六层综合办公楼设计毕业论文.doc

六层综合办公楼设计毕业论文第一部分：工程概况一、设计概况：建筑地点：该市东南开发区黄浦江路与黄山路交汇处建筑类型：六层综合办公楼框架结构建筑概况：建筑面积约7153.02平方米室内外高差450mm楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构楼板厚度取120mm填充墙采用KP1多孔砖门窗使用：门厅大门采用钢门其它为木门门洞尺寸为1.5m3.1m和0.8m2.5m窗为铝合金窗洞口尺寸为1.5m2.1m、1.2m2.1m、 1.2m1.8m地质条件：根据设计任务说明地震设防烈度为8度地基承载力标准值为200KN/M2结构概况:结构体系框架结构基础为柱下独立基础 基础垫层混凝土为C10基础承台混凝土为C20其余混凝土为C30第二部分：结构计算单元确定及框架侧移刚度的计算 柱网与层高：本办公楼采用柱距为6.0m的内廊式小柱网边跨为6.0m中间跨为2.7m层高取首层为4.5m其余为3.3m如下图所示：框架结构承重方案的选择：竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经梁框架柱再由框架柱传至地基根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径本办公楼框架的承重方案为横向框架承重方案这可使横向框架梁的截面高度大增加框架的横向侧移刚度框架结构的计算简图： 梁、柱、板截面尺寸的初步确定：1、梁截面高度一般取梁跨度的1/12至1/8本方案取1/106000=600mm截面宽度取6001/2=250mm可得梁的截面初步定为bh=250*600楼板取120mm2、框架柱的截面尺寸梁截面尺寸（mm）混凝土等级横梁（bh）纵梁（bh）AB跨、CD跨BC跨C30250600250400250600柱截面尺寸（mm）层次混凝土等级bh1-6C306006001.横梁线刚度i b的计算：类别Ec（N/mm2）bh（mmmm）I0（mm4）l（mm）EcI0/l（Nmm）2EcI0/l（Nmm）AB跨、CD跨3.01042506004.5010960002.2510104.501010BC跨3.01042504001.3310927001.4810103.3410102.柱线刚度i c的计算：I=bh3/12层次hc（mm）Ec（N/mm2）bh（mmmm）Ic（mm4）EcIc/hc（Nmm）145003.01046006001.0810107.210102-633003.01046006001.0810109.821010第三部分：荷载计算一、恒载计算（1）屋面框架梁线荷载标准值：20厚1：2水泥砂浆找平 0.02200.4 KN/m2100-140厚（2找坡）膨胀珍珠岩 (0.10+0.14)/270.80 KN/m2120厚现浇钢筋混凝土楼板 0.12253 KN/m215厚石灰抹底 0.015160.24 KN/m2屋面恒载 3.98 KN/m2边跨框架梁自重 0.250.6253.75 KN/m梁侧粉刷 2（0.60.1）0.02170.34 KN/m中跨框架梁自重 0.250.4252.5 KN/m梁侧抹灰 2（0.40.1）0.02170.204 KN/m因此作用在顶层框架梁上的线荷载为g6AB! =g6cd1= 4.09KN/mg6BC=2.704KN/m(2)楼面框架梁线荷载标准值25厚水泥砂浆面层 0.02520 0.5 KN/m 120厚现浇钢筋混凝土楼板 0.12253 KN/m15厚板底石灰抹底 0.015160.24 KN/m楼面恒载 3.24 KN/m边跨框架梁及梁侧粉刷 4.09 KN/m边跨填充墙自重 0.25（3.3-0.6）19=12.825 KN/m墙面粉刷 （3.3-0.6）0.02217=1.836 KN/m中跨框架及梁侧粉刷 2.704 KN/m因此作用在中间层框架梁上的线荷载为 gAB! =gcd1=18.75 KN/m gBC1=2.704 KN/m gAB2 =gcd2=19.44 KN/m gBC2=8.748 KN/m(3)屋面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重 0.250.6625=22.5 KN粉刷 0.02（0.6-0.1）2617=2.04 KN1.2m高女儿墙 1.260.2519=34.2 KN粉刷 1.20.022617=4.896 KN连系梁传来屋面自重 0.560.563.98=35.82 KN顶层边节点集中荷载 99.46 KN中柱连系梁自重 0.250.6625=22.5 KN粉刷 0.02（0.6-0.1）2617=2.04 KN连系梁传来屋面自重 0.5（6+6-2.7）1.353.98=24.98 KN 0.563.983=35.82 KN顶层中节点集中荷载 85.34 KN(4)楼面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重 22.5 KN粉刷 2.04 KN钢窗自重 21.21.80.45=1.944 KN窗下墙体自重 0.250.85(6-0.5)19=22.2 KN粉刷 20.020.855.517=3.179 KN窗边墙体自重 0.25 (6-21.2-0.5)1.819=26.51 KN粉刷 23.11.8170.02=3.79 KN框架柱自重 0.50.63.325=24.75 KN粉刷 1.70.023.317=1.907 KN连系梁传来楼面自重 0.560.563.24=29.16 KN中间层边节点集中荷载 137.98 KN中柱连系梁自重 22.5 KN粉刷 2.04 KN内纵墙自重 6（3.3-0.6）20.2519=153.9 KN粉刷 62.720.0217=11.02 KN扣除门洞重加上门重 -2.10.8(5.24-0.2) =-16.93 KN框架柱自重 24.75 KN粉刷 1.907 KN连系梁传来楼面自重0.5(6+6-2.7)1.353.24=20.34 KN0.561.53.24=14.58 KN楼面活荷载计算p6AB =p6CD=1.56=9 KN/mp6BC=1.52.7=4.05 KN/mp6A=p6D=331.5=13.5 KNp6B=p6C=0.59.31.351.5+0.25661.5=9.42+13.5=22.92 KN pAB=pCD=1.56=9 KN/m pBC=22.7=5.4 KN/mpA=pD=331.5=13.5 KN pB=pC=0.59.31.352+0.25662=12.56+18=30.56 KN二、风荷载计算风压标准值计算公式为 W=z. s.z.W0因结构高度 H30m 可取z1.0；对矩形平面 z=1.3;可查荷载规范当查得的z1.0时取z1.0将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载计算过程如表：风荷载计算：层次zsZ(m)zW0(K0.55N/m)A(m2)Pw(kN)61.01.3211.250.559.98.8551.01.317.71.180.5519.816.7141.01.314.41.100.5519.815.5731.01.311.11.010.5519.814.3021.01.37.810.5519.814.3011.01.34.510.5523.416.73三、地震作用计算因本办公楼为长方形布置柱网纵向柱网使得整体纵向刚度较大仅考虑水平地震对横向柱网影响即可采用剪力法计算水平地震作用力为求基底剪力先要计算结构各楼层的总重力代表值总重力荷载统计3.1 顶层总重力荷载1203KN结构板 0.12（662+3.16）9.06 KN柱 0.250.6122.725121.5 KN梁 0.25（242+9.12）0.625248.25 KN墙（126-120.6）2.7+（3.12-40.6）2.71.52.13-0.82.121.22.121.52.130.2519=750.12 KN门 （1.52.13+0.82.12）5.2467.12 KN窗 （1.22.12+1.52.13）0.456.54 KN3.2 六层总重力荷载代表值18089KN屋面 3.9881.114.7=4744 KN结构板 0.1281.114.725+0.0281.114.7173385 KN梁 250.50.25（81.1130.6）411.414+0.30.25（2.7-0.6）14251467 KN柱 0.60.63.325641900 KN墙 （452+29.4）3.3-1.21.8511.51.85-0.82.1490.25196106 KN门 0.82.1495.24431 KN窗 （1.21.851+1.51.85）0.4556 KN3.3 五层总重力荷载代表值17207KN楼面 3.2481.114.73862 KN结构板 0.1281.114.725+0.0281.114.7173385 KN梁 250.50.25（81.1130.6）411.414+0.30.25（2.7-0.6）14251467 KN柱 0.60.63.325641900 KN墙 （452+29.4）3.3-1.21.8511.51.85-0.82.1490.25196106 KN门 0.82.1495.24431 KN窗 （1.21.851+1.51.85）0.4556 KN3.4 四层总重力荷载代表值 17207 KN楼面 3.2481.114.73862 KN结构板 0.1281.114.725+0.0281.114.717=3385 KN梁 250.50.25（81.1130.6）411.414+0.30.25（2.7-0.6）14251467 KN柱 0.60.63.325641900 KN墙 （452+29.4）3.3-1.21.8511.51.85-0.82.1490.25196106 KN门 0.82.1495.24431 KN窗 （1.21.851+1.51.85）0.4556 KN3.5 三层总重力荷载代表值17207KN楼面 3.2481.114.73362 KN结构板 0.1281.114.725+0.0281.114.717=3385 KN梁 250.50.25（81.1130.6）411.414+0.30.25（2.7-0.6）14251467 KN柱 0.60.63.325641900 KN墙 （452+29.4）3.3-1.21.8511.51.85-0.82.1490.2519 6106 KN门 0.82.1495.24431 KN窗 （1.21.851+1.51.85）0.4556 KN3.6二层总重力荷载代表值 17207 KN楼面 3.2481.114.73362 KN结构板 0.1281.114.725+0.0281.114.717=3385 KN梁 250.50.25（81.1130.6）411.414+0.30.25（2.7-0.6）14251467 KN柱 0.60.63.325641900 KN墙 （452+29.4）3.3-1.21.8511.51.85-0.82.1490.2519 6106 KN门 0.82.1495.24431 KN窗 （1.21.851+1.51.85）0.4556 KN3.7一层总重力荷载代表值 19812 KN楼面 3.2481.114.73362 KN结构板 0.1281.114.725+0.0281.114.717=3385 KN梁 250.50.25（81.1130.6）411.414+0.30.25（2.7-0.6）14251467 KN柱 0.60.64.525642592 KN墙 （452+29.4）4.5-1.22.1511.52.15-0.82.5490.2519 8510 KN门 0.82.1495.24431 KN窗 （1.22.151+1.52.15）0.4565 KN 各层重力荷载代表值 结构自振周期采用经验公式：T1=0.22+0.035H/B1/3式中 H为结构总高； B为结构宽度即T1=0.22+0.035（53.3+4.5）/14.71/3 =0.52 S设防烈度8度由抗震规范查得水平地震影响系数最大值max=0.16按近震类场地取Tg0.2则地震影响系数：1(Tg/T1)0.9max=(0.2/0.52)0.90.160.067结构总重力荷载为GE=107932KN由基底剪力法计算公式：FEK总1Geq=10.85GE=0.067 0.851079326.1103KN本办公楼结构共有14榀框架共同承受水平地震力则每一榀框架承受的基底剪力为FEK= FEK总/14=6.1103/14=439KN因T1 1.4Tg故可不考虑顶部附加地震作用系数每榀框架所承受的地震作用力可按下式分配至各层节点处：Fi=GiHiFEk/GiHi（i=123.6）计算结果见下表：层次Hi(m)Gi (KN)GiHi(103KN.m)Fi (KN)62118089379123517.71720730499414.41720724780311.1172071916227.8172071344314.5198128929第四部分：水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算一、横向自振周期的计算： 横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法 按式Ge=Gn+1（1+3h1/2/H）将突出房屋重力荷载代表值折算到主体结构的顶层即：Ge=10231+33.6/（3.65+4.7）=650.8153（KN）基本自振周期T1（s）可按下式计算：T1=1.7T （uT）1/2注：uT假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的结构顶点位移T结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数取0.6uT按以下公式计算：VGi=Gk（u）i= VGi/D ij uT=（u）k注：D ij 为第i层的层间侧移刚度（u）i为第i层的层间侧移（u）k为第k层的层间侧移s为同层内框架柱的总数结构顶点的假想侧移计算过程见下表其中第六层的Gi为G6和Ge之和结构顶点的假想侧移计算：层次Gi（KN）VGi（KN）D i（N/mm）ui（mm）ui（mm）61808910404.290176260013.641265.98951720720331.628776260026.661252.68541720730258.967376260039.679225.68531720740186.305976260052.696186.00621720750096.497772953068.670133.3111981259715.081392381064.64064.64 T1=1.7T （uT）1/2=1.70.6(0.265989)1/2=0.526(s)二、水平地震作用及楼层地震剪力的计算：本结构高度不超过30m质量和刚度沿高度分布比较均匀变形以剪切型为主故可用底部剪力法计算水平地震作用即：1、结构等效总重力荷载代表值GeqGeq=0.85Gi=0.85（18089+172074+19812+1203）=50666（KN）2、计算水平地震影响系数1查表得二类场地近震特征周期值Tg=0.30s查表得设防烈度为8度的max=0.161=（Tg/T1）0.9max =（0.3/0.526）0.90.16 =0.09653、结构总的水平地震作用标准值FEkFEk=1Geq =0.096550666 =4890（KN）因1.4Tg=1.40.3=0.42sT1=0.526s所以应考虑顶部附加水平地震作用顶部附加地震作用系数：n=0.08T1+0.07=0.080.526+0.07=0.1121F6=0.11214890=548KN各质点横向水平地震作用按下式计算：Fi=GiHiFEk（1-n）/（GkHk）=4342（KN）地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi为 Vi=Fk（i=12.n）计算过程如下表：各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次Hi（m）Gi（KN）GiHi（KNm）GiHi/GjHjFi（KN）Vi（KN）23.7120313959.230.01773.82073.82062118089221403.880.2691168.0881241.908517.717207189612.170.230998.7372240.645414.417207153873.750.187812.0163052.662311.117207118135.330.143620.9543673.61527.81720782254.590.100434.2334107.84814.51981245207.340.055238.8284346.676824446.29各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见下图： （具体数值见上表）三、多遇水平地震作用下的位移验算：水平地震作用下框架结构的层间位移（u）i和顶点位移u i分别按下列公式计算：（u）i = Vi/D iju i=（u）k各层的层间弹性位移角e=（u）i/hi根据抗震规范考虑砖填充墙抗侧力作用的框架层间弹性位移角限值e1/550计算过程如下表：横向水平地震作用下的位移验算层次Vi（KN）D i（N/mm）（u）i （mm）ui（mm）hi（mm）e=（u）i /h