土木工程畢業(yè)設(shè)計(辦公樓設(shè)計)

1、*大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 I 頁 *辦公樓建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計 摘要 本設(shè)計為*辦公樓，該工程為鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，地下一層，地上十 層，建筑面積為 11753。設(shè)計由建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計兩部分組成。建筑設(shè)計是進行 2 m 結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)，主要進行了建筑平面、立面和剖面的設(shè)計。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，以地上 十層建筑為對象進行抗震設(shè)計，遵循“小震不壞，中震可修，大震不倒”的設(shè)計準則。 在確定結(jié)構(gòu)布局之后，先進行了重力荷載代表值的計算,接著利用經(jīng)驗公式法求出自振 周期，按底部剪力法計算水平地震荷載作用大小，進而用 D 值法求出在水平荷載作用 下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力（彎矩、剪力、軸力） 。其次，取一榀框架，接著計算豎向荷

2、載（恒載及 活載）作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力。在豎向荷載作用下的內(nèi)力采用了二次彎矩分配法進行計算， 并找出最不利的一組或幾組內(nèi)力組合，進而選取其中最不利的結(jié)果計算梁、柱的配筋。 最后進行剪力墻部分計算,其計算方法與柱計算類似。框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系綜合了剪 力墻與框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，使得這種結(jié)構(gòu)比框架結(jié)構(gòu)的剛度和承載能力都大大提高了， 目前在我國已得到廣泛的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞: 辦公樓；框架剪力墻結(jié)構(gòu)；建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計 Architechture and Structure Design of Office Building for * of * Abstract *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 II 頁 The bu

3、ilding is designed to Kindu in * City office building, the project for the reinforced concrete frame - shear wall structure, a layer of the ground floor, 10-floor building area of 11,753. Designed by the architectural and structural design composed of two parts. Architectural Design is the structura

4、l design of the foundation, mainly to the construction plane, elevation and profile design. In structural design, the 10-story building to the ground as targets for seismic design, follow the small earthquake is not bad, Chun-repairable, the earthquake is not opposing the design guidelines. In deter

5、mining the structure of the layout, the first conducted on behalf of the gravity of the load, then use the formula method, from experience-cycle, calculated according to shear at the bottom level of seismic load size, then use the value of D obtained in the level of load Under the structure of inter

6、nal forces (moment, shear, axis of). Second, the framework for a Pin, and then calculated vertical load (dead load and live load) under the structure of internal forces. The vertical load in the second moment of the internal forces of using the distribution method, and identify the most disadvantage

7、d group or several groups of a combination of internal forces, then select one of the most unfavourable results calculated beams, columns of reinforced. Finally, some shear walls, the calculation method and, in similar terms. Framework - shear wall structural system integrated with the framework of

8、a shear wall structure of the advantages of making such a structure than the frame stiffness and load-carrying capacity is greatly increased, in China has been widely applied. Key words: building; frameworkshear wall structure；building structure; seismic design *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 III 頁 目 錄 1 緒論.1 1.1 設(shè)計選題

9、背景 .1 1.2 辦公樓的設(shè)計理念 .1 1.3 本方案設(shè)計思想 .2 2 建筑設(shè)計.4 2.1 平面設(shè)計 .4 2.2 立面設(shè)計 .5 2.3 剖面設(shè)計 .5 2.4 建筑細部構(gòu)造 .6 3 結(jié)構(gòu)設(shè)計.8 3.1 結(jié)構(gòu)選型與平面布置 .8 3.1.1 框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)的布置.8 3.1.2 框架截面尺寸確定.10 3.1.3 剪力墻截面尺寸確定.11 3.1.4 板截面尺寸確定.11 3.2 重力荷載代表值確定 .12 3.2.1 荷載計算.12 3.2.2 各層重力荷載代表值計算.19 3.3 水平地震作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析 .21 3.3.1 水平地震作用下結(jié)構(gòu)的剛度計算.21 3.3

10、.2 水平地震作用計算.26 3.3.3 框架剪力墻協(xié)同工作計算.29 3.3.4 框架和剪力墻構(gòu)件各自剛度分配及內(nèi)力計算.32 3.3.5 水平地震作用下框架剪力及彎矩計算.33 3.4 豎向荷載作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析 .39 3.4.1 荷載計算.39 3.4.2 荷載作用下框架內(nèi)力計算.44 3.4.3 框架內(nèi)力組合.59 3.5 構(gòu)件截面設(shè)計 .70 3.5.1 梁截面設(shè)計.70 3.5.2 柱截面設(shè)計.83 3.6 樓板設(shè)計 .99 3.6.1 荷載計算.99 3.6.2 內(nèi)力計算.100 3.7 剪力墻設(shè)計 .106 3.7.1 豎向荷載作用下剪力墻內(nèi)力計算.106 3.7.2 水平

11、荷載作用下剪力墻內(nèi)力計算.106 3.7.3 剪力墻構(gòu)件內(nèi)力組合.107 3.7.4 剪力墻構(gòu)件截面設(shè)計.108 *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 IV 頁 4 專題.112 結(jié)論.119 致謝.120 參考文獻.121 *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 1 頁 1 緒論 1.1 設(shè)計選題背景 隨著工業(yè)化、城市話的日益發(fā)展和建筑技術(shù)的發(fā)展，高層建筑由于其節(jié)約用地和 節(jié)省投資等方面的優(yōu)勢而越來越成為建筑形式的首選。根據(jù)抗側(cè)力體系的不同，高層 建筑結(jié)構(gòu)體系又可分為框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)和多 筒結(jié)構(gòu)體系。與多層建筑結(jié)構(gòu)不同的是高層建筑中水平荷載（包括風荷載，地震作用 等）取代豎向荷載而成為

12、結(jié)構(gòu)受力受力的控制因素，而且由于側(cè)向位移與建筑高度四 次方的函數(shù)關(guān)系，需要將側(cè)向位移控制在一定的范圍內(nèi)義滿足正常的使用和安全耐久。 因此，高層建筑設(shè)計過程中的結(jié)構(gòu)選型，主要是選擇合適的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。 在我國，筒中筒和多筒結(jié)構(gòu)體系是從 20 世紀 70 年代開始研究，并陸續(xù)建成一批 高層建筑，目前還在進一步義研究和實踐中。框架結(jié)構(gòu)建筑布置靈活，空間分隔容易， 使用靈活。但在水平里作用下一般以剪切變形為主，空間位移較大?？蚣芗袅Y(jié) 構(gòu)體系綜合二者的優(yōu)點，取長補短，在合理的設(shè)計下，既能滿足建筑空間的要求，有 益于滿足結(jié)構(gòu)要求。因此，無論地震區(qū)還是非地震區(qū)，框架剪力墻結(jié)構(gòu)都有優(yōu)勢， 在我國得到廣泛

13、的應(yīng)用。具體來講，框架剪力墻結(jié)構(gòu)中，由于剪力墻剛度大，剪力 墻將承但大部分水平力，是側(cè)力的主題，整個結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度大大提高?？蚣軇t承擔 豎向荷載，提供了較大的使用空間，同時也承擔少部分水平力。框架本身在水平荷載 作用下呈剪切型變形，剪力墻則呈彎剪形。當兩者通過樓板協(xié)同工作，共同抵抗水平 荷載時，變形必須協(xié)調(diào)，側(cè)向變形將呈彎剪形。均勻，各層梁柱截面尺寸和配筋其上 下各層層間變形趨于均勻。由上述受力變形特點，框架剪力墻結(jié)構(gòu)比框架結(jié)構(gòu)的剛 度和承載能力都大大提高了，在地震作用下層間變形減小，因而也就減小了非結(jié)構(gòu)構(gòu) 件的損壞。 1.2 辦公樓的設(shè)計理念 當今社會，信息通信的網(wǎng)絡(luò)化在不斷地急劇發(fā)展，再加

14、上信息的全球化和平均化， 作為搜集處理信息場所的辦公樓也應(yīng)該有很大的質(zhì)的變化。無論是用于已經(jīng)定型化了 的機構(gòu)的辦公樓還是單獨使用的辦公樓，人們都更加追求那種富于靈活性并能適應(yīng)變 化的辦公樓。因此，具有現(xiàn)代感并且能確保其靈活性可以說是當今辦公樓設(shè)計的一個 課題。 *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 2 頁 辦公樓是構(gòu)成一座城市的主要骨架，在設(shè)計建造之前應(yīng)解決地球環(huán)境保護、高齡 化社會對策以及地震災(zāi)害預(yù)防等成為整個社會課題的各方面的問題。在解決好這些課 題的基礎(chǔ)上，根據(jù)辦公樓的使用壽命，使其成為城市良好的社會財產(chǎn)，這種思想已變 得和重要。 當今世界辦公樓發(fā)展日新月異，它的設(shè)計具有很強的科學性和技術(shù)性，與現(xiàn)代

15、信 息技術(shù)、人體工程學、心理學等密切聯(lián)系，成為專門研究的課題2。 辦公室是腦力勞動者管理和生產(chǎn)信息的部門。為了保證高效率，以求在高度競爭 的社會中立于不敗之地，辦公樓的投資者和設(shè)計者將先進的信息情報手段引進辦公樓 的設(shè)計中；為了給工作人員提供各種方便和安全保障，將各種自動管理、自動控制體 系用于辦公樓設(shè)計中，使得整個辦公樓成為多種學科的綜合科技成果。可以這樣說， 先進辦公樓的設(shè)計水平，從一個側(cè)面反映這個國家的科學、技術(shù)、經(jīng)濟發(fā)展水平。 1.3 本方案設(shè)計思想 隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對建筑物的要求越來越高。建筑物已經(jīng)不僅僅是人們 躲避風雨和工作生活的場所，從某種程度上說建筑還是一個城市的風景，

16、甚至會成為 一個城市的標志物。就置身建筑物其中的人來說，室內(nèi)的環(huán)境則直接影響其生活質(zhì)量 和工作效率。*市近幾年來各方面發(fā)展迅速，已經(jīng)發(fā)展成為一個現(xiàn)代化的大都市，吸 引了各地商家來*投資，所以建筑物也應(yīng)體現(xiàn)現(xiàn)代感。這一點不僅應(yīng)該體現(xiàn)在建筑外 觀和結(jié)構(gòu)布置上，也應(yīng)該體現(xiàn)在節(jié)能和新型材料的應(yīng)用上。 本設(shè)計采用現(xiàn)在運用最為普遍的現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)的 設(shè)計理論已經(jīng)比較成熟，它是我們本科階段的學習中接觸較多的一種結(jié)構(gòu)形式。特別 是混凝土結(jié)構(gòu)原理及設(shè)計這門課，是我們的專業(yè)主干課。這次設(shè)計就是要再設(shè)計過程 中對現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)又更深的認識和理解。 另外，節(jié)能和環(huán)保也是本次設(shè)計的一個重要方

17、面。首先是節(jié)能，要盡量使建筑設(shè) 計合理，巧妙而合理地利用自然資源。比如在室內(nèi)采光上，要盡量利用自然光。這就 需要在建筑設(shè)計是予以充分地考慮。其次是要環(huán)保，避免對周圍環(huán)境產(chǎn)生不利的影響， 而要和周圍的自然環(huán)境和人文環(huán)境融為一體。 由于本工程地點在我國的東北地區(qū)，冬夏溫差比較大且冬季氣溫較低，極端最低 氣溫達到零下 15 C。在這種氣候條件下，考慮到框架柱的冷橋作用，設(shè)計中通常采用 外墻外保溫來解決這一問題，但在本設(shè)計中采用了目前正在推廣使用的外墻外保溫體 *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 3 頁 系。此系統(tǒng)集保溫、防水和裝飾功能為一體，在美國已沿用了近三十年，現(xiàn)已引入我 國。該技術(shù)將保溫材料置于建筑物外

18、墻外側(cè)，不占用室內(nèi)空間，保溫效果明顯。所以 這種保溫體系的運用既有利于節(jié)能又能夠充分利用空間，值得在本設(shè)計中采用。 *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 4 頁 2 建筑設(shè)計 2.1 平面設(shè)計 本工程為金都公司辦公樓，該辦公樓建筑面積為 11752.8m2 地下一層，地上十層 均為辦公區(qū)；首層層高 4800mm，其余層層高均為 3600mm。本辦公樓平面形狀為“一” 字形，采用內(nèi)廊式的平面組合，房間布置在走廊兩側(cè)。根據(jù)使用要求每層辦公室均分 為大、小兩種辦公室，大辦公室為開敞式辦公室，可根據(jù)公司需求自行布置辦公用品； 每層均設(shè)有會議室兩間，打印室、資料室、休閑室、檔案室各一間。 首層入口的大廳是重要的交通

19、樞紐，需解決好與各部門的關(guān)系，需要進行人流組 織的設(shè)計。本設(shè)計采用的是框架剪力墻結(jié)構(gòu)，大廳處柱距橫向為 6600mm，縱向為 8400mm，開口較大內(nèi)外空間的界限可以交錯，外部空間向內(nèi)滲透與內(nèi)部空間向外延伸， 以相互作用造成空間和時間的連續(xù)，創(chuàng)造室內(nèi)外交融的意境。特別是本設(shè)計的首層大 廳采用了大玻璃窗，而且直接通到二層的天井，使得室內(nèi)外界限變得模糊，增強了室 內(nèi)外的交融感，達到了設(shè)計效果。 本辦公樓房間中窗的大小和位置，主要根據(jù)室內(nèi)通風和采光的要求來確定的。窗 的面積大小直接影響到室內(nèi)照度是否足夠，不同使用性質(zhì)的房間對采光的要求不同， 設(shè)計時，常采用窗地面積比來初步確定窗的面積。窗地面積比簡稱

20、窗地比，是指窗洞 口面積與房間地面面積之比。窗的位置關(guān)系到室內(nèi)照度是否均勻，應(yīng)綜合采光、通風、 立面處理和結(jié)構(gòu)等因素來確定。 其次，窗的位置直接影響到房間的自然通風效果。設(shè)計時，一般將窗和門的位置 結(jié)合考慮來解決房間的自然通風問題。為取得良好的通風效果，通常門窗宜在房間兩 側(cè)相對布置，以便門窗的相對位置盡量采用對面通知布置，以保證室內(nèi)氣流暢通。 在衛(wèi)生間的平面布置上，應(yīng)布置在建筑中既隱蔽又使用方便的位置，宜與走廊、 樓梯、大廳等交通部分相聯(lián)系，本設(shè)計中將其布置在走道端部的樓梯旁。 走廊的主要功能是交通聯(lián)系，走道的寬度可根據(jù)人體活動尺度和通行人流的股數(shù) 確定。由于走道通常是雙向人流，故其凈寬一般

21、不應(yīng)小于兩股人流通行是所需寬度， *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 5 頁 本設(shè)計中走廊凈寬采用 2440m，首層的走廊兩端各設(shè)置一個側(cè)門。 樓梯是聯(lián)系建筑物各層的垂直交通設(shè)施。樓梯的平面設(shè)計主要是根據(jù)建筑物的使 用要求、人流通行情況及防火要求，選擇樓梯形式。本設(shè)計選擇三部封閉式樓梯，平 臺板的寬度均大于梯段板的寬度，符合規(guī)范要。樓梯的位置應(yīng)根據(jù)交通流線的需求來 確定，并應(yīng)符合防火疏散要求，設(shè)計中將兩部放置在走道端部，另一部放置在電梯旁。 此辦公樓設(shè)計了兩部電梯（其中一部兼作消防梯） 。 此外還應(yīng)注意建筑體型齊整，平面組合規(guī)則且柱網(wǎng)尺寸的規(guī)格及梁的跨度要符合 經(jīng)濟合理性的要求。 2.2 立面設(shè)計 立面

22、設(shè)計主要是對建筑體型的各個方面進行深入刻劃和處理，使整個建筑形象更 加生動。除了要從功能要求，技術(shù)經(jīng)濟條件以及總體規(guī)劃和基地環(huán)境等因素考慮外， 還要符合一些建筑美學原則，如統(tǒng)一、均衡、穩(wěn)定、對比、韻律、比例、尺度等。在 立面設(shè)計中，不能孤立地處理每個面，應(yīng)考慮實際空間的效果，使每個立面之間相互 協(xié)調(diào)，形成有機統(tǒng)一的整體。 本建筑為十層辦公樓，立面采用白色塑鋼推拉窗，外墻涂刷淺藍色涂料。立面造 型采用傳統(tǒng)的對稱形式，美觀大方；窗體的立面設(shè)計在統(tǒng)一中又不乏變化。 2.3 剖面設(shè)計 建筑剖面設(shè)計是對各房間和交通聯(lián)系部分進行豎向的組合布局。矩形的房間剖面 形狀，不僅能滿足房間的普通功能要求，而且具有結(jié)

23、構(gòu)布置簡單，施工方便，節(jié)省空 間等特點，因此，本設(shè)計中的房間都是矩形。確定房間的凈高和層高應(yīng)主要考慮以下 幾個方面的要求： 1使用要求； 2采光、通風等環(huán)境要求； 3室內(nèi)空間比例要求； 4結(jié)構(gòu)和構(gòu)造要求； 5經(jīng)濟要求。 *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 6 頁 影響建筑物層數(shù)的主要因素有以下幾個方面： 1建筑物的使用要求； 2基地環(huán)境和城市規(guī)劃的要求； 3建筑結(jié)構(gòu)、材料、施工等技術(shù)條件； 4建筑防火要求； 5經(jīng)濟條件。 綜合考慮以上的因素，確定該辦公樓共十層。底層層高為 4800mm，其余層層高 均為 3600mm。此外，窗臺高度 900mm；辦公室門均為 2100mm；涉及室內(nèi)外高差為 450mm；

24、首層窗高為 3200mm，其余層為 2000mm。 2.4 建筑細部構(gòu)造 1不上人屋面（從上到下）： 現(xiàn)澆 40 厚細石混凝土 C20 高聚物改性瀝青防水卷材（如 SBS 改性瀝青卷材） 冷底子油 20 厚 1:3 水泥砂漿 1:8 水泥爐渣 鋼筋混凝土板 2樓面（從上到下）： 20mm 厚磨光大理板地面 20mm 厚 1：2 干硬性水泥砂漿結(jié)合層表面撒水泥粉 水泥漿一道 100 厚鋼筋混泥土板 20mm 厚混合砂漿刮灰膏刷涂料 3墻體： 首層墻體選用實心磚，用作防潮；其余層均采用空心磚。外墻厚度為 240mm，內(nèi) 墻厚度為 180mm。 *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 7 頁 4門窗：門廳處為玻璃

25、轉(zhuǎn)門，轉(zhuǎn)門倆旁設(shè)有彈簧門；其余均為木門。窗均為塑鋼水平 推拉窗。 5樓梯：采用兩跑封閉式樓梯；欄桿采用空花式欄桿，欄桿高 1000mm。 6電梯：設(shè)置兩部客梯，其中一部兼作消防電梯。 *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 3 結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.1 結(jié)構(gòu)選型與平面布置 3.1.1 框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)的布置 框架結(jié)構(gòu)部分 框架不僅是框架結(jié)構(gòu)體系的主題結(jié)構(gòu)，還是框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系中的基本抗側(cè) 力單元，其主要構(gòu)件是梁、柱及梁柱的連接節(jié)點?？蚣芙Y(jié)構(gòu)在進行結(jié)構(gòu)計算時，首先 要確定柱網(wǎng)，既柱子的平面布置位置。柱網(wǎng)的尺寸必須滿足建筑使用和結(jié)構(gòu)受力合理 的要求，同時也要考慮施工的方便和經(jīng)濟因素。 2. 剪力墻結(jié)構(gòu)部分

26、 框架剪力墻結(jié)構(gòu)中一個非常重要的問題就是剪力墻的設(shè)置問題，包括設(shè)置位置 和數(shù)量，剪力墻設(shè)置數(shù)量的多少，是關(guān)系到框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系能經(jīng)濟、合理，并 體現(xiàn)體系優(yōu)越性關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 首先，按照規(guī)范要求，在一個獨立的結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，剪力墻的設(shè)置數(shù)量應(yīng)符合下列 要求和原則： 為能充分發(fā)揮框架剪力墻體系的結(jié)構(gòu)特性，剪力墻在結(jié)構(gòu)底部所承擔的地震 彎矩值應(yīng)不少于總地震彎矩值的 50%。 沿結(jié)構(gòu)單元的兩個主軸方向方向，按抗震規(guī)范地震力計算出結(jié)構(gòu)彈性階段 層間位移角,對于一般高樓和具有高級裝修標準的高層建筑，應(yīng)不大于和。 1 650 1 800 結(jié)構(gòu)的重力荷載效應(yīng)和地震效應(yīng)組合后，剪力墻受拉區(qū)的邊柱，按拉力計算出 的豎向

27、鋼筋梁，應(yīng)你小于按受壓狀態(tài)計算出的剛盡量。 剪力墻布置不宜過分集中，每道剪力墻承受的水平力不宜超過總水平力的 40%。 其次，還需要正確確定剪力墻的設(shè)置位置。一般情況下，對于矩形、L 形、T 形、 口形平面，剪力墻應(yīng)縱橫兩個方向布置。對于圓形和弧形平面，應(yīng)沿徑向和環(huán)向布置。 *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 每個方向剪力墻的布置原則上應(yīng)盡量做到分散、均勻、周邊對稱。布置剪力墻的位置 時，要注意以下幾點要求： 剪力墻布置應(yīng)與建筑使用要求相結(jié)合，在進行建筑初步設(shè)計時就要考慮剪力墻 的合理布置：既不影響使用，又要滿足結(jié)構(gòu)的受力。 在非地震區(qū)，可根據(jù)建筑物迎風面積大小、風力大小設(shè)置剪力墻，縱橫兩個方

28、向剪力墻數(shù)量可以不同。在地震區(qū)，由于兩個方向的地震力接近，在縱、橫方向上布 置的剪力墻數(shù)量要盡量接近。 剪力墻布置要對稱，以減少結(jié)構(gòu)的相對扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。當不能對稱時，也要使剛度 中心盡量和質(zhì)量中心接近，以減少地震力產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)。 在兩片剪力墻（或兩個筒體）之間布置框架時，樓蓋必須有足夠的平面內(nèi)剛度， 才能將水平剪力傳遞到兩端的剪力墻上去，發(fā)揮剪力墻為主要抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的作用。 剪力墻靠近結(jié)構(gòu)外圍布置，可以加強結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)作用。 剪力墻應(yīng)貫穿全高，使結(jié)構(gòu)上下剛度連貫而均勻。門窗洞口應(yīng)盡量做到上下對 齊，大小相同。 結(jié)構(gòu)的平面布置 可以把一般建筑物分為板式和塔式兩大類，本結(jié)構(gòu)為板式。在板式結(jié)構(gòu)中，長度 很大的

29、“一字形”建筑的高寬比 需控制更嚴格一些。當建筑物長度較大時，在L B 風力作用下，也會出現(xiàn)因風力不均勻及風向紊亂變化而引起的結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)樓板平面撓曲 等現(xiàn)象。為了避免樓板變形帶來的復雜受力情況，建筑長度最好加以限制，當建筑設(shè) 防烈度為 6 度和 7 度時，長寬比 不宜超過 6；本結(jié)構(gòu)的長為 70.80m、寬為L B 16.60m，滿足要求。本結(jié)構(gòu)平面布置簡單、規(guī)則、對稱抗震有利。L B46 本工程柱網(wǎng)布置如下圖 *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 圖 3.1 柱網(wǎng)布置圖 3.1.2 框架截面尺寸確定 框架梁截面尺寸確定 梁的截面尺寸應(yīng)滿足承載力、剛度及延性要求，主梁截面高度按梁跨度的 1/121

30、/8 估算，次梁截面高度取梁跨度的 1/181/12，為防止梁產(chǎn)生剪切脆性破壞， 梁的凈跨度與截面高度之比不宜小于 4。梁截面寬度可取 1/31/2 梁高，同時不宜小 于 1/2 柱寬，且不應(yīng)小于 250mm。由此估算的梁截面尺寸見表 3.1 表 3.1 梁截面尺寸及各層混凝土強度等級 （mm） 層次混凝土強度等級主梁（bh）次梁（bh）走廊梁（bh） 110C30300 700 250 600 300 800 250 550 柱截面尺寸確定 根據(jù)柱的軸壓比限值按下列公式計算： 柱組合的軸壓力設(shè)計值 E NFg n 上式中：考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù)，邊柱取 1.3，中柱取 1.25；

31、 按簡支狀態(tài)計算柱的負載面積；F *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 為折算在單位面積上的重力荷載代表值，近似的?。?E g 2 1215 kN/m 驗算截面以上的樓層層數(shù)。 n c cN N A f 式中： 框架軸壓比限值，本方案為三級抗震等級，查建筑抗震設(shè)計規(guī)范 N GB500112001取 0.9。 混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值，為。 c fC35 2 16.7N/mm 計算過程： 對于邊柱： E 1.3 7.8 3.6 13 94270.97 kNNFg n 3 2 c c N4270.97 10 284163.01 mm 0.9 16.7 N A f 對于中柱： E 1.25 7.8 5

32、.0 13 95703.75 kNNFg n 3 2 c c N5703.75 10 379491.02 mm 0.9 16.7 N A f 綜合以上計算結(jié)果并考慮其它因素取邊柱和中柱截面為。650mm 650mm 3.1.3 剪力墻截面尺寸確定 框架剪力墻結(jié)構(gòu)中，剪力墻厚度不應(yīng)小于 160mm，也不應(yīng)小于層高的。剪1 20 力墻的厚度可以從下之上逐漸減弱，每次減弱的厚度不宜大于 100mm。本結(jié)構(gòu)中剪力 墻的厚度從下至上均為 200mm。 3.1.4 板截面尺寸確定 本工程中柱距為 7800mm(交通核心區(qū)處為 8400mm)，為了使板不過于厚重，設(shè)置 了次梁。次梁與主梁的間距為 3900m

33、m(4200mm)，板的厚度可取此間距的。 11 5040 本工程中板厚取 100mm。 樓板厚（）還應(yīng)滿足： t l 單向連續(xù)板：； 11 4035 *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 12 頁 雙向板短邊：。計算后滿足要求。 11 4540 3.2 重力荷載代表值確定 3.2.1 荷載計算 恒載標準值計算 屋面荷載（不上人屋面，自上而下） 現(xiàn)澆 40 厚細石混凝土 0.0422=0.88 C20 2 kN m 高聚物改性瀝青防水卷材（如 SBS 改性瀝青卷材） 0.3 2 kN m 冷底子油 20 厚 1:3 水泥砂漿 0.0220=0.4 2 kN m 1:8 水泥爐渣 0.0212=0.24 2

34、 kN m 鋼筋混凝土板 0.125=2.5 2 kN m 屋面恒荷載標準值： G=4.32 2 kN m 2樓面荷載（從上到下）： 磨光大理石板 20 厚水泥漿檫縫 0.0228=0.56 2 kN m 1:2 干硬性水泥沙漿結(jié)合層表面撒水泥粉 20 厚 0.0220=0.4 2 kN m 水泥漿一道內(nèi)參建筑膠 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板 100 厚 0.125=2.5 2 kN m 18mm 厚 1:3 混合砂漿天棚抹灰 0.01817=0.31 2 kN m 樓面恒荷載標準值： G=3.77 2 kN m 3廁所樓面荷載 白色面磚 0.050.12=0.0006 2 kN m *大學本科生畢業(yè)設(shè)

35、計 第 13 頁 20 厚 1:3 水泥砂漿找平層 0.0220=0.4 2 kN m 30 厚細石混凝土 0.0320=0.4 2 kN m 二氈三油防水層 0.035 2 kN m 冷底子油一道 0.02 2 kN m 20 厚 1:3 水泥砂漿表面壓光 0.0220=0.4 2 kN m 100 厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板 0.125=2.5 2 kN m 15 厚天棚抹灰 0.01517=0.31 2 kN m 廁所恒荷載標準值： G=3.871 2 kN m 屋面、各層樓面及樓電梯恒荷載標準值總重 屋面： 4.3270.816.6=4712.87 kN 樓面： 3.7770.816.6-3

36、3.97.2-2.37.2=4050.79 kN 樓梯重：3.7733.97.2+2.37.2= 380.02 kN 表 3.2 各層屋、樓蓋恒荷載標準值匯總表 層數(shù)10987654321 標準值 （kN） 4712.874050.794050.794050.794050.794050.794050.794050.794050.794050.79 樓梯電 梯重 0380.02380.02380.02380.02380.02380.02380.02380.02380.02 屋面及樓面活荷載標準值（面荷載） 屋面（不上人）屋面荷載為 0.5；雪荷載為 0.4； 2 kN m 2 kN m 樓面活荷

37、載為 2.0；走廊、樓梯活荷載為 2.5； 2 kN m 2 kN m 屋面及各層樓面的活荷載標準值總重： 屋面雪載： 0.470.816.6=470.11kN 樓面：2.070.86.6+7.87.27+2.5（70.82.8+23.97.2+8.47.2）=2508 kN *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 14 頁 表 3.33.3 各層屋、樓蓋活荷載標準值匯總表 層次10987654321 標準值 （kN） 470.1 1 250825082508250825082508250825082508 各層柱荷載匯總 表 3.4 各層柱荷載匯總 層次構(gòu)件 b /m h /m / 3 /kN m g /

38、kN/m i l /m n i G /kN i G /kN 650650251.0511.093.63639.921437.12 2-10柱 550550251.057.943.6428.58114.32 650650251.0511.094.83653.231916.28 柱 550550251.057.944.8428.58114.32 各層各層梁荷載匯總 表 3.5 梁荷載匯總 層次構(gòu)件 b / h / / 3 /kN m g /kN/m i l /m n i G /kN i G /kN 300700251.054.737.2234.0668.12 邊橫梁 300700251.054.7

39、36.6231.2262.44 300700251.054.737.2434.06136.24 中橫梁 300700251.054.736.6631.22187.32 250600251.053.287.2623.62141.72 次梁 250600251.053.286.6921.65194.85 300700251.054.737.82436.89885.36 -10 縱梁 300800251.054.738.4439.73158.92 *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 15 頁 走廊梁250550251.052.952.8108.2682.68 總重：1917.65 kN 注：g=（梁高-板厚）

40、梁寬 各層門窗自重匯總 表 3.6 各層門窗自重匯總表 層次門窗編號截面面荷載數(shù)量 每扇重 （kN） 總重（kN）G門窗 M13.03.60.414.3204.320 M21.83.60.422.5925.184 M31.83.00.412.1602.160 M40.92.10.2340.37812.852 M50.72.10.230.2940.882 FM1.22.10.230.5041.5120 C13.02.00.4112.40026.400 C21.82.00.441.4405.760 1 C33.03.20.4173.84065.280 102.70 M40.92.10.2340.3

41、7812.852 M50.72.10.230.2940.882 FM1.22.10.230.5041.512 C13.02.00.4262.40062.400 C21.82.00.461.4408.640 2 C41.53.00.421.8003.600 91.09 M40.92.10.2360.37813.608 M50.72.10.230.2940.882 FM1.22.10.230.5041.512 C13.02.00.4302.40072.000 3-10 C21.82.00.461.4408.640 96.64 各層墻體自重標準值匯總 女兒墻 *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁 20

42、 厚石灰砂漿 0.02020=0.40 2 kN/m 粘土空心磚 0.19010=1.9 2 kN/m 20 厚水泥砂漿 0.02020=0.4 2 kN/m 合計： 2.7 2 kN/m 1-10 層外墻 20 厚水泥砂漿 0.02020=0.40 2 kN/m 粘土空心磚 0.2410=2.4 2 kN/m 合計： 2.8 2 kN/m 1-10 層內(nèi)墻 20 厚水泥砂漿 0.02020=0.40 2 kN/m 粘土空心磚 0.1810=1.8 2 kN/m 20 厚水泥砂漿 0.02020=0.40 2 kN/m 合計： 2.6 2 kN/m 1-10 層剪力墻 外墻 6 厚水泥砂漿罩面

43、 0.00620=0.12 2 kN/m 12 厚水泥砂漿 0.12200.4 2 kN/m 200 厚混凝土墻 0.225=5.0 2 kN/m 20 厚水泥砂漿找平層 0.0220=0.4 2 kN/m 合計: 5.92 2 kN/m 內(nèi)墻 *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁 5 厚水泥石灰膏砂漿罩面 0.005142=0.14 2 kN/m 20 厚水泥石灰膏打底 0.02214=0.56 2 kN/m 200 厚混凝土墻 0.225=5 2 kN/m 合計： 5.7 2 kN/m 各層外墻、內(nèi)墻、外剪力墻、內(nèi)剪力墻面積計算 1 層各墻計算： 外墻：4.8(70.82-8.4+16.62

44、)-243.5=555.22 2 m 內(nèi)墻：4.87.26+6.612+(7.8-1.8)14+(7.2+0.9)2=1068.48 2 m 外剪力墻：8.44.837.62 2 m 內(nèi)剪力墻： 6.64.82=63.36 2 m 2 層各墻計算: 外墻: 3.6(70.82-8.4+16.62)-3235-1.81.55-1.822=368.34 2 m 內(nèi)墻: 3.67.26+6.612+(7.8-1.8)14+(7.2+0.9)2=801.36 2 m 外剪力墻: 3.68.4=27.54 2 m 內(nèi)剪力墻: 3.626.6=47.52 2 m 3-9 層各墻計算： 外墻：3.6(70.

45、82-8.4+16.62)-3235-1.81.55-1.822=368.34 2 m 內(nèi)墻：3.67.26+6.612+(7.8-1.8)15+(7.2+0.9)2=822.96 2 m 外剪力墻：3.68.4=27.54 2 m 內(nèi)剪力墻：3.626.6= 47.52 2 m 10 層各墻計算： 外墻：3.6(70.82-8.4+16.62)-3235-1.81.55-1.822=368.34 2 m 內(nèi)墻：3.67.26+6.612+(7.8-1.8)15+(7.2+0.9)2=822.96 2 m 外剪力墻：3.68.4=27.54 2 m 內(nèi)剪力墻：3.626.6= 47.52 2

46、m 女兒墻：1.0（16.6+70.8）2=174.8 2 m *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 18 頁 表 3.73.7 各層墻體及電梯自重標準值匯總表 層次墻體墻厚(mm) 面積() 2 m面荷載() 2 kN m重量(kN) 女兒墻190174.82.7 471.96 電梯機房300.92 轎箱150.00 外墻240368.342.81031.35 內(nèi)墻180822.962.6 2139.70 外剪力墻20027.545.92 163.04 內(nèi)剪力墻200 47.52 5.7 270.86 10 3604.95G 外墻240368.342.81031.35 內(nèi)墻180822.962.6 21

47、39.70 外剪力墻20027.545.92 163.04 內(nèi)剪力墻 20047.52 5.7 270.86 3-9 3604.95G 外墻240555.222.81554.62 內(nèi)墻180801.362.62083.54 外剪力墻20037.625.92222.71 內(nèi)剪力墻 20047.52 5.7 270.86 2 4131.73G 外墻240555.222.81554.62 內(nèi)墻1801068.482.62778.05 外剪力墻20037.625.92222.71 內(nèi)剪力墻 20063.36 5.7 361.15 1 4916.53G *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 19 頁 表 3.83.

48、8 各層恒荷載標準值匯總表（單位：kN） 構(gòu)件 層次 屋、樓 蓋重 柱重框架梁重墻重門、窗重 女兒墻 重 電梯機房 及轎箱 104712.871551.441917.653604.95107.04471.96450.92 94050.79 1551.44 1917.653604.95107.040 84050.791551.441917.653604.95107.040 74050.791551.441917.653604.95107.040 64050.791551.441917.653604.95107.040 54050.791551.441917.653604.95107.040 44

49、050.791551.441917.653604.95107.040 34050.791551.441917.653604.95107.040 24050.791551.441917.654131.73107.040 14050.792030.61917.654916.53102.700 3.2.2 各層重力荷載代表值計算 集中在個樓層標高處的各質(zhì)點重力荷載代表值包括：屋、樓蓋自重標準值；梁自重 標準值；50%屋、樓面承受的活荷載標準值；上下個半層墻、柱、門窗等自重標準值 之和。 各樓層的重力荷載代表值計算如下： 10 G 10層 1 電梯機房及轎箱+女兒墻+屋蓋重+ （墻重柱重+門窗）+50

50、% 雪荷載 2 1 450.92471.964712.87 1917.65(3604.95 1551.4496.64)0.5 470.11 2 10420.17kN 9 G 50% 9層10層 11 =樓蓋重+框架梁重+ （墻重柱重+門窗）（墻重柱重+門窗） 22 屋蓋活荷載+0. 5樓梯重 11 4050.79 1917.65(3604.95 1551.4496.64)(3604.95 1551.4496.64) 22 0.5 25080.5 380.02 12675.88kN *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 20 頁 876543 GG =G =G =G =G 1 250% 2 9層 樓蓋重框架

51、梁重（墻重柱重+門窗）屋蓋活荷載+樓梯 1 4050.79 1917.6(3604.95 1551.4496.64) 20.5 2508380.02 2 12865.89kN 2 11 G( 22 50% 2層3層 樓蓋重框架梁重（墻重柱重+門窗）墻重柱重+門窗） 屋蓋活荷載+樓梯 11 4050.79 1917.65(4131.73 1551.4491.09)(3604.95 1551.4496.64) 22 0.5 2508380.02 13129.27kN 1 11 G 22 2層1層 樓蓋重框架梁重（墻重柱重+門窗）（墻重柱重+門窗）+ 50% 屋蓋活荷載+樓梯 11 4050.79

52、1917.65(4131.73 1551.4491.09)(4916.532030.60 102.70) 22 0.5 2508380.02 14049.68kN 由此可計算出各層重力荷載代表值如下圖所示 *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 21 頁 圖 3.2 各層重力荷載代表值 3.3 水平地震作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析 3.3.1 水平地震作用下結(jié)構(gòu)的剛度計算 柱采用的混凝土，梁、板采用的混凝土，C35 42 c 3.15 10 N/mmE C30 ;在框架結(jié)構(gòu)中，對于現(xiàn)澆的樓面，樓面可以作為梁的有效翼緣， 42 c 3.00 10 N/mmE 增大梁的有效剛度，見效框架的側(cè)移。為了考慮這一影響，在計算梁

53、的截面慣性矩時， 對現(xiàn)澆樓面的邊框架梁取，對中框架梁取 。 0 1.5 b ii 0 2.0 b ii 橫梁線剛度計算 *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 22 頁 采用如下計算公式： ，計算結(jié)果見下表 cb b E I i l 表 3.9 橫梁線剛度計算表 b i 類 別 層 次 Ec （ N/mm） （mmmm） Io （） 4 mm Lb （mm） Ec Io/ Lb （Nmm） 1.5Ec Io/ Lb （Nmm） 2.0EcIo/ Lb （Nmm） 7200 3.57310105.36010107.1461010 橫 梁 1-103.001043007008.575109 6600 3.898

54、10105.84710107.7961010 走 廊 梁 1-103.001042505503.4661092800 3.714101 0 5.57110107.4281010 柱線剛度計算 采用如下計算公式：，計算結(jié)果見下表 cc c E I i h 表 3.10 柱線剛度計算表 c i 層次 c （mm） Ec （N/mm） （mmmm） Ic （mm4） Ec Ic/c （Nmm） 6506501.48810109.7651010 148003.15104 5505500.76310105.007109 6506501.488101013.021010 2-1036003.15104 5

55、505500.76310106.676109 橫向框架側(cè)移剛度 D 值 2 12 cc i D h 式中：D柱的側(cè)移剛度； 柱側(cè)移剛度修正系數(shù)，對不同情況查表，其中 K 表示梁柱線剛度比； c 柱的線剛度，柱的截面慣性矩 c i cc c E I i h c I *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 23 頁 框架柱的計算高度。 表中公式：（2-10 層） ；（2-10 層） ； 2 b c i K i 2 c K K （1 層） ；（1 層） ； b c i K i 0.5 2 c K K 表 3.11 框架柱側(cè)移剛度 C 值 （N/mm） 層數(shù)2-101層數(shù)2-101 K0.4120.549K1.11

56、91.429 0.1710.411 0.3590.571柱 C13.320.1 柱 C84.183.6 K0.4490.598K1.1691.559 0.1830.423 0.3690.579柱 C14.320.7 柱 C115.3113.0 K0.5490.731K0.840 1.119 0.2150.451 0.2960.519柱 C50.566.1 柱 C23.125.3 K0.5990.798K0.8771.169 0.230 0.464 0.3050.527柱 C54.0 68.0 柱 C23.825.7 注：平均總剛度 5 F 544.7 4.8461.4 3.6 9 C46.21

57、484 10kN 37.2 （） 柱為邊框架 D 軸邊柱； 柱為邊框架軸 A 邊柱； 柱為中框架 D 軸邊柱； 柱為中框架 A 軸邊柱； 柱為中框架 C 軸中柱； 柱為中框架 B 軸中柱； 柱為邊框架 C 軸中柱； 柱為邊框架 B 軸中柱。 *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 24 頁 4 剪力強剛度計算 墻 剪力墻厚度為 ,混凝土等級與柱相同。200mm 3 1 bh 12 w I 33 11 0.65 7.250.650.2) (6.60.65) 1212 （ 4 20.647.912.74 m（） 77 w 12.74 3.15 1040.131 10kN mEI（） 墻 有效翼緣寬度取 （）1.

58、4m 1i 67 2001.4mbbh 33 w 11 15.661.40.3257.20.651.40.3257.45 1212 I（）（）（） 4 21.95 m（） 77 w 21.95 3.15 1069.143 10kN mEI（） *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 25 頁 墻 有效翼緣寬度取1.4m 1i 67 2001.4mbb（b） 2 1 1.4 0.3250.20.215 mA （）（） 22 24 0.650.4225 mAA（） 2 3 7.20.650.21.31 mA （）（） 1234567 11223344556677 yAAAAAAA A yA yA yA yA y

59、A yA y 0.2150.4225 2 1.31 0.26 3 0.1 0.2150.4225 0.325 1.31 3.9250.4225 7.525 0.26 1.50.26 3.90.26 6.3 y （） y 3.151152y3.7 m（） ww II 3232 3232 11 15.661.075 0.21.075 0.2 3.61.3 0.21.3 0.2 2.2 1212 11 1.3 0.21.3 0.2 0.21.3 0.21.3 0.2 2.6 1212 323222 11 15.661.075 0.21.075 0.2 3.61.3 0.23 1.3 0.22.20.

60、22.6 1212 （） 4 21.48(m ) 772 w 21.48 3.15 1067.662 10kN mEI（） *大學本科生畢業(yè)設(shè)計 第 26 頁 墻 有效翼緣寬度取 T（）2.6m 1i 1213 2002.6mbbh L（）1.4m 1i 67 2001.4mbbh 2 1 2.6 0.20.52 mA （） 2 2 0.27.20.21.4 mA （）（） 3 0.21.40.10.3 mA 2 （）（） 123112233 yAAAA yA yA y（） y0.52 1.40.30.52 0.1 1.4 3.70.3 7.3（） y 2.227.42y3.3 m 2 （）