土木工程毕业设计（论文）-某小型旅游宾馆设计-六层框架结构4600【全套图纸】.doc

襄 樊 学 院 土 木 工 程 专 业 毕 业 设 计 64 第一章 工程概况 本工程为南方某市的一家小型旅游宾馆客房楼。总建筑面积4600平方米，此建筑纵向长为50.4m,主体横向12.9m。主体结构共6层，层高均为3.3m。 基本风压：0.55kN，地面粗糙度为C类。基本雪压：0.3kN。抗震设计条件：建设场地的地震基本烈度为7度，建筑抗震类别为丙类，建筑结构抗震等级为框架三级，场地特征周期为二区，场地土为II类。建筑结构的安全等级为二级，设计使用年限为50年。全套图纸，加153893706第二章 结构布置及计算简图 楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取100mm，填充墙采用200mm厚的粘土空心砖砌筑。梁截面高度按梁跨度的1/12-1/8估算，由此估算的梁截面尺寸见表1,表中还给出了各层梁，柱和板的混凝土强度等级。其设计强度：C20（),C30 ()图2-1 结构平面布置图边跨（AB,CD跨）梁：取h=500mm,取b=300mm中跨（BC跨）梁： 取h=400mm,取b=300mm边柱（A轴,D轴）连系梁，取：bh=300mm500mm;中柱（B轴,C轴）连系梁,取：bh=300mm400mm;现浇板厚100mm。由已知条件查表可知该框架结构的抗震等级为三级，其轴压比限值=0.9,各层的重力荷载代表值近似取15 kN。则边柱及中柱的负载面积7.2 2.7m和7.2 （2.7+1.05）m。由式A 得各层柱截面面积为：边柱： A中柱： 取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面长度分别为420mm和486mm。根据以上计算结果并考虑其它因素，柱截面尺寸取值为：底层柱600mm 表2-1 梁截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级层次混凝土强度等级横梁（bh）纵梁(bh)次梁（bh）AB跨，CD跨BC跨1-6C30300500300400300500300400结构计算简图如图所示。根据地质资料，确定基础顶面离室外地面为500mm，由此求得底层层高为h=3.3+0.6+2.5-1.05-0.1=5.3m,取h=5.3m各梁柱构件的线刚度经计算后列于。其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，取I=2I0（为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩）。AB和CD跨柱：i=2EC0.30.53/（125.4）=14.2410-4EC（m3） BC跨梁：i=2EC0.30.43/（122.1）=11.5610-4EC（m3）上部各层柱：i= 0.50.53 EC /（123.3）=15.7310-4EC（m3） 底层柱：i= 0.60.63 EC /（123.3）=32.7310-4EC（m3）注：图中数字为线刚度，单位：10-4ECm3图2-2结构计算简图各层分配系数如下表：图2-3顶层分配系数图图2-4中间层分配系数图图2-5底层分配系数图第三章 荷载计算3.1恒荷载计算（1）屋面框架梁线荷载标准值20mm厚水泥混凝土找平 0.0220=0.4kN/m2100140厚（1%找坡）膨胀珍珠岩 (0.10+0.14)27=0.84kN/m2100mm厚钢筋混凝土楼板 0.125=2.56kN/m215mm厚石灰砂浆抹底 0.01516=0.24kN/m2 屋面恒荷载 3.98 kN/m2边框架梁自重 0.30.525=3.75kN/m边框架梁粉刷 2(0.5-0.1)0.0217=0.27kN/m中框架梁自重 0.30.425=3kN/m边框架梁粉刷 2(0.4-0.1)0.0217=0.2kN/m则作用于屋面框架梁上线荷载标准值为：G6AB1=4.02kN/m G6BC1=3.2kN/mG6AB2=14.33kN/mG6BC2=8.36kN/m（2）楼面框架梁线荷载标准值25mm厚水泥砂浆找平 0.02520=0.50kN/m2100mm厚钢筋混凝土楼板 0.125=2.5kN/m215mm厚石灰砂浆抹底 0.01516=0.24kN/m2楼面恒荷载 3.24 kN/m2边框架梁自重及粉刷 4.02kN/m中框架梁自重及粉刷 3.2kN/m边跨填充墙自重 24(3-0.5)19=12.77kN/m墙面粉刷 (3.3-0. 5)0.02217=1.9kN/m则作用于楼面框架梁上线荷载标准值为：gAB1=18.67kN/m gBC1=3.2kN/m gAB2=11.66kN/m gBC2=6. 8kN/m（3）屋面框架节点集中荷载标准值连系梁自重及粉刷 0.50.33.625+20.02(0.5-0.1) 3.617=14.48kN连系梁传来屋面自重 3.6/23.6/23.98=12.9kN1m高女儿墙自重及粉刷 13.60.2419+213.60.0217=18.87kN 顶层边节点集中荷载为： G6A=46.25kN中柱连系梁自重及粉刷0.30.43.625+0.02（0.4-0.1）23.617 =11.53kN连系梁传来屋面自重 0.5（3.6+3.6-2.1）1.053.98=10.66 kN 0.53.61.83.98=12.9kN顶层中节点集中荷载为： G6B=35.09kN（4）楼面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重及粉刷 14.48kN连系梁传来楼面自重 0.53.60.53.63.24=10.5kN墙体自重 39.12kN墙面粉刷 5.83kN框架柱自重 0.523.325=20.63kN柱面粉刷 3.30.50.0217=0.56kN 中间层边柱节点集中荷载为： GA=80.62kN中柱连系梁自重及粉刷 11.53kN纵向框架梁传来的楼面29.44+(1-20.192+0.1923)3.897.83/2=71.98kN连系梁楼面恒荷载 19.18kN 墙体自重 3.3 (3.3-0.4)0.2419=43.64kN墙面粉刷 20.023.3(3.3-0.4)17=6.51kN框架主自重及粉刷 21.2kN 中间层中柱节点集中荷载为： GB=102.06kN 楼面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重及粉刷 14.48kN连系梁传来楼面自重 0.53.60.53.63.24=10.5kN墙体自重 39.12kN墙面粉刷 5.83kN框架柱自重 0.623.325=29.7kN柱面粉刷 3.30.60.0217=0.67kN 底层边柱节点集中荷载为： GA=89.8kN中柱连系梁自重及粉刷 11.53kN纵向框架梁传来的楼面 29.44+(1-20.192+0.1923)3.897.83/2=71.98kN连系梁楼面恒荷载 19.18kN 墙体自重 3.3 (3.3-0.4)0.2419=43.64kN墙面粉刷 20.023.3(3.3-0.4)17=6.51kN框架主自重及粉刷 30.37kN 底层中柱节点集中荷载为： GB=111.23kN3.2活荷载计算 活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图10所示。 图3-1 各层梁上作用的活载活荷载：屋面活荷载2KN/m2，客房活荷载2KN/m2，走廊楼面活荷载2KN/m2对于第6层： 对15层 3.3 风荷载计算 风荷载标准值按式。基本风压=0.55。因结构高度H=21.8m0.7,故该框架为规则框架。因为纵向框架侧移比横向纵向框架小，故不用验算纵向框架侧移刚度。5.3横向自振周期计算 结构顶点的假想侧移由式计算。计算过程见下表5-7 表5-7 结构顶点的假想侧移层次68428.68428.6618157.5413.64346.9559325.817754.4618157.5428.72333.31 4 9325.827080.2 618157.54 43.81 304.59 39325.836406618157.5450.89260.7829325.845731.8618157.5473.98201.89110615.65634704440520.44127.91127.91 按式计算基本周期，其中的量纲为m，取=0.7则 =0.70s5.4水平地震作用及楼层地震剪力计算 因为本设计方案中结构高度不超过40m,质量和刚度沿高度分布较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。结构总水平地震作用标准值按式 计算即： =0.85（13668.73+11190.034+8115.45）=0.8556347.4=47895.29kN 因1.4T 所以应考虑顶部附加水平地震作用顶部附加地震系数各质点的水平地震作用按式 将上述和代入可得具体过程见表5-8。各楼层地震剪力按式，结果见表5-8中表5-8 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次621.98428.6184586.340.246532.02532.02518.69325.8173459.880.231499.581031.6415.39325.8142684.740.190410.911442.51312.09325.8111909.60.149322.241764.7528.79325.881134.460.108233.571998.3215.410615.657324.240.076164.362162.68 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图4 图5-3 楼层地震剪力5.5水平地震作用下的位移验算 水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移分别按式（）=和式u=，计算过程见表11。表中还计算了各层的层间弹性位移角。 表5-9 横向水平地震作用下的位移验算层次6532.02618157.540.8615.8533001/383751031.6618157.541.6714.9933001/197641442.51618157.542.3313.3233001/141631764.75618157.542.8510.9933001/115821998.32618157.543.238.1433001/102212162.68440520.444.914.9154001/1100由表5-9可见,最大层间弹性位移角发生在第2层，其值为1/8251/550，满足的要求，其中。5.6水平地震作用下框架内力计算以平面图中轴线横向框架内力计算为例，说明计算方法，其余框架内力计算略。框架柱端剪力及弯矩分别按式和计算，其中取自表5-3，取自表5-6，层间剪力取自表5-9。各柱反弯点高度比y按式确定，其中由表查得。本计算中底层柱需考虑修正值，第2层柱需考虑修正值，其余柱均无修正。具体过程及结果见下表5-10表5-10 各层柱端剪力及弯矩计算层次边柱中柱yy63.3532.02618157.5414072.7312.110.740.3011.9927.9718242.4215.701.070.3618.6531.1653.31031.6618157.5414072.7323.480.740.4030.9946.4918242.4230.441.070.4545.2055.2543.31442.51618157.5414072.7332.840.740.4245.5262.8618242.4242.571.070.4664.6275.8633.31764.75618157.5414072.7340.180.740.4559.6772.9318242.4252.081.070.5085.9385.9323.31998.32618157.5414072.7345.490.740.5075.0675.0618242.4258.971.070.5097.3097.3015.42162.68440520.4410356.1651.480.580.72197.6763.1411589.0456.890.850.65199.68107.52注：表中M量纲为V量纲为。 梁端弯矩，剪力及柱轴力分别按式， 和 和式计算。其中梁线刚度取自表表5-11 梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次 边梁 中横梁 柱轴力边柱N中柱N627.9721.345.49.139.829.822.19.35-9.13-0.22558.4850.625.420.2023.2723.272.122.16-29.33-2.18493.8582.935.432.7438.1338.132.136.31-62.07-5.753118.45103.135.441.0347.4247.422.145.16-103.1-9.882134.73125.515.448.1957.7257.722.154.97-151.29-16.661138.2140.305.451.5764.5264.522.161.45-202.86-26.54注：1）柱轴力中的负号表示拉力。当为左震时，左侧两根柱为拉力，对应的右侧两根柱为压力。 2）表中M单位为KN.m,V的单位为kN，N的单位为kN，l的单位为m 。水平地震作用下框架的弯矩图 图5-4 左地震作用下框架弯矩，梁端剪力及柱轴力第六章 横向框架内力组合 本设计方案中考虑了四种内力组合，即， ，。此外，对于本方案这种内力组合与考虑地震作用的组合相比一般较小，对结构设计不起控制作用，故不予考虑。各层梁的内力组合见表22，表中，两列中的梁端弯矩M为经过调幅后的弯矩（调整系数为0.75）。图6-1 横向框架计算单元现以第一层AB跨梁考虑地震作用的组合为例，说明各内力的组合方法。对支座负弯矩按相应的组合情况进行计算，求跨间最大正弯矩时，可根据梁端弯矩组合值及梁上荷载设计值，由平衡条件确定。由图6-3可得图6-2 均布和梯形荷载作用下的计算图形 图6-3 均布和三角形荷载作用下的计算图形 若，说明,其中x为最大正弯矩截面至A支座的距离，则x可由下式求解：，将求得的x值代入下式即可求得跨间最大正弯矩值 。 若，说明，则 ；若，则 同理，可求得三角形分布荷载和均布荷载作用下的的计算公式（图6-2） x 由下式解得： 本设计中，梁上荷载设计值 左震 37.28- 则x可由 解得x=0.89m.则 =159.98右震 则 =804.80 剪力计算：AB净跨 左震： 右震 则 表6-1 框架梁内力组合层次截面位置内力一层AM-69.86-18.4860179.71-31.52-182.72104.03-246.41-112.79-109.70146.78V51.0317.9717.2052.8562.21105.552.48105.5486.8688.39M-71.62-19.3853.50169.13-177.77-42.95-238.0891.72-116.07-113.08V51.6918.3117.2052.85106.7763.43106.293.2388.0987.66M-7.38-3.1460.28190.5763.14-88.77177.75-193.86-13.10-13.25187.95V9.534.540.19127.05-33.5367.75-113.27134.4817.3717.74跨间119.98603.48238.79238.79四层AM-70.55-18.7729.9106.17-70.64-145.9831.57-175.46-114.01-110.94118.22V51.1018.018.6830.3673.2994.8524.4983.7087.0086.53M-71.94-19.4626.7594.18-144.55-77.14-164.9218.32-116.58-113.57V51.6518.278.6030.3695.8074.1384.28-25.0887.9687.52M-7.83-3.2530.15106.1224.50-51.4894.96-111.98-13.82-13.9591.58V9.534.520.1070.75-8.2242.43-58.3879.5817.3717.74跨间89.85479.02128.50128.50AM-54.16-17.56（-4.53）10.1836.01-74.29-99.94-15.67-85.89-90.68-89.5844.55V55.5417.9（4.08）2.639.3185.8992.5242.7460.9092.8891.71M55.06-18.48（-4.58）7.1825.46-98.86-80.76-22.6772.32-93.17-92.45V55.8818.38（-0.55）8.0728.6993.5386.9078.0222.0793.8292.79M-7.33-2.86（-0.55）8.0728.69-2.23-22.5721.13-34.82-12.76-12.854.77V12.964.5（1.01）5.1819.1314.7027.75-6.5330.7722.0021.85跨间21.71292.9121.4921.49表6-2 A柱柱端弯矩及轴力组合层次截面内力NMM6柱顶M39.2316.95/4.5310.836.0155.6181.262.2472.4669.9170.8181.262.2469.91N245.3451.25/11.582.639.31355.67362.30216.94235.09382.46366.16362.30216.94382.466柱底M-30.26-9.65/-1.681.015.86-47.20-49.74-22.28-33.70-50.50-49.8250.50-22.28-50.50N278.0151.25/11.582.639.31394.87401.50246.34264.50426.56405.36426.56246.34426.565柱顶M30.266.39/6.3718.5664.0720.9867.75-30.6394.3147.2445.2694.3194.3147.24N518.36102.69/638.0528.73741.28761.56622.48522.89802.48765.81522.89522.89802.48柱底M-29.87-9.246.0226.81-39.90-55.07-4.90-57.18-49.56-48.78-57.18-4.90-49.56N551.03102.69/638.0528.73780.48800.77496.27552.29846.58805.00552.29496.27846.584柱顶M29.879.2423.9779.3617.2877.69-8.91108.4249.5648.78108.42-8.9149.56N791.64154.05/114.3616.6559.091123.091165.05706.33821.551222.761165.64821.55706.331222.76柱底M-29.87-9.2412.6351.81-31.57-63.4019.47-81.56-49.56-48.78-81.5619.47-49.56N824.31154.05/114.3616.6559.091162.301204.25735.73850.951266.871204.84850.95735.731266.873柱顶M29.879.2428.5789.5911.4983.48-56.31118.3949.5648.78118.39-56.3149.56N1064.92205.41/165.7228.2699.091501.111572.33936.391129.611643.051565.481129.61936.391643.05柱底M-29.87-9.2419.0573.30-23.48-71.4240.43-102.61-49.56-48.78-102.5140.43-49.56N1097.59205.41/165.7228.2699.091540.321611.53