钢筋混凝土框架结构设计.doc

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1、 钢筋混凝土框架结构设计*宾馆设计任务书设计题目：宾馆建筑（旅馆）一、设计依据。1. 建筑地点：四川雅安2. 建筑规模：（1）建筑面积：70008000 m2。（2）层数：宾馆主楼9层，群楼5层。（3）宾馆主楼3跨采用内走廊式，群楼2跨。（4）该设计底层一部分作为商场购物，其营业面积500 m2，考虑到功能分区将底层另一部分作为宾馆入口大厅，商场的辅助用房简单设有职工更衣室、库房、男女更衣室。（5）该设计是以宾馆为主商场为辅，二层以上均用于餐饮、娱乐休闲、住宿。（6）充分考虑到动静分区，宾馆主楼的二层作为餐饮部分，三四层作为娱乐部分，分别设有VIP包间、舞厅、美容美发厅、时尚精品店、健身房等等

2、。（7）五至八层为宾馆的住宿部分，设有标准间、商务套间。（8）九层设有大小、功能不同的会议室各2个，用于宾馆内部职员开会及商务会议洽谈等用途。3. 结构类型。 该宾馆平面成“U”型，根据农业建筑环境与能源工程专业毕业设计任务书的要求采用钢筋混凝土现浇全框架结构。各楼层面、屋面均采用钢筋混凝土现浇结构。4. 抗震设防烈度。 按7度设防，地震加速度为0.1g，地面粗糙度属于C类，水平地震影响系数max=0.08,特征周期值Tg=0.35S。5. 自然气候条件。 该地区气温日差较小，夏季闷热时间长，冬季很少降雪，平均相对湿度7080%，基本风压w0=0.25KN/M2。6. 工程地质条件。（1）场地

3、土性质：属于类建筑场地。（2）场区内土层分布情况（从自然低坪往下算） A。填土层： 层厚0.5M 重度=16KN/M3 地基承载力标准值Fk=70Kpa B。粘土层： 层厚0.8M 重度=19KN/M3 地基承载力标准值Fk=130Kpa Es=6.0Kpa C。卵石层： 层厚5.0M 重度=20KN/M3 地基承载力标准值Fk=130Kpa D。淤泥质粘土层： 层厚3.0M 地基承载力标准值Fk=70Kpa E。砂夹卵石层： 未钻穿 地基承载力标准值Fk=180Kpa 地下水位标高为-3.6M7. 资料集。 （1）所用规范： 建筑结构荷载规范 GB50009-2001混凝土结构设计规范 GB

4、50010-2002建筑抗震设计规范 GB50011-2001建筑地基基础设计规范 GB50007-2002建筑制图标准 GB-T50104-2001高层建筑混凝土结构技术设计规范 JGJ3-2002建筑结构制图标准 GB-T50105-2001混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图 03G101-1 （2）图集： 建筑装修构造图集 民用建筑装修图集 （3）标准图： A. 西南 J202 屋面 J302 楼地面 抹灰 油漆 J402 楼梯 阳台 栏杆 J502 设备装修J601 木门J703 专用门窗J802 室外附属工程 B. 轻型钢窗图集 AYZC C.加气混凝土内隔墙参考图集

5、D.加气混凝土构造参考图集E. 西南 J211 西南 J212F. 钢筋混凝土基础梁G. 钢筋混凝土过梁 （4）参考书： A. 建筑设计资料集111B. 多层及高层房屋结构设计C. 简明混凝土结构设计手册D. 钢筋混凝土结构构造手册E. 高层建筑结构设计 F. 建筑工程制图二、工程概况。 1. 主要建筑技术经济指标：（1）占地面积： 1100m2（2）总建筑面积： 8000m2（3）层数：宾馆主楼九层 群楼五层 无地下室（4）建筑总高度： 38.600m（5）建筑密度： 底层建筑面积/总占地面积=1100/5400100%=20.37%（6）建筑容积率： 建筑总面积/总占地面积=8000/54

6、00100%=148.15%2. 建筑室内外作法：（1）设计标高：室内设计标高为0.000，相当于绝对标高现场确定，室内外高差450mm。（2）墙身作法：墙身为页岩空心气块轻质填充墙，内外墙厚均为200mm采用M7.5水泥砂浆砌筑。 内墙 水泥砂浆刷乳胶漆墙面（5厚1：3水泥砂浆打底，15厚1：3水泥砂浆抹灰，纸筋灰抹面外刷白色乳胶漆三遍）。 外墙 1：3水泥砂浆打底20厚，外挂浅灰色装饰铝板，部分墙段按玻璃幕墙。（3）楼面作法（自上而下）：20厚人造大理石面层，25厚水泥砂浆结合层，20厚1：3水泥砂浆打底，120厚钢筋混凝土现浇板，轻型铝合金龙骨吊顶。（4）屋面作法（自上而下）：隔热架空层

7、为30490490预制钢筋混凝土平板，下砌120120180 空心砖墩，纵横间距500mm，三毡四油防水层，150厚水泥蛭石保温层，120厚钢筋混凝土现浇板，轻型铝合金龙骨吊顶。3.荷载取值情况：屋面活荷载取2.0KN/M2；宾馆二层楼面取2.5KN/M2；三层舞厅、健身中心取4.0KN/M2；走廊取2.0 KN/M2；四至九层取2.0KN/M2。三、设计内容。 1. 结构布置及确定框架计算简图。 2. 重力荷载计算。 3. 框架横向侧移刚度计算。 4. 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算。 5. 竖向荷载作用下框架结构的内力分析计算。 6. 框架梁柱的内力组合。 7. 框架梁柱的截面

8、设计。 8. 罕遇地震作用下弹塑性变形验算。 9. 双向板肋形楼盖设计。 10. 楼梯设计。 11. 基础设计。雅锦宾馆框架结构设计计算书根据农业建筑环境与能源工程专业毕业设计任务书之要求规定，对建筑的使用功能及建筑设计的要求进行了建筑平、立、剖及其他图纸的设计，具体内容详见建施图，根据设计要求现行取该宾馆主楼作为结构设计的任务，以轴线取之为具有代表性一榀框架作为计算分析。一、结构布置及确定框架计算简图。 1. 结构布置及梁柱截面尺寸、板厚、柱高的确定： 结构平面布置图如图4-1示。梁柱截面尺寸、板厚及柱高确定如下： 宾馆主楼柱轴网平面布置图（图4-1）（1）板厚：根据按塑性内力重分布法计算，

9、板厚均取为H=120mm。 （2）梁柱截面尺寸确定： 1轴AB跨梁： h=(1/101/12)L=(1/101/12)6000=500600mm 取b=200300mmA轴1-3跨梁： h=(1/101/12)L=(1/101/12)8100=675800mm 取b=267400mmA轴9-11跨梁： h=(1/101/12)L=(1/101/12)7800=650780mm 取b=207400mm1轴BD跨梁：h=(1/101/12)L=(1/101/12)4200=350420mm 取b=160210mm12轴BC跨梁：h=(1/101/12)L=(1/101/12)2100=175210

10、mm 取b=90120mmE轴3-4跨梁：h=(1/101/12)L=(1/101/12)4800=400480mm 取b=167240mm 根据以上的数值估算梁的截面尺寸并考虑到各种情况将梁的截面尺寸确定见表4-1，各层梁、柱、板的混凝土强度等级为C35（fc=16.7N/mm2；ft=1.57N/mm2），C30（fc=14.3N/mm2；ft=1.43N/mm2）。 梁截面尺寸及各楼层混凝土强度等级 表4-1层次混凝土强度等级横梁（bh）纵梁（bh）次梁（bh）AB、BD、DE、CE4轴BE跨BC跨电梯井其它1C35350600450800350500450800200350300450

11、29C30300600400800300500400800200350300450 （3）柱截面尺寸确定：根据公式 估算，该框架结构的抗震等级为二级，起轴压比限制值n=0.8,各层的重力荷载代表值近似取15KN/M2，各边柱、中柱的负载面积分别为7.653.0M2,7.953.0 M2和7.654.05 M2，7.954.05 M2。边柱: 中柱：取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为517.6mm,527.7mm和589.8mm，601.21mm。根据上述计算结果并综合考虑其它因素本设计柱截面尺寸取值为：底层柱：800mm800mm二至九层柱：700mm700mm楼梯间转角柱：400m

12、m400mm其它构造柱：200mm200mm (4) 柱高度确定：底层柱高度为H=5.4+0.45+0.5=6.35M其中5.4M为底层层高，0.45M为室内外高差，0.5M为基础顶面至室外地面的高度，二、三层的柱高即为层高取3.9M，四至八层柱高即为层高取3.3M，九层柱高即为层高取4.2M，其中突出屋面的楼电梯间柱高即为层高取3.9M。 2.框架计算简图：框架结构计算简图取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板底，现以轴为取之代表性的一榀框架作为横向框架计算简图。如图4-2示 横向框架计算简图（图4-2）二、重力荷载计算。 参照建筑结构荷载规范对材料的取值方法分层计算。 1. 屋面均

13、布恒载标准值：按屋面做法逐项计算均布荷载。 屋面（上人）： 屋面架空隔热板、防水层、保温材料 查荷载规范取 2.91KN/M2 120厚钢筋混凝土现浇楼板 0.1225=3.0KN/M2 轻型铝合金龙骨吊顶 0.25KN/M2 合计 6.15KN/M2屋面恒载标准值为：（8.1+7.8+7.5+7.8+3.0+1.5+2.4+0.2）（6.0+2.1+6.0+0.2）-（3.0+0.2）6.15=3692.09KN2. 突出屋顶楼梯间恒载标准值： （6.0+1.5+0.2）（3.0+2.4+0.3）+（8.6+0.2）（6.0+1.5+0.2）-（3.01.5）6.15 =658.97KN3.

14、 楼面恒载标准值：按楼面做法逐项计算均布荷载。20厚人造大理石地面 2.2KN/M220厚水泥砂浆找平层 0.0220=0.4KN/M2 120厚钢筋混凝土现浇楼板 0.1225=3.0KN/M2轻型铝合金龙骨吊顶 0.25KN/M2 合计 5.85KN/M2楼面恒载标准值为： （8.1+7.8+7.5+7.8+3.0+1.5+2.4+0.2）（6.0+2.1+6.0+0.2）-（3.0+0.2）1.55.85 =3511.98KN 4. 屋面均布活荷载：根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）第5.1.3条款规定，计算地震作用时的重力荷载代表值时，仅考虑屋面积灰荷载和屋面雪荷载，按上

15、人屋面以2.0KN/M2考虑。 5. 楼面活荷载：不同功能的楼层楼面均布活荷载分别取用。 二层楼面： （8.1+7.8+7.5+7.8+3.0+1.5+2.4+0.2）（6.0+2.1+6.0+0.2）-（3.0+0.2）1.52.5 =1500.85KN 三层楼面： （8.1+7.8+7.5+7.8+3.0+1.5+2.4+0.2）（6.0+2.1+6.0+0.2）-（3.0+0.2）1.54.0 =2401.36KN 四至九楼面： （8.1+7.8+7.5+7.8+3.0+1.5+2.4+0.2）（6.0+2.1+6.0+0.2）-（3.0+0.2）1.52.0 =1200.08KN 6.

16、 梁柱自重：（包括梁柱两侧的抹灰重量）1） 突出屋顶楼电梯间屋面梁： 0.4（0.8-0.02）（3.0-0.2）252+0.30（0.6-0.12）（6.0-1.2）252+0.3（0.6-0.12）（1.5-0.2）225+0.4（0.8-0.12）（1.5-0.35）25=89.82KN0.3（0.6-0.12）（7.5-0.7）252+0.3（0.6-0.12）25+0.4（0.8-0.12）（6.0-0.6）25+0.2（0.35-0.12）（7.5-0.2）25+0.3（0.6-0.12）（1.5-0.1）252+0.4（0.8-0.12）（3.0-0.95）25+0.4（0.8-

17、0.12）（5.6-0.6）25=169.38KN/M22）屋面层框架梁： 横梁： AB跨框架梁： 钢筋混凝土梁结构自重 0.3（0.6-0.12）（6.0-1.2）256=103.68KN 梁侧抹灰 20.02（0.6-0.12）（6.0-1.2）176=9.4KN 6-12轴，DE跨框架梁： 钢筋混凝土梁结构自重 103.68KN 梁侧抹灰 9.4KN 6-12轴，BC跨框架梁：钢筋混凝土梁结构自重 0.3（0.5-0.12）（2.1-0.2）254=21.66KN梁侧抹灰 0.02（0.5-0.12）（2.1-0.2）1724=2.48KN BD跨框架梁：钢筋混凝土梁结构自重 0.3（0

18、.5-0.12）（4.2-0.7）252=19.95KN 梁侧抹灰 0.02（0.5-0.12）（4.2-0.7）1722=1.81KN DE跨框架梁： 钢筋混凝土梁结构自重 0.3（0.5-0.12）（3.9-0.7）252=18.24KN 梁侧抹灰 0.02（0.5-0.12）（3.9-0.7）1722=1.65KNBE跨框架梁： 钢筋混凝土梁结构自重 0.4（0.8-0.12）（6.1-0.6）25=36.72KN 梁侧抹灰 0.02（0.8-0.12）（6.0-0.6）172=2.5KN 合计 431.28 KN 纵梁： 1-3轴跨框架梁： 钢筋混凝土梁结构自重 0.4（0.8-0.1

19、2）（8.1-0.95）254=218.96KN梁侧抹灰 0.02（0.8-0.12）（8.1-0.95）1742=14.9KN9-11、3-6轴跨框架梁： 钢筋混凝土梁结构自重 0.4（0.8-0.12）（7.8-0.95）256=238.56KN梁侧抹灰 0.02（0.8-0.12）（8.1-0.95）1742=14.9KN 11-12轴跨框架梁： 钢筋混凝土梁结构自重 0.4（0.8-0.12）（3.0-0.2）254=76.16KN梁侧抹灰 0.02（0.8-0.12）（3.0-0.2）1742=5.18KN D轴、3-6轴跨框架梁： 钢筋混凝土梁结构自重 0.4（0.8-0.12）（

20、7.8-0.35）25=50.66KN梁侧抹灰 0.02（0.8-0.12）（7.8-0.35）172=3.44KN E轴、3-4轴跨框架梁： 钢筋混凝土梁结构自重 0.4（0.8-0.12）（4.8-0.7）25=27.88KN梁侧抹灰 0.02（0.8-0.12）（4.8-0.7）172=1.9KNE轴、4-6轴跨框架梁： 钢筋混凝土梁结构自重 0.4（0.8-0.12）（3.0-0.95）25=13.94KN梁侧抹灰 0.02（0.8-0.12）（3.0-0.95）172=0.95KN 合计 750.57KN次梁： 钢筋混凝土梁结构自重 0.3（0.45-0.12）（7.8-0.6）25

21、3.0+0.3（0.45-0.12）（7.5-0.6）251.0+0.3（0.45-0.12）25（5.4-0.6）+0.3（0.45-0.12）（5.0-0.6）255.0+0.3（0.45-0.12）25（7.5-0.75）+0.3（0.45-0.12）（7.5-0.75）25+0.3（0.45-0.12）（9.6-0.8）25+0.20.35（2.6-0.75）2.025=198.5KN 梁侧抹灰 0.02（0.45-0.12）（7.8-0.6）173.0+0.02（0.45-0.12）（7.5-0.6）171.0+0.02（0.45-0.12）17（5.4-0.6）+0.02（0.45

22、-0.12）（5.0-0.6）175.0+0.02（0.45-0.12）17（7.5-0.75）+0.02（0.45-0.12）（7.5-0.75）17+0.02（0.45-0.12）（9.6-0.8）17+0.020.35（2.6-0.75）2.017=9.6KN合计 208.1KN总计 1389.95KN3）二至九层梁同屋面： 合计 1389.95KN4）框架柱自重： 底层柱800800mm 0.80.86.352525=2540KN底层柱400400mm 0.40.46.35252=50.8KN合计 2590.8KN 二、三层柱700700mm 0.70.73.92525=1194.38

23、KN二、三层柱400400mm 0.40.43.9252=31.2KN二、三层柱200200mm 0.20.23.92515=58.5KN 合计 1284.08KN 四、八层柱700700mm 0.70.73.32525=1010.63KN四、八层柱400400mm 0.40.43.3252=26.4KN四、八层柱200200mm 0.20.23.32520=66KN 合计 1103.03KN九层柱700700mm 0.70.74.22525=1286.25KN九层柱400400mm 0.40.44.2252=33.6KN九层柱200200mm 0.20.24.22520=84KN合计 137

24、3.85 KN 突出屋顶楼梯间框架柱700700mm 0.70.73.9257=334.43KN400400mm 0.40.43.9252=31.2KN合计 385.63KN 7. 墙体自重：墙体为页岩空心砌块，内外墙厚均为200mm，M7.5水泥砂浆砌筑，内墙为20厚1：3水泥砂浆打底，纸筋灰抹面外刷乳胶漆涂料三遍，外墙面厚20抹灰，外挂浅灰色装饰铝板，部分墙段按玻璃幕墙。则单位内外墙面重力荷载为。单位面积上外墙体重量： 140.2+1.2+170.02=4.34KN/M2单位面积上内墙体重量： 0.5+140.2+170.02=3.64KN/M2 1）底层墙体重量：外墙体： （7.5-0.

25、45）2.0+（7.8-0.95）3.0+（8.1-0.95）+（6.0-1.2）2.0（2.1-0.2）（6.35-0.5）4.34=1360.85KN内墙体： （6.0-0.4）3.0+（6.0-1.2）4.0+（3.0-0.2）+（5.7-0.4）+（3.9-0.7）（6.35-0.5）3.64=1066.83KN 2）二至三层墙体重量：外墙体： （38.1-0.4）+（17.1-0.4）2.0+（18.3-0.4）（3.0-0.95）+（1.5-0.3）3.94.34=1561.42KN 内墙体： （6.0-1.2）6.0+（7.5-0.8）+（7.2-0.8）3+（14.9-0.4）

26、+（3.9-0.7）+（7.8-0.4）3.93.64=1132.84KN3）四至六层墙体重量：（弧形部分计算时近似按直墙计算）外墙体： （38.1-0.4）+（17.1-0.4）2.0+（18.3-0.4）（3.0-0.95）+（1.5-0.3）3.34.34=1321.2KN 内墙体： （6.0-1.2）7.0+（7.5-0.8）+（7.2-0.8）3+（14.9-0.4）+（3.9-0.7）+（7.8-0.4）3.33.64=1016.2KN4）四至六层墙体重量：（弧形部分计算时近似按直墙计算）外墙体： （38.1-0.4）2.0+（15.6-0.4）2.0+（3.0-0.95）3.34

27、.34=1544.63KN内墙体： （7.8-0.4）3.0+（7.5-0.4）+（4.5-0.4）3.0+（7.5-0.4）4.0+（7.8-0.95）2.0+（7.5-0.45）2+（3.0-0.2）+（3.0-0.7）+（9.6-0.4）+（8.1-0.95）2+（4.2-0.45）+（4.2-0.4）+（3.9-0.7）+（3.9-0.4）+（5.4-0.4）3.33.64=1747.15KN5）九层墙体重量：（弧形部分计算时近似按直墙计算）外墙体： （38.1-0.4）2.0+（15.6-0.4）2.0+（3.0-0.95）4.24.34=1965.89KN内墙体： （7.5-0.8

28、）4.0+（7.8-0.95）3.0+（7.5-0.45）+（4.5-0.75）+（6.0-1.2）+（9.6-0.9）2+（5.4-1.4）4.23.64=1284.96KN 6）突出屋顶楼梯间墙体重量： （6.0-1.2）3.0+（2.4-0.8）+（1.5-0.3）6.0+（6.0-0.6）+（7.5-0.4）+（3.0-0.8）23.94.34=678.83KN 8. 重力荷载分层汇总：突出屋顶楼梯间的重力荷载代表值包括：屋面恒载，50%屋面雪荷载，纵横梁自重，半层柱自重，半层墙体自重顶层重力荷载代表值包括：屋面恒载，50%屋面雪荷载，纵横梁自重，半层柱自重，半层墙体自重其他楼层重力荷

29、载代表值包括：楼面恒载，50%楼面均布活荷载，纵横梁自重，楼面上下各半层的柱及纵横墙体自重。集中各楼层标高处的重力荷载代表值Gi计算结果见表4-2。 重力荷载代表值Gi汇总 表4-2重力荷载楼层Gi（KN）重力荷载楼层Gi（KN）屋顶楼梯间Gn=1440.37第六层G5=10588.59屋顶层G9=7921.07第五层G4=10588.59第九层G8=8516.12第四层G3=11549.06第八层G7=9897.08第三层G2=11549.06第七层G6=10588.59第二层G1=11894.6建筑总重力荷载代表值： 各质点的重力荷载代表值（图4-3）三、框架侧移刚度计算。 1. 横向框架

30、侧移刚度计算见表4-3。 底层：混凝土C35 Ec=3.15104N/mm2 二至九层：混凝土C30 Ec=3.0104N/mm2 柱线刚度ic计算 表4-3层次hc(mm)Ec(N/mm2)bh(mmmm)Ic(mm4)EcIc/hc(N.mm)163503.151048008003.42101016.9710102-339003.01047007002.001101015.3910104-833003.01047007002.001101018.191010942003.01047007002.001101014.291010 横梁线刚度ib计算 表4-4类别层次Ec(N/mm2)bh(m

31、mmm)I0(mm4)l(mm)EcI0/l(N.mm)1.5EcI0/l(N.mm)2EcI0/l(N.mm)边横梁13.151043506006.310960003.3110104.9710106.6210102-93.01043006005.41092.710104.2510105.41010走道梁13.151043506003.64610921005.4710108.21101010.9410102-93.01043006003.1251094.4610106.6910108.921010BD跨梁13.151043506006.310942004.7310107.0910109.461

32、0102-93.01043006005.41093.8610105.7910107.721010DE跨梁13.151043506006.310939005.0910107.64101010.1810102-93.01043006005.41094.1510106.2310108.31010柱的侧移刚度按公式 计算，根据梁柱线刚度比K的不同，柱可分中框架中柱和边柱，边框架中柱和边柱以及楼电梯间柱，横向框架柱的侧移刚度D值计算结果见表4-5。 横向框架柱的侧移刚度D值计算 表4-5层数柱类型 （N/mm）根数底层A轴边框架边柱4.965/16.97=0.2930.284143432A轴中框架边柱6.62/16.97=0.390.372187874B轴边框架中柱4.965+8.205/16.97=0.7760.459231811C-9B轴中框架中柱6.626+10.94/16.97=1.0350.506255545C-6、楼梯间C-11、C-12柱3.31+5.47/16.97=0.5170.4