韵绿公园住宅小区1#住宅楼设计计算书0 3.docx
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韵绿公园住宅小区1#住宅楼设计计算书03
第1章建筑设计论述
1.1设计依据:
1.依据工民建专业2007届毕业设计任务书。
2.《建筑结构荷载规范》
3.《混凝土结构设计规范》
4.《建筑抗震设计规范》
5.《建筑地基基础设计规范》及有关授课教材、建筑设计资料集、建筑结构构造上资料集等相关资料。
1.2设计内容:
1.设计内容、建筑面积、标高:
(1)设计题目为“韵绿公园住宅小区1#住宅楼设计”。
(2)建筑面积:
4320.16m2,共7层,层高均为3.0m。
(3)室内外高差0.450m,室外地面标高为-0.450m。
(4)外墙300mm厚轻质砌块,隔墙100mm厚轻质砌块,楼梯间墙为200mm厚轻质砌块。
2.各部分工程构造:
(1)屋面(不上人屋面)
SBS型改性防水卷材
冷底子油一道
30mm厚1:
3水泥砂浆找平层
煤渣找坡层2%(最薄处15mm厚)平均厚度81mm
20mm厚1:
3水泥砂浆找平层
80mm厚聚苯板保温层
20mm厚1:
3水泥砂浆找平层
120mm厚钢筋混凝土板
20mm厚混合砂浆板下抹灰
刮大白二遍
(2)楼面:
大理石板
15mm水泥砂浆找平层
120mm厚钢筋混凝土板
20mm厚石灰沙浆抹灰
刮大白二遍
3.建筑材料选用:
墙:
轻质砌块窗:
采用塑钢窗
第2章结构设计论述
1.气象条件:
雪荷载0.40KN/m2,基本风压:
0.30KN/m2.
2.工程地质条件:
根据地质勘探结果:
第一层为杂填土,平均厚度为0.6-0.8m。
第二层为素填土,平均厚度为0.5-0.7,承载力为80KN/m2。
第三层为粉质粘土,承载力为200KN/m2,厚度在2.5-3.0之间,第四层为粘土,承载力为400KN/m2。
地下水位在地表下1.8m,无侵蚀性。
3.地震设防烈度:
本地区建筑地震设防烈度:
7度,近震。
4.材料情况:
轻质砌块MU7.5;砂浆等级为M5;
混凝土:
C30(基础)、C30(梁、板、柱、楼梯)
纵向受力钢筋:
HRB335级;箍筋:
HPB235级钢筋
5.结构体系:
现浇钢筋混凝土框架结构。
6.施工:
梁、板、柱均现浇。
第3章结构计算
3.1结构平面简图:
见图:
3.2截面尺寸选取:
1)框架柱:
根据轴压比公式初步估定柱截面尺寸:
Nc/fcbh≤0.9(三级框架)(框架柱的负荷面积内每平米按14KN/m2初估)
选定柱截面尺寸:
bc1×hc1=600mm×400mm
2)框架梁:
h=(1/8--1/14)L
b=(1/2--1/3)h
梁:
L=5400mm,取h=500mmb=300mm
3)连续板:
h=l/40—1/45L(短跨方向)
边跨:
h=100mm
中跨:
h=100mm
3.3梁柱惯性距的确定
在求梁截面惯性距时考虑到现浇楼板的作用,取I=2I0(I0为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性距)
AC跨梁:
i=1/12(bh3/L)=2Ec×1/12(0.3×0.53/4.5)=1.39×10-3Ec(㎡)
CE跨梁:
i=1/12(bh3/L)=2Ec×1/12(0.3×0.53/5.4)=1.56×10-3Ec(㎡)
柱:
i=1/12(bh3/L)=Ec×1/12(0.3×0.53/3.0)=1.04×10-3Ec(㎡)
注:
图中数字为线刚度,单位:
10-3Ecm3
3.4荷载计算:
1)恒载:
(1)屋面:
1.屋面框架梁线荷载标准值:
SBS防水卷材0.3KN/m2
30mm水泥砂浆坐浆找平层0.03×20=0.6KN/m2
煤渣混凝土找坡层2%0.81×14=1.134KN/m2
20mm厚1:
3水泥砂浆找平0.02×20=0.4KN/m2
80mm厚聚苯板保温层0.01KN/m2
20mm厚1:
3水泥砂浆找平0.02×20=0.4KN/m2
100mm厚混凝土屋面板0.1×25=2.5KN/m2
20mm厚石灰沙浆抹灰0.02×17=0.34KN/m2
∑=5.684KN/m2
AC、CE跨梁自重:
考虑梁上抹灰,取梁自重26KN/m3
0.3×0.5×26=3.9KN/m
因此,作用在顶层框架梁上的线荷载为:
G7AC1=G7CE1=3.9KN/m(注:
这里的下标7表示第七层即顶层框架梁)
G7AC2=G7CE2=5.684×3.8=21.60KN/m
2.楼面框架梁线荷载标准值
大理石板:
0.28KN/m2
20mm厚水泥砂浆坐浆:
0.02×20=0.4KN/m2
20mm厚水泥砂浆找平层:
0.02×20=0.4KN/m2
100mm厚钢筋混凝土板:
0.1×25=2.5KN/m2
20mm厚水泥砂浆坐浆找平层:
0.02×20=0.4KN/m2
刮大白二遍:
0.05KN/m2
∑=4.03KN/m2
AC、CE跨梁自重:
考虑梁上抹灰,取梁自重26KN/m3
0.3×0.5×26=3.9KN/m
边跨填充墙自重:
0.3×(3.0-0.5)×18=13.5KN/m
墙面粉刷:
(3.0-0.5)×0.02×2×17=1.7KN/m
∑=15.2KN/m
因此,作用在中间层框架梁上的线荷载为:
GAC1=GCE1=3.9+15.2=19.1KN/m
GAC2=GCE2=4.03×3.8=15.3KN/m
3.屋面框架节点集中荷载标准值
柱连系梁自重0.3×0.5×3.8×26=14.82KN
女儿墙自重1.4×3.8×0.3×18=28.72KN
连系梁传来屋面自重1/2×3.8×1/2×3.8×5.684=20.52KN
顶层边节点集中荷载G7A=G7C=G7E=14.82+28.72+20.52=64.06KN
4.楼面框架节点集中荷载标准值
柱连系梁自重0.3×0.5×3.8×26=14.82KN
墙体自重(3-0.5)×0.3×(3.8-0.6)×18=43.2KN
框架柱自重0.3×0.5×3×26=11.7KN
连系梁传来楼面自重1/2×3.8×1/2×3.8×4.03=14.55KN
中间层节点集中荷载GA=GC=GE=14.82+43.2+11.7+14.55=84.27KN
5.恒荷载作用下的结构计算简图
2)活载(不上人屋面):
楼面均布活荷载标准值2.0KN/m2雪载:
0.40KN/m2
P7AC=P7CE=0.4×3.8=1.52KN/m
P7A=P7C=P7E=1/2×3.8×1/2×3.8×0.4=1.44KN
PAC=PCE=2.0×3.8=7.6KN/m
PA=PC=PE=1/2×3.8×1/2×3.8×2.0=7.22KN
活荷载作用下结构计算简图
3)风荷载计算
风荷载标准值计算公式为:
因结构高度H=22.4m<30m,因结构高度小于30m,可取
;对于矩形截面
可查荷载规范,当查得的
时,取
。
将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载,计算过程如表1所示。
表中Z为框架节点至室外地面的高度,A为一榀框架各层节点的受风面积,地面粗糙度为B类.计算结果如图6所示。
层次
A/
Pw/kN
7
1.0
1.3
21
1.267
0.3
11.02
5.45
6
1.0
1.3
18
1.206
0.3
11.4
5.36
5
1.0
1.3
15
1.140
0.3
11.4
5.07
4
1.0
1.3
12
1.056
0.3
11.4
4.69
3
1.0
1.3
9
1.000
0.3
11.4
4.45
2
1.0
1.3
6
1.000
0.3
11.4
4.45
1
1.0
1.3
3
1.000
0.3
11.4
4.45
风荷载作用下结构计算简图
3.5内力计算:
1)恒荷载作用下的内力计算
恒荷载作用下的内力计算采用弯距分配法。
柱的线刚度取框架柱实际线刚度。
为了简化计算,梁上的分布荷载取为矩形荷载。
g7AC=g7CE=3.9+21.60=25.5KN/m
gAC=gCE=19.1+15.3=34.4KN/m
M7AC=M7CA=1/12g7ACl2=1/12×25.5×4.52=43.03KN.m
M7CE=M7EC=1/12g7CEl2=1/12×25.5×5.42=61.97KN.m
MAC=MCA=1/12gACl2=1/12×34.4×4.52=58.05KN.m
MCE=MEC=1/12gCEl2=1/12×34.4×5.42=83.59KN.m
由于结构基本对称,在竖向荷载作用下的框架侧移可略去不计,其内力分析采用弯距分配法。
2)活荷载作用下的内力计算
活荷载作用下的内力计算采用弯距分配法。
柱的线刚度取框架柱实际线刚度。
为了简化计算,梁上的分布荷载取为矩形荷载,满跨布置。
P7AC=P7CE=1.52KN/m
PAC=PCE=7.6KN/m
M7AC=M7CA=1/12P7ACl2=1/12×1.52×4.52=2.57KN.m
M7CE=M7EC=1/12P7CEl2=1/12×1.52×5.42=3.69KN.m
MAC=MCA=1/12PACl2=1/12×7.6×4.52=12.83KN.m
MCE=MEC=1/12PCEl2=1/12×7.6×5.42=18.47KN.m
计算如下:
竖向荷载下梁端剪力计算:
七层剪力:
恒:
V7A=(M7AC+M7CA)/L+1/2ql=(-22.04+63.4)/4.5+1/2×25.5×4.5=66.57KN
活:
V7A,=(M7AC,+M7CA,)/L+1/2q,l=(-2.12+3.62)/4.5+1/2×1.52×4.5=3.75KN
恒:
V7C1=(M7AC+M7CA)/L-1/2ql=(-22.04+63.4)/4.5-1/2×25.5×4.5=-48.18KN
活:
V7C1,=(M7AC,+M7CA,)/L-1/2q,l=(-2.12+3.62)/4.5-1/2×1.52×4.5=-3.09KN
恒:
V7C2=(M7CE+M7EC)/L+1/2ql=(-71.87+33.54)/5.4+1/2×25.5×5.4=61.75KN
活:
V7C2,=(M7CE,+M7EC,)/L+1/2q,l=(-4.45+3.18)/5.4+1/2×1.52×5.4=3.82KN
恒:
V7E=(M7CE+M7EC)/L1/2ql=(-71.87+33.54)/5.4-1/2×25.5×5.4=-75.95KN
活:
V7E,=(M7CE,+M7EC,)/L+1/2q,l=(-4.45+3.18)/5.4-1/2×1.52×5.4=-4.34KN
六层剪力:
恒:
V6A=(MAC+MCA)/L+1/2ql=(-19.67+77.04)/4.5+1/2×34.4×4.5=90.15KN
活:
V6A,=(M6AC,+M6CA,)/L+1/2q,l=(-4.8+17.14)/4.5+1/2×7.6×4.5=19.84KN
恒:
V6C1=(M6AC+M6CA)/L-1/2ql=(-19.67+77.04)/4.5-1/2×34.4×4.5=-64.65KN
活:
V6C1,=(M6AC,+M6CA,)/L-1/2q,l=(-4.8+17.14)/4.5-1/2×7.6×4.5=-14.36KN
恒:
V6C2=(M6CE+M6EC)/L+1/2ql=(-93.24+61.01)/5.4+1/2×34.4×5.4=86.91KN
活:
V6C2,=(M6CE,+M6EC,)/L+1/2q,l=(-20.48+12.65)/5.4+1/2×7.6×5.4=19.08KN
恒:
V6E=(M6CE+M6EC)/L1/2ql=(-93.24+61.01)/5.4-1/2×34.4×5.4=-98.85KN
活:
V6E,=(M6CE,+M6EC,)/L+1/2q,l=(-20.48+12.65)/5.4-1/2×7.6×5.4=-21.97KN
标准层剪力:
恒:
VA=(MAC+MCA)/L+1/2ql=(-19.83+77.04)/4.5+1/2×34.4×4.5=90.11KN
活:
VA,=(MAC,+MCA,)/L+1/2q,l=(-4.38+17.02)/4.5+1/2×7.6×4.5=19.91KN
恒:
VC1=(MAC+MCA)/L-1/2ql=(-19.83+77.04)/4.5-1/2×34.4×4.5=-64.69KN
活:
VC1,=(MAC,+MCA,)/L-1/2q,l=(-4.38+17.02)/4.5-1/2×7.6×4.5=-14.29KN
恒:
VC2=(MCE+MEC)/L+1/2ql=(-93.24+61.01)/5.4+1/2×34.4×5.4=86.91KN
活:
VC2,=(MCE,+MEC,)/L+1/2q,l=(-20.62+13.46)/5.4+1/2×7.6×5.4=14.21KN
恒:
VE=(MCE+MEC)/L1/2ql=(-93.24+61.01)/5.4-1/2×34.4×5.4=-98.85KN
活:
VE,=(MCE,+MEC,)/L+1/2q,l=(-20.62+13.46)/5.4-1/2×7.6×5.4=-21.85KN
柱轴力计算:
重力荷载计算时恒荷载全部,活荷载取50%各层重力荷载集中于楼屋面标高处,各层自重为:
七层:
女儿墙:
(3.8+4.5+5.4+3.8)×1.4×0.3×18=132.3KN
屋面:
(4.5+5.4)×3.8×5.684=213.83KN
主梁:
(300×500):
(3.8×3+5.4×2+4.5+4.5)×3.9=121.68KN
次梁:
(250×450):
3.8×3.9=14.82KN
柱子:
3.0/2×6.48×(2×3+1)=68.04KN
外墙:
(5.4+4.5+3.8+3.8)×(3-0.5)×3.83=167.56KN
内墙:
[5.4+4.5+3.8+3.8]×(3.0/2-0.5)×1.71=29.93KN
∑=884.24KN
六层:
柱子:
3.0/2×6.48×7=68.04KN
外墙:
(5.4+4.5+3.8+3.8)×(3-0.5)×3.83=167.56KN
内墙:
[5.4+4.5+3.8+3.8]×(3.0/2-0.5)×1.71=29.93KN
楼面:
(4.5+5.4)×3.8×5.684=213.83KN
主梁:
(300×500):
(3.8×3+5.4×2+4.5+4.5)×3.9=121.68KN
次梁:
(250×450):
3.8×3.9=14.82KN
∑=615.56KN
五层:
柱子:
3.0/2×6.48×7=68.04KN
外墙:
(5.4+4.5+3.8+3.8)×(3-0.5)×3.83=167.56KN
内墙:
[5.4+4.5+3.8+3.8]×(3.0/2-0.5)×1.71=29.93KN
楼面:
(4.5+5.4)×3.8×5.684=213.83KN
主梁:
(300×500):
(3.8×3+5.4×2+4.5+4.5)×3.9=121.68KN
次梁:
(250×450):
3.8×3.9=14.82KN
∑=615.56KN
四层:
柱子:
3.0/2×6.48×7=68.04KN
外墙:
(5.4+4.5+3.8+3.8)×(3-0.5)×3.83=167.56KN
内墙:
[5.4+4.5+3.8+3.8]×(3.0/2-0.5)×1.71=29.93KN
楼面:
(4.5+5.4)×3.8×5.684=213.83KN
主梁:
(300×500):
(3.8×3+5.4×2+4.5+4.5)×3.9=121.68KN
次梁:
(250×450):
3.8×3.9=14.82KN
∑=615.56KN
三层:
柱子:
3.0/2×6.48×7=68.04KN
外墙:
(5.4+4.5+3.8+3.8)×(3-0.5)×3.83=167.56KN
内墙:
[5.4+4.5+3.8+3.8]×(3.0/2-0.5)×1.71=29.93KN
楼面:
(4.5+5.4)×3.8×5.684=213.83KN
主梁:
(300×500):
(3.8×3+5.4×2+4.5+4.5)×3.9=121.68KN
次梁:
(250×450):
3.8×3.9=14.82KN
∑=615.56KN
二层:
柱子:
3.0/2×6.48×7=68.04KN
外墙:
(5.4+4.5+3.8+3.8)×(3-0.5)×3.83=167.56KN
内墙:
[5.4+4.5+3.8+3.8]×(3.0/2-0.5)×1.71=29.93KN
楼面:
(4.5+5.4)×3.8×5.684=213.83KN
主梁:
(300×500):
(3.8×3+5.4×2+4.5+4.5)×3.9=121.68KN
次梁:
(250×450):
3.8×3.9=14.82KN
∑=615.56KN
一层:
柱子:
3.0/2×6.48×7=68.04KN
外墙:
(5.4+4.5+3.8+3.8)×(3-0.5)×3.83=167.56KN
内墙:
[5.4+4.5+3.8+3.8]×(3.0/2-0.5)×1.71=29.93KN
楼面:
(4.5+5.4)×3.8×5.684=213.83KN
主梁:
(300×500):
(3.8×3+5.4×2+4.5+4.5)×3.9=121.68KN
次梁:
(250×450):
3.8×3.9=14.82KN
∑=615.56KN
结构重力荷载代表值:
七层:
884.24KN六层:
884.24+615.56=1499.8KN
五层:
1499.8+615.56=2115.36KN四层:
2115.36+615.56=2730.92KN
三层:
2730.92+615.56=3346.48KN二层:
3346.48+615.56=3962.04KN
一层:
3962.04+615.56=4577.6KN
七层:
N7A=884.24+66.57+0.5×3.75=952.69KN
N7C=884.24+48.18+61.75+0.5×(3.09+3.82)=997.63KN
N7E=884.24+75.95+0.5×4.34=962.36KN
六层:
N6A=1499.8+90.15+0.5×19.84=1599.87KN
N6C=1499.8+64.65+86.91+0.5×(14.36+19.08)=1668.08KN
N6A=1499.8+98.85+0.5×21.97=1609.64KN
五层:
N5A=2115.36+90.11+0.5×19.91=2215.43KN
N5C=2115.36+64.69+86.91+0.5×(14.29+14.21)=2281.21KN
N5E=2115.36+98.85+0.5×21.85=2225.14KN
四层:
N4A=2730.92+90.11+0.5×19.91=2831KN
N4C=2730.92+64.49+86.91+0.5×(14.29+14.21)=2896.57KN
N4E=2730.92+98.85+0.5×21.85=2840.70KN
三层:
N3E=3346.48+90.11+0.5×19.91=3446.55KN
N4C=3346.48+64.49+86.91+0.5×(14.29+14.21)=3512.13KN
N4E=3346.48+98.85+0.5×21.85=3456.26KN
二层:
N3E=3962.04+90.11+0.5×19.91=4062.11KN
N4C=3962.04+64.49+86.91+0.5×(14.29+14.21)=4127.69KN
N4E=3962.04+98.85+0.5×21.85=4071.82KN
一层:
N3E=4577.6+90.11+0.5×19.91=4677.67KN
N4C=4577.6+64.49+86.91+0.5×(14.29+14.21)=4743.25KN
N4E=4577.6+98.85+0.5×21.85=4687.38KN
轴力图如下:
风荷载作用下内力计算:
V7=P7=5.45V6=P6=5.36V5=P5=5.07V4=P4=4.69V3=P3=4.45V2=P2=4.45V1=P1=4.45
一般层左边柱:
=(1.39+1.39)/(2×1.04)=1.34
=1.34/(2+1.34)=0.4
一般层中柱:
=(1.39+1.39+1.56+1.56)/(2×1.04)=2.84
=2.84/(2+2.84)=0.59
一般层右边柱:
=(1.56+1.56)/(2×1.04)=1.5
=1.5/(2+1.5)=0.43
底层左边柱:
(1.39+0)/1.04=1.34
=(0.5+1.34)/(2+1.34)=0.55
底层中柱:
(1.39+1.56)/1.04=2.84
=(0.5+2.84)/(2+2.84)=0.69
底层右边柱:
(0+1.56)/1.04=1.5
=(0.5+1.5)/(2+1.5)=0.57
七层剪力:
×V=0.4/(0.4+0.59+0.43)×5.45=1.54KN
×V=0.59/(0.4+0.59+0.43)×5.45=2.26KN
×V=0.43/(0.4+0.59+0.43)×5.45=1.65KN
六层剪力:
×V=0.4/(0.4+0.59+0.43)×(5.36+5.45)=3.05KN
×V=0.59/(0.4+0.59+0.43)×(5.36+5.45)=4.49KN
×V=0.43/(0.4+0.59+0.43)×(5.36+5.45)=3.27KN
五层剪力:
×V=0.4/(0.4+0.59+0.43)×(5.07+5.36+5.45)=4.47KN
×V=0.59/(0.4+0.59+0.43)×(5.07+5.36+5.45)=6.60KN
×V=0.43/(0.4+0.59+0.43)×(5.07+5.36+5.45)=4.81KN
四层剪力:
×V=0.4/(0.4+0.59+0.43)×(4.69+5.36+5.45+5.07)=5.79KN
×V=0.59/(0.4+0.59+0.43)×(4.69+5.36+5.45+5.07)=8.55KN
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