教学楼计算书 建筑设计类 本科毕业设计 毕业论文.doc

第 1 页 共 86 页 1 建筑总说明 1 1 场地图 1 2 工程概况 1 2 1 工程名称 XX 大学教学楼 1 2 2 工程类型 教学楼 1 2 3 工程规模 总建筑面积 5175 6 平方米 层数 6 层 底层层高为 4 6m 其 余各层层高为 3 6m 室内外高差为 0 45m 东西长为 45 4m 南北长为 19 0m 钢筋混凝土框架结构 呈矩形平面布置 1 2 4 结构形式 采用全现浇钢筋混凝土框架结构 1 2 5 抗震设防烈度 本工程抗震设防烈度为 7 度 1 3 设计资料 1 3 1 工程地质条件 场地土体分 3 层 如下 表 1 1 工程地质条件 层序土层名称 层底深度 m KN m3 C kpa 一杂填土1 1 1 黄土状 砂质粘土 3 219 82317 625 二 2 黄土状 砂质粘土 6 119 83112 427 三 砂质粘土 含少量碎石 8 520 23919 335 1 3 2 水文资料 该场区地下水埋深 4 32 4 73m 有南向北排泄 渗透系数 k 0 4m d 冻土深度为 0 44m 1 3 3 气象资料 最高温度 40 0C 最低温度 16 70 0C 主导风向夏季为东南 风 冬季为西北风 第 2 页 共 86 页 1 3 4 相对湿度 最冷月平均 60 最热月平均 75 1 3 5 年降雨量 620 80mm 日最大降雨量为 94 1mm 1 小时最大降雨量为 54 1mm 1 3 6 地震基本烈度 7 度多遇地震 第二组设计特征周期 1 3 7 基本风压 0 35N m2 1 3 8 基本雪压 0 2kN m2 1 3 9 耐火等级 二级 1 3 10 建筑场地 类场地 1 4 设计意图 据设计任务书的要求 满足建筑的功能要求 及规范规定 本着设计标准 化 构建生产标准化 施工机械化的原则 本方案设计尽可能采用标准图集 考虑建筑要求等方面的原因 采用矩形柱网布置 横向柱距分别为 7 8m 3m 7 8m 纵向柱距为 4 5m 10 钢筋混凝土框架结构 1 5 建筑设计说明 1 5 1 平面设计 1 房间安排 教室主要安排在阳面 卫生间及楼梯间均布置在阴面且位 于通风良好处 一层设有大厅 传达室和资料室 方便出入及查阅资料 2 楼梯 根据规范 耐火等级为二级的建筑 位于两个外部出口或楼梯 之间的房间至外部出口或封闭楼梯间的最大距离为 35m 本建筑设两部楼 梯 分散布置 均为双跑 楼梯分别为 踏步宽度 300mm 踏步高度 150mm 12 跑 3 厕所 厕所距最远地方间距40m 时 若为单侧布置房间 则走道的最小净宽度为 1 5m 因此选 用走到宽度为 4 5m 符合规范要求 5 采光 主要功能房间窗地比均大于 1 6 窗上口距楼地面均小于进深一 半 3 8m 满足采光要求 1 5 2 立面设计 1 设计思路 本建筑在立面上整齐统一 门窗居中设置 具有整洁感 2 外部处理 外墙贴马赛克 内墙及屋内柱子用白水泥浆粉刷 为保证 良好的通风和采光环境 采用大尺度的铝合金窗 1 5 3 剖面设计 1 窗台高度 普通房间窗台高 0 9m 走廊和卫生间窗台高 1 2m 2 有关构件 结构平面应在 x 和 y 两个正交方向对称 均匀 所以建筑 采用横向承重体系 以减小两个方向的刚度差别 框架梁边跨截面取 300mm 600mm 中跨走廊梁截面取 300mm 600mm 纵向布置连系梁截面取 250mm 300mm 柱截面尺寸为 400mm 400mm 1 5 4 屋面设计 1 屋面排水 采用有组织排水 按 2 排水坡度把屋面积水有组织地排到 天沟 通过落水管排到地面 防水材料采用 SBS 卷材 落水管根据排水要 求 落水 管之间的距离 24m 2 保温隔热 保温层采用水泥膨胀蛭石 2 找坡 最薄处 40 厚 第 3 页 共 86 页 1 5 5 门窗设计 1 门 大厅及各层楼梯入口处采用铝合金双扇推拉门 底层东侧走廊尽 头采用铝合金双扇门 其余房间采用普通玻璃木门 2 窗 均采用铝合金窗推拉窗 1 5 6 墙体 外墙和内墙均为 240mm 厚 采用预制混凝土加气砌块 1 5 7 建筑做法 1 散水 混凝土水泥散水 50 厚 C15 混凝土撒 1 1 水泥沙子压实赶光 150 厚 3 7 灰土 素土夯实向外坡 4 备注 宽 1000mm 沿墙设缝 沿墙长度每隔 10 米处伸缩缝油膏嵌缝 2 地面 水磨石地面 15 厚的 1 2 白水泥白石子 掺有色石子 磨光打蜡 20 厚的 1 3 水泥砂浆找平层 现浇 120 厚的钢筋混凝土楼板 3 厚细石粉面 8 厚水泥石灰膏砂浆 3 楼面 水磨石地面 15 厚的 1 2 白水泥白石子 掺有色石子 磨光打蜡 20 厚的 1 3 水泥砂浆找平层 现浇 120 厚的钢筋混凝土楼板 3 厚细石粉面 8 厚水泥石灰膏砂浆 4 内墙 粘贴铝塑板墙面 用于楼过道 室内墙 洗手间 楼梯间 刷混凝土界面处理剂一道 8 厚 2 1 8 水泥石灰膏砂浆打底扫毛 8 厚 1 2 5 水泥砂浆抹面压光 5 厚铝塑板用 XY409 胶粘剂粘贴 5 外墙 贴马赛克墙面 刷 ML908 界面处理剂一道 6 厚 1 3 水泥砂浆打底扫毛 12 厚 1 0 2 2 水泥石灰膏砂浆结合层 3 厚 T920 瓷砖胶粘剂贴 6 12 厚面砖 用 J924 砂质勾缝剂勾缝 6 踢脚 水泥砂浆踢脚 用于室内 楼过道及楼梯间 刷混凝土界面处理剂一道 9 厚 2 1 8 水泥石灰膏砂浆打底扫毛 7 厚 1 1 6 水泥石灰砂浆找平扫光 7 厚 1 2 5 水泥砂浆面压实抹光 7 墙裙 瓷砖墙裙 仅用于卫生间 高 1500mm 刷混凝土界面处理剂一道 7 厚 2 1 8 水泥石灰膏砂浆打底扫毛 7 厚 1 1 6 水泥石灰砂浆找平扫光 7 厚 1 0 1 2 5 水泥石灰膏砂浆结合层 5 厚 1 1 水泥砂浆粘贴瓷砖 稀白水泥砂浆擦缝 第 4 页 共 86 页 8 顶棚 涂料顶棚 用于楼梯间 钢筋混凝土现浇板底用水加 10 火碱清洗油腻 腻子刮平 四周阳角用 1 0 3 3 水泥白灰膏砂浆勾缝 喷 刷 涂料三遍 吊顶 铝合金天花板吊顶 用于楼过道 室内 卫生间 钢筋混凝土板内预留钢筋环 双向吊点 中距 900 1200 6 轻钢大龙骨 不上人 槽型 45 15 1 2 吊点附吊挂 中距小于 1200 轻钢中龙骨凹形 27 60 0 63 中距等于板材宽度 84C 84R 84B 型铝合金天花板用 XY401 胶粘贴 9 屋面 现浇钢筋混凝土屋面板 40 厚的 C20 细石混凝土保护层 3 厚 1 3 石灰砂浆隔离层 卷材防水层 20 厚的 1 2 5 水泥砂浆找平层 120 厚的钢筋混凝土板 20 厚水泥砂浆找平层 12 厚纸筋石灰抹底 10 其他 墙体砂浆采用 M5 等级 除卫生间隔墙外 其它墙体采用加气混凝 土砌块 厚度 240mm 施工时应注意构造柱的设置及与混凝土柱的拉 结 卫生间地面标高比其它部分低 20mm 大门外台阶地面标高比室 内地面低 30mm 设计采用标准图集 DBJT14 2 建筑做法说明 L02J01 墙身配件 L92J121 砌块 DBJT14 钢筋混凝土过梁 L91G313 多层砖房抗震构造详图 DBJT14 楼梯 L96J901 50 室内装修 L03J602 铝合金门窗 LJ104 屋面 LJ105 室外配件 L96J401 楼梯配件 L92J601 木门 第 5 页 共 86 页 2 结构设计 2 1 结构布置及计算简图的确定 根据该房屋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 填充墙采用 240mm 厚的混凝土空心小砌块 楼盖及屋盖均采用现浇 钢筋混凝土结构 楼板厚度取 120mm 2 1 1 选择承重方案 该建筑为教学楼 房间布局较为整齐规则 且教学楼不需要考虑太大空间 布置 所以采用横向框架承重方案 四柱三跨不等跨的形式 柱网布置形式 详见建筑平面图 2 1 2 梁 柱截面尺寸估算 梁截面尺寸估算 框架梁 mmlh700 5 4877800 16 1 10 1 16 1 10 1 取mmh600 mmhb300 200600 3 1 2 1 3 1 2 1 取mmb300 连系梁 mmlh375 2504500 18 1 12 1 18 1 12 1 取mmh300 mmhb175 117350 3 1 2 1 3 1 2 1 而取mmb200 mmb250 过 梁 外墙墙厚 240mm 因此取 mmb240 mmh180 柱截面尺寸估算 柱 高 mmHh600 3003600 6 1 12 1 6 1 12 1 取mmh400 柱 宽 mmhb400 267400 3 2 1 3 2 1 取mmb400 2 1 3 结构计算简图 框架结构计算简图 取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线 梁轴线取至板顶 2 6 层高度即为层高 取 3 6m 底层柱高度从基础顶面取至一层板顶 即 第 6 页 共 86 页 h1 3 6 0 45 0 55 4 6m 见下图 图 2 1 框架结构计算简图 2 1 4 各梁柱的线刚度 梁 混凝土为C40 26 1 105 32mkNEc 柱 混凝土为C40 26 2 10 5 32mkNEc 边跨梁 mkNIi 1075 33 8 7 10 5 326 030 0 12 1 5 1 5 1 3 63 0 边梁 中跨梁 mkNIi 10117 3 10 5 326 030 0 12 1 2 2 3 63 0 中梁 底层柱 mkNlEIi 10072 15 6 4 10 5 324 04 0 12 1 3 63 底柱 第 7 页 共 86 页 其余各层柱 mkNlEIi 1026 19 6 3 10 5 324 04 0 12 1 3 63 余柱 3 楼板及屋面板的设计 3 1 荷载统计 3 1 1 屋面荷载统计 屋面 不上人 屋面为刚性防水屋面 40 厚的 C20 细石混凝土保护层 23 0 04 0 92kN m2 3 厚 1 3 石灰砂浆隔离层 0 003 17 0 051 kN m2 卷材防水层 0 3kN m2 20 厚的 1 2 5 水泥砂浆找平层 20 0 02 0 4kN m2 120 厚的钢筋混凝土板 25 0 12 3 0kN m2 20 厚水泥砂浆找平层 20 0 02 0 4kN m2 12 厚纸筋石灰抹底 0 160kN m2 合计 5 23kN m2 不上人屋面均布活荷载标准值 0 50kN m2 屋面雪荷载标准值 Sk r s0 1 0 0 2 0 2kN m2 式中 r 为屋面积雪分布系数 取 r 1 0 屋面荷载设计值为 P 1 35g 1 4q 1 35 5 23 1 4 0 5 7 76 kN m2 3 1 2 楼面荷载统计 1 5 层楼面 水磨石楼面 15 厚的 1 2 白水泥白石子 掺有色石子 磨光打蜡 18 0 015 0 27kN m2 20 厚的 1 3 水泥砂浆找平层 20 0 02 0 40kN m2 现浇 120 厚的钢筋混凝土楼板 25 0 12 3 0kN m2 3 厚细石粉面 16 0 003 0 048kN m2 8 厚水泥石灰膏砂浆 14 0 008 0 112kN m2 合计 3 83kN m2 楼面活荷载标准值 2 0kN m2 走廊活荷载标准值 2 5kN m2 楼面活荷载设计值 P 1 35g 1 4q 1 35 3 83 1 4 2 0 7 97 kN m2 走廊活荷载设计值 P 1 35g 1 4q 1 35 3 83 1 4 2 5 8 67 kN m2 3 2 板的内力计算 3 2 1 板的区格划分 第 8 页 共 86 页 图 3 1 板的区格划分 根据板的尺寸和荷载条件 将板划分为如上图所示的 2 种板 均为双向 板 计算板的跨中弯矩时按板四边固定和四边简支来考虑 计算板的支座负 弯矩时按板四边固定来考虑 跨度为轴线之间的距离 3 2 2 内力计算 双向板应用的计算公式 3 1 2 01211 2 0 plmmM 3 2 2 02122 2 0 plmmM 3 3 2 01211 2 0 plmmM 3 4 2 02122 2 0 plmmM 第 9 页 共 86 页 表 3 1 楼板 双向板 的跨中弯矩计算表 1 四边固定 g q 2 板区格板区格 1 12 2 01 lm 4 53 0 02 lm 7 84 5 尺寸 0201 ll 0 580 67 荷载 g q 2 2 mKN6 576 92 1 m0 03740 0335 系数 2 m0 00680 0102 1 MmKN 5 1572 213 弯矩 2 MmKN 5 7082 368 表 3 2 楼板 双向板 的跨中弯矩计算表 2 四边简支 q 2 板区格板区格 1 12 2 01 lm 4 53 0 02 lm 7 84 5 尺寸 0201 ll 0 580 67 荷载q 2 2 mKN1 41 75 1 m0 08490 0723 系数 2 m0 02290 0281 1 MmKN 2 5371 227 弯矩 2 MmKN 3 3971 508 第 10 页 共 86 页 表 3 3 楼板 双向板 的跨中弯矩计算表 表 1 表 2 板区格板区格 1 12 2 01 lm 4 53 0 02 lm 7 84 5 尺寸 0201 ll 0 580 67 1 MmKN 7 6943 440 弯矩 2 MmKN 9 1053 876 表 3 4 楼板 双向板 的支座弯矩计算表 四边固定 g q 板区格板区格 1 12 2 01 lm 4 53 0 02 lm 7 84 5 尺寸 0201 ll 0 580 67 荷载 g q 2 mKN7 978 67 1 m 0 0801 0 0754 系数 2 m 0 0571 0 0570 1 M mKN 14 771 6 773 弯矩 2 M mKN 35 456 12 655 第 11 页 共 86 页 表 3 5 屋面 双向板 的跨中弯矩计算表 1 四边固定 g q 2 板区格板区格 1 12 2 01 lm 4 53 0 02 lm 7 84 5 尺寸 0201 ll 0 580 67 荷载 g q 2 2 mKN7 417 41 1 m0 03740 0335 系数 2 m0 00680 0102 1 MmKN 5 8162 370 弯矩 2 MmKN 6 4382 536 表 3 6 屋面 双向板 的跨中弯矩计算表 2 四边简支 q 2 板区格板区格 1 12 2 01 lm 4 53 0 02 lm 7 84 5 尺寸 0201 ll 0 580 67 荷载q 2 2 mKN0 350 35 1 m0 08490 0723 系数 2 m0 02290 0281 1 MmKN 0 6340 245 弯矩 2 MmKN 0 8490 302 第 12 页 共 86 页 表 3 7 屋面 双向板 的跨中弯矩计算表 表 1 表 2 板区格板区格 1 12 2 01 lm 4 53 0 02 lm 7 84 5 尺寸 0201 ll 0 580 67 1 MmKN 6 4502 615 弯矩 2 MmKN 7 2872 838 表 3 8 屋面 双向板 的支座弯矩计算表 四边固定 g q 板区格板区格 1 12 2 01 lm 4 53 0 02 lm 7 84 5 尺寸 0201 ll 0 580 67 荷载 g q 2 mKN7 767 76 1 m 0 0801 0 0754 系数 2 m 0 0571 0 0570 1 M mKN 14 381 6 062 弯矩 2 M mKN 34 521 11 327 第 13 页 共 86 页 3 3 板的配筋计算 表 3 9 楼板双向板跨中配筋 截 面 区 格 方向 0 hmm MmKN As 2 mm选筋 实际As 2 mm 01 l 1006 155227 96 8 130387 0 1 02 l 907 284299 75 8 130387 0 01 l 1002 752101 93 8 130387 0 跨中 2 02 l 903 101127 61 8 130387 0 表 3 10 楼板支座配筋 截 面区格方向 0 hmm 0 9M M mKN As 2 mm 配筋实际As 1 110031 9101181 85 14 1301184 0 1 210013 294492 37 10 160491 0 支座 2 21006 096225 78 8 130387 0 表 3 11 屋面双向板的跨中截面配筋 截 面 区 格 方向 0 hmm MmKN As 2 mm 选筋 实际As 2 mm 01 l 1005 160191 11 8 200251 0 1 02 l 905 830239 92 8 200251 0 01 l 1002 09277 48 8 200251 0 跨中 2 02 l 902 27093 42 8 200251 0 第 14 页 共 86 页 表 3 12 屋面板的支座配筋 截面 区格方向 0 hmm 0 9M M mKN As 2 mm 配筋实际As 1 110031 0691150 7 14 1301184 0 1 210012 943479 37 10 160491 0 支座 2 21005 456202 07 8 130387 0 第 15 页 共 86 页 4 楼梯设计 采用板式楼梯 楼梯上的均布荷载标准值为 2 5 混凝土采用 2 KN m C40 板梁的纵筋为 HRB335 级钢筋 踏步尺寸为 300mm 150mm 4 1 梯段斜板设计 斜板长 ml759 3 8 13 3 22 斜板厚 mmlmml120 12530 取 4 1 1 荷载计算 恒荷载标准值 大理石面层 0 3 0 15 0 56 0 3 0 84 KN m 混凝土踏步 0 3 0 15 2 25 0 3 1 88 KN m 斜板 0 12 25 3 759 3 3 3 42 KN m 板底抹灰 0 15 KN m 合计 6 29 KN m 活荷载标准值 2 50 KN m 荷载设计值为 P 1 2 6 29 1 4 2 5 11 048 KN m 4 1 2 截面设计 10515120 03 12 10 1 3 3 0 2 mmh mKNPlMml nn 弯矩设计值为 057 0 1051000 1 190 1 1003 12 2 6 2 01 bhfM cs 97 0 2 2 1 1 s s 2 6 0 72 393 10530097 0 1003 12 mmhfMA sys 选配 10 200 每踏步布置一根 8 钢筋 2 0 393 mmAs 4 2 平台板设计 第 16 页 共 86 页 取板厚 h 60mm 取 1m 宽板带计算 4 2 1 荷载计算 恒荷载标准值 大理石面层 0 56 KN m 混凝土板 0 06 25 1 5 KN m 板底抹灰 0 34 KN m 合计 2 4 KN m 活荷载标准值 2 5 KN m 荷载设计值 P 1 2 2 4 1 4 2 5 6 38 KN m 4 2 2 截面设计 平台板的计算跨度 mml28602 200403000 0 弯矩设计值 mKNPlM 22 5 10 1 2 0 板的有效高度 451560 0 mmh 135 0 451000 1 190 1 1022 5 2 6 2 01 bhfM cs 93 0 2 2 1 1 s s 2 6 0 77 415 4530093 0 1022 5 mmhfMA sys 选配 10 180 布置 436 0 分布筋选用 6 200 s A 2 mm 4 3 平台梁设计 设平台梁尺寸为 200mm 350mm 4 3 1 荷载计算 恒荷载标准值 梯段板传来 6 29 3 3 2 10 4 KN m 平台板传来 2 4 3 2 3 6 KN m 梁自重 0 2 0 35 0 06 25 1 45 KN m 梁侧粉刷 0 02 0 35 0 06 17 0 1 KN m 合计 15 55 KN m 活荷载标准值 2 5 3 3 2 3 2 7 875 KN m 荷载设计值 P 1 2 15 55 1 4 7 875 29 685 KN m 第 17 页 共 86 页 4 3 2 截面设计 计算跨度 mll n 305 4 4 05 4 05 105 1 0 弯矩设计值 mKNPlM 77 68305 4 685 29 8 1 8 1 2 2 0 剪力设计值 kNPlV n 80 601 4685 29 2 1 2 1 截面按倒 L 形计算 梁有效高度 h0 350 mmhbb ff 5006052005 35 315mm 经判别属第一类 T 形截面 中和轴在翼缘内 f hx 0725 0 315500 1 190 1 1077 68 2 6 2 01 bhfM cs 96 0 2 2 1 1 s s 选配 3 18 2 6 0 05 758 31530096 0 1077 68 mmhfMA sys 2 5 763 mmAs 配置 6 200 箍筋 则斜截面承载力 kNVkNh s A fbhfV yv yvtcs 77 6811 87315 200 3 28 21025 1 31520071 17 025 1 7 0 00 满足要求 第 18 页 共 86 页 5 荷载计算 5 1 恒荷载标准值 5 1 1 屋面框架梁线荷载标准值 屋面 不上人 屋面为刚性防水屋面 40 厚的 C20 细石混凝土保护层 23 0 04 0 92kN m2 3 厚 1 3 石灰砂浆隔离层 0 003 17 0 051kN m2 卷材防水层 0 3kN m2 20 厚的 1 2 5 水泥砂浆找平层 20 0 02 0 4kN m2 120 厚的钢筋混凝土板 25 0 12 3 0kN m2 20 厚水泥砂浆找平层 20 0 02 0 4kN m2 12 厚纸筋石灰抹底 0 160kN m2 合计 5 23kN m2 屋面恒荷载 5 23 4 5 23 54 kN m 框架梁自重 0 3 0 6 25 4 5 kN m 梁侧粉刷 2 0 6 0 12 0 02 17 0 33 kN m 28 37 kN m 6 g 5 1 2 楼面框架梁线荷载标准值 1 5 层楼面 水磨石楼面 15 厚的 1 2 白水泥白石子 掺有色石子 磨光打蜡 18 0 015 0 27kN m2 20 厚的 1 3 水泥砂浆找平层 20 0 02 0 40kN m2 现浇 120 厚的钢筋混凝土楼板 25 0 12 3 0kN m2 3 厚细石粉面 16 0 003 0 048kN m2 8 厚水泥石灰膏砂浆 14 0 008 0 112kN m2 合计 3 83kN m2 楼面恒荷载 3 83 4 5 17 24 kN m 框架梁自重 0 3 0 6 25 4 5 kN m 梁侧抹灰自重 2 0 6 0 12 0 02 17 0 33 kN m 填充墙自重 0 24 3 6 0 6 6 5 4 68 kN m 墙面抹灰 3 6 0 6 0 02 2 17 2 04 kN m kN m 79 2804 2 68 4 33 05 424 17 CDAB gg kN m 07 2233 0 5 424 17 BC g 5 1 3 屋面框架节点集中荷载标准值 边柱连系梁自重 0 25 0 3 4 5 0 4 25 7 69 kN 第 19 页 共 86 页 粉刷 0 02 0 3 0 12 2 4 5 0 4 17 0 5 kN 1m 高女儿墙自重 19 1 0 24 4 5 0 4 27 36 kN 1m 柱自重 0 4 0 4 1 25 4 kN 粉刷 0 02 1 2 17 4 5 0 4 0 4 4 0 25 3 0 02 1 17 3 08 kN 连系梁传来屋面自重 1 2 4 5 1 2 4 5 5 23 26 48 kN 顶层边节点集中荷载 61 18kN DA gg 66 中柱连系梁自重 0 25 0 3 4 5 0 4 25 7 69 kN 粉刷 0 02 0 3 0 12 2 4 5 0 4 17 0 5 kN 连系梁传来屋面自重 1 2 4 5 1 2 4 5 5 23 2 1 2 1 5 1 5 2 4 5 2 1 5 1 5 5 23 46 09 kN 顶层中节点集中荷载 54 28 kN CB gg 66 5 1 4 楼面框架节点集中荷载标准值 边柱连系梁自重 7 69 kN 边柱连系梁粉刷 0 5kN 铝合金窗自重 2 7 2 1 0 45 2 55 kN 墙体自重 0 9 2 0 4 0 24 2 1 4 5 0 4 0 9 0 24 0 3 0 24 2 7 6 5 11 61kN 墙体粉刷 2 0 9 2 0 4 2 1 0 02 4 5 0 4 0 9 0 02 0 12 0 02 2 7 17 5 06 kN 框架柱自重 0 4 0 4 3 6 25 14 4 kN 框架柱粉刷 0 4 4 0 25 3 0 02 3 6 17 1 04kN 连系梁传来楼面自重 1 2 4 5 1 2 4 5 3 83 19 39 kN 中间层边节点集中荷载 62 24kN DA gg 中柱连系梁自重 7 69kN 中柱连系梁粉刷 0 5kN 墙自重 4 5 0 4 3 0 6 0 9 1 2 4 0 24 6 5 14 6kN 墙粉刷 4 5 0 4 3 0 6 0 9 1 2 4 0 02 2 17 6 36 kN 门窗重 0 9 0 6 2 4 1 0 45 2 65kN 连系梁传来楼面自重 1 2 4 5 1 2 4 5 4 5 1 5 1 5 1 5 3 83 33 75k N 框架柱及粉刷重 0 4 0 4 3 6 25 1 04 15 44kN 中间层中节点集中荷载 79 66KN BC gg 5 2 活荷载标准值 屋面 雪荷载标准值为 0 2 kN m2 不上人的屋面 0 5 kN m2 两者不同时考 虑 取较大值 楼面 楼面活荷载标准值为 2 0 kN m2 走廊活荷载标准值为 2 50 kN m2 第 20 页 共 86 页 准永久值系数 5 0 q 作用于顶层框架梁上的线荷载 0 5 4 5 2 25 kN m CDBCAB qqq 666 作用于中间层楼面框架梁上的线荷载 2 0 4 5 9 0 kN m CDAB qq 作用于中间层走廊框架梁上的线荷载 2 5 4 5 11 25 kN m BC q 作用于顶层边节点的集中荷载 1 2 4 5 1 2 4 5 0 5 2 531 kN DA qq 66 作用于顶层中间节点的集中荷载 1 2 4 5 1 2 4 5 1 5 4 5 1 5 1 5 0 5 4 782 kN CB qq 66 作用于中间层边节点的集中荷载 1 2 4 5 1 2 4 5 2 0 10 13 kN DA qq 作用于中间层中间节点的集中荷载 1 2 4 5 1 2 4 5 1 5 4 5 1 5 1 5 2 5 23 91 kN CB qq 5 3 风荷载 风压标准值计算公式为 风压高度变化系数按地面粗 0 zsz 糙度 C 类取用 因结构高度 H 22 6m1 0 时 取 1 0 将风荷载换算 s z z z 成作用于框架每层节点上的集中荷载 计算过程如表所示 表中 A 为一榀框 架各层节点的受风面积 表5 1 风荷载计算 层次 Z s Z m z kN 0 m2 A m2 kN P 61 01 322 050 870 3512 64 98 51 01 318 450 810 3516 25 97 41 01 314 850 740 3516 25 45 31 01 311 250 740 3516 25 45 21 01 37 650 740 3516 25 45 1 1 01 34 050 740 3517 2 5 79 第 21 页 共 86 页 图 5 1 风荷载作用下的简图 5 4 地震荷载 本建筑高度为 22 6m 梁和刚度沿高度均匀分布 仅考虑水平地震作用即可 可采用底部剪力法来计算水平地震作用力 1 作用于屋面梁及各层楼面梁处的重力荷载代表值 屋面梁处 GEW 结构和构件自重 50 雪荷载 楼面梁处 GEi 结构和构件自重 50 活荷载 其中结构和构件自重取楼面上 下 1 2 层高范围内 屋面梁处取顶层的一 半 的结构及构件自重 包括纵 横梁自重 楼板结构层及构造层 纵 横墙体及柱等自重 结构各层的总重力荷载代表值计算如下 屋面梁处 G6 结构及构件自重 0 5 雪荷载 61 18 54 28 263 84 83 7 7 69 2 0 5 2 25 7 8 2 25 1 5 2 531 4 782 2 969 618 KN 楼面梁处 G5 G4 G3 G2 结构及构件自重 0 5 活荷载 62 64 79 66 28 79 7 8 22 07 1 5 2 0 5 9 7 8 11 25 1 5 10 135 23 91 2 921 049 KN 结构各层的总重力荷载代表值 顶层 969 618 13 10665 80 KN 其他层 921 049 13 10131 54 KN 2 框架自振周期的计算 第 22 页 共 86 页 框架抗震结构房屋自振周期 按下列经验公式计算 S 2 3 1 3 0 250 53 10 H T B 35 0 6 18 6 356 4 1053 0 25 0 3 2 3 S B H T52 0 6 18 6 22 035 0 22 0 035 0 22 0 33 1 因此选用 1 1 TT ST35 0 1 式中 H 房屋主体结构的高度 m H 22 6m B 房屋振动方向的长度 m 在计算横向水平地震作用时 为房屋宽度取 18 6m 3 地震力的计算 由设防烈度为 7 度 多遇地震 场地土为 类 设计地震分组为第二组 由 建筑抗震设计规范 可查得 则横向地震影响系数 08 0 max 0 40 g Ts 09 0 08 0 35 0 4 0 9 0 max 9 0 1 1 T Tg T1 0 35 1 4Tg 0 56s 不需考虑顶部附加水平地震作用系数 结构总的重力荷载代表值为 10665 80 10131 54 5 61323 5 KN 结构水平地震作用的标准值为 Fek Geq 1 0 09 0 85 61323 5 4691 25 KN 每榀框架所承受的总水平地震力为 Fek1 4691 25 13 426 48 KN 每榀框架所承受的地震力可按下式计算各节点处的地震力 4 1 j iiiii HGHGF 6 5 4 3 2 1 1 iFEK 表 5 1 楼层地震剪力计算表 楼层 KNGEi mHi iEiH G mKN 4 1 j iiii HGHG KNFi 610665 8022 6 4 1010 24 0 2873122 53 510131 5419 0 4 1025 19 0 229597 88 410131 5415 4 4 1060 15 0 186079 33 310131 5411 8 4 1096 11 0 142660 82 210131 548 2 4 1031 8 0 099142 26 110131 544 6 4 1066 4 0 055523 66 重力荷载代表值重力荷载代表值 第 23 页 共 86 页 图 5 2 横向水平地震作用结构计算简图 5 5 核算框架梁柱截面尺寸及框架水平位移 本建筑在地震区 故应同时验算截面的最大承载力 钢筋采用 级 梁的混凝土为 C40 验算结果如下 5 5 1 框架梁 框架梁采用同一截面尺寸 故只需对受力较大的楼面梁进行核算 由于本建筑地处 7 度地震区 且高度 30m 抗震等级为三级 要求 x 0 35h0 即 故55 0 b 289 0 b mkNMmkNbhfM cm 99 1198 015 28636030 5 16289 0 289 0 0 22 0max 满足 kNVkNbhfV c RE 08 106490 647 565300 1 192 0 85 0 1 2 0 1 00max 满足 300078007800 ABCD FE6 122 53kN FE5 97 88kN FE4 79 33kN FE3 60 82kN 4600360036003600360036001000 FE2 42 26kN FE1 23 66kN 第 24 页 共 86 页 5 4 2 框架水平位移验算 表 5 2 横向 2 6 层 D 值的计算 构件名称 c b k k K 2 k k 2 mkN h kD c 12 2 中柱 22 根 2 1 0 3 76 2 0 571 7 585 0 79114106 17 边柱 22 根 2 1 0 2 0 571 1 751 0 4678328 17 D 14106 17 22 8328 17 22 493555 48KN m 表 5 3 底层 D 值的计算 构件名称 c b k k K k k 2 5 0 mkN h kD c 12 2 中柱根 22 根 1 3 76 0 447 10 649 0 8817530 30 边柱根 22 根 1 0 0 477 2 2370 6465521 65 D 7530 30 22 5521 65 22 287142 9 KN m 5 4 3 框架侧移验算 横向地震作用下的框架侧移验算表所示 表 5 4 横向水平地震作用下框架侧移计算 层次 kNFi kNVi D muj 限值 6122 53122 53493555 480 00006 597 88220 41493555 480 00015 479 33299 74493555 480 00017 360 82360 56493555 480 00023 242 26402 82493555 480 00027 123 66426 48287142 90 00048 1 450 层间位移 底层 4 1004 1 6 4 00048 0 h ui 450 1 二层 5 105 7 6 3 00027 0 h ui 450 1 顶点位移 5 1002 6 6 22 00136 0 h ui 450 1 满足 第 25 页 共 86 页 风荷载作用下框架侧移计算如表所示 表 5 5 风荷载作用下框架横向侧移计算 层次 kNFi kNVi D 85 0 muj 限值 64 984 98419522 160 00083 55 9710 95419522 160 00017 45 4516 4419522 160 00019 35 4521 85419522 160 00024 25 4527 3419522 160 00032 15 7933 09244071 470 00075 1 500 层间位移 底层 4 1063 1 6 4 00075 0 h ui 500 1 二层 5 1089 8 6 3 00032 0 h ui 500 1 顶点位移 5 1011 1 6 22 00250 0 h ui 500 1 满足 第 26 页 共 86 页 6 内力计算 用迭代法进行恒载作用下的内力计算 用分层法进行活荷载的内力计 算 用 D 值法进行水平荷载作用下的内力计算 D 值法是对反弯点法的修 整和改进 6 1 恒荷载作用下的内力计算 6 1 1 将梁上的荷载等效为均布荷载 中间层 边跨梁 288 0 8 72 5 4 858 021 32 mKNgg CDAB 34 2624 17858 055 11 中间跨 mKNgBC 61 1524 178 583 4 顶 层 边 跨 288 0 8 72 5 4 858 021 32 mKNgg CD 95 2454 23858 083 4 6AB6 中间跨 mKNg 49 1954 238 583 4 BC6 6 1 2 计算简图 第 27 页 共 86 页 图 6 1 风荷载作用下的计算简图 6 1 3 梁柱线刚度计算 1 边框梁 0 5 1 II E E l Ebh l EI l EI i 3 33 00 10038 1 8 712 6 03 05 1 12 5 15 1 2 中跨梁 0 2II E E l Ebh l EI l EI i 3 33 00 106 3 0 312 6 03 00 2 12 0 20 2 3 上层柱 E E l Ebh l EI i 4 33 0 10926 5 6 312 4 04 0 12 4 底层柱 E E l Ebh l EI i 4 33 0 10378 4 6 412 4 04 0 12 梁柱的相对线刚度 取边跨梁的线刚度为 1 0 中跨取一半时 见KK 2 1 图 6 2 6 1 4 杆的固端弯矩 mKNqlMBC 85 74349 19 3 1 3 1 22 mKNMM EDDE 54 133 12 8 734 26 2 mKNqlMEF 72 145 162 19 3 1 3 1 22 mKNMM HGGH 54 133 12 8 734 26 2 mKNqlMHI 72 145 162 19 3 1 3 1 22 6 1 5 节点的不平衡弯矩 注于图 1 2 节点小圈内 节点 A mKNM 50 126 A 节点 B mKNM 65 5185 7450 126 B 节点 D mKNM 54 133 D 第 28 页 共 86 页 节点 E mKNM 82 11872 1454 133 E 节点 G mKNM 54 133 G 节点 H mKNM 82 11872 1454 133 H 6 1 6 角变弯矩分配系数 注于图 1 2 节点小圈内 所用公式 6 1 ik ik ik k k u 2 1 节点 A 314 0 571 0 0 1 0 1 2 1 AB u 186 0 571 0 0 1 571 0 2 1 AD u 节点 B 150 0 73 1 571 0 0 1 0 1 2 1 BA u 089 0 73 1 571 0 0 1 571 0 2 1 BE u 26 0 73 1 571 0 0 1 73 1 2 1 BC u 节点 D 136 0 0 1571 0 571 0 571 0 2 1 DA u 229 0 0 1571 0 571 0 0 1 2 1 DE u 136 0 0 1571 0 571 0 571 0 2 1 DG u 节点 E 128 0 571 0 571 0 73 1 0 1 0 1 2 1 ED u 076 0 571 0 571 0 73 1 0 1 571 0 2 1 EB u 221 0 571 0 571 0 73 1 0 1 73 1 2 1 EF u 076 0 571 0 571 0 73 1 0 1 571 0 2 1 EH u 节点 G 146 0 447 0 0 1571 0 571 0 2 1 GD u 246 0 447 0 0 1571 0 0 1 2 1 GH u 108 0 447 0 0 1571 0 447 0 2 1 GD u 节点 H 133 0 447 0 73 1571 0 0 1 0 1 2 1 HG u 079 0 447 0 73 1 571 0 0 1 571 0 2 1 HE u 第 29 页 共 86 页 230 0 447 0 73 1 571 0 0 1 73 1 2 1 HI u 058 0 447 0 73 1 571 0 0 1 447 0 2 1 HK u 6 1 7 角变弯矩 1 的第一次近似计算 ik M 首先假定 6 2 0 ik M ik kiiik MmuM 节点 A mKNM AB 72 39 50 126 314 0 mKNM AD 53 23 50 126 186 0 节点 B mKNMBA 75 7 65 51 150 0 mKNMBC 43 1365 51 260 0 mKNMBE 00 5 65 51 089 0 节点 D mKNMDA 16 18 54 133 136 0 mKNMDE 58 30 54 133 229 0 mKNMDG 16 18 54 133 136 0 节点 E mKNM 03 9 82 118 076 0 EB mKNM 21 1582 118 128 0 ED mKNM 03 9 82 118 076 0 EH mKNM 26 2682 118 221 0 EF 节点 G mKNMGD 50 19 54 133 146 0 mKNMGH 85 32 54 133 246 0 mKNMGJ 42 14 54 133 108 0 节点 H mKNM 39 9 82 118 079 0 HE mKNM 80 1582 118 133 0 HG mKNM 89 6 82 118 058 0 HK 第 30 页 共 86 页 mKNM 33 2782 118 230 0 HI 2 的第二次近似计算 按顺序 A B D E G H 计算 ik M 节点 A mKNMm KAA 09 11616 1875 7 50 126 mKNM AB 45 36 09 116 314 0 mKNM AD 59 21 09 116 186 0 节点 B mKNMm KBB 34 8203 9 72 3965 51 mKNMBA 35 1234 82 150 0 mKNMBC 41 2134 82 260 0 mKNMBE 33 7 34 82 089 0 节点 D mKNMm KDD 72 10550 1921 1553 2354 133 mKNMDA 38 14 72 105 136 0 mKNMDE 21 24 72 105 229 0 mKNMDG 38 14 72 105 136 0 节点 E mKNMm KEE 01 13539 9 58 3000 5 82 118 mKNM 26 1001 135 076 0 EB mKNM 28 1701 135 128 0 ED mKNM 26 1001 135 076 0 EH mKNM 84 2901 135 221 0 EF 节点 G mKNMm KGG 90 13516 1880 1554 133 mKNMGD 84 19 90 135 146 0 mKNMGH 43 33 90 135 246 0 mKNMGJ 68 14 90 135 108 0 第 31 页 共 86 页 节点 H mKNMm KHH 64 14285 3203 9 82 118 mKNM 27 1164 142 079 0 HE mKNM 97 1864 142 133 0 HG mKNM 27 8 64 142 058 0 HK mKNM 81 3264 142 230 0 HI 以下依此计算 经过七次近似计算 所得结果如图 6 1 所示