贵州凯里某办公楼设计.ppt

贵州省凯里市某办公楼设计 姓名 赵家顺学号 200815020072班级 土木 2 班指导教师 白晓冬 设计结构 框架结构设计内容 1 手算一榀框架2 用PKPM电算3 画结构施工图4 画建筑施工图 手算目录 1 结构的选型和布置2 框架计算简图3 荷载计算4 竖向荷载作用下框架内力简图5 水平地震作用计算及内力 位移分析6 风荷载作用下的位移验算及内力分析 7 用D值法计算竖向荷载作用下框架结构内力8 内力组合9 构件截面设计10 基础设计11 楼梯设计12 办公楼平面布置图 1 结构的选型和布置1 1结构选型根据办公楼功能的要求 为使建筑平面布置灵活 获得较大的使用空间 本结构设计采用钢筋混泥土框架结构体系 1 2结构布置根据建筑功能要求及建筑物可用的占地平面地形 横向尺寸较短 纵向尺寸较长 故把框架结构横向布置 即采用横向框架承重方案 施工方案采用梁 板 柱整体现浇方案 基础采用柱下独立基础 1 3初估截面尺寸1 3 1梁截面尺寸的确定梁截面高度可以取h 1 10 1 18 L L为梁跨度 为了防止梁发生剪切脆性破坏 h不宜大于1 4梁净跨 梁截面宽度可以取 1 2 1 3 h 且不宜小于200mm 选定梁截面尺寸为250mm 600mm1 3 2柱尺寸确定框架柱的尺寸由柱的轴压比小于轴压比限值的要求 N bhf N Af 0 8其中 b h为柱的长度和宽度 f为混泥土强度 N按底层中柱的负荷面积考虑 柱尺寸为600mm 600mm1 3 3楼板厚度楼板为现浇双向板 根据经验板厚取100mm 1 2框架计算1 2 1计算简图说明本设计基础选用柱下独立基础 基础顶面标高为 0 300m取4轴上的一榀框架计算 室外地坪标高为 0 300m 一层 二层 三层的高度为4 500m 楼梯间出屋面的高度为3 000m 1 2 2框架梁柱截面特征由构件的几何尺寸 截面尺寸和材料强度 利用结构力学有关截面惯性矩及线刚度的概念计算梁柱截面的特性 分中框架梁 边框架梁进行计算 计算公式为 i EI L考虑整体现浇梁板结构中 板对梁的有利作用 对中框架取I 2i 对边框架取I 1 5i i为矩形截面框架梁的惯性矩 1 3荷载计算荷载的取值分为恒载和活载 若考虑功能分格可以灵活布置的隔墙或考虑二次装修荷载 设计之初隔墙位置或装修位置不确 定时 可将非固定隔墙的自重取每延米墙重的1 3作为楼面活载的附加值计入 附加值小于1 0kN 1 3 1恒载标准值计算主要有上人层面恒载 楼面恒载 梁自重 柱自重 墙自重1 3 2活载标准值计算主要包括屋面及楼面活载 屋面雪荷载标准值 风荷载 1 4竖向荷载作用下框架受载总图计算当结构布置确定以后 荷载的传递路径就已确定 从我们的设计中可以看出 屋盖布置的梁格将板划分为单向板体系 由此可知板面均布荷载传给纵向次梁及纵向框架梁 纵向次梁及纵向框架梁的荷载以集中力的方式传给横向承重的框架主梁 为计算方便 将框架主梁的自重简化为集中荷载 1 4 1顶层梁柱1 恒载计算板 次梁 框架梁 横框架梁2 活载计算板 次梁 框架梁 横框架梁 1 4 2标准层梁柱1 4 3底层梁柱1 4 4底层荷载计算1 5水平地震作用计算及内力 位移分析水平地震作用在房屋的纵向和横向 本例以横向水平地震作用的计算为例 对于高度不超过40m 以剪切变形为主 且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构 可采用底部剪力法的简化方法计算水平地震作用 分别计算各楼层梁 板 柱的重量 各楼层墙体的重量 然后按以楼层为中心上下各半个楼层的重量集中于该楼层的原则计算各质点的重力荷载代表值 水平地震作用计算还涉及结构的自振周期 本例采用假想顶点位移法确定 水平地震作用内力及位移分析均采用D值法进行 1 5 1重力荷载标准植计算1 各层梁柱板自重标准值2 各层墙自重标准值计算1 5 2重力荷载代表值计算 重力荷载代表值G取结构和构件自重标准值和各可变荷载组合值之各 各可变荷载组合值系数取雪荷载 0 5楼面活载 0 51 5 3等效总重力荷载代表值Geq 0 85 Gi1 5 4横向框架侧移刚度计算一般层 边柱 K ib2 ib4 2ic中柱 K ib1 ib2 ib3 ib4 2ic1 5 5横向自振周期计算1 把楼梯间顶层重力荷载代表值折算到结构的顶层Ge Gi 1 3 2 hi h 结构顶点假想侧移计算计算公式如下 VGi Gk ui VGi DiuT ukT1 1 7 TuT1 21 5 6水平地震作用及楼层地震剪力计算计算公式如下 1 Tg T1 0 9 maxGeq 0 85 Gi1 5 7水平地震作用下位移验算计算公式如下 ui Vi Dijui uk e ui hi1 5 8水平地震作用下的框架内力计算由Vi Fk求得框架第i层的层间剪力Vi后 i层j柱分配的剪力Vij及该柱上 下端的弯矩Miju和Miju别按下列各式计算 柱端剪力 Vij Dij Dij Vi下端弯矩 Miju Vijyh上端弯矩 Miju Vij 1 y h然后画弯矩图 剪力图以及轴力图 1 7用D值法计算竖向荷载作用下的框架结构内力1 7 1恒载作用下的内力分析1 7 2活载作用在第一跨的内力分析1 7 3活载作用在第二跨的内力分析1 7 4活载作用在第三跨的内力分析1 7 5重力荷载代表值作用下的内力分析1 8内力组合1 用于承载力计算的框架梁由可变荷载效应控制的基本组合此组合恒载 楼面 活载和风载的荷载分向系数分别为1 2 1 4 1 4 楼面 活载和风载的组合系数分别为0 7 0 6 内力组合值均乘以r0 1 0为简化计算取1 2SGk 1 4 c SQk SWk 进行组合 2 用于承载力计算的框架梁由永久荷载效应控制的基本组合此组合恒载 楼面 活载的荷载分向系数分别为1 35 1 4 楼面 活载的组合系数分别为0 7 内力组合值均乘以r0 1 0 计算1 35SGk 1 4 0 7 c SQk SWk 进行组合3 用于承载力计算的框架A柱由可变荷载效应控制的基本组合此组合恒载 楼面 活载和风载的荷载分向系数分别为1 2 1 4 1 4 楼面 活载和风载的组合系数分别为0 7 0 6 内力组合值均乘以r0 1 0为简化计算取1 2SGk 1 4 c SQk SWk 进行组合V Mu Mb H 4 用于承载力计算的框架A柱由永久荷载效应控制的基本组合此组合恒载 楼面 活载和风载的荷载分向系数分别为1 35 1 4 楼面 活载和风载的组合系数分别为0 7 计算取1 35SGk 1 4 0 7 SQk进行组合V Mu Mb H5 用于承载力计算的框架B柱由可变荷载效应控制的基本组合此组合恒载 楼面 活载和风载的荷载分向系数分别为1 2 1 4 1 4 楼面 活载和风载的组合系数分别为0 7 0 6 内力组合值均乘以r0 1 0为简化计算取1 2SGk 1 4 c SQk SWk 进行组合V Mu Mb H6 用于承载力计算的框架B柱由永久荷载效应控制的基本组合此组合恒载 楼面 活载和风载的荷载分向系数分别为1 35 1 4 楼面 活载和风载的组合系数分别为0 7 计算取1 35SGk 1 4 0 7 SQk进行组合V Mu Mb H 7 用于承载力计算的框架梁考虑地震作用效应与其他荷载效应其本组合重力荷载代表值水平地震作用的荷载分向系数分别为1 2 1 0 1 3 内力组合值均乘以调整系数rRE 0 75 弯矩 和0 85 剪力 弯矩M取1 2SGE 1 3 SEhk或1 0SGE 1 3 SEhk进行组合 剪力V rRE vb Ml Mr Ln VGb 8 用于承载力计算的框架A柱考虑地震作用效应与其他荷载效应其本组合重力荷载代表值和水平地震作用的荷载分向系数分别为1 2 1 0 1 3 内力组合值均乘以调整系数rRE 0 8 弯矩和剪力 弯矩M取1 2SGE 1 3 SEhk进行组合 剪力V vb Ml Mr Ln 9 用于承载力计算的框架B柱考虑地震作用效应与其他荷载效应其本组合重力荷载代表值和水平地震作用的荷载分向系数分别为1 2 1 0 1 3 内力组合值均乘以调整系数rRE 0 8 弯矩和剪力 弯矩M取1 2SGE 1 3 SEhk进行组合 剪力V vb Ml Mr Ln10 基顶荷载在抗震和非抗震作用下的标准值组合及设计值组合1 9构件截面设计1 9 1梁截面设计1 选取最不利内力组合2 正截面受弯承载力计算3 斜截面计算4 裂缝宽度验算5 主梁吊筋计算 1 9 1框架柱截面设计1 非抗震设计 1 轴压比验算 2 截面尺寸复核 3 正截面受弯承载力计算 4 垂直于弯矩作用平面的受压承载力计算 5 裂缝宽度验算2 抗震设计 1 具体计算过程详抗震斜截面受剪承载力计算表 2 强节点弱构件设计 3 节点核心区受载承载力验算 1 10基础设计1 10 1非抗震设计1 基础尺寸及埋置深度 1 按构造要求初步确定基础尺寸 2 按轴心受压基础初步估算基础底面积 3 计算基底内力第一组内力组合 第二组内力组合 第三组内