小学框架结构设计计算书(包括pkpm参数设定)

'小学教学楼框架结构设计计算书　　　21 目录一、工程概况1.1项目名称…………………………………………………………………………21.2项目使用年限和安全等级………………………………………………………21.3抗震基本信息……………………………………………………………………21.4设计依据…………………………………………………………………………21.5所采用的计算程序………………………………………………………………21.6活荷载取值………………………………………………………………………21.7主要结构材料……………………………………………………………………3二、初选构件截面尺寸及结构布置2.1柱截面尺寸………………………………………………………………………42.2梁截面尺寸………………………………………………………………………42.3板截面尺寸………………………………………………………………………42.4平面布置…………………………………………………………………………5三、竖向荷载计算（恒载）3.1楼面荷载及屋面荷载……………………………………………………………63.2梁间荷载…………………………………………………………………………8四、pkpm4.1PMCAD建筑模型与荷载输入…………………………………………………104.2SATWE…………………………………………………………………………114.3PMCAD画结构平面图…………………………………………………………20附件[1]、二到四层楼面荷载及梁间荷载布置图………………………………………23[2]、五层楼面荷载及梁间荷载布置图……………………………………………24[3]、屋顶楼面荷载及梁间荷载布置图……………………………………………25[4]、基础顶～屋面柱配筋图………………………………………………………26[5]、二～四层结构平面布置图……………………………………………………27[6]、二～四梁配筋图………………………………………………………………28[7]、五层结构平面布置图…………………………………………………………29[8]、五层梁配筋图…………………………………………………………………30[9]、屋面结构平面布置图…………………………………………………………31[10]、屋面梁配筋图…………………………………………………………………3221 摘要本工程为钱江新城核心区二期F-04地块小学教学楼，位于浙江杭州钱江新城，建筑层数为地上五层，建筑结构采用钢筋混凝土框架结构。计算设计主要过程包括结构构件尺寸初选、结构平面布置、荷载计算、pkpm建模及计算分析、出建筑施工图。一、工程概况1.1项目名称钱江新城核心区二期F-04地块小学教学楼项目。1.2项目使用年限和安全等级设计使用年限结构安全地基基础设计等级桩基安全等级50年二级乙级二级1.3抗震基本信息抗震设防烈度设计地震分组设计基本地震加速度值抗震等级场地类别6度第一组0.05g三级III类1.4设计依据《建筑结构荷载规范》（GB5009-2012）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）《房屋建筑制图统一标准》（GB50001-2010）《建筑结构制图标准》（GBT50105-2010）1.5所采用的计算程序本工程整体分析计算采用pkpm20101.6活荷载取值1.6.1基本风压：0.45kPa；地面粗糙类别为B类；基本雪压：0.45kPa。1.6.2屋面及楼面活荷载取值类别标准值组合值系数频遇值系数准永久值系数教室2.50.70.60.5走廊3.50.70.50.3楼梯3.50.70.50.3教师休息室2.00.70.50.4卫生间2.50.70.50.4阳台3.50.70.60.5上人屋面2.00.70.50.421 不上人屋面0.50.70.50.01.7主要结构材料1.7.1混凝土：除结施图中已有说明外的结构构件的混凝土强度等级均采用C30；基础垫层用C15。1.7.2钢筋：本工程主要采用HRB335、HRB400级热轧钢筋。1.7.3墙体材料：本工程主楼中未注明填充墙采用容重不大于14kN/m3的砌块砌筑。21 二、初选构件截面尺寸及结构布置2.1柱截面尺寸柱承受的近似轴力，轴压比。根据钢筋混凝土规范表11.4.16或抗震规范表6.3.6，对于抗震等级为三级的框架结构取。单位建筑面积的竖向荷载。考虑地震作用的轴力放大系数，6度角柱取1.2，边柱取1.1，中柱取1.0。主体建筑五层，采用C30混凝土。角柱1：；角柱2：；角柱3：；边柱1：；边柱2：；边柱3：；边柱4：；边柱5：；中柱1：；中柱2：；中柱3：；根据建筑平面图、柱截面尺寸估算结果及抗震规范6.3.5等要求，现初步拟定两种柱截面：KZ1（A=600mm*600mm=360000mm2），KZ2（A=600mm*400mm=240000mm2）。2.2梁截面尺寸跟据墙厚，取梁宽均为250mm。按跨度的1/8～1/14确定梁的初步高度。跨度（mm）300036004500580066008200梁高（mm）214～375257～450321～563414～725471～825586～1025再结合建筑的平面布置，对部分跨度不同的相邻梁的梁高进行适当的调整以方便施工。主要的梁高（mm）取值：400，450，500，600。2.3板截面尺寸21 跟据GB50010-2010中9.1.2规定，现浇钢筋混凝土双向板最小厚度80mm，且板的厚度不小于1/40跨度。跨度（mm）300045004100板厚（mm）75112.5102.5考虑到部分房间如卫生间等荷载比较大的情况，以及施工方便性，对部分跨度下的板厚进行调整，最终板厚主要取值为100和120。2.4平面布置Pkpm建模时共建立了四个标准层，如下图所示，依次为一到三层结构、四层结构、五层及屋面结构、屋顶楼梯间结构。21 三、竖向荷载计算（恒载）3.1楼面荷载及屋面荷载（pkpm勾选自动计算楼板自重）3.1.1普通教室：50厚高档彩色水磨石面层，内带铜嵌条0.05×22=1.1素水泥浆结合层0.01×20=0.2现浇钢筋混凝土板——————7厚1:1:4水泥石灰砂浆打底0.007×17=0.1193厚1:0.5:3水泥石灰砂浆粉面0.003×17=0.051普通教室楼面恒载1.47kN/㎡（取1.5kN/㎡）3.1.2专业教室：10厚浅米白色地砖，素水泥浆擦缝0.01×20=0.210厚1:2水泥砂浆结合层0.01×20=0.230厚1:3水泥砂浆找平层，掺5%防水剂0.03×20=0.6现浇钢筋混凝土板——————7厚1:1:4水泥石灰砂浆打底0.007×17=0.1193厚1:0.5:3水泥石灰砂浆粉面0.003×17=0.051专业教室楼面恒载1.17kN/㎡（取1.2kN/㎡）3.1.3外走廊：10厚浅灰色地砖，素水泥浆擦缝0.01×20=0.210厚1:2水泥砂浆结合层0.01×20=0.230-60厚1:3水泥砂浆（掺5%防水剂）0.5%找坡0.045×20=0.9现浇钢筋混凝土板——————7厚1:1:4水泥石灰砂浆打底0.007×17=0.1193厚1:0.5:3水泥石灰砂浆粉面0.003×17=0.051外走廊楼面恒载1.47kN/㎡（取1.5kN/㎡）3.1.4内走廊：10厚浅米白色地砖，素水泥浆擦缝0.01×20=0.210厚1:2水泥砂浆结合层0.01×20=0.230厚1:3水泥砂浆找平层，掺5%防水剂0.03×20=0.6现浇钢筋混凝土板——————7厚1:1:4水泥石灰砂浆打底0.007×17=0.1193厚1:0.5:3水泥石灰砂浆粉面0.003×17=0.051内走廊楼面恒载1.17kN/㎡（取1.2kN/㎡）3.1.5卫生间：10厚浅灰色地砖，素水泥浆擦缝0.01×20=0.210厚1:2水泥砂浆结合层0.01×20=0.230-60厚1:3水泥砂浆（掺5%防水剂）0.5%找坡0.045×20=0.920厚细石混凝土找平层0.02×25=0.5250厚陶粒砼填充层0.25×14=3.5现浇钢筋混凝土板——————U型轻钢龙骨吊顶（铝合金扣板）0.20卫生间楼面恒载5.5kN/㎡（取5.5kN/㎡）3.1.6阳台：21 10厚浅灰色地砖，素水泥浆擦缝0.01×20=0.210厚1:2水泥砂浆结合层0.01×20=0.230-60厚1:3水泥砂浆（掺5%防水剂）0.5%找坡0.045×20=0.9现浇钢筋混凝土板——————7厚1:1:4水泥石灰砂浆打底0.007×17=0.1193厚1:0.5:3水泥石灰砂浆粉面0.003×17=0.051阳台楼面恒载1.47kN/㎡（取1.5kN/㎡）3.1.7教师休息室：12厚浅色强化复合木地板0.012×8=0.096防潮地垫一层0.0535厚C20细石混凝土，随浇随抹平0.035×25=0.875素水泥浆结合层0.01×20=0.02现浇钢筋混凝土板——————U型轻钢龙骨（白色矿棉板）0.12教师休息室楼面恒载1.16kN/㎡（取1.2kN/㎡）3.1.8楼梯间（pkpm楼梯间按板厚设为0布置均布荷载）：20厚灰色花岗岩面层（沿墙柱边150宽黑色镶边）0.02×28=0.5630厚1:2水泥砂浆(干硬性)结合层0.03×20=0.6素水泥浆结合层0.01×20=0.2现浇钢筋混凝土板（采用折算厚度）0.2×25=57厚1:1:4水泥石灰砂浆打底0.007×17=0.1193厚1:0.5:3水泥石灰砂浆粉面0.003×17=0.051楼梯间楼面恒载6.53/cos28°=7.4kN/㎡（取7.5kN/㎡）3.1.9上人屋面：20厚1:2水泥砂浆粘贴浅灰色防滑地砖0.02×20=0.440厚C20细石混凝土面层（内配∅4@150钢筋网）0.04×25=120厚1:3水泥砂浆保护层0.02×20=0.450厚挤塑保温板0.05×4=0.21.5厚氯化聚乙烯防水卷材一道0.0520厚1:3水泥砂浆找平层0.02×20=0.4发泡混凝土垫层兼找坡层（2%），最薄处80厚（0.04+0.15）×6=1.14现浇钢筋混凝土板——————7厚1:1:4水泥石灰砂浆打底0.007×17=0.1193厚1:0.5:3水泥石灰砂浆粉面0.003×17=0.051上人屋面恒载3.76kN/㎡（取3.8kN/㎡）3.1.10不上人屋面：浅色铝基反光涂料0.0240厚C20细石混凝土面层（内配∅4@150钢筋网）0.04×25=11.5厚氯化聚乙烯防水卷材一道0.0520厚1:3水泥砂浆保护层0.02×20=0.450厚挤塑保温板0.05×4=0.21.5厚氯化聚乙烯防水卷材一道0.0520厚1:3水泥砂浆找平层0.02×20=0.4发泡混凝土垫层兼找坡层（2%），最薄处80厚（0.04+0.15）×6=1.1421 现浇钢筋混凝土板——————7厚1:1:4水泥石灰砂浆打底0.007×17=0.1193厚1:0.5:3水泥石灰砂浆粉面0.003×17=0.051上人屋面恒载3.43kN/㎡（取3.5kN/㎡）3.1.11水泥砂浆屋面（顶层楼梯间）：20厚1:2水泥砂浆（加5%防水剂）抹光0.02×20=0.4现浇钢筋混凝土板——————7厚1:1:4水泥石灰砂浆打底0.007×17=0.1193厚1:0.5:3水泥石灰砂浆粉面0.003×17=0.051水泥砂浆屋面恒载0.57kN/㎡（取0.6kN/㎡）3.2梁间荷载3.2.1各墙面装修层荷载计算（kN/㎡）3.2.1.1乳胶漆墙面（普通教室，专业教室，楼梯间，教室休息室,内走廊）：12厚1:1:6水泥石灰砂浆打底0.012×17=0.2048厚1:0.3:3水泥石灰砂浆粉面0.008×17=0.136刷白色乳胶漆二度0.02乳胶漆墙面恒载0.36kN/㎡3.2.1.2面砖墙面（阳台，外走廊，外墙面）：12厚1:3水泥砂浆打底（加抗裂抗渗剂）0.012×20=0.2430厚聚苯颗粒保温浆料0.03×4=0.127厚抗裂砂浆（钢丝网）0.007×20=0.14专用粘接剂粘贴0.01×20=0.250x150米黄色面砖0.01×18=0.18面砖墙面恒载0.88kN/㎡3.2.1.2瓷砖墙面（卫生间）：12厚1:3水泥砂浆分层抹平内掺5%防水剂0.012×20=0.248厚1:2水泥砂浆粘贴层0.008×20=0.165厚浅灰色瓷砖面层（白水泥擦缝）0.005×17.8=0.089瓷砖墙面恒载0.49kN/㎡3.2.2各踢脚墙裙荷载计算（kN/m）3.2.2.1瓷砖墙裙（墙裙高度1200mm，普通教室，专业教室）12厚1:3水泥砂浆打底1.2×0.012×20=0.2888厚1:1水泥砂浆掺5%的建筑胶1.2×0.008×20=0.192浅灰色瓷砖1.2×0.005×17.8=0.107瓷砖墙裙恒载0.59kN/m3.2.2.2瓷砖墙裙（墙裙高度3350mm，内走廊）12厚1:3水泥砂浆打底3.35×0.012×20=0.2888厚1:1水泥砂浆掺5%的建筑胶3.35×0.008×20=0.192浅灰色瓷砖3.35×0.005×17.8=0.107瓷砖墙裙恒载1.65kN/m3.2.2.3花岗岩踢脚板（踢脚高150mm，外走廊，楼梯间，教师休息室）10厚1:3水泥砂浆打底0.15×0.01×20=0.0321 5~8厚1:2水泥砂浆结合层0.15×0.008×20=0.02415厚黑色花岗岩板0.15×0.015×28=0.063瓷砖墙裙恒载0.12kN/m3.2.3砌体荷载计算（kN/m）采用烧结页岩多孔砖砌筑，重度取14kN/立方米，梁高取平均值500mm，墙厚200mm，层高3900mm。砌体荷载：3.4×0.2×14=9.52kN/m。3.2.4梁上布置墙体的梁间荷载计算无门窗洞口或门窗洞口较小时：梁间荷载=墙面装修荷载×墙高3.4m+砌体荷载+踢脚或墙裙。有大面积门窗洞口时：梁间荷载=（墙面装修荷载×墙高3.4m+砌体荷载）×0.7+踢脚或墙裙。3.2.5梁上布置水箱时的梁间荷载计算屋顶消防水箱18立方米，按线荷载布置在周边支撑的四根梁（梁长3.5m）上。18×10/4/3.5=12.9kN/m，取13kN/m。按恒载施加到结构上进行计算。3.5.6梁上布置栏杆、女儿墙时的梁间荷载计算栏杆：100×100C20细石混凝土翻边0.1×0.1×25=0.25栏杆0.5栏杆恒载0.75kN/m（取1.0kN/m）女儿墙：150×1550C30混凝土0.15×1.55×25=5.8120厚水泥砂浆粉刷2×0.02×1.55×20=1.24女儿墙恒载7.05kN/m（取7.5kN/m）21 四、pkpm4.1PMCAD建筑模型与荷载输入21 4.2SATWE4.2.1接PM生成SATWE数据4.2.1.1分析与设计参数补充定义21 21 21 21 21 4.2.1.2生成SATWE数据文件及数据检查4.2.2结构内力，配筋计算4.2.3分析结果图形和文本显示21 4.2.3.1图形文件输出在“混凝土构件配筋及钢构件验算简图”中发现右图所示情况，经分析是剪扭超筋，返回建模部分，将该处梁由原先的250×600改为300×600，再次计算后红色字体消失，满足条件。“水平力作用下结构各层平均侧移简图”中，层间位移角均满足抗震规范表5.5.1要求。21 4.2.3.2文本文件输出A．结构设计信息（WMASS.OUT）：单位面积质量如下图所示，在1500g/㎡（大概15kN/㎡）左右，在框架结构经验值范围内，说明荷载计算及布置上未出现大的问题。如下图所示，该结构刚重比大于20，可以不考虑重力二阶效应（对应于“分析与设计参数补充定义”）。B．周期振型地震力（WZQ.OUT）：第一扭振周期=0.9002，第一侧振周期=1.0027，0.9002/1.0027=0.898<0.9，满足《高层规程》要求。地震作用最大的方向=89.859度，与坐标轴夹角小于15度，前面SATWE参数设置中的“水平力与整体坐标的夹角”不需修改。21 按下图所示，x和y方向上的最小剪重比均满足抗震规范（5.2.5）条要求的0.80%。同时两个方向的有效质量系数均大于90%，说明前面所设置的“计算振型个数”15满足有效质量系数要求，无需更改。21 C．结构位移（WDISP.OUT）：楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角均满足要求，不大于该楼层平均值的1.2倍。D．超配筋信息（WGCPJ.OUT）：经调整构件尺寸后，未发现有超配筋。4.3绘制施工图4.3.1PMCAD画结构平面图确定计算参数后，检验边界条件。点击自动计算，而后检验裂度、挠度。发现有部分板的挠度字体为红色，不满足规范要求，可以通过“改y向筋”或“改x向筋”增加板上的钢筋密度，使得挠度红色字体消失，挠度符合相关要求。而后进行板钢筋的绘制，通过cad绘出平面布置施工图。21 4.3.2墙梁柱施工图在“墙梁柱施工图”中，利用“梁平法施工图”和“柱平法施工图”可以绘制出梁和柱的施工图。T图转存dwg文件后在cad中进行进一步的修改即可。4.3.3LTCAD在LTCAD—普通楼梯设置中，可以进行楼梯的具体布置，包括楼梯梁、楼梯基础等，各标准层楼梯布置完毕后，新建楼梯工程—楼梯间—楼梯布置—梯梁布置—竖向布置—全楼组装—检查数据—钢筋校核—施工图，按照以上步骤可以将楼梯的施工图绘制出来。21'