政府行政办公楼毕业设计.docx
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政府行政办公楼毕业设计.docx
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政府行政办公楼毕业设计
政府行政办公楼毕业设计
1工程设计概况
1.1工程介绍
本办公楼是XX政府行政办公楼,市XX路与XX路交叉口,设计为六层室六层框架填充墙结构内设计标高±0.000,室外高差0.600m,建筑面积约6300m2,楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构,楼板厚度取120mm,填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块。
门窗材料及洞口大小详见建筑图中的门窗表。
1.2工程地质气候资料
1.2.1地质条件
经地质勘察部门确定,此建筑场地为二类土,表层为耕植土,厚度0.5—0.7m,其下为粉质粘土,塑性指数为10.5,液性指数为0.25。
地形平坦,地貌单一,地层结构稳定,主要是第四季冲积原因形成的沉积物。
上部为新近堆积物,本地区适合建造各种类型及规模的建(构)筑物。
地基承载力特征值为80Kpa,自然容量为2.7克/cm3。
设防烈度为7度。
1.2.2气候条件
属北温带大陆性季风气候,冬季严寒,夏季炎热,温度升降迅速。
历年最大冻结深度为35cm,基本雪压为0.4KN/m2,历年平均湿度为66%,历年最大绝对湿度为41毫巴。
历年平均风速为2.49m/sec,历年最大风速为36.9m/sec,历年盛行风向为:
冬季多北风,西北风;夏季多南风,东南风。
基本风压为0.45KN/m2。
历年平均降雨量为606.1mm,历年最大降雨量为1182.2mm。
1.3建筑荷载:
上人屋面2.0KN/m2不上人屋面0.5KN/m2厕所2.0KN/m2办公室2.0KN/m2楼梯间3.5KN/m2
填充墙19KN/m3钢筋混凝土25KN/m3水刷石墙面0.5KN/㎡贴瓷砖墙面0.5KN/㎡水泥砂浆20KN/m3铝合金门0.4KN/㎡水磨石地面0.65KN/㎡.水磨石地面,10mm面层,20mm水泥砂浆打底。
120mm钢筋混凝土板,15厚天棚水泥砂浆抹灰,吊顶棚。
2初步设计及侧移刚度计算
2.1梁柱截面、梁跨度及柱高度的确定
本办公楼采用柱距为5800×6000的柱网,层高取4.2m,本办公楼的柱网布置图如下图所示:
图2.1柱网布置图
2.1.1初估截面尺寸
1、取柱:
b×h=600mm×600mm
2、梁,梁编号如下图:
L1:
h=(1/12~1/8)×3000=250~375取h=400mm
b=(1/3~1/2)H=(1/3~1/2)×400=133~200取b=250mm
L2:
h=(1/12~1/8)×6000=500~750取h=700mm
b=(1/3~1/2)H=(1/3~1/2)×700=233~350取b=300mm
L3:
h=(1/12~1/8)×2800=230~350取h=350mm
b=(1/3~1/2)H=(1/3~1/2)×450=130~225取b=250mm
L4:
h=(1/12~1/8)×5800=480~725取h=700mm
b=(1/3~1/2)H=(1/3~1/2)×700=233~350取b=300mm
L5:
h=(1/12~1/8)×8600=716~1075取h=750mm
b=(1/3~1/2)H=(1/3~1/2)×750=250~375取b=400mm
图2.2梁布置示意图
2.1.2梁的计算跨度
框架梁的计算跨度以上柱形心为准,由于建筑轴线与柱轴线重合,故计算跨度如下:
图2.3梁的计算跨度
2.1.3柱高度
底层柱h=4.2m(不考虑基础)
其他层h=3.6m
图2.4横向框架计算简图及柱编号
2.2荷载计算
2.2.1屋面均布恒载
二毡三油防水层0.35kN/m2
冷底子有热玛蹄脂0.05kN/m2
20mm厚1:
2水泥砂浆找平0.02×20=0.4kN/m2
100~140厚(2%坡度)膨胀珍珠岩(0.1+0.14)×7/2=0.84kN/m2
120mm厚现浇钢筋混凝土楼板0.1×25=2.5kN/m2
15mm厚纸筋石灰抹底0.015×16=0.24kN/m2
共计4.88kN/m2
屋面恒载标准值为:
(52+0.24)×(6×2+2.4+0.24)×4.88=3732.20kN
2.2.2楼面均布恒载
按楼面做法逐项计算
25厚水泥砂浆找平0.025×20=0.05kN/m2
120厚现浇钢筋混凝土楼板0.12×25=2kN/m2
15厚纸筋石灰抹灰0.015×16=0.24kN/m2
共计3.29kN/m2
2.2.3楼面恒载标准值为:
(52+0.24)×(6×2+2.4+0.24)×3.29=2477.93kN
2.2.3屋面均布活载
计算重力荷载代表值时,仅考虑屋面雪荷载:
0.2×(52+0.24)×(6×2+2.4+0.24)=152.95kN
2.2.4楼面均布活荷载
楼面均布活荷载对于办公楼一般房间为22.0KN/m2,走道、消防楼梯为2.5kN/m2,为计算方便,偏安全的统一取均布活荷为2.5kN/m2。
楼面均布活荷载标准值为:
2.5×(52+0.24)×(6×2+2.4+0.24)=1911.98kN
2.3梁柱自重
L1:
b×h=0.25m×0.4m长度3.0m
每根重量0.4×3.0×25×(0.02×2+0.25)=3.48kN
根数4×6=24根
L2:
b×h=0.7m×0.3m长度6.0m
每根重量0.7×6×25×(0.02×2+0.3)=35..7kN
根数14×2×6=168根
L3:
b×h=0.25m×0.45m长度2.8m
每根重量0.45×2.8×25×(0.02×2+0.25)=7.83kN
根数14×6=84根
L4:
b×h=0.3m×0.7m长度5.8m
每根重量0.7×5.8×25×(0.02×2+0.3)=34.51kN
根数10×4×6=240根
L5:
b×h=0.4m×0.75m长度8.6m
每根重量0.75×8.6×25×(0.02×2+0.4)=70.95kN
根数4×6=24根
Z1:
截面0.6×0.6m2长度4.2m
每根重量(0.6+0.02×2)²×4.2×25=43.01kN
根数14×4=56根
Z2:
截面0.6×0.6m2长度3.6m
每根重量(0.6+0.02×2)²×3.6×25=36.86kN
根数14×4×5=280根
表2.1梁柱自重
梁(柱)编号
截面(m2)
长度(m)
根数
每根重量(kN)
L1
0.25×0.4
3.0
24
3.48
L2
0.3×0.7
6.0
168
35.4
L3
0.25×0.45
2.4
84
7.83
L4
0.3×0.7
5.8
240
34.51
L5
0.4×0.75
8.6
24
70.95
Z1
0.6×0.6
4.2
56
43.01
Z2
0.6×0.6
3.6
280
36.86
2.4横向刚度计算
2.4.1梁柱线刚度计算
表2.2横梁线刚度ib的计算
Ec
N/mm2
b×h
mm×mm
I0
mm4
l
mm
EcI0/l
N·mm
1.5EcI0/l
N·mm
2EcI0/l
N·mm
3.0×104
300×700
8.58×109
6000
4.44×1010
6.66×1010
8.88×1010
3.0×104
250×450
1.3×109
2800
2.03×1010
3.04×1010
4.06×1010
3.0×104
300×700
8.58×109
5800
4.28×1010
6.43×1010
8.56×1010
3.0×104
400×750
10.50×109
8600
4.44×1010
6.66×1010
8.88×1010
3.0×104
250×400
1.90×109
3000
1.73×1010
2.60×1010
3.46×1010
表2.3柱线刚度ic的计算:
I=bh3/12
层次
hc
(mm)
Ec
(N/mm2)
b×h
(mm×mm)
Ic
(mm4)
EcIc/hc
(N·mm)
1层
4200
3.0×104
600×600
10.8×1010
7.71×1010
2——6层
3600
3.0×104
600×600
10.8×1010
9×1010
2.4.2各层横向侧移刚度计算(D值法)
底层
边架边柱(4根)
K=0.86
αc=(0.5+K)/(2+K)=0.48
Di1=αc×12×ic/h2
=0.86×12×7.71×1010/42002
=18945
边框架中柱(24根)
K=3.38/12.77=0.266
αc=(0.5+K)/(2+K)=0.338
Di2=αc×12×ic/h2
=0.338×12×12.77×1010/42002
=22684
中框架边柱(24根)
K=(2.5+3.38)/12.77=0.460
αc=(0.5+K)/(2+K)=0.390
Di3=αc×12×ic/h2
=0.390×12×12.77×1010/42002
=28646
中框架中柱(4根)
K=(3.34+4.5)/12.77=0.614
αc=(0.5+K)/(2+K)=0.426
Di4=αc×12×ic/h2
=0.426×12×12.77×1010/42002
=26435
∑D1=18945×4+22684×24+28646×24+26435×4
=836872
二至六层
边框架边柱(4根)
K=(3.34+3.38)/12.77=0.526
αc=(0.5+K)/(2+K)=0.406
Di5=αc×12×ic/h2
=0.406×12×12.77×1010/42002
=35270
边框架中柱(24根)
K=3.34/12.77=0.262
αc=(0.5+K)/(2+K)=0.337
Di6=αc×12×ic/h2
=0.337×12×12.77×1010/42002
=29275
中框架中柱(24根)
K=4.5×2/(12.4×2)=0.363
αc=K/(2+K)=0.154
Di1=αc×12×ic/h2
=0.154×12×12.4×1010/42002
=12990
中框架中柱(4根)
K=3.38×2/(12.4×2)=0.273
αc=K/(2+K)=0.120
Di2=αc×12×ic/h2
=0.120×12×12.4×1010/42002
=10122
=20245
∑D2=35270×4+29275×24+12990×24+20245×4
=530236
由此可知,横向框架梁的层间侧移刚度为:
表2.4
层次
1
2
3
4
5
6
∑Di(N/mm)
836872
530236
530236
530236
530236
530236
∑D1/∑D2=836872/530236>0.7,故该框架为规则框架。
3重力荷载代表值的计算
3.1资料准备
查《荷载规范》可取:
屋面永久荷载标准值(上人)
30厚细石混凝土保护层22×0.03=0.66KN/m2
三毡四油防水层0.4KN/m2
20厚矿渣水泥找平层14.5×0.02=0.29KN/m2
150厚水泥蛭石保温层5×0.15=0.75KN/m2
120厚钢筋混凝土板25×0.12=3.0KN/m2
V型轻钢龙骨吊顶0.25KN/m2
(二层9mm纸面石膏板、有厚50mm的岩棉板保温层)
合计5.35KN/m2
1-3层楼面:
水磨石地面0.65KN/m2
120厚钢筋混凝土板25×0.12=3.0KN/m2
V型轻钢龙骨吊顶0.25KN/m2
合计3.90KN/m2
屋面及楼面可变荷载标准值:
上人屋面均布活荷载标准值2.0KN/m2
楼面活荷载标准值2.0KN/m2
屋面雪荷载标准值SK=urS0=1.0×0.2=0.2KN/m2
(式中ur为屋面积雪分布系数)
梁柱密度25KN/m2
蒸压粉煤灰加气混凝土砌块5.5KN/m3
图3.1活荷载
图3.2恒荷载
3.2重力荷载代表值的计算
3.2.1第一层计算
1、梁,柱计算
表3.1梁柱计算
类别
净跨
(mm)
截面
(mm)
密度
(KN/m3)
体积
(m3)
数量
(根)
单重
(KN)
总重
(KN)
横梁
2800
250×450
25
1.17
14
7.83`
109.62
6000
300×700
25
1.17
28
35.7
999.6
纵梁
3000
250×400
25
1.17
4
3.48
13.92
5800
300×700
25
1.17
40
34.5
1380
8600
400×750
25
1.17
4
70.95
283.8
类别
计算高度
(mm)
截面
(mm)
密度(KN/m3)
体积
(m3)
数量
(根)
单重
(KN)
总重
(KN)
柱
4200
600×600
25
1.764
14
43.01
620.14
2、内外填充墙重的计算
横墙:
墙厚200mm,计算长度6000mm,计算高度4200-600=3600mm。
单跨体积:
0.20×6.0×3.6=4.32m3
单跨重量:
4.32×5.5=23.76KN
数量:
18
总重:
23.76×18=427.68KN
厕所横墙:
墙厚200mm,计算长度6000-2000=4000mm,计算高度4200-600=3600mm。
体积:
0.20×4.0×3.6=2.883m3
重量:
2.883×5.5=15.84KN
横墙总重:
427.68+15.84=443.52KN
纵墙:
外墙:
单个体积:
[(5.8×3.6)-(1.8×2.1×2)]×0.20=2.664m3
数量:
1
总重:
2.664×1×5.5=14.652KN
厕所外纵墙:
体积:
5.8×3.6-(1.8×2.1×2)×0.20=2.664
总重:
2.664×5.5=14.652KN
楼梯间外纵墙:
体积:
8.6×3.6-(2.7×2.1×2)=19.62m3
总重19.62×5.5=107.91KN
体积:
3.0×3.6-1.2×2.4=7.92
总重:
7.92×5.5=43.56
内纵墙:
单个体积:
(5.8×3.6-1.2×2.1×2)×0.20=3.168m3
单个重量:
3.168×5.5=17.42KN
数量:
2
总重:
17042×2=34.85KN
厕所纵墙:
单个体积:
0.20×(3.6-0.12)×4.93=4.1175m3
单个重量:
4.1175×5.5=22.6463KN
数量:
2
总重:
22.6463×2=45.29KN
正门纵墙:
总重:
(3.6×8.6-3.3×3.6)×0.20×5.5=.20.99KN
纵墙总重:
14.652+14.652+107.91+34.85+43.56+906.84+45.29+20.99
=1188.74KN
窗户计算:
(钢框玻璃窗):
楼梯间窗:
尺寸:
2100mm×2700mm
自重:
0.4KN/m2
数量:
2
重量:
2.1×2.7×0.4×2=4.536KN
办公室窗户:
尺寸:
1800mm×2100mm
自重:
0.4KN/m2
数量:
2
重量:
1.8×2.1×0.4×2=3.024KN
总重:
23.04+3.024=26.06KN
门重计算:
木门:
尺寸:
1200mm×2100mm=2.52KN
自重:
0.15KN/m2=
数量:
2
重量:
1.2×2.1×0.15×2=0.756KN
尺寸:
900mm×2100mm
自重:
0.15KN/m2
数量:
2
重量:
0.9×2.1×0.15×2=0.567
玻璃门:
尺寸:
3300mm×3600mm
自重:
0.4KN/m2
数量:
1
重量:
3.6×3.3×0.4×1=4.752KN
尺寸:
1200mm×2400mm
自重:
0.4KN/m2
数量:
2
重量:
1.2×2.4×0.4×2=2.31KN
总重:
1.728+0.567+25.92+10.08=38.295KN
楼板恒载、活载计算:
(楼梯间按楼板计算):
面积:
46.76×14+115.63+30.24=786.24m2
恒载:
3.95×786.24=3105.648KN
活载:
2.0×786.24=1572.48KN
由以上计算可知,一层重力荷载代表值为
G1=G恒+0.5×G活
=(497.25+38.25)×1.05+(819+63)×1.05+151.05+463.589+1317.0466+41.832
+15.24+(3105.648+1572.48)×0.5
=9682.74KN
注:
梁柱剩上粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数1.05。
3.2.2第二层
1、梁、柱
横梁:
300mm×700mm29.25KN×28根=819.0KN
纵梁:
819+63=882KN
柱:
表3.2
类别
计算高度(mm)
截面
(mm)
密度(KN/m3)
体积
(m3)
数量
(根)
单重
(KN)
总重
(KN)
柱
3600
600×600
25
1.52
56
43.04
2408.56
内外填充墙重的计算:
横墙总重:
463.5895KN
纵墙:
比较第二层纵墙与第一层的区别有:
大厅设置,一层有玻璃门,
比较异同后,可得第二层纵墙总重为:
1317.0466+(3.0×6.55-2×1.8×2.1)×0.24×5.5-3.9+(1.5×6.55-1.5×1.2)×0.24×5.5+(1.5×3.55-1.5×1.2)×0.24×5.5
=1317.0466+15.9588-3.9+10.593+4.653
=1344.3514KN
窗户计算(铝合金玻璃窗):
木门:
尺寸:
1200mm×2100mm=2.52KN
自重:
0.15KN/m2=
数量:
2
重量:
1.2×2.1×0.15×2=0.756KN
尺寸:
900mm×2100mm
自重:
0.15KN/m2
数量:
2
重量:
0.9×2.1×0.15×2=0.567
玻璃门:
尺寸:
3300mm×3600mm
自重:
0.4KN/m2
数量:
1
重量:
3.6×3.3×0.4×1=4.752KN
尺寸:
1200mm×2400mm
自重:
0.4KN/m2
数量:
2
重量:
1.2×2.4×0.4×2=2.31KN
总重:
1.728+0.567+25.92+10.08=38.295KN
楼梯间窗:
尺寸:
2100mm×2700mm
自重:
0.4KN/m2
数量:
2
重量:
2.1×2.7×0.4×2=4.536KN
办公室窗户尺寸:
尺寸:
1800mm×2100mm
自重:
0.4KN/m2
数量:
2
重量:
1.8×2.1×0.4×2=3.024KN
总重:
23.04+3.024=26.06K
门重计算:
木门:
尺寸:
1200mm×2100mm=2.52KN
自重:
0.15KN/m2=
数量:
2
重量:
1.2×2.1×0.15×2=0.756KN
尺寸:
900mm×2100mm
自重:
0.15KN/m2
数量:
2
重量:
0.9×2.1×0.15×2=0.567
玻璃门:
尺寸:
3300mm×3600mm
自重:
0.4KN/m2
数量:
1
重量:
3.6×3.3×0.4×1=4.752KN
尺寸:
1200mm×2400mm
自重:
0.4KN/m2
数量:
2
重量:
1.2×2.4×0.4×2=2.31KN
总重:
1.728+0.56+25.92+10.08=38.25KN
楼板恒载、活载计算(楼梯间按楼板计算):
面积:
786.24+11.16×6.96=862.85m2
恒载:
3.95×862.85=3408.26KN
活载:
2.0×862.85=1725.70KN
由以上计算可知,二层重力荷载代表值为
G2=G恒+0.5×G活
=(526.5+38.25)×1.05+882×11.05+463.5895+1344.3514+46.368+11.772+(3408.26+1725.70)×0.5
=9934.672KN
注:
梁柱剩上粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数1.05。
3.2.3第三层,第四层,第五层计算
比较其与第二层的异同,可得三—五层重力荷载代表值为:
G3-4=9910.1918-10.593-4.653+(3.0×10.1-2×1.2×2.4)×0.24×5.5
=9957.841KN
3.2.4顶端重力荷载代表值的计算
横梁:
29.25×2=58.5KN
纵梁:
15.75×2=31.5KN
柱:
38.025×4=152.1KN
横墙:
25.74×2=51.48KN
纵墙:
(3.0×3.6-1.2×2.4)×0.24×5.5+(3.0×3.6-1.8×2.1)×0.24×5.5
=20.24KN
木门:
1.2×2.4×0.15=0.43KN
窗:
1.8×2.1×0.4=1.512KN
楼板恒载、活载计算:
面积:
5.8×6=34.8m2
恒载:
34.8×5.35=186.18KN
活载:
34.8×2.0=60.48KN
雪载:
30.24×0.2=6.96KN
由以上计算可知,顶端重力荷载代表值为
G5=G恒+0.5×G活
=58.5+31.5+51.48+19.32+152.1+0.43+1.512+186.18+60.48+6.96×0.5
=564.98KN
集中于各楼层标高处的重力荷载代表值Gi的计算结果如下图所示:
;图3.3
4荷载作用下框架结构的内力和侧移计算
4.1横向自振周期的计算
横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法。
所有位移的单位为毫米
Floor:
层号
Tower:
塔号
Jmax:
最大位移对应的节点号
JmaxD:
最大层间位移对应的节点号
Max-(Z):
节点的最大竖向位移
h:
层高
Max-(X),Max-(Y):
X,Y方向的节点最大位移
Max-Dx,Max-Dy:
X,Y方向的最大层间位
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