毕设初稿.docx
《毕设初稿.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕设初稿.docx（59页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
毕设初稿
保定市政府办公楼建筑结构设计
摘要
本工程为保定市政府办公楼，总建筑面积6535.62m2，主体结构七层，总高度25.2m，采用框架-剪力墙结构，设计基准期50年，结构安全等级为二级，抗震设防烈度为7度。
建筑设计本着“功能适用，经济合理，造型美观，环境相宜”的原则，以国家相应规范、标准为依据，完成了设计任务书所要求的建筑平面设计，并在此基础上进行了立面、剖面设计，共画出建筑图7张。
结构设计本着“安全，适用，耐久”的原则，进行了竖向荷载汇集，水平荷载汇集，内力计算，内力组合，结构抗震验算，板、梁、柱、楼梯、等结构构件的设计，共画出结构图4张。
关键词：
高层办公楼，框架，剪力墙
Baodinggovernmentofficebuildingstructuredesign
abstract
Theprojectforthebaodingcitygovernmentoffices,atotalconstructionareaof6535.62m2,themainstructureofsevenlayers,totalheightof25.2m,withframe-shearwallstructure,thedesignreferenceperiodof50years,thesecuritylevelforthesecondarystructure,seismicfortificationintensityof7degrees.Functionofarchitecturedesigninlinewith"applicable,economicandreasonable,aestheticallypleasing,environmentalright"principle,onthebasisofthecorrespondingnationalstandards,standards,andcompletedthedesignplandescriptionsoftherequiredbythebuildingplanedesign,onthebasisoftheelevation,sectiondesign,wedrawthearchitectureinfigure7.Structuredesignbasedontheprincipleof"safe,applicable,durable,collectionverticalloadandhorizontalloadandinternalforcecalculation,internalforcecombination,aseismiccalculation,plates,beams,columns,stairs,andsoonthedesignofthestructures,drawthestructureoffour.
Keywords:
high-riseofficebuilding，frame，shearwall
一工程概况
本工程名称为保定市政府办公楼，场地东、北面临街
建筑纵向长度为54.6m
横向长度为17.1m
建筑高度25.2m（从地面标高到主体结构檐口）
标准层层高3.6m
室内外高差450mm
总建筑物面积约为6535.62㎡
占地面积约933.66㎡
建筑主体结构为7层，突出屋面的塔楼为电梯机房和楼梯间
结构形式为框架剪力墙结构
建筑使用年限为50年
建筑耐火等级为二级
建筑结构安全等级为二级
环境类别为一类
屋面的防水等级为二级
建筑抗震设防烈度按7度设计
剪力墙抗震等级为二级，框架为三级
自然地表下1m内为填土，填土下3m厚为硬塑性粘土，再下为砾石层
粘土允许承载力为180kN/㎡，砾石层允许承载力为300kN/㎡
地下水位在地表以下2m，水质对混凝土无侵蚀
建筑场地类别为Ⅱ类，场地特征周期为0.35s
基本雪压0.35kN/㎡，地面粗糙度为C类。
二结构构件截面尺寸估算与荷载计算
2.1柱的截面尺寸与荷载计算
2.1.1柱的截面尺寸初估
利用式
A为横截面面积，取方形时边长为a
n为验算截面以上楼层层数
F为验算柱的负荷面积，可根据柱网尺寸确定
为砼轴心抗压强度设计值
为地震及中边柱的相关调整系数，在地震烈度7度的地区，中间柱为1，边柱1.1
G为结构单位面积的重量，由于框剪结构办公楼荷载较小，G按14KN/M
考虑
设防烈度7度、小于60m高的框剪结构抗震等级为三级，
取0.95
对于中柱：
F=3.9
（6.3+3.0）/2=18.135m
，
取1.0，则：
1层中柱（n取7；C40混凝土，
=19.1MPa）
A=a
=
m
a=0.330m
5层中柱（n取3；C40混凝土，
=19.1MPa）
A=a
=
m
a=0.216m
初步选定中柱截面450mm×450mm；
对于边柱：
F=3.9
6.3/2=12.285m
，
取1.1，则
1层边柱（n取7；C40混凝土，
=19.1MPa）
A=a
=
m
a=0.272m
5层边柱（n取3；C40混凝土，
=19.1MPa）
A=a
=
m
a=0.178m
初步选定边柱截面500mm×500mm。
2.1.2柱的荷载计算
类别
层号
b×h/m
g
（kN/m）
Hn/m
n/根数
1.15Gi
（kN）
∑Gi
（kN）
A、D轴
1～7
0.50×0.50
6.25
3.6
14
362.25
655.673
B、C轴
1～7
0.45×0.45
5.0625
3.6
14
293.423
柱重力荷载计算表（钢筋混凝土容重取25kN/m3）
2.2梁的截面尺寸与荷载计算
2.2.1梁的截面尺寸初估
梁截面高度h=（1/12
1/8）l，l为跨长；梁截面宽度b=（1/3
1/2）h，本设计取与墙等宽240mm。
该工程框架为纵横向承重，根据梁跨度可初步确定横向框架梁的边跨为240mm
600mm，中跨为240mm
500mm；纵向框架梁240mm
600mm。
2.2.2梁的荷载计算
类别
层号
b×h0/m
g（kN/m）
l/m
n/根数
1.1Gi（kN）
∑Gi（kN）
AB跨
1～7
0.24×0.60
3.6
6.6
2
52.272
807.508
1～7
0.24×0.50
3
6.6
13
283.14
CD跨
1～7
0.24×0.60
3.6
6.3
2
49.896
1～7
0.24×0.50
3
6.3
13
270.27
BC跨
1～7
0.24×0.60
3.6
3
2
23.76
1～7
0.24×0.50
3
3
13
128.17
横梁重力荷载计算表（钢筋混凝土容重取25kN/m3）
类别
层号
b×
/m
g（kN/m）
/m
n/根数
1.1Gi（kN）
∑G1（kN）
所有纵梁
1～7
0.24×0.60
3.6
3.9
14
216.216
396.396
1～7
0.24×0.50
3
3.9
14
180.18
纵梁重力荷载计算表（钢筋混凝土容重取25kN/m3）
2.3板的截面尺寸与荷载计算
2.3.1板的截面尺寸初估
楼板为现浇双向板，一般厚度取（1/40
1/30）
板（短向长度）且不小于80mm，3900/40=97.5m，取100mm＞97.5mm，满足要求。
2.3.2板的荷载计算
2.3.2.1屋面荷载
1）屋面恒载
35mm预制混凝土板25kN/m3×0.035m=0.875kN/m2
M2.5砂浆砌120×120砖三皮，双向中距50018kN/m3×0.18m×0.25=0.81kN/m2
3mmSBS改性沥青防水卷材0.03kN/m3×0.003m=0.00009kN/m2
3mm氯丁沥青防水涂料（两布八涂）0.02kN/m3×0.003m=0.00006kN/m2
20mm水泥砂浆找平层20kN/m3×0.02m=0.4kN/m2110mm
150mm加气混凝土砌块6.5kN/m3×0.15m=0.975kN/m2
100mm钢筋混凝土板25kN/m3×0.1m=2.50kN/m2
15mm天棚水泥砂浆抹灰20kN/m3×0.015m=0.3kN/m2
合计5.86kN/m2
2）屋面活载
屋面雪载0.35kN/m2
屋面活载（上人屋面）2.0kN/m2
2.3.2.2楼面荷载
1）楼面恒载
水磨石地面0.65kN/m2
18mm水泥砂浆找平层20kN/m3×0.018m=0.36kN/m2
100mm钢筋混凝土板（一层为180mm厚）25kN/m3×0.10m=2.5kN/m2（4.5kN/m2）
15mm天棚水泥砂浆抹灰20kN/m3×0.015m=0.3kN/m2
合计3.81kN/m2（5.81kN/m2）
2）楼面活载
办公室、卫生间2.0kN/m2
走廊、楼梯2.5kN/m2
2.4墙的截面尺寸与荷载计算
2.4.1墙的截面尺寸初估
电梯机房近似位于建筑物中心且墙体为承重墙体，考虑做成钢筋混凝土筒体。
纵横向剪力墙数量相当，墙厚均与隔墙相等为240mm。
剪力墙横向截面面积
=10.28m
纵向界面面积
=11.232
，楼面面积为
=933.66
，
/Af=10.28/933.66=0.011，
/
=11.232/933.66=0.012，纵横向剪力墙的截面积均满足（1%
1.5%）
933.66=9.3366
14.0049的要求。
根据“分散、均匀、对称、周边”的原则，布置成口形剪力墙，且使质量中心和刚度中心尽可能重合。
2.4.2墙的荷载计算
内外围护墙均采用240mm厚水泥空心砖（容重9.6kN/m2）,内墙两侧均为20mm厚1:
3水泥砂浆粉刷层（20kN/m3×0.02m=0.4kN/m2）,外墙面为25mm厚水刷石墙面（0.5kN/m2）。
内、外墙及钢筋混凝土剪力墙单位面积上的重力荷载如下:
1）内墙:
粉刷层20kN/m3×2×0.02mm=0.8kN/m2
240厚水泥空心砖15kN/m2×0.24m=3.6kN/m2
合计4.4kN/m2
2）外墙:
外墙面层0.4kN/m2
粉刷层20kN/m3×（0.02+0.08）mm=0.4kN/m2
240厚水泥空心砖3.6kN/m2
水泥砂浆粉刷层0.4kN/m2
合计4.4kN/m2
3）钢筋混凝土剪力墙:
水泥砂浆粉刷层0.4kN/m2
200厚钢筋混凝土墙25kN/m3×0.20m=5kN/m2
合计5.4kN/m2
三PKPM计算结构的内力与变形
3.1结构平面布置与结构整体模型
该工程采用全现浇结构体系，混凝土强度等级为C40，结构形式为框架剪力墙。
剪力墙沿纵横两个方向布置，且两个方向的剪力墙面积相近，避免两个方向的侧向刚度差值过大；剪力墙间距适中，避免因剪力墙密集造成侧向刚度过大；剪力墙自上而下贯通布置，没有出现突然取消或中断的情况，避免了因刚度突变而产生薄弱层；剪力墙布置呈细高型，易于设计成弯曲破坏的延性剪力墙。
图1标准层平面图
图2结构整体模型
图3建筑立面图
3.2梁、柱、墙截面尺寸
图4梁截面尺寸（横梁边跨240mm×600mm，横梁中跨240mm×500mm，纵梁240mm×600mm）
图5柱截面尺寸（中柱450mm×450mm，边柱500mm×500mm）
图6墙截面尺寸（隔墙240mm,剪力墙240mm）
3.3平面荷载输出
楼面和屋面荷载包括结构层自重，软件自动计算现浇楼板自重。
图71-7层梁上恒荷（来自于梁上隔墙的自重）
图81-6层楼面恒荷（活荷）
图9屋面恒荷（活荷）
3.4设计参数设置
结构重要性系数为1.0，结构信息为钢筋混凝土框剪结构。
地震设防分组为第一组，设防烈度为7度，场地类别为II类，地面粗糙度为C类。
混凝土容重取25kg/m3。
梁端弯矩调幅系数为0.85，恒荷载分项系数γG=1.2，活荷载分项系数γL=1.4，活荷载组合值系数ψL=0.7。
3.5Satwe软件计算结果分析
3.5.1侧移验算
图10X方向最大位移=4mm图11Y方向最大位移=4.4mm
图12X方向最大反应力=1432.3（KN）图13Y方向最大反应力=1522.7（KN）
图14X方向最大层间位移角=1/5016图15Y方向最大层间位移角=1/5365
===工况1===X方向地震作用下的楼层最大位移
FloorTowerJmaxMax-（X）Ave-（X）h
JmaxDMax-DxAve-DxMax-Dx/hDxR/DxRatio_AX
8115844.244.063600
15840.570.561/631311.3%1.00
7114284.133.733600
14280.680.621/52884.3%0.86
6112243.463.113600
12240.710.651/50460.3%0.92
5110202.752.473600
10200.720.651/50164.8%0.89
418162.041.833600
8160.690.621/525011.5%0.81
316121.351.213600
6120.610.551/591222.0%0.71
214080.750.663600
4080.480.431/753644.3%0.60
112040.270.243600
2040.270.241/999999.9%0.43
X方向最大层间位移角:
1/5016（第5层第1塔）
===工况2===Y方向地震作用下的楼层最大位移
FloorTowerJmaxMax-（Y）Ave-（Y）h
JmaxDMax-DyAve-DyMax-Dy/hDyR/DyRatio_AY8115844.434.413600.
15840.610.601/5944.2.3%1.00
7114283.913.823600.
14280.630.621/5708.5.4%0.79
6112243.283.203600.
12240.670.651/5411.0.8%0.89
5110202.622.563600.
10200.670.661/5366.4.3%0.88
418161.951.913600.
8160.640.631/5600.10.6%0.82
316121.311.283600.
6120.570.561/6263.19.8%0.73
214080.740.723600.
4080.460.451/7808.38.9%0.62
112040.280.273600.
2040.280.271/9999.99.9%0.47
Y方向最大层间位移角:
1/5366（第5层第1塔）
根据高规，层间位移角在框架1/550、框架-剪力墙1/800范围内可取，符合规范要求。
===工况3===X方向地震作用规定水平力下的楼层最大位移
FloorTowerJmaxMax-（X）Ave-（X）Ratio-（X）h
JmaxDMax-DxAve-DxRatio-Dx
8115844.324.231.023600.
15840.590.581.02
7114283.933.751.053600.
14280.650.621.05
6112243.283.121.053600.
12240.680.651.05
5110202.602.471.053600.
10200.680.651.05
418161.921.821.053600.
8160.650.621.05
316121.271.211.053600.
6120.570.551.05
214080.700.661.053600.
4080.450.431.05
112040.250.241.053600.
2040.250.241.05
X方向最大位移与层平均位移的比值:
1.05（第3层第1塔）
X方向最大层间位移与平均层间位移的比值:
1.05（第2层第1塔）
===工况4===Y方向地震作用规定水平力下的楼层最大位移
FloorTowerJmaxMax-（Y）Ave-（Y）Ratio-（Y）h
JmaxDMax-DyAve-DyRatio-Dy
8115844.554.541.003600.
15840.620.621.00
7114283.943.921.003600.
14280.640.641.00
6112243.303.291.003600.
12240.670.671.00
5110202.632.621.003600.
10200.670.671.00
418161.961.951.003600.
8250.640.641.00
316121.311.311.003600.
6120.570.571.00
214080.740.741.003600.
4080.460.461.00
113190.280.281.003600.
3190.280.281.00
Y方向最大位移与层平均位移的比值:
1.00（第7层第1塔）
Y方向最大层间位移与平均层间位移的比值:
1.00（第4层第1塔）
3.5.2规则性验算
1）扭转规则性
===工况5===X方向地震作用规定水平力下的楼层最大位移
FloorTowerJmaxMax-（X）Ave-（X）Ratio-（X）h
JmaxDMax-DxAve-DxRatio-Dx
8115844.324.231.023600.
15840.590.581.02
7114283.933.751.053600.
14280.650.621.05
6112243.283.121.053600.
12240.680.651.05
5110202.602.471.053600.
10200.680.651.05
418161.921.821.053600.
8160.650.621.05
316121.271.211.053600.
6120.570.551.05
214080.700.661.053600.
4080.450.431.05
112040.250.241.053600.
2040.250.241.05
X方向最大位移与层平均位移的比值:
1.05（第3层第1塔）
X方向最大层间位移与平均层间位移的比值:
1.05（第2层第1塔）
===工况6===Y方向地震作用规定水平力下的楼层最大位移
FloorTowerJmaxMax-（Y）Ave-（Y）Ratio-（Y）h
JmaxDMax-DyAve-DyRatio-Dy
8115844.554.541.003600.
15840.620.621.00
7114283.943.921.003600.
14280.640.641.00
6112243.303.291.003600.
12240.670.671.00
5110202.632.621.003600.
10200.670.671.00
418161.961.951.003600.
8250.640.641.00
316121.311.311.003600.
6120.570.571.00
214080.740.741.003600.
4080.460.461.00
113190.280.281.003600.
3190.280.281.00
Y方向最大位移与层平均位移的比值:
1.00（第7层第1塔）
Y方向最大层间位移与平均层间位移的比值:
1.00（第4层第1塔）
X方向的有效质量系数:
99.16%Y方向的有效质量系数:
99.51%
符合规范要求，因此扭转规则。
2）竖向规则性
楼层抗剪承载力、及承载力比值（Ratio_Bu:
表示本层与上一层的承载力之比）
层号塔号X向承载力Y向承载力Ratio_Bu:
X,Y
810.6764E+040.6649E+041.001.00
710.2151E+050.1726E+053.182.60
610.2289E+050.1855E+051.061.07
510.2420E+050.1977E+051.061.07
410.2545E+050.2093E+051.051.06
310.2663E+050.2203E+051.051.05
210.2775E+050.2307E+051.041.05
110.2885E+050.2406E+051.041.04
X方向最小楼层抗剪承载力之比:
1.00层号:
8塔号:
1
Y方向最小楼层抗剪承载力之比:
1.00层号:
8塔号:
1
X方向最小刚度比:
1.0000
Y方向最小刚度比:
1.000
升级会员 