土木工程--辦公綜合樓建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 則稱為衍架筒。筒中筒結(jié)構(gòu)由上述筒體單元組合，一般心腹筒在內(nèi)，框筒或桁架筒在外，由內(nèi)外筒共同抵抗水平力作用。 （ 五 ） 多筒體系 。 成束筒及巨型框架結(jié)構(gòu)。由兩個 以上框筒或其他筒體排列成束狀，稱為成束筒。巨形框架是利用筒體作為柱子，在各筒體之間每隔數(shù)層用巨型梁相連，這樣的筒體和巨型梁即形成巨型框架。這種多筒結(jié)構(gòu)可更充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)空向作用，其剛度和強度都有很大提高，可建造層數(shù)更多、高度更高的高層建筑。 本設(shè)計采用梁板式框架結(jié)構(gòu)，即豎向采用框架結(jié)構(gòu)，水平采用梁板式結(jié)構(gòu)。 第二節(jié) 結(jié)構(gòu)布置及選型 一、 梁的 截面 尺寸及布置 （ 一 ） 估算梁截面高度 h （ 1） 簡支梁 集中荷載作用在跨中 h=(1/8~1/12)l 均布荷載作用在整跨 h=(1/10~1/14)l （ 2）框架梁 《高層規(guī)范》 h=(1/10~1/18)l 內(nèi)跨 h=(1/10~1/14)l 廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 建工 06(1)班 張尼瑪 14 懸臂 h=(1/4~1/7)l （均布荷載作用下） h=(1/3~1/5)l （集中荷載作用于懸伸端） （ 3）連續(xù)梁 集中荷載作用在跨中 h=(1/12~1/20)l 均布荷載作用在整跨 h=(1/16~1/24)l （ 二 ） 估算梁截面寬度 b 根據(jù)規(guī)范， 一般要求滿足 h/b=2~3， h≥ 300mm， b≥ 200mm。 （ 三 ） 依據(jù)設(shè)計圖紙估算梁截面尺寸 框架梁 （編號為 KL） 跨度 l=7800mm， h=7800 (1/10~1/14)=780~557mm，取 h=600mm； b=(2~3)h=300~200mm，墻厚 200mm，梁應(yīng)略寬于墻，取b=300mm。 框架梁截面尺寸為 b h=300mm 600mm，為便于計算和施工，邊跨取于內(nèi)跨相同尺寸，將偏于安全。 主 梁最 大跨 度 l=7800mm ， h=7800 (1/10~1/18)=780~433mm ，取h=500mm； b=(2~3)h=250~167mm，墻厚 200mm，梁應(yīng)略寬于墻，取 b=250m。 次 梁最 大跨 度 l=7800mm ， h=7800 (1/10~1/18)=780~433mm ，取h=500mm； b=(2~3)h=250~167mm，墻厚 200mm，梁應(yīng)略寬于墻，取 b=250m。 二、柱截面尺寸及布置 （ 一 ）估算 主樓 柱截面 估算時假定樓面荷載值如下： 每層有隔墻 N， =15KN/m2 每層無隔墻 N， =10~12KN/m2 考慮荷載的就近傳遞，對于邊柱 N=， ，非邊柱 N=， 。 由 軸壓比限 制來確定柱截面尺寸， N/Afc≤ ， 考慮抗震 設(shè)防烈度為六度 ，柱抗震等級 三級， 采用 C30 混凝土 。 柱截面 b 略寬于梁 b 不小 于 50mm，抗震框架方柱單邊尺寸，多層不小于 350mm，高層不小于 400mm， h/b≤ 3。 （ 二 ）估算 底層（裙樓） 柱截面 當(dāng)跨度較小時，柱端 M 較小， h 按次梁定： h=(1/15~1/18)H 當(dāng)跨度較大是，柱端 M 較大， h 按主梁定： h=(1/10~1/12)H 廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 建工 06(1)班 張尼瑪 15 底層 H 為基礎(chǔ)頂面到二層樓面標(biāo)高距離。 （ 三 ）依據(jù)設(shè)計圖紙估算柱截面尺寸 建筑物垂直交通系統(tǒng)由樓梯和電梯構(gòu)成，電梯井處有大片剪力墻 結(jié)構(gòu)，剛度較大，且荷載趨向于剪力墻傳遞，因此垂直交通系統(tǒng)的若干根內(nèi)框架柱（編號為 KZ4）承受荷載較小，截面尺寸統(tǒng)一于每層無隔墻的內(nèi)框架柱，將偏于安全。 C30 混凝土 fc=，最大荷載傳遞面積 =。 將框架柱編號 并計算相應(yīng)受樓面?zhèn)鬟f荷載的面積：凸角柱 KZ1=，邊柱 KZ2=，凹角柱 KZ3=， 中 柱 KZ4=。 主樓框架 柱估算表如下： 框架柱截面估算表 柱號 軸力 (KN) 實算 b(mm) b(mm) b h(mm2) 第八層 KZ1 157 400 400 400 KZ2 222 400 400 400 第七層 KZ1 222 400 400 400 KZ2 315 400 400 400 KZ3 287 400 400 400 KZ4 304 400 400 400 第六層 KZ1 272 400 400 400 KZ2 385 400 400 400 KZ3 340 400 400 400 KZ4 401 400 400 400 第五層 KZ1 315 400 400 400 KZ2 445 450 450 450 KZ3 385 400 400 400 KZ4 478 500 500 500 第四層 KZ1 352 400 400 400 KZ2 498 500 500 500 KZ3 426 450 450 450 KZ4 543 550 550 550 第三層 KZ1 385 400 400 400 KZ2 621 650 650650 KZ3 463 500 500 500 KZ4 604 600 600 600 第二層 KZ1 416 450 450 450 廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 建工 06(1)班 張尼瑪 16 KZ2 589 600 600 600 KZ3 498 500 500 500 KZ4 640 650 650650 第一層 KZ1 445 450 450 450 KZ2 630 650 650650 KZ3 530 550 550 550 KZ4 708 700 700 700 底層和二層 框架柱截面尺寸統(tǒng)一取為 b h= 700mm 700mm， 三層至八層框架柱截面尺寸統(tǒng)一取為 b h= 600mm 600mm，并且 ： （ 1） 三層以上框架柱外表按建筑外觀設(shè)計要求需 填充輕質(zhì)材料或 裝飾 材料 以保證外立面柱同寬 ； （ 2） 為減小變截面給計算和施工帶來的麻煩， 避免可能造成的偏心，所有柱子均軸線對齊 。 三 、 樓板 根據(jù) 現(xiàn)有工程經(jīng)驗 ，樓板厚度不小于 100mm，且梁跨度越大樓板越厚，當(dāng)梁跨度大于 4m 時，樓板厚度應(yīng)取 120mm 以上。 本設(shè)計取樓板厚度為 120mm。 第二部分 結(jié)構(gòu)設(shè)計 第一節(jié) 極限狀態(tài)設(shè)計法 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計 采用極限狀態(tài)設(shè)計法進行設(shè)計。 整個結(jié)構(gòu)或者結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)實質(zhì)上是區(qū)分結(jié)構(gòu)可靠與失效的界限。 極限狀 態(tài)分為兩類，即承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)，分別規(guī)定有明確的標(biāo)志和限值。 一、承載能力極限狀態(tài) 這種極限狀態(tài)對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或者結(jié)構(gòu)構(gòu)件達到最大承載能力或達到不適于繼續(xù)承載的變形。出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，應(yīng)認(rèn)為超過了常在能力極限狀態(tài)： （ 1） 整個結(jié)構(gòu)或者結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡（如傾覆等）； 廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 建工 06(1)班 張尼瑪 17 （ 2） 結(jié)構(gòu)構(gòu)件或鏈接因所受應(yīng)力超過材料強度而破壞（包括疲勞破壞），或者因過渡變形而不適于繼續(xù)承載； （ 3） 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C動體系； （ 4） 結(jié)構(gòu)或者結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如壓屈等）； （ 5） 地基喪失承載能力而破壞（如失穩(wěn)等）。 二、正常使用極限狀態(tài) 這種極限 狀態(tài)對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或者結(jié)構(gòu)構(gòu)件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值。當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，應(yīng)認(rèn)為超過了正常使用極限狀態(tài)： （ 1） 影響正常使用或外觀的變形； （ 2） 影響正常使用或耐久性能的局部損壞； （ 3） 影響正常使用的振動； （ 4） 影響正常使用的其他特定狀態(tài)。 第 二 節(jié) 選取 計算單元 經(jīng)指導(dǎo)老師同意， 選取 ○ 9 軸 （邊跨） 上 ○ D — ○ G 軸一品框架進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。 二層計算單元圖 ： 圖 二層計算單元簡圖 廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 建工 06(1)班 張尼瑪 18 三至七層計算單元圖 ： 圖 三至七層計算單元簡圖 八層屋面計算單元圖 ： 圖 八層計算單元簡圖 廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 建工 06(1)班 張尼瑪 19 框架 計算簡圖如下 ： 圖 框架計算簡圖 第三節(jié) 荷載計算 一、 相關(guān)數(shù)據(jù) （一）恒荷載 標(biāo)準(zhǔn)值 鋼筋混凝土 25 kN/m3 混凝土空心小砌塊 kN/m3 水磨石地面 kN/m2 玻璃幕墻 kN/m2 屋面 防水 kN/m2 水泥粉刷墻面 kN/m2 （二）活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 辦公樓樓面 kN/m2 餐廳廚房 kN/m2走廊 kN/m2上人屋面 kN/m2（三）框架梁柱線剛度計算 假定框架柱嵌固于基礎(chǔ)頂面，框架梁與柱剛接。由于各層柱的截面尺寸廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 建工 06(1)班 張尼瑪 20 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，基頂標(biāo)高根據(jù)地質(zhì)條件、室內(nèi)外高差，定為 ，二層樓面標(biāo)高為 ，故底層柱高為 。三層樓面標(biāo)高 ，故二層柱高為 。其余各層柱高從樓面算至上一層樓面（即層高），均為 ?？捎上卤碛嬎愠隹蚣芨鳂?gòu)件的線剛度。 剛度計算表 柱 截面尺寸 b h (m m) 材料彈性模量 E (kN/m2) 柱高 H (m) 截面慣性矩 I (m4) 線剛度 i () 一層柱 30000000 111157 二層柱 30000000 153910 標(biāo)準(zhǔn)層柱 30000000 98182 梁 截面尺寸 b h (m m) 材料彈性模量 E (kN/m2) 梁長 L (m) 截面慣性矩 I (m4) 線剛度 i () 框架梁 30000000 20769 表 構(gòu)件剛度計算表 框架梁柱的線剛度作為計算各節(jié)點桿端彎矩分配系數(shù)的依據(jù)。 二、豎向恒荷載計算 荷載傳遞路徑為樓面荷載傳遞至次梁，次梁傳遞至主梁。 （ 1） 二層 為 求計算簡圖， 簡化計算過程， 所取的 計算的一 榀框架縱向荷載簡化 得梁端集中力： 樓 板 傳來 ： gk1= (++25 )/= kN/m 墻體 傳來 ： gq= + 2= kN/m 玻璃幕墻 傳來 ： gb= = kN/m 框梁及 主梁 （ 300 600） 包括梁側(cè) 20 厚水泥砂漿抹灰 ： gl=() 25+() 2= kN/m 次梁 （ 250 600）包括 梁 側(cè) 20 厚水泥砂漿抹灰 ： gcl=() 25+() 2= kN/m 廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 建工 06(1)班 張尼瑪 21 主梁 L1 與 L4 荷載大小及傳遞路徑相同，合并計算如下： ? ? ? ? 0lR2lllggglggg21M B212lbk12lqk1A ????????? ???????????? P1=P4=RB= kN 主梁 L2 與 L4 荷載大小及傳遞路徑相同，合并計算如下： ? ? 0lRlgg21M B2lk1A ???????? P2=P3=RB= kN （ 2）三至七層（標(biāo)準(zhǔn)層） 為 求計算簡圖， 簡化計算過程， 所取的 計算的一 榀框架縱向荷載簡化 得梁端集中力： 樓板傳來： gk1= (++25 )/= kN/m gk2= (+) (++25 )/= kN/m gk3= (++25 )/= kN/m gk4= (+) (++25 )/= kN/m gk5= (++25 )/= kN/m 墻體 傳來 ： gq= + 2= kN/m 玻璃幕墻 傳來 ： gb= = kN/m 框梁及 主梁 （ 300 600） 包括梁側(cè) 20 厚水泥砂漿抹灰 ： gl=() 25+() 2= kN/m 次梁 （ 250 600）包括梁 側(cè) 20 厚水泥砂漿抹灰 ： gcl=() 25+() 2= kN/m 荷載先傳至次梁上，再由次