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西安建筑科技大学-土木毕业设计-五层框架填充墙结构办公楼讲义

办公楼设计第一章:工程概况1.1 设计原始资料:1.1.1建筑地点:西安1.1.2建筑类型:五层办公楼,框架填充墙结构。

1.1.3安全等级:二级1.1.4防火等级:二级1.1.5自然条件:标准冻结深度为1.2m,最大冻结深度为1.5m。

1.1.6工程地质条件:从自然地面向下,依次为人工填土1.5m;粉质黏土3m,e=0.75,ΙL=0.78,地基土承载力特征值为160kPa;粉质黏土5m,e=0.81ΙL=0.82,载力特征值为140kPa;第二层与第三层土的压缩模量比为3。

地表滞水距自然地面3.5m,无腐蚀性。

场地为二类。

1.1.7建筑介绍:建筑面积约5000平方米,楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构,楼板厚度取120mm,填充墙采用空心砖。

1.2 建筑设计说明:1.2.1 一些主要建筑的做法:1.屋面:30厚细石混凝土保护层SBS改性沥青卷材防水20厚矿渣水泥找平层80厚苯板保温层120厚钢筋混凝土板V型轻钢龙骨吊顶(二层9mm纸面石膏板、有厚50mm的岩棉板保温层)2. 1-4层楼面:木块地面(加防腐油膏铺砌厚76mm)120厚钢筋混凝土板V型轻钢龙骨吊顶3.墙体:外墙采用240mm黏土空心砖,370厚,外墙包柱120mm,外墙面贴面瓷砖,内墙为20mm抹灰,1:3水泥砂浆底,外墙涂料。

内墙采用240mm黏土空心砖,1:25水泥砂浆打底,两侧均采用20mm厚抹灰。

4厕所(从上到下):瓷砖面砖20厚1:3水泥砂浆找平层30厚细石混泥土SBS改性沥青卷材防水冷底子油一道20mm厚水泥砂浆找平100厚现浇钢筋混凝土板抹灰15mm5基础:采用钢筋混凝土柱下独立基础。

基础埋深1.5m。

1.3 .结构设计说明及结构体系描述:框架结构是多高层建筑中常采用一种主要的结构形式。

框架结构是由梁,柱,节点及基础组成的一种结构形式。

框架结构按照结构布置的不同,主要分为横向框架承重,纵向框架承重及双向承重三种方案。

横向框架承重方案中,竖向荷载主要由横向框架承担,楼板为预制时应沿横向布置,楼板为现浇时一般设次梁将荷载传至横向框架。

横向框架还要承受横向的水平地震作用。

在纵向框架承重方案中,竖向荷载主要由纵向框架承担,预制楼板布置方式和次梁设置方向与横向承重框架相反。

双向承重方案纵横向均为主要受力方向。

本工程为多层钢筋混凝土框架填充墙结构,采用双向框架承重,梁、柱、基础、楼板均为现浇。

结构体系确定后,结构总体布置密切结合建筑设计进行,使建筑物具有良好的造型和合理明确的传力路径。

1.4 材料:梁柱混凝土采用C30,钢筋主筋采用HRB335级钢筋;板、箍筋采用HPB235级钢筋;墙体采用MU10空心砖,砌筑砂浆采用M5混合砂浆。

1.5 主要参数及结构计算方法:1、结构计算方法:平面框架是一个多次超静定结构,在竖向荷载作用下不考虑侧移的影响,不考虑柱子的压缩变形,采用弯矩二次分配法。

在水平荷载作用下采用D值法计算柱的侧移。

D值法是反弯点法的改进,它近似考虑了节点转动对柱子侧移与反弯点的影响。

该工程的设计条件及指标可不考虑竖向地震作用的影响,因此只计算水平地震作用的影响即可,采用底部剪力法。

2、主要参数:(1)地基承载力特征值f=160kN/㎡,粘性土,覆盖层厚度20m,由场地类别划分表,属二类场地。

(2)根据《抗震规范》,本建筑物高度不超过40m,以剪切变形为主,且质量和刚度沿高度变化比较均匀,可采用底部剪力法计算水平地震作用。

(3)本建筑高度为18m,设防烈度为七度,抗震等级为三级,结构安全等级为二级,建筑防火等级为二级。

(4)由于本建筑物主要持力层范围内无软弱土层,而且为一般民用框假结构,按《地基基础规范》设计时可不做地基变形计算。

(5)为满足建筑抗震要求,实现延性框架,设计中实现了强柱弱梁,强剪弱弯计算,强节点弱构件由构造实现,梁柱按弹性理论计算配筋。

1.6 柱网与层高:本办公楼采用柱距为7.2m的内廊式小柱网,边跨为7.2m,中间跨为2.4m,层高取3.3m。

柱网布置如下图:1.7梁、柱截面尺寸的初步确定:1、梁截面高度一般取梁跨度的1/12至1/8。

本方案:纵向梁截面取1/10×7200=720mm,截面宽度取720×1/2.5=300mm,可得梁的截面初步定为b×h=300*720;横向梁截面高度取1/11×6600=600,截面宽度取600×1/2.5=240,可得梁截面初步定为b×h=250×600。

2、框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值,按下列公式计算:(1)柱组合的轴压力设计值N=β*F*gE*n注:β考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数。

F按简支状态计算柱的负载面积。

g折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值,可近似的取14kN/m2。

En为验算截面以上的楼层层数。

(2)Ac≥N/uNfc为框架柱轴压比限值,本方案为二级抗震等级,查《抗震规范》可知取为注:uN0.8。

f为混凝土轴心抗压强度设计值,对C30,查得14.3N/mm2。

cA=4.8*7.2=34.56B=3.6*7.2=25.921.1 柱网布置图图1.1 柱网布置图3、计算过程:对于边柱:N=βFgE n=1.3×(3.6×7.2)×14×5=2358.72(kN)Ac≥N/uNfc=2358.72×103/0.8/14.3=206181.82(mm2)取600 mm×600 mm对于内柱:n=1.25×(4.8×7.2)×14×5=3024(kN)N=βFgEAc≥N/uNfc=3024×103/0.8/14.3=264335.66(mm2)取600 mm×600 mm表1.1 梁截面尺寸(mm)表1.2 柱截面尺寸(mm)第二章:框架侧移刚度的计算2.1、 横梁线刚度i b 的计算:表2.1 横梁线刚度i b2.2、纵梁线刚度i b 的计算:表2.2 纵梁线刚度i b2.3、柱线刚度i c 的计算:I=bh 3/12表2.3 柱线刚度i c2.4、各层横向侧移刚度计算: (D 值法)D=ac ×12×ic/h²式中:D ——柱的侧移刚度;ac ——柱侧移刚度修正系数,对不同情况查表 ,其中K 表示梁柱线刚度比;ic—柱的线刚度,ic= Ec×Ic/hc,Ic——柱的截面惯性矩h——框架柱的计算高度。

表2.4 横向侧移刚度∑D1=9945×20+10911×20 =417120∑D2=10171×20+16556×20=534560由此可知,横向框架梁的层间侧移刚度为:表2.5 横向层间侧移刚度∑D1/∑D2=417120/534560=0.78>0.7,故该框架为规则框架。

第三章:重力荷载代表值的计算3.1、资料准备:查《荷载规范》可取:①、屋面永久荷载标准值30厚细石混凝土保护层 22×0.03=0.66 kN/m2SBS改性沥青卷材防水 0.4 kN/m220厚矿渣水泥找平层 14.5×0.02=0.29 kN/m280厚苯板保温层 5×0.15=0.75 kN/m2120厚钢筋混凝土板 25×0.12=3.0 kN/m2V型轻钢龙骨吊顶 0.25 kN/m2(二层9mm纸面石膏板、有厚50mm的岩棉板保温层)合计 5.35 kN/m2②、1-5层楼面:木块地面(加防腐油膏铺砌厚76mm) 0.7 kN/m2120厚钢筋混凝土板 25×0.12=3.0 kN/m2V型轻钢龙骨吊顶 0.25 kN/m2合计 3.95 kN/m2②、屋面及楼面可变荷载标准值: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S K=u r S0=1.0×0.2=0.2 kN/m2为屋面积雪分布系数)(式中ur④、梁柱密度25 kN/m2蒸压粉煤灰加气混凝土砌块kN/m23.2、重力荷载代表值的计算:1、第一层:(1)、梁、柱:表3.2 梁重计算表表3.2 柱重计算表一层内横墙:墙厚240mm,计算高度4200-600=3600mm。

(14×7.2-2×1.6)×0.24×(4.2-0.6)×5.5=463.8 kN门上部墙重:2×1.6×0.24×(4.2-2.1-0.6)=6.6 kN一层内横墙重:463.8+6.6=470.4 kN一层内纵墙:(8×7.2+3-7×106-2×1.2-1.5-1)×0.24×(4.20-0.72)×5.5=204.6kN门上部墙重:(7×1.6+2×1.2+1.5+1)×0.24×(4.2-0.72-2.1)×5.5 =29.2 kN一层内纵墙重:204.6+29.2=233.8 kN一层外纵墙重:(2×64.8-2×9×0.6-7.2)×0.37×(4.2-0.72)×5.5=790.3 kN一层外横墙重:2×(16.8-1.8-2×0.6)×0.37×(4.2-0.6)×5.5=195.5kN窗户与墙重量差的计算:窗户部分墙重:(1.6×2.115×0.37×20+2.1×2.1×0.37×14+1.2×2.1×2×0.37)×5.5=273.4 kN窗户自重(1.6×2.115×20+2.1×2.1×14+1.2×2.1×2)×0.4=53.8kN一层外墙总重:790.3+195.5+53.8-273.4=766.2 kN一层门重:(9×1.6+2×1.8+1.5+2×1.2+1)×2.1×0.15=7.5 kN(3)、楼板恒载、活载计算(楼梯间按楼板计算):面积:16.8×64.8=1088.64(m2)恒载:3.95×1088.64=4300.1 kN活载:2.0×1088.64=2177.3 kN由以上计算可知,一层重力荷载代表值为G 1=G恒+0.5×G活=(487.5+42.5+1263.6+1480×0.5+1118×0.5)×1.05+(470.4+233.8+766.2+7.5)×0.5+1198.4×0.5+4300.1+2177.3×0.5=9974 kN注:梁柱剩上粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数1.05。

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