毕业设计—镇江华润某厂房设计.doc

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1、目 录摘 要IVAbstractIV1 设计基本资料12 结构设计与计算及计算简图22.1 框架结构承重方案的选择22.2 框架结构的计算简图22.3柱网布置和梁柱截面尺寸的确定33 框架内力计算63.1重力荷载代表值计算63.2水平地震力作用的计算103.3风荷载作用内力计算193.4竖向恒载计算(横梁自重，为均布荷载形式.屋面板和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载)233.5活载计算313.6梁端剪力和柱轴力的计算314 梁、柱的内力组合384.1 梁的内力组合384.2柱内力组合415 梁、柱的截面设计475.1梁的配筋计算475.2柱的配筋计算516 楼梯设计576.1楼梯板计算57

2、6.2平台板计算586.3平台梁计算597 现浇屋面板计算617.1荷载计算617.2板的内力计算618 现浇楼面板计算668.1荷载计算668.2板的内力计算669 基础设计72参考文献.80致谢.81镇江华润某厂房设计摘 要本设计贯彻“实用、安全、经济、美观”的设计原则。按照建筑设计规范，认真考虑影响设计的各项因素。根据结构与建筑的总体与细部的关系。本设计对一榀框架，从结构选型入手，计算分析了该框架的荷载，利用弯矩分配法和D值法分别对框架结构在竖向荷载、水平风荷载作用下产生的内力进行了计算，通过内力组合，得出框架的控制内力，最后完成框架各构件的配筋计算并绘制了该框架的施工图。设计书中同时选

3、算了框架的一个基础、楼梯，给出了基础、楼梯的配筋计算并绘制了施工图。整个结构在设计过程中，严格遵循相关的专业规范的要求，参考相关资料和有关最新的国家标准规范，对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之，适用、安全、经济、使用方便是本设计的原则。设计合理可行的建筑结构方案是现场施工的重要依据。 关键词： 框架结构; 抗震设计; 荷载计算; 内力计算; 计算配筋A workshop design of Zhenjiang huarunAbstractThe design and implement practical, security, economic, aesthetic, the de

4、sign principles. With the architectural design, design seriously consider the influence of the various factors. According to the structural and architectural detail and the overall relationship.The instruction booklet introduce a load of frame, First of all, selecte the type of structure, calculate

5、and analyze the framework of the load, by the stratification and method D calculate respectively the internal forces of frame on the act of vertical load and wind loads . Through the combination of internal forces, conclude the control framework drawn forces, Finally , finishe the reinforcing bar ca

6、lculation about the components of framework , and paint structural construction drawing. The booklet also design a foundation and stairs, and conclude the reinforcing bar calculation of the stairs and the base, and complete their structural construction blueprint.The whole structure of the design pr

7、ocess, in strict compliance with the relevant professional standard, reference to relevant information and the latest national standards and specifications, and design of the various components of a comprehensive scientific considerations. In short, application, security, economic and user-friendly

8、design is the principle. Design reasonable and workable structure of the program is the construction site of the important basis for the construction.Key words: Frame Structure; Seismic Design; Load Calculation; Internal force calculation; Calculation reinforcement第1章 设计基本资料1.1工程名称镇江某区华润厂房设计1.2地质资料拟

9、建场地地表平整，场地标高变化范围在6.72-7.25m。场地地下水类型为上层滞水，水位在地表下6m。冬季主导风向1.3气象资料基本风压值：0.40kN/m2，地面粗糙度B类。基本雪压值：0.65kN/m2。1.4地震资料抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g，建筑场地类别为类，设计地震分组为第一组。1.5荷载资料楼面活载：查建筑结构荷载规范（GBJ5009-2001），确定楼面活荷载标准值为2.0kN/m2。不上人屋面：活荷载标准值0.5kN/m2。1.6其它条件结构形式：钢筋混凝土框架结构。建筑物重要性类别为丙类，安全等级为二级；建筑耐火等级：一级；建筑面积：4008.96m2；层

10、数：4层；功能：实验教室、卫生间、办公室、值班室、配电房等；一层层高4.2米，标准层层高4.2米。第2章 结构设计与计算2.1 框架结构设计 主体采用钢筋混凝土三跨四层，框架结构，各层层高均为4.2m，室内为高差为0.30m。2.2 框架结构的计算简图框架平面及柱网布置如图2-1所示。 图2.1 框架结构计算简图 图2.2 横向框架组成的空间结构 图2.3 纵向框架组成的空间结构 2.3柱网布置和梁柱截面尺寸的确定图2.4 柱网布置图 2.3.1梁、柱尺寸的初步确定1、横向框架梁截面高度一般取梁跨度的1/12至1/8。本方案1/127000=600mm，取梁高为600,截面宽度取6001/2.

11、5=220mm，取梁宽为240mm,可得梁的截面初步定为bh=240600。纵向框架跨度与横向框架跨度一样，所以纵向框架梁截面也定为bh=240600。2、框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按下列公式计算： （1）柱组合的轴压力设计值N=Fg E n注：考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数。F按简支状态计算柱的负载面积。g E 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取13KN/m2。n为验算截面以上的楼层层数。（2）AcN/uNfc 注：uN 为框架柱轴压比限值，本方案为三级抗震等级，查抗震规范可知取为0.9。 fc 为混凝土轴心抗压强度设计值3、计算过程：对于边柱：N=Fg E n=

12、1.34.53.15134=958.23（KN）AcN/uNfc=958.23103/0.9/14.3=74454.55（mm2）对于内柱：N=Fg E n=1.254.54.65134=1360.13（KN）AcN/uNfc=1360.13103/0.9/14.3=105681.82（mm2）取400mm400mm表2.1 梁截面尺寸（mm）混凝土等级横梁（bh）纵梁（bh）240600C25240600表2.2 柱截面尺寸（mm）层次混凝土等级bh1C354004002-4C254004002.3.2框架梁跨度和柱高的确定表2.3框架梁跨度（mm）层次横梁纵梁AB跨、CD跨BC跨C2572

13、0030007200第3章 框架内力计算3.1重力荷载代表值计算1.荷载统计1）屋面永久荷载标准值（不上人）SBS型改性防水卷材，冷底子油一道 0.2KN/m2 30厚1：3水泥砂浆找平层 300.02=0.60 KN/m2平均厚度81mm煤渣找坡层 810.006=0.52 KN/m2 80厚苯板保温层 （0.07+0.235）0.58=1.22KN/m2 120厚钢筋混凝土板 250.12=3.0 KN/m220厚混合砂浆抹灰 0.0217=0.34KN/m2合计 5.88 KN/m22）1-4层楼面：大理石板 0.34KN/m215厚水泥砂浆找平层 0.01520=0.3KN/m2120

14、厚钢筋混凝土楼板 0.1225=3.00KN/m220厚抹灰 0.0217=0.34KN/m2合计 4.0 KN/m23）屋面及楼面可变荷载标准值：不上人屋面均布活荷载标准值 0.4 KN/m2楼面活荷载标准值 2.0KN/m2走廊活荷载标准值 2.5KN/m2屋面雪荷载标准值 SK=urS0=1.00.35=0.35 KN/m2 （式中ur为屋面积雪分布系数）4）钢筋混凝土密度 25 KN/m2空心砖 14 KN/m32 各层重力荷载代表值的计算（1）梁、柱：（表3.1）类别净 跨（mm）截 面（mm）密 度（KN/m3）体 积（m3）数 量(根)单 重（KN）总 重（KN）横梁680024

15、0600250.9791824.475440.552600240600250.37499.3584.15纵梁6800240600250.9793224.475783.2类别计算高度（mm）截 面（mm）密 度（KN/m3）体 积（m3）数 量（根）单 重（KN）总 重（KN）底层柱4200+300+500=5000400400250.83620720（2）围护墙墙重的计算： 采用200mm厚非承重空心砖，M5混合砂浆砌筑，双面粉刷，每开间采用塑钢窗。 第一层：墙厚200 mm，计算长度：单跨7200-400=6800 mm，计算高度5000-600=4400mm。计算面积：6.84.440-2

16、.4232-1.228-2.4212=966.4 m2 计算体积：966.40.2=193.28m3 计算重量：193.2814=2705.92 KN 第一层围护墙总重量总重：83.77648=4021.248KN（3）窗户计算（铝合金窗）： C1：尺寸：2400 mm2000 mm 自重：0.4 KN/m2 数量：32 重量：2.42.00.432=61.44KN 总重：61.44 KN（4）门重计算： M3（木门）：尺寸：1200 mm2000 mm 自重：0.2 KN/m2 数量：8 重量：1.22.00.28=3.84 KNM2（木门）：:尺寸：2400mm2000mm 自重：0.2

17、KN/m2 数量：12 重量：1.22.00.212=5.76 KNM1（卷帘门）：尺寸： 2800mm3600mm 自重 ：0.5 KN/m2 数量：2 重量：2.83.60.52=10.08 KN门总重：3.84+5.76+10.08=19.68 KN（5）楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算）： 面积：7.27.216+7.238=1002.24m2 恒载：4.01002.24=4008.96 KN 活载：2.0829.44+2.5172.8=2090.88 KN由以上计算可知，一层重力荷载代表值为G1=G 恒+0.5G活=(440.55+84.15+783.2)*1.05+720*1.

18、10+4021.248*1.30+61.44+19.68+4008.96+2090.880.5 =12528.44 KN注：梁加上粉刷层重力荷载而取其重力荷载的增大系数1.05。 柱加上粉刷层重力荷载而取其重力荷载的增大系数1.10。墙加上粉刷层重力荷载而取其重力荷载的增大系数1.30。(墙粉刷重1.0 KN/m2，墙重140.24=3.36 KN/m2 ，系数为1/3.36+1=1.30)3、二-四层：（1）梁、柱（表3.2）：类别净 跨（mm）截 面（mm）密 度（KN/m3）体 积（m3）数 量(根)单 重（KN）总 重（KN）横梁6800240600250.9791824.475440

19、.552600240600250.37499.3584.15纵梁6800240600250.9793224.475783.2类别计算高度（mm）截 面（mm）密 度（KN/m3）体 积（m3）数 量（根）单 重（KN）总 重（KN）柱4200-600=3600400400250.5763614.40518.4（2）内外填充墙重的计算：2-3层：墙厚200 mm，计算长度：单跨7200-400=6800 mm，计算高度5000-600=4400mm。计算面积：6.84.440-2.4232-1.228-2.4212=966.4 m2 计算体积：966.40.2=193.28m3 计算重量：193

20、.2814=2705.92 KN 2-4层每层的墙重为：83.77648-10.08=4011.168KN（3）窗户计算（铝合金窗）： C1：尺寸：2400 mm2000 mm 自重：0.4 KN/m2 数量：32 重量：2.42.00.432=61.44KN C2：尺寸：1600mm 2400mm 自重：0.4 KN/m2 数量：2 重量：1.62.40.42=3.072KN2-4层每层窗户总重为61.44+3.072=64.512KN（4）门重计算： M1（木门）：尺寸：1200 mm2000 mm 自重：0.2 KN/m2 数量：8 重量：1.22.00.28=3.84 KNM2（木门）

21、：:尺寸：2400mm2000mm 自重：0.2 KN/m2 数量：12 重量：1.22.00.212=5.76 KN2-4层每层门总重为：3.84+5.76=9.6KN（5）楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算）： 面积：7.27.216+7.238=1002.24m2 恒载：4.01002.24=4008.96 KN 活载：2.0829.44+2.5172.8=2090.88 KN由以上计算可知，二-三层重力荷载代表值为G2=G 恒+0.5G活=(440.55+84.15+783.2)*1.05+518.4*1.10+4011.168*1.30+64.512+9.6+4008.96+209

22、0.880.5=12286.57KN4、顶层（不上人屋面）面积：7.27.216+7.238=1002.24m2 恒载：4.01002.24=4008.96 KN 雪荷载代表值：0.351002.24=350.78KN顶层重力荷载代表值为：4008.96+350.78=4359.74KN集中于各楼层标高处的重力荷载代表值G i的计算结果如下图所示： 图3.1 各质点的重力代表值3.2水平地震力作用的计算1.横向框架侧移刚度的计算a.横梁线刚度i b的计算：I=bh3/12（表3.4）类别Ec（N/mm2）bh（mmmm）I0（mm4）l（mm）EcI0/l（Nmm）1.5EcI0/l（Nmm）

23、2EcI0/l（Nmm）AB跨、CD跨3.01042406004.3210972001.810102.710103.61010BC跨3.01042406004.3210930004.3210106.4810108.641010b.纵梁线刚度i b的计算：I=bh3/12（表3.5）类别Ec（N/mm2）bh（mmmm）I0（mm4）l（mm）EcI0/l（Nmm）1.5EcI0/l（Nmm）2EcI0/l（Nmm）所有跨3.01042406004.3210972001.810102.710103.61010c.柱线刚度i c的计算：I=bh3/12（表3.6）层次hc（mm）Ec（N/mm2）

24、bh（mmmm）Ic（mm4）EcIc/hc（Nmm）150003.01044004000.21310101.2710102-436003.01044004000.21310101.781010d.各层横向侧移刚度计算:(D值法)1、底层边框架：、A轴、D轴（4根）K=2.71010/1.271010=2.13c=(0.5+K)/(2+K)=0.636Di1=c12ic/h2=0.636121.271010/50002=3882、B轴、C轴（4根）K=(2.71010+6.481010)/1.271010=7.23c=(0.5+K)/(2+K)=0.84Di2=c12ic/h2 =0.8412

25、1.271010/50002 =5105 中框架：、A轴、D轴（16根）K=3.61010/1.271010=2.83c=(0.5+K)/(2+K)=0.689Di1=c12ic/h2=0.689121.271010/50002=4203、B轴、C轴（16根）K=(3.61010+8.641010)/1.271010=9.64c=(0.5+K)/(2+K)=0.87Di2=c12ic/h2 =0.87121.271010/50002 =5310D1=38824+51054+420316+531016 =1881562、23层边框架：、A轴、D轴（4根）K=2.710102/1.7810102=

26、1.517c=K/(2+K)=0.431Di1=c12ic/h2=0.431121.781010/36002=7103、B轴、C轴（4根）K=(2.710102+6.4810102)/1.7810102=5.16c=K/(2+K)=0.72Di2=c12ic/h2 =0.72121.781010/36002 =11867中框架：、A轴、D轴（16根）K=3.610102/1.7810102=2.022c=K/(2+K)=0.503Di1=c12ic/h2=0.503121.781010/36002=8288、B轴、C轴（24根）K=(3.610102+8.6410102)/1.7810102=

27、6.88c=K/(2+K)=0.77Di2=c12ic/h2 =0.77121.781010/36002 =12690D2=71034+118674+828816+1269016=4115283、顶层边框架：、A轴、D轴（4根）K=2.71010/1.781010=1.52c=K/(2+K)=0.431Di1=c12ic/h2=0.431121.781010/36002=7103、B轴、C轴（4根）K=（2.71010+6.481010）/1.781010=5.16c=K/(2+K)=0.72Di2=c12ic/h2 =0.72121.781010/36002 =11867中框架：、A轴、D轴

28、（24根）K=3.61010/1.781010=2.022c=K/(2+K)=0.503Di1=c12ic/h2=0.503121.781010/36002=8288、B轴、C轴（24根）K=(3.61010+8.641010/1.781010=6.88c=K/(2+K)=0.77Di2=c12ic/h2 =0.77121.781010/36002 =12690D顶=71034+118674+828816+1269016=411528由此可知 表3.7 横向框架柱的层间侧移刚度层次1234Di（N/mm）1881564115284115284115282. 层间弹性位移验算a横向自振周期的计算

29、：横向自振周期的计算采用结构顶点位移法。 表3.8 结构顶点的假想侧移计算层次Gi（KN）Gi（KN）D i（N/mm）ui（mm）ui（mm） 顶4359.744359.7441152816.05229.4 412286.5716646.3141152836.4213.35 312286.5728932.8841152856.9176.95 212286.5741219.4541152877.3142.27112528.4453747.8918815612005120.05自震周期：T1=1.7T （uT）1/2 =1.70.7(0.23991)1/2 =0.583(s)b. 水平地震作用及

30、楼层地震剪力的计算：结构高度不超过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：(1) 结构等效总重力荷载代表值GeqGeq=0.85Gi=0.85（4359.74+12286.573+12528.44）=45685.71（KN）(2)计算水平地震影响系数1查表得二类场地,设计地震分组第一组近震特征周期值Tg=0.35s。查表得设防烈度为7度的max=0.081=（Tg/T1）0.9max=（0.35/0.583）0.90.08=0.0505(3)结构总的水平地震作用标准值FEkFEk=1Geq=0.050545685.71=2307.12（KN

31、）因1.4Tg=1.40.35=0.49sT1=0.583s，所以应考虑顶部附加水平地震作用。顶部附加地震作用系数 n=0.08T1+0.07=0.080.583+0.07=0.1166F6=0.11662307.12=269.01KN各质点横向水平地震作用按下式计算：Fi=GiHiFEk（1-n）/（GkHk）=2038.11GiHi/（GkHk）（KN）地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi为Vi=Fk（i=1，2，n）计算过程如下表： 表3.9 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次Hi（m）Gi（KN）GiHi（KNm）GiHi/GjHjFi（KN）Vi（KN）417.11228

32、6.57210100.350.561141.341141.34312.912286.57158496.750.422860.042001.3828.712286.57106893.160.285580.832582.2114.512528.4456377.980.15312.452894.66375490.26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3.2 水平地震作用分布 图3.3 层间剪力分布3.水平地震作用下横向框架的内力分析将层间剪力分配到该层的各个柱子，即求出柱子的剪力，再由柱子的剪力和反弯点高度来求柱上、下端的弯矩。柱端剪力按下式来计算： 柱上、下端弯矩、按下式

33、来计算 式中： i层j柱的侧移刚度；h为该层柱的计算高度； y-反弯点高度比；标准反弯点高比，根据上下梁的平均线刚度，和柱的相对线刚度的比值，总层数，该层位置查表确定。 上下梁的相对线刚度变化的修正值，由上下梁相对线刚度比值 及查表得。上下层层高变化的修正值，由上层层高对该层层高比值及查表。下层层高对该层层高的比值及查表得。需要注意的是是根据表：倒三角形分布水平荷载下各层柱标准反弯点高度比查得。 表3.10 各层边柱柱端弯矩及剪力计算层次y44.21141.34411528828822.821.160.40856.7439.134.22001.38411528828840.031.160.45

34、891.127724.22582.21411528828851.641.160.508106.71110.214.52894.66188156420364.651.480.65899.5191.4表3.11 各层中柱柱端弯矩及剪力计算层次Y44.21141.344115281269034.231.320.4283.3860.3834.22001.384115281269060.031.320.46136.08115.9224.22582.214115281269077.461.320.52156.16169.1714.52894.66188156531081.671.680.66124.962

35、42.56注：表中弯矩单位为,剪力单位为KN梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按下式来计算 表3.12 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边梁走道梁柱轴力边柱N中柱N417.5113.217.24.2712.7712.773.08.51-4.27-3.03352.4330.797.211.5532.3432.343.021.56-15.82-13.24283.6848.277.218.3249.749.73.033.12-34.14-25.381107.2259.007.223.0954.4754.473.036.31-57.23-36.72 水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图如图所示：图3

36、.4 地震作用下框架弯矩图图3.5 地震作用下梁端剪力及柱的轴力图3.3风荷载作用内力计算1.垂直于建筑物表面上的风荷载标准值当计算主要承重结构时按下式来计算： 式中，风荷载标准值（kN/m2）高度Z处的风振系数 风荷载体型系数风压高度变化系数基本风压（kN/m2）本设计中，基本风压=0.4KN/m2，房屋高度H=18.95 30m，H/B=18.5/18=1.05 1.5，则不需要考虑风压脉动的影响，取=1.0,对于矩形截面，=1.3表3.13层次 Z(m)HiHj41.151.01.315.40.43.62.427.9931.031.01.311.80.43.63.630.0821.01.01.38.20.43.63.628.6411.01.01.34.60.44.63.633.26其中，A为一榀框架各层节点的受风面积，取上层的一半和下层的一半之和，顶层取到女儿墙顶，底层只取到下层的一半。注意底层的计算高度应从室外地面开始取。顶层 中间层 底层 图3.6 等效节点集中风荷载计算简图(kN) 2.风荷载作用下框架结构内力计算计算方法与地震作用下的相同,都采用D值法。在求得框架第I层的层间剪力后，I层j柱分配到的剪力以及柱上、下端的