建设局办公楼设计总说明书.doc 72页

'建设局局办公楼设计一、工程概况：1.工程名称：陇县建设局办公楼2.建设单位：陕西省陇县建设局3.建设场地：经上级主管部门审核批准，陇县建设局拟修建一多层办公楼，建设用地见附录。4.建设规模：该办公楼建筑面积约5000～6000m2，层数4～6层，钢筋混凝土框架结构。5.本项目拟定开工日期：2014年9月6日，竣工日期：2015年5月31日。6.功能要求：主要包括办公室、办公大厅、会客室、计算机房、接待室、小会议室、档案室、资料室、财会室、党团妇女活动室、大会议室、康乐室、少量单身宿舍等。结合实习与调研合理确定各办公室具体数量。表1主要房间组成及面积序号房间名称房间个数每间建筑使用面积（m2）备注1A型办公室8～1040-50套间2B型办公室20～3020-253办公大厅1150～2004资料室460～705大会议室375～1006小会议室450～60二、设计原始资料（一）工程地质条件62 1.场地土为I级非自重湿陷性黄土；2.地下水位埋深11～12m，水位变化幅度0.5～1.0m。水质对混凝土结构无腐蚀作用，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀作用。3.场地可不考虑地震液化问题。（二）气象条件1.冬季采暖室外计算温度－5°C。2.主导风向：东北。基本风压0.35kN/m2。3.基本雪压：0.25kN/m2。4.年降雨量：591.1mm；日最大降雨量：92.3mm；时最大降雨量：56mm；雨季集中在9、10月份。5.土壤最大冻结深度0.45m。6.地基承载力特征值fak=200kPa。三、参考设计参数1抗震设防烈度82设计基本地震加速度0.20g3多遇地震的水平地震影响系数最大值0.164场地类别，设计地震分组，特征周期III类，第三组5竖向承重结构体系，层数RC框架，层6柱网尺寸小柱网7地基承载力特征值fak（kPa）200四、建筑设计任务及要求62 （一）设计任务要求通过毕业设计了解并掌握中小型民用建筑设计全过程，培养学生在具体条件下分析问题、解决问题的能力，要求在规定时间内，确定建筑方案，合理布置建筑主、次入口；解决好人流、车流关系；尽可能考虑室外停车；满足建筑物防火间距及消防通道要求。进行平面、立面及剖面设计，合理确定平面柱网尺寸；布置房间；确定楼（电）梯数量、位置及形式；满足室内采光、通风要求。确定合理层高；给出楼（地）面、屋面、墙身工程做法。建筑风格、造型应富有创意，有时代感。选用内外装修材料，绘制有关施工图，写出建筑总说明及本人所作设计的有关依据及思想。（二）设计成果除节点详图达到施工图深度，其他图应达到初步设计深度，共计3～4张，主要内容包括：1.总平面图：1)绘出建筑在场地中的位置，以及和周边环境的关系；2)确定建筑出入口位置；3)绘出场地中的道路、绿化和停车场的布置形式。2.底层平面图：1)标出二道或三道尺寸线；2)确定门厅、走廊等的面积和布置形式；3)绘出门、窗的位置，大小及门的开启方向；4)确定厕所，盥洗室的位置及内部设施的布置形式等；5)绘出入口处的踏步、花台、花池等的位置；6)确定楼梯间的位置，画出踏步、示出上下关系；7)画出散水宽度、坡度、剖视位置，注明房间名称。3.标准层平面图：1)标出二道尺寸线；62 2)确定各部分的面积和布置形式；3)确定厕所，盥洗室的位置；4)确定楼梯间的位置，画出踏步、示出上下关系。4.主立面、侧立面：1)绘出门、窗形式及布置；2)绘出踏步、花台、花池、大门入口、雨棚及装饰处理；3)局部表示材料做法。5.剖面图：（要求剖到楼梯、门厅）。l)标出二道或三道尺寸线；2）正确绘出剖到的墙体，梁板、楼板等结构的断面形式；3)标出楼层、平台等的标高。6.：节点详图：结合设计方案与标准图集，正确表达节点构造。7.建筑设计说明书一份其中，建筑设计方案应达到初步设计深度，节点详图达到施工图深度。五、结构设计任务及要求（一）设计任务根据建筑设计方案及设计原始资料，选择结构体系，布置结构构件，进行结构内力分析，确定构件配筋，绘制结构施工图。根据建筑、结构设计文件和工程地质条件，确定基础方案，进行基础内力分析，确定基础配筋，绘制基础施工图。（二）设计要求1.结构选型：根据建筑设计方案及设计原始资料，选择适当的结构体系。2.结构布置：合理布置结构构件，初步确定材料强度等级及构件截面尺寸。3.62 结构内力分析及构件设计：根据现行国家设计规范，计算结构荷载、横向抗侧移刚度及水平地震作用，并验算层间侧移；计算横向一榀框架的内力，进行框架梁、柱的内力组合；完成框架梁、柱构件截面设计；完成基础内力分析及截面设计。4.采用工程设计软件计算结构内力及配筋，并对计算结果进行分析。（三）设计成果1.标准层结构平面布置图。2.一榀框架结构施工图。3．基础平面布置及基础施工图。4.结构设计说明书。六、设计成果统一要求（一）设计说明书应完整地说明设计方案、设计依据、设计步骤及过程；论述充分，条理清晰，叙述准确，简明扼要；书写整齐；计算过程尽可能表格化。设计说明书应包括下列内容：封页，扉页，毕业设计任务书，目录，正文，参考文献，附录，致谢。字数不少于2万字。各阶段的设计说明书应合在装订成册。（二）图纸设计图纸应符合国家有关制图标准，正确体现设计意图；图面整洁，布置匀称，尺寸标注齐全，字体端正，线型规范。图纸绘制包括计算机绘制和手工绘制两部分，其中结构设计中的框架结构施工图要求手工绘制。七、设计进度两部分设计时间分别为：建筑设计3.5周、结构设计10.5周，共14周。各部分设计进度如下：62 建筑设计进度序号设计内容设计时间（天）1布置设计任务、方案草图（平、立、剖面图，比例1：200~300。总平面图，比例1：1000）42工具草图（平、立、剖面图，比例1：100~200。总平面图，比例1：500~1000。构造详图，比例1：10~50）83正式图（平、立、剖面图，比例1：100~200。总平面图，比例1：500~1000。构造详图，比例1：10~50）54整理1合计15结构设计进度序号设计内容设计时间（天）1结构布置与结构设计技术条件32确定计算简图、计算横向抗侧移刚度33重力荷载及重力荷载代表值计算34横向水平地震作用计算及侧移验算35横向水平地震作用下框架结构内力分析36竖向荷载作用下框架结构内力分析57框架梁、柱内力组合58框架梁、柱截面设计49基础设计510工程设计软件计算与分析411绘图1212整理2合计5262 附图拟建场地平面图62 【摘要】本设计的项目为陇县建设局办公楼，建筑面积为5357㎡。该建筑采用钢筋混凝土框架结构体系，共五层，总高度17.4m，属于多层建筑。建筑设计中主要完成了平面、立面设计及房间布置。所在地区抗震设防烈度为8度，框架结构的抗震等级为二级。结构设计中主要包含了结构简图的确定，横向水平地震作用计算及位移验算，竖向荷载计算，水平地震作用下内力分析，竖向荷载作用下内力计算，框架内力组合，截面设计及施工图绘制等工作。其中后五项主要针对其中一榀框架进行。本设计的各步骤均参照相关现行规范进行。【关键词】立面设计；平面布置；框架计算；抗震设计；基础设计。62 【Abstract】Theproject：Longxianconstructionbureaubuilding.Theareaoftheconstruction:5357m2.Thebuildingwhichismultistoryisdesignedtobe5-storeyand17.4mtotheheight.Theprojectisadoptedreinforcement-concretestructuralsystem.Themaintasksofthearchitecturaldesign:theplane-layoutdesign,facade-layoutdesignandroom-arrangingdesign.Theseismicfortificationintensityofthearea:8degree.Theframeworkseismicrate:2degree.Themaintasksofthestructuraldesign:confirmationofthestructurestress-analyzingdiagram,calculatingthemagnitudeofloadsanddisplacementunderthehorizontalearthquakeeffectandverticaleffects,analyzingofstressesunderhorizontalearthquakeeffectandtheverticalloads,consideringthecombinationofalltypesofstresses,designingthecrosssectionsofbeamsandcolumnanddrawingoftheconstructionpapers.Mostofthedetailedcalculationworksareaimedatonetypicalframe.Alltheprocessesofthisdesigntotallyagreewithinterrelatednationalcodes.【Keywords】Horizontaldesign;planerarrangement;frameworkstructuraldesign;seismicdesign;foundationdesign.62 62 建筑部分一、工程概况：1.工程名称：陇县建设局办公楼2.建设单位：陕西省陇县建设局3.建设场地：经上级主管部门审核批准，陇县建设局拟修建一多层办公楼。4.建设规模：该办公楼建筑面积约5357.6m2，层数5层，钢筋混凝土框架结构。5.本项目拟定开工日期：2014年9月6日，竣工日期：2015年5月31日。6.功能要求：主要包括办公室、办公大厅、会客室、计算机房、接待室、小会议室、档案室、资料室、财会室、党团妇女活动室、大会议室、康乐室、少量单身宿舍等。表1主要房间组成及面积序号房间名称房间个数每间建筑使用面积（m2）备注1A型办公室8～1047.62套间2B型办公室20～3019.843办公大厅1190.214资料室462.215大会议室383.846小会议室441.027、设计原始资料（一）工程地质条件1.场地土为I级非自重湿陷性黄土；2.地下水位埋深11～12m，水位变化幅度0.5～1.0m62 。水质对混凝土结构无腐蚀作用，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀作用。3.场地可不考虑地震液化问题。（二）气象条件1.冬季采暖室外计算温度－5°C。2.主导风向：东北。基本风压0.35kN/m2。3.基本雪压：0.25kN/m2。4.年降雨量：591.1mm；日最大降雨量：92.3mm；时最大降雨量：56mm；雨季集中在9、10月份。5.土壤最大冻结深度0.45m。6.地基承载力特征值fak=200kPa。二、总平面设计1.建筑设计总构思建筑总平面设计室根据建筑物的使用功能，结合城市规划、场地的地形地质条件、朝向、绿化及周围环境等因素，因地制宜的进行总体布局，确定出入口的位置，进行总平面的功能分区，在功能分区的基础上进一步确定单体建筑的布局、道路交通系统布置、管线及绿化系统的布置。该建筑的代建场地为一矩形场地，面积为90m×40m.。总平面前面部分空白，留做绿化及停车场布置。62 2.考虑因素：周围建筑总体的布局、道路、消防车道、防火间距（住宅应考虑日照间距），绿化。三.平面设计1.主要房间的设计：开间、进深，柱网的选择。办公楼主要有6类房间，A、B型办公室，办公大厅，资料室，大小会议室。其中A型办公室占据2个开间，B型办公室占据1个开间，办公大厅占据9到10个开间，资料室占3个开间，大会议室占4个开间，小会议室占2个开间。一个开间尺寸为3.6m*6m。其他辅助部分，包括交通系统，厕所，杂物间，值班室，休息室等均设为1到2个开间。柱网布置如图，采用小柱网，柱距3.6m。2.辅助房间的设计：62 卫生间蹲位数量的确定、室内布局（尽量设置前室）。辅助使用房间平面设计的原理和方法与主要使用房间的基本相同。但由于这类房间内大多不值有给排水管道和设备，因此，设计时受到的限制较多，需合理布置。卫生间的布置如图，男厕每50人设置一个蹲坑，女厕每25人设置一个蹲坑，男厕设有4个蹲坑，女厕2个蹲坑，男厕相对的设有4个小便池，间隔600mm。蹲坑隔间的尺寸为1100mm*600mm。盥洗设备和卫生内间用隔墙分隔开。厕所位置布置应较为不突出，并便于使用，宜设置前室，前室内设置洗手池，污水池，通风要良好，多设在建筑的端部，如建筑长度过大可向建筑中间内移。3.交通空间的设计：62 门厅出入口的位置、宽度，楼梯间的形式（开敞、封闭或防烟楼梯间）、位置、疏散宽度。交通联系空间的设计应注意：交通线路简捷明确、联系方便；良好的采光、通风和照明条件；平时人流通畅，紧急情况下疏散迅速、安全；在满足使用要求的前提下，应尽可能节约面积，提高建筑物的面积使用率；适当的高度、宽度和形式，并注意空间形象的美化和简洁62 门厅：办公楼组织分配人流的枢纽，主要出入口与室外活动空间联系要便捷，内部空间完整，采光通风要好，空间要满足安全疏散及休息停留要求，占据两个开间，宽7.2m左右。作为办公楼的门厅，相对地要设计的大气，给人地视觉感要强烈。门厅入口处设有雨棚做缓冲区域。楼梯是楼房中常用的垂直交通联系设施和防火疏散的重要通道。应根据使用要求选择合适的形式和恰当的位置，根据人流通行情况及防火疏散要求综合确定楼梯的宽度和数量。主要通道常设置在门厅内，借以丰富门厅空间造型且具有明显的导向性。辅助楼梯常设置在建筑物次要入口附近，起着分担部分人流以及与主要楼梯配合起着人流疏散、安全防火的作用。疏散楼梯常位于建筑物端部。人流的宽度主要根据使用性质、使用人数和防火疏散要求来确定。一般按每股人流宽度0.6m左右来确定。楼梯的数量应根据使用人数及防火规范要求来确定，一幢公共建筑至少应设两部楼梯。楼梯间作为上下楼层联系的通道，位置要明显，与门厅相对，宽度和数量满足消防及防火要求，两楼梯之间的房间，房门至最近楼梯间的最大距离小于等于30m。主楼梯为两跑三段式楼梯，辅助楼梯为双跑平行楼梯，楼梯间都设门，开向疏散方向。楼梯的踏步尺寸，踏步高150mm，宽300mm，扶手高900mm，楼梯梯井宽度限制在300mm以内。层高3300mm，每段踏步11步，休息平台宽1500mm。4.平面组合：本设计采用走廊式组合，优点是使用房间与交通联系空间分工明确，房间独立性强，各房间便于获得天然采光和自然通风，结构简单，便于施工。中部采用内廊式两侧布置房间，平面紧凑，节约用地，对建筑节能有利，但难免会出现一侧房间在朝向较差的情况，且走廊采光同分较差。总体上使使用空间与交通空间联系分工明确。房间的布置原则为常用房间布置在底层，该建筑的平面组合设计主要考虑房间的功能空间数量及相关关系的问题形成合理的布局。62 四．剖面设计本设计主体五层，建筑总高17.4m，层高均为3.3m,楼板取120mm，梁高初步取500mm，平台梁取400，房间净高大于2.8m，符合规范要求。女儿墙高900mm，屋面为不上人屋面。为了防止室外雨水流入室内,防止建筑物因沉降而使室内地面标高过低,为了满足建筑使用及增强建筑美观要求,室内外地面应有一定高差。综合考虑后，室内外高差取600mm。窗台的高度主要根据室内的使用要求、人体尺度和家具或设备的高度来确定，窗台高度取900mm较合适。大厅门高2.1m，采用外开方式。房间以及窗子的高度均满足天然采光和自然通风的要求，并且保证房间有必要的卫生条件。62 五、立面设计建筑立面应体现时代特性及建筑性格，建设局办公楼应该是严谨而庄重的，建筑采用对称设计，门厅布置在建筑的中央。办公楼建筑的体型要反映办公楼的性格与特征，通过窗墙的虚实变换，开敞通亮的出入口雨棚，做建筑立面的装饰变化。首先要主次分明，办公用房是主要使用空间，应布置在主要部分。辅助用房应布置在次要位置。通过体量，线形，虚实，凹凸，光影以及色彩的对比，以突出主要部分。其次，还需使各部分相互呼应，协调统一，从而达到整体美观，形象生动的艺术效果。62 六.构造设计（附构造图1:30或1:20）1.散水构造62 所谓散水，为了保护墙基不受雨水侵蚀，常在外墙四周将地面做成向外倾斜的坡面，以便将屋面的雨水排至远处，称为散水，这是保护房屋基础的有效措施之一。散水坡度一般为2％～5％，在这里做了3%的坡度；分格是为了防止混凝土吸水发胀引起开裂；缝内用沥青砂浆填充。散水的宽度为1000mm，材料为素土夯实，上铺100厚C10混凝土垫层，再上部为面层；根部设分隔缝，内填弹性防水材料，这里采用1:1沥青砂浆和沥青麻丝，缝厚为15mm。2.屋顶构造：应以示意简图说明屋面的构造层次、具体材料厚度及做法62 屋顶作为房屋顶部的维护部分，基本要求是保证良好的防水，排水性能，防止渗水漏雨。屋顶作为房屋顶部的承重部分，应有必要的刚度和强度，足够负担上部荷载并不致产生过大的变形。平屋顶的组成自下向上分别为承重层、找坡层、隔气层、保温层、防水层、保护层。泛水细部处理应注意以下问题：油毡应卷起一定的高度，迎水面不低于250mm，顺水面不低于200mm，以防雨水浸漫造成渗漏。油毡转折处的基底应设圆弧或斜角，以防油毡直角转角打断。泛水处油毡应较屋面多铺一层，以确保防水质量。垂直卷起时，油毡端头应钉牢封固，以防脱落。62 3.楼板构造：该建筑物采用现浇整体式钢筋混凝土楼板，优点是整体性好，可以适应各种不规则的建筑平面，预留管道空洞较方便，缺点是作业量大，工序繁多，需要养护，施工工期较长，而且受气候条件影响大。该建筑物拟采用120mm厚现浇整体式钢筋混凝土楼板。七.防火设计楼梯间是火灾情况下建筑物内人员疏散的主要通道,其在建筑防火设计中是否合理,直接关系着人身生命的安全。因此,国家规范《建筑设计防火规范》(以下简称建规) 和《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称高规)中都分别用重要篇幅对楼梯间的设计进行了规定。在两边楼梯走廊处布置防火门，满足建筑物防火分区规范规定二级耐火等级的民用建筑防火分区最大允许面积为2500平方米的规定。防火门的开启方向均与逃跑、疏散方向一致，在底层开向中间楼梯，其它层开向楼梯方向。由于该建筑为五层，楼梯为封闭式楼梯，在底层有四个出入口，办公区的地方在两端各有一个出入口。规范规定疏散走道和楼梯的最小宽度不应小于1.10m，该建筑走廊净宽2.0m，楼梯最小净宽1.62m，均满足大于1.1m的要求。八.无障碍设计1.主入口无障碍坡道设置2.卫生间无障碍设置62 九.节能设计1．总体规划方面 ①良好的朝向——南北向，采取遮阳、导风措施。 ②良好的自然通风——主立面和开口迎向夏季主导风向，避开冬季主导风向，自然通风顺畅③绿化系统——提高绿地率和绿化率，可起到遮阳、降温、导风的作用，对节能有利。2．单体设计方面 ①采用简单规整的体形，尽量缩小体形系数。 ②合适的窗墙比——窗墙比符合节能标准规定的要求 。 ③采用活动（或固定）遮阳——阻挡太阳辐射④围护结构采取保温隔热措施，其热工性能符合节能标准要求。62 结构部分一．工程概况1.工程名称陇县建设局办公楼2.建设单位陕西省陇县建设局3.建设场地拟建建筑物位于陕西省陇县4.建设规模总建筑面积为5357.6平方米，主体结构为5层，无地下室5.设计原始资料1）.气象条件1.冬季采暖计算温度-5℃2.主导风向：东北。基本风压0.35ｋN/㎡。3.基本雪压：0.25ｋN/㎡。4.年降雨量：591mm；日最大降雨量：92.3mm雨季集中在9，10月份。5.土壤最大冻结深度450mm。2）.工程地质条件①.地下水位稳定埋深11-12m，水位变化幅度0.5-1.0m。地下水对混凝土结构不具备腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀作用,场地可不考虑地震液化问题。②.湿陷等级：非自重Ⅰ级湿陷性黄土地基。③.抗震设防烈度为8度，场地类别为Ⅲ类，该地区设计基本地震加速度为0.20g，设计地震分组为第三组。62 二．结构布置及计算简图根据房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面，立面及剖面设计，其标准层建筑平面，结构平面和剖面示意图分别见后图。主体结构5层，层高均为3.3m。填充墙采用240mm后的粘土空心砖砌筑。门为木门，门洞尺寸为0.9m×2.1m。窗为铝合金窗，洞口尺寸为1.5m×1.8m。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度去120mm。梁截面高度按梁跨度的1/12~1/8估算，由此估算梁截面尺寸见下表2-1，表中同时给出了各层梁，柱，板的混凝土强度等级。其设计强度（C35fc=16.7N/mm2，ft=1.57N/mm2）表2-1梁，柱重力荷载标准值层次混凝土强度等级横梁（b×h）纵梁（b×h）AB跨,CD跨BC跨1~5C35300×600300×500300×500柱截面尺寸估算：该框架结构抗震等级为二级，其轴压比限值为[µ]=0.75;各层的重力荷载代表值近似取12ｋN/m2。由平面设计图可知边柱及中柱的负载面积分别为3.6×3m2和3.6×4.2m2。首层柱截面尺寸为：边柱中柱取方形柱，则边柱及中柱的截面高度分别为251mm和291mm。根据上述计算结果并综合考虑其他因素，本设计的柱截面尺寸如下：1层600mm×600mm2~5层500mm×500mm基础选用肋梁式筏板基础，基础埋深取2.5m肋梁高度取1.2m。框架结构计算简图见后图2-1，2-2和2-3。其顶层住形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板底，2~5层柱高度即为层高；底层柱高度从基础顶面取至一层板底，即3.3+0.6+2.5-1.2-0.1=5.1m。62 图2-1建筑平面图图2-2结构平面布置图62 图2-3剖面图62 三．重力荷载计算1.屋面及楼面永久荷载标准值屋面（不上人）：30厚细砼保护层22×0.03=0.66kN/m2150厚水泥蛭石保温层5×0.15=0.75kN/m2三毡四油防水层0.4kN/m220厚水泥砂浆找20×0.02=0.4kN/m120厚现浇混凝土结构层25×0.12=3kN/m2V型轻钢龙骨吊顶0.25kN/m2合计5.46kN/m22~5层楼面做法：瓷砖地面（包括水泥粗砂打底）0.55kN/m2120厚现浇混凝土结构层3kN/m2V型轻钢龙骨吊顶0.25kN/m2合计3.8kN/m2屋面及楼面可变荷载标准值楼面均布活荷载标准值2.0kN/m雪荷载标准值SK=µr×S0=1.0×0.2=0.2kN/m2表2-2梁，柱重力荷载标准值62 外墙体240mm厚粘土空心砖，一侧为20厚抹灰，一侧为水磨石墙面0.5+15×0.24+17×0.02=4.44KN/m2内墙为240mm厚粘土空心砖，两侧均为20厚抹灰15×0.24+17×0.02×2=4.28KN/m2恒载：屋面：72×14.4×5.46=5660.928kN一层楼面：72×14.4×3.8+6×3.6×3.8×4×0.5=4104KN外横墙：底层（5.35×3.9×4+1.8×3.9×2-1.8×2.7×2）×4.44=389.743kN　标准层（5.5×3.3×4+1.9×3.3×2-1.5×1.5×2）×4.44=358.042kN外纵墙：底层（2.95×3.9×8+3×3.9×28+6.7×3.9×2-1.8×1.5×37-1.4×2.1×6）×4.44=1573.358kN　标准层（3.1×3.3×36-1.8×1.5×40+6.7×3.3×2）×4.44=1351.98kN内横墙：底层（5.35×3.3×24-1.8×1.5）×4.28=1801.966kN　标准层5.5×3.3×n×4.28=二层：2175.096kN三层：2175.096kN四层：1709.004kN五层：2796.552kN内纵墙：底层（3×3.3×28+2.95×3.3×8-2×1.4×2.1-27×0.9×2.1）×4.28=1276.168kN　标准层（3.1×3.3×38-0.9×2.1×n-2×1.4×2.1）×4.28=二层：1412.143kN三层：1428.322kN四层：1371.697kN五层：1347.43kN楼板恒载及屋面恒载标准值屋面：5660.928kN一层楼面：4104KN每扇门重：G门1=0.378kNG门2=0.756KNG门3=0.972KNG门4=0.588KN每扇窗重：G窗1=1.296kNG窗2=0.9KN活载楼面活载1817.44kN楼梯及厕所324kN屋面活载取雪荷载207.36kN62 G1=9889.759+(389.743+358.042)×0.5+0.5×(1573.358+1351.98)+0.5×(1801.966+2175.096)+0.5×（1276.168+1412.143）=13380.292kNG2=2205.844+1731.84+358.042+1351.98+2175.096+1428.322+0.378×26+0.5×（0.972+0.588+0.9）+1.296×40+0.5×（1814.4+324）=10386.912KN同理得G3=10332.933KNG4=10879.416kNG5=9411.066kN计算结果见图2-4.　　图2-4各质点重力荷载代表值62 四．框架侧移刚度计算表2-3横梁线刚度ib计算表类别Ec（N/mm2）b×hmm×mmI0mm4lmmEcI0/lN·mm1.5EcI0/lN·mm2.0EcI0/lN·mm边横梁3.15×1040.3×0.65.4×10960002.835×10104.253×10105.67×1010走道梁3.15×1040.3×0.53.12×10924004.905×10106.143×10108.19×1010表2-4柱线刚度ic计算表层次hcEcb×hIcEcIc/hc151003.15×104600×6002.118×101013.08×10102-533003.15×104500×5001.578×10915.06×1010根据梁柱线刚度比的不同，柱可分为中框架中柱和边柱，边框架中柱及边柱，以及楼梯柱。现以一层A-5柱的侧移刚度计算为例，说明计算过程，其余柱的计算过程从略，计算结果见表2-5.一层A-5柱及与其相连的梁的相对线刚度如图2-5所示图2-5A-5柱及相连梁相对线刚度62 表2-5框架柱侧移刚度计算表层数柱（N/mm）（N/mm）底层A0.3250.354213621972112286755B0.7950.40327940C0.7950.46327940D0.3250.35421362A0.4330.47528664622962B1.0600.51030776C0.9510.49229690D0.3250.35421362--A0.4330.475286641426582B1.6060.51030776C0.6060.51030776D0.4330.47528664标准层A0.2820.124205772529083021957B0.6900.25742649C0.6900.25742649D0.2820.12420577A0.3760.15826220885179B0.9200.31552274C0.8260.29248457D0.2820.12420577--A0.3760.158262201883869B0.9200.31552274C0.9200.31552274D0.3760.15826220横向框架层间侧移刚度（N/mm）层次1234522867553021957302195730219573021957∑D1/∑D2=2286755/3021957=0.757﹥0.7，故该框架为规则框架。62 五．横线水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算1.横向水平地震作用下框架结构内力和侧移计算（1）横向自振周期计算计算过程见表2-6表2-6结构顶点的假想侧移计算层次Gi/kNVGI/kN59411.0669411.06630219573.1151.52410879.41620290.48230219576.7148.41310332.93330623.415302195710.1341.70210386.91241010.327302195713.5731.57113380.29254390.61922867558.0018.00=0.05152m（2）水平地震作用及楼层地震剪力计算。本设计中，结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。结构总水平地震作用标准值：Tg=0.65s，所以考虑顶部附加水平地震作用计算结果见表2-762 表2-7各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次Hi/mGi/kNGiHi/kN·mFi/kNVi/kN518.39411.066172222.510.2822086.02086.0415.010879.416163191.240.2671975.04061.0311.710332.933120895.320.1981464.65525.628.410386.91287250.060.1431057.76583.315.113380.29268239.490.112828.57411.8各质点水平地震作用及楼层剪力沿房屋高度的分布见图2-6。图2-6横向水平地震作用及楼层剪力（3）水平地震作用下位移验算水平地震作用下的框架结构的层间位移和顶点位移计算过程见下表2-8。表中还计算了各层的层间弹性位移角。表2-8横向水平地震作用下位移验算层次Vi/kNHi/mm5208630219570.699.2833001/47834406130219571.348.5933001/246335525.630219571.837.2533001/180326583.330219572.185.4233001/151417411.822867553.243.2451001/1574由表2-8所示，最大层间弹性位移角发生在第二层，其值位为1/1514<1/550,满足弹性角限值要求，其中[]=1/550。62 (4)水平地震作用下框架内力计算以图2-2中轴线横向框架内力计算为例，说明计算方法，其余框架内力计算从略。各柱反弯点高度比,本设计底层柱需考虑修正值,第二层柱考虑修正值，其余柱无修正。查表得：中柱=-0.047,,边柱,.具体计算过程及结果见表2-9.表2-9各层柱端弯矩及剪力计算层次Hi/mVi/KN∑Di/(N/mm)边柱Di1Vi1yMbi1Mui153.32086302195726220.16518.10.3760.23814.2245.5143.34061302195726220.16535.230.3760.3540.6975.5733.35525.6302195726220.16547.940.3760.4571.1987.0123.36583.3302195726220.16557.120.3760.49192.5595.9415.1741108228675528664.4692.910.4330.746353.49120.36中柱Di2Vi2yMbi2Mui252274.3836.080.9200.3541.6777.3952274.3870.250.9200.4195.05136.7852274.3895.580.9200.45141.94173.4852274.38113.880.9200.453170.24205.5662 30776.4199.751.0600.65330.67178.05梁端弯矩，剪力，以及柱轴力计算过程及结果见表2-10.表2-10梁端弯矩，剪力，及柱轴力计算层次边梁走道梁柱轴力MblMbrlVbMblMbrlVb边柱N中柱N545.5131.666.012.8645.7345.732.438.11-12.86-25.25489.7973.006.027.13105.45105.452.487.88-39.99-86.003127.7109.856.039.59136.99136.992.4114.16-79.58-160.572167.13142.166.051.55205.34205.342.4171.12-131.13-280.141212.91142.486.059.23205.81205.812.4171.51-190.36-392.4262 （a）框架弯矩图（b）梁端剪力及柱轴力图图2-7左地震作用下框架弯矩图，梁端剪力及柱轴力图六．竖向荷载作用下框架内力计算1.横向框架内力计算（1）计算单元取轴线横向框架进行计算，由于楼面荷载均匀分布,所以可取两轴线之间的长度为计算单元,如图2-8。因梁板为整体现浇，且各区格为双向板，故直接传给横梁的楼面荷载为梯形分布荷载（边梁）或三角形分布荷载（走道梁），计算单元内的其余荷载通过纵梁以集中荷载的形式传给框架柱。由于纵梁轴线与柱轴线不重合，以及悬臂构件在柱轴线上产生力矩等，所以作用在框架上的荷载还有集中力矩。62 图2-8横向框架计算单元（2）荷载计算1）恒载计算62 图2-9各层梁上作用的恒载在图2-9中，q1，q1’代表横梁自重，为均布荷载形式。对于第五层q1=4.725kN/mq1’=3.94kN/mq2和q2’分别为房间和走道板传给横梁的梯形荷载和三角形荷载，由图2-8的几何关系得q2=5.46×3.6=19.66kN/mq2’=5.46×2.4=13.104kN/mp1,p2分别为边纵梁，中纵梁直接传递给柱的恒载，它包括梁自重，楼板重和女儿墙等的重力荷载，计算如下：P1=1.82×5.46+3.6×3.94+4.44×3.6=47.86KN集中力矩对于2~4层，q1包括梁自重和其上横墙自重（未设），为均布荷载。其他荷载计算方法同第五层，结果为：q1=4.725+4.28×2.7=16.281kN·mq1’=3.94kN·mq2=3.8×3.6=13.68kN·m　q2’=3.8×2.4=9.12kN·m62 对于1层q1=4.725+4.28×2.7=16.81kN·mq1’=3.94kN·mq2=13.68kN·mq2’=9.12kN·m2）活荷载计算活荷载作用下各层框架梁上的荷载分别如图2-10所示。图2-10各层梁上作用的活载对于第五层q2=2×3.6=7.2kN·mq2’=2.4×2=4.8kN·m62 同理在屋面雪荷载作用下q2=0.72kN·mq2’=0.48kN·mP1=0.648kN·mP2=1.224kN·mM1=0.0648kN·mM2=0.1224kN·m对于2~4层q2=7.2kN·m　q2’=4.8kN·m　　对于1层　q2=7.2kN·mq2’=4.8kN·mP1=6.48KNM1=6.480.15=0.972kN·m　P2=12.24kN·m将以上计算结果汇总见表2-11和表2-12表2-11横向框架恒载汇总表层次q1/（kN/m）q1’(kN/m)q2(kN/m)q2’(kN/m)P1/kNP2/kNM1/kN·mM2/kN·m54.7253.9419.65613.10447.6047.604.7864.7602~416.2813.9413.689.1251.9575.595.1957.559116.2813.9413.689.1251.9575.597.7911.3462 表2-12横向框架活载汇总表层次q2q2’P1P2M1M257.2（0.72）4.8（0.48）6.48（0.648）12.24（41.224）0.648(0.0648)1.224(0.1224)2~47.24.86.4812.240.6481.22417.24.86.4812.240.9721.836注：表中括号内数值对应于屋面雪荷载作用情况。(3)内力计算梁端，柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算。由于结构与荷载均对称，故计算时采用半结构。弯矩计算过程见图2-11，所得弯矩图如图2-12.梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而成。柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到。计算柱底轴力还需考虑柱的自重，计算结果见表2-13所示。首先杆端弯矩分配系数，SA、SB分别表示节点和中点各杆端的转动刚度之和。一层：SA=4×(13.08+15.06+5.67)×1010=4×33.81×1010N·mm/radSB=4×33.81×1010+2×8.19×1010=151.62×1010N·mm/radμA上柱=15.06/33.81=0.445μA下柱=13.08/33.81=0.387μA右梁=5.67/33.81=0.168μB上柱=4×15.06÷151.62=0.397μB下柱=4×13.08÷151.62=0.345μB左梁=4×5.67÷151.62=0.150μB右梁=2×8.19÷151.62=0.108同理二-四层：SA=4×35.79×1010N·mm/rad62 SB=4×39.885×1010N·mm/radμA上柱=0.421μA下柱=0.421μA右梁=0.158μB上柱=0.378μB下柱=0.378μB左梁=0.167μB右梁=0.103五层：SA=4×20.73×1010N·mm/radSB=4×24.825×1010N·mm/radμA下柱=0.726μA右梁=0.274μB下柱=607μB左梁=0.228μB右梁=0.16562 （a）恒载作用下（M单位：kN·m）62 （b）活载作用下（M单位：kN·m）62 （c）雪载作用下图2-11横向框架弯矩二次分配（M单位：kN·m）62 图2-12竖向荷载下框架弯矩图(ｋＮ·ｍ)62 62 2.横向框架内力组合（1）结构抗震等级结构抗震等级可根据结构类型，地震烈度，房屋高度等因素决定，根据规范可知，本工程的框架为二级抗震等级。（2）框架梁内力组合本设计考虑了三种内力组合，即,及。各层梁的内力组合结果见表2-14，表中SGk,SQk两列中的梁端弯矩为经过调幅后的弯矩（调幅系数取0.8）。62 表2-14框架梁内力组合表62 （3）框架柱内力组合取每层柱顶和柱底两个控制截面，组合结果及柱端弯矩设计值的调整见表2-15~表2-18.考虑地震作用效应组合中，取屋面雪荷载时的内力进行组合。62 62 62 七．截面设计1.框架梁这里以一层AB跨为例详细列出计算过程，其余结果见表2-19和2-20。表2-19框架梁纵向钢筋计算表62 表2-20框架梁箍筋计算表（1）.梁的正截面受弯承载力从表2-14中分别选出AB跨间截面及支座截面的最不利内力，并将支座中心处的弯矩换算成支座边缘控制截面的弯矩进行计算。支座弯矩跨间弯矩取控制截面，即支座边缘处的正弯矩。由表2-14，可求得相应的剪力V=-7.89kN则支座边缘处弯矩当梁下部受拉时，按T形截面设计，当梁上部受拉时，按矩形截面设计。翼缘计算宽度当按跨度考虑时，：按梁间距考虑时，62 。故取。梁内纵向钢筋选HRB400级钢筋（），。下部跨间截面按单筋T形截面计算。因为属第一类T形截面实配钢筋420（As=1256mm2),,满足要求。将下部跨间截面的420钢筋伸入支座，作为支座负弯矩作用下的压钢筋，再计算相应的受拉钢筋，即支座A上部分说明富裕，且达不到屈服。可近似取实取420（As=1256mm2).支座B上部62 实取420（As=1256mm2)。（2）梁斜截面受剪承载力计算AB跨故截面尺寸满足要求。梁端加密区箍筋取4肢φ10@100，箍筋用HPB300级钢筋（），则加密区长度取0.90m，非加密区箍筋取4φ10@150，箍筋设置满足要求。BC跨：梁箍筋加密区取4φ10@100>0由于非加密区长度较小，故BC跨全跨可按加密区布置。2.框架柱（1）剪跨比和轴压比验算表2-21给出了框架柱各层剪跨比和轴压比计算结果，其中剪跨比也可以取.注意，表中给出了都不应考虑承载力抗震调整系数。由表可知，各柱的剪跨比和轴压比均满足规范要求。62 表2-21柱的轴压比和剪跨比验算（2）柱的正截面承载力计算以低层A柱为例说明详细计算过程，根据A柱内力组合表，将支座中心处的弯矩换算到支座边缘，并与柱端组合弯矩的调整值比较后，选出最不利内力，进行配筋计算。可知调整后柱顶，柱底的弯矩长细比应考虑杆件自身挠曲影响取62 取判定偏压类型大偏心非抗震组合：取及相应的M一组计算。N=1374kNM=59.2162 实配钢筋425（As=As’=1964mm2）>=720mm2.(3)柱斜截面承载力计算以第一层柱为例进行计算。已知N=414.79kN<0.3取N=414.791kN柱端加密区箍筋取4肢φ10@100柱轴压比n=0.231，=0.08实配箍筋加密区4肢φ10@100非加密区4φ10@150.其余柱的配筋结果见表2-22和2-23.62 表2-22框架柱纵向钢筋表表2-23框架柱箍筋数量表3.框架柱节点核心区截面抗震验算以一层中节点为计算说明，由节点两侧梁的受弯承载力计算节点核心区的剪力设计值。因节点两侧不等高，计算式取两侧梁平均高度。剪力设计值：62 因故取节点核心区受剪承载力N=524.94kN0.5=3006KN中小者N=524.94kN设节点区配箍414@100故承载力满足要求。62 八．基础设计对于该5层框架结构房屋，上部结构荷载分布比较均匀，房屋高度较小，故可采用柱下条形基础。为提高房屋整体性，增大基础刚度和调整不均匀沉降能力，本设计采用纵向条形基础。根据结构与荷载的对称只需要对A,B轴的条形基础进行设计计算。根据《建筑地基基础设计规范》可知，本工程地基基础设计等级为丙级。由于框架结构层数少于6层，地基承载力特征值大于130kPa，故可不进行地基变形验算。根据《基础规范》有关条形基础的构造要求，取肋梁高度1200mm，宽度700mm，翼板厚度250mm，基础底面宽度需根据地基承载力验算确定。条形基础埋深2.5m，地基承载力特征值f,考虑深度修正，，则:.混凝土强度等级为C35（,）;纵筋采用HRB400级钢筋（）;箍筋采用HPB300级钢筋（）.1.确定基底尺寸基础端部挑出长度为第一跨跨距的1/4，由于结构上部荷载对称，基础布置对称，则基础两端挑出长度相同，才能保证荷载形心与基础形心重合。纵向基础梁外挑长度：纵向基础梁总长度：20×3.6+0.9×2=73.8m采用荷载效应标准组合由于上部结构传至基础的弯矩和剪力较小可忽略A柱：Nk=861.96kNB柱：Nk=1057.31kN边框架柱传至基础内力近似取中框架柱的0.6倍基础梁第一层一片填充墙和相应的门窗等重量A轴外墙：GWA=4.44×[(3.6-0.6)×(5.1-0.7)-1.5×1.8]+1.5×1.8×0.4=47.7kNB轴外墙：GWB=4.28×[(3.6-0.6)×(5.1-0.7)-0.9×2.1]+0.9×2.1×0.2=48.78kNAB跨基础拉梁和相应横墙：GW1=4.28×5.35×（5.1-0.5）+0.3×0.5×5.275×25=125.11kNBC跨一根基础拉梁：Gw2=0.3×0.5×1.7×25=6.375kN62 2.基础宽度确定A轴：取B轴：取均小于3m，不需要对地基承载力进行宽度修正。基底反力计算采用荷载效应基本组合A柱N=1125.97kNB柱N=1374.33kN竖向荷载作用下，竖向反力呈均匀分布。单位长度基底净反力：A轴：B轴：由于上部结构的整体性好，基础梁高度大于平均柱距的1/6，地基压缩性，柱距和荷载分布都比较均匀，因此可采用倒梁法计算基础梁内力，即以地基净反力作为荷载，以柱作为基础梁的铰支座，按多跨连续梁采用力矩分配法分析其内力，计算见图如图2-15所示，弯矩分配过程以及计算结果如图2-16所示.以A轴为计算说明，考虑其对称性，采用力矩分配法进行半结构简化计算。取七跨作计算单元。固端弯矩（以顺时针为正）：M1=-1/2×315.82×0.92=-127.91kN·mMqp=1/8×315.82×3.62-127.91/2=447.67kN·mMRS=MQR=-1/12×315.82×3.62=-341.09kN·m62 MSR=MRQ=1/12×315.82×3.62=341.09kN·mMST=-1/3×315.82×1.82=-341.09kN·mMTS=-1/6×315.82×1.82=-170.54kN·m由结构力学求解器求得A、B轴纵向条形基础弯矩图及剪力图。图2-15柱下纵向条形基础受力示意图(a)A轴纵向条形基础弯矩图62 （b）A轴纵向条形基础剪力图（c）B轴纵向条形基础弯矩图62 （d）B轴纵向条形基础剪力图图2-15柱下纵向条形基础梁内力计算结果根据《基础规范》边跨跨中弯矩及第一内支座的弯矩宜乘以1.2系数。A轴：边跨跨中弯矩234.02×1.2=280.82kN·m第一内支座弯矩450.98×1.2=541.18kN·mB轴：边跨跨中弯矩220.89×1.2=265.07kN·m第一内支座弯矩443.86×1.2=532.63kN·m4.配筋计算（1）基础梁基础梁高h=1200mm，宽度b=700mm，混凝土强度等级C35，纵筋采用HRB400，箍筋采用HPB300。考虑到翼板的作用，基础梁跨中按T形截面计算纵筋面积，支座按矩形截面计算纵筋面积。柱下条形基础底部有强度等级为C15的素混凝土垫层，所以保护层厚度取c=45mm。A轴，边跨跨中M=280.82kN·mh0=1200-（45+8+22/2）=1136mm，>280.82kN·m属第一类T形截面62 适配钢筋620（As=1884mm2）第一内支座弯矩M=541.18kN·mAs’=1884mm2h0=1136mmB=700mmh=1200mm说明富裕，且达不到屈服。可近似取实取620（As=1884mm2）斜截面承载力V=661.89kNV＜按构造配筋实取4φ10@150B轴边跨跨中M=265.07kN·mh0=1200-（45+8+22/2）=1136mm，62 >M属第一类T形截面适配钢筋620（As=1884mm2）第一内支座弯矩M=532.63kN·mAs’=1884mm2h0=1136mmB=700mmh=1200mm说明富裕，且达不到屈服。可近似取实取620（As=1884mm2）.斜截面承载力62 V=695.41kNV＜按构造配筋实取4φ10@100按照构造要求，基础梁腹板高950mm，需增设腰筋。4排直径14mm腰筋。（2）翼板取1m宽度翼板作计算单元，仅对基底净反力较大的B轴翼板进行计算。基底净反力作用下，翼臂板固定端剪力翼板厚度满足要求翼臂板固定端弯矩：M=翼板受力钢筋φ12@100（As=1017mm2）翼板纵向分布钢筋5φ10@150（As=393mm2）62 九.参考文献［1］国家标准.房屋建筑制图统一标准（GB／T50001－2010）.北京：中国计划出版社，2011［2］国家标准.建筑制图标准（GB／T50104－2010）.北京：中国计划出版社，2011［3］国家标准.建筑设计防火规范（GB50016—2006）.北京：中国计划出版社，2006［4］国家标准.公共建筑节能设计标准（GB50189－2005）.北京：中国建筑工业出版社，2005［5］同济大学、西安建筑科技大学、东南大学、重庆大学合编.房屋建筑学.北京：中国建筑工业出版社，2005［6］建筑设计资料集编委会.建筑设计资料集（第1、4、8集）.北京：中国建筑工业出版社，1998［7］陕西省建筑设计标准图集（陕09J01~06）.陕西省建筑标准设计办公室.2011［8］国家标准.建筑结构荷载规范（GB50009－2012）.北京：中国建筑工业出版社，2012［9］国家标准.建筑抗震设计规范（GB50011－2010）.北京：中国建筑工业出版社，2010［10］国家标准.建筑抗震设防分类标准（GB50223－2008）.北京：中国建筑工业出版社，2008［11］国家标准.混凝土结构设计规范（GB50010－2012）.北京：中国建筑工业出版社，2012［12］国家建筑标准设计图集.建筑物抗震构造详图（11G329-1）.中国建筑标准设计研究院出版，2011［13］国家标准.建筑结构制图标准（GB/T50105－2010）.北京：中国计划出版社，2010［14］龚思礼主编.建筑抗震设计手册（第二版）.北京：中国建筑工业出版社，2002［15］中国有色工程设计研究总院.混凝土结构构造手册.中国建筑工业出版社.2003［16］梁兴文、王社良、李晓文等编著.混凝土结构设计原理.北京：科学出版社，2003［17］梁兴文、史庆轩编著.混凝土结构设计.北京：科学出版社，2004［18］丰定国、王社良主编.抗震结构设计（第2版）.武汉：武汉工业大学出版社，2003［19］梁兴文、史庆轩主编.土木工程专业毕业设计指导.北京：科学出版社，200262 致谢时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。本次毕业设计大概持续了三个月，现在终于到结尾了。这次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。首先，我要特别感谢我的指导老师杨勇老师、王泽军老师、张树平老师对我的悉心指导，在我的设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的设计提出了有效的改进方案。三位老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他们身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对三位老师表示衷心的感谢。其次，我要感谢我们组的每一位同学，我的设计能完成也有他们的一份功劳。最后我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员以及周围的同学们，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。 最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。62'