六层综合行政办公楼.docx
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六层综合行政办公楼
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:
(1)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;
(2)基本风压:
0.55KN/m2,B类粗糙度;
(3)雪荷载标准值:
0.2KN/m2;
(4)结构体系:
现浇钢筋混凝土框架结构。
(5)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:
图1.1框架结构平面布置图
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。
1.2.2框架结构的计算简图
图1.2框架结构计算简图
图1.3横向框架组成的空间结构
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=0.4KN/m2
1:
10水泥砂浆珍珠岩找坡,最薄处30厚20×0.03=0.6KN/m2
100厚阻燃型苯乙烯泡抹塑料保温板0.5×0.1=0.05KN/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=0.25KN/m2
100厚钢筋混凝土板25×0.10=3.0KN/m2
10厚混合砂浆刮大白17×0.01=0.17KN/m2
合计4.16KN/m2
(2)1-5层楼面:
10厚1:
1水泥砂浆20×0.01=0.2KN/m2
20厚大理石28×0.02=0.56KN/m2
20厚1:
3水泥砂浆找平层20×0.02=0.4KN/m2
100厚钢筋混凝土板25×0.10=2.5KN/m2
20厚1:
3水泥砂浆找平层20×0.02=0.4KN/m2
10厚混合砂浆刮大白17×0.01=0.17KN/m2
合计4.23KN/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2.0KN/m2
楼面活荷载标准值2.0KN/m2
屋面雪荷载标准值SK=urS0=1.0×0.35=0.35KN/m2
(4)梁柱密度25KN/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=4.36m3
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:
0.71×5.5=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=3.06m3
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=3.06m3
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+11.03+4312.21+(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。
图2.1各质点的重力荷载代表值
2.3框架侧移刚度的计算
2.3.1横梁线刚度ib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ic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=5.3
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