老年活动中心结构计算书及施工组织设计.docx

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老年活动中心结构计算书及施工组织设计

1.摘要

1．1中文摘要及中文关键词

本设计是老年活动中心设计。

总建筑面积为5815㎡，底层占地面积为1228.5㎡，总高为21.30m。

根据设计要求，设防烈度为7度，机构抗震等级为三级，设计中要考虑抗震设计。

本方案采用钢筋混凝土现浇框架结构。

主体结构为双向承重框架，横向框架等跨。

在进行荷载计算和构件截面估算后，选取一榀框架进行计算，并对最不利活荷载和最不利内力进行分析，通过底部剪力法求出地震荷载。

本方案基础形式采用沉管灌注桩基础.整个方案设计基本符合设计和结构要求，具有一定的创造性和合理性。

关键词：

钢筋混凝土结构框架结构荷载设计值荷载效应

Abstract

1.2EnglishAbstractAndKeywords

Abstract:

ItisthattheElderlyActivityCenterdesignstooriginallydesign.Thetotalconstructionareais5815㎡,thefloorspaceofgroundflooris1228.5㎡,thetotalheightis21.30m。

Accordingtothedesigningrequirement,theearthquakeintensityis7degreestosetupdefences,thegradeofantidetonationisthreegrade,consideraseismaticdesigninthedesign.Thisschemeadoptsthecast-in-placeframestructureofarmoredconcrete.Theagentstructureisatwo-waybearingframe,horizontalframe,etc.arestepped.Inisitisitcalculateandcomponentsectionafterestimating,chooseonePinframecalculatetoloadtogoon,calculatetheinternalforcebychangingandtakingtheplaceofthelaw,andtheliveloadandthemostunfavorableinternalforcedisadvantageousthatmostareanalysised,cutstrengthlawisithappenthroughbottomearthquakeloadtoask.Thisbasicformofschemeadoptstheindependentfoundationunderthepost.Thewholeconceptualdesignaccordswiththedesignandstructuredemandbasically,havecertaincreativityandrationality.

Keyword:

Reinforcedconcretestructureframestructuredesignvalueofaloadloadcombination

2．结构设计

2.1工程概况

长春市拟建五层老年活动中心，建筑面积5815m2,拟建房屋所在地的特征周期Tg=0.35s,基本雪压S0=0.35KN/m2,基本风压W0=0.65KN/m2,地面粗糙度为C类，土重度为18KN/m3，地基承载力特征值fak=200KN/m2,土壤最大冻土深度-1.7m，

地震设防烈度七度.

2.2结构布置及计算简图

一层：

3.9m

二至五层：

3.6m

电梯机房：

3.0m

填充外墙190mm厚陶粒空心砌块，木门及窗口尺寸见图1；

楼盖采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚120mm,局部130mm,主梁300mmX750mm,次梁300mmX700mm，一层梁柱板混凝土强度等级C35（fc=16.7N/mm2,ft=1.57N/mm2），

一层以上梁柱板混凝土强度等级C30（fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2）

柱截面尺寸估算:

框架结构的抗震等级为三级，其轴压比限制[μN]=0.9,各层的重力荷载代表值取13KN/m2,边柱及中柱的负载面积分别为7.8mX4.2m和7.8mX5.85m。

因此第一层柱截面面积为

边柱

中柱

如取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为470mm和550mm,

根据上述计算结构并考虑其他因素，本设计柱截面尺寸取值如下：

一层：

700mmX700mm;二至五层：

600mmX600mm;

基础选用桩基础，承台埋深1.8m,承台截面高度取1.0m,框架结构计算简图去顶层柱形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板底，2～6层柱高度即为层高，底层柱高度从基础顶面取至一层板底，即h1=3.9+0.4+1.8-1.0=5.10m.

2.3重力荷载计算

2.3.1屋面及楼面的永久荷载标准值

上人屋面

40厚C20细石混凝土保护层22X0.04=0.88KN/m2

4厚APP改性沥青防水层0.40KN/m2

20厚水泥砂浆找平层20X0.02=0.40KN/m2

1：

10水泥珍珠岩找坡层15X0.02=0.30KN/m2

80厚聚苯乙烯保温层0.5X0.08=0.04KN/m2

10厚1：

3水泥砂浆找平层20X0.01=0.20KN/m2

130厚现浇混凝土屋面板25X0.13=3.25KN/m2

20厚混合砂浆抹面20X0.02=0.40KN/㎡

V型轻钢龙骨吊顶0.25KN/㎡

合计6.12KN/m2

楼面

瓷砖地面（包括水泥粗砂打底）0.55KN/m2

20厚1：

3水泥砂浆找平层20X0.02=0.40KN/m2

120厚钢筋混凝土楼板25X0.12=3.0KN/m2

20厚混合砂浆抹面20X0.02=0.40KN/m2

V型轻钢龙骨吊顶0.25KN/㎡

合计4.6KN/㎡

2.3.2屋面及楼面可变荷载标准值

上人屋面均布活荷载标准值2.0KN/m2

楼面活载标准值2.00KN/m2

屋面雪荷载标准值SK=μR*S0=1.0X0.35=0.35KN/m2

2.3.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算

梁柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算单位长度上的重力荷载、对墙、门、窗等可计算单位面积上的重力荷载，计算结构见（表1）

表1.梁、柱重力荷载标准值

层次

构件

b/m

h/m

γ（kN/m3）

β

g（kN/m）

Li/m

n

Gi（kN）

ΣGi（KN）

1

边横梁

0.3

0.75

25

1.05

6.891

7.8

21

1128.68

1

中横梁

0.25

0.4

25

1.05

2．1

2.7

10

56.7

1

次梁

0.3

0.7

25

1.05

5.513

8.3

14

640.553

3314.312

1

纵梁

0.3

0.75

25

1.05

6.891

7.2

30

1488.375

1

柱

0.7

0.7

25

1.10

13.475

5.1

39

2680.178

2680.178

2-5

边横梁

0.3

0.75

25

1.05

6.891

7.8

21

1128.684

2-5

中横梁

0.25

0.4

25

1.05

2.1

2.7

10

56.7

3314.312

2-5

次梁

0.3

0．7

25

1.05

5.513

8.3

14

640.553

2-5

纵梁

0.3

0.75

25

1.05

6.891

7.2

30

1488.375

2-5

柱

0.6

0.6

25

1.10

9.90

3.6

39

1389.96

1389.96

墙体外墙体为190mm厚陶粒空心砌块，外贴100mm厚苯板，贴墙面砖，内墙面20mm厚抹灰，则外墙单位墙重力荷载为：

0.5+0.1×0.5＋0.19×6＋0.02×17＝2.03KN/㎡

内墙为190mm厚陶粒空心砌块，两侧均为20mm厚抹灰，则单位面积重力荷载为：

6.0X0.19+17X0.02X2=1.82KN/㎡

木门单位面积重力荷载为0.2KN/㎡，铝合金门窗单位面积重力荷载为0.4KN/m2，钢框玻璃门单位面积重力荷载为0.5KN/㎡

2.3.4重力荷载代表值

1层：

外墙面积：

7.8×14×3.15＋57×3.15＝523.53㎡

窗户总面积：

2.1×2.1×24＋2.4×2.1×14＋2.1×0.9×2＝180.18㎡

门总面积：

1.8×2.4×2＋2.4×2.4×2＝20.16㎡

外墙净面积

523.53-180.18-20．16=323.19㎡

内墙总面积

8.4×3.15×10＋3.3×3.15＋7.8×9×3.15＝496.125㎡

门面积

1.8×2.4×4＋0.9×2.4×2＋1.5×2.4×5＝39.6㎡

窗户面积

1.5×0.9＝1.35㎡

内墙净面积

496.125-39.6-1.35=455.175㎡

外墙重：

323.19×2.03＝656.076KN

内墙重：

455.175×1.82＝828.419KN

门窗：

2.4×2.4×2×0.5＋1.8×2.4×2×0.4＋39.6×0.2＋0.4×﹙180.18＋1.35﹚＝89.75KN

楼板重：

[﹙54.8×20.3＋15.8×8.4﹚-3.7×8.2×2-2.4×2.3×2]×4.6=5384.21KN

电梯间重16.5×3.9×0.2×25=321.75KN

楼梯间重2×3.9×8.4×10＝655.2KN

2层：

外墙面积：

7.8×14×2.85＋8.4×6×2.85＋3.3×3.2×2＝475.98㎡

窗户总面积：

2.1×1.8×28＋2.1×0.9×2＋2.4×1.8×12＝161.46㎡

外墙净面积475.98-161.46=314.52㎡

内墙面积8.4×10×2.85＋7.8×12×2.85=506.16㎡

门面积2.4×﹙1.8×10＋0.9×2＋1.5﹚＝51.12㎡

内墙净面积506.16-51.12=455.04㎡

外墙净重314.52×2.03=638.476KN

内墙净重455.04×1.82=828.173KN

门窗重161.46×0.4＋51.12×0.2=74.81KN

楼板重[﹙54.8×20.3＋15.8×8.4﹚-3.7×8.2×2-2.4×2.3×2]×4.6=5384.21KN

楼梯间重3.9×8.4×2×10=655.20KN

电梯间重16.5×3.6×0.2×25=297.0KN

三四层的计算过程及结果同二层

五层

外墙面积7.8×14×2.85＋8.4×6×2.85＋3.3×3.2×2=475.98㎡

窗户面积2.1×1.8×28＋2.1×0.9×2＋2.4×1.8×12=161.46㎡

外墙净面积475.98-161.46=314.52㎡

内墙面积8.4×10×2.85＋7.8×12×2.85=506.16㎡

门面积2.4×﹙1.8×11＋0.9×2﹚=51.84㎡

内墙净面积506.16-51.84=454.32㎡

外墙净重314.52×2.03＝638.476KN

内墙净重454.32×1.82=826.862KN

门窗重51.84×0.2＋161.46×0.4=74.95KN

屋面板重[7.8×7×﹙8.4×2＋3.3﹚＋7.8×2×8.4-3.9×8.4×2-2.4×2.3×2]×6.12=7049.87KN

楼梯间重3.9×8.4×2×10=655.20KN

电梯间重16.5×3.6×0.2×25=297.0KN

电梯机房

墙重﹙27.5×2.8-0.9×2.1﹚×0.2×25＋0.9×2.1×0.2=375.93KN

楼板重﹙6.4＋0.6×2﹚×﹙4.9＋0.6×2﹚×6.12=283.72KN

楼梯出屋面房间

梁重305.96KN

柱重237.60KN

外墙净面积3.9×4×2.25＋8.4×4×2.1－2.1×0.9×2=101.88㎡

门面积2.1×0.9×2=3.78㎡

外墙净重101.88×2.03=206.816KN

门重3.78×0.2=0.756KN

屋面重﹙3.9＋1.2﹚×﹙8.4＋1.2﹚×2×6.12=599.27Kn

女儿墙重﹙55.4×2＋29.3×2﹚×0.6×0.2×25=508.80Kn

G1k=5384.21＋3314.312＋0.5×﹙2680.178＋656.076＋828.419＋89.75＋321.75＋655.20﹚＋0.5×﹙1389.96＋638.476＋828.173＋74.81＋655.20＋297.0﹚=13256.019kN

Q1K=0.5×0.2×﹙54.80×20.30＋15.8×8.4－2×3.9×8.4﹚＋2×3.9×8.4×2.5×0.5=1261.54Kn

G1=13256.019＋1261.54=14517.559Kn

Q2k=5384.21＋3314.312＋0.5×﹙1389.96＋638.476＋828.173＋74.81＋655.2＋297.0﹚＋0.5×﹙1389.96＋638.476＋828.173＋74.81＋655.20＋297.0﹚=12582.141Kn

Q2k=Q1k=1261.54kN

G2=12582.141＋1261.54=13843.681kN

G4=G3=G2=13843.681kN

G5k=7049.87＋3314.312＋0.5×﹙638.476＋826.862＋74.95＋655.20＋297.0﹚＋508.8＋0.5×﹙375.93＋237.6＋206.816＋0.756﹚=12529.777kN

Q5k=0.5×0.35×﹙54.8×20.3＋15.8×8.4-2×3.9×8.4﹚＋2×3.9×8.4×2.5×0.5=288.34kN

G5=12529.777＋288.34=12818.117kN

G6k=283.72＋599.27＋305.96＋0.5×﹙375.93＋237.60＋206.816＋0.756﹚=1599.501kN

Q6k=0.5×0.35×[﹙3.9＋1.2﹚×﹙8.4＋1.2﹚＋﹙6.4＋1.2﹚×﹙4.9＋1.2﹚]=25.25kN

G6=1599.501＋25.25=1624.75kN

各质点重力荷载代表值

2.4框架侧移刚度计算

2.4.1横向框架侧移刚度计算

横梁线刚度ib计算过程见下表

横梁线刚度ib计算表

类别

层次

Ec

b×h

I0

l

EcI0/l

1.5EcI0/l

2EcI0/l

边横梁

1

3.0×

104

300×

750

1.23×1010

8400

4.393*1010

6.590*1010

8.786*1010

边横梁

2-5

3.0×

104

300×

750

1.230*1010

8400

4.393*1010

6.590*1010

8.786*1010

中横梁

1

3.0×

104

300×

750

1.230*1010

8400

4.393*1010

6.590*1010

8.786*1010

中横梁

2-5

3.0×

104

300×

750

1.230*1010

8400

4.393*1010

6.590*1010

8.786*1010

走道梁

1

3.0×

104

250×

400

1.067*109

3300

9.7*109

1.455*1010

1.94*1010

走道梁

2-5

3.0×

104

250×

400

1.067*109

3300

9.7*109

1.455*1010

1.94*1010

柱刚度ic计算表

层次

Hc（mm）

EC（N/mm2）

bxh

（mmxmm）

Ic

（mm4）

EcIc/Hc

（N·mm）

1

5100

3.15X104

700X700

2.001X1010

1.236X1011

2～5

3600

3.0X104

600X600

1.08X1010

9.45X1010

中框架柱侧移刚度D值（N/mm）

层次

边柱

中柱

∑Di

K

ac

Dil

K

ac

Dil

1

0.711

0.477

25490

0.868

0.477

27220

591156

2～5

0.930

0.317

27738

1.135

0.362

31679

678472

边框架柱侧移刚度D值（N/mm）

层次

B1E1A6A8E8

C1D1C8D8B8

∑Di

K

ac

Dil

K

ac

Dil

1

0.533

0.408

23255

0.651

0.434

24749

244590

2～5

0.930

0.317

27765

0.851

0.298

26075

279124

楼梯、电梯间框架柱侧移刚度D值（N/mm）

层次

D-3D-1/3D-1/5D-6

E-3E-1/3E-1/5E-6

∑Di

K

ac

Dil

K

ac

Dil

1

0.690

0.442

25205

0.533

0.408

23266

193884

2～5

0.903

0.311

27213

0.697

0.259

22663

199504

将以上同层框架柱侧移刚度相加，得框架各层层间侧移刚度∑Di，如下表所示

横向框架层间侧移刚度（N/mm）

层次

1

2～6

∑Di

1029630

1157100

由上表可见，∑D1/∑D2=0.890＞0.7

故：

该框架为规则框架

2.5横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算

2.5.1横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算

（1）横向自震周期计算

将G6折算到主体结构的顶层，即：

结构顶点的假想侧移计算

层次

Gi（KN）

Vgi（KN）

∑Di（N/mm）

△ui（mm）

ui（mm）

5

14817.809

14817.809

1157100

12.8

191.8

4

13843.681

28661.49

1157100

24.8

179

3

13843.681

42505.171

1157100

36.7

154.2

2

1384

.681

56348.852

1157100

48.7

117.5

1

14517.559

70866.411

1029630

68.8

68.8

基本周期T1,μT=0.1918,取φT=0.7，则

（2）、水平地震作用及楼层地震剪力计算

该结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。

结构总水平地震作用标准值计算，即

Geq=0.85ΣGi=0.85×（14517.559+13843.681×3+12818.117+1624.75）

=0.85×70491.47

=59916.01kN

设计地震分组为第一组

场地类别为Ⅱ类场地

特征周期Tg=0.35ST1=0.52S

Fek=α1Geq=0.056X59916.01=3355.30KN

1.4Tg=1.4X0.35=0.49s

△F6=0.116X3355.30=374.50KN

具体过程见下表

各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表

层次

Hi/m

Gi/KN

GiHi/KN*m

Fi/KN

Vi/KN

22.5

1624.75

36556.88

0.042

125.2

125.2

5

19.5

12818.117

249953.28

0.287

1230.0

1355.2

4

15.9

13843.681

220114.53

0.253

754.1

2109.3

3

12.3

13843.681

170277.28

0.195

581.3

2690.6

2

8.7

13843.681

120440.02

0.138

411.4

3102.0

1

5.1

14517.559

74039.55

0.085

253.4

3355.4

各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见下图

（3）、水平地震作用下的位移验算

水平地震作用下框架结构的层间位移△ui和定点位移ui分别按式

和

计算，计算结果如下表:

横向水平地震作用下的位移验算

层次

Vi/KN

∑Di（N/mm）

△ui/mm

ui/mm

hi/mm

5

1355.2

1157100

1.17

11.

6

3600

1/3077

4

2109.3

1157100

1.

2

10.09

3600

1/1978

3

2690.6

1157100

2.33

8.27

3600

1/1545

2

3102.0

1157100

2.68

5.94

3600

1/1343

1

3355.4

1029630

3.26

3.26

5100

1/1564

由上表可见，最大层间弹性位移角发生在第二层，其值为1/1343﹤1/550，故满足要求

（4）水平地震作用下框架内力计算

取②轴一榀横向框架计算

各层柱端弯矩及剪力计算（边柱）

层次

Hi/m

Vi/KN

∑Dij（N/mm）

Di1

Vi1

y

5

3.6

1355.2

1157100

27738

32.49

0.930

0.35