某兩層辦公樓結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書

1、第一部分 工程概況建筑地點：煙臺市開發(fā)區(qū) 建筑類型：兩層框架結(jié)構(gòu)辦公樓建筑面積：約350 樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土，樓板厚度80，填充墻采用蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊門窗使用：門窗全部為鋁合金制作地質(zhì)條件：經(jīng)過地質(zhì)勘察部門確定，此建筑場地為類場地，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計地震分組為第一組，設(shè)計基本地震加速度為0.1g柱距與層高：柱距為6.0和3.8的二跨柱網(wǎng)底層（一層）層高標高3.9m，頂層（二層）2.8m豎向荷載的傳力途徑：樓板的均布恒荷載和活荷載經(jīng)過次梁傳至主梁，再由主梁傳至框架柱，最后傳至基礎(chǔ)和地基。梁、柱尺寸的初步確定：已知柱子截面尺寸為400*400框架梁截面尺寸為250*500

2、次梁截面尺寸為200*400板厚為80，且梁、板尺寸符合構(gòu)造要求，不必進行梁板的撓度驗算梁截面尺寸（） 混凝土等級橫向框架梁 縱向框架梁 次梁 C30 250*500 250*500 200*400 第二部分 框架側(cè)移剛度計算一、 橫向框架梁線剛度ib的計算類別Ec(N/mm2)b*h(mm*mm)Io(mm4)l(mm)ECIO/l(N.mm)1.5ECIO/l(N.mm)2.0ECIO/l(N.mm)AB跨3.0*104250*5002.604*10960001.302*10101.953*10102.604*1010BC跨3.0*104250*5002.604*10938002.056*

3、10103.084*10104.112*1010二、 縱梁線剛度ib的計算類別Ec(N/mm2)b*h(mm*mm)Io(mm4)l(mm)ECIO/l(N.mm)1.5ECIO/l(N.mm)2.0ECIO/l(N.mm)跨3.0*104200*4001.067*10960000.534*10100.800*10101.067*1010三、 柱子的線剛度ic的計算（I=bh3/12）層次hc(mm)EC(N/mm2)b*h(mm*mm)IC(mm4)ECIC/hc(N.mm)228003.0*104400*4002.133*1091.641*10101 3900 3.0*104400*400

4、2.133*1092.286*1010筆下文學-筆趣閣四、 各層橫向側(cè)移剛度計算（D值法）底層 選擇A-2 A-3 A-4 計算 K=i1+i2/ic =2.604/2.286=1.139 ac=0.5+K/2+K=0.522D1=12 acic/h2=12*0.522*1.641*1010/39002=6758選擇B-2 B-3 B-4 計算K=2.203ac=0.5+K/2+K=0.643D2=12 acic/h2=8286選擇C-2 C-3 C-4計算K=1.799ac=0.5+K/2+K=0.605D3=12 acic/h2=7833二層 選擇B-2 B-3 B-4 計算K=i1+i2

5、+i3+i4/2ic=2.506ac=K/2+K=0.556D=12 acic/h2=13965 第三部分 重力荷載代表值的計算一 資料準備1 頂層不上人屋面永久荷載標準值 鋪改性瀝青砂漿 0.05 20厚1：3水泥砂漿打底找平 0.02*20=0.4 100厚水泥珍珠巖保溫層 0.1*1.5=0.1580厚鋼筋混凝土面板 0.08*25=2.0 V型龍骨輕鋼吊頂 0.25合計 2.85KN/m22一層上人屋面永久荷載標準值 30厚細石混凝土保護層 0.03*22=0.66 改性瀝青防水 0.0520厚1：3水泥砂漿打底找平 0.02*20=0.4150厚水泥珍珠巖保溫層 0.15*1.5=0

6、.22580厚鋼筋混凝土面板 0.08*25=2.0 V型龍骨輕鋼吊頂 0.25合計 3.585KN/m23 二層樓面 木地板 0.1 20厚1：3水泥砂漿打底找平 0.02*20=0.480厚鋼筋混凝土面板 0.08*25=2.0 V型龍骨輕鋼吊頂 0.25合計 2.75KN/ m24 屋面及樓面可變荷載標準值 上人屋面均布荷載標準值 2.0KN/ m2 不上人屋面均布荷載標準值 0.5KN/ m2 屋面雪荷載標準值 Sr=UrSO=1.0*0.4=0.4 KN/ m2 (其中1.0屋面雪荷載分布系數(shù)0.4為煙臺當?shù)匮?5 鋼筋混凝土容重 25KN/ m2 正壓粉煤灰加氣混凝土砌塊 5.

7、5KN/ m2 二 重力荷載代表值的計算1 第一層梁柱自重類別凈跨mm 截面mm*mm 容重KN/ m2 體積m 數(shù)量 根 單重 KN 總重KN 框架梁AB跨5600BC跨3400bC跨6200250*500250.70.4250.7754.54317.510.62519.37578.7542.558.125縱向框架梁5600250*500 250.7 10 17.5175次梁跨5600200*400 250.44817 11.2190.4 類別計算高度mm 截面mm*mm 容重KN/ m2 體積m 數(shù)量 根 單重 KN 總重KN 一層柱3900400*400 256.24 19 156.25

8、2968.25二層柱2800400*400 254.4814 1121568內(nèi)外填充墻重的計算橫墻AB跨 墻厚250mm 計算長度5600mm 計算高度3900-500+200=3600mm 單跨體積 0.25*5.6*3.6=5.04m單跨重量 5.04*5.5=27.22KN 數(shù) 量 4.5 總 重 27.22*4.5=124.74KN BC跨 墻厚250mm 計算長度3400mm 計算高度3600mm 單跨體積 0.25*3.4*3.6=3.06m單跨重量 3.06*5.5=16.83KN 數(shù) 量 4 總 重 16.83*4=67.32KN廁所及樓梯間橫墻 墻厚250mm 計算長度520

9、0mm 計算高度3400mm 單跨體積 0.25*5.2*3.4=4.42m單跨重量 4.42*5.5=24.31KN 數(shù) 量 3 總 重 24.31*3=72.93KN橫墻總重為 124.74+67.32+72.93 =264.99KN縱墻跨外墻 單跨體積 0.25*【（5.4*3.5）-(2*1.4*1.5)】=3.675m單跨重量 3.675*5.5=24.31KN 數(shù) 量 4 總 重 4*3.675*5.5=80.85KN 廁所/樓梯間 單個體積 1.75m 數(shù) 量 4 總 重 38.5KN3800.00 內(nèi)縱墻 單個體積 8.4m 數(shù) 量 1 總 重 5.5*8.4*1=46.2KN

10、 正門縱墻為 5.5*8.475=46.6125KN 縱墻總重為 80.85+38.5+46.2+46.6125=193.5175KN女兒墻 墻厚250mm 總長度31700mm 高度500mm 體積 3.9625m3 重量 21.7938KN窗戶計算 正立面落地窗（鋁合金玻璃窗） 尺寸（C-2）5600mm*3050mm 自重 0.4KN/數(shù)量 4總重 5.6*3.05*0.4*4=27.328KN 背立面窗戶尺寸 （C-3）1500mm*2350mm數(shù)量 12自重 0.4 KN/總重 1.5*2.35*0.4*12=16.92KN 窗戶重量合計為 27.328+16.92=44.248KN

11、 門重計算 正門 尺寸 1800mm*2200mm 自重 0.4 KN/ 數(shù)量 1 重量 1.8*2.2*0.4=1.582KN A-C軸立面?zhèn)乳T 尺寸 1000mm*2100mm 自重 0.4 KN/ 數(shù)量 1 重量 2.1*1.0*0.4=0.84KN門的重量合計為 1.582+0.84=2.422KN樓板恒載、活載的計算（樓梯間按照樓板計算） 一層建筑面積為274.8m2 恒載：2.75*166.8+3.585*108=845.88KN 活載：2.0*166.8=333.6KN 雪載：0.4*108=43.2KN由以上計算可知，一層重力荷載代表值為G1=樓面恒載+0.5樓面活載+女兒墻+

12、上下半層窗自重+0.5雪載 =845.88+1.05（78.75+42.5+58.128）+1.05（190.4+175）+0.5*1568+0.5（100.378+100.886）+0.5(17.1+7.2)+0.5(2968.25+1568)+0.5(264.99+193.5175+2.422+44.248)+0.5(333.6+43.2)+21.7938 =4982.5833KN2 第二層 梁柱 類別 截面尺寸 容重 總重量橫向框架梁250mm*500mm 25KN/m342.5+58.125=100.625KN 縱向框架梁 250mm*500mm 25KN/m387.55KN 次梁 2

13、00mm*400mm 25KN/m3 112KN 柱 400*400 25KN/m3 1568KN內(nèi)外填充墻的計算BC跨橫墻 墻厚200mm 計算長度3200mm 計算高度2300mm 單跨體積 0.2*3.2*2.3=1.472m3 單跨重量 1.472*5.5=8.096KN 數(shù) 量 4 總 重 8.096*4=32.384KNBC外橫墻 墻厚250mm 計算長度21500mm 計算高度2300mm 單跨體積 12.3625m3 單跨重量 67.994KN 數(shù) 量 1 總 重 67.994KN橫墻合計總重量為 100.378KN縱 強 墻厚 250mm 計算長度30000mm 計算高度28

14、00mm 總體積 5.25m3 總 重 5.5*5.25=28.875KN 墻厚 200mm 計算長度13000mm 計算高度2300mm 總體積 5.98m3 總 重 5.5*5.98=32.89KN 墻厚 250mm 計算長度12600mm 計算高度2720mm 總體積 0.25*12.6*2.72=8.568m3 總 重 5.5*8.568=47.124KN 女兒墻厚度 250mm 計算長度73200mm 高度500mm 體 積 0.25*73.2*0.5=9.15m3 女兒墻重 5.5*9.15=50.325KN縱墻總重為108.889KN 女兒墻重 50.325KN 窗戶重的計算（全

15、部為鋁合金制作） 尺寸（C-4） 1500mm*1500mm 自重 0.4KN/ 數(shù)量 19 重量 0.4*1.5*1.5*19=17.1KN 門重計算 尺寸（M-1） 900mm*2400mm 自重 0.4KN/ 數(shù)量 8 重量 0.9*2.4*0.4*8=6.912KN 廁所塑料板門 尺寸（M-3） 800mm*1500mm 自重 0.15KN/m2 重量 0.288KN 門重量合計為 6.912+0.288=7.2kN樓板恒、活載計算 （樓梯間按照樓板計算） 面積 166.8 恒載 2.74*166.8=457.03KN 雪載 0.4*166.8=66.72KN由以上計算可知，二層重力荷

16、載代表值 G2=樓面恒載+上下半墻柱、門窗重+0.5樓面活載+0.5雪載 =457.032+42.5+58.125+87.5+112+0.5*1568+0.5（100.378+100.886）+0.5（17.1+7.2）0.5*66.72+50.325 =1737.624KN集中于各樓層標高處的重力荷載代表值如下圖所示 第四部分 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計算橫向自振周期的計算橫向自振周期的計算采用結(jié)構(gòu)頂點的假象位移法基本自振周期的計算公式T1=1.7T(UT)1/2其中，UT假象把集中在各層樓面處的重力荷載代表值Gi作為水平荷載而算得的結(jié)構(gòu)頂點位移，T=0.7（考慮非結(jié)構(gòu)墻承重影

17、響的折減系數(shù)）結(jié)構(gòu)頂點的假象側(cè)移計算過程見下表： 層次 Gi（KN）VGi （KN） Di(N/mm)Ui（mm）Ui（mm） 21737.6241737.6241955108.88843.967 14982.5834982.58314203935.07935.079（注：Ui= VGi/Di以第二層為例，U2= VG2/D2=1737.624/195510=8.888mm）T1=1.7T(UT)1/2 =1.7*0.7*0.0439671/2=0.2495s一、 水平地震作用及樓層地震剪力的計算由于本建筑結(jié)構(gòu)高度不超過40m，質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻，符合抗震規(guī)范采用底部剪力法的條件，該

18、建筑不考慮豎向地震力的作用。即 1 結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值GeqGeq=0.85Gi =0.85（1737.624+4982.583） =5712.176KN2 計算水平地震影響系數(shù)（查地質(zhì)勘察報告知特征周期為0.35s）=（Tg/T1）0.9max =（0.35/0.2495）0.90.08 =0.1085s 結(jié)構(gòu)總水平地震作用效應(yīng)標準值 Fek=Geq =0.1085*5712.176=619.711KN 因1.4 Tg=1.4*0.350.2495= T1故不考慮頂部附加水平地震作用。各質(zhì)點橫向水平地震作用按下式計算 Fi=GiHi Fek/GKHK地震作用下各樓層水平地震層間剪力Vi

19、=FK計算過程見下表： 各質(zhì)點橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表 層次 Hi（m） Gi（KN）Gi Hi（KNm）Gi Hi/GjHjFi Vi 2 6.7 1737.62411642.081 0.3746232.178232.178 1 3.9 4982.58319432.074 0.6254387.533387.533 31074.155各質(zhì)點水平水平地震作用及樓層地震剪力沿高度的分布圖 123( 2 ) 地震荷載的作用位置 地震剪力圖二 多遇水平地震作用下位移驗算水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移（U）i和頂點位移Ui分別按照下式計算 （U）i=Vi/Dij Ui=（U）k彈性位移角

20、e=（U）i/hi根據(jù)抗震規(guī)范，考慮砌體填充墻抗側(cè)力的框架，層間彈性位移角限值【e】1/550計算過程如下表： 層次 Vi（KN）Di(N/mm)(Ui)（mm） Ui（mm）hi （mm）e=（U）i/hi 2 232.1781955101.186 5.5492800 1/2360 1 619.7111420394.363 4.3633900 1/894由表可知，最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層，且1/8941/550滿足規(guī)范要求。二、 水平地震作用下框架內(nèi)力計算1 框架柱端剪力及彎矩分別按照下式計算Vij=DijVi/DijMijb= VijyhMiju= Vij（1-y）hy=yn+ y1

21、+ y2+ y3注：yn框架柱標準反彎點高度比;y1上下層梁線剛度變化時反彎點高度比的修正值；y2 y3上下層高度變化時對yn的修正值；y框架柱反彎點高度比以B軸線橫向框架內(nèi)力計算為例 各層柱端彎矩及剪力計算層次hiViDi(N/mm)DijVijkyMijbMiju22.8232.1781955101396516.5842.5060.523.21823.21813.9387.5331420392287762.4172.2030.667162.36581.0612 梁端彎矩、剪力及柱軸力的計算】 層次MblMbr l Vb柱軸力 223.2189.002 6.0 5.370 -5.370 11

22、32.36562.954 6.0 37.553 -37.553三、 風荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計算風荷載標準值wk=ZSz wo wk風荷載標準值（KN/m2） Zz高度處的風振系數(shù)；S風荷載體型系數(shù)；z風壓高度變化系數(shù)；wo基本風壓（KN/m2），煙臺的基本風壓為0.55 KN/m2風荷載標準值wk12=10.81.00.55=0.44 KN/m2wk3=1.00.50.55=0.275 KN/m2結(jié)構(gòu)頂點因風荷載引起的側(cè)移計算： 層次 VGi（KN） Di (Ui)（mm） Ui（mm） 2 3.593 195510 0.01840.0938 1 10.708 142039 0.07

23、540.0754 水平風荷載作用下框架內(nèi)力計算層次hiViDi(N/mm)DijVijkyMijbMiju22.83.593195510139650.2572.5060.50.3600.36013.910.708142039228771.7252.2030.6674.4872.240其中V2l=13965*3.593/195510=0.257V1l=22877*10.708/142039=1.725 M2jb= V2jyh=0.257*0.5*2.8=0.360M1jb= V1jyh=1.725*0.667*3.9=4.487第五部分 豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算（分層法）1 計算單元的選擇

24、確定 選取板的計算單元 板的受力簡圖123( 1 )( 2 )1700.001700.00板的計算荷載恒載標準值（二層屋面） 鋪改性瀝青砂漿 0.05 20厚1:3水泥砂漿打底找平 20*0.02=0.4 100厚水泥珍珠巖保溫層 1.5*0.1=0.15 80厚鋼筋混凝土板 25*0.08=2.0 V型輕鋼龍骨吊頂 0.25 合計 gk=2.85KN/m2恒載設(shè)計值 g=1.2*2.85=3.42活載設(shè)計值 q=1.4*0.5=0.7（雪荷載與屋面活荷載僅考慮其一） 合計 =4.12 KN/m2乘以每米板寬 g+q=4.12 KN/m進行次梁的計算，首先進行計算單元的選取次梁計算單元的選取次

25、梁的計算簡圖123456 荷載恒載設(shè)計值 由板傳來的均布荷載 4.12*1.9=7.828 次梁自重 1.2*0.2*25*（0.4-0.08）=1.92 g=9.748 KN/m活荷載設(shè)計值 由板傳來 q=0.7*1.9=1.33 g+q=10.078 KN/m取二層BC跨為例進行荷載的計算3800.00 主梁的計算簡圖荷載恒載設(shè)計值 由次梁傳來的恒載 9.748*6.0=58.488主梁自重 1.2*25*0.25*（0.5-0.08）=1.824 G=60.312 KN/m活荷載設(shè)計值 由次梁傳來 Q=1.33*6.0=7.98 G+Q=68.292 KN/m第二層豎向荷載的計 1.00

26、1.006.10.10123( 1 )( 2 )4500.00二層樓面（屋面）板計算簡圖恒荷載標準值30厚細石混凝土保護層 22*0.03=0.66改性瀝青防水層 0.05 20厚1:3水泥砂漿打底找平 20*0.02=0.4150厚水泥珍珠巖保溫層 1.5*0.15=0.22580厚鋼筋混凝土板 25*0.08=2.0 V型輕鋼龍骨吊頂 0.25 合計 3.585 KN/m2恒荷載設(shè)計值 g=1.2*3.585=4.302活荷載設(shè)計值 q=1.4*2.0=2.8 g+q=7.102 KN/m2即每米板寬荷載為7.102 KN/m一層樓面荷載計算 木地板 0.1 20厚1:3水泥砂漿找平 0.

27、4 80厚鋼筋混凝土板 2.0 V型輕鋼龍骨吊頂 0.25 合計 2.75 KN/m2恒載設(shè)計值 1.2*2.75=3.3活載設(shè)計值 1.4*2.0=2.8 合計 g+q=6.1 KN/m2故每米板寬荷載值為6.1 KN/m（次梁的計算簡圖）1.0013.721.001.001.0013.7213.72123455775.005750.005750.00取BC跨內(nèi)進行計算恒載設(shè)計值 由板傳來 3.3*2.0=6.6 次梁自重 1.2*25*0.2*（0.4-0.08）=1.92 合計 g=8.52 KN/m活荷載設(shè)計值 由板傳來 q=2.8*2.0=5.6 KN/m 合計 p+q=8.52+5

28、.6=14.12 KN/m主梁的計算簡圖12( 1 )恒載設(shè)計值 次梁傳來（為集中荷載） 8.52*6.0=51.12 KN主梁自重 （均布荷載） 1.2*25*0.25*（0.5-0.08）=3.15 KN/m 主梁上部砌體重（均布荷載） 1.2*0.2*2.8*5.5=3.696 KN/m 活荷載設(shè)計值由次梁上傳來的活載 Q=5.6*6.0=33.6 KN 2 荷載作用下柱子的內(nèi)力計算一層柱頂由上部結(jié)構(gòu)傳下來的荷載有 軸力：51.12+3.15*3+3.696*3+0.5*31.2=87.258KN3 一層框架梁在恒載作用下的內(nèi)力計算 MBC=-ql2/12=-1/12*6.846*3.8

29、2=-8.238KNmMCB=ql2/12=1/12*6.846*3.82=8.238KNmMBC=-pl/8=-1/8*51.12*3.8=-24.282KNmMCB=pl/8=1/8*51.12*3.8=24.282KNm故梁端B的彎矩值為-32.52 KNm梁端C的彎矩值為32.52 KNm梁端剪力值的計算：V=1/2ql+1/2P=1/2*6.846*3.8+15.6=28.607KN 一層框架梁在活載作用下的內(nèi)力計算活載作用下梁端產(chǎn)生的彎矩：M=pl/8=1/8*31.2*3.8=14.82KNm 剪力：V=15.6 KN4 梁端剪力和柱子軸力的計算（忽略由彎矩引起的剪力） 恒載作用

30、下 B柱 N頂=51.12+87.258=138.378KN 柱重：0.4*0.4*2.8*25=11.2 KN N底=138.378+11.2=149.578 KN C柱 N頂=25.56+87.794=112.818 KN 柱重：11.2 KN N底=112.818+11.2=124.018 KN 4 活載作用下 B柱 N頂=62.4 KN= N底 C柱 N頂=46.8KN= N底5 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合本建筑結(jié)構(gòu)考慮三種內(nèi)力組合，分別為1.35恒載+1.0地震荷載1.2恒載+0.9（1.4活載+1.4風載）1.2恒載+1.4活載+C*1.3地震力 梁的內(nèi)力組合計算層次截面位置內(nèi)力SGK（調(diào)

31、整后）SQK（調(diào)整后）SEK（調(diào)整后）1.35SGK +1.0 SEK1.2 SGK +0.9（1.4 SQK +1.4 SEK）1.2SGK +1.4 SQK +C*1.3 SEK1BM-31.779-14.82-62.954-109.131-109.830-104.394-109.830BV28.60715.637.55381.99318.29474.372CM31.77914.8262.954-109.131109.830104.394109.830CV-28.607-15.6-37.553-81.993-18.292-74.372注：鋼筋混凝土具有塑性內(nèi)力重分布的性質(zhì)，在豎向荷載下可以

32、適當降低梁端彎矩進行調(diào)幅（調(diào)幅系數(shù)為0.8），以減少負彎矩鋼筋的擁擠現(xiàn)象。6 框架柱的內(nèi)力組合以BC跨柱為代表計算柱截面內(nèi)力SGK（調(diào)整后）SQK（調(diào)整后）SEK（調(diào)整后）1.35SGK +1.0 SEK1.2 SGK +0.9（1.4 SQK +1.4 SEK）1.2SGK +1.4 SQK +C*1.3 SEKB柱頂M162.365162.365204.58168.86204.580N138.37862.442.25198.397199.501229.3827229.827柱底M162.365162.365204.580168.86204.580N149.57862.454.45210.4

33、73210.753250.771250.771C柱底M81.06181.061102.16381.061102.116N112.81846.842.925155.712155.30881.381102.136柱底M81.06081.060102.13681.062102.316N112.55446.854.925167.278194.021208.362208.362柱頂軸壓比【uN】=N/ACfc=229.827*103/14.3*400*400=0.1000.15柱底軸壓比【uN】=N/ACfc=250.771*103/14.3*400*400=0.11058.5885 KNm故屬于第一類T型截面，按bf的矩形截面設(shè)計s=M/1 fcbfho2=58.5885*106/1.0*14.3*3250*1/3*4652=1-（1-2s）1/2=0.0176AS=1 fcbf ho/fy=1