济南市某综合办公楼结构设计说明书

1、 结构设计说明主题：城市综合办公楼前言本设计是针对城市综合办公楼的建筑和结构进行设计计算的。建筑设计部分，本着“舒适、安全、经济”的设计原则，按照相关建筑规范的要求，完成了建筑的平面、立面、剖面及细部构件的设计，注重使用经济、合理、先进的建筑技术。在结构设计部分，在建筑设计的基础上，合理确定结构方案和结构布置。结构计算时，在主体建筑部分选取具有代表性的框架和柱下基础进行计算，包括：确定梁柱接口尺寸和框架计算图；负荷计算；框架侧位移计算；框架在水平和垂直力作用下的受力分析；合力与截面设计；基础设计，并完成部分结构构件的计算，在计算过程中，以人工计算为主，计算机计算采用建筑结构软件PKPMCAD，

2、并进行计算机计算之间的误差分析比较结果和手算结果进行。由于本人水平有限，难免有不准确和疏漏。请批评和纠正我。目录前言2目录 3 TOC o t 标题 3,3,标题 4,4 第一章建筑设计51.1项目概况51.2设计信息5 TOC o 1-4 第 2 章 结构设计概述62.1结构第6部分2.2结构设计探讨62.2.1 结构系统选择62.2.2 设计过程7 TOC o 1-4 第三章结构设计83.1结构布置及计算图83.2主要部件的选择和尺寸8的初步估算3.2.1 确定框架计算图83.2.2梁柱线刚度计算93.3负载统计103.3.1屋面永久荷载标准值为103.3.2 地板永久荷载标准值 103.

3、3.3屋顶和地板可变荷载标准值113.4载荷计算113.4.1 恒载计算 113.4.2 活荷载计算 153.4.3 风荷载计算 163.5力计算173.5.1恒载下的力计算173.5.2活载作用力计算233.5.3风荷载作用下的力计算283. 6种力量组合313.6.1梁的受力组合313.5.2柱的受力组合313.7剖面设计353.7.1梁的配筋计算353.7.1.1 梁法向截面抗弯承载力计算353.7.1.2 梁斜截面抗剪承载力计算383.7 . 2 柱配筋计算413.7.1.1 立柱法向截面抗弯承载力计算413.7.1.2 斜截面柱的抗剪承载力计算43 TOC o 1-4 TOC o 1

4、-4 3.8 地板设计503.8.1 设计数据503.8.2 载荷计算503.8.3 确定计算跨度513.8.4弯曲距离计算513.8.5剖面设计523.9 楼梯设计533.9.1 设计数据533.9.1 梯级计算533.9.2 平台板计算543.9.3 平台梁计算553.10 基本设计573.10.1设计材料573.10.23.10.3检查基础的承载能力583.10.4检查底座高度583.10.5基础底筋59 TOC o 1-4 参考文献61 TOC o 1-3 h z TOC o 1-3 h z TOC o 1-3 h z 至62第一章建筑设计1.1 项目概述设计主题：城市综合办公楼地方：

5、1.2 设计数据(1)工程采用钢筋混凝土框架结构，基础采用钢筋混凝土独立基础。，设计地震加速度基本值为0.05g(3) 建筑场地土类为级，建筑抗震设防类别为C级，设计特征周期为0.4 s 。本项目环境类别为：地基和屋面悬挑为b类，室内潮湿环境为类。 本工程设计合理使用年限为50年，安全等级为二级，砌体施工质量控制等级为B级。地基承载力特征值： fak =200kN/m 2 ，冻土深度为0.5m 项目地处市区，建筑物密集，地面粗糙度C级，基本风压W o = 0.45 kN/m 2 ，海拔0.000米51.6m 基本风压：S o =0.3 kN/m 2第二章结构设计概述2.1 结构部分 自然条件：

6、基本风压：W o =0.45 kN/m 2 ，基本雪压 S o =0.3 kN/m 2（2）工程地质资料：自然表层以下填土，1.8m填土下填粘土（地基承载力特征值： 4.7mf ak = 200kN/m 2 ） ，下层为砾石层（地基承载力特征值： f ak = 3 00kN/m 2 ) 冻土深度为 材料情况混凝土：C30用于基础、柱、梁、板；钢筋：梁柱应力筋为HRB335，板应力筋、箍筋、结构筋为HPB235钢筋。 抗震设防要求：本工程抗震设防烈度为六度。 结构体系：现浇钢筋混凝土框架结构。 施工：梁、板、柱均为现浇。2.2 结构设计探讨2.2.1结构系统选择设计采用钢筋混凝土现浇框架结构体系

7、。本设计是整体规划中的单体建筑。设计中充分考虑了总体规划的要求、建筑的高度以及与周边环境的关系，确定结构为规则有序的板式结构。建筑布局简洁、规则、对称，纵横比不大，有利于抗震，结构整体性好；同时，考虑到结构不同功能的需要，要求建筑的平面布置更加灵活，空间可以自由划分，框架结构可以选择；立面应该被比较和呼应。 、韵律和韵律，体现建筑材料功能和精神功能的双重特征。根据地质钻探报告，在该项目的规划围护结构中，地下1.8米填满了混合土壤和粘土。基础承载力的标准值为f k = 200kN/ m ，不存在薄弱地层。该建筑的选材基本遵循轻质高强的原则，自重小；项目所在场地地势平坦，地质条件好，柱下独立基础，

8、简单经济，施工方便，荷载低，场地均匀。从经济、技术和当地施工技术角度考虑，设计采用柱下钢筋混凝土独立基础。考虑到施工过程中支撑触摸屏的便利性，选2.2.2设计过程遵循先建筑、后结构、后基础的设计流程。建筑设计首先要根据建筑用地条件、建筑使用功能和周边城市环境特点进行建筑平面设计，包括建筑平面选择、平面柱网布局、平面交通组织和平面功能设计；其次，立面造型和剖面设计；楼梯、电梯和地基。结构设计包括：确定结构体系和结构布置，根据经验估算构件，确定计算单位和计算图。由于人工计算工作量大，一般采用计算一帧的方法。根据荷载统计，结构上的荷载主要是结构自重、楼板活荷载、雪荷载、风荷载和地震，竖向荷载主要是恒

9、载和活荷载。载荷，因为框架结构在垂直载荷下不会移动太多。 , 这可以通过没有侧向位移的框架分析来近似。因此，框架结构在垂直作用下的受力计算可近似采用分层法；该点的水平力，水平载荷的作用是通过反向弯曲点法计算的。受力计算与组合，考虑活荷载最不利的分布，采用跨跨组合法进行受力组合计算；根据框架结构合理的破坏形式，梁端内容有塑性铰，因此在结构设计中一般采用折弯法。调幅。其他组件和基础设计。第三章结构设计3.1 结构布置及计算图假设框架柱固定在基础顶面上，框架梁与柱刚性连接。由于各层柱的截面尺寸不变，梁跨度等于柱截面质心轴之间的距离。底层柱高从基础顶部到二层楼板计算。基顶标高根据地质条件、室外高差等确

10、定。 二层标高0.30m为其他楼层3.90m的3.90m柱高从楼层到上层计算（即地板），所以他们都是3.60m。由此可以画出框架的计算草图3.1。图 3-1 框架平面柱网格布局3.2 主要成分的选择和尺寸的初步估计3.2.1确定框架计算图多层框架是一种静不定结构。在受力计算前，应预先估算梁柱的截面尺寸和结构所用材料的强度等级，从而得到框架中各杆的线刚度及其相对线刚度.混凝土强度等级：梁C30（E C =29.510 6 KN/m 2 ）立柱C30 (E C =29.510 6 KN/m 2 )注：按混凝土弹性模量公式计算的值按规定应为3010 6 KN/m 2 。横向边架梁：h=l/14=6.

11、0/14=0.428m，取h=450mm，即：bh=250450mm。横向中框梁：h=l/12=2.7/12= 0.225m，取h= 300mm，即：bh=250 300mm。纵向框架梁：确定梁高为 ，400mm梁宽确定为250mm外纵向壁厚240mm，即：bh=250 400mm。框架柱：b=H/15=3.9/15=0.26，取b= 500mm，地震区用方柱比较合适，所以取h= 500mm。3.2.2梁柱线刚度计算 梁取C轴-和-的跨度毫米4-十字毫米4 栏目2-5层毫米41 个故事毫米4取i=4.1710 5 E=1，则- 、 - 帧： i=2.08， -i =1列2-5层i=3.47，1

12、层i=2.333.3 负载统计3.3.1屋顶永久荷载标准值20mm水泥砂浆 0.2520= 0.5 kN /m 24mm聚合物改性沥青防水卷材0. 4 kN/m 20mm水泥砂浆找平0.0220= 0.4 kN /m 40mm聚苯乙烯泡沫塑料 0.040.5= 0.02 kN /m 20mm水泥砂浆找平0.0220= 0.4 kN /m 80mm水泥珍珠岩坡度 0.0840=0.32 kN/m 100mm混凝土板0.1025=2.5 kN/m 20mm底抹灰0.0217=0.34 kN/m 2屋顶的总恒载为 4.88 kN/m 23.3.2地板永久荷载标准值地砖地板 0. 5 5kN/m 21

13、00mm现浇钢筋混凝土板0.1025=2.5 20mm底抹灰0.2020=0.40 kN/m 2总地板静载荷3.45 kN/m 23.3.3屋顶和地板可变荷载标准值无人屋顶均匀活荷载标准值： 0.7 kN/地板活荷载：2.0 kN /厕所：2.5kN/楼梯： 2.5kN /顶楼大会议室： 2.5kN/3.4 负荷计算3.4.1静载计算取C轴横框进行计算，计算单位宽度为4.2(1)屋架梁线荷载标准值屋顶恒载4.88 kN/边跨（-、-跨）框架梁自重0.25 0.45 25= 2.813 k N/m梁侧喷漆 2（ 0.45-0.10 ） 0.0217= 0.238 kN / m中跨（-跨）框架梁自

14、重0.250.3025=1.875 k N/m梁侧喷漆 2( 0.30-0.10 )0.0217= 0.136 kN / m因此，作用在顶部框架梁上的线荷载为：千牛/米千牛/米千牛/米千牛/米(2)楼板梁线荷载标准值地板恒载 3.45 kN/边跨框架梁和梁侧涂3.05 kN/-边跨填充墙自重0.24(3.6-0.5)5.5= 4.1kN/m壁画（3.6-0.5）0.02217=2.11 kN/m中跨框架梁和梁侧涂漆2.01 kN/m因此，作用在中间框架梁上的线荷载为千牛/米千牛/米千牛/米千牛/米(3)屋架节点集中荷载标准值边柱连梁自重 0.25 0. 4 4.2 25 = 10.5 kN侧柱

15、系梁喷漆 0.02 ( 0.4-0.1 ) 2 4.2 17= 0.86 kN1.2m高女儿墙自重1.2 4.1 (0.24 5.5+20+0.02+13.60.04+0.5 ) = 8.1 屋顶自连梁自重为1/24.21/24.24.88=21.5 kN上边缘节点集中载荷 G 51 =G 54 =40.96 kN中心柱连梁自重为0.250.44.225=10.5 kN中柱连梁涂漆 0.02(0.4+0.1)24.217=0.86 kN屋顶自连梁自重为1/2(4.2+4.2-2.7)1.354.88=18.8 kN将梁连接到屋顶并刷1/24.22.14.88=21.5 kN顶层中间节点集中荷载

16、为51.66 kN(4)楼板框架节点集中荷载标准值侧柱连梁自重10.5 kN侧柱连梁喷漆0.86 kN铝合金门窗自重3.62.10.45=3.4 kN窗墙自重 1.604 (3.6-0.5) (4.2-0.5)-3.6 2.1 = 6.3 kN框架柱自重0.5 0.5 3.6 25 = 22.5 kN框架柱灰泥 1.3 0.02 3.6 17 = 1.6 kN重量为1/24.21/24.23.45=15.2 kN/mG 1 =G 4 =49.0 kN在中间层的边缘节点中柱连梁自重10.5 kN中柱连梁喷漆 0.86 kN纵壁自重 2.01(3.6-0.5)(4.2-0.5)-12.1=19.0

17、 kN垂直墙门重量 12.10.2=0.4 kN框架柱自重 22.5 kN框架柱灰泥 0.86 kN地板自连梁自重为1/2(4.2+4.2-2.7)1.353.45=13.3 kN1/24.22.13.45=15.2 kN中间层节点集中荷载 82.62 kN(5 )恒载结构计算示意图，如图3-2所示。3.4.2楼板活荷载计算楼板活荷载作用下的结构计算图如图3-3所示。屋顶P 512 =P 534 =0.74.2=2.94 kN/mP 523 =0.72.7=1.89 kN/mP 51 =P 54 =1/24.21/24.20.7=3.09 kN/mP 52 =P 53 =1/2(4.2+4.2

18、-2.7)1.350.7+1/44.24.20.7=4.16 kN/m地面P 12 =P 34 =24.2=8.4 kN/mP 23 =22.7=5.4 kN/mP 1 =P 4 =1/24.21/24.22=8.82 kN/mP 2 =P 3 =1/2(4.2+4.2-2.7)1.352+1/44.24.22=16.5 kN/m3.4.3风荷载计算风压标准值计算公式为, ,由于结构高度 H= 18.3m 0.1，此情况无控制作用，故取。识别T型截面的类型：= 1043.90 68.68本节属于第一类节。求钢筋受拉面积：=0.01 4真实比赛 3 20, ( )（满足要求）梁端截面受压面积=0

19、.01 6真实比赛 3 20, ( )（满足要求） 五层-跨框架梁根据已知数据并查阅相关规定，在计算抗拉钢筋时可得：C30 混凝土： ; ，选用HRB335钢筋；=300 ; ; , 一类环境: c=25 , 那么支座弯矩：支座 ：M=- 11.67 kN m支撑 ：M=- 11.67 kN m跨中最大弯矩：M= 2.68 kN m求出-跨段和支撑段的最不利受力。梁下部受拉时，按T型截面设计。梁上部受拉时，按矩形截面设计。按跨度考虑翼缘计算宽度时， ;= 276.71 2.68节属于第一类节，则有=0.0 03真实比赛 3 16, ( )（满足要求）梁端截面受压面积=0.01 3真实比赛 3

20、16, ( )（满足要求）同理，计算各楼层梁的配筋，见表3-7。3.7.1.2梁斜截面抗剪承载力计算四楼-跨度检查截面尺寸因为4，混凝土等级小于C50，因此，截面尺寸符合要求。因此，每节应根据结构设置箍筋。（满足要求）对于非加密区域的箍筋，双肢选择 8200，对于加密区域，双肢选择 8100。取加密区域的长度。 五楼-跨度检查截面尺寸因为4，混凝土等级小于C50，因此，截面尺寸符合要求。因此，每节应根据结构设置箍筋。（满足要求）对于非加密区域的箍筋，双肢选择 8200，对于加密区域，双肢选择 8100。取加密区域的长度。3.7.2柱配筋计算3.7.2.1 柱法截面承载力计算根据建筑抗震规程，抗

21、震等级为四级，剪跨比大于2，轴压比小于0.9。以五楼栏为例。立柱采用对称钢筋，纵向钢筋采用HRB335钢筋，混凝土保护层厚度为35mm，a s = 35mm，b = 500mm，h 0 =500-35 = 465mm。 fc=14.3N/mm 2 。 （C30混凝土）根据M maxM取上下两端弯矩的最大值：M= 69.56kN m ；柱的轴向力取N，柱顶和底的最大值：N= 130.27 kN。摘 要初始偏心=500/30=16.7 , =20偏心增加系数摘 要 判断偏心大小, 按大偏差计算 钢筋截面积= 335.1mm2可根据结构进行加固一侧纵向钢筋=0.2500500= 500mm2真实比赛

22、 2 16+2 20, ( )按对应组计算， 。拿，有初始偏心=500/30=16.7 , =20偏心增加系数摘 要 判断偏心大小, 按大偏差计算 钢筋截面积= 267.91mm2可根据结构进行加固。一侧纵向钢筋=0.2500500= 500mm2真实比赛 2 16+2 20, ( )计算各层柱的配筋，见表3-8。3.7.2.2立柱斜断面承载力计算以五层柱为例计算框架柱的抗剪设计值满足监管要求摘 要其中, 取较大列的下端值, ,不宜考虑, 所以,是力将组合表中的值除以 0.8，得到相应的轴向力。可取的因此，钢筋是按结构布置的加密区域最小加固率：轴压比8200马镫，加密面积8100。计算各层柱的

23、配筋，见表3-9。3.8 地板设计3.8.1设计资源采用C30混凝土，板内钢筋为HPB235级钢筋，板厚100mm为, , 。3.8.2负载计算以二楼面板为例。图3-26 结构双向板设计计算示意图结构平面图如图3-24所示地板静载地板活荷载用塑性铰法计算3.8.3确定计算跨度该结构为框架结构，板与梁为整体现浇，所以（梁宽）：3.8.4弯矩计算假设跨中边板配筋率与中间板配筋率相同，则支撑截面配筋率不随板面变化，取相同值；跨中钢筋在远离支撑的间隔处弯曲，取，对于所有网格，取两者, 整体现浇, 均按连续板计算因此=3.8.5剖面设计短跨、长跨、楼板宽度、C30混凝土： 、 HPB235钢筋： 、楼板

24、配筋见下表：表 3-7 双向板配筋计算表部分设计值 ( )2.340.81.110.8-4.690.8-2.220.8( )708070800.0270.0100.0540.0190.0270.0100.0540.019( )128.754.48257.4103.50实际强化 ( )3.9 楼梯设计3.9.1设计资源本工程楼梯为现浇板式楼梯，踏步为150mm 280mm，层高为高，3900mm采用二至五层3600mm高度。混凝土强度等级为C30 ，板筋为HRB335钢筋，梁纵筋也为HRB335钢筋。楼板活载标准值为2.5kN/mm 2 ，胎面面层为瓷砖面层（自重为0. 5 5kN/mm 2 ）

25、 ，底面为20mm厚水泥砂浆（自重为20 楼梯结构的平面图见结构详图。3.9.2楼梯的设计荷载计算（取m板宽计算板倾斜度： =150/ 280 =0.5 357, =0.8 81 = 1 * GB3 恒定负载瓷砖地板表面 (0. 28 +0.15) 0. 5 5/0。 28 = 0. 84 kN/m三角步长 1/2 0.28 0.1525/ 0.28 =1.88 kN/m混凝土斜板 0. 14 25/0. 881 = 3.97千牛/米底抹灰 0.02 20 /0.8 81 =0。 45千牛/米恒载标准值0.84+1.88+3.97+0.45=7.14 kN/m静载设计值 1.2 7.14 =

26、8.57 kN/m = 2 * GB3 活荷载活载标准值2.5 kN/m活荷载设计值 1.4 2.5 = 3.50 kN/m = 3 * GB3 总负荷p=g+q= 8.57+3.50 = 12.07 kN/m(2 ) 力计算板级计算跨度 l n =3.64跨中弯矩kN m(3)钢筋计算板盖厚度15mm，有效高度 h 0 = 140 - 1 5=毫米2选择钢筋100实际上有A S = 785 mm2配电条的选用2003.9.3平台板设计确定板厚荷载计算（取m板平台板厚h=10 = 1 * GB3 静载瓷砖地面层 0. 5 5kN/m100mm厚混凝土板0.10 25= 2.5 底部抹灰 0.0

27、2 20 = 0.4 kN/m恒载标准值0.55+2.5+0.4=3.45 kN/m静载设计值 1.2 3.45 = 4.14 kN/m = 2 * GB3 活荷载活载标准值2.5 kN/m活荷载设计值 1.4 2.5 = 3.5 kN/m = 3 * GB3 总负荷p=g+q= 4.14 + 3.5 = 7.64 kN/m 力计算计算跨度l 0 =2.22-(0.25+0.26)/2=1.97跨中弯矩kN m(3)钢筋计算极板保护层厚度15mm，有效高度h 0 =100- 1 5=毫米2选择钢筋200，有A S = 251 mm2配电条的选用2003.9.4平台梁截面 bh= 250mm35

28、0mm负荷计算 = 1 * GB3 静载梁自重（板件除外）0.25(0.35-0.10)25=1.56kN/m梁侧喷漆0. 02 (0.35-0.10) 2 20 = 0.20 kN/m12.07 3.64 /2=21.97 kN /m 从梯板7.64 1.98 /2= 7.56 kN/m 从平台板载标准值1.56+0.20+21.97+7.56=31.29 kN/m静载设计值 1.2 31.29 = 37.55 kN/m = 2 * GB3 活荷载活载标准值2.5 kN/m活荷载设计值 1.4 7.03 = 9.84 kN/m = 3 * GB3 总负荷p=g+q= 37.55 + 9.84

29、 = 47.39 kN/m(2 ) 力计算计算跨度l 0 =1.05l n =1.05(3.9-0.24)=3.84弯矩设计值kN/m剪力设计值kN/m(3)钢筋计算梁的有效高度h 0 =350-35= 315mm,毫米2选择 4 20实际上有A S = 1256mm分布筋选为150。3.10框架柱独立基础设计3.10.1设计资源采用柱下独立基础，混凝土强度等级C30( , )。底板钢筋选用HRB335钢筋（ ）；垫层厚度100mm和混凝土强度等级选为C10。根据地质钻探报告，该项目规划围护内，1.8m地表以下有粉质黏土，地基承载力标准值，无薄弱地层。在钻井深度没有看到地下水。以C轴柱下的独立基础为例。3.10.2确定基础底座的尺寸首先估算轴压，初步确定地基深度2.0m大于-0.5m城市最大冻土深度，同时地基为粉质粘土。粉质粘土： ,考虑深度修正，取修正系数，修正后的地基承载力特征值为：但增加20%-40%，初始选择