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文檔簡介
第1章緒論1.1選題背景底層框架商住樓是將商店和住宅結合在一起的一種特殊類型的住宅建筑。一般在沿街底層(甚至于在第二層)布置成商店,同時其上各層作為住宅使用。底層框架商住樓主要特點是結合了我國當前城市規劃發展的需要,滿足相關的經濟技術要求的同時,節約城市建筑用地,還可在城市居民小區內的住宅底層建成小型商店,以利于提高建筑地坪使用效率和建筑密度,商住兩用樓還有利于城市商業網布點,尤其是便于布置小型的超市連鎖,家政連鎖等,這都起到了減小商業服務半徑,活躍經濟,方便居民日常生活、購物的作用。1.2課題評述底層框架商住樓中的商店和住宅是屬于兩種用途截然不同的建筑,在使用功能上底部商店要求有較大的開間,開闊的視線,一定的空間高度要求,而不能讓人產生壓抑的感覺,另外還得有較好的采光通風條件;然而底層框架商住樓的上部砌體住宅則要求不同,同底部商店比:需要較小的平面開間,管線較多容易對下部商場產生干擾。在抗震方面,底部框架在遭遇地震荷載水平作用時變形較大屬于柔性方案,而上部砌體在遇到地震水平作用時,橫向變形較小屬剛性抗震方案。所以協調處理好二者在抗震方面的變形,剛度平穩過度等問題相對而言,在本課題中既是重點也是難點。1.3設計要點及解決方法建筑設計上,考慮為了滿足商店和住宅的具體不同要求,結合基地及周邊環境,兼顧建筑的占地少,視野開闊,通風采光良好的要求,將建筑的布置方式設為“一”字形。結合商店和上部住宅平面分割的不同需求,對底部柱網和上部磚砌體墻合理布置,需多次調試,直至獲得最佳組合方式,為了較好的協調商店和住宅兩者空間的關系,底層柱距采用多種,以便于上層住宅空間的分割。在抗震方面,底層和其上一過度層的剛度變化處理將是一大難點問題,需在底部適當位置布置鋼筋混凝土剪力墻,避免剛度突變,在遇到地震作用時結構變形不協調導致的結構和構件破壞。因此,在結構的抗震上進行了細致全面的計算、設計,使結構具有很好的抗震性并符合相關規范要求。框架梁、柱的設計也充分考慮到了不同的內力組合與抗震需要,整個結構具有良好的承載力及抗震性能。1.4成果及意義(1)運用所學專業知識與專業技能在實際問題中的運用、解決難題的能力,在本設計中就體現在協調處理建筑設計中有關政策、經濟、功能、安全等方面。合理協調整體與局部、經濟與安全等出現在工作中的相互矛盾,并貫穿于整個設計過程之中,同時依據前期的建筑設計完成結構體系的布置、結構在各種荷載組合情況下的計算、選擇配筋和結構施工圖。(2)本課題是一個實際工程的案例簡化,所以值得我們在學習設計過程中認真看待,鞏固所學專業知識,增強實際操作能力,以期將來學以致用。(3)掌握調查研究、理論聯系實際的學習方法,養成既能獨立思考,又能相互配合密切合作的工作態度。(4)對本專業設計的內容有比較全面的認知的基礎上,并應達到能夠熟悉掌握有關設計標準、規范、手冊和工具書的相關內容,從而增強畢業后到生產第一線工作的能力和適應能力以及到研究單位的工作研究能力。[1][2]
第2章建筑設計說明2.1建筑規模總建筑面積:3805;建筑層數:5層;土建投資:按1200元/左右計算造價;結構形式;底層商店采用框架,上層住宅采用混合結構;層高:商店4.5m,住宅2.9建筑基地如下圖:圖2-1建筑基地平圖2-1建筑基地平面圖面圖2.2設計技術條件2.2.1工程地質條件自然地表0.8m內為填土,以下為亞粘土層,并以該層為持力層,地基承載力特征值為175kPa;地下水位在自然地表12m以下,無侵蝕性;地震設防烈度為72.2.2氣象條件溫度:最熱月平均26.60C,最冷月平均-16.6℃,極端最高溫42.7℃主導風向:全年西北,夏季東南,設計風壓0.35MPa;雨雪條件:降雨量616.1mm/年;一小時最大量64.5mm/小時,最大積雪深度15cm,最大凍土深度2.3建筑物等級1.耐久年限:二級(50年)2.耐火等級:二級2.4建筑設計說明本設計為底層框架商住樓,建設地點在河北省石家莊市。底層為框架結構,上部為砌體結構。總建筑面積為3805,建筑層數為5層,底層層高4.5,上部住宅層高2.9。商店建筑面積761。住宅建筑總面積為3044,共24戶,戶型采用同樣的設計,均為三室一廳,建筑面積126,主臥使用面積17.3,次臥13.3,客廳29.7,廚房6.9,衛生間9.3。底層平面和標準層平面見附圖。
第3章樓面板的配筋計算3.1樓板、墻柱荷載計算初步確定磚和砂漿的強度等級磚采用Mu10的空心磚,砂漿的強度為M7.5。查表,得抗壓強度f=1.69Mpa永久荷載的分項系數1.2,可變荷載的分項系數1.4。3.1.1屋面恒荷載標準值40mm厚C20細石混凝土保護層0.04×20=820mm厚水泥沙漿摻聚丙烯找平層:0.02×8=0.161:8水泥膨脹珍珠巖找坡層:0.053×12=0.64100mm厚鋼筋混凝土板:25×0.1=2.5頂棚:0.24合計4.343.1.2樓面荷載素水泥漿結合層一遍:0.4150mm厚鋼筋混凝土板:25×0.15=(120mm厚鋼筋混凝土板:25×0.12=3.00)(100mm厚鋼筋混凝土板:25×0.1=2.5)頂棚:0.24合計4.39(3.64)(3.14)3.1.3墻體自重雙面粉刷240mm厚墻體自重為5.24雙面粉刷370mm厚墻體自重為7.623.2樓面板計算和配筋[4]圖4-8恒載作用下的彎矩圖圖4-8恒載作用下的彎矩圖(1)板的劃分如圖所示:兩戶型相同,則計算一戶型的現澆板即可。分為A,B,C,D,E,F,G圖4-8恒載作用下的彎矩圖圖4-8恒載作用下的彎矩圖圖3-圖3-1屋面板劃分示意(2)荷載設計值現澆雙向板彈性理論計算A、B區格板的荷載g+q=1.2×3.64+1.4×2=7.17g+q/2=1.2×3.64+(1.4×2)/2=5.768q/2=1.4×2/2=1.4C、D、E區格板g+q=6.868g+q/2=5.468q/2=1.4F區格板g+q=7.768g+q/2=6.368q/2=1.4(3)計算跨度內跨:l0=lc(軸線間的距離)邊跨:l0=lc+h/2,lc為凈距,h為梁高(4)按彈性理論計算的彎距值由公式計算得下表表3-SEQ表格\*ARABIC1屋面雙向板區格彎矩計算區格ABC3.545.343.545.345.944.140.660.90.85(0.054+0.2×0.0155)×5.268×3.542+(0.0737+0.2×0.0277×1.4×3.542=5.52(0.0223+0.2×0.0228)×5.168×5.342+(0.0456+0.2×0.0358)×1.4×5.342=39.54(0.0289+0.2×0.0138)×5.468×3.542+(0.0506+0.2×0.0348)×1.4×3.542=3.16(0.0155+0.20.0545)5.7683.542+(0.0277+0.2×0.073)×1.4×3.542=2.64(0.0228+0.2×0.0223)×5.768×5.342+(0.0358+0.2×0.0456)×1.4×5.342=6.27(0.0138+0.2×0.0289×5.468×3.542+(0.0348+0.2×0.0506)×1.4×3.542=1.41-0.1034×7.168×3.542=-9.29-0.0653×7.168×5.342=-13.35-0.0693×6.868×3.542=-5.9500-5.950-0.06567.1685.342=-13.410-0.0776×7.168×3.542=-6.97-13.41-0.0567×6.868×3.542=-4.87續表3-1區格DEF3.03.01.724.144.743.00.730.630.57(0.0339+0.2×0.0106)×5.468×9+(0.0645+0.2×0.0348)×1.4×9=2.66(0.0374+0.2×0.0069×5.468×32+(0.0753+0.2×0.0259)×1.4×32=2.92(0.0479+0.2×0.0137)×6.368×1.722+(0.0863+0.2×0.0223)×1.4×1.722=1.33(0.0106+0.2×0.0339)×5.468×9+(0.0309+0.2×0.0645)×1.4×9=1.41(0.0069+0.2×0.0374)×5.468×32+(0.0259+0.2×0.0753×1.4×32=1.23(0.0137+0.2×0.0479)×6.368×1.722+(0.0223+0.2×0.0863)×1.4×1.722=0.6-0.084×6.868×32=-5.19-0.0803×6.868×9=-4.96-0.1036×7.768×1.722=-2.38-5.19-4.96000-0.0777×7.768×1.722=-1.79-0.05726.868×32=-3.54-0.0572×6.868×9=-3.54-1.79G區格板:因l01/l02=4.2/1.8=2.3<2,故為單向板。按彈性理論取1米寬板帶計算。g+q/2=6.368q/2=1.4支座彎矩M=6.368×1.82/8=2.58跨中最大彎矩值為:1.99表3-2樓面板配筋截面M配筋有效面積跨中A區格1015.52274335932.64142252B區格1317.511962521237.2338252C區格913.16174252832.13129252D區格912.16147252831.4185252E區格912.92161252831.2399.98252F區格811.3382252730.641252支座A-B13113.41666808.0B-B131-13.41666808.0B-E13113.35511575A-F1016.97346575C-F91-5.95327335E-D91-4.96273335E—F913.54194252
第4章底框的抗震驗算4.1底層柱、梁和板截面尺寸的初步確定。梁的截面尺寸取:主梁的截面高度為:(1/8~1/6)6000:(750~1000)mm主梁的截面寬度為:(1/1.5~1/2.5)1000:(400~667)mm跨度大于3m的主梁截面取500mm1000跨度小于等于3m的主梁截面取300mm600柱的截面尺寸取:500mm54.2荷載統計[10]屋面恒載標準值4.34kN/m2屋面活載標準值0.5kN/m2樓面恒載標準值4.39(3.64)(3.14)kN/m2樓面活載標準值2.0kN/m2主梁自重:1.00.525=12.5kN/m0.60.325=4.5kN/m次梁自重:0.50.2525=3.1kN/m柱自重:0.50.525=6.25kN/m計算得女兒墻重:1014.85kN屋面板重:2994.2kN樓面板重:2994.2kN標準層墻體重:5781.25kN底層梁重:4843.35kN底層柱重:2531.25kN底層墻體重:4758.07kN屋面活荷:241.47kN樓面活荷:1379.8kN4.3各層重力荷載代表值[5][11]將每層樓蓋上下各半層的結構自重以及相應的活荷載的50%向樓(屋)蓋處集中,得到各層重力荷載代表值,如下所示:G4=7020kNG2-3=9465.35kNG1=1562.7kN4.3各層地震作用的計算4.3.1水平地震作用結構等效重力荷載:G=0.85=(7020+29465.35+1562.7)=5577.8kN設防烈度為八級時,=0.16,結構的總水平地震標準值:G=0.164594.51kN=735.1kN4.3.2各樓層水平地震作用表4-1水平地震剪力計算結果樓層Gi(kN)Hi(m)GiHi()Fi(kN)Vi(kN)4702013.292664.01576157639465.3510.397493.11658323429465.357.470043.61191442511506.274.567782.211535578圖4-1水平地震剪力的分布圖(kN)4.4二層側移剛度與底層側移剛度的比值4.4.1鋼筋混凝土框架的剛度框架的側向剛度計算采用D值法對中框架,梁的線剛度對邊框架,梁的線剛度柱子的線剛度其中Ec為混凝土的彈性模量,對C30混凝土,Ec=3.0×104N/mm2底層框架的總側向剛度=1.08106kN/m4.4.2鋼筋混凝土墻的剛度=4.26kN/m4.4.3磚抗震墻的側向剛度=1.86106kN/m故K1=++=7.2106kN/m4.4.3二層磚墻的側向剛度K2=13.98106kN/m所以,第二層與底層橫向抗側剛度比K2/K1=13.98/7.2=1.9<故滿足要求。
第5章底層柱梁的內力及配筋計算[6][7]5.1兩種內力組合1.2恒荷載標準值+1.4活荷載標準值1.2重力荷載代表值+1.3地震荷載標準值5.2恒載作用下②軸框架的內力5.2屋面傳來的恒載:AB跨:4.341.8+4.342.75/8=15.1kN/mBC跨:4.340.9+4.341.55/8=8.0kN/mCD跨:4.34(1.8+1.5)=14.3kN/m樓面傳來的恒載:AB跨:3.641.8+4.392.75/8=14kN/mBC跨:3.140.9+3.641.55/8=6.2kN/mCD跨:3.64(1.8+1.5)=12kN/m梁自重:AB、CD跨:251.00.5=12.5kN/mBC跨:250.60.3=4.5kN/m墻自重:5.242.9=15.2kN/m合計AB跨:15.1+143+15.23+12.5=115.2kN/mBC跨:8.0+6.23+15.23+4.5=76.7kN/mCD跨:14.3+123+15.23+12.5=108.4kN/m5.M=MEF=-279.94,MFE=279.94,MFG=-57.53,MGF=57.53MGH=-159.35,MHG=159.35圖5-1恒載作用示意圖(kN/m)圖5-2恒載作用下框架的力矩分配示意圖圖5-3恒載作用下框架的彎矩圖()圖5-4恒載作用下框架的剪力圖(kN)5.3活載作用下②軸框架的內力5.AB跨:21.89kN/mBC跨:11.68kN/mCD跨:20.96kN/m圖5-5活載作用示意圖(kN/m)圖5-6活載作用下框架的力矩分配示意圖()5.MEF=-53.19,MFE=53.19,MFG=-8.76,MGF=8.76MGH=-30.87,MHG=30.81圖5-7活載作用下框架的彎矩圖()圖5-8活載作用下框架的剪力圖(kN)5.4地震荷載作用下的內力一根鋼筋混凝土框架柱承擔的地震剪力設計值為:表5-1地震力作用下的柱子內力柱反彎點高度(m)()AE柱頂5.1434.43.3357.33柱底144.67BF柱頂5.2535.13.3358.5柱底117CG柱頂5.3135.50.3359.17柱底118.33DH柱頂5.1434.40.3357.33柱底144.67圖5-9左震作用下框架的彎矩圖()圖5-10左震作用下框架的剪力圖(kN)右震作用下框架的內力大小相同,方向相反。5.5梁的內力組合重力荷載代表值=恒荷載標準值+0.5活荷載標準值組合一=1.2恒荷載標準值+1.4活荷載標準值組合二=1.2重力荷載代表值+1.3左地震荷載標準值組合三=1.2重力荷載代表值+1.3右地震荷載標準值表5-2梁的內力組合截面1.2恒載1.4活載1.2重力荷載1.3地震左1.3地震右組合一組合二組合三EM-18.88-5.28-25.4974.53-74.53-24.1649.04-100.02V348146.78410.91-28.0528.05494.78382.86438.96F左M154.4726.57204.4751.74-51.74181.04256.21152.73V-398.48-18.72-406.50-28.0528.05-417.2-434.55-378.45跨中M414.42265.97528.4113.79-13.79680.39542.20514.62F右M-109.12-22.21-145.9224.23-24.23-131.33-121.69-170.15V159.829.4172.40-12.0312.03189.2160.37184.43G左M56.9410.4775.6611.83-11.8367.4187.4963.83V-116.32-19.6-124.72-12.0312.03-135.92-136.75-112.69跨中M2.3310.376.776.2-6.212.712.970.57G右M-66.82-12.85-89.0365.08-65.08-79.67-23.95-154.11V296.04116.09345.79-33.2833.28412.13312.51379.07HM10.22.3713.7774.53-74.5312.5788.30-60.76V-250.2-7.15-253.26-33.2833.28-257.35-286.54-219.98跨中M210.3212.1301.20-59.0659.06422.4242.14360.26
柱的內力組合表5-3柱的內力組合柱1.2恒載1.4活載1.2重力荷載1.3地震左1.3地震右組合一組合二組合三AM11.083.312.49-149.07149.0714.38-136.58161.56N-385.5-146.78-410.9028.05-28.05-532.28-382.85-438.95EM23.66.5926.42-74.5374.5330.19-48.11100.95N-348-146.78-410.9128.05-28.05-494.78-382.86-438.96BM-11.74-2.73-12.91-152.1152.1-14.47-165.01139.19N-571.79-48.13-592.42-16.0316.03-619.92-608.45-576.39FM-23.46-5.46-25.80-76.0576.05-28.92-101.8550.25N-558.29-48.13-578.92-16.0316.03-606.42-594.95-562.89CM6.171.456.79-153.83153.837.62-147.04160.62N-449.86-135.72-508.0321.26-21.26-585.58-486.77-529.29GM12.342.9713.61-76.9276.9215.31-63.3190.53N-412.36-135.73-470.5321.26-21.26-548.09-449.27-491.79DM-6.38-1.45-7.00-74.5374.53-7.83-81.5367.53N-287.7-7.15-290.76-33.2833.28-294.85-324.04-257.48GM-12.76-2.97-14.03-34.5334.53-15.73-48.5620.50N-250.2-7.15-253.26-33.2833.28-257.35-286.54-219.98
5.7梁的配筋及驗算5.7.1梁的正截面配筋(1)從梁內力組合表中選取各截面不利內力,并轉化為支座邊緣控制截面內力。表5-4梁控制截面組合內力設計值截面E支座EF跨中F支座左F支座右FG跨中荷載MVMMVMVM支座處內力-100.39494.781003.84154.47-434.55-170.15189.212.748.61支座邊緣處內力19.02460.511003.8490.3-420.99143.2156.8612.7-70.8續表5-4截面G支座左G支座右GH跨中H支座荷載MVMVMMV支座處內力87.49136.75-79.67-154.111110.488.3-286.54支座邊緣處內力67.97-123.19-58.98-121.771110.4-60.76-254.22(2)跨中截面按T形截面計算,取b`f=l0/3,經判斷,均為第一類截面.選用C30混凝土,fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2,HRB335鋼筋,fy=300N/mm2,=0.55截面EEF跨中FG跨中彎矩設計值-70.8680.39154.47-143.212.7M-53.1680.39154.47-107.412.70.0020.0280.0060.0230.0020.0020.0280.0060.0230.002183.4235253464375選配鋼筋4221520820As=2513422As=1520222As=760412As=452表5-7框架梁正截面配筋表續表6-7截面G左G右GH跨中H彎矩設計值M67.9750.98-58.98-58.98422.4422.4-60.76-45.570.0110.0030.0230.0020.0110.0030.0230.0023012041459129選配鋼筋512As=565412As=45242215204221520框架梁的斜截面配筋計算:(1)二級框架梁端截面組合的剪力設計值應按下式調整:二級框架梁端剪力增大系數取1.2Vmax=460.51kN(2)驗算截面尺寸hw=h0-ht’=565-120=445hw/b=445/300=1.48<4606kN>Vmax=460.51kN,故截面尺寸滿足要求。(3)采用的雙肢箍筋=880.7kN>Vmax故斜截面抗剪滿足要求。(4)驗算最小配筋率:=3.14×10-3>0.28ft/fy=1.33×10-3,滿足要求。5.8柱的配筋及驗算5.8.1柱的正截面配筋軸壓比驗算,取最大軸力設計值(C30砼)Nmax/fcbh=984500/14.3×500×500=0.27<0.8滿足要求。按強柱弱梁要求計算柱頂彎矩設計值:=324.96底層柱下端截面組合的彎矩設計值應乘以增大系數1.25取1.25165.01=206.26所以按強柱弱量要求的彎矩值配筋。mm470.6mm=1.1mm對稱配筋mm屬于大偏心受壓情況:=mm2選用422,柱子另外兩側都配422。二級抗震框架柱縱向鋼筋最小配筋率為0.8%,實際配筋率為1.8%,大于小配筋率;柱子一側配筋率為0.6%,大于要求的柱一側最小配筋率0.2%。5.8.2柱箍筋及剪壓比驗算=159.4kN抗剪計算:取 kN<0按構造配箍筋 取箍筋雙肢8,按體積配筋要求。取mm最后箍筋加密區取8@100非加密取箍筋8@200(2)柱剪壓比截面尺寸滿足要求。
第6章樓梯設計[8]樓梯采用C20的混凝土,fc=9.6N/mm26.1斜板計算取1m板寬作為計算單元=161/250=0.644,進行反角演算得取斜板厚度h=100mm荷載計算:15mm厚大理石面層:(0.16+0.25)×0.015×28×1.0/0.25=0.69kN/m10厚水泥混凝土結合層:(0.16+0.25)×0.01×20×1.0/0.25=0.33kN/m三角形踏步自重:0.25×0.16×25×1.0/0.25×1/2=2.01kN/m斜板自重:0.1×25×1.0/0.84=2.98kN/m10厚紙筋抹灰底板粉刷:0.01×1.0×17×1.0/0.84=0.2kN/m恒載標準值:gk=5.881kN/m活載標準值:qk=2.0×1.0=2.0kN/m設計值總計:g+q=1.2×5.88+1.4×2=9.856kN/m彎矩計算:跨度為:L=2.跨中彎矩:M=1/10×(g+q)×L2=1/10×9.856×2.02=3.94kNm配筋計算:h0=100-20=80mm=3.94×106/9.6×1000×802=0.064=0.066=0.066×9.6×1000×80/210=241.4mm2選筋:φ10@200,分布筋選用φ6@250(即每級踏步下邊加一根φ6鋼筋)6.2休息平臺板的配筋計算平臺板厚取80mm,取1m為計算單元荷載計算15厚大理石面層:1.0×1.0×0.015×28=0.42kN/m10厚水泥沙漿結合層:1.0×1.0×0.01×20=0.2kN/m100厚板自重:1.0×0.08×1.0×25=2.0kN/m20厚紙筋抹灰底板粉刷:1.0×0.02×1.0×17=0.34kN/m總計:2.96kN/m恒載設計值:g=3.552kN/m活載設計值:q=1.4×2.0×1.0=2.8kN/m總計:g+q=6.352kN/m彎矩計算:休息平臺板的計算采用雙向板計算(單位:)Mx=(0.056+0.2×0.0081)×4.952×1.332+(0.0892+0.2×0.021)×1.4×1.332=0.74kNmMy=(0.0081+0.2×0.056)×4.952×1.332+(0.021+0.2×0.0892)×1.4×1.332=0.27kNm配筋計算:x方向:1=61mm=0.74×106/0.95×61×210=60.8mm2y方向:2=53mm=0.27×106/0.95×53×210=25.5mm選筋:φ8@200(As=252mm2),分布筋選用φ8@6.3平臺梁6.3.1截面形式與尺寸取:b=200,h=350,按倒L型截面計算6.3.2荷載計算由斜板傳來的恒載:5.88×2/2=5.88kN/m由平臺傳來的恒載:2.96×135/2=1.998kN/m平臺梁自重:0.2×(0.35-0.08)×25=1.4kN/m平臺梁側梁底20mm紙筋灰粉刷:(0.2+0.27×2)×0.02×17=0.26kN/m總計9.55kN/m荷載設計值:g+q=9.55×1.2+1.4×2.0=14.26kN/m6.3.3內力計算計算長度取:L=2.M=(g+q)×L2×1/8=14.26×2.27×1/8=9.19V=(g+q)×L×1/2=14.26×2.27×1/2=16.19kN6.3.4正截面承載力計算按倒L型截面計算bf`=600mm,h`f=80mmh經判斷,此截面為第一類截面=9.19×106/9.6×600×3152=0.016=0.016=0.016×9.6×600×315/210=86.77mm選筋:3φ10(As=236mm26.3.5箍筋計算由于0.07fcbh0=0.07×9.6×200×315=42.34kN>16.19kN故按構造要求配鋼筋:φ6@200
第7章基礎設計[9][12]7.1確定基礎底面尺寸基礎剖面形式用階梯形,埋深為12按軸心受壓柱下基礎估算該偏壓基礎底面尺寸(f=170kpa,Fk=518.7kN)m2考慮偏心荷載作用,基礎面積增大12.5%,則A=1.25A1=1.25×3.5=4.38初擬矩形底面積之長邊b=3m,l=2m,則A=3×2=67.2地基驗算基礎及回填土重:GkNFk+Gk=518.7+144=654.87kN(kPa)驗算基底壓力的允許條件pk=(Fk+Gk)/A=109.1kPa<fa=170kPapkmax=113.08kPa<1.2fa=204kPa地基驗算滿足要求,基礎底面尺寸選擇合理。7.3抗沖切驗算采用C20采混凝土,ft=1.1N/mm2基礎底面的抗沖切驗算Fl=pj×Al=1.35(pkmax-Gk/A)×897500=107931.6N<0.7=0.7×1.0×1.1×750×(400+1900)/2=664125N變階處的抗沖切驗算Fl=pj×Al=107931.6N<0.7=0.7×1.0×1.1×350×(500+400×2+350)=444675N故基礎高度足夠,滿足抗沖切要求,不會產生沖切破壞。7.4基底配筋計算I-I截面:a1=(3000-500)/2=1.25ma、=0.4mpmax=1.35pkmax=1.3×113.08=152.66kpapmin=1.35pkmin=1.3× 105.22=142.05kpap=pmin+(pmax-pmin)×(b-a1)/b=142.05+(152.66-142.45)×(3.0-1.25)/3.0=148.24kpaG=1.35Gk=1.35×144=199.4KN=136.36選用HPB235級鋼筋,fy=210N/mm2,mm2II-II截面:==79.702mm2配筋:I-I截面:10φ12間距200mm,實際面積1131mmII-II截面:11φ10間距250mm,實際面積863mm2
第8章PKPM驗算8.1結構設計總信息結構材料信息:鋼砼結構混凝土容重(kN/m3):Gc=27.00鋼材容重(kN/m3):Gs=80.00水平力的夾角(Rad):ARF=0.00地下室層數:MBASE=0豎向荷載計算信息:按模擬施工加荷計算方式風荷載計算信息:計算X,Y兩個方向的風荷載地震力計算信息:計算X,Y兩個方向的地震力特殊荷載計算信息:不計算結構類別:框架結構裙房層數:MANNEX=0轉換層所在層號:MCHANGE=0墻元細分最大控制長度(m)DMAX=2.00墻元側向節點信息:內部節點是否對全樓強制采用剛性樓板假定否采用的樓層剛度算法層間剪力比層間位移算法風荷載信息修正后的基本風壓(kN/m2):WO=0.30地面粗糙程度:C類結構基本周期(秒):T1=0.00體形變化分段數:MPART=1各段最高層號:NSTi=4各段體形系數:USi=1.30地震信息振型組合方法(CQC耦聯;SRSS非耦聯)CQC計算振型數:NMODE=12地震烈度:NAF=8.00場地類別:KD=2設計地震分組:一組特征周期TG=0.35多遇地震影響系數最大值Rmax1=0.16罕遇地震影響系數最大值Rmax2=0.90框架的抗震等級:NF=2剪力墻的抗震等級:NW=3活荷質量折減系數:RMC=0.50周期折減系數:TC=1.00結構的阻尼比(%):DAMP=5.00是否考慮偶然偏心:否是否考慮雙向地震扭轉效應:是斜交抗側力構件方向的附加地震數=0活荷載信息考慮活荷不利布置的層數從第1到4層柱、墻活荷載是否折減不折算傳到基礎的活荷載是否折減折算柱,墻,基礎活荷載折減系數計算截面以上的層數折減系數11.00230.85450.70680.659200.60>200.55調整信息中梁剛度增大系數:BK=1.00梁端彎矩調幅系數:BT=0.80梁設計彎矩增大系數:BM=1.10連梁剛度折減系數:BLZ=0.70梁扭矩折減系數:TB=0.40全樓地震力放大系數:RSF=1.000.2Qo調整起始層號:KQ1=00.2Qo調整終止層號:KQ2=0頂塔樓內力放大起算層號:NTL=0頂塔樓內力放大:RTL=1.00九度結構及一級框架梁柱超配筋系數CPCOEF91=1.15是否按抗震規范5.2.5調整樓層地震力IAUTO525=1是否調整與框支柱相連的梁內力IREGU_KZZB=0剪力墻加強區起算層號LEV_JLQJQ=1強制指定的薄弱層個數NWEAK=0配筋信息梁主筋強度(N/mm2):IB=300柱主筋強度(N/mm2):IC=300墻主筋強度(N/mm2):IW=210梁箍筋強度(N/mm2):JB=210柱箍筋強度(N/mm2):JC=210墻分布筋強度(N/mm2):JWH=210梁箍筋最大間距(mm):SB=100.00柱箍筋最大間距(mm):SC=100.00墻水平分布筋最大間距(mm):SWH=200.00墻豎向筋分布最小配筋率(%):RWV=0.30設計信息結構重要性系數:RWO=1.00柱計算長度計算原則:有側移梁柱重疊部分簡化:不作為剛域是否考慮P-Delt效應:否柱配筋計算原則:按單偏壓計算鋼構件截面凈毛面積比:RN=0.85梁保護層厚度(mm):BCB=30.00柱保護層厚度(mm):ACA=30.00是否按砼規范(7.3.11-3)計算砼柱計算長度系數:否荷載組合信息恒載分項系數:CDEAD=1.20活載分項系數:CLIVE=1.40風荷載分項系數:CWIND=1.40水平地震力分項系數:CEA_H=1.30豎向地震力分項系數:CEA_V=0.50特殊荷載分項系數:CSPY=0.00活荷載的組合系數:CD_L=0.70風荷載的組合系數:CD_W=0.60活荷載的重力荷載代表值系數:CEA_L=0.50剪力墻底部加強區信息剪力墻底部加強區層數IWF=2剪力墻底部加強區高度(m)Z_STRENGTHEN=7.90**********************************************************各層的質量、質心坐標信息**********************************************************層號塔號質心X質心Y質心Z恒載質量活載質量(m)(m)(t)(t)4124.83712.04013.7001149.818.93124.97512.13210.8001101.475.52124.97512.1327.9001101.475.51124.97712.3475.0001325.275.2活載產生的總質量(t):245.061恒載產生的總質量(t):4677.950結構的總質量(t):4923.011恒載產生的總質量包括結構自重和外加恒載結構的總質量包括恒載產生的質量和活載產生的質量活載產生的總質量和結構的總質量是活載折減后的結果(1t=1000kg)**********************************************************各層構件數量、構件材料和層高**********************************************************層號塔號梁數柱數墻數層高累計高度(混凝土)(混凝土)(混凝土)(m)(m)11236(30)82(30)46(30)5.0005.0002112(30)20(30)123(30)2.9007.9003112(30)20(30)123(30)2.90010.8004112(30)0(30)123(30)2.90013.700**********************************************************風荷載信息**********************************************************層號塔號風荷載X剪力X傾覆彎矩X風荷載Y剪力Y傾覆彎矩Y4111.6011.633.648.3248.3140.13111.6023.2100.948.3296.6420.42111.6034.8201.848.32145.0840.81120.0154.8475.983.30228.31982.1===========================抗傾覆驗算結果============================================================================抗傾覆彎矩Mr傾覆彎矩Mov比值Mr/Mov零應力區(%)X風荷載1421027.3500.62838.660.00Y風荷載341287.82084.8163.700.00X地震1421027.358277.224.380.00Y地震341287.860134.35.680.00============================================================================結構整體穩定驗算結果============================================================================層號X向剛度Y向剛度層高上部重量X剛重比Y剛重比10.111E+080.139E+085.0049230.1132.131416.3620.672E+070.110E+082.9035225.553.55905.6430.525E+070.894E+072.9023456.648.631104.7640.482E+070.671E+072.9011687.1196.701665.70該結構剛重比Di*Hi/Gi大于10,能夠通過高規(5.4.4)的整體穩定驗算該結構剛重比Di*Hi/Gi大于20,可以不考慮重力二階效應***********************************************************************樓層抗剪承載力、及承載力比值***********************************************************************Ratio_Bu:表示本層與上一層的承載力之比層號塔號X向承載力Y向承載力Ratio_Bu:X,Y410.9090E+070.1535E+081.001.00310.9001E+070.1535E+080.991.00210.9002E+070.1535E+081.001.00110.1376E+050.1860E+070.000.12第9章結論工程設計將會有更為廣闊的發展前景,掌握建筑工程設計的程序,并能合理地確定設計方案,正確地進行結構設計是非常重要的。本次畢業設計,在指導教師的總體安排下,獨立地完成河北省唐山市臨街商住樓工程設計。本設計中建筑設計,結構設計是重點,也是難點。臨街商住樓工程設計的特點是做好商店住宅的功能劃分和平面設計,使其滿足相應的使用要求和空間要求,所以必須經過查閱相當的規范資料方可完成設計。房屋的設計一般包括建筑、結構設計和設備設計等幾個部分。它們之間既有分工,以相互密切配合。由于建筑設計建筑功能、工程技術和建筑藝術的綜合,因此它必須貫徹執行綜合考慮建筑、結構、設備等工種的要求,以及這些工種的相互聯系和制約。方案設計的圖紙和設計文件有:建筑總平圖,各層平面及主要剖面、正立面、側立面等,以及樓梯、墻體的詳圖,并且繪制了單元的室內布置和設備的布置,在所有圖中標出了詳盡的尺寸。在結構計算中嚴格按照規范進行設計,并把詳細的公標注在了計算書中,有利于審查和校核。施工圖設計是建筑設計的最后階段,它的主要任務為滿足施工的要求。在這一部分,我利用PKPM軟件詳細的繪制了各種構件的配筋,這樣不但熟悉了軟件的基本操作,也校核了手算的結果。參考文獻[1]陶紅林.建筑結構[M].北京:化學工業出版社,2002.45-102東南大學.[2]何培斌.建筑制圖與房屋建筑學[M].重慶:重慶大學出版社,2003.102-159[3]砌體結構[M].北京:中國建筑工業出版社,1995.54-65[4]東南大學,天津大學,同濟大學,清華大學.混凝土結構(中冊)[M].北京:中國建筑工業出版社,2002.49-54[5]鄭山鎖.底部框剪砌體房屋抗震分析與設計[M].北京:中國建筑工業出版社,2002.132-148[6]李雨順.混凝土結構設計[M].北京:科學出版社,2005.207-248[7]李廉錕.結構力學[M].北京:高等教育出版社,1996.8.159-225[8]黃雙華.房屋結構設計[M].重慶:重慶大學出版社,2001.166-176[9]侯兆霞.基礎工程[M].北京:中國鐵道出版社,2001.166-176[10]中華人民共和國國家標準.建筑結構荷載規范(GB50009-2001)[S].北京:中國建筑工業出版社,2002[11]中華人民共和國國家標準.建筑抗震設計規范(GB50011-2001)[S].北京:中國建筑工業出版社,2001[12]中華人民共和國國家標準.建筑地基基礎設計規范(GB50007-2002)[S].北京:中國建筑工業出版社,2002[14]WakabayashiM.DesignofEarthquakeResistantBuildingsMcGraw-Hill.NewYork.1986[15]CaltransSeismicDesignReferences,CaliforniaDepartmentforTransportatioa,Sacramato,CaliyJune,1990
致謝畢業設計已到尾聲,盡管忙碌的日子多了一些疲憊和憂愁,但是它卻給與了我人生中最大的財富。在指導老師的悉心輔導和同學們的相互幫助,克服困難,最終才使得本設計得以完成。在此,謹向所有幫助和支持過我的老師和同學致以最誠摯的謝意!首先要感謝的是張巖俊老師的精心輔導。他在有教學任務的情況下,還不辭辛苦,舍棄休息時間,抽出大量的時間來指導我們的畢業設計。他那種盡職盡責,誨人不倦的精神,真的是很值得我們學習。再次就是要感謝同在一起奮斗過的同學們,以及土木工程分院,仿真機房和圖書館的各位老師對本次設計提供的便捷和大力支持。本次畢業設計難免存在錯誤和欠妥的地方,還望不吝指正!附錄A英文翻譯及原文ImprovedMulti-SensorforForceMeasurementonpre-stressedSteelCablesbymeansofEddyCurrentTechniqueH.C.SchonekeS,DepartmentofElectricalEngineering/ComputerSciences,MeasurementEngineering,Kassel,Germanyholger.schoenekess@uni-kassel.deW.Ricken,DepartmentofElectricalEngineering/ComputerSciences,MeasurementEngineering,Kassel,Germanywerner.ricken@uni-kassel.deW.J.Becker,DepartmentofElectricalEngineering/ComputerSciences,MeasurementEngineering,Kassel,Germanywjbecker@uni-kassel.deAbstractTheincreaseofdemandsonreinforcedconcreteelements,suchasforbridgeconstructions,requiresmoreandmorealongtermmonitoringusingmultisensortechniques.Dynamicloadinspectionandmaximumloaddetectionaresought-after.Magnetoelasticforcemeasurementofprestressedreinforcingconcretecablesisalsoaninvestigativemethodtodetectsteelfailures[1,2].Examinationsofcoilimpedanceandreactancemeasurementsoneddycurrentsensorsplacedonmechanicallystressedsteelspecimensdemonstrateahighdependencyonthemagnetoelasticeffect.Thisstressmeasurementonsteelbarssuchasprestressingorreinforcedconcretecablescanbeachievedbycalibrationofthematerialpropertiesasmagnetostrictionandanadditionalmeasurementofthemagnetisationstate.KeywordsMulti-SensorformechanicalStressMeasurementonSteelCables,ImpedanceMeasurement,EddyCurrentTechnique,MagnetostrictionandStressMagnetisationInfluencesINTRODUCTIONThisextensivestudyisdevotedtoeddycurrentmeasurementoftensilestressinreinforcedconcretecables.Thedesiredsensormustbedesignedforauseunderconstructionconditionswhichfinallyleadstoanindividualeddycurrentsensorarrangementfordifferentwirecontourstobeapplieddirectlyonsteeltendons.Inordertosuppressdisturbingairgapvariation,temperaturechangesandotherenvironmentalinfluencestheuseofamultidimensionalregressionmodelisappropriate.Bymeansofalinearregressionapproachandamultifrequencymeasuringitispossibletoachieveaseparationofinfluenceandtargetvariables.Ameasurementcalibrationwithvarioususedsteeltypesincorrelationwithspecificloadtypes(trafficloads,staticloads,etc.)rendersknowledgeaboutthemagnetostrictivebehaviournecessary[3].Investigationshavedemonstratedthatthereisadirectrelationshipbetweenthemeasuredinductivityorrathertheimpedanceandthemagnetostrictioncurves.Forthesteelcharacterisationasetofdatawasmeasuredtoreconstructmagnetostrictioncurvesgradients.ThesedatamustserveasaparametersetduringtheforcemeasurementtoseparatethetargetvariablesLs()fromthematerialinfluencesLs(M)employingdigitalsignalprocessing.CONCEPTOFTHEEDDYCURRENTSTRESSMEASUREMENTMETHODSmallconstructededdycurrentsensorarraysconsistingofsixsinglepairsofcoilswoundonferriteyokesallowlowpowerconsumptioncomparedwithothermagneticmeasurementtechniques[4,5].Thismulti-sensordesignreducestheinfluencesofmaterialandpositioninequalities,surfaceconditionsaswellasairgapvariationsandstabilisestheconnectionbetweensteelandsensorhousing.Thesensorarrayshowninfigure1illustratesthewayofpositioningonaprestressing.Theusedcolddrawntendonhasamaximumloadof1860MPa.Thispreliminarysensortypeisnotyetmadeinaclampontechniqueforaneasyuseonconstructionsites,buttheintentionistofulfilthispurposeinfuture.Thesensitivecoilpairscaneitherbeswitchedinseries
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