mmmm mm 60120240⨯⨯2/18m kN =γ 六层框架结构办公楼设计计算书1、结构选型与布置(1)结构选型本建筑只有5层,且为办公楼,为便于办公及其他要求,采用大开间。
为使结构的整体刚度较好,楼面、屋面、楼梯等主要受力构件均采用现浇框架结构。
基础为桩基础。
(2)结构布置框架结构应设计成双向梁柱抗侧力体系,框架梁、柱中心线宜重合。
根据建筑设计,夲结构平面图布置如图所示。
图1-1 结构平面布置图 本建筑柱距为7.2米,根据结构布置,本建筑板均为双向板,楼板厚100mm 。
屋面板厚100mm本建筑的材料选用如下: 混凝土:C30 钢筋:纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB400,其余采用热轧钢筋HPB335墙体:外纵墙、分户墙采用灰砂砖,其尺寸为 ,重度 门窗 :钢塑2、框架计算简图和梁柱线刚度计算图1-1所示的框架结构体系纵向和横向均为框架结构,是一个空间结构体系,理应按空2/35.0mkN =γlh )81181(-=间结构进行计算。
但是,采用手算和借助简单的计算工具计算空间框架太过复杂,《高层建筑混凝土结构技术规定》(JGJ3-2002)允许在纵、横两个方向将其按平面框架计算。
夲计算书只做横向平面框架计算,纵向平面框架的计算方法与横向相同,从略。
夲计算中,横向柱距7.2米,荷载基本相同,可选用一品框架进行计算与配筋,其余框架可参照次榀框架进行配筋。
现以1号轴线的KL-5为计算单元。
(1)梁、柱截面尺寸估算1)框架横梁截面尺寸框架横梁截面高度 ,截面宽度 。
本结构中,取, , 2)框架柱截面尺寸底层柱轴力估算:假定结构每平方米总荷载设计值12kN ,则底层中柱的轴力设计值约为: 。
采用C30混凝土浇捣,查的 。
假定柱子截面尺寸 ,则柱的轴压比为: 故符合要求。
框架梁、柱编号及截面尺寸如图1-1 。
为了简化施工,各柱截面从底层到顶层不改变。
(2)确定框架计算简图框架的计算单元如图1-1所示。
框架柱嵌固于基础顶面,框架梁与柱子刚接。
由于各层柱的截面尺寸不变,故梁跨等于柱子截面形心轴线之间的距离。
底层柱高从基础顶面算至二楼楼面,室内外高差为-0.45米,基础顶面至室外地坪为1米,故基础顶标高至000.0±的距离为-0.95米,故底层柱高4.55米,其他层高3.6米。
框架计算简图如图1-2h b )2131(-=Mpa f c 3.14=kN N 1361 5 3 . 6 6 . 3 12 = ⨯ ⨯ ⨯ = mm h 500 = 300 = b mm mm h b 500 500 ⨯ = ⨯ 38. 0 500 500 3 . 14 1361000 = ⨯ ⨯ = = cfbh N u图1-2框架计算简图(3)框架梁柱的线刚度计算由于楼面板与框架梁的混凝土一起浇筑,对于中框架梁取令二层以上柱线刚度=1.0,则其余各杆件的相对线刚度为:kNm l EI i kNm l EI i cc 4 4 7 4 4 7 10 34 . 4 6 . 3 / 5 . 0 12 1 10 0 . 3 / 10 43 . 3 55 . 4 / 5 . 0 121 10 0 . 3 / ⨯= ⨯ ⨯ ⨯ = = ⨯ = ⨯ ⨯ ⨯ = = 二层以上柱: 底层柱: kNm l EI i kNm l EI i cc4 3 7 4 3 7 10 .5 . 1 3 .6 / 5 . 0 3 . 0 1212 10 0 .3 / 10 9 . 34 . 2 /5 . 0 3 . 0 12 12 10 0 .3 / ⨯ = ⨯ ⨯ ⨯ ⨯ ⨯ = = ⨯ = ⨯ ⨯ ⨯ ⨯ ⨯ = = 三跨梁: 二跨梁: kNm l EI i c4 3 7 105 . 1 3 .6 / 5 . 0 3 . 0 12 1 2 10 0 . 3 / ⨯ = ⨯ ⨯ ⨯ ⨯ ⨯ = = 一跨梁: 02I I =则框架梁柱的相对线刚度如图1-3所示,作为计算各节点杆端弯矩的分配系数的依据。
图1-3 框架梁柱相对线刚度3、荷载计算为了便于以后内力组合,荷载计算按标准值计算且横活荷载分开计算。
(1)恒荷载标准值计算1)屋面找平层:15厚水泥砂浆 2/30.02004.0m KN =⨯防水层:40厚C20细石混凝土防水(刚性) 2/0.12504.0m KN =⨯ 找平层:15厚水泥砂浆 2/30.020015.0m KN =⨯ 找坡层:40厚水泥石灰焦渣砂浆3%找平 2/56.01404.0m KN =⨯35 . 0 34. 4 5. 1 9 . 0 34 . 4 9 .3 35 . 0 34 . 4 5. 1 = = = = = = cc c i i i 三跨梁: 二跨梁: 一跨梁: 79 . 0 34 . 4 43. 3 = = ci 底层柱:保温层:80厚矿渣水泥 2/16.15.1408.0m KN =⨯ 结构层:120厚现浇钢筋混凝土板 2/32512.0m KN =⨯ 抹灰层:10厚混合砂浆 2/17.01710.0m KN =⨯合计:2)各层楼面地砖面层30厚1:3干硬性水泥砂浆,面上撒2厚素水泥 水泥砂浆结合层一道结构层:120后现浇钢筋混凝土板 抹灰层:10厚混合砂浆合计: 2/33.4m KN3)走廊楼面地砖面层30厚1:3干硬性水泥砂浆,面上撒2厚素水泥 水泥砂浆结合层一道结构层:120后现浇钢筋混凝土板 2/32512.0m KN =⨯ 抹灰层:10厚混合砂浆 2/17.01701.0m KN =⨯合计: 2/33.4m KN 4)梁自重b ×h=300×600自重: ()m KN /85.212.05.03.025=-⨯⨯抹灰层:10厚混合砂浆 ()m KN /23.01723.012.05.001.0=⨯⨯+-⨯合计: m kN /08.35)柱自重b ×h=500×500自重: m KN /25.65.05.025=⨯⨯2/49.6m KN 2/16.1m KN 2/32512.0m KN =⨯2/17.01701.0m KN =⨯2/16.1m KN抹灰层:10厚混合砂浆 m KN /34.01745.001.0=⨯⨯⨯ 合计: m KN /59.6 6)外纵横墙自重标准层:纵墙: m KN /89.31824.09.0=⨯⨯ 铝合金窗: m KN /74.01.235.0=⨯ 水刷石外墙面: ()m KN /75.05.01.26.3=⨯- 水泥粉刷内墙面: ()m KN /54.036.01.26.3=⨯- 合计: m KN /92.5 底层:纵墙(基础梁250×400): ()m KN /13.71824.024.01.255.4=⨯⨯⨯-- 铝合金窗: m KN /74.01.235.0=⨯ 水刷石外墙面: ()m KN /05.15.01.26.06.3=⨯-+水泥粉刷内墙面:合计: m KN /68.9 7)内纵墙自重标准层:纵墙: ()m KN /4.131824.05.06.3=⨯⨯- 水泥粉刷内墙面: ()m KN /23.2236.05.06.3=⨯⨯- 合计: m KN /63.15 底层纵墙: ()m KN /34.151824.025.055.4=⨯⨯⨯- 水泥粉刷内墙面: ()m KN /23.2236.05.06.3=⨯⨯-合计:(2)活荷载标注计算。
( ) m KN / 76 . 0 36 . 01 .2 6 . 0 6 .3 = ⨯ - + mKN / 57 . 17(1)屋面和楼面活荷载标准值。
上人屋面:2/0.2m KN楼面:2/0.2m KN 走廊:2/5.2m KN (2)雪荷载标准值2/35.035.00.1m KN s k =⨯=屋面活荷载与雪荷载不同时考虑、两者中取大值。
(3)竖向荷载下框架受荷总图。
(1)A-B 轴间框架梁 屋面板传给梁的荷载恒载:()m KN /00.20229.029.0218.149.632=⨯+⨯-⨯⨯活载:()m KN /16.6229.029.0218.10.232=⨯+⨯-⨯⨯楼面板传给梁荷载恒载:()m KN /35.1316.6229.029.0218.133.432==⨯+⨯-⨯⨯活载:()m KN /16.6229.029.0218.10.232=⨯+⨯-⨯⨯梁自重标准值:m KN /93.1 则A-B 轴间框架梁均布荷载为:屋面梁:恒载=梁自重+板传荷载m KN /08.2300.2008.3=+= 活载=板传荷载m KN /16.6= 楼面梁:恒载=梁自重+板传荷载m KN /43.1635.1308.3=+= 活载=板传荷载m KN /63.5= (2) B-C 轴间框架梁 屋面板传给梁的荷载:恒载:m KN /3.72859.049.6=⨯⨯⨯ 活载:m KN /25.22859.00.2=⨯⨯⨯楼面板传给梁荷载:恒载:m KN /87.42859.033.4=⨯⨯⨯ 活载:m KN /81.22859.05.2=⨯⨯⨯梁自重标准值:93.1=则B-C 轴间框架梁均布荷载为:屋面梁恒载=梁自重+板传自重活载=板传荷载m /25.2KN = 楼面梁恒载=梁自重+板传荷载m /95.787.408.3KN =+= 活载=板传荷载m /81.2KN = (3)C-D 轴间框架梁均布荷载同A-B 轴 (4)A 轴柱纵向集中荷载计算:顶层柱:女儿墙自重(做法=墙高900,100高混凝土压顶)()m KN /61.55.024.020.124.01.025189.024.0=⨯+⨯+⨯⨯+⨯⨯天沟自重(玻璃瓦+现浇天沟)玻璃瓦自重:m KN /95.09.005.1=⨯现浇天沟自重:()()()m KN /13.236.0.5.02.06.008.008.02.06.025=⨯⨯++⨯-+⨯ 合计 m KN /29.3顶层柱恒载=女儿墙及天沟+梁自重+板传荷载 ()()6.300.20215.06.308.36.329.316.5⨯⨯+-⨯+⨯+ KN 68.75=顶层柱活载=板传荷载KN 1.11216.316.6=⨯⨯= 标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载()()6.335.13216.06.308.36.06.392.5⨯⨯+-⨯+-⨯= KN 58.47=标准层柱活载=板传荷载KN 1.11216.316.6=⨯⨯= 基础顶面荷载=底层外纵墙自重+基础梁自重 ()()6.06.308.36.06.368.9-⨯+-⨯=KN 28.38=(5)B 轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱恒载=梁自重+板传荷载()KN 24.816.06.308.36.300.20=-⨯+⨯= 顶层柱活载=板传活载KN 18.226.316.6=⨯= 标准层柱恒载=梁自重+板传荷载()KN 3.576.06.308.36.335.13=-⨯+⨯=m /38.103.708.3KN =+=标准层柱活载=板传荷载KN 18.226.316.6=⨯= 基础顶面恒载=基础梁自重()KN 24.96.06.308.3=-⨯= (6)C 轴柱纵向集中荷载的计算同B 柱。