6层框架结构商场工程设计任务书.doc

1、内蒙古科技大学目 录中文摘要.英文摘要.第1 章 设计资料4 1.1 工程概况4 1.2 气象、水文、地质资料 41.3 结构抗震等级.41.4 变形缝设置.41.5 设计依据及计算基本条件.51.5.1设计依据.51.5.2计算基本条件.5第2 章 结构布置与计算简图 5 2.1 设计资料.52.1.1设计标高.52.1.2墙身做法.52.2梁柱截面尺寸的确定.52.2.1梁截面尺寸的确定.52.3计算简图62.4柱截面尺寸的确定82.5屋面板、楼面板82.5.1楼面做法.82.5.2屋面做法.82.5.3门窗做法.82.6材料的选取8第3 章 荷载计算.93.1屋面及楼面的可变荷载标准值9

2、3.2重力荷载计算.93.2.1屋面及楼面的永久荷载标准值93.2.2顶层重力荷载代表值.103.2.3三五层重力荷载代表值.113.2.4二层重力荷载代表值.123.2.5一层重力荷载代表值.12第4 章 线刚度计算.144.1梁、柱线刚度计算144.1.1梁的线刚度计算.144.1.2柱的线刚度计算.14第5 章 地震作用下内力和侧移计算.175.1横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算175.1.1自振周期计算.175.1.2水平地震作用及楼层地震剪力计算.185.1.3变形验算.195.1.4地震作用下框架的内力分析.20第6 章 竖向荷载作用下内力计算.226.1竖向荷载作用下框

3、架结构的内力计算.226.1.1计算单元.226.1.2荷载计算.236.1.3内力计算.26第7 章 框架内力组合.407.1横向框架内力组合.407.1.1结构抗震等级.407.1.2框架柱的内力组合.417.1.3框架梁的内力组合.45第8 章 截面设计.488.1框架梁.488.1.1正截面受弯承载力计算.488.1.2.斜截面受剪承载力计算.508.2框架柱.508.2.1柱端弯矩调整.508.2.2正截面设计.518.2.3斜截面设计.528.3次梁设计.538.3.1.荷载计算.538.3.2.计算弯矩.538.3.3梁正截面配筋计算.538.3.4梁斜截面配筋计算.548.4

4、板的设计.558.4.1单向板的设计.558.4.2双向板设计.568.5楼梯计算.578.5.1梯段板设计.578.5.2平台板设计.588.5.3平台梁设计.59第9 章 节点设计.609.1节点设计.609.1.1节点核心区剪力设计值.609.1.2节点核心区截面验算.619.1.3节点核心区截面抗剪强度计算.61第10章 基础设计6110.1 基础设计6110.1.1构造要求6110.1.2边柱基础计算62第11章 PKPM计算结果67第12章 参考资料.84第13章 外文翻译.85致谢信.96荣资商城2号楼工程设计书第1章 设计资料1.1工程概况: 荣资商城2号楼位于包头市钢铁大街北

5、,为6层框架结构,总建筑面积为5042.52m, 1-2层为商场,3-6层为写字楼。建筑及防火等级: 建筑防火等级为二级; 建筑耐火等级为二级; 耐久年限二级。1.2气象、水文、地质资料冬季室外温度: -20日最大降雨量: 100.8mm月最大降雨量: 229.2mm年最大降雨量: 678.4mm年最大降雨日数: 91.3天最大风速: 25m/s基本风压: 0.5KPa主导风向: 冬季北风,夏季冬南风积雪深度: 210mm基本雪压: 0.25KPa最高地下水位: -9m土壤冻结深度: -1.5m土壤允许承载力: 150KPa; 场地为类抗震设计烈度: 8度1.3结构抗震等级 在进行建筑抗震设计

6、时，原则上要满足三水准的抗震设防目标的要求，即“小震不坏、中震可修、大震不倒”。在具体做法上采用二阶段设计；规范根据房屋设防烈度、结构类型和房屋高度，将框架结构等级划分为四级，本设计为二级抗震等级。1.4变形缝设置 变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝。1.4.1伸缩缝要求把建筑物的墙体、楼层板、屋面等地面的上部断开，基础部分受温度影响较小，不需断开。沉降缝在有下列情况时，均需设置：（1）同一建筑物相邻部分的高度相差较大或荷载大小相差悬殊、或结构形式变化较大，易导致地基不均匀沉降时；（2）当建筑物各部分相邻基础的形式、宽度及埋置深度相差较大，造成基础底部压力有很大差异，易形成不均匀沉降时；（3）当

7、建筑物建造在不同地基上，且难于保证均匀沉降时；（4）建筑物体型复杂、连接部位又比较薄弱时；（5）新建建筑物与原有建筑物紧密相连时。1.4.2防震缝在下列情况时，均需设置：（1）建筑立面高差在6m以上；（2）建筑物有错层且错层楼板高差较大；（3）建筑物相邻各部分结构刚度、质量截然不同时。防震缝的最小宽度应按抗震规范规定来确定：（1）当高度不超过15m时，可采用70mm；（2）当高度超过15m时，对于6度、7度、8度、9度抗震设防地区，建筑物每增高5m、4m、3m、2m时，缝宽增加20mm。本设计建筑高度为24m，则防震缝宽度为130mm。根据以上规定，本设计设置130mm的变形缝。1.5设计依据

8、及计算基本条件1.5.1设计依据1 建筑结构荷载规范GB5000920012 混凝土结构设计规范GB5001020023 建筑抗震设计规范GB5001120011.5.2计算基本条件 1 设计使用年限为50年 2建筑及防火等级: 建筑防火等级为二级; 建筑耐火等级为二级; 耐久年限二级；安全等级为二级，结构重要性系数取1.0 3 设计基本地震加速度：0.2g 4 设计地震分组：第一组 5 场地按二类场地考虑第2章 结构布置与计算简图2.1设计资料 2.1.1设计标高：室内标高0.000，室内外高差450mm。 2.1.2墙身做法：墙身为混凝土空心砌块填充墙，外墙300mm，内墙200mm，用M

9、5混合砂浆砌筑。2.2梁柱截面尺寸的确定 2.2.1梁截面尺寸的确定：梁的截面尺寸，应符合下列要求： 1截面高度小于或等于800mm时，为50mm的倍数；截面高度大于800mm时，为100mm的倍数。2现浇结构中主梁与次梁高度应相差50mm。3框架梁截面高度根据跨度、约束条件和荷载大小进行选择，一般取梁高4为了防止梁发生剪切破坏，梁高h1/4净跨。5框架梁截面宽度可取，梁宽b不宜小于柱宽的，且不小于250mm。6次梁高度宽度，且不小于梁高的1/4。7现浇结构中，主梁截面的宽度不应小于250mm，次梁截面的宽度不应小于200mm。根据以上规定，初步拟订梁截面尺寸： 框架梁： 7500mm跨: 7

10、200mm跨: 6000mm跨: 4200mm跨: 3300mm跨： 次梁： 7200mm跨： 5300mm跨： 6000 mm跨：取次梁高 取次梁宽,次梁截面综上可知：2.3计算简图：2.4柱截面尺寸的确定：柱截面尺寸有轴压比和经验来初步确定： 柱组合的轴压比设计值 考虑地震作用组合后柱压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25，等跨内柱取1.2 按简支状态计算的柱的负载面积 折算在单位建筑面积上的重力荷载设计值，可根据实际荷载计算，也可以近似取为 验算柱截面的上楼层层数 柱截面面积 混凝土轴心抗压强度设计值 框架柱轴压比限值，对一、二、三级抗震等级，分别取0.7、0.8、0.9 边柱

11、： 中柱： 根据上述计算结果并考虑其他因素，取柱截面12层为700700mm、36层为500500mm2.5屋面板、楼面板采用120mm 2.5.1楼面做法： 20厚大理石板铺实拍平、水泥浆擦缝 30厚干硬性水泥砂浆结合层 20厚水泥砂浆找平 120厚现浇钢筋混凝土楼板 20厚水泥砂浆找平 2.5.2屋面做法： 防水卷材SBS 20厚水泥砂浆找平 100厚水泥蛭石保温层 120厚现浇钢筋混凝土楼板 20厚水泥砂浆顶棚抹灰 2.5.3门窗做法：门采用木门；窗采用钢框玻璃窗2.6材料的选取 对梁、柱、框架节点，根据混凝土结构设计规范第11.2.1条，框支梁、框支柱以及一级抗震等级的框架梁、柱、节点

12、，混凝土强度等级不应低于C30，其他结构构件，混凝土强度等级不应低于C20。 第11.22条，结构构件中的纵向受力钢筋宜选用HRB400、HRB335级钢筋，箍金宜选用HRB335、HRB400、HPB235级钢筋。 根据上述，选取混凝土等级如下：框架柱C35框架梁、板、次梁C30 第3章 荷载计算3.1屋面及楼面的可变荷载标准值： 上人屋面 2.0 屋面活荷载 2.0 屋面雪荷载 S=1.00.25=0.253.2重力荷载计算 3.2.1屋面及楼面的永久荷载标准值 1.屋面荷载：防水卷材SBS0.1520厚水泥砂浆找平200.02=0.4100厚水泥蛭石保温层5.00.1=0.5120厚现浇

13、钢筋混凝土楼板250.12=3.020厚水泥砂浆顶棚抹灰200.02=0.4总计4.45 2.大理石楼面：20厚大理石板铺实拍平、水泥浆擦缝280.02=0.5630厚干硬性水泥砂浆结合层200.03=0.620厚水泥砂浆找平200.02=0.4120厚现浇钢筋混凝土楼板250.12=3.020厚水泥砂浆顶棚抹灰200.02=0.4总计4.96 3.楼梯板：水磨石面层（0.3+0.15）0.65/0.3=0.98三角形踏步0.50.30.1525/0.3=1.88混凝土斜板0.1225/0.894=3.36板底抹灰0.0217/0.894=0.38总计6.6 4.平台板：水磨石面层0.6570

14、mm厚混凝土板0.0725=1.75板底抹灰0.0217=2.74总计2.743.2.2顶层重力荷载代表值： 轴1.屋面板：（66+7.5+0.6)(7.2+7.5+0.6)4.45=3002.55 2.梁自重： ZKL1 0.350.58(6-0.6)1825=493.29 ZKL2 0.350.58(7.5-0.6)425=140.07 HKL1 0.350.58(7.2-0.6)825=267.96 HKL2 0.350.58(4.2-0.6)225=36.55 HKL3 0.350.58(3.3-0.6)225=27.41 HKL4 0.350.58(7.5-0.6)625=210.1

15、1 CL1 0.250.43(7.2-0.35)725=128.87 CL2 0.250.43(5.3-0.35)625=115.29 CL3 0.250.43(6.0-0.35)25= 3.柱子自重： 0.50.53.3/22526=268.13 4.梁粉刷重 ZKL1 0.586（6-0.6）2+0.58（6-0.6）-0.250.434 60.0220=44.07 ZKL2 0.58（7.5-0.6）2+0.58（7.5-0.6）-0.250.46 40.0220=9.43 HKL1（7.2-0.6)0.58280.0220=24.50 HKL2（4.2-0.6)0.58220.0220

16、=3.34 HKL3（3.3-0.6)0.58220.0220=3.43 HKL4（7.5-0.6)0.58260.0220=19.21 CL1 （7.2-0.6)0.43270.0220=15.89 CL2 （5.3-0.6)0.43260.0220=14.24 5.板粉刷： 6.墙体自重： （1）女儿墙（300厚水泥空心砖） 自重： 粉刷： （2）顶层1/2墙体自重（内墙）自重： 粉刷： （3）顶层1/2墙体自重（外墙） 自重：粉刷： （4）玻璃幕墙：（容重）自重： 7.门窗自重：(木门容重钢框玻璃窗容重） 自重： 8.屋面活荷载： 由此，顶层重力荷载代表值为： 3.2.3三五层重力荷载代

17、表值： 轴 梁自重、梁粉刷重、板粉刷重均与顶层相同。1.楼面板：2.墙体自重： 内墙 自重： 粉刷：外墙 自重： 粉刷；3.柱自重； 4.门窗自重： 由此三五层轴恒荷载重7681 5.楼面活荷载：活荷载设计值：走廊、卫生间、楼梯活荷载2.5 其他：2.0由此三五层重力荷载代表值： 3.2.4二层重力荷载代表值： 轴 梁自重、梁粉刷重、楼面板、板粉刷重均与三五层相同。 二层顶部重力荷载代表值：1.墙体自重： 玻璃幕墙： 外墙： 内墙：2.柱子自重： 二层恒荷载重： 3.楼面活荷载：活荷载设计值：卫生间活荷载2.5商场、楼梯活荷载3.5 由此二层重力荷载代表值：3.2.5一层重力荷载代表值： 轴

18、梁自重、梁粉刷重、楼面板、板粉刷重均与三五层相同 1.二层墙体自重：玻璃幕墙：外墙：内墙： 2.二层门窗自重： 3.一层墙体自重： 玻璃幕墙： 外墙： 内墙：4.一层门窗自重： 5.柱自重： 6.活荷载与二层相同由此一层重力荷载代表值： 各层重力荷载代表值如图：框架剖面图（单位m） 质点重力荷载代表值 第4章 线刚度计算4.1梁、柱线刚度计算： 柱为混凝土C35 梁为混凝土C30 4.1.1梁的线刚度计算 断面跨度矩形截面惯性矩边框架梁中框架梁4.1.2柱的线刚度计算柱的线刚度表 层次砼等级断面层高惯性矩线刚度轴边框架边柱363.32.740.573115424.50.970.33273771

19、6.351.370.5516204轴边框架边柱363.31.270.392131524.50.450.181493316.350.630.4312669轴边框架边柱363.31.200.382076924.50.430.181493316.350.610.4212374轴边框架中柱363.34.900.713880624.51.730.463816216.352.450.6719740轴边框架中柱363.33.430.633443324.51.210.383152516.351.710.8224159轴中框架中柱363.33.30.623388624.51.170.373069616.351.

20、650.5917383轴中框架中柱363.36.540.774208524.52.320.544480016.353.280.7221213轴中框架中柱363.34.570.703825924.51.610.453733316.352.280.6519151轴中框架边柱363.31.270.392131624.50.450.181493316.350.630.4312669轴中框架边柱363.32.740.583170024.50.970.332737716.351.380.5616499轴中框架边柱363.31.200.382076924.50.430.181493316.350.610.4

21、312669轴边框架中柱363.32.470.553006024.50.870.302488916.351.230.5415910 各层D值汇总 层数 D值柱类型3621角柱边柱中柱中柱 第5章 地震作用下内力和侧移计算5.1横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算：5.1.1自振周期计算 按顶点位移法计算，考虑填充墙对框架刚度的影响，取基本周期调整系数，计算公式为，式中为顶点位移，按D值法计算： 横向框架顶点位移法计算层数67646.127646.126897510.01110.307158367.8216014.546897510.02320.29648367.8224382.36689

22、7510.03530.272838367.8232750.186897510.04740.237527484.4440234.625940050.06770.190118336.548571.123968620.12240.1224 5.1.2水平地震作用及楼层地震剪力计算： 由于，故应考虑顶点附加地震作用结构底部剪力为： 顶部附加地震作用为： 各层地震作用及楼层地震剪力层次63.324.057646.72183903.620.24353.320.758367.82173632.270.229881.8743.317.458367.82146018.460.193743.2433.314.15

23、8367.82118404.650.156600.7524.510.857674.5783269.080.110423.6116.356.358336.552936.780.069265.7 水平地震作用分布 层间剪力分布 5.1.3变形验算：层次层间剪力层间刚度层高层间相对弹性转角备注61475.886897510.00213.31/1571层间转角均满足=1/550的要求52357.756897510.00343.31/97143100.996897510.00453.31/73333701.746897510.00543.31/61124125.355940050.00694.51/65

24、214391.063968620.01116.351/572由表可见，最大层间位移角发生在第一层，其值为1/5721/550。满足式要求。5.1.4地震作用下框架的内力分析：层次层高层间剪力层间刚度轴边柱63.31475.886897512076944.441.20.3693.8652.7953.32357.756897512076970.991.20.41138.2296.0543.33100.996897512076993.371.20.45169.47138.6533.33701.7468975120769111.461.20.46198.63169.2024.54125.3559400

25、514933103.710.430.5233.35233.3516.354391.0639686212669140.180.610.75222.54667.61注： 层次层高层间剪力层间刚度轴边柱63.31475.886897513388672.513.30.45131.61107.6753.32357.7568975133886115.833.30.465204.50177.7443.33100.9968975133886152.353.30.5251.38251.3833.33701.7468975133886181.863.30.5300.07300.0724.54125.3559400

26、530696213.831.170.5481.12481.1216.354391.0639686217383192.331.650.595494.62726.68注： 层次层高层间剪力层间刚度轴边柱63.31475.886897512131645.611.270.36595.5854.9353.32357.756897512131672.861.270.415140.6699.7843.33100.996897512131695.831.270.45173.93142.3133.33701.7468975121316114.401.270.465201.97175.5524.54125.355

27、9400514933103.710.450.5233.35233.3516.354391.0639686212669140.180.630.75222.54667.61注： 地震作用下框架梁柱弯矩图（单位：） 地震作用下框架梁端剪力及柱轴力图（单位：）第6章 竖向荷载作用下内力计算6.1竖向荷载作用下框架结构的内力计算在竖向荷载作用下，梁端可以考虑塑性内力重分布，取弯矩调幅系数0.8，楼面竖向荷载分别按恒荷载及全部活荷载计算：6.1.1计算单元： DF轴 单向板 单向板CD轴 双向板6.1.2荷载计算：1. 恒荷载作用下各层框架梁上荷载分布如图：（1）对于6层图中，为均布荷载，代表梁自重。 分

28、别为房间传给梁的均布荷载和梯形荷载。 分别为边纵梁、中纵梁传给柱的恒荷载，包括梁自重、楼面板重和女儿墙等的重力荷载： （2）对于25层 图中： （3）对于1层 图中： 2. 活荷载作用下各层框架梁上荷载分布如图：（1）对于6层 图中： （2）对于25层图中： （3）对于1层 图中： 6.1.3内力计算 因为荷载作用比较复杂，所以需对荷载进行分解再进行叠加的方法进行。 1.恒荷载内力计算： （1）对于6层 a 其中：b 其中： c 其中： 其中： （2）对于25层 a b c （3）对于一层 a b c 2.活荷载内力计算：（1）对于6层 a b c （2）对于25层 a b c （3）对于1层 a