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4层小学教学楼结构设计(论文/图纸完整的一套毕业设计)

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一、设计资料 …………………………………………………………… 3

二、初估梁柱截面尺寸 ………………………………………………… 3

三、荷载计算 …………………………………………………………… 4

四、内力分析 …………………………………………………………… 7

(一)风荷载作用下框架内力及侧移验算 …………………………… 7

(二)恒荷载作用下框架的内力计算 ………………………………… 11

(三)活荷载作用下框架的内力 ……………………………………… 15

(四)水平地震作用下框架侧移验算及内力计算 …………………… 19

五、荷载组合和内力组合(不考虑地震作用)………………………… 23

(一)横梁内力组合 …………………………………………………… 23

(二)横梁弯矩控制值 ………………………………………………… 23

(二)柱内力组合………………………………………………………… 29

六、框架梁柱配筋(不考虑地震作用)………………………………… 35

(一)框架横梁配筋 …………………………………………………… 35

(二)框架柱配筋 ……………………………………………………… 37

七、荷载组合和内力组合(考虑地震作用)…………………………… 41

(一)框架横梁内力组合 …………………………………………… 41

(二)框架柱内力组合 ……………………………………………… 52

八、框架梁柱配筋(考虑地震作用)………………………………… 55

(一)框架横梁配筋 ………………………………………………… 55

(二)框架柱配筋 …………………………………………………… 59

九、基础设计(考虑地震作用)……………………………………… 62

(一)地基承载力设计值和基础材料………………………………… 62

(二)基础顶面以上荷载……………………………………………… 62

(三)确定基础底面尺寸……………………………………………… 62

(四)基础底面内力…………………………………………………… 63

(五)确定基础高度…………………………………………………… 64

(六)基底配筋计算…………………………………………………… 64

附 录 …………………………………………………………………… 66

     

 

计算简图

恒荷载图

活荷载图

风荷载图

风载弯矩图

风载剪力图

风载轴力图

恒载弯矩图

恒载剪力图

恒载轴力图

活载弯矩图

活载剪力图

活载轴力图

质点荷载重力代表值

水平地震作用图

地震剪力图

地震弯矩图(第五榀框架)

地震剪力图(第五榀框架)

地震轴力图(第五榀框架)


一、设计资料

 

(一)基本风压

拟建办公楼位于中等城市市郊,基本风压ωo=0.35 KN/

(二)水文地质资料

天然地面以下0.4m深度内为耕植土,天然重度为16 KN/m3,以下为粘土层,天然重度为18 KN/m3,层厚较大,可作地基持力层,其地基承载力特征值fk=220 KN/,丰水期地下最高水位为地表以下2.5m

(三)抗震设计资料

本工程所在城市位于抗震设防烈度7度区,设计基本地震加速度为0.10g,地基为Ⅱ类场地土,无液化土层,设计地震分组为第一组,阻尼比为0.05

 

 

二、初估梁柱截面尺寸

 

(一)梁的截面尺寸

因为梁的跨度较接近(5800mm6600mm,可取跨度较大者进行计算,见表2-1

 

2-1

梁截面尺寸

 

 

轴号

跨度l(mm)

梁高h(mm)

梁宽b(mm)

惯性矩I(mm4)

纵向

框架

1~12

3000

375

~

250

400

200

~

133

200

1.067E+09

11~13

5800

725

~

483

700

350

~

233

300

8.575E+09

非框架

 

3000

375

~

250

400

200

~

133

200

1.067E+09

横向

框架

BC

6600

825

~

550

700

350

~

233

300

8.575E+09

备注:梁高h=(1/8~1/12)×l,梁宽b=(1/2~1/3)×h,惯性矩I=1/12×b×h3

 

(二)柱的截面尺寸

注:底层高度由梁轴线算至基础顶面,所以底层柱高暂取H=4600其余各层取层高

按层高确定柱截面尺寸。取底层层高H=4600

b=(1/151/20)H=307㎜~230㎜,取400㎜,

h-(12)b=400㎜~800㎜,取400㎜。

3、梁柱线刚度计算

根据公式I=EI/l,可以得出梁柱的线刚度,见表2-2

 

2-2

梁柱惯性矩线刚度

 

i=EI/l

b

h

l

I=1/12bh3

i/E

相对线刚度

iA1B1=iA2B2=iA3B3=iA4B4

300

700

2100

8.575E+09

4.083E+06

8.805

iB1C1=iB2C2=iB3C3=iB4C4

300

700

6600

8.575E+09

1.299E+06

2.801

底层

400

400

4600

2.133E+09

4.638E+05

1.000

其余层

400

400

3600

2.133E+09

5.926E+05

1.278

相对线刚度取iB0B1值作为基准值1

 

iB0B1值作为基准值1,算得梁柱的相对线刚度,标于[框架立面图]——附录1

 

 

三、荷载计算

 

计算第五榀框架

(一)单位面积内屋面和楼面的荷载标准值计算

1、墙的恒载:

200厚砼空心小砌块砌体 0.2×3.60.7)×12=6.96 KN/m


合计 6.96 KN/m

2、框架横梁恒载:

混凝土 0.3×0.7×25=5.25 KN/m

抹灰 (0.7×2×0.020.3×0.02)×17=0.578 KN/m


合计 5.828 KN/m

3、屋面梁上均布恒载

三毡四油绿豆沙  0.40 KN/m2

20厚水泥砂浆找平层 0.02×20=0.40 KN/m2

100厚焦渣隔热层 0.1×10=1.00 KN/m2

120厚预应力空心混凝土板(含灌段) 2.20 KN/m2

20厚板底抹灰 0.02×17=0.34 KN/m2


合计 4.34 KN/m2

屋面梁上均布恒载标准值 gw,k=4.34×3.005.828=18.848 KN/m

屋面梁上均布活载标准值 qw,k=0.5×3.00=1.5 KN/m

4、楼面梁上均布恒载

30厚水磨石面层 0.65 KN/m2

120厚预应力空心混凝土板(含灌段) 2.20 KN/m2

20厚板底抹灰 0.02×17=0.34 KN/m2


合计 3.19 KN/m2

楼面梁上均布恒载标准值 gk=3.19×3.005.8286.96=22.358 KN/m

楼面梁上均布活载标准值 qk=2.0×3.00=6.00 KN/m

5、屋面纵梁传来作用柱顶集中荷载

1)屋面纵梁1传来作用柱顶集中荷载GAW

女儿墙自重 0.2×3.00×1.2×12=9.66 KN

纵梁自重 0.2×0.4×3.00×25=6 KN

梁侧抹灰 2×0.4×3.00×0.02×17=0.816 KN


合计 16.476 KN

屋面纵梁1传来作用柱顶集中恒载标准值 GAW=16.476 KN

2)屋面纵梁2传来作用柱顶集中荷载GBW

屋面重传至纵梁 (4.342.20.34)×0.2×3.00=1.62 KN

纵梁自重 0.2×0.4×3.00×25=6 KN

梁侧抹灰 2×0.4×3.00×0.02×17=0.816 KN


合计 8.436 KN

......略

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