《某办公楼框架结构设计(66页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某办公楼框架结构设计(66页).doc（66页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、-某办公楼框架结构设计-第 75 页某办公楼框架结构设计第一部分：建筑设计总说明一、工程概况本建筑是某单位的办公楼。五层现浇钢筋混凝土框架结构，总高19.8米，属多层房屋。总建筑面积3600多平方米。二、设计资料1.本建筑设计使用年限为50年；2.耐火等级为2级。3.基本风压，基本雪压；4.建筑结构安全等级为二级；抗震设防烈度为8度；建筑场地类别为2类，建筑抗震设防类别为丙类。5.工程地质资料：自然地表下0.5m内为填土，填土下1m内为粘土（地基承载力设计值为），其粘土下层为砾石层（地基承载力设计值为），地下水位在地表下4.5m处。三、平面设计1.总平面设计总平面布置的基本原则：（1） 应根据
2、一栋楼或一个建筑群的组成和使用功能，结合所处位置和用地条件、有关技术要求，综合研究新建的、原有的建筑物、构筑物和各项设施等相互之间的平面和空间关系，充分利用土地，合理进行总体布局，使场地内各组成部分成为有机的整体，并与周围环境相协调而进行的设计.（2）应结合地形、地质、气象条件等自然条件布置，有效组织地面排水，进行用地范围内的竖向布置。（3）建筑物的布置应符合防火、卫生等规范及各种安全要求，并应满足交通要求。（4）建筑物周围布置应与城市主干道及周围环境相协调，合理组织场地内的各种交通流线（含人流、车流、货流等），并安排好道路、出入口，并考虑风向及人员出入的便利。（5）另外，总平面应设计合理，人
3、流和车流不能相互交叉，并考虑一定面积的机动车和自行车停放面积。从以上原则考虑，结合已有建筑物和道路的布置，本建筑采用“一”字体型，与周围其他建筑物的间距大于10m，满足以上原则和防火要求。主入口设在南面，为了满足防火、紧急时刻人员疏散要求，本建筑北面设一后门。2.主要房间设计主要房间是各类建筑的主要部分，是供人们学习、生活的必要房间，由于建筑物的类别不使能不同，对主要房间的设计也不同。但主要房间设计应考虑的基本因素仍然是一致的，即要求有适宜的尺寸，足够的使用面积，适用的形状，良好的采光和通风条件，方便的内外交通联系，合理的结构布置和便于施工等。因此，本建筑的柱网横向尺寸6+2.4+6m，纵向尺
4、寸7.27m。3.辅助房间设计在本建筑中，辅助房间主要为卫生间。卫生间的设计在满足设备布置及人体活动的前提下，应设在人流交通线上与走道机楼梯间相连处，如走道尽端，楼梯间即出入口或建筑物转角处，为遮挡视线和缓冲人流，卫生间应设置前室，前室内设洗手盆和污水池，为了保证必要的使用空间，前室的深度不小于1.5-2.0m，因此在卫生间面积较小时，以便随手关门，卫生间的门设置为弹簧门。在本建筑中，每层设男、女卫生间各一间，设在建筑物的中部，男卫生间设4个单间，小便池5个，洗手盆2个，污水池1个；女卫生间设6个单间，洗手盆2个，污水池1个。男卫生间单间尺寸为9001200m，外开门；女卫生间单间尺寸9001
5、400m，内开门。4.交通联系空间的平面设计主要房间和辅助房间都是单个独立的部分，而房间与房间的水平与垂直方向上的联系、建筑物直交通空间（楼梯，坡道）和交通枢纽空间（门厅，过厅）。交通联系空间形状、大小、部位主要决定于功能关系及建筑空间处理的需要，设计时应主意：交通流线简洁明确，对人流起导向作用。良好的采光、通风。重是安全防火，平时人流畅通，联系方便；交通联系空间的面积大，要有适当的高度和宽度。.水平交通空间的平面设计走廊起着联系各个房间的作用，走廊宽度的确定，应符合防火、疏散和人流畅通的要求，本建筑走廊轴线尺寸为2400m。走廊要求有良好的采光，本建筑设计采用内廊式，为便于有充足的采光，采取
6、：依靠走廊尽端的开窗（尺寸15001800m）；利用门厅采光；灯光照明。.垂直交通空间的平面设计楼梯是多层房屋的垂直联系和人流疏散的主要措施。由于该建筑物是办公楼，按防火要求和疏散人流，该建筑物设两部楼梯，两个楼梯均采用平行双跑。.交通枢纽空间门厅作为交通枢纽，其主要作用是集散人流，转换人流方向，室内外空间的过渡或水平与垂直交通空间的衔接等。门厅一般应面向主干道，使人流出入方便，有明确的向导性，同时交通流线组织应间明醒目。本设计中门取27003600m，门上有亮子，门开启方向是里外都可以开的弹簧门，以满足防火疏散要求。所有的窗户均采用铝合金窗，办公室门为木门，门厅的门为铝合金门。四、剖面设计1
7、.层高的确定层高是剖面设计的重要依据，是工程常用的控制尺寸，同时也要结合具体的物质技术、经济条件及特定的艺术思路来考虑，既满足使用又能达到一定的艺术效果。本建筑为五层，主要为办公房间，层高确定为3.6m，这样的房间高度比较合适些，给人一正常的空间感觉，建筑高度为19.8m，其中女儿墙高度为1.2米，室内外高差0.6 m。2.室内外高差的确定为防止室内受室外雨水的流渗，室内与室外应有一定的高差，且高差不宜过大，若过大便不利于施工和通行，故设计室内外高差为0.6m，设置4个踏步，卫生间地表低于楼地面20mm，以防污水溢出，影响其他房间的使用。3.屋面排水设计本建筑设计中屋面利用材料找坡（2），采用
8、有组织排水（女儿墙外排水），采用三角形天沟，沿天沟长向需用轻质材料垫成0.5%-1%的纵坡。为了满足各个落水管的排水面积不大于200m2, 公设8个落水管。因20.7，故该框架为规则框架。五、各层纵向侧移刚度计算：1、 底层侧移线刚度的各种情况如下：、A-2、A-3、A-4、A-5、A-6、A-7、D-2、D-3、D-4、D-5、D-6、D-7、（12根 ） K=0.529c=(0.5+K)/(2+K)=0.407Di1=c12ic/h2=0.4071212.771010/47002=28234、A-1、A-8、D-1、D-8（4根）K=3.38/12.77=0.265c=(0.5+K)/(2
9、+K)=0.338Di2=c12ic/h2 =0.3381212.771010/47002=23447、B-1、C-1、B-8、C-8 （4根）K=0.352c=(0.5+K)/(2+K)=0.362Di3=c12ic/h2 =0.3621212.771010/47002=25112、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、C-3、C-4、C-5、C-6、C-7（12根）K=4.52/12.77=0.705c=(0.5+K)/(2+K)=0.445Di4=c12ic/h2 =0.4451212.771010/47002=30870D1=251124+234474+2823412+308
10、7012=9034842、 第二层至第五层：侧移线刚度的各种情况如下 、A-2、A-3、A-4、A-5、A-6、A-7、D-2、D-3、D-4、D-5、D-6、D-7 （12根） K=（3。38+3。38）2/（9.02）=0.751c=K/(2+K)=0.273Di1=c12ic/h2 =0.273129.01010/36002 =22750、A-1、A-8、D-1、D-8 （4根）K=3。382/（9.02）=0.376c=K/(2+K)=0.158Di2=c12ic/h2 =0.158=0.158129.01010/3600=13167、B-1、C-1、B-8、C-8 （4根）K=4.5
11、2/（9.02）=0.50c=K/(2+K)=0.20Di5=c12ic/h2=0.20 =0.20 129.01010/36002 =16667、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、C-2、C-3、C-4、C-5、C-6、C-7（12根） K=（4.5+4.5）2/（9.02）=1.0c=K/(2+K)=0.333Di6=c12ic/h2=0 .333*12*9.0*1010/36002 =27750D2=1925012+153344+222504+2725012=708336 同理，纵向框架层间侧移刚度为：层次12345Di（N/mm）903484725336725336725
12、336725336D1/D2=903484/72583360.7，故该框架为规则框架。(三): 重力荷载代表值的计算一、 资料准备：、：梁柱密度25 KN/m2非承重空心粘土砖砌块 15.0N/m3、屋面及楼面可变荷载标准值：上人屋面均布活荷载标准值 2.0 KN/m2楼面活荷载标准值 2.0 KN/m2屋面雪荷载标准值 SK=urS0=1.00.25=0.25 KN/m2 （式中ur为屋面积雪分布系数）查荷载规范可取：、屋面永久荷载标准值（上人）30厚细石混凝土保护层 220.03=0.66KN/m2 三毡四油防水层 0.4 KN/m220厚矿渣水泥找平层 14.50.02=0.29 KN/
13、m2150厚水泥蛭石保温层 50.15=0.75 KN/m2120厚钢筋混凝土板 250.12=3.0 KN/m2吊顶 （或粉底） 0.25 KN/m2 （二层9mm纸面石膏板、有厚50mm0岩棉板保温层） 合计 5.35 KN/m2、1-4层楼面：大理石面层，水泥砂浆擦缝30mm厚1：3干硬性水泥砂浆，面上撒两道素水泥 1.16KN/m2水泥砂浆结合层一道120厚钢筋混凝土板 3.0 KN/m2吊顶 (或粉底) 0.25 KN/m2 合计 4.41KN/m2二、 重力荷载代表值的计算：1、 屋面恒载标准值为：（7.27+0.24）(6.02+2.4+0.24)5.35=3966.33KN2、
14、 楼面恒载标准值为:（7.27+0.24）(6.02+2.4+0.24)4.41=3269.44KN3、 屋面均布活荷载计算重力荷载代表值时,仅考虑屋面雪荷载雪荷载标准值为:0. 25（7.27+0.24）(6.02+2.4+0.24)=185.34KN4、 楼面均布活荷载标准值为：1.0（7.27+0.24）(6.02+2.4+0.24)=1482.74KN5、 梁柱自重注：梁柱上粉刷层重力荷载对其重力荷载的增大系数为1.05（1）梁：类别净 跨（mm）截 面（mm）密 度（KN/m3）体 积（m3）数 量(根)单 重（KN）总 重（KN）横梁5300300600250.9543023.85
15、715.51700250400250.1784.2534.00纵梁6500300600251.172829.25819.00柱：类别计算高度（mm）截 面（mm）密 度（KN/m3）体 积（m3）数 量（根）单 重（KN）总 重（KN）柱4700700700252.3033257.5751842.43600600600251.296 3232.401036.86、墙体自重墙体均为240mm厚，两面抹灰，近似按加厚墙体考虑抹灰重量。单位面积上墙体重量为：0.2815=4.2KN/m2 墙体自重计算见下表墙体每片面积（m2）片数重量（KN）底层纵墙6.53.6262555.28底层横墙5.43.6
16、272204.50标准层纵墙6.53.0282293.20标准层横墙5.43.0291973.16顶层纵墙6.44.2283210.48顶层横墙5.43.0201360.807、荷载分层总汇顶层重力荷载代表值包括：屋面恒荷载，50%屋面雪荷载，纵、横梁自重，半层柱自重，半层墙体自重。 其它层重力荷载代表值包括：楼面横荷载，50%楼面均布活荷载，纵、横梁自重，楼面上下各半层的柱及纵横墙体自重。 各楼层重力荷载代表值的计算： 第 五 层: G5 =3966.33+0.5185.34+(715.5+34.0+819.0)1.05+1036.80.5 1.05+(3210.48+1360.8)0.5=
17、8535.89KN 第 四 层: G4=3269.44+0.51482.74+(715.5+34.0+819.0)1.05+1036.81.05+2293.2+1973.16=11012.42KN 第一层：G1=3269.44+0.51482.74+（715.5+34.0+819.0）1.05+（1036.8+1842.4）0.51.05+2555.28+2204.50=11929.09KN 第二、三层的重力荷载代表值为：G2=G3=G4=11012.42KN集中于各楼层标高处的重力荷载代表值Gi计算结果如下图所示：(四): 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算一、横向自振周期的计算：
18、横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法。基本自振周期T1（s）可按下式计算：T1=1.7T （uT）1/2注：uT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。T结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取0.6。uT按以下公式计算：VGi=Gk（u）i= VGi/D ij uT=（u）k注：D ij 为第i层的层间侧移刚度。 （u）i为第i层的层间侧移。 （u）k为第k层的层间侧移。 s为同层内框架柱的总数。结构顶点的假想侧移计算过程见下表，其中第六层的Gi为G6和Ge之和。结构顶点的假想侧移计算层次Gi（KN）VGi（KN）D i（N/mm）ui（mm
19、）ui（mm）58535.898535.8970833612.051201.326411012.4219548.3170833627.598189.275311012.4230560.7370833643.144161.677211012.4241573.1570833658.691118.533111012.4253502.2489405259.84259.842T1=1.7T （uT）1/2 =1.70.6(0.201326)1/2=0.458(s)二、水平地震作用及楼层地震剪力的计算：本结构高度不超过40m，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
20、，即：1、结构等效总重力荷载代表值GeqGeq=0.85Gi=0.85（8535.89+11012.423+11929.09）=45476.904（KN） 2、计算水平地震影响系数1查表得二类场地近震特征周期值Tg=0.30s。查表得设防烈度为8度的max=0.161=（Tg/T1）0.9max =（0.3/0.458）0.90.16 =0.1093 3、结构总的水平地震作用标准值FEkFEk=1Geq =0.109345476.904 =4972.114（KN）因1.4Tg=1.40.3=0.42sT1=0.458s，所以应考虑顶部附加水平地震作用。顶部附加地震作用系数 n=0.08T1+0
21、.07=0.080.458 +0.07=0.1066各质点横向水平地震作用按下式计算： Fi=GiHiFEk（1-n）/（GkHk）地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi为 Vi=Fk（i=1，2，n）计算过程如下表：各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次Hi（m）Gi（KN）GiHi（KNm）GiHi/GjHjFi（KN）Vi（KN）519.18535.89163035.500.2661182.8881182.888415.511012.42170692.510.2791238.4422421.330311.911012.42131047.800.214950.8043372.1342
22、8.311012.4291403.090.149663.1664035.30014.711929.0956066.720.092406.7864442.086612245.62各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见下图： （具体数值见上表）三、多遇水平地震作用下的位移验算：水平地震作用下框架结构的层间位移（u）i和顶点位移u i分别按下列公式计算：（u）i = Vi/D iju i=（u）k各层的层间弹性位移角e=（u）i/hi，根据抗震规范，考虑砖填充墙抗侧力作用的框架，层间弹性位移角限值e1/550。计算过程如下表：横向水平地震作用下的位移验算层次Vi（KN）D i（N/mm）（u）i （mm）ui（mm）hi（mm）e=（u）i /hi51182.8887083361.67020.51436001/215642421.337083363.41818.84436001/105333372.1347083364.76115.42636001/75624035.307083365.69710.66536001/63114442.0868940524.9684.96847001/946由此可见，最大层间弹性位移角发生在第二层，1/6311/550，满足规范要求。四、水平地震作用下框架内力计算：1、框架柱端剪力及弯