軸線橫向框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)

摘要本設(shè)計(jì)主要進(jìn)行了結(jié)構(gòu)方案中軸線橫向框架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在確定框架布局之后，先進(jìn)行了層間荷載代表值的計(jì)算,接著利用頂點(diǎn)位移法求出自震周期，進(jìn)而按底部剪力法計(jì)算水平地震荷載作用下地震荷載，進(jìn)而求出在水平荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力（彎矩、剪力、軸力）。接著計(jì)算豎向荷載（恒載及活荷載）作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。 進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力組合，找出最不利的一組或幾組內(nèi)力組合。 選取最不利內(nèi)力組合的結(jié)果進(jìn)行配筋計(jì)算并繪施工圖。此外還進(jìn)行了結(jié)構(gòu)方案中的室內(nèi)樓梯的設(shè)計(jì)，完成了平臺(tái)板，梯段板，平臺(tái)梁的內(nèi)力和配筋計(jì)算；此結(jié)構(gòu)采用獨(dú)立基礎(chǔ)，進(jìn)行了基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)；最后進(jìn)行了施工圖繪制。關(guān)鍵詞： 框架 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 抗震設(shè)計(jì) Abstract The purpose of the design is to do the anti-seismic design in the longitudinal frames of axis. When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibrate cycle is calculated by utilizing the peak-displacement method, then making the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force (bending moment, shearing force and axial force ) in the structure under the horizontal loads can be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and landing girder whose shop drawings are completed in the end.Keywords : frames, structural design, anti-seismic design 第一章 前 言畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)期間的最后一門必修課，四年的大學(xué)生活馬上就要結(jié)束，作為大學(xué)最后階段的內(nèi)容，畢業(yè)設(shè)計(jì)既是對(duì)所學(xué)知識(shí)的總結(jié)與鞏固，也是對(duì)現(xiàn)有知識(shí)的拓展與延伸。因此，無(wú)論是作為學(xué)生的我們還是老師都比較重視。畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中，盡量滿足相關(guān)規(guī)范（包括建筑、結(jié)構(gòu)相關(guān)規(guī)范）的規(guī)定、要求，同時(shí)盡量考慮相應(yīng)的施工條件和施工水平，讓設(shè)計(jì)成果能夠有效，可行。當(dāng)中遇到很多問(wèn)題，大部分是對(duì)現(xiàn)行規(guī)范的理解。但在高老師的悉心指導(dǎo)下，都一一解決了，讓我們加深了對(duì)規(guī)范的認(rèn)識(shí)和理解。于此同時(shí)，也讓我們意識(shí)到學(xué)校教學(xué)與實(shí)際設(shè)計(jì)的一些差距，為以后的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)為云南大學(xué)學(xué)生宿舍樓，為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，總建筑面積在4500平方米左右，層數(shù)為六層。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程之中，經(jīng)過(guò)了三個(gè)明確的階段，即：畢業(yè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)備階段，方案設(shè)計(jì)階段，畢業(yè)設(shè)計(jì)施工圖階段。按照學(xué)校的要求，著重理解在結(jié)構(gòu)方案選擇，荷載組合，抗震，內(nèi)力組合等。并在畢業(yè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，使用計(jì)算機(jī)作了一些輔助設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的計(jì)算過(guò)程中，參考了一些設(shè)計(jì)資料及教材文獻(xiàn)，并在此過(guò)程中，得到了指導(dǎo)教師的悉心指導(dǎo)，在此謹(jǐn)向各位老師表示感謝。第二章 云南大學(xué)學(xué)生宿舍樓設(shè)計(jì)說(shuō)明一、工程概況 依據(jù)云南大學(xué)后勤集團(tuán)規(guī)劃，擬在該校區(qū)建蓋建筑面積約4500m2左右的6層鋼筋混凝土框架學(xué)生公寓綜合樓。該樓底層室內(nèi)地面（0.00處）絕對(duì)標(biāo)高2022.55m，室內(nèi)外地坪高差0.45m，各層層高3.60m。設(shè)計(jì)資料建筑場(chǎng)地工程地質(zhì)條件：（1）建筑場(chǎng)地地勢(shì)平緩，地層自上而下分為如下四層：表層： 人工填土層，層厚0.50m-1.50m，不均勻；第二層： 粘土層，含少量角礫，層厚5.3m-17.00m，土的天然容重=18KN/m3，承載標(biāo)準(zhǔn)值fk=300kpa，壓縮模量s=8.0Mpa，內(nèi)聚力=70kpa，內(nèi)磨擦角=14。第三層： 粘土，層厚5.00m-12.8m；第四層：粉質(zhì)粘土，本層揭露厚度0.80m-7.40m。（2）水穩(wěn)定深度介于地面下2.80m-5.30m。（3）場(chǎng)地覆蓋層厚度dov=9m-80m，場(chǎng)地土屬中軟場(chǎng)地土，場(chǎng)地為類場(chǎng)地。二、建筑設(shè)計(jì)的原則1、在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，根據(jù)了建筑工程所在地和擬建場(chǎng)地巖土工程勘察報(bào)告，采用并遵守國(guó)家現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程和規(guī)定。2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重視結(jié)構(gòu)的選型、結(jié)構(gòu)計(jì)算和結(jié)構(gòu)構(gòu)造，根據(jù)建筑功能的要求選安全適用、經(jīng)濟(jì)合理，便于施工的結(jié)構(gòu)方案。（1）結(jié)構(gòu)選型是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要環(huán)節(jié)。對(duì)地震區(qū)應(yīng)力求選用承載力高、抗震性能良好的結(jié)構(gòu)體系和布置方案，應(yīng)使結(jié)構(gòu)體系受力明確、傳力簡(jiǎn)捷；（2）結(jié)構(gòu)計(jì)算是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，計(jì)算結(jié)果是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)。設(shè)計(jì)中選擇合理的計(jì)算假定、計(jì)算簡(jiǎn)圖、計(jì)算方法，是確保計(jì)算結(jié)果可靠的關(guān)鍵；（3）結(jié)構(gòu)構(gòu)造是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的保證，構(gòu)造設(shè)計(jì)必須從概念設(shè)計(jì)入手，加強(qiáng)連接，保證結(jié)構(gòu)有良好的整體性、足夠的強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)膭偠?。?duì)有抗震設(shè)防要求的結(jié)構(gòu)，尚應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的彈塑性和延性，對(duì)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位和薄弱部位，加強(qiáng)構(gòu)造措施，在設(shè)計(jì)中留有余地，確保結(jié)構(gòu)的安全。3、甲、乙、丙、丁四個(gè)抗震設(shè)防類別建筑的劃分見(jiàn)抗規(guī)（GB 50011-2001。對(duì)各行業(yè)分類劃分應(yīng)符合建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)GB 50223。4、民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尚應(yīng)符合建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB16-87相關(guān)條文的要求，應(yīng)根據(jù)建筑的耐火等級(jí)、燃燒性能和耐火 極限，正確選擇結(jié)構(gòu)與構(gòu)件的防火與抗火措施，諸如混凝土的保護(hù)層厚度等。6、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵守的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程主要有：民用建筑設(shè)計(jì)通則 (GB50352-2005) 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 (GB50016-2005)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2002）建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB50009-2001）建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011-2001）建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002）三、結(jié)構(gòu)布置主體結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，應(yīng)合理布置柱網(wǎng)，滿足建筑功能要求?？紤]抗震要求，滿足建筑的使用功能，樓、屋蓋采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓、屋面，注意主、次梁的布置、管道井孔預(yù)留。根據(jù)上部荷載的大小、房屋的層數(shù)、房屋的高度、地質(zhì)狀況、業(yè)主的要求、設(shè)防烈度、工程材料供應(yīng)狀況、施工技術(shù)水平以及經(jīng)濟(jì)方面的因素等確定結(jié)構(gòu)的體系和結(jié)構(gòu)形式，在此基礎(chǔ)上密切結(jié)合建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)總體布置。建筑結(jié)構(gòu)的總體布置，是指其對(duì)高度、平面、立面和體型等的選擇，除應(yīng)考慮到筑使用功能、建筑要求外，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求。地震區(qū)的建筑，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)保證建筑物具有良好的抗震性能。1、結(jié)構(gòu)總體布置原則（1）控制結(jié)構(gòu)的高度和高寬比在多層和高層建筑中，結(jié)構(gòu)的位移常常成為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要控制因素，而且隨著建筑高度的增加，在水平荷載作用下，傾覆力矩將迅速增大。因此，高層建筑的高寬比不宜過(guò)大。一般應(yīng)滿足規(guī)范的要求。對(duì)于滿足規(guī)范要求的高層建筑，一般可不進(jìn)行整體穩(wěn)定驗(yàn)算和傾覆驗(yàn)算。（2）減少平面和豎向布置的不規(guī)則性建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則、對(duì)稱，并應(yīng)具有良好的整體性平面應(yīng)盡量設(shè)計(jì)成規(guī)則、對(duì)稱而簡(jiǎn)單的形狀，使結(jié)構(gòu)的剛度中心和質(zhì)量中心盡量重合，以減少因形狀不規(guī)則產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的可能性。結(jié)構(gòu)的豎向布置要做到剛度均勻而連續(xù)，避免羯鼓的側(cè)向剛度和承載力突變形成薄弱層或者薄弱部位。結(jié)構(gòu)上部形成縮小面積的突出部分，這種剛度突變?cè)诘卣鹱饔孟聲?huì)產(chǎn)生鞭稍效應(yīng)，要采取特殊的措施加強(qiáng)。（3）變形縫的設(shè)置在多層與高層建筑中，為防止較長(zhǎng)結(jié)構(gòu)因溫度變化和混凝土收縮而產(chǎn)生裂縫，常隔一定距離用溫度縫分開(kāi)；在高層部分和低層部分之間，主于沉降不同，往往設(shè)沉降縫將其分開(kāi)；建筑物各部分層數(shù)、質(zhì)量、剛度差異過(guò)大，或有錯(cuò)層時(shí)，用防震縫分開(kāi)。溫度縫、沉降縫、抗震縫將建筑劃分為若干各獨(dú)立的部分，成為獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元。2、框架結(jié)構(gòu)體系布置（1）結(jié)構(gòu)布置原則a 結(jié)構(gòu)平面形狀和立面體型宜簡(jiǎn)單、規(guī)則，使各部分剛度和質(zhì)量均勻?qū)ΨQ分布，減少扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響。b 控制結(jié)構(gòu)高寬比，以減少水平荷載下的側(cè)移，其高寬比限值見(jiàn)規(guī)范。盡量統(tǒng)一柱網(wǎng)及層高，以減少構(gòu)件種類規(guī)格，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)及施工。c 房屋的總長(zhǎng)度宜控制在最大溫度伸縮縫間距內(nèi)，當(dāng)房屋長(zhǎng)度超過(guò)規(guī)定值時(shí)，可設(shè)伸縮縫將房屋分成若干溫度區(qū)段。（2）柱網(wǎng)和層高框架結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)尺寸，即平面框架的柱距(開(kāi)間)、跨度(進(jìn)深)和層高，首先要滿足生產(chǎn)工藝和其他使用功能的要求，其次是滿足建筑平面功能的要求，還要力求做到柱網(wǎng)平面簡(jiǎn)單規(guī)則、受力合理，同時(shí)施工方便，有利于裝配化、定型化和施工工業(yè)化。（3）鋼筋混凝土承重框架的布置柱網(wǎng)確定后，沿房屋縱橫方向布置梁系，形成橫向框架和縱向框架，分別承受各自方向上的水平作用。根據(jù)承重框架布置方向的不同，框架承重體系可分為三種。橫向框架承重方案橫向框架承重方案是在橫向上布置主梁，在縱向上設(shè)置連系梁。樓板支承在橫向框架上，樓面豎向荷載傳給橫向框架主梁。由于橫向框架跨數(shù)較少，主梁沿框架橫向布置有利于增加房屋橫向抗側(cè)移剛度。由于豎向荷載主要通過(guò)橫梁傳遞，所以縱向連系梁往往截面尺寸較小，這樣有利于建筑物的通風(fēng)和采光。不利的一面是由于主梁截面尺寸較大，對(duì)于凈高給定的建筑，往往要求較大的層高?？v向框架承重方案縱向框架承重方案是在縱向上布置框架主梁，在橫向上布置連系梁，樓面的豎向荷載主要沿縱向傳遞。由于連系梁截面尺寸較小，這樣對(duì)于大空間房屋，凈空較大，房屋布置靈活。不利的一面是進(jìn)深尺寸受到板長(zhǎng)度的限制，同時(shí)房屋的橫向剛度較小。 縱橫向框架混合承重方案框架在縱橫兩個(gè)方向上均布置主梁，樓板的豎向荷載沿兩個(gè)方向傳遞。柱網(wǎng)較大的現(xiàn)澆樓蓋，通常布置成井字形式；柱網(wǎng)較小的現(xiàn)澆樓蓋，樓板可以不設(shè)井字梁而直接支承在框架主梁上。由于這種方案沿兩個(gè)方向傳力，因此各桿件受力較均勻，整體性能也較好，通常按空間框架體系進(jìn)行內(nèi)力分析。在地震區(qū)，考慮到地震方向的隨意性以及地震產(chǎn)生的破壞效應(yīng)較大，因此應(yīng)按雙向承重方案進(jìn)行布置。高層建筑承受的水平荷載較大，應(yīng)設(shè)計(jì)為雙向抗側(cè)力體系，主體結(jié)構(gòu)不應(yīng)采用鉸接，也不應(yīng)采用橫向?yàn)閯偨印⒖v向?yàn)殂q接的結(jié)構(gòu)體系。四、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的原則1、設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)（1）抗震設(shè)防烈度為6度及以上地區(qū)的民用建筑，必須進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。（2）抗震設(shè)防烈度可采用中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖的地震基本烈度。主要城鎮(zhèn)的抗震設(shè)防烈度可按建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2001)附錄A采用。（3）須按建筑抗震設(shè)防烈度，確定相應(yīng)的抗震措施（處地震作用計(jì)算和抗力計(jì)算以外的抗震內(nèi)容，包括相應(yīng)規(guī)范各章所列的抗震構(gòu)造措施。2、地基基礎(chǔ)同一結(jié)構(gòu)單元不宜部分采用天然地基，部分采用人工地基，同一結(jié)構(gòu)單元的基礎(chǔ)不宜設(shè)置在性質(zhì)截然不同的地基上。3、建筑體形和剛度（1）建筑的平面形狀及其抗側(cè)力構(gòu)件的布置宜簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱。（2）建筑的立面形狀及其抗側(cè)力構(gòu)件的布置宜簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和水平承載力沿高度均勻變化，自下而上逐漸減小，避免出現(xiàn)突變。（3）當(dāng)建筑為抗規(guī)表3.4.2-1和表3.4.2-2中的所列的平面不規(guī)則或豎向不規(guī)則類型時(shí)，應(yīng)按規(guī)范3.4.3條的規(guī)定進(jìn)行水平地震作用 計(jì)算和內(nèi)力調(diào)整，并對(duì)薄弱部位采取有效的抗震措施5、 結(jié)構(gòu)材料和延性（1）按照結(jié)構(gòu)的延性系數(shù)的大小排序，依次是鋼結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、配筋砌體結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)。（2）結(jié)構(gòu)延性系數(shù)大，說(shuō)明結(jié)構(gòu)的變形性能好，抗震能力強(qiáng)。在條件許可時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)宜用延性系數(shù)較大的結(jié)構(gòu)材料。（3）對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，為增大結(jié)構(gòu)自身的延性，宜合理確定截面尺寸，恰當(dāng)配置縱筋和箍筋，加強(qiáng)鋼筋的錨固，避免剪切破壞先于彎曲破壞、混凝土壓碎先于鋼筋屈服、鋼筋粘結(jié)錨固失效于構(gòu)件破壞。（4）建筑的立面形狀及其抗側(cè)力構(gòu)件的布置宜簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和水平承載力沿高度均勻變化，自下而上逐漸減小，避免出現(xiàn)突變。當(dāng)建筑為抗規(guī)表3.4.2-1和表3.4.2-2中的所列的平面不規(guī)則或豎向不規(guī)則類型時(shí)，應(yīng)按規(guī)范3.4.3條的規(guī)定進(jìn)行水平地震作用 計(jì)算和內(nèi)力調(diào)整，并對(duì)薄弱部位采取有效的抗震措施，多層、高層建筑物的相關(guān)要求，應(yīng)符合高規(guī)的規(guī)定。6、 結(jié)構(gòu)體系（1）應(yīng)能制定出明確的平面或空間計(jì)算簡(jiǎn)圖。（2）應(yīng)具有合理的、直接的或基本直接的傳力途徑。（3）應(yīng)避免應(yīng)少數(shù)脆弱構(gòu)件或節(jié)點(diǎn)等薄弱環(huán)節(jié)的破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)傳力路線的中斷。（4）應(yīng)具有足夠的側(cè)向剛度、較強(qiáng)的水平承載力、良好的變形能力、能吸收和耗散較多的地震能量。（5）宜采用具有多道抗震防線的剪切型和彎曲型構(gòu)件并用的雙重或多重結(jié)構(gòu)體系。（6）宜具有盡可能多的超靜定次數(shù)，確保結(jié)構(gòu)具有較大安全儲(chǔ)備和內(nèi)力重分配功能，在地震作用下結(jié)構(gòu)能形成總體屈服機(jī)制而非樓層屈服機(jī)制。如強(qiáng)柱型框架屬總體屈服機(jī)制構(gòu)件。（7）沿結(jié)構(gòu)平面和豎向，各抗側(cè)力構(gòu)件宜具有合理的剛度和承載力分布，避免因局部削弱或者突變形成弱樓層或者薄弱部位，產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力集中或塑性變形集中。結(jié)構(gòu)在縱、橫兩個(gè)主軸方向的動(dòng)力特性宜相近。7、房屋高度和高寬比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)房屋的最大適用高度和高寬比，應(yīng)符合抗規(guī)第6.1.1條和高規(guī)第4.2.2、4.2.3條的規(guī)定。8、結(jié)構(gòu)分析（1）多遇地震作用下建筑結(jié)構(gòu)處于彈性工作狀態(tài)的內(nèi)力和變型分析。（2）多遇地震作用下，建筑結(jié)構(gòu)的彈塑性變型分析。9、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)（1）鋼筋混凝土框架設(shè)計(jì)宜符合“四強(qiáng)、四弱”準(zhǔn)則強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件框架粱柱節(jié)點(diǎn)域的截面抗震驗(yàn)算，應(yīng)符合抗規(guī)附錄D的要求，使桿件破壞先于節(jié)點(diǎn)破壞。強(qiáng)柱弱粱框架各樓層節(jié)點(diǎn)柱斷彎矩設(shè)計(jì)值，應(yīng)符合抗規(guī)第6.2.2、6.2.3、6.2.6和6.2.10條的要求，使兩端破壞先于柱端破壞。強(qiáng)剪弱彎框架粱、柱的截面尺寸應(yīng)滿足抗規(guī)第6.2.9條的要求，框架粱端截面和框架柱的剪力設(shè)計(jì)值，應(yīng)分別符合抗規(guī)第6.2.4、6.2.5條和第6.3.86.3.12的要求，使粱柱的彎曲破壞先于剪切破壞。強(qiáng)壓弱拉框架柱的截面尺寸應(yīng)滿足抗規(guī)第6.3.7條的要求?？蚣芰弧⒅目v向受拉鋼筋和箍筋的配置，應(yīng)分別符合抗規(guī)6.3.3、6.3.6條和第6.3.86.3.12條的要求，使粱、柱截面受拉區(qū)鋼筋的屈服先于受拉區(qū)混凝土的壓碎。（2）有地震作用效應(yīng)組合時(shí)，僅重力荷載作用下可考慮對(duì)鋼筋混凝土粱端的負(fù)彎矩設(shè)計(jì)值進(jìn)行塑性調(diào)幅。（3）為確保結(jié)構(gòu)具有足夠的延性，所采用的高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，8、9度時(shí)宜分別不超過(guò)C70和C60，而且在構(gòu)造方面應(yīng)符合抗規(guī)附錄B的規(guī)定。五、建筑設(shè)計(jì) 1、工程概況工程名稱： 云南大學(xué)學(xué)生公寓綜合樓；工程規(guī)模：主體6層；結(jié)構(gòu)類型：鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)；工程環(huán)境：本地區(qū)抗震設(shè)防烈度為8度，第二組別，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.20g；場(chǎng)地土類別：類；本工程抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)為8度；乙類建筑。 現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架抗震等級(jí)：二級(jí)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：二級(jí)環(huán)境類別：地面以上類，基礎(chǔ)為二（a）設(shè)計(jì)使用年限：50年2、設(shè)計(jì)資料（1）建設(shè)地點(diǎn)： 昆明市一二一大街22號(hào)：（2）工程名稱：云南大學(xué)學(xué)生公寓綜合樓；（3）建筑面積：4500。（4）抗震設(shè)防烈度8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.2g。（5）地質(zhì)條件：地基承載力的標(biāo)準(zhǔn)值為300KPa，不考慮地下水作用，水質(zhì)對(duì)混凝土無(wú)侵蝕性。（6）建筑物安全等級(jí)：級(jí)。（7）設(shè)計(jì)標(biāo)高：室內(nèi)設(shè)計(jì)標(biāo)高，室內(nèi)外高差450mm。 （8）活荷載：屋面活荷載2.0，樓面活荷載2.0，走廊樓面活荷載2.0。 （9）混凝土采用C30（）， 鋼筋采用 HPB235：，HRB400： 墻體的砌塊采用普通磚按：3、樓面做法: 屋面： （1) 35厚590590鋼筋混凝土預(yù)制板或鋪地面磚 (2)10厚1:2.5水泥砂漿結(jié)合層 (3)20厚1:3水泥砂漿保護(hù)層 (4)高分子卷材一道，同材性膠粘劑二道 (5)改性瀝青卷材一道，膠粘劑二道 (6)刷底膠劑一道 (7)25厚1:3水泥砂漿找平層 (8)水泥膨脹珍珠巖或水泥膨脹蛭石預(yù)制塊或現(xiàn)澆，預(yù)制塊用1:3水泥砂漿鋪貼 (9)隔汽層 (10)15厚1:3水泥砂漿找平層 （11）結(jié)構(gòu)層：100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 （12）10厚混合砂漿 .標(biāo)準(zhǔn)層樓面 10mm面層 （1）水磨石地面 20mm水泥砂漿打底 素水泥漿結(jié)合層一道 （2）結(jié)構(gòu)層：100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 （3）抹灰層：10厚混合砂漿 鋼筋混凝土框架設(shè)計(jì)：建筑總高為21.6m，總共6層，每層層高3.60m，室內(nèi)外高差0.45m，具體情況可參見(jiàn)結(jié)構(gòu)平面布置圖。結(jié)構(gòu)平面布置圖第三章 設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容本設(shè)計(jì)為框架結(jié)構(gòu)，在計(jì)算時(shí)僅取橫向一榀框架計(jì)算，所以仍然按照橫向承重的方案來(lái)計(jì)算。一、梁柱截面尺寸確定 柱截面尺寸確定：根據(jù) 估算軸壓比查得為0.8各層的重力荷載代表值近似?。哼呏?fù)載面積：中柱負(fù)載面積：邊柱：中柱：根據(jù)計(jì)算結(jié)果綜合取所有柱的面積為：一層四層為，五六層為框架梁的尺寸按下面兩式來(lái)確定： 框架梁柱截面尺寸表框架計(jì)算：假定框架柱嵌固于基礎(chǔ)頂面，框架與柱剛接，底層柱高從基礎(chǔ)頂面算至二樓層面基頂標(biāo)高根據(jù)地質(zhì)條件、室內(nèi)外高差，定位-1.00m，二樓層面標(biāo)高為3.60m，故底層柱高為4.6m。其余各層柱高從樓面算至上一層樓面（即層高），均為3.6m，由此可繪制出框架梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖，如圖所示。框架計(jì)算簡(jiǎn)圖二、豎向荷載計(jì)算：恒載1.屋面（1) 35厚590590鋼筋混凝土預(yù)制板或鋪地面磚(2)10厚1:2.5水泥砂漿結(jié)合層(3)20厚1:3水泥砂漿保護(hù)層(4)高分子卷材一道，同材性膠粘劑二道(5)改性瀝青卷材一道，膠粘劑二道(6)刷底膠劑一道(7)25厚1:3水泥砂漿找平層(8)水泥膨脹珍珠巖或水泥膨脹蛭石預(yù)制塊或現(xiàn)澆，預(yù)制塊用1:3水泥砂漿鋪貼(9)隔汽層(10)15厚1:3水泥砂漿找平層 （11）結(jié)構(gòu)層：100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 （12）10厚混合砂漿 合計(jì)： 2.標(biāo)準(zhǔn)層樓面 10mm面層（1）水磨石地面 20mm水泥砂漿打底 素水泥漿結(jié)合層一道（2）結(jié)構(gòu)層：100厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 （3）抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： 3. 梁線荷載（1）KL1：自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： （2）KL2：自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： （3）KL3：自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： （4）L1：自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： （5）L2：自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： （6）L3：自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： (7) L4：自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： 4. 柱線荷載：5、 六層：自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： 一至四層：自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： 5、 墻線荷載：（1）邊框AB軸：自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： （2）邊框BC軸：自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： （3）中框AB軸：自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： （4）中框BC軸：自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： （5）L3 上的墻線荷載：自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： （6）A軸和C軸 上的墻線荷載： 墻自重： 窗自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)線荷載： （7）B軸 上的墻線荷載： 墻自重： 門自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)線荷載： （8）L1上的墻線荷載： 墻自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)線荷載： （9）L2上的墻線荷載： 墻自重： 門自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)線荷載： （10）女兒墻（做法：墻高1100mm，100mm的混凝土壓頂）：由以上荷載計(jì)算統(tǒng)計(jì)可得各樓層重力荷載值如下：；三、框架側(cè)移剛度計(jì)算邊框架計(jì)算：A-B 梁基本信息 位置梁寬梁高跨度ib(1.5I0)mmmmmKNm第6層屋面2506007.22.81E+04第5層樓面2506007.22.81E+04第4層樓面2506007.22.81E+04第3層樓面2506007.22.81E+04第2層樓面2506007.22.81E+04第1層樓面2506007.22.81E+04B-C梁基本信息位置梁寬梁高跨度ib(1.5I0)mmmmmKNm第6層屋面2507009.63.35E+04第5層樓面2507009.63.35E+04第4層樓面2507009.63.35E+04第3層樓面2507009.63.35E+04第2層樓面2507009.63.35E+04第1層樓面2507009.63.35E+04A 柱 基 本 信 息層數(shù)柱寬柱高柱長(zhǎng)icKDAmmmmmKNmKN/m第6層5005003.60 4.34E+040.65 0.24 9.83E+03第5層5005003.60 4.34E+040.65 0.24 9.83E+03第4層7007003.60 1.67E+050.17 0.08 1.20E+04第3層7007003.60 1.67E+050.17 0.08 1.20E+04第2層7007003.60 1.67E+050.17 0.08 1.20E+04第1層7007004.60 1.30E+050.22 0.32 2.39E+04B 柱 基 本 信 息層數(shù)柱寬柱高柱長(zhǎng)icKDBmmmmmKNmKN/m第6層5005003.60 4.34E+041.42 0.42 1.67E+04第5層5005003.60 4.34E+041.42 0.42 1.67E+04第4層7007003.60 1.67E+050.37 0.16 2.41E+04第3層7007003.60 1.67E+050.37 0.16 2.41E+04第2層7007003.60 1.67E+050.37 0.16 2.41E+04第1層7007004.60 1.30E+050.47 0.39 2.91E+04C柱基本信息柱寬柱高凈高icKDCmmmmmKNm5005003.60 4.34E+040.77 0.28 1.12E+045005003.60 4.34E+040.77 0.28 1.12E+047007003.60 1.67E+050.20 0.09 1.41E+047007003.60 1.67E+050.20 0.09 1.41E+047007003.60 1.67E+050.20 0.09 1.41E+047007004.60 1.30E+050.26 0.34 2.48E+04邊框架合計(jì)表：層數(shù)單榀D邊框榀數(shù)KN/m2第6層3.77E+047.54E+04第5層3.77E+047.54E+04第4層5.02E+041.00E+05第3層5.02E+041.00E+05第2層5.02E+041.00E+05第1層7.78E+041.56E+05中框架計(jì)算：A-B 梁基本信息位置梁寬梁高跨度ib(2I0)mmmmmKNm第6層屋面2506007.23.75E+04第5層樓面2506007.23.75E+04第4層樓面2506007.23.75E+04第3層樓面2506007.23.75E+04第2層樓面2506007.23.75E+04第1層樓面2506007.23.75E+04B-C梁基本信息位置梁寬梁高跨度ib(2I0)mmmmmKNm第6層屋面2507009.64.47E+04第5層樓面2507009.64.47E+04第4層樓面2507009.64.47E+04第3層樓面2507009.64.47E+04第2層樓面2507009.64.47E+04第1層樓面2507009.64.47E+04A 柱 基 本 信 息層數(shù)柱寬柱高柱長(zhǎng)icKDA單位：mmmmmKNmKN/m第6層5005003.60 4.34E+040.86 0.30 1.21E+04第5層5005003.60 4.34E+040.86 0.30 1.21E+04第4層7007003.60 1.67E+050.22 0.10 1.56E+04第3層7007003.60 1.67E+050.22 0.10 1.56E+04第2層7007003.60 1.67E+050.22 0.10 1.56E+04第1層7007004.60 1.30E+050.29 0.34 2.55E+04B 柱 基 本 信 息層數(shù)柱寬柱高柱長(zhǎng)icKDB單位：mmmmmKNmKN/m第6層5005003.60 4.34E+041.89 0.49 1.95E+04第5層5005003.60 4.34E+041.89 0.49 1.95E+04第4層7007003.60 1.67E+050.49 0.20 3.05E+04第3層7007003.60 1.67E+050.49 0.20 3.05E+04第2層7007003.60 1.67E+050.49 0.20 3.05E+04第1層7007004.60 1.30E+050.63 0.43 3.18E+04C柱基本信息層數(shù)柱寬柱高柱長(zhǎng)icKDC單位：mmmmmKNmKN/m第6層5005003.60 4.34E+041.03 0.34 1.37E+04第5層5005003.60 4.34E+041.03 0.34 1.37E+04第4層7007003.60 1.67E+050.27 0.12 1.82E+04第3層7007003.60 1.67E+050.27 0.12 1.82E+04第2層7007003.60 1.67E+050.27 0.12 1.82E+04第1層7007004.60 1.30E+050.34 0.36 2.66E+04中框架合計(jì)表：層數(shù)單榀D中框榀數(shù)KN/m6第6層4.53E+042.72E+05第5層4.53E+042.72E+05第4層6.44E+043.86E+05第3層6.44E+043.86E+05第2層6.44E+043.86E+05第1層8.39E+045.03E+05四、橫向水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力側(cè)移計(jì)算：自震周期計(jì)算（用能量法計(jì)算）：層號(hào)重力荷載610564.261.06E+043.47E+054.56E-012.20E+034.82E+03510699.942.13E+043.47E+054.26E-011.94E+034.56E+03410953.963.22E+044.87E+053.65E-011.46E+033.99E+03311207.984.34E+044.87E+052.98E-019.98E+023.34E+03211207.985.46E+044.87E+052.09E-014.90E+022.34E+0319165.276.38E+046.59E+059.68E-028.59E+018.87E+02表中: ，由邊框架合計(jì)表和中框架合計(jì)表求得。水平地震力作用及樓層地震剪力計(jì)算：層次hiHiGiGiHiGiHi/GiHiFiVi63.622.610564.26 238752.25 0.272 786.20 786.20 53.61910699.94 203298.92 0.232 669.46 1455.66 43.615.410953.96 168690.97 0.192 555.49 2011.15 33.611.811207.98 132254.11 0.151 435.51 2446.66 23.68.211207.98 91905.40 0.105 302.64 2749.30 14.64.69165.27 42160.26 0.048 138.83 2888.13 因其結(jié)構(gòu)高度不超過(guò)40m，變形以剪切型為主，故可按用底部剪力法計(jì)算遂層地震作用，結(jié)構(gòu)橫向水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算，即：地震分組二組，場(chǎng)地類，（8度）， （，），需考慮結(jié)構(gòu)頂部附加集中作用。由可求得作用在各樓層上的水平地震作用：各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算表：層次FiVi6786.20 786.20 5669.46 1455.66 4555.49 2011.15 3435.51 2446.66 2302.64 2749.30 1138.83 2888.13 水平地震力作用下的位移驗(yàn)算橫向水平地震力作用下的位移驗(yàn)算：層次ViDiVi/Di6786.20 347323.29 0.0023 0.0006 51455.66 347323.29 0.0042 0.0012 42011.15 486512.62 0.0041 0.0011 32446.66 486512.62 0.0050 0.0014 22749.30 486512.62 0.0057 0.0016 12888.13 658869.90 0.0044 0.0010 由表可見(jiàn)，最大層間彈性位移角發(fā)生在第2層，其值0.0016<1/550=0.0018，滿足要求。五、水平地震作用下軸橫向框架計(jì)算：在水平地震作用下，框架柱減力及彎矩計(jì)算采用D值法，其計(jì)算結(jié)果見(jiàn)下表水平地震作用框架剪力及彎矩標(biāo)準(zhǔn)值柱號(hào)層次層高h(yuǎn)i層間剪力Vik層間剛度Di各柱剛度DimDim/DVim=Dim/D*VikKyM下M上A63.6786.20 347323.29 9834.47 0.03 22.26 0.650.324.04 56.10 53.61455.66 347323.29 9834.47 0.03 41.22 0.650.459.35 89.03 43.62011.15 486512.62 12008.07 0.02 49.64 0.170.3460.76 117.94 33.62446.66 486512.62 12008.07 0.02 60.39 0.170.47102.18 115.22 23.62749.30 486512.62 12008.07 0.02 67.86 0.170.67163.67 80.62 14.62888.13 658869.90 23899.69 0.04 104.76 0.220.92443.36 38.55 B63.6786.20 347323.29 16684.43 0.05 37.77 1.42 0.3750.31 85.66 53.61455.66 347323.29 16684.43 0.05 69.93 1.42 0.45113.28 138.45 43.62011.15 486512.62 24078.84 0.05 99.54 0.37 0.4143.33 215.00 33.62446.66 486512.62 24078.84 0.05 121.09 0.37 0.45196.17 239.76 23.62749.30 486512.62 24078.84 0.05 136.07 0.37 0.54264.52 225.33 14.62888.13 658869.90 29101.84 0.04 127.57 0.47 0.76445.97 140.83 C63.6786.20 347323.29 11189.65 0.03 25.33 0.77 0.3431.00 60.18 53.61455.66 347323.29 11189.65 0.03 46.90 0.77 0.467.53 101.30 43.62011.15 486512.62 14091.96 0.03 58.25 0.20 0.3573.40 136.31 33.62446.66 486512.62 14091.96 0.03 70.87 0.20 0.45114.81 140.32 23.62749.30 486512.62 14091.96 0.03 79.63 0.20 0.6172.01 114.67 14.62888.13 658869.90 24813.52 0.04 108.77 0.26 0.86430.29 70.05 注：表中Vik第i層第k號(hào)柱的減力。y反彎點(diǎn)高度系數(shù)，均查表求得，y值計(jì)算見(jiàn)下表。M下柱下端彎矩，M下=。M上柱下端彎矩，M上=。y值計(jì)算表y值計(jì)算柱號(hào)層次Ky01y12y23y3yA60.65 0.310100.350.65 0.41010100.440.17 0.341010100.3430.17 0.471010100.4720.17 0.710101.278-0.030.6710.22 0.970.783-0.050.92B61.42 0.3710100.3751.42 0.451010100.4540.37 0.41010100.430.37 0.451010100.4520.37 0.5510101.278-0.010.5410.47 0.770.783-0.010.76C60.77 0.3410100.3450.77 0.41010100.440.20 0.351010100.3530.20 0.451010100.4520.20 0.6510101.278-0.050.610.26 0.910.783-0.050.86柱上下端彎矩求得后，利用節(jié)點(diǎn)平衡，求在水平地震作用下的梁端，利用平衡條件可求梁端剪力及柱軸力，計(jì)算見(jiàn)下表：框架梁端彎矩，剪力及柱軸力層次AB跨BC跨柱軸力lM左M右VblM左M右VbNaNbNc67.256.10 39.09 13.22 9.646.56 60.18 11.12 -13.22 2.10 11.12 57.2113.07 86.15 27.67 9.6102.61 132.30 24.47 -40.89 5.30 35.59 47.2177.29 149.83 45.43 9.6178.45 203.84 39.82 -86.33 10.92 75.41 37.2175.98 174.85 48.73