某单身宿舍楼5层钢筋混凝土框架结构设计说明.doc

. 某单身宿舍楼5层钢筋混凝土框架结构设计2 设计资料2.1地质资料经对场地进行地质勘察,结果如下：2.1.1场地概况拟建建筑场地已经人工填土平整,地形平坦,地面高程为4.6m2.1.2地层构成勘察揭露的地层,自上而下除第①层为近期人工填土外,其余均属第四全新世海陆交互相沉积勘察深度范围内所揭露的地层,厚度变化很小,分布较均匀,其各层概况为：①杂填土：以粘土为主,含大量垃圾和有机质,不宜作为天然地基,平均厚度2.5m②淤泥质粉质粘土：深灰色,流塑状态平均厚度7.1m③细砂：以细砂为主,少量粉砂,含粘粒,饱和,松散稍密状平均厚度为2.4m④中砂：以中粗砂为主,饱和,属密实状态,承载力特征值为220kPa,工程地质性质良好,可作为桩尖持力层本层未揭穿2.1.3地下水情况场地地下水在勘探深度范围内分上下两个含水层,第一含水层存于第②层淤泥质粉质粘土层中,属上层孔隙滞水,水位高程约为4.2m；第二含水层主要存于第③细砂层中,属孔隙潜水,具一定静水压力经取水样进行水质分析,判定该地下水对混凝土无侵蚀性2.1.4工程地质评价①场地土类型与场地类别：经计算,本场地15m深度以内土层平均剪切波速<按各层厚度加权平均>为Vsm=140～160m/s,即场地土类型为中软场地土；另据区域资料表明,该场地覆盖层厚度Dov为60m,按《建筑抗震设计规范》划分该场地类别为II类土。

②场地地基液化判别：第③层细砂层为液化土层,IIE=11.3,属中等液化③地基持力层选择与评价：第①层杂填土不宜作为天然地基；第②层淤泥质粉质粘土层为软弱下卧层；第③层细砂层属中等液化土层,未经处理不可作为地基持力层；第④层中砂层物理力学性质较好,可作为桩尖持力层有关桩的设计和要求,详见《建筑桩基技术规范》各层土的承载力特征值及桩设计参数见下表：层序土层名称平均厚度〔m〕实际标贯击数/临界标贯击数承载力特征值沉管灌注桩预制桩桩侧阻力特征值桩端端阻力特征值桩侧阻力特征值桩端端阻力特征值fak〔kPa〕qsia〔kPa〕qpa〔kPa〕qsia〔kPa〕qpa〔kPa〕①杂填土2.5②淤泥质粘土7.1602024③细砂2.40.601502938④中砂未揭穿2304216004721002.1.5地基方案根据拟建建筑物的特点及场地岩土工程条件,基础形式可采用桩基础建议采用④层中砂作为桩尖持力层,桩型可考虑灌注桩或预制桩2.2地震资料根据国家地震局审批的《XX地震区划图及其说明》本场地属于强震区,其地震基本烈度为8度,设计基本地震的加速度为0.3g,设计地震分组为第一组2.3气象条件基本风压0.75kN/m2,基本雪压02.4结构要求：办公楼为五层钢筋混凝土框架结构体系,框架梁、柱、板均采用现浇混凝土。

该建筑属丙类建筑,安全等级为二级2.5建筑物类型：丙类2.6活 载楼面活荷：2.0 KN/m2 ；上人屋面活载：2.0 KN/m2 ；不上人屋面活载：0.50 KN/m2 ；阳台：2.5KN/m2；走道：2.0KN/m2；楼梯：2.0 KN/m22.7恒 载钢筋混凝土25贴瓷砖墙面 0.5KN/㎡,水泥砂浆 20KN/m,木门0.2KN/㎡,铝合金门窗0.4KN/㎡2.8主要构件材料梁、板混凝土均选用C25,1～2层柱采用C35,3~6层柱采用C30混凝土,主梁与柱选用HRB400钢筋,次梁受力钢筋选用HRB335,板筋与箍筋选用HPB235,内外墙均采用蒸压加气混凝土砌块砌筑<自重5.5 KN/㎥>3 结构平面布置与尺寸估算3.1结构平面布置3.1.1结构平面布置图如下：图3.1.1 结构平面布置图3.1.2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经次梁间接或直接传至主梁,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,本宿舍楼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。

3.2框架梁柱截面尺寸估算A1=4.2×8.1/2 m2 =17.01 m2A2=4.2×<8.1+2.4>/2=22.05 m2框架结构计算简图和框架简图分别如图3.2.1、3.2.2和3.2.3：图3.2.1框架结构计算简图图3.2.2 横向框架组成的空间结构图3.2.3 纵向框架组成的空间结构3.2.1.柱截面尺寸估算1.根据柱支撑的楼板面积计算由竖向荷载作用下产生的轴力,并按轴压比控制估算柱截面面积,估算柱截面时,楼层荷载gE=12～15KN/m2计,由于本工程采用的是轻质砌块,因此边柱按13KN/m2计本工程为二级抗震,查抗震规范轴压比限值μN取μN=0.8一～二层柱混凝土强度选用C35,fC=16.7N/mm2边柱：负荷面为4.2×8.1/2 m2 =17.01 m2的边柱轴力：N=nFgE=1.3×6×4.2×8.1/2×13=1724.8KN 根据μN=N/ACfC,设柱为正方形,可得柱边长b×h=AC=N/μNfC =1724.8×103/<0.8×16.7>=129101.80 mm2取柱边长b×h=450mm×650mm中柱：负荷面为4.2×<8.1+2.4>/2=22.05 m2的中柱轴力N=nFgE=1.2×6×22.05×13=2063.88KN柱边长b×h=AC=N/μNfC =N/μNfC=2063.88×103/<0.8×16.7>=154482.04 mm2。

为方便计算,一~二层中柱与边柱的尺寸取相同,尺寸都为b×h=450mm×650mm,三～五层取柱截面为400×600mm2.校核框架柱截面尺寸是否满足构造要求<1>按构造要求框架柱截面高度不宜小于400mm,宽度不宜小于350mm<2>为避免发生剪切破坏,柱净高与截面长边之比宜大于4 取二层较短柱高,Hn =3300mm：Hn /h＝3.3m/0.6m=5.5>4<3>框架柱截面高度和宽度一般可取层高的1/10～1/15h<1/10～1/15>H0=<1/10～1/15>×5000mm=333mm～500mm<取底层柱高为5000mm>故所选框架柱截面尺寸均满足构造要求3.2.2梁截面尺寸估算1.横向框架梁框架梁截面高度h,按梁跨度的1/8～1/12确定,AB、CD跨：梁高h=<1/8～1/12>L=<1/8～1/12>×8100mm=675mm～1012.5mm,取h=700mm,梁宽b=<1/2～1/3>h=233mm～350mm,取b=300mmBC跨：梁高h=<1/8～1/12>L=<1/8～1/12>×2400mm=200mm～300mm,,由于框架梁高不宜小于400mm,故取h=400mm,b=250mm。

2.纵向框架梁梁高h=<1/8～1/12>L =<1/8～1/12>×4200mm=350mm～525mm,取h=500mm,梁宽b=<1/2～1/3>h =167mm～250mm,取b=250mm3.次梁梁高h=<1/12～1/18>L=<1/12～1/18>×4200mm=233mm～350mm,取h=350mm,b=200mm梁截面尺寸见表3.2.1 表3.2.1 梁截面尺寸表混凝土等级横梁纵梁次梁AB跨、CD跨BC跨C25300×700250×400250×500200×350柱截面尺寸见表3.2.2：表3.2.2 柱截面尺寸表层数混凝土等级中柱与边柱1C35450×6502C35450×6503~5C30400×600顶层C30300×5503.2.3 板截面尺寸估算由于本工程的板均为双向板,故板的厚度为h=L/45=4200/45=93mm,考虑到板的挠度及裂缝宽度的限制因素,根据经验取板厚为h=100mm4 框架侧移刚度计算4.1梁柱线刚度计算4.1.1横梁线刚度Ib的计算见表4.1.1：表4.1.1 横梁线刚度表类别Ecb×hI0lEcI0/l1.5EcI0/l2EcI0/lAB跨、CD跨2.8×104300×7008.575×10981002.964×10104.446×10105.928×1010BC跨2.8×104250×4001.333×10924001.556×10102.333×10103.111×10104.1.2纵梁线刚度Ib的计算见表4.2.1：表4.1.2 纵梁线刚度表类别Ecb×hI0lEcI0/l1.5EcI0/l2EcI0/l1～12跨2.8×104250×5002.604×10942001.736×10102.604×10103.472×10104.1.3柱线刚度Ic的计算见表4.3.1：I0=bh3/12表4.1.3 柱线刚度表层次hcEcb×hI0EcI0/hc150003.15×104450×6501.030×10106.488×1010233003.15×104450×6501.030×10109.832×10103～533003.0×104400×6007.200×1096.545×1010顶层28003.0×104300×5003.125×1093.348×10104.2各层横向侧移刚度计算： 4.2.1底层侧移刚度1.A-2、A-3、A-6、A-7、A-8、A-11、A-12、D-2、D-3、D-4、D-5、D-6、D-7、D-8、D-9、D-10、D-11、D-12<18根>=b /c=5.928/6.488=0.914=<0.5+>/<2+>=<0.5+0.914>/<2+0.914>=0.485=12c /h2=0.485×12×6.488×1010/ 50002=284542. A-1、A-4、A-5、A-9、A-10、A-13、D-1、D-13<8根>=b /c=4.446/6.488=0.685=<0.5+>/<2+>=<0.5+0.685>/<2+0.685>=0.441=12c /h2=0.441×12×6.488×。