哈尔滨理工大学教学楼5层钢筋混凝土框架结构设计附示意图(编辑修改稿)

哈尔滨理工大学教学楼5层钢筋混凝土框架结构设计附示意图(编辑修改稿)内容摘要：

、安装荷载等。 高层建筑水平力是起控制作用的荷载，包括地震作用和风力。 地震作用计算方法按《建筑结构抗震设计规范》进行，对高度不超过 40m以剪切为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，可采用底部剪力法。 竖向荷载主要是结构自重（恒载）和使用荷载（活载）。 结构自重可 由构件截面尺寸直接计算，建筑材料单位体积重量按荷载规范取值。 使用荷载（活荷载）按荷载规范黑龙江东方学院本科毕业设计 5 取值，楼面活荷载折减系数按荷载规范取用。 侧移计算及控制 框架结构的侧移由梁柱杆件弯曲变形和柱的轴向变形产生的。 在层数不多的框架中，柱轴向变形引起的侧移很小，可以忽略不计。 在近似计算中，一般只需计算由杆件弯曲引起的变形。 当一般装修标准时，框架结构在地震作用下层间位移和层高之比、顶点位移与总高之比分别为 1： 650， 1： 700。 框架结构在正常使用条件下的变形验算要求各层的层间侧移值与该层的层高之比不宜超 过 1/550 的限值。 内力计算及组合 竖向荷载下的内力计算 竖向荷载下内力计算首先根据楼盖的结构平面布置，将竖向荷载传递给每榀框架。 框架结构在竖向荷载下的内力计算采用分层法计算各敞口单元的内力，然后在将各敞口单元的内力进行叠加；连梁考虑塑性内力重分布而进行调幅，按两端固定进行计算。 水平荷载下的计算 利用 D值法计算出框架在水平荷载作用下的层间水平力，然后将作用在每一层上的水平力按照该榀框架各柱的刚度比进行分配，算出各柱的剪力，再求出柱端的弯矩，利用节点平衡求出梁端 弯矩。 内力组合 第一：荷载组合。 荷载组合简化如下： （ 1）恒荷载 +活荷载、（ 2）恒荷载 +风荷载、（ 3）恒荷载 +活荷载 +风荷载、（ 4）恒荷载 +地震荷载 +活荷载。 第二：控制截面及不利内力。 框架梁柱应进行组合的层一般为顶上二层，底层，混凝土强度、截面尺寸有改变层及体系反弯点所在层。 框架梁控制截面及不利内力为：支座截面，－ Mmax， Vmax，跨中截面， Mmax。 框架柱控制截面为每层上、下截面，每截面组合： Mmax 及相应的 N、 V， Nmax及相应M、 V， Nmin及相应 M、 V。 基础设计 在荷载作用下，建筑物的地基、基础和上部结构 3部分彼此联系、相互制约。 设计黑龙江东方学院本科毕业设计 6 时应根据地质资料，综合考虑地基 —— 基础 —— 上部结构的相互作用与施工条件，通过经济条件比较，选取安全可靠、经济合理、技术先进和施工简便的地基基础方案。 根据上部结构、工程地质、施工等因素，优先选用整体性较好的独立基础。 施工材料 第一： 本工程中所采用的钢筋箍筋为 Ⅰ 级钢， fy=210N/m㎡ ,主筋为 Ⅱ 级钢， fy=300N/m㎡。 第二： 柱梁钢筋混凝土保护层为 35mm,板为 15mm。 第三： 钢筋的锚固和搭接按国家现行规范执行。 第四： 本工程所有混凝土强度等级均为 C30。 第五： 墙体外墙及疏散楼梯间采用 240厚蒸压灰砂砖。 第六： 当门窗洞宽 ≤ 1000mm时 ,应采用钢筋砖过梁 ,两端伸入支座 370并弯直钩。 门窗洞宽 ≥ 1000mm时 ,设置钢筋混凝土过梁。 施工要求及其他设计说明 第一：本工程上部楼板设计时未考虑较大施工堆载（均布），当外荷载达到 时，应采取可靠措施予以保护。 第二： 本工程女儿墙压顶圈梁为 240mm120mm ， 内配 4φ 8， φ 6@250， 构造柱为240mm240mm ， 内配 4φ 10，φ 6@250， 间 隔不大于 20xxmm 第三；施工缝接缝应认真处理，在混凝土浇筑前必须清除杂物，洗净湿润，在刷 2度纯水泥浆后，用高一级的水泥沙浆接头，再浇筑混凝土。 第四：未详尽说明处，按相关规范执行。 黑龙江东方学院本科毕业设计 7 第二章 设计计算书 设计原始资料 （ 1） .冬季主导风向东北平均风速 m/s，夏季主导风向东南平均风速 m/s，最大风速 m/s。 (2).常年地下水位低于 ，水质对混凝土没有侵蚀作用。 (3).最大积雪厚度 ，基本雪压 SO=,基本风压 WO= KN/M2,土壤最 大冻结深度。 (4).抗震设防烈度 6 度，设计地震分组第三组 . (5).地质条件 序号 岩石名称 厚度 Fak(MPa) 1 耕土 2 黏土 250 3 黏土 110 结构布置及计算简图 根据该房屋的使用功能及建筑设计的需求，进行了建筑平面、立面、及剖面设计其各层建筑平面剖面示意图如建筑设计图，主体结构 5 层，层高均为。 填充墙面采用 240 mm 厚的灰砂砖砌筑，门为木门，窗为铝合金窗，门窗洞口尺寸见门窗表。 楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结 构，楼板厚度取 130mm，梁载面高度按梁跨度的 1/12~1/8 估算，由此估算的梁载面尺寸见表 1，表中还给出柱板的砱强度等级。 C30（ fc=， ft=） 表 21 梁截面尺寸 层次 砼强度 横梁（ b h） 纵梁 (b h) AB 跨 BC跨 CD跨 黑龙江东方学院本科毕业设计 8 15 C30 300600 250 500 300 600 250 500 柱载面尺寸可根据式 N=β FgEn Ac≥ N/[UN]fc 估算表 2 查得该框架结构在 30m 以下，抚震得级为三级，其轴压比值 [UN]= 表 22 抗震等级分类 结构类型 烈 度 6 7 8 9 框架结构 高 度 /m ≤ 30 ＞ 30 ≤ 30 ＞ 30 ≤ 30 ＞ 30 ≤ 25 框架 五 四 三 三 二 二 一 剧场、体育等 三 二 一 一 表 23 轴压比限值 结构类型 抗 震 等 级 一 二 三 框架结构 柱截面尺寸：柱截面高度可取 h=（ 1/151/20） H， H 为层高；柱截面高度可取 b=（ 12/3） h，并按下述方法进行初步估算。 a） 框架柱承受竖向荷载为主时，可先按负荷面积估算出柱轴力，再按轴心受压柱验算。 考虑到弯矩影响，适当将柱轴力乘以 的放大系数。 b） 对于有抗震设防要求的框架结构 ,为保证柱有足够的延性 ,需要限制柱的轴压比 ,柱截面面积应满足下列要求。 /A N fc c) 框架柱截面高度不宜小于 400mm,宽度不宜小于 350mm。 为避免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比不宜大于 4。 黑龙江东方学院本科毕业设计 9 根据上述规定并综合考虑其他因素，设计柱截面尺寸取值统一取 500 500mm。 基础采用柱下条形基础，基础 +距离室外地平 ，室内外高差为 ,框架结构计算简图如图所示，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板底， 25层柱高度即为层高 ，底层柱高度从基础顶面取至一层板底，即 h1= ++=。 荷载计算 恒载标准值计算 屋面：刚性防水屋面 (有保温层 ) ： 黑 J0120xx 12/7 40厚 C20 细石砼内配直径 4 间距 150 双向钢筋 kN/m2 20厚 1:3 水泥砂浆找平 = 70厚水泥防水珍珠岩块或沥青珍珠岩保温层 = kN/m2 20厚 1:3 水泥砂浆找平层 = kN/m2 100 厚结构层 = kN/m2 12厚板底抹灰 = kN/m2 合 计 楼面： 水磨石地面 (10mm 面层 ,20mm 水泥砂浆打底，素水泥打底 ) 130 厚钢筋砼板 25 = kN/m2 12厚水泥沙浆 20= kN/m2 合 计 kN/m2 梁自重： 边跨梁 bXh=300 600mm 梁自重 25 ()=抹灰层： 12厚水泥砂浆 ＜ () 2+ ＞ 20＝ 合计 黑龙江东方学院本科毕业设计 10 中间跨梁 bXh=250 500mm 梁自重 25 ()=抹灰层： 12厚水泥砂浆 ＜ () 2+ ＞ 20＝ 合计 柱自重： bXh=500 500mm 柱自重 25 =抹灰层： 12厚水泥砂浆 4 20＝ 合计 外纵墙自重： 标准层： 纵墙（ 240 灰砂砖 ） 18 () =铝合金门窗 =水泥粉刷外墙面 ()=水泥粉刷内墙面 ()=合计 底层： 纵墙（ 240 灰砂砖 ） 18 () =铝合金门窗 =釉面砖外墙面 ()=水泥粉刷内墙面 合计 内纵墙自重： 标准层： 纵墙（ 240 灰砂砖 ） 18 () =水泥粉刷墙面 () =黑龙江东方学院本科毕业设计 11 合计 底层： 纵墙（ 240 灰砂砖 ） 18 () =水泥粉刷墙面 2=合计 活荷载标准值计算 第一：面和楼屋面活荷载标准值 根据荷载规范查得： 上人屋面 2mkN 楼面：教室 2mkN 走道 2mkN 第二：雪荷载 2mkN 屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取大值。 竖向荷载下框架受荷总图 本次设计的教学楼纵向柱距为 ,横梁跨度为 ，单区格板为。 L1/L2=2 所以按双向板传递荷载，板上荷载分配如图 22所示。 黑龙江东方学院本科毕业设计 12 图 22 板面荷载分配图 黑龙江东方学院本科毕业设计 13 图 23 计算单元的选取 第一： AB轴间框架 屋面板荷载： 板传至梁上的三角形和梯形荷载等效为均布荷载 恒载 154 .8 2 6 .3 2 1 8 .9 8 /28 k N m     活载 152 . 0 6 . 3 2 7 . 8 8 /28 k N m     楼面板荷载： 恒载 154 .1 4 6 .3 2 1 6 .3 0 /28 k N m     黑龙江东方学院本科毕业设计 14 活载 152 . 0 6 . 3 2 7 . 8 8 /28 k N m     梁自重 /kN m AB 轴间框架梁均布荷载： 屋面梁 恒载 =梁自重 +板传荷载 /kN m 活载 =板传荷载 /kN m 楼面梁 恒载 =梁自重 +板传荷载 4 .0 6 1 6 .3 0 1 1 .1 3 63 1 .4 9 6 /kN m   活载 =板传荷载 /kN m 第二： BC 轴间框架梁均布荷载： 屋面板传荷载： 恒载 14 . 8 2 2 . 1 2 1 0 . 1 2 2 /2 k N m    活载 12 .0 2 .1 2 4 .2 /2 kN m    楼面板荷载： 恒载 14 . 1 4 2 . 1 2 8 . 6 9 4 /2 k N m    活载 12 .5 2 .1 2 5 .2 5 /2 kN m    梁自重 /kN m BC 轴间框架梁均布荷载： 屋面梁 恒载 =梁自重 +板传荷载 /kN m 活载 =板传荷载 黑龙江东方学院本科毕业设计 15 /kN m 楼面梁 恒载 =梁自重 +板传荷载 +墙自重 3 .2 6 8 .6 9 4 1 1 .1 3 62 3 .0 9 /kN m  。