高等商業(yè)專科學校學生宿舍樓結(jié)構設計畢業(yè)論文(已修改)

　

【正文】 高等商業(yè)專科學校學生宿舍樓結(jié)構設計畢業(yè)論文第一章 建 筑 設 計 方 案1．1工程地質(zhì)條件、地層巖性該場地地形平整，無滑坡，無液化土層等不良地質(zhì)現(xiàn)象，地基承載力、場地土類型和建筑場地類別該場區(qū)抗震設防烈度為6度；，設計分組為第二組，；場地地基土屬中軟場地土，場地類別屬II類。，土的凍脹類別屬不凍脹。經(jīng)現(xiàn)場勘察及資料收集證實，場區(qū)內(nèi)無其它不良地質(zhì)現(xiàn)象存在，因此該場區(qū)較適宜該建筑物的建設。該地區(qū)主導風向為東北風，最高氣溫38度，最低氣溫－5度；年降雨量800mm，最大雨量110mm/日。1．2設計標高 ，室內(nèi)外高差450mm1．3活荷載標準值 活荷載：，走廊、。主要建筑做法說明見建筑做法總說明。門窗做法：主要入口為鋁合金門，其他為木門，窗均為鋁合金窗,門窗尺寸見建筑做法總說明門窗表 3 第二章 建筑結(jié)構選型、平面布置及計算簡圖第二章 建筑結(jié)構選型、平面布置及計算簡圖本工程是高等商業(yè)專科學校學生宿舍樓設計，建筑面積為6100㎡，層數(shù)為6層，根據(jù)使用要求采用框架結(jié)構，樓面采用現(xiàn)澆板，框架梁、柱為現(xiàn)澆整體構件，基礎采用鋼筋混凝土柱下獨立基礎。框架結(jié)構平面布置如下圖：圖21 結(jié)構平面布置：主梁：邊跨（AB、CD段）梁：h=(1/8—1/12)l=(1/8—1/12)7100=600～900，取h=700mm,b=300mm中跨BC梁：取h=500mm,b=300mm次梁：h=(1/8—1/12)l=(1/8—1/12)3900=217～325，取h=350mm,b=200mm：框架柱要求，為軸壓比限值，該框架結(jié)構的抗震等級為三級，各層重力荷載代表值近似取14KN/㎡。邊柱：N=146=1533KN=，取600mm600mm對于內(nèi)柱：N=（+）/2146=1904KN=，取600mm600mm梁柱混凝土標號均為，在框架結(jié)構中，現(xiàn)澆樓面或預制樓面，但只有現(xiàn)澆樓面可以作為有效的翼緣，增大梁的有效剛度，減少框架側(cè)移，考慮這一有利作用，在計算截面慣性矩的時候，對現(xiàn)澆樓面邊框架梁取，對中框架梁取,根據(jù)地質(zhì)資料，確定基礎頂面離室外地面為500mm。 橫梁線剛度計算表 表21 類別/bh/mmmm/mml/mm/N/mm邊橫梁300003007007200走道梁300003005007200柱線剛度計算表 表22 層次/bh/mmmm/mmh/mm/N/mm13000060060042502～6300006006003300圖22 結(jié)構計算簡圖 41 第三章 荷載計算第三章 荷載計算4mm厚APP卷材防水層 ㎡20mm厚1：2水泥砂漿找平 20=㎡120mm厚（2%找坡）膨脹珍珠巖保溫層 （+.）/27=㎡100mm現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板 25=㎡15mm厚紙筋石灰抹灰 16=㎡屋面恒荷載 ㎡因此作用在頂層框架梁上的線荷載為：25mm厚水泥砂漿面層 20=㎡100mm現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板 25=㎡15mm厚紙筋石灰抹灰 16=㎡樓面恒荷載 KN/㎡邊跨框架梁及梁側(cè)粉刷 ㎡中跨框架梁及梁側(cè)粉刷 KN/㎡因此作用在中間層框架梁上的線荷載為：：邊柱連系梁自重 25=粉刷 （）217=1m高女兒墻自重 119=粉刷 1217=連系梁傳來屋面自重 =頂點邊節(jié)點集中荷載 中柱連系梁自重 25=粉刷 （）217=連系梁傳來屋面自重 （+）= =頂點中節(jié)點集中荷載 ：邊柱連系梁自重 25=粉刷 （）217=鋁合金窗自重 =窗下墻體自重 19=粉刷217=19=217=25=連系梁傳來樓面自重 =中間層邊節(jié)點集中荷載 中柱連系梁自重 粉刷 內(nèi)縱墻自重 ()19=粉刷 ()217=扣除門洞重加上門重 119+1=框架柱自重 粉刷 連系梁傳來樓面自重 (+)= =中間層中節(jié)點集中荷載 ：圖31 恒荷載作用下的結(jié)構計算簡圖 活荷載標準值計算樓面活荷載作用下結(jié)構計算簡圖如圖32各荷載值計算如下：=========(+)+===2== ==2===+=圖32 樓面活荷載作用下結(jié)構計算簡圖第四章 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構的內(nèi)力和側(cè)移計算第四章 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構的內(nèi)力和側(cè)移計算計算柱的側(cè)移剛度柱側(cè)移剛度D計算公式：，其中為柱側(cè)移剛度修正系數(shù)，K為梁柱線剛度比，對一般層，對底層，橫向框架柱側(cè)移剛度D計算表 表41 層次層高h/m柱根數(shù)KN/mm1邊柱224755113802中柱2321462～6邊柱228892155172中柱248694，該框架為規(guī)則框架。風壓標準值計算公式為：，基本風壓：因結(jié)構高度H=30m,可取=，對于矩形平面=場地粗糙度C類，可查《建筑結(jié)構荷載規(guī)范》，將風荷載換算成作用于框架每層節(jié)點上的集中荷載，計算過程如表所示，表中z為框架節(jié)點至室外地面的高度，A為一榀框架各層節(jié)點所受風面積，計算結(jié)果如表42所示風荷載計算 表42 層次Z(m)A615141312111圖41 風荷載作用下的結(jié)構計算簡圖水平荷載作用下框架的層間側(cè)移可按下式計算，各層的層間側(cè)移值，求得以后頂點側(cè)移為各層的層間側(cè)移之和，框架在風荷載作用下的側(cè)移計算表風荷載作用下的側(cè)移計算表 表43 層數(shù)各層風荷載層間剪力側(cè)移剛度層間側(cè)移615517251551724155172315517221551721113802框架總側(cè)移，層間側(cè)移最大值為，滿足側(cè)移限值（D值法）風荷載作用下的結(jié)構計算簡圖如圖41，內(nèi)力計算采用D值法，各柱的剪力分配公式為 圖42風荷載作用下內(nèi)力計算（左圖）剪力在各柱間的分配(KN)。（右圖）各柱反彎點及柱端彎矩(KNm)梁端彎矩按下式計算，其中梁線剛度見結(jié)構計算簡圖22，由梁端彎矩進一步求得梁端的剪力，具體過程如表44所示公式：， 梁端彎矩剪力及柱的軸力計算表 表44 層次AB跨梁BC跨梁柱軸力KN/mKN/mLmKNKN/mKN/mLmKNA柱軸力KNB柱軸力KN654321圖43 風荷載作用下框架彎矩圖（KNm）圖44 風荷載作用下框架剪力、軸力圖（KN）各層重力荷載代表值去全部樓面恒載，一半活載（雪載），上下各半層的建筑結(jié)構代表值：屋面恒載 （2+）=1m高女兒墻自重 1192=縱橫梁自重 2++4（+）=半層柱自重 （+）4=半層橫墻自重 （2）2（）19+=半層縱墻自重 （+）2+2=恒載+活載++++++（2+）=2. 2～5層重力荷載代表值：樓面恒載 （2+）=上下半層縱墻重 2=上下半層橫墻重 2=縱橫梁自重 上下半層柱自重 2=樓面層活載 （22+）=恒載++++++=：樓面恒載 （2+）=上下半層縱墻重 +上下半層橫墻重 +縱橫梁自重 上下半層柱自重 +樓面層活載 （22+）=恒載++++++=則一榀框架的總重力荷載代表值：=+4+=運用頂點位移法計算，對于質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的框架結(jié)構，基本自震周期可按下式來計算：式中，—計算結(jié)構基本自震周期用的結(jié)構頂點假想位移—結(jié)構基本自震周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)，故先計算結(jié)構的頂點假想位移，計算過程如表45結(jié)構的頂點假想位移計算表 表45 層次/KN/KN/N/mm/mm/mm615517251551724155172315517221551721113802由上表計算基本周期：==該建筑結(jié)構高度遠小于40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布均勻，變形以剪切變形為主，因此用底部剪力法來計算地震作用。首先，計算總水平地震作用標準值，即底部剪力：式中： —相應于結(jié)構基本自震周期的水平地震影響系數(shù)—結(jié)構等效總重力荷載，多質(zhì)點取總重力荷載代表值的85%===，抗震設防烈度為6度，查表得水平地震影響系數(shù)最大值=由水平地震影響系數(shù)曲線來計算：式中，—衰減系數(shù)，==因為===所以不需要考慮頂部附加水平地震作用，則質(zhì)點i的水平地震作用為：式中： 、分別為集中于質(zhì)點i、j的荷載代表值；、分別為質(zhì)點i、j的計算高度。具體計算過程如下，各樓層的地震剪力按來計算，一并列入表中。各質(zhì)點橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表 表46 層次/m/KN/KNm/KN/KN654321各質(zhì)點水平地震作用及樓層地震剪力沿高度的分布如圖 圖45 水平地震作用 圖46 橫向水平地震作用及層間地震剪力用D值法來驗算，框架第i層的層間剪力，層間位移及結(jié)構頂點位移分別按下式來計算：，計算過程見下表，表中計算了各層的層間彈性位移角橫向水平地震作用下的位移驗算 表47 層次層間剪力/KN層間剛度層高h/mm6155172330051551723300415517233003155172330021551721330011138024250由上表可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層，其值為,滿足要求。圖47地震作用下剪力在歌柱間分配（KN）圖48 地震作用下各柱反彎點及柱端彎矩（KNm）橫向框架柱端彎矩計算地震荷載作用下結(jié)構內(nèi)力計算采用D值法，各柱的剪力分配公式為梁端彎矩按下式計算，其中梁線剛度見結(jié)構計算簡圖22，由梁端彎矩進一步求得梁端的剪力，具體過程如表48所示公式：， 梁端彎矩剪力及柱的軸力計算表 表48 層次AB跨梁BC跨梁柱軸力KN/mKN/mLmKNK