下载文档原格式
湖南理工学院南湖学院题目：岳阳市某单位综合楼作者：学号：系别：土木建筑工程系专业：土木工程指导老师：职称：讲师完成时间：某理工学院办公楼设计摘要：本设计的题目为岳阳市某单位综合楼。
其中该设计分为建筑设计、结构设计和施工组织设计。
第一部分：建筑设计，本工程的建筑设计方案简单，采用对称布置，呈矩形。
能充分满足了单位办公的需求，建筑立面造型独特，表现了学院办公楼建筑的特点。
第二部分：结构设计，本工程的结构设计围绕安全、经济两个重点展开，采用多层框架结构。
其中选取一榀框架对其梁和柱的计算采用电算加手算，整个计算过程力求正确，基础采用柱下独立基础，并进行了楼梯和楼板的设计计算，过程详见计算书。
第三部分：施工组织设计，本工程施工组织设计详细阐述了施工布置、施工准备、施工方法、质量控制、安全生产等五个方面，明确了工程人员职则。
并根据劳动定额及计算工程量确定日工作人数，绘制施工进度计划表。
关键词：办公楼建筑设计结构设计施工组织设计框架结构计算Institute technonogy office building of the DesignSummary: The topic originally designed is the office building of institute of some job. The designs hadbeen divided into the architectural design, design and operatiol of the structure and organize the design.First part : Architectural design, the architectural design of this project is simple ,adopt and fix up asymmetrically, take the form of rectangle word. Can fully meet the demand that the institute handles official business, the elevation model of the buikding is unique; have displayed the characteristic of the building of office building of the institute.Second part: Structural design, project this structural design launch around security , economy two focal points, adopt the multi-layer frame structure. Choose one pin frame adopt electricity is it add to roof beam and calculation of post their hand charge to regard as among them, the whole computational process strives to be correct, the foundation adopts the independent foundation under the post, the design carrying on the stair floor is calculated, the course sees and calculates the book.The third part : Construct and organize and design, this construction organizes the design to explain and construct such five respects as assigning , preparation of construction , construction method , quality control , safety in production ,etc. in detail , have defined project duties of personnel . And confirm the working number of people on day according to the work norm and project amount of calculation, draw the planning chart of the construction speed.Keyword: Office building Architectural design Structural design Construct and organize and design the frame structure calculating目录第一部分：结构设计计算书一、设计概况 (4)二、结构计算书（基本情况） (5)三、框架侧移刚度计算 (7)四、荷载标准值计算 (10)五、确定结构计算简图 (13)六、恒荷载作用下框架内力分析 (16)七、活荷载作用下框架内力分析 (17)八、水平地震作用计算（横向水平地震） (26)九、横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算 (36)十、横向框架内力组合 (43)十一、框架截面设计与配筋计算 (52)十二、基础设计 (62)十三、楼梯设计 (66)十四、楼板设计 (70)第二部分：施工组织设计（内容附后） (75)参考文献 (82)致谢词 (83)结构设计计算书.一、设计概况1.建设项目名称：岳阳市某单位综合楼2.建设地点：岳阳市某地3.设计资料：3.1.地质水文资料：①．该场地地形平整，无滑坡、无液化土层等不良地质现象。
结构计算书要求：设计南昌市七星机械厂办公楼工程概况：本建筑为南昌七星机械厂办公楼，位于南昌市，六层刚框架结构，总建筑面积5930.56m2，底层高4.2m，其他层高3.0m，室内外高差0.45m。
满足防火要求，设俩个双跑楼梯和一个双分平行楼梯，墙体采用双层聚氨酯嘉芯墙板，屋面为不上人屋面，采用改进沥青防水，夹板保温。
结构形式为钢框架结构，设计基准期50年，雪荷载0.40kN/m^2，基本风压0.45kN/m^2，抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.15g一、（1）结构布置：采用焊接工字形截面的框架梁和箱型柱，楼板采用压型钢板钢筋混凝土组合结构。
（2）工程地质条件：拟建场地地形平坦，地下水位距天然地面-1.8m处，土质分布具体情况见表1，II类场地，地震设防烈度为6度。
建筑地层一览表表1：（3）施工条件：材料为：Q235钢、16Mn钢（Q345）、钢筋：HPB235-HRB400，水泥32.5-42.5级普通硅酸盐水泥。
二、截面初选：主梁截面高度500mm,腹板宽度20mm，厚度均为20mm；次梁截面高度450mm,腹板宽度16mm，厚度均为16mm；柱截面为焊接箱形柱截面，规格为500mmX500mm，厚度为20mm。
梁柱截面图：截面特性见下表：注：t为梁翼缘厚度、箱形柱厚度。
三、结构方案概述1、设计依据本设计依据以下现行国家规范及规程设计《建筑结构荷载规范》GB 5009-2001《钢结构设计规范》GB 50017-2003《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010《建筑地基基础设计规范》GB 50007-20022、结构形式及布置采用钢框架结构，框架梁采用焊接工字型截面，框架柱采用焊接箱型截面，楼板采用压型钢板钢筋混凝土组合结构，楼梯为现浇混凝土楼梯，基础采用柱下独立基础，结构布置如下图所示：3、材料选用所有构件及零件均采用Q235B，组合楼板混凝土强度等级C20，基础混凝土强度等级C25，钢筋为HRB335级及HPB235。
第一章 建 筑 设 计 方 案1.1工程地质条件1．1.1气象条件基本风压值为0.35 kN/m 21．1.2抗震设防抗震设防烈度为7度(0.10g)，地震分组为二组1.1.3地质资料地基承载力为220 kPa ，场地类别Ⅰ类1．1.4设计标高室内设计标高 0.00，室内外高差900mm1．1.5活荷载标准值活荷载：楼面活荷载标准值为2.0KN/2m ，走廊、门厅活荷载标准值为2.0KN/2m ，楼梯活荷载采用2.0KN/2m ，屋面采用不上人屋面均布活荷载标准值为0.5KN/2m ，上人屋面2.0KN/2m 。
1.2主要建筑做法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1.结构体系选型本工程是某中心卫生院宿舍楼设计，建筑面积为837.69㎡，层数为3层，根据使用要求采用钢筋混凝土现浇式框架结构（纵横向承重框架）体系。
2.其他结构选型（1）屋面结构：采用钢筋混凝土整体现浇板，上人屋面；（2）楼面结构：采用钢筋混凝土现浇楼板；（3）楼梯结构：采用钢筋混凝土梁式楼梯；（4）框架梁、柱：采用钢筋混凝土现浇框架梁、柱；（5）过梁：窗过梁均采用钢筋混凝土梁，当窗顶到上层楼面（屋面）的高度小于1.2m时，或者当采用通窗而无法布置过梁时，通常做吊板来代替过梁，其作法类似于楼面板；（6）基础：采用钢筋混凝土柱下独立基础。
1．3.2 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1.3.3.1主次梁截面尺寸的估算 1.主梁截面尺寸的计算根据《高层建筑混凝土结构设计规范》6.3.1框架结构的主梁截面高度h 可按（101~181）l 确定，l 为主梁的计算跨度；梁净跨与截面高度之比不宜小于4。
且根据《建筑抗震设计规范》第6.3.1条和6.3.6条规定：梁的截面宽度不宜小于200mm ，梁截面的高宽比不宜大于4。
所以框架梁截面高度一般取h=（101~181）l ，l 为框架梁的跨度。
结构计算书一、工程概况建筑层数：地上7层建筑高度：22.65米结构类型：钢筋砼框架结构总建筑面积：2353.76平方米设计标高：0.000建筑类型为商住楼本设计图除标高及总图以米为单位外，尺寸以毫米为单位。
二、设计要求结构的设计使用年限：50年建筑结构的安全等级：二级结构的重要性系数：1.0 建筑抗震设防类别：二类抗震设防烈度：六度防火类型：二类耐火等级：二级天面防水等级：二级；二道防水设防三、结构方案选择3.1.1 结构选型1.结构体系：采用钢筋混凝土框架结构2.屋面结构：现浇钢筋混凝土梁板屋盖3.楼面结构：现浇钢筋混凝土梁板楼盖3.1.2 结构布置1.平面布置（1）柱网尺寸：根据建筑平面图选择柱网布置方案，确定横向和纵向框架梁的跨度。
框架梁的跨度应为柱子轴线之间的距离。
（2）建筑缝的设置：根据混凝土规范及其它要求进行设置。
（3）次梁的布置。
2.竖向布置框架的层高即为框架柱的长度。
首层层高应取基础顶面到首层梁顶的距离，其余各层层高应取梁顶至梁顶的距离。
3.1.3 主要构件截面尺寸的确定各构件的截面尺寸应满足承载力、刚度及延性要求，并考虑方便施工。
1.框架梁截面尺寸：框架梁的截面尺寸应该根据承受竖向荷载的大小、梁的跨度、框架的间距、是否考虑抗震设防要求以及选用的混凝土材料强度等诸多因素综合考虑确定。
一般情况下，框架梁的截面尺寸可参考受弯构件按下式估算：梁高h=(1/8～1/12)l ，其中l 为梁的跨度。
梁宽b=(1/2～1/3)h 。
在抗震结构中，梁截面宽度不宜小于200mm ，梁截面的高宽比不宜大于4，梁净跨与截面高度之比不宜小于4。
2.框架柱截面尺寸：框架柱的截面形式通常大多为方形、矩形。
柱截面的宽与高一般取层高的1/15～1/20，同时满足25/0l h ≥、30/0l b ≥，l0为柱计算长度。
多层房屋中，框架柱截面的宽度和高度不宜小于300mm ；高层建筑中，框架柱截面的高度不宜小于400mm ，宽度不宜小于350mm 。
结构设计计算书结构设计计算书<⼀>设计资料：（1）某五层砖混结构学⽣宿舍，屋盖楼盖采⽤现浇混凝⼟，墙体采⽤Mu10普通烧结砖砌块和Mb7.5砂浆砌筑。
建筑⾯积为3000㎡左右，防⽕等级为⼆级，地基承载⼒为120KN/㎡,属于Ⅱ类场地⼟，最⼤冻结深度为0.7m ，地震设计烈度为6度。
施⼯质量控制等级为B 级，该地区基本风压为0.45kpa ，窗洞尺⼨为1800㎜*2100㎜，门洞尺⼨为1000㎜*2400㎜.（2）屋⾯构造做法：35㎜厚配筋细⽯混凝⼟板顺⽔⽅向砌120㎜厚135㎜⾼条砖三毡四油沥青防⽔卷材，洒绿⾖沙 40㎜厚防⽔珍珠岩20㎜厚1：2.5⽔泥砂浆找平层 100㎜厚现浇混凝⼟板 15㎜厚板底抹灰（3）楼⾯构造层做法： 30㎜厚⽩⾊地板砖 20㎜厚⽔泥砂浆找平 100㎜厚现浇混凝⼟板 15㎜厚板底抹灰<⼆>确定房屋静⼒计算⽅案：恒墙最⼤间距S=3.3M<3.2M （查砌体结构表6.2）恒墙长度15.44M>H/2=8.7M （为恒墙总⾼度，为17.4M ）恒墙厚度240㎜>180㎜恒墙洞⼝⽔平截⾯⾯积不超过恒墙截⾯⾯积的50%以上各条件均满⾜刚性⽅案的要求，故宿舍楼可按刚性⽅案设计。
<三>墙体⾼厚⽐验算：（1）外纵墙最⼤间距S=3.6M (外纵墙窗洞对墙体的削弱较内纵墙门洞对墙体削弱多，故纵墙仅对外纵墙进⾏验算)底层⾼H=3.3+0.9+0.6=4.8m (取⾄基础顶⾯)，取恒墙间距较⼤的⼀段外纵墙进⾏⾼厚⽐验算。
S=3.6m墙体砂浆强度等级为Mb7.5，查砌体结构表5.2得【β】=26 由于外纵墙为承重墙，故U 1=1.0 由于外纵墙开有窗洞，故s 2b 1.8U =10.4=10.4=0.8s 3.6-?-? 按公式验算⾼厚⽐[]0122160===9=1.00.826=20.8h 240βµµβH满⾜要求.（1）内恒墙⾼厚⽐验算纵墙间距S=5.5m H=4.8m 查表可知：0=0.4S+0.2H=0.4 5.5+0.2 4.8=3.16m H ?? 内恒墙为承重墙，没有洞⼝，12==1.0µµ[]0123160===13.17=1.0 1.026=26h 240βµµβH 荷载计算（1）屋⾯恒荷载标准值：35mm 厚配筋⽯混凝⼟板：3a 24KN/m 0.035m=0.84KP ? 顺⽔⽅向砌120mm 厚135mm ⾼条砖：3a 0.1219KN/m 0.135m =0.62KP 0.5三毡四油沥青防⽔卷材，铺洒绿⾖沙： a 0.4KP 40mm 厚防⽔珍珠岩：3a 4KN/m 0.04m= 0.16KP ?20mm 厚1：2.5⽔泥砂浆找平层： 3a 20KN/m 0.02m= 0.4KP ? 100mm 厚混凝⼟板：3a 25KN/m 0.1m= 2.5KP ? 15mm 厚板底抹灰：3a 16KN/m 0.015m= 0.24KP ? 屋⾯恒载标准值总计：a 5.16KP（2）不上⼈屋⾯活荷载标准值：a 0.5KP （3）楼⾯恒载标准值：30mm 厚普通⽩⾊地板砖⾯层：3a 0.65KN/m 0.03m=0.02KP ? 20mm 厚⽔泥砂浆找平层：3a 20KN/m 0.02m=0.4KP ?100mm 厚现浇混凝⼟板：3a 25KN/m 0.1m= 2.5KP ? 15mm 厚板底抹灰：3a 16KN/m 0.015m= 0.24KP ? 楼⾯恒载标准值总计：a 3.16KP（4）楼⾯活荷载标准值：a 2.0KP （5）梁⾃重（包括15mm 厚粉刷）：()0.20.525+0.01520.5+0.220=2.86KN/m（6）墙体⾃重及窗户⾃重：双⾯粉刷240mm 厚砖墙⾃重标准值：25.3KN/m 窗户⾃重标准值：20.3KN/m<五>纵墙承载⼒验算：本学⽣宿舍楼符合《砌体结构设计规范》规定，可以不考虑风荷载的影响，仅考虑竖向荷载的作⽤。
办 公 楼 结 构 设 计 说 明工程名称: 南昌市某机关办公大楼建筑地点: 南昌市沿江路 位置见总平面图建筑规模: 建筑总面积: 2200㎡建筑总层数: 四层结构形式: 钢筋混凝土框架结构设计资料:<一>地质水文条件地震烈度: 7度 土方开挖按三类考虑 抗震等级为四级地质: 1)±0.00 ~ -0.60回填土含腐植质r=16 KN/m 3 k f =80 KN/m 2 E=300N/ mm 22)-0.60 ~ -1.70粘性素填土r=18 KN/m 3 k f =130 KN/m 2 E=500N/ mm 23)-1.70 ~ -2.50残积亚粘土r=20 KN/m 3 k f =200 KN/m 2 E=500N/ mm 24)-2.50 ~ -4.00一般亚粘土r=20 KN/m 3 k f =230 KN/m 2 E=500N/ mm 25)-4.00以下 风化混合岩k f =300 KN/m 2 E=600～1000N/ mm 2地下水位-5ｍ<二>基本风压: 0.45 KN/m 2 C 类粗糙度 50年一遇 <三>基本雪压: 0.35 KN/m 2 50年一遇<四>设计使用年限：50年，本建筑为一般民用建筑，安全等级为二级。
在抗震设计时，属于丙类建筑。
<五>基础顶面设计标高的确定：因建筑标高+0.000。
建筑设计室外地坪为-0.60m ，而根据地质勘察报告的建议，地基持力层可设在残积亚粘土上，该层顶距室外设计地面可算得为-2.3m ，根据基础顶面与室外地坪的关系和持力层的位子，若选择独立基础（上有基础梁），基础顶面标高可选为-1.60m 处。
<六>活荷载标准值及相应系数按房屋使用要求，可查得办公楼一栏楼面活荷载标准值22.0/k q KN m =，组合值系数0.7c ψ=，频遇值系数0.5fψ=，准永久值系数0.4q ψ= 材料选择<一>混凝土除基础垫层混凝土选C10，基础混凝土选择C20外，各层混凝土强度等级均选C30。
結構計算書之主要內容至少需包含下列各項：
1.工程名稱
2.基地概要（包含地質條件等）
3.結構概要（包含結構系統、樓層數等）
4.建築平面圖及結構平面圖
5.設計資料：
[1]材料
[2]載重
[3]地震力(水平及垂直)
[4]風力
6.分析軟體名稱及版本
7.分析結果：
[1]動力分析檢核(動態地震力與法規地震力之比較修正)
[2]層間位移角及建物間隔之檢核
[3]建築物意外扭矩之檢核
[4]主要構件之內力
8.設計結果：
[1]結構詳圖
[2]構件及接頭檢核
[3]耐震設計之檢核
結構計算書目錄範例
一、建築概況
二、結構概要
2-1.結構系統概要
2-2.材料及強度
2-3.設計依據
2-4.電腦程式
2-5.法規地震力及風力
2-6.結構設計流程
2-7.載重組合
2-8.結構斷面尺寸
三、結構分析
3-1.樓版設計載重
3-2.各層面積及形心計算
3-3.建築物重量計算
3-4.結構基本震動週期
3-5.設計地震力計算
3-6.層間變位角及扭矩放大係數檢核
3-7.動力分析—反應譜分析
3-8.風力計算
四、結構設計
4-1.鋼筋混凝土梁韌性設計
4-2.鋼筋混凝土柱韌性設計
4-3.鋼筋混凝土剪力牆設計
4-4.壹樓樓版水平剪力檢討
4-5.地下室外牆設計
五、軟弱層檢核
5-1.總牆量檢核(包括結構及非結構牆)
5-2.樓層側向勁度檢核(軟層)
5-3.極限層剪力檢核(弱層)
六、開挖檔土措施分析
七、水浮力檢討
八、鑽探報告節錄
九、結構圖說。
结构设计计算书一、梁计算：（一）屋面验算：本设计的钢结构梁均为简支梁，材质为Q345，材料设计标准值为310N/mm²；以最不利构件计算，主梁取F~G轴线/4轴线之间的钢梁GL1，次梁取1~4轴线/F~G 轴线之间的次梁GL3验算。
1.次梁GL3验算HN400×150×8×13（1）永久荷载计算：防水层荷载（两层3mm厚SBS）： 2.1×0.006×5000×10=0.63KN/m；防水找平层（20mm厚水泥砂浆）： 2.1×0.02×1700×10=0.84KN/m；屋面1:6珍珠岩水泥砂浆找坡层（平均厚度200mm）：2.1×0.2×800×10=3.36KN/m；100mm厚挤塑板保温层： 2.1×0.1×40×10=0.084KN/m；150mm厚钢承板C30砼结构板：（2.1×0.074+2.1×0.076÷2）×2500=5.88KN/m HN400×150×8×13钢梁自重：55.8×10=0.558KN/m；合计：11.352KN/m （2）屋面活荷载计算：不上人屋面活荷载标准值：0.5KN/㎡： 2.1×0.5=1.05KN/m；基本雪载：0.35KN/㎡： 2.1×0.35=0.735KN/m；基本风荷载：0.25KN/㎡： 2.1×0.25=0.525KN/m；施工荷载：2.0KN/㎡： 2.1×2.0=4.2KN/m；合计： 6.51KN/m （3）.弯矩计算：M=ql²/8=（1.35×11.352+1.4×6.51）×9²÷8=220.887KN.m（4）验算钢梁弯矩值：W=M/f=220.877×1000×1000÷310=712538.7mm³=712.54cm³经过查表得钢梁HN350×175×7×11的W x=782cm³＞712.54 cm³2.主梁GL1验算(HN692×300×13×20)：11.352×9÷2=45.408次梁传来的集中荷载简图F1 =45.408 F2=45.408 F3=45.408弯矩组合计算：M=1.35×1.66×8.42÷8+45.408×3×4.2×1.35=792.16KN.MW=M/f=964.4103×1000×1000÷295=2685273.559mm³＜4980cm³选用HN700×300×13×203.主梁GL2验算：1.主梁验算HN400×150×8×13（1）永久荷载计算：防水层荷载（两层3mm厚SBS）： 2.0×0.006×5000×10=0.60KN/m；防水找平层（20mm厚水泥砂浆）： 2.0×0.02×1700×10=0.68KN/m；屋面1:6珍珠岩水泥砂浆找坡层（平均厚度200mm）：2.0×0.2×800×10=3.2KN/m；100mm厚挤塑板保温层： 2.0×0.1×40×10=0.08KN/m；150mm厚钢承板C30砼结构板：（2.0×0.074+2.0×0.076÷2）×2500=5.6KN/m HN400×150×8×13钢梁自重：55.8×10=0.558KN/m；合计：10.718KN/m （2）屋面活荷载计算：不上人屋面活荷载标准值：0.5KN/㎡： 2.0×0.5=1.0KN/m；基本雪载：0.35KN/㎡： 2.0×0.35=0.70KN/m；基本风荷载：0.25KN/㎡： 2.0×0.25=0.50KN/m；施工荷载：2.0KN/㎡： 2.0×2.0=4.0KN/m；合计： 6.2KN/m（3）.弯矩计算：M=ql²/8=（1.35×11.398+1.4×6.2）×8.4²÷8=212.274KN.m（4）验算钢梁弯矩值：W=M/f=212.274×1000×1000÷310=684753.5mm³=684.75cm³经过查表得钢梁HN350×175×7×11的W x=782cm³＞827.36 cm³2.主梁GL2验算(HN600×200×11×17)：10.718×8.4÷2=47.872次梁传来的集中荷载简图F1 =47.872 F2=47.872 F3=47.872弯矩组合计算：M=1.35×0.896×82÷8+45.016×3×4×1.35=785.2KN.MW=M/f=889.8×1000×1000÷295=2661705.763mm³＜3000cm³选用HN600×200×11×17（二）楼面积算：1.次梁GL3验算HN400×150×8×13（1）永久荷载计算：楼面装修材料荷载： 1.20KN/m150mm厚钢承板C30砼结构板：（2.1×0.074+2.1×0.076÷2）×2500=5.88KN/m HN400×150×8×13钢梁自重：55.8×10=0.558KN/m；合计：7.638KN/m （2）屋面活荷载计算：医院楼面活荷载标准值：0.5KN/㎡： 2.5KN/m；施工荷载：2.0KN/㎡： 2.1×2.0=4.2KN/m；合计： 6.7KN/m （3）.弯矩计算：M=ql²/8=（1.35×7.638+1.4×6.7）×9²÷8=119.374KN.m（4）验算钢梁弯矩值：W=M/f=119.374×1000×1000÷310=643143.266mm³=643.143cm³经过查表得钢梁HN350×175×7×11的W x=782cm³＞643.143 cm³2.主梁GL1验算(HN692×300×13×20)：7.638×9÷2=45.408次梁传来的集中荷载简图F1 =34.371 F2=34.371 F3=34.371弯矩组合计算：M=1.35×1.66×8.42÷8+34.371×3×4.2×1.35+6.7×8.42÷8=679.456KN.MW=M/f=679.456×1000×1000÷295=2303.241mm³＜4980cm³选用HN700×300×13×203.主梁GL2验算：1.主梁验算HN400×150×8×13（1）永久荷载计算：楼面装修材料荷载： 1.20KN/m150mm厚钢承板C30砼结构板：（2.0×0.074+2.0×0.076÷2）×2500=5.6KN/m HN400×150×8×13钢梁自重：55.8×10=0.558KN/m；合计：7.358KN/m （2）楼面活荷载计算：楼面活荷载标准值： 2.5KN/m；施工荷载：2.0KN/㎡： 2.0×2.0=4.0KN/m；合计： 6.5KN/m （3）.弯矩计算：M=ql²/8=（1.35×7.358+1.4×6.5）×8.4²÷8=167.874KN.m （4）验算钢梁弯矩值：W=M/f=167.874×1000×1000÷310=541.528.084mm³=541.528cm³经过查表得钢梁HN350×175×7×11的W x=782cm³＞541.528 cm³2.主梁GL2验算(HN600×200×11×17)：7.358×8.4÷2=30.904 次梁传来的集中荷载简图F1 =30.904 F2=30.904 F3=30.904弯矩组合计算：M=1.35×0.896×82÷8+30.904×3×4×1.35+6.5×1.4×82÷8=583.115KN.M W=M/f=583.115×1000×1000÷295=1976661.424mm³＜3000cm³选用HN600×200×11×17二、单柱荷载计算以F轴线与4轴线交点的柱进行计算：P=47.872×3+45.408×3+34.371×3+30.904×3=475.665KN故单柱承载力为475.665KN单柱强度验算：P÷S=475.665×1000÷12040=39.507N/mm2＜215N/mm2单柱稳定性验算：λ=l0/¡，¡=（I/A）1/2=（20500÷120.4）1/2=13.05cmλ=l0/¡=360÷13.05=27.59＜150。
梯形钢屋架设计一．设计资料单跨双坡封闭式厂房，屋面离地面高度约为20米，屋架铰支于钢筋混凝土柱柱顶。
屋面材料采用1.5m×6m钢筋混凝土大型屋面板，屋面板上设150mm加厚加气混凝土保温层，再设20mm厚水泥砂浆找平层，防水屋面为二毡三油上铺小石子。
结构重要性系数γ0=1.0，地区基本风压Ɯ=0.45KN/m2，冬季室外计算温度高于-20℃。
屋面坡度i=1/10，屋架间距6m，厂房长度132m，屋架跨度24m，基本雪压0.40KN/m2。
钢筋混凝土柱子的上柱截面为400m×400m，混凝土强度等级为C25。
厂房内有中级工作制桥式吊车，起重量Q≤300KN。
屋面均布活荷载标准值（不与雪荷载同时考虑，按水平投影面积计算）为0.5 KN/m2，施工检修集中荷载标准值取1.0KN。
不考虑地震设防。
二．屋架形式、尺寸、材料选择及支撑布置。
结构选用无檩屋盖方案，平坡梯形屋架。
参照《梯形钢屋架图集》（05G511），端部高度取H0=1990mm，中部高度H=3190mm（约为L/6.5）。
屋架杆件几何长度见图1（跨中起拱L/500）。
上下弦支撑和系杆布置见图2。
因连接件区别，屋架分别给出W1、W2两种编号。
钢材采用Q235C，焊条采用E43，手工焊。
三．荷载和内力计算1、荷载计算二毡三油上铺小石子0.35KN/m2找平层20mm 0.4KN/㎡加气混凝土保温层150mm 1.13 KN/㎡混凝土大型屋面板（包括灌缝） 1.5 KN/㎡屋架和支撑自重0.12+0.011L=0.12＋0.011×24=0.38KN/㎡永久荷载总和 3.76KN/㎡屋面活荷载（雪荷载为0.45KN/m2）0.5KN/m2可变荷载0.5KN/㎡注：1、根据《建筑结构荷载规范》第4.3.1条，检修荷载折算0.2KN/㎡的活荷载进行计算，不大于屋面活荷载，不予考虑。
2、根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）第6.2.1条，屋面坡度<20o，不考虑雪荷载不均匀分布，雪荷载为0.4KN/㎡，小于屋面活荷载。
目录第1章设计概况 (1)1.1 建设项目名称 (1)1.2 设计资料 (1)第2章结构布置及结构选型 (2)2.1 计算简图 (2)2.2 主要构件尺寸初步估算 (2)2.3 结构计算简图的确定 (3)2.4 梁﹑柱刚度计算 (3)第3章荷载标准值 (5)3.1 恒荷载 (5)3.2 活荷载 (7)3.3 风荷载 (8)3.4 水平地震作用 (8)第4章框架的内力分析 (12)4.2 活载作用下的内力分析 (22)4.3 左风荷载作用下的内力分析 (30)4.4 地震作用下的内力分析 (35)第5章内力组合 (40)5.1 梁内力组合 (40)5.2 柱内力组合 (40)5.3 梁端弯矩、剪力调整 (40)第6章截面设计 (42)6.1 框架横梁 (42)6.2 框架柱 (44)第7章楼板设计 (51)7.1 标准层楼板设计 (51)7.2 屋顶层板设计 (55)第8章基础设计 (59)8.1 第一类基础的设计 (59)8.2 第二类基础的设计 (61)第9章板式楼梯的设计 (65)9.1 设计资料 (65)9.2 踏步板设计 (65)9.3 平台梁设计 (66)致谢 (67)参考文献 (68)第1章设计概况1.1 建设项目名称辉县市第一高级中学学生公寓楼设计1.2 设计资料1.2.1 地质水文资料根据工程地质勘测报告，拟建场地地势平坦，0.20～1.80m的素填土，为松散状态，下面是3.00～5.40m的粉质粘土层，其承载力的特征值为300kN/m2，可作为天然地基持力层。
勘测期间未见地下水位。
1.2.2 气象资料全年主导风向：偏南风夏季主导风向：东南风冬季主导风向：北风全年温度：极端最低气温-2°C，最低平均气温0～5°C极端最高气温39°C，最高平均气温30°C最大降雨量为：110mm/小时基本风压为：0.4kN/m2（B类场地）基本雪压为：0.3kN/m21.2.3 基本情况和做法抗震设防要求：七度设防，地震加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组，Ⅱ类场地。
底层室内主要地坪标高为±0.000，相当于绝对标高31.45m。
建筑安全等级为二级。
做法说明：设计标高：室内设计标高±0.000相当于绝对标高31.500m，室内外高差450mm。
墙身做法：墙身粉煤灰清渣空心砌块填充墙，用M5混合砂浆砌筑。
内粉刷为混合砂浆底，纸筋灰面，厚20mm，“803”内墙涂料两度。
外粉刷为1：3水泥砂浆底，厚20mm，踢脚为高100mm的脚线砖。
楼面做法：楼板顶面为20mm厚水泥砂浆找平，上铺地板砖。
屋面做法：屋面板上面涂4mm厚的改性沥青防水涂料，并用1：8煤屑砼找坡3%（最薄处20mm），20mm水泥砂浆找平；再做180高，500宽的砖墩；上40mm厚预制砼盖板隔热层。
第2章 结构布置及结构选型2.1 计算简图根据建筑功能要求以及建筑施工的布置图，本工程确定采用框架承重方案，框架梁、柱布置参见结构平面图。
2.2 主要构件尺寸初步估算 2.2.1 梁截面尺寸估算2.2.1.1 主要承重框架因为梁的跨度相差较大（7200mm ﹑3300mm ）,可取跨度较大者进行计算，取L=7200mm ，h=(1/01～/12)L=720mm ～600mm ，取h=600mm ，==h b )31~21(300mm200mm ，取b=250mm ，满足b>200mm 且b / 500/2=250mm 。
故主要框架梁初选截面尺寸为：b ³h=250mm ³600mm 。
2.2.1.2 次要承重框架取L=3300mm ，h=(1/12～1/15)L=275mm~220mm ，取h=300mm ，==h b )31~21(150mm ～100mm ，取b=250mm 故次要框架梁初选截面尺寸为：b ³h=250³300 mm 。
2.2.2 柱截面尺寸估算 )201~151()201~151(==H h ³3600=240mm~187mm b=(1～2/3)h 取b=h 验算：95.09.0-≤≥cf NA ，取竖向标准值N=13KN/m 2，选30C 型混凝土 c f =11.9 N=1.25³13³3.3³（22.71.2+）³5=1246.78KN 90.11100078.12461.11.1⨯⨯==c f N A =104771.1mm 2，==h b A =323.7mm 因此取h ³b=400³400满足截面要求。
①平面结构假定：认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力；②楼板在自身平面内在水平荷载作用下，框架之间不产生相对位移； ③不考虑水平荷载作用下的扭转作用。
根据结构平面布置选定3轴线作为计算单元，框架梁跨度(按柱中心线确定)：AB 、CD 跨:7200mm ，BC 跨: 21000mm ，2.3 结构的计算简图确定2.3.1计算简图框架柱高度：其它层:332H H H ===3600mm ，框架计算简图如图2.3.2-1，底层:1H =3600+450+1000=5050mm ，如图2.3.1-2:cb .屋顶层受力分布图a.1-4层受力分布图2.4 梁﹑柱刚度计算 2.4.1 梁﹑柱线刚度计算AB 、CD 梁：)(105.122.7126.025.0212235331mm E E l bh E i ⨯=⨯⨯==BC 梁：)(1036.51.2123.025.0212235332mm E E l bh E i ⨯=⨯⨯==上层柱：3600图2.3.1-1 计算简图)(1093.56.3124.04.01235333mm E E l bh E i ⨯=⨯⨯==底层柱：)(1022.405.5124.04.01235334mm E E l bh E i ⨯=⨯⨯==2.4.2 梁﹑柱相对线刚度计算取1i 值作为基准值1.算得梁﹑柱的相对线刚度标于图2.4.2-1:i 1=1.00i 2i 2i 2i 2i 1i 1i 1i 1i 1i 1i 1i 1i 1i 3i 3i 3i 3i 3i 3i 3i 3i 3i 3i 3i 3i 3i 3i 3i 4i 4i 4i 2=0.429i 3=0.474i 4=0.338第3章 荷载标准值计算3.1 恒荷载3.1.1 框架梁上的线荷载3.1.1.1 屋面恒载标准值40厚砼预制板 0.04³25=1.00kN/m 2180高500宽砖墩（折算厚度0.043m ） 0.04³7=0.28kN/m 220厚1:3水泥沙浆找平层 0.02³20=0.4kN/m 21:8水泥炉渣找坡（最薄处20mm 厚） 18202.025.0⨯+= 2.43kN/m 215厚1:3水泥沙浆保护层 0.015³20=0.3kN/m 24厚改性沥青涂料 0.04³10=0.4kN/m 2100厚现浇钢筋混凝土板 0.1³25=2.5kN/m 2 合计： 7.31kN/m 2 边跨（AB 、CD ）框架梁自重： 0.6³0.25³25=3.75kN/m 梁侧粉刷： 2³（0.6-0.1）³0.02³17=0.34kN/m中跨梁自重（BC 跨）： 0.3³0.25³25=1.875kN/m梁侧粉刷： 2³（0.3-0.1）³0.02³17=0.136kN/m因此作用在屋顶框架梁上的线荷载为：1515CD AB g g ==4.09kN/m 15BC g =2.01kN/m2525CD AB g g ==7.31³3.3=24.12kN/m 25BC g = 7.31³2.1=15.35kN/m4.1.1.2 楼面恒载标准值水磨石地面 0.65kN/m 2100厚现浇钢筋混凝土板 2.5kN/m 2 15厚纸筋石灰抹底 0.24kN/m 2 合计：3.55kN/m 2边跨填充墙自重：0.12³（3.6-0.6）³7=2.52kN/m 墙两侧粉刷：（3.6-0.6）³0.02³2³17=2.04kN/m 因此作用在中间层框架梁上的线荷载为：11CD AB g g ==4.09+4.56=8.65kN/m 1BC g =2.01kN/m22D C B A g g ''==3.55³3.3=11.72kN/m 222A A A A BC g g g ''===3.55³2.1=7.46kN/m3.1.2 框架节点集中荷载3.1.2.1 屋面框架节点集中荷载边柱连系梁自重: 0.3³0.25³3.3³25=6.190kN梁两侧粉刷: 2 ³ (0.3-0.1)³0.02³3.3³25=0.451kN女儿墙及屋檐自重 1³0.1³3.3³25+0.5³3.3³6.27=18.6kN面层及粉刷: 0.2³1.0³3.3³20+0.5³0.02³3.3³16=13.8kN连系梁传来屋面自重: 7.2³1.65³7.31=86.84kN合计:D A G G 55== 125.88kN中间柱的集中荷载：柱连系梁自重及粉刷: 6.641kN 连系梁传来板自重: 86.84+7.31³(3.3³2-2.1)³1.05³0.5=97.47kN合计: C B G G 55== 104.11kN3.1.2.1 楼面框架节点荷载标准值边柱连系梁自重及粉刷:6.641kN框架柱自重: 0.4³0.4³3.6³25=14.4kN框架柱粉刷自重: 1³0.02³3.6³17=1.224kN塑钢窗自重: 1.8³1.5³0.45=1.215kN窗上下墙体自重: 0.24³(0.3+0.9)³1.5³7=3.02kN粉刷: 2³0.02³1.2³1.5³17=1.22kN窗与柱墙体自重(粉刷重忽略): 0.04³3.0³0.24³7=0.201kN连系梁传来楼面自重: 12.30kN合计: D A G G == 40.2KN3.1.2.2 次梁集中荷载次梁自重及粉刷:6.641kN次梁传来屋面自重: 12.30+5.1³3.3³0.25³3.55=26.18kN卫生间墙体自重: 0.12³1.96³0.9³7=1.482kN粉刷: 2³0.02³1.96³0.9³17=1.20kN合计:c A G G ''== 35.51kN3.1.2.3 中间柱的集中荷载中柱连系梁自重及粉刷:6.641kN框架柱自重及粉刷:15.62kN墙墙体自重: （3.3-0.4）³3.0³0.24³7=14.62kN两侧粉刷: （3.3-0.4）³3.0³0.02³17=2.96kN扣除门洞加上门重: -2.1³1.0 (5.24-0.2)³7=-10.58kN连系梁传来板自重:26.18kN合计: C B G G ==53.44kN3.2 活荷载CD AB P P 55==0.5³3.3=1.65kN/m ，BC P 5= 0.5³2.1=1.05kN/m D A P P 55== 0.5³3.3³0.5³3.3³0.5=1.36kN C B P P 55== 0.5³（3.3+3.3-2.1）³1.05³0.5+41³3.3³3.3³0.5=3.72kN BC D C A A P P P ==''=2³2.1=4.2kN/m ，P A'B = P BC' = 2³3.3=6.6kN/m D A P P == 0.5³3.3³0.5³3.3³2=5.44kNC A B P P P ''=== 0.5³（3.3+3.3-2.1）³1.05³2.0+41³3.3³3.3³2.0=14.90kN荷载作用下的结构计算简图如图3.2-1所示：3.3 风荷载标准值计算风压标准值计算公式为：0ωμμβz s z w =w 本地区基本风压为：0ω=0.35kN/m 2 风载体型系数： =0.8-（-0.5）=1.3 楼高H<30m ；地面粗糙类别为B 类； 风振系数：z β=1z μ根据查《建筑结构荷载规范》列表如下：表3.3-1 风载计算过程表3.4 水平地震作用计算3.4.1 重力荷载代表值（恒载+0.5活载） 卫生间荷载计算:卫G =[(1.36³3.3³0.12+0.24³1.36³3.3+0.12³2³3.0)³7+ (1.36³3.3³2³0.02+0.02³2³2³3.0)³17-2.1³0.9 ³(5.24-0.2)－0.45³0.9³(5.24-0.45) -2.9]³15 =55.95KN5G ={2³4.09³7.2+2.01³2.1+24.12³（7.2+7.2-3.3）³0.5³2+15.35³2.1³0.5³2.1+125.88³2+104.11³2+51.2/2³2+0.5[（1.65³（7.2+7.2-3.3）³0.5³2+1.05³2.1³2.1³0.5+1.36³2+3.72³2] }³8+121.29/2+106.08/2+55.95/2 =7340KN234G G G ==={2³8.65³7.2+2.01³2.1+11.72³（5.1+5.1-3.3）³0.5³2+7.46³2.1³0.5³2.1³3+（40.2+35.55+53.44）³2+0.5[（6.6³（5.1+5.1-3.3）³0.5³2+4.2³2.1³2.1³0.5³3+5.44³2+14.92³4] }³8+59.68/2 =4770KN1G =4770+[6.3445.16.15⨯⨯+0.24³1.45³（3.3³6+7.2³2）³7+ 2³0.02³（3.3 ³6+7.2³2）]³8/2 =5226kN3.4.2 多遇水平地震力作用下框架的侧移验算 3.4.2.1 横梁线刚度2K W F K1W F F W K 30.460.46K W F 45W K F 5.27KN 0.550.556.14KN 0.520.525.59KN 0.475.41KN 6.27KN0.370.37图 3.4.1-1 风荷载图3.4.1-2 重力荷载代表值为了简化计算，框架梁截面惯性矩增大系数取1.2 AB 、CD 跨：E i k b 1==12.5³105³3³104=37.5³109N ²mm BC 跨：E i k b 2==5.36³105³3³104=16.08³109 N ²mm 3.4.2.2 柱的线刚度底层：c k =5.93³105³3³104=17.79³109N ²mm其它层：c k =4.22³105³3³104=12.66³109N ²mm3.4.2.3 框架柱的侧移刚度D 值表3.4.2.3-1 底层柱D 值的计算3.4.2.4 计算框架自振周期各层D 值汇总，见表3.4.2.4-1按顶点位移法计算，考虑轻质砌块墙对框架刚度的影响，取基本周期调整系数0α=0.8，计算公式为T T ∆=017.1α,式中△T 为顶点位移。
