行政办公楼设计.doc

华北水利水电学院学生设计纸结构计算1设计资料1) 设计标高：室内设计标高0.000等于绝对标高90.95，室内外高差700。2) 墙身做法：墙身为加气混凝土砌块墙，用M5混合砂浆砌筑。内粉刷为20厚混合砂浆打底，纸筋灰面层，“803”内墙涂料两度。外墙粉刷为1:3水泥砂浆打底，瓷砖贴面，共厚25。隔墙用100厚轻质隔断。3) 楼面做法：20厚水泥砂浆找平，硬木地面。走廊、楼梯、卫生间用水磨石面层，采用“V”型轻钢龙骨吊顶。4) 屋面做法：现浇板上铺膨胀珍珠岩保温层，檐口处厚100，2自檐口向中间找坡，1:2水泥砂浆找平层厚20，两毡三油防水层，撒绿豆砂保护。5) 门窗做法：门厅处为铝合金门窗，其他均为木门，铝合金窗。6) 地质资料：该区地势平坦，地基土以粘性土和粉土为主，建筑场地类别为类。7) 地震烈度：7度近震，抗震等级为三级。8) 基本风压：,地面粗糙度属C类。9) 基本雪压：。10) 活荷载：屋面活荷载0.5 ，楼面活荷载2.0 ，资料档案室2.5，楼梯走廊2.5 。2结构布置及结构及计算简图的确定结构平面图如右图所示。结构分为三部分单独进行计算，自左至右分为1、2、3区。1、3区结构一致，故只计算1、2区。各梁柱尺寸确定如下：1区纵向各跨梁：取 ，取横向房间内各跨梁：取,取，边跨取。次梁取，取。走廊梁取3002502区6、7轴线之间梁，取。2区其他主梁取。次梁同1区。现浇板厚100，柱子400400。1区纵向取1、2、3轴线横向取A、D轴线进行框架分析计算。2区纵向取5、6轴线横向取1/B、C、1/C、D轴线框架计算。根据地质资料，确定基础顶面离室外地面500，由此确定底层标高5.0，各梁线刚度计算如下：1区1、4 轴线梁 1区2、3轴线梁 1区A轴线梁及 1区B轴线边跨梁 1区走道梁 底层柱 二、三层柱 顶层柱 3 荷载计算3.1恒载计算3.1.1顶层恒载计算屋面荷载标准值：20厚1:2水泥砂浆找平 100226珍珠岩保温层 100厚现浇楼板 “V”型轻龙骨吊顶 0.25屋面恒载 4.305梁自重计算：1区F轴线梁自重 粉刷 1区B、C、D、E轴线梁自重 1、2、3、4轴线梁自重 1、2轴线梁粉刷 2区650300梁 走廊梁 2区其它梁同1区同型号梁，粉刷只有外粉同上。次梁自重 梁受板线荷载计算：双向板1 短边 长边 双向板2 短边 长边双向板3 短边 长边 双向板4 短边 长边双向板5 短边 长边单向板 顶层柱子自重计算：400400柱子自重 内粉刷 外粉刷 300300柱子自重 内粉刷 外粉刷 顶层墙自重计算300墙自重 200墙自重 100隔墙自重 外墙粉刷 内墙粉刷 玻璃幕墙自重 女儿墙自重 窗洞重量 门洞重量 铝合金窗自重 铝合金门自重 木门自重 恒载代表值 1区 3300kN 2区 1000kN3.1.2标准层恒载计算楼面恒载计算20厚1:2水泥砂浆找平 木质地板 0.4100厚现浇楼板 “V”型轻龙骨吊顶 0.25 楼面恒载 3.55走廊卫生间 3.4梁自重计算：1区A、F轴线梁自重 粉刷 1区B、C、D、E轴线梁自重 1、2、3、4轴线梁自重 1、2轴线梁粉刷 2区650300梁 2区其它梁同1区同型号梁，粉刷只有外粉，同上。走廊梁 次梁自重 梁受板线荷载计算：双向板1 短边 长边双向板2 短边 长边双向板3 短边 长边双向板4 短边 长边双向板5 短边 长边双向板6 短边 长边单向板 标准层柱子自重计算：400400柱子自重 粉刷 外粉刷 300300柱子自重 粉刷 外粉刷 标准层墙自重计算 300墙自重 200墙自重 100隔墙自重 外墙粉刷 内墙粉刷 玻璃幕墙自重 女儿墙自重 窗洞重量 门洞重量 铝合金窗自重 铝合金门自重 木门自重 底层柱子自重400400柱子自重 300300柱子自重 恒载标准值： 1区 底层 4800 2区 底层 2160 二层 4800 二层 1970 三层 4750 三层 11503.2活荷载计算双向板1 屋顶 短边 长边 普通办公室 短边 长边 档案室 短边 长边 双向板2 屋顶 短边 长边 楼面 短边 长边 双向板3 屋面 短边 长边 楼面 短边 长边 双向板4 屋面 短边 长边 楼面 短边 长边 双向板5屋面 短边 长边 楼面 短边 长边 双向板6屋面 短边 长边 楼面 短边 长边 单向板 屋面 楼面 活载重力代表值（近似按照外墙线计算，楼面活载按照2.5计算）一区： 四层 二、三层 二区： 三、四层 二层 3.3雪荷载计算： 3.4地震荷载计算：本结构只考虑水平地震力作用，采用底部剪力法计算水平地震力作用。结构的基本自震周期采用经验公式：3.4.1 1区地震荷载计算H=16.8,横向B=36.35，纵向B=12.95。代入上式横向 纵向。总重力代表值为： ,查表得 横向共有6榀框架，由于每榀框架总刚度不同，可先计算每层总地震力，再分配至各框架。因故可以不考虑顶部附加地震作用。每榀框架承受作用力可按下式分配之各层节点处。，计算见表1。 地震力分配1 表 1层次15587929395199.1233.18628.9587952323.1354.4359.072312.85675.572646.4492.182.016416.13406.454843.04371.574.3纵向共有4榀框架，每榀框架承受地震剪力为：，计算见表2 地震力分配2 表 2层次1558792839549.77928.9587950543.188.607312.85675.572646.4123.02416.13406.454843.0492.8753.4.2 2区地震荷载计算H=16.8,横向B=15.7，纵向B=16.55。代入上式横向 纵向总重力代表值为： 查表得 横向框架刚度不等，可以先计算每层总地震力，再分配至各框架。因故可以不考虑顶部附加地震作用。每榀框架承受作用力可按下式分配之各层节点计算见下表： 地震力分配3 表 3层次15.03068.8515344.2113.918.98328.92561.9122801.0169.2528.209312.81584.520281.6150.5525.092416.11105.417796.9132.1126.421纵向共有4榀框架，每榀框架所承受地震剪力为:，分配计算见表4。4.框架侧移计算取中间一榀框架进行计算。底层柱4.27，二、三层柱5.47，顶层柱6.46。边跨梁9.65，中跨梁，6.25，E=3.0. 表 4层次15.03068.8515344.2528.47528.92561.912280142.313312.81584.520281.637.637416.11105.417796.9433.027框架侧移计算用D值法，按下式进行计算：，。计算结果见表5 框架侧移计算 表 5（mm）2.2578130.6477060.39795115.32371.59.2470085513.7265630.7380630.4534661.7621950.4683950.6060516.47863.67.3941665272.9085370.5925470.7666871.7621950.4683950.6060516.471218.035.2425657442.9085370.5925470.7666871.4896910.4268830.77144819.501417.151.85968117742.4587630.5514451.178847总侧移23.74342737层间位移和总侧移均满足要求。5.内力计算内力计算也取典型的一跨进行计算。5.1恒载作用下内力计算恒载作用下的内力采用分层法。计算简图见左图。由于荷载对称，可以取一半结构进行计算。5.1.1各层节点荷载计算，荷载图见下页。A柱：次梁荷载顶层：（6.3142+1.5）5.4=76.292三层：（2.12+2.66）5.05+(5.2072+1.5)5.4=86.455一、二层：（3.705+3.06）5.05+（5.2072+1.5）5.4=98.5 主梁荷载顶层：（2.55+0.63）6.85+(0.3+3.75)7.2+4.847.2=86.476三层： (7.14+2.52)6.85-5.1752.1+0.5252.1+（0.3+3.75）7.2+3.9447.2=105.16一、二层：(8.67+3.06)6.85-5.1752.1+0.5252.1+（0.3+3.75）7.2+3.9447.2=127.46A柱节点荷载顶层:76.292+86.476+2.25=165.018三层： 86.455+105.16+9=200.615 二层 98.5+127.46+9=234.96B柱主梁荷载顶层：（3.875+4.483+3.75）7.2=89.77三层：（3.994+3.06+3.75）7.2+（7.14+2.12）5.85-5.83550.9+0420.9=134.05一、 二层：（3.994+3.06+3.75）7.2+（8.67+2.64）5.85-5.83550.9+0420.9=139.08 B柱节点荷载顶层： 76.292+89.77=166.062三层86.455+134.05+8.6=229.105 一二层98.5+139.08+10.6=244.185.1.2顶层梁恒载计算顶层梁受板传递的梯形力。转化为均布力计算，梁自重为均布力。固端弯矩为5.1.3三层梁恒载计算三层梁受板传递的梯形均布力。转化为均布力，梁自重为均布力。固端弯矩为 5.1.4一、二层梁恒载计算一、二层梁受板传递的梯形均布力。转化为均布力，梁自重为均布力。固端弯矩为5.1.5弯矩分配。计算见下：a.顶层弯矩分配计算 A下AB1/2BAB下BC-1CB0.40130.59870.50140.33610.1625-36.7636.76-2.71.3514.75122.00911.004-11.3-22.6-15.15-7.3217.32154.5346.76463.3823-0.848-1.696-1.137-0.550.54950.34030.50770.2539-0.127-0.085-0.0410.041219.626-19.6326.98-16.37-10.619.2622b.三层弯矩分配计算A下A上AB1/2BAB下B上BC-1CB-48.148.099-2.71.350.25350.29960.44690.39040.22140.26170.126512.19214.40921.49810.749-10.96-21.92-12.43-14.69-7.1027.10242.77833.28344.89872.4494-0.478-0.956-0.542-0.641-0.310.30980.12120.14320.21370.1069-0.021-0.042-0.024-0.028-0.0140.01350.00530.00620.009315.09717.842-32.9438.485-13-15.36-10.138.7757c.二层弯矩分配计算A下A上AB1/2BAB下B上BC-1CB-51.8451.842-2.71.350.26570.26570.46850.40680.23070.23070.131813.77613.77624.2912.145-12.47-24.93-14.14-14.14-8.0788.07763.31243.31245.84062.9203-0.594-1.188-0.674-0.674-0.3850.38490.15780.15780.27830.1392-0.028-0.057-0.032-0.032-0.0180.01830.00750.00750.013317.25417.254-34.5140.871-14.85-14.85-11.189.8309d.一层弯矩分配计算A下A上AB1/2BAB下B上BC-1CB-51.8451.842-2.71.350.25350.29960.44690.39040.26170.22140.126513.14115.5323.17111.585-11.85-23.71-15.89-13.45-7.6827.68163.00493.55125.29832.6491-0.517-1.034-0.693-0.587-0.3350.33510.13110.15490.23110.1156-0.023-0.045-0.03-0.026-0.0150.01460.00570.00680.010116.28319.243-35.5341.404-16.61-14.06-10.739.38135.1.6对各层弯矩进行组合，并重新分配。最终弯矩见表6。 恒载作用下弯矩重分配 表 6层数A下A上ABBAB下B上BCCB顶层22.492-22.4928.402-18.99-9.4078.0569三层17.08119.932-37.0140.523-14.91-17.23-8.397.0395二层19.99418.612-38.6142.618-16.7-16.35-9.5658.2153一层14.51622.907-37.4242.387-14.91-17.57-9.9088.55845.1.7跨中弯矩计算跨中弯矩取荷载实际分布进行计算再叠加上梁端弯矩，列表计算见表7。 恒载作用下跨中弯矩计算 表 7层次顶层15.52.5-22.4928.40258.0042.5-9.418.395三层12.89.4-37.0140.52375.32252.5-8.397.378二层12.810.92-38.6142.61880.61542.5-9.578.553一层12.810.92-37.4242.38780.13592.5-9.918.8965.1.8剪力计算梁柱剪力取隔离梁柱按照受力平衡进行计算，。计算见表8： 恒载作用下剪力计算 表 8层次顶层15.1282.5-22.4928.40241.9404139.750792.25三层19.7942.5-37.0140.52354.0943652.793242.25二层21.3342.5-38.6142.61858.3440256.859582.25一层21.3342.5-37.4242.38758.5216156.681992.255.1.9柱轴力计算柱轴力取柱节点由受力平衡进行计算，。列表计算见表9。 恒载作用下柱轴力计算 表 9层次A柱节点荷载B柱节点荷载A柱轴力B柱轴力顶层41.9404139.750792.25165166206.9404208.0008三层54.0943652.793242.25200.6229.1461.6348492.144二层58.3440256.859582.25235244.2754.9788795.4536一层58.5216156.681992.25235244.21048.51098.5865.2 活荷载计算：活荷载计算同样采用分层法，计算简图同上。同样取一半结构计算，由于中间跨无活载，故活载可取满布计算，荷载分布图见右。5.2.1 活载作用下节点荷载计算。5.2.1.1 A柱节点荷载计算。次梁荷载：顶层：一至三层：主梁荷载：顶层：一至三层：A柱节点荷载：顶层：7.912+8.1072=16.02一至三层：35.646+36.4536=73.09965.2.1.2 B柱节点荷载计算。主梁荷载： 顶层：一至三层：B柱节点荷载: 顶层：7.927+11.3472=19.2742一至三层：35.646+52.6535=88.29955.2.2固端弯矩计算 顶层：一至三层：5.2.3 活载作用下弯矩分配a.顶层弯矩分配计算A下AB1/2BAB下BC-1CB0.40130.59870.50140.33610.1625-3.5673.567001.43142.13561.0678-1.162-2.324-1.558-0.7530.7530.46630.69570.3479-0.087-0.174-0.117-0.0570.05650.0350.05220.0261-0.013-0.009-0.0040.00421.9327-1.9332.4972-1.683-0.8140.8138b.三层弯矩分配计算A下A上AB1/2BAB下B上BC-1CB-16.0416.04000.25350.29960.44690.39040.22140.26170.12654.06584.80517.16913.5845-3.831-7.662-4.345-5.135-2.4822.48240.9711.14761.71220.8561-0.167-0.334-0.19-0.224-0.1080.10830.04240.05010.07470.0373-0.007-0.015-0.008-0.01-0.0050.00470.00180.00220.00335.08116.0049-11.0912.507-4.543-5.369-2.5952.5954c.二层弯矩分配计算A下A上AB1/2BAB下B上BC-1CB-16.0416.04000.26570.26570.46850.40680.23070.23070.13184.26234.26237.51543.7577-4.027-8.053-4.567-4.567-2.6092.60931.071.071.88670.9434-0.192-0.384-0.218-0.218-0.1240.12430.0510.0510.08990.0455.38575.3857-10.7712.33-4.795-4.795-2.742.7396d.一层弯矩分配计算A下A上AB1/2BAB下B上BC-1CB-16.0416.04000.28220.22010.49760.42850.18960.2430.13884.52693.5317.98213.991-4.292-8.584-3.797-4.868-2.7812.78121.21130.94482.13591.0679-0.229-0.458-0.202-0.26-0.1480.14830.06460.05040.11390.0569-0.012-0.024-0.011-0.014-0.0080.00790.00340.00270.00615.80634.5289-10.3412.09-4.011-5.142-2.9372.93745.2.4对各层弯矩进行组合，并重新分配。最终弯矩见表10： 活载作用下弯矩重分配结果 表 10层数A下A上ABBAB下B上BCCB顶层2.8908-2.8913.0065-2.61-0.3970.3965三层6.12415.7602-11.8812.946-5.517-5.192-2.2382.2383二层5.82916.0132-11.8413.086-5.548-5.348-2.192.1902一层5.17595.8325-11.0112.457-3.602-6.217-2.6382.63835.2.5跨中弯矩计算跨中弯矩同恒载弯矩计算，计算见表11。 活载作用下跨中弯矩计算 表 11层次顶层1.8-2.8913.00655.96325-0.3970.397三层8.1-11.8812.94626.5615-2.2382.238二层8.1-11.8413.08626.4715-2.192.19一层8.1-11.0112.45726.371-2.6382.6385.2.6剪力计算梁剪力同恒载剪力计算，计算见表12。5.2.7柱轴力计算柱轴力同恒载轴力计算，计算见表13。 活载作用下剪力计算 表 12层次顶层1.468-2.8913.00653.98498893.942211三层6.6-11.8812.94618.01740717.62259二层6.6-11.8413.08618.05074117.58926一层6.6-11.0112.45718.08796317.55204 活载作用下轴力计算 表 13层次A柱节点荷载B柱节点荷载A柱轴力B柱轴力顶层3.9849883.94221116.119.320.0849923.24221三层18.0174017.6225973.188.3111.2024129.1648二层18.0507417.5892673.188.3202.3531235.0541一层18.0879617.5520473.188.3293.5411340.90615.3 地震力计算。5.3.1地震力用反弯点法进行计算，计算见表14。 地震作用下柱弯矩计算 表 14层数柱号N一层边2.2570.3981.7028236.255.1980.45151.79124.2中3.7260.45362.8980.45172.97141.52二层边1.7620.6062.745520344.8120.4596.12378.646中2.9080.76656.690.495111.56109.53三层边1.7620.6062.7455143.931.7730.561.95761.957中2.9080.76640.1940.578.37878.378四层边1.4890.7713.900674.314.6950.61118.86429.629中2.4581.17822.4550.5533.34640.7565.3.2梁弯矩计算：梁弯矩根据力矩平衡条件按照梁刚度比进行分配，列表算见15。 地震作用下梁弯矩计算 表 15项目层数一层151.8124.2220.3172.9141.52.891.884.77153.599.48二层96.1278.65140.6111.5109.52.891.884.77114.073.87三层61.9561.9580.8178.3778.372.891.884.7767.7943.92四层18.8629.6229.6233.3440.752.891.884.7724.7316.025.3.3梁剪力计算。梁剪力取隔离梁段按照受力平衡进行计算，计算见表16。