房屋建筑學(xué)課程設(shè)計寫字樓樣本

資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)之處，請聯(lián)系改正或者刪除。房屋建筑課程設(shè)計七層寫字樓專業(yè)學(xué)生____________指導(dǎo)老師_____________

摘要本工程為寫字樓,采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),主體為七層。設(shè)計部分包含建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計兩大部分。建筑設(shè)計中,貫徹”實用、安全、經(jīng)濟、美觀”的設(shè)計原則,主要對結(jié)構(gòu)的整體布局、建筑功能和構(gòu)件形式進行設(shè)計,滿足寫字樓使用要求。在確定框架布局和橫向框架荷載之后,先進行了層間荷載代表值的計算,接著利用頂點位移法求出自震周期,進而按底部剪力法計算水平地震荷載作用下大小,求出在水平荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力(彎矩、剪力、軸力)。在計算出豎向荷載(恒載及活荷載)作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力后,找出最不利的一組或幾組內(nèi)力進行組合。選取最安全的結(jié)果計算配筋并繪圖。整個結(jié)構(gòu)在設(shè)計過程中,嚴(yán)格遵循相關(guān)的專業(yè)規(guī)范的要求,參考相關(guān)資料和有關(guān)最新的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,對設(shè)計的各個環(huán)節(jié)進行綜合全面的科學(xué)性考慮。關(guān)鍵詞:框架結(jié)構(gòu),抗震設(shè)計,荷載計算,內(nèi)力計算,配筋計算目錄TOC\o"1-3"\p""\h\z\u第一章概述8042\h1設(shè)計參考8043\h1第二節(jié)房屋結(jié)構(gòu)概況8044\h2第三節(jié)設(shè)計參數(shù)8045\h3第二章截面設(shè)計8046\h5構(gòu)件截面尺寸8047\h5第二節(jié)剛度計算8048\h6第三章重力荷載作用下的內(nèi)力計算--8049\h8第一節(jié)重力荷載計算--8050\h8第二節(jié)彎矩二次分配法計算框架內(nèi)力8051\h13第四章水平地震荷載作用下的內(nèi)力計算8052\h20第一節(jié)水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計算8053\h20第二節(jié)D值法計算水平地震作用下的內(nèi)力8054\h22第五章框架的內(nèi)力組合8055\h29第一節(jié)梁控制截面內(nèi)力與梁端負(fù)彎矩調(diào)幅8056\h29第二節(jié)底層邊跨梁內(nèi)力組合與截面計算8057\h29第三節(jié)底層中跨梁內(nèi)力組合與截面計算8058\h32第四節(jié)底層柱內(nèi)力組合與截面計算8059\h34概述第一節(jié)設(shè)計參考1．中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn),建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB50068-)2.中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn),建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-)3．中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn),混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50010-)4．中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn),建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB50011-)5．中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn),建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB50007-)6．東南大學(xué)、天津大學(xué)、同濟大學(xué)合編,《混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計》,北京:中國建筑工業(yè)出版社,1月7．梁興文、史慶軒主編,《土木工程畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)》,北京:科學(xué)出版社,7月8．李必瑜主編,《房屋建筑學(xué)》,湖北:武漢理工大學(xué)出版社,7月9．龍馭球、包世華主編,《結(jié)構(gòu)力學(xué)教程》(I),北京:高等教育出版社,5月10.單建,呂令毅主編,《結(jié)構(gòu)力學(xué)教程》,南京:東南大學(xué)出版社,7月11.熊丹安,《鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計與實例》,湖北:武漢理工大學(xué),1月第二節(jié)房屋結(jié)構(gòu)概況某七層辦公樓為鋼筋混凝土全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu),一層層高5.4m,二至六樓層高3.3m,七層層高4m。其平面柱網(wǎng)布置如圖1-1,②—⑦軸線對應(yīng)的框架立面如圖1-2。圖1-1柱網(wǎng)布置圖圖1-2框架立面圖第三節(jié)設(shè)計參數(shù)1結(jié)構(gòu)層高一層高5.4m,二至六樓層高3.3m,七層高4m。如圖1-2所示。2荷載樓面恒載:,屋面恒載:,樓面活載:走廊活載:,屋面活載:二三層橫墻荷載:四至七層橫墻荷載:二至七層外縱墻荷載:屋面以上外縱墻荷載:二至七層內(nèi)縱墻荷載:注:1)樓面層恒載中已計入樓屋面面層,結(jié)構(gòu)層即樓屋面板及頂棚抹灰或吊頂重,但未計入梁自重。2)內(nèi)外縱墻荷載已計及門、窗及相關(guān)裝飾、粉刷、貼面,且忽略結(jié)構(gòu)層高差別的影響。3)屋面以上外縱墻荷載為屋面女兒墻荷載。4)一層墻對框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力無影響,未列入。查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》表A.1鋼筋混凝土自重取。3鋼筋種類梁、柱鋼筋:HRB400,,,其它鋼筋:HRB335,,4混凝土強度等級混凝土強度等級為C30,,,,。混凝土彈性模量。5抗震設(shè)防烈度本設(shè)計抗震設(shè)防烈度設(shè)定為7.5度。6設(shè)計地震分組本設(shè)計設(shè)計地震分組為第一組。7建筑場地類別本設(shè)計選定場地類別為:Ⅱ類。8其它由于本設(shè)計是抗震設(shè)防烈度為7.5度,高度為25.5m的框架結(jié)構(gòu),查《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-)表6.1.2可知,本設(shè)計的抗震等級為一級。本設(shè)計將④軸橫向框架作為典型框架。第二章截面設(shè)計第一節(jié)構(gòu)件截面尺寸1板厚由柱網(wǎng)布置圖可知,本設(shè)計中的板為雙向板,查《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-),現(xiàn)澆鋼筋混凝土雙向板的最小板厚為80mm?？紤]到本設(shè)計的荷載,以及模數(shù)要求,板厚取為100mm。2梁截面設(shè)計框架梁截面高度h可按計算跨度的選取,且不小于400mm,也不宜大于凈跨。框架梁的寬度b一般為梁截面高度h的,且不應(yīng)小于200mm?？紤]到實際承受的荷載大小、跨度、抗震設(shè)防烈度、混凝土強度等級等因素,本設(shè)計選取梁的截面為:梁:3柱截面設(shè)計框架柱的截面尺寸一般由最小構(gòu)造、模數(shù)、剪跨比、軸壓比要求決定。在本設(shè)計中剪跨比不起控制作用,可不考慮。查《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-)6.3.5可知,柱截面的寬度和高度不宜小于400mm。截面長邊與短邊的邊長比不宜大于3。查《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-)6.3.6可知,柱軸壓比限值為0.65。根據(jù)軸壓比按下式估算截面尺寸:式中——柱所需截面面積;——柱組合的軸壓力設(shè)計值:式中——考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù),取1.3;——按簡支狀態(tài)計算的柱的負(fù)載面積,本設(shè)計中為;——折算在單位建筑面積上的重力荷載代表值,可近似取,本設(shè)計取——驗算截面以上樓層層數(shù);——混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值;——框架柱軸壓比限值。本設(shè)計中起控制作用的是底層的中柱截面尺寸:選取截面尺寸為。第二節(jié)剛度計算1梁的剛度計算計算梁的截面慣性矩時,對于兩側(cè)有板的中間框架,橫梁截面慣性矩可取梁矩形截面(包括板厚在內(nèi))慣性矩的2倍,對于僅有一側(cè)有板的橫梁,則取。梁的計算過程見表2.1。表2.1梁的剛度部位斷面跨度截面慣性矩邊框架梁中框架梁邊跨梁0.6×0.46.37.214.468.5710.851.43中跨梁0.6×0.43.67.214.412010.8902柱的剛度計算按D值法計算柱的剛度的計算過程見表2.2。表2.2柱的剛度層數(shù)層高(m)柱號柱根數(shù)()()樓層D()15.414600000.680.4410877.314045192120.910.4811955.76341.080.5112653.144121.440.5613910.662至63.31498181.820.420.1718637.388595092120.550.2223500.39340.660.2526780.784120.880.3032985.9774.014810000.500.2012237.885547572120.670.2515290.43340.800.2917318.324121.060.3521087.28第三章重力荷載作用下的內(nèi)力計算第一節(jié)重力荷載計算1恒載參數(shù)計算對于雙向板,由板傳到框架橫梁上的荷載為對稱的梯形或三角形分布,荷載傳遞簡圖如圖3-1所示。樓面:屋面:圖3-1恒載傳遞簡圖二至七層:圖3-1恒載傳遞簡圖屋面以上:橫墻及橫梁荷載集度:二三層:四至七層:屋面:板傳遞至框架的恒載集度最大值:樓面:屋面:2框架上的恒載框架上的恒載由上述所算出的各參數(shù)組合而成,分為二三層、四至七層、屋面三種情況,分別如圖3-2、3-3、3-4所示。整個框架的受力簡圖如圖3-5所示。圖3-2一二層框架恒載受力簡圖圖3-3三至六層框架恒載受力簡圖圖3-4七層框架恒載受力簡圖圖3-5整個框架的恒載受力簡圖3活載參數(shù)計算活載的傳遞方式同恒載相同。荷載傳遞簡圖如圖3-6所示。樓面:屋面:圖3-6活載傳遞簡圖板傳遞至框架的活載載集度最大值:圖3-6活載傳遞簡圖樓面:屋面:4框架上的活載框架上的恒載由上述所算出的各參數(shù)組合而成,分為樓面、屋面兩種情況,分別如圖3-7、3-8所示。整個框架的受力簡圖如圖3-9所示。圖3-7樓面的活載受力簡圖圖3-8屋面的活載受力簡圖圖3-9整個框架的活載受力簡圖5框架上的重力荷載框架上的重力荷載=100%的恒荷載+50%的活荷載。疊加框架上的恒載及活載的一半得整個框架的重力荷載,如圖3-10所示。圖3-10整個框架的重力荷載受力簡圖第二節(jié)彎矩二次分配法計算框架內(nèi)力1梁柱轉(zhuǎn)動剛度除底層柱外,其余各層柱的線剛度乘以0.9的折減系數(shù)。梁柱轉(zhuǎn)動剛度見表3.1。2計算分配系數(shù)分配系數(shù)按下式計算:由于結(jié)構(gòu)和荷載對稱,僅計算半邊結(jié)構(gòu)的分配系數(shù),各節(jié)點桿件分配系數(shù)見表3.2。表3.1梁、柱轉(zhuǎn)動剛度構(gòu)件名稱轉(zhuǎn)動剛度S()框架梁邊跨中跨框架柱頂層中間層底層3梁端固端彎矩①七層:邊跨:中跨:②三至六層邊跨:中跨:③一、二層邊跨:中跨:4彎矩分配與傳遞由于結(jié)構(gòu)以及荷載對稱,能夠取半結(jié)構(gòu)進行彎矩分配與傳遞。彎矩分配與傳遞分別如圖3-11所示。5作框架彎矩圖將桿端彎矩按比例畫在桿件受拉一側(cè),如圖3-12所示。6作框架剪力圖和軸力圖根據(jù)彎矩圖很容易作出剪力圖和軸力圖?？墒窃跈M向框架柱中,除了上述由樓板及框架橫梁上的恒載和活載經(jīng)框架橫梁在框架柱中產(chǎn)生的軸力外,框架柱中軸力還應(yīng)包括:1)樓屋面恒載和活載經(jīng)過雙向板傳給縱向框架梁對柱引起的壓力;2)縱向框架梁自重及其上外縱墻、內(nèi)縱墻經(jīng)縱向框架梁對柱引起的壓力;3)對于各層柱的下端截面尚有柱自重產(chǎn)生的軸力。單位長度柱產(chǎn)生的自重為:框架剪力圖、軸力圖分別如圖3-13、3-14所示。圖3-11彎矩分配與傳遞3-12框架彎矩圖()圖3-13框架剪力圖()圖3-14框架軸力圖()

第四章水平地震荷載作用下的內(nèi)力計算第一節(jié)水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值計算1樓層重力荷載代表值各樓層的重力荷載代表值采用估算的算法。2自振周期計算基本自振周期采用頂點位移法計算。其中非結(jié)構(gòu)墻影響的折減系數(shù)取0.6。結(jié)構(gòu)頂點假象側(cè)移計算結(jié)果見表4.1。表4.1頂點假象側(cè)移層次()()()()()76032.886032.885547570.010870.2556566032.8812065.768595090.014040.2447856032.8818098.648595090.021060.2307446032.8824131.528595090.028080.2096836032.8830164.48595090.035090.1816026032.8836197.288595090.042110.1465116032.8842230.164045190.104400.104403地震影響系數(shù)根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》中地震影響系數(shù)的曲線,設(shè)防烈度為7.5度,設(shè)計地震分組為第一組,Ⅱ類場地時:,。由于,地震影響系數(shù)按下式計算:式中——曲線下降段的衰減指數(shù),取0.9;——阻尼比調(diào)整系數(shù),取1;——結(jié)構(gòu)自振周期;——特征周期;——地震影響系數(shù)最大值。由于,需計算附加頂部集中力:4結(jié)構(gòu)水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值結(jié)構(gòu)總水平地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值為:附加頂部集中力為:各層水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值:屋面:樓面:第二節(jié)D值法計算水平地震作用下的內(nèi)力1典型框架柱的剪力根據(jù)表2.2計算的框架柱側(cè)向剛度D值,柱的剪力按下式計算:式中——第層第柱的剪力;——第層第柱的抗側(cè)剛度;——第層所有柱的抗側(cè)剛度之和;——第層由外荷載引起的總剪力。圖4-1圖4-12計算反彎點高度比根據(jù)框架總層數(shù)、所在樓層以及梁柱線剛度比查《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》表3.7查出。由于上下層梁線剛度相同,反彎點高度比修正值。由于上下層層高可能變化,因此反彎點高度比修正值、經(jīng)過、與值查《高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》表3.9。其中:,式中、——上層、下層層高。上層層高大于本層,向上移;反之,向下移。下層層高大于本層,向下移;反之,向上移。于是,框架各層柱經(jīng)過修正后的反彎點高度可由下式計算得到:詳細(xì)計算過程及結(jié)果見表4.2。層數(shù)邊柱中間柱1(,),,,,,,,,,,2(,),,,,,,,,,,3(,),,,,,,,,,,4(,),,,,,,,,,,5(,),,,,,,,,,,6(,),,,,,,,,,,7(,),,,,,,,,,,表4.2各層柱反彎點高度比計算3柱端彎矩柱端彎矩詳細(xì)計算過程見表4.3。表4.3柱端彎矩層數(shù)邊柱上端()邊柱下端()中柱上端()中柱下端()12345674梁端彎矩邊柱梁按節(jié)點平衡得到梁端彎矩;中間節(jié)點按線剛度比分配柱端彎矩。中柱梁外側(cè)剛度比分配系數(shù)為:中柱梁內(nèi)側(cè)剛度比分配系數(shù)為:0.37梁端彎矩詳細(xì)計算過程見表4.4。層數(shù)邊柱梁()中柱梁外側(cè)()中柱梁內(nèi)側(cè)()12345675水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值作用下的彎矩圖根據(jù)表4.3、4.4的計算結(jié)果作水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值作用下的彎矩圖,如圖4-2所示。6水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值作用下的剪力圖、軸力圖根據(jù)水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值作用下的彎矩圖,能夠作出框架的剪力圖以及柱的軸力圖,如圖4-3、4-4所示。圖4-2水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值作用下的彎矩圖()圖4-3水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值作用下的剪力圖()

圖4-3水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值作用下柱的軸力圖()

第五章框架的內(nèi)力組合由于是鋼筋混凝土全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu),所示截面最大內(nèi)力會出現(xiàn)在底層。以上各層配筋與底層一致,下面以底層的梁、柱為例,進行抗震內(nèi)力組合與截面計算。第一節(jié)梁控制截面內(nèi)力與梁端負(fù)彎矩調(diào)幅1底層梁地震作用下:重力荷載作用下:考慮梁端負(fù)彎矩調(diào)幅,取調(diào)幅系數(shù),則調(diào)幅后的跨中彎矩為第二節(jié)底層邊跨梁內(nèi)力組合與截面計算1梁正截面計算故梁端頂部按,梁底部按確定縱向受拉鋼筋。(1)梁底部縱向受拉鋼筋計算根據(jù)規(guī)范,,C30時,,采用25的鋼筋,保護層厚度,故故上式為解得又由,可得選425,。(2)梁頂部縱向受拉鋼筋計算采用20的鋼筋,雙排布置,保護層厚度,故解得又由,可得選1020,,雙排。(3)梁縱向受拉鋼筋配筋率梁端跨中滿足規(guī)范要求。2梁斜截面計算其中,根據(jù)實配鋼筋面積和材料強度確定的截面抗震受彎承載力所對應(yīng)的彎矩值為:剪壓比驗算:配箍計算:選用雙肢10@100,有滿足規(guī)范要求。第三節(jié)底層中跨梁內(nèi)力組合與截面計算1梁正截面計算梁左端最大負(fù)彎矩梁左端最大正彎矩梁右端最大負(fù)彎矩梁左端最大正彎矩將跨中正彎矩故梁端頂部按,梁底部按確定縱向受拉鋼筋。(1)梁底部縱向受拉鋼筋計算根據(jù)規(guī)范,,C30時,,采用20的鋼筋,保護層厚度,故故上式為解得又由,