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80mm民用建筑>
70mm
取h=120mm
四结构计算
4.1.荷载计算
4.1.1.楼面的永久荷载标准值
二层楼面:
50mm细石混凝土面层20×
0.05=1KN/m2
120mm钢筋混凝土板25×
0.12=3KN/m2
合计4KN/m2
4.1.2.屋面及楼面的可变荷载标准值
楼面活荷载标准值2.0KN/m2
4.1.3.墙体重力荷载计算
梁柱可根据截面尺寸,材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载,具体结果如下:
二层及以上层墙体为75mm厚彩钢板隔墙,取墙体单位面积重力荷载为:
15×
0.2=3KN/m2
一层墙体为200mm厚加气砌块,两侧均为20mm厚抹灰,则内墙单位面积重力荷载为:
0.24+17×
0.02×
2=4.28KN/m2
表4.1梁、柱重力荷载标准值
层次
构件
b
H
γ
β
g
Li
/m
KN/m3
KN/m
/m
1
横梁
0.2
0.5
25
1.05
2.625
5.2
纵梁
3.6
柱
0.20
0.4
1.1
2.2
表4.2梁、柱线刚度表
类别
Ec
/N/mm2
b×
h
/mm×
mm
Io
mm4
l
/mm
EcI0/l
/N•mm
3.0×
104
200×
500
2.08×
109
5200
1.2×
1010
/(N/mm)
3000
400
1.07×
.
4.2.竖向荷载作用下的框架内力计算
4.2.1计算单元的选取
图4.1.框架计算单元图
4.2.2恒荷载的计算
图4.2.各层梁上作用的恒载
上图中,q1代表横梁自重,为均布荷载形式。
对于第二层,q1包括梁自重、楼板及其上横墙自重,为均布荷载。
q1=4×
3.6+2.625+3×
3.6=27.9KN/m
M1代表外挑走道(包括梁自重、楼板)对横梁的集中力矩自重。
M1=(2.625+4×
1.3)×
1.3×
1.3/2=6.67KN•m
P1、P2分别为由纵梁直接传给柱的恒载,它包括梁的自重、楼板重等的重力荷载,计算如下:
P1=3×
3.6×
3+2.625×
3.6+4×
2.6=79.3KN
P2=79.3+4×
1.5×
3.6+2.625×
1.5=104.4KN
4.2.3.活荷载的计算
图4.3.各层梁上作用的活载
对于第二层
q1=3.6×
2=7.2KN/m
M1=(1.5×
2)×
1.3/2=2.54KN•m
P1=2.6×
2×
2=37.44KN
P2=2.6×
2+1.5×
2=48.22KN
表4.3.横向框架恒载汇总表
q1
/(KN/m)
M1
/(KN•m)
P1/
KN
P2/KN
27.9
6.67
79.3
104.4
表4.4.横向框架活载汇总表
7.2
2.54
37.44
48.22
4.2.4.内力计算
1)恒荷载内力计算
MA=27.9×
5.2×
5.2/12=62.9KN•m
MAB=27.9×
5.2/8=94.3KN•m
梁端剪力VA=27.9×
5.2/2=72.54KN
NA=72.54+79.3=151.84KN
NB=72.54+8.67+104.4=185.61KN
2)活荷载内力计算
MA=7.2×
5.2/12=16.23KN•m
MB左=7.2×
5.2/12=16.23KN•m
MAB=7.2×
5.2/8=24.3KN•m
梁端剪力VA=7.2×
5.2/2=18.72KN
NA=18.72+37.44=56.16KN
NB=18.72+3.3+48.22=70.24KN
4.3.框架内力组合
因该三层建筑为临时建筑,仅考虑1.2SGK+1.4SQK的内力组合影响:
MA=37.37×
1.2+10×
1.4=58.84KN•m
MB=(37.37+6.67)×
1.2+(10+2.54)×
1.4=70.4KN•m
MAB=94.3×
1.2+24.3×
1.4=147.2KN•m
MA柱顶=37.37×
1.4=58.84KN•m
MA柱底=18.69×
1.2+5×
1.4=29.42KN•m
MB柱顶=37.37×
MB柱底=18.69×
1.4=29.42KN•m
梁端剪力VA=72.54×
1.2+42.2×
1.4=146.13KN
梁端剪力VB=146.13+8.67×
1.2+3.3×
1.4=161.15KN
NA=151.84×
1.2+56.16×
1.4=260.83KN
NB=185.61×
1.2+70.24×
1.4=321KN
4.4.板的配筋
楼面板:
g=4KN/m2q=2.0KN/m2
图4.4.板的结构布置图
对于区格A:
lx=3.6m,ly=5.2m
lx/ly=0.7
表4.5.弯矩系数
Lx/ly
支撑条件
mx
my
m´
x
y
0.7
三边固定
一边简支
0.0314
0.0147
-0.0722
-0.057
四边简支
0.0561
0.0334
mx=(0.0314×
4.3+0.0561×
1)×
3.62
+(0.0147×
4.3+0.0334×
3.62/6
=4.51KN•m
my=(0.0147×
+(0.0314×
3.62/6
=1.68KN•m
x=-0.0722×
3.62×
5.3=-4.96KN•m
y=-0.057×
5.3=-3.92KN•m
对于区格B:
lx=3.6,ly=5.2m
lx/ly=0.7
=2.69KN•m
=1.66KN•m
x=-0.0561×
5.2=-3.79KN•m
y=-0.0334×
5.2=-2.27KN•m
短边方向跨中截面h0=120mm-20mm=100mm,长边方向跨中截面的h0=120mm-3mm=90mm。
表4.6.楼板跨中配筋
截面
h0
M/(KN•m/m)
AS
/mm2
配筋
实配
/mm2
跨中
区格A
lx方向
100
4.51
192
∅12@200
565
ly方向
90
1.68
80
区格B
2.69
114
1.66
表4.7.楼面板支座配筋
支座
A-B
4.96
211
4.5.梁正截面设计
支座弯矩:
MA=58.84KN•m
MB=70.4KN•m
跨间弯矩:
Mmax=147.2KN•m
当梁下部受拉时,按T形截面设计,当梁上部受拉时,按矩形截面设计。
翼缘计算宽度当按跨度考虑时,bf=l/3=1733mm;
按梁间距考虑时,bf=5200-125=5075mm;
按翼缘厚度考虑时,h0=500-35=465mm,hf/h0=120/465=0.258>
0.1,此种情况不起控制作用,故取bf=1733mm。
梁内纵向钢筋选HRB335级钢(fy=335N•mm2),ζb=0.518。
下部跨间截面按单筋T形截面计算。
因为:
α1fcbfhf(h0-hf/2)=1.0×
11.9×
1733×
120×
(465-60)=1002>
119
属于第一类T形截面
αs=M/(α1fcbfh02)=58.84×
106/(1.0×
4652)=0.013
ζ=0.013
As=ζα1fcbfh0/fy=0.013×
1.0×
465/335=436mm2
实配钢筋2∅20(618)。
将下部跨间截面的钢筋伸入支座,作为支座负弯矩作用下的受压钢筋,在计算相应的受拉钢筋,即支座A上部
αs=73.65×
106-335×
618×
(465-35)/(1.0×
4652)=-0.018<
说明受压钢筋富裕,且达不到屈服。
实配钢筋2∅20(628)
支座B上部
As=M/fy(h0-35)=70.4×
106/335×
(465-35)=517mm2
AB跨间
As=M/fy(h0-35)=147.2×
(465-35)=1022mm2
实配钢筋4∅20(1256)
4.6.梁斜截面设计
AB跨:
γREV=117KN<
0.2βCfCbh0=0.2×
465=221.34KN
故截面尺寸满足要求。
梁端加密区箍筋取双肢Φ8@100,箍筋用HRB235级钢筋(fyv=210N/mm2),则:
42ftbh0+1.25fyvAsvh0/s
=0.42×
1.19×
465+1.25×
210×
50.3×
465/100
=46.48+122.8=169.2KN>
γREV=117
加密区长度取0.9m,非加密区箍筋取双肢Φ8@200,箍筋设置满足要求。
BC跨:
全跨均按加密区配置(双肢Φ8@100)。
4.7.框架柱截面设计
选取框架中较不利的B轴线框架柱进行计算:
B节点左、右梁端弯矩:
∑M梁=70.4KN•m
1.1∑MB梁=77.44KN•m>
∑MB柱
γREMB柱=0.8×
77.44=62KN•m
e0=M/N=62×
106/(321×
103)=193mm
ea取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者的较大值,故取ea=20mm。
柱的计算长度的计算:
ψu=ψl=4.33×
2/(2.25+5.25)=1.15
l0=[1+0.15×
1.15×
2]×
3=4.04m
ei=193+20=213mm
因为l0/h=4.04×
103/400=10.1>
5,故应考虑偏心。
ζ1=0.5fcA/N=0.5×
400/(321×
103)=1.48>
1.0,取ζ1=1.0
l0/h=10.1<
15,取ζ2=1.0
η=1+(h0/1400ei)×
(l0/h)2×
ζ1×
ζ2=1.16
e=ηei+h/2-αs=1.16×
213+200-40=407.08mm
为大偏压情况。
N=321KN<
Nb=ζbfcbh=0.518×
360=444KN
ξ=x/h0=N/(fcbh0)=321×
103/(11.9×
360)=0.374<
ξb
配筋:
As=[Ne-ξ(1-0.5ξ)α1fcbh02]/(335×
320)=690mm2
A´
s=[Ne-ξ(1-0.5ξ)α1fch0b2]/(335×
120)=193mm2
且应满足ρmin≥0.8%。
单侧配筋率ρmin≥0.2%。
故选6∅20(As=1256mm2,A´
s=628mm2)。
总配筋率ρs=1884/(200×
360)=2.6%
A柱配筋同B柱
再进行斜截面配筋:
λ=Hn/2h0=3000/2×
360=4.16>
3(取λ=3)
又:
N<
0.3fcbh=0.3×
400/103=360KN
取N=321KN。
(1.75/λ+1)×
ftbh0+0.07N=0.4375×
1.1×
0.36+0.07×
321
=57.12KN>
V
故应按构造配筋。
柱箍筋加密区范围:
柱端,取截面高度(500mm)、柱净高的1/6(500mm)和500mm的最大值,即500mm。
底层柱不小于柱高的1/3(1500mm)。
ρvmin=λvfc/fv=0.07×
15/360=0.278%<
0.4%
Asv/S≥ρv×
Acor/∑li=0.4×
160×
360/(100×
8×
360)=0.225
取4肢∅8,Asv=50.3mm,取S=100mm,满足规范要求。
非加密区箍筋取4肢∅8@150mm,A柱箍筋配筋同B柱。
4.8.地基计算
基础采用400×
600钢筋混凝土条形基础,
经计算,条形基础的配筋仅须满足构造配筋,即:
As≥Asmin=ρmin×
400×
600=0.2%×
600=480mm2
实配钢筋3∅20(942)
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