1、某五层框架办公楼设计（方案一）I本科毕业设计土木工程某五层框架办公楼设计（方案一）THEDESIGNOFAFIVELAYERFRAMEWORKOFFICEBUILDING（PLANONE）某五层框架办公楼设计（方案一）II某五层框架办公楼设计（方案一）摘要本设计的主要内容为办公楼的结构设计，结构形式选用的是五层混凝土框架结构。该办公楼每层780,共3900，1层层高为42M,2至5层层高为36M。本设计包括建筑设计和结构设计两部分，其中结构设计为主体部分。建筑设计包括方案确定，建筑施工图绘制，而结构设计主要是以PKPM结构设计软件电算和一榀框架手算相结合的方式进行。结构设计主要内容为荷载计算，
2、梁、板、柱配筋计算，楼梯设计计算、柱下桩基础设计计算。此次设计运用到了不少知识，包括准确使用PKPM结构设计软件进行结构分析计算；应用所学的专业知识进行手算；运用EXCEL软件进行内力组合计算以及运用WORD软件对手算结果进行整理、排版等等。通过本多层混凝土框架结构的完整设计，使我能系统总结，勤于思考，综合地运用所学的基础理论知识和专业知识来解决实际的工程设计问题，并能进一步加强我的建筑设计和结构设计的能力。关键词办公楼；框架结构；建筑设计；结构设计THEDESIGNOFAFIVELAYERFRAMEWORKOFFICEBUILDINGABSTRACTTHEDESIGNOFTHEMAINCON
3、TENTFORTHEOFFICEBUILDINGSTRUCTURALDESIGN,STRUCTUREFORMCHOOSESISFIVELAYERSOFCONCRETEFRAMESTRUCTURETHEOFFICEOFEACHLAYEROF780,3900,1LAYERUPONLAYERHEIGHTIS42M,2TO5LAYERSOFHIGHIS36MTHEDESIGNINCLUDESARCHITECTURALDESIGNANDSTRUCTURALDESIGN,ANDTHEMAINPARTISTHESTRUCTURALDESIGNARCHITECTURALDESIGNINCLUDESPROGRA
4、MIDENTIFICATIONANDBUILDINGCONSTRUCTIONDRAWINGSTRUCTURALDESIGNISTHECOMBINATIONOFTHECALCULATIONOFSOFTWAREPKPMANDTHEHANDCOUNTINGOFONEFRAMETHECHIEFCONTENTSOFTHISSTRUCTURALDESIGNCONCLUDETHECALCUCULATIONOFLOAD,REINFORCEMENTOFBEAMS,SLABSANDCOLUMNS,THEDESIGNFORSTAIRSANDTHEDESIGNFORPILEFOUNDATIONSUNDERTHEPOS
5、TSTHISDESIGNUSESMUCHKNOWLEDGE,WHICHCONCLUDESPRECISEUSINGOFSOFTWAREPKPM,THEAPPLICATIONOFSPECIALTYKNOWLEDGEWHICHHAVELEARNEDTOTHEHANDCOUNTING,THEAPPLICATIONOFSOFTWAREEXCELTOCALCULATECOMBINATIONOFINTERNALFORCESANDTHEUSEOFSOFTWAREWORDTOCOLLATETHECALCULATIONRESULTSANDSOONTHROUGHTHEGRADUATIONDESIGN,ILEARNT
6、OUSETHEBASICKNOWLEDGEANDEXPERTISETOSOLVEPRACTICALENGINEERINGDESIGNPROBLEMS,ANDIFURTHERSTRENGTHENTHEARCHITECTURALDESIGNANDSTRUCTURALDESIGNCAPABILITIESKEYWORDSRESIDENTIALBUILDINGSFRAMEDSTRUCTUREARCHITECTURALDESIGNSTRUCTURALDESIGN某五层框架办公楼设计（方案一）I目录1设计资料111设计资料112水文,地质条件12建筑设计说明221设计依据222工程概况223设计标高224建
7、筑做法3241墙体材料3242外墙面3243内墙面3244地面3245楼面3246屋面4247雨水管4248油漆工程525其他53结构设计说明631工程概况632设计依据6321工程结构设计使用规范6322结构设计软件633主要设计条件634钢筋混凝土结构6某五层框架办公楼设计（方案一）II341混凝土保护层厚度6342混凝土强度等级7343钢筋7344钢筋锚固长度7345钢筋的搭接长度7346板7347梁835砌体结构836其他84框架结构设计计算941结构设计电算部分9411结构设计PKPM软件简介9412建模步骤9413生成荷载信息1042结构设计手算部分10421结构平面布置10422
8、荷载计算115一榀框架结构内力计算1551总则1552框架在水平作用下的内力计算1653框架在竖向作用下的内力计算19531恒载作用下内力计算19532活载作用下内力计算2254框架梁柱内力组合25541框架梁内力组合25542框架柱内力组合286梁柱截面设计161梁截面设计1611相关参数1612梁正截面配筋计算1613梁斜截面受剪配筋计算2某五层框架办公楼设计（方案一）III62柱截面设计3621相关参数3622柱正截面承载力计算3623判别偏心受压情况4624正截面配筋计算4625斜截面承载力计算463节点设计5631节点核心区剪力设计值计算5632节点核心区截面强度验算5633节点核心
9、区截面验算67楼梯设计771楼梯布置图772楼梯板设计873平台板设计1074平台梁设计118楼板计算1381板的荷载计算1382板的内力计算1383板的配筋计算149基础设计1591单桩承载力特征值计算1592初选桩的根数和承台尺寸16921初选桩的根数16922初选承台尺寸1693计算桩顶荷载1694承台受冲切承载力验算18941柱边冲切18某五层框架办公楼设计（方案一）IV942承台角桩冲切验算1895承台受剪承载力计算1896承台受弯承载力计算19961截面配筋19962验算钢筋间距1997基础梁计算19971基础梁承受荷载19972基础梁截面尺寸20973基础梁配筋20参考文献22致
10、谢错误未定义书签。附录23某五层框架办公楼设计（方案一）11设计资料11设计资料设计一五层办公楼，结构形式是为框架结构，每层780，共3900。基本要求认真贯彻“安全、经济、适用、美观”的设计原则。A该工程位于某市市区内，学生可以考虑办公楼若干需求来进行设计，尺寸自行选用；B根据周围环境，合理选择建筑体型，合理安排主入口、楼梯位置，平面布置应满足建筑功能要求和防火要求；C运用建筑造型和立面构图的规律，结合平面剖面的空间组合进行建筑立面设计。12水文,地质条件工程位于某市市区,抗震设防烈度为6度,设计地震基本加速度为005G,设计地震分组为第一组，建筑场地特征周期为035S基本风压为050KN/
11、M2,地面粗糙程度为C类基本雪压为05KN/M2。某五层框架办公楼设计（方案一）22建筑设计说明21设计依据相关建筑设计的规范、规程和规定民用建筑设计通则JG3787建筑防火设计规范JG1687建筑抗震设计规范GB500112001屋面工程技术规范GB503452004建筑地面工程施工质量验收规范GB502092002建筑装饰装修工程质量验收规范GB202012001混凝土结构设计规范GB500102002办公建筑设计规范JGJ672006屋面工程质量验收规范GB502082002塑钢门窗安装及验收规范JGJ10396建筑玻璃应用技术规程JGJ1132003其他现行的国家有关建筑设计的规范、规
12、程和规定。22工程概况本工程为五层办公楼设计，每层780，共3900。建筑层数五层建筑结构类型框架结构建筑安全等级二级设计使用年限50年建筑场地类别类设计耐火等级二级屋面防水等级类抗震设防类别丙类抗震设防烈度6度建筑抗震等级四级地面粗糙程度C类23设计标高本工程室内地坪标高为0000，室外地坪标高0450M。某五层框架办公楼设计（方案一）324建筑做法241墙体材料外墙标高006M处，做30MM厚防水砂浆防潮层（掺水泥重量的35防水剂）。防潮层以下墙体采用水泥砖，M75水泥砂浆砌筑，防潮层以上墙体采用多孔砖，M5混合砂浆砌筑。242外墙面（1）弹性涂料外墙外墙涂料两遍罩面10厚125水泥砂浆找
13、平10厚13水泥砂浆打底扫毛或划出纹道（2）勒脚外墙上室内地坪至室外地坪外贴石材，应与散水、墙身水平防潮层形成闭合的整体243内墙面（1）涂料内墙内墙涂料两遍罩面6厚10325水泥石灰膏砂浆压实赶光7厚1033水泥石灰膏砂浆找平扫毛7厚116水泥石灰膏砂浆打底扫毛或划出纹道（2）踢脚一层10厚花岗岩石板二五层6厚125水泥砂浆罩面压实赶光。244地面40厚C20细石混凝土随捣随抹平面层60厚C10混凝土150厚37灰土夯实素土夯实245楼面（1）一般楼面40厚C20细石混凝土随捣随抹平面层素水泥浆一道现浇钢筋混凝土楼板20厚板底抹灰（2）卫生间楼面某五层框架办公楼设计（方案一）410厚地面砖3
14、0厚13干硬性水泥砂浆结合层15厚合成高分子防水涂料30厚C20细石混凝土随打随抹找坡抹平现浇钢筋混凝土楼板20厚13水泥砂浆板底抹灰（3）楼梯踏步嵌铜质防滑条40厚C20细石混凝土随捣随抹平面层素水泥浆一道现浇钢筋混凝土楼板20厚板底抹灰246屋面（1）平屋面35厚C20细石混凝土面层A4200双向随捣随抹15厚聚合物水泥涂料50厚聚苯乙烯泡沫塑料板3厚SBS改性沥青防水卷材20厚13水泥砂浆找平最低处30厚炉渣找坡，坡度3钢筋混凝土屋面板20厚板底抹灰（2）雨篷13水泥砂浆保护层3厚SBS改性沥青防水卷材20厚13水泥砂浆找坡钢筋混凝土板20厚板底抹灰（3）内檐沟C20细石混凝土找坡，坡度
15、05SBS改性沥青防水卷材现浇混凝土板247雨水管水斗均为UPVC制品，雨水管规格为100，雨水口。某五层框架办公楼设计（方案一）5248油漆工程（1）木材面聚氨酯清漆，有用室内所有木构件，做法见L96J002118页油7（2）黑色金属面调和漆，用于楼梯铁栏杆、铁爬梯，做法见L06J002165页涂725其他1、两种材料交接处，应根据饰面材质在做饰面前加钉金属网或在施工中加贴玻璃丝网格布，防止裂缝。2、楼板预留洞口应用于楼板相同混凝土强度等级的混凝土封堵，楼板为安装管线钻洞，可用C20细石混凝土封堵。3、外墙窗窗台需粉出滴水线；4卫生间地坪低于室内标高30MM，并均以1坡度坡向地漏；所有门窗洞
16、、柱脚四周做20MM厚13水泥砂浆抹面护脚线，高180MM。某五层框架办公楼设计（方案一）63结构设计说明31工程概况本工程为钢筋混凝土框架结构，共5层。设计使用年限为50年，建筑安全等级为二级。建筑抗震等级为四级。32设计依据321工程结构设计使用规范建筑结构荷载规范GB500092001混凝土结构设计规范GB500102002建筑地基基础设计规范GB500072002建筑结构可靠度设计统一标准GB500072002建筑抗震设计规范GB500112001建筑桩基技术规范JGJ9494先张法预应力混凝土管桩图集图集号2010浙G22地质勘查报告322结构设计软件PKPMCADSATWETAT8
17、LTCAD33主要设计条件（1）、基本雪压03KN/M2（2）、基本风压050KN/M2（3）、抗震设防烈度6度（4）、屋面活荷载050KN/M2（5）、建筑场地类别类（6）、楼面活荷载020KN/M2（7）、卫生间活荷载020KN/M2（8）、楼梯间活荷载035KN/M234钢筋混凝土结构341混凝土保护层厚度板20MM柱子30MM梁25MM承台40MM某五层框架办公楼设计（方案一）7342混凝土强度等级柱承台C20；钢筋混凝土柱C30垫层C10钢筋混凝土梁C30钢筋混凝土板C30楼梯C20343钢筋柱承台HPB235、HRB335；钢筋混凝土柱HPB235、HRB335垫层HPB235钢筋
18、混凝土梁HPB235、HRB335钢筋混凝土板HPB235楼梯HPB235、HRB335344钢筋锚固长度345钢筋的搭接长度346板（1）现浇钢筋混凝土楼板的板底钢筋不得在跨中搭接，其在支座的锚固长度为10D，且应伸入梁中心线。板顶钢筋（负筋）不得在支座搭接，两端设弯钩，弯钩长度比板厚小15MM。（2）双向板之底筋，其短向筋放在下层，长向筋放在短向筋之上；（3）端跨板板角处均需正交放置长度1/4短向板跨，直径为8且不小于该板负筋直径的双向面筋，面筋间距为100MM；（4）在同一断面的接头钢筋截面面积不得超过钢筋总截面面积的1/4；（5）配有双层钢筋的一般楼板，均应加设支撑钢筋，每平米设置一个
19、；（6）跨度大于4M的板，要求板起拱L/400；某五层框架办公楼设计（方案一）8（7）开洞楼板除注明做法外，当开洞小于300时不设附加筋，板筋绕过洞边，不需切断。347梁（1）跨度L6M的支撑梁，应按施工规范要求起拱；（2）设备管线需要在梁侧开洞，或埋件时应严格按设计图纸要求配置，空洞不得后凿；（3）梁上立柱及楼梯平台梁支柱位置见结构平面图或结构详图，柱主筋锚入梁内40D。35砌体结构（1）砌体用料，防潮层以下墙体采用水泥砖，防潮层以上墙体采用多孔砖，M5混合砂浆砌筑；（2）砌体墙的水平长度大于5M或墙端部设有钢筋混凝土柱时，应在墙中间或墙端部加设构造柱，构造柱具体位置见建筑图。构造柱的混凝土
20、强度等级为C20，竖筋用414，箍筋用6200，其柱脚及柱顶在主体结构中预埋412竖筋，该竖筋伸出主体结构500MM。施工时需先砌墙体后浇柱，墙与柱的拉接筋应在砌墙时预埋。（3）钢筋混凝土柱与后砌的非承重隔墙交接用26500钢筋连结，该钢筋沿钢筋混凝土墙或柱高度每隔500MM预埋，锚入混凝土墙或柱外伸1000MM抗震设计，500MM（非抗震设计）。（4）砌体墙中的门窗洞及设备预留洞，其洞顶均需设过梁，统一按下述处理根据国家建筑标准设计图集浙G10094选用，荷载为1级；当洞与结构梁底的距离小于上述各类过梁的高度时，过梁须与结构梁（板）浇成整体。36其他（1）防雷接地沿建筑物周围基础梁，梁内两根
21、主筋与桩身主筋焊接。防雷接地，必须有两根主筋焊接接地，上与屋面避雷带焊接，下与承台主筋焊接。（2）本工程尺寸单位标高以米计，其余均以毫米计。某五层框架办公楼设计（方案一）94框架结构设计计算本毕业设计结构设计部分主要采用PKPMCADSATWETAT8LTCAD，然后取出一榀框架进行手算。41结构设计电算部分411结构设计PKPM软件简介PMCAD程序采用人机交互方式，引导用户逐层地布置各层平面和各层楼面，再输入层高就建立起一套描述建筑物整体结构的数据。PMCAD具有较强的荷载统计和传导计算功能，除计算结构自重外，还自动完成从楼板到次梁，从次梁到主梁，从主梁到柱子，最后从柱子到基础的全部计算，
22、加上局部的外加荷载，PMCAD可方便地建立整栋建筑的荷载数据。PK程序是二维结构（平面杆系）的结构计算软件，以一榀框架或其他平面结构作为分析对象。PK程序可单独使用完成平面框架的结构设计，也可以完成三维结构分析后梁柱配筋图的绘制。SATWE是专门为高层建筑结构分析与设计而研制的空间组合结构有限元分析软件，适用于各种复杂体型的高层钢筋混凝土框架、框架剪力墙、剪力墙、筒体等结构，以及钢混凝土混合结构和高层钢结构。其主要功能有（1）可完成建筑结构在恒荷载、活荷载、风荷载以及地震作用下的内力分析、动力时程分析和荷载效应组合计算；可进行活荷载不利布置计算；可将上部结构与地下室作为一个整体进行分析。（2）
23、对于复杂体型高层建筑结构，可进行耦联抗震分析和动力时程分析；对于高层钢结构建筑，考虑了P效应；具有模拟施工加载过程的功能。（3）空间杆单元除了可以模拟一般的梁、柱外，还可模拟铰接梁、支撑等杆件；梁、柱及支撑的截面形状不限，可以是各种异形截面。（4）结构材料可以是钢、混凝土、型钢混凝土、钢管混凝土等。（5）考虑了多塔楼结构、错层结构、转换层及楼板局部开大洞等情况，可以精细的分析这些特殊结构；考虑了梁、柱的偏心及刚域的影响。梁柱施工图程序是在完成三维结构计算（TAT、SATWE或PMSAP）之后，执行的结构计算命令，来绘制混凝土结构梁柱施工图。梁柱施工图可以用梁立面、剖面施工图、梁平法施工图、柱立
24、面、剖面施工图、柱平法施工图等方式之一表示。412建模步骤（1）各层平面的轴线网格，各层网格平面可以相同，也可以不同；（2）柱、梁、墙、洞口和斜柱支撑的截面数据；（3）柱、梁、墙、洞口和支撑在平面网格和节点上的布置；（4）各层结构主要参数，如楼板厚度、混凝土强度等级等；（5）各层层高；（6）总层数，结构标准层数，荷载标准层数；某五层框架办公楼设计（方案一）10（7）各荷载标准层上的楼面恒、活荷载；（8）抗震设计信息；（9）绘图参数；（10）对上一步所建模型进行检查，发现错误并提示用户。根据上下层结构布置状况做上下层构件边接；11各层楼板楼面的详细布置，如楼板开洞、修改板厚等。413生成荷载信息
25、1人机交互输入和修改除外加荷载，主要有梁、柱、墙、节点、次梁上的荷载，也可修改各房间恒、活荷载；2楼面荷载传导计算，生成各梁与墙及各梁之间的内力；3恒、活荷载向底层基础的传导计算。42结构设计手算部分421结构平面布置1梁截面初选最大跨L7500，H1/10LH750MM，B1/21/3H，取B250MM；2柱截面选取框架内柱子有角柱、边柱、中柱之分，往往是中柱受力最大，故取中柱估算柱截面尺寸柱子截面尺寸选取时，B、H至少取层高的1/151/10,因此，B、H必须大于或等于300MM故取BH350MM450MM1575002MM标准层结构平面布置如图41所示图41某五层框架办公楼设计（方案一）
26、11（3）确定结构计算简图三个假设平面结构假定认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力；楼板在自身平面内在水平荷载作用下，框架之间不产生相对位移；不考虑水平荷载作用下的扭转作用。计算简图根据结构平面布置图,选定号轴线作为计算单元如图42所示图42（4）柱高度底层柱高度H4204510565M，其中42M为底层层高，045M为室内外高差，10M为基础顶面至室外地面的高度；二、三、四、五层柱高度为360M；422荷载计算（1）恒载计算不上人屋面35厚C20细石混凝土找平层2003524084/KNM15厚聚合物水泥涂料202/KNM3厚SBS改性沥青防水卷材2
27、035/KNM30厚13水泥砂浆找平200220040/KNM100厚钢筋混凝土屋面板20125250/KNM20厚板底抹灰200217034/KNM不上人屋面恒载值合计2463/KNM一般楼面某五层框架办公楼设计（方案一）1240厚C20细石混凝土随捣随抹平200424096/KNM120厚钢筋混凝土板20122530/KNM20厚板底抹灰200217034/KNM楼面恒载值合计2430/KNM卫生间20厚板底抹灰200217034/KNM100厚钢筋混凝土板20125250/KNM30厚C20细石混凝土随捣随抹平200324072/KNM15厚合成高分子防水涂料202/KNM30厚13干硬
28、性水泥砂浆200320060/KNM10厚地面砖2024/KNM卫生间恒载合计2460/KNM外墙240厚水泥空心砖2024103247/KNM外墙面20厚水泥砂浆200220040/KNM内墙面20厚水泥石膏混合砂浆200217034/KNM涂料内外墙面各一度20022004/KNM外墙身恒载合计2325/KNM内墙240厚加气混凝土墙20247518/KNM每面各20厚水泥石膏混合砂浆200417068/KNM内墙涂料每面各一度20022004/KNM内墙身荷载合计252KN/M2钢筋混凝土柱子350MM450MM25035045035200217045200217448/KNM木门202
29、/KNM钢铁门2045/KNM塑钢玻璃窗2045/KNM钢筋混凝土主梁某五层框架办公楼设计（方案一）1325025040012040012202500217203/KNM（2）梁间墙体自重由前面计算恒载计算可知外墙面荷载为2325/KNM，内墙面荷载为2252/KNM。梁间墙体荷载计算（线荷载），见表41表41一层12轴线与A轴线相交的墙体线荷载（KN/M）3656515243251524045/361556/KNM1轴线与B、C轴线相交的墙体线荷载（KN/M）2756515243251524045/271463/KNM4轴线与A、B轴线相交的墙体的线荷载（KN/M5652521424/KNM
30、68轴线与A轴线相交的墙体的线荷载（KN/M）7256566303256630045/721066/KNM3、4轴线与B轴线相交的墙体的线荷载（KN/M）3656515242521524045/361192/KNM（）1轴线与A、B轴线相交墙体的线荷载（KN/M）5653251836/KNM二、三、四、五层12轴线与A轴线相交的墙体线荷载（KN/M）363615213251521045/36925/KNM1轴线与B、C轴线相交的墙体线荷载（KN/M）273615213251521045/27843/KNM4轴线与A、B轴线相交的墙体的线荷载（KN/M36252907/KNM12轴线与B轴线相交
31、的墙体的线荷载（KN/M）3636242522402/36753/KNM34轴线与B轴线相交的墙体的线荷载（KN/M）36361524252152402/36675/KNM某五层框架办公楼设计（方案一）14（3）活载计算荷载规范中活荷载标准值表42表42楼面用途卫生间楼梯间一般楼面不上人屋面活载（KN/M2）20352005（4）风荷载计算风压标准值计算公式为0KZSZ因结构高度H194MS,MINAT01VQL05194363492KN07B07143250370/10009259KNFH2按照构造要求配箍筋，8200。配筋详见施工图。（2）长跨基础梁取AS30MM，S,MINA022505
32、70285MM221MQL8012518875021322KNMS2C01MBFH1322106/1014325057020114S1120121某五层框架办公楼设计（方案一）21S0CY1B/AHFF012125057010143/300822MM2实配416，SA804MM2，基本满足要求。T01VQL0518875705KN07B07143FH2250570/10001426KN按照构造要求配箍筋，8200。配筋详见施工图。某五层框架办公楼设计（方案一）参考文献1罗福午，方鄂华，叶知满混凝土结构及砌体结构（下册）M第二版北京中国建筑工业出版社，20031331532赵西平房屋建筑学M北京
33、中国建筑工业出版社，20062332513JGJ672006,办公建筑设计规范S4GB/T501042001,建筑制图标准S5GB500102002,混凝土结构设计规范S6GB500092001,建筑结构荷载规范S7GB500072002,建筑地基基础设计规范S8GB500112001,建筑抗震设计规范S9GB/T501052001,建筑结构制图标准S1003G1011,混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图S11GB500682001,建筑结构可靠度设计统一标准S12GB503522005,民用建筑通则S13GB500162006,建筑设计防火规范S14KOERNERRM,DES
34、IGNINGWITHGEOSYNTHETICSM4THEDITION,PRENTICEHALLINCUSA,1988555615ROWERK,GEOSYNTHETICSREINFORCEDOVERSOFTFOUNDATIONMTHE7THINTONGEOSYNTHETICSCONF,NICE，FRANCEGEOSYNTHETICSCOMMITTEE,2002158163某五层框架办公楼设计（方案一）23附录建筑图1、建筑设计总说明2、底层平面图3、二层平面图4、标准层平面图5、屋面平面图6、正立面图7、侧立面图8、AA剖面图9、楼梯详图10、大样图结构图1、结构设计总说明2、桩位布置图3、基础布置图4、二层板配筋图5、屋面板配筋图6、二层梁配筋图7、屋面梁配筋图8、柱配筋图9、平台板配筋图10、楼梯板及梁配筋图11、承台及基础梁配筋图
