摘 要

我的毕业设计中所采取的结构是现浇钢筋混凝土框架结构。它具有空间分隔灵活、自重轻、有利于抗震、节省材料、具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点。这次设计的目的是为了运用学过的知识，在老师的指导下完成一个包括建筑方案和结构方案，结构计算，建筑施工图和结构施工图的绘制，以及经济技术分析的一个完整的设计任务，从而让我们通过设计了解建筑设计的一般过程，掌握建筑设计的全部内容，同时也可以培养我们综合运用基础理论和基本技能的能力，分析和解决实际问题的能力。本设计为荣盛集团办公楼设计，主体结构为六层框架结构，包括建筑设计和结构设计两部分。建筑设计包括建筑的平面图，立面图和剖面图。结构计算内容有荷载计算，内力计算，内力组合，截面计算，基础设计等几个方面。

关键词：钢筋混凝土 框架结构设计 抗震设计 基础

Abstract

The struction of the building I designed is cast-in-place reinforced concrete frame structure. The purpose of this design is aimed at make the best use of the specialized knowledge learn in university. Having refered to library, network and other existing resources,I finished of building constrution and structure construction drawings which includes building scheme , construction plan , structure caculation and a complete design assignment that is on the ground of economical technique analysis. We learned the general process of architectural design from the assignment, the entire contents of the construction design, at the same time can also develop our comprehensive ability to apply the basic theories, basic skills and abilities to analyze and solve practical problems.This set of design for the city is a comprehensive office building .design is a five-floors of frame structure.,including design of two parts of the architectural . Architectural design includes floor plan, elevation, section, as well as the construction drawing, content of structure calculation load calculation, internal force calculation, internal force combination, cross section calculation of foundation design.

Keywords: Structure design；Framework；Seismic design；Foundation

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 I

第1章 绪论 1

1.1 建筑方案论述 1

1.2 结构设计论述 3

第2章 结构方案设计 5

2.1 设计总说明 5

2.1.1 设计依据 5

2.1.2 设计概述 5

2.1.3 结构说明 5

2.1.4 各部分建筑构造 5

2.2 结构方案设计 6

2.2.1 设计规模 6

2.2.2 场地条件 6

第3章 荷载计算 8

3.1 荷载汇集及截面尺寸的选取 8

3.1.1 框架柱 8

3.1.2 框架梁 8

3.1.3 材料情况 8

3.2 荷载汇集 9

3.2.1 恒载 9

3.2.2 活荷载 10

3.3 计算简图及层数划分 11

3.4 各层重力荷载代表值计算 12

第4章 水平地震作用下的框架内力分析 18

4.1 层间侧移刚度计算 18

4.1.1 梁线刚度 18

4.1.2 柱线刚度计算 19

4.1.3 柱侧移刚度计算 19

4.2 水平地震作用层间地震剪力和弹性位移的计算 20

4.2.1 结构基本自振周期计算 20

4.3 水平地震作用下框架柱剪力和弯矩（采用D值法） 24

4.4 水平地震作用下梁端弯矩 27

4.5 水平地震作用下的梁端剪力和柱轴力 28

第5章 风荷载作用下框架内力分析 30

5.1 自然条件 30

5.2 风荷载计算 31

5.3 风荷载作用下框架柱剪力和弯矩 32

（采用D值法，取中框架计算） 32

5.4 风荷载作用下梁端弯矩计算 34

5.5 风荷载作用下的梁端剪力和柱轴力计算 34

第6章 竖向荷载作用下框架内力分析 36

6.1 竖向荷载计算 36

6.1.1 恒荷载 36

6.1.2 活荷载 37

6.2 计算简图 38

6.4 内力分配系数 39

6.5 梁端剪力 48

6.5.1 恒载作用下梁端剪力 49

6.5.2 活载作用下梁端剪力 50

6.6 柱轴力和剪力 52

第7章 内力组合及控制截面处内力计算 56

7.1 内力组合 56

7.1.1 内力组合计算 56

7.1.2 横梁内力组合 62

7.2 柱子内力组合及调整 72

7.2.1 内力组合 72

7.2.2 内力调整 89

7.3 最不利内力确定 95

第8章 框架配筋计算 98

8.1 框架梁配筋计算 98

8.1.1 截面尺寸 98

8.1.2 材料强度 98

8.1.3 配筋率 98

8.1.4 框架梁正截面受弯承载力计算 99

8.1.5 框架梁斜截面受剪承载力计算 107

8.2 框架柱配筋计算 110

8.2.1 截面尺寸 110

8.2.2 材料强度 110

8.2.3 框架柱正截面受压承载力计算 110

8.2.4 框架柱斜截面受剪承载力计算 122

第9章 现浇板配筋计算 127

9.1 荷载计算 127

9.2 配筋计算 127

9.2.1 A板（四边固定板） 127

9.2.2 B板（四边固定板） 128

第10章 板式楼梯设计 130

10.1楼梯设计 130

10.1.1 板厚确定 130

10.1.2 荷载汇集（取1m宽板带计算） 130

10.1.3 截面配筋 131

10.2 平台板计算 131

10.2.1 荷载汇集 131

10.2.2 截面配筋 132

10.3 平台梁设计 133

10.3.1 荷载汇集 133

10.3.2 截面配筋 133

第11章 基础设计 135

11.1基础内力计算 135

11.1.1地基修正后的承载力特征值 135

11.1.2确定基础的地面尺寸 136

11.1.3内力计算 136

11.1.4冲切承载力验算 139

11.2基础的配筋计算 140

参考文献 141

结 论 143

致谢 144

第1章 绪论

1.1 建筑方案论述

本次毕业设计的题目为河北省荣盛集团办公大楼。建筑场地条件良好，建筑面积5000平方米左右，层数6层。结构形式采用钢筋混凝土框架结构，依据指导老师提供的资料和自己所查到的资料以及各种设计规范规程进行方案设计。

首先考虑到建筑的抗震性和其他因素，办公楼的布置主入口方向朝北。建筑的平面布置成对称形式最为合理。

由于办公楼建筑的使用功能和外观形式的要求，一栋办公楼中应该有不同的区域负责不同的内容，有传达室、办公室、娱乐区、收发室等不同的房间，布局应该合理，符合道路流通和便利走向。

房间的布置，其中尽量把一些重要的房间放在比较适合的位置，而楼梯、卫生间等可安放在北朝向。每个房间的尺寸不同也决定了所在位置的不同。房间内的设施摆放也很重要，并考虑到框架结构的均匀布置，柱网布置变化不宜较大，要与房间尺寸协调好，尽量使结构布置均匀对称，以尽量减少偏心，从而提高抗震性。根据设计规范和一些通则确定房间的长宽比和房间的跨度，同时要考虑楼梯的疏散距离的要求，两个楼梯和电梯的位置需要根据布局合理设计，保证人流疏散和流通安全可靠。房间高度要根据门窗的面积合理设计，满足采光要求，各层层高均为3.9米。

采光以及通风，在端部采光走廊满足要求的同时两边房间门上均做亮子以加强走廊采光，选择门窗的型号和门窗的位置时要考虑空气流通的影响，保证通风。

在建筑设计的过程中特别注意的是楼梯部分。第一点，楼梯是公共建筑中较为显著的部分，应有良好的装饰性。第二点，两部楼梯之间的距离不能太远，符合疏散的要求。楼梯的宽度应满足疏散人群的要求，楼梯的净高、坡度和踏板的宽度、踏步的高度都应满足疏散人群和使用功能的要求。最后确定楼梯的形式时应考虑不同高度的楼梯对出入的方便性，比较不同的楼梯形式之后确定。

建筑设计中，卫生间可以设置在采光要求不高的位置，同时要考虑要方便整层楼的宿舍的要求，本次设计中，卫生间选择布置在走廊两边房子的端部，综合来看比较合适。

最后经过多次修改，经指导老师对方案的调整最终敲定的方案为建筑设计的基本方案。

房间布局：

考虑不同的房间功能不同，在结构布置中需要发挥不同的作用和连接性：

①主要功能房间尽量布置在办公楼的阳面。

②卫生间可以在办公楼的阴面布置，保证通风性和隐蔽性，上下对齐布置，方便穿管。

1.2 结构设计论述

房屋的建筑方案确定后，开始考虑结构上的计算。结构形式上我根据任务书的要求采用了钢筋混凝土框架结构。

框架结构体系是由梁柱结构体系组成的。它的荷载传递方式是先由屋面板传递荷载给次梁，再由次梁传递给主梁，主梁继续传递给框架柱，然后传给基础，最后传入地基。梁与柱按固接计算连接，柱子与基础固接。规则的结构布置可以增加抗震性。

在框架的空间受力上，柱必须有足够的刚度。但就单柱来说，其空间抗弯能力较小，为改变其整体受力性能，柱子和水平体系是固接的，整体性加加强是因为有转动约束。水平部分体系将起到联系梁的作用，它可以阻止各个独立悬臂柱顶部的转动，并使顶部与底部相互反向弯曲，这就是框架作用。柱弯曲是向相反方向的，改善了每根柱的受力性能，使每根柱像两根短柱那样，弯曲在每根柱的反弯点位置。不仅改善了轴向作用下的抗弯能力，还减少了水平荷载作用下的变形。对于框架而言，它的轴力弯矩大小以及总变形量很大程度上取决于柱抗弯刚度在总体抗弯作用下的比例。其中梁与柱之间的刚度比大于等于4：1时，可以近似于完全框架作用，此时水平作用下反弯点位置将只在柱高的中央，柱子一半长度的所承担的只是全部弯矩的一半，弯矩的其余部分则由柱中轴力抵抗。此时柱的变形将是完全悬臂作用的四分之一。经过理论分析可知，提高总体上的受力性能需要多层框架柱。实际分析中增加柱或梁有利于整体性的加强。

D值法一般用来计算地震荷载水平作用，它是由反弯点修正得来的。改进后考虑到梁的线性刚度影响柱的侧移刚度，并且反弯点位置随柱梁的线刚度比变化而变化。在竖向荷载作用分析中，出于计算简便，受力明确而采用弯矩二次分配法，这样计算比较好。内力组合采用抗震设计组合方式，进行框架结构的不利内力计算。在柱子组合内力作用时，地震作用的影响和风荷载的影响都需要考虑进去。在计算框架柱配筋时，要考虑三种不利内力组合，以确定其最不利内力组合形式。在基础设计时，对中间柱联合基础，要考虑柱子的三种内力组合作用下对基础作用，并要分析地震作用下地震作用方向的变化，以及竖向荷载的柱子基底反力的影响。在楼梯设计时，宜将平台梁作用设置梁上柱而避免形成短柱，对于框架柱受力将会不利。

根据以上的分析进行计算，并完成本次设计。

第2章 结构方案设计

2.1 设计总说明

2.1.1 设计依据

（1）毕业设计任务书。

（2）国家规定的现行相关设计规范。

2.1.2 设计概述

本次设计的题目为“沈阳市方圆公司办公楼”；

建筑面积：5000m²，共六层，各层层高为3.9m。

室内和室外的高差为0.45m，室外地面标高为-0.450m。

2.1.3 结构说明

本工程为钢筋混凝土现浇框架结构。外墙300mm厚空心砖，内墙200mm厚空心砖；楼梯间墙、女儿墙为120mm钢筋混凝土现浇墙。

本工程抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组。

2.1.4 各部分建筑构造

1.屋面

保护层20厚1：3水泥砂浆

改性沥青防水层

20mm厚1:3水泥沙浆找平层

80mm厚GRC增强水泥聚合苯复合保温板

焦渣找坡层（最薄处30mm厚）

120mm厚钢筋混凝土楼板

20mm厚板下抹灰

2.楼面

20mm厚水磨石地面

100mm厚钢筋混凝土板

20mm厚混合沙浆抹灰

3.厕所

面砖地面

50mm厚防水沙浆

100mm厚钢筋混凝土板

20mm厚混合砂浆抹灰

2.2 结构方案设计

2.2.1 设计规模

本工程为永久性建筑，位于河北省内，总建筑面积5000平方米左右，楼内设有两部电梯和两个楼梯。

2.2.2 场地条件

自然条件

基本雪压：0.50kN/m²，基本风压：0.55 kN/m²

地质条件如表2-1

表2.1 地质条件表

注 1）地下水未见，表中给定土层深度由自然地坪算起。

2）建筑场地所在地区的标准冻深（天然地面以下）为1.2m。

3）结构环境类别为二b类（基础部分）和一类（其余部分），地面粗糙度为B类。

4）建筑场地类别为Ⅱ类，场地土的特征周期为0.35s。

（2）材料情况

非承重空心砖；M5等级的砂浆；

混凝土：C20（基础）、C30（梁、板）、C40（柱）

纵向受力钢筋：HRB400级；箍筋：HPB235级钢筋

（3）抗震设防要求

设防基本烈度为7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.10g。

（4）结构体系：现浇钢筋混凝土框架结构。

（5）施工：梁、板、柱均现浇。

第3章 荷载计算

3.1 荷载汇集及截面尺寸的选取

3.1.1 框架柱

根据轴压比公式初步估定柱截面尺寸：

N/fcbh≤0.9（三级框架）（框架柱的负荷面积内每平米按12—14 kN/m²初估）

N=1.25×一根柱子的单层负荷面积×层数

N=1.25×13.5×7.8×5.11×5=3363kN

Agt;=N/0.9f_c=33 63×1000/0.9/14.3=261305mm²

选定柱截面尺寸： b_c×h_c=500×500mm

3.1.2 框架梁

h=（1/8～1/12）L；取h=700mm

b=（1/2～1/2.5）h；取b=300mm

选定横向框架梁截面尺寸为：b×h=300×700mm

选定横向次梁截面尺寸为：：b×h=200×400mm

选定纵向框架梁截面尺寸选定为：b×h=300×700mm

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