教学楼结构计算书论文07267.doc

现代教学楼结构计算书一、设计总说明本工程为杭州电子工学院教学楼，占地面积约3600m2，总建筑面积约21600m2，主体采用现浇框架结构，地上5层，地下一层架空层用于停车。场地为类场地，度设防。1、建筑说明教学楼出于教学等方面的考虑，净空要求较高，故取一至五层层高4.2m，地下架空层层高3.0m。考虑到横向长度大于55m，在6轴和7轴间设置100mm的伸缩缝。2、结构说明本工程为5层现浇框架结构。楼面板与屋面板采用现浇钢筋混凝土板，计算模型分别为单向板和双向板两种，具体见计算书。次梁按简支梁设计，并按弹性方法计算。框架的内力采用pkpm计算。基础采用桩基础。3、设计依据规范建筑结构荷载规范（gb500092001）混凝土结构设计规范（gb500102002）建筑抗震设计规范（gb500112001）建筑结构设计统一标准（gb500012001）建筑地基基础设计规范（gb500072002）二、工程概况本工程为下沙大学城一现代教学大楼，主体采用五层框架体系。楼面活荷载标准值（kn/m2）：教室：2.0厕所、走廊、门厅、楼梯：2.5其它：2.0屋面活荷载标准值（kn/m2）：上人屋面：2.0三、框架设计1、设计资料（18轴） 1）、设计标高：一层室内设计标高0.000，室内外高差1.800m，架空层地面标高-3.000。 2）、墙身做法：墙身为普通空心砖填充墙，用m5混合砂浆砌筑。内粉刷为20mm厚混合砂浆底，白色内墙涂料2层。外粉刷为1：3水泥砂浆底，陶瓷锦砖贴面。 3）、楼面做法：140mm厚现浇混凝土楼板，上下各20mm1：2水泥砂浆找平，地面10mm厚楼面面砖，板下白色内墙涂料2层。 4）、屋面做法：140mm现浇混凝土板上铺膨胀珍珠岩保温层（檐口处厚100mm，2%自两侧檐口向中间找坡，具体详见施工图），1：2水泥砂浆找平层厚20mm，高分子防水卷材2层，5mm水泥砂浆保护层。 5）、门窗做法：门厅处为铝合金门，其他均为木门，窗均采用铝合金推拉窗。 6）、地质资料：本工程地处杭州市下沙大学城，属类建筑场地，余略。 7）、基本风压：w0=0.45kn/m2（地面粗糙度属b类）。 8）、 活荷载：屋面活荷载2.0 kn/m2，楼面活荷载2.0 kn/m2，走廊楼面活荷载为2.5 kn/m2。2、结构布置及结构计算简图的确定（1）、梁柱截面尺寸确定梁：h=l/12=6900/12=600mm，取b=300mm。柱：取500mmx500mm。板：采用140mm厚现浇混凝土板。（2）、构件的线刚度计算考虑到现浇楼面的作用，框架梁增大系数取2.0，则梁：边跨 i=2ex1/12x0.3x0.63/6.9=1.57x10-3e（m3） 中跨 i=2ex1/12x0.3x0.63/3.0=3.60x10-3e（m3）上部各柱： i=ex1/12x0.5x0.53/4.2=1.24x10-3e（m3）底层各柱： i=ex1/12x0.5x0.53/3.0=1.74x10-3e（m3）3、荷载计算（1）、恒荷载计算1）、屋面框架梁线荷载标准值：5mm厚1：2水泥砂浆保护层 0.005x20=0.10 kn/m23mm高分子防水卷材 0.003x20=0.06 kn/m220mm厚1：2水泥砂浆找平层 0.02x20=0.40 kn/m2100140mm（2%找坡）珍珠岩保温层 (0.1+0.14)x7/2=0.84kn/m2 140mm厚的现浇钢筋混凝土板 0.14x25=3.5 kn/m220mm 1:2水泥砂浆找平 0.02x20=0.4 kn/m22mm 厚白色涂料 0.002x17=0.03 kn/m2_屋面恒荷载 5.33 kn/m2梁自重 0.3x0.6x25=4.5 kn/m梁侧粉刷 2x(0.6-0.1)x0.3x17=0.51 kn/m因此作用在顶层框架梁上的线荷载为 g5=4.5+0.51=5.01 kn/m中跨 g5=5.33x3.0=15.99 kn/m边跨 g5=5.33x7.2=38.38 kn/m2)、楼面框架梁线荷载标准值：10mm厚面砖 0.01x19.8=0.20 kn/m220mm1:2水泥砂浆垫层 0.02x20=0.4 kn/m2140mm现浇混凝土板 0.14x25=3.5 kn/m220mm1:2水泥砂浆找平层 0.02x20=0.4 kn/m2 粉刷 0.002x17=0.04 kn/m2 _楼面恒载 4.54 kn/m2梁及梁侧粉刷 5.01 kn/m边跨填充墙自重 0.24x(4.2-0.6)x19=16.42 kn/m墙面粉刷 (4.2-0.6)x0.02x2x17=2.45 kn/m_墙及墙面粉刷的自重 18.87 kn/m因此作用在中间层框架梁上的线荷载： g边=5.01+18.87=23.88 kn/m g中=5.01 kn/m g边=4.54x7.2=32.69 kn/mg中=4.54x3.0=13.62 kn/m3)、屋面框架节点集中荷载标准值 边柱连系梁自重 0.3x0.6x7.2x25=32.4 kn 粉刷 0.02x(0.6-0.1)x2x7.2x17=2.45kn 1.2m高女儿墙自重 1.2x7.2x0.24x19=39.4 kn 粉刷 1.2x0.02x2x7.2x17=5.88 kn连系梁传来屋面自重 (7.2+0.3)x0.5x6.9x5.33=68.96 kn_ 顶层边节点集中荷载 g=149.09 kn中柱连系梁自重 0.3x0.6x7.2x25=32.4 kn粉刷 0.02x(0.6-0.1)x2x7.2x17=2.45 kn连系梁传来屋面自重 (0.3+7.2)/2x(6.9/2)+(7.2+4.2)/2x(3.0/2) =116.73 kn_顶层中节点集中荷载 g=149.58 kn4)、楼面框架节点集中荷载标准值：边框连系梁自重 32.4 kn 粉刷 2.45 kn铝合金窗 2x2.4x1.8x0.4=3.46 kn窗下墙体自重 0.24x0.9x6.7x19=27.5 kn 粉刷 2x0.02x0.9x6.7x17=4.1 kn窗边墙体自重 3.1x2.4x0.24x19=33.93 kn 粉刷 3.1x2.4x2x0.02x17=5.06 kn连系梁传来楼面自重 0.5x(0.3+7.2)x6.9/2x4.54=58.74 kn_中间层边柱节点集中荷载 g=160.87 kn中柱连系梁自重 32.4 kn 粉刷 2.45 kn内纵墙自重 6.7x3.6x0.24x19=109.99 kn 粉刷 6.7x3.6x2x0.02x17=16.40 kn扣除门洞重加上门重 -2.1x1.0x(5.24-0.2)x2=-21.16 kn框架柱自重 26.25 kn 粉刷 1.83 kn连系梁传来楼面自重 (0.3+7.2)/2x(6.9/2)+(7.2+4.2)/2x(3.0/2)x4.54=99.43 kn_中间层中节点集中荷载 g=267.59 kn5)、恒载作用下计算简图：（2）、活荷载计算：活荷载作用下的结构计算简图： 各荷载值计算如下：屋面 p5lp= p5qs=2.0x7.2=14.4 kn/m p5pq=2.0x3.0=6.0 kn/mp5l=p5s=(7.2+0.3)/2x6.9/2x2.0=25.88 knp5p=p5q=(7.2+0.3)/2x6.9/2+(7.2+4.2)/2x3.0/2x2.0=43.80 kn楼面 plp=pqs=2.0x7.2=14.4 kn/m ppq=2.5x3.0=7.5 kn/m pl=ps=25.88 kn pp=pq=(7.2+0.3)/2x6.9/2x2.0+(7.2+4.2)/2x3.0/2x2.5=47.25 kn（3）、风荷载计算：风压标准计算公式为 = z*s*z*0因结构高度h=22.8mm=44.03 kn.m经判别属第一类t型截面s=44.03x106/1.0x11.9x700x3152=0.053 查表得s=0.973as=m/sfyh0=44.03x106/0.973x300x315=479mm2 选配218 as=509mm2选配6200箍筋vcs=0.7ftbh0+1.25fyvasv/sh0=0.7x1.27x200x315+1.25x210x2x28.3/200x315=78923n51100n 满足要求五、梁柱配筋设计选取第三层l，p轴线间的梁，梁的截面图如下图所示：1.梁的配筋计算t型截面的确定： 应取min，b+,b+12,故=6900/3=2300mmb+=300+7200=7500mm=140/600=0.230.1,故取=2300mm根据以上内力组合情况有， =175.82knm =-210.98 knm =-243.34 knm截面尺寸bh=300mm600mm, =2300mm, =140mm选用混凝土等级为c30，钢筋采用hrb335，=14.3n/mm2 =300n/mm2 =1.0 =0.8去保护层厚度a=35mm,则=h-a=600-35=565mm(-/2)=1.014.32300140（565-140/2） =2302175.82故属于第一类t型截面，以代替b，可得 选配420，=1256对于支座处负弯矩， , 故取m=-243.34knm翼缘受拉不考虑，可按矩形截面计算，则 选配425，=1964斜截面承载力计算：由内力组合情况知，3截面处剪力最大，=231.54kn 截面符合要求。 故需要进行配箍计算则=若选用8150，则实有=，可以 配箍率 最小配箍率 2.柱的配筋计算以三层柱的配筋计算为例，先按大偏心考虑，由内力组合有，m=137.00knm n=483.53kn 柱的截面尺寸为500mm500mm，则e0=m/n=137.00/483.53103=283mmea=max(20,h/30)=max(20,500/30)=20mmei= e0ea=283+20=303mm1=0.5fca/n=3.71, 取1=1l0/h=4200/500=8.40.3h0=139.5mme=ei+h/2-a s =327+500/2-35=542mm采用对称配筋，x=67.6mmbh0=0.55465=256mm为大偏心受压，有xf/r=4060/1174=3.45取4根，桩距s=3d=30.4=1.2m,按矩形布置2、 初选承台尺寸。取承台边长为：d=1.2+0.42=2.0m承台埋深2.6m,承台高0.8m，桩顶伸入承台50mm，钢筋保护层取35mm，则承台有效高度为：h0=0.8-0.05-0.035=0.715m=715mm3、 计算桩顶荷载设计值。n=（f+g）/n=(4060+1.2202.02.01.3)/4=1041knr=1174knn=(fk + gk) / n mxk * yi / yi2 myk * xi / xi2 =1041(133.50.6)/（40.62）=104155.63 knnmax=1096.63 kn 1.2r=1.21174=1408.8 kn 符合要求。4、 承台受冲切承载力验算。1）柱边冲切，冲跨比与冲跨系数为： 0x=a0x/h0=0.15/0.715=0.2(1.0)0y= a0y/h0=0.15/0.715=0.2(0fl=1.04060=4060kn 符合要求。2）角桩向上冲切，c1=c2=0.6m，a1x= a0x，1x=0x，a1y=a0y，1y=0y1x = 0.72/(1x+0.20)=0.72/(0.2+0.2)=1.21y= 0.72/(1y+0.20)=0.72/(0.2+0.2)=1.21x（c2+ a1y /2）+1y（c1+ a1x /2） fth0=1.2（0.6+0.15/2）+1.2（0.6+0.15/2） 14300.715=