1、mmmmmm 60120240 2/18 mkN六层框架结构办公楼设计计算书 1、 结构选型与布置 (1)结构选型 本 建筑只有 5 层，且为办公楼，为便于办公及其他要求，采用大开间。为使结构的整体刚度较好，楼面、屋面、楼梯等主要受力构件均采用现浇框架结构。基础为 桩基础 。 (2)结构布置 框架结构应设计成双向梁柱抗侧力体系，框架梁、柱中心线宜重合。根据建筑设计，夲结构平面图布置如图所示。 图 1-1 结构平面布置图 本 建筑柱距为 7.2 米，根据结构布置 ，本 建筑板均为双向板， 楼 板厚 100mm。 屋面板厚 100mm 本 建筑的材料选用如下： 混凝土： C30 钢筋：纵向受力钢筋
2、采用热轧钢筋 HRB400，其余采用热轧钢筋 HPB335 墙体：外纵墙、分户墙采用灰砂砖，其尺寸为 ，重度 门窗 ：钢塑 2、 框架计算简图和梁柱线刚度计算 图 1-1 所示的框架结构体系纵向和横向均为框架结构，是一个空间结构体系，理应按空间结构进行计算。但是，采用手算和借助简单的计算工具计算空间框架太过复杂，高层建筑混凝土结构技术规定（ JGJ3-2002）允许在纵、横 两个方向将其按平面框架计算。夲计算书只做横向平面框架计算，纵向平面框架的计算方法与横向相同，从略。 夲计算中，横向柱距 7.2 米，荷载基本相同，可选用一品框架进行计算与配筋，其余框架可参照次榀框架进行配筋。现以 1 号轴
3、线的 KL-5 为计算单元。 2/35.0 mkN- 1 - lh )81181( （ 1） 梁、柱截面尺寸估算 1）框架横梁截面尺寸框架横梁截面高度 ,截面宽度 。本结构中，取， , 2）框架柱截面尺寸 底层柱轴力估算：假定结构每平方米总荷载设计值 12kN，则底层中柱 的轴力设计值约为： 。采用 C30 混凝土浇捣，查的 。假定柱子 截面尺寸 ，则柱的轴压比为： 故符合要求。框架梁、柱编号及截面尺寸如图 1-1 。为了简化施工，各柱截面从底层到顶层不改变。 （ 2）确定框架计算简图 框架的计算单元 如图 1-1 所示。框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱子刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨
4、等于柱子截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二楼 楼面，室内外高差为 -0.45 米， 基础顶面至室外地坪为 1 米，故基础顶标高至 000.0 的距离为 -0.95 米，故底层柱高 4.55 米，其他层高 3.6 米。框架计算简图如图 1-2 图 1-2 框架计算简图 hb )2131( Mpafc 3.14kNN 1361 5 3. 6 6 . 3 12 mm h 500 300 b mm mm h b 500 500 38 . 0 500 500 3 . 14 1361000 c fbh N u - 2 - （ 3）框架梁柱的线刚度计算 由于楼面板与框架梁的混凝土一起浇筑，对于
5、中框架梁取 令二层以上柱线刚度 =1.0，则其余各杆件的相对线刚度为： 则框架梁柱的相对线刚度如图 1-3 所示，作为计算各节点杆端弯矩的分配系数的依据。 kNm l EI i kNm l EI i c c 4 4 7 4 4 7 10 34 . 4 6 . 3 / 5 . 0 121 10 0 . 3 / 10 43 . 3 55 . 4 / 5 . 0 12 1 10 0 . 3 / 二层以上柱： 底层柱： kNm l EI i kNm l EI i c c 4 3 7 4 3 7 10 .5 . 1 3 . 6 / 5 . 0 3 . 0 12 1 2 10 0 . 3 / 10 9 .
6、 3 4 . 2 / 5 . 0 3 . 0 12 1 2 10 0 . 3 / 三跨梁： 二跨梁： kNm l EI i c 4 3 7 10 5 . 1 3 . 6 / 5 . 0 3 . 0 12 1 2 10 0 . 3 / 一跨梁： 35 . 0 34 . 4 5 . 1 9 . 0 34 . 4 9 . 3 35 . 0 34 . 4 5 . 1 c c c i i i 三跨梁： 二跨梁： 一跨梁： 79 . 0 34 . 4 43 . 3 c i 底层柱： 02II. - 3 - 图 1-3 框架梁柱相对线刚度 3、 荷载计算 为了便于以后内力组合，荷载计算按标准值计算且横活荷载
7、分开计算。 (1)恒荷载标准值计算 1)屋面 找平层： 15 厚水泥砂浆 2/30.02004.0 mKN 防水层： 40 厚 C20 细石混凝土防水（刚性） 2/0.12504.0 mKN 找平层： 15 厚水泥砂浆 2/30.0200 1 5.0 mKN 找坡层： 40 厚水泥石灰焦渣砂浆 3%找平 2/56.01404.0 mKN 保温层： 80 厚矿渣水泥 2/16.15.1408.0 mKN 结构层： 120 厚现浇钢筋混凝土板 2/32512.0 mKN 抹灰层： 10 厚混合砂浆 2/17.01710.0 mKN 合计： 2)各层楼面 2/49.6 mKN- 4 - 地砖面层 3
8、0 厚 1:3 干硬性水泥砂浆，面上撒 2 厚素水泥 水泥砂浆结合层一道 结构层： 120 后现浇钢筋混凝土板 抹灰层： 10 厚混合砂浆 合计： 2/33.4 mKN 3）走廊楼面 地砖面层 30 厚 1:3 干硬性水泥砂浆，面上撒 2 厚素水泥 水泥砂浆结合层一道 结构层： 120 后现浇钢筋混凝土板 2/32512.0 mKN 抹灰层： 10 厚混合砂浆 2/17.01701.0 mKN 合计 : 2/33.4 mKN 4)梁自重 b h=300 600 自重： mKN /85.212.05.03.025 抹灰层： 10 厚混合砂浆 mKN /23.01723.012.05.001.0
9、合计： mkN/08.3 5） 柱自重 b h=500 500 自重： mKN /25.65.05.025 抹灰层： 10 厚混 合砂浆 mKN /34.01745.001.0 合计： mKN/59.6 6） 外纵横墙自重 标准层： 纵墙： mKN /89.31824.09.0 铝合金窗： mKN /74.01.235.0 水刷石外墙面： mKN /75.05.01.26.3 水泥粉刷内墙面： mKN /54.036.01.26.3 2/16.1 mKN2/32512.0 mKN2/17.01701.0 mKN2/16.1 mKN- 5 - 合计： mKN/92.5 底层： 纵墙（基础梁 25
10、0 400） : mKN /13.71824.024.01.255.4 铝合金窗： mKN /74.01.235.0 水刷石外墙面： mKN /05.15.01.26.06.3 水泥粉刷内墙面： 合计： mKN/68.9 7） 内纵墙自重 标准层： 纵墙： mKN /4.131824.05.06.3 水泥粉刷内墙面： mKN /23.2236.05.06.3 合计： mKN/63.15 底层 纵墙： mKN /34.151824.025.055.4 水泥粉刷内墙面： mKN /23.2236.05.06.3 合计： （ 2） 活荷载标注计算。 （ 1）屋面和楼面活荷载标准值。 上人屋面： 2/
11、0.2 mKN 楼面： 2/0.2 mKN 走廊： 2/5.2 mKN （ 2）雪荷载标准值 2/35.035.00.1 mKNs k 屋面活荷载与雪荷载不同时考虑、两者中取大值。 （ 3）竖向荷载下框架受荷总图。 （ 1） A-B 轴间框架梁 m KN / 76 . 0 36 . 0 1 . 2 6 . 0 6 . 3 m KN / 57 . 17 - 6 - 屋面板传给梁的荷载 恒载： mKN /00.20229.029.0218.149.6 32 活载： mKN /16.6229.029.0218.10.2 32 楼面板传给梁荷载 恒载： mKN /35.1316.6229.029.02
12、18.133.4 32 活载： mKN /16.6229.029.0218.10.2 32 梁自重标准值： mKN/93.1 则 A-B 轴间框架梁均布荷载为： 屋面梁：恒载 =梁自重 +板传荷载 mKN /08.2300.2008.3 活载 =板传荷载 mKN/16.6 楼面梁：恒载 =梁自重 +板传荷载 mKN /43.1635.1308.3 活载 =板传荷载 mKN/63.5 （ 2） B-C 轴间框架梁 屋面板传给梁的荷载： 恒载： mKN /3.72859.049.6 活载： mKN /25.22859.00.2 楼面板传给梁荷载： 恒载： mKN /87.42859.033.4 活
13、载： mKN /81.22859.05.2 梁自重标准值： 93.1 则 B-C 轴间框架梁均布荷载为 : 屋面梁恒载 =梁自重 +板传自重 活载 =板传荷载 m/25.2 楼面梁恒载 =梁自重 +板传荷载 m/95.787.408.3 活载 =板传荷载 m/81.2 （ 3） C-D 轴间框架梁均布荷载同 A-B 轴 （ 4） A 轴柱纵向集中荷载计算： 顶层柱 ： 女儿墙自重（做法 =墙高 900,100 高混凝土压顶） mKN /61.55.024.020.124.01.025189.024.0 m/38.103.708.3 - 7 - 天沟自重（玻璃瓦 +现浇天沟） 玻璃瓦自重： mK
14、N /95.09.005.1 现浇天沟自重： mKN /13.236.0.5.02.06.008.008.02.06.025 合计 mKN/29.3 顶层柱恒载 =女儿墙及天沟 +梁自重 +板传荷载 6.300.20215.06.308.36.329.316.5 KN68.75 顶层柱活载 =板传荷载 KN1.11216.316.6 标准层柱恒载 =墙自重 +梁自重 +板传荷载 6.335.13216.06.308.36.06.392.5 KN58.47 标准层柱活载 =板传荷载 KN1.11216.316.6 基础顶面荷载 =底层外纵墙自重 +基础梁自重 6.06.308.36.06.368
15、.9 KN28.38 （ 5） B 轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱恒载 =梁自重 +板传荷载 KN24.816.06.308.36.300.20 顶层柱活载 =板传活载 KN18.226.316.6 标准层柱恒载 =梁自重 +板传荷载 KN3.576.06.308.36.335.13 标准层柱活载 =板传荷载 KN18.226.316.6 基础顶面恒载 =基础梁自重 KN24.96.06.308.3 （ 6） C 轴 柱纵向集中荷载的计算 同 B 柱。 （ 7） D 轴柱纵向集中荷载的计算同 A 柱。 - 8 - 竖向荷载受荷载总图 1.图中各值单位为 KN/m 2.图中数值均为标准值 3.括
16、号内为活载标准值 (4)风荷载标准值计算 作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值： 为了简化计算起见通常将计算单元范围内处墙面的分布风荷载， 化 等量的作用于楼面集中风荷载，计算公式如下： 2/0 Bhhwuuw jizszk 式中：基本风压 20 /35.0 mKNw zu 风压高度变化系数 su 风荷载体型系数本建筑 查表 3.1su - 9 - z 风振系数 ih 下层柱高 jh 上层柱高 .对顶层为女儿墙为女儿墙高度的 2 倍 B 计算单元迎风面宽度 6.3mB 计算过程见下表： 各层楼面处集中风荷载标准值 离地高度 Z(m) 18.45 1.25 1.22 1.30 0.35
17、3.60 1.80 11.80 14.85 1.14 1.17 1.30 0.35 3.60 3.60 13.76 11.25 1.09 1.13 1.30 0.35 3.60 3.60 12.71 7.65 1.00 1.07 1.30 0.35 3.60 3.60 11.04 4.05 1.00 1.02 1.30 0.35 4.05 3.60 11.18 4、风荷载作用下的位移验算 位移验算时，各荷载均采用标准值。 （ 1） 侧移刚度 D 见下表 横向框架 2-5层 D 值的计算 构件名称 =ib/2ic ac=/2+ D=12 ac ic/h2(KN/m) A轴柱 0.35 0.149 5988 B轴柱 1.24 0.383 15391 C轴柱 1.24 0.383 15391 D轴柱 0.35 0.149 5988 D之和 42758 横向框架底层 D 值的计算 构件名称 =ib/i ac=(0.5+)/(2+) D=12 ac ic/h2(KN/m)
