六层框架结构办公楼设计计算书.docx
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六层框架结构办公楼设计计算书
1工程概况
1.1概况
本工程为某政府机关办公楼,本工程为六层钢筋混凝土框架结构体系,建筑面积约4000m2左右,建筑平面一字型,受场地限制,宽度≤17m,长度≤40m。
开间长4.5m,进深长6.6m,层高3.6m,走廊宽2.4m。
框架梁、板、柱均采用现浇混凝土。
1.2地质资料
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1.2.1场地概况
拟建建筑场地已经人工填土平整,地形平坦,地面高程4.6m。
1.2.2地层构成
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勘察揭露的地层,自上而下除第一层为近期人工填土外,其余均属第四全新世海陆交相互沉积。
勘察深度范围内所揭露的地层,厚度变化很小,分布较均匀,其各层概况为:
⑴杂填土:
以粘土为主,含大量垃圾和有机质,不宜作为天然地基,平均厚度2.5m。
⑵淤泥质粉质粘土:
深灰色,流塑状态。
平均厚度7.1m。
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⑶细砂:
以细砂为主,少量粉砂,含粘粒,饱和,松散稍密状。
平均厚度为2.4m
⑷中砂:
以中粗砂为主,饱和,属密实状态,承载力特征值为220kpa,工程地质性良好,可以做桩尖持力层。
本层为揭穿。
1.2.3地下水情况
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场地地下水在勘探深度范围内分上下两个含水层,第一含水层位于第⑵层淤泥质粉质粘土层中,属上层空隙滞水,水位高程约为4.2m;第二层含水层主要存于第⑶层细砂层中,属空隙潜水,具有一定的静水压力。
经取水样进行水质分析,判定该地下水对混凝土无侵蚀性。
1.2.4工程地质评价
⑴场地土类型与场地类别:
经计算,本场地15m深度以内土层平均剪切波速(按各层厚度加权平均)为Vsm=140~160m/s,即场地土类型为中软场地土;另据区域资料表明,该场地覆盖层厚度Dov为60m,按《建筑抗震设计规范.》划分该场地类别为Ⅱ类土。
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⑵场地地基液化判别:
第⑶层细砂层为液化土层,IIE=11.3,属中等液化。
⑶地基持力层选择与评价:
第⑴层杂填土不宜作天然地基;第⑵层淤泥质粉质粘土位软弱下卧层;第⑶层细砂层属中等液化土层,未经处理不可作为地基持力层;第⑷层中砂层物理学性质较好,可作为桩尖持力层。
有关桩的设计和要求,详见《建筑桩基技术规范》(JGJ94—2008),各层土的承载力特征值及桩设计参数见下表1.1:
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各层土的承载力特征值及桩设计参数表1.1
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层序
土层
名称
平均厚度(m)
实际标贯击数/临界标贯击数
承载力
特征值
沉管灌注桩
预制桩
桩侧阻力特征值
桩端端阻力特征值
桩侧阻力特征值
桩端端阻力特征值
fak(kPa)
qsia(kPa)
qpa(kPa)
qsia(kPa)
qpa(kPa)
①
杂填土
2.5
②
淤泥质粉质粘土
7.1
65
20
24
③
细砂
2.4
0.60
150
29
38
④
中砂
未揭穿
230
42
1600
47
2100
1.2.5地基方案
根据拟建建筑物的特点及场地岩土工程条件,基础形式可采用桩基础。
建议采用④层中砂作为桩尖持力层,桩型可考虑灌注桩或预制桩。
1.3地震资料
根据国家地震局审批的《××地震区划图及其说明》,本场地属于强震区,其地震基本烈度为8度,设计基本地震的加速度为0.2g,设计地震分组为第一组。
1.4气象条件
基本风压0.75kN/m2,基本雪压0
2构件估算及布置
2.1框架梁、柱的截面尺寸估算
2.1.1框架梁估算
纵向主梁最大跨度l1=4500mm
h=(1/8~1/12)×l1=(1/8~1/12)×4500mm=(563~375)mm取500mm
b=(1/2~1/3)×h=(1/2~1/3)×500mm=(250~167)mm取200mm
横向主梁最大跨度l2=6600mm
h=(1/8~1/12)×l2=(825~550)mm取700mm
b=(1/2~1/3)×h=(360~240)mm取300mm
次梁最大跨度l2=6600mm
h=(1/12~1/18)×l2=(550~367)mm取450mm
b=(1/2~1/3)×h=(225~150)mm取200mm
考虑到走廊处横向主梁跨度较小,故取其截面为200mm×500mm
各梁截面尺寸如下表:
各梁截面尺寸估算表表2.1
横向主梁KL1
(mm×mm)
横向主梁KL2
(mm×mm)
横向主梁KL3
(mm×mm)
次梁L1、L2
(mm×mm)
300×700
200×500
200×500
200×450
2.1.2框架柱计算
框架高度3.6×5+5=23m,烈度为8度
查《构筑物抗震设计规范》得该框架结构抗震等级为二级,框架柱轴压比限值为〔μN〕=0.8
采用C30混凝土,由于N=βFgn
中柱和边柱的负荷面积分别是4.5×6.75m2和3.3×6.75m2
所以中柱Ac≥βFgn/μfc=1.25×4.5×6.75×15×103×6/(0.8×14.3)
=298705mm2
边柱Ac≥βFgn/μfc=1.25×3.3×6.75×15×103×6/(0.8×14.3)
=227813mm2
根据以上计算结果,并以安全起见,标准层统一取600×600mm2,首层统一取800×800mm2
2.2屋(楼)盖的结构平面布置图
图2-1屋(楼)盖平面布置图
2.3框架计算简图
底层高h取5m,其他层高3.6m
图2-2框架计算简图
3屋(楼)盖设计
3.1荷载计算
3.1.1办公室、走廊荷载计算
⑴办公室恒载标准值
25mm厚水泥砂浆找平层0.025×20=0.5kN/m2
120mm厚现浇钢筋混凝土板0.12×25=3.0kN/m2
15mm厚板底纸筋灰抹灰0.015×16=0.24kN/m2
小计3.74kN/m2
⑵活载标准值
走道2.5kN/m2
办公室2.0kN/m2
设计值:
走道g=1.2×3.74=4.49kN/m2
q=1.4×2.5=3.5kN/m2
g+q=7.99kN/m2
g+q/2=6.24kN/m2
办公室g=1.2×3.74=4.49kN/m2
q=1.4×2.0=2.8kN/m2
g+q=7.29kN/m2
g+q/2=5.89kN/m2
3.1.2卫生间荷载计算
⑴恒载标准值
陶瓷锦砖0.12kN/m2
20mm厚防水砂浆找平层0.02×20=0.4kN/m2
120mm厚钢筋混凝土板自重0.12×25=3kN/m2
15mm厚板底纸筋灰抹灰0.015×16=0.24kN/m2
小计3.76kN/m2
⑵活载标准值
活载标准值2.5kN/m2
设计值:
g=1.4×2.5=3.5kN/m2
q=1.2×3.76=4.51kN/m2
g+q/2=6.26kN/m2
g+q=8.01kN/m2
3.1.3屋面荷载计算(不上人屋面)
⑴恒载标准值
180mm厚砖砌架空隔热层1.1kN/m2
三毡四油上铺绿豆砂0.4kN/m2
25mm厚1:
3水泥砂浆找平层0.025×20=0.5kN/m2
1:
6水泥焦渣找坡(最薄30mm)0.085×10=0.85kN/m2
100mm厚混凝土板自重0.1×25=2.5kN/m2
15mm厚板底纸筋灰抹灰0.015×16=0.24kN/m2
小计5.59kN/m2
⑵活载标准值
标准值:
qk=0.5kN/m2
设计值:
g=1.2×5.59=6.71kN/m2
q=1.4×0.5=0.7kN/m2
g+q/2=7.06kN/m2
g+q=7.41kN/m2
q/2=0.35kN/m2
3.2弯矩计算
本设计中lo1/lo2<3,所以只有双向板,设计时按弹性理论方法设计,跨中最大弯矩的情况,荷载分布情况可以分解为满布荷载q+q/2及间隔布置±q/2两种情况,请一种情况可以近似认为各区格板都固定支承在中间支承上,对后一种情况可近似认为在中间支承处都是简支的,支座最大负弯矩可近似按活载满布求得,即支座g+q下的支座弯矩,考虑泊松比的影响,取ν=0.2,查表“双向板按弹性分析的系数表”(见《混凝土结构》中册)对各区格楼盖弯矩进行计算,列于表3.1、3.2中:
楼盖弯矩表3.1
区格
项目
B1
B2
B3
B4
lo1(m)
3.3
3.3
3.3
2.4
lo2(m)
4.5
4.5
4.5
4.5
lo1/lo2
0.733
0.733
0.733
0.533
m1
(kN·m)
(0.0402+0.2×0.0183)×5.89×3.32+(0.0641+0.2×0.0310)×1.4×3.32=3.89
(0.0337+0.2×0.0104)×5.89×3.32+(0.0641+0.2×0.0310)×1.4×3.32=3.37
(0.0305+0.2×0.0124)×5.89×3.32+(0.0641+0.2×0.0310)×1.4×3.32=3.19
(0.0539+0.2×0.0096)×6.42×2.42+(0.0917+0.2×0.0198)×1.75×2.42=3.02
m2
(kN·m)
(0.0402×0.2+0.0183)×5.89×3.32+(0.0641×0.2+0.0310)×1.4×3.32=2.36
(0.0337×0.2+0.0104)×5.89×3.32+(0.0641×0.2+0.0310)×1.4×3.32=1.77
(0.0305×0.2+0.0124)×5.89×3.32+(0.0641×0.2+0.0310)×1.4×3.32=1.85
(0.0539×0.2+0.0096)×6.42×2.42+(0.0917×0.2+0.0198)×1.75×2.42=1.14
m1’
(kN·m)
-0.0956×7.29×3.32=-7.59
-0.0758×7.29×3.32=-6.02
-0.0713×7.29×3.32=-5.66
-0.1150×7.29×2.42=-5.29
m2’
(kN·m)
-0.0752×7.29×3.32=-5.97
-0.0572
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- 框架结构 办公楼 设计 计算
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