佳大物资科综合办公楼设计计算书正文.doc

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1、目 录摘要Abstract 第1章 绪 论3第2章 编制依据42.1 设计任务委托书，甲方认可方案42.2 采用的国家规范，行业的标准4第3章 基本资料及结构选型53.1 工程名称：佳大物资科综合办公楼53.2 建设地点：佳木斯市区53.3 设计资料：53.4 结构选型5第4章 结构布置64.1 确定框架计算简图64.2 初估梁柱截面尺寸64.3 梁柱线刚度计算7第5章 框架结构荷载计算85.1 恒载标准值计算81.屋面82.走廊及标准层楼面83.梁自重84.柱自重85.外纵墙自重86.内纵墙自重97.内隔墙自重95.2 活载标准值计算91.屋面和楼面活载标准值92.雪荷载103.竖向荷载下框

2、架受荷总图104.风荷载计算135.风荷载作用下的侧移验算146.水平地震作用计算16第6章 框架内力计算186.1 恒载作用下的内力计算186.2 活载作用下的内力计算216.3风荷载作用下的内力计算246.4 地震荷载作用下的内力计算286.5 与地震作用相结合的重力荷载代表值作用下的内力计算30第7章 框架内力组合34第8章 框架梁柱截面配筋438.1框架柱的配筋计算438.2 框架梁的配筋计算48第9章 框架柱基础尺寸确定及配筋计算52第10章 板的计算5610.1设计资料5610.2 板、梁的截面尺寸的确定5610.3 板的计算56第11章 连续梁的计算.5811.1三层楼面的一根连

3、系梁进行计算5810.2 荷载计算5810.3内力计算5810.4 配筋计算58结 论60参考文献61致 谢62第1章 绪 论1.1为确保该工程施工顺利进行，实现施工合同及公司计划的质量目标、工期目标和安全文明施工目标，编制本施工方案，指导、控制施工生产。1.2本方案本着保证工程量，保证工期，保证施工安全，加速机械运转、材料调转，降低工程成本，充分实现环保目标原则进行编制。第2章 编制依据2.1 设计任务委托书，甲方认可方案2.2 采用的国家规范，行业的标准建筑结构可靠度设计统一标准（GB 50068-2001）房屋建筑制图统一标准 （GB/T50001-2001）.建筑结构荷载规范（GB50

4、009-2001）建筑抗震设计规范（GB50011-2001）建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）混凝土结构设计规范（50010-2002）砌砖结构设计规范（GB50002-2001）建筑单位提供的黑龙江省城市规划勘测设计研究院做的本工程岩土工程勘察报告书（D-0311）混凝土结构工程施工及验收规范 （GB50204-92）地面与楼地面工程施工及验收规范 （GB50209-95）屋面工程施工及验收规范 （GB50204-94）建筑装饰工程施工及验收规范 （JGJ73-91）地基与基础工程施工及验收规范 （GBJ202-83）钢筋焊接及验收规范 （GBJ202-83）砖石工程施工及验

5、收规范 （GBJ203-83）木结构工程施工及验收规范 （GBJ206-83）施工现场临时用电安全技术规范 （JGJ46-88）建筑施工安全检查标准 （JGJ46-88）建筑施工高处作业安全技术规范 （JGJ80-91）龙门架及井架物料提升机安全技术规范（JGJ88-92）建筑安装工程质量检验评定统一标准（GBJ300-88）建筑工程质量检验评定标准 （GBJ301-88）第3章 基本资料及结构选型3.1 工程名称：佳大物资科综合办公楼3.2 建设地点：佳木斯市区3.3 设计资料：基本风压基本雪压地面粗糙类型：C类极端最高温度：40.1极端最低温度：-9.5工程地质条件：场地土质分布均匀。自上

6、而下为：人工填土层，厚度1.32.1m,不宜作为持力层；新冲击粘土层，厚度0.41.2m,不宜作为持力层；冲击粉质粘土，厚度4.55.6m,是较好的持力层，承载力标准值270KPa；残积粉质粘土,厚度1m,是良好的持力层和下卧层,承载力标准值300KPa；强风化泥质粉砂岩（未钻透）,是理想的持力层,承载力标准值350KPa；地下水位：地表以下两米内无侵蚀性，稳定地下水位埋深为2.32.8m之间该地区抗震设防烈度为7度建筑物类别：二类3.4 结构选型1、结构体系选型：采用钢筋混凝土现浇框架结构体系2、其他结构选型：屋面结构：采用现浇钢筋混凝土板做承重结构，屋面按不上人屋面事业荷载选用楼面结构：采

7、用全部现浇钢筋混凝土板楼梯结构：采用全部现浇钢筋混凝土板式楼梯天沟：采用现浇内天沟。过梁：窗过梁以及带雨蓬的门过梁均采用钢筋混凝土梁，有些框架梁可兼作窗过梁使用。基础梁：因持力层较深，且天然地表下土质较好，采用现浇钢筋混凝土基础梁。基础：因荷载不是很大，地基承载力较大 ，采用钢筋混凝土柱下单独基础。第4章 结构布置4.1 确定框架计算简图选一榀框架进行计算，假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至一层板底，基顶标高根据地质条件、室内外高差定为-0.45m，室外地坪至基础顶面的高度为0.25 m，底层楼层3.6

8、m，故底层柱高为4.3m。其余各层的柱高为各层层高，故均为3.6m。由此可绘出框架的计算简图如下所示： 4.2 初估梁柱截面尺寸多层框架结构为超静定结构，在内力计算之前，先估算梁柱的截面尺寸及结构所采用强度等级，以求得框架中各杆的线刚度及相对线刚度。混凝土强度等级：梁柱均采用C30（E=2.95）梁的截面尺寸按跨度大者计算，l=5400mm,h=(1/8-1/12)l=675mm-450mm，取h=600mmb=(1/2-1/3)l=300mm-200mm,取b=250mm故框架梁的初选截面尺寸为bh=250mm600mm其惯性矩：=1/12250=4.5柱的截面尺寸按层高确定，底层H=360

9、0mm450mm250mm=4300mmb=(1/15-1/20)H=286mm-215mm,取b=400mmh=(1-2)b=573mm-286mm, 取h=400mm故框架柱的截面尺寸为bh=400mm400mm其惯性矩：=1/12400=2.133板的截面尺寸由于=5400/3600=1.52，故按双向板设计 h=(1/30-1/40)=120mm-90mm, 取h=100mm4.3 梁柱线刚度计算由iEI/l,得 梁：=1.54.5/5400E=12.495E =24.5/2100E=42.8E=1.54.5/5400E=12.495E 柱：=2.133/4300E=4.96E取为基准

10、值1，则相对线刚度表示如下：第5章 框架结构荷载计算5.1 恒载标准值计算1.屋面防水层（刚性）30厚细石混凝土防水 1.0防水层（柔性）三毡四油铺小石子 0.4波形石棉瓦 0.2找平层：15厚水泥砂浆 0.015m20=0.3保温层：80厚矿渣水泥 0.08m14.5=1.16结构层：100厚现浇钢筋混凝土板 0.1m25=2.5抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m17=0.17合计 5.732.走廊及标准层楼面小瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 0.55结构层：100厚现浇钢筋混凝土板 0.1m25=2.5抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m17=0.17合计 3.22 3.梁自重主梁 bh=25

11、0mm600mm梁自重 250.25m（0.6-0.1）m=3.125抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m（0.6-0.1+0.25）m217=0.255合计 3.38基础梁 bh=250mm400mm梁自重 250.25m0.4m=2.54.柱自重 bh=400mm400mm柱自重 250.4m0.4m=4抹灰重：10厚混合砂浆 0.01m0.4m417=0.27合计 4.275.外纵墙自重标准层 纵墙 （3.6-1.8-0.6）m0.24m18=5.184铝合金窗 0.351.8m=0.63 贴瓷砖外墙面（包括水泥砂浆打底25mm） 5（3.6-1.8）m=0.9水泥粉刷内墙面 0.36（3

12、.6-1.8）m=0.648合计 7.362底层纵墙 （3.6-1.8-0.6-0.4）m0.24m18=3.456铝合金窗 0.351.8m=0.63贴瓷砖外墙面（包括水泥砂浆打底25mm） 0.5（3.6-1.8）m=0.9水泥粉刷内墙面 0.36（3.6-1.8）m=0.648合计 5.6346.内纵墙自重 标准层纵墙 （3.6-0.6-0.9）m0.24m18=9.072水泥粉刷内墙面 0.362.1m2=1.512合计 10.5847.内隔墙自重标准层内隔墙 （3.6-0.6）m0.24m9.8=7.056水泥粉刷墙面 0.363m2=2.16 合计 10.216底层内隔墙 （3.6

13、-0.6-0.4）m0.24m9.8=6.115水泥粉刷墙面 0.363m2=2.16合计 8.2755.2 活载标准值计算1.屋面和楼面活载标准值不上人屋面： 0.5楼面： 办公室、阅览室 2.0楼梯、走廊 2.52.雪荷载 =0.80.35=0.28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计算简图如下：1A-B轴间框架梁板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载屋面板传荷载：恒载：5.731.8m（1-2+）2=16.91活载：0.51.8m（1-2+）2=1.48楼面板传荷载：恒载：3.221.8m（1-2+）2=9.51活载：2.01.8m（1-2+）2=

14、5.90梁自重：3.38A- B轴间框架梁的均布荷载为：屋面梁 恒载=梁自重+板传荷载=3.38+16.91=20.29活载=板传荷载=1.48楼面梁 恒载=梁自重+板传荷载=3.38+9.51=12.89活载=板传荷载=5.90B-C轴间框架梁屋面板传荷载：恒载： 5.731.8m5/82=12.89活载： 0.51.8m5/82=1.125楼面板传荷载：恒载： 3.221.8m5/82=7.245活载： 2.51.8m5/82=5.63梁自重：3.38B- C轴间框架梁的均布荷载为： 屋面梁 恒载=梁自重+板传荷载=3.38+12.89=16.27活载=板传荷载=1.125楼面梁 恒载=梁

15、自重+板传荷载=3.38+7.245=10.625活载=板传荷载=5.63C-D轴间框架梁同A-B轴间框架梁A轴柱纵向集中荷载计算顶层柱天沟自重 25（0.6+0.2-0.1 ）m0.1 m+（0.6+0.2）m（0.5+0.36）=2.44顶层柱恒载=天沟自重+梁自重+板传荷载=2.443.6 m+3.38（3.6-0.4）m+16.91 3.6m+5.731.8m5/83.6m=74.76KN顶层柱活载=板传活载 =1.553.6m/2+0.51.8m3.6m5/8 =4.82KN标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载 =7.362（3.6-0.4）m+3.38（3.6-0.4）m+9.9

16、73.6m/2+3.221.8m 3.6 m5/8 =65.36KN标准层柱活载=板传活载 =6.193.6m/2+2.01.8 m5/83.6m =19.24KN基础顶面恒载=底层外纵墙自重+基础梁自重 =5.364（3.6-0.4）m +2.5（3.6-0.4）m =26.03KNB轴柱纵向集中荷载计算 顶层柱恒载=梁自重+板传荷载 =3.38（3.6-0.4）m +16.913.6m +5.731.8m 3.6m 5/8+5.731.8m3.6m0.82+5.731.8m 0.9m 5/8 87.16KN 顶层柱活载=板传活载 = 1.553.6m/2 +0.51.8m 3.6m 5/8

17、+2.01.8m3.6m0.82+2.01.8m 0.9m 5/8 =18KN标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载 = 3.38（3.6-0.4）m+10.584（3.6-0.4）m+9.973.6m/2+3.221.8m 3.6 m5/8+3.221.8m 3.6 m5/8+3.221.8m 0.9m5/8 =96.9KN 标准层柱活载=板传活载 =6.193.6m/2+ 2.01.8m 3.6 m5/8+2.51.8m 3.6 m0.82+2.51.8m 0.9m5/8 =35.7KN基础顶面恒载=底层内纵墙自重+基础梁自重 =10.584（3.6-0.4）m +2.5（3.6-0.4）

18、m =41.87KNC轴柱同B轴D轴柱同A轴 4.风荷载计算作用在屋面梁和楼面梁节点处的风荷载标准值：风荷载标准值公式如下：K=zsz0 荷载规范规定，高度小于30m或高宽比小于1.5的房屋结构，允许不考虑风荷载的动力影响，即取=1.0。风荷载体型系数S，查荷载规范表7.3.1的30项次得：S=0.8-0=0.8风压高度变化系数z，查荷载规范表7.2.1，地面粗糙度类别为C类，并结合以内差法得： 表5.1离地面高度 Z（m）3.67.210.814.418.021.6z0.530.740.740.740.80.87 设计资料提供：0=0.35KN/m2。=1.00.80.530.35=0.15

19、=1.00.80.740.35=0.21=1.00.80.740.35=0.21=1.00.80.740.35=0.21=1.00.80.80.35=0.22=1.00.80.870.35=0.24转化为集中荷载： 6层： Fw6k=0.243.6/2（3.6+1.8）=2.33KN5层： Fw5k=0.223.6/2（3.6+3.6）=2.85KN4层： Fw4k=0.213.6/2（3.6+3.6）=2.72KN3层： Fw3k=0.213.6/2（3.6+3.6）=2.72KN2层： Fw2k=0.213.6/2（3.6+3.6）=2.72KN 1层： Fw1k=0.153.6/2（3.

20、6+3.6）=1.94KN5.风荷载作用下的侧移验算横向2-6层D值计算 表5.2 （KN/m）A轴柱 0.559 7557B轴柱 0.848 11464C轴柱 0.848 11464D轴柱 0.559 7557 横向底层D值计算：表5.3 （KN/m）A轴柱 0.669 9044B轴柱 0.886 11977C轴柱 0.886 11977D轴柱 0.669 9144 风荷载作用下框架侧移计算水平荷载作用下框架的层间侧移按下式计算： 第一层的层间侧移值求出以后，就可以计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移值，各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和。顶点侧移是所有各层层间侧移之和。J层侧移

21、 顶点侧移 框架在风荷载作用下侧移计算如下 表5.4层次/KN/KN（KN/m）/ m/h6 2.33 2.33 38042 0.0001 1/360005 2.85 5.18 38042 0.0001 1/360004 2.72 7.90 38042 0.0002 1/180003 2.72 10.62 38042 0.00031/120002 2.72 13.34 38042 0.00041/90001 1.94 15.28 42042 0.00041/9000 =0.0015m侧移验算： 层间侧移最大值：1/90001/550 （满足）6.水平地震作用计算本建筑建筑高度为23.4m，且高

22、度和刚度沿高度均匀分布，可采用底部剪力法计算地震作用。作用于屋面梁及各层楼面梁处的重力荷载代表值：=74.76+87.16+87.16+74.76=323.84（KN）=（65.36+19.24）2+（96.9+35.7）2=434.4（KN）框架自震周期计算： H=23.4m B=12.9m 得出 =0.491s多遇水平地震作用标准值及位移的计算 由设防烈度微度，场地土二类。查得， 则横向地震影响系数：=0.059 =0.4911.4=0.49 则 =0.059（323.84+434.45）0.85=125.16（KN） =0.1092125.16=13.67（KN） 则每层计算如下：表5.

23、5 层次 或 6323.8421.66994.9431452.54 42.42 5 434.4 187819.20 32.14 4 434.4 14.4 6255.36 25.71 3 434.4 10.84691.52 19.28 2 434.4 7.23127.68 12.86 1 434.4 3.6 1563.84 6.43表5.6 层次/h 6 42.4242.42380420.00111/3273 532.1474.56380420.00201/1800 425.71100.27380420.00261/1385 319.28119.55380420.00311/1161 212.8

24、6132.41380420.00351/1029 16.43138.84420420.00331/1091顶点位移：0.0156/23.4=1/6661/550 （满足）第6章 框架内力计算为简化计算，考虑如下几种单独受荷情况： 恒载作用； 活荷载作用于A-B轴跨间； 活荷载作用于B-C轴跨间； 风荷载作用（从左向右或从右向左）； 横向水平地震作用（从左向右或从右向左）；对于、种情况，框架在竖向荷载作用下，采用力矩分配法进行计算，对于第、种情况，框架在水平荷载作用下，采用分层法进行计算。6.1 恒载作用下的内力计算1.恒载作用下引起的杆端弯矩计算（转化为设计值） 均布荷载引起的： 屋面梁的固端

25、弯矩： 楼面梁固端弯矩： 恒载引起的不平衡弯矩： 则恒载作用下的M图如下所示：(单位：)恒载作用下的剪力图如下所示：（单位：KN）恒载作用下的N图：（单位：KN） 其中包括梁传来的荷载及梁自重。 梁自重设计值为： 1.20.40.4253.6=17.28（KN）6.2 活载作用下的内力计算 活载设计值=活载标准值1.4采用分层法，除底层外，其他各层柱的线刚度均乘0.9，且相应的传递系数为1/3。（底层为1/2）1、 顶层：由于屋面活载较小，不考虑活载最不利，将活载满跨布置。2、 其他层为便于内力组合，将活荷载分跨进行布置。AB跨布置活荷载时： BC跨布置活载时 6.3风荷载作用下的内力计算先求

26、各柱V值：风荷载设计值=风荷载标准值1.4。用D值法进行计算。 6层 5层2.5311.1811.182.532.5311.1811.180.560.850.850.560.560.850.850.560.850.850.560.560.850.850. 650.980.980.651.442.192.19 4层 3层2.5311.1811.182.532.5311.1811.180.560.850.850.560.560.850.850.560.850.850.560.560.850.852.203.333.332.202.954.484.48 2层 1层2.5311.1811.182.53

27、2.5311.1811.180.560.850.850.560.670.890.890.560.850.850.560.670.890.893.715.635.633.714.606.106.10求反弯点高度 层次 六层（m=6 n=6 h=3.6m）柱号0.60.251.00001.000.91.190.401.00001.001.441.190.401.00001.001.440.60.251.00001.000.9层次 五层（m=6 n=5 h=3.6m）柱号0.60.351.001.001.001.261.190.451.001.001.001.621.190.451.001.001.

28、001.620.60.351.001.001.001.26层次 四层（m=6 n=4 h=3.6m）柱号0.60.401.001.001.001.441.190.451.001.001.001.621.190.451.001.001.001.620.60.401.001.001.001.44层次 三层（m=6 n=3 h=3.6m）柱号0.60.451.001.001.001.190.501.001.001.001.190.501.001.001.000.60.451.001.001.00层次 二层（m=6 n=2 h=3.6m）柱号0.60.501.001.001.001.190.501.0

29、01.001.001.190.501.001.001.000.60.501.001.001.00层次 一层（m=6 n=1 h=3.6m）柱号0.60.701.001.001.001.190.551.001.001.001.190.551.001.001.000.60.701.001.001.00风荷载作用下框架内力值柱上端弯矩：柱下端弯矩：梁端弯矩：先求每个节点柱端弯矩之和，然后按梁的线刚度进行分配。 从左向右吹的情况： 其M图如下所示：（单位：） V图如下所示：（单位：KN） N 图如下所示：（单位：KN）从右向左吹风的情况与以上三图相反。6.4 地震荷载作用下的内力计算横向水平地震作用下

30、的框架柱剪力和柱弯矩标准值的计算。A轴柱：层次h/m63.642.423804275578.060.60.97.2521.7653.674.5638042755714.710.61.2617.8533.1643.6100.2738042755719.050.61.4427.4341.1533.6119.5538042755722.720.61.6236.8144.9923.6132.4138042755725.160.61.845.2945.2913.6138.8442042904430.550.62.5276.9932.99B轴柱：层次h/m/KN/63.642.42380421146413

31、.151.191.4418.9428.4053.674.56380421146423.111.191.6237.4445.7643.6100.27380421146431.081.191.6250.3561.5433.6119.55380421146437.061.191.8066.7166.7123.6132.41380421146441.051.191.8073.8973.8913.6138.84420421197738.881.191.9876.9862.99 得出从左向右时横向水平地震作用下的M图（单位：）N图（单位：KN）V图（单位：KN）如下所示： 6.5 与地震作用相结合的重力荷

32、载代表值作用下的内力计算屋面梁的线荷载设计值=恒载+0.5雪荷载 =（20.29+0.50.80.353.6）1.2=24.95KN/m 楼面梁的线荷载设计值=恒载+0.5活荷载 =（12.89+0.52.03.6）1.2=19.795KN/m其中走廊=（12.89+0.52.53.6）1.2=20.87KN/m屋面梁固端弯矩： 楼面梁固端弯矩： 恒载引起的不平衡弯矩： 得出重力荷载代表值作用下的M图（单位：）N图（单位：KN）V图（单位：KN）如下所示： 第7章 框架内力组合各种荷载情况下的框架内力求得后，根据最不利又是可能的原则进行内力组合。当考虑结构塑性内力重分布的有利影响，应在内力组合

33、之前对竖向荷载作用下的内力进行调幅。当有地震作用时，应分别考虑横荷载和活荷载代表值与地震荷载作用的组合，并比较二种组合内力，取最不利者。由于构件控制截面的内力值应取自支座边缘处，为此，在进行组合之前，应先计算各控制截面（支座边缘处）的内力值。用于承载力计算框架梁荷载效应基本组合表 AB梁（非抗震）恒载活载活载活载左风右风 Mmax相应的V Mmin相应的V Vmax相应的M123456组合项目值组合项目值组合项目值6左M-25.42-1.45-1.45-1.451.7-1.71+2+3+4+0.6*6-30.791+2+3+4+0.6*6-30.79V46.833.173.173.17-0.430.4356.656.66中M27.081.711.711.710.54-0.541+2+3+4+0.6*532.53V6右M-68.34-5.92