六层综合行政办公楼设计报告.doc

1 建筑设计部分
1.1主要建筑做法
建筑地点：湖北十堰市
六层综合行政办公楼，框架填充墙结构。建筑面积6174平方米，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构，楼板厚度取100mm，填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块。
大门采用玻璃门，其它门采用木门，窗为铝合金窗。
自然条件:
一、抗震设防烈度：6度设防，抗震设计分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.1g；
二、基本风压： 0.55KN/m2，B类粗糙度；
三、雪荷载标准值：0.2KN/m2；
四、结构体系：现浇钢筋混凝土框架结构。
五、工程地质条件：建场地地形平坦，土质分布具体情况见表，II类场地土。地下稳定水位距地表-9m，表中给定土层深度由自然地坪算起。建筑地点冰冻深度-0.5m。

1.2建筑结构选型、平面布置及构件截面初估
本综合楼采用柱距约为7.0m、5.0m、3.0,m的内廊式小柱网，边跨为7.0m、4.0m，中间跨为3.0m，层高取4.2m和3.3m，如下图所示：
1.2.1框架结构承重方案选择
竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。
根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本办公楼框架的承重方案为横向框架承重方案，这可使横向框架梁的截面高度增大，增加框架的横向抗侧移刚度。
1.2.3 结构构件截面尺寸和材料的选择
一、基础顶面设计标高的确定
根据工程地质条件，地基持力层可设在中粗沙层上，该层距室外地面2.0m—4.8m之间，现选用桩基础，故取基础顶面距离室外设计地面1.05m处。
二、楼板厚度的确定
根据平面布置，单向板的最大跨度为3m，
按刚度条件，板厚为L/40=3000/40=75mm；
按构造要求，现浇钢筋混凝土单向板的最小厚度为60mm；
综合荷载等情况考虑，取板厚h=100mm.
三、框架梁截面尺寸确定
1、横向框架梁：
横向框架梁的最大跨度为7000mm，
横向框架梁高h=(1/8—1/12)l=(1/8—1/12)7000=875mm—583mm，取h=700mm；
横向框架梁宽b=(1/2—1/3)h=(1/2—1/3)700=350mm—233mm， 取b=300mm
2、 纵向框架梁：
纵向框架梁高h=(1/8—1/12)l=(1/8—1/12)7000=875mm—583mm，取h=700mm；
纵向框架梁宽b=(1/2—1/3)h=(1/2—1/3)700=350mm—233mm， 取b=300mm
四、框架柱截面尺寸确定
关于多层框架结构，不管是从受力方面的考虑，或者以柱的净高出发，都导致底层最复杂。底层高H=4.2m，柱截面高度取h=(1/15—1/20)H=(1/15—1/20)4200=280mm—210mm。
又因为抗震设防烈度为6度，房屋高度为20.7m<30m，所以抗震等级为三级的框架结构，要确保承重柱有必要的延展性，必须要对柱的轴压比进行规范，柱截面面积应满足下式：，其中N=1.3×3.6×5.5×14×6=2162.16，再扩大1.2—1.3倍，则N=2162.16×1.2=2594KN，即Ac≥N/uNfc=2162.16×103/（0.8×14.3）=239000（mm2）
，综上考虑取bc=hc=600mm。
表1.1 梁截面尺寸（mm）
混凝土等级
横梁（b×h）
纵梁（b×h）
BC跨、DE跨
AB、CD跨
C30
300×700
250×400
300×700
表1.2 柱截面尺寸（mm）
层次
混凝土等级
b×h
1
C30
600×600
2-6
C30
600×600
五、材料选择
1、混凝土强度等级：
基础垫层混凝土采用C10等级，基础选用C25等级，基础以上各层混凝土均选用C30等级。
2、钢筋级别：
框架梁、柱等主要构件的纵向受力钢筋选择HRB400级钢筋；构造钢筋、箍筋及板内钢筋选用HPB300。

2 结构设计部分
2.1 资料准备
查《荷载规范》可取：
（1）屋面永久荷载标准值（不上人）
4mm厚APP改性沥青防水卷材防水层（上带细砂保护层） 10×0.004=0.04KN/m2
20厚1：2水泥找平层 20×0.02=0.4 KN/m2
1：10水泥砂浆珍珠岩找坡，最薄处30厚 20×0.03=0.6 KN/m2
100厚阻燃型苯乙烯泡抹塑料保温板 0.5×0.1=0.05 KN/m2
20厚1：3水泥砂浆找平层，上刷聚氨酯防水涂料一层 20×0.02=0.25 KN/m2
100厚钢筋混凝土板 25×0.10=3.0 KN/m2
10厚混合砂浆刮大白 17×0.01=0.17 KN/m2

合计 4.16 KN/m2
（2）1-5层楼面：
10厚1：1水泥砂浆 20×0.01=0.2 KN/m2
20厚大理石 28×0.02=0.56 KN/m2
20厚1：3水泥砂浆找平层 20×0.02=0.4 KN/m2
100厚钢筋混凝土板 25×0.10=2.5 KN/m2
20厚1：3水泥砂浆找平层 20×0.02=0.4 KN/m2
10厚混合砂浆刮大白 17×0.01=0.17 KN/m2

合计 4.23 KN/m2
（3）屋面及楼面可变荷载标准值：
上人屋面均布活荷载标准值 2.0 KN/m2
楼面活荷载标准值 2.0 KN/m2
屋面雪荷载标准值 SK=urS0=1.0×0.35=0.35 KN/m2
（4）梁柱密度25 KN/m2
蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 5.5KN/m3
2.2 重力荷载代表值的计算
（1）第一层：

表2.1 梁柱资料
类别
净 跨
（mm）
截 面
（mm）
密 度（KN/m3）
体 积
（m3）
数 量
(根)
单 重
（KN）
总 重
（KN）
横梁
6400
300×700
25
1.39
18
34.75
625.5
2400，3400
250×400
25
0.18
16
4.5
72
纵梁
7200，4400
300×700
25
1.51
14
37.75
528.5
类别
计算高度（mm）

截 面
（mm）
密 度（KN/m3）
体 积
（m3）
数 量
（根）
单 重
（KN）
总 重
（KN）
柱
4200
600×600
25
1.51
50
37.75
1887.5
①内外填充墙重的计算
横墙：
BC跨、DE跨墙：墙厚250mm，计算长度6400mm，计算高度4200-700=3500mm。
单跨体积：0.25×6.4×3.5=5.6m3
单跨重量：5.6×5.5=30.8KN
数量：4
总重：30.8×4=123.2KN
BC跨、DE跨墙：墙厚200mm，计算长度6400mm，计算高度4200-700=3500mm。
单跨体积：0.2×6.4×3.5=4.48m3
单跨重量：4.48×5.5=24.64KN
数量：14
总重：24.64×14=344.96KN
CD跨墙：墙厚250mm，计算长度2400mm，计算高度4200-700=3500mm。
单跨体积：（2.4×3.5-2×2.1）×0.25=1.05m3
单跨重量：1.05×5.5=5.775KN
数量：2
总重：5.775×2=11.55KN
AB跨墙：墙厚250mm，计算长度3400mm，计算高度4200-700=3500mm
单跨体积：0.25×3.4×3.5=2.975m3
单跨重量：2.975×5.5=16.36KN
数量：2
总重：16.36×2=32.725KN
AB跨墙：墙厚200mm，计算长度3400mm，计算高度4200-700=3500mm
单跨体积：0.20×3.4×3.5=2.38m3
单跨重量：2.38×5.5=13.09KN
数量：6
总重：13.09×6=78.54KN
厕所横墙：墙厚200mm，计算长度7200-2400=4800mm，计算高度4200-100=4100mm。
单跨体积：0.2×4.8×4.1=3.94m3
单跨重量：3.94×5.5=21.65KN
数量：2
总重：21.65×2=43.3KN
横墙总重：123.2+344.96+11.55+32.725+78.54+43.4=634.375KN
纵墙：
外墙：
单个体积：[（7.2×3.5）-（2.7×1.7×2] ×0.25=4.01m3
数量：8
总重：4.01×8×5.5=176.44KN
[（4.4×3.5）-（2.7×1.7）] ×0.25=2.70m3
数量：4
总重：2.70×4×5.5=59.4KN
厕所外纵墙：体积：（7.2×3.5-1.8×1.9）×0.2=4.36 m3
总重：4.36×5.5×2=47.92KN
内纵墙：单个体积：(7.2×3.5-1×2.1×2) ×0.2=4.2m3
单个重量：4.2×5.5=23.1KN
数量：15
总重：23.1×15=346.5KN
纵墙总重：176.44+59.4+47.92+346.5=630.26KN
窗户计算（钢框玻璃窗）：
办公室窗户：
尺寸：2700mm×1700mm
自重：0.4KN/m2
数量：20
重量：2.7×1.7×0.4×20=36.72KN
②门重计算
木门：尺寸：1000mm×2100mm
自重：0.15KN/m2
数量：13
重量：1×2.1×0.15×13=4.10KN
木门：尺寸：1500mm×2100mm
自重0.15KN/m2
数量：8
重量：1.5×2.1×0.15×8=3.78KN
总重：4.10+3.78=7.88KN
玻璃门：尺寸：5400mm×3000mm
自重：0.4KN/m2
数量：2
重量：5.4×2×0.4×3=12.96KN
总重：2.84+4.25+12.96=20.05KN
③楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算）：
面积：21×49=1029（m2）
恒载：4.23×1029=4352.67KN
活载：2.0×1029=2058KN
由以上计算可知，一层重力荷载代表值为
G1=G 恒+0.5×G活
=（625.5+72）×1.05+528.5×1.05+1887.5×1.05+634.375+630.26+36.72+7.88+4352.67+2058×0.5=9960.09KN
注：梁柱粉刷层重力荷载对其重力荷载的增大系数1.05。
（2）第二～五层：
表2.2 梁柱资料
类别
净 跨
（mm）
截 面
（mm）
密 度（KN/m3）
体 积
（m3）
数 量
(根)
单 重
（KN）
总 重
KN）
横梁
6400
300×700
25
1.39
18
34.75
625.5
2400，3400
250×400
25
0.18
16
4.5
72
纵梁
7200，4400
300×700
25
1.51
14
37.75
528.5
类别
计算高度（mm）
截 面
（mm）
密 度（KN/m3）
体 积
（m3）
数 量
（根）
单 重
（KN）
总 重
（KN）
柱
4200
600×600
25
1.51
50
37.75
1887.5

①内外填充墙重的计算
横墙：
BC跨、DE跨墙：墙厚250mm，计算长度6400mm，计算高度3300-700=2600mm。
单跨体积：0.25×6.4×2.6=4.16m3
单跨重量：4.16×5.5=22.88KN
数量：4
总重：22.88×4=91.52KN
BC跨、DE跨墙：墙厚200mm，计算长度6400mm，计算高度3300-700=2600mm。
单跨体积：0.2×6.4×2.6=3.33m3
单跨重量：3.33×5.5=18.3KN
数量：14
总重：18.3×14=256.2KN
CD跨墙：墙厚250mm，计算长度2400mm，计算高度3300-700=2600mm。
单跨体积：（2.4×2.6-2×1.7）×0.25=0.71m3
单跨重量：0.71×5.53.905KN
数量：2
总重：3.905×2=7.81KN
AB跨墙：墙厚250mm，计算长度3400mm，计算高度3300-100=3200mm
单跨体积：0.25×3.4×3.2=2.72m3
单跨重量：2.72×5.5=14.96KN
数量：2
总重：14.96×2=29.92KN
AB跨墙：墙厚200mm，计算长度3400mm，计算高度3300-100=3200mm
单跨体积：0.20×3.4×3.2=2.176m3
单跨重量：2.176×5.5=11.97KN
数量：6
总重：11.97×6=71.81KN
厕所横墙：墙厚200mm，计算长度7200-2400=4800mm，计算高度3300-100=3200mm。
单跨体积：0.2×4.8×3.2=3.08m3
单跨重量：3.08×5.5=16.90KN
数量：2
总重：16.90×2=33.79KN
横墙总重：33.79+71.81+29.92+7.81+256.2+91.52 =491.05KN
纵墙：
外墙：
单个体积：[（7.2×2.6）-（2.7×1.7×2）] ×0.25=2.39m3
数量：8
总重：2.39×8×5.5=105.16KN
[（4.4×2.6）-（2.7×1.7）] ×0.25=1.72m3
数量：4
总重：1.72×4×5.5=37.68KN
厕所外纵墙：体积：（7.2×2.6-1.8×1.9）×0.2=3.06 m3
总重：3.06×5.5×2=33.66KN
内纵墙：单个体积：(7.2×2.6-1×2.1×2) ×0.2=2.9m3
单个重量：2.9×5.5=15.95KN
数量：15
总重：15.95×15=239.25KN
纵墙总重：105.16 +37.68+33.66+239.25=415.75KN
窗户计算（钢框玻璃窗）：
办公室窗户：
尺寸：2700mm×1700mm
自重：0.4KN/m2
数量：24
重量：2.7×1.7×0.4×24=44.06KN
②门重计算
木门：尺寸：1000mm×2100mm
自重：0.15KN/m2
数量：17
重量：1×2.1×0.15×17=5.36KN
木门：尺寸：1500mm×2100mm
自重：0.15KN/m2
数量：12
重量：1.5×2.1×0.15×12=5.67KN
总重：5.36+5.67=11.03KN
③楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算）：
面积：21×49=1029（m2）
恒载：4.23×1029=4352.67KN
活载：2.0×1029=2058KN
由以上计算可知，一层重力荷载代表值为
G1=G 恒+0.5×G活
=（625.5+72）×1.05+528.5×1.05+1887.5×1.05+491.05+415.75+44.06+11.03+4352.67+2058×0.5=9612.73KN
注：梁柱粉刷层重力荷载对其重力荷载的增大系数1.05。
(3)第六层重力荷载代表值的计算
表2.3 梁柱资料
类别
净 跨
（mm）
截 面
（mm）
密 度（KN/m3）
体 积
（m3）
数 量
(根)
单 重
（KN）
总 重
（KN）
横梁
6400
300×700
25
1.39
18
34.75
625.5
2400，3400
250×400
25
0.18
16
4.5
72
纵梁
7200，4400
300×700
25
1.51
14
37.75
528.5
类别
计算高度（mm）
截 面
（mm）
密 度（KN/m3）
体 积
（m3）
数 量
（根）
单 重
（KN）
总 重
（KN）
柱
4200
600×600
25
1.51
50
37.75
1887.5
①内外填充墙重的计算
横墙：
BC跨、DE跨墙：墙厚250mm，计算长度6400mm，计算高度3300-700=2600mm。
单跨体积：0.25×6.4×2.6=4.16m3
单跨重量：4.16×5.5=22.88KN
数量：4
总重：22.88×4=91.52KN
BC跨、DE跨墙：墙厚200mm，计算长度6400mm，计算高度3300-700=2600mm。
单跨体积：0.2×6.4×2.6=3.33m3
单跨重量：3.33×5.5=18.3KN
数量：14
总重：18.3×14=256.2KN
CD跨墙：墙厚250mm，计算长度2400mm，计算高度3300-700=2600mm。
单跨体积：（2.4×2.6-2×1.7）×0.25=0.71m3
单跨重量：0.71×5.5=3.905KN
数量：2
总重：3.905×2=7.81KN
AB跨墙：墙厚250mm，计算长度3400mm，计算高度3300-100=3200mm
单跨体积：0.25×3.4×3.2=2.72m3
单跨重量：2.72×5.5=14.96KN
数量：2
总重：14.96×2=29.92KN
AB跨墙：墙厚200mm，计算长度3400mm，计算高度3300-100=3200mm
单跨体积：0.20×3.4×3.2=2.176m3
单跨重量：2.176×5.5=11.97KN
数量：6
总重：11.97×6=71.81KN
厕所横墙：墙厚200mm，计算长度7200-2400=4800mm，计算高度3300-100=3200mm。
单跨体积：0.2×4.8×3.2=3.08m3
单跨重量：3.08×5.5=16.90KN
数量：2
总重：16.90×2=33.79KN
横墙总重：33.79+71.81+29.92+7.81+256.2+91.52 =491.05KN
纵墙：
外墙：
单个体积：[（7.2×2.6）-（2.7×1.7×2）] ×0.25=2.39m3
数量：8
总重：2.39×8×5.5=105.16KN
[（4.4×2.6）-（2.7×1.7] ×0.25=1.72m3
数量：4
总重：1.72×4×5.5=37.68KN
厕所外纵墙：体积：（7.2×2.6-1.8×1.9）×0.2=3.06 m3
总重：3.06×5.5×2=33.66KN
内纵墙：单个体积：(7.2×2.6-1×2.1×2) ×0.2=2.9m3
单个重量：2.9×5.5=15.95KN
数量：15
总重：15.95×15=239.25KN
纵墙总重：105.16 +37.68+33.66+239.25=415.75KN
窗户计算（钢框玻璃窗）：
办公室窗户：
尺寸：2700mm×1700mm
自重：0.4KN/m2
数量：24
重量：2.7×1.7×0.4×24=44.06KN
②门重计算
木门：尺寸：1000mm×2100mm
自重：0.15KN/m2
数量：17
重量：1×2.1×0.15×17=5.36KN
木门：尺寸：1500mm×2100mm
自重：0.15KN/m2
数量：12
重量：1.5×2.1×0.15×12=5.67KN
总重：5.36+5.67=11.03KN
③楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算）：
面积：21×49=1029（m2）
恒载：4.16×1029+0.9×0.24×146.16=4312.21KN
活载：2.0×1029=2058KN
雪载：0.2×1029=205.8KN
由以上计算可知，一层重力荷载代表值为
G1=G 恒+0.5×G活
=（625.5+72）×1.05+528.5×1.05+1887.5×1.05+491.05+415.75+44.06+11.034312.21+（2058+205.8）×0.5=9674.65KN
注：梁柱粉刷层重力荷载对其重力荷载的增大系数1.05。
2.3框架侧移刚度的计算
2.3.1横梁线刚度i b的计算
表2.4 梁柱线刚度值
类别
Ec
（N/mm2）
b×h
（mm×mm）
I0
（mm4）
l
（mm）
EcI0/l（N·mm）
1.5EcI0/l（N·mm）
2EcI0/l（N·mm）
BC、DE
3.0×104
300×700
8.57×109
7200
3.57×1010
5.36×1010
7.14×1010
AB跨
3.0×104
250×400
1.33×109
4000
1.0×1010
1.5×1010
2×1010
CD跨
3.0×104
250×400
1.33×109
3000
1.33×1010
2.000
2.66×1010
柱线刚度i c的计算：I=bh3/12
层次
hc（mm）
Ec（N/mm2）
b×h
（mm×mm）
Ic
（mm4）
EcIc/hc
（N·mm）
1
4200
3.0×104
600×600
1.08×1010
7.71×1010
2--6
3300
3.0×104
600×600
1.08×1010
9.82×1010
2.3.2各层横向侧移刚度计算 (D值法)
（1）底层
B，E：
K=5.36/9.82=0.54
αc=(0.5+K)/(2+K)=0.41
Di6=αc×12×ic/h2
=0.41×12×7.71×1010/42002
=21475
D，C：
K=（5.36+2）/7.71=0.95
αc=(0.5+K)/(2+K)=0.49
Di6=αc×12×ic/h2
=0.49×12×7.71×1010/42002
=25700
A，B：
K=（5.36+2.66）/7.71=1.04
αc=(0.5+K)/2+K)=0.51
Di6=αc×12×ic/h2
=0.51×12×7.71×1010/42002
=26749
∑D1=21475×2+25700×2+26749×2=147848
（2）第二～六层：
B，E：
K=5.36×2/（9.82×2）=0.546
αc=K/(2+K)=0.214
Di1=αc×12×ic/h2
=0.214×12×9.82×1010/33002 =23198
D，C：
K=（5.36+2）/9.82=0.75
αc=K/(2+K)=0.27
Di6=αc×12×ic/h2
=0.27×12×9.82×1010/33002
=29217
A，B：
K=（5.36+2.66）/9.82=0.82
αc=K/(2+K)=0.29
Di6=αc×12×ic/h2
=0.29×12×9.82×1010/33002
=31380
∑D2=23198×2+29217×2+31380×2=167590
∑D1/∑D2=147848/167590=0.88>0.7，故该框架为规则框架。
2.4横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算
2.4.1横向自振周期的计算
横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法。
基本自振周期T1（s）可按下式计算：
T1=1.7ψT （uT）1/2
注：集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的结构顶点位移ψT结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取0.6。
uT按以下公式计算：
VGi=∑Gk
（△u）i= VGi/∑D ij
uT=∑（△u）k
注：∑D ij 为第i层的层间侧移刚度。
（△u）i为第i层的层间侧移。
（△u）k为第k层的层间侧移。
s为同层内框架柱的总数。
各层假设的结构顶点侧移如下：
表2.5 结构顶点的假想侧移计算
层次
Gi（KN）
VGi（KN）
∑D i（N/mm）
△ui（mm）
ui（mm）
6
9674.65
9674.65
147848
6.544
132.395
5
9612.73
19287.38
147848
13.045
125.851
4
9612.73
28900.11
147848
19.547
112.808
3
9612.73
38512.84
147848
26.049
93.259
2
9612.73
48125.57
147848
32.551
67.21
1
9960.09
58085.68
167590
34.659
34.659
T1=1.7ψT （uT）1/2
=1.7×0.6×(0. 132395)1/2
=0.371(s)
2.4.3多遇水平地震作用下的位移验算
水平地震作用下框架结构的层间位移（△u）i和顶点位移u i分别按下列公式计算：
（△u）i = Vi/∑D ij
u i=∑（△u）k
根据《抗震规范》，各层层间弹性位移角θe=（△u）i/hi，考虑砖填充墙抗侧力作用，层间弹性位移角限值[θe]<1/550。
2.4.4水平地震作用下框架内力计算
（1）框架柱端剪力及弯矩分别按下列公式计算
Vij=DijV i /∑Dij
M bij=Vij×yh M uij=Vij（1-y）h
y=yn+y1+y2+y3
注：yn框架柱的标准反弯点高度比。
y1为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值。
y2、y3为上下层层高变化时反弯点高度比的修正值。
y框架柱的反弯点高度比。
底层柱需考虑修正值y2，第二层柱需考虑修正值y1和y3，其它柱均无修正。
（2） 各层柱端弯矩、剪力及轴力计算表

表2.6 各层柱端弯矩、剪力及轴力计算表
杆件号
柱下端
柱上端
杆件号
柱下端
柱上端
M
N
V
M
N
V
M
N
V
M
N
V
1
88.22
144.75
-32.18
-46.62
144.74
-32.81
2
-88.257
142.91
-32.12
-46.63
142.95
-32.12

3
-88.05
144.01
-32.12
-46.53
144.01
-32.12
4
-87.954
143.42
-32.2
-46.43
143.44
-32.02
5
-87.75
142.63
-31.92
-46.43
143.56
-31.92
6
-0.875
142.9
-31.92
-46.33
142.9
31.92
7
-87.45
143.02
-31.82
-46.2
143.08
-31.82
8
-87.25
142.36
-31.82
-46.13
142.9
37.32
9
-87.62
141.48
-31.72
-46.15
141.4
31.74
10
-87.07
143.25
-31.06
-45.97
143.74
31.76
11
-95.85

-80.7
-37.74
-65.23
-80.7
-37.47
12
-95.74
-37.74
-37.74
-62.43
-79.5
37.72
13
-95.63
-79.85
-37.63
-62.32
-79.85
37.62
14
-95.44
-79.95
-37.52
-62.23
-79.95
37.52
15
-95.33
-79.62
-37.25
-62.12
-79.65
37.5