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一、设计资料1、工程概况上海杨浦科技园区活动中心建筑与结构设计，采用现浇混凝土框架结构，主体结构为五层，一至五层建筑物层高分别为5m、4m、4m、3m、3m。建筑为上人屋面，楼顶有突出的小房间，层高为3m。建筑面积约为5778.2m²。±0.000相当于绝对标高2.50m，室内外高差为450mm。2、基本参数本设计安全等级为二级，抗震设防烈度为七度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为一组，抗震等级为三级，轴压比限值取0.85。地面粗糙类别为C类，基本风压为0.55kN/m²，基本雪压为0.2N/m²，本设计均采用混凝土强度C40：fc=19.1N／mm²，ft=1.71N/mm2，ftk=2.39N／mm²，普通钢筋强度采用HRB400：fy=360N／mm²，fyk=400N／mm²。二、结构布置和计算简图结构平面布置图框架梁柱截面尺寸确定主梁跨度为l0=8.4m，h=（1/15~1/10）l0=560~840mm取h=700mm，b=(1/3~1/2)h=233~350mm取b=350mm，中间各梁调整b=300mm。后经计算周期比不满足要求，边梁调整为h=900mm，中间各梁调整为h=800mm。次梁跨度为l0=8m，h=（1/18~1/12）l0=444~667mm取h=500mm，b=(1/3~1/2)h=167~250mm取b=200mm框架柱采用矩形柱，底层层高为H=5m，b=（1/15~1/10）H=333~500mm取b=450mm，h=(1~2)b=450~900mm取h=450mm后经验算轴压比不合格，柱尺寸调整为700mm×700mm。结构计算简图注（图中数字为线刚度，单位：×10-3EC）AB跨梁=DE跨梁：i=2EC×1/12×0.3×0.83/8.4=3.05×10-3ECBC跨梁=CD跨梁：i=2EC×1/12×0.3×0.83/8=3.20×10-3EC四五层柱：i=EC×1/12×0.7×0.73/3=6.67×10-3EC二三层柱：i=EC×1/12×0.7×0.73/4=5.00×10-3EC底层柱：i=EC×1/12×0.7×0.73/5.5=3.08×10-3EC三、荷载计算1、恒荷载计算（1）屋面框架梁线荷载标准值40厚C20细石砼0.04×25=1.00KN/m225厚挤塑保温板0.17×0.025=0.004KN/m2SBS防水卷材一道0.35KN/m220厚1:25水泥砂浆找平20×0.02=0.40KN/m220厚1:25水泥砂浆找平20×0.02=0.40KN/m2120厚现浇混凝土屋面板25×0.12=3.00KN/m212厚水泥砂浆吊顶20×0.012=0.24KN/m2屋面恒荷载5.394KN/m2取5.40KN/m2（AB、BC、CD、DE跨）框架梁自重0.3×0.8×25=6KN/m梁侧粉刷（0.8-0.12）×20×0.02×2=0.544KN/m合计6.55KN/m因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为：g5AB1=g5BC1=g5CD1=g5DE11=6.55KN/m(注：下标5表示第5层)g5AB2=g5BC2=g5CD2=g5DE2=5.4×(3+4)=37.8KN/m（2）楼面框架梁线荷载标准值20厚1:25水泥砂浆找平20×0.025=0.50KN/m220厚1:25水泥砂浆找平20×0.025=0.50KN/m210厚地砖面层22×0.01=0.22KN/m2120厚现浇混凝土屋面板25×0.12=3.00KN/m212厚水泥砂浆吊顶20×0.012=0.24KN/m2楼面恒荷载4.46KN/m2取4.5KN/m2四层框架梁及梁侧粉刷6.55KN/m梁上填充墙自重（3-0.8）×8×0.2=3.52KN/m墙面粉刷（3-0.8）×20×0.02×2=1.76KN/m合计5.28KN/m因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为g4AB1=g4BC1=g4CD1=g4DE1=6.55+5.28=11.83KN/mg4AB2=g4BC2=g4CD2=g4DE2=4.5×（3.00+4.00）=31.5KN/m一二三层框架梁及梁侧粉刷6.55KN/m梁上填充墙自重（4-0.8）×8×0.2=5.12KN/m墙面粉刷（4-0.8）×20×0.02×2=2.56KN/m合计7.68KN/m因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为gAB1=gBC1=gCD1=gDE1=6.55+7.68=14.23KN/mgAB2=gBC2=gCD2=gDE2=4.5×（3.00+4.00）=31.5KN/m（3）屋面框架节点集中荷载标准值A、E柱连系梁自重0.35×0.9×8.2×25=64.58KN粉刷（0.9-0.12）×20×0.02×2×8.2=5.17KN1m高女儿墙自重25×0.2×8.2×1=41KN粉刷20×0.02×8.2×1×2=6.56KN连系梁传来屋面自重1/2×（1/2×8.4×4.2+1/2×8×4）×5.4=90.83KN顶层A、E柱节点集中荷载G5A=G5E=208.14KNB、C、D柱连系梁自重0.30×0.80×8.2×25=49.2KN粉刷（0.80-0.12）×20×0.02×2×8.2=4.46KN连系梁传来屋面自重①B、C、D柱【（1/2×8.4×4.2）+（1/2×8×4）】×5.4=135KN顶层柱节点集中荷载G5B=G5C=G5D=180.81KN(4)楼面框架节点集中荷载标准值四层A、E柱连系梁自重64.58KN粉刷6.56KN墙体自重（注：窗户尺寸较小，未考虑折减）8×0.2×8.2×（3−0.9）=27.55KN粉刷20×0.02×8.2×（3−0.9）×2=13.78KN外墙面砖20×0.01×8.2×（3−0.9）=3.44KN外墙保温0.1×8.2×（3−0.9）=1.72KN框架柱自重25×0.7×0.7×3=36.75KN粉刷20×0.02×3×1.4=1.68KN连系梁传来楼面自重1/2×（1/2×8.4×4.2+1/2×8×4）×4.5=75.69KN四层A、E柱节点集中荷载GA=GE=231.75KN四层B、C、D柱连系梁自重49.2KN粉刷4.46KN墙体自重8×0.2×8.2×（3−0.8）=28.64KN粉刷20×0.02×8.2×（3−0.8）×2=14.32KN框架柱自重36.75KN粉刷1.68KN连系梁传来楼面自重①B、C、D柱【(12×8.4×4.2)+(12×8×4)】×4.5=151.69KN四层柱节点集中荷载GB=GC=GD=285.27KN二、三层A、E柱连系梁自重64.58KN粉刷6.56KN墙体自重（注：窗户尺寸较小，未考虑折减）8×0.2×8.2×（4−0.9）=40.67KN粉刷20×0.02×8.2×（4−0.9）×2=20.34KN外墙面砖20×0.01×8.2×（4−0.9）=5.08KN外墙保温0.1×8.2×（4−0.9）=2.54KN框架柱自重25×0.7×0.7×4=49KN粉刷20×0.02×4×1.4=2.24KN连系梁传来楼面自重1/2×（1/2×8.4×4.2+1/2×8×4）×4.5=75.69KN二、三层A、E柱节点集中荷载GA=GE=266.7KN二、三层B、C、D柱连系梁自重49.2KN粉刷4.46KN墙体自重8×0.2×8.2×（4−0.8）=35.84KN粉刷20×0.02×8.2×（4−0.8）×2=17.92KN框架柱自重49KN粉刷2.24KN连系梁传来楼面自重①B、C、D柱【(12×8.4×4.2)+(12×8×4)】×4.5=151.38KN二、三层柱节点集中荷载GB=GC=GD=310.4KN一层A、E柱连系梁自重64.58KN粉刷6.56KN墙体自重（注：窗户尺寸较小，未考虑折减）8×0.2×8.2×（4−0.9）=40.67KN粉刷20×0.02×8.2×（4−0.9）×2=20.34KN外墙面砖20×0.01×8.2×（4−0.9）=5.08KN外墙保温0.1×8.2×（4−0.9）=2.54KN框架柱自重25×0.7×0.7×4=49KN粉刷20×0.02×4×1.4=2.24KN连系梁传来楼面自重1/2×（1/2×8.4×4.2+1/2×8×4）×4.5=75.69KN一层A、E柱节点集中荷载GA=GE=266.7KN一层B、C、D柱连系梁自重49.2KN粉刷4.46KN墙体自重8×0.2×8.2×（4−0.8）=35.84KN粉刷20×0.02×8.2×（4−0.8）×2=17.92KN框架柱自重49KN粉刷2.24KN连系梁传来楼面自重①B、C、D柱【(12×8.4×4.2)+(12×8×4)】×4.5=151.38KN一层柱节点集中荷载GB=GC=GD=310.4KN（5）恒荷载作用下的结构计算简图恒荷载作用下结构计算简图2、活荷载计算民用建筑楼面均布活荷载标准值参考项次类别标准值(kN/m2)1住宅、宿舍、旅馆、办公楼、医院病房、托儿所、幼儿园1.52教室,试验室、阅览室、会议室2.03食堂、办公楼中的一般资料档案室2.54礼堂、剧场、电影院、体育场及体育馆的看台：（1）有固定座位（2）无固定座位2.53.55健身房、舞厅4.06展览馆、商店3.57车站大厅、候车室、舞台、体操室3.58藏书库、档案库5.09停车库：（1）单向板楼盖（板跨不小于2m）（2）双向板楼盖和无梁楼盖（柱网尺寸不小于6mX6m）4.02.510厨房2.011浴室、厕所、盥洗室：（1）对第一项中的民用建筑（2）对其他民用建筑2.02.512走廊、门厅、楼梯：（1）住宅、托儿所、幼儿园（2）宿舍、旅馆、医院、办公楼（3）教室、食堂（4）礼堂、剧场、电影院、看台、展览馆1.52.02.53.513挑出阳台2.5pAB=pBC=pCD=pDE=2.0×4+2.0×3=14kN/mPA=PE12×(12×6×3+12×8×4)×2.0=25KNPB=PC=PD=【(12×6×3)+(12×8×4)】×2.0=50KN活荷载作用下结构计算简图3、风荷载计算风压标准值计算公式为：ω＝βzμsμzω0式中ω——风荷载标准值（kN/m2）；βz——高度z处的风振系数；μs——风荷载体型系数；μz——风压高度变化系数；ω0——基本风压（kN/m2）。因结构高度H=19m30m,可取βz=1.0；平面近似于矩形取μs=1.3；μz可查《建筑结构荷载规范》。将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，计算过程如下：层次βzμsZ(m)μzω0(kN/m2)A(m2)PW(KN)51.01.319.450.730.5517.59.1341.01.316.450.6760.552110.1531.01.313.450.650.5524.511.3921.01.39.450.650.552813.0111.01.35.450.650.5533.07515.37注：表中z为框架节点至室外地面的高度；A为一榀框架各层节点的受风面积；PW=ωA。风荷载作用下结构计算简图四、内力计算1、恒荷载作用下内力计算采用分层法①顶层先将梁上梯形荷载和三角形荷载化为等效均布荷载MpAB=MpBAq=(1-2α21+α31)p荷载的等效α1=60008000×0.5=0.375α2=80008000×0.5=0.5α3=60008400×0.5=0.357α4=80008400×0.5=0.476顶层梯形荷载化作等效均布荷载为gAB=gDE=6.55+(1-2×0.3752+0.3753)×37.8+(1-2×0.52+0.53)×37.8=56.79KN/mgBC=gCD=6.55+(1-2×0.3572+0.3573)×37.8+(1-2×0.4762+04763)×37.8=61.18KN/m各杆的固端弯矩为：MAB=MDE=112×56.79×82=302.288kN·mMBC=MCD=112×61.18×8.42=359.74kN·m四层梯形荷载化作等效