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众力有限公司钢结构办公楼建筑工程施工组织设计

题目框架结构办公楼设计

英文题目Thedesignofaframestructureofficebuilding

DL／T 1752-2017 热电联产机组设计能效指标计算方法院系土木工程与城市建设学院

年级2010级土A1012班

目的：1﹑巩固我四年来在校期间所学的基本理论和专业知识，并运用所学基础理论、专业知识和相应技能综合解决建筑工程设计与施工中各方面实际问题； 

2﹑初步了解并掌握一个建筑师和结构工程师的实际工作内容和设计工作的方法与步骤； 

3﹑培养自己树立正确的设计思想﹑严谨的科学态度和工作作风，正确掌握和运用设计原则，能综合全面地考虑设计中各方面的问题； 

4﹑了解并掌握建筑设计和结构设计的全过程，正确掌握框架结构设计原理和内力分析的计算方法； 

5﹑熟悉建筑及结构设计方面相应的常用规范、规程和定额标准，以及掌握建筑设计软件CAD、结构设计软件PKPM的性能及其操作使用方法，提高工程制图技能；  

意义：毕业设计是对我们大学四年来所学知识的一次全面的，彻底的，综合的考查，也是对我们在学期间的最后一次大练兵。通过这次设计，熟悉建筑设计和结构设计的全过程，熟悉相关设计规范、手册、标准图集以及工程实践中常用的方法。毕业设计对于培养我初步的科学研究能力，提高综合运用所学知识份分析问题、解决问题的能力有着重要的意义。同时积极、独立完成毕业设计也是为今后的实际工作做出必要的准备。 

办公楼建筑的发展趋势：围绕着绿色生态和节能的主题，建筑形态会更加多样化，功能构成会更加丰富，更加强调人性化和令人身心愉悦的空间环境创造。政府行政办公楼与其他办公楼一样，设计时应充分考虑适应性、灵活性、高效性和人性化的设计理念，以充分展示建筑功能与建筑形象的亲和力与开放性，做到人及建筑与环境的和谐共处、永续发展，创造亲切宜人的建筑形象和舒适自然的办公环境。随着社会的发展，生态主义、智能化、人性化、个性化、现代化、功能复合化办公建筑的设计理念将是今后现代办公楼的发展趋势。

本毕业设计题目是鹰潭市众力有限公司办公楼设计，工程为框架结构，五层三跨，面积大约是4235m2。本建筑采用钢筋混凝土现浇框架结构体系，基础采用天然地基上的独立基础。

设计内容包括图纸和文本两部分。

文本部分包括建筑、结构设计说明，结构计算，外文翻译。其中以结构计算为主，首先进行结构平面布置，选取一榀框架计算其恒荷载、活荷载和风荷载；然后计算框架在竖向荷载和风荷载作用下的内力，作出其弯矩、剪力、轴力图；接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力,是找出最不利的一组或几组内力组合。选取最安全的结果计算配筋并绘图。

图纸部分包括建筑图设计和结构图设计。

建筑图是依据工程要求以及相关规范设计。

[关键词]：框架结构，内力计算，内力组合，配筋

Thedesigncontentsincludedrawingsandtexttwoparts.

Drawingpartincludesbuildingfiguredesignandstructuredesign.

Architecturalfigureisbasedonengineeringrequirementandtheofficebuildingdesigncriteriaandsoontodesign.

ABSTRACT IV

第1章建筑设计说明 3

1.2工程概括及特点 3

1.3建筑平面设计 3

1.2.1使用部分的平面设计 3

1.2.2交通组织及防火疏散设计 3

1.2.3平面图的表达及尺寸的标注 4

1.4建筑立面设计 4

1.3.1立面设计步骤和方法 4

1.3.2立面的表达及尺寸标注 4

1.4.1房间各部分高度 5

1.4.2剖面图表达和尺寸标注 5

第2章结构设计说明 7

2.1建筑构造设计 7

2.2主要建筑材料的选择 7

2.3楼（屋）盖结构方案 7

3.1.1气象、水文 8

3.2结构平面布置 8

3.2.1结构平面布置图 8

3.2.2梁柱的截面尺寸确定 10

3.3基本荷载计算 11

3.3.1恒荷载 11

3.3.2活荷载 13

3.4框架在竖向荷载作用下的计算简图及内力计算 13

3.4.1框架计算简图及梁柱相对线刚度（⑤号轴） 13

3.4.2框架在竖向荷载作用下的计算简图 15

3.4.3框架在竖向荷载下的荷载计算 16

3.4.4框架在恒荷载作用下的内力计算 19

3.4.5框架在活荷载作用下的内力计算 23

3.5框架在风荷载作用下的内力和位移计算 27

3.5.1框架在风荷载作用下的计算简图 27

3.5.2框架在风荷载作用下的位移计算 29

3.5.3框架在风荷载作用下的内力计算 31

3.6框架梁柱内力组合 38

3.6.1一般规定 38

3.6.2框架梁内力 40

3.6.3框架柱内力组合 40

3.7框架梁柱截面设计 40

3.7.1梁截面设计 40

3.7.2柱截面设计 43

3.8.1楼梯梯段斜板设计 46

3.8.2平台板设计 47

3.8.3平台梁设计 48

3.9.1求荷载标准值 50

3.9.2确定基础尺寸 51

3.9.3计算基底净反力 51

3.9.4确定基础高度（阶梯形基础） 51

3.9.5配筋计算 52

设计题目：《众力有限公司办公楼设计》

本工程为众力有限公司办公楼设计，五层三跨，首层层高为3.9m，二至五层层高均为3.6m，总高度为18.3m，总建筑面积约为4235m2。办公楼正南朝向，东西长为54.3m,南北宽15.6m,合理使用年限为50年，环境类别为一类。该地区设防烈度为6度，可不进行抗震计算，但需按照6度设防抗震构造措施。本工程属丙类建筑，建筑结构安全等级为二级，地基基础设计等级为丙级。

1.2.1使用部分的平面设计

1.功能分区：办公楼应根据其性质、功能、规模来设置办公室、会议室、卫生间、休息室及辅助用房。

2.流线组织：在建筑平面设计中，各房间一般按使用流线的顺序关系有机的组织起来。因此，流线组织的合理可以让平面组织紧凑。

1.2.2交通组织及防火疏散设计

交通部分设计是否合理，直接影响到建筑物内部各部分之间联系通行方便，还在很大程度上影响建筑的工程造价、平面组合方式等。

交通部分包括水平交通空间（走廊）、垂直交通空间（楼梯）。合理组织好建筑内部交通和对外联系是平面设计的主要内容，它直接影响到建筑的使用和人员的安全。

本建筑按照《建筑设计防火规范》，安全疏散距离满足房门至外部出口或封闭楼梯间最大距离小于35m，大房间设前后两个门，小房间设一个门；走道2.4米宽，满足规范对办公楼走道的宽度要求≥2.1米，并满足防火规范对走道净宽的要求；室内消火栓设在走廊两侧,每层两侧及中间设3个消火栓，最大间距25m，满足间距50m的要求。

1.2.3平面图的表达及尺寸的标注

1.平面图要完整表达建筑内部房间布置及交通联系状况，应绘出各层平面图。

2.平面图要表达柱网布置、内外墙与柱网关系、房间名称、画出楼梯、门窗位置及大小及开启方向。

3.尺寸标注，包括总尺寸线，轴线尺寸和轴线标号，内尺寸线，见图1.1。

建筑的立面图反映的是建筑四周的外部形象。立面设计是在满足房间的使用要求和技术经济条件下，运用建筑造型和立面构图的一些规律，紧密结合平面、剖面的内部空间组合而进行的。同时，还可起到改善环境条件、保护结构和装饰美化建筑物的作用。

1.3.1立面设计步骤和方法

根据初步确定的房屋平、剖面的内部空间组合关系，绘出建筑各个方向立面的基本轮廓作为设计基础。推敲立面各部分的体量和总的比例关系，同时考虑几个立面之间的统一，相邻立面之间的协调。调整各个立面上的墙面处理和门窗，以满足建筑立面形式美的原则。

1.3.2立面的表达及尺寸标注

1.表明建筑外轮廓、门窗位置、台阶位置。

2.尺寸标注，包括建筑每层标高、建筑总标高、室内外地面处的标高，女儿墙处的标高，立面图轴线号等，见图1.2。

建筑剖面图反映出的是建筑物在垂直方向上各部分的组合关系。剖面设计主要表现为建筑物内部结构构造关系，以及建筑高度、层高、建筑空间的组合与利用。其中一些问题需要平、剖面结合在一起研究，才具体确定下来。

1.4.1房间各部分高度

1.底层层高为3.9m，二至五层层高为3.6m。

3.窗台及窗高：考虑到构造要求窗高为2.1m，窗台高为0.9m，详见建筑图。

4.楼梯设计：本设计楼梯采用平行双跑楼梯，踏步宽300mm，踏步高150mm，楼梯扶手高度取0.9m。

1.4.2剖面图表达和尺寸标注

1.剖面图的剖切位置取在楼梯间，能反映主要结构构造特点的地方。

2.剖面图要反映结构形式，对剖到梁，板的轮廓线要全部画出，并有完整的尺寸标注。

1.屋面结构：采用钢筋混凝土现浇板为承重结构,屋面按上人屋面的荷载设计。

2.楼层结构：全部采用现浇钢筋混凝土楼板。

3.楼梯结构：采用现浇混凝土板式楼梯。

4.过梁：窗过梁以及门过梁均采用钢筋混凝土过梁。

5.基础：因荷载不是很大,地基承载力较大,故采用钢筋混凝土柱下独立基础。

6.外墙：采用240mm厚普通烧结砖（
）。M5.0石灰砂浆。

7.内墙：采用200mm厚水泥空心砖（
）。M5.0石灰砂浆。

2.2主要建筑材料的选择

1.梁，板，柱，基础均采用C30混凝土。梁，柱，基础受力钢筋采用HRB400钢筋，箍筋采用HRB335钢筋。板采用HRB335钢筋。

2.地面为水磨石地面（0.65kN/m2）。包括10mm面层和20mm水泥砂浆打底。

3.内、外墙面为水泥粉刷（0.36kN/m2）。

2.3楼（屋）盖结构方案

结合考虑施工方便、工期、施工技术、生产成本等因素，楼面屋盖全部采用现浇。楼盖厚120mm，卫生间比同层低30mm。屋面采用材料找坡屋面，板厚120mm。

1.自然地表0.5m内为填土，填土下层为0.5m厚砂质粘土，再下为粉砂夹细砂。可取第三层作为持力层，地基承载力标准值为
，基础采用柱下独立基础。

2.独立基础采用阶梯型基础，方便施工。

3.地下水位：地表以下2.0m，无侵蚀性。

本工程位于鹰潭市，属亚热带温暖湿润季风气候，四季分明，年平均气温18.1℃，年平均降水量1889.2mm。

基本风压：W。=0.45kN/㎡(地面粗糙度属B类)；基本雪压：S。=0.45kN/㎡。

主导风向：东风和东北风。

梁板柱的混凝土均选用C30，梁，柱主筋选用HRB400，箍筋选用HPB335，板受力钢筋选用HRB335。

3.2.1结构平面布置图

根据建筑功能要求及框架结构体系,本工程标准层结构平面布置如图3.1所示。

图3.1标准层结构平面布置图

3.2.2梁柱的截面尺寸确定

梁采用C30(fc=14.3KN/m2)

柱采用C30(fc=14.3KN/m2)

2.横向框架梁截面尺寸粗估：

h=L/15～L/8=6600/15～6600/8=440～825mm。取h=500mm；

b=h(1/3～1/2)=(1/3～1/2)
600=(188～250)mm。取b=250mm。

3.纵向框架梁截面尺寸粗估:

h=L/15～L/8=7800/15～7800/8=520～975mm。取h=600mm；

b=h(1/3～1/2)=(1/3～1/2)
600=(200～300)mm。取b=300mm。

4.横向框架次梁截面尺寸粗估：

h=L/15～L/8=6600/15～6600/8=440～825mm。取h=500mm；

b=h(1/3～1/2)=(1/3～1/2)
500=(188～250)mm。取b=250mm。

5.框架柱截面尺寸粗估：

轴压比为0.9。由轴压比估算截面尺寸，按下式计算

（2）
(n为验算截面以上楼层的层数)

A、D轴与3轴相交边柱（n=5,C30砼，fc=14.3MPa）

边柱承受偏心荷载且跨度较大，故取450mm

B、C轴与3轴相交中柱

取500mm×500mm

A轴与1轴相交角柱承受双向偏心荷载作用，受力复杂，截面尺寸选500mm×500mm。

1.上人屋面荷载标准值：

保护层：30mm厚水泥砂浆： 0.03×20kN/m3=0.6kN/m2

防水层：SBS(
)改性沥青防水卷材0.4KN/m2

找平层：
厚水泥砂浆（1:3） 0.02×20kN/m3=0.4kN/m2

找坡层：
厚
水泥陶粒

保温层：膨胀珍珠岩 0.06×7kN/m3=0.42kN/m2

结构层：120厚现浇钢筋混凝土板

抹灰层：10厚混合砂浆 0.01×17kN/m3=0.17kN/m2

合计10.59kN/m2，取11kN/m2

2.标准层楼面及走廊荷载标准值：

20mm厚水泥砂浆打底，10mm厚水磨石面层： 0.65kN/m2

60厚水泥焦渣垫层             15×0.06kN/m3=0.9kN/m2

120mm厚现浇钢筋混凝土楼板： 0.12×25kN/m3=3.0kN/m2

10mm厚混合砂浆： 0.01×17kN/m3=0.17kN/m2

合计4.72kN/m2，取5kN/m2

铺10厚地面地砖，干水泥擦缝0.55kN/m2

30厚1:3干硬性水泥砂浆结合层（内惨建筑胶） 20kN/m3×0.03=0.6kN/m2

1.5厚合成高分子涂料防水层，四周翻起150高

11kN/m3×0.0015=0.0165kN/m2

找平层：20厚水泥砂浆0.02×20kN/m3=0.4kN/m2

结构层：120厚现浇钢筋混凝土板0.12×25kN/m3=3kN/m2

抹灰层：10厚混合砂浆0.01×17kN/m3=0.17kN/m2

合计4.74kN/m2，取5kN/m2

横梁主框架梁：b×h=250mm×500mm

纵向框架梁：b×h=300mm×600mm

次梁：b×h=250mm×500mm

抹灰层：0.27kN/m

合计:2.645kN/m取2.7kN/m

抹灰层：0.27kNm

合计:3.87kN/m取3.9kN/m

抹灰层：0.27kNm

合计:2.645kN/m取2.7kN/m

边柱：b×h=450mm×450mm

中柱及角柱：b×h=500mm×500mm

边柱自重：25kN/m3×0.45m×0.45m=5.06kN/m

抹灰层：10厚混合砂浆17kN/m3×0.45m×4×0.01m=0.31kN/m

合计：5.37kN/m

中柱及角柱自重：25kN/m3×0.5m×0.5m=6.25kN/m

抹灰层：10厚混合砂浆17kN/m3×0.5m×4×0.01m=0.34kN/m

合计：6.59kN/m

外墙：240厚普通烧结砖，容重19KN/m3

墙体自重： 19×0.24=4.56kN/m2

水泥粉刷外墙面： 　　 　　 0.36kN/m2

水泥粉刷内墙面：　 0.36kN/m2

内墙：采用200mm水泥空心砖，空隙率不小于35%，容重10.3KN/m3

自重： 10.3×0.20=2.06kN/m2

水泥粉刷外墙面： 0.36kN/m2

水泥粉刷内墙面： 0.36kN/m2

合计2.78kN/m2

女儿墙自重（墙高1000mm，压顶高200mm）

墙体及压顶重：0.24m×1.0m×19kN/m+0.1m×0.24m×25kN/m

水泥粉刷内、外墙面：

合计：7.02kN/m取7.1kN/m

上人屋面：2.0kN/m2

一般房间：2.0kN/m2

门厅，走廊，楼梯：2.5kN/m2

卫生间：2.0kN/m2

雪荷载：sk=1.0×0.45kN/m2=0.45kN/m2(屋面活荷载和雪荷载不同时考虑，取较大值。)

3.4框架在竖向荷载作用下的计算简图及内力计算

为了便于设计计算在设计模型和受力分析上应进行不同程度的简化，在进行手算横向平面框架时应满足以下四个基本假定。

结构分析的弹性静力假定

楼板在自身平面内刚性假定

水平荷载按位移协调原则分配

3.4.1框架计算简图及梁柱相对线刚度（⑤号轴）

（1）确定框架计算简图

图3.2轴线横向框架简图

（2）框架梁柱的线刚度计算

对于中框架梁取I=2I0。

令
=1.0凤凰城管桩施工方案.DOC，则其余各杆件的相对线刚度为

3.4.2框架在竖向荷载作用下的计算简图

标准层楼面梁布置如图3.3。标准层楼面板布置如图3.4。

图3.3标准层楼面梁布置简图3.4标准层楼面板布置简图

屋面及标准层框架计算简图如图3.5。

图3.5 屋面及标准层框架计算简图

建筑设计防火规范_GBJ16-87_(2001年版).pdf3.4.3框架在竖向荷载下的荷载计算