完整版计算书+施工组织设计.docx

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完整版计算书+施工组织设计

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第一章结构设计的依据及方法

1.1设计的指导思想和要求

1.1.1设计的指导思想

设计严格遵守我国现行的规范或行业标准，包括《混凝土结构设计规范》GB50010-2002，《建筑抗震设计规范》GB50011-2001，《建筑结构荷载规范》GB50009-2001，《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002。

本设计的抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.2g，须进行抗震设计。

抗震设计遵循《建筑结构抗震设计规范》GB50011-2001的有关规定，并由概念设计，抗震计算和抗震构造设计三部分组成。

概念设计是指在规范、规程中难以做出定量规定的问题，必须由工程师运用概念进行分析判断，综合各种因素得出结论，以便选择最佳的解决方案。

这些概念和经验要贯穿在整个结构设计中，包括对计算简图的审核和对计算结果的处理中。

概念设计是抗震设计的重要组成部分。

抗震计算主要是在多遇地震下，按反应谱理论计算地震作用，用弹性方法计算内力及位移，并用极限方法设计构件。

对于重要建筑和有特殊功能要求的建筑，用时程分析法补充计算，并进行大震作用下的变形验算，即两阶段设计方法，这样便可以定量地估计地震反应，以保证结构有足够的刚度和承载力。

构造设计在抗震设计中同样占有重要作用。

在设计时应采用各种措施改善结构的抗震性能，保证结构的延性，满足设防烈度下的要求。

同时也要求通过构造措施实现在罕遇地震作用下避免建筑物倒塌的目的。

1.1.2设计要求

抗震设计目标即三水准抗震目标：

小震不坏，中震可修，大震不倒。

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001对三个水准的抗震设防要求规定为：

第一水准：

当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时，建筑物一般不受损坏或不需修理仍可以使用；

第二水准：

当遭受相当于本地区设防烈度的地震影响时，建筑物可能破坏，但经一般修理即可恢复正常使用；

第三水准：

当遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震影响时，建筑物不致倒塌或发生危险及生命的严重破坏。

地震作用的随机性，不确定性，再加上结构进入弹塑性状态和不同层次的设计要求，给抗震设计带来一定的难度。

抗震设计的理论还不完善，抗震设计还带有一定程度的经验性。

1.2结构方案的选择

1.2.1结构方案

1.2.1.1建筑类别的确定

根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第3.1.1条之规定，本建筑为丙类建筑。

1.2.1.2结构体系选择

本建筑物总高度32.5米，主体工程八层，其平面尺寸为53.0×15.0米。

框架结构体系：

采用梁、柱组成的结构体系作为建筑竖向承重结构，并同时承受水平荷载。

适用于多层及高度不大的高层建筑。

优点是建筑平面布置灵活，可做成需要较大空间的会议室、餐厅、办公室和工业车间、实验室等，加搁墙后也可以做成小房间。

框架结构的构件主要是梁和柱，可以预制或现浇，布置比较灵活，立面也可变化。

剪力墙结构体系：

利用建筑物的墙体作为竖向承重和抵抗侧向力的结构。

墙体同时也作为维护及房间分隔构件。

现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好，刚度大，在水平力作用下侧向变形很小。

墙体截面积大，承受力要求也比较容易满足。

剪力墙的抗震性能也较好。

框架—剪力墙结构体系：

在框架中设置一些剪力墙，就成了框架—剪力墙结构体系。

在这种体系中，剪力墙常常负担大部分水平荷载，结构总体刚度加大，侧移减小。

同时，由于框架和剪力墙协同工作，通过变形协调，使各层层间变形趋于均匀，改善了纯框架和纯剪力墙结构中上部和下部层间变形相差较大的缺点，因而在地震作用下可减少非结构构件的破坏。

综合以上几种体系的受力特点，结合本工程的实际要求。

根据工程经验，选用框架-剪力墙结构体系。

依据《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第6.1.2条依照烈度、结构类型及房屋的高度。

8度地区框架-剪力墙结构，总高度小于60米时。

框架的抗震等级为二级，剪力墙抗震等级为一级。

据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002第4.2.3条，框—剪结构在8度地区高宽比不宜超过4，本设计高宽比：

32.5÷15＝2.17<4，满足要求。

1.2.2结构布置

1.2.2.1柱网尺寸

根据建筑物实际使用工程的要求，纵向采用等柱距7.5米，局部8.0米，横向柱网为6.0米和3.0米。

1.2.2.2长宽比

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002第4.3.3条,LB=5315=3.53<5,满足要求。

1.2.2.3剪力墙布置及间距

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002第8.1.5条，第8.1.7条，第8.1.8条，

1.框架－剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系，抗震设计时，结构两主轴方向均应布置剪力墙。

2.纵横剪力墙组成L型、[型等形式，并贯通建筑物全高。

3.剪力墙对称布置在建筑物的楼梯间和电梯间，间距小于40米。

1.2.2.4变形缝

据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002第4.3.12条，本结构平面布置简单规则，结构布置对称，刚度分布均匀，且无局部重量差别过大，可不设变形缝。

1.2.3初步确定梁、柱、板的尺寸

1.2.3.1板厚的确定

根据规范要求，民用建筑楼板厚度最小为60mm，根据本设计情况，取楼板厚100mm。

1.2.3.2框架梁截面

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002第6.3.1条，框架梁截面高度按hb=（110－118）lb确定。

本设计取梁截面尺寸：

750×450，次梁取115～120lb,本设计取500×300。

1.2.3.3框架柱

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002第6.4.2条，柱截面由轴压比控制：

μc＝NfcAc<0.85（1-1）

N= 1.25α1α2qnSβ（1-2）

α1——水平力产生的轴力附加值，7度取1.05，8度取1.1

α2——边柱角柱轴向力调整系数1.1～1.2

q——单位楼面竖向荷载12～14kPa

n——截面以上楼层数

S——柱子的荷载面积

β——柱由框架梁和剪力墙连接时轴向力折减系数0.7～0.8

按以上计算一层中柱的截面取750×750，为计算简便，取所有柱截面相同。

1.3剪力墙数量及截面尺寸要求

1.3.1剪力墙数量

在框架—剪力墙结构中，剪力墙承受大部分水平剪力，但不宜承受过多的水平剪力。

剪力墙如承受过多的水平剪力，将使框架承受的水平剪力太小，按过小的水平剪力设计框架是不安全的。

因此在一般实际工程中，对框架承受的底部水平剪力控制在结构底部剪力的20%—40%左右。

1.3.2剪力墙截面尺寸要求

《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002第8.2.2条，带边框剪力墙的截面厚度应符合下列规定：

1.抗震设计时，一、二级剪力墙的底部加强部位均不应小于200mm，且不应小于层高的116；

2.除第一项以外的其他情况下不应小于160mm，且不应小于层高的120；

3.当剪力墙截面厚度不满足第1、2项要求时，应按本规程附录D计算墙体稳定。

本设计取墙厚300mm。

1.4材料

混凝土强度：

C50

钢筋：

采用HPB235HRB335级钢筋，

填充墙采用粉煤灰砌块。

第二章结构设计的计算

2.1结构重力荷载计算

2.1.1单位荷载的计算

计算单位荷载是为了计算重力荷载，对于本设计，以下所用的材料，构件的重量均按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001选用。

2.1.1.1屋面荷载

荷载项目标准值（kPa）设计值（kPa）

油毡防水层0.35

1：

2.5水泥砂浆找平层20厚0.02×20＝0.4

150厚水泥蛭石保温层0.15×6＝0.9

1：

6水泥焦渣最低30厚找

1.5％坡度，振捣密实，表面抹光0.03×14＝0.42

100厚钢筋砼屋面板0.1×25＝2.5

顶棚5厚1：

2.5水泥砂浆罩面0.005×20＝0.1

5厚1：

3水泥砂浆打底扫毛0.005×20＝0.1

屋面恒载（合计）4.77

雪荷载0.4×0.5＝0.2

屋面总荷载4.97

2.1.1.2楼面荷载

1.楼面1：

荷载项目标准值（kPa）设计值（kPa）

水磨石楼面0.65

100厚钢筋砼屋面板0.1×25＝2.5

顶棚8厚石灰砂浆0.008×17＝0.136

顶棚2厚纸筋灰罩面0.002×16＝0.032

楼面恒荷载（合计）3.318

楼面活荷载（50％）0.5×2.0＝1.0

楼面总荷载4.318

2.楼面2（一层门厅）

荷载项目标准值（kPa）设计值（kPa）

20厚花岗石楼面灌稀水泥浆灌缝0.02×28=0.56

30厚1：

4干硬性水泥砂浆结合层0.03×20=0.60

100厚钢筋混凝土屋面板0.1×25=2.5

顶棚2厚纸筋灰罩面0.002×16=0.032

8厚水泥砂浆0.008×17=0.136

楼面恒荷载（合计）3.828

楼面活荷载（50%）0.5×2.0＝1.0

楼面总荷载4.828

3.梯间（现浇部分折算成180厚现浇钢筋砼板）

荷载项目标准值（kPa）设计值（kPa）

10厚水泥砂浆找平层0.01×20=0.2

180厚现浇砼结构层0.18×25=4.5

20厚水泥砂浆抹灰0.02×20＝0.4

楼面恒载（合计）5.1

楼面活载（50%）0.5×2.0＝1.0

楼面总荷载6.1

2.1.1.3墙体自重

1.外墙：

（300厚）

荷载项目标准值（kPa）设计值（kPa）

贴瓷砖外墙面（包括水泥砂浆打底）

共25厚0.025×25＝0.625

300厚粉煤灰砌块0.3×8.5＝2.55

7厚1：

3：

3水泥石灰膏砂浆打底0.007×14＝0.098

7厚1：

3石灰膏砂浆0.007×12＝0.084

2厚纸筋灰罩面0.002×16＝0.032

外墙自重3.389

2.内墙：

荷载项目标准值（kPa）设计值（kPa）

2厚纸筋灰罩面0.002×16＝0.032

7厚1：

3石灰膏砂浆0.007×12＝0.084

7厚1：

3：

3水泥石灰膏砂浆打底0.007×14＝0.098

300厚粉煤灰砌块0.3×8.5＝2.55

7厚1：

3：

3水泥石灰膏砂浆打底0.007×14＝0.098

7厚1：

3石灰膏砂浆0.007×12＝0.084

2厚纸筋灰罩面0.002×16＝0.032

内墙自重2.978

3.女儿墙：

荷载项目标准值（kPa）设计值（kPa）

水刷石墙面25厚0.5

300厚粉煤灰砌块0.3×8.5＝2.55

20厚石灰砂浆抹灰0.02×17＝0.34

女儿墙自重3.39

4.剪力墙：

（300厚）

荷载项目标准值（kPa）设计值（kPa）

20厚石灰砂浆抹灰0.02×17＝0.34

300厚钢筋砼墙0.3×25＝7.5

20厚石灰砂浆抹灰0.02×17＝0.34

剪力墙自重8.18

2.1.1.4梁柱自重

1.梁：

（梁侧20厚水泥砂浆）（kNm）

⑴横向框架梁（450×750）

标准值0.45×0.75×25＋2×0.02×0.75×20+0.02×0.45×20＝9.218

设计值9.218×1.2＝11.061

⑵纵向框架梁（450×750）

标准值0.45×0.75×25＋2×0.02×0.75×20＋0.02×0.45×20＝9.218

设计值9.218×1.2＝11.061

⑶次梁：

（300×500）

标准值0.3×0.5×25＋2×0.02×0.5×20＋0.02×0.3×20＝4.47

设计值4.47×1.2＝5.364

2.柱：

（柱侧20厚水泥砂浆）750×750（kNm）

标准值0.75×0.75×25＋4×0.02×（0.75＋0.02）×20＝15.295

设计值15.295×1.2＝18.354

2.1.1.5门窗自重（kPa）

钢框玻璃窗0.4

木门0.2

钢铁门0.4

2.1.2各层重力荷载计算

各层层高：

第一层为4.5米，第二至第八层为4米，其中二至八层为标准层。

2.1.2.1第一层

1.梁：

9.218×（7.5×6+8）×4+9.218×（6×2+3）×8+24×6×4.47=3704.056kN

2.柱：

15.295×4.5×32=2477.79kN

3.剪力墙：

8.18×（6×6+3.2×2+2.4×3+1.2×2+0.45×2+4.05+8）×4.5=2390.810kN

4.外墙：

3.389×（8×7.5+4.3×2+3×2+6×2）×4.5=1320.693kN

5.内墙：

2.978×4.5×10×6=459.81kN

6.楼面：

4.318×（53.0×15.0-6×8）+4.828×6×8=3457.29kN

7.楼梯：

6.1×（3.2×6×2+8×6）=527.04kN

8.门窗：

1门：

0.4×4×4.5×4+0.2×5×1.2×2.5=31.80kN

2窗：

0.4×5×5.75×3=34.50kN

门窗总重：

66.30kN

第一层总重：

14403.789kN

2.1.2.2标准层：

二～八层

1.梁：

9.218×（7.5×6+8）×4+9.218×（6×2+3）×8+24×6×4.47=3704.056kN

2.柱：

15.295×4×32=1957.76kN

3.剪力墙：

8.18×（6×6+3.2×2+2.4×3+1.2×2+0.45×2+4.05+8）×4.5=2390.810kN

4.外墙：

3.389×（53+15）×2×4=1843.616kN

5.内墙：

2.978×10×4×6+2.978×12×4×7.5-2.978×4.3×2×4+2.978×8×4=1017.713kN

6.楼面：

4.318×（53.0×15.0-6×8）+4.828×6×8=3457.29kN

7.楼梯：

6.1×（3.2×6×2+8×6）=527.04kN

8.门窗：

⑴门：

0.2×1.2×2.5×13+0.2×3×1.2×2.5=9.6kN

⑵窗：

0.4×3×5.75×16=110.4kN

门窗总重：

120kN

标准层总重：

15263.005kN

2.1.2.3女儿墙

3.39×（53+15）×2×0.45=181.458kN

第八层总重：

15263.005+181.458=15444.463kN

2.1.3结构重力荷载代表值的计算

将楼面的使用何载以及上下相邻层各半层的所有构件自重标准值集中于楼面标高处，形成一个多质点体系，固定端近似取在±0.000m处。

表2-1结构重力荷载代表值汇总（单位：

kN）

楼层

梁

柱

楼面

剪力墙

外墙

内墙

女儿墙

楼梯

门窗

Gi

1

3704.06

2202.48

3457.29

2390.81

1320.69

459.81

527.04

66.30

14403.79

2-7

3704.06

1957.76

3457.29

2390.81

1843.62

1017.71

527.04

120.00

15263.01

8

3704.06

1957.76

3457.29

2390.81

1843.62

1017.71

181.458

120.00

15444.46

总和

121426.3

验算：

121426.28÷9768.81=12.43∈[12，16],满足要求

2.2框架及剪力墙等效抗弯刚度的计算

2.2.1框架的计算

2.2.1.1柱的线刚度ic的计算

表2-2柱的线刚度ic

楼层

截面b×hm2

层高Hm

（bh3）12m4

（bh3）12H

（Ebh3）12H

第一层

0.75×0.75

4.5

2.6367×10-2

5.859×10-3

2.021×105

第二至八层

0.75×0.75

4.0

2.6367×10-2

6.592×10-3

2.274×105

注：

（Ebh3）12H单位为kN·m，砼标号为C50，E＝3.45×107kPa。

因纵横向的柱均为方柱，截面相同，故计算结果相同。

2.2.1.2梁线刚度ib的计算

计算梁线刚度时分边框架和中框架计算，对边框架梁取I＝1.5Ir，对中框架梁取I＝2Ir。

表2-3纵向框架梁线刚度（单位：

kN·m）

类别

跨度l（m）

b×h（m2）

J0（m4）

系数

Jb（m4）

ib=（EJb）l

中框架I＝2Ir

7.5

0.45×0.75

1.23×10-2

2

2.461×10-2

1.132×105

8.0

0.45×0.75

1.23×10-2

2.461×10-2

9.375×104

边框架I＝1.5Ir

7.5

0.45×0.75

1.23×10-2

1.5

1.846×10-2

8.492×104

表2-4横向框架梁线刚度（单位：

kN·m）

类别

跨度l（m）

b×h（m2）

J0（m4）

系数

Jb（m4）

ib=（EJb）l

中框架I＝2Ir

3

0.45×0.75

1.23×10-2

2

2.461×10-2

2.830×105

边框架I＝1.5Ir

6

0.45×0.75

1.23×10-2

1.5

1.846×10-2

1.061×105

注：

无两边无板的梁，砼标号C50，E＝3.45×107kPa

2.2.1.3框架刚度的计算

在框架－剪力墙结构中，由于梁柱线刚度比较小，采用D值法计算框架刚度，以此计算内力和位移。

计算框架总抗推刚度：

CF＝=0.08Tj+0.07=0.12

顶部附加地震作用ΔF=δnFEK=1424.33kN

3、层间地震剪力分配：

见表2-7

第i个楼层处作用的等效地震力：

Fi=

＝10563.78

（2-5）

4、计算倒三角形荷载：

表2-8层间地震剪力分配

层数

Hi

（m）

Gi

（kN）

GiHi

（×105kN·m）

GiHiΣGiHi

横向

纵向

Fi

（kN）

Vi

（kN）

FiHi

（×103kN·m）

Fi

（kN）

Vi

（kN）

FiHi

（×103kN·m）

8

32.5

15444.46

5.019

0.222

2345.2

2345.16

76.218

1970.5

1970.5

64.042

7

28.5

15263.01

4.350

0.192

2028.2

4373.40

57.805

1704.2

3674.8

48.571

6

24.5

15263.01

3.739

0.165

1743.0

6116.42

42.704

1464.6

5139.6

35.882

5

20.5

15263.01

3.129

0.138

1457.8

7574.22

29.885

1224.9

6364.3

25.111

4

16.5

15263.01

2.518

0.111

1172.6

8746.80

19.348

985.26

7349.5

16.257

3

12.5

15263.01

1.908

0.084

887.4

9634.16

11.092

745.61

8095.1

9.320

2

8.5

15263.01

1.297

0.057

602.1

10236.3

5.118

505.95

8601.1

4.301

1

4.5

14403.79

0.648

0.029

306.4

10542.7

1.379

257.41

8858.5

1.158

Σ

22.61

243.55

204.642

2.3.1.2纵向地震作用

1、基本周期：

本设计按8度，第一组，Ⅱ类场地条件，根据《建筑抗震设计规范》第3.2.2、3.2.3、5.1.4条规定查得：

特征周期：

Tg=0.35s

设计基本地震加速度：

0.2g

水平地震影响系数最大值：

αmax＝0.16

取结构阻尼比为0.05，衰减指数

＝0.9阻尼调整系数取1.0

由λ＝1.940，查框架－剪力墙结构自振周期系数表

＝1.31

Tj＝

＝1.31×32.52×[3736.19（9.81×1.482×109）]12＝0.701s

修正后Tj＝0.8×0.701＝0.561s

α1＝（TgTj）0.9αmax＝0.086>0.2αmax

FEK＝α1Geq＝0.086×103212.34＝8876.26kN

Tj＝0.701>1.4Tg计算顶点附加地震作用取δn＝0.08Tj＋0.07＝0.126

顶点附加地震作用ΔF＝δn·FEK＝0.126×10837.30＝1365.50kN

为简化计算，将各楼层质点I的水平地震作用Fi和顶点附加水平地震作用ΔF，按基底弯矩和基底剪力相等原则折算成倒三角形连续分布荷载和顶点集中荷载计算。

基底弯矩：

横向：

M0＝ΣFiHi＋ΔFH＝243.549×103+1424.33×32.5=289.840×103kN·m

纵向：

M0＝ΣFiHi＋ΔFH＝204.642×103+1365.50×32.5=249.021×103kN·m

基底剪力：

横向：

V0=qH2＋ΔF=823.214×32.52+1424.33=14801.83kN

纵向：

V0=qH2＋ΔF=707.279×32.52+1365.50=12858.78kN

2、层间地震剪力分配：

Fi=

＝8876.26

（2-6）

3、计算倒三角形荷载：

M0=ΣFiHi=（13）qH2→q

表2-9倒三角形荷载计算

荷载形式

横向

纵向

F

qH

M0＝289.840×103＝（13）qH2

q=3M0H2=3×289.840×10332.52=823.214kNm

V0=qH2＋ΔF=

14801.83kN

M0＝249.021×103＝（13）qH2

q=3M0H2=3×249.021×10332.52=707.279kNm

V0=qH2＋ΔF=

12858.78kN

2.3.2框架-剪力墙协同工作计算

2.3.2.1总内力计算

1、内力计算：

由λ值及荷载类型查计算图表，结果见表3-3，其中，

VF（ξ）V0=（1－ξ2）－Vw（ξ）V0（2-7）

表2-10框架剪力墙协同工作计算

楼层

标高

x

m

ξ=xH

横向：

λ＝1.574，