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'资阳市多层框架办公楼设计本科毕业设计(论文)题目资阳市多层框架办公楼设计学生姓名王润泽学 号0808010719教学院系土木工程与建筑学院专业年级土木工程2008级指导教师王作文职 称教授单 位西南石油大学辅导教师职称单 位完成日期2012年6月1日第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计SouthwestPetroleumUniversityGraduationThesisZiyangCityMulti-layeredFrameOfficeBuildingDesignGrade:2007Name:WangrunzeSpeciality:CivilEngineeringInstructor:WangzuowenSchoolofCivilEngineeringandArchitecture2012-6第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计资阳市多层框架办公楼设计摘要本工程为遂宁市办公楼工程,采用框架结构,主体为五层,本地区抗震设防烈度为7度,近震,场地类别为II类场地。主导风向为西南,基本风压0.3KN/m2。楼﹑屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。本设计贯彻“实用、安全、经济、美观”的设计原则。按照建筑设计规范,认真考虑影响设计的各项因素。根据结构与建筑的总体与细部的关系。在确定框架布局之后,先进行了层间荷载代表值的计算,进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小,进而求出在水平荷载作用下的结构内力(弯矩、剪力、轴力)。接着计算竖向荷载(恒载及活荷载)作用下的结构内力。是找出最不利的一组或几组内力组合。选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计。完成了平台板,梯段板,平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。对楼板进行了配筋计算,本设计采用独立基础,对基础进行了受力和配筋计算。整个结构在设计过程中,严格遵循相关的专业规范的要求,参考相关资料和有关最新的国家标准规范,对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之,适用、安全、经济、使用方便是本设计的原则。设计合理可行的建筑结构方案是现场施工的重要依据。关键词:框架结构;抗震设计;荷载计算;内力计算;计算配筋第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计ZiyangCityMulti-layeredFrameOfficeBuildingDesignABSTRACTThisworksforthecityofZiyangcitymultistoryframeofficebuilding,aframeworkstructureforafive-storeymain,intheregionearthquakeintensityof7degreesnearLansiteclassificationasClassIIvenues.Ledtothesouthwestdirection,thebasicPressure0.3KN/m2.Floorroofwereusingcast-in-placereinforcedconcretestructure.Thedesignandimplement"practical,security,economic,aesthetic,"thedesignprinciples.Withthearchitecturaldesign,designseriouslyconsidertheinfluenceofthevariousfactors.Accordingtothestructuralandarchitecturaldetailandtheoverallrelationship.Indeterminingthedistributionframework,thefirstlayerofrepresentativevalueoftheload,Thenusevertexfromthedisplacementmethodforearthquakecycle,andthenatthebottomofshearhorizontalseismicloadcalculationundersize,thencalculatedthelevelofloadundertheInternalForces(bendingmoment,shearandaxialforce).Thencalculateverticalload(constantloadandliveload)undertheInternalForces.Identifythemostdisadvantagedgrouporaninternalforceseveralcombinations.SelectthebestsafetyresultsofthereinforcementandMapping.Inaddition,thestructureoftheprogramindoorstaircasedesign.Completionoftheplatformboards,boardsoftheladder,platformbeamcomponentandthereinforcementofinternalforcescalculationandconstructionmapping.Onthefloorreinforcementcalculation,theuseofpilefoundationdesign,foundationandpilecapsfortheforceandreinforcementcalculation.KEYWORDS:FrameStructure,;SeismicDesign;LoadCalculation;Internalforcecalculation;Calculationreinforcement第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计目录1建筑设计说明91.1建筑平面图91.2建筑立面图91.3建筑剖面图92结构设计说明2.1建筑概况92.2设计依据92.3设计资料92.4结构设计方案及布置102.5构件初估112.5.1梁截面尺寸估算112.5.2柱截面尺寸估算112.5.3楼板厚度确定122.6基本假定与计算简图122.6.1基本假定122.6.2计算简图122.7荷载计算122.7.1侧移计算及控制132.7.2竖向荷载下的内力计算132.7.3水平荷载下的计算132.7.4内力组合132.8基础设计142.9施工要求及其他设计说明142.9.1施工材料:142.9.2其他设计说明143荷载统计143.1结构布置及计算简图143.2荷载计算163.2.1恒载标准值计算163.2.2活荷载标准值计算17第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计3.2.3竖向荷载计算183.2.4重力荷载代表值计算214横向荷载作用下的内力计算244.1框架侧移刚度计算244.1.1梁线刚度计算244.1.2柱线刚度计算244.1.3柱侧移刚度计算244.2横向地震作用下框架结构的内力及侧移计算264.2.1横向自振周期计算264.2.2水平地震作用及楼层地震剪力计算274.3多遇水平地震作用下的位移验算294.4水平地震作用下的框架内力计算294.4.1框架柱端剪力及弯矩计算294.4.2框架梁端弯矩、剪力及柱轴力计算304.5横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算324.5.1风荷载计算324.5.2风荷载作用下水平位移验算324.5.3风荷载作用下框架内力计算334.5.3.1框架柱端弯矩及剪力计算334.5.3.2框架梁端弯矩、剪力及柱轴力计算345竖向荷载作用框架内力计算355.1恒载下梁柱端的弯矩、剪力及轴力计算355.1.1梁端固定弯矩计算355.1.2弯矩二次分配法计算竖向恒载下框架内力365.1.3梁柱端剪力及柱轴力计算385.1.4梁跨中弯矩计算405.2活载下梁柱端弯矩、剪力及轴力计算405.2.1梁端固定弯矩计算405.2.2弯矩二次分配法计算竖向活载下框架内力405.2.3梁柱端剪力及柱轴力计算425.2.4梁跨中弯矩计算44第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计6内力组合446.1结构抗震等级446.2框架梁柱内力组合447截面设计497.1梁配筋计算497.1.1梁正截面受弯承载力计算497.1.2梁斜截面受弯承载力计算527.2柱配筋计算537.2.1轴压比和剪跨比验算537.2.2柱正截面受弯承载力计算537.2.3柱斜截面受剪承载力计算567.3楼板设计577.3.1楼板类型及设计方法的选择577.3.2板的弯矩计算577.3.2.1双向板计算577.3.2.2单向板计算607.4屋盖设计607.4.1屋盖类型及设计方法的选择607.4.1.1双向板计算607.4.1.2单向板计算637.5次梁设计637.5.1梁正截面受弯承载力计算637.5.2梁斜截面受弯承载力计算648楼梯设计648.1楼梯板计算648.1.1荷载计算658.1.2配筋计算658.2平台板设计658.2.1荷载计算658.2.2配筋计算668.3平台梁设计66第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计8.3.1荷载计算668.3.2配筋计算669基础设计679.1基础选型679.2边柱基础计算679.2.1基底选型679.2.2地基承载力计算679.2.3基础抗冲切验算679.2.3.1柱边基础截面(1截面)679.2.3.2变阶处基础截面(2截面)689.2.4配筋计算689.2.4.1柱边基础截面(1截面)689.2.4.2变阶处基础截面(2截面)689.3联合基础计算699.3.1基底选型699.3.2地基承载力验算709.3.3基础抗冲切验算及配筋709.3.3.1柱边基础截面(1截面)709.3.3.2变阶处基础截面(2截面)7010结论7211谢词7312参考文献74第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计1.建筑设计说明1.1建筑平面图用一个假象的水平剖切面,在房屋的窗台上方剖开整栋房屋,移去剖切面上面的章,将留下向水平投影面投影所得到的水平剖视图。建筑平面图包含被切刀的断面、可见的建筑配件的设置情况。它是墙体砌筑、门窗安装和室内装修的重要依据。底层地面需反映出室外台阶、散水等,其他各层除应表示本层情况外,还需反映出下一层平面图未反映的可见建筑物构件。1.2建筑立面图它是房间各个方向的外墙面以及按投影方向可见的构配件的正投影图。有定位轴线的建筑物,宜根据两端定位轴线号编注立面图名称。建筑物立面时用来反映房屋的体型和外貌、门窗形式和位置、墙面装饰材料等的图样。1.3建筑剖面图它是假想用一个垂直于横向或纵向轴线的竖直平面剖切房屋所得正投影图,反映门窗洞口及窗台高度以及简要的结构形式和构造方式等情况,剖切面的剖切位置,应选在能反应房间全貌构造特征以及有代表性的部位,一般应显示楼梯,并在底层平面中表示。集体设计图详见建筑图2.结构设计说明2.1建筑概况资阳市多层框架办公楼,设计要求面积3500~4500m2,层数≤6层、局部可7层,总高≤24米。2.2设计依据a)国家现行的有关结构设计规范、规程及规定。b)本工程各项批文及甲方单位要求。c)本工程的活载取值严格按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)执行。2.3设计资料1房屋建筑学武汉工业大学出版社2混凝土结构(上、下)武汉理工大学出版社第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计3基础工程同济大学出版社4建筑结构设计东南大学出版社5结构力学人民教育出版社6地基与基础武汉工业大学出版社7工程结构抗震中国建筑工业出版社8简明建筑结构设计手册中国建筑工业出版社9土木工程专业毕业设计指导科学出版社10实用钢筋混凝土构造手册中国建筑工业出版社11房屋建筑制图统一标准(BG50001-2001)中国建筑工业出版社12建筑结构制图标准(BG50105-2001)中国建筑工业出版社13建筑设计防火规范(GBJ16—87)中国建筑工业出版社14民用建筑设计规范(GBJI0I8-7)中国建筑工业出版社15综合医院建筑设计规范(JGJ49-88)中国建筑工业出版社16建筑楼梯模数协调标准(GBJI0I-87)中国建筑工业出版社17建筑结构荷载规范(GB5009-2001)中国建筑工业出版社18建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068-2001)中国建筑工业出版社19混凝土结构设计规范(GB50010—2002)中国建筑工业出版社20地基与基础设计规范(GB5007-2002)中国建筑工业出版社21建筑抗震设计规范(GB50011—2001)中国建筑工业出版社22砌体结构中国建筑工业出版社23简明砌体结构设计施工资料集成中国电力出版社24土木工程专业毕业设计指南中国水利水电出版社25土建工程图与AutoCAD科学出版社26简明砌体结构设计手册机械工业出版社27砌体结构设计手册中国建筑工业出版社28砌体结构设计规范(GB50010—2002)中国建筑工业出版社本工程采用框架结构体系,抗震设防烈度7度。本工程耐火等级为二级,其建筑构件的耐火极限及燃烧性能均按民用建筑设计规范(GBJI0I8-7)执行.全部图纸尺寸除标高以米为单位外均以毫米为单位。本工程结构图中所注标高均为结构标高。2.4结构设计方案及布置第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计钢筋混凝土框架结构是由梁,柱通过节点连接组成的承受竖向荷载和水平荷载的结构体系。墙体只给围护和隔断作用。框架结构具有建筑平面布置灵活,室内空间大等优点,广泛应用于电子、轻工、食品、化工等多层厂房和住宅、办公、商业、旅馆等民用建筑。因此这次设计的重庆市多层框架办公楼采用钢筋混凝土框架结构。按结构布置不同,框架结构可以分为横向承重,纵向承重和纵横向承重三种布置方法。本设计的办公楼采用横向承重方案,竖向荷载主要由横向框架承担,现浇楼板,一般需设置次梁将荷载传至横向框架。横向框架还要考虑承受横向地震作用。在房屋的纵向则设置连系梁与横向框架连接,这些连系梁与柱实际上形成了纵向框架,承受平行于房屋纵向的水平风荷载和地震荷载。2.5构件初估2.5.1梁截面尺寸估算梁的截面尺寸应满足承载力、刚度及延性要求。主梁截面高度一般去取梁跨度的1/12~1/8,次梁取梁跨的1/20~1/15进行估算,为防止梁产生剪切脆性破坏,梁的净跨度与截面高度之比不宜小于4,梁宽取梁高的1/3~1/2,,且不应小于200mm。故取各截面为:横向框架:边跨:h=1/12~1/8=500~750mm,取h=600mm,b=300mm中跨:h=1/12~1/8=200~300mm,取h=400mm,b=200mm纵向框架:h=1/12~1/8=600~900mm,取h=600mm,b=300mm边跨次梁:h=1/18~1/12=333~500mm,取h=400mm,b=200mm注:为控制结构的扭转效应,故可加大边跨刚度方法,因为混凝土结构不宜受扭2.5.2柱截面尺寸估算本工程为现浇钢筋混凝土结构,7度设防,高度<30m,抗震等级为三级,λ=0.9。框架柱的面积根据柱的轴压比确定:柱组合的轴压力设计值N=nβFge注:N—柱组合的轴压比设计值;n—楼层层数;β—考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数,边柱取1.3,不等跨内柱取1.25,等跨内柱取1.2F—按简支状态计算的柱负载面积,本方案中柱及边柱的负载面积分别为7.2×4.2=30.24m2和7.2×3=21.6m2(纵向)、3.6×4.2=15.12m2(横向)ge—建筑面积上的重力荷载代表值,可近似的取14kN/m2。柱的截面尺寸Ac≥N/(mNfc);注:λ—轴压比限值fc—轴心抗压强度设计值纵向边柱:N=nβFge=5×1.3×21.6×14=1965.6kN第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计Ac≥N/(λfc)=1965.6×103/(14.3×0.9)=152727.26mm2横向边柱:N=nβFge=5×1.3×15.12×14=1375.92kNAc≥N/(λfc)=1375.92×103/(14.3×0.9)=106909.1mm2中柱:N=nβFge=5×1.2×30.24×14=2540kNAc≥N/(λfc)=2540×103/(0.9×14.3)=197358.2mm25、7、11轴:纵向边柱:N=nβFge=6×1.3×21.6×14=2358.72kNAc≥N/(λfc)=2358.72×103/(14.3×0.9)=183272.7mm2中柱:N=nβFge=6×1.2×30.24×14=3048.2kNAc≥N/(λfc)=3048.2×103/(0.9×14.3)=236844.76mm2取柱子尺寸为:b×h=500mm×500mm2.5.3楼板厚度确定走廊单向板h=l0/35=2400/35=68.6mm,房间双向板h=l0/45=3600/45=80mm,统一取h=100mm。表2.1混凝土强度等级层数1—6柱混凝土等级C30梁、板混凝土等级C30基础混凝土等级C30基础垫层C15注:为施工方便,梁板柱混凝土等级采用相同标号C30(fc=14.3N/mm2ft=1.43N/mm2)C15(fc=7.2N/mm2ft=N/mm2)2.6基本假定与计算简图2.6.1基本假定第一:平面结构假定:该工程平面为正交布置,可认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担,垂直于该方向的抗侧力结构不受力。第二:由于结构体型规整,布置对称均匀,结构在水平荷载作用下不计扭转影响。2.6.2计算简图在横向水平力作用下,连梁对墙产生约束弯矩,因此将结构简化为刚结计算体系,计算简图如后面所述。第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计2.7荷载计算作用在框架结构上的荷载通常为恒载和活载。恒载包括结构自重、结构表面的粉灰重、土压力等。活荷载包括楼面和屋面活荷载、风荷载、雪荷载、安装荷载等。高层建筑水平力是起控制作用的荷载,包括地震作用和风力。地震作用计算方法按《建筑结构抗震设计规范》进行,对高度不超过40m以剪切为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,可采用底部剪力法。竖向荷载主要是结构自重(恒载)和使用荷载(活载)。结构自重可由构件截面尺寸直接计算,建筑材料单位体积重量按荷载规范取值。使用荷载(活荷载)按荷载规范取值,楼面活荷载折减系数按荷载规范取用。2.7.1侧移计算及控制框架结构的侧移由梁柱杆件弯曲变形和柱的轴向变形产生的。在层数不多的框架中,柱轴向变形引起的侧移很小,可以忽略不计。在近似计算中,一般只需计算由杆件弯曲引起的变形。当一般装修标准时,框架结构在地震作用下层间位移和层高之比、顶点位移与总高之比分别为1:650,1:700。框架结构在正常使用条件下的变形验算要求各层的层间侧移值与该层的层高之比不宜超过1/550的限值。2.7.2竖向荷载下的内力计算竖向荷载下内力计算首先根据楼盖的结构平面布置,将竖向荷载传递给每榀框架。框架结构在竖向荷载下的内力计算采用分层法计算各敞口单元的内力,然后在将各敞口单元的内力进行叠加;连梁考虑塑性内力重分布而进行调幅,按两端固定进行计算。2.7.3水平荷载下的计算利用D值法计算出框架在水平荷载作用下的层间水平力,然后将作用在每一层上的水平力按照该榀框架各柱的刚度比进行分配,算出各柱的剪力,再求出柱端的弯矩,利用节点平衡求出梁端弯矩。2.7.4内力组合第一:荷载组合。荷载组合简化如下:(1)恒荷载+活荷载、(2)恒荷载+风荷载、(3)恒荷载+活荷载+风荷载、(4)恒荷载+地震荷载+活荷载。第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计第二:控制截面及不利内力。框架梁柱应进行组合的层一般为顶上二层,底层,混凝土强度、截面尺寸有改变层及体系反弯点所在层。框架梁控制截面及不利内力为:支座截面,-Mmax,Vmax,跨中截面,Mmax。框架柱控制截面为每层上、下截面,每截面组合:Mmax及相应的N、V,Nmax及相应M、V,Nmin及相应M、V。2.8基础设计在荷载作用下,建筑物的地基、基础和上部结构3部分彼此联系、相互制约。设计时应根据地质资料,综合考虑地基——基础——上部结构的相互作用与施工条件,通过经济条件比较,选取安全可靠、经济合理、技术先进和施工简便的地基基础方案。根据上部结构、工程地质、施工等因素,优先选用整体性较好的独立基础。2.9施工要求及其他设计说明2.9.1施工材料本工程中所采用的钢筋箍筋为Ⅰ级钢,fy=210N/m2,主筋为Ⅱ级钢,fy=300N/mm2。柱梁钢筋混凝土保护层为35mm,板为15mm,钢筋的锚固和搭接按国家现行规范执行,本工程所有混凝土强度等级均为C30。墙体外墙及内墙分别采用240mm和200mm蒸压粉煤灰加气混凝土砌块,电梯间采用240厚页岩砖。当门窗洞宽≤1000mm时,应采用钢筋砖过梁,两端伸入支座370并弯直钩;门窗洞宽≥1000mm时,设置钢筋混凝土过梁。2.9.2其他设计说明本工程上部楼板设计时未考虑较大施工堆载(均布),当外荷载达到3.0KN/m2时,应采取可靠措施予以保护。女儿墙压顶圈梁为240mm×120mm,内配4φ8,φ6@250,构造柱为240mm×240mm,内配4φ10,φ6@250,间隔不大于2000mm。施工缝接缝应认真处理,在混凝土浇筑前必须清除杂物,洗净湿润,在刷2边纯水泥浆后,用高一级的水泥沙浆接头,再浇筑混凝土。未详尽说明处,按相关规范执行。3.荷载统计3.1结构布置及计算简图根据该房屋的使用功能及建筑设计的需求,进行了建筑平面、立面、及剖面设计其各层建筑平面剖面示意图如建筑设计图,主体结构5层,层高为3.6m。填充墙面采用200mm厚的砌块砌筑,门为木门,窗为铝合金窗,门窗洞口尺寸见门窗表。第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构,楼板厚度取100mm,梁载面高度按梁跨度的1/12~1/8估算,由此估算的梁载面尺寸见表。C30(fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2)表3.1梁截面尺寸层次砼强度横梁(bh)纵梁(bh)AB跨BC跨CD跨1-5C30300×600200×400300×600300×600柱截面尺寸:柱截面高度可取h=(1/15~1/20)H,H为层高;柱截面高度可取b=(1~2/3)h,并按下述方法进行初步估算。(1)框架柱承受竖向荷载为主时,可先按负荷面积估算出柱轴力,再按轴心受压柱验算。考虑到弯矩影响,适当将柱轴力乘以1.2~1.4的放大系数。(2)对于有抗震设防要求的框架结构,为保证柱有足够的延性,需要限制柱的轴压比,柱截面面积应满足下列要求。A≥N/λfc(3)框架柱截面高度不宜小于400mm,宽度不宜小于350mm。为避免发生剪切破坏,柱净高与截面长边之比不宜大于4。根据上述规定并综合考虑其他因素,设计柱截面尺寸取值统一取500×500mm。选用柱下独立基础,基础埋深取1.5m,室内外高差0.45m。框架结构计算简图如图所示,2-6层柱高取3.6m,底层柱高度从基础顶面取至一层板顶即3.6+0.5+0.45=4.55m。第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计图3.1框架计算简图3.2荷载计算3.2.1恒荷载标准值计算(1)屋面:20厚混凝土块材0.02×25=0.5KN/m220厚白灰砂浆隔离层0.02×17=0.34KN/m24厚高聚物改性沥青卷材防水层0.004×10=0.04KN/m2刷底胶剂一道0.1KN/m220厚1:3水泥砂浆找平层20×0.02=0.4KN/m235厚挤塑聚苯板保温层0.035×16=0.56KN/m230厚1:8水泥膨胀珍珠岩找坡2%最薄处30(0.03+0.114)/2×4=0.29KN/m2氯丁胶乳沥青隔气层二遍0.2KN/m220厚水泥砂浆找平层20×0.02=0.4KN/m2100厚钢筋混凝土结构层0.1×25=2.5KN/m2V型轻钢龙骨吊顶0.15KN/m2合计:5.48KN/m2第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计(2)楼面:10mm厚防滑彩色釉面砖19.8×0.01=0.198KN/m230厚1:3干硬水泥砂浆结合层0.03×20=0.6KN/m220mm厚水泥砂浆找平层20×0.02=0.4KN/m2100mm厚钢筋混凝土现浇板0.1×25=2.5KN/m2V型轻钢龙骨吊顶0.15KN/m2合计:3.85KN/m2(3)梁自重:边跨框架梁自重0.3×0.6×25=4.5KN/m中跨框架梁自重0.2×0.4×25=2KN/m边跨框架次梁自重0.2×0.4×25=2KN/m(4)柱自重:柱自重:0.5×0.5×25=6.25KN/m柱侧粉刷:(0.5+0.02)×0.02×4×17=0.71KN/m合计:6.96KN/m(5)外墙自重:(刨去窗洞)内面:240厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块0.24×5.5=1.32KN/m28厚1:3水泥砂浆打底扫毛0.008×20=0.16KN/m28厚1:1:6水泥找平砂浆0.008×14=0.11KN/m25厚1:0.3:3水泥石膏砂浆0.005×14=0.07KN/m2外面:10厚面砖0.01×19.8=0.198KN/m210厚1:0.2:2水泥石灰膏砂浆粘接层0.01×20=0.2KN/m210厚1:3水泥砂浆刮平扫毛0.01×20=0.2KN/m2合计:2.26KN/m2横墙自重:2.26×3=6.78KN/m纵墙自重:2.26×(3.6×3—2.1×1.8)/3=5.3KN/m女儿墙自重:2.26×1.2=2.7KN/m(6)内墙自重:(内墙偏于安全不考虑门洞)200厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块0.2×5.5=1.1KN/m2第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计8厚1:3水泥砂浆打底扫毛0.008×20=0.16KN/m28厚1:1:6水泥找平砂浆0.008×14=0.11KN/m25厚1:0.3:3水泥石膏砂浆0.005×14=0.07KN/m2合计:1.44KN/m2内墙自重:1.44×3=4.32KN/m(7)电梯墙自重:200厚普通砖0.2×18=3.6KN/m28厚1:3水泥砂浆打底扫毛0.008×20=0.16KN/m28厚1:1:6水泥找平砂浆0.008×14=0.11KN/m25厚1:0.3:3水泥石膏砂浆0.005×14=0.07KN/m2合计:3.94KN/m23.2.2活载标准值计算(1)屋面和楼面活荷载标准值上人屋面:2KN/m2;办公室楼面:2KN/m2;卫生间:2KN/m2楼梯、走廊:2.5KN/m2(2)雪荷载标准值按照《建筑结构荷载规范》不予考虑3.2.3竖向荷载计算第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计图3.2竖向荷载下框架受荷总图(1)A-B、C-D轴框架梁屋面板传恒载:5.48×2×1.8×(1—2×1.82/62+1.83/63)=16.7KN/m屋面板传活载:2×2×1.8×(1—2×1.82/62+1.83/63)=6.1KN/m楼面板传恒载:3.85×2×1.8×(1—2×1.82/62+1.83/63)=11.7KN/m楼面板传活载:2×2×1.8×(1—2×1.82/62+1.83/63)=6.1KN/m梁自重:4.5KN/mA-B、C-D轴间框架梁均布荷载为:屋面梁恒载=梁自重+板传恒载4.5+16.7=21.2KN/m活载=板传活载6.1KN/m楼面梁恒载=梁自重+板传恒载+内横墙自重4.5+11.7+4.32=20.52KN/m活载=板传活载6.1KN/m(2)A-B、C-D轴次梁屋面板传恒载:5.48×2×1.8×(1—2×1.82/62+1.83/63)=16.7KN/m屋面板传活载:2×2×1.8×(1—2×1.82/62+1.83/63)=6.1KN/m楼面板传恒载:3.85×2×1.8×(1—2×1.82/62+1.83/63)=11.7KN/m第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计楼面板传活载:2×2×1.8×(1—2×1.82/62+1.83/63)=6.1KN/m次梁总重:2KN/mA-B、C-D轴间次梁均布荷载为:屋面梁恒载=梁自重+板传恒载2+16.7=18.7KN/m活载=板传活载6.1KN/m楼面梁恒载=梁自重+板传恒载+内横墙自重2+11.7+4.32=18KN/m活载=板传活载6.1KN/m(3)B-C轴框架梁屋面板传恒载:0KN/m屋面板传活载:0KN/m楼面板传恒载:0KN/m楼面板传活载:0KN/m梁自重:2KN/mB-C轴间框架梁均布荷载为:屋面梁恒载=梁自重+板传恒载2+0=2KN/m活载=板传活载0KN/m楼面梁恒载=梁自重+板传恒载+内横墙自重2+0+0=2KN/m活载=板传活载0KN/m(4)9-10轴间边框架连系梁屋面板传恒载:5.48×1.8×5/8=6.2KN/m屋面板传活载:2×1.8×5/8=2.25KN/m楼面板传恒载:3.85×1.8×5/8=4.33KN/m楼面板传活载:2×1.8×5/8=2.25KN/m梁自重:4.5KN/m9—10轴间框架梁均布荷载为:屋面梁恒载=梁自重+板传恒载+女儿墙荷载4.5+6.2+2.7=13.4KN/m活载=板传活载2.25KN/m楼面梁恒载=梁自重+板传恒载+外纵墙自重4.5+4.33+5.3=14.13KN/m活载=板传活载2.25KN/m(5)9—10轴间中框架连梁屋面板传恒载:5.48×2.4/2+5.48×1.8×5/8=12.74KN/m第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计屋面板传活载:2×2.4/2+2×1.8×5/8=4.65KN/m楼面板传恒载:3.85×2.4/2+3.85×1.8×5/8=8.95KN/m楼面板传活载:2.5×2.4/2+2×1.8×5/8=4.65KN/m梁自重:4.5KN/m9—10轴间中框架梁均布荷载为:屋面梁恒载=梁自重+板传恒载4.5+12.74=17.24KN/m活载=板传活载4.65KN/m楼面梁恒载=梁自重+板传恒载+内纵墙自重4.5+8.95+4.32=17.77KN/m活载=板传活载4.65KN/m(6)A轴纵向集中荷载计算顶层柱恒载=梁自重+板传梁荷载+女儿墙自重+次梁自重+板传次梁荷载=(4.5+6.2+2.7)×7.2+18.7×6/2=13.4×7.2+18.7×3=152.58KN顶层柱活载=板传梁荷载+板传次梁荷载=6.1×6/2+2×3.6/2×5/8×7.2=34.5KN标准层柱恒载=梁自重+板传梁荷载+外纵墙自重+次梁自重+板传次梁荷载+内墙自重=(4.5+4.33+5.3)×7.2+(2+11.7+4.32)×6/2=14.13×7.2+18×3=155.74KN标准层柱活载=板传梁荷载+板传次梁荷载=6.1×6/2+2×3.6/2×5/8×7.2=34.5KN(7)B轴纵向集中荷载计算顶层柱恒载=梁自重+板传梁荷载+次梁自重+板传次梁荷载=(4.5+12.74)×7.2+(2+16.7)×6/2=17.24×7.2+18.7×3=180.23KN顶层柱活载=板传梁荷载+板传次梁荷载=6.1×6/2+2×3.6/2×5/8×7.2+2×2.4/2×7.2=51.78KN标准层柱恒载=梁自重+板传梁荷载+内纵墙自重+次梁自重+板传次梁荷载+内墙自重=(4.5+8.95+4.32)×7.2+(2+11.7+4.32)×6/2=17.77×7.2+18×3=182KN标准层柱活载=板传梁荷载+板传次梁荷载=6.1×6/2+2×3.6/2×5/8×7.2+2×2.4/2×7.2+2.5×2.4/2×7.2=34.5+21.6=56.1KN第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计图3.3竖向荷载计算简图3.2.4重力荷载代表值计算根据抗规5.1.3规定,计算地震作用时,建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和,各可变荷载的组合值系数,按下现定取值:(1)雪荷载0.5(2)屋面积灰荷载0.5(3)屋面活荷载不计入(4)按实际情况的楼板活荷载1.0(5)按等效均布荷载计算的楼面活荷载藏书库、档案室0.8。其他民用建筑0.5楼面重力荷载代表值=结构和构配件自重标准值+0.5可变荷载标准值屋面重力荷载代表值仅取结构和构配件自重标准值其中结构和构配件自重取楼面上、下50%层高范围内的结构及构配件自重(1)局部六层屋面:纵梁:4.5×6.7×4=120.6KN;横梁:4.5×5.5×3=74.25KN;次梁:2×5.91×2=23.64KN第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计板(扣除柱角):5.48×[5.7×3.35—0.1×0.1×2]×4=418KN女儿墙:2.7×(14.16+6.37)×2=110.86KN(2)局部六层:外墙:6.78×5.5×2+2.26×[(3.6-0.25)×3-2.1×0.6]+2.26×[(3.6-0.25)×3—0.9×2.1]×3+2.26×[(3.6-0.25)×3-2.1×1.8]×4=237.9KN;内墙:1.44×(5.89+5.5)×(3.6-0.4)=52.5KN柱:6.96×3.6×6=150.34KN门M0921:0.2×0.9×2.1×3=1.13KN窗C2118:0.4×2.1×1.8×4=6.05KN;C2106:0.4×2.1×0.6=0.5KN;合计:6.55KN(3)五层的屋面:纵梁:4.5×6.7×14=422.1KN;横梁(边跨):4.5×5.5×16=396KN;横梁(中跨):2×1.9×8=34.2KN;次梁:2×(5.91×14+5.7+2.15×2)=185.48KN板=楼板面积+楼梯面积+屋面面积(楼梯间折算成1.5倍板厚、扣除柱角)3.85×{[5.7×3.35—0.1×0.1×2]×2+1×5.7+2.15×0.95}+1.5×3.85×[5.7×3.35—0.1×0.1×2]+5.48×[(5.7×3.35—0.1×0.1×2)×27+(7×2.1—0.15×0.1×4)×7+1×5.7+2.15×0.95]=3220.14KN女儿墙:2.7×[(14.9+50.42)×2—14.9]=312.5KN(4)五层:外墙:6.78×5.5×4+2.26×[(3.6—0.25)×3—2.1×1.8]×27+2.26×3.35×3+2.26×[(2.4—0.5)×3—1.5×1.8]×2=568KN内墙:1.44×5.91×3.2×9+1.44×5.5×3×10+1.44×(3.35×3—0.9×2.1)×19+1.44×(3.35×3—2.1×0.6)×4+3.94×(5.5+2.2×3+3.21)×3=937.56KN柱:6.96×3.6×32=801.8KN门M0921:0.2×0.9×2.1×19=7.2KN;M0721:0.2×0.7×2.1=0.3KN;M1121:0.4×1.1×2.1×2=1.85KN;总计:9.35KN窗:C2118:0.4×2.1×1.8×27=40.8KN;C2106:0.4×2.1×0.6×4=2KN;C1518:0.4×1.5×1.8×2=2.16KN;总计:44.96KN(5)五层楼板:板:=3.85×[(5.7×3.35—0.1×0.1×2)×27+(7×2.1—0.15×0.1×4)×7+1×5.7+2.15×0.95]+1.5第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计×3.85×(5.7×3.35—0.1×0.1×2)=2505.4KN(6)二、三、四层楼面:同五层(7)二、三、四层各构件:同五层(8)一层:外墙:6.78×5.5×4+2.26×[(3.6—0.25)×3—2.1×1.8]×25+2.26×3.35×3+2.26×[(2.4—0.5)×3—1.5×1.8]×2+2.26×1.3×3=548.48KN内墙:1.44×5.91×(3.6—0.4)×9+1.44×5.5×(3.6—0.6)×9+1.44×[(3.6—0.25)×3—0.9×2.1]×18+1.44×[(3.6—0.25)×3—2.1×0.6]×3+3.94×(5.5+2.2×3+3.21)×(3.6—0.6)=889.38KN柱:6.96×4.55×32=1013.4KN门:M0921:0.2×0.9×2.1×18=6.8KN;M1527:0.4×1.5×2.7×2=3.24KNM1827:0.4×1.8×2.7×2=3.89KN;M0721:0.2×0.7×2.1=0.3KNM1121:0.4×1.1×2.1×2=1.85KN;总计:6.8+3.24+3.89+0.3+1.85=16.08KN窗:C2118:0.4×2.1×1.8×26=37.8KN;C0918:0.4×0.9×1.8×2=1.3KNC2106:0.4×2.1×0.6×3=2KN;总计:37.8+1.3+2=41.1KN(9)走廊、楼梯面积:(7.2×2.2—0.26×0.15×4)×7+6.01×3.4×2+4.6×6.01=109.76+40.87+27.65=178.28m2(10)办公室面积:(5.91×3.4—0.15×0.26×2)×24+2.2×1.11+0.2×5.91×5=480.53+2.44+5.91=488.88m2(11)屋顶局部房间面积:3.38×5.89+6.98×5.89=61.2m2(12)屋顶楼梯间面积:3.38×5.89=19.9m2表3.1各层各构件的重力荷载标准值统计层号纵梁横梁次梁楼板外墙内墙柱门窗中跨边跨1422.139634.2185.482505.4548.48889.381013.416.0841.12-5422.139634.2185.482505.4568937.56801.89.3544.966422.139634.2185.482505.4273.952.5150.341.136.556层屋顶120.674.2523.64418各层重力荷载代表值:G1=2505.4+422.1+396+34.2+185.48+0.5×(1013.4+548.48+889.38+16.08+41.1)+0.5×(568+937.56+801.8+9.35+44.96)+0.5×(178.28×2.5+488.88×2)=6689.9KN第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计G2=G3=G4=2505.4+422.1+396+34.2+185.48+801.8+568+937.56+1.85+44.96+0.5×(178.28×2.5+488.88×2)=6608.1KNG5=3220.14+422.1+396+34.2+185.48+0.5×(568+937.56+801.8+9.35+44.96+312.5)+0.5×(237.9+52.5+150.34+1.13+6.55)+0.5×(61.2×2+19.9×2.5)=5905.3KNG6=418+120.6+74.25+23.64+110.86+0.5×(237.9+52.5+150.34+1.13+6.55)=971.6kn4.横向荷载作用下的内力计算4.1框架侧移刚度计算4.1.1梁线刚度计算梁的线刚度ib=EcIb/lEc—混凝土弹性模量;l—梁的计算跨度;Ib—梁的截面惯性矩,由于现浇楼面中,考虑楼板对梁提供刚度,形成T型梁,故中框架梁Ib=2Io,边框架梁Ib=1.5Io表4.1梁线刚度ib计算表EC(N/mm2)b×h(mm×mm)Io(109mm4)l(mm)ECIo/l(N.mm)1.5ECIo/l(N.mm)2ECIo/l(N.mm)横梁边跨3×104300×6005.4×10960002.7×10104.05×10105.4×1010横梁中跨3×104200×4001.07×10924001.34×10102.01×10102.675×1010纵梁3×104300×6005.4×10972002.25×10103.375×10104.5×10104.1.2柱线刚度计算柱的线刚度ic=EI/hE—混凝土弹性模量;h—框架柱的计算高度;I—柱的截面惯性矩表4.2柱线刚度ic计算表EC(N/mm2)b×h(mm×mm)Io(109mm4)h(mm)ECIo/l(N.mm)底柱3×104500×5005.2145503.435×10102至6层柱3×104500×5005.2136004.342×10104.1.3柱横向侧移刚度计算(1)底层:边框架边柱A-1、A-15、D-1、D-150K=Σib/ic=4.05×1010/3.435×1010=1.179αc=(0.5+K)/(2+K)=0.528图4.1.1底层边框架边柱、梁线刚度第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计D=αc×12×ic/h2=10512.82边框架中柱B-2、B-3、C-2、C-3K=Σib/ic=6.06×1010/3.435×1010=1.764αc=(0.5+K)/(2+K)=0.6D=αc×12×ic/h2=11946.38图4.1.2底层边框架中柱、梁线刚度中框架边柱A-(2-14)、D-(2-14)K=Σib/ic=5.4×1010/3.435×1010=1.57αc=(0.5+K)/(2+K)=0.D=αc×12×ic/h2=11548.17图4.1.3底层中框架边柱、梁线刚度中框架中柱B-(2-14)、C-(2-14)K=Σib/ic=8.075×1010/3.435×1010=2.35αc=(0.5+K)/(2+K)==0.655D=αc×12×ic/h2=13041.47图4.1.4底层中框架中柱、梁线刚度ΣD=(10512.82+11946.38)×4+(11548.17+13041.47)×12=384912.48(2)二层:边框架边柱A-1、A-15、D-1、D-15K=Σib/2ic=8.1×1010/8.684×1010=0.933αc=K/(2+K)=0.318D=αc×12×ic/h2=12784.78图4.1.5二层边框架边柱、梁线刚度边框架中柱B-2、B-3、C-2、C-3K=Σib/2ic=12.12×1010/8.684×1010=1.396αc=K/(2+K)=0.411D=αc×12×ic/h2=16523.72图4.1.6二层边框架中柱、梁线刚度中框架边柱A-(2-14)、D-(2-14)K=Σib/2ic=10.8/8.684=1.24αc=K/(2+K)=0.383D=αc×12×ic/h2=15398.02图4.1.7二层中框架边柱、梁线刚度中框架中柱B-(2-14)、C-(2-14)K=Σib/2ic=16.15×1010/8.684×1010=1.86αc=K/(2+K)=0.482D=αc×12×ic/h2=19378.18图4.1.8二层中框架中柱、梁线刚度第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计ΣD=(12784.78+16523.72)×4+(15398.02+19378.18)×12=534634.69(3)三、四、五层侧移刚度同二层(4)局部六层:边框架边柱C-3、C-7、D-3、D-7K=Σib/2ic=8.1×1010/8.684×1010=0.933αc=K/(2+K)=0.318D=αc×12×ic/h2=12784.78图4.1.9六层边框架边柱、梁线刚度中框架边柱A-(2-14)、D-(2-14)K=Σib/2ic=10.8/8.684=1.24αc=K/(2+K)=0.383D=αc×12×ic/h2=15398.02图4.1.10六层中框架边柱、梁线刚度ΣD=12784.78×4+15398.02×2=81973.69表4.3各层侧移刚度汇总表层次123456ΣDi(N/mm)38491253463453463453463453463481973ΣD1/ΣD2=384912/534634=0.72>0.7,故该框架为规则框架。4.2横向地震作用下框架结构的内力和侧移计算4.2.1横向自振周期计算横向自振周期计算采用结构顶点位移法:VGi=ΣGk(Δu)i=VGi/ΣDijuT=Σ(Δu)k注:ΣDij为第i层的层间侧移刚度(Δu)i为第i层的层间位移(Δu)k为第k层的层间位移基本自振周期T1(s)可按下式计算:注:ψT为结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数,取0.7uT为假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的结构顶点位移第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计表4.4横向地震作用下结构顶点的假想位移计算层次Gi(KN)VGi(KN)∑Di(N/mm)Δui(mm)ui(mm)6971.6971.68197311.85224.2155905.36876.953463412.86212.3646608.11348553463425.22199.536608.120093.153463437.58174.2826608.126701.253463449.94136.716689.933391.138491286.7586.754.2.2水平地震作用以及楼层地震剪力计算本办公楼结构未超过40米,质量和刚度沿高度分布比较均匀,变形以剪切型为主,故可用底部剪力法计算水平地震作用,即:(1)结构等效总重力荷载代表值Geq:Geq=0.85∑Gi=0.85×33391.7=28382.95KN(2)计算水平地震影响系数:资阳市设计地震分组为第三组,本设计场地是二类场地查表得二类场地近震特征周期值Tg=0.45s5Tg=5×0.45=2.25s,TgT1=0.563s,所以不考虑顶部附加地震作用的计算(4)各质点横向水平地震作用按下式计算(5)地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi为:Vi=ΣFk(i=1,2……n)计算过程如下表:表4.5各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计层号Hi(mm)Gi(kN)GiHi(kN·m)GiHi/∑GjHiFi(kN)Vi(kN)622550971.621909.580.05581.41244.245189505905.3111905.440.2817415.82497.244153506608.1101434.340.2554376.92874.153117506608.177645.180.1955288.521162.67281506608.153856.020.1356200.121362.79145506689.930439.050.0766113.111475.9∑397189.591.000注:顶端存在鞭端效应,上表中将顶端剪力扩大了3倍,但是增大的剪力部分不往下传递。图4.2水平地震作用图图4.3层间剪力分布图根据《抗震规范》,查得楼层最小地震剪力系数值为λ=0.016,各楼层最小地震剪力为:VEKmin6=0.016×971.6=15.55KN<244.24KNVEKmin5=0.016×(971.6+5905.3)=110.03KN<497.24KNVEKmin4=0.016×(971.6+5905.3+6608.1)=215.76KN<874.15KNVEKmin3=0.016×(971.6+5905.3+6608.1+6608.1)=321.49KN<1162.67KNVEKmin2=0.016×(971.6+5905.3+6608.1+6608.1+6608.1)=427.22KN<1362.79KNVEKmin1=0.016×(971.6+5905.3+6608.1+6608.1+6608.1+6689.9)=532.95KN<1475.9KN满足要求4.3多遇水平地震作用下的位移验算第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计水平地震作用下框架结构的层间位移△ui和顶点位移ui分别按下列公式计算:(△u)i=Vi/ΣDij;ui=Σ(△u)k各层的层间弹性位移角θe=△ui/hi,根据《抗震规范》,钢筋混凝土框架结,层间弹性位移角限值[θe]<1/550=0.00182。计算过程如下表:表4.6横向水平地震作用下的位移验算层次Vi(kN)∑Di(N/mm)(△u)i(mm)ui(mm)hi(mm)θe=△ui/hi6244.24819732.9814.136000.0008275497.245346340.9311.1236000.0002584874.155346341.6410.1936000.00045431162.675346342.188.5636000.00060421362.795346342.556.3836000.00070811475.93849123.833.8345500.000843由此可见,最大层间弹性位移角发生在第一层,1/1186<1/550,满足规范要求。4.4水平地震作用下框架内力计算4.4.1框架柱端剪力及弯矩计算分别按下列公式计算:Vij=DijVi/ΣDij;Mbij=Vijyh;Muij=Vij(1-y)h;y0=y1+y2+y3注:y0为框架柱的标准反弯点高度比y1为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比修正值y2、y3为上下层层高变化时反弯点高度比修正值y为框架柱的反弯点高度比底层柱需考虑修正值y2,二层柱需考虑修正值y1和y3,其他柱无修正。以9轴线横向框架内力的计算为例:表4.7各柱反弯点高度的修正第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计柱号层号Ky0y1y2y3y边柱51.240.360000.3641.240.450000.4531.240.460000.4621.240.50000.511.570.650000.65中柱51.860.40000.441.860.450000.4531.860.50000.521.860.50000.512.350.610000.61表4.8横向地震下各层柱端弯矩及剪力计算柱号层号hi(m)Vi(KN)∑Di(N/mm)Di(N/mm)Vij(KN)yMbij(KN.m)Muij(KN.m)边柱53.6497.2453463415398.0214.320.3618.563343.6874.1553463415398.0225.180.4540.7849.8533.61162.6753463415398.0233.490.4655.4565.123.61362.7953463415398.0239.250.570.6570.6514.551475.938491211548.1744.280.65130.9670.52中柱53.6497.2453463419378.1818.020.425.9638.9343.6874.1553463419378.1831.680.4551.3362.7333.61162.6753463419378.1842.140.575.8675.8623.61362.7953463419378.1849.390.588.9188.9114.551475.938491213041.4750.010.61138.7988.744.4.2框架梁端弯矩、剪力及柱轴力计算分别按以下公式计算:Mlb=ilb(Mbi+j+Mni,j)/(ilb+irb)Mrb=irb(Mbi+j+Mni,j)/(ilb+irb)Vb=(Mni,j+Mrb)/lNi=Σ(Vlb-Vrb)k注:Ilb、irb分别表示节点左、右梁线刚度Mlb、Mrb分别表示节点左、右梁弯矩Ni表示柱在i层的轴力,认定受压为正具体计算过程见下表以第5层为例:第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计边梁:Mlb=Ml5=33KN.m中梁:Mlb=Mrb=38.93—26.03=12.9KN.mMrb=38.93×4.05/(4.05+2.01)=26.03KN.m边梁:Vb=(33+26.03/6=9.84KN中梁:Vb=(12.9+12.9)/2.4=10.75KN边柱:N=0-9.84=-9.84KN中柱:N=9.84-10.75=-0.91KN表4.9梁端弯矩,剪力及柱轴力的计算层号边梁中梁柱轴力MlbMrblVbMlbMrblVb边柱中柱53326.0369.8412.912.92.410.75-9.84-0.91468.4159.31621.2929.3829.382.424.48-31.12-4.113105.8885.05631.8242.1342.132.435.11-62.95-7.42126.1110.18639.3854.5854.582.445.49-102.33-13.51141.17118.8643.3358.8558.852.449.04-145.66-19.21图4.4水平地震作用下弯矩图(KN.m图4.5水平地震作用下梁剪力及柱轴力图(KN.m)4.5横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计4.5.1风荷载计算本工程所在地基本风压0.3KN/m2,地面粗糙度C类风压标准值计算公式:ωk=βzμsμzω0ωk——风荷载标准值,(kN/m2);βz——z高度处的风振系数;μs——风荷载体型系数;μz——风压高度变化系数;ω0——基本风压,(kN/m2).作用在楼面梁和屋面梁节点处的集中荷载标准值:Pw=βzμsμzω0(hi+hj)B/2房屋高度算到女儿墙顶,22.5m<30m,高宽比H/B=22.5/15=1.48<1.5按《荷载规范》的规定,不考虑顺风向风振的影响,βz=1。查表μs=1.3ω0=0.3表4.10风荷载计算表层次Hiβzμzμsω0ωk(hi+hj)/2BPw518.4511.30.810.30.323.650.938.59414.8511.30.740.30.293.650.952.88311.2511.30.740.30.293.650.952.8827.6511.30.740.30.293.650.952.8814.0511.30.740.30.293.82550.956.194.5.2风荷载作用下水平位移验算水平风荷载作用下结构的层间位移△ui和顶点位移ui按下公式计算:(1);(2);(3)θε=计算过程见下表表4.11风荷载作用下的位移验算层次Fi(KN)Vi(kN)∑Di(N/mm)△ui(mm)ui(mm)hiθε538.59745346340.13847.8975360026011452.88126.885346340.23731.7591360015170352.88179.765346340.33621.5218360010707252.88232.645346340.43511.185536008273156.19288.833849120.75040.750440505397由上表可知,风荷载作用下最大层间位移为<1/550,满足规范要求。4.5.3风荷载作用下框架内力计算第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计4.5.3.1框架柱端弯矩及剪力计算分别按下列公式计算:Vij=DijVi/ΣDijMbij=VijyhMuij=Vij(1-y)hy0=y1+y2+y3注:y0为框架柱的标准反弯点高度比y1为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比修正值y2、y3为上下层层高变化时反弯点高度比修正值y为框架柱的反弯点高度比底层柱需考虑修正值y2,二层柱需考虑修正值y1和y3,其他柱无修正。以9轴线横向框架内力的计算为例:表4.12各柱反弯点高度的修正柱号层号Ky0y1y2y3y边柱51.240.360000.3641.240.410000.4131.240.460000.4621.240.50000.511.570.590000.59中柱51.860.40000.441.860.450000.4531.860.50000.521.860.50000.512.350.550000.55表4.13横向风载下各层柱端弯矩及剪力计算柱号层号hi(m)Vi(KN)∑Di(N/mm)Di(N/mm)Vij(KN)yMbij(KN.m)Muij(KN.m)边柱53.673.9953463415398.022.130.362.764.9143.6126.8853463415398.023.650.415.397.7633.6179.7653463415398.025.180.468.5710.0123.6232.6453463415398.026.70.512.0612.0614.55288.8338491211548.178.670.5923.2616.17中柱53.673.9953463419378.182.680.393.865.7943.6126.8853463419378.184.60.447.459.11第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计33.6179.7653463419378.186.510.4911.7311.7323.6232.6453463419378.188.430.515.1815.1814.55288.8338491213041.479.790.5524.4920.034.5.3.2框架梁端弯矩、剪力及柱轴力计算分别按以下公式计算:Mlb=ilb(Mbi+j+Mni,j)/(ilb+irb)Mrb=irb(Mbi+j+Mni,j)/(ilb+irb)Vb=(Mni,j+Mrb)/lNi=Σ(Vlb-Vrb)k注:Ilb、irb分别表示节点左、右梁线刚度Mlb、Mrb分别表示节点左、右梁弯矩Ni表示柱在i层的轴力,认定受压为正具体计算过程见下表以第5层为例:边梁:Mlb=Ml5=4.91KN.mMrb=5.8×4.05/(4.05+2.01)=3.87KN.m中梁:Mlb=Mrb=5.8-3.87=1.92KN.m边梁:Vb=(4.91+3.87)/6=1.46KN中梁:Vb=(1.92+1.92)/2.4=1.6KN边柱:N=0-1.46=-1.46KN中柱:N=1.46-1.6=-0.14KN表4.14梁端弯矩,剪力及柱轴力的计算层号边梁中梁柱轴力MlbMrblVbMlbMrblVb边柱中柱54.913.8761.461.921.922.41.6-1.464-0.135410.528.67644.34.32.43.6-4.66-0.52315.4612.8364.716.356.352.45.29-9.38-1.1220.631866.448.918.912.47.43-15.82-2.09128.2323.5568.6311.679.722.49.72-24.44-3.18第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计图4.6水平风荷载作用下弯矩图(KN.m)图4.7水平风荷载作用下梁剪力及柱轴力图(KN)5竖向荷载作用下框架内力计算5.1恒载下梁柱端弯矩、剪力及轴力计算5.1.1梁端固定弯矩计算第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计图5.1横向框架荷载作用图图5.2各节点处梁柱相对线刚度(1)屋面恒载:MgAW,BW=—1/12×gl2=-1/12×21.2×62=—63.6KN.mMgBW,AW=63.6KN.mMgBW,CW=—1/12×gl2=—1/12×2×2.42=—0.96KN.mMgCW,BW=0.96KN.mMgCW,DW=MgAW,BW=—63.6KN.mMgDW,CW=MgBW,AW=63.6KN.m(2)楼面恒载:MgAW,BW=—1/12×gl2=—1/12×20.52×62=—61.56KN.mMgBW,AW=61.56KN.mMgBW,CW=—1/12×gl2=—1/12×2×2.42=—0.96KN.mMgCW,BW=0.96KN.mMgCW,DW=MgAW,BW=—61.56KN.mMgDW,CW=MgBW,AW=61.56KN.m(3)屋面活载:MqAW,BW=—1/12×ql2=—1/12×6.1×62=—18.3KN.mMqBW,AW=18.3KN.mMqBW,CW=—1/12×ql2=—1/12×0×2.42=0KN.mMqCW,BW=0KN.mMqCW,DW=MqAW,BW=—18.3KN.mMqBW,AW=18.3KN.m(4)楼面活载同屋面活载5.1.2弯矩二次分配法计算竖向恒载下框架内力第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计采用无侧移框架的弯矩分配法计算竖向荷载作用下框架结构的杆端弯矩,由于要考虑任一节点不平衡弯矩对框架所以杆件的影响,因而计算十分冗繁。由分层法可知,多层框架的节点不平衡弯矩对邻近节点影响较大,对较远节点影响较小。为例简化计算,可假定某一点的不平衡弯矩只对与该节点相交的各杆件的远端有影响,而对其余杆件的影响忽略不计。计算时,先对各节点不平衡弯矩进行第一次分配,并向远端传递(传递系数均取1/2),再将因传递弯矩而产生的新的不平衡弯矩进行第二次分配。表5.1恒载下弯矩二次分配法第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计图5.3恒载作用下弯矩图(KN.m)图5.4恒载作用下梁、柱剪力图(KN)对于节点不平衡弯矩值较小,对整个过程几乎没影响,所以不做节点不平衡弯矩的再次分配。本设计中梁端弯矩调幅系数取0.85表5.2梁端弯矩调幅计算表5.1.3梁柱端剪力及柱轴力计算梁端剪力:V=Vq+VmVq:梁上均布荷载引起的剪力Vq=ql/2Vm:梁端弯矩引起的剪力Vm=(M左+M右)/l第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计柱端剪力:V上=V下=ΣM/l柱轴力:N上=V+PN下=V+P+柱自重V:梁端剪力P:柱顶竖向集中荷载表5.3恒载作用下梁端剪力计算表5.4恒载作用下柱端剪力计算表5.5恒载作用下柱轴力计算第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计5.1.4梁跨中弯矩计算以第五层的AB跨和BC跨为例:MAB=ql2/8—(M左+M右)/2=21.2×62/8—(33.73+33.77)/2=58.65KN.mMBC=ql2/8—(M左+M右)/2=2×2.42/8—(11.26+11.26)/2=—9.82KN.m同理,可计算出其他的跨中弯矩计算,结果见下表:表5.6恒载作用下梁端跨中弯矩计算表本表中跨中弯矩为梁端负弯矩调幅后的跨中弯矩CD跨中弯矩同AB跨梁端负弯矩减小后,应按平衡条件计算调幅后的跨中弯矩,且要求梁跨中正弯矩至少应取简支梁计算的跨中弯矩的1/2,故对上表所示跨中弯矩进行检查,确定最后的跨中弯矩,结果见表表5.7恒载作用下最终梁跨中弯矩计算表CD跨最终跨中弯矩同AB跨5.2活载下梁柱端弯矩、剪力及轴力计算5.2.1梁端固定弯矩计算同恒载梁端固定弯矩计算5.2.2弯矩二次分配法计算竖向活载下框架内力第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计表5.8活载下弯矩二次分配法第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计图5.5活载作用下弯矩图(KN.m)图5.6活载作用下梁、柱剪力图(KN)对于节点不平衡弯矩值较小,对整个过程几乎没影响,所以不做节点不平衡弯矩的再次分配。本设计中梁端弯矩调幅系数取0.85表5.9梁端弯矩调幅计算表5.2.3梁端、柱端剪力和柱轴力计算梁端剪力:V=Vq+VmVq:梁上均布荷载引起的剪力Vq=ql/2Vm:梁端弯矩引起的剪力Vm=(M左+M右)/l柱端剪力:V上=V下=ΣM/l第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计柱轴力:N上=V+PN下=V+P+柱自重V:梁端剪力P:柱顶竖向集中荷载表5.10活载作用下梁端剪力计算表表5.11活载作用下柱端剪力计算表表5.12活载作用下柱轴力计算表第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计5.2.4梁跨中弯矩计算以第五层的AB跨和BC跨为例:MAB=ql2/8-(M左+M右)/2=6.1×62/8-(3.83+4.46)/2=23.3KN.mMBC=ql2/8-(M左+M右)/2=0-(0.99+0.99)/2=-0.99KN.m同理,可计算出其他的跨中弯矩计算,结果见下表:表5.12活载作用下梁端跨中弯矩本表中跨中弯矩为梁端负弯矩调幅后的跨中弯矩CD跨中弯矩同AB跨梁端负弯矩减小后,应按平衡条件计算调幅后的跨中弯矩,且要求梁跨中正弯矩至少应取简支梁计算的跨中弯矩的1/2,故对上表所示跨中弯矩进行检查,确定最后的跨中弯矩,结果见表表5.13恒载作用下最终梁跨中弯矩CD跨最终跨中弯矩同AB跨6内力组合6.1结构的抗震等级结构的抗震等级可以根据结构的类型,地震烈度,房屋高度等因素,有规范查得。根据规范可以知道本工程得框架为三级框架。6.2框架梁柱内力组合本方案考虑四种内力组合,即1.2SGK+1.4SQK、1.35SGK+1.4×0.7SQK、1.2SGK+1.3SQK、及1.2SGK+0.9×1.4ΣSQK第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计。考虑到钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布的性质,在竖向荷载下可以适度降低梁端弯矩,进行调幅(调幅系数取0.5),以减少负弯矩钢筋的拥挤现象。在竖向荷载作用下,可考虑框架梁端塑性变形内力重分布对梁端负弯矩的影响,对其乘以调幅系数进行调幅,并应符合下列规定:(1)现浇框架梁端负弯矩调幅系数β可取0.8-0.9(2)看空间梁端负弯矩调幅后,梁端中弯矩应按平衡条件得(3)调幅后跨中弯矩可按下式计算:M=M中+(Mlo+Mro)(1-β)/2(4)应先对竖向荷载作用下框架梁的弯矩进行调幅,再与水平作用产生的框架梁弯矩进行组合(5)截面设计时,框架梁跨中截面正问你设计值不应小于竖向荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩设计值的50%梁弯矩组合表及柱组合表见下表表6.1屋面框架梁内力组合第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计6.2四层楼面梁框架梁内力组合6.3三层楼面梁框架梁内力组合第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计表6.4二层楼面梁框架内力组合表6.5底层楼面梁框架内力组合第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计表6.6柱内力组合第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计7截面设计7.1梁配筋计算梁的最不利设计(五层框架梁)经以上计算可知,梁的最不利内力如下:AB跨:A支座:-62.53KN.mBC跨:B支座右:-21.19KN.m跨间:103.88KN.m跨间:-11.8KN.mB支座左:-61.18KN.m7.1.1梁正截面受弯承载力计算抗震设计中,对于楼面现浇的框架结构,梁支座负弯矩按矩形截面计算纵筋数量,跨中正弯矩按T形截面计算纵筋数量。(1)AB跨考虑跨间最大弯矩,按T形截面设计,翼缘计算宽度bf"按跨度考虑,bf"取=l/3=6000/3=2000mm,梁内纵向钢筋选HRB335级钢筋(fy=f"y=300N/mm),混凝土C30(fc=14.3N/mm2),ho=h-a=600-35=565mm。因为α1fcbf"hf"(ho-hf"/2)=1.0×14.3×2000×100×(565—100/2)=1472.9>103.88KN.m属第一类T形截面,下面跨间截面按单筋T形截面计算:αs=M/(fcbf"ho2)=103.88×106/(1.0×14.3×2000×5652)=0.011ξ=1-(1-αs)1/2=1-(1-2×0.0011)1/2=0.011As=α1fcb"fξho/fy=1.0×14.3×2000×0.011×565/300=592.5mm2实配钢筋318As=763mm2ρ=As/bho=763/300×565=0.45%>ρmin=0.2%(2)支座A处上部αs=M/(fcbf"ho2)=62.53×106/(1.0×14.3×300×5652)=0.046ξ=1-(1-αs)1/2=1-(1-2×0.046)1/2=0.047As=α1fcb"fξho/fy=1.0×14.3×300×0.047×565/300=379.74mm2实配钢筋218As=508.7mm2ρ=As/bho=508.7/300×565=0.3%>ρmin=max{0.2%,0.55ft/fy=0.26%}(3)支座B处上部αs=M/(fcbf"ho2)=61.18×106/(1.0×14.3×300×5652)=0.045ξ=1-(1-αs)1/2=1-(1-2×0.045)1/2=0.046As=α1fcb"fξho/fy=1.0×14.3×300×0.046×565/300=371.66mm2第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计实配钢筋218As=508.7mm2ρ=As/bho=508.7/300×565=0.3%>ρmin=max{0.2%,0.55ft/fy=0.26%}(4)BC跨考虑跨间最大弯矩,按T形截面设计,翼缘计算宽度bf"按跨度考虑,bf"取=l/3=2400/3=800mm,梁内纵向钢筋选HRB335级钢筋(fy=f"y=300N/mm2),混凝土C30(fc=14.3N/mm2),ho=h-a=400-35=365mm。因为α1fcbf"hf"(ho-hf"/2)=1.0×14.3×800×100×(365—100/2)=360.36>11.8KN.m属第一类T形截面,下面跨间截面按单筋T形截面计算:αs=M/(fcbf"ho2)=11.8×106/(1.0×14.3×800×3652)=0.008ξ=1-(1-αs)1/2=1-(1-2×0.008)1/2=0.008As=α1fcb"fξho/fy=1.0×14.3×800×0.008×365/300=11.3mm2实配钢筋214As=307mm2ρ=As/bho=307/200×365=0.42%>ρmin==max{0.2%,0.55ft/fy=0.26%}(5)支座B处上部αs=M/(fcbf"ho2)=21.19×106/(1.0×14.3×200×3652)=0.056ξ=1-(1-αs)1/2=1-(1-2×0.056)1/2=0.058As=α1fcb"fξho/fy=1.0×14.3×300×0.058×365/300=302.7mm2实配钢筋316As=462mm2ρ=As/bho=402/200×365=0.63%>ρmin=max{0.2%,0.55ft/fy=0.26%}表7.1五层梁正截面配筋计算表截面支座AAB跨支座B左支座B右BC跨M-62.53103.8861.18-21.19-11.8b×ho300×565300×565300×565200×365200×365αs=M/(fcbf"ho2)0.0460.0110.0450.0560.008ξ=1-(1-αs)1/20.0470.0110.0460.0580.008As=α1fcb"fζho/fy379.74592.5371.66302.7111.3配筋218318218316214配筋面积508.7763508.7462307ρ0.3%0.45%0.3%0.63%0.42%第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计表7.2四层梁正截面配筋计算表截面支座AAB跨支座B左支座B右BC跨M-109.388.05101.6-33-4.7b×ho300×565300×565300×565200×365200×365αs=M/(fcbf"ho2)0.080.0640.0740.0560.002ξ=1-(1-αs)1/20.0830.0670.0770.0580.002As=α1fcb"fζho/fy672.86537.34623.5300.727.8配筋318318318316214配筋面积763763763462307ρ0.45%0.45%0.45%0.63%0.42%表7.4三层梁正截面配筋计算表截面支座AAB跨支座B左支座B右BC跨M-144.489150.5-57.8-5.2b×ho300×565300×565300×565200×365200×365αs=M/(fcbf"ho2)0.0610.0380.0640.0250.002ξ=1-(1-αs)1/20.0630.0390.0660.0250.002As=α1fcb"fζho/fy879.66537.85918.26345.8530.72配筋418318418316214配筋面积10177631017462307ρ0.6%0.45%0.6%0.63%0.42%表7.5二层梁正截面配筋计算表截面支座AAB跨支座B左支座B右BC跨M-164.389.4150.5-57.9-5.2b×ho300×565300×565300×565200×365200×365αs=M/(fcbf"ho2)0.070.0380.0640.0250.002ξ=1-(1-αs)1/20.0720.0390.0660.0250.002As=α1fcb"fζho/fy1005.7537.85928.3345.8530.72配筋420318420316214配筋面积12567631256462307ρ0.74%0.45%0.74%0.63%0.42%第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计表7.6一层梁正截面配筋计算表截面支座AAB跨支座B左支座B右BC跨M-174.8394.36156.1-63.56-7.5b×ho300×565300×565300×565200×365200×365αs=M/(fcbf"ho2)0.0740.040.0660.0270.003ξ=1-(1-αs)1/20.0770.0410.0690.0270.003As=α1fcb"fζho/fy1072.8568.3953.57380.244.32配筋420318420316214配筋面积12567631256462307ρ0.74%0.45%0.74%0.63%0.42%7.1.2梁斜截面受剪承载力计算(1)AB跨验算截面尺寸:0.2βcfcbho=0.2×1.0×14.3×300×565=485KN>γREVb=0.85×102.1=86.78KN故截面尺寸满足要求箍筋计算:加密区——Φ8@100(梁两端各900)非加密区——Φ8@200V1=0.42ftbho+1.25fyvAsvho/S=0.42×1.43×300×565+1.25×210×101×565/100=251.6KN>120KNV2=0.42ftbho+1.25fyvAsvho/S=0.42×1.43×300×565+1.25×210×101×565/150=201.7KN>120KN满足要求ρsv=nAsv/(bs)=2×50.3/(300×150)=0.22%>ρsv,min=0.26×ft/fyv=0.26×1.43/210=0.177%满足要求(2)BC跨1验算截面尺寸0.2βcfcbho=0.2×1.0×14.3×200×365=208.8KN>γREVb=0.85×14.3=12.16KN故截面尺寸满足要求2箍筋计算加密区——Φ8@100(梁两端各400)非加密区——Φ8@200V1=0.42ftbho+1.25fyvAsvho/S=0.42×1.43×200×365+1.25×210×101×365/100=140.6KN>57KN第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计V2=0.42ftbho+1.25fyvAsvho/S=0.42×1.43×200×365+1.25×210×101×365/150=108.36KN>57KN满足要求ρsv=nAsv/(bs)=2×50.3/(200×150)=0.36%>ρsv,min=0.26×ft/fyv=0.26×1.43/210=0.177%满足要求由于其他各层梁端截面处的剪力均小于120kN和57kN,因此其他个层均采用如下的箍筋配置方式:AB跨BC跨加密区——Φ8@100(梁两端各900)加密区——Φ8@100(梁两端各400)非加密区——Φ8@200非加密区——Φ8@2007.2柱配筋计算7.2.1轴压比和剪跨比验算根据《抗震规范》,对于三级抗震等级,剪跨比大于2,轴压比小于0.85。下表给出了框架柱各层剪跨比和轴压比计算结果,注意,表中的Mc、Vc和N都不应考虑抗震调整系数,由表可见,各柱的剪跨比和轴压比均满足规范要求。混凝土:所有框架柱均采用C30,fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2钢筋:所有纵向钢筋采用HRB335,fy=300N/mm2;所有箍筋采用HPB235,fy=210N/mm2表7.7柱剪跨比和轴压比验算7.2.2柱正截面承载力计算这里以第五层A柱为例,详细说明计算方法和过程,柱截面尺寸为500mm×500mm,取a=a’=40。按前面的三种内力组合,分别进行正截面验算。第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计(1)|M|max及相应的N|M|max=69.67KN.mN=226.8KNeo=M/N=69.67×106/226.8×103=307.2mmea=(h/30,20)max=(500/30,20)max=20mmei=eo+ea=307.2+20=327.2mmlo=1.25H=1.25×3600=4500mm由于lo/h=4500/500=9>5,故考虑偏心距增大系数ηζ1=0.5fcA/N=0.5×14.3×500×500/226.8×103=7.88>1.0取ζ1=1.0ζ2=1.15—0.01×lo/h=1.15—0.01×9=1.06>1.0取ζ2=1.0η=1+(lo/h)2ζ1ζ2ho/1400/ei=1+81×460/1400/327.2=1.08由于对称配筋,故ζ=N/α1fcbho=226.8×103/(1.0×14.3×500×460)=0.0689<0.518x=ζho=0.0689×460=31.7mm<2a=80mm故属于大偏心受压情况,因此e=ηei+h/2—as=1.08×327.2+500/2—40=563.4mmAs=A"s=[Ne—ζ(1—0.5ζ)fcbho2]/fy/(ho—as)=[226.8×103×563.4—0.0689×(1—0.5×0.0689)×14.3×500×4602]/300/(460—40)=226.1mm2(2)Nmax及相应的MNmax=400.26KNM=41.78KN.meo=M/N=41.78×106/400.26×103=104.4mmea=(h/30,20)max=(500/30,20)max=20mmei=eo+ea=104+20=124mmlo=1.25H=1.25×3600=4500mm由于lo/h=4500/500=9>5,故考虑偏心距增大系数ηζ1=0.5fcA/N=0.5×14.3×500×500/400.26×103=4.46>1.0取ζ1=1.0ζ2=1.15—0.01×lo/h=1.15—0.01×9=1.06>1.0取ζ2=1.0η=1+(lo/h)2ζ1ζ2ho/1400×ei=1+81×460/1400/124=1.21由于对称配筋,故ζ=N/α1fcbho=400.26×103/1.0×14.3×500×460=0.122<0.518x=ζho=0.122×460=56.12mm<2a=80mm故属于大偏心受压情况,因此e=ηei+h/2—as=1.16×163+500/2—40=361mmAs=A"s=[Ne—ζ(1—0.5ζ)fcbho2]/fy/(ho—as)=[400.26×103×399.1—0.122×(1—0.5×0.122)×14.3×500×4602]/300/(460—40)=—225.6mm2<0按构造配筋第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计(1)Nmin及相应的MNmax=207.6KNM=5.3KN.meo=M/N=5.3×106/207.6×103=25.5mmea=(h/30,20)max=(500/30,20)max=20mmei=eo+ea=25.5+20=45.5mmlo=1.25H=1.25×3600=4500mm由于lo/h=4500/500=9>5,故考虑偏心距增大系数ηζ1=0.5fcA/N=0.5×14.3×500×500/207.6×103=8.6>1.0取ζ1=1.0ζ2=1.15—0.01×lo/h=1.15—0.01×9=1.06>1.0取ζ2=1.0η=1+(lo/h)2ζ1ζ2ho/1400×ei=1+81×460/1400/45.5=1.58由于对称配筋,故ζ=N/α1fcbho=207.6×103/1.0×14.3×500×460=0.063<0.518x=ζho=0.063×460=29mm<2a=80mm故属于大偏心受压情况,因此e=ηei+h/2—as=1.58×45.5+500/2—40=282mmAs=A"s=[Ne—ζ(1—0.5ζ)fcbho2]/fy/(ho—as)=[207.6×103×282—0.063×(1—0.5×0.063)×14.3×500×4602]/300/(460—40)=—269mm2<0按构造配筋最终配筋:综合上述三种内力组合的配筋结果,又按照构造要求配筋,选配318总配筋率:ρ=8×254/500/500=0.81%>0.7%单侧配筋率:ρ=3×254/500/500=0.3%>0.2%表7.8A柱正截面承载力计算第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计表7.9B柱正截面承载力计算7.2.3柱斜截面受剪承载力计算以第五层A轴柱为例,详细说明计算方法和过程,柱截面尺寸为500×500,取a=a’=40,由于框架柱的反弯点在柱层高范围内,可取剪压比V=ηvc(Mct+Mcb)/Hn=39.8KNλ=Hn/2/ho=3600/2/460=3.91>3取λ=3V/(βcfcbho)=39.8×103/(1.0×14.3×500×460)=0.012<0.2满足要求考虑地震作用组合的框架柱的轴向压力设计值为N=400.3KN<0.3fcA=0.3×14.3×500×500/1000=1072.5KN取N=400.2KNAsv/s=(V-1.05×ft×b×ho/(1+λ)-0.056N)/fyvho=[39.8×103-(1.05/4)×1.43×500×460-0.056×400.3×103]/210×460=-0.71<0加密区箍筋最大间距(8d,150)min,最小直径为8mm故取48@100非加密区箍筋取48@150五层柱底轴压比:n=N/fcA=400.3×103/14.3×500×500=0.11<0.3查《混凝土结构设计规范》配箍特征值λv=0.06ρmin=λvfc/fyv=0.06×14.3/210=0.41%>0.4%ρv=n1As1l1+n2As2l2/Acors=50.3×4×(480+480)/480×480×100=0.83%>0.41%柱上端加密区长度取(h,Hn/6,500)max故取600mm,柱跟取1200mm第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计表7.10柱斜截面受剪承载力计算7.3楼板设计7.3.1楼板类型及设计方法的选择对于楼板,根据塑性理论,lo2/lo1<3时,在荷载作用下,在两个正交方向受力且都不可忽略。在本方案中,对于双向板,设计时按塑性铰线法设计;对于单向板,按弹性计算方法计算,楼面荷载3.85KN/m2。板型划分图7.1板型划分图荷载分析(1)gk=3.85KN/m2(2)活荷载标准值办公室2.0KN/m2走廊2.5KN/m2板的恒载设计值g=1.2gk=4.62KN/m2板的活载设计值q=1.4qk7.3.2板的弯矩计算7.3.2.1双向板计算lo1/lo2=3600/6000=0.6g=4.62KN/m2q=1.4×2=2.8KN/m2p=g+q=4.62+2.8=7.42KN/m2q/2=1.4KN/m2g"=g+q/2=6.02KN/m2满布荷载时,g"=g+q/2=6.02KN/m2,布于板上时lo1/lo2第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计=3600/6000=0.6,支撑方式为四边固定,查表得:mx=0.0367my=0.0076mx"=—0.0793my"=—0.0571间隔布置时,±q/2=1.4KN/m2,A板lo1/lo2=3600/6000=0.6,支撑方式三边简支,一边固定,查表得:mx=0.0589my=0.0111A区板:m1=(mx+vmy)(g+q/2)lo12+(my+vmx)qlo12/2=(0.0367+0.2×0.0076)×6.02×3.62+(0.0111+0.2×0.0589)×1.4×3.62=3.4KN.m/mm2=(my+vmx)(g+q/2)lo12+(mx+vmy)qlo12/2=(0.0076+0.2×0.0367)×6.02×3.62+(0.0589+0.2×0.0111)×1.4×3.62=2.27KN.m/mm1"=m1""=—0.0793(g+q)lo12=—0.0793×7.42×3.62=—7.63KN.m/mm2"=m2""=—0.0571(g+q)lo12=—0.0571×7.42×3.62=—5.49KN.m/mB区板:间隔布置时,±q/2=1.4KN/m2,A板lo1/lo2=3600/6000=0.6,支撑方式三边简支,一边固定,查表得:mx=0.0498my=0.0169m1=(mx+vmy)(g+q/2)lo12+(my+vmx)qlo12/2=(0.0367+0.2×0.0076)×6.02×3.62+(0.0169+0.2×0.0498)×1.4×3.62=3.47KN.m/mm2=(my+vmx)(g+q/2)lo12+(mx+vmy)qlo12/2=(0.0076+0.2×0.0367)×6.02×3.62+(0.0498+0.2×0.0169)×1.4×3.62=2.13KN.m/mm1"=m1""=—0.0793(g+q)lo12=—0.0793×7.42×3.62=—7.63KN.m/mm2"=m2""=—0.0571(g+q)lo12=—0.0571×7.42×3.62=—5.49KN.m/mD区板:lo1/lo2=4800/6000=0.8g=4.62KN/m2q=1.4×2=2.8KN/m2p=g+q=4.62+2.8=7.42KN/m2q/2=1.4KN/m2g"=g+q/2=6.02KN/m2满布荷载时,g"=g+q/2=6.02KN/m2,布于板上时lo1/lo2=4800/6000=0.8,支撑方式为四边固定,查表得:mx=0.0271my=0.0144mx"=-0.0664my"=-0.0559间隔布置时,±q/2=1.4KN/m2,A板lo1/lo2=4800/6000=0.8第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计,支撑方式三边简支,一边固定,查表得:mx=0.0463my=0.0193m1=(mx+vmy)(g+q/2)lo12+(my+vmx)qlo12/2=(0.0271+0.2×0.0144)×6.02×4.82+(0.0193+0.2×0.0463)×1.4×4.82=5.08KN.m/mm2=(my+vmx)(g+q/2)lo12+(mx+vmy)qlo12/2=(0.0144+0.2×0.0271)×6.02×4.82+(0.0463+0.2×0.0193)×1.4×4.82=4.37KN.m/mm1"=m1""=—0.0664(g+q)lo12=—0.0664×7.42×4.82=—11.35KN.m/mm2"=m2""=—0.0559(g+q)lo12=—0.0559×7.42×4.82=—9.56KN.m/m截面设计:选用Φ8钢筋为主筋lo1方向跨中截面ho1=h-c-d/2=100-15-4=81mm支座截面处ho均为81mmlo2方向跨中截面ho2=h-c-d/2=100-15-12=73mmAs=M/0.95hofy截面弯矩设计值:该板四周与梁整浇,故弯矩设计值应按如下折减:A区、D区板跨中截面与A-C、D-C支座截面折减20%B取不折减计算配筋量,取内力臂系数γs=0.95,As=m/0.95hofy表7.11双向板计算表ho(mm)m(KN.m/m)As(mm2)配筋实配AsA区板lo1813.4×0.8=2.72168Φ8@200251lo2732.27×0.8=1.82125Φ8@200251B区板lo1813.47215Φ8@200251lo2732.13132Φ8@200251D区板lo1815.08×0.8=4.06251Φ8@200251lo2734.37×0.8=3.5240Φ8@200251支座A支座81—5.49340Φ10@200393A-C81-5.49×0.8=-4.4272Φ8@150335A-A81—7.63472Φ12@200505B支座lo1方向81—5.49340Φ10@200393B支座lo2方向81—7.63472Φ10@200505第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计7.3.2.2单向板计算B区板:lo1/lo2=3600/6000=0.6g=4.62KN/m2q=1.4×2.5=3.5KN/m2p=g+q=4.62+3.5=8.12KN/m2q/2=1.75KN/m2g"=g+q/2=6.37KN/m2跨中弯矩:M=1/24(g+q/2)lo2+1/8×q/2×lo2=1/24×6.37×2.42+1/8×1.75×2.42=2.79KN/m2支座弯矩:M=1/12(g+q)lo2=1/12×8.12×2.42=3.9KN/m2板厚100mm,ho=h-c-d/2=100-15-4=81mm,混凝土等级C30,fc=14.3N/mm2,钢筋等级HPB235,fy=210N/mm2b=1000mm表7.12单向板配筋表弯矩设计值αs=M/α1fcbho2As=ζbhoa1fc/fy配筋实配AsB区板跨中2.790.02980.03165Φ8@200251支座3.90.04160.0425234Φ8@2002517.4屋盖设计7.4.1楼板类型及设计方法的选择对于屋盖,根据塑性理论,lo2/lo1<3时,在荷载作用下,在两个正交方向受力且都不可忽略。在本方案中,对于双向板,设计时按塑性铰线法设计;对于单向板,按弹性计算方法计算,屋面荷载5.48KN/m2。荷载分析:(1)gk=5.48KN/m2(2)活荷载标准值上人屋面2KN/m2板的恒载设计值g=1.2gk=6.58KN/m2板的活载设计值q=1.4qk=2.8KN/m27.4.1.1双向板计算lo1/lo2=3600/6000=0.6g=6.58KN/m2q=1.4×2=2.8KN/m2p=g+q=6.58+2.8=9.38KN/m2q/2=1.4KN/m2g"=g+q/2=7.98KN/m2满布荷载时,g"=g+q/2=7.98KN/m2,布于板上时lo1/lo2第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计=3600/6000=0.6,支撑方式为四边固定,查表得:mx=0.0367my=0.0076mx"=—0.0793my"=—0.0571间隔布置时,±q/2=1.4KN/m2,A板lo1/lo2=3600/6000=0.6,支撑方式三边简支,一边固定,查表得:mx=0.0589my=0.0111A区板:m1=(mx+vmy)(g+q/2)lo12+(my+vmx)qlo12/2=(0.0367+0.2×0.0076)×7.98×3.62+(0.0111+0.2×0.0589)×1.4×3.62=4.37KN.m/mm2=(my+vmx)(g+q/2)lo12+(mx+vmy)qlo12/2=(0.0076+0.2×0.0367)×7.98×3.62+(0.0589+0.2×0.0111)×1.4×3.62=2.65KN.m/mm1"=m1""=—0.0793(g+q)lo12=—0.0793×9.38×3.62=—9.64KN.m/mm2"=m2""=—0.0571(g+q)lo12=—0.0571×9.38×3.62=—6.94KN.m/mB区板:间隔布置时,±q/2=1.4KN/m2,A板lo1/lo2=3600/6000=0.6,支撑方式三边简支,一边固定,查表得:mx=0.0498my=0.0169m1=(mx+vmy)(g+q/2)lo12+(my+vmx)qlo12/2=(0.0367+0.2×0.0076)×7.98×3.62+(0.0169+0.2×0.0498)×1.4×3.62=4.44KN.m/mm2=(my+vmx)(g+q/2)lo12+(mx+vmy)qlo12/2=(0.0076+0.2×0.0367)×7.98×3.62+(0.0498+0.2×0.0169)×1.4×3.62=2.51KN.m/mm1"=m1""=—0.0793(g+q)lo12=—0.0793×9.38×3.62=—9.64KN.m/mm2"=m2""=—0.0571(g+q)lo12=—0.0571×9.38×3.62=—6.94KN.m/mD区板:lo1/lo2=4800/6000=0.8g=6.58KN/m2q=1.4×2=2.8KN/m2p=g+q=6.58+2.8=9.38KN/m2q/2=1.4KN/m2g"=g+q/2=7.98KN/m2满布荷载时,g"=g+q/2=6.02KN/m2,布于板上时lo1/lo2=4800/6000=0.8,支撑方式为四边固定,查表得:mx=0.0271my=0.0144mx"=-0.0664my"=-0.0559间隔布置时,±q/2=1.4KN/m2,A板lo1/lo2=4800/6000=0.8第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计,支撑方式三边简支,一边固定,查表得:mx=0.0463my=0.0193m1=(mx+vmy)(g+q/2)lo12+(my+vmx)qlo12/2=(0.0271+0.2×0.0144)×7.98×4.82+(0.0193+0.2×0.0463)×1.4×4.82=6.43KN.m/mm2=(my+vmx)(g+q/2)lo12+(mx+vmy)qlo12/2=(0.0144+0.2×0.0271)×7.98×4.82+(0.0463+0.2×0.0193)×1.4×4.82=5.26KN.m/mm1"=m1""=—0.0664(g+q)lo12=—0.0664×9.38×4.82=—14.35KN.m/mm2"=m2""=—0.0559(g+q)lo12=—0.0559×9.38×4.82=—12.08KN.m/m截面设计选用Φ8钢筋为主筋lo1方向跨中截面ho1=h-c-d/2=100-15-4=81mmlo2方向跨中截面ho2=h-c-d/2=100-15-12=73mm支座截面处ho均为81mm截面弯矩设计值:该板四周与梁整浇,故弯矩设计值应按如下折减:A、D区板跨中截面与A-C、D-C支座截面折减20%,B取不折减计算配筋量,取内力臂系数γs=0.95,As=m/0.95hofy表7.13双向板配筋表ho(mm)m(KN.m/m)As(mm2)配筋实配AsA区板lo1814.37×0.8=3.5216Φ8@200251lo2732.65×0.8=2.12131Φ8@200251B区板lo1814.44275Φ8@150335lo2732.51155Φ8@200251D区板lo1816.43×0.8=5.14318Φ8@15335lo2735.26×0.8=4.2288Φ8@15335支座A支座81-6.94429Φ10@150476A-C81-6.94×0.8=-5.55343Φ10@200393A-A81-9.64597Φ12@150754B支座lo1方向81-6.94429Φ12@200505B支座lo2方向81-9.64597Φ12@150754第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计7.4.1.2单向板计算B区板:lo1/lo2=3600/6000=0.6g=6.58KN/m2q=1.4×2=2.8KN/m2p=g+q=6.58+2.8=9.38KN/m2q/2=1.4KN/m2g"=g+q/2=7.98KN/m2跨中弯矩:M=1/24(g+q/2)lo2+1/8×q/2×lo2=1/24×7.98×2.42+1/8×1.4×2.42=2.92KN/m2支座弯矩:M=1/12(g+q)lo2=1/12×9.38×2.42=4.5KN/m2板厚100mm,ho=h-c-d/2=100-15-4=81mm,混凝土等级C30,fc=14.3N/mm2,钢筋等级HPB235,fy=210N/mm2b=1000mm表7.14单向板配筋表弯矩设计值αs=M/α1fcbho2As=ζbhoa1fc/fy配筋实配AsB区板跨中2.920.03110.0316174Φ8@200251支座4.50.0480.0492271Φ8@1503357.5次梁设计次梁与主梁现浇,采用C30混凝土,HRB335钢筋,次梁截面200mm×400mm,计算跨度lo=6000-300=5700mm恒载:g=1.2×18.7=22.44KN/m活载:q=1.4×6.1=8.54KN/mg+q=30.98KN/m7.5.1梁正截面受弯承载力计算承受正截面的跨中截面按T形截面计算跨中:1/8(g+q)lo2=1/8×30.98×5.72=125.8KN/m翼缘宽度:bf=l/3=5.7/3=1900m125.8KN/m故属于第一类T形截面αs=M/α1fcbho2=125.8×106/14.3×1900×3652=0.0348As=ζbhoa1fc/fy=0.0354×1900×365×14.3/300=1170mm2第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计选配钢筋4Φ20(As=1256mm2),ρ=1256/200×365=1.72%>0.21%ρmin=45ft/fy=45×1.43/300=0.21%7.5.2梁斜截面受剪承载力计算验算截面尺寸hw=ho-hf"=365-100=265mm,hw/b=265/200=1.325<4(属于后腹梁)V=ql/2=30.98×5.7/2=88.3KN0.25βcfcbho=0.25×14.3×200×365=261KN>88.3KN0.7βcfcbho=0.7×1.43×200×365=73.1KN<88.3KN选用Φ8@200s=1.25fyvAsvho/V-0.7fcbho=1.25×210×101×365/88.3×103-73.1×103=637V=0.7fcbho+1.25fyvAsvho/s=73.1+1.24×210×2×50.3×365/200=121KN>88.3KN(满足)验算配箍率ρ=Asv/bs=101/200×200=0.25%>0.24ft/fyv=0.24×1.43/210=0.16%(满足)8.楼梯设计本工程楼梯为现浇整体式楼梯,踏步尺寸150×300,层高3300mm,采用C30混凝土,板采用HPB235钢筋,楼梯均布活荷载标准值qk=2.5KN/m2楼梯布置图8.1楼梯板设计取板厚120mm,板倾斜角tanα=150/300=0.5,cosα=0.894,取1m宽板带计算,第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计8.1.1荷载计算恒载:10mm厚防滑彩色釉面砖19.8×0.01×(0.3+0.15)/0.3=0.3KN/m30厚1:3干硬水泥砂浆结合层0.03×20×(0.3+0.15)/0.3=0.9KN/m20mm厚水泥砂浆找平层20×0.02×(0.3+0.15)/0.3=0.6KN/m三角形踏板重0.3×0.15×25×0.5/0.3=1.875KN/m120mm厚钢筋混凝土斜板0.12×25/0.894=3.36KN/m板底抹灰0.02×17/0.894=0.38KN/m合计:7.42KN/m恒载设计值:1.2×7.42=8.9KN/m活载:活载设计值:1.4×2.5=3.5KN/m荷载总计:g+q=3.5+8.9=12.4KN/m8.1.2配筋计算跨中弯矩=1/10(g+q)ln2=1/10×12.4×3.62=16.1KN/m板有效高度ho=120-20=100mmαs=M/α1fcbho2=16.1×106/14.3×1000×1002=0.1126γs=1-0.5ζ=1-0.5×0.12=0.94As=M/γsfyho=16.1×106/0.94×210×100=815.6mm2选配Φ12@100分布筋每级踏步一根Φ88.2平台板设计8.2.1荷载计算取板厚80mm恒载:10mm厚防滑彩色釉面砖19.8×0.01=0.2KN/m30厚1:3干硬水泥砂浆结合层0.03×20=0.6KN/m20mm厚水泥砂浆找平层20×0.02=0.4KN/m80mm厚钢筋混凝土板0.08×25=2KN/m板底抹灰0.02×17=0.34KN/m合计:3.54KN/m第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计恒载设计值:1.2×.354=4.25KN/m活载:活载设计值:1.4×2.5=3.5KN/m荷载总计:g+q=4.25+3.5=7.75KN/m8.2.2配筋计算跨中弯矩=1/8(g+q)ln2=1/8×7.75×1.62=2.48KN/m板有效高度ho=80-20=60mmαs=M/α1fcbho2=2.48×106/14.3×1000×602=0.0482γs=1-0.5ζ=1-0.5×0.049=0.976As=M/γsfyho=2.48×106/0.976×210×60=201.7mm2选配Φ8@200As=251mm28.3平台梁设计平台梁截面尺寸为200mm×400mm8.3.1荷载计算恒载:梯段板传来:12.4×3.6/2=22.32KN/m平台板传来:7.75×(1.4/2+0.2)=6.98KN/m梁自重:1.2×0.2×(0.4-0.06)×25=2.04KN/m梁粉刷:1.2×0.02×(0.2+0.4×2-0.06×2)×17=0.36KN/m合计:31.7KN/m弯矩设计值:M=1/8plo2=1/8×31.7×3.42=45.8KN/m剪力设计值:V=1/2plo=1/2×31.7×3.4=53.9KN8.3.2配筋计算平台梁按倒L梁计算bf"=b+5hf"=200+5×60=500mm,梁有效高度ho=400-35=365mm判断截面类型bf"hf"fc(ho-hf"/2)=500×60×14.3×(365-60/2)=143.7>45.8KN/m故属于第一类T形截面αs=M/α1fcbho2=45.8×106/14.3×500×3652=0.0481γs=1-0.5ζ=1-0.5×0.049=0.976As=M/γsfyho=45.8×106/0.976×300×365=428mm2选配3Φ14@As=462mm2第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计配置Φ8@200斜截面受剪承载力Vcs=0.7ftbho+1.25fyvAsvho/s=0.7×1.43×200×365+1.25×210×101×365/200=121KN>53.9KN斜截面抗剪满足要求且钢筋满足构造要求9基础设计9.1基础选型边柱采用柱下独立扩展基础,中柱500mm×500mm,轴线距离2400mm,因此采用联合基础。采用C30混凝土。9.2边柱基础计算9.2.1基底选型初步确定基础埋深-1.5m,基础底面处于厚粘土,土的平均重度γm=γ1+γ2/h1+h2=(0.5×18+1×21)/1.5=20KN/m3ηb=0.3ηd=1.6b<3时,b=3m,取d=1.5mfa=fak+ηdγm(b-3)+ηdγm(d-0.5)=186+1.6×20×(1.5-0.5)=218kpa>1.1fak=204.6kpa基础梁30mm×600mm梁自重:1.2×0.3×0.6×[(7.2-0.5)×2+6-0.5]×25/2=54.2KN墙自重:1.2×[5.3×(7.2-0.5)×2+4.32×(6-0.5)]/2=48.4KN总计:54.2+48.3=102.5KN取内力组合M=11.8KN/mN=2012KNV=7.8KN故N=2012+102.5=2114.5KNAo≥N/fa-γGd=2114.5/218-20×1.5=11.25m2考虑偏心A=(1.1-1.5)Ao=12.4-16.9m2取l=b=3.6m9.2.2地基承载力验算计算基底净反力:G=γGAd=1.2×20×3.6×3.6×1.5=466.6KNW=b2l/6=7.8偏心距en,o=M/F=(11.8+1.2×7.8)/(2012+466.6)=0.0084Pk,max=(F+G)(1+6e/l)/A=(2114.5+466.6)(1+6×0.0084/3.6)/3.62=194kpa0Pk=F+G/A=2012+466.6/3.62=191kpa394KN满足9.2.3.2变阶处基础截面(2截面)at=b1=2m,a1=2m,ho1=450-50=400mmat+2ho1=2+2×0.4=2.8m<3.6m取ab=2.8mam=at+ab/2=2+2.8/2=2.4m冲切力:Fl=Pnmax[(l/2-a1/2-ho1)b-(b/2-b1/2-ho1)2]=194×[(3.6/2-2/2-0.4)×3.6-(3.6/2-2/2-0.4)2]=248KN抗冲切力:0.7βhpftamho=0.7×1.0×1.43×103×2.4×0.4=961KN>248KN满足9.2.4配筋计算选用HRB335钢筋(fy=300N/mm2),基础长边等于短边,配筋相同9.2.4.1柱边基础截面(1截面)柱边净反力:pn,1=pn,min+(l+ac)(pn,max-pn,min)/2l=189+(3.6+0.5)×(194-189)/(2×3.6)=195kpa悬臂部分净反力平均值:(pn,max-+pn,1)/2=(194+195)/2=195kpa弯矩:MI=(pn,max+pn,I/2)(l-ac)2(2b+bc)/24=195×(3.6-0.5)2×(2×3.6+0.5)/24=601KN.mAs,1=M1/0.9fyho=601×103/0.9×300×850=2619mm29.2.4.2变阶处基础截面(2截面)pn,2=pn,min+(l+a1)(pn,max-pn,min)/2l=189+(3.6+2)×(194-189)/(2×3.6)=193kpa悬臂部分净反力平均值:(pn,max-+pn,2)/2=(194+193)/2=194kpa弯矩:MI=(pn,max+pn,I/2)(l-l1)2(2b+b1)/24=194×(3.6-2)2×(2×3.6+2)/24=190KN.mAs,2=M1/0.9fyho=190/0.9×300×400=1759mm2第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计比较As,1和As,2,应按As,1=2619mm2配筋,实配Φ12@150(As=2862mm2)图9.1独立基础立面详图图9.2独立基础平面详图9.3联合基础计算9.3.1基底选型先考虑B、C恒载、活载组合:M=0N=1802×2=3604KNV=0土的平均重度γm=γ1+γ2/h1+h2=(0.5×18+1×21)/1.5=20KN/m3ηb=0.3ηd=1.6b=3.6>3时,b=3m,取d=1.5mfa=fak+ηbγm(b-3)+ηdγm(d-0.5)=186+0.3×20×(3.6-3)+1.6×20×(1.5-0.5)=221.6kpa>1.1fak=204.6kpa基础梁:30mm×600mm纵梁自重:1.2×0.3×0.6×(7.2-0.5)×25×2=72KN横梁自重:1.2×0.3×0.6×(6-0.5+1.9)×25=40KN墙自重:1.2×[4.32×(7.2-0.5)×2+4.32×(6-0.5)]=98KN总计:72+40+98=210KN第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计故N=3604+210=3814KNAo≥N/fa-γGd=3814/221.6-20×1.5=19.9m2考虑偏心A=(1.1-1.5)Ao=21.89-29.85m2取b=3.6ml=6m9.3.2地基承载力验算基础边缘最大最小净反力:Pn=Pn,max=Pn,min=F/bl=3814/3.6×6=177kpaG=γGAd=1.2×20×3.6×6×1.5=777.6KNpk=F+G/A=3814+777.6/(3.6×6)=212.6kpa359KN满足MI=Pn(l-ac)2(2b+bc)/24=177×(6-2.9)2×(2×3.6+0.5)/24=546KN.mAs,1=M1/0.9fyho=546×103/0.9×300×850=2379mm29.3.3.2变阶处截面(2截面)at=b1=2m,a1=4.4m,ho1=450-50=400mmat+2ho1=2+2×0.4=2.8m<3.6m取ab=2.8mam=at+ab/2=2+2.8/2=2.4m冲切力:Fl=Pn[(l/2-a1/2-ho1)b-(b/2-b1/2-ho1)2]=177×[(6/2-4.4/2-0.4)×3.6-(3.6/2-2/2-0.4)2]=227KN抗冲切力:0.7βhpftamho=0.7×1.0×1.43×103×2.4×0.4=961KN>227KN满足M2=Pn(l-ac)2(2b+bc)/24=177×(6-4.4)2×(2×3.6+2)/24=174KN.mAs,2=M1/0.9fyho=174×103/0.9×300×400=1611mm2故长方向按As,1=2379mm2配筋,实配Φ12@150(As=2862mm2)第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计短边方向:同理,柱短边基础截面M3=Pn(b-bc)2(2l+ac)/24=177×(3.6-0.5)(2×6+2.9)=341KN.mAs,3=M3/0.9fyho=341×103/0.9×300×850=1486mm2实配Φ12@200(As=2034mm2)图9.3联合基础立面详图图9.4联合基础平面详图第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计结论通过为期两个月的毕业设计,总的体会可以用一句话来表达,纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行!以往的课程设计都是单独的构件或建筑物的某一部分的设计,而毕业设计则不一样,它需要综合考虑各个方面的工程因素,诸如布局的合理,安全,经济,美观,还要兼顾施工的方便。这是一个综合性系统性的工程,因而要求我们分别从建筑,结构等不同角度去思考问题。在设计的过程中,遇到的问题是不断的。前期的建筑方案由于考虑不周是,此后在指导老师及教研室各位老师和同学们的帮助下,通过参考建筑图集,建筑规范以及各种设计资料,使我的设计渐渐趋于合理。在计算机制图的过程中,我更熟练操作AutoCAD、天正建筑等建筑设计软件。在此过程中,我对制图规范有了较为深入地了解,对平、立、剖面图的内容、线形、尺寸标注等问题上有了更为清楚地认识。中期进行对选取的一榀框架进行结构手算更是重头戏,对各门专业课程知识贯穿起来加以运用,比如恒载,活载与抗震的综合考虑进行内力组合等。开始的计算是错误百出,稍有不慎,就会出现与规范不符的现象,此外还时不时出现笔误,于是反复参阅各种规范,设计例题等,把课本上的知识转化为自己的东西,使其更接近于实际工程。后期的计算书电脑输入,由于以前对各种办公软件应用不多,以致开始的输入速度相当的慢,不过经过一段时间的练习,日趋熟练。紧张的毕业设计终于划上了一个满意的句号,从四月份至今,回想起过去两个多月的设计收获是很大的,看到展现在眼前的毕业设计成果,不仅使我对四年来大学所学专业知识的进行了一次比较系统的复习和总结归纳,而且使我真正体会了设计的艰辛和一种付出后得到了回报的满足感和成就感。同时也为以后的工作打下了坚实的基础,也为以后的人生作好了铺垫。第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计因此,通过本毕业设计,掌握了结构设计的内容、步骤、和方法,全面了解设计的全过程;培养正确、熟练的结构方案、结构设计计算、构造处理及绘制结构施工图的能力;培养我们在建筑工程设计中的配合意识;培养正确、熟练运用规范、手册、标准图集及参考书的能力;通过实际工程训练,建立功能设计、施工、经济全面协调的思想,进一步建立建筑、结构工程师的责任意识。致谢毕业设计即将结束,全职的学生生活也随之画上句号。即将走上社会的我,回想大学的生活感慨颇多。在这四年的时间里,认识了很多老师和同学,不论是在生活方面还是在学习方面,他们都给了我很大的帮助。通过这几年的学习,我不仅学到了许多文化知识,而且在做人和为人处世方面也深有所得,在毕业离校之际,深深地向他们表达我最真诚的谢意!在整个毕业设计期间,因为有了你们的帮助和支持,我才把一个系统的、从来没有上手的课题,圆满地完成。正是因为有了你们的帮助,才让我不仅学到了本次课题所涉及的新知识,更让我感觉到了知识以外的东西,那就是团结的力量。在这次毕业设计中,我首先要感谢我的指导老师,他的严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风对我产生重要影响。他们用自己的言行来告诉我们应以什么样的心态去学习、去工作。是他们的鼓励和帮助才使我顺利完成设计。在毕业设计过程中,所有的同学都给我极大的帮助。在此,向他们表达深深的谢意。最重要的是我还要深深地感谢我的父母,她们为我默默操劳支持我读完了大学,他们不辞劳苦的精神,成为我永远前进的动力!我将倍加努力,在新的工作岗位上,用优异的成绩来感谢帮助过我的人。最后,再次感谢母校和老师们。致谢人:王润泽2012-6-1第75页共75页
资阳市多层框架办公楼设计参考文献[1]李国强,李杰,苏小卒.建筑结构抗震设计.北京:中国建筑工业出版社,2002[2]方鄂华,钱痂茹,叶列平.高层建筑结构设计.北京:中国建筑工业出版社,2003[3]罗晓辉.基础工程设计原理.武汉:华中科技大学出版社,2007[4]同济大学,西安建筑科技大学,东南大学,重庆建筑大学.房屋建筑学.北京:中国建筑工业出版社,1997[5]东南大学,天津大学,同济大学.混凝土结构(上册).北京:中国建筑工业出版社,2003[6]东南大学,天津大学,同济大学.混凝土结构(中册).北京:中国建筑工业出版社,2003[7]《建筑设计资料集》编委会.建筑设计资料集(8).北京:中国建筑工业出版社,1996[8]龙驭球,包世华.结构力学(上、下册).北京:高等教育出版社,1994[9]陈柄汗.中文AutoCAD+天正TArch建筑绘图标准教程.北京:机械工程出版社,2008[10]《建筑结构制图标准》(GB/T50105-2001)[11]《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)[12]《混凝土结构设计规范》(GB50003-2001)[13]《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)[14]《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)[15]《建筑制图标准》(GB/T50104-2001)[16]《建筑设计规范》(GBJ99-86)[17]《建筑构,配件标准图集》第75页共75页'
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