房屋设计计算书

-4-1、工程概况该工程为锦城春天综合楼，共5层，建筑面积为4187.3㎡，其中：气象条件，主导风向为西北风，基本风压0.3KN/㎡，基本雪压0.1KN/㎡。工程地质条件，根据对建筑基地的勘察结果，地质情况下表：序号岩土分类土层深度（M）地基承载力标准值fak(Kpa)Ⅰ杂填土0.0—0.5Ⅱ砂质粘土0.5—1.0120Ⅲ中密卵石1.0—8.0250Ⅳ基岩8.0以下注：1）地下水水位高程为-8米；无侵蚀性。2）表中给定土层深度由自然地坪算起。建筑场地类别：Ⅱ类场地；地震设防烈度：7度一组。2、结构布置及计算简图根据房屋的使用功能及建筑设计的要求，设计建筑平面、立面及剖面，其标准层建筑平面、结构平面和剖面示意图分别见图1、2、3.主体结构为5层，层高均为3.6米，局部突出屋面的为楼梯间层高为2.8米。填充墙采用240厚的空心页岩砖砌筑。门为木门和玻璃门，门洞尺寸为1m×2.1m，1.8m×2.1m，.窗为塑钢窗，洞口尺寸为1.5m×2.1m，1.8m×2.1m，3.3m×2.1m。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋砼结构，板厚为120㎜。主梁截面高度按梁跨度的1/8～1/12估算，次梁截面高度按梁跨度的1/12～1/18估算，梁截面尺寸见下表：层次砼强度等级横梁（b×h）纵梁次梁AB跨，CD跨BC跨（边）（b×h）（b×h）2～5C30250×600250×400250×550250×4501C30250×600250×400250×550250×450各层梁、柱、板的砼强度等级见上表，其设计强度C30（cf=14.3N/mm²,tf=1.43N/mm²）柱截面尺寸根据fcNAcNnFgNE估算。因该框架结构的抗震等级为三级，则其轴压比限值[N]=0.9；各层的重力荷载代表值近似取为15Kn/㎡.边柱及中柱的负载面积分别为4.2×3.9=16.38㎡和5.4×4.2=22.68㎡。则由公式得柱的截面积为：-5-边柱Ac≥1.3×16.38×15×10³×5/(0.9×14.3)=124091mm²中柱Ac≥1.25×22.68×15×10³×5/(0.9×14.3)=165209mm²为计算方便，柱截面取为正方形，柱截面尺寸取为：1层：500㎜×500㎜2—4层：450㎜×450㎜基础选用独立基础。框架结构计算简图如图4所示。2～5层柱高度为层高，取为3.6m，底层柱高度从基础顶面取至一层板即：1h=3.6+0.6+0.6=4.8m横向框架计算简图纵向框架计算简图3、重力荷载计算3.1屋面及楼面的永久荷载标准值：屋面：30厚细石混凝土保护层22×0.03=0.66KN/㎡三毡四油防水层0.4KN/㎡25厚1：3水泥砂浆找平层20×0.025=0.5KN/㎡150厚水泥膨胀珍珠岩保温层15×0.15=2.25KN/㎡15厚1：3水泥砂浆找平层20×0.015=0.3KN/㎡120现浇钢筋混凝土板25×0.12=3KN/㎡15厚石灰砂浆抹底17×0.015=0.255KN/㎡-------------------------------------------------————————合计7.37KN/㎡楼面：瓷砖面层0.55KN/㎡25厚1：2.5干硬性水泥砂浆粘合层0.4KN/㎡-6-25厚1：2.5水泥砂浆找平层20×0.025=0.5KN/㎡120现浇钢筋混凝土板25×0.12=3KN/㎡15厚石灰砂浆抹底17×0.015=0.255KN/㎡-------------------------------------------------————————合计4.71KN/㎡3.2屋面及楼面可变荷载标准值上人屋面均布活荷载标准值：2.0KN/㎡楼面活荷载标准值：2.0KN/㎡走道活荷载标准值：2.5KN/㎡屋面雪荷载标准值：0ssrk=1.0×0.1=0.1KN/㎡3.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算梁、柱根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载；对墙、门、窗等可计算出单位面积上的重力荷载。具体计算过程从略，计算结果见下表表3-1梁、柱重力荷载标准值层次构件h/mb/mil/mng/(KN/m)Gi/KN∑Gi/KN2～5边横梁0.60.251.057.35243.94695.021184.43中横梁0.40.251.052.55122.6280.17l纵梁0.40.251.052.85162.62394.573.7528次梁0.40.251.052.822.6214.67柱0.450.451.103.6485.57962.51188.861边横梁0.60.251.057.3223.94632.761114.84中横梁0.40.251.052.5122.6278.6纵梁0.40.251.052.8162.62388.813.728次梁0.40.251.052.822.6214.67柱0.50.51.104.8486.881585.151283.331）表中为考虑梁、柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数；g表示单位长度构-7-件重力荷载；n为各层构件数量。2）梁长度取净长；柱长取净高。墙体均为240mm厚空心页岩砖,外墙面涮外墙漆,内、外墙面为20mm厚抹灰,则外墙单位墙面重力荷载为：17×0.02×2+15×0.24=4.28KN/㎡木门单位面积重力荷载为0.2KN/㎡;塑钢窗单位面积重力荷载取为0.5KN/㎡;玻璃幕墙单位面积重力荷载为1.2KN/㎡3.4重力荷载代表值集中于各楼层标高处的重力荷载代表值Gi为计算单元范围内各层楼面上的重力荷载代表值及上下各半层的墙、柱等重量。计算过程如下：第五层：女儿墙：4.28×（42.84×2+18.36×28）×1.5=532.43KNA轴纵墙:4.28×（37.44×3.2-2.8×3.6×2-3.3×2.1×7-1.5×2.1×2）=191.91KNB轴纵墙:4.28×（37.44×3.2-1.8×2.1×2-1×2.1×9）=399.53KNC轴纵墙:4.28×（37.44×3.2-1.2×2.1×2-1×2.1×8）=419.3KND轴纵墙:4.28×（37.44×3.2-3.3×2.1×7-1.5×2.1×4=251.23KN1/C轴纵墙:4.28×（6.36×3.2-1×2.1×2）=69.13KN横墙:4.28×（7.8-0.45）×3.2×23+4.28×（2.55×3.2-1.8×2.1）×2=2352.8KN门：0.2×（1×2.1×19+1.8×2.1×2）=9.49KN窗：0.5×（3.3×2.1×14+1.8×2.1×2+1.5×2.1×6）=61.74KN玻璃幕墙：1.2×2.8×3.6×2=24.19KN屋面板：7.37×42.84×19.26=6080.98KN楼板：4.71×42.84×19.26=3886.21KN屋面荷载：0.5×0.5×42.84×19.26=206.27KN楼板荷载：1.0×2×42.84×19.26=1650.2KN除女儿墙外，第三、四层与第五层相同。第二层：A轴纵墙:4.28×（26.19×3.2-2.8×3.6×2-3.3×2.1×4-1.5×2.1×2）=126.81KNB轴纵墙:4.28×（26.19×3.2-1.8×2.1×2-1×2.1×6）=272.41KNC轴纵墙:419.3KND轴纵墙:251.23KN1/C轴纵墙:69.13KN-8-横墙:2352.8-4.28×（7.8-0.9）×3.2×2=2163.8KN门：9.49-0.2×1×2.1×3=8.23KN窗：0.5×（3.3×2.1×11+1.8×2.1×2+1.5×2.1×6）=51.35KN玻璃幕墙：24.19+1.2×3.75×3.6×3=72.79KN楼板：3886.21KN楼板荷载：1650.2KN第一层：A轴纵墙:4.28×（26.19×3.2-2.8×3×2-3.3×2.1×4-1.5×2.1×2）=202.82KNB轴纵墙:272.41KNC轴纵墙:419.3KND轴纵墙:251.23KN1/C轴纵墙:69.13+4.2×3.2×4.28=126.65KN横墙:2163.8KN门：8.23+0.2×1.8×2.1×2=9.74KN窗：0.5×（3.3×2.1×11+1.5×2.1×6）=47.57KN玻璃幕墙：1.2×2.8×3×2=20.16KN楼板：3886.21-4.71×4.2×7.8×3=3423.31KN楼板荷载：1.0×2×（42.84×19.26-4.2×7.8×3）=1453.64KN各层重力荷载代表值如下梁柱板活荷载墙体、门窗等Gi/KN楼梯顶145.7124.74379.4128.74345.831024.425962.51188.866080.98206.27532.43+3779.32/210860.74962.51188.863886.211650.23779.32/2×211467.093962.51188.863886.211650.23779.32/2×211467.092962.51188.863886.211650.23779.32/2×2+3435.05/211294.9611585.151283.333423.311453.643435.05/2+3513.6812985.64计算结果见下图：G1=12985.64kNG2=11294.96kNG3=11467.09kNG4=11467.09kNG5=10860.70kNG6=1024.42kN各层重力荷载代表值-9-4、框架侧移刚度计算4.1横向框架侧移刚度：横梁线刚度bi计算表横梁层次cE2/mmNb×hmmmmIo4mml/mmlIEc/0N•mmlIEc/5.10N•mmlIEc/20N•mmABCD1～53.0×410250×6004.591078001.710102.610103.461010BC1～53.0×410250×4001.3391030001.31010210102.661010柱线刚度ci计算表层次mmhc/)//(2mmNEcb×h/mm×mm4/mmIc)/(/mmnhIEcc148003.0×410500×5005.219103.2610102～533003.0×410450×4503.429102.8510104.1.1中框架侧移刚度1层：边柱K=3.46/3.26=1.061c=(0.5+1.061)/(2+1.061)=0.51D=12cbi/h2=12×0.51×3.26×1010/48002=8660mmN/中柱K=(2.66+3.46)/3.26=1.887c=(0.5+1.887)/(2+1.887)=0.6`1D=12cbi/h2=12×0.61×3.26×1010/48002=10357mmN/2～5层：边柱K=(3.46+3.46)/(2×2.85)=1.214c=1.214/(2+1.214)=0.378D=12cbi/h2=12×0.378×2.85×1010/36002=9975mmN/中柱K=(3.46×2+2.66×2)/(2×2.85)=2.147c=2.147/(2+2.147)=0.518D=12cbi/h2=12×0.518×2.85×1010/36002=13669mmN/4.1.2边框架侧移刚度1层：边柱K=2.6/3.26=0.796c=(0.5+0.796)/(2+0.796)=0.46D=12cbi/h2=12×0.46×3.26×1010/48002=7810mmN/-10-中柱K=(2.6+2)/3.26=1.411c=(0.5+1.411)/(2+1.411)=0.56D=12cbi/h2=12×0.56×3.26×1010/48002=9508mmN/2～5层：边柱K=(2.6+2.6)/(2×2.85)=0.912c=0.912/(2+0.912)=0