张家口某高校行政办公楼设计.doc

2 建筑设计概述2.1 设计依据： (1) 依据土木工程专业11届毕业设计任务书(2) 建筑结构荷载规范(3) 混凝土结构设计规范(4) 建筑抗震设计规范(5) 建筑地基基础设计规范及有关授课教材、建筑设计资料集、建筑结构构造上资料集等相关资料。(6) 遵照国家规定的现行各种设计规范、有关授课教材、建筑设计资料集、建筑结构构造上资料集等相关资料。2.2 设计规模：(1) 本次设计的题目为“张家口某高校行政办公楼设计”(2) 建筑面积：4131，结构共5层，各层层高均为3.3米.(3) 室内外高差0.450m，室外地面标高为-0.450m。2.3 各部分工程构造(1) 屋面： 防水层：三毡四油防水层 找平层：1：3 水泥沙浆20mm厚 保温层：150mm水泥蛭石保温层 结构层：120mm厚钢筋混凝土板 板底抹灰：20mm厚板下混合砂浆抹灰 楼板：120mm厚的钢筋混凝土板(2) 楼面: 瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 素水泥浆结合层一道 1：3水泥砂浆找平18mm120mm厚钢筋混凝土板20mm厚板下抹灰(3) 墙体：外墙370mm厚水泥空心砖墙，内墙为370mm厚水泥空心砖墙，楼梯间墙为370厚水泥空心砖墙，厕所均为370mm厚隔墙。(4) 门窗：门厅处为铝合金门，其他均为木门。双推拉塑钢窗，单层玻璃全封闭窗。(5) 基础：独立基础。 3 结构方案设计3.1 设计资料(1) 本工程抗震设防烈度为7度，设计地分组为第一组(2) 自然条件：雪荷载0.3KN/M，基本风压：0.35KN/M.(3) 地质条件：地质勘探以 0.000为基准面，地质分布具体情况见表1，类场地，7度设防建筑地点冰冻深度-1.2m。注： 拟建场地地形平坦，地下稳定水位距地表-6m。 建筑地点冰冻深度-1.2m。 建筑场地类别：类场地土。 地震设防基本烈度：7 度。3.2 结构方案：(1) 本工程为钢筋混凝土现浇框架结构。(2) 楼板采用现浇钢筋混凝土板。楼梯为现浇板式楼梯(3) 材料情况： 非重承水泥空心砖；砂浆等级为M5；混凝土：C30（基础、梁、板）、C30（柱）。纵向受力钢筋：HRB335级（梁）；HRB335级（柱）；箍筋：HPB235级钢筋，基础：HPB235级钢筋(4) 施工：梁、板、柱均现浇。4 荷载计算4.1初估梁柱截面：（1） 由轴压比限值条件N/fcA0.9(（三级框架）（框架柱的负荷面积内每平米按15kN/m2初估）N=1.3（93.3125）=2316.6kNAN/0.9fc=2316.61000/0.9/14.3=180000mm2A=bh b=h =424.26mm 初估：柱截面：bh=500mm500mm.（2）梁截面 主梁: h=(1/101/18)L=（500mm-900mm） 边跨取h=500mm, 中跨取h=500mm. b=(1/21/3)h且b不小于0.5倍柱宽且不小于250mm 取b=300mm 边横梁b*h=300*600 纵梁b*h=300*600 次梁b*h=250*500 走道梁b*h=250*500（3) 楼板：取h=120mm 4.2梁柱线刚度： 在计算梁的线刚度时，考虑楼板对梁刚度有利影响,认为翼缘参加工作,为简化计算，先按矩形截面计算惯性矩，然后乘以一个增大系数。现浇钢筋砼梁：边框架梁=1.5I0 中框架梁=2I0柱采用30混凝土 梁采用30混凝土，C3.0107 kN/mI0=1/12bh3(m4) i单位：KNm框架梁线刚度计算柱线刚度计算4.3 荷载计算（1） 荷载汇集 1、恒载标准值 1）屋面荷载：（为上人屋面） 30mm厚细石混凝土保护层 240.03=0.72 KN/M防水层：三毡四油防水层 0.4 KN/M 找平层：3 水泥沙浆20mm厚 200.02=0.4 KN/M 保温层：150mm水泥蛭石保温层 0.155=0.75 KN/M 结构层：120mm厚钢筋混凝土现浇板 0.1225=3.00 KN/M Gk=gk=5.27 KN/M 2）楼面： 瓷砖地面（包括粗砂打底） 0.55 KN/M找平层：25mm 1：3水泥沙浆 20.02=0.4 KN/M120mm厚钢筋混凝土现浇板 0.1225=3.00 KN/M10mm厚板底抹灰 0.0117= 0.17 KN/M Gk=gk=4.12 KN/M 3）梁柱子重： 4）墙重、门、窗重2、活荷载： 雪活载： 0.25 kN/m2 办公室： 2.00 kN/m2 走廊、楼梯： 2.50 kN/m2上人屋面： 2.00 kN/m2 6.75KN/m2 其中屋面积雪分布系数取1.03、各层楼层重量(各层重力荷载代表值计算1)二层下半层和一层上半层:首层板重： 4.1251.516.7=3543.41kn/m2一层梁重：1474.99Kn 首层柱重：657Kn 二层柱重：495Kn首层墙重：2067.98Kn 二层墙重：3448.62Kn活载：6.668+5.56.64+3.54+2.56.622+351+6.69x2.5=1705.80knG1=3543.41+1474.99+(657+495)/2+(2067.98+3448.62)/2+1705.800.5=9205.6Kn2)三层下半层和二层上半层二层板重：3543.41kn/m2 二层墙重3448.62Kn二层柱重:495Kn 二层梁重：1474.99Kn三层墙重：3448.62Kn 三层柱重：495Kn活载：1705.80knG2=3543.41+1474.99+495+3448.62+1705.800.5=9814.92Kn3)三层上半层和四层下半层以及四层上半层和五层下半层G3 =9814.92 G4=9814.92Kn4)五层上半层五层梁重:1474.99Kn 五层墙重：3250.04Kn五层板重：3543.41Kn/m2 五层柱子：495Kn女儿墙：634.8kn活载：51.516.70.25=215KnG5=3545.41+3250.04/2+1474.99+495/2+634.8/2+2150.5=8942.84Kn5 框架在竖向荷载作用下的内力分析5.1计算方法和荷载传递路线（1）计算方法 框架结构在竖向荷载作用下的内力计算采用力矩分配法，因为框架结构对称，荷载对称；又属于奇数跨，故在对称轴上梁的截面只有竖向位移（沿对称轴方向）没有转角。对称截面可取为滑动端。弯矩二次分配法是一种近似计算方法，即将各节点的不平衡弯矩同时作分配和传递，并以两次分配为限。(取一榀横向框架)（2）荷载传递路线对于边跨板，为6.6m3.5m,由于6.6/3.53.0 所以按双向板计算对于中跨板，为3.5m3.0m,由于3.5/3.01.4Tg=0.49 S 所以考虑顶部附加水平地震作用底部剪力为：1=(Tg/T1)0.9max=(0.35/0.50)0.90.08=0.056FEk=1Geq=0.0560.8563209.48=3008.77 kN 由公式 Fi=(GiHi/GjHj) FEk(1-n) n=0.08T1+0.07=0.1164横向框架顶点位移计算层数HiGiGiHi GiHi/GjHjFiVi621.913367.66292751.750.21870.161416518.519367.59354426.900.261077.342293.35414.719367.59284703.570.21870.163363.5311.119367.59214980.250.16662.984026.4927.519367.59145256.930.11455.804482.2913.919502.3176059.010.06248.624730.9剪力分布图见下图。6.3验算框架层间弹性位移角1.层数层间剪力I(kN)层间度i层间侧移ui=Vi/Di层 hi(m)Ui/hie6141615938520.88810-321.90.40610-41/550=0.001852293.3515938521.43910-318.30.078610-443363.515938522.11010-314.70.0001434026.4915938522.52610-310.10.0002524482.2915938522.81210-37.50.0003714730.921131122.23910-33.90.00057对于钢筋砼框架结构e=1/550, e 0.0033，取cu=0.00330按规范公式(7.1.4-1)(2)双筋计算基本公式，按规范公式(7.2.1-1)(3)求截面抵抗矩系数sh0=h-as=700-35=665mm(4)求受拉钢筋As及受压钢筋Ass smin=max0.002,0.45ft/fy=0.451.43/360=0.0018=0.00203 抗剪计算:(1)截面验算，按规范公式(7.5.1)Vmax=cfcbh0=0.251.00014.30300665=713213N=713.21kN V=379kN截面尺寸满足要求。(2)配筋计算，按规范公式(7.5.4-2)V 0.7ftbh0+1.25fyv(Asv/s)h0Asv/s = (V-0.7ftbh0)/(1.25fyvh0) = (378.57103-0.71.43300665)/(1.25210665) = 1.02468mm2/mm=1024.68mm2/m4 配置钢筋： (1)上部纵筋：计算As=420mm2， 实配4C12(452mm2 =0.22%)，配筋满足 (2)腰筋：计算构造As=bhw0.2%=399mm2， 实配610(471mm2 =0.22%)，配筋满足 (3)下部纵筋：计算As=1504mm2， 实配6C18(1527mm2 =0.73%)，配筋满足 (4)箍筋：计算Av/s=1025mm2/m， 实配8190四肢(1058mm2/m sv=0.35%)，配筋满足5 裂缝计算:(1)受拉钢筋应力计算,按规范公式(8.1.3-3)sk=Mk/(0.87h0As)=42860000/(0.876651527)=48.52N/mm2(2)按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率,按规范公式(8.1.2-4)te=As/Ate=As/(0.5bh)=1527/(0.5300700)=0.0145(3)裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数,按规范公式(8.1.2-2) 0.2, 取=0.2(4)最大裂缝宽度计算,按规范公式(8.1.2-1) Wmax=0.015mm 0.0033，取cu=0.00330按规范公式(7.1.4-1)(2)双筋计算基本公式，按规范公式(7.2.1-1)考虑地震作用组合，按规范表11.1.6，承载力抗震调整系数RE=0.75以下计算中弯矩取值按 M=MRE=20.300.75=15.23kN.m(3)求截面抵抗矩系数sh0=h-as=700-35=665mm(4)求受拉钢筋As及受压钢筋Ass smax=b(1-0.5b)=0.3837受压钢筋按构造配筋As=sminbh=0.20%200700=280mm2Ms=Asfy(h0-as)=280360.00(665-35)=63504000s 0, 取s=0As1=1fcbh0/fy=0.0001.0014.30200665/360.0