目录摘要 (2)关键词 (2)一、编制依据及说明 (3)二、工程概况 (3)三、设计资料 (4)四、柱网布置 (4)1、柱网布置图 (4)2、框架结构承重方案的选择 (5)五、梁、柱截面尺寸的初步确定 (5)1、梁截面尺寸的初步确定 (5)2、柱的截面尺寸估算 (6)六、楼板计算 (6)1、次房间(1)计算 (6)1、次房间(2)计算 (9)七、楼梯钢筋计算 (18)1、荷载和受力计算 (18)2、配筋面积计算 (20)3、配筋结果 (21)八、电算结果 (22)1、数据输入 (22)2、数据输出 (23)参考文献 (26)重庆市江津区阳光小镇1号楼西南大学专业名称:建筑工程学生姓名:胡海指导教师:艾大利摘要:本工程名称为重庆市江津区阳光小镇1号楼,结构为全现浇混凝土框架结构,6层。
工程所在地区为重庆市江津区,抗震设防等级为6度,需要进行抗震设计。
设计过程遵循先建筑后结构再施工的顺序进行。
抗震结构在地震作用下,为了有良好的耗能能力以及在强震下结构不倒塌,其构件应有足够的延性。
要设计延性框架结构,需满足“强柱弱梁,强剪弱弯,强节点弱构件”的要求,并进行相应的内力调整,然后由调整后的内力值进行配筋计算。
本工程采用钢筋混凝土框架结构体系(横向承重),因此选择了有代表性的一榀框架进行计算。
设计计算整个过程中综合考虑了技术经济指标和施工工业化的要求。
关键词:抗震设计框架结构配筋计算技术经济指标一、编制依据及说明本工程施工组织设计,主要依据目前国家对建设工程质量、工期、安全生产、文明施工、降低噪声、保护环境等一系列的具体化要求,依照《中华人民共和国建筑法》、《建设工程质量管理条例》、《国家现行建筑工程施工与验收技术规范》、《建筑安装工程质量检验评定标准》、《住宅楼招标文件》、《施工招标评定标办法》,《答疑会纪要》以及根据政府建设行政主管部门制定的现行工程等有关配套文件,结合本工程实际,进行了全面而细致的编制。
1、工程施工组织设计编制的依据国家标准《工程测量规范》GBJ50026-2006国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002国家标准《混凝土质量控制标准》GBJ50205-2002国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001国家标准《混凝土强度评定标准》GB/T50107-2010国家标准《建设工程项目管理规范》GB/T50326-2001行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2001行业标准《混凝土泵送施工技术规程》JG/1T0-2005行业标准《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001二、工程概况1、建筑设计特点本工程位于重庆市江津区,尺寸为38.140×17.700米,建筑面积为3573.7平方米,为六层框架结构,全部民用住宅楼,全部层高3.000米,建筑物高度21.000米,室内外高差为0.45米。
抗震设防烈度为6度。
工程做法:外墙饰面:一层室内标高以上为白色仿石漆,一层室内标高以下为石岛红理石(600x900mm)。
内墙饰面:卫生间采用200×300瓷片,其它为石灰砂粉刷。
楼地面:全部楼地面为均为陶瓷铺地砖。
顶面:抹水泥石膏砂浆,刷106涂料。
屋面:全部为上人屋面。
2、结构设计特点地基处理:地基采用强夯,2.3米以下用3:7灰土夯实0.5米厚基础形式:基础采用独立柱基础。
砌体材料:-0.45以下,用MU10普通机制粘土砖,M10水泥沙浆砌筑,全部均采用用MU10普通机制空心砖,M10混合砂浆砌筑。
结构:受力钢筋主筋保护层厚度:基础为35mm,梁柱为25mm,板为15mm。
板全部采用混凝土现浇板,砼强度等级:基础砼垫层为C20,其它砼C30。
三、设计资料1、冬季采暖室外空气计算温度3℃,夏季通风室外空气计算温度33℃,冬季采暖室内空气计算温度18℃;2、重庆市基本风压0.40 kN/m2;3、常年地下水位较高,水质对混凝土有一定的侵蚀作用;4、地基承载力特征值为280 kN/m2,Ⅱ类场地;5、建筑结构设计使用年限50年,安全等级二级。
6、建筑抗震设防类别为丙类,设防烈度6度,设计基本地震加速度值0.05g,设计地震分组为第二组,Ⅱ类场地设计特征周期0.3s7、结构形式为框架结构,框架抗震等级为三级。
四、柱网布置1、柱网布置图本住宅楼全部层高均为3.0m。
主体结构布置图如下图1所示:图1 主体结构柱网布置图2、框架结构承重方案的选择竖向荷载的传力途径:楼板的均布荷载和恒载经次梁间接或直接传至主梁,再由主梁传至框架柱,最后传至地基。
根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径,本办公楼框架的承重方案为横向框架承重方案,这可使横向框架梁的截面高度大,增加框架的横向侧移刚度。
五、梁、柱截面尺寸的初步确定1、梁截面尺寸的初步确定梁截面高度一般取跨度的1/12--1/8进行计算。
本方案中,边横梁高h=(1/12--1/8)l=1/12×6000--1/8×6000=500mm--875mm,取h=800mm,截面宽度h=1/2h=300mm,取400mm。
同理计算其他跨的梁截面,见表1。
表1 梁截面尺寸表(mm)混凝土等级横梁(b×h)次梁(b×h)2、柱的截面尺寸估算根据柱的轴压比限值按下列公式计算:(1)柱组合的轴压力设计值 N=βF gEn注:β--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 。
F-- 按简支状态计算柱的负载面积。
gE--折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值,可近似的取12~15 kN/m2。
n--验算截面以上的楼层层数。
(2)Ac ≥N/uNfc注:uN--框架柱轴压比限值,对一级,二级,三级抗震等级,分别取0.7,0.8,0.9。
本方案为三级抗震等级,故取0.9。
fc --为混凝土轴心抗压强度设计值,对C30,查得fc=14.3N/mm2, ft=1.43N/mm2 。
(3)计算过程:对于边柱:N=βF gEn=1.3×3.0×6.6×12×5=1544.4kNAc =N/uNfc=1544.4×103/0.9×14.3=120000.0mm2对于中柱:N=βF gEn=1.25×19.8×12×5=1485.00kNAc =N/uNfc=1485.00×103/0.9×14.3=115384.62mm2综合以上计算结果,取柱截面为正方形√(120000)=346.41mm,为安全起见,全部楼层均取b×h=400mm×400mm。
六、楼板计算本工程楼板计算书,计算方法一样,故只取其中具有代表性的房间次房间(1)计算(1)、基本资料1、房间编号: 372、边界条件(左端/下端/右端/上端):固定/固定/固定/固定/3、荷载:永久荷载标准值:g = 5.00+ 3.00(板自重)= 8.00 kN/m2可变荷载标准值:q = 2.00 kN/m2计算跨度Lx = 4200 mm ;计算跨度Ly = 4200 mm板厚H = 120 mm;砼强度等级:C30;钢筋强度等级:HPB3004、计算方法:弹性算法。
5、泊松比:μ=1/5.6、考虑活荷载不利组合。
7、程序自动计算楼板自重。
(2)、计算结果Mx =(0.01760+0.01760/5)*(1.35* 8.00+0.98* 1.00)* 4.2^2 = 4.39kN·m 考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩:Mxa =(0.03680+0.03680/5)*(1.4* 0.70)* 4.2^2 = 0.76kN·m Mx= 4.39 + 0.76 = 5.15kN·mAsx= 286.58mm2,实配φ 8@150 (As = 372.mm2)ρmin = 0.239% ,ρ= 0.310%My =(0.01760+0.01760/5)*(1.35* 8.00+0.98* 1.00)* 4.2^2= 4.39kN·m考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩:Mya =(0.03680+0.03680/5)*(1.4* 0.70)* 4.2^2 = 0.76kN·m My= 4.39 + 0.76 = 5.15kN·mAsy= 286.58mm2,实配φ 8@150 (As = 372.mm2)ρmin = 0.239% ,ρ= 0.310%Mx' =0.05130*(1.35* 8.00+0.98* 2.00)* 4.2^2 = 11.55kN·m Asx'= 472.05mm2,实配φ 8@100 (As = 559.mm2,可能与邻跨有关系)ρmin = 0.239% ,ρ= 0.465%My' =0.05130*(1.35* 8.00+0.98* 2.00)* 4.2^2 = 11.55kN·m Asy'= 472.29mm2,实配φ 8@100 (As = 559.mm2,可能与邻跨有关系)ρmin = 0.239% ,ρ= 0.465%(3)、跨中挠度验算Mq -------- 按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值(1)、挠度和裂缝验算参数:Mq =(0.01760+0.01760/5)*(1.0* 8.00+0.5* 2.00 )* 4.2^2 = 3.35kN·m Es = 210000.N/mm2 Ec = 29791.N/mm2Ftk = 2.01N/mm2 Fy = 270.N/mm2(2)、在荷载效应的准永久组合作用下,受弯构件的短期刚度 Bs:①、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ,按下列公式计算:ψ= 1.1 - 0.65 * ftk / (ρte * σsq) (混凝土规范式 7.1.2-2)σsq = Mq / (0.87 * ho * As) (混凝土规范式 7.1.4-3)σsq = 3.35/(0.87* 96.* 372.) = 107.822N/mm2矩形截面,Ate=0.5*b*h=0.5*1000*120.= 60000.mm2ρte = As / Ate (混凝土规范式 7.1.2-4)ρte = 372./ 60000.=0.00621ψ= 1.1 - 0.65* 2.01/(0.00621* 107.82) = -0.849当ψ<0.2 时,取ψ= 0.2②、钢筋弹性模量与混凝土模量的比值αE:αE =Es / Ec =210000.0/ 29791.5 = 7.049③、受压翼缘面积与腹板有效面积的比值γf':矩形截面,γf' = 0④、纵向受拉钢筋配筋率ρ= As / b / ho = 372./1000/ 96.=0.00388⑤、钢筋混凝土受弯构件的 Bs 按公式(混凝土规范式 7.2.3-1)计算:Bs=Es*As*ho^2/[1.15ψ+0.2+6*αE*ρ/(1+ 3.5γf')]Bs=210000.* 372.* 96.^2/[1.15*0.200+0.2+6*7.049*0.00388/(1+3.5*0.00)]= 1122.76kN·m2(3)、考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数θ:按混凝土规范第 7.2.5 条,当ρ' = 0时,θ= 2.0(4)、受弯构件的长期刚度 B,可按下列公式计算:B = Bs / θ(混凝土规范式 7.2.2)B= 1122.76/2 = 561.381kN·m2(5)、挠度 f =κ * Qq * L ^ 4 / Bf =0.00127* 9.0* 4.20^4/ 561.381= 6.336mmf / L = 6.336/4200.= 1/ 663.,满足规范要求!(4)、裂缝宽度验算①、X方向板带跨中裂缝:裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ,按下列公式计算:ψ= 1.1 - 0.65 * ftk / (ρte * σsq) (混凝土规范式 7.1.2-2)σsq = Mq / (0.87 * ho * As) (混凝土规范式 7.1.4-3)σsq = 3.35*10^6/(0.87* 96.* 335.) = 119.803N/mm2矩形截面,Ate=0.5*b*h=0.5*1000*120.= 60000.mm2ρte = As / Ate (混凝土规范式 7.1.2-4)ρte = 335./ 60000.= 0.006当ρte <0.01 时,取ρte = 0.01ψ= 1.1 - 0.65* 2.01/( 0.01* 119.80) = 0.012当ψ<0.2 时,取ψ= 0.2ωmax =αcr*ψ*σsq/Es*(1.9c+0.08*Deq/ρte) (混凝土规范式 7.1.2-1)ωmax = 1.9*0.200*119.803/210000.*(1.9*20.+0.08*11.43/0.01000) = 0.028mm,满足规范要求!②、Y方向板带跨中裂缝:裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ,按下列公式计算:ψ= 1.1 - 0.65 * ftk / (ρte * σsq) (混凝土规范式 7.1.2-2)σsq = Mq / (0.87 * ho * As) (混凝土规范式 7.1.4-3)σsq = 3.35*10^6/(0.87* 88.* 335.) = 130.694N/mm2矩形截面,Ate=0.5*b*h=0.5*1000*120.= 60000.mm2ρte = As / Ate (混凝土规范式 7.1.2-4)ρte = 335./ 60000.= 0.006当ρte <0.01 时,取ρte = 0.01ψ= 1.1 - 0.65* 2.01/( 0.01* 130.69) = 0.102当ψ<0.2 时,取ψ= 0.2ωmax =αcr*ψ*σsq/Es*(1.9c+0.08*Deq/ρte) (混凝土规范式 7.1.2-1)ωmax = 1.9*0.200*130.694/210000.*(1.9*20.+0.08*11.43/0.01000) = 0.031mm,满足规范要求!③、左端支座跨中裂缝:裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ,按下列公式计算:ψ= 1.1 - 0.65 * ftk / (ρte * σsq) (混凝土规范式 7.1.2-2)σsq = Mq / (0.87 * ho * As) (混凝土规范式 7.1.4-3)σsq = 8.14*10^6/(0.87* 96.* 503.) = 193.998N/mm2矩形截面,Ate=0.5*b*h=0.5*1000*120.= 60000.mm2ρte = As / Ate (混凝土规范式 7.1.2-4)ρte = 503./ 60000.= 0.008当ρte <0.01 时,取ρte = 0.01ψ= 1.1 - 0.65* 2.01/( 0.01* 194.00) = 0.428ωmax =αcr*ψ*σsq/Es*(1.9c+0.08*Deq/ρte) (混凝土规范式 7.1.2-1)ωmax = 1.9*0.428*193.998/210000.*(1.9*20.+0.08*11.43/0.01000) = 0.097mm,满足规范要求!④、下端支座跨中裂缝:裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ,按下列公式计算:ψ= 1.1 - 0.65 * ftk / (ρte * σsq) (混凝土规范式 7.1.2-2)σsq = Mq / (0.87 * ho * As) (混凝土规范式 7.1.4-3)σsq = 8.14*10^6/(0.87* 96.* 503.) = 193.998N/mm2矩形截面,Ate=0.5*b*h=0.5*1000*120.= 60000.mm2ρte = As / Ate (混凝土规范式 7.1.2-4)ρte = 503./ 60000.= 0.008当ρte <0.01 时,取ρte = 0.01ψ= 1.1 - 0.65* 2.01/( 0.01* 194.00) = 0.428ωmax =αcr*ψ*σsq/Es*(1.9c+0.08*Deq/ρte) (混凝土规范式 7.1.2-1)ωmax = 1.9*0.428*193.998/210000.*(1.9*20.+0.08*11.43/0.01000) =0.097mm,满足规范要求!⑤、右端支座跨中裂缝:裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ,按下列公式计算:ψ= 1.1 - 0.65 * ftk / (ρte * σsq) (混凝土规范式 7.1.2-2)σsq = Mq / (0.87 * ho * As) (混凝土规范式 7.1.4-3)σsq = 8.14*10^6/(0.87* 96.* 503.) = 193.998N/mm2矩形截面,Ate=0.5*b*h=0.5*1000*120.= 60000.mm2ρte = As / Ate (混凝土规范式 7.1.2-4)ρte = 503./ 60000.= 0.008当ρte <0.01 时,取ρte = 0.01ψ= 1.1 - 0.65* 2.01/( 0.01* 194.00) = 0.428ωmax =αcr*ψ*σsq/Es*(1.9c+0.08*Deq/ρte) (混凝土规范式 7.1.2-1)ωmax = 1.9*0.428*193.998/210000.*(1.9*20.+0.08*11.43/0.01000) = 0.097mm,满足规范要求!⑥、上端支座跨中裂缝:裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数ψ,按下列公式计算:ψ= 1.1 - 0.65 * ftk / (ρte * σsq) (混凝土规范式 7.1.2-2)σsq = Mq / (0.87 * ho * As) (混凝土规范式 7.1.4-3)σsq = 8.14*10^6/(0.87* 96.* 503.) = 193.998N/mm2矩形截面,Ate=0.5*b*h=0.5*1000*120.= 60000.mm2ρte = As / Ate (混凝土规范式 7.1.2-4)ρte = 503./ 60000.= 0.008当ρte <0.01 时,取ρte = 0.01ψ= 1.1 - 0.65* 2.01/( 0.01* 194.00) = 0.428ωmax =αcr*ψ*σsq/Es*(1.9c+0.08*Deq/ρte) (混凝土规范式 7.1.2-1)ωmax = 1.9*0.428*193.998/210000.*(1.9*20.+0.08*11.43/0.01000) = 0.097mm,满足规范要求!次房间(2)计算:(1)、基本资料1、房间编号: 92、边界条件(左端/下端/右端/上端):固定/固定/固定/固定/3、荷载:永久荷载标准值:g = 5.00+ 3.00(板自重)= 8.00 kN/m2可变荷载标准值:q = 2.00 kN/m2计算跨度Lx = 4200 mm ;计算跨度Ly = 3300 mm板厚H = 120 mm;砼强度等级:C30;钢筋强度等级:HPB3004、计算方法:弹性算法。