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结构计算书
_secret
结构
计算
GUANGXI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 土木建筑工程系2010届毕业设计
结构设计部分
第一章 绪论
第一节 工程概况
一、工程设计总概况:
1.规模:本工程为南宁市某县培训大楼,建筑设计工作已完成。总建筑面积9394.112m2。总楼层为地上7层,局部8层。各层的层高及各层的建筑面积、门窗标高详见建筑施工图。
2.防火要求:建筑物属二级防火标准。
3.结构形式:钢筋混凝土框架结构。填充墙厚度详表1。
4.气象、水文、地质资料:
(1)主导风向:夏季东南风、冬秋季西北风。基本风压值W0详表1。
(2)建筑物地处某市中心,不考虑雪荷载和灰荷载作用。
(3)自然地面-10m以下可见地下水。
(4)地质资料:地质持力层为粘土,孔隙比为e=0.8,液性指数IL=0.90,场地覆盖层为1.0M,场地土壤属Ⅱ类场地土。地基承载力详表1。
(5)抗震设防:此建筑物为一般建筑物,建设位置位于非近震区,其抗震设防烈度为6度。
表1
填充墙厚度
(mm)
地基承载力(KPa)
基本风压值(KN/m2)
地震设防烈度和设计地震分组
计算
楼板
计算
框架
计算
楼梯
240厚标准砖
210
1.2
6度、第一组
第二层
④轴
③轴底层
二、设计参数
(一)根据《建筑结构设计统一标准》本工程为一般的建筑物,故建筑结构的安全等级为二级。
(二)建筑结构设计使用年限为50年,耐久等级二级,屋面防水Ⅱ级。
(三)建筑抗震烈度为6度,应进行必要的抗震措施。
(四)设防类别丙类。
(五)本工程高度为27.4m<60m,又为丙类建筑6度设防,故框架抗震等级为四级。
(六)地基基础采用柱下独立基础。
第二章 结构选型和结构布置
第一节 结构设计
一、结构体系选型
(一)结构体系和结构形式的分析比较
建筑结构的分类方法很多,按结构所用材料分类时可分为砌体结构(包括石和砌块砌体)、混凝土结构(包括混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土结构)、钢结构及木结构等。
各类结构都有其一定的适用范围,应根据其材料性能、结构形式、受力特点和建筑使用要求及施工条件等因素合理选择。一般来说,无筋砌体结构主要用于建造多层住宅、办公楼、教学楼以及小型单层工业厂房等;钢结构多用于建造超高层建筑以及有重型吊车、跨度大于36米或有特殊要求的工业厂房;其它情况均可采用钢筋混凝土结构。
该设计是多层建筑结构设计,因此宜采用钢筋混凝土结构。
(二)多层建筑的结构体系及选择
1.框架结构体系
框架结构的优点是建筑平面布置灵活,可以提供较大的建筑空间,也可以构成丰富多变的立面造型。但框架结构体系的抗侧刚度主要取决于梁、柱的截面尺寸,一般梁柱截面的惯性矩较小,在水平荷载作用下的侧向变形较大,抗侧能力较弱,属柔性结构,因此其建筑高度受到限制。
框架结构有横向、纵向、双向承重方案选择:
(1)横向框架承重方案
纵向连系梁将横向框架连成整体。对于水平风荷载作用,由于横向每榀框架的柱子少,而纵向每榀框架的柱子多,所以横向框架的受力远比纵向的大,故一般只需要对每榀横向框架进行内力分析,而对纵向框架可按构造设计。但对水平地震荷载作用,由于框架结构所受的地震作用与房屋框架结构体系是由竖向的柱子与水平构件的梁通过节点连接而组成,既承担竖向荷载,又承担水平荷载(风、地震)
(2)纵向框架承重方案
此时,纵向框架为主要承力构件,沿房屋的纵向设置框架主梁,有利于充分利用室内空间,但其横向刚度较弱,对抗震不利,故不应在地震区框架结构中采用。
(3)纵横框架双向承重方案
这种方案比较适用于建筑平面呈正方形或平面边长L/B≤1.5的情形(L—房屋长度,B—房屋宽度),对于地震区的框架结构,由于其纵向、横向都承受地震作用,需将纵横两个方向的梁、柱按刚接处理,设计成双向承重的框架结构方案。
2.剪力墙结构体系
现浇混凝土剪力墙结构抗侧移刚度大、变形小,整体性好,采用先进工艺施工时可缩短工期,节省人力;但墙体较密,使建筑平面布置和空间利用受到限制,很难满足大空间建筑功能要求;结构自重较大加上抗侧刚度较大,结构自振周期较短,导致较大的地震作用。
3.框架--剪力墙结构体系
它可提供较大的建筑空间,布置灵活,能为建筑设计提供丰富的建筑造型,且侧移小,减轻节点负担,增加超静定次数,保证塑性铰均匀发展;但水平方向刚度不均匀,抗震性能较剪力墙相对薄弱。
4.筒体结构体系
筒体结构属于整体刚度很大的结构体系。由于它能提供很大的建筑空间和建筑高度,建筑物内部空间的划分可以灵活多变,因此它广泛应用于多功能、多用途的超高层建筑中。
(三)承重体系的选择
根据设计原始资料可知,该工程为某框架结构,总楼层为8层。建筑功能的要求,需要较大空间,能适应灵活布置。各开间及进深均较大;抗震设防烈度为6度,能够满足抗震的构造措施。
综合以上几种常见的结构体系在抗震、抗侧以及造型要求等方面的比较,并着重考虑由于不同方案所带来的对建筑物造价的影响,结合实际情况,现选取纵横框架双向承重体系作为承重体系。
(四)建筑材料的选择
建筑结构材料是形成结构的物质基础,按设计要求采用240mm 标准砖
(五)其他结构选型
1.屋面结构:充分考虑屋面防漏,采用钢筋混凝土整体现浇板。
2.楼面结构:该建筑处于6度抗震设防区,为了使建筑整体性好,故采用现浇钢筋混凝土板。
3.楼梯结构:楼梯斜板的水平投影长度绝大多数不超过3m,仍然可以采用板式楼梯,故楼梯均采用钢筋混凝土板式楼梯。
4.过梁:窗过梁均采用钢筋混凝土梁,当窗顶到上层楼面(屋面)的高度小于时,或者当采用通窗而无法布置过梁时,通常做吊板来代替过梁,其作法类似于楼面板。
5.基础:从抗震整体性、经济和施工方便的角度出发采用钢筋混凝土现浇柱下独立基础。
(六)材料选择
混凝土等级:柱:C30 梁板:C30 钢筋等级:HRB335 HPB235
(七)荷载的选择
表2
楼面均布
活 载
屋面活荷载 (上人)
走廊
楼梯
卫生间
基本风压
2.0KN/M2
2.0KN/M2
2.5KN/M2
2.5KN/M2
2.0KN/M2
1.2KN/M2
第二节 结构布置
一、板、梁、柱的截面确定
根据梁、板、柱布置的一般原则,同时充分考虑建筑的美观,并借鉴同类建筑结构平面布置的相关成果,注意易于整体施工的因素,初步确定板厚、梁、柱截面尺寸。并将它们表示在各层的结构平面布置图上。
(一)现浇板厚确定
本工程板为现浇双向板,根据根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002),第10.1.1-10.1.12的规定双向板的厚度不宜小于80mm。双向板的厚度与短跨跨长的比值h/l01应满足刚度的要求:简支板;连续板;根据实际板尺寸取屋面板厚为120mm,楼梯平台板板厚根据不同情况来定,其余楼板板厚均为100mm。
(二)确定梁截面尺寸
按《高层建筑混凝土结构技术规范》(JGJ 3-2002),第6.3.1条的规定,框架结构的主梁截面高度可按确定,L为主梁的计算跨度,梁的宽度;梁净跨与截面高度之比不宜小于4。梁的截面宽度不宜小于200mm,梁截面的高宽比不宜小于2且大于4。
按《高层建筑混凝土结构技术规范》(JGJ 3-2002),第6.3.1条的规定框架结构的次梁截面高度hb可按确定,L为主梁的计算跨度。
纵向主梁
取hb=850
b=(850/2~850/3)=425~284mm 取
取hb=800
b=(800/2~800/3)=400~267mm 取
横向主梁
取hb=750
b=(750/2~750/3)=375~250mm 取
取hb=700
b=(700/2~700/3)=350~234mm 取
(三)确定柱截面尺寸
柱截面尺寸可由轴压比控制来估算,可由如下经验公式粗略确定:
A--柱横截面面积;
n—验算截面以上楼层层数;
F—验算柱的负荷面积;根据柱网确定;
—混凝土轴心抗压强度值;
ψ—地震及中、边柱的相关调整系数,本结构取6度 ,中柱取1.1 ,边柱取1.2;
G—结构单元面积的重量,根据经验估算钢筋混凝土多层建筑为5-10KN/m2;
查《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),本框架抗震等级为四级,。各层柱子混凝土强度等级采用C30,。
柱子
采用方柱,则b=800mm 取h=800mm
b=750mm 取h=750mm
b=700mm 取h=700mm
b=600mm 取h=600mm
b=950mm 取h=550mm
各层柱截面相同,结构平面布置见施工图。
(四)各层结构布置概况
现浇板板厚: 100mm、120mm,详见施工图。
柱子截面尺寸:950×550、800×800、750×750、700×700、600×600
梁截面尺寸: 950×450、350×800、300×800、300×750、250×700、250×750、250×550、250×450、250×400、250×350、250×300
200×400、200×300
第三章 荷载计算
第一节 板的荷载计算
一、板的活荷载计算
查荷载规范,取恒荷载分项系数取1.2,活荷载分项系数取1.4,各种活荷载的取值如下:
上人屋面均布活荷载:
走廊的均布活荷载:
楼梯间的均布活荷载:
其他的板的均布活荷载:
二、板的恒荷载计算
(一)屋面恒载标准值计算
本工程的屋面防水等级为二级,27.400标高以上的屋面分层做法为:
40厚细石混凝土保护层: 0.04×25= 1.0 KN/m²
50厚聚氨酯泡沫塑料: 0.05×0.5=0.025 KN/m²
SPS防水层: 0.05 KN/m²
20厚1:3水泥砂浆找平层: 0.02×20=0.4 KN/m²
C15混凝土找坡2%,最薄处20厚 0.02×23= 0.46
120厚钢筋混凝土结构层: 0.12×25=3.0 KN/m²
20厚混合砂浆板底抹灰: 0.02×20=0.4KN/ m²
小 计: 4.94KN/m²
(二)楼面恒载标准值计算
1.第一、二、三、四、五、六标准层楼面恒载标准值计算
水磨石楼面: 0.65KN/m²
100mm厚钢筋混凝土整浇板: 0.10×25=2.5 KN/m²
20厚混合砂浆板底抹灰: 0.02×20=0.4KN/ m²
小 计: 3.55KN/m²
2.卫生间恒载标准值:
陶瓷地砖卫生间楼面(详98ZJ001,楼27): 2.26 KN/㎡
30mm厚水泥沙浆找平层: 0.03×20=0.60 KN/㎡
30mm厚的找坡 : 0.03×20=0.60 KN/㎡
430mm厚煤渣回填: 0.43×10=4.3 KN/㎡
20mm厚的板底抹灰: 0.02×20=0.40 KN/㎡
100mm厚混凝土结构层: 0.10×25=2.5 KN/㎡
合计: 10.66 KN/㎡
第二节 构件自重计算
一、构件自重计算
第一、二、三、四、五标准层楼板厚100mm
(一)梁线自重:
1.截面尺寸:b×h=300mm×750mm
q=25×0.30×(0.75-0.10)=4.875 KN/m
抹 灰 层:(0.75-0.10)×0.02×17×2=0.442KN/m
合 计: 5.32 KN/m
2.截面尺寸:b×h=350mm×850mm
q=25×0.35×(0.85-0.10)=6.563 KN/m
抹 灰 层:(0.85-0.10)×0.02×17×2=0.51 KN/m
合 计: 7.07 KN/m
3.截面尺寸:b×h=250mm×700mm
q=25×0.35×(0.70-0.10)=5.25 KN/m
抹 灰 层:(0.70-0.10)×0.02×17×2=0.408 KN/m
合 计: 7.17 KN/m
4.截面尺寸:b×h=250mm×550mm
q=25×0.25×(0.55-0.10)=2.813 KN/m
抹 灰 层:(0.55-0.10)×0.02×17×2=0.306 KN/m
合 计: 3.12 KN/m
5.截面尺寸:b×h=250mm×450mm
q=25×0.25×(0.45-0.10)=2.188 KN/m
抹 灰 层:(0.45-0.10)×0.02×17×2=0.238 KN/m
合 计: 2.43 KN/m
6.截面尺寸:b×h=250mm×350mm
q=25×0.25×(0.35-0.10)=1.563 KN/m
抹 灰 层:(0.35-0.10)×0.02×17×2=0.17 KN/m
合 计: 1.74 KN/m
7.截面尺寸:b×h=250mm×300mm
q=25×0.25×(0.30-0.10)=1.25 KN/m
抹 灰 层:(0.30-0.10)×0.02×17×2=0.136 KN/m
合 计: 1.39 KN/m
屋面板厚120mm
(一)梁线自重:
1.截面尺寸:b×h=450mm×950mm
q=25×0.45×(0.95-0.12)=9.338 KN/m
抹 灰 层:(0.95-0.12)×0.02×17×2=0.564 KN/m
合 计: 9.95 KN/m
2.截面尺寸:b×h=350mm×850mm
q=25×0.35×(0.85-0.12)=6.388 KN/m
抹 灰 层:(0.85-0.12)×0.02×17×2=0.50 KN/m
合 计: 6.89 KN/m
3.截面尺寸:b×h=250mm×500mm
q=25×0.25×(0.50-0.12)=2.375 KN/m
抹 灰 层:(0.50-0.12)×0.02×17×2=0.259 KN/m
合 计: 2.64 KN/m
4.截面尺寸:b×h=200mm×550mm
q=25×0.2×(0.55-0.12)=2.15 KN/m
抹 灰 层:(0.55-0.12)×0.02×17×2=0.292 KN/m
合 计: 2.45 KN/m
5.截面尺寸:b×h=200mm×450mm
q=25×0.2×(0.45-0.12)=1.65 KN/m
抹 灰 层:(0.45-0.12)×0.02×17×2=0.224 KN/m
合 计: 1.88 KN/m
(二)柱线自重:
1.截面尺寸:b×h=600mm×600mm
q=25×0.60×0.60=9.0 KN/m
抹 灰 层:(0.60+0.60)×0.02×17×2=0.816 KN/m
合 计:9.82 KN/m
2.截面尺寸:b×h=700mm×700mm
q=25×0.70×0.70=12.25 KN/m
抹 灰 层:(0.70+0.70)×0.02×17×2=0.952 KN/m
合 计:13.20 KN/m
第四章 钢筋混凝土现浇楼盖设计
第一节 板的结构布置及分类
板的设计包括荷载计算、内力分析、配筋计算及绘制结构施工图,根据设计资料,我所手算的楼面为第一层,设计所有楼板厚均为100mm。
一、板的结构布置
㈠第二层楼板的结构布置如下图1所示:
图1 第二层楼板的结构布置图
㈡板的分类
现取第一结构层板进行手算,区格板B3按单向板计算,其他板均按双向板计算,并采用弹性理论设计方法。
第二节 板的荷载计算及设计
一、混凝土板的计算原则:
混凝土板的计算应满足下列的规范要求:
(一)两对边支承的板应按单向板计算;
(二)四边支承的板应按下列规定计算:
当长边与短边长度之比小于或等于2.0时,应按双向板计算;
当长边与短边长度之比大于2.0,但小于3.0时,宜按双向板计算;当按沿短边方向受力的单向板计算时,应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋;
当长边与短边长度之比大于或等于3.0时,可按沿短边方向受力的单向板计算。
二、板的内力及配筋计算:
板区格的划分见图1,取第二层楼面板进行计算。板计算选用弹性理论方法。
板的计算跨度: 内跨:(轴线间距离) 边跨:+b/2
板的计算选取三块楼面板、一块走廊板、一块厕所板进行计算,其他列表计算。截面有效高度:假定选用φ8钢筋,混凝土保护层厚度取15 mm,则方向跨中截面的=100-15-4=81mm,方向跨中截面的=100-15-12=73mm,支座截面的=100-15-4=81mm。
三、设计荷载:
(一)楼面:
由活荷载效应控制:g+q=1.2×3.55+1.4×2.0=7.06 KN/m²
由恒荷载效应控制:g+q=1.35×3.55+1.4×0.7×2.0=6.76 KN/m²
(二)走廊楼面:
由活荷载效应控制:g+q=1.2×3.55+1.4×2.5=7.16KN/m²
由恒荷载效应控制:g+q=1.35×3.55+1.4×0.7×2.5=6.57KN/m²
(三)厕所楼面:
由活荷载效应控制:g+q=1.2×10.66+1.4×2.0=15.6 KN/m²
由恒荷载效应控制:g+q=1.35×10.66+1.4×0.7×2.0=16.36KN/m²
四、计算模型:
(一)、楼面板B19的计算:
1、B19的计算简图如下图所示:
2、计算跨度:
<2 ,所以B2按双向板计算。
3、弯矩计算
查表得:
m1U=(0.0358+0.2×0.0084)(g+q/2)l012+(0.0529+0.2×0.0113)ql012/2
=4.12 KN·m
m2U=(0.0084+0.2×0.0358)(g+q/2)l012+(0.0113+0.2×0.0529)ql012/2
=1.70 KN·m
m1U′= m1U "= 0.0782(g+q)l012= 8.04 KN·m
m2U′= m2U "= 0.0571(g+q)l012= 5.87 KN·m
4、配筋计算
①跨中:
as= M /a1fcbh02 =4.12×106/(1.0×14.3×1000×812)= 0.044
ξ=
As=ξbh0a1fc/fy =0.045×1000×81×1.0×14.3/210=223.69 mm2
选配:Φ8@200 As=251 mm2
②跨中:
as= M /a1fcbh02 =1.7×106/(1.0×14.3×1000×732)= 0.022
ξ=
As=ξbh0a1fc/fy =0.022×1000×73×1.0×14.3/210=109.36 mm2
选配:Φ8@200 As=251 mm2
③支座1:
as= M /a1fcbh02 =8.04×106/(1.0×14.3×1000×812)= 0.086
ξ=
As=ξbh0a1fc/fy =0.09×1000×81×1.0×14.3/210=496.41 mm2
选配:Φ10@150 As’=523mm2
④支座2:
as= M/a1fcbh02 =5.87×10/(1.0×14.3×1000×81)= 0.063
ξ=
As=ξbh0a1fc/fy =0.065×1000×81×1.0×14.3/210=358.52mm2
选配:Φ8@140 As’=359mm2
(二)、楼面板B56的计算:
1、B56的计算简图如下图所示:
2、计算跨度:
<2 ,所以B4按双向板计算。
3、弯矩计算
查表得:
m1U=(0.0371+0.2×0.0072)(g+q/2)l012+(0.0834+0.2×0.0236)ql012/2
=4.70 KN·m
m2U=(0.0072+0.2×0.0371)(g+q/2)l012+(0.0236+0.2×0.0834)ql012/2
=1.89 KN·m
m1U′= m1U "= 0.0797(g+q)l012= 8.20 KN·m
m2U′= m2U "= 0.0571(g+q)l012= 5.87 KN·m
4、配筋计算
①跨中:
as= M /a1fcbh02 =4.70×106/(1.0×14.3×1000×812)= 0.05
ξ=
As=ξbh0a1fc/fy =0.051×1000×81×1.0×14.3/210=281.3 mm2
选配:Φ8@170 As=296 mm2
②跨中:
as= M /a1fcbh02 =1.89×106/(1.0×14.3×1000×732)= 0.025
ξ=
As=ξbh0a1fc/fy =0.025×1000×73×1.0×14.3/210=124.27 mm2
选配:Φ8@200 As=251 mm2
③支座1:
as= M /a1fcbh02 =8.20×106/(1.0×14.3×1000×812)= 0.087
ξ=
As=ξbh0a1fc/fy =0.091×1000×81×1.0×14.3/210=510.93 mm2
选配:Φ10@150 As’=523mm2
④支座2:
as= M/a1fcbh02 =5.87×10/(1.0×14.3×1000×81)= 0.063
ξ=
As=ξbh0a1fc/fy =0.065×1000×81×1.0×14.3/210=358.52mm2
选配:Φ8@140 As’=359mm2
(三)、楼面板B53的计算:
1、B53的计算简图如下:
2、计算跨度:
因为,所以按单向板计算。
3、弯矩计算:
下面的弯矩计算偏于安全
跨中弯矩:
支座弯矩:
4、配筋计算:
①跨中:
as= M /a1fcbh02 =6.43×106/(1.0×14.3×1000×)= 0.068
ξ=
As=ξbh0a1fc/fy =0.07×1000×81×1.0×14.3/210=386.1mm2
选配:Φ10@200 As=393 mm2
②支座:
as= M /a1fcbh02 =7.34×106/(1.0×14.3×1000×812)= 0.078
ξ=
As=ξbh0a1fc/fy =0.081×1000×73×1.0×14.3/210=402.65 mm2
选配:Φ10@190 As’=413 mm2
当钢筋混凝土板按单向板设计时,除沿受力方向布置受力钢筋外,尚应在垂直受力方向布置分布钢筋。单位长度上分布钢筋的截面面积不宜小于单位宽度上受力钢筋的15%,且不宜小于该方向板截面面积的0.15%;分布钢筋的间距不宜大于250mm,直径不宜小于6mm;对集中荷载较大的情况,分布钢筋的截面面积应适当增加,其间距不宜大于200mm。因此,按构造要求,另一方向
的板底筋用Φ8@200,支座负筋也用Φ8@200。
(四)走廊板B40的计算:
1、B40的计算简图如下:
2、计算跨度:
因为<2,所以按双向板计算。
3、弯矩计算
查表得:
m1U=(0.0335+0.2×0.0102)(g+q/2)l012+(0.0723+0.2×0.0281)ql012/2
=2.22 KN·m
m2U=(0.0102+0.2×0.0335)(g+q/2)l012+(0.0281+0.2×0.0723)ql012/2
=1.12 KN·m
m1U′= m1U "= 0.0754(g+q)l012= 3.65 KN·m
m2U′= m2U "= 0.057(g+q)l012= 2.76 KN·m
4、配筋计算
①跨中:
as= M /a1fcbh02 =2.22×106/(1.0×14.3×1000×812)= 0.024
ξ=
As=ξbh0a1fc/fy =0.025×1000×81×1.0×14.3/210=137.90 mm2
选配:Φ8@200 As=251 mm2
②跨中:
as= M /a1fcbh02 =1.12×106/(1.0×14.3×1000×732)= 0.015
ξ=
As=ξbh0a1fc/fy =0.015×1000×73×1.0×14.3/210=74.56mm2
选配:Φ8@200 As=251 mm2
③支座1:
as= M /a1fcbh02 =3.64×106/(1.0×14.3×1000×812)= 0.039
ξ=
As=ξbh0a1fc/fy =0.04×1000×81×1.0×14.3/210=220.63 mm2
选配:Φ8@200 As’=251mm2
④支座2:
as= M/a1fcbh02 =2.76×10/(1.0×14.3×1000×81)= 0.029
ξ=
As=ξbh0a1fc/fy =0.03×1000×81×1.0×14.3/210=165.47mm2
选配:Φ8@200 As’=251mm2
(五)、厕所B13的计算:
1、B13的计算简图如下:
2、计算跨度:
因为,所以按双向板计算。
3、弯矩计算
查表得:
m1U=(0.0358+0.2×0.0084)(g+q/2)l012+(0.0378+0.2×0.0066)ql012/2
=3.54KN·m
m2U=(0.0084+0.2×0.0358)(g+q/2)l012+(0.0066+0.2×0.0378)ql012/2
=1.46KN·m
m1U′= m1U "= 0.0782(g+q)l012= 7.37 KN·m
m2U′= m2U "= 0.0571(g+q)l012= 5.38 KN·m
4、配筋计算
①跨中:
as= M /a1fcbh02 =3.54×106/(1.0×14.3×1000×812)= 0.038
ξ=
As=ξbh0a1fc/fy =0.039×1000×81×1.0×14.3/210=215.11 mm2
选配:Φ8@200 As=251 mm2
②跨中:
as= M /a1fcbh02 =1.46×106/(1.0×14.3×1000×732)= 0.019
ξ=
As=ξbh0a1fc/fy =0.019×1000×73×1.0×14.3/210=94.45 mm2
选配:Φ8@200 As=251 mm2
③支座1:
as= M /a1fcbh02 =7.37×106/(1.0×14.3×1000×812)= 0.079
ξ=
As=ξbh0a1fc/fy =0.082×1000×81×1.0×14.3/210=452.29 mm2
选配:Φ10@170 As=462 mm2
④支座2:
as= M/a1fcbh02 =5.38×10/(1.0×14.3×1000×81)= 0.057
ξ=
As=ξbh0a1fc/fy =0.059×1000×81×1.0×14.3/210=325.43 mm2
选配:Φ8@150 As=335
第五章 楼梯设计
为满足建筑要求,且从施工支模方便方面考虑,确定楼梯的结构形式为现浇板式楼梯。层高为2.4m,设计3轴底层为一跑楼梯踏步均为160mm×280mm,采用C25混凝土,fc=11.9N/ mm2 , ft=1.27N/ mm2 板采用HPB235钢筋、梁纵筋采用HRB335钢筋。
第一节 梯段板的计算
一、计算简图
梯段板按斜放的简支梁计算,它的正截面是与梯段板垂直的,楼梯的活荷载按水平投影面计算,计算跨度取平台梁间的斜长净距,设为梯段板的水平净跨长。
图2 计算底层楼梯剖面图
图3 底层楼梯计算简图
(一) 底层梯段板计算简图见图1、图2所示:
梯段板厚度约为梯段板水平长度的1/25 ~ 1/30, 即为3920/25~3920/30=157mm~131mm ,故取板厚为h=140mm,板的倾斜度tg =160/280=0.571, , 取1m宽板带计算。
二、 荷载计算
荷载种类
荷载标准值(单位:KN/m)
恒载
防滑踏步面层:8—10厚地砖铺实拍平,水泥砂浆擦缝;25厚1:4干硬性水泥砂浆,面上撒素水泥素水泥浆结合层一遍
0.7×(0.28+0.16)/0.28=1.1
20厚水泥砂浆找平
0.02×(0.28+0.16)×20/0.28=0.63
三角形踏步
0.5×0.28×0.16×25 /0.28=2.0
140mm厚混凝土斜板
0.14×25/0.868=4.03
10厚水泥砂浆
0.01×20/0.868=0.23
20厚板底抹灰
0.02×17/0.868=0.39
恒荷载标准值小计
8.38
活载
2.5
当活载起控制作用时,荷载设计值: 1.2×8.38+1.4×2.5=13.56 KN/m
当恒载起控制作用时,荷载设计值: 1.35×8.38+1.4×0.7×2.5=13.76 KN/m
三、截面设计
(一)底层梯段板TB-11:
内力计算
板水平计算跨度ln=3.92m,考虑到梯段板与平台梁整浇,平台对斜板的转动变形有一定的约束作用,故计算板的跨中正弯矩时常取:
=13.76×3.922/10=21.14KN.m
配筋计算
板的有效高度h0=h-as=140-20=120 mm。
=M/(α1fcbh02)=21.14×106/(1.0×11.9×1000×1202) =0.123
21.14×106/0.934×210×120=898mm2
实际配钢筋12@125(As=905 mm2),在垂直于受力钢筋方向按构造设置分布筋,分布筋每级踏步1根8,梯段配筋详见施工图。
第二节 平台板计算
设平台板厚h=80mm,取1 m宽板带作为计算单元。
一、荷载计算
荷载种类
荷载标准值(单位:KN/ m)
恒
载
8—10厚地砖面层(包括打底砂浆)
0.7
20厚水泥砂浆找平
0.02×20=0.4
80mm厚混凝土板
0.08×25=2.0
板底抹灰(20 mm厚)
0.02×17=0.34
恒荷载标准值小计
3.44
活载
2.5
当活载起控制作用时,荷载设计值:1.2×3.44+1.4×2.5=7.63 KN/m
当恒载起控制作用时,荷载设计值: 1.35×3.44+1.4×0.7×2.5=7.09 KN/m
二、截面设计
(一)PTB的计算:
内力计算
PTB-1的计算跨度l0=2.4-0.2/2+0.12/2=2.36 m
弯矩设计值M= Pl02/10=7.63×2.362/10=4.25 KN·m
配筋计算:h0=h-as=80-20=60mm
实际配钢筋10@200(As=393mm2)
第三节 平台梁计算
设平台梁截面尺寸为200 mm×400 mm
一、平台梁TL-1的计算
(一)荷载计算
荷载种类
荷载标准值(单位:KN/m)
恒
载
梁 自 重
0.2×(0.40-0.08)×25=1.6
梁侧粉刷
0.01×(0.40-0.08)×2×(17+20)=0.22
平台板PTB传来荷载
3.44×2.36/2=4.06
梯段板传来的荷载
8.10×3.92=31.75
恒荷载小计
38.73
活 载
当活载起控制作用时,荷载设计值:1.2×38.73+1.4×7.85=57.47 KN/m
当恒载起控制作用时,荷载设计值:1.35×38.73+1.4×0.7×7.85=59.57 KN/m
(二) 截面设计
计算跨度:
弯矩设计值: KN·m
剪力设计值:KN
截面按倒L形计算,
梁有效高度,
属于第一种类型的T形梁。
=
选配3Φ16, ,梁上部按构造要求配2Φ12
配置φ8@200箍筋,则斜截面受剪承载力
=0.7×1.27×200×365+1.25×210×100.6/200×365>96.30KN
满足要求。
第六章 一榀框架结构计算
根据楼、屋面结构布置、屋面建筑构造、荷载规范等资料,按由板到次梁、由次梁到主梁的传力路线,以及采用简支传力的假定即允许出现塑性铰进行计算,计算出恒载和活载传到框架梁柱上均布荷载和集中荷载。计算出水平力风载和地震荷载作用在框架上的力。根据求出作用在框架上力,用D值法、分层法、弯矩分配法等方法计算出各种荷载单独作用下框架的内力。对计算出来的内力进行组合,取最不利的组合项进行配筋计算和截面验算。
第一节 确定框架计算简图
一、 框架梁柱截面尺寸的确定
按照设计要求选取轴框架进行计算,该榀框架为两跨八层,该框架的位置及其结构平面布置,荷载传递方式及框架的受荷范围见图2。
图4 框架(KJ-4)立面图
二、确定梁、柱截面尺寸
各层梁、柱截面尺寸确