论文总字数:188786字
摘 要
本工程为多层钢筋混凝土框架结构,采用纵横向框架承重方案。在设计中要进行第轴线框架的结构设计。对结构梁柱进行布置之后,先进行了重力荷载代表值的计算,按底部剪力法计算水平地震作用下的层间剪力。并计算自振周期。随后计算竖向荷载作用下的结构内力,接着算风载和地震荷载下的结构内力。在完成内力计算后,利用Excel软件进行内力组合,比较选取最不利的内力进行构件截面设计。楼梯采用板式楼梯,包括平台板、梯段板、平台梁等构件设计。基础经比较后采用桩基础,主要包括桩和承台设计。最后利用PKPM进行电算,修正,并且进行了井字梁的计算,绘制施工图。[关键词] 框架 结构设计 抗震设计
Frame Structure Design of the canteen in Kanyuan pharmaceutical factory in Lianyungang
Student ID: 05111232
Name: Jang Chao
Faculty adviser: Lingfeng Yin
School of Civil Engineering, Southeast University
[Abstract] This project is a multi-layer reinforced concrete frame, which employs longitudinal transverse bearing frame. In the design I have done the structural design in the frames of axis. After the beam and the column being designed, the typical value of gravity load is computed. By way of the bottom-shear force method, we can gain the interlayer shear resulting by the horizontal seismic force. Then the self-virbration period is calculated. Then the internal force can be easily calculated. After the calculation of the internal force caused by dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software. By comparing the sets of combination force, the most adverse internal force is selected and used to design the section of the components, e.g. columns and beams. Slab stair is adopted in the design of stairs, whose design contains the design of components such as landing slab, flight slab and landing beam. By comparing, pile foundation is adopted to primarily resist great value of vertical load. It includes the design of pile and pile cap. Finally making use of PKPM software to model and comparing with the manual results and calculating the grillage beam. After modifying, the structural working drawings are plotted.
[Keywords] frame, structural design, anti-seismic design
第一章 工程设计资料
1.1 工程概况
连云港市某公司员工食堂及活动楼,工程为五层现浇钢筋混凝土框架结构。一~二层层高6m,三~五层层高5m,女儿墙高1.5m,屋面板顶面标高为 27,室内外高差900mm。设计使用年限为50年,结构安全等级为二级,环境类别为一类,抗震设防类别为丙类,地基基础设计等级为乙级,建筑物耐火等级为二级。
工程所在地抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g,设计地震分组为第三组,场地类别为III类,框架抗震等级为二级。
屋面做法:钢筋混凝土现浇板,20mm石灰砂浆抹底,20mm水泥砂浆找平,100~140mm厚(3%找坡)膨胀珍珠岩保温层,六层做法防水层。
楼面做法:钢筋混凝土现浇板,20mm石灰砂浆抹底,20mm水泥砂浆找平,水磨石面层。
墙身做法:由普通砖砌筑而成,普通砖自重18kN/m3,厚度240mm。
门窗做法:门为木门,自重0.2 kN/m2,窗为钢框玻璃窗,自重0.4 kN/m2。
材料选择:1、混凝土强度等级:除基础垫层混凝土选用C10,基础选用C25外,基础以上各层混凝土均选用C30。2、钢筋级别:框架梁、柱等主要构件的纵向受力钢筋选择HRB400级钢筋;构造钢筋、箍筋及板内钢筋选用HRB335级钢筋。以下计算书中,C代表HRB400,D代表HRB335。
1.2 自然条件
基本风压:0.55kN/m2,基本雪压:0.40kN/m2,地面粗糙度类别:C类。
活荷载:不上人屋面均布活荷载标准值0.5kN/m2,楼面活荷载标准值2.0kN/m2,楼梯活荷载标准值3.5 kN/m2。本设计计算书包括屋盖、楼盖、框架主体结构、楼梯、基础等部分的计算和设计。
表1.1 地基土层工程设计参数表 | |||||
层号 | 名称 | 厚度(m) | 地基承载力特征值fak(kPa) | 钻孔灌注桩/预制桩 | |
桩端土极限端阻力标准值qpk(kPa) | 桩周土极限侧阻力标准值qsik(kPa) | ||||
1 | 素填土 | 1.6 | |||
2 | 粘土 | 2.4 | 210 | 60/65 | |
3 | 粉质粘土夹粉土 | 1.8 | 170 | 52/56 | |
4 | 粉土夹粉质粘土 | 2.2 | 130 | 35/40 | |
5 | 粉土 | 3.0 | 140 | 900/1500 | 40/45 |
6 | 粘砂夹粉土 | 6.2 | 200 | 900/4000 | 60/65 |
7 | 粘土 | 7.4 | 210 | ||
8 | 粉质粘土 | 3.6 | 160 | ||
9 | 粉质粘土 | gt;2.1 | 140 | frk |
第二章 结构布置及计算简图
2.1 截面尺寸估算
2.1.1框架梁
梁的跨度有10种,分别为10m,9m,8.2m,8m,7.5m,4m,3.9m,3.4m,3m,2.7m,分别估算梁的尺寸。
(1) 截面高度
框架梁的高度可按照高跨比来确定,即梁高h=L,
L=10000mm,h=L=×10000=833~1250mm,
取h=900mm。
L=9000mm,h=750~1125mm,取h=900mm。
L=8200mm,h=683~1025mm,取h=900mm。
同理,L为8000mm,7500mm,4000mm,3900mm,3400mm,3000mm和2700mm时,h等于900mm,900mm,350mm.350mm,350mm,350mm,350mm。
(2) 截面宽度
b=h
h(mm) | 900 | 350 |
b(mm) | 350 | 350 |
2.1.2 次梁
(1) 截面高度
h=L1=×10000=555~833mm,
取h=600mm
(2) 截面宽度
b=h=×600=200~300mm,
取b=250mm。
2.1.3井字梁
井字梁四周框架梁取截面尺寸为1100mm×450mm,中间梁取截面尺寸为1100mm×350mm。
2.1.4框架柱
对于多层框架,无论从受力的角度,还是柱的净高而言,都以底层最为不利。底层层高H=6m,柱截面高度取h=H=×6000=300~400mm。
又对于抗震设防烈度为7度,抗震等级为二级的框架结构,为保证柱有足够的延性,需要限制柱的轴压比,
按下列公式估算:
式中:—柱的组合的轴压力设计值;
—按简支状态计算的柱的负载面积;
—折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值,可根据实际荷载计算,也可近似取12~15kN/㎡;
—考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数,边柱取1.3,不等跨内柱取1.25,等跨内柱取1.2;
—验算截面以上楼层层数;
—柱截面面积;
—混凝土轴心抗压强度设计值;
—框架柱轴压比限值,此处可近似取,即为一级、二级和三级抗震等级,分别取0.65,0.75和0.85。
其中,=15kN/㎡;=5;=0.75;=1.3;=1.25;
C30混凝土: fc=14.3N/mm2, ft=1.43N/mm2
边柱:=1.3×(9×4.5)×103×15×5/(0.75×14.3)
=3.7×105mm2;
中柱:=1.25×(9×6.2)×103×15×5/(0.75×14.3)
=4.9×105mm2。
取柱截面为正方形,则边柱和中柱截面高度分别是650mm和750mm
井字梁布置处四周内力比较大,柱子尺寸放大到800mm×800mm。
2.1.5 楼板、屋面板
取楼板板厚100mm,屋面板厚120。
2.2 结构平面布置图
图2.1 结构柱网布置图
2.3 横向框架计算简图
取轴线处的中榀框架,初步设计基础顶面离室外地面900mm,则底层层高为6 0.9 0.9=7.8m。
图2.2 荷载传导方式
图2.3 横向框架计算简图
第三章 荷载计算
3.1 竖向荷载计算
3.1.1 恒荷载计算
1. 屋面框架梁线荷载标准值
25厚水泥砂浆找平 0.02×25=0.5kN/m2
平均120厚(3%找坡)膨胀珍珠岩保温层 0.12×7=0.84kN/m2
防水层 0.40kN/m2
100厚钢筋混凝土楼板 0.1×25=2.50kN/m2
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