某两层办公楼结构设计计算书

第一部分工程概况建筑地点：烟台市开发区建筑类型：两层框架结构办公楼建筑面积：约350㎡楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土，楼板厚度80㎜，填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块门窗使用：门窗全部为铝合金制作地质条件：经过地质勘察部门确定，此建筑场地为Ⅱ类场地，抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度为0.1g柱距与层高：柱距为6.0和3.8的二跨柱网底层（一层）层高标高3.9m，顶层（二层）2.8m竖向荷载的传力途径：楼板的均布恒荷载和活荷载经过次梁传至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至基础和地基。3800.00梁、柱尺寸的初步确定：已知柱子截面尺寸为400㎜*400㎜框架梁截面尺寸为250㎜*500㎜次梁截面尺寸为200㎜*400㎜板厚为80㎜，且梁、板尺寸符合构造要求，不必进行梁板的挠度验算梁截面尺寸（㎜）混凝土等级横向框架梁纵向框架梁次梁C30250*500250*500200*400第二部分框架侧移刚度计算一、横向框架梁线刚度ib的计算类别Ec(N/mm2)b*h(mm*mm)Io(mm4)l(mm)ECIO/l(N.mm)1.5ECIO/l(N.mm)2.0ECIO/l(N.mm)AB跨3.0*104250*5002.604*10960001.302*10101.953*10102.604*1010BC跨3.0*104250*5002.604*10938002.056*10103.084*10104.112*1010二、纵梁线刚度ib的计算类别Ec(N/mm2)b*h(mm*mm)Io(mm4)l(mm)ECIO/l(N.mm)1.5ECIO/l(N.mm)2.0ECIO/l(N.mm)②③跨3.0*104200*4001.067*10960000.534*10100.800*10101.067*1010三、柱子的线刚度ic的计算（I=bh3/12）层次hc(mm)EC(N/mm2)b*h(mm*mm)IC(mm4)ECIC/hc(N.mm)228003.0*104400*4002.133*1091.641*1010139003.0*104400*4002.133*1092.286*1010笔下文学-笔趣阁四、各层横向侧移刚度计算（D值法）底层①选择A-2A-3A-4计算K=i1+i2/ic=2.604/2.286=1.139ac=0.5+K/2+K=0.522D1=12acic/h2=12*0.522*1.641*1010/39002=6758②选择B-2B-3B-4计算K=2.203ac=0.5+K/2+K=0.643D2=12acic/h2=8286③选择C-2C-3C-4计算K=1.799ac=0.5+K/2+K=0.605D3=12acic/h2=7833二层选择B-2B-3B-4计算K=i1+i2+i3+i4/2ic=2.506ac=K/2+K=0.556D=12acic/h2=13965第三部分重力荷载代表值的计算一资料准备1顶层不上人屋面永久荷载标准值铺改性沥青砂浆0.0520厚1：3水泥砂浆打底找平0.02*20=0.4100厚水泥珍珠岩保温层0.1*1.5=0.1580厚钢筋混凝土面板0.08*25=2.0V型龙骨轻钢吊顶0.25合计2.85KN/m22一层上人屋面永久荷载标准值30厚细石混凝土保护层0.03*22=0.66改性沥青防水0.0520厚1：3水泥砂浆打底找平0.02*20=0.4150厚水泥珍珠岩保温层0.15*1.5=0.22580厚钢筋混凝土面板0.08*25=2.0V型龙骨轻钢吊顶0.25合计3.585KN/m23二层楼面木地板0.120厚1：3水泥砂浆打底找平0.02*20=0.480厚钢筋混凝土面板0.08*25=2.0V型龙骨轻钢吊顶0.25合计2.75KN/m24屋面及楼面可变荷载标准值上人屋面均布荷载标准值2.0KN/m2不上人屋面均布荷载标准值0.5KN/m2屋面雪荷载标准值Sr=UrSO=1.0*0.4=0.4KN/m2(其中1.0屋面雪荷载分布系数0.4为烟台当地雪压)5钢筋混凝土容重25KN/m2正压粉煤灰加气混凝土砌块5.5KN/m2二重力荷载代表值的计算1第一层⑴梁柱自重类别净跨mm截面mm*mm容重KN/m2体积m³数量根单重KN总重KN框架梁AB跨5600BC跨3400bC跨6200250*500250.70.4250.7754.54317.510.62519.37578.7542.558.125纵向框架梁5600250*500250.71017.5175次梁②③跨5600200*400250.4481711.2190.4类别计算高度mm截面mm*mm容重KN/m2体积m³数量根单重KN总重KN一层柱3900400*400256.2419156.252968.25二层柱2800400*400254.48141121568⑵内外填充墙重的计算横墙AB跨墙厚250mm计算长度5600mm计算高度3900-500+200=3600mm单跨体积0.25*5.6*3.6=5.04m³单跨重量5.04*5.5=27.22KN数量4.5总重27.22*4.5=124.74KNBC跨墙厚250mm计算长度3400mm计算高度3600mm单跨体积0.25*3.4*3.6=3.06m³单跨重量3.06*5.5=16.83KN数量4总重16.83*4=67.32KN厕所及楼梯间横墙墙厚250mm计算长度5200mm计算高度3400mm单跨体积0.25*5.2*3.4=4.42m³单跨重量4.42*5.5=24.31KN数量3总重24.31*3=72.93KN横墙总重为124.74+67.32+72.93=264.99KN纵墙①②跨外墙单跨体积0.25*【（5.4*3.5）-(2*1.4*1.5)】=3.675m³单跨重量3.675*5.5=24.31KN数量4总重4*3.675*5.5=80.85KN厕所/楼梯间单个体积1.75m³数量4总重38.5KN内纵墙单个体积8.4m³数量1总重5.5*8.4*1=46.2KN正门纵墙为5.5*8.475=46.6125KN纵墙总重为80.85+38.5+46.2+46.6125=193.5175KN⑶女儿墙墙厚250mm总长度31700mm高度500mm体积3.9625m3重量21.7938KN⑷窗户计算①正立面落地窗（铝合金玻璃窗）尺寸（C-2）5600mm*3050mm自重0.4KN/㎡数量4总重5.6*3.05*0.4*4=27.328KN②背立面窗户尺寸（C-3）1500mm*2350mm数量12自重0.4KN/㎡总重1.5*2.35*0.4*12=16.92KN窗户重量合计为27.328+16.92=44.248KN⑸门重计算①正门尺寸1800mm*2200mm自重0.4KN/㎡数量1重量1.8*2.2*0.4=1.582KN②A-C轴立面侧门尺寸1000mm*2100mm自重0.4KN/㎡数量1重量2.1*1.0*0.4=0.84KN门的重量合计为1.582+0.84=2.422KN⑹楼板恒载、活载的计算（楼梯间按照楼板计算）一层建筑面积为274.8m2恒载：2.75*166.8+3.585*108=845.88KN活载：2.0*166.8=333.6KN雪载：0.4*108=43.2KN由以上计算可知，一层重力荷载代表值为G1=楼面恒载+0.5楼面活载+女儿墙+上下半层窗自重+0.5雪载=845.88+1.05（78.75+42.5+58.128）+1.05（190.4+175）+0.5*1568+0.5（100.378+100.886）+0.5(17.1+7.2)+0.5(2968.25+1568)+0.5(264.99+193.5175+2.422+44.248)+0.5(333.6+43.2)+21.7938=4982.5833KN2第二层⑴梁柱类别截面尺寸容重总重量横向框架梁250mm*500mm25KN/m342.5+58.125=100.625KN纵向框架梁250mm*500mm25KN/m387.55KN次梁200mm*400mm25KN/m3112KN柱400*40025KN/m31568KN⑵内外填充墙的计算BC跨横墙墙厚200mm计算长度3200mm计算高度2300mm单跨体积0.2*3.2*2.3=1.472m3单跨重量1.472*5.5=8.096KN数量4总重8.096*4=32.384KNBC外横墙墙厚250mm计算长度21500mm计算高度2300mm单跨体积12.3625m3单跨重量67.994KN数量1总重67.994KN横墙合计总重量为100.378KN纵强①墙厚250mm计算长度30000mm计算高度2800mm总体积5.25m3总重5.5*5.25=28.875KN②墙厚200mm计算长度13000mm计算高度2300mm总体积5.98m3总重5.5*5.98=32.89KN③墙厚250mm计算长度12600mm计算高度2720mm总体积0.25*12.6*2.72=8.568m3总重5.5*8.568=47.124KN④女儿墙厚度250mm计算长度73200mm高度500mm体积0.25*73.2*0.5=9.15m3女儿墙重5.5*9.15=50.325KN纵墙总重为108.889KN女儿墙重50.325KN⑶窗户重的计算（全部为铝合金制作）尺寸（C-4）1500mm*1500mm自重0.4KN/㎡数量19重量0.4*1.5*1.5*19=17.1KN⑷门重计算①尺寸（M-1）900mm*2400mm自重0.4KN/㎡数量8重量0.9*2.4*0.4*8=6.912KN②厕所塑料板门尺寸（M-3）800mm*1500mm自重0.15KN/m2重量0.288KN门重量合计为6.912+0.288=7.2kN⑸楼板恒、活载计算（楼梯间按照楼板计算）面积166.8㎡恒载2.74*166.8=457.03KN雪载0.4*166.8=66.72KN由以上计算可知，二层重力荷载代表值G2=楼面恒载+上下半墙柱、门窗重+0.5楼面活载+0.5雪载=457.032+42.5+58.125+87.5+112+0.5*1568+0.5（100.378+100.886）+0.5（17.1+7.2）0.5*66.72+50.325=1737.624KN集中于各楼层标高处的重力荷载代表值如下图所示1737.624982.58123(1)(2)(3)2800.003900.003900.00第四部分横向水平荷载作用下框架结构的内力和位移计算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象位移法基本自振周期的计算公式T1=1.7ΨT(UT)1/2其中，UT假象把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的结构顶点位移，ΨT=0.7（考虑非结构墙承重影响的折减系数）结构顶点的假象侧移计算过程见下表：层次Gi（KN）VGi（KN）∑Di(N/mm)ΔUi（mm）Ui（mm）21737.6241737.6241955108.88843.96714982.5834982.58314203935.07935.079（注：ΔUi=VGi/∑Di以第二层为例，ΔU2=VG2/∑D2=1737.624/195510=8.888mm）T1=1.7ΨT(UT)1/2=1.7*0.7*0.0439671/2=0.2495s一、水平地震作用及楼层地震剪力的计算由于本建筑结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，符合《抗震规范》采用底部剪力法的条件，该建筑不考虑竖向地震力的作用。即1结构等效总重力荷载代表值GeqGeq=0.85∑Gi=0.85（1737.624+4982.583）=5712.176KN2计算水平地震影响系数ɑ（查地质勘察报告知特征周期为0.35s）ɑ=（Tg/T1）0.9ɑmax=（0.35/0.2495）0.90.08=0.