六层框架结构办公楼设计- 1 -1 工程概况1.1 概况本工程为某政府机关办公楼，本工程为六层钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积约 4000m2 左右，建筑平面一字型，受场地限制，宽度 17m,长度40m。开间长 4.5m，进深长 6.6m，层高 3.6m，走廊宽 2.4m。框架梁、板、柱均采用现浇混凝土。1.2 地质资料1.2.1 场地概况拟建建筑场地已经人工填土平整，地形平坦，地面高程 4.6m。1.2.2 地层构成勘察揭露的地层，自上而下除第一层为近期人工填土外，其余均属第四全新世海陆交相互沉积。勘察深度范围内所揭露的地层，厚度变化很小，分布较均匀，其各层概况为： 杂填土：以粘土为主，含大量垃圾和有机质，不宜作为天然地基，平均厚度 2.5m。 淤泥质粉质粘土：深灰色，流塑状态。平均厚度 7.1m。 细砂：以细砂为主，少量粉砂，含粘粒，饱和，松散稍密状。平均厚度为 2.4m中砂：以中粗砂为主，饱和，属密实状态，承载力特征值为 220kpa，工程地质性良好，可以做桩尖持力层。本层为揭穿。1.2.3 地下水情况场地地下水在勘探深度范围内分上下两个含水层，第一含水层位于第层淤泥质粉质粘土层中，属上层空隙滞水，水位高程约为 4.2m；第二层含水层主要存于第层细砂层中，属空隙潜水，具有一定的静水压力。经取水样进行水质分析，判定该地下水对混凝土无侵蚀性。1.2.4 工程地质评价 场地土类型与场地类别：经计算，本场地 15m 深度以内土层平均剪切六层框架结构办公楼设计- 2 -波速（按各层厚度加权平均）为 Vsm=140160m/s，即场地土类型为中软场地土；另据区域资料表明，该场地覆盖层厚度 Dov 为 60m，按建筑抗震设计规范.划分该场地类别为类土。 场地地基液化判别：第层细砂层为液化土层，I IE =11.3，属中等液化。 地基持力层选择与评价：第层杂填土不宜作天然地基；第层淤泥质粉质粘土位软弱下卧层；第层细砂层属中等液化土层，未经处理不可作为地基持力层；第层中砂层物理学性质较好，可作为桩尖持力层。有关桩的设计和要求，详见建筑桩基技术规范 （JGJ942008 ） ，各层土的承载力特征值及桩设计参数见下表 1.1:各层土的承载力特征值及桩设计参数 表1.1沉管灌注桩 预制桩承载力特征值桩侧阻力特征值桩端端阻力特征值桩侧阻力特征值桩端端阻力特征值层序土层名称平均厚度（m）实际标贯击数/临界标贯击数fak（kPa）qsia（kPa）qpa（kPa）qsia（kPa）qpa（kPa）杂填土2.5淤泥质粉质粘土7.1 65 20 24 细砂 2.4 0.60 150 29 38 中砂未揭穿230 42 1600 47 2100六层框架结构办公楼设计- 3 -1.2.5 地基方案根据拟建建筑物的特点及场地岩土工程条件，基础形式可采用桩基础。建议采用层中砂作为桩尖持力层，桩型可考虑灌注桩或预制桩。1.3 地震资料根据国家地震局审批的地震区划图及其说明 ，本场地属于强震区，其地震基本烈度为 8 度，设计基本地震的加速度为 0.2g，设计地震分组为第一组。1.4 气象条件基本风压 0.75kN/m2，基本雪压 0六层框架结构办公楼设计- 4 -2 构件估算及布置2.1 框架梁、柱的截面尺寸估算2.1.1 框架梁估算纵向主梁最大跨度 l1=4500mmh=（1/81/12） l 1=（1/81/12）4500mm=（563375）mm 取 500mmb= （1/21/3） h =（1/21/3） 500mm=（250167 ）mm 取 200mm 横向主梁最大跨度 l2=6600mmh=（1/81/12） l 2=（825550）mm 取 700mmb= （1/21/3） h=（360 240）mm 取 300mm 次梁最大跨度 l2=6600mmh=（1/121/18） l 2=（550367）mm 取 450mmb= （1/21/3） h =（225 150）mm 取 200mm考虑到走廊处横向主梁跨度较小，故取其截面为 200mm500mm各梁截面尺寸如下表：各梁截面尺寸估算表 表 2.1横向主梁 KL1（mmmm）横向主梁 KL2（ mmmm）横向主梁 KL3（mmmm）次梁 L1 、L 2（mmmm）300700 200500 200500 2004502.1.2 框架柱计算框架高度 3.65+5=23m，烈度为 8 度查构筑物抗震设计规范得该框架结构抗震等级为二级，框架柱轴压比限值为 N=0.8采用 C30 混凝土，由于 N=Fgn六层框架结构办公楼设计- 5 -中柱和边柱的负荷面积分别是 4.56.75m2和 3.36.75m2所以 中柱 AcFgn/fc=1.254.56.751510 36/（0.814.3）=298705mm2边柱 AcFgn/fc=1.253.36.751510 36/（0.814.3）=227813mm2根据以上计算结果，并以安全起见，标准层统一取 600600mm2，首层统一取800800 mm22.2 屋（楼）盖的结构平面布置图图 2-1 屋（楼）盖平面布置图 2.3 框架计算简图底层高 h 取 5m，其他层高 3.6m六层框架结构办公楼设计- 6 -图 2-2 框架计算简图3 屋（楼）盖设计3.1 荷载计算3.1.1 办公室、走廊荷载计算 办公室恒载标准值25mm 厚水泥砂浆找平层 0.02520=0.5 kN/m2120mm 厚现浇钢筋混凝土板 0.1225=3.0 kN/m 215mm 厚板底纸筋灰抹灰 0.01516=0.24 kN/m 2小计 3.74 kN/m 2 活载标准值走道 2.5 kN/m 2办公室 2.0 kN/m 2设计值： 走道 g=1.23.74=4.49 kN/m 2q=1.42.5=3.5 kN/m2g+q=7.99 kN/m2g+q/2=6.24 kN/m2六层框架结构办公楼设计- 7 -办公室 g=1.23.74=4.49 kN/m 2q=1.42.0=2.8 kN/m2g+q=7.29 kN/m2g+q/2=5.89 kN/m23.1.2 卫生间荷载计算 恒载标准值陶瓷锦砖 0.12 kN/m 220mm 厚防水砂浆找平层 0.0220=0.4 kN/m 2120mm 厚钢筋混凝土板自重 0.1225=3 kN/m 215mm 厚板底纸筋灰抹灰 0.01516=0.24 kN/m 2小计 3.76 kN/m 2 活载标准值活载标准值 2.5 kN/m 2设计值： g=1.42.5=3.5 kN/m 2q=1.23.76=4.51 kN/m2g+q/2=6.26 kN/m2g+q=8.01 kN/m23.1.3 屋面荷载计算（不上人屋面） 恒载标准值180mm 厚砖砌架空隔热层 1.1 kN/m 2三毡四油上铺绿豆砂 0.4 kN/m 225mm 厚 1:3 水泥砂浆找平层 0.02520=0.5 kN/m 21:6 水泥焦渣找坡（最薄 30mm） 0.08510=0.85 kN/m 2100mm 厚混凝土板自重 0.125=2.5 kN/m 215mm 厚板底纸筋灰抹灰 0.01516=0.24 kN/m 2小计 5.59 kN/m 2 活载标准值标准值： q k=0.5 kN/m2设计值： g=1.25.59=6.71 kN/m 2六层框架结构办公楼设计- 8 -q=1.40.5=0.7 kN/m2g+q/2=7.06 kN/m2g+q=7.41 kN/m2q/2=0.35 kN/m23.2 弯矩计算本设计中 lo1/lo23，所以只有双向板，设计时按弹性理论方法设计，跨中最大弯矩的情况，荷载分布情况可以分解为满布荷载 q+q/2 及间隔布置q/2两种情况，请一种情况可以近似认为各区格板都固定支承在中间支承上，对后一种情况可近似认为在中间支承处都是简支的，支座最大负弯矩可近似按活载满布求得，即支座 g+q 下的支座弯矩，考虑泊松比的影响，取 =0.2，查表“双向板按弹性分析的系数表” （见混凝土结构中册）对各区格楼盖弯矩进行计算，列于表 3.1、3.2 中：楼盖弯矩 表 3.1区格项目B1 B2 B3 B4lo1 (m) 3.3 3.3 3.3 2.4lo2 (m) 4.5 4.5 4.5 4.5lo1/lo2 0.733 0.733 0.733 0.533m1(kNm)（0.0402+0.20.0183）5.893.32+（0.0641+0.20.0310）1.43.32=3.89（0.0337+0.20.0104）5.893.32+（0.0641+0.20.0310）1.43.32=3.37（0.0305+0.20.0124）5.893.32+（0.0641+0.20.0310）1.43.32=3.19（0.0539+0.20.0096）6.422.42+（0.0917+0.20.0198）1.752.42=3.02m2(kNm)（0.04020.2+0.0183）（0.03370.2+0.0104）（0.03050.2+0.0124）（0.05390.2+0.0096）六层框架结构办公楼设计- 9 -5.893.32+（0.06410.2+0.0310）1.43.32=2.365.893.32+（0.06410.2+0.0310）1.43.32=1.775.893.32+（0.06410.2+0.0310）1.43.32=1.856.422.42+（0.09170.2+0.0198）1.752.42=1.14m1(kNm)-0.09567.293.32=-7.59-0.07587.293.32=-6.02-0.07137.293.32=-5.66-0.11507.292.42=-5.29m2(kNm)-0.07527.293.32=-5.97-0.05727.293.32=-4.54-0.05667.293.32=-4.49-0.07857.292.42=-3.61m1”(kNm)-7.59 -6.02 -5.66 -5.29m2”(kNm)-5.97 -4.54 -4.49 -3.61续表 3.1区格项目B5 B6 B7lo1 (m) 2.4 3.3 3.3lo2 (m) 4.5 4.5 4.5lo1/lo2 0.533 0.733 0.733m1(kNm)（0.0390+0.20.0050）6.422.42+（0.0917+0.20