住宅楼结构计算书完成版.doc

1、碧水家园 4#住宅设计 1 目录 1 工程概况 . 1 2 设计资料 . 1 2.1 工程地质条件 . 1 2.2 气象资料 . 1 2.3 抗震设防烈度 . 1 2.4 材料 . 1 3 结构平面布置 . 2 3.1 结构平面布置图 . 2 3.2 框架梁柱截面尺寸确定 . 3 3.2.1 框架梁截面尺寸初估 . 3 3.2.2 框架柱截面尺寸初估 . 5 4 楼板设计 . 10 4.1 楼板荷载 . 10 4.1.1 恒荷载 . 10 4.1.2 活荷载 . 11 4.2 楼板配筋计算 . 12 4.2.1 荷载 设计值 . 12 4.2.2 内力计算： . 12 4.2.3 截面设计 .

2、 12 5 横向框架在竖向荷载作用下的计算简图及内力计算 . 13 5.1 横向框架在恒荷载作用下的计算简图 . 13 5.1.1 横向框架简图 . 13 5.1.2 第一层框架计算简图 . 14 5.1.3 第六层框架计算简图 . 20 5.1.4 恒荷载作用下的横向框架的计算简图： . 25 5.2 横向框架在活荷载作用下的计算简图 . 25 5.2.1 第一层框架计算简图 . 25 5.2.2 第六层框架计算简图 . 29 5.2.3 活荷载作用下横向框架的计算简图： . 33 5.3 横向框架在恒荷载作用下的内力计算 . 34 5.3.1 用弯矩二次分配法计算弯矩 . 34 5.3.2

3、 绘制内力图 . 37 5.4 横向框架在活荷载作用下的内力计算 . 40 5.4.1 用弯矩二次分配法计算弯矩 . 40 5.4.2 绘制内力图 . 42 6 横向框架在风荷载作用下的内力和位移计算 . 44 6.1 横向框架在风荷载作用下的计算简图 . 44 6.1.1 垂直于建筑物表面上的风荷载标准值计算 . 45 6.1.2 各层楼面处集中风荷载标准值计算 . 45 6.1.3 风荷载作用下的计算简图 . 46 6.2 横向框架在风荷载作用下的位移计算 . 47 6.2.1 框架梁柱线刚度计算 . 47 西南石油大学本科毕业设计 （ 论文 ） 2 6.2.2 侧移刚度 D 计算 . 4

4、7 6.2.3 风荷载作用下框架侧移计算 . 48 6.3 横向框架在风荷载作用下的内力计算 . 49 6.3.1 反弯点高度计算 . 49 6.3.2 柱端弯矩及剪力计算 . 51 6.3.3 梁端弯矩及剪力计算 . 52 6.3.4 柱轴力计算 . 54 6.3.5 绘制内力图 . 54 7 横向框架梁柱的内力组合 . 57 7.1 一般规定 . 57 7.2 框架梁内力组合 . 57 7.3 框架柱内力组合 . 64 8 横向框架梁柱的截面设计 . 71 8.1 框架梁非抗震截面设计 . 71 8.1.1 选取最不利组合内力 . 71 8.1.2 框架梁正截面受弯承载力计算 . 71 8

5、.1.3 框架梁斜截面受剪承载能力计算 . 72 8.1.4 裂缝宽度验算 . 72 8.2 框架柱非抗震截面设计 . 73 8.2.1 取最不利组合内力 . 73 8.2.2 框架柱正截面受弯承载力计算 . 73 8.2.3 框架柱斜截面受剪承载力计算 . 75 8.2.4 裂缝宽度验算 . 75 9 节点设计 . 75 10 基础设计 . 75 10.1 荷载设计值 . 76 10.2 外柱独立基础的设计 . 76 10.2.1 初步确定基础尺寸 . 76 10.3 内柱矩形联合基础的设计 . 81 10.3.1 初步确定基础尺寸 . 81 碧水家园 4#住宅设计 1 1 工程概况 该住宅

6、楼为六层钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积约 2600 。 住宅楼各层建筑平面图、剖面图、门窗表等如图所示。建筑层高为 3.0m。结构层高：底层为 4.5m，其余各层为 3.0m。室内外高差为 0.9m，建筑设计使用年限 50 年。 2 设计资料 2.1 工程地质条件 根据地质勘察报告，场区范围内地下水位高层为 -12.00m，地下水对一般建筑材料无侵蚀作用，不考虑土的液化。土质构成自地表向下依次为： （ 1） 1.2 米厚杂填土、有机质土， =17kN/m3； （ 2） 4.0 米厚粘性土， fak=193Kpa， e=0.80， IL=0.82， =22kN/m3； （ 3）基础底面以下土的

7、 浮重度 =21kN/m3。 2.2 气象资料 （ 1）气温：年平均气温 20，最高气温 40，最低气温 -5。 （ 2）雨量：年降雨量 800 ，最大雨量 110 d。 （ 3）基本风压： W0=0.35kN/m2 主导风向：东南 地面粗糙度为 C 类。 （ 4）基本雪压： 0.30 kN/m2 。 2.3 抗震设防烈度 抗震设防烈度为 6 度，设计基本地震加速度值为 0.10g，建筑场地土类别为二类，场地特征周期为 0.35s，框架 抗震等级为 3 级，设计地震分组为第一组。 2.4 材料 梁、板、柱的混凝土均采用 C30， 基础采用 C20， 梁、柱主筋选用 HRB400，箍筋选用 HP

8、B235，板受力钢筋选用 HRB335。 西南石油大学本科毕业设计 （ 论文 ） 2 3 结构平面布置 3.1 结构平面布置图 碧水家园 4#住宅设计 3 3.2 框架梁柱截面尺寸确定 3.2.1框架梁截面尺寸初估 （ 1）横向框架梁 1） l0=4.2m， h=(81 121 ) l0=525 350 ,取 h=450 b=(21 31 ) h=225 150 ,取 b=200 2） l0=1.5m， h=(81 121 ) l0=187 125 ,取 h=250 b=(21 31 ) h=125.5 83.3 ,取 b=120 3） l0=3.0m， h=(81 121 ) l0=3752

9、50 ,取 h=350 b=(21 31 ) h=175116.67 ,取 b=150 4） l0=1.8m， h 61 l0=300 ,取 h=400 b=(21 31 ) h=200133.3 ,取 b=150 5） l0=1.8m， h=(81 121 ) l0=225150 ,取 h=200 b=(21 31 ) h=100 66.67 ,取 b=100 6） l0=1.5m， h 61 l0=250 ,取 h=300 b=(21 31 ) h=150 100 ,取 b=150 7） l0=1.5m， h=(81 121 ) l0=187 125 ,取 h=250 b=(21 31 )

10、 h=125.5 83.3 ,取 b=120 8） l0=2.9m， h=(81 121 ) l0=362.5 241.667 ,取 h=350 b=(21 31 ) h=175 116.67 ,取 b=150 9） l0=4.8m， h=(81 121 ) l0=600 400 ,取 h=500 b=(21 31 ) h=250 166.67 ,取 b=200 10） l0=3.9m， h=(81 121 ) l0=487.5 325 ,取 h=400 西南石油大学本科毕业设计 （ 论文 ） 4 b=(21 31 ) h=200 133.33 ,取 b=180 11） l0=5.7m， h=

11、(81 121 ) l0=712.5475 ,取 h=650 b=(21 31 ) h=325 216.67 ,取 b=300 12） l0=1.5m， h 61 l0=250 ,取 h=300 b=(21 31 ) h=150 100 ,取 b=150 （ 2）纵向框架梁 13） l0=3.9m， h=(81 121 ) l0=487.5 325 ,取 h=400 b=(21 31 ) h=200 133.33 ,取 b=180 14） l0=2.7m， h=(81 121 ) l0=337.5 225 ,取 h=300 b=(21 31 ) h=150 100 ,取 b=120 15） l

12、0=4.5m， h=(81 121 ) l0=562.5 375 ,取 h=500 b=(21 31 ) h=250 166.67 ,取 b=200 16） l0=2.7m， h=(81 121 ) l0=337.5 225 ,取 h=300 b=(21 31 ) h=150 100 ,取 b=120 17） l0=4.2m， h=(81 121 ) l0=525350 ,取 h=450 b=(21 31 ) h=225 150 ,取 b=180 18） l0=3.3m， h=(81 121 ) l0=412.5275 ,取 h=350 b=(21 31 ) h=175 116.67 ,取 b

13、=150 19） l0=3.0m， h=(81 121 ) l0=375250 ,取 h=350 b=(21 31 ) h=175116.67 ,取 b=150 20） l0=3.6m， h=(81 121 ) l0=450300 ,取 h=400 b=(21 31 ) h=200 133.33 ,取 b=150 碧水家园 4#住宅设计 5 21） l0=3.6m， h=(81 121 ) l0=450300 ,取 h=400 b=(21 31 ) h=200 133.33 ,取 b=150 3.2.2框架柱截面尺寸初估 （ 1）按轴压比要求初估框架柱截面尺寸。 框架 柱的受荷面积如图所示，框

14、架柱选用 C30 混凝土， fc=14.3N/mm2,框架抗震等级为三级，轴压比 UN=0.9。由轴压比初步估算框架柱截面尺寸， AC=bchccNfuN 柱轴向压力设计值 N 按下式估算，即 N=Gr q nS 21 1） 1区域柱子： N=Gr q nS 21 =1.25*14*（ 1.95*1.5） *4*1.05*1.0*1.0=214.9875(KN) AC=bchccNfuN = 3.14*9.0 1000*9875.214 =16705 mm2 因为 bchc=130*130=16900 mm2，故截面尺寸为 130 *130 2) 2 区域柱子： N=Gr q nS 21 =1

15、.25*14*（ 1.95*2.25） *4*1.05*1.0*1.0=322.4813(KN) AC=bchccNfuN = 3.14*9.0 1000*4813.322 =25057 mm2 因为 bchc=160*160=25600 mm2， 故截面尺寸为 160 *160 3) 3 区域柱子： N=Gr q nS 21 =1.25*14*（ 1.95*2.85） *4*1.05*1.0*1.0=408.4763(KN) AC=bchccNfuN = 3.14*9.0 1000*4763.408 =31739mm2 因为 bchc=180*180=32400 mm2，故截面尺寸为 180

16、 *180 4) 4 区域柱子： N= Gr q nS 21 =1.25*14*（ 1.95*2.1） *4*1.05*1.0*1.0=300.9825(KN) AC=bchccNfuN = 3.14*9.0 1000*9825.300 =23386 mm2 西南石油大学本科毕业设计 （ 论文 ） 6 因为 bchc=155*155=24025 mm2，故截面尺寸为 155 *155 5) 5 区域柱子： N= Gr q nS 21 =1.25*14*（ 4.05*1.5+1.8*2.1） *4*1.05*1.0*1.0=724.3425(KN) AC=bchccNfuN = 3.14*9.0

17、 1000*3425.724 =56281 mm2 因为 bchc=240*240=57600 mm2，故截面尺寸为 240 *240 6) 6 区域柱子： N= Gr q nS 21 =1.25*14*（ 4.05*2.25） *4*1.05*1.0*1.0=669.7688(KN) AC=bchccNfuN = 3.14*9.0 1000*7688.669 =52041 mm2 因为 bchc=240*240=57600 mm2，故截面尺寸为 240 *240 7) 7 区域柱子： N= Gr q nS 21 =1.25*14*（ 3.3*2.85） *4*1.05*1.0*1.0=691

18、.2675(KN) AC=bchccNfuN = 3.14*9.0 1000*2675.691 =53712 mm2 因为 bchc=240*240=57600 mm2，故截面尺寸为 240 *240 8) 8 区域柱子： N= Gr q nS 21 =1.25*14*（ 3.3*2.1） *4*1.05*1.0*1.0=509.355(KN) AC=bchccNfuN = 3.14*9.0 1000*355.509 =39577 mm2 因为 bchc=200*200=40000 mm2，故截面尺寸为 200 *200 9) 9 区域柱子： N= Gr q nS 21 =1.25*14*（

19、3.6*0.9） *4*1.05*1.0*1.0=238.14(KN) AC=bchccNfuN = 3.14*9.0 1000*14.238 =18503 mm2 因为 bchc=140*140=19600 mm2，故截面尺寸为 140 *140 10) 10 区域柱子： N= Gr q nS 21 =1.25*14*（ 3.6*2.4） *4*1.05*1.0*1.0=635.04(KN) 碧水家园 4#住宅设计 7 AC=bchccNfuN = 3.14*9.0 1000*04.635 =49342 mm2 因为 bchc=225*225=50625 mm2，故截面尺寸为 225 *22

20、5 11) 11 区域柱子： N= Gr q nS 21 =1.25*14*（ 3.6*2.25） *4*1.05*1.0*1.0=595.35(KN) AC=bchccNfuN = 3.14*9.0 1000*35.595 =46259 mm2 因为 bchc=220*220=48400 mm2，故截面尺寸为 220 *220 12) 12 区域柱子： N= Gr q nS 21 =1.25*14*（ 3.6*2.85） *4*1.05*1.0*1.0=754.11(KN) AC=bchccNfuN = 3.14*9.0 1000*11.754 =58594 mm2 因为 bchc=245*

21、245=60025 mm2，故截面尺寸为 245 *245 13) 13 区域柱子： N= Gr q nS 21 =1.25*14*（ 3.6*2.1+1.5*2.25） *4*1.05*1.0*1.0=803.7225(KN) AC=bchccNfuN = 3.14*9.0 1000*7225.803 =62449 mm2 因为 bchc=250*250=62500 mm2，故截面尺寸为 250 *250 14) 14 区域柱子： N= Gr q nS 21 =1.25*14*（ 2.85*2.25） *4*1.05*1.0*1.0=471.3188(KN) AC=bchccNfuN = 3

22、.14*9.0 1000*3188.471 =36622 mm2 因为 bchc=200*200=40000 mm2，故截面尺寸为 200 *200 15) 15 区域柱子： N= Gr q nS 21 =1.25*14*（ 2.85*2.13） *4*1.05*1.0*1.0=446.1818(KN) AC=bchccNfuN = 3.14*9.0 1000*1818.446 =34668 mm2 因为 bchc=190*190=36100 mm2，故截面尺寸为 190 *190 西南石油大学本科毕业设计 （ 论文 ） 8 16) 16 区域柱子： N= Gr q nS 21 =1.25*1

23、4*（ 2.85*0.63+1.5*0.6） *4*1.05*1.0*1.0=198.1193(KN) AC=bchccNfuN = 3.14*9.0 1000*1193.198 =15394 mm2 因为 bchc=130*130=16900 mm2，故截面尺寸为 130 *130 17) 17 区域柱子： N= Gr q nS 21 =1.25*14*（ 3.45*2.85） *4*1.05*1.0*1.0=722.6888(KN) AC=bchccNfuN = 3.14*9.0 1000*6888.722 =56153 mm2 因为 bchc=240*240=57600 mm2，故截面尺

24、寸为 240 *240 18) 18 区域柱子： N= Gr q nS 21 =1.25*14*（ 3.45*2.1+2.1*1.5） *4*1.05*1.0*1.0=764.0325(KN) AC=bchccNfuN = 3.14*9.0 1000*0325.764 =59365 mm2 因为 bchc=245*245=60025 mm2，故截面尺寸为 245 *245 19) 19 区域柱子： N= Gr q nS 21 =1.25*14*（ 3.75*2.1+2.1*1.5） *4*1.05*1.0*1.0=810.3375(KN) AC=bchccNfuN = 3.14*9.0 100

25、0*3375.810 =62963 mm2 因为 bchc=255*255=65025 mm2，故截面尺寸为 255 *255 20) 20 区域柱子： N= Gr q nS 21 =1.25*14*（ 3.75*2.85） *4*1.05*1.0*1.0=785.5315(KN) AC=bchccNfuN = 3.14*9.0 1000*5315.785 =61036 mm2 因为 bchc=250*250=62500 mm2，故截面尺寸为 250 *250 21) 21 区域柱子： N= Gr q nS 21 =1.25*14*（ 2.85*3.15） *4*1.05*1.0*1.0=659.8463 (KN)