畢業(yè)設計---多層廠房框架結構設計

1、<p>　　第一章 設計任務及要求</p><p><b>　　1.1工程概況</b></p><p>　　該廠是專門生產(chǎn)機床電器開關的專業(yè)廠,模具車間是其中主要車間之一,專門生產(chǎn)開關零件的冷沖模和成型模構件，該車間正立項建設，廠區(qū)位于上海市嘉定區(qū)南翔鎮(zhèn)。車間內(nèi)多為小型機床，為節(jié)省土地，縮短工藝流程，可采用多框架結構，既四層二跨框架，其柱網(wǎng)布置圖見圖1。

2、</p><p>　　1-4層的建筑層高分別為5m、4.4 m、4.4 m、4.0 m。1-4層的結構層標高分別為5.8m、4.4 m、4.4 m、4.0 m。</p><p>　　車間內(nèi)工作人員約為150人左右，故車間二頭設有二部樓梯，并在一頭設有辦公室若干間及廁所一間，男女隔層設置，在兩面還設有2t客貨梯一臺。結構采用現(xiàn)澆RC四層框架，樓板大部分采用預制板，局部在樓梯間及其附近采用現(xiàn)澆

3、樓板結構，柱下采用片筏基礎。</p><p>　　圖1.1 柱網(wǎng)布置圖</p><p><b>　　1.2設計資料</b></p><p>　　1.2.1工程地質(zhì)條件</p><p>　　根據(jù)地質(zhì)勘查報告說明，場地內(nèi)地下水位平均深度為0.4m，對砼無侵蝕性，勘查范圍內(nèi)未見不良地質(zhì)現(xiàn)象。土質(zhì)構成自地表向下依次為：</

4、p><p>　　填土層：厚度約為0.5m，承載力標準值Fk=80kpa。</p><p>　　粘土層：厚度約為2.0m，承載力標準值Fk=80kpa。</p><p>　　淤質(zhì)粘土：厚度約為2.0m，承載力標準值Fk=80kpa。</p><p>　　粉砂土：厚度約為2.0m，承載力標準值Fk=72kpa。</p><p>

5、;　　淤質(zhì)粘土：厚度約為6.0m，承載力標準值Fk=72kpa。</p><p>　　粉砂土：厚度約為2.5m，承載力標準值Fk=80kpa。</p><p>　　粘土：厚度約為12.0m，承載力標準值Fk=80kpa。</p><p>　　第2層褐黃色粘土層，雖然它呈可一軟塑狀況，具高壓縮性，但仍可作為甲類建筑物的天然地基；第8層綠色粘土層是理想的樁基持力層。&l

6、t;/p><p>　　又根據(jù)不同手段測試所得地基土承載力不同，個別相差較大，所以勘查單位建議土層的計算強度采用：</p><p>　　二層：100 kN/m2 ；三層：80 kN/m2； 四層：75 kN/m2；</p><p>　　五層：60 kN/m2 ；六層：80 kN/m2； 七層：85 kN/m2 ； 八層：190 kN/m2</p><

7、;p><b>　　1.2.2氣象資料</b></p><p>　　基本雪壓值0.25KN/m20.20KN/m2無</p><p>　　基本風壓值0.40KN/m20.55KN/m20.70KN/m2</p><p><b>　　主導風向東南</b></p><p>　　1

8、.2.3抗震設防烈度</p><p>　　抗震設防烈度為7度，設計基本地震加速度值為0.10g，建筑場地圖類別為二類，場地特征周期為0.35s，設計地震分組為第一組。但不進行抗震計算。</p><p><b>　　1.2.4材料</b></p><p>　　梁、板、柱的混凝土均選用C30，梁、柱主筋選用HRB400，箍筋選用HPB235，板受力

9、鋼筋選用HRB335。</p><p>　　1.3設計任務及要求</p><p>　　1.3.1建筑設計任務及要求</p><p>　　根據(jù)初步設計方案與生產(chǎn)工藝對建筑用料及裝修等要求進行該車間建筑技術設計。包括平、主、剖面圖，部分節(jié)點大樣及裝修要求等。</p><p>　　1.3.1.1底層、柱標準層（樓層）平面圖要求</p>

10、<p>　　標注建筑縱橫軸線及其編號，各層平面柱高；</p><p>　　標注平面三道尺寸及三道尺寸尚未標清的細部尺寸,總尺寸要表明總長和總進,注意標清軸線尺寸；</p><p>　　底層平面應包括室內(nèi)外聯(lián)系部分,如出入口,平臺踏步等,二樓平面應表示雨蓬及其位置；</p><p>　　平面圖上要標清門窗編號及門的開放方式；</p><

11、p>　　樓梯要畫出梯段，踏步，休息平臺及欄桿扶手,并標注上下行箭頭；</p><p>　　廁所間給出蹲位，小便池，洗手盆及污水池等位置；</p><p>　　在底層平面上應標明剖面指示線及其編號；</p><p>　　注明各房間使用名稱(本參考圖缺)隔墻及隔斷位置，注明圖名，比例及局部說明。</p><p>　　1.3.1.2頂層平面圖

12、要求</p><p>　　標注各轉(zhuǎn)角部位定位軸線；</p><p>　　標注局部面各部分的標高；</p><p>　　繪出屋面排水方向，坡度及各坡面交線，排水溝，溝內(nèi)坡度，出水口位置等；</p><p>　　繪出屋面四周出檐或女兒墻位置，注明圖名及比例。</p><p>　　1.3.1.3立面圖(南立面、北立面、側立面

13、)要求</p><p>　　表明建筑外形，門窗、雨蓬、外廊及雨水管的形式與位置，外輪廓線畫中粗線，地坪線畫粗實線，其余畫細實線、門窗 畫洞口、窗應分扇，以單線表示；</p><p>　　標注二道尺寸，即總高(從室外地坪至屋頂最高處)和各層間尺寸；</p><p>　　表明立面二端邊的軸線號；</p><p>　　對局部裝飾繪制大樣或另加說明；

14、</p><p>　　注明各立面名稱及比例。</p><p>　　1.3.1.4剖面圖</p><p>　　剖面圖不少于2個有代表性的剖面,要求;</p><p>　　剖面尺寸應標注總高尺寸(室外地面至房屋最高處尺寸,如女兒墻壓頂上皮),層間尺寸(室外地坪，各層樓面到樓面)；</p><p><b>　　內(nèi)外

15、墻及柱軸線；</b></p><p>　　樓地面，屋面等的構造做法；</p><p>　　標注室外地坪，地面，各層樓面，女兒墻頂?shù)臉烁撸?lt;/p><p>　　標注屋面的排水坡度及排水方向；</p><p>　　剖到樓梯的應將樓梯踏步,休息平臺等標清；</p><p>　　應反映建筑物內(nèi)部空間關系和結構體系,

16、以及屋面檐口,墻身的構造設計或繪節(jié)點大樣；</p><p>　　注明剖面名稱及比例。</p><p>　　1.3.1.6節(jié)點詳圖要求</p><p>　　可在樓梯間、女兒墻、檐口、窗臺、墻身、雨蓬等自選2～3個體節(jié)點詳圖。主要說明建筑物構造和各種裝修要求，及施工注意要點等，務求中心突出，與平面圖或剖面圖要有聯(lián)系，和圈節(jié)點編號相對應。必要時可繪在有關剖面圖的外圍空擋內(nèi)

17、，并輔以文字說明。內(nèi)容較多時，可集中起來另繪節(jié)點詳圖，并注明圖及比例。</p><p>　　1.3.2結構設計任務及要求</p><p>　　根據(jù)所確定的建筑設計平、立剖面圖方案及所繪的結構設計資料進行結構選型及布置，初步擬定結構構件的截面尺寸，并選擇施工方案。按照所采用的結構方案，進行結構平面布置，選定某一部分的主要承重結構，包括某榀框架(粱、柱)、樓板、縱向連系粱、基礎、樓梯、雨蓬等構

18、件中的設計計算。結構按地震烈度為7度設防，最后繪制施工圖。</p><p>　　1.3.2.1圖紙具體要求</p><p>　　基礎總平面圖及結構總說明；</p><p><b>　　基礎詳圖；</b></p><p>　　各層樓面的結構平面布置圖（預制板、現(xiàn)澆板、框架、縱向粱等的編號、布置)必要的大樣圖,并附構件索引表

19、；</p><p><b>　　一榀框架施工圖；</b></p><p>　　樓梯結構平面布置圖及施工圖；</p><p><b>　　其他構件施工圖。</b></p><p>　　施工圖要符合制圖標準，要求圖面整潔勻稱，正確體現(xiàn)設計意圖，構造合理，尺寸齊全，說明清晰，字體端正。</p>

20、<p>　　1.3.2.2結構設計計算說明書具體要求</p><p>　　說明書要求寫整齊，文字簡練，思路清晰，條理清楚，計算依據(jù)要明確，計算方法要合理，計算數(shù)據(jù)要準確，計算步驟要盡量格式化，并配有必要的計算簡圖，內(nèi)力圖及配筋簡圖。</p><p><b>　　1.3.3進度安排</b></p><p>　　第1周：閱讀相關的文獻

21、、資料，撰寫文獻綜述、開題報告。</p><p>　　第2周-第4周：進行建筑設計 并繪制建筑施工圖。</p><p>　　第5周-第6周：結構布置 ，豎向荷載、地震、風荷載計算。 </p><p>　　第7-8周：一層樓板內(nèi)力配筋計算，次梁內(nèi)力及配筋計算。</p><p>　　第9-10周：地震、風荷載作用下的一榀框架的側移及內(nèi)力計算。 &

22、lt;/p><p>　　第11周：豎向荷載作用下的一榀框架的內(nèi)力計算。</p><p>　　第12周：框架配筋計算；計算機軟件校核內(nèi)力及配筋。</p><p>　　第13周：結構施工圖繪制。</p><p>　　第14周：基礎內(nèi)力計算及配筋 </p><p>　　第15周：畢業(yè)設計答辯。</p>

23、<p>　　第二章 建筑設計總說明</p><p><b>　　2.1平面設計</b></p><p>　　2.1.1總平面布置</p><p>　　上海嘉定機床廠模具車間位于上海市嘉定區(qū)南翔鎮(zhèn)，該地主導風向為東南，因此考慮廠房定為西南走向，有利于廠房的通風。</p><p>　　廠房平面形狀規(guī)則，符合廠

24、房的建筑風格，方便施工，同時便于室內(nèi)設備的布置，且有利于結構抗震。建筑風格與廠區(qū)原有建筑相協(xié)調(diào)，并且建筑占地不影響廠區(qū)原有交通聯(lián)系。</p><p>　　本廠房采用鋼筋混凝土框架結構，采用橫向稱重方案?？蚣芙Y構有點在于建筑平間布置靈活，如采用輕質(zhì)隔斷材料，可降低建筑物的自重，經(jīng)過合理設計，框架結構延性好，抗震能力強。橫向承重框架剛度好，以縱向連系梁連接構成整幢建筑。</p><p>　　圖

25、2.1 總平面布置圖</p><p>　　2.1.2建筑結構方案</p><p>　　為節(jié)約工業(yè)用地，縮短工藝流程，擬采用多層結構。由于各層生產(chǎn)工藝有差別，平面布置有較大差異，且樓面荷載大，廠房寬度較大，因此決定采用多層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結構而非磚混結構?？蚣芙Y構的優(yōu)點在于其平面布置靈活，可用隔斷分隔成小房間，也可拆除隔斷改為大房間，其自重輕，通過合理設計，延性好，具有較好的抗震性能。同時

26、由于填充墻不承重，應此可以在其上開較大門洞，有利于采光通風。</p><p><b>　　2.1.3柱網(wǎng)布置</b></p><p>　　柱網(wǎng)的選擇應滿足生產(chǎn)工藝的需要。柱網(wǎng)尺寸的確定應符合《建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標準》（GBJ2—86）和《廠房建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標準》（GBJ6—86）的要求。同時，柱網(wǎng)的布置還應考慮廠房的結構形式，采用的建筑材料和其在經(jīng)濟上的合理性及施工上的可

27、能性?；谝陨显瓌t，同時結合生產(chǎn)工藝要求作出調(diào)整，該建筑柱網(wǎng)布置如圖1.1。</p><p><b>　　2.1.4平面組合</b></p><p>　　本建筑各個樓層的平面組合基于滿足該樓層生產(chǎn)工藝要求的原則，并且把生產(chǎn)用房間列為主要房間，置于各個樓層中間部位，其余房間如辦公室、廁所等置于各個樓層兩側，同時為分散人流，將樓梯間亦置于各個樓層兩端。</p>

28、<p>　　車間底層為大型機床間及精密機床間。底層平面布置形式采用內(nèi)廊式，這種布置形式適宜于各工段面積不大，生產(chǎn)上既需要相互緊密聯(lián)系，但又不希望相互干擾的工段。精密機床間需要恒溫條件，因此在底層車間中間分隔出一個恒溫室，并且吊頂。</p><p>　　車間二、三層布置各種車、鉗、刨、銑床等小型設備。由于生產(chǎn)工段需要大面積，各工序之間聯(lián)系緊密，不宜使用隔斷分隔成房間，因此平面布置形式采用統(tǒng)間式，這種布

29、置形式對流水線操作比較有利。同時，為滿足生產(chǎn)所需,在三層樓板下A、B軸線間設有5KN單軌懸掛吊車一臺。</p><p>　　車間四層布置電脈沖加工機床和線切割機床，采用內(nèi)廊式布置形式。</p><p>　　2.1.5交通組織及防火疏散設計</p><p>　　各個樓層中間均設有走廊，兩端設有樓梯，同時設有一臺2T客貨電梯。走廊的寬度應符合人流通暢和建筑防火要求?？紤]

30、到生產(chǎn)需要及人流通暢的原則，走廊寬度滿足最小寬度的要求。本建筑房屋耐火等級為二級，走廊寬度（米/100人）滿足《建筑設計防火規(guī)范》GBJ16—87（修訂本）的要求，同時房間門至外部出口或樓梯間的最大距離亦滿足規(guī)范要求。</p><p>　　樓梯間布置于各個樓層兩端，能很好起到分流作用，樓梯間寬度滿足最小寬度的要求，同時樓梯間有天然采光。樓梯采用雙跑形式，中間設有休息平臺。</p><p>

31、<b>　　2.1.6采光通風</b></p><p>　　多層廠房寬度較小，因此采用自然采光與通風，由于是框架結構，外墻上可以開較大洞口，因此除底層恒溫室一側外，其余外墻上均安裝有寬度較大，高度較高的窗，有利于車間采光均勻，通風良好。</p><p>　　第三章 結構方案設計說明</p><p>　　3.1結構方案的確定</p>

32、;<p>　　結構方案的確定首先應該結合生產(chǎn)工藝及層數(shù)的要求，其次還應該考慮建筑材料的供應、當?shù)氐氖┕ぐ惭b條件、構配件的生產(chǎn)能力以及基地的自然條件等。</p><p>　　本廠房采用鋼筋混凝土框架結構，采用橫向稱重方案。框架結構有點在于建筑平間布置靈活，如采用輕質(zhì)隔斷材料，可降低建筑物的自重，經(jīng)過合理設計，框架結構延性好，抗震能力強。橫向承重框架剛度好，以縱向連系梁連接構成整幢建筑。</p&g

33、t;<p>　　3.2基礎類型的確定</p><p>　　基礎類型的確定隨建筑物上部結構形式、荷載大小及地基土質(zhì)情況而定。上部結構形式直接影響基礎的型式，當上部荷載增大，且地基承載能力有變化時，基礎形式也隨之改變。本廠房采用筏形基礎，這種基礎大大減少了土方工作量，且適用于上部荷載較大、地基較弱的情況。</p><p><b>　　3.3結構布置</b>&

34、lt;/p><p>　　3.3.1柱網(wǎng)布置圖</p><p>　　圖3.1 柱網(wǎng)布置圖</p><p><b>　　3.3.2梁布置圖</b></p><p><b>　　圖3.2梁布置圖</b></p><p>　　3.3.3樓板布置圖</p><p>

35、<b>　　圖3.3樓板布置圖</b></p><p>　　3.4 框架結構承重方案的選擇</p><p>　　豎向荷載的傳力路徑：樓板的均布活載和恒載經(jīng)過次梁間接或者直接傳遞至主梁，再由主梁傳遞至框架柱，最后傳遞至地基。</p><p>　　根據(jù)以上樓蓋的平面布置及豎向荷載額傳力路徑，本多層工業(yè)廠房的承重方案為橫向框架承重方案，這樣可以由橫向

36、框架承擔豎向荷載以及平行于建筑橫向的水平荷載，框架沿主梁布置有利于提高建筑物的橫向抗側剛度，而縱向框架跨數(shù)較多，且僅需要按照構造要求布置較小的連系梁，這樣有利于建筑物室內(nèi)的采光和通風。</p><p><b>　　3.5確定計算簡圖</b></p><p>　　基礎采用筏形基礎，基礎埋深采用天然地基時，可以不小于建筑高度的1/12，因室外標高為-0.300m，所以基礎

37、埋深為 19m（房屋總高度）/12+0.3=1.88m</p><p>　　(自室內(nèi)地坪算起)，取屋頂柱的形心線作為框架的軸線，各層柱軸線重合，梁柱軸線取在板底處，底層柱計算高度從基礎梁頂面取至一層樓板底面高度，即，2~4層取計算高度為4.4m、4.4m、4.0m。</p><p>　　取1軸線橫向框架計算簡圖：</p><p>　　圖3.4 1號軸線結構計算簡圖

38、</p><p>　　3.6梁柱截面尺寸的初步確定</p><p>　　3.6.1框架梁柱截面尺寸估計</p><p>　　所有梁柱均采用C30混凝土。梁的截面尺寸宜符合以下要求：截面的寬度不宜小于200mm，截面高寬比不宜大于4；凈跨與截面高度比不宜小于4。</p><p>　　梁截面一般采用下面的方法估計：</p><

39、p>　　框架梁：h=（1/12--1/8）L,b=(1/3—1/2)h,b>=250;</p><p>　　次梁：h=(1/18-1/15)L;</p><p>　　縱梁：承重梁：h=（1/12-1/8）L;非承重梁：h=(1/18-1/15)L;</p><p>　　根據(jù)上述規(guī)定，對結構進行估算，結果如下。</p><p>　　

40、主梁：（即AB跨、 CD跨）</p><p>　　=(1/12—1/8)×7000=583~875 mm 取750mm</p><p>　　=（1/3~1/2）×750=250~375 mm 取300mm</p><p><b>　　次梁：</b></p><p>　　=(1/18~1/15)

41、×6000=333~400 mm 取400mm</p><p>　　=（1/3~1/2）×400=133~200 mm 取200mm</p><p><b>　　縱梁：</b></p><p>　　=750mm；=300mm</p><p>　　由此可得各梁截面數(shù)據(jù)，見表3.1。</p&

42、gt;<p>　　表3.1 各梁截面尺寸表</p><p>　　3.6.2框架柱截面尺寸估計</p><p>　　3.6.2.1柱的截面尺寸宜符合下列各項要求</p><p>　　矩形截面柱在非抗震設計設計時，邊長不宜小于250mm，剪跨比宜大于2，截面長邊與短邊的邊長比不宜小于3；</p><p>　　柱子的軸壓比按照《建筑抗

43、震設計規(guī)范》（GB50011-2010），即抗震等級分別為一、二、三的框架結構，柱的軸壓比限值分別為0.7、0.8、0.9。</p><p>　　根據(jù)柱的軸壓比限值按照下列公式計：</p><p>　　為考慮地震荷載組合時柱的軸力設計值，可進行初步估算，;C為彎矩對框架柱軸力的影響，中柱擴大系數(shù)取1.1，邊柱1.2；</p><p>　　=（12~14）KN/m &

44、#215;S,S為該柱承擔的樓面荷載面積；</p><p>　　為框架柱軸壓比限值，本方案為三級抗震等級，查規(guī)范取0.9；</p><p>　　為混凝土軸心抗壓強度設計值，C30 混凝土為14.3N/mm。</p><p>　　3.6.2.1計算過程</p><p><b>　　第一層</b></p>&l

45、t;p><b>　　底層邊柱：</b></p><p>　　=14×（1.25×6×3.5×4）×1.2=1764KN</p><p>　　=1.2××10=137063mm</p><p>　　所以可以取400×500=200000 mm>137063

46、 mm</p><p><b>　　底層中柱：</b></p><p>　　=1.1××10=215385mm</p><p>　　所以可以?。?00×600 mm>215385 mm</p><p><b>　　第二、三層</b></p><

47、p><b>　　二、三層邊柱：</b></p><p>　　=1.2××10=102797mm</p><p>　　所以可以?。?00×500=250000 mm>102797 mm</p><p><b>　　二、三層中柱：</b></p><p>　　=

48、1.1××10=161538mm</p><p>　　所以可以?。?00×500=250000 mm>161538 mm</p><p><b>　　第四層：</b></p><p><b>　　四層邊柱：</b></p><p>　　=1.2×

49、5;10=34266mm</p><p>　　所以可以?。?00×400=160000 mm>34266 mm</p><p><b>　　四層中柱：</b></p><p>　　=1.1××10=53846mm</p><p>　　所以可以?。?00×400=160000

50、mm>53846 mm</p><p>　　底層小柱（①-②軸線間）：</p><p><b>　　底層小柱：</b></p><p>　　=1.2××10=22420mm</p><p>　　所以可以?。?50×250=875000 mm>22420 mm</p>

51、<p>　　綜合以上計算，各柱截面尺寸取值如表3.2。</p><p>　　表3.2 各柱截面尺寸表</p><p>　　第四章 重力荷載代表值計算</p><p>　　本設計的建筑高度為18m<40m，以剪切變形為主，且質(zhì)量和高度均勻分布，故可用底部剪力法計算水平地震作用。首先需要計算重力荷載代表值。</p><p>

52、　　屋面處重力荷載代表值=結構和構配件自重標準值+0.5*屋面雪荷載標準值</p><p>　　樓面處重力荷載代表值=結構和構配件自重標準值+0.5*樓面雪荷載標準值</p><p>　　其中結構和夠配件自重取樓面上、下各半層層高范圍內(nèi)（屋面處取頂層的1/2）的結構及構配件自重。</p><p>　　4.1屋面均布恒荷載</p><p>　　

53、100厚現(xiàn)澆混凝土板 0.1×25=2.5KN/m2</p><p>　　保溫層 0.40KN/m2</p><p>　　35厚架空隔熱板 0.035×25=0.875 KN/m2</p><p>　　合計3.775 KN/m2</p><p><b>　　4.2樓面做法</b&g

54、t;</p><p>　　10厚水泥渣粉面</p><p>　　20厚水泥砂漿打底0.65 KN/m2</p><p>　　120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板0.12×25=3.00 KN/m2</p><p>　　12mm厚天花抹灰 0.12×16=0.192KN/m2</p><

55、p>　　合計3.842KN/m2</p><p>　　4.3屋面及樓面均布活荷載</p><p>　　上人的屋面 2.0KN/m2</p><p>　　雪荷載 0.25KN/m2</p><p>　　各樓層活荷載8KN/m2</p><p>　　4.4墻、門窗重力荷載計算</p>

56、<p>　　外墻采用MU10機制三孔磚（240×115×90），重度為19KN/m。M2.5混合砂漿砌筑。外墻采用1:3砂漿刮糙，1:3白水泥砂漿粉光：19×0.24+17×0.02=4.9 KN/m。</p><p>　　內(nèi)墻200厚加氣硅酸鹽砌塊，重度為5 KN/m。用1:1:6混合砂漿括糙紙筋灰面罩，噴白色涂料。5×0.2+17×0.

57、02×2=1.68 KN/m。</p><p>　　木門單位面積重力荷載：0.2 KN/m。</p><p>　　鋁合金窗單位面積重力荷載：0.4 KN/m。</p><p>　　4.5 梁柱重力荷載計算</p><p>　　表4.1 梁柱重力荷載計算表</p><p>　　4.6 荷載分層匯總</p&

58、gt;<p>　　各層重力荷載代表值計算公式</p><p>　　=第四層上半部分總重量=屋面恒載+50%活載+縱橫梁重+半層柱重+半層墻重+門重</p><p>　　=第四層下半部分總重量+第三層上半部分總重量=樓面恒載+50%樓面均布活載+縱橫梁重+樓面上下各半層的柱及縱橫墻體重+門重</p><p>　　=第三層下半部分總重量+第二層上半部分總重

59、量=樓面恒載+50%樓面均布活載+縱橫梁重+樓面上下各半層的柱及縱橫墻體重+門重</p><p>　　=第二層下半部分總重量+第一層上半部分總重量=樓面恒載+50%樓面均布活載+縱橫梁重+樓面上下各半層的柱及縱橫墻體重+門重</p><p>　　各層重力荷載代表值估算</p><p><b>　　樓板面積</b></p><

60、p>　　12×35.5+14.9×6.2-2.9×5.42-3.2×5.48-3.6×2.54=476.1 m</p><p><b>　　樓梯間面積</b></p><p>　　2.93×5.42+3.2×5.48+3.6×2.54=42.36 m</p><p

61、>　　=內(nèi)外橫墻重+內(nèi)外縱墻重+門重+樓板重+50%活荷載=7512.7</p><p>　　=內(nèi)外橫墻重+內(nèi)外縱墻重+門重+樓板重+50%活荷載=7108.6</p><p>　　=內(nèi)外橫墻重+內(nèi)外縱墻重+門重+樓板重+50%活荷載=7108.6</p><p>　　=內(nèi)外橫墻重+內(nèi)外縱墻重+門重+樓板重+50%活荷載=6314.4</p>&

62、lt;p>　　=內(nèi)外橫墻重+內(nèi)外縱墻重+門重+樓板重+50%活荷載=1350.6</p><p>　　注：衛(wèi)生間按普通樓板近似考慮，樓梯間折算為1.5倍板厚，活荷載取組合值系數(shù)為0.5。</p><p>　　集中于各個樓層標高處得重力荷載代表值的計算結果如下：</p><p><b>　　=6314.4KN</b></p>

63、<p>　　=7108.6+1350.6=8459.2KN</p><p>　　=7108.6+1350.6=8459.2KN</p><p>　　=1350.6+7512.7=8863.3KN</p><p>　　總計=32096.1 KN</p><p>　　圖4.1質(zhì)點重力荷載代表值</p><p>　

64、　梁、柱線剛度及D值計算</p><p>　　5.1框架梁、柱線剛度的計算（）</p><p>　　考慮現(xiàn)澆樓板對梁柱剛度的加強作用，故對中框架梁的慣性矩乘以2.0，對邊跨框架梁的慣性矩乘以1.5?？蚣芰旱木€剛度計算詳見表5.1，框架柱的線剛度計算詳見表5.2。</p><p>　　表5.1 梁線剛度計算</p><p>　　表5.2 各柱

65、線剛度</p><p>　　5.2各層橫向抗側剛度計算</p><p>　　考慮梁柱的線剛度比，用D值法計算框架柱的側翼剛度，計算過詳見下表。</p><p>　　表5.3 底層柱抗側剛度</p><p>　　表5.4 第二、三層柱抗側剛度</p><p>　　表5.5 第四層柱抗側剛度</p><

66、p>　　第六章 水平荷載作用下框架的側移及內(nèi)力計算</p><p>　　6.1地震作用下框架結構的內(nèi)力和側移計算</p><p>　　6.1.1結構基本自振周期的計算</p><p>　　采用能量法計算結構基本自振周期。計算公式為：</p><p>　　和 的計算過程列于表6.1，表6.2。</p><p>

67、<b>　　式中 </b></p><p>　　——質(zhì)點i的重力荷載代表值；</p><p>　　——各質(zhì)點的重力荷載代表值作為一組水平荷載時，結構質(zhì)點i處的水平位移m；</p><p>　　g——重力加速度，；</p><p>　　——考慮非承重墻影響的折減系數(shù)，框架結構可取0.6—0.7；框架剪力墻結構可取0.7—

68、0.8；剪力墻結構可取0.9—1.0。</p><p>　　表6.1結構頂點位移計算</p><p>　　表6.2 能量法計算結構基本自振周期</p><p>　　本設計中，取=0.65，將上述計算結果代入計算公式：</p><p>　　6.1.2水平地震作用以及樓層地震剪力計算</p><p>　　本多層廠房結構高度

69、未超過40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切變形為主（房屋高寬比小于4），采用底部剪力法計算橫向水平地震作用。</p><p>　　結構等效重力荷載代表值</p><p>　　=0.85=0.85×32096.1=27281.7KN</p><p>　　計算水平地震影響系數(shù)</p><p>　　根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》（G

70、B50011-2010）得到二類場地第一組特征周期值 =0.35s，由抗震設防烈度為7度得=0.08</p><p>　　由于<<5,所以==（0.35/0.624）×0.08=0.04754</p><p>　　結構總的水平地震作用標準值</p><p>　　==0.04754×27281.7=1297.0KN</p>

71、<p>　　由于/=0.624/0.35=1.78>1.4 故需要考慮頂部附加水平地震作用</p><p>　　頂部附加地震作用系數(shù)：=0.08+0.07=0.08×0.624+0.07=0.1199</p><p>　　==0.1199×1297.0=155.5KN</p><p>　?。?-）=(1-0.1199)

72、5;1297.0=1141.5KN</p><p>　　則各質(zhì)點的地震作用可由下式計算：</p><p>　　地震作用下各樓層水平地震層間剪力:=（i=1,2,3,4）</p><p>　　表6.3 各樓層地震剪力計算</p><p>　　6.1.3多遇水平地震作用下位移驗算</p><p>　　水平地震作用下框架結構

73、層間位移和頂點位移分別按照下列公式計算：</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　各層的層間彈性位移角，根據(jù)《建筑抗震規(guī)范》考慮磚填充墻抗側力作用的框架，層間彈塑性位移角值<1/550。各層層間彈性位移角計算如表6.4。</p><p>　　表6.4各層層間彈性位移角計算</p><p>　　由

74、此可見，最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層。</p><p>　　由于8.9×10<1/550=1.1818×10,層間彈性相對轉(zhuǎn)角均滿足規(guī)范，所以側移限值滿足規(guī)范要求。</p><p>　　6.1.4橫向框架在水平地震作用下的內(nèi)力計算</p><p>　　橫向框架在水平地震作用下的內(nèi)力計算采用D值法。下面以1軸線橫向框架為例，進行水平地震作用

75、下的框架內(nèi)力計算。</p><p>　　框架柱端剪力以及彎矩分別按照下列公式計算：</p><p><b>　??；</b></p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　y=+++;</b></p><p>　　注：1.為框架柱的標

76、準反彎點高度比；</p><p>　　2. 為上下層梁的線剛度變化時反彎點高度比的修正值；</p><p>　　3. 為上下層高度發(fā)生變化時反彎點高度比的修正值；</p><p>　　4.框架柱的反彎點高度比</p><p>　　下面以1軸線框架內(nèi)力計算為例。</p><p>　　6.1.4.1確定反彎點高度</

77、p><p>　　水平地震作用下的反彎點高度按照倒三角水平力考慮，查表可以得到標準反彎點高度比，以及修正系數(shù)、、從而可以算出反彎點高度。計算過程見表6.5。</p><p>　　表6.5 各柱反彎點高度計算</p><p>　　6.1.4.2框架各層柱內(nèi)及計算</p><p>　　地震作用下1號軸線框架柱剪力及柱端彎矩計算過程見表6.6，依照柱中剪

78、力和反彎點高度可以計算出柱端彎矩，按照梁的線剛度可以分配給與之相連的梁，便可以得到水平地震作用下1榀框架的彎矩圖，取出梁隔離體，利用隔離體的平衡條件，可以求出梁端剪力、跨中彎矩，依照剪力圖，由節(jié)點的豎向平衡條件可以求出框架柱的軸力。</p><p>　　表6.6 地震作用下橫向框架柱剪力與柱端彎矩（1號軸線）</p><p>　　因此可以作出在水平地震作用下框架結構的彎矩圖、剪力圖和軸力圖

79、分別如圖6.1，圖6.2，圖6.3所示。</p><p>　　圖6.1 水平地震作用下彎矩圖</p><p>　　6.2水平風荷載作用下框架結構的內(nèi)力和側移計算</p><p>　　已知基本風壓為0.55 KN/m，地面粗糙度為B類，結構總高度為18m，則計算主要承重結構時，垂直作用于建筑物表面的風荷載標準值為：</p><p>　　為風荷載

80、體形系數(shù)，按照規(guī)范迎風面取0.8，背風面取0.5，合計=1.3</p><p>　　由于框架結構橫向自振周期：</p><p>　　=0.25+0.53×10×=0.25+0.53×10×=0.328S>0.25S</p><p>　　依照規(guī)范規(guī)定：對于基本自振周期大于0.25s的工程結構，如房屋，屋蓋及各種高聳結構，以

81、及高度大于30m且高寬比大于1.5的高柔房屋，均應該考慮風壓對結構產(chǎn)生順風向風振影響。</p><p><b>　　即：</b></p><p>　　對于1軸線框架，其負荷寬度為B=6/2=3m。</p><p>　　6.2.1風振系數(shù)計算</p><p>　　由于=0.55×0.328=0.059。查表得脈動

82、增大系數(shù)=1.19</p><p>　　由于H/B=19/14.9=1.28，H<30m。查表得到脈動影響系數(shù)=0.46</p><p>　　其計算過程如表6.7。</p><p>　　表6.7 風振系數(shù)計算</p><p>　　6.2.2各樓層集中風荷載標準值計算</p><p>　　各樓層樓面處集中風荷載標準

83、值計算列于表6.8。</p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　， B=3m。</b></p><p>　　表6.8 各樓層樓面集中風荷載計算</p><p>　　6.2.3風荷載作用下框架的側移驗算</p><p>　　風荷載作用下框架結構的層

84、間側移可按照轄下式計算：</p><p>　　式中 ——第j層得總剪力標準值；</p><p>　　——第j層所有柱的抗側剛度之和；</p><p>　　——第j層的層間側移。</p><p>　　由上知風荷載的計算簡圖，如圖6.4。</p><p>　　圖6.4 1號軸線橫向框架在風荷載作用下的計算簡圖</

85、p><p>　　各層樓的樓板標高處的側移值是該層以下各層層間位移之和。頂點側移是所有各層層間位移之和。</p><p>　　1號軸線在風荷載作用下側移的計算過程見表6.9。</p><p>　　表6.9 層間彈性位移角驗算 </p><p>　　側移驗算：查表可知彈性層間位移角限值，對于框架結

86、構，樓層層間最大位移與層高之比的限值為1/550。本框架的層間最大位移與層高之比在底層，其值為1/3053<1/550,框架側移滿足規(guī)范要求。</p><p>　　第七章 樓板、聯(lián)系梁設計計算</p><p><b>　　7.1樓板設計</b></p><p>　　各樓層采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板結構，為了簡化計算，合理布置梁系，把樓蓋分

87、為單向板。大部分板厚取100mm。下面以二層樓蓋為例說明樓板的設計方法。</p><p>　　7.1.1二層樓板平面布置圖</p><p>　　對于第二層樓面，二層樓面梁格布置示意圖，樓板平面布置示意圖如圖7.1、圖7.2所示。</p><p>　　圖7.1二層樓面梁格布置示意圖</p><p>　　圖7.2二層樓板平面布置示意圖</p

88、><p>　　7.1.2 樓板荷載</p><p><b>　　1.恒荷載</b></p><p>　　10厚水泥渣粉面</p><p>　　20厚水泥砂漿打底 0.65 KN/m2</p><p>　　120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板0.12×25=3.00 KN/m2</

89、p><p>　　12mm厚天花抹灰 0.12×16=0.192KN/m2</p><p>　　合計3.842KN/m2</p><p>　　2.活荷載標準值 8 KN/m</p><p>　　恒荷載分項系數(shù)取1.2，因樓面活荷載標準值大于4 KN/m，所以活荷載分項系數(shù)應取1.3。于是板

90、總的荷載設計值為：</p><p>　　可變荷載效應控制的組合g+q=(1.2×3.842+1.3×8)×1.0=15.01KN/m；</p><p>　　永久荷載效應控制的組合g+q=(1.35×3.842+0.7×1.4×8)×1.0=13.027KN/m</p><p>　　由此可見對于板而

91、言，由可變荷載效應控制組合所得到的荷載設計值較大，所以板得內(nèi)力計算時可取g+q=15.01KN/m.</p><p>　　7.1.3 樓板設計方案</p><p>　　AB跨：=6000/2250=2.67>2.0 但<3；</p><p>　　BC 跨：=6000/2375=2.55>2.0 但< 3 ；</p><

92、p>　　《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010規(guī)定：沿兩對邊支承的板應按單向板計算；對于四邊支承的板，當長邊與短邊比值大于3時，可按沿短邊方向的單向板計算；當長邊與短邊比值小于3時，宜按雙向板計算；當長邊與短邊比值介于2與3之間時，亦可按沿短邊方向的單向板計算，但應沿長邊方向布置足夠數(shù)量的構造鋼筋；當長邊與短邊比值小于2時，應按雙向板計算。本框架結構的樓板混凝土選用 ，梁中受力筋用HRB400級鋼筋，其它鋼筋均采用HPB235級鋼筋

93、。</p><p>　　7.1.4樓板的跨度確定</p><p>　　根據(jù)圖7.1二層樓面梁格布置示意圖，B-C跨2等分，A-B跨3等分。易確定板的計算跨度：</p><p><b>　　=2375mm</b></p><p>　　=2250mm。因跨度相差小于10% 可按等跨度連續(xù)梁計算。</p><

94、;p>　　圖7.3 2軸線—8軸線間樓板平面布置</p><p>　　7.1.5樓板的彎矩設計值計算</p><p>　　取1m板寬作為計算單元，按照彈性理論計算，取1區(qū)格板的計算跨度為=2375mm。如果1區(qū)格板梁端是完全簡支的情況，則跨中彎矩為，考慮到1區(qū)格板兩端的嵌固作用，故跨中彎矩取為；1區(qū)格板如果兩端是完全嵌故，則支座彎矩為，考慮到支座兩端不是完全嵌固，故取支座彎矩為。

95、</p><p>　　表7.1 1區(qū)格板的彎矩計算</p><p>　　同理，可求出2區(qū)格板的彎矩，參見表7.2。</p><p>　　表7.2 2區(qū)格板的彎矩計算</p><p>　　7.1.6板截面配筋計算</p><p>　　板保護層厚度取20mm，選用φ8鋼筋作為受力鋼筋，則板的截面有效高度為：&l

96、t;/p><p>　　=h-c- =100-20-4=76mm，b=1000mm。</p><p>　　混凝土選用 （），梁中受力筋采用HRB400級鋼筋（）其它鋼筋均采用HPB235級鋼筋()。</p><p>　　1區(qū)格板截面配筋計算過程可見表7.3所示。</p><p>　　表7.3 1區(qū)格板的配筋計算</p><p&

97、gt;　　2區(qū)格板截面配筋計算過程可見表7.4所示。</p><p>　　。 表7.4 2區(qū)格板的配筋計算</p><p>　　1-2軸線間單向板配筋計算過程見表7.5所示。</p><p>　　表7.5 1-2軸線間單向板的配筋計算</p>

98、<p>　　7.1.7板截面受剪承載力驗算</p><p>　　板截面剪力設計值可按照式 計算，最大剪力發(fā)生在2區(qū)板得兩邊，其值為 V=0.55×15.01×(2.375-0.2)=17.94KN。</p><p>　　對于不配箍筋和彎起鋼筋的一般板類受彎構件，其斜截面受剪承載力應符合下列規(guī)定：</p><p>　　本設計中=80mm&

99、lt;800mm，故=1.0；b=1000mm， =1.43N/mm帶入上式可得：</p><p>　　=0.7×1×1.43×1000×80×10=80.08KN>V=17.94KN</p><p>　　所以板得斜截面受剪承載力滿足要求。</p><p><b>　　7.2次梁設計</b>

100、;</p><p>　　按照考慮塑性內(nèi)力重分布設計。根據(jù)本車間樓蓋的實際使用情況，樓蓋的次梁和主梁活荷載不考慮從屬面積上的荷載折減。</p><p>　　7.2.1荷載設計值</p><p><b>　　1.恒荷載設計值：</b></p><p>　　板傳來的恒荷載： 3.842KN/m×2.375m

101、=9.12KN/m</p><p>　　次梁自重： 25×0.2×（0.4-0.1）=1.5 KN/m</p><p>　　次梁粉刷： 17×0.015×（0.4-0.1）×2=0.153 KN/m</p><p>　　合計：

102、 10.8KN/m</p><p>　　2.活荷載標準值： 8KN/m×2.375m=19KN/m</p><p><b>　　總的荷載設計值：</b></p><p>　　由可變荷載效應控制的組合：g+q=1.2×10.8+1.3×19=37.66 KN/m；</p>

103、<p>　　由永久荷載效應控制的組合：g+q=1.35×10.8+0.7×1.4×19=33.2KN/m；</p><p>　　所以次梁內(nèi)力計算時取: g+q=37.66KN/m。</p><p>　　7.2.2 次梁的計算簡圖</p><p>　　次梁與主梁整體現(xiàn)澆，混凝土采用級，鋼筋采用HRB400,主梁尺寸300mm

104、×750mm，次梁尺寸200mm×400mm。次梁計算簡圖如圖7.4所示。</p><p>　　圖7.4 次梁計算簡圖</p><p>　　次梁的計算跨度易知，可?。?lt;/p><p><b>　　=6000mm</b></p><p><b>　　=5500mm</b></

105、p><p>　　因跨度相差小于10% 可按等跨度連續(xù)梁計算。</p><p>　　7.2.3 次梁的內(nèi)力計算</p><p>　　次梁L1、L2彎矩、剪力計算見表7.6和表7.7。</p><p>　　表7.6 次梁L1的內(nèi)力計算</p><p>　　同理，可求出次梁L2的內(nèi)力，參見表7.7。</p>&

106、lt;p>　　表7.7 次梁L2的內(nèi)力計算</p><p>　　7.2.4 次梁正截面配筋計算</p><p>　　7.2.4.1截面計算</p><p>　　次梁跨中截面按照T形截面計算，支座截面按照矩形截面計算：</p><p>　　左邊跨：=/3=6000/3=2000mm；</p><p>　　=b

107、+=200+2250=2450mm</p><p>　　取較小值：=2000mm</p><p>　　右邊跨：=/3=5500/3=1833.3mm;</p><p>　　=b+=200+2250=2450mm</p><p>　　取較小值：=1833.3mm</p><p>　　7.2.4.2判斷截面類型</p

108、><p>　　=h-=400-40=360mm, =360N/mm,=14.3 N/mm</p><p>　　=1.0×14.3×2000×100×(360-100/2)=886.6KN×m>84.03KN×m</p><p>　　所以各跨中屬于第一類T行截面，支座按照矩形截面設計。</p>

109、<p>　　次梁正截面受彎承載力計算見表7.8，表7.9。</p><p>　　表7.8 次梁L1正截面配筋計算</p><p>　　次梁L2的正截面配筋計算過程見表7.9所示。</p><p>　　表7.9 次梁L2正截面配筋計算</p><p>　　7.2.4 次梁斜截面受剪承載力計算</p><p&g

110、t;　　次梁斜截面受剪承載力計算見表7.10，按照規(guī)定考慮塑性內(nèi)力重分布時，箍筋數(shù)量應增大20%，所以計算時將乘以1.2，配筋率應大于或等于0.36=0.00143，經(jīng)計算各截面均滿足要求。</p><p>　　——配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面積，，其中n為在同一個截面內(nèi)的箍筋肢數(shù)，為單支箍筋的截面面積；</p><p>　　S——沿構件長度方向箍筋的間距。</p>

111、<p>　　表7.10次梁斜截面承載力計算</p><p>　　由于次梁q/g=19/10.8=1.76<3，且跨度相差小于20%，故可以按照構造要求確定受力鋼筋的彎起和截斷。</p><p><b>　　樓梯設計計算</b></p><p><b>　　8.1設計資料</b></p><

112、;p><b>　　8.1.1樓梯概況</b></p><p>　　本廠房設計采用現(xiàn)澆整體式鋼筋混凝土板式樓梯，踏步尺寸170mm×300mm,層高4.4m，采用混凝土（），梁中縱向受力鋼筋選用HRB335，其余鋼筋均采用HPB235；樓梯上均布活荷載標準值q=2.5.</p><p>　　計算①～②軸線間第2層樓梯。</p><p&

113、gt;　　8.1.2樓梯結構平面圖</p><p>　　圖8.1 1-2軸線間第2層樓梯樓平面圖</p><p>　　圖8.2 1-2軸線間第2層樓梯踏板詳圖</p><p><b>　　8.2樓梯板計算</b></p><p><b>　　8.2.1荷載計算</b></p>&l

114、t;p>　　板厚取/30，為梯段板跨度=3240+130+530=3900，樓梯板的厚度為h=/30～/25=3900/30～3900/25=130mm～156mm,取h=140mm。</p><p>　　樓梯板斜板的傾斜角如下：</p><p>　　2020/3240=0.5667=； =0.85。</p><p>　　取1m寬板作為計算單元</p&g

115、t;<p><b>　　恒載計算</b></p><p>　　恒荷載踏步重 1/0.3×1/2×0.17×0.3×25=2.125KN/m</p><p>　　斜板重 1/0.85×0.12×25=3.53KN/m</p>

116、<p>　　20mm 厚混合砂漿找平層 (0.3+0.17)/0.3 ×1×0.02×20=0.627KN/m</p><p>　　合計：恒荷載標準值 6.3KN/m </p><p>　　恒荷載設計值 g=1.2×6.3=7.56KN/m</p><p>　　活荷載標準值

117、 q=2.5×1.0=2.5KN/m</p><p>　　活荷載設計值 q=1.4×2.5=3.5KN/m</p><p>　　荷載設計 g+q=7.56+3.5=11.06KN/m</p><p><b>　　8.2.2內(nèi)力計算</b></p&g

118、t;<p>　　計算跨度 =3.90m</p><p>　　跨中彎矩 =1/10×11.06×3.9=16.82KN×m</p><p>　　=0.5×11.06×3.9×0.85=18.33 KN</p><p><b>　　8.2.3配筋計算</b></p

119、><p>　　=h-20=140-20=120mm (保護層厚度為20mm)</p><p><b>　　=0.0817;</b></p><p>　　=0.0853<=0.614</p><p><b>　　=697.02mm</b></p><p>　　受力鋼筋選用φ1

120、0@100（=785 mm）</p><p>　　梯段板抗剪，因，滿足抗剪要求。支座構造筋φ10@200。</p><p><b>　　8.3平臺板計算</b></p><p>　　按照簡支板計算，計算簡圖如圖8.3。</p><p>　　圖8.3 平臺板計算簡圖</p><p>　　取一米板作

121、為計算單元，計算跨度近似?。?lt;/p><p>　　板跨度=1.46+0.12-0.2/2=1.48m</p><p>　　平臺板厚度 h=1/35×=1/35×1.48=42.28mm</p><p>　　按照構造要求取平臺板的厚度為70mm</p><p><b>　　8.3.1荷載計算</b>&l

122、t;/p><p><b>　　恒載</b></p><p>　　平臺板自重 1.2×0.07×1×25=2.1KN/m</p><p>　　20mm厚找平層 1.2×0.02×1×20=0.48KN/

123、m</p><p>　　板底粉刷 1.2×0.02×17=0.408KN/m</p><p>　　合計：恒荷載標準值=2.988KN/m</p><p><b>　　活荷載</b></p><p>　　活荷載標準值

124、 2.5KN/m</p><p>　　活荷載設計值 1.4×2.5=3.5KN/m</p><p>　　荷載總計： g+q=2.988+3.5=6.49KN/m</p><p><b>　　8.3.2內(nèi)力計算</b></p&

125、gt;<p>　　跨中彎矩=1/10×6.49×1.48=1.42KN/m</p><p><b>　　8.3.3配筋計算</b></p><p>　　=h-25=70-25=45mm (保護層厚度為25mm)</p><p><b>　　=0.0490;</b></p>&

126、lt;p>　　=0.0503<=0.614</p><p><b>　　=154.1mm</b></p><p>　　受力鋼筋選用φ8@200（=252 mm）</p><p><b>　　8.4平臺梁設計</b></p><p>　　截面高度h=L/12=3175/12=265，取高h

127、=300mm，寬取200mm</p><p><b>　　8.4.1荷載計算</b></p><p>　　樓梯板傳來 11.04×3.9/2=21.53KN/m</p><p>　　平臺板傳來 6.49×（1.48/2+0.2）=6.10KN