某住宅楼结构毕业设计.docx

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1、某住宅楼结构毕业设计 结构设计计算书 一.设计概况 1.建设项目名称：星海国际花园住宅楼（B 栋） 2.建设地点：深圳市某地 3.设计资料： 3.1.地质水文资料：根据工程地质勘测报告，拟建场地地势平坦，表面为平均厚度0.5m 左右的杂填土，以下为1.0m 左右的淤泥质粘土，承载力的特征值为80 kN/m 2 ，再下面为较厚的 垂直及水平分布比较均匀的粉质粘土层，其承载力的特征值为180kN/m 2 ，可作为天然地基持力层。 地下水位距地表最低为-0.8m,对建筑物基础无影响。 3.2.气象资料： 全年主导风向：偏南风 夏季主导风向：东南风 冬季主导风向：北偏西风 常年降雨量为：1283.70

2、mm 基本风压为：0.36kN/m 2 （B 类场地） 基本雪压为：0.20kN/m 2 3.3.抗震设防要求：七度二级设防 3.4.底层室内主要地坪标高为0.000，相当于绝对标高31.45m 。 二.结构计算书 1.结构布置方案及结构选型 1.1.结构承重方案选择 根据建筑功能要求以及建筑施工的布置图，本工程确定采用框架承重方案，框架梁、柱布置参见结构平面图。 1.2.主要构件选型及尺寸初步估算 1.2.1. 主要构件选型 （）梁板柱结构形式：现浇钢筋混凝土结构 （）墙体采用：粉煤灰轻质砌块 （）墙体厚度：外墙:250mm ，内墙:200mm （）基础采用：柱下独立基础 1.2.2. 梁柱

3、截面尺寸估算 （） 主要承重框架: 因为梁的跨度较接近（4500mm 4200mm ）,可取跨度较大者进行计算. 取L=4500mm h=(1/81/12)L=562.5mm375mm 取h=450mm. 447.94504260=h l n =h b )3121(225mm150mm 取b=250mm 满足b200mm 且b 500/2=250mm 故主要框架梁初选截面尺寸为：b h=250mm 450mm （） 次要承重框架： 取L=3900mm h=(1/121/15)L=325mm260mm 取h=400mm 415.74003660=h l n =h b )3 121(200mm13

4、3mm 取b=250mm 故次要框架梁初选截面尺寸为：b h=250mm 400mm （）楼面连续梁 （）框架柱: )20 1 151()201151(=H h 3000=374.7mm281mm b=(12/3)h 取b=h 按轴力估算:C 列柱: No=915.66m 2(1014)KN/m 2=1409.4KN1973.16KN A E 列柱: No=98.1m 2(1014)KN/m 2=729KN1020.6KN 按轴压比验算:此建筑抗震等级为二级，=0.8 选C 30型混凝土 c f =14.3 N=(1.21.4)No C 列柱： mm mm mm f N A c 4744742

5、242233 .148.0100011.25652?=?= A E 列柱： mm mm mm f N A c 3533531248993 .148.01000 84.14282?=?= 故初选柱截面尺寸为：C 列柱： b h=500mm 500mm A E 列柱：b h=450mm 450mm 1.3. 确定结构计算简图 .三个假设： 平面结构假定：认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力； 楼板在自身平面内在水平荷载作用下，框架之间不产生相对位移； 不考虑水平荷载作用下的扭转作用。 .计算简图 根据结构平面布置图,选定第(2-1)轴线作为计算单元. 如图

6、所示 框架梁跨度(按柱中心线确定)： A C 跨: 4200mm C E 跨: 4500mm 框架柱高度： 取底层:H 1=4200+450+(1900-900)-30 =5620mm （如图2） 其它层:H 2=H 3=H 4=H 5=H 6=H 7=H 8=H 9 =3000mm 框架计算简图如图 1 C C A 0 A 1 (1.52) (2.86) (1.39) (1.00) (1.87) (1.49) 1 E E (1.00) (1.87) (2.86) (1.87)(1.87) 3 2 6 5 4 C C C C C A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 (2.86) (2.86

7、) (2.86) (2.86) (1.39)(1.39) (1.39)(1.39) (1.39)(1.87) (1.87) (1.87) (1.87) (1.49)(1.49)(1.49)(1.49)(1.49)3 2 6 5 4 E E E E E (1.87)(1.87) (1.87)(1.87) 8 7 C C A 7 A 8 9 9 A C (2.86) (2.86) (1.39) (1.39)(1.39) (1.87) (1.87) (1.49)(1.49)(1.49)8 7 E E 9 E (1.87) (1.87)图3 框架计算简图 42022500 1.4 梁柱惯性矩,线刚度,

8、相对线刚度计算 1.4.1 梁柱惯性矩计算 主要框架梁： 493 310898.11245025012mm bh I b ?=?= 次要框架梁： 493 310333.112 40025012mm bh I b ?=?= 边框架梁： 499110848.210898.15.15.1mm I I b ?=?= 中框架梁： 499210797.310898.15.10.2mm I I b ?=?= 内柱493 31021.512 50050012mm bh I o ?=?= 外柱: 493 310417.312 45045012mm bh I o ?=?= 1.4.2 梁柱线刚度计算 根据公式 i

9、=EI/l,可以得出梁柱的线刚度如下(E=E C ) 梁：i A 9C 9=3.417109E/4200=9.04105E i C 9E 9=3.417109E/4500=8.438105E 柱：i A 1A 0=3.417109E/5620=6.08105E i C 1C 0=5.21109E/5620=9.27105E i A 9A 8=3.417109E/3000=11.39105E i C 9C 8=5.21109E/3000=17.367105E 1.4.3 梁柱相对线刚度计算 取i A 1A 0值作为基准值1.算得梁柱的相对线刚度标于图3中 2. 荷载标准值计算 2.1 永久荷载

10、2.1.1 作用于框架梁上的荷载 2.1.1.1 屋面恒载 小瓷砖层 0.55kN/m 2 三毡四油屋面防水层 0.4kN/m 2 1:3水泥沙浆找平层 20mm 0.4kN/m 2 水泥蛭石板保温层 60mm 0.12kN/m 2 1:8水泥炉渣找坡 80mm 1.44kN/m 2 1:3水泥沙浆找平层 20mm 0.4kN/m 2 现浇钢筋混凝土板 100mm 2.5kN/m 2 板底抹灰 20mm 0.4kN/m 2 合计6.21kN/m 2 2.1.1.2 楼面恒载 水磨石地面 0.65kN/m 2 现浇钢筋混凝土板 100mm 2.5kN/m 2 板底抹灰 20mm 0.4kN/m

11、2 合计3.55kN/m 2 2.1.1.3 梁自重 主要框架梁：0.45 0.25 25=2.812kN/m 次要框架梁：0.4 0.25 25=2.5kN/m 2.1.1.4 柱自重 上层柱： 外柱： 0.45 0.45 25 3=15.19kN /根 内柱： 0. 5 0.5 25 3=18.75kN /根 底层柱： 外柱： 0.45 0.45 25 5.62=28.45kN /根 内柱： 0. 5 0.5 25 5.62=35.13kN /根 2.1.1.5墙自重及两面抹灰 女儿墙：0.25 1.5 8=3KN/m 两面抹灰： 0.8kN/m 28层： 内墙: 0.2 （3-0.45）

12、 8=4.08kN/m 0.2 （3-0.4） 8=4.16kN/m 外墙: 0.25 （3-0.45） 8=5.1 底层: 0.25 （4.2-0.4） 8=7.62.1.2.1 作用在框架梁上的恒载 楼面荷载分配按双向板进行荷载等效分配 短向分配：5aq/8 长向分配：aq b a b a )2()2( 2132+-(参见图 A 1= 21 （3-2 0.9+3） 0.9=1.89m 2 A 1=21 1.8 0.9=0.8m 2=A 3 B 1=21 （3-1.5+3） 0.75=1.69m 2 B 1=2 1 1.5 0.75=0.56m 2=B 3 顶层：G A 1=6.21 1.8

13、9=11.74KN= G A 3 G B 1=6.21 1.69=10.49 KN G L 1=0.35 0.25 25 3=6.56KN G A 2=6.21 0.81=5.03 KN= G A 4 G B 2=6.21 0.56=3.48 KN= G B 3 G F 1=6.21 0.75 3.3=15.37 KN= G F 2 G L 2=0.4 0.25 25 3.3=8.25KN G C 1=6.21 4.97=30.86 KN G D 1=6.21 4.39=27.26 KN G E 1=6.21 4.21=26.14 KN F M =21 2 1 ( G A 1+ G B 1+

14、G L 1)+ G A 2+ G B 2+ G F 1+ G L 2=23.26 KN q L 3=0.45 0.25 25=2.81KN/m C 1: 7058.0)5 .495.1()5.495.1(21)()(213 232=+?-=+?-l a l a q C 1=0. 7058 1.95 6.21=8.547N/m q C M =q c 1+ q L 3=8.547+2.81=11.357KN/m A 3: 847.0)3 9 .0()39.0(21)()(213232=+?-=+?-l a l a q A 3=0. 847 0.9 6.21=4.734N/m q ME=q CM +

15、q A3=11.357+4.734=16.091KN/m D 1:669.0)2 .495.1()2.495.1(21)()(213 232=+?-=+?-l a l a q D1=0.6691.956.21=8.1KN/m q L4=0.450.2525=2.81KN/m E 1:752.0)2 .465.1()2.465.1(21)()(213 232=+?-=+?-l a l a q E1=0.7521.656.21=7.705KN/m q A9C9= q D1+ q E1+ q L4=18.615KN/m 标准层: G A1= G A3=3.551.89=6.71KN G A2=3.5

16、50.81=2.88KN= G A4 G B2 =G B3=3.550.56=1.99KN G F1=3.550.753.3=8.79KN G L1=6.56+0.2(3-0.35)38=19.28KN G B1=3.551.69=6KN G L2=8.25+0.2(3-0.4)38=20.73KN G D1=3.554.39=15.58KN q L3=2.81+0.2(3-0.45)8=6.89KN/m G E1 =3.554.21=14.95KN G L2 =3.554.97=17.64KN F M =( G A1+ G B1+ G L1)/2+ G A2 +G B2 +G F1 +G L

17、2/2=25.19 q A8C8= q D1 +q E1 +q L4=4.631+4.405.6.89=15.926KN/m q CM =q C1+ q L3=4.886+2.81=7.696KN/m q l3=6.89KN/m= q L4 q C1=0.70581.953.55=4.886KN/m q D1=0.6691.953.55=4.631KN/m q A3=0.8470.93.55=2.706KN/m q E1=0.7521.653.55=4.405KN/m q ME =q C1+q A3 +q L3=4.886+2.706+6.89=14.482KN/m 2.1.2.2 恒荷载作用

18、在框架柱上的集中荷载 G L5=8.25+3 3.3=18.15KN 顶层：F E1=( G A1+ G B1+ G L1)/2+ G A4+G B3 +G L5/2=20.53KN C 3=1/21.953.9=3.8m 2= C 2 = D 2 =D 3 E 2= E 31/21.653.3=2.72m 2 G C2= G C3= G D2=G D3=6.213.8=23.6KN G E2= G E3=6.212.72=16.89KN F E2=(23.6+2.53.9+3.93)/2=22.53KN F E=20.53+22.53=43.06KN F C=(23.6+23.6+16.89

19、+15.37+2.53.9+2.53.3)/2=48.73KN F A=(23.6+16.89+2.57.2+37.2)/2=40.05KN 标准层：G l5=2.53.3+5.23.3=25.41KN F E1=( G A1+ G B1+ G L1)/2+ G A4+G B3+G L5/2=23.5KN G C2= G C3= G D2=G D3=3.553.8=13.49KN G E2= G E3=3.552.72=9.66KN G F2= G F3=8.79KN F E2=(13.49+2.53.9+5.23.9)=21.76KN F E=23.5+21.76=45.26KN F E=

20、23.5+21.76+45.26KN F C=(13.49+13.49+9.66+8.79+2.57.2+0.22.687.2)/2=46.69KN F A=(13.49+9.66+2.57.2+5.27.2)/2=39.3KN A列柱：顶层上柱：F9=40.05KN 下柱：F9=40.05+15.19=55.24KN 八层：F8= F9+ F A=55.24+39.3=94.54KN F8= F8+15.19=109.73KN 七层：F7= F8+ F A=109.37+39.3=149.03KN F7= F7+15.19=164.22KN 六层：F6= F7+ F A=203.52KN F

21、6= F6+15.19=218.71KN 五层：F5= F6+ F A=258.01KN F5= F5+15.19=273.21KN 四层：F4= F5+ F A=312.5KN F4= F4+15.19=327.69KN 三层：F3= F4+ F A=366.99KN F3= F3+15.19=382.18KN 二层：F2= F3+ F A=421.48KN F2= F2+15.19=436.67KN 一层：F1= F2+ F A=475.97KN F1= F1+29.59=505.56KN C列柱：顶层上柱：F9=48.73KN 下柱：F9=48.73+18.75=67.48KN 八层：F

22、8= 114.17KN F8= 132.92KN 七层：F7= 179.61KN F7= 198.36KN 六层：F6= 245.05KN F6= 263.8KN 五层：F5= 310.49KN F5= 329.24KN 四层：F4= 375.93KN F4=394.68KN 三层：F3= 441.37KN F3= 460.12KN 二层：F2= 506.81KN F2= 525.56KN 一层：F1= 572.25KN F1= 572.25+36.53=608.78KN E列柱：顶层上柱：F9=43.06KN 下柱：F9=43.06+15.19=58.25KN 八层：F8= 103.51KN

23、 F8= 118.7KN 七层：F7= 163.96KN F7= 179.15KN 六层：F6= 224.41KN F6= 239.6KN 五层：F5= 284.86KN F5= 300.05KN 四层：F4= 345.31KN F4=360.5KN 三层：F3= 405.76KN F3= 420.95KN 二层：F2= 466.21KN F2= 481.4KN 一层：F1= 526.66KN F1= 541.85KN 恒荷载作用下框架的受荷简图（设计值）如图4 1 0C A 0A 110E E 3 2 6 5 4 A 2A 3A 4A 5A 632654E E E E E 8 7 C A 7

24、A 89 9 A C 87E E 9 E 图4 恒荷载作用下框架的受荷简图（设计值） 42022500 C C C C C C C 67.48 48.7330.23KN 19.111KN/m 22.338KN/m 9.235KN/m 17.378KN/m 13.628KN/m 19.309KN/m 40.0555.24 43.0658.25 109.794.5419.111KN/m 114.2132.9 9.235KN/m 17.378KN/m 30.23KN 118.7 103.5164.2149.019.111KN/m 179.6198.4 9.235KN/m 17.378KN/m 30.

25、23KN 179.2 164.0218.7203.519.111KN/m 245.1263.8 9.235KN/m 17.378KN/m 30.23KN 239.6 224.4273.2258.019.111KN/m 310.5329.2 9.235KN/m 17.378KN/m 30.23KN 300.1 284.9327.7315.519.111KN/m 375.9394.7 9.235KN/m 17.378KN/m 30.23KN 360.5 345.3382.2367.019.111KN/m 441.4460.1 9.235KN/m 17.378KN/m 30.23KN 421.0 4

26、05.8436.7421.519.111KN/m 506.8525.69.235KN/m 17.378KN/m 30.23KN 481.4 466.2476.0 505.6608.8572.3 526.7 541.9 27.91KN 2.2 竖向可变荷载 查荷载规范：楼面均布活荷载标准值为1.5kN/m 2,上人屋面均布活荷载标准值为1.5kN/m 2 。 A C 跨：q=0.669 1.95d1.5+0.752 1.65 1.5=3.82kN/m C E 跨：F M = 21 2 1 (1.89+1.69) 1.5+(0.81+0.56) 1.5+0.75 3.3 1.5=4.23kN q

27、EM =0.7058 1.95 1.5+0.847 0.9 1.5=3.21kN/m q MC=0.7058 1.95 1.5=2.06kN/m 活荷载作用在框架柱上的集中荷载 F E =21 21 ( G A1+ G B1)+ G A4+G B3+G C3=(1.89+1.69) 1.5/2+(0.81+0.56+3.8) 1.5 =5.22kN F C =21 ( G C1+ G D2 + G E2+G F2)= 21 1.5 (3.8+3.8+ 2.72+0.75 3.3)=9.6kN F A = 21 ( G D3 + G E3)= 2 1 1.5 (3.8+ 2.72)=4.89kN

28、 活荷载作用下框架的受荷简图（标准值）见图5 毕业设计书 1 0C A 0A 110E E 3 2 6 5 4 A 2A 3A 4A 5A 632654 E E E E E 8 7 C A 7A 89 9 A C 8 7E E 9 E 图5 活荷载作用下框架的受荷简图（标准值） 42022500 C C C C C C C 9.63.82KN/m 2.06KN/m 3.21KN/m 4.89 5.229.7819.210.4414.6728.815.6619.5638.420.8824.45482 6.129.345 7.631.3234.2367.236.5439.1276.841.7644

29、.01 86.4 46.98 4.23KN 3.82KN/m 2.06KN/m 4.23KN 3.21KN/m 3.82KN/m 2.06KN/m 4.23KN 3.21KN/m 3.82KN/m 2.06KN/m 4.23KN 3.21KN/m 3.82KN/m 2.06KN/m 4.23KN 3.21KN/m 3.82KN/m 2.06KN/m 4.23KN 3.21KN/m 3.82KN/m 2.06KN/m 4.23KN 3.21KN/m 3.82KN/m 2.06KN/m 4.23KN 3.21KN/m 3.82KN/m 2.06KN/m 4.23KN 3.21KN/m 4.899.

30、6 5.229.7814.6719.5624.4529.3434.2339.1244.018 6.476.86 7.2 57.6 48 38.4 28.8 19.2 10.44 15.66 20.88 26.131.32 36.54 41.76 46.98 2.3风荷载标准值计算 风压标准值计算公式为：w=Z S Z 0 本地区基本风压为：w 0=0.36 楼高H30m ；地面粗糙类别为C 类；风振系数：Z =1+H i /H /Z 表1 层次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Hi （第i 层距离室外地面的高度） 4.65 7.65 10.65 13.65 16.65 19.65 22.6

31、5 25.65 28.65 H 总=32.25m B 15m H/B 2 查表：脉动影响系数=0.59 表2 离地面高度（m ）z 4.65 7.65 10.65 13.65 16.65 19.65 22.65 25.65 28.65 风压高度系数Z 0.50 0.63 0.73 0.81 0.87 0.93 0.99 1.04 1.09 结构基本周期：T=（0.080.1）n. 取T=0.9，0 =0.36kN/m 2 0T 2=0.36 0.92 =0.29 查表得：脉动增大系数=1.2725 Z =1+H i /H /Z 表3 z 4.65 7.65 10.65 13.65 16.65

32、19.65 22.65 25.65 28.65 Z 1.22 1.28 1.34 1.39 1.45 1.49 1.53 1.57 1.61 毕业设计书 查表得：风载体型系数：迎风面为1.0；背风面为-0.5 S =1.5 k =Z S Z 0 结构高度H=26.7530m,故取Z =1.0, S =1.3 表4 z 4.65 7.65 10.65 13.65 16.65 19.65 22.65 25.65 28.65 k 0.33 0.44 0.53 0.61 0.68 0.75 0.82 0.88 0.95 转化为集中荷载（受荷面与计算单元同） 9层： F W 9K =0.95 3.6 （

33、1.5+3/2）=10.25KN 8层： F W 8K =3.6 3.0 （0.95+0.88） 2=9.9KN 7层： F W 7K =3.6 3.0 （0.88+0.82） 2=9.2KN 6层： F W 6K =3.6 3.0 （0.82+0.75） 2=8.47KN 5层： F W 5K =3.6 3.0 （0.75+0.68） 2=7.71KN 4层： F W 4K =3.6 3.0 （0.68+0.61） 2=6.96KN 3层： F W 3K =3.6 3.0 （0.61+0.53） 2=6.14KN 2层： F W 2K =3.6 3.0 （0.53+0.44） 2=5.21K

34、N 1层： F W 1K =3.6 0.44 3.0/2+3.6 0.33 4.65=7.86 KN （如图6所示 1 0C C A 0A 11 E E 32654C C C C C A 2A 3 A 4A 5A 63 2 6 5 4 E E E E E 87C C A 7A 8 9 9 A C 8 7 E E 9E 图6 框架受风荷载作用图（标准值） F W 9K 0.9510.25KN 9.90KN F K 8W 0.959.20KN F K 7W 0.888.47KN F K 6W 0.827.71KN F K 5W 0.756.96KN F K 4W 0.686.14KN F K 3W

35、 0.535.21KN F K 2W 0.447.86KN F K 1W 0.610.880.820.750.680.610.530.440.33 0.33 2.4 水平地震作用计算 2.4.1 重力荷载代表值（恒载+0.5活载） 2.4.1.1 恒载 屋面重力值：G 面=6.21 （14.94 8.94+1.2 4.44）=863KN 楼板重力值：G 板=（14.94 8.94+1.2 4.44） 3.55+10 （0.06 25+0.4）=512KN 梁重力值： G 梁=（8.7 4+1.2+9.9） 2.81+14.7 3 2.5+2.5 0.2 0.4 25=244KN 柱重力值： G

36、 上柱=15.19 10+18.75 5=244.7KN G =28.45 10+35.13 5=460KN 毕业设计书 墙重力值：G女儿墙=（8.94+14.94+10.14 2+1.2） 3=136KN G标墙=8.94 5.1+（8.4+6） 4.08+10.14 5.1+14.94 2 5.2+13.2+6） 4.16 =413KN G底墙=14.94 2 7.6+10.14 2 7.5=379KN 2.4.1.2 活荷载 Q=1.5 （14.94+8.94+1.2 4.44）=208KN 2.4.1.3 重力荷载代表值 G9= G板+G梁+G上柱/2+G女儿墙+G标墙/2 =863+

37、244+244.7/2+136+413/2 =1572KN（不包括屋面活荷载） G8= G板+G梁+G上柱+ G标墙+F活/2 =512+244+244.7+413+208/2=1518KN G2=G3=G4=G5=G6=G7=G8=1518KN G1= G板+G梁+G上柱/2+G底柱/2+G标墙/2+G底墙+F活/2 =512+244+244/2+460/2+413/2+379/2+208/2 =1608KN 质点重力荷载代表值见图7 2.4.2 水平地震力作用下框架的侧移验算 2.4.2.1 横梁线刚度 为了简化计算，框架梁截面惯性矩增大系数取1.2 AC跨：k b= i A9C9=9.0

38、4105 3 104=27.12 109Nmm CE跨：k b= i C9E9=8.438105 3 104=25.31 109 Nmm 2.4.2.2 柱的线刚度 边柱：底层：k c=6.08 105 3 104=18.24 109Nmm 其它层：k c=11.39 105 3 104=34.17 109Nmm 中柱：底层：k c=9.27 105 3 104=27.81 109Nmm 其它层：k c=17.37 105 3 104=52.1 109Nmm 2.4.2.3 框架柱的侧移刚度D值 29层D值的计算表5 D k=k b/2k c=k/(2+k)D=12k c/h2 边柱A0.79

39、40.28412939 边柱E0.7410.2712301 中柱C 1.0060.33523272 底层D值的计算表6 D k=k b/2k c=k+0.5/(2+k)D=12k c/h2 边柱A 1.4870.573950 边柱E 1.3380.5573860 中柱C 1.8850.6146488 毕业设计书2.4.2.4 计算框架自振周期 各层D 值汇总（见表7） 各层D 值汇总 表7 D 值/层次 柱类型 29层（D 值 根数） 1层（D 值 根数） 边 柱 A 轴 12939 5=64695 3950 5=19750 E 轴 12301 5=61505 3860 5=19300 中柱 C 轴 23272 5=116360