某五层教学楼计算书 26.docx

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某五层教学楼计算书26

正文

第一章设计任务及要求

1.1设计原始资料

1.1.1工程概况

本建筑为某五层教学楼，建筑面积为4665.6m2，位于上海某郊区干道的东南角，耐久年限为50年，7度设防，结构类型为框架结构。

1.1.2自然条件

1、建设地带、地形及周边条件（环境）：

该地区抗震设防烈度为7度，抗震等级为三级

设计地震动参数amax=0.08,Tg=0.35s

2、气象：

全年主导风向：

东南风

基本风压为：

0.55kN/m2（B类场地）

本雪压为：

0.20kN/m2

3、水文、地质：

根据工程地质勘测报告，拟建场地地势平坦，土质为粘性土，没有夹层，其承载力的标准值为120kN/m2，可作为天然地基持力层。

地下水位距地表最低为-3.0m,对建筑物基础无影响。

第二章结构方案总说明

2.1材料选择

2.1.1钢筋选择：

梁柱HRB335fy=300N/mm2

构造钢筋箍筋HPB235fy=210N/mm2

2.1.2砼强度的选择：

C30fc=14.3N/mm2ft=1.43N/mm2Ec=3.00×10N/mm2

2.2构件截面尺寸选择

2.2.1梁的截面尺寸

横向框架梁h=lo/12~lo/8=6600/12~6600/8=550~825取h=800mm

b=h/2~h/4=350~175取b=300mm

且h/b=2.6<4符合要求

纵向框架梁h=lo/12~lo/8=9000/12~9000/8=750~1125取h=800mm

b=h/2~h/4=350~175取b=300mm

且h/b=2.5<4符合要求

次梁h×b=400mm×200mm

2.2.2板的设计

按最小高跨比要求h/lo≥1/35

取h=100mm,则100/2200≥1/35符合要求

2.2.3柱的设计

底层：

内柱令b≥H/15=5200/15=347mm取500mm×500mm

外柱取500mm×500mm

标准层及顶层：

内柱b≥H/15=390/15=260取500mm×500mm

外柱取500mm×500mm

2.3荷载统计

2.3.1.竖向荷载

（1）屋面

恒荷载：

铝基涂料0.5KN/m2

15厚细纱保护层17×0.015＝0.255KN/m2

沥青卷材防水层0.05KN/m2

20厚抗裂砂浆0.020×20KN/m3=0.4KN/m2

120厚加强型水泥石膏聚苯保温板0.17KN/m3×0.12＝0.0204KN/m2

100厚钢筋砼楼面板24KN/m3×0.1＝2.4KN/m2

15厚石灰砂浆抹灰顶棚17KN/m3×0.015＝0.255KN/m2

合计8804KN/m2

活荷载标准值：

不上人屋面0.5KN/m2

（2）楼面荷载（教室）

恒荷载：

10厚陶瓷地砖20KN/m3×0.01＝0.2KN/m2

5厚水泥胶结合层16KN/m3×0.01＝0.08KN/m2

15厚1：

3水泥砂浆找平层20KN/m3×0.015＝0.3KN/m2

100厚钢筋砼楼面板24KN/m3×0.1＝2.4KN/m2

15厚石灰砂浆抹灰顶棚17KN/m3×0.015＝0.255KN/m2

合计3.235KN/m2

活荷载标准值：

教室2.0KN/m2

教室走廊2.5KN/m2

屋面0.5KN/m2

（3）各层走廊楼面

水磨石地面10m面层，20mm水泥砂浆打底，素水泥浆结合层一道0.45KN/m2

100厚钢筋砼板25×0.4＝2.5KN/m2

5厚混合砂浆抹灰17×0.005＝0.085KN/m2

合计3.04KN/m2

2.3.2梁荷载

（1）次梁（10厚抹灰层，200×400）

25×0.2×（0.4－0.1）＋0.01×0.3×2×17＋0.2×0.01×17＝1.64KN/m

（2）主梁（10厚抹灰层，300×700）

25×（0.7－0.1）×0.3＋0.01×（0.7－0.1）×2×17＋0.3×0.01×17＝4.7KN/m

2.3.3墙体及其他构件

（1）檐口（200宽）

15厚1：

3水泥砂浆找平层20KN/m3×0.2×0.015＝0.06KN/m

SBS改性沥青卷材0.3KN/m2×0.2＝0.06KN/m

卷材胶结剂0.2×3KN/m2＝0.6KN/m

15厚1：

3水泥砂浆找平层20KN/m3×0.2×0.015＝0.06KN/m

10厚轻集料砼找坡层12KN/m3×0.2×0.01＝0.024KN/m

10厚钢筋砼板25KN/m3×0.2×0.1＝0.05KN/m

合计1.304KN/m

（2）女儿墙（600高370宽）

普通砖18KN/m3×0.6×0.37＝4.0KN/m

水泥砂浆20KN/m3×0.015×0.9＝0.27KN/m

涂料0.05KN/m2×（0.9×2＋0.37）＝0.11KN/m

合计4.38KN/m

（3）雨篷

防水砂浆20KN/m3×0.02×

（4）2～5层砌体内墙（每堵）

砖重18KN/m3×0.24×（3.9×9.0－2×2.1×0.9）＝135.30KN

门重0.5KN/m2×2.1×0.9×2＝1.89KN

水泥砂浆2×20KN/m2×0.015×（3.9×9.0－2×2.1×0.9）＝18.79KN

8厚陶瓷面砖2×19.8KN/m3×0.008×（3.9×9.0－2×2.1×0.9）＝9.92KN

合计165.9KN/9=18.43KN/m

（5）底层内墙

18×0.24×（4.2×9－2×2.1×0.9）＋0.5×2.1×0.9×2＋2×20×0.015×（4.2×9－2×2.1×0.9）＋2×19.8×0.008×（4.2×9－2×2.1×0.9）＝20.01KN

（6）2~5层砌体外墙

砖重18KN/m3×0.37×（3.9×9.0－2×1.8×1.8）＝190.61KN

窗重0.5KN/m2×1.8×1.8×2＝3.24KN

20厚石灰砂浆7KN/m3×0.02×（3.9×9－2×1.8×1.8）＝9.73KN

80厚充气石膏板13.5KN/m3×0.08×（3.9×9－2×1.8×1.8）

＝30.91KN

水泥砂浆20KN/m3×0.015×（3.9×9.0－2×1.8×1.8）＝8.59KN

5厚水泥胶结合板0.4KN/m2×（3.9×9－2×1.8×1.8）＝11.45KN

细石窗台2×26.4KN/m2×0.37×1.8×0.08＝2.81KN

合计257.34/9＝28.59KN/m

（7）底层外墙

18×0.37×（4.2×9－2×1.8×1.8）＋0.5×1.8×1.8×2＋17×0.02×（4.2×9－2×1.8×1.8）＋13.5×0.08×（4.2×9－2×1.8×1.8）＋20×0.015×（4.2×9－2×1.8×1.8）＋0.4×（4.2×9－2×1.8×1.8）＋2×26.4×0.37×1.8×0.08＝281.04/9＝31.23KN/m2

2.3.4风荷载

由设计条件，Wo＝0.55KN/m2，按C类粗糙度可查得在30m,20m,15m,10m,5m处为1.00，0.84，0.74，0.74，0.74、风荷载体型系数迎风面为＋0.8，背风面为－0.5

左风：

F5=0.55×（0.8＋0.5）×1.00×9.0×（3.9/2＋0.6）＝16.41KN

F4=0.55×（0.8＋0.5）×0.84×9.0×3.9＝21.08KN

F3=0.55×（0.8＋0.5）×0.74×9.0×3.9＝18.57KN

F2=0.55×（0.8＋0.5）×0.74×9.0×3.9＝18.57KN

F1=0.55×（0.8＋0.5）×0.74×9.0×（3.9/2＋4.65/2）＝20.36KN

风荷载标准值

2.4截面几何特性

2.4.1惯性矩

中框架梁2.0Io边框架梁1.5Io

梁Io＝bh3/12=300×7503/12＝1.055×1010

柱Io＝bh3/12=500×5003/12＝5.21×109

故边框架梁I=2.0Io＝2.11×1010

中框架梁I=2.0Io＝2.11×1010

2.4.2线刚度i＝EI/l

l：

对楼层取层高，对底层柱取基础顶面至二层楼板顶面

框架梁取柱轴线间距离

故边框架梁i＝EI/l＝1.583×1010E/6600＝3.20×106E

中框架梁i＝EI/l＝2.11×1011E/6600＝3.20×106E

底层柱i＝EI/l＝5.21×109E/5200＝1.00×106E

标准层己顶层i＝EI/l＝5.21×109E/3900＝1.34×106E

第三章结构方案设计计算

3.1框架结构的内力计算和荷载效应组合及侧移计算

3.1.1楼面板的内力计算（单向板）

（1）梁板截面尺寸选择

板支承中心线间距离lc=6600/3＝2200mm,选取板厚100mm

则h/lc＝100/2200＝1/22

次梁支承点中心线间距离lc＝9000mm

取b=200mm,h=100mm

框架梁b×h=300mm×800mm,框架柱500mm×500mm

（2）板的配筋计算

板的荷载设计值

gk=3.24KN/m2qk=2.0KN/m2

g+q=1.2gk+1.4qk=1.2×3.24+1.4×2=6.69KN/m2

板的计算跨度lo＝ln＝2200－200＝2000mm

ho＝h－as＝100－25＝75mm

列表计算如下：

单向板配筋计算表

截面位置

边支座

边跨跨中

第一内支座

第二跨及中间跨跨中

中间支座

弯矩位置

－1/16

1/14

－1/11

1/16

－1/14

M（Kn.m）

－1.67

1.91

－2.43

1.67

－1.91

γ0=0.5（1+

0.9895

0.9879

0.9847

0.9895

0.9879

As（mm2）

75

86

110

75

86

实配钢筋

φ10

@200

φ10

@200

φ10

@200

φ10

@200

φ10

@200

3.1.2走廊上的双向板计算

（1）简图：

（2）弯矩设计值

lx/ly＝3000/4500＝0.67又gk=3.24Kn/m2,qk=2.5Kn/m2

故g+q=1.2×3.24+1.4×2.5=7.39Kn/m2

q/2=0.7×2.5=1075Kn/m2

g-q/2=7.39-1.75=5.64Kn/m2

由四边固定和四边简支系数

在对称荷载下，mx=0.034my=0.010mx’=－0.075my’=－0.057

mγx=0.036mγy=0.017

反对称荷载下，mx=0.072my=0.028mγx=0.078mγy=0.042

可得（取泊松比＝0.2时弯矩，列在相应弯矩值后的括号内）

Mx=（0.034×5.64+0.072×1.75）×32+2.86kn.m（3.06kn.m）

My=（0.01×5.64+0.028×1.75）×9＝0.93kn.m（1.52kn.m）

Mx’=－0.075×7.39×32=－4.99kn.m

My’=－0.057×7.39×32＝－3.79kn.m

（3）配筋计算

Asx=Mx/0.9fyhoAsy=My/0.9fy（ho-10）fy=210N/mm2h=100ho=75

位置

跨中lx方向

跨中ly方向

支座lx方向

支座ly方向

弯矩设计值

2.86（3.06）

0.93（1.52）

－4.99

－3.79

As（mm2）

202（216）

76（124）

352

309

实配钢筋

4φ8@200

φ6/8@200

7φ8@200

6φ8@200

3.1.3纵向次梁配筋设计

令主梁梁高700mm,梁宽b=300mm;次梁高400mm，梁宽b=200mm

荷载设计值g+q=6.69×2.7＋1.2×25×0.4×0.2＝20.46KN/m

计算跨度lo=ln=4500-300=4200mm,支座处按矩形截面计算,跨中截面按T形计算,可求得bf’=l/3=8700/3=2900mm

正截面受弯承载力计算:

取ho=h=as=400-35=365mm,跨中截面均为第一类T形,现列表如下

次梁纵向受力钢筋计算

截面位置

边支座

边跨中

第一内支座

其余跨跨中

中间支座

弯矩系数

-1/24

1/14

1/16

1/16

-1/14

M=αm（g+q）l2

-15.04

25.78

-32.89

22.56

-25.78

αo=M/bhofc

0.003

0.005

0.006

0.004

0.005

γo=0.5（1+）

0.998

0.997

0.997

0.998

0.997

Ao=M/rohofy

138

236

301

206

236

选配钢筋

φ10

@200

φ10

@200

6φ8@200

4φ8@200

φ10

@200

（fc=14.3,fy=300）

斜截面受剪承载力计算

截面

边支座

第一内支座

中间支座

V=β（g+q）ln

42.97

47.26

47.26

0.25βcbhofc

260.98>V

56.21>V

56.21>V

0.7fcbho

38.57

41.25

41.25

箍筋肢数直径

φ6

φ6

φ6

Asv=nAsv1

106

112

112

S=1.25fyvAsvho/V-0.7ftbho

85

103

103

实配箍筋间距s

120

120

120

3.2.风荷载作用下的框架内力计算

3.2.1各杆相对线刚度及相关尺寸

根据上图及水平风荷载标准值，采用D值法计算风荷载作用下的内力

1）框架柱的剪力

框架柱剪力标准值计算

层数

（ΣF）

柱号

k＝ib/2ic

αc=k/2+k

D=αc×12ic/h2

V＝ΣF×D’/ΣF（KN）

5

（16.41KN）

A5

B5

1.595

3.976

0.444

0.665

0.186（12/3.92）

0.279（12/1.92）

3.28

4.92

4

（21.08KN）

A4

B4

1.595

3.976

0.444

0.665

0.186（12/3.92）

0.279（12/1.92）

7.50

11.25

3

（18.57KN）

A3

B3

1.595

3.976

0.444

0.665

0.186（12/3.92）

0.279（12/1.92）

11.21

16.82

2

（18.57KN）

A2

B2

1.595

3.976

0.444

0.665

0.186（12/3.92）

0.279（12/1.92）

14.93

22.39

1

（20.36KN）

A1

B1

2.16

5.387

0.519

0.729

0.279（12/4.22）

0.226（12/4.22）

26.24

21.26

3.2.2框架柱反弯点高度计算

层数

第五层（m=5,n=5nh=3.9m）

柱号

k

γo

α1

γ1

α2

γ2

α3

γ3

y（m）

A5

1.595

0.56

1

0

－

－

1

0

2.18

B5

3.976

0.45

1

0

－

－

1

0

1.76

第四层（m=4,n=4,h=3.9m）

A4

1.595

0.64

1

0

1

0

1

0

2.5

B4

3.976

0.5

1

0

1

0

1

0

1.95

第三层（m=3,n=3,h=3.9m）

A3

1.595

0.72

1

0

1

0

1

0

2.81

B3

3.976

0.5

1

0

1

0

1

0

1.95

第二层（m=2,n=2,h=3.9m）

A2

1.595

0.8

1

0

1

1

1.3

0

3.1

B2

3.976

0.5

1

0

1

0

1.3

0

1.95

第一层（m=1,n=1,h=4.2m）

A1

2.161

0.24

－

－

0.8

0

－

－

1.25

B1

5.387

0.59

－

－

0.8

0

－

－

3.07

3.2.3风荷载作用下的框架内力

在求出各柱剪力Vi和该柱反弯点高度yi值后，则该柱下端弯矩Mi＝Vi×yi，上端弯矩为Vi（hi－yi），进而利用节点平衡求出框架梁端弯矩，画出左风作用下的框架内力图。

3.2.4风荷载作用下的侧移计算

风荷载标准值作用下的框架侧移验算

位置

ΣFwk

（KN）

ΣDji（KN/mm）

i＝1→n

△Uj

（mm）

△Uj/hj

限值

5层

16.41

70.346

0.27

1/13000

1/400

4层

21.08

70.346

0.35

1/11143

3层

18.57

70.346

0.31

1/13000

2层

18.57

70.346

0.31

1/13000

1层

20.36

52.497

0.46

1/8400

顶点位移

Σ△Uj＝1.7mmj＝1→n

1/13200

1/500

注Σdji＝Σαc/12×ic×h2（4根柱）×E（＝3.0×104N/mm2）

Uj＝ΣFwk/0.85×Σdji

3.3.框架的荷载效应组合（非抗震组合时）

3.3.1.组合公式

对于承载能力极限状态，按荷载效应的基本组合进行设计。

基本组合是永久作用和可变作用的组合。

a，由可变荷载效应控制的组合：

γG恒+γQ活；γG恒+γQ风；γG恒+0.9（γG活+γQ风）

其中，γG一般取1.2，当对结构有利时取1.0；γQ一般取1.4；对于一般多层框架结构，第二项往往不起控制作用。

b，由永久荷载效应控制的组合：

1.35恒+1.4ψc活，其中ψc为荷载组合值系数，除书库，档案库，储藏室，电梯机房等为0.9外，其余民用建筑为0.7.

3.3.2．控制截面内力组合值

框架梁：

框架梁的控制截面是梁的跨中和梁端支座边缘处，跨中截面的内力组合值为+M（同时注意可能出现的－M），梁端截面的内力组合值为－M（同时注意可能出现的+M）和V。

框架柱：

对于某一层框架柱，其控制截面为该柱的上端和下端。

由于框架柱是偏心受压构件，M和N的不同组合会导致受压承载力的变化，因此对于采用对称配筋截面的框架柱，应分别考虑如下三种内力组合，即：

|±M|max和相应的N,V；Nmax和相应的M,V。

3.3.3．荷载效应组合

（1）框架梁的内力组合表

屋面框架梁的内力组合表5层

杆件号

AB

BC

截面位置

A

跨中

B左

B右

跨中

内力种类

M

V

M

M

V

M

V

M

荷载分类

恒A

-16.94

65.31

143.68

-92.23

-88.13

-49.92

-15.87

2.98

活B

-34.84

40.5

106.92

-53.04

-46.02

-27.06

-8.28

6.624

风C

5.6

-1.5

-4.2

1.5

6.3

-1.9

风D

-5.6

1.5

4.2

-1.5

-6.3

1.9

内力组合

1.2A+1.4B

-69.104

135.072

322.104

-184.932

-170.184

-97.788

-30.636

12.8496

1.2A+1.4C（或D）

1.35A+0.98B

-57.0122

127.8585

298.7496

-176.49

-164.075

-93.9108

-29.5389

10.51452

1.2A+1.26（B+C或D）

-57.1704

127.512

307.1352

-182.798

-161.851

-86.0616

-31.8708

11.92224

楼面框架梁的内力组合表4层

杆件号

AB

BC

截面位置

A

跨中

B左

B右

跨中

内力种类

M

V

M

M

V

M

V

M

荷载分类

恒A

-79.73

68.17

149.97

-93.77

-72.43

-28.25

-14.43

3.61

活B

-63.31

56.13

148.188

-76.4

-60.09

-27.341

-12.78

10.224

风C

17.7

-4.5

-12.3

4.5

18.3

-5.5

风D

-17.7

4.5

12.3

-4.5

-18.3

5.5

内力组合

1.2A+1.4B

-184.31

160.386

387.4272

-219.484

-171.042

-72.1774

-35.208

18.6456

1.2A+1.4C（或D）

1.35A+0.98B

-169.679

147.0369

347.6837

-201.462

-156.669

-64.9317

-32.0049

14.89302

1.2A+1.26（B+C或D）

-153.145

146.8578

366.6809

-224.286

-156.959

-45.2917

-40.3488

17.21424

楼面框架梁的内力组合表3层

杆件号

AB

BC

截面位置

A

跨中

B左

B右

跨中

内力种类

M

V

M

M

V

M

V

M

荷载分类

恒A

-76.64

67.83

149.23

-92.96

-72.77

-28.76

-14.43

3.61

活B

-63.24

56.04