综合办公楼设计计算书样本.doc

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。第一章建筑设计说明书1一、 建筑设计概况与主要技术经济指标1二、 建筑内容1三、 构造处理2第二章 结构设计说明书3一、 设计资料3二、 结构选型3三、 结构布置3四、 框架结构计算4第三章 基本资料及结构选型5一、 工程名称5二、 建设地点5三、 设计资料5四、 结构选型5第四章 结构布置6一、 确定框架计算简图6三、 梁柱线刚度计算7第五章 框架结构荷载计算9一、 恒载标准值计算9二、 活载标准值计算11三、 竖向荷载下框架梁柱受荷作用计算12四、 风荷载计算16第六章 框架内力计算23一、 弯矩分配系数计算23二、 框架在竖向荷载作用下的内力计算23第七章 框架内力组合52一、 控制截面的确定52二、 内力组合52第八章 框架梁柱截面配筋64一、 框架柱截面设计64二、 框架梁截面设计67表 8.7 框架柱斜截面受剪承载力计算表( 非抗震) 80表8.8 框架柱截面受剪承载力计算表( 抗震) 81第九章 楼梯设计82一、 踏步板计算82二、 楼梯斜梁计算83三、 平台板设计84四、 平台梁设计85第一章建筑设计说明书一、 建筑设计概况与主要技术经济指标1、 设计详细说明(1)气象条件 温度: 常年气温差值约36; 相对湿度: 最热月平均60%; 主导风向: 常年多南北风; 雨雪条件: 基本雪压0.45kN/m2; (2)工程地质条件 拟建场地各地层由上往下依次为: 杂填土, 厚约0.5m; 极限侧阻力标准值取60kPa; 粘性土, 厚约3.0m, 地基承载力特征值fak=290kN/m2; 砾层, 地基承载力特征值fak=350kN/m2; 地下水位: 地下水位为地表以下2.5m, 无侵蚀性; 拟建场地内地形平整, II 类场地, 地面标高在30.000-30.500之间; 抗震设防烈度为7度, 设计地震分组为第一组。(3)施工技术条件 模板采用定型组装钢模, 脚手架采用扣件钢管脚手架; 材料运输条件: 各类材料由公路运到工地; 设备条件: 有各类塔吊、 井架、 混凝土、 砂浆搅拌机等供工地选用。2、 建筑主要技术经济指标(1). 根据要求及地形状况, 本建筑设计为矩形综合办公楼, 建筑总面积为3500平方米左右。首层高3.9m, 其余各层高3.3m, 主体为6层, 总高为20m,建筑横总长为14.4m, 纵向总长为50.4m。(2). 耐火等级: 二级; 抗震等级: 三级。二、 建筑内容1、 平面功能分析 走廊宽3.000米, 可满足人员的通行及疏散要求。底层设有一个主入口, 两个侧入口, 每层均设有二个楼梯和两部电梯, 楼梯长、 宽根据所定的跨度和柱距以及相应的建筑规范确定。2、 房间布置根据要求设有门厅, 接待室, 设备间, 办公室, 卫生间等房间, 满足使用要求, 每个房间均设有宽度合适, 高度为1.8米的推拉窗, 采光和通风良好。3、 安全设施疏散要求方面: 最远端的房门距楼梯不超过22米; 楼梯段至少能够三个人并行经过, 符合要求。防火要求方面: 在楼梯口和重要房间均布置消防栓。三、 构造处理1、 墙面构造处理内外纵横墙为240mm厚, 卫生间的标高比过道低30mm, 其它房间的标高与过道标高相同。2、 防潮处理墙身水平防潮处理, 在0.000标高以下铺设掺3%防水剂的细实混凝土厚20; 墙身垂直防潮处理, 在所有外墙窗台下的墙面采用防水砂浆; 。3、 门窗选用门窗选用参照门窗表, 并严格按照规范要求进行。4、 楼地面及内外墙做法内外墙面及楼地面的做法按照建筑施工图的装修表进行。5、 屋顶构造做法采用材料找坡, 刚柔性防水屋面, 具体做法详见节点详图。屋面排水采用女儿墙内排水, 有组织排水, 天沟采用材料找坡形成的高差的内天沟。6、 楼梯构造做法防滑采用98ZJ401-29-1, 起步采用98ZJ401-28-6, 详见结构施工图。第二章结构设计说明书一、 设计资料1、 建筑平面图如建筑施工图所示2、 基本风压W0=0.35kN/m23、 工程地质资料: 自然地表下0.5m内为杂填土, 其下3.0米内为粘性土( 地基承载力标准值fak=290kN/m2) , 其下层为砾层( 地基承载力标准值fak=350kN/m2) 。4、 该工程所在的88市地震基本烈度7度。场地土为类, 地面粗糙类型为B类。二、 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( 纵横向承重框架) 体系。对于5层的办公楼, 可采用钢筋混凝土框架结构、 混合结构、 底层框架或内框架砖房结构。该建筑要求布置灵活, 同时考虑该建筑处于7度地震区, 故选用框架结构体系。由于结构承受纵横向水平地震作用, 故选用纵横向承重框架体系。2、 其它结构选型(1). 屋面结构: 采用现浇混凝土板作承重结构, 屋面板按上人屋面荷载选用。(2). 楼层结构: 所有楼面均采用现浇混凝土结构。(3). 楼梯结构: 采用钢筋混凝土梁式楼梯。(4). 天沟: 采用结构找坡形成的高差的内天沟。(5). 过梁: 窗过梁以及门的过梁均采用钢筋混凝土梁, 并采用可兼做过梁的框架梁做窗过梁。(6). 基础梁: 采用现浇钢筋混凝土基础梁。(7). 基础: 因地基承载力较大, 采用钢筋混凝土柱下独立基础。三、 结构布置标准层楼面及屋面结构布置图详见结构施工图。四、 框架结构计算1、 确定框架计算简图假定框架柱嵌固于基础顶面, 框架梁与框架柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变, 故梁跨等于柱截面行心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二楼楼面, 基础顶面标高根据地质条件、 室内外高差等定为-1.6m, 二层楼面标高为3.900m, 故柱高为5.5m, 其余各层的柱高从楼面算至上一层楼面( 即层高) , 故均为3.3m。故可绘出计算简图如计算书内所示。多层框架为超静定结构, 在内力计算之前, 要预先估算梁、 柱的截面尺寸及结构所才的材料强度等级, 以求得框架中各杆的线刚度及相对线刚度。2、 梁柱的截面尺寸估算框架梁: h=L/( 1018) b=h/( 23) 框架柱: 估算结构构件尺寸时, 楼面荷载近似取为计算( 以中柱计算为例) 3、 计算线刚度用公式I=EI/L计算, 但在计算梁的刚度时, 边梁要乘以1.5, 中间梁要乘以2, 这是因为考虑到楼板对所起的翼缘约束作用。4、 荷载计算把板划分为单双向板计算。取荷载的标准值均查阅荷载结构规范而来。5、 梁柱的验算主要验算正、 斜截面的承载力, 柱主要验算轴压比, 在验算时活荷载按满跨布置。6、 内力计算恒荷载和活荷载的内力计算均采用迭代法。风荷载和地震荷载均采用D值法, 因为梁、 柱相对线刚度接近于3。其中地震荷载的作用按底部剪力法计算。7、 内力组合当有地震作用时, 应分别考虑恒荷载和活荷载的组合及重力荷载代表值与地震作用的组合, 并比较考虑这两种组合的内力, 取最不利者。由于构件控制截面的内力值应区支坐边缘处, 为此, 应先计算各梁的控制截面处的( 支坐边缘处的) 内力值。为了简化起见, 也可采用轴线处的内力值, 这样计算得的钢筋用量比需要的钢筋用量略多一点。第三章基本资料及结构选型一、 工程名称综合办公楼二、 建设地点12121212三、 设计资料1. 基本风压W0=0.35kN/m22. 基本雪压W0=0.45kN/m23. 地面粗糙类型: B类4. 常年气温差值: 约 385. 工程地质条件 拟建场地各地层由上往下依次为: 杂填土, 厚约0.5m; 极限侧阻力标准值取20kPa; 粘性土, 厚约3.0m, 地基承载力特征值fak=290kN/m2; 砾层, 地基承载力特征值fak=350kN/m2; 地下水位: 地下水位为地表以下2.5m, 无侵蚀性; 拟建场地内地形平整, II 类场地, 地面标高在30.000-30.500之间; 抗震设防烈度为7度, 设计地震分组为第一组。6. 建筑物类别: 二类四、 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、 其它结构选型(1). 屋面结构: 采用现浇钢筋混凝土板做承重结构, 屋面按上人屋面荷载选用(2). 楼面结构: 全部采用现浇钢筋混凝土板(3). 楼梯结构: 全部采用现浇钢筋混凝土梁式楼梯(4). 天沟: 采用结构找坡形成的高差的内天沟。(5). 基础梁: 采用现浇钢筋混凝土基础梁。(6). 基础: 因地基承载力较大 , 采用钢筋混凝土柱下独立基础。第四章结构布置一、 确定框架计算简图选五轴上的一榀框架进行计算, 假定框架柱嵌固于基础顶面, 框架梁与框架柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变, 故梁跨等于柱截面行心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二楼楼面, 基础顶面标高根据地质条件、 室内外高差等定为-1.6m, 二层楼面标高为3.900m, 故柱高为5.5m, 其余各层的柱高从楼面算至上一层楼面( 即层高) , 故均为3.3m。由此可绘出框架的计算简图如下所示: 图4.1 框架轴线尺寸 图4.2 框架计算单元二、 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、 板采用C301、 梁的截面尺寸按跨度大者计算, l=7200mm,h=(1/8-1/18)l=400mm-900mm, 取h=550mm b=(1/2-1/4)h=200mm-450mm,取b=50mm 故框架梁的初选截面尺寸为bh=250mm550mm, 次梁bh=250mm500mm2、 柱的截面尺寸抗震设计中柱截面尺寸主要受柱轴压比限值的控制, 据此可估算出, 框架柱的截面尺寸为bh=500mm500mm。三、 梁柱线刚度计算现浇楼板边框架梁,中框架梁 框架梁线刚度: AB、 CF跨梁: i=3.65kNm BC跨梁: i=6.93kNm 框架柱线刚度: 底层: i=2.84kNm 标准层: i=4.73kNm令: 标准层i=1.0则其余杆件相对线刚度如下图所示: 图 4.3 框架梁柱相对线刚度第五章 框架结构荷载计算一、 恒载标准值计算1、 屋面 防水层( 刚性) 30厚C20细石混凝土防水 1.0 防水层( 柔性) 三毡四油铺小石子 0.4 找平层: 15厚水泥砂浆 0.015m20=0.3 找坡层: 40厚水泥石灰焦渣砂浆3找平 0.14m14=0.56 保温层: 80厚矿渣水泥 0.08m14.5=1.16 结构层: 120厚现浇钢筋混凝土板 0.12m25=3.0 抹灰层: 10厚混合砂浆 0.01m17=0.17合计 6.592、 各层走廊楼面 水磨石地面: 10mm面层 20mm水泥砂浆打底 素水泥浆结合层一道 结构层: 120mm现浇钢筋混凝土板 抹灰层: 10mm混合砂浆 0.01m0.17 合计 3、 标准层楼面 大理石面层, 水泥砂浆擦缝 30厚1: 3干硬性水泥砂浆, 面上撒2厚素水泥 水泥浆结合层一道 1.16 结构层: 120厚现浇钢筋混凝土板 0.12m25=3.0 抹灰层: 10厚混合砂浆 0.01m17=0.17 合计 4.33 4、 梁自重主梁 bh=250mm550mm 梁自重 250.25m( 0.55-0.12) m=2.69 抹灰层: 10厚混合砂浆 0.01m( ( 0.55-0.12) 2+0.25) m17=0.19 合计 2.88 次梁 bh=250mm500mm 梁自重 250.25m( 0.5-0.12) m=2.38 抹灰层: 10厚混合砂浆 0.01m( ( 0.5-0.12) 2+0.25) m17=0.2142 合计 2.55 基础梁 bh=250mm400mm 梁自重 250.25m0.4m=2.55、 柱自重bh=500mm500mm 柱自重 250.5m0.5m=6.25 抹灰重: 10厚混合砂浆 0.01m0.5m417=0.34 合计 6.59bh=400mm400mm 柱自重 250.4m0.4m=4 抹灰重: 10厚混合砂浆 0.272 合计 4.276、 外纵墙自重 标准层 纵墙 1.1m0.24m20=4.8 铝合金窗 0.351.8m=0.63 贴瓷砖外墙面 0.75 水泥粉刷内墙面 0.54 合计 6.72 底层 纵墙 ( 5.5-1.8-0.55-0.4) m0.24m20=12.96 铝合金窗 0.351.8m=0.735 贴瓷砖外墙面 0.75 水泥粉刷内墙面 0.54 合计 14.887、 内纵墙、 内隔墙自重 标准层 纵墙 ( 3.3-0.55) m0.24m20=13.2 水泥粉刷内墙面 0.363.3m2=2.38 合计 15.58 2底层 纵墙 ( 5.5-0.55-0.4) m0.24m20=21.6 水泥粉刷内墙面 2.81 合计 24.418、 女儿墙自重 墙重及压顶重 200.9m0.24m+250.3m0.24m=6.12 水刷石外墙面 0.51.2m=0.6 水泥粉刷内面 0.362.38 =0.43 合计 7.15二、 活载标准值计算1、 屋面和楼面活载标准值 上人屋面: 2.0 楼 面: 2.0 走 廊 2.52、 雪荷载 =1.00.45=0.45 屋面活荷载与雪荷载不同时考虑, 两者中取大值。三、 竖向荷载下框架梁柱受荷作用计算1、 AB及CF跨梁 屋面板传荷载: 恒载: 活载: 楼面板传荷载: 恒载: 活载: AB、 CF跨架梁均布荷载 屋面梁 恒载梁自重+板传荷载 2.88+19.74=22.62 活载板传荷载5.99 楼面梁: 恒载梁自重+板传荷载+墙自重2.88+12.97+15.58 31.43 活载板传荷载5.992、 BC跨梁 屋面板传荷载: 恒载: 活载: 楼面板传荷载: 恒载: 活载: BC梁均布荷载 屋面梁 恒载梁自重+板传荷载 2.88+12.36=15.24 活载板传荷载4.69 4、 A轴柱纵向集中荷载顶层柱: 女儿墙( 做法: 墙高900mm,300mm混凝土压顶) 女儿墙自重7.15 顶层柱恒载=女儿墙自重+梁自重+板传荷载 =7.15KN/m7.2m+2.88KN/m(7.2m-0.5m)+2.55KN/m5.7m1/2+6.59KN/m1.8m5/83.6m2 187.05kN顶层柱活载板传荷载25/81.8m3.6m+5.995.7m1/2 =32.64KN标准层柱恒载=墙自重+梁自重+板传荷载 =6.72( 7.2m-0.5m) +15.58KN/m5.7m1/2+2.88 (7.2m-0.5m)+2.555.7m1/2+12.975.7m1/2+ 4.335/81.8m3.6m2=187.39KN 标准层柱活载=板传活载=25/81.8m3.6m+5.995.7m1/2 =32.64KN基础顶面恒载底层外墙自重+基础梁自重 =14.88( 7.2m-0.5m) +2.5KN/m( 7.2m-0.5m) =116.45KN5、 B轴柱、 C轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱恒载梁自重+板传荷载=2.88(7.2m-0.5m)+2.555.7m1/2+6.59 1-2(1.5/5.7)2+(1.5/5.7)3 1.5m3.6m2+6.595/8 1.8m3.6m2+19.745.7m1/2=211.36KN 顶层柱活载板传活载 =2.00.881.5m3.6m2+2.05/81.8m 3.6m2+5.99KN/m5.7m1/2 =52.28KN标准层柱恒载 墙自重+梁自重+板传荷载 =15.58 KN/m( 7.2m-0.5m) +15.58 KN/m5.7m1/2+ 2.88(7.2m-0.5m)+2.555.7m1/2+3.82 0.881.5m3.6m2+4.335/81.8m3.6m2+ 12.97KN/m5.7m1/2 =283.70KN标准层柱活载=板传活载 =2.50.881.5m3.6m2+2.05/81.8m 3.6m2+5.99KN/m5.7m1/2 =57.03KN基础顶面恒载底层外墙自重+基础梁自重 =15.88( 7.2m-0.5m) +2.5KN/m( 7.2m-0.5m) =121.14KN 6、 F轴柱纵向集中荷载计算 顶层柱: 女儿墙自重: 7.15 天沟自重: 3 顶层柱恒载女儿墙及天沟自重+梁自重+板传荷载 =( 7.15KN/m+3KN/m) 7.2m+2.88KN/m(7.2m-0.5m)+2.55KN/m5.7m1/2+6.59KN/m1.8m5/83.6m2 208.65kN顶层柱活载25/81.8m3.6m+5.995.7m1/2 =32.64KN标准层柱恒载6.72( 7.2m-0.5m) +15.58KN/m5.7m1/2+2.88 (7.2m-0.5m)+2.555.7m1/2+12.975.7m1/2+ 4.335/81.8m3.6m2=187.39KN 标准层柱活载=25/81.8m3.6m2+5.995.7m1/2 =32.64KN基础顶面恒载底层外墙自重+基础梁自重 =14.88( 7.2m-0.5m) +2.5KN/m( 7.2m-0.5m) =116.45KN框架在竖向荷载作用下的受荷总图如下图所示。图 5.1 竖向受荷总图注: 图中各值的单位均为KN 图中各数值均为标准值。四、 风荷载计算1、 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: 表5.1 集中风荷载标准值离地高度20.851.271.351.30.353.32.416.0117.551.201.301.30.353.31.216.8614.251.121.251.30.353.31.215.1410.951.031.211.30.353.31.213.477.651.001.141.30.353.31.212.324.351.001.081.30.354.351.213.532、 风荷载作用下的侧移验算 横向26层D值的计算/ (kN/m)B轴柱0.27814490D轴柱0.52827520E轴柱0.27827520F轴柱0.52814490表5.2横向底层D值计算/ (kN/m)B轴柱0.5446129D轴柱0.7388314E轴柱0.7388314F轴柱0.5446129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: ( 5.1) 第一层的层间侧移值求出以后, 就能够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 ( 5.2) 顶点侧移 ( 5.3) 表5.4 框架在风荷载作用下侧移计算层次Wj/kNVj/kND/(kN/m)uj/muj/h616.0116.01840200.00021/16500516.8632.87840200.00041/8250415.1448.01840200.00061/5500313.4761.48840200.00071/4714212.3273.80840200.00091/3667113.5387.33288860.00301/1833侧移验算: 层间侧移最大值: 1/18331/550 ( 满足) 五水平地震作用计算本建筑建筑高度为24.9m, 且高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。1、 各层梁板柱自重标准值: 表5.5 柱重力荷载标准值层数名称净高数量底层框架柱3.786.5932797.13926.25暗柱3.784.278129.122-6框架柱3.186.5932670.60779.23暗柱3.18 4.278108.63楼电梯间框架柱2.886.59237.9662.56暗柱2.884.27224.60表5.6 板重力荷载代表值层数名称板面积1-5楼面700.334.333030.433245.84楼梯41.045.20213.41六屋面741.376.594885.634885.63楼电梯间52.756.59347.62347.62 注: 上表中楼梯部分板的按楼面的1.2倍考虑表5.7 梁重力荷载代表值标准值层数截面尺寸净跨长数量1-62505506.7282.88540.291954.765.2162.88239.622.582.8857.602505005.45142.55194.57楼梯间2505003.622.8820.7462.217.222.8841.472、 各层墙自重标准值计算( 1) 女儿墙重 总长L=( 50.4m+14.4m) 2=129.6m 总重Gk1=7.15KN/m129.6m=926.64KN( 2) 标准层墙重 横墙 总长L=148.2m 总重Gk1=148.2m 15.58 KN/m=1280.68KN 外纵墙总长L=100.8m 总重Gk1=100.8m 6.72KN/m=677.38KN 内纵墙总长L=100.8m 总重Gk1=100.8m15.58KN/m=1570.64KN Gk1=3528.52KN ( 3) 首层墙自重 横墙 总长L=148.2m 总重Gk1=148.1m24.41 KN/m= .50KN 外纵墙总长L=100.8m 总重Gk1=100.8m14.88 KN/m=1499.90KN 内纵墙总长L=100.8m 总重Gk1=100.8m24.41 KN/m=2460.53KN Gk1=5966.93KN ( 4) 楼电梯间 总长L=36m 总重Gk1=36m15.58 KN/m=560.88KN 3、 各层自重标准值计算( 1) 首层( 墙+梁+板+柱) Gk=( 5966.63+3528.52) KN/2+1032.08KN+3245.84KN+( 1926.57+779.23) KN/2=9878.39KN( 2) 标准层( 墙+梁+板+柱) Gk=3528.52KN+1032.08KN+3245.84KN+779.23KN=8591.67KN ( 3) 顶层( 墙+梁+板+柱) Gk =( 926.64+3528.52/2) KN+1032.08KN+4885.63KN+779.23 KN/2=8998.23KN ( 4) 楼电梯间( 墙+梁+板+柱+设备重) 电梯轿厢及设备自重: 200KN Gk=560.88KN+347.62KN+62.21KN+200KN=1233.26KN 4、 重力荷载代表值计算 重力荷载代表值G去结构和构件自重标准值和各可变荷载之和, 各可变荷载组合值系数取为1、 雪荷载: 0.5; 2、 屋面火灾: 0.0; 3、 按等效均布荷载计算的楼面活载: 0.5.1、 首层 【恒载+0.5( 楼板平面面积+楼梯面积) 活载标准值】 G1=9878.39KN+0.5( 700.33+41.04) m22.0KN/m2=11361.13KN 2、 标准层Gi=8591.67KN+0.5( 700.33+41.04) m22.0KN/m2=10074.41KN3、 顶层G6=8998.23KN+0.5741.37m20.45KN/m2=9165.04KN4、 楼电梯间 G7=1233.26KN+0.552.75m20.45KN/m2=1245.12集中于各楼层标高处的重力荷载代表值Gi计算简图如图5.2所示。 图 5.3 横向水平地震及楼层地震剪力 图 5.2 重力荷载代表值5、 等效总重力荷载代表值计算本设计抗震设防烈度为7度, 设计地震分组为第一组, 二类场地, 依次查表得: 水平地震影响系数最大值, max=0.08,特征周期Tg=0.35s, 取阻尼比=0.05结构总的重力荷载代表值: =11361.13KN+10074.41KN4+9165.04KN+1245.12KN =62068.93.KN结构等效重力荷载代表值: =0.85=52758.59kN地震作用时的为各层所有各柱侧移刚度之和, 标准层: =729593kN/m底层: =255464KN/M6、 横向自振周期把楼电梯间荷载代表值折算到主体结构顶层 =G7( 1+1.5( 3/22) ) =1499.80kN结构顶点的假象侧移计算 =+=9165.04KN+1499.80KN=10664.84KN表5.9 结构顶点的假象侧移计算层610664.8410664.847295930.0146130.455128510074.4120739.257295930.0284260.44