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1、精选优质文档-倾情为你奉上目 录 1 设计任务书-41.1 工程概况-41.2 建筑结构设计的基本内容-41.3 设计资料-5 1.3.1 气象条件-5 1.3.2 抗震设防-5 1.3.3 地基土承载力-5 1.3.4 其他条件-5 1.3.5 钢筋混凝土-52 结构类型-53 框架结构设计计算-63.1 梁柱截面、梁跨度及柱高确定-6 3.1.1 初估截面尺寸-6 （1）边横梁-7 （2）中横梁-7 （3）纵 梁-7 （4）柱截面尺寸的初步确定-8 3.1.2 梁的计算跨度-9 3.1.3 柱的高度-93.2 荷载-10 3.2.1 屋面板的均布恒载-10 3.2.2 屋面板的均布荷载-1
2、1 3.2.3 楼面的均布恒载-11 3.2.4 楼面的均布活载-11 3.2.5 梁柱的自重-11 3.2.6 墙体自重的计算-12 3.2.7 门窗的自重的计算-14 3.2.8 各层荷载组合-143.3 水平地震力作用下框架的侧移验算-16 3.3.1 横梁的线刚度-16 3.3.2 横向框架柱的线刚度及侧移刚度D值-16 3.3.3 横向框架自震周期-17 3.3.4 横向地震作用计算-18 3.3.5 横向框架抗震变形验算-203.4 水平地震作用下，横向框架的内力分析-203.5 竖向荷载作用下横向框架的内力分析-24 3.5.1 荷载作用下框架的内力计算-24 3.5.2 荷载作
3、用下梁的内力计算-25 3.5.3 用力矩二次分配法就算框架弯矩-28 3.5.4 梁端剪力及柱轴力的计算-333.6 风荷载作用下框架的内力分析-343.7 内力组合-373.8 截面设计-46 3.8.1 横向框架梁截面设计-46 3.8.2 柱截面设计-524 基础设计-594.1 设计资料-594.2 设计计算-59 4.2.1 荷载计算-59 4.2.2 初步确定基础高度-59 4.2.3 初步确定底面尺寸-59 4.2.4 地基承载力验算-61 4.2.5 基础高度验算-61 4.2.6 配筋计算-625 现浇板设计（标准层）-625.1 区格板的分布-635.2 荷载计算-635
4、.3 荷载跨度-645.4 弯矩设计-64 5.4.1 A区格内力计算-64 5.4.2 B区格内力计算-655.5 板的截面设计-676 楼梯设计-686.1 楼梯梯段板设计-68 6.1.1 荷载计算-69 6.1.2 梯段板截面设计-696.2 平台梁设计-706.2.1 荷载计算-706.2.2 平台梁截面设计-70 6.3 平台板计算-70 6.3.1 荷载计算-71 6.3.2 平台板截面设计 -717 电算部分-72第一章 设计任务书1.1 工程概况 经上级主管部门审核批准，成都市双流县某中学拟建一座培训教学楼，建筑面积约3544，层数5层，钢筋混凝土框架结构，设计使用年限为50
5、年。梁板柱为整体现浇，建筑物平面呈矩形。房间开间4.5m，进深7.2m，内廊式走廊宽3.0m，底层层高4.2m，其他层层高为3.6m，室内外高差0.60m，其中标高相当于马路中心相对标高。抗震设防要求：设防烈度为7度（0.1g），地震分区为一区，场地类别为类，抗震等级二级。建筑场地位于某河级阶地上，地形较平坦。探勘表明，场地底层从上到下由素填土和黄土状土构成，其中素填土层厚1.42.5m，以下为黄土状土层。地基土承载力特征值，场地为级非自重湿陷性黄土场地，地下水位标高-8.6m。在多雨季无显著变化。水无侵蚀性，土壤冻结深度为0.45m，冰冻期35d，室内为计算温差。最热月平均气温（绝对最高气温
6、），最冷月平均温度（绝对最低气温），空气相对湿度，最热月平均，最冷月。主导风向：冬夏季为东北风。基本雪压，基本风压值。拟建房屋所在地的多遇地震水平地震影响系数最大值，设计地震分组为第一组，特征周期，设计基本地震加速度。1.2 建筑结构设计的基本内容结构计算书包括结构布置，设计依据及步骤和主要计算的过程及计算结果，计算简图，及如下内容：（1） 地震作用计算；（2） 框架内力分析，配筋计算（取一榀）；（3） 基础设计及计算（4） 板、楼梯的配筋计算（5） 其他构件计算.1.3 设计资料1.3.1 气象条件基本风压为0.35；基本雪压为0.25。1.3.2 抗震设防本地区抗震设防烈度为7级，设计基本
7、地震加速度为0.10g，地震分区为第一组，类场地设计1.3.3 地基土承载力地基土承载力为。1.3.4 其他条件 地下稳定水位距地坪-6m一下，建筑地点冰冻深度：-1.2m。1.3.5 材料选用 按二级抗震等级设计时，现浇框架梁的混凝土强度等级不应低于C20同时不宜大于C40。框架柱三级抗震时，混凝土强度不应低于C20，为满足要求有： 所以框架结构梁板柱采用C35混凝土，纵筋采用级钢，箍筋采用级钢。基础混凝土强度等级为C25，纵筋采用级钢。 加气混凝土砖（）；砂浆等级为M5； 纵向受力钢筋：HRB335级；（板采用HRB235）；箍筋：HRB235级钢筋2 结构类型该建筑设计采用框架结构，梁、
8、板、柱及楼面均采用整体现浇形式，混凝土设计强度均为C35（，）。建筑平面图、建筑立面图以及建筑剖面图见附图。主体结构共5层，一层层高4.5m，二到五层均为3.6m。平面计算简图如图2.1。图2.1 平面计算简图 图2.2 一榀框架计算简图3 框架结构设计计算3.1 梁柱截面、梁跨度及柱高确定3.1.1 初估截面尺寸为满足承载力、刚度及迫性要求，截面高度h取梁跨度的，且不小于400mm，梁的宽高比一般取值为，同时考虑到梁截面的抗侧移刚度和避免短梁的出现要求,根据三级抗震的要求梁的最小宽度为250mm（1） 边横梁对跨度为7500mm的边横梁： 截面高度h： 7500mm=625mm 7500mm
9、=937.5mm 即截面高度h： 625mm937.5mm， 取截面高度为700mm 截面宽度b：700mm=350mm 700mm=233mm 即截面宽度b： 233mm350mm， 取截面宽度为300mm（2） 中横梁对跨度为3000mm的中横梁： 截面高度h： 3000mm=250mm 3000mm=375mm 即截面高度h： 250mm375mm， 考虑到施工方便取截面高度为400mm 截面宽度b：400mm=200mm 400mm=133mm 即截面宽度b： 133mm200mm， 考虑到施工方便取截面宽度为300mm（3） 纵梁对跨度为4500mm的纵梁截面高度h： 4500mm=
10、375mm 7500mm=562.5mm 即截面高度h： 375mm562.5mm， 取截面高度为500mm 截面宽度b：500mm=250mm 500mm=167mm 即截面宽度b： 167mm250mm， 取截面宽度为250mm 综上，将估计梁的截面尺寸汇总于下表3-1表3-1 梁截面尺寸确定层次横梁（bh）纵梁（bh）边横梁中横梁15层300700300400250500（4） 柱截面尺寸的初步确定 柱截面根据柱的轴压比限值按（3.1）、（3.2）公式估值。由建筑抗震设计规范（GB50011-2001）第6.1.2条及第6.3.7条可知该框架结构的抗震等级为二级，轴压比限值=0.8;各层
11、重力荷载代表值可根据实际荷载计算，也可近似取，这里近似取。 （3.1） （3.2）式中：N-为柱组合的轴压比设计值；F-为按简支状态计算下柱的负载面积；-为折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，近似取15-为考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25，等跨内柱取1.2；n-为验算截面以上楼层层数-为柱截面面积-为混凝土轴心抗压强度设计值-为框架柱轴压比限值，二级取0.9。采用C35混凝土：、n=5、=0.9、代入公式（3.2）计算， 边柱 中柱 考虑到不同地震方向的作用采用正方形柱截面，同时根据抗震规范要求净高与截面边长尺寸之比宜大于4和柱截面最小尺寸为350mm要
12、求，本工程底层柱都取500mm500mm，二到五层取450mm450mm。列表3-2如下： 表3-2 柱的截面尺寸确定层次构件F(m2)gE(KN/m2)nNfc(N/mm2)Ac（mm2）初估尺寸(mmmm)A(mm2)1层边柱1.315.121550.916.7500500中柱1.2520.161550.916.750050025层边柱1.315.121550.916.7450450中柱1.2520.161550.916.74504503.1.2 梁的计算跨度框架梁的计算跨度以上柱形心线为准，而建筑轴线与墙轴线不重合，所以柱建筑轴线结构计算跨度相同3.1.3 柱的高度底层柱计算高度为420
13、0mm，其他层高取3600mm。 图3-1 框架结构计算简图3.2 荷载计算3.2.1 屋面板的均布荷载屋面： SBS防水卷材 0.3； 30mm厚水泥砂浆 0.6煤渣混凝土找坡层0.2% 1.134； 20mm厚1:3水泥砂浆找平 0.480mm厚苯板保温层 0.01 120mm厚混凝土屋面板 3.020mm厚石灰砂浆抹灰 0.34 合计： 5.78该建筑的建筑面积：704.7 屋面永久荷载标准值704.75.78=4073.173.2.2 屋面的均布活载 屋面雪荷载标准值 ：不上人屋面永久荷载标准值：704.70.5=352.363.2.3 楼面的均布恒载大理石板 0.28； 20mm厚水
14、泥砂浆坐浆 0.4；20mm厚水泥砂浆找平层 0.4； 100mm钢筋混凝土板 2.5；刮大白二遍 0.5； 合计：4.08 该建筑物的建筑面积为：704.7 楼面永久荷载标准值：704.74.08=2875.183.2.4 楼面均布活荷载楼面均布活荷载标准值 2.0楼面活荷载标准值：704.72.0=1409.443.2.5 梁柱的自重 此处计算包括梁侧面、梁底面以及柱的侧面抹灰重量：3.2.5.1 梁的自重在次计算过程中，梁的长度按净跨长度，即把梁的计算跨度减掉柱的宽度来参与计算过程： 例： 边横梁 中横梁 纵 梁 各层梁、柱重力荷载计算结果见下表3-3表3-3 梁、柱重力荷载计算层次构件
15、bh(mmmm)r(KN/m3)g(KN/m)li（KN）nGi(KN)Gi(KN)一层边横梁300700251.05 5.516.70 20738.34 1289.41中横梁300400251.05 3.152.50 1078.75 纵梁250500251.05 3.284.00 36472.32 柱500500251.10 6.884.80 401320.96 1320.96二五层边横梁300700251.05 5.516.75 20743.85 1302.4中横梁300400251.05 3.152.55 1080.33 纵梁250500251.05 3.284.05 36478.22
16、柱450450251.10 5.573.60 40802.08 802.08 (注： 表中为考虑梁、柱的粉刷层重力荷载对其重力荷载的增大系数；表示单位长度构件重力荷载；n为构件数量。)3.2.6 墙体自重的计算墙体为300mm厚加气混凝土砖（6.5），外墙面贴瓷砖（包括打底找平，0.5），内墙为200mm厚加气混凝土砖（6.5），内墙两侧抹灰20mm（17）;则外墙单位墙面重力荷载为：0.5+6.50.3+170.02=2.79内墙单位墙面重力荷载为：6.50.2+170.022=1.98墙体重力荷载计算如下表3-4表3-4 墙体重力荷载层次墙体位置计算过程墙体面积（m2）单位面积重力荷载重量
17、（KN）1 层A、D轴的纵墙4.2（4.5-0.5）18-2.83.017159.60 2.79 445.28 B、C轴的纵墙4.2（4.5-0.5）16-121.5-1.822.4-1.02.412-1.02.42208.56 1.98 412.95 外横墙4.2(17.4-0.53)-231.0+4.2(7.2-0.5)2117.06 2.79 326.60 内横墙(7.2-0.5)4.211-1.02.4307.24 1.98 608.34 合计1793.17 24层A、D轴的纵墙3.6（4.5-0.5）18-2.83.017119.64 2.79 333.80 B、C轴的纵墙3.6（4
18、.5-0.5）18-12.416-1.82.42-11.514194.40 1.98 384.91 外横墙3.6(7.2-0.53)2-23108.48 2.79 302.66 内横墙3.6(7.2-0.45)9218.70 1.98 433.03 合计1454.40 5层A、D轴的纵墙3.6（4.5-0.5）18-2.83.017119.64 2.79 333.80 B、C轴的纵墙3.6（4.5-0.5）18-12.416-1.82.42-11.514194.40 1.98 384.91 外横墙3.6(7.2-0.53)2-23108.48 2.79 302.66 内横墙3.6(7.2-0.
19、45)11-312.4260.10 1.98 515.00 合计1536.37 3.2.7 门窗的自重的计算 根据建筑结构荷载规范GB50009-2001，木门按0.2考虑，钢框玻璃窗和铁钢门按0.4考虑，计算结果如下所示1层门窗总重： 1312.40.2+1.82.40.22+182.830.4+121.50.4=75.6524层门窗总重： 1412.40.2+1.82.40.22+182.830.4+141.01.50.4+2320.4=82.135层门窗总重： 82.13+312.40.2=83.573.2.8 各荷载组合重力荷载代表值是指结构和构配件自中国标准值和各可变荷载组合值之和，
20、在作结构抗震分析时沿楼层高度方向可简化为串联多自由度体系，如图3-2所示。集中于各质点的重力荷载，为计算单元范围内各层楼面上的重力荷载代表值及上下各半层的墙、柱、门、窗等重量。屋盖和楼盖重力代表值为：屋盖层=屋面恒载+50%雪载+纵横梁自重+半层柱重+半层墙重（墙和门窗）+女儿墙重；楼盖层=楼面恒载+50%楼面活载+纵横梁自重+（楼面上下各半层柱+半层墙重）2；将上述各荷载相加，得到集中于各层楼面的重力荷载代表值如表3-5所示。表3-5 各层楼面的重力荷载代表值层次屋（楼）盖自重活荷载纵横梁自重上层墙自重上层柱自重上层窗自重下层墙自重下层柱自重下层窗自重重力荷载代表值54073.17352.3
21、61302.490.32001536.4802.0883.577029.2642875.261409.41302.41536.4802.0883.571454.4802.0882.137967.4232875.261409.41302.41454.4802.0882.131454.4802.0882.137925.7122875.261409.41302.41454.4802.0882.131454.4802.0882.137925.7112875.261409.41302.41454.4802.0882.131321132175.658338.31由上表可知重力荷载代表值如图3-2所示 。
22、图3-2 结构重力荷载代表值3.3 水平地震作用力下框架的侧移验算3.3.1 横梁的线刚度 混凝土C35 在框架结构中，对现浇楼面，可以作为梁的有效翼缘，增大了梁的有效刚度，减少了框架的侧移，为了考虑这一有利条件，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架梁取（为梁的截面惯性矩），对中框架梁取来计算：横梁线刚度计算结果见表3-6所示：表3-6 横梁线刚度梁号截面（bh）mmmm跨度l(m)惯性矩Ib边框架梁中框架梁bh1.5Ibib2Ibib边横梁3007007.28.5810-31.2910-25.631041.7210-27.5104中横梁3004003.0 1.6010-32.4010-
23、32.521043.210-33.361043.3.2 横向框架柱的线刚度及侧移刚度D值柱的线刚度见表3-7所示，横向框架柱侧移刚度D值见表3-8所示：表3-7 柱线刚度柱号截面（m2）柱高度（m2）惯性矩Ic=bh3/12Ec线刚度ic=EcIc/h一层柱0.50.54.80.005213.151073.421010二四层柱0.450.453.60.003423.151072.991010（注：由于柱采用C35混凝土，因而）柱的侧移刚度按计算，式中柱中侧移刚度修正系数可由附表查得。根据梁柱线刚度比的不同，柱可分为中框架中柱和边柱以及边框架中柱和边柱。3.8 横向框架柱侧移刚度D值的计算项目K
24、icD根数D一层边框架边柱1.6460.593.421041.05104442038边框架中柱2.3830.663.421041.18104447025中框架边柱2.1930.643.421041.14104161.82105中框架中柱3.1750.713.421041.26104162.02105合计4.74105二五层边框架边柱1.8830.482.991047475429900边框架中柱2.7260.582.991049032436128中框架边柱2.5080.562.99104872116中框架中柱3.6320.642.99104996716合计3.65105一般层： 首层： 3.3.
25、2 横向框架自振周期本处按顶点位移法计算框架的自振周期；此方法是求结构基频的一种近似方法，将结构按质量分布情况简化成无限质点的悬臂之杆，导出直杆顶点位移的基频公式，所以需先求出结构的顶点水平位移，按式来求结构的基本周期：基本周期调整系数，考虑填充墙使框架自振周期减少的影响，因是框架结构，此处取0.7：是将框架的重力荷载视为水平力，求得的假想框架顶点位移，而在求框架周期前，无法求框架地震力和位移，是将框架的重力荷载顶点位移，然后用求，再由求框架结构底部剪力，再求各层剪力和结构的真正的位移，如表3-9表3-9 横向框架顶点位移计算层次Gi（KN）Gi（KN）D（KN/m）层间相对位移Vi=Gi/D
26、iui57029.267029.263.651050.019260.2947967.4214996.683.651050.0411271137925.7122922.393.651050.06280.2327925.7130848.13.651050.08450.167218338.3139186.414.741050.08270.0827因此： 3.3.3 横向地震作用计算地震作用计算按类场地，7度抗震，地震动参数区划分的特征周期区分一区考虑，钢结构的特征周期和地震影响系数分别为： 而 根据结构抗震设计， 因而不考虑顶部附加地震作用。结构高度不超过40m按底部剪力法求得基底剪力，按分配给各层
27、的质点，因此各层横向地震作用及楼层剪力计算结果如表3-10所示：表3-10 各层横向地震作用及楼层地震剪力层次hi(m)Hi（m）GiGiHiGiHi/GiHiFi（KN）Vi（KN）53.618.67029.26.240.299580.29580.2943.6157926.42.30.272527.891108.1833.611.47925.7190353.090.207401.741509.9223.67.87925.7161820.540.142275.591785.5114.24.28338.3135020.90.08155.261940.77横向框架各层水平地震作用和地震剪力如图3-3所示： 图3-3 横向框架各层水平地震作用及地震剪力3.3.4 横向框架抗震变形验算 由GB50011-2001 查得： 层间弹性位移验算如表3-11所示：表3-11 横向变形验算层次层间剪力（KN）层间刚度（KN）层间位移Vi/Di（mm）顶点位移（m）层高（m）层间相对弹性转角e5580.293.651051.5917.763.61/226441108.183.651053.0416.173.