《D市五层综合办公楼的钢筋混凝土框架结构设计》6200字（论文）

D市五层综合办公楼的钢筋混凝土框架结构设计目录TOC\o"1-2"\h\u5024D市五层综合办公楼的钢筋混凝土框架结构设计 18613第1章设计资料 3234011.1标高 344331.2气象信息 3230231.3工程地质与水文地质资料 3177381.4抗震烈度 3263741.5墙身做法 4317701.6楼面做法 474161.7屋面做法 4279651.8门窗做法 4108181.9活荷载 4221201.10所用材料 48774第2章结构布置情况及确定计算简图 581732.1结构布置情况 5196142.2结构选型 514669因较低的设防烈度，计算柱截面面积时采用方法为满足限定轴压比值。 5122692.2.2确定结构简图 65937第3章计算荷载 7154663.1恒荷载 7180213.2活荷载 11234063.3风荷载 12254923.4重力荷载 135328第4章计算内力 1514764.1计算结构在地震作用下内力 15163474.2恒载作用下内力计算 2094934.3计算活载作用下内力 24246214.4计算风荷载作用下内力 2524380第5章内力组合 29325745.1梁内力组合 29320285.2柱内力组合 302436第6章设计框架梁、柱截面 32131046.1框架梁的截面设计 32262846.2框架柱的截面设计 369004第7章板的结构设计 44285507.1计算简图 44125047.2楼面板设计 4413808第8章楼梯结构 47222588.1平面图 471848.2梯段板计算与分析 47173928.3PTB-1平台板设计 50173728.4平台梁设计 521482第9章分析设计基础 55244779.1组合分析荷载效应 551343由承载力特点分别分析由活载和恒载分别控制时A、B柱的受力分析： 5513319.2基础尺寸设计 55215629.3进行基础荷载分配 56220609.4设计基础部分的梁 56123389.5翼板设计 58本设计工程为多层综合办公楼，层数为五层，工程地点为大庆市。本设计办公楼标高为18.65m，办公楼的总建筑面积为4200m2。采用钢筋混凝土多层框架结构进行结构设计。进行设计的主要任务包括用CAD软件绘制施工图，主要包括平面图、立面图以及刨面图；用手算的方式对结构内力包括恒活载和活荷载进行精确计算，同时在此基础上进行内力组合分析；通过上述结果确定钢筋型号，配筋；并且设计结构所涉及到的板与楼梯，用CAD绘制板和楼梯的结构施工图；设计计算各基础构建；用CAD绘制结构施工图；用PKPM对整体结构进行电算并输出结果进行分析比对等。关键词：办公楼；施工图；电算；理论；配筋第1章设计资料本设计结构：钢混凝框架结构层数：五层1.1标高办公楼室内标高±0.000，室内外高差5001.2气象信息平均气温一月：平均气温七月：全年平均地面温度：历年平均降水量：613夏季的平均降水量：424.8全年最大降水量：1142.6基本风压：0.45主导风向：冬季：西北，夏季：东南基本雪压：0.55最大冻深：5001.3工程地质与水文地质资料地基许用承载力R=80土类型：粉质粘土，Ⅲ类场地自然地面下地下水位最高值：1.0地下水的性质：弱硫酸盐侵蚀1.4抗震烈度抗震设防烈度：7度地震分组及抗震要求：第一组，三级1.5墙身做法粉煤灰轻渣空心砌块（外墙厚240，内墙厚200）采用强度为MU3（M5水泥砂浆砌筑）加气砼砌块1.6楼面做法采用水泥花砖地面；100厚现浇钢混楼板1.7屋面做法小瓷砖地面；膨胀珍珠岩找坡2%（100~140厚）100厚现浇钢混楼板1.8门窗做法底层出入口采用铝合金门；卫生间行政办公室采用木门；其它采用铁门、铝合金窗1.9活荷载屋面：2.0/；走廊、楼梯、资料档案室：2.5/；其它楼面：2.0/。1.10所用材料C25混凝土:，；C30混凝土:，；HPB235级钢筋:；HRB335级钢筋:，。结构布置及计算简图第2章结构布置情况及确定计算简图2.1结构布置情况结构平面布置情况简图见下图2-1。图2-1结构布置情况结构混凝土等级选择：基础以及底层柱为C30；其余均为C252.2结构选型2.2.1选择梁柱截面2.2.1.1梁对于结构边、中、跨梁和次梁来说：h均取～其中边跨梁尺寸：h=，b=；中跨梁尺寸：h=，b=；次梁尺寸：h=，b=；2.2.1.2柱因较低的设防烈度，计算柱截面面积时采用方法为满足限定轴压比值。各层重力代表值近似12/，办公楼高度不足30m，轴压比μ=0.9图2-1：有效面积(边、中柱)分别为A1=3.16×7.3=23.06，A2=4.33×7.3=59.31边柱截面积：Nv=1.3×7.3×3.16×12×103×5=1799304/Ac≥165987.6/(0.9×11.9)=165877.8mm2中柱截面积：Nv=1.25×7.3×4.33×12×103×5=2370675/Ac≥2370675/(0.9×11.9)=216986.7mm2选为柱截面尺寸2.2.2确定结构简图简图如图2-2所示。图2-2结构计算示意图荷载计算第3章计算荷载3.1恒荷载计算梁的恒荷载：计算柱的恒荷载：计算墙体的恒荷载：门：其他：3.1.1计算屋面框架梁上作用的线荷载计算屋面恒载：地面砖2％找坡膨胀珍珠岩（厚）100厚现浇钢混屋面板0.1×25=2.5房屋吊顶荷载_________________________________________________________恒荷载结构顶层框架梁线荷载3.1.2计算楼面框架梁线上作用的线荷载计算楼面恒载地砖浇筑混凝土楼板厚房屋吊顶荷载_________________________________________________________恒荷载结构中间层线荷载：3.1.3屋面集中荷载分析计算边柱集中荷载：连系梁自重+女儿墙自重+集中传荷载（次梁传连系梁）+集中传荷载（次梁传连系梁）________________________________________________________屋面边节点荷载：分析计算中柱集中荷载:连系梁的自重+次梁传连系梁集中荷载+连系梁传给板的荷载________________________________________________________屋面中间节点荷载3.1.4楼面框架梁集中荷载分析计算边柱集中荷载：窗、墙及粉刷+集中传荷载（次梁传连系梁）+连系梁传给板的荷载+框架柱的自重及粉刷___________________________________________________________楼面集中荷载：分析计算中柱集中荷载:连系梁的自重+内纵墙的自重、粉刷及门重+次梁传连系梁集中荷载+连系梁传给板的荷载+框架柱的自重及粉刷___________________________________________________________楼面中节点集中荷载：图3-1恒荷载示意图3.2活荷载考虑地震作用：图3-2活荷载示意图3.3风荷载（3-1）由上公式可计算得到风荷载等效的面荷载其中本建筑物高度，同时高宽比不足1.5＝1.0；＝1.3；图3-3风荷载作用示意图（）3.4重力荷载本工程所设计到的设计信息见第一章。计算每层集中荷载：屋面恒：0.5屋面雪：屋面下半层的柱及墙体：屋盖纵横梁：女儿墙：；；；。图3-4地震作用示意图内力分析PAGEPAGE21第4章计算内力4.1计算结构在地震作用下内力4.1.1计算框架刚度混凝土采用C25（）。下表表示的是梁与柱各自线刚度边跨框架梁；中跨框架梁表4-1梁线刚度砼截面跨度边框梁中框梁I/I/0.23×0.56.44.606.743.209.204.200.23×0.46.42.8003.801.755.242.330.23×0.32.61.552.242.392.683.174.1.2结构基本自振周期计算采用底部剪力法计算结构基本自振周期，需本结构质量分布均匀，刚度分布在高度方向也几乎无变化。计算水平地震作用时采用底部剪力法。还需在使用此方法前提前计算出结构的自振周期。计算自振周期时用顶点位移法。调和系数；表4-2柱线刚度柱高/惯性矩线刚度150045551.043.2125003.8051.044.60表4-3横向柱侧向刚度D值层柱Kα刚度D根数底边框边0.920.8591856边框中1.620.58107586中框边1.250.521068914中框中2.350.661258614∑D375885标准边框边1.460.44185786边框中1.250.37168746中框边1.970.591776014中框中1.720.461862814∑D556614表4-4横向框架的顶点位移层位移五663566355560000.01070.2239四7183134285560000.02350.2139三7183206465560000.03360.1883二7183275155560000.04890.1543一7841355233486460.10320.10364.1.3水平地震高发标准值由上述抗震7度，场地III类知分析结构得到,根据规范得到,。根据，本设计不需要考虑顶部地震作用效果现计算本设计结构底层剪力值由上述结果可带入下公式求本结构各层地震作用（4-1）表4-5地震作用标准值及地震剪力标准值层五627318.53119357.5580580四715314.53109752.85661158三715315.8384758.64651596二71539.3558964.32751886一71535.6734758.519220387339--409662.52214--4.1.4验算横向框架变形根据，符合要求。地震剪力取标准值即可。表4-6层间弹性位移验算层五5805568000.00183.81/32851/560四11575568000.00263.81/182500273.81/125800313.81/1041一20773485840.00524.541/7124.1.5分析横向框架内力图4-1地震作用弯矩图图4-2地震作用内力图4.2恒载作用下内力计算根据结构特点可将均布荷载从体形等效为矩形进行下列计算。根据结构框架梁固定端弯矩相等可计算下列均布荷载：梯形：(4-2)三角形：(4-3)＝＝＝0.286将其带入上式现计算屋面上荷载：再计算楼面上的均布荷载：图4-3等效荷载分布图4-4恒载结构()对各柱线刚度乘以0.9的系数（二层以上）。内力计算过程。顶层见图4-5；标准层见图4-6；底层见图4-7。图4-5顶层图4-6标准层图4-7底层利用弯矩的叠加原理可以将上述结果叠加，得到最终弯矩结果。由于弯矩叠加结果中存在很多不平衡节点，所以考虑结构安全性需要将弯矩结果中不平衡的节点二次分配。这样就能得到符合要求的修正后的弯矩从而可得恒载作用时的剪力、轴力。图4-8修正后弯矩（）图4-9剪力、轴力（）4.3计算活载作用下内力和恒载作用同理，计算活载作用内力情况。图4-10活载弯矩（）图4-11活载内力()4.4计算风荷载作用下内力根据本设计结构的对称性，在计算内力时可以采用D值法进行计算。下表为计算结果表4-7框架剪力弯矩柱层数剪力刚度柱刚度A柱五580556000186500.033819.751.961.4828.7842.8642.85--四21195556000186500.033838.851.961.6761.9675.53104.96--三1556556000186500.033852.181.961.8493.9393.89155.36--二1886556000186500.033861.251.961.84121.75113.35205.26--一2089348838102600.033859.751.272.97174.3094.39205.96--B柱五580556000176350.035618.551.731.4926.1841.3917.9723.80四1186556000176350.035635.961.731.7856.3872.4743.0555.56三1568556000176350.035649.851.731.8788.8788.2763.2681.67二1849556000176350.035658.741.731.78104.75105.9684.57109.68一2076348838123860.038869.572.282.56175.85143.75108.08139.67表4-8风荷柱端弯矩层边中五0.222.491.473.755.380.282.281.983.265.05四0.225.461.678.5410.690.284.961.967.6810.55三0.228.371.8514.8514.960.287.851.8313.6913.52二0.2211.271.8620.2220.240.2810.751.7818.8518.78一0.2012.752.8820.2820.290.2614.862.7837.730.6图4-12风荷载弯矩()图4-13风荷载内力()内力组合第5章内力组合5.1梁内力组合梁的内力组合见附录表A1。最不利组合见表5-1。截面位置Mmax、VMmax、VMmax、VMVMVMVA525.4236.47-91.9373.68-91.9373.68487.8534.49-192.19113.83-192.19113.833155.5918.00-258.48129.34-258.48129.342219.902.18-323.05145.31-323.05145.311223.97-6.22-320.22149.35-320.22149.35B左5-7.935.43-75.5572.43-75.5572.43421.4322.63-133.1099.60-133.1099.60355.937.04-166.41116.18-166.41116.18291.48-8.93-202.14131.97-202.14131.971133.16-13.37-239.07140.77-239.07140.77B右512.10-9.82-36.7030.92-36.7030.92447.16-38.46-66.4856.41-66.4856.41373.27-60.39-93.0578.34-93.0578.342100.92-83.40-120.63101.35-120.63101.351130.49-109.70-152.52127.65-152.52127.65边跨跨中562.69485.463102.042116.61197.74中跨跨中512.28411.85311.85211.85112.44表5-1梁的最不利内力5.2柱内力组合柱的内力组合附录表A2和表A3。柱的最不利组合表5-2和5-3。表5-2A柱最不利内力表5-3B柱最不利内力表5-4调整框架柱柱端弯矩设计值柱号层次四层三层二层底层截面顶底顶底顶底顶底B柱171.6101.1141.4132154.2341.6341.6654.6654.6920.6--C柱167.3151.1188.4189.3204.9379.5379.5594.4594.4802.4--框架梁、柱截面设计第6章设计框架梁、柱截面6.1框架梁的截面设计6.1.1正截面受弯承载力计算为保证结构安全，先分析最不利弯矩出现情况，以最不利弯矩情况进行分析，对顶边梁进行分析。。查：；；；；。设，则根据上述结果分析，若梁下部受拉，则截面应假设为T形；上部受拉则应取矩形。下面分析翼缘宽计算跨度梁净距翼缘高：/=100/560=0.18>0.1由此截面应假设为T形=实配，符合。支座负弯矩作用下，下部跨间的插入支座，即受压钢筋，先计算受拉钢筋。，=。=，符合。6.1.2斜截面受剪承载力计算为使结构稳定性符合安全要求，在计算斜截面受剪承载力时要分析最不利剪力，先考虑顶层梁情况进行分析，找出最不利剪力：，，，7，，。层截面///五支座A-68.964064850.38-56.684063560.38AB跨中65.69--3780.25支座-27.582222580.36BC跨中-13.75--1270.27四支座A-144.765089860.9-99.675088580.9AB跨中83.67--5890.38支座-49.422278570.38BC跨中-13.39--1240.27三支座A-193.5650813581.07-124.355088301.07AB跨中85.85--5530.38支座-69.932238180.86BC跨中-13.75--1290.27二支座A-242.5862917531.6-154.26299311.6AB跨中91.88--5861.08支座-90.683039791.07BC跨中-13.63--1930.36一支座A-240.876081885+1.26-179.66081196+1.26AB跨中87.76--530.65支座-114.684071294+1.2BC跨中-13.68--1290.9表6-1梁正截面配筋计算层梁/加密非加密实配实配5AB72.680.060.7BC28.930.080.54AB113.30.260.7BC52.560.380.53AB120.970.360.7BC73.270.650.52AB135.880.470.7BC94.780.860.51AB139.740.580.7BC119.651.070.5表6-2梁斜截面配筋计算6.2框架柱的截面设计6.2.1剪跨比和轴压比验算柱层次//A五46043011.7117.7335.89237.58.070.059四127.5347.99364.87.080.426三136.8854.73588.06.070.266二163.9968.45847.45.850.362一211.6778.8611726.680.448B五46043011.7119.7746.99279.86.270.162四148.7664.21450.26.030.214三161.5073.54668.85.450.274二171.0591.4814415.170.433一230.1593.5614356.380.583表6-3柱剪跨比轴压比验算6.2.2正截面承载力计算在分析正截面承载力时，同样要考虑最不利内力组合，先分析第二层B柱：，，,，。根据下式计算结果值得正截面为大偏心受压，根据，故第一组或第二组为该柱的最不利组合。分别进行分析得出最不利组合。。第一组：=,=ea。因。第二组：。因（），符合。6.2.3斜截面承载力计算。该结构剪跨比，与相对的轴力，分析结果对柱端箍筋选进行加密区配箍当体积可以取到最小时得配筋率，满足要求。表6-4柱正截面配筋计算柱层组合控制偏压对称实配A5115.27106.73大1.1070.058117252.34243.02大1.250.107124.4373.54149.67大1.0470.062578.44153.74219.42大1.040.125120245.8540.75大3104.27362.87大1.1200.08560831111.7479.85大1.3110.107253.5240.071045大3115.78375.35大1.08071643.5大1.1210.18261.5240.831046.08大3133.8782.97大1.110.28855911108.8477大1.120.256415.9229.351155大3194.7920.5大1.130.4591053.7B5115.04106.26大1.030.065599252.08243.06大373.74149.65大1.740.0565594153.55219.45大1.350.598658245.4540.47大3104.28362.86大1.270.1529503170.84321.02大1.0590.147725.7245.67838.72大3124.05579.07大1.0650.1751050.72193.57437.84大1.0590.27753.6246.051136.87大柱号层次内力组控制内力偏压对称配筋计算实配B柱3142.57857.63大1.0850.25115601182.15550大1.5940.2561057233.551437.56小1.3570.551<03117.51043.57大1.50.3551565续表6-4表6-5柱斜截面配筋计算柱层控制内力斜截面抗剪实配A530.77158377.0515.05<0442.17352.8385.0317.59<0346.72345.63102.5223.51<0258.05655.63125.5040.590.055166.55950.63123.0545.490.035B539.59145.5351.2310.59<0452.45265.83115.6918.570.355361.46359.53145.5225.570.485276.95595.43173.3540.590.557178.65905.43150.5240.450.257.板的结构设计第7章板的结构设计7.1计算简图图7-1楼面板结构布置图7.2楼面板设计7.2.1计算楼面涉及到的荷载由计算书前部内容3.68;2.6。荷载；；；7.2.2设计双向板表7-1双向板的内力计算续表7-17.2.2.1弯矩设计值位于跨中的最大弯矩为当内支座处于固定时，在g+q/2作用下产生的跨中弯矩值，和当内支座铰支时，在q/2作用下产生的的跨中弯矩值的和，砼泊松比取0.2，支座的最大负弯矩值为当内支座固定时，g+q作用下的支座弯矩值。各区格板的弯矩值计算情况见表7-2。7.2.2.2截面设计表7-2双向板的配筋计算项目/实配跨中2.761862.261772.951951.97158支座-6.76445-7.85515-7.16476-4.97337-7.45494-5.243447.2.3设计楼面板次梁7.2.3.1计算荷载标准7.2.3.2计算简图图7-2次梁计算简图7.2.3.3内力及截面设计支座处跨中处楼梯设计PAGEPAGE61第8章楼梯结构8.1平面图图8-1LT-1平面布置8.2梯段板计算与分析8.2.1TB-1板的计算8.2.1.1计算简图及截面尺寸：。8.2.1.2荷载计算恒载：楼梯设计图8-2TB-1板计算简图8.2.1.3内力及截面设计正截面承载力：取固结作用在梁与梯段板的两端，最大弯矩：，楼梯设计纵向筋配满足要求。斜截面的承载力分析按下式计算得不用对梯段板斜截面验算。8.2.2TB-2（TB-3）板的计算8.2.2.1计算简图及截面尺寸板厚：t=(1/25～1/30)l=160～133，取t=140，图8-3TB-2板计算简图8.2.2.2荷载计算恒载设计值：倾斜段：平直段：荷载设计值：平直段：倾斜段：8.2.2.3内力及截面设计平台板最大剪力及弯矩值查：时，选配钢筋考虑梯段板斜截面验算（原因：梯段板的抗剪承载力比较大）。8.3PTB-1平台板设计8.3.1计算简图及截面尺寸现取PTB-1板厚t=80，8.3.2荷载及内力计算8.3.2.1按第一受力状态计算荷载的设计值：p=7.03按单跨简支考虑对平台板正弯矩进行计算计算得：取满足要求。(a)(b)图8-4PTB-1平台板计算简图8.3.2.2按第二受力状态计算分析PTB-1最大负弯矩值，AB跨为PTB-1，AB跨活载为空载，恒载的分项系数取；BC跨为活载满跨布置，计算方法：力矩分配法。固端弯矩：图8-5PTB-1平台板最大负弯矩则PTB-1的最大负弯矩值为-7