某五层框架办公楼设计（方案二）【毕业论文】

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某五层框架办公楼设计（方案二）本科毕业设计土木工程某五层框架办公楼设计（方案二）Designofafive-storyframeofficebuilding（plantwo）-IV- 某五层框架办公楼设计（方案二）某五层框架办公楼设计（方案二）摘要：本设计主要为某地一办公楼设计，结构形式钢筋混凝土框架结构，层数为五层，建筑面积约3800M2，总高18M，采用柱下独立桩基础。本设计包括建筑设计和结构设计两部分，主体部分为结构设计。建筑设计在“适用、经济、美观”的原则下，确定平面组合及建筑物的立面及剖面设计。结构设计部分主要采用PKPM结构设计软件建模电算，结合一榀框架手算验证。其主要内容为荷载计算，梁、板、柱配筋计算，楼梯设计计算、柱下桩基础设计计算。通过本次设计，我对结构设计有了初步认识，对PKPM结构设计软件有了较系统的认识，巩固了所学的专业知识，增进了我对结构设计规范的认识，加强了我独立思考和解决实际的工程设计问题的能力。关键词：框架办公楼；框架结构；建筑设计；结构设计Designofafive-storyframeofficebuilding（plantwo）ABSTRACT：Themajortaskofthisdesignisthestructuraldesignofanofficebuildingofreinforcedconcretestructure.Thisbuildinghasfivestoryandthedwellingsizeareais3800m2.Theheightofthebuildingis18.8m,andtheformofthefoundationispilefoundation.Thisdesignincludesarchitecturaldesignandstructuraldesign,andthemainpartisthestructuraldesign.Intheprincipleofeconomicandaesthetic，architecturaldesigndeterminesthesurfacecompositionandthefacadeandtheprofiledesign.WhilethestructuraldesignisthecombinationofthecalculationofsoftwarePKPMandthehand-countingofoneframe.Thechiefcontentofthisstructuraldesignconcludethecalcuculationofload,reinforcementofbeams,slabsandcolumns,thedesignforstairsandthedesignforpilefoundationsundertheposts.Throughthisdesign,IhaveapreliminaryunderstandingofthestructuraldesignandhaveasystemicviewofsoftwaresforstructuraldesignsuchasPKPM.IalsohaveenhancedtheprofessionalknowledgeandStructuraldesigncode.ItstrengthenedmyindependentthinkingandIlearntousethebasicknowledgeandexpertisetosolvepracticalengineeringproblems.KEYWORDS：frameofficebuilding;framestructure;architecturaldesign;structuraldesign-IV- 某五层框架办公楼设计（方案二）目　录1设计资料11.1设计资料11.2基本要求11.3水文地质条件12建筑设计说明22.1工程概况22.2设计依据22.3设计标高22.4建筑做法22.4.1墙体工程22.4.2地面工程32.4.3楼面工程32.4.4屋面工程32.4.5雨水管42.5其他43结构设计说明53.1总则53.1.1工程概况和总则53.1.2.设计依据53.2钢筋混凝土结构部分63.3砌体结构63.4其他74框架结构设计计算84.1结构设计电算部分84.1.1结构设计PKPM软件简介84.1.2建模步骤84.1.3生成荷载信息104.2结构设计手算部分114.2.1结构平面布置114.2.2确定结构计算简图124.2.3荷载计算135一榀框架结构内力计算175.1总则175.2框架在水平作用下的内力计算185.2.1风荷载作用下内力计算185.3框架在竖向作用下的内力计算20-IV- 某五层框架办公楼设计（方案二）5.3.1恒载作用下内力计算205.3.2活载作用下内力计算245.4KPM所得内力包络图285.4.1弯矩包络图285.4.2轴力包络图295.4.3剪力包络图305.4.4配筋包络图316梁柱截面设计326.1梁截面设计326.1.1相关参数326.1.2梁正截面配筋计算326.1.2跨中配筋326.1.3梁斜截面受剪配筋计算346.2柱截面设计346.2.1相关参数346.2.2柱正截面承载力计算356.2.3判别偏心受压情况356.2.4正截面配筋计算356.2.5斜截面承载力计算366.3节点设计366.3.1节点核心区剪力设计值计算376.3.2节点核心区截面抗震强度验算376.3.3节点核心区截面验算377楼梯设计387.1楼梯布置图387.2楼梯板设计387.3平台板设计407.4平台梁设计418楼板计算438.1板的荷载计算438.1.1板1的传荷方式438.1.2荷载计算438.2板的配筋计算438.2.1计算跨度438.2.2求x方向跨中截面钢筋448.2.3求x方向支座截面配筋448.2.4求y方向跨中截面配筋448.2.5求y方向支座截面钢筋449基础设计45-IV- 某五层框架办公楼设计（方案二）9.1设计资料459.2初选桩的根数和承台尺寸459.2.1初选桩的根数459.2.2初选承台尺寸469.3计算桩顶荷载469.4承台受冲切承载力验算479.5承台受剪承载力计算489.6承台受弯承载力计算489.7基础梁计算489.7.1计算模型：489.7.2基础梁截面尺寸选取489.7.3基础连梁承受荷载489.7.4基础连梁配筋49参考文献50致谢51-IV- 某五层框架办公楼设计（方案二）1.设计资料1.1.设计资料设计一幢钢筋混凝土的公司办公楼，楼层5层，采用框架结构，办公楼长58.5m，宽12.9m，建筑面积3800m2。1.2.基本要求⑴认真贯彻“安全、经济、适用、美观”的设计原则。⑵掌握建筑与结构设计全过程，基本方法和步骤：了解和掌握与设计有关的设计规范和规定，并在设计中正确运用它们。⑶在建筑设计中，认真处理好结构与建筑的总体与细部关系。⑷在结构设计中，正确选择合理的结构形式，结构体系和结构布置，掌握结构的计算方法和基本构造要求。⑸认真编写设计说明书，计算书，并绘制相应的设计图纸。1.3.水文地质条件工程位于地震区,抗震设防烈度为6度,设计地震基本加速度为0.05g,设计地震分组为第一组，建筑场地特征周期为0.4s;基本风压为0.50kN/m2,地面粗糙度为C类;基本雪压为0.3kN/m260 某五层框架办公楼设计（方案二）2.建筑设计说明2.1工程概况工程名称：某五层框架办公楼设计（方案二）建筑总面积：3800结构类型：框架结构。耐火等级：二级；建筑高度：18.8m；建筑设计使用年限：50年；抗震烈度：6度；2.2设计依据国家现行相关建筑及规划设计规范、标准和规定：《民用建筑设计通则》JG37—87《建筑抗震设计规范》GB50011—2001《塑钢门窗安装及验收规范》JGJ103—96《建筑地面工程施工质量验收规范》GB50209—2002《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB20201—2001《混凝土结构设计规范》GB50010—2002《屋面工程质量验收规范》GB50208—2002《砌体工程施工及验收规范》GB50203—982.3设计标高本工程室内地坪标高为±0.000，室外地坪标高－0.450m。60 某五层框架办公楼设计（方案二）2.4建筑做法2.4.1墙体工程（1）外墙为240mmm,内墙为240mm,均用加气混凝土砌块。（2）门垛尺寸除注明外均为120mm，凡居开间中开设的门在平面图中不再注明定位尺寸。（3）凡卫生间，中间均为轻质隔墙，四周墙角均做120厚素混凝土翻边，遇门断开。（4）所有房间均做踢脚，高120，与墙面平。（5）外墙内保温是30厚聚苯颗粒保温浆。（6）外墙面具体做法：①弹性涂料外墙：10厚1：3水泥砂浆打底扫毛或划出纹道10厚1：2.5水泥砂浆找平外墙涂料两遍罩面②勒脚外墙上离室外地坪0.900m,做法同外墙。（7）内墙面：①涂料内墙：7厚1：1：6水泥石灰膏砂浆打底扫毛或划出纹道7厚1：0.3：3水泥石灰膏砂浆找平扫毛6厚1：0.3：2.5水泥石灰膏砂浆压实赶光内墙涂料两遍罩面②踢脚：7厚1：3水泥砂浆打底扫毛或划出纹道7厚1：3水泥砂浆找平扫毛6厚1：2.5水泥砂浆压实抹光2.4.2地面工程素土夯实150厚3：7灰土夯实60厚C10混凝土60 某五层框架办公楼设计（方案二）40厚C20细石混凝土随捣随抹平面层2.4.3楼面工程20厚板底抹灰现浇钢筋混凝土楼板120mm素水泥浆一道40厚C20细石混凝土随捣随抹平面层2.4.4屋面工程（1）不上人屋面做法：40厚C20现浇细石混凝土防水层3厚SBS改性沥青卷材15厚水泥砂浆水泥石灰焦渣砂浆3%找坡，最小处4060厚矿渣水泥120厚现浇钢筋混凝土板板底抹灰（2）雨篷：30厚1：3水泥砂浆找坡3厚SBS改性沥青防水卷材25厚1：3水泥砂浆保护层（3）檐口：C10细石混凝土找坡20厚1：2水泥砂浆APP改性沥青防水卷材2.4.5雨水管水斗均为UPVC制品，雨水管规格为100，雨水口，雨水斗做法参见95浙TJ-02，2.5其他电留孔需在施工过程中事先留置。外墙窗上、雨篷、窗台、檐口均需粉出滴水线；60 某五层框架办公楼设计（方案二）3.结构设计说明3.1总则3.1.1工程概况和总则1.本工程为5层建筑，框架结构，设计标高相当于黄海高程2.450。2.上部结构体系：现浇钢筋混凝土框架结构。3.本工程的结构设计使用年限为50年。4.计量单位（除注明外）：1）长度：mm;2)角度：度；3）标高：米。5.本建筑物应按建筑图中注明的使用功能，未经技术鉴定或设计许可，不得改变结构的用途和使用环境。6.本工程施工应遵守现行有关施工规范和规程。3.1.2.设计依据60 某五层框架办公楼设计（方案二）（1）.结构设计使用规范和计算软件：《建筑结构荷载规范》（GB50009—2001）《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）《混凝土结构设计规范》（GB50010—2002）《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）《建筑抗震设防分类标准》（GB50223—2004）《建筑结构制图标准》（GB/T50105—2001）《混凝土结构施工平面整体表示方法制图规则和构造详图》（03G101—1）结构设计软件：PKPMCADSATWETAT-8梁柱施工图JCCAD（2）.本工程的混凝土结构的环境类别：室内正常环境为一类，室内潮湿、露天及与水土直接接触部分为二类a.（3）.建筑抗震设防类别为丙类，建筑结构安全等级为二类，所在地区的抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组：第一组；场地类别：Ⅰ类，框架抗震等级为四级。（4）.50年一遇的基本风压为0.50，基本雪压为0.30，地面粗糙度为C（5）.本工程主要部位使用活载的标准设计值如下表：表3-1楼面用途卫生间卧室/客厅厨房楼梯间阳台不上人屋面活载（kN/m2）2.02.02.02.02.50.53.2钢筋混凝土结构部分1.各部分混凝土强度等级除特别注明外按下表取用：表3-2结构部位混凝土强度等级钢筋种类结构部位混凝土强度等级钢筋种类桩承台C20HPB235HRB335钢筋混凝土柱C30HPB235HRB33560 某五层框架办公楼设计（方案二）垫层C10HPB235HRB335钢筋混凝土梁C30HPB235HRB335楼梯C20HPB235钢筋混凝土板C30HPB235HRB3352.板（1）双向板之底筋，其短向筋放在下层，长向筋放在短向筋之上；（2）端跨板板角处均需正交放置长度1/4短向板跨，直径为8且不小于该板负筋直径的双向面筋，面筋间距为100mm；（3）在同一断面的接头钢筋截面面积不得超过钢筋总截面面积的1/4；（4）配有双层钢筋的一般楼板，均应加设支撑钢筋，每平米设置一个；（5）跨度大于4m的板，要求板起拱L/400；（6）开洞楼板除注明做法外，当开洞小于300时不设附加筋，板筋绕过洞边，不需切断。3.梁（1）跨度L≥6m的支撑梁，应按施工规范要求起拱；（2）设备管线需要在梁侧开洞，或埋件时应严格按设计图纸要求配置，空洞不得后凿；（3）梁上立柱及楼梯平台梁支柱位置见结构平面图或结构详图，柱主筋锚入梁内40d。3.3砌体结构（1）砌体用料，防潮层以下墙体采用标准砖，防潮层以上墙体采用多孔砖，M5混合砂浆砌筑；（2）砌体墙的水平长度大于5m或墙端部设有钢筋混凝土柱时，应在墙中间或墙端部加设构造柱，构造柱具体位置见建筑图。构造柱的混凝土强度等级为C20，竖筋用414，箍筋用6@200，其柱脚及柱顶在主体结构中预埋412竖筋，该竖筋伸出主体结构500mm。施工时需先砌墙体后浇柱，墙与柱的拉接筋应在砌墙时预埋。（3）钢筋混凝土柱与后砌的非承重隔墙交接用26@500钢筋连结，该钢筋沿钢筋混凝土墙或柱高度每隔500mm预埋，锚入混凝土墙或柱外伸1000mm(抗震设计)，500mm（非抗震设计）。60 某五层框架办公楼设计（方案二）（4）砌体墙中的门窗洞及设备预留洞，其洞顶均需设过梁，统一按下述处理：根据国家建筑标准设计图集浙G100—94选用，荷载为1级；当洞与结构梁底的距离小于上述各类过梁的高度时，过梁须与结构梁（板）浇成整体。3.4其他防雷接地：沿建筑物周围基础梁，梁内两根主筋与桩身主筋焊接。防雷接地，必须有两根主筋焊接接地，上与屋面避雷带焊接，下与承台主筋焊接。60 某五层框架办公楼设计（方案二）4.框架结构设计计算本次毕业设计结构设计部分主要采用PKPM软件电算加部分结构构件手算的方式进行，这样既能比较熟练地掌握结构设计软件的应用又能更加深入地理解以往所学的专业知识。4.1结构设计电算部分4.1.1结构设计PKPM软件简介PMCAD程序采用人机交互方式，引导用户逐层地布置各层平面和各层楼面，再输入层高就建立起一套描述建筑物整体结构的数据。PMCAD具有较强的荷载统计和传导计算功能，除计算结构自重外，还自动完成从楼板到次梁，从次梁到主梁，从主梁到柱子，最后从柱子到基础的全部计算，加上局部的外加荷载，PMCAD可方便地建立整栋建筑的荷载数据。PK程序是二维结构（平面杆系）的结构计算软件，以一榀框架或其他平面结构作为分析对象。PK程序可单独使用完成平面框架的结构设计，也可以完成三维结构分析后梁柱配筋图的绘制。SATWE是专门为高层建筑结构分析与设计而研制的空间组合结构有限元分析软件，适用于各种复杂体型的高层钢筋混凝土框架、框架-剪力墙、剪力墙、筒体等结构，以及钢-混凝土混合结构和高层钢结构。其主要功能有：（1）可完成建筑结构在恒荷载、活荷载、风荷载以及地震作用下的内力分析、动力时程分析和荷载效应组合计算；可进行活荷载不利布置计算；可将上部结构与地下室作为一个整体进行分析。（2）对于复杂体型高层建筑结构，可进行耦联抗震分析和动力时程分析；对于高层钢结构建筑，考虑了P—Δ效应；具有模拟施工加载过程的功能。（3）空间杆单元除了可以模拟一般的梁、柱外，还可模拟铰接梁、支撑等杆件；梁、柱及支撑的截面形状不限，可以是各种异形截面。（4）结构材料可以是钢、混凝土、型钢混凝土、钢管混凝土等。（5）考虑了多塔楼结构、错层结构、转换层及楼板局部开大洞等情况，可以精细的分析这些特殊结构；考虑了梁、柱的偏心及刚域的影响。60 某五层框架办公楼设计（方案二）梁柱施工图程序是在完成三维结构计算（TAT、SATWE或PMSAP）之后，执行的结构计算命令，来绘制混凝土结构梁柱施工图。梁柱施工图可以用梁立面、剖面施工图、梁平法施工图、柱立面、剖面施工图、柱平法施工图等方式之一表示。4.1.2建模步骤1.布置各层平面的轴线网格；2.柱、梁、墙、洞口和斜柱支撑的截面数据；3.柱、梁、墙、洞口和支撑在平面网格和节点上的布置；4.各层结构主要信息，如楼板厚度、混凝土强度等级，如图4-1，图4-2,图4-3；图4-1标准层信息图4-2总信息60 某五层框架办公楼设计（方案二）图4-3材料信息5.各层层高3600mm；6.总层数，结构标准层数，荷载标准层数；7.各荷载标准层上的楼面恒、活荷载；8.地震设计信息，风荷载如图4-4、图4-5所示图4-4地震信息60 某五层框架办公楼设计（方案二）图4-5风荷载信息9.绘图参数；10.对上一步所建模型进行检查，发现错误并提示用户。根据上下层结构布置状况做上下层构件边接；11.各层楼板楼面的详细布置，如楼板开洞、修改板厚等。4.1.3生成荷载信息1.人机交互输入和修改除外加荷载，主要有梁、柱、墙、节点、次梁上的荷载，也可修改各房间恒、活荷载；2.楼面荷载传导计算，生成各梁与墙及各梁之间的内力；3.恒、活荷载向底层基础的传导计算。4.2结构设计手算部分4.2.1结构平面布置4.2.1.1梁截面初选：(A~B)&(C~D)L=6000mmh=(1/8～1/12)L=750mm～500mm取h=500mm.L/h=6000/500=12>4b=(1/2～1/3)h=250mm～170mm取b=250mm.故此框架梁初选截面尺寸为：b×h=250mm×500mm，纵向框架梁L=3600mm初选截面尺寸为：b×h=250mm×400mm纵向框架梁L=7200mm初选截面尺寸为：b×h=250mm×650mm其他次梁初选截面尺寸为：b×h=250mm×400mm60 某五层框架办公楼设计（方案二）4.2.1.2柱截面初选：（1）按跨度初选：底层柱：h=(1/15～1/20)H=(1/15～1/20)×3600=240mm～180mm其它层柱：h=(1/15～1/20)H=(1/15～1/20)×3600=240mm～180mmb=(1～2/3)h取b=h（2）按轴压比验算:此建筑抗震等级为三级，=0.9选C30型混凝土fc=14.3N/m2N=(1.1~1.2)NoA、D列柱：A≥N/µfc=(1.1～1.2)×2089×1000/0.9×14.3=194778mm2B﹑C列柱：A≥N/µfc=(1.1～1.2)×3072×1000/0.9×14.3=286433mm2故初选柱截面尺寸为：A﹑D列柱：b×h=400mm×400mmB﹑C列柱：b×h=400mm×400mm标准层结构平面布置如图4-6所示：图4-64.2.2确定结构计算简图60 某五层框架办公楼设计（方案二）4.2.2.1三个假设：①平面结构假定：认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力；②楼板在自身平面内在水平荷载作用下，框架之间不产生相对位移；③不考虑水平荷载作用下的扭转作用。4.2.2.2计算简图根据结构平面布置图,选定⑤号轴线作为计算单元.如图4-7所示：图4-74.2.3荷载计算4.2.3.1恒载计算：屋面恒载：C20现浇细石混凝土防水层40mm1.0kN/㎡SBS改性沥青卷材3mm0.4kN/㎡水泥沙浆找平层15mm200.015=0.3kN/㎡水泥石灰焦渣砂浆3%找坡，最小处40140.04=0.56kN/㎡1:8炉渣水泥保温层60mm14.50.06=0.87kN/㎡现浇钢筋混凝土板120mm250.12=3kN/㎡60 某五层框架办公楼设计（方案二）板底抹灰20mm0.3kN/㎡共计6.43kN/㎡取7.0kN/㎡普通楼面恒载：大理石铺面20mm280.02=0.56kN/m21:3水泥沙浆找平层15mm200.015=0.3kN/㎡现浇钢筋混凝土板120mm250.012=3kN/㎡板底抹灰20mm0.30kN/㎡共计4.16kN/㎡,取4.5kN/㎡卫生间楼面恒载：防滑地面砖5mm280.005=0.14kN/㎡水泥砂浆结合层10mm200.01=0.2kN/㎡1:3水泥沙浆找平层30mm200.03=0.6kN/㎡现浇钢筋混凝土板100mm250.1=2.5kN/㎡板底抹灰20mm0.3kN/㎡共计3.74kN/㎡,取4.0kN/㎡外墙：内墙面抹灰20mm170.02=0.34kN/㎡水泥砂浆面层20mm200.02=0.4kN/㎡加气混凝土砌块240mm80.24=1.92kN/㎡贴面砖墙面0.5kN/㎡共计3.16kN/㎡，取3.5kN/㎡内墙：加气混凝土砌块240mm80.24=1.92kN/㎡两侧各20mm厚抹灰170.022=0.68kN/㎡共计2.6kN/㎡，取3.0kN/㎡塑钢型门窗的单位面积重量为0.45kN/m2，木门的单位面积重量为0.2kN/m24.2.3.2梁间墙体自重：1.由前面计算恒载计算可知外墙面荷载为3.5N/㎡，内墙面荷载为3.0kN/㎡。2.梁间墙体荷载计算（线荷载）单位（kN/m）60 某五层框架办公楼设计（方案二）底层：横向墙体号轴墙长6m（无洞口）（3.6-0.5）×3.5=10.85kN/m墙长2.4m（有一个C-1）[(2.4×(3.6-0.5)-1.8×1.5)×3.5+1.8×1.5×0.45]/2.4=6.41kN/m墙长6m（无洞口）(3.6-0.5）×3.5=10.85kN/m~⑤，⑦~轴间墙长6m（无洞口）（3.6-0.5）×3.0=9.30kN/m墙长2.4m（无洞口）（3.6-0.5）×3.0=9.30kN/m墙长6m（无洞口）（3.6-0.5）×3.0=9.30kN/m⑥号轴墙长6m（无洞口）（3.6-0.5）×3.0=9.30kN/m墙长2.4m（无洞口）（3.6-0.5）×3.0=9.30kN/m墙长6m（有两个C-4）[(6×(3.6-0.5)-2.1×1.8×2)×3.0+2.1×1.8×0.45×2]/6=6.09kN/m号轴墙长6m（无洞口）3.6-0.5）×3.5=10.85kN/m墙长2.4m（有一个M-3）[(2.4×(3.6-0.5)-1.8×2.5)×3.5+1.8×2.5×0.45]/2.4=5.13kN/m墙长6m（无洞口）3.6-0.5）×3.5=10.85kN/m纵向墙体A,D轴墙长3.6（有一个C-1）[(3.6×（3.6-0.37）-1.8×1.5)×3.5+1.8×1.5×0.45]/3.6=9.02kN/m墙长3.6（有一个C-2）[(3.6×（3.6-0.37）-2.4×0.9)×3.5+2.4×0.9×0.45]/3.6=9.48kN/m墙长7.2（有一个M-4）[(7.2×(3.6-0.6)-3.6×2.5)×3.5+3.6×2.5×0.45]/7.2=6.69kN/mB,C轴墙长3.6（有一个M-1和一个C-3）[(3.6×(3.6-0.37)-1.2×2.1-0.6×0.6)×3+1.2×2.1×0.45+0.6×0.6×0.45]/3.6=7.65kN/m墙长3.6（有一M-1）[(3.6×(3.6-0.37)-1.2×2.1)×3+1.2×2.1×0.45]/3.6=7.91kN/m墙长3.6（有一个M-2）[(3.6×(3.6-0.37)-1.8×2.4)×3+1.8×2.4×0.45]/3.6=6.63kN/m墙长3.6（有一个C-3）[(3.6×(3.6-0.37)-0.6×0.6×2)×3.0+0.6×0.6×0.45×2]/3.6=9.18kN/m60 某五层框架办公楼设计（方案二）二~五层：横向墙体轴墙长6m（无洞口）（3.6-0.5）×3.5=10.85kN/m墙长2.4m（有一个C-1）[(2.4×(3.6-0.5)-1.8×1.5)×3.5+1.8×1.5×0.45]/2.4=6.41kN/m墙长6m（无洞口）(3.6-0.5）×3.5=10.85kN/m~轴间墙长6m（无洞口）（3.6-0.5）×3.0=9.30kN/m墙长2.4m（无洞口）（3.6-0.5）×3.0=9.30kN/m墙长6m（无洞口）（3.6-0.5）×3.0=9.30kN/m纵向墙体A,D轴墙长3.6（有一个C-1）[(3.6×（3.6-0.37）-1.8×1.5)×3.5+1.8×1.5×0.45]/3.6=9.02kN/m墙长3.6（有一个C-2）[(3.6×（3.6-0.37）-2.4×0.9)×3.5+2.4×0.9×0.45]/3.6=9.48kN/mB,C轴墙长3.6（有一个M-1和一个C-3）[(3.6×(3.6-0.37)-1.2×2.1-0.6×0.6)×3+1.2×2.1×0.45+0.6×0.6×0.45]/3.6=7.65kN/m墙长3.6（有一M-1）[(3.6×(3.6-0.37)-1.2×2.1)×3+1.2×2.1×0.45]/3.6=7.91kN/m墙长3.6（有一个M-2）[(3.6×(3.6-0.37)-1.8×2.4)×3+1.8×2.4×0.45]/3.6=6.63kN/m墙长3.6（有一个C-3）[(3.6×(3.6-0.37)-0.6×0.6×2)×3.0+0.6×0.6×0.45×2]/3.6=9.18kN/m六层女儿墙：1.2×3.5=4.2kN/m4.2.3.3活载计算屋/楼面活荷载:不上人屋面均布活载标准值0.5kN/㎡楼面活荷载标准值（办公室，会议室）2.0kN/㎡楼面活荷载标准值（走廊，门厅，楼梯）2.5kN/㎡60 某五层框架办公楼设计（方案二）楼面活荷载标准值（卫生间）2.0kN/㎡楼面活荷载标准值（雨篷）0.5kN/㎡注：屋面均布活荷载与雪荷载，取较大者，不同时考虑。本设计不考虑积灰荷载。雪荷载:Sk=μrs0=1.0×0.3=0.3Sk------雪荷载的标准值（kN/m2）μr------屋面积雪分布系数（荷载规范6.1.1）s0------基本雪压（kN/m2）（设计资料已明确为0.3）注：μr由不同类型的屋面形式，由《荷载规范》6.2.1条规定采用。框架和柱按积雪全跨均布分布情况考虑。60 某五层框架办公楼设计（方案二）5.一榀框架结构内力计算5.1总则框架结构主要承受由风、地震产生的水平荷载作用和恒载、活载、重力荷载代表值产生的竖向荷载作用，在进行结构设计计算时应考虑各种荷载组合后产生的最不利内力进行配筋，这样可以保证结构的安全、可靠、适用要求。这里仅选取⑦号轴线所在框架进行内力计算，其他榀框架配筋详见结构施工图。各种荷载计算是利用PKPM软件中PK程序的一榀框架结构计算功能进行计算，这里将计算结果以弯矩图、剪力图、轴力图的形式呈现。⑤号轴线框架计算简图：60 某五层框架办公楼设计（方案二）图5-15.2框架在水平作用下的内力计算5.2.1风荷载作用下内力计算60 某五层框架办公楼设计（方案二）图5-2左风受力简图60 某五层框架办公楼设计（方案二）图5-3左风弯矩图60 某五层框架办公楼设计（方案二）5.3框架在竖向作用下的内力计算5.3.1恒载作用下内力计算图5-4恒载计算简图60 某五层框架办公楼设计（方案二）图5-5恒载弯矩图60 某五层框架办公楼设计（方案二）图5-6恒载剪力图60 某五层框架办公楼设计（方案二）图5-7恒载轴力图60 某五层框架办公楼设计（方案二）5.3.2活载作用下内力计算图5-8活载弯矩图60 某五层框架办公楼设计（方案二）图5-9活载弯矩图60 某五层框架办公楼设计（方案二）图5-10活载剪力图60 某五层框架办公楼设计（方案二）图5-11活载轴力图60 某五层框架办公楼设计（方案二）5.4PKPM所得内力包络图5.4.1弯矩包络图图5-12弯矩包络图60 某五层框架办公楼设计（方案二）5.4.2轴力包络图图5-13轴力包络图60 某五层框架办公楼设计（方案二）5.4.3剪力包络图60 某五层框架办公楼设计（方案二）图5-14剪力包络图5.4.4配筋包络图60 某五层框架办公楼设计（方案二）图5-15配筋包络图60 某五层框架办公楼设计（方案二）6.梁柱截面设计6.1梁截面设计这里仅以第一层5轴线的AB梁为例，说明计算方法和过程，其他梁的配筋计算从略。6.1.1相关参数（1）材料混凝土强度等级为C30，=14.30N/，=1.43N/，=1.0；纵筋为HRB335级，=300N/mm，箍筋为HPB235级，=210N/。（2）几何参数梁截面尺寸为250×500，梁保护层厚度为35mm，初步按单排钢筋，取。6.1.2梁正截面配筋计算图6-1第一层5轴线的AB梁弯矩简图6.1.2.1跨中配筋跨中最大弯矩设计值为,跨中按T形截面设计。计算简图如图6-2所示：60 某五层框架办公楼设计（方案二）图6-2T型梁截面。故属于第一类T形截面，，实配3f18（）将跨中截面3f1860 某五层框架办公楼设计（方案二）全部伸入支座，作为支座负弯矩作用下的受压钢筋。6.1.2.2左边支座配筋支座截面按矩形截面设计，支座负弯矩为实配3f20（）6.1.2.3右边支座配筋支座负弯矩为实配3f20（）6.1.3梁斜截面受剪配筋计算最大剪力位于支座柱边由于故截面尺寸满足要求。可以按构造配箍。加密区配置6@100，箍筋加密区长度：取750mm，非加密区配置6@200。6.2柱截面设计这里仅以第一层5号轴线与B轴线相交处柱为例，说明计算方法和过程，其他柱配筋计算从略。60 某五层框架办公楼设计（方案二）6.2.1相关参数（1）材料混凝土强度等级为C30，=14.30N/，=1.43N/，=1.0；纵筋为HRB335级，=300N/mm，箍筋为HPB235级，=210N/。（2）几何参数柱截面尺寸为400×400，取，，底层柱计算长度。6.2.2柱正截面承载力计算由图5-12弯矩包络图，图5-13轴力包络图可知，底层柱最不利内力为，。计算简图如图6-3所示：图6-3柱计算简图6.2.3判别偏心受压情况取20mm和两者中的较大值，，故取取20mm，，，取60 某五层框架办公楼设计（方案二），因此按小偏心受压计算6.2.4正截面配筋计算由于代入已知数据联立（1）、（2）式计算可得配3f16（）整个截面配8f16。6.2.5斜截面承载力计算箍筋加密区长度，取900mm剪力设计值截面尺寸检查：满足要求。由抗剪承载力计算箍筋，剪跨比：取，取60 某五层框架办公楼设计（方案二）可不进行斜截面受剪承载力计算，按构造要求配置箍筋，按照抗震设计要求。三级抗震，体积配箍率不得小于0.4%。加密区配置8@100，四肢箍，，可以。非加密区配8@200，四肢箍。6.3节点设计这里仅以第一层横梁⑤轴线与B轴线相交的横向节点进行计算，如图6-4所示。图6-4节点左右弯矩，轴力包络图6.3.1节点核心区剪力设计值计算根据规定：三、四级抗震等级的框架及非抗震框架节点核心区，可不进行计算，但应符合构造措施要求。，节点两侧梁高平均值=500mm节点两侧梁有效高度平均值=465mm=6.3.2节点核心区截面抗震强度验算由B框架柱内力组合表查得：N=944kN取N=944kN60 某五层框架办公楼设计（方案二）按构造要求配筋，与柱端箍筋加密区相同，取四肢箍，8@100。6.3.3节点核心区截面验算满足要求。7.楼梯设计7.1楼梯布置图图7-1标准层楼梯结构图60 某五层框架办公楼设计（方案二）采用现浇整体式钢筋混凝土结构斜板混凝土采用C30，纵向受力采用HRP235平台板混凝土采用C30，纵向受力采用HPB235平台梁混凝土选用C30，纵向受力采用HRP3357.2楼梯板设计第一标准层与其他标准层楼梯布置相同，且为双跑楼梯，故此处仅以第一标准层第一跑为例：板厚为120mm，板倾斜角为，取1m宽板带计算。(1)荷载计算梯段板的荷载计算列于表7-1。恒荷载分项系数,活载分项系数为，总荷载设计值梯段板的荷载表7-1荷载种类荷载标准值（KN/m2）恒荷载20厚大理石面层三角形踏步120厚混凝土斜板20厚板底抹灰小计0.84+1.88+3.37+0.36=6.45活荷载2.5注：e、d分别为三角形踏步的宽和高r1、r2、r3为材料的容重c1为楼梯踏步面层厚度为楼梯斜板的倾角为斜板的厚度60 某五层框架办公楼设计（方案二）为板底粉刷层厚度（2）截面设计图7-2标准层梯段板计算简图板水平计算跨度为弯矩设计值为取板保护层厚度15mm，板的有效高度为满足构造要求。选配10@100，，分布筋8@200。7.3平台板设计这里仅计算半层平台板，与层高同高的平台板配筋同半层平台板，从略。平台板厚为120mm，取1m宽板带计算。60 某五层框架办公楼设计（方案二）（1）荷载计算平台板的荷载计算列于表7-2总荷载设计值表7-2荷载种类荷载标准值（KN/m2）恒荷载20厚大理石面层120厚混凝土板20厚板底抹灰小计3.88活荷载2.5平台板的计算跨度为弯矩设计值为板的有效高度为，按构造配筋选配8@130，，分布筋为8@1307.4平台梁设计该平台梁截面尺寸为（1）荷载计算：平台梁的荷载计算列于表7-360 某五层框架办公楼设计（方案二）总荷载设计值荷载种类荷载标准值（KN/m2）恒荷载梁自重梁侧和底粉刷梯段板传来的荷载平台板传来的荷载小计15.86活荷载（1）截面设计：计算跨度为弯矩设计值剪力设计值梁的有效高度截面按倒T形计算，截面类型判别：故属于第一类T形截面60 某五层框架办公楼设计（方案二）按构造配箍。纵筋配222，箍筋配8@150，配筋详图见结构施工图。8楼板计算由于每块板的长短跨之比都小于3，故板是按双向板进行设计计算的，这里仅以其中一块板即一层轴4与轴5之间的A、B跨楼面板为例，说明计算方法和计算过程，其他板的计算从略。60 某五层框架办公楼设计（方案二）8.1板的荷载计算8.1.1板1的传荷方式图8-1板传荷方式8.1.2荷载计算由前面计算可知，楼面恒荷载设计值楼面活荷载设计值则楼面荷载总设计值8.2板的配筋计算8.2.1计算跨度60 某五层框架办公楼设计（方案二）取该板为四周连续板，四周有梁，考虑内力折减系数0.8，钢筋采用分离布置，假设板的跨中钢筋在距支座处截断一半，则取8.2.2求x方向跨中截面钢筋可按最小配筋率配筋。选配：Φ8@1508.2.3求x方向支座截面配筋可按最小配筋率配筋。选配：Φ8@1508.2.4求y方向跨中截面配筋60 某五层框架办公楼设计（方案二）可按最小配筋率配筋。选配：Φ8@1508.2.5求y方向支座截面钢筋可按最小配筋率配筋。选配：Φ8@1509基础设计这里仅以⑤号轴线与D轴线相交的柱子下面的桩基为例进行设计计算，说明计算方法和计算过程，其他基础配筋计算从略。9.1设计资料拟建场地工程地质情况表9-1岩土层名称土层深度（m）稠密度/风化程度混凝土预制桩人工挖孔灌注桩qsa/kpaqpa1/kpaqsa/kpaqpa2/kpa（1）层杂填土0~4.2松散108（2）层细砂4.2~7.0松散、稍密10—（3-1）层砂质粘性土7.0~9.5可塑3326（3-2）层砂质粘性土9.5~12.5硬塑41190032900（3-3）层砂质粘性土12.5~16.5坚硬452600361100（4-1）层花岗岩16.5~18.5全风化703000601200（4-2）层花岗岩18.5~25.6强风化100见表180见表1桩选取直径为500mm混凝土预制管桩，由地质勘察报告可知，60 某五层框架办公楼设计（方案二）单桩竖向承载力特征值为，地基承载力特征值为，承台混凝土等级为C20，，垫层厚为100mm，承台保护层厚度为40mm，承台钢筋选用HRB335，。9.2初选桩的根数和承台尺寸9.2.1初选桩的根数根据前面D框架柱的内力组合表可得，，。按试算偏心受压时所需的桩数n,可按轴心受压计算并乘以一个增大系数，取，则，暂取n=2。9.2.2初选承台尺寸按下表选取桩距表9-2土类与成桩工艺排数不少于3排且桩数不少于9根的摩擦型桩基非挤土和小量挤土灌注桩3.0d挤土灌注桩穿越非饱和土3.5d穿越饱和软土4.0d挤土预制桩3.0d打入式敞口管桩和H型钢桩3.5d注：d为桩径承台边长为，暂取承台埋深为1.7m，取为0.6m，桩顶伸入承台50mm，钢筋保护层厚度为40mm，则承台有效高度为：60 某五层框架办公楼设计（方案二）9.3计算桩顶荷载取承台及其上土的平均重度计算简图如图9-1,图9-2图9-1桩基计算简图160 某五层框架办公楼设计（方案二）图9-2桩基计算简图2（1）桩顶平均竖向力满足要求（2）桩顶竖向力最值相应于荷载效应基本组合时作用于柱底的荷载设计值为：扣除承台和其上覆土自重厚的桩顶竖向力设计值：9.4承台受冲切承载力验算a.柱边冲切此承台不需要进行冲切验算的冲切截面，因此不需进行此项验算。b.承台角桩冲切验算二桩承台不需要验算角桩对承台的冲切验算。9.5承台受剪承载力计算由于，故取，，，剪切系数满足要求60 某五层框架办公楼设计（方案二）9.6承台受弯承载力计算（1）截面配筋选用11f18沿y方向均匀布置（2）验算钢筋间距满足要求。实际选用即f18@1009.7基础梁计算9.7.1计算模型：图9-3基础梁计算模型9.7.2基础梁截面尺寸选取梁宽取250mm，梁高取1/12承台中心距。取最长跨基础梁为计算对象，即中心距为7200mm的基础梁，根据其计算结果统一配筋，取梁高600mm。9.7.3基础连梁承受荷载一层墙体墙厚240mm，统一对一层梁高采用400mm，则墙高为5.05-0.6＝4.45m，粉刷及外墙做法与上层结构相同，所以墙的总面荷载为外墙：内墙面抹灰20mm170.02=0.34kN/㎡水泥砂浆面层20mm200.02=0.4kN/㎡加气混凝土砌块240mm80.24=1.92kN/㎡贴面砖墙面0.5kN/㎡60 某五层框架办公楼设计（方案二）共计3.16kN/㎡，取3.5kN/㎡线荷载基础梁按估算采用250×600截面，自重线荷载为0.25×0.4×25＝2.5kN/m。则q＝15.58+2.5＝18.08kN/m（一层墙荷载+基梁自重）。采用C30混凝土，，HRB335钢筋，9.7.4基础连梁配筋取a=30mm，实配2Φ22，=760mm2>按照构造要求配箍筋，φ8@200。配筋详见施工图。参考文献60 某五层框架办公楼设计（方案二）[1]朱炳寅.建筑结构设计规范应用图解手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2005[2]GB50068－2001,建筑可靠度设计统一标准[S][3]赵西平，霍小平，等.房屋建筑学[M].北京：中国建筑工业出版社，2005[4]GB50010－2002，混凝土结构设计规范[S][5]GBJ2－86，建筑模数协调统一标准[S][6]JCJ79－2002，建筑地基处理规程[S][7]周果行.工民建专业毕业设计指南[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.286~345[8]GB50011－2001，建筑抗震设计规范[S][9]JGJ67－2006，办公建筑设计规范[S][10]GB50009－2001，建筑结构荷载规范[S][11]梁兴文，史庆轩.土木工程专业毕业设计指导[M].北京：科学出版社，2005[12]GB50352－2005，民用建筑通则[S][13]莫海鸿，杨小平，等.基础工程[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.117~180[14]PrenticeHall.TheEuropeanHOPEproject[J].Inc.USA.2001.[15]Nice.SnowLoadsandWindActionsonExistingBuildings:ReliabilityoftheNorwegianBuildingStock[J].the6thInt.onGeosynthetiConf,Nice,America,2000.60