设计院办公楼设计计算书资料

1 绪论

2

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2.1工程简介

本设计院办公楼为四层钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积约7500m 2，1层的建筑层高为3.9m,2-4层的建筑层高分别为3.6m 、3.6m 、3.6m 。1层的结构层高为4.9m （从基础顶面算起，包括地下部分1.0m ），2-4层结构层高分别为3.6m 、3.6m 、3.6m 。室内外高差为 4.5m 。该办公楼属于普通建筑，依据《建筑结构可靠度设计统一标准》，其结构安全等级为Ⅱ级，建筑设计使用年限为50年。

2.2气象及地质资料

根据地质勘察报告，地下水位高程为-35.00m ， 最大冻土深度为1.58m 。

年最低气温：-24℃；年最高气温：38℃

主导风向为西北风，基本风压：20/55.0m kN W =， 地面粗糙度类别为B 类（城乡建筑） 基本雪压：2/25.0m kN

2.3抗震设防烈度

办公楼建造地点为河北保定，由《建筑抗震设计规范》

①根据《我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组》查得抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g ，设计地震为第

一组

②根据工程地质土的类型，查得建筑场地土类别为Ⅱ类

③根据Ⅱ类场地第一组，查得地震特征周期为0.35s

④根据抗震设防烈度为7度、框架结构高度 24m，查得框架抗震等级为三级。

2.4工程材料

①梁、板、柱均选用30

C砼。

②梁、柱主筋选用三级钢（400

HPB），板受

HRB），箍筋选用一级钢（235

力筋选用二级钢（335

HRB）。.

3平面布置

3.1结构平面布置图

根据办公楼功能要求及框架结构体系受力情况，通过荷载分析计算确定梁系布置方案。具体如下图所示：

3.2框架梁柱截面尺寸确定3.2.1梁截面尺寸确定

3.2.2柱截面尺寸确定

(1)横向框架梁

(2)纵向框架梁

(3)横向次梁

(4)卫生间纵向次梁

(5)井字形网架

由于顶层多功能厅开间、进深较大，考虑净高的要求，采用井字形网架屋盖。井字形网架的平面尺寸为mm

6?网格，网格尺寸

mm，采用9

21600

14400?

2?，按照双向正交正放置。

.4m

.4m

2

3.2.2柱截面尺寸确定

(1)按轴压比要求初估框架柱截面尺寸

框架柱的受荷面积如下图所示：

(2)框架柱选用30C 混凝土，2/3.14mm N f c =，框架抗震等级为三级，轴压比

9.0=N μ。

选取典型柱按下式计算：

βααγ21qSn N G = c

N c c c f N

h b A μ≥

=

注：①G γ—竖向荷载分项系数（已包含可变荷载），取1.25

②q —每个楼层上单位面积竖向荷载标准值，《高规》规定：目前国内钢筋混凝土结构高层建筑由横载和活载引起的单位面积重力，框架和剪力墙结构约为

2/14~12mm kN

③1α—考虑水平力产生的附加系数，三～一级抗震等级时，取1.05～1.1 ④2α—边柱、角柱轴力增大系数 ⑤N —柱轴向压力设计值

⑥N μ—框架柱轴压比限值，抗震等级为三级时，查表得N μ=0.9 1) 中柱：取6轴与D 轴相交中柱 βααγ21qSn N G =

kN 4.32740.10.105.14)35.16.3()6.34.5(1425.1=????+?+??=

22544213

.149.01000

4.3274mm f N

h b A c

N c c c =??=

≥

=μ

因为2250000500500mm h b c c =?=，故取中柱截面尺寸为mm mm 500500?。（误差<5%，符合要求） 2) 边柱：取6轴与B 轴相交边柱 βααγ21qSn N G =

kN 4.23810.11.105.146.3)4.56.3(1425.1=?????+??=

21850353

.149.01000

4.2381mm f N

h b A c

N c c c =??=

≥

=μ

考虑到边柱承受偏心荷载且跨度较大，因为2250000500500mm h b c c =?=，故取中柱截面尺寸为mm mm 500500?。 3) 角柱：

① 取4轴与A 轴相交的角柱 βααγ21qSn N G =

kN 4.7140.12.105.14)25.2.6.3(1425.1=???????=

29..555083

.149.01000

4.714mm f N

h b A c

N c c c =??=

≥

=μ

②取4轴与B 轴相交的角柱

βααγ21qSn N G =

26.30000.12.105..14)25.26.32.76.3(1425.1mm =?????+???=

22331473

.149.01000

6.3000mm f N

h b A c

N c c c =??=

≥

=μ

综合①和②两种情况考虑，由于角柱承受双向偏心荷载作用，因为

2250000500500mm h b c c =?=，故取角柱截面尺寸为mm mm 500500?。

(3)校核框架柱截面尺寸是否满足构造要求

1）按构造要求框架柱截面高度不宜小于400mm ，宽度不宜小于350mm 2）为避免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比宜大于4

取二层较短柱高，mm H n 3600= 中柱：

42.75

.06

.3>==h H n 边柱与角柱：

42.75

.06

.3>==h H n 3)框架柱截面高度和宽度一般可以取层高的1/10～1/15。

mm H h 327~4904900)15

1

~101()151~101(0=?=≥(取柱底层高4.9m)

故所选框架柱截面尺寸均满足要求。

4横向框架在风荷载作用下的内力和位移计算

4.1横向框架在风荷载作用下的计算简图

办公楼为四层钢筋混凝土框架结构体系，基本风压20/55.0m kN w =，地面粗糙度为B 类（城乡建筑），结构高度为m 7.1536.39.4=?+。

4.1.1垂直于建筑物表面上的风荷载标准值计算

计算主要承重结构时，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值，按下式计算： 0w w z s z k μμβ= 1.s μ为风荷载体型系数

根据《建筑结构荷载规范》中规定，迎风面取+0.8，背风面取-0.5。

2.z β为风振系数 z

z

z μξν?β+

=1 ξ—脉动增大系数

ν—脉动影响系数，当建筑物外形、质量沿高度比较均匀时，脉动影响

系数可根据总高度H 及其迎风面宽度B 的比值查表确定

z ?—阵型系数，阵型系数应根据结构动力计算确定。对外形、质量、刚

度沿高度按连续规律变化的悬臂型高耸结构及沿高度比较均匀的高层建筑，阵型系数可根据相对高度H z /确定。

4.1.2各层楼面处集中风荷载标准值计算

1.框架风荷载负荷宽度 ⑧轴线框架的负荷宽度m B

2.72

2

.72.7=+=

，如下图所示：

2.0w 为基本风压，1T 为结构基本自振周期，对于比较规则的结构，可用近似公式计算，框架结构：n T )1.0~08.0(1=，n 为结构层数。 取s T 32.0408.01=?=

计算210T w 时，对于地面粗糙度为B 类地区，可直接代入基本风压，即： 056.032.055.02210=?=T w ，

ξ按照线性插入算得： 186.1)056.006.0(04

.006.017

.119.119.1=-?---

=ξ

由31.22.7/)450.0200.16(/=+=B H ，总高度m H 30<， 脉动影响系数48.0=ν

各层楼面处集中风荷载标准值计算：

4.2横向框架在风荷载作用下的位移计算

1.框架梁、柱线刚度计算

考虑现浇楼板对梁刚度的加强作用，故对⑧轴线框架梁（中框架梁）的惯性矩乘以2.0，框架梁的线、柱刚度计算见下表：

⑧轴线框架梁、柱的相对线刚度如下图所示：

2.侧移刚度D计算

第j 层层间侧移：∑=

?ij

j

j D V u ，

第j 层侧移：∑=?=j

j j j u u 1

，

顶点侧移：∑=?=n

j j j u u 1

⑧轴线框架在风荷载作用下框架楼层层间侧移与层高之比计算