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8层,11305.82平米大学实验楼(计算书、部分建筑、结构图).rar

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    编号:20180915223645925    类型:共享资源    大小:903.88KB    格式:RAR    上传时间:2018-09-15
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    11305.82 平米 大学 实验 计算 部分 建筑 结构图
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    1 绪论1.1 工程概况该工程为某大学实验楼,钢筋混凝土框架结构;建筑层数为 8 层,总建筑面积 11305.82m2,宽度为 39.95m,长度为 60.56m;底层层高4.2m,其它层层高 3.6m,室内外高差 0.6m。该工程的梁、柱、板、楼梯、基础均采用现浇,因考虑抗震的要求,需要设置变形缝,宽度为 130mm。1.1.1 设计资料(1)气象条件该地区年平均气温为 20 .C冻土深度 25cm,基本风压 0.45kN/m2,基本雪压 0.4 kN/m2,以西北风为主导方向,年降水量 1000mm。(2)地质条件该工程场区地势平坦,土层分布比较规律。地基承载力特征值。240afkP(3)地震烈度7 度。(4)抗震设防7 度近震。1.1.2 材料梁、柱、基础均采用 C30;纵筋采用 HRB335,箍筋采用HPB235;单向板和双向板均采用 C30,受力筋和分布筋均为 HPB235;楼梯采用 C20,除平台梁中纵筋采用 HRB335 外,其余均采用HPB235。1.2 工程特点本工程为 8 层,主体高度为 29m 左右,为高层建筑。其特点在于:建造高层建筑可以获得更多的建筑面积,缩小城市的平面规模,缩短城市道路和各种管线的长度,从而节省城市建设于管理的投资;其竖向交通一般由电梯来完成,这样就回增加建筑物的造价;从建筑防火的角度来看,高层建筑的防火要求要高于中低层建筑;以结构受力特性来看,侧向荷载(风荷载和地震作用)在高层建筑分析和设计中将起着重要的作用,因此无论从结构分析,还是结构设计来说,其过程都比较复杂。在框架结构体系中,高层建筑的结构平面布置应力求简单,结构的主要抗侧力构件应对称均匀布置,尽量使结构的刚心与质心重合,避免地震时引起结构扭转及局部突变,并尽可能降低建筑物的重心,以利于结构的整体稳定性;合理地设置变形缝,其缝的宽度视建筑物的高度和抗震设防而定。该工程的设计,根据工程地震勘探和所属地区的条件,要求有灵活的空间布置和较大的跨度,故采用钢筋混凝土框架结构体系。1.3 本章小结本章主要论述了本次设计的工程概况和工程特点,特别对于高层建筑的优点和框架结构中高层建筑的布置原则作了详细阐述。2 结构设计2.1 框架设计2.1.1 工程概况该实验楼为八层钢筋混凝土框架结构体系,建筑面积11305.82m2,建筑平面为“U”型,受建筑场地限制,宽度≦40m ,长度≦60m。建筑方案确定,中间部分房间开间 3.3m,进深 7.5m,走廊宽度2.4m;两侧部分房间开间、进深视具体情况而定。底层层高 4.2 m,其它层层高为 3.6 m,室内外高差 0.45 m。框架平面柱网布置图 2-1 所示,(仅取中间部分作为设计对象)L34L311122209600754图 2-1 框架平面柱网布置2.1.2 设计资料(1)气象条件基本雪压=0.4kN/m 2;基本风压 =0.45 N/m2(2)抗震设防7 度近震。(3)材料混凝土采用 C30,纵筋Ⅱ级,箍筋Ⅰ级(4)屋面及楼面做法屋面做法(上人):30 厚细石混凝土保护层二毡三油防水层20 厚水泥沙浆找平层150 厚柱石保温层 100 厚钢筋混凝土板15 厚板底纸筋石灰楼面做法: 12mm 厚大理石地面30mm 厚细石混凝土100mm 厚钢筋混凝土现浇板15 厚板底纸筋石灰2.1.3 设计内容:(1)初估截面尺寸a、框架柱子2~8 层截面尺寸均为b=h=((1/8~1/12)H=(1/8~1/12)×3.6m=0.45~0.3m1 层: b=h=((1/8~1/12)H=(1/8~1/12)×4.2m=0.52~0.35m取 b×h=500mm×500mmb、横向框架梁(L1):h=(1/10~1/18)l=(1/10~1/18)×7.5m=0.75~0.42m 取 h=600mmb=(1/2~1/3)h=(1/2(1/2~1/3)1/3)×0.6=0.2~0.3m 取 b=250mmc、中间框架梁 (L2):由于跨度小,故取 b×h=250mm ×400mmd、纵向框架梁(L3):h=(1/10~1/18)l=(1/10~1/18)×3.3m=0.33~0.18m 取 h=500mmb=(1/2~1/3)h=(1/2~1/3)×0.5=0.25~0.17m 取 b=250mme、次梁(L4) :h=(1/10~1/18)l=(1/10~1/18)×6.6m=0.66~0.37m 取 h=500mmb=(1/2~1/3)h=(1/2~1/3)×0.5=0.25~0.17m 取 b=250mm(2)楼板厚度:(采用单向板)h>l/40=l/40×3.3=0.82m 取 h=100mm(3)梁的计算跨度梁的跨度:取轴线间距,即边跨梁为 7.2m,中间梁为 2.4m,FEHC 16543210987654L3L11120305图 2-2 框架梁编号(4)柱高度底层柱子高 h=4.2m+0.45m+0.50m=5.15m,其中 4.2m 为底层高,0.45m 为室内外高差,0.50m 为基础顶面至室外地坪的高度。其他层柱高等于层高即为 3.6m。由此得框架计算简图,见图 2-3。2.1.4 荷载计算(1) 屋面均布荷载:30 厚细石混凝土保护层 0.03m×24=0.72 kN/㎡二毡三油防水层 0.35 kN/㎡20 厚水泥沙浆找平层 0.02m×20=0.40 kN/㎡150 厚柱石保温层 0.15m×5=0.75 kN/㎡100 厚钢筋混凝土板 0.1m×25=2.5 kN/㎡15 厚板底纸筋石灰 0.015m×16=0.24 kN/㎡共计: 4.96 kN/㎡屋面恒载标准值: (12×3.3+0.5)×(7.5×2+2.4+0.5)×4.96=3560KNHFEC750242ZZ1360图 2-3 横向框架计算简图及柱编号(2)楼面均布恒载(按楼面做法逐项计算):12mm 厚大理石地面 0.012m×28=0.34 kN/㎡30mm 厚细石混凝土 0.03m×24=0.72 kN/㎡100mm 厚钢筋混凝土现浇板 0.1m×25=2.5 kN/㎡15 厚板底纸筋石灰 0.015×16=0.24 kN/㎡ 合计: 3.8kN/㎡楼面恒载标准值:(12×3.3+0.5)×(7.5×2+0.4+0.5)×3.8=2727 kN/㎡(3)屋面均布活载计算重力荷载代表值时,要考虑雪荷载和施工荷载。0.4×( 12×3.3+0.5)×(7.5×2+2.4+0.5)=287 kN(4)楼面均布活载:对于实验楼取均布活荷载为 2.0kN/㎡,故楼面均布活载标准值为: (12×3.3+0.5)×(7.5×2+2.4+0.5)×2.0=1435 kN(5)梁柱自重(包括梁侧,梁底,柱抹灰重量)梁侧、梁底抹灰,柱四周抹灰,近似按加大梁宽及柱宽计算来考虑。表 2-1 梁柱自重表梁(柱)编 号截面(㎡) 长度(m) 根数 每根重量(kN)L1 0.25×0.6 7.0 25×8=200 30.45L2 0.25×0.4 1.90 13×8=104 5.51L3 0.25×0.5 2.80 44×8=352 10.15L4 0.25×0.5 5.90 4×12+2=50 37.54Z1 0.5×0.5 5.15 (4×7×12)+2×7=350 26.24Z2 0.5×0.5 3.60 2×8=16 21.39注:每根重量为:0.29×0.6×7×25=30.45 kN (考虑抹灰)对于柱,则:0.4×0.4×5.15×25=37.54 kN(6)墙体自重:墙体均为 240mm 厚墙。墙两面抹灰,近似按加厚墙体考虑抹灰重量。表 2-2 墙体自重每片面积 片数 重量(kN)底层纵墙 2.8×4.45 12×4-2=46 3049底层横墙 7.0×4.35 17 275其他层纵墙 2.8×3.1 46 2124其他层横墙 6.7×3.0 17 1818注:单位面积上墙体的重量为:0.28×19=5.32 kN/㎡故:墙体自重为:5.32×2.8×4.45×46=3049 kN,其他计算类同。(7)荷载分层总汇a、顶层重力荷载代表值包括顶层重力荷载代表值包括:屋面恒载+50%活载+ 梁自重(纵横梁)+半层柱自重+ 半层墙体自重。b、其他层重力荷载代表值包括:其他层重力荷载代表值包括:楼面恒载+50%活载+纵横梁自重+ 上下各半层的柱及纵横墙体自重(包括横墙) 。将前述荷载相加,得集中于多层楼面的重力荷载代表值如下:第八层:7569KN 第七至二层: 9943KN第一层: 12013KN建筑物重力荷载代表值 为81iG=7569+9943×6+12013=79240kN81i质点重力荷载值见图 2-4. 图 2-4 质点重力荷载值2.1.5 水平地震力作用下框架侧移计算(1)横梁线刚度:采用混凝土 C25, =3.0×107kN/㎡cE在框架结构中,有现浇楼面或预制板楼面。而现浇板的楼面,板可以作为梁的有效翼缘,增大梁的有效刚度,减少框架侧移。为考虑这一有利作用,在计算梁的截面惯性矩时,对现浇楼面的边框架取 =1.5I( 为梁的截面惯性矩) ,对中框架取 =2.0 。横梁线刚度计算结0I I0果见表 2-3。表 2-3 横梁线刚度计算梁 截面 跨 惯性矩 边框架梁 中框架梁G3=9856kN21467G8=kN号Lb×h2m度 l1230bhI05.IbbEIk0.2IbEIkL1 0.25×0.6 7.5 4.5×10-3 6.75×10-3 2.70×104 9.0×10-3 3.60×104L2 0.25×0.4 2.4 1.3×10-3 1.95×10-3 2.43×104 2.61×0-3 3.251×04L3 0.25×0.5 3.3 2.6×10-3 3.9×10-3 3.55×104 5.2×10-3 4.73×104L4 0.25×0.5 6.6 2.6×10-3 3.9×10-3 1.77×104 5.2×10-3 2.36×104(2)横向框架柱的侧移刚度 D 值柱线刚度列于表 2-4,横向框架柱侧移刚度 D 值计算见表 2-5。表 2-4 柱线刚度惯性矩 线刚度柱号 Z截面(㎡)柱高度(m) (m 4)3012bhI(kN·m)cEIKh10.5×0.5 5.15 2.21×10-3 3.03×10420.5×0.5 3.6 5.21×10-3 4.34×104表 2-5 横向框架柱侧移刚度 D 值计算层次 项目柱类型()2bcK一 般 层底 层 205()K( 一 般 层 )+.底 层 21(/)cKkNmh根数边框架边柱.710.8930.481 8520 4边框架中柱24.6.0.598 11936 4中框架边柱 100.528 7021 8中框架中柱3.25.0.649 9021 8底层 D376498二三边框架边柱.70.60.243 27695 4边框架中柱(2.437)1.0.368 56437 4中框架边柱60.8 0.301 18552 8中框架中柱(.)15720.443 31392 8四五六七八层 D700296(3)横向框架自振周期按顶点位移法计算框架的自振周期。顶点位移法是求结构基本频率的一种近似方法。将结构按质量分布情况简化为无限质点的悬臂直杆,导出以直杆顶点位移表示的基频公式。这样,只要求出结构的顶点水平位移,就可以按下式求得结构的基本周期: 10.7T式中 ——基本周期调整系数,考虑填充墙使框架自振周期减少的0影响,取 0.6;——框架的顶点位移。在未求出框架的周期前,无法求出框架的地T震力及位移;表 2-6 横向框架顶点位移层次 (kN)iG(kN)i(kN/miD)层间相对位移 iiGDi8 7569 7569 700296 0.0108 0.57897 9943 17512 700296 0.0250 0.55396 9943 27455 700296 0.0392 0.51475 9943 37398 700296 0.0532 0.48164 9943 47341 700296 0.0671 0.4245
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