海结构设计阶段-.doc

个人收集整理 勿做商业用途 河北工业大学城市学院毕业设计中期报告设计题目：天津市某高校研究生宿舍楼设计-5 专业及方向： 土木工程专业建筑工程方向 学生姓名: 刘银海 学 号： 074874 班 级: C078 指导教师姓名： 孔丹丹 教师号： 07014 职 称： 副教授 报告提交日期： 2011 年 5 月 11 日 在完成了前提的建筑图以后我们进入了结构设计阶段，在结构设计阶段的前期，老师要求我们对PKPM软件进行学习了解掌握。完成了前期的学习工作以后,我开始对建筑的结构进行设计,布置。在这个过程中遇到了很多问题，不过这个本来就是一个一边学习一边设计的过程，遇到困难解决困难,例如楼梯荷载的布置,卫生间荷载的统计等等。由于我的首层和二层配楼用的是玻璃幕墙结构，在这个过程中也对玻璃幕墙的安装和荷载统计进行了很多的了解.在这个过程中,很感谢老师对我们的帮助,每次都那么细心的帮我们解决在设计过程中遇到的问题，她的细心教育让我很是感动，谢谢老师.在老师的指导,同学之间的学习下,我完成了毕业设计的中期工作，很是感谢老师，同学。一 结构设计1概述 .1。1工程概况本工程位于天津市区，主体结构为钢筋混凝土框架结构,占地面积940m2.，总建筑面积约4250m,首层层高为4。2米，其余层高为3.6米，总高度23。0m。建筑等级：耐久等级等，耐火等级级 。设计使用年限：50年。2设计资料2.1设计依据 采用的规范与标准GB503522005民用建筑设计通则JGJ 36-2005宿舍建筑设计规范GB500092001建筑结构荷载规范GB50010-2002混凝土结构设计规范GB500112001建筑抗震设计规范GB500162006建筑设计防火规范 2.2自然条件基本雪压：0。4KN/基本风压：0。5KN/设防烈度：7度设计基本加速度：0.15g设计地震分组:第二组场地类别：三类 3活荷载标准值及材料强度等级 3.1活荷载标准值序号类别活荷载标准值（kN/m2)1不上人屋面活荷载0.52宿舍一般房间活荷载2。03走廊、门厅、楼梯活荷载2。04卫生间、盥洗室活荷载2.05学生活动室4.03。2材料强度等级所用构件混凝土强度等级均为C40,构件配筋中受力钢筋选用HRB400级钢，箍筋选用HPB335级钢。3.3设计等级设计使用年限：50年建筑结构的安全等级：建筑耐久等级等、耐火等级级环境类别：I类场地类别:III类建筑抗震设防类别：7度第二组0。15g框架结构抗震等级：三级4结构类型、结构体系结构类型：钢筋混凝土结构结构体系:框架结构5计算模型 地震作用计算模型：地震作用计算采用串联刚片系模型，假定各层楼板在平面内无限刚。内力分析计算模型：采用空间杆系有限元模型。6各层结构平面布置图 首层平面布置图（显示板厚) 标准层平面布置图（显示板厚)顶层平面布置图（显示板厚）7 截面尺寸的确定7.1现浇钢筋混凝土楼板设计通常,单向板板厚可取h = 1/ 30 L1/ 35 L ,双向板板厚可取h= 1/ 35 L1/ 45 L ，可根据荷载、跨数及使用实际情况取大值或小值.此外，为了保证刚度,单向板的厚度尚应不小于跨度的1/40（连续板）、1 /35(简支板）以及1 /2(悬臂板）。双向板的厚度不宜小于80mm，双向板的厚度与短跨跨长的比值应满足刚度要求:h/L1/45(简支板),h/L1/50（连续板)。本工程柱网间距66007800mm，因此初步确定在跨度7800mm的方向上添加两根200550的次梁，使与梁现浇在一起的板为双向板，初步选定板厚为120mm。4。7。2梁截面设计框架梁截面尺寸应根据承受竖向荷载大小、跨度、抗震设防烈度、混凝土强度等级等等因素综合考虑而定。对于现浇整体式框架梁，当荷载较大或跨度较大时,h=(1/81/10)l,当荷载较小或跨度较小时，h=（1/101/12）l。为了防止梁发生剪切脆性破坏,框架梁的截面高度不宜小于400mm，且也不宜大于1/4净跨。对于矩形截面梁,梁宽b=1/2-1/3.5，其中主梁截面宽度不小于200mm,次梁截面宽度不宜小于150mm。本工程中梁的跨度为7200mm，6800mm,3900mm,所以主梁截面取250650mm，250600mm。次梁截面取200300mm，200450mm.7.3柱截面设计一般框架柱的截面先按轴压比进行估算，同时需要满足构造要求，框架柱截面高度与宽度一般可取（1/10-1/15）层高。抗震设计时,柱截面高度与截面宽度均不宜小于300mm，柱截面高度与宽度比值不宜大于3，为避免产生剪切破坏，柱的剪跨比宜大于2。由轴压比初步估算框架柱截面尺寸时，可按下式计算：Ac=bchcN/uNfc式中, Ac框架柱的截面面积,mm2； bc框架柱的截面宽度,mm2; hc-框架柱的截面高度，mm2; N柱轴向压力设计值,N或KN； uN-框架柱的轴压比限值；fc-柱混凝土抗压强度设计值。柱轴向压力设计值N按下式估算：N=GqSn12 式中，G竖向荷载分项系数可取1。25；q-每个楼层上单位面积的竖向荷载标准值，KN/m2框架结构可取14； S柱一层的受荷面积mm2;n柱承受荷载的楼层数；1考虑水平力产生的附加系数，三级抗震等级时取1.05-1。15，初取1.05;2-边柱、角柱轴向力增大系数，边柱取1。1，角柱取1。2，中柱取1.0;-柱由框架梁与剪力墙连接时，柱轴力折减系数,本结构为框架结构,取=1。0。框架柱选用C30混凝土,fc=14.3N/mm2，框架抗震等级为三级,轴压比uN=0.9，用轴压比初步估算框架柱截面尺寸,最终确定柱截面500500mm.7。4楼梯设计楼梯的梯段最小净宽度为900mm，当双人行走时，梯段净宽度为：居住建筑1。11.2m,公共建筑1.42.0m；防火楼梯的宽度不小于1。1m.平台宽度应大于等于梯段的宽度,保证在转折处人流的通行和家具的搬运。为施工方便,一般设楼梯井宽度不大于200mm.楼梯的坡度一般在2337之间。确定楼梯踏步高宽的经验公式为b+h=450mm或b+2h=600-620mm。一般而言，b不小于250mm,h不大于180mm，对于住宅而言，踏步高150-175mm，踏步宽250300mm。梯段下净空高度不小于2200mm,平台下的净空高度不小于2000mm，栏杆扶手高度不小于1.0m。综上所述，楼梯梯段净宽度选择1800mm，平台宽度选择1800mm，踏步宽度选择270mm，踏步高度为150mm。栏杆扶手高度选择1100mm.二 结构计算与分析2.1荷载统计2.1楼面、屋面荷载计算(KN/M2)恒荷载 (1）不上人屋面恒荷载(板厚120mm）共220厚 构造层面荷载(kN/m2）25厚1：2砂浆保护层0.02520=0。5找平层:15厚水泥砂浆0。01520=0。30防水层（柔)：3厚高聚物改性沥青一道0。05找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆3找平0.0414=0。56保温层:70厚矿渣水泥0。0714.5=1。015找平层：20厚1：2水泥砂浆0.0220=0。40抹灰层： 10厚板底粉刷抹平0。0117=0.17顶棚层:10厚1:1粉刷石膏砂浆、2厚粉刷石膏浆、表面喷刷涂料另选0。15合计3.15取3.2（2)标准层楼面恒荷载（板厚120mm)共200厚构造层面荷载（kN/m2）20厚大理石板体实拍平,水泥浆擦缝1.1640厚1：4干硬性水泥砂浆素土水泥浆结合层一遍抹灰层:10厚混合砂浆0。0117=0。17顶棚层：10厚1：1粉刷石膏砂浆、2厚粉刷石膏浆、表面喷刷涂料另选0。15合计1.48取1.5（3）卫生间恒荷载（板厚120mm）共180厚 构造层面荷载（kN/m2）10厚防滑地砖地面0。2聚氨酯层1.2厚0.1细石混凝土找坡层最薄处20厚抹平0.214=0.281：3水泥砂浆20厚，压实抹光0。220=0.40聚氨酯防水层1。5厚2道0.1蹲位折算荷载（考虑局部20厚炉渣填高)1.5抹灰层：10厚混合砂浆0。0117=0。17顶棚层:顶棚层：10厚1:1粉刷石膏砂浆、2厚粉刷石膏浆、表面喷刷涂料另选0.15合计2.7(4）雨篷：拉伸悬挂式玻璃钢雨棚(5)外墙 共320厚构造做法面核载标准值（kN/m2）300厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块0。35.5=1.651：3水泥砂浆15厚0。1520=0。305厚1：2。5水泥砂浆木搓抹平0.0520=0。10合计2.05取2.1（6)玻璃幕墙 共100厚构造做法面核载标准值（kN/m2)100厚中空的玻璃幕墙0.5合计0.5（7）内墙 共220厚构造做法面荷载标准值（kN/m2）200厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块0.25.5=1。115厚1:3水泥石灰砂浆打底0.1520=0.305厚1:2水泥石灰砂浆抹面0。0520=0。10合计1.5 (8)女儿墙构造做法面核载标准值(kN/m2）水泥粉刷内墙面0。36两道20厚1：2水泥砂浆抹灰0。8200厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块0。25.5=1.10水刷石外墙面0。5合计2。76取2.8（9）楼梯荷载计算折算板厚约取1/30梯长与1/2踏步之和，即（3000+1500）/30+150/2=186.8mm,取190mm.梯板线荷载：250。190=4。75kN/m板面恒载:1.20kN/m板底抹灰20厚：200。02=0。4kN/m小计：6。35kN/m楼梯角=arctan(1500/3000）=26。6这算楼梯垂直荷载q=6.35/cos=7。10kN/m楼梯的线恒载:7.103/2=10.65kN/m楼梯的线活载：2.03/2=3。0kN/m对于有门窗的内外墙体，开洞率一律取为20%.这样就可以得到第一结构标准层、第二结构标准层、第三结构标准层的内墙梁，外墙梁上线荷载的标准值。见下表墙体洞口墙高线荷载标准值(kN/m）外墙无洞2.952。12.95=6.2玻璃幕墙3。60。53.6=1。8有洞2.951.52。950.8=3。6女儿墙0。80.82.8=2.30。80.82.8+0。50.8=2。7内墙有洞2.951.52.950.8=3.6无洞2.951.52。95=4。5附注：墙体采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块5.5 kN/ m3活荷载序号类别活荷载标准值(kN/m2）1不上人屋面活荷载0.52宿舍一般房间活荷载2.03走廊、门厅、楼梯活荷载2.54卫生间、盥洗室活荷载2。05学生活动室4.06雨篷活荷载(按不上人屋面活荷载） 0.52。2楼面荷载示意图首层楼面恒荷载首层楼面活荷载 标准层楼面恒荷载 标准层楼面活荷载 顶层楼面恒荷载 顶层楼面活荷载 总信息 .。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 结构材料信息: 钢砼结构 混凝土容重 （kN/m3）: Gc = 25。00 钢材容重 (kN/m3）： Gs = 78.00 水平力的夹角 (Rad）: ARF = -90。00 地下室层数: MBASE= 0 竖向荷载计算信息： 按模拟施工加荷计算方式 风荷载计算信息： 计算X，Y两个方向的风荷载 地震力计算信息: 计算X，Y两个方向的地震力 特殊荷载计算信息: 不计算 结构类别: 框架结构 裙房层数： MANNEX= 0 转换层所在层号： MCHANGE= 0 墙元细分最大控制长度(m） DMAX= 2。00 墙元侧向节点信息： 内部节点 是否对全楼强制采用刚性楼板假定 否 采用的楼层刚度算法 层间剪力比层间位移算法 风荷载信息 .。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 修正后的基本风压 （kN/m2)： WO = 0。50 地面粗糙程度： B 类 结构基本周期（秒): T1 = 0.60 体形变化分段数： MPART= 1 各段最高层号: NSTi = 6 各段体形系数： USi = 1.30 地震信息 .。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 振型组合方法(CQC耦联;SRSS非耦联) CQC 计算振型数： NMODE= 18 地震烈度: NAF = 7.50 场地类别： KD = 3 设计地震分组： 二组 特征周期 TG = 0.55 多遇地震影响系数最大值 Rmax1 = 0。12 罕遇地震影响系数最大值 Rmax2 = 0。72 框架的抗震等级： NF = 3 剪力墙的抗震等级： NW = 3 活荷质量折减系数： RMC = 0.50 周期折减系数: TC = 0.70 结构的阻尼比 (%): DAMP = 5.00 是否考虑偶然偏心: 是 是否考虑双向地震扭转效应: 否 斜交抗侧力构件方向的附加地震数 = 0 活荷载信息 .。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 考虑活荷不利布置的层数 从第 1 到6层 柱、墙活荷载是否折减 折算 传到基础的活荷载是否折减 折算 -柱，墙，基础活荷载折减系数- 计算截面以上的层数-折减系数 1 1.00 2-3 0。85 4-5 0。70 68 0.65 9-20 0.60 20 0。55 调整信息 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 中梁刚度增大系数： BK = 2.00 梁端弯矩调幅系数： BT = 0。85 梁设计弯矩增大系数： BM = 1。00 连梁刚度折减系数: BLZ = 0.70 梁扭矩折减系数： TB = 0。40 全楼地震力放大系数： RSF = 1。00 0.2Qo 调整起始层号： KQ1 = 0 0。2Qo 调整终止层号: KQ2 = 0 顶塔楼内力放大起算层号： NTL = 0 顶塔楼内力放大： RTL = 1.00 九度结构及一级框架梁柱超配筋系数 CPCOEF91 = 1.15 是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力IAUTO525 = 1 是否调整与框支柱相连的梁内力 IREGU_KZZB = 0 剪力墙加强区起算层号 LEV_JLQJQ = 1 强制指定的薄弱层个数 NWEAK = 1 强制指定的薄弱层层号 WEAKNO = 1 配筋信息 .。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 梁主筋强度 (N/mm2): IB = 360 柱主筋强度 （N/mm2）: IC = 360 墙主筋强度 （N/mm2）： IW = 300 梁箍筋强度 （N/mm2）： JB = 300 柱箍筋强度 （N/mm2)： JC = 300 墙分布筋强度 (N/mm2)： JWH = 210 梁箍筋最大间距 (mm): SB = 100。00 柱箍筋最大间距 （mm)： SC = 100.00 墙水平分布筋最大间距 (mm)： SWH = 150.00 墙竖向筋分布最小配筋率 （%): RWV = 0.30 设计信息 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 结构重要性系数: RWO = 1。00 柱计算长度计算原则： 有侧移 梁柱重叠部分简化: 不作为刚域 是否考虑 PDelt 效应： 否 柱配筋计算原则： 按单偏压计算 钢构件截面净毛面积比： RN = 0.85 梁保护层厚度 (mm): BCB = 25。00 柱保护层厚度 (mm)： ACA = 30。00 是否按砼规范(7。3.11-3)计算砼柱计算长度系数： 否 荷载组合信息 .。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 恒载分项系数： CDEAD= 1.20 活载分项系数: CLIVE= 1。40 风荷载分项系数： CWIND= 1.40 水平地震力分项系数: CEA_H= 1。30 竖向地震力分项系数: CEA_V= 0。50 特殊荷载分项系数： CSPY = 0。00 活荷载的组合系数： CD_L = 0。70 风荷载的组合系数: CD_W = 0。60 活荷载的重力荷载代表值系数: CEA_L = 0.50 剪力墙底部加强区信息。.。.。.。.。.。.。.。. 剪力墙底部加强区层数 IWF= 2 剪力墙底部加强区高度(m） Z_STRENGTHEN= 8.80 * 各层的质量、质心坐标信息 * 层号 塔号 质心 X 质心 Y 质心 Z 恒载质量 活载质量 (m) （m） （t) (t) 6 1 15。832 -27。347 23。200 692。4 17。2 5 1 15.695 -27.562 19。600 717。1 75。3 4 1 15。850 27。478 16。000 733.6 77.4 3 1 15.850 27。483 12。400 751。6 77。4 2 1 16。320 -24.202 8。800 919.7 80。8 1 1 16。300 24.163 5.200 959。8 93.0 活载产生的总质量 （t）： 420.975 恒载产生的总质量 （t）: 4774.185 结构的总质量 (t）: 5195。160 恒载产生的总质量包括结构自重和外加恒载 结构的总质量包括恒载产生的质量和活载产生的质量 活载产生的总质量和结构的总质量是活载折减后的结果 （1t = 1000kg) * 各层构件数量、构件材料和层高 * * 层号 塔号 梁数 柱数 墙数 层高 累计高度 （混凝土） （混凝土) （混凝土) （m) (m) 1 1 133（40) 38(40） 0(40） 5.200 5。200 2 1 133(40) 38(40） 0(40) 3。600 8。800 3 1 117(40） 32(40) 0（40) 3.600 12。400 4 1 117(30) 32(30） 0(30） 3。600 16。000 5 1 111(30) 32(30) 0（30) 3。600 19.600 6 1 105(30) 32(30) 0（30) 3.600 23。200 * * 风荷载信息 * * 层号 塔号 风荷载X 剪力X 倾覆弯矩X 风荷载Y 剪力Y 倾覆弯矩Y 6 1 168.35 168。4 606.1 88.89 88。9 320.0 5 1 153.70 322.0 1765。4 81.15 170.0 932.1 4 1 139。02 461。1 3425.3 73。40 243.4 1808.5 3 1 123.68 584.8 5530.4 65.30 308。7 2920.0 2 1 126.73 711.5 8091.7 68。51 377.3 4278。1 1 1 170.80 882.3 12679.6 92.33 469.6 6719。9 = 计算信息 = Project File Name : 1 计算日期 : 2011. 5。23 开始时间 : 12：57:46 可用内存 : 976。00MB 第一步： 计算每层刚度中心、自由度等信息 开始时间 : 12:57：46 第二步： 组装刚度矩阵并分解 开始时间 : 12:57：47 FALE 自由度优化排序 Beginning Time ： 12：57：48.20 End Time ： 12:57：48.48 Total Time (s) : 0.28 FALE总刚阵组装 Beginni