-南宁市某综合办公楼结构设计第⑥轴.docx

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1、 广西大学行健文理学院毕业设计说明书 题目：南宁市某综合办公楼 结构设计第轴 学 部： 理工学部 专 业： 土木工程 班 级： 2015级4班 学 号： 1538360451 学生姓名： 刘 鹏 指导教师： 王金燕 二一九年 五月摘 要本设计为南宁市某综合办公楼结构设计，楼、屋盖均采用现浇钢筋混凝土。综合考虑基地环境、使用功能、施工材料等，最终确定结构设计方案。 本工程结构设计其主要步骤为：结构平面布置及截面尺寸估算；结构荷载及内力计算；弯矩调幅和内力调整及内力组合；截面配筋设计；在结构设计部分，主要是进行梁柱的截面设计。手算部分的具体内容是对选定的一榀横向框架进行框架的结构梁柱进行设计，即在

2、确定计算简图的基础上，通过对水平荷载和竖向荷载的统计计算组合出梁柱的最不利内力组合，并以此为设计依据来确定梁柱的截面尺寸和所需钢筋的面积。本设计的荷载计算考虑恒载、活载和风载的共同作用，内力组合考虑调幅和内力调整；截面配筋计算选取最不利内力进行配筋计算。本结构设计为手工计算分析，其中参考了多种参考文献及设计规范，图纸用CAD、PKPM等软件出图，截面配筋根据经济合理安全，方便施工的原则配筋。关键词：结构设计 框架结构 内力组合 荷载计算 计算配筋Nanning city an integrated office building structure design 6rd axisAbstrac

3、t 窗体顶端窗体顶端窗体顶端The design for a comprehensive office building in Nanning structural design, building, roof are made of cast-in-place reinforced concrete. Comprehensive consideration of the base environment, the use of functions, construction materials, and ultimately determine the structural design.窗

4、体底端窗体底端The main steps of the structural design of the project are as follows: the layout of the structure plane and the estimation of the section size; the calculation of the structural load and the internal force; the adjustment of the moment and the internal force and the combination of the intern

5、al forces; the reinforcement design of the section; the structural design section, design. The concrete part of the hand part is to design the structural beam and column of the frame of a selected lateral frame, that is to say, on the basis of the calculation of the simplified diagram and by the sta

6、tistical calculation of the horizontal load and the vertical load, The most unfavorable internal force combination, and as a basis for the design to determine the beam column cross-sectional size and the required area of steel. The design of the load calculation to consider the common role of dead l

7、oad, live load and wind load, the combination of internal forces to consider the amplitude adjustment and internal force adjustment; select the most unfavorable internal reinforcement reinforcement section calculation. This structure is designed for manual calculation and analysis, in which referenc

8、e to a variety of references and design specifications, drawings with CAD, PKPM and other software mapping, section reinforcement according to the principle of economic rationality and safety reinforcement.Keywords:Structural design Framework Internal force combination Load calculation Calculate rei

9、nforcement 目录第一章 工程概况11.1 工程项目11.2 建筑设计1第二章 结构选型与布置22.1 结构方案与布置22.2 构件截面尺寸32.3 确定框架计算简图5第三章 荷载计算63.1 荷载计算63.2 板面荷载分配图83.3第轴屋面框架梁、柱恒载、活载取值93.4第轴楼面框架梁、柱恒载、活载取值113.5柱自重143.6恒、活荷载计算简图15第四章 风荷载174.1 梁、柱线刚度计算174.2风荷载计算184.2 风荷载作用下的位移验算204.3 风荷载作用下的内力计算22第五章 内力计算315.1 计算方法315.2 竖向荷载标准值下作用下的内力计算315.3 恒载作用下剪

10、力及轴力计算49第六章 内力组合626.1 弯矩调幅626.2 内力调整636.3 内力组合计算66第七章 截面设计与配筋797.1 框架柱的截面设计与配筋797.2 框架梁截面设计与配筋计算857.3 板配筋计算91参考文献99致 谢101第一章 工程概况1.1 工程项目 1、工程名称：南宁市某办公楼2、工程规模：2952m23、建筑层数和建筑高度：楼层4层，各层层高均为3.2m，室内外高差0.2m，基础顶面距室外地坪0.5m。1.2 建筑设计工程设计资料：地面粗糙程度等级为C类，经勘察地下水无浸蚀性，在地面以下8m。基本风压W0=3.5kN/m2。地质资料：50cm表土以下为粉质黏土，基础

11、持力层为粉质黏土。按多层建筑结构设计，建筑合理使用年限为50年。各类参数：结构安全等级为二级，耐火等级二级，地基基础设计不考虑，环境类别为一类，本次设计不考虑抗震要求。外墙做法：烧结普通砖，用M5混合砂浆砌筑，墙厚为240mm。外墙采用20mm厚水泥砂浆。墙内侧采用20mm混合砂浆抹灰。内墙做法：烧结普通砖，用M5混合砂浆砌筑。两侧仅为混合砂浆20mm水泥砂浆找平。楼面做法：采用水磨石地面。屋面做法：屋面为上人屋面 70mm厚水泥珍珠岩块保温层（3.5kN/m3）；20mm厚1：3水泥砂浆找平层；SBS改性沥青防水卷材一层（0.05kN/m2），40mm细石混凝土保护层，10厚防滑地砖（0.5

12、5kN/m2）。活荷载：上人屋面活荷载2.0kN/m2 ,走廊活荷载2.5kN/m2 ，办公室楼面荷载2.0kN/m2，楼梯间活荷载3.5kN/m2。第二章 结构选型与布置2.1 结构方案与布置结构设计的第一步就是选择结构形式。并且关系到经济合理性和施工方便性。建筑结构类型有很多，本设计工程项目为办公楼，共4层，房间开间进深较大，布置要求灵通，故采用框架结构，同时考虑到采光与通风要求，将楼板分为数个双向板,楼梯位置按单向板计算。本次设计不考虑地震作用。具体布置见下图2-1。图2-1 平面布置图（单位：mm）2.2 构件截面尺寸2.2.1 板厚估算取整个结构楼面板短跨的最大尺寸。则板厚：所以标准

13、层板厚度取h=100mm，屋面楼板厚h=120mm。2.2.2 梁柱截面尺寸当梁主要承受均布荷载时，可按高跨比确定梁的高度，为梁计算跨度。梁宽度可取，且不宜小于。以上预估梁高能够满足结构承载及刚度需求2。（1）横向框架梁AB跨 取h=800mm 取b=350mmAB跨（2）横向框架梁BC跨 为保持与同轴梁同框，取h=350mmBC跨（3）横向框架梁CD跨 取h=700mm 取b=350mmCD跨（4） 纵向连系梁 取 按构造取纵向梁2.2.2 框架柱截面尺寸的估算柱的截面面积在非抗震设计时，还可根据作用于柱上的轴力设计值并考虑水平荷载影响后近似按下式确定2，即式中： 柱截面面积； 柱轴力设计值

14、(kN),可由式 预估，其中为柱每层负荷面积（m2），为柱负荷层数，为框架结构平均设计荷载，隔墙少而轻时取小值；混凝土轴心抗压强度设计值，C30混凝土为14.3N/mm2。根据上式确定柱截面面积，放大系数取1.2,框架结构平均设计荷载取。中柱： 边柱： 综合考虑刚度等其他因素，取中柱与边柱截面尺寸统一为截面尺寸取：2.3 确定框架计算简图取轴上的一榀框架计算，底层柱高从基础顶面算至二层楼面，由于室内外高差为0.2m，基础顶面距室外地坪为0.5m，所以底层柱的高度为3.9m，其余各层高度均为3.2m。画出计算简图如图2-2： 图2-2框架计算简图（单位：mm）第三章 荷载计算3.1 荷载计算3.

15、1.1 恒荷载标准值的计算（1）上人屋面恒荷载10厚防滑地砖 40mm细石混凝土保护层 SBS改性沥青防水卷材一层 20mm水泥砂浆找平层 70mm厚水泥珍珠岩块保温层 120mm混凝土结构层 合计 （2）标准层楼面100mm混凝土结构层 水磨石地面 合计 （3）楼梯间荷载10厚地砖 20厚水泥砂浆找平 100mm混凝土结构层 合计 （4）墙荷载外墙：240mm机制普通砖墙面 外面20mm水泥砂浆 内面20mm混合砂浆抹灰 合计 内墙：200mm普通砖 20mm混合砂浆抹灰 合计 女儿墙（0.9m）：200mm普通砖 20mm混合砂浆抹灰 合计 （5）柱自重荷载（） 边柱：柱子自重 20mm水

16、泥砂浆抹灰层 合计 中柱：柱子自重 20mm水泥砂浆抹灰层 合计 （6）梁自重横向框架梁AB轴（）梁自重 两侧20mm梁外侧抹灰 合计 横向框架梁BC轴（）梁自重 两侧20mm梁外侧抹灰 合计 横向框架梁CD轴（）梁自重 两侧20mm梁外侧抹灰 合计 纵向连系梁（）梁自重 两侧20mm梁侧抹灰 合计 3.1.2 活荷载标准值的计算根据建筑结构荷载规范3，办公楼的活荷载取以下值，不考虑雪荷载。（1）办公室上人屋面活荷载 （2）走廊活荷载 （3）楼梯间活荷载 3.2 板面荷载分配图可以由单向板或者双向板力的传导方式的不同，得到荷载传递的简图。板传力示意图如下所示：图3-1 板荷载传递示意图 （单位

17、：mm）3.3第轴屋面框架梁、柱恒载、活载取值（1） 屋面AB轴间框架梁荷载板传递给梁的最大荷载标准值为：屋面板传恒荷载 4.91kN/m22m2=19.64kN/mAB 跨梁自重 6.601kN/m合计 26.24kN/m活荷载标准值：屋面板传活荷载 2.0kN/m2 2m2=8kN/m合计： 8kN/m（2） 屋面BC轴间框架梁荷载板传递给梁的最大荷载标准值为：屋面板传恒荷载 4.91kN/m2 1.25m2=12.28kN/mBC跨梁自重 3.772kN/m合计： 16.05kN/m活荷载标准值：屋面板传活荷载 2.0kN/m2 1.25m2=5kN/m 合计： 5kN/m（3） 屋面C

18、D轴间框架梁荷载板传递给梁的最大荷载标准值为：屋面板传恒荷载 4.91kN/m22m=9.82kN/mCD 跨梁自重 5.658kN/m合计： 15.51kN/m活荷载标准值：屋面板传活荷载 2.0kN/m2 2m=4kN/m 合计： 4kN/m（4） 屋面A轴上-/-轴纵向框架梁传给柱的荷载恒载标准值：女儿墙自重 2.77kN/m2m2=11.08kN纵向框架梁自重 2.43kN/m2m2=9.72kN屋面板传恒荷载 4.91kN/m2 4m2m1/2=19.64kN合计 40.44kN活载标准值：屋面板传活荷载 2.0kN/m2 4m2m1/2=8kN合计 8kN（5） 屋面B轴上-/-轴

19、纵向框架梁传给柱的荷载恒载标准值：纵向框架梁自重 2.43kN/m2m2=9.72kN屋面板传恒荷载 4.91kN/m2 （4-2.5+4）m1.25m1/2=16.88kN 4.91kN/m2 4m2m1/2=19.64kN合计 46.24kN活载标准值：屋面板传活荷载 2.0kN/m2（4-2.5+4）m1.25m1/2=6.88kN 2.0kN/m2 4m2m1/2=8kN合计 14.88kN（6） 屋面C轴上-/-轴纵向框架梁传给柱的荷载恒载标准值： 纵向框架梁自重 2.43kN/m2m2=9.72kN屋面板传恒荷载 6.27kN/m23.2m2m=40.13kN4.91kN/m2（4

20、-2.5+4）m1.25m1/2=16.88kN 4.91kN/m2 2m2m1/2=9.82kN合计 76.55kN活载标准值：屋面板传活荷载 3.5N/m2 3.2m2m=22.4kN2.0kN/m2（4-2.5+4）m1.25m1/2=6.88kN 2.0kN/m2 2m2m1/2=4kN合计 33.28kN（7） 屋面D轴上-/-轴纵向框架梁传给柱的荷载恒载标准值：女儿墙自重 2.77kN/m2m2=11.08kN纵向框架梁自重 2.43kN/m2m2=9.72kN屋面板传恒荷载 6.27kN/m2 3.2m2m=40.13kN 4.91kN/m2 2m2m1/2=9.82kN合计 7

21、0.75kN活载标准值：屋面板传活荷载 3.53.2m2m=22.4kN 2.0kN/m2 2m2m1/2=4kN合计 26.4kN（8） A轴与D轴纵向框架梁中心往外侧偏离柱轴线，应考虑25mm的偏心，由此产生节点弯矩。恒：MA=40.44kN0.025m=1.01kNm MD=70.75kN0.025m=1.77kNm活：MA=8.0kN0.025m=0.2kNm MD=26.4kN0.025m=0.66kNm屋面梁荷载简图如图3-2所示。图3-2 屋面梁荷载简图（单位：力：kN 弯矩：kNm 分布力：kN/m)(a) 屋面梁恒荷载 （b）屋面梁活载3.4第轴楼面框架梁、柱恒载、活载取值（

22、1） 楼面AB轴间框架梁荷载板传递给梁的最大荷载标准值为：内墙自重 3.08（3.2-0.8）=7.39kN/m楼面板传恒荷载 3.15kN/m2 2m2=12.6kN/mAB 跨梁自重 6.601kN/m合计 26.59kN/m活荷载标准值：楼面板传活荷载 2.0kN/m2 2m2=8kN/m 合计： 8kN/m（2） 楼面BC轴间框架梁荷载板传递给梁的最大荷载标准值为：楼面板传恒荷载 3.15kN/m2 1.25m2=7.88kN/mBC跨梁自重 3.77kN/m合计： 11.65kN/m活荷载标准值：楼面板传活荷载 2.5kN/m2 1.25m2=6.25kN/m 合计： 6.25kN/

23、m（3） 楼面CD轴间框架梁荷载板传递给梁的最大荷载标准值为：内墙自重 3.08（3.2-0.7）=7.7kN/m楼面板传恒荷载 3.15kN/m2 2m=6.3kN/mCD 跨梁自重 5.66kN/m合计： 19.66kN/m活荷载标准值：楼面板传活荷载 2.0kN/m2 2m=4kN/m 合计： 4kN/m（4） 楼面A轴上-/-轴纵向框架梁传给柱的荷载恒载标准值：外墙自重 5.3kN/m（3.2-0.45）m2m2=58.3kN纵向框架梁自重 2.43kN/m2m2=9.72kN楼面板传恒荷载 3.15kN/m2 4m2m1/2=12.6kN合计 80.26kN活载标准值：楼面板传活荷载

24、 2.0kN/m2 4m2m1/2=8kN合计 8kN（5） 楼面B轴上-/-轴纵向框架梁传给柱的荷载恒载标准值：内墙自重 3.08kN/m（3.2-0.45）m2m2=33.88kN 纵向框架梁自重 2.43kN/m2m2=9.72kN楼面板传恒荷载 3.15kN/m2 （4-2.5+4）m1.25m1/2=10.83kN 3.15kN/m2 4m2m1/2=12.6kN合计 66.58kN活载标准值：楼面板传活荷载 2.5kN/m2（4-2.5+4）m1.25m1/2=8.59kN 2.0kN/m2 4m2m1/2=8kN合计 16.59kN（6） 楼面C轴上-/-轴纵向框架梁传给柱的荷载

25、恒载标准值：内墙自重 3.08kN/m（3.2-0.45）m2m2=33.88kN纵向框架梁自重 2.43kN/m2m2=9.72kN楼面板传恒荷载 6.27kN/m2 3.2m2m=40.13kN3.15kN/m2 （4-2.5+4）m1.25m1/2=10.83kN 3.15kN/m2 2m2m1/2=6.3kN合计 100.86kN活载标准值：楼面板传活荷载 3.5kN/m2 3.2m2m=22.4kN 2.5kN/m2 （4-2.5+4）m1.25m1/2=8.59kN 2.0kN/m2 2m2m1/2=4kN合计 34.99kN（7） 楼面D轴上-/-轴纵向框架梁传给柱的荷载恒载标准

26、值：外墙自重 5.3kN/m（3.2-0.45）m2m2=58.3kN 纵向框架梁自重 2.43kN/m2m2=9.72kN楼面板传恒荷载 6.27kN/m2 3.2m2m=40.13kN 3.15kN/m2 2m2m1/2=6.3kN合计 114.45kN活载标准值：楼面板传活荷载 3.5kN/m2 3.2m2m=22.4kN 2.0kN/m2 2m2m1/2=4kN合计 26.4kN(8)A轴与D轴纵向框架梁中心往外侧偏离柱轴线，应考虑25mm的偏心，由此产生节点弯矩。恒：MA=80.26kN0.025m=2.01kNmMD=114.45kN0.025m=2.86kNm活：MA=8kN0.

27、025m=0.2kNm MD=26.4kN0.025m=0.66kNm屋面梁荷载简图如图3-2所示。3-2 楼面梁荷载简图（单位：力：kN 弯矩：kNm 分布力：kN/m)（a） 楼面梁恒荷载 （b）楼面梁活载3.5柱自重底层柱自重4.4kN/m3.9m=17.16kN标准层柱自重4.4kN/m3.2=14.08kN3.6恒、活荷载计算简图恒荷载计算简图，如图3-3所示。图3-3 恒荷载计算简图（单位：力：kN 弯矩：kNm 分布力：kN/m)活荷载计算简图，如图3-3所示。图3-4 活荷载计算简图（单位：力：kN 弯矩：kNm 分布力：kN/m)第四章 风荷载4.1 梁、柱线刚度计算对于边框

28、架梁取,对于中框架梁取,本框架为中框架，线刚度,其中。梁、柱的混凝土均为C30，。AB梁：BC梁：CD梁：标准层柱:底层柱： 相对线刚度取标准层柱子为1.0；则： 柱、梁的相对线刚度如图4-1所示:图4-1 柱、梁的相对线刚度图4.2风荷载计算 为了简化计算，作用在外墙上的风荷载可近似用作用在屋面梁和楼面梁处的等效集中荷载替代。 该办公楼为四层钢筋混凝土框架结构，室内外高差0.2m，基本风压取。 地面粗糙类为C类，地面以上的结构高度为0.2+3.24=13m计算主要承重结构时，垂直于建筑物表面的风荷载应按公式计算，即：z为风振系数，对于高度小于30m或高宽比小于1.5的房屋，由于此类结构的风振一般不大，结构已有足够的刚度，一般不