办公楼建筑与结构设计毕业设计

洛阳理工学院毕业设计（论文）题目：洛阳市铁门镇政府办公楼建筑与构造设计系（部）土木工程系专业土木工程姓名郝阳学号B080604176月6日新安县铁门镇政府办公楼摘要本文为洛阳市新安县铁门镇政府办公楼设计计算书。该楼建筑面积4200平方米左右，根据建筑设计、抗震方面等的规定，确定合理的构造形式和构造布置方案，确定框架、基础的形式。根据规定采用了钢筋混凝土构造。本设计中选用一榀主框架以及楼面及屋面板进行截面设计及配筋计算。首先根据框架布局确定各构件尺寸，进行恒载、活载及风荷载的记录。然后采用分层法进行竖向荷载作用下的构造内力计算，水平荷载采用D值法进行计算。之后进行内力组合分析，找出最不利的一组内力，进行构件计算。楼板采用弹性理论设计，并进行柱下独立基础的配筋设计。除此之外，还进行了楼梯的设计计算。最终，根据计算成果，按摄影应的构造规定，绘制了构造施工图，并写出了对应的设计阐明。本设计的特点之一，运用了大学四年所学过的诸多理论，计算中多种计算措施得到体现，如D值法，弯矩分派法，使自己掌握了多方面的知识。关键词：框架构造，构造设计，内力计算，弹性理论，荷载，钢筋混凝土LUOYANGCOUNTYTIEMENOFTHEAbstractInthispaper,forcountyTieMenofthetowngovernmentofficebuildingdesigncalculations.Thebuildingareaisabout4200.Accordingtothesupermarketdesignandtheearthquakeresistance,thereasonablestructuralschemeandstructuralfoundationplanwasdetermined.

Onelateralframeandslabwasselectedandcalculated.First,depthandwidthofsectionsweredetermined,anddeadload,liveload,windloadweredetermined.Thentheinternalforcesofthestructureunderverticalloadwerethemomentassignment-method.TheD-methodwasusedforcaculatingthewindload.Afterthecombinationofinternalforces,themostunfavorablecombinationofinternalforceswasidentified.Thenthenecessaryreinforcementinbeamsandcolumnswasdetermined.Theelastictheorywasusedforcalculatingslab.Inaddition,thesingle-foundationandcombinedfoundationweredesigned.Thestairwayandcanopywerealsodesigned.Finallyaccordingtothecalculatedresultsanddetail,blueprintsofthestructurehadbeencompleted.

Theadvantageinthisdesignwasthatmanytheoriesstudiedinuniversityinfouryearswasused.Themanykindsofcomputationalmethodswasmanifestedinthecomputation,likeD-method,themomentassignment-methodandsoon,sowhichcausedmyselftograspthevariousknowledge.KEYWORDS:structuraldesign,internalforce,elastictheory,lateralloads,reinforcedconcrete目录前言 1第一部分建筑设计 2第1章 建筑设计 21.1建筑平面设计 21.1.1使用房间的平面设计 21.1.2辅助房间的平面设计 31.1.3交通联络空间的设计 31.1.4门的设计 41.1.5窗的设计 51.2建筑立面设计 51.3建筑剖面设计 61.3.1房间的剖面形状 61.3.2房间的各部分高度 61.3.3建筑层数及建筑空间的组合和运用 7第2章 建筑构造设计 82.1屋面设计 82.1.1屋面排水方式 82.1.2屋面排水组织 82.1.3屋面防水 82.2墙体设计 82.2.1墙身构造 82.2.2墙面装修 92.3楼地面构造 92.4门窗构造 102.5散水做法 102.6楼梯构造 10第二部分构造设计 12第1章构造布置及计算简图确实定 121.1构造布置 121.2确定梁柱截面尺寸 121.3计算简图确定 13第2章荷载计算 142.1恒载计算 142.1.1屋面框架梁线荷载原则值 142.1.2楼面框架梁线荷载原则值 142.1.3屋面框架节点集中荷载原则值 152.1.4楼面框架节点集中荷载原则值 162.1.4恒载作用下构造计算简图 172.2楼层面活荷载计算 172.2.1屋面框架梁线荷载原则值 182.2.2屋面框架节点集中荷载原则值 182.2.3楼面框架梁线荷载原则值 182.2.4楼面框架节点集中荷载原则值 182.2.5活载作用下构造计算简图 192.3风荷载计算 192.4风荷载下位移计算 202.4.1计算简图 202.4.2柱值 202.4.3梁值 212.4.4及的值 212.4.5值 222.4.6侧移 22第3章非抗震内力计算 233.1竖向恒载作用下的内力计算 233.1.1均布荷载简化 233.1.2屋面梁集中荷载 233.1.3弯矩分派系数 243.1.4杆件固端弯矩 263.1.5集中力矩 263.1.6弯矩二次分派法求内力 273.1.7梁端、柱端剪力 273.1.8柱轴力计算 313.2竖向活荷载作用下的内力计算 323.2.1荷载简化 333.2.2杆件固端弯矩 333.2.3集中力矩 333.2.4弯矩二次分派法求内力 343.2.5梁端、柱端剪力 343.2.6柱轴力计算 363.3雪荷载内力计算 373.4风荷载内力计算 373.4.1风荷载作用下柱弯矩计算 373.4.2风荷载作用下梁端弯矩计算 383.4.2风荷载作用下梁端剪力计算 403.4.3风荷载作用下柱轴力计算 41第4章地震作用下荷载计算 524.1分层计算重力荷载代表值 524.2自振周期计算 534.3横向地震作用 544.4变形验算 544.5地震作用内力计算 554.6地震作用下梁端弯矩计算 564.7地震荷载作用下梁端剪力计算 574.8地震荷载作用下柱轴力计算 58第5章内力组合 62第6章梁柱截面配筋计算 756.1梁的配筋计算 756.1.1梁支座边缘截面的弯矩 756.1.2计算纵向受拉钢筋 756.1.3梁斜截面受剪承载力计算 776.2柱的配筋计算 796.2.1剪跨比和轴压比计算 796.2.2计算柱的纵向受力钢筋 796.2.3柱斜截面受剪承载力计算 826.2.4框架梁柱节点核芯区截面抗震验算 84第7章基础计算 867.1确定埋深 867.2确定地基承载力特性值 867.3C轴基础计算 867.3.1初定C轴基础底面积和地基承载力计算 867.3.2基础高度 877.3.3冲切验算 877.3.4配筋计算 877.4D、F轴联合基础设计 887.4.1初定D轴基础底面积和地基承载力计算 887.4.2基础高度 897.4.3冲切验算 897.4.4配筋计算 89第8章现浇板设计计算 918.1内力计算 918.1.1跨中弯矩 918.1.2支座弯矩 918.2配筋计算 918.2.1跨中配筋 918.2.1支座配筋 92第9章楼梯计算 939.1AT1 939.1.1梯板荷载计算 939.1.2平台板荷载计算 939.1.3梯板配筋计算 939.1.4梯梁配筋计算 939.1.5平台板配筋计算 949.2AT2 949.2.1梯板荷载计算 949.2.2平台板荷载计算 959.2.3梯板配筋计算 959.2.4梯梁配筋计算 959.2.5平台板配筋计算 96结论 98谢辞 99参照文献 100外文资料翻译 101前言本工程为洛阳市铁门镇政府办公楼，拟建位置详见任务书。办公楼总建筑面积4200，总高度24。为五层框架构造，构造安全等级为二级，耐久年限为50年，耐火等级为二级。本着合用、安全、经济、美观的方针，根据任务书的规定，综合考虑基地环境、使用功能、建筑造型、建筑经济等问题，恰当确定建筑物的面积、体型、平面、立面、剖面、节点构造等，恰当确定构造选型，合理选择建筑材料。整个办公楼平面体型设计为“一”型，总长度为51.6，为内廊式；底层层高及各层层高均为3.6，室内外高差为0.45；立面采用通窗，外墙面采用天蓝色瓷砖，雨篷柱子采用圆柱，使整个办公楼建筑物与周围环境、多种外部条件协调一致，体现了办公楼的特色。满足了多种物质技术条件，具有良好的卫生条件和保温隔热、隔声性能，良好的安全度、耐久性和使用寿命。第一部分建筑设计建筑设计任何一幢建筑物都是由多种不一样的使用空间和交通联络空间构成，而体现建筑的三度空间详细由多种工程图构成，一般由建筑的平面图、立面图、剖面图和节点构造详图构成。一栋办公楼的平面图、立面图、剖面图综合在一起体现了建筑物的三度空间和各部分的组合联络。1.1建筑平面设计平面设计重要是根据设计规定和地形条件，确定建筑物平面中各构成部分的大小和互相关系。平面设计是整个建筑设计的关键，建筑设计首先从平面设计开始。平面设计不仅决定了建筑的平面布局，各构成部分的面积、形状、位置等，并且还影响到建筑的立面和剖面。本办公楼设计综合考虑了建筑立面、建筑剖面、建筑技术、建筑经济、建筑形象等原因，使平面设计尽善尽美。在平面设计中，结合基地环境、自然条件、建筑规模等，进行了建筑平面体型的设计、重要功能空间的设计和交通联络空间的设计。考虑到地形特性、周围道路等原因，平面体型设计为“一”型，为内廊式。重要功能空间设计包括使用房间的平面设计和辅助房间的平面设计。重要功能空间和交通联络空间的设计如下：1.1.1使用房间的平面设计办公室根据《办公楼设计规范》规定，一般办公室每人使用面积不应不不小于3.5平方米（不包括走道），小办公室净面积不不不小于40平方米左右，小办公室净面积不不不小于20平方米左右（防火规定）。办公室面积、开间、进深应根据使用规定、家俱规格、布置方式、采光规定，以及建筑构造、建筑施工条件、建筑模数等规定来确定。综合考虑以上原因，确定小办公室开间为3.6，而办公室开间为6.3m，设计大办公室面积为42.51平方米左右，小办公室面积为20.69平方米左右，均符合面积规定。会议室根据任务书规定，面积在60平方米左右，属于中型会议室。根据规范规定，会议室面积应不不不小于0.8㎡/人（无会议桌）。因此确定会议室开间为8.4，进深为6.3，面积为63.0平方米。接待室与传达室根据使用功能规定应设置在底层靠近重要出入口，本办公楼设计传达室在门厅左侧，开间为3.6，进深为6.3，面积为20.65平方米；接待室设在门庭前方，开间为7.2，进深为6.3，面积为42.56平方米，传达室朝门厅方向开窗。传达室、接待室到二层以上均改为办公室。1.1.2辅助房间的平面设计本办公楼辅助房间重要为卫生间。卫生间根据规定，应设置在隐蔽又便于寻找的部位，距最远工作点应不不小于50米，应有天然采光和通风。卫生间应尽量楼梯设置在一起，且上下楼层尽量对齐，以便供水和排水。卫生间的面积、尺寸大小应根据室内卫生器具的数量、布置方式以及人体使用需要的基本尺寸来确定。卫生器具数量规定为：男卫生间每40人一具大便器，每30人一具小便器；女卫生间每20人一具大便器，每40人规定洗手器具一具。在设计中，首先根据办公室的面积大小估算出本层的人数，再根据人数多少计算出卫生器具数量。每个卫生间均带有前室，每个前室中设有洗手盆2个。根据以上规定，卫生间设置在建筑物两侧，卫生间开间为3.6，总进深为6.3，其中前室进深为2.1。1.1.3交通联络空间的设计交通联络部分重要包括走道、楼梯和门厅。⑴走道设计走道宽度根据人流通行、安全疏散、走道性质、空间感受以及走道侧面门的启动方向来确定。《办公楼设计规范》规定,建筑物双面布房走道净宽不不不小于1.8，建筑物单面布房走道净宽不不不小于1.5，故设计内廊走道轴线宽度为2.4，净宽为2.2。本办公楼走道处理采光的方式是在走道尽头设置窗户，同步运用楼梯间、门厅直接采光，不必在每个房间内墙上开设高窗。⑵楼梯设计楼梯是建筑中的垂直交通联络构件，它起着联络上下层空间和供人流疏散的作用，在设计过程中要妥善处理好楼梯的形式、位置、数量以及楼梯宽度、坡度等问题。由于平行双跑楼梯占用面积小，流线简捷，使用以便，宜布置在单独的楼梯间中，故本建筑采用平行双跑楼梯。楼梯数量应根据使用以便和防火疏散规定确定，位置应放在便于寻找、便于人流疏散的部位。本办公楼防火等级为二级，规定位于两个外部出口或楼梯间之间的房间不应超过40米（封闭），袋形走道房间门到楼梯间最远距离不超过22米。根据以上规定，办公楼设计了两个楼梯，满足了人流通行和防火疏散的规定。楼梯间尺寸确定：楼梯间内梯段净宽应满足防火规范，根据使用特性来考虑，一般不应少于2股人流同步通行，每股人流按照0.55+0.15m来计算；楼梯间内梯段变化方向时，平台的最小宽度不应不不小于梯段净宽，每一梯段的踏步数量最多不应超过18级，至少不应少于3级。故本办公楼楼梯间设计开间为3.6，进深为6.3，可满足人流通行的规定。⑶门厅设计门厅作为室内外过渡的空间，是建筑物的交通枢纽，起接纳人流和分派人流的作用。在水平方向上，门厅与走道连接；在竖直方向上，门厅与楼梯相连，且门厅作为重要出入口，应体现出特殊的意境和形象。门厅一般应面向主干道，使人流出入以便，有明确的导向性。门厅应设置在建筑物比较明显的部位，且便于室内外交通联络。根据任务书地形状况，办公楼位于都市两条道路的交界处，便于与都市道路联络。门厅三层以上设计为大型会议室。1.1.4门的设计⑴门的宽度门的宽度要根据房间的使用功能来确定，有单扇、双扇和多扇几种宽度形式。根据规范规定，办公室门宽不应不不小于1.0，高不应不不小于2.0。小办公室人数较少，因此小办公室门、接待室门均设计为宽1.0、高2.1的单扇门。会议室和大办公室门宽为1.5的双扇门，次要出入口为门宽1.5的双扇平开门，大门厅为5.4宽的六扇平开门。⑵门的数量门的数量根据使用人数多少和防火规定来确定。按照防火规范规定，使用人数超过50人以及使用面积超过60平方米的房间，门的数量不少与两个。本办公楼小办公室、传达室、接待室的数量为一种，会议室和大办公室门的数量为两个。⑶门的位置门的位置要考虑室内人流活动特点和家俱布置的规定，尽量缩短室内交通路线，防止人流拥挤和便于家俱布置。本办公楼门的位置均设置在靠柱子（墙）一侧，距轴线边为0.35，使人们出入以便。⑷门的启动方向本办公室为内廊式，办公室人流不多，故办公室门设计为单扇内开门。门厅以及次要出入口处人流较大，故设计为外开门。1.1.5窗的设计⑴窗的大小窗的大小重要取决于室内采光规定。按照规范规定，办公室采光规定为窗地面积比为1/6~1/8，因此办公室的前窗设计为通1.7高，可满足采光规定。⑵窗的位置窗的位置直接影响到房间的照度与否均匀，应防止产生眩光。为了使室内照度均匀，窗应布置在房间或开间的中部，使得房间阴角小，而采光效率高。1.2建筑立面设计一栋建筑物不仅要有完美的平面布局，还要有美观的建筑形象，建筑形象重要由建筑造型艺术处理和立面装饰来体现。建筑体型和立面的对称性,一种轴线为中心并加以重点强调，两侧对称轻易获得完全统一给人以端庄、雄伟、严厉的感觉。本建筑采用对称性体型，在立面上处理上采用虚实分明，正立面重要采用色彩明快、材质光洁的乳白色涂料和天蓝色色外墙砖。北立面运用立面开窗自由，体型、大小、高下、形状、线条粗细和立面点、线、面等恰当的运用对比，水平窗和窗间墙形成对比，给人舒适、友好、完美的韵律感。本立面设计，从线条变化来看，粗线给人厚重感，细线则有精致、轻盈感。立面色彩处理恰当，建筑外型主色调为天蓝色，给人以洁净感。在建筑物的重要出入口，临街立面是人们的视觉重心。故门厅处的台阶和四面勒脚均用坚硬厚重的暗红色花岗石。在立面上，线条疏密有致，给人以立体感。屋顶采用排架，增长了建筑体现力，打破了立面的单调感。1.3建筑剖面设计剖面设计重要体现建筑物在竖向上各部分的组合关系。重要体目前房间的竖向形状和比例、房间的层数和各部分的标高、房间采光、通风方式的选择及建筑物竖向空间的运用等。1.3.1房间的剖面形状根据房间使用规定，房间剖面形状一般采用矩形，有助于家俱布置和使用。矩形剖面具有形状规则、简朴，有助于梁板布置，同步施工以便。本建筑物所有房间均采用矩形剖面，房间进深都不太大，采用侧窗采光、通风，窗高做到构造梁底，可不设置过量，节省造价，以便施工。1.3.2房间的各部分高度⑴房间的层高和净高建筑物层高根据房屋的使用性质、规定、建筑构造和施工材料规定来确定。根据办公楼的使用规定，净高一般不低于2.6，因此该办公楼层高定为3.6，除去梁高，净高为3.0，满足了办公室净高的规定。楼梯规定平台与平台之间的净高不不不小于2.0，倾斜梯段之间的净高不不不小于2.1。本办公楼采用平行双跑楼梯，每层每个梯段为11个踏步，其他层每个踏步高164，宽270或280，满足使用规定。⑵窗台的高度一般房间窗台高度与房间工作面，如书桌面高度相一致，同步开窗和使用桌面不受影响。本方案中窗台距离该层楼地面的高度均为0.8m以上，保证了工作面的照明度，满足了使用规定。⑶室内外地面高差室内外地面高差为防止室外雨水流入室内，并防止地面过潮而设置的。室内外高差过小，不能很好地起到作用；室内外高差过大，需要回填土的量增大，不经济。综合考虑以上原因，本办公楼室内外高差设计为0.45m。1.3.3建筑层数及建筑空间的组合和运用本建筑物根据各个房间的规定，每层房间的高度均相似，没有错层现象，使用以便。根据建筑规模等规定设计为为五层框架构造，总高度为24。该办公楼以楼梯间将各层竖向排列的空间联络起来，构成一种整体，这样即满足使用规定，构造布置也比较合理，同步也比较经济。剖面的设计也波及建筑的使用功能、技术经济条件、周围环境等原因。同步，应充足认识到，剖面设计、立面设计、平面设计不能单独分开的，他们是互相制约和互相影响的统一整体。建筑构造设计建筑构造设计是保证建筑物正常使用和节省造价的重要手段，是保证建筑物使用年限的重要构成部分。构造设计重要有如下几种方面：2.1屋面设计2.1.1屋面排水方式排水方式的选择应考虑构造的形式、气候条件、建筑无使用特点等原因来考虑，本建筑采用平屋面有组织外排水。2.1.2屋面排水组织屋面合适划分排水坡、排水沟组织排水区，屋面排水坡度为2%，排水沟坡度为1%。雨水管、雨水口设置：雨水管最大间距不超过18米，雨水管采用直径为100mm的PVC雨水管，水斗为镀锌铁皮水斗。2.1.3屋面防水屋面防水采用双层SBS改性沥青防水卷材，屋面防水等级为3级，耐久年限为。2.2墙体设计2.2.1墙身构造由于考虑到一般粘土砖花费大量土地，自重大，烧制过程中需消耗能源；故本办公楼填充墙体设计为200厚的混凝土加气块墙。墙体具有足够的强度和稳定性，满足保温隔热的规定，以及防火、隔声、防水、防潮、经济等规定。墙体的构造包括勒脚、墙身防潮、窗台、门窗过梁、窗顶线和窗套等。⑴勒脚为保护建筑物四面墙身的一段墙体面层，采用石材贴面。⑵防潮层在—0.060标高处设置水平防潮层。用防水砂浆（在水泥砂浆中掺入水泥用量的3%—5%的防水剂配置而成），铺设厚度为20—25mm。⑶窗台为防止顺窗流下的水汇集在窗洞下部或沿窗下边与窗洞之间的缝隙向室内渗流，也为防止污染墙面应在窗洞处布靠室外一侧设置窗台。由于外墙饰面为外墙砖易于冲洗的材料，可做不悬挑窗台，窗下墙的赃污可借窗上不停流下的雨水冲洗洁净。⑷门窗过梁过梁是在门窗洞口上设置的横梁，承受洞口上部墙体与其他构件（楼层、屋顶等）传来的荷载，并将荷载传至窗间墙。由于门窗洞口尺寸较大，防止有较大的震动荷载而产生不均匀沉降，本建筑采用钢筋混凝土预制过梁。过梁宽度同墙厚，高度为200，过梁伸入两侧墙壁内不少于240。钢筋混凝土过梁施工以便、速度快、省摸板和便于门窗动口上挑出装饰线条等长处。⑸构造柱本办公楼在楼梯间。构造柱尺寸为200×250。施工时，先砌墙，并留马牙槎，后浇混凝土，混凝土标号C40。2.2.2墙面装修墙面装修是墙体构造不可缺乏的部分。外墙装修重要是为了保护外墙不受风、霜、雨、雪、日照等自然原因破坏，提高墙体防水、防潮、防风化、保温、隔热等的能力，同步也是为了提高建筑物的艺术效果；内墙装修重要是为了改善室内环境，对与厕所等有水房间，墙面装修起到了防水、防潮的作用。本工程正立面外墙为天蓝色贴砖、乳白色漆等，背立面为土灰色贴砖，内墙内侧采用白色涂料。2.3楼地面构造⑴楼层构造楼层是多层建筑物层与层之间的水平分隔构件，它承受作用在其上的活载和构件自身重力荷载，并将它们传给墙和柱，它在水平方向上起到水平隔板和连接竖向构件的作用，保证竖向构件的稳定。本办公楼采用钢筋混凝土现浇整体式楼（屋）盖。现浇整体式楼（屋）盖整体性好，抗震性、防水性好，便于开设孔洞，可浇注成任意形状尺寸的构件。缺陷是施工工序多，挥霍模板，施工速度慢。⑵地层构造地层是建筑物内与土壤直接或靠近土壤的水平构件，它承受作用在其上的所有荷载，并将它们传给土壤。地层为实铺地层。基层一般为素土扎实；垫层采用C10混凝土，厚度为100mm，上面做面层。⑶楼地面面层门厅、楼梯、走道楼地面面层采用地砖地面。地砖地面平整光滑耐磨、整体性好、不起尘、不起砂、防水、易于保持清洁。合用于洁净度高、常常用水冲洗的场所。2.4门窗构造门和窗是建筑物不可缺乏的围护构件。门重要是室内外和房间之间的交通联络而设定的，同步兼顾通风、采光和空间分隔。窗重要为采光、通风、观望而设定的。门：出口门为玻璃平开门，其他全为平开实木门。窗：窗为70系列塑钢窗。卫生间窗玻璃选用磨砂玻璃，其他窗均为5mm厚平板玻璃。2.5散水做法为防止雨水与地面水侵入基地，应在建筑物四面靠近勒脚的室内在外墙面处设置散水。2.6楼梯构造板式楼梯具有受力简朴，底面平整，支模以便等长处，本办公楼采用钢筋混凝土板式楼梯。楼梯面层采用地砖地面，防滑条采用铜条。栏杆采用钢管栏杆，扶手采用木扶手，栏杆高度为1.0。第二部分构造设计第1章构造布置及计算简图确实定1.1构造布置构造平面布置如图1所示：图1-1构造平面布置图1.2确定梁柱截面尺寸主梁：h=(1/8~1/12)l，b=(1/2~1/3)l次梁：h=(1/8~1/18)l，b=(1/2~1/3)l柱子：由得截面尺寸450450现浇板板厚110mm，满足h/l≥1/50。1.3计算简图确定根据地质资料，确定室外地面离室内地面为450mm，由此求得底层层高为4.05m。各梁柱构件的线刚度经计算后列于图2，其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇板的作用边跨梁取I=1.5I0，中跨梁取I=2I0(I0为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩)。CD（EF）跨梁：DE跨梁：2~5层柱：首层柱：注：图中数字为线刚度，单位：图1-2：框架线刚度分布图第2章荷载计算2.1恒载计算2.1.1屋面框架梁线荷载原则值上人屋面建筑做法KN/m2上人屋面构造层KN/m2抹灰：0.24KN/m2屋面恒载：KN/m2边跨（CD、EF跨）框架梁自重KN/m中跨框架梁自重KN/m因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为：（图2-2）g5CD1=g5EF1=4.125KN/mg5DE1=2.750KN/mg5CD2=g5EF2=5.6983.6=20.513KN/mg5DE2=5.6982.4=13.675KN/m2.1.2楼面框架梁线荷载原则值楼面建筑做法0.70KN/m2楼面构造层KN/m2抹灰：0.24KN/m2楼面恒载：KN/m2边跨（CD、EF跨）填充墙自重KN/m边跨（CD、EF跨）框架梁自重KN/m中跨框架梁自重KN/m因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为：（图2-2）gCD1=gEF1=6.24+4.125=10.365KN/mgDE1=2.750KN/mgCD2=gEF2=3.9653.6=14.274KN/mgDE2=3.9652.4=9.516KN/m2.1.3屋面框架节点集中荷载原则值C轴（F轴）框架梁自重0.250.77.227.5=34.65KN1200高女儿墙自重1.22.087.2=17.971KN图2-1：屋面排架布置图排架自重(0.20.457.2+0.20.22.45/2+0.450.452.4/2)27.5=31.103KN排架柱自重KN框架梁传来的屋面荷载2（3.63.6/2）/25.698=36.923KN次梁自重0.250.606.327.5=25.988KN作用在次梁上的屋面自重KN框架梁传来次梁自重KN顶层C(F)轴节点集中荷载=34.65+17.971+31.103+20.048+36.923+59.148=199.843KND（E）轴框架梁自重0.250.77.227.5=34.65KN排架自重(0.20.457.2+0.20.22.45+0.450.452.4)27.5=44.385KN排架柱自重KN框架梁传来的屋面荷载KN次梁自重0.250.606.327.5=25.988KN作用在次梁上的屋面自重KN框架梁传来次梁自重KN顶层D(E)轴节点集中荷载=34.65+44.385+20.048+77.949+59.148=236.180KN2.1.4楼面框架节点集中荷载原则值C轴框架梁自重（0.250.7+0.20.2）7.227.5=42.57KN塑钢窗自重7.22.30.45=7.452KN窗套自重KN窗下墙1.17.21.40=11.088KN内粉刷KN外墙面KN框架梁传来的屋面荷载2（3.63.6/2）/23.965=25.693KN次梁自重0.250.606.327.5=25.988KN作用在次梁上墙的自重及粉刷KN作用在次梁上的屋面自重KN框架梁传来次梁自重KN框架柱自重KNC轴节点集中荷载=42.57+7.452+5.04+11.088+4.382+4.867+25.693+64.767+20.048=185.907KND（E）轴框架梁自重（0.250.7+0.20.2）7.227.5=42.57KN门自重(1+1+1.5)2.10.15/2=0.551KN墙体自重KN框架梁传来的屋面荷KN次梁自重0.250.606.327.5=25.988KN作用在次梁上墙的自重及粉刷KN作用在次梁上的屋面自重KN框架梁传来次梁自重KN框架柱自重KND(E)轴节点集中荷载=42.57+0.551+35.786+54.241+68.074+20.048=221.27KNF轴框架梁自重（0.250.7+0.20.2）7.227.5=42.57KN塑钢窗自重2.42.10.452=4.536KN窗套自重KN外墙体KN内粉刷KN外墙面KN框架梁传来的屋面荷载2（3.63.6/2）/23.965=25.693KN次梁自重0.250.606.327.5=25.988KN作用在次梁上墙的自重及粉刷KN作用在次梁上的屋面自重KN框架梁传来次梁自重KN框架柱自重KNF轴节点集中荷载=42.57+4.536+4.32+14.448+5.116+5.616+25.693+64.767+20.048=187.114KN2.1.4恒载作用下构造计算简图恒载作用下构造计算简图（图2-2）2.2楼层面活荷载计算2.2.1屋面框架梁线荷载原则值2.2.2屋面框架节点集中荷载原则值C（F）轴：由框架梁传来的屋面荷载由框架梁传来的次梁荷载D（E）轴：由框架梁传来的屋面荷载由框架梁传来的次梁荷载2.2.3楼面框架梁线荷载原则值2.2.4楼面框架节点集中荷载原则值C（F）轴：由框架梁传来的楼面荷载由框架梁传来的次梁荷载D（E）轴：由框架梁传来的屋面荷载由框架梁传来的次梁荷载2.2.5活载作用下构造计算简图活载作用下构造计算简图（图2-3）图2-2：恒载作用下构造计算简图图2-3：活载作用下构造计算简图2.3风荷载计算风压原则值计算公式为因，对于矩形平面=1.3；可查荷载规范，当查得。将风荷载转化成作用于框架每层节点上的集中荷载，计算过程如表1所示。表中A为所选一品框架各层节点的受风面积，计算成果如图5所示。表2-1水平风荷载计算层次511.318.451.220.4017.2810.96411.314.851.140.4025.9215.37311.311.251.040.4025.9214.02211.37.651.000.4025.9213.48111.34.051.000.4027.5414.322.4风荷载下位移计算2.4.1计算简图计算简图，（图2-4）图2-4：风荷载作用下构造计算简图2.4.2柱值表2-2柱值计算层数截面混凝强度等级惯性矩2~50.450.45C403.4210-330.8410310.450.45C403.4210-324.151032.4.3梁值表2-3梁值计算层数截面混凝强度等级惯性矩边跨0.250.60C302.04.510-31.4310-342.86103中跨0.250.40C302.01.3310-31.1110-333.331032.4.4及的值2~5层C（F）柱：D（E）柱：1层C（F）柱：D（E）柱：2.4.5值值（见表4，）表2-4框架柱D值计算柱柱2~5层1层2.4.6侧移有弯曲和剪切变形产生的位移5层：4层：3层：2层：1层：，满足规定。第3章非抗震内力计算3.1竖向恒载作用下的内力计算3.1.1均布荷载简化图2-2中梁上分布荷载由矩形和梯形两部分构成，在求固端弯矩时，将梯形分布荷载及三角形荷载化作等效均布荷载。顶层CD(EF)跨DE跨2~4层CD(EF)跨DE跨3.1.2屋面梁集中荷载CD(EF)跨：排架自重(0.20.457.2+0.20.22.45/2+0.450.452.4/2)27.5=31.103KN排架柱自重KN合计3.1.3弯矩分派系数节点标号见图3-1图3-1：节点标号分布图节点1：节点2：节点3：节点4：节点5：节点6：节点7：节点8：节点9：节点10：节点11：节点12：3.1.4杆件固端弯矩3.1.5集中力矩3.1.6弯矩二次分派法求内力弯矩二次分派法求内力（图3-4）3.1.7梁端、柱端剪力屋顶梁端剪力： 楼层梁端剪力：柱端剪力3.1.8柱轴力计算原则层柱自重：底层柱自重：3.2竖向活荷载作用下的内力计算3.2.1荷载简化顶层CD(EF)跨DE跨2~4层CD(EF)跨DE跨3.2.2杆件固端弯矩3.2.3集中力矩3.2.4弯矩二次分派法求内力弯矩二次分派法求内力（图3-8）3.2.5梁端、柱端剪力屋顶梁端剪力： 楼层梁端剪力：柱端剪力3.2.6柱轴力计算3.3雪荷载内力计算屋面为平屋面，杆件固端弯矩：3.4风荷载内力计算3.4.1风荷载作用下柱弯矩计算图3-2：风荷载剪力在各柱间分派（KN）图3-3：风荷载下反弯点及柱端弯矩求解3.4.2风荷载作用下梁端弯矩计算3.4.2风荷载作用下梁端剪力计算3.4.3风荷载作用下柱轴力计算图3-4：恒荷载作用下的框架弯矩二次分派法图3-5：恒荷载作用下的框架弯矩图（M-KN.m）图3-6：恒荷载作用下的框架剪力图（N-KN）图3-7：恒荷载作用下的柱轴力图（N-KN）图3-8：活荷载作用下的框架弯矩二次分派法图3-9：活荷载作用下的框架弯矩图（M-KN.m）图3-10：活荷载作用下的框架剪力图（N-KN）图3-11：活荷载作用下的柱轴力图（N-KN）图3-12：风荷载作用下的框架弯矩图（M-KN.m）图3-13：风荷载作用下的框架梁剪力图、柱轴力图（N-KN）第4章地震作用下荷载计算4.1分层计算重力荷载代表值5层框架梁线荷载：g5CD1=g5EF1=4.125KN/mg5DE1=2.750KN/mg5CD2=g5EF2=5.6983.6=20.513KN/mg5DE2=5.6982.4=13.675KN/m梁端集中荷载：顶层C(F)轴节点集中荷载=34.65+17.971+31.103+20.048+36.923+59.148=199.843KN顶层D(E)轴节点集中荷载=34.65+44.385+20.048+77.949+59.148=236.180KN柱自重：0.5倍雪荷：5层重力荷载代表值：1~4层框架梁线荷载：gCD1=gEF1=6.24+4.125=10.365KN/mgDE1=2.750KN/mgCD2=gEF2=3.9653.6=14.274KN/mgDE2=3.9652.4=9.516KN/m梁端集中荷载：C轴节点集中荷载=42.57+7.452+5.04+11.088+4.382+4.867+25.693+64.767+20.048=185.907KND(E)轴节点集中荷载=42.57+0.551+35.786+54.241+68.074+20.048=221.27KNF轴节点集中荷载=42.57+4.536+4.32+14.448+5.116+5.616+25.693+64.767+20.048=187.114KN柱自重：0.5倍楼面活荷载：1~4层重力荷载代表值：4.2自振周期计算按顶点位移法计算，考虑加气混凝土填充墙对刚度的影响，取基本周期调整系数。计算公式为，式中为顶点位移（单位为m），按D值法计算，见表5。表4-1层间位移51321.001321.00548400.02410.407841238.682559.68548400.04670.383731238.683798.36548400.06930.337021238.685037.04548400.09280.267711238.686275.72358800.17490.17494.3横向地震作用地震作用7度二类场地，地震动参数区划的特性周期分组按二组考虑，则，，采用底部剪力法计算。由于，因此考虑顶部附加地震作用，由，取。构造底部剪力为：顶点附加地震作用为：表4-2各层地震作用及楼层地震剪力53.619.01321.0025099.000.33670.4585.4643.615.41238.6819075.670.25653.67139.1333.611.81238.6814616.420.19641.09180.2223.68.21238.6810157.180.13628.51208.7314.64.61238.685697.930.07615.94224.674.4变形验算表4-3变形验算585.46548400.00163.64.4/100004139.13548400.00253.66.9/100003180.22548400.00333.69.2/10002208.73548400.00383.61.1/10001224.67358800.00634.61.4/1000层间相对弹性转角均满足的规定。4.5地震作用内力计算地震作用下构造内力计算简图如图所示，地震作用力沿竖向呈倒三角分布。内力计算也采用D值法，其计算过程如图和所示，其成果如图和所示图4-1：地震作用下剪力在各柱间分派（KN）图4-2：地震作用下反弯点及柱端弯矩求解4.6地震作用下梁端弯矩计算4.7地震荷载作用下梁端剪力计算4.8地震荷载作用下柱轴力计算图4-3：地震荷载作用下的框架弯矩图（M-KN.m）图4-4：地震荷载作用下的框架梁剪力图、柱轴力图（N-KN）第5章内力组合根据以上内力计算成果，即可进行各梁柱各控制截面的内力组合，其中梁的控制截面为梁端及跨中，每层共有九个截面。柱每层有两个控制截面，即柱顶和柱底。考虑框架梁端塑性变形内力重分布对梁端负弯矩乘以调幅系数进行调幅（只对恒载和活载下弯矩进行调幅），成果见下图5-1和图5-2。表5-1梁端调幅图5-1：恒荷载下经弯矩调幅后的梁弯矩图（M-KN.m）图5-2：活荷载下经弯矩调幅后的梁弯矩图（M-KN.m）表5-2C轴柱内力组合注：1，弯矩单位为KN.m，轴力单位为KN;2，为活荷载折减系数，1~2层取0.7,3~4层取0.85，5层取1.0,抗震调整系数偏压时取0.80。表5-3D轴柱内力组合注：1，弯矩单位为KN.m，轴力单位为KN;2，为活荷载折减系数，1~2层取0.7,3~4层取0.85，5层取1.0,抗震调整系数偏压时取0.80。表5-4E轴柱内力组合注：1，弯矩单位为KN.m，轴力单位为KN;2，为活荷载折减系数，1~2层取0.7,3~4层取0.85，5层取1.0,抗震调整系数偏压时取0.80。表5-5F轴柱内力组合注：1，弯矩单位为KN.m，轴力单位为KN;2，为活荷载折减系数，1~2层取0.7,3~4层取0.85，5层取1.0,抗震调整系数偏压时取0.80。表5-6柱剪力组合注：1，抗震调整系数受剪时取0.85；2，分别为柱的上下端顺时针或逆时针方向截面组合的弯矩设计值。表5-7框架梁内力组合注：1，地震调整系数，抗弯取0.75，抗剪取0.85。2,弯矩单位为KNm，剪力单位为KN。续表5-7框架梁内力组合注：1，地震调整系数，抗弯取0.75，抗剪取0.85。2,弯矩单位为KNm，剪力单位为KN。续表5-7框架梁内力组合注：1，地震调整系数，抗弯取0.75，抗剪取0.85。2,弯矩单位为KNm，剪力单位为KN。续表5-7框架梁内力组合注：1，地震调整系数，抗弯取0.75，抗剪取0.85。2,弯矩单位为KNm，剪力单位为KN。续表5-7框架梁内力组合注：1，地震调整系数，抗弯取0.75，抗剪取0.85。2,弯矩单位为KNm，剪力单位为KN。第6章梁柱截面配筋计算6.1梁的配筋计算6.1.1梁支座边缘截面的弯矩梁的主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，为梁内力组合表中支座轴线上的弯矩值；为对应组合的支座剪力；b为柱的支撑宽度，b=450mm。按上式的计算成果列于下表中。表6-1梁支座边缘弯矩计算6.1.2计算纵向受拉钢筋当梁下部受拉时，按T形截面设计。当梁上部受拉时按矩形截面设计，因此，DE跨按矩形截面计算。对于CD跨翼缘计算宽度按跨度考虑时，；按梁间距考虑时，；按翼缘高度考虑时，，不必考虑这种状况。故取。同理，EF跨。梁内纵向钢筋选HRB400级钢（），。对于CD跨属于第一类T形截面，同理EF跨梁也为第一类T形截面。表6-2框架梁配筋计算续表6-2框架梁配筋计算6.1.3梁斜截面受剪承载力计算以第五层为例由于对于CD、EF跨，由于故截面尺寸满足规定。梁端加密区箍筋取2肢8@100（），则加密区取0.95m，非加密区箍筋取2肢肢8@200。对于DE跨，由于梁端加密区箍筋取2肢8@100（），则加密区取0.65m，非加密区箍筋取2肢8@200。其他见下表表6-3框架梁配筋计算6.2柱的配筋计算6.2.1剪跨比和轴压比计算表6-4柱的剪跨比计算表6-5柱的轴压比计算上表中，由表可知剪跨比均满足>2的规定，轴压比均满足不不小于0.85的规定6.2.2计算柱的纵向受力钢筋柱的纵向钢筋均采用HRB400级钢筋，其抗拉和抗压设计值fy，fy’都为360N/mm2。C轴底层（）且受拉区与受压区各配316，两侧中间各配116所有纵向钢筋配筋率，满足规定。表6-6框架柱配筋计算续表6-6框架柱配筋计算6.2.3柱斜截面受剪承载力计算C轴底层（）由剪跨比取。故该层柱应按构造配筋。柱端加密区的箍筋选用3肢10@100，加密区长度1.0m。有上表知C轴底层轴压比n=0.23，查《混凝土构造设计规范》表11.4.17可得箍筋最小配箍特性值，则最小配箍率取加密区位置及长度满足规范规定。非加密区按规范配箍筋3肢10@200。表6-7框架柱斜截面受剪承载力计算6.2.4框架梁柱节点核芯区截面抗震验算以底层D轴节点为例。由节点两侧梁的受弯承载力计算节点核芯区的受剪设计值，因节点两侧梁不等高，计算时取两侧梁的平均高度，即，剪力设计值剪压比计算由于，取，满足剪跨比规定。节点受剪承载力节点核芯区的受剪承载力按下式计算，其中N取二层轴力和两者中较小值，故取。节点取配箍为3肢10@100，则节点满足受剪承载力规定。其他节点验算如下表6-8框架梁柱节点核芯区截面抗震验算第7章基础计算7.1确定埋深由于地质承载力较大，采用柱下独基，考虑季节冻土深度及经济条件等规定确定基础埋深d=1.5m。7.2确定地基承载力特性值根据任务书中地质勘察资料，e=0.73,Il=0.25,粉质粘土，查得ηb=0.3，ηd=1.6。基础埋深范围内地基土的加权平均重度γm为：先假设基础宽度b≤3m，经深度修正后的地基承载力特性值ƒa为：7.3C轴基础计算7.3.1初定C轴基础底面积和地基承载力计算基础顶部的荷载原则值：先按中心荷载作用，估算A0考虑偏心荷载不利影响，加大基础底面积10%取，基础宽度不不小于3m。基础及上覆土自重：基底抵御矩：基底边缘最大与最小应力：验算基础底面应力：a、，安全。b、，安全。下无软弱土层，无需进行软弱下卧层验算。7.3.2基础高度先假设基础高度h=0.8m，M=11.64KNm，N=1969.72KN，V=82.99KN。基底静反力=由h=0.8m查表得用C40的混凝土h取600m7.3.3冲切验算则则，安全。7.3.4配筋计算纵向基础底板每1m配筋面积采用16@150实际每1m配筋为横向基础底板每1m配筋面积采用16@150实际每1m配筋为F轴基础荷载与C轴基础相近，采用C轴配筋。7.4D、F轴联合基础设计7.4.1初定D轴基础底面积和地基承载力计算基础顶部的荷载原则值：先按中心荷载作用，估算A0考虑偏心荷载不利影响，加大基础底面积10%取，基础宽度不不小于3m。由于走廊柱子间距2.4m，D轴基础与E轴基础碰撞形成联合基础。D轴：C轴：先按中心荷载作用，估算A0考虑偏心荷载不利影响，加大基础底面积10%取，基础宽度不不小于3m。基础及上覆土自重：基底抵御矩：基底边缘最大与最小应力：验算基础底面应力：a、，安全。b、，安全。下无软弱土层，无需进行软弱下卧层验算。7.4.2基础高度先假设基础高度h=0.60m，M=10.36KNm，N=2396.78KN，V=96.06KN。基底静反力7.4.3冲切验算则，安全。7.4.4配筋计算纵向基础底板每1m配筋面积采用16@150实际每1m配筋为横向基础底板每1m配筋面积采用16@150实际每1m配筋为第8章现浇板设计计算8.1内力计算选用卫生间现浇板为计算现浇板，，，，因按双向板计算。混凝土强度等C30，fc=14.3N/mm2；钢筋强度HRB400，fy=360N/mm2。恒荷：10KN/m2活荷：2.5KN/m2设计原则值：8.1.1跨中弯矩M1是在(g+q/2)荷载作用下，按四边固定计算出跨中弯矩；M2是在q/2荷载作用下按四边简支计算出跨中弯矩；跨中最大弯矩M=M1+M2。有查按弹性理论计算双向板系数表得8.1.2支座弯矩按四边固定计算出支座弯矩，查按弹性理论计算双向板系数表得则8.2配筋计算8.2.1跨中配筋按双向最大弯矩配筋,配筋8@200（AS=246mm2）8.2.1支座配筋按双向最大弯矩配筋,配筋10@150（AS=523mm2）第9章楼梯计算9.1AT1踏步宽b=270mm，踏步高h=163.5mm，则cos=0.517，梯板厚120mm，混凝土强度等级C30，钢筋强度HRB400.9.1.1梯板荷载计算梯板自重面层自重抹灰梯板恒载梯板活载梯板荷载设计值9.1.2平台板荷载计算梯平板自重面层自重抹灰梯板恒载梯板活载梯板荷载设计值9.1.3梯板配筋计算梯板跨度跨中弯矩：混凝土强度等C30，fc=14.3N/mm2，钢筋强度HRB400fy=360N/mm2.配筋10@1509.1.4梯梁配筋计算梯梁计算250300，跨度l02=3.6m。荷载计算：梯板及平台板传来荷载梯梁自重1.2楼梯荷载设计值配筋计算：跨中弯矩：最大剪力：配筋318。斜截面承载力计算：故可按构造规定配置箍筋。9.1.5平台板配筋计算平台板跨度l03=1.40+b/2+h/2=1.585m.跨中弯矩：配筋8@200。9.2AT2踏步宽b=280mm，踏步高h=163.5mm，则cos=0.505，梯板厚120mm，混凝土强度等级C30，钢筋强度HRB400。9.2.1梯板荷载计算梯板自重面层自重抹灰梯板恒载梯板活载梯板荷载设计值9.2.2平台板荷载计算梯平板自重面层自重抹灰梯板恒载