1西 安 建 筑 科 技 大 学毕业设计（专升本）题 目：办公楼设计姓 名：张彩霞专业班级：土木专升本学 号：62指导老师: 王老 师继续教育学院2011.092一、工程概况市拟建 5 层综合办公楼，建筑面积约 4500，拟建房屋所在地不考虑地震，基本雪压 S0=0.3kN/，基本风压 W0=0.75kN/，地面粗糙度类别为B 类。年降雨最 650mm，日最大降雨量 92mm，时最大降雨量:56mm。地下水稳定埋深 8.5-10.8m，属潜水类型，地下水对砼结构不具腐蚀性。冬季采暖室外计算温度-5，土壤最大冻结深度 450mm。地基土土质均匀，中压缩性，地基承载力特征值 fak=160Kpa。二、结构布置及计算简图根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计，详见附图。主体结构共 5 层，层高均为 3.6m，总高为 18m。填充墙采用 240mm 厚的粘土空心砖砌筑。门为木门，窗为铝合金窗。洞口尺寸见图纸。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取 100mm。梁截面度度按梁跨度的 1/12-1/8 估算，由此估算的梁截面尺寸见表 1.1其设计强度：C30（fc=14.3kN/mm 2 ft=1.43kN/mm2）表 1.1 梁截面尺寸及砼强度等级层数 砼强度等级横梁（b*h）AB 跨 CD 跨 CD 跨横梁（b*h）次梁（b*h）KL1 KL2 KL3 CL11-5 C30300*600 300*400 300*700 250*6003柱截面尺寸可根据公式 N=F gE n;AcN/n fc：考虑地震作用组合后柱轴力增大系数，此办公楼不考虑抗震，故 不增大；F：按简支状态计算的柱的负载面积；gE：为折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似取 12 kN/mm2；n：框架柱轴压比限值，此办公楼不考虑抗震，故可取 1.0。根据以上公式得第一层柱截面面积为：边柱 Ac1.3*7.2*3.3*12*1000*5 =110945 mm 21.0*16.7中柱 Ac1.3*7.2*4.65*12*1000*5 =156374 mm 21.0*16.7如取柱截面为正方形，则边柱和中柱的截面高度分别为 334mm 和 396mm。根据上述计算结果并综合考虑其它因素，本设计柱截面尺寸取值如下：1-5 层 600mm*600mm；4三、重力荷载计算1、屋面及楼面的永久荷载标准值屋面（不上人）：三毡四油防水层 0.4 kN/mm 220 厚水泥砂浆找平层 20*0.02=0.4 kN/mm 2150 厚水泥蛭石保温层 5*0.15=0.75 kN/mm 220 厚水泥砂浆找平层 20*0.02=0.4 kN/mm 280 厚白灰炉渣找坡层 14*0.08=1.12 kN/mm 2100 厚钢筋混凝土板 25*0.1=2.5 kN/mm 220 厚麻刀白灰砂浆抹面 17*0.02=0.34 kN/mm 25.91kN/mm21-5 层楼面：瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 0.55 kN/mm 2100 厚钢筋混凝土板 25*0.1=2.5 kN/mm 220 厚麻刀白灰砂浆抹面 17*0.02=0.34 kN/mm 23.39 kN/mm22、屋面及楼面可变荷载标准值不上人屋面均布活荷载标准值： 0.5 kN/mm 2楼面活荷载标准值： 2.0 kN/mm 2屋面雪荷载标准值： 0.3 kN/mm 23、梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算梁、柱根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载；对墙、门、窗等可计算出单位面积上的重力荷载。5表 1.2 梁、柱重力荷载标准值层数 构件 b(m) h(m) r(KN/M3) g(KN/M) l(m) n G(KN) G(KN)边横梁 0.3 0.6 25 1.05 4.725 5.7 18 484.785中横梁 0.3 0.4 25 1.05 3.150 2.7 9 76.545次梁 0.25 0.6 25 1.05 3.938 6.3 16 396.9纵梁 0.3 0.7 25 1.05 5.513 6.6 32 1164.242122.471柱 0.6 0.6 25 1.1 9.900 4.95 36 1764.18 边横梁 0.3 0.6 25 1.05 4.725 5.7 18 484.785中横梁 0.3 0.4 25 1.05 3.150 2.7 9 76.545次梁 0.25 0.6 25 1.05 3.938 6.3 16 396.9纵梁 0.3 0.7 25 1.05 5.513 6.6 32 1164.242122.472-5柱 0.5 0.5 25 1.1 6.875 3.6 36 891 墙体 240mm 厚粘土空心砖，外墙面贴瓷砖（0.5 kN/mm2） ，内墙面为20mm 厚抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为：0.5+15*0.24+17*0.02=4.44 kN/mm2内墙 240mm 厚粘土空心砖，双面为 20mm 厚抹灰，则内墙单位墙面重力荷载为：15*0.24+17*0.02*2=4.28 kN/mm 2木门单位面积重力荷载为：0.2kN/mm 2；铝合金窗单位面积重力荷载取0.4kN/mm2。4重力荷载代表值集中于各楼层标高处的重力荷载代表值 G6四、横向风荷载作用下计算1、横向框架侧移刚度计算表 1.3 横梁线刚度 ib 计算表类别 层次EC（N/mm 2）b*h（mm*mm）I0=BH3/12 L(mm) EC*I0/l (N*mm) 1.5EC*I0/l (N*mm) 2.0EC*I0/l (N*mm)边框梁 1-5 3*104 300*600 5.4*109 6600 2.45*1010 3.675*1010 4.9*1010走道梁 1-5 3*104 300*400 1.6*109 2700 1.778*1010 2.667*1010 3.556*1010表 1.4 柱线刚度 ic 计算表层次 hC (mm） EC（N/mm 2） b*h（mm*mm） I0=BH3/12 EC*I0/l (N*mm)1 4950 3*104 600*600 1.08*1010 6.545*10102-5 3600 3*104 600*600 1.08*1010 9*1010横向水平荷载作用下内力分析 D 值 D=i C 12/h2：节点转动影响系数，梁柱线刚度取4.9 K = 4.9/6.545=0.75=(0.5+0.75)/(2+0.75)=0.456.545 D=0.45*(12*6.545*1010)/49502=1.44*104N/mm3-A（ 3-D）轴一层柱及其连梁的相对线刚度74.9 3.556 K =(4.9+3.556)/6.545=1.29=(0.5+1.29)/(2+1.29)=0.546.545 D=0.54*(12*6.545*1010)/49502=1.73*104N/mm3-B（3-C ）轴一层柱及其连梁的相对线刚度4.9 K = （4.9+4.9）/ （2*9）=0.549 =0.54/(2+0.54)=0.21D=0.21*(12*9*1010)/36002=1.75*104N/mm4.93-A（ 3-D）轴 2-5 层柱及其连梁的相对线刚度4.9 3.556 K = （4.9+3.556）/9=0.949 =0.94/(2+0.94)=0.32D=0.32*(12*9*1010)/36002=2.67*104N/mm4.9 3.5563-B（3-B）轴 2-5 层柱及其连梁的相对线刚度8表 1.5 柱侧向刚度汇总表层数 柱别 Dij(N/mm) D ij(N/mm)A 轴 D 轴 1.44*1041 B 轴 C 轴 1.73*104 6.34*104A 轴 D 轴 1.75*1042-5 B 轴 C 轴 2.67*104 8.84*1042、横向风荷载作用下框架侧移计算侧移验算宜在框架结构内力计算之前进行，以减少因构件刚度不足而进行的重复计算。1）风荷载标准值风荷荷载标准值 WK= Z S ZW0 Z:不考虑；(荷载规范规定高度大于 30m 或高宽比大于 1.5 的房屋结构，应考虑风振系数) S=0.8（迎风面） S=-0.5（背风面） Z:风压高度变化系数W0 :0.75表 1.6 沿房屋高度分布风荷载标准值层数 Hi Hi/H z 负载宽度 W0 q1(KN/m) q2(KN/m)5 19.35 1.00 1.24 7.2 0.75 5.36 3.35 4 15.75 0.81 1.16 7.2 0.75 5.01 3.13 3 12.15 0.63 1.06 7.2 0.75 4.58 2.86 2 8.55 0.44 1 7.2 0.75 4.32 2.70 1 4.95 0.26 1 7.2 0.75 4.32 2.70 910表 1.7 风荷载作用下框架层间剪力及侧移计算层数 1 2 3 4 5Fi 30.01 25.52 26.95 29.23 15.17Vi 126.88 96.87 71.35 44.4 15.17D 63400 88400 88400 88400 88400 ui 2.00 1.10 0.81 0.50 0.17 ui/hi 1/1799 1/3285 1/4460 1/7168 1/28845各层的层间侧移间均小于 1/550，满足要求。3、横向风荷载作用下框架结构内力计算反弯点 y=y0+y1+y2+y3表 1.8 反弯点计算层数 y y0 y1 y2 y3 K1 层 A、D 柱 0.66 0.675 0 -0.02 0 0.752 层 A、D 柱 0.45 0.50 0 0 -0.05 0.54 3 层 A、D 柱 0.42 0.42 0 0 0 0.54 4 层 A、D 柱 0.35 0.35 0 0 0 0.54 5 层 A、D 柱 0.27 0.27 0 0 0 0.54 1 层 B、C 柱 0.62 0.62 0 0.00 0 1.29 2 层 B、C 柱 0.45 0.50 0 0 -0.05 0.94 3 层 B、C 柱 0.45 0.45 0 0 0 0.94 4 层 B、C 柱 0.40 0.40 0 0 0 0.94 5 层 B、C 柱 0.35 0.35 0 0 0 0.94 表 1.9 各层柱端弯矩及剪力计算A、D 柱(边柱) B、C 柱(中柱)层次 hi vi D D V y Mb Mu D V y Mb Mu5 3.6 15.17 8.84 1.75 3.00 0.27 2.92 7.89 2.67 4.58 0.35 5.77 10.72 4 3.6 44.4 8.84 1.75 8.79 0.35 11.07 20.57 2.67 13.41 0.4 19.31 28.97 3 3.6 71.35 8.84 1.75 14.12 0.42 21.36 29.49 2.67 21.55 0.45 34.91 42.67 112 3.6 96.87 8.84 1.75 19.18 0.45 31.07 37.97 2.67 29.26 0.45 47.40 57.93 1 4.95 126.88 6.34 1.44 28.82 0.66 94.15 48.50 1.73 34.62 0.62 106.25 65.12