土木工程专业.docx
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土木工程专业
第一部分：
工程概况
结构类型
[]砌体结构
[]底框砌体结构
[√]框架填充墙结构
[]小墙肢结构
[]高层剪力墙结构
[]框剪结构
[]筒体结构
[]框支结构
[]其它
工程地段:
山东省济南市
本工程±0.00由现场确定；室内外高差：
0.45m
主要材料
混凝土基础C40；上部C30
钢材三级钢二级钢（箍筋，板筋）
砌体加气混凝土砌块；
结构层数
地上5层；局部6层
结构高度22.05m；宽度31.8m；长度46.8m；
结构特点：
本工程属办公楼，建筑类别：
丙类。
平面近似L型，整体属于较规则结构。
基础
形式
采用桩基础，桩采用复合载体夯扩桩，
抗震设防烈度7度，抗震等级三级，场地类别Ⅱ；
安全等级二级，基本风压：
0.45kN/㎡
人防布置
无
抗震缝设置
无
注：
结构高度指室外地坪至檐口或大屋面
第二部分：
结构选型及布置
荷载取值
柱网与层高：
本办公楼采用柱距为6.6m的内廊式小柱网，横向为4.8*2.4*6.6m,层高取3.6m，如下图所示：
柱网布置图
框架结构承重方案的选择：
竖向荷载的传力途径：
楼板的均布活载和恒载直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至基础。
根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本办公楼框架的承重方案为横向框架承重方案，这可使横向框架梁的截面高度大，增加框架的横向侧移刚度。
框架结构的计算简图：
（本方案中，需近似的按左数第二榀横向的平面框架（为五层）计算。
）底层高4.5m,其余层高3.6m。
梁、柱截面尺寸的初步确定：
1、梁截面高度一般取梁跨度的1/12至1/8。
本方案取纵向500mm，截面宽度取300mm,可得梁的截面初步定为b×G=300*500。
横向取300*500。
2、框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按下列公式计算：
（1）柱组合的轴压力设计值N=βFgEn
注：
β考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数。
F按简支状态计算柱的负载面积。
gE折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取14KN/m2。
n为验算截面以上的楼层层数。
（2）Ac≥N/uNfc
注：
uN为框架柱轴压比限值，本方案为三级抗震等级，查《抗震规范》可知取为0.9。
3、计算过程：
对于边柱：
N=βFgEn=1.3×6.6×3.3×12×5=1699（KN）
Ac≥N/uNfc=1699×103/0.9/14.3=132012（mm2）
取500mm×500mm
对于内柱：
N=βFgEn=1.25×6.6×4.2×12×6=2494.8（KN）
Ac≥N/uNfc=2494.8*103/0.8/14.3=218076（mm2）
取500mm×500mm（此处取相同的柱子）
梁截面尺寸（mm）
混凝土等级
横梁（b×G）
纵梁（b×G）
C30
300×500
300×500
柱截面尺寸（mm）
层次
混凝土等级
b×G
1-6
C30
500×500
第三部分：
荷载统计
查建筑结构荷载规范（GB50009-2001）得
一.可变荷载标准值选用（kN/㎡）
名称
荷载
走廊门厅
楼梯
办公室会议室
卫生间
上人屋面
不上
人屋面
2.5
2.5
2.0
2.0
2.0
0.5
本工程
选用
√
√
√
√
√
×
二．上部永久荷载标准值及构件计算
楼面荷载
楼面恒载
楼面1（楼21）用于除卫生间的房间（25厚）
20厚水磨石地面0.65kN/m2
120厚现浇钢筋混凝土板3.0kN/m2
16厚纸筋灰板底抹灰及顶棚0.194kN/m2
恒载合计2.18kN/m2
普通卫生间：
（防水楼面）60厚
10厚大面积防滑地砖10mm0.22kN/m2
30厚1：
2水泥砂浆结合30mm0.40kN/m2
20厚1：
2水泥砂浆找平20mm0.40kN/m2
现浇钢筋混凝土板100mm2.5kN/m2
板底抹灰及顶棚0.45kN/m2
恒载合计4.2kN/m2
屋面荷载（屋27）
500×500×25C20细石混凝土板0.4kN/m2
3厚沥青防水（2层）0.1kN/m2
20厚1：
3水泥砂浆结合0.4kN/m2
100厚憎水膨胀珍珠岩0.4kN/m2
2%找坡最薄200.39kN/m2
20厚1：
3水泥砂浆找平0.3kN/m2
120厚现浇钢筋混凝土板3kN/m2
板底抹灰及顶棚0.19kN/m2
恒载合计5.409kN/m2
外墙240厚
加气混凝土砌块1.8kN/m2
1:
3水泥砂浆找平0.24kN/m2
1:
1:
6水泥石膏砂浆0.42kN/m2
水泥砂浆找平0.28kN/m2
恒载3.78kN/m2
内墙200厚
加气混凝土砌块1.5kN/m2
1:
3水泥砂浆找平0.12kN/m2
1:
0.3:
3水泥石膏砂浆0.2kN/m2
恒载1.82kN/m2
女儿墙1.5m3.72kN/m2
风荷载：
基本风压取0.45kN/m2
查结构荷载规范得，风载体型系数为0.8+0.6=1.4，风压高度变化系数按B类粗糙度查
表，从室外地面算为22.05m，小于30m.βz=1.0,所选框架的负载宽度为6.6m，
层高
离地面高度（m）
风压高度变化系数
各层柱顶集中荷载标注值（kN）
5
18.45
1.25
13.3
4
14.85
1.14
14.8
3
11.25
1.14
14.8
2
7.65
1.14
14.8
1
4.05
1.14
16.6
计算过程如下：
以第五层为例
P=βzμsμzωoA=1*1.4*1.14*0.45*6.6*（1.8+1.5）=13kN
其中1.5m为女儿墙高度。
底层的取一二层的平均值。
雪荷载：
基本雪压为0.2kN/m2。
雪荷载比楼面活荷载小，只有在计算地震组合时考虑。
水平地震力：
（见后）
第三部分：
内力分析
屋面恒荷载:
屋面恒载传来:
5.41KM/M2
框架梁自重25*0.3*0.5=3.75KM/M
梁侧粉刷2*（0.5-0.12）*0.02*17=0.26KM/M
作用在顶层框架梁上的线荷载为
G51=4.01KM/M
G5DF2=5.41*6.6=33.32KM/M
G5GG2=5.41*4.8=26KM/M
楼面恒荷载：
楼面恒荷载传来：
3.84KM/M2
框架梁及梁侧粉刷：
4.05KM/M
内墙自重：
6.76KM/M
作用在中间层框架梁上的线荷载为：
G=4.05+6.76=10.8KM/M
GGF=4.01KM/M
GGG=3.84*4.8=18.43KM/M
GFD=3.84*6.6=25.34KM/M
屋面框架节点集中荷载标准值：
边柱联系梁自重：
0.3*0.5*6.1*25=22.87KN
粉刷：
0.02*（0.5-0.12）*2*6.1*17=1.58KN
1.5m高女儿墙自重：
1.5*6.6*0.24*7.5=17.82KN
粉刷：
1.5*0.02*2*6.6*17=6.732KN
联系梁传来的屋面自重：
G:
0.5*（6.6+1.8）*2.4*5.41=54.52KN
D:
0.5*6.6*0.5*6.6*5.41=58.9KN
顶层边节点集中荷载
G:
103.52KN
D:
107.9KN
中柱联系梁自重：
0.3*0.5*6.1*25=22.87KN
粉刷：
1.58KN
联系梁传来屋面自重：
F:
0.5*（6.6+6.6-4.8）*4.8/2*5.409=54.52KN
6.6*1.2*5.409=42.84KN
E:
0.5*6.6*0.5*6.6*5.409=58.9KN
6.6*1.2*5.409=42.84KN
顶层中节点集中荷载：
F:
121.81KN
E:
126.19KN
楼面框架节点集中荷载标准值：
边柱联系梁自重：
22.87KN
粉刷：
1.58KN
边墙体自重：
0.24*（6.1*3.1-4.8*2.1）*（8+0.68）=16.5KN
窗自重：
4.8*2.1*0.45=4.54KN
框架柱自重：
0.5*0.5*3.6*25=22.5KN
粉刷：
2.15KN
联系梁传来楼面自重：
G:
0.5*（6.6+1.8）*2.4*3.84=38.71KN
D:
0.5*6.6*0.5*6.6*3.84=41.82KN
中间层边节点集中荷载：
G:
108.85KN
D:
111.96KN
中柱联系梁自重：
22.87KN
粉刷：
1.58KN
内墙纵自重：
21.17+4.8=25.97KN
门重：
0.4*2.4*2=1.92KN
框架柱自重：
0.5*0.5*3.6*25=22.5KN
粉刷：
1.25KN
联系梁传来楼面自重：
F:
0.5*（6.6+1.8）*4.8/2*3.84=33.7KN
6.6*1.2*3.84=30.4KN
E:
0.5*6.6*0.5*6.6*3.84=41.82KN
6.6*1.2*3.84=30.41KN
中间层节点集中荷载：
F:
140.19KN
E:
148.32KN
荷载分布如下图：
楼面活荷载计算：
上人屋面：
2.0KN/M
P5DE=2.0*6.6=13.2KN/M
P5FG=2.0*4.8=9.6KN/M
P5D=6.6/2*6.6/2*2.0=21.78KN
P5G=0.5*（6.6+1.8）*2.4*2.0=20.16KN
P5E=21.78+6.6*1.2*2.0=37.62KN
P5F=20.16+6.6*1.2*2.0=36KN
中间层
P5DE=13.2KN/M
P5FG=9.6KN/M
P5D=（6.6/2）2*2.0=21.78KN
P5G=20.16KN
P5E=21.78+6.6*1.2*2.5=41.58KN
P5F=20.16+6.6*1.2*2.5=39.96KN
活荷载下的计算简图：
荷载计算借用力学求解器，手算用弯矩二次分配法，固端弯矩取用时把三角形荷载转为
均布荷载，这里借用《结构静力计算手册》进行叠加，手算时，得到支座处弯矩后，（手算电算弯矩相差最大约10多，这里以电算结果为准）再把梁柱分别当成简支梁加上弯矩，运用实际的荷载分布，由受力平衡，得剪力，和跨中弯矩。
而梁的剪力就是产生于柱的轴力，中柱的轴力是两边的梁剪力的叠加。
电算结果如下：
恒载弯矩图
恒载剪力图
恒载轴力图
由于框架结构合理的破坏形式是梁端出现塑性铰，考虑到钢筋混凝土结构具有塑
性内力重分布的性质，在竖向荷载下可以适当降低梁端弯矩，进行调幅（调幅系数取
0.85），以减少负弯矩钢筋的拥挤现象，便利于浇捣
。
以五层的GF跨为例，说明调幅方法。
MA=-30.42*0.80=-24.34KN*M,MB=-32.29*0.80=-25.83KN*M,
由简支梁产生的跨中弯矩为30.23KN*M,
由梁端弯矩产生的跨中弯矩是0.2*（24.34+25.83）*10/8/2=6.27
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