一、设计资料1、工程概况浦科技园区活动中心建筑与结构设计,采用现浇混凝土框架结构,主体结构为五层,一至五层建筑物层高分别为5m、4m、4m、3m、3m。
建筑为上人屋面,楼顶有突出的小房间,层高为3m。
建筑面积约为5778.2 m²。
±0.000相当于绝对标高2.50m,室外高差为450mm。
2、基本参数本设计安全等级为二级,抗震设防烈度为七度,设计基本地震加速度为0.10g,设计地震分组为一组,抗震等级为三级,轴压比限值取0.85。
地面粗糙类别为C类,基本风压为0.55kN/ m²,基本雪压为0.2N/m²,本设计均采用混凝土强度C40:f c=19.1N/mm²,f t=1.71N/mm2, f tk=2.39N/mm²,普通钢筋强度采用HRB 400:f y=360N/mm²,f yk=400N/m m²。
二、结构布置和计算简图结构平面布置图框架梁柱截面尺寸确定主梁跨度为l0=8.4m ,h=(1/15~1/10)l0=560~840mm 取h=700mm,b=(1/3~1/2)h=233~350mm 取b=350mm,中间各梁调整b=300mm。
后经计算周期比不满足要求,边梁调整为h=900mm,中间各梁调整为h=800mm。
次梁跨度为l0=8m ,h=(1/18~1/12)l0=444~667mm 取h=500mm ,b=(1/3~1/2)h=167~250mm 取b=200mm 框架柱采用矩形柱,底层层高为H=5m,b=(1/15~1/10)H=333~500mm 取b=450mm,h=(1~2)b=450~900mm 取h=450mm 后经验算轴压比不合格,柱尺寸调整为700mm×700mm。
结构计算简图注(图中数字为线刚度,单位:×10-3E C)AB跨梁=DE跨梁:i=2E C×1/12×0.3×0.83/8.4=3.05×10-3E CBC跨梁=CD跨梁:i=2E C×1/12×0.3×0.83/8=3.20×10-3E C四五层柱:i=E C×1/12×0.7×0.73/3=6.67×10-3E C二三层柱:i=E C×1/12×0.7×0.73/4=5.00×10-3E C底层柱:i=E C×1/12×0.7×0.73/5.5=3.08×10-3E C三、荷载计算1、恒荷载计算(1)屋面框架梁线荷载标准值40厚C20细石砼 0.04×25=1.00KN/m225厚挤塑保温板 0.17×0.025=0.004KN/m2SBS防水卷材一道 0.35 KN/m220厚1:25水泥砂浆找平 20×0.02=0.40KN/m220厚1:25水泥砂浆找平 20×0.02=0.40KN/m2120厚现浇混凝土屋面板 25×0.12=3.00KN/m212厚水泥砂浆吊顶 20×0.012=0.24KN/m2屋面恒荷载 5.394 KN/m2取5.40KN/m2 (AB、BC、CD、DE跨)框架梁自重 0.3×0.8×25=6KN/m 梁侧粉刷(0.8-0.12)×20×0.02×2=0.544KN/m 合计 6.55 KN/m 因此,作用在顶层框架梁上的线荷载为:g5AB1=g5BC1=g5CD1= g5DE11=6.55KN/m(注:下标5表示第5层)g5AB2= g5BC2= g5CD2= g5DE2=5.4×(3+4)=37.8 KN/m(2)楼面框架梁线荷载标准值20厚1:25水泥砂浆找平 20×0.025=0.50KN/m220厚1:25水泥砂浆找平 20×0.025=0.50KN/m210厚地砖面层 22×0.01=0.22KN/m2120厚现浇混凝土屋面板 25×0.12=3.00KN/m212厚水泥砂浆吊顶 20×0.012=0.24KN/m2楼面恒荷载 4.46 KN/m2取4.5KN/m2四层框架梁及梁侧粉刷 6.55 KN/m梁上填充墙自重(3-0.8)×8×0. 2=3.52KN/m墙面粉刷(3-0.8)×20×0.02×2=1.76KN/m合计 5.28KN/m因此,作用在中间层框架梁上的线荷载为g4AB1=g4BC1=g4CD1= g4DE1=6.55+5.28=11.83KN/mg4AB2=g4BC2=g4CD2= g4DE2=4.5×(3.00+4.00)=31.5 KN/m一二三层框架梁及梁侧粉刷 6.55 KN/m 梁上填充墙自重(4-0.8)×8×0. 2=5.12KN/m墙面粉刷(4-0.8)×20×0.02×2=2.56KN/m合计 7.68KN/m因此,作用在中间层框架梁上的线荷载为g AB1=g BC1=g CD1= g DE1=6.55+7.68=14.23 KN/mg AB2=g BC2=g CD2= g DE2=4.5×(3.00+4.00)=31.5KN/m(3)屋面框架节点集中荷载标准值A、E柱连系梁自重 0.35×0.9×8.2×25=64.58KN粉刷(0.9-0.12)×20×0.02×2×8.2=5.17KN1m高女儿墙自重 25×0.2×8.2×1=41KN粉刷 20×0.02×8.2×1×2=6.56KN连系梁传来屋面自重1/2×(1/2×8.4×4.2+1/2×8×4)×5.4=90.83KNB、C、D柱连系梁自重 0.30×0.80×8.2×25=49.2KN粉刷(0.80-0.12)×20×0.02×2×8.2=4.46KN连系梁传来屋面自重①B、C、D柱【(1/2×8.4×4.2)+(1/2×8×4)】×5.4=135KN顶层柱节点集中荷载 G5B= G5C= G5D=180.81KN(4)楼面框架节点集中荷载标准值四层A、E柱连系梁自重64.58KN粉刷 6.56KN墙体自重(注:窗户尺寸较小,未考虑折减)8×0.2×8.2×(3−0.9)=27.55KN粉刷20×0.02×8.2×(3−0.9)×2=13.78KN外墙面砖20×0.01×8.2×(3−0.9)=3.44KN外墙保温0.1×8.2×(3−0.9)=1.72KN框架柱自重25×0.7×0.7×3=36.75KN粉刷20×0.02×3×1.4=1.68KN连系梁传来楼面自重1/2×(1/2×8.4×4.2+1/2×8×4)×4.5=75.69KN四层B、C、D柱连系梁自重 49.2KN 粉刷 4.46KN墙体自重8×0.2×8.2×(3−0.8)=28.64KN粉刷20×0.02×8.2×(3−0.8)×2=14.32KN框架柱自重36.75KN粉刷1.68KN连系梁传来楼面自重①B、C、D柱【(12×8.4×4.2)+(12×8×4)】×4.5=151.69KN四层柱节点集中荷载 G B= G C= G D=285.27 KN二、三层A、E柱连系梁自重64.58KN粉刷 6.56KN 墙体自重(注:窗户尺寸较小,未考虑折减)8×0.2×8.2×(4−0.9)=40.67KN粉刷20×0.02×8.2×(4−0.9)×2=20.34KN外墙面砖20×0.01×8.2×(4−0.9)=5.08KN外墙保温0.1×8.2×(4−0.9)=2.54KN框架柱自重25×0.7×0.7×4=49KN粉刷20×0.02×4×1.4=2.24KN连系梁传来楼面自重1/2×(1/2×8.4×4.2+1/2×8×4)×4.5=75.69KN二、三层A、E柱节点集中荷载 G A= G E=266.7KN二、三层B、C、D柱连系梁自重49.2KN粉刷 4.46KN墙体自重8×0.2×8.2×(4−0.8)=35.84KN粉刷20×0.02×8.2×(4−0.8)×2=17.92KN框架柱自重49KN粉刷2.24KN连系梁传来楼面自重①B、C、D柱【(12×8.4×4.2)+(12×8×4)】×4.5=151.38KN二、三层柱节点集中荷载 G B= G C= G D=310.4 KN一层A、E柱连系梁自重 64.58KN 粉刷 6.56KN 墙体自重(注:窗户尺寸较小,未考虑折减)8×0.2×8.2×(4−0.9)=40.67KN粉刷20×0.02×8.2×(4−0.9)×2=20.34KN外墙面砖20×0.01×8.2×(4−0.9)=5.08KN外墙保温0.1×8.2×(4−0.9)=2.54KN框架柱自重25×0.7×0.7×4=49KN粉刷20×0.02×4×1.4=2.24KN连系梁传来楼面自重1/2×(1/2×8.4×4.2+1/2×8×4)×4.5=75.69KN 一层A、E柱节点集中荷载 G A= G E=266.7 KN一层B、C、D柱连系梁自重 49.2KN 粉刷 4.46KN墙体自重8×0.2×8.2×(4−0.8)=35.84KN粉刷20×0.02×8.2×(4−0.8)×2=17.92KN框架柱自重49KN粉刷2.24KN连系梁传来楼面自重①B、C、D柱【(12×8.4×4.2)+(12×8×4)】×4.5=151.38KN一层柱节点集中荷载 G B= G C= G D=310.4 KN (5)恒荷载作用下的结构计算简图恒荷载作用下结构计算简图2、活荷载计算民用建筑楼面均布活荷载标准值参考p AB= p BC= p CD= p DE= 2.0×4+2.0×3=14kN/mP A= P E12×(12×6×3+12×8×4)×2.0=25KNP B =P C= P D =【(12×6×3)+(12×8×4)】×2.0=50KN活荷载作用下结构计算简图3、风荷载计算风压标准值计算公式为:ω=βzμsμzω0式中ω——风荷载标准值(kN/m2);βz——高度 z 处的风振系数;μs——风荷载体型系数;μz——风压高度变化系数;ω0——基本风压(kN/m2)。