中诚集团办公楼设计计算书.doc
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1、摘 要 本项目为xxxxxx集团办公楼,建筑高度为20.00米,共五层,总建筑面5623.2,设计年限为50年,抗震设防烈度为6度,结构类型为多层钢筋混凝土框架结构,楼板为双向板,楼梯采用板式楼梯,基础采用柱下独立基础。框架结构内力计算时,在竖向荷载作用下框架内力近似计算时采用分层法,在水平荷载作用下框架内力近似计算时采用改进反弯点法(D值法)。在计算过程中对梁的弯矩进行了调幅,板内力计算采用弹性理论计算方法。对建筑中出现的墙体均直接放在梁上,墙、板的重量传给梁,梁再传给柱,传力路线明确。手工计算完毕后,用结构分析软件PKPM进行了整体框架计算。设计成果包括计算书和施工图纸两部分。 关键词:框
2、架结构 独立基础 板式楼梯 D值法9Abstract The project for the office building of Zhenzhou, building height of 20.00 meters, a total of five-story,5623.2 square meters total floor surface, the design life span of 50 years, seismic intensity of 6 degrees, the structure of the type of multi-storey reinforced concrete
3、 frame structure, the floor for two-way panels, the use of plate staircase stairs, based on an independent basis under the use of column. The framework of the structure of the calculation of internal forces in the vertical load approximate calculation of internal forces under the framework of hierar
4、chical method used, the level of load in the framework of approximate calculation of internal forces to improve the use of anti-bend-point method (D method). Process in the calculation of bending moment on the beam to the AM, plate internal force calculation method of calculating the use of elastici
5、ty theory. Appear in the construction of the wall directly on the beam, wall, the weight plate to the beam, column beam, then pass on, a clear line of transmission.After the completion of the manual calculation, with the structure analysis software PKPM the overall framework calculation.Key words: F
6、rame structure independent foundation plate stairs the D value method目 录第一章 建筑设计说明11 建筑概况12 设计资料13 建筑要求14 建筑细部设计1第二章 结构设计说明41 结构方案选取41.1竖向承重体系选取41.2水平向承重体系选取42 楼梯方案的选择43 建筑材料的选择54 结构布置计算5第三章 结构计算书51 框架结构计算方法,框架截面尺寸的确定51.1框架计算方法的确定51.2框架截面尺寸的确定62 确定框架计算简图73 框架柱抗侧移计算83.1 框架梁柱的线刚度计算83.2 框架柱抗侧移刚度计算94 均布
7、荷载计算104.1 屋面恒荷载标准值104.2 楼面恒荷载标准值104.3 构件自重114.4 活荷载标准值125 竖向荷载下框架受荷总图125.1 在A-B 及C-D轴内125.2 在A-B 轴间框架梁135.3 在B- C轴间框架梁145.4 C-D轴间框架梁145.5 A轴柱纵向集中荷载的计算145.6 B轴柱纵向集中荷载的计算156 恒活荷载作用下的弯矩计算167 风荷载计算168 内力计算208.1 恒(活)载作用下框架的内力208.2 恒(活)载作用下框架的弯矩计算20弯矩分配及传递218.3 恒活荷载作用下的梁柱端剪力计算239 内力组合309.1 框架结构梁的内力组合309.2
8、 框架结构柱的内力组合3110 梁柱配筋计算4410.1框架梁截面设计4410.2框架柱截面设计5311 板的截面设计7012 楼梯设计7312.1设计资料7312.2 梯段板计算7412.3 休息平台板计算7512.4 休息平台梁计算7613 基础设计7813.1设计说明7813.2荷载计算7813.3地基承载力设计值的确定7813.4独立基础设计78结 论80参 考 文 献81致 谢82V第一章 建筑设计说明1 建筑概况该工程为五层框架结构体系,建筑面积为4723.2m2,建筑物平面为一字形。走廊宽度3.0m,层高为3.9m,室内外高差0.60m,其它轴网尺寸等详见平面简图。抗震设防7度。
9、2 设计资料1建筑要求:总面积5623.2左右,主体建筑5层,层高为3.9m。2结构要求:钢筋混凝土框架结构,现浇钢筋混凝土楼板。3气象资料:基本雪压0.40KN/。基本风压为0.40KN/。4 技术要求:满足工程施工图深度要求。3 建筑要求建筑等级:耐火等级为级设计使用年限50年4 建筑细部设计(1)建筑热工设计应做到因地制宜,保证室内基本的热环境要求,发挥投资的经济效益。(2)建筑体型设计应有利于减少空调与采暖的冷热负荷,做好建筑围护结构的保温 和隔热,以利节能。(3)采暖地区的保温隔热标准应符合现行的民用建筑节能设计标准的规定。(4)室内应尽量利用天然采光。(5)为满足防火和安全疏散要求
10、,设有三部楼梯。(6)外墙墙身做法: 1、墙体为240空心砖; 2、刷界面剂处理一道; 3、30厚ZL胶粉聚苯颗粒保温砂浆; 4、抗裂砂浆; 5、刷界面剂处理一道; 6、涂塑玻纤网格布一层(首层增加一层涂塑加强网格布); 7、10厚1:3水泥砂浆打底扫毛; 8、10厚1:2水泥砂浆粘接层; 9、612厚面砖(在面砖粘面上随贴随刷一道混凝土界面处理剂,增强粘接); 10、1:1水泥砂浆勾缝或用专用勾缝剂勾缝。(7) 内墙墙身做法: 1、墙体为加气混凝土砌块; 2、刷界面处理剂一道 3、15厚1:1:6水泥石灰膏砂浆打底 4、10厚1:0.3:3水泥石灰膏砂浆粉面 5、刷(喷)内墙涂料(8) 楼面
11、做法(自下往上): 1、刷(喷)涂料 2、6厚1:2.5水泥砂浆粉面 3、6厚1:3水泥砂浆打底 4、刷一道素水泥浆(内掺建筑胶) 5、现浇钢筋混凝土楼面; 6、20厚1:3水泥砂浆找平层; 7、10厚1:2水泥砂浆面层。(9)屋面做法(自下往上): 1、刷(喷)涂料; 2、6厚1:2.5水泥砂浆粉面; 3、6厚1:3水泥砂浆打底; 4、刷一道素水泥浆(内掺建筑胶); 5、现浇钢筋混凝土屋面; 6、20mm厚水泥砂浆找平层; 7、冷底子油一道上铺SBS防水卷材二道; 8、40mm厚挤塑聚苯板; 9、15mm厚水泥砂浆找平层; 10、40mm厚C20细石混凝土防水。2(10)门窗做法 门厅处为塑
12、钢门,其余为铝合金推拉窗、木门。第二章 结构设计说明1 结构方案选取1.1竖向承重体系选取选择合理的抗侧力结构体系,进行合理的结构或构件布置,使之具有较大的抗侧刚度和良好的抗风、抗震性能,是结构设计的关键。同时还须综合考虑建筑物高度、用途、经济及施工条件等因素。常见的竖向承重体系包括砖混结构体系、框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系及筒体结构体系等。框架结构体系:由梁、柱构件通过节点连接而成,其具有建筑平面布置灵活、造型活泼等优点,可以形成较大的使用空间,易于满足多功能的使用要求。在结构受力性能方面,框架结构属于柔性结构,自振周期长,地震反应较小,经合理设计可具有较好的延性性能。
13、其缺点是结构的抗侧刚度较小,在地震作用下侧向位移较大。本设计为五层的多层结构,根据综合楼的功能使用性进行结构布置。经各方案比较筛选,本工程选用框架结构的竖向承重体系。1.2水平向承重体系选取常见的横向承重体系包括:现浇楼盖、叠合楼盖、预制板楼盖、组合楼盖等。本设计采用现浇肋梁楼盖结构,现浇楼盖可分为肋梁楼盖、密肋楼盖、平板式楼盖和无粘结预应力现浇平板楼盖等。肋梁楼盖结构具有良好的技术经济指标,可以最大限度地节省混凝土和钢筋的用量,能充分发挥材料的作用,结构整体性好,抗震性能好,且结构平面布置灵活,易于满足楼面不规则布置、开洞等要求,容易适用各种复杂的结构平面及各种复杂的楼面荷载。2 楼梯方案的
14、选择整体式楼梯按照结构形式和受力特点不同,可分为板式楼梯、梁式楼梯、剪刀式楼梯和圆形楼梯、螺旋楼梯等。其中,应用较为经济的、广泛的是板式楼梯和梁式楼梯,剪刀式楼梯、圆形楼梯和螺旋式楼梯属于空间受力体系,外观美观,但结构受力复杂,设计与施工较困难,用钢量大,造价高,在实际中应用较少。板式楼梯由梯段板、平台板和平台梁组成。梯段板为带有踏步的斜板,其下表面平整,外观轻巧,施工支模方便,但斜板较厚,结构材料用量较多,不经济。故当梯段水平方向跨度小于或等于3.5m时,才宜用板式楼梯。梁式楼梯由踏步板、斜梁、平台板和平台梁组成。踏步板支承与两端的斜梁上,斜梁可设在踏步下面,也可设在踏步上面。根据梯段宽度大
15、小,梁式楼梯的梯段可采用双梁式,也可采用单梁式。一般当梯段水平投影跨度大于3.5m时,用梁式楼梯。结构中的楼梯采用板式楼梯。若采用梁式楼梯,支模困难,施工难度较大。采用梁式楼梯所带来的经济优势主要是钢筋用量较省,采用的楼梯板较薄,混凝土用量也较少,会被人工费抵消。3 建筑材料的选择梁柱、基础、楼梯均采用C30的混凝土,用以提高整个结构的强度。由于施工工艺的改进,技术的提高,提高混凝土的强度不会引起整个结构的造价大幅提高。4 结构布置计算根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求,进行了建筑平面、立面及剖面设计。主体结构为5层,层高为3.9m。填充墙采用240厚的加气混凝土砌块。楼盖及屋盖均采用现浇钢
16、筋混凝土结构,楼板厚度为120mm。一般情况下,框架结构是一个空间受力体系。为方便起见,常常忽略结构纵向和横向之间的空间联系,忽略各构件的扭转作用,将纵向框架和横向框架分别按平面框架进行分析计算。由于通常横向框架的间距相同,作用于各横向框架上的荷载相同,框架的抗侧刚度相同,因此,各榀横向框架都将产生相同的内力与变形,结构设计时一般取中间有代表性的一榀横向框架进行分析即可。第三章 结构计算书1 框架结构计算方法,框架截面尺寸的确定1.1框架计算方法的确定 在竖向荷载作用下,规则多层框架的侧移很小,可近似认为侧移为零,可选用力矩分配法进行内力分析。具体步骤如下:计算各跨梁在竖向荷载作用下的固端弯矩
17、;计算框架各节点的力矩分配系数;将各节点的不平衡力矩同时进行分配,并向远端传递,再在各节点分配一次,即可结束。在水平荷载作用下,对于比较规则的、层数不多的框架结构,当柱轴向变形对内力及位移影响不大时,可选用D值法进行内力分析。柱的抗侧移刚度与梁的线刚度有关,柱的反弯点高度与梁柱线刚度比、上下层梁的线刚度比、上下层的层高变化有关。考虑上述因素的影响,对柱的抗侧移刚度和反弯点高度进行修正,就是D值法。1.2框架截面尺寸的确定(1)框架梁的截面一般为矩形,当楼盖为现浇板时,楼板的一部分可作为梁的翼缘,则梁的截面就成为T型或L型。当采用预制楼盖时,为了减少楼盖结构高度和增加建筑净空,梁的截面常取为十字
18、型或花篮型。框架柱的截面常为矩形或正方形。框架梁、柱的截面尺寸应满足承载力、刚度和施工的要求,设计尺寸时可参考以往经验确定,同时满足构造要求。以下给出截面尺寸估算公式:外纵向框架梁:h=(1/81/12)L= (1/81/12) 4500=375562.5 L纵向外柱距, 取h=500mm ,考虑抗震取b=250mm内纵向框架梁:h=(1/81/12)L= (1/81/12) 4500=375562.5 L纵向外柱距, 取h=500mm ,考虑抗震取b=250mm横向边跨梁:h=(1/81/12)L= (1/81/12)8500=708.31062.5 L纵向柱距, 取h=800mm,取b=3
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