1、3 結(jié)構(gòu)設(shè)計說明書3.1框架結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1.1 工程概況本工程為開封市航天賓館樓，工程為八層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，梁板柱均為現(xiàn)澆，建筑面積約為6908m2，建筑物平面為矩形，受場地限制，寬15.6米，長為55.36米，建筑方案確定，房間開間3.6米，進(jìn)深6.6米，走廊寬2.4米，底層層高3.9米，其它層高3.3米，室內(nèi)外高差為0.5米，設(shè)防烈度7度，一類場地。地震參數(shù)區(qū)劃的特征周期分區(qū)為二區(qū)，抗震等級二級。圖 3-1 柱網(wǎng)布置3.1.2 設(shè)計資料（1） 氣象條件基本風(fēng)壓0.45KN/m2; 基本雪壓0.3KN/m2.（2） 抗震設(shè)防 七度抗震。 (3) 層面做法： 二氈三油防水層；冷底子油熱瑪蹄

2、脂二道；水泥石保濕層（200mm厚）；20mm厚水泥砂漿找平層；:120mm后鋼筋混凝土整澆層；粉底樓面做法： 水磨石地面；13120mm厚鋼筋混凝土整澆層；粉底（或吊頂）?；炷翉?qiáng)度等級為C30，縱筋2級，箍筋1級。(5) 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：2.0 KN/m2樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：2.0 KN/m23.2 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計計算3.2.1 初估梁柱截面尺寸：(1) 梁的截面尺寸因?yàn)榱旱目缍容^接近，可取跨度較大者進(jìn)行計算L=6600m橫向 h=（1/81/12）L=550mm825mm 取h=600mmb=（1/31/2）h=200mm300mm 取b=300mm縱向 h=（1/8

3、1/12）L=300mm450mm 取h=500mmb=（1/31/2）h=167mm250mm 取b=250mm走廊 h=（1/81/12）L=200mm300mm 取h=300mm b=（1/31/2）h=100mm150mm 取b=200mm (2) 梁的計算跨度以上柱形心線為準(zhǔn)，由于建筑軸線與墻軸線不重合，故建筑軸線與結(jié)構(gòu)計算跨度相同，見圖中所示。底層柱高度：h=3.9m+0.45m+0.5m=4.85m，其中3.9m為底層層高，0.45m為室內(nèi)外高差，0.5m為基礎(chǔ)頂面至室外地面的高度，其它柱高等于層高，即3.3m，由此得框架計算簡圖圖3-2 框架梁編號14圖3-3 梁的計算跨度（2

4、）柱的截面尺寸本工程為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，7度設(shè)防，高度小于30m?？拐鹪O(shè)防等級為二級，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)荷載為15 KN/m2N=153.6（3.3+1.2）=243（KN）由軸壓比限值得 =243103（3）計算簡圖3-3框架結(jié)構(gòu)計算簡圖3.2.2梁柱線剛度計算 根據(jù)公式i=EI/L 可以得出梁柱的線剛度如下：梁 L1: h=600mm b=300mm 慣性距：I=1/12bh3=1/123006003=5.4109 mm4L3: h=500mm b=300mm慣性距：I=1/12bh3=1/122505003=2.6109 mm4走廊 L2：h=600mm b=300mm 慣性距：I=1/12bh

5、3=1/122003003=0.45109柱 Z1：h=500mm b=500mm 慣性距：I=1/12bh3=1/125005003=5.210915Z2: h=450mm b=450mm 慣性距： I=1/12bh3 =1/124504503=3.42109 mm梁 iA8B8=EI/L=（5.4109/6600）/E=8.2105 E柱 iA0B1=EI/L=5.2109/3900=1.3105 E iA1B2=EI/L=3.42109/3300=1.04105 E將梁柱的線剛度標(biāo)于計算簡圖中圖3-4 框架軸線尺寸3.2.3 荷載計算（1）恒荷載計算屋面框架梁線剛度標(biāo)準(zhǔn)值二氈三油防水層

6、0.35KN/m2冷底子油熱瑪蹄脂二道 0.05 KN/m2200mm厚泡沫混凝土保溫層 0.26=1.2KN/m2120mm 厚現(xiàn)澆板 0.1225=3 KN/m215 mm厚吊頂與粉底 0.01517= 0.2 6KN/m2合計 4.86 KN/m216（2）樓面均布恒載標(biāo)準(zhǔn)層樓面大理石面層，水泥砂漿擦縫30厚1：3干硬性水泥砂漿，面上撒2厚素水泥水泥砂漿結(jié)合層一道結(jié)構(gòu)層：120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 0.1225=3 KN/m2抹灰層：10厚混合砂漿 0.0117=0.17 KN/m2 合計 4.33 KN/m2另八層屋面上設(shè)有水箱，因此要將水箱荷載轉(zhuǎn)化為均布荷載約為5 KN/m2，水箱尺寸

7、為7.2m5.6m則：（7.2+0.5）（5.6+0.5）= 453.26KN其中 9.65為細(xì)石混凝土容重（50厚）因此八層屋面的荷載為：4.86（53.6-0.5）（6.6+2.4+6.6-0.5）+196 = 4552 KN其他層樓面荷載： 4.33（53.6-0.25-0.25）（6.6+2.4+6.6-0.2-0.25）= 3471KN（3）屋面均布活荷載： 雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值： （103.6+0.5+7.22+2.4）（6.62+2.4+0.5）= 257KN計算重力荷載代表值，由于設(shè)計的是可上人屋面，因此取荷載為2.0 KN/m2則 八層屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： （53.6+0.25+0.

8、25）（6.62+2.4+0.5）2+2.57 = 1999 KN（4）樓面均布活荷載：樓面均布活荷載對旅館的一般房間為2.0 KN/m2，走廊，樓梯，門廳等處取為2.0 KN/m2樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為： （103.6+0.5+7.22+2.4）（6.62+0.5）2 = 1716.3 KN（5）梁柱自重（ 包括梁側(cè)，梁底，柱的抹灰重量）梁側(cè)，梁底抹灰近似加大了梁寬考慮例如：0.340.76.12.5 = 36.3 KN表3-1 梁柱自重編號截面（m2）長度（m）根數(shù)每根重量（KN）L10.30.66.120836.3L20.30.61.910411.3L30.30.53.14815.81L

9、40.250.53.133613.49Z10.50.54.855236.68Z20.450.453.336419.81（6）墻體自重17墻體均為240厚，兩面抹灰，近似按加厚墻體考慮抹灰重量。單位面積上墻體重量為 （0.24+0.04）19=5.32 KN/m2衛(wèi)生間墻厚為180: 0.219=3.8 KN/m2墻體自重計算見表：考慮墻體上有門和窗,所以墻凈重按80%折算.表3-2 墻體自重墻體每片面積（m2）片數(shù)重量（KN）折算重量（KN）底層縱墻3.13.93321231698底層橫墻6.13.91316451316標(biāo)準(zhǔn)層縱 墻3.12.853516451316標(biāo)準(zhǔn)層橫墻6.12.7191

10、6651450衛(wèi)生間縱墻1.712.8524445365衛(wèi)生間橫墻2.62.724640 512女兒墻縱墻1.2103.628686女兒墻橫墻1.2（6.6 2+2.4）11919(7) 荷載分層總匯。頂層重力荷載代表值包括：屋面恒載，50%的均布活荷載，縱橫墻自重、樓面上、下各半層的柱及縱橫墻體自重。其它層重力荷載代表值包括：樓面恒載；50%的樓面均布活荷載；縱橫梁自重，露面上下半層的柱及縱橫墻體自重。將上述分項荷載相加，得集中于各層樓面的重力荷載代表值如下： 第八層：G8 = 4552+19990.5+（86+19）+365+512+36.326+11.313+1224 13.49+19.

11、810.552 = 8786.78 KN 第七層：G7 = 3471+1716.30.5+36.326+512+1316+1450+11.313+13.49124+19.81520.5+5219.810.5 = 10740.49 KN第六層：G6 = 10740.49KN 第五層：G5 = 10740.49KN第四層：G4 = 10740.49KN第三層：G3 = 10740.49KN第二層：G2 = 10740.49KN第一層: G1 = 3471+1716.30.5+36.326+11.313+12415.81+36.6818520.5+19.81520.5+1698+1316+365+5

12、12=11538.47KN3.2.4 水平地震作用下框架的側(cè)移驗(yàn)算.（1）橫梁線剛度.混凝土C30，Ec=3107KN/m2 ，fe=1.5N/mm2在框架結(jié)構(gòu)中為考慮這一有利作用，在計算梁的截面慣性矩時，對現(xiàn)澆樓面的邊框架取I=1.5I0（I0為梁的截面慣性矩）；對中框架梁取I=2.0 I0，、圖3-5質(zhì)點(diǎn)重力荷載值建筑物總重力荷載代表值為： 84772KN 橫梁線剛度計算結(jié)果列于表3-319表33 橫梁線剛度梁 號L截 面bh（m2）跨 度L（m）I0=bh3/12m4邊 框 架 梁中 框 架 梁Ib=2.0I0（m4）Kb=EIb/L（KNm）Ib=2.0 I0（m4）Kb=EIb/L（

13、KNm）L10.30.66.65.410-38.110-34.0510410.810-34.9104L20.30.62.45.410-38.110-310.110410.810-34.5104L30.30.63.63.1310-34.710-33.91046.2610-35.2104L40.250.53.62.610-33.910-33.251045.210-34.33104（2）橫向框架柱的側(cè)移剛度D值計算.柱線剛度列于下表表34柱線剛度柱號（Z）截面（m2）柱高度h（m）慣性矩Ic=bh3/12 （m4）線剛度KcKc=EIc/hZ10.50.54.855.2110-33.22104Z20

14、.450.453.33.4210-33.1104注：E=3107 KN/m2橫向框架側(cè)移剛度D值計算見下表表35表35 橫向框架側(cè)移剛度D值計算層柱類型根數(shù)底層邊框邊柱4.05/3.22=1.260.5488704邊框中柱（4.05+10.1）/3.22=4.390.77126494中框邊柱4.9/3.22=1.270.57936318中框中柱（4.9+4.9）/3.22=3.040.701149818D461574二.三. 四五 六 七層邊框邊柱（4.05+4.05）/（23.1）=0.780.393134244邊框中柱（4.052+10.1）/（23.1）=2.930.594202904中

15、框邊柱（4. 9+4. 9）/（23.1）=0.860.441503018中框中柱（4. 92+4.9）/（23.1）=1.550.5421851518D738666（3）橫向框架的自振周期按頂點(diǎn)位移法計算框架的自振周期。頂點(diǎn)位移法是求結(jié)構(gòu)基頻的一種近似方法。將結(jié)構(gòu)按質(zhì)量分布情況簡化成無限點(diǎn)的懸臂直桿，導(dǎo)出以直桿頂點(diǎn)位移表示的基頻公式，這樣，只要求出結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移，就可按下式得到結(jié)構(gòu)的基本周期：式中0基本周期調(diào)整系數(shù)?？紤]非承重填充墻時取0.6 T框架的頂點(diǎn)位移。計算結(jié)構(gòu)基本自振周期用的假想頂點(diǎn)位移，即假想把集中在樓層處的重力荷載代表值作為水平荷載，按彈性剛度計算結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移m。在未求出框架的周

16、期前，無法求出框架的地震力及位移，T是將框架的重力荷載視為水平作用力，求得的假象框架頂點(diǎn)位移，然后由T求出T1，在用T1求得框架結(jié)構(gòu)的底部剪力，進(jìn)而求出框架多層剪力和結(jié)構(gòu)真正的位移。表36 橫向框架頂點(diǎn)位移層次Gi（KN）Gi（KN）Di（KN/m）層間相對位移=Gi/ Dii8878787877386660.01190.5682710741159287386660.02160.5563610741302697386660.0410.5347510741410107386660.0560.4937410741517517386660.0700.4377310741624927386660.08

17、50.3677210741732337386660.0990.2827111539847724615740.18370.1837T1=1.70.6= 0.7688（s）（4）橫向地震作用計算在工類場地二區(qū)，結(jié)構(gòu)的特征周期Tg和地震影響系數(shù)max為：Tg=0.35（s）max=0.08由于T1=0.7688 （s）1.4 Tg =1.40.35=0.49（s），應(yīng)考慮頂點(diǎn)附加地震21作用。按底部剪力法求得基部剪力，若按Fi=分配給各層頂點(diǎn)，則水平地震作用呈倒三角形分布。對一般層，這種分布基本符合實(shí)際，但對結(jié)構(gòu)上部，水平作用小于按時程分析法和振型分解法求得的結(jié)果，特別對周期較長的結(jié)構(gòu)相差更大，地震

18、的宏觀震害也表明，結(jié)構(gòu)上部往往震害嚴(yán)重。因此引入n，即頂部附加的影響，且使修正后的剪力分布與實(shí)際更加吻合。由于本設(shè)計中有突出屋面的小塔樓，因此由于考慮鞭梢效應(yīng)，通常將按頂部剪力法計算分配給小塔樓質(zhì)點(diǎn)上的等效地震力加大，抗震規(guī)范規(guī)定放大系數(shù)取了增大的地震作用離用于設(shè)計其自身以及與其相連接的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，附加應(yīng)力Fn加到主體結(jié)構(gòu)頂部。n= 0.08 T1+0.01=0.080.7688+0.01 = 0.0715結(jié)構(gòu)橫向總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值：FEK=（Tg/ T1）0.9max 0.85 = （0.35/0.7688）0.90.080.85= 2839 （KN）頂點(diǎn)附加水平地震作用Fn =n FEK

19、= 0.07152839 = 203KN各層橫向地震剪力見表如下表37各層橫向地震作用及樓層地震剪力層次hiHiGiGiHiFiVi83.327.9587872455970.181514713.973.324.65107412647660.195553.71267.663.321.35107412293200.169479.81747.453.318.05107411938750.1434062153.443.314.75107411584290.117332.22475.633.311.45107411229840.091258.32733.923.38.1510741875390.0641

20、82291614.854.8511539559640.0411163032圖36橫向框架各層水平地震作用及地震剪力（5）橫向框架抗震變形驗(yàn)算.多遇地震作用下，層間彈性位移驗(yàn)算見下表表38橫向變形驗(yàn)算層次層間剪力Vi（KN）層間剛度Di（KN）層間位移Vi/Di（m）層高（m）層間相對彈性轉(zhuǎn)角e8713.97386660.00013.31/330071267.67386660.00173.31/194161747.47386660.00243.31/137552153.47386660.00293.31/113842475.67386660.00333.31/100032733.77386660

21、.00373.31/892229167386660.00393.31/846130324615740.00664.851/745層間彈性相對轉(zhuǎn)角均滿足要求e44.86KN截面尺寸滿足設(shè)計要求 驗(yàn)算配箍量KN44.86KN均滿足要求，不需要計算箍筋。選用6200的構(gòu)造箍筋。 344.4.4 平臺梁在磚墻上的支承長度驗(yàn)算 對于跨度6m的鋼筋混凝土梁，梁端有效支承長度：h0梁的截面高度mmf砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 N/ mm2 本設(shè)計選MU10粘土磚，M5D 混合砂漿，f=1.58 N/ mm2=149mm取滿足要求。5 首層樓梯的設(shè)計5.1基本設(shè)計依據(jù)某七層旅館室內(nèi)樓梯平面圖見圖6-1。結(jié)構(gòu)安全等級為

22、二級。結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)r0=1?；詈奢d標(biāo)準(zhǔn)值qk=2.0KN/。主要選用材料：平臺板及樓梯段受力及構(gòu)造鋼筋均用HPB235級鋼筋（），平臺梁縱向受力鋼筋用HRB335級鋼筋（）。混凝土C20。主要材料做法：踏步面層貼大理石踏步面層50mm厚，梯段板下抹麻刀灰20mm厚，采用金屬條欄桿。5.2梯段板 TB-1板的計算5.2.1梯段板 TB-1的計算踏步板的傾角： 板厚： 取t=130mm5.2.2 荷載計算5.2.3 內(nèi)力及截面承載力計算（1）正截面承載力計算取h0=t-20=130-20=110mm ln=3000mm考慮到梯段板兩斷與梁的固結(jié)作用，板跨中的最大彎矩：KNm根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范

23、GB500102002板的配筋應(yīng)按下列公式計算 35荷 載 種 類荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值（KN/m）荷載分項系數(shù)荷 載設(shè)計值（KN/m）恒荷 載g（kN/m）欄桿自重踏步梯段板自重（厚130mm）預(yù)制水磨石面層（厚50mm）梯段板板下抹灰（厚20mm）0.2r2（）=25（）=5.23r1c1（e+d）/e=22.60.05（0.30+0.15）/0.30 =1.7r3（）=17=0.381.21.21.21.20.246.282.040.46恒荷載g小計7.519.02活 荷 載q2.01.42.8總 計p9.5111.82表5-2 TB-1板荷載計算采用HPB235級鋼筋 =2100AS-2.

24、297AS2AS=788.67mm2 HYPERLINK mailto:選用1095 選用10 95 AS=826mm2 788.67mm2（2）斜截面承載能力計算 由于由此可證明梯段板抗剪承載能力較大，設(shè)計樓梯時不需要對梯段斜截面進(jìn)行驗(yàn)算。5.3 TB-2平臺板計算5.3.1計算簡圖及截面尺寸計算簡圖如圖a所示受力狀態(tài)示為單跨簡支梁如圖b所示板厚：t=70mm h0=70-20=50mm5.3.2荷載計算表6-3 平臺板TB-2荷載計算荷 載 種 類荷 載標(biāo) 準(zhǔn) 值（KN/m）荷 載分項系數(shù)荷 載設(shè)計值（KN/m）恒荷載g（kN/m）預(yù)制水磨石面層（厚50mm）踏步梯段板自重（厚100mm）

25、平臺板板下抹灰（厚20mm）1.130.381.21.21.21.362.100.46恒荷載g小計3.263.92活 荷 載q2.01.42.8總 計p5.266.725.3.3 內(nèi)力及承載力計算荷載設(shè)計值： P=6.72KN/mKN/m由板的配筋應(yīng)按下列公式計算 采用HPB235級鋼筋 37 =16800AS-2.297AS2AS=213.5mm2 選用6130。 AS=218mm2 213.5mm25.4 平臺梁TL-1計算5.4.1 計算簡圖及截面尺寸由圖 可知平臺梁兩端支承在磚墻上，可按單跨簡支梁計算，不考慮平臺板的影響。梁的計算跨度：l=ln+a=（3600-240）+240=360

26、0mm1.05ln=3528mm 取l=3600mm梁的截面尺寸選：bh=250mm350mm h0=350-35=315mm5.4.2 荷載計算作用在TL-1梁上的荷載主要是由平臺板、梯段板傳來的反力 自重。如下所示： TB-2平臺板傳來的荷載：6.721.60.5=5.38KN/m TB-1梯段板傳來的荷載：11.823.60.5=21.28KN/m TL-1梁自重（包括外表抹灰）：250.300.371.2=3.33KN/m P總=5.38+21.28+3.33=29.99KN/m5.4.3內(nèi)力及承載力計算（1）內(nèi)力計算：KN/m KN（2）正截面受彎承載力計算 已知 KN h0=315

27、mm 0.178 采用HRB335級鋼筋 mm2 HYPERLINK mailto:選用316180 選用316180 AS=603mm2 或416 AS=615mm2均滿足配筋驗(yàn)算要求。（3）斜截面承載能力驗(yàn)算38a 驗(yàn)算梁截面尺寸KN50.38KN 截面尺寸滿足設(shè)計要求b 驗(yàn)算配箍量KN50.38KN均滿足要求，不需要計算箍筋。選用6200的構(gòu)造箍筋。5.5 平臺梁在磚墻上的支承長度驗(yàn)算對于跨度6m的鋼筋混凝土梁，梁端有效支承長度：h0梁的截面高度mmf砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計值 N/ mm2 本設(shè)計選MU10粘土磚，M5D 混合砂漿，f=1.58 N/ mm2=149mm取滿足要求。6 樓板設(shè)計

28、6.1設(shè)計資料 樓蓋采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板結(jié)構(gòu)，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.0KN/m2，荷載分項系數(shù)為1.4，鋼筋混凝土樓蓋平面示意圖如下：39 圖6-1 ：樓蓋平面示意圖板底的梁寬為300mm 墻體厚200mm。板厚取120mm樓板的做法：水磨石地面粉底，混凝圖強(qiáng)度等級為C30,鋼筋I(lǐng)級6.2 荷載計算荷載分項系數(shù)取1.2; 活荷載分項系數(shù)取1.4恒載（g）120mm混凝土板： 250.12=3.0 KN/m2水磨石地面 0.65 KN/m2吊頂或粉底 0.5 KN/m2共計 4.15 KN/m2活載（p） 2.0 KN/m2總計 1.24.15+1.42.0=7.78 KN/m26.2.1區(qū)格B1的

29、計算（1）計算跨度40 L1=2400-250=2150mm L2=3600-250=3350mm 由 ； ； 由式 載L1方向的截面有效高度為： h0=120-25=95mm計算L1方向的截面配筋 在L2方向截面配筋 41 選用 支座截面配筋：（l1方向） 支座l1，l2方向也均選用 B2區(qū)板的計算計算跨度 采用以下比值 利用 42 L1 方向的截面有效高度 計算L1方向的截面配筋 L1方向跨中選用 由于M 很小，均按照構(gòu)造配筋支座處 L2方向跨中選用 支座選用 B3區(qū)板的計算計算跨度43 計算L1方向的配筋截面選用 L2方向的截面配筋選用 由于彎矩過小，L1,L2方向支座處均按構(gòu)造配筋選用

30、 B4區(qū)板的配筋計算計算跨度 44 由公式： L1截面的有效高度： 計算L1方向的配筋： 選用 由于彎矩很小，則只需配置 7基礎(chǔ)設(shè)計7.1 地質(zhì)條件7.1.1 本工程場地地勢平坦，土層分布比較規(guī)律，地基承載力為120KN/m2140 KN/m2.。持力層為輕質(zhì)粘土，凍土厚度為400mm，地下水位為7m，水質(zhì)對混凝土無侵蝕。7.1.2 本賓館樓上部為框架結(jié)構(gòu)，無地下室。同一列柱傳下來的豎向荷載相同，本設(shè)計以橫向中框架B柱為例，采用混凝土灌注樁基礎(chǔ)，總高度為27.95m，其傳至基礎(chǔ)的荷載為N=2773.02KN，M=243.62KNm7.1.3 承臺厚度根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)初步定為900mm 深1.4m。457.2單樁承載力驗(yàn)算7.2.1初步設(shè)計 樁長初步定為10mm，沉管灌注樁，因此沙土層較厚采用的是摩擦樁。初步估算單樁承載力，樁的有效長度為10m，地基土指標(biāo)，該土為粉質(zhì)粘土利用公式：摩擦樁 式中 單樁豎向承載力特征值（KN） 樁端的端摩阻力特征值，由當(dāng)?shù)仂o荷載試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計分析折算得KN/m 樁側(cè)的側(cè)阻力特征值，由當(dāng)?shù)仂o荷載試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計分析折算得KN/m 樁底端橫截面面積 mm2 樁身周邊長度m 第i層巖土的厚度預(yù)先按