3.3 框架柱截面尺寸的初选
1. 柱的强度等级
框架柱的混凝土强度等级8度抗震区不宜大于C70,一级抗震等级设计时,不应低
于C30,二~四级抗震等级设计时不低于C20,本设计柱的强度等级一~五层取C45,六~十层取C30,地下室取C45。 2. 柱的截面选择 (1)参照公式 AC=
?FgEnN=
???*fc???fc式中:F: 简支状态计算柱的负载面积 ; n:层数,验算截面以上楼层层数 ;
???:框架柱轴压比限值见表3.1 ;
我国高层规范规定,抗震结构中柱截面轴压比不能超过下表的数值:
表3.1 柱截面轴压比限值
结构类型 一 框架结构 框架-剪力墙结构 部分框支剪力墙结构 fc:混凝土轴心抗压强度设计值 ; 抗震等级 二 0.80 0.85 0.70 三 0.90 0.95 — 0.70 0.75 0.60 ?:考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数,边柱取1.3,不等跨柱取1.25,等跨内柱取1.2。
gE:折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值,可取12~14kN/m2
首层中柱:AC=
N1.25?5.25?6.3?12?102=; ?0.276m3???*fc0.85?21.1?10a?Ac?0.276?0.525m,取a?600mm;
边柱取和中柱同样的截面尺寸,即框架柱截面尺寸统一为:600mm×600mm 。
3.4 剪力墙的选择
1.剪力墙的数量初选
实际设计中,剪力墙的数量通常凭经验先适量布置,可根据下面两点初步确定: (1).底层结构构件和截面面积(Aw或Aw?Ac)和楼面面积Af之比见表3.2,其中Aw、
Ac分别为剪力墙和柱截面面积。
表3.2 底层结构构件截面面积和楼面面积之比
设计条件 7度Ⅱ类场地 8度Ⅱ类场地 (Aw+Ac)/Af Aw/Af 3%~5% 4%~6% 2%~3% 3%~4% Af = 18.9×45.0 = 850.5 ㎡, Ac = 32×0.6×0.6 = 11.52 ㎡ Aw =(3%~4%)Af =(3%~4%)×850.5 = 25.52~34.02 ㎡ Aw =(4%~6%)Af-Ac =(34.02~51.03)-11.52 = 22.5~39.51 ㎡ 底层剪力墙厚0.3 m , 总长度 =
25.52?85.1 m 。 0.3(2). 按壁率初定剪力墙数量,壁率应不小于5cm/m2。(壁率是指平均每单位建筑面积上
的剪力墙长度)
壁率 =
剪力墙水平截面总长
建筑面积建筑面积Af =850.5 ㎡ , 剪力墙总长L = Af×5cm/m2 =850.5×0.05=42.53 m 。 (3). 剪力墙数量以满足位移限值作为设置的依据为宜。
综上所计算按照面积确定的剪力墙数量较多,因此根据壁率初步确定剪力墙的总长度为60m。 2.剪力墙的强度等级
规范规定,为了保证钢筋混凝土剪力墙的结构的承载力和变形能力,剪力墙混凝土
的强度等级不应低于C20,框架—剪力墙结构中的剪力墙应设计成带边框的剪力墙,带边框的剪力墙的混凝土强度宜和边框住相同,所以本设计选用剪力墙混凝土强度为一~五为C45,六~十为C30,地下室为C45。 3.剪力墙尺寸的确定
(1)、带边框的剪力墙的截面尺寸,抗震设计时,一、二层剪力墙的底部加强部位均不应小于200mm,且不应小于层高的1/16;其他情况下墙厚度不应小于160mm,也不应小于层高的1/20,当为无端柱或翼墙的“一”字形剪力墙时,其底部加强部位截面厚度尚不小于层高的1/12,其他部位尚不小于层高的1/15,且不应小于180mm。
(2)、剪力墙的总高度和总长度之比不宜大于2,墙肢截面高度hw和墙厚bw之比不宜小于3,否则应视为柱。
(3)、剪力墙底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/8和底部两层高度二者中的较大者,且不大于15m,部分框支剪力墙结构的剪力墙,其底部加强部位的高度,可取框支层加框支层以上两层的高度及落地剪力墙总高度的1/8二者中的较大者。
本设计中,剪力墙为一级抗震等级,三~十层厚度3600/20=180mm,且大于160mm,取250mm,一~二层厚度4500/16=281.25mm,且大于200mm,取300mm。
3.5 板的截面尺寸的初选
1.板的强度等级
《高层建筑混凝土结构技术规程》规定:现浇楼盖的混凝土强度等级不应低于C20,不宜高于C40,本设计取C30。 2.板的厚度
《高层建筑混凝土结构技术规程》中规定,一般楼层现浇楼板厚度不得小于80mm,当板内预埋管时不应小于100mm,顶层板的厚度不应小于120mm,普通地下室顶板厚度不宜小于160mm,作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶板层应采用梁板结构,楼板厚度不宜小于180mm,混凝土等级不宜小于C30,应采用双层配筋,本设计取顶板厚120mm,地下室顶板厚取200mm。 3.板的类型
当lo2
lo1
≦2时,应按双向板设计,当2≦lo2
lo1
≦3时,宜按单向板设计,当按沿短
边方向受力的单向板计算时,应沿长边方向布置足够数量的构造钢筋,当可按单向板设计(lo2为板的长边,lo1为板的短边)
故本设计中,
办公室:l02/l01=6600/2000=3.3>2 按单向板设计, 走 廊:l02/l01=6600/2700=2.4>2 按单向板设计。
lo2
lo1
≧3时,
第四章 荷载计算
4.1 工程做法
4.1.1 屋面做法
20mm厚水泥蛭石砂浆保护层-----------------------------------------6×0.02=0.12 kN/m2 4mm厚高聚物改性沥青涂膜防水层一道------------------------------------ 0.05kN /m2 20mm厚1:3水泥砂浆找平层---------------------------------------20×0.02=0.4 kN/m2 1:6水泥焦渣找2%破(平均厚度0.12)----------------------- 12×0.12=1.44 kN/m2
120mm厚聚苯乙烯泡沫塑料板保温层----------------------------0.5×0.12=0.006 kN/m2. 120mm厚现浇钢筋混凝土板--------------------------------------- 25×0.12=3.0 kN/m2. V型轻钢龙骨吊顶 ------------------------------------------------------------- 0.12 kN/m2. 面荷载标准值 5.19 kN/m2. 屋面活荷载标准值(不上人屋面) 0.5 kN/m2. 4.1.2 标准层楼面做法
水磨石地面(10mm面层,20mm水泥砂浆打底)------------------------0.78 kN/m2. 60mm厚1:6水泥焦渣----------------------------------------------0.06×12=0.72 kN/m2. 120mm厚现浇钢筋混凝土板-----------------------------------------0.12×25=3.0 kN/m2. V型轻钢龙骨吊顶 ------------------------------------------------------------- 0.12 kN/m2. 楼面恒载标准值 4.62 kN/m2. 楼面活载标准值 2.0 kN/m2. 4.1.3 首层地面做法
水磨石地面(10mm面层,20mm水泥砂浆打底)------------------------0.78 kN/m2. 60mm厚1:6水泥焦渣-------------------------------------------- -0 .06×12=0.72 kN/m2. 200mm厚现浇钢筋混凝土板--------------------------------------------0.2×25=5.0kN/m2. 20mm厚板底抹灰-------------------------------------------------------0.02×17=0.34 kN/m2. 地面恒荷载标准值 6.84 kN/m2. 地面活载标准值 2.0 kN/m2. 4.1.4 标准层卫生间地面做法
5mm厚陶粒锦砖(马赛克),干水泥擦缝-------------------------------------0.55 kN/m2. 30mm厚1:3干硬性水泥砂浆结合层,表面撒水泥粉-----------20×0.03=0.6 kN/m2. 1.5mm厚聚氨酯三遍涂膜防水层--------------------------------------------------0.05kN/m2. 60mm厚C20细石混凝土向地漏找坡抹平------------------------22×0.045=0.99 kN/m2.
(最厚60mm,最薄30mm)
120mm厚现浇钢筋混凝土楼板-----------------------------------------0.12×25=3.0 kN/m2. V型轻钢龙骨吊顶 ------------------------------------------------------------- 0.12 kN/m2. 标准层卫生间恒载标准值 5.32 kN/m2. 标准层卫生间活载标准值 2.0 kN/m2.
4.1.5 首层卫生间地面做法
5mm厚陶粒锦砖(马赛克),干水泥擦缝--------------------------------------0.55 kN/m2. 30mm厚1:3干硬性水泥砂浆结合层,表面撒水泥粉-----------20×0.03=0.6 kN/m2. 1.5mm厚聚氨酯三遍涂膜防水层----------------------------------------------- 0.05kN/m2. 60mm厚C20细石混凝土向地漏找破------------------------------22×0.045=0.99 kN/m2. (最厚60mm,最薄30mm).
200mm厚现浇钢筋混凝土楼板---------------------------------------- 0.2×25=5.0 kN/m2. 20mm厚板底抹灰-------------------------------------------------------- 0.17×20=0.34 kN/m2. 首层卫生间恒载标准值 7.54 kN/m2. 首层卫生间活载标准值 2.0 kN/m2. 4.1.6 外墙面做法 刷无机建筑涂料
2m6mm厚1:0.2:2水泥石膏砂浆找平层----------------------- 17×0.006=0.102 kN/
6mm厚1:0.5:4水泥石膏砂浆打底扫毛---------------------- 17×0.006=0.102 kN/m2 60mm厚聚苯乙烯泡沫塑料保温层 ------------------------------ 0.5×0.06=0.03 kN/m2 聚合物水泥浆一道 ------------------------------------------------------------- 0.3 kN/m2 刷一道界面处理剂
外墙面荷载标准值 0.534 kN/m2 4.1.7 内墙面做法 刷(喷)内墙涂料
5mm厚1:0.5:2.5水泥石膏砂浆找平--------------------------------17×0.005=0.085 kN/m2 9mm厚1:0.5:2.5水泥石膏砂浆扫毛 --------------------------- 17×0.009=0.153 kN/m2 刷一道界面处理剂
内墙恒载标准值 0.238 kN/m2 4.1.8女儿墙做法 喷刷外墙涂料
5mm厚1: 2.5水泥砂浆找平层-------------------------------------------20×0.005=0.1 kN/m2 5mm厚1: 1:6水泥石膏砂浆扫毛--------------------------------------12×0.005=0.06 kN/m2 6mm厚1: 0.5:4水泥石膏砂浆打底扫毛----------------------------12×0.006=0.072 kN/m2