【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 用，能滿足其較大使用面積的要求。 框架結(jié)構(gòu)的研究，對(duì)于建筑的荷載情況，分析其受力，采用不同的方法分別計(jì)算出各種荷載作用下的彎矩、剪力、軸力，然后進(jìn)行內(nèi)力組合，挑選出最不利的內(nèi)力組合進(jìn)行截面的承載力計(jì) 算，保證結(jié)構(gòu)有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在對(duì)豎向荷載的計(jì)算種采用了彎矩分配法，對(duì)水平荷載采用了 D 值法，對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件的受力性能，受彎構(gòu)件的正截面和斜截面計(jì)算都有應(yīng)用。 本結(jié)構(gòu)計(jì)算選用 一品 框架為計(jì)算單元，采用手算的簡(jiǎn)化計(jì)算方法，其中計(jì)算框架在豎向荷載下的內(nèi)力時(shí)使用的 彎矩 二次分配法，不但使計(jì)算結(jié)果較為合理，而且計(jì)算量較小，是一種不錯(cuò)的手算方法。本設(shè)計(jì)主要通過工程實(shí)例來強(qiáng)化大學(xué)期間所學(xué)的知識(shí)，建立一個(gè)完整的設(shè)計(jì)知識(shí)體系，了解設(shè)計(jì)總過程，通過查閱大量的相關(guān)設(shè)計(jì)資料，提高自己的動(dòng)手能力。 這次設(shè)計(jì)是在結(jié)構(gòu) 教研室各位老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在此向你們表示衷心的感謝！2 初步設(shè)計(jì)資料 工程名稱：某綜合辦公樓 工程概況：本工程是某市某街西段，為七層框架結(jié)構(gòu)，一 — 七層均為辦公室，總建筑面積 29398m 。建筑高度為 ，室內(nèi)外高差 600mm 。建筑防火等級(jí)為二級(jí)，建筑耐火等級(jí)為二級(jí)，耐久年限為二級(jí)。 溫度：冬季室外溫度為 4? 攝氏度 。 地震烈度：本工程抗震設(shè)防烈度為 7 度。 夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，冬季為北風(fēng)，基本風(fēng)壓 。 雨雪條件：基本雪壓 。 水文資料：日最大降雨量為 ，年最大降雨量為 ，年最大降雨日數(shù) 天，土壤標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度 1m ，最高地下水位 9m? 。 地質(zhì)條件：本工程所在地，自然地坪以下 ~ 為 粘土 層，承載能力為標(biāo)準(zhǔn)值 ak=200kPaf ， ~ 為 中密細(xì)砂 層，承載能力標(biāo)準(zhǔn)值為 ak=270kPaf ，場(chǎng)地類別為二類。 材料使用： 混凝土：采用 C30 ； 鋼筋 ：縱向受力鋼筋采用熱軋鋼筋 HRB400 ，其余采用熱軋 HPB300 ； 窗：均為塑鋼窗， 3=? ； 門：木門， 3=? 。 結(jié)構(gòu)選型 結(jié)構(gòu)體系選型：按設(shè)計(jì)要求采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)體系。 屋面結(jié)構(gòu)：采用現(xiàn)澆混凝土肋型屋蓋，屋面板厚 100mm 。 樓面結(jié)構(gòu)：采用現(xiàn)澆混凝土肋型樓蓋，板厚 100mm 。 樓梯結(jié)構(gòu)：采用鋼筋混凝土板式樓梯。 3 2. 1 結(jié)構(gòu)的選型與布置 （ 1） 結(jié)構(gòu)選型 本建筑只有 7 層，且為辦公室，為了便于管理，采用大開間。為了使結(jié)構(gòu)的整體剛度較好，樓面、屋面、樓梯等均采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)為柱下獨(dú)立基礎(chǔ)。 （ 2） 結(jié)構(gòu)布置 高層框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成雙向柱抗側(cè)力體系，框架梁、柱中心線重合。 結(jié)合建筑的平面、立面和剖面布置情況，本辦公樓的結(jié)構(gòu)平面和剖面布置分別如圖 所示。 框架結(jié)構(gòu)房屋中， 經(jīng)濟(jì) 柱距一般為 5~8m ，本建筑的柱距為 和 。根據(jù)結(jié)構(gòu)布置，本建筑平面全部為雙向板。雙向板的板厚 150hl? (l 為區(qū)格短邊邊長(zhǎng) )。本建筑由于樓面活荷載不大，為減輕結(jié)構(gòu)自重和節(jié)省材料起見，樓面板和屋面板的厚度均取 100mm 。 本建筑的材料選用如下 ： 混凝土：采用 C30 ； 鋼筋：縱向受力鋼筋采用熱軋鋼筋 HRB400 ，其余采用熱軋 HPB300 ； 窗：均為塑鋼窗， 3=? ； 門：木門， 3=? 。 圖 標(biāo)準(zhǔn)層 結(jié)構(gòu)平面布置圖 4 框架計(jì)算簡(jiǎn)圖及梁柱線剛度 圖 所示的框架結(jié)構(gòu) 采用縱橫向承重體系 ，是一個(gè)空間結(jié)構(gòu)體系，理應(yīng)按空間結(jié)構(gòu) 計(jì)算。又《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（ JGJ3 2022— ）允許在縱、橫兩個(gè)方向?qū)⑵浒雌矫婵蚣苡?jì)算。故 手算時(shí)只作橫向平面框架計(jì)算。 （ 1） 梁、柱截面尺寸估算 1）框架橫梁截面尺寸 框架橫梁截面高度 11( ~ )18 8hl? ，截面寬度 11( ~ )32bh? 。本結(jié)構(gòu)中， 對(duì)主梁：取 30 0 m m 70 0 m mbh? ? ? 對(duì)次梁：取 25 0 m m 50 0 m mbh? ? ? 2）框架柱截面尺寸 底層柱 軸力估算： 假定結(jié)構(gòu)每平米總荷載設(shè)計(jì)值為 12kN ，則底層中柱的軸力設(shè)計(jì)值約為： 12 5 7 35 72 .1 kNN ? ? ? ? ? 若采用 C30 混凝土搗澆，由《混凝土結(jié)構(gòu)》附表查得 c = 。假定柱截面尺寸 60 0 m m 60 0 m mbh? ? ?，則柱的軸壓比為： c3572100= = = 0 . 6 91 4 . 3 6 0 0 6 0 0Nf b h? ?? 故確定取柱截面尺寸為 60 0mm 60 0mm? 。 （ 2） 確定框架計(jì)算簡(jiǎn)圖 框架的計(jì)算單元如圖 所示。 框架柱嵌固于基礎(chǔ)頂面，框架梁與柱剛接。由于各層柱的截面尺寸不變，故梁跨等于柱截面形心軸線之間的距離。底層柱高從基礎(chǔ)頂面算至二層樓面，室內(nèi)外 高差為 ? ，基礎(chǔ)頂面至室外地坪通常取 ? ，故基頂標(biāo)高至 ? 的距離定為 ? ，二層樓面標(biāo)高 ，故底層柱高為 。其余各層柱高從樓面算至上一層樓面（即層高），故均為 。由此可繪出框架的計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖 所示。 （ 3） 框架梁柱的線剛度計(jì)算 由于樓面板與框架梁的混凝土一起搗澆，對(duì)于中框架梁取 02II? 左跨梁： 7 3 41/ 3 . 0 1 0 2 0 . 3 ( 0 . 7 ) / 7 . 5 6 . 8 6 1 0 k N m12i E I l? ? ? ? ? ? ? ? ? ?左 跨 梁 中跨梁： 7 3 51/ 3 . 0 1 0 2 0 . 3 ( 0 . 7 ) / 3 1 . 7 1 5 1 0 k N m12i E I l? ? ? ? ? ? ? ? ? ?中 跨 梁 右跨梁： 7 3 41/ 3 . 0 1 0 2 0 . 3 ( 0 . 7 ) / 6 . 6 7 . 8 0 1 0 k N m12i E I l? ? ? ? ? ? ? ? ? ?右 跨 梁 B 軸 ~E 軸底層柱： 7B 441/ 3 . 0 1 0 ( 0 . 6 ) / 5 . 0 6 . 4 8 1 0 k N m12i E I h? ? ? ? ? ? ? ?底 柱 C D E 4= = = / = 6. 48 10 kN mi i i E I h ??底 柱 底 柱 底 柱 5 B 軸 ~E 軸其余各層柱： 7 4 41/ 3 . 0 1 0 ( 0 . 6 ) / 3 . 9 8 . 3 1 0 k N m12i E I h? ? ? ? ? ? ? ?余 柱 令 = 柱 ，則其余各桿件的相對(duì)線剛度為： 439。46 .8 6 1 0 0 .8 38 .3 1 0i ????左 跨 梁 539。41 .7 1 5 1 0 2 .0 78 .3 1 0i ????中 跨 梁 439。47 .8 1 0 0 .9 48 .3 1 0i ????右 跨 梁 439。46 .4 8 1 0 0 .7 88 .3 1 0i ????底 柱 框架梁柱的相對(duì)線剛度如圖 所示，作為計(jì)算各節(jié)點(diǎn)桿端彎矩分配系數(shù)的依據(jù)。 圖 計(jì)算簡(jiǎn)圖 6 恒載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 （ 1）屋面 （上人） 找平層： 15 厚水泥砂漿 20= 2kN/m 防水層：（剛性） 40 厚 C20 細(xì)石混凝土防水 2kN/m 防水層：（柔性）三氈四油鋪小石子 2kN/m 找平層： 15 厚水泥砂漿 20= 2kN/m 找平層： 40 厚水泥石灰焦渣砂漿 3‰ 找平 14= 2kN/m 保溫層： 80 厚礦渣水泥 = 2kN/m 結(jié)構(gòu)層： 100 厚現(xiàn)澆鋼筋混凝土板 25= 2kN/m 抹灰層： 10 厚混合砂漿 = 2kN/m ? = 2kN/m （ 2)各層走廊樓面 瓷磚地面 2kN/m 20 厚水泥砂漿找平層 20= 2kN/m 結(jié)構(gòu)層： 100 厚現(xiàn)澆混凝土板 25= 2kN/m 抹灰層： 10 厚混合砂漿 17= 2kN/m ? = 2kN/m （ 3）標(biāo)準(zhǔn)層樓面 瓷磚地面 2kN/m 20 厚水泥砂漿找平層 20= 2kN/m 結(jié)構(gòu)層： 100 厚現(xiàn)澆混凝土板 25= 2kN/m 抹灰層： 10 厚混合砂漿 17= 2kN/m ? = 2kN/m （ 4）梁自重 30 0 m m 70 0 m mbh? ? ? 自重 25（ ） =抹灰層： 10 厚混合砂漿 ? ?( 0) 2 .3? ??17= ? =25 0 m m 50 0 m mbh? ? ? 自重 25（ ） =抹灰 層： 10 厚混合砂漿 ? ?( ) 2 ? ??17= ? =基礎(chǔ)梁 20 0 m m 40 0 m mbh? ? ? 自重 25=7 （ 5）柱自重 60 0 m m 60 0 m mbh? ? ? 自重 25=9kN/m 抹灰層： 10 厚混合砂漿 417= ? =（ 6）外縱墻自重 標(biāo)準(zhǔn)層 縱墻 18=塑鋼窗 =水泥砂漿粉刷 +墻面漆 （ ） =水泥粉刷內(nèi)墻面 （ ） = ? =底層 縱墻（基礎(chǔ)梁 20 0 m m 40 0 m mbh? ? ?） （ ） 18=塑鋼窗 =水泥砂漿粉刷 +墻面漆 （ ） =水泥粉刷內(nèi)墻面 （ ） =? =（ 7）內(nèi)縱（隔）墻自重 標(biāo)準(zhǔn)層 縱墻 （ ） 18=水泥粉刷內(nèi)墻面 （ ） 2= ? = 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算 （ 1）屋面和樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 查《混凝土結(jié)構(gòu)》（中冊(cè)）附表 5 得： 上人屋面 2kN/m 樓面：辦公室 2kN/m 走 廊 2kN/m （ 2）雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 ks == 2kN/m 屋面活荷載與雪荷載不同時(shí)考慮，兩者中取大值。 豎向荷載下的框架受荷總圖 （ 1） BC 軸 間框架梁 屋面板傳給梁的荷載： 8 確定板傳給梁的荷載時(shí)，要一個(gè)板區(qū)格一個(gè)板區(qū)格地考慮。確定每個(gè)板區(qū)格上的荷載傳遞時(shí) ， 先要區(qū)分此板區(qū)格是單向板還是雙向板，若為單向板，可沿板的短跨作中線，將板上荷載平均分給兩長(zhǎng)邊的梁；若為雙向板，可沿 四角點(diǎn)作 45o 線，將區(qū)格板分為四小塊，將每小塊板上的荷載傳遞給與之相鄰的梁。板傳至梁上的 三角形或梯形荷載可等效為均布荷載。本結(jié)構(gòu)樓面荷載的傳遞示意圖如 圖 所示。 圖 板傳荷載示意圖 屋面板傳給梁的荷載： 恒載： （ 12 + ） 2=活載： （ 12 + ） 2=樓面板傳給梁的荷載： 恒載： （ 12 + ） 2=活載： （ 12 + ） 2=梁自重標(biāo)準(zhǔn)值： BC 軸間框架梁均布荷載為：屋面梁 恒載 =梁自重 +板傳荷載 =+= 活載 =板傳荷載 = 樓面梁 恒載 =梁自重 +板傳荷載 +內(nèi)墻自重 =++ = 活載 =板傳荷載 =（ 2） CD 軸間框架梁 9 屋面板傳給梁的荷載： 恒載： 3/25/82=活載： 3/25/82=樓面板傳給梁的荷載： 恒載： 3/25/82=活載： 3/25/82=梁自重標(biāo)準(zhǔn)值： CD 軸間框架梁均布荷載為：屋面梁 恒載 =梁自重 +板傳荷載 =+= 活載 =板傳荷載 = 樓面梁 恒載 =梁自重 +板傳荷載 =+ = 活載 =板傳荷載 =（ 3） DE 軸間框架梁 屋面板傳給梁的荷載： 恒載： （ 12 + ） 2=活載： （ 12 + ） 2=樓面板傳給梁的荷載： 恒載： （ 12 + ） 2=活載： （ 12 + ） 2=梁自重標(biāo)準(zhǔn)值： DE 軸間框架梁均布荷載為：屋面梁 恒載 =梁自重 +板傳荷載 =+= 活載 =板傳荷載 = 樓面梁 恒載 =梁自重 +板傳荷載 +內(nèi)墻自重 =++ = 活載 =板傳荷載 =（ 4） B 軸柱縱向集中荷載的計(jì)算 頂層 柱 10 女兒墻自重：（做法：墻高 1100mm， 100mm 的混凝土壓頂） 18+25+（ 2+） =頂層柱恒載 =女兒墻自重 +梁自重 +板傳荷載 +次梁自重及次梁傳遞荷載 =+（ ） +++5/8= 頂層柱活載 =板傳活載 =+5/8= 標(biāo)準(zhǔn)層柱恒載 =墻自重 +主梁自重 +板傳荷載 +次梁自重及次梁傳遞荷載