1、保定市城鄉(xiāng)建筑設(shè)計院辦公樓設(shè)計學(xué)生：石磊 指導(dǎo)教師：宗蘭（南京工程學(xué)院建筑工程學(xué)院，江蘇 南京， 211167）摘要：本工程是保定市城鄉(xiāng)建筑設(shè)計院辦公樓設(shè)計，共4層，第一層層高3.6米、其余層層高3.3米，總高15.00米，為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。本框架抗震等級為三級，抗震設(shè)防烈度為7度。本說明書包括如下部分：1工程概況；2。荷載計算；3?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的受力分析、計算和設(shè)計；4。屋蓋、樓蓋設(shè)計；5。樓梯設(shè)計；6基礎(chǔ)設(shè)計。本設(shè)計包括建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計，完成6張建筑施工圖和6張結(jié)構(gòu)施工圖。結(jié)構(gòu)設(shè)計主要對軸橫向框架進行了抗震設(shè)計：根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，采用底部剪力法求水平地震荷載作用大小，用D值法計算水平荷載

2、作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、用彎矩二次分配法計算豎向荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力，根據(jù)內(nèi)力組合找出最不利內(nèi)力，對框架梁、柱進行配筋計算并繪圖。此外，還進行了結(jié)構(gòu)側(cè)移驗算、標(biāo)準(zhǔn)層樓蓋及屋蓋設(shè)計、樓梯設(shè)計和基礎(chǔ)設(shè)計。關(guān)鍵詞： 框架結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)設(shè)計 抗震設(shè)計 The design of office building of urban and rural Construction and Design Institute in baoding.Abstract:This project is to design the office building of urban and rural construction

3、and Design Institute in Baoding, four storeys, the highth of the first layers is 3.6 meters, 3.3 meters is the highth of remaining layers, 15.00 meters is the total highth of the frame structure of reinforced concrete. The counter of earthquake is the third grades, seismic fortification intensity of

4、 7 degrees. The statement included the following: 1、 project profiles; 2、 load calculation; 3、 Analysis of the frame structure, calculation and design; 4、 roof, floor design; 5、 staircase design; 6、 foundation design. The design includes architectural and structural design, completed six of construc

5、tion plans and six of construction drawings. structural design of the main axis horizontal framework for the Seismic Design: According to the structure design, for use at the bottom of the level of seismic shear load size, with D value method to calculate the level of load under the framework of the

6、 internal forces, with the second moment The allocation method under vertical load the structure of internal forces, according to find the best combination of internal forces of adverse internal forces, the frame beams and columns to calculate and reinforcement drawings. In addition, the structure s

7、way checking, the standard of the floor and the roof design, design and basic design of the stairs.Keywords: frame structure, structural design, anti-seismic design1 前言本工程為保定市城鄉(xiāng)建筑設(shè)計院辦公樓, 建筑地點位于主要街道，南立面臨街,占地面積為（76.1x19.8）平方米。按照甲方對建筑物功能方面要求,辦公樓共四層，框架結(jié)構(gòu)，設(shè)有綜合經(jīng)營計劃科、院長辦公室、總工辦公室、總經(jīng)濟師辦公室、總經(jīng)理辦公室、副總經(jīng)理辦公室、設(shè)計室、

8、曬圖室、圖檔室、會議室、多功能廳等。為了使建筑更好的達到其功能要求：平面內(nèi)采用內(nèi)廊式布置；底層層高為3.6m其他層層高3.3m；一、二層設(shè)置辦公室，頂層考慮多功能廳；主要房間為設(shè)計工作室，采用大房間，內(nèi)部分割；屋面為不上人屋面。本設(shè)計根據(jù)要求，要完成辦公樓的建筑方案設(shè)計、建筑施工圖設(shè)計、結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計。通過本設(shè)計可以綜合利用四年所學(xué)知識，掌握建筑設(shè)計的步驟，受到工程師的綜合訓(xùn)練。2 畢業(yè)設(shè)計所做的主要工作2.1建筑方案設(shè)計建筑設(shè)計的目的就是在總體規(guī)劃的前提下，根據(jù)規(guī)范和業(yè)主的要求，綜合考慮周邊環(huán)境、使用功能、建筑施工等問題, 合理組織布局，盡可能滿足業(yè)主提出的使用功能要求和建筑內(nèi)部和外部的美學(xué)

9、藝術(shù)效果。所以在對建筑方案設(shè)計時要對建筑平面、建筑立面和建筑剖面這三個方面進行設(shè)計。2.2建筑施工圖設(shè)計 在建筑方案設(shè)計的基礎(chǔ)上(即初步設(shè)計)，對建筑施工圖進行全面設(shè)計，選定各部分的工程做法、門窗類別、細部尺寸等并不斷完善建筑方案圖，使其達到建筑設(shè)計工作圖程度。2.2.1建筑平面設(shè)計：主要解決建筑平面形狀、功能分區(qū)、主次入口的安排、房間的進深和開間尺寸控制、走廊寬度、柱網(wǎng)布置、樓梯見平面位置及數(shù)量、衛(wèi)生間的設(shè)置、內(nèi)外墻的厚度、門窗洞口尺寸等，并完成建筑平面施工圖，要求達到建筑設(shè)計施工圖深度。2.2.2建筑立面設(shè)計：注意正立面的處理，如統(tǒng)一與變化、均衡與穩(wěn)定、虛實對比、尺度與比例、色彩與韻律等，

10、并完成建筑剖面施工圖，要求達到建筑設(shè)計施工圖深度。C、建筑剖面設(shè)計：注意室內(nèi)外高差、臺階的設(shè)置、窗下墻高度、門窗洞口高度、樓梯的分段、屋面做法、排水方式、女兒墻高度、墻體與柱的關(guān)系、與建筑平面和立面的吻合等，并完成建筑剖面施工圖，要求達到建筑設(shè)計施工圖深度。2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算是以建筑施工圖為依據(jù)，確定結(jié)構(gòu)的平面布置、豎向布置方案、初步結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸及材料；選定結(jié)構(gòu)計算簡圖；進行豎向荷載統(tǒng)計、地震作用計算；風(fēng)荷載作用；計算完成選定框架的內(nèi)力計算及內(nèi)力組合；進行樓蓋和屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計；結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計；樓梯設(shè)計；基礎(chǔ)設(shè)計等。還要依據(jù)設(shè)計規(guī)范進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而保證結(jié)構(gòu)的適用性、耐久性。2.

11、3.1結(jié)構(gòu)方案設(shè)計由于本工程為四層，屬于多層建筑，可采用框架結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)，由于框架結(jié)構(gòu)較混合結(jié)構(gòu)具有更好的整體性和抗震性，并且平面布置靈活，適用于有大空間的建筑，并且結(jié)構(gòu)自重較輕，計算理論較成熟，所以本工程采用框架結(jié)構(gòu)體系。2.3.2結(jié)構(gòu)平面布置設(shè)計框架結(jié)構(gòu)平面布置總的來說要盡量減少結(jié)構(gòu)的復(fù)雜受力和扭轉(zhuǎn)受力，即框架結(jié)構(gòu)的平面形狀宜簡單、規(guī)則、對稱，減少偏心；平面的長寬比不宜過大，突出部分長度宜減少，凹角處宜采取加強措施。進行混凝土框架結(jié)構(gòu)布置的主要工作是合理地確定梁、柱的位置及跨度。其基本原則是：結(jié)構(gòu)平面形狀和立面體型宜簡單、規(guī)則，使剛度均勻?qū)ΨQ，減小偏心和扭轉(zhuǎn)?？刂平Y(jié)構(gòu)高寬比，以減少水平荷

12、載下的側(cè)移，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)高寬比限值為：非抗震設(shè)防時為5，6度、7度抗震設(shè)防時為4，8度抗震設(shè)防時為3，9度抗震設(shè)防時為2。盡量統(tǒng)一柱網(wǎng)及層高，以減少構(gòu)件種類規(guī)格，簡化梁設(shè)計及施工?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)尺寸，即平面框架的柱距(開間、進深)和層高，首先要滿足生產(chǎn)工藝和其他使用功能的要求，柱網(wǎng)布置方式可分為內(nèi)廊式、等跨式、不等跨式等幾種；其次是滿足建筑平面功能的要求；此外，平面應(yīng)盡可能簡單規(guī)則、受力合理，使各構(gòu)件跨度、內(nèi)力分布均衡。工程實踐中常用的梁、板跨度：主梁（與框架柱相連且承擔(dān)樓面板主要荷載的梁）跨度58m，次梁跨度46m，單向板跨1.72.5m，一般不得超過3m，雙向板跨4m左右，荷載較大時

13、宜取較小值，因為板跨直接影響板厚，而板的面積較大，板厚度的增加對材料用量及結(jié)構(gòu)自重增加影響較大。房屋的總長度宜控制在最大溫度伸縮縫間距內(nèi)，當(dāng)房屋長度超過規(guī)定值時，伸縮縫將房屋分成若干溫度區(qū)段。伸縮縫是為了避免溫度應(yīng)力和混凝土收縮應(yīng)力使房屋產(chǎn)生裂縫而設(shè)置的。在伸縮縫處，基礎(chǔ)頂面以上的結(jié)構(gòu)和建筑全部分開?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的伸縮縫最大間距為55m。2.3.3框架結(jié)構(gòu)的豎向布置 框架結(jié)構(gòu)的豎向布置確定框架結(jié)構(gòu)沿豎向的變化情況。本辦公樓豎向布置較規(guī)則，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度均勻變化，避免了剛度突變；框架柱采用上下對中；豎向構(gòu)件截面和材料強度等級合理，避免了側(cè)向承載力的突變。2.3.4 框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖

14、實際建筑結(jié)構(gòu)是三維空間結(jié)構(gòu)，且結(jié)構(gòu)材料和結(jié)構(gòu)荷載都具有隨機性，使結(jié)構(gòu)精確分析十分困難。在沒有計算機輔助設(shè)計的情況下，當(dāng)結(jié)構(gòu)布置規(guī)則、荷載分布均勻時，我們通常將空間框架簡化為平面框架采用手算進行分析，其中計算模型和受力分析都必須進行不同程度的簡化。要計算出框架結(jié)構(gòu)中梁柱內(nèi)力，必須首先確定框架結(jié)構(gòu)簡化后的計算簡圖，即需確定框架的計算單元、框架的跨度、層高、構(gòu)件截面、框架承受荷載等。2.3.5水平荷載作用下框架內(nèi)力計算高度不超過40m、以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法簡化計算地震作用，用D值法計算水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力。2.3.6豎向荷載作用下框架內(nèi)力計算用

15、彎矩二次分配法計算豎向荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力在豎向荷載作用下較規(guī)則的框架產(chǎn)生的側(cè)向位移很小，可忽略不計。框架的內(nèi)力采用無側(cè)移的彎矩分配法進行簡化計算。在工程設(shè)計中，每節(jié)點只分配兩至三次即可滿足精度要求。對所求得的內(nèi)力進行組合，找出最不內(nèi)力組，再進行截面設(shè)計?？蚣芰旱慕孛嬖O(shè)計包括正截面抗彎承載力設(shè)計和斜截面抗剪承載力設(shè)計，然后再根據(jù)構(gòu)造要求統(tǒng)一調(diào)整和布置縱向鋼筋和箍筋?？蚣苤趬海ɡ┝Α澗?、剪力的共同作用，縱筋按正截面抗彎承載力設(shè)計，箍筋按斜截面抗剪承載力進行設(shè)計，此外為了柱具有一定的延性，要控制柱的軸壓比。2.3.7樓蓋設(shè)計樓蓋是水平承重結(jié)構(gòu)體系，是多層框架結(jié)構(gòu)的重要組成部分。樓蓋結(jié)構(gòu)不但將

16、荷載傳遞給豎向承重結(jié)構(gòu)，同時也將各豎向承重結(jié)構(gòu)連接成一個整體，增加了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和整體性。進行樓面結(jié)構(gòu)布置時，要求確定梁、柱和墻的位置。樓面結(jié)構(gòu)布置要考慮使用要求、荷載大小、施上條件和經(jīng)濟方面等許多因素。在雙向板肋形樓蓋中，由梁劃分的區(qū)格尺寸不宜過小，板區(qū)格過小時，梁的數(shù)量增多施工復(fù)雜，板受力小，材料得不到充分利用。板區(qū)格也不宜太大，板區(qū)格過大時，板的厚度增加，材料用量增多，結(jié)構(gòu)自重增大，同樣也不經(jīng)濟。雙向板肋形樓蓋中，同一方向梁的間距以46m比較合適。當(dāng)柱網(wǎng)尺寸較大時，可以在柱與柱之間增設(shè)一根梁，使板區(qū)格尺寸控制在較為合理的范圍之內(nèi)。當(dāng)樓面上設(shè)有墻體或有較大的集中荷載時，墻下和較大的集中荷載

17、下應(yīng)布置梁。當(dāng)樓面有開洞時，洞口周圍應(yīng)設(shè)梁或布置加強鋼筋。2.3.8樓梯的設(shè)計樓梯是多層及高層房屋中的重要組成部分。板式樓梯下表面平整，施工支模方便，外觀比較輕巧，但斜板較厚，混凝土和鋼筋用量較多，一般用于梯板水平投影長度不超過3米時，本工程水平投影長度不超過3米，所以本工程采用板式樓梯。板式樓梯由梯段板、休息平臺、平臺梁（若建筑為框架結(jié)構(gòu)，則還有構(gòu)造柱）組成，可分為斜板式和折線形板式兩種。斜板式樓梯跨度較小、經(jīng)濟、構(gòu)造簡單，應(yīng)優(yōu)先采用。2.3.9 基礎(chǔ)的設(shè)計本工程基礎(chǔ)的設(shè)計內(nèi)容包括：確定基礎(chǔ)的高度，底板面積與配筋。2.4繪制結(jié)構(gòu)施工圖由于施工圖紙是工程語言，是建筑施工的依據(jù)，所以結(jié)構(gòu)施工圖的

18、繪制要嚴格按照制圖標(biāo)準(zhǔn)進行，要達到施工圖的深度,要達到能拿到施工現(xiàn)場進行施工的程度。3 主要成果在給定的地形圖上，按照業(yè)主的要求，完成了建筑建筑平面設(shè)計、建筑立面設(shè)計、建筑剖面設(shè)計，完成了7張建筑施工圖。結(jié)構(gòu)方案設(shè)計、結(jié)構(gòu)平面布置設(shè)計、框架結(jié)構(gòu)的豎向布置、框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖、水平荷載作用下框架內(nèi)力計算、豎向荷載作用下框架內(nèi)力計算、各種工況下不利內(nèi)力組合、樓蓋設(shè)計及樓梯設(shè)計、基礎(chǔ)設(shè)計，完成了7張結(jié)構(gòu)施工圖。4 設(shè)計的創(chuàng)新點對于一個建筑物而言,它是在一個空地上由無到有建設(shè)而成的。本身就是一個創(chuàng)新，而為這樣一棟建筑進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也就是一個創(chuàng)新。本辦公樓為了在立面追求創(chuàng)新在屋頂兩側(cè)均勻?qū)ΨQ的設(shè)計了兩個穹頂，從而體現(xiàn)出設(shè)計院工作的認真與嚴謹還有創(chuàng)新特色。與此同時作為一個設(shè)計者為了更好的滿足了使用功能的要求設(shè)計室采用大空間然后內(nèi)部分割方式并內(nèi)部采用大玻璃代替墻體是設(shè)計完全透明化這也是此次設(shè)計的創(chuàng)新之處。本