精编房地产管理房屋建筑学课程设计写字楼Word文档下载推荐.docx
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7．梁兴文、史庆轩主编，《土木工程毕业设计指导》，北京：
科学出版社，2002年7月
8．李必瑜主编，《房屋建筑学》，湖北：
武汉理工大学出版社，2000年7月
9．龙驭球、包世华主编，《结构力学教程》（I）,北京：
高等教育出版社，2002年5月
10.单建，吕令毅主编，《结构力学教程》，南京：
东南大学出版社，2002年7月
11.熊丹安，《钢筋混凝土框架结构设计和实例》，湖北：
武汉理工大学，2005年1月
第二节房屋结构概况
某七层办公楼为钢筋混凝土全现浇框架结构，一层层高5.4m，二至六楼层高3.3m，七层层高4m。
其平面柱网布置如图1-1，②—⑦轴线对应的框架立面如图1-2。
图1-1柱网布置图
图1-2框架立面图
第三节设计参数
1结构层高
一层高5.4m，二至六楼层高3.3m，七层高4m。
如图1-2所示。
2荷载
楼面恒载：
，屋面恒载：
，楼面活载：
走廊活载：
，屋面活载：
二三层横墙荷载：
四至七层横墙荷载：
二至七层外纵墙荷载：
屋面之上外纵墙荷载：
二至七层内纵墙荷载：
注：
1）楼面层恒载中已计入楼屋面面层，结构层即楼屋面板及顶棚抹灰或吊顶重，但未计入梁自重。
2）内外纵墙荷载已计及门、窗及相关装饰、粉刷、贴面，且忽略结构层高差别的影响。
3）屋面之上外纵墙荷载为屋面女儿墙荷载。
4）一层墙对框架结构内力无影响，未列入。
查《建筑结构荷载规范》表A.1钢筋混凝土自重取。
3钢筋种类
梁、柱钢筋：
HRB400，，，
其他钢筋：
HRB335，，
4混凝土强度等级
混凝土强度等级为C30，，，，。
混凝土弹性模量。
5抗震设防烈度
本设计抗震设防烈度设定为7.5度。
6设计地震分组
本设计设计地震分组为第一组。
7建筑场地类别
本设计选定场地类别为：
Ⅱ类。
8其他
由于本设计是抗震设防烈度为7.5度，高度为25.5m的框架结构,查《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）表6.1.2可知，本设计的抗震等级为一级。
本设计将④轴横向框架作为典型框架。
第二章截面设计
第一节构件截面尺寸
1板厚
由柱网布置图可知，本设计中的板为双向板，查《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002），现浇钢筋混凝土双向板的最小板厚为80mm。
考虑到本设计的荷载，以及模数要求，板厚取为100mm。
2梁截面设计
框架梁截面高度h可按计算跨度的选取，且不小于400mm，也不宜大于净跨。
框架梁的宽度b一般为梁截面高度h的，且不应小于200mm。
考虑到实际承受的荷载大小、跨度、抗震设防烈度、混凝土强度等级等因素，本设计选取梁的截面为：
梁：
3柱截面设计
框架柱的截面尺寸一般由最小构造、模数、剪跨比、轴压比要求决定。
在本设计中剪跨比不起控制作用，可不考虑。
查《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）6.3.5可知，柱截面的宽度和高度不宜小于400mm。
截面长边和短边的边长比不宜大于3。
查《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）6.3.6可知，柱轴压比限值为0.65。
根据轴压比按下式估算截面尺寸：
式中——柱所需截面面积；
——柱组合的轴压力设计值：
式中——考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，取1.3；
——按简支状态计算的柱的负载面积，本设计中为；
——折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似取，本设计取
——验算截面之上楼层层数；
——混凝土轴心抗压强度设计值；
——框架柱轴压比限值。
本设计中起控制作用的是底层的中柱
截面尺寸：
选取截面尺寸为。
第二节刚度计算
1梁的刚度计算
计算梁的截面惯性矩时，对于俩侧有板的中间框架，横梁截面惯性矩可取梁矩形截面（包括板厚在内）惯性矩的2倍，对于仅有一侧有板的横梁，则取。
梁的计算过程见表2.1。
表2.1梁的刚度
部位
断面
跨度
截面惯性矩
边框架梁
中框架梁
边跨梁
0.6×
0.4
6.3
7.2
14.4
68.57
10.8
51.43
中跨梁
3.6
120
90
2柱的刚度计算
按D值法计算柱的刚度的计算过程见表2.2。
表2.2柱的刚度
层数
层高
（m）
柱号
柱根数
（）
楼层D
1
5.4
4
60000
0.68
0.44
10877.31
404519
2
12
0.91
0.48
11955.76
3
1.08
0.51
12653.14
1.44
0.56
13910.66
2至6
3.3
98181.82
0.42
0.17
18637.38
859509
0.55
0.22
23500.39
0.66
0.25
26780.78
0.88
0.30
32985.97
7
4.0
81000
0.50
0.20
12237.88
554757
0.67
15290.43
0.80
0.29
17318.32
1.06
0.35
21087.28
第三章重力荷载作用下的内力计算
第一节重力荷载计算
1恒载参数计算
对于双向板，由板传到框架横梁上的荷载为对称的梯形或三角形分布，荷载传递简图如图3-1所示。
楼面：
屋面：
二至七层：
屋面之上：
横墙及横梁荷载集度：
二三层：
四至七层：
板传递至框架的恒载集度最大值：
2框架上的恒载
框架上的恒载由上述所算出的各参数组合而成，分为二三层、四至七层、屋面三种情况，分别如图3-2、3-3、3-4所示。
整个框架的受力简图如图3-5所示。
图3-2一二层框架恒载受力简图
图3-3三至六层框架恒载受力简图
图3-4七层框架恒载受力简图
图3-5整个框架的恒载受力简图
3活载参数计算
活载的传递方式同恒载相同。
荷载传递简图如图3-6所示。
板传递至框架的活载载集度最大值：
4框架上的活载
框架上的恒载由上述所算出的各参数组合而成，分为楼面、屋面俩种情况，分别如图3-7、3-8所示。
整个框架的受力简图如图3-9所示。
图3-7楼面的活载受力简图
图3-8屋面的活载受力简图
图3-9整个框架的活载受力简图
5框架上的重力荷载
框架上的重力荷载=100%的恒荷载+50%的活荷载。
叠加框架上的恒载及活载的一半得整个框架的重力荷载，如图3-10所示。
图3-10整个框架的重力荷载受力简图
第二节弯矩二次分配法计算框架内力
1梁柱转动刚度
除底层柱外，其余各层柱的线刚度乘以0.9的折减系数。
梁柱转动刚度见表3.1。
2计算分配系数
分配系数按下式计算：
由于结构和荷载对称，仅计算半边结构的分配系数，各节点杆件分配系数见表3.2。
表3.1梁、柱转动刚度
构件名称
转动刚度S（）
框架梁
边跨
中跨
框架柱
顶层
中间层
底层
3梁端固端弯矩
①七层：
边跨：
中跨：
②三至六层
③一、二层
4弯矩分配和传递
由于结构以及荷载对称，能够取半结构进行弯矩分配和传递。
弯矩分配和传递分别如图3-11所示。
5作框架弯矩图
将杆端弯矩按比例画在杆件受拉一侧，如图3-12所示。
6作框架剪力图和轴力图
根据弯矩图很容易作出剪力图和轴力图。
可是在横向框架柱中，除了上述由楼板及框架横梁上的恒载和活载经框架横梁在框架柱中产生的轴力外，框架柱中轴力仍应包括：
1）楼屋面恒载和活载通过双向板传给纵向框架梁对柱引起的压力；
2）纵向框架梁自重及其上外纵墙、内纵墙经纵向框架梁对柱引起的压力；
3）对于各层柱的下端截面尚有柱自重产生的轴力。
单位长度柱产生的自重为：
框架剪力图、轴力图分别如图3-13、3-14所示。
图3-11弯矩分配和传递
3-12框架弯矩图（）
图3-13框架剪力图（）
图3-14框架轴力图（）
第四章水平地震荷载作用下的内力计算
第一节水平地震作用标准值计算
1楼层重力荷载代表值
各楼层的重力荷载代表值采用估算的算法。
2自振周期计算
基本自振周期采用顶点位移法计算。
其中非结构墙影响的折减系数取0.6。
结构顶点假象侧移计算结果见表4.1。
表4.1顶点假象侧移
层次
6032.88
0.01087
0.25565
6
12065.76
0.01404
0.24478
5
18098.64
0.02106
0.23074
24131.52
0.02808
0.20968
30164.4
0.03509
0.18160
36197.28
0.04211
0.14651
42230.16
0.10440
3地震影响系数
根据《建筑抗震设计规范》中地震影响系数的曲线，设防烈度为7.5度，设计地震分组为第一组，Ⅱ类场地时：
，。
由于，地震影响系数按下式计算：
式中——曲线下降段的衰减指数，取0.9；
——阻尼比调整系数，取1；
——结构自振周期；
——特征周期；
——地震影响系数最大值。
由于,需计算附加顶部集中力：
4结构水平地震作用标准值
结构总水平地震作用效应标准值为:
附加顶部集中力为：
各层水平地震作用标准值：
第二节D值法计算水平地震作用下的内力
1典型框架柱的剪力
根据表2.2计算的框架柱侧向刚度D值，柱的剪力按下式计算：
式中——第层第柱的剪力；
——第层第柱的抗侧刚度；
——第层所有柱的抗侧刚度之和；
——第层由外荷载引起的总剪力。
2计算反弯点高度比
根据框架总层数、所在楼层以及梁柱线刚度比查《高层建筑结构设计原理》表3.7查出。
由于上下层梁线刚度相同，反弯点高度比修正值。
由于上下层层高可能变化，所以反弯点高度比修正值、通过、和值查《高层建筑结构设计原理》表3.9。
其中：
，
式中、——上层、下层层高。
上层层高大于本层，向上移；
反之，向下移。
下层层高大于本层，向下移；
反之，向上移。
于是，框架各层柱经过修正后的反弯点高度可由下式计算得到：
详细计算过程及结果见表4.2。
边柱
中间柱
（，）
，，，
表4.2各层柱反弯点高度比计算
3柱端弯矩
柱端弯矩详细计算过程见表4.3。
表4.3柱端弯矩
边柱上端
边柱下端
中柱上端
中柱下端
4梁端弯矩
边柱梁按节点平衡得到梁端弯矩；
中间节点按线刚度比分配柱端弯矩。
中柱梁外侧刚度比分配系数为：
中柱梁内侧刚度比分配系数为：
0.37
梁端弯矩详细计算过程见表4.4。
边柱梁
中柱梁外侧
中柱梁内侧
5水平地震作用标准值作用下的弯矩图
根据表4.3、4.4的计算结果作水平地震作用标准值作用下的弯矩图，如图4-2所示。
6水平地震作用标准值作用下的剪力图、轴力图
根据水平地震作用标准值作用下的弯矩图，能够作出框架的剪力图以及柱的轴力图，如图4-3、4-4所示。
图4-2水平地震作用标准值作用下的弯矩图（）
图4-3水平地震作用标准值作用下的剪力图（）
图4-3水平地震作用标准值作用下柱的轴力图（）
第五章框架的内力组合
由于是钢筋混凝土全现浇框架结构，所示截面最大内力会出当下底层。
之上各层配筋和底层一致，下面以底层的梁、柱为例，进行抗震内力组合和截面计算。
第一节梁控制截面内力和梁端负弯矩调幅
1底层梁
地震作用下：
重力荷载作用下：
考虑梁端负弯矩调幅，取调幅系数，则
调幅后的跨中弯矩为
第二节底层边跨梁内力组合和截面计算
1梁正截面计算
故梁端顶部按，梁底部按确定纵向受拉钢筋。
（1）梁底部纵向受拉钢筋计算
根据规范，，C30时，，采用25的钢筋，保护层厚度，故
故上式为
解得
又由，可得
选425，。
（2）梁顶部纵向受拉钢筋计算
采用20的钢筋，双排布置，保护层厚度，故
选1020，，双排。
（3）梁纵向受拉钢筋配筋率
梁端
跨中
满足规范要求。
2梁斜截面计算
其中，根据实配钢筋面积和材料强度确定的截面抗震受弯承载力所对应的弯矩值为：
剪压比验算：
配箍计算：
选用双肢10@100，有
第三节底层中跨梁内力组合和截面计算
梁左端最大负弯矩
梁左端最大正弯矩
梁右端最大负弯矩
将跨中正弯矩
根据规范，，C30时，，采用20的钢筋，保护层厚度，故
选520，。
采用25的钢筋，保护层厚度，故
由于本框架是一级框架，仍应符合下式要求：
第四节底层柱内力组合和截面计算
1轴压比验算
柱：
2正截面计算
在内力组合时，对柱顶需考虑柱端弯矩的调整，对柱底需乘以规范要求的增大系数，则柱采用如下最不利内力组合。
中柱柱顶：
及相应的：
（A）
（B）
（C）
中柱柱底：
（D）
及相应的：
（E）
（F）
初步试算可知，之上全部为大偏心受压构件，可能起控制作用的组合有
D：
F：
柱采用对称配筋,初步试算可知，①②③为大偏心受压。
配筋计算：
D:
，取，
，取。
F:
按最小配筋率
综上，底层柱钢筋选用1020，。
3斜截面计算
剪力设计值的调整
弯矩设计值为
剪跨比
边柱逆时针上端
边柱顺时针上端
边柱逆时针下端
边柱顺时针下端
中柱逆时针上端
中柱顺时针上端
中柱逆时针下端
中柱顺时针下端
取剪压比验算
配箍计算
故取。
则
选取10@200，3肢箍。
柱端加密区配10@100，3肢箍，则加密区体积配箍率为
加密区最小体积配箍率为
故满足规范要求。
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