計資料 (1)氣象條件 基本雪壓=0.4kn/m2；基本風壓=0.55 n/m2 (2)抗震設防 7 度近震。 (3)材料 混凝土采用 c25，縱筋級，箍筋級 3.2 屋面和樓面板的荷載 1）教室采用水磨石地面 白水泥大理石子面 15mm 厚 0.01525 = 0.38 1:3 水泥砂漿找平 18mm 厚0.01820 = 0.36 純水泥漿一道 2mm 厚0.00220 = 0.04 鋼筋混凝土樓板 120mm 厚0.12025 = 3.00 板底 20 厚粉刷抹平0.02017 = 0.34

35、樓面恒載 4.12 kn/m2 樓面活載 2.00 kn/m2 2)廁所采用地磚地面 地磚鋪實 10mm 厚0.01020 = 0.20 1：4 干硬性水泥砂漿 25mm 厚0.02520 = 0.50 基層處理劑一遍 0.05 c20 混凝土 0.5找坡 20mm 厚0.02025 = 0.71 1：3 水泥砂漿找平 20mm 厚0.02020 = 0.40 防水涂料 1.5mm 厚 0.20 鋼筋混凝土樓板 120mm 厚0.12025 = 3.00 板底 20 厚粉刷抹平0.02017 = 0.34 樓面恒載5.40 kn/m2 樓面活載2.00 kn/m2 3)不上人屋面 高分子卷材0

36、.05 1：3 水泥砂漿找平 20mm 厚0.02020 = 0.40 憎水珍珠巖保溫層 60mm 厚0.06040 = 0.24 1：3 水泥砂漿找平 20mm 厚0.02020 = 0.40 1:6 水泥焦渣找坡 50mm 厚0.05015 = 0.75 鋼筋混凝土樓板 120mm 厚0.12025 = 3.00 板底 20 厚粉刷抹平0.02017 = 0.34 樓面恒載5.20 kn/m2 樓面活載0.70 kn/m2 4)走道水磨石地面 白水泥大理石子面 15mm 厚0.01525 = 0.38 1:3 水泥砂漿找平 18mm 厚0.01820 = 0.36 純水泥漿一道 2mm 厚

37、0.00220 = 0.04 鋼筋混凝土樓板 100mm 厚0.10025 = 2.50 板底 20 厚粉刷抹平0.02017 = 0.34 樓面恒載3.62 kn/m2 樓面活載2.50 kn/m2 3.3 各梁間恒荷載 （1）外縱墻自重 標準層： 縱墻： 0.9m0.24m18n/ 3 m =3.89 kn/m 鋁合金窗： 0.35kn/1.8m=0.63kn/m 水泥粉刷內(nèi)墻面： (3.3m-1.8m)0.36 kn/=0.54kn/m 外墻面水泥粉刷外涂涂料： （3.3m-1.8m）0.5 kn/=0.75 kn/m 合計：5.81kn/m 底層： 縱墻： （5.45-3.0-0.6-

38、0.4）0.2418n/ 3 m =6.26 kn/m 水泥粉刷外涂涂料外墻面： (5.45-3.0) 0.50kn/=1.23kn/m 水泥粉刷內(nèi)墻面： （5.45-3.0）0.36kn/=1.17kn/m 合計：8.66kn/m （2）內(nèi)縱墻自重 標準層： 縱墻： 3m0.24m18kn/ 3 m =12.96kn/m 水泥粉刷內(nèi)墻面： 3m0.36 kn/2=2.16 kn/m 合計：15.12kn/ （3）內(nèi)隔墻自重 底層： 內(nèi)隔墻： （4.2-0.6）0.2418kn/ 3 m =11.67kn/m 水泥粉刷墻面： （4.2-0.6）20.36kn/=1.94kn/m 合計：13.6

39、1kn/m 標準層： 內(nèi)隔墻： （4.2-0.6）0.2418kn/ 3 m =15.52 kn/m 水泥粉刷墻面： （4.2-0.6）20.36 kn/=2.59 kn/m 合計：18.11kn/m 第四部分 pkpm 計算書 4.1 建筑結構的總信息 總信息 . 結構材料信息: 鋼砼結構 混凝土容重 (kn/m3): gc = 25.00 鋼材容重 (kn/m3): gs = 78.00 水平力的夾角 (rad): arf = 0.00 地下室層數(shù): mbase= 0 豎向荷載計算信息: 按模擬施工加荷計算方式 風荷載計算信息: 計算 x,y 兩個方向的風荷載 地震力計算信息: 計算 x,

40、y 兩個方向的地震力 特殊荷載計算信息: 不計算 結構類別: 框架結構 裙房層數(shù): mannex= 0 轉(zhuǎn)換層所在層號： mchange= 0 墻元細分最大控制長度(m) dmax= 2.00 墻元側(cè)向節(jié)點信息: 內(nèi)部節(jié)點 是否對全樓強制采用剛性樓板假定 否 采用的樓層剛度算法 層間剪力比層間位移算法 風荷載信息 . 修正后的基本風壓 (kn/m2): wo = 0.35 地面粗糙程度: b 類 結構基本周期（秒）: t1 = 0.30 體形變化分段數(shù): mpart= 1 各段最高層號: nsti = 5 各段體形系數(shù): usi = 1.30 地震信息 . 振型組合方法(cqc 耦聯(lián);srss

41、 非耦聯(lián)) cqc 計算振型數(shù): nmode= 15 地震烈度: naf = 7.00 場地類別: kd = 2 設計地震分組: 二組 特征周期 tg = 0.40 多遇地震影響系數(shù)最大值 rmax1 = 0.08 罕遇地震影響系數(shù)最大值 rmax2 = 0.50 框架的抗震等級: nf = 3 剪力墻的抗震等級: nw = 3 活荷質(zhì)量折減系數(shù): rmc = 0.50 周期折減系數(shù): tc = 0.70 結構的阻尼比 (%): damp = 5.00 是否考慮偶然偏心: 否 是否考慮雙向地震扭轉(zhuǎn)效應: 否 斜交抗側(cè)力構件方向的附加地震數(shù) = 0 活荷載信息 . 考慮活荷不利布置的層數(shù) 從第

42、1 到 5 層 柱、墻活荷載是否折減 不折算 傳到基礎的活荷載是否折減 折算 -柱，墻，基礎活荷載折減系數(shù)- 計算截面以上的層數(shù)-折減系數(shù) 1 1.00 2-3 0.85 4-5 0.70 6-8 0.65 9-20 0.60 20 0.55 調(diào)整信息 . 中梁剛度增大系數(shù)： bk = 1.00 梁端彎矩調(diào)幅系數(shù)： bt = 0.85 梁設計彎矩增大系數(shù)： bm = 1.00 連梁剛度折減系數(shù)： blz = 0.70 梁扭矩折減系數(shù)： tb = 0.40 全樓地震力放大系數(shù)： rsf = 1.00 0.2qo 調(diào)整起始層號： kq1 = 0 0.2qo 調(diào)整終止層號： kq2 = 0 頂塔樓內(nèi)

43、力放大起算層號： ntl = 0 頂塔樓內(nèi)力放大： rtl = 1.00 九度結構及一級框架梁柱超配筋系數(shù) cpcoef91 = 1.15 是否按抗震規(guī)范 5.2.5 調(diào)整樓層地震力 iauto525 = 1 是否調(diào)整與框支柱相連的梁內(nèi)力 iregu_kzzb = 0 剪力墻加強區(qū)起算層號 lev_jlqjq = 1 強制指定的薄弱層個數(shù) nweak = 0 配筋信息 . 梁主筋強度 (n/mm2): ib = 300 柱主筋強度 (n/mm2): ic = 300 墻主筋強度 (n/mm2): iw = 210 梁箍筋強度 (n/mm2): jb = 210 柱箍筋強度 (n/mm2): j

44、c = 210 墻分布筋強度 (n/mm2): jwh = 210 梁箍筋最大間距 (mm): sb = 100.00 柱箍筋最大間距 (mm): sc = 100.00 墻水平分布筋最大間距 (mm): swh = 200.00 墻豎向筋分布最小配筋率 (%): rwv = 0.30 設計信息 . 結構重要性系數(shù): rwo = 1.00 柱計算長度計算原則: 有側(cè)移 梁柱重疊部分簡化: 不作為剛域 是否考慮 p-delt 效應： 否 柱配筋計算原則: 按單偏壓計算 鋼構件截面凈毛面積比: rn = 0.85 梁保護層厚度 (mm): bcb = 30.00 柱保護層厚度 (mm): aca

45、= 30.00 是否按砼規(guī)范(7.3.11-3)計算砼柱計算長度系數(shù): 否 荷載組合信息 . 恒載分項系數(shù): cdead= 1.20 活載分項系數(shù): clive= 1.40 風荷載分項系數(shù): cwind= 1.40 水平地震力分項系數(shù): cea_h= 1.30 豎向地震力分項系數(shù): cea_v= 0.50 特殊荷載分項系數(shù): cspy = 0.00 活荷載的組合系數(shù): cd_l = 0.70 風荷載的組合系數(shù): cd_w = 0.60 活荷載的重力荷載代表值系數(shù): cea_l = 0.50 剪力墻底部加強區(qū)信息. 剪力墻底部加強區(qū)層數(shù) iwf= 2 剪力墻底部加強區(qū)高度(m) z_streng

46、then= 7.20 * 各層的質(zhì)量、質(zhì)心坐標信息 * 層號 塔號 質(zhì)心 x 質(zhì)心 y 質(zhì)心 z 恒載質(zhì)量 活 載質(zhì)量 (m) (m) (t) (t) 5 1 22.319 7.799 18.000 352.5 39.1 4 1 22.337 7.796 14.400 344.7 13.7 3 1 22.334 7.797 10.800 282.9 48.9 2 1 22.337 7.796 7.200 344.7 13.7 1 1 22.371 7.684 3.600 452.1 39.1 活載產(chǎn)生的總質(zhì)量 (t): 154.524 恒載產(chǎn)生的總質(zhì)量 (t): 1776.836 結構的總質(zhì)量

47、 (t): 1931.360 恒載產(chǎn)生的總質(zhì)量包括結構自重和外加恒載 結構的總質(zhì)量包括恒載產(chǎn)生的質(zhì)量和活載產(chǎn)生的質(zhì)量 活載產(chǎn)生的總質(zhì)量和結構的總質(zhì)量是活載折減后的結果 (1t = 1000kg) * 各層構件數(shù)量、構件材料和層高 * 層號 塔號 梁數(shù) 柱數(shù) 墻數(shù) 層高 累計 高度 (混凝土) (混凝土) (混凝土) (m) (m) 1 1 62(25) 27(25) 0(25) 3.600 3.600 2 1 62(25) 27(25) 0(25) 3.600 7.200 3 1 62(25) 27(25) 0(25) 3.600 10.800 4 1 62(25) 27(25) 0(25)

48、3.600 14.400 5 1 62(25) 27(25) 0(25) 3.600 18.000 * 風荷載信息 * 層號 塔號 風荷載 x 剪力 x 傾覆彎矩 x 風荷載 y 剪力 y 傾覆彎矩 y 5 1 36.97 37.0 133.1 127.07 127.1 457.5 4 1 32.83 69.8 384.4 112.87 239.9 1321.2 3 1 28.63 98.4 738.7 98.41 338.4 2539.3 2 1 26.08 124.5 1187.0 89.66 428.0 4080.1 1 1 24.00 148.5 1721.6 82.50 510.5

49、5918.0 = = 計算信息 = = project file name : 標準層 1 計算日期 : 2007. 5.22 開始時間 : 9:26:13 可用內(nèi)存 : 976.00mb 第一步: 計算每層剛度中心、自由度等信息 開始時間 : 9:26:13 第二步: 組裝剛度矩陣并分解 開始時間 : 9:26:13 fale 自由度優(yōu)化排序 beginning time : 9:26:13.95 end time : 9:26:14. 6 total time (s) : 0.11 fale 總剛陣組裝 beginning time : 9:26:14. 6 end time : 9:26

50、:14.17 total time (s) : 0.11 vss 總剛陣 ldlt 分解 beginning time : 9:26:14.17 end time : 9:26:14.17 total time (s) : 0.00 vss 模態(tài)分析 beginning time : 9:26:14.18 end time : 9:26:14.18 total time (s) : 0.00 形成地震荷載向量 形成風荷載向量 形成垂直荷載向量 vss ldlt 回代求解 beginning time : 9:26:14.43 end time : 9:26:14.45 total time (

51、s) : 0.02 第五步: 計算桿件內(nèi)力 開始時間 : 9:26:14 活載隨機加載計算 計算桿件內(nèi)力 結束日期 : 2007. 5.22 時間 : 9:26:15 總用時 : 0: 0: 2 = = 各層剛心、偏心率、相鄰層側(cè)移剛度比等計算信息 floor no : 層號 tower no : 塔號 xstif，ystif : 剛心的 x，y 坐標值 alf : 層剛性主軸的方向 xmass，ymass : 質(zhì)心的 x，y 坐標值 gmass : 總質(zhì)量 eex，eey : x，y 方向的偏心率 ratx，raty : x，y 方向本層塔側(cè)移剛度與下一層相應塔側(cè)移剛度的比值 ratx1，r

52、aty1 : x，y 方向本層塔側(cè)移剛度與上一層相應塔側(cè)移剛度 70%的比 值 或上三層平均側(cè)移剛度 80%的比值中之較小者 rjx，rjy，rjz: 結構總體坐標系中塔的側(cè)移剛度和扭轉(zhuǎn)剛度 = = floor no. 1 tower no. 1 xstif= 22.6667(m) ystif= 8.2667(m) alf = 45.0000(degree) xmass= 22.3709(m) ymass= 7.6839(m) gmass= 530.3477(t) eex = 0.0212 eey = 0.0418 ratx = 1.0000 raty = 1.0000 ratx1= 2.08

53、85 raty1= 2.6679 薄弱層地震剪力放大系數(shù)= 1.00 rjx = 4.8645e+05(kn/m) rjy = 2.9961e+05(kn/m) rjz = 0.0000e+00(kn/m) - - floor no. 2 tower no. 1 xstif= 22.6667(m) ystif= 8.2667(m) alf = 45.0000(degree) xmass= 22.3365(m) ymass= 7.7965(m) gmass= 372.0580(t) eex = 0.0237 eey = 0.0337 ratx = 0.6224 raty = 0.5158 rat

54、x1= 1.3444 raty1= 1.4987 薄弱層地震剪力放大系數(shù)= 1.00 rjx = 3.0275e+05(kn/m) rjy = 1.5455e+05(kn/m) rjz = 0.0000e+00(kn/m) - - floor no. 3 tower no. 1 xstif= 22.6667(m) ystif= 8.2667(m) alf = 45.0000(degree) xmass= 22.3335(m) ymass= 7.7967(m) gmass= 380.6820(t) eex = 0.0239 eey = 0.0337 ratx = 0.9429 raty = 0.

55、8748 ratx1= 1.2855 raty1= 1.3643 薄弱層地震剪力放大系數(shù)= 1.00 rjx = 2.8545e+05(kn/m) rjy = 1.3521e+05(kn/m) rjz = 0.0000e+00(kn/m) - - floor no. 4 tower no. 1 xstif= 22.6667(m) ystif= 8.2667(m) alf = 45.0000(degree) xmass= 22.3365(m) ymass= 7.7965(m) gmass= 372.0580(t) eex = 0.0237 eey = 0.0337 ratx = 0.9992 r

56、aty = 0.9716 ratx1= 1.3025 raty1= 1.3669 薄弱層地震剪力放大系數(shù)= 1.00 rjx = 2.8524e+05(kn/m) rjy = 1.3138e+05(kn/m) rjz = 0.0000e+00(kn/m) - - floor no. 5 tower no. 1 xstif= 22.6667(m) ystif= 8.2667(m) alf = 45.0000(degree) xmass= 22.3185(m) ymass= 7.7986(m) gmass= 430.7380(t) eex = 0.0250 eey = 0.0336 ratx =

57、0.9597 raty = 0.9145 ratx1= 1.2500 raty1= 1.2500 薄弱層地震剪力放大系數(shù)= 1.00 rjx = 2.7375e+05(kn/m) rjy = 1.2014e+05(kn/m) rjz = 0.0000e+00(kn/m) - - = = 抗傾覆驗算結果 = = 抗傾覆彎矩 mr 傾覆彎矩 mov 比值 mr/mov 零應力區(qū)(%) x 風荷載 424899.1 1782.1 238.42 0.00 y 風荷載 123607.0 6126.1 20.18 0.00 x 地 震 424899.1 12102.7 35.11 0.00 y 地 震 1

58、23607.0 8545.1 14.47 0.00 = = 結構整體穩(wěn)定驗算結果 = = 層號 x 向剛度 y 向剛度 層高 上部重量 x 剛重比 y 剛重比 1 0.486e+06 0.300e+06 3.60 19314. 90.67 55.85 2 0.303e+06 0.155e+06 3.60 14401. 75.68 38.63 3 0.285e+06 0.135e+06 3.60 10818. 95.00 45.00 4 0.285e+06 0.131e+06 3.60 7500. 136.92 63.06 5 0.274e+06 0.120e+06 3.60 3916. 251

59、.65 110.44 該結構剛重比 di*hi/gi 大于 10,能夠通過高規(guī)(5.4.4)的整體穩(wěn)定驗算 該結構剛重比 di*hi/gi 大于 20,可以不考慮重力二階效應 * 樓層抗剪承載力、及承載力比值 * ratio_bu: 表示本層與上一層的承載力之比 - 層號 塔號 x 向承載力 y 向承載力 ratio_bu:x,y - - 5 1 0.2158e+04 0.2328e+04 1.00 1.00 4 1 0.2676e+04 0.2676e+04 1.24 1.15 3 1 0.3111e+04 0.3111e+04 1.16 1.16 2 1 0.3533e+04 0.3533

60、e+04 1.14 1.14 1 1 0.4034e+04 0.4048e+04 1.14 1.15 = 4.2 周期、地震力與振型輸出 = 考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時的振動周期(秒)、x,y 方向的平動系數(shù)、扭轉(zhuǎn)系數(shù) 振型號 周 期 轉(zhuǎn) 角 平動系數(shù) (x+y) 扭轉(zhuǎn)系數(shù) 1 1.0179 92.18 0.84 ( 0.00+0.84 ) 0.16 2 0.9389 76.49 0.17 ( 0.01+0.16 ) 0.83 3 0.7272 179.59 0.99 ( 0.99+0.00 ) 0.01 4 0.3041 92.57 0.84 ( 0.00+0.84 ) 0.16 5 0.2841 73