多层框架结构办公楼毕业设计(手算)Word下载.docx
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在建筑设计完成之后进行结构设计。
在建筑设计时先进行建筑方案设计，在建筑方案通过后进行建筑施工图的绘制。
完成建筑施工图绘制之后，根据建筑施工图确定结构布置方案，在确定框架布局后，选取横向一榀框架作为代表进行计算，本设计以7轴线为代表进行计算。
在进行结构设计时，先对水平地震荷载和风荷载、竖向恒荷载和活荷载进行内力计算，水平地震荷载和风荷载的内力计算采用D值法计算，竖向的恒荷载和活荷载的内力计算采用分层法进行计算。
在计算出各种内力之后，然后进行内力组合，内力组合时要考虑地震的作用，之后找出最不利的内力组合，选取最安全的结果计算配筋，设计时先算上部结构，再进行下部基础设计。
最后进行施工图的绘制。
施工的绘制要依据混凝土制图规范和混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图。
关键词：
框架结构，结构设计，办公楼设计，抗震设计
I
许昌学院本科生毕业设计
Abstract
Thedesignforthesecondofficebuildingdesign,isusedcast-in-placeframeworkstructure.Inthearchitecturaldesignforthefirstbuildingprojectdesign,constructionschemeinaftertheconstructionplansdrawn.Completionofconstructiondrawing,accordingtotheconstructiondrawingstodeterminethelayoutofthestructure,afterdeterminingtheframelayout,selectionoftransverseframeasarepresentativeofcalculation,thedesignhasbeenselected7axisastherepresentativetocalculate.
Instructuraldesign,firstonthehorizontalseismicloadandwindload,verticaldeadloadandliveloadinnerforcecalculation,horizontalseismicloadandwindloadcalculationofinternalforcescalculatedusingDvalues,verticaldeadloadandliveloadcalculationusinghierarchicalmethod.Afterthecalculationofthevariousforces,thenthecombinationofinternalforce,internalforcecombinationtoconsiderwhenearthquake,thenidentifythemostunfavorablecombinationofinternalforces,selectthemostsecurereinforcementcalculationoftheresults,beforedesigningthelowerfoundation,weshoulddesingtheupperstructure.Finally,theworkisdrawing.
Constructiondrawingshouldbereliedontheconcretedrawingruleandconcreteconstructiondiagramrepresentationofthewholeplaneandconstructiondrawingsdetailingtherules.
KeyWords：
Framestructure,structuraldesign,officedesign,seismicdesign
目录
摘要 I
ABSTRACT II
引言 1
1 工程概况 2
1.1概况介绍 2
1.2柱网布置 2
1.3框架结构承重方案的选择 2
2 构件截面尺寸的初步确定及计算简图 3
2.1构件截面尺寸的初步确定 3
2.2结构计算简图 3
3横向框架侧移刚度计算 4
4 荷载计算 4
4.1计算单元 4
4.2恒载计算 4
4.2.1屋面的永久荷载标准值 4
4.2.2梁自重计算 4
4.2.3女儿墙自重 4
4.2.4屋面恒荷载计算 4
4.2.5楼面永久荷载标准值 4
4.2.6柱自重计算 4
4.2.7楼面恒荷载计算 4
4.3活载计算 4
4.3.1楼面可变荷载标准值 4
4.4风荷载计算 4
4.41风荷载标准值 4
5水平地震作用下的内力计算和侧移计算 4
5.1计算重力荷载代表值 4
5.1.1第5层的重力荷载代表值：
4
5.1.22～4层的重力荷载代表值 4
5.1.3一层的重力荷载代表值：
5.2结构自振周期 4
5.3水平地震作用及楼层地震剪力计算 4
5.4水平地震作用下的位移验算 4
5.5水平地震作用下框架内力计算 4
6 横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算 4
6.1风荷载作用下框架结构内力计算 4
6.2风荷载作用下的水平位移验算 4
7竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算 4
7.1恒荷载作用下内力计算 4
7.2活载作用下内力计算 4
8框架内力组合 4
9截面设计 4
10楼梯设计 4
10.1楼梯梯段板设计 4
10.1.1荷载计算 4
10.1.2截面设计 4
10.2平台板计算 4
10.2.1荷载计算 4
10.2.2截面设计 4
10.3平台梁设计 4
10.3.1荷载计算 4
10.3.2截面设计 4
11楼盖设计 4
11.1板区格布置图 4
11.2荷载设计值 4
11.3弯矩计算 4
11.4截面设计 4
12次梁设计 4
12.1荷载计算 4
12.2斜截面承载力计算 4
12.3 验算配筋率 4
13基础设计 4
13.1基础底面尺寸计算 4
13.2计算基底压力 4
13.3地基承载力验算 4
13.4基础高度验算 4
13.5基础底板配筋计算 4
参考文献 4
致谢 4
附录A图纸名称及编号 4
V
引言
作为一名即将毕业的土木工程专业的本科生，在大学几年的理论学习后，要结合社会的实际情况，检验一下所学习的专业知识是否专业和完善。
毕业设计恰好就是一种最好的检验，可以使五年中所学习的知识得到综合利用，使得各方面的知识系统化和实践化。
通过独立完成毕业设计，可以培养独立思考、独立工作的能力，以及调查、分析和查阅资料的能力。
本次毕业设计题目为《某办公楼设计》，结构形式采用全现浇框架结构。
在熟悉本课题设计任务书的基础上，结合当地的自然条件，施工技术水平，并查阅相关建筑设计的书籍和规范，独立完成办公楼工程的建筑方案设计，并最终绘制出建筑施工图。
通过建筑方案的设计，对框架结构进行柱网布置和结构选型，并确定材料类型和截面尺寸。
首先，通过现行规范选定房间作法，并以此计算框架结构各层的重力荷载代表值；
其次，采用合适的计算方法对竖向荷载作用下框架结构的内力、水平地震荷载作用下框架结构内力及侧移进行计算；
最后，通过以上的结构计算，对框架结构进行截面设计（梁、板、柱截面尺寸及配筋）、楼板设计（楼板尺寸及配筋）、楼梯设计（平台板、楼梯梁、梯段板截面尺寸及配筋）、基础设计（柱下独立基础的截面设计及配筋），使得截面的配筋满足构造要求。
最后通过框架结构的结构设计及计算结果，绘制出框架结构的结构施工图。
53
1工程概况
1.1概况介绍
建筑介绍：
办公楼建筑面积约4000平方米，五层，采用内廊式布置，层高为3600mm，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构，填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块。
地质条件：
基本设防烈度为7度，设计地震分组为第三周，此建筑场地类别为二类场地
1.2柱网布置
柱网与层高：
本办公楼采用柱距为7.8m的内廊式小柱网，边跨为6m，中间跨为2.4m，层高取3.6m，如图1.1柱网布置图所示：
图1.1结构柱网布置图
1.3框架结构承重方案的选择
竖向荷载的传力途径：
楼板的均布荷载经次梁间接或直接传至主梁，再有主梁传至框架柱，最后传至地基。
根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本办公楼框架的承重方案为横向框架承重方案。
2构件截面尺寸的初步确定及计算简图
2.1构件截面尺寸的初步确定
框架结构的主梁截面高度和宽度可有下式确定：
hb=110~118Lbb=12~13hb且hb≥200mm
各层梁截面尺寸及混凝土强度等级如下表
表2.1梁截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级
层次
混凝土
强度等级
横梁b×
h
纵梁
次梁
AB跨，CD跨
BC跨
1～5
C30
300600
300550
柱截面尺寸估算
该框架结构的抗震等级为三级，其轴压比限值为[]=0.9,各层重力荷载代表值近似取14kN/m2，边柱及中柱的负荷面积分别为7.83m2和7.84.2m2，可得一层柱截面面积为:
边柱
Ac≥NμNfc=2129.4×
1030.9×
14.3=165454.55mm2
中柱
Ac≥NμNfc=2866.5×
14.3=222727.27mm2
取柱子截面为正方形，则边柱和中柱截面尺寸分别为450mm450mm和500mm500mm
2.2结构计算简图
框架结构计算简图，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板顶，2～5层高度即为层高，取3.6m；
底层柱高度从基础顶面取至一层板顶，本设计选用柱下独立基础，基顶标高为-0.95m,则底层柱高度h1＝3.6+0.45+0.5＝4.55m。
见下图2.1:
图2.1结构计算简图
（注：
图中数字为相对线刚度）
3横向框架侧移刚度计算
梁线刚度计算梁柱混凝土标号均为C30，在框架结构中，现浇楼面可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架侧移。
考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架梁取，对中框架梁取。
表3.1横梁线刚度计算表
杆件
Ec
（N/mm2）
bh
（mmmm）
I0
（mm4）
（mm）
i=2ECI0/
（Nmm）
相对刚度
AB跨
CD跨
3.0104
300600
5.4109
6000
1.8106
2.4
2400
4.5106
6
7800
1.39106
1.85
柱线刚度计算
表3.2柱线刚度Ic计算表
柱
/（N/mm2）
/mmmm
Ic
/mm4
ECIc/
/Nmm
1
AD柱
4550
450450
3.41109
7.51105
BC柱
500500
5.21109
11.45105
1.53
2～5
3600
3.41109
9.49105
1.26
5.21109
14.47105
1.93
计算柱的侧移刚度
柱的侧移刚度D计算公式：
其中为柱侧移刚度修正系数，为梁柱线刚度比，不同情况下，、取值不同。
对于一般层：
对于底层：
表3.3横向框架柱侧移刚度D计算表
层高
（m）
N/mm
2-5
3.6
1.9
0.49
12.92106
81.3106
中柱
4.35
0.69
27.73106
4.55
0.66
8.62106
49.1106
5.49
0.80
15.93106
4荷载计算
4.1计算单元
取7轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为7.8m，如图所示，由于房间内布置有次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影线所示，计算单元内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。
见图4.1
图4.1横向框架计算单元
4.2恒载计算
4.2.1屋面的永久荷载标准值
屋面
40厚的细石混凝土保护层22×
0.04＝0.88kN/m2
SBS（3+3）改性沥青防水卷材0.4kN/m2
20厚的1：
3水泥砂浆找平层20×
0.02＝0.4kN/m2
100厚1:
8水泥陶粒找坡0.1×
14=1.4kN/m2
100厚的钢筋混凝土板25×
0.10=2.5kN/m2
20厚水泥砂浆找平层20×
10厚板底抹底0.170kN/m2
合计5.75kN/m2
4.2.2梁自重计算
框架主梁自重：
0.3×
0.5×
25＝3.75kN/m
粉刷：
2×
（0.6-0.1）×
0.01×
17＝0.17kN/m
合计3.92kN/m
次梁自重：
0.30.4525＝3.375kN/m
粉刷：
2×
0.45×
17＝0.153kN/m
合计3.528kN/m
4.2.3女儿墙自重
女儿墙自重（含贴面和粉刷）：
1.20.02217＋0.245.51.2＝2.4kN/m
图4.3活荷载作用下计算简图
图4.2恒荷载作用下计算简图
4.2.4屋面恒荷载计算
P1P2P2P1
q1q1
图4.4各层梁上作用的荷载
在图中，、代表横梁自重，为均布荷载形式，对于第五层，
q1==3.92KN/m
和分别为房间和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载，由图所示的几何关系可得，
=5.75×
3.9=22.425KN/m
2.4=13.8KN/m
、分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的荷载，它包括梁自重、楼板重和女儿墙等的自重荷载，计算过程如下：
节点集中荷载：
（a）板重
（0.5×
3.9×
5.75）×
2+0.5×
（12-3.9）×
5.75=89.14KN
（b）次梁自重6×
3.528=21.168KN
（c）纵梁自重：
3.92×
（7.8-0.5）=29.616KN
合计：
＝141.276kN
（a）板重136.22KN
（b）次梁自重（2.4+6）×
3.528=30KN
（c）纵梁自重21.168KN
＝194.83kN
4.2.5楼面永久荷载标准值
水磨石地面0.65kN/m2
100厚的钢筋混凝土板25×
10厚板底抹底0.170kN/m2
合计3.33kN/m2
4.2.6柱自重计算
边柱自重：
0.45×
3.6×
25＝18.225kN/m
粉刷：
（0.45×
4-0.24×
3）×
0.02×
17=1.322kN/m
合计19.547kN/m
中柱自重：
0.5×
25＝22.5kN/m
（0.5×
17=1.57kN/m
合计24.07kN/m
内纵墙自重（含贴面和粉刷）：
6.0kN/m
外纵墙自重（含贴面和粉刷）：
4.04kN/m
4.2.7楼面恒荷载计算
对于1～4层，计算的方法基本与第五层相同，计算过程如下：
q1=3.92+6=9.92KN/m
=3.92KN/m
=3.22×
3.9=12.558KN/m
2.4=7.728KN/m
[（0.5×
3.9）+0.5×
3.9]×
3.32=51.47KN
（b）次梁自重6×
（3.528+6）=57.168KN
（c）纵梁自重（3.92+4.04）×
（7.8-0.5）=58.108KN
（d）柱重19.547KN
合计：
＝141.276kN
（a）板重136.22/5.75×
3.32=78.65KN
（b）次梁自重6×
（3.528+6）+2.43.528=65.64KN
（c）纵梁自重（3.92+4.04）×
（d）柱重24.07KN
合计：
＝221.945kN
4.3活载计算
4.3.1楼面可变荷载标准值
屋面均布活荷载标准值2.0kN/m2
楼面活荷载标准值2.0kN/m2
走廊活荷载标准值
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