吉林艺术学院办公楼结构、施工设计结构设计

结构设计一结构布置1板，取板厚100MM，板格划分如图纸所示各板的计算跨度如下板14200MM，5850MM0L02L板23450MM，5850MM板33750MM，5250MM01L02L板42000MM，7500MM板5600MM，2900MM01L02L板63750MM，5850MM板73900MM，5850MM01L02L板84500MM，5850MM2确定次梁截面尺寸H（）（）7500375536MM，取2014L2014H500MM，截面宽度取B200MM。3确定主梁截面尺寸H（）（）5700317570MM，考虑180L180露面活荷载因素，取H600MM，取B300MM，走廊之间的主梁由于其跨度小，取其截面尺寸BH300300MM。4框架柱截面尺寸确定H（）（）3200267533MM，底层126L126柱取BH700MM，25层柱取BH600MM，68层柱取BH500MM。二、楼板计算1荷载收集A卫生间荷载收集水磨石板0652/MKN大便器处铺砖41160218/（42585）0962/油毡防水层0052/10MM厚11水泥砂浆0012002MKN100MM厚C25混凝土楼板0125252/15MM厚混合砂浆顶棚抹灰001517026恒荷载标准值462KG2/MKN恒荷载设计值G36112554活荷载设计值Q2514352/荷载设计值合计P049QGMKNB其他房间荷载收集水磨石板0652/10MM厚11水泥砂浆0012002KN100MM厚C25混凝土楼板0125252/MKN15MM厚混合砂浆顶棚抹灰001517026恒荷载标准值361KG2/恒荷载设计值G36112433MKN活荷载设计值Q2014282/荷载设计值合计P157QG2内力计算A板1（按弹性理论计算）在求板跨内正弯矩时，按恒荷载满布及活荷载棋盘式布置计算。取荷载2975342QG2/MKN1/在求支座最大负弯矩时，按恒荷载及活荷载均满布各区格板计算。取荷载049QGP2/KNB板2计算跨度345M，585M01L02L，取，73458021LN350712NA2采取分离式配筋11028MLM11245310217ML1124M02M由于板2为三边连续一边简支板，无边梁，内力不做折减。则31201202121LPLM212111722421852M11M1458457求得2501KN/则86052302M/11M72KN/C板3计算跨度375M，525M01L02L，4753201LN51412NA2采取分离式配筋1102MLM11975311102150MMLM12837由于板3四周与梁整体连接，内力折减系数为08。31201202121LPL753275385951111MM求得81KN/9608152KN/7321MM22/D板4（单向板）计算简图如图所示1弯矩设计值3821572BAMMKN94C2正截面受弯承载力计算板厚100MM，1002080MM，C25混凝土，0H21/34,0MNFCHPB300级钢筋，取1M宽板带作为计算单元。2/7MNFY支座配筋0268103426201BHFMCSS201102706MFAYCS选配钢筋，实配面积。2851MAS跨中配筋0138034926201BHFMCS1S20115270MFAYCS选配钢筋，实配面积。2851MASE板5（单向板）计算简图如图所示1弯矩设计值21406712BAMMKN74C支座配筋023810326201BHFCS4S2011702708431MFHBAYCS选配钢筋，实配面积。285MAS跨中配筋0128103426201BHFMCS3S20151270MFAYCS选配钢筋，实配面积。2851MASF板6计算跨度375M，585M01L02L，5673802LN41056122NA2采取分离式配筋11028MLM115473410217ML，0112083M2M由于板6为三边连续一边简支板，无边梁，内力不做折减。则31201202121LPLM753875837548521111MM求得8021KN/154KN/608211MM302152MMKN/G板7计算跨度39M，585M01L02L，593802LN40512NA2采取分离式配筋11028MLM172934，0110215LM，0143MM2由于板6为三边连续一边简支板，无边梁，内力不做折减。则31220120211LPLM9859574378521111MM求得081KN/80142KN/61MM32/H板8计算跨度45M，585M01L02L，35402LN590312NA2采取分离式配筋11028MLM1110262549MMLM2178，0111023L2M由于板8为三边连续一边简支板，无边梁，内力不做折减。则31201202121LPLM5485475768521111MM求得431KN/03245902KN/8611MM2/2）配筋计算各区格板跨中及支座弯矩既已求得，取界面有效高度，即可近似按计算钢筋截面面积。MH70,8201095/HFMAYS截面M/（）KNH/02/S选配钢筋实配面积/2M板1方向方向021L714987032698015139板2方向方向021L8659412板3方向方向021L97085360851板411911022251跨板50107551251板6方向方向021L587086451320851板7方向方向021L804319中板8方向方向021L0370862085112板间1547807539175414板间1222805955959523、5板间5080243720825142、3、6板间23880116025133板间37680183225135板间1928093620825163、6板间568027291729667板间81680397739374板间3680175420825183板间6888033531393支座84板间406801979251框架设计一、材料选用梁板混凝土采用C25，柱混凝土采用C45，板配筋采用HPB300，梁柱纵筋采用HRB335，箍筋采用HPB235。二、截面尺寸1确定次梁截面尺寸H（）（）7500375536MM，取2014L2014H500MM，截面宽度取B200MM。2确定主梁截面尺寸H（）（）5700317570MM，考虑18L18露面活荷载因素，取H600MM，取B300MM，走廊之间的主梁由于其跨度小，取其截面尺寸BH300300MM。3纵向框架梁BH300600MM。4框架柱截面尺寸确定框架柱要求NAFNC柱混凝土C45，。224/1,/1035MNFECC142NFA728KN36则231890461MNFACMB943故底层柱可取BH700MM，25层柱可取BH600MM，68层柱可取BH500MM。三、确定计算简图1确定计算单元，取标准柱网作为计算单元，如图2计算线刚度主梁300600MM41033086012MBHIELEI609578主梁300300MM4933010512MBHIELEI59765底层柱410442170MAIEHEI6083525层柱41044126MAIEHEI603868层柱410445212MAIEHEI6036内力分析时，一般只要梁柱相对线刚度比，为计算简便，取主梁300600MM的线刚度作为基础值1，算得各杆的相对线刚度比并标于下图中，3603I052底CI592CI76086CI四、荷载收集1屋面框架梁40MM厚C25细石混凝土内配双向钢筋20000425162/MKN4MM厚APP卷材防水层0352/20MM厚水泥砂浆找平层002200480MM厚EPS保温板008050042/MKN20MM厚水泥砂浆找平层0022004120MM厚现浇钢筋混凝土屋面板01225302/20MM厚天棚抹灰00217034MKN屋面板均布恒荷载标准值5532/BC跨屋面梁上恒荷载标准值GWK/7405371CD跨屋面梁上恒荷载标准值MKN61202BC跨框架梁自重3WKG框架梁自重/75363框架梁抹灰MKN401250GWK/93CD跨框架梁自重4WKG框架梁自重MKN/5120框架梁抹灰3672MKNGWK/641屋面不上人，活荷载标准值，则2/50MKNBC跨屋面梁上活荷载标准值QWK/85031CD跨屋面梁上活荷载标准值MKN1222屋面纵向梁传来作用于柱顶的集中荷载女儿墙自重标准值900MM高240MM厚双面抹灰砖墙自重为MKN/724590纵向框架梁自重标准值纵向框架梁自重MKN/75321063抹灰45纵向框架梁自重标准值409/次梁标准值次梁自重MKN/025102抹灰74次架梁自重标准值227/B轴纵向框架梁传来恒荷载标准值1WKG女儿墙自重KN435724纵向框架梁自重09纵向次梁自重68屋面恒荷载传来57835127508257KNGWK1C轴纵向框架梁传来恒荷载标准值2WK纵向框架梁自重KN730594纵向次梁自重682屋面恒荷载传来5817085279351KNGWK612B轴纵向框架梁传来活荷载标准值1WKQ屋面活荷载传来KNWK175085297085271C轴纵向框架梁传来活荷载标准值WK屋面活荷载传来KN17508152970852731KNQWK4102B轴纵向框架梁中心往外侧偏离柱轴线，应考虑50MM的偏心，以及由此产生的节点弯矩，则MKNMWK67051472屋面梁荷载简图如图所示3楼面框架梁楼面均布恒荷载水磨石板0652/MKN10MM厚11水泥砂浆00120022/100MM厚C25混凝土楼板01252515MM厚混合砂浆顶棚抹灰0015170262/MKN楼面均布恒荷载标准值3612/内隔墙自重200MM厚陶粒空心砌块2/61820MKN20MM厚砂浆双面抹灰72/8KN内隔墙自重标准值M460328BC跨楼面梁上恒荷载标准值GK/51371KN93CD跨楼面梁上恒荷载标准值MKNGK/2761302MGK/641BC跨楼面梁上活荷载标准值QK/501CD跨楼面梁上活荷载标准值MKNK/4224楼面纵向梁传来作用作用于柱顶的集中荷载外纵墙（B轴）自重标准值墙重KN537289150360357窗重KN75219243墙重KN0481015036357窗重KN642164B轴纵向框架梁传来恒荷载标准值1KG外纵墙重KN23次梁上墙重1085068纵向框架梁自重7594纵向次梁自重2楼面恒荷载传来KN3516810857GK1C轴纵向框架梁传来恒荷载标准值2K内纵墙重KN64次梁上墙重12085038纵向框架梁自重759纵向次梁自重62楼面恒荷载传来KN351681085731GK7162B轴纵向框架梁传来活荷载标准值1KQ楼面活荷载传来KNQK42808752975082571C轴纵向框架梁传来活荷载标准值K楼面活荷载传来KN42808751297508257KN31KNQ412B轴纵向框架梁偏心产生的节点弯矩MMK67051KNW428楼面梁荷载简图如图所示5柱自重底层柱自重KN7015287025层柱自重36668层柱自重25混凝土容重取以考虑柱外抹灰重。3/28MKN五、内力分析1恒荷载作用下内力分析梁端、柱段采用弯矩二次分配法计算。由于结构和荷载均对称，故计算时可用半框架。1）梁固端弯矩。将梯形荷载折算成固端等效均布荷载，QQE213LA/将三角形荷载折算成固端等效均布荷载E85则顶层BC跨329071MKNQ/184L57122CD跨Q/68064MKNL9232同理其余层BC跨07581KNQ/02819439ML6521CD跨Q/8764KNL12322）弯矩分配系数以顶层节点为例B7节点568074017CBU326C7节点16067BC974230146U370C3内力计算弯矩计算过程如图（A）所示,所得弯矩图如图（B）所示。竖向荷载梁端调幅系数取08，跨中弯矩由调幅后的梁端弯矩和跨内实际荷载求得。弯矩图中，括号内的数值表示调幅后的弯矩值。第一层顶梁BC跨中弯矩梁端弯矩调幅后MKNMCB432580跨中弯矩MKNMBC7458143754132759310824322对CD跨，调幅后跨中弯矩为09，为防止跨中正弯矩过小，取简支梁跨中弯矩的1/2为跨中正弯矩，有MKNCD61271264812按1/2简支梁跨中弯矩调整的跨中正弯矩值用方括号在图中示出。上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁043205680515039200937605710571029021402810279021205108801400140081022030030023006040004000402031608600302030203960371028102810067760596059601570157020602130162016203801070590106010301060180180240240180180050246027405205100250020605400227047502980283021504510051760596059601180247015501630124025902907909908107808101050400850530310230490050157033705750542018203150450038038024022903650365004176059605960210198019801240132021002100230124099066062012901050600600370390630630070262031305750565027602520370038038024022903650365004176059605960210198019801240132021002100230990990660620105010505005003203405405400602470323057005600261026104000380380240192032760596059602101980198012401320210021002309908906606201050950460460300320500500060251031705680558026502550380034304420215020803304250037760596059602101780230011201200190024402109904956005601050130180080100160210020264028805520542027902230400144112图（A）恒荷载作用下框架弯矩的二次分配法图（B）恒荷载作用下框架的弯矩（柱轴力）图恒荷载作用下梁端剪力及柱轴力荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力BC跨CD跨BC跨CD跨BC跨CD跨B柱C柱层次CBVDCBVDBVCDVUNLUNL76002855040596664855210723592266251866273615010626628615450347554975522756273615010626628615689972627684804746273615010626628615940697691050410867362736150106266286151191312276133241368726273615030624630615144181478016146165091627361502062562961516924176311896719674六、活荷载作用下内力分析1梁固端弯矩将梯形荷载折算成固端等效均布荷载，QQE213LA/将三角形荷载折算成固端等效均布荷载E85则顶层BC跨329071MKNQ/5L04122CD跨Q/6850MKNQL203162同理其余层BC跨9758Q/160MKNL212CD跨Q/5804L803222）弯矩分配系数同恒荷弯矩调幅系数3）内力计算考虑活荷载不利布置的影响，将跨中弯矩乘以12的放大系数，竖向荷载梁端调幅系数取08，跨中弯矩由调幅后的梁端弯矩和跨内实际荷载求得。考虑活荷载不利布置的梁跨中弯矩以第一层为例MKNMBC0132512758143752412梁端弯矩条幅后MKNMB0MC128条幅后跨中弯矩为C631活荷载作用下梁端剪力及柱轴力荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力BC跨CD跨BC跨CD跨BC跨CD跨B柱C柱层次CBVDCBVDBVCDVLUNLU7420601041430611215361752501017417625577685175250101741762510281383417525010174176251486199831752501017417625194426132175250101741762524023228117525010174176252863843上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁043205680515039200930404004000201602001901500402301001002200600700600500103703703703200500302030203960371028102810067140166016600804604606005904404402100801803003000801700100100200200100100105507901340135053062030002270475029802830215045100511401660166008035072045045034071008023029023023022029007014008008006013001051010101520152050087015003803802402290365036500411401660166008058058036036058058006036029018018036029018018011011017017002076083015901590770700120038038024022903650365004114016601660080580580360360580580060290290180180290290150150100090150150010720860158015707207201300380380240192032140166016600805805803603605805800602902601801802902601401400900801401400107308401570156073070013003430442021502080330425003714016601660080520670330330520670060290170170290040050030020040050010770760153015207706201303831图（A）活荷载作用下框架弯矩的二次分配法图（B）活荷载作用下框架的弯矩（柱轴力）图七、风荷载作用下内力、侧移计算1风荷载计算风荷载基本风压，风载体型系数，风压高度变20/65MKN31S化系数按B类粗糙度查表，查得高度变化系数如表所示离地面高度/M510152030ZU100113123139荷载规范规定，对于高度大于30M，且高宽比大于15的高层建筑，应采用风振系数取以考虑风压脉动的影响，本设计房屋高度2675M小于30M、Z,故取。51/BH01Z各层迎风面负荷宽度75M，则各层柱顶集中风荷载标准值如下表所示层数离地面高度/M高度变化系数UZ各层柱顶集中风荷载标准值72675134MKNF/9257081340165762315128346251955122/541595115MKNF25731036431235106/46328751008521515100MKNF/257101601计算简图如图所示风荷载计算简图2柱的侧移刚度计算表（A）底层柱侧移刚度柱DCBIKKC25021HIADC边柱（2根）48052139748MN/209751038021中柱（2根）636025/34421底柱MND/87214097表（B）底层柱侧移刚度柱DCIK2KAC221HIADC边柱（2根）316701397016MN/30836021中柱（2根）892422/92125层柱MND/18330表（C）底层柱侧移刚度柱DCBIK2KAC221HIADC边柱（2根）316701397016MN柱（2根）78916023147202MN/18036024121067层柱MND/69553风荷载作用下的侧移验算水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算JIIDVU各层层间侧移值求得后，顶点侧移即为各层层间侧移之和。框架在风荷载作用下侧移计算如表所示风荷载作用下框架侧移计算楼层各层风荷载IP层间剪力VI/KN侧移刚度/KN/MD层间侧移MUI/HUI7229229695200000331/1090962434721448320000681/52945278751448320000521/6923426210121448320000701/5143324212541448320000871/4138222814821448320001021/352912541736878420002001/2575框架总侧移。MUI061层间侧移最大值为1/2575，小于1/550，满足侧移限值。4内力计算以顶层为例，说明其计算过程B轴线柱求柱剪力因,则2806951DKNV259280反弯点高度由，查表得3K30Y，顶层不考虑，则0,1,0,133YAYA2Y8柱端弯矩柱顶MKNMB615276柱底7630C轴线柱求柱剪力因,则2695018DKNV236920反弯点高度由，查表得7K40Y，顶层不考虑，则,1,0133AYA2Y90Y柱端弯矩柱顶MKNMC81364276柱底23其余各层计算过程如表所示D值法计算柱端弯矩B轴柱C轴柱层次D/KNV/YTCMBCD/KNV/YTCMBC702285220382116171802726230429128196260228107604521311743027212840452542208050228171004732632893027220400493745359940228230704744023903027227530495055485630228285905051465146027234110506140614020228337905060826082027240310507256725610238398307649231558902624697070725716933梁端弯矩、剪力及轴力的计算BC跨梁CD跨梁柱轴力层次LBMRBLBVLBMRBLBVB轴柱C轴柱71161942573733933920339370316284925765795928928209281320535500642835716315421542201542295141472956363572402291229120229153525039049808557301291129112029118363492112289850573703546354620354612065031110051067157380384238422038421586461框架在左风荷载作用下的弯矩图、梁剪力及柱轴力图如图所示框架弯矩图梁剪力及柱轴力图八、地震作用下内力计算1地震作用下计算（底部剪力法）A计算IG2641754097538253415714602KN98264175409753825134576G4602KN8264175409753825134574602KN8G123426417540975382565711102KN94B计算EQGKNI5089418796850C计算1T（1）梁的线刚度计算边跨梁为MKNLIEKB3371074552601203中跨梁为LIB337106022135（2）柱的线刚度首层柱为MKNHIEKCC3471021502325层柱为HICC347105630267层柱为MKNHIEKCC3471058630125（3）柱的侧移刚度D的计算67层柱D值的计算DCBK2KAC2HADC/12中柱（2根）10548637337901702630548边柱（2根）9105487332094214706305482MKND67807225层柱D值的计算DCBK2KAC2MKNHADC/12中柱（2根）59015063743802176305边柱（2根）410574318405217263051MKND76827首层柱D值的计算DCBKKAC250MKNHADC/12中柱（2根）46012306745339462974150303边柱（2根）510237453320522315021363MKND89974根据能量法，计算自振周期，如下表层次楼层重力荷载KNGI/楼层剪力NIIKNV/楼层侧移刚度DI/层间侧移MDVII/楼间侧移II1/7986986627800015703100677817646278000281029435818258276678003370266248183400766780044302325381842187667800550018822818503676678006570133219415977885980067500675NIIIITG12120675941320812943078309867022S4D确定1由查表可知，设防烈度7度时，类场地，地震分组第一组时，10MAXSTG350则54694035MAX901TGF计算及侧移IFCU因为，则需考虑顶部附加水平地震作用，即SSG112507694087081TNKNGFEQEK25N3、和的计算IFIVCU层次KNGI/MHI/KNI/IHGKNF/VI/MKNDUC/7986267526376661006278000026778231518011451796278000035818195515992402537667800034818159513047955323332076678000438181235101022537976678000528188757158184317667800061941515484612477885980005首层，满足要求。5013150则不考虑效应。B效应的验算P9023948172371553双肢208B、C左19204710双肢1C右12623V双肢十二、楼梯计算某板式楼梯构造布置如图所示，踏步面层为20MM厚水泥砂浆抹面，地面为20MM厚混合砂浆抹灰，金属栏杆重01KN/M，楼梯活荷标准值混凝土为C25（），钢筋为MKNQ/53,/912MNFC2/71MNFTHPB235级。（）2/10FY1、楼梯板计算板厚，去H130MM。取1M宽作为计算单元。763/8/0LH（1）荷载计算恒荷载楼梯板自重MKN/351210521踏步板抹灰重/603板带抹灰重K/801752金属楼板重MN4/恒荷载标准值KGK/6恒荷载设计值/87521活荷载设计值MKNQG/712恒荷载和活荷载合计（1）内力计算水平投影计算跨度为BLN832060跨中最大弯矩为MKNQGM/417112（2）截面积算MHS0230128019486201BFCS37S20185421037MFHAYCS选用82MS2、平台板计算取1M宽板带为计算单元（1）恒荷计算平台办自重MKN/51206板面抹灰自重40板底抹灰自重/37恒荷载标准值MKNGK/24恒荷载设计值/691活荷载活荷载设计值KQ/453恒荷载和活荷载合计MNG97（2）内力计算计算跨度为BHLA5312/0/6412/0跨中最大弯矩MKNLQGM2531978/8120（3）截面积MHS460017019226201BFCS5S2018321045MFHAYCS选用878MS3、平台梁计算计算跨度为ALLLNN924075289250150计算地面尺寸MH41/2/取MB42（1）荷载计算楼段板传来MKN/92/63712平台板传来570459平台梁传来K/4平台梁测抹灰N2801612合计MKQG/83（2）内力计算跨中最大弯矩NLQGM249830/1820支座最大剪力KVN751（3）截面积算1）受弯承载力计算按倒L型计算，受压翼缘计算宽度取下列数值中的较小值MLBF482906/1/0SF/2/故取HSF365,480MKNKHBFFC243152/048291/01属于第一类T型截面436548291021HBFMCSS20149210MFAYCS选用4623MS2）受剪承载力计算KNVKBHFC462/21736520915050截面尺寸满足要求。KNFT4/270仅需按构造要求配置箍筋。选用双肢箍。38十三、基础设计（1）场地工程地质条件概述建筑场地位于市区内，场地地势平坦，由钻探资料探明场区地层由上而下分别为1）杂填土含有大量砖石碎块和人工垃圾，厚约13米；2）粘土棕黄色，稍湿，呈可塑状态，厚约38米；3）淤泥质土黑灰色，含有大量腐植质，呈流塑状态，厚约50米；4）粉质粘土呈可塑状态，厚约41米。5）粘土呈硬塑状态，未穿透。各类土的主要物理力学性质指标见表。土的物理力学性质指标层次土层名称土层厚度M土的天然密度T/M3土的天然含水量孔隙比E塑性指数IP液性指数IL土的内摩角度土的粘聚力CKPA压缩模量ESMPA承载力特征值FAKKPA1杂填土131682粉质粘土381872407214062512901603淤泥质土5017540151912105030954粉质粘土41190280721905272651252655粘土未穿透196260720022845146290（2）地下水情况本场区地下水属潜水，水位高程为24米，略受季节的影响，但变化不大。根据该场区原有测试资料，地下水无腐蚀性。（3）工程地质条件评价1）本场地地层条件评价如下杂填土物质成分复杂，承载力较低，压缩性不均匀，不能作为基础持力层。粉质粘土处于可塑状态，有一定的承载力，可支撑四、五层建筑物，当建筑物荷载较大时，作为基础持力层将增加基础造价。淤泥质土含水量高，孔隙比大，属高压缩性土，不能作为基础持力层。粉质粘土承载力较高，可作为桩基持力层。粘土承载力较高，可作为桩基持力层。2）建议当建筑物荷载不大时，可采用天然地基上浅基础方案，将基础埋置于粘土中，但在基础设计中，应考虑软弱下卧层的影响；如采用桩基，可将桩基置于粉细纱或中砂中。单桩承载力计算参数表KPA混凝土预制桩泥浆护壁钻孔桩干作业钻孔桩土的名称侧阻QSIK端阻QPK侧阻QSIK端阻QPK侧阻QSIK端阻QPK粘土584554淤泥质土251826粉质粘土762800701000681500粘土965000881300902300（4）附图1）场地钻孔平面布置图2）工程地质剖面图2基础设计（1）桩型、桩长及承台标高的确定吉林地区标准冻深17M，承台顶标高为125M，承台高10M。桩基采用预制桩，柱承台桩径300MM，为C45制混凝土方桩。将粉细砂层作为持力层，桩端进入持力层深度大于2D，取桩端进入持力层的深度为20M，则桩长为M1305831L（2）确定单桩承载力204512365378045039KNUKSPKSIKPKPQUQLA6154962142083单桩承载力特征值KNKQRUA37526104（3）桩数确定A边柱取标准值进行计算，则KN921530495286173MAXN取4根。75291321RAFNB中柱取标准值进行计算，则KN256308631967MAXN取4根。0375212RAFN4承台尺寸确定及布桩A中柱桩距，取09M3DS21S边桩中心到承台边缘取04M承台长度为241L承台宽20B布桩见图B边柱桩距，取09M3DS21S边桩中心到承台边缘取04M承台长度为241L承