论文总字数：108813字

摘 要

此次设计首先进行BIM建模，再确定结构整体方案并运用PKPM电算对方案进行检验。再对框架结构中7轴横向框架进行结构设计结构手算。在确定框架结构的承重方案及计算简图之后，竖向荷载得到了确定，并采用弯矩二次分配法求出在竖向荷载（恒荷载和活荷载）作用下框架结构的内力（弯矩、剪力和轴力）；整体的地震作用由底部剪力法确定，地震力可根据不同轴系框架的抗侧刚度进行分配，于是该轴的地震作用可以轻松的被求出。然后，采用D值法计算水平地震荷载作用下框架结构的内力（弯矩、剪力和轴力）。最后，对在水平和竖向荷载作用下框架结构的内力进行抗震和非抗震组合，找出一组或几组最不利的内力组合，并按最不利组合进行截面设计及配筋计算。最后，对框架结构中的现浇钢筋混凝土楼梯和桩基础进行截面设计和配筋计算。

关键词：框架结构；结构设计；BIM建模

The BIM Model Building and Structure Design of C21 Complex Building

Abstract

This design mainly starts at building structural model by BIM ,and than designing the structure of the whole building, which will be judged by calculation of PKPM.Than,I should focus on the calculation of the seven axis transverse frame in the frame structure. After the load-bearing scheme and calculation diagram of the frame structure are determined, the vertical load is determined, and the internal force (bending moment, shear force and axial force) of the frame structure under the action of vertical load (dead load and live load) is calculated by the method of secondary distribution of bending moment. Then making the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force (bending moment, shearing force and axial force ) in the structure under the horizontal loads can be easily calculated by using D value method.Finally, the horizontal and vertical load under the frame structure of the internal force of anti-seismic and non-anti-seismic combination, find out a group or several groups of the most unfavorable combination of internal force, and according to the most unfavorable combination of section design and reinforcement calculation. Finally, the section design and reinforcement calculation of cast-in-place reinforced concrete staircase and pile foundation in frame structure are carried out.

Key words：Frames，Structural design，BIM structural model

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 引 言 1

1.1课题背景与意义 1

1.2课题研究方案 1

第二章 工程概况和设计资料 2

2.1工程名称 2

2.2 工程概况 2

2.3建筑场地的工程地质资料 2

第三章 BIM模型的建立与结构平面布置 4

3.1BIM模型的建立与平立剖面图 4

3.1.1 BIM建模过程 4

3.1.2平面图 4

3.1.3立面图 6

3.1.4剖面图 7

3.2 结构平面布置图 8

3.3 框架梁柱板尺寸确定 9

3.3.1梁的截面尺寸估算 9

3.3.2柱的截面尺寸估算 9

3.3.3板的截面尺寸的估算 9

3.4框架计算简图 10

3.4.1框架侧移刚度计算 10

第四章 荷载计算 13

4.1楼（屋）面和内外墙线荷载标准值 13

4.1.1楼面恒荷载标准值 13

4.1.2屋面恒荷载标准值 13

4.1.3 楼（屋）面活荷载标准值 13

4.1.4不同梁上内外墙线荷载 13

4.2竖向恒荷载计算 14

4.2.1标准层竖向恒荷载 15

4.2.2屋面层恒荷载 15

4.3竖向活荷载计算 17

4.3.1标准层活荷载 17

4.3.1屋面层活荷载 18

第五章 竖向荷载内力计算 20

5.1恒载计算 20

5.1.1计算分配系数 20

5.1.2弯矩二次分配法计算恒载内力 20

5.1.3 恒载内力图 22

5.2活载计算 24

5.2.1活载梁端弯矩计算 24

5.2.2弯矩二次分配法计算恒载内力 24

5.2.3 活载内力图 26

第六章 地震作用计算 29

6.1重力荷载代表值计算 29

6.1.1第5层 29

6.1.2二到四层 29

6.1.3底层： 30

6.2修正抗侧刚度计算 30

6.3结构基本自震周期的计算 30

6.4水平地震作用计算 31

6.5验算水平地震剪力最小值（剪重比） 31

6.6地震作用变形验算 32

第七章 水平荷载（地震作用）内力计算 33

7.1基本思路 33

7.2修正反弯点 33

7.3柱端弯矩 33

7.4梁端弯矩 34

7.5地震作用下内力图 35

第八章 内力组合 38

8.1基本情况 38

8.2梁内力组合 38

8.2.1非抗震下的内力组合与抗震下未进行强剪弱弯调整的组合 38

8.2.2抗震内力组合对强剪弱弯的调整 38

8.2.3框架梁最不利内力表 39

8.3柱内力组合 40

8.3.1非抗震下的内力组合与抗震下未进行强柱弱梁强剪弱弯调整的组合 40

8.3.2抗震柱强柱弱梁的调整 40

8.3.3抗震柱强柱弱梁的调整强剪弱弯调整： 41

8.3.4抗震调整后与非抗震组合对比 41

第九章 梁柱配筋计算 43

9.1框架梁正截面设计 43

9.1.1基本资料与设计思路 43

9.1.2跨中截面设计 43

9.1.3支座截面设计 44

9.2框架梁斜截面设计 45

9.3框架柱正截面设计 45

9.3.1设计思路 45

9.3.2顶层边柱 45

9.3.3底层边柱 47

9.3.4底层中柱 47

9.4框架柱斜截面设计 48

9.4.1顶层边柱 48

9.4.2底层边柱： 49

9.4.3底层边柱： 49

第十章 基础设计 50

10.1设计参数 50

10.1.1.材料选取 50

10.1.2.基础类型 50

10.1.3.承台高度 50

10.1.4.持力层的选择 50

10.2边柱下基础设计 50

10.3中柱下基础设计 54

10.4角柱下基础设计 59

10.5基础连梁设计 62

10.5.1基础连梁的布置 62

10.5.2基础连梁高度估算 63

10.5.3基础连梁荷载计算 63

10.5.4基础连梁配筋计算 63

第十一章 楼梯设计 65

11.1标准层楼梯设计 65

11.1.1设计资料 65

11.1.2梯段板设计 65

11.1.3平台板设计 66

11.1.4平台梁设计 67

11.2底层楼梯设计 68

11.2.1设计资料 68

11.2.2梯段板设计 69

11.2.3平台板设计 70

11.2.4平台梁设计 71

11.3梯柱设计 72

11.3.1设计参数 72

11.3.2荷载计算 72

第十二章 手算电算比较与误差分析 73

12.1恒载作用下的弯矩图手算电算比较 73

12.2活载作用下的弯矩图手算电算比较 74

12.3左震作用下的弯矩图手算电算比较 75

12.4分析误差 76

结束语 77

致谢 78

参考文献 79

附录 80

一、 结构设计信息 80

二、周期震型地震力 96

三、结构位移 111

第一章 引 言

1.1课题背景与意义

本课题是 C21综合楼一BIM建模和结构设计。多高层框架结构体系在实际工程中有着非常广泛的应用。通过该结构设计可以使学生巩固在大学里所学过的专业知识尤其是混凝土原理、混凝土结构设计、抗震与防灾减灾、基础工程等学科，系统的将大学四年所学的知识联系在一起，做到理论联系实际,掌握建筑工程设计的程序和方法。并借此查漏补缺，及时发现本科学习过程中疏漏的地方，加强对实际工程的理解。为本科的学习，画上一个完整的最后一笔，为日后的升学工作打下坚实的基础。

1.2课题研究方案

首先，根据老师给的材料，建立revit模型，对建筑结构有初步的认识。再通过已有知识估算截面尺寸，并用PKPM电算对此进行检验，检验合格后，再用此数据进行一品框架的手算。手算过程中碰到问题，通过阅读建筑结构设计(第一册)——基本教程（第3版）和《工程结构抗震与防灾》（第二版）和基础工程相关框架结构设计内容和抗震计算与设计内容，并查看相关规范，参考先前框架结构课程设计内容进行设计。同时遇到不能理解的地方，及时向老师同学请教，及时解决问题。最后将手算电算的结果进行比较，并不能就此草草了事，而是要仔细分析两者产生差距的原因，多思考的毕设才是有意义的毕设。

第二章 工程概况和设计资料

2.1工程名称

C21综合楼一

2.2 工程概况

本工程为五层框架结构房屋，总建筑面积约为 6000平方米。层高如下表2.1所示，具体信息均见表2.1。

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