某厂房楼设计方案

某厂房楼设计方案

第一部分：工程概况

㈠建筑概况

1、设计题目：某厂房设计

本工程为某厂房楼。

2、建筑介绍：

建筑面积约2500m2，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构，楼板厚度取120mm，填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块，层数为3层，一层层高为4.5m，其余均为4.2m，室内外地坪高差为0.45。

㈡建筑技术条件资料

1、气象条件：地区基本风压0.55kn/m2，基本雪压0.20 kn/m2。

2、地质条件：地质构造情况（自上而下）：本场地地形平坦，自然地表内一米内为填土，填土后为粉压粘土，再下为卵石层，f k粉=250Kn/M2, f k卵=300-400KN/M2地下水位较深，无浸蚀性。

3、框架结构承重方案的选择

竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载直接作用在主梁上，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。

根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本商场框架的承重方案为横向框架承重方案，这可使横向框架梁的截面高度大，增加框架的横向侧移刚度。

4、框架结构的计算简图

结构柱网尺寸图

本方案中，需近似的按横向的平面框架计算。(所取框架本为首层为复式框架，为计算简便且具代表性，简化为普通框架计算)

6、梁柱截面尺寸的初步确定

①主梁截面高度一般取梁跨度的1/14至1/8，次梁截面高度一般取梁跨度的1/18至1/12。本方案为横向承重。本方案纵向梁取（1/14~1/8）×6300=450~787.5mm，取为500mm，截面宽度取500×1/2,初取b=250mm，横向取1/12.5×7200=600mm，截面宽度取600×(1/2～1/3), 初取b=300mm，可得梁的截面初步定为纵向b×h=250mm×500mmb×h=300mm×600mm。

②框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按下列公式计算：

（1）柱组合的轴压力设计值 N=βFg E n

注：β考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取1.3，不等跨内柱取1.25，等跨内柱取1.2。

F按简支状态计算柱的负载面积

g E折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取12-15kN/m2

n为验算截面以上的楼层层数。

（2）Ac≥N/U N f c

注：U N为框架术轴压比极限值，本方案为二级抗震等级，查《抗震规范》可知取为0.8；

f c为混凝土轴心抗压强度设计值，对C30，查得14.3N/mm2。

（3）计算过程

对于边柱：

N=βFg E n=1.3×33.7×13×2=1139.1(kN)

Ac≥N/U N f c=1139.1×103/0.8×14.3=99568.2(mm2)

初取500mm×500mm

对于内柱：

N=βFg E n=1.25×67.5×13×2=2278.2(kN)

Ac≥N/U N f c=2278.2×103/0.8×14.3=199143.4(mm2)

初取500mm×500mm

第二部分：重力荷载代表值的计算

一、查《荷载规范》可取

1、屋面永久荷载标准值（上人）

30厚细石混凝土保护层 0.03×22=0.66kN/m2

冷底子油一遍三毡四油防水层 0.4 kN/m2

20厚矿渣水泥找平层 14.5×0.02=0.29 kN/m2

60厚聚苯乙烯保温层 0.06×0.5=0.03kN/m2

100一150mm厚膨胀珍珠岩找坡(2%) 0.1+0.15/2/7=0.88kN/m2

20厚矿渣水泥找平层 0.02×14.5=0.29kN/m2

120厚钢筋混凝土板 25×0.12=3 kN/m2

20厚水泥砂浆板底抹灰 0.02×20=0.4kN/m2

合计: 5.95 kN/m2

2、楼面均布恒荷载（1～2层）

水磨石地面(10 mm面层,20 mm水泥砂浆打底) 0.65 kN/m2

120 mm厚钢筋混凝土板 25×0.12=3 kN/m2

20 mm厚水泥砂浆板底抹灰 0.02×20=0.4 kN/m2合计: 4.05kN/m2

3、屋面及楼面可变荷载标准值

上人屋面均布活荷载标准值 2.0 kN/m2

楼面活荷载标准值 3.5 kN/m2

屋面雪荷载标准值 S

K =U

X

S

=1.0×0.75=0.75 kN/m2

(式中U

X

为屋面积雪分布系数)

4、梁柱密度25kN/m2,

蒸压粉煤灰加气混凝土砌块5.5 kN/m3。

5、风荷载

为简化计算，作用在外墙面上的风荷载可近似用作用在屋面梁和楼面梁处的等效集中荷载代替。作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值：

W k =β

z

μ

s

μ

z

ω

(h

i

+h

j

)B/2

式中ω

0——基本风压，ω

=0.55kN/m2;

μz——风压高度变化系数，建设地点在市中山路沿街的地段，故地面粗糙度为B类；μs——风荷载体型系数，根据建筑物的体型查得μs=1.3；

βz——风振系数βz=1.0；

h

i

——下层柱高；

h

j

——上层柱高，对顶层为女儿墙高度的2倍；

B——迎风面的宽度，B=9.0m（取选取框架为代表计算）。

横向风荷载计算

离地高度

H 1/m

μz μs βz ω0/(kN/m2) h i/m h j/m W k/kN

14.25 1.17 1.3 1.15 0.55 4.2 1.4 16.25

10.05 1.42 1.3 1.10 0.55 4.2 4.5 31.66

5.85 1.00 1.3 1.03 0.55 4.5 5.4 22.77

二、重力荷载代表值的计算

1、第一层

（1

（2

①横墙：

AB跨○1轴,墙厚200mm,计算长度1250mm，计算高度4500-600=3900mm 单跨体积： 0.2×1.25×3.9=1.2m3

单跨重量： 5.5×1.2=6.6kN

数量： 1

总重：6.6×1=6.6kN

AB跨○5轴,墙厚200mm,计算长度2500mm，计算高度4500-600=3900mm

单跨体积： 0.2×2.5×3.9=2.4m3

单跨重量： 5.5×2.4=13.2kN

数量： 1

总重：13.2×1=13.2kN

AB跨○7轴，墙厚200mm,计算长度7000mm,计算高度4500-600=3900mm

单跨体积： 0.2×7.0×3.9=6.72m3

单跨重量： 5.5×6.72=36.96kN

数量： 1

总重：36.96×1=36.96kN

BC跨①轴，墙厚200mm,计算长度1250mm,计算高度4500-600=3900 mm

单跨体积： 0.2×1.25×3.9=1.2 m3

单跨重量：5.5×1.2=6.6 kN

数量： 1

总重:6.6×1=6.6 kN

BC跨○6，○7轴，墙厚200mm,计算长度7200mm,计算高度4500-600=3900 mm

单跨体积：0.2×7.2×3.9=6.72m3

单跨重量：5.5×6.72=36.96kN

数量： 2

总重：36.96×2=73.92kN

CD跨①，○7轴，墙厚200mm,计算长度7200 mm, 计算高度3900mm

单跨体积： 0.2×(7.2×3.9-3.0×3.6)=4.56m3

单跨重量：5.5×4.56=25.08kN

数量： 2

总重:25.08×2=50.16 kN

CD跨○6轴、墙厚200mm,计算长度7200 mm,计算高度3900 mm

单跨体积： 0.2×(7.2×4.8-1.5×2.1)=6.09m3

单跨重量：5.5×6.09=33.495kN

数量： 1

总重:33.495×1=33.495 kN

DE跨，墙厚200mm,计算长度7200mm,计算高度3900 mm

体积： 0.2×(7.2×4.8×6-0.9×2.1+3.0×4.8+3.7×4.8+5.9×4.8-0.7×

2.1)=51.744 m3

总重：51.744×5.5=284.592 kN

玻璃幕墙

1.5×5.4×1.5×3=36.45kN

2.5×5.4×1.5×2=40.5kN

横墙总重：

6.6+13.2+36.96+6.6+73.92+50.16+33.495+284.592+36.45+40.5=582.48kN

②纵墙

A轴,0.2×3.1×4.9+0.2×(8.5×4.9-3.0×3.9×2)=6.69 m3

B轴,0.2×(2.75+3.1+3.1+7)×4.9=15.63 m3

D-E跨，0.2×(6.0+5.0+4.1+3.7)×4.9=18.42 m3

E轴0.2×(8.5×4.9-1.5×3.0-1.8×3.0)+0.2×(8.5×4.9-3.0×3.9)×2 +0.2×(8.5×4.9-3.0×3.6)+ 0.2×(8.0×4.9-1.0×2.1)+8.5×4.9=73.57m3 玻璃幕墙 2.7×5.4×1.5×6=131.22kN

纵墙总重 6.69+15.63+18.42+73.57+131.22=245.53kN

弧形玻璃幕墙 2/4×3.14×6.0×5.4×1.5=76.30kN

⑶窗户计算(钢框玻璃窗）

C-1 尺寸： 3000mm×3900mm

自重： 0.4kN/m2

数量： 6

重量：3.0×3.9×0.4×6=28.08kN

C-3 尺寸： 1800mm×3000mm

自重： 0.4kN/m2

数量： 1

重量：1.8×3.0×0.4×1=2.16kN

C-4 尺寸： 1500mm×3000mm

自重： 0.4kN/m2

数量： 1

重量：1.5×3.0×0.4×1=1.8kN

总重：28.08+2.16+1.8=32.04kN

⑷门重计算

M-1:木门

尺寸：900mm×2100mm 自重：0.15kN/ m2数量：2

重量：0.9×2.1×0.15×2=0.567kN

M-2:木门

尺寸：700mm×2100mm 自重：0.15kN/ m2数量：2

重量：0.7×2.1×0.15×2=0.441kN

M-3:铁门

尺寸：1000mm×2100mm 自重：0.4kN/ m2数量：1

重量：1×2.1×0.4×1=0.84kN

M-4: 钢框玻璃门

尺寸：3000mm×3600mm 自重：0.4kN/ m2数量：3

重量：3×3.6×0.4×3=12.96kN

M-5：铁门

尺寸：1500mm×2100mm 自重：0.4kN/ m2数量：1

重量：1.5×2.1×0.4×1=1.26kN

M-6：钢框玻璃门

尺寸：5400mm×5400mm 自重：0.4kN/ m2数量：1

重量：5.4×5.4×0.4×1=11.664kN

总重：0.567+0.441+0.84+12.96+1.26+11.664=27.73kN

⑸楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算,弧形板按矩形计算）

面积：(54.0+0.5)×(30.0+0.5)-0.5×0.5×36-36×7.5=1383.25m2

恒载：4.05×1383.25=5602.163kN

活载：3.5×1383.25=4841.375kN

由以上计算可知：一层重力荷载代表值为

G 1=G

恒

+0.5×G

活

=(580.75+18.0+28.8+1110.45+23.75+104.50+11.87+6.41+40.32+1364.38+582.477 +245.53+76.30+32.04+27.73)×1.05+5602.163+4841.375×0.5

=12488.82kN

2、第二层的计算

（1

（2

①横墙：

AB跨○1轴,墙厚200mm,计算长度1250mm，计算高度4200-600=3600mm

单跨体积： 0.2×1.25×3.6=1.2m3

单跨重量： 5.5×1.2=6.6kN

数量： 1

总重：6.6×1=6.6kN

AB跨○5轴,墙厚200mm,计算长度2500mm，计算高度4200-600=3600mm

单跨体积： 0.2×2.5×3.6=2.4m3

单跨重量： 5.5×2.4=13.2kN

数量： 1

总重：13.2×1=13.2kN

AB跨○7轴，墙厚200mm,计算长度7200mm,计算高度4200-600=3600mm

单跨体积： 0.2×7.2×3.6=6.72m3

单跨重量： 5.5×6.72=36.96kN

数量： 1

总重：36.96×1=36.96kN

BC跨①轴，墙厚200mm,计算长度1250mm,计算高度4200-600=3600 mm

单跨体积： 0.2×1.25×3.6=1.2 m3

单跨重量：5.5×1.2=6.6 kN

数量： 1

总重:6.6×1=6.6 kN

BC跨○6，○7轴，墙厚200mm,计算长度7200mm,计算高度4200-600=3600 mm

单跨体积：0.2×7.2×3.6=6.72m3

单跨重量：5.5×6.72=36.96kN

数量： 2

总重：36.96×2=73.92kN

CD跨①轴，墙厚200mm,计算长度2500mm，计算高度4200-600=3600mm

单跨体积： 0.2×2.5×3.6=2.4m3

单跨重量： 5.5×2.4=13.2kN

数量： 1

总重:13.2×1=13.2 kN

CD跨○6轴、墙厚200mm,计算长度7200 mm,计算高度3600 mm

单跨体积： 0.2×(7.2×3.6-1.5×2.1)=6.09m3

单跨重量：5.5×6.09=33.495kN

数量： 1

总重:33.495×1=33.495 kN

CD跨○7轴、墙厚200mm,计算长度7200 mm,计算高度3600 mm

单跨体积：0.2×(7.2×4.8-3.0×3.9)=4.38m3

单跨重量：5.5×4.38=24.09kN

数量： 1

总重:24.09×1=24.09 kN

DE跨，墙厚200mm,计算长度7200mm,计算高度3600 mm

体积： 0.2×(7.2×3.6×6++3.7×3.6+5.9×4.8)-0.72×2.1=48.066 m3

总重：48.066×5.5=264.363 kN

玻璃幕墙

1.5×5.4×1.5×6=73kN

横墙总重：

6.6+13.2+36.96+6.6+73.92+13.2+33.495+24.09+264.363+73=545.428kN

②纵墙

A轴,0.2×3.1×4.9+0.2×(8.5×4.9-3.0×3.9×2)=6.688 m3

B轴,0.2×(2.75+3.1+3.1+7)×4.9=15.631 m3

D-E跨，0.2×(5.0+4.1+3.7)×4.9=12.544 m3

E轴

0.2×(8.5×4.9-1.5×3.0-1.8×3.0)+0.2×(8.5×4.9-3.0×3.9)×2+0.2×8.5

×4.9+0.2×(8.0×4.9-1.5×3.0)+8.5×4.9=75.25m3

玻璃幕墙 2.7×5.4×1.5×6+8.5×5.4×1.5×1=200.07kN

纵墙总重 (6.688+15.631+12.544+75.25)×5.5+200.07=805.69kN

弧形玻璃幕墙 2/4×3.14×6.0×5.4×1.5=76.30kN

⑶窗户计算(钢框玻璃窗）

C-1 尺寸： 3000mm×3900mm

自重： 0.4kN/m2

数量： 7

重量：3.0×3.9×0.4×7=32.76kN

C-3 尺寸： 1800mm×3000mm

自重： 0.4kN/m2

数量： 1

重量：1.8×3.0×0.4×1=2.16kN

C-4 尺寸： 1500mm×3000mm

自重： 0.4kN/m2

数量： 2

重量：1.5×3.0×0.4×2=3.6kN

总重：32.76+2.16+3.6=38.52kN

⑷门重计算

M-1:木门

尺寸：900mm×2100mm 自重：0.15kN/ m2数量：2

重量：0.9×2.1×0.15×1=0.284kN

M-2:木门

尺寸：700mm×2100mm 自重：0.15kN/ m2数量：2

重量：0.7×2.1×0.15×2=0.441kN

M-5：铁门

尺寸：1500mm×2100mm 自重：0.4kN/ m2数量：1

重量：1.5×2.1×0.4×1=1.26kN

总重：0.284+0.441+1.26=1.985kN

⑸楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算,弧形板按矩形计算）

面积：(54.0+0.5)×(30.0+0.5)-0.5×0.5×36-36×7.5=1383.25m2恒载：4.05×1039.75=4210.99kN

二层屋面恒载：5.95×(1383.25-1039.75)=2043.83 kN

活载：3.5×1039.75=4841.375kN

二层屋面活载：2.0×(1383.25-1039.75)=687.0 kN

(6)二层部分女儿墙荷载计算

(7.5+18.0+30.0+9.0)×0.7×0.2×5.5=49.665kN

由以上计算可知：二层重力荷载代表值为

G 2=G

恒

+0.5×G

活

=(631.25+1110.31+23.75+117.56+11.87+6.41+40.32+1181.25+545.428+805.69+7 6.30+38.52+1.985+49.665)×1.05

+(4210.99+2043.83)+(3639.13+687)×0.5

=13290.21kN

3、第三层

（1

（2）内外填充墙的计算

①横，纵墙

○B轴线，

0.2×2.75×3.9+0.2×2.1×3.9+0.2×(3.9×8.5-3.0×3.0)×2

=13.443 m3