五四小区框架综合楼A栋的结构设计

摘  要

　　本次毕业设计是一幢框架综合办公楼，主要进行的是结构设计部分。结构设计简而言之就是用结构语言来表达工程师所要表达的东西。结构语言就是结构师从建筑及其它专业图纸中所提炼简化出来的结构元素，包括基础、墙、柱、梁、板、楼梯、大样细部图等等。然后用这些结构元素来构成建筑物或构筑物的结构体系，包括竖向和水平的承重及抗力体系，再把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础。

　　结构设计的阶段大体可以分为三个阶段：

　　一 结构方案阶段：根据建筑的重要性，建筑所在地的抗震设防烈度，工程地质勘查报告，建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式，本工程采用的是框架结构；

　　二 结构计算阶段：包括荷载计算、内力计算和构件计算；

　　三 施工图设计阶段：根据上述计算结果，来最终确定构件布置和构件配筋以及根据规范的要求来确定结构构件的构造措施。

　　【关键词】：结构设计；荷载计算；节点验算；

ABSTRACT

　　This graduation project is an administration building , it was some of structural design that mainly carried on. The structural design expresses the thing that the engineer will express in structural language in brief. The structural language is structural elements simplified out refined from the building and other specialized drawings of structural engineer, including foundation, wall, column, roof beam, board, stair, full-page proof detail picture, etc Then come to form the structural systems of the building or structures with these structural elements, including verticality and bearing and resist strength system of level, and then various load that situation produce in a most succinct way from transmission to foundation.

　　The stage of the structural design can be pided into three stages on the whole:

　　1. Structural scheme stage: According to the importance of the building, providing fortification against earthquakes in the earthquake intensity, the geologic prospect report of the project of the building site, classification and height and storey of the building of the building field are counted to confirm the structural form of architecture, what this project is adopted is frame structure;

　　2. Calculate stage in structure: Including loading and calculating, the internal force is calculated and calculated with the component;

　　3. Construction drawings design phase: According to described above result of calculation, come, confirm component assign with component mixing muscling and coming, confirming structural structure measuring of component according to the request of norm finally.

　　Keywords  Structural design; Load and calculate; Nodal checking computations.

目录

前   言

　　结构设计是土木工程毕业设计的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段，是深化、拓宽、综合教和学的重要过程，是对大学期间所学专业知识的全面总结。

　　本组毕业设计题目为《五四框架小区综合楼A栋》。在结构前期，我温习了《结构力学》、《土力学与基础工程》、《混凝土结构》、《建筑结构抗震设计》等知识，并借阅了《抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》、《砌体规范》、《地基规范》等规范。在网上搜集了不少资料，并做了笔记。在结构设计中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行计算和分析。在结构设计后期，主要进行设计手稿的电脑输入和PKPM 计算出图，并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。

　　结构设计的八周里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进行内力组合的计算时，进一步了解了Excel;在绘图时熟练掌握了AutoCAD,PKPM 等专业软件。以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。

　　第一部分  建 筑 设 计 说 明

　　1.1工程名称  五四小区框架综合楼A栋

　　1.2设计资料  五层框架办公综合楼，总建筑面积。

　　设计依据  甲方提供的设计任务委托书

　　市规划局批准的用地红线图及有关要求

　　国家颁布的现行有关规范、规程及设计标准。

　　《商店建筑设计规范》JGJ64-89

　　《民用建筑设计通则》JGJ37-2005

　　《建筑设计防火规范》GBJ016-87（2001年版）

　　《住宅建筑设计规范》GBJ96-86（2001年版）

　　《城市道路和建筑物无障碍设计规范》JGJ50-2001

　　《屋面工程技术规范》GB50345-2004

　　1.3平面设计

　　规划红线所圈定的土地面积大约为10m×24m=240m2,每层建筑面积为240m2,所以初步设计拟建建筑物平面形式为矩型。拟建建筑物的结构形式为框架结构，底层作为商场用，而在二层作为办公用。

　　任务书上要求办公部分每层需设置的房间有：普通办公室和专用办公室，专用办公室包括设计绘图室与研究工作室等。普通办公室设计成单间式和大空间式。值班办公室和根据使用需要设计。公共用房一般包括会议室，接待室，陈列室，厕所，开水间等。外围采用大面积的玻璃窗，使商场内采光良好，在临街方向布置两扇玻璃门，使交通疏散方便。

　　1.3.1办公平面的设计

　　整层办公楼划分为走廊两侧分布房间，房间形状选为矩形，使平面结构布置简单，便于施工和设备放置，有利于平面及空间组合，为便于采光和通风，房间的布置分在建筑的短边方向两侧。

　　1.3.1.1楼梯的设计

　　根据使用要求和放火规范，可设置一部楼梯。楼梯口设在东南方向的第二层，架设天桥到对面的街道边上，二层以上选择双跑楼梯，选择踏步的踏面宽270mm,踢面高150mm,踏步的高宽比能够满足人流行走的舒适安全；楼梯板的宽度根据通行人流股数和消防要求确定。每股人流一般按宽度500~600mm,再加少许提物尺寸0~150mm考虑，按消防要求考虑，每个楼梯必须保证两人同时上下，即最小宽度为1100~1400mm,同时应满足建筑设计规范中对办公梯段宽度的要求>1100mm,所以取楼梯板宽度1500mm.梯段板长是每一段踢段板水平投影长度。一个梯段踏步数不应小于3步，当少于3个时一般做坡道，也不应大于18个，当大于18个时，行走会感到疲劳，则应设中间平台。初步定为上部每层层高为3.6m,则每梯段踏步数为12个，水平投影为2.97m;楼梯平台是连接两个梯段之间的水平部分。平台分为中间平台和楼层平台。为保证在转折处人流的通行和便于家具的搬运，楼层平台的宽度应大于等于中间平台的宽度。为使平面布置比较规则，取楼梯间的进深4.5m,所以取中间平台宽度都为1510mm,满足使用要求；楼梯梯井的宽度为600mm.楼梯在靠近梯井处加设护栏杆，高900mm.

　　1.3.1.2、底层商场平面的布置

　　为满足商场面积的需要，在商场的宽方向分别布置仓库、办公室，仓库长为6.6m,宽为3.6m,办公室长为4.8m,宽为4.5m,商场大门上设80mm厚的雨蓬，门外设900mm宽的平台。

　　1.3.1.3、门、窗的设计

　　按任务书要求，门为木门，窗为塑钢窗。查《建筑设计资料集》，取一楼门宽度为4000mm,高度为3000mm.办公门宽度为1000mm,高度为2100mm,阳台门宽1200mm,高2100mm,卫生间门宽900mm、高2000mm,窗宽1800mm、高2100mm,宽2400mm、高2100mm,卫生间窗宽600mm、高600mm.

　　1.4、剖面设计

　　房间的剖面设计，首先要确定房间的层高。根据人体活动及家具设备尺寸、通风、采光、经济效果、室内空间比例等要求。取首层的层高为4.2m,其它层层高为3.6m.窗台高度取900mm.为防止室外雨水流入室内，并防止墙身受潮，底层室内地面高于室外地面300mm.二到六层卫生间和盥洗台的地面低于室内地面20mm.建筑物的层数为五层。

　　1.5、立面设计

　　由于所设计的建筑物为矩形型，长度为24m,所以不需设变形缝，建筑立面由窗墙柱、勒脚等部件组成。建筑立面设计需要确定这些部件的尺寸大小、比例关系、材料质感和色彩等，运用节奏、韵律、虚实对比等构图规律设计出体型完整、形式和内容统一的建筑立面。建筑物在客观上普遍存在着统一与变化的因素。一座建筑物中使用功能相同的房间在层高、开间、门窗及其它方面应采取统一的做法和处理方式。在立面上，采用了虚实凹凸处理。"虚"既是立面上的玻璃、门窗洞口等部分，能给人以轻巧、通透的感觉；"实"是指墙面、柱面、阳台、栏板等实体部分，给人以封闭、厚实、坚实的感觉。立面上的凹凸部分，凸出的阳台，凸柱等。外立面的柱均与墙齐，不凸出，使外形简洁清爽。立面的色彩采用黄色和蓝色，使外观造型生动。

　　1.6、设计体会

　　经过四年基础与专业知识的学习，培养了我独立做建筑结构设计的基本能力。在老师的指导和同学的帮助下，我成功地完成了这次的设计课题--五四小区框架综合楼A栋的框架结构设计。

　　此课题设计历时约三个月，在这三个月中，我能根据设计进度的安排，按时按量的完成自己的设计任务。在设计中温习了大学所学的专业知识，并借阅了各种规范。通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。毕业设计是对四年专业知识的一次综合应用、扩充和深化，也是对我们理论运用于实际设计的一次锻炼。通过毕业设计，我不仅温习了以前在课堂上学习的专业知识，同时我也得到了老师和同学的帮助，学习和体会到了建筑结构设计的基本技能和思想。特别值得一提的是，我深深的认识到作为一个结构工程师，应该具备一种严谨的设计态度，本着建筑以人为本的思想，力求做到实用、经济、美观；在设计一幢建筑物的过程中，应该严格按照建筑规范的要求，同时也要考虑各个工种的协调和合作，特别是结构和建筑的交流，结构设计和施工的协调。这就要求一个结构工程师应该具备灵活的一面，不仅要抓住建筑结构设计的主要矛盾，同时也要全面地考虑一些细节和局部的设计。在毕业设计的过程中，我深深地认识到各种建筑规范和规定是建筑设计的灵魂，一定要好好把握。在以后的学习和工作中，要不断加强对建筑规范的学习和体会，有了这个根本，我们就不会犯工程上的低级错误，同时我们在处理工程问题时就有了更大的灵活性。

施工平面布置图、网络图1

施工平面布置图、网络图2


五四小区框架综合楼A栋草稿1

五四小区框架综合楼A栋草稿2

　　第二部分结构计算
　　1工程概况
　　1.1设计概况
　　1.1.1建设项目名
　　1.1.2建设地点
　　1.1.3设计资料
　　1.2结构沉重方案选择
　　1.3主要构件选型及尺寸初步估算
　　1.3.1主要构件选型
　　1.3.2梁﹑柱截面尺寸估算

　　2板的计算
　　2.1板的计算跨度及荷载
　　2.2板荷载的确定
　　2.2.1楼面板的荷载
　　2.2.2屋面板的荷载
　　2.3板的内力计算
　　2.3.1双向楼面板的计算
　　2.3.2走廊计算

　　3次梁的计算
　　3.1正截面计算
　　3.1.1次梁的计算简图
　　3.1.2荷载的确定
　　3.1.3内力的计算及钢筋的配置
　　3.1.4受拉钢筋截面积As
　　3.1.5验算配筋率
　　3.2箍筋的计算
　　3.2.1复核截面条件
　　3.2.1验算构造配筋条件

　　4框架的计算
　　4.1重力荷载计算
　　4.1.1屋面上人
　　4.1.2各层走廊楼面
　　4.1.3标准层楼面
　　4.1.4梁自重
　　4.1.5柱自重
　　4.1.6外墙自重
　　4.1.7内隔墙自重
　　4.1.8栏杆自重

　　4.2荷载的确定
　　4.3.确定框架计算简图
　　4.3.1框架柱刚度计算
　　4.4竖向荷载下框架受荷总图
　　4.4.1A-B轴线间框架梁
　　4.4.2B-C轴线间框架梁
　　4.4.3A轴柱的集中荷载计算
　　4.4.3B轴柱的集中荷载计算
　　4.4.3C轴柱的集中荷载计算

　　4.5内力计算
　　4.5.1恒载作用下的内力计算
　　4.5.2活载作用下的内力计算
　　4.6风荷载作用计算
　　4.6.1风荷载作用下的位移验算
　　4.6.1.1侧移刚度D
　　4.6.1.2风荷载作用下框架侧移刚度

　　4.7水平地震作用计算
　　4.7.1荷载的确定
　　4.7.1.1恒载
　　4.7.1.2活载
　　4.7.2地震作用计算
　　4.7.2.1各层水平地震作用力的确定
　　4.7.2.2水平地震作用下的位移验算

　　4.8框架的内力组合
　　4.8.1框架梁的内力组合
　　4.8.2框架柱的内力组合
　　4.9框架梁的配筋计算
　　4.9.1AB跨一层梁
　　4.10框架柱的配筋计算
　　4.10.1正截面计算
　　4.10.2斜截面的计算

　　5楼梯的计算
　　5.1梯段板的设计
　　5.1.1梯段板数据
　　5.1.2确定板厚
　　5.1.3荷载计算
　　5.1.4内力计算
　　5.1.5配筋计算
　　5.2平台板设计
　　5.2.1确定板厚
　　5.2.2荷载计算
　　5.2.3内力计算
　　5.2.4配筋计算

　　5.3平台梁设计
　　5.3.1确定梁尺寸
　　5.3.2荷载计算
　　5.3.3内力计算
　　5.3.4配筋计算

　　6基础设计
　　6.1地基承载力特征值
　　6.2初步选择基底尺寸
　　6.3验算持力层底基承载力
　　6.4计算基底净反力
　　6.5抗冲切验算
　　6.5.1柱边基础截面抗冲切验算
　　6.5.2变阶处抗冲切验算
　　6.6配筋计算
　　6.6.1基础长边方向
　　6.6.2基础短边方向
　　7天桥设计

　　第二部分结构计算
　　1总则
　　1.1编制依据
　　1.2工程概况
　　2施工部署
　　2.1施工组织体系
　　2.2施工组织机构中的特殊部门
　　2.3质量目标
　　2.4施工顺序及施工流水区段划分
　　3施工技术方案及主要技术
　　3.1施工原则
　　3.2施工测量控制

　　3.3主要施工方法及技术措施
　　3.3.1基础土方工程
　　3.3.2模板工程
　　3.3.3钢筋工程
　　3.3.4混凝土工程
　　3.3.5脚手架工程
　　3.3.6砌筑工程
　　3.3.7楼地面工程
　　3.3.8装饰工程
　　3.3.9门窗工程
　　3.3.10屋面工程
　　3.3.11水电工程
　　3.3.10给排水工程

　　4进度计划
　　4.1保证工期的措施
　　4.2施工进度动态管理
　　5资源用量计划
　　5.1施工材料表
　　5.2主要材料运输计划
　　5.3劳动力需要量计划
　　5.4施工机械用料表

　　6施工平面布置图
　　6.1垂直机械的布置
　　6.2搅拌站的布置
　　6.3其它各种作业棚、工具棚的布置
　　6.4材料、构件堆场及仓库的布置
　　6.5行政福利用房布置
　　6.6临时供水管线的布置

　　7雨季施工措施
　　7.1雨季施工管理目标
　　7.2预防措施
　　7.3雨季施工主要技术措施
　　8安全、文明、质量施工
　　8.1安全施工保证体系
　　8.2文明施工保证体系
　　8.3质量保证体系
　　8.4消防措施

　　9技术经济指标
　　9.1工期指标
　　9.2工程质量指标
　　9.3安全生产指标
　　9.4工程成本指标
　　9.5施工机械化程度

　　参考文献
　　[1] 中国建筑工业出版社编，现行建筑设计规范大全（修订缩印本）-北京：中国建筑工业出版社，2002.
　　[2] 朱彦鹏主编，混凝土结构设计，同济大学出版社出版，ISBN 7-5608-2876-0/TW.547.
　　[3] 中国建筑工业出版社编，办公建筑，中国建筑工业出版社出版，2002.
　　[4] 梁兴文，史庆轩主编。土木工程专业毕业设计指导，科学出版社，2002 ISBN 7-03-010397-1.
　　[5] 中华人民共和国建设部，工程建设标准强制性条文房屋建筑部分，中国建筑工业出版社，ISBN 7-112-04284-4.
　　[6] 金虹主编，建筑构造，-北京：清华大学出版社，2005.3.
　　[7] 房志勇主编，房屋建筑构造学，-北京：中国建材工业出版社，2003.7.
　　[8] 实用建筑结构设计手册编写组编，实用建筑结构设计手册-2版，-北京：机械工业出版社，2003.10.
　　[9] 相关专业课本及相关资料

致  谢

　　经过本次毕业设计之后，使我更加深入的对所学知识得到了认识和掌握，学习和体会到了建筑结构设计的基本技能和思想。与此同时，也增强了我以理论知识为基础，广泛的搜索相关各种资料、查询有关规范，从而得到解决实际工程问题方法的能力。在本次毕业设计过程中，也培养了我勤奋、踏实、认真和严谨的工作作风，一切所有的一切都为以后的工作打下了坚实的基础。

　　虽然我获得的知识和能力离不开自己的刻苦努力，但是这一切都是在院领导和各位老师的辛勤培养和淳淳教导下取得的。在此，我衷心的感谢给我指导和帮助的同学和老师。

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