【《世纪金融商务区1号办公楼设计》12000字（论文）】

世纪金融商务区1号办公楼设计摘要依据任务书要求，毕业设计题目为：世纪金融商务区1号办公楼设计。采用层高为3.3米的钢筋混架结构形式，本设计主楼层数为3层，根据规范查的地区抗震设防烈度为六度，拟定设计地震分组为第Ш组，设计基本加速度值为0.05倍的g值。基本气温最高33℃，最低-7℃。基本风压为0.60kN/m2，基本雪压为0.20kN/m2，水文地质概况：最高地下水位-3.0m，常年地下水位-3.6m，无腐蚀性，土壤最大冻结深度0.5m。混凝土采用等级为C30级别的普通混凝土，钢筋采用设计强度为360Mpa的HRB400级,本设计采用柱下单独设置独立基础形式支撑上部建筑。本设计计算单元选用一榀框架进行结构计算和结构配筋验算，总体分为建筑设计与结构设计两部分。建筑设计主要是建筑的布置，功能的确定，区域的划分以及与当地的自然环境是否相协调。结构设计主要是各个内力的计算，确定板传荷载，计算梁端弯矩，计算柱端荷载以及初步拟定基础尺寸和各种配筋的计算。弯矩分配法进行计算梁端弯矩，D值法进行风荷载计算，用底部剪力法进行抗震设计计算等。本设计规范环保，符合新时代“绿色发展”要求。关键词：框架结构；建筑设计；结构设计；荷载计算目录TOC\o"1-2"\h\u737前言 4127821建筑设计 551281.1毕业设计目的 582281.2任务依据 592221.3设计要求 585601.4出图 6186692结构设计 76322.1办公楼说明 7225942.2总体布置和简图 7226132.3线刚度和侧移刚度 9311612.4竖向荷载计算 11324842.5竖向荷载图 1322552.6框架竖向荷载下的内力计算 16241862.7结构水平荷载计算 2810612.8内力组合 38236302.9截面设计与配筋 442042.10基础计算 5013076结论 532278致谢 547587参考文献 55前言通过毕业设计，考察了我们大学四年来所学的基础及专业知识，以及对知识的掌握程度，考察了毕业生的综合分析的能力，培养了学生独立工作的能力和认真的工作态度，用大学四年的所学所读自行设计，为大学生活画上了一个完美的句号，同时给人生添加了一抹亮丽的色彩，为以后的学习生活奠定基础。本次毕业设计的题目是：世纪金融商务区1号办公楼设计。在建筑设计方面，我们要对建筑所在地区特点以及建筑物的功能定位，来进行拟建建筑的各种平面设计。要求平面布置合理，布局对称，分区明确，与自然协调且符合现行价值观和环保理念。在结构设计方面，我们要对多层钢筋混凝土结构房屋的结构进行初步定型，内力计算与配筋计算，并且绘制出结构施工图等，以及了解抗震概念设计的思路和相关要求，大胆进行创新，做到在周围建筑中鹤立鸡群，成为当地的标志性建筑。本次毕业设计内容合乎规范，计算认真精准。对office、AutoCAD、天正等软件的使用也更加得心应手，在老师的指导下以及同学的帮助下经过自己的计算完成了本次世纪金融商务区1号办公楼设计的设计，由于自身学有不足，此次设计出现的问题在老师和同学指正后一定仔细研究，吃一切长一智，力求往后工作生活中不会再出现此类问题。1建筑设计1.1毕业设计目的依据现有知识独立完成设计任务，为以后的工作做好准备，同时复习大学四年的知识和各种办公软件的操作，努力让自己变成新时代土木工作者的接班人。1.2任务依据1.2.1设计条件本次设计的任务是在世纪金融商务区1号办公楼设计办公楼。由设计任务书要求气温：基本气温最高33℃，最低-7℃。查阅规范得知青岛莱西地区基本风压为0.60kn/mm2，50年一遇基本雪压最大值为0.2km/mm2；经现场勘测发现本地区地势基本平坦，无需大型填挖土方且地下没有电缆管道埋设，周围交通便利，方便施工车辆出入，大型混凝土浇筑时间初步选在夜间，避免打扰周围居民的正常工作生活。1.2.2总平面布局底层平面图：办公用房，公共用房，服务用房，一楼大厅，楼梯间，配电室，男女厕所，储物室以及门卫室。标准层（含顶层）平面图：办公用房，公共用房，服务用房，会议室，楼梯间，储物室，保洁室以及男女厕所。1.3设计要求1.3.1办公楼总布局本次设计建筑总体方位为坐北朝南，出入口布置合理，布局均匀，平面设计理念正确，分区与人流交叉合理，满足办公楼使用要求，办公楼南面采光，冬暖夏凉，满足青岛市当地的消防要求。场地地势平坦，无软弱下卧层，地面粗糙度类别为B级，满足持力要求。1）整个办公楼平面布置以方便办公人员和师生出入为主，避免出现人流交叉造成拥堵现象，同时在设计时要考虑特殊人群的需求，建立特殊通道以满足建筑物功能要求。2）办公用房，服务用房，会议室，公共用房和其他区域既要分区明确又要联系方便，做到经济适用，功能完善。3）各楼层功能齐备，布置合理，符合新时代“绿色建筑”理念与周围环境相适应。1.3.2办公楼交通设计1）停车场置应设置在办公楼的背阴面，确保不会在该区域造成拥挤而造成交通堵塞，给办公人员造成不便，影响正常的秩序。2）对于办公楼的楼梯，应根据办公楼的人流量、层数来设计，确保人员走动流畅不拥堵，楼梯休息平台的宽度不应低于国家规范规定宽度,楼梯间应就近设置，醒目易观察，方便不利情况发生是办公楼内的人员快速从就近的楼梯逃生。3）根据防火抗震要求，底层的紧急逃生门不能低于3个，各个房间出入门的位置要尽可能分散，方便人员出入不至于拥挤。员工出入办公楼应单独设置员工通道，便于工作。4）办公楼的楼梯间应严格按照该地区的消防规定确定的制度执行，不能随意堆放杂物，给上下楼的人员带来不便，从而导致火灾，地震发生时造成不必要的损失。5）本设计世纪金融商务区1号办公楼设计所用的楼梯方案初步采用为双跑楼梯（左右应急楼梯）和多跑楼梯（办公楼主楼梯）。1.3.3办公楼选址1）世纪金融商务区1号办公楼设计的场地选址经专业勘测队勘测后确定，现场地基土满足设计要求，素填土，粉质粘土以及更深的花岗岩强化带满足办公楼的承重要求。2）办公楼设计基地的选址一定严格符合当地城市有关部门和国家制定的规范要求，另还需满足建筑物的使用功能要求。3）办公楼设计的基地选址不仅要避开校园公共活动地段，还要考虑地下设置的管道及相关基础设施，避免施工带来的不必要损坏。4）对办公楼抗震设计地基选择要符合国家有关规范和抗震设计规范规定。1.4出图平面图内容：1）平面建筑物设计总说明：1张，机出。2）基础平面布置图，1:100，机出。3）基础配筋详图1：30，机出。4）标准层梁，柱平法施工图，标准层楼板配筋图，1：100，机出。5）屋面梁平法施工图，屋面楼板配筋图，1：100，机出。6）一榀框架结构施工图1：100，机出。2结构设计2.1办公楼说明2.1.1计算依据1)严格依据毕业设计任务书。2)严格按照学校规定和现行国家规定，严格遵循当地和国家的建筑行业相关规定。2.1.2办公楼基本信息1）本次毕业设计的题目为：“世纪金融商务区1号办公楼设计”。2）建筑面积：约3150.72m2，首层占地面积约为：1050.24m2，世纪金融商务区1号办公楼设计主体层数为3层，楼面为不上人屋面。其中底层层高为4.250米，其他各层层高均为3.300米，世纪金融商务区1号办公楼设计建筑总高度为10.85米。3）世纪金融商务区1号办公楼设计室内外高差0.500m，室外地面标高为-0.500m。2.1.3初选结构1）办公楼设计设计采用钢筋混凝土现浇整体式框架结构。2）办公楼设计的墙体采用200mm绿色环保混凝土材料。2.1.4气候条件气候条件：基本气温最高33℃，最低-7℃。2.1.5地理参数1）该地区的抗震设防烈度六度，依据任务书设计地震分组为第三组，当地设计地震加速度值为0.05倍的g值，场地类别为Ⅲ类。2）办公楼设计地区水文地质情况：最高地下水位线为-3.000m,当地常年地下水位线为-3.600m,查的有关资料显示为无腐蚀性，该地区的土壤的最大冻土厚度为0.500m。3)工程地质概况：表2.1计算过程各土层力学指标参数汇总层号岩土层名称（）模量（）容重（）厚度（）1素填土－－17.80.82粉质粘土180/f6.5/E19.83.63中砂220/f15/E20.24.04花岗岩强风化带980-22.04.32.2总体布置和简图2.2.1初步选型世纪金融商务区1号办公楼设计结构选型的基本原则是功能明确，荷载传力直接，经济适用，安全绿色。办公楼采用钢筋混凝土现浇框架结构。2.2.2框架布置世纪金融商务区1号办公楼设计结构形式确定后，需要进一步进行梁，柱，墙等构件的布置，构件布置基本原则为：各种荷载传力直接，各个构建受力明确；荷载在一榀框架计算单元简图简中大小合理，确保后面的配筋计算不会出现超筋梁或少筋梁；初步设计结构应对称合理，避免后期造成地基不均匀沉降；最后就是施工方便，经济合理。2.2.3构建截面尺寸估值1、:A-B、D-C、B-C跨L0=8m,H=（1/8~1/12)L0=1000~667mm取H=600mmB=(1/2~1/3)H=300~200mm取B=300mm2）纵向框架梁计算单元3轴L0=7m,H=(1/8~1/12)L0=875~500mm取H=600mmB=(1/2~1/3)H=300~200mm,取B=300mm3）横向次梁L0=8mH=(1/8~1/12)L0=1000~667mm取H=600mmB=(1/2~1/3)H=300~200mm取B=300mm框架柱截面尺寸1/B30，1/H25，故柱截面B×H=500mm×500mm框架板截面尺寸2≤8/3≤3，计算单元内的板宜采用双向板设计计算：3500/35=100mm，取110mm，顶层板厚取120mm；2≤6/2.5≤3，计算单元内的板宜采用双向板设计计算：3200/35=91.4mm，取110mm。2.2.4设计简图图2.1一榀框架计算简图2.3线刚度和侧移刚度2.3.1梁柱计算其中中框的架梁计算公式为,办公楼梁和柱均采用采用C30混凝土浇筑，混凝土弹性模量为EC=3.0×107kN/m2,线刚度计算公式如下：I0=(m4)，I=表2.2BC轴框架梁截面特征层数混凝土强度梁跨编号截面宽（m）截面高（m）梁跨（m）混凝土弹性模（MPa）线刚度（）相对线刚度1--4C30BC0.30.63.2300001012502.14表2.3AB（BC）轴框架梁截面特征层数混凝土强度梁跨编号截面宽(m)截面高（m）梁跨（m）混凝土弹性模（MPa）线刚（kNm）相对线刚度1--4C30AB0.30.68.0030000405000.86C30CD0.30.68.0030000405000.86表2.4各层柱截面特征层数混凝土强度柱编号截面宽（m）截面高（m)柱高（m）混凝土弹性模量（MPa）线刚度（kNm）相对线刚度1C30底柱0.500.504.2530000367640.782--4C30其余柱0.500.503.3030000473481框架梁柱相对线刚度如下图所示图2.2框架梁柱相对线刚度2.3.2结构侧移D值表2.5横向各层柱的D值计算2-4层首层构件A0.860.30156251.100.5212701B3.000.60313043.850.7418074C3.000.60313043.850.7418074D0.860.30156251.100.52127012.4竖向荷载计算2.4.1恒载标准值1）办公楼不上人屋面恒荷载：找平层：水泥12mm（1:3）保温层荷载：矿渣水泥80厚防水层：30厚C20细石混凝土防水+三毛四油铺石子找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆结构层：现浇钢筋混凝土板120mm抹灰层：12mm混合砂浆总计：2）各层走廊水磨光地面：结构层：现浇混凝土110mm抹灰层：12mm厚混合砂浆总计:3）标准层楼面荷载楼面装修荷载：结构层：现浇混凝土110mm抹灰层：12mm厚混合砂浆总计:4)主梁、次梁截面尺寸：梁自重：抹灰层：12mm厚混合砂浆计：5）结构基础梁自重截面尺寸：梁自重：总计：6）框架柱截面尺寸柱自重：抹灰层：12厚混合砂浆总计:7）各类墙重计算A.外纵墙自重a.标准层纵墙：折角凸窗：墙面涂料：总计:b.底层纵墙：折角凸窗：墙面涂料：总计:B.内纵墙自重a.标准层纵墙：水泥粉刷墙泥：总计：b.底层纵墙：内墙涂料：两侧18mm抹灰：总计:C.横墙自重a.标准层横墙：折角凸窗：两侧水泥粉刷20厚抹灰：总计:b.底层横墙：折角凸窗：两侧水泥粉刷20厚抹灰：总计:2.4.2活载标准值计算：1)办公楼不上人屋面荷载为：0.5kN/㎡，办公楼楼面活荷载为：2.0kN/㎡，办公楼各层走廊荷载为：2.5kN/㎡。2）=屋面活荷载与风、雪荷载不同时考虑，只考虑与较大荷的共同作用。2.5竖向荷载图2.5.1板传荷载图图2.3计算单元双向板荷载传递图（mm）1）一榀框架A-B轴框架梁的荷载计算（C-D轴框架梁荷载同AB轴）办公楼顶层楼面板传荷载计算如下：（根据双向板的公式进行计算）顶层楼面恒荷载：6.31×1.75m×[1-(1.75/8)×2+(1.75/8)]×2=20.10顶层楼面活荷载：0.5×1.75m×[1-(1.75/8)×2+(1.75/8)]×2=1.59办公楼楼面板传荷载计算如下：标准层楼面恒荷载：4.05×1.75m×[1-(1.75/8)×2+(1.75/8)]×2=12.90标准层楼面活荷载：2.0×1.75m×[1-(1.75/8)×2+(1.75/8)]×2=6.37框架梁自重：3.94所以顶层楼所受荷载=梁自重+板传荷载=3.94+20.10=24.04标准层楼面梁所受荷载=梁自重+板传荷载+横墙自重=3.94kN/m+12.90kN/m+2.79kN/m=19.63kN/m活荷载=6.372）办公楼各层B-C轴间框架梁荷载计算如下：办公楼顶层板传荷载计算：顶层楼面恒荷载：6.31×3.2/2m×5/8×2=12.62顶层楼面活荷载：0.5×3.2/2m×5/8×2=1.00框架梁自重：3.94办公楼楼面板传荷载：标准层楼面恒荷载：3.60×3.2/2m×5/8×2=7.20标准层楼面活荷载：2.5×3.2/2m×5/8×2=5.00框架梁自重：3.94所以顶层梁所受荷载=梁自重+板传荷载=3.94+12.62=16.56活载=1.00kN/m标准层楼面梁所受荷载=梁自重+板传荷载=3.94+7.20=11.14活载=5.00kN/m3）各层A（D）轴柱所受集中荷载顶层女儿墙自重荷载计算：女儿墙墙高初步设置为1.200m,混凝土压顶尺寸0.100m0.5×(1.2×2+0.2)m+25×0.1×0.2+1.1m×0.2×5.5=3.01KN顶层柱恒荷载：=3.94kN/m×﹙7-0.5﹚m＋3.94kN/m×8m×2/4＋6.31kN/m×5/8×1.75m×3.5m×2＋3.01kN/m×7m＋6.31kN/m×1.75m×[1-(1.75/8)×2+(1.75/8)]×8m×2／4×2=188.47kN顶层柱活荷载：=0.5kN/m×1.75m×[1-(1.75/8)×2+(1.75/8)]×8m×2／4×2＋0.5kN/m×5/8×1.75m×3.5m×2=10.21kN标准层柱恒荷载：=3.00kN/m×(7-0.5)m＋4.05kN/m×5/8×1.75×3.5×2+4.05kN/m×1.75×[1-(1.75/8)×2+(1.75/8)]×8×2/4×2+3.94kN/m×（7-0.5）m＋3.94kN/m×8m×2/4=127.72kN标准层柱活荷载：=2.0kN/m×1.75m×[1-(1.75/8)×2+(1.75/8)]×8m×2/4×2＋2.0kN/m×5/8×1.75m×3.5m×2=40.79kN基础顶面恒荷载：=4.91kN/m×﹙7-0.5﹚m＋2.5KN/m×(7-0.5)m=48.17kN4)各层B（C）轴柱所受到的集中荷载计算如下顶层柱恒荷载：=6.31kN/m×5/8×1.75m×3.5m×2＋3.94kN/m×﹙7-0.5﹚m＋6.31kN/m×8m×2／4×2×1.75m×[1-(1.75/8)×2+(1.75/8)]＋3.94kN/m×8m×2/4＋6.31kN/m×3.2/2m×[1-(1.6/7)×2+(1.6/7)]×7m=237.91kN顶层柱活荷载：=0.5kN/m×8m×2／4×2×1.75m×[1-(1.75/8)×2+(1.75/8)]＋0.5kN/m×3.2/2m×[1-(1.6/7)×2+(1.6/7)]×7m＋0.5kN/m×1.75m×3.5m×2×5/8=15.586kN标准层柱恒荷载：=4.05kN/m×5/8×1.75m×3.5m×2＋4.91kN/m×(7-0.5)m＋4.05kN/m×1.75m×[1-(1.75/8)×2+(1.75/8)]×8m×2／4×2＋3.94kN/m×8m×2/4＋3.94kN/m×﹙7-0.5﹚m=155.90kN标准层柱活荷载：=2.0kN/m×1.75m×[1-(1.75/8)×2+(1.75/8)]×8×2/4×2＋2.5kN/m×3.2/2m×[1-(1.6/7)×2+(1.6/7)]×7m＋2.0kN/m×5/8×1.75m×3.5m×2=67.67kN基础顶面恒荷载：=2.5kN/m×(7-0.5)m＋7.39kN/m×3.5m=42.12kN2.5.2框架在竖向荷载下的受力图图2.3框架结构竖向内力汇总2.6框架竖向荷载下的内力计算2.6.1恒荷载1)计算公式：框架梁梁端弯矩：框架梁跨中弯矩：表2.6恒荷载弯矩二次分配0.2720.7280.2080.0780.7140.7140.0780.2080.7280.272偏心矩偏心矩偏心矩偏心矩0.00-128.20128.200.00-14.1014.010-128.20128.20034.8793.33-23.73-8.90-81.4781.538.9123.75-93.33-34.879.38-11.8746.66-3.0440.77-40.733.04-46.6611.88-9.380.681.81-17.55-6.58-60.2560.236.5817.55-1.82-0.6844.93-44.93133.58-18.52-115.05115.0418.53-133.5744.93-44.930.2140.2140.5730.1930.0720.0720.6620.6620.0720.0720.1930.5730.2140.2140.00-87.6587.650.00-3.133.130.00-87.6587.650.0018.7618.7650.22-16.31-6.09-6.09-55.9555.956.096.0916.31-50.22-18.76-18.7617.449.38-8.1625.11-4.45-3.0427.98-27.984.453.04-25.118.16-17.44-9.38-3.99-3.99-10.69-8.80-3.28-3.28-30.1830.183.283.288.8010.693.993.9932.2024.14-56.2787.65-13.82-12.41-61.2961.2913.8212.41-87.6556.27-32.20-24.140.2140.2140.5730.1930.0720.0720.6620.6620.0720.0720.1930.5730.2140.2140.00-87.6587.650.00-3.133.130.00-87.6587.650.0018.7618.7650.22-16.31-6.09-6.09-55.9555.956.096.0916.31-50.22-18.76-18.769.38-8.1625.11-3.0427.98-27.983.04-25.118.16-9.38-0.26-0.26-0.70-9.66-3.60-3.60-33.1333.133.603.609.660.700.260.2627.8718.50-46.2886.79-12.73-9.69-64.2464.2412.739.69-86.7946.28-27.87-18.509.25-4.844.84-9.252)参照公式：——框架梁对应的均布荷载产生的剪力计算公式。——框架梁对应的弯矩产生的剪力计算公式。表2.7由恒荷载与弯矩引起柱端剪力恒载层次AB跨BC跨CD跨AB跨BC跨CD跨396.1626.5096.16-11.111.10011.1-11.1278.5217.8278.52-3.923.92003.92-3.92178.5217.8278.52-5.065.06005.06-5.06表2.8恒荷载产生的柱端总剪力汇总恒载总的剪力层次385.06107.2626.526.5107.2685.06274.7082.3417.8217.8282.3474.70173.4683.5817.8217.8283.5873.463)框架柱轴力计算公式：表2.9恒荷载产生的柱端轴力恒载柱轴力N=V(梁端剪力)+P(节点集中力及柱自重)A轴B轴C轴D轴3273.63294.26371.67392.30371.67392.30273.63294.262477.05496.68647.79668.42647.79668.42477.05496.681677.23697.86905.09925.72905.09925.72677.23697.86各层弯剪轴内力图如下：图2.4恒荷载未调幅弯矩（单位kN·m）图2.5恒荷载调幅后弯矩（单位kN·m）图2.6恒荷载作用下的剪力（单位kN）图2.7恒载作用下的轴力（单位kN）2.6.2活荷载1)计算公式：框架梁端弯矩计算：框架梁跨中弯矩：图2.10活荷载弯矩二次分配上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱0.2720.7280.2080.0780.7140.7140.0780.2080.7280.272偏心矩偏心矩偏心矩偏心矩0.00-8.488.480.00-5.335.330-8.488.4802.316.17-0.66-0.25-2.252.250.250.66-6.17-2.319.38-0.333.09-3.041.12-1.123.04-3.090.33-9.38-2.46-6.59-0.24-0.09-0.830.830.090.246.592.469.22-9.2210.67-3.38-7.297.293.38-10.679.22-9.220.2140.2140.5730.1930.0720.0720.6620.6620.0720.0720.1930.5730.2140.2140.00-87.6587.650.00-3.133.130.00-87.6587.650.0018.7618.7650.22-16.31-6.09-6.09-55.9555.956.096.0916.31-50.22-18.76-18.761.159.38-8.1625.11-0.12-3.0427.98-27.980.123.04-25.118.16-1.15-9.38-0.51-0.51-1.36-9.63-3.59-3.59-33.0533.053.593.599.631.360.510.5110.4910.72-21.2025.04-10.4-10.62-4.044.0410.6210.37-25.0421.19-10.73-10.490.2140.2140.5730.1930.0720.0720.6620.6620.0720.0720.1930.5730.2140.2140.00-87.6587.650.00-3.133.130.00-87.6587.650.0018.7618.7650.22-16.31-6.09-6.09-55.9555.956.096.0916.31-50.22-18.76-18.769.38-8.1625.11-3.0427.98-27.983.04-25.118.16-9.38-0.26-0.26-0.70-9.66-3.60-3.60-33.1333.133.603.609.660.700.260.2611.668.10-19.7624.27-11.2-8.26-4.744.7411.278.26-24.2719.76-11.66-8.104.05-4.134.13-4.052)计算公式：梁端剪力计算公式-框架梁对应均布荷载产生的剪力计算公式：-框架梁端对应弯矩产生的剪力计算公式表2.11活荷载与弯矩引起的柱端剪力恒载荷载产生的剪力计算弯矩产生的剪力计算层次AB跨BC跨CD跨AB跨BC跨CD跨36.361.606.36-0.180.18000.18-0.18225.488.0025.48-0.490.49000.49-0.49125.488.0025.48-0.560.56000.56-0.56表2.12活荷载产生的柱端总剪力汇总恒载总的剪力层次36.186.541.601.606.546.18224.9925.978.008.0025.9724.99124.9226.048.008.0026.0424.92框架柱轴力计算公式：V--梁端剪应力P--节点集中力及框架自重表2.13活荷载产生的框架柱轴力汇总恒载A轴B轴C轴D轴316.3916.3923.7323.7323.7323.7316.3916.39282.1782.17125.37125.37125.37125.3782.1782.171122.89122.89227.18227.18227.18227.18122.89122.89各层弯剪轴内力图：图2.8活荷载未调幅弯矩（单位kN·m）图2.9活荷载调幅后弯矩（单位kN·m）图2.10活荷载产生的剪力（单位kN）图2.11活荷载产生的轴力（单位kN）2.7结构水平荷载计算2.7.1风荷计算1)办公楼风荷载标准值计算公式如下：=0.60kN/m2，当地地面粗糙度查的资料为为B类，由于,故，取值1.30.。表2.14均布风荷载标准值计算层次310.351.001.31.00.603.31.813.9227.051.001.31.00.603.33.318.0213.751.001.31.00.603.753.319.252)办公楼风荷载位移计算各层层间位移和顶层位移计算公式：层间弹性角位移计算公式为，依照相关规范，抗侧力框架各层间弹性角位移限值。表2.15横风产生的位移计算层次△/m/mθe=△ui/hi313.92939120.000113.923.31/10000218.02939120.000218.023.31/10000119.25615580.003119.253.751/1210从上表得知满足规范最大角位移。3)办公楼各层风荷载内力计算如下A层间反弯点位置计算公式：表2.16边框架柱反弯点位置层号（m）（m）33.30.860.350000.351.1623.30.860.500000.501.6514.251.100.630000.632.68表2.17中间柱反弯点位置层号（m）（m）33.33.00.450000.4523.33.00.500000.501.4914.253.850.490000.491.65B层间弯矩及框架柱剪力计算公式：框架柱剪力计算公式：j框架柱下端弯矩计算公式：框架柱上端弯矩计算公式：表2.18边柱弯矩及剪力计算层次h/m/kN1-y/my/m/kN·m/kN·m柱端总弯矩33.313.9293912156522.320.650.354.752.684.7523.331.9493912156525.320.500.508.788.7811.4614.2551.19615581270110.560.370.6316.8428.7025.62表2.19中间柱端弯矩及剪力计算层次kN/mkN/m/kN/my/mkN/mkN/m柱左弯矩kN/m柱右弯矩kN/m33.313.9293912313044.640.550.458.326.902.385.9423.331.94939123130410.650.50.517.5717.576.9917.4814.2551.19615581807415.240.510.4925.3024.2912.2530.62C框架梁端剪力和框架柱轴力计算公式如下：表2.20风载产生柱端轴力与梁端剪力汇总层梁端剪力/KN轴力/KNAB跨BC跨CD跨A轴B轴C轴D轴30.892.600.89-0.89-1.71-1.711.711.710.8922.307.652.30-3.19-5.35-7.065.357.063.1914.7313.404.73-7.92-8.67-15.738.6715.737.92注：轴力压力为-，拉力为+。风载产生的弯剪轴内力图：图2.12风荷载产生的弯矩图（单位kN·m）图2.13风荷载产生的剪力（剪力kN）图2.14风荷载产生的轴力（单位kN）2.7.2地震计算各层重力荷载计算：A第三层上半部分G3第三层女儿墙：第三层屋面：上半层墙重力计算：×=77.69kN横向框架梁重力代表值：纵向框架梁和次梁重力代表值：半层柱重力代表值：活荷载代表值：G3=恒载+梁自重+半层柱自重+半层墙自重+0.5雪荷载=0.5×64.75＋42.14＋817.15+77.69＋72.89＋236.40＋43.96＝1322.61kNB第二层上半部分+第三层下半部分：G2楼面重力代表值：上，下半墙自重：横向框架梁重力代表值：纵向框架梁和次梁重力代表值：上，下柱重力代表值：活荷载重力代表值：G2=恒载+墙自重+梁自重+柱自重+0.5雪荷载=534.24＋0.5×268.80＋155.38＋75.65＋236.40＋87.91＝1123.98kNC第一层上半部分+第二层下半部分G1：：上下半墙重力荷载代表值：纵向框架梁和次梁重力荷载代表值：：活荷载代表值计算：上下柱重力荷载代表值计算：G1=恒载+柱自重+梁自重+墙自重+0.5雪荷载=0.5×75.65＋534.24＋236.40＋155.38＋100.57＋268.80＝1236.64kN四层办公楼总重力荷载代表值累加得：地震重力荷载代表值计算简图如下：图2.14地震作用下的重力代表值自震周期按抗震设计取基本周期调整系数为0.6，基本周期T按下式计算上述计算公式中的为各层按弹性分析法所取得的各层重力代表值所在点的理想位移（m），抗震计算采用D值法计算如下：表2.21考虑地震作用横向顶点位移层次/kn/kn(N/mm)=/m31322.611322.61939120.0140.10021123.982446.59939120.0260.08611236.643683.23615580.0600.0603)地震产生的各楼层剪力此次设计采用底部剪力法。地震作用按六度Ⅱ类场地，地震分组取第三组计算，则，。由于T1=0.32s≤1.4Tg=0.63s，故不应考虑顶点附加地震作用。因为故办公楼框架结构总水平地震作用力计算：各层水平力计算公式为：表2.22各楼层地震剪力表2.22各楼层地震剪力层次（m）(m)（KN）33.310.851322.6114350.320.51163.9963.9923.37.551123.988486.050.30237.82101.8114.254.251236.645255.720.18723.42125.23图2.15水平地震剪力与层间剪力简图4)办公楼框架结构地震作用位移框架结构和的计算公式：=，同时计算各层间=表2.23层间位移计算层次层间剪力(N)层间刚度(N/mm)（mm）层高（m）363.99939120.6813.32.06×2101.81939121.0843.33.28×1125.23615582.0304.254.78×由上表得:满足≤h。5)地震作用产生剪力和弯矩A框架柱端弯矩及框架柱端剪力计算公式如下：框架柱端剪力：框架柱下端弯矩：框架柱上端弯矩：表2.24边柱弯矩及剪力计算层次h/m/kN/m/m/kN·m/kN·m柱端总弯矩33.363.99939121565210.670.650.3522.8912.3222.8923.3101.81939121565216.970.500.5028.0028.0040.3214.25125.23615581270125.830.370.6331.5453.7059.54表2.25中间柱弯矩及剪力计算层次kN/mkN/m/kN/m/mkN/mkN/m柱端左弯矩kN/m柱端右弯矩kN/m33.384.82939123130428.270.550.4549.7640.7114.2235.5423.3108.11939123130436.040.500.5059.4759.4728.6271.5614.25122.57615581807435.990.510.4960.5758.2034.3085.74B计算框架梁端剪力和柱轴力公式如下：表2.26各层水平地震产生框架柱轴力与框架梁端剪力层AB跨BC跨CD跨A轴B轴C轴D轴34.6415.554.64-4.64-10.91-10.9110.9110.914.6428.6231.318.62-8.62-22.69-33.3022.6933.308.62111.7337.5111.73-11.73-25.78-59.3825.7859.3811.73注：表中负值表示压力，正值表示拉力。内力图如下图所示：图2.16地震荷载产生的弯矩（单位kN·m）图2.17地震荷载产生的剪力（单位kN）图2.18水平地震荷载产生的轴力（单位kN）2.8内力组合各层框架梁和柱在竖向内力作用下，按弹性内力分析法考虑梁端塑性内力重分布，需要对梁端进行弯矩调幅，查的规范得知现浇框架梁弯矩调幅不得小于0.8且不得大于0.9.本设计弯矩调幅系数取0.85进行梁端调幅。计算内力前对各层柱最不利截面进行内力组合算出弯矩剪力以及轴力。框架梁支座边缘处的弯矩剪力计算公式如下：2.8.1不考虑地震作用1.恒荷载起控制作用的内力组合计算公式：2.活荷载起控制作用的内力组合计算公式：2.8.2考虑地震作用表2.27框架梁支座边缘处的弯矩和剪力汇总表层次截面恒载内力活载内力地震内力风载内力柱轴线处柱边缘处柱轴线处柱边缘处柱轴线处柱边缘处柱轴线处柱边缘处MVMVMVMVMVMVMVMV均布恒载均布活载柱宽3A42.4485.0621.1873.047.846.184.755.3922.894.6420.574.644.750.894.310.8924.041.590.5Bl113.5107.359.9186.699.076.545.805.7514.224.6411.904.642.380.891.940.8924.041.590.5Br97.7926.584.5418.226.201.65.401.1035.4415.627.6715.64.762.603.462.616.5610.5Cl97.7926.584.5418.226.201.65.401.1035.4415.627.6715.64.762.603.462.616.5610.5Cr113.5107.359.9186.699.076.545.805.7514.224.6411.904.642.380.891.940.8924.041.590.5D42.4485.0621.1873.047.846.184.755.3922.894.6420.574.644.750.894.310.8924.041.590.52A47.7874.7010.4364.8918.0224.995.5321.840.328.6236.018.6211.412.3010.262.319.636.370.5Bl74.582.3433.3372.5321.2825.978.3022.828.628.6224.318.626.992.305.842.319.636.370.5Br52.118.8242.6913.256.208.002.205.5071.5631.355.9131.317.487.6513.667.6511.1450.5Cl52.118.8242.6913.256.208.002.205.5071.5631.355.9131.317.487.6513.667.6511.1450.5Cr74.582.3433.3372.5321.284.8518.71.6728.628.6224.318.626.992.305.842.319.636.370.5D47.7874.7010.4364.8918.0224.995.5321.840.328.6236.018.6211.412.3010.262.319.636.370.51A39.3473.4620.6163.6516.8024.928.1721.759.5411.753.6811.725.624.7323.264.7319.636.370.5Bl73.7783.5831.9873.7720.6326.047.6122.934.3011.728.4411.712.254.739.894.7319.636.370.5Br54.617.8245.6912.254.038.000.035.5085.7437.566.9937.530.6213.4023.9213.411.1450.5Cl54.617.8245.6912.254.038.000.035.5085.7437.566.9937.530.6213.4023.9213.411.1450.5Cr73.7783.5831.9873.7720.6326.047.6122.934.3011.728.4411.712.254.739.894.7319.636.370.5D39.3473.4620.6163.6516.8024.924.3421.759.5411.753.6811.725.624.7323.264.7319.636.370.5表2.28办公楼内力基本组合表（AB梁）层次截面位置内力恒载SGK活载SQK左风SwK右风SwK左震SEhK右震SEhK考虑地震荷载作用γRE活载起控制作用左震右震1.3SGK+1.5SQK+1.5ψWSWKγRE｛1.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEhKγRE｛1.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEhK左风右风3层左M21.184.754.31-4.3120.57-20.5738.6430.6841.261.140.75N85.066.18-0.890.89-4.644.64119.03120.6784.7995.040.85中M0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.85右N-59.915.80-1.941.94-11.911.90-70.98-67.39-62.91-39.710.75V-86.69-5.75-0.890.89-4.644.64-122.14-120.50-96.48-86.230.852层左M10.438.3010.26-10.336.01-36.0135.4916.5348.23-21.990.75V74.7021.70-2.302.30-8.628.62127.53131.7977.7496.790.85中M72.3831.31-2.242.24-5.855.85138.99143.1373.5384.940.75右M-33.33-8.30-5.845.84-24.324.31-61.18-50.38-57.43-10.030.75V-72.53-22.7-2.302.30-8.628.62-130.52-126.27-95.10-76.050.851层左M20.618.1723.26-23.353.64-53.6460.5417.5674.5245-30.07350.75V63.6521.704.73-4.7311.70-11.70119.67110.9288.918563.06150.85中M77.0032.25-6.696.6912.62-12.6282.2986.7586.11771.5080.75右M-31.987.61-9.899.89-28.428.44-39.30-21.02-53.08652.37150.75V-77.33-22.9-4.734.73-11.711.70-139.25-130.51-103.4841-77.62710.85表2.29办公楼内力基本组合表（BC梁）层次截面位置内力恒载SGK活载SQK左风SwK右风SwK左震SEhK右震SEhK考虑地震荷载作用γRE活载起控制作用左震右震1.3SGK+1.5SQK+1.5ψWSWKγRE｛1.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEhKγRE｛1.2(SGK+0.5SQK)+1.3SE左风右风3层左M84.545.403.46-3.4627.67-27.7121.2114.8105.4951.540.75N18.221.10-2.600.89-15.6015.6022.9326.161.9136.380.85中M0.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.85右N84.545.403.46-3.4627.67-27.7121.2114.8105.4951.540.75V18.221.10-2.600.89-15.6015.6022.9326.161.9136.380.852层左M42.692.2013.66-13.6655.91-55.971.4246.1893.92-15.100.75V13.285.507.65-7.6531.31-31.332.5818.4550.95-18.250.85中M-33.30.200.000.000.000.00-43.0-43.0-29.88-29.880.75右M42.692.2013.66-13.6655.91-55.971.4246.1893.92-15.100.75V13.285.507.65-7.6531.31-31.332.5818.4550.95-18.250.851层左M46.540.0323.92-23.9267.0-67.082.6538.44107.21-23.420.75V12.255.5037.50-37.5013.4-13.458.83-10.530.1070.4930.85中M40.342.370.000.000.000.0056.0056.0037.437.40.75右M46.540.0323.92-23.9266.99-67.082.6538.44107.21-23.420.75V12.255.5037.50-37.5013.40-13.458.83-10.530.120.490.85表2.30办公楼内力基本组合表（取底层柱）层次截面位置内力恒载SGK活载SQK左风SwK右风SwK左震SEhK右震SEhK考虑地震荷载作用γRE活载起控制作用左震右震1.3SGK+1.5SQK+1.54ψWSWKγRE｛1.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEhγRE｛1.2(SGK+0.5SQK)+1.3SE左风右风3层上M49.939.224.75-4.7522.89-22.8983.1374.3580.9230.340.85N273.6316.39-0.890.894.64-4.64379.48381.13292.59282.330.85V-24.89-5.972.25-2.2510.67-10.67-39.23-43.39-15.66-37.860.8下M32.2010.712.68-2.6812.32-12.3260.4055.4551.9224.690.85N294.6816.39-0.890.894.64-4.64406.85408.49314.06303.810.85V-24.89-5.972.25-2.2510.67-10.67-39.23-43.39-15.66-37.860.82层上M24.0110.498.78-8.7828.00-28.0055.0638.8460.78-1.100.85N477.0582.17-3.193.198.62-8.62740.47746.37538.02518.970.85V-15.72-9.235.32-5.3216.97-16.97-29.37-39.20-1.87-37.170.8下M27.8711.668.78-8.7828.00-28.0061.8345.6165.313.430.85N495.6882.17-3.193.198.62-8.62764.69770.59557.03537.980.85V-15.72-9.235.32-5.3216.97-16.97-29.37-39.20-1.87-37.170.81层上M46.288.1016.84-16.831.54-31.5448.8145.5586.1916.490.85N677.23122.89-7.927.9211.73-11.731057.421072.05766.41740.490.85V-8.38-5.2610.72-10.7-20.0620.06-8.88-28.69-31.4310.290.8下M9.254.0528.70-28.753.70-53.7044.62-20.3870.84-47.840.85N697.86122.89-7.927.9211.73-11.731384.231457.70787.45761.530.85V-8.38-5.2610.72-10.7-20.0620.06-8.88-20.59-31.4310.290.82.9截面设计与配筋查阅混凝土结构设计规范（2015年版）GB50010-2010得知C30混凝土强度设计参数为,,。本设计采用的HRB400钢筋强度设计值为2.9.1框架柱1.框架柱轴压比底层柱最大轴力值从前表查得：由底层框架柱轴压比公式算得：可知轴压比计算满足规范规定。2.框架柱截面尺寸验算取,因为,满足。3.框架柱正截面受弯承载力验算办公楼框架柱分别承受正负弯矩，所以柱的配筋设置为对称配筋。0.518=1）底层B轴柱大小偏压判断：因为,判断底层柱为大偏压轴心受力构件，从前表查的选用弯矩和轴力的最不利组合：M=48.81kN·m,N=1057.42kN底层柱的计算长度，=144.36>115.38因为M1/M2=0.42，需要考虑柱的二阶效应由计算公式,取1.0，,取0.826柱的偏心距计算:由规范得知取20mm与=16.67mm的最大值为20mm算出考虑二阶弯矩后的弯矩值为=63.29㎜=故按最小配筋率和构造要求计算框架柱得钢筋用量最小配筋率计算：本毕业设计采用得混凝土等级为C30，小于C50，所以最小配筋率得系数取值如下：经计算最小配筋率取2）选取第二组最不利内力：进行配筋验算==144.36>115.38M1/M2=0.287，需要考虑二阶效应。由计算公式,取1.0，取0.756柱得偏心距计算:取20mm和1/30b=16.67mm得大值20mm考虑二阶效应后的跨中弯矩计算为二阶偏心距计算得==1072.05×1000/(1.0×1