横向水平地震作用下的位移和内力计算毕业设计说明Word文档下载推荐.docx
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等基地环境的协调一致,使建筑物在基地环境中显得完整统一、本置得
2.5办公楼设计的基本要求
办公建筑应根据使用性质、建设规模与标准的不同,确定各类用房。
一般由办公用房、公共用房、服务用房等组成。
。
2.5.1总则
(1)根据规范,办公建筑设计应符合适用、安全、卫生等基本要求。
(2)规范适用于新建、改建和迁建的全国城镇的机关、团体、企事业单位设计。
其它办公类建筑设计可参照执行。
(3)办公建筑按高度由高到低分为超高层办公建筑、高层办公建筑、低层或多层办公建筑3个等级。
(4)办公建筑设计也应符合现行的«
民用建筑设计通则»
以及国家现行的有关标准、规范。
2.5.2总平面设计要点
(1)总平面宜进行环境及绿化设计。
(2)在同一基地内办公楼与其它建筑共建,或建造以办公用房为主的综合性建筑,应根据使用功能不同,做到分区明确、布局合理、互不干扰。
(3)建筑基地内应设机动车和自行车停车场(库)。
条件不允许时,可由有关部门就近统筹建设停车空间。
停车场地面积由当地规划部门确定。
(4)总平面布置应合理安排好设备机房、附属设施和地下建筑物。
如设有锅炉房、食堂的宜设运送燃料、货物和清除垃圾等的单独出入口。
采用原煤作燃料的锅炉房,应留有堆放场地。
2.5.3总平面设计
(1)办公建筑应根据使用要求,结合基地面积、结构选型等情况按建筑模数选择开间和进深,合理确定建筑平面,并为今后改造和灵活分隔创造条件。
(2)窗
①底层及半地下室外窗宜采取防范措施。
②设采暖空调的办公建筑,外窗面积在满足采光要求的前提下,应尽量减少;
空调办公建筑外窗应有良好的密闭性和隔热性,全空调办公建筑外窗应设部分可开启窗扇。
(3)门
①办公室门洞口宽度不应小于1m,高度不应小于2m。
②机要办公室、财务办公室、重要档案库和贵重仪表间的门应采取防盗措施,室内宜设防盗报警装置。
(4)门厅
①门厅一般可设传达室、收发室、会客室。
根据使用需要也可设门廊、警卫室、衣帽间和电话间等。
②门厅应与楼梯、过厅、电梯厅邻近。
③严寒和寒冷地区的门厅,应设门斗或其它防寒设施。
(5)走道
①走道最小净宽不应小于下表的规定:
走道长度(m)
走道净宽(m)
单面布房
双面布房
≤40
1.3
1.4
>40
1.5
1.8
②走道地面有高差,当高差不足二级踏步时,不得设置台阶,应设坡道,其坡度不宜大于1∶8。
(6)采光
①办公室、研究工作室、接待室、打字室、陈列室和复印机室等房间窗地比不应小于1∶6。
②设计绘图室、阅览室等房间窗地比不应小于1∶5。
(7)隔声
①办公用房、会议室、接待室等允许噪声级不应大于55dB(A声级),电话总机房、计算机房、打字室、图书阅览室等允许噪声级不应大于50dB(A声级)。
②电梯井道及产生噪声的设备机房,不宜与办公用房、会议室贴邻,否则应采取消声、隔声、减振等措施。
(8)净高
①办公室的室内净高不得低于2.60m,设空调的可不低于2.40m;
走道净高不得低于2.10m,贮藏间净高不得低于2.00m。
2.5.4标准层
(1)标准层设计的一般规定
1)办公用房
①办公用房包括普通办公室和专用办公室。
专用办公室包括设计绘图室与研究工作室等。
②办公用房宜有良好的朝向和自然通风,并不宜布置在地下室。
2)公共用房
①公共用房一般包括会议室、接待室、陈列室、厕所、开水间等。
3)服务用房
①服务用房包括一般性服务用房和技术性服务用房。
一般性服务用房为:
打字室、档案室、资料室、图书阅览室、贮藏间、汽车停车库、自行车停车库、卫生管理设施间等;
技术性服务用房为:
电话总机房、计算机房、电传室、复印室、晒图室、设备机房等。
(2)标准层设计要求
1)普通办公室
①普通办公室宜设计成单间式和大空间式,特殊需要可设计成单元式或公寓式。
②大空间式办公室在布置吊顶上的通风口、照明、防火设施等时,应尽可能为自行分隔或装修创造条件,有条件的工程宜设计成模块式吊顶。
③机要部门办公室应相对集中,与其它部门宜适当分隔。
④值班办公室可根据使用需要设置,重要办公建筑设有夜间总值班室时,可设置专用卫生间。
⑤普通办公室每人使用面积不应小于3㎡,单间办公室净面积不宜小于10㎡。
2)专用办公室
①设计绘图室宜采用大房间或大空间,或用灵活隔断、家具等把大空间进行分隔;
研究工作室(不含实验室)宜采用单间式,自然科学研究工作室宜靠近相关的实验室。
②应避免西晒和眩光。
③应利用室内空间或隔墙设置橱柜。
④设计绘图室,每人使用面积不应小于5㎡。
研究工作室,每人使用面积不应小于4㎡。
3)会议室
①会议室根据需要可分设大、中、小会议室。
②中、小会议室可分散布置。
小会议室使用面积宜为30㎡左右,中会议室使用面积宜为60㎡左右;
中、小会议室每人使用面积:
有会议桌的不应小于1.80㎡,无会议桌的不应小于0.80㎡。
③大会议室应根据使用人数和桌椅设置情况确定使用面积。
会议厅所在层数和安全出口的设置等应符合防火规范的要求,并应根据语言清晰度要求进行设计。
④作多功能使用的会议室(厅)宜有电声、放映、遮光等设施。
有电话、电视会议要求的会议室,应有隔声、吸音和遮光措施。
4)接待室
①接待室根据使用要求设置,专用接待室应靠近使用部门,行政办公建筑的群众来访接待室宜靠近主要出入口。
②高级接待室可设置专用茶具间、卫生间和贮藏间等。
5)厕所
①厕所距离最远的工作点不应大于50m。
②厕所应设前室,前室内宜设置洗手盆。
③厕所应有天然采光和不向邻室对流的直接自然通风,条件不许可时,应设机械排风装置。
④卫生洁具数量应符合下列规定:
1男厕所每40人设大便器一具,每30人设小便器一具(小便槽按每0.60m长度相当一具小便器计算);
2女厕所每20人设大便器一具;
3洗手盆每40人设一具。
注:
①每间厕所大便器三具以上者,其中一具宜设坐式大便器。
②设有大会议室的楼层应相应增加厕位。
③专用卫生间可只设坐式大便器、洗手盆和面镜。
6)打字室
①人员多的打字室可分设收发校样间、打字间、油印间、装订间等。
②打字间应光线充足,通风良好、避免西晒。
③设多台打字机的打字间宜考虑隔声措施。
7)档案室、资料室、图书阅览室
①可根据规模大小和工作需要分设若干不同用途的房间(如库房、管理间、查阅间或阅览间)。
②档案、资料库和书库应采取防火、防潮、防尘、防蛀、防紫外线等措施。
地面应用不起尘、易清洁的面层,并设机械排风装置。
③档案、资料查阅间和图书阅览室应光线充足、通风良好、避免阳光直射及眩光。
结构设计
一.设计数据
1.工程名称:
某银行办公大楼
2.建设地点:
太原市内北侧
3.工程概况:
建筑总高为18.6m,共六层,低层前厅层高4.2m,主楼一层及以上每层层高3.3m,室内外高差0.60m。
4.基本风压:
0.4KPa。
5.地面粗糙类型:
B类。
6.温度:
冬季取暖室外计算温度-150C,夏季通风室外计算温度310C。
7.主导风向:
全年主导风向为东北风,夏季主导风向为南风。
8.雨雪条件:
年降雨量680mm,基本雪压0.35KN/m。
9.抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度为0.20g,设计地震分组第一组。
10.室外地面至地面以下8米范围内为轻亚粘土,属于I类场地土,地基承载力特征值:
160KPa。
土壤冻结深度:
0.8米。
11.材料选用:
混凝土:
框架柱采用C30;
梁采用C25,楼板采用C20。
钢筋:
纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB335,其余采用热轧钢HPB235
墙体:
内外墙采用空心小砌块390*190*190,自重8.5KN/m3。
窗:
钢塑门窗,γ=0.35KN/m2。
门:
木门,γ=0.2KN/m2。
12.柱的平面布置如图1-1所示,框架计算单元如图1-2所示。
二.结构选型
1.结构体型选型:
采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。
2.屋面结构:
采用现浇钢筋混凝楼盖,,屋面板厚110mm。
3.楼面结构:
全部采用现浇钢筋混凝土楼盖,板厚100mm。
4.楼梯结构:
采用钢筋混凝土板式楼梯。
5.天沟:
采用现浇天沟。
三.框架计算简图及梁柱线刚度
1.确定框架计算简图
框架的计算单元如图1-2所示,取
轴上的一榀框架计算。
假定
框架柱嵌固于基础顶面,框架梁与柱刚接。
由于各层柱的截面尺寸不变,故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。
底层柱高从基础顶面算至二层楼面,基础顶面标高根据地质条件、室内外高差,定为-1.20m,二层楼面标高为3.00m,故底层柱高为4.20m,其余各层柱高从楼面算至上一层楼面,故均为3.00m。
由此可绘出框架的计算简图如图1-4所示.
图1-1
图1-2
图1-4
2.初估梁柱截面尺寸
(1)梁的截面尺寸
因为梁的跨度较接近,可取跨度较大者进行计算。
l=6600mm.h=(1/8~1/12)l=825~550mm,取550mm。
b=(1/2~1/3)h=275~185mm,取300mm。
故框架梁边梁初选截面尺寸为b×
h=300mm×
550mm。
其惯性矩为:
I=bh3/12=300×
5503/12=4.16×
109mm4
由于中跨梁的跨度较小,其初选截面尺寸为b×
450mm
(2)柱的截面尺寸
按层高确定柱的截面尺寸,取底层H=4200mm
b=(1/15~1/20)H=280~210mm
初选柱截面尺寸为b×
h=600mm×
600mm
I=bh3/12=600×
6003/12=10.8×
(3)框架梁柱的线刚度计算
对于中框架梁取I=2I0,边框架梁取1.5I0
左边跨梁:
i左边梁=EI/l=2.8×
107KN/m2×
1.5×
1/12×
0.3m×
(0.55m)3/6.6m
=2.6×
104KN۰m
走道梁:
i中跨梁=EI/l=2.8×
107KN/m2×
2×
(0.45m)3/3.3m
=3.8×
右边跨梁:
i右边梁=i左边梁=2.6×
底层柱:
i底柱=EI/h=3×
(0.6m)4/4.2m
=7.71×
104KN۰m
其余各层柱:
i余柱=EI/h=2.8×
(0.6m)4/3.0m
=10.08×
令i余柱=1.0,则其余各杆件的相对线刚度为:
i'左边梁=2.6×
104KN۰m/10.08×
104KN۰m=0.25
i'走道梁=3.8×
104KN۰m=0.38
i'右边梁=i'左边梁=0.25
i'底柱=7.71×
104KN۰m=0.59
四.荷载计算
4.1屋面及楼面永久荷载标准值
外墙采用300厚粉煤灰砌块,外墙面贴瓷砖0.5KN/M2内墙面用20厚石灰砂浆抹面。
外墙单位面积重力荷载0.5+8.5×
0.3+17×
0.02=3.39KN/m2
内墙为两侧抹灰单位面积重力荷8.5×
0.2+17×
0.02×
2=2.38KN/m2
木门单位面积重力荷载取0.2KN/m2,钢框玻璃窗单位面积重力荷载取0.45KN/m2
屋面及楼面的永久荷载标准值:
防水层(刚性)30厚C20细石混凝土防水0.75KN/m2
防水层(柔性)三毡四油铺小石子0.4KN/m2
找平层:
20厚水泥砂浆0.02×
20KN/m3=0.40KN/m2
找坡层:
40厚水泥石灰焦渣砂浆30‰找平
0.04×
14KN/m3=0.56KN/m2
保温层:
90聚本板0.4KN/m2
结构层:
110厚现浇钢筋混凝土板0.11×
25KN/m3=2.75KN/m2
抹灰层:
10厚混合砂浆0.01×
17KN/m3=0.17KN/m2
合计:
5.43KN/m2
1~6层楼面荷载值
10mm面层大理石地面0.35KN/m2
20mm水泥砂浆打底0.40KN/m2
素水泥浆结合层一道
100厚现浇钢筋混凝土板0.10×
25KN/m3=2.5KN/m2
10厚混合砂浆0.02×
17KN/m3=0.34KN/m2
合计:
3.59KN/m2
4.2屋面和楼面均布活荷载标准值
根据«
荷载规范»
查得:
不上人屋面0.5KN/m2
楼面:
办公室2.0KN/m2
走廊2.5KN/m2
雪荷载SK=1.0m×
0.35KN/m2=0.35KN/m2
基本风压0.4KN/m2
屋面活荷载与雪荷载不同时考虑,两者中取大值。
4.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载计
钢框玻璃窗0.45KN/m2,木门0.2KN/m2
梁柱重力荷载标准值
层数
类别
B/m
H/m
γ
в
G(KN/M)
L/m
Gj/KN
∑Gj
1
纵梁
0.3
0.6
25
1.05
4.725
280.8
1326.67
4073
横梁
0.55
4.331
165
714.62
次梁
0.25
0.5
3.281
112.2
368.13
柱
1.1
9.90
168
1663.2
2-6
3597
120
1188
表4-1
重力荷载代表值
各重力荷载
一层
二层
三层
四层
五层
六层
楼面永久荷载标准值
3838.43
5805.76
楼面可变荷载标准值
1924.56
534.6
梁柱重力荷载计算值
墙体自重荷载计算值
2785.50
2526.28
门窗自重荷载计算值
102.9
75.24
楼梯自重荷载计算值
506.48
各层的重力荷载代表值
13230.8
12467.9
13027.4
五.横向水平地震作用下的位移和内力计算
5.1水平地震作用下框架的侧移计算
1.水平地震作用下框架的侧移验算
⑴横梁线刚度
为了简化计算,框架梁截面惯性矩增大系数均取1.2
DE跨梁Kb=2.6×
104KN·
M
EF跨梁Kb=3.8×
FG跨梁Kb=2.6×
⑵柱的线刚度
柱:
底层Kc=7.71×
其它层Kc=10.08×
⑶框架柱的侧移刚度D值(见表5-1和表5-2)
2-6层D值的计算(表5-1)
构件名称
K=
∑Kb/2Kc
αc=K^/(2+K^)
D=αcKc12/h2
(KN/m)
D
0.2
0.099
13305
E
0.4
0.167
22445
F
22445
G
∑D=715000KN/m
底层D值的计算(表5-2)
K^=∑ib/ic
αc=I^/2+I^
D=αcic12/h2
2.6×
104KN۰m/7.71×
104KN۰m=0.34
0.145
9605
104KN۰m+3.8×
104KN۰m/7.71×
104KN۰m=0.83
0.293
18367
0.83
0.293
18367
0.34
∑D=559440KN/m
5.2水平地震作用及楼层地震剪力计算及位移验算
设计办公楼的高度不超过40米,质量和比刚度分布较均匀,变形以剪切变形为主,故可采用底部剪力法计算水平地震作用。
Geq=0.85∑Ge
=0.85×
(13230.8+12467.9×
4+13027.4)
=64710.33KN
太原抗震设防烈度为8度,设计基本加速度值为0.20g,αmax=0.16,设计分组第一组,场地类别为Ⅰ类,Tg=0.25s。
对结构的质量和刚度分布比较均匀的框架结构,基本周期为
T1=1.7ψTμT=1.7×
0.7×
0.2345=0.576s其中μT以m为单位。
由于Tg<T1<5Tg,因此采用下降曲线计算α
α1=[Tg/T1]0.9αmax=[0.25/0.576]0.9×
0.16=0.063
FEK=α1Geq=0.063×
64710.33=4076.75KN
因为1.4Tg=1.4×
0.25=0.35s<T1=0.576s
所以应考虑顶部附加水平地震作用,顶部附加作用系数ζ,
ζn=0.08×
0.576+0.07=0.1161
△F6=ζnFEK=0.1161×
4076.75=473.3KN
各质点的水平地震作用按下面的公式计算:
=
(1-ζn)(i=1.2…..n)
各层水平地震作用标准值,楼层地震剪力及楼层层间位移见表5-3
底层:
△μe/h=0.0065/4.2=1/646〈1/550(满足)
2层:
△μe/h=0.0048/3.0=1/625〈1/550(满足)
横向框架各层水平地震作用和地震剪力如图5-1,5-2所示
,
,△μe的计算(表5-3)
层
Gi(KN)
Hi(m)
GiHi
Fi
Vi
(KN/m)
△μe
顶部
2374.8
222.8
54145.4
206
715000
0.0003
6
219.2
250126.1
955.5
1161.5
0.0016
5
16.2
210913.2
805.7
1967.2
0.0028
4
13.2
164576.3
628.7
2595.9
0.0036
3
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