《新整理施工方案大全》结构计算书.doc

《《新整理施工方案大全》结构计算书.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《新整理施工方案大全》结构计算书.doc（47页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 第二章 结构设计一、 工程概况长春市拟建七层青年公寓，建筑面积6247.95m2,拟建房屋所在地的地震动参数max=0.16,Tg=0.30s,基本雪压S0=0.35KN/m2,基本风压W0=0.65KN/m2,地面粗糙度为B类，土重度为18KN/m3，空隙比0.8，液性指数0.833，地基承载力特征值fak=200KN/m2,土壤最大冻土深度-1.62m.二、 结构布置及计算简图 一层：3.6m二至六层：3.3m电梯机房：3.0m填充外墙190mm厚陶粒混凝土砌块，木门及窗口尺寸见图1；楼盖采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚100mm,局部120mm,主梁250mmX700mm,次梁250mm

2、X650mm，梁柱板混凝土强度等级C30(fc=14.3N/mm2, ft=1.43N/mm2).柱截面尺寸估算:框架结构的抗震等级为三级，其轴压比限制N=0.9,各层的重力荷载代表值取12KN/m2,边柱及中柱的负载面积分别为5.15mX7.8m和4.95mX7.8m。因此第一层柱截面面积为边柱 中柱 如取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为540mm和520mm,根据上述计算结构并考虑其他因素，本设计柱截面尺寸取值如下： 一层：600mmX600mm; 二至六层：500mmX500mm;基础选用独立扩展基础，基础埋深1.7m,基础截面高度取1.4m,框架结构计算简图去顶层柱形心线作为

3、框架柱的轴线，梁轴线取至板底，26层柱高度即为层高，底层柱高度从基础顶面取至一层板底，即h1=3.6+1.7+0.45-1.4-0.1=4.25m.三、 重力荷载计算（一）屋面及楼面的永久荷载标准值屋面（不上人） 40厚C20细石混凝土保护层 22X0.04=0.88 KN/m2 4厚APP改性沥青防水层 0.40 KN/m2 10厚水泥砂浆找平层 20X0.01=0.20 KN/m2 1：10水泥珍珠岩找坡层 15X0.02=0.30 KN/m2 80厚聚苯乙烯保温层 0.5X0.08=0.04 KN/m2 10厚1：3水泥砂浆找平层 20X0.01=0.20 KN/m2 100厚现浇混凝土

4、屋面板 25X0.10=2.50 KN/m2 20厚混合砂浆抹面刮大白 20X0.02=0.40 KN/m2 合计 4.92 KN/m2 图1.1 首层平面图 图1.2 剖面图 图2 框架结构计算简图楼面瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 0.55 KN/m220厚1：3水泥砂浆找平层 20X0.02=0.40 KN/m2100厚钢筋混凝土楼板 25X0.10=2.50 KN/m220厚混合砂浆抹面刮大白 20X0.02=0.40 KN/m2 合计 3.85 KN/m（二）屋面及楼面可变荷载标准值 不上人屋面均布活荷载标准值 0.50 KN/m2 楼面活载标准值 2.00 KN/m2屋面雪荷载标准值

5、 SK=R*S0=1.0X0.35=0.35 KN/m2（三）梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算 梁柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算单位长度上的重力荷载、对墙、门、窗等可计算单位面积上的重力荷载，计算结构见（表1） 表1. 梁、柱重力荷载标准值层次构件b/mh/m/KN/m3g/KN/mlinGI/KNGI/KN1边横梁0.250.65251.053.2817.040981.682007.409中横梁0.250.65251.053.2812.1515105.812纵梁0.250.70251.053.9387.332919.917柱0.600.60251.109.9004.25381214.8

6、12边横梁0.250.65251.053.2817.030689.011608.749中横梁0.250.65251.053.2812.1515105.812纵梁0.250.70251.053.9387.328804.927柱0.600.60251.109.9003.332726.036边横梁0.250.65251.053.2817.026597.1421378.784中横梁0.250.65251.053.2812.151391.704纵梁0.250.70251.053.9387.324689.938柱0.600.60251.109.9003.328635.25 墙体外墙体为190mm厚陶粒空心

7、砌块，外贴100mm厚苯板，并抹灰刷外墙涂料，内20mm厚抹灰，则外墙单位墙重力荷载为： 6.0X0.19+17X0.06+0.5X0.1=2.21KN/m2 阳台处外墙为120mm厚水泥空心砖，外贴80mm厚苯板，并抹胶2.0mm厚，内面为20mm厚抹灰，则单位面积重力荷载为： 10.3X0.12+17X0.03+0.5X0.08=1.786KN/m2 内墙为190mm厚陶粒空心砌块，两侧均为20mm厚抹灰，则单位面积重力荷载为： 6.0X0.19+17X0.02X2=1.82KN/m2 木门单位面积重力荷载为0.2 KN/m2，塑钢窗单位面积重力荷载为0.4 KN/m2。（四）重力荷载代表

8、值 1层：外墙面积： 7.3X21X3.0=459.9m2 459.9-107.52=352.38m2 窗户总面积： 2.4X2.1X16+2.4X0.8X14=107.52m2 门总面积： 3.0X7.3+1.5X2.4X4=36.3m2 (外墙) 1.5X2.4X9+1.0X2.1X7=48.45m2 (内墙) 内墙面积： 7.0X25X3.0=525m2 525-48.45=476.55m2 外墙重： 352.38X2.21=778.86 KN 内墙重： 476.55X1.82=867.321 KN 门窗重： 0.4X(107.52+36.3+48.45)=76.908 KN 楼板重：

9、3.65X7.355X28X3.85+3.65X2.15X14X3.85+5.4X31.2X3.85=3965.600 KN 2层：外墙面积： 7.3X18X2.7-138.24=216.54m2 窗户总面积： 2.4X1.8X32=138.24m2 门总面积： 1.5X2.4X7+1.0X2.1X6=45m2 内墙面积： 7.7X22X2.7-45=388.62m2 外墙重： 216.54X2.21=478.553 KN 内墙重： 388.62X1.82=707.288 KN 门窗重： 0.4X(45+138.24)=73.296 KN 楼板重： 3.65X7.355X28X3.85+3.6

10、5X2.15X14X3.85=3316.952KN35层：外墙面积： 17.4X2X2.7+3.9X8X2.7-34.56=143.64m2 窗户总面积： 2.4X1.8X8=34.56m2 (墙) 73.9X2.1=155.19m2(阳台) 门总面积： 2.1X1.0X40=84m2 84+（1.0X0.9+2.4X1.8）X16=167.52m2 内墙面积： 7.4X42X2.7-167.52=671.64m2 外墙重： 143.64X2.21+66.51X1.786=436.231 KN 内墙重： 671.64X1.82=1222.385 KN 门窗重： 0.4X(34.56+155.1

11、9)+0.2X(84+167.52)=126.204 KN 楼板重： 3.65X7.355X24X3.85+3.65X2.15X12X3.85=2843.102KN G1K=0.5X(778.760+867.321+76.904)+3965.6+0.5X(478.553+707.288+73.296) +2007.409+0.5X1214.813=8678.139 KN Q1K=0.5X3.5X55.3X23.5=2274.213 KN G1=8678.139+2274.213=10952.352 KN G2K=0.5X(478.553+707.288+73.296)+3316.952+0.5

12、X(436.231+1222.385+126.204)+1608.749+0.5X(1214.813+726)=7419.052 KN Q2K=0.5X3.5X55.3X23.5=2274.213 KN G2=7419.052+2274.213=9693.265 KN G3K=G4K=G5K=0.5X2X(436.231+1222.385+126.204)+2843.102+1378.784+635.25=6640.25 KN Q3K=Q4K=Q5K=0.5X2.0X46.8X23.5=1099.8 KN G3=G4=G5=6640.25+1099.8=7740.05 KN G6计算： 屋面板

13、自重：4.92X(3.65X7.355X24+3.65X2.15X12)=3633.132 KN 坡屋面自重：1200 KN G5K=0.5X(436.231+1222.385+126.204+1378.784+635.25)+3633.132+1200=6732.632 KN Q6K=0.35X46.8X20.6X0.5=168.81 KN G5=6732.632+168.71=6901.342 KN G7计算： 屋面板自重：4.92X(3.65X7.355X4+3.65X2.15X4)=682.763 KN 梁重：213.281 KN 柱重：185.381 KN 女儿墙：200 KN Q7

14、K=0.35X12.4X10.2X0.5=22.134 KN G7=682.763+213.28+185.381+22.134+200=1303.423 KN四、 框架侧移刚度计算 横向框架侧移刚度计算（取5轴计算） 表2.横梁线刚度ib计算表类别层次EC (N/mm2)bxh(mmxmm)I0(mm4)L(mm)EcI0/L(Nmm)1.5 EcI0/L(Nmm)2 EcI0/L(Nmm)边横梁163.0X104250X6502.604X10975001.042X10101.563X10102.084X1010走道梁163.0X104250X6502.604X10924003.255X101

15、04.883X10106.510X1010 表3.柱刚度ic计算表层次Hc（mm）EC (N/mm2)bxh(mmxmm)Ic(mm4)EcIc/ Hc(Nmm)142503.0X104600X60010.08X1096.98X10102633003.0X104500X5005.208X1094.735X1010柱的侧移刚度计算 6.51 1.563第2层C-5柱及与其相连的梁的相对刚度如右图所示： 4.735 6.51 1.563其他柱侧移刚度见下表4、表5： 表4.中框架柱侧移刚度D值(中柱)层次I1(1010mm4)I2(1010mm4)I3(1010mm4)I4(1010mm4)Ic(

16、1010mm4)cD16.511.563006.982.4030.659122952-56.511.5636.511.5634.7351.7050.4601703866.511.5636.511.5634.7351.7050.46017038 表5.中框架柱侧移刚度D值(边柱)层次I1(1010mm4)I2(1010mm4)I3(1010mm4)I4(1010mm4)Ic(1010mm4)cD101.563006.980.2240.326126282-601.56301.5634.7350.3300.35618574D1=12295X22+12628X16=424858N/mmD3=D4=D5

17、=D6=17038X14+18574X14=498624N/mmD2=17038X16+18574X16=569856N/mmD1/D2=424858/569856=0.750.7 故框架为规则框架。五、横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算（一）横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算（1）横向自震周期计算 将G7折算到主体结构的顶层，即： 表6.结构顶点的假象侧移计算层次Gi/KNVgi/KNDi/(N/mm)ui/mmui/mm68509.828509.8249862417.07357.3757740.0516249.8749862432.59340.347740.0523989.

18、9249862448.11307.3137740.0531729.9749862463.64259.629693.2741423.2456985672.69195.96110952.3552375.59424858123.27123.27（2）水平地震作用及楼层地震剪力计算Geq=0.85Gi=0.85X(10952.352+9693.265+7740.05X3+6901.342+1303.423)=44259.95KNFek=1Geq0.074X44259.95=3261.18KN1.4Tg=1.4X0.3=0.42sT1=0.71s 考虑顶部附加水平地震作用F6=0.1268X3261.1

19、8=413.52KN具体计算见下表7 表7.各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次Hi/mGi/KNGiHi /KN*mFi/KNVi/KN24.151303.42331477.670.049139.54139.54621.156901.342145963.380.227646.42785.96517.857740.05138159.890.215612.251398.21414.557740.05112617.730.175498.341896.55311.257740.0587075.560.135384.432280.9827.959693.26577061.460.120341

20、.722622.7014.6510952.35250928.440.079224.972867.67各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见下图(3)水平地震作用下的位移验算 表8.横向水平地震作用下的位移验算 层次Vi/KNDi (N/mm)ui/mmui/mmhi/mm6785.964986241.5824.1033001/208951398.214986242.8022.5233001/117941896.554986243.8019.7233001/86832280.984986244.5715.9233001/72222622.75698564.6011.3533001/7

21、1712867.674248586.756.7542501/689（4）水平地震作用下框架内力计算 表9.各层柱端弯矩及剪力计算（边柱）层次Hi/mVi/KNDij (N/mm)Di1Vi1y63.3785.964986241857429.280.330.2524.1672.4753.31398.214986241857452.080.330.3560.15111.7143.31896.554986241857470.630.330.4093.23139.8533.32280.984986241857484.970.330.45126.18154.2223.32622.756985618574

22、85.460.330.54152.29129.7314.252867.674248581262865.280.4250.75227.67106.24 表10.各层柱端弯矩及剪力计算（中柱）层次Hi/mVi/KNDij (N/mm)Di1Vi1y63.3785.964986241703825.751.7050.3832.2952.6853.31398.214986241703847.781.7050.4570.9586.7243.31896.554986241703864.811.7050.48102.66111.0433.32280.984986241703877.941.7050.50128

23、.61128.6123.32622.75698561703878.421.7050.50129.39129.3914.252867.674248581229582.992.4030.60231.54154.36 表11.梁端弯矩剪力及柱轴力计算层次边横梁走道梁柱轴力LL边柱N中柱N672.4712.647.511.3540.0810.082.433.4-11.35-22.055135.8728.567.521.9290.5490.542.475.45-33.27-75.584200.043.687.532.49138.46138.462.4115.53-65.76-158.623247.455

24、5.507.540.39175.95175.952.4146.63-106.15-264.862255.9161.927.542.38196.29196.292.4163.58-148.53-386.061258.5368.107.543.55215.88215.882.4179.9-192.08-522.41（二）横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算（1）地i层楼层外风荷载处集中力计算第i层楼层外风荷载处集中力的计算 Fwi=zzswoB(H下/2+H上/2) H=21.45m H1=3.6+0.45=4.05mV=0.80 z=4.05/21.45=0.19 wo=0.65KN/m2 w

25、oT2=0.650.312=0.062 KN*S2/m2 =1.19 表12.第i层楼层外风荷载处集中力的计算层次zzswoBH上/2+H下/2Fwi11.290.801.30.657.84.0524.9921.3821.01.30.657.83.330.0631.4741.011.30.657.83.332.3841.5661.121.30.657.83.338.1551.6581.191.30.657.83.342.9161.751.261.30.657.83.323.98（2）风荷载作用下的水平位移验算 表13层次Fi/KNVi/KNDij (N/mm)ui/mmui/mm124.991

26、92.47438664.394.391/1468230.06167.48712162.356.741/1404332.38137.42712161.918.671/1709438.15105.04712161.4710.141/2245542.9166.89712160.9411.081/3511623.9823.98712160.3411.421/9706(3)风荷载作用下框架结构内力计算表14.各层柱端弯矩及剪力计算（边柱）层次Hi/mVi/KNDij (N/mm)Di1Vi1y63.323.9871216185746.250.330.224.5416.0953.366.897121618

27、57417.390.330.3218.3638.4543.3105.04712161857427.310.330.3733.3554.9533.3137.42712161857435.720.330.4755.4062.4723.3167.48712161857443.530.330.5579.0164.6414.25192.47438661262842.330.4250.78212.9660.07 表15.各层柱端弯矩及剪力计算（中柱）层次Hi/mVi/KNDij (N/mm)Di1Vi1y63.323.9871216185745.731.7050.38701911.7253.366.897

28、12161857416.051.7050.4523.8329.1343.3105.04712161857425.211.7050.4537.4445.7633.3137.42712161857432.981.7050.4852.2456.5923.3167.48712161857440.201.7050.5066.3366.3314.25192.47438661262846.192.4030.52154.95143.0表16.梁端弯矩剪力及柱轴力计算层次边横梁走道梁柱轴力LL边柱N中柱N616.092.817.52.528.928.922.47.43-2.52-4.91542.998.727.

29、56.8927.6327.632.423.03-9.41-21.05473.3116.707.512.0052.9452.942.444.12-21.41-53.17395.8222.577.515.7971.5471.542.459.62-37.2-97.02120.0428.467.519.890.2190.212.475.18-57.0-152.381139.0850.247.525.24159.26159.262.4132.72-82.24-259.86六、竖向荷载作用下框架结构的内力计算（一）计算单元 取9轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为7.8m，如下图所示。直接传给该框架的楼面

30、荷载如图中水平阴影部分，计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁和纵梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上，由于纵向框架梁的中线与柱的中心线不重合，因此在该框架上还作用有集中力矩。（二）荷载计算（1）恒载计算 各层梁上作用的恒载在上图中，q1代表横梁自重，均为均布荷载形式，对于六层：q1=q1=3.281KN/mq1和q1分别为房间和走道传给横梁的梯形荷载和三角形荷载，由几何关系可得：q2=4.92X3.9=19.188KN/m q2=4.92X2.4=11.808KN/m P1、P1、P2分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载、它包括梁自重、楼板重和女儿墙的重力荷载，计算如下： 集中力矩

31、：M1=P1e1=207.30X0.105=21.77KN*m M1=P1e1=153.58X0.105=16.12KN*m对于2-5层：q1包括梁自重和其上横墙自重，为均布荷载。其他荷载计算方法同第六层，结果为： q1=3.281+1.82X2.8=8.377KN/m q1=3.281KN/mq2=3.85X3.9=15.02KN/m q2=3.85X2.4=9.24KN/m 集中力矩： M1=P1e1=227.68X0.105=23.91KN*m M1=P1e1=179.59/X0.105=18.86KN*m对于1层： q1=8.377KN/m q1=3.281KN/mq2=3.85X3.

32、9=15.02KN/m q2=3.85X2.4=9.24KN/m P11=P1179.59KN P2=218.01KN M1= M1=179.59X0.155=108.65KN*m(2)活载计算 活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图所示：对于六层：q2=0.5X3.9=1.95KN/m q2=0.5X2.4=1.2KN/m P1、P1、P2分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的活载，计算如下： 集中力矩：M1=P1e1=14.58X0.105=1.53KN*m M1=P1e1=9.12X0.105=0.96KN*m同理，在屋面雪荷载作用下：q2=0.35X3.9=1.37KN/m q2=0.3

33、5X2.4=0.84KN/m P1=10.21KN P1=6.38KN P2=9.16KN M1=1.07KN*m M1=0.67KN*m对于2-5层：q2=2X3.9=7.8KN/m q2=2X2.4=4.8KN/m 集中力矩： M1=P1e1=63.77X0.105=6.7KN*m M1=P1e1=36.86/X0.105=3.87KN*m对于1层： q2=7.8KN/m q2=4.8KN/m P11=P1=36.86KN P2=52.32KN M1= M1=36.86X0.155=22.30KN*m将以上计算结果汇总，见下表： 表17.横向框架恒载汇总表层次Q1/(KN/m)Q1/(KN

34、/m)Q2/(KN/m)Q2/(KN/m)P1/KNP1/KNP2/KNM1/(KN*m)M1/(KN*m)63.2813.28119.18811.808207.30153.58172.6521.7716.122-58.3773.28115.029.24227.68179.59218.0423.9118.8618.3773.28115.029.24179.59179.59218.04108.65108.65 表18.横向框架活载汇总表层次Q2/(KN/m)Q2/(KN/m)P1/KNP1/KNP2/KNM1/(KN*m)M1/(KN*m)61.95(1.37)1.2(0.84)14.58(10

35、.21)9.12(6.38)13.08(9.16)1.53(1.07)0.96(0.67)2-57.84.863.7736.8652.326.73.8717.84.836.8636.8652.3222.322.3（3）内力计算 梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算，见附表1 竖向荷载作用下框架弯矩图见下图：恒载及活载作用下梁端剪力及柱轴力计算见附表2 （三）横向框架内力组合 本工程结构抗震等级为三级 横向框架梁内力组合见附表3 横向框架柱弯矩、轴力及剪力组合见附表4七、截面设计（一）框架梁计算 取四层AB跨，其他层梁配筋计算结果见表19（1） 梁的正截面受弯承载力计算 支座弯矩： MA=358.12-125.02X0.355=316.86KNm RE MA=0.75X316.86=235.15KNm MB=262.76-127.29X0.25=230.93KNm RE MB=0.75X230.93=198.20KNm跨间弯矩： V=1.3X86.61-(65.63+0.7X12.80)=38.01KN 支座边缘弯矩 Mmax=174.57-38.01X