房屋建筑學課程設計寫字樓樣本

房屋建筑課程設計七層寫字樓專業(yè)學生____________指引教師_____________

摘要本工程為寫字樓，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架構造，主體為七層。設計某些包括建筑設計和構造設計兩大某些。建筑設計中，貫徹“實用、安全、經濟、美觀”設計原則，重要對構造整體布局、建筑功能和構件形式進行設計，滿足寫字樓使用規(guī)定。在擬定框架布局和橫向框架荷載之后，先進行了層間荷載代表值計算,接著運用頂點位移法求出自震周期，進而按底部剪力法計算水平地震荷載作用下大小，求出在水平荷載作用下構造內力（彎矩、剪力、軸力）。在計算出豎向荷載（恒載及活荷載）作用下構造內力后，找出最不利一組或幾組內力進行組合。選用最安全成果計算配筋并繪圖。整個構造在設計過程中，嚴格遵循有關專業(yè)規(guī)范規(guī)定，參照有關資料和關于最新國標規(guī)范，對設計各個環(huán)節(jié)進行綜合全面科學性考慮。核心詞：框架構造，抗震設計，荷載計算，內力計算，配筋計算目錄TOC\o"1-3"\p""\h\z\u第一章概述1設計參照1第二節(jié)房屋構造概況2第三節(jié)設計參數(shù)3第二章截面設計5構件截面尺寸5第二節(jié)剛度計算6第三章重力荷載作用下內力計算--8第一節(jié)重力荷載計算--8第二節(jié)彎矩二次分派法計算框架內力13第四章水平地震荷載作用下內力計算20第一節(jié)水平地震作用原則值計算20第二節(jié)D值法計算水平地震作用下內力22第五章框架內力組合29第一節(jié)梁控制截面內力與梁端負彎矩調幅29第二節(jié)底層邊跨梁內力組合與截面計算29第三節(jié)底層中跨梁內力組合與截面計算32第四節(jié)底層柱內力組合與截面計算34概述第一節(jié)設計參照1．中華人民共和國國標，建筑構造可靠度設計統(tǒng)一原則(GB50068-)2.中華人民共和國國標，建筑構造荷載規(guī)范(GB50009-)3．中華人民共和國國標，混凝土構造設計規(guī)范(GB50010-)4．中華人民共和國國標，建筑抗震設計規(guī)范(GB50011-)5．中華人民共和國國標，建筑地基基本設計規(guī)范(GB50007-)6．東南大學、天津大學、同濟大學合編，《混凝土建筑構造設計》，北京：中華人民共和國建筑工業(yè)出版社，1月7．梁興文、史慶軒主編，《土木工程畢業(yè)設計指引》，北京：科學出版社，7月8．李必瑜主編，《房屋建筑學》，湖北：武漢理工大學出版社，7月9．龍馭球、包世華主編，《構造力學教程》（I）,北京：高等教誨出版社，5月10.單建，呂令毅主編，《構造力學教程》，南京：東南大學出版社，7月11.熊丹安，《鋼筋混凝土框架構造設計與實例》，湖北：武漢理工大學，1月第二節(jié)房屋構造概況某七層辦公樓為鋼筋混凝土全現(xiàn)澆框架構造，一層層高5.4m，二至六樓層高3.3m，七層層高4m。其平面柱網(wǎng)布置如圖1-1，②—⑦軸線相應框架立面如圖1-2。圖1-1柱網(wǎng)布置圖圖1-2框架立面圖第三節(jié)設計參數(shù)1構造層高一層高5.4m，二至六樓層高3.3m，七層高4m。如圖1-2所示。2荷載樓面恒載：，屋面恒載：，樓面活載：走廊活載：，屋面活載：二三層橫墻荷載：四至七層橫墻荷載：二至七層外縱墻荷載：屋面以上外縱墻荷載：二至七層內縱墻荷載：注：1）樓面層恒載中已計入樓屋面面層，構造層即樓屋面板及頂棚抹灰或吊頂重，但未計入梁自重。2）內外縱墻荷載已計及門、窗及有關裝飾、粉刷、貼面，且忽視構造層高差別影響。3）屋面以上外縱墻荷載為屋面女兒墻荷載。4）一層墻對框架構造內力無影響，未列入。查《建筑構造荷載規(guī)范》表A.1鋼筋混凝土自重取。3鋼筋種類梁、柱鋼筋：HRB400，，，其她鋼筋：HRB335，，4混凝土強度級別混凝土強度級別為C30，，，，?；炷翉椥阅Ａ俊?抗震設防烈度本設計抗震設防烈度設定為7.5度。6設計地震分組本設計設計地震分組為第一組。7建筑場地類別本設計選定場地類別為：Ⅱ類。8其她由于本設計是抗震設防烈度為7.5度，高度為25.5m框架構造,查《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-）表6.1.2可知，本設計抗震級別為一級。本設計將④軸橫向框架作為典型框架。第二章截面設計第一節(jié)構件截面尺寸1板厚由柱網(wǎng)布置圖可知，本設計中板為雙向板，查《混凝土構造設計規(guī)范》（GB50010-），現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板最小板厚為80mm。考慮到本設計荷載，以及模數(shù)規(guī)定，板厚取為100mm。2梁截面設計框架梁截面高度h可按計算跨度選用，且不不大于400mm，也不適當不不大于凈跨。框架梁寬度b普通為梁截面高度h，且不應不大于200mm?？紤]到實際承受荷載大小、跨度、抗震設防烈度、混凝土強度級別等因素，本設計選用梁截面為：梁：3柱截面設計框架柱截面尺寸普通由最小構造、模數(shù)、剪跨比、軸壓比規(guī)定決定。在本設計中剪跨比不起控制作用，可不考慮。查《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-）6.3.5可知，柱截面寬度和高度不適當不大于400mm。截面長邊與短邊邊長比不適當不不大于3。查《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-）6.3.6可知，柱軸壓比限值為0.65。依照軸壓比按下式估算截面尺寸：式中——柱所需截面面積；——柱組合軸壓力設計值：式中——考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù)，取1.3；——按簡支狀態(tài)計算柱負載面積，本設計中為；——折算在單位建筑面積上重力荷載代表值，可近似取，本設計取——驗算截面以上樓層層數(shù)；——混凝土軸心抗壓強度設計值；——框架柱軸壓比限值。本設計中起控制作用是底層中柱截面尺寸：選用截面尺寸為。第二節(jié)剛度計算1梁剛度計算計算梁截面慣性矩時，對于兩側有板中間框架，橫梁截面慣性矩可取梁矩形截面（涉及板厚在內）慣性矩2倍，對于僅有一側有板橫梁，則取。梁計算過程見表2.1。表2.1梁剛度部位斷面跨度截面慣性矩邊框架梁中框架梁邊跨梁0.6×0.46.37.214.468.5710.851.43中跨梁0.6×0.43.67.214.412010.8902柱剛度計算按D值法計算柱剛度計算過程見表2.2。表2.2柱剛度層數(shù)層高（m）柱號柱根數(shù)（）（）樓層D()15.414600000.680.4410877.314045192120.910.4811955.76341.080.5112653.144121.440.5613910.662至63.31498181.820.420.1718637.388595092120.550.2223500.39340.660.2526780.784120.880.3032985.9774.014810000.500.2012237.885547572120.670.2515290.43340.800.2917318.324121.060.3521087.28第三章重力荷載作用下內力計算第一節(jié)重力荷載計算1恒載參數(shù)計算對于雙向板，由板傳到框架橫梁上荷載為對稱梯形或三角形分布，荷載傳遞簡圖如圖3-1所示。樓面：屋面：圖3-1恒載傳遞簡圖二至七層：圖3-1恒載傳遞簡圖屋面以上：橫墻及橫梁荷載集度：二三層：四至七層：屋面：板傳遞至框架恒載集度最大值：樓面：屋面：2框架上恒載框架上恒載由上述所算出各參數(shù)組合而成，分為二三層、四至七層、屋面三種狀況，分別如圖3-2、3-3、3-4所示。整個框架受力簡圖如圖3-5所示。圖3-2一二層框架恒載受力簡圖圖3-3三至六層框架恒載受力簡圖圖3-4七層框架恒載受力簡圖圖3-5整個框架恒載受力簡圖3活載參數(shù)計算活載傳遞方式同恒載相似。荷載傳遞簡圖如圖3-6所示。樓面：屋面：圖3-6活載傳遞簡圖板傳遞至框架活載載集度最大值：圖3-6活載傳遞簡圖樓面：屋面：4框架上活載框架上恒載由上述所算出各參數(shù)組合而成，分為樓面、屋面兩種狀況，分別如圖3-7、3-8所示。整個框架受力簡圖如圖3-9所示。圖3-7樓面活載受力簡圖圖3-8屋面活載受力簡圖圖3-9整個框架活載受力簡圖5框架上重力荷載框架上重力荷載=100%恒荷載+50%活荷載。疊加框架上恒載及活載一半得整個框架重力荷載，如圖3-10所示。圖3-10整個框架重力荷載受力簡圖第二節(jié)彎矩二次分派法計算框架內力1梁柱轉動剛度除底層柱外，別的各層柱線剛度乘以0.9折減系數(shù)。梁柱轉動剛度見表3.1。2計算分派系數(shù)分派系數(shù)按下式計算：由于構造和荷載對稱，僅計算半邊構造分派系數(shù)，各節(jié)點桿件分派系數(shù)見表3.2。表3.1梁、柱轉動剛度構件名稱轉動剛度S（）框架梁邊跨中跨框架柱頂層中間層底層3梁端固端彎矩①七層：邊跨：中跨：②三至六層邊跨：中跨：③一、二層邊跨：中跨：4彎矩分派與傳遞由于構造以及荷載對稱，可以取半構造進行彎矩分派與傳遞。彎矩分派與傳遞分別如圖3-11所示。5作框架彎矩圖將桿端彎矩按比例畫在桿件受拉一側，如圖3-12所示。6作框架剪力圖和軸力圖依照彎矩圖很容易作出剪力圖和軸力圖。但是在橫向框架柱中，除了上述由樓板及框架橫梁上恒載和活載經框架橫梁在框架柱中產生軸力外，框架柱中軸力還應涉及：1）樓屋面恒載和活載通過雙向板傳給縱向框架梁對柱引起壓力；2）縱向框架梁自重及其上外縱墻、內縱墻經縱向框架梁對柱引起壓力；3）對于各層柱下端截面尚有柱自重產生軸力。單位長度柱產生自重為：框架剪力圖、軸力圖分別如圖3-13、3-14所示。圖3-11彎矩分派與傳遞3-12框架彎矩圖（）圖3-13框架剪力圖（）圖3-14框架軸力圖（）

第四章水平地震荷載作用下內力計算第一節(jié)水平地震作用原則值計算1樓層重力荷載代表值各樓層重力荷載代表值采用估算算法。2自振周期計算基本自振周期采用頂點位移法計算。其中非構造墻影響折減系數(shù)取0.6。構造頂點假象側移計算成果見表4.1。表4.1頂點假象側移層次（）()()()()76032.886032.885547570.010870.2556566032.8812065.768595090.014040.2447856032.8818098.648595090.021060.2307446032.8824131.528595090.028080.2096836032.8830164.48595090.035090.1816026032.8836197.288595090.042110.1465116032.8842230.164045190.104400.104403地震影響系數(shù)依照《建筑抗震設計規(guī)范》中地震影響系數(shù)曲線，設防烈度為7.5度，設計地震分組為第一組，Ⅱ類場地時：，。由于，地震影響系數(shù)按下式計算：式中——曲線下降段衰減指數(shù)，取0.9；——阻尼比調節(jié)系數(shù)，取1；——構造自振周期；——特性周期；——地震影響系數(shù)最大值。由于,需計算附加頂部集中力：4構造水平地震作用原則值構造總水平地震作用效應原則值為:附加頂部集中力為：各層水平地震作用原則值：屋面：樓面：第二節(jié)D值法計算水平地震作用下內力1典型框架柱剪力依照表2.2計算框架柱側向剛度D值，柱剪力按下式計算：式中——第層第柱剪力；——第層第柱抗側剛度；——第層所有柱抗側剛度之和；——第層由外荷載引起總剪力。圖4-1圖4-12計算反彎點高度比依照框架總層數(shù)、所在樓層以及梁柱線剛度比查《高層建筑構造設計原理》表3.7查出。由于上下層梁線剛度相似，反彎點高度比修正值。由于上下層層高也許變化，因此反彎點高度比修正值、通過、與值查《高層建筑構造設計原理》表3.9。其中：，式中、——上層、下層層高。上層層高不不大于本層，向上移；反之，向下移。下層層高不不大于本層，向下移；反之，向上移。于是，框架各層柱通過修正后反彎點高度可由下式計算得到：詳細計算過程及成果見表4.2。層數(shù)邊柱中間柱1（，），，，，，，，，，，2（，），，，，，，，，，，3（，），，，，，，，，，，4（，），，，，，，，，，，5（，），，，，，，，，，，6（，），，，，，，，，，，7（，），，，，，，，，，，表4.2各層柱反彎點高度比計算3柱端彎矩柱端彎矩詳細計算過程見表4.3。表4.3柱端彎矩層數(shù)邊柱上端（）邊柱下端（）中柱上端（）中柱下端（）12345674梁端彎矩邊柱梁按節(jié)點平衡得到梁端彎矩；中間節(jié)點按線剛度比分派柱端彎矩。中柱梁外側剛度比分派系數(shù)為：中柱梁內側剛度比分派系數(shù)為：0.37梁端彎矩詳細計算過程見表4.4。層數(shù)邊柱梁（）中柱梁外側（）中柱梁內側（）12345675水平地震作用原則值作用下彎矩圖依照表4.3、4.4計算成果作水平地震作用原則值作用下彎矩圖，如圖4-2所示。6水平地震作用原則值作用下剪力圖、軸力圖依照水平地震作用原則值作用下彎矩圖，可以作出框架剪力圖以及柱軸力圖，如圖4-3、4-4所示。圖4-2水平地震作用原則值作用下彎矩圖（）圖4-3水平地震作用原則值作用下剪力圖（）

圖4-3水平地震作用原則值作用下柱軸力圖（）

第五章框架內力組合由于是鋼筋混凝土全現(xiàn)澆框架構造，所示截面最大內力會出當前底層。以上各層配筋與底層一致，下面以底層梁、柱為例，進行抗震內力組合與截面計算。第一節(jié)梁控制截面內力與梁端負彎矩調幅1底層梁地震作用下：重力荷載作用下：考慮梁端負彎矩調幅，取調幅系數(shù)，則調幅后跨中彎矩為第二節(jié)底層邊跨梁內力組合與截面計算1梁正截面計算故梁端頂部按，梁底部按擬定縱向受拉鋼筋。（1）梁底部縱向受拉鋼筋計算依照規(guī)范，，C30時，，采用25鋼筋，保護層厚度，故故上式為解得又由，可得選425，。（2）梁頂部縱向受拉鋼筋計算采用20鋼筋，雙排布置，保護層厚度，故解得又由，可得選1020，，雙排。（3）梁縱向受拉鋼筋配筋率梁端跨中滿足規(guī)范規(guī)定。2梁斜截面計算其中，依照實配鋼筋面積和材料強度擬定截面抗震受彎承載力所相應彎矩值為：剪壓比驗算：配箍計算：選用雙肢10@100，有滿足規(guī)范規(guī)定。第三節(jié)底層中跨梁內力組合與截面計算1梁正截面計算梁左端最大負彎矩梁左端最大正彎矩梁右端最大負彎矩梁左端最大正彎矩將跨中正彎矩故梁端頂部按，梁底部按擬定縱向受拉鋼筋。（1）梁底部縱向受拉鋼筋計算依照規(guī)范，，C30時，，采用20鋼筋，保護層厚度，故故上式為解得又由，可得選520，。（2）梁頂部縱向受拉鋼筋計算采用25鋼筋，保護層厚度，故解得又由，可得選425，。（3）梁縱向受拉