土木工程毕业设计计算书建工(结构)方向.doc

2012 年 I 摘摘 要要 本文为 xx 县综合服务楼计算书 该楼建筑面积 5000 平方米 根据建筑设计 抗震方面等 的要求 确定合理的结构形式和结构布置方案 确定框架 基础的形式 根据要求采用了钢筋 混凝土结构 该楼建筑层数为 5 层 采用现浇混凝土框架结构 合理选择框架柱网布置 合理估算选择 结构构件截面尺寸 包括板厚度 梁柱截面尺寸等 既满足建筑平面布置的要求 又考虑到结 构受力合理 造价经济 施工方便等因素 在结构方面通过对框架所承受的横向荷载和竖向荷 载作用下内力的计算 确定框架内力的最不利组合 根据所确定的最不利内力进行截面设计 确定梁 柱的配筋 然后进行楼板设计和楼梯设计 确定它们的配筋 再根据上部传下的荷载 和地基承载力进行基础选型 以及基础配筋 最后将设计所得手算结果与 PKPM 软件计算的电算 结果进行对比分析 关键词关键词 结构设计 内力计算 截面设计 2012 年 II Abstract A comprehensive workshop for xx integrated services building is designed in the paper The building area is about 5000m2 Acording to the design and the earthquake resistance the reasonable structural scheme and structural foundation plan is determined The building of this engineering counts five layers The construction form is cast in situ reinforced concrete frame In the structure of the framework by the horizontal load under the internal force and vertical load calculation of internal force to determine the most unfavorable combination frame According to the most unfavorable as determined internal section design beam and column determine the reinforcement Then floor design and stair design determine their reinforcement Again according to the upper handed the load and the foundation bearing capacity based on the foundation selection and reinforcement Finally will design with PKPM software takes calculate results calculated results of computer are compared and analyzed Key words the design of the structure Internal force calculation Section design 2012 年 目目 录录 0 绪论 1 1 工程概况 1 1 1 设计题目 1 1 2 设计资料 2 2 结构布置与结构简图 2 2 1 结构简图 2 2 2 计算简图 2 3 重力荷载及重力荷载代表值的计算 3 3 1 重力荷载的计算 3 3 2 重力荷载代表值的计算 5 4 横向框架侧移刚度的计算 6 4 1 计算各柱的侧移刚度 6 5 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 8 5 1 横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算 8 6 竖向荷载作用下框架结构的内力计算 12 6 1 横向框架的计算 12 7 恒载 活载内力计算 15 7 1 恒载作用下的框架内力计算 15 7 2 梁端剪力和柱轴力的计算 16 8 内力组合 18 8 1 抗震等级 18 8 2 内力组合 18 9 截面设计 25 9 1 框架梁 25 9 2 框架柱 27 10 板的配筋计算 30 2012 年 10 1 荷载 30 10 2 计算简图 31 10 3 弯矩设计值 31 10 4 正截面受弯承载力计算 31 11 楼梯设计 32 11 1 梯段板设计 32 11 2 平台板设计 33 11 3 平台梁设计 33 12 初步确定基础高度和和基础顶尺寸 35 12 1 基础情况 35 12 2 独立基础设计 轴线 B 柱 35 13 经济技术指标分析 38 13 1 结构方案分析 38 13 2 建筑方案分析 39 总 结 39 鸣 谢 40 参考文献 40 2012 年 1 xxxx 县综合服务楼设计县综合服务楼设计 学生 指导教师 xxxxx 大学 xx 学院土木工程专业建筑工程方向 0 0 绪论绪论 根据设计材料提供的建筑场地的地质条件及所在地区的抗震烈度 确定出拟建建筑物的抗 震等级为二级 建筑物的设计过程包括建筑设计和结构设计两部分 建筑设计部分 依据用地条件和建筑使用功能 周边环境特点 首先设计建筑平面 包括 建筑平面选择 平面柱网布置 平面交通组织及平面功能设计 其次进行立面造型 剖面的设 计 最后进行楼梯的设计及相关构件的初选 结构设计部分 分别从结构的体系选择 结构总体布置 楼屋盖的结构方案及基础方案的 选择等多方面进行论述 结构计算大致分为以下几个步骤 构件布置 按建筑方案中的平 立 剖面设计 确定各构件的截面及布置 绘出结构计算 简图并初选变截面 荷载统计 在初选截面的基础上 按从上到下的顺序进行 荷载的取值按各层房间的使用 功能及位置查荷载规定而定 完成恒载及活载的统计 框架水平地震作用下侧移验算 采用顶点位移法计算结构自震周期 按底部剪力法求水平 地震剪力并考虑了顶点附加水平地震作用 横向框架内力分析 分析了横向框架在水平地震剪力和竖向荷载作用下的内力 使用分层 法 弯矩二次分配法计算梁 柱端弯矩 对梁端弯矩调幅后计算出梁端剪力和跨中弯矩 柱端 弯矩 轴力及剪力 内力组合 对恒载 活载及地震作用下横向框架的内力组合 找出最不利内力 并以此为 依据对框架梁 柱进行截面设计 梁设计 梁的内力及截面设计 板的设计 用塑性理论进行板的设计 基础设计 采用柱下钢筋混凝土独立基础 设计成果 手算一榀框架 一层楼板 两个独立基础 或一个联合基础或条形基础 一个 楼梯或雨篷 绘制 A1 图 6 张 或 A2 图 12 张 设计说明书与计算书用计算机输出 采用计算 机绘制施工图 其中有一到二张手工绘图 计算机应用 使用了 AutoCAD 天正 PM PK 软件及 EXCEL 表格制作应用和排版 1 1 工程概况工程概况 1 11 1 设计题目设计题目 xx 县 2 综合服务楼 本工程拟建办公楼为五层 建筑面积 5000 平方米左右 其中一层设门厅 党政办公室 司 法所 带休息室及卫生间 信访室 带休息室及卫生间 民政室 普查室 处置室 办证室 普通办公室 司机室 值班室 厕所 楼梯等 二层设微机室 法规室 流动人口登记室 统 计室 计生协会 计生档案 财政所 青年协会 妇女协会 普通办公室 厕所 楼梯等 三 2012 年 2 层设纪工委 带休息室及卫生间 农经委 办事处 标准客房 套房 厕所 楼梯等 四层设 组织部 带休息室及卫生间 宣传室 带休息室及卫生间 工会 红十字 武装部 带休息 室及卫生间 农协 带休息室及卫生间 纪委 带休息室及卫生间 人大 带休息室及卫生 间 办事处 厕所 楼梯等 五层设镇长室 书记室 副镇长室 副书记室 服务员室 大会 议室 室内无柱 会议设备室 厕所 楼梯等 建筑高度约 20 25m 采用钢筋混凝土多层框架结构 室内外高差 0 6m 基础埋深 1 4m 框 架梁 柱 板为现浇 基础采用钢筋混凝土独立基础 1 21 2 设计资料设计资料 1 建设地点 河北省 xx 市市区 2 气候条件 邯郸市属于暖湿型气候 春季降水少 空气干燥 夏季热而多雨 秋季天高 气爽 气候宜人 冬季寒冷干燥 雨日较少 3 地质条件 场地工程地质较好 地质条件单一 地下水埋藏较深 一般水位 15 米以下 场地为冲积平原 地层主要为第四纪冲积层 沉积稳定 宜作建筑场地 土壤冻结深度 0 37 米 地基土承载力特征值为 180Kpa 场地土为二类土 4 地震烈度 按 7 度设防 5 主要建筑材料均能满足要求 供应充足 6 建筑单位要求 1 建筑面积 4230 m2 左右 2 建筑层数 5 层 3 结构形式 框架结构 4 使用要求 底层 3 9m 二层 五层为 3 6m 屋顶全为上人屋面 一层 设入口大厅 报告厅 八间大教室和两间教研室 设四部楼梯与卫生间 另外设设备电梯一部 5 施工场地平整 水电 道路已通 2 2 结构布置与结构简图结构布置与结构简图 2 12 1 结构简图结构简图 根据该房屋结构的使用功能及建筑设计的要求 进行了建筑平面 立面及剖面设计 其建 筑平面 结构平面和剖面图都已给出 主体结构共 5 层 1 层层高为 3 9 米 2 5 层为 3 6 米 女儿墙高为 1 2 米 局部突出屋面的塔楼为电梯机房 层高为 2 4 米 外墙和填充墙均采用 240mm 的加气混凝土砌块 门为玻璃门和木门 窗为铝合金窗 楼盖 及屋盖采用钢筋混凝土结构 楼板厚度取 100mm 梁板柱均采用 C30 的混凝土 其设计强度为 14 3 1 43 c f 2 mmN t f 2 mmN 柱的截面尺寸采用轴压比来进行控制 设计的框架采用的抗震等级为三级 其轴压比限值 0 8 一二层柱子尺寸为 500 500 三到五层为 500 500 N 主梁高为跨度的 1 15 1 10 次梁高为跨度的 1 18 1 12 梁宽为梁高的 1 3 1 2 取横向主 梁截面尺寸为 300mm 600mm 纵向次梁截面尺寸为 200mm 450mm 2 22 2 计算简图计算简图 2012 年 3 采用独立基础 基础的埋深为 1 4 基础高度取为 0 8 框架见图 2 1 所示 取顶层柱mm 的形心线作为轴线 1 层 2 5 层柱高度取层高分别为 3 9m 3 6 底层标高从基础顶面取至m 板底 取 h1 3 9 0 75 1 2 0 8 0 1 4 95 A B C D 图 2 1 横向框架计算简图 3 3 重力荷载及重力荷载代表值的计算重力荷载及重力荷载代表值的计算 3 13 1 重力荷载的计算重力荷载的计算 3 1 13 1 1 屋面及楼面的永久荷载标准值屋面及楼面的永久荷载标准值 屋面 上人 2012 年 4 10mm 厚地砖铺平拍实 19 8 0 01 0 198 KN 25mm 厚 1 4 干硬性水泥砂浆 0 025 20 0 5 KN 3mm 厚高聚改性沥青防水卷材 0 003 10 0 03 KN 20mm 厚 1 3 水泥砂浆找平层 0 02 20 0 4 KN 45mm 厚保温层 0 746 KN 20mm 厚 1 8 水泥膨胀珍珠岩找 2 坡 0 02 15 0 3 KN 100mm 厚钢筋混凝土屋面板结构层 0 1 25 2 5 KN 粉底 0 45 KN 合计 5 124KN m2 楼面 10mm 厚地砖 2 20 0 010 2 KN m 20mm 厚 1 3 水泥砂浆打底 2 20 0 020 4 KN m 100mm 厚钢筋混凝土 2 25 0 12 5 KN m 20mm 厚天花抹灰 17 0 020 34 KN m 合计 2 3 44 KN m 3 1 23 1 2 屋面及楼面可变荷载标准值屋面及楼面可变荷载标准值 上人屋面均布活荷载标准值 2 0 2mKN 楼面活荷载标准值 2 0 2mKN 屋面雪荷载标准值 2 2 02 00 1mKNss ork 式中 为屋面积雪荷载分布系数 取 1 0 r r 3 1 33 1 3 梁 柱 墙 窗 门重力荷载代表值的计算梁 柱 墙 窗 门重力荷载代表值的计算 梁柱可根据截面尺寸 材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载 对墙 门 窗等 可计算出单位面积上的重力荷载 具体计算过程如下 表 3 1 梁 柱重力荷载标准值 层次构件 B m H i m R 3 mKN G mKN i l m 个n i G KN i G KN 边横梁 0 30 6251 054 735 424612 36 中横梁 0 30 5251 053 942 11279 38 次梁 0 20 45251 052 376 018310 95 纵梁 0 30 45251 052 376441247 4 2227 41 1柱子 0 50 5251 16 884 95482352 24 2 5柱子 0 50 5251 16 883 6481710 72 注 1 表中为考虑梁 柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数 表示单位长度构件重力 为 gn 构件数量 2 梁长 柱长均取净长 梁高取净高 外墙体为 250厚的加气混凝土砌块 6KN m3 外墙面贴瓷砖 0 5 内墙面mm 2 mKN 2012 年 5 20厚抹灰 则外墙单位墙面的重力荷载为 mm 6 0 25 0 5 1 7 0 02 2 03 2 mKN 内墙体为 200厚的加气混凝土砌块 墙面两侧各 20的抹灰 则内墙单位墙体的重力mmmm 荷载为 6 0 2 1 7 0 02 2 1 27 2 mKN 木门单位面积重力荷载为 0 2 玻璃门及铝合金窗单位面积重力荷载为 0 4 2 mKN 2 mKN 表 3 2 各层梁 柱 门窗墙 板的重力荷载标准值 KN 项目 层次 梁柱门窗墙板 一层 2352 243049 39 二层 2303 24 三层 2439 44 四层 2443 7 五层 2227 41 1710 72 2228 48 女儿墙的重量的计算 女儿墙的重量为 6 5KN m3 突出屋面的电梯间和水箱的重量的计算 突出屋面的电梯间高为 2 5 设有四个构造柱 300300 梁采用 mmm mm 250300 mm mm 柱的重量为 75 2445 210 1253 03 0 梁的重量为 KN 6 36 23 326 05 1 253 025 0 墙的重量为 KN 4 145218 2 28 11 22 2 23 326 板的恒载为 KN9 202124 5263 3 板的活载为 KN2 372263 3 板的雪载为 KN72 32 0263 3 突出屋面的梯间的总恒载为 24 75 36 6 145 4 202 9 409 65KN 3 23 2 重力荷载代表值的计算重力荷载代表值的计算 重量荷载代表值取结构和构配件自重标准 各层的重力荷载代表值取各楼层标高上下各楼 层的一半 i G 重力荷载代表值 kiEikE QGG 1 永久荷载标准值 ki G 一层永久荷载标准值 1k G 2227 4 2352 24 0 5 1710 72 0 5 1 05 3049 39 0 5 2303 24 0 5 3360 2 1k G 1518 445 5 138 6 0 5 11558 6KN 二层永久荷载标准值 2k G 2227 4 1710 72 1 05 2303 24 0 5 2439 44 0 5 3360 2 1518 445 5 138 6 2K G 0 5 10917 6KN 2012 年 6 三层永久荷载标准值 2227 4 1710 72 1 05 2439 44 0 5 2443 7 0 5 3360 2 1518 445 5 138 6 3K G 0 5 10987 82KN 四层永久荷载标准值 2227 4 1710 72 0 5 1 05 2228 48 0 5 4802 2 1050 4 187 4 0 5 10882 3 4K G 4KN 五层永久荷载标准值 2227 4 1710 72 0 5 1 05 2228 48 0 5 409 6 1050 4 9247 04KN 5K G 顶层永久荷载标准值 409 69 3 72 0 5 411 6KN 6K G 计算的结果见图 3 1 所示 1992 19kn 4082 16kn 4983 92kn 4983 92kn 5094 54kn 5497 10kn 图 3 1 各质点的重力荷载代表值 4 4 横向框架侧移刚度的计算横向框架侧移刚度的计算 4 14 1 计算各柱的侧移刚度计算各柱的侧移刚度 2012 年 7 表 4 1 横梁线刚度计算表 12 bh I 3 0 层 数类 别 hb mmmm 2 mmN Ec mm l 边横梁 600300 9 10400 5 6000 10 107 2 10 1005 4 10 1040 5 1 5 中横梁 400300 9 106 1 4 100 3 2700 10 10778 1 10 10667 2 10 10556 3 表 4 2 柱线刚度计算表 Ek S 层 次 c h mm c E 2 mmN hb mmmm 4 mmIc ccI E c h mmN 14950 4 100 3 600600 10 1008 1 10 1055 6 2 536004 100 3 600600 10 1008 1 10 109 柱的侧移刚度可根据下式计算 根据梁柱线刚度比K的不同 柱可分为中框架中柱和边柱 边 框架中柱和边柱以及楼电梯间柱等 以第二层某中柱为例 梁柱线刚度比K为 K 5 4 3 556 5 4 3 556 2 9 0 995 323 0 995 0 2 995 0 则mmND 26932 3600 10912 323 0 2 10 表 4 3 横向框架中框柱侧移刚度 D 值计算 边 柱 16根 中 柱 16根 层 数 K c i D 1 mmN Di 2 50 60 231192310 9550 32326932738608 4 mm I mmN lEI 4 100 3 mmN lEI 5 1 mmN lEI 2 K c i D 2012 年 8 10 8240 469144431 3700 55517094504592 表 4 4 横向框架边框柱侧边移刚度 D 值计算 边 柱 4根 中 柱 4根 层 数 K c i D 1 mmN Di 2 50 450 184153060 7460 27222639151780 10 6180 427131551 0250 50415530114740 表 4 5 楼梯间框架柱侧边移刚度 D 值计算 边 柱 4根 中 柱 4根 层 数 K c i D 1 mmN Di 2 50 450 184153060 7460 27222639151780 10 6180 427131551 0250 50415530114740 表 4 5 横向框架框柱总刚度 D 值计算 层 数 12345 总 D 7340721042168104216810421681042168 由表可见 21 DD 734072 1042168 0 705 0 7 故该框架为规则框架 5 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 5 15 1 横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算 5 1 15 1 1 横向自振周期计算横向自振周期计算 将折算到主体结构的顶层 即 6 G 2 3 1 2 3 1 21 2 1 1 H hh G H h GG nne 其中 H 4 95 3 64 19 35 2 5 m 1 hm KNGe4 491 35 19 5 2 2 3 1 6 411 9247 04 491 4 9738 44KN e GGG 5 5 K c i D K c i D 2012 年 9 结构顶点的假想侧移由式来计算 n k ki s j IJ Gi i n ik kGi uu D V uGV 1 1 其中 层第根柱子 共 根 ijijs 表 5 1 结构顶点的假想侧移的计算 层 次 KNGi iG mKNDi mui mui 59738 44 9738 44 1042168 0 00930 1739 410882 34 20620 78 1042168 0 01980 1646 310987 82 31608 60 1042168 0 03030 1448 210917 6 42526 20 1042168 0 04080 1145 111558 6 54084 80 734072 0 07370 0737 按式计算基本周期 其中以为单位 取 0 6 则 TT uT 7 1 1 T um T T 1 7 0 6 0 1739 0 5 0 43s 5 1 25 1 2 水平地震作用及楼层地震剪力计算水平地震作用及楼层地震剪力计算 本设计中结构高度不超过 40 质量和刚度沿高度分布比较均匀 变形以剪切为主 故可 m 用底部剪力法计算水平地震作用 结构总水平地震作用标准值按式来计算 该设 ieq GG85 0 计的场地类别为 类 故查表可知特征周期为 查表有 0 08 则 sTg35 0 max 结构底部剪力 KN Ga T T F n i i g EK 8 30558 5408485 008 0 43 0 35 0 85 0 9 0 1 max 9 0 1 因为 1 4 0 35 0 49s 0 43s 所以不考虑顶层附加水平地震作用 各质点的水平地震作 g1 4T 用按式计算 0 过程见表 5 2 所示 1 1 nEk n j jj ii i F HG HG F 表 5 2 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表 层 次 mHi KNGi mKNHG ii jj ii HG HG KNFi KNVi 621 85411 6 8993 460 01442 715 42 72x3 128 16 519 359247 04 178930 220 278849 844892 56 2012 年 10 415 7510882 34 171396 860 266814 0631706 62 312 1510987 82 133502 010 208634 0792340 70 28 5510917 6 93345 480 145443 3522784 05 14 9511558 6 57215 070 089271 7483055 80 各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布图如图 5 1 所示 a 水平地震作用分布 b 层间剪力分布 图 5 1 横向水平地震作用下的位移验算 5 1 35 1 3 水平地震作用下的位移验算水平地震作用下的位移验算 水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移分别按式和 i u i u m k jk j j D V u 1 来计算 计算过程见表 5 3 所示 表中还计算出了各层的层间弹性位移角 n j jj uu 1 iie hu 表 5 3 横向水平地震作用下的位移验算 层 次 i V KN i D mKN i u m i h m i i e h u 5 892 56 1042168 0 0009 3 60 0003 4 1706 62 1042168 0 0016 3 60 0004 3 2340 70 1042168 0 0022 3 60 0006 2012 年 11 2 2784 05 1042168 0 0027 3 60 0008 1 3055 80 734072 0 0042 4 950 0008 由表 5 3 可知 最大层间弹性位移角发生在第 1 层 其值为 0 0008226 3KN m 属第一类 T 形截面 下部跨间截面按单筋 T 形截面计算 s M fcmbf h02 226 3 106 14 3 2000 5652 0 025 1 1 2 s 1 2 0 025 As fcmbf h0 fy 0 025 14 3 2000 565 360 1122 mm2 实配钢筋 4 20 As 1256 mm2 1256 300 565 0 74 min 0 25 满足要求 梁端截面受压区相对高度 fyAs fcmbf h0 360 1256 14 3 2000 565 0 03 min 0 3 又 As As 1256 1570 0 8 0 3 满足 梁的抗震构造要求 3 梁斜截面受剪承载力计算 1 验算截面尺寸 hw h0 565mm hw b 565 300 1 88V 126 96kN 可知 截面符合条件 2 验算是否需要计算配置箍筋 0 07fcmbh0 0 07 14 3 300 565 169669 5N182700N sv nAsv1 bs 2 50 3 100 300 0 34 svmin 0 02fcm fyv 0 02 14 3 210 0 14 加密区长度取 0 85m 非加密区箍筋取 8 150 箍筋配置 满足构造要求 9 29 2 框架柱 框架柱 1 柱截面尺寸验算 根据 抗震规范 对于二级抗震等级 剪跨比大于 2 轴压比小于 0 8 下表给出了框架 柱各层剪跨比和轴压比计算结果 注意 表中的 Mc Vc和 N 都不应考虑抗震调整系数 由表可 见 各柱的剪跨比和轴压比均满足规范要求 例 第 1 层 A 柱 柱截面宽度 b 600 mm 柱截面有效高度 h0 600 40 560 mm 混凝土轴心抗压强度设计值 fcm 14 3 N mm2 柱端弯矩计算值 Mc取上下端弯矩的最大值 Mc 242 36 0 75 323 15 KN m 柱端剪力计算值 Vc 74 32 0 75 99 09 KN 柱轴力 N 取柱顶 柱底的最大值 N 1075 30 0 75 1433 73 KN 剪跨比 Mc Vch0 323 15 103 99 09 560 5 82 2 轴压比 N fcmbh0 1433 73 103 14 3 600 560 0 305 故应考虑偏心矩增大系数 1 0 5fcmA N 0 5 14 3 6002 1075 30 103 2 39 1 0 取 1 1 0 2012 年 28 又 l0 h 15 取 2 1 0 得 1 l02 1 2h0 1400eih2 1 49502 560 1400 245 39 6002 1 11 轴向力作用点至受拉钢筋 As合力点之间的距离 e ei h 2 as 1 11 245 39 600 2 40 532 38 mm 对称配筋 x h0 N fcmbh0 1075 30 103 14 3 600 560 0 2245 故应考虑偏心矩增大系数 1 0 5fcmA N 0 5 14 3 6002 1403 87 103 1 83 1 0 取 1 1 0 又 l0 h 15 取 2 1 0 得 1 l02 1 2h0 1400eih2 1 8 252 560 1400 33 0 825 ei 0 825 33 27 23mm bfcmbh0及 Ne 0 43fcmbh02 因为 N 1407 83KN0 8 3 柱斜截面受剪承载力计算 以第 1 层 A 柱为例 查表可知 框架柱的剪力设计值 V c 74 32KN 剪跨比 5 82 3 取 3 轴压比 n 0 30 考虑地震作用组合的柱轴向压力设计值 N 1407 83KN74320N 故该层柱应按构造配置箍筋 柱端加密区的箍筋选用 4 肢 10 100 查表得 最小配筋率特征值 v 0 08 则最小配筋 率 vmin vfcm fyv 0 08 14 3 210 0 545 柱箍筋的体积配筋率 v Asvili s Acor 78 5 550 8 100 550 550 1 14 0 545 符合构造要求 注 Asvi li为第 i 根箍筋的截面面积和长度 Acor为箍筋包裹范围内的混凝土核芯面积 s 为 箍筋间距 非加密区还应满足 s 不大于 10d 200mm 故箍筋配置为 4 10 200 三 框架梁柱节点核芯区截面抗震验算 以第 1 层中节点为例 由节点两侧梁的受弯承载力计算节点核芯区的剪力设计值 因为节 点两侧梁不等高 计算时取两侧梁的平均高度 即 hb 600 400 2 500mm hb0 565 365 2 465mm 二级框架梁柱节点核芯区组合的剪力设计值 Vj按下式计算 Vj jb Mb 1 hb0 as Hc hb hb0 as 2012 年 30 注 Hc为柱的计算高度 可采用节点上 下柱反弯点之间的距离 即 Hc 0 46 3 6 0 37 4 95 3 5 m Mb为节点左右梁端逆时针或顺时针方向组合弯矩设计值之和 即 Mb 201 63 144 25 0 75 461 17 KN m 可知 剪力设计值 Vj jb Mb 1 hb0 as Hc hb hb0 as 1 2 461 17 103 1 465 35 3500 500 465 35 1102 52 KN 节点核芯区截面的抗震验算是按箍筋和混凝土共同抗剪考虑的 设计时 应首先按下式对截 面的剪压比予以控制 Vij 0 30 jfcmbjhj RE 注 j为正交梁的约束影响系数 楼板为现浇 梁柱中心重合 可取 1 5 bj hj分别为核芯区截面有效验算宽度 高度 为验算方向柱截面宽度 bj bc 600mm hj 600mm 可知 0 30 jfcmbjhj 0 30 1 5 14 3 600 600 0 75 3088800N Vj 1102520N 满足要求 节点核芯区的受剪承载力按下式计算 Vj 1 1 jftbjhj 0 05 jNbj bc fyvAsvj hb0 as s RE 注 N 取第 2 层柱底轴力 N 798 63KN 和 0 5fcmA 0 5 14 3 6002 2574KN 二者中的较小值 故取 N 798 63KN 该节点区配箍为 4 10 100 则 1 1 jftbjhj 0 05 jNbj bc fyvAsvj hb0 as s RE 1 1 1 5 1 43 600 600 0 05 1 5 798 63 103 210 4 78 5 465 35 100 0 75 1590473N Vj 1102520N 故承载力满足要求 10 10 板的配筋计算板的配筋计算 10 110 1 荷载荷载 板的恒荷载标准值 10mm 厚地砖 2 20 0 010 2 KN m 20mm 厚 1 3 水泥砂浆打底 2 20 0 020 4 KN m 100mm 厚钢筋混凝土 2 25 0 12 5 KN m 20mm 厚天花抹灰 17 0 020 34 KN m 合计 2 3 44 KN m 2012 年 31 板的活荷载标准值 2 2 mKN 恒载设计值 g 3 441 2 4 548 2 mKN 活载设计值 q 21 4 2 8 2 mKN 荷载总设计值 g q 7 348 2 mKN 10 210 2 计算简图计算简图 次梁截面为 250mm500mm 现浇板与梁整体连接 按内力重分布设计 板的计算跨度 边跨 AB o n 0 5h 4000 250 2 150 80 2 3765mm 1 025n lll CD o n 0 5h 6100 250 2 150 80 2 5865mm 1 025n lll 中跨 o n 3400 250 3150mm ll 按等跨连续板计算 取 1m 宽板带作为计算单元 10 310 3 弯矩设计值弯矩设计值 板的弯矩系数 边跨中 1 14 离端第二支座 1 11 中跨中 1 16 中间支座 1 14 m 故 22 3 11 7 348 5 86518 1414 o Mgq lkN m 22 11 7 348 3 7659 47 1111 Bo Mgq lkN m 2 1 23 11 Co Mgq lkN m 22 2 11 7 348 3 154 56 1616 o Mgq lkN m 22 3 11 7 348 5 86518 1414 o Mgq lkN m 10 410 4 正截面受弯承载力计算正截面受弯承载力计算 板厚 100 mm ho 100 20 80mm 板宽 b 1000mm C30 混凝土 1 0 1 2 3 14mmNfc HPB235 钢筋 fy 210 N mm2 板的配筋计算过程见下表 表 10 1 板的配筋计算 截 面 1B2C3 弯矩设计值 mkN 7 44 9 474 56 2318 s M 2 01 bhfc 0 0810 1030 050 250 20 s 211 0 0850 110 050 290 22 2012 年 32 计算配筋 2 mm ycs ffbhA 10 269 8347 9162 5936 6702 7 轴线 实际配筋 2 mm 8 160 314 s A 8 140 359 s A 8 160 314 s A 12 120 942 s A 12 160 707 s A 计算结果表明 均小于 0 35 符合塑性内力重分布的原则 0 314 A As 1001000 314 0 45 0 45 0 31 同时0 2 符合要求 y t f f 210 43 1 11 11 楼梯设计楼梯设计 选取二层楼梯进行设计计算 层高为 3 6m 踏步尺寸 采用混凝土 mmmm 300167 30 C 筋采用 HRB400 钢筋 箍筋采用 HRB335 钢筋 楼梯上均布活荷载标准值 2 5 3mKNqk 11 111 1 梯段板设计梯段板设计 综合考虑 取板厚 板倾斜角 取 1m 宽mmh90 575 03007 16tan 748 0cos 板带计算 梯段板的荷载计算见下表 11 1 恒载分项系数活载分项系数 总荷载设计值 2 1 G 4 1 Q mKNp 13 5 34 16 672 1 表表 11 111 1 梯段板荷载梯段板荷载 荷载种类荷载标准值 KN m 大理石面层 0 3 0 167 1 16 0 3 1 81 三角形踏步 0 5 0 3 0 167 25 0 3 2 09 混凝土斜板 0 09 25 0 874 2 574 10厚石灰砂浆抹面 0 01 17 0 874 0 195 恒荷载 合 计 6 67 活 荷 载 3 5 11 1 211 1 2 截面设计截面设计 板的计算跨度 弯矩设计值 mln 423 08 2 10 1 n plMmKN 7 4482 4131 0 2 2012 年 33 板的有效高度 计mmh652590 0 2 01 bhf M c s 0 1232 651000 3 140 1 107 448 2 6 算得 选配 935 02115 0 Ss 0 hf M A ys s 2 6 340 04 65360359 0 107 448 mm 分布筋每级踏步 1 根 8 130 2 387mmAs 8 11 211 2 平台板设计平台板设计 设平台板厚 取 1m 宽板带计算 mmh80 11 2 111 2 1 荷载计算荷载计算 平台板的荷载计算列与下表 11 2 总荷载设计值mKNp 676 95 34 198 3 2 1 表表 11 211 2 平台板的荷载平台板的荷载 荷载种类荷载标准值 KN m 大理石面层 0 3 0 167 1 16 0 3 1 81 混凝土斜板 0 08 25 2 10厚石灰砂浆抹面 0 01 17 0 17 恒荷载 合计 3 98 活荷载 3 5 11 2 211 2 2 截面设计截面设计 平台板计算跨度 弯矩设计值 0 lm1 392 512 0 2 2 01 43 2 0 10 1 plM 板的有效高度 mKN 1 871 399 6761 0 2 mmh552580 0 计算得 2 01 bhf M c s 043 0 5510003 140 1 101 87 2 6 0 982115 0 Ss 选配 0 hf M A ys s 2 6 37 96 5536098 0 101 87 mm 8 10 140 2 320 s Amm 11 311 3 平台梁设计平台梁设计 设平台梁的尺寸为 mmmm003200 11 3 111 3 1 荷载计算荷载计算 平台梁的荷载计算列于下表 11 3 总荷载设计值 mKNp 264 2487 6 4 12 20512 1 2012 年 34 表表 11 311 3 平台梁的荷载平台梁的荷载 荷载种类荷载标准值mKN 梁自重0 2 0 3 0 08 25 1 1 梁侧粉刷0 01 0 3 0 08 2 17 0 075 平台板传来 3 98 1 525 2 3 03 梯段板传来 6 67 2 4 2 8 恒荷载 合计 12 205 活荷载3 5 2 4 2 1 525 2 6 87 11 3 211 3 2 截面设计截面设计 计算跨度 mll n 18 3 225 0 25 3 05 1 05 1 0 弯矩设计值 2 0 8 1 plMmKN 67 303 1824 264 8 1 2 剪力设计值 KNplV n 36 73 02524 264 2 1 2 1 截面按倒 L 形计算 梁的有效高度mmhbb ff 6008052005 mmh26535003 0 经判别属第一类 T 形截面 计算得 2 01 bhf M c s 0495 0 265600 7410 1 1030 67 2 6 779 0 s 选配 0 hf M A ys s 2 6 329 265360977 0 1030 67 mm 2 3 10359 s Amm 满足要求 3 0 265 300 360 57 1 65 0 65 0 64 0 265200 339 0 h h f f y t 平台梁斜截面受剪承载力计算 2012 年 35 KN s A s A h s A fbhfV sv sv sv yvtcs 36 799 37558 247 26530025 1 26520057 1 7 0 25 1 7 0 00 故按构造配置箍筋 配置 两肢箍 10 200 2 110 s Amm 满足要求 1 2 50 31 57 0 28 0 280 280 146 200 200300 SVt sv yv nAf bsf 12 12 初步确定基础高度和和基础顶尺寸初步确定基础高度和和基础顶尺寸 12 112 1 基础情况基础情况 边柱采用柱下独立扩展基础 中柱采用联合基础 基础埋深不宜大于原有建筑的基础埋深 且大于 0 5m 阶梯形基础每阶高度宜为 300 500mm 混凝土等级不低于 C20 选用 C25 基础 保护层厚度 40mm 垫层厚度为 100mm 混凝土等级选用 C10 钢筋选用 HRB335 级钢筋 室外地 坪 0 600m 12 212 2 独立基础设计 独立基础设计 轴线轴线 B B 柱 柱 12 2 112 2 1 以以 B B 柱为例进行计算柱为例进行计算 先按轴心受压估算 设基础埋置深度md3 1 由柱传给基础顶面的荷载 采用正常使用极限状态下的荷载效应的标准组合 M 8 71 1 61 0 7 122 48 78 64KN m N 745 08 222 75 0 7 35 51 989 89KN V 2 67 0 86 0 7 130 72 95 03KN 基础梁大小 300 600 梁自重 横向 0 3 0 6 6 0 6 25 2 12 15KN 纵向 0 3 0 6 3 25 13 5KN 上部墙体传来的荷载 横向 1 65 0 204 2 6 0 6 4 4 0 7 2 20 56KN 纵向 1 65 0 204 0 264 3 0 6 4 4 0 5 19 82KN 外墙产生的偏心弯矩 M 13 5 19 82 0 125 4 17KN M 2012 年 36 M 78 64 5 03 1 0 4 17 169 5KN M N 989 89 20 56 12 15 13 5 1036 1KN 据公式得中心荷载作用下基底面积 2 0 19 5 3 12082 225 1 1036 m df N A Ga K 由于偏心距不大 所以基础底面可按 20 增大 故 取 b h 2 65m A 7 0225 2 0 79 7 71 5 5 1 1 1 mAA 2 m 32 1 36 mbhW 12 2 212 2 2 竖向荷载作用下得基底反力竖向荷载作用下得基底反力 确定上部传来的荷载效应组合和相应的基地反力应按承载能力极限状态下的荷载效应的基本 组合 KNM22585 0 191 max KNN11368 0 40 908 mKNM 15085 0 28 127 KNN10488 0 77 838 min mKNM 18 10 KNN 5 1224 max 则有 max 225 1 2 19 82 13 5 0 125230MKN m 1136 20 56 19 82 13 5 12 15 1 21381NKN 150 1 2 19 82 13 5 0 125155MKN m min 1048 20 56 19 82 13 5 12 15 1 21293NKN 10 18 1 2 19 82 13 5 0 12515 18MKN m max 1224 15 20 56 19 82 13 5 12 15 1 21469NKN 几种组合下的基底反力 kpa W M A GF P KKKk k 3 86 5 311 1 3 28 127 0225 7 2 10225 7 85 1 7 1864 1441 max min kpafkpaPPP aK 82 225 9 1982 3 86 5 311 2 minmax 2012 年 37 max min 1381 18 7 1 85 7 0225 1 2230242 17 7 02253 1164 17 k k FGM Pkpa AW max min 1293 18 7 1 85 7 0225 1 2155275 64 7 02253 1175 64 k k FGM Pkpa AW max min 1469 18 7 1 85 7 0225 1 215 18255 6 7 02253 1245 8 k k FGM Pkpa AW 可见以和 N 的组合最不利 max M 基底净反力为 kpa W M A F Pn72 345 1 3 230 0225 7 1469 max 12 2 312 2 3 基础的抗冲切承载力计算基础的抗冲切承载力计算 1 柱边截面 l b 2 65m 取 mab ct 6 0 mmh800 mmh760 0 故取 0 26002 76021202000 bt aahmm mmat600 0 20 62 0 762 122 65 bt bbhmbm mbbb btm 36 1 2 12 2 6 0