緣園住宅小區(qū)5號樓結(jié)構(gòu)設(shè)計

第一章建筑設(shè)計

1.1設(shè)計任務(wù)書

1.1.1基本情況

(1)工程概況

贛州市章貢區(qū)經(jīng)上級主管部門批準，擬按一般標(biāo)準建造泰士樂住宅小區(qū)。

工程名稱：緣園住宅小區(qū)5號樓

建設(shè)地點：贛州市章貢區(qū)

業(yè)主：XX市XX房地產(chǎn)公司

施工單位：XX市XX建設(shè)有限公司

設(shè)計單位：XX市XX建筑設(shè)計有限公司

監(jiān)理單位：XX市XX建設(shè)監(jiān)理公司

(2)工程規(guī)模

本工程由多棟住宅構(gòu)成，目前只對緣園住宅小區(qū)5號樓設(shè)計，為鋼筋混凝

土框架結(jié)構(gòu)。

①層數(shù)主體7層；

②層高地上首層2.3m,其它層2.9m；

③房屋高度主體17.9m；房屋長度：37.4m；寬度：11.1m；為長方形,

建筑占地面積394.74Itf,總建筑面積2524.08nV；

1.1.2工程設(shè)計主要內(nèi)容

(1)地基與基礎(chǔ)

基礎(chǔ)采用柱下獨立基礎(chǔ)。

(2)主體結(jié)構(gòu)工程

①采用現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)。

②混凝土強度等級：混凝土采用C25；

③鋼筋：本工程的鋼筋采用HPB235級和HRB335級鋼筋；

④墻體：外墻采用多孔頁巖磚，內(nèi)墻采用加氣混凝土空心砌塊。

(3)裝飾工程

①外墻裝飾：根據(jù)立面設(shè)計要求，外墻面采用貼面磚飾面；

②內(nèi)墻裝飾：按照各房間及各部位使用功能的不同，分別采用瓷磚墻面、

乳膠漆、水泥砂漿粉面；

③樓地面裝飾：按各個房間及部位的使用功能不同，采用不同的建筑做法;

④門窗工程：本工程外門窗采用鋁合金門窗，內(nèi)門為實木門及防盜門。

1.1.3設(shè)計原始資料

(1)當(dāng)?shù)貧庀筚Y料：基本風(fēng)壓0.40kN/n?(場地粗糙度為B類)。

(2)工程地質(zhì)勘察資料：自然地表下0.5m內(nèi)為填土，填土下3m內(nèi)為粉質(zhì)

粘土(fk=200kN/m2),再下為強風(fēng)化巖層(fk=350kN/m2)。

(3)抗震設(shè)防資料：抗震設(shè)防烈度為7度，基本地震加速度為0.10g,設(shè)計

地震分組為第一組，建筑場地類別為H類。

1.1.4建筑設(shè)計任務(wù)及條件

建筑設(shè)計深度達到施工圖階段，完成建筑設(shè)計圖紙及建筑設(shè)計說明書。

第二章結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1結(jié)構(gòu)選型與布置

2.1.1結(jié)構(gòu)選型

根據(jù)住宅建筑功能的要求，為使建筑平面布置靈活，獲得較大的使用空間，

本結(jié)構(gòu)設(shè)計采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系。

2.1.2結(jié)構(gòu)布置

根據(jù)建筑功能要求及建筑物可用的占地平面地形，把框架橫向布置，及采用

橫向框架承重方案。施工方案采用梁、板、柱整體現(xiàn)澆方案。樓蓋方案采用整體

式肋梁板結(jié)構(gòu)。樓梯采用整體現(xiàn)澆板式樓梯?；A(chǔ)方案采用柱下獨立基礎(chǔ)。

2.1.3初估截面尺寸

1.根據(jù)本項目房屋的結(jié)構(gòu)類型，抗震設(shè)防烈度和房屋的高度，查表得本建筑

的抗震等級為三級。樓蓋、屋蓋均采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚度取為100mm。

各層梁、板、柱混凝土等級為C25,受力鋼筋采用HRB335級鋼筋，其余鋼筋采

用HPB235級鋼筋。

2.梁截面尺寸估算依據(jù)

框架結(jié)構(gòu)的主梁截面高度及寬度：

bh=(1~，且仇22QQmm,由此估算的梁截面尺寸如下:

橫向主框架梁：bXh=250mmX500mm；

縱向主框架梁：bXh=250mmX500mm；

次梁：bXh=200mmX400mm0

3.柱截面尺寸估算依據(jù)

柱的軸壓比應(yīng)小于軸壓比限值的要求：-^-=—<0.9

C25混凝土：力=1L9N/m加\求得：

1.2x12x103x5.4x3.3x7

=167718/加

0.9x11.9

上式中1.2為荷載分項系數(shù)，7表示底層柱承受其上七層的荷載,

由此估算的柱截面的尺寸如下:

kz\:400x400mm2

2.2框架計算簡圖

2.2.1柱的計算高度

底層柱高h=2.3m+l.0m=3.3m,其中2.3m為底層層高，L0m為基礎(chǔ)頂面至室

內(nèi)地面的高度,其他層柱高等于層高。

2.2框架梁柱線剛度計算

1.柱計算

Fi3.0x107A:7V/m2x—x(0.4/n)4

底層柱線剛度：i底=-1=-------------------------=1.94x109N?加

履A,3.3m

3.0x107/m2x-x(0.4w)4

其它層柱線剛度：z.=—L=---------------運---------=2.21x10"N"

1￡29m

2.梁計算(1軸梁為邊框架梁，1=1.51°,各層梁截面均相同)

I1.5x3.0xl07fcV/m2x—XO.257ZZX(O.5/H)3

BC跨梁：L,=——=-------------------程----------------=2.79x1O,雨.加

'L4.2m

I1.5x3.0x107^//n2x^-x0.25wx(O.5/n)3

4

CE跨梁：iCF=——=--------------------12---------------=2.17X10A^V-/?

CEL5.4/77

3.相對線剛度計算

令BC跨梁線剛度i=1.0,則其余各桿線剛度為:

*口好工1.94x104

首層枉子：'二罰廠頡

其它層柱子I=部=0.8

CE跨梁：icE=ZWxl。4

=0.78

2.79xlO4

考慮整體現(xiàn)澆板結(jié)構(gòu)中，板對梁的有利作用，對中框架取1=210,對邊框架

取1=1.51°,I。為矩形截面框架梁的慣性矩。根據(jù)以上計算結(jié)果，框架梁柱的相對

線剛度如圖所示：

§

g

O-J

GT-'

圣

CJ

鼠

相對線剛度

2.3荷載計算

2.3.1恒載標(biāo)準值計算:

1.上人屋頂恒載標(biāo)準值：：

40厚C25細石混凝土防水層0.04x25=1.0kN/m:

三氈四油柔性防水層0.35kN/m2

50mm厚水泥蛭石保溫層0.15x5=0.75kN/m2

20mm厚水泥砂漿找平20kN/m3x0.02m=0.40kN/m2

100mm現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板0.1mx25kN/m3=2.5kN/m2

天棚抹灰（20mm）0.02mxl7kN/m3=0.34kN/m2

合計：5.08kN，

2.樓面恒荷載

瓷磚地面（包括水泥粗砂打底）0.55kN/m2

100mm現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板0.1mx25kN/m3=2.5kN/m2

天棚抹灰（20mm）0.02mx!7kN/m3=0.34kN/m2

合計：3.39kNl

3.構(gòu)件自重

3

梁：L]：0.25mx0.5mx25kN/m=3.125kN/m

3

L2：0.2mx0.8mx25kN/m=2.0kN/m

柱：底層：0.4mx0.4mx25kN/m3x3.3m=13.2kN

其他層：0.4mx0.4mx25kN/m3x2.9m=11.6kN

墻體：外墻(240mm厚粘土磚，外側(cè)貼瓷磚OSkN/n?,內(nèi)側(cè)為20mm厚抹

灰)

0.5kN/m2+l9kN/m3x0.24m+17kN/m3x0.02m=5.4kN/m2

內(nèi)墻(24()mm厚空心砌塊，兩側(cè)均為2()mm厚抹灰)

14kN/m3x0.24m+17kN/m3x0.02mx2=4.04kN/m2

屋頂女兒墻（240mm厚空心砌塊,外側(cè)貼瓷磚0.5kN/M,內(nèi)側(cè)為

20mm厚水泥砂漿抹灰）

(0.5kN/m2+14kN/m3x0.24m+17kN/m3x0.02m)xl.2m=5.04kN/m

鋁合金窗O.SkN/n?

木門0.2kN/n?

2.3.2活荷載標(biāo)準值計算

1.屋面及樓面荷載

查表得：上人屋面為2.0kN/m2；建筑樓面為2.0kN/nf

2.屋面雪荷載標(biāo)注值

Sk=/z,.S0=1.Ox0.35=0.35KN/nr

屋面雪荷載與活載不同時來考慮，兩者中取最大值

3.風(fēng)荷載

算得的風(fēng)荷載詳見下表：

層次HJmHJHMsAg8k

女兒墻頂21.71.41.2510.40.7

720.711.41.2510.40.7

617.80.861.41.2110.40.68

514.90.721.41.1410.40.64

4120.581.41.0610.40.59

39.10.441.4110.40.56

26.20.31.4110.40.56

13.30.111.4110.40.56

2.4豎向荷載作用下框架受載總圖

2.4.1屋面恒荷載均布荷載

雙向板時短向分配荷載：|政

長向分配荷載：口-2(=)2+(=)3]的

2b2b

(其中：2a為雙向板短邊長；2b為雙向板長邊)

2.頂層梁柱

①BC跨梁

1Q1Q

板傳給梁：5.08x[l-2(—)2+(―)3]x1.8=819KN/m

4.24.2

梁自重：3.125KN/機

折算為中部集中荷載：(8.19+3.125)x(4.2-0.25)=44.7KN

梁兩端集中荷載：為=%=(2x5.08x1.8+3.125)x(36—0.25)x』=1481KN

82

②CE跨梁

折算為中部集中荷載：

18,18.

(5.08x[l-2(啟)2+(者)3]x1.8+3.125}x(5.4-0.25)=49.59KN

梁兩端集中荷載：^=(-x5.08xl.8+3.125)x(3.6-0.25)xl=14.8KN

82

%.=|X5.08X1.8X(3.6-0.25)Xg=9.57KN

3.標(biāo)準層梁柱

①BC跨梁

折算為中部集中荷載：

1Q1Q

{3.39x[1—2(—)2+(―)3]xl.8+3.125}x(4.2-0.25)=33.9KN

4.24.2

梁兩端集中荷載：%=%=§x3.39xl.8+3.125)x(3.6—0.25)x；=11.6KN

②CD段梁

折算為中部集中荷載：gx0.9x3.39+3.125)x(1.8—0.25)=7.80KN

梁兩端集中荷載：

nono?

q=4。=3.39x口—2(—)2+(―)3]x0.9x(3.6-0.25)x-=4.55KN

c3.63.62

②DE段梁

折算為中部集中荷載：

1Q1Q1

{3.39x[l-2(—)2+(—)3]xl.8+3.125}x(3.6-0.25)x-=11.6KN

3.63.62

梁兩端集中荷載：

q。==(9x3.39x1.8+3.125)x(3.6-0.25)xi=11.6KN

82

2.4.2屋面活載

(屋面與樓面均為2QKN/機)

①BC跨梁

折算為中部集中荷載：

1Q1Q

2x[1-2(^)2+(^)3]x1.8x(4.2-0.25)=12.7KN

梁兩端集中荷載：/=%=°x2xl.8x(3.6-0.25)x'=3.77KN

82

②CD段梁

折算為中部集中荷載：-x0.9x2x(1.8-0.25)=1.74KN

8

梁兩端集中荷載：

()90Q1

q=%=2x[1-2(—)2+(―)3]x0.9x(3.6-0.25)x-=5.37KN

3.63.62

②DE段梁

折算為中部集中荷載：

1Q1Q1

2x[l-2(—)2+(―)3]x1.8x(3.6-0.25)x-=3.77KN

3.63.62

梁兩端集中荷載：

qD=qE=-x2xl.8x(3.6-0.25)x1=3.77KN

82

2.4.3.墻自重

①頂層

BC跨集中荷載：5.044>22K1

CE跨集中荷載：5.045=42KI

②標(biāo)準層

BC跨集中荷載：5.雜(2「90x5)=4.2K

B端：1x5.4x(2.9-0.5)x3.6x0.8=18.7KN

C端：-x4.04x(2.9-0.5)x3.6x0.8=14KN

2

D端：1x4.04x(2.9-0.5)x3.6x0.8=14KN

CE跨CD段集中荷載：5.4x(2.9-0.5)xl.8x0.8=18.66KN

DE段集中荷載：5.4x(2.9-0.5)x3.6=46.66KN

E端：-x4.04((2:90x5)x3.6=0」

2

2.4.5柱自重

底層柱：0.4c0M253=.3K

其它層柱：0.4x0.4x25x2.9=11.6KN

綜上所述：各樓層的荷載計算結(jié)果，繪出受載總圖如下：

<38}(127}<819><14.13》<377>

148658723.9576.81148

、1TI

X

G=11.6G=116G=11.6

(38)(127}<914><1.74><5.54><3.77><377>

27.22883330.152646185S5826256

、ITTI?[

\

G=11.6

G=11.6G=116

(38)(12.7)(914〉<1,74>(554)<377><3.77>

2722883330.1526.46185SS8.26256

\!I\11[

\

c^>

G=11.6G=116G=11.6

o^

(38)(127)<914><1,74><5.54)<3.77><377>

0^12722883330.1526.46185558.26256

\!>\I1[

\

aG=11.6G=116G=11.6

o-^(38)(127)<9.14><1.74><554)<3.77><377>

O\l27228833301S264618.555826256

、!1.T?

G=11.6G=116G=11.6

CT^

<38)<12.7}<914><174)(554)<377><3.77>

27.22883330.1526.46185558.26256

、I>TL￥!_，[

、

G=11.6

cz^>G=11.6G=116

cz>

cr^

(38)(127)<914><174>(5.54)(3.77><377>

C\J2722883330.1526.46185558.2625.6

\!TT11I

\

G=13.2G=13.2G=13

\

7~T7ryr7-7-77~r-r7~7~rrrr

54C>0

_4200/

/

?0o

受載總圖

注：圖中各值單位為KN。括號內(nèi)為活載，括號外為恒載

2.5水平地震作用計算及內(nèi)力、位移計算

2.5.1重力荷載標(biāo)準值計算

1.各層梁、柱、板自重標(biāo)準值見下表:

表一柱重力荷載標(biāo)注值

截面寬凈高數(shù)

層數(shù)柱編號/mm截面高/mm/mg*/KN量Gh/KNZGJKN

1層623

KZ14004003.34.8439623

2-7

547

層KZ14004002.94.8439547

表二板重力荷載標(biāo)準值

層數(shù)板面/g*3G,/KNXG〃KN

樓面367.7441471

17層1592

樓梯274.5121.5

屋面394.745.0820052005

表三梁重力荷載標(biāo)準值

層數(shù)梁編號截面寬/mm截面高/mm凈跨/m^/KN數(shù)量&/KNXq/KN

KL12505003.23.125220

KL225050023.125212.5

「7層

KL32505002.53.12517.8

KL425050053.12512187.5733

KL52505003.83.12511130.6

KL62505002.253.125214

KL72505002.83.125652.5

KL82505002.253.125856.3

KL92505003.553.125444.4

KL102505003.153.125662.8

LI2004001.562.5519.5

L22004002.512.5850

L32004003.062.5446

L42004003.362.5217

2.各層墻重

女兒墻重總長L=39.2x2+11.1x2+3+3.6x2=110.8〃？

總重G=ll().8x5.()4=558.4KN

2-7層墻重總長L=9.6xll+5.4x2+3+39.2+36.4+30.9—0.4x37—0.45x2=210.2加

總重G=5.4x210.2x0.8x(2.9-0.5)+2x(14.4+8)=2224KN

1層墻重總重G=54x26.6x(2.3-0.5)=258.55KN

3.各層(各質(zhì)點自重標(biāo)準值計算)

①2-6層Gk=2224+733+1592+547=5096KN

②頂層_G=558.44-2-2-2-+474333-0-05^4=7KM

22

4.重力荷載代表值計算

①首層G=5096-76.43幻.5(394.927)

②2-6層G=5096-0x5(394.74x23)21

③頂層G=4682-0x539a74￡.45K

集中于各樓層標(biāo)高處的重力荷載代表值計算圖，如下圖：

5.等效總重力荷載代表值計算

本設(shè)計抗震設(shè)防烈度7度，設(shè)計地震分組第一組，場地

類別二類，查得％,=0.08,7；=0.35s,J=0.05。

結(jié)構(gòu)總的重力荷載代表值：

XG=5594+5518x4+4770=32436KN

結(jié)構(gòu)等效重力荷載代表值：Geq=0.85^Q.=27570MV

G二4770KN

6

C\J、G=5518KN

O

6

C\l_____cr

、I1G二5518KN

6

C\l

__x1

、JG二5518KN

o

C\J_____a

、JG二5518KN

cz>

6

C\l、

、i一G二5518KN

6

C\l_____a

、JG二5518KN

□m

2.6橫向框架側(cè)移剛度計算

2.6.1邊框架柱側(cè)移剛度計算

1.首層

-10.61.43,、

①B軸邊柱k=——=1.4%=-------=0

0.69'421.43

1+75

②C軸邊柱k=°'=2.5牝=—1)

0.69'+1x22.54

(k51.11

③E軸邊柱心叨幻.1必-----=()

0.69'421.11

2.標(biāo)準層

127

①B軸邊柱—―=0

421.27

;2+2x0.7&cu2.25八

②C軸邊柱k=-------------=2.2況=-------=0

2x0.8'422.25

[2x0.7匕0.99?

③E軸邊柱k=------=0.9%=-------=0

2x0.8420.99

邊框架柱側(cè)移剛度D值

B軸邊柱

44

層次k%ic/(x\QKN/m)h/mr)./(xlOA7V/m)根數(shù)

11.430.561.943.31.1971352

2-71.270.392.212.91.2298222

C軸中柱

44

層次k%zc/(xl0/0V/m)h/mZ),./(xlOA7V/m)根數(shù)

12.540.211.943.30.4489262

2-72.540.532.212.91.6712962

E軸中柱

層次k%4/(xl04A7V/m)h/m￡>./(xlO4A7V/m)根數(shù)

11.110.521.943.31.1116252

2-70.990.332.212.91.0406182

^jD?/(xl04/0V/m)

15.5153719

2-77.883472

橫向才匡架層間側(cè)，由剛度

層次1234567

^Z)./(xlO4/CV/m)56.293489.2963789.2963789.2963789.2963789.2963789.29637

7橫向自振周期計算

7.1結(jié)構(gòu)頂點的假想側(cè)移剛度

先由（1）式計算樓層剪力，再由（2）式計算層間相對位移，最后由（3）式計算結(jié)構(gòu)

的頂點位移。

(1)

<=1

（△〃）=乙,三。(2)

_，1

4=Z(△〃)*(3)

k=\

計算過程見下表:

結(jié)構(gòu)頂點的假想側(cè)移計算

層

次GJKN%/KNZ。/（儂/〃/）△〃,/m氏1m

74770477089296370.000530.0192

655181028889296370.001150.01867

555181580689296370.001770.01752

455182132489296370.002390.01575

355182684289296370.0030.01336

255183236089296370.003620.01036

155943795456293400.006740.00674

由7；=1.74%訪計算基本周期，取傷=0.7,%=0.0192,得

4=1.74/=1.7x0.7xV0.0192=0.16s

2.8水平地震作用及樓層地震剪力計算

2.8.1水平地震作用及樓層地震剪力計算

查得計算參數(shù)：4W=0。8,?；=0.35s4=0.05。由此計算的相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本自振周期的

水平地震影響系數(shù)為：

T

09

a.=（_L）-x0.08=0.162o

4

結(jié)構(gòu)等效系數(shù)總重力荷載為：G紿=0.85工&=32261MV

由于7；=0.16s<1.47；=1.4x0.35=0.49s,故不考慮頂部附加地震作用。

2.8.2各質(zhì)點水平地震作用的標(biāo)準值

GH

￡G」Hj

FEK=a,G,/=0.162x32261=5226KN

計算結(jié)果見下表：

GH

10

fGjHj

層次h/mGJKNGiH/KNni)六14/KN匕/KN

720.74770987390.22311651165

617.85518982200.22211592324

514.95518822180.1869703294

4125518662160.157814075

391135924667

26.25518342110.0774035070

13.35594128660.0291525226

S3795444268515226

2.8.3水平地震作用下的位移計算

水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移和頂點位移分別由下式計算：

j=lk=\

其計算過程見表，表中還計算了各層的層間彈性位移角：6?=AA./A,.O

橫向水平地震作用下的4［立移計算

層次匕/KNZDJ(KNIni)/m4/mh/ma

7116589296370.000130.003242.90.00004

6232489296370.000260.003112.90.00009

5329489296370.000370.002852.90.00013

4407589296370.000460.002482.90.00016

3466789296370.000520.002022.90.00018

2507089296370.000570.00152.90.0002

1522656293400.000930.000933.30.00028

由上表可知：最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層，其值為0.00028=＜也］=1/550(滿

足要求)。其中口］為鋼筋混凝土框架彈性層間位移角限值。

8.4水平地震作用下的框架內(nèi)力計算

對第1軸線橫向框架內(nèi)力進行計算?？蚣茉谒焦?jié)點荷載作用下，采用D值法分析內(nèi)力。

(1)計算依據(jù)

由匕求得框架第i層的層間剪力匕后，i層j柱分配的剪力匕及該柱上、下端的彎

k=\

矩M.11和M；分別按下列各式計算：

柱端剪力：%=聿一匕下端彎矩：M；=%yh上端彎矩：MJ'=Vy(\-y)h

j=l

上式中y=x+F+y+其中查附表。各層梁線剛度不變，取x=o

(2)計算結(jié)果

橫向水平地震作用下，1軸框架柱柱端彎矩和剪力計算結(jié)果見下面各表：