liming计算书

1、 华北水利水电学院毕业设计 第 PAGE 74 页 共 NUMPAGES 74 页结构计算书1设计资料1.1 工程名称：郑州市某幼儿园1.2 地 点：郑州市城区1.3 工程概况：建筑高度为16.500m，共四层局部三层，室内设计标高0.000室外高差0.45m，具体见平面布置图及剖面图。1.4 材料选用：混凝土：C30；钢 筋：纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB335，其余采用热轧钢筋HPB235；墙 体：外墙、分户墙均采用加气混凝土砌体，其尺寸为 重度 ；门： 木门，； 窗：钢塑窗，；玻璃门，。 1.5 楼面作法：楼板顶面为水磨石地面，楼板底面为15mm厚白灰砂浆天花 抹 面，外加V型轻钢龙骨吊

2、顶。 1.6 屋面作法：现浇楼板上依次铺20mm厚水泥砂浆找平层、300mm厚水泥 珍珠制品隔热找平层、20mm厚水泥砂浆找平层和SDC120复合卷材，下 面依次为15mm厚白灰砂浆天花抹面和V型轻钢龙骨吊顶。 1.7 基本风压：o=0.45KN/m2(地面粗糙度属C类)。 基本雪压：S0=0.4KN/m2。 1.8 抗震设防烈度：七度（0.2g）第二组，框架抗震等级为二级。 活荷载：上人屋面活荷载2.0KN/m2，办公室楼面及走廊活荷载2.0KN/m2, 2 梁、柱截面尺寸的几计算本建筑采用大开间，为了使结构的整体刚度较好，屋面、楼面、楼梯等采用现浇结构，基础为柱下独立基础。结合本建筑的平面

3、、立面和剖面情况，本幼儿园的平面结构布置图如图2.1所示。本建筑的柱距为。根据结构平面布置，本建筑除个别板为单向板外，其余均为双向板。双向板的厚度，本建筑的楼面板和屋面板的厚度均取。2.1 框架横梁截面尺寸框架横梁截面高度，截面宽度，本结构中取mm，。纵向框架梁和横向L-1的截面均取和框架横梁相同。2.2 框架柱截面尺寸 本建筑抗震设防烈度为7度， 取=1.25 =4 = 公式中：柱横截面面积，取方形时，边长为；验算截面以上楼层层数；验算柱的负荷面积；混凝土轴心抗压强度设计值； 初步确定柱的尺寸为。框架梁、柱编号和截面尺寸如图2.1所示，为了简化施工，各柱截面从底层到顶层不改变。图2.1 结构

4、平面布置图2.3 确定框架计算简图图2.1所示的框架结构体系纵向和横向均为框架结构，是一个空间结构体系理应按空间结构进行计算，但是，本计算只作横向平面框架计算。纵向平面框架的计算方法与横向相同，故在此从略。本建筑中，横向框架的间距均为，荷载基本相同，可选用一榀框架进行计算与配筋，其余框架可参照此榀框架进行配筋。现以B轴线的KJ-B为计算单元。框架的计算单元如图2.1所示。框架柱嵌固于基础顶面,框架梁与柱刚接。对于各层柱的截面尺寸不变,故梁跨等于柱截面型心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面,室内外高差为-0.45m,基础顶面至室外地坪取-0.65m,故基础顶标高至+0.000的距离定

5、为-1.10m,二层楼面标高为3.6m,故底层柱高为4.7m,其余各层柱高从楼面算至上一层楼面(即层高),故二三层为3.6m,顶层为4.5m由此可绘出框架的计算简图如图2.2所示。2.4 框架梁柱的线刚度计算由于楼面板与框架梁的混凝土一起现浇,对于中框架梁取I=2I左梁跨:中跨梁: 右跨梁: 底层柱: 中间层柱:顶层柱: 令,则其余各杆件的相对线刚度为: 图2.2 框架梁柱的计算简图框架梁柱的相对线刚度如图1.2所示,作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据。3 荷载计算 为了使今后的内力组合便于计算,荷载计算宜按标准值计算3.1 恒载标准值计算3.1.1 屋面屋面:刚性防水屋面 2.34KN/结

6、构层:100厚现浇钢筋混凝土板 0.125=2.5KN/抹灰层:10厚混合砂浆 0.17KN/合计 5.013.1.2 各层走廊楼面楼面:水磨石楼面 0.65 KN/结构层:100厚现浇钢筋混凝土板 0.125=2.5KN/抹灰层: 10厚混合砂浆 0.17KN/合计 3.32 KN/3.1.3 标准层楼面楼面:水磨石楼面 0.65 KN/结构层:100厚现浇钢筋混凝土板 0.125=2.5KN/抹灰层: 10厚混合砂浆 0.17KN/合计 3.32 KN/3.1.4 梁自重自重 250.2(0.40.1)=1.5 KN/m抹灰层: 10厚混合砂浆 (0.4-0.1+0.2)20.14=0.1

7、7KN/m合计 1.67 KN/m3.1.5 柱自重自重 250.40.4=4 KN/m抹灰层:10厚水泥砂浆 0.010.4417=0.27 KN/m合计 4.27 KN/m3.1.6 外纵横墙自重顶层:纵墙 2.40.255.5=3.3 KN/m钢塑窗 0.351.5=0.525 KN/m水刷石外墙面 (4.5-1.5)0.5=1.5KN/m水泥砂浆内墙面 (4.5-1.5)0.36=1.08 KN/m合计 6.405KN/m标准层:纵墙 1.50.255.5=2.06 KN/m钢塑窗 0.351.5=0.525 KN/m水刷石外墙面 (3.6-1.5)0.5=1.05 KN/m水泥砂浆内

8、墙面 (3.6-2.1)0.36=0.756 KN/m合计 4.39 KN/m底层:纵墙 (4.7-2.1-0.6-0.4)0.55.5=2.89KN/m钢塑窗 0.351.5=0.525 KN/m水刷石外墙面 (3.6-1.5)0.5=1.05 KN/m水泥砂浆内墙面 (3.6-1.5)0.36=0.756 KN/m合计 5.22KN/m3.1.7 内纵横墙自重标准层:纵墙 (3.6-0.6)0.25.5=3.3 KN/m水泥砂浆内墙面 (3.6-0.6)0.362=2.16 KN/m合计 5.46 KN/m顶层:纵墙 (4.5-0.6)0.25.5=4.29 KN/m水泥砂浆内墙面 (4.

9、5-0.6)0.362=2.81 KN/m合计 7.1 KN/m3.2活荷载标准值计算3.2.1 屋面和楼面活荷载标准值由建筑结构荷载规范查得上人屋面 2.0 KN/楼面: 教室 2.0 KN/走廊 2.0 KN/3.2.2雪荷载标准值 屋面活荷载与雪荷载不同时考虑,两者中取较大值。3.4 竖向荷载计算 确定板传递梁的荷载时,要一个板区格一个板区格地考虑.区分此板区格是单向板还是双向板.本建筑楼面荷载地传递示意图如图3.1所示。 图3.1 板传荷载示意图3.4.1 （9）（10）轴间框架梁屋面板传给梁的荷载恒载: 活载: 楼面板传给梁的荷载恒载: 活载: 梁自重标准值: （9）-（10） 轴间

10、框架梁均布荷载为: 屋面梁 恒载=梁自重+板传荷载= 活载=板传荷载=楼面梁 恒载=梁自重+板传荷载=活载=板传荷载=3.4.2 （10）-（11）轴间框架梁屋面板传给梁的荷载恒载: 活载: 楼面板传给梁的荷载恒载: 活载: 梁自重标准值: B-C轴间框架梁均布荷载为: 屋面梁 恒载=梁自重+板传荷载= 活载=板传荷载=楼面梁 恒载=梁自重+板传荷载= 活载=板传荷载=3.4.3（ = 11 * Arabic 11）（12）轴间框架梁由于对称关系,（11）（12）轴间框架梁均布荷载与（9）（10）轴间框架梁均布荷载相同,所以:（11）（12）轴间框架梁均布荷载为: 屋面梁 恒载=梁自重+板传荷

11、载= 活载=板传荷载=楼面梁 恒载=梁自重+板传荷载=活载=板传荷载=3.4.4 （9）轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱恒载=女儿墙自重+梁自重+板传荷载=（1.67+3.46)4.5+13.39+=57.6KN顶层柱活载=板传荷载=13.78 KN三层柱恒载=梁自重+墙自重+板传荷载=4.5(1.67+6.41)+8.87+3.321.53+0.53.321.53=59.24 KN三层柱活载=板传荷载=13.78 KN标准层柱恒载=梁自重+墙自重+板传荷载=4.5(1.67+4.39)+8.87+9.34+4.67=50.15KN标准层柱活载=板传荷载=13.78 KN基础顶面恒载=底层内纵墙自

12、重=（2.0+5.22）4.5=32.49KN3.4.5（10）轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱女儿墙自重(做法:墙高,混凝土压顶)顶层柱恒载= 梁自重+板传荷载 =顶层柱活载=板传荷载 三层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载 =三层柱活载=板传活载 标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载 =标准层柱活载=板传活载 基础顶面恒载=梁自重+底层外纵墙自重 =（2.5+5.46）4.5=35.82 KN3.4.6 （11）轴柱纵向集中荷载的计算根据结构的对称关系得出（11）轴柱纵向集中荷载与（10）轴柱纵向集中荷载相同。所以:（11）轴柱纵向集中荷载为:顶层柱恒载=79.32KN顶层柱活载=22.44K

13、N三层柱恒载=81.29KN三层柱活载=22.44KN标准层柱恒载=69.38KN标准层柱活载=22.44KN基础顶面恒载=35.82KN3.4.7 （12）轴柱纵向集中荷载的计算（12）轴柱纵向集中荷载与（9）轴柱纵向集中荷载相同。所以:（12）轴柱的纵向集中荷载为:顶层柱恒载=57.6KN顶层柱活载=13.78KN三层柱恒载=59.24KN三层柱活载=13.78KN标准层柱恒载=50.15KN标准层柱活载=13.78KN基础顶面恒载=32.49KN框架在竖向荷载作用下的受荷总图如图2.2所示(图中数值均为标准值)。由于（9）（10）轴线梁的外边线都与柱的外边线齐平,故轴上的竖向集中荷载与柱

14、轴线偏心,偏心距为。 图3.2 竖向受荷总图4 框架柱抗侧刚度D计算4.1横向D值的计算过程和结果见表4.1、 4.2和表4.3。 横向顶层D值计算 表4.1构件名称数量(9)轴柱0.363029618174(10)轴柱0.6055090525450(11)轴柱 0.6055090525450(12)轴柱0.363029618174D=87248KN/m 横向二三层D值的计算 表4.2构件名称数量(9)轴柱0.315080630480(10)轴柱0.579340546700(11)轴柱0.579340546700(12)轴柱0.315080630480D=154360KN/m 横向底层D值的计

15、算 表4.3构件名称数量(9)轴柱0.3682718616308(10)轴柱0.6364697523485(11)轴柱0.6364697523485(12)轴柱0.3682718616308D=79586KN/m5 竖向荷载作用下的内力分析5.1 重力荷载代表值的计算屋面处重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5雪荷载标准值楼面处重力荷载标准值=结构和构配件自重标准值+0.5楼面活荷载标准值其中结构和构配件自重取楼面上、下各半层高范围内(屋面处取顶层的一半)的结构和构配件自重。5.1.1 屋面处的重力荷载标准值的计算女儿墙的重力荷载标准值屋面板结构层及构造自重标准值顶层上半层的墙重: 5

16、.1.2 四层楼面处重力荷载标准值计算 5.1.3 二三层楼面处重力荷载标准值计算 5.1.4底层楼面处重力荷载标准值计算 5.1.5顶层雪荷载标准值计算5.1.6楼面活荷载标准值计算 5.1.7总重力荷载代表值的计算屋面处: =屋面处结构和构配件自重+0.5雪荷载标准值 四层楼面处: =楼面处结构和构配件自重+0.5楼面活荷载标准值 二三层楼面处: =楼面处结构和构配件自重+0.5楼面活荷载标准值 底层楼面处:=楼面处结构和构配件自重+0.5楼面活荷载标准值 6 水平地震作用下的内力分析本建筑物的高度为15m40m,以剪切变形为主,且质量和刚度沿高度均匀分布,故可采用底部剪力法计算水平地震作

17、用。结构基本自振周期有多种计算方法。下面用假想顶点位移法进行计算。用假想顶点位移T计算结构基本自振周期。现列表计算假想顶点位移(表6.1)。假想顶点侧移T计算结果 表6.1层次42079.722079.728472.880.02380.198432161.984241.71543600.02750.174622041.886283.581543600.04070.147112188.78472.88795860.01060.1064结构基本自振周期考虑非结构墙影响折减系数=0.6,则结构的基本自振周期为: T=1.7=1.70.6=0.45s6.1 多遇水平地震作用计算本工程所在地区抗震设防烈

18、度为7度,场地土为II类,设计地震分组为第二组,查抗震设计规范得:=0.08 =0.35s由于, 故 =式中 衰减系数,在的区间取0.9; 阻尼调整系数,取1.0。纵向地震影响系数: =(0.35/0.45)0.90.08=0.0638=0.451.4=0.49s,不考虑顶部附加水平地震作用的影响。对于多质点体系,结构底部总纵向水平地震作用标准值: 如图6.1所示。图6.1 楼层水平地震作用标准值（单位kN）质点的水平地震作用标准值,楼层地震剪力及楼层层间位移的计算过程和结果见表6.2。水平地震作用标准值、楼层地震剪力和楼层层间位移的计算 表6.2层(KN)(m)(KN)(KN)(m)4207

19、9.9216.434107.487069.5175.48175.48872480.0020132161.9811.925727.687069.5132.36307.851543600.0019922041.888.316947.687069.587.19395.041543600.0025612188.74.710286.987069.552.92447.95795860.00562楼层最大位移与楼层层高之比:1.0,取=1.0为使配筋最经济，使（+）最小，令 最小总配筋率根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）表6.3.8-1查得，故，查混凝土结构设计原理（同济大学出版社）附表16，

20、横向每侧实配3 20（），另两侧配构造筋3 18。底层中柱： 为大偏压,选用大小的组合,最不利组合为在弯矩中由水平地震作用产生的弯矩设计值75%,柱的计算长度取下列二式中的较小值 式中 所以取5.71m 1.0,取=1.01.0 取为使配筋最经济，使（+）最小，令 最小总配筋率根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）表6.3.8-1查得，故，查混凝土结构设计原理（同济大学出版社）附表16，横向每侧实配4 18（），另两侧配构造筋4 16。注：1、当NNb为小偏压； 2、在弯矩中由水平地震作用产生的弯矩设计值75%时，柱的计算长度取下列公式中的较小值： 式中 ，柱的上端、下端接点处交汇的

21、各柱线刚度之和与交汇处的各梁线刚度之和的比值； 比值，的较小值； H柱的高度。 3、当1.0时，取=1.0；当3 =3N 框架柱斜截面配筋计算 表11.1位 置底层边柱底层中间柱V （）98.94120N （）584.93778.7733 （）686686 （）521521（）165165构造配筋构造配筋柱箍筋选用：加密区箍筋最大间距min（8d,100）,所以加密区取48100。柱上端加密区的长度取max（h,Hn/6,500）,取750mm，柱根取1000mm。非加密区取48200。11.1.1.4框架柱裂缝宽度验算对于 根据混凝土结构设计规范要求可不必进行裂缝宽度验算 其中： 满足要求

22、11.2 框架梁截面设计11.2.1 正截面受弯承载力计算梁（9）-（10）（200mm400mm）一层：跨中截面，M=31.99KNm， 梁的跨中截面计算。下部实配216（AS=402），上部按构造配筋。梁（9）（10）和梁（10）（11）各截面的正截面受弯承载力配筋计算见表11.2。框架梁正截面配筋计算 表11.2层计算公式梁（9）（10）梁（10）（11）支座左截面跨中截面支座右截面支座左截面跨中截面支座右截面1M（KNm）-167.1031.99-136.72-164.680.68-164.68（KNm）-125.3329.33-102.54-123.510.51-123.510.32

23、90.0630.2690.3240.0010.3240.4150.550.0650.550.320.550.4070.550.0010.550.4070.551444226111514164.661416200160200200160200实配钢筋（2）4 B 22（1521）2 B 16（402）3 B 22（1140）4 B 22（1140）2 B 16（402）4 B 22（1521）2M（KNm）-101.9425.61-51.18-101.681.11-101.68（KNm）-76.4519.20-38.38-76.260.83-76.260.2010.0500.1010.20.00

24、20.20.2260.550.0520.550.1060.550.2260.550.0020.550.2260.557871803707847。61784200160200200160200实配钢筋（2）3 B 20（942）2 B 16（402）2 B 16（402）3 B 20（942）2 B 16（402）3 B 20（942）3M（KNm）-64.1048.95-54.82-42.622.04-42.64（KNm）-48.0736.71-41.15-31.691.53-31.980.1260.0960.1080.0840.0040.0840.1350.550.1020.550.1140

25、.550.0880.550.0040.550.0880.5547035339830514305200160200200160200实配钢筋（2）218（509）216（402）216（402）216（402）216（402）216（402）4M（KNm）-31.4936.42-35.35-11.51-1.90-11.35（KNm）-23.6227.31-26.51-8.63-1.43-8.630.0620.0720.070.0230.0040.0230.0640.550.0740.550.0720.550.0230.550.0040.550.0230.552222592517913792001

26、60200200160200实配钢筋（2）2 B 16（402）2B16（402）2 B 16（402）2 B 16（402）2 B 16（402）2 B 16（402）11.2.2 斜截面受剪承载力计算因为建筑高度16.5m208208208208208208208（KN）2602602602602602602602600000.370故选用214（）故可按构造配置箍筋，选用双肢箍，28200，。14.3平台板（TB-2）计算14.3.1 荷载计算平台板按单向板计算，板厚90。恒荷载：水磨石面层 平台板自重 抹灰层 合计 3.89KN/活荷载 总计 取1m板宽为计算单元，则线荷载为 14.3

27、.2 内力计算计算跨度： ，跨内弯矩： 选配钢筋8150（AS=3352）。14.4 平台梁（TL-2）计算14.4.1 荷载计算平台梁的计算简图如图9.2所示。图14.2 平台梁计算简图平台板传荷载 平台梁自重 抹灰层 合计 斜梁传荷载： 14.4.2 内力计算计算跨度： 所以 斜梁传递荷载作用下跨中的弯矩为 均布荷载作用下跨中的弯矩为 梁跨截面弯矩及支座截面剪力分别为：14.4.3 承载力计算平台梁按T形截面进行配筋计算，取h0=h-30=400-35=365mm翼缘有效宽度按倒L形截面计算：按梁的跨度考虑： 按翼缘宽度考虑： 按翼缘高度考虑： 取 首先按第一类T形截面进行计算：结构确为第

28、一类T形截面，故： 故选用316（）故可按构造配置箍筋，选用双肢箍，28200，。15 基础设计本设计根据任务书的要求采用柱下独立基础。标准值设计截面，设计值计算配筋。独立基础下采用C20素混凝土垫层。15.1基础顶面内力组合值计算：15.1.1外柱基础：标准组合框架柱传来： 地基梁传来：外柱基础的内力标准组合值为：基本组合 框架柱传来： 地基梁传来： 外柱基础的内力基本组合值为： 15.1.2内柱基础：标准组合框架柱传来： 地基梁传来：内柱基础的内力标准组合值为：基本组合 框架柱传来： 地基梁传来： 内柱基础的内力基本组合值为： 15.2 外柱独立基础的计算：15.2.1初定基础尺寸； 选择

29、基底埋深d=1500mm 重度计算：杂填土： 粘土 ： 则基础底面以上土的平均加权重度： 基础底面尺寸： 考虑偏心作用，将面积增大20%40%，本设计取1.3选用矩形基底 取宽长：1.4m2.4m=3.36 满足要求。15.2.2 地基承载力验算：作用与基底中心的弯矩，轴力分别为： 0 满足要求基础剖面采用台阶式基础，一阶台阶的高宽比2.5。 二阶台阶的高宽比1.015.2.3冲切验算（采用基本组合）柱与基础交接处： 满足要求。基础变阶处： 满足要求。15.2.4基础底面配筋计算：（基本组合） 基础底板受力钢筋采用HPB235级 基础底面长边方向钢筋面积： 选用12100 基础底面短边方向钢筋

30、面积： 选用8100 15.3 （9）、（10）柱联合基础计算：15.3.1初步确定基底尺寸：15.3.1.1选择基础埋深：，15.3.1.2地基承载力特征值深度修正：重度计算：杂填土： 粘土 ： 则基础底面以上土的平均加权重度： 15.3.1.3 基础底面尺寸：联合基础中心荷载：先按中心荷载作用计算基础面积：但考虑到偏心荷载作用下应力分布不均匀的影响，将计算出的底面面积增大1.3倍。所以选用矩形基础宽长=2.44.0=9.6m（满足要求）。因为，地基承载力不需要对基础宽度进行修正。15.3.1.4 地基承载力验算（采用标准组合）：作用于基底中心的弯矩和轴力分别为：故承载力满足要求。15.3.

31、1.5 基础剖面尺寸的确定：基础剖面采用锥形基础。构造要求：每边大于50,边缘高度不宜小于200mm，也不宜大于500mm。所选剖面尺寸如下：图15-2 内柱联合基础剖面、平面尺寸15.3.1.6 冲切验算（采用基本组合）：土壤净反力计算（不包括基础及回填土自重）。柱与基础交接处： 即冲切验算满足要求。15.3.2基础底面配筋计算（按基本组合确定）：长边方向： 选用钢筋：C。 参考文献：1 王振东主编.钢筋混凝土及砌体结构.北京：中国建筑工业出版社，19912 丁大钧主编.钢筋混凝土结构学.上海：上海科技出版社，19853 GB5009-2001 建筑结构荷载规范.北京：中国建筑工业出版社，2

32、0024 沈蒲生主编.混凝土结构设计.高等教育出版社,20035 袁聚云、李镜培、楼晓明编著.基础工程设计原理.同济大学出版社6 刘春原主编. 工程地质学.中国建材工业出版社7 GB500112001.建筑抗震设计规范.北京：中国建筑工业出版社20028 张李容、宋向荣主编.简明建筑基础计算与设计手册.中国建筑工业出版社9 沈蒲生主编.混凝土结构设计原理：上册，第一版.北京：高等教育出版，200210赵顺波主编.混凝土结构设计原理.同济大学出版社11 GB500072002.建筑地基基础设计规范.北京：中国建筑工业出版社200212 JGJ792002，J2202002建筑地基处理技术规范.北

33、京：中国建筑工业出版社200213 GB500112001.建筑抗震设计规范.北京：中国建筑工业出版社200214 GB500102002.混凝土结构设计规范.北京：中国建筑工业出版社200215 龙驭球、包世华主编.结构力学教程.高等教育出版社16 建筑地基基础设计规范、中华人民共和国建设部、国家质量监督检验检疫总局 联合发布 1999-03-25发布。17 王胜明主编.建筑结构实训指导.科技出版社,200418 同济大学等四校主编.房屋建筑学,第三版.中国建筑工业出版社,199719 孙文怀主编.基础工程设计与地基处理.中国建材出版社,199920 孙树平主编.建筑放火设计.中国建筑工业出版社,200321 卢延浩主编.土力学.河海大学出版社,200222 朱吕廉主编.住宅建筑设计原理,第二版.中国建筑工业出版社,199923建筑设计资料集18册.中国建筑工业出版社出版24 沈蒲生主编.高层建筑结构设计例题.中国建筑工业出版社摘要 随着教育观念的发展，教学建筑的功能也随之产生变化，即在大小不同的功能空间中，有机地穿插实验室、机房和语音教室等。许多新型的高校教学建筑虽仍以教室为核心，但配备有储藏室、办公室等。本次设计的是新乡某高校教学楼，根据建筑物所在