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'六层框架结构毕业设计第一章开题报告本设计是根据某中学教学办公的需要,经上级主管部门的批准,拟在校园里兴建一座教学综合楼,以满足教学、办公、陈列、阅览等需要,同时也有利于改善和丰富校园的环境和设施。本设计内容主要有建筑设计和结构设计两大部分,提交成果包括结构计算书、建施图、结施图等。一、建筑设计本工程总占地面积553.48平方米,总建筑面积3067平方米,绿化面积约占42%。考虑学校教学活动的特点,本人设计时将教师办公与学生活动场所分开,互不干扰。为了使建筑物外观美观,设计中将建筑物设计成错层结构,并提供一个可上人屋面,供老师学生休息。平面、立面组织道路系统,安排出入口尽量满足建筑使用方便,防火安全的要求。建筑设计主要做了以下工作:1.总平面设计,将建筑物、停车场、活动场所、等落实到适当位置,并布置绿化和其它附属设施。2.平面设计,按使用性质相同与否布置房间,确定面积和层数。3.剖面设计,确定房间各部分的净高和层高,窗高及窗台高。4.立面设计,在满足建筑使用要求及技术经济的条件下进一步调整、统一建筑各立面的轮廓及外观做法。二、结构设计本设计中恒载计算时构件自重均按构件尺寸与材料单位体积重量算出,对于梁、柱、墙、楼梯均考虑粉刷重,楼板考虑面层重与粉刷重。活载均按《荷载规范》取值。根据本工程的工程技术条件,本设计采用现浇整体框架结构。第一部分,板的计算与配筋时所有板均按双向板考虑,采用弹性理论计算,考虑屋面荷载与标准层荷载不同,故计算时分屋顶楼盖的设计计算与标准层楼盖的设计计算。第二部分,连系梁的计算考虑时间因素,只手算和框架有关的四根连系梁,其它全部用广厦CAD计算并检查,手算的四根连系梁的各相临跨之间相差不超过10%,故按等跨连续梁的弹性内力计算。梁的最小截面尺寸经过验算满足规范要求。第三部分,雨篷板常见的有挑梁式和挑板式两种,本设计选用挑板式。雨篷的破坏形式主要有雨篷板在支座处由于抗弯承载力不足而断裂、雨篷梁受弯受扭破坏、整个雨篷倾覆破坏三种形式。经计算配筋后,验算雨篷板的抗弯,雨篷梁的抗扭均满足构造配筋的要求,故按构造配筋。考虑雨篷板、连系梁和楼层板整体现浇在一起,故没有进行雨篷梁的抗倾覆验算。第四部分,楼梯的设计。本设计共有楼梯两个,考虑公共建筑中卫生和美观的要求采用板式楼梯,选用-轴线间的楼梯计算。主要有踏步板的计算,休息平台的计算,和平台梁的计算,具体计算见计算书。88
第五部分,框架的计算。框架的计算是本设计中最主要的内容,本设计选用G轴框架为计算对象。本设计只考虑了框架在竖向荷载和水平风载的作用,6度时的建筑按《建筑抗震设计规范》规定可不进行截面抗震验算,但应符合有关抗震措施要求。本设计框架梁截面250*500(边跨)、250*400(中间跨),柱截面400*500以及配筋率等经验算均满足规范的抗震构造要求。荷载作用下框架的内力分析采用近似计算方法分层法,由于框架结构对称,荷载对称故计算时只取一半计算内力,计算时竖向活载考虑楼层折减系数和最不利布置。第六部分,基础设计。考虑地表以下3m内土层承载力较好,上部结构传来的竖向荷载不是很大,故本设计采用柱下扩展基础。考虑各柱间距情况故外柱采用台阶式独立基础,内柱采用台阶式双柱联合基础,均按基础底面抗弯计算截面配筋。地基承载力验算及基础截面抗冲切验算均满足要求。以上是本设计的设计报告书,请各位老师批评指正。第二章方案论证一、工程概况:该工程为某中学教学综合办公楼,层数最高为6层,层高3.3米,室内外地坪高差为0.045米。采用钢筋混凝土框架结构体系,框架柱、梁、屋面、楼板、楼梯均采用现浇,基础采用柱下独立基础。二、设计资料:1、拟建建筑物所处位置:某中学。2、工程名称:教学综合办公楼。3、主导风向:冬季多西北风,平均风速2.8m/s,夏季多东南风,平均风速2.6m/s。4、基本风压:0.3KN/m²。5、雨雪条件:年降雨量1600mm,月最大降雨量300mm,小时最大降雨量80mm,雨季在6至8月。6、粗糙程度:7、地震设计烈度:六度。8、温度:最热月平均31.6℃,最冷月平均6.2℃;夏季最高40.8℃,冬季最低1℃。9、相对湿度:最热月平均73%。10、地下水位:地表以下2.0米,水质对混凝土无侵蚀。11、地基条件:二类场地土。12、土质情况:自然地表以下1m内为填土,填土下层3m厚为红粘土(允许承载力为180KN/m²),再下为砾石层(允许承载力为300KN/m²)。13、安全等级:建筑防火等级为二级,屋面防火等级为二级,耐久年限50年。三、结构方案的选择:对于6层以下房屋采用砌体或钢结构都不合适,就我国目前实际材料和施工技术情况采用钢筋混凝土结构最现实,最合理。在框架、框剪、剪力墙中,6度地震烈度6度区采用框架结构较合理。结构布置方面采用如下几项措施:1、高层主体结构两头沿横向采用3.6m柱距,东头沿纵向采用3.6m柱距,层高均定为3.3m。从而使房屋结构简单、简化设计、方便施工。2、主体房屋总长L=34.4m,不超过现浇框架55m需设置伸缩缝的要求,故本设计没有设置伸缩缝。3、高层主体房屋总长L=34.4m,B=8.7m,H/B=3.95<4.0,且层高H<60m,故房屋在水平荷载作用下的抗侧移刚度,满足要求。88
4、拟建场地土层分布情况较高,考虑一般民用房屋建筑框架结构多采用浅埋基础(h<4m),故采用柱下独立基础,较为经济合理。5、各楼层均采用现浇整体式楼盖。第三章设计摘要【摘要】根据某中学教学办公的需要,经上级主管部门批准,拟在校园内兴建一座教学综合楼。以满足教学、办公、接待、陈列、阅览等需要。同时也有利于改善和丰富校园的环境和设施。本设计方案包括建筑施工图设计和结构施工图设计两大部分。建筑施工图的设计本着以人为本、满足建筑功能要求、追求良好的经济效果、采用合理的技术措施、考虑建筑美学要求等建筑设计原则进行设计;结构施工图的设计坚持安全、可靠、经济的原则进行设计。【关键词】建筑施工图设计结构施工图设计Abstract:AccordingtothedemandofteachingandworkingofahighschoolinGuiLin,ateachingsynthesizebuildingwasgongtobebuiltincampus,whichwasratifiedbyuppergradesupervisorsection.Itcansatisfythedemandofteaching,working,reception,display,readingetc,andbenefittothebettermentintheenvironmentandabundantcampuswithfacilities.Thisdesignschemeincludestwobigpart,thebuildingworkingdrawingdesignandthestructureworkingdrawing.Thedesignthatbuildtheworkingdrawingisinthelightofpeoplefirst,satisfyingbuildingfunctionrequest,pursuingthegoodandeconomicresult,adoptingthereasonabletechniqueperformanceandconsideringthebuildingaestheticsdesignprinciple;Thedesignofthestructureworkingdrawinginsistsonsafety,dependableandeconomicalprinciple.Keywords:buildingexecutiondrawingdesign;Structureexecutiondrawingdesign.第三章结构计算书第一部分板的计算及配筋一、板的荷载计算1.屋面屋顶荷载计算a.板厚的确定由于n1=L2/L1=5000/3300=1.67<3n2=L2/L1=3600/2400=1.5<3n3=L2/L1=4200/1800=2.33<3n4=L2/L1=6900/5000=1.38<3n5=L2/L1=5000/1800=2.77<3故所有区格板均可近似按双向板计算。区格板命名如下图1-1所示根据《房屋建筑学》,双向板厚度≥80mm,一般在80~160mm。当板简支时,h≥1/45,弹性约束时取h≥1/50,其中l为板的短边。单向板板厚与计算跨度之比连续板宜>1/40,简支板宜>1/35)。88
故板厚确定如下:h>=72又h.≥80偏安全取h=100考虑卫生间楼板恒载较大,跨度较大,故板取120mm厚。a.楼面做法及荷载计算屋盖荷载(上人屋顶)带肋400*400混凝土板0.65KN/m²20mm厚水泥砂浆找平层20*0.02=0.40KN/m²300mm厚水泥珍珠岩制品隔热,找坡层4*0.30=1.20一毡二油隔汽层0.0520mm厚水泥砂浆找平层20*0.2=0.40100mm厚现浇混凝土楼板25*0.10=2.5020mm厚白灰砂浆板底抹灰17*0.02=0.34屋面恒载Gk=5.54KN/m²G=1.2*5.54=6.65KN/m²屋面活载Qk=2.00KN/m²Q=1.4*2.0=2.8KN/m²G+Q=9.45KN/m²(不上人屋顶)SDC120复合卷材0.15KN/m²20mm厚水泥砂浆找平层20*0.02=0.40KN/m²300mm厚水泥珍珠岩制品隔热,找平层4*0.30=1.20一毡二油隔汽层0.0520mm厚水泥砂浆找平层20*0.2=0.40100mm厚现浇混凝土楼板25*0.10=2.5020mm厚白灰砂浆板底抹灰17*0.02=0.34屋面恒载Gk=5.04KN/m²G=1.2*5.04=6.05KN/m²屋面活载Qk=2.00KN/m²Q=1.4*2.0=2.8KN/m²G+Q=8.85KN/m²C.混凝土强度等级C20,钢筋采用Ⅱ级2.标准层楼板荷载计算a.板厚取h=100mmb.楼面做法及荷载计算(办公室)水磨石地面0.65100mm厚现浇混凝土楼板25*0.10=2.5020mm厚白灰砂浆抹灰17*0.20=0.34楼面恒载Gk=3.49G=1.2*3.49=4.19KN/m²楼面活载Qk=2.00Q=1.4*2.0=2.80KN/m²G+Q=6.99KN/m²b、实验室、阅览室20mm厚水泥砂浆找平20*0.02=0.40100mm厚现浇混凝土楼板25*0.10=2.5020mm厚白灰砂浆抹灰17*0.20=0.34楼面恒载Gk=3.24G=1.2*3.24=3.89楼面活载Qk=2.00Q=1.4*2.0=2.80G+Q=6.69KN/m²88
C、卫生间瓷砖地面0.55kn/㎡20mm厚1:4硬性水泥砂浆20*0.02=0.4KN/m220mm厚1:3水泥砂浆20*0.02=0.4KN/m2500mm厚水泥炉渣13*0.5=6.5KN/m2120mm厚钢砼板0.12*25=3.0KN/m220mm厚石灰砂浆抹面0.02×17=0.34KN/m2楼面恒载Gk=11.19G=1.2*11.19=13.43楼面活载Qk=2.00Q=1.4*2.0=2.80G+Q=15.63KN/m²一、板的计算方法的确定双向板均按弹性理论计算:原则是最不利荷载的布置,通过荷载分解使每一个中区格的双向板可以看四边固定或四边简支的双向板。弹性理论方法所用表格从教材《混凝土设计原理》附表10-5~10-10中查得弯矩系数,按下式计算:M=表中系数×ql2M-跨中或支座单位板宽内的弯矩q-均布荷载l-板的较小跨度钢筋混凝土泊桑比μ=0.2,按下式计算mx(0.2)=mx+0.2mymy(0.2)=my+0.2mx88
图1-1板的区格示意图一、各块板的弯矩及配筋计算如下,都取1m板带宽为计算单元。1、计算跨度根据《简明混凝土结构设计手册》,多跨连续梁板的计算跨度当按弹性理论计算时取值如下:中间跨L0=Lc(柱轴线间的距离)边跨L0=Ln+a/2+h/2(式中a为连系梁的宽度,h为板的厚度)2、弯矩设计值的计算计算原理:满布g+q/2时,中间区格按四边固定计算,边区格视具体情况计算。间隔布±q/2时,中间区格按简支计算,边区格视具体情况计算。跨中最大正弯矩为M=a1(g+q/2)l02+a2(q/2)l02支座最大负弯矩为M0=-a2(g+q)l02以上各l0为min(lx,ly)3、截面设计计算计算配筋量时,取内力臂系数γs=0.95,As=截面配筋计算结果及实际配筋如下㈠、屋顶楼盖的设计计算上人屋面(g+q=1.2*5.54+1.4*2.0)mνx=mx+ν*my=mx+0.2my88
mνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=8.05KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=9.45KN/m板B-1的计算:lx/ly=3.3/5.0=0.66图1-2板B-1的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’两边固(a1)0.01850.0458-0.0776-0.10343.075.55-7.98-10.64四简支(a2)0.02760.737————跨中最大正弯矩Mx=(0.0185+0.2*0.0458)*8.05*3.3002+(0.0276+0.2*0.0737)*1.40*3.3002=3.07kN·m My=(0.0458+0.2*0.0185)*8.05*3.3002+(0.0737+0.2*0.0276)*1.40*3.3002=5.55kN·m 支座最大负弯矩Mx"=-0.0776*9.45*3.3002=-7.98kN·mMy"=-0.1034*9.45*3.3002=-10.64kN·m 板B-2的计算:lx/ly=2.4/3.3=0.73mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=8.05KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=9.45KN/m图1-3板B-2的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’三边固(a1)0.03440.0132-0.0761-0.05722.291.29-4.14-3.11四简支(a2)0.06490.0307————Mx=(0.0344+0.2*0.0132)*8.05*2.4002+(0.0649+0.2*0.0307)*1.40*2.4002=2.29kN·m My=(0.0132+0.2*0.0344)*8.05*2.4002+(0.0307+0.2*0.0649)*1.40*2.4002=1.29kN·m Mx"=-0.0761*9.45*2.4002=-4.14kN·mMy"=-0.0572*9.45*2.4002=-3.11kN·m 板B-3的计算结果同板B-1板B-4的计算:lx/ly=3.3/5.0=0.66mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=8.05KN/m±q/2=±1.4KN/m88
g+q=9.45KN/m图1-4板B-4的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’三边固(a1)0.01180.0368-0.572-0.07922.334.64-5.89-8.14四简支(a2)0.02760.0737————Mx=(0.0118+0.2*0.0368)*8.05*3.3002+(0.0276+0.2*0.0737)*1.40*3.3002=2.33kN·m My=(0.0368+0.2*0.0118)*8.05*3.3002+(0.0737+0.2*0.0276)*1.40*3.3002=4.64kN·m Mx"=-0.0572*9.45*3.3002=-5.89kN·m My"=-0.0792*9.45*3.3002=-8.14kN·m 板B-5的计算:lx/ly=2.4/3.3=0.73mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=8.05KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=9.45KN/m图1-5板B-5的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’四简支(a1)0.03070.0122-0.0716-0.05672.111.20-3.90-3.08四简支(a2)0.06490.0307————Mx=(0.0307+0.2*0.0122)*8.05*2.4002+(0.0649+0.2*0.0307)*1.40*2.4002=2.11kN·m My=(0.0122+0.2*0.0307)*8.05*2.4002+(0.0307+0.2*0.0649)*1.40*2.4002=1.20kN·m Mx"=-0.0716*9.45*2.4002=-3.90kN·m My"=-0.0567*9.45*2.4002=-3.08kN·m 板B-6与板B-4的计算相同板B-7的计算:lx/ly=3.6/5.0=0.72mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=8.05KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=9.45KN/m图1-6板B-7的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’三边固(a1)0.01310.0346-0.0572-0.07642.885.19-7.00-9.3688
四简支(a2)0.03040.0658————Mx=(0.0131+0.2*0.0346)*8.05*3.6002+(0.0304+0.2*0.0658)*1.40*3.6002=2.88kN·m My=(0.0346+0.2*0.0131)*8.05*3.6002+(0.0658+0.2*0.0304)*1.40*3.6002=5.19kN·m Mx"=-0.0572*9.45*3.6002=-7.00kN·m My"=-0.0764*9.45*3.6002=-9.36kN·m板B-8的计算:lx/ly=2.4/3.6=0.67mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=8.05KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=9.45KN/m图1-7板B-8的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’四简支(a1)0.03370.0101-0.0756-0.05702.291.12-4.11-3.10四简支(a2)0.07280.0279————Mx=(0.0337+0.2*0.0101)*8.05*2.4002+(0.0728+0.2*0.0279)*1.40*2.4002=2.29kN·m My=(0.0101+0.2*0.0337)*8.05*2.4002+(0.0279+0.2*0.0728)*1.40*2.4002=1.12kN·m Mx"=-0.0756*9.45*2.4002=-4.11kN·mMy"=-0.0570*9.45*2.4002=-3.10kN·m 板B-9的计算同板B-7的计算板B-10的计算:lx/ly=3.4/5.0=0.68mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=8.05KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=9.45KN/m图1-8板B-10的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’三边固(a1)0.01230.0361-0.0572-0.07832.504.83-6.25-8.55四简支(a2)0.02860.0710————Mx=(0.0123+0.2*0.0361)*8.05*3.4002+(0.0286+0.2*0.0710)*1.40*3.4002My=(0.0361+0.2*0.0123)*8.05*3.4002+(0.0710+0.2*0.0286)*1.40*3.4002Mx"=-0.0572*9.45*3.4002=-6.25kN·m My"=-0.0783*9.45*3.4002=-8.55kN·m 板B-11的计算:lx/ly=2.4/3.4=0.71mνx=mx+ν*my=mx+0.2my88
mνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=8.05KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=9.45KN/m图1-9板B-11的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’四简支(a1)0.03180.0115-0.0731-0.05692.171.18-3.98-3.09四简支(a2)0.06760.0289————Mx=(0.0318+0.2*0.0115)*8.05*2.4002+(0.0676+0.2*0.0298)*1.40*2.4002=2.17kN·m My=(0.0115+0.2*0.0318)*8.05*2.4002+(0.0298+0.2*0.0676)*1.40*2.4002=1.18kN·m Mx"=-0.0731*9.45*2.4002=-3.98kN·m My"=-0.0569*9.45*2.4002=-3.09kN·m 板B-12-1的计算:lx/ly=3.3/5.0=0.66mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=8.05KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=9.45KN/m图1-10板B-12-1的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’三边固(a1)0.01180.0368-0.0572-0.07922.334.64-5.89-8.14四简支(a2)0.02760.0737————Mx=(0.0118+0.2*0.0368)*8.05*3.3002+(0.0276+0.2*0.0737)*1.40*3.3002=2.33kN·M My=(0.0368+0.2*0.0118)*8.05*3.3002+(0.0737+0.2*0.0276)*1.40*3.3002=4.64kN·M Mx"=-0.0572*9.45*3.3002=-5.89kN·M My"=-0.0792*9.45*3.3002=-8.14kN·M 板B-12-2的计算:lx/ly=3.4/5.0=0.68mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=8.05KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=9.45KN/m图1-10板B-12-2的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’三边固(a1)0.01230.0361-0.0572-0.07832.504.83-6.25-8.5588
四简支(a2)0.02860.0710————Mx=(0.0123+0.2*0.0361)*8.05*3.4002+(0.0286+0.2*0.0710)*1.40*3.4002=2.50kN·M My=(0.0361+0.2*0.0123)*8.05*3.4002+(0.0710+0.2*0.0286)*1.40*3.4002=4.83kN·M Mx"=-0.0572*9.45*3.4002=-6.25kN·M My"=-0.0783*9.45*3.4002=-8.55kN·M 不上人屋面(g+q=1.2*5.04+1.4*2.0)板B-13的计算:lx/ly=3.0/3.6=0.83mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=7.45KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.05+2.8=8.85KN/m图1-11板B-13的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’两边固(a1)0.03390.0225-0.0847-0.07383.322.53-6.74-5.88四简支(a2)0.05240.0343———— Mx=(0.0339+0.2*0.0225)*7.45*3.0002+(0.0524+0.2*0.0343)*1.40*3.0002=3.32kN·m My=(0.0225+0.2*0.0339)*7.45*3.0002+(0.0343+0.2*0.0524)*1.40*3.0002=2.53kN·m Mx"=-0.0847*8.85*3.0002=-6.74kN·m My"=-0.0738*8.85*3.0002=-5.88kN·m 板B-14的计算:lx/ly=3.0/3.3=0.91mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=7.45KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.05+2.8=8.85KN/m图1-12板B-14的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’三边固(a1)0.02320.0234-0.0634-0.06512.522.44-5.12-5.18四简支(a2)0.04480.0359————Mx=(0.0232+0.2*0.0234)*7.45*3.0002+(0.0448+0.2*0.0359)*1.40*3.0002=2.52kN·m 88
My=(0.0234+0.2*0.0232)*7.45*3.0002+(0.0359+0.2*0.0448)*1.40*3.0002=2.44kN·m Mx"=-0.0643*8.85*3.0002=-5.12kN·m My"=-0.0651*8.85*3.0002=-5.18kN·m板B-15的计算:lx/ly=1.8/3.0=0.60mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=7.45KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.05+2.8=8.85KN/m图1-13板B-15的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’两边固(a1)0.01690.0498-0.0782-0.10950.831.68-2.24-3.14四简支(a2)0.02420.0820————Mx=(0.0169+0.2*0.0498)*7.45*1.8002+(0.0242+0.2*0.0820)*1.40*1.8002=0.83kN·m My=(0.0498+0.2*0.0169)*7.45*1.8002+(0.0820+0.2*0.0242)*1.40*1.8002=1.68kN·m Mx"=-0.0782*8.85*1.8002=-2.24kN·m My"=-0.1095*8.85*1.8002=-3.14kN·m 板B-16的计算:lx/ly=3.6/4.2=0.86mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=7.45KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.05+2.8=8.85KN/m图1-14板B-16的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’三边固(a1)0.02310.0268-0.0679-0.07023.574.06-7.79-8.05四简支(a2)0.03490.0499————Mx=(0.0231+0.2*0.0268)*7.45*3.6002+(0.0349+0.2*0.0499)*1.40*3.6002=3.57kN·m My=(0.0268+0.2*0.0231)*7.45*3.6002+(0.0499+0.2*0.0349)*1.40*3.6002=4.06kN·m Mx"=-0.0679*8.85*3.6002=-7.79kN·m My"=-0.0702*8.85*3.6002=-8.05kN·m 板B-17的计算:lx/ly=3.3/4.2=0.79mνx=mx+ν*my=mx+0.2my88
mνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=7.45KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.05+2.8=8.85KN/m图1-15板B-17的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’四简支(a1)0.01400.0278-0.0561-0.06752.263.46-5.40-6.50四简支(a2)0.05780.0329————Mx=(0.0140+0.2*0.0278)*7.45*3.3002+(0.0329+0.2*0.0578)*1.40*3.3002=2.26kN·m My=(0.0278+0.2*0.0140)*7.45*3.3002+(0.0578+0.2*0.0329)*1.40*3.3002=3.46kN·m Mx"=-0.0561*8.85*3.3002=-5.40kN·m My"=-0.0675*8.85*3.3002=-6.50kN·m 板B-18的计算:lx/ly=1.8/4.2=0.43mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=7.45KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.05+2.8=8.85KN/m图1-16板B-18的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’三边固(a1)0.00700.0640-0.0775-0.11950.632.07-2.22-3.43四简支(a2)0.01290.1062————Mx=(0.0070+0.2*0.0640)*7.45*1.8002+(0.0129+0.2*0.1062)*1.40*1.8002=0.63kN·m My=(0.0640+0.2*0.0070)*7.45*1.8002+(0.1062+0.2*0.0129)*1.40*1.8002=2.07kN·m Mx"=-0.0775*8.85*1.8002=-2.22kN·m My"=-0.1195*8.85*1.8002=-3.43kN·m 板B-19的计算:lx/ly=3.6/3.6=1.00mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=7.45KN/m±q/2=±1.4KN/m88
g+q=6.05+2.8=8.85KN/m图1-17板B-19的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’三边固(a1)0.02310.0180-0.0600-0.05503.382.98-6.88-6.31四简支(a2)0.03680.0368————Mx=(0.0231+0.2*0.0180)*7.45*3.6002+(0.0368+0.2*0.0368)*1.40*3.6002=3.38kN·m My=(0.0180+0.2*0.0231)*7.45*3.6002+(0.0368+0.2*0.0368)*1.40*3.6002=2.98kN·m Mx"=-0.0600*8.85*3.6002=-6.88kN·m My"=-0.0550*8.85*3.6002=-6.31kN·m 板B-20的计算:lx/ly=3.3/3.6=0.92mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=7.45KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.05+2.8=8.85KN/m图1-18板B-20的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’四简支(a1)0.01670.0213-0.0537-0.05752.392.78-5.17-5.54四简支(a2)0.03600.0441————Mx=(0.0167+0.2*0.0213)*7.45*3.3002+(0.0360+0.2*0.0441)*1.40*3.3002=2.39kN·m My=(0.0213+0.2*0.0167)*7.45*3.3002+(0.0441+0.2*0.0360)*1.40*3.3002=2.78kN·m Mx"=-0.0537*8.85*3.3002=-5.17kN·m My"=-0.0575*8.85*3.3002=-5.54kN·m 板B-21的计算:lx/ly=1.8/3.6=0.50mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=7.45KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.05+2.8=8.85KN/m图1-19板B-21的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’88
三边固(a1)0.01030.0588-0.0784-0.11460.701.92-2.25-3.29四简支(a2)0.01740.0965————Mx=(0.0103+0.2*0.0588)*7.45*1.8002+(0.0174+0.2*0.0965)*1.40*1.8002=0.70kN·m My=(0.0588+0.2*0.0103)*7.45*1.8002+(0.0965+0.2*0.0174)*1.40*1.8002=1.92kN·m Mx"=-0.0784*8.85*1.8002=-2.25kN·m My"=-0.1146*8.85*1.8002=-3.29kN·m 板B-22-1的计算:lx/ly=3.3/5.0=0.66mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=7.45KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.05+2.8=8.85KN/m图1-20板B-22-1的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’两边固(a1)0.01180.0368-0.0572-0.07922.204.38-5.51-7.63四简支(a2)0.02760.0737————Mx=(0.0118+0.2*0.0368)*7.45*3.3002+(0.0276+0.2*0.0737)*1.40*3.3002=2.20kN·M My=(0.0368+0.2*0.0118)*7.45*3.3002+(0.0737+0.2*0.0276)*1.40*3.3002=4.38kN·M Mx"=-0.0572*8.85*3.3002=-5.51kN·M My"=-0.0792*8.85*3.3002=-7.63kN·M 板B-22-2的计算:lx/ly=3.6/5.0=0.72mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=7.45KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.05+2.8=8.85KN/m图1-20板B-22-2的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’两边固(a1)0.01990.0418-0.0766-0.09703.525.72-8.78-11.13四简支(a2)0.03040.0658————Mx=(0.0199+0.2*0.0418)*7.45*3.6002+(0.0304+0.2*0.0658)*1.40*3.6002=3.52kN·M 88
My=(0.0418+0.2*0.0199)*7.45*3.6002+(0.0658+0.2*0.0304)*1.40*3.6002=5.72kN·M Mx"=-0.0766*8.85*3.6002=-8.78kN·M My"=-0.0970*8.85*3.6002=-11.13kN·M 板B-23的计算:lx/ly=1.8/5.0=0.36mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=7.45KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.05+2.8=8.85KN/m图1-21板B-23的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’三边固(a1)0.00790.0426-0.0558-0.08330.541.59-1.60-2.39四简支(a2)0.00840.1146————Mx=(0.0079+0.2*0.0426)*7.45*1.8002+(0.0084+0.2*0.1146)*1.40*1.8002=0.54kN·m My=(0.0426+0.2*0.0079)*7.45*1.8002+(0.1146+0.2*0.0084)*1.40*1.8002=1.59kN·m Mx"=-0.0558*8.85*1.8002=-1.60kN·m My"=-0.0833*8.85*1.8002=-2.39kN·m ㈡、标准层楼盖的设计计算办公室楼板(g+q=1.2*3.49+1.4*2.0)mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=5.59KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.99KN/m板B-1的计算:lx/ly=3.3/5.0=0.66图1-2板B-1的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’两边固(a1)0.01850.0458-0.0776-0.10342.334.22-5.90-7.87四简支(a2)0.02760.0737————Mx=(0.0185+0.2*0.0458)*5.59*3.3002+(0.0276+0.2*0.0737)*1.40*3.3002=2.33kN·m My=(0.0458+0.2*0.0185)*5.59*3.3002+(0.0737+0.2*0.0276)*1.40*3.3002=4.22kN·m Mx"=-0.0776*6.99*3.3002=-5.90kN·m My"=-0.1034*6.99*3.3002=-7.87kN·m 板B-2的计算:lx/ly=2.4/3.3=0.7388
mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=5.59KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.99KN/m图1-3板B-2的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’三边固(a1)0.03440.0132-0.0761-0.05721.761.00-3.06-2.30四简支(a2)0.06490.0307————Mx=(0.0344+0.2*0.0132)*5.59*2.4002+(0.0649+0.2*0.0307)*1.40*2.4002=1.76kN·m My=(0.0132+0.2*0.0344)*5.59*2.4002+(0.0307+0.2*0.0649)*1.40*2.4002=1.00kN·m Mx"=-0.0761*6.99*2.4002=-3.06kN·m My"=-0.0572*6.99*2.4002=-2.30kN·m 板B-3的计算结果同板B-1板B-4的计算:lx/ly=3.3/5.0=0.66mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=5.59KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.99KN/m图1-4板B-4的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’三边固(a1)0.01180.0368-0.0572-0.07921.813.59-4.35-6.02四简支(a2)0.02760.0737————Mx=(0.0118+0.2*0.0368)*5.59*3.3002+(0.0276+0.2*0.0737)*1.40*3.3002=1.81kN·m My=(0.0368+0.2*0.0118)*5.59*3.3002+(0.0737+0.2*0.0276)*1.40*3.3002=3.59kN·m Mx"=-0.0572*6.99*3.3002=-4.35kN·m My"=-0.0792*6.99*3.3002=-6.02kN·m 板B-5的计算:lx/ly=2.4/3.3=0.73mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=5.59KN/m±q/2=±1.4KN/m图1-5板B-5的计算简图g+q=6.99KN/m支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’88
四简支(a1)0.03070.0122-0.0716-0.05671.640.94-2.88-2.28四简支(a2)0.04690.0307————Mx=(0.0307+0.2*0.0122)*5.59*2.4002+(0.0649+0.2*0.0307)*1.40*2.4002=1.64kN·m My=(0.0122+0.2*0.0307)*5.59*2.4002+(0.0307+0.2*0.0649)*1.40*2.4002=0.94kN·m Mx"=-0.0716*6.99*2.4002=-2.88kN·m My"=-0.0567*6.99*2.4002=-2.28kN·m 板B-6与板B-4的计算相同板B-7的计算:lx/ly=3.6/5.0=0.72mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=5.59KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.99KN/m图1-6板B-7的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’三边固(a1)0.01310.0346-0.0572-0.7642.244.00-5.18-6.92四简支(a2)0.03040.0658————Mx=(0.0131+0.2*0.0346)*5.59*3.6002+(0.0304+0.2*0.0658)*1.40*3.6002=2.24kN·m My=(0.0346+0.2*0.0131)*5.59*3.6002+(0.0658+0.2*0.0304)*1.40*3.6002=4.00kN·m Mx"=-0.0572*6.99*3.6002=-5.18kN·m My"=-0.0764*6.99*3.6002=-6.92kN·m 板B-8的计算:lx/ly=2.4/3.6=0.67mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=5.59KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.99KN/m图1-7板B-8的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’四简支(a1)0.03370.0101-0.0756-0.05701.780.88-3.04-2.30四简支(a2)0.07280.0279————Mx=(0.0337+0.2*0.0101)*5.59*2.4002+(0.0728+0.2*0.0279)*1.40*2.4002=1.78kN·m My=(0.0101+0.2*0.0337)*5.59*2.4002+(0.0279+0.2*0.0728)*1.40*2.4002=0.88kN·m Mx"=-0.0756*6.99*2.4002=-3.04kN·m 88
My"=-0.0570*6.99*2.4002=-2.30kN·m 板B-9的计算同板B-7的计算板B-10的计算:lx/ly=3.4/5.0=0.68mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=5.59KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.99KN/m图1-8板B-10的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’三边固(a1)0.01230.0361-0.0572-0.07831.953.73-4.62-6.32四简支(a2)0.02860.0710————Mx=(0.0123+0.2*0.0361)*5.59*3.4002+(0.0286+0.2*0.0710)*1.40*3.4002=1.95kN·m My=(0.0361+0.2*0.0123)*5.59*3.4002+(0.0710+0.2*0.0286)*1.40*3.4002=3.73kN·m Mx"=-0.0572*6.99*3.4002=-4.62kN·m My"=-0.0783*6.99*3.4002=-6.32kN·m 板B-11的计算:lx/ly=2.4/3.4=0.71mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=5.59KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.99KN/m图1-9板B-11的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’四简支(a1)0.03180.0115-0.0731-0.05691.690.92-2.94-0.92四简支(a2)0.06760.0289————Mx=(0.0318+0.2*0.0115)*5.59*2.4002+(0.0676+0.2*0.0298)*1.40*2.4002=1.69kN·m My=(0.0115+0.2*0.0318)*5.59*2.4002+(0.0298+0.2*0.0676)*1.40*2.4002=0.92kN·m Mx"=-0.0731*6.99*2.4002=-2.94kN·m My"=-0.0569*6.99*2.4002=-2.29kN·m 实验室楼板计算(g+q=1.2*3.24+1.4*2.0)板B-13的计算:lx/ly=3.0/3.6=0.83mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=5.29KN/m±q/2=±1.4KN/m88
g+q=6.69KN/m图1-11板B-13的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’两边固(a1)0.03390.0225-0.0847-0.07382.581.96-5.10-4.44四简支(a2)0.05240.0343————Mx=(0.0339+0.2*0.0225)*5.29*3.0002+(0.0524+0.2*0.0343)*1.40*3.0002=2.58kN·m My=(0.0225+0.2*0.0339)*5.29*3.0002+(0.0343+0.2*0.0524)*1.40*3.0002=1.96kN·m Mx"=-0.0847*6.69*3.0002=-5.10kN·m My"=-0.0738*6.69*3.0002=-4.44kN·m 板B-14的计算:lx/ly=3.0/3.3=0.91mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=5.29KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.69KN/m图1-12板B-14的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’三边固(a1)0.02320.0234-0.0634-0.06511.981.90-3.87-3.92四简支(a2)0.04480.0359————Mx=(0.0232+0.2*0.0234)*5.29*3.0002+(0.0448+0.2*0.0359)*1.40*3.0002=1.98kN·m My=(0.0234+0.2*0.0232)*5.29*3.0002+(0.0359+0.2*0.0448)*1.40*3.0002=1.90kN·m Mx"=-0.0643*6.69*3.0002=-3.87kN·m My"=-0.0651*6.69*3.0002=-3.92kN·m 板B-15的计算:lx/ly=1.8/3.0=0.60mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=5.29KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.69KN/m图1-13板B-15的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’88
两边固(a1)0.01690.0498-0.0782-0.10950.641.31-1.69-2.37四简支(a2)0.02420.0820————Mx=(0.0169+0.2*0.0498)*5.29*1.8002+(0.0242+0.2*0.0820)*1.40*1.8002=0.64kN·m My=(0.0498+0.2*0.0169)*5.29*1.8002+(0.0820+0.2*0.0242)*1.40*1.8002=1.31kN·m Mx"=-0.0782*6.69*1.8002=-1.69kN·m My"=-0.1095*6.69*1.8002=-2.37kN·m 板B-16的计算:lx/ly=3.6/4.2=0.86mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=5.29KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.69KN/m图1-14板B-16的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’三边固(a1)0.02310.0268-0.0679-0.07022.773.18-5.88-6.09四简支(a2)0.03490.0499————Mx=(0.0231+0.2*0.0268)*5.29*3.6002+(0.0349+0.2*0.0499)*1.40*3.6002=2.77kN·m My=(0.0268+0.2*0.0231)*5.29*3.6002+(0.0499+0.2*0.0349)*1.40*3.6002=3.18kN·m Mx"=-0.0679*6.69*3.6002=-5.88kN·m My"=-0.0702*6.69*3.6002=-6.09kN·m 板B-17的计算:lx/ly=3.3/4.2=0.79mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=5.29KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.69KN/m图1-15板B-17的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’四简支(a1)0.01400.0278-0.0561-0.06751.802.74-4.08-4.91四简支(a2)0.03290.0578————Mx=(0.0140+0.2*0.0278)*5.29*3.3002+(0.0329+0.2*0.0578)*1.40*3.3002=1.80kN·m 88
My=(0.0278+0.2*0.0140)*5.29*3.3002+(0.0578+0.2*0.0329)*1.40*3.3002=2.74kN·m Mx"=-0.0561*6.69*3.3002=-4.08kN·m My"=-0.0675*6.69*3.3002=-4.91kN·m 板B-18的计算:lx/ly=1.8/4.2=0.43mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=5.29KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.69KN/m图1-16板B-18的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’三边固(a1)0.00700.0640-0.0775-0.11950.491.61-1.68-2.59四简支(a2)0.01290.1062————Mx=(0.0070+0.2*0.0640)*5.29*1.8002+(0.0129+0.2*0.1062)*1.40*1.8002=0.49kN·m My=(0.0640+0.2*0.0070)*5.29*1.8002+(0.1062+0.2*0.0129)*1.40*1.8002=1.61kN·m Mx"=-0.0775*6.69*1.8002=-1.68kN·m My"=-0.1195*6.69*1.8002=-2.59kN·m 板B-19的计算:lx/ly=3.6/3.6=1.00mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=5.29KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.69KN/m图1-17板B-19的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’三边固(a1)0.02310.0180-0.0600-0.05502.632.35-5.20-4.77四简支(a2)0.03680.0368————Mx=(0.0231+0.2*0.0180)*5.29*3.6002+(0.0368+0.2*0.0368)*1.40*3.6002=2.63kN·m My=(0.0180+0.2*0.0231)*5.29*3.6002+(0.0368+0.2*0.0368)*1.40*3.6002=2.35kN·m Mx"=-0.0600*6.69*3.6002=-5.20kN·m My"=-0.0550*6.69*3.6002=-4.77kN·m 88
板B-20的计算:lx/ly=3.3/3.6=0.92mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=5.29KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.69KN/m图1-18板B-20的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’四简支(a1)0.01670.0213-0.0537-0.05751.892.20-3.91-4.19四简支(a2)0.03600.0441————Mx=(0.0167+0.2*0.0213)*5.29*3.3002+(0.0360+0.2*0.0441)*1.40*3.3002=1.89kN·m My=(0.0213+0.2*0.0167)*5.29*3.3002+(0.0441+0.2*0.0360)*1.40*3.3002=2.20kN·m Mx"=-0.0537*6.69*3.3002=-3.91kN·m My"=-0.0575*6.69*3.3002=-4.19kN·m 板B-21的计算:lx/ly=1.8/3.6=0.50mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=5.29KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.69KN/m图1-19板B-21的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’三边固(a1)0.01030.0588-0.0784-0.11460.541.50-1.70-2.48四简支(a2)0.01740.0965————Mx=(0.0103+0.2*0.0588)*5.29*1.8002+(0.0174+0.2*0.0965)*1.40*1.8002=0.54kN·m My=(0.0588+0.2*0.0103)*5.29*1.8002+(0.0965+0.2*0.0174)*1.40*1.8002=1.50kN·m Mx"=-0.0784*6.69*1.8002=-1.70kN·m My"=-0.1146*6.69*1.8002=-2.48kN·m 板B-23的计算:lx/ly=1.8/5.0=0.36mνx=mx+ν*my=mx+0.2my88
mνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=5.29KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.69KN/m图1-21板B-23的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’三边固(a1)0.00790.0426-0.0558-0.08330.421.28-1.21-1.81四简支(a2)0.00840.1146————Mx=(0.0079+0.2*0.0426)*5.29*1.8002+(0.0084+0.2*0.1146)*1.40*1.8002=0.42kN·m My=(0.0426+0.2*0.0079)*5.29*1.8002+(0.1146+0.2*0.0084)*1.40*1.8002=1.28kN·m Mx"=-0.0558*6.69*1.8002=-1.21kN·m My"=-0.0833*6.69*1.8002=-1.81kN·m ㈢、卫生间板的弯矩和配筋计算,分两跨计算。B-12-1的计算:lx/ly=3.3/5.0=0.66(g+q=11.19+2.0)mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=14.23±q/2=±1.4KN/mg+q=15.63KN/m图1-22板B-12-1的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’三边固(a1)0.01180.0368-0.0572-0.07923.747.52-10.11-13.99四简支(a2)0.02760.0737————Mx=(0.0118+0.2*0.0368)*14.83*3.3002+(0.0276+0.2*0.0737)*1.40*3.3002=3.74kN·M My=(0.0368+0.2*0.0118)*14.83*3.3002+(0.0737+0.2*0.0276)*1.40*3.3002=7.52kN·M Mx"=-0.0572*16.23*3.3002=-10.11kN·M My"=-0.0792*16.23*3.3002=-13.99kN·M B-12-2的计算:lx/ly=3.4/5.0=0.68(g+q=11.19+2.0)mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=14.23±q/2=±1.4KN/m88
g+q=15.63KN/m图1-23板B-22-2的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’三边固(a1)0.01230.0361-0.0572-0.07834.037.85-10.73-14.68四简支(a2)0.02860.0710————Mx=(0.0123+0.2*0.0361)*14.83*3.4002+(0.0286+0.2*0.0710)*1.40*3.4002=4.03kN·M My=(0.0361+0.2*0.0123)*14.83*3.4002+(0.0710+0.2*0.0286)*1.40*3.4002=7.85kN·M Mx"=-0.0572*16.23*3.4002=-10.73kN·M My"=-0.0783*16.23*3.4002=-14.68kN·M 板B-22-1的计算lx/ly=3.3/5.0=0.66(g+q=11.19+2.0),计算结果同B-12-1B-22-2的计算:lx/ly=3.6/5.0=0.72(g+q=11.19+2.0)mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=14.23±q/2=±1.4KN/mg+q=15.63KN/m图1-23板B-22-2的计算简图支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’三边固(a1)0.01990.0418-0.0766-0.09706.2310.10-16.11-20.4四简支(a2)0.03040.0658————Mx=(0.0199+0.2*0.0418)*14.83*3.6002+(0.0304+0.2*0.0658)*1.40*3.6002=6.23kN·M My=(0.0418+0.2*0.0199)*14.83*3.6002+(0.0658+0.2*0.0304)*1.40*3.6002=10.10kN·M Mx"=-0.0766*16.23*3.6002=-16.11kN·M My"=-0.0970*16.23*3.6002=-20.41kN·M ㈣、截面设计1.截面有效高度:假定选用ф8的钢筋,则l01(短跨)方向跨中截面有效高度h01=h-20=80mm,l02(长跨)方向跨中截面有效高度h02=h0x1-8=72mm,支座截面有效高度h0=80mm。2.截面设计用弯距:楼盖周围无圈梁故全部弯距不折减。近似取内力臂系数γ88
=0.95,As=1.选用Ⅰ级钢筋,fy=210N/mm2一、绘制配筋图在实际工程中,为方便设计与施工,用弹性理论计算出的板的配筋,边缘板带跨中的钢筋并不减半。绘板的配筋见,结施图。钢筋选用主要有:ф8@200(As=251mm2),ф8@130(As=387mm2),ф8@100(As=503mm2),ф12@160(As=707mm2),ф12@120(As=942mm2),ф12@80(As=1414mm2),表1-1顶层楼盖的配筋计算(上人屋面)截面h。MAs选配钢筋实配钢筋跨中B-1Lx向723.07214ф8@200251Ly向805.55348ф8@130387B-2Lx向802.29143ф8@200251Ly向721.2990ф8@200251B-3Lx向723.07214ф8@200251Ly向805.55348ф8@130387B-4Lx向722.33162ф8@200251Ly向804.64291ф8@130387B-5Lx向802.11132ф8@200251Ly向721.2084ф8@200251B-6Lx向722.33162ф8@200251Ly向804.64291ф8@130387B-7Lx向722.88201ф8@200251Ly向805.19325ф8@130387B-8Lx向802.29143ф8@200251Ly向721.1278ф8@200251B-9Lx向722.88201ф8@200251Ly向805.19325ф8@200251B-10Lx向722.50174ф8@200251Ly向804.83303ф8@130387B-11Lx向802.17136ф8@20025188
Ly向721.1882ф8@200251B-12-1Lx向722.33162ф8@200251Ly向804.64291ф8@130387B-12-2Lx向722.50174ф8@200251Ly向804.82302ф8@130387支座B-1与B-280-10.64-667ф12@160707B-1与B-480-10.64-667ф12@160707B-2与B-380-10.64-667ф12@160707B-2与B-580-4.14-259ф8@130387B-3与B-680-7.98-500ф12@160707B-4与B-580-8.14-510ф12@160707B-4与B-780-7.00-439ф8@100503B-5与B-680-8.14-510ф12@160707B-5与B-880-4.11-258ф8@130387B-6与B-980-7.00-439ф8@100503B-10与B-480-6.25-392ф8@100503B-10与B-1180-8.55-536ф12@160707B-11与B-580-3.98-249ф8@200251B-11与B-12-280-8.55-536ф12@160707B-12-1与B-580-8.14-510ф12@160707B-12与B-980-5.89-369ф8@130387表2-2顶层楼盖的配筋计算(不上人屋面)截面h。MAs选配钢筋实配钢筋跨中B-13Lx向803.32208ф8@200251Ly向722.53176ф8@200251B-14Lx向802.52158ф8@200251Ly向722.44170ф8@200251B-15Lx向720.8358ф8@200251Ly向801.68105ф8@200251B-16Lx向723.57249ф8@200251Ly向804.06254ф8@130387B-17Lx向722.26157ф8@200251Ly向803.46217ф8@200251B-18Lx向720.6344ф8@200251Ly向802.07130ф8@200251B-19Lx向723.38235ф8@200251Ly向802.98187ф8@200251B-20Lx向722.39166ф8@200251Ly向802.78174ф8@200251B-21Lx向720.7049ф8@200251Ly向801.92120ф8@200251B-22-1Lx向722.20153ф8@200251Ly向804.38274ф8@130387B-22-2Lx向723.52245ф8@20025188
Ly向805.72358ф8@130387B-23Lx向720.5438ф8@200251Ly向801.59100ф8@200251支座B-13与B-1480-6.74-422ф8@100503B-13与B-1680-8.05-504ф12@160707B-14与B-1580-5.12-321ф8@130387B-14与B-1780-6.50-407ф8@100503B-15与B-1880-2.24-140ф8@200251B-16与B-1780-7.79-488ф8@100503B-16与B-1980-8.05-504ф12@160707B-17与B-1880-5.40-338ф8@130387B-17与B-2080-6.50-407ф8@100503B-18与B-2180-3.43-215ф8@200251B-19与B-2080-6.31-395ф8@100503B-19与B-22-280-11.13-697ф12@160707B-20与B-2180-5.54-347ф8@130387B-20与B-22-180-7.63-478ф8@100503B-21与B-2380-3.29-206ф8@200251B-22-1与B-2380-5.51-345ф8@130387表2-3标准层楼盖的配筋计算(办公室)截面h。MAs选配钢筋实配钢筋跨中B-1Lx向722.33162ф8@200251Ly向804.22264ф8@130387B-2Lx向801.76110ф8@200251Ly向721.0070ф8@200251B-3Lx向722.33162ф8@200251Ly向804.22264ф8@130387B-4Lx向721.81126ф8@200251Ly向803.59225ф8@200251B-5Lx向801.64103ф8@200251Ly向720.8458ф8@200251B-6Lx向721.81126ф8@200251Ly向803.59225ф8@200251B-7Lx向722.24156ф8@200251Ly向804.00251ф8@200251B-8Lx向801.78112ф8@200251Ly向720.8861ф8@200251B-9Lx向722.24156ф8@200251Ly向804.00251ф8@200251B-10Lx向721.95136ф8@200251Ly向803.73234ф8@200251B-11Lx向801.69106ф8@20025188
Ly向720.9264ф8@200251B-12-1Lx向723.74260ф8@130387Ly向807.52471ф8@100503支座B-12-2Lx向724.03281ф8@130387Ly向807.85492ф8@100503B-2与B-380-7.87-493ф8@100503B-2与B-580-3.06-192ф8@200251B-3与B-680-5.90-370ф8@130387B-4与B-580-6.02-377ф8@130387B-4与B-780-5.18-325ф8@130387B-5与B-680-6.02-377ф8@130387B-5与B-880-3.04-190ф8@200251B-6与B-980-5.18-325ф8@130387B-10与B-480-4.62-289ф8@130387B-10与B-1180-6.32-396ф8@100503B-11与B-580-2.94-184ф8@200251B-11与B-12-280-14.68-920ф12@120942B-12-1与B-580-13.99-877ф12@120942B-12-1与B-980-10.11-633ф12@120942表2-4标准层楼盖的配筋计算(实验室)截面h。MAs选配钢筋实配钢筋跨中B-13Lx向802.58162ф8@200251Ly向721.96136ф8@200251B-14Lx向801.98124ф8@200251Ly向721.90132ф8@200251B-15Lx向720.6445ф8@200251Ly向801.3182ф8@200251B-16Lx向722.77193ф8@200251Ly向803.18199ф8@200251B-17Lx向721.80125ф8@200251Ly向802.74172ф8@200251B-18Lx向720.4934ф8@200251Ly向801.61101ф8@200251B-19Lx向722.63183ф8@200251Ly向802.35147ф8@200251B-20Lx向721.89132ф8@200251Ly向802.20138ф8@200251B-21Lx向720.5438ф8@200251Ly向801.5094ф8@200251B-22-1Lx向723.74260ф8@130387Ly向807.52471ф8@10050388
B-22-2Lx向724.03281ф8@130387Ly向807.85492ф8@100503支座B-13与B-1480-5.10-320ф8@130387B-13与B-1680-6.09-382ф8@130387B-14与B-1580-3.87-242ф8@200251B-14与B-1780-4.91-308ф8@130387B-15与B-1880-2.59-162ф8@200251B-16与B-1780-5.88-368ф8@130387B-16与B-1980-6.09-382ф8@130387B-17与B-1880-4.08-256ф8@130387B-17与B-2080-4.91-308ф8@130387B-18与B-2180-2.59-162ф8@200251B-19与B-2080-5.20-326ф8@130387B-19与B-22-280-20.40-1278ф12@801414B-20与B-2180-3.91-245ф8@200251B-20与B-22-180-13.99-877ф12@120942B-21与B-2380-2.48-155ф8@200251B-22-1与B-2380-10.11-633ф12@120942第二部份连系梁的计算一、方案的确定根据《混凝土设计原理》,现浇框架梁的截面尺寸有下式确定次梁:h=选取h=400mmb=选取b=200mm主梁:h=选取h=500mmb=选取b=250mm∴选用截面如下:主梁b*h=200mm*400mm次梁b*h=250mm*500mm混凝土等级C20(fcm=11N/mm2,fc=9.6N/mm2),20梁底梁侧抹灰20mm厚,梁的受力主筋采用Ⅱ级(fy=310N/mm2),箍筋采用Ⅰ级(fy=310N/mm2)二、跨度计算(由于结构对称,故选左边两个次梁分析所选连系梁如下图所示88
图2-1连系梁的计算简图1、荷载换算(板传来的荷载)、左边跨荷载的布置如图2-2所示a、梯形荷载a=2400/2=1200mmα=a/l=1200/3300=0.364转换为矩形荷载Pequ=()P=0.783P恒载P1=4.19*1.2=5.03KN/m活载P1/=2.1*1.2=2.52KN/m∴P1equ=0.783*5.03=3.94KN/mP1/equ=0.783*2.52=1.97KN/mb、三角形荷载P2=Pl/2=P*3.3/2=1.65P恒载P2=4.19*1.65=6.914KN/m活载P2/=2.1*1.65=3.465KN/m∴P2equ=0.783*6.914=5.41KN/mP2/equ=0.783*3.465=2.71KN/m图2-2左边跨荷载布置故最终由板传来荷载为:恒载P1=P1equ+P2equ=3.94+5.41=9.35KN/m活载P2=P1/equ+P2/equ=1.97+2.71=4.68KN/m、中间跨荷载布置如图2-3所示a、梯形荷载a=2400/2=1200mmα=a/l=1200/3600=0.333转换为矩形荷载Pequ=()P=0.815P恒载P1=4.19*1.2=5.03KN/m活载P1/=2.1*1.2=2.52KN/m∴P1equ=0.815*5.03=4.10KN/mP1/equ=0.815*2.52=2.05KN/mb、三角形荷载P2=Pl/2=P*3.3/2=1.8P恒载P2=4.19*1.8=7.54KN/m活载P2/=2.1*1.8=3.78KN/m∴P2equ=0.815*7.54=6.15KN/mP2/equ=0.815*3.78=3.08KN/m图2-3中间跨的荷载布置故最终由板传来荷载为:恒载P1=P1equ+P2equ=4.10+6.15=10.25KN/m活载P2=P1/equ+P2/equ=2.05+3.08=5.13KN/m、右边跨荷载布置如图2-4所示a、梯形荷载a=2400/2=1200mm88
α=a/l=1200/3400=0.353转换为矩形荷载Pequ=()P=0.795P恒载P1=4.19*1.2=5.03KN/m活载P1/=2.1*1.2=2.52KN/m∴P1equ=0.795*5.03=4.00KN/mP1/equ=0.795*2.52=2.00KN/mb、三角形荷载P2=Pl/2=P*3.3/2=1.8P恒载P2=4.19*1.8=7.54KN/m活载P2/=2.1*1.8=3.78KN/m∴P2equ=0.795*7.54=5.99KN/mP2/equ=0.795*3.78=3.01KN/m图2-4中间跨的荷载布置故最终由板传来的荷载为:恒载P1=P1equ+P2equ=4.00+5.99=9.99KN/m活载P2=P1/equ+P2/equ=2.00+3.01=5.01KN/m2、墙传来的荷载设计值计算墙:采用浆砌普通砖,γ=18KN/m3,双面抹灰各30mm厚,γ=17KN/m3。窗采用钢框玻璃窗γ=0.4KN/m3。门采用木门,γ=0.4KN/m3。a、号连系梁门窗洞口~跨开口相同,荷载计算如下第,跨:墙体积V0=L*B*H=(3.3*2+3.6*4-6*0.4)*0.24*(3.3-0.4)=12.598m3抹灰体积V1=(20.5-2.4)*(3.3-0.4)*(2*0.02)=2.10m3门窗洞口V2=2.1*1.2*0.24*6=3.629m3不抹灰V3=6*(2.1*1.2*0.04)=0.606m3墙重(12.598-3.629)*18+(2.1-0.606)*17=185.14KN窗重6(2.1*1.2*0.4)=6.048KN总重185.14+6.048=191.19KN∴单位长度上的自重g==12.68KN/m第~跨墙体积V0=L*B*H=(3.6*2+3.6*4-6*0.4)*0.24*(3.3-0.4)=12.598m3抹灰体积V1=(20.5-2.4)*(3.3-0.4)*(2*0.02)=2.10m3门窗洞口V2=2.1*1.2*0.24*6=3.629m3不抹灰V3=6*(2.1*1.2*0.04)=0.606m3墙重(12.598-3.629)*18+(2.1-0.606)*17=185.14KN窗重6(2.1*1.2*0.4)=6.048KN总重185.14+6.048=191.19KN∴单位长度上的自重g==12.68KN/mb、号连系梁上所开门窗洞口不同,分跨计算墙体积V0=L*B*H=(3.6*2+3.6*4-6*0.4)*0.24*(3.3-0.4)=12.598m3抹灰体积V1=(20.5-2.4)*(3.3-0.4)*(2*0.02)=2.10m388
门窗洞口第跨V2=0m3第跨V2=1.2*2.1*0.24=0.605m3第~跨V2=(0.9*2.1+1.2*1.2)0.24=0.799m3不抹灰第跨V3=0m3第跨V3=1.2*2.1*0.04=0.101第~跨V3=(0.9*2.1+1.2*1.2)0.04=0.133m3墙重(12.598-0.605-4*0.799)*18+(2.1-0.101-4*0.133)*17=183.285KN门重4*(0.9*2.1)*0.2+(1.2*2.1)*0.2=2.016KN窗重4*(1.2*1.2)*0.4=3.465KN∴单位长度上的自重第跨g==15.09KN/m2第跨g==9.89KN/m2第~跨g==8.86KN/m2c、号连系梁上所开门窗洞口不同,分跨计算墙体积V0=L*B*H=(3.6*2+3.6*4-6*0.4)*0.24*(3.3-0.4)=12.598m3抹灰体积V1=(20.5-2.4)*(3.3-0.4)*(2*0.02)=2.10m3门窗洞口第跨V2=0m3第跨V2=1.2*2.1*0.24=0.605m3第~跨V2=(0.9*2.1+1.2*1.2)0.24=0.799m3第~跨V2=0m3不抹灰第跨V3=0m3第跨V3=1.2*2.1*0.04=0.101第~跨V3=(0.9*2.1+1.2*1.2)0.04=0.133m3第~跨V2=0m3墙重(12.598-0.605-2*0.799)*18+(2.1-0.101-2*0.133)*17=157.649KN门重2*(0.9*2.1)*0.2+(1.2*2.1)*0.2=1.26KN窗重2*(1.2*1.2)*0.4=1.152KN∴单位长度上的自重第跨g=16.51KN/m2第跨g=9.89KN/m2第~跨g=8.86KN/m2第~跨g=16.51KN/m2d、号连系梁同号连系梁的荷载计算88
4、连系梁自重1.2*0.2*(0.4-0.1)*25=1.8KN抹灰1.2*[(0.4-0.1)*2+0.2]*0.02*17=0.33KN5、恒载边跨由板传来7.2KN/m由墙传来10.11N/m自重1.8N/m抹灰0.33N/m∴g=7.2+10.11+1.8+0.33=19.44N/m2中间跨g=9.32+10.88+1.8+0.33=22.33N/m2活载边跨g=3.61N/m2中间跨g=4.67N/m26、连系梁的荷载如下表号连系梁的荷载如下表2-1所示表2-1位置第①跨第②跨第③跨第④跨第⑤跨第⑥跨恒载板传来9.359.3510.2510.259.359.99墙传来12.6812.6812.6812.6812.6812.68连系梁自重1.801.801.801.801.801.80连系梁抹灰0.330.330.330.330.330.33总的恒载24.1624.1625.0625.0624.1624.80活载4.684.685.135.134.685.01号连系梁的荷载如下表2-2所示表2-2位置第①跨第②跨第③跨第④跨第⑤跨第⑥跨恒载板传来9.359.3510.2510.259.359.99墙传来15.099.898.868.868.868.86连系梁自重1.801.801.801.801.801.80连系梁抹灰0.330.330.330.330.330.33总的恒载26.5721.3721.2421.2420.3420.98活载4.684.685.135.134.685.01号连系梁的荷载如下表2-3所示表2-3位置第①跨第②跨第③跨第④跨第⑤跨第⑥跨恒载板传来9.359.3510.2510.259.359.99墙传来16.519.898.868.8616.5116.5188
连系梁自重1.801.801.801.801.801.80连系梁抹灰0.330.330.330.330.330.33总的恒载27.9921.3721.2421.2427.9928.63活载4.684.685.135.134.685.01号连系梁的荷载如下表2-4所示表2-4位置第①跨第②跨第③跨第④跨第⑤跨第⑥跨恒载板传来9.359.3510.2510.259.359.99墙传来12.6812.6812.6812.6812.6812.68连系梁自重1.801.801.801.801.801.80连系梁抹灰0.330.330.330.330.330.33总的恒载24.1624.1625.0625.0624.1624.80活载4.684.685.135.134.685.013、内力计算:按弯矩分配法计算内力,连系梁、板伸入墙内240mm按下图2-5有,=3.3%,相邻梁跨之差<10%,按等跨连续梁来计算(此时计算支座的截面弯矩时应取相邻两跨较大跨度计算,计算跨中截面弯矩时,取该跨的计算跨度)。大于5跨按5跨计算。此时令中间各跨内力与第3跨相同。按弹性计算方法均布荷载作用下M=表中系数*ql2Q=表中系数*ql2其中l为计算跨度,整体现浇框架取净跨求跨中最大弯矩,支座最大弯矩及剪力时活荷载的布置原则.当求连续梁、板某跨跨内+Mmax时,应在该跨布活荷载,然后向左右两边各跨布置.当求支座最大负Mmax时,应在该支座左右两跨布置活荷载,然后隔跨布置.当求某跨跨内负Mmax时,该跨不布活荷载,相邻跨布置活荷载.当求支座Qmax时,在该支座左右两跨布置活载⑴、弯矩设计值的计算计算跨度:第~跨L01=Ln+A+=(3300-120-250)+120+125=3300mm>1.025Ln+=1.025*3300+125=3507故取L01=3300mm第~跨L01=Ln=360088
第跨L01=Ln+A+=(3400-120-125)+120+125=3400mm>1.025Ln+=1.025*3400+125=3610mm故取L01=3400mm计算简图如下图2-5所示图2-5连系梁的计算简图(号梁)弯矩计算结果见下各表表2-5跨中Mmax的计算荷载图弯矩M1M2M3M4M5M6恒载gl0²321.58321.58382.71382.71321.58341.37系数0.07810.03310.04620.04620.03310.0781M25.1210.6417.6817.6810.6426.66活载Ⅰql0²50.8650.8659.7559.7550.8653.29系数0.1000-0.04610.08550.0855-0.04610.1000M15.09-2.345.115.11-2.345.33组合ⅠM+M130.208.3022.7922.798.3031.99活载Ⅱql0²50.8650.8659.7559.7550.8653.29系数0.02630.0787-0.0395-0.03950.07870.026388
M21.344.00-2.36-2.364.001.40组合ⅡM+M226.4514.6515.3215.3214.6528.06表2-6支座|Mmax|的计算荷载图弯矩计算MBMCMDMEMF恒载gl0²321.58382.71382.71382.71341.37表中系数-0.1050-0.0790-0.0790-0.0790-0.1050M(KN/m)-33.77-30.23-30.23-30.23-35.84活载Ⅰ(跨中Mmax)ql0²50.8659.7559.7559.7553.29表中系数-0.0530-0.0400-0.0400-0.0400-0.0530M1(KN/m)-2.70-2.39-2.39-2.39-2.82组合ⅠM+M1-36.46-32.62-32.62-32.62-38.67活载Ⅱ(跨中Mmax)ql0²50.8659.7559.7559.7553.29表中系数-0.0530-0.0400-0.0400-0.0400-0.0430M2(KN/m)-2.70-2.39-2.39-2.39-2.29组合ⅡM+M2-36.46-32.62-32.62-32.62-38.14活载Ⅲ(支座B的Mmax)ql0²50.8659.7559.7559.7553.29表中系数-0.0119-0.0220-0.0220-0.0440-0.0510M3(KN/m)-0.61-1.31-1.31-2.63-2.72组合ⅢM+M3-34.37-31.55-31.55-32.86-38.56活载Ⅳ(支座C的Mmax)ql0²50.8659.7559.7559.7553.29表中系数-0.0350-0.1110-0.0200-0.0200-0.0570M4(KN/m)-1.78-6.63-1.20-1.20-3.04组合ⅣM+M4-35.55-36.87-31.43-31.43-38.88活载Ⅴql0²50.8659.7559.7559.7553.29表中系数-0.0490-0.0540-0.0030-0.0010-0.0010M5(KN/m)-2.49-3.23-0.18-0.06-0.05组合ⅤM+M5-36.26-33.46-30.41-30.29-35.9088
活载Ⅵql1²50.8659.7559.7559.7553.29表中系数-0.0490-0.05400.01400.0140-0.0040M6(KN/m)-2.49-3.230.840.84-0.21组合ⅥM+M6-36.26-33.46-29.40-29.40-36.06活载Ⅶql2²50.8659.7559.7559.7553.29表中系数0.0130-0.0530-0.0530-0.05300.0130M7(KN/m)0.66-3.17-3.17-3.170.69组合ⅦM+M7-33.10-33.40-33.40-33.40-35.15表2-7横向Q的计算(见附表)⑵、绘内力包络图a、弯矩表,如下表2-8b、剪力表,如小表2-9c、绘弯矩包络图,如下图2-6d、绘剪力包络图,如下图2-7表2-8连系梁的弯矩表位置恒载(KN/m)组合Ⅰ组合Ⅱ组合Ⅲ组合Ⅳ组合Ⅴ组合Ⅵ组合ⅦM+M1M+M2M+M3M+M4M+M5M+M6M+M7M125.1230.2026.45――――――――――M210.648.3014.65――――――――――M317.6822.7915.32――――――――――M417.6822.7915.32――――――――――M510.648.3014.65――――――――――M626.6631.9928.06――――――――――MB-33.77-36.46-36.46-34.37-35.55-36.26-36.26-33.10MC-30.23-32.62-32.62-31.55-36.87-33.46-33.46-33.40MD-30.23-32.62-32.62-31.55-31.43-30.41-29.40-33.4088
ME-30.23-32.62-32.62-32.86-31.43-30.29-29.40-33.40MF-35.84-38.67-38.14-38.56-38.88-35.90-36.06-35.15表2-9连系梁的剪力表位置恒载(KN/M)组合Ⅰ组合Ⅱ组合Ⅲ组合Ⅳ组合Ⅴ组合Ⅵ组合ⅦQ+Q1Q+Q2Q+Q3Q+Q4Q+Q5Q+Q6Q+Q7VA38.4045.2837.5844.2537.8645.0737.6438.60VBL-59.05-67.27-59.87-68.61-59.59-67.79-59.81-58.85VBR51.2651.4659.1660.4757.7952.5758.8950.24VCL-46.19-45.99-53.56-52.39-55.07-44.88-53.97-47.21VCR53.1661.5653.1652.7763.0952.7754.3061.56VDL-53.16-61.56-53.16-53.54-60.03-53.54-52.01-61.56VDR53.1661.5653.1652.7763.0953.2652.8544.75VER-53.16-61.56-53.16-53.54-60.03-53.05-53.46-44.75VEL46.1945.9953.5653.7945.6246.2845.9147.21VFR-51.26-51.46-59.16-59.07-51.83-51.17-51.54-50.24VFL60.8469.6261.6861.6769.6960.8360.9160.64VG-39.56-46.66-38.72-38.73-46.59-39.57-39.49-39.76图2-6弯矩包络图88
图2-7剪力包络图由于连系梁与板现浇,故采用T形截面、计算(取下面三种情况,考虑最小值)a.按计算跨度l0考虑1=l0/3=3300/3=11002=l0/3=3600/3=1200b.按梁肋净矩Sn考虑b+Sn=200+3300-3300=3300b+Sn=200+2200=2400c.按亦缘高度考虑/h0=100/(400-35)=0.27>0.1(可忽略)∴=1100+1200=2300、判断截面类型:按受拉钢筋排成一排考虑h0=h-a=400-35=365mmfcm(h0-/2)=11*2300*100*(365-50)=797KN>Mmax=38.84KN/m故该T形截面为第一类T形截面(中和轴在翼缘内),计算过程如下a.连系梁正截面强度计算已知参数:fcm=11N/mm2,fy=310N/mm2,=2300mm,h0=365mm计算公式:αs=As=表2-9连系梁正截面的配筋计算截面M(KN/m)αsγsAs选配钢筋实配钢筋第①跨跨中32.200.00960.9952285.952Ф14308B支座38.560.01140.9942342.762Ф16402第②跨跨中14.650.00430.9978129.762Ф14308C支座38.880.01150.9942345.622Ф16402第③跨跨中22.790.00680.9966202.102Ф1430888
D支座36.260.01080.9946322.202Ф16402第④跨跨中22.790.00680.9966202.102Ф14308E支座36.260.01080.9946322.202Ф16402第⑤跨跨中14.650.00430.9978129.762Ф14308F支座38.840.01150.9942345.262Ф16402第⑥跨跨中31.990.00950.9952284.082Ф14308配筋率验算:ρ1=308/(200*365)=0.42%>ρmin=0.2%ρ1=402/(200*365)=0.70%>ρmin=0.2%满足要求。a.连系梁的斜截面承载力验算已知参数:fc=9.6N/mm2b=200mm=365mm计算公式:Asv=n*Asv《混凝土结构设计规范》50010-2002规定:梁的最小截面尺寸应满足下列要求一般梁V≤0.25fcbh0薄腹梁V≤0.2fcbh0hw/b≤4时,属一般梁;hw/b≥6时,属薄腹梁;(hw为腹板的高度)4<hw/b<6时,按上述两式由内插法取用。可否按构造配筋V<0.07fcbh0时按照构造配筋,并同时满足S≤Smax,箍筋的最小直径、最小配筋率的规定。表2-10连系梁的斜截面承载力验算截面V(KN)0.25fcbh00.07fcbh0选配箍筋Asv=n*Asv间距实配箍筋间距(mm)A支座45.280.25fcbh0=0.25*9.6*200*365=175200N=175.2KN>V0.07fcbh0=0.07*9.6*200*365=49056N=49.056KN当V<0.07时可不按计算配筋,构造配筋―――250 25088
按构造配筋B左68.61Φ6双肢箍2*28.3=56.6332200B右60.47567200C左58.39693200C右63.09462200D左61.56518200D右63.09462200E左63.03464200E右53.791359200F左59.76605200F右69.69315200G46.66构造配筋――― 250 250截面配筋率计算:《混凝土结构设计规范》50010-2002规定:受剪扭构件中,≥(式中=)截面h≥300mm时,应沿全梁布置箍筋。∴1==56.6/(200*250)=0.113%2==56.6/(200*200)=0.142%容许max=0.12*=0.12*10/210=0.571%min=0.02*=0.02*10/210=0.571%满足要求。第三部分雨篷板的计算雨蓬设计图如下,悬挑部分的悬挑长度l=1200mm,雨蓬除作用有恒载以外,在板的外缘尚需考虑沿板宽方向每米作用的施工活荷载标值p=1000N/m。各层做法:20mm厚防水砂浆,混凝土雨篷板,20mm厚水泥砂浆。错误!链接无效。图3-1雨篷板的计算简图1、确定材料的强度设计值采用C20的混凝土(fcm=11N/mm2),钢筋采用I级(fy=210N/mm2)2、确定板的厚度查《混凝土设计规范》GB50010-2001,现浇混凝土悬臂板的最小厚度h=80mm(L≥500mm),雨篷板根部厚h=(c为雨篷板的挑出长度),雨篷梁的梁高h=88
(L为雨篷梁的计算跨度,梁款等于墙宽)根据以上要求取值为:雨篷板厚度h=100mm,自由端厚度h=60mm1、荷载计算板上的恒载标准值20mm厚防水砂浆0.02*20=0.4KN/m2混凝土板重25*(100+60)/2=2.0KN/m220mm水泥砂浆0.02*20=0.4KN/m2恒载2.8KN/m2取1m板宽进行计算g=2.8*1.0=2.8KN/m板上的活载标准值p=1KN(作用与悬臂板的自由端)2、内力计算M==1.0*(1.2*2.8*1.22/2+1.4*1.0*1.2)=4.10KN•m3、配筋计算板的有效高度h0=h-20=100-20=80mm截面抵抗矩系数αs=M/fcmbh02=4.1ⅹ106/11*1200*802=0.049受压区相对高度ξ=1-=0.05配筋面积As==0.05*11*1200*80/210=250mm2选配ф8@200(As=251mm2)钢筋配置在板的上部,并伸入梁内的长度不小于la=40d=40×8=320mm,分布钢筋为ф6@3006、由于雨篷板和连系梁,屋面板整体现浇在一起,故可以不计算雨篷梁的承载力,及其抗倾覆验算。7、配筋如图8、雨篷板的配筋图ф8@200ф6@300的分布筋88
图3-2雨篷板的配筋图第四部分楼梯的设计一、方案比选:梁式楼梯:由踏步板、斜梁及平台梁组成。造价较为经济,广泛用于教学楼,办公楼中,但施工较为复杂,外观笨重。板式楼梯:梯段荷载直接传给平台梁。跨度一般在3m以内,下表面平整,施工方便,外观轻巧,但斜梁较厚,一般为跨度的~。综上所述,考虑本设计中的楼梯跨度较小,故采用板式楼梯。二、荷载计算:楼梯踏面30mm厚水磨石(0.55KN/m3)。底面用20厚板底抹灰,混凝土采用C20强度,钢筋用I级。活载标准值为2.0KN/m2,栏杆采用金属栏杆。1.踏步板设计88
α=26.560取一个踏步为计算单元,尺寸如图b=cosa=平台板的厚度图4-1楼梯的计算简图取h=100mm板的竖向高度板宽b=1050mm、荷载设计值的计算取一个踏步宽为一个计算单元踏步板自重=5.89KN/m踏步地面重1.2(0.3*0.02*1.05*0.55/0.3+0.15*0.02*1.05*0.55/0.3)=1.06KN/m底板抹灰重1.2(0.335*0.02*1.05*17)/0.3=0.48KN/m栏杆重1.2*0.1=0.12KN/m恒载g=8.83KN/m活载q=1.4*2.0*1.05=2.94KN/m所以g+q=8.83+2.94=10.49KN/m、内力计算计算跨度l02=1.05m跨中最大弯矩M=(g+q)l022/10=10.49*3.152/10=10.41KN•m、配筋计算:板的有效高度h0=h-20=80mm混凝土弯曲抗压强度设计值fcm=11N/mm2钢筋抗拉强度设计值fy=21011N/mm2截面抵抗矩系数αs=M/fcmbh02=10.41*1000000/(11*1050*80*80)=0.141受压区相对高度ξ=1-=0.153截面配筋As==0.153*11*1050*80/210=672mm2As/=672/1.05=640mm22、休息平台的计算88
平台梁h=l0=*2400=120~160mm取b*h=150*250mm2h0=250-35=215mm板的两边嵌固,两边简支荷载设计值和标准层楼板一样g+q=1.2*3.49+1.4*2.0=4.19+2.8=6.99KN/mm2n=1400/2400=0.58<2按双向板计算mνx=mx+ν*my=mx+0.2mymνy=my+ν*mx=my+0.2mxg+q/2=5.59KN/m±q/2=±1.4KN/mg+q=6.99KN/m配筋计算:支承条件mxmymx/my/跨中最大正弯矩支座最大负弯矩MxMyMx’My’两边固(a1)0.03730.0069-0.0800-0.05710.670.27-1.10-0.78四简支(a2)0.08440.0231————Mx=(0.0373+0.2*0.0069)*5.59*1.4002+(0.0844+0.2*0.0231)*1.40*1.4002=0.67kN·M Asx=32mmMy=(0.0069+0.2*0.0373)*5.59*1.4002+(0.0231+0.2*0.0844)*1.40*1.4002=0.27kN·M Asy=14mmMx"=-0.0800*6.99*1.4002=-1.10kN·m Asx"=52mmMy"=-0.0571*6.99*1.4002=-0.78kN·M Asy"=37mm按构造配筋ф6@200As=141mm23、平台梁的计算、荷载计算平台板传来的均布荷载a=1250/2=625α=a/l=625/2400=0.26恒载P=6.99*1.25/2=4.37KN/m转化为矩形荷载得P=(1-2α2+α3)P=0.8824*4.37=3.85KN/m平台梁自重1.2*0.15*(0.25-0.1)*25=0.68平台梁抹灰重1.2*2*0.02*(0.25-0.1)*17=0.12恒载3.85+0.68+0.12=4.65、内力计算ln=2160mml0=ln+a=2.16+0.12=2280mml0>1.05ln=2270mm取计算跨度l0=2270mm88
弯矩M=ql2/8=4.65*2.272/8=2.99kN·m 支座剪力Q=qln/2=4.65*2.16/2=5.022KN、判断截面类型:由于连系梁与板现浇,故采用T形截面计算(取下面三种情况,考虑最小值)a.按计算跨度l0考虑=l0/6=2270/6=380mmb.按梁肋净矩Sn考虑b+Sn/2=150+1100/2=700mmfcm(h0-/2)=11*380*100*(215-50)=68.97KN/m>Mmax=2.99KN/m故该г形截面为第一类г形截面(中和轴在翼缘内)。、配筋计算已知参数:fcm=11N/mm2,fy=210N/mm2,=380mm,h0=215mm计算公式:αs==2.99*106/(11*380*2152)=0.015=0.0156As==0.0156*11*380*215/210=67mm2按构造配筋选配钢筋ф6@200As=141mm2三、绘楼梯配筋图,见楼梯详图。第五部分框架的计算一、(1)框架单元计算图5-1框架计算单元(2)框架轴线尺寸底层柱高h=层高+室内外高差+200mm-0.5*梁高88
其它层柱高取层高3300mm。(3)初估框架梁柱尺寸a.按跨度确定梁L=5000mm,h=(1/8~1/12)L=(1/8~1/12)5000=625~420取h=500mm,b=(1/2~1/3)h=166~250mm,取b=250mm。故框架梁初选截面尺寸为b*h=250*500mm2,中间跨取250*400mm2b.按层高确定柱截面尺寸底层柱H=200+3300+600+450-0.5*500=4300mB=(1/15~1/20)H=195~260mm由于在地震区为了改善框架的抗震性能,增加其延性,故设计成强柱弱梁型(这样梁先产生塑性铰破坏小于柱产生的塑性铰破坏)初选柱截面尺寸为400*500mm2轴线尺寸如图5-2二、梁柱线刚度计算《混凝土结构设计规范》GB50010-2002规定,当梁柱整体现浇时考虑楼板与梁的共同作用:梁的惯性矩,中部框架梁I=2I0,边框架梁I=1.5I0(I0为矩形截面梁惯性矩)即:边跨梁Ib=2(bh3/12)=5.21*109mm4中跨梁Ib=1.5(bh3/12)=2*109mm4柱Ic=(bh3/12)=4.17*109mm4根据公式i=EI/L可得出梁柱的线刚度如下(E=Ec):梁iAB=5.21*109mm4/5000=7.23*105EiBC=2*109mm4/2400=8.33*105EiCD=5.21*109mm4/5000=7.23*105E柱:底层柱iA0A1=4.17*109mm4/4300=12.10*105E其它柱iAiAj=4.17*109mm4/3300=12.64*105E88
以iBC作为基准值,取iBC=1,算得其它各梁及柱的相对刚度见下图5-2图5-2框架轴线图三、荷载设计值的计算1、竖向荷载设计值的计算⑴、顶层恒载①由板传来的荷载分布如图G+Q=4.31+2.80=7.11KN/m88
图5-3连系梁上的荷载分布A.梯形荷载a=1800l=5000α==0.36板传来荷载恒载P=4.31*1.8=7.76KN/m活载P=2.8*1.8=5.04KN/m转化为矩形荷载得恒载P=(1-2α2+α3)P=0.787*7.76=6.11KN/m活载P=(1-2α2+α3)P=0.787*5.04=3.97KN/mB.三角形荷载P’=板传来荷载恒载P=4.31*1.2=5.17KN/m活载P=2.8*1.2=3.36KN/m转化为矩形荷载得恒载P’==3.23KN/m活载P’==2.10KN/m所以由板传来的荷载如下:恒载边跨g1=6.11*2=12.22KN/m中间跨g1=3.23*2=6.46KN/m活载边跨g1=3.97*2=7.94KN/m中间跨g1=2.10*2=4.20KN/m②主梁自重边跨:主梁截面250*500mm2,C20混凝土,20厚抹灰梁自重:1.2*0.25*(0.4-0.1)*25=3.00KN/m抹灰重:1.2*[(0.5-0.1)*2+0.25]*0.02*17=0.43KN/m中间跨:主梁截面250*400mm2,C20混凝土,20厚抹灰梁自重:1.2*0.25*(0.4-0.1)*25=2.25KN/m抹灰重:1.2*[(0.4-0.1)*2+0.25]*0.02*17=0.35KN/m③由连系梁传来的荷载(由于边跨与中间跨连系梁由板传来的荷载不同,故分别计算)A.由板传给连系梁的荷载边跨由板传给连系梁的荷载三角形荷载P=1.8*4.31=7.76KN/mP’=1.8*2.1=3.78KN/m恒载P===4.85KN/m活载P===2.36KN/m中间跨由板传来给连系梁的荷载是梯形荷载和三角形荷载之和梯形荷载a=1200l=3600α==0.33恒载P=4.31*1.2=5.17KN/m活载P=2.1*1.2=2.52KN/m转化为矩形荷载得恒载P=(1-2α2+α3)P=0.82*5.17=4.24KN/m活载P=(1-2α2+α3)P=0.82*2.52=2.06KN/m图5-488
.三角形荷载P’=恒载P=4.85KN/m活载P=2.36KN/m所以中间跨由板传给连系梁的荷载如下:恒载g1=4.24+4.85=9.09KN/m活载g1=2.06+2.36=4.42KN/mB.边跨女儿墙传给连系梁的荷载为女儿墙:240mm宽,900mm高,20mm厚素混凝土抹面,自重23KN/mg’=1.2*(0.24*0.9*18+0.04*0.9*23)=5.66KN/m综上得由连系梁传给主梁得荷载为:边跨(4.85+2.36+5.66+1.8+0.33)*3.6=54KN中间跨(9.09+4.42+1.80+0.33)*3.6=56.27KN⑵、标准层荷载设计值计算①由板传来的荷载分布如图G+Q=4.19+2.80=6.99KN/m图5-5连系梁上的荷载分布A.梯形荷载a=1800l=5000α==0.36板传来荷载恒载P=4.19*1.8=7.54KN/m活载P=2.8*1.8=5.04KN/m转化为矩形荷载得恒载P=(1-2α2+α3)P=0.694*7.54=5.23KN/m活载P=(1-2α2+α3)P=0.694*5.04=3.50KN/mB.三角形荷载P’=板传来荷载恒载P=4.19*1.2=8.80KN/m活载P=2.1*1.2=2.52KN/m转化为矩形荷载得恒载P’==3.14KN/m活载P’==1.58KN/m所以由板传来的荷载如下:88
恒载边跨g1=5.23*2=10.46KN/m中间跨g1=3.14*2=6.28KN/m活载边跨g1=3.50*2=7.00KN/m中间跨g1=1.58*2=3.16KN/m②主梁自重边跨:主梁截面250*500mm2,C20混凝土,20厚抹灰梁自重:1.2*0.25*(0.4-0.1)*25=3.00KN/m抹灰重:1.2*[(0.5-0.1)*2+0.25]*0.02*17=0.43KN/m中间跨:主梁截面250*400mm2,C20混凝土,20厚抹灰梁自重:1.2*0.25*(0.4-0.1)*25=2.25KN/m抹灰重:1.2*[(0.4-0.1)*2+0.25]*0.02*17=0.35KN/m所以总的自重为:边跨3+0.43=3.43KN/m中间跨2.25+0.35=2.60KN/m③由连系梁传来的荷载(由于边跨与中间跨连系梁由板传来的荷载不同,故分别计算)A.由板传给连系梁的荷载边跨由板传给连系梁的荷载三角形荷载P=1.8*4.19=7.54KN/mP’=1.8*2.1=3.78KN/m恒载P===4.71KN/m活载P===2.36KN/m中间跨由板传来给连系梁的荷载是梯形荷载和三角形荷载之和梯形荷载a=1200l=3600α==0.33恒载P=4.19*1.2=5.03KN/m活载P=2.1*1.2=2.52KN/m转化为矩形荷载得恒载P=(1-2α2+α3)P=0.82*5.03=4.12KN/m活载P=(1-2α2+α3)P=0.82*2.52=2.06KN/m图5-6.三角形荷载P’=恒载P=4.85KN/m活载P=2.36KN/m所以中间跨由板传给连系梁的荷载如下:恒载g1=4.12+4.85=8.97KN/m活载g1=2.06+2.36=4.42KN/mB.外墙墙重:240mm宽,2800mm高,20mm厚水泥粉刷墙面(自重0.36KN/m)g=[(3.3-0.5)*3.6-1.8*2.1]*0.24*18+(3.05*3.6-1.8*2.1)*0.02*17=33.55KN/m综上得由连系梁传给主梁得荷载为:边跨G=[33.55*1.2/3.6+(1.8+0.33)+(5.23+3.50)]*3.60=(11.18+2.13+8.73)*3.6=79.34KN中间跨G=[(19.53+29.53)/2+(3.14+1.58)]*3.6=(29.53+4.72)*3.6=123.30KN框架结构承受的荷载设计值见下表5-1:顶层边跨中间跨恒载(均布荷载)15.65KN/m9.06KN/m(集中力)54KN56.27KN88
活载7.94KN/m4.20KN/m标准层边跨中间跨恒载(均布荷载)13.89KN/m8.88KN/m(集中力)79.34KN123.30KN活载7.0KN/m3.16KN/m表5-12、水平风载的计算地面粗糙类别为C类,基本风压值为=0.3KN/m风载标准值按下式计算房屋总高度h<30m,查得βz=1.25主导风向:冬季多西北风,夏季多东南风,查《建筑结构荷载规范》GB50009-2001得体型系数μs=0.9-(-0.6)=1.5风压高度变化系数μz按C类地区查《建筑结构荷载规范》GB50009-2001表7.2.1得不同高度处得风压高度变化系数,见下表:风荷载标准值=1.25*1.5*0.3μz=0.5625μz计算结果见下表5-2:离地面高度Z0(m)3.757.0510.3513.6516.95μz0.740.740.740.740.78Wk0.420.420.420.420.44表5-2风荷载标准值为简化计算,将沿高度分布得风载简化为集中荷载,风别作用与楼面和屋面处(对某一楼面,取相邻上下各半层范围内分布荷载之和,并且该分布荷载按均布荷载考虑。)假设受荷面与计算单元同,则顶层:Fwk=3.6*(0.9+3.3/2)*0.44=4.04KN四层:Fwk=3.6*3.3*(0.44+0.42)/2=5.11KN三层:Fwk=3.6*3.3*(0.42+0.42)/2=4.99KN二层:Fwk=3.6*3.3*(0.42+0.42)/2=4.99KN底层:Fwk=3.6*[3.3*0.42+(3.3+0.45)*0.42]/2=5.33KN绘框架在风载作用下的荷载图如下:88
图5-7框架水平荷载分布图四、荷载作用下框架的内力分析(采用分层法)㈠、恒载作用下框架受荷简图及弯矩计算如图5-81、弯矩计算由于框架结构对称,荷载对称故取一半计算,计算过程及结果如下所示:①.梁的固端弯矩可按下面的方法求得注:左图中MAB=-ql2/12MBA=ql2/12左图中MCD=-ql2/388
图5-8恒载作用下框架的荷载图由此有:顶层:MA5B5=-ql2/12=-15.65*5*5/12=-32.6KN/mMB5A5=32.6KN/mMB5E5=-9.06*1.2*1.2/3=-4.35KN/m88
其它层:MAB=-ql2/12=-13.89*5*5/12=-28.94KN/mMBA=28.94KN/mMBE=-8.88*1.2*1.2/3=-4.26KN/m②.根据梁柱相对线刚度,算出各节点的弯矩分配系数μij,结点A5μA5B5=μA5A5=结点B5μB5A5=μB5B4=μB5E5=结点A4μA4B4=μA4A5=μA4A3=结点B4μB4A4=μB4E4=μB4B5=μB4B3=结点A1μA1B1=μA1A2=μA1A0=结点B1μB1A1=μB1B2=μB1B0=μB1E1=其它对称计算如下所示:88
分层法计算的假设:a.在竖向荷载作用下,框架的侧移值很小,可以忽略b.每层梁上的竖向荷载对其它各层梁的影响忽略故计算时,可将各层梁及其上、下层柱组成的框架作为一个独立的计算单元分层计算,计算中梁跨与层高不变。分层计算所得的梁弯矩即为其最终弯矩,而每一层柱的弯矩需由上、下两层计算所得的弯矩叠加而得到的。采用分层法计算内力时,假定上、下层柱的远端是固定的,但实际上是弹性支撑,有转角产生,故折减如下:①除底层柱外的其它柱线刚度乘以折减系数0.9,并取其传递系数为1/3。②底层柱不折减,传递系数取1/2。分层法适用于梁柱线刚度比大于等于3和荷载变化不大的规则框架结构。顶层框架计算:A5下柱右梁左梁上柱B5下柱右梁0.610.390.219 0.3430.438 -32.632.6 -4.35 -3.09-6.19 -9.69-12.3721.7713.926.96 21.77-21.77-1.52 -2.39-3.0531.85 -12.1-19.77 7.26 -4.03 88
四层框架计算:-3.95 A5-2.42 B5 上柱A4下柱右梁左梁上柱B4下柱右梁0.3790.3790.242 0.1640.2550.2550.326 -28.9428.94 -4.26 -2.02-4.05-6.29 -6.29-8.0511.73 11.737.493.75 -0.31-0.61-0.96 -0.96-1.220.12 0.120.080.04 11.85 11.85-23.7-0.01-0.01 -0.01-0.01 28.06-7.26 -7.26-13.54 A3 3.95B3 -2.42三层、二层同四层计算结果88
底层框架计算4.02 A2-2.46 B2 上柱A1下柱右梁左梁上柱B1下柱右梁0.3850.3690.246 0.1650.2580.2480.327 -28.9428.94 -4.26 -2.04-4.07-6.37 -6.12-8.0711.93 11.437.623.81 -0.32-0.64-1.00 -0.96-1.260.12 0.120.080.04 12.05 11.55-23.6-0.01-0.01 -0.01-0.01 28.07-7.38 -7.09-13.60 A0 5.78B0 -3.55绘恒载作用下框架的弯矩图如图5-91、恒载作用下框架的剪力计算88
根据简图和推导公式计算梁:柱:计算结果及剪力图见图5-101、恒载作用下框架的轴力计算(忽略梁所受的轴力)包括连系梁传来的荷载以及柱的自重柱的自重荷载设计值底层:1.2*(0.4*0.5*25.3.75)=22.5KN其它各层:1.2*(0.4*0.5*25*3.3)=19.8KN轴力以及框架的轴力图见图5-11㈡、活荷载作用下框架的内力计算活荷载作用下的框架内力计算用分层法。采用分层法计算内力时,假定上、下层柱的远端是固定的,但实际上是弹性支撑,有转角产生,故折减如下:①除底层柱外的其它柱线刚度乘以折减系数0.9,并取其传递系数为1/3。②底层柱不折减,传递系数取1/2。各层均考虑活荷载的最不利布置。活荷载的设计值=1.4*活荷载标准值活荷载作用下框架受荷简图如图5-12所示88
图5-12框架在活荷载作用下的内力图88
1、顶层计算单元(h=3.3m)为便于内力组合将荷载分跨进行计算⑴、顶层左边跨布置活荷载时,框架的内力计算及结果如图5-13所示绘顶层左跨布置活载时的内力图,如下图5-14所示图5-14顶层框架左边跨布置活载时的内力图⑵、顶层中间跨布置活荷载时,框架的内力计算及结果如图5-15所示绘顶层中间跨布置活载时的内力图,如下图5-16所示图5-16顶层框架中间跨布置活载时的内力图⑶、顶层右边跨布置活荷载时,框架的内力计算及结果如图5-17所示绘顶层右边跨布置活载时的内力图,如下图5-18所示88
图5-18顶层框架右边跨布置活载时的内力图(弯矩单位KN/m)1、标准层单元(h=3.3m)⑴、标准层左边跨布置活荷载时,框架的内力计算及结果如图5-19所示绘标准层左边跨布置活载时的内力图,如下图5-20所示图5-20标准层框架左边跨布置活载时的内力图(弯矩单位KN/m)⑵、标准层中间跨布置活荷载时,框架的内力计算及结果如图5-21所示绘标准层中间跨布置活载时的内力图,如下图5-22所示88
图5-22标准层框架中间边跨布置活载时的内力图(弯矩单位KN/m)⑶、标准层右边跨布置活荷载时,框架的内力计算及结果如图5-23所示绘标准层右边跨布置活载时的内力图,如下图5-24所示图5-24标准层框架右边跨布置活载时的内力图(弯矩单位KN/m)88
1、底层单元(h=3.75m)⑴、底层左边跨布置活荷载时,框架的内力计算及结果如图5-25所示绘底层左边跨布置活载时的内力图,如下图5-26所示图5-26底层框架左边跨布置活载时的内力图(弯矩单位KN/m)⑵、底层中间跨布置活荷载时,框架的内力计算及结果如图5-27所示绘底层中间跨布置活载时的内力图,如下图5-28所示图5-28底层框架中间跨布置活载时的内力图(弯矩单位KN/m)88
⑶、底层右边跨布置活荷载时,框架的内力计算及结果如图5-29所示绘底层右边跨布置活载时的内力图,如下图5-30所示图5-30底层框架右边跨布置活载时的内力图(弯矩单位KN/m)㈢、风荷载作用下框架的内力分析(采用D值法)反弯点法:多层多跨框架在风载或其它水平活载作用下,可简化为作用于框架节点的水平集中力。由于各层无节间荷载,各杆的弯矩图均是直线形,每根杆都有一个弯矩为零的点,这个点就叫反弯点。反弯点法的假设:①、确定各柱的反弯点位置时,假定除底层柱以外的其余各层柱,受力向上、下两端的转角相等。②、在进行各柱间的剪力分配时,认为各柱上、下端都不发生角位移,即梁与柱线刚度之比无限大。③、两端弯矩可由节点平衡条件求出。风荷载作用下框架的受力简图如图5-31所示1.求各柱剪力值计算公式及相关参数计算:①梁柱线刚度比k一般层,底层柱柱底固结时。②αc-节点转动影响系数(或称为两端固定时柱的抗侧移刚度的12ic/h2修正系数)一般层,底层柱柱底固结时88
③抗侧移刚度Dij④第i层第j根柱的剪力计算结果见表5-3各柱的剪力值图5-31风荷载作用下框架的荷载图88
表5-3各柱的剪力值杆件系数A4A5B4B5C4C5D4D5第五层0.5751.2931.2930.575=1.232(12ic/h2)αc0.2330.3930.3930.233D0.233(12ic/h2)0.393(12ic/h2)0.393(12ic/h2)0.233(12ic/h2)V0.731KN1.289KN1.289KN0.731KN杆件系数A3A4B3B4C3C4D3D4第四层0.5751.2931.2930.575=1.232(12ic/h2)αc0.2330.3930.3930.233D0.233(12ic/h2)0.393(12ic/h2)0.393(12ic/h2)0.233(12ic/h2)V1.66KN2.92KN2.92KN1.66KN杆件系数A2A3B2B3C2C3D2D3第三层0.5751.2931.2930.575=1.232(12ic/h2)αc0.2330.3930.3930.233D0.233(12ic/h2)0.393(12ic/h2)0.393(12ic/h2)0.232(12ic/h2)V2.56KN4.51KN4.51KN2.56KN杆件系数A1A2B1B2C1C2D1D2第二层0.5751.2931.2930.575=1.232(12ic/h2)αc0.2330.3930.3930.232D0.232(12ic/h2)0.393(12ic/h2)0.393(12ic/h2)0.232(12ic/h2)V3.46KN6.10KN6.10KN3.46KN杆件系数A0A1B0B1C0C1D0D1第一层0.5991.2871.2870.599=1.934(12ic/h2)αc0.4230.5440.5440.423D0.423(12ic/h2)0.544(12ic/h2)0.544(12ic/h2)0.423(12ic/h2)V5.35KN6.88KN6.88KN5.35KN88
2、各层柱反弯点高度y与柱高h之比=+Δη/+Δη上+Δη下式中――反弯点高度y与柱高h之比,反弯点高度y表示反弯点到柱下端的距离。――第i层反弯点高度比Δη/――主要考虑楼层位置和梁柱线刚度之比的影响,与总层数m、该柱所在的层数n、梁柱线刚度之比以及水平荷载作用的形式有关。查《混凝土结构设计原理》附表12.1、12.2、12.3列于表5-4中Δη上,Δη下――考虑上下层层高变化的修正系数各层柱反弯点高度如下表所示表5-4各柱的反弯点高度y与柱高h之比柱号A4A5B4B5C4C5D4D5第五层m=5n=5=0.575=0.29α1=1/1=1Δη/=0α3=1Δη上=Δη下=0=0.29=1.293=0.36α1=1/1=1Δη/=0α3=1Δη上=Δη下=0=0.36=0.36=0.29柱号A3A4B3B4C3C4D3D4第四层m=5n=5=0.575=0.35α1=1/1=1Δη/=0α3=1Δη上=Δη下=0=0.35=1.293=0.41α1=1/1=1Δη/=0α3=1Δη上=Δη下=0=0.41=0.41=0.35柱号A2A3B2B3C2C3D2D3第三层m=5n=5=0.575=0.44α1=1/1=1Δη/=0α3=1Δη上=Δη下=0=0.44=1.293=0.46α1=1/1=1Δη/=0α3=1Δη上=Δη下=0=0.46=0.46=0.44柱号A1A2B1B2C1C2D1D2第二层m=5n=5=0.575=0.50α1=1/1=1Δη/=0α3=1Δη上=Δη下=0=0.50=1.293=0.50α1=1/1=1Δη/=0α3=1Δη上=Δη下=0=0.50=0.50=0.50柱号A0A1B0B1C0C1D0D188
第一层m=5n=5=0.599=0.70α1=1/1=1Δη/=0α3=1Δη上=Δη下=0=0.70=1.287=0.62α1=1/1=1Δη/=0α3=1Δη上=Δη下=0=0.62=0.62=0.703、求风荷载作用下框架的内力值①.柱上端的弯矩柱下端的弯矩各柱端弯矩结果如下表表5-5风荷载作用下框架各柱端弯矩(表中弯矩单位为KN/m)A4A5B4B5C4C5D4D5第五层h=3.3=0.29V=0.731KNM上=0.731*3.3(1-0.29)=1.71KN/mM下=0.731*3.3*0.29=0.7KN/m=0.36V=1.289KNM上=1.289*3.3(1-0.36)=2.72KN/mM下=1.289*3.3*0.64=1.53KN/mM上=1.71M下=0.7M上=2.72M下=1.53A3A4B3B4C3C4D3D4第四层h=3.3=0.35V=1.66KNM上=3.56KN/mM下=1.92KN/m=0.41V=2.92KNM上=5.68KN/mM下=3.95KN/mM上=5.68M下=3.95M上=3.56M下=1.92A2A3B2B3C2C3D2D3第三层h=3.3=0.44V=2.56KNM上=4.73KN/mM下=3.72KN/m=0.46V=4.51KNM上=8.05KN/mM下=6.85KN/mM上=8.05M下=6.85M上=4.73M下=3.72A1A2B1B2C1C2D1D2第二层h=3.3=0.50V=3.46KNM上=5.71KN/mM下=5.71KN/m=0.50V=6.10KNM上=10.07KN/mM下=10.07KN/mM上=10.07M下=10.07M上=5.71M下=5.71A0A1B0B1C0C1D0D1第一层h=3.75=0..70V=5.35KNM上=6.01KN/mM下=14.03KN/m=0.62V=6.88KNM上=9.82KN/mM下=16.03KN/mM上=9.82M下=16.03M上=6.01M下=14.03②.梁端弯矩:先求出每个节点柱端弯矩之和,然后在按梁的线刚度分配注:左边风载作用下框架的内力与右边风载作用下框架内力数值相等,符号相反88
第五层:MA5B5=MA5A4=1.71KN/mMB5A5=MB5B4=1.27KN/mMB5C5=MB5B4=1.45KN/m第四层:MA4B4=MCD+MCB=0.70+3.56=4.26KN/mMB4A4=(MB4B5+MB4B3)=3.35KN/mMB4C4=(MB4B5+MB4B3)=3.86KN/m第三层:MA3B3=MA3A4+MA3A2=6.65KN/mMB3A3=(3.95+8.05)=5.58KN/mMB3C3=(3.95+8.05)=6.42KN/m第二层:MA2B2=MA2A1+MA2A3=3.72+5.71=9.43KN/mMB2A2=(6.85+10.07)=7.87KN/mMB2C2=(6.85+10.07)=9.05KN/m第一层:MA1B1=5.71+6.01=11.72KN/mMB1A1=(10.07+9.82)=9.25KN/mMB1C1=(10.07+9.82)=10.64KN/m③、绘各横梁与柱的内力图a、横梁的剪力值Q等于横梁两端弯矩之和除以横梁的计算跨度,本设计中横梁的计算跨度取柱轴线之间的距离。b、节点左右两端横梁的剪力之和即为该层柱的轴压力,逐层递加各层的轴压力,即可得到最终柱的轴压力。由此可绘出风载作用下框架的内力图,如图5-32所示1、风荷载作用下的侧移验算取刚度折减系数βc=0.85采用D值法计算框架的侧移,层间相对侧移88
框架的总侧移值为各层相对侧移之和,即=在风荷载标准值作用下砌体填充墙需满足以下条件:a、顶点侧移值b、层间侧移值(H――建筑高度h――第j层层高)风荷载标准值,侧移刚度值等于相对侧移刚度值乘以相对线刚度等于1.0时的截面刚度(=8.33*105ECmm3,Ec=2.55*104N/mm2)D=(ic为柱的线刚度)相对线刚度为1时,各柱(底层)(其它层)侧翼之及侧移限制如下表5-6位置∑Fwk(KN)(N/mm)△μ/h限制第五层4.045.06*0.0941/351061/500第四层9.155.06*0.2131/154931/500第三层14.145.06*0.3291/100301/500第二层19.135.06*0.4451/74161/500第一层24.465.84*0.4931/76061/500顶点1.5341/110501/650由表中可知顶层最大侧移和层间最大侧移均满足要求。五、荷载组合和内力组合对于多层框架上的荷载,恒载不变而活载出现有各种可能,但不会同时达到各自的最大值,故在计算各种荷载引起的结构最不利组合时可以适当折减。对于非震区的多层框架,有以下三种组合方式⑴恒载+活载⑵恒载+风载⑶恒载+0.85(活载+风载)在组合各种荷载内力时,风载分别考虑左风和右风,活载考虑最不利布置88
1、框架内力组合表框架横梁的活载最不利布置有以下三种a.边支座最大负弯矩和最大剪力以及边跨跨中最大弯矩b.中间跨跨中最大弯矩c.中间支座处最大剪力和最大弯矩考虑结构的对称性,计算时取一半为计算单元注:a.表中弯矩的单位为KN/m,剪力的单位为KN,b.组合项的编号按计算简图编号,其中框架在恒载作用下的内力图编号为①;顶层框架左、中、右跨分别布置活荷载时的内力图编号为②,③,④;标准层(二、三、四层)框架左、中、右跨分别布置活荷载时的内力图编号为⑤,⑥,⑦;底层框架左、中、右跨分别布置活荷载时的内力图编号为⑧,⑨,⑩;风载作用下框架的内力图编号为左风⑾,右风⑾/。内力组合如下表5-7~表5-112、控制截面及其最不利内力控制截面是指内力绝对值最大的截面,但是不同的内力不一定在同一截面达到最大值,一个构件可能同时有几个控制截面。⑴、框架梁(M,Q)的控制截面是支座截面和跨中截面支座截面产生Qmax和Mmax。,跨中截面产生+Mmax,有时也会产生负弯矩。Mb,Qb――柱边缘梁截面的弯矩和剪力M,Q――柱轴线处梁截面的弯矩和剪力b――柱截面的宽度g,q――作用于梁上的竖向均布恒载,活载值由表5-7~表5-11可知,除顶层横梁内力较小外,其余各层内力均相近,故取屋面及底层横梁作为控制值计算。88
计算结果如下表5-12~表5-13⑵、框架柱(M,Q,N)的控制截面是柱的上下两端柱子需要组合以下几种不利内力①.|M|max及其相应的Q,N②.Nmax及其相应的M,Q③.Nmin及其相应的M,Q④.|M|较大(不是最大),但N较小或者比较大框架柱内力组合结果如下表5-14~表5-181、各层框架内力组合见表5-19~表5-232、框架横梁的配筋计算、框架横梁正截面承载力计算框架横梁选用材料:C25混凝土fc=11.9N/mm2,fcm=13.5N/mm2。受力纵筋采用Ⅱ级钢筋fy=310N/mm2,箍筋、架立筋采用Ⅰ级钢筋fy=210N/mm2。采用单筋矩形截面公式:取h0=h-35(单排筋)架立筋选用2ø12框架横梁正截面承载力以及框架横梁截面配筋的计算如下表5-24所示:表中公式:,,As=表5-24截面支座A边跨跨中支座B左支座B右中跨跨中位置系数顶层M(KN/m)-45.2534.26-30.10-32.30-13.26其它层-59.7832.36-33.82-34.71-7.21顶层γs0.0650.0560.0430.0810.037其它层0.0850.0540.0480.0870.020顶层ξ0.0670.0600.0440.0850.038其它层0.0890.0560.0490.0910.020顶层As(mm2)276.000248.000182.000275.000123.000其它层367.000231.000202.000295.00065.000顶层截面配筋2Φ142Φ142Φ122Φ142Φ12其它层2Φ162Φ142Φ122Φ142Φ12顶层30830822630822688
实配钢筋面积(mm2)其它层402308226308226、框架横梁斜截面承载力计算AB梁:0.25fcbh0=0.25*11.9*250*465=345844N=345.84KN0.07fcbh0=0.07*11.9*250*465=96836N=96.84KNBC梁:0.25fcbh0=0.25*11.9*250*365=271469N=271.47KN0.07fcbh0=0.07*11.9*250*365=76011N=76.01KN比较0.25fcbh0及0.07fcbh0与框架横梁各截面最大剪力Qmax,Q/max的大小。结果如下表5-25所示截面系数支座A支座B左支座B右顶层Qmax(KN)41.41-69.5215.780.25fcbh0AB梁>Qmax>Qmax>QmaxBC梁>Qmax>Qmax>Qmax0.07fcbh0AB梁>Qmax>Qmax>QmaxBC梁>Qmax>Qmax>Qmax其它层Q/max(KN)57.32-60.9325.790.25fcbh0AB梁>Q/max>Q/max>Q/maxBC梁>Q/max>Q/max>Q/max0.07fcbh0AB梁>Q/max>Q/max>Q/maxBC梁>Q/max>Q/max>Q/max由上表中各横梁截面0.25fcbh0>Qmax(Q/max)故截面尺寸满足要求0.07fcbh0>Qmax(Q/max)故仅需按照构造配箍筋,本设计选配φ6@200的双肢箍、配筋率的验算:a、支座处>b、跨中>c、>(式中fyk――为钢筋强度标准值)88
均满足配筋率的要求1、框架柱的配筋计算柱的合理配筋0.5~2%构件的计算长度:《混凝土结构设计规范》规定受压柱的计算长度l0=1.0H(底层柱),l0=1.25H本设计中框架柱与框架横梁现浇故构件的计算长度取值如下表5-26、表5-27中所示。计算所用公式:a、附加偏心矩ea=0.12(0.3h0-e0)当e0≥0.3h0时取ea=1.0b、轴向力对截面重心的偏心矩c、初始偏心矩d、偏心矩增大系数e、偏心受压构件的截面曲率修正系数当>1.0时取1.0f、构件长细比对截面曲率的影响系数=1.15-0.01当<15时取1.0g、构件截面受压区的相对高度h、轴向力作用点至离N较远一侧钢筋合力点之间的距离i、受压钢筋As和受拉钢筋As/,为使设计As和As/总用钢量最少,取ξ=ξbh0故有,式中ξb=0.544h0=465mmas=as/=35mmfcm=13.5N/mm2注:当构件长细比≤8时,不考虑挠度对偏心矩的破坏时取=1.0判断大小偏压:按统计资料判断方法为>0.3时按大偏压配筋≤0.3时按小偏压配筋按大小偏压的适用条件大偏压的适用条件≤b小偏压的适用条件>b88
表中参数:b=400mmh0=465mmfcm=13.5N/mm2fy=310as=as/=35mmξb=0.544①、框架外柱的配筋计算计算公式如前所示,结果列于下表表5-26框架外柱的配筋计算位置二~五层底层组合|M|maxNmaxNmin|M|maxNmaxNmin判断偏心M40.77-19.0624.1330.61-8.99-4.46N102.51573.3690.42652.03718.76618.65e0(mm)397.7233.24266.8746.9512.517.210.3h0139.50139.50139.50139.50139.50139.50ea(mm)0.0012.770.0011.1115.2415.88ei=e0+ea(mm)397.7246.01266.8758.0627.7523.09l04.134.134.133.753.753.75l0/h8.268.268.267.507.507.50ζ2l0/h<15故ζ2=1.0ei/h00.8550.0990.5740.1250.0600.050ζ1ζ1=0.2+2.7ei/h0l0/h=7.5<8构件为端柱,取η=1.0η1.1431.2301.149η*ei454.5856.60306.5158.0627.7523.09ξ0.02690.15030.02370.17100.18850.1622判断偏心所有ξ<ξb=0.544故为大偏心受压构件e(e′)239.58321.6091.51323.06292.75288.0988
配筋计算ξ-0.5ξ²0.02650.13900.02340.15640.17070.1491As=As′-232-1217-205-1368-1494-1304①、框架内柱的配筋计算计算公式如前所示,结果列于下表表5-27框架内柱的配筋计算位置二~五层底层组合|M|maxNmaxNmin|M|maxNmaxNmin判断偏心M-27.7111.88-15.79-20.29-19.37-0.79N688.50791.09100.37879.99971.57847.23e0(mm)40.2515.02157.3223.0619.940.930.3h0139.50139.50139.50139.50139.50139.50ea(mm)11.9114.940.0013.9714.3515.57ei=e0+ea(mm)52.1629.96157.3237.0334.2916.50l04.134.134.133.753.753.75l0/h8.268.268.267.507.507.50ζ2l0/h<15故ζ2=1.0ei/h00.1120.0640.3380.0800.0740.035ζ1ζ1=0.2+2.7ei/h0l0/h=7.5<8构件为端柱,取η=1.0η1.2181.2831.160η*ei63.5638.43182.4937.0334.2916.50ξ0.27420.31500.04000.35050.38690.3374判断偏心所有ξ<ξb=0.544故为大偏心受压构件88
配筋计算e(e′)278.56303.43397.49302.03249.29281.50ξ-0.5ξ²0.23660.26540.03920.28900.31210.2805As=As′14371627227178619451728框架柱纵向受力筋的构造要求《混凝土结构设计规范》10.3.1规定:、混凝土一般采用C20(框架结构的梁板结构),C25、C30及更高(框架柱),不宜采用高强度钢筋。、截面尺寸:不小于250*250mm2,长细比l0/b≤30,l0/h≤25(b为柱的短边,h为柱的长边)。、d≥12mm,全部纵向筋的配筋率≤5%。、柱中纵向受力筋的净矩≥50mm、《建筑抗震设计规范》规定当建筑物抗震等级为四级时,ρmin=0.6%(中边柱)ρmin=0.8%(角柱)、纵向受力钢筋直径d≥12mm,一般在Φ12~Φ28之间柱中的钢筋数≥4根。、考虑施工支模方便,截面尺寸800mm以下取50mm的模数,800mm以上者取100mm的模数。所以,根据以上配筋截面的计算以及构造要求配筋如下:构造配筋的最大面积As+As/=0.008*400*465=1488mm2计算配筋的最大面积As+As/=1945mm2框架柱纵向受力筋统一配筋,故选用4Φ25(As+As/=1964mm2)满足所有要求。1、框架柱的抗剪承载力计算计算公式:a.偏心受压构件计算截面的剪跨比(《混凝土结构设计规范》7.5.12规定:当<1.0时,取=1.0;≥3.0时,取=3.0)b.防止斜压破坏,截面的验算公式V≤0.25fcbh0c.抗剪承载力计算公式d.《混凝土结构设计规范》7.5.13规定:当符合下述条件时,可以不进行斜截面承载力计算,仅按《混凝土结构设计规范》10.3.2的规定按构造配筋e.当N>0.3fcA时,取N=0.3fcA(A为构件的截面面积)。参数:fc=11.9N/mm2,b=400mm,h0=465mm88
计算结果如下表所示:表5-28框架柱的抗剪承载力计算系数项位置二~六层底层V(KN)-21.99 -21.10N(KN) 123.30 689.03λ=Hn/2h0 3.01>3.0取3.03.49>3.0取3.0 0.3fcA(KN)214.2>N,取N=123.30214.2<N,取N=214.2 0.25fcbh0553.35>V 553.35>V 106.93>V 113.36>V Asv(mm2)按构造配筋注:受压构件的构造要求、箍筋直径≥d/4,且≥6mm(d为纵向筋的最大直径)、箍筋间距≤400mm,且构件短边尺寸≤15d(d为纵向筋的最大直径)、纵向筋ρ≥3%时,箍筋直径需d≥8mm,间距≤10d且≤200mm根据以上计算结果以及构造要求,箍筋选用如下:加密区:φ8@100双肢箍,高度600mm纵筋搭接处:φ8@100双肢箍其余部分:φ8@200第六部分基础设计设计基础的荷载包括:①、框架柱传来的弯矩、轴力、剪力(可分别取设计底层柱的相应控制内力)②、基础自重,回填土自重88
设计思路:设计浅基础时,一般先确定基础埋深d,并初步选择底面尺寸,求得基底以下持力层的承载力设计值,验算p<f,并调整基础尺寸,直至满足设计要求为止。《建筑抗震设计规范》GB50011-2001中4.2.1规定地基受力层范围内不存在软弱粘性土层且不超过8层高度在25m以内得一般民用框架房屋可不进行天然地基及基础抗震承载力验算。一、荷载设计值1、外柱基础承受的上部荷载M=40.77KN*MN=718.76KNQ=-21.99KN2、内柱基础承受的上部荷载M=-27.71KN*MN=971.57KNQ=17.80KN从以上内力,初选材料及其强度等级如下:内外柱选择柱下独立基础,混凝土等级C20,fc=9.6N/mm2,fcm=11N/mm2,轴心抗拉强度设计值ft=1.10N/mm2。100mm厚的混凝土垫层,强度等级为C10,fc=5.0N/mm2,fcm=5.5N/mm2,轴心抗拉强度设计值ft=0.65N/mm2。钢筋等级Ⅰ级,fy=210N/mm2。《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002规定:基础钢筋直径d≥10mm,间距在100mm-200mm之间。当基础底层有混凝土垫层时,钢筋保护层厚度h0≥40mm,当无混凝土垫层时h0≥70mm。二、外柱独立基础的计算1、初拟基底尺寸①、选择基础埋深现浇柱的基础,当柱为轴心受压或小偏心受压时,基础高度h≥1200mm,当柱为大偏心受压时,基础高度h≥1400mmm,故选择基础埋深d=1500m。②、地基承载力的深度修正由于基础埋深d>0.5m,故地基承载力特征值按下式修正fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm=(d-0.5)式中ηbηd按基底下的土的类别查《建筑地基基础设计规范》表5.2.4,b取小于等于3m,则查表得ηb=0,ηd=1.2。γm=(16*1.0+18*0.5)/1.5=16.7KN/M3fa=180+1.2*16.7*(1.5-0.5)=200.04KN/M3>1.1fk=198KN/M3故取fa=200.04KN/M3、。③、基础底面尺寸先按中心荷载作用下计算基底面积由pk≥fa及pk=(Fk+Gk)/A得A≥N/(fa-γd)≥718.76/(200.04-20*1.5)≥4.23m2Fk――基础每米长度上的外荷载Gk――基础的自重和基础上的土重,Gk=γGAd选用矩形截面l:b=1.5,则由l*b=A得l=2.52mb=1.68m考虑偏心荷载作用,将地基承载力作深度修正,乘以折减系数ξ,得Pk≤ξfaξ=1.2/(1+6e/6)=1.2/(1+6*0.273/1.68)=0.61所以A≥N/(0.61fa-γGd)=718.76/(122.02-30)≥7.81m2取l=3.42mb=2.28m88
验证:a、pmax=p(1+6e/b)=(F+G)/A*(1+6e/b)=(718.76+30)/7.81*(1+6*0.273/2.28)=164.75KN<1.2fa=1.2*200.04=240KPa满足条件b、为保证基础不致过分倾斜,偏心矩需验算e=0.2735<b/6=2.28/6=0.38满足条件初选截面尺寸A=l*b=3.4*2.3=7.82m2b=2.3m<3.0m,故地基承载力不对宽度修正88
图7-1基础平剖面尺寸图(外柱)④、地基承载力验算W=bh2/6=2.3*3.42/6=4.43m2作用于基底中心的弯矩,轴力分别为M=40.77+21.99*1.1=64.96N=718.76KNPmax=(N+G)/A+M/W=(718.76+30)/7.82+64.96/4.43=95.25+14.66=110.41KNPmin=(N+G)/A-M/W=(718.76+30)/7.82-64.96/4.43=95.25-14.66=81.09KNPmax=110.41<1.2fa=1.2*200.04=240KPaPmin=81.09KPa>0p=(Pmax+Pmin)/2=(110.41+81.09)/2=95.25<fa=200.04KPa故承载力满足要求⑤、基础剖面尺寸采用台阶式独立基础构造要求:一阶台阶宽高比≤1.75,其余台阶宽高比≤1.0。⑥、冲切验算因为各台阶的宽高比符合规范要求,故只需验算最下一层变阶处Fl≤0.7βhpftamh0Fl=PsAl当基础偏心受力时,Ps可取用最大的地基反力设计值,常扣除基础自重及填土自重Ps=Pmax=N/A+M/W=718.76/7.82+14.66=106.57KPaβhp--受冲切承载力截面高度影响系数。h<800mm时,取βhp=1.0、ft――混凝土轴心抗拉强度设计值,ft=1.1N/mm3am――冲切破坏最不利一侧的计算长度,am=(at+tab)/2=(1500+2300)/2=1900mmh0――基础冲切破坏锥体的有效高度h0=400-35=365mmAl――考虑冲切荷载时所取的基底多边形的面积,即阴影部分ABCDEF的面积。Al=2.3(0.65-h0)-2*0.5*(0.4-0.365)(0.4-0.365)=2.3*0.285-0.035*0.035=0.486m2所以Fl=PsAl=106.57*0.468=49.92KN0.7βhpftamh0=0.7*1.0*0.65*1900*365=315.54KNFl<0.7βhpftamh0满足抗冲切要求1、基础底面配筋计算,以及抗弯计算的确定公式:MⅠ=1/12*a12[(2l+a’)(Pmax+P-2G/A)+(Pmax-P)*l]MⅡ=1/48*(l-a’)2(2b+b’)(Pmax+Pmin-2G/A)参数:a1――各截面到基底边缘处的距离l,b――基础底面边长88
Pmax=110.41KPaPmin=81.39KPaP――相应在截面处基础底面地基反力设计值,即平均地基反力设计值P=95.25KPaG=1.35Gk=1.35*γGAd=1.35*20*1.5=4.05KNa’,b’――上下台阶变换处的截面尺寸配筋计算公式Asx=MⅠ/0.9h0fy=MⅠ/201285Asy=MⅡ/0.9(h0-d)fy=MⅡ/189(h0-d)各截面配筋计算结果见下表7-1截面Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-ⅢⅣ-ⅣⅤ-ⅤⅥ-Ⅵa11.450.951.100.7250.650.40a"0.400.500.851.201.502.10b"0.500.401.200.852.101.50M1267.14116.21163.0373.9661.6124.97Asx1327577810367306124选配钢筋框架平面内选取As=Asx/2.3=578mm2/m实配钢筋Φ12@180As=628mm2MII195.53179.13160.66112.37103.0443.92Asy982900807565518221选配钢筋框架平面外选取As=Asy/3.4=289mm2/m实配钢筋Φ10@200As=393mm2一、内柱的计算1、初步确定基底尺寸①、选择基础埋深现浇柱的基础,当柱为轴心受压或小偏心受压时,基础高度h≥1200mm,当柱为大偏心受压时,基础高度h≥1400mmm,故选择基础埋深d=1500m。②、地基承载力的深度修正由于基础埋深d>0.5m,故地基承载力特征值按下式修正fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm=(d-0.5)式中ηbηd按基底下的土的类别查《建筑地基基础设计规范》表5.2.4,b取小于等于3m,则查表得ηb=0,ηd=1.2。γm=(16*1.0+18*0.5)/1.5=16.7KN/M3fa=180+1.2*16.7*(1.5-0.5)=200.04KN/M3>1.1fk=198KN/M3故取fa=200.04KN/M3、。③、基础底面尺寸先按中心荷载作用下计算基底面积A≥N/(fa-γd)≥1943.14/(200.04-20*1.5)≥11.42m2Fk――基础每米长度上的外荷载Gk――基础的自重和基础上的土重,Gk=γGAd考虑偏心荷载作用,面积扩大20%,即A’=1.2*11.42=13.7m2选用矩形截面l:b=1.5,则由l*b=A得l=5.6mb=2.8m则A’=2.8*5.6=15.68m2>13.7m2,满足要求88
验证:a、pmax=p(1+6e/b)=(F+G)/A*(1+6e/b)=(971.57+30)/15.68*(1+6*0.397/2.8)=118.22KN<1.2fa=1.2*200.04=240KPa满足条件b、为保证基础不致过分倾斜,偏心矩需验算e=0.2735<b/6=2.8/6=0.4667满足条件初选截面尺寸A=l*b=5.6*2.8=15.68m2b=2.8m<3.0m,故地基承载力不对宽度修正图7-2基础平剖面尺寸图④、地基承载力验算作用于基底中心的轴力N=971.57*2=1943.14KN由于内柱主要承受轴力,抗压,故可忽略弯矩的影响P=(N+G)/A=(1943.14+20*1.5)/15.68=125.84KPa<fa=200.04KPa88
满足要求⑤、基础剖面尺寸采用台阶式独立基础构造要求:一阶台阶宽高比≤1.75,其余台阶宽高比≤1.0。⑥、冲切验算土壤净反力Fl的计算Fl≤0.7βhpftamh0Pnmax=N/A=1943.14/15.68=123.93KPa边缘一阶处:h01=400-35=365mmbb=1.8+2*0.365=2.53mlb=4.3+2*0.365=5.03mFl=N-Pnmaxlbbb=1943.14-123.93*2.53*5.03=366.07KNam=(at+bt+2h0)/2=(1.8+4.3+2*0.365)/2=13.66m所以0.7βhpftamh0=0.7*1.0*1.1*1000*13.66*0.365=3839KNFl<0.7βhpftamh0满足要求中间一阶处:h01=500-35=465mmbb=1.8+2*0.465=2.73mlb=1.3+2*0.465=2.23mFl=N-Pnmaxlbbb=1943.14-123.93*2.73*2.23=1188.72KNam=(at+bt+2h0)/2=(1.8+1.3+2*0.465)/2=8.066m所以0.7βhpftamh0=0.7*1.0*1.1*1000*8.06*0.465=2885.88KNFl<0.7βhpftamh0满足要求1、基础底面配筋计算,以及抗弯计算的确定公式:MⅠ=1/12*a12[(2l+a’)(Pmax+P-2G/A)+(Pmax-P)*l]MⅡ=1/48*(l-a’)2(2b+b’)(Pmax+Pmin-2G/A)参数:a1――各截面到基底边缘处的距离l,b――基础底面边长Pmax=Pmin=P=123.93KPaG=1.35Gk=1.35*γGAd=1.35*20*1.5=4.05KNa’,b’――上下台阶变换处的截面尺寸配筋计算公式Asx=MⅠ/0.9h0fy=MⅠ/201285Asy=MⅡ/0.9(h0-d)fy=MⅡ/189(h0-d)各截面配筋计算结果见下表7-1截面Ⅰ-ⅠⅡ-ⅡⅢ-ⅢⅣ-ⅣⅤ-ⅤⅥ-Ⅵa11.351.201.050.900.650.50a"0.500.401.101.002.151.80b"0.400.501.001.101.802.15M1223.57173.75148.55107.5165.8537.20Asx1111863738534327185选配钢筋框架平面内选取As=Asx/2.8=397mm2/m实配钢筋Φ10@180As=436mm2MII159.65176.7395.94109.1915.7338.98Asy80288848254979196选配钢筋框架平面外选取As=Asy/5.6=159mm2/m88
实配钢筋Φ10@200As=393mm2第七部分参考资料:1.《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中国建筑工业出版社2.《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中国建筑工业出版社3.《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002中国建筑工业出版社4.《混凝土结构设计规范》GB50010-2002中国建筑工业出版社5.《建筑抗震设计规范》GB50011-2001中国建筑工业出版社6.《房屋建筑学》中国建筑工业出版社7.《简明混凝土结构设计手册》涂明等编著中国建筑工业出版社8.《混凝土结构原理》车宏亚主编天津大学出版社9.《混凝土结构设计原理》朱伯龙等编著同济大学出版社10.《地基及基础》第三版中国建筑工业出版社11.《混凝土结构》张丽华主编科学出版社12.《建筑结构》哈尔滨建筑工程学院编中国建筑工业出版社13.《结构力学教程》(I)龙驭球包世华主编高等教育出版社88
14.《混凝土结构施工图平法表示图集》中国建筑标准设计研究所出版15.《钢筋混凝土结构》(下册)天津大学等编中国建筑工业出版社16.《混凝土结构》(下册)彭少民主编武汉工业大学出版社88'