乌海市区某政府办公楼建筑结构设计毕业论文

乌海市区某政府办公楼建筑结构设计毕业论文

第一部分设计基本资料

§1.l 初步设计资料

一. 工程名称：乌海市区某政府办公楼建筑结构设计

二. 工程概况：建筑总高为23.1m,主体为六层，局部为五层，室内外高差

0.45m.

三．基本风压：0.5KN/㎡.

四. 雨雪条件：基本雪压0.25 KN/㎡。

五. 水文资料：地下水位在-4.5米处。

六. 地质条件：

1. 地震烈度：本工程地震设防烈度为8度，设计基本地震加速度0.2g，场地类型：Ⅱ类。

2. 地质资料：

表1－1 地质资料

岩土名称土层厚度（m）质量密度ρ

（g/cm3）

地基土静荷载标准值

（Kpa）

粉土 2.48 1.963 160

粉砂 1.02 1.98 150

粉砂- 1.98 160

砾沙 4.01 - 220

粉细沙- - 180

七. 材料使用：

1. 混凝土：梁柱板均使用C30混凝土。

2. 钢筋：梁柱纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB400,箍筋HRB335,基础用HPB300

3. 墙体：

a. 外纵墙采用300厚混凝土空心砌块（11.8KN/m3），一侧墙体为水刷石

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墙面（0.5KN/㎡）,一侧为20㎜厚抹灰（17KN/㎡）；

b. 内隔墙采用200厚蒸压粉煤灰加气砼砌块（5.5KN/m3）,两侧均为20mm 厚抹灰（17KN/㎡）。

4. 窗：均为钢框玻璃窗（0.45KN/m2）

5. 门：除大门为玻璃门（0.45KN/m2），办公室均为木门(0.2KN/m2).

§1.2 结构选型

一. 结构体系选型：采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。

二. 屋面结构：采用现浇混凝土肋型屋盖，屋面板厚100mm。

三. 楼面结构：采用现浇混凝土肋型屋盖，板厚100mm。

四. 楼梯结构：采用钢筋混凝土梁式楼梯。

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第二部分 结构布置及计算简图

§2.1 结构布置及梁,柱截面尺寸的初选

§2.1.1梁柱截面尺寸初选

主体结构共6层，局部5层，底层高4.2m ，其他层高均为3.6m 。内墙做法：200厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块；外墙做法：300厚混凝土空心砌块，门窗详见门窗表，楼层屋盖均为现浇钢筋砼结构。

板厚取100 mm ：80~903600)45

~40(100=?>=l l h mm 一.梁截面尺寸的估算：

(1)主梁：L=6000㎜

11750500812h L mm mm ??== ???

,取600㎜ 1130020023b L mm mm ??== ???

，取300㎜ 故框架横纵梁的截面尺寸为b ×h=300㎜×600㎜

(2).次梁：L=6000㎜ 113335001812h L mm mm ??== ???

,取400㎜，b 取250㎜ 故框架次梁的截面尺寸为b ×h=250㎜×400㎜

表2-1 估算梁的截面尺寸（㎜）及各层混凝土强度等级 层数 混凝土

强度等级

横梁（b ×h ） 纵梁 （b ×h ） 次梁 （b ×h ） AB 跨 BC 跨 1～6 C30 300×600 300?600 300×600 250×400

二.柱截面尺寸的估算

初选柱的截面尺寸为600㎜×600㎜；

§2.1.2 结构布置

图2-1 结构平面布置图

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5 §2.2框架结构的计算单元

图2-2 框架结构梁，柱尺寸

注：

室内外高差0.45m,基础埋深3.9m

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第三部分 横向框架梁柱线刚度及框架侧移刚度计算

§3.1框架梁的线刚度计算

在框架结构中，现浇楼板的楼盖可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架的侧移。为考虑这一有利的作用，在计算梁的截面惯性矩的时候，对于中框架取I=2 I o （I o 为梁的截面惯性矩）

30/12I bh = （3－1）

梁采用C30混凝土，423.010/c E N mm =?。

表3-1 框架梁线刚度表

中框架

梁编号 截面尺寸 跨度 惯性矩()40I mm 线刚度()b i N mm ? L AB ,L CD

600×300

6000

2×5.4×109

2×2.7×109

L BC 600×300 2400 2×5.4×109 2×2.7×109

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§3.2 框架柱的抗侧刚度计算

框架柱的线刚度计算方法同框架梁

表3-2 框架柱抗侧刚度

层号

柱编号 ()c i N mm K α

D D ∑

2-6

边柱

9×1010 0.6 0.231 1.924×104 12.36×104 中柱 9×1010 2.1 0.512 4.26×104 12.36×104 1

边柱

7.36×1010

0.734 0.451 2.06×104

10.24×104

中柱

7.36×1010

2.568

0.672

3.06×104

10.24×104

其中2

12c

i D h α

=，K 及α由计算的梁柱线刚度计算如下： 2-6层 边柱 中柱

12345.4

0.6

290.60.2312 2.6

c i i i i K i K K α+++=

=====+ 123418.9

2.1

29

2.10.512

2 4.1

c i i i i K i K K α+++=

=====+

1层 边柱 中柱

12 5.40.7347.360.50.4512c i i K i K K α+===+==+ 12 5.40.734

7.36

0.50.451

2c i i K i K K

α+===+==+

第四部分重力荷载代表值的计算

§4.1恒荷载计算

§4.1.1屋面及楼面恒荷载计算

一.屋面

采用倒置式不上人屋面

保护层：C20细石混凝土

隔离层：干铺无纺聚酯纤维布一层

δ=

保温层：挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板80

防水层：按屋面说明选用

找平层：1:3水泥砂浆，砂浆中掺入聚丙烯20厚

找坡层：1:8水泥珍珠岩找2﹪坡最薄处20厚

结构层：钢筋混凝土现浇屋面板 100厚0.1×25KN/m3=2.5KN/m2

抹灰层：20厚混合砂浆 0.02×17KN

合计：2.5+1.55+0.34=4.39KN/m2

二.各层走廊楼面及标准层楼面

采用陶瓷地砖楼面

10厚地砖铺实拍平，水泥浆擦缝0.70KN/m2

20厚1:4干硬水泥砂浆

水泥结合层一遍

钢筋混凝土楼板 100厚 0.1×25 KN/m3=2.5 KN/m2

抹灰层：20厚混合砂浆 0.02×17 KN/m3=0.34 KN/m2

合计：0.70+2.5+0.34=3.54 KN/m2

§4.1.2．梁，柱，墙，门窗重力荷载的计算

一.梁自重：

1.框架梁：b×h=300㎜×600㎜

KN/m×0.3m×(0.6m-0.1m)=3.75 KN/m

梁自重： 253

抹灰层20厚混合砂浆：

KN/m=0.46KN/m

（0.34×0.02+0.5×0.02×2）×173

合计：3.75+0.46=4.21 KN/m

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2.次梁：b×h=250㎜×400㎜

梁自重：253

KN/m×0.25m×(0.4m-0.1m)=1.88 KN/m

抹灰层20厚混合砂浆：

0.02m×[(0.4m-0.1m)×2+0.25m]×173

KN/m=0.34KN/m

合计：1.88+0.34= 2.22KN/m

二.柱自重

1.框架柱：b×h=600㎜×600㎜

柱自重：25 3

KN/m×0.6m×0.6m=9KN/m

抹灰层20厚混合砂浆:(0.6×0.02×2+0.64×0.02×2)×17=0.84 KN/m

合计：9+0.84=9.84 KN/m

三.外纵墙自重：

纵墙：0.3m×11.83

KN/m=3.54 KN/m2

钢框玻璃窗：0.45 KN/㎡

水刷石外墙面：0.5 KN/㎡

外纵墙内侧抹灰20厚混合砂浆：0.02×17 KN/㎡=0.34 KN/㎡

合计：3.54+0.5+0.34=4.38 KN/㎡

四.内墙自重：

KN/m×0.2=1.1 KN/m2

200厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 5.53

KN/m=0.68 KN/m2

两侧20厚抹灰混合砂浆 0.02×2×173

合计：1.1+0.68=1.78 KN/㎡

五.女儿墙自重：

KN/m

300厚加气混凝土砌块11.83

KN/m

两侧20厚抹灰 173

合计：11.8×0.3+17×2×0.02=4.22 KN/㎡

§4.2. 活荷载计算

§4.2.1．屋面及楼面活荷载计算

一. 根据《荷载规范》查得：

不上人屋面：0.5KN/㎡

楼面：2.0KN/㎡(办公楼)

走廊: 2.5KN/㎡

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二.雪荷载

Sk=1.0×0.25 KN/㎡=0.25 KN/㎡

屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者取大者

§4.3重力荷载代表值

§4.3.1标准层

一、恒荷载

楼板（3.3+3.15）×14.4×3.54=328.8KN 主梁[（3.3+3.15）×4+14.4]×4.21=169.2KN 次梁12×2.22=26.6KN 柱9.84×3.6×4=141.7KN 外墙[3×（3.3+3.15）×2-1.5×1.8×3-1.2×1.8] ×4.38=124.6KN 内墙3×6×2×1.78+[(3.3+3.15) ×2×3-4×1.0×2.1] ×1.78=116.5KN 门4×1.0×2.1×0.2=1.68KN 窗 1.5×1.8×3×0.45+1.2×1.8×0.45=4.6KN 合计913.7KN 二、活荷载

（3.3+3.15）×6×2×2.0=154.8KN

（3.3+3.15）×2.4×2.5=38.7KN 合计193.5KN 则重力荷载代表值Gi=913.7+0.5×193.5=1010.5KN

§4.3.2底层

一、恒荷载

楼板（3.3+3.15）×14.4×3.54=328.8KN 主梁[（3.3+3.15）×4+14.4]×4.21=169.2KN 次梁12×2.22=26.6KN 柱9.84×（4.4+1.8）×4=244KN 外墙124.6/2+[3.8×（3.3+3.15）×2-2.1×1.8×4 ] ×4.38=210.8KN 内墙 3.8×6×2×1.78+[(3.3+3.15) ×2×3.8-4×1.0×2.1] ×1.78

+(6×3.8-1.8×2.1) ×1.78=187.4KN 门4×1.0×2.1×0.2=1.68KN

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窗 1.8×2.1×5×0.45=8.5KN 合计1177KN 二、活荷载

（3.3+3.15）×6×2×2.0=154.8KN

（3.3+3.15）×2.4×2.5=38.7KN 合计193.5KN 则重力荷载代表值Gi=1177+0.5×193.5=1273.8KN

§4.3.3顶层

一、恒荷载

屋面板 3.3×14.4×4.39=208.6KN 主梁（3.3×2+14.4）×4.21=88.4KN 次梁12×2.22=26.6KN 柱9.84×1.2×4=47.2KN 外墙[3.3×（1.8-0.6）×2-1.2×1.2-1.2×1.5] ×4.38=20.5KN 内墙 1.2×6×2×1.78+(3.3 ×2×1.2-2×1.0×2.1] ×1.78=32.3KN 门2×1.0×2.1×0.2=0.84KN 窗(1.5×1.2+1.2×1.2)×0.45=1.5KN 女儿墙（14.4+3.3×2）×0.9×4.22=79.8KN 合计505.8KN 二、活荷载

（3.3+14.4）×0.25=11.9KN 合计11.9KN 则重力荷载代表值Gi=505.8+0.5×11.9=511.8KN

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12 第五部分横向水平荷载作用下结构内力和侧移验算 §5.1 集中于各楼层标高处的重力荷载代表值Gi

根据《抗震规范》（GB50011—2010）第5.1.3条：，顶层的荷载代表值包括：屋面荷载、50%的屋面雪荷载、顶层横墙框架自重、顶层半层墙柱自重。其它层重力荷载代表值包括：楼面恒载、50%楼面均布荷载、该层横墙框架横梁自重、该层上下各半层柱及墙体自重。

各楼层重力荷载代表值Gi 确定如下：

图5-1 结构质点重力荷载值

§5.2 水平地震作用下框架侧移和内力的计算

§5.2.1水平地震作用下框架的侧移验算

一．按顶点位移法计算结构的基本周期

顶点位移法是求结构基本频率的一种近似方法。只要求出结构的顶点水平位移，就可以按式（5-4）求得结构的基本周期：

结构顶点假想位移μT 可以由下列公式计算，计算过程见表5-1

n

Gi k V G =∑ （5-1） 1()/n

i j u i Vc Dij =?=∑ （5-2）

1()μ==∑?n

T k u i （5-3）

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ytlq.html