某公司混合结构办公楼结构设计计算书示例.pdf
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1、-某公司混合结构办公楼结构设计计算书(示例)一、结构方案的确定 本工程采用纵横墙承重的混合结构。除承重墙体之外,其余楼、屋面均采用现浇钢筋混凝土楼面和屋面大梁支承楼面屋面板,楼面屋面板主要采用 120 厚预应力空心板,卫生间采用钢筋混凝土现浇板,9-11 轴二楼大会议室屋盖采用钢筋混凝土现浇肋梁屋盖,采用现浇楼梯、雨篷。构件平面布置见结构施工图。根据搂屋盖类型和横墙间距,可以确定,本工程的静力计算属于刚性方案。二、荷载计算(一)屋面 永久荷载标准值:40 厚刚性防水层:0.0425 =1.0 kN/150 厚加气混凝土保温层 0.1510 =1.5 kN/20 厚水泥砂浆找平层 0.0220
2、=0.4 kN/120 厚预应力空心板(含灌缝)2.14 kN/15 厚混合砂浆板底抹灰 0.01517 =0.26 kN/屋面永久荷载标准值 =5.30 kN/屋面可变荷载标准值(不上人屋面)0.5 kN/组合系数c=0.7 准永久系数q=0(二)楼面 永久荷载标准值:空心板部分 15 厚水磨石面层 0.01524 =0.36 kN/20 厚水泥砂浆找平层 0.0220 =0.4 kN/120 厚预应力空心板(含灌缝)2.14 kN/15 厚混合砂浆板底抹灰 0.01517 =0.26 kN/楼面(空心板部分)永久荷载标准值 =3.16 kN/现浇板部分(板厚 80)15 厚水磨石面层 0.
3、01524 =0.36 kN/20 厚水泥砂浆找平层 0.0220 =0.4 kN/80 厚现浇板 0.825 =2.0 kN/15 厚混合砂浆板底抹灰 0.01517 =0.26 kN/楼面(现浇板部分)永久荷载标准值 =3.02 kN/可变荷载标准值:办公室、会议室、值班室 2.0 kN/组合系数c=0.7 准永久系数q=0.5 走廊、楼梯、卫生间 2.5 kN/组合系数c=0.7 准永久系数q=0.5 130厚加气混凝土保温层40厚刚性防水层20厚水泥砂浆找平层120厚预应力空心板15厚板底抹灰15厚水磨石面层20厚水泥砂浆找平层120厚预应力空心板15厚板底抹灰-1/B 轴:8-9 轴
4、间线荷载设计值为:7.6451.65=12.61 kN/m 7-8 轴间线荷载设计值为:7.6451.80=13.76 kN/m 固可选 2 级荷载等级过梁。A、D 轴无梁板荷载,可选用 0 级过梁。/四、钢筋混凝土构件设计计算(一)楼面梁 L1(1)(截面 250450,C20 混凝土,纵筋 HRB335 级,箍筋 HPB235 级)1、计算简图 120120C12048605100120D 梁净跨:ln=51001202=4860 mm 计算跨度:l=lna/2b/2=5100 mm 1.05ln=1.054860=5103mm5100mm 取计算跨度 l=5100 mm=5.1 m 荷载
5、:板传来的永久荷载:3.163.3 =10.43 kN/m 250450 梁自重:0.250.4525 =2.81 kN/m 梁侧粉刷重:20.0150.4517 =0.23 kN/m 梁上永久荷载标准值 gk =13.47 kN/m 梁上可变荷载标准值 qk =3.32 =6.60 kN/m 梁荷载设计值:1.213.471.46.6 =25.40 kN/m 1.3513.471.40.76.6=24.65 kN/m-取梁荷载设计值:(gq)=25.40 kN/m 计算简图如下:g+q=25.40kN/m5100 2、内力设计值 Mmax=1 8(gq)l2=1 8 25.405.12=82
6、.58 kNm Vn=1 2(gq)ln=1 2 25.404.86=61.72 kN 3、正截面承载力:采用C20混凝土,HRB335级钢筋,fc=9.6N/mm2,ft=1.10N/mm2,fy=300N/mm2,b=250mm,h=450mm,ho=h40=410 mm(保护层厚度 c=30mm),sb=0.399 s=M/1fcb h 2 0=82.58106/(1.09.62504102)=0.205 sb=0.399=112s =1120.205=0.232b=0.55 As=1fcbho/fy=0.2321.09.6250410/300=760.96 mm2 可选 318,实际配
7、筋面积 763 mm2,可满足要求。配筋率=As/bh=763/(250450)=0.68%min min=0.2%0.45ft/fy=0.451.1/300=0.16%4、斜截面承载力计算:(箍筋 HPB235 级,fyv=210 N/mm2)复核截面:hw/b=410/250=1.64 4.0 0.25fcbho=0.259.6250410=246103 N V=61720N 截面符合要求。验算是否需要按计算配箍筋:0.7ftbho=0.71.10250410=78925 N V=61720N 可按构造要求配置箍筋:sv,min=0.24ft/fyv=0.241.1/210=0.126%选
8、用双肢6 箍筋,Asv=228.3=56.6 mm2 箍筋间距 sAsv/(bsv,min)=56.6/(2500.126%)=179.7mm180mm 选双肢6180 箍筋满足最小直径、最大间距和最小配箍率的要求。L1(1)配筋见施工图(采用平法表示)(二)卫生间现浇板(混凝土 C20,钢筋 HPB235 级)卫生间平面尺寸为 3m5.1m,可按四边铰支的双向板计算。-可取板厚 h=80mml/45=3000/45=66.7mm。1、计算简图:计算跨度 lo=lnh=276080=2840 mm 荷载:永久荷载标准值:15 厚水磨石面层 0.01524 =0.36 kN/20 厚水泥砂浆找平
9、层 0.0220 =0.40 kN/80 厚现浇板 0.0825 =2.00 kN/15 厚混合砂浆板底抹灰 0.01517 =0.26 kN/永久荷载标准值 gk =3.02 kN/可变荷载标准值 qk =2.5 kN/荷载设计值:gq=1.23.021.42.5=7.124kN/1.353.021.40.72.5=6.527 kN/2、内力计算:计算跨度:lx=lxnh=276080=2840 mm ly=lynh=486080=4940 mm lx/ly=2840/4940=0.575 查教材 P161 表 5.3.16,得(lx/ly=0.55 和 0.60 的平均值)mx=0.085
10、6 my=0.0226 钢筋混凝土材料泊松比取=0.2,则 mx=mxmy=0.08560.20.0226=0.0901 my=mymx=0.02260.20.0856=0.0397 Mxmax=mx(gq)l2=0.09017.1242.842=5.18 kNm My max=my(gq)l2=0.03977.1242.842=2.28 kNm 3、正截面承载力计算:采用 C20 混凝土,HPB235 级钢筋,fc=9.6N/mm2,ft=1.10N/mm2,fy=210N/mm2,b=1000mm,x 方向:h=80mm,ho=h25=55 mm(保护层厚度 c=20mm),sb=0.42
11、6 s=M/1fcb h 2 0=5.18106/(1.09.61000552)=0.178 sb=0.426=112s =1120.178=0.198b=0.614 15厚水磨石面层20厚水泥砂浆找平层15厚板底抹灰90厚钢筋混凝土现浇板-As=1fcbho/fy =0.1981.09.6100055/210=497.8 mm2 可选 8100,实际配筋面积 503 mm2,可满足要求。配筋率=As/bh=503/(100080)=0.629%min min=0.45ft/fy=0.451.1/210=0.236%0.2%y 方向:h=80mm,ho=h2510=45 mm(保护层厚度 c=
12、20mm),sb=0.426 s=M/1fcb h 2 0=2.28106/(1.09.61000452)=0.117 sb=0.426=112s =1120.117=0.125b=0.614 As=1fcbho/fy =0.1251.09.6100045/210=257 mm2 可选 8190,实际配筋面积 265 mm2,可满足要求。配筋率=As/bh=265/(100080)=0.331%min min=0.45ft/fy=0.451.1/210=0.236%0.2%4、卫生间现浇板配筋简图(略):(三)办公楼肋梁楼盖设计计算 1、楼盖梁板布置如下图:-1.35gk+1.4cqk=1.3
13、55.661.40.73.5=11.07 kN/因而 g=g+q/2=1.25.661.43.5/2=9.24 kN/q=q/2=1.43.5/2=2.45 kN/次梁上的线荷载 gk =5.662.10.2(0.350.1)250.015(0.350.1)217=13.26 kN/m qk =3.52.1=7.35 kN/m g+q=1.2gk+1.4qk=1.213.261.47.35=26.20kN/m 1.35gk+1.4cqk=1.3513.261.40.77.35=25.10kN/m 因而 g=g+q/4=1.213.261.47.35/4=18.48 kN/q=3q/4=1.43
14、7.35/4=7.72 kN/主梁上的集中荷载:Gk=4.2gk0.25(0.80.1)250.015(0.80.1)2172.1 =4.213.260.25(0.80.1)250.015(0.80.1)2172.1=65.63 kN Qk=4.2qk=4.27.35=30.87 kN G+Q=1.2Gk+1.4Gk=1.265.631.430.87=121.97 kN 1.35Gk+1.4cGk=1.3565.631.40.730.87=118.85 kN 3、内力计算:(1)板的内力计算:板的计算跨度:边跨 lo=ln+b/2+h/2=(2100100185)+185+100/2=2050
15、 mm 中跨 lo=lc=2100 mm 跨差为 21002050=50 mm,小于跨度的 10%,可以查表计算内力。平均值为 2075mm。另一方向计算跨度为 4200 mm,4200/2075=2.022,故可按单向板计算。将板视为 4 跨连续梁,计算简图如下:板仅需要计算正截面承载力,故仅需要计算弯矩。查教材 P394 页,可得各截面在不利荷载组合下的弯矩设计值如下表:截面位置 荷载组合 弯矩计算值 跨跨中 全部永久荷载+、跨可变荷载(0.0779.240.102.45)2.052=4.02 kNm/m B 支座 全部永久荷载+、跨可变荷载(0.1079.240.1212.45)2.07
16、52=5.53 kNm/m 跨跨中 全部永久荷载(0.0369.240.0812.45)2.12-+、跨可变荷载=2.34 kNm/m C 支座 全部永久荷载+、跨可变荷载(0.0719.240.1072.45)2.12=4.05 kNm/m (2)次梁内力计算:次梁的计算跨度:边跨 lo=1.025 ln+b/2=1.025(4200120125)+125=4179 mm lc=4200mm 取 lo=4179mm 中跨 lo=lc=4200mm 跨差为 42004179=21 mm,小于跨度的 10%,可以查表计算内力。将次梁视为 3 跨连续梁,计算简图如下图:次梁需要计算正截面和斜截面承
17、载力,因而,应计算控制截面的弯矩设计值和剪力设计值:查教材 P391-392 页,可得各控制截面在不利荷载组合下的弯矩设计值如下表:截面位置 荷载组合 弯矩计算值 跨跨中 全部永久荷载+、跨可变荷载(0.08018.480.1017.72)4.1792=39.44 kNm B 支座 全部永久荷载+、跨可变荷载(0.10018.480.1177.72)(4.179+4.2)/22=48.29kNm 跨跨中 全部永久荷载+跨可变荷载(0.02518.480.0757.72)4.22=18.36kNm 查教材 P391-392 页,可得各控制截面在不利荷载组合下的剪力设计值如下表:截面位置 荷载组合
18、 剪力计算值 A 支座边 全部永久荷载+、跨可变荷载 7(0.40018.480.4507.72)4.179=45.41 kN B 支座左 全部永久荷载+、跨可变荷载(0.60018.480.617.72)4.179=66.02 kN B 支座右 全部永久荷载+、跨可变荷载(0.518.480.5837.72)4.2=57.71 kN(3)主梁内力计算:主梁为单跨简支梁,计算跨度为:lo=ln+a=(8400370)370=8400mm1.05ln=1.05(8400370)=8431.5 mm 取计算跨度为 8400mm。-主梁内力计算结果见上图。4、配筋计算:(1)板的纵向钢筋:正截面承载
19、力计算(b=1000mm ho=100mm fc=9.6N/mm2 fy=210 N/mm2 ft=1.1 N/mm2)截面 1 B 2 C M(kNm/m)4.02 5.53 2.34 4.05 s=M/1fcbho2 0.0744 0.1024 =1-12s 0.0774 0.1083 As=bho1fc/fy 265 mm2 494.9 mm2 实选钢筋 8190 8100 实际钢筋面积 265mm2 503mm2 实际配筋率 0.265%0.503%以上计算:1)均满足b=0.614 2)实际配筋率均大于最小配筋率min=45ft/fy%=0.236%-(2)次梁的纵向钢筋:正截面承载
20、力计算(fc=9.6N/mm2 fy=300 N/mm2 ft=1.1 N/mm2)截面 B M(kNm)39.44 48.29 18.36 b 或 bf 1400 ho 310 s=M/1fcbho2 0.0305 =112s 0.0310 x=h0 9.62 As=bho1fc/fy 430.5mm2 实选钢筋 218 实际钢筋面积 509 mm2 实际配筋率 0.727%以上计算:a)均满足b=0.614 b)跨中截面按第一类 T 形截面计算,x=h0均小于 hf=100 mm,符合要求。c)实际配筋率均大于最小配筋率min=0.2%45ft/fy%=0.165%(3)次梁斜截面受剪承载
21、力 截面尺寸复核:hw=350100=250mm hw/b=250/200=1.25 4.0 应按下式复核截面尺寸:0.25cfcbho=0.251.09.6200310=148800N=148.8 kNVmax=66.02kN 故截面尺寸符合要求。配箍计算:0.7 ftbho=0.71.1200310=47740N=47.74 kN 根据内力计算结果可知,B 支座左、右两截面计算剪力设计值均超过 0.7 ftbho,应按计算配箍。但因剪力值不大,可按 B 支座左截面计算。V0.7ftbh0 6602047740 nAsv s =0.225 1.25fyvh01.25210310 选用6 双肢
22、箍筋,满足箍筋最小直径的要求,箍筋间距应满足:s nAsv/(nAsv s )=228.3/0.225=251.5 mm 查教材 P115 页表 5.2.5,箍筋最大间距为 200mm,若采用6200 双肢箍筋 配箍率为:-sv=(228.3)/(200200)=0.142%sv,min0.24ft/fyv =0.241.1/210=0.126%故,选用6200 双肢箍筋可满足要求。因6200 双肢箍筋为最小直径、最大间距,其余截面不必验算。(4)主梁 正截面承载力计算:(配纵向钢筋)(5)主梁斜截面承载力计算:(配箍筋)5、结构施工图:-(三)现浇楼体 LT-1 1、楼梯简图:6300185
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