B21 行政单位办公楼结构设计（一）

论文总字数：98655字

摘 要

本毕业设计为“B21行政单位办公楼结构设计”，设计主要包括两部分，该建筑上部结构采用现浇钢筋混凝土框架结构，下部采用柱下独立基础。该工程建筑面积约5000 平方米，建筑平面规则，共有五层，底层层高为5.1米，其余各层均为 3.6 米。丙类建筑，设计基准期 50 年。抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度值为 0.15g，设计地震分组为二组，场地土类别为Ⅱ类。

“B21行政单位办公楼结构设计”的设计内容包括：结构计算和施工图绘制。结构计算先电算再手算，最后把手算与电算做比较。

手算内容：材料的选取、结构布置及确定梁柱截面尺寸；取一榀框架（11号轴）进行竖向荷载（恒载、活载、重力荷载）计算及内力分析（运用弯矩二次分配法），水平荷载（地震作用）计算及内力分析（分别运用底部剪力法、D 值法）；考虑五种内力组合，选取最不利的组合进行梁、柱配筋计算；柱下独立基础设计；现浇板式楼梯设计。

电算内容：用 PKPM 软件先建模，再进行 SATWE 分析计算，SATWE 结果查看，判断结构布置是否合理并进行调整，最后绘制混凝土结构施工图。

施工图共八张，包括：结构设计总说明，基础平面布置图及基础大样，柱平法施工图，标准层梁平法施工图及标准层板平法施工图，屋面梁平法施工图及屋面板平法施工图，楼梯剖面图及配筋图。

总之，结构设计按照适用、安全、经济的原则，严格按照相关专业规范和有关国家最新规范的要求及相关资料设计计算。

关键词：钢筋混凝土设计；框架结构；内力分析；配筋

The Structure Design B21 of Complex Building

Abstract

The graduation design is " the structure design B21 of complex building ",which consists mainly of two parts. The upper part is cast-in-place reinforced concrete frame structure, the lower part is independent foundation under single pillar .The building is regular in plane and it is 4300 square meters in construction area. The bottom layer of the 5-store building is 3.9 meters and the remaining layers are 3.6 meters. The seismic fortification category is Class C. The design reference period is 50 years. The seismic fortification intensity is 7 degrees. The basic design earthquake acceleration is 0.15g. The classification of design earthquake is group I and the site soil category is groupⅡ.

The design of "the structure design J16 of complex building" includes: structural calculations and construction drawings. do computing first, then do hand calculations, and finally compare the results of them.

Computing includes: make a model with PKPM, then use SATWE to calculate and analyze internal forces, use the result of SATWE to see if the structure is reasonable and adjust the unreasonable part, finally draw the concrete structural working drawing.

In a word, structure design should follow the principle of applicability, security and economic, in strict accordance with the relevant professional norms, the latest national standard design requirements and the related information to do the calculation and design.

Key words: reinforced concrete structure design; frame structure; internal force analysis; reinforcement

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1选题背景及意义 1

1.2课题设计方案 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

2.4 材料选用 3

2.5 设计依据 3

第三章 结构方案 4

3.1材料选择及梁，柱截面尺寸 4

3.2材料选择 4

3.2.1柱 4

3.3.2主梁 4

第四章 荷载计算 6

4.1 荷载资料 6

4.2 竖向荷载 7

4.2.1楼面荷载标准值 7

4.2.2墙面荷载 7

4.3柱集中力计算 8

4.3.1边柱集中力计算 8

4.3.2中柱集中力计算 9

第五章 横向框架在竖向荷载作用下的计算 9

5.1梁柱线刚度：梁柱混凝土弹性模量 9

5.2 固端弯矩 9

5.2.1顶层 9

5.2.2标准层 11

5.3恒荷载和活荷载作用下横向框架的计算简图 13

5.3.1恒荷载弯矩图 13

5.3.2活荷载弯矩图 14

5.3.3恒荷载内力图绘制 15

5.3.4活荷载内力图绘制 16

第六章 横向框架在水平地震荷载作用下的内力和位移计算 18

6.1重力荷载代表值计算 18

6.1.1 顶层重力荷载代表值计算 18

6.1.2 第四层重力荷载代表值计算 19

6.1.3 第二至三层的重力荷载代表值计算方法同第四层。 20

6.1.4 底层重力荷载代表值计算 20

6.2 水平地震作用和位移计算 21

6.2.1 框架梁、柱线刚度计算 21

6.2.2 侧移刚度D值计算 22

6.2.3结构基本自震周期计算 23

6.2.4 横向水平地震作用计算 23

6.3 横向框架在水平地震作用下的内力计算 25

6.3.1反弯点高度计算 25

6.3.2柱端剪力和弯矩计算 26

6.3.3 梁端弯矩和剪力的计算 26

6.3.4 柱轴力计算 27

6.3.5水平地震作用下内力图的绘制 28

第七章 框架内力组合 30

7.1荷载组合 30

7.1.1梁端负弯矩调幅 30

7.1.2控制截面 30

7.1.3内力换算 30

7.1.4荷载效应组合种类 30

7.2框架梁内力组合 31

7.3框架柱内力组合 32

第八章 框架梁柱截面设计 36

8.1框架梁截面设计 36

8.2框架柱截面设计 37

第九章 楼梯设计 41

9.1 标准层楼梯设计 41

9.1.1楼梯梯段斜板设计 41

9.1.2平台板设计 42

9.1.3平台梁设计 44

9.2 底层楼梯设计 45

9.2.1楼梯梯段斜板设计 45

9.2.2平台板设计 46

9.2.3平台梁设计 47

9.3梯柱设计 49

9.3.1设计原则 49

9.3.2荷载计算 49

9.3.3配筋计算 49

第十章 基础设计 50

10.1边柱柱下基础设计 50

10.2中柱柱下基础设计 50

第十一章 手算和电算结果对比 55

11.1用PKPM进行框架整体结构计算 55

11.1.1框架结构整体分析 56

11.1.2结构布置 57

结束语 58

致谢 59

附录 60

1. 引 言

1.1选题背景与意义

本课题是 B21 行政单位办公楼结构设计（一），课题来源于工程实际，具有较强的工程背景和工程应用前景。框架结构体系的优点是建筑平面布置灵活，可以提供较大的建筑空间，也可以构成丰富多变的立面体型。因此，多高层框架结构体系在实际工程中得到了广泛应用。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和专业基础知识，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。

1.2 课题设计方案

我设计课题是B21行政单位办公楼结构设计，方案采用多层框架结构体系。

框架结构有结构平面的布置更灵活，可以为其提供更大的空间的优点，结构的整体性及刚度等方面较好，而且可以把梁或柱浇筑成各种需要的截面形状。本次毕业设计的方法步骤如下：

1. 确定其结构的平面布置图：要正确的选择梁，柱的截面尺寸。
2. 荷载计算：先确定结构计算图，再进行荷载的计算，其中包含恒载，活载，水平地震作用。
3. 结构分析：用PKPM建模来初步判断其结构的截面尺寸是否是符合要求的，然后采用近似计算的方法来分析（手算）一榀框架在水平荷载作用下的内力。
4. 绘制施工图：用CAD绘图和手绘两种方式来完成结构施工图。

第二章 设计资料

2.1 工程名称

本课题的工程名称为B21某综合楼结构设计。

2.2 工程概况

①工程概况

本工程为 五 层框架结构房屋，总建筑面积约为 5000 平方米。本工程建筑图详见附件。层高，基本风压值，抗震设防烈度，设计基本地震加速度值，场地土类别，设计地震分组等均见表1。立面装修和楼地面等可根据建筑图确定。荷载取值按《建筑结构荷载规范》或建筑实际情况取用。

表2-1 设计资料

其它：

2.2.1气象资料

基本风压值：w=0.40

基本雪压值：s0=0.40

2.2.2地质水文资料

持力层埋深一米，fak=220

场地类别为一类，地面粗糙程度类别B类

图2-1 标准层平面图

第三章结构方案

3.1材料选择及梁，柱截面尺寸

结构方案：采用现浇整体式横向承重框架，现浇的双向板肋助梁楼盖结构方案和钢筋混凝土独立基础。

3.2材料选择

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