商住房框架结构论文(2跨框架).doc

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本科生毕业论文（设计）

中部崛起视野中的中东部互动发展与经济合作研究

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学士学位论文原创性申明

本人郑重申明：所呈交的论文（设计）是本人在指导老师的指导下独立进行研究，所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。

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江西科技学院本科生毕业论文

目 录

摘要 1
第1章 绪论 3
第2章 框架结构布置及计算简图 5
1.1 梁、柱截面估算 5
1.2 确定结构计算简图 7
1.3 梁、柱线刚度 7
第3章 楼面设计 10
3.1 设计资料 12
3.2 楼面的结构平面布置 13
3.3 楼面板的设计 18
3.4 次梁的设计 19
第4章 楼梯设计 27
4.1 底下三层楼梯设计 35
4.2 其他层楼梯设计 48
第5章 框架在荷载作用下的受力 50
5.1 恒荷载计算 58
5.2 恒荷载作用下框架的受荷情况 68
5.3 竖向可变荷载作用下框架的受力 70
结束语 74
致谢 75
参考文献 77

摘 要
随着经济的发展，商住楼以其优越的地理位置、且商且住灵活变通的物业功能、居家投资两相宜的营销理念在楼市中异军突起。商住楼不但具有写字楼所具有的一切优势，包括从产品上、服务上这些方面，也具有写字楼所没有的优势。用途上，商住楼可商可住，而纯写字楼只能商用；另外价格上，商住楼更有优势，它以比住宅稍高比写字楼更低的价格优势获得中小企业的青睐。
本次毕业设计是商住楼，主要进行的是结构设计部分。结构设计简而言之就是用结构语言来表达工程师所要表达的东西。结构语言就是结构师从建筑及其它专业图纸中所提炼简化出来的结构元素，包括基础、墙、柱、梁、板、楼梯、大样细部图等等。然后用这些结构元素来构成建筑物或构筑物的结构体系，包括竖向和水平的承重及抗力体系，再把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础。
结构设计的阶段大体可以分为三个阶段：
一 结构方案阶段：根据建筑的重要性，建筑所在地的抗震设防烈度，工程地质勘查报告，建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式，本工程采用的是框架结构；
二 结构计算阶段：包括荷载计算、内力计算和构件计算；
三 施工图设计阶段：根据上述计算结果，来最终确定构件布置和构件配筋以及根据规范的要求来确定结构构件的构造措施。
关键词：商住楼； 结构设计；荷载计算；节点验算

Abstract
With the development of economy,commerce-residence building emerges in the real estate market for its advantageous location, flexible dual functions and the marketing idea of being appropriate for both housing and investment. It has all the merits of the office building in the aspects of product and service, as well as several advantages that the office buiding lacks. First, it can be used as either residence or office building,while an ordinary office buiding can only be used for business purpose. Additionaly,commerce-residence building gains its advantage over office building in terms of price. It finds favour in the eyes of small and medium-sized enterprises with its price a little higher than resident building but lower than office building.
This graduation project is an administration building , it was some of structural design that mainly carried on. The structural design expresses the thing that the engineer will express in structural language in brief. The structural language is structural elements simplified out refined from the building and other specialized drawings of structural engineer, including foundation, wall, column, roof beam, board, stair, full-page proof detail picture, etc.. Then come to form the structural systems of the building or structures with these structural elements, including verticality and bearing and resist strength system of level, and then various load that situation produce in a most succinct way from transmission to foundation.
The stage of the structural design can be divided into three stages on the whole:
1. Structural scheme stage: According to the importance of the building, providing fortification against earthquakes in the earthquake intensity, the geologic prospect report of the project of the building site, classification and height and storey of the building of the building field are counted to confirm the structural form of architecture, what this project is adopted is frame structure;
2. Calculate stage in structure: Including loading and calculating, the internal force is calculated and calculated with the component;
3. Construction drawings design phase: According to described above result of calculation, come, confirm component assign with component mixing muscling and coming, confirming structural structure measuring of component according to the request of norm finally.
Keyword: Commerce-residence building Structural design; Load and calculate; Nodal checking computations.

第1章 绪 论

1.1 工程背景
本项目为莆田市莆田学院职工住宿楼。工程为7层现浇钢筋混凝土框架结构体系，占地面积约为850 m2，总建筑面积约为7652.80 m2；一至七层层高为2.9m，平面尺寸为8.40×26.40m。基础采用独立基础，室内地坪为±0.000m，室外内高差0.45m。框架梁、柱、楼面、屋面板板均为现浇。
1.2 设计资料
① 气象资料：常年主导风向为东南风，基本风压为，年最高气温为39℃，最低气温4℃。
② 地质水文资料：建筑物所处的场地位Ⅱ类场地，地下水位高度为地面下5.0m左右，地下水为无腐蚀性的一般水。
地质情况自上而下叙述如下：杂填土，灰黄色粉质粘土，粉砂夹粉质粘土。
③ 地震设防烈度：7度（设计基本地震加速度为0.15g）。
④ 抗震等级：根据建筑高度和抗震设防烈度，根据规范知框架的抗震等级为二级。
⑤ 设计地震分组：设计地震分组为第二组（）
⑥ 材料：柱采用C25，纵筋采用HRB335，箍筋采用HPB235，梁采用C25，纵筋采用HRB335，箍筋采用HPB235。基础采用C25，纵筋采用HRB335，箍筋采用HPB235。板采用C25，钢筋为HPB235
⑦ 做法：
上人屋面做法：C20钢筋混凝土预制板，25厚1：3水泥砂浆结合层，4mm厚油毡隔离层，4mm厚高分子卷材，20厚1：3水泥砂浆结合层， 60厚憎水珍珠岩保温层，20mm水泥砂浆找平，50厚1：6水泥焦渣找坡，100mm厚钢筋混凝土楼板，20mm粉刷抹底。
楼面做法：13mm厚地砖面层,100mm厚钢筋混凝土现浇板，20mm粉刷抹底，20mm水泥砂浆结合层，2mm厚纯水泥砂浆一道，。
墙身做法：外墙为加气混凝土切块砌筑而成，外加瓷砖贴面，砖自重，厚为200mm；内墙为粉煤灰轻渣空心砌块，砖自重。内隔墙厚度均为120mm。
门窗做法：门为木门，自重0.2 kN/m2，窗为铝合金玻璃窗，自重0.5 kN/m2。
风荷载标准值0.7kN/m2。
活荷载：上人屋面均布活荷载标准值2.0kN/m2，楼面活荷载标准值2.0kN/m2，阳台活荷载标准值2.5kN/m2，走廊活荷载为3.5 kN/m2。
1.3 工程特点
本工程为7层，主体高度为22.45米，属多层建筑。

第2章 框架结构布置及计算简图

2.1 梁、柱截面尺寸估算
2.1.1 梁截面估算
①横向框架：AB跨，
取。，取，，
，取，
所以横向框架梁的截面尺寸为：
BC跨，
取。，取，，
，取，
所以横向框架梁的截面尺寸为：
②纵向框架：取最大值，
，取，，
，取，
所以纵向框架梁的截面尺寸为：

③次梁：连续梁，取，
，取，，
，取，
所以连续梁的截面尺寸为：
，取，
，取，，
，取，
所以梁的截面尺寸为：

④阳台挑梁：取，
，取，，
，取，
所以阳台挑梁的截面尺寸为：
2.1.2 柱截面尺寸估算
本工程为现浇钢筋混凝土结构，7度设防，高度，抗震等级为三级。
全部柱采用相同的截面，按中柱进行估算。整个建筑的恒载标准值估算为12KN/m2。活载标准值为2.0KN/m2.C25强度等级混凝土的轴心抗压强度设计值fc=11.9N/mm2.
按中柱的负荷面积估算底层柱的轴力：
恒载：
活载：
估算柱轴力设计值
对于三级框架，柱截面按下式估算：
柱截面估算为
2.1.3 梁、柱、板材料汇总

表2.1 梁、板材料汇总
构件
混凝土强度等级
截面尺寸或厚度
钢筋级别
梁
主梁

二级
次梁

二级
板

一级
表2.2 柱材料汇总
柱
1～7层
截面

混凝土强度等级

钢筋级别
二级
2.2 确定结构计算简图
2.2.1 根据结构平面布置图，选定第②号轴线作为计算单元，如图2.1所示。

图2.1框架结构计算单元
2.2.2 梁的计算高（跨）度：
梁的跨度：取轴线间距，即AB跨为3.6m，BD跨为4.8m。
底层柱高：设基础底面标高为1m，0.45m为室内外高差，基础高度为600 ，则底层柱高为：
。
其他层取层高，即2-7层为3.0m。
2.3 梁、柱线刚度(其中E=3.0×1010N/m2)
框架在竖向荷载作用下，可忽略节点的侧移，按刚性方案设计。在水平荷载作用下，不能忽略节点侧移，按弹性方案设计。
2.3.1 梁柱惯性矩计算
①框架柱惯性矩：
1～7层：
②框架梁惯性矩：
主要框架梁：
2.3.2 梁柱线刚度计算：
根据公式，可以得出梁、柱的线刚度如下：（其中）
底层柱
其他层柱
BD梁
AB梁
取其他层柱的线刚度为基准值，所以
=1

算得梁、柱的相对线刚度标于图中。

图2.2 结构计算简图
第3章 楼面设计

3.1 设计资料
① 楼面做法：13mm地砖面层，2mm纯水泥砂浆一道，20mm1：2水泥砂浆结合层，钢筋混凝土现浇板，20mm粉刷抹平。
② 楼面荷载：均布活荷载标准值2kN/m2
③ 材料：混凝土强度等级梁为C25，板为C25；梁内受力纵筋为HRB335，其余为HRB235钢筋，板为HRB235
3.2 楼面的结构平面布置

3.3 楼面板的设计（弹性理论）
3.3.1 楼板厚度的确定
房间楼板短边为：3300mm，3600mm，3000mm，取L=3600mm。
，取h=100mm。
卫生间、厨房楼面：取L=3600mm，，取h=90mm。
荷载计算
恒荷载标准值：
房间：
13mm地砖面层
2mm厚纯水泥砂浆一道
20mm厚1：2水泥砂浆结合层
100mm厚钢筋混凝土楼板
板底20mm厚粉刷抹底
恒荷载标准值： 合计：
恒荷载设计值：
活荷载标准值：
活荷载设计值：
荷载设计值：
卫生间：
13mm地砖面层
捷罗克防水层
2mm厚纯水泥砂浆一道
30mm 1:4水泥砂浆找平层
20mm厚1：2水泥砂浆结合层
100mm厚钢筋混凝土楼板
板底20mm厚粉刷抹底
恒荷载标准值： 合计：
恒荷载设计值：
活荷载标准值：
荷载设计值：
5号板：
∵，故按单向板计算。（取1ｍ板宽计算）　　　　　　　ｐ＝ｇ＋ｑ
荷载总设计值为：
计算简图（取１ｍ板宽计算），如右图所示。
支座弯矩：
跨中弯矩：
取 ∴
∴
∴
故，按构造配筋，取8@180，实际配筋面积为279

6号板：
∵，故按单向板计算。（取1ｍ板宽计算）　　　　　　　ｐ＝ｇ＋ｑ
荷载总设计值为：
计算简图（取１ｍ板宽计算），如右图所示。
支座弯矩：
跨中弯矩：

取 ∴
∴
∴
故，按构造配筋，取8@180，实际配筋面积为279

9号板：
∵，故按单向板计算。（取1ｍ板宽计算）　　　　　　　ｐ＝ｇ＋ｑ
荷载总设计值为：
计算简图（取１ｍ板宽计算），如右图所示。
支座弯矩：
跨中弯矩：

取 ∴
∴
∴
故，按构造配筋，取8@180，实际配筋面积为279
10号板：
∵，故按单向板计算。（取1ｍ板宽计算）　　　　　　　ｐ＝ｇ＋ｑ
荷载总设计值为：
计算简图（取１ｍ板宽计算），如右图所示。
支座弯矩：
跨中弯矩：

取 ∴
∴
∴
故，按构造配筋，取8@180，实际配筋面积为279
12号板：
∵，故按单向板计算。（取1ｍ板宽计算）　　　　　　　ｐ＝ｇ＋ｑ
荷载总设计值为：
计算简图（取１ｍ板宽计算），如右图所示。
支座弯矩：
跨中弯矩：

取 ∴
∴
∴
故，按构造配筋，取8@180，实际配筋面积为279
14号板：
∵，故按单向板计算。（取1ｍ板宽计算）　　　　　ｐ＝ｇ＋ｑ
荷载总设计值为：
支座弯矩：
跨中弯矩：

∴
∴
∴
故，按构造配筋，取8@180，实际配筋面积为279
配筋率：，满足要求。
由上面计算可知，板间支座弯矩是不平衡的，实际应用时可近似取相邻两个区格板支座弯矩的平均值，即：
1-7支座：
1-8支座：
1-3支座：
2-7支座：
2-8支座：
2-11支座：
3-4支座：
3-9支座：
3-14支座：
4-5支座：
4-10支座：
5-6支座：
5-10支座：
6-6支座：
7-8支座：
8-9支座：
9-10支座：
9-11支座：
10-12支座：
10-13支座：
11-12支座：
11-14支座：
12-13支座：
各跨内支座弯矩已求得，即可近似按算出相应的钢筋截面面积，支坐截面h0=80,计算见表3.2，

截面
M（）

选配钢筋
实际配筋面积

跨 内
1

4.11
80
258
8@180
279

2.8
70
201
8@180
279
2

4.44×0.8
80
222
8@180
279

3.38×0.8
70
193
8@180
279
3

4.41×0.8
80
221
8@180
279

3.82×0.8
70
219
8@180
279
4

1.56×0.8
80
78
8@180
279

0.83×0.8
70
47
8@180
279
7

0.29×0.8
75
13
8@180
279

0.17×0.8
65
11
8@180
279
8

0.9×0.8
80
45
8@180
279

0.47×0.8
70
27
8@180
279
11

3.90×0.8
80
195
8@150
335

2.66×0.8
70
134
8@150
335
13

0.52×0.8
75
25
8@180
279

0.29×0.8
65
17
8@180
279
支 座
1 - 3
6.63
80
415
10@180
436
1 - 7
2.96
80
185
8@180
279
1 - 8
3.54
80
222
8@180
279
2 - 7
3.43
80
215
8@180
279
2 - 8
4.02
80
252
8@180
279
2 - 11
7.36
80
461
10@160
491
3 - 4
4.18
80
262
8@180
279
3 - 9
3.07
80
192
8@180
279
3 -14
3.30
80
207
8@180
279
4 - 5
1.25
80
78
8@180
279

表3.2双向板配筋计算（续）
截 面
M（）

选配钢筋
实际配筋面积

支 座
4 - 10
1.76
80
110
8@180
279
5 - 6
0.69
80
43
8@180
279
5 - 10
0.86
80
54
8@180
279
6 - 6
0.88
80
55
8@180
279
7 - 8
0.82
80
51
8@180
279
8 - 9
0.82
80
51
8@180
279
9 -11
3.48
80
218
8@180
279
10 - 12
0.86
80
54
8@180
279
10 - 13
0.86
80
54
8@180
279
11 - 12
3.61
80
226
8@180
279
11 - 14
3.71
80
232
8@180
279
12 - 13
7.44
80
466
10@160
491

次梁的计算：
求第一跨的集中力L1。

恒荷载：
梁自重：　　　
梁侧抹灰：　　
梁上砖墙重：
墙间抹灰及瓷砖砖面：
恒荷载标准值：　　　
（7）号板传来的荷载标准值：
（8）号板传来的荷载标准值：
同理，活荷载标准值：
恒载作用下的支座剪力，
活载作用下的支座剪力，
所以，对第一跨的集中力为

：
恒荷载：
梁自重：　　　
梁侧抹灰：　　
梁上砖墙重：
墙间抹灰及瓷砖砖面：
恒荷载标准值：　　　
（1）号板传来的荷载标准值：
（7）号板传来的荷载标准值：
（8）号板传来的荷载标准值：
同理，活荷载标准值：
：
恒荷载标准值：　　　
（3）号板传来的荷载标准值：
（9）号板传来的荷载标准值：
同理，活荷载标准值：
：
恒荷载标准值：　　　
（10）号板传来的荷载标准值：
同理，活荷载标准值：
：
恒荷载标准值：　　　
（15）号板传来的荷载标准值：
同理，活荷载标准值：

利用上面的值算出如下
1 连续梁：　

1．1 基本资料　
1．1．1 工程名称：工程一　
1．1．2 结构构件的重要性系数 γo ＝ 1.00 考虑活荷不利组合　
1．1．3 混凝土容重 γc ＝ 25.00kN/m 箍筋间距 Sv ＝ 200mm　
1．1．4 可变荷载的分项系数 γQ ＝ 1.40 可变荷载的组合值系数 ψc ＝ 0.70　
可变荷载的准永久值系数 ψq ＝ 0.40　
1．1．5 C25 混凝土强度： fc ＝ 11.9N/mm ft ＝ 1.27N/mm　
ftk ＝ 1.78N/mm Ec ＝ 27871N/mm　
1．1．6 钢筋强度设计值： fy ＝ 300N/mm fyv ＝ 210N/mm　
Es ＝ 200000N/mm　
1．1．7 纵筋合力点至近边距离 as ＝ 40mm 受拉钢筋最小配筋率 ρmin ＝ 0.20%　

1．2 几何信息　
最左端支座：固端 i ———跨号 Li ———第 i跨跨度（mm）　
b ———截面宽度（mm） h ———截面高度（mm）　
bf'———上翼缘高度（mm） hf'———上翼缘高度（mm）　
bf ———下翼缘高度（mm） hf ———下翼缘高度（mm）　

--------------------------------------------------------------------------　
i Li 截面 b h bf' hf' bf hf 右节点　　
--------------------------------------------------------------------------　
1 4500 矩形 250 400 固端　
2 4500 矩形 250 400 固端　
3 3000 矩形 250 400 固端　
4 2400 矩形 250 400 固端　
5 3000 矩形 250 400 固端　
6 4500 矩形 250 400 固端　
7 4500 矩形 250 400 铰支　
--------------------------------------------------------------------------

1．3 荷载信息　
i、j ———跨号、节点号 P、P1———单位：kN/m、kN　
M—————单位：kN·M X、X1———单位：mm　

1．3．1 跨中荷载　
-------------------------------------------------------------------　
i 恒、活荷 荷载类型 P 或 M P1 X X1　
-------------------------------------------------------------------　
1 恒荷 均布荷载 8.63 　
1 恒荷 对称梯形 3.39 1 　
1 恒荷 对称梯形 3.21 1 　
1 恒荷 对称梯形 7.06 1 　
1 恒荷 集中荷载 9.78 3 　
1 活荷 对称梯形 3.30 2 　
1 活荷 对称梯形 2.63 2 　
1 活荷 对称梯形 1.50 1 　
2 恒荷 均布荷载 8.63 　
2 恒荷 均布荷载 3.21 　
2 恒荷 对称梯形 7.06 2 　
2 活荷 均布荷载 2.63 　
2 活荷 对称梯形 3.30 2 　
3 恒荷 均布荷载 8.63 　
3 恒荷 均布荷载 3.21 　
3 活荷 均布荷载 3.21 　
4 恒荷 均布荷载 8.63 　
4 恒荷 对称梯形 3.21 1 　
4 活荷 均布荷载 1.50 　
5 恒荷 均布荷载 8.63 　
5 恒荷 均布荷载 3.21 　
5 活荷 均布荷载 2.63 　
6 恒荷 均布荷载 8.63 　
6 恒荷 均布荷载 3.21 　
6 恒荷 对称梯形 7.06 2 　
6 活荷 对称梯形 3.30 2 　
6 活荷 均布荷载 2.63 　
7 恒荷 均布荷载 8.63 　
7 恒荷 对称梯形 3.39 1 　
7 恒荷 对称梯形 3.21 1 　
7 恒荷 对称梯形 7.06 2 　
7 恒荷 集中荷载 9.78 3 　
7 活荷 对称梯形 1.50 1 　
7 活荷 对称梯形 3.30 2 　
7 活荷 对称梯形 2.63 2 　
梁自重 -----------------------------------------------------------　
1 恒荷 均布荷载 2.50 　
2 恒荷 均布荷载 2.50 　
3 恒荷 均布荷载 2.50 　
4 恒荷 均布荷载 2.50 　
5 恒荷 均布荷载 2.50