郑州某商业办公楼结构设计计算书 - secret - 图文

目 录

第一部分：工程概况 ................................ 2 第二部分：结构计算单元确定及框架侧移刚度的计算 .... 3 第三部分：荷载计算 ................................ 6 第四部分：竖向荷载作用下框架结构的内力计算第五部分：水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算第六部分：内力组合第七部分：截面设计第八部分：楼板设计第十部分：基础设计

........ 8 . 17 ............................... 20 ............................... 24 ............................... 32 ............................... 38

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第一部分：工程概况

1.1设计概况

（一）工程概况

本工程为郑州市某商业办公楼。批准总建筑面积为6000m2，投资420万元，拟建6层。会议室、多功能展厅1500m2，办公部分建筑面积3000，其它部分1500m2，要求二层以上各层能分别独立使用，首层为公共部分。

1、办公室：拟采用3.6m开间，5.5m进深，以1-2开间为一办公单元。 2、会议室：70m2，要求除首层以外，每层设1个。 3、会客室：70m2，设在首层。

4、多功能展厅：150m2。要求每层设置，考虑通风并适当考虑自然采光。 5、层高：拟选首层3.6m，其余各层3.00m。 6、电梯：设10人客梯一部。 （二）拟建位置

该工程建于郑州市，位于中原东路南侧。蜜蜂张街北侧，其总平面图如下：

（三）自然条件

1、气温：冬季室外计算温度-9℃，冻土深度30cm，夏季室外计算温+33℃。 2、年降水量680mm。

3、场区地势平坦，地层分布较为规律，地耐力按150KN/m2计，持力层为轻亚粘土，Ⅱ类场地。

4、郑州市平均风速夏季为2.8m/s，主导风向为南风，冬季为3.5m/s，主导风向为东北风，基本风压0.4kN/m2。

5、雪载：最大积雪厚度为20cm，雪荷载为0.25kN/m2。

6、地下水位：常年地下水位于地面以下，水质对混凝土无侵蚀。 7、设防烈度7度。 （四）建筑标准 1、防火等级：Ⅱ级

2、办公室、会议室采光等级：Ⅲ级 第二部分：结构计算单元确定及框架侧移刚度的计算

一、结构承重方案的选择：

竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经梁框架柱，再由框架柱传至地基。

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大，增加框架的横向侧移刚度。

二、施工方案选择： 本工程施工方案采用现浇式。 三、柱网布置与层高：

本办公楼采用柱距为6.0m的内廊式小柱网，边跨为5.5m，中间跨为2.7m，层高取首层为3.6m,其余为3.0m。

四、施工缝的划分：

本工程由于平面布置不甚规则，设一道沉降缝，位置在G 轴与F轴处，基础及上部完全断开。

五、结构平面布置：

本工程的结构平面布置如下图所示。

六、基础形式及埋置深度：

本工程地势平坦，底层分布较为规律，地耐力150KN/M2,常年地下水位位于地面以下，水质对基础混凝土无侵蚀，上部为六层框架结构，综合考虑选用条形基础。

七、梁、柱、板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。本方案取1/11×5500=500mm，截面宽度取500×1/2=250mm，可得梁的截面初步定为b×h=250*500。楼板取120mm，楼梯板及休息平台板为120mm,平台梁200×400。

2、框架柱的截面尺寸

梁截面尺寸（mm）

横梁（b×h） 混凝土等级 AB跨、CD跨 C30 250×500 柱截面尺寸（mm）

层次 1-6 1.横梁线刚度i b的计算：

混凝土等级 C30 b×h 550×550 BC跨 250×400 250×500 纵梁（b×h） 类别 Ec 2b×h I0 （mm） 2.60×10 1.33×10 994l EcI0/l（N〃mm） （mm） 5500 2700 1.42×10 1.48×10 1010截面计算刚度 2.84×10 2.22×10 1010（N/mm） （mm×mm） 边跨 中跨 3.0×10 3.0×10 44250×500 250×400 2.柱线刚度i c的计算：I=bh3/12

b×h 层次 1 2--6 hc（mm） 3600 3000 Ec（N/mm） （mm×mm） 3.0×10 3.0×10 442Ic （mm） 7.6×10 7.6×10 994EcIc/hc （N〃mm） 6.3×10 7.6×10 1010550×550 550×550 八、 框架结构的计算简图：

本工程的框架计算简图及典型结果单元如下所示：

A6A5A4A3A2A1A0 L1L1L1L1L1L1 5500B6B5B4B3B2B1B0 L2L2L2L2L2L2 2700C6C5C4C3C2C1C0 5500L1L1L1L1L1L1 D6D5D4D3D2D1D0 300030003000300030003600 计算简图

7200 L13600 Z13600 5500 2700 Z2L2 Z2 5500Z1 260

典型结构单元

第三部分：荷载计算

一、屋面梁荷载计算

1、屋面框架梁线荷载标准值：

20厚1：2水泥砂浆找平 0.02×20＝0.4 KN/m2 100-140厚（2％找坡）膨胀珍珠岩 (0.10+0.14)/2×7＝0.80 KN/m2 120厚现浇钢筋混凝土楼板 0.12×25＝3 KN/m2 15厚石灰抹底 0.015×16＝0.24 KN/m2 屋面恒载 3.98 KN/m2 2、屋面梁自重：边跨框架梁自重 0.25×0.5×25＝3.13 KN/m 梁侧粉刷 2×（0.5－0.12）×0.02×17＝0.26 KN/m 中跨框架梁自重 0.25×0.4×25＝2.5 KN/m 梁侧抹灰 2×（0.4－0.12）×0.02×17＝0.19 KN/m gAB! =gcd1= 3.39KN/m gBC= 2.69 KN/m

3、作用在顶层框架梁上的线荷载：见下表(上人屋面活荷载标准值为1.5KN/M2，取折减系数0.9，等于1.35KN/M2) 名称 边跨梁 活荷载 恒载 中跨梁 活荷载 1.35×7.2=9.72 1.4 13.61 1.35×7.2=9.72 3.98×7.2+2.69=31.35 1.4 1.2 13.61 37.62 荷载类别 线荷载标准值（KN/M） 荷载分项系数 设计线荷载 恒载 3.98×7.2+3.39=32.05 1.2 38.46 二、标准层楼面梁荷载 1、楼面框架梁线荷载标准值：

25厚水泥砂浆面层 0.025×20＝ 0.5 KN/m 120厚现浇钢筋混凝土楼板 0.12×25＝3 KN/m 15厚板底石灰抹底 0.015×16＝0.24 KN/m 楼面恒载 3.24 KN/m 2、楼面梁自重：边跨框架梁自重及梁侧粉刷 3.4 KN/m 边跨填充墙自重 0.20×（3-0.5）×19=9.5 KN/m

墙面粉刷 （3-0.5）×0.02×2×17=1.7 KN/m 中跨框架及梁侧粉刷 2.69 KN/m gAB! =gcd1=14.6 KN /m gBC1=2.69 KN/m

3、作用在中间层框架梁上的线荷载：（活荷载标准值为5.0KN/ M2,走廊活荷载为3.0KN/ M2） 名称 边跨梁 活荷载 恒载 中跨梁 活荷载 3.0×7.2=21.600 1.3 28.08 5.0×7.2=36 3.24×7.2+2.69=26.02 1.3 1.2 46.80 31.22 荷载类别 线荷载标准值（KN/M） 荷载分项系数 设计线荷载 恒载 3.24×7.2+14.6=37.93 1.2 45.51 三、屋面框架节点集中荷载标准值

1、节点A6:边柱连系梁自重 0.25×0.5×7.2×25=22.5 KN 粉刷 0.02×（0.5-0.12）×2×7.2×17=1.86 KN 1.2m高女儿墙 1.2×7.2×0.25×19=41.04 KN 粉刷 1.2×0.02×2×7.2×17=5.88 KN 连系梁传来屋面自重 0.5×5.5×0.5×7.2×3.98=39.4 KN 顶层边节点集中荷载 110.68 KN 2、节点B6:中柱连系梁自重 0.25×0.5×7.2×25=22.5 KN 粉刷 0.02×（0.5-0.12）×2×7.2×17=1.86 KN 连系梁传来屋面自重 0.5×（5.5+7.2-2.7）×1.35×3.98=26.87 KN 0.5×7.2×3.98×3=42.98 KN 顶层中节点集中荷载 94.21 KN 四、楼面框架节点集中荷载标准值

1、节点A5:边柱连系梁自重 22.5 KN 粉刷 1.86 KN 钢窗自重 2×1.2×1.8×0.45=1.94 KN 窗下墙体自重 0.25×0.85×(7.2-0.5)×19=27.05KN 粉刷 2×0.02×0.85×7.2×17=4.16KN

窗边墙体自重 0.25 ×(7.2-2×1.2-0.5)×1.8×19=36.77 KN 粉刷 2×3.1×1.8×17×0.02=3.79 KN 框架柱自重 0.55×0.55×3×25=22.69 KN 粉刷 1.7×0.02×3×17=1.73 KN 连系梁传来楼面自重 0.5×5.5×0.5×7.2×3.24=32.08 KN 标准层边节点集中荷载 154.57 KN 2、节点B5:中柱连系梁自重 22.5 KN 粉刷 1.86 KN 内纵墙自重 7.2×（3-0.5）×2×0.25×19=171 KN 粉刷 7.2×2.7×2×0.02×17=13.22 KN 扣除门洞重加上门重 -2.1×0.8×(5.24-0.2) ×=-16.93 KN 框架柱自重 22.69 KN 粉刷 1.907 KN 连系梁传来楼面自重 0.5×(5.5+7.2-2.7)×1.35×3.24=21.87 KN 0.5×7.2×1.5×3.24=17.5 KN 楼面中节点集中荷载 289.48 KN

第四部分：竖向荷载作用下框架结构的内力计算

一、按分层法进行内力计算：

梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算，由于结构和荷载均对称，故计算时可用半框架。

计算柱的线刚度时，除底层柱外，都要乘以0.9的折减系数；对开口框架进行计算时，除底层外，柱的弯矩传递系数为1/3。最后将开口框架计算的结果进行叠加。

(一)顶层：因屋面活荷载很小，不考虑活荷载的最不利布置，按满载计算。则框架线荷载为：

边跨：38.46+13.61=52.07KN/M 中跨：37.62+13.61=51.23KN/M

1、固端弯矩

边跨：Mg=（g+q）l2/12=52.07×5.52/12=131.26 KN〃M 中跨：Mg=（g+q）l2/12=51.23×2.72/12=31.12 KN〃M 2、计算各杆件的弯矩分配系数

结点A6 μA6A5 0.70 μA6B6 0.30

弯矩计算表结点杆端分配系数固端力矩放松B6放松A6放松B6放松A6M(KN M)A6A50.7A6A6B60.3-131.26-13.0243.28-2.810.84-102.66B6A60.26131.26-26.0421.64-5.630.42121.92B6B6B50.61-61.09-13.20-73.68B6C60.13-31.12-13.02-2.81-46.82结点B6 μB6A6 0.26 μB6B5 0.61 μB6C6 0.13 3、用弯矩分配法求弯矩

100.991.97103.66(二)标准层：因活荷载较大，需按恒载和活荷载最不利布置的情况分别计算。 1、固端弯矩： （1）边跨：

恒载：Mg=gl2/12=45.51×5.52/12=117.98 活荷载：Mg=ql2/12=46.8×2.72/12=28.43 （2）中跨：

恒载：Mg=gl2/12=31.22×5.52/12=78.70 活荷载：Mg=ql2/12=28.08×2.72/12=17.06 2、弯矩分配系数：

结点A5 μA5A4 0.41 μA5A6 0.41 μA5B5 0.18 μB5A5 0.16 结点B5 μB5B4 0.38 μB5B6 0.38 μB5C5 0.08 3、求弯矩：

（1）恒载：

恒载弯矩计算表结点杆端分配系数固端力矩放松B5放松A5放松B5放松A5放松B5M(KN M)A5A40.41A5A5A60.41A5B50.18-117.98-3.1421.80-0.870.16-0.01-99.86B5A50.16117.98-6.2810.90-1.740.08-0.01121.08B5B40.38-14.93-4.14-0.03-18.72B5B5B60.38-14.93-4.14-0.03-18.72B5C50.08-78.70-3.14-0.87-0.01-82.6449.660.3650.4349.660.3650.43（2）活荷载： A、布置在边跨

活荷载布置在边跨时弯矩计算表结点杆端分配系数固端力矩放松B5放松A5放松B5放松A5放松B5M(KN M)A5A40.41A5A5A60.41A5B50.18-28.43-2.275.53-0.220.040.00-25.18B5A50.1628.43-4.552.76-0.440.020.0026.38B5B40.38-10.80-1.05-0.01-11.48B5B5B60.38-10.80-1.05-0.01-11.48B5C50.08-2.27-0.220.00-2.4212.590.0913.0912.590.0913.09 B、布置在中跨

活荷载布置在边跨时弯矩计算表结点杆端分配系数固端力矩放松B5放松A5放松B5放松A5放松B5M(KN M)A5A40.41A5A5A60.41A5B50.181.41-0.250.010.000.001.34B5A50.162.82-0.130.020.000.002.87B5B40.386.690.050.007.12B5B5B60.386.690.050.007.12B5C50.08-17.601.410.010.00-16.10-0.580.00-0.17-0.580.00-0.17 C、布置在一侧边跨和中跨：

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