框架结构设计实例之2Word下载.docx
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第八部分：
楼板设计
第九部分：
楼梯设计
第十部分：
设计心得
参考资料
高等教育自学考试
建筑工程专业（本科）实践环节
题目：
***办公楼
郑州大学土木工程学院
二〇一〇年六月
第一部分 工程概况
一建筑概况
1、工程名称：
***办公楼。
2、建设地点：
郑州市高新开发区文化大道北，场地平面示意图见附图。
3、建筑规模：
本工程本工程地上五层，建筑面积5600m2，基底面积1100m2；
地上五层为办公室，每层高为3.9m，室内外高差0.6m。
4、结构形式：
框架结构。
5、建筑结构安全等级为二级，建筑耐火等级为二级，屋面防水等级为二级。
6、功能布置：
a.底层布置门厅、接待室、值班室、配电间、消防控制室。
b.二、三层每层各设100m2会议室1间，60m2间办公室2间。
c.顶层布置200m2活动室，其余为普通办公室。
d.其它各层房间为普通办公室。
e.各层均布置男女卫生间，并设前室。
f.屋面为上人屋面。
7、建筑设备：
本办公楼采用集中空调，水、电由市政提供。
8、建筑装修及材料：
a.外墙面：
外墙涂料。
b.内墙面：
内墙涂料。
卫生间及前室内墙面选用面砖。
c.顶棚：
吊顶部分用轻钢龙骨矿棉吸音板吊顶，其余采用内墙涂料。
d.楼、地面：
地板砖。
9、墙体材料：
外墙采用250厚加气混凝土砌块，内墙采用200厚加气混凝土砌块，标高-1.450以下墙体为250厚钢筋混凝土墙。
10、门窗：
a.建筑外窗抗风压性能为3级、气密性能为4级、水密性能3级、保温性能为3级、隔声性能为3级。
b.门窗制作安装应遵照《全国通用建筑标准设计》92SJ704。
二建筑参考资料
《房屋建筑制图统一标准》GB/T50001-2001、《建筑工程设计文件编制深度规定》（2003版）、《民用建筑设计通则》GB50352-2005、《办公建筑设计防火规范》GB50016-2006、《05系列工程建设标准设计图集》（05YJ）、《建筑结构制图标准》GB/T50105-2001等。
第二部分 结构设计要求
一 结构方案的选择
1、确定结构体系；
2、确定结构楼屋盖的类型及基本形式；
3、根据工程地质条件及上部结构形式确定基础类型及埋深；
4、确定变形缝的设置及划分；
5、确定结构其它承重构件的类型。
二 结构平面布置
1、确定柱网尺寸及梁、板的平面布置；
2、确定基础平面布置；
三 结构计算
1、框架计算：
（1）确定框架结构计算简图；
（2）初步确定结构构件的截面尺寸；
（3）荷载计算：
注意传力途径，防止少算和漏算；
（4）竖向荷载作用下的内力计算；
（5）水平风荷载作用下的内力计算；
（6）内力组合，确定各构件控制截面上的控制内力；
2、基础设计计算
3、自选构件的设计计算
四 绘制结构施工图
1、基础平面布置图及基础配筋详图；
2、结构平面布置图；
3、框架梁、柱配筋图；
4、自选构件配筋详图
五 结构设计计算书书写整理
六 结构设计部分参考资料
（1）现行国家规范、规程，主要有：
《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001、《建筑抗震设防分类标准》GB50223-2004、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006年版）、《建筑抗震设计规范》GB50011-2001、《02系列结构标准设计图集》DBJT19-01-2002、《钢筋混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》03G101-1修订版等。
（2）建筑结构综合设计手册，中国建筑工业出版社。
（3）各种教材及参考书。
七 建设场地工程地质概况
1、地形、地貌：
拟建场地地貌属山前冲洪积平原。
2、地质构成：
根据岩土工程勘察报告，按地层的成因、时代及物理力学性质差异，勘探深度范围内从上到下场地地质构成如下：
1）耕土，层厚0.40～0.70m；
2）粉质粘土，层厚3.20～3.70m，承载力标准值
kPa；
3）粉质粘土，层厚0～2.50m，承载力标准值
4）粉质粘土，层厚3.60～4.60m，承载力标准值
kPa。
3、水文概况：
场地地下水类型为孔隙潜水，勘察期间测得地下水位埋深4.50m，场地水位年变幅1.0～1.5m。
4、岩土工程评价
根据地质勘察结果，场地地形平坦，由于场区地基土层层面坡度均小于10％，地基土的物理力学性能差异不大，因此地基属均匀性地基。
郑州地区属非自重湿陷性黄土地区。
八 建设场地附图
注：
毕业设计题目要求一人一题，题目自命。
建筑地点：
郑州市
建筑类型：
五层办公楼，框架结构。
建筑介绍：
建筑底面积约1030平方米，建筑总面积5150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，填充墙采用空心砖粉和加气混凝土砌块。
门窗使用：
大门采用钢门，门洞尺寸为3.4m×
2.7m，窗为塑钢窗，洞口尺寸为2.1m×
2.1m。
地质条件：
根据地质勘察结果，场地地形平坦，厂区地基土层层面坡度均小于10%地基土的物理力学性能差异不大，地基属于均匀性地基。
设防烈度为Ⅶ度。
柱网与层高：
本办公楼采用柱距为6.6m的柱网，边跨为6.3m，中间跨为2.4m，层高取3.9m，如下图所示：
柱网布置图
框架结构承重方案的选择：
竖向荷载的传力途径：
楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。
根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本办公楼框架的承重方案为横向框架承重方案，这可使横向框架梁的截面高度大，增加框架的横向侧移刚度。
框架结构的计算简图：
框架结构的计算简图
纵向框架组成的空间结构
横向框架组成的空间结构
本方案中，需近似的按纵横两个方向的平面框架分别计算。
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。
本方案取1/12×
7200=600mm，截面宽度取600×
2/3=300mm，可得梁的截面初步定为b×
h=400*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=βFgEn
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。
gE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。
n为验算截面以上的楼层层数。
（2）Ac≥N/uNfc
注：
uN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0.8。
fc为混凝土轴心抗压强度设计值，对C30，查得14.3N/mm2。
3、计算过程：
对于边柱：
N=βFgEn=1.3×
25.92×
14×
6=2830.464（KN）
Ac≥N/uNfc=2830.464×
103/0.8/14.3=247418.18（mm2）
取700mm×
700mm
对于内柱：
N=βFgEn=1.25×
34.56×
6=3628.8（KN）
Ac≥N/uNfc=3628.8*103/0.8/14.3=317202.80（mm2）
梁截面尺寸（mm）
混凝土等级
横梁（b×
h）
纵梁（b×
AB跨、CD跨
C30
600×
600
400×
柱截面尺寸（mm）
层次
b×
h
1
2-5
一、横梁线刚度ib的计算：
类别
Ec
（N/mm2）
（mm×
mm）
I0
（mm4）
l
（mm）
EcI0/l（N·
1.5EcI0/l（N·
2EcI0/l（N·
AB跨、BC、CD跨
3.0×
104
5.40×
109
7200
2.25×
1010
3.38×
4.50×
二、纵梁线刚度ib的计算：
⑤⑥跨
5.4×
4200
3.86×
5.79×
7.71×
三、柱线刚度ic的计算：
I=bh3/12
hc（mm）
Ec（N/mm2）
Ic
EcIc/hc
（N·
1-5
4700
2.001×
12.77×
四、各层横向侧移刚度计算：
（D值法）
1、底层
①、A-2、A-3、A-7、A-8、D-2、D-3、D-4、D-7、D-8（9根）
K=0.352
αc=（0.5+K）/（2+K）=0.362
Di1=αc×
12×
ic/h2
=0.362×
1010/47002
=25112
②、A-1、A-4、A-6、A-9、D-1、D-5、D-6、D-9（8根）
K=3.38/12.77=0.266
αc=（0.5+K）/（2+K）=0.338
Di2=αc×
=0.338×
=23447
③、B-1、C-1、B-9、C-9（4根）
K=（2.5+3.38）/12.77=0.460
αc=（0.5+K）/（2+K）=0.390
Di3=αc×
=0.390×
=27055
④、B-2、C-2、B-3、C-3、C-4、B-7、C-7、B-8、C-8（9根）
K=（3.34+4.5）/12.77=0.614
αc=（0.5+K）/（2+K）=0.426
Di4=αc×
=0.426×
=29552
⑤、B-4、B-6、C-5、C-6（4根）
K=（3.34+3.38）/12.77=0.526
αc=（0.5+K）/（2+K）=0.406
Di5=αc×
=0.406×
=28165
⑥、B-5（1根）
K=3.34/12.77=0.262
αc=（0.5+K）/（2+K）=0.337
Di6=αc×
=0.337×
=23378
∑D1=25112×
9+23447×
8+27055×
4+29552×
9+28165×
4+23378
=923810
2、第二层：
①、A-2、A-3、A-7、A-8、D-2、D-3、D-4、D-7、D-8（9根）
K=4.5×
2/（12.4×
2）=0.363
αc=K/（2+K）=0.154
=0.154×
12.4×
1010/36002
=17681
②、A-1、A-9、D-1、D-5、D-6、D-9（6根）
K=3.38×
2）=0.273
αc=K/（2+K）=0.120
=0.120×
=13778
③、A-5（1根）
K=4.5/7.233=0.622
αc=（0.5+K）/（2+K）=0.428
=0.428×
7.233×
1010/83002
=5392
④、A-4、A-6（2根）
K=（4.5+3.8）/（12.4*2）=0.318
αc=K/（2+K）=0.137
=0.137×
=15730
⑤、B-1、C-1、B-9、C-9（4根）
K=（2.5+3.38）×
2）=0.474
αc=K/（2+K）=0.192
=0.192×
=22044
⑥、B-2、B-3、C-2、C-3、C-4、B-7、B-8、C-7、
C-8（9根）
K=（3.34+4.5）×
2）=0.632
αc=K/（2+K）=0.240
=0.240*12*12.4*1010/36002
=27556
⑦、B-4、B-6（2根）
K=（3.34×
2+4.5+3.38）/（12.4×
2）=0.587
αc=K/（2+K）=0.227
Di7=αc×
=0.227×
=26063
⑧、C-5、C-6（2根）
K=（3.34+3.38）×
2）=0.542
αc=K/（2+K）=0.213
Di8=αc×
=0.213×
=24456
⑨、B-5（1根）
K=3.34×
2）=0.269
αc=K/（2+K）=0.119
Di9=αc×
=0.119×
=13663
∑D2=17681×
9+13778×
6+5392+15730×
2+22044×
4+27556
×
9+26063×
2+24456×
2+13663
=729530
3、第三层至第六层：
①、A-2、A-3、A-4、A-5、A-6、A-7、A-8、D-2、D-3、D-4、D-7、D-8（12根）
Di1=17681
②、A-1、A-9、D-1、D-9、D-5、D-6（6根）
Di2=13778
Di3=22044
④、B-2、B-3、B-4、B-5、C-2、C-3、C-4、B-6、B-7、B-8、C-7、C-8（12根）
Di4=27556
⑤、C-5、C-6（2根）
Di5=24456
∑D3-6=17681×
12+13778×
6+22044×
4+27556×
12+24456×
2
=762600
4、顶层：
①、D-5、D-6（2根）
②、C-5、C-6（2根）
K=（3.38×
2+3.34）/（12.4×
2）=0.407
αc=K/（2+K）=0.169
=0.169×
=19404
∑D顶=13778×
2+19404×
2=66364
由此可知，横向框架梁的层间侧移刚度为：
3
4
5
顶
∑Di（N/mm）
923810
729530
762600
66364
∑D1/∑D2=923810/729530>
0.7，故该框架为规则框架。
五、各层纵向侧移刚度计算：
同理，纵向框架层间侧移刚度为：
顶层
1035634
935623
942398
103102
∑D1/∑D2=1035634/935623>
一、资料准备：
查《荷载规范》可取：
1、屋面永久荷载标准值（上人）
30厚细石混凝土保护层22×
0.03=0.66KN/m2
三毡四油防水层0.4KN/m2
20厚矿渣水泥找平层14.5×
0.02=0.29KN/m2
150厚水泥蛭石保温层5×
0.15=0.75KN/m2
120厚钢筋混凝土板25×
0.12=3.0KN/m2
V型轻钢龙骨吊顶0.25KN/m2
（二层9mm纸面石膏板、有厚50mm的岩棉板保温层）
合计5.35KN/m2
②、1-5层楼面：
木块地面（加防腐油膏铺砌厚76mm）0.7KN/m2
V型轻钢龙骨吊顶0.25KN/m2
合计3.95KN/m2
③、屋面及楼面可变荷载标准值：
上人屋面均布活荷载标准值2.0KN/m2
楼面活荷载标准值2.0KN/m2
屋面雪荷载标准值SK=urS0=1.0×
0.2=0.2KN/m2
（式中ur为屋面积雪分布系数）
④、梁柱密度25KN/m2
蒸压粉煤灰加气混凝土砌块5.5KN/m3
二、重力荷载代表值的计算：
1、第一层：
（1）、梁、柱：
净跨
截面
密度（KN/m3）
体积
（m3）
数量
（根）
单重
（KN）
总重
横梁
3600
25
1.17
29.25
497.25
纵梁
6600
20
819.00
6300
0.63
15.75
63.00
计算高度（mm）
（
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