《某地办公楼设计》7400字（论文）

某地办公楼设计目录摘要 4第一章毕业设计说明任务简介 81.1设计过程： 8第二章手写计算书 92.1荷载计算 92.2地震作用下的框架内力分析 112.3框架弯矩计算 132.4竖向荷载内力计算 14·第三章构件验算部分 153.1框架梁验算 153.2基础的尺寸布置和设计 16第四章材料的选取 184.1基础所用材料 184.2板所用的材料 184.3梁所用的材料 184.4柱所用的材料 18

摘要我的毕设书任务是大连金州区某地的办公楼设计,采用钢框架结构，建筑的总层数为5层，建筑层高为18m，为了综合考虑钢结构的特性以及建筑功能的使用要求，主要设计内容包括：CAD建筑制图，办公室的结构设计，结构方案的布置，，框架的结构设计和分析，楼板的样式选择，荷载的计算，刚度计算，剪力计算，弯矩计算，轴力计算，内力分配计算，构件验算除此以外还需要进行PKPM电算的复核，通过对比自己手动计算的结果和电算结果数据.关键词：钢结构;建筑设计；结构设计;构件验算引言毕业设计从某种意义上可以反应一个人对于专业知识掌握多少的一个全方面的考察反映出在校时候对于专业程度的理解深浅，四年之中我们进行了各种各样的有关于土木工程的课程设计，包括：施工课程设计，概预算课程设计，房屋建筑学设计，以及现在我们最后要进行的毕业设计，通过这次毕业设计的计算过程中把以前所学的知识融会贯通起来，通过分析计算过程中所发现的不足和自己犯的错误，不断修改自己的计算错误，通过与指导教师的不断交流，听取导师所给的指导意见，使自己的课程设计更加完善，毕业设计可以看作是一把镜子，可以深刻的反映出来我们知识的欠缺，也让我对于知识就是力量这句人生哲理的含义，这次课设培养了做事需要专注的过程，实事求是，脚踏实地，树立良好的学术作风和社会责任感，相信这次毕业设计所带来的收获是独一无二的，也为了步入社会和以后的工作做了非常良好的铺垫.任务书总说明毕业设计的课题为:大连金州区某办公楼（钢框架）建筑结构设计这个建筑的位置是大连市金州区某地抗震设防度数数值为7度,，本办公楼因为是刚框架结构，只需要进行结构抗震就能满足要求，场地的类别是二类场地,考虑到本地风荷载数值不是很大，所以不予以考虑风荷载作用对于建筑产生的影响.本办公楼的实际使用功能是为了解决员工的日常工作问题，以及用餐问题，娱乐设施的布置问题等各种因素，近最大可能满足员工在办公方面，娱乐方面，交流方面，以及休闲方面最大化。其房间布置大部分主体是办公室以及在我个人设计方面添加了休闲娱乐场所比如健身场所，图书阅读室为了方便人们休闲和交流工作情况.首先层数比起高层建筑来说是在不值得一提，区区5层，那么也就是说对于刚度要求会很低，纯框架的结构就能满足条件，故采用钢框架结构形式，课程设计第一步要去做的内容事阅读每个人的任务书，并且根据自己的想法和设计绘制出所需要的部分，按照每个人所分配的轴网图画出各自所需要的图纸，在建筑场地的施工方面，建筑地点的地基比较平坦，不存在障碍设施影响施工，办公室周围还需要考虑环境和绿化设计，在不影响居民生活，尽可能多的不产生过多噪音的条件下进行施工，最主要的是需要满足国家所设定的设计标准和规范，我选择画图软件是天正CAD，画图大概经历了7天，这些天天以来我们一直在课设教室里，老师也是每天很早就来到教室监督我们学习和解答困难，最初开始画的是首层平面图，包括办公室，值班室，卫生间，电梯的选取和布置，门窗的尺寸选取，因为一层是基础层，需要考虑散水的布置，厕所的布置一般是选择在两边，楼梯所放置的位置最好在人们方便上下出行的地方，需要合理的进行布置和分配，我的柱网尺寸纵向取6.6m，横向取7.5m+3m+7.5m，当首层平面图画完的时候接下来的任务是画2-5层的建筑平面图，因为有了首层画图的经验，后面的几张图纸就很容易，需要注意的是顶层的排水布置，这会对一楼的散水产生一定的影响和女儿墙的设置，需要考虑一些活荷载的影响,当绘制到正立面的图纸时候，因为之前几年学的知识大概只是画平面图和轴线图，从网上找了一些相关的视频，自己总结了一部分关于正立面图的画法看了一些视频，当画正/反立图的时候可以说是花费了特别的时间很大一部分上斗士在正面的顶层添加一些细节，印象最深也是困扰我时间最久的部分是楼梯在剖面图中有一小部分的方向和预计的方面不是很一致，这就导致了我一直以来都在修个这个楼梯的朝向.在建筑施工图全部完成后提交给指导教师过目在指导教室指出意见之后进行和一些图纸的修改，大家伙就匆匆忙忙的开始下一步的任务，也是工作量最大的一部分，手动计算任务书，：手算的部分最初是荷载数据的计算，荷载数据计算又划分为几个小部分,其中涵盖了屋面荷载的数值计算，的做法，女儿墙如何在实际影响下发挥最用，屋面上的框架部分荷载的计算，梁的集中荷载。活荷载数值的计算，楼面次梁传来的集中荷载，还涵盖了楼面的重力G，荷载数值部分计算完成后，梁所包括的线刚度数值的计算以及绘制出梁柱的线刚度表，分别计算了边框架和中框的刚度，并绘制出框架梁柱线刚度图，横向框架柱抗侧移刚度采用D值法计算下面的任务是横向框架各层地震作用及楼层剪力-AB柱的弯矩计算计算到后面包括恒活载作用下的弯矩图，AB柱的轴力图，以及AB柱的内力组合，这些都计算完成需要进行构件验算，验证一下是否满足结构配件承载力的要求，以及后面的配筋验算。需要注意的是,配筋演算中会采取很多的计算方式，直到选择出满足构件设计标准的数值，这些都是手算的部分，然后需要进行下一步的基础布置图的绘画，标准层结构布置图的绘制以及纵向框架图，手算部分告一段落，后面需要进行PKPM电算，检查手算与电算上面的数据差异,下面是具体的设计过程.第一章毕业设计说明任务简介.1设计过程：任务书的第一个完成的任务就是用计算机辅助软件把自己的轴网绘制出来，因为轴网的尺寸是都不相同的，每个人能设计出来的图纸也就不同，只给了一个轴网的尺寸就可以充分发挥想象力，绘制平面图可以想象成一个L型的结构，也有半圆形和矩形的组合在一起的混合结构，看起来施工要复杂很多，总而言之就是看你的脑洞有多大把，有些同学的平面图绘制确实很惊艳，先说一说平面图：分为第一层平面图和二层-五层（统称为标准层）平面图，以及顶层平面图，先从第一层的平面图说起，因为轴网的比较规矩，经过讨论和联系实际我的设计思路是建成矩形办公楼，下开为6600*7左进为7500+3000+7500，绘制出来的办公楼成中心对称图形，因此决定把电梯都放置在西侧和东侧的，最大程度上方便人们去上下楼，厕所是紧挨着电梯间的，每层布置了两个电梯，也布置了两个厕所,因此卫生问题得到解决，画首层平面图的时候需要考虑门窗的尺寸问题以及门窗的位置，办公室的门我选择的是长1200高2400的长方形门，然后就是需要根据实际考虑窗户的尺寸，以及窗台的高度，对于窗台高度的设计会影响到整个办公室的尽管问题，因此尺寸设计很有讲究，从网上也收集了一些设计资料，得到了一些启发，这些问题解决之后，跟指导老师沟通了一下，决定在东西两侧分别开一个门方便人们的进出，考虑到实际问题，一个门确实可能造成拥挤的情况，所以进行了一部分修改，还需要注意的是首层需要考虑散水的布置，设计的是有组织排水，雨水管道的放置需要合理的设置，把首层建筑图纸绘制完成后，在标准层更多要去更合理的分配房间的功能性使用，比如说是配电间，杂物间，休息室的布置，值得注意的是需要在二楼的楼板处设计一个雨棚，2-4层的标准层绘制完成，进行顶层平面图的绘制，最大的问题就是散水的布置，顶层平面图绘制完成后，下面的任务是去绘制正背立面图，楼梯剖面图，东西侧立面图，当把正立面图绘制完成时，使用天正的二维视图才清楚看到自己设计的建筑立体图形，记得很清楚的是生成楼梯剖面图的时候，楼梯的尺寸和方面怎么都不对，修改了很长的时间把这个问题解决，而且遇到的另外的一个困难为题是，对于正立面图上面的标高处理，内外存在一点的高差，还需要给楼梯的高度标一下，这部分挺难绘制的，施工图的绘制方面告一段落接下来进行计算书的计算任务。第二章手写计算书2.1荷载计算下面的计算数据是选择特定的施工材料的荷载情况，由于风荷载本身数值过小的原因故不予以考虑，荷载的数值对于后面的所有计算都是有影响的,值得一提的是顶层需要更多的考虑一下活荷载的因素。屋面做法及其荷载计算的合计值： 5.18KN/m2屋面活荷载总计： 4.37KN/m2楼面活荷载总计： 2.3KN/m2内墙荷载总计： 3.1KN/m2女儿墙荷载总计： 53.4KN/m2屋顶中节点集中荷载： 78.5KN/m2楼面边节点集中荷载： 82.21KN/m2楼层中间节点集中荷载： 120.5KN/m2楼层中间次梁集中荷载 69.09KN/m2女儿墙： g1=265.79kn屋面荷载： g2=15.8kn纵横梁： g3=477.11kn半层高外墙恒载 G4=416.8kn半层高内墙恒载 G5=660.7KN半层柱自重： G6=54.6kn合计： 6867.7kn楼面重力： G7=405kn楼面恒载： G8=3668.04kn纵横梁： G9=476.74kn上下半层高外墙恒载： G10=2G4=933.6kn上下半层高内墙恒载： G11=2G5=1321.14kn上下半层高柱自重： G12=2G6=109.2kn合计 Gi=6913.7kn汇总G1=G2=G3=G4=6913.7knG5=6867.7KN把所有的荷载数据全部计算后，需要求出水平方向上的地震作用下的框架位移，并且绘制出图，以及梁和柱子的线刚度的计算，中/边框架的梁柱线刚度图的绘制，在求解横向框架唯一的时候需要采取D值法进行计算框架柱侧移刚度计算的时候发现边框架的2-4层中KB的数值是一层数值的两倍，K值就是套用公式所起的的，当时请教了老师问书中的柱数量是如何求解出来的，老师看了一下我的平面布置图把图中没用的给我删除掉了，然后告诉我用在轴网的数量×2减去重叠部分就是所求的数值，下一步要进行的是顶点位移的计算,Gi的数值就根据重力荷载代表图中的那些数，ΣGi使用顶点位移的数值叠加求和所得,Di的数值不知为何书中是那么写出来的，也没有给一个具体的公式，也没有特殊说明，几个同学在一个查阅钢结构的指导书，最终得出了一个结论大概是把首/边矿建的数值相加到一起，发现用边框架和中框架2-4层的ΣD的数值相加所求的，首层的数值需要把首层的边框和中框架的数值相加然后算出Δi，得出了一个普遍性规律需要把Δi和δi的数值按层数叠加就会得到标准/首层所对应的δi 楼层地震作用以及剪力层间剪力的计算是根据前面地震剪力最小值vi所求得，层间刚度的数值前面也求出来过，当计算层间相对转角的时候需要用viDⅈ∕层高，2.2地震作用下的框架内力分析A柱柱端弯矩表的计算数据层数层高ℎi层间剪力Vi层间刚度Di（104A轴柱（边柱）Dim（104V（kN）KyM上kN·mM下kN·m53.6534.248.240.8739.670.650.3522.6212.1843.6965.148.240.87317.470.650.4037.7325.1533.61287.948.240.87323.310.650.4546.1537.7623.61504.248.240.87327.220.650.5048.9948.9913.61612.2968.241.54136.410.650.7039.3291.75B柱柱端弯矩表的计算数据层数层高ℎi层间剪力Vi层间刚度Di（104B轴柱（边柱）Dim（104V（kN）KyM上kN·mM下kN·m53.6534.248.241.89220.952.280.4045.2530.1643.6965.148.241.89237.852.280.4574.9461.3133.61287.948.241.89250.512.280.5090.9190.9223.61504.248.241.89258.992.280.50106.18106.1813.61612.2948.242.30654.482.280.6569.64127.5值得注意的是A柱表中的数据和B柱表中的数据计算方法几乎一致，但是表中的K值求取的时候需要参看一下混凝土的建筑规范，根据每个人的K值查的，

当计算到梁端弯矩的时候可按照节点弯矩是其中的AB跨M右端数据是用上面柱端弯矩×线刚度/线刚度相加的值，BC跨M左数值=B柱柱端弯矩-ABM右的数值，柱轴力可根据V和NA的数值求和得到。下面的图是所求的的横向框架图横向框架弯矩图

2.3框架弯矩计算由于恒/活荷载计算简图知识引用前面的数据，因此不特殊说明，竖向荷载影响力结果求得的梁固端弯矩计算，可以发现活荷载作用下的固端弯矩bc端数值为0，横活载作用下的弯矩分配图如下 恒荷载作用下弯矩分配图活荷载作用下弯矩分配图当计算到弯矩分配图的时候，发现上柱，下柱，左梁，右梁这些数值相加起来会得1而下面得弯矩分配计算值相加的和也是得0，而且最初第一次算得时候没有发现这个问题，四舍五入存在了一些偏差以至于后面的计算结果用数值×上面的数值就得出第二排数据的结果，而每一列的数据叠加就会得到最后一列的数据结果，但其中发现了一个问题就是最后结果总数相加按规律来讲是得0可是我得计算结果算了很多遍怎么算都不得O找到问题的根源是梁柱分配表四舍五入导致的，又把梁柱分配表得系数从头算了一遍，弯矩分配系数后面要根据所求数值绘制出弯矩图， 恒/活载作用下的弯矩图2.4竖向荷载内力计算荷载的计算分为恒/活荷载作用下的梁端剪力表，只是需要带入的荷载数值根据各自前面恒/活荷载带入公式即可求出，紧跟着是计算恒/活荷载A/B柱轴力，这里会采用前面算荷载时候所采用的一些材料字中的数据就是第一章所选取的那些基本构件材料前面算的剪力数值，需要注意的是总轴力是与柱重叠加到一起累加求和所得，而不是单纯把整行求和所得出来的结果，就是因为这个小的细节使我内力组合表第一次算时数据偏差很多，在修改过后使得内力组合表数据变得正常，整个计算过程中印象最深刻的就是接下来的内力组合数据表中的数据计算，要把前面所计算的各种数据归结到一个表中，牵一发而动全身，很多的数据都相互关联，无论前面的那个环节出现问题的话都会导致结果出现偏差的特别明显，我们采用的书是沿用的很早之前的无震和有震系数，经过老师的指导使用了最新的数据，归结总结的数据比较多，计算量也是非常巨大的，我们选择用EXCEL办公软件计算，大大节省了我们的计算时间和计算工作量，很多数值只需套用公式，得益于EXCEL的强大算法，对于无震，组合的系数修改后是：1.3①+1.5②，有震组合修改后的数据是1.2*(①+0.5*②+1.3*③，1.2*(①+0.5*②-1.3*③，无震组合计算的时候一般来说需要把风荷载考虑到其中，但是由于此处的计算数值实在是太小了，真的就可以完全忽略不计，其中还是需要引用一个公式就是1/8Ql2,V的组合结果是提取有震组合和无震组合中的最大值，其中需要参考Mmax所对应的V和Vmax所对应的M，A柱和B柱的内力组合。简单来说，内力组合部分把前面所求的各种数据放到一起，经历了两天内力组合的计算，后面就来到了构件验算，这一部分大概的目的是检查是否满足构件的设计的应力要求，第三章构件验算部分3.1框架梁验算梁的抗弯强度计算当进行构件的截面设计，先进行主梁的截面设计，梁的跨中截面按照T形截面进行设计，梁的支座处按照矩形截面进行设计，由内力计算及组合部分的计算，需要分别查内力组合计算表找出荷载所对应的最大弯矩值，以及最大弯矩所对应的荷载值，还有一个数值需要在荷载和弯矩共同的作用下把这两个数相加起来然后/层高，这三个数据就都求出来，带入呐两种不同居算方式得到的结果，然后对比两组结果，，然后回求出基地的反力的MAX值和MIN值，一般情况下都会满足设计规范的要求各层的计算过程大体上一样，但是首层的内力较大，故以首层为例进行计算，书写详细的计算过程，其余各层列表计算，配筋计算包含截面正筋计算及配筋率验算、截面负筋计算及配筋率验算、以及箍筋配筋率验算，验算结果均满足规范要求。次梁截面配筋设计，次梁的截面尺寸：300mm×500mm，次梁的设计分为顶层和中间层俩种在考虑主梁组合影响条件下，主梁应该选取最适当和长度和在最经济的条件下满足抗压和抵抗弯曲的性能，其中的钢筋型号的选取起着决定性的作用，还有混凝土型号的选取，以及对于每层混凝土的浇筑方式都需要特殊的考虑计算中去，还有就是主梁与柱栓在施工方式上的选取，综合考虑每个螺栓的实际受力条件，尤其是需要特殊考虑螺栓在某种特殊剪力的作用下是否会失效，因而产生变形的影响，后面的计算就是考虑一些柱脚尺寸的选取。因要考虑柱脚的刚度，所以短槽钢的选取是必不可少的，在某些特殊的地方，需要手工焊接。

3.2基础的尺寸布置和设计对于基础来说就是一个建筑的最最重要的部分，一个地基和基础的选取可以影响到整个楼层的功能使用，因此这部分需要特别的细心设计，因而基础尺寸的设计是至关重要的一部分，需要考虑到地基基础反力的作用，还有就是反力对于地基基础的影响，根据实际情况算一些抗冲的剪力对于基础的影响，抗冲弯矩对于基础的影响，更重要的是地基基础开挖的时候会遇见很多特殊的情况，如何维护，都在考虑尺寸的设计当中，其中很多重要的因素都是需要特殊人为干预的，因此这部分考虑比较复杂。

楼梯设计：采用双炮楼梯，层高为3.6m，踏步尺寸采用270mm*150mm，每层为24步，开间为3.6mA.恒载计算栏杆0.2kN/m踏步重1.0×12×0.33×0.15×250.33斜板重0.13×250.99＝水磨石重10mm厚水磨石面重0.65kN/m20mm厚1:1水泥砂浆打底0.4kN/m水磨石面层总重0.65＋0.4＝1.05kN/m15mm厚纸筋石灰抹底1.0×（0.27+0.15）×1.05/0.27＝1.63kN/m恒载标准值gk＝7.33kN/m设计值gd=1.2×7.33=8.79kN/mB.活荷载设计值pd=1.×2.5=3.5kN/m总荷载设计值qd=gd＋pd＝3.5+8.79=12.29kN/m

PKPM电算：电算的过程主要是通过计算机的计算来生成一些文件，通过把电算结果与手算结果进行比较，通过此方式来检查手算过程中存在的问题，并加以改正，pkpm电算的步骤大概是如下过程：首先在电脑建立一个功能性的文件夹，个人经验最好创建三个：分别放置生成的各种图纸