1、设计摘要本设计为某单位综合办公楼，建筑面积为 4388.93 平方米,本工程为四层钢筋混凝土框架结构，建筑物总高度为 15.40m，层高为 3.6m。建筑物防火等级为二级，抗震设防烈度为 7 度，抗震等级为三级。经过比较，本工程选用横向、纵向梁承重。在进行结构设计时，按横、纵向框架进行分析，内力计算考虑了以下三种荷载作用，即与水平地震荷载组合的等效重力荷载作用下的内力、水平地震荷载作用下的内力计算和恒载与活载作用下的内力。进行截面抗震设计时，遵循的设计原则是：“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点强锚固” ，且满足构造要求。全套图纸，加 153893706Design AbstractThe gradu
2、ation project is a lab building .The total area of architectural is about 4388.93m, this enginer is a four-layers masonry in-full frame, it is 15.40m high,Layer14,3.6m.The degree of fire resistant the building is three stage, and the anti-seismic garrison is 7stage.After compared, the weight is assu
3、med by the across wise and longitude frame. Bingcalculting the structure ,the structure is lacked as wise and frame system and analysised ,and we consider the action come from three loads ,which are horizontal earthquake load ,dead and live load , and equal effect gravity load compose of horizontal
4、earthquake load.Considering the design of cross-section anti-seismic ,we adhere to the desion principle is “stranger column and weaker beam, stranger shear force and weaker bending, stranger anchorage” , and the crossing-section must meet the demand of construction.第一篇 建筑设计说明一、设计资料：设计题目：天津市某单位综合办公楼
5、设计原始依据（资料）：（一）自然条件1. 工程地质条件：类场地2. 抗震设防：7 度3. 防火等级：级4. 建筑物类型：乙类5. 基本风压：W0=0.5KN/m2。 6. 基本雪压：S0=0.40KN/m27 楼面活荷：2 KN/m2（二）建筑物层数与层高1. 层数：4 层2. 层高：3.6 m（三）参考资料1.建筑制图统一标准2.建筑结构制图标准3.建筑地基基础设计规范4.建筑结构荷载规范5.建筑抗震设计规范6.混凝土结构设计规范7.建筑抗震设计教材8.钢筋混凝土结构教材9.地基与基础设计教材二、工程概况：1、工程名称：天津市某单位实验楼2、建筑地点：天津市市区3、设计资料：（1）总建筑面积
6、 4388.93m（2）建筑层数 4 层 层高 首层 5.05m 标准层 3.6m总建筑高度 15.400m（3）采用钢筋混凝土框架结构（4）建筑平面和剖面见附图（5）该工程所处地区地震基本烈度 7 度，场地土类三、建筑方案评价1. 总平面设计：（1）基地选择：实验楼的基地应选在交通和通讯方便的地段，应避开产生粉尘、煤烟、散发有害物质的场所和储存有易燃、易爆品地段。应符合城市规划布局，选在市政设施比较完善的地段。（2）总平面布置与各类用房关系：总平面布置应考虑环境与绿化设计。办公建筑的主体部位宜有良好的朝向和日照。建筑基地内应设停车场，或在建筑物内设停车库。在同一基地内办公楼与宿舍楼共建，或建
7、造一办公用房为主的综合楼，应根据使用功能不同，安排好主体建筑与附属建筑的关系，做到分区明确、布局合理、互不干扰。2. 建筑平面图设计：（1）办公室：包括普通办公室和专业办公室。应有良好的朝向和自然通风。普通办公室设计单间式大空间式，大空间办公室在布置吊顶筋的通风口、照明、火设施等时，应尽可能为自行分割或装修创造条件。普通办公室每人使用面积不应小于 3.5 平方米，单间办公室净面积不宜小于 10 平方米。（2）会议室：会议室根据使用人数和桌椅设置情况确定使用面积，会议厅所在数和安全出口的设置等应符合防火规范的要求。（3）值班室：据使用要求设置。专用接待应靠近使用部门、行政办公建筑的群众来接待室依
8、靠近主要出入口。（4）打字室：光线充足，通风良好，避免日晒（5）资料室：资料室应光线充足，通风良好，避免阳光直射和眩光。（6）卫生间：公共卫生间距离最远的工作房间不应大于 50 米，应尽量布置在建筑的次要面或朝向较差的一面。卫生间应设前室内宜设置洗脸盆，按 40 人一具设置。卫生间应有天然采光和不向临室对流的直接自然通风。（7）开水间：应根据办公室建筑层数和当地饮水习惯中或分层设置开水间。开水间宜直接采光和通风。3. 构造要求：（1）楼梯设计应符合防火规范规定；（2）主要楼梯应设于入口附近；（3）位置要明显；（4）走道宽度应符合防火规范规定；（5）应注意走道的采光要求；（6）走道过长时，应考虑
9、增加采光口或在走道端部开窗，尽量减少在个房间的内墙上开设高窗；（7）门的最小宽度应根据入流通行和建筑防火而定；公室门洞口宽度不应小于 1 米，宽度不应小于 2 米。天然采光房间窗的面积大小由房间采光系数决定。第二篇 结构设计说明一、结构选型1. 结构体系选择本设计为四层综合办公楼，建筑总高度为 15.40 米，本工程可选用钢筋混凝土框架结构、砖砌体结构。但由于会议室开间较大且有宿舍等其他用房，需要结构布局结构灵活，根据规范粘土砖不再被使用，故而不采用多砌体结构方案。由于本工程为低层建筑，若采用框架剪力墙结构，费工费时，且相当不经济，故不采用框架剪力墙结构。该建筑物开间较大，有规律，要求布局灵活
10、，柱间摆设简单。同时考虑，建筑物处于 7 级地震区，应进行抗震设计，故选用框架结构。2.主体选择全现浇现浇式框架结构的全部构件需要在现场整体浇筑，整体性和抗震性好，能较好的满足使用要求，且采用的墙体为混凝土砌块填充墙，不参与抗震，所以采用全现浇式框架结构。3.确定承重体系该建筑选择框架结构体系，纵、横两个方向的跨度比Lo2 / Lo1 = 7200/ 6000 =1.2=1.1*N/Fc=1.12268000N/14.3N/m=417mm,增大 20%40% 故取 b=500mm梁截面尺寸及混凝土强度等级 横梁（bxh）层次2-41混凝土强度等级C30C30AB 跨、CE 跨 BC 跨2506
11、00 250400250600 250400纵梁（bxh）250700250700次梁（bxh）250500250500（3）板厚设为 100 毫米3. 钢筋保护层厚度（1）楼板保护层厚度取 30 毫米（2）柱保护层厚度取 40 毫米（3）梁保护层厚度取 40 毫米4. 钢筋接头（1）柱内纵向钢筋均采用焊接接头，接头位置分为两个断面，每次接头筋为全部钢筋的 50%。焊接接头应作拉伸试验。（2）梁内钢筋当 d22 时均采用焊接接头，d1.4Tg=0.49s 需考虑顶部附加地震作用结构总水平地震作用标准值Fek=1Geq=0.0790.8539800=2672.57KN n=0.08T1+0.07
12、=0.1146 Fn=nFek=0.11462672.57=306.28KN(1- n);EKniFGH1质点 I 的水平地震作用标准值，楼层地震剪力及楼层层间位移计算过程见下表各质点水平地震作用及楼层地震剪力计算表层数Gi(KN)Hi(m)Gi Hi G iHi EKiiFVi(KN)Di(KN/m) Ue(m)4 10100 15.85 160085 1229.13 1229.13 575460 0.0023 9200 12.25 112700 648.36 1877.49 575460 0.0032 9600 8.65 83040 477.99 2355.48 575460 0.0041
13、 10900 5.05 55045410870317.08 2672.56 575460 0.0083）验算框架层间弹性位移首层： Ue/H=0.008/5.05=0.001571/550= 0.00182 (满足)二层： Ue/H=0.004/3.6=0.00111/550 (满足 )同理，三、四层均满足4）水平地震作用下框架内力计算水平地震作用下框架柱剪力和柱端弯矩标准值柱 层D（KN/m） DViikK y0M 下（KN*m）M 上（KN*m）4 11292 0.0196 24.09 0.78 0.35 30.35 56.373 11292 0.0196 36.80 0.78 0.44
14、58.29 74.192 11292 0.0196 46.17 0.78 0.45 74.80 91.42边柱1 7512 0.0222 59.33 1.09 0.64 191.75 107.864 17481 0.030 36.87 1.54 0.43 57.07 75.663 17481 0.030 56.32 1.54 0.45 91.24 111.512 17481 0.030 70.66 1.54 0.45 114.47 139.91中柱1 9336 0.028 74.83 2.16 0.55 207.84 170.05梁端剪力及柱轴力标准值地震作用下横向框架弯矩图（KNm）AB 跨
15、梁端剪力 BC 跨梁端剪力 柱轴力层 L(m)MEl(KN*m)MEr(KN*m)VE（KN ）L(m)MEl(KN*m)MEr(KN*m)VE（KN）边柱（kn）中柱（kn）4 6 56.37 38.08 15.91 2.4 37.58 37.58 31.32 15.91 15.413 6 104.54 84.85 31.57 2.4 82.97 82.97 69.14 47.48 52.982 6 149.71 116.35 44.34 2.4 114.80 114.80 95.67 91.82 104.311 6 182.66 143.21 54.31 2.4 141.31 141.31
16、 117.76 146.13 167.76地震作用下框架梁端剪力及柱轴力 （单位：KN ）(二) 纵向框架1梁、柱线刚度计算框架梁的线刚度计算框架柱的线刚度计算2.柱的侧移刚度 D24 层部位 截面bh跨度l（m）Ic（10 -3m4）Ib（10 -3m4）kb=EbI/lb（ 104knm）边柱 0.250.7 3.6 7.15 10.72 8.93中柱 0.250.7 7.2 7.15 14.3 5.96层位 截面bh层高h（m）Ib（10 -3m4）kb=EbI/lb（ 104knm）1 0.50.5 5.05 5.21 3.1024 0.50.5 3.6 5.21 4.34D cbk2
17、 k2)/(12mKNhkDc中柱（8 根） 3.43 0.632 25397中柱（24 根） 2.75 0.579 23267边柱（8 根） 2.06 0.507 20374D=432353首层D cbk k25.0)/(12mKNhkDc中柱（8 根） 4.81 0.780 11378中柱（24 根） 3.85 0.744 10853边柱（8 根） 2.88 0.693 10109D=9245763纵向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算1）纵向自振周期计算纵向框架顶点位移计算层位 Gi(KN) （iKN）iD(KN/m)(m)iiGUiiU4 10100 10100 924576 0.
18、0109 0.15523 9200 19300 924576 0.0209 0.14432 9600 28900 924576 0.0301 0.12341 10900 39800 432360 0.0921 0.0921T1=1.7 =1.70.7 =0.469sU15.0s，所以不必考虑顶部附加地震力49469.0gTS2） 水平地震作用标准值和楼层地震剪力计算各质点水平地震作用及楼层地震剪力计算表层数Gi(KN)Hi(m)Gi Hi G iHi EKiiFVi(KN)Di(KN/m) Ue(m)4 10100 15.85 160085 1216 1216 924576 0.0013 92
19、00 12.25 112700 856 2072 924576 0.0022 9600 8.65 83040 631 2703 924576 0.0031 10900 5.05 55045410870418 3120 924576 0.0073）验算框架层间弹性位移首层： Ue/H=0.0075/5.05=0.00151/550= 0.00182 (满足)二层： Ue/H=0.0026/3.6=0.00071/550 (满足) 同理，三、四层均满足4）水平地震作用下框架内力计算水平地震作用下框架柱剪力和柱端弯矩标准值柱 层D（KN/m） DViikK y0M 下（ KNm）M 上（ KNm）4
20、 20374 0.022 26.75 2.06 0.45 43.34 52.973 20374 0.022 45.58 2.06 0.45 73.84 90.252 20374 0.022 59.47 2.06 0.50 107.05 107.05边柱（8） 1 10109 0.0234 73.01 2.88 0.55 202.78 165.924 25397 0.0275 33.44 3.43 0.45 54.17 66.213 25397 0.0275 56.98 3.43 0.50 102.56 102.562 25397 0.0275 74.33 3.43 0.50 133.79 13
21、3.79中柱（8） 1 11378 0.0263 82.06 4.81 0.55 227.92 186.484 23267 0.0252 30.64 2.75 0.45 49.64 60.673 23267 0.0252 52.21 2.75 0.49 91.72 96.232 23267 0.0252 68.12 2.75 0.50 122.62 122.62中柱（24） 1 10853 0.0251 78.31 3.85 0.55 217.5 177.96梁端剪力及柱轴力标准值地震作用下纵向框架弯矩图（KNm）2-3 轴梁端剪力 3-4 轴梁端剪力层次 L(m)ME 左(KNm)ME 右(
22、KNm)VE=(ME 左+ ME 右)/ L(KN)L(m)ME 左(KNm)ME 右(KNm)VE=(ME 左+ ME 右)/ L(KN)4 3.6 52.97 39.71 25.74 7.2 26.5 30.34 7.893 3.6 133.59 94.16 62.26 7.2 62.8 72.94 18.862 3.6 180.89 141.5 89.45 7.2 94.46 107.2 28.011 3.6 272.97 191.9 129.1 7.2 128.1 150.3 38.674-5 轴梁端剪力 柱轴力L(m)ME 左(KNm)ME 右(KNm)VE=(ME 左+ ME 右)
23、/ L(KN)边柱(KN)中柱3、10 轴(KN)中柱4-9 轴(KN)7.2 30.34 30.34 10.375 -25.74 17.85 -0.5347.2 72.49 72.49 20.26 -89.0 62.25 -1.9347.2 107.2 107.2 29.28 -178.45 123.69 -3.7047.2 150.3 150.3 41.75 -307.55 214.1 -6.784地震作用下梁端剪力和柱轴力图（KN）三、竖向荷载作用下框架内力计算竖向荷载作用下框架内力分析，一般采用二次分配法 框架屋面和楼面荷载（一）横向框架内力计算1.计算梁、柱转动刚度因为框架结构对称，
24、为简化计算，取竖向荷载作用较大的半边结构计算。对称截面处，可取为定向支座。梁柱转动刚度及相对转动刚度构件名称 转动刚度 S（KN.M） 相对转动刚度 S边跨 4Kb=433.7510=13510 2.027框架梁 中跨 2Kb=233.310=66.610 1.000首层 4Kc=431.010=124.010 1.862框架柱 其它层 4Kc=443.410=260.410 2.607楼面荷载（KN/）荷载性质 荷载类别尾面荷载（kn/） 办公室 走道使用荷载 0.5 2.00 2.50活载 雪荷载0.4 恒载 地面材料重 6.94 3.07 3.072.计算分配系数分配系数按下式 ik=
25、计算；其中 Sik 为节点 K 第 i 根杆件的nikS1相对转动刚度, 为节点 K 各杆相对转动刚度之和，各节点杆件分配系数见下表，nikS1分配系数 = )/.(682节点 S ik 左梁 右梁 上柱 下柱5432109872.027+2.607=4.6342.027+22.607=7.2412.027+22.607=7.2412.027+1.862+2.607=6.4962.027+1+2.607=5.6342.027+1+22.607=8.2412.027+1+22.607=8.2412.027+1+2.607+1.862=7.4960.3600.2460.2460.2700.4370
26、.2800.2800.3120.1770.1210.1210.1330.3600.3600.4010.3160.3160.3480.5630.3600.3600.2870.4630.3160.3160.2483计算单元取 8 轴线横向框架进行计算，计算单元宽为 7.2m，如下图所示。由于房间分布布置有次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如图中水平阴影线所示，计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以及集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上，由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合，在框架节点上还作用有集中力矩，但考虑其值很小，所以计算时忽略不计，不加考虑。 765A61BCD98723
27、405横向框架计算单元4 荷载计算1）恒载计算恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图所示四层：q1 q1代表横梁自重，为均布荷载形式q1=3.9375KN/M q1=2.625KN/Mq2 为房间传给横梁的梯形荷载 , 走道板为单向板，传给横梁的荷载可忽略q2=6.9373.6=24.9732KN/MP1、P2 分别为由边纵梁，中纵梁直接传给柱的恒载，它包括梁自重、楼板和女儿墙等的重力荷载，计算如下P1=(1/23.61.8) 2+(2.4+6)/21.8 6.937+4.59387.2+3.28136/2+（1.32+0.422）1.07.2=155.87KNP2=(1/23.61.8) 2
28、+(2.4+6)/21.8+2.47.21/2 6.937+4.59387.2+2.6252.4/2=221.89KN等效荷载 AB 跨：q= q1+(1-2 2+ 3)q2=25.06 KN/MBC 跨：q=2.625 KN/M其他层：q1 包括梁自重和其上横梁自重，为均布荷载。其他荷载计算方法同四层q1=3.9735+(1.045+0.2722) (3.6-0.6)=8.705 KN/Mq1=2.625KN/Mq2=3.0673.6=11.04KN/MP1=(1/23.61.8)2+(2.4+6)/21.83.067+4.59387.2+3.28136/2+(1.32+0.272 +0.4
29、2)(3.6-0.7)7.2-21.82+0.41.822+（1.045+0.2722）6（3.6-0.5）/42=131.16KNP2=1/23.61.82+(2.4+6)/21.8+1.27.23.067+4.59387.2+2.6252.4/2+14.78+(1.045+0.2722)7.2(3.6-0.7)-1.02.7=149.46 KN等效荷载 AB 跨：q= q1+(1-2 2+ 3)q2=18.06 KN/MBC 跨：q=2.625 KN/M2）活荷载计算活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图 所示第四层：q2=3.60.5=1.8KN/MP1=1/23.61.82+(2.4+
30、6)/21.8 0.5=7.02KNP2=1/23.61.82+7.21.2+（2.4+6）/21.80.5=11.34KN同理，在屋面雪荷载作用下q2=3.60.4=1.44KN/MP1=14.040.4=5.05KNP2=22.680.4=9.072KN等效荷载 AB 跨：q= (1-2 2+ 3)q2=1.372 KN/MBC 跨：q=0 KN/M其他层：q2=3.620.9=6.48KN/MP1=1/23.61.82+(2.4+6)/21.820.9=25.272KNP2=（14.042+7.22.4/22.5）0.9=44.71KN等效荷载 AB 跨：q= (1-2 2+ 3)q2=
31、5.48 KN/MBC 跨：q=0 KN/M横向框架恒载汇总表横向框架活载汇总表层次 Q2(KN/M)P1(KN)P2(KN)4 1.8（1.44） 7.02（5.05） 11.34（9.07）13 6.48 25.27 44.71注：表中括号内数值对应于屋内雪荷载作用情况5.内力计算梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算，由于结构和荷载均对称，故计算时可采用半框架。1）固端弯矩计算恒载 顶层 边跨梁:M=- =-75.16KNm21322 668.1.1qlq中跨梁:M=- =-1.26KNm21.3其它层 边跨梁:M=-54.17KNm 中跨梁:M=-1.26KNm活载 顶层 边跨梁:M=-
32、4.12KNm 雪载 M=-3.30KNm中跨梁:M=0其它层 边跨梁:M=-16.47KN m 中跨梁:M=02）弯矩分配与传递首先将各节点的分配系数填在相应的方框内，将梁的固端弯矩填写在框架横梁相应位置上，然后将各节点放松，把各节点不平衡弯矩同时进行分配，假定远端固定进行传递（不向滑动端传递） ，右（左）梁分配弯矩向下（上）柱传递， （传递系层次Q1(KN/M)Q1(KN/M)Q2(KN/M)P1KNP2KN4 3.938 2.625 24.973 155.87 221.8913 8.705 2.625 11.041 131.16 149.46数均为 1/2）第一次分配弯矩传递后，再进行第
33、二次弯矩分配，然后不再传递。传递图上柱 下柱 右梁 左梁 上柱 下柱 右梁0.563 0.437 0.360 0.463 0.177-75.16 75.1642.22 32.84 -26.60 -34.22-1.26-13.0816.429.75 -13.30 2.00 -1.55 -2.90-8.36-3.73 -1.4354.07 -54.07 62.08 -46.31 -15.770.360 0.360 0.281 0.246 0.316 0.316 0.121-54.1719.50 19.50 15.1754.17-13.02 -16.72 -16.72-1.26-6.40-8.362
34、1.16-8.789.75 -6.51-8.78 -6.837.59 -17.114.40 5.65 5.65 2.1631.88 20.47 -54.34 53.14 -28.18 -19.43 -5.50.360 0.360 0.281 0.246 0.316 0.316 0.121-54.1719.5 19.5 15.1754.17-13.02 -16.72 -16.72-2.44-6.4-9.219.75-3.977.78 -6.51-3.97 -3.097.59 -8.362.46 3.15 3.15 1.2125.28 23.31 -148.6 51.2 -21.93 -22.78 -6.450.287 0.401 0.312 0.27 0.348 0.248 0.133-54.17 54.17 -1.2615.55 21.72 16.9 -14.29 -18.41 -13.12 -7.049.75-0.746 -1.043-7.15-0.8118.45-0.024-8.36-0.031 -0.022 -0.01224.55 20.68 -45.23 48.31 -26.8 -13.14 -8.3110.34 -4.16横向框架恒载弯矩二次分配
