【某办公楼的整体结构设计5700字（论文）】

某办公楼的整体结构设计摘要本工程位置选择在了内蒙古乌兰察布市S县，建筑的功能为办公楼，设计时采用的建筑结构形式为钢结构框架形式。钢结构形式和框架形式都有着非常好的性能，根据任务书所给的条件进行方案的采用和结构的设计。建筑整体设计为地上六层，整体结构设计流程为：框架设计、楼梯设计、次要构件设计、基础设计，设计的同时进行了荷载计算、内力计算和验算，并秉承着绿色经济的原则。手工计算之后，又进行了PKPM计算机计算，结构同手工计算结构进行对比，确保计算结构的合理性。最后进行了建筑施工图的绘制。关键词：钢结构；框架；结构设计目录TOC\o"1-2"\h\u2811摘要 2100921.工程概况 2213292.结构平面布置 321472.1.柱网布置 3268412.2.结构形式选择 327262.3.楼板形式的采用 3217942.4.布置平面 4147782.5.截面预估 412133.设计整体思路 5108834.框架设计 643994.1.框架计算 6204464.2.楼梯设计 729854.3.次要构件设计 7166304.3.基础设计 8139434.4PKPM软件校核 8264735.结论 9工程概况此工程计划所在底为地为内蒙古呼乌兰察布市S县，地形总体来说是较为平坦的，虽然这个城市的周围是山地，但中间则是较为平坦的盆地，地形总体来说是较为平坦的。结合工程地质勘察报告，建设场地较为平坦，地表以大约0.9m为杂填土，在杂填土下面大概位于1.1m处的地方分布着淤泥质土，淤泥质土以下是图层比较厚的且均匀分布的粉质黏土层，经过资料查得土层的承载力特征值是fak=210kPa，所以，可以将这个土层看作成地基的持力层。经过一系列的地质资料查询，本工程所在地方的抗震设防烈度是七度，而该地区的设计基本加速度则是0.15g。同时，经过查询，设计地震分组是一组，而设计中的工程所在场地是Ⅱ类场地，而此建筑工程共有六层，为办公楼，采用钢结构框架形式，设计后，屋内与屋外的高度差是0.6m，建筑内部设计有办公室、卫生间、会议室和资料室等。建筑楼板采用压型钢板，钢板上部要进混凝土的浇筑。总体来说该楼板属于组合楼板。柱、梁均采用H型钢，钢材料采用Q355级钢，基础为柱下独立基础和双柱联合基础。建筑面积5279.04㎡，总占地面积为3600㎡。

结构平面布置柱网布置为满足建筑整体稳定性要求，并综合考虑建筑使用时空间利用最大化、施工的难易程度和安装的的难易成都，所以将整个建筑设计为长56.4m，宽15.6m的长方形平面形式。同时，钢结构有着轻质高强的结构特性，所以，将柱网纵向的尺寸设计为7.8×3m+9m+7.8×结构形式选择根据设计任务书的要求，将本工程结构形式选择为力学特性较好钢结构。众所周知，钢结构在建筑行业里，被很早的应用起来，其原因就是，它有着相比于其他建筑材料还要优越的性能，这就使得，它能够在众多建筑材料中脱颖而出，收到了工程师和设计师的青睐。同类型的建筑，钢结构的工期较为短，原因就是钢结构可以量化生产。构件可以在工厂中成批次、成规格的进行生产，生产完成后，运送到施工现场，进依次的安装和组装，这就大大降低了施工时的难度，既方便操作，又大大缩短了施工的时间，是建筑工程材料中的佼佼者。同时钢结构在地震时，还可以对抗地震，收到作用力时，可以发生表现，这就可以大大消耗了地震带来的能量，这就足以说明钢结构可以脱颖而出的原因。但是其节点设计较为复杂。但是钢结构有着一项缺点就是造价相对比较贵，所以，造成了许多工程中，不选择钢结构的原因。而本工程最终选择了框架结构，框架结构的总体质量是同比与其他结构形式是比较轻盈的，同时，在框架结构中，可以很大程度的利用建筑空间进行设计，这也体现的资源利用最大化的原则。同时，选择框架结构最重要的一个原因就是，框架结构可以很好的抵抗地震带来的作用，整个框架结构为一个整体，其结构形式的整体性相比于其他建筑形式来说，十分优越。同时，框架结构的刚度也非常的好的。但是框架的节点易收到集中力的损害，在遇到强度较为大的地震作用时，其水平较容易产生大的位移。本工程的建筑层数为6层，层数并不高，所以将结构形式采用为钢框架形式，满足了结构中力传导的可靠性、合理性和安全性。楼板形式的采用在楼板形式的采用过程中，我结合了结构设计过程中的相关要求，也想到了这样形式的楼板是否方便进行布置和施工，同时，我还结合了这样形式的楼板要满足结构的刚度要求，能不能有很大的承载力带承担应该有的荷载。秉承着这些原则，本工程采用的压型钢板混凝土组合楼板的楼板形式。组合楼板有着受力良好，方便进行布置施工等特点。布置平面在平面布置过程中，我将结构的平面布置成了举行，建筑的长度设置在了65.4m，而建筑的宽度则设置在了15.6m。布置由下图所示。结构平面布置图图1-1截面预估本工程中，建筑结构初选的梁、柱的材料为Q355级钢，梁、柱的截面尺寸为：柱:HW414IWX自重为2.272KN/m主梁：HN550IWX自重为1.149KN/m次梁：HN450IWX自重为0.734KN/m设计整体思路毕业设计的整体思路大致为：首先的是钢结构框架的设计，框架设计要进行荷载进行计算，包括恒载、活载。恒载由屋面恒载、楼面恒载、节点集中荷载，梁线荷载、柱荷载。而活载包括屋面活载、楼面活载、梁线荷载。之后进行内力计算和层间位移计算，其中横向的框架柱抗侧移刚度运用可D值法进行计算，分析本工程结构在地震力作用下框架内力。柱子的抗侧移刚度收到了线刚度的影响，同时，还受到建筑层高的影响，和周边框架梁的刚度相关。随后是开始了框架梁的端部的弯矩值、剪力值和柱子的轴力的计算。梁端弯矩可按节点弯矩平衡条件，把在节点上边的柱子的弯矩值和节点下部柱子的弯矩值加起来，凭借着两边梁线刚度的大小进行合理分配。框架梁一端之剪力数值，就是等于梁端部的弯矩与所计算的梁的长度之比的数值。在框架两边的柱子的轴力是每个楼层框架梁梁端的剪力依次相加而成的。中间柱的轴力是柱两侧梁端部的剪力的差值，同样，也是分层进行叠加而成。其中弯矩分配法，在框架梁和柱子的弯矩计算中得以运用。内力计算都在计算机上运用了Excel表格进行计算，方便快捷，大大缩减了手工计算的时长，同时也大大提高了运算结果的准确性。随后进行构件验算、节点设计。然后进行楼梯设计、次要构件设计和基础设计。其中，在进行基础设计时，由于中间柱的间距较进，所以将建筑框架边柱的基础设计为柱下独立基础，而位于中间的两根柱设计到一个联合基础中，随后进行配筋计算。随后，就开始了PKPM。就是通过相关软件进行建模，手工计算的荷载向计算机中输入，经过计算机计算之后，就会出现电算的结果。在计算机中，进行轴网设置、梁和柱的布置、荷载的布置、楼板生成。这些都完成以后，将计算的结构与手工计算的结果进行比对，看看手工计算结果和计算机计算的结果是否存在出入，如果村存在差别，看看两者的差别是否较大，两者结果差距较小为正常，而二者差距较大，则返回头进行手工计算和计算机计算的找错和及纠正问题，看看二者在进行计算和操作时是否存在失误而导致结果存在误差范围之外的差别。最后，再进行施工图的绘制和结构图的绘制。绘制包括，包括基础的分布图和基础详图、柱子的分布图、标准层结构图、六层结构图、纵向框架图、横向框架图和节点详图、底层平面图、标准层平面图、屋顶平面图、正立面图、侧立面图。框架设计框架计算在进行框架计算时，因为结构框架的品数较多，采用手工计算很复杂，所以选取一品框架进行计算，最后，选取了整体结构中较为典型的二轴框架进行计算。荷载计算。在本建筑设计荷载计算过程，要把活荷载和恒荷载都要进行计算，只有进行完荷载的计算，再能进行下一步的内力计算，所以荷载计算是重中之重，因为荷载计算的结果，会直接影响到之后的每一步计算，荷载计算错位，后面的所有内容跟都会功亏一篑。要进行计算的荷载有很多，例如屋面的荷载、楼面的荷载都是荷载计算范围内的。楼面的重力荷载代表值：Gi=7285.06kN，G1=7298.01KN，G2=G3=G4=G5=7285.06kN，G6=5843.9kN框架梁的刚度和框架柱的刚度计算。根据相关公式来进行计算。Kb=1.2E∙Ibl，Ic=9.35×104cm4,KC1=E∙Icl，KC2=E∙Icl随后，进入到了本设计结构的水平侧移计算。横向框架水平地震作用计算。本结构中，抗震设防的烈度是七度，地震加速度是0.15g，地震分组是第一组，场地类别为Ⅱ类场地Tg=0.35s。Fi框架梁端的弯矩值计算时，需要结合所在节点的弯矩平衡的情况取进行计算。将位于节点上下柱子弯矩的加和，以左右梁的线刚度比例来分拨。框架梁端的剪力值则等于梁端的弯矩值和梁长度的比值。边柱轴力是各个楼层梁端部的剪力叠加而成，中间柱的轴力是柱两侧梁端部的剪力的插值，同样，也是分层进行叠加而成。恒荷载和活荷载作用之下的弯矩值。计算过程中，运用到了弯矩分配法辅助弯矩计。其中，由于整体结构为对称结构，所以只拿一般结构来计算弯矩分配的系数。走廊处的梁长度是原来的一半，所以将先线刚度乘以2。固定端转动刚度S=4i，而滑动一端的转动刚度为S=i。内力组合。计算到内力组合的时候，由于其计算的过程总体看来较为难，计算起来难度较高，进行手工计算不现实。所以，在本建筑工程设计计算的时候，建筑形式为多层框架结构，并结合到地震力的作用对本建筑工程结构影响，要结合活荷载的不利布置进行计算。在进行多层框架计算的过程中，结合到规范的的规定，要把柱梁计算的活荷载进行一定的减小。S=1.35×S=1.2构件验算。在进行框架梁的计算过程中，要充分考虑到实际连接方法，要把梁、次梁进行有效的链接，才能够将梁的上面翼缘部分的侧向失稳情况减弱或者消除。而在主梁的计算过程中，在一般情况下，不把组合的效应考虑在计算范围内，所以要将其看作为钢梁计算。梁的抗弯刚度要满足Mxγx节点设计。计算内容有梁和柱子的连接计算，还有次梁和主梁的相互连接设计计算，同时还要进行结构的柱脚设计。在进行节点设计计算时候，其设计要考虑到力的传导是否合理和刚度是否达到了设计规范要求。在进行设计的同时，要将其与所绘制的计算简图有效的结合起来，要做到二者内容相一致。在此之外，设计的同时还要极可能的将构造进行有效的简约化，其目的也显而易见，节省材料，要遵循绿色经济的原则，同时，也使施工的难度大幅度降低。在此建筑工程设计过程中，主梁和柱子的采用的连接方案时刚接方案，采用的螺栓连接的方案，必须完全满足于抗震变形的相关要求，还要结合实际施工的一系列阶段中，能不能满足方便工人去装配和施工的要求。所以，此方案为：将次梁和主梁设计的连接方式为铰接连接，而次梁则采用与主梁腹板的加劲肋进行连接，同时，为了压型钢板的布置和施工，要将次梁和主梁连接时平齐放置。而本此次设计中，根据老师的要求，柱脚的形式则采用的运用较为广泛的埋入式柱脚。楼梯设计楼梯设计分为三大部分，每一部分都相辅相成，它们包括楼梯板设计、平台板设计和平台梁设计，在其中还要穿插截面验算。楼梯板所采用的混凝土是C25混凝土，采用HPB235钢为楼梯板内部的配筋。平台梁选择HW250×125×6×9，IX=3868cm4，WX4.3.次要构件设计次要构件设计包括了：屋面压型钢板的选型和计算、楼面压型钢板的选型和计算和主梁及次梁的节点设计。在本工程的设计当中，选用了YX70-200-600压型钢板，钢号为Q235，混凝土则采用了C25，厚80mm。在计算时选取了一个波宽进行计算。屋面与楼面压型钢板的选用要分别进行使用阶段的计算和施工阶段的计算。同时还要进行挠度验算，挠度应小于挠度限值［ω］。基础设计在进行基础设计时，位于框架边上的基础设计成了柱下独立基础，而由于位于框架中间的两个柱子间距较小，而中间柱子相比于其他柱子，轴力较大，中间柱子基础的选型尺寸势必要比其他基础的柱子要大，或者埋深要更深于其他柱子。要所以在进行到中间柱子基础设计时，将联合的基础设计在了中间的两个柱子之中。这样做的目的，就是为了使离得近的两根柱子传下的力在基础上均匀的分布，即使地基在地下沉降，也要使其发生均匀地沉降，要知道，不均匀沉降给建筑整体带来的危害使极大的。基础混凝土采用C20混凝土，基础配筋则采用了HPB335级钢筋。基础下面的垫层在本建筑工程设计中设置为C10的混凝土，厚度设置成100mm。基础埋深为3.1m。深度修正：fa=f4.4PKPM软件校核在PKPM软件的校核过程中，进行钢结构模块建模，分别用PKPM软件和SATWE软件来进行电算。结合计算机计算结果，与手工计算进行比对，例如内力包络图、结构的周期、地震作用下的层间侧移等。从中找出计算结果差距较大的一项，认真分发生析错误地方在哪，并及时改正。利用让画图软件，画结构图和施工图。计算完成后，要结合计算和内容将建筑结构图与建筑施工图画出，包括基础布置图和基础详图、柱网布置图、标准层结构布置图、六层结构布置图、纵向框架图、横向框架图和节点详图。结论本次设计的任务为设计一座坐落在内蒙古鄂尔多斯市S县的一个办公楼，建筑层数为六