混凝土和砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上混凝土和砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師： 張蕾春 班 級(jí)： 11土木（2）班 學(xué)生姓名： 施迎寧 學(xué) 號(hào)： Xf 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2014.5.7-6.5 浙江理工大學(xué)科技與藝術(shù)學(xué)院建筑系混凝土和砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)一、目 的掌握現(xiàn)澆多層框架結(jié)構(gòu)方案布置、荷載分析、框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析、內(nèi)力組合、框架梁、柱和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。通過(guò)該課程設(shè)計(jì)，能綜合運(yùn)用結(jié)構(gòu)力學(xué)和鋼筋混凝土基本構(gòu)件的知識(shí)，掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本程序和方法。二、設(shè)計(jì)任務(wù)1.工程概況 本工程為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，共三層，層高3.6m，室內(nèi)外高差為0.45m，基礎(chǔ)頂面至室外地面距離0.5m。框架平面柱網(wǎng)布置見(jiàn)圖

2、1所示，選擇典型一榀框架進(jìn)行計(jì)算?？蚣芰骸⒅?、屋面板、樓面板全部現(xiàn)澆。2. 設(shè)計(jì)資料（1）氣壓條件 基本雪壓0.3 kN/m2 ，基本風(fēng)壓0.4 kN/m2，地面粗糙度類別為B類。不上人屋面，屋面活荷載0.5kN/m2。（2）抗震設(shè)防：不考慮抗震設(shè)防。（3）主要建筑做法:構(gòu)件尺寸：梁：250X550；柱：600X600屋面做法：20mm厚板底抹灰，鋼筋混凝土板厚90mm，120mm水泥膨脹珍珠巖保溫層找坡，20mm厚水泥砂漿找平層，4mm厚SBS卷材防水層。樓面做法：20mm厚板底抹灰，鋼筋混凝土板厚90mm，30mm厚水磨石面層。梁柱表面采用20mm厚抹灰。 （4）荷載取值：鋼筋砼容重25

3、kNm3，水泥膨脹珍珠巖砂漿15 kNm3，水泥砂漿容重20kNm3，石灰砂漿容重17kNm3，SBS卷材防水層0.30kN/m2，水磨石自重0.65kN/m2。恒載分項(xiàng)系數(shù)為1.2，活荷載3.5 kN/m3，分項(xiàng)系數(shù)1.4。（5）材料：混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。受力鋼筋采用三級(jí)鋼。根據(jù)地質(zhì)資料，確定基礎(chǔ)頂離外地面為500mm，由此求得底層層高為4.55m。各梁柱構(gòu)件的線剛度經(jīng)計(jì)算后列于圖中。其中在求梁截面慣性矩時(shí)考慮到現(xiàn)澆板的作用，取I=2I0（I0為不考慮樓板翼緣作用的梁截面慣性矩）。AB、CD跨梁： BC跨梁： 上部結(jié)構(gòu)各層柱：底層柱：結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖圖中數(shù)字為線剛度，單位：X三、荷載計(jì)算1、

4、恒荷載計(jì)算（1）屋面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值：20mm厚板底抹灰： 90mm厚的鋼筋混凝土板： 120mm水泥膨脹珍珠巖保溫層找坡： 20mm厚水泥砂漿找平層： 4mm厚SBS卷材防水層： _屋面恒荷載： 框架梁自重： 梁側(cè)粉刷： _ 因此，作用在屋頂框架梁上的線荷載為：（2） 樓面框架梁線荷載標(biāo)準(zhǔn)值20mm厚板底抹灰： 90mm厚的鋼筋混凝土板： 30mm厚水磨石面層： _樓面恒荷載： 框架梁自重及梁側(cè)粉刷： 因此，作用在中間層框架梁上的線荷載為：（3） 屋面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值 邊柱連系梁自重： 粉刷： 邊柱連系梁傳來(lái)屋面自重： 邊柱次梁自重： 粉刷： _頂層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載： 中柱連系梁自重：

5、 粉刷： 中柱連系梁傳來(lái)屋面自重： _ 頂層中節(jié)點(diǎn)集中荷載： （4）樓面框架節(jié)點(diǎn)集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值邊柱連系梁自重： 粉刷： 邊柱連系梁傳來(lái)樓面自重： 框架柱自重： 粉刷： _頂層邊節(jié)點(diǎn)集中荷載： 中柱連系梁自重： 粉刷： 中柱連系梁傳來(lái)屋面自重： 框架柱自重： 粉刷： _ 頂層中節(jié)點(diǎn)集中荷載： （5）恒荷載作用下的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖恒荷載作用下的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖 2、活荷載計(jì)算（1）屋面活荷載計(jì)算 活荷載作用在頂層屋面上的線荷載為： （2）樓面活荷載計(jì)算 活荷載作用在樓面上的線荷載為： 5）活荷載作用下的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖活荷載作用下的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖3、風(fēng)荷載計(jì)算風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算公式： 因結(jié)構(gòu)高度，可?。粚?duì)于矩形平面

6、；可按線性插入法求得。將風(fēng)荷載換算成作用于框架每層節(jié)點(diǎn)上的集中荷載，計(jì)過(guò)程如表1所示。表中z為框架節(jié)點(diǎn)至室外地面的高度，A為一榀框架各層節(jié)點(diǎn)的受風(fēng)面積，計(jì)算結(jié)果如圖所示。層次z (m)3211.01.01.01.31.31.311.47.84.21.0392110.450.450.4512.9625.9228.087.58215.16316.427 風(fēng)荷載計(jì)算 表1四、 內(nèi)力計(jì)算 1、恒荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算恒載（豎向荷載）作用下的內(nèi)力計(jì)算采用分層法。計(jì)算中柱的線剛度取框架柱實(shí)際線剛度的0.9倍。梁上分布荷載由矩形和梯形兩部分組成，在求固端彎矩時(shí)可直接根據(jù)圖示荷載計(jì)算，也根據(jù)固端彎矩相等的原則，

7、先將梯形分布荷載及三角形分布荷載，化為等效均布荷載。把梯形荷載轉(zhuǎn)化作等效均布荷載 （1）頂層 結(jié)構(gòu)內(nèi)力可用彎矩分配法計(jì)算并可利用結(jié)構(gòu)對(duì)稱性去二分之一結(jié)構(gòu)計(jì)算。各桿的固端彎矩為： 頂層彎矩計(jì)算。彎矩分配法計(jì)算內(nèi)力過(guò)程如表：（單位：kNm）0.4880.5110.1550.1480.697A-1A-BB-AB-2B-CC-B-48.0248.02-5.81-2.9023.4324.5412.27-4.22-8.44-8.06-37.9734.4352.062.161.08-0.16-0.16-0.750.7525.48-25.5452.77-8.22-44.5335.82頂層分層法彎矩計(jì)算結(jié)果（2

8、）中間層 結(jié)構(gòu)內(nèi)力可用彎矩分配法計(jì)算并可利用結(jié)構(gòu)對(duì)稱性去二分之一結(jié)構(gòu)計(jì)算。各桿的固端彎矩為： 中間層彎矩計(jì)算。彎矩分配法計(jì)算內(nèi)力過(guò)程如表：（單位：kNm）0.3280.3280.3440.1350.1290.1290.607A-1A-5A-BB-AB-2B-6B-CC-B-34.8234.82-4.476-2.23811.4211.4211.985.99-2.46-4.91-4.69-4.69-22.0522.050.810.810.850.43-0.06-0.06-0.060.260.2612.2312.23-25.4536.27-4.75-4.75-26.78620.072中間層分層法彎矩

9、計(jì)算結(jié)果（3）底層底層彎矩計(jì)算。彎矩分配法計(jì)算內(nèi)力過(guò)程如表：（單位：kNm）0.2930.3450.3620.1380.1120.1310.619A-1A-5A-BB-AB-2B-3B-CC-B-34.8234.82-4.476-2.23810.212.0112.606.30-2.53-5.06-4.10-4.80-22.6822.680.740.870.920.46-0.06-0.05-0.060.280.2810.9412.88-23.8336.46-4.15-4.86-27.43620.722底層層分層法彎矩計(jì)算結(jié)果二次分配不平衡彎矩： 標(biāo)準(zhǔn)層傳給頂層的彎矩分配： 0.4880.5110

10、.1550.1480.697A-1A-BB-AB-2B-CC-B4.08-1.58-1.99-2.08-1.04-0.210.410.391.83-1.830.100.11-0.060.0090.0080.04-0.042.19-1.991-0.681-1.1821.87-1.87底層、頂層傳給標(biāo)準(zhǔn)層的彎矩分配：0.3280.3280.3440.1350.1290.1290.607A-1A-2A-BB-AB-2B-3B-CC-B4.298.49-1.62-2.74-4.19-4.19-4.40-2.20.4450.890.850.853.98-3.98-0.146-0.146-0.153-0.

11、770.010.010.010.05-0.05-0.0464.154-4.108-1.287-0.76-1.884.03-4.標(biāo)準(zhǔn)層傳給底層的彎矩分配：0.2930.3450.3620.1380.1120.1310.619A-1A-2A-BB-AB-2B-3B-CC-B4.08-1.58-1.195-1.408-1.477-0.7390.160.320.260.3041.44-1.44-0.05-0.06-0.06-1.2453.612-1.377-0.4190.26-1.2761.44-1.44跨中彎矩計(jì)算：框架在恒荷載下的彎矩圖剪力計(jì)算：軸力計(jì)算：框架在恒荷載下的梁剪力，柱軸力圖彎矩調(diào)幅：

12、2、活荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算 把梯形荷載轉(zhuǎn)化作等效均布荷載。（1）頂層 各桿的固端彎矩 頂層彎矩計(jì)算。彎矩分配法計(jì)算內(nèi)力過(guò)程如表：（單位：kNm）0.4880.5110.1550.1480.697A-1A-BB-AB-2B-CC-B-3.5643.564-0.36-0.181.741.820.91-0.32-0.64-0.61-2.872.870.1560.1631.896-1.9013.834-0.61-3.232.69頂層分層法彎矩計(jì)算結(jié)果（2）中間層 各桿的固端彎矩 中間層彎矩計(jì)算。彎矩分配法計(jì)算內(nèi)力過(guò)程如表：（單位：kNm）20.3280.3280.3440.1350.1290.1290

13、.607A-1A-2A-BB-AB-2B-3B-CC-B-24.9624.96-2.52-1.268.198.198.594.295-1.805-3.61-3.45-3.45-16.2316.230.590.590.620.31-0.04-0.04-0.04-0.190.198.788.78-17.55525.915-3.49-3.49-18.9415.16中間層分層法彎矩計(jì)算結(jié)果（3）底層底層彎矩計(jì)算。彎矩分配法計(jì)算內(nèi)力過(guò)程如表：（單位：kNm）0.2930.3450.3620.1380.1120.1310.619A-1A-2A-BB-AB-2B-3B-CC-B-24.9624.96-2.5

14、2-1.267.318.619.044.52-1.86-3.72-3.02-3.53-16.6916.690.540.640.670.335-0.05-0.04-0.04-0.210.217.859.25-17.1126.045-3.06-3.57-19.4215.64底層分層法彎矩計(jì)算結(jié)果二次分配不平衡彎矩： 標(biāo)準(zhǔn)層傳給頂層的彎矩分配： 0.4880.5110.1550.1480.697A-1A-BB-AB-3B-CC-B2.93-1.16-1.43-1.5-0.750.150.30.281.33-1.33-0.07-0.081.43-1.43-0.45-0.881.33-1.33底層、頂層

15、傳給標(biāo)準(zhǔn)層的彎矩分配：0.3280.3280.3440.1350.1290.1290.607A-1A-2A-BB-AB-2B-3B-CC-B3.080.632-1.19-0.203-1.22-1.22-1.28-0.640.1350.270.260.261.23-1.23-0.04-0.04-0.051.82-0.628-1.195-0.37-0.930.0571.23-1.13標(biāo)準(zhǔn)層傳給底層的彎矩分配：0.2930.3450.3620.1380.1120.1310.619A-1A-2A-BB-AB-2B-3B-CC-B2.93-1.16-0.86-1.01-1.06-0.5030.1150.

16、230.190.221.03-1.03-0.03-0.04-0.04-0.891.88-0.985-0.7330.19-0.941.03-1.03跨中彎矩計(jì)算：框架在活荷載下的彎矩圖剪力計(jì)算：軸力計(jì)算：框架在活荷載下的梁剪力，柱軸力圖彎矩調(diào)幅：3、風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算風(fēng)荷載作用下各柱反彎點(diǎn)及柱墻彎矩風(fēng)荷載作用下剪力在各柱間分配風(fēng)荷載作用下的框架彎矩圖風(fēng)荷載作用下框架剪力軸力圖五、內(nèi)力組合根據(jù)上述內(nèi)力計(jì)算結(jié)果，即可進(jìn)行框架各梁柱各控制截面上的內(nèi)力組合，其中梁的控制截面為梁端柱邊及跨中，由于對(duì)稱性，每層梁有5個(gè)控制截面。柱分為邊柱和中柱，每根柱有2個(gè)控制截面。內(nèi)力組合使用的控制截面標(biāo)于下圖。梁和

17、柱內(nèi)力組合表：柱內(nèi)力組合表樓層柱截面恒荷載活荷載風(fēng)荷載Nmax,，MNmin，M N,V頂層AM626.673.32636.3278M516.3848.15230.258436.81340.00840.008N167.58410.45214.6858245.303243.088243.088V1.479BM6-9.402-1.49-13.2194-28.403-13.764-28.403M5-6.63-3.433-12.4189-23.745-14.640-23.745N216.40314.93279.0926330.131319.469330.131V-3.297中間層AM412.81410

18、.629.156826.35143.92543.926M315.49211.333.280435.92349.90249.902N322.87984.798497.6922587.715578.874570.062V4.438BM4-5.51-4.42-12.358-38.5210.653-38.521M3-6.136-4.51-13.2262-36.806-4.754-36.806N392.12118.26624.282782.054736.941782.054V-9.892底層AM29.6956.9620.68210.79942.35942.359M15.473.92511.6665-15.98146.66646.666N479.22159.26782.102917.195890.518890.518V-10.022BM2-3.89-2.87-8.399-44.07517.922-44.075M1-2.075-1.53-4.479-44.99830.776-44.998N567.521221.51968.98821249.5271136.2881136.288V-14.656六、側(cè)移驗(yàn)算，可以。，可以。，底層框架層間位移角過(guò)大，超過(guò)限制。七、梁的截面設(shè)計(jì)由混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，受力鋼筋采用HRB335查表，截面尺寸為，。，保