西安建筑科技大學(xué)-土木畢業(yè)設(shè)計-五層框架結(jié)構(gòu)計算書

1、西安建筑科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計目 錄第1章 工程概況11第2章 結(jié)構(gòu)選型與布置122.1 結(jié)構(gòu)承重方案122.2 結(jié)構(gòu)布置12第3章 框架計算簡圖與梁柱線剛度133.1 計算單元選取133.2 梁的截面尺寸估算133.3 柱截面尺寸估算14第4章 荷載計算154.1梁，墻，門窗的重力荷載計算154.2 屋面及樓面的可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值154.3 屋面荷載計算154.4 樓面荷載計算164.5 屋面框架節(jié)點集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值174.6 樓面框架節(jié)點集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值184.7屋面框架節(jié)點集中力矩計算194.8樓面框架節(jié)點集中力矩計算204.9 風(fēng)荷載計算204.10 地震作用計算214.10.1 框架側(cè)移剛度計算2

2、15.1 恒載作用下的框架內(nèi)力235.1.1 彎矩分配系數(shù)235.1.2 桿件固端彎矩245.1.3縱梁引起的柱端附加彎矩255.1.4 節(jié)點不平衡彎矩255.1.5內(nèi)力計算285.2 活載作用下的框架內(nèi)力315.2.1 橫梁固端彎矩315.2.2縱梁引起的柱端附加彎矩315.2.3 節(jié)點不平衡彎矩325.2.4 內(nèi)力計算335.3 風(fēng)荷載作用下的位移，內(nèi)力計算375.3.1框架側(cè)移375.3.2 水平風(fēng)荷載下框架內(nèi)力計算37第6章 框架內(nèi)力組合及梁柱配筋(見附表)43第7章 截面設(shè)計437.1梁截面設(shè)計437.1.1梁正截面受彎承載力計算437.1.2梁斜截面受剪承載力計算447.2 柱截面

3、設(shè)計447.2.1第一組內(nèi)力柱正截面配筋計算447.2.2第二組內(nèi)力柱正截面配筋計算467.2.3斜截面受剪承載力驗算47總結(jié)48參考文獻(xiàn)49建筑部分49結(jié)構(gòu)部分49致 謝50附表1 梁端彎矩條幅附表2橫向框架梁內(nèi)力組合（一般組合）附表3橫向框架柱內(nèi)力組合（一般組合）附表4橫梁AB,BC跨正截面受彎承載力計算附表5橫梁AB,BC跨斜截面受剪承載力計算附表6框架柱正截面壓彎承載力計算（Nmax及相應(yīng)的M）附表7框架柱正截面壓彎承載力計算（Mmax 及相應(yīng)的N）附表8框架柱正截面壓彎承載力計算（Nmin及相應(yīng)的M）摘 要本工程為某公司綜合辦公樓，采用框架結(jié)構(gòu)，主體為5層，不考慮抗震設(shè)防，場地類別為

4、II類場地。本設(shè)計主要進(jìn)行了結(jié)構(gòu)方案中橫向框架第5軸線結(jié)構(gòu)設(shè)計，在確定框架布局之后，先進(jìn)行了荷載計算，包括豎向荷載（恒載及活荷載），水平荷載（風(fēng)荷載），接著計算豎向荷載和風(fēng)荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力，進(jìn)而求出在豎向荷載和水平荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力（彎矩、剪力、軸力）,再找出最不利的一組或幾組內(nèi)力組合，最后選取最安全的結(jié)果計算配筋并繪圖。整個結(jié)構(gòu)在設(shè)計過程中，嚴(yán)格遵循相關(guān)的專業(yè)規(guī)范的要求，參考對相關(guān)資料和有關(guān)最新的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，設(shè)計的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合全面的科學(xué)性考慮?？傊?，適用、安全、經(jīng)濟(jì)、使用方便是本設(shè)計的原則。設(shè)計合理可行的建筑結(jié)構(gòu)方案是現(xiàn)場施工的重要依據(jù)。關(guān)鍵詞：建筑工程；框架；結(jié)構(gòu)；構(gòu)造；設(shè)計畢

5、業(yè)設(shè)計開題報告摘要：本次的設(shè)計題目為某公司綜合辦公樓，共5層。該設(shè)計的辦公樓為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，在建筑形式上采用“一”字形。首先要考慮滿足辦公樓的需要，房間設(shè)置應(yīng)分配合理，采光通風(fēng)良好，要求合理安排公共空間、人流、交通、安全等情況，為辦公人員提供一個舒適、美觀、高效率的生活和工作環(huán)境。本次設(shè)計分為二個部分：建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計,建筑設(shè)計根據(jù)建設(shè)用地條件和建筑使用功能、周邊城市環(huán)境特點，首先進(jìn)行平面功能性設(shè)計，其次設(shè)計建筑立面，并與建筑平面造型相結(jié)合，且充分考慮防火分區(qū)及安全疏散。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計包括水平荷載計算及其作用下的側(cè)向位移驗算、內(nèi)力計算，豎直荷載計算及其作用下的內(nèi)力計算，并考慮延

6、性要求，然后進(jìn)行內(nèi)力組合及截面設(shè)計。關(guān)鍵詞： 建筑設(shè)計 結(jié)構(gòu)設(shè)計 綜合辦公樓 框架結(jié)構(gòu)1選題背景和依據(jù)在現(xiàn)階段，隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，民營企業(yè)也在迅速崛起，促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化，也促使第三產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，尤其是服務(wù)業(yè)，這也直接導(dǎo)致了辦公樓的需求量增加，尤其是在各大城市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)，但是由于城市空間的有限，這就要求辦公樓設(shè)計要做到物盡其值，這也就需要各設(shè)計人員不斷提高自身的設(shè)計水平，做到與時俱進(jìn)。以該地區(qū)為例，最近幾年民營企業(yè)不果斷增加，各企業(yè)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，因此企業(yè)對辦公設(shè)施的需求也隨之增大。在有相關(guān)部門出具的各項信息，我可以了解到，辦公樓的銷售情況一直在上漲，這也從一個角度反應(yīng)了現(xiàn)在的

7、辦公樓設(shè)計的重要性。 辦公樓一經(jīng)建成，其結(jié)構(gòu)及布局就很難改變。因此，充分考慮設(shè)計的適應(yīng)性、靈活性就成為現(xiàn)代辦公樓的一個重要特征。近年來興建的相當(dāng)部分高層辦公樓都采用了大空間靈活平面布局形式，具有較強(qiáng)的應(yīng)變能力。由于辦公的內(nèi)容與方式不同，最合適的空間形式莫過于一個大空間，以適應(yīng)現(xiàn)代辦公組織體系的不斷調(diào)整，不斷更新。辦公樓因其自身的特點和所處位置等無可厚非的成為了城市空間的一個重要部分，影響著城市的美觀和使用等因素，這更體現(xiàn)了辦公樓設(shè)計的重要性。2. 題目來源及設(shè)計資料2.1 工程概況本工程位于x市，場地的工程地質(zhì)情況如下：場地平坦、無障礙物，經(jīng)地質(zhì)、文物勘探，地質(zhì)良好，地下無古代建筑。地基土以粘

8、性土為主，基礎(chǔ)持力層為第三層粉質(zhì)粘土層，地基承載力特征值為160kN/m2。各層地基土的組成情況見附圖1。綜合辦公樓的建筑層數(shù)為五層，基本風(fēng)壓為0.75kN/m2（R=50），基本雪壓為0.5kN/m2（R=50），不考慮抗震設(shè)防，建筑場地類別：類場地。2.2 建筑規(guī)模及功能要求綜合辦公樓總建筑面積4500m2，其中普通單間辦公室共3545個，每間可容納510人辦公，帶套間的辦公室2030個，面積為3545 m2的綜合辦公室10個，多功能會議室5個，每間可容納5080人，面積為90110 m2，共6層。建筑平面造型為“一”字型。要求合理安排人流、交通、采光等情況，為辦公人員提供一個美觀、合理、

9、舒適的工作和生活環(huán)境。3. 建筑設(shè)計3.1 功能分析辦公樓主要為辦公人員工作和生活服務(wù)的，其主要房間為普通單間辦公室，帶套間的辦公室，綜合辦公室，多功能會議室。滿足采光和通風(fēng)及視覺效果，輔助房間為儲物室、衛(wèi)生間、配電室等，交通聯(lián)系部分為樓梯、電梯、走廊和門廳。所以應(yīng)根據(jù)功能要求合理布置它們的大小，位置與朝向。將該辦公樓平面中的使用部分、交通聯(lián)系部分有機(jī)地聯(lián)系起來，使之成為一個使用方便、結(jié)構(gòu)合理、體型簡潔、結(jié)構(gòu)完整、造價經(jīng)濟(jì)并與環(huán)境協(xié)調(diào)的建筑物。3.2平面設(shè)計平面設(shè)計為“一”字形，設(shè)計充分考慮辦公人員的使用要求，辦公樓位置為坐北朝南，而將樓梯，電梯，衛(wèi)生間等輔助用房及少部分辦公室，多功能會議室布

10、置在北向，以利于更好的日照通風(fēng)。本辦公樓采用框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用柱下獨立基礎(chǔ)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點是建筑平面布置靈活，可以形成較大的空間以滿足使用要求?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的墻體是填充墻，起圍護(hù)和分隔作用，框架結(jié)構(gòu)的特點是為建筑提供靈活的使用空間，但抗側(cè)移剛度較小，在水平力作用下水平位移較大，但考慮到該建筑層數(shù)只有5層，建筑高度為22.6m，所以可采用框架結(jié)構(gòu)。在建筑抗震設(shè)計方面需嚴(yán)格的要求。根據(jù)建筑物的使用要求，合理安排建筑各個組成部分的位置，并確定它們的相互關(guān)系，考慮當(dāng)?shù)丨h(huán)境，建筑內(nèi)部以及內(nèi)外之間的聯(lián)系方便和安全，符合總體規(guī)劃的要求。另外主要房間的布置，不僅影響平面視圖效果，也會對裝飾裝修及給排水造成影響，對

11、其平面的設(shè)計必須滿足以下幾點要求： (1) 使用房間的設(shè)計以及面積房間的面積、形狀和尺寸要滿足辦公人員正常辦公、活動的要求。本辦公樓房間的形狀采用矩形，每個房間的面積都能滿足辦公建筑設(shè)計規(guī)范的要求和規(guī)定：普通單間辦公室按5人考慮，4.7/人 所以實際普通辦公室的面積23.5；帶套間辦公室使用面積取47；綜合辦公室按10人考慮，4.5/人，實際綜合辦公室的面積取45；多功能會議室按52人考慮，1.8/人，所以實際多功能會議室的面積為93.6。 門窗的大小和位置的選擇除應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范的要求外,還充分應(yīng)考慮房間的出入方便和疏散安全以及采光通風(fēng)較好?？紤]到防火疏散要求，本辦公樓內(nèi)部設(shè)有二部樓梯。

12、房間的構(gòu)成應(yīng)使結(jié)構(gòu)構(gòu)造布置合理施工方便也要有利于房間的組合。 (2) 門窗的位置和尺寸門的寬度、數(shù)量和開啟方式及最小寬度是由通過人流多少、設(shè)備的大小決定的。房間疏散門開啟后，每樘門凈通行寬度不應(yīng)小于0.9m。房間平面中門的位置應(yīng)考慮室內(nèi)交通路線簡捷和安全疏散的要求，門的位置還對室內(nèi)使用面積能否充分利用以及組織室內(nèi)穿堂風(fēng)等關(guān)系很大。 窗的大小和位置 房間中窗的大小和位置主要根據(jù)室內(nèi)采光、通風(fēng)要求來考慮。 （3）輔助房間的平面設(shè)計 衛(wèi)生間等輔助房間通常根據(jù)各種建筑物的使用特點和使用人數(shù)的多少先確定所需設(shè)備的個數(shù)。根據(jù)計算所得的設(shè)備數(shù)量考慮在整幢建筑物中衛(wèi)生間的分布情根據(jù)每層辦公人員數(shù)量確定廁位數(shù)量

13、及水管數(shù)量。 （4）平屋頂排水設(shè)計：屋面排水采用女兒墻雙坡外排水，排水坡度為3%,初選排水管徑為150mm,采用pvc塑料排水管，為了經(jīng)濟(jì)性要求，采用經(jīng)驗值設(shè)計，雨水管間距為1824 m，本設(shè)計在建筑的正立面和背立面各設(shè)4個雨水管。3.3 交通聯(lián)系設(shè)計充分考慮水平交通聯(lián)系和垂直交通聯(lián)系，以及各個房間的關(guān)系，做到交通路線簡單明確，聯(lián)系通行方便，人流通暢，緊急疏散時迅速安全，滿足一定的采光通風(fēng)要求，考慮整體視覺效果。 （1）走廊采用內(nèi)廊的形式，內(nèi)廊長度為50.2m，規(guī)范要求凈寬1.8m，取凈寬2.5m以滿足凈寬的要求。 （2）本設(shè)計采用二個樓梯間，兩個樓梯對稱分布，采用平行雙跑式樓梯，設(shè)置距離滿足

14、防火及安全疏散的要求，樓梯間尺寸為6600mm3600mm。 （3）門廳位于辦公樓中部采用6600mm7200mm的尺寸。 （4）走道盡端除底層設(shè)置1800mm2400mm的平開門，其余層為2100mm2050mm的窗以滿足交通聯(lián)系部分的采光和通風(fēng)要求。（5）電梯采用額定人數(shù)13人，額定載荷1噸人電梯，電梯間尺寸為2100 mm2100mm。4. 建筑平、立、剖面設(shè)計及主要節(jié)點構(gòu)造設(shè)計建筑體型和立面設(shè)計是整個建筑設(shè)計的重要組成部分。該辦公樓采用矩形內(nèi)廊式結(jié)構(gòu)，考慮到建筑特點，以安全為立面設(shè)計的主要依據(jù)，外墻采用中南標(biāo)外墻白色乳膠漆外墻。由于該樓采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，墻體僅起圍護(hù)作用，這就給空

15、間處理賦予了較大的靈活性。本設(shè)計房間的層高為3.6 m ，梁高為650，房間凈高為3600-650=2950mm，符合設(shè)計凈高要求2700。電梯機(jī)房高度為2.8m。5. 結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)建筑功能要求、荷載條件、總平面位置、工程地質(zhì)條件、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和施工能力等因素，合理選擇基礎(chǔ)形式和結(jié)構(gòu)類型，確定基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)布置方案，并以文字闡述所選擇基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的理由和依據(jù)。5.1 現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的類型框架結(jié)構(gòu)：框架結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)輕巧，便于布置；整體性比磚混結(jié)構(gòu)和內(nèi)框架承重結(jié)構(gòu)好；可形成大的使用空間；施工較方便；較為經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點。能為建筑提供靈活的使用空間。本方案采用整體現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)5.2 柱網(wǎng)的

16、布置柱網(wǎng)布置應(yīng)滿足使用功能要求，還要滿足建筑平面功能要求，力求做到柱網(wǎng)平面簡單規(guī)則，受力合理，同時施工方便。在本設(shè)計中，我選擇的柱網(wǎng)尺寸為7200mm6600mm.5.3 構(gòu)件截面尺寸的估算框架梁、柱截面的尺寸可根據(jù)梁柱截面的估算的方法來初步確定。梁，柱截面的估算，梁：一般為h=（1/12-1/8）（其中，為梁的跨度）、宜滿足h/15，（單跨用較大值，多跨用較小值），梁寬b=（1/3-1/2）h，初步確定梁為250mm650mm，柱截面b和h一般取(1/201/15)底層高,在本設(shè)計中為3.6m，對于抗震結(jié)構(gòu)柱b300mm，取柱的截面寬度為550mm550mm5.4 內(nèi)力計算 (1) 恒載：

17、包括結(jié)構(gòu)自重，樓（屋）面恒載、結(jié)構(gòu)重量、門窗重等，最后計算出各層重量和總重量,按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定進(jìn)行計算。 (2)活荷載：包括樓面及屋面活荷載,按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定進(jìn)行計算。 (3)地震作用： 6度設(shè)防，二類場地，設(shè)計地震分組為第1組，按四級抗震設(shè)計?？紤]到抗震要求，采用強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎的設(shè)計思路和原則?？蚣芨鳂?gòu)架在計算簡圖中均用單線條表示，各單線條代表各構(gòu)件形心軸所在的位置線。梁的跨度等于該跨左、右兩邊柱截面形心軸線之間的距離。為簡化起見，底層柱高可以從基礎(chǔ)頂面算到樓面標(biāo)高處，中間層柱高可以從下一層樓面標(biāo)高算至上一層樓面標(biāo)高，頂層柱高可以從頂層樓面標(biāo)高算至屋頂標(biāo)高。5.5 結(jié)構(gòu)設(shè)計與

18、布置結(jié)構(gòu)設(shè)計資料以及結(jié)構(gòu)布置和架構(gòu)計算簡圖的確定。首先本次設(shè)計采用框架結(jié)構(gòu)，屋蓋和樓蓋采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土，獨立基礎(chǔ)。然后選用荷載匯集和一榀主框架進(jìn)行設(shè)計。計算內(nèi)容包括：風(fēng)荷載計算、荷載組合以及內(nèi)力分析、現(xiàn)澆板計算、樓梯計算、基礎(chǔ)及基礎(chǔ)梁的計算、樓蓋計算。其次，結(jié)構(gòu)的布置考慮對荷載分布的情況及性質(zhì)，滿足剛度均勻，力學(xué)模型清晰，盡可能限制大荷載和移動荷載的影響范圍，使其以最直接的路線傳遞到基礎(chǔ)。5.6 水平荷載作用下的力學(xué)分析采用彎矩二次分配法，對于層數(shù)較多的框架結(jié)構(gòu)，梁柱的線剛度可能較為接近，甚至梁的線剛度小于柱的線剛度，這時框架結(jié)點對柱的約束為彈性支撐，柱的側(cè)向剛度不僅與柱的線剛度和層高有關(guān)，

19、而且還與梁的線剛度等因素有關(guān)。另外，柱的反彎點位置也不是一層不變的，而且取決于該柱的上下端轉(zhuǎn)角的比值。5.7 結(jié)構(gòu)的豎向荷載計算由于辦公樓為六層，各個房間的跨度不統(tǒng)一，按照多層多跨計算，首先讓多層框架分層，以每層梁與上下柱組成的單層框架作為計算單元，柱的遠(yuǎn)端假定為固定。5.8 結(jié)構(gòu)內(nèi)力組合計算結(jié)構(gòu)設(shè)計要找出結(jié)構(gòu)最不利內(nèi)力，那首先要找到那些荷載會出現(xiàn)，那些荷載會同時出現(xiàn)，這些能夠同時出現(xiàn)的荷載進(jìn)行組合求出結(jié)構(gòu)最不利內(nèi)力，根據(jù)荷載組合情況，求出最不利組合下的內(nèi)力值。5.9 結(jié)構(gòu)配筋計算包括樓屋面板配筋計算、梁截面配筋設(shè)計計算、柱截面配筋設(shè)計計算、樓梯配筋計算、基礎(chǔ)配筋計算、一品框架配筋計算、雨篷配

20、筋計算。6 預(yù)期完成的成果建筑設(shè)計：建筑設(shè)計說明；樓面和屋面的平面布置圖；立面圖及剖面圖；門窗表；建筑裝修做法表。結(jié)構(gòu)設(shè)計：結(jié)構(gòu)設(shè)計說明；底層結(jié)構(gòu)布置圖；框架施工圖；7 結(jié)論該設(shè)計使我對知識進(jìn)行了綜合的運用，它不但使我的知識系統(tǒng)化，而且使所學(xué)知識進(jìn)行了實踐，通過這次設(shè)計培養(yǎng)了我獨立分析實際問題的能力，并具有了調(diào)查研究、收集資料、查閱資料的初步能力，為以后從事實際工作奠定了堅實的基礎(chǔ)。8 主要參考文獻(xiàn)：8.1 建筑部分房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50001-2010 民用建筑設(shè)計通則圖示06SJ813建筑設(shè)計防火規(guī)范圖示05SJ811辦公建筑設(shè)計規(guī)范JGJ 67-2006現(xiàn)代辦公樓設(shè)計翁如壁編

21、北京市建筑設(shè)計研究院，中國建筑工業(yè)出版社土木工程畢業(yè)設(shè)計指南（房屋建筑工程分冊）中國水利水電出版社，20028.2 結(jié)構(gòu)部分混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第4版 沈蒲生主編，梁興文副主編混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計第二版 梁興文 史慶軒主編，中國建筑工業(yè)出版社建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50105-2010建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009-2012混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 50010-2010建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB 50007-2011建筑抗震設(shè)計規(guī)范GB 50011-2010建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造資料集（上、下冊）中國建筑工業(yè)出版社出版混凝土結(jié)構(gòu)計算手冊建筑結(jié)構(gòu)計算手冊叢書編委會編 中國建筑工業(yè)出版社出版鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造手冊中

22、國建筑工業(yè)出版社出版混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖11G101-1，11G101-2,11G101-3第1章 工程概況（1）工程名稱：某企業(yè)新建辦公樓（2）總建筑面積：4500（3）建筑高度：18.45m,共5層，層高3.6m,室內(nèi)外差0.45m.（4）風(fēng)雪條件：基本風(fēng)壓0.75kN/m2（R=50）,基本雪壓0.30kN/m2（R=50）。（5）抗震設(shè)防：不考慮。（6）工程地質(zhì)：地基土土質(zhì)均勻，中壓縮性，地基承載力特征值為。（7）材料選用：砼：C30.(r=25 kN/m3)鋼筋：熱軋鋼筋HPB300，HRB335,HRB400.墻體：內(nèi)外墻均采用蒸壓粉煤灰加氣砼砌塊(r

23、=5.5 kN/m3) 門窗：外窗尺寸為2.1m*2.05m，自重為0.5 kN/m2. 內(nèi)門尺寸為1m*2.4m,自重為0.2 kN/m2.。第2章 結(jié)構(gòu)選型與布置2.1 結(jié)構(gòu)承重方案 本工程采用現(xiàn)澆鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)，建筑形狀為一字型。 (1)梁，板，柱結(jié)構(gòu)形式：現(xiàn)澆 (2)墻體厚度：內(nèi)外墻均為200mm (3)樓梯：現(xiàn)澆板式樓梯 (4)基礎(chǔ)：柱下獨立基礎(chǔ)和聯(lián)合基礎(chǔ)2.2 結(jié)構(gòu)布置結(jié)合建筑平面，立面，剖面布置情況。本辦公樓的柱網(wǎng)布置如圖2-1. 圖2-1 柱網(wǎng)布置圖第3章 框架計算簡圖與梁柱線剛度3.1 計算單元選取 框架計算單元如圖3-1，取軸上的一榀框架計算。假設(shè)框架嵌固在基礎(chǔ)底面，框架梁

24、與柱剛接。由于各層柱的截面尺寸不變，故梁跨等于各形心軸間距離。底層柱高從基礎(chǔ)頂面算至二層樓面?？蚣苡嬎愫唸D如圖3-2. 圖2-2 框架計算單元 圖2-3 框架計算簡圖3.2 梁的截面尺寸估算橫向主梁（b*h）AB，CD跨:h=(1/141/8)l=(1/141/8)*6600=471.4825 取650mm b=(1/31/2)h=(1/31/2)*650=217325 取300mmBC跨:h=(1/141/8)l=(1/141/8)*2400=193338 取450mm. b=(1/31/2)h=(1/31/2)*450=150225 取300mm.橫向次梁： AB，CD跨:h=(1/18/

25、12)l=(1/181/12)*6600=367550 取550mm b=(1/3/2)h=(1/31/2)*450=150225取300mm縱向主梁：h= (1/141/8)l=(1/141/8)*7200=514900 取650mm b=(1/31/2)h=(1/31/2)*650=217325 取300mm 。匯總見下表:方向橫向縱向位置AB,CDBCA,B,C,D軸類別主梁次梁主梁主梁截面尺寸b*h300*650300*550300*450300*6503.3 柱截面尺寸估算 柱截面尺寸現(xiàn)根據(jù)其受軸力按軸心受壓構(gòu)件估算，再乘以放大系數(shù)以考慮彎矩的影響。即，N為柱所受軸向壓力設(shè)計值，為按

26、柱支承的樓面面積計算由重力荷載產(chǎn)生的軸力值。重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值可近似按1214 kN/m2計算。由圖2-1可知，邊柱和中柱的負(fù)載面積分別為7.2m*3.3m和7.2m*4.5m.邊柱AC;中柱AC;如取柱截面為正方形，則邊柱和中柱截面尺寸為379mm和434mm，根據(jù)上述結(jié)果綜合考慮其他因素，本設(shè)計柱截面尺寸取值為：b*h=550mm*550mm。3.4 結(jié)構(gòu)計算簡圖計算簡圖如圖3-2，按地質(zhì)資料提供的數(shù)據(jù)，可判斷該場地地質(zhì)條件較好，初步確定本工程基礎(chǔ)采用柱下獨立基礎(chǔ)。基礎(chǔ)埋深取2.2m(自室內(nèi)地坪算起)，基礎(chǔ)高度取700mm，室內(nèi)外高差為0.45m。=3.6+2.2-0.7-0.11=4.99m

27、.第4章 荷載計算4.1梁，墻，門窗的重力荷載計算 因計算樓屋面的永久荷載時已經(jīng)考慮了板的自重，故在計算梁自重時，應(yīng)從梁截面高度處減去板的厚度。內(nèi)墻為200厚加氣砼砌塊（5.5 kN/m3），兩側(cè)均為20mm厚抹灰，則墻面單位面積重力荷載為 5.5*0.2+17*0.02*2=1.78 kN/m2外墻亦為200厚加氣砼砌塊（5.5 kN/m3），且外墻面采用模塑聚苯板保溫，內(nèi)墻面20厚抹灰，則重力荷載為5.5*0.2+0.025*17+0.17+17*0.02=2.035 kN/m2。外窗尺寸為2.1m*2.05m，自重為0.5 kN/m2.內(nèi)門尺寸為1m*2.4m,自重為0.2 kN/m2.

28、4.2 屋面及樓面的可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值不上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值0.5 kN/m2樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值（房間）2.0 kN/m2樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值（走廊）2.5 kN/m2屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 Sk=r*So=1.0*0.3 kN/m24.3 屋面荷載計算4.3.1 屋面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值（1）屋面（不上人）40厚C20細(xì)石混凝土（內(nèi)配4150X150雙向鋼筋網(wǎng)片） 22*0.04=0.88kN/m260厚巖棉板保溫二層6厚高聚物改性瀝青防水卷材 1.82kN/m220厚1:3水泥砂漿找平層 20*0.02=0.4kN/m220厚18水泥膨脹珍珠巖找2%的坡 11*0.09=0.99kN/m2110厚鋼筋砼板

29、 25*0.11=2.75kN/m2輕鋼龍骨紙面石膏板0.14kN/m26.98 kN/m2（2）框架梁自重（扣除板自重）AB,CD0.3*(0.65-0.11)*25=4.05 kN/mBC0.3*(0.45-0.11)*25=2.55 kN/m(3)作用在頂層框架上的線恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值各跨梁自重:gab1=gcd1=4.05 kN/m,gbc1=2.55 kN/m；板上傳來的荷載峰值：gab2=gcd2=6.98*3.6=25.12 kN/m gbc2=6.98*2.4=16.75 kN/m(4)作用在頂層框架梁上的線活荷載 qab=qcd=0.5*3.6=1.8 kN/m， qbc=0.5*

30、2.4=1.2 kN/m4.4 樓面荷載計算4.4.1樓面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值（1）14層樓面:水磨石樓面0.65 kN/m2110厚鋼筋砼板2.75 kN/m2輕鋼龍骨紙面石膏板0.14 kN/m23.54 kN/m2（2）衛(wèi)生間樓面:陶瓷錦磚2.26 kN/m2110厚鋼筋砼板2.75 kN/m212厚水泥砂漿抹灰頂棚0.24 kN/m25.25 kN/m2(3) 框架梁自重（包括填充墻，扣除板自重）AB,CD1.78*(3.6-0.65)+4.05=9.301 kN/mBC 2.55 kN/m（4）作用在樓面框架梁上的線恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值各跨梁和填充墻自重 :gab1=gcd1=9.301 kN/

31、m gbc1=2.55 kN/m板上傳來的荷載峰值:gab2=gcd2=3.54*3.6=12.744 kN/m gbc2=3.54*2.4=8.496 kN/m(5)作用在樓面框架梁上的線活荷載標(biāo)準(zhǔn)值qab= qcd=2*3.6=7.2 kN/m qbc=2.5*2.4=6.00 kN/m4.5 屋面框架節(jié)點集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值圖4-1 恒載下屋面縱梁傳來的集中力（1）恒載D點：邊跨縱向框架梁自重 0.3*（0.65-0.11）*7.2*25=29.16kN梁側(cè)和女兒墻外墻裝飾 (0.025*17+0.17)*(0.7+0.8)*7.2=6.426 kN800mm高女兒墻(蒸壓粉煤灰砌塊) 5.5

32、*0.8*0.2*7.2=6.336 kN100厚鋼筋砼壓頂(素砼) 22*0.1*0.2*7.2=3.168 kN縱向框架梁傳來的屋面自重6.98*3.6*1.8/2*2=45.231 kN橫向次梁自重 0.3*(0.45-0.11)*6.6*25*0.5=8.415kN板-次梁-主梁-柱 的荷載 6.98*6.6+(6.6-1.8*2)*1.8/2*2/2=60.308 kN GDW=159.044 kNC點：中間跨縱向框梁自重 29.16kN縱向框架梁傳來的屋面自重 45.231+6.98*(7.2-1.2*2)+7.2*1.2/2/2*2=95.487 kN橫向次梁自重8.415 kN

33、板-次梁-主梁-柱 的荷載 60.308 kN GCW=193.37 kN GAW=GDW=159.044 kN GBW=GCW=193.37 kN（2）活載D點：縱向框架梁傳來的屋面活載 0.5*3.6*1.8/2*2=3.24 kN板-次梁-主梁-柱 的荷載 0.5*6.6+(6.6-1.8*2)*1.8/2*2/2=4.32 kN QDW=7.56kNC點:縱向框架梁傳來的屋面活載 3.24+0.5*(7.2-1.2*2)+7.2*1.2/2/2*2=6.84 kN板-次梁-主梁-柱 的荷載 4.32 kN QCW=11.16kN QBW=QCW=11.16kN QAW=QDW=7.56

34、Kn4.6 樓面框架節(jié)點集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值圖4-2 恒載下樓層縱梁傳來的集中力（1）恒載D點：邊跨縱向框架梁自重 29.16kN邊跨縱向框架梁傳來的樓面自重3.54*3.6*1.8/2*2=22.94 kN邊跨縱梁梁側(cè)外墻裝飾 (0.025*17+0.17)*0.65*7.2=2.784 kN橫向次梁自重 8.415 kN橫向次梁上的墻重（1/2） 1.78*(3.6-0.55)*6.6/2=17.916kN板-次梁-主梁-柱 的荷載 3.54*6.6+(6.6-1.8*2)*1.8/2*2/2=30.586 kN縱向外墻及窗自重 2.035*(3.6-0.65)*(7.2-0.55)-2.1*2

35、.05*2+0.5*2.1*2.05*2=26.705kN GD=138.506 kNC點：中間跨縱向框梁自重 29.16kN縱向框架梁傳來的樓面自重 22.94+3.54*(7.2-1.2*2)+7.2*1.2/2/2*2=48.428kN橫向次梁自重 8.415 kN橫向次梁上的墻重（1/2） 17.916kN板-次梁-主梁-柱 的荷載 30.586 kN縱向內(nèi)墻及裝飾(不考慮門) 1.78*(3.6-065)*(7.2-0.55)=34.919kN GC=169.424 kNGA=GD=138.506kN GB=GC=169.424 kN框架柱自重 GA=GB=GC=GD=0.55*0.

36、55*3.6*25=27.225 kN（2）活載D點：縱向框架梁傳來的樓面活載 2.0*3.6*1.8/2*2=12.96 kN板-次梁-主梁-柱 的荷載 2.0*6.6+(6.6-1.8*2)*1.8/2*2/2=17.28 kNQD=30.24kNC點:縱向框架梁傳來的樓面活載 12.96+2.5*(7.2-1.2*2)+7.2*1.2/2/2*2=30.96kN板-次梁-主梁-柱 的荷載 17.28 kN QC=48.24kNQB=QC=48.24kN QA=QD=30.24kN4.7屋面框架節(jié)點集中力矩計算(1)恒載MDGW=GD*(0.275-0.15)=159.044*0.125=

37、19.881 kN.mMCGW=GC*0.125=193.37*0.125=24.171 kN.m MBGW= MCGW=24.171 kN.m MAGW =MDGW=19.881 kN.m(2)活載MDQW=QD*(0.275-0.15)=7.56*0.125=0.945 kN.mMCQW=QC*0.125=11.16*0.125=1.395 kN.m MBQW= MCQW=1.395 kN.m MAQW =MDQW=0.945 kN.m4.8樓面框架節(jié)點集中力矩計算(1)恒載MDG=GD*(0.275-0.15)=138.506*0.125=17.313kN.mMCG=GC*0.125=1

38、69.424*0.125=21.178 kN.m MBG= MCG=21.178 kN.m MAG =MDG=17.313 kN.m(2)活載MDQ=QD*(0.275-0.15)=30.24*0.125=3.78 kN.mMCQ=QC*0.125=48.24*0.125=6.03 kN.m MBQ= MCQ=6.03 kN.m MAQ =MDQ=3.78 kN.m4.9 風(fēng)荷載計算已知基本風(fēng)壓=0.75kN/，本工程為某企業(yè)新建辦公樓， 按荷載規(guī)范，地面粗糙度屬B類。風(fēng)荷載體型系數(shù)=1.3：迎風(fēng)面0.8，背風(fēng)面-0.5。因結(jié)構(gòu)高度H=18.45(從室外地坪算起)30m，取風(fēng)振系數(shù)z=1.0。

39、取軸一榀框架計算，則沿房屋高度的分布風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值折算成樓層集中荷載。見表4-1表4-1 風(fēng)荷載計算表層數(shù)Z(m)A()Pi(kN)519.391.01.31.2180.7519.4423.09415.791.01.31.1460.7525.9228.96312.191.01.31.0570.7525.9226.7128.591.01.310.7525.9225.2714.991.01.310.7542.1241.06據(jù)此可得風(fēng)荷載作用下的框架計算簡圖，見4-3圖 圖4-3 風(fēng)載下框架計算簡圖4.10 地震作用計算本工程不考慮抗震設(shè)防，因此不進(jìn)行地震作用計算。4.10.1 框架側(cè)移剛度計算(1)

40、 框架柱的線剛度i 在現(xiàn)澆樓蓋中，中框架梁慣性矩I=2IO,邊框架梁I=1.5IO.其中IO為框架按矩形截面計算的截面慣性矩。橫梁，柱的線剛度間表4-2.表4-2 橫梁，柱線剛度表桿件截面尺寸EC(kN/mm2)I0(mm4)I(mm4)L(mm)i=ECI/L(kN.mm)相對線剛度B(mm)H(mm)邊框架梁(AB,CD)300650306.87*10910.31*10966004.67*1071邊框架梁(BC)300450302.28*1093.42*10924004.23*1070.906中框架梁(AB,CD)300650306.87*10913.74*10966006.25*1071

41、.338中框架梁(BC)300450302.28*1094.56*10924005.70*1071.221底層KZ550550307.63*1097.63*10949904.59*1070.983中層KZ550550307.63*1097.63*10936006.36*1071.362(2) 框架柱橫向側(cè)移剛度D值框架柱橫向側(cè)移剛度D值見表4-3。其中表4-3 框架柱橫向側(cè)移剛度D值層柱類型及截面KcD(kN/mm)根數(shù)二至五層邊框架邊柱0.7340.26815.7824邊框架中柱1.3990.41224.2624中框架邊柱0.9820.32919.37414中框架中柱1.8790.48428

42、.50214底層邊框架邊柱1.1070.51711.4364邊框架中柱2.1110.63514.0464中框架邊柱1.3610.55412.25414中框架中柱2.6030.67414.90914(3) 每層KZ總的側(cè)移剛度 底層：D=4*(11.436+14.046)+14*(12.254+14.909)=482.21kN/mm. 二五層：D=4*(15.782+24.262)+14*(19.374+28.502)=830.44kN/mm.第5章 內(nèi)力計算5.1 恒載作用下的框架內(nèi)力 由于豎向荷載作用下較規(guī)則的框架產(chǎn)生的側(cè)向位移很小，忽略不計。本設(shè)計采用無側(cè)移的彎矩分配法進(jìn)行簡化計算。 相交

43、于同一點的多個桿件中的某一桿件，其在該節(jié)點彎矩分配系數(shù)的計算過程(1)確定各桿件在該節(jié)點的轉(zhuǎn)動剛度 (2)計算彎矩分配系數(shù) (3)相交于一點的桿件間的彎矩5.1.1 彎矩分配系數(shù) 由于該框架為對稱結(jié)構(gòu)，取框架的一半進(jìn)行簡化計算。節(jié)點A1:SA1A0=4iA1A0=4*0.983=3.932 SA1B1=4iA1B1=4*1.338=5.352 SA1A2=4iA1A2=4*1.362=5.448 S=14.732 A1A0= SA1A0/S=3.932/14.732=0.267 A1B1= SA1B1/S=5.352/14.732=0.362 A1A2= SA1A2/S=5.448/14.73

44、2=0.371 節(jié)點B1: SB1D1=iB1D1=2*1.221=2.442 SB1A1=5.352 SB1B2=4*1.362=5.448 SB1B0=3.932 S=17.174 B1B0= SA1A0/S=3.932/17.174=0.229 B1B2= S B1B2/S=5.448/17.174=0.317 B1A1= S B1A1/S=5.352/17.174=0.312 B1D1= S B1D1/S=2.442/17.174=0.142 節(jié)點A2：SA2A3=5.448 SA2B2=5.352 SA2A1=5.448 S=16.248 A2A3= SA2A3/S=0.335 A2

45、B2= SA2B2/S=5.352/16.248=0.33 A2A1= SA2A1/S=5.448/16.248=0.335節(jié)點B2:SB2D2= 2.442 SB2A2=5.352 SB2B3=5.448 SB2B1=5.448 S=18.69B2D2= SB2D2/S= 2.442/18.69=0.131 B2A2= SB2A2/S=5.352/18.69=0.286 B2B3=B2B1=5.448 /18.69=0.291 節(jié)點A3：A3A2=0.335 A3B3=0.33 A3A4=0.335節(jié)點B3:B3D3= 0.131 B3A3=0.286 B3B4=B3B2=0.291節(jié)點A4

46、：A4A3=0.335 A4B4=0.33 A4A5=0.335 節(jié)點B4: B4D4= 0.131 B4A4=0.286 B4B5=B4B3=0.291節(jié)點A5：SA5A4=4*1.362=5.448 SA5B5=4*1.338=5.352 S=10.8A5A4=5.448/10.8=0.504 A5B5=5.352/10.8=0.496節(jié)點B5: SB5D5=2.442 SB5A5=5.352 SB5B4=4*1.362=5.448 S=13.242B5D5= 0.184 B5A5=0.404 B5B4=0.412 5.1.2 桿件固端彎矩 計算桿件固端彎矩時應(yīng)帶符號，桿端彎矩以順時針為正

47、，如圖5-1(1)頂層橫梁 自重作用 MA5B5=-MB5A5=- ql2= - *4.05*6.62= - 14.7kN.m MB5D5= - ql2= - *2.55*1.22= - 1.224 kN.m MD5B5= MB5D5/2= - 0.612 kN.m板傳來的恒載作用 MA5B5=- MB5A5=- ql2(1-2a2/l2+a3/l3)= - *25.12*6.62(1-2*1.82/6.62+1.83/6.63)=-79.47 kN.m MB5D5=- ql2=- *16.75*1.22= - 5.03 kN.m MD5B5=- ql2= - *16.75*1.22= - 3

48、.02 kN.m (2)二四層橫梁 自重作用： MA1B1=-MB1A1= - ql2= - *9.301*6.62= - 33.76kN.m MB1D1= - ql2= - *2.55*1.22= - 1.224 kN.m MD1B1= MB1D1/2= - 0.612 kN.m板傳來的恒載作用 MA1B1=- MB1A1=- ql2(1-2a2/l2+a3/l3)= - *12.744*6.62(1-2*1.82/6.62+1.83/6.63)= - 40.32 kN.m MB1D1=- ql2= - *8.496*1.22= - 2.549 kN.m MD1B1=- ql2=- *8.4

49、96*1.22=-1.530 kN.m5.1.3縱梁引起的柱端附加彎矩邊框架縱梁偏向外側(cè)，中框架縱梁偏向內(nèi)側(cè) 頂層外縱梁：MA5=-MD5=159.044*0.125=19.88 kN.m 樓層外縱梁：MA1=-MD1=138.506*0.125=17.31 kN.m 頂層中縱梁：MB5=-MC5=-193.37*0.125= - 24.17 kN.m 樓層中縱梁：MB1=-MC1=- 169.424*0.125=- 21.18 kN.m5.1.4 節(jié)點不平衡彎矩 橫向框架的節(jié)點不平衡彎矩為通過該節(jié)點的各桿件(不包括縱向框架梁)在節(jié)點處的固端彎矩與通過該節(jié)點的縱梁引起的柱端橫向附加彎矩之和，根

50、據(jù)平衡原則，節(jié)點彎矩的正方向與桿端彎矩正方向相反，一律以逆時針為正，如圖5-1。節(jié)點不平衡彎矩： :MA5B5+MA5縱梁=-79.47-14.7+19.88=-74.29 kN.m :MB5A5+MB5D5+MB5縱梁=14.7+79.47-1.224-5.03-24.17=63.75 kN.m A4,A3,A2,A1:MA1B1+MA1縱梁=-33.76 - 40.32+17.31= - 56.77 kN.m B4,B3,B2,B1:MB1A1+MB1D1+MB1縱梁=33.76+40.32-1.224-2.549-21.18=49.13 kN.m 據(jù)此可得橫向框架半結(jié)構(gòu)在恒載作用下的計算簡圖和節(jié)點不平衡彎矩，見圖5-2圖5-2 恒載下框架半結(jié)構(gòu)的計算簡圖和節(jié)點不平衡彎矩5.1.5內(nèi)力計算 只計算AB