5层框架办公楼(计算书、建筑、结构图纸)

第0页办公楼设计第一章：工程概况1.1设计原始资料:1.1.1建筑地点：本市郊区1.1.2建筑类型：五层办公楼，框架填充墙结构。1.1.3安全等级：二级1.1.4防火等级：二级1.1.5自然条件：标准冻结深度为1.2m,最大冻结深度为1.5m。1.1.6工程地质条件：从自然地面向下，依次为人工填土1.5m；粉质黏土3m，e=0.75,ΙL=0.78,地基土承载力特征值为160kPa；粉质黏土5m，e=0.81ΙL=0.82，载力特征值为140kPa；第二层与第三层土的压缩模量比为3。地表滞水距自然地面3.5m，无腐蚀性。场地为二类。1.1.7建筑介绍：建筑面积约5000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120mm，填充墙采用空心砖。1.2建筑设计说明：1.2.1一些主要建筑的做法：1.屋面：30厚细石混凝土保护层SBS改性沥青卷材防水20厚矿渣水泥找平层80厚苯板保温层120厚钢筋混凝土板V型轻钢龙骨吊顶（二层9mm纸面石膏板、有厚50mm的岩棉板保温层）2.1-4层楼面：木块地面（加防腐油膏铺砌厚76mm）120厚钢筋混凝土板V型轻钢龙骨吊顶第1页3.墙体：外墙采用240mm黏土空心砖，370厚，外墙包柱120mm，外墙面贴面瓷砖，内墙为20mm抹灰,1：3水泥砂浆底，外墙涂料。内墙采用240mm黏土空心砖，1：25水泥砂浆打底，两侧均采用20mm厚抹灰。4厕所（从上到下）：瓷砖面砖20厚1：3水泥砂浆找平层30厚细石混泥土SBS改性沥青卷材防水冷底子油一道20mm厚水泥砂浆找平100厚现浇钢筋混凝土板抹灰15mm5基础：采用钢筋混凝土柱下独立基础。基础埋深1.5m。1.3.结构设计说明及结构体系描述：框架结构是多高层建筑中常采用一种主要的结构形式。框架结构是由梁，柱，节点及基础组成的一种结构形式。框架结构按照结构布置的不同，主要分为横向框架承重，纵向框架承重及双向承重三种方案。横向框架承重方案中，竖向荷载主要由横向框架承担，楼板为预制时应沿横向布置，楼板为现浇时一般设次梁将荷载传至横向框架。横向框架还要承受横向的水平地震作用。在纵向框架承重方案中，竖向荷载主要由纵向框架承担，预制楼板布置方式和次梁设置方向与横向承重框架相反。双向承重方案纵横向均为主要受力方向。本工程为多层钢筋混凝土框架填充墙结构，采用双向框架承重，梁、柱、基础、楼板均为现浇。结构体系确定后，结构总体布置密切结合建筑设计进行，使建筑物具有良好的造型和合理明确的传力路径。1.4材料：梁柱混凝土采用C30,钢筋主筋采用HRB335级钢筋；板、箍筋采用HPB235级钢筋；墙体采用MU10空心砖，砌筑砂浆采用M5混合砂浆。1.5主要参数及结构计算方法：1、结构计算方法：第2页平面框架是一个多次超静定结构，在竖向荷载作用下不考虑侧移的影响，不考虑柱子的压缩变形，采用弯矩二次分配法。在水平荷载作用下采用D值法计算柱的侧移。D值法是反弯点法的改进，它近似考虑了节点转动对柱子侧移与反弯点的影响。该工程的设计条件及指标可不考虑竖向地震作用的影响，因此只计算水平地震作用的影响即可，采用底部剪力法。2、主要参数：(1)地基承载力特征值f=160kN/㎡，粘性土，覆盖层厚度20m，由场地类别划分表，属二类场地。(2)根据《抗震规范》，本建筑物高度不超过40m,以剪切变形为主，且质量和刚度沿高度变化比较均匀，可采用底部剪力法计算水平地震作用。(3)本建筑高度为18m，设防烈度为七度，抗震等级为三级，结构安全等级为二级，建筑防火等级为二级。(4)由于本建筑物主要持力层范围内无软弱土层，而且为一般民用框假结构，按《地基基础规范》设计时可不做地基变形计算。(5)为满足建筑抗震要求，实现延性框架，设计中实现了强柱弱梁，强剪弱弯计算，强节点弱构件由构造实现，梁柱按弹性理论计算配筋。1.6柱网与层高：本办公楼采用柱距为7.2m的内廊式小柱网，边跨为7.2m，中间跨为2.4m，层高取3.3m。柱网布置如下图：1.7梁、柱截面尺寸的初步确定：1、梁截面高度一般取梁跨度的1/12至1/8。本方案：纵向梁截面取1/10×7200=720mm，截面宽度取720×1/2.5=300mm，可得梁的截面初步定为b×h=300*720；横向梁截面高度取1/11×6600=600，截面宽度取600×1/2.5=240，可得梁截面初步定为b×h=250×600。2、框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按下列公式计算：(1)柱组合的轴压力设计值N=β*F*gE*n注：β考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数。F按简支状态计算柱的负载面积。第3页gE折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取14kN/m2。n为验算截面以上的楼层层数。(2)Ac≥N/uNfc注：uN为框架柱轴压比限值，本方案为二级抗震等级，查《抗震规范》可知取为0.8。fc为混凝土轴心抗压强度设计值，对C30，查得14.3N/mm2。12345ABCD7200720072007200720072002400987657200720072007200107200A=4.8*7.2=34.56B=3.6*7.2=25.921.1柱网布置图图1.1柱网布置图3、计算过程：对于边柱：N=βFgEn=1.3×（3.6×7.2）×14×5=2358.72（kN）Ac≥N/uNfc=2358.72×103/0.8/14.3=206181.82（mm2）取600mm×600mm对于内柱：N=βFgEn=1.25×（4.8×7.2）×14×5=3024（kN）Ac≥N/uNfc=3024×103/0.8/14.3=264335.66（mm2）取600mm×600mm第4页表1.1梁截面尺寸（mm）混凝土等级横梁（b×h）纵梁（b×h）AB跨、CD跨BC跨C30250×600250×400300×720表1.2柱截面尺寸（mm）层次混凝土等级b×h1C30600×600第5页第二章：框架侧移刚度的计算2.1、横梁线刚度ib的计算：表2.1横梁线刚度ib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）AB跨、CD跨3.0×104250×6004.50×10972001.88×10102.82×10103.76×1010BC跨3.0×104250×4001.33×10924001.66×10102.49×10103.32×10102.2、纵梁线刚度ib的计算：表2.2纵梁线刚度ib类别Ec（N/mm2）b×h（mm×mm）I0（mm4）l（mm）EcI0/l（N·mm）纵梁3.0×104300×7209.33×10972003.89×10102.3、柱线刚度ic的计算：I=bh3/12表2.3柱线刚度ic层次hc（mm）Ec（N/mm2）b×h（mm×mm）Ic（mm4）EcIc/hc（N·mm）153003.0×104600×6001.08×10106.11×10102--533003.0×104600×6001.08×10109.82×10102.4、各层横向侧移刚度计算：(D值法)D=ａc×12×ｉc/ｈ²式中：D——柱的侧移刚度；ａc——柱侧移刚度修正系数，对不同情况查表，其中K表示梁柱线刚度比；第6页ｉc—柱的线刚度，ｉc=Ec×Ic/ｈc，Ic——柱的截面惯性矩ｈ——框架柱的计算高度。表2.4横向侧移刚度层次KａcDi1KａcDi22-50.2080.094101720.3600.1531655610.3080.38199450.5790.41810911∑D1=9945×20+10911×20=417120∑D2=10171×20+16556×20=534560由此可知，横向框架梁的层间侧移刚度为：表2.5横向层间侧移刚度层次12345∑Di（N/mm）417120534560534560534560534560∑D1/∑D2=417120/534560=0.780.7，故该框架为规则框架。第7页第三章：重力荷载代表值的计算3.1、资料准备：查《荷载规范》可取：①、屋面永久荷载标准值30厚细石混凝土保护层22×0.03=0.66kN/m2SBS改性沥青卷材防水0.4kN/m220厚矿渣水泥找平层14.5×0.02=0.29kN/m280厚苯板保温层5×0.15=0.75kN/m2120厚钢筋混凝土板25×0.12=3.0kN/m2V型轻钢龙骨吊顶0.25kN/m2（二层9mm纸面石膏板、有厚50mm的岩棉板保温层）合计5.35kN/m2②、1-5层楼面：木块地面（加防腐油膏铺砌厚76mm）0.7kN/m2120厚钢筋混凝土板25×0.12=3.0kN/m2V型轻钢龙骨吊顶0.25kN/m2合计3.95kN/m2②、屋面及楼面可变荷载标准值：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=1.0×0.2=0.2kN/m2（式中ur为屋面积雪分布系数）④、梁柱密度25kN/m2蒸压粉煤灰加气混凝土砌块kN/m23.2、重力荷载代表值的计算：1、第一层：（1）、梁、柱：第8页表3.2梁重计算表类别净跨（mm）截面（mm）密度（kN/m3）体积（m3）数量(根)单重（kN）总重（kN）横梁6500250×600250.9752024.38487.51700250×400250.17104.2542.5纵梁6500300×720251.4043635.11263.6表3.2柱重计算表类别计算高度（mm）截面（mm）密度（kN/m3）体积（m3）数量（根）单重（kN）总重（kN）首层柱4200600×600251.512403714802-5层柱3300600×600251.1884029.71188（2）、内外填充墙重的计算：一层内横墙：墙厚240mm，计算高度4200-600=3600mm。（14×7.2-2×1.6）×0.24×（4.2-0.6）×5.5=463.8kN门上部墙重：2×1.6×0.24×（4.2-2.1-0.6）=6.6kN一层内横墙重：463.8+6.6=470.4kN一层内纵墙：（8×7.2+3-7×106-2×1.2-1.5-1）×0.24×（4.20-0.72）×5.5=204.6kN门上部墙重：（7×1.6+2×1.2+1.5+1）×0.24×（4.2-0.72-2.1）×5.5=29.2kN一层内纵墙重：204.6+29.2=233.8kN一层外纵墙重：（2×64.8-2×9×0.6-7.2）×0.37×（4.2-0.72）×5.5=790.3kN一层外横墙重：2×（16.8-1.8-2×0.6）×0.37×（4.2-0.6）×5.5=195.5kN窗户与墙重量差的计算：窗户部分墙重：（1.6×2.115×0.37×20+2.1×2.1×0.37×14+1.2×2.1×2×0.37）×5.5=273.4kN第9页窗户自重（1.6×2.115×20+2.1×2.1×14+1.2×2.1×2）×0.4=53.8kN一层外墙总重：790.3+195.5+53.8-273.4=766.2kN一层门重：（9×1.6+2×1.8+1.5+2×1.2+1）×2.1×0.15=7.5kN（3）、楼板恒载、活载计算（楼梯间按楼板计算）：面积：16.8×64.8=1088.64（m2）恒载：3.95×1088.64=4300.1kN活载：2.0×1088.64=2177.3kN由以上计算可知，一层重力荷载代表值为G1=G恒+0.5×G活=（487.5+42.5+1263.6+1480×0.5+1118×0.5）×1.05+（470.4+233.8+766.2+7.5）×0.5+1198.4×0.5+4300.1+2177.3×0.5=9974kN注：梁柱剩上粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数1.05。2、第二层：（1）、内外填充墙重的计算：二层内横墙：墙厚240mm