单位文秘网 2020-08-19 09:45:26 点击: 次
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设计基本资料
1 1.1 工程名称:上海市杨浦区行政办公楼
2 1.2 建设地点:上海市杨浦区 3 1.3 工程概况
本建筑物主体结构共九层,外加电梯设备间一层,建筑面积约为 5683.68m 2 ,建筑总高度 38m,首层层高为 4.2m,其余七层的层高均为 3.6m,顶层加设电梯设备间,层高 4.8m,室内外高差为 0.3m,女儿墙高 1.5m(含 100mm 厚压顶),突出屋顶的楼梯间电梯间女儿墙为 0.5m。建筑安全等级为二级,设计使用年限为 50 年。建筑场地类别为Ⅲ类。
4 1.4 温度:最热月(7 月)平均 27.5℃,最冷月(1 月)平均气温 8.5℃。夏季极端最高温度43℃,冬季极端最低温度-10.1℃。
5 1.5 相对湿度:最热月(7 月)平均 82%。
6 1.6 主导风向:东南风,基本风压(50 年)为 0.55kN/m 2 ,地面粗糙度为 D 类。
7 1.7 雨雪条件:年降雨量 1060mm,基本雪压(50 年)为 0.20kN/m 2 。
8 1.8 抗震设防烈度:7 度第一组,设计基本地震加速度 0.10g,建筑抗震设防类别为丙类。
9 1.9 工程地质条件
杨浦区区境大部分为河流冲积层工程地质区,表层为黄褐色粉土质亚砂土,下层为青灰色细砂层,地基承载力 8~14t/mm 2 ;沿邯郸路、翔殷路以北(包括南近走马塘地区)、中原路至殷行路与闸殷路交汇处以西的地区,为河口滨海冲积平原工程地区,表层为褐黄色、棕褐色亚砂土,厚约 2~4m,为天然地基持力层,地基承载力 8~14t/mm 2 ,下层为灰色粉土质粘土,局部含淤泥质。
0 1.10 水文地质条件
区境潜水位一般埋深 0.5~1.5m(沿江埋深 1.0~1.5m),水化学类型为重碳酸—钙—镁及重碳酸—氯—钙—钠型水。矿化度小于 1.0g/L。单位涌水量 0.02L/sm,渗透系数 0.06~0.08m/昼夜(河口滨海冲积平原区为 0.04~0.11m/昼夜)。浅部承压食水组食水层顶板埋深大致从大连路、惠民路交汇处与黎平路南端划一条直线。以南沿江地区及场中路—嫩江路—线以北地区,一般小于 70m,其他地区一般大于 70m。食水层厚度 20~40m。食水岩性为灰色细砂、中砂夹砾石。单井出水量(井径 10 英寸,水位降深 5m 时的水量)3000~5000t/日,水质硬化度小于 1.0g/克(淡水)。
2 结构 选型
本工程为对称布置的纯钢框架办公楼,结构平面布置如下:框架 9 层,横向三跨跨,跨度为 8.4m、2.7、6.0m;纵向 6 榀横向框架,柱距有 7.2m、7.8m、8.4m 三种。下图为截取的部分结构平面布置图。
3 结构 布置 1 3.1 框架计算简图 框架的计算简图如下图所示:取⑨轴上的一榀框架计算。假定框架柱嵌固于地面,框架梁与柱刚接,主梁与次梁铰接,梁跨等于轴线之间的距离。底层柱高从室外地坪算至二层楼面,首层柱高为 3.9+0.3=4.2m,其余各层柱高从楼面算至上一层楼面(即层高),各层均为3.6m。
2 3.2 材料选型
1 3.2.1 钢材:Q345B 钢,f=310N/mm 2 ,f v =180N/mm 2 。
2 3.2.2 墙体
外墙及女儿墙为粉煤灰轻渣空心砌块,容重为 8KN/m 3
内隔墙为轻质 GRC 空心隔墙板 r=0.17KN/m 2
3 3.2.3 压型钢板组合楼板
砼为 C 35 ,f c =16.7N/mm 2
压型钢板采用 YX-70-200-600-1.0,强度为 205N/mm 2 ,净重 13.1kg/m 2 ,毛重 13.6kg/m 2 ,净重 13.1kg/m 2 ,全截面 I=137cm 4 /m,全截面 W=33.3cm 3 /m,有效 I=96cm 4 /m,有效W=25.7cm 3 /m。
4 3.2.4 钢筋:HRB335 级钢筋,f y =300N/mm 2 。
3 3.3 截面初选
表 表 3.1 主要构件特征表(梁、柱)
构件 尺寸(mm)
截面积(cm 2)
单位重(kg/m)
截面特征 H B t w
t I x /cm 4
W x /cm 3
i x /cm I y /cm 4
W y /cm3
i y /cm 梁 600 200 11 17 131.7 103 75600 2520 24.0 2270 227 4.15 500 200 10 16 112.3 88.1 46800 1870 20.4 2140 214 4.36 400 200 8 13 83.37 65.4 23500 1170 16.8 1740 174 4.56 柱 400 400 13 21 218.7 172 66600 3330 17.5 22400 1120 10.1 502 470 20 25 329.6 259 151000 6020 21.4 43300 1840 11.5 4 3.4 框架梁柱的线刚度计算
A~D 跨梁:
:
i A~D =EI/l=2.06×10 5 N/mm 2 ×75600×10 4 mm 4 /8400mm=1.86×10 4 kN·m D~E 跨梁:
:
i D~E =EI/l=2.06×10 5 N/mm 2 ×75600×10 4 mm 4 /2700mm=5.77×10 4 kN·m E~G 跨梁:
:
i E~G =EI/l=2.06×10 5 N/mm 2 ×75600×10 4 mm 4 /5400mm=2.60×10 4 kN·m 柱:
7~9 层:i 3 ~ 9 =EI/l=2.06×10 5 N/mm 2 ×66600×10 4 mm 4 /3600mm=3.81×10 4 kN·m 2~6 层:i 2 =EI/l=2.06×10 5 N/mm 2 ×151000×10 4 mm 4 /3600mm=8.64×10 4 kN·m 1 层:i 1 =EI/l=2.06×10 5 N/mm 2 ×151000×10 4 mm 4 /4200mm=7.41×10 4 kN·m 4 荷载取值及荷载标准值 4 41 .1 可变荷载取值
1 4.1.1 屋面和楼面活荷载标准值
根据《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)查得:
上人屋面:
2.0kN/m 2
楼面(住宅楼):
2.0 kN/m 2
2 4.1.2 风荷载标准值
基本风压:按上海地区 50 年一遇风荷载取其标准值为:0.55kN/m 2 。
3 4.1.3 雪荷载
0 r kS S =1.0×0.20=0.20kN/m 2 ,屋面活荷载与雪荷载不同时考虑,两者中取大值。
4 42 .2 永久荷载取值
4.2.1 1 屋面
30mm 厚 C20 细石混凝土防水层(刚性)
1.00kN/m 2
三毡四油铺小石子(柔性)
0.40kN/m 2
20mm 厚 1:2 水泥砂浆找平
0.02×20=0.40kN/m 2
40mm 厚水泥砂浆 3%找坡层
0. 04×14=0.56kN/m 2
80mm 厚矿渣水泥保温层
0. 08×14.5=1.16kN/m 2
100mm 厚混凝土现浇混凝土楼板
0 .10×25=2.50kN/m 2 装饰层
0.30kN/m 2
压型钢板
0.22kN/m 2
合计
6.54kN/m 2
4.2.2 2 标准层楼面
大理石面层,水泥砂浆抹缝
30mm 厚 1:3 水 泥 砂 浆 面 上 撒 2mm 厚 素 水 泥
1.16kN/m 2
水泥砂浆结合层一道
100mm 厚现浇混凝土楼板
0.10×25=0.25kN/m 2
压型钢板
0.22kN/m 2
装饰层
0.30 kN/m 2
合计
4.18kN/m 2
4.2.3 3 外纵墙自重
铝合金玻璃窗
3.0×1.8×0.45=2.43kN;
窗下墙
3.0×(3.6-0.6-1.8)×0.24×8=6.912kN
3.0×(4.2-0.6-1.8)×0.24×8=10.368kN
水泥粉刷墙面(窗下)
3.0×(3.6-1.8)×(0.5+0.36)=4.644kN 3.0×(4.2-1.8)×(0.5+0.36)=6.192kN 窗间墙
(7.2-0.4-3.0)×(3.6-0.6)×0.24×8=21.89kN
(7.2-0.4-3.0)×(4.2-0.6)×0.24×8=26.27kN
水泥粉刷墙面(窗间)
(7.2-0.4-3.0)×3.6×(0.5+0.36)=11.76kN
(7.2-0.4-3.0)×4.2×(0.5+0.36)=13.73kN
合计
4.2m 墙:2.43+10.368+6.192+26.27+13.73=58.99kN/m
3.6m 墙:2.43+6.912+4.644+21.89+11.76=47.64kN/m 4.2.4 4 内横墙自重 (偏保守)
墙体
(3.6-0.6)×0.24×8=5.76kN/m;
(4.2-0.6)×0.24×8=6.912kN/m (3.6-0.6)×2.0×0.36=2.16kN/m
水泥粉刷墙面
(4.2-0.6)×2.0×0.36=2.592kN/m
合计
4.2m 墙:6.912+2.592 =9.504kN/m 取 9.50 kN/m
3.6m 墙:5.76+2.16 =7.92kN/m 4.2.5 5 内隔墙 自重 采用轻质 GRC 空心隔墙板(γ=0.17 kN/m)
(3.6-0.6)×0.17÷2=0.255kN/m 合计
0.255kN/m 取 0.3kN/m 4.2.6 6 梁自重
HN600×200×11×17
103×9.8×10 -3 kN/m
装饰层
0.50 kN/m
合计
1.51kN/m
HN500×200×10×16
88.1×9.8×10 -3 kN/m
装饰层
0.50 kN/m
合计
1.37kN/m
HN400×200×8×13
65.4×9.8×10 -3 kN/m
装饰层
0.50 kN/m 合计
1.14kN/m
混凝土基础梁
0.25×0.4×25=2.5 kN/m
合计
2.5kN/m
4.2.7 7 柱自重
1~6 层:HW502×470×20×25
259×9.8×10 -3 kN/m
装饰层
0.50 kN/m
合计
3.04kN/m
7~9 层:HW400×400×13×21
218.68×9.8×10 -3 kN/m
装饰层
0.50 kN/m
合计
2.19kN/m 4 43 .3 框架 竖向 荷载计算
荷载由板到梁传递示意图如下:
4.3.1 A A ~D D 轴间框架梁
次梁自重:
1.14×7.2=8.21kN 屋面板传恒载:
(2.4+3.0)÷2×7.2×6.54=127.14 kN (3.0+3.0)÷2×7.2×6.54=141.26 kN 屋面板传活载:
(2.4+3.0)÷2×7.2×2.0=38.88kN (3.0+3.0)÷2×7.2×2.0=43.2 kN 楼面板传恒载:
(2.4+3.0)÷2×7.2×4.18=81.26 kN (3.0+3.0)÷2×7.2×4.18=90.29kN 楼面板传活载:
(2.4+3.0)÷2×7.2×2.0=38.88kN (3.0+3.0)÷2×7.2×2.0=43.2 kN A~D 框架梁集中荷载为:
楼面梁恒载=梁自重+板传恒载=8.21+81.26=89.47kN(2.7m 宽板带)
=8.21+90.29=98.50kN(3.0m 宽板带)
楼面梁活载=板传荷载=38.88kN(2.7m 宽板带)
=43.2kN (3.0m 宽板带)
屋面梁恒载=梁自重+板传恒载=8.21+127.14=135.35kN(2.7m 宽板带)
=8.21+141.26=149.47kN(3.0m 宽板带)
屋面梁活载=板传荷载=38.88kN(2.7m 宽板带)
=43.2kN (3.0m 宽板带)
A~D 框架梁均布荷载为:
楼面梁均布恒载=主梁自重=1.51+7.92=9.43kN/m 屋面梁均布恒载=主梁自重=1.51 kN/m
4.3.2 D ~E 轴间框架梁
D~E 轴间框架梁均布荷载为:
楼面梁均布恒荷载=主梁自重=1.51kN/m 屋面梁均布恒荷载=主梁自重=1.51kN/m
4.3.3 3
E ~G 轴间框架梁
次梁自重:
1.14×7.2=8.21kN 屋面板传恒载:
(3.0+3.0)÷2×7.2×6.54=141.26 kN 屋面板传活载:
(3.0+3.0)÷2×7.2×2.0=43.2 kN 楼面板传恒载:
(3.0+3.0)÷2×7.2×4.18=90.29kN 楼面板传活载:
(3.0+3.0)÷2×7.2×2.0=43.2 kN E~G 框架梁集中荷载为:
楼面梁恒载=梁自重+板传恒载=8.21+90.29=98.50kN 楼面梁活载=板传荷载=43.2kN
屋面梁恒载=梁自重+板传恒载=8.21+141.26=149.47kN 屋面梁活载=板传荷载=43.2kN E~G 框架梁均布荷载为:
楼面梁均布恒载=主梁自重=1.51 kN/m 屋面梁均布恒载=主梁自重=1.51 kN/m 4.3.3 A A 轴柱纵向集中荷载的计算(不计入柱自重)
女儿墙自重=1.4×0.24×8+0.1×0.24×25+(1.5×2+0.24)×0.5=4.91kN/m 9 层柱恒载=女儿墙+连系梁自重+板传恒载
=4.91×7.2+1.51×7.2+2.4÷2×7.2×6.54=102.73kN 9 层柱活载=板传活载
=2.4÷2×7.2×2.0=17.28kN 标准层柱恒载=墙自重+连系梁自重+板传恒载
=47.64+1.51×7.2+2.4÷2×7.2×4.18=94.62kN
标准层柱活载=板传活载
=2.4÷2×7.2×2.0=17.28kN 基础顶面恒载=基础梁自重+墙自重=2.5×7.2+58.99=76.99kN D 4.3.4 D 轴柱纵向集中荷载的计算(不计入柱自重)
9 层柱恒载=连系梁自重+板传恒载
=1.51×7.2+(2.7+3.0)÷2×7.2×6.54=145.07kN 9 层柱活载=板传活载
=(3.0+2.7)÷2×7.2×2.0=41.04kN 标准层柱恒载=墙自重+连系梁自重+板传恒载
=47.64+1.51×7.2+(2.7+3.0)÷2×7.2×4.18=144.27kN 标准层柱活载=板传活载
=(2.7+3.0)÷2×7.2×2.0=41.04kN 基础顶面恒载=基础梁自重+墙自重=2.5×7.2+58.99=76.99kN E 轴与 D 轴荷载工况相同,不再重复计算。
4.3.5
G G 轴柱纵向集中荷载的计算(不计入柱自重)
9 层柱恒载=女儿墙+连系梁自重+板传恒载
=4.91×7.2+1.51×7.2+3.0÷2×7.2×6.54=116.86kN 9 层柱活载=板传活载
=3.0÷2×7.2×2.0=21.60kN 标准层柱恒载=墙自重+连系梁自重+板传恒载
=47.64+1.51×7.2+3.0÷2×7.2×4.18=103.66kN 标准层柱活载=板传活载
=3.0÷2×7.2×2.0=21.60kN 基础顶面恒载=基础梁自重+墙自重=2.5×7.2+58.99=76.99kN 6 4.3.6 柱自重
7~9 层柱自重:2.19×3.6 =7.88kN 2~6 层柱自重:3.04×3.6 =10.94kN 1 层柱自重:3.04×4.2 =12.77kN
5 5 水平风荷载标准值计算
作用于屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值 2 /0B h h w Wj i z s z k 式中:基本风压ω=0.55kN/m(本工程位于上海市,重现期 R=50 年)
z——风压高度变化系数:因建筑地点位于黄埔区,D 类地面粗糙度
s ——风荷载体型系数:根据建筑物的体型查《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)得μ=0.8+0.5=1.3
z—— 风振系数,基本自振周期对于框架结构用 T=(0.1~0.15)n (n 是建筑层数),估算:
T=1.2s>0.25s,且建筑物大于 30m,且高宽比大于 1.5,因此应该考虑风压脉动对结构发生顺风向风振的影响。
结构可仅考虑结构第一阵型的影响,Z 高度处的风振系数z可按下式进行计算
2101 2 1 R B gIz z 其中 g-峰值因子,取 2.5,10I-10m 高度名义湍流强度对应 A,B,C,D 地面粗糙度可分别取0.12,0.14.0.23,0.39 对于脉动风荷载的共振分量因子可按下列公式计算 3422) 1 ( 6 xxR,030w kfxw 其中 f-结构第一自振频率
wk-地面粗糙度修正系数,对于 A 类,B 类,C 类,D 类地面粗糙度分 1.28,1.0,0.54,0.26, -结构阻尼比,钢结构取 0.04。估算 T=1.2s,f=1/T x =30 × 1 ÷ 1.2√0.54 × 0.55= 45.87 R =√(责任编辑:单位文秘网) )
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