结构设计算书.pdf
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1、多层综合楼结构计算一.设计资料(1).设计标图:室内设计标IWJ 0.0 0 0,室内外图差4 5 0 m m。(2).墙身做法:外墙墙身2 4 0 m m,为普通机制砖填充墙。墙面用M 5 混合砂浆砌筑,1:3 水泥砂浆底,贴瓷砖墙面,2 5 皿。内隔墙墙身2 0 0 m l n,墙面为水刷石墙面(包括混合砂浆打底),2 5 m m。正立面2-7 层为玻璃幕墙,1 0 0 厚。一层为落地玻璃窗。(3).楼面做法:水磨石地面,1 0 m m 面层,2 0 n l m 水泥砂浆打底。1 1 0 m m 钢筋混凝土板,1 5 m m 厚天棚水泥砂浆抹灰,吊顶棚。(4).屋面做法:8 0 m m 泡
2、沫混凝土保温层(2%自两侧向中间找坡),2 0m m 厚 1:3 水泥砂浆找平层,二毡三油防水层上撒绿豆砂保护,热沥青一度隔气层。1 1 0 m m 厚钢筋混凝土板,1 5 m m 厚天棚水泥砂浆抹灰,吊顶棚。(5).门窗做法:门厅,酒吧,商场门为铝合金门,其余为木门。窗为钢组合窗。(6).地质资料:(属H 类场地,余略)(7).地震烈度:7 度。(8).活荷载:走 廊 2.O K N/i t f,楼梯间2.0 K N/m,厕 所 2.0 K N/m,办公室2.0 K N/m,门厅 2.O K N/m2,商场 3.5 K N/m2,库房 6.O K N/m2.(9).恒荷载:玻 璃 幕 墙 L
3、 0-1.5 K N/m 2,填 充 墙 1 9 K N/m 钢筋混凝土2 5 K N/m:水刷石墙面0.5 K N/m2,贴瓷砖墙面0.5 K N/n f,水泥砂浆2 0 K N/m 木 门 0.2 K N/m 钢组合窗0.4-0.4 5 K N/m 铝合金门0.4 K N/m2.电梯机房7 K N/m 2.水磨石地面 0.65 K N/m2.一.结构布置.该建筑为多层综合写字楼,一层为商场,酒吧间,2-7 层为出租写字间,建筑平面布置灵活,有较大空间,可考虑采用框架结构。楼层为7层,主体高度为2 3.6 0 米。该工程采用全现浇结构体系.结构平面布置图见下:结构平面布置图因现浇框架钢筋混凝
4、土结构受温度变化影响,温度缝最大间距55m,在 8-D轴设伸缩缝。所以取轴号18,A-D框架简化计算。在 1 8 轴线横向方向布置主梁,A-D纵向方向布置连系梁。在 1-8轴线间布置次梁。三.构件初估。1.柱截面初估由于框架办公楼荷载较小,按 13kN/nf计算;负荷面积按F=7.2X(2.7+6.6)/2=33.48 考虑,Q取 1。设防烈度为7 度,小于60nl高的框架结构抗震等级为三级,因此取0.8A213xnxF、/A =a=z-r-X(O/(/-0.1)x100013x33.48x70.7x15x1000=0.29 m2a=0.54 m初步估计柱的尺寸的为600 m m x 600
5、m m。为计算简便,边柱中柱尺寸取相同。2.梁尺寸确定。该工程定为纵横向承重,主要为横向承重,根据梁尺寸初步确定:主梁高 h:(1/81/12)L=550 mm-825 m m 取 h=600 m m宽 b :(1/31/2)h =20 0 m m-30 0 m m 取 b=25 0 m m连系梁高 h :(l/10-l/15)L =48 0 m m-7 20 m m 取 h =5 0 0 m m宽 b :(l/3-l/2)h =16 7 m m-25 0 m m 取 b =25 0 m m次梁高 h :(1/12-1/18)L =36 7 m m-5 5 0 m m 取 h =5 0 0 m
6、 m宽 b :(l/3-l/2)h =16 7 m m -25 0 m m 取 b =20 0 m m3.初选楼板。楼板为现浇双向连续板,t (1/5 0)L =7 2 m m.取t =H O m m.四.结构计算简图及梁柱刚度计算(取一根横向框架计算)。假定框架柱嵌固于基础顶面上,框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变,故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二楼楼面,基础标高根据地质条件,室内外高差等定为T.O O m,二楼楼面标高+4.8 0 m,故底层柱高为5.8 0 m.其余各层柱高从楼面算至上一层楼面(即层高)。故均为3.0 0 m.多层框架考虑为纵横向承重,主
7、要为横向承重,为超静定结构,故在内力计算前,应预先估算梁,柱的截面尺寸及结构所采用的材料强度等级,以求得框架中各杆的线刚度。混凝土强度等级:梁用 C 20 (a=25.5 X 106 k N/m2)柱用 C 30 (E,=29.5 X 106 k N/m2)结构计算简图如下:1.梁的线刚度计算:主梁:1。=丝-=4.5X10-3m412全现浇框架梁:a.中框架梁1.=2.0Io=9.0X10-3m4b.边框架梁 h=1.5Io=6.75X10-3m4边框架梁(b=0.25m.h=0.6m):味成为&.E J,25.5 x 106 x 6.75 xlO3 0 0V le跨度为 kb=-2-=-=
8、2.6X 10 kN mlh 6.6跨度为 2 7m 时,kb=-=6.4X 10 kN mlb 2.7中框架梁(b=0.25m,h=0.6 m):跨族度曲为 公6.公6 米火H时,i EJb 25.5X106 X9X10-3 Q R v i n41Mkb=-=3.5X 10 kN mlb 6.6跨度为 2.7 米时,kt,=jg A=2 5-5 x 106 x 9 x 1 0 3=8.5X 104kNmlh 2.72.柱的线刚度计算(b=0.6m,h=0.6m)第一层:柱高 5.8m,=处-=竺-=1.08X lO-m12 12k,c=-EI-C =-2-9-.-5-x-l-0-6-x-1-
9、.-0-8-x-l-O-2=5c.5X 1小0h 5.8第二七层:柱高3.0m,1。=妙=空=1.08X10-2m412 12旦=29.5x106 x1.08x10 2 =0 62*1。4h 33.柱的侧移刚度计算见下图表。对于高度小于50m,且高宽比h/b=23.6/60.6=0.39 ,=)+为二065中 柱:n=7,月=0,乃=0,左=3.5+8.5=2183.a2=0.52,a=1,)+为=6 553 s第二层:边柱:n=7,y,=0,y3=0.12,k=:=0.33,cr,=1,10.62S 8a i=l,a3=1.93,j=2,y0=0.535 y2=0=y=+%=066中 柱:n
10、=7,y.=0,y3=-0.05=3.5+8.5=上心,八 10,62a2=1,a =1,%=L93,j=2,y2=0,yQ=0.50=y=汽+%=0453 5第 三 层:边 柱:n=7,%=0,%=0,k=-=0.33,a2=1,a 1=1,10.62a3=1,j-3,=0.4 5,%=0n ),=%=045中 柱:n=7,%=0,%=0,k=3.5+8.5 _ ,a =1,ez,=1,%=1,10.62j=3,y2=0,yQ=0.46%=1,j=4,yQ=0.40,y2=0=y=y0=0.46第四层:边 柱:n=7,yx=。,%:=0,k=3.510.62=0.33,a2=1,a 1 =1
11、,=y=7 o =0.40中 柱:n=7,必=-Q,y3=0,k=0 62=I-1 3 a2=1,a (=1,a3=l,j=4=0,y0=0.46n y=%=:0.46第 五 层:边柱3.5:n=7,%=0,%=0,k=0.33,y=y=03235+NS中 柱:n=7,%:=。,%;=0,A:=10.62二 1.13,a2=1,!=1,a3=1,j=5,y2=0y yQ=0.46=y=y()=0463 5第六层:边柱:n=7,%=0,%=。,攵=0.33,%=1,a 1=1,10.62%=1,j=6,yQ=0.27 y2=0=y=%=0.27中柱:n=7,y.=0,y3=0,k=+&5=113
12、,a=1,a,=1 f%=1,10.62j=6,y2=0,yQ=0.41n y=%=0.413 5第七层:边柱:n=7,%=0,必=0,k=:=0.33,%=1,a y l,10.62%=1,j=7,y0=0.13 y2=0=y=y0=0.13中柱:n=7,y.=0,%=0,k=+&5=1.13,%=1,a.=1,4 =1,10.62j=7,y2=0,y0=0.36=y=Vo=036五.重力荷载标准值计算和水平地震作用计算1.等效重力荷载代表值(标准值)的计算。恒载一 取100%雪载-取50%楼 面(屋面)-一取等效均布活载5080%一般民用建筑取50%一般楼层取G,.=1.0恒+0.5活+1
13、.0(柱、梁、墙)分层总计,上下各半。标准层:楼面荷载一-楼面做法水磨石地面(10 m m 面层,20 m m 水泥砂浆打底)-0.65k N/m21 1 0 厚钢筋混凝土板 0.1 1 X 25=2.75k N/m21 5厚天棚水泥砂浆抹灰 15 X W3 X20=0.3k N/m2吊顶棚-0.5k N/m2n 楼面恒载:4.2k N/m2楼梯间重量:1.3乂楼面恒载乂面积=1.3 X4.2 X 2.2x 33+3.0 x(6.6+2.7)=5.46X(7.26+27.9)=1 9 1.9 7k N楼面恒载4.2X(7.2X1 5.9 X5+7.2X6.6+2.7X2.4+7.2X4.4+2
14、.2X3.9)=4.2X(572.4+47.52+6.48+31.68+8.58)=279 9.9 72k N楼面活载:走廊:7.2X5X2.7X2+2.7X2.4X2+4.4X7.2X2=270.72k N厕所:7.2X6.6X2=9 5.0 4k N楼梯间:3x(6.6+2.7)+2.2x 3.3 X 2=70.32k N办公室:(7.2X6.6)X 2 X 1 0=9 50.4k Nn 折算系数:(270.72+9 5.0 4+70.32+9 50.4)X0.9 =1 247.83k N梁重(25k N/n 3)主梁:60 0 m m X 250 m m 21 根25X0.6X0.25X
15、1.I X(2.7X 7+6.6 X 1 4)=459.67k N连梁:50 0 m m X 250 m m 24 根25X0.5X0.25X1.1 X7.2X24=59 4k N次梁:50 0 m m X 20 0 m m 1 2 根0.5X0.2X6,6X25X1.1 X 1 2=21 7.8k N柱:60 0 m m x 60 0 m m 28 根3X0.6X0.6X25X1.1 5X28=869.4k N窗:楼梯间窗:1.5X1,2X2X0.45=1.62k N厕所窗:1.5X1.2X2X0.45=1.62k N办公室窗:(3X1.5)XI.5X0.45X4=1 2.1 5k N门:(
16、1 X2.1+4X1 X 2.1 +1.2X2.1 X1 5+2X1.1 X2.1)X0.2=1 0.58k N墙体:2-B,8-B 轴线外墙墙身:2X6.6X0.24X3X 1 9=1 80.58k N墙面:2X2X0.5X6.6X3=39.6k N楼梯间外墙墙身:(6.6+2.7)X3X0.24X1 9=1 27.22k N墙面:(6.6+2.7)X3X0.5=27.9 k N1-2 轴外墙墙身:(3x 3x 0.24-l.5x l.2x 0.24)x 1 9 X 2=65.66k N墙面:7.2X0.5X4=1 4.41 k N厕所外墙墙身:(7.2X3X0.24-2X1.2X1.5X0
17、.24)X 1 9=82.0 8k N墙面:(21.6-3.6)X0.5X2=1 8k N1-7 轴外墙墙身:(7.2X3X0.24-3X1.5X0.2 4)X 1 9 X4=270.86k N墙 面:(7.2X3X0.24-3X1.5X0.24)X 0.5X2X4=59.4k N1-B 轴内隔墙墙身:3x(6.6+2.7)-l x 2.1 x 0.2X 1 9=9 8.0 4k N墙面:3x(6.6+2.7)-l x 2.1 x 0.5 X 2=25.8k N2-3 隔墙墙身:3X0.2X6.6X1 9=75.24k N墙面:6.6X3X0.5X2=1 9.8k N6-3 隔墙墙身:3X0.
18、2X6.6X1 9=75.24k N墙面:6.6X3X0.5X2=1 9.8k NB-C 厕所隔墙墙身:(7.2X3-2X1 X2.1)X 0.2X1 9=66.1 2k N墙面:(7.2X3-2X1 X2.1)X0.5X2=1 7.4k NB-3 轴隔墙墙身:7.2X3X0.2X1 9=82.0 8k N墙面:7.2X3X0.5X2=21.6k N3-4 隔墙墙身:7.2X3X0.2X1 9=82.0 8k N墙 面:7.2X3X0.5X2=21.6k NB-3-4 隔墙墙身:(7.2X31.2X2.1 X2)X 0.2X1 9=62.9 3k N墙面:(7.2义3 1.2X2.1 X2)X
19、0.5X2=1 6.56k N3-7轴共7 个同B-3-4相同隔墙,则有:墙身:62.9 3X7=440.50 k N墙面:1 6.56X7=1 1 5.9 2k N4 轴隔墙墙身:6.6X3X0.2X1 9=75.24k N墙面:6.6X3X0.5X2=1 9.8k N横向隔墙同4 轴的共7 个,则有:墙 身:75.24X7=526.68k N墙面:1 9.8X7=1 38.6k N7-8 轴隔墙墙身:(7.2X3-2X1 X2.1)X0.2X1 9=66.1 2k N墙面:(7.2X3-2X1)X0.5X2=1 9.6k N8 轴隔墙墙身:(6.6+2.7)x 3-l.l x 2x 2.1
20、 x 0.2 X 1 9=88.46k N墙面:(6.6+2.7)x 3-l.l x 2x 2.1 x O.5X 2=23.28k NB 轴隔墙墙身:(7.2X3-1.2X2.1)X 0.2 X 1 9=72.50 k N墙面:(7.2X3-1.2X2.1)X0.5X2=1 9.0 8k N电梯墙墙身:(4.8X3-2.1 X1.1 X2+2.7 X 3)X 0.2X1 9=67.9 4k N墙面:(4.8X3-2.1 X1,1 X2+2.7 X 3)XO.5X2=1 7.88k N因重力荷载代表值取上下两层各半的荷载重量,因2-7层层高相同,中间门窗布置相同,可看做算一个标准层的荷载值。计算
21、则有:G6=G5=G4=G3=G2=89 9 9.1 8k NX底层:楼面荷载一-楼面做法水磨石地面(1 0 m m面层,20 m m水泥砂浆打底)0.GSk N/n f1 1 0 厚钢筋混凝土板 0.1 1 X 25=2.75k N/m21 5厚天棚水泥砂浆抹灰 1 5X1 0-3 X20=0.3k N/m2吊顶棚O 5k N/m z楼面恒载:4.2k N/ms楼梯间重量:1.3 X楼面恒载X面积=1.3 X4.2 X 2.2x 33+3.0 x(6.6+2.7)=5.46X (7.26+27.9)=1 9 1.9 7k N楼面恒载:4.2 X (7.2 X 1 5.9 X 5 +7.2X6
22、.6+2.7X2.4+7.2X4.4+2.2X3.9)=4.2 X (572.4+47.52+6.48+31.68+8.58)=279 9.9 72k N楼面活载:厕所:7.2X6.6X2=9 5.0 4k N 门厅:7.2X6.6X2=9 5.0 4k N楼梯间:3 x(6.6+2.7)+2.2 x 3.3 X 2=70.32k N走廊:7.2X2.7X2+2.4X2.7X2+7.2X4.4X2=1 1 5.2k N库 房:6X4.6X7.2X4=79 4.88k N商场:2x(7.2 x 4)+2.7 x (7.2 x 4)+7.2 x 6.6 x 4 +3.6x 6.6 x 3.5=1
23、222.2k N办公室:3.6X6.6X2=47.52共 2440.2k N 折算:2440.2X0.9=21 9 6.1 8k N梁重(25k N/m 3)主梁:60 0 m m X 250 m m 21 根25X0.6X0.25X1.I X(2.7X 7+6.6 X 1 4)=459.67k N连梁:50 0 m m X 250 m m 24 根25X0.5X0.25X1.1 X7.2X24=59 4k N次梁:50 0 m m x 20 0 m m 1 2 根1.5X0.2X6.6X25X1.1 X 1 2=21 7.8k N柱:60 0 m m x 60 0 m m 28 根(2.9+
24、1.5)X0.6X0.6X25X1.1 5X28=1 275.1 2k N窗:楼梯间窗:1.5X1.2X2X0.45=1.62k N厕所窗:1.5X1.2X2X0.45=1.62k N办公室窗:(3X1.5)XI.5X0.45X4=1 2.1 5k N门:(1 X1.5+4X1 X1.5+1.2X1.5X1 5+2X1.1 X1.5)X0.2=7.56k N墙 体(2层 1.5米)外 墙:1 X1.5X7.2X6=64.8k N2-B 轴外墙墙身:0.24X6.6X 1.5X1 9=45.1 4k N墙 面:2X0.5X6.6X1.5X2=1 9.8k N8-B 轴外墙:0.24X6.6X1.
25、5X1 9=45.1 4k N墙 面:2X0.5X6.6X1.5X2=1 9.8k N1 轴外墙墙身:(6.6+2.7)XI.5X0.24X1 9=63.61 k N墙面:(6.6+2.7)XI.5X0.5X2=1 3.9 5k N1-2 轴外墙墙身:(3x 1.5x 0.24-l.5x l.2x 0.24)x 1 9 X 2=24.62k N墙 面:(3X1.5-1.5X1.2)X0.5X2=2.7k N厕所外墙墙身:(7.2X 1.5X0.24-2X1.2X 1.5X0.24)X 1 9=32.83k N墙面:7.2X0.5 X 2=7.2k N3-7 轴墙体:(7.2X 1.5X0.24
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