《幼儿园结构（可编辑）.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《幼儿园结构（可编辑）.doc（32页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、 毕业设计说明书幼儿园结构设计摘要该建筑为现浇钢筋混凝土框架结构框架梁纵横向布置板的四周支撑于主梁上主梁与柱构成横向框架体系增强了房屋的横向侧移刚度本设计分为建筑设计和结构设计两大部分建筑设计部分综合了几个方案的优点考虑了影响建筑的各种因素采用了既能满足学生住宿生活的多方面要求又比较经济适用的方案结构设计的过程分为结构方案的选择布置及构件尺寸的确定附属结构和主体结构的计算三个过程设计内容有荷载统计水平地震作用下及竖向荷载作用下框架的内力计算内力组合梁柱的截面设计楼梯楼板设计及基础设计等另外运用PKPM及CAD进行框架的结构设计计算和板的配筋计算结构设计方面充分考虑了抗震设计本着小震不坏中震可修
2、大震不倒的设防目标进行了结构的抗震设计 AbstractShould construct construct main near symmetry for the cast-in-place frame structure the building bodily form of rule is not only helpful for structural anti-seismic is also helpful for construction in which frame beam crossing to arrange beam lateral arrange the four week
3、s of board sustain in beam and main beam on main beam and column form lateral frame system have strengthened the lateral side of house move rigidity It is most of that this design divide into building design and structural design two construct design part have synthesized the advantage of some schem
4、es have considered the various factors of building influence have adopted can satisfy the various requirement of modern medical treatment again compare economic suitable schemeThe process of structural design divides into the option of structural scheme with arrange component size determine the calc
5、ulation of and main structure 3 processes design content have load statistics and horizontal seismic role take off and erect to load role sill put up force calculation force combination and the section design of beam column stairs and floor design etc carry out board and the structural design calcul
6、ation of frame additionally with PK PM and CAD match tendon calculationStructure design the aspect was full consideration anti- earthquake design be in the light ofsmall earthquake pretty good medium earthquake can fix big earthquake dont pourof establish and defend target carry on structure of anti
7、- earthquake designInclude an anti- an earthquake to check calculate with building anti- earthquake concept design目录第一章绪论1第二章 设计任书221 主要内容包括222 设计计算内容3第三章 工程概况431工程概况432柱网布置433框架结构承重方案的选择434框架结构的计算535梁柱截面尺寸的初步确定5第四章 框架侧移刚度的计算841横梁线刚度ib 的计算 b12 842纵梁线刚度ib 的计算 b12 843柱线刚度i c 的计算 b12 8第五章 重力荷载代表值的计算105
8、1 楼屋面做法1052 屋面及楼面可变荷载标准值1053 墙门窗重力荷载计算1154 梁柱计算11第六章 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算1461 横向自振周期的计算1462 水平地震作用及楼层地震剪力的计算1463 多遇水平地震作用下的位移验算1664 水平地震作用下框架内力计算17第七章 竖向荷载作用下框架结构的内力计算2171 计算单元确定2172 荷载计算2173 内力计算25第八章 横向框架内力组合2981结构抗震等级2982框架梁内力组合2983框架柱内力组合35第九章 截面设计4791 框架梁4792 框架柱5393 框架梁柱节点核芯区截面抗震验算57第十章 楼梯设计5
9、9101 设计资料59102 楼梯板设计59103 平台板计算60104 平台梁设计61第十一章 楼盖设计63111 楼面梁格布置图63112 荷载设计值64113 方案确定弹性理论64114 双向板计65第十二章 基础设计67121 工程概况67122 独立基础设计 轴线 67鸣 谢72参考文献73附件1毕业设计任务书第一章 绪论根据设计任务书的要求本次结构设计采用钢筋混凝土框架结构设计过程遵循先建筑后结构再基础的思路建筑设计依据用地条件和建筑使用功能周边环境特点首先设计建筑平面包括建筑平面选择平面柱网布置平面交通组织及平面功能设计其次进行立面造型剖面的设计最后进行楼梯的设计及相关构件的初选
10、本次设计的建筑物位于地震区应该考虑地震的影响查阅有关规范和资料进行结构设计时不用考虑风荷载第二章 设计任书21 主要内容包括22 设计计算内容总平面图建筑设计说明及各部分做法各平面图立面图剖面图建筑构造节点详图23个墙身剖面图屋顶排水建筑设计说明书与计算机书内容包括设计任务简介结构方案的设计平立剖面设计的说明柱网尺寸的确定装饰等材料的确定及各部分做法的说明主要建筑节点的构造门窗明细表技术经济分析引用的规范标准以及图集222结构设计部分各层结构布置及剖面详图框架梁柱配筋图楼梯及楼板配筋图结构设计说明与计算书内容包括结构方案的确定框架的内力计算分析及抗震设计计算框架梁柱的配筋计算 基础的配筋计算第
11、三章 工程概况31工程概况 根据该房屋的使用功能及建筑设计要求进行了平立面及剖面的设计主体结构为4 层一层层高为39m其余为36m附属结构为一大厅为单一层层高39m 填充墙采用蒸压粉煤灰混凝土砌块为200mm重度为55KNm3门为实木门门尺寸12m21m09m21m窗为铝合金窗窗洞尺寸18m18m30m18m 楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构板厚120mm32柱网布置本幼儿园采用柱距为6m 的内廊式小柱网边跨为66m中间跨为66m层高取36m主体结构布置如下图所示图31 本计算框架的结构柱网布置图33框架结构承重方案的选择 竖向荷载的传力途径楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁再由主
12、梁传至框架柱最后传至地基根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径本机构框架的承重方案为横向框架承重方案这可使横向框架梁的截面高度大增加框架的横向侧移刚度34框架结构的计算 图32横向框架组成的空间结构 图33纵向框架组成的空间结构35梁柱截面尺寸的初步确定351 梁截面尺寸估算梁截面高度一般取梁跨度的 11218 进行估算梁宽取梁高的1312可得梁的截面初步定为各种梁截面见表11表31 梁截面尺寸表mm 混凝土等级横梁bh纵梁bh 次梁bh250550C30250550250500352 柱的截面尺寸估算根据柱的轴压比限值按下列公式计算a 柱组合的轴压力设计值N Fn注 考虑地震作用组合后柱
13、轴压力增大系数边柱取13中柱取 125 F 按简支状态计算柱的负载面积 为折算在单位面积上的重力荷载代表值近似的取1215kN n 为验算截面以上的楼层层数b 注 为框架柱轴压比限值本方案为三级抗震等级查建筑 抗震设计规范GB50011 2001取09 为混凝土轴心抗压强度设计值C30 为143Nc 计算过程 对于边柱 N Fn 13267124 16672 KN 1295455 对于中柱 N Fn 125351124 21937KN 1704545综合以上计算结果并考虑其它因素取边柱和中柱截面为450mm450mm 表32 柱截面尺寸mm层次混凝土等级bh1-4C30550550第四章 框架
14、侧移刚度的计算 横向框架侧移刚度计算41纵梁线刚度ib 的计算 b12 类别EcNmm bhmmmmlmmEcIlNmm15EclNmm2EclNmm横梁pm30250600457500182736横梁mk3025060045570023735547443柱线刚度i c 的计算 b12 层次hcmmEcN bhmmmmIcEcIchcNmm14400304504503422332-4360030450450342285柱的侧移刚度D值按下式计算根据梁柱线刚度比的不同柱可分为中框架中柱和边柱边框架中柱和边柱以及楼电梯间柱等计算结果分别见下表 边框架柱侧移刚度D值层次中柱1根边柱2根1216064
15、92401520578280258002-421905213810058023606025930层次12342580025930259302593042580025930 099 07该框架为规则框架第五章 重力荷载代表值的计算51 楼屋面做法 根据建筑类别框架幼儿园查98J122 工程做法P6 表查得屋面防水等 级为级10 年根据平屋面和不上人屋面要求选择以下屋面楼面做法511 楼面做法 楼面做法选98J122 工程做法P78 屋18查荷载规范可取 永久荷载标准值 120厚花岗石楼面 15002 03 kNm2 220厚14干硬性水泥砂浆结合层 20002 04 kNm2 3100厚钢筋混凝
16、土板 25010 25 kNm2 4V型轻钢龙骨吊顶 020 kNm2合计 34 kNm2 楼面做法选98J122 工程做法P79 屋21查荷载规范可取 永久荷载标准值 120厚石英地板楼面 15002 03 kNm2 220厚14干硬性水泥砂浆结合层 20002 04 kNm2 3120厚钢筋混凝土板 25010 2kNm2 4V型轻钢龙骨吊顶 020 kNm2合计 34 kNm2512 屋面做法 选98J122 工程做法P13 屋11查荷载规范可取屋面永久荷载标准值不上人 1SBS防水层 015 kNm2 220厚13水泥砂浆找平层 145002 029 kNm2 3150厚水泥蛭石保温层
17、 5015 075 kNm2 4100厚钢筋混凝土现浇板 25012 25 kNm2 5V型轻钢龙骨吊顶 02 kNm2 合计 415 kNm252 屋面及楼面可变荷载标准值 查建筑荷载规范 GB50009-2001 不上人屋面均布活荷载标准值 20 kNm2 楼面活荷载标准值 20 kNm2 屋面雪荷载标准值 1002 02 kNm2 式中r 为屋面积雪分布系数53 墙门窗重力荷载计算 外墙 200厚蒸压粉煤灰混凝土砌块55KNm3外墙涂料内墙20mm 抹灰则外墙重力 荷载为 550217002 144 kNm2 内墙200 厚蒸压粉煤灰混凝土砌块55KNm3 双面抹灰各20mm 则内墙重力
18、荷载 为5502170022 178 kNm2 木门单位面积重力荷载 02 kNm2 铝合金窗单位面积重力荷载04 kNm254 梁柱计算541 梁柱平面布置见图61 图61 梁柱平面布置542 梁柱重力荷载计算见下表 表61 梁柱重力荷载计算表层次构件 m 根 1-4梁框架梁2506002510539075411700199242506002510539057484241柱251057874403103882-4柱25105787360925499注1表中为考虑梁柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数g表示单位长度构 件重力荷载n为构件数量2梁长度取净长柱长度取层高55 各质点重力荷载代
19、表值计算集中于各楼层标高处的重力荷载代表值为计算单元范围内的各楼层楼面上的重力荷载代表值及上下各半层的墙柱等重量计算时各可变荷载的组合按规定采用屋面上的可变荷载均取雪荷载具体过程略计算简图见图2 图52 各质点重力荷载代表值 第六章 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算61 横向自振周期的计算 横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法 表61 结构顶点的假想侧移计算层次4134811348125930520104731348126962259301569952134814044325930312839115369558125800527527基本自振周期可按下式计算注1为结构基本自振周
20、期考虑非承重砖墙影响的折减系数取08 2为假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi 作为水平荷载而算得的结构顶点位移 1708 044s62 水平地震作用及楼层地震剪力的计算本幼儿园结构高度未超过 40m质量和刚度沿高度分布比较均匀变形以剪切型为主故可用底部剪力法计算水平地震作用即 08513481315369 47440计算水平地震影响系数 查建筑抗震规范得三类场地二组特征周期值 设防烈度为7度的 008 0097 3结构总的水平地震作用标准值 009747440 4602 因14Tg 14055 077s T1 044s所以不考虑顶部附加水平地震作用 各质点横向水平地震作用按下式计算 地
21、震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi 为 计算过程如下表72 表62 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次4360015300134812062590380174817483360011700134811577280290133430822360081001348110919602039354017144004400153696916101275854602各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见下图 图61 水平地震作用分布 图62 层间剪力分布 63 多遇水平地震作用下的位移验算水平地震作用下框架结构的层间位移 和顶点位移分别按下列公式计算 各层的层间弹性位移角根据建筑抗
22、震规范考虑砖填充墙抗侧力作用的框架层间弹性位移角限值计算过程如下表63层次层间剪力层间刚度层高4174825930067360015373330822593011936001302524017259301553600123221460225800178440012528由此可见最大层间弹性位移角发生在第一层1931 1550 满足规范要求 64 水平地震作用下框架内力计算 1框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算 注1y0 框架柱的标准反弯点高度比 2y1 为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值 3y2y3 为上下层层高变化时反弯点高度比的修正值 4y 框架柱的反弯点高度比 5底层柱需考虑修
23、正值y2二层柱需考虑修正值 y3其它柱无修正 下面以轴线横向框架内力的计算为例 表64 层次边柱43617482593060604090580405898833363082259306060720058048124413482364017259306060938058065 2195 118214404602258008280107615205526042130二层修正值层次中柱 436174825930138109310520401341201133630822593013810164105204526583249236401725930138102139052050385038501444
24、602258009240164006406647622598一层修正值二层修正值一层修正值梁端弯矩剪力及柱轴力分别按以下公式计算 计算结果见表12层次边梁走道梁柱轴力边柱中柱48833199575117319953199557970-117239046750875250875087508572275-3678433212543108377535421083710837573284-722691115836128467543461284612846573893-115661144 水平地震作用左震下的弯矩 水平地震作用左震下的轴力 水平地震作用左震下的剪力 第七章 竖向荷载作用下框架结构的内力计
25、算横向框架内力计算71 计算单元确定 取轴线横向框架进行计算如下图图 81所示计算单元宽 度为66m由于走廊内布置有次梁bh 250mm500mm故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影所示计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架作用于各节点上由于纵向框墙的中心线与纵向梁柱的中心线不重合对梁有扭矩之而对框架节点上还作用有集中力矩 图71 横向框架计算单元72 荷载计算721 恒载作用 恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图图82所示 各层框架梁的荷载组合图1对于第4层 代表横梁自重和墙体自重为均布荷载形式 025055251056718 1032 kNm
26、 q3q4分别为屋面板1和屋面板2传给横梁的三角形荷载 415375 1556 415285 1182 分别由左右边梁及墙体直接传给柱的恒载包括主梁自重女儿墙自重等重力荷载 计算如下集中力矩对于1-3 层 代表横梁自重和墙体自重为均布荷载形式 025055251056718 1032 kNm q3q4分别为屋面板1和屋面板2传给横梁的三角形荷载 34375 1275 34285 969 分别由左右边梁及墙体直接传给柱的恒载包括主梁自重女儿墙自重等重力荷载 计算如下 722 活载作用 活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图83 所示 025555056718 1032 kNm 形式 EMBED
27、Equation3 MERGEFORMAT 275 75 EMBED Equation3 MERGEFORMAT 将以上计算结果汇总如表71表72 表71 横向框架恒载汇总表层次410321032155611821806180627271-3103210321275 96915111511226226 表72 横向框架活载汇总表层次410321032 75571806180627271-31032103275 571511151122622673 内力计算 梁端柱端弯矩采用结构力学求解器计算弯矩计算过程及结果如下 各层梁柱线刚度示意图恒载内力计算杆端内力值 乘子 1 杆端 1 杆端 2单元码
28、轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩 1 -531218801 -668323176 109874298 -531218801 -668323176 -184187898 2 -392869996 -146310946 275023605 -392869996 -146310946 -251695800 3 -253383093 -128626943 240406613 -253383093 -128626943 -222650384 4 -112779723 -203071508 299521655 -112779723 -203071508 -431535774 5 -203071508 5
29、77797236 -431535774 -203071508 -704132763 -791592025 6 -172904899 -232187970 493070994 -172904899 -232187970 -342805699 7 -321150509 -122823190 207512530 -321150509 -122823190 -234650954 8 -470714682 -160389515 278257441 -470714682 -160389515 -299144814 9 -621741669 -651998342 181776742 -621741669 -
30、651998342 -105102527 10 -435259478 102491622 -128466302 -435259478 -942333771 -974978807 11 -181763377 435259478 -974978807 -181763377 435259478 591955316 12 -384194396 251450134 -425894312 -384194396 251450134 479326170 13 -586423320 306700461 -519525479 -586423320 306700461 584596181 14 -788327528
31、 132032151 -389895558 -788327528 132032151 191045909 15 744445643 570133701 -522172039 744445643 -589816298 -578267443 16 183809344 892639806 -112858567 183809344 -863110194 -101784962 17 -176840021 558969031 -492102414 -176840021 -600980968 -611836436 18 -552503272 894660757 -112474483 -552503272 -
32、861089242 -998851650 19 794786284 547588050 -459211504 794786284 -612361949 -64381711520 174668309 897907924 -112473867 174668309 -857842075 -974491740活荷载内力计算杆端内力值 乘子 1 杆端 1 杆端 2单元码 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 弯矩 1 -166817207 -185743931 309657748 -166817207 -185743931 -507615546 2 -125129752 -398574492 747947541
33、 -125129752 -398574492 -6869280629 3 -831208204 -356712200 656970089 -831208204 -356712200 -627193832 4 -408893962 -505374746 773333944 -408893962 -505374746 -104601514 5 -505374746 143693962 -104601514 -505374746 -181206037 -211510930 6 -474938727 -762357905 158356308 -474938727 -762357905 -1160925
34、37 7 -930023265 -456099068 787930297 -930023265 -456099068 -854026347 8 -138735044 -576102107 997640420 -138735044 -576102107 -107632716 9 -184844426 -235059687 658641548 -184844426 -235059687 -375621077 10 -126773265 293732690 -369867238 -126773265 -268767310 -276247063 11 -690567310 126773265 -276
35、247063 -690567310 126773265 180136690 12 -138756852 812811268 -139849617 -138756852 812811268 152762439 13 -208455203 974676599 -164390482 -208455203 974676599 186493092 14 -278098366 420803618 -124342398 -278098366 420803618 608111937 15 148662546 157114242 -140052777 148662546 -167785757 -17046659
36、3 16 454921383 287298780 -365352160 454921383 -275201219 -319986308 17 -041862292 154889318 -134389071 -041862292 -170010681 -177484953 18 -161865331 287316494 -362651630 -161865331 -275183505 -317152922 19 212830561 151674546 -125556308 212830561 -173225453 -186976392 20 553872981 287868369 -360473
37、264 553872981 -274631630 -310835491 恒荷载作用下的弯矩图 活荷载作用下的弯矩图 恒载作用下梁端剪力及柱轴力第八章 横向框架内力组合81结构抗震等级查建筑抗震规范可知本工程框架为二级抗震等级82框架梁内力组合 本例考虑三种内力组合即及 对于本工程这种内力组合与考虑地震作用的组合相比一般较小对结构设计不起主要控制作用故不予考虑各层梁内力组合结果见表81等考虑到钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布的性质在竖向荷载下可以适当降低梁端弯矩进行调幅调幅系数取08以减少负弯矩钢筋的拥挤现象为梁端剪力增大系数二级抗震取12为承载力调整系数具体取值见下表承载力调整系数 的取值 结构构件类别正截面承载力计算斜截面承载力计算梁偏心受压柱梁柱07508085注轴压比小于015 的偏心受压柱取075在活载恒载地震左震右震作用下的内力选取最大的内力如下表类型最大负弯矩最大正弯矩最大剪力最大轴力恒载-1284771451029
