毕业设计：某市建设局行政办公楼建筑及结构设计

1、1 绪论本毕业设计的课题为xx市建设局行政办公楼建筑及结构设计。该工程位于无锡市，工程总面积：5112，底层层高。该办公楼的设计采用现浇整体框架结构形势，主要是由于这种体系以由梁、柱组成的框架作为竖向承重和抗水平作用的结构体系。框架结构是高次超静定结构，既能受竖向荷载或水平荷载作用等侧向力的作用。其优点是在建筑上能够提供较大的空间，平面布置灵活，因而很适合于多层办公建筑1，在结构上，框架结构整体性强，抗震性能好，是目前最常用的结构。办公楼应坚持典雅、庄重、自然又具人性化才是其本质特征。在进行设计时，合理安排建筑内部各种使用功能和使用空间，并使建筑与周围外部环境相协调，在满足使用功能的同时，还要

2、满足建筑的美观要求，让其赋予人们一种视觉美。一个设计新颖，功能齐全，使用方便，形象完好的办公楼不仅能够给人们带来舒适的学习工作环境，还可以给人以新的认识，可以提高办公效率，提升政府形象2。我设计的办公楼建筑面积为5112，层数为5层。建筑设计等级为三级，根据建筑结构可靠度设计统一标准（GB50068-2001），使用年限为50年。主要使用功能为行政用房和生活辅助用房，其中包括办公室，会议室，档案室，资料室，打字，文印室，每一层还设有开水房，卫生间。本办公楼设计采用框架结构，主要是借鉴了一些已存在的框架结构的实际工程，结合现在我国当前普遍应用的框架结构设计方法和结构计算方法，围绕设计的功能要求、

3、美观要求、经济要求和环保要求，对办公楼全面的进行设计。该办公楼建筑设计采用对称设计的方法，并根据抗震设计的要求，合理布置空间，使空间布局符合结构质量中心与刚度中心相一致的抗震要求。该办公楼顶采用了平屋顶女儿墙的设计方法。地基基础采用适用的独立基础，并对其进行了内力计算和配筋。结构计算包括了屋面、楼面、基础、楼梯、梁五大部分的设计和验算，整个建筑都满足了设计要求。2 建筑设计说明 建筑物功能与特点 平面设计建筑平面表示建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系。又要建筑平面通常较为集中地反映建筑功能方面的问题，一些剖面关系比较简单的民用建筑，它们的平面布置基本上能反映空间组合的主要内容3。因此，在进行

4、方案设计时，总是先从建筑平面设计入手，始终紧密联系建筑的空间关系，联系建筑的剖面和立面，分析其可行性与合理性，从建筑整体空间体量和组合的效果考虑，不断修改平面，反复深入。本设计中建筑朝向为南北向，采用纵向6,横向6的柱距。因建筑物有L型的转角，所以在建筑物的转角处设置了变形缝，详见图1。图1 建筑平面图 立面设计建筑不仅要满足人们生产，生活等使用功能的要求，同时建筑的外部形象要给人以美得感受，满足人们精神文化方面的需要。因此，建筑的外部形象设计也是建筑设计中十分主要的内容。建筑的外部形象包括体型和立面两个方面。体型和立面处理贯穿于整个建筑设计的始终，它既不是内部空间被动的直接反应，也不是简单的

5、在形式上进行表面加工，更不是建筑设计完成后的外形处理。建筑体型及立面应反应建筑个性特征。由于不同功能要求的建筑类型，具有不同的内部空间组合特点，一幢建筑的外部形象在很大程度上式内部空间可能的表露，如我所设计的办公楼建筑，通过巨大的门厅，众多的会议室和整齐的房间表现办公楼建筑的性格特征，详见图2。图2 建筑立面图 剖面设计建筑剖面设计是建筑设计的基本组成内容之一，它与平面设计时从两个不同的方面来反映建筑物内部空间的关系。平面设计着重解决内部空间在水平方向上的问题，二剖面设计的任务则是：根据建筑物的用途，规模，环境条件及人们的使用要求，解决建筑物在高度方向的布置问题。具体内容包括：确定建筑物的层数

6、，决定建筑各部分在高度方向上的尺寸，进行建筑空间组合，处理室内空间并加以利用等，详见图3。在进行建筑剖面设计中，我感到最为困难的是构件在图纸上的表达。为此，我专门复习了建筑制图，在我的这次学习的过程中，使我对建筑设计有了更进一步的认识，特别是剖面图中构件的表达，增强我的空间想象能力，这也是我在毕业设计中的一大收获。图3 建筑剖面图 屋顶设计屋顶是建筑物最上层起覆盖作用的承重和围护构件，它的主要作用是应能承受屋顶本身的自重，本设计中，采用了不上人屋面，排水形式为内排水，详见图4。图4 屋顶平面图2.2 设计资料2.2.1 自然条件a) 由市地质勘察工程公司提供地质勘察技术报告，拟建场地勘察深度范

7、围内土层皆为第四系土体，自上而下分为3层，分述如下：1层素填土：以灰褐色粉质粘性土为主，夹有粉土、粉砂，上部为黄褐色，下部为灰色、灰褐色，较松散，并含有植物根系及少量碎石等杂质。场区普遍分布，厚度：0.35-0.65m，平均0.4m；为低强度、高压缩性地基土。重度。2层粉土：灰黄色夹灰绿色，稍中密，光滑。夹粉砂薄层，无摇震反应，见铁锰质浸斑，含云母片。场区普遍分布，厚度：2.50-2.80m，平均2.65m；为中等压缩性、中低强度地基土。地基承载力设计值为，重度，粘粒含量。3层粘土：棕黄色、黄褐色，硬塑为主，局部可塑，光滑，含少量铁锰结核，上部含较多钙质结核，无摇震反应，干强度高，韧性高，中压

8、缩性。该层未穿透。场区勘探深度内地下水为空隙潜水，接受大气降水入渗补给，勘察期间地下水埋深3.974.03米。根邻近地下水质资料，场区地下水质对混凝土无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。场地标准冻结深度为-2.2M；场地土类型为中硬场地土；建筑场地类别为类。给定的土层深度均为从自然地坪算起。荷载取值：按建筑结构荷载规范（GB500092001）确定。水电：由市政管网保障供给。施工技术条件：本工程由具有甲级资质的施工单位承建，机械设备齐全，保证技术。材料供应：砂石、砖、瓦该地区能保证供应；水泥、钢材、木材品种齐全。b)工程所在地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为，设计地震分组为第一组，建筑场地类

9、别为类,三级抗震。c)风荷载标准值0kN/m2kN/m2。kN/m2，楼面活荷载标准值2，走廊和门厅活荷载标准值为2.5kN/m2。2.2.2 工程做法a)屋面和楼面的做法：屋面和楼面的做法是截然不同的，屋面由于要起到保温隔热，防水等作用，其做法较于楼面繁琐，本设计采用不上人屋面，为柔性防水屋面，具体做法见图5，图6。楼面因为不必考虑防水等要求，所用材料不像屋面多，但要考虑美观，实用等问题，由于楼面的做法较多，本设计采用的是较为常见的做法，见图6。图5 屋面作法 图6 楼面作法b)墙身做法： 墙体按布置方向有可以分为外墙和内墙。外墙作为建筑的围护构件，起着挡风，遮雨，保温，隔热等作用；内墙可以

10、分割室内空间，同时也起着一定的隔声，防火等作用，具体做法见图7，图8。图7 外墙作法 图8 内墙作法c) 散水做法：散水宽度900 mm，坡度为4%，散水基层填土部分需分层夯实，分格缝以开间划分,踏步为水磨石铺面。2.2.3 门窗a)门选用标准图集中的木门，窗选用塑钢窗。b)门窗表见表1。表1 门窗表编号洞口尺寸宽高开启方向樘数备注C121002100推拉窗32铝合金窗C218001800推拉窗16铝合金窗C321001800推拉窗128铝合金窗C418002100推拉窗5铝合金窗C512001800推拉窗15铝合金窗M19002700平开门100木门M230003000平开门1木门M3180

11、02700平开门1木门M47502700平开门20木门3 结构布置及结构计算简图的确定3.1 结构布置框架结构布置有三部分：柱网布置，承重框架的布置和变形缝的设置。首先应进行柱网布置，柱网布置中应满足生产工艺的要求和建筑平面布置的要求，在如办公楼这样的民用建筑中，柱网布置应与建筑分隔墙布置相协调，一般常将柱子设在纵横建筑隔墙交叉点上，以尽量减少柱子对建筑使用功能的影响4。承重框架的布置方案有有横向框架承重，纵向框架承重和横纵向框架混合承重等几种，本设计采用的是纵横向框架承重，这种承重结构有利于设备管线的穿行；当房屋开间方向需要较大开间时，可获得较高的室内净高，另外，当地基土的物理力学性能在房屋

12、纵向有明显差异时，可利于纵向开间的刚度来调整房屋的不均匀沉降，详见图10。图10 结构平面布置图3.2 确定梁柱截面尺寸主梁的尺寸可由房间的跨度估算，一般梁高不小于250mm，次梁的尺寸可由主梁的尺寸估算，柱的尺寸一般不小于，楼板厚一般取80mm120mm梁柱的尺寸先在这里做估算。主梁：取次 梁： 柱截面：楼板厚： 取3.3 计算简图的确定根据地质资料，确定基础顶面离室内地面为,由此求得底层层高为。其中在计算框架梁截面惯性矩时应考虑到现浇楼板的影响5。在框架梁两端节点附近，梁承受负弯矩，顶部的楼板受拉，楼板对梁的截面弯曲刚度影响较小；而在框架梁的跨中，梁承受正弯矩，楼板处于受压区形成形截面梁，

13、楼板对梁的截面弯曲刚度影响较大，设计中对边跨梁取，中跨梁取（为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩），框架相对刚度见图11。左跨梁：中跨梁：右跨梁：底层柱：其他层柱：图11 结构计算简图注：图中数字为相对线刚度 3.4 恒荷载标准值的计算a） 屋面保护层：30厚细石砼保护层 找平层：20厚矿渣水泥砂浆 防水层（柔性）：三毡四油铺小石子 0.4 保温层：150厚水泥蛭石 结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 抹灰层：10厚混合砂浆 b） 楼面结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 抹灰层：10厚混合砂浆 c） 各层走廊楼面水磨石地面结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 抹灰层：10厚混合砂浆 d） 梁自重自重：

14、抹灰重：10厚混合砂浆 3.5 活荷载标准值计算屋面和楼面活荷载标准值：建筑结构荷载规范GB50009-2001查得：不上人屋，走廊：2.5 。雪荷载标准值：式中：雪荷载标准值；：屋面积雪分布系数；：基本雪压；屋面活荷载与积雪荷载不同时考虑，因为两者中取较大值，所以取屋面荷载。4 竖向恒荷载作用下的内力计算4.1 计算单元确定板传递给梁的荷载时，要一个板区格一个板区格地考虑。确定每个板区格上的荷载传递时，先要区分此区格是单向板还是双向板，若为单向板，可沿板的短跨作中线，将板上荷载平均分给两长边的梁；若为双向板，可沿四角作45度线，将区格分为四小块，将每一小块板上的荷载传递给与之相邻的梁，详见图

15、12.图12 一榀框架示意图4.2 框架梁均布荷载计算图13 恒荷载分布图4.2.1 屋面梁与楼面梁屋面：恒载: 活载：恒载=梁自重+板传荷载=活载=板传荷载=楼面：恒载：活载： 恒载=梁自重+板传荷载=活载=板传荷载=4.2.2 G-H轴间框架梁：a） 屋面板传给梁的荷载 恒载：活载： b） 楼面板传给梁的荷载恒载： 活载：4.2.3 G-H轴间框架梁的均布荷载a） 屋面梁： 恒载=梁自重+板传荷载活载=板传荷载b） 楼面梁： 恒载=梁自重+板传荷载活载=板传荷载 柱纵向集中荷载的计算 F、J轴纵向集中荷载的计算a）顶层柱：女儿墙自重（做法墙高900，100的混凝土压顶） 女儿墙自重=恒载=

16、女儿墙自重+梁自重+板传荷载 顶层柱活载=b）标准层：恒载=墙重+主梁自重+次梁自重+板传荷载活载：=4.3.2 E轴柱纵向集中荷载的计算a）顶层柱： 恒载=梁自重+板传荷载 活载 b）标准层： 恒载=墙重+主梁自重+次梁自重+板传荷载 活载由于结构对称，F轴柱纵向集中荷载的计算同J轴，G轴柱纵向集中荷载的计算同H轴，不再重复计算。4.4 横向框架的内力计算4.4.1 计算单元图14恒载示意图（） 图15 活载示意图（）4.4.2 用弯矩分配法计算框架的弯矩竖向荷载作用下的内力分析，除活载较大的工业厂房外，对一般的活载可不考虑活载的不利位置。这样求得的框架内力，梁跨中弯矩较考虑活载不利位置法求

17、得的弯矩偏低。但在活载占总活载比例较小时，其影响很小，予以调整6。固端弯矩计算：将框架梁视为两端固定梁计算固端弯矩。 图16 固端弯矩计算简图a） 恒载作用：FG跨 屋面 第一二三四层 GH跨 屋面 第一二三四层 b） 活载作用：FG跨 屋面 第一二三四层 GH跨 屋面 第一二三四层 4.4.3 分配系数计算考虑框架对称性，取半框架计算，半框架的梁柱线刚度如图所示。切断的横梁线刚度变为原来的一倍，分配系数按与节点连接转动刚度比值计算。例如：F柱顶层节点 4.4.4 弯矩的分配框架结构在竖向荷载作用下可采用三种方法计算内力，分层法，弯矩分配法和系数法，本设计的内力计算采用的是弯矩二次分配法。弯矩

18、二次分配法是由力矩分配法演化而来的，是对力矩分配法的改进，它将力矩分配法的一端分配改为两端分配，提高了数据的精度。在三种方法中较为简单，所以我采用了这种方法。详细数据见图17，图18。图17恒载下的弯矩分配图18活载下的弯矩分配4.4.5 梁端剪力及柱轴力的计算 图19 梯形荷载作用下的计算简图 恒：屋面：，楼面：，活: 屋面：，楼面：，第五层：FG跨：恒载 活载恒载： 活载： 图20三角形荷载作用下的计算简图第五层：GH跨：恒载 活载恒载： 活载：表2 恒载作用下梁端剪力及柱轴力（KN）层荷载引起的剪力弯矩引起的剪力总剪力柱轴力FGGHFGGHFGGHF柱G柱VF=VGVF=VGVF=VGV

19、F=VGVFVGVF=VGN顶N底N顶N底5040486302010表3 活载作用下的梁端剪力及柱轴力层荷载引起的剪力弯矩引起的剪力总剪力柱轴力FGGHFGGHFGGHF柱G柱VF=VGVF=VGVF=VGVF=VGVFVGVF=VGN顶N底N顶N底5040302010图21恒载弯矩图 图22恒载轴力图图23恒载剪力图图24活载弯矩图图25活载轴力图图26 活载剪力图5 水平荷载作用下的内力计算5.1 风荷载计算作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中荷载标准值: 其中基本风压: 风压高度变化系数，地面粗糙度为B类：风荷载体型系数，对于矩形平面 为风振系数，因房屋高度小于30m ,所以风振系数取，下层

20、层高，上层层高，对顶层为女儿墙高度的2倍，B迎风面的宽度，将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，计算过程如表4所示。表中A为一榀框架各层节点的受风面积，计算结果如图27所示。图27 风荷载作用下结构计算简图表4 横向风荷载计算层次顶层4层1.1323层412层1层5.2 风荷载下的位移计算5.2.1 柱的修正抗侧刚度梁柱线刚度之比：（一般层）， （底层）详见表5。修正系数： （一般层）， （底层）修正抗侧刚度： 详见表6。表5 梁柱的线刚度之比柱号F轴柱G轴柱项目KK2-5层1层表6 柱的抗侧刚度F轴G轴2-5层1层5.2.2 风荷载所引起的侧向位移由弯曲和剪切变形产生的位移5层：4层

21、：3层：2层：底层： ，满足要求11。5.3 风荷载下的内力计算框架在风荷载下的内力计算方法可采用反弯点法和D值法。反弯点法假定梁柱之间的线刚度之比为无穷大，并假定柱的反弯点高度为一定值，使计算结果带来一定的误差7。在本次设计中，梁柱的线刚度较为接近，风荷载下的内力采用D值法。D值法计算步骤为：a)求各柱的剪力值；b)求各柱反弯点的高度；c)求各柱的杆端弯矩及梁端弯矩；d)求各柱的轴力和梁的剪力12。5.3.1 框架柱反弯点位置框架柱的反弯点位置取决于该柱上、下端转角的比值，考虑梁柱线刚度比、结构总层数及该柱所在的层次、柱上、下横梁线刚度比、上层高度的变化、下层高度的变化等影响，求出柱底端至柱

22、反弯点的距离。风荷载分布较接近于均布荷载8。反弯点高度之比计算结果见表7表7 反弯点高度之比计算楼层柱5边跨中跨4边跨中跨3边跨中跨2边跨中跨1边跨中跨5.3.2 框架各柱的杆端弯矩、梁端弯矩计算框架各柱的杆端弯矩、梁端弯矩按下式计算 框架柱 其中为反弯点高度， 5.3.3 风荷载下的内力计算分析框架在风荷载作用下的内力（详见表8），并得到相应的弯矩图、剪力图和轴力图。（详见图28，图29，图30）表8 风荷载内力计算楼层F轴G轴H轴J轴54321图28 风荷载弯矩图图29 风荷载剪力图图30 风荷载轴力图5.4 地震作用计算常见的建筑破坏是由于地震地面运动的动力作用所引起的，在性质上属于动力

23、破坏。我国的历史地震资料表明，90%左右的建筑物的破坏是地表运动所导致的动力破坏作用所引起的。因此，结构物动力破坏机制的分析，是结构抗震研究的重点和结构抗震设计的基础。汶川和玉树地震主要是结构物在强烈振动下会因为延性不足，节点连接失效，主要承载构件失稳等原因而丧失整体性，从而造成局部或整体结构的倒塌。所以地震内力计算对建筑物来说非常重要。40米，以剪切变形为主。切质量和刚度沿高度均匀分布，故可采用底部剪力法计算水平地震作用。要求：按抗震进行结构设计，只做横向抗震计算重力荷载代表值的计算雪荷载标准值楼面活荷载标准值其中结构和构配件自重取楼面上、下各半层层高范围内（屋面处取顶层得一半）得结构和构配

24、件自重。5.4.1 荷载的计算a）屋顶恒荷载标准值计算女儿墙重力荷载代表值的计算（做法：采用水泥空心砖900 高，100 得混凝土压顶） b）屋顶活荷载标准值计算c）其余各层楼面处荷载标准值计算同屋面荷载，详见表9。表9荷载总汇表恒载活载活载屋面标准层楼面底层楼面5.4.2 框架柱的侧移刚度D与基本自振周期的计算柱的侧移刚度可按下式计算： 其中：为柱的侧移刚度修正系数，对不同的情况可查表求得。根据梁柱线刚度比的不同，该设计中的柱可分为边框边柱，边框中柱，中框边柱和中框中柱，计算结果见下表。将上述不同情况下同层框架侧移刚度相加即得框架各层层间侧移刚度，其值见表10，表11，表12。表10 横向2

25、5层的D值计算构件名称数量F轴柱258959233055G轴柱336649302976H轴柱336649302976J轴柱258959233055合计361072062表11横向D值计算(底层)构件名称数量F轴柱9G轴柱9H轴柱9J轴柱9合计36 表12能量法计算结构基本周期列表层（）（）()（）510720624107206231072062210720621合计将数字带入上述计算公式：s由于该工程所在地区抗震设防烈度为7度，场地土为类，设计地震分组为第一组，查抗震规范可得 s 式中：衰减指数，在的区间取0.9； ：阻尼调整系数，除有专门规定外，建筑结构的阻尼应取0.05，相应的纵向地震影响

26、系数；：水平影响系数最大值；：为相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数；（因此不需要考虑顶部附加水平地震作用的影响）带入数值可得 结构总的水平地震作用标准值；5.4.3 层间位移的计算质点的水平地震作用下的标准值。楼层地震剪力及楼层。层间位移的计算过程如下：按公式计算。：多遇地震作用标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移；：弹性层间位移角限值；H：计算楼层层高；计算结果见表13表13、的计算层()()54321层（）510720624107206231072062210720621楼层最大位移与楼层层高之比：;满足要求5.4.4 刚重比和剪重比验算为了保证结构的稳定性和安全，需分别验算刚重比和

27、剪重比表14各层刚重比和剪重比层Hi（m）Di(KN/m)Di Hi(KN)VEKi(Kn)GJDi Hi/GJVEKi/GJ510720624107206231072062210720621408446由上可见 各层刚重比均大于20，不必考虑重力二阶效应和剪重比均大于0.016，满足剪重比的要求。5.4.5 各柱反弯点高度计算其中：，为i层j柱的侧移刚度，h为该层柱的计算高度，y为框架柱的反弯点高度比，为框架柱的标准反弯点高度比，为上下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正值，均可查表求得。框架柱剪力和柱端弯距计算采用D值法，求反弯点相对高度，结果见表15，表16。表15 F、J轴框架柱反弯点的

28、位置层H(m)y52000420003200022000100表16 G、H轴框架柱反弯点的位置层H(m)500040003000200010005.4.6 地震作用内力计算分析框架在地震作用下的内力，柱端弯矩计算公式为：，；梁端弯矩计算公式为：；梁端剪力计算公式：柱端轴力计算公式：；并得到相应的弯矩图、剪力图和轴力图，具体见图31，图32和图33。图31地震作用下弯矩图（）图32地震作用下轴力图（）图33地震作用下剪力图（）6 内力组合6.1 控制截面框架柱的弯矩、轴力和剪力沿柱高是线性变化的，因此可取各层柱的上、下端截面作为控制截面。对于框架梁，在水平作用和竖向作用下，剪力沿梁轴线呈线性变

29、化，弯矩则呈抛物线形变化，因此，除取梁的两端为控制截面以外，还应在跨间取最大正弯矩的截面为控制截面。为了简便，不再用求极值的方法确定最大正弯矩控制截面，而直接以梁的跨中截面作为控制截面9。在截面配筋计算时应采用构件端部截面的内力，梁端柱边的剪力和弯矩值应进行下式计算：6.2 梁端弯矩调幅按照框架结构的合理破坏形式，在梁端出现塑性铰是允许的，为了便于浇捣混凝土，也往往希望节点处梁的负钢筋放得少些，因此在进行框架结构设计时，一般均对梁端弯矩进行调幅，人为地减少梁端负弯矩，减少节点附近梁顶面的配筋量10。本次设计中，弯矩调幅系数。6.3 竖向活荷载的最不利位置11。6.4 内力组合框架结构截面在是最

30、不利内力的荷载效应组合可采用简化规则，按下列组合值中取最不利值确定：当永久荷载效应起控制作用时:当可变荷载效应起控制作用时:因本次设计还考虑抗震设计，则还需下式设计对于框架结构梁、柱的最不利内力组合为：梁端截面：；梁跨中截面：柱端截面：及相应的； 及相应的； 及相应的。梁的内力组合见表2125。柱的内力组合见表17，18。表17 F轴柱的内力组合表 表18 G轴柱的内力组合表19 F轴的剪力组合 表20 G轴的剪力组合表21顶层框架梁内力组合表22 四层框架梁内力组合表23 三层框架梁内力组合表24 二层框架梁内力组合表25底层框架梁内力组合剪力单位为7 梁柱的配筋计算根据框架柱和框架梁控制截

31、面内力设计值，利用正截面承载力和斜截面承载力计算公式，算出所需纵筋及箍筋并进行配筋，除此以外，对于框架梁和的偏心受压柱还应满足裂缝宽度要求12。7.1 梁的配筋计算7.1.1 梁支座边缘弯矩计算梁的支座截面考虑了柱支座宽度的影响，按支座边缘截面的弯矩计算，其值为：式中，M组为梁内力组合表中支座轴线上的弯矩值；V组为相应组合的支座剪力；b为柱的支承宽度，按上式的计算结果列入表26中13。表26 梁支座边缘弯矩计算7.1.2 计算纵向受拉钢筋当梁承受负弯矩，上部受拉时按矩形截面设计；而当梁承受正弯矩，下部受拉时，应考虑楼板的影响，按T形截面设计。框架梁内纵向钢筋选级钢。 对于T形截面受弯构件受压翼

32、缘计算宽度的取值，应考虑翼缘厚度、梁跨度和受力状况等因素。对于FG跨，有a)翼缘计算宽度当按跨度考虑时：b)按梁间距考虑时：c)按翼缘高度考虑时：,无须考虑这种情况则。同理，GH跨对于FG跨 属于第一类T形截面，同理GH跨梁也为第一类T形截面。具体计算过程见表27表28。其他梁根据结构设计软件PKPM建模分析得到结果配筋。 表27 梁上部负弯矩钢筋计算截面F-5G左-5G右-5F-4G左-4G右-4F-3G左-3G右-3F-2G左-2G右-2F-1G左-1G右-1弯矩设计值-34.40 -176.09 0.045 0.056 0.025 0.100 0.091 0.063 0.141 0.12

33、9 0.107 0.167 0.146 0.147 0.173 0.177 0.141 309.7 390.5 168.3 713.7 646.4 437.6 1030.1 935.9 760.8 1238.9 1070.5 1070.5 1286.0 1292.7 1030.1 选配钢筋222222222322322322322322322422422422422422422实配面积760760760114011401140114011401140152015201520152015201520（%）0.45 0.45 0.45 0.67 0.67 0.67 0.67 0.67 0.67 0

34、.90 0.90 0.90 0.90 0.90 0.90 表28 梁纵向受拉钢筋计算截面FG中-5FG中-4FG中-3FG中-2FG中-1GH中-5GH中-4GH中-3GH中-2GH中-1弯矩设计值54.17 15.14 0.008 0.004 0.006 0.006 0.007 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.008 0.004 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 358.69 162.26 279.49 276.29 291.61 93.46 69.15 77.96 67.04 80.38 选配

35、钢筋222222222222222222222222222222实配面积760760760760760760760760760760（%）0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 注：表中b在求跨中受拉钢筋时取。7.1.3 梁斜截面受剪承载力计算验算截面尺寸：，因截面尺寸满足要求。对于5层FG、GH、HJ跨，梁端加密区箍筋取双肢8150,箍筋用级钢筋,根据规范有：加密区长度取0.95m,非加密区箍筋取双肢8200，对于箍筋设置满足要求。经计算，所选取一榀框架其他层箍筋配筋同第五层，斜截面承载力能满足要求。其他梁箍筋根据结构设计软件PKP

36、M建模得出结果配筋。7.2 柱的配筋计算7.2.1 剪跨比和轴压比验算表29给出了各层框架柱剪跨比和轴压比计算结果，其中剪跨比取，由表29可见，各柱的剪跨比满足和轴压比满足的要求。表29 柱的剪跨比和轴压比验算柱号层次bhfMVNM/VhN/fbhA55004603.98 0.08 45004603.55 0.16 35004603.44 0.25 25004603.62 0.33 15004604.14 0.43 B55004604.73 0.13 45004603.67 0.27 35004603.20 0.36 25004602.65 0.48 15004602.73 0.60 7.2.

37、2 计算柱的纵向受力钢筋对于现浇楼盖，底层柱计算长度,其余层。柱的纵向钢筋均采用级钢筋。下面是几个有代表性的柱的配筋计算过程，其余柱的计算结果见表30表31。整个结构其他柱配筋根据结构设计软件PKPM建模得出结果。a)F轴顶层柱（），应考虑挠度对偏心距的影响。，取,取采用对称配：按大偏心受压构件设计，于是： 受拉区与受压区各配3 20，则单侧两侧中间各配120，则全部纵向钢筋满足要求。b)F轴底层柱（），要考虑挠度对偏心距的影响，取,取采用对称配筋：按大偏心受压构件设计，于是： 受拉区与受压区各配320，则单侧两侧中间各配120，则全部纵向钢筋满足要求。7.2.3 柱斜截面受剪承载力计算以底层

38、柱为例进行计算。由前可知，A轴框架柱的剪力设计值取故该层柱应按构造配置箍筋。柱端加密区的箍筋选用四肢8100。由表28可知一层柱底的轴压比，查混凝土结构设计规范可得箍筋最小配箍特征值,则最小体积配箍率加密区位置及长度按规范要求确定。非加密区还应满足,故箍筋取8200表30 弯矩最大时框架柱配筋计算柱编号MNe0eaei1l0l0/h2exaAS配筋KNmKNmmmmmmmmmmmmmmmm2F-5376.49 20396.49 1.00 4125.00 8.25 1.00 1.07 633.72 35.44 40320F-4224.29 20244.29 1.00 4125.00 8.25 1

39、.00 1.11 481.52 71.68 40320F-3179.45 20199.45 1.00 4125.00 8.25 1.00 1.14 436.67 110.47 40320F-2144.32 20164.32 1.00 4125.00 8.25 1.00 1.17 401.55 151.15 40320F-1171.03 20191.03 1.00 4125.00 8.25 1.00 1.14 428.25 194.86 40320G-5309.11 20329.11 1.00 4125.00 8.25 1.00 1.08 566.33 37.50 40320G-4278.57

40、20298.57 1.00 4125.00 8.25 1.00 1.09 535.80 72.95 40320G-3233.25 20253.25 1.00 4125.00 8.25 1.00 1.11 490.47 108.49 40320G-2189.89 20209.89 1.00 4125.00 8.25 1.00 1.13 447.11 144.38 40320G-1140.88 20160.88 1.00 4125.00 8.25 1.00 1.17 398.11 180.79 40320表31 轴力最大时框架柱配筋计算柱编号MNe0eaei1l0l0/h2exaAS配筋KNmKN

41、mmmmmmmmmmmmmmmm2F-5100.46 20120.46 1.00 4125.00 8.25 1.00 1.23 357.68 52.31 40320F-447.72 2067.72 1.00 4125.00 8.25 1.00 1.40 304.94 97.66 40320F-333.51 2053.51 1.00 4125.00 8.25 1.00 1.51 290.73 143.01 40320F-231.18 2051.18 1.00 4125.00 8.25 1.00 1.53 288.40 188.38 40320F-112.63 2032.63 1.00 4125.

42、00 8.25 1.00 1.83 269.86 235.50 40320G-526.84 2046.84 1.00 4125.00 8.25 1.00 1.58 284.07 60.03 40320G-48.77 2028.77 1.00 4125.00 8.25 1.00 1.95 265.99 123.64 40320G-34.71 2024.71 1.00 4125.00 8.25 1.00 2.10 261.94 166.84 40320G-23.30 2023.30 1.00 4125.00 8.25 1.00 2.17 260.52 221.03 40320G-14.97 202

43、4.97 1.00 4125.00 8.25 1.00 2.09 262.19 277.49 403208 构件的配筋计算8.1.1 荷载设计值屋面：恒载： 活载： 总计：楼面：恒载： 活载：总计：8.1.2 承载力计算 表32 次梁的配筋计算次梁计算屋面楼面荷载（）（）518.463实配钢筋316316跨高比1010剪压比3324833248箍筋加密区长度9009008.2 板的计算板厚取为，取FG跨板进行分析，由于,按双向板进行计算，双向板按弹性理论设计16。所选取的板计算简图见图33。图33 板计算简图8.2.1 弯矩计算活荷载设计值 ： 恒荷载设计值 ： 荷载设计合计 ： 计算跨中最大

44、正弯矩时内支座固定，作用下中间支座固定；作用下中间支座铰支。跨中最大正弯矩为以上两种荷载产生的弯矩值之和14。本次设计考虑泊松比影响，取。恒载按四边固定计算，由查表得：， 8.2.2 截面设计截面有效高度： 方向跨中截面的；方向跨中截面的；支座截面。为了便于计算，均近似取，。截面配筋计算结果及实际配筋，列于表33中。其余板配筋根据结构设计软件PKPM建模得出结果。表33 板配筋计算位置方向配筋实配跨中方向100123251方向9069251支座方向100298785方向907467858.3 楼梯计算8.3.1 计算简图的确定选1#楼梯的标准层进行计算16，计算简图见图34。图34 楼梯计算简

45、图8.3.2 梯段板设计板倾斜角，。板斜长为，板厚约为板斜长的1/30，。取1m宽板带计算。a）荷载计算梯段板的荷载计算列于表34。恒荷载分项系数，活荷载分项系数为。则总荷载设计值p=1.2+1.42.5=kN/m。表34 梯段板荷载计算表荷载种类荷载标准值 (kN/m)恒荷载水磨石面层三角形踏步混凝土斜板225/0.894=板底抹灰小计活荷载b）截面设计板水平计算跨度ln=3m，板的有效高度h0=120-20=100mm。弯矩设计值。则，选配10110，实际As=714mm2,分布筋为8300。8.3.3 平台板设计设平台板厚100mm，取1m宽带板计算。a）荷载计算平台板的荷载计算见表35

46、。荷载设计值p=1.2+1.42.5=kN/m表35 平台板荷载计算表荷载种类荷载标准值 (kN/m)恒荷载水磨石面层混凝土板板底抹灰小计活荷载b）截面设计平台板的计算跨度 l0=弯矩设计值 板的有效高度h0=100-20=80mm则，选配8200，实际As=252mm28.3.4 平台梁设计设平台梁截面尺寸为250mm400mm图35 平台梁计算简图a）荷载计算平台梁的荷载计算见表36。总荷载设计值1.2+1.4=kN/m表36 平台梁荷载计算表荷载类型荷载标准值(kN/m)恒荷载梁自重0.2（0.35-0.1）25=梁侧粉刷0.02(0.35-0.1) 217=0.19平台板传来3.49/

47、2=梯段板传来3/2=小计活荷载2.5(3/2+/2)=b）截面设计计算跨度l0n=1.05(3.6-0.24)=m弯矩设计值剪力设计值截面按倒L形计算，梁的有效高度经判别属第一类T形截面。则，选配316，实际As=603mm2配置10200箍筋，则斜截面受剪承载力为 满足要求。9 基础设计9.1 确定基础尺寸该工程框架层数不多，基础土较均匀且柱距较大，可选择独立柱基础。选一榀框架内A轴柱下的独立基础进行设计1516。初定基础埋深已知土层为：素填土：， 粉土：，基底以上土的加权平均重度：粘粒含量查表得到：设基础宽度，埋深 基础采用：C30混凝土，HRB400钢筋，则：地基基础设计等级丙级,保护

48、层厚40mm。垫层的厚度100mm；垫层混凝土强度等级为C10。按最大轴力估算基础地面尺寸16。则，基础尺寸图见36。重新计算 图36 基础底面尺寸图分析基底尺寸面积：则：基底处总弯矩基底处总竖向力偏心距满足要求。9.2 抗冲切验算图37 基础抗冲切图地基净反力计算故该基础高度满足受冲切承载力要求。9.3 基础底板配筋计算台阶宽高比验算：台阶外伸宽度宽高比，满足要求图38 基础底板计算示意图 配置12130,。另一边与之相同配置12130,。其余基础配筋根据结构设计软件PKPM建模得出结果 10 PKPM计算10.1 PKPM介绍PKPM系列CAD系统软件是目前国内建筑工程界应用最广，用户最多

49、的一套计算机辅助设计系统。它是一套集建筑设计，结构设计，设备设计工程量统计，概预算及施工软件于一体的大型建筑工程综合CDA系统。在结构设计中包括了多层和高层，工业厂房和民用建筑，上不结构和各类基础在内的综合CDA系统，并正在向集成化合初级智能化方向发展。它主要有以下几个主要的技术特点。a）数据共享的集成化系统。建筑设计过程一般分为方案，初步设计，施工图三个阶段。常规配合的专业有结构，设备。b）直观明了的人机交互方式。该系统采用独特的人机交互输入方式，避免了填写繁琐的数据文件。c）技术数据自动生成技术。PKPMCAD系统具有自动传导荷载功能，实现了恒，活，风荷载的自动计算和传导并可以自动提取结构

50、几何信息，自动完成结构单元划分。d）基于新方法，新规范的结构计算软件包。利用中国建筑科学研究院是规范主编单位的优势，PKPMCAD系统能够紧紧跟踪规范的更新而改进软件。e）智能化的施工图设计。利用PKPM软件，可在结构计算完毕后，进行智能化的选择钢筋，确定构造措施及节点大样。PKPM系列CAD软件是根据我国国情和特点自主开发的建筑工程设计辅助软件系统，它在上述方面的技术特点，使它比国内外同类软件更具优势，在系统图形及图像处理技术，功能集成化等方面正在向国际领先水平看齐17。在这次的毕业设计中，主要是利用PKPM建模，将电算与手算做校核。在使用PKPM的过程，感觉到它的功能十分强大，虽然在某些方

51、面还有不足，比如在人机交互上与AutoCAD相比还有所欠缺，PKPM在结构上功能强大，但在像概预算方面，还有待提高，总之，PKPM系列软件不失为一款国际水准的软件，我感到十分的自豪，希望开发人员再接再厉，更好的完善PKPM，是它能走向世界。10.2 PKPM数据截取 | 总 信 息 | 结构计算层数：Nsu = 5 结构对称性标志：Naxy = 0 地震力计算标志：Mear = 3 竖向力计算标志：Mver = 2 风力计算标志：Mwin = 3 特殊截面总类数：Nsecn = 0 设计、计算采用规范标志：Icode = 0 是否考虑P-效应标志：Lds = 0 地下室层数：Nbase = 0 是否考虑梁柱重叠影响标志：Mbcm = 0 结构有侧移、无侧移标志：Nstc = 0 结构类型标志