房建结构计算书.doc

第一部分 结构设计第一章 结构选型及结构布置第一节结构选型一、结构体系选型（一）几种框架结构体系的比较根据施工方法，此建筑可采用现浇整体式框架，装配式框架，装配整体式框架。装配式框架这种框架的构件采用预制安装，施工进度快，工业化程度高，可构件节点连接构造达不到钢节点要求。装配整体式框架这种框架的预制梁柱装配就位后，通过局部现浇混凝土使构件连接成整体，此框架结构整体性比装配式框架好。现浇整体式框架这种框架全部构件均在现场浇成整体，结构整体性好，抗震性好，构件尺寸不受标准构件所限制，对于建筑的各种功能适应性强。根据布置形式，框架结构可分为横向框架、纵向框架、双向框架。横向框架主梁沿横向布置，次梁沿纵向布置，主梁和柱可形成横向框架，其侧向刚度较大。通常用于长向长度与短向长度相差较大的建筑，用横向框架来加强结构的横向刚度。纵向框架主梁沿纵向布置，次梁沿横向布置，主梁和柱可形成纵向框架。此种框架结构很少用到，因为这种结构两个方向的刚度常相差较大，特别不易在地震区使用。双向框架两个方向的梁截面尺寸较接近，这种结构形式常用于长向与短向长度较接近的建筑，或当柱网布置为正方形或接近正方形时采用，便于保证两个方向的刚度相差不大。（二）现浇框架结构体系的确定本工程为某市底层综合楼（框架结构），总建筑面积1299.780，总楼层为3层，建筑屋面到室外地面的高度为12.45m，底层高4.2m，其它层高3.9m。该建筑的功能和特点要求结构布置灵活。该建筑处于6度抗震设防区，设计基本地震加速度为0.10g，第一组，并考虑其场地土属二类土，根据抗震规范可知其属四级抗震等级（不进行抗震设计）。要求建筑的整体性好，且两个方向的刚度相差不大，以保证建筑的抗震能力。现浇钢筋混凝土框架结构可以满足建筑物结构布置灵活、整体性较好的要求；横向框架由于跨数少，主梁沿横向布置有利于提高建筑物的横向抗侧刚度。该综合大楼的平面设计南北方向总长41.4m，东西方向总长为12.9m。根据以上比较、分析，并根据建筑图纸，可以初步确定本工程应该采用现浇框架结构横向承重结构体系。在横向布置框架承重梁，楼面竖向荷载由横向梁传至柱，而在纵向布置连系梁。横向框架往往框数少，主梁沿横向布置有利于提高建筑物的横向抗侧刚度。而纵向框架则往往仅按构造要求布置较小的连系梁。这也有利于房屋室内的采光与通风。二、 其他结构选型（一）屋面结构：充分考虑屋面防漏，采用钢筋混凝土整体现浇板。该工程均为上人屋面。（二）楼面结构：该建筑处于6度抗震设防区，要求建筑整体性好，故采用现浇钢筋混凝土板。（三）楼梯结构：楼梯的斜板的水平投影长度均在左右，按建筑要求，采用板式楼梯，故该建筑楼梯均采用钢筋混凝土板式楼梯，且均按消防楼梯设计。（四）过梁：窗过梁均采用钢筋混凝土梁，当窗顶到上层楼面（屋面）的高度小于时，或者当采用通窗而无法布置过梁时，通常做吊板来代替过梁，其作法类似于楼面板。（五）基础：根据该建筑荷载估算，并由地基承载力判断，选用柱下独立阶梯基础。三、 其他结构选型（一）屋面结构：充分考虑屋面防漏，采用钢筋混凝土整体现浇板。该工程均为上人屋面。（二）楼面结构：该建筑处于6度抗震设防区，要求建筑整体性好，故采用现浇钢筋混凝土板。（三）楼梯结构：楼梯的斜板的水平投影长度均在左右，按建筑要求，采用板式楼梯，故该建筑楼梯均采用钢筋混凝土板式楼梯，且均按消防楼梯设计。（四）过梁：窗过梁均采用钢筋混凝土梁，当窗顶到上层楼面（屋面）的高度小于时，或者当采用通窗而无法布置过梁时，通常做吊板来代替过梁，其作法类似于楼面板。（五）基础：根据该建筑荷载估算，并由地基承载力判断，选用柱下独立阶梯基础。第二节结构布置一、板、梁、柱布置的一般原则（一）板的厚度确定：楼面板板厚不小于，屋面板不小于50mm，且要求双向板的板厚不小于跨度的（简支），（连续）；单向板的板厚不小于跨度的（简支），（连续）。（二）梁的截面确定：1、框架梁截面高度一般取h=（1/121/8）L，L为框架梁的跨度。框架梁的宽度取b=(1/31/2)h。2、连系梁截面高度一般取h=(1/121/18)L，L为连系梁跨度。连系梁宽度取b=(1/31/2)h。（三）柱的截面确定：柱截面的宽与高为(1/151/20)H，H为建筑的层高，同时，必须满足该建筑的轴压比限值。二、板、梁、柱的截面确定根据板、梁、柱布置的一般原则，同时充分考虑建筑的美观，并借鉴同类建筑结构平面布置的相关成果，注意易于整体施工的因素，初步确定板厚、梁、柱截面尺寸。并将它们表示在各层的结构平面布置图上。（一）板厚的确定楼板的结构体系常用的有双向板和单向板两种。一般情况下，可通过次梁使楼板尽量成为双向板结构，这样可以使整体受力更加合理，配筋也更加均匀，楼板厚度也可以比单向板要薄一些。由该建筑物板的划分知：该建筑物各板的长宽比均小于3.0，且大部分板的长宽比小于2.0，故此建筑物板的计算按双向板计算。查混凝土结构设计规范（GB50010-2002）知：现浇钢筋混凝土双向板的最小厚度为，且根据板的厚度确定的一般原则，结合该建筑物各板的受力情况，取板厚均为100。通常，单向板板厚可取h=1/30 1/35 L，双向板板厚度可取h=1/35 1/45 L，可根据荷载、跨数及使用实际情况取大者或小者。一般来说，框架结构的楼板板厚不宜小于100mm，且要求双向板的板厚不小于跨度的1/45（简支），1/50（连续）；单向板的板厚不小于跨度的1/35（简支），1/40（连续）。因此本设计板厚均取为100mm， （二）梁的截面确定1、框架梁截面尺寸确定： 按高层规范6.3.1框架结构的主梁截面高度hb可按（1/101/18）确定，为主梁的计算跨度；梁净跨与截面高度之比不宜小于4。梁的截面宽度不宜小于200mm，梁截面的高宽比不宜大于4。框架梁截面高度一般取h=(1/181/10) ，为框架梁的跨度。框架梁的宽度取b=（1/31/2）h。根据平面图横梁跨度分别为8.1和3m，纵梁最大跨度为4.8m；.估计主梁尺寸一结构层屋面结构层横梁 ：长跨 hb=lb/18lb/10=8100/188100/10=450810mm 取h=700mm，b=300mm。 短跨 h=l/18l/10=4800/184800/10=276480mm 取h=500mm，b=300mm。纵梁 ： h=l/18l/10=4800/184800/10=276480mm 取h=500mm，b=300mm。2、连梁截面尺寸确定连系梁截面高度一般取h=（1/121/18）L，L为连系梁跨度。连系梁宽度取b=（1/21/3）h。具体见结构平面布置图。（三）柱的截面确定截面高度h=1/8 1/12 H，截面宽度b=11/1.5 h，其中H为房屋层高。由于只有三层高，为了便于施工各层布置的截面均一样。H按较高层层高取4.2m。梁截面高度： h=4200/84200/12=525350mm 取h=400 b=500 （四）材料的选择梁、楼面板均采用C25混凝土，柱子采用C30混凝土；梁、柱受力筋采用HRB335钢筋，板受力筋采用HPB235钢筋。第二章荷载计算查荷载规范，取恒荷载分项系数取1.2，活荷载分项系数取1.4，各种活荷载的取值如下：办公室楼面均布活荷载： 4.5KN/m2 屋面均布活荷载： 2.0KN/m2（上人屋面）或0.5 KN/m2（不上人屋面） 阳台均布活荷载： 2.5 KN/m2 卫生间的均布活荷载： 2.0 KN/m2 走廊的均布活荷载： 2.5KN/m2 楼梯间的均布活荷载： 2.5 KN/m2第一节板的荷载计算一、 楼面板荷载： 恒荷载标准值 600*600干铺地板砖（按98ZJ001楼10） 0.70 KN/m2 100mm厚钢筋混凝土现浇板 0.125=2.50 KN/m2 20mm底层抹灰 0.0220= 0.40 KN /m2 合计 gk=3.60 KN/m2 活荷载标准值 qk=2.0 KN/m2 恒荷载设计值 g=1.23.60=4.32 KN/m2 活荷载设计值 q=1.42.0=2.8 KN/m2 g+q=7.12 KN/m2二、卫生间楼板： 恒荷载标准值防滑陶瓷地砖面层（按98ZJ001楼27） 2.26 KN /m2 100mm厚混凝土板 0. 1025=2.5 KN /m2 20mm厚的底层抹灰 0.0220= 0.40 KN/m2 合计 gk=5.16 KN/m2 活荷载标准值 qk=2.0 KN/m2 恒荷载设计值 g=1.25.16=6.19 KN/m2活荷载设计值 q=1.42.0=2.8 KN/m2 g+q/2=7.59 KN/m2 q/2=1.4 KN/m2 g+q=8.99 KN/m2三、走廊板荷载：为了计算方便走廊板做法均取与楼面一致恒荷载标准值 gk=3.6KN/m2活荷载标准值 qk= 2.5 KN/m2恒荷载设计值 g=1.26=4.32 KN/m2活荷载设计值 q=1.42.5=3.5 KN/m2 g+q=7.82KN/m2四、屋面板荷载:恒载标准值： 合成高分子涂膜防水屋面（按98ZJ001屋12） 3.02 KN /m2100 mm厚钢筋混凝土板 0.1025= 2.5 KN /m220 mm厚板底抹灰 0.0220= 0.40 KN /m2合计 5.92 KN /m2活荷载标准值 （上人屋面） 2.0 KN /m2 恒荷载设计值 g=1.25.92=7.10KN/m2活荷载设计值 q=1.42.0=2.8 KN/m2 g+q=9.9 KN/m2五、墙、门窗自重的计算： 内、外填充墙均采用200厚的标准砖，内外墙均按单面粉刷加贴面计算；内、外填充墙单位面积的重力荷载标准值如下： 20mm厚抹灰层面荷载： 20X0.02=0.4 KN/ m2砖墙的荷载： 18X0.2+20X0.02+0.5=4.5KN/ m2 采用铝合金玻璃窗，门用木门，其单位面积重力荷载为 ： 钢框玻璃窗 0.45KN/m2 木门 0.2 KN/m2第二节 梁上线荷载计算 梁上没有洞口墙的线荷载计算按：墙面积重力荷载（层高-梁高）+梁表面抹灰层重来计算。梁上有洞口墙的线荷载按：墙长（层高-梁高）-门窗面积墙面积重力荷载+门窗面积重力荷载门窗面积墙长+梁表面抹灰层重来计算。梁表面抹灰层重=0.4(梁高2+梁宽)。梁上没有布置隔墙的梁上荷载统一取0.4*（0.7*2+0.3）=0.68 KN/m。二、三层墙、门、窗布置图如下（墙厚200）：一、二层梁上线荷载：（一）、纵向：A轴： ， (4.5*3.9*3.7-4.5*0.8*2.1+0.45*0.8*2.1)/3.9+0.4（0.5*2+0.3）=15.605 KN/mB轴：， (4.5*3.9*3.7-4.5*1*2.1+0.2*1.5*1.5)/3.9+0.4*（0.4*2+0.3）=14.962 KN/m 18*0.09*0.84*(4.8*7)+25*0.06*0.25*(4.8*7)+25*0.06*0.06*0.9*6/(4.8*7)+0.4*(0.4*2+0.3)=1.75 KN/mC轴： (4.5*4.8*3.4-4.5*1*2.1-4.5*1.8*2.7+0.45*1.8*2.7-0.2*1*2.1)/4.8=9.143 KN/mE轴： ， (4.5*3.9*3.7-4.5*1.5*1.5+0.45*1.5*1.5)/3.9+0.4（0.5*2+0.3）=14.833 KN/m (4.5*4.8*3.7-4.5*2.7*2.7+0.45*2.7*2.7)/4.8+0.4*（0.5*2+0.3）=11.199 KN/m（二）、横向：1、10轴：AC, 4.5*3.7+0.4*(0.7*2+0.3)=17.330 KN/mCE 4.5*3.5+0.4*(0.7*2+0.3)=16.430 KN/m2、9轴AC, (4.5*3.8*3.7-4.5*3.7*1.8)/3.8+0.4*（0.5*2+0.3）=9.463 KN/mCE 4.5*3.5 +0.4*(0.7*2+0.3)=16.430 KN/m4、6、8轴： CE 4.5*3.5+0.4*(0.7*2+0.3)=16.430 KN/m二、三层梁上线荷载：（一）、纵向：A轴： ， (4.5*3.9*3.7-4.5*0.8*2.1+0.45*0.8*2.1)/3.9+0.4（0.5*2+0.3）=15.605 KN/mB轴：， (4.5*3.9*3.7-4.5*1*2.1+0.2*1.5*1.5)/3.9+0.4*（0.4*2+0.3）=14.962 KN/m 18*0.09*0.84*(4.8*7)+25*0.06*0.25*(4.8*7)+25*0.06*0.06*0.9*6/ (4.8*7)+0.4*(0.4*2+0.3)=1.75 KN/mC轴： (4.5*4.8*3.4-4.5*1*2.1-4.5*1.8*2.7+0.45*1.8*2.7-0.2*1*2.1)/4.8=9.143 KN/mE轴： ， (4.5*3.9*3.7-4.5*1.5*1.5+0.45*1.5*1.5)/3.9+0.4（0.5*2+0.3）=14.833 KN/m (4.5*4.8*3.7-4.5*2.7*2.7+0.45*2.7*2.7)/4.8+0.4*（0.5*2+0.3）=11.199 KN/m（二）、横向：1、10轴：AC, 4.5*3.7+0.4*(0.7*2+0.3)=17.330 KN/mCE 4.5*3.5+0.4*(0.7*2+0.3)=16.430 KN/m2、9轴AC, (4.5*3.8*3.7-4.5*3.7*1.8)/3.8+0.4*（0.5*2+0.3）=9.463 KN/mCE 4.5*3.5 +0.4*(0.7*2+0.3)=16.430 KN/m4、6、8轴： CE 4.5*3.5+0.4*(0.7*2+0.3)=16.430 KN/m三、屋面梁上线荷载：女儿墙厚200mm，高1.2m ，双面抹灰厚20mm，为荷载布置简单，统一计算为： 18*1.2*0.2+20*0.02*1.2*2=5.280 KN/m第三章框架内力计算第一节 2轴一品框架计算一、 计算简图： 二、计算结果图：三、计算结果： PK-2.SJ * PK2.EXE * -总信息- 节点总数= 12 柱子总数= 9 梁数= 6 是否规则框架= 20600 支座约束数= 3 标准截面总数= 3 活载计算信息= 0 风活载计算信息= 0 抗震等级= 3 柱砼等级= 0 梁砼等级= 0 梁柱主筋级别= 2 梁柱箍筋级别= 1 柱保护层= 30 梁保护层= 30 柱梁自重计算信息= 2 基础计算信息= 0 输出方式= 1 梁支座负弯矩调幅系数= 0.85 梁惯性矩增大系数= 1.20 结构重要性系数= 1.00 柱计算长度考虑GB50010-2002第7.3.11-3条规定= 0 -节点坐标- 节点号 x坐标 y坐标 节点号 x坐标 y坐标 节点号 x坐标 y坐标 ( 1) 0.15 4.20 ( 2) 4.95 4.20 ( 3) 12.75 4.20 ( 4) 0.15 8.10 ( 5) 4.95 8.10 ( 6) 12.75 8.10 ( 7) 0.15 12.00 ( 8) 4.95 12.00 ( 9) 12.75 12.00 ( 10) 0.15 0.00 ( 11) 4.95 0.00 ( 12) 12.75 0.00 -柱杆件关联号(左为上部节点号,右为下部节点号)- ( 1) 10 1 ( 2) 11 2 ( 3) 12 3 ( 4) 1 4 ( 5) 2 5 ( 6) 3 6 ( 7) 4 7 ( 8) 5 8 ( 9) 6 9 -梁杆件关联号(左为左边节点号,右为右边节点号)- ( 1) 1 2 ( 2) 2 3 ( 3) 4 5 ( 4) 5 6 ( 5) 7 8 ( 6) 8 9 -支座约束信息- ( 1) 10111 ( 2) 11111 ( 3) 12111 -柱平面内计算长度- ( 1) 4.20 ( 2) 4.20 ( 3) 4.20 ( 4) 4.88 ( 5) 4.88 ( 6) 4.88 ( 7) 4.87 ( 8) 4.87 ( 9) 4.87 -柱平面外计算长度- ( 1) 4.20 ( 2) 4.20 ( 3) 4.20 ( 4) 4.88 ( 5) 4.88 ( 6) 4.88 ( 7) 4.87 ( 8) 4.87 ( 9) 4.87 -节点偏心值- ( 1) 0.00 ( 2) 0.00 ( 3) 0.00 ( 4) 0.00 ( 5) 0.00 ( 6) 0.00 ( 7) 0.00 ( 8) 0.00 ( 9) 0.00 ( 10) 0.00 ( 11) 0.00 ( 12) 0.00 -标准截面数据- ( 1) 1.00 0.40 0.50 ( 2) 1.00 0.30 0.50 ( 3) 1.00 0.30 0.70 -柱截面类型号- ( 1) 1 ( 2) 1 ( 3) 1 ( 4) 1 ( 5) 1 ( 6) 1 ( 7) 1 ( 8) 1 ( 9) 1 -梁柱截面类型号- ( 1) 2 ( 2) 3 ( 3) 2 ( 4) 3 ( 5) 2 ( 6) 3 -恒载计算- 节点荷载: 节点 弯矩 垂直力 水平力 0 柱间荷载 柱信息 荷载类型 荷载值 荷载参数1 荷载参数2 0 梁间荷载: 连续数 荷载个数 类型 荷载值 参数 类型 荷载值 参数 0 0 0 0 0 0 *恒载内力* 杆件号 弯矩 轴力 剪力 弯矩 轴力 剪力 - 柱(左面为柱下端,右为柱上端)- 1 -1.19 82.50 -0.70 -1.76 -61.50 0.70 2 -3.17 155.62 -2.12 -5.74 -134.62 2.12 3 3.80 118.73 2.82 8.05 -97.73 -2.82 4 -2.72 53.95 -1.35 -2.53 -34.45 1.35 5 -8.38 102.89 -4.03 -7.35 -83.39 4.03 6 11.18 78.06 5.38 9.79 -58.56 -5.38 7 -2.90 26.37 -1.58 -3.26 -6.87 1.58 8 -9.06 52.35 -5.28 -11.52 -32.85 5.28 9 11.47 38.73 6.86 15.28 -19.23 -6.86 - 梁(左面为梁左端,右为梁右端)- 1 4.48 -0.64 7.56 -11.40 0.64 10.44 2 25.51 -2.56 21.28 -19.23 2.56 19.67 3 5.43 -0.23 8.08 -9.87 0.23 9.92 4 26.28 -1.48 21.12 -21.26 1.48 19.83 5 3.26 1.58 6.87 -13.48 -1.58 11.13 6 25.00 6.86 21.72 -15.28 -6.86 19.23 *恒荷载作用下的节点位移(mm)* 节点号. X向位移 Y向位移 1 -0.01 0.00 2 -0.01 0.00 3 -0.01 0.00 4 -0.04 0.00 5 -0.04 0.00 6 -0.03 0.00 7 -0.06 0.00 8 -0.06 0.00 9 -0.07 0.00 -地震力计算- 计算振型数= 3 地震烈度= 6.00 场地土分类= 2.00 附加重量的质点数= 0 地震设计分组= 2 周期折减系数= 1.00 地震力计算方式= 0 阻尼系数= 0.05 *左地震方向计算* 振动质点号: 1 4 7 振动质点质量: 119.700 117.450 88.200 第 1振动周期T= 0.2512 质点特征向量值: 0.389 0.781 1.000 质点水平地震力: 2.372 4.671 4.490 *各结构节点变位(mm)* ( 1) 0.3 ( 2) 0.3 ( 3) 0.3 ( 4) 0.6 ( 5) 0.6 ( 6) 0.6 ( 7) 0.8 ( 8) 0.8 ( 9) 0.8 (10) 0.0 (11) 0.0 (12) 0.0 第 2振动周期T= 0.0826 质点特征向量值: 1.000 0.453 -1.000 质点水平地震力: 1.581 0.703 -1.165 *各结构节点变位(mm)* ( 1) 0.0 ( 2) 0.0 ( 3) 0.0 ( 4) 0.0 ( 5) 0.0 ( 6) 0.0 ( 7) 0.0 ( 8) 0.0 ( 9) 0.0 (10) 0.0 (11) 0.0 (12) 0.0 第 3振动周期T= 0.0508 质点特征向量值: 0.872 -1.000 0.580 质点水平地震力: 0.486 -0.547 0.238 *各结构节点变位(mm)* ( 1) 0.0 ( 2) 0.0 ( 3) 0.0 ( 4) 0.0 ( 5) 0.0 ( 6) 0.0 ( 7) 0.0 ( 8) 0.0 ( 9) 0.0 (10) 0.0 (11) 0.0 (12) 0.0 * 左地震各振型叠加(SRSS)水平地震作用效应输出: *各结构节点变位(mm)* 节点号 x 节点号 x 节点号 x 节点号 ( 1) 0.3 ( 2) 0.3 ( 3) 0.3 ( 4) 0