抗震设计计算书

台州学院2008 级课程大作业 学号： 0836220090 台州学院2010 级课程大作业 学号： 台 州 学 院 课程大作业计算 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 题目： 框架结构抗震设计 设计编号： TZ-3AⅡ8 学 院：建筑 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 专 业：土木工程 班 级：2010级（2）班 姓 名： 指导教师：林宏剑 完成日期：2013 年 12 月 7 日 台州学院课程大作业成绩评定表 姓 名 院 （系） 建筑工程学院 班 级 2010级（ 班） 学 号 专业层次 本科 指导教师 林宏剑 职 称 设计题目 框架结构抗震设计 设计编号 TZ-3AⅡ8 设计说明书 页 数 43 图纸数量 梁柱配筋图1张；板配筋图1张；次梁楼梯配筋图1张；共 3 张 成绩评定： 工作表现 计算书 设计图纸 答辩成绩 总成绩 分 值 20 30 30 20 得 分 指导教师 （签名） 年 月 日 评定依据： 实践环节 名称 考核单元 考 核 内 容 框架结构抗震设计 工作表现 （20分） 出勤情况、学习态度、是否独立完成设计等 计算书 （30分） 荷载计算项目齐全，取值正确，荷载组合恰当； 计算简图选取正确，计算方法选择恰当，内力计算正确； 所选用结构材料的品种、规格型号、标号齐全、准确； 构件设计正确、合理 书写格式正确，计算书整洁、规范。 设计图纸 （30分） 按规定完成了应画的结构 施工 文明施工目标施工进度表下载283施工进度表下载施工现场晴雨表下载施工日志模板免费下载 图； 施工图符合任务书要求、符合制图标准、设计符合有关规范； 图面布置均匀，图面整洁，线型使用恰当，线条规整； 尺寸、标高等数据标准齐全，字体工整，符合规范要求； 投影关系正确，能满足施工要求 答辩 （20分） 对于口试问题回答基本概念清楚、思路清晰、规范熟悉 2010级土木工程专业（建筑工程方向） 建筑结构抗震设计（大作业） 1工程概况 本工程为一中型商场。营业厅拟建四层。占地面积1016.28ｍ2，建筑面积4032ｍ2。建筑工程等级为二级、耐火等级为二级，合理使用年限为50年，屋面防水等级为二级。采用全现浇钢筋混凝土框架结构。层高为4.5m 2 设计参数 （1）该建筑属于丙类建筑，重要性等级为二级； （2）该建筑位于地震区，【A】设防烈度为7度，设计地震分组为第二组，抗震等级为三级； （3）该建筑场地，【Ⅰ】类，地面粗糙度为B类； （4）建筑所在地区基本风压0.75kN/m2 （5）该建筑横向承重框架，三跨，横向柱网尺寸分1~8组，共8组；纵向6.6m. （6）活荷载标准值：屋面1.5 kN/m2，楼面均布活荷载 3.5 kN/m2 3 设计资料 3.1建筑平面图（底层） 3.2结构平面布置图 采用主次梁、单向板布置 【特别注意】 柱网尺寸共分10组，以上建筑平面图和结构平面布置图中的柱网间距只是其中一组，具体计算时，以规定的横向柱网尺寸为准。 表 柱网尺寸 组 别 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 纵向 开 间 5700 6000 6300 6600 6900 6600 6300 6000 6900 7200 开间数 8 8 8 7 7 7 8 8 7 7 横向 边跨长 6600 6900 7200 7800 8100 6600 6600 7200 6900 7200 中跨长 8400 8100 7800 7800 8100 7800 8100 7500 7500 7200 3.3 建筑做法 （1）屋面: 100厚钢筋混凝土楼板； 20-30厚1：8水泥炉渣找坡； 20厚1：3水泥沙浆找平； 配套基层及卷材胶结剂做结合层； 合成高分子防水卷材做防水层； 现浇40厚C20细石混凝土保护层。 (2）楼面做法： 100现浇钢筋混凝土楼板； 15厚1：3水泥沙浆打底； 10厚水泥石渣，面层磨光打蜡，做成水磨石地面。 （3）墙身做法：外墙和采用粉煤灰轻质砌块，外墙帖面采用无釉面砖，采用规格150mm×150mm，先抹15厚1：3水泥砂浆找底并划毛，再用1：0.3：3水泥石灰混和沙浆满刮10厚于面砖背面贴于墙上；内墙面采用中级标准抹灰，由底层一层、中层一层、面层一层构成：底层和中层采用16厚1：3的石磁沙浆，面层采用2.5厚石灰青罩面，总厚度18.5。 3.4材料等级 (1)柱： 采用C40 （Ec1=3.25×107kN/m2） (2)梁板：采用C30 （Ec2=3.00×107kN/m2） (3)钢筋：HPB300级钢筋， = ’ =270N/mm2，HRB335级钢筋, = ’=300N/mm2 ，HRB400级钢筋, = ’=360N/mm2；注：宜优先选用HRB400级钢筋 4、任务要求 按分组情况，进行横向框架抗震设计。 （1）提供手写计算书一份，页面：A4纸。内容包括： 封面：统一格式（打印） 结构设计说明； 估计板、柱、梁的截面尺寸； 计算简图； 荷载计算：恒载、竖向活载、风载 地震作用计算分别采用2种方法或其一计算地震作用（此项是考核的重点之一）： （a）采用底部剪力法计算； （b）采用振型分解反应谱法计算 内力计算和内力图，必须采用以下指定方法（手算必须完成）： （a）手算：恒载内力——采用分层法； 活载内力——采用弯矩二次分配法； 风载和地震作用内力——采用D值法； （b）电算：采用结构力学求解器分别计算恒载、活载、风载和地震作用内力和楼层位移; （c）PKPM软件计算以上荷载内力和楼层位移。 （d）手算、电算、PKPM计算的内力比较：针对典型楼层梁、柱的轴力、剪力和弯矩、位移，列 表格 关于规范使用各类表格的通知入职表格免费下载关于主播时间做一个表格详细英语字母大小写表格下载简历表格模板下载 比较三种计算方法内力和位移的异同，并分析原因。 内力组合：只对一层框架的边梁、中梁；边柱、中柱进行非抗震设计和抗震设计内力组合 框架梁、柱配筋计算：按照抗震设计要求列表计算框架梁、柱配筋。 （2）图纸：手工绘制一榀横向框架梁、柱的配筋图，图幅：A3 （图纸为考核的重点之一，应特别注意制图的规范要求；配筋图应注意抗震构造要求） （3）装订要求：封面、大作业评分表、任务书、目录、计算书正文、图纸（折成A4纸大小，附在计算书正文之后，单侧装订） 5、完成时间 课程结束前。 6、分组 按照：层高【1~3】-设防烈度【A、B】-场地类别【Ⅰ、Ⅱ】-柱网【1~10】分组。共120个题目。如：个人设计编号为：【1】-【B】-【Ⅰ】-1 目 录 1工程概况与计算简图.........................................................................................................（9） 1.1工程概况....................................................................................................................（9） 1.2设计参数......................................................................................................................（9） 1.3设计资料......................................................................................................................（9） 1.3.1建筑平面图..........................................................................................................（9） 1.3.2结构平面布置图..................................................................................................（10） 1.3.3建筑做法............................................................................................................（10） 1.3.4材料等级..............................................................................................................（11） 2梁、板、柱截面尺寸的初步确定.......................................................................................（12） 2.1初步估算梁、板截面尺寸.........................................................................................（12） 2.1.1框架梁截面尺寸....................................................................................................（12） 2.1.2框架柱截面尺寸...................................................................................................（12） 3荷载标准值计算...............................................................................................................（13） 3.1恒载标准值计算.........................................................................................................（13） 3.2活载标准值计算.........................................................................................................（15） 3.3各层重力荷载代表值................................................................................................（15） 4刚度参数计算....................................................................................................................（16） 4.1梁的线刚度计算.........................................................................................................（16） 4.2柱的线刚度计算........................................................................................................（17） 4.3横向框架柱侧移刚度值.............................................................................................（17） 5计算结构自振周期..............................................................................................................（18） 5.1顶点位移法计算基本周期.........................................................................................（18） 5.2多遇水平地震作用计算..............................................................................................（18） 6水平作用下结构内力分析..................................................................................................（22） 6.1反弯点高度计算..........................................................................................................（22） 6.2框架内力计算..............................................................................................................（22） 6.3横向水平地震作用下的弯矩、剪力和轴力图...............................................................（23） 6.4风荷载计算.....................................................................................................................（25） 6.4.1风荷载作用下的内力计算................................................................................（25） 6.4.2横向风荷载作用下的弯矩、剪力和轴力图（左风）.....................................（25） 7竖向作用下结构内力分析...................................................................................................（29） 8内力组合...............................................................................................................................（33） 9配筋计算................................................................................................................................（37） 9.1框架柱截面设计...........................................................................................................（37） 9.1.1轴压比验算............................................................................................................（37） 9.1.2 正截面受弯承载力计算........................................................................................（37） 9.1.3垂直于弯矩作用平面的受压承载力计算..............................................................（38） 9.1.4斜截面受剪承载力计算..........................................................................................（39） 9.2框架梁截面设计.............................................................................................................（40） 9.2.1框架梁的正截面受弯承载力配筋计算..................................................................（41） 9.2.2斜截面受剪承载力..................................................................................................（42） 9.3框架梁柱节点抗震验算................................................................................................（43） 10施工图.................................................................................................................................（43） 1工程概况与计算简图 1.1工程概况 本工程为一中型商场。营业厅拟建四层。占地面积1056.05ｍ2，建筑面积4224ｍ2。建筑工程等级为二级、耐火等级为二级，合理使用年限为50年，屋面防水等级为二级。采用全现浇钢筋混凝土框架结构。 层高为：底层4.5m，其余3.6m 1.2 设计参数 （1）该建筑属于丙类建筑，重要性等级为二级； （2）该建筑位于地震区， 【A】设防烈度为7度，设计地震分组为第二组，抗震等级为三级； （3）该建筑场地， 【Ⅱ】类，地面粗糙度为B类； （4）建筑所在地区基本风压0.75kN/m2 （5）该建筑横向承重框架，三跨，横向柱网尺寸分1~8组，共8组；纵向6.6m. （6）活荷载标准值：屋面1.5 kN/m2，楼面均布活荷载 3.5 kN/m2 1.3 设计资料 1.3.1建筑平面图（底层） 1.3.2结构平面布置图 采用主次梁、单向板布置 图1 框架结构计算简图 1.3.3 建筑做法 （1）屋面: 100厚钢筋混凝土楼板； 20-30厚1：8水泥炉渣找坡； 20厚1：3水泥沙浆找平； 配套基层及卷材胶结剂做结合层； 合成高分子防水卷材做防水层； 现浇40厚C20细石混凝土保护层。 (2）楼面做法： 100现浇钢筋混凝土楼板； 15厚1：3水泥沙浆打底； 10厚水泥石渣，面层磨光打蜡，做成水磨石地面。 （3）墙身做法：外墙采用240mm蒸压加气混凝土砌块，外墙帖面采用无釉面砖，采用规格150mm×150mm，专用砂浆为20厚，面砖为20厚；内墙采用240mm蒸压加气混凝土砌块，两边各一道20厚专用砂浆。女儿墙采用120mm厚蒸压加气混凝土砌块，两边各一道20厚专用砂浆。 1.3.4材料等级 (1)柱： 采用C30 （Ec1=3.00×107kN/m2） (2)梁板：采用C25 （Ec2=2.80×107kN/m2） (3)钢筋： HRB400级钢筋, = ’= 360N/mm2； 图2 框架结构计算简图 2梁、板、柱截面尺寸的初步确定 2.1初步估算梁、板截面尺寸 因为横向柱距有7.2m，8.1m两种，故L1跨度8.1m，L2跨度7.2m；纵向主梁L3跨度6.6m。 2.1.1框架梁截面尺寸 主梁：高度:hb=（1/12—1/8）lb；宽度:bb=（1/3—1/2）hb； L1:hb=（1/12—1/8）×8100=675—1012，取hb=700； bb=（1/3—1/2）×800=266—400， 取bb=300； L2:hb=（1/12—1/8）×7200=600—900，取hb=700； bb=（1/3—1/2）×700=266—400， 取bb=300； L3:hb=（1/12—1/8）×6600=550—825，取hb=700； bb=（1/3—1/2）×700=266—400， 取bb=300； 次梁：高度:hb=（1/15—1/10）lb；宽度:bb=（1/2—1/3）hb； L4：hb=（1/15—1/10）×6600=400—660，取hb=450； bb=（1/2—1/3）×500=167—250， 取bb=200； 板的最小厚度:h板≥L/40=2700/40=67.5mm，考虑到商场的承重及板中部分管道的埋设和各层统一，取h板=100mm。 2.1.2框架柱截面尺寸 底层柱轴力估算:抗震等级为三级的框架柱的截面尺寸可由轴压比uN=N/（Acfc）≤0.85初步确定。 估算柱的轴力设计值N，框架柱轴力设计值由竖向荷载作用下的轴力设计值Nv并考虑地震作用下的影响由下公式可得， N=（1.0~1.1Nv） 由本工程三级抗震等级框架。故取 N=1.0Nv（中柱）N=1.1Nv（边柱） Nv可根据柱支撑的楼板面积，楼层数及楼层上的竖向荷载，并考虑到分项系数1.2进行计算。楼层竖向荷载可按12~18kN/m2计算（注:估算边柱轴力时，荷载取最大值，估算中柱轴力时最小值）。 边柱:取楼层竖向荷载为18kN/m2，则楼层传来的边柱的竖向力为: 6.6×7.2/2×18×1.2=513.2kN 中柱:取楼层竖向荷载为12kN/m2，则楼层传来的中柱的竖向力为: 6.6×（8.1+7.2）/2×12×1.2=727.1kN 底层边柱轴力设计值:N=1.1×513.2×4=2258.1kN； 底层中柱轴力设计值:N=1.0×727.1×4=2908.4kN。 估算柱的截面尺寸： 边柱截面: ，取 ； 中柱截面: ，取 ； 3.荷载标准值计算 3.1 恒载标准值计算 屋面恒载标准值计算 现浇40厚C20细石混凝土保护层 1kN/m2 合成高分子防水卷材做防水层 0.4kN/m2 配套基层及卷材胶结剂做结合层 0.1kN/m2 20厚1：3水泥沙浆找平 0.4kN/m2 20-30厚1：8水泥炉渣找坡 0.35kN/m2 100mm 厚混凝土现浇板 0.1 25=2.5N/m2 合计 4.75kN/m2 1~3层楼面恒载标注值计算 10厚水磨石地面 0.65kN/ m2 15厚1：3水泥沙浆打底 0.3N/m2 100现浇钢筋混凝土楼板 2.5kN/m2 合计 3.45kN/m2 梁自重恒载标准值计算 截面尺寸： b×h=300mm×700mm 自重 kN/m 抹灰层：10mm厚混合砂浆 kN/m 合计 4.76kN/m 截面尺寸： b×h=200mm×450mm 自重 kN/m 抹灰层：10mm厚混合砂浆 kN/m 合计 1.90kN/m 柱自重恒载标准值计算 柱截面尺寸： b×h=500mm×700mm 自重 kN/m 抹灰层：10mm厚混合砂浆 kN/m 合计 9.16kN/m 墙自重恒载标准值计算 内墙采用240mm蒸压加气混凝土砌块，两侧各抹20mm厚的专用砂浆 5.5 0.24+20 0.020 2=2.12kN/m2 外墙采用240mm蒸压加气混凝土砌块，外墙帖面采用无釉面砖，先抹15厚1：3水泥砂浆找底并划毛，再用再用1：0.3：3水泥石灰混合砂浆满刮10厚于面砖背面贴于墙上： 0.02 20+0.020 20+0.24 5.5+0.020 20=2.52kN/m2 女儿墙120mm厚蒸压加气混凝土砌块，两侧各抹18.5mm厚的混合砂浆 5.5 0.12+20 0.020 2=1.46kN/m2 3.2 活荷载标准值计算 屋面及楼面活荷载标准值 屋面 1.5kN/m2 商场楼面 3.5kN/m2 3.3 各层重力荷载代表值 1.屋面竖向恒载：4.75×1040=4940kN 2.屋面竖向活载：1.5×1040=1560 kN 3.楼面竖向恒载：3.45×1040=3588kN 4.楼面竖向活载：3.5×1040=3640kN 5.梁柱自重： 梁柱自重计算 编号 截面(m2) 长度(m) 根 数 每根重（KN） L1 0.3×0.7 8.1 8×4 38.56 L2 0.3×0.7 7.2 16×4 34.27 L3 0.3×0.7 6.6 28×4 31.42 L4 0.2×0.45 6.6 42×4 12.54 底柱 0.5×0.6 5.25 32×1 48.09 其它层柱 0.5×0.6 3.6 32×3 32.98 6．墙体自重：（包括女儿墙和各种纵横隔墙） 墙体自重 墙 体 每片面积 片 数 重量 女儿墙 82.44 1 120kN 底层纵墙 414.9 1 1013kN 底层横墙 309.13 1 719kN 2-4层纵墙 294.06 1 717kN 2-4层横墙 244.18 1 570kN 7．荷载分层总汇 屋面重力荷载代表值 Gi=屋面恒载+50%屋面活荷载+纵横梁自重+楼面下半层的柱及纵横墙自重； G=4940+0.5×1560+2235.78+527.68+643.5+120=9247kN 各楼层重力荷载代表值 Gi=楼面恒荷载+50%楼面活荷载+纵横梁自重+楼面上下各半层的柱及纵横墙自重： 2-3层： G=3588+0.5×3640+2235.78+1055.36+1287=9986kN 1层： G=3588+0.5×3640+2235.78+1297.12+1509.5=10450 kN 总重力荷载代表值 =9247+9986×2+10450=39669 kN 质点重力荷载值见下图： 图3 质点重力荷载图 4．刚度参数计算 4.1梁的线刚度计算 框架梁线刚度计算结果 层号 截面 b×h（ ） 跨度L(m) 混凝土等级 弹性模量 (kN/m2 ) 惯性矩 （ ） 边框架 中框架 1-4 0.3×0.7 8.1 C25 Ec2=2.80×107 0.008575 0.01286 44454 0.01715 59284 0.3×0.7 7.2 C25 Ec2=2.80×107 0.008575 0.01286 51863 0.01715 66694 4.2柱的线刚度计算 框架柱线刚度计算结果 层号 截面b×h（ ） 混凝土等级 弹性模量 柱高 惯性矩（ ） 1 0.5×0.7 C30 Ec1=3.00×107kN/m2 5.25 0.0143 81714 2 0.5×0.7 C30 Ec1=3.00×107kN/m2 3.6 0.0143 119117 3 0.5×0.7 C30 Ec1=3.00×107kN/m2 3.6 0.0143 119117 4 0.5×0.7 C30 Ec1=3.00×107kN/m2 3.6 0.0143 119117 4. 3横向框架柱的侧移刚度值 层号 层高 柱 ac （×104） （1/m2） 柱根数n D（×104） 楼层∑D（×104） 楼层∑D 楼层 （×104） 1 4．5 边框架边柱 0.635 0.431 8.17 0.435 4 1.531 6.124 58.160 305.34 边框架中柱 1.179 0.528 8.17 4 1.876 7.504 中框架中柱 1.542 0.577 8.17 12 2.051 24.612 中框架边柱 0.816 0.467 8.17 12 1.660 19.920 2 3.6 边框架边柱 0.435 0.179 11.91 0.926 4 1.974 7.896 95.636 344.29 边框架中柱 0.834 0.294 11.91 4 3.242 12.968 中框架中柱 1.058 0.346 11.91 12 3.816 45.792 中框架边柱 0.560 0.219 11.91 12 2.415 28.980 3 3.6 边框架边柱 0.435 0.179 11.91 4 1.974 7.896 95.636 344.29 边框架中柱 0.834 0.294 11.91 4 3.242 12.968 中框架中柱 1.058 0.346 11.91 12 3.816 45.792 中框架边柱 0.560 0.219 11.91 12 2.415 28.980 4 3.6 边框架边柱 0.435 0.179 11.91 4 1.974 7.896 95.636 344.29 边框架中柱 0.834 0.294 11.91 4 3.242 12.968 中框架中柱 1.058 0.346 11.91 12 3.816 45.792 中框架边柱 0.560 0.219 11.91 12 2.415 28.980 横向抗侧移刚度D值计算 注： ，ac ， ， 5．计算结构自振周期 5.1顶点位移法计算基本周期 层次 Gi(kN) ΣGi (kN) ΣD (kN/m) (m) ui(m) 4 9247 9247 95.636 ×104 0.0097 0.1285 3 9986 19233 95.636 ×104 0.0201 0.1188 2 9986 29219 95.636 ×104 0.0305 0.0987 1 10450 39669 58.160×104 0.0682 0.0682 结构基本自振周期考虑非结构墙影响折减系数ψT=0.6，则结构的基本自振周期为： =1.7ψT =1.7×0.6× =0.36 所以本次计算取 T1=0.36s 5.2多遇水平地震作用计算 底部剪应力法 由于该工程所在地区抗震设防烈度为7度，场地土为Ⅱ类，设计地震分组为第二组，由《抗震规范》查得： αmax=0.08 Tg=0.40s Geq=0.85GE=0.85×39669=33719kN 由于T1