某区海洋研究院办公楼设计毕业论文.doc

I 某区海洋研究院办公楼设计毕业论文某区海洋研究院办公楼设计毕业论文 目目 录录 摘要 I ABSTRACT I 第第 1 1 章章 建筑设计建筑设计 1 1 1 工程概况 1 1 2 建筑设计的要求和依据 1 1 3 建筑平面设计 2 1 4 建筑体型及立面设计 5 1 5 建筑剖面设计 7 1 6 防火设计要求 7 第第 2 2 章章 结构计算结构计算 9 2 1 结构概况 9 2 2 荷载计算 12 2 3 内力计算 21 2 4 内力组合 35 2 5 配筋计算 41 2 6 框架梁设计 44 2 7 楼板设计 45 2 8 楼梯设计 48 2 9 基础设计 51 第第 3 3 章章 施工组织设计施工组织设计 54 3 1 工程概况 54 3 2 施工方案 54 3 3 施工总平面布置 61 3 4 主体工程安全生产施工要求 61 3 5 季节性施工技术措施 64 3 6 保证措施 65 参考文献参考文献 67 总总结结 68 致致谢谢 69 毕业设计图纸目录毕业设计图纸目录 70 I 1 第 1 章 建筑设计 1 1 工程概况 1 1 1 工程名称 青岛市四方区海洋研究院办公楼 1 1 2 建筑介绍 本建筑位于青岛市四方区 建筑类型为四层 钢筋混凝土框架结构 建筑面积为 3032 64 m2 楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构 楼板厚度取 120 mm 1 1 3 门窗使用 门采用木门 0 2kN m2 玻璃门 0 45 kN m2 窗采用钢塑窗 0 35 kN m2 1 1 4 水文地质条件 自然地表 1 2 米内为填土 3 第二层为 1 2 米的粉土 17 2 KN m 3再下为粘土空隙比 e 0 85 粘性指数 IL 0 60 3 砂质粘 17 7 KN m 18 0 KN m 土承载力标准值 250kN m2砾石层允许承载力标准值为 350 kN m2 地下水位低于 9m 水质对混凝土无腐蚀作用 常年地下水位低于 5 5m 水质对混凝土无侵蚀作用 地表为 0 7m 厚杂填土 其下 为 3 5m 厚均匀粘土 地基承载力设计值 fk 190kpa 抗震设防烈度 6 度 场地类别为 类场地 2 建筑结构的安全等级为二级 1 1 5 气象条件 主导风向 全年为西北风 夏季为东南风 基本风压 0 5kN m2 0 1 2 建筑设计的要求和依据 2 1 2 1 建筑设计的要求 1 满足职工办公 领导办公 办公需要的基础上 并为使用者提供良好舒适的 环境 是设计的首要任务和重点内容 2 采用合理的施工方案和技术措施 正确选用建筑材料 根据建筑空间组合的 特点 选择合理的结构 使房屋整体性较好 坚固稳定 经久耐用 建造施工方便 3 具体的财政支出 保持良好的经济效果 建造房屋需要投入大量的人力和物 力 因此在房屋的建造过程当中运用合理 有效的施工技术措施 避免材料和人力的浪费 以达到预期的目标和要求 4 符合总体规划要求 单体建筑是总体规划中的组成部分 在设计过程当中应 很好的考虑到该建筑物所处的环境 原有建筑的状况 周边交通环境 建筑红线 以 及符合当地行政规划的要求 1 2 2 建筑设计的依据 1 满足人体尺度和人体活动所需的空间尺度 建筑物中家具 设备的尺寸 踏 步 窗台 栏杆的高度 门洞 走廊 楼梯的宽度和高度 以至各类房间的高度和面 积大小 都和人体尺度以及人体活动所需的空间尺度直接或间接有关 因此人体尺度 和人体活动所需的空间尺度 是确定建筑空间的基本依据之一 2 仪器 设备的尺寸和使用它们的必要空间 仪器 设备的尺寸 以及在使用 仪器和设备时 在它们近旁必要的活动空间 是考虑房间内部使用面积的重要依据 3 温度 湿度 日照 雨雪 风向 风速等气候条件 日照和主导风向通常是 确定房屋朝向和间距的主要因素 所以在办公楼楼所设计前将上述所给的气象材料进 行了了解和研究 并作为设计的依据 4 地形 水文地质条件和地震烈度 基地地形的平缓或起伏 基地的地质构成 土壤特性和地基承载力的大小 对建筑物的平面组合 结构的选择与布置等都有明显 的影响 5 为了建筑设计 构件生产以及工程施工等方面的尺寸协调 从而提高建筑施 工技术的水平 降低工程成本并提高房屋设计和建造的质量和速度 建筑设计应采用 国家规定 1 3 建筑平面设计 3 建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系 在平面设计中 要对 建筑物进行整体考虑 密切联系建筑剖面和立面 认真分析剖面 立面的的准确性和 合理性 因此 我们在从事建筑平面设计的同时 还要充分考虑建筑空间的组合 1 3 1 使用部分的平面设计 建筑平面中各个使用房间和辅助用房 是建筑平面组合的基本单元 1 3 1 1 使用房间的平面设计 1 使用房间的设计 使用房间平面的设计的要求 房间的面积 形状和尺寸要满足职工的正常办公 领导办公的要求 本办公楼房 间的形状采用矩形 办公楼分为普通办公室 经理办公室 工程师办公室 大 小会议室 图书室等 每个房间的面积都能满足 的要求 和规定 走廊采用内廊的形式 内廊宽度为 2400mm 门窗的大小和位置的选择除应严格按照相关规范的要求外 还充分应考虑房间的 出入方便 疏散安全 采光通风较好 考虑到防火疏散要求 本实验楼内部设有三 部楼梯 本建筑的正门中间为推拉门 办公楼内的普通办公室门的尺寸为 1000mm 2100mm 卫生间的内门尺寸为 1000mm 2100mm 其它门为 1800mm 2500mm 1800 mm 2400 mm 1500 mm 2100 mm 窗户的大小能满足规范 对采光通风的要求 房间的构成应使结构构造布置合理 施工方便 也要有利于房间的组合 室内空间以及顶棚 地面 各个墙面和构件细部 要考虑人们的正常和安全使 用以及美观的要求 2 使用房间的面积 形状和尺寸 房间的面积 使用房间面积的大小 主要是由房间内部活动特点 使用人数的多少 使用功能 等因素来决定的 本建筑是通过参照 办公楼建筑设计规范 中的尺寸要求及学生使用面积来确定 房间尺寸和面积的 房间平面形状和尺寸 初步确定房间的使用面积大小以后 还需进一步确定房间的形状和具体尺寸 房 间平面的形状和尺寸 主要是由室内使用特点 采光 通风 等要求所决定 在满足 4 使用要求的同时 我们还应从构成房间的技术经济条件及人们对室内空间的观感来综 合考虑房间的平面形状和尺寸 3 门窗在房间平面中的布置 房间平面设计中 门窗的大小和数量是否恰当 它们的位置和开启方向是否合适 对房间的平面使用效果也有很大影响 同时 窗的形式和组合方式有和建筑立面设计 的关系密切 门窗的宽度在平面中表示 它们的高度在剖面中确定 而门和外门的组 合形式有只能在立面中看到 门的宽度 数量和开启方式 房间平面中门的最小宽度 是由通过人流多少 设备的大小决定的 本办公楼楼 门 1000mm 其中外门的宽度为 1800mm 普通办公室的门均采用 1000mm 2100mm 的单 开门 房间平面中门的位置应考虑室内交通路线简捷和安全疏散的要求 门的位置还 对室内使用面积能否充分利用 以及组织室内穿堂风等关系很大 窗的大小和位置 房间中窗的大小和位置 主要根据室内采光 通风要求来考虑 采光方面 窗的 大小直接影响到室内照度是否足够 窗的位置关系到室内照度是否均匀 由于影响室 内照度强弱的因素 主要是窗户面积的大小 因此 通过计算房间的玻地比并考虑窗 户的透光系数确定或校验窗面积的大小 窗的平面位置 主要影响到房间沿外墙 开间 方向来的照度是否均匀 有无暗 角和眩光 另外 房间中窗的位置 对室内通风效果很关键 通常利用房间两侧相对 应的窗户或门窗之间的组织穿堂风 门窗的相应位置采用对面通直布置 保证室内气 流通畅 本建筑各房间窗的位置均设在开间墙的中间 照度均匀 无暗角和眩光 并 且通风良好 1 3 1 2 辅助房间的平面设计 厕所 盥洗室等辅助房间 通常根据各种建筑物的使用特点和使用人数的多少 先确定所需设备的个数 根据计算所得的设备数量 考虑在整幢建筑物中厕所 盥洗 室的分布情况 最后在建筑平面组合中 根据整幢房屋的使用要求适当调整并确定这 些辅助房间的面积 平面形式和尺寸 1 3 2 交通联系部分的平面设计 一幢建筑物除了有满足使用功能要求的各种房间外 还需要有交通联系部 5 把各个房间之间以及室内外之间联系起来 建筑内部的交通联系部分可以分为 水平交通联系的走廊和过道等 垂直交通联系的楼梯 坡道 自动扶梯等 交通联系枢纽的门厅 过厅等 交通联系部分面积设计得是否合理 除了直接关系到建筑物中各部分的联系通行 是否方便外 它也对房屋造价 建筑用地 平面组合方式等许多方面有很大影响 1 走廊 由 楼梯门和走道的宽度指标 可知 当建筑的耐火等级为二级时 一层 二层为 0 65m 百人 三层为 0 75m 百人 大于四层为 1m 百人 设计走廊净宽 为 2 5m 以满足净宽的要求 2 楼梯 为使人流尽早分散 避免底层走廊过于拥挤 将楼梯与门厅结合在一 起布置 另在靠近东 西端头处各设置一楼梯 三部楼梯在建筑中均匀布置 满足安 全疏散的要求 3 门厅 门厅位于办公楼中部 采用 6000mm 7000mm 的尺寸 4 采光 走道尽端设置 1800mm 1500mm 的窗 以满足交通联系部分的采光和 通风要求 1 4 建筑体型及立面设计 1 4 1 建筑的其它要求 建筑不仅要满足人们生产 生活等物质功能的要求 而且要考虑人们对精神文化 和美观方面的要求 使用功能 建筑是为了满足人们生产和生活需要而创造出的物质空间环境 根据使用功能的要 求 结合物质技术 环境条件确定房间的形状 大小 高低 并进行房间的组合 材料 结构和施工技术 建筑物必须运用大量的材料并通过一定的结构施工技术等手段才能建成 所以建 筑物的体型和立面要与所用材料 选用的结构形式以及现有的施工技术 资金等紧密联 系起来 建筑标准和经济指标 房屋建筑在国家基本建设的投资中占有很大比例 应严格遵守建筑方面的规范和 条文 严格控制工程质量 并注意节约成本 6 城市规划和基地环境 建筑就是构成城市空间和环境的重要因素 因此要受到城市规划 基地环境的某 些制约 因此 建筑都必须与周围环境结合起来 1 4 2 建筑体型的组合 建筑物内部空间的组合方式 是确定外部体型的主要依据 建筑体型反映建筑物总的 体量大小 组合方式和比例尺度等 它对房屋外型 的总体效应具有重要影响 建筑体型的组合要求 3 主要有以下几点 1 完整均衡 比例恰当 2 主次分明 交接明确 3 体型简洁 环境协调 1 4 3 建筑立面设计 完整的立面设计 并不只是美观问题 它和平面 剖面的设计一样 同样也有使 用要求 结构构造等功能的技术方面的问题 1 尺度和比例 尺度正确和比例协调 是使立面完整统一的重要方面 2 节奏感和虚实对比 节奏韵律和虚实对比 是使建筑立面富有表现力的重要设计手法 3 材料质感和色调配置 一幢建筑物的体型和立面 最终是以它们的形状 材料质感和色彩多方面的综合 给人们留下一个完整深刻的外观形象 4 重点及细部处理 突出建筑物立面中的重点 既是建筑造型的设计手法 也是房屋使用功能的需要 建筑物的主要出入口和楼梯间等部分 是人们经常经过和接触的地方 在使用上要求 这些部分的位置明显 易于找到 在建筑立面设计中 相应得也应该对出入口和楼梯 间的立面适当地进行重点处理 建筑做法 墙面 外墙 20 厚水刷石外墙面 240 厚黏土砖 20 厚水泥砂浆 内墙 20 厚水泥粉刷内墙面 240 厚黏土砖 7 楼地面 1 本建筑各层地面均为大理石面层 水泥砂浆擦缝 30 厚 1 3 干硬性水泥 砂浆 面上撒 2 厚素水泥 水泥结合层一道 结构层为 120 厚现浇钢筋混凝土板 抹灰层为 10 厚混合砂浆 各层走廊楼面为水磨石地面 10mm 面层 20mm 水泥砂浆打底 素水泥 砂浆结合层一道 结构层为 100mm 现浇钢筋混凝土板 抹灰层为 10mm 厚混合砂浆 2 楼地面满足平整 耐磨 不起尘 防滑 防污染 隔声 易于清洁等要求 3 厕所 盥洗室等受水或非腐蚀性液体经常浸湿的楼地面采用防水 防滑类面层 且 低于相邻楼地面 20mm 并设排水坡坡向地漏 厕浴间和有防水要求的建筑地面设置防 水隔离层 楼层结构采用现浇混凝土 混凝土强度等级为 C30 楼板四周出门洞外 做 踢脚线 屋面构造 屋面找平层为 20 厚水泥砂浆 找平层为 10 厚水泥砂浆 结构层为 100 厚现浇钢筋混凝土板 抹灰层为 10 厚混合砂浆 1 5 建筑剖面设计 建筑剖面图是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的组合关系 剖面设计主要分析 建筑物各部分应有的高度 建筑层数 建筑空间的组合和利用 以及建筑剖面中的结 构 构造关系等 它和房屋的使用 造价和节约用地有密切关系 也反映了建筑标准 的一个方面 1 5 1 房屋各部分高度的确定 1 房屋高度尺寸的确定 该建筑为 4 层 层高取 3m 梁高为 400mm 该办公楼室内净高 2 5m 2 室内外高差的确定 为了防止室外雨水流入室内 防止建筑物因为不均匀沉降使地面降低 为了满足 建筑使用的要求 取室内外高差为 450mm 3 采光设计 学校建筑的采光等级为 级 窗宽与开间之比为 2 3 2 4 3 75 1 由 侧窗采光时 房间进深L与窗高h的比值表 4 地面至窗台高度为 0 8m 1 6 防火设计要求 该建筑的高度为 m 的公共建筑 故应查用 高层民用建筑设计防火规范 5 GB 8 50045 95 该建筑耐火等级为二级 建筑分类为二类 一 二类建筑的每个防火分 区最大允许建筑面积为 1500m2 故每层为一防火分区 房间门或住宅户门至最近的外部出口或楼梯间的最大距离 m 高层建 筑位于两个安全出口之间的房间位于袋形走道两侧或尽端房间 办公楼 3015 该建筑总长为 46 8m 设置 3 部楼梯 任一房间至外部出口的距离不大于 15m 安 全疏散距离满足规范要求 建筑内走道的净宽 应按通过人数每 100 人不小于 1 00m 计算 首层疏散外门的 总宽度 应按人数最多的一层每 100 个不小于 1 00m 计算 首层疏散外门和走道的净 宽不应小于表 1 2 的规定 该建筑走道取 2m 外门净宽为 1 5m 满足规范要求 9 第 2 章 结构计算 2 1 结构概况 2 1 1 结构的选型与布置 1 结构的选型 本建筑有四层 为使结构的整体刚度较好 楼面 楼梯 天沟等均采用现浇结构 基础为柱下独立基础 2 结构布置 框架结构应设计成双向梁柱抗侧力体系 框架梁 柱中心线宜重合 当梁柱偏心距 大于该方向柱宽的 1 4 时 宜采取增设梁的水平加腋等措施 结合建筑的平面 立面 和剖面布置情况 本实验楼的结构平面和剖面布置 2 1 图 2 1 结构平面布置图 10 本建筑的材料选用如下 混凝土 采用 C30 钢筋 纵向受力钢筋采用热轧钢筋 HRB400 其余采用热轧钢筋 HPB235 墙体 墙采用普通粘土砖 尺寸为 240 115 53 重度 18KN m3 窗 塑钢门窗 0 35KN m3 6 门 木门 0 2KN m3 玻璃门 0 45 kN m2 2 1 2 框架线刚度计算 梁 柱截面尺寸估算 1 框架横梁截面尺寸 框架梁截面高度 h 1 18 1 12 l 383mm 575mm 截面宽度 b 1 3 1 2 h 127mm 287mm 本结构中 取 h 400mm b 240mm 2 框架柱截面尺寸 底层柱轴力估算 假定结构每平方米总荷载设计值为 12kN 则底层中柱的设计值约为 N 1291 68 kN 若采用 C30 混凝土浇捣 由附表查得fc 14 3N mm2 7 假定截面尺寸 b h 400 400 mm 则柱的轴压比为 N fc bh 1291680 14 3 400 400 0 56 0 8 故取截面尺寸为 400 400 mm 2 1 3 确定框架计算简图 1 框架的计算简图如图 2 2 所示 框架柱嵌固于基础顶面 框架梁与柱刚接 由于各层柱的截面尺寸不变 故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离 底层柱高从基 础顶面算至二层楼面 室内外高差为 0 45 m 基础顶面至室外地坪通常取 0 500m 故 基顶标高至 0 000 的距离为 0 95m 二层楼面标高为 3 0m 故底层柱高为 3 95 m 其 余各层柱高从楼面算至上一层楼面 即层高 均为 3 0m 由此可绘出框架的计算简图 2 2 所示 11 框架梁柱的线刚度计算 由于楼面板与框架梁的混凝土一起浇捣对于中框架梁取 I 2 0 I 左跨梁 EI l 3 0 2 1 12 0 24 0 43 6 9 i左跨梁 7 10 1 113 10 4 kN m 12 右框架梁与左框架梁对称 所以左框架梁的线刚度 左 右 1 113 10 4 kN m A 轴 D 轴底层柱 底柱 EI h 3 0 2 1 12 0 44 3 95 7 10 3 24 104KN m B 轴 C 轴底层柱 底柱 EI h 3 0 2 1 12 0 44 3 95 7 10 3 24 104KN m 其余各层柱的线刚度为 余柱 EI h 3 0 2 1 12 0 44 3 4 27 10 4 kN m 7 10 令余柱 余柱 1 0 则其余各杆件的相对线刚度为 左跨梁与右跨梁对称 所以两者的相对线刚度相同 左跨梁 0 26 中框架梁 中跨梁 0 75 底柱 右跨梁 0 26 框架梁柱的相对线刚度如图 2 3 所示作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据 13 图 2 3 框架梁柱相对线刚度 2 2 荷载计算 为了便于今后的内力组合 荷载计算宜按标准值计算 2 2 1 恒载标准值计算 1 屋面 找平层 15 厚水泥砂浆 0 015 20 0 30 2 kN m 防水层 刚性 40 厚 C20 细石混凝土防水 1 0 2 kN m 防水层 柔性 三毡四油铺小石子 0 4 2 kN m 找平层 15 厚水泥砂浆 0 015 20 0 30 2 kN m 找坡层 40 厚水泥石灰焦渣浆 2 0 04 14 0 56 2 kN m 保温层 80 厚矿渣水泥 0 080 14 5 1 16 2 kN m 结构层 100 厚现浇钢筋混凝土板 0 10 25 2 5 2 kN m 抹灰层 10 厚混合砂浆 0 01 17 0 17 2 kN m 合计 6 39 2 kN m 14 2 标准层楼面 大理石面层 水泥砂浆擦缝 30 厚 1 3 干硬性水泥砂浆 面上撒 2 厚素水泥 1 16 2 kN m 水泥浆结合层一道 结构层 100 厚现浇钢筋混凝土板 0 10 25 2 5 2 kN m 抹灰层 10 厚混合砂浆 0 01 17 0 17 2 kN m 合计 3 83 2 kN m 3 梁自重 240 mm 400 mmb h 自重 25 0 24 0 4 0 1 1 8 kN m 抹灰层 10 厚混合砂浆 0 01 0 4 0 1 2 0 24 17 0 143 kN m 合计 1 94 kN m 4 柱自重 400 mm 400 mmb h 自重 25 0 4 0 4 4 kN m 抹灰层 10 厚混合砂浆 0 01 0 4 4 17 0 27 kN m 合计 4 27kN m 5 外纵墙自重 标准层 纵墙 0 9 0 24 18 3 89kN m 塑钢窗 0 35 1 8 0 63 kN m 水刷石外墙面 3 1 5 0 5 0 75 kN m 水泥粉刷内墙面 3 1 5 0 36 0 54 kN m 合计 5 81 kN m 底层 纵墙 3 95 1 5 0 5 0 4 0 24 18 6 70kN m 塑钢窗 0 35 1 8 0 63 kN m 水刷石外墙面 3 1 5 0 5 0 75 kN m 水泥粉刷内墙面 3 1 5 0 36 0 54 kN m 合计 8 62 kN m 6 内纵墙自重 15 标准层 纵墙 3 0 4 0 24 18 11 23 kN m 水泥粉刷内墙面 3 0 4 0 36 2 1 87kN m 合计 13 1kN m 7 内隔墙自重 标准层 内隔墙 0 9 0 24 9 8 2 12kN m 水泥粉刷墙面 3 0 4 0 9 0 36 2 1 68 kN m 合计 3 8 kN m 底层 内隔墙 3 95 0 5 0 4 0 24 9 8 7 17 kN m 水泥粉刷内墙面 3 95 0 5 0 4 0 36 2 2 20 kN m 合计 9 37 kN m 2 2 2 活荷载标准值计算 1 屋面和楼面活荷载标准值 不上人屋面 2 0 2 kN m 楼面 办公室 2 0 2 kN m 会议室 2 0 2 kN m 卫生间 2 5 2 kN m 走廊 2 5 2 kN m 门厅 2 0 2 kN m 门卫兼收发室 2 0 kN m 2 雪荷载标准值 Sk r So 1 0 0 2 0 2 2 kN m 屋面活荷载与雪荷载不同时组合 两者中取最大值 2 2 3 竖向荷载下框架受荷总图 16 1 A B 轴间框架梁 屋面板传给梁的荷载 确定板传给梁的荷载时 要一个板区格一个板区格的考虑 确定每个板区格上的 荷载传递时 先要区分此板区格是单向板还是双向板 若是单向板 可沿板的短跨作 中线 将板上的荷载平均分给两长边的梁 若为双向板 可沿四角点作 45 度线 将区 格板分成四小块 将每小块板上的荷载传递给与之相连的梁 板传至梁上的三角形或 梯形荷载可等效为均布荷载 本结构楼面荷载的示意图如图 2 4 17 图 2 4 板传荷载示意图 恒载 2 5 2 6 9 0 181 6 39 2 6 2 1 2 2 2 3 15 63 kN m 活载 2 0 2 5 2 1 2 0 182 0 183 2 4 71 kN m 楼面板传给梁的荷载 18 恒载 3 83 2 6 2 1 2 0 182 0 183 2 9 37 kN m 活载 2 0 2 6 2 1 2 0 182 0 183 2 4 71 kN m 梁自重标准值 2 58 kN m 1 A B 轴间框架梁均布荷载为 屋面梁 恒载 梁自重 板传荷载 2 58 15 03 17 57kN m 活载 板传荷载 4 71kN m 楼面梁 恒载 梁自重 板传荷载 2 58 9 11 31kN m 活载 板传荷载 4 71kN m 2 B C 轴间框架梁 屋面板传给梁的荷载 恒载 6 39 2 4 2 3 9 8 2 7 5kN m 活载 2 0 2 4 2 3 9 8 2 2 34kN m 楼面板传给梁的荷载 恒载 3 83 2 4 2 3 9 8 2 4 48kN m 活载 2 5 2 4 2 3 9 8 2 2 93kN m B C 轴间框架梁的均布荷载为 屋面梁 恒载 梁自重 板传荷载 1 94 7 5 9 44kN m 活载 板传荷载 2 34kN m 楼面梁 恒载 梁自重 板传荷载 1 94 4 48 6 42kN m 19 活载 板传荷载 2 93kN m 由于 A B 跨与 C D 跨对称布置 所以 C D 跨框架梁上的均布荷载与 A B 跨相同 3 A 轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱 女儿墙自重 做法 墙高 500mm 100mm 混凝土压顶 0 24 0 65 18 25 0 1 0 24 0 9 2 0 24 0 5 4 43kN m 合计 4 43kN m 顶层柱恒载 女儿墙自重 梁自重 板传荷载 4 43 9 1 94 3 9 0 5 6 39 3 9 2 3 9 8 2 5 107 2kN 顶层柱活载 板传活载 2 0 2 6 2 3 9 8 2 2 5 6 34kN 标准层柱恒载 墙自重 梁自重 板传荷载 4 3 9 0 5 1 94 3 9 0 5 3 83 2 6 2 3 9 8 2 2 5 32 33kN 标准层柱活载 板传活载 2 0 2 6 2 3 9 8 2 2 5 6 34kN 基础顶面恒载 底层外纵墙自重 基础梁自重 4 3 9 0 5 2 5 3 9 0 5 22 1kN 4 B 轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱恒载 梁自重 板传荷载 1 93 3 9 0 5 4 2 6 2 5 8 2 2 5 4 2 6 2 1 2 0 182 0 183 2 5 35 08kN 顶层柱活载 板传活载 2 0 2 6 2 3 9 8 2 2 5 2 0 2 6 2 1 2 0 182 0 183 2 5 12 45kN 标准层柱恒载 墙自重 梁自重 板传荷载 20 13 1 3 9 0 5 1 94 3 9 0 5 3 83 2 6 2 3 9 8 2 2 5 3 83 2 6 2 1 2 0 182 0 183 2 2 5 86 711 kN 标准层柱活载 板传活载 2 0 2 6 2 3 9 8 2 2 5 2 5 2 6 2 1 2 0 182 0 183 2 2 5 21 63kN 基础顶面恒载 底层内纵墙自重 基础梁自重 13 1 3 9 0 5 2 5 3 9 0 5 53 04kN 5 C 轴柱纵向集中荷载的计算 C 轴与 D 轴对称布置 并且荷载传递一样 顶层柱恒载 35 08 kN 顶层柱活载 12 45kN 标准层柱恒载 86 71 kN 标准层柱活载 21 63 kN 基础顶面恒载 53 04 kN 6 D 轴柱纵向集中荷载的计算 D 轴与 A 轴对称布置 并且荷载传递一样 顶层柱恒载 107 2kN 顶层柱活载 6 34kN 标准层柱恒载 32 33kN 标准层柱活载 6 34kN 基础顶面恒载 22 1kN 21 图 2 5 竖向受荷总图 2 2 4 风荷载标准值计算 作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值 为了简化计算起见 通常将计算单元范围为内外墙面的分布风荷载 化为等量的 作用于楼面集中荷载 计算公式如下 W z s z 0 式中 基本风压 0 5kN m2 0 风压高度变化系数 因建设地点位于青岛市四方区 所以地面粗糙度为 z B 类 3 风荷载体型系数 本建筑 1 3 s s 风振系数 因结构高度 H 30 m 可取 1 0 z 表 2 1 各层楼面处集中风荷载标准值 层数 z z s Z W0 kN m2 W kN 41 431 01 312 450 5 11 57 22 31 681 01 39 450 5 10 32 21 151 01 36 450 5 4 82 1 1 13 1 01 33 450 5 2 53 2 2 5 风荷载作用下的位移验算 位移计算时 各荷载均采用标准值 2 2 5 1 求侧移刚度 D 表 2 2 横向 2 4 层 D 值的计算 构件名称 I i b 2 i c i 2 c i D i c 12 h2 c A 轴称 0 260 126832 B 轴称1 01 0 3419357 C 轴称1 01 0 3419357 D 轴称 0 260 126832 D 19357 2 6832 2 52378kN m 表 2 3 横向底层 D 值的计算 构件名称 i ib ic 0 5 i 2 c i D ic 12 h2 A 轴柱 0 340 3611832 B 轴柱1 33 0 5518062 C 轴柱1 33 0 5518062 D 轴柱 0 34 0 36 11832 D 18062 2 11832 2 59770kN m 2 2 5 2 风荷载作用下框架侧移计算 表 2 4 风荷载作用下框架楼层层间位移与层高之比计算 层次 Wj kNVj kN D j h j 四 65 25 65 25 523780 00011 30000 三 153 32218 57523780 00021 15000 二 104 95323 52523780 00041 7500 一 101 82425 34597700 00071 4929 侧移验算 23 本框架的层间最大位移与层高之经在底层 其值为 1 5125 满足 1 5125 1 550 8 要求 框由表 2 4 可知 对于框架结构 楼层层间最大位移与层高之 比的限值为 1 550 架抗侧刚度足够 2 3 内力计算 竖向荷载作用下的内力计算采用的是分层法 分层法的基本假定 梁上荷载仅在该梁上及与其相连的上下柱上产生内力 在其他层梁及柱上产生 的内力可忽略不计 竖向荷载作用下框架结构产生的水平位移可忽略不计 各层力矩分配计算的要点 计算各端分配系数i 上层柱线刚度取为原线刚度的 0 9 倍 其他杆件不变 计算固端弯矩 p M 由节点不平衡力矩 求分配弯矩 ij M 由传递系数 C 求传递弯矩 上层柱间的传递系数取为 1 3 其他杆件的传递 ij M 系数仍为 1 2 循环 收敛后叠加 求杆端弯矩 2 3 1 恒载标准值作用下的内力计算 奇数跨对称结构在对称荷载作用下 取半边结构进行计算 1 恒载作用下弯矩的计算 1 分配系数 顶层 A 点 柱 0 9 1 0 6 1 0 0 9 6 0 21 0 776 右梁 0 224 B 点 下柱 1 0 0 9 1 0 0 9 0 26 6 0 5 0 471 左梁 0 21 1 0 0 9 6 0 26 6 0 5 0 136 右梁 1 0 471 0 136 0 393 中层 A 点 上柱 1 0 0 9 1 0 0 9 2 2 0 26 0 437 24 下柱 0 437 右梁 1 0 437 2 0 126 B 点 上柱 1 0 0 9 1 0 0 9 2 0 26 0 5 0 322 下柱 0 322 左梁 0 26 1 0 0 9 2 0 26 0 5 0 093 右梁 1 0 32 0 32 0 093 0 267 底层 A 点 上柱 1 0 0 9 1 0 0 9 0 26 0 76 0 471 下柱 0 76 1 0 0 9 0 21 0 76 0 396 右梁 1 0 471 0 396 0 133 B 点 上柱 0 9 1 0 0 9 0 26 0 76 0 75 0 337 下柱 0 76 1 0 0 9 0 26 0 76 0 75 0 285 左梁 0 21 1 0 0 9 0 76 6 0 26 0 75 0 097 右梁 1 0 285 0 337 0 097 0 281 2 固端弯矩的计算 顶层 17 57 6 92 12 69 71 kN m 12 2 qlM AB 69 71kN m12 2 qlMBA 9 44 2 42 12 4 53kN m 12 2 qlMBC 2 27 kN m6 2 qlMCB 其它层 11 58 72 12 44 87kN m12 2 qlM AB 44 87 kN m12 2 qlMBA 6 42 2 42 12 3 08 kN m12 2 qlMBC 1 54 kN m6 2 qlMCB 3 弯矩分配 弯矩分配见图 2 6 2 7 2 8 2 恒载作用下剪力的计算 计算公式为 Vlk Vlk lMMVV jikijklklk 0 lMMVV jikijkrkrk 0 顶层 AB 跨 17 57 6 9 2 67 68 57 92 6 9 59 20kNlMMqlV jikijklk 2 62 03 kNlMMqlV jikijkrk 2 BC 跨 17 57 2 4 2 21 08kN 21 08kN lk V rk V 标准层 25 AB 跨 11 31 6 9 2 43 54 41 04 6 9 38 66kN lk V 38 66kN rk V BC 跨 11 31 2 5 2 13 57kN 13 57 kN lk V rk V 底层 AB 跨 11 31 6 9 2 43 54 41 04 6 9 38 66 kN lk V 39 38kN rk V BC 跨 11 31 2 4 2 13 57kN 13 57kN lk V rk V 图 2 6 恒荷载作用下顶层弯矩分配图 26 图 2 7 恒荷载作用下中间层弯矩分配图 27 图 2 8 恒荷载作用下底层弯矩分配图 28 图 2 9 恒荷载作用下框架弯矩图 29 图 2 10 恒荷载作用下框架剪力分配图 3 恒载作用下轴力的计算 计算公式 式中 以压力为正 拉力为负 rlu VVNN 1u N 1 N 恒载标准值作用下的弯矩图 剪力图 轴力图如图 2 9 2 10 2 11 2 12 2 13 2 14 A 轴柱轴向力 四层 柱上 N 107 2 59 2 166 4kN 柱下 N 166 4 4 27 3 179 21kN 三层 柱上 N 179 21 32 33 38 66 250 2kN 柱下 N 250 2 4 27 3 263 01kN 二层 柱上 N 263 01 32 33 38 66 334kN 柱下 N 334 4 27 3 346 81kN 30 一层 柱上 N 346 81 32 33 38 66 417 8kN 柱下 N 417 8 4 27 3 95 434 67kN B 轴柱轴向力 四层 柱上 N 35 08 21 08 62 03 118 19kN 柱下 N 118 19 4 27 3 131kN 三层 柱上 N 131 86 71 39 38 13 57 270 66kN 柱下 N 270 66 4 27 3 283 47kN 二层 柱上 N 283 47 86 71 38 38 13 57 423 13kN 柱下 N 423 13 4 27 3 435 94kN 一层 柱上 N 435 94 86 71 39 38 13 57 575 6kN 柱下 N 575 6 4 27 4 1 588 41kN A B 跨与 C D 跨对称布置 图 2 11 恒荷载作用下框架轴力图 31 2 3 2 活载标准值作用下的内力计算 活载作用下的固端弯矩 顶层 4 71 6 92 12 18 69 kN m 12 2 qlM AB 18 69kN m12 2 qlMBA 1 12kN m 12 2 qlMBC 0 56 kN m6 2 qlMBC 其它层 18 69 kN m 12 2 qlM AB 18 69kN m12 2 qlMBA 1 41kN m 12 2 qlMBC 0 71kN m6 2 qlMBC 弯矩分配如下图 2 15 2 16 2 17 活载标准值作用下的弯矩图 剪力图 轴力图如图 2 18 2 19 2 20 2 21 2 22 2 23 32 图 2 12 活荷载作用下顶层弯矩分配图 图 2 13 活荷载作用下中间层弯矩分配图 33 图 2 14 活荷载作用下底层弯矩分配图 34 图 2 21 活荷载作用下框架弯矩图 35 图 2 22 活荷载作用下框架剪力图 36 图 2 23 活荷载作用下框架轴力图 2 3 3 风荷载标准值作用下的内力计算 框架在风荷载作用下的内力用反弯点法计算 基本假定 梁的线刚度与柱线刚度之比大于 3 时 可以认为梁线刚度为无限大 梁 柱轴向变形均可忽略不计 计算步骤 计算柱子抗侧移刚度 dij 计算柱子各层总水平剪力 按每柱抗侧移刚度分配计算柱水平剪力 pj V ij V 计算各柱分配到的剪力及弯矩及反弯点位置 计算柱端弯矩 上层柱 上下段端弯矩相等 2 jijijij hVMM 下上 底层柱 上端弯矩 3 111 hVM ii 上 下端弯矩 3 2 111 hVM ii 下 根据结点平衡计算梁端弯矩 37 对于边柱 下上1 ijijb MMM 对于中柱 设梁的端弯矩与梁的线刚度成正比 则 右左左下上左bbbijijb iiiMMM 1 右左右下上右bbbijijb iiiMMM 1 可根据力的平衡原则 由梁两端的弯矩求出梁的剪力 表 2 5 风荷载作用下框架柱轴力与梁端剪力 梁端剪力柱轴力 B 轴C 轴层AB 跨 VAB BC 跨 VBC CD 跨 VCD A 轴 NAVAB VBCNBVBC VCD NC D 轴 ND 40 821 30 82 0 82 1 21 1 211 211 210 82 31 52 81 5 1 8 2 1 52 1051 8 22 04 422 0 3 21 3 21 8 13 218 13 21 12 65 702 6 4 4 4 6 10 54 610 54 4 表 2 6 风荷载作用下各柱水平剪力的计算 层Vi kN dijAdijBdijCdijD d Vij kN 411 572 84 10 4 2 84 10 4 2 84 10 4 2 84 10 4 1 14 10 4 2 89 321 892 84 10 4 2 84 10 4 2 84 10 4 2 84 10 4 1 14 10 4 5 47 226 712 84 10 4 2 84 10 4 2 84 10 4 2 84 10 4 1 14 10 4 6 68 129 241 25 10 4 1 25 10 4 1 25 10 4 1 25 10 4 5 0 1047 31 2 4 内力组合 本章中单位统一为 弯矩 kN m 剪力 kN 轴力 kN 根据前面的内力计算结果 即可进行框架各梁柱各控制截面上的内力组合 其中 梁的控制截面为梁端柱边及跨中 由于对称性 每层梁取 5 个控制截面 柱分为边柱 和中柱 每根柱有 2 个控制截面 内力组合使用的控制截面标于下图 2 24 中 38 图2 24 控制截面示意图 2 4 1 梁内力组合 弯矩以下部受拉为正 剪力沿截面顺时针为正 计算结果如表格 表 2 7 梁内力组合计算 恒荷载 活荷载活载 风荷载左风 楼层截面 MVMVMV 1 57 9259 215 5415 84 2 40 82 240 809 61 8 3 67 68 62 03 18 32 16 65 1 97 0 82 4 32 9821 08 8 855 56 4 201 3 四 5 5 42 2 240 1 41 0438 66 17 116 1 4 601 5 223 548 343 20 3 43 54 39 38 10 10 16 40 6 1 1 5 4 14 9913 57 6 625 56 9 342 8 三 5 5 44 1 500 1 41 0438 66 17 116 1 8 782 0 223 549 65 71 3 43 54 39 38 18 13 16 4 7 5 2 0 4 14 9913 57 6 625 56 14 624 42 二 5 5 42 1 500 1 41 0438 66 16 9816 1 2 52 6 224 059 613 16 3 43 52 39 38 18 14 16 4 10 7 2 6 4 15 6613 57 6 645 65 15 325 70 一 5 6 45 1 500 39 表 2 8 梁内力组合计算 1 2 1 4 1 2 1 4 1 2 0 9 1 4 MVMVMV M 最大值M 最小值 V 最大值 91 2693 26 72 86472 864 72 18892 0316 72 864 92 108493 26 62 4051 48063 324063 32451 48 106 864 97 746 83 974 75 584 106 7814 96 4582 83 974 106 86497 746 64 35633 206 45 45627 116 56 01934 053 45 456 64 35634 053 9 640 6 5040 9 32640 6 504 9 64 73 18868 932 55 68848 492 76 5968 568 55 688 76 5969 32 39 924032 728042 7884042 788432 728 66 388 70 216 60 788 49 356 72 66 69 81 60 788 72 6670 216 27 25624 194 3 20820 204 38 097626 931 3 208 38 097626 931 8 6040 6 5040 8 3940 6 504 8 604 73 18868 932 50 47749 192 86 856869 198 50 477 81 856869 198 39 924036 242047 5386047 538636 242 66 388 70 216 62 748 57 756 84 5418 70 44 62 748 84 541870 44 27 25624 194 38 45622 472 44 750428 9722 27 256 44 750428 9722 8 6040 6 5040 8 3940 6 504 8 604 73 0291 472 52 74850 032 73 792869 954 52 748 73 792891 472 42 3047 284055 0416055 041642 3 77 62 70 216 65 064 50 896 88 5624 66 932 65 064 88 562470 216 28 08824 194 40 2424 264 46 461630 585 28 088 46 461630 585 9 60 7 50 9 390 7 5 9 6 2 4 2 柱内力组合 1 计算过程见下表 2 9 弯矩以顺时针为正 轴力以受压为正 40 表 2 9 柱内力组合计算表 恒荷载 活荷载活载 风荷载左风 楼层柱截面 MNMNMN 257 92166 415 5422 19 1 5 0 82 A 120 52179 218 5522 19 0 9 0 82 2 34 09118 19 9 2634 75 0 11 1 21 四 B 1 14 28131 634 75 1 40 1 21 220 52250 28 5544 63 4 12 1 8 A 120 52263 018 5544 63 2 45 1 8 2 14 28270 66 678 13 5 2 1 三 B 1 14 28283 41 678 13 4 72 2 1 220 523348 5568 54 5 0 3 21 A 120 52 346 818 5568 54 10 20 3 21 2 14 28423 13 6121 51 14 3 3 4 二 B 1 14 28435 94 612 51 15 0 3 4 222 15417 89 2292 45 5 80 4 4 A 118 63434 677 7692 45 13 20 4 4 2 15 09575 6 6 24164 89 18 37 4 6 一 B 1 12 76588 41 5 29164 89 12 12 4 6 表 2 10 柱内力组合表 1 2 1 4 1 2 1 4 1 2 0 9 1 4 MNMNMN 91 26230 74667 404198 4588 0512226 6062 36 592246 18823 364213 90434 263241 9782 53 872190 478 41 802140 134 31 269184 0884 25 536205 85 18 732155 506