土木工程畢業(yè)設計（論文）-四層框架教學樓設計

1、結構布置方案及結構選型根據(jù)建筑功能要求以及建筑施工的布置圖，本工程確定采用框架承重方案，框架梁、柱布置參見結構平面圖。2.1. 主要構件選型（1）梁板柱結構形式：現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構（2）墻體采用：粉煤灰輕渣空心砌塊（3）墻體厚度：外墻:240mm，內(nèi)墻:190mm（4）基礎采用：柱下獨立基礎全套圖紙，加1538937062.2. 梁柱截面尺寸估算（1）主要承重框架:梁的跨度L=7200mmh=(1/81/12)L=900mm600mm 取h=600mm 300mm200mm 取b=250mm 滿足b200mm且b 500/2=250mm故主要框架梁初選截面尺寸為：bh=250mm600mm（2

2、）次要承重框架：取L=3600mmh=(1/81/12)L=450mm300mm 取h=400mm225mm150mm 取b=250mm故次要框架梁初選截面尺寸為：bh=250mm400mm （3）框架柱:4200=280mm210mm b=(12/3)h 取b=h = 1 * GB3 按軸力估算柱: No=92(1014)kN/m2kNkN = 2 * GB3 按軸壓比驗算:此建筑抗震等級為三級，=0.8 選C30型混凝土 =14.3 N=(1.21.4)No 故初選柱截面尺寸為： bh=500mm500mm三個假設：平面結構假定：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

3、的抗側力結構不受力； = 2 * GB3 樓板在自身平面內(nèi)在水平荷載作用下，框架之間不產(chǎn)生相對位移； = 3 * GB3 不考慮水平荷載作用下的扭轉作用。計算簡圖根據(jù)結構平面布置圖,選定軸線作為計算單元. 如圖所示KJHGKJHGFEDCBA 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20結構平面布置圖框架梁跨度(按柱中心線確定)：AC、DF跨: 7200mmCD跨: 3600mm框架柱高度： 取底層:H1=4200mm 其它層:H2=H3=H4 =3900mm邊跨梁：iAC=iDF= =中間跨梁：iCD= = =11111 底層柱：i = =37200 其它層柱：i = =400

4、60 荷載統(tǒng)計一、恒載計算1.屋面荷載:kN/2)其它重量(隔熱防水等構造)按最薄處83mmkN/kN/中間跨邊跨中間跨邊跨因此，作用在頂層框架梁上的線荷載為：g4AC1=g4DE1=g4CD1 =/mg4AC2=g4DE2=g4CD2=1）陶瓷地磚樓面8-10厚地磚鋪實拍平，水泥漿擦縫2）20厚1：4水泥砂漿3）素水泥漿結合層一遍 kN/kN/5）7mm厚的水泥石灰砂漿1:1:46）5mm厚1：0.5：3水泥石灰砂漿7）表面涂料8）總厚度12mmkN/樓面恒荷載： kN/中間跨邊跨中間跨邊跨因此，作用在頂層框架梁上的線荷載為：gAC1=gDE1=gCD1 =gAC2=gDE2=gCD2=邊柱

5、連系梁自重： 0.25*0.40*3.6*25=9kN高女兒墻自重：1.5*3.6* kN kN頂層邊節(jié)點集中荷載 G4A=G4F 中柱連系梁自重： 0.25*0.40*3.6*25=9kN/m頂層中節(jié)點集中荷載 G4C=G4D 邊柱連系梁自重： 0.25*0.40*3.6*25=9kN連系梁傳來外墻自重：連系梁傳來連系梁傳來樓面自重：1/2*3.6*1/2*3.6*=1kN中間層邊節(jié)點集中荷載 GA=GF=35.6835 kN中柱連系梁自重： 0.25*0.40*3.6*25=9kN連系梁傳來墻自重連系梁傳來樓面自重：1/2*3.6*1/2*3.6*=1kN中間層中節(jié)點集中荷載 GC=GD

6、kN5.內(nèi)墻1）砼小砌塊墻厚190mmkN/2）內(nèi)墻面：采用混合砂漿墻面 15mm厚1：1：6水泥石灰砂漿 5mm厚1：0.5：3水泥石灰砂漿 （雙面）kN/kN/6.外墻1）砼小砌塊墻厚240mm： kN/2）外墻面：采用陶瓷錦磚墻面 15mm厚1：3水泥砂漿 3-4mm厚1：1水泥砂漿 4-5mm kN/3）內(nèi)墻面：采用混合砂漿墻面 15mm厚1：1：6水泥石灰砂漿 5mm厚1：0.5：3水泥石灰砂漿 0.34kN/外墻恒荷載： 9kN/7.木門：kN/8.窗：kN/9.恒荷載作用下的計算簡圖如下：恒載圖恒載圖二、活載計算kN/2.樓面:(教室)2.0 kN/；kN/?；钶d圖活載圖三、風荷

7、載:基本風壓:W0=kN/風載體型系數(shù)：風壓高度系數(shù)：按B類地區(qū)，查表列如下表：離地高度5101520z風振系數(shù)：房屋高度未超過30m，主體結構計算時，垂直于建筑物表面的風荷載標準值為：k=zsz0,計算結果如下層次ZSZZW0A()Pw(kN)HM(kN.m)411.3311.3211.31111.31063左風圖左風圖四、雪荷載開封市基本雪壓S0屋面積雪分布系數(shù)r屋面雪荷載標準值為：Sk=r *S0=恒荷載作用下的內(nèi)力計算豎向荷載作用下的內(nèi)力計算采用分層法1）頂層把梯形荷載轉化為等效均布荷載各桿固端彎矩=79.18398kN*m=54.93744kN*m=27.46872kN*m彎矩分配法

8、計算過程00上柱下柱ACCA上柱下柱CDDC000000002）中間層把梯形荷載轉化為等效均布荷載各桿固端彎矩=64.2249kN*m=44.43984kN*m=22.21992kN*m彎矩分配法計算過程上柱下柱ACCA上柱下柱CDDC3）底層把梯形荷載轉化為等效均布荷載各桿固端彎矩=64.2249kN*m=44.43984kN*m=22.21992kN*m彎矩分配法計算過程上柱下柱ACCA上柱下柱CDDC402合并各彎矩值。并將彎矩再分配一次頂層00上柱下柱ACCA上柱下柱CDDC00056600000三層上柱下柱ACCA上柱下柱CDDC14二層上柱下柱ACCA上柱下柱CDDC底層上柱下柱A

9、CCA上柱下柱CDDC-0.6041得彎矩圖如下恒荷載彎矩圖恒荷載作用下的框架剪力計算梁： 柱： 恒荷載作用下的框架軸力計算柱自重設計值：活載作用下的內(nèi)力計算活荷載作用下的內(nèi)力計算采用分層法1）頂層把梯形荷載轉化為等效均布荷載各桿固端彎矩=27.702kN*m=19.44kN*m=9.72kN*m彎矩分配法計算過程00上柱下柱ACCA上柱下柱CDDC025800000002）中間層把梯形荷載轉化為等效均布荷載各桿固端彎矩=27.702kN*m=24.3kN*m=12.15kN*m彎矩分配法計算過程上柱下柱ACCA上柱下柱CDDC-2.663753）底層把梯形荷載轉化為等效均布荷載各桿固端彎矩=

10、27.702kN*m=24.3kN*m=12.15kN*m彎矩分配法計算過程上柱下柱ACCA上柱下柱CDDC合并各彎矩值。并將彎矩再分配一次頂層00上柱下柱ACCA上柱下柱CDDC00000000三層上柱下柱ACCA上柱下柱CDDC二層上柱下柱ACCA上柱下柱CDDC底層上柱下柱ACCA上柱下柱CDDC得內(nèi)力圖如下活載彎矩圖活載剪力圖活載軸力圖風荷載作用下的內(nèi)力計算kN/風載體型系數(shù)：風壓高度系數(shù)：按B類地區(qū)，查表列如下表：離地高度5101520z11風振系數(shù)：房屋高度未超過30m，主體結構計算時，垂直于建筑物表面的風荷載標準值為：k=zsz0,計算結果如下層次ZSZZW0A()Pw(kN)H

11、M(kN.m)4131211111風荷載作用下的內(nèi)力計算采用D值法1)各柱剪力如下系數(shù)四層三層A4A3C4C3D4D3F4F3A3A2C3C2D3D2F3F2KDV系數(shù)二層一層A2A1C2C1D2D1F2F1A1A0C1C0D1D0F1F0KDV2）求反彎點高度層數(shù)第四層（m=4，n=4，h=）柱號Ky01y12y23y3yA4A3100010C4C3100010D4D3100010F4F3100010層數(shù)第三層（m=4，n=3，h=）A3A2100010C3C2100010D3D2100010F3F2100010層數(shù)第二層（m=4，n=2，h=）A2A1100010C2C1100010D2D

12、1100010F2F1100010層數(shù)第一層（m=4，n=1，h=）A1A0100010C1C0100010D1D0100010F1F01000103）風荷載作用下側移驗算位置FkDuu/h限值4層9570441/5003層1/5002層1/5001層1/500頂點1/6504）風荷載作用下框架的內(nèi)力值柱端彎矩：柱上端彎矩M=V*（h-y)柱下端彎矩M=V*y梁端彎矩：先求出每個結點柱端彎矩之和，然后按梁的線剛度進行分配。風荷載作用下框架的內(nèi)力圖如下：風載剪力圖風載軸力圖水平地震作用計算抗震設防烈度為7度，類場地土，設計地震分組為第一組，抗震等級為三級，需要進行抗震計算。水平地震作用采用底部剪

13、力法。頂層活載：2.5*3.6*18=162kN中間層底層梁柱的線剛度AC跨梁：=1.2*11875=22500kNmCD跨梁：=DF跨梁：=1.2*18750=22500kNm底層柱：=37200kNm其它層柱：=40060kNm底層其它層DKaDKaD邊柱A0.6048 0.4241 10733.5566 0.2808 0.1231 3891.4538 邊柱F0.6048 0.4241 10733.5566 0.2808 0.1231 3891.4538 中柱C0.9633 0.4938 12496.1738 0.4472 0.1828 5776.0419 中柱D0.9633 0.4938

14、 12496.1738 0.4472 0.1828 5776.0419 D46459.4607 19334.9913 多遇地震作用下，設防烈度7度，查抗震規(guī)范表-1，；類場地，設計地震分組為第一組，查抗震規(guī)范表5.1.4-2，。，除有專門規(guī)定外，建筑結構的阻尼比應取0.05，由地震影響系數(shù)曲線，則因為，所以不考慮頂部附加地震作用，結構總水平地震作用標準值=各層水平地震作用標準值、樓層地震剪力及樓層層間位移計算見下表層GiHiGiHiGiHiFiViDUe4 632.0160 3.9 2464.8624 9735.6038 34.7870 34.7870 19334.9913 0.0018 3

15、602.5536 3.9 2349.9590 33.1653 67.9523 19334.9913 0.0035 2 602.5536 3.9 2349.9590 33.1653 101.1176 19334.9913 0.0052 1 612.1008 4.2 2570.8234 36.2824 137.4000 46459.4607 0.0030 其中底層：=0.0030/4.2=1/14001/500（滿足）二層：=0.0052/3.9=1/7501/650（滿足）框架柱剪力和柱端彎矩標準值柱層hViDDD/DVikKy0M下M上邊柱A4 3.9 34.7870 19334.9913 3

16、891.4538 0.2013 7.0014 0.2808 0.0800 2.1844 25.1210 3 3.9 67.9523 19334.9913 3891.4538 0.2013 13.6764 0.2808 0.3000 16.0014 37.3366 2 3.9 101.1176 19334.9913 3891.4538 0.2013 20.3514 0.2808 0.5300 42.0664 37.3041 1 4.2 137.4000 46459.4607 10733.5566 0.2310 31.7436 0.6048 0.7000 93.3262 39.9969 中柱C4

17、3.9 34.7870 19334.9913 5776.0419 0.2987 10.3921 0.4472 0.1800 7.2952 33.2339 3 3.9 67.9523 19334.9913 5776.0419 0.2987 20.2997 0.4472 0.3300 26.1258 53.0432 2 3.9 101.1176 19334.9913 5776.0419 0.2987 30.2074 0.4472 0.5000 58.9044 58.9044 1 4.2 137.4000 46459.4607 12496.1738 0.2690 36.9564 0.9633 0.6

18、500 100.8910 54.3259 中柱D4 3.9 34.7870 19334.9913 5776.0419 0.2987 10.3921 0.4472 0.1800 7.2952 33.2339 3 3.9 67.9523 19334.9913 5776.0419 0.2987 20.2997 0.4472 0.3300 26.1258 53.0432 2 3.9 101.1176 19334.9913 5776.0419 0.2987 30.2074 0.4472 0.5000 58.9044 58.9044 1 4.2 137.4000 46459.4607 12496.1738

19、 0.2690 36.9564 0.9633 0.6500 100.8910 54.3259 邊柱F4 3.9 34.7870 19334.9913 3891.4538 0.2013 7.0014 0.2808 0.0800 2.1844 25.1210 3 3.9 67.9523 19334.9913 3891.4538 0.2013 13.6764 0.2808 0.3000 16.0014 37.3366 2 3.9 101.1176 19334.9913 3891.4538 0.2013 20.3514 0.2808 0.5300 42.0664 37.3041 1 4.2 137.4000 46459.4607 10733.5566 0.2310