第一部分:工程概况
㈠建筑概况
1、 设计题目:某厂房设计
本工程为某厂房楼。
2、建筑介绍:
建筑面积约 2500m
2
,楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构,楼板厚度取
120mm,填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块,层数为 3 层,一层层高为 4.5m,其
余均为 4.2m,室内外地坪高差为 0.45。
㈡建筑技术条件资料
1、气象条件:地区基本风压 0.55kn/m
2
,基本雪压 0.20 kn/m
2
。
2、地质条件:地质构造情况(自上而下):本场地地形平坦,自然地表内一米内为
填土,填土后为粉压粘土,再下为卵石层,f
k
粉=250Kn/M
2
, f
k
卵=300-400KN/M
2
地下水位较深,无浸蚀性。
3、框架结构承重方案的选择
竖向荷载的传力途径:楼板的均布活载和恒载直接作用在主梁上,再由主梁传至框
架柱,最后传至地基。
根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径,本商场框架的承重方案为横向框
架承重方案,这可使横向框架梁的截面高度大,增加框架的横向侧移刚度。
4、框架结构的计算简图
结构柱网尺寸图
本方案中,需近似的按横向的平面框架计算。(所取框架本为首层为复式框架,为计
算简便且具代表性,简化为普通框架计算)
6、梁柱截面尺寸的初步确定
①主梁截面高度一般取梁跨度的 1/14 至 1/8,次梁截面高度一般取梁跨度的 1/18
至 1/12。本方案为横向承重。本方案纵向梁取(1/14~1/8)×6300=450~787.5mm,取为
500mm,截面宽度取 500×1/2,初取 b=250mm,横向取 1/12.5×7200=600mm,截面宽度取 600
×(1/2~1/3), 初取 b=300mm,可得梁的截面初步定为纵向 b×h=250mm×500mmb×
h=300mm×600mm。
②框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值,按下列公式计算:
(1)柱组合的轴压力设计值 N=βFg
E
n
注:β考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数,边柱取 1.3,不等跨内柱取
1.25, 等跨内柱取 1.2。
F 按简支状态计算柱的负载面积
g
E
折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值,可近似的取 12-15kN/m
2
n 为验算截面以上的楼层层数。
(2)Ac≥N/U
N
f
c
注:U
N
为框架术轴压比极限值,本方案为二级抗震等级,查《抗震规范》可知
取为 0.8;
f
c
为混凝土轴心抗压强度设计值,对 C30,查得 14.3N/mm
2
。
(3)计算过程
对于边柱:
N=βFg
E
n=1.3×33.7×13×2=1139.1(kN)
Ac≥N/U
N
f
c
=1139.1×10
3
/0.8×14.3=99568.2(mm
2
)
初取 500mm×500mm
对于内柱:
N=βFg
E
n=1.25×67.5×13×2=2278.2(kN)
Ac≥N/U
N
f
c
=2278.2×10
3
/0.8×14.3=199143.4(mm
2
)
初取 500mm×500mm
第二部分:重力荷载代表值的计算
一、查《荷载规范》可取
1、屋面永久荷载标准值(上人)
30 厚细石混凝土保护层 0.03×22=0.66kN/m
2
冷底子油一遍三毡四油防水层 0.4 kN/m
2
20 厚矿渣水泥找平层 14.5×0.02=0.29 kN/m
2
60 厚聚苯乙烯保温层 0.06×0.5=0.03kN/m
2
100 一 150mm 厚膨胀珍珠岩找坡(2%) 0.1+0.15/2/7=0.88kN/m
2
20 厚矿渣水泥找平层 0.02×14.5=0.29kN/m
2
120 厚钢筋混凝土板 25×0.12=3 kN/m
2
20 厚水泥砂浆板底抹灰 0.02×20=0.4kN/m
2
合计: 5.95 kN/m
2
2、 楼面均布恒荷载(1~2 层)
水磨石地面(10 mm 面层,20 mm 水泥砂浆打底) 0.65 kN/m
2
120 mm 厚钢筋混凝土板 25×0.12=3 kN/m
2
20 mm 厚水泥砂浆板底抹灰 0.02×20=0.4 kN/m
2
合计: 4.05kN/m
2
3、屋面及楼面可变荷载标准值
上人屋面均布活荷载标准值 2.0 kN/m
2
楼面活荷载标准值 3.5 kN/m
2
屋面雪荷载标准值 S
K
=U
X
S
0
=1.0×0.75=0.75 kN/m
2
(式中 U
X
为屋面积雪分布系数)
4、梁柱密度 25kN/m
2
,
蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 5.5 kN/m
3
。
5、风荷载
为简化计算,作用在外墙面上的风荷载可近似用作用在屋面梁和楼面梁处的等效集
中荷载代替。作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值:
W
k
=β
z
μ
s
μ
z
ω
0
(h
i
+h
j
)B/2
式中ω
0
——基本风压,ω
0
=0.55kN/m
2
;
μ
z
——风压高度变化系数,建设地点在市中山路沿街的地段,故地面粗糙度为 B 类;
μ
s
——风荷载体型系数,根据建筑物的体型查得μ
s
=1.3;
β
z
——风振系数β
z
=1.0;
h
i
——下层柱高;
h
j
——上层柱高,对顶层为女儿墙高度的 2 倍;
B——迎风面的宽度,B=9.0m(取选取框架为代表计算)。
横向风荷载计算
离地高度
H
1
/m
μ
z
μ
s
β
z
ω
0
/(kN/m
2
)
h
i
/
m
h
j
/
m
W
k
/kN
14.25
1.17
1.3
1.15
0.55
4.2
1.4
16.25
10.05
1.42
1.3
1.10
0.55
4.2
4.5
31.66
5.85
1.00
1.3
1.03
0.55
4.5
5.4
22.77
二、重力荷载代表值的计算
1、第一层
(1)梁、柱
类别
净跨(mm)
截面
(mm)
密度
(kN/m
3
)
体积(m
3
)
数量
(根)
单重
(kN)
总重(kN)
横梁
(主梁)
7200
300×600
(300×480)
25
1.01
23
25.25
580.75
纵梁
(次梁)
6300
250×500
(250×380)
25
0.8075
55
20.19
1110.45
类别
计算高度
(mm)
截面(mm×
mm)
密度
(kN/m
3
)
体积
(m
3
)
数量
(根)
单重
(kN)
总重
(kN)
柱
5900
500×500
25
1.475
37
36.875
1364.38
(2)内外填充墙重的计算
①横墙:
AB 跨
○
1
轴,墙厚 200mm,计算长度 1250mm,计算高度 4500-600=3900mm
单跨体积: 0.2×1.25×3.9=1.2m
3
单跨重量: 5.5×1.2=6.6kN
数量: 1
总重:6.6×1=6.6kN
AB 跨
○
5
轴,墙厚 200mm,计算长度 2500mm,计算高度 4500-600=3900mm
单跨体积: 0.2×2.5×3.9=2.4m
3
单跨重量: 5.5×2.4=13.2kN
数量: 1
总重:13.2×1=13.2kN
AB 跨
○
7
轴,墙厚 200mm,计算长度 7000mm,计算高度 4500-600=3900mm
单跨体积: 0.2×7.0×3.9=6.72m
3
单跨重量: 5.5×6.72=36.96kN
数量: 1
总重:36.96×1=36.96kN
BC 跨①轴,墙厚 200mm,计算长度 1250mm,计算高度 4500-600=3900 mm
单跨体积: 0.2×1.25×3.9=1.2 m
3
单跨重量:5.5×1.2=6.6 kN
数量: 1
总重:6.6×1=6.6 kN
BC 跨
○
6
,
○
7
轴,墙厚 200mm,计算长度 7200mm,计算高度 4500-600=3900 mm
单跨体积:0.2×7.2×3.9=6.72m
3
单跨重量:5.5×6.72=36.96kN
数量: 2
总重:36.96×2=73.92kN
CD 跨①,
○
7
轴,墙厚 200mm,计算长度 7200 mm, 计算高度 3900mm
单跨体积: 0.2×(7.2×3.9-3.0×3.6)=4.56m
3
单跨重量:5.5×4.56=25.08kN
数量: 2
总重:25.08×2=50.16 kN
CD 跨
○
6
轴、墙厚 200mm,计算长度 7200 mm,计算高度 3900 mm
单跨体积: 0.2×(7.2×4.8-1.5×2.1)=6.09m
3
单跨重量:5.5×6.09=33.495kN
数量: 1
总重:33.495×1=33.495 kN
DE 跨,墙厚 200mm,计算长度 7200mm,计算高度 3900 mm
体积: 0.2×(7.2×4.8×6-0.9×2.1+3.0×4.8+3.7×4.8+5.9×4.8-0.7×
2.1)=51.744 m
3
总重:51.744×5.5=284.592 kN
玻璃幕墙
1.5×5.4×1.5×3=36.45kN
2.5×5.4×1.5×2=40.5kN
横墙总重:
6.6+13.2+36.96+6.6+73.92+50.16+33.495+284.592+36.45+40.5=582.48kN
②纵墙
A 轴,0.2×3.1×4.9+0.2×(8.5×4.9-3.0×3.9×2)=6.69 m
3
B 轴,0.2×(2.75+3.1+3.1+7)×4.9=15.63 m
3
D-E 跨,0.2×(6.0+5.0+4.1+3.7)×4.9=18.42 m
3
E 轴 0.2×(8.5×4.9-1.5×3.0-1.8×3.0)+0.2×(8.5×4.9-3.0×3.9)×2
+0.2×(8.5×4.9-3.0×3.6)+ 0.2×(8.0×4.9-1.0×2.1)+8.5×4.9=73.57m
3
玻璃幕墙 2.7×5.4×1.5×6=131.22kN
纵墙总重 6.69+15.63+18.42+73.57+131.22=245.53kN
弧形玻璃幕墙 2/4×3.14×6.0×5.4×1.5=76.30kN
⑶窗户计算(钢框玻璃窗)
C-1 尺寸: 3000mm×3900mm
自重: 0.4kN/m
2
数量: 6
重量:3.0×3.9×0.4×6=28.08kN
C-3 尺寸: 1800mm×3000mm
自重: 0.4kN/m
2
数量: 1
重量:1.8×3.0×0.4×1=2.16kN
C-4 尺寸: 1500mm×3000mm
自重: 0.4kN/m
2
数量: 1
重量:1.5×3.0×0.4×1=1.8kN
总重:28.08+2.16+1.8=32.04kN
⑷门重计算
M-1:木门
尺寸:900mm×2100mm 自重:0.15kN/ m
2
数量:2
重量:0.9×2.1×0.15×2=0.567kN
M-2:木门
尺寸:700mm×2100mm 自重:0.15kN/ m
2
数量:2
重量:0.7×2.1×0.15×2=0.441kN
M-3:铁门
尺寸:1000mm×2100mm 自重:0.4kN/ m
2
数量:1
重量:1×2.1×0.4×1=0.84kN
M-4: 钢框玻璃门
尺寸:3000mm×3600mm 自重:0.4kN/ m
2
数量:3
重量:3×3.6×0.4×3=12.96kN
M-5:铁门
尺寸:1500mm×2100mm 自重:0.4kN/ m
2
数量:1
重量:1.5×2.1×0.4×1=1.26kN
M-6:钢框玻璃门
尺寸:5400mm×5400mm 自重:0.4kN/ m
2
数量:1
重量:5.4×5.4×0.4×1=11.664kN
总重:0.567+0.441+0.84+12.96+1.26+11.664=27.73kN
⑸楼板恒载、活载计算(楼梯间按楼板计算,弧形板按矩形计算)
面积:(54.0+0.5)×(30.0+0.5)-0.5×0.5×36-36×7.5=1383.25m
2
恒载:4.05×1383.25=5602.163kN