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毕业论文办公楼框架结构设计

毕业论文办公楼框架结构设计摘要本工程为华宇办公楼的结构设计,采用混凝土框架结构,该办公楼为五层钢筋混泥土结构体系,底层层高为 3.9m,其它层层高为 3.6m,建筑面积约31002m。

本工程地震烈度为7度,设计分组为第一组,场地类别为Ⅱ类,框架抗震等级为三级。

基本风压为0.35kN/2m。

楼、屋盖m,基本雪压为0.40kN/2均采用现浇钢筋混凝土结构。

本设计是以“简单、实用、经济、安全”为核心的设计原则。

按照设计规范来完成本工程的结构设计。

本设计方案根据设计资料先画出建筑施工图,先进行荷载的标准值计算,接着采用弯矩二次分配法,做出弯矩图,剪力图,轴力图。

横向框架在水平地震作用下的内力和位移计算,横向框架在风荷载作用下的内力和位移计算,然后进行内力组合计算,找出最不利的一组或几组内力组合,进行安全结构计算配筋并绘图。

整个设计过程中,遵循设计资料和相关的最新规范,对设计的各个环节进行全面的分析。

始终围绕着设计的核心原则进行设计。

【关键词】: 框架结构、内力组合、结构配筋AbstractFor hua yu office building structure design of this project, the adoption of concrete frame structures, the office building for five layer reinforced concrete structure system, the underlying the height of 3.9 m, other layers of high of 3.6 m, building area of about 3100. This design engineering seismic intensity of 7 degrees, grouped into the first group, site category for Ⅱ, frame aseismic levels for level 3. The basic wind pressure is 0.35 kN /m2, basic snow pressure is 0.40 kN /m2. Floor, roof adopts the cast-in-place reinforced concrete structure.This design is based on \"simple, practical, economic and security\" as the core design principles. According to the design specification to complete the project structure design.This design according to the design data to draw the construction plan, load standard values calculated first, and then USES the bending moment secondary distribution method, make the bending moment diagram and shear diagram, shaft trying to. Transverse frame under horizontal seismic action of internal force and displacement calculation, horizontal framework under the wind load of the internal force and displacement calculation, and then the combination of internal force calculation, find out the most unfavorable one or several groups of internal force combination, the security structure calculation of reinforcement and drawing.The whole design process, follow the latest specification, design data and related to the design of each link to conduct a comprehensive analysis. Always surround the core principles of design.key words: frame structure, internal force combination, structure reinforcement1.1工程概况(1)工程名称:华宇办公楼框架结构设计;建设地点:九江市郊区(2)建筑概况:该办公楼为五层钢筋混泥土结构体系,底层层高为 3.9m,其它层层层高为3.6m,室内外高差为0.45m。

具体情况可参见平面布置图和剖面图,建筑面积约31002m,采用室内楼梯,使用年限为50年。

1.2地质水文条件(1)水文资料:九江地区属亚热带季风气候区,经勘测发现地下稳定水位距地坪-7m。

(2)工程地质条件:本工程地震烈度为7度,设计分组为第一组,场地类别为Ⅱ类,框架抗震等级为三级。

地质资料:土层深度由自然地坪算起,见下表1-1表 1-11.3m,地面粗糙度为B类。

(1)基本风压:0.35kN/2m(2)基本雪压:雪荷载为0.40kN/21.4材料使用混凝土:梁柱板均采用C30混凝土,混凝土垫层的为C15。

钢筋:钢筋采用热轧钢筋HRB400,HRB335,其余采用热轧钢筋HRB235。

2.1 结构布置和结构选型2.1.1 结构布置本工程结构柱网布置如下图2-1所示图2-1结构柱网布置图 2.1.2梁柱截面尺寸初估1.柱的截面尺寸依据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)的规定,框架柱的截面尺寸应满足最小尺寸要求、最小刚度以及轴压比要求。

初步选取各层柱截面为500mm ×500mm 。

然后进行验算。

(1)底层最小刚度验算: 25<8.95.09.4 b l 0==满足最小刚度要求。

(2)轴压比验算:[说明] 根据抗震设防烈度、结构形式、房屋的高度。

Gi iG fc A fc Aβ=≤⋅⋅∑(轴压比),其中由于抗震等级为三级,故β=0.9,G 为单位建筑面积上的重力荷载值,近视取15kN/2m ,i 为层数。

0.9<812.05005003.14510150.8)0.19.3(f i 3=⨯⨯⨯⨯⨯⨯+=bh G c 所以, 本设计中所有柱子截面尺寸都取500mm ⨯500mm 。

2.梁截面尺寸初选(1)AB,CD 跨 h=mm mm 550~8006500121~81l 121~81=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛ 取h=600mm b=1111~~600300~2002323h mm mm ⎛⎫⎛⎫⨯=⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭取b=250mm故AB,CD 跨横向框架尺寸为250mm ⨯600mm(2)BC 跨 h=1111~~2400200~300812812l mm mm ⎛⎫⎛⎫⨯=⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭考虑到刚度因素,取h=500mm b=1111~~500250~1672323h mm mm ⎛⎫⎛⎫⨯=⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭取b=250mm故BC 跨横向框架尺寸为250mm ⨯500mm(3)纵向框架 h=mm mm 670~10008000121~81l 121~81=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛ 取h=700mm b=1111~~700350~2332323h mm mm ⎛⎫⎛⎫⨯=⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭取b=300mm故纵向框架梁的尺寸为300mm ⨯700mm(4)横向次梁 h=mm mm 550~8006500121~81l 121~81=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛ 取h=600mm b=1111~~600300~2002323h mm mm ⎛⎫⎛⎫⨯=⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭取b=250mm故横向次梁的尺寸为250mm ⨯600mm(5)纵向次梁 h=mm mm 340~5004000121~81l 121~81=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛ 取h=400mm b=1111~~400200~1332323h mm mm ⎛⎫⎛⎫⨯=⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭根据规范要求b ≥200mm ,取b=200mm故纵向次梁的尺寸为200mm ⨯400mm[说明]梁柱的截面尺寸应满足《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中6.3.1条以及6.3.6条的要求。

2.1.3结构选型根据建筑办公楼的要求,为使平面布置灵活,获得较大的使用空间,本结构采用混凝土框架结构体系,屋面结构采用现浇混凝土肋型屋盖刚柔性结合的屋面。

内外墙都是200mm ,楼面结构,采用现浇混凝土肋型楼盖。

楼梯结构,采用混凝土板式楼梯。

现浇板的厚度;[说明]①判别现浇楼板是单向板还是单向板;②按最小刚度原则确定板厚; h=mm 80500.4=,所以板厚取h=120mm2.2 框架的计算简图2.2.1 计算简图说明本设计选用柱下独立基础,基础顶面标高为-1.0m (室外地坪以下0.55m )取3-3轴上的一榀框架计算,假定框架柱嵌固于基础顶,框架梁与柱刚接,由于各层柱截面尺寸不变,故25层的计算高度为3.6m ,第一层的计算高度为4.9m 计算简图如下图2-2所示。

图 2-2横向框架计算简图 2.2.2 框架梁柱的线刚度计算1.框架梁线刚度计算由于现浇楼面可以作为梁的有效翼缘,增大梁的有效刚度,减少框架测移。

所以对边框架梁取I=1.50I ,对中框架梁I=20I 。

边跨梁: 43-33m 100.9126.025.00.212bh 0.2⨯=⨯⨯=⨯=边I m k 1015.45.6100.9100.3i 437⋅⨯=⨯⨯⨯==-N L EI 边 中跨梁: 33-34bh 0.250.5=2.0=2.0=5.2110m 1212I ⨯⨯⨯⨯中 7343.010 5.2110i 6.5110m 2.4EI KN L -⨯⨯⨯===⨯⋅中 2.框架柱的线刚度计算柱: 43-33m 1021.5125.05.012bh ⨯=⨯⨯=⨯=柱I m 1019.39.41021.5100.3i 437⋅⨯=⨯⨯⨯==-kN L EI 底层m k 1034.46.31021.5100.3i 437⋅⨯=⨯⨯⨯==-N L EI 其它层 3.相对线刚度计算取00.1i =底层,则其余杆件相对线刚度为: 31.11019.31015.4i 44=⨯⨯=边 04.21019.31051.6i 44=⨯⨯=中 36.11019.31034.4i 44=⨯⨯=其它层 相对线刚度表如下图2-3所示:图 2-3梁柱相对线刚度2.3 荷载计算2.3.1.恒载标准值计算1.屋面:防水层(刚性)30厚C20细石混凝土防水 1.02m k N 防水层(柔性)三毡四油铺小石子 0.42m k N找平层:15厚水泥砂浆 23m k 30.0m k 20015.0N N =⨯ 找坡层:40厚水泥石灰焦砂浆3‰找平 23m k 56.0m k 1404.0N N =⨯ 保温层:80厚矿渣水泥 23m k 16.1m k 5.1408.0N N =⨯ 结构层:120厚现浇钢筋混凝土 23m k 0.3m k 2512.0N N =⨯ 抹灰层:10厚混合砂浆 23m k 17.0m k 1701.0N N =⨯ 合计: 6.592m k N 2.各层楼面(含走廊)水磨石地面(10mm 面层,20mm 水泥砂浆打底) 0.652m k N 结构层:120mm 厚现浇钢筋混凝土板 23m k 0.3m k 2512.0N N =⨯ 抹灰层:10mm 厚混合砂浆 23m k 17.0m k 1701.0N N =⨯ 合计: 3.822m k N 3.梁自重:mm 700mm 300b h ⨯=⨯()()m k 55.4m k 17212.0-7.001.0m k 2512.0-7.03.033N N N =⨯⨯⨯+⨯⨯mm600mm 250b h ⨯=⨯()()m k 16.3m k 17212.0-6.001.0m k 2512.0-6.025.033N N N =⨯⨯⨯+⨯⨯ mm 500mm 250b h ⨯=⨯()()m k 51.2m k 17212.0-5.001.0m k 2512.0-5.025.033N N N =⨯⨯⨯+⨯⨯mm 400mm 200b h ⨯=⨯()()m k 50.1m k 17212.0-4.001.0m k 2512.0-4.02.033N N N =⨯⨯⨯+⨯⨯4.柱自重mm 500mm 500b h ⨯=⨯m k 59.6m k 1745.001.0m k 255.05.033N N N =⨯⨯⨯+⨯⨯5.外纵墙自重 底层:纵墙; ()()[]N k 29.488.112.03.24.22-5.0-0.87.0-9.4=⨯⨯⨯⨯⨯ 10mm 水泥粉刷墙面: ()[]N k 28.102001.023.24.22-5.0-0.89.4=⨯⨯⨯⨯⨯⨯ 1.35m 高的贴瓷砖外墙面: N k 4.55.035.10.8=⨯⨯ 塑钢窗(2.4×2.3): N k 97.445.023.24.2=⨯⨯⨯ 合计: 63.97N k 标准层;纵墙: ()()[]N k 67.288.112.03.24.22-5.0-0.87.0-6.3=⨯⨯⨯⨯⨯ 10mm 水泥粉刷墙面: ()[]N k 96.62001.023.24.22-5.0-0.86.3=⨯⨯⨯⨯⨯⨯ 塑钢窗(2.4×2.0): N k 32.445.020.24.2=⨯⨯⨯合计: 39.95N k 6.内纵墙自重: 底层:纵墙: ()()[]N k 54.678.112.01.22.12-5.0-0.87.0-9.4=⨯⨯⨯⨯⨯ 塑钢门(2.1×1.2): N k 27.245.021.22.1=⨯⨯⨯ 10mm 水泥粉刷墙面:()()[]N k 58.72001.021.22.12-5.0-0.87.0-9.3=⨯⨯⨯⨯⨯⨯ 合计: 77.39N k 标准层:纵墙: ()()[]N k 44.398.112.01.22.12-5.0-0.87.0-6.3=⨯⨯⨯⨯⨯ 塑钢门(2.1×1.2): N k 27.245.021.22.1=⨯⨯⨯ 10mm 水泥粉刷墙面:()()[]N k 68.62001.021.22.12-5.0-0.87.0-6.3=⨯⨯⨯⨯⨯⨯ 合计: 48.39N k 7.内横墙自重: 底层:横墙: ()()N k 89.608.112.05.0-5.66.0-9.4=⨯⨯⨯ 10mm 水泥粉刷墙面: ()()N k 92.72001.025.0-5.66.0-9.3=⨯⨯⨯⨯ 合计: 68.81N k 标准层:横墙: ()()N k 48.428.112.05.0-5.66.0-6.3=⨯⨯⨯ 10mm 水泥粉刷墙面: ()()N k 20.72001.025.0-5.66.0-6.3=⨯⨯⨯⨯ 合计: 49.68N k 8.BC 墙重: 标准层:横墙:()()[]N k 82.68.112.025.1-5.0-4.25.0-6.3=⨯⨯⨯⨯10mm 水泥粉刷墙面:()[]N k 54.12001.0225.1-5.0-4.26.3=⨯⨯⨯⨯⨯ 窗:kN 35.145.025.1=⨯⨯合计: 9.71N k2.3.2活荷载标准值计算1.屋面与楼面活荷载标准值: 不上人屋面:0.52m k N楼面:办公室:2.02m k N :走廊:2.52m k N 2雪荷载:0.402m k N雪荷载标准值:N k 40.040.00.1s u s 0r k =⨯==屋面活荷载和雪荷载不同时考虑,二者中取大值。

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