建筑工程设计范本

一、设计资料（一） 工程名称兰州市某小区住宅楼设计1 规模：6层住宅楼，建筑面积约6000平方米左右。2 使用要求：住宅楼内设起居室、卧室、餐厅等；每套均设卫生间。建筑立面为简捷、流畅的现代风格。3 屋面为上人保温隔热屋面。4 层高为2.9m。5 楼面、屋面采用现浇板。6 房屋结构为框架结构。7 填充墙采用加气混凝土砌块（容重为7.5kN/m3）。（二） 建筑物地点甘肃省兰州市城关区某地。（三） 工程概况建筑总高度为17.4m，共6层。室外绝对标高为28.5m，室内外高差为0.45m，底层室内设计标高0.000。（四） 建筑等级建筑物设计使用年限50年，耐火等级为二级，防水等级为二级，耐久等级为二级。（五） 抗震设防抗震设防烈度为7度，抗震等级为三级。（六） 气象资料1 主导风向：夏季：东南风；冬季：东北风。2 风速：冬季平均2.6m/s，夏季平均2.5 m/s，最大风速21.9m/s。3 气温：最热月平均温度28.8 oC，最冷月平均温度为3 oC，极端最高温度为39.4 oC ，极端最低温度为18.1 oC。4 相对湿度：最热月平均79，最冷月平均76。5 降水：平均年降雨量1230.6mm，最大暴雨强度50mm/h，最大降雨量317.4mm，最大积雪深度320mm。（七） 地质资料拟建场地地势平坦，第一层为杂填土，厚度范围0.30.5m，承载力特征值为70kpa；第二层为粘土层，厚度范围0.50.8m，承载力特征值为130kpa；第三层为卵石层，土层厚度为45m，承载力特征值为230kpa；第四层为淤泥粘土，土层厚度为2.53m，承载力特征值为70kpa。（八） 材料选用1 混凝土：采用C30。2 墙体：外墙采用250厚加气混凝土砌块，内墙采用200厚加气混凝土砌块。二、结构承重方案选择根据建筑功能要求以及建筑施工的布置图，本工程确定采用框架承重方案，框架梁、柱布置参见结构施工图纸。一榀框架的竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，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，这可使横向框架梁的截面高度大，增加框架的横向侧移刚度。（一）主要构件选型及尺寸初步估算1. 主要构件选型（1）梁、板、柱结构形式：现浇钢筋混凝土结构。（2）墙体采用：加气混凝土砌块，容重为7.5kN/m3。（3）墙体厚度：外墙:250mm，内墙:200mm。（4）基础采用：柱下独立基础。2. 梁柱截面尺寸估算（1）横向边跨框架梁：取跨度较大者进行计算。取L=6600mm h=(1/81/12)L=550mm825mm取h=600mm. b=(1/21/3)h= 275mm350mm 取b=300mm 满足b200mm故横向边跨框架梁初选截面尺寸为：bh=300mm600mm（2）横向跨中框架梁：取bh=300mm600mm（3）纵向框架梁：与横向框架梁一样初选截面尺寸为：bh=300mm600mm（4）框架柱： 取b=h=500mm柱初选截面尺寸为：bh=500mm500mm（5）板：双向板，一般不做刚度验算的板的最小厚度为 H=(1/451/50)lox=72mm80mm，取板厚为100mm。（二）确定结构计算简图1.三个假设（1）平面结构假定：认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力；（2）楼板在自身平面内在水平荷载作用下，框架之间不产生相对位移；（3）不考虑水平荷载作用下的扭转作用。梁柱惯性矩计算梁惯性距：主梁bh=300mm600mm I0=bh3/12=3006003 /12 =5.4109 mm4次梁bh=250mm500mm I0= bh3/12=2505003 /12=2.6109 mm4柱惯性距bh=500mm500mm I0= bh3/12=5005003 /12=5.2109 mm4梁线刚度：边跨： i=2I0EC/l=25.4109Ec/6600=1.64106Ec中跨： i=2I0EC/l=25.4109Ec/3000=3.6106Ec柱线刚度：标准层：i= I0EC/H=5.2109Ec/3600=1.44106Ec底层： i= I0EC/H=5.2109Ec/5200=1.0106Ec三 荷载计算（一） 恒载标准值计算（1） 屋面保护层：30厚C20细石混凝土防水 0.03m24kN/m3=0.72kN/m2 防水层：三毡四油铺小石子 0.4kN/m2找平层：15厚水泥沙浆 0.015m20kN/m3=0.30kN/m2 找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆2找平 0.04m14kN/m3=0.56kN/m2 保温层：80厚矿渣水泥 0.08m14.5kN/m3=1.16kN/m2结构层：100厚现浇钢筋砼板 0.1m25kN/m3=2.5kN/m2抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m17kN/m3=0.17kN/m2 合计 5.81 kN/m2 （2） 标准层楼面12mm厚大理石面层 0.012m28kN/m3=0.34kN/m2 30mm厚细石砼 0.03m24kN/m3=0.72kN/m2 现浇楼板(100mm2) 0.1m25kN/m3=2.5kN/m2抹灰层: 10厚混合砂浆 0.01m17kN/m3=0.17kN/m2 合计 3.73kN/m2 （3） 梁自重bh=300mm600mm自重： 25 kN/m30.30m(0.6m-0.1m)=3.75kN/m抹灰层：0.01m(0.60m-0.10m) 2+0.30m17kN/m2=0.22kN/m 合计3.97kN/mbh=250mm500mm自重： 25 kN/m20.25m(0.5m-0.1m)=2.5kN/m抹灰层：0.01m (0.5m-0.10m)2+0.25m) 17 kN/m2=0.18kN/m 合计2.68kN/m（4） 柱自重框架柱初选截面尺寸为：bh=500mm500mm自重： 25 kN/m20.5m0.5m=6.25kN/m抹灰层： 0.01m0.50m417 kN/m2=0.34 kN/m 合计6.59kN/m（5） 外纵墙自重墙自重: 0.25m7.5kN/m 3=1.88 kN/m 2内墙面抹灰:20厚混合砂浆 0.02m17kN/m 3=0.34 kN/m2外墙面装修: 25厚水刷石外墙面 0.5 kN/m2 合计2.72kN/m2 内纵墙自重 墙自重: 0.2m7.5kN/m 3=1.5 kN/m 2墙面抹灰（20厚混合砂浆）： 0.02m217kN/m 3=0.68 kN/m2 合计2.18kN/m2 （6）女儿墙自重 女儿墙：高为1100mm，100mm厚混凝土压顶，水刷石外墙面0.5 kN/m2自重：0.25m1.1m7.5kN/m3+25kN/m30.1m0.25m+(1.2m2+0.25m)0.5 kN/m2=4.01kN/m铝合金窗 0.5kN/m2木门 0.2kN/m2 钢铁门 0.45kN/m2 (二) 活载标准值计算 （1） 屋面和楼面活荷载标准值： 根据荷载规范查得： 上人屋面：2.0 KN/m2 楼面： 办公楼：2.0 KN/m2 走 廊：2.5 KN/m2 （2）雪荷载： Sk=rS0=1.00.5KN/m2=0.5 KN/m2 屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取大值2.0KN/m2(三) 竖向荷载下框架受荷总图框架受荷总图说明：1号梯形荷载=1500/6600=0.23q=(1-22+3)q=0.91q2号梯形荷载=1500/6000=0.25q=(1-22+3)q=0.89q3号三角形荷载的等效均布荷载q=5/8q（1） A-B轴间框架梁屋面梁恒载=梁自重+板传恒载=3.97kN/m +0.915.81 kN/m2 1.5m2=19.83 kN/m活载=板传活载 =0.912.0 kN/m2 1.5m2=5.46 kN/m楼面梁恒载=梁自重+墙自重+板传恒载 =3.97 kN/m+2.183.6+3.73 kN/m21.5m0.912=22.00 活载=板传活载=5.46 kN/m（2） B-C轴间框架梁1.屋面梁：恒载=梁自重+板传恒载=3.19 kN/m +5.81 kN/m21.5m5/82=14.86kN/m活载=板传活载=2.0 kN/m21.5m5/82=3.75 kN/m 2.楼面梁 恒载=梁自重+板传恒载=3.97 kN/m +3.73 kN/m21.5m5/82=10.96 kN/m活载=板传活载=2.5kN/m21.5m5/82=4.69 kN（3） C-D轴间框架梁与AB轴间框架梁相同（4） A轴柱纵向集中荷载顶层柱：恒载=女儿墙自重+梁自重+屋面板传恒载+次梁传荷载 =4.01KN/m6m+3.97KN/m(6-0.5)m+5.81KN/m21.5m6 m5/8+0.915.81 KN/m 1.5m6.6m21/42+2.686.61/2=139.76KN活载=屋面板传活载=2.0KN/m2 1.5m6m5/8+0.912.0KN/m2 1.5m6.6m2 =29.27KN标准层柱： 恒载=墙自重+梁自重+楼面板传恒载+次梁传荷载 =2.72KN/m23.6(3.6m-0.6m)+2.42.10.5KN/m2+2.72KN/m2 2.4 (3.6-0.6-2.1)+3.97 KN/m(6m-0.5m) +3.73KN/m21.55/86+0.913.73 KN/m21.5m6.6m 21/42+2.686.61/2 =123.04 KN 活载=楼面板传活载 =29.27kN基础顶面恒载=底层外纵墙自重+基础梁自重（250500） =2.72KN/m2(5.2-0.6-0.5) 3.6+2.42.10.5 KN/m2+2.72 KN/m2(5.2-1.1-2.1) 2.4+2.68 KN/m(6-0.5) =70.47KN（5） B轴柱纵向集中荷载 顶层柱： 恒载=梁自重+屋面板传恒载+次梁传荷载 =3.97KN/m(6-0.5)m+0.895.81kN/m21.5m6m+5.81 kN/m21.5m6m5/8+0.915.81 kN/m21.5m6.6m21/42+2.686.61/42=162.24KN 活载=屋面板传活载+次梁传活载 =0.892.0KN/m2 1.5m6m+2.0KN/m2 1.5m6.6m0.9121/42 +2.0 kN/m21.5m6m5/8=45.29KN 标准层柱： 恒载=墙自重+梁自重+楼面板传恒载+次梁传荷载 =3.73kN/m21.55/86+3.97KN/m(6-0.5)m+0.893.731.56+0.913.731.56.621/42+2.686.61/42+2.92.18（3.6-0.6）+0.4521.22.4+（3.6-2.4-0.6）2.182.4=139.80KN 活载=楼面板传活载 =2.5KN/m2 1.5m0.896m+2.0KN/m2 1.5m5/86+2.0 kN/m21.5m0.916.6m21/42 =49.3KN基础顶面恒载=2.68（6-0.5）+（5.2-2.4-0.6-0.5）2.182.4+2.18（5.2-0.6-0.5）2.9 =49.55KNC,D轴和A,B轴对称，所以其荷载值大小相等。(四) 风荷载计算(1) 作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载值 Wk=zszw0(hi+hj) B/2其中：w0=0.6KN/m2 s为风荷载体型系数，查荷载规范，迎风面s =0.8，背风面s =-0.5，所以取s =1.3 z为风压高度变化系数 z风振系数，因房屋高度小于30m，所以z=1.0 hi为下层柱高 hj为上层柱高，对顶层取女儿墙高度的2倍 B为迎风面的宽度. B=6m 场地为B类粗糙度计算过程见下表离地高度（m）szzW0（KN/m2）hi（m）hj（m）Wk19.05 1.30 1.23 1.00 0.63.60 2.4017.2615.45 1.30 1.15 1.00 0.6 3.60 3.60 19.3711.85 1.30 1.05 1.00 0.63.60 3.60 17.69 8.25 1.30 1.00 1.00 0.6 3.60 3.60 16.854.65 1.30 1.00 1.00 0.6 4.65 3.60 19.30 (2)各层D值计算横向2-5层D值计算（Ec=3.0107 KN/m3）构件名称=b/cc=/(2+)D=cc12/h2(KN/m)A轴柱(21.64)/ (21.44)=1.140.36314520B轴柱(3.6+1.64)/1.44=3.640.64525800 C轴柱3.640.64525800D轴柱1.140.36314520D=(25800 KN/m +14520 KN/m)2=80640 KN/m横向底层D值计算（Ec=3.0107 KN/m3）构件名称=b/cc=0.5+/(2+)D=cc12/h2(kN/m)A轴柱1.64/1.0=1.640.5887828B轴柱(3.6+1.64)/1.0=5.240.79310558C轴柱(3.6+1.64)/1.0=5.240.79310558D轴柱1.64/1.0=1.640.5887828D=(7828 KN/m +10558 KN/m)2=36772 KN/m（3）风荷载作用下框架的侧移计算,水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算uj= Vj /Dij其中：Vj ：第j层总剪力 Dij：第j层所有柱的抗侧移刚度之和uj ：第j层的层间侧移层次Wjk/ kNVj/ kN( kN /m)uj /muj /h517.2617.26806400.00021/18000419.3736.63806400.00051/7200317.6954.32806400.00071/5143216.85 71.17806400.00091/3600119.3090.47367720.00251/1385u=0.005m层间侧移最大值1/13851/550 (满足)(五) 地震荷载计算（1）该建筑属于一般民用建筑（办公楼），故抗震设防类别为丙类建筑。抗震设防烈度为7度。查表知，结构的抗震等级为三级，Tg=0.35s,多遇地震下的水平地震影响系数的最大值为max=0.08（2）重力荷载代表值。GE=Gk+QiQik Qi ：相应的可变荷载组合值系数 Qik ：第i 个可变荷载标准值G5=（139.76KN +162.24KN）2+23.72KN4+19.83KN/m6.6m2+14.86KN3+0.50.5KN/m2 6.0m16.2m =1029.52KNG4G2=（123.04KN +139.8KN）2+22.00KN/m6.6m2+10.96KN/m3m+23.72KN4+0.55.46KN/m6.6m2+0.54.69kN/m3m+0.5（29.27+49.3）2=1065.13KNG1=（124.04KN +139.8KN）2+22.00KN/m6.6m2+10.96KN/m3m+(70.47KN+49.55kN)2+34.294+0.55.46KN/m6.6m2+0.54.69kN/m3m+0.52（29.27+49.3）=1347.81KNG5G1 相对应的高度为：H5=19.6mH4=16.0m H3=12.4mH2=8.8mH1=5.2m总高度为H=19.6m（3）结构的自振周期：使用经验公式 T1=0.22+0.035HB-1/3 =0.22+0.03519.616.2-1/3 =0.49s（4）求水平地震作用影响系数Tg=0.35s ，T1=0.49s ，由抗规设计反应谱 因Tg T11.4Tg=1.40.35=0.49 KN所以可以不用考虑顶部附加地震作用。F1=G1H1/(GiHi)FEK =（1347.81 KN 5.2m279.47 KN）/1347.81KN5.2m+1065.13KN（8.8m+12.4m+16m）+1029.52 KN19.6m）= 29.3KN同理可以计算得到：F5=84.41 KNF4=71.29 KNF3=55.25 KNF2=39.21 KN（7）水平地震荷载作用下框架的侧移计算uj= uj /Dij其中：uj ：第j层总剪力 Dij：第j层所有柱的抗侧移刚度之和层次Fj/ kN/ kN( kN /m)uj /muj /h698.5498.54806400.00061/4251584.4184.41806400.00101/3273471.29155.7806400.00191/1714355.25210.95806400.00261/1286239.21250.16806400.00311/1059129.32279.48367720.00761/658u=0.0173m层间侧移最大值1/6585,应考虑偏心距增大系数1=0.5fcA/N=0.514.3500500/(1127.74103)=1.61.0 ，取1=1.0l0/h=10.4N属大偏心受压=306+500/2-40=516mm最小配筋率min=0.7%As,min= As,min=0.7%500mm500mm/2=875mm2实配钢筋，每侧422（1520mm2）斜截面受剪承载力计算 =121.2KN0.85,受剪截面要求：，满足。剪跨比 =Hn/2h0= =53,所以=3因为 0.3fcA=0.314.3500500=1072.5KNN,取N=1072.5KN=-0.45按构造要求配箍，取四肢箍加密区8100非加密区8200裂缝宽度验算e0/h0=251mm/460mm=0.540.55,可不验算裂缝宽度。4 框架柱纵向受力钢筋配筋计算表一层边柱（A)正截面配筋计算表组合500500500500500500内力组合弯矩M/（KNm）252.67 15.58 100.76 N/KN1380.10 1821.18 1008.00 0.39 0.51 0.28 5200 5200 5200 10.40 10.40 10.40 183.08 8.55 99.96 20 20 20 203.08 28.55 119.96 1.00 0.98 1.00 1.00 1.00 1.00 0.44 0.06 0.26 1.17 2.22 1.30 238.62 63.44 155.50 448.62 273.44 365.50 0.42 0.55 0.31 大偏心受压小偏心受压大偏心受压无0.56 无932.44 -855.79 -192.10 每侧最小配筋面积875.00875.00875.00 每侧实配面积一层中柱（B)正截面配筋计算表组合500500500500500500内力组合弯矩M/（KNm）283.80 82.36 232.54 N/KN1127.74 2199.31 1047.25 0.32 0.62 0.29 5200 5200 5200 10.40 10.40 10.40 251.65 37.45 222.05 20 20 20 271.65 57.45 242.05 1.00 0.81 1.00 1.00 1.00 1.00 0.59 0.12 0.53 1.13 1.50 1.15 307.19 86.33 277.59 517.19 296.33 487.59 0.34 0.67 0.32 大偏心受压小偏心受压大偏心受压无0.67 无1217.74 -172.28 837.97 每侧最小配筋面积875.00875.00875.00 每侧实配面积二三四五层边柱（A)正截面配筋计算表组合500500500500500500内力组合弯矩M/（KNm）132.08 52.76 54.99 N/KN1025.31 1372.03 822.12 0.29 0.38 0.23 4500 4500 4500 9.00 9.00 9.00 128.82 38.45 66.89 20 20 20 148.82 58.45 86.89 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.32 0.13 0.19 1.18 1.46 1.31 175.43 85.07 113.50 385.43 295.07 323.50 0.31 0.42 0.25 大偏心受压大偏心受压大偏心受压无无无-23.32 -751.19 -515.50 每侧最小配筋面积875.00875.00875.00 每侧实配面积二三四五层中柱（B)正截面配筋计算表组合500500500500500500内力组合弯矩M/（KNm）195.49 41.02 194.44 N/KN905.62 1689.25 882.86 0.25 0.47 0.25 4500 4500 4500 9.00 9.00 9.00 215.86 24.28 220.24 20 20 20 235.86 44.28 240.24 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.51 0.10 0.52 1.11 1.60 1.11 262.48 70.90 266.85 472.48 280.90 476.85 0.28 0.51 0.27 大偏心受压大偏心受压大偏心受压无无无544.86 -817.45 550.68 每侧最小配筋面积875.00875.00875.00 每侧实配面积六层边柱（A)正截面配筋计算表组合500500500500500500内力组合弯矩M/（KNm）97.47 53.62 35.59 N/KN281.43 351.48 241.27 0.08 0.10 0.07 4500 4500 4500 9.00 9.00 9.00 346.34 152.55 147.51 20 20 20 366.34 172.55 167.51 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.80 0.38 0.36 1.07 1.15 1.16 392.95 199.17 194.13 602.95 409.17 404.13 0.09 0.11 0.07 大偏心受压大偏心受压大偏心受压无无无363.25 -73.23 -74.68 每侧最小配筋面积875.00875.00875.00 每侧实配面积六层中柱（B)正截面配筋计算表组合500500500500500500内力组合弯矩M/（KNm）107.38 40.91 48.66 N/KN322.18 441.04 297.83 0.09 0.12 0.08 4500 4500 4500 9.00 9.00 9.00 333.29 92.76 163.38 20 20 20 353.29 112.76 183.38 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.77 0.25 0.40 1.08 1.24 1.15 379.91 139.37 210.00 589.91 349.37 420.00 0.10 0.13 0.09 大偏心受压大偏心受压大偏心受压无无无389.78 -279.28 -45.33 每侧最小配筋面积875.00875.00875.00 每侧实配面积5 框架柱斜截面设计计算表一层柱斜截面配筋计算表截面计算过程500460截面剪力V(KN)121.2103.02 3满足1072.5KN1127.7KN取N=1072.5KN-0.45 箍筋形式4肢箍直径为8mm加密区箍筋直径、间距4肢箍直径为8mm100非加密区箍筋直径、间距4肢箍直径为8mm200二三四五六层柱斜截面配筋计算表截面计算过程500460截面剪力V(KN)135.39115.08 3满足1072.5KN1132.02KN取N=1072.5KN-0.32 箍筋形式4肢箍直径为8mm加密区箍筋直径、间距4肢箍直径为8mm100非加密区箍筋直径、间距4肢箍直径为8mm200七 板的设计（一）屋面板设计恒载标准值：gk=5.81KN/m2 活载标准值：qk=2.0KN/m2 恒载设计值：g=5.81KN/m2 1.2=6.97 KN/m2活载设计值：q=2.0KN/m2 1.4=2.8 KN/m2 合计：p=g+q=9.77KN/m2 1 A区格板内力计算： lox =3.0m-0.3m=2.7mloy=6.0m-0.3m=5.7mn