结构设计手算书.doc

目 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．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57 6.1、框架梁截面设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57 6.2、框架柱截面设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．78 第七节 基础设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．92 7.1、A柱下基础设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．92 7.2、B柱下基础设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．96 附：参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．100 设计心得．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．100 致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．102 结构设计 第一节 结构布置及计算简图 1.1　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。 基础：采用柱下独立基础。 楼梯：采用整体现浇板式楼梯。 1.3　结构布置 标准层结构柱网布置如图1.3.1。 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。 图1.3.2 结构布置图 1.4　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： 横向主框架梁：b×h=250mm×400mm 纵向框架梁：b×h=250mm×400mm 次梁：b×h=200mm×300mm C30砼： 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=0.4×41d=16.4d=16.4×25mm=410mm,故柱子截面满足抗震构造要求。 1.5　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－1.2m5.40m,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。 1.6　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）3/4.5m ＝1.78×104KN·m 中跨梁 ＝3.0×107KN/m2×2××0.25mm×（0.4mm）3/2.4m ＝3.33×104KN·m ＝3.0×107KN/m2××0.45mm×（0.45mm）3/5.4m ＝1.