综合办公楼的结构计算书

⑨人//警士孝

本科毕业设计说明书

题目:浙江临海苍山科研综合楼设计

院（部）：土木工程学院

专业：土木工程______________

班级：土木047

姓名：程静家________________

学号：20040721013

指导教师：史向荣赵福顺贾强

完成日期：2008年7月5日

11录:

摘要.........................................................II

前言.........................................................IV

第一章建筑设计方案............................................1

1.1工程地质条件................................................1

1.2主要建筑做法...............................................2

1.3建筑截面选型、平面布置及构件截面初估...................2

第二章结构设计方案............................................4

2.1确定计算简图................................................4

2.2统计荷载：..................................................5

2.3风载作用下侧移的验算.....................................11

2.4内力计算....................................................12

2.5内力组合....................................................33

2.6截面设计与配筋计算........................................49

第三章施工组织设计...........................................75

3.1工程概况....................................................75

3.2施工方案...................................................76

3.3主体工程施工...............................................78

3.4施工现场的平面布置图.....................................81

3.5工程措施....................................................82

3.6编制依据....................................................86

附表定额计算人工及工日.......................................88

结论...........................................................92

谢辞...........................................................94

参考文献.......................................................95

山东建筑大学毕业设计说明书

摘要

本论文综合运用所学的专业知识，根据设计任务书的要求进行了钢筋混凝土结构办公楼

的建筑设计、结构设计。

设计过程遵循先建筑后结构再基础的顺序进行。建筑设计，依据建筑总体规划要求、建

筑用地条件和基地周边的环境特点，首先设计建筑平面，其次进行立面造型、剖面设计。建

筑设计应满足使用功能和造型艺术的要求，并适应未来发展与灵活改造的需要。

结构设计密切联系建筑设计，以现行的有关规范为依据，主要包括结构选型及结构布置、

确定计算简图及计算单元、荷载计算、侧移控制、内力组合、构件设计、楼梯设计、基础设

计等内容。本工程采用钢筋混凝土结构框架结构体系（横向承重），选择了有代表性的一根

框架进行计算。对于竖向荷载作用采用弯矩二次分配法，水平荷载作用采用D值法。设计计

算整个过程中综合考虑了技术经济指标和施工工业化的要求，由于本工程位于6度抗震设防

区，所以计算时不考虑抗震要求。

施工组织设计主要包括施工准备工作、施工部署、主要项目的施工方法以及技术质量、

安全生产、文明施工方面的一系列措施。

关键词：建筑设计结构设计

施工组织设计荷载计算

山东建筑大学毕业设计说明书

ABSTRACT

Thisthesisusestheprofessionalknowledgesyntheticallyaccordingtotherequestofthedesign

program.Thedesignoftheofficebuildingincludesarchitecturaldesign,structuraldesignand

constructionmanagementdesign.

Thedesignprocessfollowstheorder:firstly,architecturaldesign;secondly,structuraldesign;

lastly,thefoundationdesign.Thearchitecturaldesign,accordingtothemasterplanofthebuilding,

thesitecondition,peripheralurbanenvironment,andcharacteristicofthebasedesignthebuilding

plainatfirst.Theelevationdesigniscarriedonsecondly,consideringbuildingclassifyandfire

prevention.Thearchitecturaldesignshouldmeettheneedsofthefunctionalrequirement,theuse

requirementanddevelopmentandflexibletransformationinthefuture.

Structuraldesignmaintainsclosetieswiththearchitecturaldesign,whichisbasedoncurrent

relevantcodes.Itincludesthestructurestyle,thepreliminaryestimationforthestructuralmembers,

confirmationofthesketchandunitforcalculation,sidewaycontrol,loadcalculation,component

design,slab-stairsdesign,flooroverlaydesignandfoundationdesign.Thisprojectadopts

cast-in-placereinforcedconcretestructure(transversebearing),whichhaschosenarepresentative

frametocalculate.Verticalloadfunctionadoptsmomentdistributionmethod,levelloadfunction

adoptsDvaluemethod,andseismicloadfunctionadoptsequivalentbaseshearmethod.Duringthe

designprocessearthquake-resistantdesign,technicaleconomyindexandconstructionindustrialized

requestaresyntheticallyconsidered.

Constructionmanagementdesignincludesthepreparationofconstruction,construction

schedule,themainconstructionmethodandaseriesofmeasuresfortechnologicalquality,safetyin

productionandcivilizationconstruction.

Keywords:Architecturaldesign,Structuraldesign,

Constructionmanagementdesign,Loadcalculation

in

山东建筑大学毕业设计说明书

刖5

结构设计是土木工程毕业设计的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段，是深化、拓宽、综

合教学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。

本组毕业设计题目为《浙江临海苍山科研综合楼设计》。在结构前期，我复习了《结构

力学》、《土力学与基础工程》、《混凝土结构》、《建筑结构抗震设计》等知识，并借阅

了《抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》、《砌体规范》、《地基基础规范》等规

范。在网上搜集了不少资料•，并做了笔记。在结构设计中期，我们通过所学的基本理论、专

业知识和基本技能进行计算和分析。在结构设计后期，主要进行设计手稿的电脑输入和PKPM

计算出图（并有一张手画基础图），并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，在

此表示衷心的感谢。结构设计的六周里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、

以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高

了综合分析、解决问题的能力。在进行内力组合的计算时，进一步了解了Excel；在绘图时熟

练掌握了AutoCAD,PKPM等专业软件。以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要

求。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。

由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。

本工程为浙江临海苍山科研综合楼设计，采用现浇钢筋混凝土框架结构，纵横双向框架

承重。根据规划及房屋使用要求采用七层的结构，层高为3.9m。建筑平面布置，剖面布置及

各节点样图详见建筑图。

IV

山东建筑大学毕业设计说明书

第一章建筑设计方案

1.1工程地质条件

1.1.1气象条件

基本风压：0.9KN/W2,基本雪压：0.6KN/m2

1.1.2抗震设防

7度抗震

1.1.3地质资料

（1）第一层填土，不宜做为天然地基土，建议全部挖除。

（2）

层土壤重度/层底深度H

土层名称几（即。）Es(Mpa)

号

（KN/加③）（m）

1填土

黄土状粉质粘

21404.118.00.8

±

粉质粘土（

孔隙比

3e=0.861,1909.418.42.5

液性指数

IL=-0.02）

粘土（孔隙比

e=0.948,

422010.018.03.5

液性指数

IL=-0.21）

6粗砾砂24020.018.54.5

7碎石250155.8

1

山东建筑大学毕业设计说明书

8中风化灰岩200010

(3)采用天然地基是较适宜的方案，建议以第四层粘土作为主体结构的地基持力层。

(4)基坑开挖时，建议基坑允许坡度值为1:0.35。

(5)根据波速实验及地脉动测试结果，该建筑场地为H类中硬场地。

(6)勘察期间，测得场地地下水静止水位埋深为10.20T0.90m,可不考虑水质对基础

混凝土的侵蚀性。

(7)地区地震基本烈度为6度。最大冻土深度按0.50m考虑。

1.1.4设计标高

室内设计标高±0.00，室内外高差600mm

1.1.5活荷载标准值

活荷载：楼面活荷载标准值为2.0KN///,走廊、门厅活荷载标准值为2.5KN/m2,楼梯

22

活荷载采用3.5KN/m,屋面采用不上人屋面均布活荷载标准值为0.5KN/Wo

1.2主要建筑做法

主要建筑做法说明见建筑做法总说明。

门窗做法：门均为铝合金门，窗均为铝合金窗，门窗尺寸见建筑做法总说明：门窗表

1.3建筑结构选型、平面布置及构件截面初估

L3.1结构选型

本工程是浙江临海苍山科研综合楼设计，建筑面积为5733m)层数为7层，根据使用要

求采用框架结构，楼面采用现浇板，框架梁、柱为现浇整体构件，基础采用钢筋混凝土柱下

独立基础。

1.3.2框架结构平面布置

框架结构平面布置如下图：

2

山东建筑大学毕业设计说明书

1.3.3构件截面初估

1)框架梁1截面尺寸的确定：

高h:(1/8—1/12)L取h=600mm

宽b:(1/3—1/2)h取b=300mm

框架梁2截面尺寸的确定：取h=400mmb=250mm

2)次梁截面尺寸的确定：

高h:(1/12-1/18)L取h=450廊

宽b:(l/3-l/2)h取b=250mm

3)框架柱截面的初步估定：

14X7X7-2+6-6X(3.0+0.9)

中柱截面尺寸的确定：A=a-=-----------------------=0.29m2

/ex0.9x1000

取bXh=500mmX600mm,为计算简便，边柱中柱尺寸取相同。

3

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第二章结构设计方案

2.1确定计算简图

2-7层层高均为3.9m,1层层高为3.9+0.6+1.9=6.4m

框架梁线刚度的计算：考虑板对梁的翼缘作用取/=2/。

O.3xO.63x2

.一EI_12_1.8x10-3

/1———七

h6.61.1

0.25X0.43X2

Ex

..EIn0.016r

LL

l21.810.8

.0.3X0.63X2

FJEx———

i..=—=---------盛----=1.8X10-3E

"/46.0

2-7层柱线刚度

0.5X08

#「义123108

clc3.946.8

底层柱线刚度：

0.5x0.63

0108

:1^-£

'底/(■底6.476.8

相对线刚度I-=笔巴悬酝=0.71

46.8

...,0.016£1

=----------x-----——=0.64

121310.80.108£

46.8

4

山东建筑大学毕业设计说明书

"=L8x*忌瓯

=0.78

46.8

0.108E1

----------x------------=0.61

76.80.108£

46.8

2.2统计荷载:

2.2.1恒载标准值统计

（1）屋面

20厚1:3水泥砂浆打底0.02X20=0.4KN/m2

2厚合成高分子防水层10X0.002=0.IKN/m2

40厚喷涂硬质发泡聚氨酯保温层0.03X25=0.75KN/m2

100厚憎水膨胀珍珠岩保温层0.5X0.04=0.02KN/m2

20厚1:3水泥砂浆0.02X20=0.4KN/m2

卷材防水层0.05KN/m2

1：8水泥膨胀珍珠岩40厚15X0.15=2.25KN/m2

现浇钢筋混凝土屋面板0.09X25=2.25KN/m2

]0厚混合砂浆抹灰层0.01X17=0.17KN/rtf

合计5.56KN/m2

（2）标准层楼面

20厚磨光大理石板0.02X28=0.56KN/m2

20厚1:2水泥砂浆0.02X20=0.4KN/m2

60厚CL7.5陶粒混凝土0.06X19.5=1.17KN/m2

现浇钢筋混凝土楼板0.09X25=2.25KN/ID2

10厚混合砂浆抹灰层0.01X17=0.17KN/nr

合计4.55KN/m2

（3）标准层楼面走廊荷载:

20厚磨光大理石板0.02X28=0.56KN/m2

20厚1:2水泥砂浆0.02X20=0.4KN/m2

60厚CL7.5陶粒混凝土0.06X19.5=1.17KN/O12

现浇钢筋混凝土楼板0.08X25=2.OOKN/m2

5

山东建筑大学毕业设计说明书

10厚混合砂浆抹灰层0.01x17=0.17KN/nf

合计4.30KN/m!

(4)梁自重：bXh=300mmX600mm

梁自重(0.6-0,09)X25X0,3=3.83KN/m

10厚混合砂浆抹灰层(0.6-0.09)><2X0.01X17=0.17KN/m

合计4.00KN/m

梁自重：bXh=250mmX450mm

梁自重(0.45-0.09)X25X0.25=2.25KN/m

10厚混合砂浆抹灰层(045-0.09)X2X0.01X17=0.12KN/m

合计2.37KN/m

梁自重：bXh=250mmX400mm

梁自重(0.4-0.08)X25X0.25=2.00KN/m

10厚混合砂浆抹灰层(040-0.08)X2X0.01X17=0.llKN/m

合计2.11KN/m

(5)柱自重：bXh=500mmX600mm

柱自重0.5X0.6X25=7.50KN/m

10厚混合砂浆抹灰层0.5><06X001X17=0.34KN/m

合计7.84KN/m

(6)外纵墙自重：

标准层：

加气混凝土砌块自重

[(5.4-0.5)x(3.9-0.6)-3.6x2.4]x0.24x5.5.…

-------------------------------------------------------------------=Z.OJKN/tn

5.4-0.5

铝合金窗36x2.4x0.35=^KNIm

5.4-0.5

陶瓷锦砖外墙面"0.5）出；言二=0.77KN/m

.k什“r+nj•+=[(5.4-0.5)x(3.9-0.6)-3.6x2.4]x0.5八__八.

麻刀石抹灰内墙面------------------------------=0.77KN/团

5.4-0.5

合计4.19KN/m

6

山东建筑大学毕业设计说明书

底层：

加气混凝土砌块自重

[(5.4-0.5)x(6.4-0.6-0.4)—3.6x2.4]x0.24x5.5_4幼小/巾

5.4-0.5—'m

铝合金窗(2.1-0.3卜2x1.2x0.35=。台IKN/m

5.4-0.5

陶瓷锦砖外墙面1(5.4二0.5)x3.9-3.6二2.4]x0.5=「(HKNIm

5.4-0.5

-+-r+iIstzTS；[(5.4—0.5)x(3.9—0.6)—3.6X2.4]X0.5

麻刀石抹灰内墙面----------------------------=0.11KN/m

54-D5

合计7.26KN/m

（7）内纵墙自重

标准层

加气混凝土砌块自重

[(5.4-0.5)x(3.9-0.6-1.2)+(1.8-0.5)x1.2]x0.24x5.5,“•一

------------------------------------------------------------------------------------=3.19KN/m

5.4-0.5

(2.1-0.3)x2xl.2x0.35…，八一

铝合金窗

5.4-0.5

[(5.4-0.5)x(3.9-0.6-1.2)+(1.8-0.5)x1.2]x0.5x23

麻刀石抹灰内墙面--------------------------------------------------------------------------------=2A2KN/m

5.4-0.5

合计5.92KN/m

底层

加气混凝土砌块自重

[(5.4-0.5)x(6.4-0.6-0.4)+(2.1-0.3)x2x1.2]x0.24x5.5

=5.96KN/m

5.4-0.5

(2.1-03)x2x1.2x0.35

铝合金窗---------------------=0.31KN/m

5.4-0.5

[(5.4-0.5)x(3.9-0.6-1.2)+(1.8-0.5)x1.2]x0.5x2、……

麻刀石抹灰内墙面------------------------------------------------------------------=2A2KNIm

5.4-0.5

合计8.69KN/m

（8）女儿墙自重

女儿墙自重0.8X0.24X18=3.46KN/m

压顶自重0.06X0.30X25=0.45KN/m

1

_____________________________山东建筑大学毕业设计说明书

陶瓷锦砖外墙面_______________0.5X0.9+0.5X0.3=1.05KN/n?

合计4.96KN/m

（9）栏杆自重0.25X0.4X25+0.24X1.2X18=7.68KN/m

2.2.2活荷载标准值计算:

（1）屋面和楼面活载标准值:

不上人屋面0.5KN/m2

楼面：办公室2.OKN/m2

走廊、卫生间、楼梯间2.5KN/m2

(2)雪荷载：So=O6KN/m?

sK==1.Ox0.6=0.6K八

974剧器也［143,9443.0$^193.6419.01©3.42

2.2.3竖向荷载下框架受荷总图

84K115.0?’0.4670.46111.3481.10

（1）恒载标准值计算lull或嬴山弱11强1

梁上的荷载：

84.7J115,0?：'0.4670,4>11..3481.10

屋面•AB、CD跨梁上的均布荷载为uiuL品温uiJ黜1.1副端遍皿nnl

5.56X2.7+4.00=19.01KN/m84.7(115.0=F0,4670.4i111.34si.io

标准层:AB、CD跨梁上的均布荷载为4.55皿皿血皿皿］叁I1副皿皿皿国nl

X2.7+4.00=12.29KN/m84.7(115.02ro,4670.4i111.3481.10

Trmrr^mrJI12.11箔1M山11

Bl/B、3/BC跨梁上的均布荷载均为U331血1Im皿皿皿皿1

211KN/m84,7«115鹿r0,4670.4i11..3481.10

____丝___12.11112.1112.29I

柱上的荷载：

传到A柱上的荷载：84.7112.29n5.K”'产；二；,yRJ'’?'：1.10

屋面：

5.56x2.7x3.3+8%x5452.7,6力(1如3

MM

标准层：(4.00+4.19)X

5.4+40.56=84.78KN

传到B柱上的荷载:

顶层：5.56X2.7X3.0+9.00X5.4=93.64KN

标准层：(4.00+3.87+5.92)X5.4+40.56=115.02KN

8

山东建筑大学毕业设计说明书

传到1/B柱上的荷载:

124

屋面:+7.37x5.4=43.94KN

3

第三匚匕层：+11.55x5.4=70A6KN

3

,一二4.3x0.9x2.1+10.19+16.13,,,..„

第一层:-------------------------+11.5n0x5.4=73.58KN

3

传到3/B柱上的荷载：

124

屋面：-^-+7.37x5.4=43.94^

3

_„24.26

第二七层：-----+11.55x5.4=70.46^

3

第二层:4.3><°.9、2.1+10.19+电13+1L5()x5.4=73.58KN

3

传到C柱上的荷载:

屋面：5.56X2.7X3.0+9.0X5.4=93.64KN

标准层:

13.79X5.4+36.87=111.34KN

5.351LG2g刃3.677.79心ps

4an

传到D柱上的荷载：•Tie

屋面：17华j29.9.，12.7222L6.20

5.40

45.04+8.96X5.4=93.42KN1

标准层：17普3.73;35L6.£0

5.40叩54D

111

8.19X5.4+36.87=81.10KNI•*ie

传到底层上的的恒荷载：17S3299,i2.72：3516.2。

5.4015-4DI

A、C柱：1I■"itI

(2.5+4.35)X5.4=36.99KN17J0EE9.9♦i9.79a135l"Q

5.4Q|5”

I1I

B、D柱：

(2.5+8.69)X5.4=60.43KN17J9S299，：3.732£13562Q

5.405/4D

1!1

(2)活荷载标准值计算：J

17J0S29,9?13.73a1G616.20

5.4Q5401

41

AB跨梁:屋面：1.62KN/m楼面:1

5.40KN/m

CD跨梁：屋面:1.62KN/m楼面:

zW7zW7

山东建筑大学毕业设计说明书

5.40KN/m

传到A柱上的荷载：

屋面：0.6X2.7X3.3=5.35KN

标准层：2.7X2.0X3.3=17.82KN

传到B柱上的荷载：

屋面：5.35+0.54X5.4=8.27KN

标准层：

2.25X5.4+17.82=29.97KN

传到C柱上的荷载：

屋面:2.7X0.6X3.0+0.54X5.4=7.78KN

标准层：2.7X2.0X3.0+2.25X5.4=28.35KN

传到D柱上的荷载：

屋面:4.86KN

标准层:16.20KN

传到1/B、1/C柱上的荷载:

227

屋面：一+0.54x5.4=3.67KN

3

473

标准层：*+2.25x5.4=13.73KN

3

945

二层：—+2.25x5.4=15.30A：7V

3

2.2.4、风荷载计算：

作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值:

+2

wk-jB.^xw0(hj^j)~基本风压：w0=0.9KN/m

B=5.4m,一层层高为4.5m,标准层层高均为3.9m0

集中风荷载标准值：

离地高度

0z%

z/m%%

27.91.380.9581.410.80.93.929.50

241.320.8111.360.80.93.927.22

20.11.250.591.280.80.93.924.26

16.21.170.4121.210.80.93.921.47

12.31.060.2631.150.80.93.918.48

10

山东建筑大学毕业设计说明书

8.410.1321.080.80.93.917.64

4.510.0561.030.80.91.59.01

H2

=0.25+0.53x10-30.41sH=28.8mB=20.9m

WQT；=0.15查表7.4.3得：g=1.26（脉动增大系数）

H

-=1.38查表7.4.4.3得：v=0.468(脉动影响系数)

B

c,,1.26x0.468。

尸Z=1+z=1+----------------

〃z〃z

2.3风载作用下侧移的验算

2.3.1侧移刚度D

横向2-7层D值的计算：

构件名称K认KD=ai^(KN/tn)

K=-----a=cc

2+Kh"

A轴柱0.7880.28313911

B轴柱1.5000.42921089

1/B轴柱0.7110.26212879

3/B轴柱0.7110.26212879

C轴柱1.5800.44121678

D轴柱0.8670.30214846

横向底层D值的计算:

构件名称KM0.5+KD=ai*(KN/M

K=-----a—cc

c2+K

A轴柱1.1640.52613150

B轴柱2.2300.64516125

1/B轴柱1.0500.50812700

3/B轴柱1.0500.50812700

C轴柱2.3300.65416350

D轴柱1.2800.54313575

2.3.2侧移验算

水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算

左风载作用下框架侧移计算:

11

山东建筑大学毕业设计说明书

层数wJKN

VJKN£D(KNIm)Aw./m~h~

1

729.529.5478790.00062

6330

1

627.2256.72478790.00118

3292

1

524.2680.98478790.00169

2306

1

421.47102.45478790.00214

1823

1

318.48120.93478790.00253

1554

1

217.64138.57478790.00289

1348

1

19.01147.58419750.00352

1820

层间侧移最大值」一V二一（满足）

1820667

在左风载作用下满足条件，则在右风载作用下层间侧移也满足条件。

2.4内力计算

2.4.1竖向荷载利用弯矩分配法进行计算

顶层：(恒载作用下)

1,

=——X19.01X6.62=—69.01KNJ”

.78712

I,

MB7A7=—X19.01X6.62=69.01KM机

M,/=--x2.11xl.82=-Q.51KN.rn

町%712

1,

M=—x2.11xl,82=Q.51KN.m

12

SA7A6=4x0.9x1。=3.6

SA1[}1=4x0.71=2.84

SB7A7=4x0.71=2.84S"仙=4x0.64=2.56

ZB!87

SB7B6=3.65__./=4x0.64=2.56S=3.6

B7/M