五层办公楼结构设计Word下载.docx
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某市某地,兴建办公楼一栋,总建筑面积在4487平方米,层数5层,底层层高设为4.2米,其他层高均设为3.6米。
主导风向:
夏季为西南风,冬季东北风,基本风压为0.4KN/M²
,基本雪压0.2KN/M²
该地区所在工程地质条件:
该区表层0.2—0.6米为杂填土,下层为轻亚粘土厚3.0—4.2米,以轻亚粘土为持力层,允许承载力为fk=180KPa,建筑场地类别为Ⅱ类。
抗震设防要求:
七度二级设防
二、设计思路
本办公楼拟建地点所处市区,考虑到市区地带的建筑物外型美观及层数的要求。
本人在设计时尽量要求本设计在功能分区、外立面美化以及使结构计算尽量简化等方面做了不少工作。
在建筑设计方面:
1.为保证功能上的要求,本建筑采用坐南朝北的建筑布局,虽然不能最大限度的利用光照,但是这个方面可以用面积较大数目较多的塑钢推拉窗以满足采光和美观的要求。
为达到一定的市容效果,采取了一些巧妙的设计,如采用大面积的玻璃橱窗,在第五层做一个可上人的屋面,在此屋面上布置花坛,以达到美观的效果;
2.为适应空间功能要求,提出了大空间灵活分隔的类型设计。
本人按任务书对房屋的建筑面积、层数及其功能分区、外立面作了比较详细的规划和设计。
在满足了建筑面积、层数的基本要求后,特别注重了本办公楼的功能分区和外立面效果设计;
3.在功能分区中着重考虑了厕所的布置和楼梯间的摆放、各房间的使用要求等。
例如,厕所的安放考虑到当地的风向情况,因而把它布置在本办公楼的一侧楼梯的一边角落;
楼梯间的布置主要是防火规范中人流疏散及人流量的要求,故而设计了两个楼梯间,分别布置在建筑物的两边;
4.入口设计考虑到出入办公楼的人流量比较大,故采用了布置一大厅的设计,既方便了进出人员,又在大厅适量增加了休息空间,使得设计更人性化。
5.在房间的功能分区方面考虑了规范的一般要求以及房间的使用要求,对其进行了合理的布置。
在顶层设计一个大型的会议室,既能够作为会议室的使用也可以作为本单位举办一些活动的场所。
6.与环境的完美结合。
现代社会快节奏,必然导致使用小汽车已经不是什么时尚,而是一种大众化交通工具的选择。
所以考虑到大量的停车位的设置,并且辅以相当数量的绿化。
7.在结构设计方面:
本设计采用比较适用的结构布置整体框架结构。
三、设计创新点
1.散水外加暗沟便于交通的要求设计;
2.屋顶虽有女儿墙但并未采用内天沟排水设计;
而是采用了屋顶汇水集中排水的方式,使得顶层室内顶棚并未出现高低不一的情况。
3.外立面采用了大玻璃幕墙的设计,使得办公楼总体有主次分明的效果。
4.为了避免复杂的计算,因此简化了柱和梁的截面大小、种类。
结构计算书
1.结构布置方案及结构选型
1.1.结构承重方案选择
根据建筑功能要求以及建筑施工的布置图,本工程确定采用框架承重方案,框架梁、柱布置参见结构平面图。
1.2.主要构件选型及尺寸初步估算
1.2.1.主要构件选型
(1)梁﹑板﹑柱结构形式:
现浇钢筋混凝土结构
(2)墙体采用:
非黏土烧结普通空心砖
(3)墙体厚度:
外墙:
240mm,内墙:
240mm
(4)基础采用:
柱下独立基础
1.2.2.梁﹑柱截面尺寸估算
(1)横向承重框架:
取跨度较大者进行计算.
取L=5700mmh=(1/8~1/12)L=712.5mm~475mm取h=600mm.
ln/h=5460/600=9.1>4b=(1/2~1/3)h=300mm~200mm取b=300mm
满足b>
200mm且b500/2=250mm
故主要框架梁初选截面尺寸为:
b×
h=300mm×
600mm
(2)纵向承重框架:
取L=3600mmh=(1/12~1/15)L=300mm~240mm取h=500mm
ln/h=3360/500=6.72>4b=(1/2~1/3)h=250mm~167mm取b=250mm
故纵向框架梁初选截面尺寸为:
h=250mm×
500mm
(3)框架柱:
h=(1/15~1/20)H=(1/15~1/20)×
4200=280mm~210mmb=(1~2/3)h取b=h
按轴力估算:
中间列柱:
No=5×
29.16m2×
(10~14)KN/m2=1458KN~2041.2KN
边柱:
20.52m2×
(10~14)KN/m2=1026KN~1436.4KN
按轴压比验算:
此建筑抗震等级为二级,=0.8
、C30型混凝土=15N=(1.2~1.4)No
中间列柱:
A>N/=2851.68×
1000/0.8×
15=237640mm2=481mm×
481mm
边柱:
A>N/=2010.96×
15=167580mm2=409mm×
409mm
故初选柱截面尺寸为:
b×
h=500mm×
500mm
边柱:
1.3确定结构计算简图
.三个假设:
平面结构假定:
认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担,垂直于该方向的抗侧力结构不受力;
楼板在自身平面内在水平荷载作用下,框架之间不产生相对位移;
不考虑水平荷载作用下的扭转作用。
.计算简图
根据结构平面布置图,选定第(2-1)轴线作为计算单元.如图1所示
框架梁跨度(按柱中心线确定)4200mm;
框架柱高度
取底层H1=4200+(3500-750)-30=6920mm;
其它层H2=H3=H4=H5=3600mm;
1.4梁﹑柱惯性矩,线刚度,相对线刚度计算
1.4.1梁﹑柱惯性矩计算
主要框架梁:
Ib=bh3/12=300×
6003/12=5.4×
109mm4
纵向框架梁:
Ib=bh3/12=250×
5003/12=2.6×
柱Ib=bh3/12=500×
5003/12=5.21×
1.4.2梁﹑柱线刚度计算
根据公式i=EI/l,可以得出梁﹑柱的线刚度如下(E=EC)
梁:
横向框架梁=5.4×
109E/3900=13.85×
105E
纵向框架梁=2.6×
109E/3900=6.667×
柱:
底层柱=5.21×
109E/6920=7.529×
上层柱=5.21×
109E/3600=14.47×
1.4.3梁﹑柱相对线刚度计算
取纵向框架梁值作为基准值1.算得梁﹑柱的相对线刚度标于下图中
2.荷载标准值计算
2.1永久荷载
2.1.1作用于框架梁上的荷载
2.1.1.1屋面恒载
屋面选自98ZJ001屋7,二级防水,查得自重为3.62kN/m2
2.1.1.2楼面恒载
地砖地面0.55kN/m2
现浇钢筋混凝土板100mm2.5kN/m2
板底抹灰20mm0.4kN/m2
合计3.45kN/m2
2.1.1.3梁自重
横向框架梁:
0.30(0.6-0.1)25=3.75kN/m
(0.5—0.1)0.2525=2.5kN/m
2.1.1.4柱自重
上层柱:
柱:
0.50.5253.6=22.5kN/根
底层柱:
0.50.5256.92=43.25kN/根
2.1.1.5墙自重及两面抹灰
女儿墙:
0.241.619=7.30KN/m两面抹灰:
0.8kN/m
2~5层:
内墙:
0.24(3.6-0.6)10=7.2kN/m
外墙:
0.24(3.6-0.5)10=7.44kN/m
底层:
0.24(4.2-0.6)10=8.64kN/m
0.24(4.2-0.5)10=8.88kN/m
2.1.2.1作用在框架梁上的恒载
楼面荷载分配按双向板进行荷载等效分配
短向分配:
5aq/8
长向分配:
(参见上图)
办公室内活荷载等级按3.0kN/m2考虑
A'=3.61.8=3.24m2=C'B'=(5.7+2.1)1.8=7.02m2=D'
A1'=2.41.2=1.44m2=C1'B1'=(3.6+1.2)1.2=2.88m2=D1'
根据设计任务书要求计算一层楼盖的梁板及一层横向框架的结构计算。
选定二层楼盖进行计算。
荷载分配:
以ABCD区域进行计算
双向板短向分配系数:
51.8/8=1.125
双向板长向分配系数:
1-2(1.8/5.7)2+(1.8/5.7)3=0.8323
以A1B1C1D1区域进行计算
51.2/8=0.75
1-2(1.2/3.6)2+(1.2/3.6)3=0.8181
qB=qD=1.23.451.125=4.6575kN/m
qD1=qB1=1.23.450.81811.2=4.064kN/m
qA=qC=1.23.450.83231.8=6.202kN/m
qA1=qC1=1.23.450.75=3.105kN/m
qL1=qB+q外墙=4.6575+7.44=12.098kN/m
qL2=qB1+qD+q内墙+q自重=4.064+4.6575+7.21.2+1.22.5=20.36kN/m
qL3=qC+qA+q内墙=6.202+6.202+7.21.2+1.23.75=25.544kN/m
恒荷载作用在框架柱的荷载:
中柱:
q柱=qL2L+1/2(qL3L+qLL)=20.363.6+1/2(25.5445.7+23.1052.4)=153.55kN
q边柱=qL1L=12.0983.6=43.55kN
2.2竖向可变荷载
2.
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- 办公楼 结构设计