某單身宿舍樓5層鋼筋混凝土框架結構設計(已修改)

　

【正文】 某單身宿舍樓5層鋼筋混凝土框架結構設計2 設計資料經對場地進行地質勘察，結果如下：擬建建筑場地已經人工填土平整，地形平坦。勘察揭露的地層，自上而下除第①層為近期人工填土外，其余均屬第四全新世海陸交互相沉積。勘察深度范圍內所揭露的地層，厚度變化很小，分布較均勻，其各層概況為：①雜填土：以粘土為主，含大量垃圾和有機質，不宜作為天然地基。②淤泥質粉質粘土：深灰色，流塑狀態。③細砂：以細砂為主，少量粉砂，含粘粒，飽和，松散稍密狀。④中砂：以中粗砂為主，飽和，屬密實狀態，承載力特征值為220kPa，工程地質性質良好，可作為樁尖持力層。本層未揭穿。場地地下水在勘探深度范圍內分上下兩個含水層，第一含水層存于第②層淤泥質粉質粘土層中，屬上層孔隙滯水，；第二含水層主要存于第③細砂層中，屬孔隙潛水，具一定靜水壓力。經取水樣進行水質分析，判定該地下水對混凝土無侵蝕性。① 場地土類型與場地類別：經計算，本場地15m深度以內土層平均剪切波速(按各層厚度加權平均)為Vsm=140～160m/s，即場地土類型為中軟場地土；另據區域資料表明，該場地覆蓋層厚度Dov為60m，按《建筑抗震設計規范》劃分該場地類別為II類土。② 場地地基液化判別：第③層細砂層為液化土層，IIE=，屬中等液化。③地基持力層選擇與評價：第①層雜填土不宜作為天然地基；第②層淤泥質粉質粘土層為軟弱下臥層；第③層細砂層屬中等液化土層，未經處理不可作為地基持力層；第④層中砂層物理力學性質較好，可作為樁尖持力層。有關樁的設計和要求，詳見《建筑樁基技術規范》(JGJ94)各層土的承載力特征值及樁設計參數見下表：層序土層名稱平均厚度（m）實際標貫擊數/臨界標貫擊數承載力特征值沉管灌注樁預制樁樁側阻力特征值樁端端阻力特征值樁側阻力特征值樁端端阻力特征值fak（kPa）qsia（kPa）qpa（kPa）qsia（kPa）qpa（kPa）①雜填土②淤泥質粘土602024③細砂1502938④中砂未揭穿230421600472100根據擬建建筑物的特點及場地巖土工程條件，基礎形式可采用樁基礎。建議采用④層中砂作為樁尖持力層，樁型可考慮灌注樁或預制樁。根據國家地震局審批的《珠海地震區劃圖及其說明》本場地屬于強震區，其地震基本烈度為8度，設計地震分組為第一組。，基本雪壓0：辦公樓為五層鋼筋混凝土框架結構體系,框架梁、柱、板均采用現澆混凝土。該建筑屬丙類建筑，安全等級為二級：丙類 載樓面活荷： KN/m2 ；上人屋面活載： KN/m2 ；不上人屋面活載： KN/m2 ；陽臺：；走道：；樓梯： KN/m2 載鋼筋混凝土25貼瓷磚墻面 ㎡,水泥砂漿 20KN/m,㎡,㎡。梁、板混凝土均選用C25(Ec = 28106kN/㎡)，1～2層柱采用C35(Ec = 104N/mm2),3~6層柱采用C30混凝土(Ec = 104N/mm2)，主梁與柱選用HRB400鋼筋，次梁受力鋼筋選用HRB335，板筋與箍筋選用HPB235，內外墻均采用蒸壓加氣混凝土砌塊砌筑( KN/?)。3 結構平面布置與尺寸估算： 結構平面布置圖豎向荷載的傳力途徑：樓板的均布活載和恒載經次梁間接或直接傳至主梁，再由主梁傳至框架柱，最后傳至地基。根據以上樓蓋的平面布置及豎向荷載的傳力途徑，本宿舍樓框架的承重方案為橫向框架承重方案，這可使橫向框架梁的截面高度大，增加框架的橫向側移剛度。A1=A2=(+)/2= m： 橫向框架組成的空間結構 縱向框架組成的空間結構，并按軸壓比控制估算柱截面面積，估算柱截面時，樓層荷載gE=12～15KN/m2計，由于本工程采用的是輕質砌塊，因此邊柱按13KN/m2計。本工程為二級抗震，查抗震規范軸壓比限值μN取μN=。一～二層柱混凝土強度選用C35，fC=。邊柱：：N=nFgE=613= 根據μN=N/ACfC，設柱為正方形，可得柱邊長bh=AC=N/μNfC =103/()= mm2。取柱邊長bh=450mm650mm。中柱：(+)/2= m2的中柱軸力N=nFgE=613=柱邊長bh=AC=N/μNfC =N/μNfC=103/()= mm2。為方便計算，一~二層中柱與邊柱的尺寸取相同，尺寸都為bh=450mm650mm，三～五層取柱截面為400600mm。(1)按構造要求框架柱截面高度不宜小于400mm，寬度不宜小于350mm。(2)為避免發生剪切破壞，柱凈高與截面長邊之比宜大于4 。取二層較短柱高，Hn =3300mm：Hn /h＝4(3)框架柱截面高度和寬度一般可取層高的1/10～1/15。h (1/10～1/15)H0=(1/10～1/15)5000mm=333mm～500mm(取底層柱高為5000mm)故所選框架柱截面尺寸均滿足構造要求。框架梁截面高度h，按梁跨度的1/8～1/12確定，AB、CD跨：梁高h=(1/8～1/12)L=(1/8～1/12)8100mm=675mm～，取h=700mm，梁寬b=(1/2～1/3)h=233mm～350mm，取b=300mm。BC跨：梁高h=(1/8～1/12)L=(1/8～1/12)2400mm=200mm～300mm,，由于框架梁高不宜小于400mm,故取h=400mm，b=250mm。梁高h=(1/8～1/12)L =(1/8～1/12)4200mm=350mm～525mm，取h=500mm，梁寬b=(1/2～1/3)h =167mm～250mm,取b=250mm。梁高h=(1/12～1/18)L=(1/12～1/18)4200mm=233mm～350mm，取h=350mm，b=200mm。(mm) 梁截面尺寸表混凝土等級橫梁(bh)縱梁(bh)次梁(bh)AB跨、CD跨BC跨C25300700250400250500200350(mm)： 柱截面尺寸表層數混凝土等級中柱與邊柱(bh)1C354506502C354506503~5C30400600頂層C30300550 板截面尺寸估算由于本工程的板均為雙向板，故板的厚度為h=L/45=4200/45=93mm，考慮到板的撓度及裂縫寬度的限制因素，根據經驗取板厚為h=100mm。4 框架側移剛度計算： 橫梁線剛度表類別Ec(N/mm2)bh(mmmm)I0(mm4)l(mm)EcI0/l(Nmm)(Nmm)2EcI0/l(Nmm)AB跨、CD跨1043007001098100101010101010BC跨1042504001092400101010101010： 縱梁線剛度表類別Ec(N/mm2)bh(mmmm)I0(mm4)l(mm)EcI0/l(Nmm)(Nmm)2EcI0/l(Nmm)1～12跨1042505001094200101010101010：I0=bh3/12 柱線剛度表層次hc(mm)Ec(N/mm2)bh(mmmm)I0(mm4)EcI0/hc(Nmm)150001044506501010101023300104450650101010103～533001044006001091010頂層28001043005001091010： (D值法)、AAAAA1A1DDDDDDDDDD1D12(18根)=b /c==(+)/(2+)=(+)/(2+)==12c /h2=121010/ 50002=284542. AAAAAA1DD13(8根)=b /c==(+)/(2+)=(+)/(2+)==12c /h2=121010/ 50002=2134B1CC13(4根)=(b1+b2)/c=(+)/==(+)/(2+)=(+)/(2+)==12c /h2=121010/ 50002=3253BBBBB1B1CCCCCCCCCC1C12(18根)=(b1+b2)/c=(+)/==(+)/(2+)=(+)/(2+)==12c /h2=121010/ 50002=4338BBB10(4根)=(b1+b2)/c=(+)/==(+)/(2+)=(+)/(2+)==12c /h2=121010/ 50002=36274∑D1=2845418+213418+325394+4338718+362744=1739126 二層側移剛度 1. AAAAAA1A1DDDDDDDDDD1D12(18根)=(b2+b4)/2c=(+)/(2)==/(2+)=(2+)==12c /h2=121010/ 33002=250962. AAAAAA1DD13(8根)=(b2+b4)/2c=(+)/(2)==/(2+)=(2+)==12c /h2=121010/ 33002=199793. BB1CC13(4根)=(b1+b2+b3+b4)/2c=(+++)/(2)==/(2+)=(2+)==12c /h2=121010/ 33002=277754. BBBBBB1B1CCCCCCCCCC1C12(18根)=(b1+b2+b3+b4)/2c=(+++)/(2)==/(2+)=(2+)==12c /h2=121010/ 33002=341185. BBBB10(4根)=(b1+b2+b3+b4)/2c=(+++)/(2)==/(2+)=(2+)==12c /h2=121010/ 33002=30077∑D2=2509618+199798+277754+3411818+300774=1457092 三～五層側移剛度1. AAAAAA1A1DDDDDDDDDD1D12(18根)=(b2+b4)/2c=(+)/(2)==/(2+)=(2+)==12c /h2=121010/ 33002=224812. AAAAAA1DD13(8根)=(b2+b4)/2c=(+)/(2)==/(2+)=(2+)==12c /h2=121010/ 33002=182853. BB1CC13(4根)=(b1+b2+b3+b4)/2c=(+++)/(2)==/(2+)=(2+)==12c /h2=121010/ 33002=246074. BBBBBB1B1CCCCCCCCCC1C12(18根)=(b1+b2+b3+b4)/2c=(+++)/(2)==/(2+)=(2+)==12c /h2=121010/ 33002=294595. BBBB10(4根)=(b1+b2+b3+b4)/2c=(+++)/(2)==/(2+)=(2+)==12c /h2=121010/ 33002=26397∑D2=2248118+182858+246074+2945918+263974=12852131. AAAABBBB10(8根)=(b2+b4)/c=(+)/==/(2+)=(2+)==12c /h2=121010/ 28002=20448∑D3=204488=163586由此可知，： 橫向框架梁的層間側移剛度表層次12345頂層∑Di(N/mm)173912614570921285213128521312852