六层框架结构办公楼设计计算书参考资料.pdf
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1、1 工程概况1.1 概况本工程为某大学综合办公楼,本工程为六层钢筋混凝土框架结构体系,建筑面积约300()0?左右,建筑平面一字型,受场地限制,宽度Wl5m,长度W40m。开间长4 m,进深长6 m,层高3.6 m,走廊宽3m。框架梁、板、柱均采用现浇混凝土。1.2 地质资料1.2.1 场地概况拟建建筑场地已经人工填土平整,地形平坦,地面高程4.6m。1.2.2 地层构成勘察揭露的地层,自上而下除第一层为近期人工填土外,其余均属第四全新世海陆交相互沉积。勘察深度范围内所揭露的地层,厚度变化很小,分布较均匀,其各层概况为:(1)杂填土:以粘土为主,含大量垃圾和有机质,不宜作为天然地基,平均厚度2
2、.5m。淤泥质粉质粘土:深灰色,流塑状态。平均厚度7.1m。(3)细砂:以细砂为主,少量粉砂,含粘粒,饱和,松散稍密状。平均厚度为 2.4m 中砂:以中粗砂为主,饱和,属密实状态,承载力特征值为220kpa,工程地质性良好,可以做桩尖持力层。本层为揭穿。1.2.3 地下水情况场地地下水在勘探深度范围内分上下两个含水层,第一含水层位于第层淤泥质粉质粘土层中,属上层空隙滞水,水位高程约为4.2 m;第二层含水层主要存于第层细砂层中,属空隙潜水,具有一定的静水压力。经取水样进行水质分析,判定该地下水对混凝土无侵蚀性。1.2.4 工程地质评价(1)场地土类型与场地类别:经计算,本场地1 5 m 深度以
3、内土层平均剪切波速(按各层厚度加权平均)为Vs m=1 4 0-1 6 0 m/s,即场地土类型为中软场地土;另据区域资料表明,该场地覆盖层厚度D。、,为 6 0 m,按 建筑抗震设计规范.划分该场地类别为口类土。(2)场地地基液化判别:第层细砂层为液化土层,II F=11.3,属中等液化。地基持力层选择与评价:第层杂填土不宜作天然地基;第层淤泥质粉质粘土位软弱下卧层;第层细砂层属中等液化土层,未经处理不可作为地基持力层;第层中砂层物理学性质较好,可作为桩尖持力层。有关桩的设计和要求,详 见 建筑桩基技术规范(J G J 9 4 2 0 0 8),各层土的承载力特征值及桩设计参数见下表1.1:
4、各层土的承载力特征值及桩设计参数 表1.1实际沉管灌注桩预制桩土层平均标贯桩侧阻桩端端桩侧阻桩端端层名称厚度击数/承载力力特征阻力特力特征阻力特序(m临界特征值值征值值征值)标贯击数fak(kPa)qsia(kPa)qpa(kPa)qsia(kPa)qpa(kPa)杂填土2.5淤泥质粉质粘7.1652024土细砂2.40.601502938中砂未揭穿23001.2.5地基方案根据拟建建筑物的特点及场地岩土工程条件,基础形式可采用桩基础。建议采用层中砂作为桩尖持力层,桩型可考虑灌注桩或预制桩。1.3地震资料根据国家地震局审批的X X地震区划图及其说明,本场地属于强震区,其地震基本烈度为8度,设计
5、基本地震的加速度为0.2g,设计地震分组为第一组。1.4气象条件基本风压0.75kN/m2,基本雪压02构件估算及布置2.1 框架梁、柱的截面尺寸估算2.1.1 框架梁估算纵向主梁最大跨度l1=4500mmh=(1/8 1/12)X 1尸(1/8 1/12)X4500mm=z(563375)mm 取 500mmb=(1/2 1/3)X h=(1/2 1/3)X 500mm=(250 167)mm取 200mm横向主梁最大跨度l2=6600mmh=(1/8-1/12)X 12=(825-550)mm 取 700mmb=(1/21/3)X h=(360240)mm 取 300mm次梁最大跨度l2=
6、6600mmh=(1/12-1/18)X 12=(550 367)mm 取 450mmb=(1/2-1/3)X h=(225-150)mm 取 200mm考虑到走廊处横向主梁跨度较小,故取其截面为200mmX500mm各梁截面尺寸如下表:各梁截面尺寸估算表 表2.1横向主梁KL1(mmX mm)横向主梁KL2(mmXmm)横向主梁KL3(mm X mm)次梁L、L2(mm X mm)300X700200X500200X500200X4502.1.2框架柱计算框架高度3.6X 5+5=23m,烈度为8度查 构筑物抗震设计规范得该框架结构抗震等级为二级,框架柱轴压比限值 为 .=0.8采用C30混
7、凝土,由于N=pFgn中柱和边柱的负荷面积分别是4.5X6.75m2和3.3X6.75m2所以 中柱 Ac(3Fgn/|xfc=l.25 X 4.5 X 6.75X 15X 103 X 6/(0.8X14.3)=298705mm2边柱 Ac pFgn/|ifc=l.25X3.3X6.75X 15X 103X6/(0.8X14.3)=227813mm2根据以上计算结果,并以安全起见,标准层统一取600X600mm2,首层统一取800X 800 mm22.2屋(楼)盖的结构平面布置图B 1B 2B 2B 2B 28 1B 2.K L 1B 3B 3B 3B 3B 2B 4B 5B 5B 5B 5B
8、 5B 5B 4B 2B 3川 心8 3B 3B 3B 3B 7B 1B 2B 2B 2B 2B 2B 2B 6图2-1 屋(楼)盖平面布置图45004500450045004500450045004500,360002.3框架计算简图底层高h W 5 m,其他层高3.6m图2-2 框架计算简图3屋(楼)盖 设 计3.1 荷载计算3.1.1 办公室、走廊荷载计算(1)办公室恒载标准值 活载标准值25mm厚水泥砂浆找平层0.025X20=0.5 kN/tn2120mm厚现浇钢筋混凝土板0.12X25=3.0 kN/m215mm厚板底纸筋灰抹灰0.015 X 16=0.24 kN/m2小计3.74
9、 kN/m23.1.2卫生间荷载计算走道2.5 kN/m2办公室2.0 kN/m2设计值:走道g=1.2X 3.74=4.49 kN/m2q=1.4X2.5=3.5kN/m2g+q=7.99 kN/m2g+q/2=6.24 kN/m2办公室g=1.2X 3.74=4.49 kN/m2q=1.4X2.0=2.8 kN/m2g+q=7.29 kN/m2g+q/2=5.89 kN/m2恒载标准值 活载标准值陶瓷锦砖0.12 kN/m220mm厚防水砂浆找平层0.02X20=0.4 kN/m2120mm厚钢筋混凝土板自重0.12X25=3 kN/m215mm厚板底纸筋灰抹灰0.015X16=0.24
10、kN/m2小计3.76 kN/m2活载标准值2.5 kN/m2设计值:g=1.4X2.5=3.5 kN/m2q=1.2X 3.76=4.51 kN/m2g+q/2=6.26 kN/m2g+q=8.01 kN/m23.1.3屋面荷载计算(不上人屋面)恒载标准值 活载标准值180mm厚砖砌架空隔热层1.1 kN/m2三毡四油上铺绿豆砂0.4 kN/m225mm厚1:3水泥砂浆找平层0.025X20=0.5 kN/m21:6水泥焦渣找坡(最薄30mm)0.085X10=0.85 kN/m2100mm厚混凝土板自重0.1X25=2.5 kN/m215mm厚板底纸筋灰抹灰0.015X16=0.24 kN
11、/m2小计5.59 kN/m2标准值:qk=0.5 kN/m2设计值:g=1.2X 5.59=6.71 kN/m2q=1.4X0.5=0.7kN/m2g+q/2=7.06 kN/m2g+q=7.41 kN/m2q/2=0.35 kN/m23.2弯矩计算本设计中L1020.2%,Mgmin=0.306%e=As/bh(=419/1000 X 100=0.419%2min-h/h.=0.306%X 120/90=0.408%合格屋面配筋计算:楼板选用中8 钢筋作为受力主筋,采 用 C30混凝土,f=210N/mm2lo)(短跨)方向跨中截面的=h-20=100-20=80mm1。2(长跨)方向跨中
12、截面的h()2=h-30=100-30=70mm支座截面处h=80mm屋面计算及配筋表3.4跨中截面%(mm)M(kN-m)A(mm2/m)配筋实际B11。1方向803.64228cp81603141。2方向702.1915798160314B21。1方向800.8X3.02=2.42152(p81603141。2方向701.48106啖 160314B31。1方向800.8X2.8=2.24140cp81603141。2方向700.8X1.59=1.279198160314B4匕方向802.46154(p81603141。2方向700.9064啖 160314B5。方向800.8X1.82=
13、1.4691cp81603141。2方向700.8X0.6=0.4834(p8160314B6Q 方向803.64228(p81603141。2方向702.19157(p8160314B71。1方向800.8X3.02=2.42152啖 1603141。2方向701.48106(p81603141-280-0.8 X 6.24=-4.99313(p81005032-3匕方向80-0.8X4.62=370232(p81005031。2方向80-0.8 X 6.12=490307啖 1005030.45fr/fv=0.45X 1.43/210=0.306%0.2%,Memjn=0.306%支2-4
14、80-0.8X6.12=-4.90307啖 1005032-580-0.8 义 6.12=4.90307cp81005032-680-0.8X6.24=4.99313啖 1005033-380-0.8X4.57=-3.67230cp81005033-580-0.8X5.75=-4.60288(p8100503座3-780-0.8X4.62=-3.70232(p81005034-580-0.8 X 3.35=-2.68168(p81005034-780-0.8 X 6.12=490307啖 1005036-780-0.8X7.71=-6.17387(p8100503B11。1方向80-7.714
15、83(p8100503边1。2方向80-6.24391(p8100503B21。1方向80-4.91308啖 100503缘1。2方向80-4.26289(p8100503支B41。1方向80-7.71483(p8100503座1。2方向80-3.35210(p8100503B61。2方向80-6.24391啖 100503B71。2方向80-4.62289啖100503e=As/bho=314/1000X 100=0.393%emin-h/h(=0.306%X 100/80=0.383%,合格4次梁设计4.1 楼盖次梁设计4.1.1 荷载计算(1)卫生间恒载设计值:板传来的面荷载 g=4.5
16、1X2=9.02 kN/n?q=1.4X2.5X2=7kN/m2p/=(g+q)XloI/2=(9.02+7)X 3.3/2=26.43 kN/m(梯形荷载)次梁自重 0.2X(0.45-0.12)X25X1.2=1.98 kN/m20mm 厚次梁粉刷 0.02X(0.45-0.12)X20X 1.2=0.32 kN/m小计 p-2.3 kN/m(均布荷载)次梁承重为p/与p的叠加(2)办公室板传来的面荷载 g=4.49X2=8.98 kN/n?q=l.42 X 2.0 X 2=5.6 kN/m2P2=(g+q)Xlol/2=(8.98+5.6)X 3.2/2=24.06 kN/m(梯形荷载)
17、p=2.3 kN/m(均布荷载)次梁承重为p2与p的叠加4.1.2弯矩计算及配筋(1)对次梁J其受力情况如下图4-1图4-1次梁L?上受力图跨中最大弯矩由结构力学求解器得分别为(kN-m):34.70,16.84,20.58,20.58,16.84,34.70支座负弯矩为(kN-m):-45.12,-32.82,-36.92,-32.82,-45.12取其最大值M=-45.12 kN-m其剪力如图4-2所示:29.4142.1838.5340.3536.7149.47-49.47 36.71-40.35-38.53-42.18-29.41图4-2次梁匕剪 力 图(k N)取其最大值V=49.4
18、7 kN次梁采用C 30混凝土,用HRB335钢筋受弯筋,箍筋HPB235ho=450-25-10=415 mma=45.12 X 1071.0 X 14.3 X 200 X 4152=0.092W=0.097y=l-0.5=l-0.5 X 0.097=0.952As=M/%f、h0=45.12 X 1070.952 X 300 X 415=381 m_m_2选 4 3 2,As=452 mm2As/bho=452/200 X 415=0.545%Gmin-h/ho=0.45f,/fv h/ho=0.45 X1.43X 450/300 X 415=0.233%0.2%h/ho=0.2%X 45
19、0/415=0.217%,满足最小配筋率要求斜截面承载力验算:hw=h(-h415-120=295 mmhJb=295/400=1.475V40.25|3cfch(=0.25X1.0X14.3X200X415=296725 N=296.725 kNVmax=49.47 kN.截面合格0.7f,bh=0.7 X1.43X 200 X 415=83.083 kN Vmax二按构造配筋&v,min=0.24ft/f,=0.24X 1.43/210=0.163%选 中8200.,.&、,=2X 50.3/200X200=0.25%0.163%0.2%二合格 对次梁L1p2=24.06kN/m p;p!
20、p;p21 p2 p21 p;=26.43kN/m图43 次梁L 1 受力图由结构力学求解器得:跨中最大弯矩分别为(kN m):34.72,16.77,20.77,19.60,19.52,21.06,15.99,38.45支座最大负弯矩分别为(k N-m):-45.08,-32.98,-36.30,-35.14,-36.47,-32.31,-47.59.Mmax=-47.59 kN-m其剪力图如图4-4所示:29.4238.71 39.70 39.13 40.36 克.0552.39-32.24-49.46-36.75-40.18-39.18-39.74-38.52-42.84图4-4次梁L
21、1 剪 力 图(k N m).Vmax=52.39kNa=47.59 X10V1.0X14.3 X 200 X 4152=0.097Ys=0.952A=M/ysf!ho=47.59X 106/0.952X300X415=402 mm2选 412,As=452 mm2As/bho=452/200 X 415=0.545%emin h/ho=0.45f,/fv h/ho=0.45 X1.43X 450/300 X 415=0.233%0.2%h/h,=0.2%X 450/415=0.217%满足最小配筋率要求斜截面承载力验算:%,=从上尸415-120=295 mmh./b=295/400=1.4
22、75 V 40.25艮fch0=0.25X1.0X14.3X200X415=296725 N=296.725 kNVmax=52.39 kN.截面合格0.7f,bho=0.7 X1.43X 200 X 415=83.083 kN Vmax二按构造配筋&、,min=024f,/&=0.24X 1.43/210=0.163%选(p8200&,=2 X 50.3/200 X 200=0.25%0.163%0.2%4.2屋盖次梁设计板传来的面荷载:g=6.71 X2=13.42 kN/m2q=0.7 X 2=1.4 kN/m2P3=(g+q)Xlo1/2=(13.42+1.4)X3.3/2=24.45
23、 kN/m(梯形荷载)次梁自重 0.2 X(0.45-0.1)X 25X1.2=2.1 kN/m20mm 厚次梁粉刷 0.02X(0.45-0.1)X 20 X 1.2=0.17 kN/m小计 p=2.27kN/m(均布荷载)次梁承重为P3与p的叠加与楼板荷载相差不大,可按楼板次梁配筋5楼梯设计图5-1 标准层楼梯平面布置图5.1 标准层楼梯段设计混凝土采用C 30,板采用钢筋HPB235,梁纵筋采用HRB335,楼梯间尺寸为6600mmX4500mm,现浇楼梯,踏步尺寸为150mmX300mm,取板厚h=120mm,tana=l 50/300=0.5,cosa=0.8945.1.1 标准层楼
24、梯段板的荷载计算(取1m宽板带)恒载标准值30mm厚水磨石面层三角形踏步(0.3+0.15)X 0.65/0.3=0.98 kN/m0.5X0.3X0.15X25/0.3=1.88 kN/m120mm厚混凝土斜板0.12X25/0.894=3.36 kN/m板底抹灰0.02X17/0.894=0.38 kN/m小计 g.=6.6 kN/m活载标准值qk=2.5 kN/m21m 宽板带 qk=2.5 kN/mg+q=l.2+1.4qk=1.2 X 6.6+1.4X 2.5=11.42 kN/mg+q=1.35gk+1.4 X 0.7qk=1.35 X 6.6+1.4 X 0.7 X 2.5=11
25、.36 kN/m,活载起控制作用,g+q=l 1.42 kN/m5.1.2内力计算及配筋平台板的计算跨度l=3.3m跨中弯矩:M=plo2/10=11.42X3.32/10=12.44 kN-m配筋计算:ho=h-as=120-20=100(mm)as=12.44 X 1071.0X14.3X1000 X 1002=0.087H=0.0911v=l-0.5?=l-0.5 X 0.0911=0.954儿=乂/匕3。=21.44 X 1070.954X210X100=621 mm2选 中 10120,A,=654 mm?&=As/bho=654/1000 X 100=0.654%aX m ax(0
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