东华理工大学分校法学院实验楼框架结构设计

 2021-12-06 17:40:55

论文总字数：107266字

摘 要

本设计书的主要内容包含如下部分：

  1. 工程概况；
  2. 方案设计：

包括结构选型、结构布置和主要构件的截面尺寸估算；

  1. 结构分析：

即计算结构在各种作用下的效应，其核心问题是计算模型的确定，包括计算简图和采用的计算理论；

  1. 水平结构体系设计：

包括楼盖设计与屋盖设计；

  1. 竖向结构体系设计

以一榀横向框架为例，计算其在竖向荷载、风荷载、地震作用下的效应，并进行荷载效应组合，取最不利内力进行梁柱截面设计。

  1. 楼梯设计；
  2. 桩基础设计；
  3. 电算校核：

用PKPM软件建立相应模型，进行电算校核，并分析电算结果与手算结果的差异。

本设计最终完成八张施工图。

［关键词］ 钢筋混凝土，框架，结构设计

The Structure Design of laboratory building in Nanchang Institute of Technology Student ID ：05106403 NAME: Qian Li

Tutor: Qingfang Lv

Civil Engineering College, Southeast University

[Abstract]

This paper includes the following parts:

1. The survey of the program.

2. The preliminary design, including the selection and layout of the structure.

3. The analysis of the structure, to determine the moments, shears, and axial forces in the structure.

4. Calculation of the level structural system.

5. Calculation of the vertical structural system.

6. Design of the staircase.

7. Design of the pile base.

8. Comparison of manual and computer results.

There are eight construction drawings with specifications besides this paper.

[Keyword] reinforced concrete, frame, the design of the structure

1 结构设计方案

1.1工程概况

工程规模：为地上主体6层的混凝土框架结构，无地下室。建筑0.000标高相当于绝对标高9.300，主体一层层高为4.6m，二～五层层高为3.6m，建筑总高23.050m（室外地面至屋顶）。建筑面积7233 m2

1.2设计资料

工程地质条件：根据地质勘查报告，场区范围内地下水位于地表下3m，地下水对一般建筑材料无侵蚀作用，不考虑土的液化。土质构成自地表向下依次是：

  1. 填土层：层厚0.5m，承载能力特征值fak =80kPa，天然重度17.0kN/m3
  2. 粘土：厚度约2~5m，承载能力特征值fak =240kPa，天然重度18.8kN/m3 e及IL均小于0.85 。
  3. 轻亚粘土：厚度3~6m，承载能力特征值fak =220kPa，天然重度18.0kN/m3
  4. 卵石层：厚度2~9m，承载能力特征值fak =300kPa，天然重度20.2kN/m3 。

气象条件：年最低气温-3℃，最高气温38℃，基本雪压0.45kN/m2,准永久值系数分区Ⅲ。基本风压0.45 kN/m2

抗震设防烈度：抗震设防烈度为7度,基本地震加速度值为0.10g，建筑抗震设防烈度为二类，场地特征周期为0.35s。

材料：

混凝土强度等级选用：梁、板、柱均为C30。

钢筋等级选用：梁、板、柱主筋选用HRB400，箍筋选用HPB335。。

1.3结构平面布置

1.3.1框架梁柱截面尺寸确定

1.框架梁截面尺寸初估

（1）横向框架梁。（横向柱网布置整齐，跨度基本一致）

l=8.1m，h= l=810mm~540mm，取h=700mm

b=h=350mm~233mm，取b=300mm

（2）纵向框架梁。

l=7.5m，h= l=750mm~500mm，取h=650mm

b=h=325mm~217mm，取b=300mm

（3）纵横向次梁

次梁取250×600

2.框架柱截面初估

（1）按轴压比要求初估框架柱截面尺寸。

框架柱选用C30混凝土， =14.3,框架抗震等级为三级，轴压比=0.9。由轴压比初步估算框架柱截面尺寸，按式A=bh计算。

柱轴向压力设计值N按下式计算：

N=受荷面积13层数

本设计中层数为六层，为简化计算，认为六层柱均与底层柱尺寸一致。

底层中柱：

N=8.17.5133=2369.25KN，A=bh=184090

均采用600mm600mm的截面。

（2）校核框架柱截面尺寸是否满足构造要求

1）按构造要求框架柱截面高度不宜小于400mm，宽度不宜小于350mm。

2）为避免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比宜大于4。取第三层柱，H=3300mm：

=5.54

3）框架柱截面高度和宽度一般取层高的

hH=460mm~306.7mm（取底层柱高为4600mm）

故所选框架柱截面尺寸均满足构造要求。

2 水平结构体系设计

2.1楼板设计

各层楼盖采用现浇钢筋混凝土梁板结构，梁系把楼盖分为一些双向板和单向板。根据经验大部分板厚取120mm，卫生间，开水间，厨房及不上人屋面板厚取100mm。

2.1.1楼板荷载

1. 恒荷载

（1） 不上人屋面恒荷载

当板厚120mm时，不上人屋面的恒荷载计算见表

表4.1 不上人屋面恒荷载（板厚120mm）

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

0.04×14=0.56

保温层：80厚砂浆水泥

0.08×14.5=1.16

结构层：120厚现浇钢筋混凝土板

0.12×25=3

抹灰层：10厚混合砂浆

0.01×17

合计

6.89取7.0

（2）标准层楼面恒荷载（板厚120mm）

当板厚120mm时，标准层楼面恒荷载计算见表

表4.3 标准层楼面恒荷载（板厚120mm）

构造层

面荷载（KN/m2）

板面装修荷载

1.10

结构层：120厚现浇钢筋混凝土板

0.12×25=3

抹灰层：10厚混合砂浆

0.01×17

合计

4.27取4.5

（3）标准层楼面恒荷载（板厚100mm）

当板厚100mm时，标准层楼面恒荷载计算见表

表4.3 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

0.10×25=2.5

抹灰层：10厚混合砂浆

0.01×17

合计

3.77取4.0

（4）卫生间恒荷载（板厚100）

当板厚为100mm时，卫生间和恒荷载计算见表4.4

构造层

面荷载（KN/m2）

构造层

面荷载（KN/m2）

板面装修荷载

1.10

蹲位折算荷载（考虑局部20厚炉渣填高）

1.5

找平层：15厚水泥砂浆

0.015×20=0.30

抹灰层：10厚混合砂浆

0.01×17=0.17

结构层：100厚现浇混凝土板

0.1×25=2.5

合计

5.87取6.0

防水层

0.30

2 .活荷载

活荷载取值见表4.5

表4.5 活荷载取值

序号

类别

活荷载标准值（KN/m2）

组合值

系数ψc

频遇值

系数ψf

准永久值系数ψ

1

不上人屋面活荷载

0.5

0.7

0.5

0.0

2

试验室活荷载

2.0

0.7

0.6

0.5

3

走廊，门厅，楼梯活荷载

3.5

0.7

0.5

0.3

4

卫生间活荷载

2.5

0.7

0.6

0.5

5

2.1.2 楼板配筋计算

（一）．二层楼板配筋计算

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