教学楼结构设计

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板两断与梁的固结作用,板跨中的最大弯矩:

M=1/10×pln2=1/10×10.85×3.02=9.77 kN·m

?s?M?1fcbh02=9.77×106/(1.0×14.3×1000×1002)=0.068

??1?1?2?s=0.068

As???1fcbh0/fy=0.068×1.0×1000×100×14.3/270=360.15 mm2

选用φ10@160。实有AS=491mm2 >ρminbh=0.21%×1000×120=252mm2分布筋每级踏步一根φ8。

5.1.2 平台板TB-2计算

取板厚t=70mm,h0=70-20=50mm 1)荷载计算

(1) 恒载标准值

陶瓷地砖面层 0.55kN/㎡ 70mm混凝土板 0.07×25=1.75kN/㎡ 板底抹灰 0.02×17=0.34kN/㎡ 小计: 2.64kN/㎡ (2)活荷载标准:2.0kN/㎡ (3)荷载设计值:p=1.2×2.64+1.4×2.0=5.97kN/m。 2)内力及截面配筋计算

板的有效高度h0=t-20=70-20=50mm,计算跨度ln1=1.025×(1.8-0.1-0.1) +0.2/2=1.74m。考虑到梯段板两断与梁的固结作用,板跨中的最大弯矩:

11m M=1/10×pln2=1/10×5.97×M?pln2??5.97?1.722?1.77kN·

10101.742=1.81kN·m

?s?M?1fcbh02=1.81×106/(1.0×14.3×1000×1002)=0.013

??1?1?2?s=0.013

As???1fcbh0/fy=0.013×1.0×1000×100×14.3/270=66.4 mm2

选用φ8@180。实有AS=279mm2 >ρminbh=0.21%×1000×120=252mm2分布筋每级踏步一根φ8。

5.1.3 平台梁TL1计算

平台梁两端支承在砖墙上,可按单跨简支梁计算,不考虑平台板的影响。 梁的计算跨度:l0=ln+a=(4500-200)+150=4500mm<1.05ln=4515mm,取l0=4515mm梁的截面尺寸选:b×h=200mm×500mm,有效高度h0=500-35=465mm。

1)荷载计算

作用在TL1梁上的荷载主要是由平台板、梯段板传来的反力及自重。 TB-2平台板传来的荷载:5.97×1.74×0.5=5.19kN/m

TB-1梯段板传来的荷载:10.8×3.0/2=16.2kN/m TL1梁自重:25×(0.5-0.07)×0.2×1.2=2.58kN/m TL1梁两侧粉刷:0.02×(0.5-0.07)×2×17×1.2=0.35kN/m

P=5.19+32.34+2.58+0.35=24.26kN/m 2)内力及截面配筋计算

弯距设计值:M=1/10×pln2=1/10×24.26×4.52=49.1 kN·m 剪力设计值:V=1/2×pln =1/2×24.26×4.5=54.59KN 3)弯距配筋计算

?s?M?1fcbh02=49.1×106/(1.0×14.3×200×4652)=0.079

=0.079

=0.079×1.0×200×465×14.3/360=291.75 mm2

??1?1?2?sAs???1fcbh0/fy选用2#16。实有AS=402mm2 >ρminbh=0.21%×1000×120=252mm2,可以。 4)剪力配筋计算

0.25βcfcbh0=0.25×1.0×14.3×200×465=332.48KN>Vmax=54.59KN,故截面尺寸满足要求。

0.7ftbho=93KN>86.43KN,按构造配筋。配φ8@200,双肢箍 nAsv1/s =2×50.3/200=0.502mm2/mm (可以) Psv=hAsv1/bs=0.25%>Psv,min=0.24ft/fyv=0.16% 可以。

6.水平地震作用下框架计算

本设计以第3轴框架计算为例进行计算。

6.1重力荷载代表值

6.1.1 恒载计算

(1)、 墙、门、窗自重 墙、门、窗自重计算 表6-1 墙,门,窗自重 首层自重 总面积 窗的面积 窗的自重 门的面积 门的自重 墙的面积 ((63.6-0.6*10+0.2)+(15.2-0.6*4+0.2))*(3.6-0.6)*2=424.8m2 (63.6-0.6*10+0.2)*2*(3.6-1.0-0.6)=231.20m2 231.20*0.40=92.48KN 1.8*2.1*2=7.56 7.56*0.40=3.02 424.8-231.2-7.56=186.04 外部墙,门,窗自重 墙的自重 内部门、墙自重 186.04*(0.2*5.5+0.02*17*2)=331.15 ((63.6-0.6*10+0.2)+(15.2-2.4-0.5*2*2)*10)*(3.6-0.6)*2+(4.5-0.2)*(3.6-0.5)=1008.13 门的面积 0.9*2.1*34=64.26 门的自重 64.26*0.15=9.64 墙的面积 1008.13-64.26=943.87 墙的自重 943.87*(5.5*0.15+0.02*2*17)=1420.52 合计 92.48+3.02+331.15+9.64+1420.52=1856.82KN 二三四五六层自重 外部墙,窗自重 总面积 ((63.6-0.6*10+0.2)+(15.2-0.6*4+0.2))*(3.6-0.6)*2=424.8 窗的面积 (63.6-0.6*10+0.2)*2*(3.6-1.0-0.6)=231.20 窗的自重 231.20*0.40=92.48 墙的面积 424.8-231.20=193.60 墙的自重 193.6*(0.2*5.5+0.02*2*17)=344.61 内部门、墙自重 ((63.6-0.6*10+0.2)+(15.2-2.4-0.5*2*2)*10)*(3.6-0.6)*2+总面积 (4.5-0.2)*(3.6-0.5)=1008.13 门的面积 0.9*2.1*34=64.26 门的自重 64.26*0.15=9.64 墙的面积 1008.13-64.26=943.87 墙的自重 943.87*(5.5*0.15+0.02*2*17)=1420.52 合计 =92.48+344.61+9.64+1420.52=1867.25KN (2)、 板自重

为简化计算,将楼梯间板近似按100mm板厚计算自重。

板自重计算 表6-2 总面积 板的自重 楼面 序号 楼梯间 B1 B2 B3 B4 B5 B6 小计 b h A 恒荷载块数 标准值 2 2 2 2 2 26 7 43 3.4 3.4 4.96 4.96 3.4 3.4 4.96 恒载 129.9 38.6 87.5 114.6 13.6 2298.4 546.8 3229.4 活荷载标准值 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 活载 19.1 5.7 8.8 11.6 2.0 338.0 55.1 440.3 4.2 4.55 19.11 4.2 1.35 5.67 4.2 2.1 8.82 4.2 2.75 11.55 3.65 6.1 2.00 3.65 6.1 26.00 7.5 2.1 15.75 屋面 B1 B2 B3 B4 小计 4.2 4.2 3.65 7.5 6.1 25.62 2.1 8.82 6.1 22.27 2.1 15.75 4 2 28 7 5.08 5.08 5.08 5.08 520.6 89.6 3167.0 560.1 4337.3 0.5 0.5 0.5 0.5 51.2 8.8 311.7 55.1 426.9 (2)、梁柱自重(包括梁侧、梁底、柱的抹灰重量) 框架梁:

每层框架梁总长度L=(63.6-10*0.6+0.2)*4+(15.2-0.6*4+0.2)*10=361.2m 每层框架梁总重g=(0.3*0.6*25+0.02*(0.5+0.3) *17)*361.2=1723.6KN 次梁:

楼面次梁总长L=6.1*14+4.2*4=102.2m

楼面次梁总重g=(0.2*0.5*25+0.02*(0.4+0.2) *17)*102.2=276.4 KN 屋面次梁总长L=6.1*14=85.4m

屋面次梁总重g=(0.2*0.5*25+0.02*(0.4+0.2) *17)*85.4=230.9 KN 框架柱:

首层框架柱总长:(3.6+0.8)*40=176m

首层框架柱总重:(0.6*0.6*25+0.02*4*17)*176=1823.3

首层以上每层框架柱总长(0.6*0.6*25+0.02*4*17)*3.6*40=1491.84m

6.1.2 荷载分层总汇

顶层重力荷载代表值包括:屋面恒载,50%的均布活荷载,纵横墙自重、楼面上、下各半层的柱及纵横墙体自重。

其它层重力荷载代表值包括:楼面恒载;50%的楼面均布活荷载;纵横梁自重,露面上下半层的柱及纵横墙体自重。

将上述分项荷载相加,得集中于各层楼面的重力荷载代表值,如下

第六层:G6=8184.8kN 第五层:G5=8808.6kN 第四层:G4=8808.6kN 第三层:G3=8808.6kN 第二层:G2=8808.6kN 第一层:G1=8223.2kN

质点重力荷载值如图6-1,建筑物总重力荷载 图6-1质点重力荷载值 代表值为51642.4kN。

6.2 框架抗侧移刚度计算(D值的计算)

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