宁县某小学教学楼设计毕业设计结构设计计算书(DOC 62页).docx

1、2结构设计说明 工程概况 拟建建筑物位于庆阳市宁县，大体风压为m；地面粗糙度为B类；大体雪压m；抗震设防烈度为6度，设计大体地震加速度值为 ，设计地震分组为第三组，三级抗震；建筑物场地类别为III类。 结构设计方案及布置 钢筋混凝土框架结构是由梁，柱通过节点连接组成的经受竖向荷载和水平荷载的结构体系。墙体只给围护和隔间作用。框架结构具有建筑平面布置灵活，室内空间大等优势，普遍应用于电子、轻工、食物、化工等多层厂房和住宅、办公、商业、旅馆等民用建筑。因此这次设计的小学教学楼采纳钢筋混凝土框架结构。按结构布置不同，框架结构能够分为横向繁重，纵向繁重和纵横向繁重三种布置方案。本次设计的教学楼采纳横向

2、繁重方案，竖向荷载要紧由横向框架承担，楼板为现浇板时，一样需设置次梁将荷载传至横向框架。横向框架还要经受横向的水平风载和地震荷载。在衡宇的纵向那么设置连系梁与横向框架连接，这些联系梁与柱事实上形成了纵向框架，经受平行于衡宇纵向的水平风荷载和地震荷载（结构平面布置见图）。 图结构平面布置图 变形缝的设置在结构整体布置中，为了降低地基沉降、温度转变和体型复杂对结构的不利阻碍，能够设置沉降缝、伸缩缝和防震缝将结构分成假设干独立的单元。当衡宇既需要设沉降缝，又需要设伸缩缝，沉降缝能够兼做伸缩缝，两缝归并设置。对有抗震设防要求的的衡宇，其沉降缝和伸缩缝均应该符合防震缝的要求，并进可能做到三缝合一。本设计

3、在轴之间设置了一条变形缝，缝宽70mm，知足标准要求。 构件截面初步估算 柱截面尺寸的确信柱截面高度能够取，H为层高；柱截面宽度能够取为。初选定柱截面尺寸为450 mm450mm。 梁截面尺寸的确信 框架梁主梁截面高度取梁跨度的l/14l/8。该工程框架为纵横向繁重，依照梁跨度可初步确信框架梁主梁截面为：300mm600mm300mm500mm，次梁截面高度可取l/25l/18，初步确信框架梁次梁截面为：200mm450mm250mm500mm。 楼板厚度 楼板为现浇板，依照板跨L来确信，即hL/35，初步确信板厚为：100mm110mm。 大体假定与计算简图 大体假定第一：平面结构假定：该工

4、程平面为正交布置，能够为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力。第二：由于结构体型规整，布置对称均匀，结构在水平荷载作用下不计扭转阻碍。 计算简图在横向水平力作用下，连梁梁对墙产生约束弯矩，因此将结构简化为刚结计算体系，计算简图如后面所述。 荷载计算作用在框架结构上的荷载一样为恒载和活载。恒载包括结构自重、结构表面的粉灰重、土压力、预加应力等。活荷载包括楼面和屋面活荷载、风荷载、雪荷载、安装荷载等。高层建筑水平力是起操纵作用的荷载，包括地震作用和风力。地震作用计算方式按建筑结构抗震设计标准进行，对高度不超过40m以剪切为主且质量和刚度沿高度散布比较均匀的结构

5、，可采纳底部剪力法。竖向荷载主若是结构自重（恒载）和利用荷载（活载）。结构自重可由构件截面尺寸直接计算，建筑材料单位体积重量按荷载标准取值。利用荷载（活荷载）按荷载标准取值，楼面活荷载折减系数按荷载标准取用。 侧移计算及操纵 框架结构的侧移由梁柱杆件弯曲变形和柱的轴向变形产生的。在层数不多的框架中，柱轴向变形引发的侧移很小，能够忽略不计。在近似计算中，一样只需计算由杆件弯曲引发的变形。 框架结构在正常利用条件下的变形验算要求各层的层间侧移值与该层的层高之比不宜超过1/550的限值。 内力计算及组合 竖向荷载下的内力计算竖向荷载下内力计算第一依照楼盖的结构平面布置，将竖向荷载传递给每榀框架。框架

6、结构在竖向荷载下的内力计算采纳分层法计算各敞口单元的内力，然后在将各敞口单元的内力进行叠加；连梁考虑塑性内力重散布而进行调幅，按两头固定进行计算。 水平荷载下的计算 利用D值法计算出框架在水平荷载作用下的层间水平力，然后将作用在每一层上的水平力 依照该榀框架各柱的刚度比进行分派，算出各柱的剪力，再求出柱端的弯矩，利用节点平稳求出梁端弯矩。 内力组合第一：荷载组合。荷载组合简化如下：（1）恒荷载+活荷载、（2）恒荷载+风荷载、（3）恒荷载+活荷载+风荷载、（4）恒荷载+地震荷载+活荷载。第二：操纵截面及不利内力。框架梁柱应进行组合的层一样为顶上二层，底层，混凝土强度、截面尺寸有改变层及体系反弯点

7、所在层。框架梁操纵截面及不利内力为：支座截面，Mmax，Vmax，跨中截面，Mmax。框架柱操纵截面为每层上、下截面，每截面组合：Mmax及相应的N、V，Nmax及相应M、V，Nmin及相应M、V。 基础设计在荷载作用下，建筑物的地基、基础和上部结构3部份彼此联系、彼此制约。设计时应依照地质资料，综合考虑地基基础上部结构的彼此作用与施工条件，通过经济条件比较，选取平安靠得住、经济合理、技术先进和施工简便的地基基础方案。依照上部结构、工程地质、施工等因素，本设计选用整体性较好的柱下独立基础。 施工材料第一：本工程中所采纳的钢筋箍筋为HPB300级钢筋，fy=270N/mm2,主筋为HPB400级

8、钢，fy=360N/mm2。第二：柱梁钢筋混凝土爱惜层为25mm,板为15mm。第三：钢筋的锚固和搭接按国家现行标准执行。第四：本工程所有混凝土强度品级：构造柱C20，垫层C15，其余均为C30。第五：墙体外墙及疏散楼梯间采纳非繁重粘土空心砖，内墙为200厚外墙为300厚。第六：当门窗洞宽1000mm时,应采纳钢筋砖过梁,两头伸入支座370并弯直钩;门窗洞宽1000mm时,设置钢筋混凝土过梁。3 设计计算书 设计原始资料(1).气温：你平均气温为度，最高气温35度，最低气温为-20度。(2).雨量：年平均雨量：350mm，最大雨量：100mm/日。(3).主风向：西北风，风压为：m2。(4).

9、抗震设防烈度为6度，设计大体地震加速度值为 ，设计地震分组为第三组，三级抗震；建筑物场地类别为III类。(5).大体雪压为：m2。(6).地质条件本建筑场地为II级阶地地貌，勘探深度内自然地坪一以下图层别离见表序号岩石名称厚度（m）fak(mPa)1杂填土层802马兰土层（1）91303马兰土层（2）21504离石黄土层5155 表建筑场地土层散布表 结构布置及计算简图 依照该衡宇的利用功能及建筑设计的需求，进行了建筑平面、立面、及剖面设计其各层建筑平面剖面示用意如建筑设计图，主体结构4层，层高首层为，其余均为。楼盖及屋盖均采纳现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取100mm，梁载面高度按梁跨度的1/

10、141/8估算，由此估算的梁载面尺寸见表，表中还给出柱板的砱强度品级。C30（fc=mm2，ft=mm2）楼层数砼强度主梁（bh）次梁(bh)AB跨BC跨CD跨1-4（含地梁）C30300500300450300600250500 表 梁截面尺寸柱载面尺寸可依照式N=FgEn ，AcN/UNfc估算表及表查得该框架结构在24m以下，抗震品级为三级，其轴压比值UN=结构类型烈 度6789框架结构高度/m24242424242424框架四三三二二一一大跨度框架三二一一 表 抗震品级分类结构类型 抗 震 等 级一二三框架结构 表轴压比限值柱截面尺寸：柱截面高度可取h=（1/15-1/20）H，H为层

11、高；柱截面高度可取b=（1-2/3）h，并按下述方式进行初步估算。a） 框架柱经受竖向荷载为主时，可先按负荷面积估算出柱轴力，再按轴心受压柱验算。考虑到弯矩阻碍，适当将柱轴力乘以的放大系数。b） 关于有抗震设防要求的框架结构,为保证柱有足够的延性,需要限制柱的轴压比,柱截面面积应知足以下要求。 （）c) 框架柱截面高度不宜小于400mm,宽度不宜小于350mm。为幸免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比不宜大于4。依照上述规定并综合考虑其他因素，设计柱截面尺寸取值统一取450450mm。基础采纳柱下条形基础，基础顶标高平均为,框架结构计算简图如下图，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板

12、底，2-4层柱高度即为层高，一层为。底层柱高度从基础顶面取至地梁顶，即h1=。图框架计算简图 荷载计算（取轴计算） 恒载标准值计算 （1）屋面： 40厚细石砼爱惜层 =m2 4厚SBS改性沥青防水卷材=m2 1:3水泥砂浆找坡层（平均厚60）=m2 70厚聚苯乙烯泡沫板 厚1:3水泥砂浆找平层 =m2100 厚结构层=m215厚板底抹灰=m2 合计 m2 （2）楼面： 10厚防滑楼地面砖=m25厚水泥砂浆结合层 =m215厚1:3水泥砂浆找平层 =m2100 厚结构层=m215厚板底抹灰=m2 合计 m2 （3）梁自重： 主梁（AB跨）bXh=300mm500mm梁自重 抹灰层（12厚水泥砂浆

13、） +X17=m 合计 m 主梁（BC跨）bXh=300mm450mm梁自重 抹灰层（12厚水泥砂浆）+X17=m 合计m 主梁（CE跨）bXh=300mm600mm梁自重 抹灰层（12厚水泥砂浆）+X17=m 合计m（4）柱重：bXh=450mm450mm柱自重（底层）抹灰层：12厚水泥砂浆 合计 柱自重（二-四层） 抹灰层：12厚水泥砂浆 合计 （5）墙自重： 外墙重（底层）：（无窗子）外墙（300非繁重粘土空心砖）8水泥粉刷内墙面（12厚）2X 合计m 外墙重（底层）：（有窗子，窗子1800X2400）外墙（300非繁重粘土空心砖）8（）=水泥粉刷内墙面（12厚）2X17（）=窗子重（塑

14、钢门窗单位面积重力荷载为） 合计=m 外墙重（二-四层）：（无窗子）外墙（300非繁重粘土空心砖）8水泥粉刷内墙面（12厚）2X 合计m 外墙重（二-四层）：（有窗子，窗子2700X2400）外墙（300非繁重粘土空心砖）8（）=水泥粉刷内墙面（12厚）2X17（）=窗子重（塑钢门窗单位面积重力荷载为） 合计=m 内墙重（底层）：（无门）内墙（200非繁重粘土空心砖）8水泥粉刷内墙面（12厚）2X 合计 m 内墙重（底层）：（有门，门1000X2400）内墙（200非繁重粘土空心砖） 8（）=水泥粉刷内墙面（12厚）2X17（）=窗子重（塑钢门窗单位面积重力荷载为） 合计=m 内墙重（二-四层

15、）：（无门）内墙（200非繁重粘土空心砖）8水泥粉刷内墙面（12厚）2X 合计m 外墙重（二-四层）：（有门，门1000X2400）内墙（200非繁重粘土空心砖）8（）=水泥粉刷内墙面（12厚）2X17（）=窗子重（塑钢门窗单位面积重力荷载为） 合计=m 活荷载标准值计算第一：面和楼屋面活荷载标准值依照荷载标准查得：不上人屋面m2楼面：教室m2 走道m2第二：雪荷载m2 屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，二者中取大值。 第三：洗手间活荷载m2 第四：楼梯间活荷载m2 竖向荷载下框架受荷总图 教学楼轴板上荷载分派如下图。图板面荷载分派图 图散布荷载转化为等效均布荷载图第一：A-B轴间框架（顶层）屋面

16、板荷载：板传至梁上的梯形荷载等效为均布荷载 恒载: 活载: （1-4层）楼面板荷载： 恒载: 活载: 梁自重: m 墙自重: m A-B轴间框架梁均布荷载： （顶层）屋面梁 恒载=梁自重+板传荷载 =+=m 活载=板传活荷载 =m （1-4层）楼面梁 恒载=梁自重+板传荷载+墙荷载 =+=m 活载=板传荷载 =m第二：B-C轴间框架梁均布荷载：（顶层）屋面板传荷载： 恒载： 5/ 活载： 5/ （1-4层）楼面板荷载：恒载 恒载： 5/ 活载： 5/ 梁自重: m B-C轴间框架梁均布荷载： （顶层）屋面梁 恒载=梁自重+板传荷载 =+=m 活载=板传荷载 =m （1-4层）楼面梁 恒载=梁自

17、重+板传荷载 =+=m 活载=板传荷载 =m 第三：C-E轴间框架梁均布荷载：（顶层）屋面板荷载： 板传至梁上的梯形荷载等效为均布荷载： 恒载: 活载: （1-4层）楼面板荷载： 恒载: 活载: 梁自重: m 墙自重: m C-E轴间框架梁均布荷载： （顶层）屋面梁 恒载=梁自重+板传荷载 =+=m 活载=板传活荷载 =m （1-4层）楼面梁 恒载=梁自重+板传荷载+墙荷载 =+=m 活载=板传荷载 =m第四：A轴柱纵向集中荷载计算 （4层）柱恒载=梁传恒荷载/2+柱自重 =+2= （4层）柱活载=梁传活荷载/2 = 2= （3层）标准层柱恒载=（墙自重+梁传恒荷载）/2+上层柱恒荷载+柱自重

18、 =+（+）X6/2+= （3层）标准层柱活载=梁传活荷载/2+上层柱活荷载 =2+= （2层）标准层柱恒载=（墙自重+梁传恒荷载）/2+上层柱恒荷载 +柱自重 =+（+）X6/2+= （2层）标准层柱活载=梁传活荷载/2+上层柱活荷载 =2+= （底层）标准层柱恒载=（墙自重+梁传恒荷载）/2+上层柱恒荷载 +柱自重 =+（+）X6/2+= （底层）标准层柱活载=梁传活荷载/2+上层柱活荷载 =2+= 第五：B轴柱纵向集中荷载计算 （4层）柱恒载=梁传恒荷载/2+柱自重 =+2+ （4层）柱活载=梁传活荷载/2 = 2+ （3层）标准层柱恒载=（墙自重+梁传恒荷载）/2+上层柱恒荷载+柱自重

19、 =+（+）X6/2+ （3层）标准层柱活载=梁传活荷载/2+上层柱活荷载 =2+ （2层）标准层柱恒载=（墙自重+梁传恒荷载）/2+上层柱恒荷载 +柱自重 =+（+）X6/2+ （2层）标准层柱活载=梁传活荷载/2+上层柱活荷载 =+2+ （底层）标准层柱恒载=（墙自重+梁传恒荷载）/2+上层柱恒荷载 +柱自重 =+（+）X6/2+ （底层）标准层柱活载=梁传活荷载/2+上层柱活荷载 =2+ 第六：C 轴柱纵向集中荷载计算 （4层）柱恒载=梁传恒荷载/2+柱自重 =+2+ （4层）柱活载=梁传活荷载/2 = 2+ （3层）标准层柱恒载=（墙自重+梁传恒荷载）/2+上层柱恒荷载+柱自重 =+（

20、+）X6/2+ （3层）标准层柱活载=梁传活荷载/2+上层柱活荷载 =2+ （2层）标准层柱恒载=（墙自重+梁传恒荷载）/2+上层柱恒荷载 +柱自重 =+（+）X6/2+ （2层）标准层柱活载=梁传活荷载/2+上层柱活荷载 =+2+ （底层）标准层柱恒载=（墙自重+梁传恒荷载）/2+上层柱恒荷载 +柱自重 =+（+）X6/2+ （底层）标准层柱活载=梁传活荷载/2+上层柱活荷载 =2+ 第七：E轴柱纵向集中荷载计算 （4层）柱恒载=梁传恒荷载/2+柱自重 =+2= （4层）柱活载=梁传活荷载/2 = 2= （3层）标准层柱恒载=（墙自重+梁传恒荷载）/2+上层柱恒荷载+柱自重 =+（+）X6/

21、2+= （3层）标准层柱活载=梁传活荷载/2+上层柱活荷载 =2+= （2层）标准层柱恒载=（墙自重+梁传恒荷载）/2+上层柱恒荷载 +柱自重 =+（+）X6/2+= （2层）标准层柱活载=梁传活荷载/2+上层柱活荷载 =2+= （底层）标准层柱恒载=（墙自重+梁传恒荷载）/2+上层柱恒荷载 +柱自重 =+（+）X6/2+= （底层）标准层柱活载=梁传活荷载/2+上层柱活荷载 =2+=图框架的竖向荷载图 注：括弧内为活荷载，括弧外为恒载，单位均为kN。框架的竖向荷载如下图。 重力荷载代表值计算结构的重力荷载代表值应取结构和构件自重标准值GK加上各可变荷载组合值： inQiQKi 即： G=Gk+inQiQKi 其中可变荷载为雪荷载 kN/m2 Qi= 屋面活载 kN/m2 Qi=0 楼面活载：教室 kN/m2 Qi= 走道