第一部分、设计资料
一、建筑资料
该工程为一教学楼,拟建于农大校区内,总建筑面积4000 m2左右,建筑形状为一回形体。总长51m,总宽15.5m,共4层,总高为16.7m。层高均为3.9m,四层多为办公室,层高应该低一点,但考虑到四层有一个多功能教室,面积相对较大,所以层高也定为3.9m。室内外高差为0.45m。祥见建筑施工图。 该建筑为钢筋混凝土框架结构,属丙类建筑。
二、设计资料
1、气象资料 基本风压 W0=0.35 kN/m2 3、本场地地震基本烈度为八度区,按此设防。
第二部分、结构设计计算书
一、结构方案及布置
该建筑为教学楼,建筑平面布置灵活,有较大空间,可考虑采用框架结构或框-剪结构。由于楼层为四层,主体高度为16.7m,8度抗震,考虑到在8度抗震设防区框架结构体系适用的最大高度为45m,框架结构在10层以下的建筑中具有较好的抗震性能,在一般烈度区建造的多层框架房屋是可以保证安全的。框架结构本身抗震性能好,能承受较大的变形,所以选择框架结构。 该工程采用全现浇结构体系,由于任务书上要求的预制板,现有资料难于查到,根据任务书提出有些条件在结构设计阶段可根据实际情况调整的规定,楼盖采用现 浇混凝土板。梁板混凝土强度等级为C35,柱采用C40混凝土。墙体采用粘土砖空斗砌体。
二、初步选定梁柱截面尺寸及材料强度等级 1、初估梁柱截面尺寸
框架梁截面尺寸:框架梁的截面尺寸应该根据承受竖向荷载的大小、梁的跨度、框架的间距、是否考虑抗震设防要求以及选用的混凝土材料强度等诸多因素综合考虑确定。
一般情况下,框架梁的截面尺寸可参考受弯构件按下式估算:梁高h=(1/8~1/12)l,其中l为梁的跨度。梁宽b=(1/2~1/3)h。在抗震结构中,梁截面宽度不宜小于200mm,梁截面的高宽比不宜大于4,梁净跨与截面高度之比不宜小于4。
① 、框架梁截面尺寸:
根据梁高:H=(1/8~1/12)L B=(1/2~1/3)H 得:
KJ—1: H=(1/8~1/12)L =(1/8~1/12)×7200=600~900 ㎜ 取H=700㎜
B=(1/2~1/3)H= (1/2~1/3)×700=233~350㎜ 取B=300㎜
KJA : H=(1/8~1/12)L =(1/8~1/12)×6000=500~750 ㎜ 取H=700㎜
B=(1/2~1/3)H= (1/2~1/3)×700=233~350㎜ 取B=300㎜
KJA-L4: H=(1/8~1/12)L =(1/8~1/12)×10800=900~1350 ㎜ 取H=900㎜
B=(1/2~1/3)H= (1/2~1/3)×900=300~450㎜ 取B=400㎜
四层KJ-2:H=(1/8~1/12)L =(1/8~1/12)×14800=1233~1850 ㎜ 取H=1400㎜
B=(1/2~1/3)H= (1/2~1/3)×1400=460~700㎜ 取B=500㎜ 次梁截面尺寸:
CL—1: H=(1/8~1/12)L =(1/8~1/12)×6000=500~750 ㎜ 取H=500㎜
B=(1/2~1/3)H= (1/2~1/3)×500=167~250㎜ 取B=250㎜
CL—2: H=(1/8~1/12)L =(1/8~1/12)×7800=650~975 ㎜ 取H=650㎜
B=(1/2~1/3)H= (1/2~1/3)×650=217~325㎜ 取B=250㎜
CL—3: H=(1/8~1/12)L =(1/8~1/12)×6000=500~750 ㎜ 取H=500㎜
B=(1/2~1/3)H= (1/2~1/3)×500=167~250㎜ 取B=250㎜
② 、框架柱截面尺寸:
在计算中,还应注意框架柱的截面尺寸应符合规范对剪压比(Vc/fcbchc0)、剪跨比(??M/Vhc)、轴压比(?N?N/fcbchc)限值的要求,如不满足应随时调整截面尺寸,保证柱的延性。抗震设计中柱截面尺寸主要受柱轴压比限值的控制,如以ω表示柱轴压比的限值,则柱截面尺寸可用如下经验公式粗略确定:
A?a2?GnF?
fc(??0.1)?103式中;A——柱横截面面积,m2,取方形时边长为a;
n——验算截面以上楼层层数;
F——验算柱的负荷面积,可根据柱网尺寸确定,m2;
fc——混凝土轴心抗压强度设计值;
ω——框架柱最大轴压比限值,一级框架取0.7,二级框架取0.8,三级框
架取0.9。
φ——地震及中、边柱的相关调整系数,7度中间柱取1、边柱取1.1,8
度中间柱取1.1、边柱取1.2;
G——结构单位面积的重量(竖向荷载),根据经验估算钢筋混凝土高层建
筑约为12~18kN/m2。
KJ—3底层柱
KJ—3:(A轴线)
A?a2?GnF16?4??6?3.9?=??1.2=0.158㎡ 33fc(??0.1)?1016.3??0.8?0.1??10a=0.158?106=397㎜ KJ—3: (B轴线)
A?a2?GnF16?4??6?7.05?=??1.1=0.261㎡ 33fc(??0.1)?1016.3??0.8?0.1??10a=0.261?106=511㎜
KJ—3: (C轴线)
A?a2?GnF16?6??6?3.15?=??1.2=0.223㎡ 33fc(??0.1)?1016.3??0.7?0.1??10a=0.223?106=472㎜
KJ—6底层柱
KJ—6: (A轴线)
A?a2?GnF16?4??8.4?3.9?=??1.2=0.221㎡ fc(??0.1)?10316.3??0.8?0.1??103a=0.221?106=470㎜ KJ—6: (B轴线)
A?a2?GnF16?4??6.6?7.05?=??1.1=0.287㎡ 33fc(??0.1)?1016.3??0.8?0.1??10