安徽省六安市壽縣某建筑結構設計

第1章項目概況及設計資料1.1項目概況:安徽省六安市壽縣某建筑結構設計；2.建筑占地面積:364.5㎡，總建筑面積:2151㎡；3.建筑高度:m；4.設計使用年限:50年；5.建筑層數(shù):六層；6.結構類型:現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結構；7.抗震設防烈度:6度；8.設計耐火等級:二級。1.2設計資料1.設計標高:室內(nèi)設計標高為，室內(nèi)外高差；2.基本風壓:；3.基本雪壓:；4.地面粗糙程度:B類；5.建筑物安全等級:Ⅱ級；:以上采用MU10混凝土多孔磚，M5混合砂漿一磚實砌；以下采用MU10混凝土實心磚，M10水泥砂漿一磚實砌,20厚1:2水泥砂漿雙面粉刷，-0.060處設20厚1:2水泥砂漿，內(nèi)摻5%防水劑防潮層。

第2章結構布置及計算簡圖的確定2.1結構平面布置1.選取單榀框架根據(jù)圖形的對稱性，本次計算選用⑩軸進行計算，結構布置圖如下:圖2-1結構布置圖2.2梁柱截面初估1.梁截面初估~確定，各梁截面寬度按照高度的~確定。那么，各截面尺寸確定如下:次梁截面高度按照跨度的~確定，主梁截面高度按照跨度的~確定，懸臂梁截面高度按照跨度的主梁:~，取；~，取。(2)主梁:~，??；~，取。(3)8~10、10~12軸間主梁尺寸:~，取，。2.柱截面初估(1)根據(jù)《混凝土設計原理》中的承載力計算公式，可推出構件截面面積的計算公式如下:(2-1)式中:——軸壓比(一級0.7、二級0.8、三級0.9，短柱減0.05)；——砼軸心抗壓強度設計值；——估算柱軸力設計值。(2)柱軸力設計值:(2-2)式中:——豎向荷載作用下柱軸力標準值(已包含活載)；——中柱、邊柱、角柱。(3)豎向荷載作用下柱軸力標準值:(2-3)——柱承受樓層數(shù)；——柱子從屬面積；——豎向荷載標準值(已包含活載)，對于框架結構各層的重力代表值一般為，此處取。(4)柱A:，，，。取截面為，同理，柱、D也取截面為。2.3計算簡圖的確定1.線剛度計算0，中跨梁取I=2I0(I0為不考慮樓板翼緣作用的梁截面慣性矩)。(1)由《混凝土結構》中得到線剛度計算公式如下:(2-4)式中:——梁的長度；——混凝土彈性模量。(2)各梁柱的線剛度計算如下:1)梁的線剛度計算L1:；L2:；2)柱的線剛度計算①首層柱Z1:；②二～六層柱Z1:；圖2-2梁柱線剛度圖(單位:10-3Em3)

第3章荷載計算3.1恒荷載計算1.屋面板(按屋面做法逐項計算均布荷載):防水層：40mm厚C20細石混凝土 ；找平層：20mm厚水泥砂漿 ；找坡層：C15加氣混凝土找坡2%（最薄處30厚）；保溫層：40mm厚擠塑聚苯乙烯泡沫保溫板 ；結構層：120mm厚鋼筋混凝土整澆層 ；抹灰層：20mm厚混合砂漿 ；小計。樓面恒載:找平層：20mm厚1:3水泥砂漿找平 ；結構層：120mm厚現(xiàn)澆板 ；抹灰層：20mm厚混合砂漿 ；小計。:240mm厚空心磚；20mm厚水泥砂漿面。小計。120mm厚空心磚；20mm厚水泥砂漿面。小計。:梁L1、L2自重線荷載；梁側粉刷線荷載；梁L3自重線荷載；梁側粉刷線荷載；梁L4自重線荷載；梁側粉刷線荷載。:Z1:；6.門窗自重:木門，自重；塑鋼門窗，自重。:門窗面積所占比例較大的墻體，墻重按80%折算:；、:；:；:；:。圖3-1墻體編號圖各層梁所受恒載:圖3-2傳力路線圖(1)屋頂層梁所受恒荷載(圖3-3)1)線荷載屋面板:；梁、門、墻:。2)集中荷載=1\*GB3①A點屋面:；梁:；女兒墻:；小計。=2\*GB3②D點屋面:；梁:；女兒墻:；小計。=3\*GB3③點屋面:；梁:；小計。圖3-3屋頂層梁所受恒載圖(2)二～六層梁所受恒荷載(圖3-4)1)線荷載樓面:；梁、門、墻:。2)集中荷載=1\*GB3①A點樓面:；梁:；柱:；墻:；小計。=2\*GB3②D點樓面:；梁:；柱:；墻:；小計。=3\*GB3③點樓面:；梁:；柱:；墻:；小計。圖3-4二～五層梁所受恒載圖3.2活荷載計算活荷載各層的傳力路線均與恒荷載相同。不上人屋面活荷載:；廁所、浴室活荷載:；走廊、樓梯活荷載:；陽臺、閱覽室活荷載:；樓面活荷載:。(1)二～屋頂層梁所受活荷載(圖3-5)1)線荷載；2)集中荷載A點；D點；點。圖3-5二～屋頂層梁所受活載圖3.3豎向荷載作用下框架所受荷載總圖圖3-6整榀框架所受恒荷載圖3-7整榀框架所受活荷載3.4風荷載計算1.根據(jù)《混凝土結構》風荷載標準值計算公式如下:(3-1)式中:——高度z處的風振系數(shù)，由于房屋結構高寬比小于1.5，所以；——風壓高度變化系數(shù)；——風荷載體型系數(shù)，由于地面粗糙度為B類，所以體型系數(shù)迎風面取0.8，背風面取-0.5。:(3-2)(3-3)B——計算單元寬度；——下層柱高；——上層柱高，對于頂層為女兒墻的2倍；——可變荷載分項系數(shù)，取1.4。表3-1風荷載計算結果表層次迎風面背風面61.2001.200-150.35134134-5.3940.3511.95311.953-30.35-20.35-10.35-圖3-8風荷載作用下計算簡圖

第4章內(nèi)力計算4.1風荷載作用下彎矩求解(1)一般層:；(2)底層:。計算結構如下表所示:表4-1風荷載作用下D值計算層數(shù)柱號2~6層A柱柱D柱底層A柱柱D柱2.V值計算根據(jù)可求得每層各柱的剪力V值，如下表所示:表4-2風荷載作用下剪力V計算層數(shù)6層15層4層3層2層1層計算根據(jù)總層數(shù)，該柱所在層，梁柱線剛度比，查表得到標準反彎點系數(shù)；根據(jù)上下橫梁線剛度比值查表得修正；根據(jù)上下層高度變化查表的修正值、。那么各層反彎點高度為如下表所示:表4-3風荷載作用下反彎點高度yh計算層數(shù)柱號6層66A0.231000700071.064D35000355層65A3100031700071D00000001.164層64A0.3810000.3811.10550000501.305D50000501.3053層63A0.450000050.4670000.4671.354D0.4500000.4501.3052層62A0.500000.4500.5000000.500D0.500001層61A0000.5720000.572D0.63400034根據(jù)各柱分配到的剪力及反彎點位置可以計算第層第個柱上、下端彎矩分別為、。要求梁端彎矩，可以由柱端彎矩，并根據(jù)節(jié)點平衡計算所得。對于邊跨梁端彎矩:對于中跨，由于梁的端彎矩與梁的線剛度成正比，因此；。因此，可以繪得整榀框架在風荷載作用下的彎矩圖:圖4-1風荷載作用下彎矩圖4.2豎向荷載作用下彎矩求解豎向荷載作用下框架的內(nèi)力分析，除活荷載較大的工業(yè)廠房外，對一般的工業(yè)與民用建筑可以不考慮活荷載的不利布置。這樣求得的框架內(nèi)力，梁跨中彎矩較考慮活荷載不利布置求得的彎矩偏低，但當活荷載在總荷載比例較大時，可在截面配筋時，將跨中彎矩乘1.1～1.2的放大系數(shù)予以調(diào)整?？紤]本建筑實際活荷載相對于恒荷載不大，因此不考慮活荷載不利布置。將框架視為兩端固定梁，計算固端彎矩。在計算固端彎矩時，可根據(jù)固端彎矩相等的原則，先將梯形分布荷載及三角形分布荷載，化為等效均布荷載，等效均布荷載的計算公式如圖4-2所示。圖4-2荷載的等效(1)荷載轉化把梯形荷載化作等效均布荷載，AB為邊跨梁，BC為中跨梁。，，。(2)各桿的固端彎矩 。1)豎向恒荷載作用下彎矩=1\*GB3①屋頂層:，；，；=2\*GB3②二~六層:，，，。圖4-3恒荷載作用下梁固端彎矩2)豎向活荷載作用下彎矩計算方法與恒荷載作用下相同。圖4-4活荷載作用下梁固端彎矩彎矩分配系數(shù)(中間層省略)圖4-5節(jié)點編號節(jié)點1:，；節(jié)點2:，，；節(jié)點3:，；節(jié)點4:，；節(jié)點5:，，；節(jié)點6:，；節(jié)點7:，，；節(jié)點8:，，，；節(jié)點9:，，；(1)恒荷載作用下彎矩分配圖4-6屋頂層梁固端彎矩一次分配圖4-7三~六層梁固端彎矩一次分配圖4-8二層梁固端彎矩一次分配圖4-9屋頂層梁固端彎矩二次分配圖4-10六層梁固端彎矩二次分配圖4-11四、五層梁固端彎矩二次分配圖4-12三層梁固端彎矩二次分配圖4-13二層梁固端彎矩二次分配活荷載作用下彎矩分配圖4-14屋頂層梁固端彎矩一次分配圖4-15三~六層梁固端彎矩一次分配圖4-16二層梁固端彎矩一次分配圖4-17屋頂層梁固端彎矩二次分配圖4-18六層梁固端彎矩二次分配圖4-19四、五層梁固端彎矩二次分配圖4-20三層梁固端彎矩二次分配圖4-21二層梁固端彎矩二次分配彎矩圖繪制圖4-22恒荷載作用下彎矩圖圖4-23活荷載作用下彎矩圖(1)恒荷載梁跨中彎矩計算；；；；，；，；，；，。(2)活荷載梁跨中彎矩計算；；；；，；，；，；，。4.3剪力計算取屋頂層EF桿件為隔離體(彎矩取順時針為正，逆時針為負):圖4-24AB1梁受力分析圖，，得。，，得。因此，其剪力圖為圖4-25AB1梁剪力圖B1D桿件為隔離體:圖4-26FG梁受力分析圖，得。，，得。圖4-27B1D梁剪力圖3.其它桿件計算過程從略，各種工況下的框架剪力圖分別如圖5-26~圖5-28:圖4-28整榀梁在恒荷載作用下剪力圖圖4-29整榀框架梁在活荷載作用下剪力圖圖4-30整榀框架在風荷載作用下剪力圖4.4軸力計算框架梁的軸力一般不大，且影響較小，因此，可以不必計算梁的軸力，本設計只計算柱的軸力。A軸柱為例:圖4-31屋頂層A柱受力分析圖Z1自重:；,。其它桿件計算過程從略，各種工況下的框架剪力圖分別如圖5-29~圖5-31:圖4-32整榀框架在恒荷載作用下軸力圖圖4-33整榀框架在活荷載作用下軸力圖圖4-34整榀框架在風荷載作用下軸力圖第5章內(nèi)力組合根據(jù)以上內(nèi)力計算結果，即可進行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及跨中，每層共有9個截面。柱每層有兩個控制截面，及柱頂和柱底。為了施工方便，對梁端彎矩進行調(diào)幅(只對恒載和活載下彎矩進行調(diào)幅，端部)。圖5-1恒荷載作用下調(diào)幅后梁端彎矩圖圖5-2活荷載作用下調(diào)幅后梁端彎矩圖5.1梁的內(nèi)力組合1.取所有梁端和跨中為控制截面，梁截面編號每層自左向右按阿拉伯數(shù)字順序排列，如下圖所示:圖5-3梁截面編號圖梁跨中彎矩以梁下部受拉為正，上部受拉為負；梁支座的彎矩和剪力以使梁產(chǎn)生順時針轉動為正，反之為負；由于二~五層的內(nèi)力基本相同，所以取屋頂層和五層為例，內(nèi)力組合:=1\*GB3①=1.2×恒+1.4×活，=2\*GB3②=1.2×恒+0.9×1.4×(活+風)，=3\*GB3③=1.35×恒+1.4×(0.7×活+0.6×風)，結果見表5-1和5-2:表5-1屋頂層梁內(nèi)力組合截面123456恒載MV7活載MV——風載M————V內(nèi)力組合①MV②MV③MV表5-2六層梁內(nèi)力組合截面123456恒載MV——活載MV——風載M————V內(nèi)力組合①MV——②MV30③MV5.2底層柱的內(nèi)力組合圖5-4底層柱編號圖表5-3底層柱內(nèi)力組合截面A柱B1柱D柱上下上下上下恒載MN活載MN風載MN①M-9N②MN③MN-2220Mmax及相應的NMNNmin及相應的MM-9NNmax及相應的MMN-2220

第6章截面設計6.1梁截面設計混凝土強度等級選用C25，，?？v向受力鋼筋HRB335()，箍筋選用HRB235()。梁的截面尺寸均為250×500。。當梁下部受拉時，按T形截面設計；當梁上部受拉時，按矩形截面設計。(1)跨中2截面1)屋頂層跨中2截面，，取，；，故屬于第一類截面。,,，，故取配筋為418，。2)六層跨中2截面，，取，；，故屬于第一類截面。,，，，故取配筋為216，。(2)截面1設計1)屋頂層截面1設計，將下部截面的418深入支座，作為支座負彎矩下的受壓鋼筋，再計算相應的受拉鋼筋。說明富余，且達不到屈服，可以近似取，故取配筋為218，。2)六層截面1設計，將下部截面的218深入支座，作為支座負彎矩下的受壓鋼筋，再計算相應的受拉鋼筋。說明受壓區(qū)鋼筋已經(jīng)屈服，所以，故取配筋為218，。其他截面的計算過程從略，結果見表6-1和6-2:表6-1屋頂層選配鋼筋表截面選用鋼筋實際鋼筋1-2330.44%21850923220.88%418101833730.88%41810184-2330.35%21640252330.35%21640262330.35%216402表6-2五層選配鋼筋表截面選用鋼筋實際鋼筋12330.35%21640224130.44%21850933430.44%2185094-2330.35%21640252330.35%21640262330.35%2164026.2底層柱截面設計混凝土強度等級選用C30，，?？v向受力鋼筋HRB335()，箍筋選用HRB235()。柱的截面尺寸:邊柱，中柱，，?？蚣苤v筋最小配筋率為6%，。表6-3A柱正截面配筋計算表A柱底層組合方式|M|maxNmaxNminMNe0=M/Nea(mm)202020ei=e0+eaei/h0ζ1111l0(m)l0/hζ2111ηηei0138138138大小偏心小小小eξAS=AS'(mm2)按構造配筋按構造配筋按構造配筋實配鋼筋1216面積(mm2)2413表6-4B1柱正截面配筋計算表B1柱底層組合方式|M|maxNmaxNminMNe0=M/Nea(mm)202020ei=e0+eaei/h0ζ140.87l0(m)l0/hζ2111ηηei0138138138大小偏心小小小eξ0.62AS=AS'(mm2)按構造配筋按構造配筋按構造配筋實配鋼筋1216面積(mm2)2413表6-5D柱正截面配筋計算表D柱底層組合方式|M|maxNmaxNminMNe0=M/Nea(mm)202020ei=e0+eaei/h098ζ1111l0(m)l0/hζ2111ηηei0138138138大小偏心小小小e286ξAS=AS'(mm2)按構造配筋按構造配筋按構造配筋實配鋼筋1216面積(mm2)2413

第7章樓梯設計7.1樓梯基本資料樓梯開間為m，進深為5.4m。采用板式樓梯，底層樓梯，踏步寬280mm，踏步高160mm,二~六層樓梯，踏步寬270mm，踏步高16mm。樓梯的踢面和踏面均做25厚磨光花崗巖板，底面為水泥砂漿粉刷?；炷翉姸鹊燃塁20。板采用HPB235鋼筋，梁縱筋采用HRB335鋼筋。7.2梯段板設計取二~六層的梯段板計算，底層的梯段板配筋與二~五層的相同。板傾斜角tanα=16/280=0.58，cosα=。板斜長為22407=2574mm，板厚h=2574/mm，取h=100mm。取1m寬板帶計算。梯段板的荷載計算列于表7-1。恒荷載分項系數(shù)γG=1.2，活荷載分項系數(shù)為γQ=1.4。總荷載設計值P=pcosa=(1.2×7.62)×=kN/m。表7-1梯段板的荷載荷載種類荷載標準值(kN/m)恒荷載水磨石面層818=水泥砂漿找平8176三角形踏步818=混凝土斜板7=板底抹灰7=0.39小計7.62活荷載板水平計算跨度，彎矩設計值。板的有效高度。，得。，選配8@150，。分布筋每級踏步1根。7.3平臺板設計設平臺板厚120mm，取1m寬板帶計算。平臺板的荷載計算列于表7-2?？偤奢d設計值P=1.2×+1.4×2.0=kN/m。表7-2平臺板的荷載荷載種類荷載標準值(kN/m)恒荷載水磨石面層水泥砂漿找平混凝土板2×25=3板底抹灰小計活荷載2.0平臺板的計算跨度。彎矩設計值。板的有效高度。，得。，選配@200，。7.4梯梁設計設梯梁截面尺寸為250mm×350mm。梯梁的荷載計算列于表7-3?？偤奢d設計值p=1.2×16=2kN/m。表7-3梯梁的荷載荷載類型荷載標準值(kN/m)恒荷載梁自重梁側粉刷平臺板傳來14梯段板傳來7.62×2.24/2=8.53小計活荷載2.0×(2.2416計算跨度。彎矩設計值。剪力設計值。 截面按倒L形計算，，梁的有效截面高度。經(jīng)判別屬于第一類T形截面，得。，選配216，。

第8章單樁承載力計算8.1工程地質(zhì)狀況表8-1三個孔位的地質(zhì)狀況土層Z19孔位J20孔位J21孔位土層頂標高土層厚度樁側摩阻力土層頂標高土層厚度樁側摩阻力土層頂標高土層厚度樁側摩阻力素填土——————砂質(zhì)粉土121212-14-14-14-5.7512-5.69412-5.9912粉砂-25-25-25淤泥質(zhì)粘土-10.89-10.29-9粉質(zhì)粘土-225-225-2258.2單樁承載力計算600mm，樁端阻力特征值，:(8-1)——為樁底橫截面面積；——為樁身周長；——樁側阻力特征值；——樁身穿越的第i層巖土的厚度。3個樁端阻力分別都為(1)Z19樁 。(2)J20樁 。(3)J21樁 。，取。

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