土木工程毕业设计 宿舍楼结构计算书 - 图文(3)

2019-09-01 22:39

1000mm,底层布置散水。屋面采用高分子卷材防水屋面,其构建简单,施工方便,造价较低。

1.5抗震设计

抗震设防烈度为6度及6度以上地区的建筑,必须进行抗震设计[6]。青岛黄岛地区抗震设防烈度为7度,必须进行抗震设防。

建筑根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁四个抗震设防类别。甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑;乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需要尽快恢复的建筑;丙类建筑应属于除甲、乙、丁类以外的一般建筑,丁类建筑应属于抗震次要建筑。本工程的抗震设防类别为乙类。乙类建筑,地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防的要求。本设计属于框架结构,7度设防,高度小于30m,所以抗震等级为三级,需进行抗震计算。

此外,在构造上也采取了相应的抗震构造措施。结构抗震构造措施的主要目的在于加强结构的整体性,保证抗震目的的实现。因此在结构设计时应使梁和柱的中线重合,以使传力直接,减小由于偏心带来的不利影响,框架柱的截面宽度和高度均取600mm。应避免形成短柱。结构的平面布置应使结构平面的质量中心和刚度中心相重合或尽可能靠近,以减小结构的扭转反应。且平面布置应使得平面作为一个截面有尽可能大的扭转刚度,以抵抗事实上难以避免的扭矩。结构的平面布置宜简单对称规则,在框架结构中框架应双向布置,梁中线与柱中线的偏心距不宜大于柱宽的1/4。结构沿竖向布置应尽可能均匀且少变化,使结构刚度沿竖向均匀,不应有错层或局部加层。同一楼层应在同一标高内。另外,梁的截面度不宜小于200mm。截面的高宽比不宜大于4。净跨与界面高度之间不宜大于4。采用扁梁时楼板应现浇,梁中线宜于柱中线重合。当梁宽大于柱宽时,扁梁应双向布置。 在外部造型的设计上,为了抵抗地震力,采用横向框架承重的钢筋混凝土框架体系,这样可以允许有宽大的窗子尺寸,创造开敞空间,为病人提供高品质的景观。整个建筑主体造型为一个规则的矩形,有意识地缩减了建筑体量,从而使建筑物的和刚度中心达到重合。

总之,本建筑方案的主要特点是,突出“以人为本”,努力创造功能合理,经济适用,安全舒适,环境优美,满足医患需求的病房大楼,方案可实施性较强。

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第二章 结构设计计算

2.1.结构设计资料

2.1.1.设计概况

(一)建设项目名称:山东科技大学学生宿舍楼。 (二)建设地点:青岛市黄岛区。

2.1.2.设计资料

(一)地质水文条件

根据工程地质勘察报告,该拟建场地地势平坦,自然地表1米内为填土,填土下层为3米厚砂质粘土,再下为砾石层,砾石粘土承载力标准值为288kn/m2,砾石层允许承载力标准值为368kn/m2。常年地下水位低于—10米,水质对混凝土无腐蚀作用。

(二)气象资料:

全年为西北风,夏季为东南风,基本风压为w0=350n/m2,基本雪压0.25kN/m2,最热月平均温度29.2度,最冷月平均温度4.3度,夏季极端最高温39.5度,冬季极端最低温-10度。最热月平均湿度72%。年最大降水量1400mm,月最大降水强度192mm/d。 (三)抗震设防要求:

七度丙类设防。 (四)其他条件:

框架结构,建筑结构的安全等级为二级,结构设计正常使用年限为50年。屋面为不上人屋面,荷载值为1.0 kN/m2。 (五)设计标高:

室内设计标高?0.000,室内外高差450mm。

2.2.结构的选型与布置

2.2.1.结构选型

本设计有四层,为独立宿舍楼,采用框架结构。为便于管理和采光,采用大开间。为了使结构的整体刚度好。楼面、屋面、楼梯、天沟等均采用现浇结构。基础为柱下独立基础。

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2.2.2.结构选型

多层框架结构应设计成双向梁柱抗侧力体系,框架梁、柱中心宜重合。当梁、柱偏心距大于该方向柱宽的14时,宜采取增设梁的水平加腋等措施。结合建筑的平面、立面和剖面布置措施,该病房大楼楼的结构平面布置如图2-1所示。

图2-1结构平面布置图

本建筑中,柱网尺寸为:6.9?4.2m,4.2m?2.4m,6.9?2.7m,6.9?1.5m。根据结构布置,本建筑除个别板区格为单向板外,其余均为双向板。双向板厚h ?115l(l为区格短边边长)。本建筑由于楼面活荷载不大,为减轻结构自重和节省材料,楼面板和屋面板的厚度均为120mm。

本建筑的材料选用如下: 混凝土:采用C30;

钢筋:纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB400,其余采用热轧钢筋HPB235; 墙体:内外墙均采用粉煤灰轻渣空心砌块,重度?=1.6kN/m2; 窗:塑刚门窗,?=0.35 kN/m2。

门:门厅处为玻璃门,?=26kN/m2,其余为木门,?=0.2 kN/m2。

2.3框架计算简图及梁柱线刚度

图2-1所示的框架结构体系纵向和横向均为框架结构,是一个空间结构体系,理应按空间结构进行计算。但是,采用手算和借助简单的计算工具计算空间框架结构太过复

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杂,《高层建筑结构设计》[7]允许在纵、横两个方向将其按平面框架计算。计算时只作横向框架计算,纵向平面框架的计算方法与横向相同,故从略。

本建筑中,除储藏室、洗刷间、卫生间处,纵向框架的间距为4.8米和5.1m,荷载基本相同,可选用一榀框架进行计算与配筋,其余框架可参照此榀框架进行配筋。现以5轴线的KJ-2为例进行计算。

2.3.1梁、柱截面尺寸估算

梁截面高取梁计算跨度的1/18.~1/10,当梁所承受的负载面积较大或荷载较大时,应取上限值,为了避免梁产生剪切脆性破坏,梁的净跨与截面高度之比不宜小于4,梁的截面宽度可取1/3~1/2梁的截面高度。

(1)框架梁截面尺寸 主梁:最大跨度l=6.9m h=(1/15~110)l,b =(13~12)h; 取: h=1/11.5l=1/11.5×6900=500 mm

b=12h=250 mm

满足b>=200mm,且h/b=500/250=2<4,符合要求。 故主梁初选截面尺寸为:b×h=250mm×500mm

次梁: 最大跨度l=4.2m

h=(1/18~112)l,b =(13~12)h; 取: h=1/12.75l=1/12.75×4800=400 mm

b=12h=200 mm[6]

满足b>=200mm,且h/b=400/200=2<4,符合要求。 故次梁初选截面尺寸为:b×h=200mm×400mm (3)框架柱: 底层柱轴力估算:

假定结构每平方米总荷载设计值为11kN[7],则底层中柱的轴力设计值约为:N=11?6.9?4.8×4=1457kN

若采用C30混凝土浇捣,查表得fc=14.3MPa,假定柱截面尺寸b?h=500mm?500mm;

则柱的轴压比为:?=Nfcbh =1457000/14.3?500?500?0.41<0.9,故确定取柱截面尺寸为500mm?500mm。

柱编号及尺寸如图2-1所示。为简化施工,各柱截面从底层到顶层不改变。

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2.3.2确定框架计算简图

框架的计算单元如图2-1所示,框架柱嵌固于基础顶面,框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变,故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面,室内外高差-0.450m,基础顶面至室外地平通常取0.500mm,故基顶标高至±0.000的距离定为0.950m,二层楼面标高为3.4m,故底层柱高为4.35m。其余各层柱高从楼面算至上一层楼面(即层高),故均为3.4m。由此可绘出框架的计算简图如图2-2所示。

图2-2计算简图

2.3.3框架梁柱的线刚度计算

由于楼面板与框架梁的混凝土一起浇捣,对于中框架梁取I=2I0[8] AB,CD跨梁:

3.0?107?2?i?BC跨梁:

13?0.3??0.6?12?4.7?104kN?m 6.913?0.3??0.6?12?10.8?104kN?m 314??0.6?12?19.05?104kN?m

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3.0?107?2?i?上部各层柱:

3.0?107?2? i?

3.4


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