层行政办公楼毕业设计.doc

毕毕 业业 论论 文（设计）文（设计） 课课 题题 职业技术学院行政办公楼设计 学生姓名学生姓名 宋 志 坚 学学 院院 建 筑 工 程 学 院 专业班级专业班级 土木工程专业 09 级本科二班 指导教师指导教师 卢 傲 云 二二 0 一三年五月一三年五月 学学 号号_ 0906131031 宋志坚：职业技术学院行政办公楼设计 职业技术学院办公楼框架结构设计职业技术学院办公楼框架结构设计 摘摘 要要 本设计为职业技术学院教学办公楼结构设计，四层框架结构。本地区抗震设防烈度 为 7 度，场地类别为二类场地， ，为。楼基本风压为 2 0.30/kN m基本雪压 2 0.60/kN m 屋盖均为现浇钢筋混凝土结构。 本设计贯彻“”的设计原则。按照建筑设计规范，认真考安全、适用、经济、美观 虑了影响设计的各项因素。 本设计选取了结构方案中的一榀横向框架进行设计。先进行层间荷载代表值的计算, 接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按计算水平地震荷载作用下大小，底部剪力法 同时计算出结构在下的荷载大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力风荷载作用 （弯矩、剪力、轴力） 。接着计算作用下的结构内力。找出最竖向荷载（恒载及活荷载） 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。 整个设计过程中，严格遵循相关的专业规范，参考相关资料和有关最新的国家标准 图集，对设计的各个环节进行综合全面科学的考虑。总之，安全、实用、经济、美观是 本设计的原则。设计计算整个过程中综合考虑了抗震要求、技术经济指标和施工工业化 的要求。 关键词关键词： 建筑设计，框架结构；抗震设计；荷载统计；内力组合 铜陵学院毕业论文（设计） Abstract Vocational school building, using this as a four-story frame structure design, architectural layers. This region seismic intensity of 7 degrees, site category type venue, the basic wind pressure, the basic snow pressure. Floors, roofs using cast in-situ reinforced concrete structure. This design is to achieve “safe, practical, economic, aesthetic“ design principles. According to the building design standards, carefully consider various factors designs. This design choice lateral framework program design. Between the first layer and the layer load calculation, it means that the value of using vertex displacement method, and then cut from the bottom of the seismic cycle method to calculate the size of horizontal seismic load, wind load and calculate the structure, and then find loads of load level structural forces (bending moment, shear force and the axial force) in size. Then calculate the vertical load (dead load and live load) under the action of the force structure. Identify the most unfavorable force of a group or several groups of combinations. Select the security reinforcement and calculated results animated addition to an indoor staircase structure design, complete flat bed board, bench boards, platforms beam forces and reinforcement calculation and construction drawings and other components. Throughout the design process, in strict compliance with the relevant professional regulations, refer to the relevant materials and the latest national standards related to all aspects of Atlas design, integrated comprehensive scientific considerations. In short, safe, practical, economic, aesthetic design principles. The whole process of design calculations considering seismic requirements, technical and economic indicators and industrialized construction requirements. Keywords: Architectural design ；Frame structure; Seismic design; Load statistics; Endogenic force combination 宋志坚：职业技术学院行政办公楼设计 目目 录录 第一章第一章 建筑设计说明建筑设计说明- 1 - 1.1 平面设计- 1 - 1.1.1 使用部分平面设计- 1 - 1.1.2 交通联系部分设计- 1 - 1.1.3 平面组合设计- 2 - 1.2 剖面设计- 2 - 1.3 立面设计- 2 - 1.4 楼板层和地面- 2 - 1.5 基础和地基.- 3 - 1.6 交通联系部分的设计- 3 - 1.6.1 楼梯设计.- 3 - 1.6.2 门厅的设计.- 3 - 1.6.3 室外台阶.- 4 - 1.6.4 门和窗的设计- 4 - 1.7 其它设计- 4 - 1.7.1 散水设计.- 4 - 1.7.2 勒脚的设计.- 4 - 1.7.3 女儿墙设计.- 5 - 第二章第二章 结构设计说明结构设计说明- 6 - 2.1 材料要求.- 6 - 2.2 填充墙要求- 6 - 2.3 截面尺寸要求- 6 - 2.4 结构布置要求- 6 - 2.5 计算过程- 6 - 2.5.1 计算简图.- 6 - 2.5.2 在竖向荷载作用下的近似计算.- 6 - 2.5.3 地震作用计算- 7 - 2.5.4 框架的内力组合.- 7 - 2.5.5 正截面和斜截面的设计.- 7 - 第三章第三章 结构计算书结构计算书.- 8 - 3.1 工程概况.- 8 - 3.2 设计原始资料- 8 - 3.2.1 建筑技术条件.- 8 - 3.3 材料选用.- 8 - 铜陵学院毕业论文（设计） 3.4 结构选型.- 8 - 3.5 结构布置及计算简图.- 9 - 3.5.1 选择承重方案- 9 - 3.5.2 梁、柱截面尺寸估算- 9 - 3.5.3 框架结构计算简图- 10 - 3.6 重力荷载计算.- 11 - 3.6.1 屋面和楼面的永久荷载标准值- 11 - 3.6.2 屋面和楼面可变荷载标准值.- 12 - 3.6.3 梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算.- 12 - 3.7 重力荷载代表值- 12 - 3.7.1 第 4 层的轴线框架重力荷载代表值：.- 12 - 3.7.2 第 3 层的轴线框架重力荷载代表值：.- 13 - 3.7.3 第 2 层的轴线框架重力荷载代表值：.- 13 - 3.7.4 第 1 层的轴线框架重力荷载代表值：.- 13 - 3.8 横向框架侧移刚度计算- 14 - 3.8.1 计算梁、柱的线刚度.- 14 - 3.8.2 计算柱的侧移刚度- 15 - 第四章第四章 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算.- 17 - 4.1 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算- 17 - 4.1.1 横向自振周期的计算.- 17 - 4.1.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算.- 17 - 4.1.3 水平地震作用下的位移验算.- 19 - 4.1.4 水平地震作用下框架内力计算- 20 - 4.2 横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算.- 23 - 4.2.1 风荷载标准值.- 23 - 4.2.2 风荷载作用下的水平位移验算- 25 - 4.2.3 风荷载作用下框架结构内力计算.- 26 - 第五章第五章 竖向荷载作用下的横向框架结构内力计算竖向荷载作用下的横向框架结构内力计算- 30 - 5.1 计算单元.- 30 - 5.2 荷载计算.- 31 - 5.2.1 恒载计算.- 31 - 5.2.2 活荷载计算- 35 - 5.3 内力计算.- 39 - 5.3.1 恒载作用下的内力计算- 39 - 5.3.2 活载、雪载作用下的内力计算- 44 - 第六章第六章 横向框架内力组合横向框架内力组合.- 51 - 宋志坚：职业技术学院行政办公楼设计 6.1 结构抗震等级.- 51 - 6.2 框架梁内力组合- 51 - 6.2.1 作用效应组合.- 51 - 6.2.2 承载力抗震调整系数.- 51 - 6.2.3 梁内力组合表.- 51 - 6.2.4 计算跨间最大弯矩- 54 - 6.3 框架柱内力组合- 56 - 6.3.1 柱内力组合- 56 - 6.3.2 柱端弯矩值设计值的调整- 61 - 第七章第七章 截面设计截面设计.- 63 - 7.1 框架梁.- 63 - 7.1.1 梁的正截面受弯承载力计算.- 63 - 7.1.2 梁斜截面受剪承载力计算- 65 - 7.2 框架柱.- 67 - 7.2.1 柱截面尺寸验算.- 67 - 7.2.2 框架柱的截面设计- 68 - 第八章第八章 楼梯设计楼梯设计.- 72 - 8.1 建筑设计.- 72 - 8.2 结构设计.- 72 - 8.3 梯段板设计- 73 - 8.3.1 斜板设计（二、三、四层）.- 73 - 8.3.2 平台板设计- 74 - 8.3.3 平台梁设计- 75 - 结结 论论- 77 - 参考文献：参考文献：.- 78 - 致致 谢谢- 79 - 铜陵学院毕业论文（设计） - 1 - 第一章第一章 建筑设计说明建筑设计说明 1.1 平面设计平面设计 建筑平面是反映建筑空间与它们的垂直构件之间的相关关系，也是表示建筑物在水 平方向房屋各部分的组合关系， ，一些剖面关系比较简单的民用由于建筑平面通常较为形象地表达建筑功能方面的问题 建筑，它们的平面布置基本上能够反映空间组合的主要内容，因此， 。但是在平面设计中，应当始终从建筑整体空间组在建筑设计时，首先从平面设计入手 合的效果来考虑，分析剖面、立面的可能性和合理性，紧密联系建筑剖面和立面 ，全面综合的解决好设计问题。房屋建筑空间处理问题，不断调整修改平面，反复深入 除了内部的处理之外，还当包括建筑与其周围其他建筑之间的协调关系以及内部空间处 理。 1.1.1 使用部分平面设计 任何一幢建筑物和房间都由三度空间的尺寸和内容组合而成，而这三度空间的尺寸 和内容，是由来表达的，所以建筑设计又包括平面设计、剖面设计、立平、立、剖面图 面和体型设计。，它建筑平面是表示水平方向建筑物各个部分的尺寸、内容及相关关系 较集中地表现了建筑物的功能要求，所以平面设计是建筑物的根本，也是最重要的设计。 无论何种建筑物，都是由各种房间、走廊、门厅、楼、电梯等组成。其中，房间可 分为为，。因主要使用房间和辅助使用房间走廊、楼、门厅、电梯总称为交通联系部分 此建筑物也可以认为是三大部分组成：。主要使用房间、辅助使用房间和交通联系部分 1.1.2 交通联系部分设计 交通联系部分就是把不同的房间按照一定是使用功能和其他等各种因素的要求而联 系起来，形成一幢互相联系的整体建筑物。交通联系部分由（楼、电梯、垂直交通空间 室内坡道） 、（走道）和交通枢纽（门厅、过厅）等部分组成。本设计中垂水平交通空间 直交通联系部分是，此为各个楼层疏散的必经楼梯由于层高限制，故不需要设置电梯 之路，因此本建筑的楼梯为。双跑式楼梯 交通联系部分的设计原则：空间尺度适当，空间形象完美；交通路线便捷、清楚； 各种流线互不干扰，紧急情况下，；有良好的采光、通风、导向明确人流能迅速疏散 照明和防火性能；在一般公共建筑中，交通联系部分的面积约占建筑面积的四分之一左 宋志坚：职业技术学院行政办公楼设计 - 2 - 右。所以合理地设计交通联系部分对建筑物的用途、造价、空间组合等均有很大的影响。 1.1.3 平面组合设计 分析各个单间和交通联系不封的使用要求及平面设计之后，使之把他们组合起来 成为，这就是。功能合理、使用方便、体型简洁、构图完美与环境协调的建筑物组合设计 组合设计时，应考虑多种因素，并经过反复思考，多次修改，才能使平面组合设计更加 完善合理。 1.2 剖面设计剖面设计 是为了解决建筑物竖向空间的问题。主要表现为建筑物内部结构剖面设计剖面设计 的构造关系，。因此和房屋的使用、造价和节以及净高、层高、建筑空间的组合与利用 约用地等有着密切关系，。也反映了建筑标准的一个方面 本工程为职业技术学院行政办公楼设计，第一层包含大厅故层高5.5m,第二层和第 三层办公部分为3.3m，第四层由于布置了大会议室，所以层高是 3.9m。垂直的交通采用 的是楼梯，由于本教学办公楼层数只有四层，因此不需要设计电梯。 1.3 立面设计立面设计 立面设计不仅仅是为了满足美化环境以及使用功能的需要而进行设计的，还可起到 保护结构、改善环境和装饰美化建筑物的作用。，在一定的程度上也建筑物的美观问题 反映社会的文化生活，。精神面貌和经济基础 建筑立面是建筑物整体的外观形象，设计时要结合建筑空间、体型和技术经济条件 等因素而同一考虑。立面设计的重点是墙面、门窗、阳台、檐口、勒脚、台阶、外露构 件及装饰线脚等部分，通过选择其形状、尺度、比例、排列方式和质感使之协调统一。 1.4 楼板层和地面楼板层和地面 楼板层是建筑物中的水平承重构件，并且沿着水平方向分隔上下空间。楼板层应能 承受板上的使用荷载，同时它对墙并将荷载和自重传给墙或柱，再由墙或柱传给基础 或柱起着水平支撑的作用。 顶棚又称天花，当楼板底部不平整，而房间要求平整或者在楼板底部有需要隐藏的 管道以及空间需要隔声等应设这吊顶来满足设计和美观要求。 地面是楼层地面和地坪面层的统称。也可以将楼层的面层称为楼面，它们在设计上 的要求和构造要求基本相同，因此如下所述的地面做法同样也适用于楼面。 铜陵学院毕业论文（设计） - 3 - 1.5 基础和地基基础和地基 基础指建筑底部与地基接触的承重构件，它的作用是把建筑上部的荷载传给地基。因此地基必 须坚固、稳定而可靠。工程结构物地面以下的部分结构构件，用来将上部结构荷载传给地基，是房屋、 桥梁、码头及其他构筑物的重要组成部分。 地基可以分为两种：一是。一是。天然地基人工地基 基础埋深（埋置深度）是从室外设计地面至基础底面的深度。本工程确定深度1.9米 作为基础埋深，梁和柱的中心线不重合，因此可能会产同时考虑到该工程为框架结构 生较大的竖向弯矩，为了提高抗剪切能力，该工程选用柱下独基，同解决了以上问题 时能够节省材料。 1.6 交通联系部分的设计交通联系部分的设计 1.6.1 楼梯设计 楼梯是建筑物中联系上下各层的垂直交通设施和设备的重要组成部分，楼梯的功能 是用来疏散和通行。 最常见的现浇楼梯分别是板式楼梯和梁式楼梯，本工程采用的是板式楼梯。 板式楼梯由。板式楼梯的优点是底面平整、结构高休息平台、梯段板和平台梁组成 度小，外观比较轻巧；，其混凝土用量1/ 251/30缺点是斜板较厚，约为梯段板斜长的 和钢材用量都较多，。不适合跨度较大的情况 楼梯位置布设： 楼梯的位置与出入口位置、防火疏散、艺术要求和建筑物平面关系有关。 。主要楼梯需要布置在主要进出口附近，次要楼梯可以布置在建筑物的尽端 1.6.2 门厅的设计 ，它作为主要出入口，主要起接纳人流、门厅是水平、垂直交通的交汇点交通枢纽 疏散人流的作用；。某些民用建筑的门厅，还兼作为过渡空间，主要起分配人流的作用 有其他功能。门厅是建筑物设计的重点部分，如采取不同的设计手法可以体现不同的意 境。 设计时也可以参考有关民用建筑门厅面积定额。 门厅的布置可以是各种各样的，但是在设计时必须遵循以下原则： 应位于建筑物明显突出的部位，以便人流集散； 门厅内的导向性要明确； 门厅对外的总宽度，通常大于通向该门厅的走道以及楼梯宽度的总和，并且采 用外开门或弹簧门； 宋志坚：职业技术学院行政办公楼设计 - 4 - 门厅外应设置门廊、雨棚、平台、台阶或坡道，以起到过渡的作用。 1.6.3 室外台阶 室外台阶的坡建筑物室内地面必须高于室外地面，应根据室内外的高差设置台阶。 度较楼梯坡道小，一般台阶宽度取，台阶高度取mm。在底层台阶与300 400mm150100 出入口之间应设置平台，作缓冲之处。平台宽不宜小于 900mm，而且略向外倾斜，以免雨 水流向室内。室外台阶踏步数不应。人流密集的场所，2小于级1m台阶总高度超过时 宜设置栏杆。 1.6.4 门和窗的设计 门和窗是建筑物的重要配件。门主要起分隔房间和联系室内外的作用，也具有采光 和通风功用。窗的主要起是采光、通风及眺望等作用。 门的设计和布置门的设计和布置：对门的设计主要参考了以下几点： ； ；根据使用具体要求确定门的数量根据功能确定门的大小 窗的设计和布置窗的设计和布置：、形式和位置，、通风、日照和使房间中窗子的大小对室内采光 用等功能要求。 （1）窗的大小 窗面积应根据房间的使用功能要求、房间面积大小、立面设计、当地日照等因素 来确定。窗面积与地面积的比值应为。1/ 41/6 （2）窗的位置在设计时应有利于采光、通风，一般小型工作间要求采光均匀，所以 常把窗子布置于外墙的中部或接近中部的地方，对于教室等采光要求较高的房间，则应 在教室的左侧外墙开窗，同时应避免窗间墙过宽而产生暗角。 1.7 其它设计其它设计 1.7.1 散水设计 建筑物的外墙做散水，是为了迅速排除靠墙体的地面水以便将水导至远离墙脚处。 。同时堵住地面水沿墙脚向下渗透，以减少墙脚基础受水侵蚀的可能性 散水用素混凝土现浇坡度为。本次设计的散水宽度为，坡度。具%5%3mm600%3 体做法为：厚素土夯实，60 厚混凝土垫层，20 厚 1：2 水泥砂浆抹面。30015C 1.7.2 勒脚的设计 本次设计的时候墙勒脚所用的是大理石贴面勒脚，这种勒脚可以增加建筑物立面的 美观性。 铜陵学院毕业论文（设计） - 5 - 1.7.3 女儿墙设计 女儿墙如果没有适当的防水措施，雨水就有可能顺女儿墙渗入室内。防止女儿墙渗 水的办法主要是在女儿墙的墙身中铺设油毡防水层，。本次或把屋面防水层铺过女儿墙 综合楼设计中，为了安全和美观的需要，设置了女儿墙，。并充分考虑1100mm女儿墙高 了女儿墙的抗震和防水。 宋志坚：职业技术学院行政办公楼设计 - 6 - 第二章第二章 结构设计说明结构设计说明 2.1 材料要求材料要求 本建筑中按照任务书的要求，梁、柱等级均采用 C25 混凝土。 2.2 填充墙要求填充墙要求 (1) 框架结构的填充墙不是主要承重构件，因此可采用空心砖、墙板、预制轻质砌 块，填充墙必须要按照规范的构造要求与框架可靠拉结。本建筑使用的是加气混凝土砌 块。 (2) 框架结构的填充墙与框架梁、柱的轴线都应该在一个垂直平面内。 2.3 截面尺寸要求截面尺寸要求 梁截面尺寸为 hbLh)3/12/1 (;)12/18/1 ( 次梁截面尺寸为 (1/12 1/18) ;(1/ 2 1/3)hL bh 柱截面尺寸为 hbHh) 13/2(;)15/16/1 ( 2.4 结构布置要求结构布置要求 (1) 抗震框架结构平面布置应计算方便，满足建筑的相关使用要传力路径合理 求，考虑部分构件的制作工艺，布置时需要，使质量中心与刚简单、均匀、规则、对称 度中心尽量减小偏差，。为方便计算应尽量使框架结构的纵横向具有相近的自振特性 (2) 框架结构应布置并设计成双向抗侧力体系。 2.5 计算过程计算过程 2.5.1 计算简图 在结构计算简图中，。杆件用轴线来表示框架梁的跨度即取柱子轴线之间的距离 框架底层柱的长度应从基础顶面算起，其它层的柱子长度即为楼层高度。 2.5.2 在竖向荷载作用下的近似计算 竖向荷载作用下框架结构内力计算通常采用。做竖向荷载分层法、迭代法、调幅法 铜陵学院毕业论文（设计） - 7 - 作用下内力分析时，假定作用在某一层框架梁上的竖向荷载只对本层楼的梁以及与本层 梁相连的框架柱产生弯矩和剪力，对其他楼层框架和隔层的框架柱都不产生弯矩和剪力。 2.5.3 地震作用计算 水平地震作用计算采用底部剪力法计算水平地震作用力。本设计取用一榀框架的重 力荷载代表值来计算。：女儿墙自重，屋面恒载，纵、横梁自顶层重力荷载代表值包括 重，半层柱自重和。其它层重力荷载代表值包括：楼面半层墙体自重50%屋面活荷载 恒载，纵、横梁自重，纵、下各半层的柱，楼楼面梁自重横墙自重以及楼面上50% 面活荷载。请注意：。 在计算重力荷载代表值的时候，屋面活荷载仅考虑雪荷载 2.5.4 框架的内力组合 对框架内力进行组合,通过对框架内力的分析，会得到结构在不同荷载作用下产生 的构件内力标准值。设计时，根据可能出现的最不利情况确定构件内力设计值。取组合 值中最不利组合作为截面设计时采用的内力设计值。 2.5.5 正截面和斜截面的设计 受弯构件要进行,钢筋混凝土受弯构件的破坏主要有三种形式：抗弯和抗剪设计 ，其中后两种是在工程设计中是不允许出现,我们在截面适筋破坏、超筋破坏和少筋破坏 设计时应当避免。 受弯构件在弯距和剪力共同作用的区段通常会产生斜裂缝,并可能延斜截面发生破坏,斜 截面破坏带有脆性破坏性质, ,不仅要对截面尺寸,所以在设计中要加以控制截面设计时 加以控制,。,同时还要对对斜截面进行计算配置一定数量的箍筋 宋志坚：职业技术学院行政办公楼设计 - 8 - 第三章第三章 结构计算书结构计算书 3.1 工程概况工程概况 职业技术学院行政办公楼，。按照任务书要求层数为层，3770建筑面积平方米左右4 层高：，。框5.5m一楼大厅3.3m二楼和三楼办公楼部分3.9m四楼布置有大会议室因此 架结构。设两部楼梯。 3.2 设计原始资料设计原始资料 3.2.1 建筑技术条件 （1）气象条件 ：基本雪压为；雪荷载 2 0 S0.60kN/ m ：基本风压为。风荷载 2 0 W0.30kN/ m （2）工程地质条件 此建筑位于城市郊区，。基地平坦 （3）建筑场地类别：二类场地土。 地震烈度：，此建筑是三级抗震，场地特征周期是。7度0.3S 3.3 材料选用材料选用 ：混凝土均为；混凝土25C ：梁柱纵向受力钢筋均为钢筋，其余为钢筋；钢筋335HRB235HPB ：外墙采用加气混凝土砌块,重度；墙体 2 5.5/kN m 内隔墙采用,重度；加气混凝土砌块 2 5.5/kN m 3.4 结构选型结构选型 1.钢筋混凝土现浇框架结构体系。结构体系： 2.现浇钢筋混凝土肋形屋盖，屋面板厚为。屋面结构：mm120 3.现浇钢筋混凝土肋形楼盖，板厚为。楼面结构：mm120 4.钢筋混凝土板式楼梯。楼梯结构： 铜陵学院毕业论文（设计） - 9 - 3.5 结构布置及计算简图结构布置及计算简图 根据建筑设计以及使用功能的要求，进行了，设计标准建筑平面、立面和剖面设计 层的建筑平面、立面、和剖面图见图纸。主体结构共 4 层，层高：一楼由于包括大厅故 取 5.5m；标准层为办公部分取 3.3m，顶层包括一个大会议室因而取 3.9m。 3.5.1 选择承重方案 该建筑为，不需考虑太大空间布置，职业技术学院行政办公楼房间布局整齐规则 因此采用纵向框架承重方案，。四柱三跨不等跨的形式 3.5.2 梁、柱截面尺寸估算 纵 梁： 取 1111 7800650 975 812812 hlmm 700hmm 取 1111 700233 350 2323 bhmm 250bmm 横 梁： 取 1111 6500541 812 812812 hlmm 600hmm 取 1111 600200 300 2323 bhmm 250bmm 中跨梁： 取 1111 2100175 263 812812 hlmm 400hmm 取 1111 400133 200 2323 bhmm 250bmm 次 梁： 取 1111 6500361 546 12181218 hlmm 400hmm 取 1111 400133 200 2323 bhmm 250bmm 为方便计算与施工，所以此处所有梁宽均取 250mm 每层梁截面尺寸及混凝土强度等级如下表所示， 宋志坚：职业技术学院行政办公楼设计 - 10 - 3 1mm表梁截面尺寸及各层混凝土强度等级 b h横梁 层次 混凝土强度 等级， AB跨CD跨BC跨 b h纵梁b h次梁 15C25250600250400250700250400 柱截面尺寸的估算。根据柱的轴压比限值来估算，此次设计轴压比限值,重 N 0.9 力荷载代表值可取，边柱及中柱负荷面积分别为 2 12kN/ m（加气混凝土砌块隔墙） 和，7 度地区 =1.25，于是可计算出一层柱截面面积为: 2 7.8 6.5/2m 2 7.8 4.3m 边柱 3 2 1.257.86.5 12 104 142017 0.92 11.9 E c NcNc Fg nN Amm ff 中柱 3 2 1.257.84.3 12 104 187889 0.9 11.9 E c NcNc Fg nN Amm ff 根据上述结果，并综合考虑其它因素，为方便计算，本设计柱截面尺寸取值如下： 14 层 500mm 500mm 1900mm,900mm450mm基础采用柱下独立基础，基础埋置深度基础高度室内外高差为。 3.5.3 框架结构计算简图 。由于柱截面尺寸不变，故梁跨度等于柱截面形心轴线取轴上的一榀框架来计算 之间距离。室内外高差，,故底层柱高。其余0.45m定为h5.50.45 1.90.96.95m 各层柱高即层高。计算简图如下:233.3m3.9m层高度即为层高，取；第四层层高 铜陵学院毕业论文（设计） - 11 - 图 3-1 框架结构计算简图 3.6 重力荷载计算重力荷载计算 3.6.1 屋面和楼面的永久荷载标准值 （1）恒温防水屋面(屋面不上人) 防水层（二毡三油） 0.35kN/m2 20 厚的 1:2.5 水泥砂浆找平层 200.020.4kN/m2 铺聚苯乙烯泡沫塑料板保温层 100mm 0.50kN/m20.1=0.05 kN/m2 混凝土板厚 120mm 2 25 0.123kN/ m 12mm 厚混合砂浆抹灰顶棚 2 0.02 170.2kN/ m 合计 2 4kN/ m （2）14 层楼面 30mm 厚细石混凝土面层 0.0324=0.72kN/m2 120 厚钢筋混凝土板 250.12=3kN/m2 12mm 厚混合砂浆抹灰顶棚 0.0217=02kN/m2 合计 3.92kN/m2 宋志坚：职业技术学院行政办公楼设计 - 12 - 注：为方便计算，后面计算时楼面荷载标准值取 2 4 kN/ m 3.6.2 屋面和楼面可变荷载标准值 不上人屋面活荷载标准值 2 0.5kN/ m 楼面活荷载标准值 2 2.0kN/ m 屋面雪荷载标准值 2 0 1.0 0.60.6/ kr sskN m 注： r 为屋面积雪分布系数，取 r 1.0。 3.6.3 梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算 梁自重： 纵梁：，则纵梁自重：b h250mm 700mm ；26 0.250.70.123.77kN / m（） 横梁：，则横梁自重：b h250mm 600mm ；26 0.250.60.123.12 kN / m（） 次梁：，则次梁自重：b h250mm400mm ；26 0.250.40.121.625kN/ m 柱： b h500mm 500mm 柱自重： 0.50.5266.5kN/m 注：混凝土容重为 25kN/m2，此处取 26 kN/m2为考虑抹灰后的容重。 外墙自重为外墙自重为：，外墙面贴瓷砖,外墙面240mm墙体为加气混凝土砌块 2 0.5kN/ m（） 20mm 厚水泥砂浆打底，则外墙 2 20mm0.3kN/ m内墙面为厚抹灰，涂抹乳胶漆墙面（） 重力荷载为： 2 0.50.02 200.24 5.520 0.020.32.92kN/ m 内墙自重为：内墙自重为：墙体为 240mm 加气混凝土砌块，乳胶漆墙面双面（0.6kN/m2）,10mm 水泥砂浆， 10mm 厚水保温砂浆，240mm 厚加气混凝土砌块，20mm 厚水泥砂浆，则内墙单位墙面重力荷载为： 0.60.0120+0.0150.245.5+0.02202.57 2 kN/ m 女儿墙自重女儿墙自重(含贴面和粉刷)： 1.1 0.24 5.50.50.4 23.252 kN / m 木门木门单位面积重力荷载：，铝合金窗铝合金窗单位面积重力荷载：。 2 0.2 kN/ m 2 0.4 kN/ m 3.7 重力荷载代表值重力荷载代表值 为了计算方便，本次设计时选用其中具有代表性的一榀框架来进行横向水平荷载作用 此设计中选择轴线框架进行计算。下框架结构的内力和侧移计算， 铜陵学院毕业论文（设计） - 13 - 3.7.1 第 4 层的轴线框架重力荷载代表值： 屋面恒载： (6.522.1)7.84471.12 kN 女儿墙： 3.2527.8250.731 kN 纵横梁自重： （7.8-0.5）3.774(6.5-0.5)3.122(2.1-0.5)1.6251150.124 kN 半层柱自重： (6.53.94)0.550.7 kN 半层墙自重： （3.90.50.7）2.92（7.80.5）4（3.90.5 0.6）2（7.80.5） 2.57=157.23kN 屋面雪载： (6.522.1)7.8 0.6=70.668 kN 恒载+0.5雪载： 471.12+50.7312+150.124+50.7+157.23+0.5 70.688915.24 kN 注：此处计算纵横梁自重时计算长度为梁长减去柱子尺寸宽度。 3.7.2 第 3 层的轴线框架重力荷载代表值： 楼面恒载： (6.522.1)7.84471.12 kN 上、下半层墙重： 157.23+（3.30.50.7） 2.92（7.80.5）4（3.30.50.6）2（7.80.5） 2.57=277.63 kN 纵横梁自重： 150.124 kN 上半层柱+下半层柱： 50.7+6.543.30.593.6kN 楼面活荷载： (6.522.1)7.82.0235.56 kN 恒载+0.5活载： 471.12+277.63+150.12+93.6+0.5235.561110.25 kN 3.7.3 第 2 层的轴线框架重力荷载代表值： 楼面恒载： (6.522.1)7.84471.12 kN 上、下半层墙重： 120.4+120.4=433.47 kN 纵横梁自重： 150.12kN 上半层柱+下半层柱： 6.543.30.5285.8 kN 楼面活荷载： (6.522.1)7.82.0235.56 kN 恒载+0.5活载： 471.12+240.8+150.124+85.8+0.5235.561065.62 kN 宋志坚：职业技术学院行政办公楼设计 - 14 - 3.7.4 第 1 层的轴线框架重力荷载代表值： 楼面恒载： (6.522.1)7.84471.12 kN 上、下半层墙自重： 120.4+（7.80.5）4（5.50.50.7） 2.92+（5.50.50.6）（7.80.5） 2.572464.88 kN 纵横梁自重： 150.12kN 上半层柱+下半层柱： 6.543.30.5+6.546.950.5132.86kN 楼面活荷载： (6.522.1)7.82.0235.56 kN 恒载+0.5活载： 471.12+464.88+150.124+132.86+0.5235.56=1336.764 kN 则一榀框架总重力荷载代表值为 n i i G 1 (4)n 1234 915.240+1110.254+1065.624+1336.764 i GGGGG =4427.882kN 3.8 横向框架侧移刚度计算横向框架侧移刚度计算 3.8.1 计算梁、柱的线刚度 梁线刚度计算， ，。梁柱混凝土标号均为25C 72 2.8 10 C EKN m 框架结构中，现浇楼面或预制楼板有现浇层的楼面，可以作为梁的有效翼缘，因此 梁的有效刚度将会增大，框架侧移减少。考虑到这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩 时， ， 。 对现浇楼面的边框架梁取 0 5 . 1 II 对中框架梁取 0 0 . 2 II 表 3-2 横梁线刚度计算表 类别 Ec /(N/mm2) bh /mmmm I0 /mm4 l /mm EcI/l /N mm 相对刚度 边跨梁 2.8104 2506004.510965002.910101 中跨梁2.81042504001.310921003.5410101.22 柱线刚度计算 表 3-3 柱线刚度计算表 铜陵学院毕业论文（设计） - 15 - 层次hc/mmEc/(N/mm2)bh/mmmmI0/mm4 EcI0/l /N mm 相对刚度 169502.81045005005.2109 2.11010 0.72 2333002.81045005005.2109 4.411010 1.52 439002.81045005005.21093.7310101.29 3.8.2 计算柱的侧移刚度 柱的侧移刚度 D 计算公式： 2 12 h i D c c 注：为柱侧移刚度修正系数，为梁柱线刚度比，在不同情况下，、取值也 c K c K 不同。 对于一般层： c i iiii K 2 4321 2 c K K 对于底层： c i ii K 21 0.5 2 c K K 表 3-4 横向框架柱侧移刚度 D 计算表 层次柱高(m)h柱根数Kc /N/mm 2 12 h i D c c D 边柱20.7770.2808240 43.9 中柱21.7270.46313625 43730 边柱20.6580.24812051 233.3 中柱21.4600.42220507 65116 边柱21.3810.5562901 16.95 中柱23.0670.7043673 13148 宋志坚：职业技术学院行政办公楼设计 - 16 - 图 3-2 框架梁柱的相对线刚度 铜陵学院毕业论文（设计） - 17 - 第四章第四章 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 4.1 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 4.1.1 横向自振周期的计算 运用来计算，对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构，基本自顶点位移法 振周期可按下式来计算： TT uT7 . 1 1 注： T u 作为该楼层水假想的结构顶点水平位移，即假想把集中在各楼层处的重力荷载代表值 i G 平荷载而算得的结构顶点位移； 考虑刚度对结构影响的，； T 非承重墙自振周期折减系数0.7取 先计算横向框架结构顶点的，过程如下：假想侧移 4 1表结构顶点的假想位移计算 层次/ i GkN/ Gi VkN/(/) i DN mm mmui/ i umm 4915.24 915.244373020.93436.28 31110.252025.496511631.11415.35 21065.623091.126511647.47384.24 11336.764427.8813148336.77336.77 由上可得基本周期， 1 T 1 1.71.7 0.70.436280.786 TT Tus 4.1.2 水平及计算地震作用楼层地震剪力 本设计用来计算水平地震作用。底部剪力法 先计算总水平地震作用标准值即底部剪力。 Ek F 1Ekeq FG 式中， 相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数； 1 结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值，多质点取 eq G 总重力荷载代表值的； 85 0.850.85 4427.883763.70kN eqi GG 任务书所给条件：建筑为三级抗震，地震设防烈度按 7 度考虑，场地特征周期 宋志坚：职业技术学院行政办公楼设计 - 18 - 0.3 g Ts 查表可得，水平地震影响系数最大值 max 0.08 由水平地震影响系数曲线计算出， 1 0.9 1max 1 0.3 0.080.0336 0.786 g T T 注： 衰减系数， 0.05 时，取 0.9； 1 0.0336 3763.7126.46 EKeq FGkN 由于 ，因此应考虑顶部附加水平地震作用。顶部 1 1.41.4 0.30.420.786 g TsTs 附加地震作用系数 0.08 0.7860.070.133 n 4 0.133 126.4616.82FkN 则质点 i 的水平地震作用为： i F 11 1109.64 iiii iEknnn jijj jj G HG H FF G HG H 注：、分别为集中于质点 i、j 荷载代表值；、分别为质点 i、j 计算高度。 i G j G i H j H 具体的计算过程如下表示，各楼层的按来计算，一并列入表中，地震剪力 n ik ki FV 表 4-2 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表 层次/ i Hm/ i GkN/ ii G HkN m/ i F kN/ i VkN 417.45915.2416886.235.5135.51 313.551110.2515043.931.6367.14 210.251065.6210922.622.9790.11 16.951336.769290.519.53109.64 jj G H 52143.2 铜陵学院毕业论文（设计） - 19 - 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： 图 4-1 横向水平地震作用及层间地震剪力 4.1.3 水平地震作用下的位移验算 用来验算D值法 水平地震作用框架第 层层间剪力、层间位移及结构顶点位移按下式计算： ii V()iu u n ik k i VF 1 ()/ s iiij j uVD 1 () n k k uu 计算过程见下表，表中计算了各层的层间。弹性位移角 / eii