结构设计手算书.doc

某工厂办公宿舍楼结构设计安徽新华学院 - 1 - 目目 录录第一节 结构布置及计算简图． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．2第二节 荷载统计． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．6第三节 竖向荷载计算． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．15第四节 水平荷载计算． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．34第五节 内力组合． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．55第六节 构件截面设计． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．576.1、框架梁截面设计． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．576.2、框架柱截面设计． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．78第七节 基础设计． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．927.1、A 柱下基础设计． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．927.2、B 柱下基础设计． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．96附：参考文献． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．100某工厂办公宿舍楼结构设计安徽新华学院 - 2 - 设计心得． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．100致谢． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．102结构设计结构设计第一节第一节 结构结构布置及计算简图布置及计算简图1.11.1 设计资料设计资料1、工程名称：某工厂办公宿舍楼2、工程概况：建筑总高 22.2m，共 7 层，室内外高差为 0.45m，底层高4.2m，其余各层高 3.0m，具体情况可参见结构平面布置图。

3、温度：夏季月平均气温 33 摄氏度，最高气温 40 摄氏度，冬季月平均气温 10 摄氏度，最低气温－2 摄氏度4、拟建地的基本雪压 So=0.60kN/m2,基本风压 W0＝0.35 kN/m2，地面粗糙度为 B 类5、地震设防烈度为 7 度，二类场地6、材料选用混凝土：采用 C30.钢筋：柱纵向钢筋采用热轧钢筋 HRB400，其余采用热轧钢筋 HPB235.墙体：采用烧结普通粘土砖，γ＝18.7 kN/m2 某工厂办公宿舍楼结构设计安徽新华学院 - 3 - 铝合金门窗：γ＝0.35kN/m2；木门，γ＝0.2kN/m21.21.2 结构选型结构选型1、结构选型：根据该设计的适用功能和建筑设计要求，对于七层商住楼，因框架结构体系的主要特点是平面布置比较灵活，能提供较大的室内空间，对于商住楼是较适合的结构体系，考虑该建筑处于 7 度地震设防区，故采用现浇钢筋混凝土框架结构（横向承重）体系2、其它结构选型：屋面：采用现浇钢筋混凝土板作承重结构，屋面板按上人屋面的使用荷载选用楼面：采用现浇钢筋混凝土板，板厚 120mm基础：采用柱下独立基础。

楼梯：采用整体现浇板式楼梯1.31.3 结构布置结构布置标准层结构柱网布置如图 1.3.1某工厂办公宿舍楼结构设计安徽新华学院 - 4 - 图 1.3.1 标准层结构柱布置图选取其中一榀进行计算其结构布置如图 1.3.2某工厂办公宿舍楼结构设计安徽新华学院 - 5 - 图 1.3.2 结构布置图1.41.4 截面尺寸初估截面尺寸初估1、根据本项目房屋的类型、抗震设防烈度和房屋的高度查表，得本建筑的抗震等级为三级楼盖、屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取为120mm,各层梁板柱混凝土强度等级均为 C30.纵向受力钢筋采用 HRB400 级钢筋，其余钢筋采用 HPB235 级钢筋2、梁截面尺寸估算根据 h=(～)l，b=(～)h，估算梁的截面尺寸如下：81 121 31 21横向主框架梁：b×h=250mm×400mm纵向框架梁：b×h=250mm×400mm次梁：b×h=200mm×300mm3、柱截面尺寸估算由文献可知，柱的轴压比应小于轴压比限值的要求: 0.9cccccNN b h fA f某工厂办公宿舍楼结构设计安徽新华学院 - 6 - C30 砼：214.3/,1.43/ctfN mmfN mm3 21.2 12 107.2 3.15 71776330.9 14.3cAmm上式中的 1.2 为荷载分项系数，7 表示底层柱承受其上 7 层的荷载，楼面荷载近似取为 12kN/m2计算。

取柱截面为正方形，根据上述估算得结果并综合考虑因素，本设计所有柱的截面尺寸为 450mm×450mm纵向受拉钢筋抗震锚固长度，梁内钢筋伸至边柱内长度41aEld=0.4×41d=16.4d=16.4×25mm=410mm,故柱子截面满足抗震构造要求41aEld1.51.5 确定计算简图确定计算简图本设计基础选用柱下独立基础假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接由于各层柱截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心线之间的距离底层柱高从基础顶面算至一层板底,基顶标高根据地质条件，室内外高差定为－1.2m， 故底层柱高为 5.40m,其余各层柱高从楼面算至上一层楼面（即层高） ，故均为 3m由此可绘出框架的计算简图如图 1.5.1 所示1.61.6 刚度计算刚度计算其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，取中跨 I=2.0 I0 （I0 为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩） 左（右）边跨梁 ＝3.0×107KN/m2×2××0.25mm×（0.4mm）/iEI l1123/4.5m＝1.78×104KN·m中跨梁 ＝3.0×107KN/m2×2××0.25mm×（0.4mm）3/2.4m/iEI l112＝3.33×104KN·m底柱 ＝3.0×107KN/m2××0.45mm×（0.45mm）3/5.4m/iEI l112＝1.898×104 KN·m余柱 ＝3.0×107KN/m2××0.45mm×（0.45mm）3/3 m/iEI l112某工厂办公宿舍楼结构设计安徽新华学院 - 7 - ＝3.42×104 KN·m令 i边余＝1.0，则其余杆件的相对线刚度为：4 ' L141.78 10i0.523.42 104 ' L243.33 10i0.973.42 104 ' 141.898 10i0.553.42 10柱则框架的计算简图如图 1.5.1 所示。

第二节第二节 荷载统计荷载统计2.12.1 恒荷载标准值恒荷载标准值1、屋面 防水层（刚性）30 厚 C20 细石混凝土防水 1.00 kN/m2 防水层（柔性）三毡四油铺小石子 0.40 kN/m2 找平层：15 厚水泥砂浆 0.015m×20 kN/m3=0.30 kN/m2 找平层：15 厚水泥砂浆 0.015m×20 kN/m3=0.30 kN/m2 找坡层：40 厚水泥石灰焦渣砂浆 0.04m×14kN/m3=0.56 kN/m2 保温层：80 厚矿渣水泥 0.08m×14.5 kN/m3=1.16 kN/m2 结构层：120mm 厚钢筋混凝土楼板 0.12m×25 kN/m3=3.00 kN/m2 抹灰层：10 厚混合砂浆 0.01m×17kN/m3=0.17 kN/m2合计： 6.89 kN/m2 2、标准层楼面陶瓷地砖面层 30 厚 1：3 干硬性水泥砂浆，面上撒 2 厚素水泥 水泥砂浆结合层一道 1.16 kN/m2 结构层：120mm 厚钢筋混凝土楼板 0.12m×25 kN/m3=3.00 kN/m2 抹灰层：10 厚混合砂浆 0.01m×17kN/m3=0.17 kN/m2合计： 4.33 kN/m23、梁自重 b×h＝250mm×450mm 梁自重： 25 kN/m3×0.25m×（0.45m－0.12m）=2.06 kN/m 抹灰层：10 厚混合砂浆 0.01m×（0.45m－0.12m＋0.25m）×17 kN/m3×2=0.22 kN/m合计： 2.26 kN/m 某工厂办公宿舍楼结构设计安徽新华学院 - 8 - 图 1.5.1 计算简图b×h＝200mm×300mm某工厂办公宿舍楼结构设计安徽新华学院 - 9 - 梁自重： 25 kN/m3×0.25m×（0.30m－0.12m）=0.90 kN/m 抹灰层：10 厚混合砂浆 0.01m×（0.30m－0.12m＋0.20m）×17 kN/m3×2=0.13 kN/m合计： 1.03 kN/m 基础梁 b×h＝250mm×400mm 梁自重： 25 kN/m3×0.25m×0.4m=2.50 kN/m4、柱自重 b×h＝450mm×450mm 柱自重： 25 kN/m3×0.45m×0.45m=5.06 kN/m 抹灰层：10 厚混合砂浆 0.01m×（0.45m＋0.55m）×17 kN/m3×2=0.31 kN/m合计： 5.37 kN/m 5、墙自重 (1)、外纵墙自重 标准层:纵墙 [(3.0m-0.45m)×7。