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文檔簡介

PAGEword文檔可自由復制編輯大學學院西湖小區住宅樓設計TheRESIDENTIALbuildingdesignofXIHUCOMMUNITY學生姓名:學號:年級專業及班級:指導老師及職稱:學部:理工學部word文檔可自由復制編輯湖南農業大學東方科技學院全日制普通本科生畢業設計誠信聲明本人鄭重聲明:所呈交的本科畢業設計是本人在指導老師的指導下,進行研究工作所取得的成果,成果不存在知識產權爭議。除文中已經注明引用的內容外,本設計不含任何其他個人或集體已經發表或撰寫過的作品成果。對本設計的研究做出重要貢獻的個人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。畢業設計作者簽名:年月日word文檔可自由復制編輯目錄摘要 1關鍵詞 21前言 21.1畢業設計目的 21.2國內現狀 31.3畢業設計內容 41.4畢業設計方法及過程 51.5畢業設計的意義 62建筑設計 62.1工程概況 62.1.1自然條件 62.1.2建筑概況 72.1.3結構概況 72.2工程設計要求 72.3建筑平面設計 82.3.1主要房屋設計 82.3.2輔助房屋設計 82.4建筑剖面設計 82.4.1層高的確定 82.4.2室內外高差的確定 82.4.3屋面排水設計 92.5建筑立面設計 92.5.1體型 92.5.2墻體 92.5.3臺階 92.6建筑構造設計 102.6.1地面設計 102.6.2散水設計 102.6.3女兒墻設計 103結構設計 113.1梁柱尺寸初估 113.1.1主要承重框架 113.1.2次要承重框架 113.1.3框架柱 113.2結構計算簡圖 123.3結構布置與荷載計算 123.3.1恒荷載計算 123.3.2屋面荷載標準值 133.3.3樓面荷載標準值 153.3.4屋面框架節點集中荷載標準值 183.3.5樓面框架節點集中荷載標準值 193.3.6屋面雪荷載 223.3.7活荷載計算 223.3.8風荷載計算 283.4內力計算 293.4.1恒荷載作用下的內力計算 293.4.2活荷載作用下的內力計算 383.4.3風荷載作用下的內力計算 453.4.4地震作用下的內力計算 513.4.5橫向框架內力組合 583.5框架梁彎矩調幅 583.6配筋計算 593.6.1框架梁的截面設計 593.6.2正截面受彎承載力計算 593.6.3斜截面受彎承載力計算 603.6.4框架柱的截面設計 613.6.5柱斜截面承載力計算 623.7基礎設計 633.7.1基礎造型 633.7.2B、C柱基礎設計 633.7.3A、D柱基礎設計 654結論 67參考文獻 68致謝 69附表 70word文檔可自由復制編輯西湖小區住宅設計學生:指導老師:(湖南農業大學東方科技學院,長沙410128)摘要:本設計主要分為兩大部分:第一部分為建筑設計。建筑設計是在總體規劃的前提下,根據任務書的要求,綜合考慮地基環境,使用功能,結構施工,材料設備,建筑設計及建筑藝術問題,解決建筑物的使用功能和空間的安排。依據建筑物的概念,建筑方針的原則,完成了擬建住宅樓以下幾方面的設計:建筑總平面設計,建筑布局,基本單元設計,公共部分設計,空間組合設計,屋面設計,建筑立面設計及建筑防火設計等等。第二部分為結構設計。結構設計由框架設計,基礎設計等組成。該建筑的抗震設防烈度為7度,抗震等級為二級,考慮水平地震作用對橫向框架的影響。豎向荷載作用下,橫向框架內力計算采用分層法,而內力組合比較了豎向荷載組合和豎向荷載與地震力組合時對框架梁,柱產生的不利影響,取兩者中較大值對框架梁,柱進行截面設計。關鍵詞:建筑設計建筑規范內力組合TheResidentialBulidingDesignofXIHUCommunityStudent:Tutor:(OrientalScience&TechnologyCollegeofHunanAgriculturalUniversity,Changsha410128)Abstract:Thisdesignisdividedintotwomajorpartsmainly:Thefirstpartisthearchitecturaldesign。Thearchitecturaldesignisonthepremiseofmasterplan,accordingtotherequestoftaskbook,consideringthebaseenvironmentsynthetically,thefunctionofuse,thestructureconstructs,materialequipment,architecturaldesignandartisticquestionofthebuilding,solvethefunctionofuseofthebuildingandarrangementinthespace.Whetheraccordingtoconceptdesignofbuilding,principlepolicyofbuilding,thedesignshouldfinishthefollowingaspects.Thetotalplanardesignofthebuilding,theoverallarrangementofthebuilding,theelementarycellisdesigned,thepublicpartisdesigned,thespaceismadeupanddesigned,theroofingisdesigned,theelevationdesignofthebuildingandbuildingfirepreventionanddesignetc..Thesecondpartisstructuraldesign.Structuraldesignisconsistedbydesignofframe,foundationdesigningetc.makingup.Shouldbuildprovidefortificationagainstearthquakesearthquakeintensity7,antidetonationgradeforbeingtertiary,considerhorizontalearthquakefunctionimpactonhorizontalframe.Verticaltoloadfunction,horizontalframeinternalforcecalculateandadoptthecurvedsquaretoassignFrance,andinternalforcemakeupverticaltoisitmakeupandnotverticaltoloadwithearthquakestrengthsettingaroofbeaminplacetoframewhenmakinguptoload,adverseeffectthatpostproduce,fetchthetwogreatvaluesetaroofbeaminplacetoframe,postdesignthesection.Keywords:Architecturaldesign;Normofthebuilding;Internalforceassociation.1.前言1.1畢業設計目的畢業設計是大學本科教育培養目標實現的重要階段,是畢業前的綜合學習階段,是深化、拓寬、綜合教和學的重要過程,是對大學期間所學專業知識的全面總結。本設計選擇“西湖小區住宅設計”作為畢業設計題目,在建筑設計方面達到的目標為:了解多層建筑的設計方法、功能和要求;了解建筑平立剖面的設計方法,設計思想的圖紙表現方法;了解多層建筑防火要求;了解建筑與結構的關系,多層框架結構對建筑設計的要求。在結構設計方面要求實現的目標為:掌握多層鋼筋混凝土結構框架體系的特點及布置原則;掌握多層鋼筋混凝土結構框架的設計方法、步驟、結構構造;掌握獨立基礎的設計方法、計算方法、步驟、結構構造;掌握結構施工圖紙繪制方法。通過該課題的設計,使自己對建筑設計的要求有進一步的了解。該設計的內容包括了四年來所學的專業知識,為我們提供了綜合應用專業知識的機會,還使我們能夠真正的學以致用,同時也為我們今后走上社會打下良好的基礎。這次設計參考了本地的的資源條件和環境背景,是在盡量符合環境條件的基礎上完成的,通過對本地的基本概況(區位條件、地形地貌、人口與用地、道路交通、資源條件、建設條件等)、現狀條件、發展背景等的了解分析,以及中小學教學樓的建筑特點,進行有針對性的方案設計,力求滿足社會需求以及業主方的期望。綜上所述,在自己的努力和老師精心指導下,西湖小區住宅設計是切實可行的。我希望在老師的指導下,通過這次的設計,能夠把大學四年所學到的知識都綜合運用起來,同時使之前還比較模糊的概念清晰明了起來,并能熟悉整個設計過程,為今后工作打好基礎。1.2國內現狀

住宅產業與建筑業和房地產業既有密切聯系,又有明顯的區別。從涵蓋的范圍考察,建筑業是生產建筑產品的產業,它的產品不僅包括住宅,還有廠房、商店、飯店、寫字樓等等。房地產業除開發與經營建筑產品外,還開發與經營土地。住宅產業是以住宅為最終產品的產業,其生產對象有明確的限定和特定的技術要求(用戶多,需求也千差萬別)。

住宅產業(HousingIndustry)于1968年由日本通產省提出,它是社會化大生產的客觀需要,是產業經濟的產物,不是一般的三次產業分類,而是系統化的產業概念。住宅產業的概念有狹義和廣義之分,狹義住宅產業系指從事住宅設計、建造及其構件、配件的生產和銷售及其經營活動的總稱。廣義住宅產業,包括住宅商品形成到銷售的全過程,包括項目的策劃、規劃設計(住宅(區)的規劃及住宅設計)、住宅建設所需的材料、設備和住宅部品的研發生產與流通供應、施工建造,以及后期的住宅交易、物業管理、住宅金融等。住宅這一商品本身具有建設周期長、投資量大、位置固定、價值高、長期使用、異質性等特點。住宅產業還具有受宏觀政治、經濟和金融政策以及氣候的影響大、產業鏈長,關聯度大,帶動性強等特點,它能帶動投資、消費、創造大量的就業機會。除了住宅建設本身巨大的投資額對國民經濟的直接拉動作用外,住宅建設的生產和消費,還與50多個生產部門、成百個行業,幾千種產品密切相關,其帶動效應巨大,住宅投資對各行業的誘發系數為1.7~2.2左右。

總之,住宅產業發展有廣闊的市場和發展潛力,對國民經濟增長有重要的促進作用。承認并認識住宅產業的獨特性,并采取相關政策與措施促進住宅產業發展,對促進我國產業結構的調整和國民經濟發展與社會進步具有重要意義。

我國住宅產業經過十多年的改革和發展,取得了顯著的成效。尤其是一九九八年以來,隨著我國城鎮住房制度改革的深入推進,全國住宅產業投資的快速增長,大大改善了居民的住房條件,拉動了經濟增長、并且擴大了就業。住宅產業已經成為國民經濟第三產業中僅次于服務業和商業的第三大支柱。按照中國社會科學院的預測,未來10年我國城鎮居民每年對新建住宅的需求量最低約5億平方米左右,年均住宅建設投資達5000~8000億元人民幣,到2010年城鎮住宅投資占GDP的比重將達到5%以上。因此,住宅產業在未來的二三十年內,都將是中國國民經濟發展的增長點,發展空間十分巨大,是前景光明的朝陽產業。盡管我國住宅建設順利完成了由計劃經濟型發展方式向市場導向型發展方式轉變的第一次重大轉折,住宅產業也已經進入了持續、健康發展的新時期,但是與發達國家相比,我國的住宅產業仍處于工業化前時代,存在著較大的差距。

總之,目前我國住宅建設呈現出“四低兩高”的特點:工業化水平低,成套技術集成度低,勞動力生產率低,住宅綜合質量低;資源消耗高,住宅生產造成的污染程度高。這種粗放型的住宅生產方式已經不適應可持續發展、走新興工業化道路的要求,不能適應改善居民住房質量的需求。住宅產業的發展方向是系列化開發、規模化生產、商品化供應、社會化服務的生產、供求體系,實現住宅建設供產銷的一體化、標準化、工業化和集約化,推動住宅產業整體水平提高,實現所謂的“三省二高”(省時、省力、省消耗,高品質、高質量)。要實現這些發展目標,達到讓消費者感覺商品房買得稱心、居住放心、安居樂業處處舒心的目的,就必須在住宅建設領域采用高新科技,從目前主要依靠勞動和資金投入的粗放型生產方式逐步轉變為主要依靠科技進步的集約型產業發展模式。并且逐步在住宅產業的社會化分工和生產組織模式上,整合建筑、建材、裝潢、家電、家具等相關行業的力量,以模塊化和大規模定制生產為基礎實施供應連管理。1.3畢業設計內容根據畢業設計任務書的要求,本畢業設計完成的工作如下:建筑方案設計及確定:根據場地和建筑功能要求設計并確定建筑方案結構方案與結構布置:框架柱網布置、梁板的布置、構件截面尺寸估算、材料選擇;荷載統計:恒荷載、活荷載、雪荷載;樓屋蓋結構設計:單向板設計、雙向板設計、次梁設計;一榀框架豎向荷載及水平荷載作用下的內力計算:框架結構側移計算、抗震計算、豎向荷載的計算;框架荷載效應組合與構件設計;基礎設計;樓梯設計;施工圖的繪制。1.4畢業設計方法及過程本次畢業設計采用人工手算方式進行,關鍵環節采用如下計算方法:樓板設計;次梁設計;結構自振周期:頂點位移法;水平地震作用:底部剪力法;框架結構豎向荷載作用下的受力分析:分層法;框架結構水平荷載作用下的受力分析:D值法。在畢設前期,我溫習了《結構力學》、《鋼筋混凝土設計》、《建筑結構抗震設計》等書籍,并借閱了《抗震規范》、《混凝土規范》、《荷載規范》等規范。在畢設中期,我通過所學的基本理論、專業知識和基本技能進行結構設計。在畢設后期,主要進行設計手稿的電腦輸入,并得到老師的審批和指正,使我圓滿的完成了任務,在此表示衷心的感謝。框架結構設計的計算工作量較大,在計算過程中以手算為主,輔以一些計算軟件的校正。由于自己水平有限,難免有不妥和疏忽之處,敬請各位老師批評指正。這次設計參考了本地的的資源條件和環境背景,是在盡量符合環境條件的基礎上完成的,通過對本地的基本概況(區位條件、地形地貌、人口與用地、道路交通、資源條件、建設條件等)、現狀條件、發展背景等的了解分析,以及住宅樓的建筑特點,進行有針對性的方案設計,力求滿足社會需求以及業主方的期望。綜上所述,在自己的努力和老師精心指導下,西湖小區住宅設計是切實可行的我希望在老師的指導下,通過這次的設計,能夠把大學四年所學到的知識都綜合運用起來,同時使之前還比較模糊的概念清晰明了起來,并能熟悉整個設計過程,為今后工作打好基礎。住宅是一種常見結構,通過對其建筑設計和結構設計,了解住宅樓的特點,掌握相關課程知識和規范,并對今后的工作具有實際指導意義。應用《工程圖學》、《房屋建筑學》、《土力學與地基基礎》、《結構力學》、《砌體結構》和《鋼筋混凝土結構》等相關知識,在滿足使用要求的前提下,綜合考慮安全可靠,經濟合理,技術先進,施工方便等因素,確定結構形式和計算簡圖;且按規范要求確定構件的截面尺寸,并合理地確定結構或構件的材料。另外,通過這次的設計,也會使我對軟件的應用能力有很大提高,學習新的軟件廣聯達和PKPM,這將為以后的工作奠定良好的基礎,讓我們能在競爭激烈的社會中有一席立足之地。1.5畢業設計的意義(1)進一步掌握和鞏固所學基礎理論、基本技能和專業知識,并在科學實踐中豐富和完善所學理論知識。(2)獲得從事設計工作的初步訓練,培養獨立工作、獨立思考和綜合運用已學知識解決實際問題的能力,尤其注重培養創新精神和實踐能力。(3)初步掌握建筑設計研究的基本方法,培養文件編輯、文字表達、文獻查閱、計算機應用、工具書使用等基本工作實踐能力。(4)樹立外國先進理論和本國實際國情相結合的思想和觀點。(5)培養實事求是、刻苦鉆研、勇于探索、善于合作的工作作風。2.建筑設計2.1工程概況2.1.1自然條件根據《建筑結構荷載規范》(GB50009-2001)和《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)《工程地質勘察報告》等設計規范可以確定該地區的自然條件如下:(1)氣象條件溫度:最熱月平均28.8℃,最冷月平均3.8℃。夏季極端最高39.8℃,冬季極端最低-9.5℃。相對濕度:最熱月平均為73%。主導風向:全年為西北風,夏季為東南風,基本風壓w0=0.5kN/m2。雨雪條件:年降雨量1450mm;日最大降水強度192mm/日;暴雨降水強度3.3l/s.100m2,最大積雪深80mm。(2)工程地質條件自然地表1m內為填土,填土下層為3m厚砂質粘土,再下為礫石層。砂質粘土地基承載力特征值200~250kN/m2,礫石層為300~400kN/m2。地下水位:地表以下2.0m,無侵蝕性。相鄰原有建筑基礎為條形基礎,其底面標高在室外地面下1.2m處,馬路上排水暗溝3.0m。抗震設防烈度為7度,擬建房屋所在地的設計地震動參數,場地土的特征周期為0.40s,設計基本地震加速度值為0.10g,設計地震分組為第一組,場地類別為Ⅱ類。(3)活載:樓面:2.0KN/m2,上人屋面:2.0KN/m2,不上人屋面:0.50KN/m2,室內:2.0KN/m2;走道:2.5KN/m2;樓梯:2.5KN/m2。材料:混凝土為C30;鋼筋為Ⅰ級,Ⅱ級,或者Ⅲ級鋼筋地質條件:建筑場地為Ⅱ類,場地自然地面一下土層自上而下為:2.1.2建筑概況本工程為長沙市的單元住宅樓,層數為6層,采用現澆鋼筋混凝土框架設計。建筑面積3812.4m2,設置兩種戶型,分別為三室兩廳(建筑面積132.5m2)、兩室兩廳(建筑面積92.6m2)。本建筑結構安全等級為二級,建筑物場地處于地震區,設防烈度按7度考慮;本工程現澆鋼筋混凝土框架結構的抗震等級為二級;本工程設計基本年限為50年。該地段地勢平坦,環境較好,在選址和環境營造方面,注意自然景色的優美,也重視生活環境和交通條件的因素,更強調人與自然環境的協調統一。用地具體尺寸詳見地形圖。2.1.3結構概況本工程為水平結構體系采用鋼筋混凝土樓蓋結構,豎向結構體系采用鋼筋混凝土框架結構,下部結構采用柱下獨立基礎基礎。本建筑設計使用年限為50年,耐火等級為2級。該地區基本烈度為7度(近震),設計地震分組為第一組,抗震等級為二級。2.2工程設計要求根據一棟樓或一個建筑群的組成和使用功能,結合所處位置和用地條件、有關技術要求,綜合研究新建的、原有的建筑物、構筑物和各項設施等相互之間的平面和空間關系,充分利用土地,合理進行總體布局,使場地內各組成部分成為有機的整體,并與周圍環境相協調而進行的設計。結合地形、地質、氣象條件等自然條件布置,有效組織地面排水,進行用地范圍內的豎向布置。建筑物的布置應符合防火、衛生等規范及各種安全要求,并應滿足交通要求。建筑物周圍布置應與城市主干道及周圍環境相協調,合理組織場地內的各種交通流線(含人流、車流、貨流等),并安排好道路、出入口,并考慮風向及人員出入的便利。另外,總平面應設計合理,人流和車流不能相互交叉,并考慮一定面積的機動車和自行車停放面積。從以上原則考慮,結合已有建筑物和道路的布置,主入口設在北面。2.3建筑平面設計2.3.1主要房間設計主要房間是客廳以及餐廳。要求有適宜的尺寸,足夠的使用面積,適用的形狀,良好的采光和通風條件,合理的結構布置和便于施工等。2.3.2輔助房間設計在本建筑中,輔助房間主要為衛生間、臥室和廚房。2.4建筑剖面設計2.4.1層高的確定層高是剖面設計的重要依據,是工程常用的控制尺寸,同時也要結合具體的物質技術、經濟條件及特定的藝術思路來考慮,既滿足使用又能達到一定的藝術效果。本建筑為六層,層高確定為3m這樣的房間高度比較合適些,給人舒服空間感覺,建筑高度為21.4m,室內外高差0.6m。2.4.2室內外高差的確定為防止室內受室外雨水的流滲,室內與室外應有一定的高差,且高差不宜過大,若過大便不利于施工和通行,故設計室內外高差為0.6m,設置4級臺階,衛生間地表低于樓地面20mm,以防污水溢出,影響其他房間的使用。2.4.3屋面排水設計本建筑設計中屋面利用材料找坡(2%——3%),采用有組織排水(女兒墻外排水),為了滿足各個落水管的排水面積不大于200m2,共設18個落水管。因2%<1/12,故為平屋頂。2.4.4樓梯剖面設計所有樓梯均采用現澆鋼筋混凝土結構,其具有整體性好,堅固耐久,剛度好等特點。樓梯踏步面層要求耐磨、美觀、防滑,便于清掃。2.5建筑立面設計2.5.1體型建筑體型設計主要是對建筑物的輪廓形狀、體量大小、組合方式及比例尺的確定。本建筑根據場地和周圍環境的限制,整棟建筑物采用“一”字型,結構和經濟方面都容易滿足。建筑立面可以看成是由許多構件組成,如墻體、梁柱、門窗及勒角、檐口等,恰當地確定立面中這些構件的比例、尺寸,運用節奏、韻律、虛實、對比等規律,已達到體型完整,形式和內容的統一。本結構是鋼筋混凝土框架,具有明快、開朗、輕巧的外觀形象,不但為建筑創造了大空間的可能性,同時大空間結構也大大豐富了建筑的外部形象,立面開窗自由,既可形成大面積獨立窗,也可組成帶形窗等。2.5.2墻身做法墻身為蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊,M5水泥砂漿砌筑。內墻粉刷為15厚1:1:6水泥石灰砂漿,5厚1:0.5:3水泥石灰砂漿,“803”內墻涂料。外墻粉刷為12厚1:3水泥砂漿,8厚1:2水泥砂漿,墻面噴淺黃色氟碳漆。2.5.3臺階臺階位于建筑物的出入口處,它聯系室內外地坪的高差,由平臺和一段踏步組成,平臺寬度至少應比大門洞口寬出500mm,平臺進深的最小尺寸應保證在大門開啟以后,還有一個人站立的位置,以便于作為人們上下臺階緩沖之用,室外臺階踏步高150mm,寬260mm,設個踏步,滿足室內外高差600mm。2.6建筑構造設計2.6.1地面設計地面設計應根據房間的使用功能和裝修標準,選擇適宜的面層和附加層,從構造設計到施工質量上確保地面具有堅固、耐磨、平整、不起灰、易清潔、防火、保溫、隔熱、防潮、防水、防腐蝕等特點。2.6.2散水設計散水是與外墻勒腳垂直交接傾斜的室外地面部分,用以排除雨水,保護墻基免受雨水侵蝕。散水的寬度應根據土壤性質、氣候條件、建筑物的高度和屋面排水形式確定,一般為600mm~1000mm。當屋面采用無組織排水時,散水寬度應大于檐口挑出長度200mm~300mm。為保證排水順暢,一般散水的坡度為3%~5%左右,散水外緣高出室外地坪30mm~50mm。散水常用材料為混凝土、水泥砂漿、卵石、塊石等。2.6.3女兒墻設計主要作用除維護安全外,亦會在底處施作防水壓磚收頭,以避免防水層滲水、或是屋頂雨水漫流。依建筑技術規則規定,女兒墻被視作欄桿的作用,如建筑物在10層樓以上、高度不得小于1.2公尺,而為避免業者刻意加高女兒墻,方便以后搭蓋違建,亦規定高度最高不得超過1.5公尺。女兒墻的作用是保護人員的安全,并對建筑立面起裝飾作用。不上人的女兒墻的作用除立面裝飾作用外,還固定油氈。女兒墻的高度取決于是否上人,不上人高度應不小于800mm,上人高度應不小于1300mm。有混凝土壓頂時,按樓板頂面算至壓頂底面為準;無混凝土壓頂時,按樓板頂面算至女兒墻頂面為準。3結構設計3.1梁柱尺寸初估3.1.1主要承重框架取跨度較大者進行計算縱向:取L=3300mmh=(1/10~1/15)L=330mm~220mm取h=400mm.200mm~114.3mm取b=200mm所以縱向主梁初選截面尺寸為b×h=200×400mm橫向(3,4,5,10,12,13,14,16,21,22,23軸)取L=6900mmh=(1/10~1/15)L=690mm~460mm取h=600mm300mm~171.4mm取b=300mm橫向其他主梁:取L=4500mmh=(1/10~1/15)L=450mm~300mm取h=400mm200mm~114.3mm取b=200mm3.1.2次要承重框架取L=3300mmh=(1/12~1/18)L=275mm~183.3mm取h=300mm150mm~85.7mm取b=200mm故次要框架梁初選截面尺寸為:b×h=200mm×300mm3.1.3框架柱×3000=374.7mm~281mmb=(1~2/3)h取b=h=400mm按軸力估算:A列柱:No=6×13.2m2×(10~14)KN/m2=792KN~1108.8KNB列柱:No=6×15.1m2×(10~14)KN/m2=906KN~1268.4KNC列柱:No=6×9.03m2×(10~14)KN/m2=541.8KN~758.52KND列柱:No=6×7.07m2×(10~14)KN/m2=424.2KN~593.88KN按軸壓比驗算:此建筑抗震等級為三級,=0.9因此選C30型混凝土=14.3N=(1.2~1.4)NoA列柱:B列柱:C列柱:D列柱:故初選柱截面尺寸為:A,B,C,D列柱:b×h=400mm×400mm3.2結構計算簡圖如圖所示認為每一方向的水平力只由該方向的抗側力結構承擔,垂直于該方向的抗側力結構不受力;樓板在自身平面內在水平荷載作用下,框架之間不產生相對位移;不考慮水平荷載作用下的扭轉作用。圖1結構計算簡圖Figure1Structurecalculationdiagram3.3結構布置與荷載計算3.3.1恒荷載計算主梁自重:26X0.2X0.40=2.08kN/m,26X0.3X0.60=4.68kN/m次梁自重:26X0.2X0.30=1.56kN/m3.3.2屋面荷載標準值30厚250X250,C20混凝土板25厚中砂兩層3厚SBS或APP改性瀝青防水卷材20厚1:2.5水泥砂漿找平層20厚(最薄處)1:8水泥珍珠巖找2%坡干鋪150厚水泥珍珠巖板以上材料總自重2.97kN/m2總厚度251mm鋼筋混凝土板100厚自重0.1×26=2.6kN/m2板底抹灰20厚自重0.4kN/m2合計5.97kN/m2屋面梁線荷載標準值:AB跨:梁自重:26×0.2×0.3=1.56kN/m圖2屋面計算簡圖Figure2Roofcalculationdiagram板傳荷載:AB跨受到左右兩塊板的荷載:左邊:

右邊:所以AB上板傳荷載為:10.26+13.36=23.62KN/mBC跨:梁自重:26×0.2×0.3=1.56kN板傳荷載BE段和EC段不同,對于BE段:左邊:右邊:所以BE上板傳荷載為11.83+13.36=25.19KN/mEC上:左邊:右邊:所以EC上板傳荷載為11.83+6.73=18.56KN/mCD跨:梁自重:26×0.2×0.3=1.56kN板傳荷載:左邊:右邊:所以CD上板傳荷載為:11.83+6.73=18.56KN/m3.3.3樓面荷載標準值樓面恒載:30厚C20細石混凝土素水砂漿結合層厚度30mm自重0.72kN/m2鋼筋混凝土樓板100mm2.6kN/m2板底抹灰20厚0.4kN/m2合計:3.72kN/m2樓面梁線荷載標準值:AB跨:墻體荷載:(7.5×0.2+0.04×20)x(3.0-0.4)=5.98kN/m梁自重:26×0.2×0.3=1.56kN/m樓面計算簡圖如下圖所示:相比于屋面計算簡圖,樓面計算簡圖多一根梁L7圖3樓面計算簡圖Figure3Floorcalculationdiagram板傳荷載;AB的受到左右兩塊板的荷載。左側板傳荷載:右側板傳荷載:所以BC跨:墻體荷載:(7.5×0.2+0.04×20)x(3.0-0.4)=5.98kN/m梁自重:26×0.2×0.25=1.3kN/m板傳荷載:BE段和EC段板傳荷載不同BE段:所以BE上板傳荷載為2.68+9.58=12.26kN/mEC段左側板:右側板:所以EC段的=7.941+4.83=12.77kN/mCD跨:墻體荷載:(7.5×0.2+0.04×20)x(3.0-0.4)=5.98kN/m梁自重:26×0.2×0.25=1.3kN/m板傳荷載:左側板:P=9.438kN/m=7.941kN/m右側板:P=7.722kN/m=p×5/8=4.83kN/m所以CD總為7.941+4.83=12.77kN/m3.3.4屋面框架節點集中荷載標準值集中荷載是由L1和L2傳來的:對于L1:對于L2:上邊:下邊:對于L3:上邊:下邊:對于L8:上邊:下邊:對于L4:上邊:下邊:對于L5:下邊:對于L6:3.3.5樓面框架節點集中荷載標準值集中荷載是由L1和L2傳來的:對于L1:對于L2:上側板:所以集中荷載是由L3傳來的:對于L3:上側板:下側板:集中荷載是由L7和L8傳來的:對于L7:上側板:下側板:對于L8:上側板:下側板:集中力是由L4傳來的:對于L4:上側板:下側板:集中力是由L5和L6傳來的:對于L5:對于L6:3.3.6屋面雪荷載雪荷載:0.4kN/m2(雪荷載和活荷載不同時考慮,取兩者中較大值)3.3.7活荷載計算根據《建筑結構荷載規范》,住宅樓樓面:2.0kN/m2陽臺:2.5kN/m2上人屋面:2.0kN/m21.屋面活荷載計算:AB跨:板傳荷載:AB跨受到左右兩塊板的荷載:左邊:

右邊:所以AB上板傳荷載為:2.57+3.35=5.92KN/mBC跨:板傳荷載BE段和EC段不同,對于BE段:左邊:右邊:所以BE上板傳荷載為2.97+3.35=6.32KN/mEC上:左邊:右邊:所以EC上板傳荷載為2.97+2.13=5.1KN/mCD跨:板傳荷載:左邊:右邊:CD上板傳荷載為:2.97+2.13=5.1KN/m屋面在活荷載作用下集中力計算:集中荷載是由L1和L2傳來的:對于L1:對于L2:上邊板:下邊板:對于L3:上邊:下邊:對于L8:上邊:下邊:對于L4:上邊:下邊:對于L5:下面:對于L6:2.樓面活荷載計算:AB跨:板傳荷載;AB的受到左右兩塊板的荷載。左側板傳荷載:右側板傳荷載:BC跨:板傳荷載:BE段和EC段板傳荷載不同BE段:左邊:BE上板傳荷載為0.94+3.35=4.29kN/mEC段左側板:右側板:EC段的=2.78+1.69=4.47kN/mCD跨:板傳荷載:左側板:P=3.3kN/m=2.78kN/m右側板:P=2.7kN/m=p×5/8=1.69kN/mCD總為2.78+1.69=4.47kN/m3.樓面在活荷載作用下集中力計算:集中荷載是由L1和L2傳來的:對于L1:對于L2:下側板:上側板:所以集中荷載是由L3傳來的:對于L3:上側板:下側板:集中荷載是由L7和L8傳來的:對于L7:上側板:下側板:對于L8:上側板:下側板:集中力是由L4傳來的:對于L4:上側板:下側板:集中力是由L5和L6傳來的:對于L5:對于L6:3.3.8風荷載計算風荷載標準值計算公式為因結構高度小于30m,可取風振系數=1.0;對于H/B不大于4的矩形平面建筑,風荷載體型系數=1.3;風壓高度變化系數可查荷載規范,取=1.0。將風荷載換算成作用于框架每層節點上的集中荷載Fi,計算過程如下表所示。表1風荷載標準值計算Table1Thewindloadstandardvaluecalculation層次Fi/kN61.01.318.61.000.38.6253.3651.01.315.61.000.311.254.3941.01.312.61.000.311.254.3931.01.39.61.000.311.254.3921.01.36.61.000.311.254.3911.01.33.61.000.312.3754.833.4內力計算3.4.1恒荷載作用下的內力計算(一)線剛度計算1.梁﹑柱慣性矩計算主要框架梁:次要框架梁:邊框架梁:中框架梁:內柱:外柱:2.梁﹑柱線剛度計算根據公式i=EI/L,可以得出梁﹑柱的線剛度如下(E=EC=梁:IA6B6=IB6C6=IC6D6=底層:邊柱:iA1A0=中柱:iB1B0=上層:邊柱:iA6A5=中柱:iB6B53.梁﹑柱相對線剛度計算梁﹑柱的相對線剛度標于圖4中圖4框架計算簡圖Figure4Framediagramcalculation(二)恒荷載轉化恒荷載作用下的內力計算采用分層法,荷載布置如下圖5恒荷載布置圖Figure5Constantloadplan由于中間層段有多個大小不等、作用距離不等的均布荷載,為計算方便,將幾個均布荷載化成作用在段的均布荷載。屋面:樓面:(三)分層法計算恒荷載作用下梁端彎矩豎向荷載作用下的內力計算采用分層法,可將本結構分成下圖所示三個單層框架分別計算。分層法的基本假定:1.梁上的荷載僅在該梁上及與其相連的上下層柱上產生內力,在其它層梁及柱上產生的內力可忽略不計;2.豎向荷載作用下框架結構產生的水平位移可忽略不計。因為在分層計算時,假定上下柱的遠端為固定端,而實際上是彈性支承。為了反映這個特點,除底層外,其它各柱的線剛度乘以折減系數0.9,彎矩傳遞系數可取為1/3。頂層框架在恒荷載作用下內力計算:表2各層柱端彎矩及剪力計算Table2Layerscolumnendmomentandshearcalculation層次hi/mVi/kN∑Dij/N·mm-1邊柱Di1/N·mm-1Vi1/kNky/mMbi1/kN·mMui1/kN·m63.6533.204915851998921.6810.630.26520.7257.3353.61002.24915851998940.7510.630.36553.6293.0843.61383.14915851998956.2370.630.4080.98121.4733.61675.74915851998968.0360.630.45110.22134.7123.61880.24915851998976.4500.630.475130.73144.4914.82004.56365482532681.5030.450.773226.8188.81表3各層局端彎矩及剪力計算Table3Layersofcentralofficebendingmomentandshearcalculations層次hi/mVi/kN∑Dij/N·mm中柱Di2/N·mmVi2/kNkY/mMbi2/kN·mMui2/kN·m63.6533.204915852779630.1571.0020.3537.9970.5653.61002.24915852779656.6711.0020.481.61122.4143.61383.14915852779678.2011.0020.45126.68154.8433.61675.74915852779694.7481.0020.45153.49187.6023.61880.249158527796106.301.0020.50191.35191.3514.82004.549158529218113.330.7220.65353.61190.40表4梁端彎矩及剪力及柱軸力計算Table4Endofthebeambendingmomentandshearforceandcolumnaxialforcecalculation層次邊梁走道梁柱軸力MlbMrblVbMlbMrblVb邊柱N中柱N657.3344.435.7017.8548.1748.172.4021.78-17.85-2.465143.96128.197.2037.6995.1595.152.4049.46-55.54-14.234214.60192.287.2056.85142.72142.722.4072.91-112.39-30.293270.56253.437.2072.58188.10188.102.4096.9-184.97-54.612299.26270.917.2082.80201.08201.082.40106.38-267.77-81.751347.06304.427.2080.71225.95225.952.40117.71-348.48-118.75各節點彎矩圖如圖所示。圖6各節點彎矩圖Figure6Eachnodebendingmomentdiagram(四)恒荷載作用下剪力計算當跨中作用有集中荷載和均布荷載作用時剪力如下:(BC跨)當僅有均布荷載作用時剪力如下:(AB和CD跨)表5恒荷載作用下AB跨梁端剪力計算Table5ABunderconstantloadacrossthebeamendshearforceiscalculated樓層619.2619.0536.9538.3046.40518.5625.5733.8838.9442.72418.5625.0234.0638.7842.88318.5625.0234.0638.7842.88218.5625.134.0238.8042.86118.5623.3534.7238.2543.41表6恒荷載作用下BC跨梁端剪力計算Table6BCunderconstantloadacrossthebeamendshearforceiscalculated樓層F×b616.9538.626.7157.7852.1840.41515.5732.2725.34124.263.9247.47415.5732.0625.14124.263.9247.47315.5732.0625.14124.263.9247.47215.5732.1225.15124.263.9347.46115.5734.224.77124.264.5146.88表7恒荷載作用下CD跨梁端剪力計算Table7UnderconstantloadCDcrossbeamshearcalculation樓層615.0217.832.6925.3513.70515.8413.764.624.1217.06415.8414.084.5624.2516.93315.8414.084.5624.2516.93215.8414.054.5624.2416.94115.8414.794.2224.6616.52恒載作用下剪力圖圖7恒載作用下剪力圖Figure7Constantloadundertheactionofshearforcediagram恒載作用下的軸力計算N=P+V+GV—梁端剪力P—柱子豎向集中荷載G—本層柱子的自重恒載作用:例:第6層:荷載引起的剪力:VA=VB=(13.32×3.8+4.725×5.7)/2=38.77kN,VB=VC=(8.88×1.2+2.625×2.4)/2=8.48kNA柱:N頂=110.0+38.77=148.77kN柱重:0.6×0.6×3.6×25=32.40kNN底=N頂+32.40=181.17kN B柱:N頂=122.74+38.77+8.48=169.99kN表8恒荷載作用下的梁端剪力及柱軸力Table8Constantloadsendofthebeamshearandcolumnaxialforce層次荷載引起的剪力柱軸力AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCN頂N底N頂N底638.778.48148.77181.17169.99202.39540.28.04306.28338.68326.33358.73440.28.04463.79496.19482.67439.13340.28.04621.30653.70639.01635.67240.28.04778.81811.21795.35832.21140.28.04936.32995.12951.691055.15恒荷載作用下的軸力圖如圖:圖8恒載作用下軸力圖Figure8Undertheactionofdeadloadshaftdiagram3.4.2活荷載作用下的內力計算(一)活荷載轉化活荷載作用下的內力計算采用分層法,荷載布置如圖:圖9活荷載布置圖Figure9Liveloadplan由于中間層段有多個大小不等、作用距離不等的均布荷載,為計算方便,將幾個均布荷載化成作用在段的均布荷載。屋面:樓面:(二)分層法計算活荷載作用下梁端彎矩豎向荷載作用下的內力計算采用分層法,可將本結構分成下圖所示三個單層框架分別計算。分層法的基本假定:1.梁上的荷載僅在該梁上及與其相連的上下層柱上產生內力,在其它層梁及柱上產生的內力可忽略不計;2.豎向荷載作用下框架結構產生的水平位移可忽略不計。因為在分層計算時,假定上下柱的遠端為固定端,而實際上是彈性支承。為了反映這個特點,除底層外,其它各柱的線剛度乘以折減系數0.9,彎矩傳遞系數可取為1/3。表9橫向框架活荷載匯總表Table9Horizontalframeworkdeadloadsummarytables層次q2/kN·m-1/kN·m-1P1/kNP2/kNM1/kN·mM2/kN·m67.2(1.26)4.8(0.48)27.36(2.736)41.76(4.18)4.10(0.41)6.26(0.63)57.24.827.3641.764.16.2647.24.827.3641.764.16.2637.24.827.3641.764.16.2627.24.827.3641.764.16.2617.24.827.3641.765.478.35標準層和底層跨中彎矩:頂層跨中彎矩:彎矩圖如圖所示。圖10活荷載作用下彎矩圖Figure10Bendingmomentdiagramundertheinfluenceofliveload(三)活荷載作用下剪力計算當跨中作用有集中荷載和均布荷載作用時剪力如下:(BC跨)當僅有均布荷載作用時剪力如下:(AB和CD跨)表10活荷載作用下AB跨梁端剪力計算Table10ABcrossbeamshearundertheinfluenceofliveloadcalculation樓層65.925.8411.911.6514.455.927.4711.6212.0813.9745.927.2811.5912.0414.0135.927.2811.5912.0414.0125.927.3111.5812.051415.926.7811.7211.914.15表11活荷載作用下BC跨梁端剪力計算Table11BCcrossbeamshearundertheinfluenceofliveloadcalculation樓層F×b65.5412.798.6417.2816.7412.9354.4113.969.4532.1317.9812.4444.4113.999.4232.1318.012.4234.4113.999.4232.1318.012.4224.41149.4432.1318.012.4214.4113.878.1732.1318.2712.15表12活荷載作用下CD跨梁端剪力計算Table12CDcrossbeamshearundertheinfluenceofliveloadcalculation樓層65.15.740.638.604.6654.474.710.857.304.3244.474.760.827.334.2934.474.760.827.334.2924.474.740.827.324.3014.476.90.728.193.43活荷載作用下剪力圖:圖11活荷載作用下剪力圖Figure11Liveloadundertheactionofshearforcediagram(四)活載作用下的軸力計算N=P+V+GV—梁端剪力P—柱子豎向集中荷載G—本層柱子的自重活荷載作用:例:第6層:荷載引起的剪力:AB跨:VA=VB=7.2×4.8/2=17.28kNBC跨:VB=VC=4.8×1.2/2=2.88kNA柱:N頂=N底=27.36+17.28=44.64kNB柱:N頂=N底=41.76+17.28+2.88=61.92kN表13活荷載作用下的梁端剪力及柱軸力Table13LiveLoadstheendofthebeamshearandcolumnaxialforce層次荷載引起的剪力柱軸力AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCN頂=N底N頂=N底617.282.8844.6461.92517.282.8889.28123.84417.282.88133.92185.76317.282.88178.56247.68217.282.88233.20309.60117.282.88267.84371.52活荷載作用下的軸力圖:圖12活荷載作用下軸力圖Figure12Shafttoundertheinfluenceofliveload3.4.3風荷載作用下的內力計算(一)橫向框架在風荷載作用下計算簡圖由于在3.3.3處已經算得樓面處集中荷載,現作圖如下:圖13橫向框架在風荷載作用下計算簡圖Figure13Transverseframediagramunderwindloadcalculation(二)橫向框架在風荷載作用下的位移計算表14柱子剪力計算Table14Columnshearcalculation層數K=α=Di==Di(KN)柱號頂層=3.36KN0.690.25772990.5743225A1.410.413117290.91B1.880.485137741.07C1.160.367104230.81D五層7.75KN0.690.25772991.3143225A1.410.413117292.10B1.880.485137742.47C1.160.367104231.87D四層12.14KN0.690.25772992.0543225A1.410.413117293.29B1.880.485137743.87C1.160.367104232.93D三層16.53KN0.690.25772992.7943225A1.410.413117294.49B1.880.485137745.27C1.160.367104233.98D二層20.92KN0.690.25772993.5343225A1.410.413117295.68B1.880.485137746.67C1.160.367104235.04D底層25.75KN0.950.36740874.2224924A1.930.61868827.11B2.580.67274847.73C1.590.58264816.69D注:底層柱時,k=,α=(三)風荷載作用下框架側移計算風荷載作用下的層間側移可按下式計算各層樓板的側移值是該層以下各層層間側移之和,頂點側移是所有各層層間側移之和。第j層側移,頂點側移表15結構頂點的假想側移計算Table15Structurevertexoftheimaginarysway層次Gi/kNVGi/kN∑DI/N·mm-1△ui/mmui/mm6400140014915858.139165.24954185816849158516.616157.11441851237149158533.679115.328341851655649158533.679115.328241852074149158542.19281.649143752511663654839.45739.457由規范知樓層層間最大位移與層高之比的限值為1/5500≈0.00182,本框架層間最大位移與層高之比在底層為0.00025<0.00182,滿足規范要求。(四)橫向框架在風荷載作用下的內力計算1.柱端彎矩計算柱端彎矩按下式計算:2.梁端彎矩及剪力計算梁端彎矩按下式計算表16各層柱端彎矩及剪力計算(中柱)Table16Layerscolumnendmomentandshear(column)層次hi/mVi/kN∑Dij/N·mm-1邊柱Di2/N·mm-1Vi2/kNkY/mMbi2/kN·mMui2/kN·m63.68.9156688227521.290.7510.41.862.7953.619.95156688227522.890.7510.434.475.9343.630.05156688227524.360.7510.436.758.9533.640.02156688227525.800.7510.459.4011.4823.649.99156688227527.250.7510.47512.4013.7014.860.59170206266673.440.5410.731.8813.67表17各層柱端彎矩及剪力計算(邊柱)Table17Layerscolumnendmomentandshear(sidecolumn)層次hi/mVi/kN∑Dij/N·mm-1邊柱Di1/N·mm-1Vi1/kNky/mMbi1/kN·mMui1/kN·m63.68.9156688277961.581.0020.351.993.7053.619.95156688277963.531.0020.45.087.6243.630.05156688277965.321.0020.458.6210.5333.640.02156688277967.081.0020.4511.5014.0223.649.99156688277968.851.0020.515.9315.9314.860.591702062921810.400.7720.6331.4518.47橫向框架在風荷載作用下的彎矩圖如下:圖14橫向框架在風荷載作用下的彎矩圖Figure14Transverseframebendingmomentdiagramunderwindload3.梁端剪力計算,BC,CD算法相同,算得剪力圖如下圖15梁端剪力計算圖Figure15Beamendshearcalculationchart4.柱軸力計算本層柱的軸力等于本層以上兩側梁剪力之和(同一柱號)。算得軸力圖如下:圖16柱軸力圖Figure16Theaxialtriesdiagram3.4.4地震作用下的內力計算根據《建筑設計抗震規范》規定,對于高度不超過40米,以剪切應變為主,且質量和剛度沿著高度方向分布比較均勻的結構,以及近似于單質點體系的結構,可以采用底部剪力法計算抗震作用。因此本框架采用底部剪力法計算抗震作用.(一)基本參數的確定:1.框架抗震等級:按抗震設防烈度為7度,房屋高度未超過30m的建筑,則該框架的抗震等級為三級。2.場地和特征周期值:該場地為Ⅱ類場地,由設計地震分組為第一組的規定,可查得特征周期值Tg=0.35s結構自振周期:根據經驗公式計算建筑物的自振周期,取建筑物層數N=6T=0.08x6=0.48(s)(二)側移剛度和橫向水平地震作用的計算水平地震作用標準值的計算可利用底部剪力法公式ΔF=δFEK因T<1.4T=0.49故δ=0由地震影響系數曲線查得=(T/T)X0.08=0.0602G=0.85ΣG=0.85(7601.2+4×7365.7+7932.7)=38247.2KNFEK=G=0.0602X38247.2=2302.5ΔF=0KN表18各質點橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表Table18Theeachparticletransversehorizontalseismicactionandfloorsearthquakeshearstatement層次Hi/mGi/kNGiHi/kN·mGiHi/∑GjHjF

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