办公楼设计

办公楼设计内容摘要：

＝ kN合 计 活荷载标准值（1）屋面及楼面活载上人屋面均布活荷载标准值 楼面活荷载标准值(办公部分) 走廊活荷载标准值 考虑活动隔墙及二次装修，楼面活载取为 （2）屋面雪荷载标准值中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 11 页中国矿业大学建筑工程学院土木工程 03 级 04 班 孙明 sk=μrs0==式中：μr 为屋面积雪分布系数，取 μr＝（3）风荷载标准值垂直于建筑物表面上的风荷载标准值当计算主要承重结构时按下式来计算： 0kzszw徐州地区基本风压 ＝，由《建筑结构荷载规范 GB5000902020》表 项次 30 得， (迎风面)， (背风面)。 .6s本建筑处于淮海西路南侧，位于有密集建筑群且房屋较高的城市市区，所以地面粗燥度为 D 类。 离地面或海平面高度（M） 5 10 15 20 30风压高度变化系数 采用风振系数来考虑风压脉动得影响，建筑结构在 z 高度处的风振系数 按下式来计算：z 1zz式中， ——脉动增大系数； ——脉动影响系数； ——振型系 z数；，H30,粗糙度 D 类，可得脉动影响系数 =；26.=045.78HB 因为 D 类地区 乘以 ，所以脉动增大系数w2= =采用经验公式来计算结构基本自振周期 ,1T (6.) ,查表得， ＝，2213wT取轴线 4 的一榀横向框架，其负载宽度为 ，因此沿房屋高度的分中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 12 页中国矿业大学建筑工程学院土木工程 03 级 04 班 孙明布风荷载标准值 ()计算过程如表 ：（见下页）表 沿房屋高度分布风荷载标准值层次 Hi(m) Hi Hi/H zz0wqK(kN/m) FK (KN)女儿墙 1 126 1 5 1 4 1 3 1 2 1 1 1 1 1 框架结构分析时，按静力等效原理将分布风荷载转化为节点集中荷载，如图 ：中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 13 页中国矿业大学建筑工程学院土木工程 03 级 04 班 孙明图 等效节点集中风荷载(kN) 计算重力荷载代表值根据建筑抗震设计规范（GB 500112020）规范 ，计算地震作用时，建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。 各可变荷载的组合值系数，应按表 采用。 所以雪荷载组合值系数取 ，楼面活荷载组合值系数取 （1）顶层重力荷载代表值恒载①屋面恒载： 7＝②女儿墙： 　 2＝中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 14 页中国矿业大学建筑工程学院土木工程 03 级 04 班 孙明③主次梁自重： （8）2+（++）＝ KN④半层柱自重： 4247。 2＝ KN⑤半层墙自重： （++）2247。 2= KN雪载50%屋面雪载： 7= KN合 计 ≈1496KN（2）中间层重力荷载代表值恒载①楼面恒载： （2+）＝ KN②上半层墙重（同顶层）： KN③下半层墙重（同顶层）： KN④纵横梁自重（同顶层）： ⑤上半层柱+下半层柱（同顶层）： 2＝ KN活载50%楼面活荷载： 47＝ KN合 计 ≈1580KN（3）底层的重力荷载代表值恒载①楼面恒载： KN②半层墙重： KN③主次梁自重： 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 15 页中国矿业大学建筑工程学院土木工程 03 级 04 班 孙明⑤下半层柱自重： KN活载50%楼面活荷载： 合 计 ≈1240KN 横向框架侧移刚度计算 计算梁、柱的线刚度（1）梁线刚度计算表 241 横梁线刚度计算表类别 Ec(KN/m2) b(mm) h(mm) I0(mm4) l(mm) EcI0/l(KN/m) 2EcI0/l(KN/m)AB、CD 跨梁 107 300 600 109 7200 104 104BC 跨梁 107 300 600 109 2400 104 105（2）柱线刚度计算表 242 柱线刚度 Ic 计算表Ec(KN/m2) b(mm) h(mm) Ic(mm4) hc(mm) EcIc/hc(KN/m)107 700 700 1010 3900 105（3）相对线刚度计算令柱线刚度 i=，则其余各杆件相对线刚度为：AB、CD 跨梁 39。 .293I边BC 跨梁 5.39。 .89I中 计算柱的侧移刚度地震作用是根据各受力构件的抗侧刚度来分配的，所以先计算各楼层住的抗侧刚度。 柱的侧移刚度 D 计算公式： ，21cih其中 为柱侧移刚度修正系数， 为梁柱线刚度比，不同情况下，cK、 取值不同。 cK中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 16 页中国矿业大学建筑工程学院土木工程 03 级 04 班 孙明一般层边柱： ..7c. 418/ckDkNmh式中， 、 为梁的线刚度， 为柱的线刚度。 1KcK其他柱的侧移刚度计算如表 ：表 柱侧移刚度 c 计算表i层次 层高 h (m) 柱 根数 α c（KN/mc） KN/m21ciDh∑D边柱 2 82571~6 中柱 2 10527441 71396边柱 2 365471 中柱 2 10550996 175086中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 17 页中国矿业大学建筑工程学院土木工程 03 级 04 班 孙明图 框架线刚度计算简图中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 18 页中国矿业大学建筑工程学院土木工程 03 级 04 班 孙明 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 横向水平地震作用下的内力计算和侧移计算横向自振周期的计算运用顶点位移法来计算，对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构，基本自振周期可按下式来计算： 式中， ——计算结构基本自振周期用的结构顶点假想位移，即假想Tu把集中在各层楼面处的重力荷载代表值 作为水平荷载而算得的结构顶点iG位移； ——结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取；故先计算结构顶点的假想侧移，计算过程如表 表 结构顶点的假想位移计算层　次 Ｇ i(kN) Ｖ Gi(kN) ∑Ｄ i(KN/m) △u i(m) ui(mm)6 1496 1496 71396 5 1580 3076 71396 4 1580 4656 71396 3 1580 6236 71396 2 1580 7816 71396 1 1580 9396 71396 1 1249 10636 175086 由上表计算基本周期 ，水平地震作用及楼层地震剪力计算该建筑结构高度远小于 40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切为主，因此用底部剪力法来计算水平地震作用。 首先计算总水平地震作用标准值即底部剪力。 EkF1EkeqG式中， ——相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数；1——结构等效总重力荷载，多质点取总重力荷载代表值的 85％；eqG徐州地区特征分区为一区，又场地类别为Ⅱ类，查建筑抗震设计规范（GB 中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 19 页中国矿业大学建筑工程学院土木工程 03 级 04 班 孙明500112020）规范表 特征周期值（s）得特征周期 ；据抗震设计规范第 ，得建筑结构阻尼比 ；查抗震设计规范表 5.  得，水平地震影响系数最大值 ，由水平地震影响系数 曲max8线来计算 ，1式中， ——衰减系数， ＝ 时，取 ；因 ，作用。 顶部附加水平地震作用系数 δ n的计算公式，查抗震设计规范表5.. 得， 62EKFkN因此各质点的水平地震作用按下式来计算， 1()ii EknnjjGHF将 、 代入可得，EkFn() ii nni ij jGH具体计算过程如下表，各楼层的地震剪力按 来计算，一并列入1nikVF表 中。 （见下页）中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 20 页中国矿业大学建筑工程学院土木工程 03 级 04 班 孙明表 各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次 Hi(m) Ｇ i(KN)Ｇ iHi() Ｇ iHi/∑Ｇ jHj Fi(kN) Vi(kN)6 1496 5 1580 36972 4 1580 30810 3 1580 24648 2 1580 18486 1 1580 12324 1 1240 4836 348．47　∑Ｇ jHj 　 　 　各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图。 图 横向水平地震作用及层间地震剪力水平地震作用下的位移验算框架第 层的层间剪力 、层间位移 及结构顶点位移 分别按下式iiV()iuu中国矿业大学 2020 届本科生毕业设计 第 21 页中国矿业大学建筑工程学院土木工程 03 级 04 班 孙明来计算： nikiVF， 1()/siiijjuD1()nkku计算过程见下表，表 计算了各层的层间弹性位移角。 /eiuh表 横向水平地震作用下的位移验算层次 Vi(kN) ∑Ｄ i(KN/m) △u i(m) ui(m) hi(m) θ i=△u i/hi6 713696 1/32505 71396 1/17734 71396 1/12583 71396 1/10262 71396 1/8861 71396 1/8301 348．47　 175086 1/1950可见，最大层间弹性位移角发生在第一层，1/830 1/550 ，满足要求。 水平地震作用下框架内力计算由于 D 值法近似地考虑了框架结点转动对侧移刚度和反弯点高度的影响，比较精确，所以选用用 D 值法，将层间剪力分配到该层的各个柱子，即求出柱子的剪力，再由柱子的剪力和反弯点高度来求柱上、下端的弯矩。 柱端剪力按下式来计算： 1ijij isjjVV 柱上、下端弯矩 、 按下式来计算uijMbij ， ，bijijVyh ()ijijVyh123nyy表 各层边柱柱端弯矩及剪力计算层次 hi(m) Vi(kN)∑Ｄ i(KN/m)Di1(kN/m) Vij K y Mi1u Mi1b6 71396 8257。