幼儿园教育结构设计计算书.doc

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1、幼儿园设计1建筑设计说明1.1工程概况.1本建筑为某某地区某二层幼儿园混凝土结构设计。.2基地地势平整，水、电、暖、道路等公用条件已准备好。1.1.3 0.8m厚覆土，下部是强风化岩，地耐力450KPa，无地下水。1.1.4 根本风压0.6KM/m，根本雪压0.25KN/m。1.2 建筑结构.1总建筑面积为：20m*50m，层数2层。1.2.2结构类型：框架结构，首层层高4.4m,顶层层高4.2m，女儿墙高1m。 设计技术要求.1某某市崂山区建筑抗震设防烈度：六度。建筑场地类别属类，近震，设计地震分组为第二组。1.4.2设计使用年限：50年。 设计标高建筑物室内外高差为,根底顶面至室外距离0.

2、2m。 墙体设计.1墙体均采用普通机制砖填充墙，墙厚都为200mm。.2墙体均由混合砂浆砌筑。1.6设计须知事项1.6.1活动室和音体活动室净高分别不应小于2.8m和3.6m。卫生间应临近活动室和寝室，厕所和盥洗应分间或分隔，并应有直接的自然通风。生活用房的最小使用面积m2 规模 大型 中型 小型 备注房间名称 活动室 50 50 50 指每班面积寝室 50 50 50 指每班面积卫生间 15 15 15 指每班面积衣帽贮藏室 9 9 9 指每班面积音体活动室150 120 90 指全园共用面积2.结构布置 梁截面尺寸根据h=(1/15-1/10)l0,统一按6.6m跨计算梁截面高度，h取50

3、0mm，宽取250mm，局部梁因只起减小楼板与屋面裂缝宽度作用采用，故取截面尺寸为250mm*400mm，柱子尺寸取400mm*400mm，100厚现浇钢筋混凝土板，按双向板计算。2-1 首层平面图3.1屋面楼面3.1.1屋面恒荷载标准值 屋面均布恒荷载35厚C20细石混凝土找平层25=0.875 KN/m聚合物砂浆粘贴保温层，挤塑聚苯板 刷基层处理剂一道 20厚1：3水泥砂浆找平 素水泥浆一道 100钢筋混凝土屋面板 025=KN/m 总计： 4.275KN/m楼面恒荷载标准值计算做法水泥砂浆楼面20厚1:2水泥砂浆压实赶光面 100厚现浇钢筋混凝土楼板 025=KN/m60厚LC7.5轻骨

4、料混凝土填充层 KN/m素水泥浆一道7厚1:0.5:3水泥石灰膏砂浆打底扫毛内墙涂料总计： 4.36KN/m屋面活荷载楼面活荷载KN/m 洗手间楼面活荷KN/m墙体荷载标准值计算3.2.1.墙体荷载标准值计算顶层 门窗荷载标准值计算铝合金玻璃窗 2木门 2风荷载根本风压2.4. 15号梁上墙体计算本计算书以15梁上墙体自重为例计算，其他墙体自重类似。窗下墙体自重 0.2*0.6*6.2*19=14.14KN 粉刷 2*0.02*6.2*0.6*17=2.53KN 窗间墙自重 0.2*2.6*4.2-0.5-0.6+3.6*0.2*4.2-0.5-0.6-2.4)*19=40.2KN 粉刷 0.

5、02*2.6*4.2-0.5-0.6+3.6*0.02*4.2-0.5-0.6-2.4)*2*19=7.19KN 楼板计算书说明：楼板全部按双向板计算，此计算书以13房间为例计算首层13房间楼板配筋，其他房间类似。 根本资料：1、房间编号：13 2、边界条件左端/下端/右端/上端：固定/固定/固定/固定/ 3、荷载： 永久荷载标准值：g kN/M2 可变荷载标准值：q 2.00 kN/M2 计算跨度Lx = 6600 mm；计算跨度Ly = 3700 mm 板厚H =100 mm.砼强度等级：C30；纵筋和分布筋钢筋强度等级分别;HRB400，HRB335 4、计算方法：弹性算法。 5、泊松比

6、：1/5. 6、考虑活荷载不利组合。 7、程序自动计算楼板自重。计算结果： Mx =(0.00605+0.03809/5)*(1.20*4.36+1.40*1.0)* 3.72 =kNM 考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩：M Mx= + 0.75 =1.99kNM1fcbh02s=M=1-1-2*s=0.02b1fcbh0=fyAsAsx=60mm2实配8200 (As251.mm2)min *h/h0 min50%t/fy=0.225%， As/bh0=0.313% 满足 My =(0.03809+0.00605/5)*(1.20*+1.40*1.0)* 3.72= kNM 考虑活载不利

7、布置跨中Y向应增加的弯矩：M My=3.57+kNM1fcbh02s=M=1-1-2*s=0.060.15%*1000*100=150mm2,且15%Asmax=42mm2，满足。跨中挠度验算： Mk - 按荷载效应的标准组合计算的弯矩值 Mq - 按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值(1)、挠度和裂缝验算参数： Mk =(0.00605+0.03809/5)*(1.0* +1.0* 2M Mq =(0.00605+0.03809/5)*(1.0*M(2)、在荷载效应的标准组合作用下，受弯构件的短期刚度 Bs：、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ，按如下公式计算： 1.1 - 0.65 * ft

8、k / (te * sk) H0=h-4-15=81mmsq Mq / (0.87 * ho * As) sq 0.76*106/(0.87* 81* 251.) = 42.97N/mmte As / Ate 200，满足规X要求！裂缝宽度验算：、X方向板带跨中裂缝： 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ， 按如下公式计算： 1.1 -0.65*ftk /(te*sq) sq Mq / (0.87 * ho * As) sq *106/(0.87* 81* 251.) =N/mmte As / Ate 当 te 0.01 时，取 1.1 - 0.65* 2.01/( 0.01* ) = -1.7

9、4当 0.2 时，取max cr*sqs+0.08*Deq/te) max 2.1*0.200* /200000.*(1.9*1508mm，满足规X要求！、Y方向板带跨中裂缝： 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ,按如下公式计算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sq) sq Mq / (0.87 * ho * As) sq 矩形截面，Ate0.5*b*h0.5*1000*100= 50000mm2teAs /Ate 当 te 0.01 时，取max cr*sq/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) max 2.1*0.281*159.2/200000.*(1.9*15

10、3mm，满足规X要求！、左端支座跨中裂缝： 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ， 按如下公式计算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sq) sq Mq / (0.87 * ho * As) sqte As / Ate 当 te 0.01 时，取max cr*sq/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) max 2.1*0.536*231.3/200000.*(1.9*152mm，满足规X要求！、下端支座跨中裂缝： 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ，按如下公式计算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sq) sq Mq/ (0.87 * ho * As)

11、sqte As / Ate 当 te 0.01 时，取max cr*sq/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) max 2.1*0.658*295.0/200000.*(1.9*15.+0.08* 8.00/0.01000) = 0.19mm满足规X要求！、右端支座跨中裂缝： 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ， 按如下公式计算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sq) sq Mq/ (0.87 * ho * As) sqte As / Ate 当 te 0.01 时，取max cr*sq/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) max 2.1*0.536*231.

12、3/200000.*(1.9*152mm，满足规X要求！、上端支座跨中裂缝： 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ，按如下公式计算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sq) sq Mq / (0.87 * ho * As) sqte As / Ate 当 te 0.01 时，取max cr*sq/Es*(1.9c+0.08*Deq/te) max 2.1*0.658*295.0/200000.*(1.9*15.+0.08* 8.00/0.01000) = 0.19mm，满足规X要求！ 图5-1 一号楼板平面号梁计算书梁计算书以首层15号梁为例计算配筋，此例梁两端均为固结，连续梁

13、端约束为铰接，所有梁端弯矩调幅系数均为0.85，不考虑梁的受扭。图6-1 十五号梁图根本资料：1、梁编号： 15 2、边界条件左端/右端：固定/固定 3、荷载组合系数：编号 恒载 活载 x方向风荷载y方向风荷载x方向地震荷载y方向地震荷载z向地震荷载 1 1.35 0.98 0.00 0.00 0.00 0.00 2 1.20 1.40 0.84 0.00 0.00 0.00 3 1.20 1.40 0.00 0.84 0.00 0.00 4 1.20 0.60 0.00 0.00 1.30 0.00 5 1.20 0.60 0.00 0.00 0.00 1.30 计算跨度Lx = 6600

14、mm；计算跨度Ly = 3700 mm 梁截面b*h=250*500mm； 砼强度等级：C30；纵向钢筋强度等级：HRB400；箍筋与腰筋强度等级：HRB335；保护层厚度c=20mm；弯矩调幅系数：0.85。. 4、计算方法：弹性算法。 经pkpm计算该梁端弯矩分别为左-112KN.m，-109KN.m，该梁跨中弯矩为100KN.m。该梁左右端剪力分别为95KN，-99KN，按右端剪力配置箍筋。1.纵筋配筋计算：端部统一按112KN.m配筋：1fcbh02s=M=1-1-2*s=0.161b1fcbh0=fyAsAs=745mm2实配220+2218，As 1137mm2min *h/h0

15、min50%t/fy=0.225%， As/bh0=% 满足跨中1fcbh02s=110*106=1-1-2*s=0.157b1fcbh0=fyAs实配222，As 760mm2min *h/h0 min50%t/fy=0.225%， As/bh0=% 满足2.箍筋计算： 截面验算：hw/b=460/25099KN,满足。 验算是否按计算配置箍筋tbh0=115.12KN99KN 按构造配置箍筋，配置双肢箍筋8100/200 加密区长750mm。sv=2*50.3/250/200=2.01%sv,mint/fyv=0.13%,满足。3钢筋截断:tbh0a=1.2*35.5*18=766.8mm

16、，据不需要点的距离应大于20d=360mm，由第一条件控制。5抗扭钢筋：由于扭矩很小，故不考虑扭转作用。6腰筋：因主梁的腹板高度大于450mm，需在梁侧设置纵向构造钢筋，每侧纵向构造钢筋的截面面积不小于腹板面积的0.1%，且其间距不大于200mm，现每侧配置214,308/250/500=0.25%0.1%活荷载准永久值系数q = 0.40 截面尺寸b*h = 250mm*500mm底筋:2C22,As = 760.3mm2.左支座筋:2C20+2C18,As = 1137.3mm2.右支座筋:2C20+2C18,As = 1137.3mm2.跨中Mk=60KN.m,Mq在荷载效应的标准组合作

17、用下，受弯构件的短期刚度 Bs：、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ， 按如下公式计算： 1.1 - 0.65 * ftk / (te * sk) h0=h-8-11-20=461mmsqMq / (0.87 * ho * As) sq53.1*106/(0.87* 461* .)=N/mm 矩形截面，Ate0.5*b*h0.5*250*500.=62500.mm2teAs / Ate te./ 62500.=0.0120.01 取te1.1 - 0.65* 2.01/(* 174.1)=、钢筋弹性模量与混凝土模量的比值E：、受压翼缘面积与腹板有效面积的比值f： 矩形截面，f0、纵向受拉钢筋配

18、筋率 As/b/ho./250/460=、钢筋混凝土受弯构件的 Bs 按下式计算:+0.2+6*E*f) Bs 200000.* * 4602/1.15*0.475+0.2+6*6.713*0.0066/(1+3.5*0.00)= 3.18*1013N/mm2(3)、考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数 ： 当0时，(4)、受弯构件的长期刚度 B，可按如下公式计算： BMk / Mq * ( - 1) + Mk * Bs B60/*(2-1)+ 60*3.18*1013 =1.69*1013kNM(5)、挠度 f 9.7mm(pkpm计算得到 f /L 6600/9.7=680200，满

19、足规X要求！左支座处上外表裂缝计算:不考虑轴力作用，Mk=-106.7KN.m,Mq实配钢筋: 2C20+2C18,As = 1137.3 mm*mm, Es = 200000 N/(mm*mm), deq = 19.05 mm. c = 28mm, h0 = 457.5 mm, b = 250 mm, Ate = 62500.0 mm*mm. te = 0.018, sk = 235.8 N/(mm*mm), ftk = 2.01 N/(mm*mm), = 0.796. 裂缝宽度 = 0.278 mm 0.01,取te =0.01, sq = 215.7 N/(mm*mm), ftk = 2

20、.01 N/(mm*mm), = 0.768. 裂缝宽度 = 0.245 mm 0.300 mm,满足限值要求. 下外表裂缝计算: 不考虑轴力作用.不考虑轴力作用.实配钢筋: 2C22,As = 760.3 mm*mm, Es = 200000 N/(mm*mm), deq = 22.00 mm. c = 28mm, h0 = 461 mm, b = 250 mm, Ate = 62500.0 mm*mm. te = 0.012, sq= 198.4 N/(mm*mm), ftk = 2.01 N/(mm*mm), = 0.560. 裂缝宽度 = 0.235 mm 0.300 mm,满足限值要

21、求. 跨中上外表裂缝计算: 不考虑轴力作用.不需验算裂缝.6.5 S/R验算 假如设计内力是地震作用组合,如此S/R 1/RE = 1.33即可满足要求!左支座处负弯矩验算: 截面尺寸: B = 250mm, H = 500mm, c = 20mm.设计内力: M = 112 kNm, N = 0.0 kN. 混凝土: C30 , Fc = 14.3 N/mm2, 1 = 1.00, 1 = 0.80, cu = 0.00330 . 受拉钢筋: 2C20+2C18, As = 1137.3 mm2, fy = 360 N/mm2, a = 39.6 mm, b = 0.350(抗震控制).受压

22、钢筋: 2C22, As = 760.3 mm2, fy = 360 N/mm2, a = 41.0 mm. 受压区高度: x = (fy*As - fy*As)/(1*fc*b) = 37.9 mm, = x/h0 = 0.082. x 2a, 承载力 Mr = fy*As*(h0-a) = 171.7 kNm. S/R = M/Mr = 0.65. 右支座处负弯矩验算: 截面尺寸: B = 250mm, H = 500mm, c=20mm.设计内力: M = 109.0 kNm, N = 0.0 kN. 混凝土: C30 , Fc = 14.3 N/mm2, 1 = 1.00, 1 = 0

23、.80, cu = 0.00330 . 受拉钢筋: 2C20+2C18, As = 1137.3 mm2, fy = 360 N/mm2, a = 39.6 mm, b = 0.350(抗震控制).受压钢筋: 2C22, As = 760.3 mm2, fy = 360 N/mm2, a= 41.0 mm. 受压区高度: x = (fy*As - fy*As)/(1*fc*b) = 37.9 mm, = x/h0 = 0.082. x 2a, 承载力 Mr = fy*As*(h0-a) = 171.7 kNm. S/R = M/Mr = 0.63. 跨中正弯矩验算: 截面尺寸: B = 250

24、mm, H = 500mm, c =20mm.设计内力: M = 100.0 kNm, N = 0.0 kN. 混凝土: C30 , Fc = 14.3 N/mm2, 1 = 1.00, 1 = 0.80, cu = 0.00330 . 受拉钢筋: 2C22, As = 760.3 mm2, fy = 360 N/mm2, a = 41.0 mm, b = 0.518.受压钢筋: 2C20, As = 628.3 mm2, fy = 360 N/mm2, a = 40.0 mm. 满足x 2a, 承载力 Mr = fy*As*(h0-a) = 114.7 kNm. S/R = M/Mr = 0

25、.87. 7.1号柱计算书说明：柱子计算书以首层一号柱为例计算配筋。根本资料：1、柱编号： 1 2、边界条件上端/下端：固定/固定 3、荷载组合系数：编号 恒载 活载 x方向风荷载y方向风荷载x方向地震荷载y方向地震荷载z向地震荷载 1 1.35 0.98 0.00 0.00 0.00 0.00 2 1.20 1.40 0.84 0.00 0.00 0.00 3 1.20 1.40 0.00 0.84 0.00 0.00 4 1.20 0.60 0.00 0.00 1.30 0.00 5 1.20 0.60 0.00 0.00 0.00 1.30 柱截面b*h=250*500mm；砼强度等级：

26、C30；纵向钢筋强度等级：HRB400；箍筋强度等级：HRB335；保护层厚度c=20mm。. 4、计算方法：弹性算法。根据pkpm软件计算分析，柱截面x方向配筋以第五组合最不利，y方向以第一组合最不利。按对称配筋布置钢筋。第一组N= -253. Mx=-11. My=48.(第五组)N= -192. Mx=29. My=20.X方向：1fcbx=N x=33.6mmmin =0.2%，满足。Y方向1fcbx=N x=44.2mmmin =0.2%，满足。全截面配筋As+As/Ac=8*201.1/400*400=1%5%，满足Pkpm按双偏压验算配筋符合要求。由于扭矩很小，故不考虑柱子的受扭

27、作用。箍筋配置双肢箍筋8100/150。：由于e0max/h0=0.530.55，所以可验算该柱的裂缝宽度。8. 梁式楼梯设计根本资料1依据规X：混凝土结构设计规XGB 5001020102几何参数：楼梯类型： 梁式楼梯 型支座条件： 两端铰支斜梯段水平长度： 2970 mm上平台长度： 1000 mm梯段净跨： 29701000 = 3970 mm楼梯高度：H = 1800mm楼梯宽度：W = 1480 mm梯板厚：t = 100 mm楼梯级数：n = 12(阶)踏步宽度：b = 270 mm踏步高度：h = 150 mm上平台楼梯梁宽度: = 200 mm下平台楼梯梁宽度: = 200 m

28、m楼梯梁高度： = 300 mm楼梯梁宽度： = 200 mm水平段楼板厚度： = 100 mm3荷载标准值：4材料信息：混凝土强度等级: C25梯梁纵筋强度等级: HRB335受拉区纵向钢筋类别：带肋钢筋其余钢筋选用HPB300钢保护层厚度: c = 20 mm顶棚厚度 c 20mm梯段板纵向受力钢筋合力点至近边距离as=20 mm梯梁纵向受力钢筋合力点至近边距离as=40 mm计算过程：说明：本计算书中所有的剪力、弯矩、挠度均由建筑结构静力计算手册中 单跨梁的内力与变位计算公式所得。1楼梯几何参数：梯段倾角余弦值：cos = b/sqrt(b2h222梯梁计算跨度:L0 = Ln = 39

29、70 mm梯段板计算跨度:B0 = W2*b3 = 14802*200 =1080 mm梯段板平均厚度:ht = (h2t/cos2*100.00/0.87)/2 = 189.40 mm2荷载设计值：(1) 梯段板荷载设计值取一个踏步宽板带：自重：gkb = Rc*ht*b = 25.0*0.19*0.27 = 1.28 kN/m面层：gkm = qm*(hb) = 1.70*(0.150.27) = 0.71 kN/m抹灰：gks = Rs*c1*b/cos恒荷标准值：Pkb = gkbgkmgks = 1.280.710.12 = 2.12 kN/m恒荷控制：Pb(G) = 1.35*Pk

30、bQ*0.7*b*q = 1.35*2.121.40*0.7*0.27*3.50 = 3.78 kN/m活荷控制：Pb(L) = G*PkbQ*b*q = 1.20*2.121.40*0.27*3.50 = 3.86 kN/m荷载设计值：Pb = max Pb(G) , Pb(L) = 3.86 kN/m(2) 斜梯段梯梁荷载设计值：自重放大系数考虑面层:b自重：gkl = b*Rc*b3*h3/cos恒荷标准值：Pkl = Pkb/b*W/2gklqf = 2.12/0.27*1.48/21.890.20 = 7.89 kN/m恒荷控制：Pl(G) = 1.35*PklQ*0.7*q*W/2

31、活荷控制：Pl(L) = G*PklQ荷载设计值：Pl = max Pl(G) , Pl(L) = 13.19 kN/m(3) 平台板荷载设计值取 B = 1m 宽板带：自重：gkb = Rc*h4*B = 25.0*0.07*1.0 = 1.75 kN/m面层：gkm = qm*B = 1.70*1 = 1.70 kN/m抹灰：gks = Rs*c1*B = 20.0*0.02*1 = 0.40 kN/m恒荷标准值：Pkb = gkbgkmgks = 1.751.700.40 = 3.85 kN/m恒荷控制：Pb(G) = 1.35*PkbQ*0.7*B*q = 1.35*3.851.40*

32、0.7*1.0*3.50 = 8.63 kN/m活荷控制：Pb(L) = G*PkbQ*B*q = 1.20*3.851.40*1.0*3.50 = 9.52 kN/m荷载设计值：Pb = max Pb(G) , Pb(L) = 9.52 kN/m(4) 平台段梯梁荷载设计值：自重放大系数考虑面层:b自重：gkl = b*Rc*b3*h3 = 1.1*25.0*0.20*0.30 = 1.65 kN/m恒荷标准值：Pkl = Pkb/B*W/2gklqf = 3.85/1.0*1.48/21.650.20 = 4.70 kN/m恒荷控制：Pl(G) = 1.35*PklQ*0.7*q*W/2活

33、荷控制：Pl(L) = G*PklQ荷载设计值：Pl = max Pl(G) , Pl(L) = 9.26 kN/m3梯梁斜截面受剪承载力计算：Vmax = 25.68 kNVmax0.7*ft*b3*(h3as2)= 0.7*1270.00*0.20*(0.300.04)= 46.23 kN按构造配置箍筋。4正截面受弯承载力计算：(1) 梯段斜板计算：计算高度：H = (t+h*cos)/2 = 115.56 mm计算宽度：b0 = b/cos = 308.87 mmMmax = Pb*B022/8 = 0.56 kNm = 0.0654%min = max0.002,(0.45*ft/fy

34、v) = 0.2721% = min = 0.2721%纵筋/计算面积：As = 75.55 mm2(2) 梯梁计算：M中 = 25.00 kNm = 0.1909%min = max0.002,(0.45*ft/fy) = 0.2000% = min = 0.2000%纵筋计算面积：As = 397.00 mm2左支座：按构造配筋。钢筋计算面积：As = 120.00 mm2右支座：按构造配筋。钢筋计算面积：As = 120.00 mm2计算结果：1纵筋计算结果：计算面积：397.00 mm2采用方案：412实配面积：Ag = 452mm2实际配筋率： = 0.8700%2钢筋计算结果：计算

35、面积：120.00 mm2采用方案：212实配面积：Ag = 226mm2实际配筋率： = 0.4350%3箍筋计算结果：采用方案：261504钢筋计算结果：采用方案：2125钢筋计算结果：计算面积：120.00 mm2采用方案：212实配面积：Ag = 226mm26纵筋/计算结果：计算面积：As = 75.55 mm2采用方案：690实配面积：Ag = 97mm2跨中挠度验算：Mk - 按荷载效应的标准组合计算的弯矩值Mq - 按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值取准永久值系数 q = 0.3梯段梯梁标准荷载：Qk梯段梯梁准永久荷载： =Pklq*q*W/2=7.890.3平台梯梁标准荷载：Qk平台梯梁准永久荷载： =Pklq*q*W/2=4.700.3(1) 挠度验算参数：Mk = 19.84 kNmMq = 17.29 kNm(2) 短期刚度Bs与长期刚度B：按如下公式计算：k 1.10.65*ftk/(te*sk)q 1.10.65*ftk/(te*sq)sk = Mk/(0.87*h0*AS)sq = Mq/(0.87*h0*AS)te = (AsAp)/Ate Bsk = Es*As*h02k0.26*E*/(1f)B = Mk/Mq*(1)Mk*BskBsq = Es*As*h02q0.26