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1、金陵科技学院学士学位论文 目录 目 录 摘 要 III Abstract IV 前言 V 1 建筑设计说明 1 1.1 建筑概况 1 1.2 标高及定位 1 1.3 用料说明 1 1.4 建筑设计要求 2 2 结构方案设计 3 2.1 结构选型 3 2.2 结构布置 3 2.3 初估梁、柱截面尺寸 3 2.4计算单元及计算简图 6 3 荷载计算 8 3.1重力荷载代表值 8 3.2竖向恒载计算及计算简图 13
2、 3.3竖向活载计算及计算简图 15 3.4风荷载计算及计算简图 16 3.5地震作用计算及计算简图 17 4 横向框架的内力计算 22 4.1恒载下的框架内力计算 22 4.2竖向活载下的框架内力计算 29 4.3风荷载下的框架内力计算 35 4.4水平地震作用下的框架内力计算 39 5 框架荷载效应组合 42 5.1 框架梁的内力组合 42 5.2 框架柱的内力组合 52 5.3 梁端剪力设计值的调整 52 5.4 柱端弯矩设计值的调整 54 5.5 柱端剪力组合和设计值的调整 56 6 框架梁柱的配筋计算及节点构造要求 57 6.1 梁正、斜截面配筋计算
3、57 6.2 柱正、斜截面配筋计算 63 6.3 验算裂缝宽度 70 6.4 节点设计 73 7 框架的侧移验算 75 8 基础结构设计计算 76 8.1 A、D轴柱下独立基础设计 76 8.2 B、C轴联合基础设计 83 9 楼板、屋面板结构设计计算 87 9.1 屋面板设计 87 9.2 楼面板设计 92 10 楼梯结构设计计算 99 10.1楼梯结构布置及基本设计资料 99 10.2梯段板TB1设计 99 10.3平台板的计算 100 10.4平台梁的计算 101 11 总结 103 参考文献 104 致谢 105 II
4、 金陵科技学院学士学位论文 摘要 镇江市某社区服务中心 摘 要 本设计是社区服务中心设计。总建筑面积为3306.48㎡，底层占地面积为826.62㎡，总高为15.25m根据设计要求，设防烈度为7度，抗震等级为三级，设计中要考虑抗震设计。本方案采用钢筋混凝土现浇框架结构。主体结构为双向承重框架，横向框架等跨。在进行荷载计算和构件截面估算后，选取一榀框架进行计算，用弯矩分配法算出内力，并对最不利活荷载和最不利内力进行分析，通过底部剪力
5、法求出地震荷载。本方案基础形式采用柱下独立基础.整个方案设计基本符合设计和结构要求，具有一定的创造性和合理性。 关键词：钢筋混凝土结构；框架结构；结构设计 V 金陵科技学院学士学位论文 Abstract The design of a community service center at zhenjiang Abstract It is that the experimen
6、t designs to originally design. The total construction area is 3306.48㎡, the floor space of ground floor is 826.62㎡, the total height is 15.25m.According to the designing requirement, the earthquake intensity is 7degrees to set up defenses, the grade of ant detonation is there grades; consider astig
7、matic design in the design. This scheme adopts the cast-in-place frame structure of armored concrete. The agent structure is a two-way bearing frame, horizontal frame set. are stepped. In is it is it calculate and component section after estimating, choose one Pin frame calculate to load to go on, c
8、alculate the internal force by changing and taking the place of the law, and the live load and the most unfavorable internal force disadvantageous that most are analyses, cut strength law is it happen through bottom earthquake load to ask. This basic form of scheme adopts the independent foundation
9、under the post. The whole conceptual design accords with the design and structure demand basically, have certain creativity and rationality. Keywords: Reinforced concrete structure；frame structure；design value of a load； load combination 金陵科技学院学士学位论文
10、 前言 前言 该项目为一幢高校实验楼。总建筑面积为3306.48㎡，底层占地面积为826.62㎡，总高为15.25m。根据设计任务书和《混凝土设计规范 GB 50010-2012》以及《建筑抗震设计规范 GB 50011-2012》等国家现行的有关规范的要求，我分别对该实验楼进行了基地的选址、总平面图布置、内部设计，使该实验楼与周围环境协调一致，节约建筑用地，合理组织人流，保证良好的安全疏散条件和通风采光。实验楼的结构采用全框架钢筋混凝土结构，平面形状为规则矩形。这使得整个结构拥有很好的整体性
11、和较大的刚度，抗震性能优良。结构设计部分完成了该房屋的结构平面布置，结构计算简图、重力荷载计算、横向框架的侧移刚度计算、4轴线横向框架在水平地震恒载活载等作用下的内力计算、框架梁柱的内力组合、截面设计、基础设计、楼梯设计。并根据以上设计绘制了相应的结施图。 金陵科技学院学士学位论文 第1章 建筑设计说明 1 建筑设计说明 1.1 建筑概况 建筑名称：镇江市某社区服务中心
12、设计 占地面积：826.62㎡, 建筑面积：3306.48㎡ 建筑层数：地上主体四层 建筑总高：15.25m，首层3.6,二层3.6m，其余层3.3m 结构类型：钢筋混凝土框架结构 抗震设防烈度：七度，设计基本地震加速度为 0.1g，设计地震为第一组 。 设计使用年限：50年 1.2 标高及定位 本工程设计标高 ±0.000相当于本工程地质勘探报告中的高程。 建筑标高及总平面图的尺寸均以米计，其他以毫米计。 1.3 用料说明 （1）墙身 外墙采用灰砂砖砌筑，其厚度为240，±0.000以上为M5.0混合砂浆砌筑；±0.000以下为M7.5水泥砂浆砌筑。 内墙为200
13、厚灰砂砖砖砌筑，M5.0混合砂浆砌筑。 墙基防潮层做法详见苏J9501-1/1。 色彩及用料需先做小样，经有关方面与设计院共同商定后方可大面积施工。 （2）楼地面 底层雨棚的楼地面比邻近楼地面低20，并找坡0.5%坡向地漏或泄水孔，其楼地面与墙结合部位上卷120×100素混凝土，并与楼板一次浇捣，不留施工缝，穿越楼板的管线应预埋套管，在两管之间用20厚防水油膏封度。 所有室外平台、踏步及楼梯踏步均为防滑地砖，各教室、走廊及休息平台为普通地砖地面。 （3）屋面做法 屋面做法见苏J9801-1/5 防水等级为三级，见苏J9501-2/7 屋面分格缝见苏J9801-1，2/13
14、屋面采用结构找坡，水落管及水斗为PVC型材。 （4）室外 台阶详见苏J9508-3/40 坡道详见苏J9508-1/41 明沟详见苏J9508-8/39，室内浅地沟详见苏J9507-1，2/34 （5）门窗 门窗表中所注尺寸均为洞口尺寸，加工制作时，应扣除粉刷面层厚度，门窗制造安装厂家按设计立面图式样绘制详细的施工安装图，经设计及施工单位共同审定后，再进行加工安装，窗位置位于墙厚之正中，门与墙内皮平，所有门窗、墙洞高度均应以楼地面面层算起。 凡与门窗连接的梁、柱、墙均应按有关的门窗图纸预埋木砖或铁件。 （6）油漆 凡露明漆金属构件均刷红丹二道，灰色防锈漆二道，不露明金属铁件均
15、刷红丹二道，凡埋入墙内的木构件均满刷沥青二道。 （7）其他 楼梯踏步防滑条详见苏J9505-11/27 1.4 建筑设计要求 混凝土强度等级：C30 楼面活载标准值：2.5N/mm2 106 金陵科技学院学士学位论文 第2章 结构方案设计 2 结构方案设计 2.1 结构选型 社区服务中心采用横向承重方案，采用框架结构比较合理。地基基础采用柱下独立基础，跨
16、度较小时采用联合基础。 2.2 结构布置 本设计横向框架为三跨，中间跨度为2.1m，其余两跨为6.0m，沿纵向柱距设置等距次梁，次梁间距为2m，跨度6m。具体设置见图2.2.1。 2.3 初估梁、柱截面尺寸 2.3.1横向框架梁 （1）截面高度 AB, CD 跨梁高度h1 h1=L=×6000＝500～750mm BC 跨梁高度h2 h2=L=×2100＝175～262.5mm 取h1=600mm，h2=300mm （2）截面宽度 b=h=×600＝200～300mm 考虑地震区b≥250mm，故取b=
17、300mm 2.3.2纵向框架梁 （1） 截面高度 h1=L=×6000＝500～750mm （2）截面宽度 b=h=×600＝200～300mm 考虑地震区b≥250mm，故取b=300mm 2.3.3次梁 （1）截面高度 h=L=×6000＝333～500mm 取h=450m （2）截面宽度 b=h=×450＝150～225mm 故取b=250mm 金陵科技学院学士学位论文
18、 第2章 结构方案设计 图2.2.1 平面结构布置简图 金陵科技学院学士学位论文 第2章 结构方案设计 2.3.4 框架柱 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 (2.3.
19、1) 注：—作用组合后柱轴压力增大系数。 —支状态计算柱的负载面积。 —建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取14kN/ mm2。 —计算截面以上的楼层层数。 （2） (2.3.2) 注：—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。 —混凝土轴心抗压强度设计值，对C30，查得14.3N/ mm2。 —柱的负载计算面积见图2.3.1。 （3）计算过程 对于边柱： F1=6×3=18m2 =βFgEn=1.3×18×14
20、×4=1310.4kN =1310.4×1000/(0.9×14.3)=101818.182 mm2 取450mm×450mm 对于中柱： F2=6×(3+1.05)=24.3m2 =1.25×24.3×14×4=1701kN =1701×1000/(0.9×14.3)=132167.832 mm2 取450mm×450mm 2.4计算单元及计算简图 室内外高差为0.45米，取底层柱高4.75米，其他层为层高3.6米和3.3米。板的短边与长边比为1:3，各层楼板均单向板
21、各层荷载均由次梁传给框架梁。本次设计仅以⑤轴线这榀横向框架为例进行计算，框架计算简图见图2.3.2。 图2.3.1 柱的负载计算面积 图2.3.2 框架计算简图 金陵科技学院学士学位论文 第3章 荷载计算 3 荷载计算 3.1重力荷载代表值 以每层梁中心线为基准，上下各取一半楼层计算总荷载，其中包括楼面梁板及装饰总重，上下层各一半柱总重。 3.1.1荷载统计 1．屋面恒载标准值（上人） 防
22、水层 三毡四油上铺小石子 0.40kN/m2 找平层 15厚1:3水泥砂浆找平 0.015×20=0.30kN/m2 保温层 70厚沥青珍珠岩块保温层 (0.07+0.235)/2×7=1.07kN/m2 找平层 20厚1:3水泥砂浆找平 0.02×20=0.40kN/m2 结构层 120厚现浇钢筋砼屋面板 0.12×25=3.00kN/m2 粉刷
23、层 10厚粉平顶 0.01×17=0.17kN/m2 合计： 5.34kN/m2 2. 2-3层楼面恒载标准值 面 层 瓷砖地面（10mm面层、20mm水泥砂浆结合层） 0.55kN/m2 找平层 25厚1:3水泥砂浆找平 0.025×20=0.50kN/m2 结构层 80厚现浇钢筋砼楼板
24、 0.8×25=2.00kN/m2 粉刷层 10厚粉平顶 0.01×17=0.17kN/m2 合计: 3.22kN/m2 3. 卫生间恒载标准值 10厚防滑地砖面层，干水泥擦缝 20×0.01=0.2kN/m2 20厚水泥砂浆结合层
25、 20×0.02=0.4kN/m2 40厚细石混凝土（向地漏找坡） 22×0.04=0.88kN/m2 聚氨脂三遍涂膜防水层1.8厚 0.05kN/m2 20厚1:3水泥砂浆找平（表面用JS防水涂料） 20×0.02=0.4kN/m2 80厚现浇钢筋混凝土板 25×0.08=2.0kN/m2 6厚1:0.3:3水泥石灰膏砂浆打底扫毛
26、 17×0.006=0.102kN/m2 6厚1:0.3:3水泥石灰膏砂浆粉面 17×0.006=0.102kN/m2 合计： 4.134kN/m2 4. 墙体恒载标准值计算 （1） 外墙荷载标准值 20厚水泥砂浆，刷乳胶漆（内外） 2×0.02×20=0.80kN/m2 250厚普通砖墙
27、 0.25×18=4.50kN/m2 合计： 5.30kN/m2 （2）内墙荷载标准值 20厚水泥砂浆，刷乳胶漆（内外） 2×0.02×20=0.80kN/m2 200厚普通砖墙 0.20×18=3.60kN/m2 合计：
28、 4.40kN/m2 （3）内隔墙（卫生间） 10厚面砖（双面） 0.01×19.8×2=0.396kN/m2 10厚混合砂浆粘结层（双面） 0.01×17×2=0.34kN/m2 10厚水泥砂浆扫底打毛（双面） 0.01×20×2=0.40kN/m2 200厚普通砖墙
29、 0.20×18=3.60kN/m2 合计： 4.54kN/m2 5. 楼梯休息平台 10厚普通地砖面层 0.01×20=0.20kN/m2 20厚水泥砂浆结合层 0.02×20=0.40kN/m2 80厚钢筋混凝土板 0.12
30、×25=3.00kN/m2 12厚混合砂浆，刷乳胶漆 0.012×17=0.204kN/m2 合计： 3.804kN/m2 6. 门窗恒载标准值 塑钢门 0.4kN/m2 塑钢
31、玻璃窗 0.4kN/m2 木门 0.2kN/m2 7. 梁柱恒载标准值 密度 25kN/m3 8. 女儿墙 20厚水泥砂浆，刷乳胶漆（双面） 0.02×20×2=0.80kN/m2 250厚蒸压粉煤灰加气混
32、凝土砌块 0.25×5.5=1.38kN/m2 合计： 2.18kN/m2 9. 活载标准值计算 上人屋面活荷载标准值 2.00kN/m2 楼面活荷载标准值 2.00kN/m2 走廊及楼梯活荷载标准值
33、 2.50kN/m2 卫生间活荷载标准值 2.00kN/m2 屋面雪荷载标准值 Sk=urS0=1.0×0.35=0.35kN/m2 3.1.2 重力荷载代表值的计算 梁、柱可根据载面尺寸、材料容量及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载；对墙、门、窗等可计算出单位面积上的重力荷载，计算过程计算结果见表3.1.1。 表3.1.1 梁、柱重力荷载标准值 层次
34、 构件 b (m) h (m) β g (KN/m) li(m) n Gi (KN) ΣGi (KN) 1 | 4 层 边横梁 0.3 0.6 25 1.05 4.725 5.55 22 576.93 2136.87 中横梁 0.3 0.6 25 1.05 4.725 1.65 11 85.76 次梁 0.25 0.45 25 1.05 2.953 5.7 32 538.63 纵梁 0.3 0.6 25 1.05 4.725 3m跨 2.55 8 96.39 6m
35、跨 5.55 32 839.16 一层 KZ 450×450 25 1.1 5.569 4.75 44 1163.92 1163.92 二层 KZ 450×450 25 1.1 5.569 3.6 44 882.13 882.13 三～四层 KZ 450×450 25 1.1 5.569 3.3 44 808.62 808.62 注:a.表中β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;单
36、位：KN/m3 b.梁长度取净长,梁高取净高,柱长度取层高减去楼板厚。 墙体外墙为240mm厚页岩粘土空心砖，外墙面抹灰厚18mm，内墙面抹灰厚16mm，则抹灰面单位重力荷载为:17(0.018+0.016)=0.578KN/m2；内墙为240mm厚页岩粘土空心砖，两侧抹灰均厚16mm，则抹灰面单位重力荷载为:170.0162=0.544KN/m2。 塑钢门、窗单位面积重力荷载为0.4KN/m2，木门为0.2KN/m2。 集中于各楼层标高处的重力荷载代表值Gi具体计算过程及结果见表3.1.2和图3.1.1 表3.1.2 集中于各楼层标高处的重力荷载代表值
37、 首 层 门窗 墙:(1.51.812+4.53.610+5.63.62+1.22.12)0.4=235.440.4=94.176KN 1=10514.38KN 内墙: (1.02.118）*0.2+（1.52.08)0.4=7.56+9.6=17.16KN 外墙 {[(54.242+15.242-0.726)5.55-(235.44)]0.24-(15.24-0.74)0.30.52-(54.24-0.711)0.30.62}15=1257.9 KN 内墙 {[(6-0.7)12+(3-0.7)2](5.55-0.7)+[(6-0.7)16(5.55
38、0.6)]+[(6-0.24)4(5.55-0.5)]-97.8}0.2415=866.8820.2415=3120.775 KN 墙面 抹灰 [(54.24+15.24)2(5.55+0.1)-235.44]0.578+{[(6-0.7)24+(3-0.7)4+(6-0.7)32+(6-0.24)8](5.55+0.1)-97.8}0.544=1346.67 KN 梁柱 2136.87+1163.92= 3300.79KN 楼梯 6322.5=90 KN 2 层 门窗 外墙：(1.81.536+1.21.82)0.4 =101.520.4=40
39、608 KN 2= 10145.1KN 内墙: (1.5212）0.4+（12.122)0.2=23.64KN 外墙 {[(54.242+15.242-0.726)3.5-101.52]0.24-(15.24-0.74)0.25 0.52-(54.24-0.711)0.30.62}15=858.138KN 内墙 {[(6-0.7)16+(3-0.7)2](3.6-0.7)+[(6-0.7)18(3.6-0.6)]+[(6-0.24)4(3.6-0.5)]-82.2}0.2415=534.6840.2415=1924.862 KN 墙面 抹灰 [(54.
40、24+15.24)23.6-101.52]0.578+{[(6-0.7)32+(3-0.7)4+(6-0.7)36+ (6-0.24)8]3.6-82.2}0.544=999.82 KN 梁柱 2136.87+882.13=3625.62 KN 楼梯 (6+0.35)313=247.65KN 3 层 门窗 外墙：(1.81.536+1.21.82)0.4 =101.520.4=40.608 KN 3= 9945.78KN 内墙: (1.5212）0.4+（12.122)0.2=23.64KN 外墙 {[(54.242+15.
41、242-0.726)3.5-101.52]0.24-(15.24-0.74)0.25 0.52-(54.24-0.711)0.30.62}15=858.138KN 内墙 {[(6-0.7)16+(3-0.7)2](3.6-0.7)+[(6-0.7)18(3.6-0.6)]+[(6-0.24)4(3.6-0.5)]-82.2}0.2415=534.6840.2415=1924.862 KN 墙面 抹灰 [(54.24+15.24)23.6-101.52]0.578+{[(6-0.7)32+(3-0.7)4+(6-0.7)36+ (6-0.24)8]3.6-82.2}0.544=999
42、82 KN 梁柱 2136.87+808.62=2945.49 KN 楼梯 (6+0.35)313=247.65KN 楼面 [54.2415.24-(6+0.35)32-(6+0.35)6]3.8+(6+0.35)65.12=3046.653047KN 4 层 门窗 外墙：(1.81.536+1.21.82)0.4 =101.520.4=40.608 KN 4= 9893.32 KN 内墙: (1.5212）0.4+（12.122)0.2=23.64KN 外墙 {[(54.242+15.242-0.726)3
43、5-101.52]0.24-(15.24-0.74)0.25 0.52-(54.24-0.711)0.30.62}15=858.138KN 内墙 {[(6-0.7)16+(3-0.7)2](3.6-0.7)+[(6-0.7)18(3.6-0.6)]+[(6-0.24)4(3.6-0.5)]-82.2}0.2415=534.6840.2415=1924.862 KN 墙面 抹灰 [(54.24+15.24)23.6-101.52]0.578+{[(6-0.7)32+(3-0.7)4+(6-0.7)36+ (6-0.24)8]3.6-82.2}0.544=999.82 KN 梁
44、柱 2136.87+882.13=3625.62 KN 楼梯 0 屋面 屋面板：54.2415.244.91=4058.69KN 女儿墙：(54.24+15.24)20.5(0.2418+170.0162)==337.95KN 合计：4396.64KN 楼面活载 [54.2415.24-362]2.0+(632+54.242.1）2.5=1956KN 雪载 54.2415.240.35=289.32KN G 取11493KN G10056KN G10924KN
45、 G=11123KN G=11493KN 图3.1.1重力荷载代表值 G 取11123KN G 取10924KN G 取10056KN 3.2竖向恒载计算及计算简图 取⑤轴线横向框架进行计算，如图所示，计算单元范围内的楼面荷载通过次梁以集中荷载的形式传给横向框架，如图中条状阴影线所示，作用于各节点上。横向框架计算单元见图3.2.1。 图3.2.1 横向框架计算单元 梁上作用的恒
46、载计算简图见图3.2.2。 图3.2.2 各层梁上作用的恒载 四层： Q1，Q2，Q3代表横梁自重，为均布荷载形式： Q1=4.725kN/m Q2=2.363kN/m Q3=4.725kN/m P1 ，P2 ，P3，P4分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，包括梁自重、楼板重和女儿墙等的重力荷载，计算如下： P1=4.725×6+2.18×1.0×6+1.8/2×5.7×5.34=68.8242kN P4 = P1=68.8242kN P2=4.725×6+(1.7/2×5.7+1.8/2×5.7)×5.34=
47、83.1384kN P3 = P2 =83.1384kN P5 ，P6 ，P7，P8分别为由次梁直接传给柱的恒载，包括次梁自重、楼板重的重力荷载，计算如下： P5=2.953 ×6+(1.7/2×5.7+1.8/2×5.7)×5.34=70.9845kN P8= P5=70.9845kN P6=2.953 ×6+(1.7/2×5.7+1.8/2×5.7)×5.34=70.9845kN P7= P6=70.9845kN 集中力矩M1=P1e1 =68.8242×(0,4-0.3)/2 =3.44kN·m 二，三层： Q
48、1，Q2，Q3代表横梁自重和其上横墙自重，为均布荷载 Q1=4.725+5.3×(3.3-0.6)=19.035kN/m Q2=2.363kN/m Q3=4.725+5.3×(3.3-0.6)=19.035kN/m P1 ，P2 ，P3，P4分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，包括梁自重、楼板重和墙等的重力荷载，计算如下： P1=4.725×6+5.3×(3.3-0.6)×6+1.8/2×5.7×3.22=130.7286kN P4 = P1=130.7286kN P2=4.725×6+5.3×(3.3-0.6)×6+（1.7/2×5.7+1.8/2×5.7）×3.22=1
49、43.6295kN P3 = P2 =143.6295kN P5 ，P6 ，P7，P8分别为由次梁直接传给柱的恒载，包括次梁自重、楼板重的重力荷载，计算如下： P5=2.953 ×6+(1.7/2×5.7+1.8/2×5.7)×3.22=49.8375kN P6 = P5=49.8375kN P7=2.953 ×6+(1.7/2×5.7+1.8/2×5.7)×3.22=49.8375kN P8= P7 =49.8375kN 集中力矩M1=P1e1 =130.7286×(0,4-0.3)/2 =6.54kN·m 一层：
50、 Q1，Q2，Q3代表横梁自重和其上横墙自重，为均布荷载 Q1=4.725+5.3×(3.6-0.6)=20.625kN/m Q2=2.363kN/m Q3=4.725+5.3×(3.6-0.6)=20.625kN/m P1 ，P2 ，P3，P4分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，包括梁自重、楼板重和墙等的重力荷载，计算如下： P1=4.725×6+5.3×(3.6-0.6)×6+1.8/2×5.7×3.22=140.2686kN P4 = P1=140.2686kN P2=4.725×6+5.3×(3.6-0.6)×6+（1.7/2×5.7+1.8/2×5.7）×3.22
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