现浇钢筋混凝土结构土木建设设计书

1 现浇钢筋混凝土结构 土木建设设计书 一 设地点：某市文化行政区临街一侧。 计资料 3000右。 级。 架结构为主。 3 4层为主。 计原始资料 级。 下 部分为二 地平整，三通已完成，主要建筑材料供应充足。 度四级 基承载力以 180 200kN/地下水。 季东南风，冬季西北风 ，风压 kN/地土条件 场地土为 ，钻探场地平坦。 上而下分布） （ 1）杂填土层： 重 3/19 （ 2）耕土：灰黑色、湿、厚 重 3/17 （ 3）粘土：褐黄棕褐色，中密，很湿，可塑状态，厚 2 重 3/19 （ 4）淤泥：浅灰深灰色，稍密，饱和，软塑流塑状态，厚 重 3/15 （ 5）粘土：灰黄色，中密，很湿，饱和，可塑硬塑状态，厚 6m，容重 3/19 （ 6）中砂层：中密，厚 5 8m。 （ 7）地下水位：地下 3建议基础放置在粘 土 二 结构布置方 案及结构选型 根据建筑功能要求以及建筑施工的布置图，本工程确定采用钢筋混凝土框架结构体系，框架梁、柱布置参见结构平面图。 构承重方案选择 根据建筑功能要求及建筑物可用的占地平面地形，横向尺寸较短，纵向尺寸较长，故把框架结构横向布置，即采用横向框架承重方案，具体布置详结构平面图（图 1）。施工方案采用梁、板、柱整体现浇方案。楼盖方案采用整体式肋形梁板结构。电梯井采用 构造柱加强 。楼梯采用整体现浇梁承式楼梯。基础采用柱下独立基础。 要构件选型及尺寸初步估算 主要构件选型 （）梁 板 柱结构形式：现浇钢筋混凝土结构 （）墙体采用： 普通烧结砖 （）墙体厚度：外墙 240墙 :240儿墙 240）基础采用：柱下独立基础 梁 柱截面尺寸估算 根据本项目房屋的结构类型、抗震设防烈度和房屋的高度查表可得本建筑的抗震等级为四级。楼板厚度取 120层梁、柱、板混凝土强度等级均为向受力钢筋采用 钢筋，其余钢筋采用 钢筋。 根据建筑平面布置确定结构平面布置图可知， 算结构尺寸时，楼面荷载近似取 12算。 （） 横向承重框架 : 3 梁的跨度（ 30007500考虑施工难度因素故采用等截面梁，取跨度较大者进行计算。 取 L=7500 h=(1/81/12)L=25 取 h=650 hl n 3121( 32516 取 b=300 满足 b200 b 400/2=200横向 框架梁初选截面尺寸为： bh=30050 1：结构平面布置图 （ 2）纵向承重框架： 取 L=7800 h=(1/81/14)L=97557 取 h=650hl n 3121( 32516 取 b=300纵向框架梁初选截面尺寸为： b h=300650（ 3）框架柱 : )201151()201151( 3300=22065b=(12/3)h 取 b=h 按轴力估算 :B C 列柱 : 12KN/ D 列柱 : 12KN/404 按轴压比验算 :此建筑抗震等级为四级， = 4 选 混凝土 N=、 C列柱： A、 D 列柱： 故初选柱截面尺寸为： A D 列柱及 B、 C列柱 ： b h=400400 确定结构计算简图 平面结构假定：认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力； 楼板在自身平面内刚性假定：在水平荷载作用下，框架之 间不产生相对位移； 由于结构体型规整，不考虑水平荷载作用下的扭转作用。 本设计基础选用柱下独立基础，基础顶面标高为 架的计算单元如图 1，假定框架嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨度等于柱截面形心轴线之间的距离。框架梁计算跨度： A B跨为7500B C跨为 3000C D跨 为 7500架柱高度：取底层为300503750、三、四层为 3=300此可绘出框架的计算简图，如图 2 所示。 柱截面特征值计算 由构件的几何尺寸、截面尺寸和材料强度，利用结构力学有关截面惯性矩及线刚度的概念计算梁柱截面的特征，如表 1 及表 2 所示： 柱惯性矩计算 计算： 横向框架梁： 49330 5 计算： 柱： 410332 柱线刚度计算 计算 ： 梁 412927 梁 412927 计算 首层柱 i 首 = 412927 i 其 = 412927 柱相对线刚度计算 取三四层内柱相对线刚度为 i 其 =1，则其余各杆件的相对线刚度为： 4 6.1 4 6.1 4 图 2：计算简图 四 荷载标准值计算 荷载标准值计算 面恒载 防水层（刚性） 30 厚 石混凝土 水层（柔性）三毡四油屋面防水层 0 厚 1:3 水泥沙浆找平层 20kN/ 0 厚水泥蛭石板保温层 6kN/ 80厚 1:8水泥炉渣找坡 14kN/ 0 厚 1:3 水泥沙浆找平层 20kN/ 7 120 厚现浇钢筋混凝土板 25kN/ 3kN/0 厚板底抹灰 20kN/ 计 面恒载 水磨石地面 浇钢筋混凝土板 25kN/ 底抹灰 20kN/ 计 梁自重 自重 （ 25 kN/侧 )抹灰 m 合计 m 自重 自重 25 kN/m =4kN/m 柱侧抹灰 17kN/ 0.4 m 4=m 合计 kN/m 自重及两面抹灰 （ 1）女儿墙自重： 自重 25 kN/12kN/m 两面抹灰 m 合计 12.8 kN/m （ 2）外纵墙自重： 标准层 纵墙 18 kN/ m 铝合金窗 m 内墙面 20 厚抹灰 20 kN/m 3 kN/m 水刷石外墙面 m 合计 kN/m 首层 纵墙 18 kN/ m 8 铝合金窗 m 内外墙面各 20 厚抹灰 20 kN/.8 kN/m 合计 m 内纵墙自重 首层 纵墙 18 kN/ m 两侧墙面各 20 厚抹灰 20 kN/kN/m 合计 m 标准层 纵墙 18 kN/ m 两侧墙面各 20 厚抹灰 20 kN/kN/m 合计 kN/m 隔墙自重 首层 隔墙 m 铝合金窗 m 两侧墙面各 20 厚抹灰 20 kN/.8 kN/m 合计 m 标准层 隔墙 9.8 kN/ m 铝合金窗 m 两侧墙面各 20 厚抹灰 20 kN/kN/m 合计 m 载标准值计算 面及楼面荷载 由荷载规范查表可得：不人屋面为 2kN/公室，会议室楼面为 2.0 kN/走廊楼面为 2.5 kN/合考虑活动隔墙及二次装修，楼面活荷载标准值均取为 3.0 kN/ 面雪荷载标准值 9 kN/kN/面雪荷载与活荷载不同时考虑，取两者中较大者，即取 2kN/ 荷载标准值 为了简化计算，作用在外面上的风荷载可近似用作用在屋面梁和楼面梁处的等效集中荷载替代。作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值： (hi+：基本风压。 kN/ Z：风压高度变化系数，因为建筑建于有密集建筑群的城市市区，所以地面粗糙度为 S：风荷载体型系数，根据建筑物的体型查得 S= Z：风振系数，基本自振周期对于钢筋混凝土框架结构可用 算，约为 考虑风压脉动对结果发生顺风向风振的影响 Z=1+ / Z 层柱高 层柱高，对顶层为女儿墙高度的两倍。 B：迎风面的宽度， B= H：建筑总高度， H= 计算过程见表 3： 表 3 集中风荷载标准 值 离地高度z/m Z Z S kN/i/m Hj/m ：计算建筑的振型系数时，取 H=14m，查表可得 = = 五 风荷载作用下的位移验算 侧移刚度的计 算见表 4表 5。 风荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算： 10 表 4 横向首层 D 值的计算 构件名称 )/(122 9445 9435 9435 9445 D 19445943537760kN/m 表 5 横向标准层 D 值的计算 构件名称 2 )/(122 200 24897 8179 8179 4897 D 24897817946152kN/m 式中 第 第 -第 第一层的层间侧移值求出以后，就可以计算各层楼板标高处的侧移值的顶点侧移，各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层侧移之和。顶点侧移是所有各层层间侧移之和。 第 j 层侧移 jj 顶点侧移 nj 框架在风荷载的作用下侧移计算表见表 7： 11 表 7 风荷载作用下框架侧移计算 层次 Wj/kN D (kN/m) nj =算侧移 : 层间侧移最大值： 1/148751/550(满足要求 ) 六 竖向荷载下框架受荷总图 为简化计算，楼面荷载分配等效为均布 荷载（如附图 1） . 短向分配： 5 长向分配： )2()2(21 32 12 图 3 标准层板传荷载示意图 计算 屋顶层梁： 恒载 : 屋面板传给梁： 2=m 梁自重： kN/m 合计： kN/m 活载 2=m 二、三层梁： 恒载 楼面板传给梁： 2=m 附图 1 13 隔墙 kN/m 梁自重： kN/m 合计： kN/m 活载 2=m 一层梁： 恒载 楼面板传给梁： 2=m 隔墙 kN/m 梁自重： kN/m 合计： m 活载 2=m 屋顶层梁： 恒载 屋面板传给梁： kN/m 梁自重： kN/m 合计： m 活载 k N / m 二、三层梁： 恒载 楼面板传给梁 kN/m 14 隔墙 kN/m 梁自重： kN/m 合计： m 活载 kN/m 一层梁： 恒载 楼面板传给梁 kN/m 隔墙 kN/m 梁自重： kN/m 合计： 25. 33kN/m 活载 kN/m 计算 横向框架柱上集中荷载计算 、 1/1/2、 1/3轴之间）荷载 屋顶层： 恒载 板传梁： m 梁自重： kN/m 合计： m 活载 m 二、三层： 恒载 板传梁： 15 m 隔墙 kN/m 梁自重： kN/m 合计： m 活载 m 一层： 恒载 板传梁： 1. 2 m 隔墙 kN/m 梁自重： 2. 95 kN/m 合计： m 活载 m 1/B、 1/1/2、 1/3轴之间）荷载 恒载： 屋顶层 9. 28 、三层 层 载： 屋顶层 、三层 层 1/2及 1/3轴上 屋顶层： 16 恒载 屋面板传给梁： 2=kN/m 梁自重： 3. 20 kN/kN/m 活载 2=kN/m 二、三层： 恒载 楼面板传给梁： 2=kN/m 隔墙 kN/m 梁自重： 3. 20 kN/m 合计： kN/m 活载 2=kN/m 一层： 恒载 楼面板传给梁： 3. 55 2=10. 30kN/m 梁自重： m 合计： m 活载 2=kN/m 1/2及 1/3轴上 恒载： 17 屋顶层 、三层 层 2.4 载： 屋顶层 、三层 层 1/2及 1/3 轴上 屋顶层： 恒载 屋面板传给梁： kN/m 梁自重： kN/m 合计： m 活载 kN/m 二、三层： 恒载 楼面板传给梁 kN/m 隔墙 kN/m 梁自重： 3. 20 kN/m 合计： m 活载 kN/m 一层： 恒载 18 楼面板传给梁 kN/m 梁自重： kN/m 合计： m 活载 kN/m 1/2及 1/3轴上 梁端剪力 恒载： 屋顶层 6. 9 、三层 6. 9 18. 82+层 6. 9 11. 92+载： 屋顶层 6. 9 、三层 6. 9 4. 33+层 6. 9 4. 33+ A、 1/2、 1/3轴之间）荷载 屋顶层： 恒载 屋面板传给梁： kN/m 女儿墙自重 kN/m 梁自重： kN/m 合计： 24. 90kN/m 跨中集中荷载 载 kN/m 跨中集中荷载 19 三层： 恒载 楼面板传给梁 kN/m 外纵墙自重 kN/m 梁自重： 6. 45 kN/m 合计： 16. 66kN/m 跨中集中荷载 载 kN/m 跨中集中荷载 层： 恒载 楼面板传给梁 kN/m 外纵墙自重 kN/m 梁自重： 45 kN/m 合计： 15. 21kN/m 跨中集中荷载 载 kN/m 跨中集中荷载 层： 恒载 楼面板传给梁 kN/m kN/m 20 外纵墙自重 kN/m 梁自重： 6. 45 kN/m 合计： m 跨中集中荷 载 载 kN/m 跨中集中荷载 B、 1/2、 1/3轴之间）荷载 屋顶层： 恒载 屋面板传给梁： 1. 2=m 梁自重： kN/m 合计： m 跨中集中荷载 载 0. 5 m 跨中集中荷载 、三层： 屋面板传给梁： kN/m 隔墙 kN/m 梁自重： kN/m 合计： m 跨中集中荷载 21 活载 3. 00 kN/m 跨中集中荷载 层： 恒载 屋面板传给梁： kN/m 隔墙 kN/m 梁自重： kN/m 合计： m 跨中集中荷载 载 3. 00 kN/m 跨中集中荷载 柱集中荷载计算 轴相交柱及 轴相交柱集中荷载 恒载 屋顶层： kN/m 2m 2+层： kN/m 2m 2+自重 kN/m 层： kN/m 2m 2+自重 kN/m 层： kN/m 2m 2+自重 kN/m 4. 2m=15. 96 22 柱自重 kN/m 载 屋顶层： kN/m 2m 2+3.5 层： kN/m 2m 2+层： kN/m 2m 2+层： kN/m 2m 2+轴与 3轴相交柱及 轴相交柱集中荷载 恒载 屋顶层 ： kN/m 2m 2+、三层： kN/m 2m 2+自重 kN/m 层： kN/m 2m 2+自重 kN/m 4. 2m= kN/m 载 屋顶层： kN/m 2m 2+、二、三层： kN/m 2m 2+23 图 4 3 轴框架竖向恒载 24 图 5 3 轴框架竖向活载 七 框架内力计算 为简化计算，考虑如下几种单独受荷情况： （） 恒载作用； （） 活载作用于 （） 活载作用