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文檔簡介

第1章、結構布置方案及結構選型

1.1工程簡介

1.1.1建設項目名稱:康馨小區(qū)住宅樓

L12建設地點:武漢市洪山區(qū)

1.1.3設計資料:

1.1.3.1地質(zhì)水文資料:根據(jù)工程地質(zhì)勘測報告,擬建場地地勢平坦,場地土層分布情

況為:第一層雜填土,厚1.0m;第二層為淤泥,軟塑狀態(tài),厚6.5m;第三層為粉質(zhì)粘土

,IL=0.75,厚度為10m,其下位很厚的中密中砂層。

1.1.3.2氣象資料:

全年主導風向:偏南風夏季主導風向:東南風冬季主導風向:北偏西風

常年降雨量為:1248.5mm

基本風壓為:0.35kN/m2(B類場地)

基本雪壓為:0.50kN/m2

1.1.3.3抗震設防要求:六度三級設防

1.1.3.4底層室內(nèi)主要地坪標高為±0.000。

1.1.4建筑規(guī)模:

1.1.4.1建筑面積:9180m2

1.1.4.2建筑層數(shù):10層

1.1.4.3結構形式:框架填充墻

1.2結構承重方案選擇

根據(jù)建筑功能要求以及建筑施工的布置圖,本工程確定采用框架承重方案,框架梁、柱

布置參見結構平面圖。

1.3主要構件選型及尺寸初步估算

1.3.1主要構件選型

(1)梁、板、柱結構形式:現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構

(2)墻體采用:粉煤灰輕質(zhì)砌塊

(3)墻體厚度:外墻:200mm,內(nèi)墻:100mm

(4)基礎采用:混凝土預制樁基礎

1.3.2梁、柱截面尺寸估算

主要承重框架:

取大跨度梁L=5600mm計算

h=(1/8~1/12)L=700mm~466mm取h=500mm.

b=(l/2~l/3)h=250mm~166mm取b=250mm

故主要框架梁初選截面尺寸為:bXh=250mmX500mm

次要承重框架:

取較小跨度L=3900mmh=(l/12~l/15)L=325mm~260mm取h=400mm

b=(l/2~l/3)h=200mm-133mm取b=200mm

故次要框架梁初選截面尺寸為:bXh=200mmX400mm

框架柱:

b=(l/15~l/20)H=(l/15~l/20)X4050=270mm~202.5mmb=(1-2/3)h且b*h>250mm*

250mm,本結構為抗震結構,柱寬b不宜小于300mm,取b=h

估算軸壓力:

框架柱B(E)列柱(1~5層)軸壓力No=10X10.725m2X13KN/m2=1394.25KN

(5~10層)軸壓力No=5X10.725m2X13KN/m2=697.125KN

框架柱C(D)列柱(1~5層)軸壓力No=10X17.94m2X13KN/m2=2332.3KN

(5~10層)軸壓力No=5X17.94m2X13KN/m2=l161.1KN

②按軸壓比驗算,此建筑抗震等級為三級,〃=0.9

選C30型混凝土fc=14.3N=1.3No

B(E)列柱(1~5層):A^N/ufc=1394.25X1.3X1000/0.9X14.3=375*375mm2

(5~10)^:A^N/ufc=697.125X1.3X1000/0.9X14.3=265*265mm2

C(D)列柱(1~5層):A>N/ufc=2332.3X1.3X1000/0.9X14.3=485*485mm2

(5~10層:ANN/ufc=l161.1X1.3X1000/0.9X14.3=342*342mm2

故初選柱截面尺寸為:B(E)列柱(1~5層):bXh=400mmX400mm

(5~10)層:bXh=300mmX300mm

C(D)列柱(1~5層):bXh=500mmX500mm

(5~10層:bXh=400mmX400mm

1.4確定框架計算簡圖

1.4.1選定計算單元

根據(jù)結構平面布置,選定13軸線作為計算單元,如圖1.1

圖1.1

1.4.2梁計算跨度和柱的計算高度;

框架梁跨度(按柱中心線確定):

B.C跨:5600mmCD跨:3600mmD.E跨:3300mm

框架柱高度:

取底層:H1=3000+450+(1900-900)-30=4420mm(如圖1.2)

其它層:H2=H3=H4=H5=H6=H7=H8=H9=H10=3000mm

777^77777

圖1.2

1.5梁柱截面幾何參數(shù)計算

151.梁柱慣性矩計算

—hh

主要框架承重梁:1=123=12X250X5003=2.6X109mm4

邊框架梁iB10iC10=iDlOiEl0=2.6X109X1.5=3.9X109mm

中框架梁iCIOiDl0=2.6X109X2=5.2X109mm

1,,1

—bh—

次要框架承重梁:1=123=12X200X4003=1.07X109mm4

1,,1

—bh—

B(E)列柱(1~5層):1=12=12x400X4003=2.13X109mm4

—hh

(5~10)層:1=123=12X300X3003=0.675X109mm4

—bh

C(D)列柱(1~5層):1=123=12義500X50()3=5.2XI09mm4

3

(5~10)層:1=123=12X400X400=2.13X109mm4

152.梁柱線剛度計算

根據(jù)公式1=£1/匕可以得出梁柱線剛度如下(E=Ec).

梁:iBIOiCI0=3.9X109E/5600=6.96X105E

iC10iDl0=5.2X109E/3600=14.4X105E

iDlOiE10=3.9X109E/3300=11.818X105E

柱:iBliB0=2.13X109E/4420=4.8X105E

iB5iB4=2.13X109E/3000=7.1X105E

iBlOiBl0=0.675X109E/3000=2.25X105E

iCliC0=5.2X109E/4420=11.76X105E

iC5iC4=5.2X109E/3000=17.3X105E

iC10iC10=2.13Xl09E/3000=7.1X105E

153.梁柱相對線剛度計算

取iBliBO值作為基準值1算得梁柱的相對剛度如下圖1.3

£」圜

蒯蒯箱I

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0U1物

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130。叮

4

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79發(fā)"Q0-£"3(CH)"8

第2章、荷載標準值計算

2.1恒載

小瓷磚層0.55kN/m2

三氈四油屋面防水層0.4kN/m2

1:3水泥沙漿找平層20mm0.4kN/m2

水泥蛭石板保溫層60mm0.12kN/m2

1:8水泥爐渣找坡80mm1.44kN/m2

1:3水泥沙漿找平層20mm0.4kN/m2

現(xiàn)澆鋼筋混凝土板100mm2.5kN/m2

板底抹灰20mm0.4kN/m2

合計6.21kN/m2

2.1.1.2樓面恒載

水磨石地面0.65kN/m2

現(xiàn)澆鋼筋混凝土板100mm2.5kN/m2

板底抹灰20mm0.4kN/m2

合計3.55kN/m2

2.1.1.3梁自重

主要框架梁:0.5E|0.25D25=3.125kN/m次要框架梁:0.4[]0.2[]25=2.0kN/m

2.1.1.4墻自重

200mm墻自重:

(1層)0.2X(4.42-0.5)X8=6.272kN/m0.2X(4.42-0.4)X8=6.432kN/m

(2?10層)0.2義(3-0.5)X8=4kN/m0.2X(3-0.4)X8=4.16kN/m

女兒墻:0.2D1.5D8=2.4KN/m

2.1.1.5柱自重

B(E)列柱首層:0.4口0.4口25口4.42=17.681^/根

(2?5層):0.4口0.4口25口3=1214?4/根

(6~10)層:0.3口0.3口25口3=6.75kN/根

C(D)列柱首層:0.5口0.5口25口4.42=27.625kN/根

(2?5層):0.5口0.5口25口3=18.75kN/根

(6?10層):0.4口0.4D25D3=12kN/根

2.1.1.6經(jīng)計算,樓面荷載分配均按雙向板進行荷載等效分配

2.1.1.7作用在框架梁上的恒載:

頂層:

KL梁BC段:p'=6.21kN/m2X3.9m/2=12.11kN/ma=0.5X3.9/5.6=0.348

梯形荷載作用時:pe=(l-2a2+a3)p'=0.780X12.11=9.45kN/m

作用在KL梁BC段上總均布荷載為:9.45X2+3.125+2.4=24.42kN/m

KL梁CD段(1400mm部分):p'=6.21kN/m2X1.4m/2=4.35kN/m

三角形荷載作用時:pe=5/8pz=0.625X4.35=2.72kN/m

作用在KL梁CD段(1400mm部分)上總均布荷載為2.72X2+3.125+2.4=10.97kN/m

KL梁CD段(2200mm部分):p'=6.21kN/m2X2.2m/2=6.831kN/m

三角形荷載作用時:pe=5/8p'=0.625X6.831=4.27kN/m

作用在KL梁CD段(2200mm部分)上總均布荷載為4.27X2+3.125+2.4=14.065kN/

m

KL梁CD段受到次梁傳來的集中力:p'=6.21kN/m2X(2.7+0.5)X1.1/2+

6.21kN/m2X(2.7+1.3)X0.7/2=19.62kN

KL梁DE段::p'=6.21kN/m2X3.3m/2=10.247kN/m

三角形荷載作用時:pe=5/8p'=0.625XI0.247=6.4kN/m

作用在KL梁DE段上總均布荷載為:6.4X2+3.125+2.4=18.325kN/m

標準層(2~10層)

KL梁BC段:p'=3.55kN/m2X3.9m/2=6.92kN/ma=0.5X3.9/5.6=0.348

梯形荷載作用時:pe=(l-2a2+a3)p'=0.80X6.92=5.54kN/m

作用在KL梁BC段上總均布荷載為:5.54X2+3.125+4.16=18.36kN/m

KL梁CD段(1400mm部分):p'=3.55kN/m2X1.4m/2=2.49kN/m

三角形荷載作用時:pe=5/8p'=0.625X2.49=1.56kN/m

作用在KL梁CD段(1400mm部分)上總均布荷載為1.56X2+3.125+4=10.25kN/m

KL梁CD段(2200mm部分):p'=3.55kN/m2X2.2m/2=3.905kN/m

三角形荷載作用時:pe=5/8p,=0.625X3.905=2.44kN/m

作用在KL梁CD段(2200mm部分)上總均布荷載為2.44X2+3.125+4=12.005kN/m

KL梁CD段受到次梁傳來的集中力:p'=3.55kN/m2X(2.7+0.5)XI.1/2+3.55kN/m2X

(2.7+1.3)X0.7/2=11.22kN

KL梁DE段::p'=3.55kN/m2X3.3m/2=5.858kN/m

三角形荷載作用時:pe=5/8p,=0.625X5.858=3.66kN/m

作用在KL梁DE段上總均布荷載為:3.66X2+3.125+4.16=14.605kN/m

2.LL8作用在框架柱上的恒載:

B列柱:

頂層:①1女兒墻自重2.4kN/mX3.9m=9.5kN

②邊框架梁自重3.125kN/mX3.9m=12.186kN

③通過邊框架梁傳來的結構層恒載6.21kN/m2X3.9mX(5.6/2)m=67.6

kN

F10=9.5+12.186+67.6=88.28kN

標準層:①200mm墻自重4.16kN/mX3.9m=16.224kN

②邊框架梁自重3.125kN/mX3.9m=12.186kN

③通過邊框架梁傳來的結構層恒載3.55kN/m2X3.9mX(5.6/2)m=38.07kN

④柱自重(6?10層):6.75kN(2?5層):12kN首層:17.68kN

⑤總計:Fl=16.224+12.186+38.07+6.75=73.23kN

F2=16.224+12.186+38.07+12=78.48kN

F3=16.224+12.186+38.07+17.68=84.16kN

九層:F9=88.28+73.23=161.51kN

八層:F8=161.51+73.23=234.74kN

七層:F7=234.74+73.23=307.97kN

六層:F6=307.97+73.23=381.2kN

五層:F5=381.2+73.23=454.43kN

四層:F4=454.43+78.48=532.91kN

三層:F3=532.91+78.48=611.39kN

二層:F2=611.39+78.48=689.87kN

一層:Fl=689.87+78.48=768.35kN

一層底柱:F0=768.35+84.16=852.51kN

C列柱:

頂層:①1女兒墻自重2.4kN/mX3.9m=9.5kN

②邊框架梁自重3.125kN/mX3.9m=12.186kN

③通過邊框架梁傳來的結構層恒載6.21kN/m2X3.9X(5,6+3.6)/2m=111.47kN

F10=9.5+12.186+111.47=133.16kN

標準層:①200mm墻自重4kN/mX3.9m=15.6kN

②邊框架梁自重3.125kN/mX3.9m=12.186kN

③通過邊框架梁傳來的結構層恒載3.55kN/m2X3.9mX(5.7+3.6)/2m=63.687kN

④柱自重(6?10層):12kN(2?5層):18.75kN首層:27.625kN

⑤總計:Fl=15.6+12.186+63.687+12=103.47kN

F2=15.6+12.186+63.687+18.75=110.22kN

F3=15.6+12.186+63.687+27.625=119.10kN

九層:F9=133.16+103.47=236.63kN

八層:F8=236.63+103.47=340.1kN

七層:F7=340.1+103.47=443.57kN

六層:F6=443.57+103.47=547,04kN

五層:F5=547.04+103.47=650.51kN

四層:F4=650.51+110.22=760.73kN

三層:F3=760.73+110.22=870.95kN

二層:F2=870.95+110.22=981.17kN

一層:Fl=981.17+110.22=1091.39kN

一層底柱:F0=1091.39+119.10=1210.49kN

D列柱:

頂層:①1女兒墻自重2.4kN/mX3.9m=9.5kN

②邊框架梁自重3.125kN/mX3.9m=12.186kN

③通過邊框架梁傳來的結構層恒載

6.21kN/m2X3.9X(3.3+3.6)/2m=84.77kN

F10=9.5+12.186+84.77=106.46kN

標準層:①200mm墻自重4kN/mX3.9m=15.6kN

②邊框架梁自重3.125kN/mX3.9m=12.186kN

③通過邊框架梁傳來的結構層恒載3.55kN/m2X3.9mX(3.3+3.6)/2m=48.46kN

④柱自重(6?10層):12kN(2?5層):18.75kN首層:27.625kN

⑤總計:Fl=15.6+12.186+48.46+12=88.25kN

F2=15.6+12.186+48.46+18.75=95kN

F3=15.6+12.186+48.46+27.625=104.25kN

九層:F9=106.46+88.25=194.71kN

八層:F8=194.71+88.25=282.96kN

七層:F7=282.96+88.25=371.21kN

六層:F6=371.21+88.25=459.46kN

五層:F5=459.46+88.25=547.71kN

四層:F4=547.71+95=642.71kN

三層:F3=642.71+95=737.71kN

二層:F2=737.71+95=832.71kN

一層:Fl=832.71+95=927.71kN

一層底柱:F0=927.71+104.25=1031.96kN

E列柱:

頂層:①1女兒墻自重2.4kN/mX3.9m=9.5kN

②邊框架梁自重3.125kN/mX3.9m=12.186kN

③通過邊框架梁傳來的結構層恒載6.21kN/m2X3.9mX(3.3/2)m=39.96kN

F10=9.5+12.186+39.96=61.65kN

標準層:①200mm墻自重4.16kN/mX3.9m=16.224kN

②邊框架梁自重3.125kN/mX3.9m=12.186kN

③通過邊框架梁傳來的結構層恒載3.55kN/m2X3.9mX(3.3/2)m=22.84kN

④柱自重(6?10層):6.75kN(2?5層):12kN首層:17.68kN

⑤總計:Fl=16.224+12.186+22.84+6.75=58kN

F2=l6.224+12.186+22.84+12=63.25kN

F3=16.224+12.186+22.84+17.68=68.93kN

九層:F9=61.65+58=119.65kN

八層:F8=ll9.65+58=177.65kN

七層:F7=177.65+58=235.65kN

六層:F6=235.65+58=293.65kN

五層:F5=293.65+58=351.65kN

四層:F4=351.65+63.25=414.9kN

三層:F3=414.9+63.25=478.15kN

二層:F2=478.15+63.25=541.4kN

一層:Fl=541.4+63.25=604.65kN

一層底柱:F0=604.65+68.93=673.58kN

2.2活載

查荷載規(guī)范:樓面均布活荷載標準值為1.5kN/m2,不上人屋面均布活荷載標準值為1

,5kN/m2o

2.2.1活載作用在框架梁上

KL梁BC段:pz=1.5kN/m2X3.9m/2=2.925kN/ma=0.5X3.9/5.6=0.348

梯形荷載作用時:pe=(l-2a2+a3)p'=0.80X2.925=2.34kN/m

KL梁CD段(1400mm部分):p'=1.5kN/m2X1.4m/2=1.05kN/m

三角形荷載作用時:pe=5/8p'=0.625X1.05=0.66kN/m

KL梁CD段(2200mm部分):p'=1.5kN/m2X2.2m/2=1.65kN/m

三角形荷載作用時:pe=5/8p'=0.625X1.65=1.03kN/m

KL梁CD段受到次梁傳來的集中力:p,=1.5kN/m2X(2.7+0.5)X1.1/2+1.5kN/m2

X(2.7+1.3)X0.7/2=4.74kN

KL梁DE段::p'=1.5kN/m2X3.3m/2=2.475kN/m

三角形荷載作用時:pe=5/8p,=0.625X2.475=1.55kN/m

lc6?kN/n

34.42KN/M

88281,11133.16瞿羋平時

"嗡嬴泮[”"I14.605KN/M

161.51236K

18.36KN/M

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圖2.1

222活載作用在框架柱上

B列柱:F10=1,5kN/m2X3.9mX(5.6/2)m=16.38kN

C列柱:F10=l,5kN/m2X3.9mX(5.6+3.6)/2m=26.91kN

D歹U柱:F10=1.5kN/m2X3.9mX(3.3+3.6)/2m=20.18kN

E列柱:F10=1.5kN/m2X3.9mX3.3/2m=9.65kN

球作用下框架計靠鄙(楸假

圖2.2

2.3風荷載

風壓標準值計算公式為:W=BZUSUZ3()本地區(qū)基本風壓為:w0=0.35

樓高H>30m;地面粗糙類別為C類;風振系數(shù):BZ=l+6ZJy/uZ

鋼筋混凝土框架基本周期(0.8-0.1).取T=0.90.62w0T2=0.62D0.35D0.92=0.1758

查規(guī)范得脈動增大系數(shù)&=1.268,脈動影響系數(shù)丫=0.44風荷載體型系數(shù)uS=1.3

風荷載作用下框架計算簡圖如圖2.3

風壓高度變化系數(shù)

表2-1

層數(shù)12345678910

離室外地面高度3.456.459.4512.4515.4518.4521.4524.4527.4530.45

風壓高度系數(shù)UZ0.740.740.740.740.7490.8090.8630.9110.9591.006

結構振型系數(shù)近似值

表2-2

相對高度0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0

振型系數(shù)0.020.060.140.230.340.460.590.790.861.0

表2-3

層數(shù)12345678910

羥1.0151.0471.1061.1731.2531.3181.3811.4841.501.55

風荷載計算

表2-4

層數(shù)BZMSnZ3。wA(m2)P(KN)

101.551.31.0060.350.7098.7756.221

91.51.30.9590.350.62211.77.277

81.4841.30.9110.350.61511.77.196

71.3811.30.8630.350.54211.76.377

61.3181.30.8090.350.48511.75.675

51.2531.30.7490.350.42711.74.996

41.1731.30.740.350.39511.74.622

31.1061.30.740.350.37211.74.352

21.0471.30.740.350.35311.74.130

11.0151.30.740.350.34214.4694.948

圖2.3

2.4水平地震作用計算

241重力荷載代表值(恒載+0.5活載)

2.4.1.1恒載

屋面重力值:G=6.21KN/m2Q51.8mW7.2m=5532KN

樓板重力值:G=3.55KN/m2Q51.8m口17.2m=3162KN

梁重力值:G=3.125KN/m(51.8m口5+12.5m口15)+2.0KN/m口3.9m口30=1629KN

柱重力值:首層:G=17.68/根口32+27.625/根E]22=1173KN

(2~5)層:G=12/根口32+18.75/根D22=796KN

(6-10)層:G=6.75/根口32+12/根[]22=480KN

墻重力值:女兒墻G=2.4KN/m口(51.8+12.5Q2+54.4)=131KN

標準層G=4KN/m口(51.8口5+12.5口15)=1786KN

底層G=6.272KN/m口(51.8口5+12.5口15)=2800KN

2.4.1.2:活載

屋面活載:G=1.5KN/m2D51.8mD17.2m=1336KN

樓面活載:G=1.5KN/m2D51.8mD17.2m=1336KN

2.4.1.3:統(tǒng)計重力活載代表值:

G10=5532+1629+480+131+1786+0.5口1336=10226KN

G9=G8=G7=G6=3162+1629+480+1786+0.5Q1336=7725KN

G5=G4=G3=G2=3162+1629+796+1786+0.5D1336=8041KN

Gl=3162+1629+1173+2800+0.5D1336=9396KN

241.4質(zhì)點重力荷載代表值見圖2.4

G1O=1O226KN

G9=7725KN

G8=7725KN

G7=7725KN

Gfe=7725KN

G5=8O^1KN

G4=8O41KN

G3=8O41KN

G2=8。41Kz

G1=9396KN

質(zhì)點重力荷載代表值

圖2.4

2.4.2抗側(cè)移剛度的計算

梁柱線剛度計算過程見表2-5

表2-5

構件截面跨度(m)EIi

250X5005.63.0X1072.6X10920880

梁250X5003.63.0X1072.6X10943200

250X5003.33.0X1072.6X10933543

400X4004.423.0X1072.13X10914400

500X5004.423.0X1075.2X10935280

柱400X4003.03.0X1072.13X10921300

500X5003.03.0X1075.2X10951900

300X3003.03.0X1070.675X1096750

400X4003.03.0X1072.13X10921300

框架柱的側(cè)移剛度D值見表2-6

表2-6

線剛度Kk=£ib/2ic(一般層)a=k/(2+k)D=12aic/hj2

k=Xib/ic(底層)a=(0.5+k)/(2+k)(kN/m)

邊柱B1.450.5654997

首'11FEc1.820.60713154

層中柱D2.230.64513977

邊柱E2.460.6645696

2邊柱B0.980.3299344

~5中柱C1.230.38126365

層中柱D1.520.43229894

邊柱E1.660.45412894

6邊柱B3.090.6075463

~10中柱C3.00.617040

層中柱D3.690.64818403

邊柱E5.250.7246516

243結構自振周期的計算

基本自振周期采用經(jīng)驗公式計算

Tl=0.25+0.53X10-3H2/VB=0.25+0.53X10-3X33.12/^2==0.475s

2.4.4計算底部剪力

查得武漢市抗震設防烈度為6度,設計基本地震加速度值為0.05g,水平地震影響系

數(shù)最大值amax=0.04,場地類別為II類,設計地震分組為第1組,得Tg=0.35s

9

a=(嗎。9amax=(A21)o-x0.04=0.03

因為TgVTIV5Tg,因此Ti0.475

總橫向水平地震作用標準值

FEK=alGeq=O.O3XO.85X(10226+7725X4+8041X4+9396)=2108kN

2.4.5計算水平地震作用

因為Tl=0.475s<l.4QTg=l.4口0.35=0.49s.尚不需考慮頂部附加水平地震作用。

Fi'平

水平地震作用計算公式:0

每一層的水平地震作用見表2-7

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