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1、湖 南 大 学 毕 业 设 计 (论 文 ) 第 1 页1 设计说明1.1工程概况本工程为长沙市一栋高层办公楼，为钢筋混凝土框架结构，填充墙为加气混凝土空心砌块。该办公楼地上 9 层，地下 1 层，设 2 部电梯。首层层高为 3.6 米，其它层次为 3.3 米，房屋总结构高度为 30 米。1.2 设计原始资料1.2.1 气象资料温度：最热月平均 29.3 摄氏度；最冷月平均 4.7 摄氏度。夏季极端最高温度 40.6摄氏度；冬季极端最低温度5.3 摄氏度。相对湿度：最热月平均 75。主导风向：全年为西北风，夏季为东南风，基本风压 ，地面粗糙20.35kNWm度为 C 类。雨雪条件：年降雨两 1
2、450mm；暴雨降水强度 ；基本雪压为23.1/s。20.35kNSm抗震设防：本工程抗震设防烈度为 7 度二级，场地类别为类场地，地震分组为第一组。1.2.2 工程地质条件自然地表 1m 内为填土，填土下层为 3 米厚砂质粘土，再下为砾石层。砂质粘土承载力为 250 。砾石蹭允许承载力标准值为 300400 。2kNm2kNm地下水位：地表以下 2.0m，无腐蚀性。1.2.3 材料混凝土：本工程的混凝土强度等级为 C35。钢筋：本工程的钢筋采用 HPB235 级和 HRB400 级。墙体：地上填充墙体采用加气混凝土空心砌块，地下墙体选用混凝土填充墙。湖 南 大 学 毕 业 设 计 (论 文
3、) 第 2 页2 结构设计2.1 结构选型和布置2.1.1 结构选型根据办公建筑功能的要求，为使建筑平面布置灵活，获得较大的使用空间，本结构设计采用钢筋混凝土框架结构体系。2.1.2 结构布置根据建筑功能要求及建筑物可用的占地平面地形，横向尺寸短，纵向尺寸较长，故把框架结构横向布置，即采用横向框架承重方案，具体布置详图见图 1。施工方案采用梁、板、柱整体现浇方案。楼盖方案采用整体式肋形梁板结构。电梯井采用钢筋混凝土筒体。楼梯采用整体现浇板式楼梯。基础方案采用柱下独立基础。2.1.3 初估截面尺寸（1）根据本项目房屋的结构类型、抗震设防烈度和房屋的高度查建筑抗震设计规范得本建筑得抗震等级为二级。
4、楼盖、屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度为 100mm，各层梁柱板混凝土强度等级均为 C35，纵向受力钢筋采用 HRB400 级钢筋，其余钢筋用 HPB235 级。根据建筑平面布置确定得结构平面布置图可知，B 柱、D 柱、E 柱、F 柱的承载范围分别为 6m3.3m 、6m6m 、6m5.7m、6m3m。估算结构构件尺寸时，露面荷载近似取为 12 计算（以中柱计算为例） 。2kNm（2） 梁界面尺寸估算依据框架结构的主梁截面高度及宽度可由下式确定：11,0823b b bhl h: :且 ，其中横梁跨度： ，纵梁20bm6.,5.4,6BDDEEFlmllm6m。由此估算的梁界面尺寸如下：
5、ol横向主框架梁：bh300mm600mm纵向框架梁：bh300mm600mm次梁：bh 300mm500mm湖 南 大 学 毕 业 设 计 (论 文 ) 第 3 页E C ABTZTZTZTZ20202027027060 1830202020270270202020 1830图1 标准层结构平面布置图1236541/0789101F E D B1109871/3456321540 54030306060206060606060606060602060606030306060楼 梯 间楼 梯 间 KL6(1)30X0KL6(1)30X0 KL5(3)30X6KL5(3)30X60KL5(3)3
6、0X60KL5(3)30X60KL5(3)30X60KL5(3)30X60KL5(3)30X60KL5(3)30X60KL5(3)30X60KL5(3)30X60KL5(3)30X60KL4(3)30X60L6(3)0X50L6(3)0X50KL4(3)30X60L5(3)0X0KL3(4)0X60L4(2)30X50L4(2)30X50KL3(4)0X60L4(2)30X50L4(2)30X50L3(2)0X50L3(2)0X50L2(6)30X50L1(6)30X50L1(6)30X50 KL2(7)30X60KL2(7)30X60KL1(6)30X0KL1(6)30X0KZ1KZ2KZ2
7、KZ2 KZ2KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1 KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1 KZ1 KZ1 KZ1KZ1KZ1KZ1KZ1湖 南 大 学 毕 业 设 计 (论 文 ) 第 4 页（3）柱截面尺寸估算依据。由建筑的抗震设防烈度查表可知，柱的轴压比应小于轴压比限值：0.8ccCNbhfAFC35 混凝土： 2216.7,1.57tNfmm求得：32 22.20610384.81.7cA m 上式中得 1.2 为荷载分项系数，10 表示底层柱承
8、受其上十层得荷载。N 按底层中柱得受荷面积考虑。取柱截面为正方形，则柱截面边长为 622mm。结合实际情况，并综合考虑其他因素，本设计柱截面尺寸为650mm650mm。纵向受拉钢筋抗震锚固长度 23601.5.4592.1.57yaEt Nf ml d m 1.5梁内钢筋伸至边柱内长度 ，故柱子截面满足此抗震构0.929.aEl造要求。2.2 框架计算简图2.2.1 设计简图说明本设计基础选用柱下独立基础，基础顶面标高为4.200m （地下室地坪以下为0.600m） 。框架的计算单元如图 1 所示，取轴上的一榀框架计算，假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱截面尺寸不变，故梁跨度
9、等于柱截面形心轴线之间的距离。地下室柱高从基础顶面算至底层楼面，地下室高为 3.6m，故地下室柱计算高度为 4.2m，其余各层柱计算高度为层高，即首层为 3.6m，其余各层柱计算高度为 3.3m。2.2.2 框架梁柱截面特性由构件的几何尺寸、截面尺寸和材料强度，利用结构力学有关截面惯性矩及线刚度的湖 南 大 学 毕 业 设 计 (论 文 ) 第 5 页概念计算梁柱截面的特性，如表 1 和表 2 所示。表 1 梁截面特性计算表中框架梁层数硂强度梁编号截面宽bm截面高h梁跨Lm硂弹性模量 caEMP截面惯性矩 4Im线刚度 Ni相对线刚度 iC35 BD 跨 300 600 6600 31500
10、95.1010.50.36C35 BE 跨 300 600 5400 31500 4630.44-19C35 EF 跨 300 600 6000 31500 9.10.70.40边框架梁层数硂强度梁编号截面宽bm截面高h梁跨Lm硂弹性模量 caEMP截面惯性矩 4Im线刚度 Ni相对线刚度 iC35 BD 跨 300 600 6600 31500 95.10103.860.27C35 BE 跨 300 600 5400 31500 47250.33-19C35 EF 跨 300 600 6000 31500 9.10.0.30表 2 柱截面特性计算表层数硂强度柱子轴号截面宽bm截面高h柱高Lm
11、硂弹性模量 caEMP截面惯性矩 4Im线刚度 Ni相对线刚度 i1 C35 BD 跨 300 600 6600 31500 10.81.60.791 C35 BE 跨 300 600 5400 31500 320.9229 C35 EF 跨 300 600 6000 31500 10.41.1.002.2.3 框架梁柱的线刚度计算1柱子计算地下室柱子湖 南 大 学 毕 业 设 计 (论 文 ) 第 6 页7 42 113.1500.65.04.kNmEImi NmL 地 （ ）首层柱子7 42 113.1500.65.3023.6kIi 1 （ ）二至九层柱子7 42 113.1500.65
12、1.203.kNmEImi NmL （ ）2、梁计算2 轴梁为中框架梁， ，各层梁截面均相同。2OIBD 跨梁7 32 1013.1500.3.65.6.kNmEIi NmL D （ ）DE 跨梁7 32 10123.1500.3.6.5.4kIi m DE （ ）EF 跨梁7 32 10123.1500.3.65.76kNIi NmL EF （ ）3、相对线刚度计算令二至九层柱子线刚度 i1.0，则其余各杆件的相对线刚度为 :地下室柱子: 79.01042.65mkNi，地首层柱子: 2.35i，BD 跨梁: 36.01042.54mkNi，湖 南 大 学 毕 业 设 计 (论 文 ) 第
13、7 页DE 跨梁 : 4.01042.3654mkNi，EF 跨梁 : .7554i，同理可得边框架梁相对线刚度：; ; 1.0.360.27BDi 1.50.40.32DEi .5.4.3EFi根据以上计算结果，框架梁柱的相对线刚度如图 2 所示，是计算各节点杆断的弯矩分配系数的依据。考虑整体现浇梁板结构中，板对梁的有利作用，对中框架取 ，对边框架取2OI。 为矩形截面框架梁的惯性矩。1.5OII2.3 荷载计算荷载计算是结构计算中非常重要的基础数据计算。不能漏算荷载，也不能多计算荷载。要使荷载计算准确无误，关键应把握荷载的正确传递路径和荷载的正确取值。荷载的传递路径直接与结构布置有关，有什
14、么样的结构布置就有什么样的荷载传递方式；荷载的正确取值又分恒荷载和活荷载。此外还应特别注意的是，若考虑功能分隔可以灵活布置的隔墙或考虑二次装修荷载，设计之初隔墙位置或装修位置不确定时，可将非固定隔墙的自重取每延米（ ）的 作为露面活载的附加值（ ）记入，附kNm13kNm加值不小于 1.0 。k湖 南 大 学 毕 业 设 计 (论 文 ) 第 8 页30303030303030303604206054060 0.36(0.27) (0.3) 0.4 0.40(0.30)0.79 0.79 0.79 0.790.920.920.920.92 (0.30) 0.40 0.4(0.3)(0.27)
15、0.360.36(0.27) (0.3) 0.4 0.40(0.30)1.0 1.0 1.0 1.01.01.01.01.0 (0.30) 0.40 0.4(0.3)(0.27) 0.360.36(0.27) (0.3) 0.4 0.40(0.30)1.0 1.0 1.0 1.01.01.01.01.0 (0.30) 0.40 0.4(0.3)(0.27) 0.360.36(0.27) (0.3) 0.4 0.40(0.30)1.0 1.0 1.0 1.01.01.01.01.0 (0.30)0.40 0.4(0.3)(0.27) 0.360.36(0.27) (0.3) 0.4 0.40(0.30)1.0 1.0 1.0 1.01.01.01.01.0 (0.30)0.40 0.4(0.3)(0.27) 0.36注 ： 括 号 内 为 边 框 架 相 对 线 刚 度 ， 括 号 外 为 中 框 架 相 对 线 刚 度 。图 2 框 架 梁 柱 相 对 线 刚 度 FEDB湖 南 大 学 毕 业 设 计 (论 文 ) 第 9 页2.3.1 恒载标准值计算1、上人屋面恒载保护层：4
