混凝土和砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計課程設(shè)計

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)計課程設(shè)計多層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計指導(dǎo)教師： 張蕾春 班 級： 11土木（2）班 學生姓名： 施迎寧 學 號： Xf 設(shè)計時間： 2014.5.7-6.5 浙江理工大學科技與藝術(shù)學院建筑系混凝土和砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計課程設(shè)計一、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)點設(shè)計。通過該課程設(shè)計，能綜合運用結(jié)構(gòu)力學和鋼筋混凝土基本構(gòu)件的知識，掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本程序和方法。二、設(shè)計任務(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)布置見圖

2、1所示，選擇典型一榀框架進行計算?？蚣芰骸⒅?、屋面板、樓面板全部現(xiàn)澆。2. 設(shè)計資料（1）氣壓條件 基本雪壓0.3 kN/m2 ，基本風壓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。恒載分項系數(shù)為1.2，活荷載3.5 kN/m3，分項系數(shù)1.4。（5）材料：混凝土強度等級為C30。受力鋼筋采用三級鋼。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)計算后列于圖中。其中在求梁截面慣性矩時考慮到現(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)計算簡圖圖中數(shù)字為線剛度，單位：X三、荷載計算1、

4、恒荷載計算（1）屋面框架梁線荷載標準值：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準值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)點集中荷載標準值 邊柱連系梁自重： 粉刷： 邊柱連系梁傳來屋面自重： 邊柱次梁自重： 粉刷： _頂層邊節(jié)點集中荷載： 中柱連系梁自重：

5、 粉刷： 中柱連系梁傳來屋面自重： _ 頂層中節(jié)點集中荷載： （4）樓面框架節(jié)點集中荷載標準值邊柱連系梁自重： 粉刷： 邊柱連系梁傳來樓面自重： 框架柱自重： 粉刷： _頂層邊節(jié)點集中荷載： 中柱連系梁自重： 粉刷： 中柱連系梁傳來屋面自重： 框架柱自重： 粉刷： _ 頂層中節(jié)點集中荷載： （5）恒荷載作用下的結(jié)構(gòu)計算簡圖恒荷載作用下的結(jié)構(gòu)計算簡圖 2、活荷載計算（1）屋面活荷載計算 活荷載作用在頂層屋面上的線荷載為： （2）樓面活荷載計算 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)計算簡圖活荷載作用下的結(jié)構(gòu)計算簡圖3、風荷載計算風壓標準值計算公式： 因結(jié)構(gòu)高度，可??；對于矩形平面

6、；可按線性插入法求得。將風荷載換算成作用于框架每層節(jié)點上的集中荷載，計過程如表1所示。表中z為框架節(jié)點至室外地面的高度，A為一榀框架各層節(jié)點的受風面積，計算結(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 風荷載計算 表1四、 內(nèi)力計算 1、恒荷載作用下的內(nèi)力計算恒載（豎向荷載）作用下的內(nèi)力計算采用分層法。計算中柱的線剛度取框架柱實際線剛度的0.9倍。梁上分布荷載由矩形和梯形兩部分組成，在求固端彎矩時可直接根據(jù)圖示荷載計算，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算并可利用結(jié)構(gòu)對稱性去二分之一結(jié)構(gòu)計算。各桿的固端彎矩為： 頂層彎矩計算。彎矩分配法計算內(nèi)力過程如表：（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頂層分層法彎矩計算結(jié)果（2

8、）中間層 結(jié)構(gòu)內(nèi)力可用彎矩分配法計算并可利用結(jié)構(gòu)對稱性去二分之一結(jié)構(gòu)計算。各桿的固端彎矩為： 中間層彎矩計算。彎矩分配法計算內(nèi)力過程如表：（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、計算結(jié)果（3）底層底層彎矩計算。彎矩分配法計算內(nèi)力過程如表：（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算結(jié)果二次分配不平衡彎矩： 標準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、頂層傳給標準層的彎矩分配：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.標準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跨中彎矩計算：框架在恒荷載下的彎矩圖剪力計算：軸力計算：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 頂層彎矩計算。彎矩分配法計算內(nèi)力過程如表：（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頂層分層法彎矩計算結(jié)果（2）中間層 各桿的固端彎矩 中間層彎矩計算。彎矩分配法計算內(nèi)力過程如表：（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算結(jié)果（3）底層底層彎矩計算。彎矩分配法計算內(nèi)力過程如表：（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底層分層法彎矩計算結(jié)果二次分配不平衡彎矩： 標準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、傳給標準層的彎矩分配：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標準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跨中彎矩計算：框架在活荷載下的彎矩圖剪力計算：軸力計算：框架在活荷載下的梁剪力，柱軸力圖彎矩調(diào)幅：3、風荷載作用下的內(nèi)力計算風荷載作用下各柱反彎點及柱墻彎矩風荷載作用下剪力在各柱間分配風荷載作用下的框架彎矩圖風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)力計算結(jié)果，即可進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，由于對稱性，每層梁有5個控制截面。柱分為邊柱和中柱，每根柱有2個控制截面。內(nèi)力組合使用的控制截面標于下圖。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)移驗算，可以。，可以。，底層框架層間位移角過大，超過限制。七、梁的截面設(shè)計由混凝土強度等級為C30，受力鋼筋采用HRB335查表，截面尺寸為，。，保