济南某培训中心综合楼计算书1 工程概况拟建5层培训中心,建筑面积4500m 2,拟建房屋所在地的设防参数,基本雪压S 0=0.3kN ·m 2,基本风压ω0=0.45kN ·m 2地面粗糙度为B 类。
2 结构布置及计算简图主体5层,首层高度3.6m,标准层3.3m,局部突出屋面的塔楼为电梯机房层高3.0m,外墙填充墙采用300mm,空心砖砌筑,内墙为200mm 的空心砖填充,屋面采用130mm ,楼板采用100mm 现浇混凝土板,梁高度按梁跨度的1/12~1/8估算,且梁的净跨与截面高度之比不宜小于4,梁截面宽度可取梁高的1/2~1/3,梁宽同时不宜小于1/2柱宽,且不应小于250mm,柱截面尺寸可由A c ≥cN f N][μ 确定本地区为四级抗震,所以8.0=c μ,各层重力荷载近似值取13kN ·m -2,边柱及中柱负载面积分别为7.8 6.9226.91⨯÷=m 2和7.8(6.92 2.72)37.44⨯÷+÷=m 2.柱采用C35的混凝土(f c =16.7N ·mm 2,f t =1.57N ·mm 2)第一层柱截面 边柱 A C =31.326.91131051702810.816.7⨯⨯⨯⨯=⨯mm 2 中柱 A C =31.2537.44131052276950.816.7⨯⨯⨯⨯=⨯mm 2 如取正方形,则边柱及中柱截面高度分别为339mm 和399mm 。
由上述计算结果并综合其它因素,本设计取值如下:1层: 600mm ×600mm ; 2~5层:500mm ×500mm表1 梁截面尺寸(mm)及各层混凝土等级强度层次 砼等级 横梁(b ×h) 主梁(b ×h) 次梁(b ×h) AB 、CD 跨BC 跨1 C35 350×500 350×400 400×700 300×450 2~5C30300×500 300×400350×700300×4501图1 结构平面布置图图2 建筑平面图100厚钢筋混凝土板20厚水泥砂浆找平层三毡四油防水层40厚刚性防水细石砼保护层50厚炉渣图3 剖面图7.8m7.8m 7.8m 7.8m 6.9m 2.7m 6.9m(a ) 横向框架 (b )纵向框架图4 框架结构计算简图3 重力荷载计算40mm刚性防水细石砼内配φ4@200钢筋网 25×0.04=1.0 kN·m-220mm1:3水泥砂浆找平层 20×0.02=0.4 kN·m-250mm炉渣找坡2% 12×0.05=0.6 kN·m-2三毡四油防水层 0.4 kN·m-2100mm钢筋混凝土板 0.1×25=2.5 kN·m-2V型轻钢龙骨吊顶 0.25 kN·m-2合计 5.15 kN·m-21~5层楼面:瓷砖地面 0.55 kN·m-260mm浮石珍珠岩混凝土隔声层 5×0.06=0.3 kN·m-2100mm混凝土楼板 0.10×25=2.5 kN·m-2V型轻钢龙骨吊顶 0.25 kN·m-2合计 3.6 kN·m-23.2 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 kN·m-2楼面活荷载标准值 2.0 kN·m-2电梯机房楼面活荷载标准值 7.0 kN·m-2屋面雪荷载标准值 0.3 kN·m-23.3 墙重力荷载计算外墙:墙体为300mm粘土空心砖,外墙面贴瓷砖。
墙面为20mm厚抹灰,则外墙单位墙面重力荷载为:15×0.3+17×0.02=4.84 kN·m-2内墙:为200mm粘土空心砖,两侧均为20mm抹灰,则内墙单位面积重力荷载为:15×0.24+17×0.02×2=3.68 kN·m-23.4 梁柱自重重力荷载(见表2)表2 梁柱重力荷载标准值层次构件b/mh/mγ/kN·mβg/kN·m-1Li/mnGi/kNi G/kN-31 边横梁0.35 0.5 25 1.05 4.59 6.12 16 449.452278.13 中横梁0.35 0.4 25 1.05 3.68 2.1 8 61.824次梁0.3 0.45 25 1.05 3.54 6.5 14 322.14纵梁0.4 0.7 25 1.05 7.35 7.02 28 1444.716柱0.6 0.6 25 1.10 9.9 5.05 32 1599.842 ~5 边横梁0.3 0.5 25 1.05 3.94 6.27 16 395.262066.21 中横梁0.3 0.4 25 1.05 3.15 2.2 8 55.44次梁0.3 0.45 25 1.05 3.54 6.55 14 324.62纵梁0.35 0.7 25 1.05 6.43 7.17 28 1290.89柱0.5 0.5 25 1.10 6.88 3.3 32 726.528塑钢窗: 0.45 kN·m-2普通钢铁门: 0.45 kN·m-2铝合金门: 0.40 kN·m-2火门: 0.45 kN·m-2木门: 0.2 kN·m-2玻璃门: 1.0 kN·m-23.6 重力荷载代表值具体数据见图5中标注,Gi的单位为kN。
4 框架侧移刚度计算图5 各质点重力荷载代表值4.1 横向框架侧移刚度计算表3 横梁线刚度i b计算类别层次Ec/N·mm-2b×h/(mm×mm)IO/(mm4)l(mm)E0I0/l/(N·mm)1.5E0I0/l/(N·mm)2.0 E0I0/l/(N·mm)边横梁1 3.15×104350×500 3.646×1096900 1.66×1010 2.49×1010 3.32×1010 2~53.0×104300×500 3.646×1096900 1.585×1010 2.37×1010 3.16×1010走道梁1 3.15×104350×400 1.869×1092700 2.18×1010 3.27×1010 4.36×1010 2~53.0×104300×400 1.6×1092700 1.8×1010 2.7×1010 3.6×1010c 层 次 hC /mm EC N/mm b×h /mm×mm Ic /mm4 ECI0/hc /N.mm 1 5000 3.15×104600×600 1.08×10106.804×10102~533003.0×104500×500 0.521×10104.736×1010表5 中框架柱侧移刚度D 值(N ·mm -1)层次 边柱(8根)中柱(8根)iD ∑-Kc α1i D -Kc α1i D 3~5 0.335 0.154 8030 1.175 0.528 27550 286240 2 0.343 0.113 6940 0.822 0.468 36550 347920 10.2440.356233601.175 0.52827550408880表6 边框架柱侧移刚度D 值(N ·mm -1)层 次 A-1、A-8、D-1、D-8B-1、B-8、C-1、C-8iD ∑Kc αDi1-Kc αDi2 3~5 0.335 0.143 7350 0.714 0.174 9080 65720 2 0.343 0.14619100 0.7630.190 9916 116064 1 0.2440.332 1721.088 0.5640.36223757183988表7 楼、电梯间框架柱侧移刚度D 值(N ·mm -1)层 次 C-3、C-4、C-5、C-6D-3、D-4、D-5、D-6iD ∑-Kc αDi1-Kc αDi2 3~5 1.267 0.388 20240 0.633 0.240 12520 131040 2 1.409 0.473 21550 0.367 0.155 8080 118520 1 0.8470.41331040 0.2700.34022310213400表8 横向框架层间侧移刚度(N ·mm -1)层次1 2 3 4 5 iD ∑614208 482504 483000 483000 4830001D i 5 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算5.1 横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算突出屋面部分的折算重力荷载 ()331411.0711731.77219.8e G =⨯+⨯=kN 结构顶点的假想侧移计算由表9体现。
表9 结构顶点的假想侧移计算层次 Gi/KN VGi/kN iD ∑/(N ·mm-1) u ∆/mmi u /mm5 6948.24 6948.24 483000 14.39 210.73 4 7352.14 14300.38 483000 29.61 196.34 3 7352.14 21652.52 483000 44.83 166.73 2 7352.14 29004.66 482504 60.11 121.9 18946.0737950.7361420861.7961.791T T T 1=1.7×0.70.210735.1.2 水平地震作用及楼层地震剪力结构不超过40m,质量和刚度沿高度分布比较均匀,变形以剪切性为主,故可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,即 0.850.85(894.60722056.426948.24eq i G G =⨯=⨯++∑) =0.85×29899.27=25414.38KN0582.008.0)57.04.0()(9.0max 9.011=⨯==ααT T gF EK =α1·G eq =0.0582×25414.38=1479.12kN因1.4T g =1.4×0.40=0.56s<T 1=0.57s 所以应考虑顶部附加水平地震作用。