2019毕业设计报告横向水平荷载作用下框架结构内力和侧移计算.doc

目录一、主要设计资料.....................................................31、设计规范.....................................................32、工程概况.....................................................3二、结构布置及计算简图...............................................3三、重力荷载计算.....................................................61、屋面及楼面的永久荷载标准值...................................62、卫生间的楼面荷载............................................63、屋面及楼面可变荷载标准值....................................74、梁、柱、墙、窗、门、重力荷载计算...............................75、重力荷载代表值计算..........................................10四、框架侧移刚度计算................................................12五、横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算......................141、横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算..................142、横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算......................19六、竖向荷载作用下框架结构的内力计算................................251、横向框架内力计算............................................252、横向框架内力组合............................................33七、截面设计........................................................411、框架梁......................................................412、框架柱......................................................443、框架梁柱节点核芯区截面抗震验算..............................50八、梁的裂缝与挠度验算..............................................51九、板式楼梯计算...................................................53十、基础设计.......................................................54十一、PKPM电算计算结果............................................581、建筑结构的总信息............................................582、JCCAD计算结果.........................................66一、主要设计资料1、设计规范(1)建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068-2001)(2)建筑结构荷载规范(GB50009-2001)(2006版）(3)建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)(4)混凝土结构设计规范(GB50011-2010)(5)建筑抗震设计规范(GB50011-2010)(6)建筑结构制图标准(GB/T50105-2001)(7)建筑工程抗震设防分类标准（GB50223-2008）(8)砌体结构设计规范(GB50003-2001)2、工程概况：（1）本工程建于四川省达州市，根据地勘资料无不良地质情况，场地类别为Ⅱ类，地面粗糙度为B类，地下水对混凝土及钢材等建材无侵蚀性影响，地基土对建材具有微腐蚀性。（2）本工程0.000标高根据施工现场确定。（3）本工程抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.05g,设计地震分组为第一组,设计地震动参数max=0.04，gT=0.30s。结构安全等级为二级，地基基础设计等级为丙级，建筑抗震设防类别为乙类。本建筑为框架结构,框架抗震等级为三级。（4）结构的设计使用年限为50年，砌体施工质量控制等级为B级。（5）基本雪压200.2kN/mS，基本风压20/35.0mkN。（6）分析建筑载荷、结构特点以及场地岩土现状，从安全稳定，技术可行和经济合理及施工难度原则出发，依据地勘报告建议，选用中风化白云岩层作为建筑地基基础持力层，承载力特征值fa=2000kpa。地基均匀连续且埋深较浅，采用墩基础。二、结构布置及计算简图结构平面简图如图1，本设计计算所取一榀框架为图中阴影所示。根据该房屋的使用功能及建筑设计要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计。主体结构共5层，层高均为3.9m。填充墙采用200厚的水泥空心砖砌筑。门为木门，门洞尺寸详建施图门窗表。窗为铝合金窗，洞口尺寸详建施图门窗表。基础设计根据地质勘探报告，基础形式拟采用钢筋混凝土独立柱基础，基础埋置深度拟定为2.5m，以红粘土作为基础持力层。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取100mm，屋面取120mm。梁截面高度按梁跨度的1/12~1/8估算，由此估算梁截面尺寸见表1，表中给出了各层梁、板和柱的混凝土强度等级。其设计强度：C35(7.16fcN/mm2，2/57.1mmNft)，C30(2/3.14mmNfc，2/43.1mmNft)。图1结构平面计算简图表1梁截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级层次混凝土强度等级横梁（b×h）纵梁（b×h）主梁（b×h）次梁（b×h）主梁（b×h）次梁（b×h）1C30300×700300×600300×700300×5002~5C30300×700300×600300×700300×500注：纵横梁尺寸为主要尺寸，局部位置差异详结施图具体位置标注。柱子截面尺寸估计，由CcnNAfu，根据《建筑抗震设计规范》《GB50011—2010》，该框架结构的抗震等级为二级，查表得轴压比nu=0.8，各层重力荷载代表值近似取12~152/kNm，这里取122/kNm.混凝土的型号采用C30，由结构布置图中，可知边柱的负载面积是6.6m×3.75m。中柱的负载面积为6.6m×5.4m。由此可以得到第一层柱的截面面积边柱231687503.148.05101275.36.63.1mmAc中柱232336543.148.0510124.56.625.1mmAc取柱子的截面为正方形，则边柱的边长mmAbc411168750，中柱的边长483233654mmAbc。根据上述计算结果并综合考虑其他因素，本设计柱截面尺寸取值如下：1层：500mm×500mm2~5层：450mm×450mm其中，4交E轴位置柱截面构造需要定为400mm×1200mm。该教学楼的基础形式采用钢筋混凝土独立柱基础，室内外高差为0.45m；取顶层柱的形心线作为框架的轴线，各层柱的轴线重合，梁的轴线取到板底，底层柱子的计算高度应该是从基础梁顶面到一层楼板底面的高度，其余各层高度取为层高，即3.9m；基础的埋深采用天然地基时不可小于建筑物高度的1/12，据此估计埋深=（3.9×5+3.2）×112+0.45=2.34m..取为2.5m，基础高度估计为0.8m，地梁的高度0.8m。所以底层柱的计算高度H=2.5—0.8+3.9+0.45－0.8－0.1=5.15m。所以横向框架的计算简图如图2所示图2横向框架结构计算简图三、重力荷载计算1、屋面及楼面的永久荷载标准值屋面（不上人）：40厚细石混凝土加4%防水剂40×0.03=1.22/mKN3厚自粘APP改性沥青防水卷材一道3×0.06=0.182/mKN50厚水泥蛭石隔热层50×0.15=0.752/mKN25厚1:3水泥砂浆找平25×0.02=0.52/mKN1:6水泥炉渣找坡最薄处10厚0.12/mKN3厚合成高分子防水涂膜兼隔气层3×0.02=0.062/mKN15厚1:3水泥砂浆找平15×0.02=0.32/mKN120厚钢筋混凝土板25×0.12=3.02/mKN合计2/09.6mKN屋面（上人）：40厚细石混凝土加4%防水剂40×0.03=1.22/mKN3厚自粘APP改性沥青防水卷材一道3×0.06=0.182/mKN架空平板通风隔热层0.152/mKN屋面横向分隔缝0.202/mKN25厚1:3水泥砂浆找平25×0.02=0.52/mKN1:6水泥炉渣找坡最薄处10厚0.12/mKN3厚合成高分子防水涂膜兼隔气层3×0.02=0.062/mKN15厚1:3水泥砂浆找平15×0.02=0.32/mKN120厚钢筋混凝土板25×0.12=3.02/mKN合计2/69.5mKN1~4层楼面：地砖面层，水泥浆擦缝0.552/kNm20厚1:2水泥砂浆结合层20×0.025=0.52/kNm25厚1:3水泥砂浆找平25×0.02=0.52/kNm刷水泥浆一道0.052/kNm100厚钢筋混凝土板25×0.10=2.52/mKN合计2/1.4mKN2、卫生间的楼面荷载各层卫生间楼面：卫生间大便器及粉煤灰填筑等构造设施17×0.10=1.72/kNm防滑地砖，1:1水泥砂浆勾缝0.552/kNm1.5厚聚合物水泥防水涂膜,20×0.0015=0.032/kNm20厚1:3水泥砂浆找平层20×0.02=0.402/kNm1:6水泥炉渣垫层兼找坡1%坡向地漏,20×0.015=0.32/kNm2厚双面自粘防水卷材一道0.22/kNm100mm厚钢筋混凝土楼板25×0.1=2.52/kNm合计2/68.5mKN3、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0.52/kNm上人屋面均布活荷载标准值2.02/kNm楼面活荷载标准值2.02/kNm屋面雪荷载标准值0KSuS1.0×0.2=0.22/kNm4、梁、柱、墙、窗、门、重力荷载计算梁柱梁柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载；具体计算过程从略，计算结果见表2.表2梁、柱重力荷载标准值层次构件宽度b/m高度h/m重度γ修正系数线荷载KN/m净长m根数重力荷载KN求和KN1边横梁0.30.7251.055.51257.017655.993755.87中横梁0.30.7251.055.51253.016264.6横次梁0.30.6251.054.7257.210340.3纵梁0.30.7251.055.51256.126874.28纵次梁0.30.5251.054.7255.33275.46柱子0.50.5251.106.8755.15381345.442~5边横梁0.30.7251.055.51257.017655.993294.89中横梁0.30.7251.055.51253.016264.6横次梁0.30.6251.054.7257.211374.22纵梁0.30.7251.055.51256.126874.28纵次梁0.30.5251.054.7255.34300.51柱子0.450.45251.105.5693.938825.296(1#楼梯间)横梁0.30.4251.055.51253.9243.0196.93纵梁0.30.6251.055.51257.9287.1柱子0.450.45251.105.