軸線橫向框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)

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1、 摘要 本設(shè)計(jì)主要進(jìn)行了結(jié)構(gòu)方案中?軸線橫向框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在確定框架布局之后，先進(jìn)行了層間荷載代表值的計(jì)算,接著利用頂點(diǎn)位移法求出自震周期，進(jìn)而按底部剪力法計(jì)算水平地震荷載作用下地震荷載，進(jìn)而求出在水平荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力（彎矩、剪力、軸力）。接著計(jì)算豎向荷載（恒載及活荷載）作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。 進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力組合，找出最不利的一組或幾組內(nèi)力組合。 選取最不利內(nèi)力組合的結(jié)果進(jìn)行配筋計(jì)算并繪施工圖。此外還進(jìn)行了結(jié)構(gòu)方案中的室內(nèi)樓梯的設(shè)計(jì)，完成了平臺板，梯段板，平臺梁的內(nèi)力和配筋計(jì)算；此結(jié)構(gòu)采用獨(dú)立基礎(chǔ)，進(jìn)行了基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)；最后進(jìn)行了施工圖繪制。 關(guān)鍵詞： 框架 結(jié)構(gòu)

2、設(shè)計(jì) 抗震設(shè)計(jì) Abstract The purpose of the design is to do the anti-seismic design in the longitudinal frames of axis?. When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibrate cycle is calculated by utilizin

3、g the peak-displacement method, then making the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force (bending moment, shearing forc

4、e and axial force ) in the structure under the horizontal loads can be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most a

5、dverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and lan

6、ding girder whose shop drawings are completed in the end. Keywords : frames, structural design, anti-seismic design 第一章 前 言 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)期間的最后一門必修課，四年的大學(xué)生活馬上就要結(jié)束，作為大學(xué)最后階段的內(nèi)容，畢業(yè)設(shè)計(jì)既是對所學(xué)知識的總結(jié)與鞏固，也是對現(xiàn)有知識的拓展與延伸。因此，無論是作為學(xué)生的我們還是老師都比較重視。畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中，盡量滿足相關(guān)規(guī)范（包括建筑、結(jié)構(gòu)相關(guān)規(guī)范）的規(guī)定、要求，同時(shí)盡量考慮相應(yīng)的施

7、工條件和施工水平，讓設(shè)計(jì)成果能夠有效，可行。當(dāng)中遇到很多問題，大部分是對現(xiàn)行規(guī)范的理解。但在高老師的悉心指導(dǎo)下，都一一解決了，讓我們加深了對規(guī)范的認(rèn)識和理解。于此同時(shí)，也讓我們意識到學(xué)校教學(xué)與實(shí)際設(shè)計(jì)的一些差距，為以后的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。 本設(shè)計(jì)為云南大學(xué)學(xué)生宿舍樓，為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，總建筑面積在4500平方米左右，層數(shù)為六層。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程之中，經(jīng)過了三個(gè)明確的階段，即：畢業(yè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備階段，方案設(shè)計(jì)階段，畢業(yè)設(shè)計(jì)施工圖階段。按照學(xué)校的要求，著重理解在結(jié)構(gòu)方案選擇，荷載組合，抗震，內(nèi)力組合等。并在畢業(yè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，使用計(jì)算機(jī)作了一些輔助設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)的計(jì)算過程中，參考了一些設(shè)計(jì)資料及

8、教材文獻(xiàn)，并在此過程中，得到了指導(dǎo)教師的悉心指導(dǎo)，在此謹(jǐn)向各位老師表示感謝。 第二章 云南大學(xué)學(xué)生宿舍樓設(shè)計(jì)說明 一、工程概況 依據(jù)云南大學(xué)后勤集團(tuán)規(guī)劃，擬在該校區(qū)建蓋建筑面積約4500m2左右的6層鋼筋混凝土框架學(xué)生公寓綜合樓。該樓底層室內(nèi)地面（0.00處）絕對標(biāo)高2022.55m，室內(nèi)外地坪高差0.45m，各層層高3.60m。 設(shè)計(jì)資料 建筑場地工程地質(zhì)條件： （1）建筑場地地勢平緩，地層自上而下分為如下四層： 表層： 人工填土層，層厚0.50m-1.50m，不均勻； 第二層： 粘土層，含少量角礫，層厚5.3m-

9、17.00m，土的天然容重γ=18KN/m3，承載標(biāo)準(zhǔn)值fk=300kpa，壓縮模量Ｅs=8.0Mpa，內(nèi)聚力Ｃ=70kpa，內(nèi)磨擦角φ=14。 第三層： 粘土，層厚5.00m-12.8m； 第四層：粉質(zhì)粘土，本層揭露厚度0.80m-7.40m。 （2）水穩(wěn)定深度介于地面下2.80m-5.30m。 （3）場地覆蓋層厚度dov=9m-80m，場地土屬中軟場地土，場地為Ⅱ類場地。 二、建筑設(shè)計(jì)的原則 1、在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，根據(jù)了建筑工程所在地和擬建場地巖土工程勘察報(bào)告，采用并遵守國家現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程和規(guī)定。 2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重視結(jié)構(gòu)的選型、結(jié)構(gòu)計(jì)算和結(jié)構(gòu)構(gòu)造，根據(jù)建筑功能的要求

10、選安全適用、經(jīng)濟(jì)合理，便于施工的結(jié)構(gòu)方案。 （1）結(jié)構(gòu)選型是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要環(huán)節(jié)。對地震區(qū)應(yīng)力求選用承載力高、抗震性能良好的結(jié)構(gòu)體系和布置方案，應(yīng)使結(jié)構(gòu)體系受力明確、傳力簡捷； （2）結(jié)構(gòu)計(jì)算是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，計(jì)算結(jié)果是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)。設(shè)計(jì)中選擇合理的計(jì)算假定、計(jì)算簡圖、計(jì)算方法，是確保計(jì)算結(jié)果可靠的關(guān)鍵； （3）結(jié)構(gòu)構(gòu)造是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的保證，構(gòu)造設(shè)計(jì)必須從概念設(shè)計(jì)入手，加強(qiáng)連接，保證結(jié)構(gòu)有良好的整體性、足夠的強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)膭偠取τ锌拐鹪O(shè)防要求的結(jié)構(gòu)，尚應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的彈塑性和延性，對結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位和薄弱部位，加強(qiáng)構(gòu)造措施，在設(shè)計(jì)中留有余地，確保結(jié)構(gòu)的安全。 3、甲、乙、丙、丁四個(gè)抗震設(shè)防類別建

11、筑的劃分見《抗規(guī)》（GB 50011-2001。對各行業(yè)分類劃分應(yīng)符合《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB 50223。 4、民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尚應(yīng)符合《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB16-87相關(guān)條文的要求，應(yīng)根據(jù)建筑的耐火等級、燃燒性能和耐火 極限，正確選擇結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的防火與抗火措施，諸如混凝土的保護(hù)層厚度等。 6、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵守的國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程主要有： 《民用建筑設(shè)計(jì)通則 (GB50352-2005) 》 《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 (GB50016-2005)》 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2002）》 《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）》 《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50

12、011-2001）》 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002）》 三、結(jié)構(gòu)布置 主體結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，應(yīng)合理布置柱網(wǎng)，滿足建筑功能要求?？紤]抗震要求，滿足建筑的使用功能，樓、屋蓋采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓、屋面，注意主、次梁的布置、管道井孔預(yù)留。 根據(jù)上部荷載的大小、房屋的層數(shù)、房屋的高度、地質(zhì)狀況、業(yè)主的要求、設(shè)防烈度、工程材料供應(yīng)狀況、施工技術(shù)水平以及經(jīng)濟(jì)方面的因素等確定結(jié)構(gòu)的體系和結(jié)構(gòu)形式，在此基礎(chǔ)上密切結(jié)合建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)總體布置。 建筑結(jié)構(gòu)的總體布置，是指其對高度、平面、立面和體型等的選擇，除應(yīng)考慮到筑使用功能、建筑要求外，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性

13、要求。地震區(qū)的建筑，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)保證建筑物具有良好的抗震性能。 1、結(jié)構(gòu)總體布置原則 （1）控制結(jié)構(gòu)的高度和高寬比 在多層和高層建筑中，結(jié)構(gòu)的位移常常成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要控制因素，而且隨著建筑高度的增加，在水平荷載作用下，傾覆力矩將迅速增大。因此，高層建筑的高寬比不宜過大。一般應(yīng)滿足規(guī)范的要求。對于滿足規(guī)范要求的高層建筑，一般可不進(jìn)行整體穩(wěn)定驗(yàn)算和傾覆驗(yàn)算。 （2）減少平面和豎向布置的不規(guī)則性 建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則、對稱，并應(yīng)具有良好的整體性平面應(yīng)盡量設(shè)計(jì)成規(guī)則、對稱而簡單的形狀，使結(jié)構(gòu)的剛度中心和質(zhì)量中心盡量重合，以減少因形狀不規(guī)則產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的可能性。結(jié)構(gòu)的豎向布置

14、要做到剛度均勻而連續(xù)，避免羯鼓的側(cè)向剛度和承載力突變形成薄弱層或者薄弱部位。結(jié)構(gòu)上部形成縮小面積的突出部分，這種剛度突變在地震作用下會產(chǎn)生鞭稍效應(yīng)，要采取特殊的措施加強(qiáng)。 （3）變形縫的設(shè)置 在多層與高層建筑中，為防止較長結(jié)構(gòu)因溫度變化和混凝土收縮而產(chǎn)生裂縫，常隔一定距離用溫度縫分開；在高層部分和低層部分之間，主于沉降不同，往往設(shè)沉降縫將其分開；建筑物各部分層數(shù)、質(zhì)量、剛度差異過大，或有錯(cuò)層時(shí)，用防震縫分開。溫度縫、沉降縫、抗震縫將建筑劃分為若干各獨(dú)立的部分，成為獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元。 2、框架結(jié)構(gòu)體系布置 （1）結(jié)構(gòu)布置原則 a． 結(jié)構(gòu)平面形狀和立面體型宜簡單、規(guī)則，使各部分剛度和質(zhì)量均

15、勻?qū)ΨQ分布，減少扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響。 b． 控制結(jié)構(gòu)高寬比，以減少水平荷載下的側(cè)移，其高寬比限值見規(guī)范。盡量統(tǒng)一柱網(wǎng)及層高，以減少構(gòu)件種類規(guī)格，簡化設(shè)計(jì)及施工。 c． 房屋的總長度宜控制在最大溫度伸縮縫間距內(nèi)，當(dāng)房屋長度超過規(guī)定值時(shí)，可設(shè)伸縮縫將房屋分成若干溫度區(qū)段。 （2）柱網(wǎng)和層高 框架結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)尺寸，即平面框架的柱距(開間)、跨度(進(jìn)深)和層高，首先要滿足生產(chǎn)工藝和其他使用功能的要求，其次是滿足建筑平面功能的要求，還要力求做到柱網(wǎng)平面簡單規(guī)則、受力合理，同時(shí)施工方便，有利于裝配化、定型化和施工工業(yè)化。 （3）鋼筋混凝土承重框架的布置 柱網(wǎng)確定后，沿房屋縱橫方向布置梁系，形成橫向框

16、架和縱向框架，分別承受各自 方向上的水平作用。根據(jù)承重框架布置方向的不同，框架承重體系可分為三種。 ①橫向框架承重方案 橫向框架承重方案是在橫向上布置主梁，在縱向上設(shè)置連系梁。樓板支承在橫向框架上，樓面豎向荷載傳給橫向框架主梁。由于橫向框架跨數(shù)較少，主梁沿框架橫向布置有利于增加房屋橫向抗側(cè)移剛度。由于豎向荷載主要通過橫梁傳遞，所以縱向連系梁往往截面尺寸較小，這樣有利于建筑物的通風(fēng)和采光。不利的一面是由于主梁截面尺寸較大，對于凈高給定的建筑，往往要求較大的層高。 ②縱向框架承重方案 縱向框架承重方案是在縱向上布置框架主梁，在橫向上布置連系梁，樓面的豎向荷載主要沿縱向傳遞。由于連系梁截面

17、尺寸較小，這樣對于大空間房屋，凈空較大，房屋布置靈活。不利的一面是進(jìn)深尺寸受到板長度的限制，同時(shí)房屋的橫向剛度較小。 ③ 縱橫向框架混合承重方案 框架在縱橫兩個(gè)方向上均布置主梁，樓板的豎向荷載沿兩個(gè)方向傳遞。柱網(wǎng)較大的現(xiàn)澆樓蓋，通常布置成井字形式；柱網(wǎng)較小的現(xiàn)澆樓蓋，樓板可以不設(shè)井字梁而直接支承在框架主梁上。由于這種方案沿兩個(gè)方向傳力，因此各桿件受力較均勻，整體性能也較好，通常按空間框架體系進(jìn)行內(nèi)力分析。 在地震區(qū)，考慮到地震方向的隨意性以及地震產(chǎn)生的破壞效應(yīng)較大，因此應(yīng)按雙向承重方案進(jìn)行布置。高層建筑承受的水平荷載較大，應(yīng)設(shè)計(jì)為雙向抗側(cè)力體系，主體結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用鉸接，也不應(yīng)采用橫向?yàn)閯偨?/p>

18、、縱向?yàn)殂q接的結(jié)構(gòu)體系。 四、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的原則 1、設(shè)防標(biāo)準(zhǔn) （1）抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)的民用建筑，必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。 （2）抗震設(shè)防烈度可采用《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》的地震基本烈度。主要城鎮(zhèn)的抗震設(shè)防烈度可按《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2001)附錄A采用。 （3）須按建筑抗震設(shè)防烈度，確定相應(yīng)的抗震措施（處地震作用計(jì)算和抗力計(jì)算以外的抗震內(nèi)容，包括相應(yīng)規(guī)范各章所列的抗震構(gòu)造措施。 2、地基基礎(chǔ) 同一結(jié)構(gòu)單元不宜部分采用天然地基，部分采用人工地基，同一結(jié)構(gòu)單元的基礎(chǔ)不宜設(shè)置在性質(zhì)截然不同的地基上。 3、建筑體形和剛度 （1）建筑的平面形狀及其抗側(cè)力構(gòu)件

19、的布置宜簡單、規(guī)則、對稱。 （2）建筑的立面形狀及其抗側(cè)力構(gòu)件的布置宜簡單、規(guī)則、對稱，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和水平承載力沿高度均勻變化，自下而上逐漸減小，避免出現(xiàn)突變。 （3）當(dāng)建筑為《抗規(guī)》表3.4.2-1和表3.4.2-2中的所列的平面不規(guī)則或豎向不規(guī)則類型時(shí)，應(yīng)按規(guī)范3.4.3條的規(guī)定進(jìn)行水平地震作用 計(jì)算和內(nèi)力調(diào)整，并對薄弱部位采取有效的抗震措施 5、 結(jié)構(gòu)材料和延性 （1）按照結(jié)構(gòu)的延性系數(shù)的大小排序，依次是鋼結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、配筋砌體結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)。 （2）結(jié)構(gòu)延性系數(shù)大，說明結(jié)構(gòu)的變形性能好，抗震能力強(qiáng)。在條件許可時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)宜用

20、延性系數(shù)較大的結(jié)構(gòu)材料。 （3）對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，為增大結(jié)構(gòu)自身的延性，宜合理確定截面尺寸，恰當(dāng)配置縱筋和箍筋，加強(qiáng)鋼筋的錨固，避免剪切破壞先于彎曲破壞、混凝土壓碎先于鋼筋屈服、鋼筋粘結(jié)錨固失效于構(gòu)件破壞。 （4）建筑的立面形狀及其抗側(cè)力構(gòu)件的布置宜簡單、規(guī)則、對稱，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和水平承載力沿高度均勻變化，自下而上逐漸減小，避免出現(xiàn)突變。 當(dāng)建筑為《抗規(guī)》表3.4.2-1和表3.4.2-2中的所列的平面不規(guī)則或豎向不規(guī)則類型時(shí)，應(yīng)按規(guī)范3.4.3條的規(guī)定進(jìn)行水平地震作用 計(jì)算和內(nèi)力調(diào)整，并對薄弱部位采取有效的抗震措施，多層、高層建筑物的相關(guān)要求，應(yīng)符合《高規(guī)》的規(guī)定。 6、 結(jié)構(gòu)體

21、系 （1）應(yīng)能制定出明確的平面或空間計(jì)算簡圖。 （2）應(yīng)具有合理的、直接的或基本直接的傳力途徑。 （3）應(yīng)避免應(yīng)少數(shù)脆弱構(gòu)件或節(jié)點(diǎn)等薄弱環(huán)節(jié)的破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)傳力路線的中斷。 （4）應(yīng)具有足夠的側(cè)向剛度、較強(qiáng)的水平承載力、良好的變形能力、能吸收和耗散較多的地震能量。 （5）宜采用具有多道抗震防線的剪切型和彎曲型構(gòu)件并用的雙重或多重結(jié)構(gòu)體系。 （6）宜具有盡可能多的超靜定次數(shù)，確保結(jié)構(gòu)具有較大安全儲備和內(nèi)力重分配功能，在地震作用下結(jié)構(gòu)能形成總體屈服機(jī)制而非樓層屈服機(jī)制。如強(qiáng)柱型框架屬總體屈服機(jī)制構(gòu)件。 （7）沿結(jié)構(gòu)平面和豎向，各抗側(cè)力構(gòu)件宜具有合理的剛度和承載力分布，避免因局部削

22、弱或者突變形成弱樓層或者薄弱部位，產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中或塑性變形集中。 結(jié)構(gòu)在縱、橫兩個(gè)主軸方向的動(dòng)力特性宜相近。 7、房屋高度和高寬比 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋的最大適用高度和高寬比，應(yīng)符合《抗規(guī)》第6.1.1條和《高規(guī)》第4.2.2、4.2.3條的規(guī)定。 8、結(jié)構(gòu)分析 （1）多遇地震作用下建筑結(jié)構(gòu)處于彈性工作狀態(tài)的內(nèi)力和變型分析。 （2）多遇地震作用下，建筑結(jié)構(gòu)的彈塑性變型分析。 9、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì) （1）鋼筋混凝土框架設(shè)計(jì)宜符合“四強(qiáng)、四弱”準(zhǔn)則 ①強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件——框架粱——柱節(jié)點(diǎn)域的截面抗震驗(yàn)算，應(yīng)符合《抗規(guī)》附錄D的要求，使桿件破壞先于節(jié)點(diǎn)破壞。 ②強(qiáng)柱弱粱——框架各樓

23、層節(jié)點(diǎn)柱斷彎矩設(shè)計(jì)值，應(yīng)符合《抗規(guī)》第6.2.2、6.2.3、6.2.6和6.2.10條的要求，使兩端破壞先于柱端破壞。 ③強(qiáng)剪弱彎——框架粱、柱的截面尺寸應(yīng)滿足《抗規(guī)》第6.2.9條的要求，框架粱端截面和框架柱的剪力設(shè)計(jì)值，應(yīng)分別符合《抗規(guī)》第6.2.4、6.2.5條和第6.3.8～6.3.12的要求，使粱柱的彎曲破壞先于剪切破壞。 ④強(qiáng)壓弱拉——框架柱的截面尺寸應(yīng)滿足《抗規(guī)》第6.3.7條的要求?？蚣芰?、柱 的縱向受拉鋼筋和箍筋的配置，應(yīng)分別符合《抗規(guī)》6.3.3、6.3.6條和第6.3.8～6.3.12條的要求，使粱、柱截面受拉區(qū)鋼筋的屈服先于受拉區(qū)混凝土的壓碎。 （2）有地震作

24、用效應(yīng)組合時(shí)，僅重力荷載作用下可考慮對鋼筋混凝土粱端的負(fù)彎矩設(shè)計(jì)值進(jìn)行塑性調(diào)幅。 （3）為確保結(jié)構(gòu)具有足夠的延性，所采用的高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度等級，8、9度時(shí)宜分別不超過C70和C60，而且在構(gòu)造方面應(yīng)符合《抗規(guī)》附錄B的規(guī)定。 五、建筑設(shè)計(jì) 1、工程概況 工程名稱： 云南大學(xué)學(xué)生公寓綜合樓； 工程規(guī)模：主體6層； 結(jié)構(gòu)類型：鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)； 工程環(huán)境：本地區(qū)抗震設(shè)防烈度為8度，第二組別，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.20g；場地土類別：Ⅱ類；本工程抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)為8度；乙類建筑。 現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架抗震等級：二級 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：二級 環(huán)境類別：地面以上Ⅰ類，基礎(chǔ)為二

25、（a） 設(shè)計(jì)使用年限：50年 2、設(shè)計(jì)資料 （1）建設(shè)地點(diǎn)： 昆明市一二一大街22號： （2）工程名稱：云南大學(xué)學(xué)生公寓綜合樓； （3）建筑面積：4500。 （4）抗震設(shè)防烈度8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.2g。 （5）地質(zhì)條件：地基承載力的標(biāo)準(zhǔn)值為300KPa，不考慮地下水作用，水質(zhì)對混凝土無侵蝕性。 （6）建筑物安全等級：Ⅱ級。 （7）設(shè)計(jì)標(biāo)高：室內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)高，室內(nèi)外高差450mm。 （8）活荷載：屋面活荷載2.0，樓面活荷載2.0，走廊樓面活荷載2.0。 （9）混凝土采用C30（）， 鋼筋采用 HPB235：，HRB400：

26、 墻體的砌塊采用普通磚按： 3、樓面做法: 屋面： （1) 35厚590590鋼筋混凝土預(yù)制板或鋪地面磚 (2)10厚1:2.5水泥砂漿結(jié)合層 (3)20厚1:3水泥砂漿保護(hù)層 (4)高分子卷材一道，同材性膠粘劑二道 (5)改性瀝青卷材一道，膠粘劑二道 (6)刷底膠劑一道 (7)25厚1:3水泥砂漿找平層 (8)水泥膨脹珍珠巖或水泥膨脹蛭石預(yù)制塊或現(xiàn)澆，預(yù)制塊用1:3水泥砂漿鋪貼 (9)隔汽層 (10)15厚1:3水泥砂漿找平層 （11）結(jié)構(gòu)層：10

27、0厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 （12）10厚混合砂漿 .標(biāo)準(zhǔn)層樓面 10mm面層 （1）水磨石地面 20mm水泥砂漿打底 素水泥漿結(jié)合層一道 （2）結(jié)構(gòu)層：100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 （3）抹灰層：10厚混合砂漿 鋼筋混凝土框架設(shè)計(jì)： 建筑總高為21.6m，總共6層，每層層高3.60m，室內(nèi)外高差0.45m，具體

28、情況可參見結(jié)構(gòu)平面布置圖。 結(jié)構(gòu)平面布置圖 第三章 設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容 本設(shè)計(jì)為框架結(jié)構(gòu)，在計(jì)算時(shí)僅取橫向一榀框架計(jì)算，所以仍然按照橫向承重的方案來計(jì)算。 一、梁柱截面尺寸確定 柱截面尺寸確定： 根據(jù) 估算 軸壓比查得為0.8 各層的重力荷載代表值近似?。? 邊柱負(fù)載面積： 中柱負(fù)載面積： 邊柱： 中柱： 根據(jù)計(jì)算結(jié)果綜合取所有柱的面積為：一層四層為，五六層為 框架梁的尺寸按下面兩式來確定： 框架梁柱截面尺寸表 框架計(jì)算： 假定框架柱嵌固于基礎(chǔ)頂面，框架與柱剛接，底層柱高從基礎(chǔ)頂

29、面算至二樓層面基頂標(biāo)高根據(jù)地質(zhì)條件、室內(nèi)外高差，定位-1.00m，二樓層面標(biāo)高為3.60m，故底層柱高為4.6m。其余各層柱高從樓面算至上一層樓面（即層高），均為3.6m，由此可繪制出框架梁的計(jì)算簡圖，如圖所示。 框架計(jì)算簡圖 二、豎向荷載計(jì)算： 恒載 1.屋面 （1) 35厚590590鋼筋混凝土預(yù)制板或鋪地面磚 (2)10厚1:2.5水泥砂漿結(jié)合層 (3)20厚1:3水泥砂漿保護(hù)層 (4)高分子卷材一道，同材性膠粘劑二道 (5)改性瀝青卷材一道，膠粘劑二道 (6)刷底膠劑一道 (7)25厚1:3水泥砂漿找平層 (8)水

30、泥膨脹珍珠巖或水泥膨脹蛭石預(yù)制塊或現(xiàn)澆，預(yù)制塊用1:3水泥砂漿鋪貼 (9)隔汽層 (10)15厚1:3水泥砂漿找平層 （11）結(jié)構(gòu)層：100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 （12）10厚混合砂漿 合計(jì)： 2.標(biāo)準(zhǔn)層樓面 10mm面層 （

31、1）水磨石地面 20mm水泥砂漿打底 素水泥漿結(jié)合層一道 （2）結(jié)構(gòu)層：100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 （3）抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： 3. 梁線荷載 （1）KL1： 自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)：

32、 （2）KL2： 自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： （3）KL3： 自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： （4）L1： 自重： 抹灰層：10厚混合

33、砂漿 合計(jì)： （5）L2： 自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： （6）L3： 自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： (7) L4：

34、 自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： 4. 柱線荷載： 5、 六層： 自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： 一至四層： 自重： 抹灰層：10厚混合砂漿

35、 合計(jì)： 5、 墻線荷載： （1）邊框A—B軸： 自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： （2）邊框B—C軸： 自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)：

36、 （3）中框A—B軸： 自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： （4）中框B—C軸： 自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)：

37、 （5）L3 上的墻線荷載： 自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： （6）A軸和C軸 上的墻線荷載： 墻自重： 窗自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)線荷載： （7）B軸 上的墻線荷載： 墻自重：

38、 門自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)線荷載： （8）L1上的墻線荷載： 墻自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)線荷載： （9）L2上的墻線荷載： 墻自重： 門自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)線荷載： （10）女兒墻（做法：墻高1100mm，100

39、mm的混凝土壓頂）： 由以上荷載計(jì)算統(tǒng)計(jì)可得各樓層重力荷載值如下： ； ； ； ； ； ； 三、框架側(cè)移剛度計(jì)算 邊框架計(jì)算： A--B 梁基本信息 位置 梁寬 梁高 跨度 ib(1.5I0) mm mm m KNm 第6層 屋面 250 600 7.2 2.81E+04 第5層 樓面 250 600 7.2 2.81E+04 第4層 樓面 250 600 7.2 2.81E+04 第3層 樓面 250 600 7.2 2.81E+04 第2層 樓面 250 600 7.2 2.81E+04

40、 第1層 樓面 250 600 7.2 2.81E+04 B--C梁基本信息 位置 梁寬 梁高 跨度 ib(1.5I0) mm mm m KNm 第6層 屋面 250 700 9.6 3.35E+04 第5層 樓面 250 700 9.6 3.35E+04 第4層 樓面 250 700 9.6 3.35E+04 第3層 樓面 250 700 9.6 3.35E+04 第2層 樓面 250 700 9.6 3.35E+04 第1層 樓面 250 700 9.6 3.35E+04

41、A 柱 基 本 信 息 層數(shù) 柱寬 柱高 柱長 ic K α DA mm mm m KNm KN/m 第6層 500 500 3.60 4.34E+04 0.65 0.24 9.83E+03 第5層 500 500 3.60 4.34E+04 0.65 0.24 9.83E+03 第4層 700 700 3.60 1.67E+05 0.17 0.08 1.20E+04 第3層 700 700 3.60 1.67E+05 0.17 0.08 1.20E+04 第2層

42、 700 700 3.60 1.67E+05 0.17 0.08 1.20E+04 第1層 700 700 4.60 1.30E+05 0.22 0.32 2.39E+04 B 柱 基 本 信 息 層數(shù) 柱寬 柱高 柱長 ic K α DB mm mm m KNm KN/m 第6層 500 500 3.60 4.34E+04 1.42 0.42 1.67E+04 第5層 500 500 3.60 4.34E+04 1.42 0.42 1.67E+04 第4層 70

43、0 700 3.60 1.67E+05 0.37 0.16 2.41E+04 第3層 700 700 3.60 1.67E+05 0.37 0.16 2.41E+04 第2層 700 700 3.60 1.67E+05 0.37 0.16 2.41E+04 第1層 700 700 4.60 1.30E+05 0.47 0.39 2.91E+04 C柱基本信息 柱寬 柱高 凈高 ic K α DC mm mm m KNm 500 500 3.6

44、0 4.34E+04 0.77 0.28 1.12E+04 500 500 3.60 4.34E+04 0.77 0.28 1.12E+04 700 700 3.60 1.67E+05 0.20 0.09 1.41E+04 700 700 3.60 1.67E+05 0.20 0.09 1.41E+04 700 700 3.60 1.67E+05 0.20 0.09 1.41E+04 700 700 4.60 1.30E+05 0.26 0.34 2.48E+04 邊框架合計(jì)

45、表： 層數(shù) 單榀ΣD 邊框榀數(shù) KN/m 2 第6層 3.77E+04 7.54E+04 第5層 3.77E+04 7.54E+04 第4層 5.02E+04 1.00E+05 第3層 5.02E+04 1.00E+05 第2層 5.02E+04 1.00E+05 第1層 7.78E+04 1.56E+05 中框架計(jì)算： A--B 梁基本信息 位置 梁寬 梁高 跨度 ib(2I0) mm mm m KNm 第6層 屋面 250 600 7.2 3.75E+04 第5層 樓面 2

46、50 600 7.2 3.75E+04 第4層 樓面 250 600 7.2 3.75E+04 第3層 樓面 250 600 7.2 3.75E+04 第2層 樓面 250 600 7.2 3.75E+04 第1層 樓面 250 600 7.2 3.75E+04 B--C梁基本信息 位置 梁寬 梁高 跨度 ib(2I0) mm mm m KNm 第6層 屋面 250 700 9.6 4.47E+04 第5層 樓面 250 700 9.6 4.47E+04 第4層 樓面 250

47、700 9.6 4.47E+04 第3層 樓面 250 700 9.6 4.47E+04 第2層 樓面 250 700 9.6 4.47E+04 第1層 樓面 250 700 9.6 4.47E+04 A 柱 基 本 信 息 層數(shù) 柱寬 柱高 柱長 ic K α DA 單位： mm mm m KNm KN/m 第6層 500 500 3.60 4.34E+04 0.86 0.30 1.21E+04 第5層 500 500 3.60 4.34E+04 0.86

48、 0.30 1.21E+04 第4層 700 700 3.60 1.67E+05 0.22 0.10 1.56E+04 第3層 700 700 3.60 1.67E+05 0.22 0.10 1.56E+04 第2層 700 700 3.60 1.67E+05 0.22 0.10 1.56E+04 第1層 700 700 4.60 1.30E+05 0.29 0.34 2.55E+04 B 柱 基 本 信 息 層數(shù) 柱寬 柱高 柱長 ic K α DB 單位： mm mm

49、 m KNm KN/m 第6層 500 500 3.60 4.34E+04 1.89 0.49 1.95E+04 第5層 500 500 3.60 4.34E+04 1.89 0.49 1.95E+04 第4層 700 700 3.60 1.67E+05 0.49 0.20 3.05E+04 第3層 700 700 3.60 1.67E+05 0.49 0.20 3.05E+04 第2層 700 700 3.60 1.67E+05 0.49 0.20 3.05E+04 第

50、1層 700 700 4.60 1.30E+05 0.63 0.43 3.18E+04 C柱基本信息 層數(shù) 柱寬 柱高 柱長 ic K α DC 單位： mm mm m KNm KN/m 第6層 500 500 3.60 4.34E+04 1.03 0.34 1.37E+04 第5層 500 500 3.60 4.34E+04 1.03 0.34 1.37E+04 第4層 700 700 3.60 1.67E+05 0.27 0.12

51、1.82E+04 第3層 700 700 3.60 1.67E+05 0.27 0.12 1.82E+04 第2層 700 700 3.60 1.67E+05 0.27 0.12 1.82E+04 第1層 700 700 4.60 1.30E+05 0.34 0.36 2.66E+04 中框架合計(jì)表： 層數(shù) 單榀ΣD 中框榀數(shù) KN/m 6 第6層 4.53E+04 2.72E+05 第5層 4.53E+04 2.72E+05 第4層 6.44E+04 3.86E+05 第3層 6.44E+

52、04 3.86E+05 第2層 6.44E+04 3.86E+05 第1層 8.39E+04 5.03E+05 四、橫向水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力側(cè)移計(jì)算： 自震周期計(jì)算（用能量法計(jì)算）： 層號 重力荷載 6 10564.26 1.06E+04 3.47E+05 4.56E-01 2.20E+03 4.82E+03 5 10699.94 2.13E+04 3.47E+05 4.26E-01 1.94E+03 4.56E+03 4 10953.96 3.22E+04 4.87E+05

53、 3.65E-01 1.46E+03 3.99E+03 3 11207.98 4.34E+04 4.87E+05 2.98E-01 9.98E+02 3.34E+03 2 11207.98 5.46E+04 4.87E+05 2.09E-01 4.90E+02 2.34E+03 1 9165.27 6.38E+04 6.59E+05 9.68E-02 8.59E+01 8.87E+02 表中: ，由邊框架合計(jì)表和中框架合計(jì)表求得。 水平地震力作用及樓層地震剪力計(jì)算： 層次 hi Hi Gi GiHi GiHi/ΣGiHi F

54、i Vi 6 3.6 22.6 10564.26 238752.25 0.272 786.20 786.20 5 3.6 19 10699.94 203298.92 0.232 669.46 1455.66 4 3.6 15.4 10953.96 168690.97 0.192 555.49 2011.15 3 3.6 11.8 11207.98 132254.11 0.151 435.51 2446.66 2 3.6 8.2 11207.98 91905.40 0.105

55、 302.64 2749.30 1 4.6 4.6 9165.27 42160.26 0.048 138.83 2888.13 因其結(jié)構(gòu)高度不超過40m，變形以剪切型為主，故可按用底部剪力法計(jì)算遂層地震作用，結(jié)構(gòu)橫向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算，即： 地震分組二組，場地Ⅱ類，（8度） ， （，） ，需考慮結(jié)構(gòu)頂部附加集中作用。 由可求得作用在各樓層上的水平地震作用： 各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算表： 層次 Fi Vi 6 786.20 786.20 5 669.46 1455.66 4 555

56、.49 2011.15 3 435.51 2446.66 2 302.64 2749.30 1 138.83 2888.13 水平地震力作用下的位移驗(yàn)算 橫向水平地震力作用下的位移驗(yàn)算： 層次 Vi Di Vi/Di θ 6 786.20 347323.29 0.0023 0.0006 5 1455.66 347323.29 0.0042 0.0012 4 2011.15 486512.62 0.0041 0.0011 3 2446.66 486512.62 0.0050 0

57、.0014 2 2749.30 486512.62 0.0057 0.0016 1 2888.13 658869.90 0.0044 0.0010 由表可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第2層，其值0.0016<1/550=0.0018，滿足要求。 五、水平地震作用下?軸橫向框架計(jì)算： 在水平地震作用下，框架柱減力及彎矩計(jì)算采用D值法，其計(jì)算結(jié)果見下表 水平地震作用框架剪力及彎矩標(biāo)準(zhǔn)值 柱號 層次 層高h(yuǎn)i 層間剪力Vik 層間剛度ΣDi 各柱剛度Dim Dim/ΣD Vim=Dim/ΣD*Vik K y

58、M下 M上 A 6 3.6 786.20 347323.29 9834.47 0.03 22.26 0.65 0.3 24.04 56.10 5 3.6 1455.66 347323.29 9834.47 0.03 41.22 0.65 0.4 59.35 89.03 4 3.6 2011.15 486512.62 12008.07 0.02 49.64 0.17 0.34 60.76 117.94 3 3.6 2446.66 486512.62 12008.07

59、0.02 60.39 0.17 0.47 102.18 115.22 2 3.6 2749.30 486512.62 12008.07 0.02 67.86 0.17 0.67 163.67 80.62 1 4.6 2888.13 658869.90 23899.69 0.04 104.76 0.22 0.92 443.36 38.55 B 6 3.6 786.20 347323.29 16684.43 0.05 37.77 1.42 0.37 50.31 85.66

60、 5 3.6 1455.66 347323.29 16684.43 0.05 69.93 1.42 0.45 113.28 138.45 4 3.6 2011.15 486512.62 24078.84 0.05 99.54 0.37 0.4 143.33 215.00 3 3.6 2446.66 486512.62 24078.84 0.05 121.09 0.37 0.45 196.17 239.76 2 3.6 2749.30 486512.62 24078.

61、84 0.05 136.07 0.37 0.54 264.52 225.33 1 4.6 2888.13 658869.90 29101.84 0.04 127.57 0.47 0.76 445.97 140.83 C 6 3.6 786.20 347323.29 11189.65 0.03 25.33 0.77 0.34 31.00 60.18 5 3.6 1455.66 347323.29 11189.65 0.03 46.90 0.77 0.4 67.53

62、 101.30 4 3.6 2011.15 486512.62 14091.96 0.03 58.25 0.20 0.35 73.40 136.31 3 3.6 2446.66 486512.62 14091.96 0.03 70.87 0.20 0.45 114.81 140.32 2 3.6 2749.30 486512.62 14091.96 0.03 79.63 0.20 0.6 172.01 114.67 1 4.6 2888.13 658869.90

63、 24813.52 0.04 108.77 0.26 0.86 430.29 70.05 注：表中Vik——第i層第k號柱的減力。 y——反彎點(diǎn)高度系數(shù)，均查表求得，y值計(jì)算見下表。 M下——柱下端彎矩，M下=。 M上——柱下端彎矩，M上=。 y值計(jì)算表 y值計(jì)算 柱號 層次 K y0 α1 y1 α2 y2 α3 y3 y A 6 0.65 0.3 1 0 — — 1 0 0.3 5 0.65 0.4 1 0 1 0 1 0 0.4 4 0.17 0.34 1 0 1 0

64、 1 0 0.34 3 0.17 0.47 1 0 1 0 1 0 0.47 2 0.17 0.7 1 0 1 0 1.278 -0.03 0.67 1 0.22 0.97 — — 0.783 -0.05 — — 0.92 B 6 1.42 0.37 1 0 — — 1 0 0.37 5 1.42 0.45 1 0 1 0 1 0 0.45 4 0.37 0.4 1 0 1 0 1 0 0.4 3 0.37 0.45 1 0 1 0 1

65、0 0.45 2 0.37 0.55 1 0 1 0 1.278 -0.01 0.54 1 0.47 0.77 — — 0.783 -0.01 — — 0.76 C 6 0.77 0.34 1 0 — — 1 0 0.34 5 0.77 0.4 1 0 1 0 1 0 0.4 4 0.20 0.35 1 0 1 0 1 0 0.35 3 0.20 0.45 1 0 1 0 1 0 0.45 2 0.20 0.65 1 0 1 0 1.278

66、 -0.05 0.6 1 0.26 0.91 — — 0.783 -0.05 — — 0.86 柱上下端彎矩求得后，利用節(jié)點(diǎn)平衡，求在水平地震作用下的梁端，利用平衡條件可求梁端剪力及柱軸力，計(jì)算見下表： 框架梁端彎矩，剪力及柱軸力 層次 AB跨 BC跨 柱軸力 l M左 M右 Vb l M左 M右 Vb Na Nb Nc 6 7.2 56.10 39.09 13.22 9.6 46.56 60.18 11.12 -13.22 2.10 11.12 5 7.2 113.07 86.15 27.67 9.6 102.61 132.30 24.47 -40.89 5.30 35.59 4 7.2 177.29 149.83 45.43 9.6 178.45 203.84 39.82 -86.33 10.92 75.41 3 7.2 175.98 174.85 48.73