【某辦公樓工程高層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計5100字（論文）】

某辦公樓工程高層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計【摘要】：本文對高層辦公樓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點做了以下研究，首先對高層框架建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計上要重點研究的問題做了詳細的探究與討論，其次結(jié)合上海中心地區(qū)的為民服務(wù)社區(qū)辦公樓作為實例對復雜建筑結(jié)構(gòu)上的設(shè)計做出了有關(guān)的介紹，八層框架結(jié)構(gòu)，底層層高4.5m，辦公區(qū)二層層高4.2米，其他層層高均為3.6米，總高度為15.3m。建筑總面積為6096m2。其中主要有結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)選型、框架的完整計算：包括荷載計算、內(nèi)力計算、內(nèi)力組合、截面設(shè)計。最后指出了高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計上的關(guān)鍵所在。在設(shè)計中，遵循安全、適用、經(jīng)濟、節(jié)能、美觀的設(shè)計原則遵照國家現(xiàn)行的建筑類設(shè)計規(guī)范及制圖標準，參照教科書中的設(shè)計實例，查閱各種建筑及結(jié)構(gòu)圖集，所以該設(shè)計符合建筑設(shè)計的程序要求。【關(guān)鍵詞】：高層辦公樓框架結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計目錄1設(shè)計概況 序言當前框架結(jié)構(gòu)是建筑工程的主體，很多建筑物都采用框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計，這能充分發(fā)揮鋼材抗拉強度高的優(yōu)勢，也能充分發(fā)揮混凝土抗壓強度高和成本低的優(yōu)勢，建筑框架結(jié)構(gòu)的使用已經(jīng)成為現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的標志，也成為現(xiàn)代建筑施工企業(yè)必須掌握的技術(shù)類型。本次設(shè)計為某框架結(jié)構(gòu)8層辦公樓項目，在工程結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計中，我查閱了大量施工規(guī)范、手冊，進行了系統(tǒng)的學習，結(jié)合現(xiàn)場實際，從而完成了設(shè)計。本框架結(jié)構(gòu)設(shè)計作為指導施工的依據(jù)，編制時對項目管理機構(gòu)設(shè)置、勞動力組織、施工進度計劃控制、機械設(shè)備及周轉(zhuǎn)材料配備、主要分部分項工程施工方法、工程質(zhì)量控措施、安全生產(chǎn)保證措施、文明施工措施、降低成本措施等諸多因素盡可能充分考慮，突出科學性及可行性。是確保優(yōu)質(zhì)、低耗、安全、文明、高速完成全部施工任務(wù)的重要經(jīng)濟技術(shù)文件。1設(shè)計概況1.1建筑概述服務(wù)社區(qū)辦公樓工程項目是位于上海中心區(qū)的社區(qū)服務(wù)工程項目，建筑基層面積252.29㎡，總建筑面積506.93㎡，主體框架結(jié)構(gòu)六層；建筑抗震設(shè)防烈度為7度，類別為丙類，設(shè)計使用年限按要求為50年；耐火等級為二級；工程質(zhì)量要求滿足國家強制性標準及驗收規(guī)范。總工期為6個月，擬定于2012年7月10日開工，于2013年2月15日竣工。該工程為社區(qū)服務(wù)辦公樓工程項目，共一棟，有多個專業(yè)施工，由此決定了與業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理、專業(yè)施工單位、供應商及相關(guān)部門單位間的組織協(xié)商是該項目施工組織設(shè)計編制的重點。1.2結(jié)構(gòu)特征1.2.1結(jié)構(gòu)體系及基礎(chǔ)形式（1）本工程主樓結(jié)構(gòu)體系為框架體系，安全等級為二級，抗震設(shè)防類別為丙類，框架抗震等級為非抗震，基礎(chǔ)采用獨立柱基礎(chǔ)，持力層為粉質(zhì)粘土層，承載力特征為200kpa，基礎(chǔ)設(shè)計等級為丙級，其它相見基礎(chǔ)設(shè)計說明。（2）本工程依據(jù)地礦新余地質(zhì)工程勘察院提供的《新余福盈鋼材加工有限公司（辦公樓）巖土工程勘察報告》進行設(shè)計，若施工時發(fā)現(xiàn)實際地質(zhì)情況與設(shè)計不符，及時通知設(shè)計、勘察、監(jiān)理人員共同研究處理，土方開挖后均需按有關(guān)規(guī)定由設(shè)計配合勘察人員、監(jiān)理人員及相關(guān)人員進行基礎(chǔ)驗槽。1.2.2混凝土工程本工程混凝土強度等級及使用部位如下：基礎(chǔ)部位為、框架柱、梁、板及其他構(gòu)件如：構(gòu)造柱、圈梁、窗臺壓頂均為C25。1.2.3鋼筋工程本工程采用鋼筋有I、II級鋼筋。柱縱向鋼筋接頭要求焊接連接與機械連接均可，電渣壓力焊接；梁縱向受力鋼筋優(yōu)先采用搭接連接，如果采用搭接焊要求單面焊焊接長度10d，雙面焊5d，也可以電弧對焊；如果采用搭接需要保證搭接長度為受拉鋼筋1.2La，且不小于300mm，受壓鋼筋搭接長度不小于0.85La，且不小于200mm；鋼筋錨固長度按照I級鋼筋35d、II級鋼筋45d考慮（C25混凝土）。1.2.4砌體強度內(nèi)外填充墻:標高±0.00以上砌體采用M5強度等級的混合砂漿砌筑，強度等級為MU10.0的燒結(jié)空心磚砌塊，標高0.00以下砌體采用10強度等級的水泥砂漿眠砌MU10燒結(jié)磚墻。砌體填充應符合相應砌體結(jié)構(gòu)的有關(guān)施工規(guī)定。表1.1砌體填充施工規(guī)定序號部位厚度磚砂漿組砌方法1外墻200多孔磚墻M5混合砂漿全順壓中2樓梯間200多孔磚墻M5混合砂漿全順壓中3內(nèi)墻200多孔磚墻M5混合砂漿全順壓中4衛(wèi)生間100多孔磚墻M5水泥砂漿全順壓中2框架布置參數(shù)的計算確定2.1現(xiàn)澆板厚確定由于本工程雙向板的最長跨度為4500mm，計算得4500/50=90mm，又因為板厚不小于100mm，再結(jié)合該建筑各板的受力情況，選取板厚為100mm；由于走廊恒載相對較大，但由于走廊的跨度小所以統(tǒng)一取100mm。2.2確定梁截面尺寸為了對節(jié)點核心區(qū)提供約束以提高梁的受剪承載力，梁截面寬度不宜小于柱寬的1/2，如不能滿足其要求，則應考慮核心區(qū)的有效受剪截面。橫向框架：邊跨梁取b×h=250×700，中跨粱取b×h=250×400縱向框架：b×h=250×600框架柱：b×h=450×4502.3柱網(wǎng)尺寸框架柱的截面尺寸可根據(jù)柱支撐的樓層面積計算由豎向荷載產(chǎn)生的軸力設(shè)計值（荷載分項系數(shù)可取1.30），按下列公式估算柱截面積，然后再確定柱邊長。有地震作用組合時柱所需截面面積為：式中——柱軸壓比限值見《混凝土規(guī)范》表11.4.16——混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值在設(shè)計中，樓梯間、設(shè)備層等部位難以避免短柱時，除應驗算柱的受剪承載力外，還應采取措施提高其延性和抗剪能力?？蚣苤艨绫瓤砂聪率接嬎悖菏街小蚣苤募艨绫?，反彎點位于柱高中部的框架柱，可取柱凈高與2倍柱截面的有效高度之比值。2.4剛度計算考慮到現(xiàn)澆樓板的作用，在求梁截面慣性矩時取I＝2I0，I0為不考慮樓板翼緣作用的梁截面慣性矩。剛度計算如下：邊跨梁：中跨梁：柱：底層：其余層：修正后：底層，其余層半框架線剛度圖如下：圖2.1半框架線剛度圖2.5現(xiàn)澆板的厚度單向板：為了保證剛度，單向板的厚度應不小于跨度的1/40（連續(xù)板）、1/35（簡支板）以及1/12（懸臂板）。雙向板：板厚不宜小于80mm，由于撓度不再另外驗算，雙向板的板厚與短跨跨度的比值需滿足剛度的要求:簡支板≥1/45連續(xù)板≥1/50對于周邊與梁整體連接的雙向板，由于在兩個方向受到支撐結(jié)構(gòu)對變形的約束，整塊板內(nèi)存在穹頂作用，使板內(nèi)彎矩大大減小。2.5結(jié)構(gòu)布置圖圖2.2社區(qū)服務(wù)辦公樓結(jié)構(gòu)平面布置圖3平面框架荷載計算3.1計算單元由于框架相對對稱，現(xiàn)在取其中一框架作為計算單元，單位跨度為4.25。（見圖3.1）圖3.1框架3.2荷載計算3.2.1屋面均布恒載二氈三油防水層0.35kN/m2冷底子有熱瑪蹄脂0.05kN/m220mm厚1：2水泥砂漿找平0.02×20=0.4kN/m240mm厚鋼筋混泥土整澆層0.04×25=1kN/預應力混凝土多孔板（1.88+1.922）/2=1.9kN/m2吊頂粉底0.5kN/m2共計5.5kN/m2屋面恒載標準值為：（55.8+0.24）×.（7.2×.2+2.1+0.24）×.5.5=5160kN3.2.2樓面均布恒載按樓面做法逐項計算水磨石地面0.65kN/m250mm厚、鋼筋混凝土整澆層0.05×25=1.25kN/m2預應力混凝土多孔板1.9kN/m2吊頂粉底0.5kN/m2共計4.3kN/m2樓面恒載標準值為：（55.8+0.24）×（7.2×2+2.1+0.24）×4.3=4034kN3.2.3屋面均布活載計算重力荷載代表值時，僅考慮屋面雪荷載：雪荷載標準值為：0.2×（55.8+0.24）×（7.2×2+2.1+0.24）=188kN3.2.4樓面均布活荷載樓面均布活荷載標準值為：2.0×（55.8+0.24+024）×（7.2×2+2.1+2.4）=1884kN3.2.5梁柱自重L1：b×h=0.4m×0.8m長度6.64m每根重量0.8×3.0×25×（0.02×2+0.25）=53.1kN根數(shù)28×6=168根L2：b×h=0.25×0.5長度1.86m每根重量0.5×1.86×25×.（0.02×3）=5.81kN根數(shù)14×6=84根L3：b×h=0.4×0.8長度4.4m每根重量0.45×4.4×25×（0.02×2+0.25）=35.2kN根數(shù)14×6=84根L4：b×h=0.4×0.8長度4.1m每根重量0.7×4.1×25×（0.02×2+0.3）=32.8kN根數(shù)28×6=168根L5：b×h=0.4m×0.8m長度3.2m每根重量3.2.×0.825×（0.02×2+0.4）=25.6kN根數(shù)16×4=64根L6：b×h=0.4×0.8長度4.7m每根重量0.8×4.7×25×（0.02×2+0.4）=37.6kN根數(shù)4×6=24根表3.1梁柱自重梁（柱）編號截面（m2）長度（m）根數(shù)每根重量（kN）L10.4×0.86.6416853.1L20.25×0.51.86845.81L30.4×0.84.42435.2L40.4×0.84.116832.8L50.4×0.83.26425.6L60.4×0.84.72437.6Z10.6×0.64.76442.3Z20.6×0.63.616832.4Z30.5×0.53.611222.5表3.2梁截面尺寸（mm）混凝土等級橫梁（b×h）縱梁（b×h）AB跨、CD跨BC跨C307200×45002100×4500600×600表3.3柱截面尺寸（mm）層次混凝土等級b×h1C30600×6002-6C30600×6003.2.6門窗荷載計算M-1、M-2采用鋼框門，單位面積鋼框門重量為0.4kN/m2M-3、M-4、M-5采用木門，單位面積木門重量為0.2kN/m2C-1、C-2、C-3、C-4、均采用鋼框玻璃窗，單位面積鋼框玻璃窗重量為0.45kN/㎡表3.4門窗重量計算層號門窗號單位面積（m2）數(shù)量重量(kN)一至四層M-10.9×2.1492.23242.23M-23.6×2.715.78C-11.8×1.5463.75C-21.5×1.561.24C-31.2×1.5532.99C-41.2×1.5442.541、底層墻體實際重量：=10342.04kN2、二至四層實際重量：G2=G3=G49721.5KN建筑物總重力荷載代表值=48607.5KN3.3豎向荷載值計算具體數(shù)據(jù)如下：樓面、屋面荷載分為兩種，恒載和活載。（1）樓面荷載標準值：樓面恒載：廁所恒載：屋面恒載標準值：（2）恒載計算：梁自重計算：（板厚100mm）梁自重：抹灰層：20厚混合砂漿合計：（板厚100mm）梁自重：抹灰層：20厚混合砂漿合計：（板厚100mm）梁自重：抹灰層：20厚混合砂漿合計：（板厚100mm）梁自重：抹灰層：20厚混合砂漿合計：柱自重計算：柱自重：抹灰層：20厚混合砂漿合計：墻自重計算：190厚混凝土空心小砌塊普通磚內(nèi)墻水泥砂漿外墻玻璃幕墻190厚混凝土空心小砌塊墻雙面粉刷（內(nèi)墻）190厚混凝土空心小砌塊墻雙面粉刷（外墻）240厚普通磚女兒墻重（屋頂女兒墻高0.5m，二樓休息平臺女兒墻高1.0m，女兒墻按240外墻考慮）0.5m高女兒墻重為：1.0m高女兒墻重為：二至四層B軸、E軸橫墻自重（梁高500mm，開有2個C1窗）C1窗自重合計：沿梁跨長的線載為：二至四層C軸、D軸橫墻自重（梁高500mm，開有M5門）M5窗自重合計：沿梁跨長的線載為：二至四層縱墻自重圖3.3活載作用下框架的計算簡圖3.4風荷載計算表3.5風荷載計算圖層次/m/m/mkN女兒墻21.351.30.841.600.351.2520.151.0001.30.741.670.351.23.39.11416.850.8361.30.741.540.353.33.312.32313.550.6721.30.741.310.353.33.310.48210.250.5091.30.741.160.353.33.910.1216.350.3151.30.741.040.353.96.3512.92位移驗算風荷載簡化為作用于框架上的水平節(jié)點力，計算過程類同水平地震作用下的情況。風荷載作用下的層間剪力及側(cè)移計算結(jié)果見表3.6。表3.6風荷載作用下框架層間剪力及側(cè)移計算表層次/kN/kN/m=/59.119.1110254870.000011/330000412.3221.4310254870.000021/165000310.4831.9110254870.000031/110000210.1242.127713930.000051/78000112.9255.042711940.00021/31750由上表可知，層間側(cè)移最大值1/31750<＝1/550（滿足要求）?？蚣苤S力與梁端剪力的計算結(jié)果見表3.6和表3.7，風荷載標準值作用下的彎矩圖、剪力圖、軸力圖如圖3.8至圖3.9所示。表3.6風荷載作用下框架各層柱端彎矩及剪力計算邊柱AD層次/m/kN/（kN/m）/（kN/m/kNy/(）/()53.39.111025487137430.120.250.0990.343.321.431025487137430.270.350.310.5833.331.911025487137430.430.400.570.8523.942.12771393102810.560.51.091.0916.3555.0427119468451.390.65.33.53表3.7風荷載作用下框架各層柱端彎矩及剪力計算表中柱B、C、層次/m/kN/（KN/m）/（KN/m）/kNY/(）/()53.39.111025487547540.490.350.571.0543.321.431025487547541.140.451.692.0733.331.911025487547541.200.52.812.8123.942.12771393410582.240.453.934.8116.3555.04271194105482.140.557.476.12表3.8風荷載作用下5軸框架各層柱軸力計算表AB、CD跨梁端剪力BC跨梁端剪力邊柱軸力中柱軸力層次/kN/kN/kN/kN50.080.66-0.08-0.5240.191.65-0.27-1.9830.322.81-0.59-4.4720.504.76-1.09-8.7310.996.28-2.08-14.02表3.9風荷載作用下5軸框架各層柱端彎矩、剪力計算表AB跨或CD跨梁BC跨梁層次柱端待分配彎矩之和/(kN/m）///kN/kN51.050.30.260.080.250.750.790.790.6642.640.680.660.190.250.751.981.981.6