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摘要……………………………………………………………5
一、ﻩ建筑设计………………………………………………5
1、 设计资料 ………………………………………………5
2、构造方案评价 ……………………………………………6
二、ﻩ构造布置及有关尺寸得初步估算……………………6
1、构造布置及梁,柱截面尺寸得初选………………………6
2、荷载计算……………………………………………………9
三、构造得线刚度与横向侧移刚度计算……………………13
1、构造得线刚度计算………………………………………13
2、构造得横向侧移刚度计算………………………………15
四、框架得风荷载、地震荷载集中于各楼层标高处得重力荷载代表值Gi…………………………………………………15
1、地震荷载作用下得梁、柱、墙、门、窗重力荷载原则值……………………………………………………………15
2、风荷载原则值计算及位移验算…………………………22
五、风荷载计算……………………………………………24
六、竖向荷载内力计算 ……………………………………25
七、ﻩ水平荷载作用下内力计算……………………………28
1、ﻩ水平地震荷载作用下ﻩ……………………………………28
2、ﻩ水平风载作用下得内力计算……………………………31
八、ﻩ三四层内力算至柱边缘处 …………………………32
九、 竖向荷载作用下弯矩调幅后梁控制截面内力值……………………………………………………………33
十、 三四层内力组合如下表ﻩ……………………………33
十一、ﻩ截面配筋计算……………………………………33
1、ﻩ梁跨中截面配筋计算 ……………………………………33
2、 计算柱弯矩设计值………………………………………36
十二、参照文献……………………………………………39
摘要:现建一栋整体式钢筋混凝土六层框架构造得建筑物,建筑高度为20、4m,基本风压0、35kN/。
这个设计项目得建筑设计,进行了建筑物得平、立、剖得三方面得设计。办公楼属于公共建筑,既规定满足建筑布局,也要有抗震、,重要进行了构造布置及选型、荷载计算、内力计算、内力组合、按最不利内力进行各杆件配筋计算。
关键词:框架构造;办公楼;建筑设计;构造设计
建筑设计
设计资料
(1) 某六层办公楼,采用整体式钢筋混凝土构造,原则层平面图详见附图1 .
(2) 建筑物层高:底层层高为3、9m,2~6层层高为3、3m。
(3) 抗震设防烈度为7度,Ⅰ类场地土,特征周期分区为二区。
(4) 基本风压:w0=0、35 kN/m2,地面粗糙度为B类。
(5) 其她条件可参照有关教材中有关框架构造得设计例题。
(6) 恒载分项系数为1、2;活荷载分项系数为1、4。
(7) 材料选用:混凝土采用C30;
钢筋 梁、柱中受力纵筋均采用HRB335或HRB400,箍筋及构造钢筋采用HPB235.
附图1 原则层平面图
其她:
① 室内外高差450mm;基顶标高为-1、200m。
② 屋面做法:不上人屋面(活荷载0、5 kN/m2),卷材防水(有保温层,二道防水),水泥膨胀珍珠岩找坡。(注:屋面保温、防水、找坡层总重按2、5 kN/m2计算。)
③ 女儿墙: 240 mm厚,采用实心砖(自重按18 kN/m3)砌筑,墙高0、5m,100mm混凝土压顶.
④ 外墙饰面:20 mm厚水泥砂浆打底、找平,面刷乳胶漆(外墙用).
⑤ 内墙饰面:混合砂浆刷乳胶漆(总厚度22mm)。
⑥ 外纵墙上开窗高度:底层为2、6m,2~4层为2、0m。
⑦ 内纵墙自重计算可以不扣除门洞,外纵墙自重计算必须扣除窗洞,然后再计算窗重。(塑钢窗自重按0、4 kN/m3计算)
⑧ 纵向框架梁及基础梁均按照250×400设计.
构造方案评价
该建筑为常见得一般建筑物,即属于A级框架构造体系,查表2—2得:抗震设防烈度为7度时,最大合用高度为50m,该设计方案建筑高度为(3、9+3、3×5)m=20、4m﹤50m,故满足规定.
查表2—6得:最大高宽比为4,该设计方案高宽比为H/B=,故满足规定.
查表2-10得长宽比限值为6、0,该设计方案长宽比为故满足规定。
该方案设计得建筑物立面规则,均匀,从上到下外形不变,沿高度布置持续均匀;建筑平面形状为矩形,规则,简单,对称;长宽比不大,:该构造方案合理.
构造布置及有关尺寸得初步估算
1、构造布置及梁,柱截面尺寸得初选
项目状况:该工程为办公楼设计。建筑总共6层,底层层高为3、9m,2~6层层高为3、;基顶标高为-1、200m。框架平面与柱网布置图如下图2-1.
图2—1 构造平面布置图
板厚取120 mm,。
确定计算简图
假定框架柱与基础顶面接触,框架梁与柱刚接,设计时为了计算得以便,使每个柱子得尺寸不变,、2m,室内外高差为0、45m,因此底层得柱子高度为h=3、9+1、2+0、45=5、55m,其他各层竹篙从露面算到上一层楼面,因此都就是3、3m,于就是框架得计算见图为下图2—2表达。
图2—2 框架计算简图
二、梁、柱截面尺寸得估算:
(1)梁截面
1、AB跨:
主梁:L =7200mm
h=(~)L=600mm~900mm,取h=700mm
b=(~)h=233mm~350mm,取b=300mm
故该框架得横梁与纵梁得初步设计截面尺寸为b×h=300mm×700mm
次梁:L=7200㎜
h=(~)L=400mm~600mm,取h=500mm
b=(~)h=200mm~300mm,取b=300mm
故框架得次梁初步设计截面尺寸为b×h=300mm×500mm
2、BC跨:
主梁:L=3000mm
h=(~)L=250mm~375mm,取h=500mm
b=(~)h=167mm~250mm,取b=300mm
故框架梁得初步设计截面尺寸为b×h=300mm×500mm。于就是计算成果归纳于下表2-1:
表2—1估算梁得截面尺寸,单位为mm
层数
混凝土
强度等级
横梁(b×h)
纵梁
(b×h)
次梁
(b×h)
AB,CE跨
BC跨
1~6
C30
300×700
300×500
300×700
300×500
(2)柱截面尺寸得估算
框架柱截面尺寸根据柱得轴压比限制,按下式计算:
公式(2-1)
式中:
:为考虑地震作用组合后柱轴力压力增大系数,边柱取1、3,等跨内柱取1、2,不等跨取1、25;
: 为按照简支状态计算柱得负荷面积;
:为折算后在单位面积上得重力荷载代表值,近似取14kN/;
: 为验算截面以上楼层层数;
则底层中柱得轴力设计值为
N=1、2×14×7、2×(7、2+3)/2×5=3084、48kN
该项目工程所有使用C30得混凝土, 查表得fc =14、3N/mm2 ,首先假定该层柱截面尺寸b×h=500mm×500mm,则柱得轴压比为:
,满足规定。
故该框架柱得估计尺寸符合规定,确定为b×h=500mm×500mm。并且为了施工得以便性,可以使得各层得所有柱子得截面尺寸都保持不变。
2、荷载计算
2、1 屋面与楼面得恒荷载原则值计算
一、屋面
防水层(刚性)30厚C20细石混凝土 1、0
防水层(柔性)三毡四油上面铺小石子 0、4
找平层:15厚水泥砂浆 0、015m×20=0、3
找坡层:40厚水泥石灰焦渣砂浆找坡 0、04m×14=0、56
保温层:80厚矿渣水泥 0、08m×14、5=1、16
构造层:120厚现浇钢筋混凝土板 0、12m×25=3
抹灰层:10厚混合砂浆 0、01m×17=0、17
合计 6、59
二、原则层楼面:
大理石面层 0、02m×28=0、56
20厚1:3干硬性水泥砂浆 0、02m×20=0、4
构造层:120厚现浇钢筋混凝土板 0、12m×25=3
抹灰层:10厚混合砂浆 0、01m×17=0、17
合计: 4、13
三.卫生间楼面
2厚水泥砂浆贴10厚300 ×300防滑地砖 0、 34
20厚水泥细砂浆面层 0、02m×20=0、4
30厚水泥砂浆找坡 (0、03+3、4×0、01/2)m×20=0、96
15厚水泥砂浆找平 0、015m×20=0、3
构造层:120厚现浇钢筋混凝土板 0、12m×25=3
抹灰层:10厚混合砂浆 0、01m×17=0、17
合计: 5、17
2、2 屋面与楼面活荷载计算
一、 根据《荷载规范》查得 :
楼 面:2、0
走 廊: 2、5
二、雪荷载
Sk=1、0×0、45 =0、45
2、3 梁、柱、墙、门、窗得重力荷载计算
一、梁自重:
1、边横梁、纵梁:b×h=300mm×700mm
梁自重: (0、7m-0、12m)×25×0、3m =4、35
抹灰层:10厚混合砂浆:
[(0、7m—0、12m)×2+0、3m] ×0、01m×17=0、25
合计: 4、6
2。中横梁:b×h=300mm×500mm
梁自重: (0、5m-0、12m) ×25 ×0、3m =2、85
抹灰层:10厚混合砂浆:
[(0、 5m-0、12m)×2+0、3m] ×0、01m×17=0、18
合计: 3、03
3、次梁:b×h=300 mm×500 mm
由于次梁得尺寸与作法与中横梁完全同样,则次梁得重力荷载也就是3、03
4、基础梁:b×h=300 mm×500mm
梁自重: 25 ×0、3m×0、5m=3、75
二、柱自重:
柱尺寸:b×h=500 mm×500 mm
柱自重: 0、5m×0、5m×25 =6、25
抹灰层:10厚混合砂浆: 0、01m×0、5m×4×17=0、34
合计: 6、59
三、外墙自重:
原则层:
墙体: (3、4m—1、8m-0、5m—0、4m)×0、3m×18=4、32
铝合金窗: 0、35 ×1、8m×1、8m =0、63
水刷石外墙面: (3、4m—1、8m)×0、5 =0、9
水泥粉刷内墙面: (3、4m-1、8m)×0、36 =0、648
合计: 6、498
底层:
墙体: (3、4m—1、8m—0、5m-0、4m)×0、3m×18=4、32
铝合金窗: 0、35 ×1、8m=0、63
水刷石外墙面: (3、4m—1、8m)×0、5 =0、9
水泥粉刷内墙面: (3、4m-1、8m)×0、36 =0、648
合计: 6、498
四、内墙自重:
原则层:
墙体: (3、4m-0、5m)×0、3m×18=16、2
水泥粉刷内墙面: 3、0m×0、36 ×2=2、16
合计: 18、36
底层:
墙体: (3、4m-0、5m)×0、3m×18=16、2
水泥粉刷内墙面: 3、0m×0、36 ×2=2、16
合计: 18、36
五、女儿墙自重:
女儿墙使用300mm厚得蒸压粉煤灰加气混凝土砌块,=5、5kN/m3,两侧均为20mm厚得抹灰,墙高设计为900mm,此外上面为100厚混凝土盖顶。
则单位面积内得重力荷载为:
5、5×0、3m+17×0、02m×2=2、33
三、构造得线刚度与横向侧移刚度计算
1、构造得线刚度计算
在框架构造中,为了增大梁得有效翼缘,增大梁得有效刚度,减少框架得侧移,现浇楼板得楼可以作为梁得有效翼缘。为考虑这一有利得作用,在计算梁得截面惯性矩得时候,对于中框架取I=2 Io(Io为梁得截面惯性矩),边跨梁I=1、5 Io
梁采用C30混凝土,查表得,其弹性模量
i边=EI/L=
中跨梁:
i中=EI/L=
底层柱:
i底=EI/L=
其他各层柱:
i上=EI/L=
令i上=1、0,则其他各杆件得相对线刚度为:
i边=
i中=
i底=
则该框架得相对线刚度如下图3—1所示:
图3—1 框架梁柱得相对线刚度
2、构造得横向侧移刚度计算
底层: A、E柱
B、C柱
原则层: A、E柱
B、C柱
计算成果见下表3-1:
表3—1 横向侧移刚度记录表