框架-剪力墙机关办公楼结构设计计算书.doc

0绪论 作为土木工程专业工民建方向的学生，工程设计类毕业设计是对我们所学课程进行综合并全面训练与检测的必要环节，是紧密联系工程实践，培养我们独立工作能力的重要方式，也是是我们从理论到联系实际的过渡。 钢筋混凝土框架剪力墙结构布置灵活，设计、施工较简单，目前广泛应用于住宅、旅馆、公寓、办公楼等建筑，尤其在多层及小高层建筑当中。作为当代大学生，有必要掌握对办公楼、住宅等钢筋混凝土框架及框架剪力墙结构建筑进行设计的基本技能，同时为毕业后独立工作做铺垫。 通过毕业设计，掌握建筑设计与结构设计的基本流程；学习并掌握独自完成房屋从建筑到结构的设计全过程，对今后从事建筑结构设计、工程施工等都有积极的作用。 建筑设计的合理与否，除满足建筑功能的基本要求外，还要满足结构与施工的可行性及经济适用等要求。 对于机关办公楼建筑，在建筑的基本功能方面，主要是满足办公、会议、和贮藏等功能，同时还要为每个公务员营造舒适惬意的工作环境。 设计时要查阅建筑相关规范，复习相关学科（如房屋建筑学、建筑制图）中的知识。建筑设计包括建筑平面布置、功能分区、消防、疏散等问题的研究和处理。 根据资阳城区气温条件、工程地质条件（土质条件、地下水位、相邻建筑间距与地基埋深）抗震设防等级、结构承重的要求，以及场地地质条件、材料供应和施工方案与技术等方面，进行合理的结构选型与布置 结构设计方面，主要体现在结构体系选择、结构计算与布置的合理性。本工程主要用PKPM对结构进行分析计算，再应用AutoCAD绘制结构施工图。 结合相关结构设计规范，对结构进行布置；根据所选结构类型，结合相关荷载规范楼面面荷载、梁上线荷载等荷载进行计算;再结合结构设计相关知识（如：结构设计原理、结构设计），对主要结构构件（柱、梁、板等）进行尺寸初选；最后用PKPM结构分析软件对框架剪力墙的梁、板、柱、楼梯、剪力墙及基础等结构构件进行内力分析和配筋。 得到基本模型并对建筑施工图进行局部修改；再应用AutoCAD绘制符合结构标准的结构施工图，完成建筑与结构设计。1.工程概况本工程为机关办公楼位于资阳市，用地5000方米，。该场地地势平坦，环境优雅，自然景色的优美，交通便利比较适合办公楼功能的充分利用。 设计标高：室内外高差：300mm。 墙身做法：墙身采用200厚的页岩空心砖。内粉刷为混合砂浆打底厚20mm, 内墙满刮腻子一道,外墙贴纸皮砖。 楼面做法：楼面（大理石楼面），140厚现浇钢筋砼楼板，20厚板底抹灰。 屋面做法（上人屋面及部分不上人屋面）：见建筑设计部分。 门窗做法：塑钢窗和防盗门。 地震烈度：6度，设计基本地震加速度为0.05g，类场地，设计地震分组为第一组，抗震等级三级。 基本风压：0 =0.40KN/m2 雪压：0.00 KN/m2，地面粗糙度类别为C类。 上人屋面活荷为2.0KN/m2，走廊活荷载为2.5KN/m2，卫生间楼面活荷载为2.0KN/m2，楼梯活荷载为3.5KN/m2，档案室活荷载为5KN/m22. 建筑设计2.1.设计要点2.1.1.建筑平面设计 (1)依据建筑功能要求，确定柱网的尺寸，然后逐一定各房间的开间和进深； (2)根据防火、疏散和交通的要求，确定楼梯间的位置尺寸； 确定墙体所用的材料和厚度，以及门窗的型号与尺寸。 2.1.2.建筑立面设计 （1）确定门窗的立面形式。门窗的立面形式一定要与立面整体效果相协 （2）与平面图对照，核对雨水管、雨棚等的位置及做法； （3）确定墙体立面装饰材料做法、色彩以及分格艺术处理的详细尺寸。2.1.3.建筑剖面设计 （1）分析建筑物空间组合情况，确定其最需要的剖切位置。一般要剖到楼梯及有高低错落的部位； （2）进一步核实外墙窗台、过梁、楼板等在外墙高度的关系；（3） 根据平面图的尺寸，确对楼梯的梯段的尺寸和平梁的尺寸。2.2.方案设计 本方主要特点:突出以人为本，结构为功能服务,努力创造功能合理,经济适用,安全舒适,满足现代公务员的办公楼,方案可实施性较强。2.2.1.建筑平面设计平面上力求简单、规则、对称，整个建筑平面为标准矩形，既有利于自然采光和自然通风同时有利于抗震。 本工程位于资阳市政府西面，北面是资阳市外国语学院，两面临街。本工程为五层框架-剪力墙结构。建筑用地5000平方米，建筑面积约2900平方米。将柱子设在纵横建筑墙交叉点处，以尽量减少柱对建筑使用功能的影响。本框架=剪力墙结构办公楼采用三跨不等跨式柱网布置。各个房间的开间和进深根据现行建筑设计规范划定。建筑物的总长为47.300米，总宽度为12.900米，其长宽比约为3.7，满足6度抗震设防区建筑物长宽比的要求。2.2.2. 建筑立面设计该住宅楼在立面上采用宽大而明亮玻璃窗，在有效的满足室内采光要求的同时表现简洁和现代感。建筑立面和竖向剖面上力求规则，不仅避免立面的凹进或突出，使结构的侧向刚度变化均匀也利于结构抗震。2.2.3.建筑剖面设计建筑物的剖面图要反应出建筑物在复杂部位的构造及建筑空间的组合关系。在建筑物的层高上，考虑到建筑空间比例要求及办公楼建筑设计规范规定室内净高要求，该办公楼的层高为常用的3.600m，室内外高差为0.4300m。根据总建筑面积等各方面的要求，窗台的高度根据规范取办公室为0.9m、厕所为1.8m、楼梯间为1.5m。屋顶为平屋顶形式。此设计满足“适用、经济、美观”的总体要求，建筑平面简洁、明快，结构方案合理，利于施工，装饰简洁适用、经济。2.3.建筑设计说明本工程为资阳市某机关办公楼，该工程总面积约为2900m2，根据任务书提供及查找资料基本风压为0.40kN/m2，基本雪压为0.000kN/m2。该办公楼位于抗震设防烈度为6度的区域，设计基本地震加速度为0. 05g，设计地震分组为第一组，图中标注除有特别注明外，标高以米计，尺寸以毫米计。本图根据任务书要求按六度地震区抗震设防。办公室允许活荷载为2.0kN/m2,楼面为上人屋面为6.0kN/m2，走廊、厕所、及楼梯允许活荷载为2.5kN/m2。房屋正常使用年限为50年。放样 以现场实际为放样依据。2.4. 建筑材料及做法2.4.1.墙体工程 墙体采用200厚页岩空心砖砌体，内墙为100厚页岩空心砖隔墙。2.4.2.门窗 塑钢门窗和木质门及防盗门。2.4.3楼地面做法 15厚花岗岩大理石铺面，20厚1:4干硬性水泥砂浆，2厚纯水泥浆一道，100厚钢筋混凝土楼板，20 厚板底抹灰。2.4.4.散水做法 1：3水泥砂浆散水宽600毫米 。2.4.5.落水管及雨水口 雨水口做法详见图集；水管材料采用直径为100PVC水管。2.4.6.挑出墙面的雨棚等构件雨棚上部粉刷1：2水泥砂浆，并做2找坡。其下部粉刷1：2水泥砂浆15厚白色涂料，并做20mm宽滴水线。3.结构设计3.1工程概况本工程建筑功能为公共建筑，由资阳市政府出资建设。使用年限为50年；本工程位于资阳市政府西面，北面是资阳市外国语学院，两面临街。本工程为五层框架-剪力墙结构。建筑用地5000平方米，建筑面积约2900平方米。内、外墙体材料为页岩空心砖砌块，外墙装修使用灰色墙面砖，内墙装修粉刷乳胶漆，室内地面房间采用花岗岩大理石，门窗采用塑钢窗和装饰木门。全楼设楼梯两跑,消防兼乘客电梯一部。3.1.1建筑地点：四川省资阳市3.1.2设计资料3.1.2.1地质水文资料根据工程地质勘测报告，拟建场地地势平坦，表面为平均厚度1.0m左右的杂填土，往下为1.8m厚砂质粘土，在往下为砾石层，砂质粘土和砾石层为基础持力层，允许承载力分别为280KN/和400KN/.地下水位：地表以下4.5M，无侵蚀性。 3.1.2.2.抗震设防要求 六度设防，设计基本地震加速度值为0.05g，第一组。3.1.2.3.标高 底层室内主要地坪标高为0.000，室内外高差为300mm。3.2气象资料：全年主导风向：NNW；夏季主导风向：NNW；常年降雨量为：1200.00mm；基本风压为：0.400KN/m2；基本雪压为：0.000kN/m2。3.3主要构件材料及尺寸估算3.3.1.主要构件材料 框架梁、板、柱采用现浇钢筋混凝土构件， 墙体采用加气混凝土砌块， 混凝土强度：梁、板、柱均采用C30、C35、C40商品混凝土，具体见结构施工图。 钢筋使用HPB235、HRB 335、HRB 400三种钢筋。3.3.2.主要构件的截面尺寸 （1）框架梁：横向框架梁，跨度最大L=6.3m，最小跨度L=2.7mh=（1/81/12）6300mm=750mm500mm，取h=600mmB=（1/21/3）h，b=300mm走廊间梁因跨度较小故取H=550mmB=（1/21/3）h，b=250mm纵向框架梁，最大跨度L=5.1m，最小跨度L=2.7mh=（1/81/12）5100mm=875mm583mm，取h=500mm楼梯间梁与纵向框架梁取相同尺寸b=（1/21/3）h，b=250mm次梁尺寸初选为200X400。地梁初选采用300X600。（2）框架柱：初定边柱尺寸500mm500mm一层框架柱混凝土强度等级C40。二层框架柱混凝土强度等级C35其余各层框架柱混凝土强度等级均为C30N=(1.210+1.4活载)一根柱的负荷面积层数为考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数。抗震等级三级的框架结构轴压比u=0.9，柱的负荷面积是7.84.35m。中柱Ac 1.25X7.2X3.7X12.5X1000X7/0.914.3=226398mm2中柱取500mm500mm。3.4楼板及屋面荷载 屋面和楼面板的荷载取自建筑荷载规范（GB500092001。 3.4.1屋面和楼面板的荷载计算屋面和楼面板的荷载取自建筑荷载规范（GB500092001）。3.4.1.1办公室采用饰面层铺面楼地面名 称做 法厚度（mm)容重(KN/m3)重量KN(m2)饰面层饰面层铺面15280.421:4干硬性水泥砂浆20200.4纯水泥浆一道2200.04钢筋混凝土楼板120253板底抹灰20170.34 楼面静载：4.2 楼面活载：2.03.4.1.2卫生间采用地砖地面名 称做 法厚度（mm)容重(KN/m3)重量KN(m2)厕所防滑地砖10200.21：4干硬性水泥砂浆25200.5C20混凝土1找坡20250.51：3水泥砂浆找平20200.4防水涂料1.5150.02钢筋混凝土楼板120253板底20厚粉刷抹平20170.34 楼面静载：5.0 楼面活载：2.03.4.1.3.上人屋面名称做 法厚度（mm)容重(KN/m3)重量KN(m2)上人屋面40厚细石混凝土提浆压光40200.820厚1:3水泥砂浆找平层20 200.440厚挤塑聚苯保温板400.50.023厚SBS改性沥青防水卷材一道4 100.0420厚1:3水泥砂浆20 200.4水泥炉渣找坡2% 最薄处40厚40150.620厚1:6水泥砂浆找平层20200.4钢筋混凝土楼板120253.0板底20厚抹灰20170.34 楼面静载：6.0 楼面活载：2.03.4.1.5.走廊地面名 称做 法厚度（mm)容重(KN/m3)重量KN(m2)彩色水磨石楼面花岗岩大理石15280.421:3水泥砂浆找平20200.40纯水泥浆一道2200.04钢筋混凝土楼板100252.5板底20厚粉刷抹平20170.34 楼面静载：4.2 楼面活载：2.5 3.5梁上线荷载3.5.1.墙面名 称做 法厚度（mm)容重(KN/m3)重量KN(m2)墙面页岩空心砖墙200102水泥砂浆抹面+柔性腻子40 200.8 面荷载：2.8KN/m2名 称做 法厚度（mm)容重(KN/m3)重量KN(m2)墙面页岩空心砖墙100101水泥砂浆抹面+柔性腻子40 200.8 面荷载：1.8KN/m23.5.2 隔墙线荷载：（1）200墙：标准层=2.8X3.0=8.4 KN/m 100墙: 标准层=1.83.1=5.58 KN/m3.5.3有门窗户隔墙折减：折减为200墙5.88 KN/m；100墙为4.5 KN/m3.5.4屋顶边墙及栏杆：1.9X0.5+1.5=1.4+1.5=2.5KN/m 3.5.5顶层女儿墙：1.9X1.3=2.5KN/m 楼梯钢筋计算书编号: 1 一、荷载和受力计算 楼梯计算简图如下： 计算公式如下： 其中hh：楼梯梯板在不同受力段取不同的值,上图所示取楼梯梯板折算高度 在楼梯折板处取梯板厚度,在平台处取平台厚度,在楼板处取楼板厚度 荷载计算参数（单位kn/m）： 装修荷载Qz=1.00； 活载Q=2.00； 恒载分项系数1.2,1.35 活载分项系数1.,1.*0.7 梯板负筋折减系数（ZJXS)=0.8 各跑荷载及内力计算及示意图： 其中：Qb梯板均布荷载； Qbt梯板弯折段均布荷载； Q平台均布荷载； Q楼面均布荷载； 单位(KN/m)； 第1标准层第1跑 Qb=10.872 Qbt=7.600； Qp=7.600 Qw=7.000； 第1标准层第2跑 Qb=10.872 Qbt=7.600； Qp=7.600 Qw=7.000； 二、配筋面积计算: 楼梯板底筋Asbd(cm2)：按照两端简支求出max,按照max配筋 楼梯板负筋Asbf(cm2)：梯板负筋弯矩取max*ZJXS,按此弯矩照配筋 楼梯平台如果两边都有支承,按照四边简支板计算,采用分离式配筋 平台板底筋Aspd(cm2) 平台板负筋Aspf(cm2) - 标准层号跑数 Asbd Asbf Aspd Aspf - 1 1 8.51 6.54 0.00 0.00 1 2 4.96 3.89 0.00 0.00 三、配筋结果: 配筋措施： 楼梯梁保护层厚度：0 楼梯板及平台板保护层厚度： 受力钢筋最小直径： 楼梯板受力钢筋=8 休息平台受力钢筋= 楼梯梁受力钢筋= 受力钢筋最小间距：100 mm 非受力分布钢筋： 受力钢筋=14时,取8250 楼梯板分布筋每踏步至少：6 各跑实际配筋结果： 梯板和平台配筋结果： - 标准层号 跑数梯板底筋 梯板分布筋梯板负筋平台底筋平台负筋 - 1 1 12130 8200 10100 8200 8200 1 2 8100 8200 8100 无 无 梯梁配筋结果： - 标准层号 跑数梯梁1顶纵筋 梯梁1底纵筋 梯梁1箍筋 梯梁底纵筋 梯梁顶纵筋 梯梁箍筋 - 1 1 216 216 8200 无 无 无 1 2 214 214 8200 无 无 无 楼梯钢筋计算书编号: 2 一、荷载和受力计算 楼梯计算简图如下： 计算公式如下： 其中hh：楼梯梯板在不同受力段取不同的值,上图所示取楼梯梯板折算高度 在楼梯折板处取梯板厚度,在平台处取平台厚度,在楼板处取楼板厚度 荷载计算参数（单位kn/m）： 装修荷载Qz=1.00； 活载Q=2.00； 恒载分项系数1.2,1.35 活载分项系数1.,1.*0.7 梯板负筋折减系数（ZJXS)=0.8 各跑荷载及内力计算及示意图： 其中：Qb梯板均布荷载； Qbt梯板弯折段均布荷载； Q平台均布荷载； Q楼面均布荷载； 单位(KN/m)； 第1标准层第1跑 Qb=10.872 Qbt=7.600； Qp=7.600 Qw=7.000； 第1标准层第2跑 Qb=10.872 Qbt=7.600； Qp=7.600 Qw=7.000； 二、配筋面积计算: 楼梯板底筋Asbd(cm2)：按照两端简支求出max,按照max配筋 楼梯板负筋Asbf(cm2)：梯板负筋弯矩取max*ZJXS,按此弯矩照配筋 楼梯平台如果两边都有支承,按照四边简支板计算,采用分离式配筋 平台板底筋Aspd(cm2) 平台板负筋Aspf(cm2) - 标准层号跑数 Asbd Asbf Aspd Aspf - 1 1 8.51 6.54 0.00 0.00 1 2 4.96 3.89 0.00 0.00 三、配筋结果: 配筋措施： 楼梯梁保护层厚度：0 楼梯板及平台板保护层厚度： 受力钢筋最小直径： 楼梯板受力钢筋=8 休息平台受力钢筋= 楼梯梁受力钢筋= 受力钢筋最小间距：100 mm 非受力分布钢筋： 受力钢筋=14时,取8250 楼梯板分布筋每踏步至少：6 各跑实际配筋结果： 梯板和平台配筋结果： - 标准层号 跑数梯板底筋 梯板分布筋梯板负筋平台底筋平台负筋 - 1 1 12130 8200 10100 8200 8200 1 2 8100 8200 8100 无 无 梯梁配筋结果： - 标准层号 跑数梯梁1顶纵筋 梯梁1底纵筋 梯梁1箍筋 梯梁底纵筋 梯梁顶纵筋 梯梁箍筋 - 1 1 216 216 8200 无 无 无 1 2 214 214 8200 无 无 无 总结以及展望 通过此次毕业设计，我把知识融会贯通使自己对大学四年所学知识进行了系统的复习与应用，收获颇多。开拓了视野，认识了将来土木工程的发展方向。通过这次对机关办公楼的设计，我系统地了解了整个建筑从建筑设计到结构设计的全过程。虽然受设计深度的影响，但比较符合我们当前的情况。从分析建筑基本功能、功能分区及面积要求再进行建筑设计、结构选型、结构布置、荷载整理以及构件计算等步骤。毕业设计是我作为一名学生完成学业的最后一次作业，它既是对学校所学知识的全面总结和综合应用，又为今后走向社会的实际操作做一次实战练习。毕业设计是我对所学理论知识的检验与总结，能够培养和提高设计者独立分析和解决问题的能力。毕业设计指导是老师检验其教学效果，改进教学方法，提高教学质量的绝佳机会。毕业的时间一天一天的临近，毕业设计也接近了尾声。在设计的过程中，由于之前没有接触过设计方面的工作，没有实际经验，虽然大错误没有，但小疏忽不断。在此就不做举例诠释。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，厚积才能薄发。最后完成时有种如释重负的感觉。此外，还有一心得：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以只有到真正会用才是真的学会了。通过毕业设计，系统地锻炼了自己在设计过程思考问题、解决问题的能力也培养了自己独立工作的能力。同时了解到对建筑的设计每一步都要有理有据、有据可循。这就需要设计者通过各种渠道查询相关资料，熟悉各种建筑规范。这次毕业设计为我以后独立工作做了铺垫，对以后从事建筑结构设计、工程施工、工程造价等都有积极作用。参考文献 1 袁锦根，余志武. 混凝土结构设计基本原理(第二版)M. 北京：中国铁道出版 社，20032 余志武，袁锦根. 混凝土结构与砌体结构设计(第二版)M. 北京：中国铁道出 版社，20043 沈蒲生. 高层建筑结构设计M. 北京：中国建筑工业出版社，20064 陈希哲. 土力学与地基基础(第三版) M. 北京：清华大学出版社，20045 王小红，罗建阳. 建筑结构CADPKPM软件应用M. 北京：中国建筑工业出版 社，20046 中华人民共和国国家标准. 房屋建筑制图统一标准GB/T50001-20017 中华人民共和国国家标准 建筑结构制图标准 GB/T 5010520108 中华人民共和国国家标准. 建筑结构荷载设计规范GB50009-2001（2006年版）9 中华人民共和国国家标准. 混凝土结构设计规范GB50010-201010 中华人民共和国国家标准. 建筑抗震设计规范GB50011-201011 中华人民共和国国家标准. 建筑地基基础设计规范GB50007-200212 中华人民共和国国家标准. 建筑工程抗震设防分类标准 GB50223-2008 13房屋建筑学课程设计任务书及设计基础知识 中央广播电视大学出 版社 14建筑设计资料集 编委会，建筑设计资料集（第二版），北京：中国 建筑工业出版社 15中小型民用建筑图集 中国建筑工业出版社 16建筑制图 17四川地区通用的民用建筑配件图致 谢 四年的大学生活在这个季度即将划上一个句号，而对于我的人生却只是一个逗号，我将面临下一个挑战。我将融入社会并成为生活的主角。 四年的求学生涯在师长、亲友的大力支持下，一路艰辛与欢乐并存，在毕业设计即将付梓之际，我更急切地要把我的敬意和赞美献给一位平凡的人我的指导导师。李倩老师在我做毕业设计的每个阶段，从查找资料，再到设计软件搜集，毕业设计初期检查、中期修改、后期图纸审核等每个环节都给予了我悉心指导。同时还细心地指出机关办公楼设计应该注意的细节，严谨的纠正我设计过程中的错误。我不是出色的学生，而您却是我最尊敬的老师。其次，我要感谢全过程中我们互相交流学习的刘超杰同学及我的室友。你们让我们懂的更多更全面且将前车之鉴与大家分享让彼此少走弯路。同时也感谢学院为我提供良好的做毕业设计的环境。最后我要感谢的是我的父母，是你们对我大学生涯给予巨大的支持和鼓励，为我的人生征途提供了一个良好的开端。毕业后我将努力工作，不断学习进步，不辜负父母对我的期望和母校对我的栽培！附录A / | 公司名称: | | | | 建筑结构的总信息 | | SATWE 中文版 | | 2011年9月29日15时29分 | | 文件名: WMASS.OUT | | | |工程名称 : 设计人 : | |工程代号 : 校核人 : 日期:2012/ 4/14 | / 总信息 . 结构材料信息: 钢砼结构 混凝土容重 (kN/m3): Gc = 26.00 钢材容重 (kN/m3): Gs = 78.00 水平力的夹角(Rad): ARF = 0.00 地下室层数: MB