土木工程毕业设计（论文）-长春光大研发中心创研大厦土建设计.doc

齐齐哈尔大学毕业设计摘 要 本次毕业设计所选的题目是“长春光大研发中心创研大厦土建设计”，利用所学的专业知识设计此创研大厦的一个完整体系的全过程。该设计为综合展厅类建筑，结构为钢筋混凝土框架结构，总建筑面积3981.4m2，建筑高度15.3m，共4层，每层层高均为3.6m，抗震烈度是7度。结构设计采用的框架结构是现代广泛应用的，框架结构可以提供较大的建筑空间，它的结构布置灵活、抗震性和整体性好。本次设计包括建筑设计、结构设计和计算书。利用AutoCAD软件和天正建筑软件，进行了建筑平面、立面、剖面、其他详图等设计。利用所学知识进行结构选型，结构布置，结构计算，使用PKPM软件绘制结构施工图。计算部分首先进行荷载统计，刚度计算按框架分析利用D值法计算。对各种情况下的内力进行了组合，内力组合目的是选取最安全的结果进行框架梁、框架柱截面的配筋计算。然后，对柱下独立基础的结构进行了设计。具体的设计内容和设计进程将在正文中作详细说明。关键词: 框架结构；结构设计；建筑设计；荷载；全套图纸加扣3012250582 IIAbstract The graduation design topic is Changchun Everbright research and development center, a research and design of civil building, using the professional knowledge to design the innovative research and building a complete system of the whole process. The design for comprehensive exhibition hall building, structure is reinforced concrete frame structure, a total construction area of 3981.4m2 and 15.3m building height, a total of 4 layers, each layer high were to 3.6m, seismic intensity is 7 degrees. Structure design of the frame structure is widely applied to modern, the frame structure can provide larger space for building, its flexible arrangement of structure, earthquake resistance and integrity. The design includes architectural design, structural design and calculations. Using AutoCAD software and software Tianzheng construction, for the construction plane, facade, profile and other detailing design. Use the knowledge of structural form selection, structure layout, structure calculation, using PKPM software to draw the structure of the construction drawing. Calculation part load statistics, the stiffness calculation according to the framework analysis use d value method to calculate. Under the circumstances of the internal force combinations, the combination of internal forces is selected the most secure the frame beam, cross section column frame reinforcement calculation. Then, on the structure of the independent foundation under column design. Specific design The content and design process will be described in detail in the text. Keywords：Frame structure;The structure design; The architectural design; load.III目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 选题的依据、意义和理论或实际应用方面的价值11.1.1 选题的依据11.1.2 选题的意义11.1.3 选题的实际应用价值11.2 本课题在国内外的研究现状11.3 课题研究的内容及拟采取的方法21.3.1 主要内容包括21.3.2 采用的方法31.4 课题研究中的主要难点以及解决的方法31.4.1 主要难点31.4.2 解决的方法31.5 任务要求41.5.1 课题目标41.5.2 主要内容41.5.3 技术参数41.5.4 基本要求4第2章 建筑设计62.1 建筑平面的设计62.1.1 使用部分的平面设计62.2 建筑剖面设计72.2.1 房间的剖面形状72.2.2 建筑各部分高度的确定72.2.3 建筑空间的组合与有效利用72.3 建筑体型和立面设计72.3.1 建筑体型和立面设计的要求82.3.2 建筑立面设计82.4 设计的基本要求82.4.1 总体要求82.4.2 总平面设计要点92.4.3 总平面设计92.4.4 标准层10第3章 结构设计113.1 工程概况113.2 设计资料113.2.1 地质资料113.2.2 材料使用123.3 结构平面布置123.3.1 结构平面布置图123.4 框架梁柱截面尺寸的拟定133.4.1 框梁截面尺寸拟定133.4.2 基础选型与埋置深度143.4.3 框架计算简图14第4章 荷载及线刚度计算154.1 恒荷载标准值计算154.1.1 屋面及楼面的永久荷载标准值154.1.2 屋面及楼面的可变荷载标准值164.2 梁、柱、墙、门、窗等重力荷载计算164.3 框架梁柱的线刚度计算174.3.1 计算梁柱线刚度184.3.2 梁柱的线平均刚度比计算19第5章 楼板设计225.1 板的荷载计算225.1.1 荷载计算225.1.2 走廊板块荷载收集235.2 楼板配筋计算235.2.1 双向板23第6章 水平荷载作用下的计算简图及内力计算276.1 风荷载等作用下的内力和位移计算276.1.1 风荷载作用下的计算简图276.1.2 框架在风荷载作用下的位移计算286.1.3 框架在风荷载作用下的内力计算306.1.3.1 柱端弯矩及剪力计算306.1.3.2 梁端弯矩及剪力计算316.2 水平地震作用下的内力和位移计算336.2.1 重力荷载代表值计算336.2.1.1 第一层重力荷载代表值计算336.2.1.2 结构基本自振周期计算366.2.2 水平地震作用计算376.2.2.1 地震影响系数376.2.2.2 水平地震作用下标准值计算376.2.3 水平地震作用下框架内力计算38第7章 竖向荷载作用下的计算简图及内力计算417.1 框架在竖向荷载作用下的计算简图417.2 竖向框架作用下框架结构内力析437.2.1 恒载计算437.2.1.1 屋面恒载437.2.1.2 楼面恒载447.2.2 活载计算457.2.3 柱变截面处的附加弯矩467.2.3.1 恒载作用下467.2.3.2 活载作用下467.3 内力计算477.3.1 计算杆端弯矩分配系数477.4 计算杆件固端弯矩507.4.1 恒载作用下固端弯矩计算507.4.2 活载作用下固端弯矩计算517.5 计算杆端弯矩517.6 梁端剪力及柱轴力计算527.6.1 梁端剪力计算527.6.2 柱轴力计算53第8章 框架梁柱的内力组合568.1 梁控制截面内力标准值568.1.1 恒载作用568.1.2 活载作用578.1.2 地震作用578.1.3 风荷载作用588.2 梁控制截面的内力组合628.2.1 AB跨梁跨间最大正弯矩计算638.2.1.1 左来风（）作用648.2.1.2 右来风（）作用658.2.1.3 左震（）作用658.2.2 BC跨梁跨间最大正弯矩计算668.3 柱控制截面内力组合678.3.1 持久设计状况678.3.2 剪跨比和轴压比验算698.3.3 柱控制截面组合的内力设计值调整69第9章 框架梁柱截面设计759.1 框架梁的截面设计759.1.1 梁截面设计759.1.1.1 梁正截面受弯承载力计算769.1.1.2 梁斜截面受剪承载力计算789.1.2 柱截面设计789.1.2.1 柱正截面受压承载力计算789.1.2.2 柱斜截面受剪承载力计算80第10章 楼梯设计8410.1 梯段板设计8410.1.1 荷载计算8410.1.2 截面设计及配筋8410.2 平台板设计8510.2.1 荷载计算8510.2.2 截面设计及配筋8610.3 平台梁设计8610.3.1 荷载计算8610.3.2 截面设计及配筋87第11章 基础设计8911.1 柱下独立基础设计8911.1.1 基础截面尺寸的确定9011.1.2 计算基底压力9011.1.3 持力层承载力验算9211.1.4 抗冲切验算9211.2 基础配筋计算94结 论95参考文献96致 谢97VII第1章 绪论 工程概况：长春光大研发中心创研大厦土建设计，共4层，钢筋混凝土框架结构。其中梁、板、柱均为现浇，建筑面积为3981.4m2，建筑物平面为矩形，房间开间为6m，进深为7.8m，走廊宽度为2.7m，每层层高均为3.6m，室内外高差为0.5m，抗震设防烈度为7度，地面粗糙度为B类，场地类别为类。1.1 选题的依据、意义和理论或实际应用方面的价值1.1.1 选题的依据 本次毕业设计所选的题目是“长春光大研发中心创研大厦土建设计”。利用所学的专业知识设计此创研大厦的一个完整体系的全过程。1.1.2 选题的意义通过该课题来巩固所学的知识并来结合实践进行毕业设计的研究与设计，通过该课题可以了解整个建筑的设计全过程，运用所学的专业知识和基础理论，来解决设计中的实际问题，以达到设计的目的，同时又能让我更加熟练的应用绘图，计算，设计等专业技能，并对以后的工作实习打下良好的基础。 1.1.3 选题的实际应用价值 该设计为综合展厅类建筑，结构为钢筋混凝土框架结构，占地25000m2，其中东西长1500m，南北宽250m，距离城市主干道中心为700m。层数为4层，建筑面积约3000-6000m2。该展厅可用作科技展览与交流，其中，一层为展厅，有20个科技展位，二三层为办公区，可分为会议交流中心与科技洽谈区，四楼为休息厅，设有休闲餐厅，咖啡厅与休闲区。1.2 本课题在国内外的研究现状 纵观人类的文明发展史，可以非常清楚地看到展示艺术所起到的重要作用，展示活动伴随着人类社会的文明进步而不断发展变化着，展厅作为展示的平台，有着不可替代的作用。随着社会的不断进步，计算机技术地发展、网络技术、多媒体技术和虚拟现实技术的广泛应用，展厅设计的概念及建筑方式也发生了很大的变化，展厅设计已从传统单一的设计形式向着科技与艺术融于一体的综合性设计转化。 现代技术发展拓展了建筑设计领域，现代展厅的设计由单调像多元化发展，在知识创新大潮风起云涌的时代，现代展厅设计呈现出了新的特点和趋向，如：设计人性化、设计多样化等。国外的展厅设计早于国内的展厅设计。西方的展厅设计始于19世纪，这个举动惊动了国人的思考，是否将国外的设计引入到国内的展厅设计当中呢？得知19世纪中期在英国伦敦举办了世界上第一届博览会，里面的展厅运用的是钢材和玻璃与水泥制作出来的。这是工业革命最为伟大的建筑物，同时还吸引了600多万观众前来观赏，于是国人也开始了模仿展厅的设计。第一次世界大战后，迎来的是世界的和平和安定，制造业的恢复和发展，国外的展厅设计水平也进一步得到改进，匈牙利设计师赫伯特拜耶说，展厅设计已经发展为一门新的学科，作为大众传播与集体努力和影响的力量与多种媒体的顶点。当然国内的展厅设计也随即发展起来，并得到观众的关注。毕加在这十年里总关注着国外展厅设计的发展，就是为了更多的吸取国外的设计风格和设计理念，为自己的发展奠定一个坚实的基础。国外展厅设计是在无形或有形的条件下生根发芽的，相信国内的展厅设计公司也能更好的吸收有益养分，茁壮成长。1.3 课题研究的内容及拟采取的方法1.3.1 主要内容包括（1）建筑设计部分：主要是根据建筑功能的要求，进行建筑物功能分区的设计和平面、立面、剖面的设计，并绘制相应的建筑施工图。会展中心调研：要求调研报告。建筑设计说明书：资料分析，设计依据，设计内容等一系列问题的说明。建筑设计图：各部分参考比例与要求。（2） 结构设计部分：结构方案和结构布置：根据建筑设计、工艺使用与要求，合理确定结构方案，进行结构布置，绘制主题部分结构布置示意图。结构计算书：选定建筑材料，确定材料等级，拟定结构构件尺寸。进行原料的选材，进行结构构件内部分析与运算。结构施工图：结构设计总说明、基础平面布置图及基础详图、框架柱施工图、框架梁施工图、结构平面布置图及楼板配筋图、楼梯结构施工图。1.3.2 采用的方法 1、 经典案例的分析通过分析经典案例来对自己的毕业设计进行参考与研究2、国内外文献的研究与参考去看国内外的相关文献，提升自己的专业知识水平，以便于更好的完成设计。3、综合工程案例进行工程设计通过对比相关项目来进行初步的工程设计。4、分阶段、分步骤进行工程设计将总体设计分阶段分步骤进行，化整为零，可以更明确的看到每个阶段的具体实施方案。1.4 课题研究中的主要难点以及解决的方法1.4.1 主要难点(1）建筑设计：平面布置及防火分区； (2）结构设计：地震作用下层间位移验算，参数、结构计算模型的选取，水平荷载作用下计算、内力计算，内力组合弯矩调幅，钢筋的选取等。1.4.2 解决的方法1、按照所学的有关理论、规范、地方文件等进行分析与研究。2、多多参考国内外的成功案例。3、广泛的阅读相关材料与书籍。4、积极与老师进行交流讨论，并吸取老师的意见进行改进。1.5 任务要求1.5.1 课题目标 通过毕业设计复习和巩固所学知识，把主要课程联系成一个完整的体系，了解建筑结构设计的全过程，系统的运用所学基础理论和专业知识来解决实际问题，以增强自身技能的目的。熟悉有关的设计和结构计算方法，培养进行调查研究、查阅文献、收集资料以及各种规范和手册的能力，综合运用技术资料、计算、绘图的能力来编写毕业设计、培养独立思考、进行设计的能力，为毕业后的工作打下坚实的基础。1.5.2 主要内容 (1）基本概况：该毕业设计为展厅类建筑，结构形式为钢筋混凝土框架结构，层数为4层，建筑面积约30006000m2，其他自定。 (2）设计主要内容包括两个方面: 1）建筑设计部分：主要是根据建筑功能的要求，进行建筑物的平面、立面和剖面设计，并绘制相应的建筑施工图。 2）结构设计部分：a.结构方案和结构布置；b. 结构计算书；c.绘制结构施工图。1.5.3 技术参数设计资料：基本风压：按荷载规范长春市确定，地面粗糙程度B类；基本雪压：按荷载规范长春市确定； 地震：按荷载规范长春市确定 ； 雨量：年降雨量570mm，最大降雨量100mm/日；风向：东北风为主导方向；抗震设防：场地地震加速度按当地建筑场地类别为II类；1.5.4 基本要求 通过本次毕业设计，学生应该提交满足本次毕业设计的大纲深度要求的所有文件。包括以下内容：（1） 开题报告一份 （2）毕业设计说明书一份 （3）建筑施工图（4）结构施工图第2章 建筑设计 建筑设计是根据设计任务书的要求，综合考虑总体规划、基地环境、功能要求、结构施工、材料设备、建筑经济以及建筑艺术等多方面的问题，着重解决建筑物内部各种使用功能和使用空间的合理安排，建筑物与周围环境、与各种外部条件的协调配合、细部的构造方式等，在此基础上提出建筑设计方案，直到完成全部的建筑施工图设计。2.1 建筑平面的设计 建筑平面是代表建筑物在水平方向上各房屋部分的组合关系。在平面设计中，始终需要从建筑整体空间组合的效应来考虑，紧密联系、分析立面、剖面的合理性和可能性；即是从平面设计入手并着眼于建筑空间的组合1。 各类型的民用类建筑，从各部分组合平面使用性质来分析，大致可分为使用和交通联系部分： 使用部分即是主要和辅助使用活动的面积。从定义上看，即各类建筑物中的辅助和使用房间； 交通联系部分即是建筑物中各个房间内外之间和楼层之间、房间之间联系通行的部分，即各类建筑物中的电梯、楼梯、门厅、过道、走廊等所占面积。2.1.1 使用部分的平面设计 (1) 使用房间的设计 综合类展式类建筑一层要求有大开敞的空间，要适用于大量人员流动。 使用房间平面的设计的要求： 1）房间的形状、尺寸和面积需满足合理布置展示设备和室内使用活动要求； 2）门窗的位置和大小，应该考虑方便出入，安全疏散，较好地通风采光； 3）房间的安排应该考虑到方便施工，合理布置结构，并且所有材料使用要符合相应的建筑标准； 4）墙面、地面、顶棚、室内空间和细部构件，考虑审美和使用。使用房间的面积、形状和尺寸：使用房间面积、形状、尺寸，主要由房间内部活动特点、使用人数、及办公设备等因素来决定。一个房间内部面积根据使用特点，可以分为以下几个部分：a汽车、设备所占面积；b人们在屋内使用活动面积；c房屋内部的交通面积，并且符合建筑设计规范相关要求。2.2 建筑剖面设计 建筑剖面设计是建筑在垂直方向上房屋各部分的空间关系，是建筑设计主要成分之一，与立面、平面设计相互影响，相互协调。剖面设计的主要内容包括：确定房间的比例、竖向形状和尺寸；确定各部分高度和房屋的层数；分析建筑剖面中构造与结构的关系；房屋竖向空间组合及利用等。2.2.1 房间的剖面形状房间剖面形状主要是根据使用特点和功能确定，另外，一些其他因素也对形状的确定有很大影响，如建筑造型、建筑施工、建筑结构以及建筑材料等。2.2.2 建筑各部分高度的确定房屋各部分高度主要指房间净高和层高、室内外地面高度差和窗台的高度等。对剖面形状为矩形的建筑来说，层高是此楼层地面到上一层楼地面之间的垂直距离。而房间的净高是指楼地面到结构层（梁、板）底面或顶棚下表面之间的垂直距离。房间内空间高度是否恰当，会直接影响使用。2.2.3 建筑空间的组合与有效利用 建筑空间组合包括垂直方向和水平方向，两者都可以反映出建筑的结构布置、功能关系以及空间构想。建筑物内部空间的充分利用，可以在平面布置和占地面积基本不改变的条件下，节约投资、适当增加使用面积。同时，如果组合合理，还能改善室内空间组成，丰富室内空间。争取最大限度优化空间组合，达到最有效的空间利用。2.3 建筑体型和立面设计 建筑物在使用标准满足的条件下，它的立面、体型，以及室内外空间组合等，还会给人们精神方面带来某种感受。建筑物的美观问题，既在房屋外部形象和内部空间布置中有所体现，又涉及到建筑整体的布局，还和建筑细部的设计有关。2.3.1 建筑体型和立面设计的要求 对房屋外部形象设计要求，有以下几个方面； （1）反映建筑类型特征和建筑功能要求； （2）结合材料性能的规律。2.3.2 建筑立面设计 建筑立面是指建筑外部周围的立面形象。建筑的体型组合和立面设计一样，也是在满足技术经济和房屋使用功能合理的前提下，符合建筑立面构图和造型的一系列规律，紧密结合剖面、平面等进行内部空间的合理组合。建筑立面可看作是由许多构造部件组成的：主要包括梁柱、墙壁体等构成建筑房屋的结构构件，主要有外廊、阳台、门窗等直接和内部使用空间连通的部件，以及檐口、勒脚、台基等主要起到保护外墙作用的组成部分。合理地确立这些构部件组成部分的比例和尺度，运用虚实对比、节奏韵律等规律，合理设计出完整体型，内容与形式统一的建筑立面。立面设计的完整性，并不只是美观的问题，并且它和平面、剖面的设计一样，同样也有使用功能，结构构造等方面的技术问题。 （1）尺度和比例 尺度正确和比例协调，是使立面完整统一的重要方面。 （2）节奏感和虚实对比 建筑立面的重要设计手法主要有节奏韵律及虚实对比，因它们富有很好的表现力。 （3）材料质感和色调配置 一幢建筑物的体型和立面，最终是以它们的形状、材料质感和色彩多方面的综合，给人们留下一个完整深刻的外观形象5。2.4 设计的基本要求 该设计为综合展厅类建筑，设计要求一定要符合规范，为了达到科技展览与交流的作用，实用性很强。2.4.1 总体要求 （1）根据规范，使设计必须要符合安全、适用、经济等合理的基本要求。 （2）根据设计的要求及使用功能，可以按照建筑质量的标准及设备、设施等条件的规定，将建筑由高到底分为一、二、三级3个等级。 （3）建筑设计也应该符合现行的民用建筑设计通则以及国家现行的有关标准、规范。2.4.2 总平面设计要点 （1）必须依据类建筑的类型、规模、等级标准，根据基地内的工作环境条件及功能要求进行空间的设计和平面的组合； （2）展示厅的各个组成部分：展厅、办公区、会议交流中心、科技研发室、科技洽谈区、休息餐厅、咖啡厅等； （3）依据国家现行的各种设计规范，使设计必须符合规范要求。同时须满足使用功能及安全疏散的要求； （4）主要的出入口必须标示明显，并能引导人员直接达到目的地。主要的出入口应根据使用的功能要求，出入口上方宜设置雨棚； （5）不管设计人员采用何种建筑形式，都应合理划分办公楼建筑的功能分区，组织各种出入口。使车流、人流不交叉； （6）在综合性建筑中，办公区与科技洽谈区分开，满足功能需求； （7）总平布置应处理好各功能分区的关系。 （8）在总平面布置中便于各种管线维护和检修，应合理安排，做好管线的综合布置； （9）基地内应根据所出地点布置一定的绿化，做好绿化设计。2.4.3. 总平面设计 （1）建筑总平面设计除了合理布置主体建筑物位置外，还应考虑到停车场、道路、绿化、垃圾堆放场地等的合理布局。 （2）广场设计 根据展示厅的规模、使用功能，需要进行相应面积的广场设计，供车辆倒车、停放，尽可能让车辆出入口方便，相互不交叉。 （3）展示厅出入口 1）展示厅的主要出入口位置应当标示明显，可方便人员直达； 2）垃圾污物出入口，应当位置要隐蔽，并且要处于下风向。 （4)展示厅停车根据展示厅的标准、规模、投资、基地和城市规划部门规定，考虑地面广场停车。 （5）总平面布置方式 宽敞的基地适用于分散式，合理分区，布局需紧凑，道路及管线不宜过长等按使用性质进行来进行的。 用地紧张的基地适用于集中式，但须注意绿化的组织关系、停车场合理的布置及整体空间的感觉效果。2.4.4 标准层 1) 标准层设计的一般规定 （1）建筑的布局应该考虑到服务手段和管理方式必须相适应，需要做到功能分区明确，各功能之间联系方便，保证休息区及公共房具有良好的交通联系和活动环境。 （2）建筑物热公设计处理必须做到因地制宜，保证室内良好的环境要求，这样才能充分发挥投资的经济效益。 ( 3）建筑体型设计应有利于减少冷热负荷的产生，做到建筑物围护结构的保温和隔热，有利于达到节能设计的要求。 （4）室内应尽量利用自然采光。 2）标准层设计要求 （1）自然环境和能源要求：建筑物标准层的设计应考虑到周围环境，占据好的朝向，尽量减少外墙的面积，以达到节省能源为目的。（2）平面形式：根据建筑防火规范要求，平面形式应考虑到人员疏散时均匀分布楼梯的位置，并且要标示明显。 （3）公共走道净高应大于2.1m。 3）休息的设计 （1）根据建筑周围的景观条件、休息的环境位置、当地季节的气候特点，尽量争取良好的休息室朝向。 （2）休息室设计应考虑家具布置，家具设计应符合老年人人体尺度、方便使用和有利于维修。 4）卫生间设计 （1）卫生设施的配套使用，面积的大小和墙、地面材料等的选用。可根据展示厅等级来进一步确定卫生间的设计标准。 （2）为了便于维护和更新卫生间管线，所以卫生间管线应集中布置。 （3）卫生间一般需设置通风就干燥装置。（4）当展示厅公共卫生间没有自然通风条件时，应采取有效的措施进行通风、排风处理1。第3章 结构设计 该结构设计是在建筑设计的基础上选择适当可行的结构布置方案，确定结构类型，进行结构计算、结构布置及细部构造设计。在钢筋混凝土框架结构设计中，主要考虑由梁、板、柱所组成的框架来作为抗水平作用和竖向承重的结构体系，通过风荷载、地震荷载、恒荷载、活荷载作用下的计算简图及内力计算，再进行内力组合，设计出梁、板、柱截面的配筋及细部构件设计，最终完成全部框架结构施工图的设计。3.1 工程概况项目名称：长春光大创研大厦展示厅土建设计方案建设地点：吉林省长春市，考虑周围建筑影响建筑规模：每层层高均为3.6m，建筑总高度15.3m建筑层数：4层建筑面积：3981.4m2建筑类型：钢筋混凝土框架结构3.2 设计资料3.2.1 地质资料根据工程地质报告提供的资料，场地为II类。本工程重要力学参数如下表3-1；表3-1 主要力学参数岩性指标填土粉质粘土粉土重度kN/m317kN/m320kN/m318kN/m3岩石抗压强度标准值（MPa）饱和值09.95MPa14.29MPa天然frk04.16MPa11.22MPa地基承载力特征值fak(MPa)060MPa220MPa （1）基本风压：w0=0.65kN/m2，基本雪压：s0=0.35kN/m2，地面粗糙度为B类； （2）雨量：降雨量570mm。 （3）抗震烈度：地震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，框架抗震等级为三级，建筑场地类别为类。3.2.2 材料使用 （1）混凝土：1层梁柱板均使用C40混凝土，2，3，4层梁柱板均使用C35混凝土。 （2）钢筋：受力钢筋采用热轧钢筋HRB400级，其它均采用热轧钢筋HRB300级。 （3）墙体 外墙和内墙分别用300mm和240mm厚水泥空心砖（9.6kN/m3）砌筑，内外墙面两侧均为20mm厚混合砂浆抹灰，外墙面贴保温，100mm厚轻质GRC保温板。 女儿墙为200mm厚的粘土实心砖，保温板，内外墙面为20mm厚抹灰； （4）门窗：外墙窗尺寸为1.8m3m，1.8m1m，1.8m2.4m，1.8m1.5m，单位面积重量为0.4kN/m3铝合金玻璃窗。3.3 结构平面布置确定一个结构设计的方案，需要涉及到结构的安全可靠、施工技术、经济合理、使用要求和建筑美观许诸多问题7。结构的布置还要严格的控制结构的高宽比、对抗震有利的结构布置形式、框架结构的柱网布置等，这样才更有效的设计出经济合理的建筑。3.3.1 结构平面布置图框架结构的柱网布置既要满足生产工艺和建筑平面布置的要求，又要使结构受力合理，施工方便。在办公楼建筑结构中，柱网布置应以尽量减少柱子对建筑使用功能的影响，一般需将柱子设在纵横隔墙交叉点上。梁的跨度还限制柱网的尺寸，要求一般在69m之间为佳。该设计采用钢筋混泥土框架结构。楼层均采用现浇钢筋混凝土板肋型屋盖，柱间距为6m、AB、CD跨为7.8m、BC跨为2.7m、厚板为100mm，构件的布置，如图3-1所示。图3-1 结构布置图3.4 框架梁柱截面尺寸的拟定 框架结构的梁、柱截面尺寸在内力计算、位移计算之前要初步拟定，然后在根据承载力计算及变形验算最后确定。3.4.1 框梁截面尺寸拟定本工程楼盖及屋盖均采用现浇混凝土梁板结构。由图可知，考虑次梁作用，区格板的边长为7.8/6=1.32，应按双向版计算，楼板厚度取100mm。梁界面高度按梁跨度的1/18-1/10估算，由此估算的梁截面尺寸见表3-2，表还给出了各层梁、柱和板的混凝土等级。其强度设计值：C40（fc=19.1kN/m2,ft=1.71kN/m2）；C35（fc=16.7kN/m2,ft=1.57kN/m2）。表3-2 梁界面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级楼层混凝土强度等级横梁（bxh）次梁（bxh）纵梁(bxh)BC跨、DE跨CD跨1C40300x750300x400300x600300x6002-4C35300x750300x400300x600300x600柱截面尺寸可根据公式计算。各层的重力荷载可近似取gE=12kN/m2,可知边柱及中柱的负载面积分别F=63.9m2和F=6(3.9+1.35)m2。由式可得第一层柱截面面积为 边柱中柱如取柱截面为正方形。则边柱和中柱截面尺寸分别为360mm和420mm。可见，按轴压比确定的柱截面尺寸较小。为满足水平水平地震作用下框架侧移刚度的要求，柱截面尺寸为：1层取600mm600mm；24层取500mm500mm。3.4.2 基础选型与埋置深度基础选用独立基础，基础埋深2.2m(自室外地坪算起)，肋梁高度大于等于，取1m，室内、外地坪高度差为0.5m。3.4.3 框架计算简图一榀横向平面框架的计算简图如图所示。为了使1-4层框架边柱外侧对其，第一层边柱变截面轴线不重合，其余各层柱轴线重合，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线；梁轴线取在板底处，2-4层柱计算高度即为层高，取3.6m；底层柱计算高度从基础埋深取至一层板底，h1=5m。见图3-2. 图3-2 横向框架计算简图第4章 荷载及线刚度计算在各种环境因素中产生的直接作用在结构上的各种形式力叫做荷载。在规定的设计基准期内最大荷载的意义上确定的，它没有反映荷载作为随机过程而具有随时间变异的特性叫做荷载的标准值。当结构按正常使用极限状态进行设计要求时，应考虑从不同的角度要求出发，来选择合理的荷载标准值。正确的荷载计算有利于梁、柱在线刚度下更好的分配，使结构更加安全合理。4.1 恒荷载标准值计算 恒荷载标准值是在屋面、楼面、墙身等的构造做法、材料的选择，依据建筑结构荷载规范中附录A表中相应材料和构件的自重计算得到的相关面荷载和线荷载，然后相应地布置在各构件上，这样有利于构件的截面设计和配筋计算8。4.1.1 屋面及楼面的永久荷载标准值 屋面（不上人）30mm厚细石混凝土保护层 kN/m2三毡四油防水层 kN/m220mm厚水泥砂浆找平层 kN/m2150mm水泥蛭石保护层 kN/m2100mm厚钢筋混凝土板 kN/m2 合计： kN/m213层楼面：瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） kN/m2100mm厚钢筋混凝土板 kN/m2合计： kN/m24.1.2 屋面及楼面的可变荷载标准值不上人屋面均布活载标准值 kN/m2楼面活载标准值（房间） kN/m2 楼面活载标准值（走廊） kN/m2屋面雪荷载标准值 kN/m2式中4.2 梁、柱、墙、门、窗等重力荷载计算梁、柱可根据截面尺寸、材料重度等计算出单位长度的重力荷载，因计算楼、屋面的永久荷载时，已经考虑了办的自重，故在计算梁是自重时，应从梁截面高度中减去板的厚度，且只考虑两测抹灰的重量。第一层梁、柱单位长度的重力荷载计算如下：边横梁：走道梁：次 梁：纵 梁： 柱：第1层梁、柱净长度计算如下：边横梁：走道梁：纵 梁：次 梁： 柱：同理，可求得2-4层框架梁、柱的重力荷载及构件净长度。1-4层框架梁、柱重力荷载标准值计算结果见表4-1。内墙为240mm厚水泥空心砖（9.6kN/m3）,两侧均为20mm厚抹灰（17kN/m3），则墙面单位面积重力荷载为 外墙亦为300mm厚水泥空心砖，外墙面贴保温，100mm厚轻质GRC保温板，外内墙面为20mm厚抹灰（0.34kN/m2），则外墙墙面单位面积重力荷载为 外墙窗尺寸为1.8m3m，1.8m1m，1.8m2.4m，1.8m1.5m，单位面积重量为0.4kN/m2女儿墙为200mm厚的粘土实心砖，保温板，内外墙面为20mm厚抹灰，单位面积重力荷载为 表4-1 框架梁、柱重力荷载标准值楼层构件bhnrgllng01边横梁0.300.65255.3177.2038.282走道梁0.300.30252.4542.105.153次梁0.300.50254.0907.8031.903纵梁0.300.50254.0905.4022.086柱0.600.60259.8165.0049.0824边横梁0.300.65255.3177.3539.080走道梁0.300.30252.4542.205.399次梁0.300.50254.0907.70 31.493纵梁0.300.50254.0905.5022.495柱0.500.50256.9303.5024.255注：1.gl表示单位长度构件重力荷载；g0表示每一根梁、柱的重力荷载标准值。2.hn为构件的净高，梁端截面高度已扣除板厚。3.ln为构件净长，梁的长度取净跨，柱的高度以扣除板厚。4.3 框架梁柱的线刚度计算 框架梁柱的线刚度计算、相对线刚度计算、平均线刚度计算等。主要是为了在计算水平风荷载和地震荷载作用下，采用D值法进行节点弯矩的分配，计算出梁端、柱端的弯矩、剪力和轴力，从而使该结构侧向位移更小，变形更趋于合理，在工程实际中更好的抗侧移发挥主要作用。4.3.1 计算梁柱线刚度 框架梁柱截面惯性矩，在计算梁柱线刚度时，应考虑到现浇楼板的贡献。在框架梁的端节点附近，梁承受负弯矩，顶部的楼板受拉，楼板对梁截面弯曲刚度影响较小，而在框架的跨中，梁承受正弯矩，楼板处于受压区形成行截面梁，楼板对梁的截面弯曲刚度影响较大。为了方便设计，假定梁的截面惯性矩沿轴线不变，对现浇楼盖，边框架梁取，中框架梁取。这里为矩形截面梁的截面惯性矩。梁柱的截面惯性矩，水泥的弹性模量，则梁柱的线刚度按下式计算。 (4-1) 表4-2 梁线刚度（）层数梁跨24 AB、CD BC1AB、CD BC 表4-3 柱线刚度（）层数层高241 4.3.2 梁柱的线平均刚度比计算根据各种情况下的c值及相应的K值计算公式列于表4-2。表4-2 c值和K值得计算式楼层简图Kc一般层底层注：边柱情况下,式中、 取值为0。第1层边柱： ， 第1层中柱： ， 第1层一榀横向中框架的总侧向刚度为 其余各层一榀横向中框架侧向刚度计算过程从略，计算见表4-3，横向边框架侧向刚度计算过程从略，计算见表4-4.横向框架侧向刚度比验算见表4-5和图4-1.表4-3 一榀横向中框架侧向刚度楼层ic 层高中框架边柱中框架中柱KacD1KacD244.55736001.8690.483203802.6890.573 241778911434.55736001.8690.483203802.6890.573241778911424.55736001.8990.487205492.7310.577243468979017.02050001.2520.539181621.8200.6052038677096表4-4 一榀边框架侧向刚度楼层ic 层高中框架边柱中框架中柱KacD1KacD244.55736001.4020.412173842.0160.502211827713234.55736001.4020.412173842.0160.50