土木工程毕业设计（论文）-齐鲁音乐学院办公楼设计

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1、毕毕 业业 设设 计计题题 目目 齐鲁音乐学院院办公楼设计 学学 院院 土木建筑学院 专专 业业 土木工程 班班 级级 xxxx 学学 生生 xxx 学学 号号 xxxxx 指导教师指导教师 xxxx 二一四年五月二十六日济南大学毕业设计- I -摘 要该毕业设计中主要的涵盖了齐鲁音乐学院办公楼的建筑设计、结构设计和施工组织设计。在整个设计的过程中，我都积极查阅，并且严格执行了办公楼设计相关的规范和规定。本设计书是齐鲁音乐学院办公楼设计的计算书。该办公楼共六层，建筑面积为6597.84 平方米， 根据毕业设计任务书、建筑的设计、抗震等方面的要求，确定了合理的结构形式和合理的结构布置方案，确定框

2、架、基础的形式和要求，根据要求综合考虑该办公楼选取采用了钢筋混凝土结构。 在设计中主要选取了一榀主框架以及楼面和屋面板进行板截面的设计计算和配筋的计算。首先应该根据框架的布局来确定各构件的尺寸，然后进行永久荷载、活载及风荷载和地震荷载的计算。接下来采用分层法进行竖向荷载作用下的结构内力的计算，同时采用 D 值法对水平的荷载进行计算检验。最后进行的是内力组合的分析，找出最不利的一组内力，从而进行的构件的计算。楼板采用的是弹性理论设计。除此之外，还进行了楼梯的设计和楼梯的计算。最后，根据计算的结果，按照相应的构造要求和规范，绘制出了结构施工图，并写出了相应的设计说明。 完成本设计最大的收获是，运用

3、并且巩固了四年里学到的土木工程专业设计知识，在每一步的计算中多种计算方法得到体现，像 D 值法，弯矩分配法，分层法等，使自己更加深刻的掌握了多方面的知识。 关键词关键词：框架结构；结构设计；内力计算；荷载；钢筋混凝土。全套图纸加 V 信 153893706 或扣 3346389411济南大学毕业设计- II -ABSTRACTThe graduation design is mainly covered the metallurgical design institute office building design, structure design and the construction

4、 organization design. Throughout the design process, I have actively consult, and strict enforcement of the office building design standards and regulations.Design of this book is Metallurgical Design Institute of Shandong province office building design calculations. The building has five floors, b

5、uilding area of 4235.8square meters, according to the graduation design task book, architectural design, seismic and other aspects of the request, determining the reasonable structure form and the reasonable layout of the structure, determine the basic framework, forms and requirements, according to

6、 the requirements of comprehensive considering the office was selected using the reinforced concrete structure.In the design of the main selected a pin frame and floor and roof plate section design and reinforcement calculation. Should first according to the framework of distribution to determine th

7、e size of each component, and then the permanent load, live load and wind load and seismic load calculation. Next, using hierarchical method for vertical loads of the structure calculation, at the same time with the method of D value on the level of load calculation.Finally, the combination of inter

8、nal force analysis, to identify the most disadvantaged group internal force, thus the calculation of component. Floor adopts elastic theory and design. In addition, also conducted a staircase design and stair calculation. Finally, according to the calculation results, in accordance with the relevant

9、 structural requirements and specification, drawing construction plans, and write the corresponding design description. The completion of this design biggest harvest, use and consolidated four years learn civil engineering design knowledge, at each step of the calculation method for calculating mult

10、iple reflected, such as D value method, moment distribution method, delamination method, make themselves more profound grasp of the many aspects of 济南大学毕业设计- III -knowledgeKey Words: frame；structural design；internal force； elastic theory；lateral loads；reinforced concrete目 录摘 要 .IABSTRACT .II1 建筑设计总说

11、明.11.1 建筑设计的内容 .11.2 办公楼所在地 .11.3 设计的条件 .11.4 建筑设计的说明.21.5 设计的依据.32 结构设计总说明.42.1 工程概况.42.2 工程地质条件.42.3 材料的选取.42.4 结构构造.42.4.1 构件主筋混凝土保护层的厚度.42.4.2 梁.42.4.3 板.52.4.4 柱.52.4.5 填充墙.62.5 设计依据.63 板的设计.73.1 屋面板的设计.73.1.1 荷载的设计值.73.2 楼面板的设计.103.2.1 楼板的结构平面布置.103.2.2 双向板的设计.104 框架设计.13济南大学毕业设计- IV -4.1 结构布置

12、及结构计算简图的确定.134.1.1 初步估计截面的尺寸.134.2 框架结构的计算 .144.2.1 计算框架梁柱的线刚度.144.3 荷载的标准值的计算 .164.3.1 永久荷载的标准值.16kG4.3.2 可变荷载的标准值.19kQ4.3.3 风荷载的计算.204.3.4 地震荷载的标准值的计算.214.3.5 横向水平荷载作用下框架结构的侧移计算.254.4 内力计算 .264.4.1 永久荷载作用下的内力计算.264.4.2 可变荷载作用下的内力计算.334.4.3 风荷载作用下的内力计算.394.4.4 地震荷载的内力计算.454.5 内力组合 .504.6 截面的设计 .584

13、.6.1 内力组合的设计值.584.6.2 内力组合设计值的调整.614.6.3 梁截面的设计.654.6.4 柱的截面的设计：.685 楼梯设计.76参 考 文 献.80致 谢.81济南大学毕业设计- 1 -1 建筑设计总说明1.1 建筑设计的内容 该设计方案为齐鲁音乐学院院办公楼设计，框架结构形式，办公楼总长为66.01m，总宽为 16.68m，办公楼总高为 23.85m，建筑总面积约为 6597.84 m2 。该办公楼共 6 层,所有楼层层高为 3.9m。 1.2 办公楼的所在地1.3 设计条件1. 降雨量：历年平均降雨量 744.9mm，按每 200 平方米汇水面积，考虑 100 落水

14、管一根。2. 气温：最热月平均温度 24 摄氏度，最冷月平均温度-4 摄氏度。3. 全年主导风向：东南风，平均风速 5m/s，基本风压：0.35KN/m2。4. 基本雪压：0.25 KN/m2。5. 地震基本烈度：7 度。30m25m教学楼办公楼附 图济南大学毕业设计- 2 -6. 地质的土质情况：杂填土 0-1.5m，粉土 1.5-6m，fk=250Kpa，以下为砾石层。7. 冻土深度：0.5m。8. 地下水位：地表下 6.5m。9. 水、电、暖、通讯等管线均已通至场地，留有接口。10.承重墙体可以选用加气混凝土砌块、粉煤灰空心砖或轻质墙板。1.4 建筑设计说明1、办公楼用途：该办公楼是齐鲁

15、音乐学院院办公楼。2、该音乐学院办公楼工程的地面标高是 0.000，室内外的高差是 0.45m。卫生间内标高比室内平均低 20 mm 。3、外墙尺寸为 300 mm,内墙尺寸为 240mm,内外墙都是由粉煤灰空心砖砌筑。4、该办公楼内窗户全部设置为铝合金推拉式窗，其中窗宽和窗高都为 2400 mm，窗台高设置为 900mm,卫生间和资料室以及楼梯间窗户略小，窗高设置为 2400 mm，窗宽设置为 2100mm,该办公楼内的门全部设置为木门，门高设置为为 2400 mm，门宽设置为 900mm,楼门口主门为旋转门，比较适合北方冬天比较低的气温较低的气温要求，主门两侧各设置为一双扇玻璃门。5、办公

16、楼屋面设为不上人的屋面，办公楼的屋顶排水采用的是檐口外排水的方式。6、该办公楼的耐火等级为级，据建筑设计相关规范的规定，宜选用封闭楼梯间，考虑到规范中提到公共建筑内一般设置为不少于两部楼梯，该方案选用三部楼梯，中间主楼梯楼梯间尺寸为 4500 mm6600 mm，踏步尺寸 150 mm300 mm，每层都为26 步,两边防火楼梯楼梯间尺寸为 3900mm6600 mm, 踏步尺寸 150 mm300 mm，每层都为 26 步。7、室内外装饰和相应的建筑做法（1）屋面的做法（不上人）保护层的做法:20mm 厚细石混凝土.防水层的做法：普通沥青油毡卷材(三毡四油),外铺小石子 找平层的做法：20

17、厚 1：3 水泥沙浆找平 保温层的做法：50mm 厚现场喷涂硬质发泡聚氨脂 结构层的做法：120 厚钢筋混凝土屋面板 顶 棚的做法：15mm 厚水泥石灰浆打底,5mm 厚纸筋灰批向 （2）楼地面的做法面 层的做法：水磨石地面 10mm 厚面层,20mm 厚水泥砂浆打底结构层的做法：120 厚现浇钢筋砼楼板 顶 棚的做法：15mm 厚水泥石灰浆打底,5mm 厚纸筋灰批向 （3）外墙体的做法：素水泥浆一道济南大学毕业设计- 3 -5mm 厚 1：0.5：3 水泥石灰膏砂浆打底，素水泥浆一道12mm 厚 1：0.2：2 水泥石灰膏砂浆结合层（4）内墙装饰的做法：混合砂浆抹面15mm 厚 1：1：6

18、水泥石灰混合砂浆打底2.5mm 厚 1：0.3：3 水泥石灰混合砂浆面层喷内墙涂料（5）卫生间的墙面装饰全为贴墙面砖1.5 设计依据1中华人民共和国国家标准混凝土结构设计规范（GB50010-2002）S北京：中国建筑工业出版社，20022中华人民共和国国家标准建筑结构荷载规范（GB50009-2001）S北京：中国建筑工业出版社，20023中华人民共和国国家标准建筑抗震设计规范（GB50111-2001）S北京：中国建筑工业出版社，20024 中华人民共和国国家标准.建筑结构制图标准 GB/T50105-2001S.北京：中国建筑工业出版社，2002 5 中华人民共和国国家标准. 建筑地基基

19、础设计规范 GB50007-2002 S.北京：中国建筑工业出版社，2002 6 中华人民共和国国家标准. 建筑设计防火规范（1997 年局部修订）GBJ16-87(2001 年版) S.北京：中国建筑工业出版社，2002 济南大学毕业设计- 4 -2 结构设计总说明2.1 工程概况（1）本工程为齐鲁音乐学院院办公楼设计，框架结构形式，办公楼总长为66.01m，总宽为 16.68m，办公楼总高为 23.85m，该办公楼共 6 层,所有楼层层高为 3.9m。 （2）本设计抗震设防烈度为 7 度 第二组， 类场地，抗震等级为四级。（3）本建筑结构设计的使用年限最多为 50 年。（4）本工程结构形式

20、定为钢筋混凝土框架结构。2.2 工程地质条件杂填土 0-1.5m，粉土 1.5-6m，fk=250Kpa，以下为砾石层。2.3 材料的选取 （1）混凝土的选用：柱 C30、梁 C30、板 C25（2）钢筋的选用：梁：选取受力筋 II 级钢梁钢筋（HRB335） 柱：选取受力筋 II 级钢柱钢筋（HRB335）梁柱箍筋：选取 I 级钢来做箍筋（HPB235）板：板选用选用 I 级钢筋（HPB235）2.4 结构构造2.4.1 构件主筋混凝土的保护层厚度设置梁地保护层厚度设为：35 毫米；柱地保护层厚度设为：35 毫米；板地保护层厚度设为：25 毫米。2.4.2 梁的钢筋的构造要求纵筋构造地要求：

21、考虑到为了能让钢筋骨架有较好的刚度而且更便于施工，所以纵向受力钢筋需选用较粗的钢筋；同时为了能够避免让受拉区混凝土产生过多和过宽的裂缝，不要选用直径太粗的钢筋，一般选用直径 10mm 到 28mm 粗的钢筋。在同一种类型的梁中，在截面一边的受力钢筋的直径最好布置为相同的，或者选配两种直径相差 2 毫米以内的钢筋，有明显的粗细特征标致，以能够便于识别。梁的跨中截面受力钢筋一般不少于两根，而当梁跨度较大时，受力钢筋一般不少于 3 根或者济南大学毕业设计- 5 -4 根。与此同时，梁内上部纵向钢筋在水平方向上净距不能小于 30 mm 或者是 1.5 d（d 为钢筋最大直径）两者中地较大值，为了便于混

22、凝土的振捣于此同时可以保证混凝土和钢筋之间有充分的粘和力，纵向受力的钢筋应该排在同一个平面上，排成一排。箍筋构造得要求：梁内地箍筋一般采用全封闭式的四边形箍筋，箍筋的主要作用是起到固定梁的上部的钢筋同时还可以提高梁整体的抗扭的能力。箍筋的末端应做成 45的弯钩，弯钩端头的平直段长度最少不能小于 50 mm 或者 5 d（d 为钢筋的最大直径） 。对于梁截面的设置，当截面高度大于 800mm 的时候，箍筋直径不能小于8mm。同时在纵向受力的钢筋搭接长度满足规范的范围之内，设置的箍筋的直径不能小于搭接的钢筋直径的 0.25 倍，即箍筋直径0.25d。按照规范规定的要求进行计算，继而进行箍筋配置，一

23、般相对于非抗震要求的建筑可在梁的全长上均布箍筋，但是对于有抗震要求的建筑必须在梁两端受剪力较大的位置布置箍筋加密区。如过通过计算发现不需要配置箍筋的时，但对高度大于 300mm 的梁，要按照规范沿着全梁布置箍筋。在梁上集中荷载的位置附加箍筋的形状及肢数，都应该和梁内箍筋是相同的，在次梁两侧中的每一侧另加两组箍筋。应该按照国标需附加配置吊筋，其端部平直段的长度应不小于 d 的 20 倍。2.4.3 板的钢筋的构造要求屋面板内的受力钢筋一般采用直径为 6 mm，8 mm，10 mm，12 mm 的钢筋。而同时在同一板中最好采用同一直径的板筋，但是也可以采用两种不同直径的板筋，但钢筋的直径需要相差

24、2 mm 以上。与此同时，屋面板中的受力钢筋的间距是有要求的，布置的不能太稀疏，当板的厚度小于 150 mm 时，板中受力筋的间距应该是小于 200 mm 的，目的是为了传力明确并且能够有效避免混凝土的局部破坏。板筋的布置间距也不宜太密实，最小间距不应小于 70 mm，即每米板中最多安置 14 根钢筋,主要目的是为了方便施工，同时能够控制预算，避免一些不必要的浪费。当板的设置为单向板的时侯，应该在垂直于受力筋的方向上放置分布筋，单位长度分布筋的截面的面积不应该小于该单位宽度上的受力筋截面面积的 15%，并且不能小于该配筋方向板截面面积的 0.15%；按照设计规范规定，分布筋的直径不能小于 6

25、mm，一般通常采用 6 mm 或者 8 mm 的分布筋，并且分布筋的间距不应大于 250 mm。分布筋主要起构造作用，并不受力，分布筋需布置在受力筋的内侧。2.4.4 柱的钢筋的构造要求钢筋混凝土受力柱是建筑工程中最常见的受压构件.对实际中钢筋混凝土工程中的细长受压柱,破坏前会发生纵向弯曲. 所以长柱的受力特点与承载力比同等条件的短柱低纵向受力低，在轴心受压柱中的纵向钢筋的数量都是通过计算来确定的,并且纵向钢筋不能少于 4 根，并需沿构件截面四周均匀布置.柱的箍筋和梁的箍筋一样，济南大学毕业设计- 6 -应该做成封闭式的, 其数量(直径和间距)是由构造柱确定的，主要是受压构件，规范中规定，柱内

26、纵向受力的钢筋的直径不能小于 12 mm，工程中会通常采用 16 到32mm 的钢筋来做柱的纵筋。偏心受压的构件纵向受力钢筋的布置应沿垂直于弯矩方向的两短边开始布置。如果受压柱的混凝土浇筑是从上而下竖向开始时，为了方便施工，纵筋的净距不可以小于 50 mm。纵筋连接的接头应选在受力比较小的地方。在施工考虑质量的前提下，钢筋的接头应该采用焊接接头或者是搭接接头来设置。受压承重柱箍筋的直径不能大于 d/4（d 为纵筋最大直径） ，同时不能小于6mm。箍筋间距要控 400mm 内，于此同时在绑扎骨架的过程中，不能大于 15 倍的d，而在焊接骨架时不能大于 20 倍的 d（d 为纵筋的最小直径） 。当

27、柱中所有纵筋配筋率超过 3%的时候，箍筋直径不能小于 8 mm，但其间距不能大于 10 倍的 d（d 为纵筋的最小直径） ，且不能大于 200 mm。当截面类型较复杂的时候，不可采用有内折角的箍筋。2.4.5 填充墙的钢筋的构造要求填充墙应该在框架柱整个高度上每隔 500mm 设置 26 地拉筋，拉筋深入墙内的深度要大于 1/5 倍的墙长度，与此同时拉筋深入墙体的深度要小于 700mm。填充墙墙体在墙半高处要设置与柱端连接并且是沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平连梁，梁高 180mm，设置为纵向钢筋为412 的钢筋，箍筋采用 6200。填充墙应在主体结构施工完毕后由上层至下层逐层的进行砌筑，来防备下

28、层梁承受上层墙传来地荷载。2.5 设计依据 1中华人民共和国国家标准混凝土结构设计规范（GB50010-2002）S北京：中国建筑工业出版社，20022中华人民共和国国家标准建筑结构荷载规范（GB50009-2001）S北京：中国建筑工业出版社，20023中华人民共和国国家标准建筑抗震设计规范（GB50111-2001）S北京：中国建筑工业出版社，20024 中华人民共和国国家标准.建筑结构制图标准 GB/T50105-2001S.北京：中国建筑工业出版社，20025 中华人民共和国国家标准. 建筑地基基础设计规范 GB50007-2002 S.北京：中国建筑工业出版社，20026 中华人民共

29、和国国家标准. 建筑设计防火规范（1997 年局部修订）GBJ16-87(2001 年版) S.北京：中国建筑工业出版社，2002济南大学毕业设计- 7 -3 板的设计3.1 屋面板设计3.1.1 荷载设计值（1）屋面均布永久荷载保护层荷载: 20mm 厚细石混凝土 0.02024=0.48 KN/防水层层荷:三毡四油防水层,外铺小石子 0.40KN/找平层荷载：20mm 厚 1：3 水泥沙浆找平层 0.02020=0.4 KN/保温层荷载：120mm 厚 2%坡度膨胀珍珠岩层 0.1207=0.84 KN/结构层荷载：120mm 厚现浇钢筋混凝土现浇楼板结构层 0.12025=3 KN/顶棚

30、荷载：15mm 厚水泥石灰浆打底,5mm 厚纸筋灰批向 0.34 KN/ 合 计： 5.06 KN/g=1.25.06=6.07KN/q=0.51.4=0.7 KN/q/2=0.35 KN/gq/2=6.42KN/gq=6.772 KN/（2）跨度的计算根据规范规定，在板的设置当中，板在各区与梁都是整体现浇的，因此可得 Lo=Lc （3）弯矩的计算混凝土的系数 =0.20,跨中的最大弯矩取值 g+q/2 作用下（内支座是固定地）的跨中的弯矩值与在 q/2 影响作用下（内支座的简支）的跨中弯矩值的和，支座的最大弯矩是在 g+q 影响作用下（内支座固定）的支座弯矩。 最后再根据弹性理论知识来计算弯

31、矩值。济南大学毕业设计- 8 -图 3.1 屋面板的布置图表 3.1 板的弯矩计算（KNM）区格区格B BD DF FL0y（m）3.93.93.93.94.54.5L0 x(m)6.66.66.66.66.66.6L0y/L0 x0.590.590.590.590.680.68My（kNm）(0.0072(0.00726.422+0.12+0.124 40.35)0.35) 3.92 =0.769(0.0072(0.00726.422+0.072+0.0724 40.35)0.35)3.92 =1.0881.088(0.0110(0.01106.422+0.5820.35) 4.52 =1.

32、84=1.84Mx（kNm）(0.0368(0.03686.422+0.05030.35) ) 4.52=3.862(0.0368(0.03686.422+0.02620.35) 3.92=3.734（0.03310.03316.422+0.02980.35）4.52 =6.416=6.416My（kNm）-0.0571-0.05716.7723.92=-7.198-0.0571-0.05716.7223.92=-7.198-0.0570-0.05706.7224.52 =-7.816=-7.816Mx（kNm）-0.0797-0.07976.7223.92=-8.209-0.797-0.79

33、76.7223.92=-8.209-0.0747-0.07476.7724.52 =-10.244=-10.244区格区格A AC CE EL0 x(m)3.03.03.93.93.03.0L0y(m)3.93.93.93.94.54.5L0y/L0 x0.760.760.760.760.670.67济南大学毕业设计- 9 -Mx（kNm）(0.00291(0.002916.422+0.0+0.04434430.35)0.35)3.02=1.820(0.0291(0.02916.422+0.059+0.0592 20.35)0.35)3.02 =1.8681.868(0.0331(0.0331

34、6.422+0.07230.35) 3.02 =2.141=2.141My（kNm）(0.0135(0.01356.422+0.01720.35) ) 3.02=0.834(0.0135(0.01356.422+0.03230.35) 3.02=0.882（0.01090.01096.422+0.02830.35）3.02 =0.719=0.719Mx（kNm）-0.0686-0.06866.7723.02=-4.181-0.0686-0.06866.7723.02=-4.181-0.0742-0.07426.7223.02 =-4.522=-4.522My（kNm）-0.0562-0.056

35、28.2883.02=-3.425-0.0562-0.05628.2883.02=-3.425-0.0570-0.05708.2883.02 =-3.474=-3.474（4）屋面板截面的设计L=4500mm,通常取板厚 h=(1/501/35)L=120mm截面有效高度：L0 x方向跨中截面高度 h01= h-20=100 L0y方向跨中截面高度 h02= h-30=90相邻区格板的支座弯矩应该选取绝对值较大者，弯矩设计值的折减系数为 1/5。配筋的计算可以近似的系数 为 0.950,As=m/（0.95h0fy）,fy=270N/ mm2。截面配筋的计算及实际配筋可参照下表。表 3.2 截

36、面配筋计算截面区格方向h0(mm)m（kNm）As（mm2 ）配筋实际 As（mm2）L0 x1001.82718150335AL0y900.834368150335L0 x903.862 1678150335BL0y1000.769308150335跨 中CL0 x1001.868738150335L0y900.862388150335L0 x903.7341628150335DL0y1001.088438150335L0 x1002.141848150335EL0y900.719328150335跨 中FL0 x906.1462868150335济南大学毕业设计- 10 -L0y1001.

37、840728150335BD100-8.2093208120419DF100-9.2273608120419AC100-4.181 1638120419CE100-4.352 1708120419AB100-5.313 2078120419CD100-5.312 2078120419支座EF100-5.645 22081204193.2 楼面板的设计3.2.1 楼板的结构平面布置图 3.2 楼面板布置图3.2.2 双向板的设计（1）区格板：所有板均设置成为双向板双向楼面板荷载的设计值楼面板均布永久荷载的统计面 层：水磨石地面（10mm 厚面层 20mm 厚水泥砂浆打底） 0.65KN/结构层：

38、120 厚现浇钢筋混凝土楼板结构层 0.1225=3 KN/顶 棚：15mm 厚水泥石灰浆打底,5mm 厚纸筋灰批向 0.34 KN/永久荷载的标准值： 3.99 KN/可变荷载的标准值: 2.0 KN/永久荷载分项的系数为 1.2，可变荷载分项的系数为 1.4，得：恒载设计值： g=1.23.99=4.788KN/济南大学毕业设计- 11 -活载设计值： q=1.42.0=2.80 KN/ q/2=1.40 KN/ gq/2=6.188 KN/ gq=4.788+2.8=7.20KN/走廊、门厅荷载： g=1.23.99=4.788KN/ q=1.42.5=3.5KN/ q/2=1.75 K

39、N/ gq/2=6.422KN/ gq=8.288 KN/（2）双向板跨度的计算由于板在各区格均与梁整体现浇，故 L0=Lc (轴线间的间距)（3）板弯矩的计算混凝土的系数 =0.2,跨中的最大弯矩取 g+q/2 影响作用下（内支座固定）跨中弯矩值与在 q/2 作用下（内支座简支）的跨中弯矩值的和，支座的最大弯矩在g+q 影响作用下（内支座固定）的支座弯矩。按弹性理论知识来计算的弯矩值表 3.3 板的弯矩计算（KNM）B BD DF FL0y（m）3.93.93.93.94.54.5L0 x(m)6.66.66.66.66.66.6L0y/L0 x0.590.590.590.590.680.6

40、8My（kNm）(0.0072(0.00726.188+0.12+0.124 41.4)1.4) 3.92 =0.942(0.0072(0.00726.188+0.072+0.0724 41.4)1.4)3.92 =2.2192.219(0.0110(0.01106.188+0.5821.4) 4.52 =3.028=3.028Mx（kNm）(0.0368(0.03686.188+0.05031.4) ) 3.92=4.534(0.0368(0.03686.188+0.02621.4) 3.92=4.02（0.03310.03316.188+0.02981.4）4.52 =4.99=4.99M

41、y（kNm）-0.0571-0.05717.5883.92=-6.590-0.0571-0.05717.5883.92=-6.590-0.0570-0.05707.5884.52 =-8.758=-8.758Mx（kNm）-0.0797-0.07977.5883.92=-9.198-0.797-0.7977.5883.92=-9.198-0.0747-0.07477.5884.52 =-11.478=-11.478（4）板截面的设计L=4500mm,通常取板厚 h=(1/501/35)L=120mm济南大学毕业设计- 12 -截面有效高度： L0 x方向跨中截面 h0 x= 120-20=10

42、0 L0y方向跨中截面 h0y= 120-30=90相邻区格的支座弯矩取绝对值较大者，弯矩设计值折减 1/5。配筋计算近似数=0.95,As=m/（0.95h0fy）,fy=270N/ mm2。截面配筋的计算及实际配筋均见表 3.4。表 3.4 截面配筋截面区格方向h0(mm)m（kNm）As（mm2 ）配筋实际 As（mm2）L0 x1002.410718150335AL0y901.056368150335L0 x904.534948150335BL0y1000.942498150335L0 x1002.6441968150335CL0y901.303378150335L0 x904.021

43、038150335DL0y1002.219578150335L0 x1003.0861208150335EL0y901.087478150335L0 x904.992168150335跨中FL0y1003.0281188150335BD100-9.1983878120419DF100-10.3384038120419AC100-5.1171998120419CE100-5.2262048120419AB100-5.3912108120419CD100-5.3912108120419支座EF100-6.5052548120419济南大学毕业设计- 13 -4 框架设计4.1 结构布置及结构计算简

44、图的确定结构平面布置如图 4.1 所示，各梁柱截面尺寸确定如下：图 4.1 结构平面布置图4.1.1 初步估计截面的尺寸1 柱框架柱的截面尺寸可以根据柱的轴压比限值按下列公式计算:（1）柱组合的轴压力设计值 N=Fg E n （4.1）注： 地震作用后组合柱轴压力增大的系数。F 按简支状态下计算柱的时候的负载面积。g 折算在单位建筑面积上的重力荷载的代表值，可近似取为 14KN/m2。N 是验算截面以上的楼层的具体层数。（2） AcN/uNfc （4.2）注：uN 为框架柱轴压比的限值，查阅相关的规范规定，本方案为四级抗震等级，查抗震规范可知 uN 可取为 uN=0.9。 fc 是混凝土轴心抗

45、压强度得设计值，对 C30，查得 fc =14.3N/mm2。济南大学毕业设计- 14 -(3) 计算过程：对于边柱：N=Fg E n=1.24.56.6/2145=1247.4KN AcN/uNfc=1247.4103/0.9/14.3=96923.08mm2 取 400mm400mm（160000mm2）对于中柱：N=Fg E n=1.24.54.5145=1701KN AcN/uNfc=1701103/0.9/14.3=132167.8mm2 取 400mm400mm（160000mm2）2 梁梁编号如下：L1: h=(1/121/8)6600=550825 取h=600mmb=(1/3

46、1/2)H=(1/31/2)600=200300 取b=300mmL2: h=(1/121/8)3000=250375 取h=500mmb=(1/31/2)H=(1/31/2)500=167250 取b=250mm纵向连系梁：考虑到连系梁兼做窗过梁所以确定梁高为 600mm,外纵墙厚设置为300mm,确定梁宽为 300mm,即连系梁 bh=300600mm 为，现浇板厚 120mm。4.2 框架结构的计算根据该音乐学院办公楼工程所在的地质条件分析，设置基础的上顶距离室外地面的高度为 450mm，所以求得的底层层高为 3.9+0.45+0.65=5.00m。其他各层梁柱构件的线刚度具体数值。其中

47、在求梁截面惯性弯矩时考虑到现浇楼板的作用，取I=2I0（I0是在不考虑楼板翼缘作用下的梁截面惯性矩） 。 4.2.1 计算框架梁柱的线刚度梁、柱线刚度:C30(Ec=30106 KN/m2 ) 边跨梁线刚度:i1=EI/L=(1.530106 1/120.30.63)/6.6=3.6104 kNm中跨梁线刚度:i2=EI/L=(230106 1/120.250.53)/3.0 =5.2104 kNm上层柱线刚度:i3=EI/L=(30106 1/120.40.43 )/3.9=1.64104 kNm底层柱线刚度:i4=EI/L=(30106 1/120.40.43 )/5.0 =1.4104

48、kNm济南大学毕业设计- 15 - 图 4.1 选取框架计算简图图 4.3 一榀框架结构的计算简图济南大学毕业设计- 16 -4.3 荷载的标准值的计算各楼（屋）盖均布永久荷载的标准值计算如下：4.3.1 永久荷载的标准值kG参照 GB50009-2001建筑结构荷载设计规范中对材料以及有关建筑做法的取法，分层分部计算出有关永久荷载的标准值。（1） 屋面框架梁线荷载的标准值保护层荷载: 20mm 厚细石混凝土 0.02024=0.48 KN/防水层层荷:三毡四油防水层,外铺小石子 0.40KN/找平层荷载：20mm 厚 1：3 水泥沙浆找平层 0.02020=0.4 KN/保温层荷载：120m

49、m 厚 2%坡度膨胀珍珠岩层 0.1207=0.84 KN/结构层荷载：120mm 厚现浇钢筋混凝土现浇楼板结构层 0.12025=3 KN/顶 棚 荷载：15mm 厚水泥石灰浆打底,5mm 厚纸筋灰批向 0.34 KN/合 计： 5.06KN/（2）楼面恒荷载标准值面 层荷 载：水磨石地面（10mm 厚面层 20mm 厚水泥砂浆打） 0.65 KN/结构层荷载：120 厚现浇钢筋混凝土楼板 0.1225=3 KN/吊顶 荷 载： 0.34 KN/合 计： 3.99 KN/（3）框架梁自重横向框架边跨梁自重框架梁： 250.3（0.6-0.12）=3.6 KN/m15 厚梁侧抹灰： 0.34

50、KN/m合 计： 3.94 KN/m横向框架中跨梁自重框架梁： 250.25（0.5-0.12）=2.38 KN/m15 厚梁侧抹灰： 0.34 KN/m合 计： 2.72 KN/m纵向框架梁自重框架梁： 0.3（0.6-0.12）（4.5-0.4）25=6.6 KN/m水刷石墙面： 0.5 KN/m合 计： 7.1 KN/m框架柱自重（bh=400400） 框架柱： 250.40.4=4 KN/m济南大学毕业设计- 17 - 板底粉刷（15mm）： 0.34 KN/m合 计： 4.34 KN/m（5）外墙自重(300 厚粉煤灰空心砖）边跨外横墙： （0.36.23.3）18/6.5=16.9

51、9KN/m20mm 厚水刷石外墙面： 0.5 KN/m15mm 厚抹灰： 0.34 KN/m合计： 17.83 KN/m中跨外横墙： （0.32.63.3-0.31.82.4）18/6.5=3.53 KN/m 20mm 厚水刷石外墙面： 0.5 KN/m15mm 厚抹灰： 0.34 KN/m合计： 6.03 KN/m外纵墙： （0.33.54.1-0.32.42.4）18/3.2=13.11 KN/m铝合金窗： 0.95 KN/m20mm 厚水刷石外墙面： 0.5 KN/m 15mm 厚抹灰： 0.34 KN/m 合计： 14.9KN/m板传至梁上的荷载形式为三角形荷载或梯形荷载，其传递示意图

52、如下图所示：济南大学毕业设计- 18 -图 4.4 板传递荷载示意图（7）A、D 轴框架柱纵向集中恒荷载标准值 女儿墙做法：墙高 900,100mm 的混凝土压顶 女儿墙自重=0.30.918+250.30.1+（0.92+0.3）0.55=6.06KN/m 顶层柱恒荷载标准值= 女儿墙自重+梁传自重+板传荷载 = 6.064.5+4.1(4.5-0.4)+5.061.55/84.5=65.43 KN 标准层恒荷载标准值= 梁传自重+板传荷载+墙自重 = 15.46(4.5-0.4)+ 4.1(4.5-0.4)+3.991.55/84.5=97.02 KNB、C 轴框架柱纵向集中恒荷载标准值顶

53、层柱恒荷载标准值= 梁传自重+板传荷载 =2.72(4.5-0.4)+5.061.2(1-0.332+0.333)4.5=37.48 KN标准层柱恒荷载标准值= 梁传自重+板传荷载+墙自重 = 2.72(4.5-0.4)+ 3.991.5(1-20.332+0.333)4.5=33.18 KN恒荷载作用下框架内力计算简图如下所示： 济南大学毕业设计- 19 - 图 4.3 永久荷载的作用下框架计算简图4.3.2 可变荷载的标准值kQ查阅建筑荷载抗震规范 （GB50009-2001）,不上人屋面活荷载标准值取 0.5 KN/m2，楼面活荷载走廊取 2.5 KN/m2，办公室、阅览室活荷载标准值

54、2.0 KN/m2。 活荷载标准值计算（1）屋面活荷载标准值 0.54.5=2.25 KN/m（2）楼面活荷载标准值 走廊 2.53=7.5 KN/m 办公室、阅览室 2.0 4.5=9.0 KN/m (3) A、D 柱纵向和集中活荷载标准值 顶层柱活荷载标准值= 0.51.55/84.5=2.1 KN/m济南大学毕业设计- 20 -标准层活荷载标准值= 2.0 1.55/84.5=7.27 KN/m（4）B、C 轴框架柱纵向集中活荷载标准值顶层柱活荷载标准值=0.51.5(1-20.332+0.333)4.5 =2.76 KN/m 准层柱活荷载标准值= 2.01.5(1-20.332+0.3

55、33)4.5 =11.04 KN/m 活荷载作用下框架内力计算简图如下所示：图 4.4 活载作用下框架计算简图4.3.3 风荷载的计算风荷载的标准值的计算公式是 =zsz0由于该办公楼的总高度小于 30m，所以可选取 z=1.0；对于矩形截面 s=1.3；z可以查阅相关规范，可查得 z1.0 时，可以取 z=1.0。将风荷载换算成作用于每层框架上各个节点的集中荷载，根据下表中一榀框架各层节点上的受风面积进行计算，计算结果如图 4.5 风荷载作用下的计算简图所示。表 4.1 风荷载作用下的内力计算济南大学毕业设计- 21 -楼层zsz/mz0/ kN/m2As/m2Pw/kN11.01.34.3

56、50.740.3520.9310.0721.01.3 8.250.740.3517.558.4431.01.312.150.740.3517.558.4441.01.3 16.050.760.3517.558.9051.01.319.950.840.3512.67.1361.01.323.850.860.3512.67.13风荷载作用下的计算简图： 图 4.5 风载作用下框架计算简图济南大学毕业设计- 22 -4.3.4 地震荷载的标准值的计算因为本建筑高度不超过 30m，以剪切变形为主且质量刚度沿楼层高度均匀分布，故采用底部剪力法计算地震作用，已基本震型为主，忽略高阶震型影响。计算公式为：

57、GE = DK + iLki (2.1)1.顶层重力荷载顶层屋面的永久荷载： 5.06（16.2+0.3）(65.1+0.3)=5460.25KN二分之一的活载： 1/20.516.265.1=263.66 KN女儿墙的自重： 26.06（16.2 + 65.1）= 985.36 KN框架横梁的自重: 173.94（6.60.4）2 + 172.72(3.0-0.4) =950.78 KN框架纵梁的自重： （0.60.12）4.1215+（4.5-0.4）3.34152=915.12 KN半层框架柱自重： 0.54.41744.5= 673.2 KN外横墙自重： （6.6-0.4）217.83

58、0.45+(3-0.4)17.830.45 2 =221.95 KN内横墙自重： 27.12（6.6-0.4）300.45=2233.9 KN外纵墙自重： 14.922（4.5-0.4）+14.98（3.9-0.4） 0.45 =727.57KN内纵墙自重： 2115.46（4.5-0.4）+815.46（3.9-0.4）=720.98 KN墙体的粉刷自重：（3.90.6）（49.98-120.4）2+（3.90.6）（16.68-40.4）2+（3.9-0.6）18（6.6-0.4）+（3.9-0.6）19（4.5-0.4）2170.02 =695.68KN济南大学毕业设计- 23 -顶层重

59、力荷载代表值：GE6 =13151.85 KN2.中间层重力荷载楼面的永久荷载： （65.1+0.3）(16.2+0.3) 3.99 =4305.6 KN楼面的可变荷载： (4.56.62.021)+(3.96.62.06)+(33.9 2.515)=997.64 KN框架横梁的自重： 950.78+915.12= 1865.89 KN框架柱自重： 1743.94.4=1166.88 KN横墙墙体自重： 2677.08KN纵墙墙体自重： 3018.8 KN中间层重力荷载代表值 GE5= GE4 =GE3= GE2= GE1 = 14031.885 KN利用经验公式可以求得该结构的基本自振周期为

60、：T1 = 0.25 + 0.035H/ B1/3，H = 5.0+ 3.95 = 24.5 m，B = 6.6 2 + 3.0 =16.2 m，T1 = 0.25 + 0.03524.5/ 16.21/3 = 0.43s该地区的设防烈度微度，查表可知，水平地震影响的系数最大值 max = 0.10第一地震分组的类场地条件下，查表可知，特征周期 Tg = 0.40s，由于TgT1 5Tg ,所以地震影响的系数 1=（0.35/0.353）0.9max，令该建筑结构的阻尼比：= 0.05， = 0.9， 1=（0.40/0.43）0.90.10 = 0.936 (2.2)该结构的总重力荷载代表值

61、为：GE = 13151.854+ 14031.8854+13062.236= 82341.6KN由底部剪力法计算公式可知，底部总剪力为：FEK =1GEq =10.85GE = 0.100.8582341.6= 6999.03 KN (2.3)每榀框架所承受的总水平地震力：FEK1 = 1/13FEK = 6999.031/15 = 466.60KN因为 T1 = 0.43 s1.4Tg = 1.40.43= 0.602 s，所以不考虑结构顶层附加作用，每榀框架所承受的地震力可按下式计算至各层节点处：计算过程如下：H1 = 5.0 m, GE1 =13062.236 KNH2 = 5. 0+

62、 3.9=8.90m, GE2 = 143031.89 KNH3 =8.9+ 3.9= 12.8m, GE3 = 14031.89 KNH4 = 12.8 + 3.9= 16.7 m, GE4 = 14031.89KN济南大学毕业设计- 24 -H5 = 16.7+ 3.9 = 20.6 m, GE5 = 14031.89 KNH6 = 20.6+ 3.9 = 24.5 m, GE6= 13151.85KN G1H1 =13062.2365.00 = 65311.181KNMG2H2 =14031.898.9 = 124883.77 KNMG3H3 = 14031.8912.8= 179608

63、.13 KNMG4H4 = 14031.8916.7 = 234332.48KNMG5H5 =14031.8920.6 = 289056.83 KNMG6H6 =13151.8524.5 = 322220.42 KNMGjHj = 1215412.81KNM (j = 1、2、3、4、5、6)因为 FEK1 =466.60KN，所以作用在各层节点处的地震剪力如下：F1 = （65311.18/1215412.81）466.60= 25.07KNF2 = （124883.77/1215412.81）466.60 = 47.94KNF3 = （179608.13/1215412.81）466.60

64、=68.68 KNF4 = （234332.48/1215412.81）466.60= 89.84 KNF5 = （289056.83/1215412.81）466.60 =110.82KNF6 = （322220.42/1215412.81）466.60 = 123.54 KN计算结果如下表所示表 4.2 地震荷载计算表层数H（ m）Gi ( KN)GiHi ( KNM)Fi ( KN)六层24.513151.854322220.42123.54五层20.6 14031.89289056.83110.82四层16.714031.89 234332.4889.84三层12.814031.89

65、179608.1368.86二层8.914031.89 124883.7747.94一层5.013062.236 65311.1825.07济南大学毕业设计- 25 -图 4.6 地震荷载作用下框架计算简图4.3.5 横向水平荷载作用下框架结构的侧移计算1 风荷载风荷载是采用荷载标准值，因为房屋高度小于 40m，故仅考虑框架的总体剪切变形，计算结果见下表。 表 4.3 风荷载作用下框架横向侧移计算 楼层Fi(Kn)Vi(Kn)0.85DUw（）h（）Uw/h限值61.21.227082.70.04339000.00012456.77.927082.70.2939000.000074346.07

66、13.9727082.70.5639000.0001440.002济南大学毕业设计- 26 -35.9019.0727082.70.7239000.0001825.9025.7727082.70.9339000.00023516.2432.0114837.62.12500000.000561顶点4.663245000.00120670.001538上表格的数据说明框架的梁柱截面主要由柱轴压缩比以及变形要求控制。所以，风荷载作用下框架横向侧移是满足设计规范要求的。2 地震的荷载计算地震作用下的水平位移的弹性验算(1).层间位移验算底层：u1 = FEk1/K1 = 466.60/13062 = 0.0035578 m u1/H1 =0.0035578 /5.00 =0.00067 =0.002222，是满足要求的4501二层：u2 =( FEk1F1)/K2 =(320.6523.05)/68454 = 0.001908 m u2/H2 = 0.001908/3.9 =0.00072=0.002222，满足要求4501同理，三、四、五层、六层均满足要求。(2).顶点位移验算U =u1 +