土木工程专业毕业设计--5层框架结构中学教学楼计算书Word文档下载推荐.doc
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桩周摩擦力qk(kpa)
1
杂填土
0.0—0.8
0.3
2
粉土
0.8—1.8
0.5
12
10
3
中砂
1.8—2.8
0.8
200
25
4
砾砂
2.8—6.5
3.7
300
2400
30
5
圆砾
6.5─12.5
6.0
500
3500
60
建设地区地层土分布情况一览表表1
注:
①拟建场地地形平坦,地下稳定水位距地表-6m,表中给定土层深度由自然地坪算起。
②建筑地点冰冻深度-1.2m。
③建筑场地类别:
Ⅱ类场地土。
④地震设防基本烈度:
7度。
2.2结构:
1.本工程为钢筋混凝土现浇框架结构。
2.楼板采用现浇钢筋混凝土板。
楼梯为现浇板式楼梯
3.材料情况:
非重承水泥空心砖;
砂浆等级为M5;
混凝土:
C25(基础、梁、板)、C30(柱)。
纵向受力钢筋:
HRB335级(梁);
HRB335级(柱);
箍筋:
HPB235级钢筋,基础:
HPB235级钢筋
4.施工:
梁、板、柱均现浇。
第三章荷载计算
3.1初估梁柱截面:
2.1.1由轴压比限值条件N/fcA≤0.9((三级框架)(框架柱的负荷面积内每平米按15kN/m2初估)
N=1.2×
(4.35×
6.6×
15×
5)=2583.9kN
A≥N/0.9fc=2583.9×
1000/0.9/14.3=200769.23mm2
∵A=bh∴b=h=347.08mm初估:
柱截面:
b×
h=600mm×
600mm.
2.1.2梁截面主梁:
h=(1/8─1/12)L=(600mm-900mm)取边跨取h=700mm,
取中跨取h=500mm.
b=(1/2─1/3)h且b不小于0.5倍柱宽且不小于250mm
取b=300mm
连系梁:
h’=(1/8─1/12)L,取h’=500mm,
b’=(1/2─1/3)h,取b’=250mm.
2.1.3楼板:
取h=120mm
3.2荷载计算
2.2.1层数划分及计算简图如图:
2.2.2荷载汇集
1、恒载
1)屋面荷载:
(为不上人屋面)
防水层:
APP改性沥表防水卷材0.05kn/m²
找平层:
25mm1:
3水泥沙浆25×
0.02=0.5kn/m²
保温层:
120mm厚水泥珍珠岩0.12×
4=0.48kn/m²
找坡层:
白灰炉渣最薄处30mm厚0.03×
17=0.51kn/m²
结构层:
120mm厚钢筋砼现浇板0.12×
25=3.00kn/m²
20mm厚板底抹灰0.02×
17=0.34kn/m²
Gk=Σgk=5.0kn/m²
2)楼面:
30mm厚水磨石地面0.65kn/m²
120mm厚钢筋砼现浇板0.12×
25=3kn/m²
20mm厚板底抹灰0.02×
17=0.34kn/m²
Gk=Σgk=3.99kn/m²
3)梁重:
(考虑梁上抹灰,取梁自重26kN/m3)
主梁:
中跨26×
0.7×
0.3=5.46kN/m
边跨26×
0.5×
0.3=3.9kN/m
连系梁:
26×
0.25×
0.5=3.25kN/m
4)墙重:
(砌体与抹灰之和)
抹灰:
外墙面外抹灰:
20厚水泥砂浆0.4kN/m2
外墙面及内墙面抹灰:
20厚石灰砂浆0.34kN/m2
总墙重:
外墙:
底层:
0.37+0.4+0.34=6.29kN/m2
内墙:
0.24+0.34×
2=4.28kN/m2
5)柱:
(考虑到柱子抹灰,取柱子自重26kN/m3)
各层:
26×
0.6×
0.6=9.36kN/m
6)门、窗:
门:
0.2kN/m2窗:
0.3kN/m2
2、活荷载:
雪活载:
0.5kN/m2
厕所:
2.0kN/m2
办公室:
走廊、楼梯:
2.5kN/m2
不上人屋面:
0.5kN/m2
3、各层楼层重量(各层重力荷载代表值计算如下)
五层上半层
女儿墙:
0.24×
0.9×
[4.5×
11×
2+3×
(7.2×
2+3)]×
10=251.24kN
屋面:
11×
2+3)×
5×
4.5=4306.5kN
主梁:
(7.2×
2×
5.46+3×
3.9)=1045.04kN
连系梁:
4×
3.25×
4.5=1081.08kN
柱子:
3.9×
9.36=803.09kN
外墙:
2+(7.2×
2+3)]×
(0.5×
3.9-0.7)×
6.29=1052kN
内墙:
〔4.5×
2+7.2×
11〕×
4.28=953.37kN
外墙窗:
36×
1.5×
2.3×
0.3=18.63kN
内墙窗:
16×
0.3=4.32kN
∑=9515.454kN
3=3+0.5活=9515.454+0.5×
861.3=9730.78kN
五层下半层
44×
外墙133.8×
6.29=1641.2kN
内墙178.2×
4.28=1487.26kN
2.3×
0.3=18.63kN
内墙门:
2.1×
20×
0.2=7.56KN
∑=3961.98kN
四层上半层
楼面861.31×
4.49=3436.63kN
主梁:
连系梁:
外墙:
16×
∑=8394.16kN
2=2+0.5活=8394.16+3961.98+0.5×
2861.31=13217.45kN
四层下半层等于五层下半层为:
∑=3945.13kN
二、三层上半层
kN(7.2×
(4.5×
9)×
4.28=876.33kN
18.63kN
4.32kN
∑=8317.12kN
二、三层下半层
内墙(4.5×
4.28=1367.07kN
0.2=6.048KN
∑=3840.28kN
3=3+0.5活=8317.12+3945.13+0.5×
861.31=13123.56kN
2=2+0.5活=8317.12+3840.28+0.5×
861.31=13018.71kN
一层上半层
楼面:
861.31×
44×
4.9×
9.36=1009.01kN
133.8×
4.9-0.7)×
6.29=1472.8kN
内墙178.2×
4.9-0.7)×
4.28=1334.72kN
外墙窗洞:
(24×
6+1.8×
2.4)×
6.29=713.286kN
14×
0.3=3.78kN
雨蓬:
3×
1.8×
0.1×
25+6×
2.4×
25=49.5kN
∑=9417.39kN
=+0.5活=3840.28+9417.39+0.5×
861.31=14118.98kN
∑G=63209.48kN
∑A=861.31×
5=4306.85m2
∑G/∑A=63209.48/4306.55=14.68kN/m2
第三章水平荷载作用下的框架内力分析
3.1梁的线刚度:
在计算梁的线刚度时,考虑楼板对梁刚度有利影响,认为翼缘参加工作,为简化计算,先按矩形截面计算惯性矩,然后乘以一个增大系数。
现浇钢筋砼梁:
边框架梁=1.5I0
中框架梁=2I0
柱采用C30混凝土梁采用C25混凝土,EC=2.8×
107kN/m²
I0=1/12×
bh3(m4)
KB单位:
KNm
框架梁线刚度计算
部位
截面(m²
)
高度
截面惯性矩
I0(m4)
边框架
中框架
I=1.5I0(m4)
KB=EI/l(kn.m)
I=1.5I0m4)
0.3×
0.7
7.2
8.57×
10-3
12.86×
50011
1.71×
10-2
66500
2.7
3.13×
4.69×
48637
0.63×
65333
3.2框架柱侧移刚度计算
1.柱线刚度:
柱采用C30混凝土,,首层高度4.9m,2-5层3.9m;
各层600mm×
600mm则
I0=1/12×
bh3=10.8×
10-3m4;
KC=EI/h
2.柱的侧移刚度D:
一般层:
=D=
首层:
=D=
截面
(m²
层高
惯性矩
(m4)
Ic=EI/h
(104)
边框架边柱C1
边框架中柱C2
K
α1
Dc1
α2
Dc2
5层
0.6²
3.9
10.8×
8.3077
0.6
0.23
15075
1.19
0.37
24251
4层
3层
2层
1层
4.9
6.6122
0.76
0.46
15201
1.49
0.53
17515
中框架边柱C1
中框架中柱C2
各层各柱刚度
层间刚度
α3
Dc3
α4
Dc4
ΣDc1
ΣDc2
ΣDc3
ΣDc4
0.28
18352
1.58
0.44
28839
×
18352×
18
1006742
158
1.99
0.58
19167
15201×
749488
层间侧移刚度的验算
∑D1/∑D2=749488/1006742=0.74﹥0.7满足要求
3.3.3水平地震作用分析(底部剪力法)
本框架结构符合底部剪力法的适用范围,故采用底部剪力法计算水平地震作用。
1.框架自振周期计算:
用能量法计算。
用能量法计算的数据过程及其结果见表
表5用能量法计算的数据
层次
(KN)
(KN/m)
9730.78
1006742
0.01
0.201
1959.67
394.656
13217.45
22948.23
0.02
0.192
2534.09
485.845
13123.56
36071.79
0.036
0.169
2216.95
374.506
13018.71
49090.5
0.049
0.133
1732.77
230.63
14118.98
63209.48
0.084
1190.75
100.424
2.考虑七度设防:
аmax=0.08
考虑I组类别Ⅱ类场地土Tg=0.35S
因为T1=0.52>
1.4Tg=0.49S所以考虑顶部附加水平地震作用
底部剪力为:
а1=(Tg/T1)0.9×
аmax=(0.35/0.50)0.9×
0.08=0.056
FEk=а1×
Geq=0.056×
0.85×
63209.48=3008.77kN
由公式Fi=(GiHi/ΣGjHj)×
FEk×
(1-δn)
横向框架顶点位移计算
层数
Hi
Gi
GiHi
GiHi/ΣGjHj
Fi
Vi
20.5
199480.99
0.26
694.35
16.6
219409.67
0.29
763.72
1458.08
12.7
16669.212
0.22
580.14
2038.22
8.8
114564.65
0.15
398.78
2436.99
69183
0.09
240.81
2677.81
剪力分布图
3.3.4.验算框架层间弹性位移角
1.
层间剪力
VI(kN)
层间度
Di
层间侧移
ui=Vi/Di
层hi
Ui/hi
[θe]
0.69×
0.34×
10-4
1.45×
0.87×
<
1/550
2.02×
1.6×
=0.0018
2.42×
2.75×
3.57×
7.29×
对于钢筋砼框架结构[Δθe]=1/550,Δθe<
[Δθe]
所以满足规范规定的层间弹性位移的要求。
2.楼层地震剪力的验算
《抗震规范》要求:
因基本周期小于3.5s,查《抗震规范》表得
验算过程及其结果见表7。
表7楼层地震剪力验算
结论
0.016
155.7
满足
367.2
36071.8
577.15
2038.08
785.45
1011.4
3.3.5水平地震作用下框架柱剪力和弯矩计算(D值法:
取横向中框架计算)
1.柱剪力Vik=D/ΣD×
Vi,
柱弯矩M下=Vik×
Yi,M上=Vik×
(1-Yi)×
hi
2.反弯点高度h’=(y0+y1+y2+y3)×
h
y=y0+y1+y2+y3
h’——反弯点到柱下端质点的距离,即反弯点高度
y0——标准反弯点高度比
y1——为上、下层梁线刚度比变化修正值
y2——为上层层高变化修正值
y3——为下层层高修正值
根据框架总层数m,该柱所在层数n和梁柱线刚度比值K确定,
并由内插法根据K值确定。
边柱(中框)
层
h(m)
y0
y1
y2
y3
Y
0.4
0.45
0.05
1.0
0.65
中柱(中框)
Y1
Y3
y
0.38
0.43
0.48
0.55
3.边柱弯矩计算
H
ΣD
D
D/ΣD
Vik
M下
M上
0.018
12.66
0.80
0.30
14.8
34.55
26.58
0.40
41.46
62.20
37.15
65.21
79.70
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