金融港7#办公楼设计毕业论文
2020-02-17 12:02
摘 要
本设计的任务为五层的钢混框架结构。项目名称为“金融港7#办公楼”设计。
第一部分是建筑方面的设计。由指导老师杜文丽指导我进行建筑方面的平面布置，选取合理的建筑平面方案并进行一些细节上的处理，完成建筑平面图的绘制，并给出一些具体的相应的做法和适当的材料。
在确定了建筑方案后，进行结构方面的设计，经过与指导老师孔凡沟通后，选定第⑦轴的横向框架进行结构设计，确定所受的恒载活载风载及地震载，最终选取具体的计算方案。运用弯矩分配法、分层法、D值法、底部剪力法等对结构进行计算。另外还进行了结构方案中的楼梯设计，完成了梯段板，平台板，平台梁等构件的内力计算、配筋计算以及施工图绘制。根据工程地质资料，结构采用柱下独立基础。
整个设计一开始是先用天正CAD进行建筑平面图的绘制，然后使用建筑结构设计软件PKPM进行建模并计算，接着选取一榀具有代表性的框架进行手动计算。通过毕业设计，是我收获良多，一方面既对书本上的知识有了更加深刻的理解，另一方面通过工程实例设计，懂得了如何合理的使用手上现有的资源，对一些结构设计方面的软件又有了更加深刻的理解。设计的最后部分最后将手算与电算的结果进行比较，可以让自己对框架结构的受力有一个更清晰地认识。
关键词：电算；手算；钢筋混凝土框架结构；建筑设计；结构设计
Abstract
The task of this design is a five - storey steel - concrete frame structure. The project name is "financial harbor 7# office building" design.
The first part is the architectural design. Du wenli, the instructor, guided me to carry out the layout of the building, select a reasonable plan of the building plan and deal with some details to complete the drawing of the building plan, and give some specific corresponding practices and appropriate materials.
After determining the architectural scheme, the structural design, after communication with the instructor kong fan, selected the horizontal frame of the seventh axis for structural design, determine the constant load and live load wind load and earthquake load, finally select the specific calculation scheme. The moment distribution method, layered method, D value method and bottom shear force method are used to calculate the structure. In addition, the design of stairs in the structural scheme is also carried out, and the calculation of internal force, reinforcement calculation and construction drawing of ladder section board, platform board, platform beam and other components are completed. According to the engineering geological data, the structure adopts the independent foundation under the column.
At the beginning of the whole design is to use sky CAD to draw the building plan, and then use the architectural structure design software PKPM for modeling and calculation, and then select a representative frame for manual calculation. Through the graduation design, I have gained a lot. On the one hand, I have a deeper understanding of the knowledge on books; on the other hand, I have learned how to rationally use the existing resources and have a deeper understanding of some structural design software through the engineering example design. In the last part of the design, the results of hand calculation and computer calculation are compared, so that I can have a clearer understanding of the force of the frame structure.
Key Word: Hand calculation；computing；reinforced concrete frame structure；Architectural design；Structure design
目 录
第1章 绪论 1
第2章 设计资料 2
2.1 工程名称 2
2.2 工程概况 2
2.3 建筑等级 2
2.4 设计荷载 2
2.5 抗震设防 2
2.6 气象资料 2
2.7 地质资料 3
2.8 材料选用 3
第3章 结构选型 4
3.1 柱网布置 4
3.2 框架结构承重方案的选择 4
3.3 计算单元选取 4
3.4 梁、柱截面尺寸的初步估计 6
3.4.1 梁截面初选（③轴） 6
3.4.2 柱截面初选（③轴） 6
第4章 侧移刚度的计算 8
4.1 梁线刚度ib的计算（I=2I0) 8
4.2 柱线刚度ic的计算(I=I0) 8
4.3 相对线刚度计算 8
第5章 恒荷载作用下内力计算 10
5.1 恒荷载标准值计算 10
5.2.1框架梁的恒载 12
5.2.2柱纵向集中恒荷载计算 16
5.3 恒载作用下框架的内力计算 20
第6章 活荷载标准值计算 31
6.1活荷载标准值 31
6.2活载作用下框架所受荷载 31
6.2.1屋面与楼面活载 31
6.2.2柱的集中力 33
6.3 活载作用下框架的内力计算 35
第7章 风荷载作用 41
7.1 风荷载标准值 41
7.2 侧移刚度D 43
7.3 风荷载作用下框架侧移计算 43
7.4 框架柱的剪力分配计算 45
7.5 框架柱反弯点高度的计算 46
7.6 框架柱端的剪力、弯矩及梁端的弯矩的计算 47
第8章 水平地震荷载作用 51
8.1 重力荷载代表值的计算 51
8.1.1顶层重力荷载代表值 51
8.1.2三~五层重力荷载代表值 51
8.1.3二层重力荷载代表值 51
8.1.4底层重力荷载代表值 52
8.2 水平地震作用力的计算（底部剪力法） 52
8.3 水平地震作用下框架的侧移验算 54
8.4 水平地震作用下框架内力计算（D值法） 54
第9章 荷载和内力组合 59
9.1 梁的内力组合 61
9.1.1梁的内力组合计算 61
9.1.2框架梁组合的剪力设计值 68
9.2 柱的内力组合表 69
9.2.1 柱的内力组合计算 69
9.2.2 柱的剪力设计值 76
第10章 框架梁、柱配筋 78
10.1 框架横梁配筋 78
10.2 框架柱配筋 84
第11章 板的配筋 92
11.1 双向板计算 92
11.1.1 荷载设计值 93
11.1.2 内力计算 94
第12章 楼梯设计 102
12.1 设计参数 102
12.2 楼梯板计算 102
12.3 平台板计算 104
12.4 楼梯梁计算 105
第13章 基础设计 109
13.1 地基基础设计等级 109
13.2 确定基底尺寸 109
13.3 地基承载力验算 109
13.4 基础受冲切承载力验算 110
13.5 基础底板配筋计算 111
13.6 确定基底尺寸 113
13.7 地基承载力验算 113
13.8 基础受冲切承载力验算 114
13.9 基础底板配筋计算 115
结束语 117
参考文献 118
致谢 119
第1章 绪 论
土木工程是一门既严谨又宽松的学科，一方面在于土木工程关系到人类的生存，各项设计应做到科学严谨，另一方面土木工程又是贴近生活，依赖于工程经验。目前，随着科技的不断革新，土木工程也迎来了创新，众多结构设计软件的问世，既大大地节省了工程设计人员的精力，又合理的降低了工程设计的成本，从某些程度上来讲，这既促进了土木工程的发展，但另一方面由于科技的局限性，结构软件必定会存在某些缺陷，进而需要我们将人工与科技相结合进而确保整个设计的万无一失。因此这次毕业设计一方面让我们按照各类规范首先进行软件电算，使用目前较为主流的PKPM进行设计，另一方面还需要选取一榀具有突出代表性的框架，运用弯矩分配法、分层法等各类结构设计方法进行校核。通过这两方面的实际操作，对本专业能够有一个更加直观清晰地理解。
毕业设计的题目金融港7#办公楼设计，进行结构设计时先查阅相关规范，确保之后所做工作都符合相应的规范，然后再结构方面选型，合理地进行柱网的布置布置，初步进行梁柱截面尺寸的估算，选取合理的跨度以及板厚，使用结构设计软件PKPM进行软件建模得到梁板柱等配筋量，使用结构绘图软件Tssd进行施工图纸的绘制，然后选取一榀有代表性的框架进行手算，包括荷载、内力、内力组合及配筋计算，采用分层法计算竖向荷载作用下的框架内力，使用D值法计算风荷载作用下框架内力，使用底部剪力法计算地震荷载作用下框架地震作用力力，然后将各种内力进行组合以获得各个构件的控制截面的内力，最后进行配筋的计算。毕业设计可以说将我们大学四年所学串在了一起，更好的帮助我们理解这门学科。
第2章 设计资料
2.1 工程名称
金融港7#办公楼
2.2 工程概况
建筑总高度为18.6m，共5层，首层层高为4.2m，其余各层层高为3.6m，楼梯间出屋面高3.6m。室内外高差为600mm，底层室内设计标高为±0.000。建筑总面积为4920m2。
2.3 建筑等级
建筑物的耐久等级为二级，耐火等级为一级，防水等级为二级。
2.4 设计荷载
基本风压：0.30KN/m2，采用50年一遇的风压值 ,地面粗糙度为B类。
基本雪压：0.50KN/m2，采用50年一遇的雪压值。
2.5 抗震设防
本工程建筑抗震设防类别为乙类,抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组，场地土类型为中软场地土,建筑场地类别为
类,建筑的设计特征周期为0.25s。框架抗震等级为三级。
2.6 气象资料
（1）主导风向：夏季：东南风；冬季：东北风。
（2）风速：冬季平均2.8m/s，夏季平均2.56m/s，最大风速22.6m/s。
（3）气温：最热月平均温度29.3oC，最冷月平均温度为1oC，极端最高。
（4）温度为37 oC，极端最低温度为－5oC。
（5）相对湿度：最热月平均75％，最冷月平均73％。
（6）降水：平均年降雨量1228.6mm，最大暴雨强度50mm/h，最大降雨量312.6mm，最大积雪深度360mm。
2.7 地质资料
本工程建筑场地划分为I1类，工程建筑场地土层至上而下分述为：素填土：以粘土组成，夹中压缩性土，厚度0.3~1.8m，承载力特征值fak=110kPa；粉质粘土：半干湿，密实，可塑，厚度1.8~15.3m，承载力特征值fak=350kPa。施工时应该做好防排水，回填时采用不透水材料分层夯实。
2.8 材料选用
（1）混凝土：梁采用C45混凝土,柱除顶层采用C45外,其他层均为C30,板、基础均采用C30
（2）墙体： 内、外墙均采用200mm厚加气混凝土砌块
（3）钢筋: 柱、梁纵筋:HRB400级（Ⅲ级）
板钢筋：HRB400级（Ⅲ级）
箍筋：HPB300级（Ⅲ级）
基础钢筋：HRB400级（Ⅲ级）
第3章 结构选型
本设计拟采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。屋面,楼面均采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖,屋面板厚取120mm,楼面板厚取100mm。楼梯采用钢筋混凝土梁式楼梯。
3.1 柱网布置
本教学楼标准层柱网布置如图3.1所示：
3.2 框架结构承重方案的选择
竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。
3.3 计算单元选取
框架结构的计算单元如图3.2所示，取⑦轴上的一榀框架计算。假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故框架梁长度等于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至一层楼面，基顶标高根据地质条件、室内外高差，定为-2.0m，二层楼面标高为4.2m。其余各层柱高从楼面算至上一层楼面，故均为3.9m，计算单元立面示意图如图3.3所示。
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