武汉某商业办公楼工程施工组织设计.doc

中南大学本科毕业设计摘要武汉某商业办公楼工程施工组织设计第1章 工程概况1. 设计题目：武汉市某商业办公楼2. 设计资料：(1)建筑部分：层数：主体六层： 层高：首层4.5m，二层六层3.6m； 各层功能：首层以管理、展览、服务接待为主，二层至顶层以办公为主，包括办公室和会议室等；(2)结构部分：结构形式：钢框架结构；楼盖板：全现浇楼板；基础：独立基础；墙体材料：外墙为240mm加气混凝土砌块，内墙为240mm加气混凝土砌块，卫生间隔墙为120mm加气混凝土砌块（容重为6.5）；(3)自然条件：主导风向为西北，基本风压，地面粗糙类别为C类，基本雪压 建筑场地地势总体平坦开阔； 抗震设防烈度：6度，基本地震加速度值为0.05g；场地土属于中软场地，场地类别II类；场地地层结构自上而下分四层，杂填土约0.5m、粉质粘土约1.0m、粉土约0.7m、第四层为卵石，其中卵石的承载力特征值。(4)材料选用：钢材：所有构件均采用Q345；混凝土：组合楼板采用C20，其余均采用C25钢筋：楼梯梁采用HRB335，其余均采用HPB235(5)设备条件：电力供水、排水、供热均由城市系统引入136第2章 结构方案设计及荷载统计1.结构方案设计(1)设计依据： 建筑结构荷载规范 (GB50009-2001)混凝土结构设计规范 (GB50010-2002)建筑地基基础设计规范 (GB50007-2001)建筑抗震设计规范 (GB50011-2001)钢结构设计规范 (GBJ20017-2003)(2)设计规模：总建筑面积：6048。结构共六层：首层层高 4.5m；其他均3.6m； 室内外高差：0.45 m。(3)结构方案：由建筑设计方案和设计任务书确定。绘出结构平面布置图。(4) 构件几何尺寸初选 （高度x宽度x腹板厚度x翼缘厚度）主梁：L/15L/25=9000/159000/25=360600 采用HM型钢考虑结构外围主梁与内侧主梁受力不同，故用取不同截面,见表2.1表2.1 主梁截面尺寸主梁位置截面尺寸mm截面面积cm2理论重量kg/m外围3903001016130.7107内侧5883001220192.5151次梁：L/15L/25=9000/159000/25=360600 采用HN型钢450200914 A=97.41 cm2 q=76.5kg/m柱：采用HW型钢 考虑不同楼层柱的受力不同，故采用不同截面尺寸，见表2.2表2.2 柱截面尺寸层截面尺寸mm截面面积cm2理论重量kg/m首层4284072035361.4284二、三层4144051828296.2233四、五层3943981118187.6147顶层3003001015120.494.5中南大学本科毕业设计第二章 结构方案设计及荷载统计图2.1结构平面布置图2.荷载统计：（1）、恒载计算1.1屋面荷载屋面为300mm厚1.2mm厚压型钢板 0.17 kN/100mm厚C25钢筋混凝土板 0.125=2.5 kN/20mm厚1:3水泥砂浆找平层 0.0220=0.4 kN/2mm厚SBS改性沥青隔气层 0.025 kN/100mm厚聚苯乙烯泡沫塑料保温板 0.10.5=0.05 kN/100mm厚水泥珍珠岩找坡层 0.14=0.4 kN/20mm厚1：3水泥砂浆找平层 0.0220=0.4 kN/4mm厚SBS改性沥青隔气层 0.05 kN/V型轻钢龙骨吊顶 0.12 kN/顶棚上铺焦渣据末绝缘层 0.2 kN/ 合计 4.32 kN/1.2 墙自重1.2.1外墙自重（240mm厚） 10mm厚弹性外墙涂料 0.0120=0.2 kN/ 3mm厚弹性底涂，柔性耐水腻子（不记） 10mm厚抗裂砂浆复合热镀锌电焊网 0.0120=0.2kN/ 20mm厚挤塑聚苯板保温层 0.020.3=0.006 kN/ 20mm厚1:3水泥砂浆找平层 0.0220=0.4 kN/ 240mm厚加气混凝土砌体（6.5KN/m） 0.246.5=1.56 kN/ 10mm厚1:0.3:3水泥石膏砂浆粉面压实抹光 0.0117=0.17 kN/ 15mm厚1:1:6水泥石灰砂浆打底 0.01517=0.255 kN/ 20mm厚乳胶漆粉刷 0.0217=0.34 kN/合计 3.131 kN/女儿墙荷载同外墙1.2.2内墙自重（240mm厚）240mm厚加气混凝土砌体（6.5kN/m） 0.246.5=1.56 kN/10mm厚1:0.3:3水泥石膏砂浆粉面压实抹光（两面）20.0117=0.34 kN/15mm厚1:1:6水泥石灰砂浆打底（两面） 20.01517=0.51kN/20mm厚乳胶漆粉刷（两面） 20.0217=0.68 kN/合计 3.09 kN/1.2.3卫生间隔墙自重（120mm厚）10mm厚1:2.5水泥砂浆抹面 0.0120=0.2 kN/10mm厚1:3防水水泥砂浆 0.0120=0.2 kN/120mm厚加气混凝土砌块（6.5KN/m） 0.126.5=0.78 kN/10mm厚1:0.3:3水泥石膏砂浆粉面压实抹光 0.0117=0.17kN/ 15mm厚1:1:6水泥石灰砂浆打底 0.01517=0.255 kN/20mm厚乳胶漆粉刷 0.0217=0.34 kN/合计 1.945 kN/外墙和内墙恒载值取3.2 kN/，卫生间隔墙恒载值取2 kN/1.3楼面荷载楼面为100mm厚1.2mm厚压型钢板 0.17 kN/100mm厚C25钢筋混凝土板 0.125=2.5 kN/30mm厚1:3水泥砂浆找平层 0.0320=0.6 kN/瓷砖地面 0.55 kN/V型请钢龙骨吊顶 0.12 kN/顶棚上铺焦渣锯末绝缘层 0.2 kN/合计 4.14 kN/1.4台阶12mm厚1:2水泥石子磨石面层 0.01215=0.18 kN/速水泥浆结合层一道18mm厚1:3水泥砂浆找平层 0.36 kN/60mm厚C15混凝土，台阶高150，宽300/323，踏步数 1.44 kN/300厚3:7灰土垫层 0.317.5=5.25 kN/素土夯实 合计 7.23 kN/1.5楼梯 1.5.1首层楼梯 板式楼梯梯段板自重 250.121.852=67.21 kN地板自重 250.150.484=7.2 kN平台自重 253.81.80.1=17.1 kN平台梁自重 250.20.43.8=7.6 kN构造柱自重 3250.200.204.5=13.5 kN踏步自重 251.85140.2820.15/2=13.59 kN合计 126.2 kN1.5.2楼梯（除首层） 板式楼梯梯段板自重 250.121.852=39.60kN地板自重 250.101.324=13.2 kN平台自重 253.81.80.1=17.1 kN平台梁自重 250.20.353.8=6.65 kN构造柱自重 3250.200.203.6=10.68kN踏步自重 251.851120.280.15/2=10.68 kN合计 98.15kN（2）、活载计算 2.2.1、屋面及楼面活荷载标准值上人楼面活荷载 2.0 kN/不上人屋面活荷载 0.5 kN/楼梯、台阶、门厅处活荷载 3.5 N/走廊处活荷载 2.5 kN/2.2.2、屋面雪荷载标准值工程所在地基本雪压为,按50年一遇考虑建筑为平屋顶，则雪荷载标准值=1.00.5=0.5 荷载规范中规定，屋面雪荷载与活载不同时考虑，两者中取大值，由于屋面不上人活载为，故仅考虑活载而不考虑雪荷载。2.2.3、风荷载工程所在地基本风压为，按50年一遇考虑，地面粗糙度为C类。框架结构的水平风荷载简化为作用在楼层位置的集中荷载。风荷载标准值计算公式为：=楼层位置的集中风荷载线荷载：因为结构高度小于30m，可取；对于矩形平面形状，；可以通过查表得到；H为上、下楼层层高的平均值。计算结果如下表：表2.3风荷载作用下框架的各层集中风荷载计算（线性）楼层Z(m)()()H(m)(kN)14.951.00.741.30.350.344.051.3628.551.00.741.30.350.343.601.21312.151.00.741.30.350.343.601.21415.751.00.751.30.350.343.601.23519.351.00.831.30.350.383.601.36622.981.00.891.30.350.401.800.733. 竖向荷载统计（1） 顶层荷载屋面：4.32 5618=4354.56kN女儿墙：3.20.9（56+18）2=426.24kN 外墙：3.23.6（56+18）2=1704.96kN 内墙：3.23.6（562-42+95+68）=2269.44kN 卫生间隔墙：23.6（4.4+8）=89.28kN 柱：94.59.83.624/1000=80.02kN 主梁：1079.8（18+56）2/1000+1519.8（186+56）/1000=397.88kN 次梁：76.59.8（187+562）/1000=178.43kN 恒载标准值统计：恒载=9500.81kN 活载标准值统计：活载=0.55618=504kN 荷载代表值：恒载+0.5活载=9500.81+0.50.55618=9752.81kN（2） 四、五标准层荷载楼面4.14（5618-462）=3974.4kN外墙：3.23.6（56+18）2=1704.96kN 内墙：3.23.6（562-42+95+68）=2269.44kN 卫生间隔墙：23.6（4.4+8）=89.28kN 柱：1479.83.624/1000=124.47kN 主梁：1079.8（18+56）2/1000+1519.8（186+56）/1000=397.88kN 次梁：76.59.8（187+562）/1000=178.43kN 楼梯：98.152=196.3kN 恒载标准值统计：恒载=8935.16kN活载标准值统计：活载=2.0（5618-356-462）+2.5356+3.5462=2172kN荷载代表值：恒载+0.5活载=8935.16+0.52172=10021.16kN（3） 二、三标准层荷载楼面4.14（5618-462）=3974.4kN外墙：3.23.6（56+18）2=1704.96kN 内墙：3.23.6（562-42+95+68）=2269.44kN 卫生间隔墙：23.6（4.4+8）=89.28kN 柱：2339.83.624/1000=197.29kN 主梁：1079.8（18+56）2/1000+1519.8（186+56）/1000=397.88kN 次梁：76.59.8（187+562）/1000=178.43kN 楼梯：98.152=196.3kN 恒载标准值统计：恒载=9007.98kN活载标准值统计：活载=2.0（5618-356-462）+2.5356+3.5462=2172kN荷载代表值：恒载+0.5活载=9007.98+0.52172=10093.98kN（4） 首层荷载楼面：4.14（5618-462）=3974.4kN外墙：3.24.5（56+18）2=2131.2kN内墙：3.24.5（562-16-42+94+68）=2476.8kN卫生间隔墙：24.5（4.4+8）=111.6kN柱：2849.84.524/1000=300.59kN 主梁：1079.8（18+56）2/1000+1519.8（186+56）/1000=397.88kN 次梁：76.59.8（187+562）/1000=178.43kN 台阶：7.23(0.3+0.32+0.5)2+82.6=192.50kN 楼梯：126.22=252.4kN 恒载标准值统计：恒载=10015.8kN活载标准值统计： 活载=2.0（5618-356-462-916）+2.5356+3.546 2+(0.3+0.32+0.5)2+82.6+916=2481.19kN荷载代表值：恒载+0.5活载=10015.8+0.52481.19=11256.40kN总荷载代表值=61239.49kN中南大学本科毕业设计第三章 水平地震作用下内力计算第3章 水平地震作用下的内力计算1.梁柱线刚度计算：1.1钢框架结构中，考虑现浇楼板与钢梁得共同作用，在计算梁线刚度时，对中框架梁,对边框架梁取边框架： I=3.89 L=9m E=2.06N/中框架： I=11.8 L=9m E=2.06N/ 中框架梁线刚度：=40513kN.m 边框架梁线刚度：=10685kN.m1.2柱的线刚度：一层柱线刚度：=11.9 =2.0611.9/4.5=54476kNm二、三层柱线刚度：=9.3 =2.069.3/3.6=53217 kNm四、五层柱线刚度 =5.54 =2.065.54/3.6=31701 kNm六层柱线刚度=2.05 =2.062.05/3.6=11731 kNm框架梁柱相对线刚度计算令顶层柱=1.0，则其余各杆件的相对线刚度为：框架梁的相对线刚度：=40513/11731=3.45 =10685/11731=0.91框架柱的相对线刚度：=54476/11731=4.64 =53217/11731=4.54 =31701/11731=2.70 =1.0框架梁柱相对线刚度见图3.1图3.1 框架相对线刚度图2.边框架柱的D值计算由D= 表3.1 常用K值与楼层简图K一般层柱底层柱表3.2 边框架柱D值计算楼层柱位（kN.m）k层高h(m)D(kN/m)柱根数(kN/m)合计（kN/m）6边柱11731（1.0）1.820.910.3133.63396.719413586.8823937.09中柱3.641.820.4765175.107210350.215边柱31701（2.70）1.820.340.1453.64264.934417059.7331955.17中柱3.640.680.2537447.72214895.443边柱31701（2.70）1.820.340.1453.64264.934417059.7331955.17中柱3.640.680.2537447.72214895.443边柱53217（4.54）1.820.200.0913.64479.545417918.1834343.18中柱3.640.400.1678212.52164282边柱53217（4.54）1.820.200.0913.64479.545417918.1834343.18中柱3.640.400.1678212.52164281边柱54476（4.64）0.910.200.3184.510271.57441086.2865297.83中柱1.820.400.37512105.78224211.56注：计算采用相对线刚表3.3 中框架柱的D值计算楼层柱位（kN.m）k层高h(m)D(kN/m)柱根数(kN/m)合计（kN.m）6边柱11731（1.0）6.93.450.6333.66875.971282511.62133038.4中柱13.86.90.7758421.13650526.785边柱31701（2.70）6.91.280.3903.611454.7412137456.9236329.4中柱13.82.560.56116478.75698872.514边柱31701（2.70）6.91.280.3903.611454.7412137456.9236329.4中柱13.82.560.56116478.75698872.513边柱53217（4.54）6.90.760.2753.613568.4812162821.7290488.8中柱13.81.520.43221277.8461276672边柱53217（4.54）6.90.760.2753.613568.4812162821.7290488.8中柱13.81.520.43221277.8461276671边柱54476（4.64）3.450.740.4534.514609.4112175312.9285517.2中柱6.91.480.56918367.396110204.3注：计算采用相对线刚3.水平地震力计算（1）结构自振周期 结构高度为22.5m小于25m且为填充墙框架结构 =3.22s又=(0.080.12)N=0.0860.126=0.48s0.72s取较小值0.48s（2）水平地震影响系数 按照6度设防，类场地II类，基本地震加速度值为0.05g。查表得：水平地震影响系数=0.04，=0.35s 本结构为多层框架结构，则=0.04，=0.35s=0.481.4=1.40.35=0.49,无需在结构顶部附加集中水平地震作用（3）总水平地震作用 为结构等效总重力荷载，多质点取总重力荷载代表值得85%=0.040.85=0.040.8561239.49=2082.14KN（4）各层水平地震力 （i=1,2,3，n） =11256.404.5+10093.988.1+10093.9811.7+10021.1615.3+10021.1618.9+9752.8122.5 =812676.50 kN.m =11256.404.5/812676.502082.14=129.78kN =10093.988.1/812676.502082.14=209.48kN =10093.9811.7/812676.502082.14=302.58kN =10021.1615.3/812676.502082.14=392.83kN =10021.1618.9/812676.502082.14=485.25kN =9752.8122.5/812676.502082.14=562.22kN表3.4 D值汇总（）层 D值 数柱123456边柱65297.8334343.1834343.1831955.1731955.1723937.09中柱285517.2290488.8290488.8236329.4236329.4133038.4合计350815324832324823268284.6268284.6156975.54.地震作用下层位移计算，见表3.5表3.5 各层水平地震作用标准值、层间位移计算楼层(m)(kN)(kN)(kN)()(m)63.69752.81562.22562.22156975.50.003553.610021.16485.251047.47268284.60.003943.610021.16392.831440.3268284.60.005433.610093.98302.581742.883248230.005423.610093.98209.481952.363248230.006014.511256.40129.782082.143508150.0060楼层最大位移与层高之比：，满足要求。5.层间剪力计算由抗震规范，结构任一楼层的水平地震剪力应符合下式要求：查得设计楼层剪力系数=0.008 均满足要求由抗震规范，验证重力二阶效应，见表3.6：表3.6 重力二阶效应计算楼层( kN)(m)()(m)(kN)()69752.810.003534.134843.6562.222023.992519773.970.003977.118483.61047.473770.892429795.130.0054160.89373.61440.35185.08339889.110.0054215.40123.61742.886274.368249983.090.0060299.89853.61952.367028.496161239.490.0060367.43694.52082.149369.63可知，故不需要考虑重力二阶效应。6.水平地震作用下框架柱剪力由于中框架梁与边框架梁尺寸不同，故均需要验算,见表3.7，表3.8表3.7 边框架轴计算 柱楼层（kN）()()（kN）中柱12082.1435081512105.780.034571.8521952.363248238212.50.025349.3631742.883248238212.50.025344.0741440.3268284.67447.720.027839.9851047.47268284.67447.720.027829.086562.22156975.55175.110.033018.54边柱12082.1435081510271.570.029360.9621952.363248234479.550.013826.9231742.883248234479.550.013824.0441440.3268284.64264.930.015922.9051047.47268284.64264.930.015916.656562.22156977.53396.720.021612.17表3.8中框架轴计算 柱楼层（kN）()()（kN）中柱12082.1435081518368.390.0524109.0221952.3632482321277.840.0655127.8931742.8832482321277.840.0655114.1741440.3268284.616478.750.061488.4751047.47268284.616478.750.061464.476562.22156975.58421.130.053630.34边柱12082.1435081514609.410.041686.7121952.3632482313568.480.041881.5531742.8832482313568.480.041872.8041440.3268284.611454.740.042761.5051047.47268284.611454.740.042744.726562.22156977.56875.970.043824.637.地震作用下框架的内力计算将楼层剪力按修正抗侧刚度分配给每根柱、将个柱的剪力乘以反弯点到柱端的距离得到朱端弯矩，将柱节点的弯矩按梁的线刚度分配给与节点相连的梁，梁的左右弯矩之和除一梁跨得到梁剪力；最后自顶层向下，逐个节点去脱离体，利用竖向力平衡条件，可求得柱轴力。（1）计算框架柱的反弯点位置y（地震荷载按照倒三角分布），见表3.9，表3.10表3.9 边框架柱楼层柱号KH(m)Y(m)1A、C0.20-0.8-4.51.00-0.05-4.275B0.40-0.8-4.50.80-0-3.62A、C0.20-11.253.60.65-0-0.052.16B0.40-11.253.60.55-001.983A、C0.20-113.60.45-001.62B0.40-113.60.45-001.624A、C0.34-113.60.40-001.44B0.68-113.60.45-001.445A、C0.34-113.60.32-001.152B0.68-113.60.40-001.446A、C0.91-13.60.35-01.26B1.82-13.60.39-01.404标准反弯点高度比上下梁线刚度变化时反弯点的高度比修正值、上下层柱高变化时反弯点高度比修正值表3.10 中框架柱楼层柱号KH(m)Y(m)1A、C0.74-0.8-4.50.68-0-3.06B0.48-0.8-4.50.76-0-3.422A、C0.76-11.253.60.50-001.80B1.52-11.253.60.50-001.803A、C0.76-113.60.45-001.62B1.52-113.60.50-001.804A、C1.28-113.60.464-001.67B2.56-113.60.50-001.805A、C1.28-113.60.45-001.62B2.56-113.60.478-001.726A、C3.45-13.60.45-01.62B6.9-13.60.45-01.62（2）柱端弯矩(M=VY)，见表3.11，表3.12：表3.11 边框架（）层楼矩弯柱 1层2层3层上端下端上端下端上端下端A、C13.72260.6038.7658.1547.6038.94B64.67258.6679.9697.7387.2671.39层楼矩弯柱 4层5层6层上端下端上端下端上端下端A、C49.4632.9840.7619.1828.4815.33B86.3657.5762.8141.8840.7126.03表3.12 中框架柱（）层楼矩弯柱 1层2层3层上端下端上端下端上端下端A、C124.86256.33146.79146.79144.14117.94B98.12372.85230.20230.20205.51205.51层楼矩弯柱 4层5层6层上端下端上端下端上端下端A、C118.70102.7188.5572.4548.7739.90B159.25159.25121.20110.8960.0749.15（3）根据节点平衡，由柱端弯矩求的梁轴线处的弯矩及剪力，见表3.13表3.13 边框架弯矩及剪力楼层AB跨BC跨梁端弯矩跨中剪力梁端弯矩跨中剪力A端B端B端C端171.8781.20-4.6717.0181.2071.874.6717.01277.7072.422.6416.6872.4277.70-2.6416.68380.5876.681.9517.4776.6880.58-1.9517.47468.6464.122.2614.7564.1268.64-2.2614.75556.0951.762.1711.9851.7656.09-2.1711.98628.4820.364.065.4320.3628.48-4.065.43表3.14中框架梁弯矩及剪力楼层AB跨BC跨梁端弯矩跨中剪力梁端弯矩跨中剪力A端B端B端C端1271.66328.32-28.33-66.66328.32271.6628.33-66.662264.73217.8623.44-53.62217.86264.73-23.44-53.623246.85182.3832.24-47.69182.38246.85-32.24-47.694191.15135.0728.04-36.25135.07191.15-28.04-36.255128.4585.1821.64-23.7485.18128.45-21.64-23.74648.7730.049.37-8.7630.0448.77-9.37-8.76注：表中弯矩单位为，剪力单位为（4）柱轴力计算，见表3.15、表3.16表3.15 边框架柱轴力（KN）楼层轴力柱123456A83.3266.3149.6332.1617.415.43B000000C83.3266.3149.6332.1617.415.43表3.16 中框架柱轴力（kN）楼层轴力柱123456A236.72170.06116.4468.7532.508.76B000000C236.72170.06116.4468.7532.508.76（5）地震作用下的内力图图3.2 边框架梁柱弯矩图(kNm)图3.3 边框架柱轴力图(kN)图3.4 边框架梁剪力图(kN)图3.5 边框架边框架柱剪力图(kN)图3.6 中框架弯矩图(kNm)图3.7 中框架柱轴力图（kN）图3.8 中框架柱剪力图(kN)图3.10 中框架梁剪力图(kN)中南大学本科毕业设计第四章 风荷载作用下的内力计算第4章 风荷载作用下的内力计算1.风荷载计算工程所在地基本风压为=0.35 kN/按50年一遇考虑，地面粗糙度为C类。框架结构的水平风荷载简化为作用在楼层位置的集中荷载。风荷载标准值计算公式为：=楼层位置的集中风荷载线荷载：因为结构高度小于30m，高宽比为可取=1.0；对于矩形平面形状，=1.3；可以通过查表得到；H为上、下楼层层高的平均值。计算结果见表4.1：表4.1 风荷载作用下框架的各层集中风荷载计算（线性）楼层Z(m)()()H(m)(kN)14.951.00.741.30.350.344.051.3628.551.00.741.30.350.343.601.21312.151.00.741.30.350.343.601.21415.751.00.751.30.350.343.601.23519.351.00.831.30.350.383.601.36622.981.00.891.30.350.401.800.73风荷载等效为梁柱节点处的集中荷载，B为相邻框架间距（对于中框架为8m，边框架为4m）楼层剪力按修正抗侧刚度分配给每根柱、将个柱的剪力乘以反弯点到柱端的距离得到朱端弯矩，将柱节点的弯矩按梁的线刚度分配给与节点相连的梁，梁的左右弯矩之和除一梁跨得到梁剪力；最后自顶层向下，逐个节点去脱离体，利用竖向力平衡条件，可求得柱轴力。（1） 边框架风荷载计算及内力计算见表4.2至表4.5表4.2 柱反弯点计算楼层( kN)柱( kN)剪力(