基本构件估算

1、2基本构件估算2.1设计概况本工程为六层框架结构建筑，主体高度为21m（含楼梯突出屋面塔楼部分），属多层建筑。多层建筑采用的结构可分为钢筋混凝土结构、钢结构、钢-钢筋混凝土组合结构等类型。根据不同结构类型的特点，正确选用材料，就成为经济合理地建造高层建筑的一个重要方面。经过结构论证以及设计任务书等实际情况，以及本建筑自身的特点，决定采用钢筋混凝土结构。在多层建筑中，抵抗水平力成为确定和设计结构体系的关键问题。多层建筑随着层数和高度的增加水平作用对多层建筑机构安全的起一定的控制作用，包括地震作用和风荷载，多层建筑的承载能力、抗侧刚度、抗震性能、材料用量和造价高低，与其所采用的机构体系又密切的相关

2、。不同的结构体系，适用于不同的层数、高度和功能。框架结构体系是由梁、柱构件通过节点连接构成， 既承受竖向荷载， 也承受水平荷载的结构体系。 这种体系适用于多层建筑及高度不大的高层建筑 （即：小高层建筑）。本建筑采用的是框架机构体系，框架结构的优点是建筑平面布置灵活，框架结构可通过合理的设计，使之具有良好的抗震性能；框架结构构件类型少，易于标准化、定型化；可以采用预制构件，也易于采用定型模板而做成现浇结构，本建筑采用的现浇结构。由于本次设计是住宅楼设计，要求有灵活的空间布置和一定的抗震等级，故采用钢筋混凝土框架结构体系。2.2设计资料建筑场地位于攀枝花市西区，地形较为平坦。勘探表明：场地地层由上

3、往下依次为：厚度为1.1m的杂填土层，杂填土层的承载力特征值fk=60kPa；厚度为1.7m的粉土层，粉土层的承载力特征值fk=120kPa；厚度为5m的昔格达土层，昔格达土层的承载力特征值fk=250kPa；本工程土层无地下水。依据建筑结构荷载规范（GB50009-2012）附录E.6.3可知，攀枝花地区50年一遇的基本风压值0=0.30kN/m2,本工程拟建建筑的场地类别为：n类，拟建房屋的所在地多遇地震，拟建建筑所在地的水平地震影响系数最大值/ax=0。8,建筑抗震设防类别为丙类，建筑抗震设防烈度7度（0.1g）,设计地震分组为第三组，抗震等级为三级，特征周期Tg=0.45s,底层室内主

4、要地坪标高为0.000,室外地坪-450mm。2.3框架结构布置原则框架结构布置时应符合以下几点布置原则：1、框架结构应设置成双向抗侧力体系；2、框架结构中，主体结构构件之间，除个别节点无法避免较接外，其余各构件节点不应采用较接；3、梁与柱的中线宜重合，若梁与柱由于建筑美观的考虑中线不重合，出现偏心距时，68度区抗震设计时不宜大于柱截面在该方向宽度的1/4,如大于柱截面在该方向宽度的1/4时，应采取水平加腋等措施予以加强，但须考虑柱偏心的影响。根据上述布置原则，本设计确定采用纵横框架承重方案，结构平面布置如图1-1所示，墙体采用混凝土空心小砌块作为隔墙材料，内外墙均为200mm；本设计中的楼梯

5、采用板式楼梯，基础采用：条形基础。2.3.1结构高宽比和结构规则性根据建筑抗震设计规范（GB500112010）第6.1.1条中表6.1.1规定对于框架结构7度区现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度为50m,本工程的最大高度 （含突出屋面楼梯间塔楼部分） 为21m,满足规范要求。根据建筑抗震设计规范（GB500112010）第3.4.3条中的表3.4.3-1的规定，本工程的属于平面规则性建筑。根据高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-201。第3.3.2条规定：框架结构7度区，结构的高宽比不宜超过4,本工程中的高宽比为21m/15.6m=1.35200mm,为防止梁产生剪切脆性破坏，梁的净跨度与截

6、面高度之比不宜小于4。楼层所有梁、板的混凝土的设计强度等级均采用：C25,所有柱的混凝土的设计强度等级均采用：C30o说明：根据混凝土结构施工图平法图集（11G101-1）混凝土结构的环境类别，因为拟建建筑地处攀枝花地区，攀枝花地区气候炎热干燥，室内环境干燥，且无侵蚀净水浸没环境，所以环境类别取为一类；而混凝土结构设计规范（GB500102010）中第8.2.1条表8.2.1混凝土保护层最小厚度中的规定：一类环境，板的最小保护层厚度为：15mm,梁、柱为：20mm,本工程中，板的保护层厚度取为：20mm,梁的保护层厚度取为30mm,柱的保护层厚度取为35mmoC25混凝土轴心抗压强度设计值为：

7、=11.9N/mm2；C30混凝土轴心抗压强度设计值为：fc=14.3N/mm2；主梁13、1518跨:hb=1/14-1/8L1=1/14-1/86300=450.00mm787.50mmbb=1/31/2hb=15000mm393.75mm主梁36、69、912、1215跨:hb=1/141/8L1=1/14-1/88100=579.57mm1012.50mmbb=(1/31/2hb=193.19mm506.25mm主梁A-B跨：hb=(1/141/8L1=(1/141/84800=342.86mm600.00mmbb=1/31/2hb=114.29mm300.00mm主梁BC、CD跨：h

8、b=1/141/8L1=1/14-1/85400=385.71mm675.00mmbb=1/31/2hb=128.57mm337.50mm考虑到施工方便因素，主梁的截面尺寸均统一，故将主梁截面宽度和截面高度统取值为：bb=300mm,hb=600mm,即bb乂hb=300mm乂600mm。综上所述，将主、次梁的截面尺寸汇总于表2-1,2-2。表 2-12-1 主梁的截面尺寸及各层的混凝土等级楼层混凝土强度等级横梁纵梁边梁中梁边梁中梁16层C25300M600300M600300M600300M600表 2-22-2 次梁的截面尺寸及各层的混凝土等级楼层混凝土强度等级一级次梁二级次梁阳台及卫生间

9、二级次梁16层C25250父500200X450200M400在混凝土结构中，框架柱所受的轴向力较大，柱的截面尺寸初选时，一般按照轴压比限值按公式2-2和公 式2 - 3估 算 。 柱 的 截 面 面 积 尺 寸 可 按 照 以 下 公 式 进 行 估 算 ：NV=BFgEN(2-2)式中：NV柱组合的轴压力设计值；考虑地震作用组合后柱轴力增大系数，边柱取1.3,不等跨内柱取1.25,等跨柱取1.2;n为验算截面以上楼层层数；F按简支状态计算的柱的负载面积；gE折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，框架结构中可以近似取1214kN/m2；Ac-NVMNIf(2-3)N欲确定的柱截面以上的楼层层

10、数；边柱:1.312.961310370.8514.3=126134rc2.76mm；中柱:Ac-31.212.96131070.8514.3=1164322.09mm。由此可得第一层柱的截面面积如下:Ac欲确定的柱截面面积；I小】一一框架柱的轴压比限值，一、二、三级抗震等级分别为0.65、0.75、0.85,非抗震设计取1.0;fc一一混凝土轴心抗压强度设计值。说明：依据上述公式确定柱边长，非抗震设计时柱的边长不宜小于 250mm,250mm,抗震设计时柱的边长不宜小于 300mm,300mm,圆柱截面直彳 5 5 不宜小于 350mm,350mm,柱的剪跨比宜大于 2,2,柱截面高宽比不宜

11、大于 3 3。各层的重力荷载代表值可以根据实际的荷载来计算，也可以近似取1214kN/m2，本设计中取gE=13kN/m2,由建筑抗震设计规范(GB500112010)第6.1.2条以及第6.3.6条可知，本设计中的框架结构的抗震等级为三级，轴压比限值K=0.85。1、各层框架柱估算：由结构平面布置图可知边柱以及中柱的负荷面积为：8.1m8.1m4.8m5.4mX222=41.31m;由此可得第一层柱的截面面积如下:边柱:一一_3_1.341.3113106Ac一一一一一2=344618.18mm2；一一_3_昂升A1.241.3113106中柱：Ac0.8514.32=318109.09mm

12、。若取柱的截面为正方形，则边柱和中柱的截面尺寸分别为：587mm父587mm和564mm父564mm。依据上述的计算结果， 边柱和中柱的截面高度很接近， 所以可统一按照中柱的截面尺寸来估算，故柱的截面尺寸为：600mmM600mm,A；=600mm父600mm=360000mm2344618mm2=Ac2、楼梯间柱估算：由结构平面布置图可知边柱以及中柱的负荷面积为：5.4m5.4m22.4m2.4m22=12.96m2；若取柱的截面为正方形，则边柱和中柱的截面尺寸分别为：355mm父355mm和341mm父341mm。依据上述的计算结果，边柱和中柱的截面高度很接近，所以可统一按照中柱的截面尺寸

13、来估算，考虑到楼梯间荷载较大，柱相应地应给予加强，故柱的截面尺寸为：22450mmM450mm,Ac=450mm父450mm=202500mm126134.76mm=Ac柱的截面尺寸取值如表2-3所示：表 2-32-3 柱的截面尺寸楼层柱截面尺寸16层600mm父600mm楼梯间柱450mm父450mm2.3.3框架结构计算简图框架结构是由横向和纵向框架组成的空间体系，通常近似地按两个方向的平面框架分别计算，本工程中为简化计算，只取Y向轴一幅框架为计算单元，如图3-1所示,计算简图由梁、柱轴线表示，梁、柱轴线取各自的形心线。底层柱计算高度从基础梁顶面（基础梁顶面距0.000的距离为0.55m+

14、0.45m=1m）取至一层楼板底面的高度。 即:h1=3.0m+1.0m=4.0m,26层柱的计算高度为3.0m,楼梯间突出屋面塔楼部分的柱计算高度为30m。当上、下柱截面发生改变时，取截面小的形心线进行整体分析，本工程上、下柱截面均相同，所以只对结构整体进行分析，且应考虑杆件偏心的影响。身一二图 2-12-1轴横向框架计算简2.4框架抗侧刚度计算本设计中混凝土梁分为底层框架梁和标准层框架梁，底层框架梁采用的是C35的混凝土，标准层框架梁采用的是C25的混凝土，框架柱分为底层框架柱和标准层框架柱，框架柱均采用的是C30的混凝土。C25混凝土弹性模量：Ec=280父104N/mm2；C30混凝土

15、弹性模量：Ec=3.00父104N/mm2；2.4.1梁的线刚度计算梁的线刚度可根据公式2-4进行计算:EcIbib二一一式中：ib梁的线刚度；Ec混凝土的弹性模量；L梁的计算跨度；Ib梁的截面惯性矩。对现浇楼面及装配整体式楼面，Ib可近似按表1-4计算梁截面惯性矩。表 2-42-4 梁截面惯性矩取值楼面做法中框架梁边框架梁(2-4)现浇楼面Ib=2.0IIb=1.5I装配整体式楼面Ib=1.5IIb=123,汪：表中，I。为矩形梁截面的惯性矩，I0=bbhb/12,bb为矩形梁截面宽度，hb为矩形梁截面高度，本设计中为现浇楼面，故按现浇楼面计算。在所取一幅框架中，梁为横梁，所以横梁的线刚度计

16、算过程见表3-2表 2-52-5 横梁的线刚度ib计算表层数 轴号Ec(N/mm2)bh(mmxmm)I0(mm4)L(mm)i0(Nmm)ib=1.5i。(Nmm)ib=2.0i0(Nmm)1AB42.80父104300区6005.4x10948003.15父10104.73父10106.30M010BC4280M10300M6005.4乂10954002.80父10104.20 x10105.60乂10106CD280M104300M6005.4x10954002.80父10104.20 x10105.60M0102.4.2柱的线刚度计算柱的线刚度可根据公式2-5进行计算:EcIch式中：ic柱的线刚度；Ec混凝土的弹性模量；h框架柱的计算跨度；Ic框架柱的截面惯性矩。根据高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-201。第5.2.2条规定：在结构内力与位移计算中，现浇楼盖和装配整体式楼盖中，梁的刚度可考虑翼缘的作用予以增大。近似考虑时，楼面梁刚度增大系数可根据翼缘情况取1.32.0。Ic=bch/12,悦为矩形梁截面宽度，hb为矩形梁截面高度，框架梁的线刚度计算过程见表2-6o表 2-6