论文总字数：219058字

摘 要

本次毕业设计的题目是永宁大厦框架办公楼结构设计项目。该项目平面呈L型，总建筑面积约5400平方米，占地面积为1300平方米，共五层。

计算书内容包括：结构平面布置、荷载计算、屋楼盖设计及配筋、框架受力分析、框架内力组合及配筋、楼梯设计、基础设计。在结构布置方案确定之后，首先对结构屋盖进行设计。然后，计算框架在竖向荷载（恒载及活荷载）作用下产生的结构内力，计算框架在风荷载和地震作用下的结构内力。在确定各种荷载作用下框架产生的内力之后，利用Excel对各种工况下的内力进行内力组合，从中找出最不利的内力组合进行截面的设计和配筋。整榀框架设计完成这后，再进行了板式楼梯和桩基础的设计。板式楼梯设计包括梯段板、平台梁和平台板的设计；基础的设计包括了对单柱独立基础和双柱独立基础的埋深验算、基础高度验算、配筋计算。手算工作结束后，运用PKPM工程软件进行整栋建筑的电算工作，完善手算没有计算的部分的设计工作。同时，通过电算对手算结果进行修正、校核，发现错误并分析误差存在的原因。最后利用手电算计算结果绘制了结构的部分施工图。

关键词：结构设计 异形柱 框架结构

Frame Structure Design Of Yongning office building

Student：Han Lulu Number：05111337

Supervisor：Pro.Wang Xiuxin

Abstact：

The project of the graduation design is the frame structure design of Yongning office building . The project plane is L-shaped and has 5 floors , The total construction area is about 5400 square meters , and It covers an area of 1300 square meters.

The calculations include: Structural layout, load calculations, design and reinforcement of roof and floor, the stress analysis of the frame, the frame combination of internal forces and and reinforcement , staircase design, basic design. After the structural layout program, firstly, design the structure of the roof. Then calculate the frame structure internal force under the vertical load (dead load and live load) action, and calculate the frame structure Internal Force under wind loads and seismic action. After determining the internal forces generated by the various loads, use Excel to make an internal forces combination of a variety of conditions. And identify the most unfavorable internal forces combination and make section and reinforcement designs. After the completion of the whole frame design, then design the slab stairs and pile foundation. Plate staircase design includes bench plate, platform beams and platform board; Base design includes a depth checking, the ground level checking, reinforcement calculation. After the handcount work, use PKPM engineering software to work throughout the building Computing to Improve that which hand count design is not calculated. Meanwhile, we can check and find the errors and analysis the sources of error. Finally, the drawings based on the calculation results are completed.

Keywords: structural design shaped column frame construction

目录

一、 设计资料 7

1.1 工程概况 7

1.1.1 工程名称 7

1.1.2 工程地点 7

1.1.3 建设单位 7

1.2 建筑资料 7

1.3 其他设计资料 7

1.3.1 水文地质资料 7

1.3.2 气象资料 8

1.3.3 抗震设防烈度 8

1.3.4 材料 8

二、结构方案分析 8

2.1 结构选型 8

2.2 结构布置 8

2.3 初估截面尺寸 8

2.3.1 板厚估算 8

2.3.2 主梁尺寸估算 9

2.3.3 次梁尺寸估算 9

2.3.4 柱截面尺寸估算 9

三、荷载计算 10

3.1 恒荷载计算 10

3.1.1屋面恒载 10

3.1.2楼面恒载 10

3.1.3 墙自重 11

3.1.4 梁自重 12

3.1.5 柱自重 12

3.2 活荷载计算 12

3.2.1 屋面及楼面活荷载标准值 12

3.2.2屋面雪荷载标准值 12

3.2.3 风荷载 13

四、屋盖、楼盖设计 13

4.1 屋面板设计 13

4.1.1 双向板设计 14

4.2 楼面板设计 18

4.3 屋盖次梁设计 23

4.4 标准层楼盖次梁设计 32

五、竖向荷载下框架内力计算 58

5.1 框架计算简图 58

5.2 恒荷载计算 60

5.2.1 屋面层恒荷载计算 60

5.2.2 标准层恒荷载计算 61

5.3 恒荷载下框架内力计算 63

5.3.1 杆件分配系数计算 63

5.3.2 固端弯矩计算 65

5.3.3 分层法计算梁、柱端弯矩 67

5.3.4 跨中弯矩计算 70

5.3.5 梁剪力计算 72

5.3.6 柱轴力计算 72

5.3.7 恒载下框架内力图绘制 73

5.4 活荷载计算 75

5.4.1 屋面层活荷载计算 75

5.4.2 标准层活荷载计算 76

5.5 活荷载下框架内力计算 78

5.5.1 可变荷载布置方式Ⅰ 81

5.5.2 可变荷载布置方式Ⅱ 90

六、风荷载作用下框架内力计算 99

6.1风荷载作用下的内力计算 99

6.2 风荷载作用下的侧移计算 101

6.3 绘制风荷载作用下框架的内力图 101

6.3.1 框架梁弯矩 102

6.3.2 框架柱弯矩图 103

6.3.3 框架柱轴力图 104

6.3.4 框架梁剪力图 105

七、水平地震作用下框架内力计算 106

7.1 重力荷载代表值计算 106

7.1.1 屋顶层重力荷载代表值 106

7.1.2 第三层重力荷载代表值计算 106

7.1.3 第二层重力荷载代表值 107

7.1.4 底层重力荷载代表值 107

7.2 水平地震作用计算 108

7.2.1 框架梁柱线刚度计算 108

7.2.2 侧移刚度D计算 108

7.2.3 结构基本自振周期计算 109

7.2.4 纵向水平地震作用计算 110

7.2.5 纵向水平地震作用下内力计算 110

7.3 水平地震作用下框架的内力图 112

7.3.1 框架梁弯矩图 112

7.3.2 框架柱弯矩图 113

7.3.3 框架柱轴力图 114

7.3.4 框架梁剪力图 115

八、内力组合 116

8.1 框架梁内力组合 116

8.1.1 内力换算和梁端负弯矩调幅 116

8.1.2 荷载效应组合 121

8.2 框架柱内力组合 123

8.2.1 框架柱在各种荷载下的内力值 123

8.2.2 框架柱荷载组合 126

九、截面设计 129

9.1 框架梁截面设计 129

9.1.1 框架梁正截面受弯设计 129

9.1.2 框架梁斜截面受剪设计 131

9.1.3 框架梁裂缝宽度验算 134

9.2 框架柱截面设计 137

9.2.1 框架柱正截面设计（x方向） 137

9.2.2 框架柱斜截面设计 (x方向) 141

9.2.3框架柱正截面设计 (y方向) ……………………………………………………………………….….141

9.2.4框架柱斜截面设计（y方向）………………………………………………………………………….161

十、楼梯设计 164

10.1 梯段板设计 164

10.1.1 确定斜板厚度 164

10.1.2 荷载计算 165

10.1.3 荷载效应组合 165

10.1.4 内力计算 165

10.1.5 配筋计算 165

10.2 平台板设计 166

10.2.1 荷载计算 166

10.2.2 荷载效应组合 166

10.2.3 内力计算 166

10.2.4 配筋计算 1677

10.3 平台梁设计 167

10.3.1 荷载计算 167

10.3.2 正截面受弯承载力计算 167

10.3.3 斜截面受剪承载力计算 168

十一、基础设计 169

11.1 基础顶面内力组合 169

11.1.1 标准组合 169

11.1.2 设计值组合 169

11.2 基础抗震设计 174

11.2.1 桩数的确定和布置 174

11.2.2 初选承台 174

11.2.3单桩竖向承载力验算…………..……………………………………………………………………….174

11.2.4承台计算……….………………………………………………………………………………………………175

11.3 基础梁设计 177

11.3.1 上部有墙的基础梁设计 177

11.3.2 上部无墙的基础梁设计 177

十二、手算与电算PKPM比较 178

12.1 结构周期比较 178

12.2 层间位移比较 178

12.3 底层柱轴力设计值比较 179

12.4 框架梁弯矩积比较 179

致谢 180

【参考文献】 181

【附录】 182

附录1 结构设计信息 182

附录2 周期、振型、地震力 190

附录3 结构位移 错误！未定义书签。

设计资料

1.1 工程概况

1.1.1 工程名称

永宁大厦框架办公楼设计

1.1.2 工程地点

南京市浦口区

1.1.3 建设单位

某某房地产开发有限公司

1.2 建筑资料

南京市浦口区多层办公楼永宁大厦呈L形，主体5层，总建筑面积约5400㎡。地处市区，两面沿街，底层为商业用房，布置广告公司与商店（超市），4层及其以上供出租。室内相对标高±0.00，绝对标高－5.50m，室内外相对高差－0.6m。

1.3 其他设计资料

1.3.1 水文地质资料

　该工程座落在粘性地基上。第一层为填土，土质较差，且不均匀。相对标高－19.5m以下为粉砂土，土层较好，承载力标准fk=1200kpa。地质资料见图1.1。

场地土属中软土，覆盖层至相对标高－19.5m 处。地下水在自然地面以下2.0~2.5m处，无侵蚀性。冻结深度在地表下1.0m。

1.3.2 气象资料

1. 基本雪压So＝0.45kN/㎡；
2. 冬季室外计算温度－13°C，夏季室外计算温度40.5°C；
3. 最大日降水量160.00mm.。

1.3.3 抗震设防烈度

根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）附录A确定南京的抗震设防烈度为7度（0.10g），设计地震分组为第一组。根据地质勘探报告查上述抗震规范可知，建筑场地类别为Ⅲ类，场地的设计特征周期为0.45s；框架的抗震等级为三级。

1.3.4 材料

混凝土强度等级：主梁、柱采用C35混凝土，楼板、次梁与基础采用C30混凝土。

钢筋等级：梁柱主筋、板的受力钢筋均采用HRB400，箍采用HPB300钢筋。

二、结构方案分析

2.1 结构选型

根据本工程的建筑物高度、结构整体形状和使用功能的要求，本工程结构高度17.35m，主体结构决定采用现浇钢筋混凝土框架结构。为了使用功能的要求，本工程采用异形柱体系，角柱采用L形柱，边柱和中柱采用T形柱。

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