辦公樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

某辦公樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要本文給出了某辦公樓的主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在結(jié)構(gòu)計(jì)算中考慮了風(fēng)荷載、地震荷載及豎向荷載的作用。采用底部剪力法計(jì)算了地震作用，采用D值法和分層法分別計(jì)算了水平荷載作用下和豎向荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，并進(jìn)行了一榀橫向框架的內(nèi)力組合及截面設(shè)計(jì)。作為一種精確而快捷的分析手段，還使用PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了計(jì)算，并將結(jié)果與手算的結(jié)果進(jìn)行了比較。關(guān)鍵詞鋼筋混凝土，框架結(jié)構(gòu)，底部剪力法，地震作用，PKPM前言最近的幾十年來，隨著鋼筋和混凝土材料的研制水平的飛速提高，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算理論得到迅猛發(fā)展。正是由于對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)感興趣，因而選擇鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的對象。本設(shè)計(jì)正是通過對北京工商大學(xué)文科辦公樓的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，試圖體現(xiàn)多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，同時(shí)為畢業(yè)后的繼續(xù)學(xué)習(xí)打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)的建筑方案初步設(shè)計(jì)由作者完成。主體結(jié)構(gòu)計(jì)算部分包括對一榀橫向框架在橫向水平地震力，橫向風(fēng)荷載和豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算等。通過內(nèi)力組合求得這榀橫向框架的最不利截面及內(nèi)力，從而進(jìn)行截面設(shè)計(jì)，這其中包括框架梁、框架柱和樓板等部分的配筋計(jì)算。本設(shè)計(jì)還使用了PKPM系列軟件對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全面的計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果和手算的進(jìn)行比較。最后根據(jù)計(jì)算結(jié)果，得到配筋圖。正文共分九個(gè)章節(jié)。1工程概況該工程為某辦公樓，建筑面積4017.6，基本雪壓，基本風(fēng)壓。結(jié)構(gòu)形式為4層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，層高均為3.9，室內(nèi)外高差為0.6。8度設(shè)防，抗震等級為二級?；炷敛捎肅30。2建筑方案初步設(shè)計(jì)根據(jù)該房屋的使用功能及建筑設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行了建筑平面和立面設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)平面布置如圖1所示。樓板厚度為110。梁截面高度按梁跨度的1/12~1/8估算，由此估算的梁的截面尺寸見表1，各層梁、柱和板的混凝土均采用C30等級（，）。表1梁截面尺寸（/）6.0跨2.4跨12.0跨4.5跨9.0跨300×600300×400350×900300×550350×900根據(jù)計(jì)算并考慮其他因素，框架結(jié)構(gòu)柱截面尺寸取為：600×600。圖1結(jié)構(gòu)平面布置圖3重力荷載計(jì)算首先進(jìn)行樓面和屋面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值和可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算，然后計(jì)算梁、柱、墻、門、窗的重力荷載，最后算得各質(zhì)點(diǎn)的重力荷載代表值.4框架側(cè)移剛度計(jì)算梁的線剛度為，對本設(shè)計(jì)現(xiàn)澆樓面的中框架梁和邊框架梁的分別取2.0和1.5，為梁矩形部分的截面慣性矩。柱的線剛度。根據(jù)計(jì)算可知，此框架橫向和縱向均為規(guī)則框架，故此框架為規(guī)則框架。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)算首先計(jì)算橫向自振周期×0.7×＝0.38再采用底部剪力法計(jì)算水平地震作用及樓層地震剪力，并水平地震作用下的位移驗(yàn)算，經(jīng)驗(yàn)算可知最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層，其值1/822<1/550，滿足鋼筋混凝土框架彈性層間位移角限值。最后計(jì)算水平地震作用下第6榀橫向框架內(nèi)力5.2橫向風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算與水平地震作用下的計(jì)算方法相似首先計(jì)算作用在第6榀橫向框架上的風(fēng)荷載標(biāo)值，并進(jìn)行風(fēng)荷載作用下的水平位移驗(yàn)算，經(jīng)驗(yàn)算可知，風(fēng)荷載作用下框架的最大層間位移角為1/10976，遠(yuǎn)小于1/550，滿足規(guī)范要求。最后計(jì)算風(fēng)荷載作用下框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力。6PKPM電算本設(shè)計(jì)的電算部分采用PKPM系列軟件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分對結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模，分析和計(jì)算。將PKPM算得的結(jié)果和手算的結(jié)果相互比較，可以發(fā)現(xiàn)，兩者間存在一定的誤差。事實(shí)上，這是由于兩者的計(jì)算方法和各自的精確度不同造成的。兩者之間的誤差范圍是在可允許之內(nèi)。7豎向荷載作用下橫向框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算7.1橫向框架豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算取第6軸線橫向框架作為計(jì)算單元，采用分層法計(jì)算進(jìn)行了內(nèi)力計(jì)算。由于結(jié)構(gòu)和荷載的對稱，故計(jì)算時(shí)可以采用一半框架。7.2橫向框架內(nèi)力組合7.2.1框架梁內(nèi)力組合本設(shè)計(jì)考慮三種內(nèi)力組合：，，。其中，組合時(shí)，對于豎向荷載作用下的梁端彎矩進(jìn)行了調(diào)幅，調(diào)幅系數(shù)取為0.8。7.2.2框架柱內(nèi)力組合本設(shè)計(jì)考慮三種內(nèi)力組合：，和。8截面配筋設(shè)計(jì)8.1框架梁的正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力計(jì)算從內(nèi)力組合表中分別選出各跨跨間截面及支座截面的最不利內(nèi)力，并將支座中心處的彎矩?fù)Q算為支座邊緣控制截面的彎矩進(jìn)行配筋計(jì)算。8.2框架柱正截面和斜截面配筋計(jì)算根據(jù)驗(yàn)算可知，各柱的剪跨比和軸壓比均滿足規(guī)范的要求。然后根據(jù)內(nèi)力組合的結(jié)果，選擇最不利內(nèi)力進(jìn)行配筋計(jì)算。配筋見下表表2框架柱縱向鋼筋計(jì)算表柱號層次單側(cè)實(shí)配鋼筋單側(cè)實(shí)配鋼筋面積單側(cè)配筋率1222+22517420.518241810180.303341810180.30343209420.2801220+32521010.625242012570.374342012570.37443209420.280注：上表中和單位為。表3框架柱箍筋數(shù)量表柱號層次實(shí)配箍筋（）加密區(qū)（四肢箍）非加密區(qū)（四肢箍）48@100(0.67)8@180(0.37)38@100(0.67)8@150(0.45)28@100(0.67)8@150(0.45)18@100(0.67)8@150(0.45)48@100(0.67)8@180(0.37)38@100(0.67)8@180(0.37)28@100(0.67)8@180(0.37)18@100(0.67)8@150(0.45)9樓蓋設(shè)計(jì)樓板厚度為110，根據(jù)樓面荷載、鋼筋（級，）和混凝土（，），采用塑性理論計(jì)算內(nèi)力并配置鋼筋。參考文獻(xiàn)1中華人民共和國建設(shè)部，GBJ11-2002，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，北京；中國建筑工業(yè)出版社，20022中華人民共和國建設(shè)部，GBJ9-2002，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范，北京；中國建筑工業(yè)出版社，20023中華人民共和國建設(shè)部，GB50010-2002，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，北京；中國建筑工業(yè)出版社，20024中華人民共和國建設(shè)部，JGJ3-2002，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程，北京；中國建筑工業(yè)出版社，20025張譽(yù)主編，混凝土結(jié)構(gòu)基本原理，北京；中國建筑工業(yè)出版社，2000，第57～147頁6沈蒲生、羅國強(qiáng)編著，混凝土結(jié)構(gòu)疑難釋義（第三版），北京；中國建筑工業(yè)出版社，2003，第8～10頁7包世華、方鄂華編著，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，北京；清華大學(xué)出版社，2002，第70～122頁AbstractAmainstructuraldesignoftheliberalartsofficebuilding,whichisinthenewcampusofBeijingTechnologyandBusinessUniversity,ispressedinthispaper.Inthestructureanalysis,thewindloading,earthquakeloadingandverticalloadingisconsidered.TheinnerforceoftheframestructureundertheactionofthehorizontalloadingandtheverticalloadingwereobtainedrespectivelybyusingtheD'svaluemethodanddelaminationmethodofmoment,also,equivalentbaseshearmethodisusedtoobtainthehorizontalearthquakeforce,asaresulttheinnerforcecombinationsandthesectiondesignofaframeofoneaxisispresented.Asapromptandexactanalysismeasure,PKPMstructuralanalysissoftwareisalsousedtoroundlycalculatetheentirestructure,andthenthereis