住宅楼全套设计 --计算书

摘 要 该说明书就某房地产公司住宅楼的建筑设计原则及结构计算结果做了说明 并 附以详细的计算过程 建筑部分必须满足使用功能 有利于结构安全 适应建筑工 业化的要求 必须注意美观 设计初期共准备了三个方案 通过方案论证筛选出了最合适的一种方案 其设 计新颖 结构合理 施工方便是所选方案最主要的优点 建筑设计满足了以下要求 满足建筑功能要求 采用合理的技术措施 具有良好的经济效果 考虑建 筑美观要求 符合总体规划要求 在设计中对楼的平面功能做综合分析 以便达 到最合理的空间组合 使其满足要求 运用天正软件绘制建筑物的平 立 剖面图 并把这几个面之间有机的联系起来 结构计算采用手工计算和结构电算相结合 手 算为主 电算为辅 首先进行手工计算 完成荷载计算 板 基础和一品框架配筋 然后由广厦计算软件 完成楼板 次梁 楼板 梁表施工图 关键词 住宅楼 建筑 结构 设计 ABSTRACT That manual building design principle and structure calculation of some real estate company residence building did elucidation as a result and attach with the detailed calculation process Constructing the part has to satisfy usage function being advantageous to structure a safety adapting building industrialization of request have to notice beauty Designed to prepare three projects totally in the early years passed project argument to sieve quite the cheese of a kind of project its design was novel the structure was reasonable starting construction convenient is the project most chosen of advantage The building design satisfied a following request Meet the function request of the building Adopt the rational technological measure Have good economic results Consider that the building is required beautifully Accord with the overall planning request Do to synthesize analysis to the flat surface function of building in the design in order to attain the most reasonable space to combine make it a contented request Usage day the positive software draw building of even sign cross section and contact organically the of this a few noodles The structure calculation adopts handicraft calculation and structure machine readable combine together reckon lord COBOL for assist Carry on a handicraft calculation first complete a lotus to carry calculation plank foundation and an article frame to go together with reinforcing steel bar Then is computed software by the huge mansion complete the beam building plank of the building plank time beam watch construction diagram Key Words The residence building building structure design 目 录 第一章第一章 建筑设计建筑设计 1 1 1 设计要点 1 1 1 1 建筑平面设计 1 1 1 2 建筑立面设计 1 1 1 3 建筑剖面设计 1 1 2 方案设计 2 1 2 1 建筑平面设计 2 1 2 2 建筑立面设计 2 1 2 3 建筑剖面设计 2 1 3 建筑设计说明 3 1 3 1 标注 3 1 3 2 荷载 3 1 3 3 放样 3 1 4 建筑材料及做法 3 1 4 1 墙体工程 3 1 4 2 门窗 4 1 4 3 楼地面做法 4 1 4 4 散水做法 4 1 4 5 挑出墙面的雨棚等构件 4 第二章第二章 结构设计结构设计 5 2 1 结构说明 5 2 2 结构计算 5 2 2 1 竖向荷载作用 恒载及活载 5 2 2 2 风荷载作用 5 2 2 3 内力组合 6 2 2 4 配筋计算 6 2 3 基础设计 6 2 4 现浇楼板设计 6 第三章第三章 结构设计计算书结构设计计算书 7 3 1 框架结构设计概况 7 3 1 1 建设项目名称 7 3 1 2 建设地点 7 3 1 3 设计资料 7 3 2 框架结构设计计算 8 3 2 1 结构布置方案及结构选型 8 3 2 2 荷载标准值计算 12 3 3 荷载作用下框架的内力分析 22 3 3 1 恒荷载作用下框架的内力分析 22 3 3 3 风荷载作用下框架的内力分析 31 3 4 内力组合 40 3 4 1 框架内力组合 40 3 5 横向框架梁截面设计 46 3 5 1 梁的正截面强度计算 47 3 5 2 梁的斜截面强度计算 48 3 6 框架柱设计 49 3 6 1 剪跨比和轴压比计算 49 3 6 2 柱正截面承载力验算 51 3 6 3 框架柱斜截面受剪承载力验算 56 3 7 楼板计算 58 3 7 1 标准层楼板计算 58 3 8 基础设计 62 3 8 1 基础选型 62 3 8 2 A 柱基础设计 62 3 8 3 B 柱基础设计 64 3 8 4 C 柱基础设计 67 结结 束束 语语 71 参参 考考 文文 献献 72 第一章 建筑设计 1 1 设计要点 1 1 1 建筑平面设计 1 依据建筑功能要求 确定柱网的尺寸 然后 再逐一定出各房间的开间和进深 2 根据交通 防火与疏散的要求 确定楼梯间的位置和尺寸 确定墙体所用的材料和厚度 以及门窗的型号与尺寸 1 1 2 建筑立面设计 1 确定门窗的立面形式 门窗的立面形式一定要与立面整体效果相协调 2 与平面图对照 核对雨水管 雨棚等的位置及做法 3 确定墙体立面装饰材料做法 色彩以及分格艺术处理的详细尺寸 1 1 3 建筑剖面设计 1 分析建筑物空间组合情况 确定其最合适的剖切位置 一般要求剖到楼梯及有 高低错落的部位 2 进一步核实外墙窗台 过梁 圈梁 楼板等在外墙高度上的关系 确定选用那 种类型的窗台 过梁 圈梁 楼板及其形状和材料 3 根据平面图计算确定的尺寸 核对楼梯在高度方向上的梯段的尺寸 确定平台 梁的尺寸 1 2 方案设计 本方主要特点 突出 以人为本 努力创造功能合理 经济适用 安全舒适 环境优美 满足现代城市居民生活的住宅 方案可实施性较强 1 2 1 建筑平面设计 平面上力求简单 规则 对称 整个建筑平面为 一 字形 既有利于自然采 光和自然通风 同时又有利于抗震 整栋建筑为南北朝向 建筑物主入口的朝向为北边 本住宅楼工程为现浇混凝 土框架结构 在框架结构的平面布置上 柱网是竖向承重构件的定位轴线在建筑平 面上所形成的网格 使框架结构的脉络 柱网布置既要满足建筑平面布置和使用功 能的要求 又要使结构受力合理 构件种类少 施工方便 柱网布置还应与建筑分 隔墙布置互相协调 一般常将柱子设在纵横建筑墙交叉点上 以尽量减少柱网对建 筑使用功能的影响 框架结构常用的柱网布置方式有 内廊式 外廊式 等跨式 对称不等跨式等 本框架结构住宅楼采用两跨不等跨式柱网布置 也就是把中间走 廊和书房所在的一侧合并为一跨 客厅为一跨 各个房间的开间和进深根据现行住 宅建筑设计规范划定 建筑物的总长为 55 4 米 总宽度为 11 50 米 其长宽比约为 4 78 该工程为一梯两户单元式住宅楼 根据使用功能的要求 顶层设有高 3 00 米的 阁楼层 作为储藏室使用 标准层楼层设计为一个单元两种不同两室两厅户型 由 于该住宅楼工程为房地产住宅楼 设计过程中既考虑了居民居住舒适的同时 又考 虑了建筑的整体美观需要 1 2 2 建筑立面设计 该住宅楼在建筑立面上采用宽大而明亮玻璃窗 有效的满足室内采光的要求 同时 可以表现简洁和现代感 还增加了立面的美观效果 建筑立面和竖向剖面上力求规 则 避免立面的凹进或突出 使结构的侧向刚度变化均匀 有利于结构抗震 1 2 3 建筑剖面设计 建筑物的剖面图要反应出建筑物在垂直方向上各部分的组合关系 剖面设计的主要 任务是确定建筑物各部分应有的高度 建筑物的层数及建筑空间的组合关系 在建筑物的层高上 考虑到建筑空间比例要求及住宅建筑设计规范规定住宅室内净 高要求 该住宅楼的层高为住宅建筑常用的 3 00m 室内外高差为 0 60m 根据总建 筑面积等各方面的要求 该建筑物为 7 层 并在顶部设高为 3 00m 的架空层 作为 储藏室等 总建筑高度为 24 00m 其高宽比为 2 1 另外从室内采光和通风的角度 考虑 窗台的高度取 0 9m 厨房的窗台高取 0 8m 屋顶为局部坡屋顶形式 此设计满足 适用 经济 美观的总体要求 建筑平面简洁 明快 体现时代待征 结构方案合理 体系选择准备 技术先进 利于施工 装饰简洁适用 经济 1 3 建筑设计说明 本工程为拟建莱农教师住宅楼 该工程总面积约为 4000m2 根据任务书提供及查找 资料基本风压为 0 35kN m2 基本雪压为 0 50kN m2 该住宅楼位于抗震设防烈度为 6 度的区域 不需进行抗震设计 1 3 1 标注 图中标注除有特别注明外 标高以米计 尺寸以毫米计 1 3 2 荷载 楼面 卧室 书房 起居室等 允许活荷载为 1 5kN m2 楼面 走廊 厕所 厨房 及楼梯允许活荷载为 2 0kN m2 房屋正常使用年限为 50 年 1 3 3 放样 以现场实际为放样依据 1 4 建筑材料及做法 1 4 1 墙体工程 墙体采用 240 厚加气混凝土砌体 内墙为 240 厚加气混凝土轻质隔墙 1 4 2 门窗 铝合金门窗 塑钢窗和木质夹板门 防盗门 1 4 3 楼地面做法 20mm 厚 1 3 水泥沙浆找平层 110mm 厚砼现浇板 20mm 厚板底抹灰层 1 4 4 散水做法 水泥砂浆散水宽 900 毫米 1 4 5 挑出墙面的雨棚等构件 凡未特别注明者 其上部粉刷 1 2 水泥砂浆 并找 1 挑水坡 其下部粉刷 1 2 水泥砂浆 15 厚白色 106 涂料 并做 30mm 宽滴水线 第二章 结构设计 本设计为某房地产公司住宅楼设计全过程 该设计方案采用单元式平面组合 框架 结构形式进行设计 2 1 结构说明 本工程主体为七层框架结构 建筑物总高度为 24 00m 抗震设防烈度为 6 度 结 构安全等级为二级 结构正常使用年限为 50 年 室内设计标高为 0 000 相对于 绝对标高 0 600m 室内外高差为 600mm 建筑物的耐火等级为二级 图纸中标高以米 计 尺寸以毫米计 由于建筑物总长度为 55 0m 没超过 混凝土规范 GB50010 2002 第 9 1 1 条伸缩缝最大间距为 55m 要求 因此不设伸缩缝 在结构设计计算中 首先进行结构选型和结构布置 确定承重体系 在计算荷载之前 根据设计经验初 估了梁 柱截面尺寸 并进行了验算 2 2 结构计算 2 2 1 竖向荷载作用 恒载及活载 在计算单元范围内的纵向框架梁的自重 纵向墙体的自重以及纵向天沟的自重以集 中力的形式作用在各节点上 竖向荷载作用下框架的内力采用弯矩二次分配法计算 梁端和柱端弯矩计算后 梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力和梁端弯矩引起 的剪力相叠加而得到 柱轴力可由梁端剪力和节点集中荷载叠加得到 2 2 2 风荷载作用 根据负荷面积宽度 将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载 运用 D 值法 求得柱上下端的弯矩 通过节点平衡得出梁端弯矩 由此得到水平风载作用 下梁柱弯矩和梁端剪力及柱轴力 并进了变性验算 2 2 3 内力组合 根据结构类型 房屋高度等因素 由 抗震规范 确定该框架结构不需抗震设防 梁的内力组合 根据 结构规范 考虑两种内力组合形式 1 2 SGK 1 4 SQK 1 2 SGK 0 85 1 4 SQK SWK 2 2 4 配筋计算 由于本工程按 6 度设防区设计 因此进行了结构设计 形成延性框架 其设计原则 是 强柱弱梁 强剪弱弯 强节点弱构件 2 3 基础设计 根据提供工程资料 本工程所在地的地质条件良好 选用柱下独立基础即可满足要 求 选用阶梯形独立基础 基础高度取 900mm 基础埋深 1 40m 根据上部结构传来 的内力值进行基础设计 并进行抗冲切验算和基础配筋 2 4 现浇楼板设计 框架梁把板分割成区格 根据各区格的长边与短边之比 确定是单向板还是双向板 长边与短边之比大于 2 属于单向板 长边与短边之比小于 2 属双向板 按照 不同的计算理论和方法 分别进行控制截面配筋计算 第三章 结构设计计算书 3 1 框架结构设计概况 3 1 1 建设项目名称 某房地产公司住宅楼 3 1 2 建设地点 城市郊区 3 1 3 设计资料 地质水文资料 根据工程地质勘测报告 拟建场地地势平坦 表面为平均厚度 1 0m 左右的杂填土 以下为 3 0m 左右的垂直及水平分布比较均匀的粉质粘土层 其承载力的特征值为 250kN m2 可作为天然地基持力层 再下面为砾石层 其承载力的特征值为 350 kN m2 地下水位距地表最低为 10 0m 对建筑物基础无影响 气象资料 全年主导风向 西北风 夏季主导风向 东南风 常年降雨量为 1400 00mm 基本风压为 350N m2 基本雪压为 0 50kN m2 抗震设防要求 六度三级设防 II 类场地 设计标高 室内设计标高0 000 室内外高差 600 3 2 框架结构设计计算 3 2 1 结构布置方案及结构选型 结构承重方案选择 根据建筑功能要求以及建筑施工的布置图 本工程采用全现浇框架结构 双向承 重体系 主要构件选型及尺寸初步估算 主要构件选型 梁 板 柱结构形式 现浇钢筋混凝土结构 墙体采用 加气混凝土砌块 墙体厚度 外墙 240mm 内墙 240mm 基础采用 柱下独立基础 梁 柱截面尺寸估算 框架梁 梁截面高度一般取梁跨度的 1 12 1 8 当梁的负载面积较大或荷载较大时 宜取 上限值 为防止梁产生剪切脆性破坏 梁的净跨与截面高度之比不宜小于 4 梁的截面 宽度可取 1 3 1 2 梁高 同时不宜小于 1 2 柱宽 且不应小于 250mm a 横向框架梁 最大跨度 L 5 0m 取 h 450mm 11 625 416 67 812 hLmmmm n ln5000250 10 564 h450 取 b 250mm 11 275 00 183 33 23 bhmmmm 满足 b 200mm 且 h b 550 250 2 2200mm 且 h b 400 250 1 6 4 符合要求 故纵向框架梁初选截面尺寸为 b h 250mm 400mm 框架柱 框架柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比限值按下列公式计算 3 1 cc N f A 3 2 NFgn 其中 n 为验算截面以上楼层层数 g 为折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值 由于框架结构住宅楼荷载较小 近似取 13 kN m2 F 为按简支状态计算的柱的负荷 面 为考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数 边柱取 1 3 不等跨内柱取 1 25 等跨取 1 2 设防烈度为 6 度 小于 55m 高的框架结构建筑抗震等级为四级 其轴压比限值 N 0 9 由结构平面布置图可知边柱和中柱的荷载面积分别为 F 4 7 2 10 87 和 F 4 7 3 5 2 12 92m 选 53003950 2 33003000 2 C25 型混凝土 11 9N 一层柱截面面积为 c f 2 mm 边柱 2 1 3 10 87 13 6 102914 85320 80320 80 0 9 11 9c N Ammmmmm uf 中柱 2 1 25 12 92 13 6 117619 05324 96324 96 0 9 11 9c N Ammmmmm uf 根据上述计算的结果并综合考虑其他因素 取柱截面为正方形 初步估计柱的尺寸 的为 400 400 和 600 300 两种截面形式 故初选柱截面尺寸为 b h 400mm 400mm 和 b h 300mm 600mm 初选楼板 楼板为现浇双向连续板 t 1 50 L 99 取 t 110 基础选用独立基础 基底标高按 1 40mm 基础梁标高按 0 50mm 计算 首层柱高度从基础顶面取至第一层板底 3 00m 0 60m 0 5m 4 10m 确定结构计算简图 三个假设 平面结构假定 该工程平面为正交布置 可以认为每一方向的水平力只由该方向 的抗侧力结构承担 垂直于该方向的抗侧力结构不受力 楼板在自身平面内刚性假定 在水平荷载作用下 框架之间不产生相对位移 不考虑水平荷载作用下的扭转作用 计算简图 取一榀横向框架计算 根据结构平面布置图 选定第 25 25 轴线作为计算单元 如图 所示房间内直接 传给该框架的楼面荷载如图中的阴影线所示 梁的计算跨度 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 梁的跨度等于柱截面形心轴线之间的距离 AB 跨 4700mm BC 跨 3500mm 框架柱高度 底层柱高度 h 3 00m 0 60m 0 5m 4 10m 其中 3 00m 为底层架空层高 0 60m 为室 内外高差 0 5m 为基础顶面至室外地坪的高度 其他层柱高等于层高 3 00m 由此得框架计算简图及柱编号如图 2 示所示 梁 柱惯性矩 线刚度 相对线刚度计算 横梁 柱线刚度 梁采用采用混凝土 C25 柱采用混凝土 C28 27 108 2mkNEc 在框架结构中 有现浇楼面或预制板楼面 但是有现浇板的楼 27 108 2mkNEc 面 可以作为梁的有效翼缘 增大梁的有效刚度 减少框架侧移 为考虑这一有利 作用 在计算梁的截面惯性矩时 对现浇楼面的边框架取 1 5 为梁的截面I 0 I 0 I 惯性矩 对中框架取 2 0 若为装配楼板 带现浇层的楼面 则边框架梁取I 0 I 1 2 对中框架取 1 5 横梁线刚度计算结果见表 3 1 柱线刚度计算I 0 II 0 I 结果见表 3 2 表 3 1 横梁线刚度 边框架梁中框架梁 梁号 L 截面 b h 2 m 跨度 l m 惯性矩 3 0 12 bh I 4 m b I 0 1 5I 4 m b b EI K l mkN b I 0 2 0I 4 m 0 b EI K l mkN 1 L 0 25 0 45 4 70 1 9 10 3 2 85 10 3 2 28 104 3 8 10 3 3 04 104 2 L 0 25 0 45 3 50 1 9 10 3 2 85 10 3 1 69 104 3 8 10 3 2 26 104 表 3 2 柱线刚度 惯性矩线刚度 柱号 Z 截面 柱高度 h m m4 3 0 12 bh I kN c c EI K h m ZA0 6 0 34 15 4 10 33 69 104 底层 ZB C 0 4 0 44 12 1 10 31 46 104 ZA0 6 0 33 05 4 10 35 04 104 上层 ZB C 0 4 0 43 02 1 10 31 99 104 梁 柱相对线刚度计算 取 AB 跨梁的线刚度值作为基准值为 1 00 则计算得梁 柱的相对线刚度如图 2 标 注所示 3 2 2 荷载标准值计算 永久荷载 恒载 作用于框架梁上的荷载 屋面恒载 彩色水泥瓦 0 55kN m2 三毡四油屋面防水层 0 40kN m2 1 3 水泥沙浆找平层 20mm 0 40kN m2 水泥蛭石板保温层 60mm 0 12kN m2 1 3 水泥沙浆找平层 20mm 0 40kN m2 现浇钢筋混凝土板 110mm 2 75kN m2 板底抹灰 20mm 0 40kN m2 合计 5 02kN m2 楼面恒载 水磨石地面 0 65kN m2 现浇钢筋混凝土板 110mm 2 75kN m2 板底抹灰 20mm 0 40kN m2 合计 3 80kN m2 作用在框架梁上的恒载 楼面荷载分配按照双向板进行等效分配 参见示意图 3 所示 短向分配 3 3 B0aq 8 5 图 3 双向板计算示意图 C0 长向分配 23 12 34 22 aa aq bb 横向框架梁上线荷载 梁 柱的线荷载可根据截面的尺寸 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 按式和进 bhg ii nglG 行计算 注 1 式中 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 g 表示单位 长度构件重力荷载 n 为构件数量 2 梁长度取净长 柱长度取层高 3 外墙为 240mm 厚加气混凝土砌块 8 5KN m3 两侧粉刷重 则外墙 2 68 0 mkN 单位墙面重力荷载为 8 5 0 25 0 68 2 8 2 m 内墙为 240mm 厚加气混凝土砌块 两侧粉刷重 则内墙单位面积重力荷 2 68 0 mkN 载为 8 5 0 25 0 68 2 8 2 m 木门单位面积重力荷载为 0 2 铝合金窗的单位面积重力荷载为 2 m 0 4 2 m 横向框架梁上线荷载具体计算过程如下 1 AB 跨 顶层 梁自重 考虑抹灰 0 25 0 45 25 1 1 3 09 KN m 屋面均布恒载传给梁 2323 0 90 93 95 23 95 23 95 5 021 20 9 5 021 212 27 N m 4 7 cos304 7 cos305 cos305 cos302 oooo K 合计 15 36 KN m 中间层 梁自重 考虑抹灰 3 09 KN m 楼面均布恒载传给梁 2323 0 90 93 95 23 95 23 95 3 81 20 9 3 81 28 81 N m 4 74 7552 K 墙自重 240 厚加气混凝土砌块 8 50 0 24 3 0 0 45 5 20 KN m 合计 17 10KN m 底层 梁自重 考虑抹灰 3 09 KN m 楼面均布恒载传给梁 8 81 KN m 墙自重 240 厚加气混凝土砌块 8 50 0 24 3 6 0 45 6 43 KN m 合计 18 33KN m 2 BC 跨 顶层 梁自重 考虑抹灰 0 25 0 45 25 1 1 3 09 KN m 屋面均布恒载传给梁 2323 1 51 51 651 65 5 021 21 5 5 021 21 65 11 90 N m 3 5 cos303 5 cos303 5 cos303 5 cos30 oooo K 合计 15 80 KN m 2 6 层 梁自重 考虑抹灰 3 09 KN m 楼面均布恒载传给梁 2323 1 51 51 651 65 3 81 21 53 81 21 658 19 N m 3 53 53 53 5 K 墙自重 240 厚加气混凝土砌块 8 5 0 24 3 0 0 45 5 20 KN m 合计 16 48KN m 1 层 梁自重 考虑抹灰 3 09 KN m 楼面均布恒载传给 8 19KN m 墙自重 200 后加气混凝土砌块 8 5 0 24 3 15 0 55 6 24 KN m 合计 20 20KN m 屋面框架节点集中荷载 顶层 A 列柱 梁自重 考虑抹灰 0 25 0 45 25 1 10 11 31 KN 5 33 95 2 屋面板传给梁 0 50 3 95 0 50 5 30 0 5 0 6 0 5 3 95 1 8 5 02 52 1 KN 合计 66 41 KN B 列柱 梁自重 考虑抹灰 0 25 0 45 25 1 10 9 97 KN 3 33 95 2 梁传荷载 0 50 3 30 3 95 5 02 32 72 KN 合计 42 69 KN C 列柱 梁自重 考虑抹灰 0 25 0 45 25 1 10 9 75 KN 3 03 3 2 屋面板传给梁 0 50 3 3 0 50 3 0 0 5 3 3 0 6 0 5 3 0 2 1 5 02 33 2 KN 合计 42 95 KN 中间层楼面框架节点集中荷载 A 列柱 梁自重 考虑抹灰 0 25 0 45 25 1 10 14 31 KN 5 33 95 2 墙体自重 0 24 3 0 0 45 8 5 24 06 KN 5 33 95 2 柱自重 考虑粉刷 0 60 0 30 3 0 25 1 15 15 53 KN 梁传荷载 0 5 3 95 0 5 5 3 3 8 19 89 KN 合计 73 79KN B 列柱 梁自重 考虑抹灰 0 25 0 40 25 1 10 9 97 KN 3 33 95 2 墙体自重 0 24 3 0 0 40 8 5 19 23 KN 3 33 95 2 柱自重 考虑粉刷 0 40 0 40 3 0 25 1 15 13 80 KN 梁传荷载 0 5 3 95 3 3 3 8 24 77 KN 合计 67 77KN C 列柱 梁自重 考虑抹灰 0 25 0 45 25 1 10 9 75 KN 3 03 3 2 墙体自重 0 24 3 0 0 45 8 5 16 39 KN 3 03 3 2 柱自重 考虑粉刷 0 40 0 40 3 0 25 1 15 13 80 KN 梁传荷载 0 5 3 3 3 0 3 8 18 81 KN 合计 58 75KN 底层层楼面框架节点集中荷载 A 列柱 73 79 5 69 79 48 KN B 列柱 67 77 5 06 72 83 KN C 列柱 58 75 5 06 63 81 KN 恒荷载作用下框架的受荷简图 设计值 如图 4 竖向可变荷载 均布活载 根据 建筑荷载规范 GB5009 2001 对于住宅楼一般房间楼面均布活载标准值 为 1 5kN m2 走廊 门厅 楼梯及厕所等为 2 0KN m2 为方便计算统一取 2 0KN m2 不上人屋面的均布活载标准值为 1 5KN m2 顶层 AB 跨 2323 0 90 93 95 23 95 23 95 1 51 20 9 1 51 23 67 N m 4 7 cos304 7 cos305 cos305 cos302 oooo qK BC 跨 2323 1 51 51 651 65 1 51 21 5 1 51 21 65 3 56 N m 3 5 cos303 5 cos303 5 cos303 5 cos30 oooo qK 标准层 AB 跨 2323 0 90 93 95 23 95 23 95 2 01 20 9 2 01 24 89 N m 4 74 7552 qK BC 跨 2323 1 51 51 651 65 2 01 21 5 2 01 21 654 74 N m 3 53 53 53 5 qK 活荷载作用在框架柱上的集中荷载 顶层 PA 1 5 0 5 3 95 0 5 5 3 0 5 5 3 0 6 3 95 1 8 15 57 KN PB 1 5 0 5 3 3 3 95 9 78 KN PC 1 5 0 5 3 3 0 5 3 0 0 5 3 3 0 6 3 0 2 1 9 92 KN 标准层 PA 2 0 0 5 3 95 0 5 5 3 10 47 KN PB 2 0 0 5 3 3 3 95 13 04 KN PC 2 0 0 5 3 3 0 5 3 0 4 95 KN 活荷载作用下框架的受荷简图 标准值 见图 5 风荷载标准值计算 风荷载的计算 风压标准值计算公式为 3 5 0 zszk 式中 Z 高度出的风振系数 z 风荷载体型系数 s 风压高度变化系数 z 基本风压 0 2 mkN 本地区基本风压为 0 0 35 2 m 建筑荷载规范 GB5009 2001 规定 对于高度小于 30 米且高宽比小于 1 5 的建筑不考虑风振系数 因此住宅楼楼高 H4 为长柱 由 混凝土 结构技术规程 JGJ3 2002 表 6 4 2 各层柱的轴压比均符合要求 3 6 2 柱正截面承载力验算 柱的计算长度 无侧移现浇结构 l0 0 7H 底层 l0 0 7 3 6 2 52m 其它层 l0 0 7 3 0 2 10m 柱正截面承载力验算 柱同一截面分别承受正反向弯矩 故采用对称配筋 a A 轴柱 300 600 底层柱 11 9 400 365 0 550 955 57KN b N bcbh f 0 根据框架柱内力组合 在对柱进行 强柱弱梁 调整后 选出最不利的内力 进行 配筋计算 对于 N 小偏压 选用 M 大 N 大的组合 对 N 小偏压 选用 M 大 b N b N N 小的组合 调整后的底层边柱的柱上端弯矩为 M 48 11kN m 柱下端弯矩为 M 79 13 mkN 3 23 3 0 79 13 10 79 50 1106 56 M emm N 取 20mm 和偏心矩方向截面尺寸的 1 30 两者中的较大值 600 30 20mm 所以 a e mmea20 3 24 0 79 52099 5 ia eeemm 故取 0 2 52 4 2 8 0 6 l h 1 3 25 0 600 99 535364 5 22 is h eemm 采用对称配筋 3 26 3 00 1106 56 10 0 548 11 9 300 565 b c xN hf bh 属于大偏压情况 3 27 2 0 0 1 0 5 c ss ys Nef bh AA fha 负数 配筋要符合最小配筋率要求 钢筋混凝土设计规范 GB50010 2002 规定 6 边柱 和中柱最小配筋率为 0 6 单侧最小配筋率为 0 2 min0 0 6 300 5651017 ss AAbhmm 选 4 20 As 1256mm2 单侧最小配筋率为 符合要求 002 0 004 0 min 顶层柱 11 9 400 365 0 550 955 57KN b N bcbh f 0 M1 25 79kN m N1 203 19kN M2 44 42kN m N2 178 69kN 取第二组数进行计算 3 28 3 0 44 42 10 248 59 178 69 M emm N 取 20mm 和偏心矩方向截面尺寸的 1 30 两者中的较大值 600 30 20mm 所以 a e mmea20 3 29 0 248 5920268 59 ia eeemm 故取 0 2 1 3 5 8 0 60 l h 1 3 30 0 600 268 5935533 59 22 is h eemm 采用对称配筋 3 31 3 00 178 69 10 0 083 11 9 300 600 b c xN hf bh 属于大偏压情况 3 2 0 0 2 2 1 0 5 178690 533 59 11 9 300 5650 0831 0 5 0 083 29 45 30056535 c ss ys Nef bh AA fha mm 32 配筋要符合最小配筋率要求 钢筋混凝土设计规范 GB50010 2002 规定 6 边柱 和中柱最小配筋率为 0 6 单侧最小配筋率为 0 2 min0 0 6 300 5651017 ss AAbhmm 选 4 20 As 1256mm2 单侧最小配筋率为 符合要求 002 0 004 0 min b B 轴柱 底层柱 Nb 11 9 400 365 0 550 955 57KN bcbh f 0 既有大偏压也有小偏压 故选 M1 35 25kN m N1 1508 51kN M2 40 91kN m N2 1532 65kN 取第二组数进行计 算 3 33 3 0 40 91 10 26 69 1532 65 M emm N 取 20mm 和偏心矩方向截面尺寸的 1 30 两者中的较大值 400 30 13 3mm 所以 a e mmea20 3 34 0 26 692046 69 ia eeemm 故取 0 2 52 6 3 8 0 4 l h 1 3 35 0 400 46 6935211 27 22 is h eemm 采用对称配筋 3 36 3 00 1532 65 10 0 534 11 9 400 365 b c xN hf bh 属于大偏压情况 3 37 2 0 0 2 2 1 0 5 1532650 211 27 11 9 400 3650 5341 0 5 0 534 763 43 30036535 c ss ys Nef bh AA fha mm 配筋要符合最小配筋率要求 钢筋混凝土设计规范 GB50010 2002 边柱和中柱 最小配筋率为 0 6 单侧最小配筋率为 0 2 min0 0 6 400 365876 ss AAbhmm 选 4 18 As 1017mm2 单侧最小配筋率为 符合要求 002 0 004 0 min 顶层中柱 Nb 11 9 400 365 0 550 955 57KN bcbh f 0 M1 13 04kN m N1 266 55kN M2 10 06kN m N2 283 11kN 取第一组数进行计算 3 38 3 0 13 04 10 48 92 266 55 M emm N 取 20mm 和偏心矩方向截面尺寸的 1 30 两者中的较大值 400 30 13 3mm 所以 a e mmea20 3 39 0 48 922068 92 ia eeemm 故取 0 2 10 5 25 8 0 40 l h 1 3 40 0 400 68 9235233 9 22 is h eemm 采用对称配筋 3 41 3 00 266 55 10 0 153 11 9 400 365 b c xN hf bh 属于大偏压情况 3 42 2 0 0 2 1 0 5 266550 233 9 11 9 400 3650 1531 0 5 0 153 30036535 c ss ys Nef bh AA fha 负数 配筋要符合最小配筋率要求 钢筋混凝土设计规范 GB50010 2002 规定边柱和 中柱最小配筋率为 0 6 单侧最小配筋率为 0 2 min0 0 6 400 365876 ss AAbhmm 选 4 18 As 1017mm2 单侧最小配筋率为 符合要求 002 0 004 0 min c C 轴柱 底层柱 Nb 11 9 400 365 0 550 955 57KN bcbh f 0 既有大偏压也有小偏压 故选 M1 32 87kN m N1 702 15kN M2 30 78kN m N2 913 16kN 取第二组数进行计算 3 33 3 0 30 78 10 33 71 913 16 M emm N 取 20mm 和偏心矩方向截面尺寸的 1 30 两者中的较大值 400 30 13 3mm 所以 a e mmea20 3 34 0 33 712053 71 ia eeemm 故取 0 2 52 6 3 8 0 4 l h 1 3 35 0 400 53 7135218 7 22 is h eemm 采用对称配筋 3 36 3 00 913160 10 0 526 11 9 400 365 b c xN hf bh 属于大偏压情况 3 37 2 0 0 1 0 5 c ss ys Nef bh AA fha 负数 配筋要符合最小配筋率要求 钢筋混凝土设计规范 GB50010 2002 边柱和中柱 最小配筋率为 0 6 单侧最小配筋率为 0 2 min0 0 6 400 365876 ss AAbhmm 选 4 18 As 1017mm2 单侧最小配筋率为 符合要求 002 0 004 0 min 顶层中柱 Nb 11 9 400 365 0 550 955 57KN bcbh f 0 M1 14 59kN m N1 112 05kN M2 10 94kN m N2 128 61kN 取第一组数进行计算 3 38 3 0 14 59 10 130 2 112 05 M emm N 取 20mm 和偏心矩方向截面尺寸的 1 30 两者中的较大值 400 30 13 3mm 所以 a e mmea20 3 39 0 130 220150 2 ia eeemm 故取 0 2 10 5 25 8 0 40 l h 1 3 40 0 400 150 235315 2 22 is h eemm 采用对称配筋 3 41 3 00 112 05 10 0 064 11 9 400 365 b c xN hf bh 属于大偏压情况 3 42 2 0 0 1 0 5 c ss ys Nef bh AA fha 负数 配筋要符合最小配筋率要求 钢筋混凝土设计规范 GB50010 2002 规定边柱和 中柱最小配筋率为 0 6 单侧最小配筋率为 0 2 min0 0 6 400 365876 ss AAbhmm 选 4 18 As 1017mm2 单侧最小配筋率为 符合要求 002 0 004 0 min 3 6 3 框架柱斜截面受剪承载力验算 为保证 强剪弱弯 剪力设计值按下式调整 3 43 n r c l c c H MM Vc 式中 柱剪力调整系数 对于无抗震设防框架取 1 0 c 分别为柱上下端顺时针或逆时针方向截面组合的弯矩设计值 取调整 l c r c MM 后的弯矩值 一般层应满足 1 0 底层柱底应考虑 1 15 的弯矩增大系 c M b M 数 柱净高 n H 进行计算时 剪力值取内力组合和其中较大者 c V 底层中柱 内力组合 30 88 c VkN 20 7891 00 1 039 03 3 60 45 c VkN 则框架柱的剪力设计值 3 44 39 03 c VkN 3 45 0 2 n H h 框架的计算剪跨比 当 1 时 取 1 当 3 取 3 考虑地震作用组合的框架柱轴向压力设计值 当 时取 NN 0 3 0bhfcN 0 3 0bhfc 3 46 0 3 15 4 3 3 3 22 365 n H h 取 N 1106 56KN N f Gd 1333 31 298 11 20 1 4 4 93m2 考虑偏 心对基础的影响 将预估面积适当增大 故基础底面尺寸为 2 0m 3 0m 验算 Mmax内力组的最大基地反力 Pmax及平均基底反力 P Pmax 1333 31 2 0 3 0 91 91 19 57 0 9 2 0 3 02 1 6 20 1 85 295 7 3KN m20 Pm Pmax Pmin 2 222 22KN m2ac h0 600 2 900 50 1150mm 故应进行抗冲切验算 柱边抗冲切力 Fl 0 6ftbmh0 0 6 0 9 600 300 850 2 0 5 850 596 7KN 柱边处基底的冲切力 b 2 2000 2 1000mm bc h0 300 2 900 50 1000mm Fl 258 73 3 0 2 0 6 2 0 85 2 0 181 11KN1191 14mm 可 2 沿垂直于弯矩作用方向的基底钢筋 柱边截面 M II 222 22 2 0 0 3 2 2 3 0 0 6 24 176 61KN m AsIII 176 61 106 0 9 210 840 1112 43mm2 变阶截面处 MIV 222 22 2 0 1 5 2 2 3 1 2 24 129 17KN m AsIV 129 17 106 0 9 210 390 1752 35mm2 选用 14 14 180 As 2154mm 1752 35mm 可 3 8 3 B 柱基础设计 确定基顶荷载 1 由基础梁传来的恒载设计值 Nb 1 2 72 83 87 40KN meb134 0 M b 87 40 0 134 11 71KN m 2 由柱传来的荷载设计值 第一组 Nmax与相应的 M 和 V M1c 1 97KN m N1c 1613 66KN V1c 1 32KN 第二组 Mmax与相应的 N 和 V M2c 40 91KN m N2c 1532 65KN V2c 16 01KN 故作用于基顶的荷载设计值 第一组 M1c 1 97 11 71 13 68KN m N1c 1613 66 87 40 1701 06KN V1c 1 32KN 第二组 M2c 40 91 11 71 52 70KN m N2c 1532 65 87 40 1620 05KN V2c 16 01KN 确定基底尺寸 选择基础埋深 d 1400mm 地基承载力的深度修正 根据提供设计资料查规范得 b 0 d 1 1 杂填土 1 23 10KN m2 粘土 2 27 20KN m2 土的平均重度为 0 23 1 1 27 2 0 4 1 4 24 30KN m2 因此 地基承载力设计值为 f fk b b 3 d 0 d 0 5 250 1 1 24 3 1 85 0 5 298 11KN m 1 1fk 1 1 250 252 5KN m 式中 f 地基承载力设计值 fk 地基承载力标准值 b d 分别为基础宽度 深度的承载力修正系数 0 分别为基地下土的重度 基地以上的加权平均重度 b 基础底面宽度 d 基础埋置深度 确定基础地面积 先按轴心受压计算 A N f Gd 1620 05 298 11 20 1 4 6 00m2 考虑偏心 对基础的影响 将预估面积适当增大 故基础底面尺寸为 2 5m 2 5m 验算 Mmax内力组 第二组基顶荷载 的偏心距 ebot ebot 52 70 16 01 0 9 1620 05 20 2 5 2 5 0 95 0 0 039 a 6 2 5 6 0 417m 验算 Mmax内力组的