混凝土和砌体结构设计课程设计

1、混凝土和砌体结构设计课程设计多层框架结构设计指导教师：张蕾春班 级：11 土木（2）班学生姓名：施迎宁学 号：Xf11220222设计时间：2014.5.7-6.5浙江理工大学科技与艺术学院建筑系混凝土和砌体结构设计课程设计一、目的掌握现浇多层框架结构方案布置、荷载分析、框架结构内力分析、内力组合、 框架梁、柱和节点设计。通过该课程设计，能综合运用结构力学和钢筋混凝土基 本构件的知识，掌握结构设计的基本程序和方法。二、设计任务1. 工程概况本工程为钢筋混凝土框架结构体系，共三层，层高3.6m，室内外高差为0.45m，基础顶面至室外地面距离0.5m。框架平面柱网布置见图1所示，选择典 型一榀框架

2、进行计算。框架梁、柱、屋面板、楼面板全部现浇。 止M|1,111111|_1E1_,8订111D n1111111113GQD1聲00II3GC01JEOO1B1mo1180D丄 23456 g； &910 112.设计资料(1 )气压条件基本雪压0.3 kN/m2，基本风压0.4 kN/m2,地面粗糙度类别为B类。不上 人屋面，屋面活荷载0.5kN/m2。(2) 抗震设防：不考虑抗震设防(3) 主要建筑做法：构件尺寸：梁：250X550柱：600X600屋面做法：20mm厚板底抹灰，钢筋混凝土板厚 90mm, 120mm水泥膨胀珍珠岩 保温层找坡，20mm厚水泥砂浆找平层，4mm厚SBS卷材

3、防水层。楼面做法：20mm厚板底抹灰，钢筋混凝土板厚 90mm，30mm厚水磨石面 层。梁柱表面采用20mm厚抹灰。(4) 荷载取值：钢筋砼容重25 kN/m3，水泥膨胀珍珠岩砂浆15 kN/m3,水 泥砂浆容重20kN/m3，石灰砂浆容重17kN/ m3，SBS卷材防水层0.30kN/m2, 水磨石自重0.65kN/m2。恒载分项系数为1.2，活荷载3.5 kN/m3,分项系数1.4。(5) 材料：混凝土强度等级为 C30。受力钢筋采用三级钢。根据地质资料，确定基础顶离外地面为500mm由此求得底层层高为4.55m。各梁柱构件的线刚度经计算后列于图中。其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇板的作用

4、，取1=21 0 (I。为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩)。1 AB CD跨梁：i 2Ec 0.25 0.553/ 5.4 1.28 10 3Ec(m3)121BC跨梁：i 2Ec0.25 0.553/2.4 2.9 10 3Ec(m3)121 上部结构各层柱：i Ec0.6 0.63 /3.6 3 10 3Ec(m3)121333底层柱：i Ec0.6 0.6 /4.55 2.37 10 Ec(m )12匸g7：31 2.2.931.231.22.9a1 21 .22.372.3/2 372,37 号mo结构计算简图图中数字为线刚度，单位：X10 3 氏 m3三、荷载计算1、恒荷载计算(1

5、) 屋面框架梁线荷载标准值:20mn厚板底抹灰:0.02 170.34kN/m290mn厚的钢筋混凝土板:0.09 252.25kN / m2120mm水泥膨胀珍珠岩保温层找坡:0.12 151.8kN / m220mn厚水泥砂浆找平层:0.02 200.4kN /m20.3kN / m2屋面恒荷载：5.09 kN / m4mn厚 SBS卷材防水层:框架梁自重：0.25(0.55-0.09)25 2.875kN/m梁侧粉刷：2 (0.55-0.09)0.02 170.313kN /m23.19kN / m20mn厚板底抹灰:0.02 170.34kN/m290mn厚的钢筋混凝土板:20.092

6、52.25 kN / m30mn厚水磨石面层:0.65 kN / m2楼面恒荷载:23.24kN /m3.19kN / m因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为g AB1gBC1gCD13.19kN /mg AB 2gCD23.243.611.664kN /mg BC23.242.47.776kN /m框架梁自重及梁侧粉刷:(3)屋面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重：0.25 ( 0.55-0.09)7.2 2520.7 kN粉刷：0.02 (0.55-0.09) 7.2 2 172.252 kN边柱连系梁传来屋面自重：1.8 1.8 5.09 / 2 16.491 kN边柱次梁自重：12

7、0.25 (0.55 0.09) 5.4 257.594kN4粉刷：0.02 ( 0.55-0.09) 5.4 2 171.652 kN顶层边节点集中荷载：G3AG3D 48.962 kN因此，作用在屋顶框架梁上的线荷载为:g3AB1g3CD1g3BC13.19kN /mg3AB2g3CD 25.093.6 18.324kN/mg3BC 25.092.412.216kN /m(2)楼面框架梁线荷载标准值中柱连系梁自重:20.7kN粉刷:1 (3.6 1.2) 1.2 1.2 5.09 10.99 1F-r.J J=o.9三-/I/f/ / /二L/n jf * i /Z/DCB风荷载作用下的框

8、架弯矩图K-1h门m飞 7 71 -b / -( 21r - jr5. /S7.1- p. - -N图J.39图A BC风荷载作用下框架剪力轴力图五、内力组合根据上述内力计算结果，即可进行框架各梁柱各控制截面上的内力组合，其 中梁的控制截面为梁端柱边及跨中，由于对称性，每层梁有 5个控制截面。柱分 为边柱和中柱，每根柱有2个控制截面。内力组合使用的控制截面标于下图。6_5 jJ134,541I3-iJ2Afl1B： sc01梁和柱内力组合表:柱内力组合表楼层柱截面恒荷载活荷载风荷载恒载 1.2活载1.4恒载1.2 0.9（活载 1.4风载 1.4）Nmax, MNmin, MMmaxN,V顶层

9、AM626.673.3263.02436.3278M516.3848.1521.63830.258436.81340.00840.008N167.58410.45m0.84214.6858245.303243.088243.088V一一1.3一一一1.479BM6-9.402-1.494.93-13.2194-28.403-13.764-28.403M5-6.63-3.4334.03-12.4189-23.745-14.640-23.745N216.40314.93m1.69279.0926330.131319.469330.131V一一2.49一一一-3.297中间层AM412.81410.

10、67.7429.156826.35143.92543.926M315.49211.36.3333.280435.92349.90249.902N322.87984.798m3.55497.6922587.715578.874570.062V一一3.91一一一4.438BM4-5.51-4.4213.428-12.358-38.5210.653-38.521M3-6.136-4.5125.974-13.2262-36.806-4.754-36.806N392.12118.26m7.34624.282782.054736.941782.054V一一7.46一一一-9.892底层AM29.6956.

11、9615.820.68210.79942.35942.359M15.473.92522.7311.6665-15.98146.66646.666N479.22159.26m9.805782.102917.195890.518890.518V一一8.2一一一-10.022BM2-3.89-2.8722.73-8.399-44.07517.922-44.075M1-2.075-1.5329.44-4.479-44.99830.776-44.998N567.521221.51m15.4968.98821249.5271136.2881136.288V一一11.39一一一-14.656六、侧移验算U3

12、7.5820.567 2 1.264 22.070mmU3h3耳 0.5753.6 10310 3550可以。制。U2U1七、22.7450.567 2 1.264 239.1756.211mm10 3550可以。14.542mm0.547 2 0.8 2U1h1牛 3.094 10 3 丄4.7 103550梁的截面设计由混凝土强度等级为C30 ,14.3N/mm;ft 1.43N / mm; fmin 0.45yv底层框架层间位移角1过大，超过限受力钢筋采用HRB335 查表,厚度取25mm顶层:1截面:M_1 fcbho1bho fc取 2B16，As2截面:y 300 N / mm，截

13、面尺寸为300mm 550mm，0.45 竺 0.2145%0.2%。bf7200/33002400mm，保护层33.28 1061 14.3 300 52521 1 2 0.0280.028 0.028 300402 mm2。0.0280.0285.88mm2300 5250.253% minho0.231% 满足300402Ms53.16 1061 14.3 300 52520.0451厂2一s 11 2 0.045 0.0461bh0 fcfy0.045 0.046 300 525 14.330015.54mm2取 2B16, As 402mm2。4020.253% min 0.231%

14、300 525h0满足3截面：M44.13 106s 1fcbh21 14.3 300 52521 ,厂2： 11 2 0.037 0.038A0.037 0.038 300 525 14.3300210.56mm取 2B16, As 402mm2A COu300 5250.253 % min h00.231 %满足5截面:36.1721061少h。21 14.3 2400 51020.0040.004Asbf% 1 fc / fy 236.9mm2取 2B16, As 402mm2。4020.263%300 510minh00.231%即，梁上部、下部纵筋均按构造配筋，选配2B16。f1 4

15、3箍筋： min 0.24 丄 0.24 0.1144%fyv3000.7 ftbh00.7 1.43 300 510153.153kN70.586 kN所以，按构造配箍。选配 A82O0n Avibs2 50.3300 2000.167%min0.1144%中间层、底层:同理可得,梁上部、下部纵筋均按构造配筋，选配2B16。箍筋按构造配箍。选配A82002、柱的截面设计按对称矩形截面偏心受压计算，按底层柱配筋A柱：6M 46.666 10“，e可 52.4mmN 890.518 10xN890.518 100.55 560 308mm F103.79mm，属于大偏心受2as 2 40 80mm1 fcb1.014.3 600压。AAsNe1 fcbx(