【《兰州S宾馆楼建筑结构设计》23000字】

.3.2框架柱斜截面计算（1）柱截面验算以首层边柱为例，柱截面b×h为600×600mm，剪力设计值为330.11kN。ho=600-35=565mm首层结构高度为4.6m，故首层净高Hn=4.6-0.7=3.9m剪跨比3.9/2/0.565=3当时，取。剪力应满足0.20×14.3×600×565/1000=969.54kN330.11<969.54kN，满足要求。（2）柱截面验算柱截面剪力设计值应满足如下公式：N为有震组合下（与剪力设计值V同一组合）柱轴力设计值，且该值≤。表8-12框架柱斜截面计算层号柱NVmaxh0fyvftλAsv/s实配箍筋类型6F边柱154.44183.185653601.432.5660.02C8@200/1000.75复合0.6中柱159.82206.695653601.432.5660.12C8@200/1000.75复合0.65F边柱382.58204.185653601.432.5660.05C8@200/1000.75复合0.6中柱357.65252.375653601.432.5660.25C8@200/1000.75复合0.64F边柱676.04262.725653601.432.5660.21C8@200/1000.75复合0.6中柱577.03331.075653601.432.5660.52C8@200/1000.75复合0.63F边柱964.44304.255653601.432.5660.3C8@200/1000.75复合0.6中柱766.6394.485653601.432.5660.74C8@200/1000.75复合0.62F边柱1266.02349.485653601.432.5660.41C8@200/1000.75复合0.6中柱942.3456.355653601.432.5660.95C8@200/1000.75复合0.61F边柱1544.4330.115653601.4330.33C8@200/1000.75复合0.6中柱1121.19390.255653601.4330.7C8@200/1000.75复合0.69.板截面设计图9-1板的平面布置图9.1荷载计算表9-1楼板面荷载板区隔编号gk（kN/m²）qk（kN/m²）g（kN/m²）q（kN/m²）g+pg+p/2p/2A4.3625.6738.677.171.5B4.3625.6738.677.171.5恒载分项系数为1.3，活载分项系数1.5。9.2板的弯矩计算根据板的宽长比查表可以求出双向板的弯矩系数。对于编号A板，宽长比为0.56，板的跨中系数为0.0396、0.0095，支座系数为-0.0824、-0.057，周边简支时的跨中系数为0.0878、0.0216。对于编号B板，宽长比为0.714，板的跨中系数为0.0314、0.0118，支座系数为-0.0725、-0.0568，周边简支时的跨中系数为0.0665、0.0302。双向板跨中弯矩双向板支座弯矩其中、、分别为跨中弯矩系数、支座弯矩系数、简支时跨中弯矩系数。表9-2弯矩计算区格截面弯矩(kN.m)弯矩调整(kN.m)A跨中（短板）0.0396×7.17×4.2²+0.0878×1.5×4.2²=7.337.33+1.77×0.2=7.68跨中（长板）0.0095×7.17×4.2²+0.0216×1.5×4.2²=1.771.77+7.33×0.2=3.24支座（短板）-0.0824×8.67×4.2²=-12.6-12.6支座（长板）-0.057×8.67×4.2²=-8.72-8.72B跨中（短板）0.0314×7.17×3²+0.0665×1.5×3²=2.922.92+1.17×0.2=3.15跨中（长板）0.0118×7.17×3²+0.0302×1.5×3²=1.171.17+2.92×0.2=1.75支座（短板）-0.0725×8.67×3²=-5.66-5.66支座（长板）-0.0568×8.67×3²=-4.43-4.439.3板的配筋计算板的厚度h=120mm，根据环境类别取板的保护层厚度为15mm，假定板底钢筋直径d为10mm，短边方向跨中配筋计算时，板的有效高度ho=h-15-d/2=100mm；由于板底为双向受力钢筋，短边钢筋在下，故长边方向跨中配筋计算时，板的有效高度ho=h-15-d-d/2=90mm。板配筋不仅要满足计算的要求还得满足最小配筋率的要求。由规范可知板的最小配筋率。最小配筋面积为0.2×0.01×1000×120=240mm²板配筋计算按如下公式计算：；；表9-3板配筋计算A区格跨中B区格跨中支座短边方向长边方向短边方向长边方向A/AA/BB/BM7.683.243.151.75-12.6-8.72-4.430.0540.0280.0220.0150.0880.0610.0310.9720.9860.9890.9920.9540.9690.984219.48101.4288.4754.45366.88249.97125.06实际配筋C8@200C8@200C8@200C8@200C10@200C8@200C8@200配筋面积(mm2)251251251251393251251(mm2)240240240240240240240满足要求10.楼梯设计由楼梯平面和剖面可知，标准层踏步尺寸为150×300mm，标准层层高为3600mm。楼梯梁板混凝土等级为C30，梯柱混凝土等级为C30，梯板钢筋为HRB400，梯梁梯柱纵向受力钢筋与箍筋级别同框架梁柱钢筋。楼梯面层为30mm厚现制水磨石面层，底部为15mm厚水泥石灰砂浆，楼梯活载为3.5kN/m²。10.1梯板设计计算（1）梯板厚度的估算b=(150²+300²)^0.5=335.4mm，故cosα=300/335.4=0.894梯板的水平投影长度ln=3300mm，梯板的斜向净长为ln/cosα=3300/0.894=3691mm；梯板厚度h=（1/30~1/25）×3691=123~147.6mm，取h=130mm（2）荷载统计表10-1梯板荷载计算荷载种类荷载标准值（kN/m2）分项系数荷载设计值（kN/m2）永久荷载30mm水磨石面层0.65×（0.15+0.3）/0.3=0.975————踏步自重0.15×0.5×25=1.875————梯板自重0.13×25/0.894=3.635————板底粉刷0.015×17/0.894=0.285————小计6.771.3g=6.77×1.3=8.801可变荷载3.51.5q=3.5×1.5=5.25合计————14.051（3）跨度计算梯段板单跨两端与支撑构件整浇，lo=ln=3300mm。（4）内力计算跨中弯矩14.051×3.3²/10=15.3kN.m130-25=105mm，b=1000mm1000000×15.3/14.3/105²=0.0971-(1-2×0.097)^0.5=0.1020.5×(1+(1-2×0.097)^0.5)=0.9491000000×15.3/0.949/360/105=427mm²0.2%0.2×130×1000×0.01=260mm²板底受力钢筋选用C10@180（AS=436mm²），梯板支座筋选用C8@200(251mm²)，分布钢筋C8@300，每踏步下一根。10.2平台板设计计算（1）平台板厚度的估算平台板ln=1900mm；平台板厚度h≥1/30ln=63.33mm，取h=100mm（2）荷载统计表10-2平台板荷载计算荷载种类荷载标准值（kN/m2）分项系数荷载设计值（kN/m2）永久荷载30mm水磨石面层0.65————平台板自重0.1×25=2.5————板底粉刷0.015×17=0.255————小计3.4051.3g=3.405×1.3=4.427可变荷载3.51.5q=3.5×1.5=5.25合计————9.677（3）跨度计算平台板lo=ln=1900mm。（4）内力计算跨中弯矩9.677×1.9²/8=4.37kN.m100-15-5=80mm，b=1000mm1000000×4.37/14.3/1000/80²=0.0481-(1-2×0.048)^0.5=0.0490.5×(1+(1-2×0.048)^0.5)=0.9751000000×4.37/0.975/360/80=156mm²0.2×100×1000×0.01=200mm²板底受力钢筋C8@200（AS=251mm²），分布钢筋C8@200（AS=251mm²），布置时双层双向拉通钢筋。10.3平台梁设计计算（1）平台梁截面估算平台梁跨度lc=4200mm；梁高h≥1/12lc=350mm，取h=200mm，b=400mm。（2）荷载统计表10-3梯梁荷载计算荷载种类荷载标准值（kN/m）分项系数荷载设计值（kN/m）永久荷载平台板传递荷载3.405×1.9/2=3.23————梯板传递荷载6.77×3.3/2=11.17————平台梁自重0.2×（0.4-0.1）×25=1.5————梁底抹灰自重0.015×（0.4-0.1）×2×17=0.15————小计16.051.3g=16.05×1.3=20.87可变荷载3.5×（1.9/2+3.3/2+0.2）=9.81.5q=9.8×1.5=14.7合计————35.57（3）跨度计算平台板lo=lc=4200mm，净跨为ln=4200-200=4000mm（4）内力计算跨中弯矩35.57×3.3²/8=48.42kN.m35.57×0.5×4=71.14kN400-35=365mm，b=200mm48.42×1000000/14.3/200/365²=0.1271－(1－2×0.127)^0.5=0.1360.5×(1+(1-2×0.127)^0.5)=0.9321000000×48.42/0.932/360/365=395mm²0.25×200×400×0.01=200mm²梁底受力钢筋选用2C16（As=402mm²），梁顶配筋与梁底一致。0.7×1.43×200×365/1000=73.07kNV=71.14kN<73.07kN，故按构造要求配置箍筋；×0.28=0.28×1.43/360=0.111%故梯梁箍筋选配C8@200，实际配箍率为0.502%，故满足要求。11.基础设计依据地基土的分布，第①层是填土层，第②层是黄土状粉土，第③层是卵石层，设计以第③层为持力层。桩端进入持力层1.5m。表11-1基础的控制内力柱编号N(kN)M(kN.m)V(kN)中柱标准值1585.68-29.7712.94设计值2131.550.727.8711.1材料选用根据以上桩基设计及构造要求，初步设计承台厚800mm，承台混凝土选用C30，ft=1.43N/mm²，fc=14.3N/mm²；桩身混凝土强度为C30，ft=1.43N/mm²，fc=14.3N/mm²，承台钢筋选用HRB400，fy=360N/mm²。11.2单桩承载力计算设计时选择预制圆桩,圆桩直径为500mm,且以第③号土层作为桩端持力层。桩端进入持力层深度为1500mm。假设工程桩入土深度为h，故h=1.2+5.6+1.5=8.3m由于第①层厚1.2m，承台的埋深为1.2m，暂定承台高度为0.8m，桩深入承台0.05m；桩的全长为=8.3-1.2+0.05=7.15m；桩基的有效桩长即为7.15-0.05=7.1m。表11-2土层参数层序土层名称厚度（m）qsikqpk①填土层1.221②黄土状粉土5.632③卵石层101333250选择第③层卵石层（极限端阻力标准值qpk＝3250KPa）作为桩端持力层，桩端进入持力层的深度为1~3d，单桩承载力设计值计算如下：公式：其中：按经验参数法确定单桩竖向承载设计值力：Qsk=3.14×0.5×(5.6×32+1.5×133+)=594.6kNQpk=3.14×0.25×0.25×3250=637.8kN(极限端阻力标准值3250kpa)R=Quk/2=(Qsk+Qpk)/2=(594.6+637.8)=616.2kN11.3承台设计11.3.1确定桩数初步估算桩数,由于柱子是偏心受压，故考虑一定的系数，规范中建议取1.1~1.2，柱底荷载效应标准组合值：Fk=1585.68，Mk=-29.77kN.m，Hk=12.94kN现在取1.1的系数，即：n≥1.1Fk/R，故n≥1585.68/616.2×1.1=2.83，故取n=4。图11-1四桩承台11.3.2单桩承载力验算 1、承台自重和承台上土自重标准值Gk：a＝2Sc+Sa＝2×0.5+1.5＝2.5mb＝2Sc+Sb＝2×0.5+1.5＝2.5m承台底部面积Ab＝a×b＝2.5×2.5＝6.25m承台体积Vct＝Ab×H1＝6.25×0.8＝5.000m承台自重标准值Gk''＝γc×Vct＝25×5＝125.0kN土自重标准值Gk'＝γs×(Ab-bc×hc)×ds＝18×(6.25-0.6×0.6)×0.4＝42.4kN承台自重及其上土自重标准值Gk＝Gk''+Gk'＝125+42.4＝167.4kN圆桩换算桩截面边宽bp＝0.866d＝0.866×500＝433mm2、承台受弯计算：(1)、单桩桩顶竖向力计算：在轴心竖向力作用下Qk＝(Fk+Gk)/nQk＝(1585.7+167.4)/4＝438.3kN≤Ra＝616.2kN在偏心竖向力作用下Qik＝(Fk+Gk)/n±Mxk×Yi/∑Yi^2±Myk×Xi/∑Xi^2Q1k＝(Fk+Gk)/n+Mxk×Yi/∑Yi^2-Myk×Xi/∑Xi^2＝438.3+(0×1.5/2)/(1.5^2)-(-19.4×1.5/2)/(1.5^2)＝444.7kN≤1.2Ra＝739.4kNQ2k＝(Fk+Gk)/n+Mxk×Yi/∑Yi^2+Myk×Xi/∑Xi^2＝438.3+(0×1.5/2)/(1.5^2)+(-19.4×1.5/2)/(1.5^2)＝431.8kN≤1.2Ra＝739.4kNQ3k＝(Fk+Gk)/n-Mxk×Yi/∑Yi^2-Myk×Xi/∑Xi^2＝438.3-(0×1.5/2)/(1.5^2)-(-19.4×1.5/2)/(1.5^2)＝444.7kN≤1.2Ra＝739.4kNQ4k＝(Fk+Gk)/n-Mxk×Yi/∑Yi^2+Myk×Xi/∑Xi^2＝438.3-(0×1.5/2)/(1.5^2)+(-19.4×1.5/2)/(1.5^2)＝431.8kN≤1.2Ra＝739.4kN每根单桩所分配的承台自重和承台上土自重标准值Qgk：Qgk＝Gk/n＝167.4/4＝41.9kN扣除承台和其上填土自重后的各桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值：Ni＝γz×(Qik-Qgk)N1＝1.35×(444.7-41.9)＝543.9kNN2＝1.35×(431.8-41.9)＝526.4kNN3＝1.35×(444.7-41.9)＝543.9kNN4＝1.35×(431.8-41.9)＝526.4kN11.3.3承台配筋计算根据以上桩基设计及构造要求，承台尺寸为2.5m×2.5m，初步设计承台厚0.8m，承台混凝土选用C30，；承台钢筋选用HRB400级，。X轴方向柱边的弯矩设计值：（绕X轴）柱上边缘MxctU＝(N3+N4)×(Sb-bc)/2＝(543.9+526.4)×(1.5-0.6)/2＝481.7kN·m柱下边缘MxctD＝(N1+N2)×(Sb-bc)/2＝(543.9+526.4)×(1.5-0.6)/2＝481.7kN·mMxct＝Max{MxctU,MxctD}＝481.7kN·m故选配2014@120（As＝3079）Y轴方向柱边的弯矩设计值：（绕X轴）柱左边缘MyctL＝(N1+N3)×(Sa-hc)/2＝(543.9+543.9)×(1.5-0.6)/2＝489.5kN·m柱右边缘MyctR＝(N2+N4)×(Sa-hc)/2＝(526.4+526.4)×(1.5-0.6)/2＝473.8kN·mMyct＝Max{MyctL,MyctR}＝489.5kN·m故选配2014@120（As＝3079）11.3.4承台抗冲切验算 (1)、柱对承台的冲切验算：扣除承台及其上填土自重，作用在冲切破坏锥体上的冲切力设计值：Fl＝2140668N柱对承台的冲切，可按下列公式计算：Fl≤2×[βox×(bc+aoy)+βoy×(hc+aox)]×βhp×ft×hoX方向上自柱边到最近桩边的水平距离：aox＝750-0.5hc-0.5bp＝750-600/2-433/2＝233mmλox＝aox/ho＝233/(800-110)＝0.338X方向上冲切系数βox＝0.84/(λox+0.2)βox＝0.84/(0.338+0.2)＝1.56Y方向上自柱边到最近桩边的水平距离：aoy＝750-0.5bc-0.5bp＝750-600/2-433/2＝233mmλoy＝aoy/ho＝233/(800-110)＝0.338Y方向上冲切系数βoy＝0.84/(λoy+0.2)βoy＝0.84/(0.338+0.2)＝1.562×[βox×(bc+aoy)+βoy×(hc+aox)]×βhp×ft×ho＝2×[1.56×(600+233)+1.56×(600+233)]×1×1.43×690＝5142821N≥Fl＝2140668N，满足要求。(2)、角桩对承台的冲切验算：扣除承台和其上填土自重后的角桩桩顶相应于荷载效应基本组合时的竖向力设计值：Nl＝Nmax＝543905N承台受角桩冲切的承载力按下列公式计算：Nl≤[β1x×(c2+a1y/2)+β1y×(c1+a1x/2)]×βhp×ft×hoX方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离：a1x＝750-0.5hc-0.5bp＝750-600/2-433/2＝233mmλ1x＝a1x/ho＝233/(800-110)＝0.338X方向上角桩冲切系数β1x＝0.56/(λ1x+0.2)β1x＝0.56/(0.338+0.2)＝1.04Y方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离：a1y＝750-0.5bc-0.5bp＝750-600/2-433/2＝233mmλ1y＝a1y/ho＝233/(800-110)＝0.338Y方向上角桩冲切系数β1y＝0.56/(λ1y+0.2)β1y＝0.56/(0.338+0.2)＝1.04桩内边缘到承台外边缘的水平距离：c1＝c2＝Sc+0.5bp＝500+433/2＝717mm[β1x×(c2+a1y/2)+β1y×(c1+a1x/2)]×βhp×ft×ho＝[1.04×(717+233/2)+1.04×(717+233/2)]×1×1.43×690＝1713779N≥Nl＝543905N，满足要求。11.3.5承台斜截面验算 (1)、X方向斜截面受剪承载力计算：(1)、X方向斜截面受剪承载力计算：扣除承台及其上填土自重后X方向斜截面的最大剪力设计值：Vx＝Max{N1+N2,N3+N4}＝1070334N承台斜截面受剪承载力按下列公式计算：Vx≤βhs×βy×ft×bxo×hoX方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离：ay＝750-0.5bc-0.5bp＝750-600/2-433/2＝233mmλy＝ay/ho＝233/(800-110)＝0.338βy＝1.75/(λy+1.0)＝1.75/(0.338+1.0)＝1.308βhs×βy×ft×bxo×ho＝1×1.308×1.43×2500×690＝3231881N≥Vx＝1070334N，满足要求。(2)、Y方向斜截面受剪承载力计算：扣除承台及其上填土自重后Y方向斜截面的最大剪力设计值：Vy＝Max{N1+N3,N2+N4}＝1087810N承台斜截面受剪承载力按下列公式计算：Vy≤βhs×βx×ft×byo×hoY方向上自桩内边缘到最近柱边的水平距离：ax＝750-0.5hc-0.5bp＝750-600/2-433/2＝233mmλx＝ax/ho＝233/(800-110)＝0.338βx＝1.75/(λx+1.0)＝1.75/(0.338+1.0)＝1.308βhs×βx×ft×byo×ho＝1×1.308×1.43×2500×690＝3231881N≥Vy＝1087810N，满足要求。11.4桩身强度的验算预制桩除了考虑上述构造要求外，还要考虑起吊、运输和锤击过程中的强度验算。桩在起吊和运输过程中的受力状态与梁相同，一般按两支点起吊和运输；在打桩架下竖起时，按一支点吊起。图4为桩吊装验算简图。图11-2桩吊装验算简图1.桩身配筋验算按下列公式计算：桩身每延米的重量0.19625×25×1.2=5.9kN/m0.0214×1.5×5.9×7.2²=9.82kN.m9.82×1000000/(14.3×500×460²)=0.006故桩身受