音乐学院院钢筋混凝土办公楼框架结构设计书

1 音乐学院院钢筋混凝土办公楼框架结构设计书 1 建筑设计总说明 筑设计的内容 公楼的所在地 30m 25m 教学楼 办公楼 附 图 2 计条件 1. 降雨量：历年平均降雨量 每 200 平方米汇水面积，考虑 100落水管一根。 2. 气温：最热月平均温度 24摄氏度，最冷月平均温度 3. 全年主导风向：东南风，平均风速 5m/s，基本风压： 4. 基本雪压： N/ 5. 地震基本烈度： 7 度。 6. 地质的土质情况：杂填土 土 50下为砾石层。 7. 冻土深度： 8. 地下水位：地表下 9. 水、电、暖、通讯等管线均已通至场地，留有接口。 煤灰空心砖或轻质墙板。 筑设计说明 1、办公楼用途：该办公楼是齐鲁音乐学院院办公楼。 2、该音乐学院办公楼工程的地面标高是 内外的高差是 生间内标高比室内平均低 20 3、外墙尺寸为 300 墙尺寸为 240外墙都是由粉煤灰空心砖砌筑。 4、该办公楼 内窗户全部设置为铝合金推拉式窗，其中窗宽和窗高都为 2400 台高设置为 900生间和资料室以及楼梯间窗户略小，窗高设置为 2400 宽设置为 2100办公楼内的门全部设置为木门，门高设置为为 2400 宽设置为 900门口主门为旋转门，比较适合北方冬天比较低的气温较低的气温要求，主门两侧各设置为一双扇玻璃门。 5、办公楼屋面设为不上人的屋面，办公楼的屋顶排水采用的是檐口外排水的方式。 6、该办公楼的耐火等级为级，据建筑设计相关规范的规定，宜选用封闭楼梯间，考虑到规范中 提到公共建筑内一般设置为不少于两部楼梯，该方案选用三部楼梯，中间主楼梯楼梯间尺寸为 4500 6600 步尺寸 150 300 层都为 26步 ,两边防火楼梯楼梯间尺寸为 39006600 踏步尺寸 150 300 层都为 26步。 7、室内外装饰和相应的建筑做法 （ 1）屋面的做法（不上人） 保护层的做法 :20细石混凝土 . 防水层的做法：普通沥青油毡卷材 (三毡四油 ),外铺小石子 找平层的做法： 20厚 1： 3水泥沙浆找平 保温层的做法： 50现场喷涂硬质发泡聚氨脂 3 结构层的做法： 120厚钢筋 混凝土 屋面板 顶 棚的做法： 155 （ 2）楼地面的做法 面 层的做法：水磨石地面 1020结构层的做法： 120厚现浇钢筋砼楼板 顶 棚的做法： 155 （ 3）外墙体的做法： 素水泥浆一道 5： 3水泥石灰膏砂浆打底 ，素水泥浆一道 12： 2水泥石灰膏砂浆结合层 （ 4）内墙装饰的做法：混合砂浆抹面 15： 1： 6水泥石灰混合砂浆打底 ： 3水泥石灰混合砂浆面层 喷内墙涂料 （ 5）卫生间的墙面装饰全为贴墙面砖 计依据 1中华人民共和国国家标准混凝土结构设计规范（ S北京：中国建筑工业出版社， 2002 2中华人民共和国国家标准建筑结构荷载规范（ S北京：中国建筑工业出版社， 2002 3中华人民共和国 国家标准建筑抗震设计规范（ S北京：中国建筑工业出版社， 2002 4 中华人民共和国国家标准 B/国建筑工业出版社， 2002 5 中华人民共和国国家标准 . 建筑地基基础设计规范 S国建筑工业出版社， 2002 6 中华人民共和国国家标准 . 建筑设计防火规范（ 1997 年局部修订）001年版 ) S国建筑工业出版社， 2002 4 2 结构设计总说明 程概况 （ 1） 本工程为齐鲁音乐学院院办公楼设计，框架结构形式，办公楼总长为 宽为 公楼总高为 该办公楼共 6层 ,所有楼层层高为 （ 2）本设计抗震设防烈度为 7 度 第二组， 类场地，抗震等级为四级。 （ 3）本建筑结构设计的使用年限最多为 50年。 （ 4）本工程结构形式定为钢筋混凝土框架结构 。 程地质条件 杂填土 土 50下为砾石层。 料的选取 （ 1）混凝土的选用： 柱 2）钢筋的选用： 梁：选取受力筋 柱：选取受力筋 梁柱箍筋：选取 板：板选用选用 构构造 件主 筋混凝土的保护层厚度设置 梁地保护层厚度设为： 35 毫米；柱地保护层厚度设为： 35 毫米；板地保护层厚度设为： 25毫米。 的钢筋的构造要求 纵筋构造地要求：考虑到为了能让钢筋骨架有较好的刚度而且更便于施工，所以纵向受力钢筋需选用较粗的钢筋；同时为了能够避免让受拉区混凝土产生过多和过宽的裂缝，不要选用直径太粗的钢筋，一般选用直径 108同一种类型的梁中，在截面一边的受力钢筋的直径最好布置为相同的，或者选配两种直径相差 2毫米以内的钢筋，有明显的粗细特征标致，以能够便于识别。梁的 跨中截面受力钢筋一般不少于两根，而当梁跨度较大时，受力钢筋一般不少于 3根或者 4根。与此同时，梁内上部纵向钢筋在水平方向上净距不能小于 30 者是 1.5 d（ d 为钢筋 5 最大直径）两者中地较大值，为了便于混凝土的振捣于此同时可以保证混凝土和钢筋之间有充分的粘和力，纵向受力的钢筋应该排在同一个平面上，排成一排。 箍筋构造得要求：梁内地箍筋一般采用全封闭式的四边形箍筋，箍筋的主要作用是起到固定梁的上部的钢筋同时还可以提高梁整体的抗扭的能力。箍筋的末端应做成45 的弯钩，弯钩端头的平直段长度最少不能小于 50 者 5 d（ d 为钢筋的最大直径）。对于梁截面的设置，当截面高度大于 800时候，箍筋直径不能小于 8时在纵向受力的钢筋搭接长度满足规范的范围之内，设置的箍筋的直径不能小于搭接的钢筋直径的 ，即箍筋直径 照规范规定的要求进行计算，继而进行箍筋配置，一般相对于非抗震要求的建筑可在梁的全长上均布箍筋，但是对于有抗震要求的建筑必须在梁两端受剪力较大的位置布置箍筋加密区。如过通过计算发现不需要配置箍筋的时，但对高度大于 300按照规范沿着全梁布置箍筋。在梁上集中荷载的位置附加箍 筋的形状及肢数，都应该和梁内箍筋是相同的，在次梁两侧中的每一侧另加两组箍筋。应该按照国标需附加配置吊筋，其端部平直段的长度应不小于 0倍。 的钢筋的构造要求 屋面板内的受力钢筋一般采用直径为 6 8 10 12 同时在同一板中最好采用同一直径的板筋，但是也可以采用两种不同直径的板筋，但钢筋的直径需要相差 2 此同时，屋面板中的受力钢筋的间距是有要求的，布置的不能太稀疏，当板的厚度小于 150 中受力筋的间距应该是小于 200 的是为了传 力明确并且能够有效避免混凝土的局部破坏。板筋的布置间距也不宜太密实，最小间距不应小于 70 每米板中最多安置 14根钢筋 ,主要目的是为了方便施工，同时能够控制预算，避免一些不必要的浪费。当板的设置为单向板的时侯，应该在垂直于受力筋的方向上放置分布筋，单位长度分布筋的截面的面积不应该小于该单位宽度上的受力筋截面面积的 15%，并且不能小于该配筋方向板截面面积的 按照设计规范规定，分布筋的直径不能小于 6 般通常采用 6 者 8 且分布筋的间距不应大于 250 布筋主 要起构造作用，并不受力，分布筋需布置在受力筋的内侧。 的钢筋的构造要求 钢筋混凝土 受力柱 是建筑工程中 最 常见的受压构件 钢筋混凝土工程中的细长受压柱 ,破坏前 会 发生纵向弯曲 . 所以长 柱的受力特 点与承 载力比同等条件的短柱低 纵向受力低， 在轴心受压柱中 的 纵向钢筋 的 数量 都是通过 计算 来 确定 的 ,并 且纵向钢筋 不 能 少于 4 根 ， 并 需 沿构件截面四周均 匀布置 梁的箍筋一样，应该 做成封闭式 的 , 其数量 (直径和间距 )是 由构造 柱 确定 的，主要是受压构件，规范中规定，柱内纵向受力的钢筋的直径不能小于 12 工程中会通常采用 16 到 32 的钢筋来做柱的纵筋。偏心受压的构件纵向受力钢筋的布置应沿垂直于弯矩方向的两短边开始布置。如果受压柱的混凝土浇筑是从上而下竖向开始时，为了方便施工，纵筋的净距不可以小于 50 筋连接的接头应选在受力比较小的地方。在施工考虑质量的前提下，钢筋的接头应该采用焊接接头或者是搭接接头来设置。 受压承重柱箍筋的直径不能大于 d/4（ 同时不能小于 6筋间距要控 400，于此同时在绑扎骨架的过程中，不能大于 15 倍的 d，而在焊接骨架时不能大于 20 倍的 d（ d 为纵筋 的最小直径）。当柱中所有纵筋配筋率超过3%的时候，箍筋直径不能小于 8 其间距不能大于 10 倍的 d（ d 为纵筋的最小直径），且不能大于 200 截面类型较复杂的时候，不可采用有内折角的箍筋。 充墙的钢筋的构造要求 填充墙应该在框架柱整个高度上每隔 500置 26地拉筋，拉筋深入墙内的深度要大于1/5 倍的墙长度，与此同时拉筋深入墙体的深度要小于 700充墙墙体在墙半高处要设置与柱端连接并且是沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平连梁，梁高 180设置为纵向钢筋为 412的钢筋，箍筋采 用 6200。填充墙应在主体结构施工完毕后由上层至下层逐层的进行砌筑，来防备下层梁承受上层墙传来地荷载。 计依据 1中华人民共和国国家标准混凝土结构设计规范（ S北京：中国建筑工业出版社， 2002 2中华人民共和国国家标准建筑结构荷载规范（ S北京：中国建筑工业出版社， 2002 3中华人民共和国国家标准建筑抗震设计规范（ S北京：中国建筑工业出版社， 2002 4 中华人民共和国国家标 准 B/国建筑工业出版社， 2002 5 中华人民共和国国家标准 . 建筑地基基础设计规范 S国建筑工业出版社， 2002 6 中华人民共和国国家标准 . 建筑设计防火规范（ 1997年局部修订） 001年版 ) S国建筑工业出版社， 2002 7 3 板的设计 面板设计 载设计值 （ 1）屋面均布永久荷载 保护层荷载 : 20细石混凝土 4=N/ 防水层层荷 :三毡四油防水层 ,外铺小石子 找平层荷载： 20 1： 3水泥沙浆找平层 0=N/ 保温层荷载： 120 2%坡度膨胀珍珠岩层 =N/ 结构层荷载： 120现浇钢筋混凝土现浇楼板结构层 5=3 顶棚荷载： 15底 ,5 N/ 合 计： N/ g= q=N/ q/2=N/ g q/2= g q=N/ （ 2）跨度的计算 根据规范规定，在板的设置当中，板在各区与梁都是整体现浇的，因此 可得 c （ 3）弯矩的计算 混凝土的系数 =中的最大弯矩取值 g+q/2 作用下（内支座是固定地）的跨中的弯矩值与在 q/2影响作用下（内支座的简支）的跨中弯矩值的和，支座的最大弯矩是在 g+支座固定）的支座弯矩。 最后再根据弹性理论知识来计算弯矩值。 8 图 面板的布置图 表 的弯矩计算 （ ） 区格 B D F m） 0x (m) 0y/y （ kNm ） (x （ kNm ） ( =y（ kNm ） x（ kNm ） =格 A C E m) 0y (m) 0y/9 kNm ） (y （ kNm ） ( =x（ kNm ） y（ kNm ） = 4）屋面板截面的设计 L=4500常取板厚 h=(1/501/35)L=120面有效高度： 度 00 0 相邻区格板的支座弯矩应该选取绝对值较大者，弯矩设计值的折减系数为 1/5。配筋的计算可以近似的系数 为 s=m/（ h 0 ,70N/ 面配筋的计算及实际配筋可参照下表。 表 面配筋计算 截面 区格 方向 h0(m（ kNm ） 配筋 实际 跨 中 A 00 1 8150 335 0 6 8150 335 B 0 167 8150 335 00 0 8150 335 C 00 3 8150 335 跨 中 0 8 8150 335 D 0 62 8150 335 00 3 8150 335 E 00 4 8150 335 0 2 8150 335 F 0 86 8150 335 10 00 2 8150 335 支 座 B D 100 20 8120 419 D F 100 60 8120 419 A C 100 163 8120 419 C E 100 170 8120 419 A B 100 207 8120 419 C D 100 207 8120 419 E F 100 220 8120 419 面板的设计 板的结构平面布置 图 面板布置图 向板的设计 （ 1） 区格板： 所有板均设置成为 双向板 双向楼面板荷载的设计值 楼面板均布永久荷载的统计 面 层：水磨石地面（ 100水泥砂浆打底 ） 结构层： 120 厚现浇钢筋混凝土楼板结构层 5=3 顶 棚： 15水泥石灰浆打底 ,5 N/ 永久荷载的标准值： N/ 可变荷载的标准值 : N/ 永久荷载分项的系数为 变荷载分项的系数为 ： 恒载设计值： g= 11 活载设计值： q= q/2=N/ g q/2=N/ g q= 走廊、门厅 荷载 ： g=. 99= q= q/2=N/ g q/2= g q=N/ （ 2）双向板跨度的计算 由于板在各区格均与梁整体现浇，故 c (轴线间的间距 ) （ 3）板弯矩的计算 混凝土的系数 =跨中的最大弯矩取 g+q/2 影响作用下（内支座固定）跨中弯矩值与在 q/2 作用下（内支座简支）的跨中弯矩值的和，支座的最大弯矩在 g+支座固定）的支座弯矩。按弹性理论知识来计算的弯矩值 表 的弯矩计算 （ ） B D F m） 0x (m) 0y/y （ kNm ） (x （ kNm ） ( =y（ kNm ） x（ kNm ） = 4）板截面的设计 L=4500常取板厚 h=(1/501/35)L=12012 截面有效高度： 12000 1200 相邻区格的支座弯矩取绝对值较大者，弯矩设计值折减 1/5。配筋计算近似数 =s=m/（ ,70N/ 表 面配筋 截面 区格 方向 h0(m（ kNm ） 配筋 实际 跨 中 A 00 1 8150 335 0 6 8150 335 B 0 4 8150 335 00 9 8150 335 C 00 96 8150 335 0 7 8150 335 D 0 03 8150 335 00 7 8150 335 E 00 20 8150 335 0 7 8150 335 F 0 16 8150 335 00 18 8150 335 支 座 B D 100 87 8120 419 D F 100 03 8120 419 A C 100 99 8120 419 C E 100 04 8120 419 A B 100 10 8120 419 C D 100 10 8120 419 E F 100 54 8120 419 13 4 框架设计 构布置及结构计算简图的确定 结构平面布置如图 梁柱截面尺寸确定如下： 图 构平面布置图 步估计 截面 的 尺寸 1 柱 框架柱的截面尺寸可以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= n （ 注： 地震作用后组合柱轴压力增大的系数。 候的负载面积。 g 折算在单位建筑面积上的重力荷载的代表值，可近似取为 14KN/ （ 2） （ 注： 框架柱轴压比的限值，查阅相关的规范规定，本方案为四级抗震等级，查抗震规范可知 混凝土轴心抗压强度得设计值，对 得 14 (3) 计算过程： 对于边柱： N= n=145=cN/03/ 40000160000 对于中柱： N= n=45=1701cN/701103/ 40000160000 2 梁 梁编号如下 ： h=(1/12 1/8) 6600=550 825 取 h=600mm b=(1/3 1/2)H=(1/3 1/2) 600=200 300 取 b=3002: h=(1/12 1/8) 3000=250 375 取 h=500mm b=(1/3 1/2)H=(1/3 1/2) 500=167 250 取 b=250向连系梁：考虑到连系梁兼做窗过梁所以确定梁高为 600纵墙厚设置为300定梁宽为 300连 系梁 bh= 300 600浇板厚 120 架结构的计算 根据该音乐学院办公楼工程所在的地质条件分析，设置基础的上顶距离室外地面的高度为 450以求得的底层层高为 他各层梁柱构件的线刚度具体数值。其中在求梁截面惯性弯矩时考虑到现浇楼板的作用，取 I=2 算框架梁柱的线刚度 梁、柱线刚度 :c=3010 6 KN/ 边跨梁线刚度 :I/L=(0 10 6 1/120. 30. 63)/0 4 kNm 中跨梁线刚度 :I/L=(23010 6 1/12 . 53)/0 4 kNm 上层柱线刚度 :I/L=(3010 6 1/120. 40. 43 )/0 4 kNm 底层柱线刚度 :I/L=(3010 6 1/120. 40. 43 )/0 4 kNm 15 图 取框架计算简图 图 榀框架 结构的计算简图 16 载的标准值的计算 各楼（屋）盖均布永久荷载的标准值计算如下： 久荷载的标准值筑结构荷载设计规范中对材料以及有关建筑做法的取法，分层分部计算出有关永久荷载的标准值。 （ 1） 屋面框架梁线荷载的标准值 保护层荷载 : 20 4=N/ 防水层层荷 :三毡四油防水层 ,外铺小石子 找平层荷载： 20： 3水泥沙浆找平层 0=N/ 保温层荷载： 120 2%坡度膨胀珍珠岩层 =N/ 结构层荷载： 120现浇钢筋混凝土现浇楼板结构层 5=3 顶 棚 荷载： 155 N/ 合 计： （ 2）楼面恒荷载标准值 面 层 荷 载 ：水磨石地面（ 10面层 20水泥砂浆打） N/ 结构层荷载： 120厚现浇钢筋混凝土楼板 5=3 吊顶 荷 载： N/ 合 计： N/ （ 3） 框架梁自重 横向框架边 跨梁自重 框架梁： 25 =N/m 15 厚梁侧抹灰： N/m 合 计： N/m 横向框架中跨梁自重 框架梁： 25 =N/m 15 厚梁侧抹灰： N/m 合 计： N/m 纵向框架梁自重 框架梁： （ 25=N/m 水刷石墙面： N/m 合 计： N/m 框架柱自重（ bh=400400） 框架柱： 25 KN/m 板底粉刷（ 15 N/m 17 合 计： N/m （ 5）外墙自重 (300 厚粉煤灰空心砖） 边跨外横墙： （ 18/m 20水刷石外墙面： N/m 15抹灰： N/m 合计： N/m 中跨外横墙： （ 18/N/m 20水刷石外墙面： N/m 15抹灰： N/m 合计： N/m 外纵墙： （ 18/N/m 铝合金窗： N/m 20水刷石外墙面： N/m 15抹灰： N/m 合计： m 板传至梁上的荷载形式为三角形荷载或梯形荷载，其传递示意图如下图 所示： 图 传递荷载示意图 （ 7） A、 D 轴框架柱纵向集中恒荷载标准值 女儿墙做法：墙高 900,100混凝土压顶 女儿墙自重 =8+25 +m 顶层柱恒荷载标准值 = 女儿墙自重 +梁传自重 +板传荷载 18 = N 标准层恒荷载标准值 = 梁传自重 +板传荷载 +墙自重 = N B、 C 轴框架柱纵向集中恒荷载标准值 顶层柱恒荷载标准值 = 梁传自重 +板传荷载 =N 标准层柱恒荷载标准值 = 梁传自重 +板传荷载 +墙自重 = 1N 恒荷载作用下框架内力计算简图如下所示： 图 19 变荷载的标准值 查阅建筑荷载抗震规范（ ,不上人屋面活荷载标准值取 N/面活荷载走廊取 N/公室、阅览室活荷载标准值 N/ 活荷载标准值计算 （ 1） 屋面活荷载标准值 N/m （ 2）楼面活荷载标准值 走廊 =N/m 办公室、阅览室 N/m (3) A、 D 柱纵向和集中活荷载标准值 顶层柱活荷载标准值 = N/m 标准层活荷载 标准值 = N/m （ 4） B、 C 轴框架柱纵向集中活荷载标准值 顶层柱活荷载标准值 =1N/m 准层柱活荷载标准值 = 1N/m 活荷载作用下框架内力计算简图如下所示： 20 图 载作用下框架计算简图 荷载的计算 风荷载的标准值的计算公式是 = 于该办公楼的总高度小于 30m，所以可选取 z=于矩形截面 s=查得 z，可以取 z=风荷载换算成作用于每层框架上各个节点的集中荷载，根据下表中一 榀框架各层节点上的受风面积进行计算，计算结果如图 表 荷载作用下的内力计算 楼层 z s z/m z 0/ kN/s/w/ 21 4 荷载作用下的计算简图： 图 载作用下框架计算简图 震荷载的标准值的计算 因为本建筑高度不超过 30m，以剪切变形为主且质量刚度沿 楼层高度均匀分布，故采用底部剪力法计算地震作用，已基本震型为主，忽略高阶震型影响。 计算公式为： iL ( 22 顶层屋面 的 永久荷载： （ (分之一的活载： 1/2 N 女儿墙 的 自重： 2 （ = N 框架横梁 的 自重 : 17 （ 2 + 17 (=N 框架 纵 梁 的 自重： （ 2 15+（ 15 2=N 半层 框架柱自