1、1目 录摘 要2ABSTRACT31 绪论 42 结构选型及结构布置.63 荷载计算74 内力计算185 内力调幅296 内力组合387 框架截面设计418 屋盖设计559 基础设计5910 楼梯设计66参考文献72致 谢732摘 要本次设计是对大学四年来所学的知识的进行一次系统的复习和总结，以检验四年来对专业知识的掌握程度，能进一步提高和系统化所学知识，同时对设计的步骤和方法有一定的了解，对今后的工作和学习有很大的帮助。本次设计的工程为某建筑设计院办公楼，六层钢筋混凝土框架结构，建筑面积3402 。底层层高 3.6m,其他层层高 3.3m。建筑物长 37.8m，宽 15m，高 22.05m
2、。为三级抗震框架，2m7 度抗震设防，二类一组场地。本次设计包括建筑的初步设计和结构设计，结构设计仅仅选择具有代表性的一榀横向框架进行设计。本次设计由于时间和知识有限，仅进行一些主要构件的设计，对于一些高难度的构件暂时不进行设计。关键词：框架结构 梁 柱 混凝土 钢筋 荷载 力3ABSTRACTThis design can help us to review and summarize the knowledge that we have learned and checkout the amount of the specialty knowledge we have masted In
3、the past four years.It can improve and system our learned knowledge.At the same time,we will know a little Process and method of design.it will be helpful to our work and study in the future.The project is builded for a architecture institute and will be used as a office building. The building is re
4、inforcement concrete frame structure with seven stories.Its construction area is3402 square meter. The height of the buildingfirst floor is 3.6 meter and the other floors are3.3 meter. The length of the building is 37.8meter, the width is 15meter and the height is 22.05meter.Thi s design includes “A
5、rchitecture Design ”and “Structure Design”.In the processOf “Structure Design”,we choose a representative frame to design.At the same time ,I choose a stair to design.Because of my limited time and knowledge,I only choose some importantmembers to design.I dont design some difficult members at the mo
6、ment.Keyword:frame structure beam column concrete concrete steel load force41 绪论作为对大学四年中所学知识的一次总的考核，毕业设计是非常重要的一个环节。它是对学生综合运用所学理论和专业知识处理模拟实际工程的一次具有实战性质的训练。通过毕业设计的实践环节，进一步掌握和巩固所学基础理论和专业知识，并运用这些知识，全面综合的解决建筑工设中遇到的各方面问题，以达到掌握结构设计全过程的能力和初步掌握建筑设计的能力。通过三个多月的独立设计，我认识到毕业设计的目的：1巩固和加深基础及专业知识。通过毕业设计，对已经学过的基础知识如数
7、学，结构力学，计算机等和专业知识如钢结构，混凝土结构设计原理，混凝土结构设计，建筑抗震，土木工程施工，房屋建筑学等有了进一步巩固、加深和拓展。2提高综合运用基础知识和专业技能的能力。毕业设计要求将过去所学的数学，力学基础知识和结构设计等知识综合运用起来。这说明毕业设计具有很强的综合性，通过设计也就提高了我们综合运用这些知识的能力，更进一步培养了我们的创新能力。3熟悉土木工程专业设计的程序和方法，了解我国有关土木工程建筑的方针和政策。通过设计了解一个设计任务书到政府建设部批文，到委托设计和进行施工的建设程序。熟悉如何使用专业技术规范和规定，建筑防火，抗震，钢结构，混凝土结构，地基基础，技术规范等
8、。4针对要解决的问题，学习和熟悉如何搜集国内、外资料，了解国内、外的现状和发展水平。所要搜集国内、外资料包括搜集图纸，其目的是为了了解现状，可以结合我们的实际工程实例，综合比较我国结构建筑中存在的不足之处，并结合所学专业知识解决一些实际工程问题。5学习调查研究的方法。毕业设计培养了我们深入细致看待问题的能力，并要求我们联系实际，从经济、技术方面全面分析和解决问题，训练我们独立思考的能力。通过调查研究，可以深入到实际中去了解已有的设计中所存在的问题，并在设计过程中克服这些缺点。6了解工程的常用作法，提高工程实践能力。每人独立、系统完成一个工程设计以掌握一个工程设计的全过程。在接下来的设计中，我将
9、会在老师的指导下，查阅各种资料和规范，全面而综合的解决设计过程中所遇到的问题，从而使设计更加合理和完整。1.1 设计资料1.1.1 工程名称某办公楼1.1.2 工程概况建筑总高度为 22.05m，共四层，底层层高 3.6m，其余各层 3.3m。室外绝对标高为 23.5m， 室内外高差为 0.45mm，底层室内设计标高0.000。建筑总面积为 3402m2。1.1.4 建筑等级建筑物耐久等级为二级，耐火等级为二级，防水等级为二级。1.1.5 抗震设防抗震设防烈度为 7 度。51.1.6 气象资料主导风向：西北风基本风压：0.3 2mKN最大雪压： 。4.0气温：极端最高温度为 40 oC，极端最
10、低温度为-15 oC。降水：最大降雨量 6 公升每秒。1.1.7 地质资料地质资料编号 土 质 土层深度（m） )KNm(-3(%e LI)kpa(Es)(fk1 杂填土 2.8 16 702 淤泥粘土 5.0 19 6.0 1303 轻亚粘土 3.5 20 2304 细砂土 2.5-3.0 701.1.8 材料选用（1）混凝土：采用 C30。（2）墙体：填充墙采用 200 加气混凝土砌块， 。62 结构选型及结构布置2.1 结构选型主体结构为六层，层高为 3.3m ,局部突出屋面楼梯间，层高为 2.7m，女儿墙高 1.5m。填充墙采用 200mm 的加气混凝土砌块。门采用木门，窗为铝合金窗。
11、楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。梁的截面高度按梁跨度的 1/121/8 估算，梁的宽度按梁的截面高度的 1/31/2 估算，由此估算的梁截面尺寸见表 2.1，表中还给出各层梁、柱、板的混凝土强度等级。其设计强度：C25（ ， ）22/7.1,/9.1mNfNftc 24/108.mNEcC30（ ）42 0343.,/3.14EmNf ctc 表 2.1 梁截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级混凝土强度等级 横梁(bh)层次 梁 板 柱 AB、CD 跨 BC 跨纵梁（bh）16 C30 C30 250600 250600 250600柱截面尺寸按 1/201/15 层高得柱柱尺寸范围为 1
12、65220mm，取柱截面尺寸 bh=400x400mm。双向板厚度按 h /45=3900/45=87,取板厚 100mm。0l2.2 结构布置标准层的结构布置图见图 2.1。图 2.1 标准层结构布置平面图73 荷载计算3.1 计算单元框架结构轴的计算简图如图 3.2 所示。取柱的形心线作为作为框架柱的轴线；梁的轴线取至板底，26 层的柱高即为层高，取 3.3m，底层为 4.05m。图 3.1 框架 轴计算单元8图 3.2 框架轴计算简图93.2 计算线刚度梁 4933 105.625012mbhIb AB、CD 跨梁 N1065.8/4/ LIEiCBC 跨梁 4932b上层柱 4933
13、10012hIc N1049./cCEi底层柱 4933.2mbIcN1049705/1.01.2/ Cchi取 AB 跨梁相对线刚度为 1，则梁柱相对线刚度如下图示：图 3.3 梁柱相对线刚度103.3 恒载计算3.3.1 屋面恒荷载高聚物改性沥青卷材防水屋面 2.79 KN/钢筋砼楼板 0.1 25=2.5 KN/板底抹灰 0.015 17=0.255 KN/屋面恒载标准值 5.545 KN/1q3.3.2 楼面恒荷载陶瓷地砖地面 0.6 KN/钢筋砼楼板 0.1 25=2.5 KN/板底抹灰 0.015 17=0.255 KN/楼面荷载标准值 3.355 KN/2q3.3.3 屋面框架梁
14、恒载内横向梁、内纵向梁钢筋砼 25 0.25 0.6=3.75 KN/m梁侧抹灰 2 (0.6-0.1) 0.015 17=0.255 KN/m合计 4.005 KN/m1lq外纵向梁钢筋砼 25 0.25 0.6=3.75 KN/m1.5m 高加气混凝土女儿墙 1.5 6 0.2=1.8 KN/m梁侧抹灰 1.5+(0.6-0.1) 0.015 17=0.51 KN/m水刷石外墙 0.5 (1.5+0.6)=1.05 KN/m合计 7.11 KN/m2ql3.3.4 楼面框架梁恒载AB、CD 跨内横梁一层：钢筋砼 25 0.25 0.6=3.75 KN/m加气砼填充墙 （3.3-0.6） 6
15、 0.2=3.24 KN/m梁、墙侧抹灰 2x(3.6-0.1)x0.015x17=1.785 KN/m合计 8.775 KN/m3ql二六层：钢筋砼 25 0.25 0.6=3.75 KN/m加气砼填充墙 （3.3-0.6） 6 0.2=3.24 KN/m梁、墙侧抹灰 2x(3.3-0.1)x0.015x17=1.632 KN/m合计 8.622 KN/m3ql11BC 跨内横向梁钢筋砼 25 0.25 0.6=3.75 KN/m梁侧抹灰 2 (0.6-0.1) 0.015 17=0.255 KN/m合计 4.005 KN/m4ql内纵向梁一层：钢筋砼 25 0.25 0.6=3.75 KN
16、/m加气砼填充墙 0.9 (3.3-0.6) 6 0.2=2.92 KN/m梁、墙侧抹灰 0.9 2 (3.3-0.1) 0.015 17=1.47 KN/m合计 8.14 KN/m5ql二六层：钢筋砼 25 0.25 0.6=3.75 KN/m加气砼填充墙 0.9 (3.6-0.6) 6 0.2=3.24 KN/m梁、墙侧抹灰 0.9 2 (3.6-0.1) 0.015 17=1.6 KN/m合计 8.59 KN/m5ql外纵向梁一层：钢筋砼 25 0.25 0.6=3.75 KN/m加气砼填充墙 0.9 (3.3-0.6) 6 0.2=2.92 KN/m内墙抹灰 0.9 (3.3-0.1)
17、 0.015 17=0.74 KN/m外墙水刷石 0.9 0.5 3.3=1.49 KN/m合计 8.9 KN/m6ql二六层：钢筋砼 25 0.25 0.6=3.75 KN/m加气砼填充墙 0.9 (3.6-0.6) 6 0.2=3.24 KN/m内墙抹灰 0.9 (3.6-0.1) 0.015 17=0.8 KN/m外墙水刷石 0.9 0.5 3.3=1.49 KN/m合计 9.28 KN/m6ql123.3.5 柱自重女儿墙构造柱钢筋砼自重： 25 0.24 0.24 1.5=2.16KN柱侧抹灰： 0.5 0.025 0.24 1.5+17 0.015 1.5 (0.024+0.04
18、2)=0.02KN总重 2.18KNzq边柱（标准层）：钢筋砼自重： 25 0.4 0.4 3.3=13.2KN柱侧抹灰： 0.5 0.025 3.3 0.4+17 0.015 3.3 (0.4+0.2 2)=0.69KN 总重 13.89KN1qz中柱（标准层）：钢筋砼自重： 25 0.4 0.4 3.3=13.2KN柱侧抹灰： 17 0.015 3.3 (0.4 2+0.2 2)=1.01 KN总重 14.21 KN2qz133.3.6 板传给梁上荷载计算=qlxp屋面梯形荷载： mKNqlxPe /69.25)8.40()8.5240(12.45.)21( 33 三角形荷载： MKNql
19、xe /9.3.8楼面梯形荷载： m/54.1)8.520()8.5240(12.435.)21( 33 KNqlxPe 三角形荷载： KNqlxe /768143.3.7 梁上均布荷载和集中力统计屋面顶层边跨： mKNPqelCDAB /695.2.05.411 AB、CD 跨上集中力： KNAFl 8.42/3.4072 顶层中间跨： el /.11BC 跨上集中力： AqlF 1.57)6.2./.425.04.05.412 （楼面下层边跨： mKNPqelCDAB /16.832 AB、CD 跨上集中力： KNAFl 5.472/.503241263 下层中间跨： el /705.44
20、1BC 跨上集中力： AqlF 1.57)6.2./.405.14 （汇总后梁上恒荷载和等效均布荷载见图 3.4、3.515图 3.4 梁上恒荷载 图 3.5 梁上等效均布恒荷载 3.4 活载计算（只考虑板上活载的分布及其传递情况）根据荷载规范：屋面活荷载： =2.01q2m/KN楼面活荷载： =2.02边跨均布荷载： MKNqlCDAB /3.6)8.5240()8.5240(1.40)1(q321 边跨集中力： KN6.7.0.F中间跨均布荷载： MqlBC /0.423.851中间跨集中力： KN8.1)76.1.42(0.2 16汇总后梁上活荷载和等效均布荷载见图 3.6、3.7.图
21、3.6 梁上活荷载 图 3.7 梁上等效均布活荷载173.5 风荷载基本风压 ，地面粗糙度 C 类，风荷载体形系数 ：迎风面 0.8，背风面-0.5。20m/3.KNs结构高度 H=3.6+3.3 5+1.5+0.45=22.05m，梁柱砼标号均为 C25。表 3.1 各层风力标准值计算层次 zsZ(m) z)/(20KNA( )2m)(0KNAFzswk6 1.0 1.3 20.55 0.844 0.35 12.29 4.725 1.0 1.3 17.25 0.78 0.35 12.87 4.574 1.0 1.3 13.95 0.74 0.35 12.87 4.333 1.0 1.3 10
22、.65 0.74 0.35 12.87 4.332 1.0 1.3 7.35 0.74 0.35 12.87 4.331 1.0 1.3 4.05 0.74 0.35 12.87 4.33=4.72KN =4.72+4.57=9.29KN = +4.33=13.62KN6P5P4P5= +4.33=17.92KN = +4.33=22.25KN = +4.33=26.55KN342312图 3.8 梁柱相对线刚度 图 3.9 风荷载184 内力计算4.1 风荷载风荷载的内力采用 D 值法进行计算 4.1.2 4.1.1 框架柱剪力（见表 4.1）表 4.1 框架柱剪力标准值计算层数（ ）F柱号
23、 cbi2kkc2ciDiDFVi6A2.4 0.545 0.229 1.06（4.72KN） B6.7 0.77 0.323 1.452.4 0.545 0.229 1.95（9.29KN） 6.7 0.77 0.323 2.74A2.4 0.545 0.229 2.84（13.62KN） B6.7 0.77 0.323 4.032.4 0.545 0.229 3.73（17.95KN） 6.7 0.77 0.323 5.32A2.4 0.545 0.229 4.62（22.28KN） B6.7 0.77 0.323 6.512.4 0.545 0.229 5.51（26.61KN） 6.7
24、 0.77 0.323 7.8注：1 层 )k2/(5.0(,/kcbi4.1.2 框架柱的反弯点高度计算见表 4.2表 4.2 框架及反弯点高度计算层数 第六层（m=6,n=5,h=3.3）柱号 k0112233y(m)6A2.4 0.42 1.0 0 _ _ 1.0 0 1.39B6.7 0.45 1.0 0 _ _ 1.0 0 1.49第五层（m=6,n=5,h=3.3）52.4 0.45 1.0 0 1.0 0 1.0 0 1.496.7 0.5 1.0 0 1.0 0 1.0 0 1.65第四层（m=6,n=5,h=3.3）4A2.4 0.45 1.0 0 1.0 0 1.0 0 1
25、.49B6.7 0.5 1.0 0 1.0 0 1.0 0 1.65第三层（m=6,n=5,h=3.3）32.4 0.5 1.0 0 1.0 0 1.0 0 1.656.7 0.5 1.0 0 1.0 0 1.0 0 1.65第二层（m=6,n=5,h=3.3）192A2.4 0.5 1.0 0 1.0 0 1.0 0 1.65B6.7 0.5 1.0 0 1.0 0 1.0 0 1.65第一层（m=6,n=5,h=3.3）12.4 0.55 _ _ 1.0 0 _ _ 1.826.7 0.55 _ _ 1.0 0 _ _ 1.824.1.3 风荷载作用下的框架内力（a） (b)图 4.1 左
26、风作用下框架内力图（注：右风作用的内力图与本图相反）（a）左风作用下弯矩及梁剪力图 （b 柱剪力图和轴力图204.2 恒荷载因为框架对称，且恒荷载也为正对称荷载，故取半榀框架进行计算，计算简图如图 4.2 所示。内力计算采用分层法，计算时，除底层柱外，其他各层柱的线刚度均乘以折减系数 0.9，并取相对应的传递系数为 1/3（底层柱不折减，传递系数为 1/2） 。图 4.2 折减后梁柱相对线刚度 图 4.3 恒载计算简图4.2.1 梁固端弯矩第六层： KNm7805.968.59.21eq122FlMABABKNm746.KNm6.1705.2.3095.12eq12lBCBa第一至五层：KNm
27、.4.6478.6.4232 FlMABABKNm351.2eq1KNm4.13075.862.7.024 lBCBa21分层法计算如下：顶层分配中间层分配2223底层分配：244.2.2 恒载作用下的内力图将各计算单元的弯矩叠加，节点不平衡的弯矩再分配一次，得到最后的弯矩图（图 4.4） ，根据弯矩与剪力的关系，算出各杆剪力；根据剪力与轴力的平衡，算出各杆轴力。计算结果如图 4.5 所示。柱轴力包括纵墙传下轴力及柱自重。图 4.4 恒载作用下框架弯矩图 图 4.5 恒载作用下框架剪力和轴力254.3 活荷载因为框架对称，且恒荷载也为正对称荷载，故取半榀框架进行计算，计算简图如图 4.7。内力
28、计算采用分层法，计算时，除底层柱外，其他各层柱的线刚度均乘以折减系数 0.9，并取相对应的传递系数为 1/3（底层柱不折减，传递系数为 1/2） 。由于屋面和楼面的活荷载标准值与恒荷载标准值之比远小于 1，故活荷载的最不利布置可直接满布，在最终内力组合时将梁跨中弯矩乘以 1.2 的增大系数就可以。图 4.6 折减后梁柱相对线刚度 图 4.7 活载计算简图26梁固端弯矩计算方法同恒载分层法计算如下顶层分配：中间层分配：27底层分配：恒载作用下的内力图将各计算单元的弯矩叠加，节点不平衡的弯矩再分配一次，得到最后的弯矩图（图 4.8） ，根据弯矩与剪力的关系，算出各杆剪力；根据剪力与轴力的平衡，算出
29、各杆轴力。计算结果如图 4.9 所示。柱轴力包括板传至纵向梁的活载。28图 4.8 活载作用下弯矩图 图 4.9 活载作用下剪力和轴力图295 内力调幅5.1 恒荷载作用下梁柱的最终内力5.1.1 对梁端弯矩进行调幅，即对梁端弯矩乘以调幅系数 0.8（单位：KNm ）恒载弯矩调幅：六层 A 端 M=-30.38 0.8=-24.3B 左 M=86.09 0.8=68.87AB 跨中 M=66.64+(86.09+30.83) 0.2/2=78.33B 右 M=-71.82 0.8=-57.46BC 跨中 M=-52.5+71.82 0.2=-38.14五层 A 端 M=-40.8 0.8=-3
30、2.64B 左 M=69.46 0.8=55.57AB 跨中 M=46.47+(69.46+40.8) 0.2/2=57.5B 右 M=-47.68 0.8=-38.14BC 跨中 M=-33.96+47.68 0.2=-24.42四层 A 端 M=-39 0.8=-31.2B 左 M=69.13 0.2=55.3AB 跨中 M=47.54+(69.13+39) 0.2/2=58.35B 右 M=-48.27 0.8=-38.62BC 跨中 M=-34.55+48.27 0.2=-24.9三层 A 端 M=-39 0.8=-31.2B 左 M=69.13 0.2=55.3AB 跨中 M=47.
31、54+(69.13+39) 0.2/2=58.35B 右 M=-48.27 0.8=-38.62BC 跨中 M=-34.55+48.27 0.2=-24.9二层 A 端 M=-39 0.8=-31.2B 左 M=69.09 0.8=55.27AB 跨中 M=47.56+(69.09+39) 0.2/2=58.36B 右 M=-48.34 0.8=38.67BC 跨中 M=-34.62+48.34 0.2=-24.95一层 A 端 M=-35.87 0.8=-28.7B 左 M=68.54 0.8=54.83AB 跨中 M=49.4+(68.54+35.87) 0.2/2=59.84B 右 M=
32、-49.77 0.8=-39.82BC 跨中 M=-36.05+49.77 0.2=-26.1305.1.2 把梁调幅后的弯矩、剪力移到柱边，进行内力修正。 （弯矩单位：KNm ，剪力单位：KN）恒载内力修正： 左端 一层 左边跨 61.592.016.4.V8728M中跨 339右边跨 7.0.16.4.569258二层 左边跨 0516.4.V172823M中跨 9.75.034右边跨 .6.9.6.752.02三层 左边跨 3.6.1.487.6V28023M中跨 9.5.右边跨 4.7.16.47.202四层 左边跨 .8.6V3187431M中跨 96025.右边跨 4五层 左边跨 3.602.1.43.65V192中跨 707.4.8.M右边跨 850215六层 左边跨 697V324中跨 80
