文昌市某某中学教学楼结构设计
结构计算书
第1章 设计基本资料 第2章 结构布置及计算简图
该建筑物总长度为63.6m,总宽度为15.2m。共六层,层高均为3.6m。总建筑面积为5800.32m2,主体结构采用现浇钢筋混凝土框结构。
2.1 结构布置及梁,柱截面尺寸的初选 2.1.1梁柱截面尺寸初选
1、 梁截面尺寸的估算: 1.AB,CD跨
主梁:L=6400mm
h=(1/10~1/15)L=640mm~427mm,取h=600mm。 b=(1/4~1/2)h=150mm~300mm,取b=300mm 故框架横纵梁的截面尺寸为b×h=300mm×600mm 次梁:L=6400mm及4500mm,取6400mm计算
h=(1/12~1/18)L=533mm~355mm,取h=500mm。 b=(1/4~1/2)h=125mm~250mm,取b=200mm 2.BC跨
主梁:L=2400mm
h=(1/8~1/12)L=300mm~200mm,取500mm b=(1/4~1/2)h=125mm~250mm,取300mm 故框架横纵梁的截面尺寸为b×h=300mm×500mm
2、柱截面尺寸的估算:
框架柱截面尺寸根据柱的轴压比限制,按下式计算: ⑴.柱组合的轴压比设计值按照公式1-1计算:
N??Fgn (1-1)
式中:
?:为考虑地震作用组合后柱轴力压力增大系数,边柱取1.3,等跨内柱取1.2,不等跨取1.25;
F: 为按照简支状态计算柱的负荷面积;
g:为折算后在单位面积上的重力荷载代表值,近似取12KN/m2;
n: 为验算截面以上楼层层数; ⑵.框架柱验算
N?0.75 (1-2) bchcfc中柱:(7.8+7.8)/2×(6.4+2.4)/2=7.8×4.4m2 边柱:4.5/2×(6.4+2.4/2)=2.25×4.4 m2
中柱: Ac≥1.2N/fc=(1.2×1.25×7.8×4.4×12×1000×6)/(14.3×0.75)=345600mm2
边柱: Ac≥1.2N/fc=(1.2×1.3×2.25×4.4×12×1000×6)/(14.3×0.75)=103680mm2
根据上述计算结果,并综合考虑其他因素,取柱截面为正方形,初步估计柱的尺寸为600mm×600mm=360000mm>345600 mm2,为计算简便中柱和边柱的尺寸相同,均为600mm×600mm。 故初选柱的尺寸为600mm×600mm;
2第3章 楼盖设计
3.1楼板设计
板厚取h=100mm,混凝土强度等级为C30,钢筋采用HPB300级钢筋,受力钢筋的保护层厚度为25mm。
3.1.1荷载计算
1)教室、办公室、休息室及走廊楼面 (1)恒载标准值
陶瓷地砖楼面 0.7kN/㎡ 120mm厚钢筋砼板自重 25×0.10=2.5kN/㎡ 12厚混合砂浆顶棚 17×0.012=0.204kN/㎡ 小计 gk=3.4kN/㎡ (2)活荷载标准值:2.0kN/㎡
(3)荷载设计值:由永久荷载效应控制的设计值为1.35×3.4+1.4×0.7×2=6.55kN/㎡,由可变荷载效应控制的设计值为1.2×3.40+1.4×2=6.88kN/㎡,于是荷载设计值由可变荷载控制,有: g=1.2×3.40=4.08kN/㎡ q=1.4×2=2.8kN/㎡ g+(q/2)=4.08+2.8/2=5.48kN/㎡
q/2=1.4kN/㎡ q+g=4.08+2.8=6.88kN/㎡ 2)卫生间楼面
(1)恒荷载标准值
陶瓷地砖卫生间楼面 2.26kN/㎡ 100mm厚钢筋砼板 25×0.1=2.5kN/㎡ 12mm厚水泥砂浆顶棚 17×0.012=0.204kN/㎡
小计: gK=4.96N/㎡
(2)活荷载标准值:2.0kN/㎡
(3)荷载设计值:由永久荷载效应控制的设计值为1.35×4.96+1.4×0.7×2.0=8.66kN/㎡,由可变荷载效应控制的设计值为1.2×4.96+1.4×2.0=8.75kN/㎡,于是荷载设计值由可变荷载控制,有: g=1.2×4.86=5.95kN/㎡ q=1.4×2.0=2.8kN/㎡ g+q/2=5.95+2.8/2=7.35kN/㎡
q/2=2.8/2=1.4kN/㎡ g+q=4.38+3.5=8.75kN/㎡ 3.1.2 B1-B6内力计算
由于板在边支座与支承构件整浇,边跨和中间跨计算跨度lo=lc(梁中心线距离)。跨中最大弯距为当内支座固定时在g+q/2作用下跨中弯距值与内支座简支时,在q/2作用下的跨中弯距值之和。计算时混凝土的泊松比取0.2,支座最大负弯距为当内支座固定时q+g作用下的支座弯距。根据不同的支承情况,整个楼盖可分为B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7区格板,其中B7区格板为单向板。具体分布见楼板结构布置图如图3-1。计算如下:
图3-1 标准层楼板结构布置图
B1为单向板,支座形式为两端固定,跨长为1.6m
跨中弯矩:M=1/24(g+q)l2 =1/24×6.88×1.62 =0.73kN?m
2 2
支座弯矩:M=1/12(g+q)l=1/24×6.88×1.6=1.46kN?m
B2为双向板,支座形式为三边固定一边简支。
lo1=2400mm,lo2=4500mm, lo1/ lo2=0.533,查表得
m1=(0.0405+0.2×0.0320)×7.35×2.42+(0.0943+0.2×0.0185)×1.4×2.42
=2.78kN?m
m2=(0.0320+0.2×0.0405)×7.35×3.92+(0.0185+0.2×0.0943)×1.4×2.42
=2.00kN?m
m1'=-0.0833×8.75×2.42=-4.20kN?m m1''=0 m2''=-0.0569×8.75×2.42=-2.87kN?m m2'=-2.87
B3为双向板,支座形式为邻边固定邻边简支。
lo1=4000mm,lo2=4500mm, lo1/ lo2=0.889,查表得
m1=(0.0297+0.2×0.0222)×7.35×3.92+(0.0467+0.2×0.0356)×1.4×3.92
=1.88kN?m
m2=(0.0222+0.2×0.0297)×7.35×3.92+(0.0356+0.2×0.0467)×1.4×3.92
=1.55kN?m
m1'=-0.0786×8.75×3.92=-3.96kN?m m1''=0 m2''=-0.0721×8.75×3.92=-3.63kN?m m2'=-3.63
B4为双向板,支座形式为邻边固定邻边简支。
lo1=3900mm,lo2=6400mm, lo1/ lo2=0.609,查表得
m1=(0.0487+0.2×0.0131)×5.48×3.92+(0.081+0.2×0.0245)×1.4×3.92
=6.11kN?m
m2=(0.0131+0.2×0.0487)×5.48×3.92+(0.0245+0.2×0.0810)×1.4×3.92
=2.77kN?m
m1'=-0.1090×6.88×3.92=-11.41kN?m m1''=0 m2''=-0.0780×6.88×3.92=-8.16kN?m m2'=-8.16
B5为双向板,支座形式为三边固定一边简支。
lo1=3900mm,lo2=6400mm, lo1/ lo2=0.609,查表得
m1=(0.0382+0.2×0.0061)×5.48×3.92+(0.081+0.2×0.0240)×1.4×3.92
=5.11kN?m
m2=(0.0061+0.2×0.0382)×5.48×3.92+(0.081+0.2×0.0240)×1.4×3.92
=2.00kN?m
m1'=-0.0812×6.88×3.92=-8.50kN?m m1''=0 m2''=-0.0571×6.88×3.92=-5.98kN?m m2'=5.98
B6为单向板,支座形式为两端固定,跨长为2.4m
跨中弯矩:M=1/24(g+q)l2 =1/24×6.882 =1.97kN?m