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综合办公楼毕业结构设计案例.doc

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1结构设计说明1.1.1工程概况本次设计工程为一综合办公楼,建筑主体结构共有8层,总高27.3m,无地下室,1层层高3.3m,其余层层高均为3.0m;突出屋面的塔楼为电梯机房和楼梯间。建筑面积7413.12m2,占地面积823.68m2。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/m2,砾石层允许承载力为300kN/m2。地下水位在地表以下2m,水质对混凝土无侵蚀。地震设计烈度7度,建筑场地类别为Ⅱ类,场地特征周期为0.35s,基本雪压0.30kN/m2。1.1.2结构方案及布置该建筑为综合办公楼,建筑平面布置灵活,有较大空间,可考虑到采用框架结构或框剪结构。由于楼层为八层,主体高度27.3m,7度抗震,考虑到框架抵抗水平荷载能力较低,抗侧刚度差,侧向变形大,且电梯井道一般宜做成钢筋混凝土筒体,选择框-剪结构。该工程采用全现浇结构体系,1~5层混凝土强度等级为C40,以上各层均为C30,结构平面布置如图见1-1-1。1.1.3构件初估1.1.3.1柱截面尺寸的确定利用式A=a,式中: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,7度地区,中间柱取1、边柱取1.1,G为结构单位面积的重量,根据经验估算钢筋砼高层建筑约为12~18KN/M由于框-剪结构办公楼荷载较小,按14KN/M考虑;负荷面积按F=7.8(6.6+2.4)/2=35.1m考虑。设防烈度7度、小于60m高的框-剪结构抗震等级为三级,因此取0.95。1层中柱(n取8;C40混凝土,=19.1MPa);A=a==0.242m,a=0.491m。6层中柱(n取3;C30混凝土,=14.3MPa)A=a==0.121m,a=0.347m。初步选定中柱截面500mm500m;对于边柱,F=7.26.6/2=23.76m考虑,取1.1,则:1层边柱(n取8;C40混凝土,=19.1MPa);A=a==0.164m,a=0.405m。6层边柱(n取3;C30混凝土,=14.3MPa)A=a==0.082m,a=0.287m。初步选定边柱截面450mm450mm。1.1.3.2梁尺寸确定梁截面高度hb=(1/121/8)l,l为跨长;梁截面宽度bb=(1/31/2)hb,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240mm650mm,中跨为240mm500mm;横向次梁240mm600mm;纵向框架梁240mm700mm.1.1.3.3楼板厚度的确定楼板为现浇双向板,一般厚度取(1/401/30)板(短向长度)且不小于80mm,3600/40=90m,取120mm>90mm,满足要求。1.1.3.4剪力墙尺寸的确定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。除电梯井道筒体外,横向设四道共30.0m剪力墙,纵向设四道共26.4m剪力墙,墙厚均与隔墙相等为240mm。底层剪力墙截面面积=15.504m,柱截面面积Ac=7.24m,楼面面积为741.24m,则:Aw/Af=15.504/741.24=0.021,满足Aw/Ac=0.020.03的要求。(Aw+Ac)/Af=(15.504+7.24)/741.24=0.031,满足(Aw+Ac)/Af=0.030.05的要求。根据“分散、均匀、对称、周边”的原则,布置成L形剪力墙,且使质量中心和刚度中心尽可能重合。1.1.4基本假定与计算简图1.1.4.1基本假定1)平面结构假定:该工程平面为正交布置,可认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担,垂直于该方向的讥侧力结构不受力2)楼板在自身平面内刚性假定:在水平荷载作用下,框架和剪力墙之间不产生相对位移。3)由于结构体型规整、剪力墙布置对称均匀,结构在水平荷载作用下不计扭转的影响。在以上基本假定的前提下,将空间框-剪结构分解成纵向和横向两种平面体系:将所有剪力墙综合在一起形成总剪力墙;将所有框架综合在一起形成总框架。楼板的作用是保证各片平面结构具有相同的水平侧移。1.1.4.2计算简图在横向水平力作用于下,剪力墙之间由连梁连接,连梁对墙产生约束弯矩,因此将结构简化为刚接计算体系,计算简图如图1-1-2:1.1.5荷载计算高层建筑水平力是起控制作用的荷载,包括地震作用与风力。建筑高度小于60m,且风荷载不大,故可不算风荷载。地震作用计算方法按《建筑结构抗震设计规范》进行,对高度不超过40m以剪切为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,可采用底部剪力法。竖向荷载主要是结构自重(恒载)和使用荷载(活载)。结构自重可由构件截面尺寸直接计算,建筑材料单位体积重量按
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