綜合辦公樓設計計算書樣本

資料內(nèi)容僅供您學習參考，如有不當或者侵權，請聯(lián)系改正或者刪除。TOC\o"1-2"\h\z\u第一章 建筑設計說明書 1一、建筑設計概況與主要技術經(jīng)濟指標 1二、建筑內(nèi)容 1三、構(gòu)造處理 2第二章 結(jié)構(gòu)設計說明書 3一、設計資料 3二、結(jié)構(gòu)選型 3三、結(jié)構(gòu)布置 3四、框架結(jié)構(gòu)計算 4第三章 基本資料及結(jié)構(gòu)選型 5一、工程名稱 5二、建設地點 5三、設計資料 5四、結(jié)構(gòu)選型 5第四章 結(jié)構(gòu)布置 6一、確定框架計算簡圖 6三、梁柱線剛度計算 7第五章框架結(jié)構(gòu)荷載計算 9一、恒載標準值計算 9二、活載標準值計算 11三、豎向荷載下框架梁柱受荷作用計算 12四、風荷載計算 16第六章框架內(nèi)力計算 23一、彎矩分配系數(shù)計算 23二、框架在豎向荷載作用下的內(nèi)力計算 23第七章框架內(nèi)力組合 52一、控制截面的確定 52二、內(nèi)力組合 52第八章框架梁柱截面配筋 64一、框架柱截面設計 64二、框架梁截面設計 67表8.7框架柱斜截面受剪承載力計算表(非抗震) 80表8.8框架柱截面受剪承載力計算表(抗震) 81第九章樓梯設計 82一、踏步板計算 82二、樓梯斜梁計算 83三、平臺板設計 84四、平臺梁設計 85第一章 建筑設計說明書一、建筑設計概況與主要技術經(jīng)濟指標1、設計詳細說明(1)氣象條件①溫度:常年氣溫差值約36②相對濕度:最熱月平均60%;③主導風向:常年多南北風;④雨雪條件:基本雪壓0.45kN/m2;(2)工程地質(zhì)條件擬建場地各地層由上往下依次為:①雜填土,厚約0.5m;極限側(cè)阻力標準值取60kPa;②粘性土,厚約3.0m,地基承載力特征值fak=290kN/m2③礫層,地基承載力特征值fak=350kN/m2;④地下水位:地下水位為地表以下2.5m,無侵⑤擬建場地內(nèi)地形平整,II類場地,地面標高在30.000-30.500之間;抗震設防烈度為7度,設計地震分組為第一組。(3)施工技術條件模板采用定型組裝鋼模,腳手架采用扣件鋼管腳手架;材料運輸條件:各類材料由公路運到工地;設備條件:有各類塔吊、井架、混凝土、砂漿攪拌機等供工地選用。2、建筑主要技術經(jīng)濟指標根據(jù)要求及地形狀況,本建筑設計為矩形綜合辦公樓,建筑總面積為3500平方米左右。首層高3.9m,其余各層高3.3m,主體為6層,總高為20m,建筑橫總長為14.4m,縱向總長為50.4m。耐火等級:二級;抗震等級:三級。二、建筑內(nèi)容1、平面功能分析走廊寬3.000側(cè)入口,每層均設有二個樓梯和兩部電梯,樓梯長、寬根據(jù)所定的跨度和柱距以及相應的建筑規(guī)范確定。2、房間布置根據(jù)要求設有門廳,接待室,設備間,辦公室,衛(wèi)生間等房間,滿足使用要求,每個房間均設有寬度合適,高度為1.8米的推拉窗,采光和通風良好。3、安全設施疏散要求方面:最遠端的房門距樓梯不超過22米;樓梯段至少能夠三個人并行經(jīng)過,符合要求。防火要求方面:在樓梯口和重要房間均布置消防栓。三、構(gòu)造處理1、墻面構(gòu)造處理內(nèi)外縱橫墻為240mm厚,衛(wèi)生間的標高比過道低30mm,其它房間的標高與過道標高相同。2、防潮處理墻身水平防潮處理,在0.000標高以下鋪設摻3%防水劑的細實混凝土厚20;墻身垂直防潮處理,在所有外墻窗臺下的墻面采用防水砂漿;。3、門窗選用門窗選用參照門窗表,并嚴格按照規(guī)范要求進行。4、樓地面及內(nèi)外墻做法內(nèi)外墻面及樓地面的做法按照建筑施工圖的裝修表進行。5、屋頂構(gòu)造做法采用材料找坡,剛?cè)嵝苑浪菝?具體做法詳見節(jié)點詳圖。屋面排水采用女兒墻內(nèi)排水,有組織排水,天溝采用材料找坡形成的高差的內(nèi)天溝。6、樓梯構(gòu)造做法防滑采用98ZJ401-29-1,起步采用98ZJ401-28-6,詳見結(jié)構(gòu)施工圖。第二章 結(jié)構(gòu)設計說明書一、設計資料建筑平面圖如建筑施工圖所示基本風壓W0=0.35kN/m2工程地質(zhì)資料:自然地表下0.5m內(nèi)為雜填土,其下3.0米內(nèi)為粘性土(地基承載力標準值fak=290kN/m2),其下層為礫層(地基承載力標準值fak=350kN/m2)。該工程所在的88市地震基本烈度7度。場地土為Ⅱ類,地面粗糙類型為B類。二、結(jié)構(gòu)選型1、結(jié)構(gòu)體系選型采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)體系(縱橫向承重框架)體系。對于5層的辦公樓,可采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)、底層框架或內(nèi)框架磚房結(jié)構(gòu)。該建筑要求布置靈活,同時考慮該建筑處于7度地震區(qū),故選用框架結(jié)構(gòu)體系。由于結(jié)構(gòu)承受縱橫向水平地震作用,故選用縱橫向承重框架體系。2、其它結(jié)構(gòu)選型屋面結(jié)構(gòu):采用現(xiàn)澆混凝土板作承重結(jié)構(gòu),屋面板按上人屋面荷載選用。樓層結(jié)構(gòu):所有樓面均采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)。樓梯結(jié)構(gòu):采用鋼筋混凝土梁式樓梯。天溝:采用結(jié)構(gòu)找坡形成的高差的內(nèi)天溝。過梁:窗過梁以及門的過梁均采用鋼筋混凝土梁,并采用可兼做過梁的框架梁做窗過梁?；A梁:采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎梁?；A:因地基承載力較大,采用鋼筋混凝土柱下獨立基礎。三、結(jié)構(gòu)布置標準層樓面及屋面結(jié)構(gòu)布置圖詳見結(jié)構(gòu)施工圖。四、框架結(jié)構(gòu)計算1、確定框架計算簡圖假定框架柱嵌固于基礎頂面,框架梁與框架柱剛接。由于各層柱的截面尺寸不變,故梁跨等于柱截面行心軸線之間的距離。底層柱高從基礎頂面算至二樓樓面,基礎頂面標高根據(jù)地質(zhì)條件、室內(nèi)外高差等定為-1.6m,二層樓面標高為3.900m,故柱高為5.5m,其余各層的柱高從樓面算至上一層樓面(即層高),故均為3.3m。故可繪出計算簡圖如計算書內(nèi)所示。多層框架為超靜定結(jié)構(gòu),在內(nèi)力計算之前,要預先估算梁、柱的截面尺寸及結(jié)構(gòu)所才的材料強度等級,以求得框架中各桿的線剛度及相對線剛度。2、梁柱的截面尺寸估算框架梁:h=L/(10～18)b=h/(2～3)框架柱:估算結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸時,樓面荷載近似取為計算(以中柱計算為例)3、計算線剛度用公式I=EI/L計算,但在計算梁的剛度時,邊梁要乘以1.5,中間梁要乘以2,這是因為考慮到樓板對所起的翼緣約束作用。4、荷載計算把板劃分為單雙向板計算。取荷載的標準值均查閱《荷載結(jié)構(gòu)規(guī)范》而來。5、梁柱的驗算主要驗算正、斜截面的承載力,柱主要驗算軸壓比,在驗算時活荷載按滿跨布置。6、內(nèi)力計算恒荷載和活荷載的內(nèi)力計算均采用迭代法。風荷載和地震荷載均采用D值法,因為梁、柱相對線剛度接近于3。其中地震荷載的作用按底部剪力法計算。7、內(nèi)力組合當有地震作用時,應分別考慮恒荷載和活荷載的組合及重力荷載代表值與地震作用的組合,并比較考慮這兩種組合的內(nèi)力,取最不利者。由于構(gòu)件控制截面的內(nèi)力值應區(qū)支坐邊緣處,為此,應先計算各梁的控制截面處的(支坐邊緣處的)內(nèi)力值。為了簡化起見,也可采用軸線處的內(nèi)力值,這樣計算得的鋼筋用量比需要的鋼筋用量略多一點。第三章 基本資料及結(jié)構(gòu)選型一、工程名稱綜合辦公樓二、建設地點12121212三、設計資料基本風壓W0=0.35kN/m2基本雪壓W0=0.45kN/m2地面粗糙類型:B類常年氣溫差值:約38℃工程地質(zhì)條件擬建場地各地層由上往下依次為:①雜填土,厚約0.5m;極限側(cè)阻力標準值取20kPa;②粘性土,厚約3.0m,地基承載力特征值fak=290kN/m2③礫層,地基承載力特征值fak=350kN/m2;④地下水位:地下水位為地表以下2.5m,無侵蝕⑤擬建場地內(nèi)地形平整,II類場地,地面標高在30.000-30.500之間;抗震設防烈度為7度,設計地震分組為第一組。6.建筑物類別:二類四、結(jié)構(gòu)選型1、結(jié)構(gòu)體系選型采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)體系2、其它結(jié)構(gòu)選型屋面結(jié)構(gòu):采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板做承重結(jié)構(gòu),屋面按上人屋面荷載選用樓面結(jié)構(gòu):全部采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板樓梯結(jié)構(gòu):全部采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁式樓梯天溝:采用結(jié)構(gòu)找坡形成的高差的內(nèi)天溝?；A梁:采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎梁?；A:因地基承載力較大,采用鋼筋混凝土柱下獨立基礎。第四章 結(jié)構(gòu)布置一、確定框架計算簡圖選五軸上的一榀框架進行計算,假定框架柱嵌固于基礎頂面,框架梁與框架柱剛接。由于各層柱的截面尺寸不變,故梁跨等于柱截面行心軸線之間的距離。底層柱高從基礎頂面算至二樓樓面,基礎頂面標高根據(jù)地質(zhì)條件、室內(nèi)外高差等定為-1.6m,二層樓面標高為3.900m,故柱高為5.5m,其余各層的柱高從樓面算至上一層樓面(即層高),故均為3.3m。由此可繪出框架的計算簡圖如下所示:圖4.1框架軸線尺寸圖4.2框架計算單元二、初估梁柱截面尺寸多層框架結(jié)構(gòu)為超靜定結(jié)構(gòu),在內(nèi)力計算之前,先估算梁柱的截面尺寸及結(jié)構(gòu)所采用強度等級,以求得框架中各桿的線剛度及相對線剛度?；炷翉姸鹊燃?梁、柱、板采用C301、梁的截面尺寸按跨度大者計算,l=7200mm,h=(1/8-1/18)l=400mm-900mm,取h=550mmb=(1/2-1/4)h=200mm-故框架梁的初選截面尺寸為b×h=250mm×550mm,次梁b×h=22、柱的截面尺寸抗震設計中柱截面尺寸主要受柱軸壓比限值的控制,據(jù)此可估算出,框架柱的截面尺寸為b×h=500mm×500mm。三、梁柱線剛度計算現(xiàn)澆樓板邊框架梁,中框架梁框架梁線剛度:AB、CF跨梁:i===3.65kN·mBC跨梁:i===6.93kN·m框架柱線剛度:底層:i===2.84kN·m標準層:i===4.73kN·m令:標準層i=1.0則其余桿件相對線剛度如下圖所示:圖4.3框架梁柱相對線剛度第五章框架結(jié)構(gòu)荷載計算一、恒載標準值計算1、屋面防水層(剛性)30厚C20細石混凝土防水1.0防水層(柔性)三氈四油鋪小石子0.4找平層:15厚水泥砂漿0.015m×20=0.3找坡層:40厚水泥石灰焦渣砂漿3‰找平0.14m×14=0.56保溫層:80厚礦渣水泥0.08m×14.5=1.16結(jié)構(gòu)層:120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板0.12m×25=3.0抹灰層:10厚混合砂漿0.01m×17=0.17合計6.592、各層走廊樓面水磨石地面:10mm面層20mm水泥砂漿打底素水泥漿結(jié)合層一道結(jié)構(gòu)層:120mm現(xiàn)澆鋼筋混凝土板＝抹灰層:10mm混合砂漿0.01m×＝0.17合計3、標準層樓面大理石面層,水泥砂漿擦縫30厚1:3干硬性水泥砂漿,面上撒2厚素水泥水泥漿結(jié)合層一道1.16結(jié)構(gòu)層:120厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板0.12m×25=3.0抹灰層:10厚混合砂漿0.01m×17=0.17合計4.334、梁自重主梁b×h=250mm×550mm梁自重25×0.25m×(0.55-0.12)m=2.69抹灰層:10厚混合砂漿0.01m×((0.55-0.12)×2+0.25)m×17=0.19合計2.88次梁b×h=250mm×梁自重25×0.25m×(0.5-0.12)m=2.38抹灰層:10厚混合砂漿0.01m×((0.5-0.12)×2+0.25)m×17=0.2142合計2.55基礎梁b×h=250mm×400mm梁自重25×0.25m×0.4m=2.55、柱自重b×h=500mm×柱自重25×0.5m×0.5m抹灰重:10厚混合砂漿0.01m×0.5m×4×17=0.34合計6.59b×h=400mm×柱自重25×0.4m×0.4m=4抹灰重:10厚混合砂漿0.272合計4.276、外縱墻自重⑴標準層縱墻1.1m×0.24m×20=4.8鋁合金窗0.35×1.8m=0.63貼瓷磚外墻面0.75水泥粉刷內(nèi)墻面0.54合計6.72⑵底層縱墻(5.5-1.8-0.55-0.4)m×0.24m×20=12.96鋁合金窗0.35×1.8m=0.735貼瓷磚外墻面0.75水泥粉刷內(nèi)墻面0.54合計14.887、內(nèi)縱墻、內(nèi)隔墻自重⑴標準層縱墻(3.3--0.55)m×0.24m×20=13.2水泥粉刷內(nèi)墻面0.36×3.3m×2=2.38合計15.582底層縱墻(5.5-0.55-0.4)m×0.24m×20=21.6水泥粉刷內(nèi)墻面2.81合計24.418、女兒墻自重墻重及壓頂重20×0.9m×0.24m+25×0.3m×0.24m=6.12水刷石外墻面0.5×1.2m=0.6水泥粉刷內(nèi)面0.36×2.38=0.43合計7.15二、活載標準值計算1、屋面和樓面活載標準值上人屋面:2.0樓面:2.0走廊2.52、雪荷載=1.0×0.45=0.45屋面活荷載與雪荷載不同時考慮,兩者中取大值。三、豎向荷載下框架梁柱受荷作用計算1、AB及CF跨梁屋面板傳荷載:恒載:活載:樓面板傳荷載:恒載:活載:AB、CF跨架梁均布荷載屋面梁恒載＝梁自重+板傳荷載＝2.88+19.74=22.62活載＝板傳荷載＝5.99樓面梁:恒載＝梁自重+板傳荷載+墻自重＝2.88+12.97+15.58＝31.43活載＝板傳荷載＝5.992、BC跨梁屋面板傳荷載:恒載:活載:樓面板傳荷載:恒載:活載:BC梁均布荷載屋面梁恒載＝梁自重+板傳荷載＝2.88+12.36=15.24活載＝板傳荷載＝4.694、A軸柱縱向集中荷載頂層柱:女兒墻(做法:墻高900mm,300mm混凝土壓頂)女兒墻自重＝7.15頂層柱恒載=女兒墻自重+梁自重+板傳荷載=7.15KN/m×7.2m+2.88KN/m×(7.2m-0.5m)+2.55KN/m××1/2+6.59KN/m×1.8m×5/8×3.6m×2＝187.05kN頂層柱活載＝板傳荷載＝2×5/8×1.8m×3.6m+5.99×5.7m×1/2=32.64KN標準層柱恒載=墻自重+梁自重+板傳荷載=6.72×(7.2m-0.5m)+15.58KN/m×5.7m×1/2+2.88×(7.2m-0.5m)+2.55×5.7m×1/2+12.97×5.7m×1/2+4.33×5/8×1.8m×3.6m×2=187.39KN標準層柱活載=板傳活載=2×5/8×1.8m×3.6m+5.99×5.7m×1/2=32.64KN基礎頂面恒載＝底層外墻自重+基礎梁自重=14.88×(7.2m-0.5m)+2.5KN/m×(7.2m-0.5m=116.45KN5、B軸柱、C軸柱縱向集中荷載的計算頂層柱恒載＝梁自重+板傳荷載=2.88×(7.2m-0.5m)+2.55×5.7m×1/2+6.59×[1-2(1.5/5.7)2+(1.5/5.7)3]×1.5m×3.6m×2+6.59×5/8×1.8m×3.6m×2+19.74×5.7m×1/2=211.36KN頂層柱活載＝板傳活載=2.0×0.88×1.5m×3.6m×2+2.0×5/8×1.8m3.6m×2+5.99KN/m×5.7m×1/2=52.28KN標準層柱恒載＝墻自重+梁自重+板傳荷載=15.58KN/m×(7.2m-0.5m)+15.58KN/m×5.7m2.88×(7.2m-0.5m)+2.55×5.7m×1/2+3.82×0.88×1.5m×3.6m×2+4.33×5/8×1.8m×3.6m×2+12.97KN/m5.7m×1/2=283.70KN標準層柱活載=板傳活載=2.5×0.88×1.5m×3.6m×2+2.0×5/8×1.8m3.6m×2+5.99KN/m×5.7m×1/2=57.03KN基礎頂面恒載＝底層外墻自重+基礎梁自重=15.88×(7.2m-0.5m)+2.5KN/m×(7.2m-0.5m=121.14KN6、F軸柱縱向集中荷載計算頂層柱:女兒墻自重:7.15天溝自重:3頂層柱恒載＝女兒墻及天溝自重+梁自重+板傳荷載==(7.15KN/m+3KN/m)×7.2m+2.88KN/m×(7.2m-0.5m)+2.55KN/m××1/2+6.59KN/m×1.8m×5/8×3.6m×2＝208.65kN頂層柱活載＝2×5/8×1.8m×3.6m+5.99×5.7m×1/2=32.64KN標準層柱恒載＝6.72×(7.2m-0.5m)+15.58KN/m×5.7m×1/2+2.88×(7.2m-0.5m)+2.55×5.7m×1/2+12.97×5.7m×1/2+4.33×5/8×1.8m×3.6m×2=187.39KN標準層柱活載=2×5/8×1.8m×3.6m×2+5.99×5.7m×1/2=32.64KN基礎頂面恒載＝底層外墻自重+基礎梁自重=14.88×(7.2m-0.5m)+2.5KN/m×(7.2m-0.5m=116.45KN框架在豎向荷載作用下的受荷總圖如下圖所示。圖5.1豎向受荷總圖注:圖中各值的單位均為KN圖中各數(shù)值均為標準值。四、風荷載計算1、風荷載計算作用在屋面梁和樓面梁節(jié)點處的風荷載標準值:風荷載標準值公式如下:表5.1集中風荷載標準值離地高度20.851.271.351.30.353.32.416.0117.551.201.301.30.353.31.216.8614.251.121.251.30.353.31.215.1410.951.031.211.30.353.31.213.477.651.001.141.30.353.31.212.324.351.001.081.30.354.351.213.53風荷載作用下的側(cè)移驗算橫向2—6層D值的計算/(kN/m)B軸柱0.27814490D軸柱0.52827520E軸柱0.27827520F軸柱0.52814490表5.2 橫向底層D值計算/(kN/m)B軸柱0.5446129D軸柱0.7388314E軸柱0.7388314F軸柱0.5446129風荷載作用下框架側(cè)移計算水平荷載作用下框架的層間側(cè)移按下式計算: (5.1)第一層的層間側(cè)移值求出以后,就能夠計算各樓板標高處的側(cè)移值的頂點側(cè)移值,各層樓板標高處的側(cè)移值是該層以下各層層間側(cè)移之和。頂點側(cè)移是所有各層層間側(cè)移之和。J層側(cè)移(5.2)頂點側(cè)移(5.3)表5.4框架在風荷載作用下側(cè)移計算層次Wj/kNVj/kN∑D/(kN/m)△uj/m△uj/h616.0116.01840200.00021/16500516.8632.87840200.00041/8250415.1448.01840200.00061/5500313.4761.48840200.00071/4714212.3273.80840200.00091/3667113.5387.33288860.00301/1833側(cè)移驗算:層間側(cè)移最大值:1/1833＜1/550(滿足)五．水平地震作用計算本建筑建筑高度為24.9m,且高度和剛度沿高度均勻分布,可采用底部剪力法計算地震作用。1、各層梁板柱自重標準值:表5.5柱重力荷載標準值層數(shù)名稱凈高數(shù)量底層框架柱3.786.5932797.13926.25暗柱3.784.278129.122--6框架柱3.186.5932670.60779.23暗柱3.184.278108.63樓電梯間框架柱2.886.59237.9662.56暗柱2.884.27224.60表5.6板重力荷載代表值層數(shù)名稱板面積1--5樓面700.334.333030.433245.84樓梯41.045.20213.41六屋面741.376.594885.634885.63樓電梯間52.756.59347.62347.62注:上表中樓梯部分板的按樓面的1.2倍考慮表5.7梁重力荷載代表值標準值層數(shù)截面尺寸凈跨長數(shù)量1-62505506.7282.88540.291954.765.2162.88239.622.582.8857.602505005.45142.55194.57樓梯間2505003.622.8820.7462.217.222.8841.472、各層墻自重標準值計算(1)女兒墻重總長L=(50.4m+14.4m)2=129.6m總重Gk1=7.15KN/m129.6m=926.64KN(2)標準層墻重橫墻總長L=148.2m總重Gk1=148.2m15.58KN/m=1280.68KN外縱墻總長L=100.8m總重Gk1=100.8m×6.72KN/m=677.38KN內(nèi)縱墻總長L=100.8m總重Gk1=100.8m×15.58KN/m=1570.64KN∑Gk1=3528.52KN(3)首層墻自重橫墻總長L=148.2m總重Gk1=148.1m×24.41KN/m=.50KN外縱墻總長L=100.8m總重Gk1=100.8m×14.88KN/m=1499.90KNGk1=100.8m×24.41KN/m=2460.53KN∑Gk1=5966.93KN(4)樓電梯間總長L=36m總重Gk1=36m×15.58KN/m=560.88KN(2)標準層=3528.52KN+1032.08KN+3245.84KN+779.23KN=8591.67KN(3)頂層=(4)樓電梯間4、重力荷載代表值計算重力荷載代表值G去結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自重標準值和各可變荷載之和,各可變荷載組合值系數(shù)取為1、雪荷載:0.5;2、屋面火災:0.0;3、按等效均布荷載計算的樓面活載:0.5.1、首層【恒載+0.5(樓板平面面積+樓梯面積)×活載標準值】G1=9878.39KN+0.5×(700.33+41.04)m2×2.0KN/m2=11361.13KN標準層Gi=8591.67KN+0.5×(700.33+41.04)m2×2.0KN/m2=10074.41KN頂層G6=8998.23KN+0.5×741.37m2×0.45KN/m2樓電梯間G7=1233.26KN+0.5×52.75m2×0.45KN/m2集中于各樓層標高處的重力荷載代表值Gi計算簡圖如圖5.2所示。

圖5.3橫向水平地震及樓層地震剪力圖5.2重力荷載代表值5、等效總重力荷載代表值計算本設計抗震設防烈度為7度,設計地震分組為第一組,二類場地,依次查表得:水平地震影響系數(shù)最大值,αmax=0.08,特征周期Tg=0.35s,取阻尼比ζ=0.05結(jié)構(gòu)總的重力荷載代表值:=11361.13kN+10074.41kN×4+9165.04kN+1245.12kN=62068.93.kN結(jié)構(gòu)等效重力荷載代表值:=0.85=52758.59kN地震作用時的為各層所有各柱側(cè)移剛度之和,標準層:=729593kN/m底層:=255464kN/m6、橫向自振周期把樓電梯間荷載代表值折算到主體結(jié)構(gòu)頂層=G7×(1+1.5(3/22))=1499.80kN結(jié)構(gòu)頂點的假象側(cè)移計算=+=9165.04KN+1499.80KN=10664.84KN表5.9結(jié)構(gòu)頂點的假象側(cè)移計算層610664.8410664.847295930.0146130.455128510074.4120739.257295930.0284260.440515410074.4130813.667295930.0422340.412089310074.4140888.077295930.0560420.369855210074.4150962.487295930.0698510.313813111361.1362323.612554640.2439620.243962T=1.70.7=0.803S7、水平地震作用及樓層地震剪力計算則橫向地震影響系數(shù):=0.0379=0.803S＞1.4=0.49s則=0.0379×52758.59kN=1999.55kN=0.1342×1999.55=268.34(kN)=1731.21KN各質(zhì)點水平地震作用的標準值表5.10各質(zhì)點橫向水平地震作用及樓層地震剪力計算表層723.851245.1229696.110.03875.9875.98620.859165.04191091.080.246491.88567.86517.5510074.41176805.900.227453.901021.76414.2510074.41143560.340.185369.921391.68310.9510074.41110314.790.142283.941675.6227.6510074.4177069.240.099197.961873.5814.3511361.1349420.920.063125.971999.5562068.93777958.381.0001999.55注:1、F6=260.6kN+1688.55=268.34kN+223.54kN=491.88kN2、考慮局部突出屋頂部分的鞭稍效應,7層的樓層剪力V=375.98kN=227.94kN3、鞭稍效應增大的部分不往下傳,故表中計算各樓層剪力時仍采用原值。8、水平地震作用下位移驗算層間位移△ui=Vi/∑頂點位移ui=層間彈性位移角:θe=△ui/hi層次6567.867295930.0007780.0167773.31/424251021.767295930.0014000.0159993.31/235741391.687295930.0019070.0145993.31/173031675.627295930.0022970.0126923.31/143721873.587295930.0025680.0103953.31/128511999.552554640.0078270.0078275.51/702最大層間彈性位移角發(fā)生在第一層:1/702＜1/550(滿足要求)。第六章框架內(nèi)力計算為簡化計算,考慮如下幾種單獨受荷情況:(1)恒載作用;(2)重力荷載代表值作用;(3)活荷載作用于AB跨;(4)活荷載作用于BC跨(5)活荷載作用于CF跨(6)風荷載作用(以左向右為例);(7)橫向水平地震作用(以左向右為例);對于(1)、(2)、(3)、(4)、(5)種情況,框架在豎向荷載作用下,采用迭代法進行計算,對于第(6)、(7)種情況,框架在水平荷載作用下,采用D值法進行計算。一、彎矩分配系數(shù)計算節(jié)點各桿端的彎矩分配系數(shù)可根據(jù)下式(6.1)求得 (6.1)求得節(jié)點桿端的彎矩分配系數(shù),將分配系數(shù)填入內(nèi)外框各對應的桿端處,匯于同一節(jié)點各桿端的分配系數(shù)之和為-0.5。二、框架在豎向荷載作用下的內(nèi)力計算豎向荷載作用下,框架的側(cè)移量很小,按不考慮側(cè)移的迭代法進行結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析?？紤]內(nèi)力組合的需要,對恒載、活載作用于跨、跨、跨,并受重力荷載代表值的作用的框架內(nèi)力分別進行計算。根據(jù)本設計的實際情況,迭代法的計算按以下步驟具體實施:1.計算框架的固端彎矩及節(jié)點上的不平衡彎矩:梁上分布荷載為梯形荷載,根據(jù)固端彎矩相等的原則,先將梯形分布荷載及三角形分布荷載簡化為等效均布荷載,再計算梁的固端彎矩。固端彎矩:; (6.2); (6.3); (6.4)依次算得各種荷載作用下的固端彎矩及節(jié)點不平衡彎矩,固端彎矩填入桿端,節(jié)點不平衡彎矩填入內(nèi)方框中。2.計算各桿端的近端轉(zhuǎn)角彎矩: (6.5)該計算過程在圖上進行,直到的前后兩次近似值達到要求的精度為止。3.計算桿端的最后彎矩: (6.6)式中:－桿端最后彎矩;－各桿端固端彎矩;－迭代所得的桿端近端轉(zhuǎn)角彎矩;－迭代多的的桿端遠端轉(zhuǎn)角彎矩。以上計算中,當已知框架圖求圖,以及已知圖求圖時,可采用結(jié)構(gòu)力學取脫離體的方法。如已知桿件梁端的彎矩,其剪力: (6.7) (6.8)式中:,－簡支梁支座左端和右端的剪力標準值,當梁上無荷載作時, ,剪力以使所取隔離體產(chǎn)生順時針轉(zhuǎn)動為正;,－梁端的彎矩標準值,以繞桿端順時針為正,反之為負。已知某節(jié)點上柱傳來的軸力和左、右傳來的剪力、時,其下柱的軸力(6.9)式中,以壓力為正,拉力為負。恒荷載迭代(單位:KN·m)活荷載作用在AB跨迭代(單位:KN·m)活荷載作用在BC跨迭代(單位:KN·m)活荷載作用在CF跨迭代(單位:KN·m)恒荷載作用下的M圖(單位:KN·m)恒荷載作用下的V圖(單位:KN·m)恒荷載作用下的N圖(單位:KN·m)

活荷載作用在AB跨間的M圖(單位:KN·m) 活荷載作用在AB跨間的V圖(單位:KN·m)

活荷載作用在AB跨間的N圖(單位:KN·m)活荷載作用在BC跨間的M圖(單位:KN·m)活荷載作用在BC跨間的V圖(單位:KN·m)活荷載作用在BC跨間的N圖(單位:KN·m)活荷載作用在CF跨間的M圖(單位:KN·m)活荷載作用在CF跨間的V圖(單位:KN·m)活荷載作用在CF跨間的N圖(單位:KN·m)(單位:KN·m)重力荷載代表值作用下的M圖(單位:KN·m)重力荷載代表值作用下的V圖(單位:KN·m)重力荷載代表值作用下的N圖(單位:KN·m)三、框架在水平荷載作用下的內(nèi)力計算框架在風荷載(從左向右吹)和地震荷載(左震)作用下的內(nèi)力用D值法(改進的反彎點法)進行計算。其步驟為:(1)、求各柱反彎點處的剪力值;(2)、求各柱反彎點高度;(3)、求各柱的桿端彎矩及梁端彎矩;(4)、求各柱的軸力和梁端剪力。第i層第m柱所分配的剪力為:框架柱反彎點位置?？蚣芨髦臈U端彎矩、梁端彎矩按式6.10～6.14計算。 (6.10) (6.11)邊柱處的梁 (6.12)中柱處的梁 (6.13) (6.14)框架柱節(jié)點彎矩分配框架梁端剪力按式6.15和式6.16計算。邊柱處的梁: (6.15)中柱處的梁: (6.16)1、反彎點位置計算計算過程見下表表6.1框架A柱、F柱反彎點位置層號h/miy0y1y2y3yyh/m63.300.770.300.000.000.000.300.9953.300.770.400.000.000.000.401.3243.300.770.4350.000.000.000.4351.4433.300.770.450.000.000.000.451.4923.300.770.500.000.00-0.050.451.4915.501.290.6210.00-0.050.000.5713.14表6.2框架B柱、C柱反彎點位置層號h/miY0y1y2y3yyh/m63.302.240.4120.000.000.0004121.3653.302.240.450.000.000.000.451.4943.302.240.4620.000.000.000.4621.5233.302.240.500.000.000.000.501.6523.302.240.500.000.000.000.501.6515.503.730.550.000.000.000.553.032、風荷載標準值作用下的內(nèi)力計算框架各柱的桿端彎矩、梁端彎矩計算過程見表?？蚣苤S力與梁端剪力的計算結(jié)果見表。風荷載標準值作用下的彎矩圖、剪力圖、軸力圖如圖所示。表6.3風荷載作用下框架A柱、F柱剪力和梁端彎矩的計算層

次Vi

/kN∑D

/(kN/m)Dim

/(kN/m)Dim/∑DVim

/kNyh

/mMc上

/kN·mMc下

/kN·mMb總

/kN·m616.0184020144900.1722.750.996.352.726.35532.8784020144900.1725.651.3211.197.4614.01448.0184020144900.1728.261.4415.3711.8922.86361.4884020144900.17210.571.4919.1315.7531.02273.8084020144900.17212.691.4922.9718.9138.72187.332888661290.21218.513.1443.6958.1262.60表6.4風荷載作用下框架B柱、C柱剪力和梁端彎矩的計算層

次Vi

/kN∑D

/(kN/m)Dim

/(kN/m)Dim/∑DVim

/kNyh

/mMc上

/kN·mMc下

/kN·mMb左

/kN·mMb右

/kN·m616.0184020275200.3285.251.3610.197.143.466.73532.8784020275200.32810.781.4919.5116.069.0617.59448.0184020275200.32815.751.5228.0423.9414.9929.11361.4884020275200.32820.171.6533.2833.2819.4537.77273.8084020275200.32824.211.6539.9539.9524.9048.33187.332888683140.28925.243.0362.1876.4834.7267.41表6.5風荷載作用下框架柱軸力和梁端剪力AB、CF梁端剪力BC梁端剪力邊柱軸力中柱軸力61.723.40-1.72-1.6854.058.88-5.77-6.5146.6414.70-12.41-14.5738.8519.07-21.26-24.79211.1624.41-32.42-38.04117.0734.04-49.49-55.01風荷載作用下的M圖(單位:KN·m)風荷載作用下的V圖(單位:KN·m)風荷載作用下的N圖(單位:KN·m)3、地震荷載標準值作用下的內(nèi)力計算框架各柱的桿端彎矩、梁端彎矩計算過程見表?？蚣苤S力與梁端剪力的計算結(jié)果見表。地震荷載標準值作用下的彎矩圖、剪力圖、軸力圖如圖表6.6地震荷載作用下框架A柱、F柱剪力和梁端彎矩的計算層

次Vi

/kN∑D

/(kN/m)Dim

/(kN/m)Dim/∑DVim

/kNMc上

/kN·mmMc下

/kN·mmMb總

/kN·mm6567.86729593144900.0198611.2826.0511.1726.0551021.76729593144900.0198620.2940.1826.7851.3541391.68729593144900.0198627.6451.4139.8078.1931675.62729593144900.0198633.2860.2349.59100.0321873.58729593144900.0198637.2167.3555.44116.9411999.5525546461290.0239947.97113.21150.63168.65表6.7地震荷載作用下框架B柱、C柱剪力和梁端彎矩的計算層

次Vi

/kN∑D

/(kN/m)Dim

/(kN/m)Dim/∑DVim

/kNMc上

/kN·mMc下

/kN·mMb左

/kN·mMb右

/kN·m6567.86729593275200.0377221.4241.5629.1314.1327.4351021.76729593275200.0377238.5469.7657.4233.6265.2741391.68729593275200.0377252.4993.4479.7851.2999.5731675.62729593275200.0377263.20104.28104.2862.58121.4821873.58729593275200.0377270.67116.61116.6175.10145.7911999.5525546483140.0325465.07160.73197.1694.30183.04表6.8地震荷載作用下框架柱軸力和梁端剪力層次AB、CF跨梁端剪力BC跨梁端剪力邊柱軸力中柱軸力67.0513.85-7.05-6.80514.9132.96-21.96-24.85422.7250.29-44.68-52.42328.5361.35-73.21-85.24233.6973.63-106.90-125.18146.1392.45-153.03-171.50注:軸力壓力為+,拉力為-。地震荷載作用下M圖(kN·m)地震作用下的V圖(單位:KN·m)地震荷載作用下的N圖(單位:KN·m)第七章框架內(nèi)力組合一、控制截面的確定框架梁一般取梁端和跨中作為梁承載力設計的控制截面,梁端最危險截面應在梁端柱邊,而不是在結(jié)構(gòu)設計簡圖中的柱軸線處。本例為了簡化起見,采用軸線處內(nèi)力值,這樣算得的鋼筋用量比需要的鋼筋用量略微多一點。梁取3個控制截面,分別為梁端,和跨中?？蚣苤膹澗?、剪力和軸力沿柱高是線性變化的,因此可取各層柱的上、下端截面作為控制截面。二、內(nèi)力組合1、考慮的組合本例考慮如下四種內(nèi)力組合:(1)、1.2SGk+1.4SQk;(2)、1.35SGk+1.0SQk;(3)、1.2SGk+0.9×1.4(SQk+Swk);(4)、1.2SGEk+1.3SEk;另外,對于本工程,1.2SGk+1.4Swk這種內(nèi)力組合與考慮地震作用的組合相比一般較小,對結(jié)構(gòu)設計不起控制作用,故不予考慮。2、框架梁內(nèi)力組合計算結(jié)果見內(nèi)力組合表。3、框架柱內(nèi)力組合計算結(jié)果見內(nèi)力組合表。表7.1用于承載力計算的框架梁由可變荷載效應控制的基本組合注:恒載、(樓面)活載和風載的荷載分項系數(shù)分別為1.2、1.4、1.4;(樓面)活載和風荷載的組合系數(shù)分別為0.7、0.6;內(nèi)力組合值均乘以;為簡化計算取進行組合。

表7.2用于承載力計算的框架梁由永久荷載效應控制的基本組合注:恒載、(樓面)活載的荷載分項系數(shù)分別為1.35、1.4;(樓面)活載的組合系數(shù)分別為0.7;內(nèi)力組合值均乘以;為簡化計算取進行組合。

表7.3框架A柱由可變荷載效應控制的基本組合表注:恒載、(樓面)活載和風載的荷載分項系數(shù)分別為1.2、1.4、1.4;(樓面)活載和風荷載的組合系數(shù)分別為0.7、0.6;內(nèi)力組合值均乘以γo=1.0;為簡化計算取進行組合:。

表7.4框架A柱由永久荷載效應控制的基本組合表注:恒載、(樓面)活載的荷載分項系數(shù)分別為1.35、1.4;(樓面)活載的組合系數(shù)分別為0.7;內(nèi)力組合值均乘以;為簡化計算取進行組合:。表7.5框架B柱由可變荷載效應控制的基本組合表注:恒載、(樓面)活載和風載的荷載分項系數(shù)分別為1.2、1.4、1.4;(樓面)活載和風荷載的組合系數(shù)分別為0.7、0.6;內(nèi)力組合值均乘以;為簡化計算取進行組合:。

表7.6框架B柱由永久荷載效應控制的基本組合表注:恒載、(樓面)活載的荷載分項系數(shù)分別為1.35、1.4;(樓面)活載的組合系數(shù)分別為0.7;內(nèi)力組合值均乘以;為簡化計算取進行組合:。

表7.7用于承載力計算的框架梁考慮地震作用效應與其它荷載效應的基本組合表注:重力荷載代表值①和水平地震作用的分項系數(shù)分別為1.2、1.0、1.3;內(nèi)力組合值均乘以調(diào)整系數(shù)0.75(彎矩)和0.85(軸力);彎矩M取進行組合,剪力;為梁端剪力增大系數(shù),三級取1.1。

表7.8用于承載力計算的框架A柱考慮地震作用效應與其它荷載效應的基本組合表表7.9用于承載力計算的框架B柱考慮地震作用效應與其它荷載效應的基本組合表表7.10基頂荷載的非抗震標準值組合表表7.11基頂荷載的抗震標準值組合表

表7.12基頂荷載的設計值組合表表7.13基頂荷載的抗震設計值組合表第八章框架梁柱截面配筋混凝土強度C30fc=14.3N/mm2ft=1.43N/mm2ftk=2.01N/mm2鋼筋強度HPB235fy=210N/mm2fyk=235N/mm2HRB400fy=360N/mm2fyk=400N/mm2 一、框架柱截面設計本工程各層柱的配筋計算詳見配筋計算表。 ea=max(20mm,500mm/30=16.67mm 當ζ1大于1.0時,取ζ1等于1.0;當l0/h＜15時,取ζ2等于1.0。 大偏壓: 小偏壓: 斜截面受剪承載力計算計算過程詳見配筋計算表。 框架柱截面設計以底層A柱為例說明計算方法和過程,其它列表計算。1、非抗震設計(1)軸壓比驗算軸壓比:滿足要求。(2)截面尺寸復核取因為因此滿足要求。(3)正截面受彎承載力計算柱同一截面分別承受正反向的彎矩故采用對稱配筋。底層D柱由內(nèi)力組合表。選取一組最不利內(nèi)力組合為例,進行配筋計算。彎矩中沒有由水平荷載作用產(chǎn)生的彎矩,故柱的計算長度,故因為,故應考慮偏心距增大系數(shù)。因為,取.=0.876＞ζb＜0按構(gòu)造配筋單側(cè)每側(cè)實配鋼筋220+218(4)垂直于彎矩作用平面的受壓承載力驗算底層A柱:查表得滿足要求。 二、框架梁截面設計1、正截面受彎承載力計算計算過程詳見配筋計算表。 ρmin=max[0.2%,(45ft/fy)%]=0.2%As,min=ρminbh2、斜截面受剪承載力計算計算過程詳見配筋計算表。 3、梁截面設計以底層AB跨梁為例,說明方法和過程,其它層梁配筋計算結(jié)果詳見表。1.選取最不利內(nèi)力組合設計時選取抗震和非抗震的各內(nèi)力,將與進行比較,然后取大者進行配筋計算。對于樓面現(xiàn)澆的框架結(jié)構(gòu),支座負彎矩按矩形截面計算縱筋數(shù)量;跨中彎矩T形截面計算縱筋數(shù)量。以底層DE梁為例計算:非抗震左端:=-183.61kN.m=107.39kN跨中:=92.99kN.m右端:=-157.53N.m=-108.04kN2．正截面受彎承載力計算混凝土強