鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)辦公樓畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

1、目 錄摘 要1Abstract2緒 論4第1章 設(shè)計(jì)資料51.1工程概況51.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)資料5第2章 建筑設(shè)計(jì)82.1建筑平面設(shè)計(jì)8主要使用房間設(shè)計(jì)8輔助使用房間設(shè)計(jì)9交通聯(lián)系部分設(shè)計(jì)9建筑平面組合設(shè)計(jì)92.2 建筑立面設(shè)計(jì)92.3建筑剖面設(shè)計(jì)102.4防火設(shè)計(jì)112.5建筑細(xì)部設(shè)計(jì)11墻體11地面工程11屋面工程11門(mén)窗工程11樓梯工程12油漆工程12第3章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述123.1設(shè)計(jì)依據(jù)123.2本工程有關(guān)等級(jí)要求133.3 框架承重方案133.4 框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖133.5 結(jié)構(gòu)計(jì)算13第4章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算144.1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)資料144.2.結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡(jiǎn)圖144.3重力荷載計(jì)算16屋

2、面及樓面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值16屋面及樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值17梁、柱、墻、窗、門(mén)重力荷載計(jì)算18重力荷載代表值194.4橫向框架側(cè)移剛度計(jì)算204.5橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算23橫向水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算23橫向風(fēng)荷作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算324.6豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算374.6.1 計(jì)算單元38荷載計(jì)算38內(nèi)力計(jì)算414.7橫向框架內(nèi)力組合46框架梁的內(nèi)力組合46框架柱的內(nèi)力組合494.8截面設(shè)計(jì)554.8.1 框架梁554.8.2 框架柱58第5章 構(gòu)件設(shè)計(jì)625.1板的配筋計(jì)算62荷載計(jì)算62計(jì)算簡(jiǎn)圖63彎矩設(shè)計(jì)值63正截面承載力計(jì)算645.

3、2樓梯設(shè)計(jì)64設(shè)計(jì)參數(shù)64梯段板設(shè)計(jì)64平臺(tái)板設(shè)計(jì)65平臺(tái)梁設(shè)計(jì)66第6章 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)686.1確定C柱的基底尺寸686.2設(shè)計(jì)C柱基礎(chǔ)696.3基礎(chǔ)配筋計(jì)算71設(shè)計(jì)心得73參考文獻(xiàn)75鳴 謝76 摘 要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)辦公樓，建筑面積約為5000，擬建建筑物共六層，分為建筑和結(jié)構(gòu)兩部分。建筑設(shè)計(jì)是在總體規(guī)劃的前提下，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，綜合考慮使用功能、施工、材料、建筑設(shè)備、建筑藝術(shù)及經(jīng)濟(jì)等。著重解決建筑布置與各種細(xì)部構(gòu)造，最終確定設(shè)計(jì)方案，畫(huà)出建筑施工圖。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在建筑物初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上確定結(jié)構(gòu)方案；選擇合理的結(jié)構(gòu)體系；進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置，并初步估算，確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸，進(jìn)

4、行結(jié)構(gòu)計(jì)算。結(jié)構(gòu)計(jì)算包荷載計(jì)算、變形驗(yàn)算、內(nèi)力分析及截面設(shè)計(jì)。在完成結(jié)構(gòu)部分的計(jì)算之后，依據(jù)建筑方案和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果完成結(jié)構(gòu)部分的施工圖設(shè)計(jì)。本方案為一棟行政樓，主體為六層的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，結(jié)合海口的實(shí)際情況，本場(chǎng)地地震基本烈度為8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.20g，設(shè)計(jì)特征周期為0.35s,設(shè)計(jì)地震分組為第一組，建筑場(chǎng)地類別為類。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主要是框架設(shè)計(jì)階段，首先必須滿足水平地震力作用下框架側(cè)移驗(yàn)算的要求，在進(jìn)行地震水平力作用計(jì)算時(shí)采用了底部剪力法，并運(yùn)用彎矩二次分配法對(duì)框架進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。基礎(chǔ)部分的設(shè)計(jì)，根據(jù)提供的地質(zhì)資料，基礎(chǔ)形式采用預(yù)制樁，并進(jìn)行了承臺(tái)、樁身的設(shè)計(jì)及驗(yàn)算。關(guān)鍵詞：框

5、架；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ；抗震設(shè)計(jì)；樁基礎(chǔ)。AbstractThe design of the graduation-product content to have reinforced concrete frame building, The construct area is about 5000 .The building drawing up to set up is total 6 floors high .construction and structure is divided into two parts. Architectural design is the premise of t

6、he overall plan, according to the design task, considering the functional use, construction, materials, construction equipment, architectural art and economy. Address the layout and architectural details of various structures, and the final design, construction painted map. Structural design is prel

7、iminary design of the buildings identified on the basis of the structure of the program; Choosing a rational structure of the system; the structural layout, and a preliminary estimate, to determine structural component size, structure calculation. Structural load calculation packages, checking defor

8、mation, stress analysis and design section. The completion of the structure of the calculation, based on the construction program and structural design is complete structure of the construction design. The program for a building, the main part of the six-storey reinforced concrete frame structure, t

9、he actual situation of Haikou, The basic seismic intensity venues for the eight, the basic design of the earthquake acceleration 0.20g/kg/d. Design features cycle 0.35s, a seismic design for the first team and the construction site for the Class II category. Structural Design is the main framework f

10、or the design stage, we must first meet the horizontal seismic forces under the framework of the lateral checked, conducting seismic calculation of the level of force used in the base shear, and the use of secondary distribution method moment right framework for calculating internal forces. Part of

11、the design basis, according to the geological data, the basis for the use of precast form pile, and a cap, Pile the design and calculation. key Words: Reinforced concrete frame；The lotus carry；Inside the dint combine ；Go together with Ji緒 論框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)框架結(jié)構(gòu)是通過(guò)梁、柱組成的結(jié)構(gòu)體系作為建筑的豎向承重結(jié)構(gòu)，并同時(shí)承受水平荷載，它適用于多層及高度不大的高層

12、建筑。框架結(jié)構(gòu)平面布置靈活，能形成較大的空間。通常梁、柱截面尺寸都不能太大，否則影響使用面積。因此，框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度較小，水平位移較大，這是他的主要缺點(diǎn)。通過(guò)合理設(shè)計(jì)，框架結(jié)構(gòu)本身的抗震性能較好，能承受較大的變形，但是，變形大了容易引起非結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)裂縫及破壞，這些破壞會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，也會(huì)威脅人身安全?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的發(fā)展筑物的高度也在不斷的升高，當(dāng)建筑物高度增加時(shí)，水平荷載對(duì)結(jié)構(gòu)起的作用將越來(lái)越大，普通的砌體結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足高度要求，因此，框架結(jié)構(gòu)就出現(xiàn)了，框架結(jié)構(gòu)的材料主要是鋼筋和混凝土，通過(guò)把鋼筋和混凝土粘接在一起，形成承重的框架結(jié)構(gòu)。解放前，我國(guó)高層建筑很少，解放后，在50和60隨著

13、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們需求的提高，居住環(huán)境不斷的改變，建年代陸續(xù)建造了一些，如1959年建成的北京民族飯店，12層，高47.4m；1964年建成的北京民航大廈，15層，高60.8m等。70年代初期，我國(guó)幾個(gè)大城市開(kāi)始加速建造高層建筑，目前，在許多中等城市及一些小城市也都已建造了高層建筑。在我國(guó)，高層建筑以采用鋼筋混凝土為主，近年來(lái)，不僅建造高度在增長(zhǎng)，建筑體型和結(jié)構(gòu)體系也愈益多樣化，而且在50層左右的建筑中，已開(kāi)始采用鋼結(jié)構(gòu)，這些都體現(xiàn)了我國(guó)建造高層建筑的技術(shù)水平有了的發(fā)展和提高。 本文研究的內(nèi)容本文通過(guò)對(duì)一榀框架的設(shè)計(jì)，充分了解了荷載的傳力過(guò)程、框架各部分的作用，以及整個(gè)框架結(jié)構(gòu)的受力性能。本

14、設(shè)計(jì)雖然簡(jiǎn)單，但包括的內(nèi)容很全面，除框架只計(jì)算了一榀以外，其余的設(shè)計(jì)均很全面，包括屋面板、樓面板、以及基礎(chǔ)和樓梯，通過(guò)對(duì)這些結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，已經(jīng)可以充分了解整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)，以及對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程，同時(shí)也把我們學(xué)習(xí)的內(nèi)容全部貫穿到一起，為我們將來(lái)走上工作崗位打下了基礎(chǔ)。第1章設(shè)計(jì)資料11工程概況 本設(shè)計(jì)為辦公樓為六層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，建筑面積約為5000m2左右。建筑物平面為一字行，受場(chǎng)地限制，寬度18.6m，長(zhǎng)度50m。框架梁、柱、板均采用現(xiàn)澆混凝土。12結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)資料（一）地質(zhì)資料1、場(chǎng)地概況：擬建建筑場(chǎng)地已經(jīng)人工填土平整，地形平坦，地面高程為4.6m。2、地層構(gòu)成：勘察揭露地層，自上而下除

15、第層為近期人工填土外，其余均為第四全新世海陸交互相陳積?？辈焐疃确秶鷥?nèi)所揭露的地層，厚度變化不大，分布較均勻，其各層概況為：雜填土：以粘土為主，含大量的垃圾和有機(jī)質(zhì)，不宜作為天然地基，平均厚度.m。淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土：深灰色，流塑狀態(tài)。平均厚度7.1m。細(xì)砂：以細(xì)砂為主，少量砂粉，含粘粒，飽和，松散稍密狀。平均厚度為.m。中砂：以中粗砂為主，飽和，屬密實(shí)狀態(tài)，承載力特征值為220kPa，工程地質(zhì)性良好，可作為樁尖持力層。本層為揭穿。3、地下水情況：場(chǎng)地地下水在勘探深度范圍內(nèi)分上下兩個(gè)含水層，第一含水層存于第層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土中，屬上層孔隙滯水，水位高程約為4.2m；第二含水層主要存在于第細(xì)砂層中，屬

16、孔隙潛水，具有一定的水壓力。經(jīng)取水樣進(jìn)行水質(zhì)分析，判斷該地下水混凝土無(wú)侵蝕性。4工程地質(zhì)評(píng)價(jià)（1）場(chǎng)地土類型與場(chǎng)地類別：經(jīng)過(guò)計(jì)算，本場(chǎng)地15m深度以內(nèi)土層平均剪切波速（按各層厚度加權(quán)平均）sm=140160m/s，即場(chǎng)地覆蓋層厚度ov為60m，按建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范劃分該場(chǎng)地類別為類土。()場(chǎng)地地基液化判別：第層細(xì)砂為液化土層，11.3，屬中等液化。( 3 )地基持力層選擇與評(píng)價(jià)：第層雜填土不宜作為天然地基；第層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層為軟弱下臥層；第層細(xì)砂層為中等液化土層未經(jīng)處理不可作為地基持力層；第層中砂物理力學(xué)性質(zhì)教好，可作為樁尖持力層。有關(guān)樁的設(shè)計(jì)和要求，詳見(jiàn)建筑樁基技術(shù)規(guī)范（）各層土的承載力特征

17、值及樁設(shè)計(jì)參見(jiàn)下表層序土層名稱平均厚度（m）實(shí)際標(biāo)貫擊數(shù)/臨界標(biāo)貫擊數(shù)承載力特征值沉管灌注樁預(yù)制樁樁側(cè)阻力特征值樁端端阻力特征值樁側(cè)阻力特征值樁端端阻力特征值fak（kPa）qsia（kPa）qpa（kPa）qsia（kPa）qpa（kPa）雜填土2.5淤泥質(zhì)粘土7.1602024細(xì)砂2.40.601502938中砂未揭穿230421600472100 5. 地基方案根據(jù)擬建建筑物的特點(diǎn)及場(chǎng)地巖土工程條件,基礎(chǔ)形式可選用樁基礎(chǔ)。建議采用層中砂作為樁尖持力層，樁型可考慮灌注樁或預(yù)制樁。 （二）地震資料根據(jù)國(guó)家地震局審批的地震區(qū)劃圖及其說(shuō)明，本場(chǎng)地地震基本烈度為8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.2g，

18、設(shè)計(jì)地震分組為第一組。(三）氣象條件基本風(fēng)壓0.75KN/m2，基本雪壓0。第2章 建筑設(shè)計(jì)一幢建筑物是由若干單體空間有機(jī)地組合起來(lái)的整體空間，任何空間都具有三度性1。因此，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我主要從平面、立面、剖面來(lái)綜合分析建筑物的各種特性，并通過(guò)相應(yīng)的圖示來(lái)表達(dá)設(shè)計(jì)意圖。2.1建筑平面設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中對(duì)建筑總面積、層數(shù)及房間數(shù)量及使用面積的要求，初步確定每層及各房間的面積、形狀與尺寸，根據(jù)功能分區(qū)進(jìn)行平面組合設(shè)計(jì)。主要使用房間設(shè)計(jì)主要使用房間是建筑物的核心，由于它們的使用要求不同，分為不同的房間，如辦公樓中的辦公室、會(huì)議室等。為了獲得較大的辦公場(chǎng)所，本設(shè)計(jì)采用7.8m和7.2m兩

19、種大開(kāi)間和6m的大進(jìn)深，房間形狀和具體尺寸見(jiàn)平面圖。輔助使用房間設(shè)計(jì)輔助使用房間是為保證建筑物的主要使用要求而設(shè)置的，與主要使用房間相比，則屬于建筑物的次要部分，如值班室、廁所等。為滿足使用需求,衛(wèi)生間每樓層設(shè)男、女衛(wèi)生間各兩個(gè)，并設(shè)有洗漱設(shè)備，采用窗通風(fēng)，自然采光與燈光結(jié)合。交通聯(lián)系部分設(shè)計(jì)交通聯(lián)系部分是建筑物中各房間之間、樓層之間和室內(nèi)與室外之間聯(lián)系的空間，如門(mén)廳，樓梯間及電梯間。要求交通路線明確聯(lián)系方便，緊急疏散時(shí)迅速安全，滿足通風(fēng)和采光要求，本設(shè)計(jì)設(shè)兩部消防樓梯和一部電梯，具體見(jiàn)圖紙中的建筑平面圖。建筑平面組合設(shè)計(jì)為了使辦公室有直接的天然采光和通風(fēng)，同時(shí)為了使結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單和方便施工，本

20、設(shè)計(jì)采用走道式的平面組合形式。這樣辦公室與交通聯(lián)系部分明確分開(kāi)，各房間沿走道一側(cè)并列布置，房間門(mén)直接開(kāi)向走道，通過(guò)走道相互聯(lián)系，各房間基本上不被交通穿越，能較好的保持相互的獨(dú)立性。樓梯和電梯及廁所布置在中間，這樣使用起來(lái)也比較方便。2.2 建筑立面設(shè)計(jì)建筑的美觀主要是通過(guò)內(nèi)部空間及外部造型的藝術(shù)處理來(lái)體現(xiàn)，同時(shí)也涉及到建筑的群體空間布局，而其中建筑物的外觀形象對(duì)人的精神感受上產(chǎn)生的影響?yīng)q為深刻。體型和立面設(shè)計(jì)著重研究建筑物的體量大小、體型組合、立面及細(xì)部處理等。在滿足使用功能和經(jīng)濟(jì)合理的前提下，運(yùn)用不同的材料、結(jié)構(gòu)形式、裝飾細(xì)部、構(gòu)造手法等創(chuàng)造出預(yù)想的意境，從而不同程度地給人以不同的印象。因此

21、建筑物具有獨(dú)特的表現(xiàn)力和感染力。建筑體型和立面設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑設(shè)計(jì)的重要組成部分。外部體型和立面反映內(nèi)部空間的特征，但絕不能簡(jiǎn)單地理解為體型和立面設(shè)計(jì)只是內(nèi)部空間的最后加工，是建筑設(shè)計(jì)完成之后的最后處理，而應(yīng)與平、剖面設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行，并貫穿于整個(gè)設(shè)計(jì)的始終。本設(shè)計(jì)中窗的材料采用透明玻璃，窗框采用塑鋼材料，避免反光造成城市污染。在立面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在滿足功能要求的基礎(chǔ)上,注意合理確定窗子與墻面上其它構(gòu)件間的比例和組合關(guān)系，整個(gè)立面上形成有規(guī)律的重復(fù)和有組織的變化。本工程的出入口能突出立面的造型，雨蓬采用預(yù)制懸挑構(gòu)件。立面上外墻采用瓷磚，在給人以現(xiàn)代科技成就的力量感的同時(shí)，也給人一種親切和諧感。2.3建筑剖

22、面設(shè)計(jì)剖面設(shè)計(jì)確定建筑物各部分高度，建筑層數(shù)，建筑空間的組合利用，以及建筑剖面中的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造關(guān)系等。它與平面設(shè)計(jì)是從兩個(gè)不同的方面來(lái)反映建筑物內(nèi)部空間的關(guān)系。平面設(shè)計(jì)著重解決內(nèi)部空間的水平方向上的問(wèn)題，而剖面設(shè)計(jì)則主要研究豎向空間的處理，兩個(gè)方面同樣都涉及到建筑的使用功能、技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件、周圍環(huán)境等問(wèn)題。剖面設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容：（1）確定房間的剖面形狀、尺寸及比例關(guān)系；（2）確定房屋的層數(shù)和各部分的標(biāo)高，如層高、室內(nèi)外地面標(biāo)高等；（3）解決天然采光、自然通風(fēng)、面排水及選擇結(jié)構(gòu)承重方案；（4）選擇主體結(jié)構(gòu)與圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案；（5）進(jìn)行房屋豎向空間的組合，研究建筑空間的利用；剖面設(shè)計(jì)的目的主要是確定內(nèi)

23、部空間的使用高度，以確保建筑空間的滿足使用要求，要求有各種設(shè)備高度及主梁的高度等。所以確定層高為4.6m，經(jīng)估算，凈高符合要求。為了防止室外的雨水流入室內(nèi)和防止墻身受潮，一般民用建筑常把室內(nèi)地坪適當(dāng)提高，以使建筑物內(nèi)外地面形成一定的高差，室外標(biāo)高設(shè)為-0.600m。2.4防火設(shè)計(jì)根據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范2的要求來(lái)進(jìn)行防火設(shè)計(jì)，合理設(shè)置防火分區(qū)，并設(shè)有防火門(mén)，合理設(shè)置消防通道與消防設(shè)施。本設(shè)計(jì)中，管道穿過(guò)隔墻,樓板時(shí)，應(yīng)采用非燃燒材料將其周圍的空隙緊緊填塞。管道井等豎向管的井壁應(yīng)為耐火等級(jí)限不應(yīng)低于1.00小時(shí)的非燃體。用于疏散樓梯間的乙級(jí)防火門(mén)，應(yīng)采用單向彈簧門(mén)，并應(yīng)向疏散放向開(kāi)啟。2.5建筑細(xì)部

24、設(shè)計(jì)2.5.1墻體填充墻體為厚礦渣空心磚砌筑，外墻面貼瓷磚（），內(nèi)墻面為厚抹灰，砌筑質(zhì)量等級(jí)為二級(jí)。電梯間均采用現(xiàn)澆混凝土剪力墻，保證結(jié)構(gòu)的抗震性能。2.5.2地面工程 衛(wèi)生間周圍地面防水采用SBS復(fù)合卷材防水，管道穿樓板及地漏，坐便器處防水構(gòu)造。2.5.3屋面工程考慮匯水面積及建筑立面的美觀，屋面排水采用有組織內(nèi)排水，屋面防水等級(jí)為三級(jí)。2.5.4門(mén)窗工程（1）本工程采用同種材質(zhì)門(mén)窗，詳見(jiàn)門(mén)窗表；（2）門(mén)窗上的玻璃的厚度根據(jù)分隔尺寸及辦公樓所處位置由廠家確定；（3）窗采用塑鋼窗，窗臺(tái)板采用花崗巖。2.5.5樓梯工程采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆板式樓梯，全部設(shè)計(jì)為雙跑，梯段板寬1.6m，樓梯井寬度為16

25、0mm。首層為不等跑樓梯，第一跑高度為2.3m，第二跑高度為2.3m，其他層樓梯均為等跑樓梯，單跑高度為2.3m。樓梯間設(shè)有乙級(jí)防火門(mén)。2.5.6油漆工程木質(zhì)門(mén)刷底漆一遍，棕色油兩遍。其他突出的鋼構(gòu)件涂銀白色防腐漆。第3章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述3.1設(shè)計(jì)依據(jù)設(shè)計(jì)的依據(jù)主要有：建筑安全等級(jí)二級(jí)，抗震等級(jí)三級(jí)，抗震設(shè)防烈度為8度；相關(guān)規(guī)范：建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范 （GB50009-2002）混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 （GB50010-2002）建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 （GB50011-2001）建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002）3.2本工程有關(guān)等級(jí)要求1.本工程安全等級(jí)為二級(jí)，設(shè)計(jì)使用年限為50年；2.本工程

26、抗震設(shè)防烈度為8度,設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.20g；設(shè)計(jì)地震分組為第一組；場(chǎng)地類別為類；3. 建筑物抗震等級(jí):三級(jí)；4. 本建筑物耐火等級(jí)為二級(jí)；3.3 框架承重方案根據(jù)樓蓋的平面布置及豎向荷載的傳遞路徑，框架的承重方案可分為橫向、縱向及縱橫向框架承重三種方案。在實(shí)際工程中，一般采用橫向框架承重方案。因房屋橫向較短，柱數(shù)量少，當(dāng)采用橫向承重方案時(shí)，橫向框架梁的截面高度大，可增加框架的橫向側(cè)移剛度。本設(shè)計(jì)采用了橫向框架承重方案。 3.4 框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算簡(jiǎn)圖用梁柱的軸線表示：梁柱軸線取各自的形心線；對(duì)于鋼筋混凝土樓蓋整體澆注的框架梁，可取樓板底面處作為梁軸線。底層的下柱取至基礎(chǔ)頂面。當(dāng)上下

27、柱截面尺寸不同且形心線不重合時(shí)，取頂層柱的形心線作為柱子的軸線。必須注意，按此計(jì)算簡(jiǎn)圖算出的內(nèi)力是計(jì)算簡(jiǎn)圖軸線上的內(nèi)力，由于此軸線不一定是各截面的形心線，故在截面配筋計(jì)算時(shí)，應(yīng)將計(jì)算簡(jiǎn)圖軸線上的內(nèi)力轉(zhuǎn)化為柱截面形心處的內(nèi)力，即計(jì)入上、下柱截面形心間的偏心距對(duì)截面彎矩的影響3。3.5 結(jié)構(gòu)計(jì)算本辦公樓設(shè)計(jì)分別進(jìn)行了水平荷載作用下框架側(cè)移及內(nèi)力計(jì)算，豎向荷載作用下框架內(nèi)力計(jì)算?？蚣芰?、柱內(nèi)力組合，然后進(jìn)行梁、柱截面設(shè)計(jì)及配筋計(jì)算以及各構(gòu)件的計(jì)算。構(gòu)件的計(jì)算其中包括樓板配筋計(jì)算、樓梯計(jì)算、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等。第4章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算4.1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)資料擬建房屋所在地的設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)，基本雪壓S0= 0.00 K

28、N/m2，基本風(fēng)壓W0= 0.75 KN/m2，地面粗糙度為B類。常年地下水位位于地表下4.2m，水質(zhì)對(duì)混凝土無(wú)侵蝕性。土的重度為，地基承載力特征值fak=220 KN/m2。土壤最大凍結(jié)深度為-。4.2.結(jié)構(gòu)布置及計(jì)算簡(jiǎn)圖根據(jù)該房屋的使用功能及建筑設(shè)計(jì)的要求，進(jìn)行了建筑結(jié)構(gòu)布置，結(jié)構(gòu)布置平面示意圖見(jiàn)圖4-1。主體結(jié)構(gòu)共6層，層高均為4.6m。 圖4-1 結(jié)構(gòu)布置示意圖(單位：mm)填充墻體為厚的礦渣空心磚砌筑。外墻面貼瓷磚（），內(nèi)墻面為厚抹灰。樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚度按高跨比條件取>。次梁截面高度=，取，截面寬度取。主梁截面高度=，取，截面寬度取。由此估算梁截面尺寸

29、見(jiàn)下表4-1，表中還給出了各層梁、柱和板的混凝土強(qiáng)度等級(jí)，其設(shè)計(jì)強(qiáng)度C35。 表4-1 梁截面尺寸（mm）及各層混凝土強(qiáng)度等級(jí)層次 混凝土強(qiáng)度等級(jí)橫梁（）縱梁（）AC、DF跨CD跨37C3535070035060030060012C35350700350600300600柱截面尺寸可根據(jù)式(4-1)和(4-2) (4-1) (4-2)估算，為了計(jì)算方便，邊柱與中柱取同樣的截面尺寸?？拐鸬燃?jí)為三級(jí)，軸壓比限值=0.9。各層重力荷載代表值近似取。首層中柱 ； 27層中柱 =；如取柱截面為正方形，則首層柱截面尺寸取，27層柱的截面尺寸取。基礎(chǔ)采用柱下獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深2.0m，基礎(chǔ)頂面至室外地坪高度

30、為0.5m。取頂層柱的形心線作為框架柱的軸線；梁軸線取至板底，27層柱高度即為層高，取4.6m；底層層高為4.6m，柱高度從基礎(chǔ)頂面取至首層板底，即h1=4.6+0.6+0.5-0.12=5.22m，取5.3m。框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4-2所示。 圖4-2 軸框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖(單位：mm)4.3重力荷載計(jì)算4.3.1屋面及樓面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值1.屋面（上人）：找平層：15厚水泥砂漿 防水層（剛性）40厚細(xì)石混凝土防水 防水層（柔性）三氈四油鋪小石子 找平層：15厚水泥砂漿 找坡層：40厚水泥石灰焦渣砂漿3找坡 保溫層：80厚礦渣水泥 結(jié)構(gòu)層：120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 V型輕鋼龍骨吊頂 2.5 k

31、N/ m2 合計(jì)： 6.97 kN/ m22.各層走廊樓面：水磨石地面：10mm面層20mm水泥砂漿打底 素水泥漿結(jié)合層一道 小計(jì)： 0.65 結(jié)構(gòu)層：120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 V型輕鋼龍骨吊頂 2.5 kN/ m2合計(jì)： 3.903.標(biāo)準(zhǔn)層樓面： 大理石面層，水泥砂漿接縫30厚1：3干硬性水泥砂漿面上撒2厚素水泥水泥漿結(jié)合層一道小計(jì)： 結(jié)構(gòu)層：120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 V型輕鋼龍骨吊頂 2.5 kN/ m2合計(jì)： 4.414.3.2屋面及樓面可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Sk =×S0 =1.0×0 =0kN/式中:為屋面積雪

32、分布系數(shù),取4.3.3梁、柱、墻、窗、門(mén)重力荷載計(jì)算梁、柱可根據(jù)截面尺寸、材料容重及粉刷等計(jì)算出單位長(zhǎng)度上的重力荷載;對(duì)墻、門(mén)、窗等可計(jì)算出單位面積上的重力荷載。具體計(jì)算過(guò)程從略，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4-2。1.梁自重結(jié)構(gòu)自重： 抹灰層：10厚混合砂漿合計(jì)： 結(jié)構(gòu)自重： 抹灰層：10厚混合砂漿合計(jì)： 結(jié)構(gòu)自重： 抹灰層：10厚混合砂漿合計(jì)： 2.柱自重結(jié)構(gòu)自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： 結(jié)構(gòu)自重： 抹灰層：10厚混合砂漿 合計(jì)： 外墻為厚的礦渣空心磚砌筑，外面貼瓷磚（0.5kN/m）,內(nèi)墻面為厚抹灰，則外墻單位墻面重力荷載為 內(nèi)墻為厚的礦渣空心磚砌筑，兩側(cè)均為厚抹灰，則內(nèi)墻單位面積重力荷載為

33、木門(mén)單位面積重力荷載為；塑鋼窗單位面積重力荷載取。表4-2 梁柱重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值層次構(gòu)件b/mh/mn7邊橫梁0.350.71.055.348.100254中橫梁0.350.61.054.433.6466.98次梁0.30.61.053.817.800縱梁0.30.61.053.817.86187.22柱0.550.551.107.934.68251.222-6邊橫梁0.350.71.055.348.1125451894中橫梁0.350.61.054.433.66100.47次梁0.30.61.053.817.820624.08縱梁0.30.61.053.817.820624.08柱0.550.

34、551.107.934.624753.671邊橫梁0.350.71.055.348.1125451894中橫梁0.350.61.054.433.66100.47次梁0.30.61.053.817.820624.08縱梁0.30.61.053.817.820624.08柱0.70.71.1012.734.6241411.54.3.4重力荷載代表值集中于各質(zhì)點(diǎn)的重力荷載，為計(jì)算單元范圍內(nèi)各層樓面上重力荷載代表值及上下各半層的墻、柱等重量。計(jì)算時(shí) 活荷載組合值系數(shù)取0.5。簡(jiǎn)單的計(jì)算過(guò)程如下：頂層：屋面恒載、50%屋面活載、縱橫梁的自重、半層柱的自重、半層墻的自重,女兒墻自重，門(mén)窗自重的一半，電梯自

35、重。其它層：樓面恒荷載、50% 樓面均布荷載、縱橫梁自重、樓面上、下各半層的柱及縱橫墻自重，門(mén)窗自重，樓梯自重。 現(xiàn)以第六層為例，其余層計(jì)算過(guò)程相同，此處從略，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)圖4-3。=+1894+=；=1467.1； =8457.48=；=9215.56；=9973.63；=10302.55； 圖4-3 各質(zhì)點(diǎn)的重力荷載代表值（長(zhǎng)度單位：mm）4.4橫向框架側(cè)移剛度計(jì)算梁的線剛度，其中為混凝土彈性模量，l為梁的計(jì)算跨度，為梁截面慣性矩。柱的線剛度，其中為柱截面慣性矩，h為框架柱的計(jì)算高度。橫梁線剛度計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表4-3，柱線剛度計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表4-4。表4-3 橫梁線剛度計(jì)算表類別層次mm×

36、mm邊梁17350×7008100中梁17350×6003600注：表4-4 柱線剛度計(jì)算表層次mm(N/mm)mm×mmmm15300700×700273600550×550柱的側(cè)移剛度按式（4-3） （4-3）式中柱的側(cè)移剛度修正系數(shù)計(jì)算，根據(jù)梁柱線剛度比的不同,圖中的柱可分為中框架中柱和邊柱、邊框架中柱和邊柱以及樓電、梯間柱等。底層柱側(cè)移剛度修正系數(shù)，一般層的側(cè)移剛度修正系數(shù)。為梁、柱線剛度比。現(xiàn)以第2層C-2柱的側(cè)移剛度計(jì)算為例，說(shuō)明計(jì)算過(guò)程，其余柱的計(jì)算過(guò)程從略，計(jì)算結(jié)果分別見(jiàn)表4-5、4-6、4-7。第2層C-2柱及與其相連的梁的相

37、對(duì)線剛度如圖4-5 所示，圖中數(shù)據(jù)取自表4-3、4-4。由表4-3、4-4 可得梁柱線剛度圖4-5 C-2柱及與其相連梁的相對(duì)線剛度= N/mmN/mm表4-5 中框架柱側(cè)移剛度D值(N/mm)層次邊柱（8根）261.1660.3682273718189610.6540.43522101176808表4-6 邊框架柱側(cè)移剛度D值(N/mm)層次 260.8740.30418783751321 0.4910.3982022180884表4-7 樓、電梯間框架柱側(cè)移剛度D值(N/mm )層次261.70.46284222.410.546337352.1140.5143175839024011.00

38、.49249961.350.55280451.190.5326876328104將上述不同情況下同層框架柱側(cè)移剛度相加，即得框架各層層間側(cè)移剛度，見(jiàn)表4-8 。表4-8 橫向框架層間側(cè)移剛度(N/mm)層次123456585796647268647268647268647268647268由表可見(jiàn)，故該框架為規(guī)則框架。4.5橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算4.5.1橫向水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算1.橫向自振周期計(jì)算按式將折算到主體結(jié)構(gòu)的頂層，即=1804.53。結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移由式（4-4）（4-6） （4-4） （4-5） （4-6）計(jì)算。式中集中在層樓面處的重力荷載

39、代表值；為把集中在各層樓面處的重力荷載代表值式為水平荷載而得第 層的層間剪力；第層的層間側(cè)移剛度；（、分別為第、層的層間側(cè)移；同層內(nèi)框架的總數(shù)。計(jì)算過(guò)程見(jiàn)表4-9 ，其中第6層的為與之和。對(duì)于質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的框架結(jié)構(gòu)，其基本自振周期6可按式（4-7）計(jì)算： （4-7）式中 結(jié)構(gòu)基本自振周期考慮非承重磚墻影響的折減系數(shù)，框架結(jié)構(gòu)取0.60.7；計(jì)算結(jié)構(gòu)基本自振周期用的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)假想位移。其中的量綱為m，取， 則。表4-9 結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)的假想側(cè)移計(jì)算層次611367.9611367.9664726817.6321.758457.4819825.4464726830.6304.148457.

40、4828282.9264726843.7273.539215.5637498.4864726857.9229.829215.5647472.1164726873.3171.9110302.5557774.6658579698.698.62.水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算本例中結(jié)構(gòu)高度不超過(guò)，質(zhì)量和側(cè)移剛度沿高度分布比較均勻，變形以剪切型為主，故可用底部剪力法7計(jì)算水平地震作用。結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值按式計(jì)算，即=0.85（10302.55+9973.63+9215.56+8457.482+9563.43+1467.1）=48821.65地震作用按7度設(shè)計(jì)，基本地震加速度值為，類場(chǎng)地第一組，則

41、設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)，。=0.03348821.65=1611.11式中 水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；相應(yīng)于結(jié)構(gòu)基本周期的水平地震影響系數(shù)8；結(jié)構(gòu)等效重力荷載。因，所以應(yīng)考慮頂部附加的水平地震作用。頂部附加地震作用系數(shù)按下式計(jì)算。，各質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用按下式（4-8）計(jì)算， （4-8）將上述和代入可得式中 質(zhì)點(diǎn)i的水平地震作用剪力；、集中于質(zhì)點(diǎn)i，j的重力荷載代表值；、質(zhì)點(diǎn)的計(jì)算高度； 頂部附加地震作用系數(shù)。具體過(guò)程見(jiàn)下表4-10，各樓層地震剪力按下式（4-9）計(jì)算 （4-9）式中 作用在k層樓面處的水平荷載。 表4-10 各質(zhì)點(diǎn)橫向水平地震作用及樓層地震剪力計(jì)算表層次mkNkNkN26.91467.103

42、9464.990.04867.867.8623.39563.43222827.920.271382.7450.5519.78457.48166612.360.202285.2735.7416.18457.48136165.430.165232.9968.6312.59215.56115494.500.139196.31164.928.99973.6388765.310.108152.51317.415.310302.5554603.520.06794.61412.0各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用見(jiàn)圖4-6，樓層地震剪力沿房屋高度的分布見(jiàn)圖4-7圖4-6各質(zhì)點(diǎn)水平地震作用 圖4-7樓層地震剪力沿房屋高度的分

43、布3.水平地震作用下的位移驗(yàn)算水平地震作用下框架結(jié)構(gòu)的層間位移和頂點(diǎn)位移分別按公式（4-10）和公式（4-11）計(jì)算 （4-10） （4-11）計(jì)算過(guò)程表見(jiàn)4-11，表中還計(jì)算了各層的層間彈性位移角。由表4-11可知,最大層間彈性位移角發(fā)生在第2層,其值為 滿足式的要求,其中。表 4-11 橫向水平地震作用下的位移驗(yàn)算層次kN()mmmmmm6450.56472680.709.5936001/51425735.76472681.148.8936001/31574968.66472681.507.7536001/240031164.96472681.806.2536001/200021317.4

44、6472682.044.4536001/176511412.05857962.412.4153001/21994.水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算以軸線橫向框架內(nèi)力計(jì)算為例，說(shuō)明計(jì)算方法，其余框架內(nèi)力計(jì)算從略。框架柱端剪力及彎矩分別按下式（4-12）（4-14）計(jì)算。 （4-12） （4-13） （4-14） （4-15）式中 i層j柱的側(cè)移剛度； h該層柱的計(jì)算高度；柱上端的彎矩，單位為；柱下端的彎矩，單位為；y 框架柱反彎點(diǎn)高度比；框架柱的標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比；上下層梁線剛度變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值；上下層層高變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比的修正值。其中由表查得。當(dāng)為風(fēng)荷載作用時(shí)，由均布水平荷載下各層柱標(biāo)準(zhǔn)反

45、彎點(diǎn)高度比確定；當(dāng)為水平地震作用時(shí)由倒三角形分布水平荷載下各層柱標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比確定，本設(shè)計(jì)中無(wú)需修正。具體計(jì)算過(guò)程及結(jié)果見(jiàn)表4-12。 表4-12 各層柱端彎矩及剪力計(jì)算表層次h/mkN(N/mm)中 柱y63.6450.56472682273715.831.1660.3519.9537.0453.6735.76472682273725.841.1660.4541.8651.1643.6968.66472682273734.021.1660.4555.1167.3633.61164.96472682273740.921.1660.5073.6673.6623.61317.46472682273746.281.1660.5083.3083.3015.31412.05857962210153.270.6540.70197.6384.70續(xù)表4-12 續(xù)表4-12 各層柱端彎矩及剪力計(jì)算表層次h/mkN(N/mm)邊 柱y63.6450.56472683373523.482.4050.4538.0446.4953.6735.76472683373538.342.4050.4764.8773.1543.