七层保险公司办公大楼框架结构计算书.doc

第一章 建 筑 设 计 一、设计资料：1初步设计方案；2设计任务书；3参考规范 1建筑设计规范2建筑结构荷载规范3砼结构设计规范 4建筑地基基础设计规范5建筑抗震设计规范 6建筑配件通用图集7建筑物抗震构造详图8预应力砼空心板图集9工业与民用建筑毕业设计指南（中国建筑工业出版社）10有关教材二、设计要求：本工程建筑耐久等级为二级，耐久年限为50年，抗震设防烈度为7度。内部功能主要满足管理人员办公及相应的配套设施，建筑外形简洁明快。三、办公楼建筑设计1办公楼概况该工程项目是保险公司办公大楼，为七层现浇钢筋混凝土框架结构，办公楼总建筑面积为7680m2，建筑高度30.65m（从室外地坪到屋面檐口）。一至七层主要为办公。屋顶塔楼主要为电梯机房。2平面设计在设计上以规整的矩形安排平面，充分利用场地，合理划分功能分区。底层设大厅、资料室、档案室、各一个，办公室若干。二层设置办公室若干、大小会议室、会客室、活动室各一个。其它层设置办公室若干。每层设置男女厕所各一个.根据建筑防火等要求，力求交通路线简捷明确，联系通行方便，每层设置两道两跑楼梯,两台电梯。3建筑方案本设计为七层办公楼，选用现浇式框架结构。总建筑面积7680 m2，总高度为30.2m，层高3.9m。设计标高: 室内设计标高0.000,室外地坪标高0.450m。4 验算房屋高宽比及是否需要设伸缩缝房屋高度指室外地面至檐口高度，不包括局部突出屋面的水箱、电梯间等部分的高度，故本设计房屋高度为30.2米，房屋的宽度为14.8米。 H/B=30.2/14.8 =2.044 符合要求现浇式框架结构室内的伸缩缝最大间距为55米，本设计中最长距离为53.2米，所以不需设伸缩缝。5材料强度选择混凝土： 18层柱： C30 18层梁、板：C30 钢筋：梁、柱：主筋级、其他级板：级6建筑构造（1）墙身做法墙体采用M型烧结多孔砖，砌筑砂浆采用M5混合砂浆。内侧：1:2.5水泥砂浆打底15厚纸筋石灰批面5厚,白色乳胶漆一底二道外侧：15厚1:2.5水泥砂浆刷素水泥浆一道，3厚水泥胶结合层 8厚瓷面砖，1:1水泥砂浆擦缝（2）屋面做法：120厚钢筋混凝土现浇板，20mm石灰砂浆抹底，20mm水泥砂浆找平，100140厚（2%找坡）膨胀珍珠岩保温层，四层作法防水层（一毡二油上铺小石子）。 （3）楼面做法:120钢筋混凝土现浇板，15mm纸筋石灰抹底，20mm水泥砂浆找平，水磨石面层。（4）门窗做法:所有门窗均为铝合金门(详况请看门窗表，图)。第2章 屋盖、楼盖设计2.1屋盖2.1.1 设计资料1）屋面做法：120厚钢筋混凝土现浇板，20mm纸筋石灰抹底，20mm水泥砂浆找平，100140厚（2%找坡）膨胀珍珠岩保温层，四层作法防水层（一毡二油上铺小石子）2）屋面荷载：均布活荷载标准值2kN/m2(上人屋面) 3）材料：混凝土强度等级为C30；梁内受力纵筋为HRB335，其余为HPB235钢筋2.1.2屋盖的结构平面布置图2.1.3板的设计（弹性理论）1）荷载计算恒荷载标准值：20厚水泥混凝土找平0.0220=0.40kN/m2100140厚（2%找坡）膨胀珍珠岩(0.10+0.14)27=0.84kN/m2120mm厚钢筋混凝土楼板 0.1225=3.0kN/m2 15mm厚石灰砂浆抹底 0.01516=0.24kN/m2 小计 4.48 kN/m2荷载设计值g=1.24.48=4.78kN/m2 ，q=1.42.0=2.8kN/m2q/2=1.4kN/m2，g+q/2=6.18kN/m2，g+q=7.58kN/m2(2)计算跨度。 内跨：l0=lc(轴间距） 边跨：l0=lc-120+100/2(3)弯距计算具有9个区格的板，且均为双向板 按弹性原理计算弯距 1 2 3 4 5 6 7 8 9l01 3.03.0 4.0 4.0 4.0 2.8 3.8 5.0 3.0l02 5.0 5.0 7.6 7.6 5.9 5.9 5.9 7.6 5.0l01/l02 0.60.60.53 0.53 0.68 0.48 0.64 0.660.6m1 5.196 5.196 5.735 5.087 4.036 1.502 2.715 8.983 6.153m2 0.693 0.693 2.029 1.724 2.756 1.091 2.104 8.983 2.678-3.104-3.104-8.528-8.528-6.906-2.605-4.833-15.52-3.104-3.104-8.528-8.135-6.906-2.605-4.833-15.52-8.636-2.13 -2.13-5.93-5.938-5.814-2.251-4.348-15.52-6.218-2.13 -2.13-5.93-5.938-5.814-2.251-4.348-15.52-6.218（4）截面设计截面有效高度：假定选用8钢筋，则l01方向跨中截面的h01=81mm；l02方向跨中截面的h02=73mm；支座截面h0=80mm。最小配筋率：因为，故取smin=0.27%，则Asmin=0.27%1000100=270mm2截面设计时取用的弯矩设计值：中间跨的跨中截面及中间支座截面减小20%；边跨跨中截面及楼板边缘算起的第二个支座截面处，当lb/l01.5时减小20%，当lb/l0=1.52.0时减小10%；楼板的角区格不折减。为了便于计算，近似取=0.95，按弹性原理设计截面配筋 h0(mm) M (KNm) As (mm2) 配筋 实际As (mm2)1区格l0181 1.699 105.10 8110 251l0273 0.5544 38.06 8110 2512区格l0181 2.123 131.38 8110 251l0273 0.693 47.58 8110 2513区格l0181 5.735 354.90 8130 359l0273 2.029 139.32 8110 2514区格l0181 5.087 314.80 8160 314l0273 1.724 118.38 8110 2515区格l0181 4.036 249.76 8110 251l0273 2.756 189.24 8110 2516区格l0181 1.502 92.948 8110 157l0273 1.091 74.91 8110 2517区格l0181 2.715 168.01 8110 251 l0273 2.104 138.29 82110 2518区格l0181 8.983 555.90 8110 251l0273 8.983 616.82 8150 6299区格l0181 6.153 380.77 8130 387l0273 2.678 183.88 8110 251 1-181 -1.704 105.45 8110 251 1-281 -2.13 131.81 8110 251 1-381 -8.528 527.74 8150 529 1-481 -8.135 503.42 8100 503 1-681 -3.104 192.09 8110 251 1-781 -4.833 299.08 8170 296 1-881 -15.518 960.30 8150 387 2-281 -2.13 131.81 8110 251 2-581 -6.906 427.36 8120 419 3-381 -8.528 527.74 8110 529 3-581 -5.93 366.97 8140 359 3-681 -5.93 366.97 8140 359 4-481 -8.135 503.42 8100 503 4-581 -5.938 367.46 8140 359 4-781 -5.938 367.46 8140 359 6-681 -2.251 139.30 8200 251 6-881 -15.518 960.3 8110 981 6-981 -8.636 534.42 8/10120 537 7-781 -4.348 269.07 8180 279 8-981 -15.518 960.3 10/12100 958 9-981 -8.636 534.42 8110 5592.2楼盖以第二层楼盖为例1）楼面做法：钢筋混凝土现浇板，15mm石灰砂浆抹底，20mm水泥砂浆找平，水磨石面层。2）楼面荷载：均布活荷载标准值2kN/m23）材料：混凝土强度等级为C30；梁内受力纵筋为HRB335，其余为HPB235钢筋2.2.1板的设计（弹性理论）1）荷载计算恒荷载标准值：25厚水泥混凝土找平0.0225=0.5kN/m2120mm厚钢筋混凝土楼板 0.1225=3.0kN/m215mm厚石灰砂浆抹底 0.01516=0.24kN/m2 小计3.74 kN/m2荷载设计值g=1.23.74=3.89kN/m2 ，q=1.42.0=2.8kN/m2q/2=1.4kN/m2，g+q/2=5.39kN/m2，g+q=6.69kN/m2）弯矩计算计算过程见第下页表中3）截面设计截面有效高度：假定选用8钢筋，则l01方向跨中截面的h01=81mm；l02方向跨中截面的h02=73mm；支座截面h0=80mm。最小配筋率smin=0.27%，则Asmin=0.27%1000100=270mm2截面设计时取用的弯矩设计值：中间跨的跨中截面及中间支座截面减小20%；边跨跨中截面及楼板边缘算起的第二个支座截面处，当lb/l01.5时减小20%，当lb/l0=1.52.0时减小10%；楼板的角区格不折减。为了便于计算，近似取=0.95，楼面板的配筋计算方法和屋面相同.第3章 框架结构布置及计算简图3.1、梁、板、柱截面选择一般按下式估算： 梁高：框架主梁h(1/101/18)l,次梁h(1/151/20)l l梁的计算跨度 梁宽：b=(1/21/3)h抗震要求梁应设计为长梁，梁的净跨度不宜小于截面高度的4倍。抗震要求框架结构的主梁截面宽度不应小于250mm，且不宜小于柱宽1/2, 截面高度和宽度的比值不宜大于4。（1）KL1计算跨度，梁高取，初选；梁宽度，初选。按简支梁满载时的验算。取，则。选用HRB400，混凝土时，。按单筋梁估算， 于是初选梁截面为。（2）KL2计算跨度，梁高取，初选；梁宽度，初选。（3）L1计算跨度，梁高取，初选；梁宽度，初选。2板厚尺寸选择 l板的较小计算跨度1/503800=76mm 取现浇楼板厚120mm，部分厚150mm。3柱截面尺寸选择本工程为现浇钢筋混凝土结构，7度设防，抗震等级为二级，根据经验荷载为15kN/m2：地震区柱应设计为长柱，要求柱的净高与截面高度之比不宜小于4。 地震区柱的截面尺寸应满足轴压比的要求。当未包括地震作用引起轴压力时，轴力乘以扩大系数1.2按下式估算： A1.2N/(fc)式中：柱轴压比限值，抗震构造措施为二级时，为0.6 A：柱截面面积（mm2） fc：混凝土轴心抗压强度（N/ mm2） N：荷载作用下柱子轴力，框架结构按12 KN/m2估算 N=12 KN/m2柱子受荷面积计算截面以上层数1.2（1）各层中柱 按轴压比限值考虑。本结构框架抗震等级为二级，；办公楼荷载相对较小，取；楼层数；弯矩对中柱影响较小，取；柱负载面积；（2）各层边柱柱负载面积； 取；其余参数与中柱相同；（3）考虑到各柱尺寸不宜相差太大以及柱抗侧移刚度应有一定保证，因此考虑扭转后初选柱截面尺寸为： 。以上尺寸也满足规范关于柱截面宽度和高度的最小尺寸、柱剪跨比、截面高宽比等要求。3.2计算简图（计算轴线一榀）室外地面标高为-0.45m，则底层层高为3.9+0.45=4.35m3.3梁柱线刚度(其中E=3.0104N/mm2)AB跨梁 i=2E0.250.53/5.9=9.3010-4E=2.79BC跨梁 i=2E0.250.33/3.0=8.0410-4E=2.41A、D轴上部各层柱i= E0.454/3.9=11.410-4 E=3.42A、D轴底层柱 i= E0.454/4.35=9.910-4EB、C轴上部各层柱i= E0.354/3.9=1.25B、C轴底层柱 i= E0.354/4.35=1.09第4章 恒荷载内力计算4.1恒荷载计算4.1.1屋面框架梁线荷载标准值20厚水泥混凝土找平0.0220=0.4kN/m2100140厚（2%找坡）膨胀珍珠岩(0.1+0.14)27=0.84kN/m2100mm厚钢筋混凝土楼板 0.1225=3.0kN/m215mm厚石灰砂浆抹底 0.01516=0.24kN/m2 屋面恒荷载 4.48kN/m2边跨AB框架梁自重 0.250.525=3.13kN/m边跨AB框架梁粉刷 2(0.5-0.1)0.0217=0.27kN/mBC、CD跨框架梁自重 0.250.325=2.5kN/mBC、CD跨框架梁粉刷 2(0.3-0.1)0.0217=0.2kN/m则作用于屋面框架梁上线荷载标准值为：g7AB1=3.4kN/m g7BC1= g7DE1=2.011kN/mg7AB2=3.98（1.65+2.1）=14.925kN/mg7BC2=3.983.1=12.338kN/mg7CD2=3.983.1=12.338kN/m4.1.2楼面框架梁线荷载标准值25mm厚水泥砂浆找平 0.02520=0.5kN/m2120mm厚钢筋混凝土楼板 0.1225=3.0kN/m215mm厚石灰砂浆抹底 0.01516=0.24kN/m2 楼面恒荷载 3.74 kN/m2边跨AB框架梁自重及粉刷 3.4kN/mBC、CD跨框架梁自重及粉刷2.011kN/m边跨AB跨填充墙自重 0.24（3-0.5）19=11.4kN/m填充墙粉刷 2.50.02217=1.7kN/m边跨CD跨填充墙自重 0.24（3-0.3）19=12.312kN/m填充墙粉刷 （3.0-0.3）0.02217=1.836kN/m则作用于楼面框架梁上线荷载标准值为：gAB1=3.4+13.1=16.5kN/m gBC1=2.011kN/m gCD1=2.011+14.148=16.159kN/m gAB2=3.243.75=12.15kN/mgBC2= gDE2=3.243.1=10.004kN/m4.1.3屋面框架节点集中荷载标准值A轴柱连系梁自重 0.250.53.7525=11.72kN粉刷 2(0.5-0.1)0.023.7517=1.02kN连系梁传来的屋面恒荷载 1/23.31/24.23.98=11.39 kN1.2m高女儿墙自重及粉刷1.23.750.2419+21.23.750.0217=23.58kN 则顶层边节点集中荷载为：G7A=50.11kND轴柱连系梁自重 0.250.53.125=9.69kN粉刷 2(0.5-0.1)0.023.117=1.02kN连系梁传来的屋面恒荷载 1/23.31/24.23.98=0.84kN1.2m高女儿墙自重及粉刷1.23.10.2419+21.23.10.0217=19.49kN 则顶层边节点集中荷载为：G7D=39.54kN中柱连系梁自重 0.250.53.125=5.81kN 粉刷0.02（0.5-0.1）23.117=0.42 kN连系梁传来的屋面恒荷载（1/25.633.3+1/21.43.3）3.98=46.0 kN 则顶层中节点集中荷载为：G7B=52.23 kN G7C=46.25 kN4.1.4楼面框架节点集中荷载标准值A轴柱连系梁自重及粉刷 12.74 kN填充墙自重 0.24（3.0-0.5）191/2（3.3+4.2）-0.45=37.62 kN粉刷 3.3（3.0-0.5）0.02217=5.61 kN连系梁梁传来的楼面恒荷载 1/23.34.23.24=11.91kN框架柱自重0.4523.025=15.19kN柱面粉刷30.780.0217=0.8kN 中间层边柱节点集中荷载为：GA=83.87kN GD=67.65kN中柱连系梁自重及粉刷 6.23kN连系梁传来的楼面恒荷载1/25.63.3+1/21.43.33.24=37.42 kN内纵墙自重2.75（3-0.3）20.2419=33.86 kN粉刷 2.75（3.0-0.3）20.0217=5.05 kN框架柱自重及粉刷 12.27kN 中间层中柱节点集中荷载为：GB=82.56 kN GC=77.75kN4.2恒荷载作用下内力计算4.2.1计算简图图 4-14.2.2荷载等效荷载等效后的计算简图如下4.2.3固端弯矩计算顶层左跨 顶层中跨 顶层右跨 中间层左跨 中间层中跨 中间层右跨 顶层杆断弯矩计算（下页）同样可得到中间层和底层的弯矩图顶层计算简图 中间层计算简图底层计算简图顶层杆断弯矩计算节点51234678杆端5115122126233237344348627384分配系数0.5250.4750.4410.1780.3810.5290.2470.2240.2490.751固端弯矩（knm）-47.9347.93-2.342.34-13.0213.02节点1分配25.1622.7711.39节点3分配-12.57-25.13-10.14-21.71-10.86节点3分配5.7011.395.324.822.41节点4分配-1.92-3.84-12.00节点3分配0.511.020.470.430.220.22节点1分配-1.37-2.74-1.12-2.37-1.19节点2分配7.326.623.31节点3分配-0.73-1.46-0.59-1.26-0.63节点2分配0.480.960.450.470.21节点1分配-0.11-0.21-0.09-0.18-0.09节点2分配0.400.400.20节点1分配-0.05-0.09-0.04-0.08-0.04最后弯矩10.9832.94-32.9433.23-11.98-21.252.96.3-9.212.0-12.00-3.992.10-4.00中间层杆端弯矩计算节点EFGH杆端EAEIEFFEFBFJFGGFGCGKGHHGHDHL分配系数0.3170.3170.3360.3740.1510.1510.3240.4240.1980.1980.1800.1420.4290.429固端弯矩（knm）-75.8175.81-1.971.97-23.7823.78节点D分配24.0324.0325.4712.74节点C分配-16.19-31.38-13.07-13.07-28.05-14.03节点B分配7.615.207.107.106.453.23节点A分配-1.92-3.84-11.59-11.59节点C分配0.410.810.380.380.350.18节点D分配-0.56-3.00-1.21-1.21-2.60-1.30节点B分配5.615.615.942.97节点C分配-1.11-0.45-0.45-0.96-0.48节点A分配0.380.750.350.350.320.16节点B分配-0.07-0.14-0.06-0.06-0.12-0.06节点D分配0.200.200.210.11最后弯矩30.1630.16-60.3254.78-14.70-14.70-25.302.907.857.85-18.6023.48-11.74-11.74节点A（I）B（J）C（K）D（L）杆端AE（IE）BF（JF）CG（KG）DH（LH）分配系数节点D分配节点C分配节点B分配节点C分配节点A分配最后弯矩10.05-4.92.62-3.91底层杆端弯矩计算节点EFGH杆端EAEIEFFEFBFJFGGFGCGKGHHGHDHL分配系数0.3580.3360.3060.3760.1520.1470.3250.4270.1990.1930.1810.1450.4350.420固端弯矩（knm）-75.8175.81-1.971.97-23.7823.78节点D分配27.1425.4723.2011.6节点C分配节点B分配-16.07-32.13-12.99-12.56-27.77-13.89节点A分配7.6215.247.106.896.463.23节点C分配-1.96-3.92-11.75-11.34节点D分配0.420.840.390.380.350.18节点B分配-1.51-3.02-1.22-1.81-2.61-1.31节点C分配6.29-5.91-5.382.69节点A分配-0.51-1.01-0.41-0.40-0.87-0.44节点B分配0.380.750.350.340.320.16节点D分配-0.14-0.06-0.06-0.12-0.06最后弯矩33.2231.19-64.4153.74-14.68-14.21-24.853.117.837.61-18.5522.80-11.60-11.20节点A（I）B（J）C（K）D（L）杆端AE（IE）BF（JF）CG（KG）DH（LH）分配系数固端弯矩（knm）节点D分配节点C分配节点B分配最后弯矩11.07（15.60）-4.89（-7.11）3.81（2.61-5.60（-3.87）跨中弯矩计算剪力计算其他各层也和以上计算方法相同图4-9 M图（单位：kNm）4.2.4轴力计算C、D柱只给出计算结果于图中框架结构的剪力图 V图（单位：kN）框架结构轴力图N图（单位：kN）第5章 活荷载内力计算5.1活荷载计算5.1.1屋面框架梁线荷载标准值P7AB=2.03.75=5.63kN/mP7CD= P7CD =2.03.1=4.65kN/m5.1.2楼面框架梁线荷载标准值PAB =2.03.75=5.63kN/mPCD =2.03.1=4.65kN/m5.1.3屋面框架节点集中荷载标准值P7A=0.53.30.54.22.0=5.20kNP7B=0.53.30.52.92.0=3.60 kNP7C=（0.55.63.3+0.51.43.3）2.0=17.32 kNP7D=（0.54.73.3+0.51.43.3）2.0=15.10 kN5.1.4楼面框架节点集中荷载标准值PA=0.53.30.54.22.0=5.20kNPB=0.53.30.52.92.0=3.60KNPC=（0.55.63.3+0.51.43.3）2.0=17.32 kNPD=（0.54.73.3+0.51.43.3）2.0=15.10 kN5.2活荷载作用下内力计算5.2.1计算简图见下页图5-15.2.2荷载等效由于我的住宅楼户型较多，板的布局较复杂，板的荷载传递就按单向板荷载传递规律来计算。荷载等效后的计算简图如下：图5-25.2.3固端弯矩计算图5-3 底层计算简图 图5-4 中间层计算简图图5-5 底层计算简图 图5-6 框架弯矩图（单位：KN.m）跨中弯矩计算剪力计算活荷载剪力计算和前面的恒荷载剪力计算方法一至，这里只把计算的结果标到剪力图中。轴力计算活荷载的轴力计算与恒荷载的相同. 框架剪力图（单位：KN）图5-8 框架轴力图（单位：KN）第6章 风荷载内力计算基本风压w0=0.3kN/m2，地面粗糙度为B类。本章计算以左风为例。6.1风荷载计算wk=zszw0，z=1.0迎风时s1=+0.8，背风时s2=-0.5，则s=0.8+0.5=1.3 ，;计算过程见下表zkAhV8（塔楼）1.451.0711.252.9171.370.9811.253.913.9461.310.9111.253.915.4051.240.8411.253.915.0641.150.7511.253.914.6131.050.6611.253.914.39210.611.253.914.39110.5611.253.914.72图6-16.2内力计算6.2.1抗侧刚度和反弯点高度确定计算过程见下表表6-2楼层KD(104kN/m)y0Iy12y23y3yhh-yhA柱70.820.291.320.3010100.902.1060.820.291.320.451010101.201.8050.820.291.320.451010101.351.6540.820.291.320.451010101.351.6530.820.291.320.451010101.351.6520.820.291.32