句容档案馆综合楼结构设计

 2021-11-30 20:47:17

论文总字数：197796字

摘 要

本工程为句容市档案馆综合楼。主体结构为6层，底层层高4.8m，其余各层层高为3.6米，总高22.8m。主体结构采用现浇钢筋混凝土框架结构体系；设计使用年限为50年，设计基准期为50年；建筑物安全等级二级；基础设计等级为丙级；本工程所处地区抗震设防烈度7度，设计基本地震加速度0.10g，设计地震分组为一组；建筑物抗震设防类别为丙类。

建筑场地类别：III类，特征周期Tg＝0.45秒；基本风压(标准值) 0.45KN/m2；

在深刻领会任务内容及要求的基础上，进行结构布置和初选构件截面尺寸：根据建筑图进行结构的平面布置和竖向布置；选择材料强度等级；根据结构设计的基本规定，结合有关工作经验初选构件（梁、柱和剪力墙）的截面尺寸和楼板的厚度。完成荷载计算，楼盖（板、次梁）的结构设计，结构体系（框架、框架-剪力墙或剪力墙）的内力分析和配筋：结构模型的建立；竖向荷载作用下的内力分析；水平荷载作用下的内力分析；荷载效应组合；水平荷载作用下的顶点侧移和层间位移验算；构件的截面配筋设计。进行基础设计和楼梯结构设计

计算书包括手算计算书和PKPM结构设计软件的计算结果。要求计算书书写规范、有条理。 完成8张A1结构施工图。

关键词： 框架结构 钢筋混凝土 结构设计

Abstract

This project is Jurong Archives Building. The main structure of six layers, the bottom storey 4.8m, the remaining layers storey of 3.6 meters and a total height of 22.8m. The main structure situ reinforced concrete frame structure system; design life of 50 years, the design base period of 50 years; building safety class II; foundation design rating of Category C; this project and their locations seismic intensity of 7 degrees, basic design earthquake acceleration 0.10g, designed as a set of seismic grouping; building earthquake-proof Class C category.

Construction site group: III Class, characteristic period Tg = 0.45 s; basic wind pressure (standard value) 0.45KN / m2;

On the basis of a profound understanding of the content and requirements of the task, the structural arrangement and primaries member cross-sectional dimensions: a planar structure of the layout and vertical layout according to the building plans; selecting material intensity level; the fundamental provisions of the structural design, combined with relevant work experience primaries member (beams, columns and shear walls) cross-sectional size and thickness of the slab. Internal Force under vertical loads; the establishment of the structural model: - (shear or shear wall frame, frame) analysis of internal forces and reinforcement complete load calculation, floor (plates, secondary beams) structural design, architecture analysis; analysis of internal force under horizontal load; load effect combinations; vertices layer under lateral and horizontal load displacement checking; reinforcement section design components. The basis for the design and structural design staircase

Calculations includes hand-calculated results and PKPM structural design software calculations. 8 A1 construction drawings are also needed.

Keywords: Frame structure, Reinforced concrete, structure design

目录

2.1 楼板荷载 2

2.2 楼板配筋计算 3

2.2.1 弯矩计算 3

2.2.2 截面配筋 10

2.3 次梁计算 11

2.3.1 CL1计算 11

3. 横向框架在竖向荷载作用下的计算简图及内力计算 14

3.1 横向框架在恒荷载作用下的计算简图 14

3．2 横向框架在活荷载作用下的计算简图 27

3.3 横向框架在重力荷载代表值作用下的计算简图 35

3.4 横向框架在恒荷载作用下的内力计算 36

3.5 横向框架在活荷载作用下的内力计算 44

3.6 横向框架在重力荷载作用下的内力计算 49

4. 横向框架在风荷载作用下的内力和侧移计算 51

4.1 水平风荷载计算 51

4.2 风荷载作用下的内力计算 51

4.3 风荷载作用下的侧移计算 55

5. 横向框架在水平地震作用下的内力和位移计算 56

5.1 重力荷载代表值计算 56

5.2 横向框架的水平地震作用和位移计算 56

5.3 横向框架在水平地震作用下的内力计算 59

6. 框架梁柱内力组合 62

6.1 框架梁内力组合 63

6.2 框架柱内力组合 74

7. 框架梁柱截面设计 86

8. 楼梯 93

9. 基础 95

参考文献 98

附件：电算结果： 98

  1. 结构平面布置
    1. 结构平面布置图
    2. 框架梁柱截面尺寸确定
  2. 楼盖设计

因为在确定框架计算简图时需要利用楼板的传递荷载，因此，在进行框架手算之前应进行楼板的设计。各层楼盖采用现浇钢筋混凝土梁板结构，板厚均取100mm。

2.1 楼板荷载

  1. 恒荷载
  2. 不上人屋面恒荷载（板厚100mm）

构造层

面荷载（KN/m2）

找平层：15厚水泥砂浆

0.015*20=0.30

防水层（刚性）：40厚C20细石混凝土防水

1.0

防水层（柔性）：三毡四油铺小石子

0.4

找平层：15厚水泥砂浆

0.015*20=0.30

找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆3‰找平

0.04*14=0.56

保温层：80厚矿渣水泥

008*14.5=1.16

结构层：100厚现浇钢筋混凝土板

0.1*25=2.5

抹灰层：10厚混合砂浆

0.01*17=0.17

合计

6.39取6.5

  1. 标准层楼面恒荷载（板厚100mm）

构造层

面荷载（KN/m2）

板面装修荷载

1.10

结构层：100厚现浇钢筋混凝土板

0.1*25=2.5

抹灰层：10厚混合砂浆

0.01*17=0.17

合计

3.77取4.0

  1. 卫生间恒荷载（板厚100mm）

构造层

面荷载（KN/m2）

板面装修荷载

1.10

找平层：15厚水泥砂浆

0.015*20=0.30

结构层：100厚现浇钢筋混凝土板

0.1*25=2.5

防水层

0.3

蹲位折算荷载（考虑局部20厚炉渣填高）

1.5

抹灰层：10厚混合砂浆

0.01*17=0.17

合计

5.87取6.0

  1. 活荷载

序号

类别

活荷载标准值（KN/m2）

1

不上人屋面活荷载

0.5

2

一般房间活荷载

2.0

3

走廊、门厅活荷载

2.5

4

楼梯

3.5

5

通风机房、电梯机房

7.0

6

厨房

4.0

    1. 楼板配筋计算

2.2.1 弯矩计算

在第六层楼盖平面，梁系将楼盖均分为双向板。双向板按弹性理论设计时，跨度取支撑中心线之间的距离。

求跨内最大弯矩时考虑可变荷载的最不利布置。可变荷载按棋盘式布置，可分解为正对称作用q/2和反对称作用q/2两种载荷状态。前者的内支座按固支考虑，后者的内支座按铰支考虑。

求支座最大负弯矩时，可变荷载近似按满布考虑，内支座取固支。

根据不同的情况，楼板分为A-P共16种区格板。每种区格板根据其两个方向的跨度比和支座情况查《基本教程》附表B.2相应的内力系数，泊松比ν取0.2。

弯矩计算过程见表

区格

l0x/l0y

　

截面

gk作用下

　

qk作用下

　

基本组合

四边均为内支座

F

4.1/8

0.5125

mx

(0.039625 0.2*0.00425)*6.5*4.1^2

4.42

(0.039625 0.2*0.00425 0.0947 0.2*0.0183)*0.25*4.1^2

0.58

6.07

　

　

　

my

(0.00425 0.2*0.039625)*6.5*4.1^2

1.33

(0.00425 0.2*0.039625 0.0183 0.2*0.0947)*0.25*4.1^2

0.21

1.87

　

　

　

mx'=mx''

-0.082525*6.5*4.1^2

-9.02

-0.082525*0.5*4.1^2

-0.69

-11.72

　

　

　

my'=my''

-0.0570*6.5*4.1^2

-6.23

-0.0570*0.5*4.1^2

-0.48

-8.10

G

4/3.5

1.1429

mx

(0.01605 0.2*0.02335)*6.5*3.5^2

1.65

(0.01605 0.2*0.02335 0.0353 0.2*0.0481)*0.25*3.5^2

0.20

2.24

　

　

　

my

(0.02335 0.2*0.01605)*6.5*3.5^2

2.11

(0.02335 0.2*0.01605 0.0481 0.2*0.0353)*0.25*3.5^2

0.25

2.86

　

　

　

mx'=mx''

-0.05455*6.5*3.5^2

-4.34

-0.05455*0.5*3.5^2

-0.33

-5.65

　

　

　

my'=my''

-0.0607*6.5*3.5^2

-4.83

-0.0607*0.5*3.5^2

-0.37

-6.28

H

3.7/3.5

1.0571

mx

(0.0172 0.2*0.0198)*6.5*3.5^2

1.68

(0.0172 0.2*0.0198 0.0364 0.2*0.0410)*0.25*3.5^2

0.20

2.28

　

　

　

my

(0.0198 0.2*0.0172)*6.5*3.5^2

1.85

(0.0198 0.2*0.0172 0.0410 0.2*0.0364)*0.25*3.5^2

0.22

2.51

　

　

　

mx'=mx''

-0.0528*6.5*3.5^2

-4.20

-0.0528*0.5*3.5^2

-0.32

-5.47

　

　

　

my'=my''

-0.0550*6.5*3.5^2

-4.38

-0.0550*0.5*3.5^2

-0.34

-5.69

I

8/4.5

1.7778

mx

(0.0061 0.2*0.02435)*6.5*4.5^2

1.44

(0.0061 0.2*0.02435 0.0218 0.2*0.0875)*0.25*4.5^2

0.25

2.06

　

　

　

my

(0.02435 0.2*0.0061)*6.5*4.5^2

3.37

(0.02435 0.2*0.0061 0.0875 0.2*0.0218)*0.25*4.5^2

0.59

4.81

　

　

　

mx'=mx''

-0.0571*6.5*4.5^2

-7.52

-0.0571*0.5*4.5^2

-0.58

-9.77

　

　

　

my'=my''

-0.03805*6.5*4.5^2

-5.01

-0.03805*0.5*4.5^2

-0.39

-6.51

J

7.4/3.5

2.1143

mx

(0.0029 0.2*0.0406)*6.5*3.5^2

0.88

(0.0029 0.2*0.0406 0.0154 0.2*0.1003)*0.25*3.5^2

0.14

1.24

　

　

　

my

(0.0406 0.2*0.0029)*6.5*3.5^2

3.28

(0.0406 0.2*0.0029 0.1003 0.2*0.0154)*0.25*3.5^2

0.44

4.51

　

　

　

mx'=mx''

-0.0569*6.5*3.5^2

-4.53

-0.0569*0.5*3.5^2

-0.35

-5.89

　

　

　

my'=my''

-0.0833*6.5*3.5^2

-6.63

-0.0833*0.5*3.5^2

-0.51

-8.62

N

4/6.0

0.6667

mx

(0.0337 0.2*0.0101)*6.5*4^2

3.71

(0.0337 0.2*0.0101 0.0728 0.2*0.0279)*0.25*4^2

0.46

5.05

　

　

　

my

(0.0101 0.2*0.0337)*6.5*4^2

1.75

(0.0101 0.2*0.0337 0.0279 0.2*0.0728)*0.25*4^2

0.24

2.41

　

　

　

mx'=mx''

-0.0756*6.5*4^2

-7.86

-0.0756*0.5*4^2

-0.60

-10.22

　

　

　

my'=my''

-0.057*6.5*4^2

-5.93

-0.057*0.5*4^2

-0.46

-7.71

一边为边支座

B

4.1/1.7

2.4118

mx

(0.0053 0.2*0.0586)*6.5*1.7^2

0.32

(0.0053 0.2*0.0586 0.0111 0.2*0.1081)*0.25*1.7^2

0.04

0.43

　

　

　

my

(0.0586 0.2*0.0053)*6.5*1.7^2

1.12

(0.0586 0.2*0.0053 0.1081 0.2*0.0111)*0.25*1.7^2

0.12

1.50

　

　

　

mx'=mx''

-0.0785*6.5*1.7^2

-1.47

-0.0785*0.5*1.7^2

-0.11

-1.92

　

　

　

my''

　

0.00

　

0.00

0.00

　

　

　

my'

-0.1211*6.5*1.7^2

-2.27

-0.1211*0.5*1.7^2

-0.17

-2.96

C

4/1.7

2.3529

mx

(0.0058 0.2*0.0581)*6.5*1.7^2

0.33

(0.0058 0.2*0.0581 0.01185 0.2*0.10675)*0.25*1.7^2

0.04

0.44

　

　

　

my

(0.0581 0.2*0.0058)*6.5*1.7^2

1.11

(0.0581 0.2*0.0058 0.10675 0.2*0.01185)*0.25*1.7^2

0.12

1.49

　

　

　

mx'=mx''

-0.0785*6.5*1.7^2

-1.47

-0.0785*0.5*1.7^2

-0.11

-1.92

　

　

　

my''

　

0.00

　

0.00

0.00

　

　

　

my'

-0.12045*6.5*1.7^2

-2.26

-0.12045*0.5*1.7^2

-0.17

-2.94

D

3.7/1.7

2.1765

mx

(0.0076 0.2*0.0562)*6.5*1.7^2

0.35

(0.0076 0.2*0.0562 0.0144 0.2*0.1022)*0.25*1.7^2

0.04

0.48

　

　

　

my

(0.0562 0.2*0.0076)*6.5*1.7^2

1.08

(0.0562 0.2*0.0076 0.1022 0.2*0.0144)*0.25*1.7^2

0.12

1.45

　

　

　

mx'=mx''

-0.0785*6.5*1.7^2

-1.47

-0.0785*0.5*1.7^2

-0.11

-1.92

　

　

　

my''

　

0.00

　

0.00

0.00

　

　

　

my'

-0.1181*6.5*1.7^2

-2.22

-0.1181*0.5*1.7^2

-0.17

-2.88

E

3.3/8

0.4125

mx

(0.05875 0.2*0.00515)*6.5*3.3^2

4.23

(0.05875 0.2*0.00515 0.108375 0.2*0.010925)*0.25*3.3^2

0.46

5.68

　

　

　

my

(0.00515 0.2*0.05875)*6.5*3.3^2

1.20

(0.00515 0.2*0.05875 0.010925 0.2*0.108375)*0.25*3.3^2

0.13

1.61

　

　

　

mx'

-0.1181*6.5*3.3^2

-8.36

-0.1181*0.5*3.3^2

-0.64

-10.87

　

　

　

my'=my''

-0.0785*6.5*3.3^2

-5.56

-0.0785*0.5*3.3^2

-0.43

-7.22

　

　

　

mx''

　

0.00

　

0.00

0.00

L

4.1/6

0.6833

mx

(0.03576 0.2*0.00862)*6.5*4.1^2

4.10

(0.03576 0.2*0.00862 0.07098 0.2*0.0274)*0.25*4.1^2

0.48

5.54

　

　

　

my

(0.00862 0.2*0.03576)*6.5*4.1^2

1.72

(0.00862 0.2*0.03576 0.0274 0.2*0.07098)*0.25*4.1^2

0.24

2.38

　

　

　

mx'=mx''

-0.0795*6.5*4.1^2

-8.69

-0.0795*0.5*4.1^2

-0.67

-11.29

　

　

　

my'

　

0.00

　

0.00

0.00

　

　

　

my''

-0.0572*6.5*4.1^2

-6.25

-0.0572*0.5*4.1^2

-0.48

-8.12

M

4/6.0

0.6667

mx

(0.03614 0.2*0.00828)*6.5*4^2

3.93

(0.03614 0.2*0.00828 0.07232 0.2*0.0281)*0.25*4^2

0.46

5.32

　

　

　

my

(0.00828 0.2*0.03614)*6.5*4^2

1.61

(0.00828 0.2*0.03614 0.0281 0.2*0.07232)*0.25*4^2

0.23

2.24

　

　

　

mx'=mx''

-0.0795*6.5*4^2

-8.27

-0.0795*0.5*4^2

-0.64

-10.75

　

　

　

my'

　

0.00

　

0.00

0.00

　

　

　

my''

-0.0572*6.5*4^2

-5.95

-0.0572*0.5*4^2

-0.46

-7.73

O

3.7/6.0

0.6167

mx

(0.03786 0.2*0.00658)*6.5*3.7^2

3.49

(0.03786 0.2*0.00658 0.07962 0.2*0.02536)*0.25*3.7^2

0.42

4.73

　

　

　

my

(0.00658 0.2*0.03786)*6.5*3.7^2

1.26

(0.00658 0.2*0.03786 0.02536 0.2*0.07962)*0.25*3.7^2

0.19

1.76

　

　

　

mx'=mx''

-0.08068*6.5*3.7^2

-7.18

-0.08068*0.5*3.7^2

-0.55

-9.33

　

　

　

my'

　

0.00

　

0.00

0.00

　

　

　

my''

-0.0571*6.5*3.7^2

-5.08

-0.0571*0.5*3.7^2

-0.39

-6.61

两边为边支座

A

3.3/1.7

1.9412

mx

(0.0086 0.2*0.0550)*6.5*1.7^2

0.37

(0.0086 0.2*0.0550 0.0185 0.2*0.0943)*0.25*1.7^2

0.04

0.50

　

　

　

my

(0.0550 0.2*0.0086)*6.5*1.7^2

1.07

(0.0550 0.2*0.0086 0.0943 0.2*0.0185)*0.25*1.7^2

0.11

1.42

　

　

　

mx'

-0.0786*6.5*1.7^2

-1.48

-0.0786*0.5*1.7^2

-0.11

-1.92

　

　

　

mx''=my''

　

0.00

　

0.00

0.00

　

　

　

my'

-0.1178*6.5*1.7^2

-2.21

-0.1178*0.5*1.7^2

-0.17

-2.88

K

3.3/6

0.5500

mx

(0.0529 0.2*0.0104)*6.5*3.3^2

3.89

(0.0529 0.2*0.0104 0.0893 0.2*0.0210)*0.25*3.3^2

0.40

5.20

　

　

　

my

(0.0104 0.2*0.0529)*6.5*3.3^2

1.49

(0.0104 0.2*0.0529 0.0210 0.2*0.0893)*0.25*3.3^2

0.16

1.99

　

　

　

mx'

-0.1140*6.5*3.3^2

-8.07

-0.1140*0.5*3.3^2

-0.62

-10.49

　

　

　

mx''=my'

　

0.00

　

0.00

0.00

　

　

　

my''

-0.0785*6.5*3.3^2

-5.56

-0.0785*0.5*3.3^2

-0.43

-7.22

一边固支，三边简支

P

4.7/6.6

0.7121

mx

(0.0536 0.2*0.0311)*6.5*4.7^2

8.59

(0.0536 0.2*0.0311 0.0608 0.2*0.0301)*0.25*4.7^2

0.70

11.22

　

　

　

my

(0.0311 0.2*0.0536)*6.5*4.7^2

6.00

(0.0311 0.2*0.0536 0.0301 0.2*0.0668)*0.25*4.7^2

0.47

7.82

　

　

　

mx'=mx''=my'

　

0.00

　

0.00

0.00

　

　

　

my''

-0.1086*6.5*4.7^2

-15.59

-0.1086*0.5*4.7^2

-1.20

-20.27

      1. 截面配筋

h0/mm

m/(KN*m)

αs

ξ

As/mm2

配筋

实配As/mm2

跨中

F

l0x

80

4.85

0.0530

0.0545

173.2062

8@200

251

l0y

70

1.49

0.0213

0.0215

59.89357

8@200

251

G

l0x

70

1.79

0.0256

0.0259

72.08112

8@200

251

l0y

80

2.29

0.0250

0.0253

80.55307

8@200

251

H

l0x

70

1.83

0.0261

0.0264

73.46723

8@200

251

l0y

80

2.00

0.0219

0.0221

70.37143

8@200

251

I

l0x

70

1.65

0.0236

0.0238

66.29999

8@200

251

l0y

80

3.85

0.0421

0.0430

136.5916

8@200

251

J

l0x

70

0.99

0.0141

0.0142

39.58364

8@200

251

l0y

80

3.61

0.0394

0.0402

127.8577

8@200

251

N

l0x

80

4.04

0.0442

0.0452

143.5529

8@200

251

l0y

70

1.93

0.0275

0.0279

77.59024

8@200

251

B

l0x

70

0.34

0.0049

0.0049

13.69669

8@200

251

l0y

80

1.20

0.0132

0.0132

42.07041

8@200

251

C

l0x

70

0.35

0.0050

0.0050

14.01074

8@200

251

l0y

80

1.20

0.0131

0.0131

41.7743

8@200

251

D

l0x

70

0.38

0.0054

0.0054

15.124

8@200

251

l0y

80

1.16

0.0127

0.0128

40.64983

8@200

251

E

l0x

80

4.54

0.0497

0.0510

161.9228

8@200

251

l0y

70

1.29

0.0184

0.0186

51.61275

8@200

251

L

l0x

80

4.43

0.0484

0.0496

157.7292

8@200

251

l0y

70

1.91

0.0272

0.0276

76.65696

8@200

251

M

l0x

80

4.26

0.0465

0.0476

151.3477

8@200

251

l0y

70

1.79

0.0255

0.0259

71.95883

8@200

251

O

l0x

80

3.79

0.0414

0.0423

134.3515

8@200

251

l0y

70

1.41

0.0201

0.0203

56.37555

8@200

251

A

l0x

70

0.40

0.0057

0.0057

15.76925

8@200

251

l0y

80

1.14

0.0124

0.0125

39.80212

8@200

251

跨中

K

l0x

80

4.16

0.0454

0.0465

147.7579

8@200

251

l0y

70

1.60

0.0228

0.0230

64.03487

8@200

251

P

l0x

80

8.97

0.0980

0.1034

328.5476

8/10@190

339

l0y

70

6.25

0.0893

0.0936

260.3791

8@190

265

h0

m/(KN*m)

αs

ξ

As/mm2

配筋

实配As/mm2

支座

A-B

80

-1.54

0.0168

0.0169

53.79

8@200

251

B-C

80

-1.54

0.0168

0.0169

53.79

8@200

251

C-C

80

-1.54

0.0168

0.0169

53.79

8@200

251

C-D

80

-1.54

0.0168

0.0169

53.79

8@200

251

D-D

80

-1.54

0.0168

0.0169

53.79

8@200

251

E-F

80

-9.38

0.1024

0.1083

344.20

8/10@180

358

F-G

80

-9.38

0.1024

0.1083

344.20

8/10@180

358

F-I

80

-9.38

0.1024

0.1083

344.20

8/10@180

358

G-G

80

-4.52

0.0494

0.0507

161.02

8@200

251

G-H

80

-4.52

0.0494

0.0507

161.02

8@200

251

H-H

80

-4.38

0.0478

0.0490

155.76

8@200

251

I-I

80

-7.82

0.0854

0.0894

284.09

8@170

296

I-J

80

-7.82

0.0854

0.0894

284.09

8@170

296

K-L

80

-9.03

0.0987

0.1041

330.83

8/10@190

339

L-M

80

-9.03

0.0987

0.1041

330.83

8/10@190

339

M-M

80

-8.60

0.0940

0.0989

314.14

8/10@200

322

M-N

80

-8.60

0.0940

0.0989

314.14

8/10@200

322

N-N

80

-8.18

0.0893

0.0937

297.85

8@160

314

N-O

80

-8.18

0.0893

0.0937

297.85

8@160

314

O-O

80

-7.46

0.0816

0.0852

270.70

8@180

279

A-E

80

-5.78

0.0631

0.0652

207.32

8@200

251

B-F

80

-6.48

0.0708

0.0735

233.58

8@200

251

C-G

80

-5.02

0.0549

0.0565

179.51

8@200

251

D-H

80

-4.55

0.0497

0.0510

162.19

8@200

251

G-I

80

-5.21

0.0569

0.0586

186.29

8@200

251

H-J

80

-6.90

0.0753

0.0784

249.22

8@200

251

E-K

80

-5.78

0.0631

0.0652

207.32

8@200

251

F-L

80

-6.50

0.0710

0.0737

234.18

8@200

251

I-M

80

-6.18

0.0676

0.0700

222.51

8@200

251

I-N

80

-6.17

0.0674

0.0698

221.92

8@200

251

J-O

80

-6.90

0.0753

0.0784

249.22

8@200

251

N-P

80

-16.22

0.1772

0.1965

624.40

8@80

628

实际配筋以PKPM为准。

2.3 次梁计算

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