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1、 本科畢業(yè)設計論文 題目：西安航天研究院辦公樓設計 院 系： 建筑工程學院 學科專業(yè)： 土木工程 學 生： 學 號： 090705115 指導教師： 2013年 6月 本科畢業(yè)設計論文 題目：西安航天研究院辦公樓設計 院 系： 建筑工程學院 學科專業(yè)： 土木工程 學 生： 學 號： 090705115

2、指導教師： 2013年 6月 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文）任務書 院（系） 建筑工程學院 專業(yè) 土木工程 班級 090705 姓名 呂劉平 學號 090705115 1.畢業(yè)設計（論文）題目： 西安航天研究院辦公樓設計 2.題目背景和意義：該工程位于西安市灞橋區(qū)，西安航天研究院擬興建一綜合辦公樓，總建筑面積約為5000m2，層數(shù)為6層。

3、 課題來源于工程實際，對土木工程專業(yè)學生具有現(xiàn)實意義。通過工程設計，綜合運用和深化所學理論知識，使學生受到工程師的基本技能和素質(zhì)訓練。通過這個課題，著重培養(yǎng)學生收集、查閱資料的能力；中、外文文獻的閱讀能力；獨立分析問題、解決問題的能力；設計方案的經(jīng)濟分析和技術(shù)分析能力；結(jié)構(gòu)受力理論分析和結(jié)構(gòu)計算能力；工程制圖和編寫設計說明書、計算書的能力等。 3.設計(論文)的主要內(nèi)容（理工科含技術(shù)指標）： 根據(jù)建設單位要

4、求，經(jīng)有關(guān)部門批準，結(jié)構(gòu)類型采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。建筑功能要求：另設有會議室、活動室；立面要求簡潔、明快。 工程地質(zhì)、水文、氣象情況：根據(jù)有關(guān)勘察部門提供的工程地質(zhì)勘察報告，擬建場地地形較平坦?？拐?度設防。設計地震分組：第一組。 地表土為城市垃圾土

5、，表層厚0.3米—0.5米。地表下土層為非濕陷性黃土。建筑場地為II類場地土。地基處理建議采用換土墊層法，墊層材料可選用3：7或2：8灰土。地基承載力標準值fak=180kPa。 最熱月平均溫度27.3度，最冷月平均溫度-1.7度，空氣相對濕度最熱月平均72%，最冷月平均70%。全年主導風向是東北風，基本風壓0.35 kN / M2。年降雨量634mm，日最大降雨量92mm，每小時降雨量56mm。基本雪壓0.20 kN / M2。

6、 4.設計的基本要求及進度安排（含起始時間、設計地點）： 本次畢業(yè)設計由建筑設計和結(jié)構(gòu)設計兩部分組成，結(jié)構(gòu)設計為重點。具體要求為： （1） 建筑設計內(nèi)容： 1）確定建筑初步設計方案 2）主要部位的建筑構(gòu)造設計及工程做法

7、 3）繪制建筑施工圖（1# 圖），主要包括：底層平面圖、標準層平面圖、屋頂平面圖、立面圖、剖面圖。 （2） 結(jié)構(gòu)設計內(nèi)容： 1）確定結(jié)構(gòu)布置方案

8、 2）結(jié)構(gòu)計算，內(nèi)容主要包括： A． 一榀框架的內(nèi)力分析、內(nèi)力組合和配筋計算 B． 一個完整區(qū)段樓板及次梁的內(nèi)力與配筋計算 C． 一部樓梯的配筋計算 3）繪制結(jié)構(gòu)施工圖（1# 圖）

9、，主要包括：某層結(jié)構(gòu)平面布置圖、一榀框架配筋圖（框架梁、柱）、樓板及次梁配筋圖、樓梯配筋圖、樓板配筋圖、節(jié)點詳圖。 （3） 編寫設計說明書：內(nèi)容包括設計依據(jù)，建筑與結(jié)構(gòu)方案的概述，主要工程做法及材料等，結(jié)構(gòu)設計方案說明，結(jié)構(gòu)計算過程等。 進度安排： 實習及熟悉任務

10、 第1-2周 確定建筑房案 第3周 結(jié)構(gòu)方案設計及結(jié)構(gòu)布置 第4周 結(jié)構(gòu)計算 第5-11周 繪制施工圖

11、 第12-14周 整理建筑說明書、結(jié)構(gòu)計算書 第15-16周 收尾及答辯 第17-18周 5.畢業(yè)設計（論文）的工作量要求 ① 實驗（時數(shù)）*或?qū)嵙暎ㄌ鞌?shù)）：

12、 14天 ② 圖紙（幅面和張數(shù)）*： A1或A2圖紙約12張 ③ 其他要求： 主要結(jié)構(gòu)設計計算書約15000—20000字，設計按相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。 指導教師簽名： 年 月 日

13、 學生簽名： 年 月 日 系（教研室）主任審批： 年 月 日 西安航天研究院辦公樓設計 摘 要 本文研究的內(nèi)容是西安航天研究院辦公樓設計。通過建筑設計和結(jié)構(gòu)設計，驗證工程的可行性及滿足各項功能的使用要求，是反映工程可行性以及技術(shù)經(jīng)濟指標的綜合性資料。 本工程設計結(jié)合地方地質(zhì)及水文氣候條件，依據(jù)各設計規(guī)范，使設計結(jié)果既符合設計標準，又滿足使用要求，經(jīng)濟合理性。 本工程為擬建

14、多層辦公樓，主樓標高22.65 m總建筑面積5344m2，本建筑防火等級二級，抗震設防烈度8度。工程結(jié)構(gòu)設計采用框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設計按縱橫向框架承重分析。設計包括結(jié)構(gòu)部分、樓梯、基礎等。根據(jù)任務書定出各層平面圖及平面布置，在進行構(gòu)件截面估算和荷載計算后，選取一榀框架進行計算，計算內(nèi)容包括框架梁柱截面尺寸的選取及線剛度的計算；地震作用下梁端柱端彎矩、剪力的計算；樓梯配筋計算。在手算后，還使用CAD、Word、Excel等工具進行電腦輸入，并對手算的結(jié)構(gòu)進行了分析和檢查。 最后依據(jù)計算結(jié)果，結(jié)合相應的結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求，繪制結(jié)構(gòu)施工圖和建筑施工圖，寫出相應的設計說明以及結(jié)構(gòu)設計計算書 關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)

15、；抗震；結(jié)構(gòu)設計；內(nèi)力計算 I The design of the apartment of xian aerospace research institute building Abstract The contents of this paper is the apartment of Xi an aerospace research institute. Through the architectural design and structure design, verify that the engineering feasib

16、ility and meet various requirements, functionality is a reflection of the engineering feasibility and technical and economic indicators of comprehensive data. This engineering design combined with local geological and climatic conditions, water asked by various design specification, make design res

17、ults met design standards, and use, economic rationality. According to the sue function, the construct contents apartment and entertainment building .The height is 22.65m of main floor. Total building area is 5344m2.This building resistant fires is second class, and the seismic fortification intens

18、ityis seven degree. This engineering construction design adoption the frame construction. Being calculating the structure, the lateral structure be lacked as frame system and be analysis. The design included the construction of the structure of the stairs and so on. According to the mandate set of f

19、loor plans and layout of each floor. The program for the main structure of two-way load-bearing framework, such as cross-lateral framework load component in the calculation and estimates section, selecting a ping framework, including the framework of calculating earhquake Beam, column-moment, framew

20、ork reinforced beams calculated and the basis for calculating the stairs reinforced reinforcement calculation. Finally ,but also to use CAD, Word, Excel and other tools, computer input, and the structure of rival operators to analyze and check. Final results, combined with the structural requiremen

21、ts, drawing structure construction plans, architectural plans, write out the appropriate design description, and account book. Key Words: frame structure; structural design; internal force calculation. 目 錄 中文摘要 I 英文摘要 II 主 要 符 號 表 1 1 緒論 1 1.1建筑設計背景 1 1.1.1建筑概況 1.1.2 設計資料及設計依據(jù) 1 1.2

22、建筑方案及方案說明 1 1.2.1建筑方案的初步設計 1 1.2.2建筑施工圖設計 3 1.3建筑設計的工程做法 4 1.4課題研究的意義 4 2 結(jié)構(gòu)布置 5 2.1 結(jié)構(gòu)布置 5 2.2 柱網(wǎng)布置 5 2.3框架結(jié)構(gòu)承重方案的選擇 6 2.4框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖 6 2.5梁、柱截面尺寸的初步確定 7 3 框架結(jié)構(gòu)剛度參數(shù)計算 9 3.1框架結(jié)構(gòu)側(cè)移剛度的計算 9 3.1.1梁柱線剛度計算 9 3.1.2柱的抗側(cè)剛度計算 9 4 重力荷載計算 12 4.1 屋面及樓面的永久荷載標準值 12 4.2屋面及樓面的可變荷載標準值 12 4.3梁、柱、墻、窗

23、、門重力荷載的計算 12 4.4重力荷載代表值 14 5 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算 17 5.1橫向自振周期的計算 17 5.2水平地震作用及樓層地震剪力的計算 17 5.2.1結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值Ge 18 5.2.2計算水平地震影響系數(shù)а1 18 5.2.3結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標準值FEk 18 5.3 多遇水平地震作用下的位移驗算 19 5.4 水平地震作用下框架內(nèi)力計算 19 5.4.1框架柱端剪力及彎矩計算 19 5.4.2水平地震作用下框架梁內(nèi)力計算 21 6 豎向荷載作用下橫向框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算 24 6.1 橫向框架計算圖 24

24、 6.2荷載計算 25 6.2.1恒載計算 25 6.3內(nèi)力計算 28 6.3.1恒載和活載作用下桿端彎矩 28 6.3.2恒載和活載作用下梁端剪力和柱軸力 35 7 內(nèi)力組合 38 7.1 抗震等級的確定 38 7.2框架梁的內(nèi)力組合 38 7.2.1內(nèi)力組合種類 38 7.2.2計算跨間最大彎矩 38 8 截面設計 50 8.1框架梁 50 8.1.1梁的正截面受彎承載力計算 50 8.2框架柱 54 8.2.1柱截面尺寸驗算 54 8.2.2柱正截面承載力的計算 54 8.2.3柱斜截面受剪承載力的計算 60 8.2.4框架梁柱節(jié)點核芯區(qū)截面抗震驗

25、算 60 9 樓板設計 62 9.1設計參數(shù) 62 9.2按塑性鉸線法理論計算 63 9.2.1彎矩計算 63 9.2.2配筋計算： 63 10 樓梯設計 65 10.1設計參數(shù) 65 10.2樓梯板計算 65 10.3平臺板計算 66 10.4平臺梁計算 67 11 基礎設計 69 11.1 設計資料 69 11.2 基礎截面確定 69 11.2.1 基礎梁高 69 11.2.2 翼板厚度 69 11.2.3 基礎長度 69 11.2.4 基礎的底面寬度 70 11.3 基礎梁內(nèi)力計算 70 12 結(jié)構(gòu)電算 74 12.1 PM建模 74 12.

26、2 建筑模型的補充、修改 75 4.4 PK方法計算結(jié)果 77 4.5 PK配筋計算結(jié)果 86 4.5 手算與電算配筋計算結(jié)果比較（見一榀框架圖配筋） 86 設計心得 87 致謝 89 參考文獻 90 畢業(yè)設計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明 92 畢業(yè)設計（論文）獨創(chuàng)性聲明 93 附錄 94 76 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 主 要 符 號 表 SGk 永久荷載效應的標準值； SQk 可變荷載效應的標準值； γG 永久荷載的分項系數(shù)； γQ 可變荷載的分項系數(shù)； T

27、結(jié)構(gòu)自振周期； fy、fy 普通鋼筋的抗拉、抗壓強度設計值； as、as 縱向非預應力受拉鋼筋合力點、縱向非預應力受壓鋼筋合力點至截面近邊的距離； b 矩形截面寬度、T 形、I 形截面的腹板寬度； bf、bf T形或I形截面受拉區(qū)、受壓區(qū)的翼緣寬度； d 鋼筋直徑或圓形截面的直徑； e、e 軸向力作用點至縱向受拉鋼筋合力點、縱向受壓鋼筋合力點的距離； e0 軸向力對截面重心的偏心距； ea 附加偏心距； ei 初始偏心距； h 截面高度； h0

28、 截面有效高度； hf、hf T形或I形截面受拉區(qū)、受壓區(qū)的翼緣高度； As、As 受拉區(qū)、受壓區(qū)縱向非預應力鋼筋的截面面積 α1 受壓區(qū)混凝土矩形應力圖的應力值與混凝土軸心抗壓強度設計值的比值； ρ 縱向受力鋼筋的配筋率； ρsv 豎向箍筋、水平箍筋或豎向分布鋼筋、水平分布鋼筋的配筋率； ρv 箍筋的體積配筋率； FEk 結(jié)構(gòu)總水平地震作用標準值； Geq 地震時結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）的重力荷載代表值、等效總重力荷載代表值； αmax 水

29、平地震影響系數(shù)最大值； γRE 承載力抗震調(diào)整系數(shù)； ∑Mc 節(jié)點上下柱端截面順時針或反時針方向組合的彎矩設計值之和，上下柱端的彎矩設計值 ,可按彈性分析分配; ∑Mb 節(jié)點左右梁端截面反時針或順時針方向組合的彎矩設計值; HRB400級鋼筋; HRB335級鋼筋; HPB235級鋼筋 西安工業(yè)大學學士學位論文 1 緒論 1.1建筑設計背景 1.1.1建筑概況 設計題目：西安航天研究院辦公樓設計 建筑層數(shù)：六層 建筑面積：5344m2 建筑總高度：22.65m 結(jié)構(gòu)類型：現(xiàn)澆混凝土框

30、架結(jié)構(gòu) 1.1.2 設計資料及設計依據(jù) a.設計使用年限 根據(jù)規(guī)范和任務書，本方案的設計使用年限為50年。 (1) 場地條件 根據(jù)有關(guān)勘察部門提供的工程地質(zhì)勘察報告，擬建場地地形較平坦。 (2) 氣象條件 最熱月平均溫度27.3度，最冷月平均溫度-1.7度，空氣相對濕度最熱月平均72%，最冷月平均70%。全年主導風向是東北風，基本風壓0.35 kN / M2。年降雨量634mm，日最大降雨量92mm，每小時降雨量56mm?；狙?.20 kN / M2。 (3) 地質(zhì)條件 地表土為城市垃圾土，表層厚0.3米—0.5米。地表下土層為非濕陷性黃土。建筑場地為II類場地土。地基處

31、理建議采用換土墊層法，墊層材料可選用3：7或2：8灰土。地基承載力標準值fak=180kPa。 b.抗震設防 抗震8度設防。設計地震分組：第一組。 c.結(jié)構(gòu)環(huán)境類別 根據(jù)規(guī)范和任務書知結(jié)構(gòu)環(huán)境類別為一類一類環(huán)境。 1.2建筑方案及方案說明 1.2.1建筑方案的初步設計 根據(jù)使用功能及條件，確定建筑方案，進行初步設計，繪出平、立、剖面草圖經(jīng)指導老師修改后進行下一步設計。建筑總平面布置應考慮到和周圍環(huán)境(相鄰建筑、綠化及道路)的關(guān)系，要求平面布置緊湊，人流路線合理，滿足防火要求，房間的采光通風及保溫隔熱等均需滿足功能要求，建筑造型和建筑立面要求美觀、大方，體現(xiàn)時代

32、特色。在完成平、立、剖草圖時做了以下處理手法： a.平面設計 柱網(wǎng)尺寸采用7.2m7.2m，柱網(wǎng)布置見圖2.1。 該建筑為辦公樓，根據(jù)實際情況并參考《辦公建筑設計規(guī)范》(JGJ36-87)，取1個開間為一個房（會議室和活動室取兩個開間），開間尺寸為 3.6m7.2m。 (1) 主要房間平面設計 1) 房間門設置 根據(jù)《建筑防火設計規(guī)范》每個開間取一個門，所有辦公室門均取1.2m2.1m(其中門高2.1m)的木門。 2) 窗的設置 根據(jù)《房屋建筑學》中民用建筑采光等級表可知：辦公室的采光等級為Ⅲ級，要求窗地面積比不應小于1/6，選窗的尺寸為2.4m2.1m 。 (2) 輔助房間

33、設計 衛(wèi)生間平面設計：為保證建筑上的布局合理，故在建筑的走廊東頭設兩個衛(wèi)生間。 (3) 交通聯(lián)系部分的平面設計 1) 走廊 由《樓梯門和走道的寬度指標》可知，當建筑的耐火等級為二級時，一層、二層為0.65m，三層為0.75m/百人，大于四層為1m/百人。故可設置樓道建筑軸線尺寸為2.4ｍ。 一層兩側(cè)設門，二層以上樓道兩側(cè)設窗，窗尺寸選擇1.5m2.1m。 2) 樓梯 由于樓全長為50.4米，為滿足房間門到封閉樓梯間的最大距離22米的要求，可設置二道樓梯。 門廳：采用兩個開間即7.2m7.2m。 b.立面設計 立面設計是在滿足房間的使用要求和技術(shù)經(jīng)濟條件下，運用建筑造型和立面構(gòu)

34、圖的一些規(guī)律，結(jié)合平面的內(nèi)部空間組合進行的。進行立面設計設計時要考慮房屋的內(nèi)部空間關(guān)系，相鄰立面的協(xié)調(diào)，各立面墻面的處理和門窗安排，滿足立面形式美觀要求，同時還應考慮各入口，雨篷等細部構(gòu)件的處理。 c.剖面設計 剖切線一般是要通過樓梯的，選取比較有代表的地方剖切，剖面圖很詳細的顯示樓梯的構(gòu)造和尺寸，樓梯的出口尺寸，樓梯梯間寬、踏步尺寸以及平臺尺寸等。 d.防火設計 該建筑為高度不超過24m的多層建筑，防火等級為二級，將每一層劃分為一個防火區(qū)間，則每層長度50.4m小于允許長度150m，每層的建筑面積890.8 m2小于最大允許面積2500 m2。 該建筑設有二部樓梯，每一個防

35、火區(qū)間的安區(qū)出口幾位3個，滿足防火規(guī)范要求。 表1.1安全疏散距離 高層建筑 房間門或住宅戶門至最近的外部出口或樓梯間的最大距離(m) 位于兩個安全出口之間的房間 位于袋形走道兩側(cè)或盡端房間 公寓樓 30 15 該建筑總長為50.4m，均勻設置2部樓梯，任一房間至外部出口的距離不大于15m，安全疏散距離滿足規(guī)范要求。 表1.2 首層疏散外門和走道的凈寬(m) 高層建筑 每個外門的凈寬 走道凈寬 單面布房 雙面布房 居住建筑 1.1 1.2 1.3 其它 1.2 1.3 1.4 高層建筑內(nèi)走道的凈寬，應按通過人數(shù)每100人不小于1.00m計算

36、；首層疏散外門的總寬度，應按人數(shù)最多的一層每100個不小于1.00m計算。首層疏散外門和走道的凈寬不應小于表1.2的規(guī)定。 根據(jù)6.2.2條，建筑高度不超過32m的二類建筑應設封閉樓梯間，在走道和樓梯交匯處設置防火門，門寬1.5m。各層防火門開向樓梯。 1.2.2建筑施工圖設計 建筑設計和結(jié)構(gòu)設計互相影響、互相配合、互相制約，所以，在繪制建筑施工圖過程中，一定要參考結(jié)構(gòu)驗算和構(gòu)造要求，遇到問題及時修改。在施工圖設計過程中，一定要結(jié)合相關(guān)的規(guī)范考慮全面，按照制圖統(tǒng)一標準繪制，節(jié)點細部構(gòu)造要細心繪制，尺寸標注、做法標注及一些說明要符合要求。用天正建筑結(jié)合AutoCAD繪制建筑施工圖，畫出每

37、層的平面圖之后，利用天正建筑生成立面圖和剖面圖，再利用AutoCAD做細部修改，在初步設計的基礎上，繪制建筑施工圖。設計深度應滿足施工、安裝及預算要求，圖面應詳盡表現(xiàn)建筑物的各有關(guān)部分。 建筑設計說明書，說明工程概況及設計依據(jù)、設計意圖、建筑規(guī)模、要求、建筑方案及方案說明、設計依據(jù)和設計原則、經(jīng)濟技術(shù)指標等。 1.3建筑設計的工程做法 在繪制建筑施工圖的同時，把屋面、樓面、立面和剖面的主要工程做法定下來，以便在結(jié)構(gòu)計算中使用。 屋面為不上人屋面，工程做法如下： 40厚C20細石混凝土保護層 三氈四油防水層 20厚水泥砂漿找平層 100厚鋼筋混凝土屋面板 20厚混合砂漿天棚抹灰

38、 樓面工程做法： 水磨石樓面(包括水泥粗砂打底) 100厚鋼筋混凝土屋面板 10厚混合砂漿天棚抹灰 立面：噴硬質(zhì)復層花紋涂料(浮雕)。 1.4課題研究的意義 通過西安航天研究院辦公樓設計，綜合運用所學過的基礎理論和專業(yè)知識，鍛煉查閱相關(guān)規(guī)范和資料進行辦公樓建筑方案設計和框架結(jié)構(gòu)計算的能力，熟悉工程設計的內(nèi)容和程序，提高分析和解決工程實際問題的能力，為以后工作奠定一定的基礎。

39、 2 結(jié)構(gòu)布置 2 結(jié)構(gòu)布置 2.1 結(jié)構(gòu)布置 根據(jù)該房屋的使用功能及建筑設計要求，進行了建筑平面、立面和剖面設計，主體結(jié)構(gòu)共6層，層高3.6m。 填充墻采用240mm的粘土空心磚砌筑，門部分采用木門，部分采用玻璃門，詳見門窗表，門洞尺寸為1.22.1，窗為塑鋼玻璃窗，洞口尺寸為2.42.1。 對該建筑進行建筑高度、使用要求、材料用量、抗震要求、造價等綜合因素考慮后，選擇框架結(jié)構(gòu)。因為考慮到框架結(jié)構(gòu)有以下優(yōu)勢：建筑平面布置靈活，可以獲得較大空間，也可以做成小房間；建筑立面好處理；結(jié)構(gòu)自重較輕；計算理論較為成熟；在一定高度范圍內(nèi)可

40、以降低造價。 混凝土的等級選用，梁、板一層選用C35，柱選擇C35，標準層梁、板選用C30，柱選擇C30，(因為現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)混凝土強度不宜大于C40)。 2.2 柱網(wǎng)布置 本綜合教學樓采用柱距為7.2m的內(nèi)廊式小柱網(wǎng)，邊跨7.2m，中間跨為2.4m，層高取3.6m，如下圖所示： 圖2.1 柱網(wǎng)布置圖 西安工業(yè)大學學士學位論文 2.3框架結(jié)構(gòu)承重方案的選擇 豎向荷載的傳力途徑：樓板的均布活載和恒載經(jīng)次梁間接或直接傳至主梁，再由主梁傳至框架柱，最后傳至地基。 根據(jù)以上樓蓋的平面布置及豎向荷

41、載的傳力途徑，本辦公樓框架的承重方案為橫向框架承重方案，這可使橫向框架梁的截面高度大，增加框架的橫向側(cè)移剛度。 2.4框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖 本方案中，需近似的按橫向的平面框架分別計算。 圖2.2 框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖 A1=(7.2/2+2.4/2)7.2=34.56m2 A2=7.2 /27.2=25.92m2 圖2.3 橫向框架計算簡圖 2.5梁、柱截面尺寸的初步確定 樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚度取100mm. a.梁、柱截面尺寸的初步確定 (1) 梁截面尺寸估算 1) 橫向框架梁 AB、CD跨 (

42、計算跨度取柱形心線之間的距離6.9m) 梁高?。篽=(1/8～1/12)l=(1/8～1/12)7200=600mm～900mm 初選600mm。 梁寬取：b=(1/2～1/3)h=(1/2～1/3)600=200mm～300mm 初選300mm。 (2) 柱截面尺寸估算 柱截面尺寸根據(jù)柱的軸壓比限值，按公式計算。 1) 軸壓比 抗震設防烈度為8度，高度<30m，查《抗震規(guī)范》得抗震等級為二級?？拐鸬燃墳槎?，框架結(jié)構(gòu)，查《抗震規(guī)范》得，柱軸壓比限值為0.75。 2) 柱組合的軸壓比設計值N=βFgn β考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù),對外柱取1.3，對等跨內(nèi)柱取

43、1.25；F按簡支狀態(tài)計算柱的負載面積；gE 折算在單位建筑面積上的重力荷載代表值；可近似的取15KN/m2；n為驗算截面以上的樓層層數(shù)。 3) Ac≥N/uNfc uN 為框架柱軸壓比限值，本方案為二級抗震等級，查《抗震規(guī)范》可知取為0.8。 fc 為混凝土軸心抗壓強度設計值，對C30，查得fc =14.3N/mm2,對C35,fc =16.7 N/mm2 4) 計算過程 對于邊柱(底層)： Ac≥N/uNfc=1.325.92156103/0.8/16.7=226994 mm2 對于內(nèi)柱(底層)： Ac≥N/uNfc=1.2534.56156103/0.8/16.7

44、=291018 mm2 取 對于標準層方法同上。 綜上，梁、柱截面尺寸見下表： 表2.1梁截面尺寸(mm) 層數(shù) 混凝土 等級 橫梁(bh) 縱梁 (bh) 次梁 (bh) AB跨、CD跨 BC跨 1 2-6 C35 C30 300600 300600 300400 300400 300600 300600 300500 300500 表2.2柱截面尺寸(mm) 層次 混凝土等級 bh 1 C35 650650 2-6 C30 650650 3 框架結(jié)構(gòu)剛度參數(shù)計算 3 框架結(jié)構(gòu)剛度參數(shù)計算

45、 3.1框架結(jié)構(gòu)側(cè)移剛度的計算 3.1.1梁柱線剛度計算 框架梁線剛度為ibEcI0/l。在框架結(jié)構(gòu)中，可將現(xiàn)澆樓面視作梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，減少框架側(cè)移?？紤]這一有利作用，在計算梁的截面慣性矩時，對現(xiàn)澆樓面的邊框架梁取，對中框架梁取。 柱線剛度為 I0=bh3/12，計算見下表： 表3.1 橫梁線剛度ib 計算表 類別 層次 Ec /(N/mm2) b /mm h /mm I0 /mm4 l /mm EcI0/l /kNm 1.5EcI0/l /kNm 2EcI0/l /kNm AB ，

46、CD跨 1 3.15104 300 600 5.400109 7200 2.3631010 3.5451010 4.7261010 2-6 3.0104 300 600 5.400109 7200 2.2501010 3.3751010 4.5001010 BC 跨 1 3.15104 300 400 1.600109 2400 2.1001010 3.1501010 4.2001010 2-6 3.0104 300 400 1.600109 2400 2.0001010 3.0001010 4.0001010 表3

47、.2柱線剛度ic計算表 層次 Ec /(N/mm2) b /mm h /mm hc /mm Ic /mm4 EcIo/l /kN.m 1 3.15104 650 650 4800 1.4881010 9.7651010 2-6 3.00104 650 650 3600 1.4881010 12.4001010 3.1.2柱的抗側(cè)剛度計算 根據(jù)梁柱的線剛度比的不同，框架柱可分為中柱，邊柱等。 西安工業(yè)大學學士學位論文 位置 邊柱 中柱

48、 簡圖 K 簡圖 K 一般層 底層 表3.3柱線剛度的修正系數(shù) 現(xiàn)在以底層B-3柱為例說明側(cè)移剛度計算方法，底層柱以及與其相連的梁的線剛度計算方法。 梁柱的線剛度比為 =(3.545+3.150)/9.765=0.685 柱側(cè)移剛度修正系數(shù) αc=(0.5+)/(2+)=(0.5+0.685)/(2+0.685)=0.441 柱的抗側(cè)剛度為 D=αc12ic/h2 =0.441129.7651010/48002=22428N/mm 其余柱計算結(jié)果見表3.4、3.5： 表3.4中框架柱側(cè)移剛度D值(N/m

49、m) 層次 邊柱 中柱 A-2--7與D-2-7(12根) B-2-7與C-2-7(12根) Di1 Di1 ∑D 6 0.362 0.153 17566 0.685 0.255 29277 562116 5 0.362 0.153 17566 0.685 0.255 29277 562116 4 0.362 0.153 17566 0.685 0.255 29277 562116 3 0.362 0.153 17566 0.685 0.255 29277 562116 2 0.371 0.1

50、56 17911 0.702 0.259 29737 571776 1 0.483 0.395 20089 0.914 0.485 24666 537060 表3.5邊框架柱側(cè)移剛度D值(N/mm) 層次 邊柱 中柱 A-1，8與D-1，8 B-1，8與C-1，8 Di1 Di1 ∑D 6 0.272 0.119 13662 0.514 0.204 23422 74168 5 0.272 0.119 13662 0.514 0.204 23422 74168 4 0.272 0.119

51、13662 0.514 0.204 23422 74168 3 0.272 0.119 13662 0.514 0.204 23422 74168 2 0.279 0.122 14007 0.527 0.208 23081 74176 1 0.363 0.365 18563 0.685 0.441 22428 81982 將上述不同情況下同層框架柱的側(cè)移剛度相加，即得框架各層層間側(cè)移剛度∑Di,見下表： 表3.6橫向框架層間側(cè)移剛度(N/mm) 層次 1 2 3 4 5 6 ∑Di, 619042 645952

52、636284 636284 636284 636284 ∑D2/∑Di=619042/645952=0.95>0.7,故該框架為規(guī)則框架。 4 重力荷載計算 4 重力荷載計算 4.1 屋面及樓面的永久荷載標準值 屋面(不上人)： 40mm厚C20細石混凝土保護層 230.04=0.92kN/m2 5mm厚的1：3石灰砂漿隔離層 170.005=0.0851kN/m2 20mm厚的水泥砂漿找平 2 00.

53、02=0.4 kN/m2 三氈四油防層 0.4kN/m2 100mm厚的鋼筋混凝土板 250.1=2.5kN/m2 20mm厚的1：2.5水泥砂漿找平 200.02=0.4kN/m2 12厚的紙筋石灰抹底 0.16 kN/m2 合計： 4.865

54、kN/m2 1～5層樓面(水磨石樓面) 15mm厚的1：2白水泥白石子(摻有色石子)磨光打蠟 180.015=0.27kN/m2 20mm厚的1：3水泥砂漿找平層 200.02=0.4 kN/m2 100mm厚鋼筋混凝土板 250.1=2.5kN/m2 3mm厚的細石粉面 160.003=0.048 kN/m2 8mm厚的水泥石膏砂漿 140.008=0.112 kN/m2

55、合計： 3.330 kN/m2 4.2屋面及樓面的可變荷載標準值 不上人屋面均布活荷載標準值 0.5 kN/m2 樓面活荷載標準值 2.0kN/m2 屋面雪荷載標準值 0.2 kN/m2 走廊、門廳、樓梯 2.5 kN/m2 4.3梁、柱、墻、窗

56、、門重力荷載的計算 梁柱可根據(jù)截面尺寸，材料容重及粉刷等計算出單位長度上的重力荷載，對墻、門窗等可計算出單位面積上的重力荷載。 墻體為240mm粘土空心磚，外墻面刷涂料(0.5kN/m2)內(nèi)墻面為20mm厚抹灰，則外墻單位面積墻面重力荷載為：0.5+150.24+170.02=4.44kN/m2 內(nèi)墻體為200mm加氣混凝土塊，兩側(cè)為20mm厚抹灰，則內(nèi)墻單位面積墻面重力荷載為: 2.10+2170.02=2.78 kN/m2 西安工業(yè)大學學士學位論文 木門單位面積重力荷載0.2kN/m2，鋁合金門窗單位面積重力荷載0.4kN/m2。 表4.1梁柱重力荷載標準值 層 數(shù)

57、構(gòu)件 b /m H /m / () G /() / n Gi ∑ G 1 邊橫梁 0.3 0.6 25 1.05 4.725 6.55 16 495.18 1748.41 中橫梁 0.3 0.4 25 1.05 3.150 1.75 8 44.10 次梁 0.3 0.5 25 1.05 3.937 7.25 12 342.56 縱梁 0.3 0.6 25 1.05 4.725 6.55 28 866.56 柱 0.65 0.65 25 1.10 11.618 4.80 3

58、2 1784.64 1784.64 2 ~ 6 邊橫梁 0.3 0.6 25 1.05 4.725 6.55 16 495.18 1748.41 中橫梁 0.3 0.4 25 1.05 3.150 1.75 8 44.10 次梁 0.3 0.5 25 1.05 3.937 7.25 12 342.56 縱梁 0.3 0.6 25 1.05 4.725 6.55 28 866.56 柱 0.65 0.65 25 1.10 11.618 3.6 32 1338.48 1338.48

59、 注：1) 表中 為考慮梁、柱的粉刷層重力荷載而對其重力荷載的增大系數(shù)：g表示單位長度構(gòu)件重力荷載；n為構(gòu)件數(shù)量。 2) 梁長度取凈長；柱長度取層高。 其中墻體重力標準值的計算如下： a.底層 (1) 外墻 1) 橫墻 AB,CD跨：( 7.2-0.65)(3.6-0.6)=19.65 m 數(shù)量：4 BC跨：( 2.4-0.65)(3.6-0.4)=5.6m 數(shù)量：2 2) 縱墻 軸線：(50.4-70.65) (3.6-0.6)=137.55 m D軸線：(50.4-70.65) (3.6-0.6)=

60、137.55m 3) 外墻上的門窗面積 門：m2: 2.42.12=10.08 m2 m4： 1.52.12=6.3 m2 窗：C1:2.42.126=131.04 m2 則外墻的凈面積： 19.654+5.62+137.552-(10.08+6.3+131.04)=217.48m2 外墻的重力代表值：217.484.44=965.61kN m2 (2) 內(nèi)墻 1) 橫墻 墻1：( 7.2-0.65)(3.6-0.6)=19.65 m 數(shù)量：10 墻2：( 7.2+0.65-0.242)( 3.6-0.5)=22.8

61、5 m 數(shù)量：12 2) 縱墻 B軸線： (50.4-70.65-7.2-3.6)(3.6-0.6)=105.15 m C軸線：(50.4-70.65-7.2) (3.6-0.6)=117.00 m 門窗：門：57.96 m2 凈面積：19.6510+22.8512+105.15+117-57.96=634.85 m2 內(nèi)墻重力荷載代表值：634.852.78=1764.89 kN 底層墻重力荷載代表值：965.61+1764.89=2730.50 kN b.標準層 (1) 外墻 1) 橫墻 (7.2-0.65)(3.6-0.6)4+(2.4-0.6

62、5) (3.6-0.4)2=89.80 m 2) 縱墻 A：(50.4-70.65) (3.6-0.6)=137.55 m D：(50.4-70.65)(3.6-0.6)=137.55 m 窗：2.42.126+3.02.12+1.52.12=149.94 m2 凈面積：89.8+137.552-149.94=214.96 m2 外墻的重力代表值：214.964.44=954.42 m2 (2) 內(nèi)墻 1) 橫墻 墻1：(7.2-0.65)(3.6-0.6) =19.65 m 數(shù)量：10 墻2：(7.2+0.65-0.242)(3.6-0.

63、5)7=22.84 m 數(shù)量：12 2) 縱墻 B： (50.4-70.65-7.2-3.6)(3.6-0.6)=105.15 m C：(50.4-70.65-7.2)(3.6-0.6)=117.00 m 凈面積： 19.6510+22.8412+105.15+117.00-57.96=634.85m2 內(nèi)墻重力荷載代表值：634.852.78=1764.89 m2 標準層墻重力荷載代表值：954.42+1764.89=2719.31 m2 4.4重力荷載代表值 集中于各樓層標高處的重力和在代表值： Gi=Wi板+Wi梁+1/2 Wi+1墻、柱+1/2Wi墻、柱+

64、50%Q活載+1/2Wi門、窗+1/2Wi+1門、窗 一層 樓面恒載： 3.3316.850.4=2819.57 kN 50%樓面均布活載 2.016.850.40.5=846.72 kN 梁 1748.41kN 柱 1784.65 kN 墻

65、 2730.500.5+2719.310.5=2724.91 kN 窗 (131.04+149.94)0.50.4=56.19 kN 門 57.960.2+0.517.100.4=15.01 kN 首層重力荷載代表值為2819.57+846.72+1748.41+1784.65+2724.91+56.19+15.0

66、1=9995.46 kN 標準層： 樓面恒載： 3.3316.850.4=2819.57kN 50%樓面均布活載 846.72 kN 梁 1748.41kN 柱 1338.49 kN 墻 2719.31kN 窗