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1、一、概况（一）工程概况工程设计资料：本工程为地上四层,功能为办公及综合用房。总建筑面积3992.2m2建筑基底面积995.05 m2，第一层层高为5m，其余层高为4m，室内外高差1.5m，基础顶面距室外地坪1.5m。地面粗糙程度等级为B类，基本风压W0=0.30kN/m2。经勘察地下水无浸蚀性，在地面以下8m。地质资料：50cm表土以下为亚粘土，地基承载力标准值为400KPa。本工程采用框架结构，属二类高层综合楼，耐火等级二级，建筑工程等级为一级，按多层建筑结构设计，建筑合理使用年限为50年。（二）目标内容要求对结构体型和结构形式进行定性的比较分析，完成由指导老师指定的一榀框架（6轴框架）设计
2、，完成基础平面图及所计算框架的基础大样图。151二、结构平面布置及构件截面尺寸初估（一）结构类型1、结构选型本工程是综合办公楼，需要灵活布置空间，并建造较大空间，因此选用框架结构。2、墙身做法外墙采用190厚陶粒空心砌块填充墙，分户墙及隔墙采用190后混凝土空心小砌块填充墙，卫生间采用110厚水泥空心砖，均采用M5水泥砂浆砌筑；外粉刷为水泥砂浆打底，厚25mm外墙拉毛墙面；内粉刷为厚20mm混合砂浆底，纸筋灰面，内墙涂料两度。3、楼面做法大理石楼面，20厚大理石板铺实拍平，水泥浆擦缝，30厚1：4干硬性水泥砂浆，面上撒素水泥，素水泥浆结合层一遍，总厚50mm；楼板底面为15mm厚纸筋面石灰抹底
3、，涂料两度。4、屋面做法合成高分子卷材和涂膜防水屋面1，上人屋面，810厚地砖铺平拍实，缝宽58mm，1：1水泥砂浆填缝，25厚1：4干硬性水泥砂浆，面上撒素水泥，满铺0.15厚聚乙烯橡胶共混防水卷材，2厚聚氨酯防水涂料粉，刷基层处理剂一遍，20厚1：2.5水泥砂浆找平层，20厚（最薄处）1：8水泥珍珠岩找2%坡，干铺100厚水泥珍珠岩板，钢筋混凝土面板，表面清扫干净。5.门窗做法门：M2为1000mm2100mm，FM2双开门1500mm2100 mm铝合金门0.35kN/m2。窗：C8为2800mm2000mm，C9为2900mm2000mm，C3为1200mm2000mm，C3a为240
4、0mm2000mm铝合金窗0.35kN/m2。（二）构件截面尺寸初估1、框架梁（1）边跨（AB、CD）梁：H =(1/121/8)L=(1/121/8)6000mm =500750mmb =(1/31/2)h取h =650mm，b =300mm（2）中跨（BC跨）梁H =(1/121/8)L=(1/121/8)2100mm =175262.5mmB =(1/31/2)h综合考虑到为满足施工方便取h =400mm，b =300mm（3）次梁H =(1/181/12)L=(1/181/12)6000mm =333500mmB =(1/31/2)h取h=400mm，b=300mm（4）纵向连系梁H
5、=(1/121/8)L=(1/121/8)7200mm =600900mmb =(1/31/2)h取h =800mm，b =400mm2、框架柱建筑为4层，采用C30混凝土，中柱受力最大，由Ac（1.11.2）N/C对中柱截面进行初估。C =14.3N/mm2 N =1.25NVNV = nAq =4（）（）（1214）=10591236kN由Ac（1.11.2）N/C（1.11.2）N/C = 0.101870.129656各柱子截面均取值为取h = 500mm，b = 500mm3、板厚度初估根据工作经验需布置一根次梁，则板厚：H = (1/401/30)3600 = 90120mm取h
6、=100mm（三）梁柱网 结构布置图见图11。图11结构布置图（四）确定框架计算简图框架计算简图见图12。图12框架计算简图（五）框架梁柱相对线刚度计算采用C30混凝土EC=3107 kN/m21、边跨（AB、CD跨）梁I=bh312=20.30.65312=13.7310-3m4i=IECL=13.7310-36EC=22.8910-4EC2、中跨（BC）梁I=bh312=20.30.4312=3.210-3m4i=IECL=3.210-32.1EC=15.2410-4EC3、上部各层柱I=bh312=20.50.5312=5.20810-3m4i=IECL=5.2110-34EC=13.0
7、210-4EC4、底层柱I=bh312=20.50.5312=5.20810-3m4i=IECL=5.20810-34EC=6.5110-4EC5、相对线刚度如下图:以下数字表示相对线刚度，即i10-4EC三、荷载统计查建筑结构荷载规范（GB50009-2012）2中南地区建筑配件图集合订本（98ZJ001）得钢筋混凝土：25kN/m3 水泥砂浆：20kN/m3纸筋石灰：16kN/m3 混合砂浆：17kN/m3190厚陶粒空心砌块：6.0kN/m3 190厚混凝土空心小砌块：11.8kN/m3110后水泥空心砖：10.3kN/m3 厚25mm外墙拉毛墙面：0.70kN/m2 大理石楼面：1.1
8、6kN/m2 合成高分子卷材和涂膜防水屋面：2.35kN/m2（一）恒荷载标准值1、屋面恒荷载标准值合成高分子卷材和涂膜防水屋面 2.35kN/m2100mm厚现浇混凝土板 0.102.5=2.50kN/m215mm厚纸筋石灰抹底 0.01516=0.24kN/m2屋面恒荷载 5.09 kN/m22、楼面恒荷载标准值大理石楼面 1.16kN/m2100mm厚现浇混凝土楼板 0.102.5=2.50kN/m215mm厚纸筋石灰抹底 0.01516=0.24kN/m2屋面恒荷载 3.90kN/m23、墙身荷载标准值（1）外墙填充陶粒空心砌块 6.00.19=1.14kN/m2厚25mm外墙拉毛墙面
9、 0.70kN/m220mm内墙粉刷 0.0217=0.34kN/m2外墙恒荷载 2.18kN/m2（2）内墙填充混凝土空心小 11.80.19=2.24kN/m220mm墙内粉刷 0.02172=0.68kN/m2内墙恒荷载 2.92kN/m24、框架柱荷载标准值（1）边柱钢筋混凝土 0.50.525=60.25kN/m2粉刷 3（0.5-0.9）0.0217=3.16kN/m2外墙拉毛墙面 0.50.7=0.35kN/m2边柱恒荷载 6.92kN/m（2）中柱钢筋混凝土 0.50.525=60.25kN/m2粉刷 3（0.5-0.19）0.0217+0.50.0217=0.49kN/m2中
10、柱恒荷载 6.74kN/m5、框架梁荷载标准值（1）边跨梁钢筋混凝土 （0.65-0.1）0.325=4.125kN/m两侧纸筋石灰 2（0.65-0.1）0.01516=0.26kN/m边跨梁恒荷载 4.39kN/m（2）中跨梁钢筋混凝土 0.3（0.4-0.1）25=2.25kN/m两侧纸筋石灰 （0.4-0.1）20.01516=0.144kN/m中跨梁恒荷载 2.39kN/m（3）中纵向框架梁钢筋混凝土 0.4（0.8-0.1）25=7kN/m两侧纸筋石灰 （0.8-0.1）20.01516=0.336kN/m中纵向框架梁恒荷载 7.34kN/m（4）边纵向框架梁钢筋混凝土 0.4（0
11、.8-0.1）25=7.00kN/m一侧水泥砂浆拉毛墙面 0.80.7=0.56kN/m一侧纸筋石灰 （0.8-0.100.01516=0.168kN/m边纵向框架梁恒荷载 7.73kN/m(5)次梁钢筋混凝土 0.3（0.4-0.1）25=2.25kN/m两侧纸筋石灰 （0.4-0.1）20.01516=0.144kN/m中跨梁恒荷载 2.39kN/m6、顶层框架梁上的线荷载标准值边跨梁恒荷载 4.39kN/mAD、CD跨上线荷载 （3.6+3.7)0.55.09=1858kN/m边跨梁恒荷载 2.39kN/mBC跨上线荷载 5.092.1=10.69kN/mg4AS1=g4CD1=4.39
12、kN/mg4AB2=g4CD2=18.58 kN/mg4BC1 =2.39kN/mg4BC2=g4CD1=10.69N/mFg=2.5kN7、顶层框架A柱集中荷载标准值电梯房传来集中荷载 7.5 kN纵向边框架梁自重荷载 7.73（3.7+7.2）0.5=42.13kN纵向框架梁传来的屋面荷载 （3.7223+3.6222)5.09=25.2kN1.5m高的女儿墙 2.181.5(3.7+7.2)0.5=17.82kN次梁自重荷载 2.39614=5.39kN次梁传来的屋面荷载 (26-3.60)3.6/21/45.09=19.2kN总计： G4A =G4D=115.48 kN ，e=50mm
13、 , M=eF=5.77 kNm8、顶层框架B、C柱集中荷载标准值次梁传来屋面 (26-3.6)3.625.0914+2.12222145.09=22.05kN次梁自重荷载 2.39(6+2.1)14=4.84kN中纵向框架梁传来屋面荷载(3.72-2.1)2.1214+3.7223+3.62-2.1 2.120.5+3.62225.09=45.91kN中纵向框架梁自重荷载 0.5(3.7+7.2)7.34=40.0kN总计：G4B=G4C=112.80kN ， e=50mm ， M=eF=5.64 kNm9、顶层框架D柱集中荷载标准值纵向边框架梁自重荷载 7.73（3.7+7.2）0.5=4
14、2.13kN纵向框架梁传来的屋面荷载 (3.7223+3.6222)5.09=25.2kN1.5m高的女儿墙 2.181.5(3.7+7.2)0.5=17.82kN次梁自重荷载 2.39614=5.39kN次梁传来的屋面荷载 (26-3.60)3.6/21/45.09=19.2kN总计： G4A =G4D=107.98 kN ，e=50mm , M=eF=5.40 kNm10、标准层框架梁上荷载标准值（1）AB跨上线荷载边跨梁恒荷载 4.39 kN/m边跨梁上墙荷载 （4-0.65）2.92=9.78 kN/m边跨梁上传来楼板荷载 3.60.53.9=7.02 kN/m边跨梁上传来楼板荷载 3
15、.53.90.5=6.83 kN/m次梁传来集中荷载 2.393.7（3.72-3.5）3.50.50.53.90.5=11.08 kN（2）BC跨上线荷载 中跨梁恒荷载 2.39 kN/m中跨梁上传来楼面板荷载 2.10.53.90.5=8.19 kN/m（3）CD跨上线荷载边跨梁上恒荷载 4.39 kN/m边跨梁上墙荷载 （4-0.65）2.29=9.78 kN/m边跨梁上传来楼板荷载 3.63.9=14.04 kN/mgAB1=14.17 kN/mgAB2=7.02 kN/mgAB3=6.83 kN/mgAB4=11.08 kNgBC1=2.39 kN/mgBC2=8.19 kN/mgC
16、D1=14.17 kN/mgCD2=14.04 kN/m11、标准层框A柱荷载标准值边纵向框架梁自重荷载 0.57.73（3.6+3.6+3.7）=42.13 kN边纵向框架梁传来楼面荷载 0.53.60.53.90=12.64 kN窗下墙荷载 0.5（4-0.8-2）（3.7+7.2-20.5）2.18=12.95 kN窗边墙荷载 0.5（3.7+7.2-1.2-22.8-0.52）22.18=6.67 kN铝合金窗自重次梁自重 0.5（1.2+2.82）20.35=2.38 kN次梁自重荷载 2.3960.25=3.59 kN次梁传来楼面荷载 （26-3.6）3.60.50.53.90.5
17、=14.74 kN边框架柱自重荷载 46.92=27.68 kNGA=122.87 kN ， e=50mm ， M=eF=6.14 kNm12、标注层框B柱荷载标准值中纵向框架梁自重荷载 7.34（3.7+3.62）0.5=40 kN中纵向框架墙扣除门洞荷载 0.52.92(4-0.8)7.2-212.1=27.51 kN中纵向框架梁传来楼面荷载(3.72-3.5)3.50.50.5+(3.72-2.1)2.10.50.53.90.5+3.60.53.60.5+(23.6-2.1)2.10.50.53.9=35.16 kN次梁荷载 (6+2.1)2.390.25=4.84 kN次梁传来楼面荷载
18、 2.10.52.10.5+(26-3.63.60.50.53.90.5=16.89 kN中框架柱自重荷载 46.74=26.96 kNGB=151.36 kN , e=50mm ， M=eF=7.57 kNm13、标准层框C柱荷载标准值中纵向框架梁自重荷载 7.34（3.7+3.62）0.5=40 kN中纵向框架梁扣除门洞荷载0.52.92(4-0.8)(7.2+3.7)-312.1=41.73 kN中纵向框架梁传来楼面荷载 (3.72-2.1)2.10.50.5+3.73.70.50.53.90.5+3.63.60.50.5+(3.62-2.1)2.10.50.53.9=35.18 kN次
19、梁自重荷载 (6+2.1)0.252.39=4.84 kN次梁传来楼面荷载(62-3.6)3.60.50.5+2.12.10.50.53.90.5=16.89 kN中框架柱自重荷载 46.74=26.96 kNGD=165.6 kN , e=50mm ， M=eF=8.28 kNm14、标准层框架柱D荷载标准值边纵向框架梁自重荷载 （7.2+3.7）7.340.5=42.13 kN边纵向框架梁传来楼面荷载0.53.73.70.50.53.9+3.63.60.50.53.9=19.31 kN窗下墙自重荷载 （3.7+7.2-20.5）（4-0.8-2）2.180.5=12.95 kN窗边墙自重荷
20、载 （3.7+7.2-2.8-2.9-20.5）22.180.5=9.16 kN铝合金窗自重荷载 2（2.8+2.9）0.350.5=2 kN次梁自重荷载 2.3960.25=3.59 kN次梁传来楼面荷载 （62-3.6）3.60.50.53.90.5=14.74 kN边框架柱自重荷载 46.92=27.68 kNGD=131.56 kN ， e=50mm ， M=eF=6.58 kN/m15、首层框A柱荷载标准值边纵向框架梁自重荷载 0.57.73（3.6+3.6+3.7）=42.13 kN边纵向框架梁传来楼面荷载 0.53.60.53.90=12.64 kN窗下墙荷载 0.5（4-0.8
21、-2）（3.7+7.2-20.5）2.18=12.95 kN窗边墙荷载 0.5（3.7+7.2-1.2-22.8-0.52）22.18=6.67 kN铝合金窗自重次梁自重 0.5（1.2+2.82）20.35=2.38 kN次梁自重荷载 2.3960.25=3.59 kN次梁传来楼面荷载 （26-3.6）3.60.50.53.90.5=14.74 kN边框架柱自重荷载 46.92=27.68 kNGA=122.87 kN ， e=50mm ， M=eF=6.14 kN/m16、首层框B柱荷载标准值中纵向框架梁自重荷载 7.34（3.7+3.62）0.5=40 kN中纵向框架梁传来楼面荷载 (3
22、.72-3.5)3.50.50.5+(3.72-2.1)2.10.50.53.90.5+3.60.53.60.5+(23.6-2.1)2.10.50.53.9=35.16 kN次梁荷载 (6+2.1)2.390.25=4.84 kN次梁传来楼面荷载2.10.52.10.5+(26-3.63.60.50.53.90.5=16.89 kN中框架柱自重荷载 46.74=26.96 kNGB=123.85 kN , e=50mm ， M=eF=6.19 kN/m17、首层框C柱荷载标准值中纵向框架梁自重荷载 7.34（3.7+3.62）0.5=40 kN中纵向框架梁扣除门洞荷载0.52.92(4-0.
23、8)(7.2+3.7)-312.1=41.73 kN中纵向框架梁传来楼面荷载 (3.72-2.1)2.10.50.5+3.73.70.50.53.90.5+3.63.60.50.5+(3.62-2.1)2.10.50.53.9=35.18 kN次梁自重荷载 (6+2.1)0.252.39=4.84 kN次梁传来楼面荷载(62-3.6)3.60.50.5+2.12.10.50.53.90.5=16.89 kN中框架柱自重荷载 46.74=26.96 kNGD=165.6 kN , e=50mm ， M=eF=8.28 kN/m18、首层框架柱D荷载标准值边纵向框架梁自重荷载 （7.2+3.7）7
24、.340.5=42.13 kN边纵向框架梁传来楼面荷载0.53.73.70.50.53.9+3.63.60.50.53.9=19.31 kN窗下墙自重荷载 （3.7+7.2-20.5）（4-0.8-2）2.180.5=12.95 kN窗边墙自重荷载 （3.7+7.2-2.8-2.9-20.5）22.180.5=9.16 kN铝合金窗自重荷载 2（2.8+2.9）0.350.5=2 kN次梁自重荷载 2.3960.25=3.59 kN次梁传来楼面荷载 （62-3.6）3.60.50.53.90.5=14.74 kN边框架柱自重荷载 46.92=27.68 kNGD=131.56 kN ， e=5
25、0mm ， M=eF=6.58 kNm19、恒荷载作用下的结构计算简图 （二）活荷载标准值查建筑结构荷载规范（GB5000912012）上人屋面：2.0 kN/m2 贮藏室：5.0 kN/m2 餐厅：4.0 kN/m2 厨房：2.0 kN/m2 办公室：2.0 kN/m2 走廊门厅：2.5 kN/m2 电梯恒载已考虑计算公式3为p=ql1、屋面活荷载计算（1）顶层P4AB=P4CD=（3.7+3.6）0.52=7.3 kN/mP4AB=2.10.522=4.2 kN/mP4A=P4D=(3.6222+3.7223)2+(26-3.6)3.6212212=17.46kNP4B=P4C=23.7-
26、2.12.1212+3.7222212+62-3.63.6212212+3.62-2.12.1212+3.62222+2.12222142=26.7kNM4A=M4D=eF=0.87 kNmM4B=M4C=eF=1.34 kNm（2）标准层（23层）PAB1=3.522.5=4.38 kN/mPAB2=3.622=3.6 kN/mPBC=2.12.5=5.25 kN/mPCD=（3.72+3.62）2=7.3 kN/mFP=（23.7-3.5）3.52122.512=4.27kNPA=3.62222+（26-3.6）3.6212122=14.04kNPB=3.7222+(23.7-2.1)2.
27、12122.512+3.62222+(33.6-2.1)2.12122.5+2.12222.512+(26-3.6)3.6212212=29.87kNPC=23.7-2.12.12122.512+3.7222212+23.6-2.12.12122.5+3.62222+2.12222.512+(26-3.6)3.6212212=29.01kNPD=3.7222212+3.62222+(26-3.6)3.6212212=17.46kNMA=0.7kNm MB=1.49kNmMC=1.45kNmMD=0.87kNm(3)首层PAB1=3.522.5=4.38kN/mPAB2=3.624=7.2kN/
28、mPBC=2.12.5=5.25kN/mPCD=3.725+3.622=12.85kN/mPA=3.62224+（26-3.6）3.6212412=28.08kNPB=(23.7-2.1)2.1212+3.72222.512+(23.6-2.1)2.12122.5+3.62224+2.12222.512+(26-3.6)3.6212412=43.91 kNPC=23.7-2.12.12122.512+3.7222512+3.62222+23.6-2.12.12122.5+2.12222.512+(26-3.6)3.6212212=34.15 kNPD=3.7222515+3.62222+(26
29、-3.6)3.6212212=22.60kNMA=eF=1.40kNm MB=eF=2.20kNmMC=eF=1.71kNm MD=eF=1.13kNm2、活荷载作用下结构计算简图 四、风荷载及内力计算1、节点集中力简化计算由于H30，取Z=1.0；对于矩形平面S=1.3（H/B4）；地面粗糙类别B类，南宁基本风压0=0.35，Z查建筑结构荷载规范（GB500092012）可得：表41各层节点风荷载计算层数ZSZ（m）Z0A（m2）PA（kN）41.01.318.51.200.3519.0810.2431.01.314.51.120.3521.8011.1121.01.310.51.010.3
30、521.0810.0211.01.36.51.000.3528.6113.022、采用D值法计算风荷载作用下的内力计算步骤如下4（1）计算框架结构各层层间剪力。（2）计算各柱的侧向刚度，然后求柱子的剪力。（3）确定各柱的反弯点高度y，并求出下端弯矩和上端弯矩。（4）根据节点的弯矩平衡条件，将节点上、下柱端弯矩只和按左、右梁的线刚度分配给梁端。（5）根据梁端弯矩计算梁端剪力，再由梁端剪力计算轴力。中间标准层柱：iC=13.0210-4EC , EC=3107kN/m2底层柱：iC= 6.5110-4EC , EC=3107kN/m2表42 AD轴24层D值计算表构件名称kCiCHDDA、D轴柱1
31、.760.47390604.0013768.6562105.4B、C轴柱2.930.59390604.0017284.05注：上表所用公式为k=i1+i42iC,k=i1+i2+i3+i7iC，C=kk+2D=C12iCH表43 AD轴底层D值计算表构件名称kCiCHDDA、D轴柱3.520.73195308.002673.1711278.6B、C轴柱5.850.81195308.002966.12注：上表所用公式为k=i1+i2iC, k=i2iC,C=k+0.5k+2， D=C12iCH表44 各层各柱剪力大小序号风荷载kN层间剪力kNDD剪力ViA、D柱B、C柱A、D柱B、C柱410.4210.420.220.282.292.92311.1121.530.220.284.746.03210.0231.550.220.286.948.83113.0244.570.240.2610.7011.59表45 层间位移角验算表层号层高(mm)层间剪力kN层间总的D（N/mm）层间位移u（mm）层间位移角e层间位移角限值1/5504400010.4262105.40.1684.210-51.81810-33400021.5362105.40.3478.6810-51.81810-32400031.556