【A公司办公楼设计14000字（论文）】

A公司办公楼设计摘要：本次的毕业设计主要工作内容是完成A办公楼设计，办公楼的设计所在地是位于重庆主城区，那里地势平缓，便于施工操作，建筑的主体采用的是现在各类建筑中广泛使用的钢筋混凝土框架结构，设计楼层层数为3层，每层的层高为3.6米，长和宽的长度分别为25.4米、16米，设计年限为50年，耐火等级为二级，安全等级二级，抗震等级三级，抗震设计烈度7度。根据这次的任务书的要求，本栋楼的设计将分为两个部分，分别为建筑设计和结构设计这两个方面，首先在建筑设计方面，主要内容是平面、立面、剖面、垂直交通和防火，这些都是要以综合考虑施工当地的自然条件、建筑本身的使用功能、建筑外型的美观和建成后的经济影响等因素，然后才能进行平面和空间的布置，最后达到适用、安全、经济、美观等基本要求，这设计出来才是好的建筑。然后在结构设计中，也是要考虑建筑设计，只有二者共同，这样进行设计才可以更好确定适合建筑的结构方案，过程步骤有完成构件截面尺寸的估算，进行抗震、内力和内力组合等计算，然后还有对主体的构件截面和配筋的计算，最后在按要求出图。这次的设计要考虑办公楼的使用功能，去设计一个能满足办公人员的工作休息的需求，从房间配置上，建筑应有资料室、办公室、接待室、茶水间、会议室、卫生间等，在空间布局上应让人们感到便利，所以这些房间的位置布置应合理，然后对建筑结构的强度，一定要以符合国家相关规范为前提，这样才能更好的完成设计。在办公楼的设计过程中，我重新复习了过去四年所学过知识，也阅读了有关这次设计所必须参考的国家规范，并严格的执行规范的要求，认真并仔细的计算了这次办公楼所涉及的构件的尺寸计算和配筋，也把大学所学的知识运用到本次设计，过程中让我明白了以前没搞懂的知识，对知识掌握提高了，也锻炼我其他方面的提升，培养了我在设计中综合分析与处理各种问题时的能力以及在设计中的创新精神，提高了我的自主学习能力。目录1.2.1工程地质资料3.1结构设计概况3.2截面尺寸估算4.1选取计算单元4.2荷载计算4.3恒荷载作用下的内力计算4.4活荷载作用下的内力计算5.1框架内力组合5.2框架梁正截面设计5.3框架柱截面设计6.1安全生产管理引言随着时代的快速发展，各行各业的都经历的巨大变化，其中我国的土木建设就是其中很耀眼的那个行业之一，从以前的几乎为零到现在的世界奇迹，都是人们努力奋斗的结果。在这建筑行业中建筑材料是重要的一环，建筑行业对其要求也都在不断的提高，现在广泛运用的材料是钢筋混凝土，它以其自身的良好特性，在与其他材料的对比中都是较优的，因此广泛被运用，然后在建筑结构上框架结构的方式，由梁、柱钢筋连接的方式，能更好的承重、布置等，相比其他结构运用更加的广泛。随着钢筋混凝土框架结构的广泛运用，建筑行业的发展也更加的迅速，这种结构运用在许许多多的建筑之上，近几十年的发展许许多多的建筑在城市中拔地而起，其中大部分都是钢筋混凝土框架结构的建筑，这种结构形式的建筑带来的是好处可以为人们提供更多的室内空间，在平面布局上建筑内部东西摆放可以很灵活，其延展性也比很好，还有在施工时可以很方便工期快，而且房屋的结构本身重量轻、承载能力大、抗震性能好、建造的工业化水平程度高，所以对这回的办公楼设计是非常适合的。在设计现代办公楼建筑时，需要重视多种因素，具体为外部环境因素、内部施工因素等，从建筑采光、通风、结构、外立面等角度出发，设计出更高质量的办公建筑，为人们营造一个更舒适和环保的办公环境。所以这次的办公楼设计要仔细考虑考虑，然后就是混凝土框架结构虽然在现代的建筑中广泛运用但是也是有它的缺陷，所以如何更好的运用结构，设计出一栋好的办公楼也是个问题，就让过程中去研究，最终设计一个好的办公楼。1工程概述1.1工程简介本次的工程设计为一栋办公楼，该办公楼位于重庆市主城区，结构采用当今运用广泛的钢筋混凝土框架结构，本工程是为一家企业单位办公而用，所以在主体设计上层数为3层，长25.4米，宽16米，每层层高3.6米，每层面积约为406.4平方米，本工程为三类普通办公楼建筑，使用设计年限为50年，耐火等级为二级，安全等级二级，抗震等级三级，抗震设计烈度7度。1.2设计资料1.2.1工程地质资料重庆地处四川盆地东部，地形由南北向长江河谷倾斜，地貌以丘陵、山地为主，属于典型的喀斯特地貌。其山地占76%，长江自西向东横贯境内，流程691千米。其主城位于新华夏系四川沉降区川东褶皱带，处于中梁山背斜和南温泉背斜中间的松散复式向斜内，地层产状总体上是平坦的。1.2.2气象资料重庆是典型的亚热带湿润季风气候，因为它的地理位置处于北半球副热带内陆地区，在它的北部和东南部分布有山，构成四川盆地边缘山地，所以也造成了重庆以下四个不同的气候特征；一是夏天炎热冬天暖和，无霜期时间比较长的气候特点，是长江上三大“火炉”中的一个；二是总降水量充沛，但仍有个别月份降雨少，因为时空上的位置分配不均，重庆各地有不同的降雨量，又受青藏高压和副热高压的影响，7、8月份时常会出现30-50天的干旱；秋季阴雨天气多，冬季云雾多，日照时数比较少，平均雾日一年有一百零三天，因此被人们称为“雾都”；三是气候垂直分布明显，因受地形影响，重庆地区一般存在着500-600米和800米左右这二个逆温层，随海拔的增高降水量也跟着增多，多雨带各地不同。重庆的夏季盛行吹西南风，冬季盛行吹东南风，其基本风压为0.4KN/m2；而雪荷载因气候原因影响，雪压值基本为0。1.2.3抗震烈度设计通常在设计一栋楼时，首先注意的点肯定是安全，所以在抗震上根据相关的规定然后再去设计抗震的系数。本工程位于重庆市，查询相关资料可知，抗震烈度设计为7级，基本地震加速度为0.05g，地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类。1.2.4材料等级根据混凝土结构设计的相关规范规定。本工程的梁、板、柱均采用为C30的混凝土。基础混凝土采用C30的混凝土。其中fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2基础垫层采用C15的混凝土。其中fc=7.2N/mm2，ft=0.91N/mm2对于钢筋可以采用HRB400级的钢筋。2建筑设计2.1建筑平面设计对于建筑的平面设计，其目的是为了让人清楚的了解其中每层的布局，了解一层平面里水平方向和竖直方向各个构件的组合关系，在满足基本的设计规范要求下，如何在这一层平面的空间做好布局，就是平面设计的重点之处。本工程是办公楼，所以如何在平面的布局上做好空间的利用和让办公人员保持工作效率等，就是设计时应该注意的地方。现代办公建筑正向着这个时代流行的元素方面发展和创新，从注重原本外观形象向着内在品质方面转变，同时对当地的经济可持续发展策略也有推动作用。所以本次办公楼的平面设计应包括日常办公休息和交通联系等方面，对于日常办公休息部分应该包括主要的房间，比如办公室、会议室、资料室、接待室等，还要有其他辅助房间，比如茶水间、厕所等。本建筑在设计上每层有卫生间，采用对称设置，位置在每一层西面尽头设置，然后每层都有办公室、会议室、茶水间、资料室等，茶水间、资料室靠近办公室设置，这样好让员工使用，在建筑首层设置接待室，以便接待顾客洽商。在房间大小上应满足规范，然后考虑人员使用情况和房间功能等确定。2.2建筑立面设计建筑的立面设计是最直接看出一栋建筑的外立面是否好看，结构是否布置合理的地方，其能表达出门窗等的位置形状，每层层高，整体建筑的外观样貌，能看出总体上水平与垂直方向尺寸比例是否合理等，所以可以及时的通过其立面的样子来调整整体的设计方向，同时还要考虑到节能与绿化环保的问题，根据建筑物周围环境与窗户投射的阳光时间设计好窗户。本工程在满足规范的要求下，采用对称设计，其大门正中设计，窗户按房间规模设计大小，保证有足够的透光性，最后效果还要有简洁美观好看。2.3建筑剖面设计建筑的剖面设计是从竖向剖开建筑后，然后从下而上的去研究的各个构件的尺寸和位置的布置是否合理的设计。通过剖面了解建筑在竖向上的每层的构件分布情况，确定每层构件的高度和层高等，是不可缺少的。建筑在剖面高度上的延伸，实际上是空间在竖向上的延续，剖面是使用的验证，也是控制造价及节约用地的前提条件。通过剖面，可以了解窗的离地高度为900mm，本建筑的每层层高为3.6m，房间的室内外高差0.35m，总高11.45m，还有知道外墙240厚和内墙厚200等，还有了解到楼梯的详细设计等。2.4垂直交通设计在本办公楼建筑的垂直交通设计上，主要是走廊和楼梯的组合布置，在楼梯方面本建筑设立一个楼梯间，正对首层大门醒目显眼，方便人们快速及时的找到楼梯。走廊呈对称布置，楼梯位于走廊中间，这样设计可以方便人员的移动，在发生事故的能及时疏散。至于电梯，由于本工程只有三层可以不设置电梯。2.5建筑防火设计建筑防火设计是一个需要注意的点，一旦出错那威胁的将是整栋建筑里的人的生命安全，所以防火的设计一定要满足国家设计的规范，还有安全出口的设计也是很重要[13]。本建筑的设计之处也是考虑到了防火的需求，耐火等级为二级，所以选择不燃烧体的材料，每隔两个房间设置一个灭火器并定期检测。3结构设计3.1结构设计概况3.1.1结构体系的选择建筑结构的选择是很重要的事情，一个好的结构是可以保证施工和建筑完工后能长久的安全的重点，现在广泛应用的结构就是钢筋混凝土框架结构，它具有空间布置灵活，重量轻，节省材料；可以很灵活地配合建筑平面布置，利于安排需要较大空间的建筑结构；框架结构的梁、柱构件易于定型化、标准化，以便缩短施工工期等的特点。所以在本工程的结构选择上采用其结构，这样可以保证建筑工程质量和稳定性。3.1.2承重方案选择对于承重方案的选择主要有以下的三种，一是横向框架承重方案：横向框架承重方案是在横向布置框架承重梁，将楼面竖向荷载通过横向梁传递到柱，在纵向上布置连系的梁。横向框架通常都是少跨数，沿横向方向设置主梁可有效地提高横向抗侧刚度。二是纵向框架承重：纵向框架承重的房屋，基本其横向刚度较差，在进深的尺寸会受到预制板的板长限制，只适合层数少并且不要求抗震的建筑。三是纵横向框架承重：在柱网平面近似于四等边，例如正方形的情况时，现浇混凝土楼面是一种双向板结构，它的整体工作性能较好，且对地震反应能力较强。在这三种方案中，选择的方案是第三个纵横向框架承重，因为它在横纵两个方向上安排框架梁为建筑物楼顶的主梁，本栋办公楼的楼顶承受的所有荷载会交给这两个方向的框架梁同时承担，就可以让刚度均匀分布变化，避免刚度突变。而其他两种方案不选择的原因是，首先横向框架承重方案里横向框架在有限空间里虽然可以实现通风和采光，但是代价是会占用大量空间，造成浪费，然后纵向框架承重的横向刚度较差，对本建筑不适合，所以最后不选择这两个，而是选择纵横向框架承重。3.1.4一榀框架计算简图AABCDA3A2A1C3C2C1B3B2B1D3D2D16500300065003600360039507.2003.600-0.35011.8BWAWCWDW图3.1一榀框架计算简图3.2截面尺寸估算3.2.1梁截面尺寸估算通过有关资料查询可知，建筑梁的截面高度一般取梁跨度的1/8~1/12，梁的截面宽度可取1/3~1/2梁高，同时尽量不小于1/2柱宽，且不应小于200mm，梁截面的高宽比尽量不要大于4。横梁：梁跨度取取满足，且，符合要求。初选横梁的截面尺寸为：纵梁：梁跨度取取满足，且，符合要求。初选纵梁的截面尺寸为：3.2.2柱截面尺寸估算框架柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比的限值并按下列公式计算：上式中：：柱轴力的压力增大系数，边柱，等跨内,不等跨柱分别可取1.3，1.2和1.25；F:简支状态下的负荷载面积；g:重力荷载代表值，近似可取15kN/m2；n:楼层层数；Ac:柱的截面面积；fc:混凝土轴心抗压的设计值；N:柱轴向压力的设计值。由相关规范可知在抗震的烈度和等级分别为7和3时，通过设计时的抗震烈度和抗震等级和框架结构的轴压比限值是。因此可计算柱的截面：边柱：中柱：通过上述计算结果，由边柱，中柱，综合考虑到其他相关因素和为了后面相关过程的计算方便，最后对框架柱的截面形状约定为正方形，即边柱和中柱取相同尺寸。故初选柱截面尺寸为：b×h=400mm×400mm。4横向框架在竖向荷载作用下的计算简图和内力计算4.1选取计算单元如下图，横向框架在竖向荷载的计算上，选取EQ\o\ac(○,5)轴横向中的框架一榀框架为例计算，选取的计算单元为5.6米，因为有纵梁的布置，所以直接传给该框架楼面荷载如下图中水平阴影线所示，计算单元荷载通过纵向框架梁以集中力的形式传递给横向框架，这样能更加的稳固楼体的稳定性。560056004D73CBA556006500300065006图4.1横向框架计算单元4.2荷载计算荷载的含义指的是施加在建筑物上让其产生效应的各种直接作用，其中包括恒荷载、楼面活荷载等，因此在进行荷载计算之前，需要做以下一些资料来辅助后续的计算。本楼设计的外墙墙体为240mm厚的水泥空心砖(9.6kN/m3)，外墙面贴瓷砖(0.5kN/m2)，内墙面为20mm厚抹灰(17kN/m3)，则外墙单位墙面重力荷载为：9.6×0.24+0.5+17×0.02×2=3.484kN/m2本楼设计的内墙墙体为200mm厚的水泥空心砖(9.6kN/m3)，两侧为20mm厚抹灰(17kN/m3)，则内墙单位墙面重力荷载为：9.6×0.2+17×0.02×2=2.6kN/m2本楼有女儿墙，女儿墙墙体为200mm的厚水泥空心砖(9.6kN/m3)，两侧为20mm厚抹灰(17kN/m3)，则女儿墙单位墙面重力荷载为：9.6×0.2+17×0.02×2=2.6kN/m2门窗自重计算：单位面积的木门、铝合金门、铝合金窗的重力荷载分别为为0.2kN/m2、0.4kN/m2、0.4kN/m2.。屋面及楼面可变荷载标准值：一般走廊活荷载标准值：2.5kN/m2普通楼面活荷载标准值：2.0kN/m2一般上人屋面均布活荷载标准值：2.0kN/m2基本风荷载标准值：0.40kN/m2因为建筑物位于重庆，气候因素影响基本雪压为0,所以屋面雪荷载标准值为0。表4.1屋面永久荷载（上人）明细表PVC的防水卷材200.020.40KN/m235mm的厚细石混凝土保护层220.0350.77KN/m220mm的厚水泥砂浆找平层200.020.40KN/m2200mm的厚聚苯乙烯保温层10.200.20KN/m2100mm的厚混凝土结构层0.1252.5KN/m220mm的厚天花板抹灰170.020.34KN/m2合计可得4.61KN/m2表4.2楼面1~3层上的永久荷载500mm500mm的瓷砖地面0.55KN/m220mm的混合砂浆170.020.34KN/m2现浇120mm的厚钢筋混凝土板250.123KN/m220mm的厚天花抹灰170.020.34KN/m2合计可得4.23kN/m2表4.3梁与柱的重力荷载标准值构件名称bg(mm)(KN/m3)g(KN/m)边横梁0.3×0.6251.054.725中横梁0.3×0.6251.054.725纵梁0.3×0.6251.054.725柱0.4×0.4251.054.24.2.1恒荷载计算DDCBA650065003000M1M1P1q2q1P2q2′M1P2q1′q1M1P1q2图4.2梁的受力示意图由上图的信息并以第三层为例，上图的q1和q1’都表示横梁的自重，是均布荷载的形式。q1=q1’=4.725kN/m房间和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载由上图可知分别是q2和q2’，由图所示的几何关系可得：q2=4.61×5.6=25.82kN/mq2’=4.61×3=13.83kN/m由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载是P1和P2，它是包括女儿墙、梁和楼板等的自重荷载，计算过程如下：节点集中荷载：屋面自重：（0.5×5.6×5.6)×2×4.61=144.57kN边纵梁自重：4.725×5.6=26.46kN女儿墙自重：2.6×5.6=14.56kN合计：P1＝185.59kN节点集中荷载：屋面自重(三角形部分)：（0.5×5.6×5.6)×2×4.61=144.57kN走道屋面板自重(5.6+5.6-3)/2×1.5×4.61=28.35kN纵梁自重：4.725×5.6=26.46kN合计：P2＝199.38kN由于1～3层纵梁宽0.3m，柱宽0.4m，故集中力矩：M1=P1e1=185.59×(0.4-0.3)/2=9.30kN·mM2=P2e2=199.38×(0.4-0.3)/2=9.97kN·m对于1～2层，包括横梁自重和其上墙自重，为均布荷载，计算过程如下：=4.725+2.6×(3.6-0.6)=12.525kN/m=4.725kN/m其他荷载计算方法基本与第三层相同，计算过程如下：=4.23×5.6=23.69kN/m=4.23×3=12.69kN/m节点集中荷载：楼面自重：(0.5×5.6×5.6)×2×4.23=132.65kN边纵梁自重：4.725×5.6=26.46kN扣窗面积墙重:[(5.6-0.3×2)×(3.6-0.6)-3×1.8×2]×3.484=14.63kN窗重：0.4×3×1.8×2=4.32kN合计：P1＝178.06kN节点集中荷载：楼面自重(三角形部分)：（0.5×5.6×5.6)×2×4.23=132.65kN走道楼板自重(5.6+5.6-3)/2×1.5×4.23=26.01kN纵梁自重：4.725×5.6=26.46kN扣门面积墙重:[(5.6-0.3×2)×(3.6-0.6)-1.2×2.1×2]×3.484=34.70kN门重：0.2×1.2×2.1×2=0.1kN合计：P2＝219.92kN由于1～2层纵梁宽0.3m，柱宽0.4m，故集中力矩：M1=P1e1=178.06×(0.4-0.3)/2=8.90kN·mM2=P2e2=219.92×(0.4-0.3)/2=11.00kN·m4.2.2活荷载计算DCDCBA650065003000M1M1P1q2q1P2q2′M1P2q1′q1M1P1q2图4.3各层梁上作用的活载上图是活荷载作用下框架梁上的荷载分布：以第三层为例q2=2×5.6=11.2kN/mq2’=2×3=6kN/m节点集中荷载：屋面活载（三角形部分）：22(0.55.65.6)＝62.72kN合计：P1＝62.72kN节点集中荷载：屋面活载（三角形部分）：2×(0.5×5.6×2×5.6)＝62.72kN走道传来屋面荷载（梯形部分）：(5.6+5.6-2)/2×1.5×2.5=15.38kN合计：P2＝78.10kN由于1～3层纵梁宽0.3m，柱宽0.4m，故集中力矩：M1=p1e1=62.72×(0.4-0.3)/2=3.14kN.mM2=p2e2=78.10×(0.4-0.3)/2=3.91kN.m对于1～2层：=2.0×5.6=11.2kN/m=2.5×3=7.5kN/m节点集中荷载：楼面活载（三角形部分）：2(0.55.625.6)＝62.72kN合计：P1＝62.72kN中节点集中荷载：楼面活载（三角形部分）：2(0.55.625.6)＝62.72kN走道传来屋面荷载（梯形部分）：(5.6+5.6-2)/2×1.5×2.5=15.38kN合计：P2＝78.10kN由于1～3层纵梁宽0.3m，柱宽0.4m，故集中力矩：M1=P1e1=62.72×(0.4-0.3)/2=3.14kN.mM2=P2e2=78.10×(0.4-0.3)/2=3.91kN.m将上述的计算结果汇总，可整理为下表：表4.4横向框架恒载汇总表层次(kN/m)(kN/m)(kN/m)(kN/m)P1(kN)P2(kN)M1(kN.m)M2(kN.m)34.7254.72525.8213.83185.59199.389.309.971～212.5254.72523.6912.69178.06219.928.9011.00表4.5横向框架活载汇总表层次(kN/m)(kN/m)P1(kN)P2(kN)M1(kN﹒m)M2(kN﹒m)311.2662.7278.103.143.911～211.27.562.7278.103.143.914.3恒荷载作用下的内力计算4.3.1用弯矩二次分配法计算梁端及柱端弯矩通常对于梁端、柱端弯矩的计算都采用弯矩分配法，又因为结构与荷载是对称的，故计算时可用一个半边的框架，分配系数[22]按相对转动刚度进行分配。所以根据柱、梁相对线刚度，算出各节点的弯矩分配系数:矩形和梯形两部分是组成梁上分布荷载成分，在求固端弯矩时可直接根据图示荷载计算，也可根据固端弯矩相等的原则[23]，先将梯形分布荷载以及三角形分布荷载，化为等效均布荷载，等效均布荷载的计算公式如图所示：aaalqα=0.5a/lqe=(1-2α2+α3)qqe=5q/8所以从上图可以计算：α==0.5×=0.43·第3层，即顶层梯形荷载化为等效均布荷载：kN/mkN/m则顶层各杆的固端弯矩为：AB跨：两端均为固定支座kN·mBC跨：两端分别为固定支座和滑动支座kN·mkN·m1～2层梯形荷载化为等效均布荷载：kN/mkN/m同理，1～2层各杆的固端弯矩为：跨：两端均为固定支座kN·mBC跨：一端为固定支座，一端为滑动支座kN·mkN·m为考虑增大梁的有效刚度和减少框架侧向的移动，通常在计算梁的截面惯性矩时，回对现浇楼面的边框架梁取，对中框架梁取，这是因为框架结构中，现浇楼面可以作为梁的有效翼缘，它可以增大有效刚度并减少侧移，所以可以这样选取。表4.6横梁线刚度ib计算表类别砼弹性模量截面尺寸惯性矩跨度梁线刚度ib边框架梁ib中框架梁ibEc/(N/mm2)b×h/mmmm/mm4/mmEcI0//Nmm1.5EcI0//Nmm2EcI0//Nmm边横梁3.00×104300×6005.4×10965002.5×10103.7×1010/走道梁3.00×104300×6005.4×10930005.4×1010/10.1×1010表4.7柱线刚度ic计算表层数柱高度砼弹性模量截面尺寸惯性矩梁线刚度ichc/mmEc/(N/mm2)b×h/mmmmIc/mm4EcIc/hc/Nmm139503.00×104400×4002.1×1091.6×10102～336003.00×104400×4002.1×1091.75×1010AABCD6500300065003600360039507.2003.600-0.3503.73.73.710.110.110.13.73.73.71.751.751.61.751.751.61.751.751.61.751.751.610.800图4.5梁柱相对线刚度弯矩分配法适合梁端、柱端弯矩计算，因为荷载和结构都对称，因此计算时可用一半的边框架去计算，分配系数按相对转动刚度进行分配。根据梁、柱相对线刚度，算出各节点的弯矩分配系数:式(4.3)注意：（1）计算杆件弯矩分配系数时，柱的线刚度不要折减。（2）不平衡弯矩要同时反号（第一次分配）。（3）分配弯矩要乘以传递系数同时向远端传递（第一次传递）。（4）节点传递弯矩同时反号分配（二次分配）。（5）最终弯矩的值是各个杆端传递弯矩、分配弯矩、固端弯矩叠加而来。利用Excel表格进行二次弯矩分配，结果如下：表4.8恒荷载作用下框架弯矩二次分配（单位：）层次边节点中节点上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁三层分配系数0.320.680.230.120.65固端-81.1681.16-10.03弯矩分配25.9755.19-16.36-8.54-46.23传递12.66-8.1827.6-4.93分配-1.43-3.05-5.21-2.72-14.74Σ37.2-37.287.19-16.19-71.0二层分配系数0.2450.2450.510.210.1050.1050.58固端弯矩-103.3103.3-9.5分配25.3125.3152.68-19.7-9.85-9.85-54.4传递12.9912.40-9.8526.34-4.27-4.69分配-3.81-3.81-7.93-3.65-1.82-1.82-10.08Σ34.4933.9-68.4106.29-15.94-16.36-73.98一层分配系数0.240.220.540.220.10.090.59固端弯矩-103.3103.3-9.5分配24.7922.7355.78-20.64-9.38-8.44-55.34传递12.66-10.3227.89-4.93分配-0.56-0.51-1.26-5.05-2.30-2.07-13.55Σ36.8922.22-59.1105.5-16.61-10.51-78.3911.11-5.2655.1855.18106.29106.2987.197115.9416.3610.5137.233.922.2234.4936.8911.115.265.2611.1122.2233.937.234.4936.8916.6115.9416.6168.459.1105.568.459.1105.516.1937.237.287.197155.18图4.6恒载作用下的框架弯矩图()4.3.2计算梁柱剪力及柱轴力通过竖向荷载引起的梁上剪力与弯矩引起的梁端剪力相叠加可得梁端剪力，而柱轴力可由节点集中力和梁端剪力叠加得到。恒载作用时的柱底轴力，要考虑柱的自重才能计算。（1）梁端剪力由两部分组成：荷载引起的剪力，计算公式为：式中，、分别为矩形和梯形荷载,、分别为矩形和三角形荷载。杆件弯矩平衡是弯矩引起剪力的计算原理，即跨:跨:因为跨两端弯矩相等，故（2）柱的轴力计算：顶层柱顶轴力由节点剪力和集中力叠加得到，柱顶轴力加上柱的自重为柱底轴力。其他层轴力计算同顶层，但需要考虑该层上部柱轴力的传递。（3）柱的剪力计算：柱的剪力：式中，、分别为经弯矩分配后柱的上、下端弯矩，为柱长度。荷载引起的剪力：表4.9恒载作用下的梁端剪力及柱轴力层次由荷载产生由弯矩产生总剪力柱子轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VCN顶N底N顶N底363.1917.46-7.69055.5070.8817.4655.5070.6288.34103.46284.5916.61-5.83078.7690.4216.61149.38164.50210.48225.60184.5916.61-7.14077.4591.7316.61241.95258.54333.94350.53注：N底＝N顶＋柱自重。表4.10竖向荷载作用下边柱弯矩、剪力层次恒载作用下活载作用下M下/M上/V/kNM下/M上/V/kN337.2034.4919.9116.1915.948.93233.9036.8919.6616.3616.619.16122.2211.118.4410.515.263.99241.95241.95258.54164.50149.3870.6255.50350.53333.94225.60210.48103.4688.3491.7316.6190.4216.6177.4578.7655.5017.4670.88图4.7恒载作用下梁剪力、柱轴力图(kN)4.4活荷载作用下的内力计算4.4.1用弯矩二次分配法计算梁端及柱端弯矩对于什么时候可以不考虑活荷载的不利布置，通过一些实验可知，当活荷载产生的内力远小于恒荷载及水平力所产生的内力就可以不用考虑，而且把活荷载同时作用于所有的框架梁上，最后求得的内力在支座处和按最不利荷载位置法求得内力的结果是十分相近的，是可直接进行内力组合，但是的梁的跨中弯矩却比最不利荷载位置法的计算结果要小一点，所以对梁跨中弯矩这部分应乘以的系数予以增大。梁上的分布荷载为梯形荷载，根据固端弯矩相等的原则，先将梯形分布荷载以及三角形分布荷载，化为等效均布荷载。活载作用下，顶层梯形荷载化为等效均布荷载。第3层，即顶层梯形荷载化为等效均布荷载：则顶层各杆的固端弯矩为：跨：两端均为固定支座kN·mBC跨：一端为固定支座，一端为滑动支座kN·mkN·m1～2层梯形荷载化为等效均布荷载：同理，1～2层各杆的固端弯矩为：跨：两端均为固定支座kN·mBC跨：一端为固定支座，一端为滑动支座kN·mkN·m计算方法同恒荷载作用下的梁端、柱端弯矩，利用Excel表格进行二次弯矩分配，结果如下：表4.11活荷载作用下框架弯矩二次分配（单位：）层次边节点中节点上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁三层分配系数0.320.680.230.120.65固端-27.9927.99-2.81弯矩分配8.9619.03-5.79-3.02-16.37传递3.43-2.909.52-1.28分配-0.17-0.36-1.89-0.99-5.35Σ12.21-12.2129.82-5.29-24.53二层分配系数0.250.250.510.210.110.110.58固端弯矩-27.9927.99-3.52分配6.866.8614.27-5.14-2.57-2.57-14.19传递4.483.36-2.577.14-1.51-1.22分配-1.29-1.29-2.69-0.92-0.46-0.46-2.55Σ10.058.93-18.9729.06-4.54-4.26-20.27一层分配系数0.240.220.540.220.100.090.59固端弯矩-27.9927.99-3.52分配6.726.1615.11-5.38-2.45-2.20-14.44传递3.43-2.697.56-1.28.分配-0.18-0.16-0.40-1.38-0.63-0.56-3.70Σ9.976.00-15.9728.78-4.36-2.77-21.663.00-1.3820.2720.27129.0629.0629.8224.534.544.262.7712.218.93610.059.9731.381.38368.9312.2110.059.974.364.544.3618.9715.9728.7818.9715.9728.785.2912.2112.2129.8224.5320.27图4.8活载作用下的框架弯矩图()4.4.2计算梁柱剪力及柱轴力活荷载作用下梁的剪力以及柱的轴力、剪力计算：（1）梁端剪力由两部分组成：①荷载引起的剪力，计算公式为：②弯矩引起的剪力，计算原理是杆件弯矩平衡，即AB跨BC跨因为BC跨两端弯矩相等，故（2）柱的轴力计算：顶层柱顶轴力由节点的剪力和集中力叠加得到，柱底轴力就等于柱顶轴力。其他层轴力计算同顶层，但需要考虑该层上部柱的轴力的传递。柱端剪力计算:表4.12活荷载作用下梁端剪力及柱轴力层次由荷载产生由弯矩产生总剪力柱子轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VCN顶=N底N顶=N底320.754.50-2.71018.0423.464.5018.0415.12220.755.63-1.55019.2022.305.6334.3249.44120.755.63-1.97018.7822.725.6368.2184.80表4.13竖向荷载作用下中柱弯矩、剪力层次恒载作用下活载作用下M下/M上/V/kNM下/M上/V/kN312.2110.056.185.294.542.7328.939.975.254.264.362.3916.003.002.282.771.381.0568.2168.2134.3218.0484.8049.4415.1222.725.6322.305.6318.7819.2018.044.523.46图4.9活载作用下梁剪力、柱轴力图(kN)5框架截面设计5.1框架内力组合5.1.1框架梁内力组合对于框架梁的内力组合，这次的设计总共考虑了以下四种内力组合：（1）1.2SGK+1.4SQK （2）1.35SGK+1.4×0.7SQK（3）1.2SGK+1.4×0.9(SQK+SWK)（4）1.2(SGK+0.5SQK)+1.3SEK其中：SGK——恒定负载代表值效应SQK——活荷载代表值效应SEK——地震荷载代表值效应（取值“0”）SWK——风荷载代表值效应（取值“0”）每个层梁的内力组合情况如下表所示显示，其中调幅系数的数值是0.8。表5.1框架梁内力组合层次跨向截面位置内力调幅后SGK调幅后SQK组合（1）组合（2）组合（3）组合（4）选取内力三层边梁AB梁左端-M-29.76-9.77-49.39-49.75-48.02-41.5749.75V44.4014.4373.4874.0871.4661.9474.08跨中M64.9322.39109.26109.60106.1391.35109.60梁右端-M-69.75-23.86-117.10-117.54-113.76-98.02117.54V56.7018.7794.3294.9491.6979.3194.94三层中梁BC梁左端-M-56.80-19.62-95.63-95.91-92.89-79.9395.91V13.973.6021.8022.3821.3018.9222.38跨中-M-8.02-2.25-12.78-13.04-12.46-10.9813.04二层边梁AB梁左端-M-54.72-15.18-86.91-88.74-84.79-74.7788.74V63.0115.3697.11100.1194.9684.83100.11跨中M82.6422.39130.52133.51127.38112.60133.51梁右端-M-85.03-23.25-134.59-137.58-131.33-115.99137.58V72.3417.84111.78115.14109.2897.51115.14二层中梁BC梁左端-M-59.18-16.22-93.72-95.79-91.45-80.7595.79V13.294.5022.2522.3521.6218.6522.35跨中-M-7.60-2.82-13.06-13.02-12.67-10.8113.06一层边梁AB梁左端-M-47.28-12.78-74.62-76.35-72.83-64.4076.35V61.9615.0295.3998.3793.2883.3798.37跨中M82.6422.39130.52133.51127.38112.60133.51梁右端-M-84.40-23.02-133.51-136.50-130.29-115.09136.50V73.3818.18113.51116.88110.9698.97116.88一层中梁BC梁左端-M-62.71-17.33-99.51-101.64-97.09-85.65101.64V13.294.5022.2522.3521.6218.6522.35跨中-M-7.60-2.82-13.06-13.02-12.67-10.8113.065.1.2框架柱内力组合进行办公楼设计时，其中框架柱的进行内力组合也是要计算，因为它与建筑物的安全密不可分的。内力组合是各种不同情况下求不利的问题，其目的是为了找出各构件的最不利内力，根据截面控制的需要选择最不利的控制内力以进行相应地设计[22]。柱内力控制截面一般取柱的上下端截面。由上面组合求得最不利内力；表5.2框架柱内力组合柱跨向截面内力荷载种类组合（1）组合（2）组合（3）组合（4）|Mmax|的及相应的NNmin及相关的MNmax及相关的M恒载活荷载三层A柱柱顶M37.2012.2161.7362.1960.0251.9762.1951.9762.19N55.5018.0491.8692.6089.3377.4292.6077.4292.60柱底M-34.49-10.05-55.46-56.41-54.05-47.4256.4147.4256.41N70.6218.04110.00113.02107.4795.57113.0295.57113.02B柱柱顶M-16.19-5.29-26.83-27.04-26.09-22.6027.0422.6027.04N88.3415.12127.18134.08125.06115.08134.08115.08134.08柱底M15.944.5425.4825.9724.8521.8525.9721.8525.97N103.4615.12145.32154.49143.20133.22154.49133.22154.49二层A柱柱顶M33.908.9353.1854.5251.9346.0454.5246.0454.52N149.3834.32227.30235.30222.50199.85235.30199.85235.30柱底M-36.89-9.97-58.23-59.57-56.83-50.2559.5750.2559.57N164.5034.32245.45255.71240.64217.99255.71217.99255.71B柱柱顶M-16.36-4.26-25.60-26.26-25.00-22.1926.2622.1926.26N210.4849.44321.79332.60314.87282.24332.60282.24332.60柱底M16.614.3626.0426.7025.4322.5526.7022.5526.70N225.6049.44339.94353.01333.01300.38353.01300.38353.01一层A柱柱顶M22.226.0035.0635.8834.2230.2635.8830.2635.88N241.9568.21385.83393.48376.28331.27393.48331.27393.48柱底M-11.11-3.00-17.53-17.94-17.11-15.1317.9415.1317.94N258.5468.21405.74415.87396.19351.17415.87351.17415.87B柱柱顶M-10.51-2.77-16.49-16.90-16.10-14.2716.9014.2716.90N333.9484.80519.45533.92507.58451.61533.92451.61533.92柱底M5.261.388.248.458.057.148.457.148.45N350.5384.80539.36556.32527.48471.52556.32471.52556.325.2框架梁正截面设计在建筑工程中，梁的截面一般设计为矩形形状以便制作等后续工作，因此这次的办公楼的梁尺寸设计是矩形，宽和高为300mm×600mm，截面有效高度为：A、B：ℎo=ℎAB、BC：ℎo=ℎ通过公式计算要求，对次办公楼的框架梁分析，进而选取一些合适的钢筋，到达计算规范要求。截面抵抗矩系数：相对受压区高度：受拉钢筋面积为：验算条件：表5.3第1层框架梁正截面强度计算截面AB跨BC跨ⅠⅡⅢⅣⅤM(kN.m)76.35133.51136.50101.6413.06b×h0(mm×mm)300×535300×560300×535300×535300×5600.060.100.110.080.010.060.100.120.090.010.5180.5180.5180.5180.5180.970.950.940.961.00409.57698.83753.24551.6065.11选筋4C144C164C164C144C12实配面积(mm2)6168048046164520.26%0.42%0.47%0.34%0.04%0.190.190.190.190.19表5.4第2层框架梁正截面强度计算截面AB跨BC跨ⅠⅡⅢⅣⅤM(kN.m)88.74133.51137.5895.7913.06b×h0(mm×mm)300×535300×560300×535300×535300×5600.070.100.110.080.010.080.100.120.080.010.5180.5180.5180.5180.5180.960.950.940.961.00478.75698.83759.56518.4365.11选筋4C144C164C164C144C12实配面积(mm2)6168048046164520.30%0.42%0.47%0.32%0.04%0.190.190.190.190.19表5.4第3层框架梁正截面强度计算截面AB跨BC跨ⅠⅡⅢⅣⅤM(kN.m)49.75109.60117.5495.9113.04b×h0(mm×mm)300×535300×560300×535300×535300×5600.040.080.100.080.010.040.090.100.080.010.5180.5180.5180.5180.5180.980.960.950.961.00263.76567.79642.70519.1264.98选筋4C144C164C164C144C12实配面积(mm2)6168048046164520.16%0.34%0.40%0.32%0.04%0.190.190.190.190.195.3框架柱截面设计为提升延展性，从多个方面考虑框架柱的内力组合时，可以在符合规定和建筑实施允许的条件下调整并控制压轴比以及增大柱的截面尺寸大小。以该内力组合为基准，对柱进行符合标准的调整，做到“强柱弱梁”[24]并从中择出对组合有不良影响的内力。A柱正截面承载力第三层：Mmax=62.19KN·mN=92.60KNNmax=92.60KN·mM=62.19KNNmin=77.42KN·mM=77.42KN轴向力对截面重心的偏心距：按正截面受压计算柱的纵向受力钢筋，通常可采用对称配筋。（1）mme因为，先按大偏压情况计算，令如果按不考虑受压钢筋的情况进行计算M=Ne=92.6×103×852=78.85KN.mMu2NefyAg(h0g)78.85106360427.31(36040)29.63kNmαs=0.04，ξ=0.04，x=14.69，As=403.49mm2，因此取As=462mm2来配筋，根据配筋的相关规定，配筋结果是要符合最小配筋率要求，即建筑的边柱和中柱（HRB400）全部纵筋的最小配筋率为0.5%，单侧的最小配筋率为0.2%。选用314（），，满足要求。A柱两边配筋是614。A柱其他楼层配筋和上述的计算方法同理。B柱正截面承载力求取第三层：Mmax=27.04KN·mN=134.08KNNmax=134.08KN·mM=27.04KNNmin=22.60KN·mM=115.08KNmme因为，先按大偏压情况计算，令如果按不考虑受压钢筋的情况进行计算M=Ne=134.08×103×382=51.17KN.mMu2NefyAg(h0g)51.1710636072(36040)42.91KNmαs=0.06，ξ=0.06，x=21.48，As=40.57mm2，因此取As=462mm2来配筋，根据配筋的相关规定，配筋结果是要符合最小配筋率要求，即建筑的边柱和中柱（HRB400）全部纵筋的最小配筋率为0.5%，单侧的最小配筋率为0.2%。选用314（），，满足要求。B柱两边配筋是614。B柱其它楼层的配筋和上述的计算方法同理。

6安全文明施工管理6.1安全生产管理安全文明施工是工程建设中十分重要的一项，建筑施工过程步骤众多，工作内容也复杂繁琐，安全隐患往往在这过程中，一个不注意就可能引发安全生产事故，造成人员和财产损失，因此，安全监督管理工作尤为重要，如果任何一个安全监督管理程序不符合安全规范，那结果必定会造成悲剧。安全生产管理有原则：一是“以人为本”原则，毕竟生命第一，任何事都要把安全放到首位；二是“谁主管，谁负责”原则，安全生产的重要性，主管负责人一定要随时把安全放在心上，做好对自己和下属的安全管理，对其安全负责；三是“管生产也要管安全”原则，施工不能只顾生产，也要时刻注意安全，安全和生产是一个整体，不能分开而治；四是“安全具有否定权”原则，说的是在安全生产工作评价中，若安全指标没有实现，即使其他指标顺利达标，也不算达到建设的最优状态，安全具有一票否决的效果；五是“三同时”原则，指的是在建设项目中的职业安全、卫生技术和环境保护等措施和设施，必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产；六是“四不放过”原则，事故发生的原因没有调查清楚明白不放过，当事人和相关群众没有受到相关教育不放过，事故责任人没有受到相关处理不放过，没有制订相关的预防措施不放过。6.2文明施工文明施工是一种科学、合理的施工组织，它能使施工工地保持整洁、有序，对材料、技术、安全等进行管理，减少对周边环境的影响。文明施工的基本要求是：(1)在工地上，要建立起文明施工责任制，明确管理人员和责任范围，并实行标牌制度，确保工地整洁。(2)施工场地要平整，路面要平整，要有排水设施，施工完成后要及时进行填平，清除堆积的土壤。(3)工地上的临时水电必须由专人负责，不得长期使用流水、明灯。(4)临时设备包括生产、办公、生活用房、仓库、料场、临时下水管道、照明、电力线路等，均应按照工程组织设计的施工方案进行布置或安装。(5)作业现场和周边环境要干净整洁，工作结束后要进行清扫，楼梯、楼板上的杂物、垃圾要及时清除。(6)要对被容易污染的物件进行严密的防护，不得破坏。(7)在建筑中清理的废物，应采用临时架设的立井或采用升降机井或其它安全措施处理，不得由门窗向外高处抛洒。(8)不得在