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毕业设计计算

1、工程概况某综合楼共5层,第一层层高4.5m,第二层层高5.1 m,3~5层层高3.9 m,总高度21.3 m,总宽度19.5m。

拟建房屋所在地抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.15g,抗震等级为三级。

基本雪压0.25 kN/ m2;基本风压0.35 kN/ m2 地基土为第二类场地土。

1~2层为商场;3~5层为写字楼,总建筑面积6900m2 。

2、结构方案选择该建筑结构采用普通框架结构;双向承重。

将在总高度小于规范规定的最适用高度55m,楼盖结构采用现浇混凝土肋形楼盖。

结构布置:现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、立面及剖面等的设计。

以建筑设计为基础,确定柱网布置。

横向柱网以房屋进深为间距,分别为8.4m、2.7m、8.4m;纵向柱网取为7.5m。

由于建筑物的总长度>55m,考虑温度应力及抗震要求,故在中间轴线处设置变形缝,缝宽100mm。

在柱网布置的基础上,根据结构受力需求和板的经济跨度要求在横向边梁之间设一道次梁,现浇板做成双向板,板厚120mm。

3、材料选用混凝土:采用C35和C30、C25三种钢筋:纵向受力钢筋采用热扎钢筋HRB400,其余采用热轧钢筋HPB235墙体:外墙采用240mm厚加气混凝土砌块6.0 kN/ m2 ,外墙面贴瓷砖(0.5 kN/ m2 ),内墙面200mm抹灰;内墙体采用200mm加气混凝土砌块,两侧均为20mm抹灰。

4、结构平面布置图5、构件截面尺寸及几何参数5.1 梁截面尺寸框架梁的截面高度可取其跨度的1/8~1/18,截面宽度可取截面高度的 1/4~1/2,且梁净跨与截面高度之比不宜小于4,梁的截面宽度不宜小于200mm 。

故框架梁横梁尺寸取为:300mm ×650mm 、纵梁取为300mm ×600mm 、次梁1取为250mm ×500mm 、次梁250mm ×400mm 、卫生间次梁3和次梁4分别为200mm ×400mm 、200mm ×300mm 。

表5.1 梁截面尺寸及各层混凝土强度等级5.2柱截面尺寸:柱截面尺寸根据公式/([])N c A N f μ≥估算,由《建筑抗震设计规范》可知该框架结构的抗震等级为三级,轴压比限值9.0][N =μ,各层重力荷载代表值可根据实际荷载计算,也可拟取12~14 kN/ m 2 ,这里近似取14 kN/ m 2 。

其具体计算过程如下:负荷面为(7.5×8.4)/2的边柱轴力为: Nv=(7.5×8.4)/2×14×5×1.25=2756.25KN 负荷面为(7.5×8.4)/2×7.5的中柱轴力为: Nv=(8.4+2.7)/2×7.5×14×5×1.25=3642.19KN负荷面的不同,各柱的轴力虽然不同,现取3~5层的柱估算截面: 取N=1.1Nv (抗震等级为三级) 则:N=3642.19×1.1=4006.4 KN⇒[]c N C f NA μ≥=233112983.149.0104.4006mm =⨯⨯设柱为正方形,故柱的边长取故3~5层柱取600 mm×600mm、1~2层柱取650 mm×650mm。

5.3各楼层各框架梁的线刚度i b 和框架柱的线刚度i c对于现浇框架,当楼盖或屋盖与框架整体浇筑时,若按矩形截面计算的框架梁惯性矩为I0,则中框架(框架梁两侧均有现浇楼板或屋面板)的惯性矩取为2 I0,边框架(框架梁仅一侧有现浇楼板或屋面板)的惯性矩取为1.5 I0。

表5.2横梁线刚度i 计算表E c(N/mm6.886×1084006.886×10984009600 1.08×10108.31×由于室内外标高为—0.45m,基础埋深为2.1m,底层柱的计算高度从基础梁顶面取至一层楼板底面的高度;故底层柱的高度取为:4.5+0.45+0.55=5.5m,2层柱的计算高度为5.1m、3~5层柱的计算高度为3.9m。

横向框架计算见图如下图所示:柱的恻移刚度212/c c D a i h =计算,式中柱的侧移刚度修正系数c a 可由附表查得,根据梁柱线刚度比K 的不同,柱可分为边框架柱中柱和边框架边柱和中柱以及楼梯间柱;计算结果分别见表5.4、5.5。

表5.4中框架柱侧移刚度D 值(N/mm)表5.5边框架柱及楼电梯间框架柱侧移刚度D值(N/mm)(变形缝一侧)c0.181 11867将以上不同情况下同层框架柱侧移刚度相加,即得到框架各层层间侧移刚度∑D i,见表5.6。

表5.6横向框架层间侧移刚度(N/mm) (变形缝一侧)6、荷载统计(恒载和可变荷载)6.1屋面及楼面永久荷载标准值(1)屋面(不上人)三毡四油防水层0.4 kN/m215mm厚水泥砂浆找平层0.015×20=0.3kN/m250mm厚聚苯乙烯泡沫塑料保温层0.5×0.05=0.25 kN/m240mm厚1:3水泥炉渣找坡0.04×14=0.56 kN/m2120mm厚钢筋混凝土板0.12×25=3.0 kN/m215mm厚混合砂浆抹灰0.015×17=0.26 kN/m2合计 4.585 kN/m2(2)1~5层楼面20mm厚水泥砂浆面层0.02×20=0.4 kN/m2120mm厚钢筋混凝土板0.12×25=3.0 kN/m215mm厚混合砂浆抹灰0.015×17=0.26 kN/m2合计 3.66kN/m2(3)楼梯间的结构层恒荷载120mm厚楼梯板自重2⨯+⨯=(1/cos0.120.08)25 5.36/a KN m饰面自重0.6 kN/m2底粉自重0.5 kN/m2平台梁、斜梁自重折算线荷载 1.5 kN/m2合计7.96kN/m2(4)卫生间的荷载计算板面装修荷载 1.1kN/m215mm厚水泥砂浆找平层20×0.015=0.3 kN/m2120mm厚钢筋混凝土板0.12×25=0.3 kN/m2防水层0.3 kN/m2蹲位折算荷载(考虑局部20mm炉渣填高) 1.5 kN/m210mm厚混合砂浆抹灰层0.01×17=0..17kN/m2合计 6.325kN/m26.2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0.5 kN/m21~2层楼面均布活荷载标准值 2.0 kN/m23~5层楼面均布活荷载标准值 3.5 kN/m2走廊、门厅、楼梯均布活荷载标准值 2.5 kN/m2商场部分楼梯标准值 3.5kN/m2屋面雪荷载标准值S k=μr S0=1.0×0.25=0.25 kN/m26.3梁、柱、板、墙、门窗等重力荷载的计算(取防震缝一侧轴计算)(1)梁、柱重力荷载标准值外墙墙体为240mm厚加气混凝土砌块(0.65kN/m2)、外墙面贴瓷砖(0.5kN/m2);内墙为20mm厚抹灰(1.0kN/m2),则外墙单位墙面重力荷载为:6.5×0.24+17×0.02+0.5=2.4 kN/m2内墙墙体为200mm加气混凝土砌块,两侧均为20mm抹灰,则内墙单位面积重力荷载为:6.5×0.2+17×0.02×2=1.98kN/m2木门单位面积重力荷载为取0.2 kN/m2;铝合金窗单位面积重力荷载取为0.4 kN/m2;防盗门单位面积重力荷载取0.45 kN/m2;玻璃门单位面积重力荷载取0.4 kN/m2。

以下为统计各层墙体、门窗、幕墙的面积:一层:木门:0.9×2.4×5+2.4×3.0×2=25.2 m2玻璃门:2.4×3.0×2+1.8×3.0=19.8 m2铝合金窗:17×2.4×2.7+2×1.5×2.1+2×1.5×2.4=129.96m2外墙:6.85×4.35×12+18.2×4.35-2.4×2.7×17-2.1×1.5×4-1.5×2.4-2.4×3×3-1.8×3=283.38 m2内墙:7.75×4.35×9+6.85×4.35×4-0.9×2.4×5-2.4×3=404.6m2二层:木门:0.9×2.4×6+2.4×3=20.16m2铝合金窗:17×2.4×2.7+3×1.5×2.1+2×1.5×2.4=126.81m2外墙:6.85×4.5×12+18.2×4.5-126.81=325 m2内墙:7.75×4.45×10+6.85×4.5×4-20.16=448m2三~五层:木门:0.9×2.4×3=6.48 m2防盗门:1.0×2.4×10=24 m2铝合金窗:20×2.4×2.1+1.8×2.4+2×1.5×1.5+1.5×1.8+1.5×2.4=115.92m2外墙:6.9×3.3×12+17.7×3.25-115.92=214.8 m2内墙:7.8×3.25×14+6.9×3.3×11+3.78×3.3-6.48-24=586.5m2雨篷面积:18.72 m2(单位面积重量取1.5 kN/m2)各层墙体、门窗、幕墙等构件自重标准值见表6.1表6.1 各层墙体、门窗、幕墙等构件自重标准值(kN/m)0.2 5.040.42.4 680.1女儿墙做法:(1m高、0.12m厚混凝土,两面抹灰各厚0.02m)女儿墙单位面积重力荷载:25×0.12+0.02×20×2=3.8 kN/m2天沟自重:(现浇天沟)单位面积重力荷载:25×0.08= kN/m2(2)板自重标准值(变形缝一侧)1~2层楼面:板总面积893 2m,其中卫生间为632m,楼梯面积为62.42m,其余面积为:798.8 2m。

板自重为:798.8×3.66+6.325×63+31.2×7.96=3570.4 kN屋顶面: 4.585×893=4094 kN(3)各层的重力荷载标准值汇总见表6.2表6.2 各层的重力荷载标准值汇总6.4各层的重力荷载代表值G i活荷载的组合值:雪荷载:0.25×893=223.25 kN (屋顶面)楼面活荷载:(1~2层)830×3.5+2.5×63=3062.5 kN楼面活荷载:(3~5层)123.2×2.5+63×2+706.8×2.0=1847.6kN 具体过程如下:重力荷载代表值的计算方法:屋面处重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5×雪荷载标准值 楼面处重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5×楼面活荷载标准值 各层的重力荷载代表值G i 见表6.3 表6.3 各层的重力荷载代表值将整个结构(将由变形缝分割开的建筑结构作为一个整体)看作为一个多质点体系,各质点的重力荷载代表值G i 按 《建筑结构抗震设计规范》取为相应楼层上下各一半层高 范围内结构和构配件自重标准值与各可变荷载组合值之和。

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