1、 北京新时代办公楼设计- 1 -北 京 新 时 代 办 公 楼 框 架 结 构 设 计全套图纸，加 153893706专业： 土木工程姓名： 学号： 指导教师： 北京新时代办公楼设计- 2 -目 录第一部分：工程概 况 .4第二部分：结构计 算单元确定及框架侧移刚度的计算 5第三部分：荷 载计算 .7第四部分：水平荷载 作用下框架结构的内力和侧移计算 14第五部分：竖向 荷载作用下框架结构的内力计算 .20第六部分：截 面设计 38第七部分：楼板 设计 54第八部分：楼 梯设计 57第九部分：框架 变形验算 60第十部分：基 础设计 66第十一部分：科技资料翻译 .71第十二部分：设计心得 8
2、2参 考资料： .84北京新时代办公楼设计- 3 -前 言毕业设计是大学继续教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程 ,是对大学期间所学专业知识的全面总结。本组毕业设计题目为北京新时代办公楼框架结构设计 。在毕设前期，我温习了结构力学 、 钢筋混凝土 、 建筑结构抗震设计等知识，并借阅了抗震规范 、 混凝土规范 、 荷载规范等规范。在毕设中期，我通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计并积极请教指导老师。特别是毕业设计期间工作比较忙，在毕业设计方面存在的一些问题没有及时的处理。在毕设后期，主要进行设计手稿的电脑输入，并得到老师和同学
3、们在毕设中的指导批正，使我在自我所学的基础上完成了任务，在此表示衷心的感谢。毕业设计的将近三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进行内力组合的计算时，进一步了解了Excel、Word。在绘图时熟练掌握了 AutoCAD，以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。2006 年 12 月北京新时代办公楼设计- 4 -内容
4、摘要本设计主要进行了结构方案中典型横向框架的抗震设计。在确定框架布局之后，先进行了重力荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力） 。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力， 是找出最不利的一组或几组内力组合。 选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计。完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。关键词： 框架 结构设计 抗震设计第一部分：工程概况1.1 毕业设计概况建筑地点：北京市建筑类型：六层综合办公楼，框架填充墙结构。建筑概况
5、：建筑面积约 7000 平方米，室内外高差 450mm，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构，楼板厚度取 120mm，填充墙采用蒸压白砂砖砌块。门窗使用：门厅大门采用钢门，其它为木门，门洞尺寸为1.5m2.5m，窗为铝合金窗，洞口尺寸为 1.5m2.1m，和1.2m1.8m地质条件：根据设计任务说明地震设防烈度为 8 度。地基承载力标准值为 200KN/M2。结构概况:结构体系框架结构,基础为柱下独立基础,基础混凝土 C20,其余混凝土为 C30.北京新时代办公楼设计- 5 -第二部分：结构计算单元确定及框架侧移刚度的计算柱网与层高：本办公楼采用柱距为 6.0m 的内廊式小柱网，边跨为 6.
6、0m，中间跨为 2.7m，层高取首层为 4.5m,其余为 3.3m，如下图所示： 290810元606014760A310292BCDL1Z2360606045660376060609166012314147066356AB2CD框架结构承重方案的选择：竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经梁框架柱，再由框架柱传至地基。根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本办公楼框架的承重方案为横向框架承重方案，这可使横向框架梁的截面高度大，增加框架的横向侧移刚度。框架结构的计算简图：北京新时代办公楼设计- 6 -147060LZA30450260CBD33060147L60元A2ZB梁、柱、板截
7、面尺寸的初步确定：1、梁截面高度一般取梁跨度的 1/12 至 1/8。本方案取1/106000=600mm，截面宽度取 6001/2=250mm，可得梁的截面初步定为 bh=250*600。楼板取 120mm，楼梯板及休息平台板为 100mm,平台梁 250400。2、框架柱的截面尺寸梁截面尺寸（mm）北京新时代办公楼设计- 7 -横梁（bh）混凝土等级 AB 跨、CD 跨 BC 跨 纵梁（bh）C30 250600 250400 250600柱截面尺寸（mm）层次 混凝土等级 bh1-6 C30 6006001.横梁线刚度 i b的计算：类别Ec（N/mm 2）bh（mmmm）I0（mm 4
8、）l（mm）EcI0/l（Nmm）2EcI0/l（Nmm）AB 跨、CD 跨3.0104 250600 4.50109 6000 2.251010 4.501010BC 跨 3.0104 250400 1.33109 2700 1.481010 3.3410102.柱线刚度 i c的计算：I=bh 3/12层次 hc（mm） Ec（N/mm2）bh（mmmm）Ic（mm 4）EcIc/hc（Nmm）1 4500 3.0104 600600 1.081010 7.210102-6 3300 3.0104 600600 1.081010 9.821010第三部分：荷载计算1.恒载计算（1）屋面框架
9、梁线荷载标准值：20 厚 1：2 水泥砂浆找平 0.02200.4 KN/m 2北京新时代办公楼设计- 8 -100-140 厚（2找坡）膨胀珍珠岩 (0.10+0.14)/270.80 KN/m 2120 厚现浇钢筋混凝土楼板 0.12253 KN/m 215 厚石灰抹底 0.015160.24 KN/m 2屋面恒载 3.98 KN/m 2边跨框架梁自重 0.250.6253.75 KN/m梁侧粉刷 2（0.60.1）0.02170.34 KN/m中跨框架梁自重 0.250.4252.5 KN/m梁侧抹灰 2（0.40.1）0.02170.204 KN/m因此，作用在顶层框架梁上的线荷载为g
10、6AB! =g6cd1= 4.09KN/mg6BC= 2.704 KN/m(2)楼面框架梁线荷载标准值25 厚水泥砂浆面层 0.02520 0.5 KN/m 120 厚现浇钢筋混凝土楼板 0.12253 KN/m15 厚板底石灰抹底 0.015160.24 KN/m楼面恒载 3.24 KN/m边跨框架梁及梁侧粉刷 4.09 KN/m边跨填充墙自重 0.25（3.3-0.6）19=12.825 KN/m墙面粉刷 （3.3-0.6）0.02217=1.836 KN/m中跨框架及梁侧粉刷 2.704 KN/m因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为gAB! =gcd1=18.75 KN/mgBC1=2.
11、704 KN/mgAB2 =gcd2=19.44 KN/mgBC2=8.748 KN/m(3)屋面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重 0.250.6625=22.5 KN粉刷 0.02（0.6-0.1）2617=2.04 KN1.2m 高女儿墙 1.260.2519=34.2 KN粉刷 1.20.022617=4.896 KN连系梁传来屋面自重 0.560.563.98=35.82 KN顶层边节点集中荷载 99.46 KN中柱连系梁自重 0.250.6625=22.5 北京新时代办公楼设计- 9 -KN粉刷 0.02（0.6-0.1）2617=2.04 KN连系梁传来屋面自重 0.5（6+6
12、-2.7）1.353.98=24.98 KN0.563.983=35.82 KN顶层中节点集中荷载 85.34 KN(4)楼面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重 22.5 KN粉刷 2.04 KN钢窗自重 21.21.80.45=1.944 KN窗下墙体自重 0.250.85(6-0.5)19=22.2 KN粉刷 20.020.855.517=3.179 KN窗边墙体自重 0.25 (6-21.2-0.5)1.819=26.51 KN粉刷 23.11.8170.02=3.79 KN框架柱自重 0.50.63.325=24.75 KN粉刷 1.70.023.317=1.907 KN连系梁传来楼
13、面自重 0.560.563.24=29.16 KN中间层边节点集中荷载 137.98 KN中柱连系梁自重 22.5 KN粉刷 2.04 KN内纵墙自重 6（3.3-0.6）20.2519=153.9 KN粉刷 62.720.0217=11.02 KN扣除门洞重加上门重 -2.10.8(5.24-0.2) =-16.93 KN框架柱自重 24.75 KN粉刷 1.907 KN连系梁传来楼面自重0.5(6+6-2.7)1.353.24=20.34 KN0.561.53.24=14.58 KN楼面活荷载计算p6AB =p6CD=1.56=9 KN/m北京新时代办公楼设计- 10 -p6BC=1.52
14、.7=4.05 KN/mp6A=p6D=331.5=13.5 KNp6B=p6C=0.59.31.351.5+0.25661.5=9.42+13.5=22.92 KNpAB=pCD=1.56=9 KN/mpBC=22.7=5.4 KN/mpA=pD=331.5=13.5 KNpB=pC=0.59.31.352+0.25662=12.56+18=30.56 KN2.风荷载计算风压标准值计算公式为 W= z. s. z.W0因结构高度 H30m ，可取 z1.0；对矩形平面 z=1.3;可查荷载规范，当查得的 z1.0 时，取 z1.0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：风
15、荷载计算：层次 z s Z(m) z W0(K0.55N/m) A(m2) Pw(kN)6 1.0 1.3 21 1.25 0.55 9.9 8.855 1.0 1.3 17.7 1.18 0.55 19.8 16.714 1.0 1.3 14.4 1.10 0.55 19.8 15.573 1.0 1.3 11.1 1.01 0.55 19.8 14.302 1.0 1.3 7.8 1 0.55 19.8 14.301 1.0 1.3 4.5 1 0.55 23.4 16.733. 地震作用计算因本办公楼为长方形布置柱网，纵向柱网使得整体纵向刚度较大，仅考虑水平地震对横向柱网影响即可。采用剪
16、力法计算水平地震作用力，为求基底剪力，先要计算结构各楼层的总重力代表值。总重力荷载统计3.1 顶层总重力荷载 1203 KN结构板 0.12（662+3.16）9.06 KN北京新时代办公楼设计- 11 -柱 0.250.6122.725121.5 KN梁 0.25（242+9.12 ）0.625248.25 KN墙 （126-120.6）2.7+（3.12-40.6）2.71.52.13-0.82.121.22.121.52.130.2519 =750.12 KN门 （1.52.13+0.82.12）5.2467.12 KN窗 （1.22.12+1.52.13 ）0.456.54 KN3.2
17、 六层总重力荷载代表值 18089 KN屋面 3.9881.114.7=4744 KN结构板 0.1281.114.725+0.0281.114.7173385 KN梁 250.50.25（81.1130.6）411.414+0.30.25（2.7-0.6）14251467 KN柱 0.60.63.325641900 KN墙 （452+29.4）3.3-1.21.8511.51.85-0.82.1490.2519 6106 KN门 0.82.1495.24431 KN窗 （1.21.851+1.51.85）0.4556 KN3.3 五层总重力荷载代表值 17207 KN楼面 3.2481.11
18、4.73862 KN结构板 0.1281.114.725+0.0281.114.7173385 KN梁 250.50.25（81.1130.6）411.414+0.30.25（2.7-0.6）14251467 KN北京新时代办公楼设计- 12 -柱 0.60.63.325641900 KN墙 （452+29.4）3.3-1.21.8511.51.85-0.82.1490.2519 6106 KN门 0.82.1495.24431 KN窗 （1.21.851+1.51.85）0.4556 KN3.4 四层总重力荷载代表值 17207 KN楼面 3.2481.114.73862 KN结构板 0.1
19、281.114.725+0.0281.114.717=3385 KN梁 250.50.25（81.1130.6）411.414+0.30.25（2.7-0.6）14251467 KN柱 0.60.63.325641900 KN墙 （452+29.4）3.3-1.21.8511.51.85-0.82.1490.2519 6106 KN门 0.82.1495.24431 KN窗 （1.21.851+1.51.85）0.4556 KN3.5 三层总重力荷载代表值 17207 KN楼面 3.2481.114.73362 KN结构板 0.1281.114.725+0.0281.114.717=3385
20、KN梁 250.50.25（81.1130.6）411.414+0.30.25（2.7-0.6）14251467 KN柱 0.60.63.325641900 KN墙 （452+29.4）3.3-1.21.8511.51.85-0.82.1490.2519 6106 KN门 0.82.1495.24431 KN窗 （1.21.851+1.51.85）0.4556 KN3.6 二层总重力荷载代表值 17207 KN楼面 3.2481.114.73362 KN结构板 0.1281.114.725+0.0281.114.717=3385 KN北京新时代办公楼设计- 13 -梁 250.50.25（81
21、.1130.6）411.414+0.30.25（2.7-0.6）14251467 KN柱 0.60.63.325641900 KN墙 （452+29.4）3.3-1.21.8511.51.85-0.82.1490.2519 6106 KN门 0.82.1495.24431 KN窗 （1.21.851+1.51.85）0.4556 KN3.7 一层总重力荷载代表值 19812 KN楼面 3.2481.114.73362 KN结构板 0.1281.114.725+0.0281.114.717=3385 KN梁 250.50.25（81.1130.6）411.414+0.30.25（2.7-0.6）
22、14251467 KN柱 0.60.64.525642592 KN墙 （452+29.4）4.5-1.22.1511.52.15-0.82.5490.2519 8510 KN门 0.82.1495.24431 KN窗 （1.22.151+1.52.15）0.4565 KN北京新时代办公楼设计- 14 -G2 170KN 98346 895各层重力荷载代表值结构自振周期采用经验公式T1=0.22+0.035H/B1/3式中 H 为结构总高；B 为结构宽度。即 T1=0.22+0.035（53.3+4.5）/14.7 1/3=0.52 S设防烈度 8 度，由抗震规范查得水平地震影响系数最大值 ma
23、x=0.16 按近震类场地取 Tg0.2，则地震影响系数 1(T g/T1)0.9 max=(0.2/0.52)0.90.160.067结构总重力荷载为 GE=107932KN由基底剪力法计算公式：FEK 总 1Geq= 10.85GE=0.067 0.851079326.110 3KN本办公楼结构共有 14 榀框架共同承受水平地震力，则每一榀框架承受的基底剪力为 FEK= FEK 总 /14=6.1103/14=439KN因 T1 0，说明 xal，则x=（V A+alq2/2）/（q 1+q2）可得跨间最大正弯矩值：Mmax=MA+VAx-（q 1+ q2）x 2/2+alq2（x-al/3）/2若 VA0，则 Mmax=MA2）V A= -（M A+MB）/l+q 1l/2+q2l/4x 可由下式解得： V A=q1x+x2q2/l
