资源描述
办公楼(四层)砖混房屋结构
设计计算书
一、设计资料
(1)、设计标高:室内设计标高0.000,室内外高差450㎜。地震烈度:7度。
(2)、墙身做法:外墙墙身为普通实心砖墙,底层外墙厚370㎜,其余墙厚240㎜。墙体底层MU15砖,M7.5砂浆砌筑,二至四层用MU10砖,用M5混合砂浆砌筑,双面抹灰刷乳胶漆。
(3)、楼面做法:20㎜水泥砂浆地坪。100㎜钢筋混凝土板,20㎜厚天棚水泥砂浆抹灰。
(4)、屋面做法:二毡三油绿豆砂保护层,20mm厚水泥砂浆找平层,50mm厚泡沫砼 ,100厚钢筋砼现浇板,20mm厚天棚水泥砂浆抹灰。
(5) 、门窗做法:门厅,底层走廊大门为铝合金门,其余为木门。窗为木窗。
(6) 、地质资料:砂质粘土层地基承载为特征值fak=190KN/m2,fa=1.1fak。
(7)、活荷载:走廊2.0KN/㎡,楼梯间2.0KN/㎡,厕所2.5KN/㎡,办公室2.0KN/㎡,门厅2.0KN/㎡。结构平面布置图如下:
二、构件初估。
1、梁尺寸确定。
初步确定梁尺寸(取最大开间4500mm):
梁高h: L/12=375㎜,取 h = 500㎜
宽b: h/3=167㎜,取 b=200㎜
3.初选楼板。
楼板为现浇双向连续板,t (1/60)L =75㎜. 取 t = 100㎜.
三、结构计算书
一)、荷载计算
(1)屋面荷载
二毡三油绿豆砂 0.35KN/m2
20mm厚水泥砂浆找平层 0.40 KN/m2
50mm厚泡沫砼 0.25 KN/m2
100厚钢筋砼现浇板 2.50 KN/m2
20mm厚板底抹灰 0.34 KN/m2
屋面恒载合计 3.84 KN/m2
屋面活荷载(不上人) 0.7 KN/m2
(2)楼面荷载
20mm厚水泥砂浆面层 0.40 KN/m2
100厚钢筋砼现浇板 2.50 KN/m2
20mm厚板底抹灰 0.34 KN/m2
楼面恒载合计 3.24 KN/m2
楼面活荷载 2.0KN/m2
(3)墙体荷载
双面粉刷240mm厚砖墙 5.24 KN/m2
双面粉刷370mm厚砖墙 7.62 KN/m2
木窗 0.30 KN/m2
此办公楼为一般民用建筑物,安全等级为二级。按《建筑结构荷载规范》规定:
结构的重要性系数 0=1.0
永久荷载的分项系数 G=1.2
可变荷载的分项系数 Q=1.4
二)正常情况下墙体承载力验算
1、确定房屋静力计算方案
查《砌体结构设计规范(GBJ50003—2001)》表4.2.1“房屋的静力计算方案”,因本设计为现浇钢筋混凝土屋盖和楼盖,最大横墙间距9m(小于32m),该房屋属于刚性方案房屋。
查《砌体结构设计规范(GBJ50003—2001)》表4.2.6“外墙不考虑风荷载影响时的最大高度”,本设计层高3.3m<最大层高4m;房屋总高13.65m<最大总高28m,故不考虑风荷载的影响。
2.高厚比验算
(1)根据M7.5和M5混合砂浆,从《砌体结构设计规范(GBJ50003—2001)》查得墙体的允许高厚比:首层为[β]=26;2-4层为[β]=24。
(2)内横墙高厚比验算。
①2-4层横墙:
2-4层横墙间距s=9m;层高H=3.3m
根据s=9m>2H=6.6m。查《砌体结构设计规范(GBJ50003—2001)》得
H0=1.0×H=3.3m
h=240mm承重横墙允许高厚比不提高,即μ1=1.0。
横墙无开洞允许高厚比降低系数为μ1=1.0。
于是按《砌体结构设计规范(GBJ50003—2001)》式(5.1.1)得
β = H0/ h=3300/240=13.75<μ1μ2[β]=24
2-4层横墙高厚比满足要求。
②首层横墙:
首层横墙间距S=9m;层高H=3.3+0.45+0.5=4.25m
根据S=9m>2H=8.5m查《砌体结构设计规范(GBJ50003—2001)》得
H0=1.0×H=4.25m
h=240mm承重横墙允许高厚比不提高,即μ1=1.0
横墙无开洞允许高厚比降低系数为μ2=1.0
于是
β = H0/ h=4250/240=17.7<μ1μ2[β]=26
首层横墙高厚比满足要求。
②2-4层外纵墙高厚比验算:
2-4层横墙间距S=9m;层高H=3.3m
根据S=9m>2H=6.6m,查《砌体结构设计规范(GBJ50003—2001》得
H0=1.0×H=3.3m
h=240mm承重纵墙允许高厚比不提高,即μ1=1.0
纵墙S=9m范围内开窗洞两个bs=4.2m(取较大开间窗洞),开洞后允许高厚比的降低系数为
μ2=1.0-0.4bs/s=1-0.4×2×2.1/9=0.813>0.7
取μ1=0.813
于是按《砌体结构设计规范(GBJ50003—2001)》得
β = H0/ h=3300/240=13.75<μ1μ2[β]
=1.0×0.813×24=19.512
2-4层纵墙高厚比满足要求。
④首层外纵墙高厚比验算:
首层横墙间距S=9m;层高H=3.3+0.45+0.5=4.25m
根据S=9m>2H=8.5m,查《砌体结构设计规范(GBJ50003—2001)》得
H0=1.0×H=4.25m
H=370mm承重横墙允许高厚比不提高,即μ1=1.0
纵墙开洞后允许高厚比降低系数为μ2=0.813
于是
β= H0/ h=4250/370=11.48<μ1μ2[β]
=1.0×0.813×26=21.138
首层纵墙高厚比满足要求。
3.外纵墙墙体承载力验算
(1)选取计算单元和确定受荷面积。
因外纵墙有窗洞口,窗间墙承受进深梁传来的集中荷载,故取-个较大开间,即4.5m作为计算单元。其受荷载面积为(近似的按装配式简化)
4.5×3.0=13.5m2
(2)确定控制截面。
每层取两个控制截面:窗间墙顶部截面I—I和窗间墙下部截面II—II。
2-4层墙厚均为240mm,窗间墙宽2400mm,故控制截面面积为
A2=A3=A4=240×2400=576000mm2
底层370mm厚墙的截面面积为:A1=370×2400=888000mm2
墙体轴力及弯矩计算简图
(3)计算进深梁反力对墙体中心线的偏心距。
先确定梁端的有效支承长度a0 ,然后再计算偏距e 。
①有效支承长度a0 ;
2—4层为
a0=10=10=183mm<h=240mm
故取a0=183mm。
首层为 a0=10=10=155.4mm<h=370mm
故取a0=155.4mm
⑨偏心距;
2-4层进深梁反力对墙体中心线的偏心距e1为
ei=0.5h-0.4 a0=0.5×240-0.4×183=46.8mm
首层进深梁反力对墙体中心线的偏心距e1为
e1=0.5h-0.4a0=0.5×370-0.4×155.4=122.84mm
(4)验算各层墙体控制裁面的承载力:
当设计墙和基础时,计算截面以上各楼层活荷载应乘以折减系数,当计算截面以上楼层为2--3层时折减系数为0.85。
1)屋面荷载 1=1.2×3.84+1.4×0.70=5.588KN/m2
2)楼面荷载
静荷载 2=1.2×3.24=3.888KN/m2
活荷载 3=1.4×2.00=2.8 KN/m2.
3)墙体自重
第4层I—I截面以上240mm墙体自重为:
N1=1.2×4.5×0.4×5.24+1.2×0.24×0.30×4.5×25
=21.04KN
第2、3、4层I-I截面至II-II截面240m墙体自重为:
N2=1.2×2.1×2.7×5.24+1.2×2.1×1.8×0.3=37.01KN
第1-4层I-I截面至I-I截面240mm墙体自重为:
N3=1.2×(4.5×3.3-2.1×1.8)×5.24+1.2×2.1×1.8×0.3
=70.97KN
底层370厚墙体自重为:
I-I截面至Ⅱ-Ⅱ截面370mm墙体自重为:
N4=1.2×2.1×2.7×7.62+1.2×2.1×1.8×0.3=53.21KN
底层I-I截面至二层Ⅱ-Ⅱ截面240mm墙体自重为:
N5=1.2×4.5×0.9×5.24+1.2×4.5×0.3×7.62+1.2×2.1×1.8×0.3=39.17KN
Ⅱ-Ⅱ截面以下370mm墙体自重为
N6=1.2×(4.5×1.85-2.1×1.8)×7.62+1.2×2.1×1.8×0.3
=42.92KN
4)大梁自重(线荷载)
q4=1.2×0.2×0.5×25.0=3.0KN/m
(4)内力分析
1)屋面传来的集中荷载
Np1=4.5×3×5.588+3×3=84.44KN
2)楼面传来的集中荷载
当折减系数为0.85时
Np2=Np3=Np4=4.5×3×(3.888+0.85×2.8)+3×3=93.62KN
3)第2-4层墙顶大梁反力偏心距
当M5时 =10=10=183mm
ep=d/2-0.4=240/2-0.4×183=46.8 mm
4)底层墙顶大梁反力偏心距
当M7.5时 =10=10=155.4mm
ep =370/2-0.4×155.4=122.84mm
(5)内力组合及截面验算
1)试验算第二层墙体
假定第二层及以上墙体均采用M5砂浆。取两个控制截面进行验算,上截面I—I为窗洞口上部,下截面Ⅱ-Ⅱ为墙体窗洞口下部。
第二层I—I截面的内力组合及承载力验算
N1-2=21.04+2×70.97+84.44+2×93.62=434.66KN
M1-2=Np3ep=93.62×46.8=4381.42KN·mm
当采用MU10砖、M5砂浆时,砌体的抗压强度设计值f=1.50MPa。
截面面积 A=240×2400=576000mm2
墙的计算高度H0=3300mm
墙的高厚比β=H0/h=3300/240=13.75
e=M1-3/N1-3=4381.42/434.66=10.08mm
e/h=10.08/240=0.042
由M5,e/h=0.042,β=13.75,查表可得=0.685
[N]= Af=0.685×0.576×1.5×103=591.84>NI-2
截面承载力满足要求。
2)第二层Ⅱ--Ⅱ截面内力组合及承载力验算
NⅡ-2=N I-2+Nd2=434.66+37.01=471.67KN
MⅡ-2=0
由M5,e/h=0, β=13.75,查表可得=0.776
[N]= Af=0.776×0.576×1.50×103=670.464KN> NⅡ-2
截面承载力满足要求。
3)底层墙体
墙体厚度370mm,A=370×2400=888000mm2=0.888m2
采用M7.5砂浆
底层墙I--I截面内力组合及承载力验算
NI-I=471.67+39.17=510.84KN
M I-1=510.84×65-93.62×122.84
=21705.2554KN·mm
e=M1-1/N1=21705.255/510.84=42.489mm
e/h=42.489/370=0.115
β=H0/h=3950/370=10.67
由M7.5,e/h=0.115, β=10.67,查表可得=0.4166
[N]=Af= 0.4166×0.888×1.69×103=765.78KN> N I- 1
截面承载力满足要求。
底层墙基础顶面内力组合及承载力计算
NⅡ-1=N I-1+Nd1 =510.84+39.17+42.92=592.93KN
MⅡ-1=0
由M7.5,e/h=0, β=10.67,查表可得= 0.853
[N]=Af= 0.85325×0.888×1.69×103=1280.48KN> NⅡ-1
截面承载力满足要求。
4、局部抗压承载力验算
(1)进深梁梁端无梁垫时的局部抗压承载力验算:
1)验算二层大梁底:
a1=10=10=183mm<h=240mm
故取a1=183mm。
A1=a1bc=183×200=36600 mm2
压应力不均匀系数η=0.7
A0=h(2h+b) =240(2×240+200) =163200 mm2
=1+0.35=1+0.35=1.65<2.0
故取γ=1.65
上部荷载折减系数:
==4.459>3,故取ξ=0
ηA1=0.7×1.65×36600×1.5=63.4095KN<NU+N1=93.62KN
结论是:局部受压承载力均不满足要求,需设置粱垫。
选梁垫厚tb=200mm,宽ab=240mm, 长度bb=500mm, 垫块两侧各挑出150mm<hb=200mm,符合规范不宜大于垫块高度的要求。
验算梁垫下砌体局部抗压强度,这时
A0=h(2h+b) =240(2×240+500) =235200mm2
=1+0.35=1+0.35=1.439<2.0
于是=0.8=1.151
Nu=Abσu=240×500×=28.28KN
Nu的偏心距:e01 =0
N1 的偏心距:
e02 =240/2-0.4a1=120-0.4×183=42.8mm
Nu和N1的合力N对垫块形心的偏心距:
e0 ===32.87mm
据==0.137和Kβ≤3查表1=0.8123
1Ab=1.151×0.8123×240×500×1.5=168KN>NU+N1=121.9KN
符合局部抗压强度要求。三四层梁底也按此设置梁垫。
2)验算一层大梁底:
首层为 a1=10=10=155.4mm<h=370mm
故取a1=155.4mm。
A1=a1bc=155.4×200=31080mm2
压应力不均匀系数η=0.7
A0=h(2h+b) =370(2×370+200) =347800mm2
=1+0.35=1+0.35=2.11>2.0
故取γ=2.11
上部荷载折减系数:
==11.19>3,故取ξ=0
ηA1=0.7×2.11×31080×2.07=95.338KN<178.9KN
结论是:局部受压承载力不满足要求,需设置粱垫。
选梁垫厚tb=200mm,宽ab=370mm, 长度bb=500mm, 垫块两侧各挑出150mm<hb=200mm,符合规范不宜大于垫块高度的要求。
验算梁垫下砌体局部抗压强度,这时
A0=h(2h+b) =370(2×370+500) =458800mm2
=1+0.35=1+0.35=1.775<2.0
于是=0.8=1.42
Nu=Abσu=370×500×=37.28KN
Nu的偏心距:e01 =0
N1 的偏心距:
e02 =370/2-0.4a1=185-0.4×155.4=122.84mm
Nu和N1的合力N对垫块形心的偏心距:
e0 ===101.65mm
据==0.2747和Kβ≤3查表1=0.5306
1Ab=1.42×0.5306×370×500×2.07=288.534KN>NU+N1=178.9KN(符合局部抗压强度要求)
本工程设置梁垫后,局部受压承载力均满足要求。
(三)现浇进深梁计算设计
1、确定计算简图
进深梁计算简图及钢筋配筋图
(1)确定支座类型:
进深梁bh=200mm×500mm,放置在纵墙上,按两端铰支计算。
(2)确定计算跨度:
进深梁的净跨为6000-240=5760mm
进深梁反力对墙体中心线的偏心距分别为46.8(2-4层)和122.84mm(一层),则反力对墙体内侧的距离分别是120-46.8=73.2mm和180-122.84=57.16mm。于是梁的计算跨度为
0=5760+2×73.2=5906.2mm
0=5760+2×57.16=5874.32mm
取计算跨度为0=5900mm=5.9m。
(3)确定梁上的线荷裁设计值:(200mm×500mm永久荷载标准值0.62KN/m2)。
4层顶 (5.58+0.62×1.2)×4.5=28.46kN/m
1、2、3层顶(3.24×1.2+2.0×1.4+0.62×1.2)×4.5
=33.44kN/m
取 =33.44kN/m计算。
2.配置纵向钢筋
选混凝土强度等级为C25 ,c=11.9N/m2,钢筋强度等级为Ⅱ级, y=300 N/m2,按两排钢筋计算,h0=500-60=440mm,据计算弯矩为
M=2=×33.44×5.92=125.52kN·m
查《建筑结构设计实用手册》中b=200mm,h =500mm栏,当M=148.26kN·m时。需钢筋面积As=1209mm2。
选筋:6Φ18(As=1527mm2>1209 mm2)。
3、配置箍筋
据净跨0=5.76m,计算最大剪力:
V=0=×33.44×5.76=96.31KN
查《建筑结构设计实用手册》据β1=0.946,计算
==101.81 kN
选配箍筋Φ6@200,其受剪承载力是l22.8kN>101.81kN。
(四)现浇双向板计算设计
1、材料与尺寸
厕所楼板采用I级钢筋,C20混凝土现浇,四边与圈梁整体浇筑,因n=2/1=6/4.5=1.33<2,故按四边固定双向板设计,进深尺寸2=6m,开间尺寸1=4.5m,板厚h=l20mm。
2、荷载计算
水泥楼面设计值 1.2×1.65=1.98kN/m2
现浇楼板l20厚设计值 1.2×0.10×25=3.00kN/m2
楼面可变荷载设计值 1.4×2.0=2.80kN/m2
合计 q=7.78kN/m2
3、配筋
根据长宽比n=2/1=6/4.5=1.33<2,判断该板属于双向板。
据n=1.33,查《建筑结构》“双向板系数”得
=0.70 β=1.9 k=8.21×10-3
并取弯矩折减系数为=0.8,板的有效高度为h01=120-20=100mm。
As1=2/k1h0=0.8×7.78×4.52/8.21×10-3×100=153.3mm2/m
选Φ8@200(As=251mm2)。
As2=a As1=0.7×153.3=107.31mm2/m
选Φ8@200(As=251mm2)。
AsⅠ=β As1=1.9×153.3=291.27mm2/m
选Φ10@250(As=314mm2)。
AsⅡ=aβAs1=0.7×1.9×153.3=203.89mm2/m
选Φ10@250(As=314mm2)。
双向板配筋示意图
(五)现浇雨棚计算设计
设计对象是首层两侧旁门上的雨棚板及雨棚梁。计算简图见附图。
雨棚板及雨棚梁计算简图和配筋图
1、雨棚板计算设计
(1)材料;
材料选用钢筋Ⅰ级,y=210 N/m2,混凝土强度等级为C20,c=9.6N/mm2,t=1.10N/mm2。
(2)尺寸:
雨棚板悬挑长度 =1.2m=1200mm
雨棚板宽 b=2.1m=2700mm
根部板厚按[h=(1/12)0计] h=1200/12=100mm
端部板厚 hd=60mm
雨棚梁尺寸 bh=360mm×240mm
(3)荷载。
雨棚板端部作用施工荷载标准值,沿板宽每米Pk=1kN/m,板上永久荷载标准值:
板上20mm防水砂浆 0.02×20=0.4kN/m2
板重(按平均80mm厚计) 0.08×25=2.0kN/m2
板下20mm水泥砂浆 0.02×20=0.4kN/m2
合计 qk’=2.8kN/m2
取板宽1m计算,则
qk=2.8kN/m2×1=2.8kN/m2
(4)内力。
固定端截面最大弯矩设计值:
M=qk2G +pkq =×2.8×1.22×1.2+1.2×1.4
=4.1kN·m=4.1×106 N·m
(5)配筋。
查《建筑结构设什实用手册》选h=100列,当M=4.55 kN·m时,需钢筋面积As=280mm2。
选Φ8@180,(As=279mm2),将钢筋置于板的上部,并伸入支座内不小于30d=30×8=240mm[注:30d查《混凝土结构设计规范(GBJ50003—2001)》表6.1.4“纵向受拉钢筋的最小锚固长度”而得,选分布钢筋选Φ6@250。
2.雨棚梁计算设计
(1)计算雨棚梁的弯矩和剪力设计值。
①荷载设计值;
雨棚梁净跨为2.1m,计算跨度按2.5m计算。
由于过道上的预制板搁且在纵墙上,故雨棚梁上不承受粱、板传来的荷载。
雨棚梁上墙体线荷载设计值,按取高度为三分之-净跨范围内墙重的原则计算,即 0=×2.4=0.8m范围内的墙重,于是墙重设计值为:
1.2×0.8×7.61=7.31kN/m
雨棚板传来的线荷裁设计值为
Gqk’b+qPk=1.2×2.8×1.20+1.4×1=5.43kN/m
雨棚梁上线荷载设计值为:
q=7.31+5.43=12.74kN/m
②弯矩:
雨棚梁设计弯矩设计值为
①计算由板上均布荷载在梁的单位长度上产生的力偶设计值为:
M=q2 =×12.74×2.52=9.95KNm
②剪力
V=q0=×12.74×2.4=15.29kN
(2)计算雨棚梁设计弯矩设计值为
①计算由板上均布荷载在梁的单位长度上产生的力偶设计值。
mq=Gqk’z=1.2 ×2.8×=3.15KN·m/m
其中,qk’z是将面荷载变为线荷载,Z为力偶臂。
②计算由板端施工集中线荷裁在梁的单位长度上产生的力偶设计值:
Mp=QPkz=1.4×1×(1.20+)=1.93kN·m/m
③计算作用在梁上的总力偶设计值:
m=3.15+1.93=5.08 kN·m/m
④计算在雨棚支座截面内的最大扭矩设计值,
T=m0=×5.08×2.4=6.096KN=6.096×106N·mm
(3)校核雨棚梁截面尺寸。
①计算雨棚梁受扭塑性抵抗矩:
根据《混凝土结构设汁规范(GBJ50003—2001)》中式(4.3.2-1),矩形截面爱扭塑性抵抗矩Wt
Wt=(3h-b)=(3×360-240)=8.064×106mm2
②计算梁的有效高度,
h=h0-35=240-35=205mm
③校核截面尺寸:根据《混凝土结构设汁规范(GBJ50003—2001)》的规定,判断截面尺寸满足要求。由于
+=+=0.963N/mm2
<0.25fc=0.25×9.6=2.4 N/mm2
故截面尺寸满足要求。
(4)确定是否考虑剪力的影响。
根据《混凝土结构设计规范(GBJ50003—2001)》的规定进行判断。由于
V=15290N<0.035fcbh0=0.035×10×360×205=25830N
故不需考虑剪力的影响。
(5)确定是否考虑扭矩的影响。
根据《混凝土结构设计规范(GBJ50003—2001)》的规定进行判断。
T=6096000N>0.175ftWt=0.175×1.1×8064000=1552320N
故需考虑扭矩的影响。
(6)确定是否进行剪扭承载力计算。
根据《混凝土结构设计规范(GBJ50003—2001)》的要求进行判断。由于
+=+=0.963N/mm2
<0.7ft=0.7×1.1=0.77 N/mm2
故需进行剪扭承载力验算。
(7)计算箍筋。
①计算剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数βt;
根据《混凝土结构设计规范(GBJ50003—2001)》计算-般剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数βt,按第4.3.6条的规定,βt大于1.0时取βt=1.0。
βt = = =1.32>1.0
故取βt=1.0。
②计算单侧受剪箍筋数量:
根据《混凝土结构设计规范(GBJ50003—2001》的规定计算单侧受剪箍筋数量。
V=0.07×(1.5-βt)fcbh0+1.5fyvh0
15290=0.07×(1.5-1.0) ×9.6× 360× 205+1.5×210× 205
=-0.192
取=0,即不需考虑剪力的影响。
③计算单侧受扭箍筋数量:
根据《混凝土结构设计规范(GBJ50003-2001)》的规定计算单侧受剪箍筋数量。
T=0.35+1.2
6.096×106=0.35×1.0×1.1×8.064×106+1.2 ×
=0.184mm2/mm
上式中受扭构件纵向钢筋与箍筋的配筋强度比是根据经验取=1.2。
上式中的截面核心部分的面积按下式计算:
==(240-2×25)×(360-2×25)=5890 mm2
④计算单侧箍筋的总数量并选用箍筋:
=+=0+0.184=0.184mm2/mm
选用箍筋Φ8,=50.3mm2,则其间距为
s==273mm
取s=100mm。
(8)复核配箍率,
根据《混凝土结构设计规范(GBJ50003-2001)》中第7.2.10条的规定,在弯剪扭构件中箍筋的配筋率应不小于最小配筋率,=0.02a,其中a=1+1.75(2βt-1),于是
a=1+1.75(2×1-1)=2.75
=0.02×2.75×=0.0025
按所选的箍筋Φ8@100计算配筋率为
===0.0028>=0.0025
满足最小配筋率的要求。
(9)计算受扭纵筋。
根据《混凝土结构设计规范(GBJ50003—2001)》的规定,将上述计算的单侧受扭箍筋数量代入式=,即可求得受扭纵向钢筋的截面面积,其中截面核心部分的周长按下式计算:
=2(bc0r+hc0r)=2[(360-2×25)+(240-2×25)]=l000mm
于是
==×0.184=221 mm2
(10)校核受扭纵筋率
根据《混凝土结构设计规范(GBJ50003—2001)》的规定。在弯剪扭构件中,纵向钢筋的配筋率应不小于最小配筋率,=0.08(2βt-1),于是
=0.08×(2×1-1)×=0.00367
按上述纵向钢筋的用量=22lmm2,计算实际配筋率为
===0.0026<=0.00367
不满足构造要求。现选6Φ10,=471mm2,上下各布置3根d=10mm的钢筋,这时的配筋率为
===0.00548>=0.00367
满足要求。
(11)计算受弯纵筋的截面面积。
根据弯矩设计值M=9.95kN·m,C20混凝土,I级钢筋,截面尺寸bh=360×240mm,有效高度为h0=205mm,按正截面受弯承载力计算纵向受弯钢筋用量。
先计算截面抵抗矩系数
===0.06<=0.426
按公式计算内力臂系数:
===0.0969
于是
===238 mm2
选用雨棚梁下部纵向钢筋的总面积应为
339(3Φ12)+238=557mm2
故选3Φ18,=763mm2。
(12)绘雨棚梁配筋图。
雨棚梁配筋图详见附图。
(六)现浇楼梯计算设计
现浇板式楼梯尺寸布置及装修做法见附图3—7,其中楼梯板计算跨度3.5m,板厚100mm,休息平台净跨1.8m,板厚100mm,平台梁截面尺寸bh=200mm×400mm,楼梯开间3.3m,楼梯宽1.45m,楼梯采用金属栏杆,选用材料为C20混凝土,I级钢筋,根据《建筑结构荷载规范(GBJ50003—2001)》,教学楼楼梯荷载标准值取为2.5kN/m2。
1.楼梯板(TB1)计算设计
(1)计算荷载设计值:
取-个踏步宽300mm为计算单元,板厚100mm,现计算板宽1.45m范围的荷载设计值。踏步板自重(附图3-7c部分A):
(×0.3×1.45×25)×1.2× =8.14KN/m
踏步地面重(附图3-7c部分B):
(0.3+0.15)×0.02×1.45×20×1.2×=1.04 kN/m
底板抹灰重(附图3-7c部分C):
(0.336×0.02×1.45×17) ×1.2×=0.67kN/m
栏杆重: 0.10×1.2=0.12kN/m
人群荷载: 2.0×1.45×1.4=4.06kN/m
14.03kN/m
(2)配筋:
Mmax=q2 =×14.03×3.52=21.48kN·m
每米宽弯矩设计值为M==14.8kN·m/m
查《建筑结构设什实用手册》,选h=100mm列,当Mu=14.80kN·m时,需钢筋面积As=1000mm2,选受力纵向钢筋Φ12@100(As=1131mm2),分布钢筋Φ6@250。
由于踏步板与平台粱整体现浇,TLl和TL2对TBl有一定的嵌固作用,因此,在板的支座配置Φ6@200负弯矩构造钢筋,以防止平台梁对板的弹性约束而产生裂缝,其长度为四分之一踏步板的净跨,即
=0. 25×(3500-200) =825mm。
2.休息平台板(TB2)计算设计
(1)计算荷载设计值: 取平台板宽lm为计算单元
平台板自重 1.2×0.10×25=3.00kN/m
平台板面层重 1.2×0.02×20=0.43kN/m
底板抹灰重 1.2×0.02×l 7=0.4lkN/m
人群荷载 1.4×2.0=2.8kN/m
6.64kN/m
(2)配筋:
平台板计算跨度为=1.8+0.5×(0.15+0.20)=1.975m
Mmax=q2 =×6.64×1.9752=3.24kN·m
查《建筑结构设计实用手册》,选h=l00mm列,当Mu=3.92 kN·m时,需钢筋面积As=240mm2,选受力纵向钢筋Φ8@200(As=251mm2),分布钢筋Φ6@250。
由于平台板与平台梁整体现浇,TLl和TL3对TB1有-定的嵌固作用,因此。在板的支座配置Φ6@200负弯矩构造钢筋,其长度为=0.25×1800=450mm。
3.平台梁(TL1)计算设计
(1)计算荷载设计值:
平台梁截面尺寸为bh=200mm×400mm,C20混凝土,受力纵向钢筋Ⅱ级,箍筋Ⅰ级。
踏步板传来荷载 =12.28kN/m
平台传来荷载 6.64×[+0.20] =7.30kN/m
平台梁自重 1.2×0.2×(0.40-0.10)×25=1.80kN/m
梁侧抹灰重 1.2×0.02×2×0.4×1.7=0.33kN/m
21.71kN/m
(2)配筋:
确定平台梁计算跨度:
=+a=3.06+0.24=3.3m
=1.05=1.05×3.06=3.21m
取计算跨度=3.21m。
Mmax=q2 =×21.71×3.212=27.96kN·m
V=0=×21.71×3.06=33.22kN
查《建筑结构设计实用手册》,选h=400mm列,当Mu=34.81kN·m时,需钢筋面积As=329mm2,选受力纵向钢筋3Φ16(As=603mm2)。
查《建筑结构设计实用手册》选bh=200mm×400mm行,当Vu=33.22kN时,选箍筋Φ6@200。
楼梯计算简图及配筋图
(七)条形基础设计——外纵墙基础设计
(1)基础类型;条形砖基础。
(2)基础埋深;暂取D=1.2m。
(3)地基承载力设计值:
根据地勘报告和基础埋深修正后将地基承载力设计值确定为=209kN/m2。
(4)上部荷载设计值:
据附表3-4,在4.5m范围内,传至首层基础顶面截面的轴力设计值为592.93kN,则
线荷载为=131.76KN/m
Ⅱ—Ⅱ截面以下至室内外高差之半处的墙高为
(0.9+0.45/2)=1.125m
于是该墙的线荷载为
1.125×7.62=8.57kN/m
故作用于基础的上部总线荷载为
F=131.76+8.57=140.33kN/m
(5)基础底面尺寸
b===0.74m
取b=0.74m。
上式中,H=1.2-=0.975m,0.45m是室内外高差;是基础底面以上的平均重力密度,取=20kN/m2。
(6)基础台阶数n:
n===3.08
取四步台阶n=4。
上式中b为基础底面宽度;a为基础墙厚度。
基础设计图
2005年 06月
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