住宅楼计算书.docx
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附图:
结构平面布置
1.1.梁﹑柱截面尺寸估算
1.1.1.梁截面尺寸确定
梁截面高度h=(1/8~1/12)l,b=(1/2~1/3)h该工程框架为纵横向承重,根据梁跨度可初步确定框架梁
①梁:
L1=b×h=250mm×500mmL2=b×h=200mm×400mmL3=b×h=250mm×500mmL4=b×h=200mm×400mm
1.1.2.梁的计算跨度
以上柱形心线为准,由于建筑轴线与墙轴线不重合,故建筑轴线与结构计算跨度相同。
1.1.3.柱截面尺寸及柱高度确定
由已知条件查表可知该框架结构的抗震等级为三级,其轴压比限值[N]=0.9,
各层的重力荷载代表值近似取15kN/m2,假定采用C35混凝土,查得
fc=16.7N/mm2。
假定边柱及中柱的负载面积3.6×2.1m2和3.6×(2.1+1.2)
2
m
由式AC
N
[N]fc
(3.1)
得各层柱截面面积为:
边柱:
Ac
3
1.33.62.110915162000
0.916.7
mm2(400mm)
中柱:
1.253.63.33
Ac
0.916.7
10915
165210
mm2(400mm)
取柱截面为正方形,则边柱和中柱截面长度分别为400mm和400mm。
根据以上计算结果并考虑其它因素,柱截面尺寸取值为:
一、二、三、四、五、六、七、八、九层:
b×h=400mm×400m
底层柱高度:
h=2.1m+0.45m+0.5m=3.05m,其中2.1m为底层层高,0.45m
为室内外高差,0.5m为基础顶面至室外地面的高度,其它柱高等于层高,即3m。
1.2.楼板厚度:
本工程结构采用双向板,板厚>1/40l=1/403600=90mm。
考虑到板的挠度、裂缝宽度的限制及在板中铺设管线等因素,根据经验取板厚h=100mm。
2.确定框架计算简图及线刚度
2.1.确定框架计算简图
取7号轴框架进行计算假定框架柱嵌固于基顶,一层柱高从基础顶面算至二层楼面,高为3.05m。
其余层柱高从楼面算至上一层楼面(即层高),故可绘出框架计算简图:
一榀框架。
附图框架计算简图
边框架梁
中框架梁
梁
截面
跨度
I0=bh3/12
Ib=1.5I0
Kb=EIb/L
Ib=2.0I0
Kb=EIb/L
号
b×h(m2)L(m)
m4
(m4)
(kNm)
(m4)
(kNm)
表3.2
柱线刚度
2.2.相对线刚度计算
对于中框架梁取I
2I0
表3.1横梁线刚度计算结果
L1
L2
0.25×0.5
0.2×0.4
3.9
2.4
2.6×10-3
1.07×10-3
5.2×10-3
2.06×10-
4×104
2.58×104
3
L3
0.25×0.5
4.2
2.6×10-3
5.2×10-3
3.72×104
L4
0.2×0.4
3.6
1.07×10-3
1.61×10-3
1.34×104
柱号
截面
柱高度h
惯性矩Ic=bh3/12
线刚度Kc
(Z)
(m2)
(m)
(m4)
Kc=EIc/h
Z1
0.4×0.4
3.05
2.13×10-3
2.10×104
Z2
0.4×0.4
3
2.13×10-3
2.13×104
AB跨梁:
iEI/L
4
410KN.m
BC跨梁:
CE跨梁:
iEI/L
iEI/L
2.58104KN.m
3.72104KN.m
底柱:
其余柱
iEI/L
iEI/L
2.1104KN.m
4
2.1310KN.m
令i余柱=1.0,则其余杆件的相对线性刚度为:
iAB
4104
4
1.7
iBC
2.5814
4
01.2
2.13102.1310
iCE
4
3.72101.5
2.13104
i底柱
4
3.72100.89
2.13140
3.荷载计算
3.1.恒载标准值计算
(1)屋面恒载
小瓷砖层
0.55kN/m2
三毡四油屋面防水层0.4kN/m2
1:
3水泥沙浆找平层20mm
0.4kN/m2
水泥蛭石板保温层60mm0.12kN/m2
1:
8水泥炉渣找坡80mm
1.44kN/m2
1:
3水泥沙浆找平层20mm
0.4kN/m2
现浇钢筋混凝土板100mm2.5kN/m2
合
计
6.21kN/m2
(2)住宅楼面恒载
2
2
板底抹灰20mm0.4kN/m2
(大理石面层,水泥砂浆檫逢
30厚1:
3干硬性水泥砂浆,面上撒
2厚素水泥
1.
1K6N/m2
水泥结合层一道)
结构层:
100厚现浇钢筋混凝土
2.5KN/m
抹灰层:
10厚混合砂浆
0.17KN/m
合计
3.83KN/m2
(3)梁自重(b×h=200×400)
梁自重
25×0.2×(0.4-0.1)=1.5KN/m
抹灰层:
10厚混合砂浆
0.01×17×[(0.
4-0.1)×2+0.
2]=0.14KN/
m
∑=1.64KN/
m
(4)梁自重(b×h=150×300mm)
梁自重
25×0.15×(0.30-0.1)=0.75KN/m
抹灰层:
10厚混合砂浆
17×0.01×[(0.3
-0.1)×2+0.15]
=0.102KN/m
∑=0.852KN/
m
(5)梁自重(b×h=250×500m)
梁自重
25×0.25×(0.5-0.1)=2.5KN/m
抹灰层:
10厚混合砂浆
17×0.01×[(0.
5-0.1)×2+0.
25]=0.187K
N/m
∑=2.69KN/
m
(6)基础梁自重(b×h=200×400mm)
梁自重25×0.2×0.4=2KN/m
(7)柱自重(b×h=400×400)
柱自重25×0.4×0.4=4
KN/m
抹灰层:
10厚混合砂浆
0.01×17×4×0.4=0.272KN/m
∑=4.272KN/m
(8)外纵墙自重标准层:
纵墙
1.1×0.24×18=4.75KN/m
铝合金窗
0.35×1.5=0.53KN/m
水刷石外墙面
1.5×0.5=0.75KN/m
水泥粉刷内墙面
1.5×0.36=0.54KN/m
∑=6.57KN/m
底层:
纵墙:
0.24×18×(3.05-2-0.4-0.4)=1.08KN/m
卷帘门
2×0.2=0.4KN/m
水刷石外墙面
0.4×0.5=0.20KN/m
水泥粉刷石内墙面
0.4×0.36=0.144KN/m
∑=1.824KN/
m
(9)外纵墙自重(无门窗处)标准层:
纵墙
2.6×0.24×18=11.23KN/m
水刷石外墙面
2.6×0.5=1.3KN/m
水泥粉刷内墙面
2.6×0.36=0.94KN/m
∑=13.47KN/m
(10)内纵墙自重标准层:
纵墙2.6×0.24×18=11.23KN/m
水泥粉刷石墙面2×2.6×0.36=1.87KN/m
∑=12.10KN/m
(11)内隔墙自重
标准层:
内隔墙
2.9×0.24×9.8=6.82KN/m
水泥粉刷石墙面
2×2.9×0.36=2.09KN/m
∑=8.91KN/m
(12)阳台栏杆自重
栏杆自重
0.1×18+0.05×25=3.63KN/m
水刷石外墙面
1.5×0.5=0.75KN/m
水泥粉刷内墙面
1.5×0.36=0.54KN/m
∑=5.45KN/m
(12)女儿墙天沟自重(做法:
墙高
1200㎜,100㎜厚的砼压顶)
0.24×0.7×18+0.1×24×0.24+0.01×(0.8×2+0.24)×17=3.91
KN/m
天沟自重:
[0.5×0.08+(0.3-0.08)×0.08]×24=1.38KN/m
∑=5.29KN/m
3.2.活荷载设计标准值计算
屋面和楼面活荷载标准值根据《荷载规范》查得:
上人屋面2.0KN/㎡
楼面、厕所2.0KN/㎡
阳台2.5KN/㎡
雪荷载
Sk=1.0×0.35=0.35KN/㎡
屋面活荷载和雪荷载不同时考虑,两者中取较大值。
3.3.竖向荷载下框架受荷计算
附图板传荷载示意图
框架内力计算恒载和活载计算:
板传到梁上的三角形或梯形荷载,为简化计算近似等效为均布荷载。
3.3.1.
A~B框架梁屋面板传荷载
屋面板传荷载:
恒载:
6.21×1.8×(1-2×0.462+0.463)×2=15.87KN/m
活载:
2.0×1.8×(1-2×0.462+0.463)×2=5.11KN/m
楼面板传荷载:
恒载:
3.83×1.8×(1-2×0.462+0.463)×2=9.79KN/m
活载:
2.0×1.8×(1-2×0.462+0.463)×2=5.11KN/m
梁自重:
2.69KN/m
A~B轴间框架梁均布荷载为:
屋面梁:
恒载=板传荷载+梁自重
=15.87+2.69
=18.56KN/m
活载=板传荷载
=5.11KN/m
楼面梁:
恒载=梁自重+板传荷载
=2.69+9.79
=12.48KN/m
活载=板传荷载
=5.11KN/m
3.3.2.B~C框架梁屋面板传荷载
恒载:
6.21×1.2×5/8×2=9.32KN/m
精品资料
活载:
2.0×1.2×5/8×2=3KN/m
楼面板传荷载:
恒载:
3.83×1.2×5/8×2=5.75KN/m
活载:
2.0×1.2×5/8×2=3KN/m
梁自重:
0.852KN/m
B~C轴间框架梁均布荷载为:
屋面梁:
恒载=板传荷载+梁自重
=9.32+1.64
=10.96KN/m
活载=板传荷载=3KN/m
楼面梁:
恒载=梁自重+板传荷载
=1.64+5.75
=7.39KN/m
活载=板传荷载=17.21KN/m
3.3.3.C~E框架梁屋面板传荷载
屋面板传荷载:
恒载:
6.21×1.8×(1-2×0.462+0.463)×2=15.07KN/m
活载:
2.0×1.8×(1-2×0.462+0.463)×2=4.85KN/m
楼面板传荷载:
恒载:
3.83×1.8×(1-2×0.462+0.463)×2=9.29KN/m
活载:
2.0×1.8×(1-2×0.462+0.463)×2=4.85KN/m
精品资料
梁自重:
1.64KN/m
C~E轴间框架梁均布荷载为:
屋面梁:
恒载=板传荷载+梁自重
=15.07+2.69
=17.76KN/m
活载=板传荷载
=4.85KN/m
楼面梁:
恒载=梁自重+板传荷载
=2.69+9.29
=12.48KN/m
活载=板传荷载
=4.85KN/m
3.3.4.A轴柱纵向集中荷载的计算
顶层柱:
女儿墙自重
(做法:
墙高1100mm,100mm的混凝土压顶):
0.24×1.1×18+25×0.1×0.24+(1.2×2.+0.24)×0.5=6.67
檐沟自重(琉璃瓦):
25×[0.5+(0.3-0.08)]×0.08+(0.5+0.3)×(0.5+0.36)=2.13
顶层柱恒载=女儿墙天沟自重+梁自重+板传荷载
=(6.67+2.13)×3.6+1.64×(3.6-0.4)+6.21×1.8×5/8×3.6
精品资料
=62.01KN
顶层柱活载=板传活载
=2.0×1.8×5/8×3.6
=8.1KN
标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+墙自重
=1.64×(3.6-0.4)
+3.83×1.8×5/8×3.6+13.47×(3.6-0.4-1.5)+6.57×1.5
=53.51KN
标准层柱活载=板传活载
=2.0×1.8×5/8×3.6
=8.1KN
基础顶面恒载=底层外纵墙自重+基础梁自重
=1.824×(3.6-0.4)+2×(3.6-0.4)
=12.24KN
3.3.5.B轴柱纵向集中荷载的计算
顶层柱:
顶层柱恒载=梁自重+板传荷载
=1.64×(3.6-0.4)+6.21×1.8×5/8×1.8×2+6.21×1.2×(1-2×0.332+0.333)
×3.6
=52.35KN
顶层柱活载=板传活载
精品资料
=2.0×1.8×5/8×3.6+(2+9.47)×1.2×(1-2×0.332+0.333)×3.6
=15.17KN
标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+墙自重
=1.64×(3.6-0.4)+3.83×1.8×5/8×3.6
+3.83×1.2×(1-2×0.332+0.333)×3.6+2×1.5×12.1×1/2
=52.44KN
标准层柱活载=板传活载
=48.63KN
基础顶面恒载=基础梁自重
=2×(3.6-0.4)
=6.4KN
3.3.6.C轴柱纵向集中荷载的计算
顶层柱:
顶层柱恒载=梁自重+板传荷载
=1.64×(3.6-0.4)+6.21×1.8×5/8×1.8×2+6.21×1.2×(1-2×0.332+0.333)
×3.6
=52.35KN
顶层柱活载=板传活载
=2.0×1.8×5/8×3.6+(2+9.47)×1.2×(1-2×0.332+0.333)×3.6
=15.17KN
标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+墙自重
精品资料
=1.64×(3.6-0.4)+3.83×1.8×5/8×3.6
+3.83×1.2×(1-2×0.332+0.333)×3.6+3.2×12.1
=73.02KN
标准层柱活载=板传活载
=48.63KN
基础顶面恒载=基础梁自重
=2×(3.6-0.4)
=6.4KN
3.3.7.E轴柱纵向集中荷载的计算
顶层柱:
顶层柱恒载=女儿墙天沟自重+梁自重+板传荷载
=(6.67+2.13)×3.6+1.64×(3.6-0.4)+6.21×1.8×3.6×3.5×5/8
=62.08KN
顶层柱活载=板传活载
=2.0×1.8×5/8×3.5
=8.1KN
标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+墙自重
=1.64×(3.6-0.4)+3.83×1.8×5/8×3.6
+6.14×0.9+12.09×0.8)×2+7.81×2.6+7+3.48×1.5
=80KN
标准层柱活载=板传活载
精品资料
=2.0×1.95×5/8×3.6
=8.1KN
基础顶面恒载=底层外纵墙自重+基础梁自重
=1.824×(3.6-0.4)+2×(3.6-0.4)
=12.24KN
4.内力计算
4.1.恒荷载内力计算
框架在竖向恒荷载作用下的受荷总图如图所示:
(图中数值均为标准值)(不考虑柱自重的线性分布将当集中荷载处理加在柱底近似计算)恒荷载作用下的受
荷总图如图所示(KN)
精品资料
图5.1框架恒载受荷总图
图5.2恒载作用下轴力图:
(单位:
kN)
图5.3恒载作用下剪力图:
(单位:
KN)
图5.4恒载作用下弯矩图(单位:
kN·m)
4.2.活荷载的内力计算
图5.5活荷载作用下的受荷总图(KN)
精品资料
由于活荷载与恒荷载的比值不大于1.0,可不考虑活荷载的不利位置,而把活荷载同时作用所有的框架上,求得的内力在支座处与按最不利位置求得内力相似,直接进行内力组合。
但求得梁的框中弯矩需要乘以1.1~1.2的系数予以增大,本设计乘以1.1
.
图5.6活荷载作用下轴力图(单位:
kN)
图5.7活荷载作用下剪力图:
(单位:
KN)
图5.8活荷载作用下弯矩图(单位:
kN·m)
4.3.风荷载的计算
作用在建筑物的屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值:
WKZ
SZ0(hi
hj)B/2
0
w:
基本风压为0.45KNm2
z:
风压高度变化系数,考虑到建设地位于某中型城市郊区,所以取地面粗糙度为C类.
s:
风荷载体型系数,根据建筑物体型查得为1.3
z:
风震系数,z1
vz/
z,对于建筑总高度不超过30m的取1.0
hi:
下层柱高.
hj:
上层柱高.
B:
迎风面的宽度为3.6m.
4.3.1.集中风荷载标准值和设计值
表5.1集中风荷载标准值和设计值
/m
(m)
26.55
0.94
1
1.3
0.45
3
2.4
5.35
23.55
0.90
1
13.
0.45
3.0
3.0
5.68
20.55
0.85
1
1.3
0.45
3.0
3.0
5.37
17.55
0.79
1
1.3
0.45
3.0
3.0
4.99
14.55
0.74
1
1.3
0.45
3.0
3.0
4.68
11.55
0.74
1
1.3
0.45
3.0
3.0
4.68
8.55
0.74
1
1.3
0.45
3.0
3.0
4.68
5.55
0.74
1
1.3
0.45
3.0
3.0
4.68
离地高度
ZZS0(KN/m2)hi
hjWK
/m
/KN
2.550.7411.30.452.63.04.32
4.3.2.D值计算
表5.2标准层D值计算
构
件
iib/2ic
名称
ci/2i
Dcic
12/h2
A
23.72104KNm
轴4
1.75
0.46713263
22.1310KNm
柱
B
44
2(2.5810
轴
KNm
3.7210
KNm)2.96
0.59716955
22.13104KNm
柱
C
2(4104KNm
轴
2.58104KNm)
4
3.09
0.60717239
22.1310
柱
KNm
E
24104KNm
轴4
1.88
0.48513774
22.1310KNm
柱
∑D=61231KN/
m
表5.3一层D值的计算
构
件
ii/2i0.5
i/(2
i))
Di12/h2
bcccc
名称
A
3.72104KNm
轴4
1.77
0.60216308
2.110KNm
柱
B
2.58104KNm
轴
2.1104
柱
3.72104KNm
3
KNm
0.718963
C
4104KNm2.58104KNm
轴
2.1104KNm
柱
3.13
0.70819179
E
4104KNm
轴4
1.9
0.61516660
2.110KNm
柱
∑D=71110KN/m
4.3.3.风荷载作用下框架侧移
表5.4风荷载作用下框架侧移
层号
Wj/KN
vj/KN
∑D/(KN/M)
Δuj/m
Δyj/m
9
5.35
5.35
61231
0.00009
1/33333
8
5.68
11.03
61231
0.00018
1/16667
7
5.37
16.4
61231
0.00027
1/11111
6
4.99
21.39
61231
0.00035
1/8571
5
4.68
26.07
61231
0.00043
1/6977
4
4.68
30.75
61231
0.0005
1/6000
3
4.68
35.43
61231
0.00058
1/5172
2
4.68
40.11
61231
0.00066
1/4545
1
4.32
44.43
71110
0.00062
1/4919
U=∑uj=0.00368m
层间侧移最大值1/4545<1/550(满足要求)
4.3.4.反弯点计算
表5.5A轴柱反弯点位置
yh/
9
3.00
1.75
0.425
0.00
0.00
0.00
0.425
1.275
8
3.00
1.7
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