7层办公楼结构设计计算书.doc

第一部分 结构设计第一章 工程设计原始资料建筑设计图纸：从建施1至建施111.规模：本工程为某办公楼，建筑设计工作已完成。地上总建筑面积6118.5m2。总楼层为地上7层。各层的层高及各层的建筑面积、门窗标高详见建筑施工图。2.防火要求：建筑物属二级防火标准。3.结构形式：钢筋混凝土框架结构。填充墙材料任选以下一组。A1黏土多孔砖； A2页岩多孔砖； A3砖渣砖； A4混凝土多孔砖4.气象、水文、地质资料：1）主导风向：夏季东南风、冬秋季西北风。地面粗糙度类别为C类，基本风压值W0详见表一。2）建筑物地处某市中心，不考虑雪荷载和积灰荷载作用。3）自然地面-20m 以下可见地下水。4）地质资料：地质持力层为粘土，孔隙比为e=0.8，液性指数I1=0.90，场地覆盖层为1.0M，场地土壤属类场地土。地基承载力详表一。5）抗震设防：此建筑物为丙类建筑物，地震分组第一组，其抗震设防烈度及设计基本地震加速度见表1.16）建筑设计图纸附后。要求在已完成的建筑设计基础上进行结构设计、施工设计，以上任选条件每个同学不重复。表1.1学生姓名填充墙基本风压值（KN/m2）地基承载力（KPa）地震设防烈度和加速度计算楼板计算框架A10.451607度（0.10）第二层1轴A20.501707度（0.15）第三层2轴A30.551807度（0.10）第四层3轴A40.601907度（0.15）第二层4轴A10.452007度（0.15）第三层5轴A20.502107度（0.10）第四层6轴A30.552207度（0.15）第二层7轴A40.602307度（0.10）第三层8轴第二章 结构选型和结构布置第一节 结构选型一、 结构体系选型（一）结构体系和结构形式的分析比较建筑结构的分类方法很多，按结构所用材料分类时可分为砌体结构（包括石和砌块砌体）、混凝土结构（包括混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土结构）、钢结构及木结构等。各类结构都有其一定的适用范围，应根据其材料性能、结构形式、受力特点和建筑使用要求及施条件等因素合理选择。一般来说，无筋砌体结构主要用于建造多层住宅、办公楼、教学楼以及小型单层工业厂房等；钢结构多用于建造超高层建筑以及有重型吊车、跨度大于36米或有特殊要求的工业厂房；其它情况均可采用钢筋混凝土结构。该设计是多层建筑结构设计，因此宜采用钢筋混凝土结构。（二）多层建筑的结构体系及选择1框架结构体系框架结构的优点是建筑平面布置灵活，可以提供较大的建筑空间，也可以构成丰富多变的立面造型。但框架结构体系的抗侧刚度主要取决于梁、柱的截面尺寸，一般梁柱截面的惯性矩较小，在水平荷载作用下的侧向变形较大，抗侧能力较弱，属柔性结构，因此其建筑高度受到限制。2剪力墙结构体系现浇混凝土剪力墙结构抗侧移刚度大、变形小，整体性好，采用先进工艺施工时可缩短工期，节省人力；但墙体较密，使建筑平面布置和空间利用受到限制，很难满足大空间建筑功能要求；结构自重较大加上抗侧刚度较大，结构自振周期较短，导致较大的地震作用。3框架-剪力墙结构体系它可提供较大的建筑空间，布置灵活，能为建筑设计提供丰富的建筑造型，且侧移小，减轻节点负担，增加超静定次数，保证塑性铰均匀发展；但水平方向刚度不均匀，抗震性能较剪力墙相对薄弱。4筒体结构体系筒体结构属于整体刚度很大的结构体系。由于它能提供很大的建筑空间和建筑高度，建筑物内部空间的划分可以灵活多变，因此它广泛应用于多功能、多用途的超高层建筑中。本工学校办公综合大楼，主体7层，局部8层，该建筑的功能和特点要求结构布置灵活。该建筑处于7度设防区，建筑高度为28.6m，并考虑其场地土属类土，根据抗震规范可知其属三级抗震等级。要求建筑的整体性好，且两个方向的刚度相差不大，以保证建筑的抗震能力。现浇钢筋混凝土框架结构可以满足建筑物结构布置灵活、整体性较好的要求；而双向框架则具有较好的整体工作性能，可以加强建筑物刚度，对抗震有利。根据以上比较、分析，并根据建筑图纸，可以初步确定本工程应该采用现浇框架结构双向承重结构体系。（三）其他结构选型(1) 屋面结构充分考虑屋面防漏，采用钢筋混凝土整体现浇板。有上人屋面与不上人屋面。(2) 楼面结构该建筑处于7度抗震设防区，要求建筑整体性好，故采用现浇钢筋混凝土板。(3) 楼梯结构三个楼梯的斜板的水平投影长度分别为2.80m、3.08m和3.36m，按建筑要求，采用板式楼梯，故三个楼梯均采用钢筋混凝土板式楼梯，且均按消防楼梯设计。(4) 过 梁窗过梁均采用钢筋混凝土梁，当窗顶到上层楼面（屋面）的高度小于1.2m时，或者当采用通窗而无法布置过梁时，通常做吊板来代替过梁，其作法类似于楼面板。(5) 基 础因荷载比较大，地基承载力较小，如果钢筋混凝土柱下独立基础无法满足要求，则选用柱下条型基础，设圈梁。第二节 结构布置一、板、柱、梁布置的一般原则(1) 板的厚度确定：楼面板板厚不小于60mm，屋面板不小于50mm，且要求双向板的板厚不小于跨度的1/45（简支），1/50（连续）；单向板的板厚不小于跨度的1/35（简支），1/40（连续）。（2）框架梁截面高度一般取h=(1/181/10)L，L为框架梁的跨度。框架梁的宽度取b=（1/31/2）h。连系梁截面高度一般取h=（1/121/18）L，L为连系梁跨度。连系梁宽度取b=（1/21/3）h。（3） 柱截面的宽与高为（1/151/20）层高，也可以按（1.21.4）N进行初步估算，N为轴力。二、各层结构平面布置根据板、柱、粱布置的一般原则，同时充分考虑建筑的美观，并借鉴同类建筑结构平面布置的相关成果，注意易于整体施工的因素，初步确定板厚、梁、柱截面尺寸。并将它们表示在各层的结构平面布置图上第二章 荷载计算第一节 板的荷载计算一 、板的活荷载由荷载规范查得，可以得到各楼面屋面活荷载标准值的取值如下： 上人屋面均布活荷载： 不上人屋面均布活荷载： 走廊的均布活荷载： 楼梯间的均布活荷载： 门厅的均布活荷载： 电梯机房的均布活荷载： 7.0KN/m其他楼面板的均布活荷载： 二 、板的恒荷载（一）第一、二、三、四标准层楼面恒载标准值计算10mm厚地砖铺实拍平，水泥浆擦缝（详98ZJ001，楼10）：0.12 KN/m20mm厚1：4干硬性水泥砂浆 0.0220=0.4 KN/m素水泥浆结合层一遍100mm厚钢筋混凝土整浇板： 0.125=2.5 KN/m15厚混合砂浆板底抹灰： 0.01517=0.255 KN/ m合 计： 3.275KN/m 取3.5 KN/m（二）第四标准层电子阅览室、第五标准层楼面恒载标准值计算静电木地板 1.45 KN/m100mm厚钢筋混凝土整浇板： 0.125=2.5 KN/m15厚混合砂浆板底抹灰： 0.01517=0.255 KN/ m合 计： 4.2KN/m 取4.5 KN/m（三）屋面恒载标准值计算标高3.900、22.500、30.000、27.600、标高屋面，30厚钢丝细石混凝土找平层： 0.0325=0.75 KN/m40厚聚苯颗粒复合保温隔热板： 0.50.04=0.02 KN/m4mm厚改性沥青防水层： 0.05 KN/m20厚1：3水泥砂浆找平层： 0.0220=0.4 KN/m120厚钢筋混凝土结构层： 0.1225=3KN/m15厚混合砂浆板底抹灰： 0.01517=0.255 KN/ m合 计： 4.475KN/m 取5 KN/m（四）屋面恒载标准值计算标高3.900、标高屋面：防滑地砖 0.7 KN/m30厚钢丝细石混凝土找平层： 0.0325=0.75 KN/m40厚聚苯颗粒复合保温隔热板： 0.50.04=0.02 KN/m4mm厚改性沥青防水层： 0.05 KN/m20厚1：3水泥砂浆找平层： 0.0220=0.4 KN/m120厚钢筋混凝土结构层： 0.1225=3KN/m15厚混合砂浆板底抹灰： 0.01517=0.255 KN/m合 计： 5.175KN/m 取5 .5KN/m（五）、 卫生间恒载标准值陶瓷地砖卫生间楼面（详98ZJ001，楼27）： 2.26 KN/ 30mm厚水泥沙浆找平层： 200.03=0.6 KN/30mm厚的找坡: 200.03=0.6 KN/430mm厚煤渣回填： 100.43=4.3 KN/ 20mm厚的板底抹灰： 200.02=0.40 KN/100mm厚混凝土结构层： 250.1=2.5 KN/合计： 10.66 KN/ 取11KN/m（六）楼梯梯段板恒载标准值（板厚110mm）防滑地板砖（楼10） 三角形踏步 混凝土斜板 KN/栏杆荷载 0.2 KN/20厚水泥砂浆抹灰 200.02/0.864=0.46 KN/ 合计： 6.98 KN/（七）平台板的荷载防滑地板砖（楼10） 0.7 KN/80厚混凝土板 0.125=2.50 KN/板底抹灰（20mm厚） 0.0220=0.4 KN/ 合计： 3.6 KN/第二节 梁荷载计算一、梁上墙线荷载根据设计要求选用黏土多孔砖，重度=13.5 KN/m3，除卫生间外所有内墙体均抹混合沙浆20，厚重度 =17 KN/m3，卫生间墙体内采用暗花砖饰面到顶，整栋建筑外墙为20厚水泥沙浆涂料饰面做法详（外墙22），重度r=20 KN/m3。普通推拉窗为90系列阳极氧化铝合金窗自重：0.45KN/m2塑钢门和塑钢窗自重：0.45KN/m2木门自重：0.20 KN/m2窗自重：0.45 KN/m2不锈钢管栏杆自重：0.45KN/m2梁上没有洞口墙的线荷载计算按：墙面积重力荷载（层高-梁高）来计算。梁上有洞口墙的线荷载按：墙长（层高-梁高）-门窗面积墙面积重力荷载+门窗面积重力荷载门窗面积墙长来计算。具体计算结果列于下表2.1表2.1各标准层梁上墙线荷载第一标准层纵向梁梁上线荷载计算轴跨号墙长层高梁高门窗面积墙面积重力荷载门窗面积重力荷载梁上线荷载值实际取值A轴1-24.504.200.500.003.980.0014.7315.00A轴2-34.504.200.5013.873.980.453.854.00A轴3-818.004.200.5053.043.980.454.325.00A轴8-1114.404.200.5041.013.980.454.675.00A轴11-134.804.200.5014.964.040.453.764.00B轴8-1319.204.200.5030.724.040.399.1110.00C轴3-59.004.200.6016.564.040.387.818.00C轴5-89.004.200.704.804.040.2012.0913.00C轴9-1314.404.200.5023.404.040.409.0310.00D轴3-59.004.200.6016.564.040.387.818.00D轴8-94.804.200.458.284.040.388.849.00F轴8-1319.204.200.5028.983.980.459.4010.00G轴1-827.004.200.5040.083.980.459.4910.00第一标准层横向梁梁上线荷载计算轴跨号墙长层高梁高门窗面积墙面积重力荷载门窗面积重力荷载梁上线荷载值实际取值1轴CD跨2.104.200.506.323.980.454.105.001轴DG跨8.704.200.6031.083.980.451.722.003轴DG跨8.704.200.600.004.040.0014.5415.003轴AC跨9.004.200.700.004.040.0014.1415.005轴AC跨9.004.200.700.004.040.0014.1415.005轴DG跨8.704.200.700.004.040.0014.1415.006轴DG跨7.204.200.700.004.040.0014.1415.008轴DG跨8.704.200.700.004.040.0014.1415.008轴AC跨9.004.200.700.004.040.0014.1415.009轴CF跨6.904.200.600.004.040.0014.5415.0010轴AB跨6.904.200.600.004.040.0014.5415.0012轴CF跨6.904.200.600.004.040.0014.5415.0013轴CF跨6.904.200.500.003.980.0014.7315.0013轴BC跨2.104.200.505.213.980.455.976.0013轴AB跨6.904.200.600.003.980.0014.3315.00第二标准层纵向梁梁上线荷载计算轴跨号墙长层高梁高门窗面积墙面积重力荷载门窗面积重力荷载梁上线荷载值实际取值A轴3-1027.603.600.5050.423.980.455.896.00A轴10-139.603.600.5011.423.980.458.149.00B轴8-1319.203.600.5030.724.040.396.687.00C轴1-39.003.600.8011.574.040.366.587.00C轴3-59.003.600.6014.044.040.366.387.00C轴5-89.003.600.704.804.040.209.6710.00C轴9-1314.403.600.5020.344.040.397.378.00D轴1-39.003.600.8011.574.040.366.587.00D轴3-59.003.600.6014.044.040.366.387.00D轴8-94.803.600.457.024.040.367.348.00F轴8-1319.203.600.5023.583.980.458.009.00G轴1-827.003.600.5032.883.980.458.049.00第二标准层横向梁梁上线荷载计算轴跨号墙长层高梁高门窗面积墙面积重力荷载门窗面积重力荷载梁上线荷载值实际取值1轴CD跨2.103.600.505.213.980.453.584.001轴DG跨8.703.600.600.003.980.0011.9412.003轴DG跨8.703.600.600.004.040.0012.1213.003轴AC跨9.003.600.600.004.040.0012.1213.005轴AC跨9.003.600.700.004.040.0011.7212.005轴DG跨8.703.600.700.004.040.0011.7212.006轴DG跨7.203.600.700.004.040.0011.7212.008轴DG跨8.703.600.700.004.040.0011.7212.008轴AC跨9.003.600.700.004.040.0011.7212.009轴CF跨6.903.600.600.004.040.0012.1213.0010轴AB跨6.903.600.600.004.040.0012.1213.0012轴CF跨6.903.600.600.004.040.0012.1213.0013轴CF跨6.903.600.600.003.980.0011.9412.0013轴BC跨2.103.600.505.213.980.453.584.0013轴AB跨6.903.600.600.003.980.0011.9412.00第三标准层纵向梁梁上线荷载计算轴跨号墙长层高梁高门窗面积墙面积重力荷载门窗面积重力荷载梁上线荷载值实际取值A轴3-1027.603.600.5050.423.980.455.896.00A轴10-139.603.600.5011.423.980.458.149.00B轴8-1319.203.600.5030.724.040.396.687.00C轴1-39.003.600.8011.574.040.366.587.00C轴3-59.003.600.6014.044.040.366.387.00C轴5-89.003.600.704.804.040.209.6710.00C轴9-1314.403.600.5020.344.040.397.378.00D轴1-39.003.600.8011.574.040.366.587.00D轴3-59.003.600.6014.044.040.366.387.00D轴8-94.803.600.457.024.040.367.348.00F轴8-1319.203.600.5023.583.980.458.009.00G轴1-827.003.600.5032.883.980.458.049.00第三标准层横向梁梁上线荷载计算轴跨号墙长层高梁高门窗面积墙面积重力荷载门窗面积重力荷载梁上线荷载值实际取值1轴CD跨2.103.600.505.213.980.453.584.001轴DG跨8.703.600.600.003.980.0011.9412.003轴DG跨8.703.600.600.004.040.0012.1213.003轴AC跨9.003.600.600.004.040.0012.1213.005轴AC跨9.003.600.700.004.040.0011.7212.005轴DG跨8.703.600.700.004.040.0011.7212.006轴DG跨7.203.600.700.004.040.0011.7212.008轴DG跨8.703.600.700.004.040.0011.7212.008轴AC跨9.003.600.700.004.040.0011.7212.009轴CF跨6.903.600.600.004.040.0012.1213.0010轴AB跨6.903.600.600.004.040.0012.1213.0012轴CF跨6.903.600.600.004.040.0012.1213.0013轴CF跨6.903.600.600.003.980.0011.9412.0013轴BC跨2.103.600.505.213.980.453.584.0013轴AB跨6.903.600.600.003.980.0011.9412.00第四标准层纵向梁梁上线荷载计算轴跨号墙长层高梁高门窗面积墙面积重力荷载门窗面积重力荷载梁上线荷载值实际取值A轴3-1027.603.600.5057.543.980.454.986.00A轴10-139.603.600.5026.223.980.452.704.00B轴8-1319.203.600.5034.474.040.395.977.00C轴1-413.503.600.8022.534.040.455.327.00C轴4-813.503.600.708.404.040.369.4310.00C轴9-1314.403.600.5022.744.040.396.767.00D轴1-413.503.600.8022.534.040.455.327.00D轴4-54.503.600.603.604.040.209.0510.00D轴8-94.803.600.457.024.040.367.348.00F轴8-1319.203.600.5023.583.980.458.009.00G轴1-827.003.600.5032.883.980.458.049.00第四标准层横向梁梁上线荷载计算轴跨号墙长层高梁高门窗面积墙面积重力荷载门窗面积重力荷载梁上线荷载值实际取值1轴CD跨2.103.600.505.213.980.453.584.001轴DG跨8.703.600.600.003.980.0011.9412.005轴AC跨9.003.600.700.004.040.0011.7212.005轴DG跨8.703.600.700.004.040.0011.7212.006轴DG跨7.203.600.700.004.040.0011.7212.008轴DG跨8.703.600.700.004.040.0011.7212.008轴AC跨9.003.600.700.004.040.0011.7212.009轴CF跨6.903.600.600.004.040.0012.1213.0012轴CF跨6.903.600.600.004.040.0012.1213.0013轴CF跨6.903.600.600.003.980.0011.9412.0013轴BC跨2.103.600.505.213.980.453.584.0013轴AB跨6.903.600.600.003.980.0011.9412.00第五标准层纵向梁梁上线荷载计算轴跨号墙长层高梁高门窗面积墙面积重力荷载门窗面积重力荷载梁上线荷载值实际取值A轴3-1022.803.600.5052.103.980.454.276.00A轴11-134.803.600.500.003.980.4512.3413.00B轴8-1319.203.600.5028.084.040.397.198.00C轴1-39.003.600.8013.974.040.425.697.00C轴3-59.003.600.6014.044.040.366.387.00C轴5-89.003.600.704.804.040.209.6710.00C轴9-1314.403.600.5020.344.040.407.388.00D轴1-39.003.600.8013.974.040.425.697.00D轴3-59.003.600.6014.044.040.366.387.00D轴8-94.803.600.456.604.040.367.678.00F轴8-94.803.600.506.603.980.457.488.00F轴12-133.303.600.503.783.980.458.299.00G轴1-827.003.600.5032.883.980.458.049.00圆118.283.600.5040.213.980.454.575.00圆210.993.600.5024.183.980.454.575.00第五标准层横向梁梁上线荷载计算轴跨号墙长层高梁高门窗面积墙面积重力荷载门窗面积重力荷载梁上线荷载值实际取值1轴CD跨2.103.600.505.213.980.453.584.001轴DG跨8.703.600.600.003.980.0011.9412.003轴DG跨8.703.600.600.004.040.0014.5415.003轴AC跨9.003.600.700.004.040.0014.1415.005轴AC跨9.003.600.700.004.040.0011.7212.005轴DG跨8.703.600.700.004.040.0011.7212.006轴DG跨7.203.600.700.004.040.0011.7212.008轴DG跨8.703.600.700.004.040.0011.7212.008轴AC跨9.003.600.600.004.040.0012.1212.009轴CF跨6.903.600.600.004.040.0012.1213.0010轴AB6.903.600.604.040.0012.1213.0012轴CF跨6.903.600.600.004.040.0012.1213.0013轴CF跨6.903.600.600.003.980.0011.9412.0013轴BC跨2.103.600.505.213.980.453.584.0013轴AB跨6.903.600.600.003.980.0011.9412.00第六标准层纵向梁梁上线荷载计算轴跨号墙长层高梁高门窗面积墙面积重力荷载门窗面积重力荷载梁上线荷载值布置取值A轴2-927.304.500.5073.103.980.456.477.00B轴9-1314.404.500.507.204.040.2014.2415.00C轴10-139.604.500.507.924.040.3413.1114.00C轴8-94.804.500.502.404.040.2014.2415.00C轴5-89.004.500.704.804.040.2013.3014.00D轴8-109.004.500.453.604.040.2014.8315.00F轴8-94.804.500.509.103.980.459.2310.00F轴12-133.304.500.503.783.980.4511.8812.00G轴1-827.004.500.5043.683.980.4510.2111.00圆122.154.500.5068.673.980.454.985.00圆210.994.500.5034.073.980.454.985.00第六标准层横向梁梁上线荷载计算轴跨号墙长层高梁高门窗面积墙面积重力荷载门窗面积重力荷载梁上线荷载值布置