我的结构设计

建筑目 录摘 要II前 言第一章 建筑设计方案 11.1 工程地质条件 11.2 主要建筑做法 21.3建筑截面选型、平面布置及构件截面初估2第二章 结构设计方案 42.1确定计算简图42.2统计荷载：52.3风载作用下侧移的验算112.4内力计算122.5内力组合332.6截面设计与配筋计算49第三章 施工组织设计753.1 工程概况753.2 施工方案 763.3 主体工程施工783.4 施工现场的平面布置图813.5 工程措施823.6 编制依据86附表 定额计算人工及工日 88结 论92谢 辞94参考文献95摘 要本论文综合运用所学的专业知识，根据设计任务书的要求进行了钢筋混凝土结构办公楼的建筑设计、结构设计。设计过程遵循先建筑后结构再基础的顺序进行。建筑设计，依据建筑总体规划要求、建筑用地条件和基地周边的环境特点，首先设计建筑平面， 其次进行立面造型、剖面设计。建筑设计应满足使用功能和造型艺术的要求，并适应未来发展与灵活改造的需要。结构设计密切联系建筑设计，以现行的有关规范为依据，主要包括结构选型及结构布置、确定计算简图及计算单元、荷载计算、侧移控制、内力组合、构件设计、楼梯设计、基础设计等内容 。本工程采用钢筋混凝土结构框架结构体系（横向承重），选择了有代表性的一榀框架进行计算。对于竖向荷载作用采用弯矩二次分配法，水平荷载作用采用D值法。设计计算整个过程中综合考虑了技术经济指标和施工工业化的要求，由于本工程位于6度抗震设防区，所以计算时不考虑抗震要求。施工组织设计主要包括施工准备工作、施工部署、主要项目的施工方法以及技术质量、安全生产、文明施工方面的一系列措施。关键词： 建筑设计 结构设计施工组织设计 荷载计算 ABSTRACTThis thesis uses the professional knowledge synthetically according to the request of the design program. The design of the office building includes architectural design, structural design and construction management design. The design process follows the order: firstly, architectural design; secondly, structural design; lastly, the foundation design. The architectural design, according to the master plan of the building, the site condition, peripheral urban environment, and characteristic of the base design the building plain at first. The elevation design is carried on secondly, considering building classify and fire prevention. The architectural design should meet the needs of the functional requirement, the use requirement and development and flexible transformation in the future. Structural design maintains close ties with the architectural design, which is based on current relevant codes. It includes the structure style, the preliminary estimation for the structural members, confirmation of the sketch and unit for calculation, sideway control, load calculation, component design, slab-stairs design, floor overlay design and foundation design. This project adopts cast-in-place reinforced concrete structure (transverse bearing), which has chosen a representative frame to calculate. Vertical load function adopts moment distribution method, level load function adopts D value method, and seismic load function adopts equivalent base shear method. During the design process earthquake-resistant design, technical economy index and construction industrialized request are synthetically considered. Construction management design includes the preparation of construction, construction schedule, the main construction method and a series of measures for technological quality, safety in production and civilization construction.Keywords: Architectural design, Structural design, Construction management design, Load calculation前 言结构设计是土木工程毕业设计的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。本组毕业设计题目为浙江临海苍山科研综合楼设计。在结构前期，我复习了结构力学、土力学与基础工程、混凝土结构、建筑结构抗震设计等知识，并借阅了抗震规范、混凝土规范、荷载规范、砌体规范、地基基础规范等规范。在网上搜集了不少资料，并做了笔记。在结构设计中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行计算和分析。在结构设计后期，主要进行设计手稿的电脑输入和PKPM 计算出图（并有一张手画基础图），并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。结构设计的六周里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进行内力组合的计算时，进一步了解了Excel；在绘图时熟练掌握了AutoCAD，PKPM 等专业软件。以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。本工程为浙江临海苍山科研综合楼设计，采用现浇钢筋混凝土框架结构，纵横双向框架承重。根据规划及房屋使用要求采用七层的结构，层高为3.9m。建筑平面布置，剖面布置及各节点祥图详见建筑图。第一章 建 筑 设 计 方 案1.1工程地质条件11.1气象条件基本风压：0.9KN/，基本雪压：0.6KN/11.2抗震设防7度抗震1.1.3地质资料（1） 第一层填土，不宜做为天然地基土，建议全部挖除。（2）层号土层名称土壤重度（）层底深度H(m)1填土2黄土状粉质粘土1404.118.00.83粉质粘土（孔隙比e=0.861,液性指数IL=-0.02）1909.418.42.54粘土（孔隙比e=0.948,液性指数IL=-0.21）22010.018.03.56粗砾砂24020.018.54.57碎石250155.88中风化灰岩200010（3）采用天然地基是较适宜的方案，建议以第四层粘土作为主体结构的地基持力层。（4）基坑开挖时，建议基坑允许坡度值为1:0.35。（5）根据波速实验及地脉动测试结果，该建筑场地为类中硬场地。 （6）勘察期间，测得场地地下水静止水位埋深为10.20-10.90m，可不考虑水质对基础混凝土的侵蚀性。（7）地区地震基本烈度为6度。最大冻土深度按0.50m考虑。11.4设计标高 室内设计标高0.00，室内外高差600mm11.5活荷载标准值活荷载：楼面活荷载标准值为2.0KN/，走廊、门厅活荷载标准值为2.5KN/，楼梯活荷载采用3.5KN/，屋面采用不上人屋面均布活荷载标准值为0.5KN/。1.2主要建筑做法主要建筑做法说明见建筑做法总说明。门窗做法：门均为铝合金门，窗均为铝合金窗,门窗尺寸见建筑做法总说明：门窗表1.3建筑结构选型、平面布置及构件截面初估1.3.1结构选型本工程是浙江临海苍山科研综合楼设计，建筑面积为5733，层数为7层，根据使用要求采用框架结构，楼面采用现浇板，框架梁、柱为现浇整体构件，基础采用钢筋混凝土柱下独立基础。13.2 框架结构平面布置框架结构平面布置如下图： 1.3.3 构件截面初估1）框架梁1截面尺寸的确定：高h : (1/81/12)L 取 h = 600宽b : (1/31/2)h 取 b=300框架梁2截面尺寸的确定：取h = 400b =250 2）次梁截面尺寸的确定：高h : (1/12-1/18)L 取 h = 450 宽b : (1/3-1/2)h 取 b =250 3）框架柱截面的初步估定：中柱截面尺寸的确定：A = a2 = = 0.29取bh=500mm600mm, 为计算简便，边柱中柱尺寸取相同。第二章 结 构 设 计 方 案2.1确定计算简图2-7层层高均为3.9m，1层层高为3.9+0.6+1.9=6.4m框架梁线刚度的计算：考虑板对梁的翼缘作用取2-7层柱线刚度底层柱线刚度：相对线刚度：，2.2统计荷载：2.2.1恒载标准值统计（1）屋面20厚1:3水泥砂浆打底 0.0220=0.4KN/2厚合成高分子防水层 100.002=0.1KN/40厚喷涂硬质发泡聚氨酯保温层 0.0325=0.75KN/100厚憎水膨胀珍珠岩保温层 0.50.04=0.02KN/20厚1:3水泥砂浆 0.0220=0.4KN/卷材防水层 0.05 KN/1：8水泥膨胀珍珠岩40厚 150.15=2.25 KN/现浇钢筋混凝土屋面板 0.0925=2.25KN/10厚混合砂浆抹灰层 0.0117=0.17KN/合计 5.56KN/（2）标准层楼面20厚磨光大理石板 0.0228=0.56KN/20厚1:2水泥砂浆 0.0220=0.4KN/60厚CL7.5陶粒混凝土 0.0619.5=1.17KN/现浇钢筋混凝土楼板 0.0925=2.25KN/10厚混合砂浆抹灰层 0.0117=0.17KN/合计 4.55 KN/（3）标准层楼面走廊荷载：20厚磨光大理石板 0.0228=0.56KN/20厚1:2水泥砂浆 0.0220=0.4KN/60厚CL7.5陶粒混凝土 0.0619.5=1.17KN/现浇钢筋混凝土楼板 0.0825=2.00KN/10厚混合砂浆抹灰层 0.0117=0.17KN/合计 4.30 KN/（4）梁自重：bh=300mm600mm梁自重 （0.6-0.09）250.3=3.83KN/m10厚混合砂浆抹灰层 (0.6-0.09) 20.0117=0.17KN/m合计 4.00 KN/m梁自重：bh=250mm450mm梁自重 （0.45-0.09）250.25=2.25KN/m10厚混合砂浆抹灰层 (0.45-0.09) 20.0117=0.12KN/m合计 2.37 KN/m梁自重：bh=250mm400mm梁自重 （0.4-0.08）250.25=2.00KN/m10厚混合砂浆抹灰层 (0.40-0.08) 20.0117=0.11KN/m合计 2.11 KN/m（5）柱自重：bh=500mm600mm柱自重 0.50.625=7.50KN/m10厚混合砂浆抹灰层 0.5 0.60.0117=0.34KN/m合计 7.84 KN/m（6）外纵墙自重：标准层：加气混凝土砌块自重 铝合金窗 合计 4.19 KN/m底层：加气混凝土砌块自重 铝合金窗 合计 7.26 KN/m（7）内纵墙自重标准层加气混凝土砌块自重 铝合金窗 合计 5.92 KN/m底层加气混凝土砌块自重 铝合金窗 合计 8.69KN/m（8）女儿墙自重女儿墙自重 0.80.2418=3.46KN/m压顶自重 0.060.3025=0.45KN/m陶瓷锦砖外墙面 0.50.9+0.50.3=1.05KN/m合计 4.96KN/m（9）栏杆自重 0.250.425+0.241.218=7.68 KN/m22.2 活荷载标准值计算：（1）屋面和楼面活载标准值： 不上人屋面 0.5KN/楼面：办公室 2.0KN/ 走廊、卫生间、楼梯间 2.5 KN/（2）雪荷载： 2.2.3 竖向荷载下框架受荷总图（1）恒载标准值计算梁上的荷载：屋面： AB、CD跨梁上的均布荷载为5.562.7+4.00=19.01 KN/m标准层：AB、CD跨梁上的均布荷载为4.552.7+4.00=12.29 KN/mB1/B、3/BC跨梁上的均布荷载均为 2.11 KN/m柱上的荷载：传到A柱上的荷载：屋面： 标准层： （4.00+4.19）5.4+40.56=84.78KN 传到B柱上的荷载：顶层： 5.562.73.0+9.005.4=93.64KN标准层: (4.00+3.87+5.92) 5.4+40.56=115.02KN传到1/B柱上的荷载：屋面： 第三七层: 第二层: 传到3/B柱上的荷载：屋面： 第三七层: 第二层： 传到C柱上的荷载：屋面： 5.562.73.0+9.05.4=93.64KN标准层： 13.795.4+36.87=111.34KN 传到D柱上的荷载：屋面： 45.04+8.965.4=93.42KN标准层： 8.195.4+36.87=81.10KN传到底层上的的恒荷载：A、C柱：（2.5+4.35）5.4=36.99KNB、D柱：（2.5+8.69）5.4=60.43KN（2）活荷载标准值计算：AB跨梁：屋面：1.62 KN/m 楼面：5.40 KN/mCD跨梁：屋面：1.62 KN/m 楼面：5.40 KN/m传到A柱上的荷载：屋面：0.62.73.3=5.35KN标准层：2.72.03.3=17.82KN 传到B柱上的荷载： 屋面：5.35+0.545.4=8.27KN标准层：2.255.4+17.82=29.97KN传到C柱上的荷载：屋面：2.70.63.0+0.545.4=7.78KN标准层：2.72.03.0+2.255.4=28.35KN传到D柱上的荷载：屋面：4.86KN标准层：16.20KN传到1/B、1/C柱上的荷载：屋面：标准层：二层：2.2.4、风荷载计算：作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值： 基本风压：B=5.4m，一层层高为4.5m，标准层层高均为3.9m。集中风荷载标准值：离地高度z/m27.91.380.9581.410.80.93.929.50 241.320.8111.360.80.93.927.22 20.11.250.591.280.80.93.924.26 16.21.170.4121.210.80.93.921.47 12.31.060.2631.150.80.93.918.48 8.410.1321.080.80.93.917.64 4.510.0561.030.80.94.59.01 H=28.8m B=20.9m 查表7.4.3得：（脉动增大系数） 查表7.4.4.3得：（脉动影响系数）2.3风载作用下侧移的验算2.3.1侧移刚度D横向2-7层D值的计算：构件名称A轴柱0.7880.28313911B轴柱1.5000.429210891/B轴柱0.7110.262128793/B轴柱0.7110.26212879C轴柱1.5800.44121678D轴柱0.8670.30214846横向底层D值的计算：构件名称A轴柱1.1640.52613150B轴柱2.2300.645161251/B轴柱1.0500.508127003/B轴柱1.0500.50812700C轴柱2.3300.65416350D轴柱1.2800.543135752.3.2 侧移验算水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算左风载作用下框架侧移计算：层数729.529.5478790.00062 627.2256.72478790.00118 524.2680.98478790.00169 421.47102.45478790.00214 318.48120.93478790.00253 217.64138.57478790.00289 19.01147.58419750.00352 层间侧移最大值（满足）在左风载作用下满足条件，则在右风载作用下层间侧移也满足条件。2.4内力计算2.4.1竖向荷载利用弯矩分配法进行计算顶层：（恒载作用下） A7A6 A7B7 B7A7 B7B6 B71/B7 1/B7B7 1/B71/B6分配系数：0.56 0.44 0.32 0.40 0.28 0.42 0.58固端弯矩： -69.01 69.01 -0.57 0.57 38.65 30.36 15.18 -13.38 -26.76 -33.45 -23.41-11.717.49 5.89 2.95 2.34 4.68 6.46 -0.85 -1.69 -2.12 -1.48 -0.74 0.48 0.37 0.19 0.16 0.31 0.43 -0.11 -0.14 -0.10 -0.05 0.02 0.0346.62 -46.62 58.7 -35.71 -23.06 -6.92 6.92 3/B73/B6 3/B7C7 C73/B7 C7C6 C7D7 D7C7 D7D6分配系数：0.58 0.42 0.28 0.39 0.33 0.46 0.54固端弯矩： -0.57 0.57 -57.03 57.03 -13.12-26.23 -30.80 9.74 19.48 27.14 22.96 -11.48-5.32 -3.85 2.95 2.34 4.68 6.46 0.64 1.28 1.78 1.51 0.76 -0.37 -0.27 -0.14 -0.18 -0.35 -0.41 0.05 0.09 0.12 0.11 -0.03 -0.02-5.72 5.72 19.35 29.04 -48.39 37.41 -37.41恒载作用下：顶层标准层底层活荷载作用下：顶层标准层底层恒载作用下弯矩图：恒载作用下的轴力图：恒载作用下的剪力图：框架梁在恒载作用下经调幅至柱边截面的弯矩：活载在AB、CD跨的弯矩图：活载在AB、CD跨的轴力图：活载在AB、CD跨的剪力图：框架梁在活载作用下经调幅至柱边截面的弯矩：2.4.2风荷载作用下内力计算采用D值法（1） 左风荷载作用下： 层数柱顶集中风载P柱的剪力V(KN)A柱B柱1/B柱七层六层五层四层三层二层一层 层数A柱B柱C柱 七层六层五层四层三层二层一层在右风载作用下层数柱顶集中风载P柱的剪力V(KN)3/B柱C柱D柱七层六层五层四层三层二层一层层数3/B柱C柱D柱七层六层五层四层三层二层一层风载作用下的弯矩图：风载作用下的剪力图：风载作用下的轴力图：2.5内力组合2.5.1梁截面内力组合表梁号截面恒载活载风载1.2+1.4左风右风MmaxMminVmaxA7 B7MVMVMVMV1 -22.87 61.02 -2.64 5.27 25.25 -6.52 -25.25 6.52 -31.14 80.60 2 48.66 3.47 3.75 -6.52 -3.75 6.52 63.25 0.00 3 -30.67 -64.45 -3.00 -5.42 -17.75 -6.52 17.75 6.52 -41.00 -84.93 B7 1/B71 -12.14 17.91 -0.64 1.08 16.05 -21.87 -16.05 21.87 -15.46 23.00 2 -6.41 16.01 -0.23 1.08 -3.63 -21.87 3.63 21.87 -8.01 20.72 3 1.68 14.11 0.27 1.08 -23.31 -21.87 23.31 21.87 2.39 18.44 3/B7 C71 0.91 -11.17 0.24 -0.99 22.55 -20.96 -22.55 20.96 1.43 -14.79 2 -3.71 -13.07 -0.22 -0.99 3.69 -20.96 -3.69 20.96 -4.76 -17.07 3 -10.27 -14.97 -0.59 -0.99 -15.18 -20.96 15.18 20.96 -13.15 -19.35 C7 D71 -23.88 58.70 -2.27 4.95 18.55 -7.26 -18.55 7.26 -31.83 77.37 2 40.85 2.88 -3.22 -7.26 3.22 7.26 53.05 0.00 3 -16.84 -55.36 -1.88 -4.77 -24.98 -7.26 24.98 7.26 -22.84 -73.11 A6 B61 -23.00 40.36 -8.83 17.17 51.67 -14.07 -51.67 14.07 -39.96 72.47 2 23.78 12.15 5.25 -14.07 -5.25 45.55 0.00 3 -23.90 -40.75 -9.06 -17.87 -41.17 -14.07 41.17 -41.36 -73.92 B6 1/B61 -3.11 7.74 -1.94 2.83 37.24 -48.24 -37.24 48.24 -6.45 13.25 2 -1.18 5.84 -0.93 2.83 -6.18 -48.24 6.18 48.24 -2.72 10.97 3 2.97 3.94 0.45 2.83 49.60 -48.24 -49.60 48.24 4.19 8.69 3/B6 C61 1.91 -3.28 0.49 -2.50 47.95 -44.70 -47.95 44.70 2.98 -7.44 2 -0.43 -5.18 -0.70 -2.50 7.72 -44.70 -7.72 44.70 -1.50 -9.72 3 -2.83 -7.08 1.61 -2.50 -32.51 -44.70 32.51 44.70 -1.14 -12.00 C6 D61 -18.87 37.12 -7.10 16.38 39.74 -13.55 -39.74 13.55 -32.58 67.48 2 19.92 9.86 -7.04 -13.55 7.04 13.55 37.71 0.00 3 -17.84 -36.62 -6.29 -16.03 -53.84 -13.55 53.84 13.55 -30.21 -66.39 A3-5 B3-51 -20.94 40.22 -10.13 14.43 130.37 -35.36 -130.37 35.36 -39.31 68.47 2 25.93 11.45 13.69 -35.36 -13.69 35.36 47.15 0.00 3 -22.52 -40.89 -9.86 -17.97 -102.99 -35.36 102.99 35.36 -40.83 -74.23 B3-5 1/B3-51 -4.06 8.26 -1.92 2.30 93.19 -118.73 -93.19 118.73 -7.56 13.13 2 -1.36 6.36 -1.19 2.30 -13.67 -118.73 13.67 118.73 -3.30 10.85 3 1.66 4.46 0.61 2.30 -120.53 -118.73 120.53 118.73 2.85 8.57 3/B3-5 C3-51 1.48 -3.70 0.54 -2.37 116.45 -113.63 -116.45 113.63 2.53 -7.76 2 -1.19 -5.60 -0.57 -2.37 14.19 -113.63 -14.19 113.63 -2.23 -10.04 3 -3.60 -7.50 -1.41 -2.37 -88.08 -113.63 88.08 113.63 -6.29 -12.32 C3-5 D3-51 -17.74 37.27 -7.29 16.38 107.65 -40.42 -107.65 40.42 -31.49 67.66 2 21.74 9.58 13.61 -40.42 -13.61 40.42 39.50 0.00 3 -16.06 -36.47 -6.55 -16.03 -134.86 -40.42 134.86 40.42 -28.44 -66.21 A2 B21 -21.12 40.23 -10.22 14.44 135.77 -38.17 -135.77 38.17 -39.65 68.49 2 25.76 11.37 9.81 -38.17 -9.81 38.17 46.83 0.00 3 -22.61 -40.88 -9.89 -17.96 -116.16 -38.17 116.16 38.17 -40.98 -74.20 1/B2 B21 -4.00 8.24 -1.90 2.25 105.09 -128.12 -105.09 128.12 -7.46 13.04 2 -1.29 6.35 -0.71 2.25 -10.22 -128.12 10.22 128.12 -2.54 10.77 3 1.71 4.45 0.76 2.25 -125.52 -128.12 125.52 128.12 3.12 8.49 3/B2 C21 1.56 -3.68 0.56 -2.34 -121.30 -122.57 121.30 122.57 2.66 -7.69 2 -1.08 -5.58 -0.53 -2.34 10.85 -122.57 -10.85 122.57 -2.04 -9.97 3 -4.15 -7.48 -1.40 -2.34 -99.33 -122.57 99.33 122.57 -6.94 -12.25 C2 D21 -17.86 37.26 -7.33 16.38 121.41 -43.64 -121.41 43.64 -31.69 67.64 2 21.57 9.51 -9.52 -43.64 9.52 43.64 39.20 0.00 3 -16.21 -36.48 -6.62 -16.03 -140.45 -43.64 140.45 43.64 -28.72 -66.22 A1 B11 -18.57 39.95 -9.09 14.32 209.53 -56.03 -209.53 56.03 -35.01 67.99 2 28.12 12.47 24.62 -56.03 -24.62 56.03 51.20 0.00 3 -21.39 -41.16 -9.35 -18.08 -160.30 -56.03 160.30 56.03 -38.76 -74.70 1/B1 B11 -5.78 10.14 -2.52 3.64 145.04 -174.94 -145.04 174.94 -10.46 17.26 2 -2.52 8.24 -1.24 3.64 -24.81 -174.94 24.81 174.94 -4.76 14.98 3 1.52 6.34 1.02 3.64 -169.85 -174.94 169.85 174.94 3.25 12.70 3/B1 C11 1.30 -4.71 0.41 -2.89 165.71 -168.32 -165.71 168.32 2.13 -9.70 2 -1.95 -6.61 -1.02 -2.89 14.22 -168.32 -14.22 168.32 -3.77 -11.98 3 -4.64 -8.51 -2.03 -2.89 -137.27 -168.32 137.27 168.32 -8.41 -14.26 C1 D11 -16.79 37.51 -6.77 16.72 167.77 -62.68 -167.77 62.68 -29.63 68.42 2 23.57 11.14 -20.28 -62.68 20.28 62.68 43.88 0.00 3 -14.09 -36.23 -4.57 -15.68 -208.33 -62.68 208.33 62.68 -23.31 -65.43 梁号截面1.2+1.4/1.2+0.9(1.4+1.4/)1.35+ (1.40.7+1.40.6/)MmaxMminVmaxMmaxMminVmaxMmaxMminVmaxA7 B71 7.91 -62.79 82.35 1.04 -62.59 88.08 -12.25 -54.67 93.02 2 63.64 53.14 9.13 67.49 58.04 8.22 72.24 65.94 5.48 3 -11.95 -61.65 -86.47 -18.22 -62.95 -92.38 -29.43 -59.25 -97.80 B7 1/B71 7.90 -37.04 52.11 4.85 -35.60 50.41 -3.53 -30.50 43.61 2 -2.61 -12.77 49.83 -3.41 -12.56 48.13 -5.83 -11.93 41.04 3 34.65 -30.62 47.55 31.73 -27.01 45.85 22.11 -17.05 38.48 3/B7 C71 32.66 -30.48 -42.75 29.81 -27.02 -41.06 20.41 -17.48 -33.66 2 0.71 -9.62 -45.03 -0.08 -9.38 -43.34 -2.12 -8.32 -36.22 3 8.93 -33.58 -47.31 6.06 -32.19 -45.62 -1.69 -27.19 -38.79 C7 D71 -2.69 -54.63 80.60 -8.14 -54.89 85.82 -18.88 -50.04 90.19 2 53.53 44.51 10.16 56.71 48.59 9.15 60.67 55.27 6.10 3 14.76 -55.18 -76.6