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1、结构设计论文市江津区小镇1号楼西南大学 专业名称：建筑工程 学生：胡 海指导教师：艾大利摘要：本工程名称为市江津区小镇1号楼，结构为全现浇混凝土框架结构，6层。工程所在地区为市江津区，抗震设防等级为6度，需要进行抗震设计。设计过程遵循先建筑后结构再施工的顺序进行。抗震结构在地震作用下，为了有良好的耗能能力以及在强震下结构不倒塌，其构件应有足够的延性。要设计延性框架结构，需满足“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件”的要求，并进行相应的力调整，然后由调整后的力值进行配筋计算。本工程采用钢筋混凝土框架结构体系（横向承重），因此选择了有代表性的一榀框架进行计算。设计计算整个过程中综合考虑了技术经济指标和

2、施工工业化的要求。关键词：抗震设计 框架结构 配筋计算 技术经济指标一、编制依据及说明本工程施工组织设计，主要依据目前国家对建设工程质量、工期、安全生产、文明施工、降低噪声、保护环境等一系列的具体化要求，依照中华人民国建筑法、建设工程质量管理条例、国家现行建筑工程施工与验收技术规、建筑安装工程质量检验评定标准、住宅楼招标文件、施工招标评定标办法，答疑会纪要以及根据政府建设行政主管部门制定的现行工程等有关配套文件，结合本工程实际，进行了全面而细致的编制。1、工程施工组织设计编制的依据国家标准工程测量规GBJ50026-2006国家标准建筑地基基础工程施工质量验收规GB50202-2002国家标准

3、混凝土质量控制标准GBJ50205-2002国家标准建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-2001国家标准混凝土强度评定标准GB/T50107-2010 国家标准建设工程项目管理规GB/T50326-2001行业标准建筑地基处理技术规JGJ79-2001行业标准混凝土泵送施工技术规程JG/1T0-2005行业标准建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规JGJ130-2001二、工程概况1、建筑设计特点本工程位于市江津区，尺寸为38.14017.700米， 建筑面积为3573.7平方米，为六层框架结构，全部民用住宅楼，全部层高3.000米，建筑物高度21.000米，室外高差为0.45米。抗震设防

4、烈度为6度。工程做法：外墙饰面：一层室标高以上为白色仿石漆，一层室标高以下为石岛红理石（600x900mm）。墙饰面：卫生间采用200300瓷片，其它为石灰砂粉刷。楼地面：全部楼地面为均为瓷铺地砖。顶面：抹水泥石膏砂浆，刷106涂料。屋面：全部为上人屋面。2、结构设计特点地基处理：地基采用强夯，2.3米以下用3：7灰土夯实0.5米厚基础形式：基础采用独立柱基础。砌体材料：-0.45以下，用MU10普通机制粘土砖，M10水泥沙浆砌筑，全部均采用用MU10普通机制空心砖 ，M10混合砂浆砌筑。结构：受力钢筋主筋保护层厚度：基础为35mm，梁柱为25mm，板为15mm。板全部采用混凝土现浇板，砼强度

5、等级：基础砼垫层为C20，其它砼C30。三、设计资料1、冬季采暖室外空气计算温度3，夏季通风室外空气计算温度33，冬季采暖室空气计算温度18；2、市基本风压0.40 kN/m2；3、常年地下水位较高，水质对混凝土有一定的侵蚀作用；4、地基承载力特征值为280 kN/m2，类场地；5、建筑结构设计使用年限50年，安全等级二级。6、建筑抗震设防类别为丙类，设防烈度6度，设计基本地震加速度值0.05g，设计地震分组为第二组，类场地设计特征周期0.3s7、结构形式为框架结构，框架抗震等级为三级。 四、柱网布置1、柱网布置图本住宅楼全部层高均为3.0m。主体结构布置图如下图1所示：图1 主体结构柱网布置

6、图2、框架结构承重方案的选择竖向荷载的传力途径：楼板的均布荷载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本办公楼框架的承重方案为横向框架承重方案，这可使横向框架梁的截面高度大，增加框架的横向侧移刚度。五、梁、柱截面尺寸的初步确定1、梁截面尺寸的初步确定梁截面高度一般取跨度的1/12-1/8进行计算。本方案中，边横梁高h=(1/12-1/8)l=1/126000-1/86000=500mm-875mm，取h=800mm，截面宽度h=1/2h=300mm，取400mm。同理计算其他跨的梁截面，见表1。表1 梁截面尺寸表（mm）混凝

7、土等级横梁（bh）次梁（bh）C302505002504002、柱的截面尺寸估算根据柱的轴压比限值按下列公式计算：（1）柱组合的轴压力设计值 N=F gE n注：-考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨柱取1.25，等跨柱取1.2 。 F- 按简支状态计算柱的负载面积。 gE -折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取1215 kN/m2。 n-验算截面以上的楼层层数。（2）AcN/uNfc注：uN -框架柱轴压比限值，对一级，二级，三级抗震等级，分别取0.7，0.8，0.9。本方案为三级抗震等级，故取0.9。 fc-为混凝土轴心抗压强度设计值，对C30，查得fc=1

8、4.3N/mm2, ft=1.43 N/mm2 。（3）计算过程：对于边柱：N=F gE n=1.33.06.6125=1544.4kNAc=N/uNfc=1544.4103/0.914.3=120000.0mm2对于中柱：N=F gE n=1.2519.8125=1485.00kNAc=N/uNfc=1485.00103/0.914.3=115384.62mm2综合以上计算结果，取柱截面为正方形（120000）=346.41mm，为安全起见，全部楼层均取bh=400mm400mm。六、楼板计算本工程楼板计算书，计算方法一样，故只取其中具有代表性的房间次房间（1）计算（1）、基本资料1、房间编

9、号： 372、边界条件（左端/下端/右端/上端）：固定/固定/固定/固定/3、荷载：永久荷载标准值：g 5.00+ 3.00(板自重)= 8.00 kN/m2可变荷载标准值：q 2.00 kN/m2计算跨度Lx = 4200 mm；计算跨度Ly = 4200 mm板厚H = 120 mm；砼强度等级：C30；钢筋强度等级：HPB3004、计算方法：弹性算法。5、泊松比：1/5.6、考虑活荷载不利组合。 7、程序自动计算楼板自重。（2）、计算结果Mx =(0.01760+0.01760/5)*(1.35* 8.00+0.98* 1.00)* 4.22 = 4.39kNm考虑活载不利布置跨中X向应

10、增加的弯矩：Mxa =(0.03680+0.03680/5)*(1.4* 0.70)* 4.22 = 0.76kNm Mx= 4.39 + 0.76 = 5.15kNm Asx= 286.58mm2，实配 8150 (As 372.mm2)min 0.239% ， 0.310% My =(0.01760+0.01760/5)*(1.35* 8.00+0.98* 1.00)* 4.22= 4.39kNm考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩： Mya =(0.03680+0.03680/5)*(1.4* 0.70)* 4.22 = 0.76kNm My= 4.39 + 0.76 = 5.15kNm

11、 Asy= 286.58mm2，实配 8150 (As 372.mm2)min 0.239% ， 0.310% Mx =0.05130*(1.35* 8.00+0.98* 2.00)* 4.22 = 11.55kNm Asx= 472.05mm2，实配 8100 (As 559.mm2,可能与邻跨有关系)min 0.239% ， 0.465% My =0.05130*(1.35* 8.00+0.98* 2.00)* 4.22 = 11.55kNm Asy= 472.29mm2，实配 8100 (As 559.mm2,可能与邻跨有关系)min 0.239% ， 0.465%（3）、跨中挠度验算M

12、q - 按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值(1)、挠度和裂缝验算参数：Mq =(0.01760+0.01760/5)*(1.0* 8.00+0.5* 2.00 )* 4.22 = 3.35kNm Es 210000.N/mm2 Ec 29791.N/mm2 Ftk 2.01N/mm2 Fy 270.N/mm2(2)、在荷载效应的准永久组合作用下，受弯构件的短期刚度 Bs：、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数，按下列公式计算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sq) （混凝土规式 7.1.22）sq Mq / (0.87 * ho * As) （混凝土规式 7.1.43）sq 3

13、.35/(0.87* 96.* 372.) = 107.822N/mm2矩形截面，Ate0.5*b*h0.5*1000*120.= 60000.mm2te As / Ate （混凝土规式 7.1.24）te 372./ 60000.=0.00621 1.1 - 0.65* 2.01/(0.00621* 107.82) = -0.849当0.2 时，取 0.2、钢筋弹性模量与混凝土模量的比值E：E Es / Ec 210000.0/ 29791.5 = 7.049、受压翼缘面积与腹板有效面积的比值f：矩形截面，f 0、纵向受拉钢筋配筋率 As / b / ho 372./1000/ 96.=0.

14、00388、钢筋混凝土受弯构件的 Bs 按公式（混凝土规式 7.2.31）计算:Bs=Es*As*ho2/1.15+0.2+6*E*/(1+ 3.5f)Bs 210000.* 372.* 96.2/1.15*0.200+0.2+6*7.049*0.00388/(1+3.5*0.00)= 1122.76kNm2(3)、考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数：按混凝土规第 7.2.5 条，当 0时， 2.0(4)、受弯构件的长期刚度 B，可按下列公式计算： B Bs / （混凝土规式 7.2.2） B 1122.76/2 = 561.381kNm2(5)、挠度 f * Qq * L 4 / B

15、 f 0.00127* 9.0* 4.204/ 561.381= 6.336mm f / L 6.336/4200.= 1/ 663.，满足规要求！（4）、裂缝宽度验算、X方向板带跨中裂缝：裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数，按下列公式计算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sq) （混凝土规式 7.1.22）sq Mq / (0.87 * ho * As) （混凝土规式 7.1.43）sq 3.35*106/(0.87* 96.* 335.) = 119.803N/mm2矩形截面，Ate0.5*b*h0.5*1000*120.= 60000.mm2te As / Ate （混

16、凝土规式 7.1.24）te 335./ 60000.= 0.006当te 0.01 时，取te 0.01 1.1 - 0.65* 2.01/( 0.01* 119.80) = 0.012当0.2 时，取 0.2max cr*sq/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) （混凝土规式 7.1.21）max 1.9*0.200*119.803/210000.*(1.9*20.+0.08*11.43/0.01000) = 0.028mm，满足规要求！、Y方向板带跨中裂缝：裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数，按下列公式计算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sq) （混凝土规式

17、7.1.22）sq Mq / (0.87 * ho * As) （混凝土规式 7.1.43）sq 3.35*106/(0.87* 88.* 335.) = 130.694N/mm2矩形截面，Ate0.5*b*h0.5*1000*120.= 60000.mm2te As / Ate （混凝土规式 7.1.24）te 335./ 60000.= 0.006当te 0.01 时，取te 0.01 1.1 - 0.65* 2.01/( 0.01* 130.69) = 0.102当0.2 时，取 0.2max cr*sq/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) （混凝土规式 7.1.21）max 1

18、.9*0.200*130.694/210000.*(1.9*20.+0.08*11.43/0.01000) = 0.031mm，满足规要求！、左端支座跨中裂缝：裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数，按下列公式计算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sq) （混凝土规式 7.1.22）sq Mq / (0.87 * ho * As) （混凝土规式 7.1.43）sq 8.14*106/(0.87* 96.* 503.) = 193.998N/mm2矩形截面，Ate0.5*b*h0.5*1000*120.= 60000.mm2te As / Ate （混凝土规式 7.1.24）te

19、503./ 60000.= 0.008当te 0.01 时，取te 0.011.1 - 0.65* 2.01/( 0.01* 194.00) = 0.428max cr*sq/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) （混凝土规式 7.1.21）max 1.9*0.428*193.998/210000.*(1.9*20.+0.08*11.43/0.01000) = 0.097mm，满足规要求！、下端支座跨中裂缝：裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数，按下列公式计算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sq) （混凝土规式 7.1.22）sq Mq / (0.87 * ho * A

20、s) （混凝土规式 7.1.43）sq 8.14*106/(0.87* 96.* 503.) = 193.998N/mm2矩形截面，Ate0.5*b*h0.5*1000*120.= 60000.mm2te As / Ate （混凝土规式 7.1.24）te 503./ 60000.= 0.008当te 0.01 时，取te 0.01 1.1 - 0.65* 2.01/( 0.01* 194.00) = 0.428max cr*sq/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) （混凝土规式 7.1.21）max 1.9*0.428*193.998/210000.*(1.9*20.+0.08*11

21、.43/0.01000) = 0.097mm，满足规要求！、右端支座跨中裂缝：裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数，按下列公式计算：1.1 - 0.65 * ftk / (te * sq) （混凝土规式 7.1.22）sq Mq / (0.87 * ho * As) （混凝土规式 7.1.43）sq 8.14*106/(0.87* 96.* 503.) = 193.998N/mm2矩形截面，Ate0.5*b*h0.5*1000*120.= 60000.mm2te As / Ate （混凝土规式 7.1.24）te 503./ 60000.= 0.008当te 0.01 时，取te 0.01 1.1

22、 - 0.65* 2.01/( 0.01* 194.00) = 0.428max cr*sq/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) （混凝土规式 7.1.21）max 1.9*0.428*193.998/210000.*(1.9*20.+0.08*11.43/0.01000) = 0.097mm，满足规要求！、上端支座跨中裂缝：裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数，按下列公式计算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sq) （混凝土规式 7.1.22）sq Mq / (0.87 * ho * As) （混凝土规式 7.1.43）sq 8.14*106/(0.87* 96.*

23、503.) = 193.998N/mm2矩形截面，Ate0.5*b*h0.5*1000*120.= 60000.mm2te As / Ate （混凝土规式 7.1.24）te 503./ 60000.= 0.008当te 0.01 时，取te 0.01 1.1 - 0.65* 2.01/( 0.01* 194.00) = 0.428max cr*sq/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) （混凝土规式 7.1.21）max 1.9*0.428*193.998/210000.*(1.9*20.+0.08*11.43/0.01000) = 0.097mm，满足规要求！次房间（2）计算：（1）

24、、基本资料1、房间编号： 9 2、边界条件（左端/下端/右端/上端）：固定/固定/固定/固定/ 3、荷载：永久荷载标准值：g 5.00+ 3.00(板自重)= 8.00 kN/m2可变荷载标准值：q 2.00 kN/m2计算跨度Lx = 4200 mm；计算跨度Ly = 3300 mm板厚H = 120 mm；砼强度等级：C30；钢筋强度等级：HPB300 4、计算方法：弹性算法。 5、泊松比：1/5.（6）、考虑活荷载不利组合。（7）、程序自动计算楼板自重。（2）、计算结果Mx =(0.01402+0.02778/5)*(1.35* 8.00+0.98* 1.00)* 3.32 = 2.51

25、kNm考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩：Mxa =(0.03294+0.05771/5)*(1.4* 0.70)* 3.32 = 0.47kNm Mx= 2.51 + 0.47 = 2.99kNm Asx= 286.58mm2，实配 8150 (As 372.mm2)min 0.239% ， 0.310% My =(0.02778+0.01402/5)*(1.35* 8.00+0.98* 1.00)* 3.32= 3.92kNm考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩： Mya =(0.05771+0.03294/5)*(1.4* 0.70)* 3.32 = 0.69kNm My= 3.92

26、+ 0.69 = 4.61kNmAsy= 286.58mm2，实配 8150 (As 372.mm2)min 0.239% ， 0.310% Mx =0.05606*(1.35* 8.00+0.98* 2.00)* 3.32 = 7.79kNm Asx= 313.46mm2，实配10100 (As 873.mm2,可能与邻跨有关系)min 0.239% ， 0.727% My =0.06741*(1.35* 8.00+0.98* 2.00)* 3.32 = 9.37kNm Asy= 379.46mm2，实配 8100 (As 559.mm2,可能与邻跨有关系)min 0.239% ， 0.46

27、5%（3）、跨中挠度验算Mq - 按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值(1)、挠度和裂缝验算参数：Mq =(0.01402+0.02778/5)*(1.0* 8.00+0.5* 2.00 )* 3.32 = 1.92kNm Es 210000.N/mm2 Ec 29791.N/mm2 Ftk 2.01N/mm2 Fy 270.N/mm2(2)、在荷载效应的准永久组合作用下，受弯构件的短期刚度 Bs：、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数，按下列公式计算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sq) （混凝土规式 7.1.22）sq Mq / (0.87 * ho * As) （混凝土规

28、式 7.1.43）sq 1.92/(0.87* 88.* 372.) = 67.301N/mm2矩形截面，Ate0.5*b*h0.5*1000*120.= 60000.mm2te As / Ate （混凝土规式 7.1.24）te 372./ 60000.=0.00621 1.1 - 0.65* 2.01/(0.00621* 67.30) = -2.022当0.2 时，取 0.2、钢筋弹性模量与混凝土模量的比值E：E Es / Ec 210000.0/ 29791.5 = 7.049、受压翼缘面积与腹板有效面积的比值f：矩形截面，f 0、纵向受拉钢筋配筋率 As / b / ho 372./1

29、000/ 88.=0.00423、钢筋混凝土受弯构件的 Bs 按公式（混凝土规式 7.2.31）计算:Bs=Es*As*ho2/1.15+0.2+6*E*/(1+ 3.5f)Bs 210000.* 372.* 88.2/1.15*0.200+0.2+6*7.049*0.00423/(1+3.5*0.00)= 922.01kNm2(3)、考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数：按混凝土规第 7.2.5 条，当 0时， 2.0(4)、受弯构件的长期刚度 B，可按下列公式计算： B Bs / （混凝土规式 7.2.2） B 922.01/2 = 461.005kNm2(5)、挠度 f * Qq * L 4 / B f 0.00186* 9.0* 3.304/ 461.005= 4.308mm f