土木工程专业毕业设计计算书.doc

部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 毕业设计 徐州新城区伟丰集团办公楼徐州新城区伟丰集团办公楼 XUZHOU NEW CITY AREA WEI FENG GROUP OFFICE BUILDING 学生姓名 学院名称 专业名称 指导教师 年 月 日 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 摘要 本设计为徐州新城区伟丰集团办公楼设计 主体为 4 层框架结构 设计内 容包括建筑设计部分和结构设计部分 建筑部分包括建筑平面图 立面图 剖 面图 楼梯详图以及建筑说明图 车库位于底层 结构计算内容有荷载计算 内力计算 内力组合 截面计算等几方面的计算和设计 标准层为 3 6 米 柱 的尺寸采用 500mm 500mm 边跨梁采用 250mm 600mm 中跨梁采用 250mm 400mm 边柱连系梁采用 250mm 600mm 中柱连系梁采用 250mm 400mm 本设计选取一榀框架进行计算 在确定计算简图之后 先进行 了重力荷载代表值的计算 接着利用顶点位移法求出自振周期 按底部剪力法计 算水平地震荷载作用大小 用 D 值法求出在水平地震作用和风荷载作用下的结 构内力 弯矩 剪力 轴力 用分层法计算竖向荷载 恒载及活荷载 作用下 的结构内力 由所得的内力进行内力组合 再找出最不利的一组或几组内力组 合进行梁 柱的配筋计算并绘图 接着进行楼板 楼梯 基础的配筋计算 完 成了平台板 梯段板 平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制 屋面为 上人屋面 板的设计采用双向板设计 基础采用柱下独立基础 基础设计包括 荷载计算 基础承载力计算 冲剪计算 基础配筋计算等等 板的设计采用双 向板设计 关键词关键词 框架 结构设计 抗震设计 楼梯 基础 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 Abstract The graduation design is a Xuzhou new city area Wei feng group office building is a concrete frame structure the design for the office building the structure of the design and calculation The design consists of architectural design and structural design Part of the architectural design the spirit of comfort safety economy design principles in accordance with the relevant building code requirements completed the building plane elevation profile and detail structure design pay attention to the use of economic reasonable advanced construction technology Structural design the architectural design basis reasonably determine the structure scheme and structure arrangement structure calculation in the part of the main building chooses one typical frame and column foundation is calculated including determining the beam column section size and frame calculation diagram load calculation calculation of lateral displacement of the frame frame under horizontal and vertical force under the action of internal force analysis combination of internal force and cross section design foundation design and complete the part of structure calculation such as stair calculation The final results of graduation design include the design specification architectural design structure design and construction plans building plane elevation section and structural drawings base map structural plan layout drawing frame beam column construction drawing stair structure construction drawing Key words office building frame structure construction design 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 目 录 1 绪论 1 1 1 工程概况 1 1 1 1 设计原始资料 1 1 1 2 自然条件 1 1 2 建筑设计 2 1 2 1 概述 2 1 2 2 建筑平面设计 2 1 3 建筑立面设计 4 1 4 剖面设计 5 1 5 建筑细部具体构造做法 5 2 结构设计 8 2 1 设计资料 8 2 2 结构方案选取 8 2 2 1 竖向结构体系选取 8 2 2 2 水平结构体系选取 9 2 2 3 基础形式选取 9 2 3 结构布置 9 2 3 1 水平布置 9 2 3 2 计算单元 10 2 4 框架梁 柱尺寸确定 10 2 4 1 框架梁尺寸估算 10 2 4 2 框架柱尺寸估算 11 2 4 3 板厚 11 2 4 4 基础 11 2 4 5 层高 11 2 4 6 框架计算简图 12 2 5 荷载计算 12 2 5 1 恒荷载计算 12 2 5 2 楼面活荷载计算 15 2 5 3 风荷载计算 16 2 5 4 地震作用计算 17 2 6 内力计算 22 2 6 1 恒荷载作用下内力计算 22 2 6 2 风荷载作用下内力计算 29 2 6 3 水平地震作用下内力计算 34 2 6 4 活载作用下内力计算 37 2 7 梁端剪力及柱轴力 剪力的计算 44 2 8 内力组合 47 2 8 1 框架梁内力组合 47 2 8 2 框架柱内力组合 51 3 截面设计 55 3 1 承载力抗力调整系数 55 RE 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 3 2 横向框架梁截面设计 55 3 2 1 底层框架梁 55 3 2 2 梁的斜截面强度计算 57 3 2 3 第二 三 四层框架梁配筋 59 3 3 柱截面设计 60 3 3 1 底层 B 柱截面设计 60 3 3 2 标准层 B 柱截面设计 65 3 3 3 底层 A 柱截面设计 68 3 3 4 标准层 A 柱截面设计 71 3 3 5 节点设计 73 3 4 板的设计 74 3 5 楼梯设计 75 3 5 1 计算简图及截面尺寸 75 3 5 2 设计资料 76 3 5 3 梯段板设计 76 3 5 4 平台板计算 77 3 5 5 平台梁计算 78 3 6 基础设计 79 3 6 1 内柱独立基础设计 79 3 6 2 外柱独立基础设计 84 结论 89 致谢 90 参考文献 91 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 1 绪论 1 1 工程概况 1 1 1 设计原始资料 工程为徐州新城区伟丰集团办公楼设计 位于徐州市新城区 办公楼建筑面积为 4808 16 建筑主体 4 层 各层布局为办公室 多媒体室 会议室 阅览室 消防控制中心 休息室 打印室等等 1 1 2 自然条件 1 气象资料 某市自然条件及气候条件 基本风压值 0 35 2 mKN 基本雪压 0 35 2 mKN 2 地质资料 规划用地范围内地形平缓 地质条件均匀 良好 常年地下水位约在地表下 2m 处 无 侵蚀性 场地土壤属 类建筑场地 l 土层为粉质粘土 平均厚度约为 3 5m 承载力标准 值不小于 130kPa 2 土层为粘土 平均厚度约为 6m 承载力标准值不小于 140kPa 土壤最 大冻结深度 0 5m 场地地下水为孔隙潜水 勘察期间地下水位埋深为 2 0 米 受降水影响明显 根据水质 分析结果 按 岩土工程勘察规范 GB 50021 2001 中第 12 2 节 判定场地地表水和地 下水对钢筋混凝土和钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性 对钢结构有弱腐蚀性 在本场地内采集三组地下水位以上土壤样品进行易溶盐分析 结果详见附件 土壤易溶 盐试验测试报告 根据测试结果 判定地下水位以上土体对钢筋混凝土无腐蚀性 对钢筋 混凝土中的钢筋无腐蚀性 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 1 2 建筑设计 1 2 1 概述 在进行建筑设计时 我综合考虑了基地环境 使用功能 结构选型 施工材料 设备和 建筑艺术等问题 合理安排了建筑内部各种使用功能和使用空间 并使建筑与周围外部环境 相协调 本设计为徐州新城区伟丰集团办公楼设计 呈矩形 主体四层 总建筑面积 4808 16 各层布局为办公室 多媒体室 会议室 阅览室 消防控制中心 休息室 打印室等等 办公楼的规划布局 应综合考虑路网结构 公建与住宅布局 群体组合 绿地系统及空 间环境等的内在联系 构成一个完善的 相对独立的有机整体 并应遵循下列原则 1 方便 生活 有利组织管理 2 组织与居住人口规模相对应的公共活动中心 方便经营 使用和社 会化服务 3 合理组织人流 车流 有利安全防卫 4 布置合理 空间丰富 环境美 体现 地方特色 居住区的空间与环境设计应遵守下列原则 1 合理布置公共服务设施 避免烟 气 味 尘及噪声对工作人员的污染和干扰 2 建筑应体现地方风格 突出个性 群体建筑与空间层 次应在协调中求变化 3 精心设置建筑小品 丰富与美化环境 4 注重景观与空间的完整性 5 公共活动空间的环境设计 应处理好建筑 道路 广场 院落 绿地和建筑小品之间及其 与人活动之间的相互关系 居住区住宅建筑与规划设计 应综合考虑用地条件 选型 朝向 间距 绿地 层数与密度 布置方式 群体组合和空间环境等因素确定 居住区公共服务设施包括教育 医疗卫生 文化体育 行政管理等设施 公共服务设施 项目指标应按有关规范规定确定 绿地率新区建设不应低于 30 1 2 2 建筑平面设计 建筑平面设计是在熟悉使用空间及其使用要求的基础上 进一步分析建筑整体的使用要 求 分析各使用空间之间及使用空间与交通联系空间之间的相互关系 综合考虑技术 经济 和建筑艺术等方面的要求 结合整体规划 场地环境等具体条件 将各使用空间和交通联系 空间在水平方向上相互联系和结合 组成一个有机的建筑整体 在建筑平面设计过程中 由于设计题目为办公楼 建筑的功能要求比较多 所以我首先 从建筑的功能着手 分析其使用空间的结合 先把建筑中使用功能相同或联系紧密的使用空 间组合在一起形成一区 平面设计必须按不同的功能要求分类并进行分区布局 使之既有明 确的分区和隔离 又有必要的联系 一般而言 对于使用中联系密切的各部分要相近布置 对于使用中有干扰的部分 则要求适当地分隔 同时考虑 闹静 与 动静 的关系和特点 将需要安静环境的用房尽可能离开产生噪声的用房布置 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 1 2 2 1 办公室 接待室等 应保证办公空间有直接采光和自然通风的条件 办公室是工作之地 应配以办公桌椅 电话 饮水机等必需用品 接待室是为了满足外来人员 领导上级 兄弟单位来人时而设立的 这样为了方便他人 在现阶段办公楼中 已成为必不可少的居住空间 本条要求保证这一空间能直接采光和自然 通风 宜有良好的视野景观 有独立的卫生间 主要功能是接待客人 宜有适当的空间来布 置家具 1 2 2 2 卫生间 本条要求每间卫生间应设的三件洁具为便器 拖把池和洗面器 有几点基本的要求 一 以洁具低限尺度以及卫生活动空间计算最低面积 二 不考虑排便活动与洗漱活动的空间借用 三 卫生间均应采取防水和隔声和便于检修的措施 1 2 2 3 贮藏空间 常因通风防潮不良造成贮藏室霉烂 本条要求对设于底层或靠外等容易受潮的贮藏柜应 采取防潮措施 所有壁柜内均应平整 光洁 1 2 2 4 门 窗 本条要求当窗台距地面低于 0 90m 时 采取防护措施 本办公楼窗台设计距地面均为 0 9 米 所有不需要采取防护措施 面向走廊的窗 窗扇不应向走廊开启 否则应保证一定高度或加大走廊宽度 以免妨碍 交通 一般的房门总是向内开启的 可避免妨碍楼梯间的交通 本条规定外开时不应妨碍交通 一般可采用加大楼梯平台 设大小扇门 入口处设凹口等措施 以保证安全疏散 各部位门 洞的最小尺寸是根据使用要求的最低标准提出的 门的材料构造过厚或有特殊要求时 应留 有余地 1 2 2 5 楼梯 本设计中 建筑主体为四层 故采用了楼梯作为垂直交通手段 本建筑共设两部楼梯 作为垂直交通工具 1 楼梯形式的选择 楼梯常见的形式有板式楼梯和梁式楼梯 梁式楼梯由踏步板 斜梁 平台板和平台梁组成 踏步板支承在斜梁上 斜梁再支承在平台梁上 作用于楼梯上 的荷载先由踏步板传给斜梁 再由斜梁传至平台梁 梁式楼梯梯段板较薄 可以节省材料 当梯段板较长时 梁式楼梯较为经济 但这种楼梯施工复杂 外观也显得比较笨重 板式楼 梯具有下表面平整 施工支模方便 外观比较轻巧的优点 是一种斜放的板 板端支承在平 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 台梁上 作用于梯段上的荷载直接传至平台梁 当梯段跨度较小时 采用板式楼梯较为合适 但其斜板较厚 为跨度的 1 25 1 30 本工程均采用板式楼梯 2 楼梯踏步的尺寸 考虑到人们行走的舒适性 便于疏散等要求 标准层取踏面宽 300mm 踢面高 163mm 163 22 3600mm 底层楼梯踏面宽 300mm 踏面高 175mm 175 24 4200mm 楼梯坡度接近 30 度 3 梯段和平台的尺寸 梯段宽取决于同时通过的人流的股数及是否经常有通过一些 设备的需要 再结合本建筑的一些布置特点 梯段宽取 1850mm 平台的跨度取 1800mm 4 楼梯扶手的确定 楼梯的扶手应坚固适用 其高度为 1000mm 在楼梯的起始及终 结处 扶手均自其前缘向前伸出 300mm 且出于安全因素 扶手末端向下布置 1 3 建筑立面设计 建筑的立面设计是在符合使用功能和结构构造等要求的前提下对建筑空间造型的进一步 美化 运用建筑造型和立面构图的一些规律 紧密结合平面 剖面的内部空间组合而进行的 因此在立面设计中一应反映出建筑的性格 即建筑的使用性质 二应反映内部空间及其组合 情况 三应反映自然条件和民族特点的不同 四应适应基地环境和建筑规划的总体要求 本设计在立面上看起来显的比较简单 但是在墙面涂料的色彩上 用分格条把这个立面 的色调区别开来 分别刷有淡蓝色乳胶漆和白色乳胶漆 显的比较质朴 典雅 在窗户处理 上 整个立面大体上采用了两种形式的窗户 较大的截面尺寸使得整个建筑显的很稳重 总 体上说 整个建筑在立面设计上力求达到活泼 简洁 朴素 典雅的效果 通过对空间的综 合利用 以端庄朴实无华的形象来表达教学建筑的丰富文化内涵 达到形式和内容的统一 使环境得到改善 建筑形态是一种人工创造的物质形态 建筑形态构成是在基本建筑形态构成理论基础上 探求建筑形态构成的特点和规律 为便于分析 把建筑形态同功能 技术 经济等因素分离开来 作为纯造型现象 抽象 分解为基本形态要素 点 线 面 体 空 探讨和研究其视觉特性和规律 建筑形态构成的要素主要分为点 线 面 体四大要素 点有一定形状和大小 如体和 面上的点状物 顶点 线之交点 体棱之交点 制高点 区域之中心点等 点的不同组合排 列方式产生不同的表情 点在构图中有积聚性 求心性 控制性 导向性等作用 线分实存 线和虚存线 实存线有位置 方向和一定宽度 但以长度为主要特征 虚存线指由视觉 心理意识的线 如两点之间的虚线及其所暗示的垂直于此虚线的中轴线 点列所组成的线及 结构轴线等 线在构图中有表明面与体的轮廓 使形象清晰 对面进行分割 改变其比例 限制 划 分有通透感的空间等作用 面分实存面和虚存面 实存面的特征是有一定厚度和形状 有规 则几何图形和任意图形 虚存面是由视觉 心理意识到的面 如点的双向运动及线的重复 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 所产生的面感 面在构图中有限定体的界限 以遮挡 渗透 穿插关系分割空间 以自身的比例划分产 生良好的美学效果 以自身表面的色彩 质感处理产生视觉上的不同重量感等作用 面的空 间限定感最强 是主要的空间限定因素 体也有实体和虚体之分 实体有长 宽 高三个量度 形状上分为有规则的几何体和不 规则的自由体 各产生不同的视觉感受 如方向感 重量感 虚实感等 虚体 空间 自身 不可见 由实体围合而成 具有形状 大小 及方向感 因其限定方式不同 而产生封闭 半封闭 开敞 通透 流通等不同的空间感受 1 4 剖面设计 建筑剖面设计的任务是确定建筑各部分空间的高度 建筑的层数 建筑空间的利用以及 处理建筑剖面中结构构造关系等问题 建筑剖面设计的实质是对使用空间 交通联系空间进 行竖向的组合布局 建筑剖面设计和建筑的使用 造价 节约用地等有很大的关系 而且要 结合平面一起考虑 才能有助于剖面设计的完成 层高是剖面设计的重要数据 是工程常用 的控制尺寸 本设计中层高的确定除了考虑室内净高与结构 构造所需的高度外 还使其符 合建筑模数的要求 建筑剖面组合则是根据建筑竖向使用要求 解决层高 层数和建筑在高 度方向的安排方式 并协调这些因素与 造型力求简洁 之间的矛盾 办公楼标准层高 3 6m 办公室内有穿堂风 因而对流风速有所增加 室内湿度却随穿 堂风的增加而减小 因此要改善室内微小气候 关键是减小夏季辐射对室温的影响 改善平 面布置的通风条件 组织穿堂风加速室内热气的散发 卫生间顶板下的排水横管即便靠墙布置 其管底 特别是存水弯 的底部距楼 地面净 距若太低 常常造成碰撞并且妨碍门 窗户开启 本条要求其净距不得低于 2 20m 1 5 建筑细部具体构造做法 基础做法 采用柱下独立基础 混凝土等级为 C30 垫层为素混凝土 C10 垫层高 100mm 地面做法 1 15 厚 1 2 厚水泥白石子磨光打蜡 2 20 厚 1 3 水泥砂浆找平层 3 50 厚 C15 混凝土随捣随抹 4 100 厚碎石或碎砖夯实 5 素土夯实 楼面做法 1 15 厚 1 2 白水泥石子磨光打蜡 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 2 20 厚水泥砂浆找平层 3 120 厚钢筋混凝土楼板 屋面做法 1 40 厚 C20 细石混凝土 粉平底光 2 铺细砂一层 再干铺纸胎油脂一层 3 20 厚 1 3 水泥砂浆找平层 4 70 厚水泥防水珍珠岩块或沥青珍珠岩块保温层 5 20 厚 1 3 水泥砂浆找平层 6 120 厚钢筋混凝土板 卫生间做法 1 小瓷砖地面 素水泥浆檫缝 2 3 4 厚 1 4 水泥胶合层 3 20 厚 1 3 水泥砂浆找平层 4 素水泥砂浆结合层一道 5 100 厚现浇钢筋混凝土楼板 6 20 厚的抹灰 石灰砂浆 卫生间的墙面做法 瓷砖墙面 1 5 厚釉面砖白水泥浆擦缝 2 6 厚 1 0 1 2 5 水泥石灰膏砂浆结合层 3 12 厚 1 3 水泥砂浆打底 踢脚做法 采用地砖踢脚 台度 1 8 厚地砖素水泥擦缝 2 5 厚 1 1 水泥细砂结合层 3 12 厚 1 3 水泥砂浆打底 内墙做法 1 15 厚 1 3 水泥砂浆抹面 2 5 厚 1 1 水泥砂浆粘结层 3 20 厚抹灰 外墙面做法 1 刷乳胶漆 外墙用 2 6 厚 1 2 5 水泥砂浆粉面压实抹光 水刷带出小麻面 3 12 厚 1 3 水泥砂浆打底 外墙饰面 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 1 棕色仿石面砖饰面 2 白色涂料饰面 3 米色面砖饰面 4 GRC 成品欧式挂件 5 墨绿色铝合金百叶 散水做法 混凝土水泥沙浆面散水 带垫层 1 15 厚 1 2 水泥砂浆抹面 压实抹光 2 60 厚 C15 混凝土 上撒 1 1 水泥砂子压实抹光 3 120 厚碎石或碎砖垫层 4 素土夯实 向外坡 4 墙基防潮 防水砂浆防潮层 20 厚 1 2 水泥砂浆掺 5 避水浆 位置一般在 0 06 标高处 坡道台阶 水泥台阶 1 20 厚 1 2 5 水泥砂浆抹面 2 素水泥浆一遍 3 70 厚 C15 混凝土台阶面外坡 1 4 200 厚碎石或碎砖石 灌 1 5 水泥砂浆 5 素土夯实 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 2 结构设计 2 1 设计资料 结构类型 混凝土框架结构 工程环境 本工程位于江苏省徐州市 抗震设防烈度 7 度 第一组别 设计地震基本加速度值为 0 1g 场地土 类 设计使用年限 50 年 2 2 结构方案选取 2 2 1 竖向结构体系选取 选择合理的抗侧力结构体系 进行合理的结构或构件布置 使之具有较大的抗侧刚度和 良好的抗风 抗震性能 是结构设计的关键 同时还须综合考虑建筑物高度 用途 经济及 施工条件等因素 常见的竖向结构体系包括砖混结构体系 框架结构体系 剪力墙结构体系 框架 剪力墙结构体系以及筒体结构体系等 砖混结构体系 主要由墙体承受竖向荷载 楼板层承受水平荷载 同时设置构造柱加强 墙体的稳定性 设置圈梁增强建筑物的空间刚度及整体性 其自重大 且不利于抗震 加上 浪费粘土资源 因此目前限制使用 框架结构体系 由梁柱连接而成 具有建筑平面布置灵活 造型活泼等优点 可以形成 较大的使用空间 易于满足多功能的使用要求 在结构受力性能方面 框架结构属于柔性结 构 自振周期长 地震反应较小 经合理设计可具有较好的延性性能 其缺点是结构抗侧刚 度较小 在地震作用下侧向位移较大 剪力墙结构体系 由剪力墙同时承受竖向荷载和侧向力的结构 剪力墙是利用建筑外墙 和内隔墙位置布置的钢筋混凝土结构墙 承受竖向荷载在墙体内产生的向下的压力及侧向力 在墙体内产生的水平剪力和弯矩 因此剪力墙具有较大的承受侧向力的能力 但墙体太多 混凝土和钢筋的用量增多 材料强度得不到充分利用 既增加了结构自重 又限制了建筑上 的灵活多变 框架 剪力墙结构体系 既保留了框架结构建筑布置灵活 使用方便的优点 又具有剪 力墙结构抗侧刚度大 抗震性能好的优点 同时充分发挥材料的强度作用 具有较好的技术 经济指标 一般 10 40 层的高层建筑可采用该结构 筒体结构体系 主要有核心筒和框筒结构组成的空间受力结构 筒体结构抗侧刚度大 整体性好 建筑布置灵活 能提供很大的可以自由分隔的使用空间 特别适用于 30 层以上 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 或 100m 以上的超高层建筑 本办公楼的建筑高度为 16 米 主体四层 在楼层高度及建筑物高度均比较小的情况下 其结构的抗侧刚度及抗震性都较容易满足 根据现代办公楼的功能使用性 要求建筑平面布 置比较宽阔 可以形成较大的使用空间 因此 选用框架结构为该办公楼的竖向结构体系 2 2 2 水平结构体系选取 常见的水平结构体系有 现浇楼盖 叠合楼盖 预制板楼盖 组合楼盖等 现浇楼盖结构 可分为肋梁楼盖 密肋楼盖 平板式楼盖和无粘结预应力现浇平板楼盖 等 肋梁楼盖结构具有良好的技术经济指标 可以最大限度地节省混凝土和钢筋的用量 能 充分发挥材料的作用 结构整体性好 抗震性能好 且结构平面布置灵活 易于满足楼面不 规则布置 开洞等要求 容易适用各种复杂的结构平面及各种复杂的楼面荷载 其余结构不 详加说明 叠合楼盖 在预制钢筋混凝土薄板上 再现浇一层钢筋混凝土并使之共同工作的楼盖结 构 其优点是整体性好 刚度大 施工方便 节省模板 预制板楼盖 可分为预制预应力大楼板和预制预应力多孔板 其施工方便 工业化程度 高 但刚度较小 整体性差 抗震性弱 在抗震区使用较少 组合楼盖 由底部的压型钢板和上部的混凝土现浇层组成 其优点是自重轻 楼板厚度 小 节省模板 施工方便 施工周期较短 缺点是用钢量大 造价高 因此 选用现浇楼盖结构中的肋梁楼盖为该办公楼的水平结构体系 2 2 3 基础形式选取 框架结构柱下基础的常见形式有钢筋混凝土独立基础 条形基础 十字形基础 筏板基 础 箱型基础以及桩基础等 因该地区工程地质条件较好 地基承载力较高 能满足一般建 筑物的要求 加上建筑物柱网布置均匀 平面布置比较对称 因此上部荷载比较均匀且不大 同时考虑到经济因素 因此选择了柱下独立基础 2 3 结构布置 2 3 1 水平布置 水平布置见图 2 1 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 图 2 1 柱网布置 2 3 2 计算单元 按楼面竖向传递路线的不同 承重框架的布置方案有横向框架承重 纵向框架承重和纵 横向框架混合承重 本设计选取比较有代表性的一榀框架作为计算单元 如图 2 2 所示 图 2 2 一榀框架计算单元 2 4 框架梁 柱尺寸确定 2 4 1 框架梁尺寸估算 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 边跨 AB CD 梁 取 h 1 12 1 8 6600mm 550 825mm 取 h 600mm b 1 3 1 2 600mm 200mm 300mm b h 250 600mm 中跨 BC 梁 取 h 1 12 1 8 2700mm 225 337 5mm b 1 3 1 2 300mm 100 150mm 为方便施工 取 h 400mm b 250mm 边柱 A D 轴 连系梁取 250 600mm 中柱 B C 轴 连系梁取 250 400mm 2 4 2 框架柱尺寸估算 柱截面尺寸可按柱的轴压比按下列公式计算 N F E g n AC N N fc N 为柱组合的轴压比设计值 F 为简支状态计算柱的负载面积 为折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值 可根据实际荷载计算 也可取 E g 12 15kN m 对于边柱取 1 3 不等跨取 1 25 等跨取 1 2 为层数 n 为柱截面的面积 c A Fc 为混凝土轴心抗压强度设计值 柱梁采用 C30 混凝土 N 框架轴压比限值 该框架的抗震等级为 2 级 其轴压比限值为 0 75 各层 的重力荷载代表值为近似取 13KN m 2 边柱负载面积为 3 3 4 2 13 86m2 中柱负载面积为 4 2 3 3 1 35 19 53m2 边柱 Ac 1 3 13 86 13 4 0 9 14 3 103 0 0728 m2 中柱 Ac 1 25 19 53 13 4 0 9 14 3 103 0 0986 m2 综合考虑 边柱 中柱尺寸均取 500mm 500mm 2 4 3 板厚 填充墙采用 200 厚的非承重空心砖 门厅处为铝合金门窗 其余门为木门 窗为铝合金 楼盖及屋盖采用现浇混凝土结构 按结构要求 屋面 楼面均为 120mm 2 4 4 基础 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 选用柱下独立基础 基础混凝土 C30 钢筋 HRB335 基础埋深 1 6m 2 4 5 层高 取顶层的形心线作为框架柱的轴线 梁轴线取至板底 2 4 层柱高即为层高 取 3 6m 底层柱高从基础顶面取至一层板底 即 h 4200 900 500 5600mm 5 6m 2 4 6 框架计算简图 框架计算简图如图 2 3 所示 图 2 3 结构计算简图 在求梁截面惯性矩时考虑到现浇了楼板翼缘作用 取 为不考虑楼板翼缘作用 0 II 0 I 的梁截面惯性矩 AB CD 跨梁 i 2Ec 1 12 0 25 0 63 6 6 1 36 10 3Ec m3 BC 跨梁 i 2Ec 1 12 0 25 0 43 2 7 0 99 10 3Ec m3 上部各层柱 i Ec 1 12 0 5 0 53 3 6 1 447 10 3Ec m3 底层柱 i Ec 1 12 0 5 0 53 5 6 0 93 10 3Ec m3 2 5 荷载计算 2 5 1 恒荷载计算 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 1 屋面框架梁线荷载标准值 40 厚 C20 细石混凝土面层 0 04 22 0 88kN m2 纸胎油脂一层 0 05 kN m2 20 厚 1 3 水泥砂浆找平层 0 02 20 0 4 kN m2 120 厚钢筋混凝土楼板 0 12 25 3 0kN m2 屋面恒荷载 4 33kN m2 边跨 AB CD 跨 框架梁自重 0 25 0 60 25 3 75kN m 梁侧粉刷 2 0 6 0 12 0 02 17 0 34kN m 共 4 09kN m 中跨 BC 跨 框架梁自重 0 25 0 4 25 2 5kN m 梁侧粉刷 2 0 4 0 12 0 02 17 0 204kN m 共 2 704kN m 因此作用于顶层框架梁上的线荷载为 mkN CD 09 4 gg 144AB1 mkN BC 704 2g 14 mNg CDAB k186 182 433 4 g 2424 mN BC k691 117 233 4 g 24 2 楼面框架梁线荷载标准值 25 厚 1 2 白水泥石子磨光打蜡 0 05kN m2 20 厚 1 3 水泥砂浆找平 0 02 20 0 4kN m2 120 厚钢筋混凝土楼板 0 12 25 3 0kN m2 楼面恒荷载 3 95kN m2 边跨框架梁及梁侧粉刷 4 09kN m 边跨填充墙自重 0 20 3 6 0 6 19 11 4kN m 墙面粉刷 3 6 0 6 0 02 2 17 2 04kN m 中跨框架梁及梁侧粉刷 2 704kN m 因此 作用在中间层框架梁上的线荷载为 mkNgCD AB 53 1704 2 4 1109 4 g 11 mkN BC 704 2g 1 mkNgCD AB 59 162 495 3 g 22 mkN BC 665 107 295 3g 2 3 屋面框架节点集中荷载标准值 边柱连系梁自重 0 25 0 6 4 2 25 15 75kN 粉刷 0 02 0 6 0 12 2 4 2 17 1 37kN 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 1m 高女儿墙自重 1 4 2 0 2 19 15 96kN 粉刷 1 0 02 2 4 2 17 2 86kN 连系梁传来屋面自重 0 5 4 2 0 5 4 2 4 33 19 1kN 顶层边节点集中荷载 NGG DA k04 55 44 中柱连系梁自重 0 25 0 6 4 2 25 15 75kN 粉刷 0 02 0 6 0 12 2 4 2 17 1 37kN 连系梁传来屋面自重 0 5 4 2 4 2 2 7 1 2 4 58 17 62kN 0 5 4 2 0 5 4 2 4 33 19 1kN 顶层中节点集中荷载 NGG CB k84 53 44 4 楼面框架节点集中荷载标准值 边柱连系梁自重 15 75kN 粉刷 1 37kN 铝合金自重 2 0 1 2 2 0 4 1 92kN 窗下墙体自重 0 20 0 9 4 2 0 5 19 12 624kN 粉刷 2 0 02 0 9 3 9 17 2 39kN 窗边墙体自重 4 2 2 4 0 5 2 0 20 19 9 88kN 粉刷 1 3 2 2 0 02 17 1 768kN 框架柱自重 0 5 0 5 3 6 25 22 5kN 粉刷 1 08 0 02 3 6 17 1 32kN 连系梁传来楼面自重 0 5 4 2 0 5 4 2 3 95 17 42kN 中间层边节点集中荷载 NGG DA k942 86 中柱连系梁自重 15 75kN 粉刷 1 37kN 内纵墙自重 4 2 0 5 3 6 0 4 0 2 19 44 992kN 粉刷 3 8 3 2 2 0 02 17 8 27kN 扣除门洞重加门重 2 1 1 0 53 99 8 27 3 8 3 2 0 2 10 33kN 框架柱自重 22 5kN 粉刷 2 142kN 连系梁传来楼面自重 0 5 4 2 4 2 2 7 1 35 3 95 15 2kN 0 5 4 2 0 5 4 2 4 33 19 1kN 中间层中点集中荷载 NGG CB k994 118 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 5 恒荷载作用下结构的计算简图 图 2 4 恒荷载作用下结构计算简图 2 5 2 楼面活荷载计算 楼面活荷载作用下的结构计算简图如图 2 5 所示 各种活载为 屋面活荷载 1 5 kN m2 办公楼面活载 2 0 kN m2 走廊楼面活载 2 5 kN m2 图中各荷载计算如下 顶层荷载 1 5 4 2 6 3kN m 44ABCD pp 1 5 2 7 4 05kN m 4BC p 0 5 4 2 0 5 4 2 1 5 6 615kN 44AD PP 0 5 4 2 4 2 2 7 1 35 1 5 0 25 4 2 4 2 1 5 12 385kN 44BC PP 中间层荷载 2 0 4 2 8 4kN m ABCD pp 2 5 2 7 6 75kN m BC p 0 5 4 2 0 5 4 2 2 0 8 82kN AD PP 0 5 4 2 4 2 2 7 1 35 2 5 0 25 4 2 4 2 2 5 20 64kN BC PP 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 图 2 5 活荷载作用下结构计算简图 2 5 3 风荷载计算 风压标准值计算公式 z s z o 式中 风荷载标准值 kN m2 z 高处 z 处的风振系数 s 风荷载体型系数 z 风压高度变化系数 o 基本风压 基本风压值为 0 35kN m2 因结构高度小于 30m 故取 z 1 0 对于矩形平面 s 1 3 可查荷载规范 将风荷载 换成作用于框架每层节点上的集中荷载 计算过程如表 2 1 所示 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 地面粗糙类别为 B 计算结果如图 2 6 所 示 表 2 1 风荷载计算 层次 z s Z m z o A m2 Pw kN 4 1 01 315 91 1440 3511 766 12 3 1 01 312 31 060 3515 127 29 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 2 1 01 38 71 000 3515 126 88 1 1 01 35 71 000 3518 278 31 其中 第一层 A 0 5 5 1 3 6 4 2 18 27 第二层 A 3 6 4 2 15 12 第三层 A 3 6 4 2 15 12 第四层 A 3 6 0 5 1 4 2 11 76 图 2 6 风荷载作用下结构计算简图 2 5 4 地震作用计算 2 5 4 1 重力荷载代表值 重力荷载代表值是指结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和 是表示地震发 生时根据遇合概率确定的 有效重力 集中于各质点的重力荷载代表值 为计算单元范围内各层楼面上的重力荷载代表值及上 下各半层的墙 柱等重量 无论是否为上人屋面 其屋面上的可变荷载均取雪荷载 顶层重力荷载代表值包括 屋面板自重 50 屋面雪荷载 纵横梁自重 女儿墙自重 半层柱自重和半层墙自重 其他层重力荷载代表值包括 楼面板自重 50 楼面活荷载 纵横梁自重楼面上下各半 层柱及墙体自重 1 顶层 G4计算 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 1 屋面恒载 4 33 6 6 2 7 6 6 4 2 289 16kN 2 女儿墙 2 1 0 2 19 1 0 02 2 17 4 2 37 63kN 3 纵向框架梁自重包括粉刷 15 75 1 37 4 68 48kN 4 横向框架梁自重包括粉刷 4 09 6 6 6 6 2 704 2 7 61 29kN 5 半层柱自重 4 22 5 2 45kN 6 半层墙自重 外纵墙 北 4 2 0 5 3 6 0 6 0 2 19 2 2 0 0 9 0 2 19 2 2 0 0 9 0 4 42 9kN 外纵墙 南 42 9kN 内纵墙 北 4 2 0 5 3 6 0 4 0 2 19 10 33 34 662kN 内纵墙 南 34 662kN 横墙 6 6 0 5 2 3 6 0 6 2 7 1 3 6 0 4 19 0 2 159 75kN 半层墙自重 1 2 42 9 2 34 662 2 1 2 154 75 157 44kN 7 50 雪载 0 35 15 9 4 2 0 5 11 69kN 合计 985 564kN 2 G3 G2计算 1 楼面恒载 3 95 6 6 2 7 6 6 4 2 263 78kN 2 纵向框架梁自重包括粉刷 68 48kN 3 横向框架梁自重包括粉刷 61 29kN 4 一层柱自重 90kN 5 一层墙自重 314 88kN 6 50 楼面活载 0 5 2 0 15 9 4 2 66 78kN 合计 865 21kN 3 G1计算 1 楼面恒载 263 78kN 2 纵向框架梁自重包括粉刷 68 48kN 3 横向框架梁自重包括粉刷 61 29kN 4 一层柱自重 1 2 4 0 52 3 6 5 6 25 115kN 5 一层墙自重 157 44 1 2 4 2 0 5 5 6 0 6 0 2 19 2 0 9 2 0 0 2 19 1 44 2 1 2 15 9 1 35 0 5 5 6 0 6 0 2 19 157 44 29 03 133 475 319 9kN 合计 828 45kN 2 5 4 2 横向框架梁自振周期 结构的基本自振周期为 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 1 1 7 TT T 式中 为基本周期系数 考虑填充墙的影响 框架取 0 6 到 0 7 T 为框架的顶点位移 在没有求出框架周期前 无法求出框架的地震力及位移 是 T T 将框架的重力荷载代表值视为水平作用力 求得假想的框架顶点位移 再用 T1 求得框架的底部剪力 进而求得框架各层剪力和结构的真正位移 1 T T 对于框架结构 T按下列公式计算 1 n Gik k VG 1 Gi s i ij j u V D 1 n T k k u u 式中 为集中在 K 层楼面处的重力荷载代表值 k G 为把集中各层楼面处的重力荷载代表值视为水平荷载而得到的第 i 层的层间剪力 Gi V 为第 i 层的层间侧移刚度 1 s ij j D 分别为第 i 层 第 k 层的层间侧移 u iuk S 为同层内框架的总数 2 5 4 3 框架梁柱线刚度计算 表 2 2 框架柱线刚度计算表 层次Ec N mm2 b h mm2 惯性 mm4 I0 bh3 12 hc mm K0 EcI0 hc N mm 2 4 3 0 104500 5005 2 10936004 33 1010 层次Ec N mm2 b h mm2 惯性 mm4 I0 bh3 12 hc mm K0 EcI0 hc N mm 1 3 0 104500 5005 2 10956002 79 1010 表 2 3 横向框架梁线刚度表 类别 b h mm2 跨度 mm 惯性 mm4 I0 bh3 12 线刚 N mm K0 EcI0 l Kb 2 K0 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 边横梁 250 60066004 5 1092 045 10104 09 1010 中横梁 250 40027001 3 1091 44 10102 89 1010 表 2 4 一榀框架侧移刚度 D 值 N mm 层 次 层高 m 柱 根 数 2 b c b c K K K K K K 一般层 底层 2 0 5 2 K K 一般层 K 底层 K Kc N mm 2 12 c DKkN m h 楼层 D 边 柱 1 10 940 32 4 33 1 010 1 288 104 边 柱 2 10 940 32 4 33 1 010 1 288 104 中 柱 1 11 610 45 4 33 1 010 1 79 104 2 43 6 中 柱 2 11 610 45 4 33 1 010 1 79 104 6 156 104 边 柱 1 11 470 8 2 79 1 010 8 5 103 边 柱 2 11 470 8 2 79 1 010 8 5 103 中 柱 1 12 50 667 2 79 1 010 7 12 104 15 6 中 柱 2 12 50 667 2 79 1 010 7 12 104 3 124 104 注 对于 2 4 层的边柱 12 2 c k kk k 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 中柱 1234 2 c k kkkk k 对于 1 层的边柱 12 c k kk k 中柱 1234 c k kkkk k 表 2 5 结构定点假想侧移 层次Gi kN V gi kN Di u i mm u i mm 4985 56985 566 156 1040 0160 204 3865 211850 776 156 1040 030 188 2865 212715 986 156 1040 0440 158 1828 453544 433 124 1040 1140 114 所以顶部位移基本自振周期 s 1 1 7 TT T 1 7 0 70 13760 449 2 5 4 4 水平地震作用及楼层地震剪力计算 本设计结构高度不超过 40m 质量和刚度沿高度分布比较均匀 变形以剪切变形为主 故可用底部剪力法计算水平地震作用 结构总水平地震作用标准即底部剪力 EkF1EkF eqG 式中 为相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值 1 为结构等效重力荷载 单质点应取重力荷载的代表值 多质点应取总重力荷载 eqG 代表值的 85 已知 抗震设防烈度为 7 度 有 抗震规范 查得水平地震影响系数为 max 0 08 分组为第一组 按 类建筑场地 查得特征周期为 Tg 0 45s max Tg T1 r max 0 45 0 449 0 9 0 08 0 08 结构总的重力荷载 985 56 865 21 865 21 828 45 3544 43kN i G 由底部剪力法计算公式 1 0 85 Gi 0 08 0 85 3544 43 241 02kN 1EkF eqG 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 因为 T1 0 4990 1 f h 0 h 故翼缘不受限制 翼缘计算宽度取三者中较小值 即 2200mm f b 判别 T 形梁截面类型 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 1 0 14 3 2200 100 565 100 2 10 2 cff f bf hhh 16