唐山建设集团有限公司办公楼设计大学土木工程计算书学士学位论文.doc

'学号：200912050115HEBEIUNITEDUNIVERSITY毕业设计说明书GRADUATEDESIGN设计题目：唐山建设集团有限公司办公楼设计学生姓名：专业班级：09土木1班学院：建筑工程学院指导教师：葛楠副教授王文秋副教授2013年5月31日1 1摘要这次毕业设计为唐山市建设集团有限公司办公楼设计，总建筑面积为2602。耐久年限为50年，设防烈度按8度设计，结构体系是钢筋混凝土框架结构，用加气混凝土砌块做填充墙。本设计分为三部分：建筑设计、结构设计、施工组织设计。建筑设计应满足规范要求和用户需求，另外，还要有艺术的美感，要有时代气息。结构设计主要进行了结构方案中横向框架3轴框架的抗震设计。在确定框架布局之后，先进行了重力荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自振周期，按底部剪力法计算水平地震作用下地震力大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力。找出最不利的一组或几组内力组合。选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计。完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算。还进行了基础和楼板的设计。施工组织设计：科学的依据分项工程，依次施工的方法，合理安排施工顺序，注意安全措施，力求经济效益。关键词：框架结构设计抗震设计；建筑设计；结构设计；施工设计I 目录AbstractThisgraduationdesignisthedesignofTangshanCityConstructionGroupLimitedcompanyofficebuilding,withatotalconstructionareaof2602.Durablelifeof50years,theseismicfortificationintensityof8degreeindesign,architectureistheframestructureofreinforcedconcrete,aeratedconcreteblockfillerwalltodo.Thedesignisdividedintothreeparts:organizationdesignarchitecturaldesign,structuredesign,construction.Thearchitecturaldesignshouldmeettherequirementsofthestandardsandrequirementsoftheuser,inaddition,butalsohasthebeautyofart,musthavethespiritofthetimes.Majorstructuraldesignofthehorizontalseismicdesignofframestructureschemeof3axisframework.Indeterminingthedistributionframework,firstcalculatetherepresentativevalueofthegravityload,andthenobtainedfromvibrationcycleusevertexfromthedisplacementmethod,calculationofhorizontalearthquakesizeaccordingtothebottomshearmethod,thencalculatetheinternalforceofthestructureunderthehorizontalloads(bendingmoment,shear,axialforce).Thencalculateverticalload(constantloadandliveload)undertheinternalforces.Tofindoneorseveralsetsofthemostadversecombinationofinternalforces.Selectthebestsafetyresultsofthereinforcementanddrawing.Inaddition,thedesignofthestairsisalsocarriedout.Completionoftheplatformboards,boardsoftheladder,platformandothercomponentsofthebeaminternalforcecalculationandreinforcement.Alsodesignfoundationandfloor.Theconstructionorganizationdesign:thescientificbasissub-itemproject,flowconstructionmethod,thereasonablearrangementofconstructionschedule,safetyfirst,striveforeconomicbenefits.Keywords:framestructureseismicdesign;architecturaldesign;structuredesign;constructiondesign-V- 目录目录摘要IABSTRACTII第一章绪论11.1前言11.2建筑设计概况11.2.1题目：唐山市建设集团有限公司办公楼设计11.2.2结构形式：现浇钢筋混凝土框架结构11.2.3目的要求：11.2.4应完成的设计工作量21.3结构设计概况21.3.1设计资料21.3.2设计内容31.3.3图纸内容31.3.4计算书3第二章建筑部分设计52.1总平面设计52.2平面设计52.2.1使用房间设计52.2.2辅助房间设计52.2.3交通联系空间的设计62.2.4门窗的设计62.3立面设计6第三章结构部分设计73.1工程概况73.1.1基本数据73.1.2建筑环境73.2结构布置及计算简图73.3重力荷载计算93.3.1屋面及楼面的永久荷载标准值93.3.2梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算103.3.3各质点重力荷载代表值133.4框架侧移刚度计算143.4.1横向框架侧移刚度计算143.4.2横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算153.5竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算203.5.1计算单元203.5.2荷载计算21-V- 目录3.5.3内力计算243.5.4横向框架内力组合303.5.5框架柱内力组合383.6截面设计383.6.1框架梁383.6.2框架柱423.6.3框架梁柱节点核芯区截面抗震验算453.7楼梯设计463.7.1材料463.7.2楼梯板的计算463.7.3平台板的计算473.7.4平台梁的计算483.8楼板设计493.8.1楼板类型及设计方法的选择493.8.2基本数据503.8.3荷载设计值503.8.4计算跨度503.8.5弯矩计算513.8.6截面设计513.9基础设计533.9.1修正地基承载力533.9.2确定基础尺寸533.9.3验算承载力533.9.4基础抗冲切验算543.9.5基础受弯计算及配筋55第四章施工部分设计574.1工程概况574.1.1工程特点574.1.2建筑环境574.1.3工程量计算574.2施工部署594.2.1施工方案594.2.2施工顺序604.3施工准备工作604.3.1现场准备604.3.2技术准备614.3.3施工用水、生活用水、施工用电614.3.4劳动力组织614.4.2基础工程624.4.3钢筋工程634.4.4混凝土工程654.4.5模板工程664.4.6砌筑工程664.4.7屋面工程67-V- 目录4.4.8装饰工程674.4.9脚手架工程674.5质量安全措施684.5.1质量措施684.5.2安全措施68体会70谢辞71参考文献72-V- 第1章绪论第一章绪论1.1前言本着适用、安全、经济、美观的方针，根据任务书的要求，综合考虑基地环境、使用功能、建筑造型、建筑经济等问题，恰当确定建筑物的面积、体型、平面、立面、剖面、节点构造等，恰当确定结构选型，合理选择建筑材料故需制定合理的方案。此建筑是唐山市建设集团有限公司办公楼设计，建筑层数为四层，建筑面积为2602。此建筑的设防烈度8度，抗震等级二级，建筑物安全等级二级；在设计中力求通风、采光、保温、防水较好，充分提高面积利用率，特别要做好装修采光、消防等方面的工作。通过本框架结构办公楼的设计，充分体会了建筑设计的全过程，通过综合运用以往所学的理论和专业知识，分析和解决土建工程设计和施工组织等实际问题，自己具备了必备的建筑、结构、施工的全局观点和经济观点，并锻炼了自己调查研究、查阅资料、综合分析的能力。1.2建筑设计概况1.2.1题目：唐山市建设集团有限公司办公楼设计1.2.2结构形式：现浇钢筋混凝土框架结构1.2.3目的要求：使学生通过毕业设计，在教师知道下，独立完成工程项目设计，培养学生综合运用以往所学的理论和专业知识，分析和解决土建工程设计和施工组织等实际问题能力，培养学生建立理论联系实际、勤奋、严谨、求实、创新的科学作风，以及土建工程技术人员必备的建筑、结构、施工的全局观点和经济观点，培养学生调查研究、查阅资料、综合分析能力。具体要求如下：1、建筑基地：唐山市市区2、主要功能：为唐山建设集团有限公司办公楼设计，功能安排见方案图。-75- 第1章绪论1、气象、水文、地质资料A、温度：最热月平均25.4℃，最冷月平均-8.8℃。最热日平均29.4℃，极端最高39.6℃。B、相对湿度：最热月平均78%，最冷月平均54%。C、主导风向：夏季——东、东南向冬季——西、西北向D、降水量：年平均——620毫米年最大——951毫米E、最大降雪深度：190毫米F、最大冰冻深度：800毫米G、地震设防烈度：8度H、地基承载力标准值：180KN/m21.2.4应完成的设计工作量1、编写设计说明书，内容包括设计依据：建筑学、结构方案；综述；主要经济指标和主要装饰做法及材料等。2、建筑施工图A、总平面图（1：500）B、各层平面图（1：100）C、屋顶平面图（1：100）D、立面图——正立面图、侧立面图（1：100）E、剖面图——1-1、2-2剖面（1：100）F、楼梯详图——平面及剖面（1：50）G、墙身大样（1：20）H、卫生间大样图（1：50）3、图面要求A、布局匀称、图面整洁、线条圆滑、符号正确、符合《建筑制图标准》、尺寸完善。B、计算正确、说明清楚、词语简练、用词恰当、字迹工整。1.3结构设计概况1.3.1设计资料1、设防烈度8度；抗震等级二级；场地类别二类；抗震设防类别丙类；建筑物安全等级二级。-75- 第1章绪论2、场地土类型中软场地土；最大冻结深度0.6米；地基承载力标准值；持力层为粉质粘土。3、参考资料：《建筑抗震设计规范》；《混凝土结构设计规范》；《建筑结构荷载规程》；《建筑地基基础设计规程》。1.3.2设计内容1、结构构件的布置及构件尺寸的初定。2、统计荷载（1）、面荷载的统计；（2）、梁上线荷载的统计；（3）、重力荷载代表值的统计。3、内力计算（1）、水平地震作用的计算；（2）、水平地震作用下的内力计算（D值法）；（3）、竖向荷载作用下的内力计算（分层法或弯矩二次分配法），恒载与活载要分别计算。4、内力组合5、配筋设计6、基础设计7、楼梯设计8、楼板设计1.3.3图纸内容1、结构平面布置图，不少于2张；（1：100）2、框架配筋图；（立面1：50；截面1：20）3、基础布置图及配筋图；（平面图1：100；详图1：30）4、楼梯配筋图。（1：50）1.3.4计算书1、计算书清晰工整；2、至少有2篇外文翻译；3、要有中英文摘要；4、要列出参考文献。-75- 河北联合大学建筑工程学院-75- 第2章建筑部分设计第二章建筑部分设计2.1总平面设计本工程为公司办公楼，位于唐山市市区，主体四层。总建筑面积约为2602。在建筑设计过程中兼顾安全，适用，经济，美观四个原则，并依据建筑设计资料集进行详细说明。总平面设计要求综合总体规划，基地环境等具体条件合理分区，妥善解决平面各组成部分之间的相互关系，选择合适的交通联系方式。并且简捷明快，管理方便，满足人在心理，视觉和其它各种使用上的要求，按照建筑性质，规划和基地，确定平面形式，使布局紧凑，节约用地，并且为立面设计创造有利条件，考虑合理性及经济。本设计采用“一”字形平面布置，依据房间定额面积及合理性布置，并同时考虑走廊交通，采用内廊设计，更加的贴近办公的特点，让人更加的舒适。并采用三部楼梯作为垂直交通使用，一个主入口。见建筑施工图。2.2平面设计2.2.1使用房间设计根据《办公建筑设计规范》规定和任务书使用要求的具体情况，确定小会议室开间6m；中会议室开间12m；多功能厅开间24m；总裁办公室和综合办公室开间9m,其他普通办公室按照使用要求开间分别为6m和3m，所有房间进深均为7.2m，内廊柱距2.4m。2.2.2辅助房间设计-75- 第2章建筑部分设计本办公楼辅助房间主要为卫生间。卫生间根据要求，应设置在隐蔽又便于寻找的部位，距最远工作点应不大于50米，应有天然采光和通风。男女卫生间应尽量设置在一起，且上下楼层尽可能对齐，以便供水和排水。卫生间的面积、尺寸大小应根据室内卫生器具的数量、布置方式以及人体使用需要的基本尺寸来确定。卫生器具数量要求为：男卫生间每40人一具大便器，每30人一具小便器；女卫生间每20人一具大便器，每40人要求洗手器具一具。根据使用要求在办公楼两边分别设置一座男女卫生间。在主楼梯旁边设置男女卫生间各一座,其中男卫生间设置大便器5个，小便器5个，女卫生间设置大便器5个，单排设置,男女卫生间内各设置洗手盆2个，污水池1个。2.2.3交通联系空间的设计交通联系部分主要包括走道、楼梯和门厅。（1）走道设计走道宽度根据人流通行、安全疏散、走道性质、空间感受以及走道侧面门的开启方向来确定。由规范及防火、通行等原因综合考虑，内廊走道轴线间的距离设计为2.4m，净宽2.2m。并在楼道尽头开窗以满足照明要求。（2）楼梯设计楼梯是建筑中的垂直交通联系构件，它起着联系上下层空间和供人流疏散的作用，在设计过程中要妥善解决好楼梯的形式、位置、数量以及楼梯宽度、坡度等问题。本设计共安置3部楼梯，主楼梯在门厅正前方，两个侧楼梯分别布置在楼道两侧尽头，均为双跑楼梯。这样设计简单美观且能满足防火要求。楼梯间尺寸确定：楼梯的位置应布置均匀，导向明确，显明易找，楼梯应靠外墙设置，以便采光。各部楼梯踏步宽度300mm，踏步高度150mm，踏步数量24级，其中主楼梯梯井200mm,梯段宽度2350mm；分楼梯梯井80mm,梯段宽度1350mm。梯段长度均为3300mm，高度均为1800mm，中间平台取2100mm。2.2.4门窗的设计门的设计根据规范要求，小办公室门、接待室门、卫生间外门均设计为宽1.0、高2.1m的单扇门。中会议室和多功能厅门宽为1.8m的双扇门，次要出入口为门宽2.4m的双扇平开门，大门厅为2.4m宽的四扇平开门，开启方式均为内开。窗的设计充分考虑采光和通风的作用，窗设计为1800×2100，楼梯休息平台上的窗户选择1800×1500。2.3立面设计本办公楼设计简洁、美观、大方，外墙装饰以贴瓷砖为主，门窗布置比较匀称和规则，看上去比较明朗美观。外墙-75- 第2章建筑部分设计的瓷砖采用暗红暗黄两种颜色交替布置，在正门周边则采用白色瓷砖，让建筑本身看起来更灵动。-75- 第3章结构部分设计第三章结构部分设计3.1工程概况本办公楼设计为四层，建筑面积2602，建筑高度15.1m，层高3.6m,室内外高差450mm。3.1.1基本数据拟建房屋所在地的设计地震动参数，特征周期值；基本雪压,雪荷载分布系数；基本风压；地面粗糙度为B类。3.1.2建筑环境1.建筑基地：唐山市内2.主要功能：为框架结构办公楼设计。3.气象、水文、地质资料：温度，最热月平均25.4℃，最冷月平均－8.8℃；最热日平均29.4℃，极端最高39.6℃；相对湿度，最热月平均78%，最冷月平均54%；主导风向，夏季——东、东南向，冬季——西、西北向；降水量，年平均——620毫米，年最大——951毫米；最大降雪深度，190毫米；最大冰冻深度，800毫米；地震设防烈度，8度；地基承载力标准值：180Kpa。4.设防烈度8度，第一组；抗震等级二级；场地类别II类；5.抗震设防类别为丙类；建筑物安全等级为二级。6.场地土类型中软场地土；最大冻结深度0.6米；7.地基承载力标准值fk=160Kpa；持力层为粉质粘土。8.设计使用年限50年。3.2结构布置及计算简图根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计，其标准层结构平面示意图见图3-1。主体结构共四层，层高均为3.6m。填充墙外墙采用250mm厚的加气混凝土砌块，内墙为200厚加气混凝土砌块。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取120mm。梁截面高度按照梁的跨度的1/12-1/8估算，由此估算的梁截面尺寸见表3-1，表中还给出-75- 第3章结构部分设计了各层梁、柱和板的混凝土强度等级。其设计强度C30（fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2）。图3-1标准层平面布置图表3-1梁截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级层次混凝土强度等级横梁（b×h）纵梁（b×h）次梁（b×h）AB跨、CD跨BC跨2-4C30300×650300×400300×600300×5001C30350×650350×400350×600300×500柱截面尺寸根据下面式（3.1），（3.2）估算：（3.1）（3.2）由题意知该框架结构的抗震等级为二级，轴压比限值=0.8；各层的重力荷载代表值近似值取为12kN/。由图3-1可知边柱及中柱的负荷面积分别为6×3.6和6×4.8，由上面公式得第一层柱截面面积为：边柱：=155520中柱：159508若柱截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为394mm和399mm。根据以上结果并综合考虑其他因素，本设计柱截面尺寸为-75- 第3章结构部分设计1层600×600,2至4层500×500本设计基础选用柱下独立基础，基础顶面标高为-0.95m（室外地坪以下0.5m）。取③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。由于各层柱截面尺寸不变，梁的跨度等于柱截面形心轴线之间的距离。一层层高为3.6+0.95-0.12=4.43m，2到4层层高为3.6m。计算简图见图3-2图3-2框架结构计算简图3.3重力荷载计算3.3.1屋面及楼地面的永久荷载标准值1.屋面（上人）：10厚地砖25厚1:4水泥砂浆结合层4厚高分子卷材20厚1:3水泥砂浆找平层100厚聚苯保温板20厚1:3水泥砂浆找平层80厚1:6水泥焦渣找坡层120厚钢筋混凝土楼板-75- 第3章结构部分设计板底20厚粉刷抹平合计6.50kN/2.1-3层楼面：10厚地砖面层20厚1：4水泥砂浆结合层20厚1：3水泥砂浆找平层120厚钢筋混凝土楼板板底20厚粉刷层合计4.34kN/3.屋面及楼面可变荷载标准值上人屋面均布活荷载标准值2.0kN/楼面活荷载标准值2.0kN/屋面雪荷载标准值3.3.2梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算梁、柱可根据截面尺寸、材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载；对墙、门、窗等可计算出单位面上的重力荷载。具体计算过程从略，计算结果见表3-2如下：表3-2梁、柱重力荷载标准值层次构件b/mh/mr/（kN/m3）βg/(kN/m）li/mnGi/kN∑Gi1边横梁0.350.65251.055.9726.2218668.6252171.02中横梁0.350.4251.053.6752.217137.445次梁0.30.5251.053.9386.9815412.309纵梁0.350.6251.055.5135.432952.646柱0.60.6251.109.94.43381956.241956.24-75- 第3章结构部分设计2-4边横梁0.30.65251.055.1196.4218591.5511953.27中横梁0.30.4251.053.152.217117.81次梁0.30.5251.053.9386.9815412.309纵梁0.30.6251.054.7255.532831.6柱0.50.5251.106.8753.638940.5940.5注：1.表中β为考虑梁、柱的粉刷层重力荷载而对其荷载的增大系数；g表示单位长度构件重力荷载；n为构件数量；2.梁长度取净长；柱长度取层高。墙体外墙为250mm厚加气混凝土空心砌块（11.8kN/m3）,外墙面贴瓷砖（0.5kN/），内墙面为30mm厚抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为：0.5+11.8×0.25+0.03×17=3.842kN/。内墙为200mm厚加气混凝土空心砌块，两侧均为20mm厚抹灰，则内墙单位面积重力荷载为：11.8×0.2+0.02×17×2=3.04kN/。木门单位面积重力荷载为0.2kN/；铝合金窗户单位面积重力荷载取0.4kN/。1.以下是门、窗、墙的荷载统计：（1）窗荷载：第1层：C1，24个，1800×2100，1.8×2.1×24=90.72C2，2个，1200×1500，1.2×1.5×2=3.6合计：（90.72+3.6）×0.4=37.728KN第2-4层：C1，28个，1800×2100，1.8×2.1×28=105.84C2，2个，1200×1500，1.2×1.5×2=3.6C3，4个，1800×1800,1.8×1.8×4=12.96合计：（105.84+3.6+12.96）×0.4=48.96KN（2）门荷载：第1层：M1，14个，1000×2100，1×2.1×14=29.7M2，2个，900×2100，0.9×2.1×2=3.78M3，4个，1200×2400，1.2×2.4×4=11.52合计：（29.7+3.78+11.52）×0.2=45×0.2=9kN-75- 第3章结构部分设计第2-3层：M1，15个，1000×2100，1×2.1×15=31.5M2，2个，900×2100，0.9×2.1×2=3.78合计：(31.5+3.78)×0.2=35.28×0.2=7.056kN第4层：M1，14个，1000×2100，1×2.1×14=29.4M2，2个，900×2100，0.9×2.1×2=3.78合计：(29.4+3.78)×0.2=33.18×0.2=6.636kN（3）墙体荷载：第1层：外墙:3.6×（45.24+17.04）×2=448.416，448.416-94.32-11.52=342.576，342.576×3.842=1316.177kN内墙:（7.2×16+3×24）×3.6=673.92，673.92-29.7-3.78=604.44，604.44×3.04=1837.498kN合计：3153.675kN第2-3层外墙:448.416-122.4=326.016，326.016×3.842=1252.553kN2层内墙:691.2-35.28=655.92，655.92×3.04=1993.997kN合计：3246.55kN3层内墙:717.12-35.28=681.84，681.84×3.04=2072.794kN合计：3325.347kN第4层：外墙:448.416-122.4=326.016，326.016×3.842=1252.553kN内墙:639.36-33.18=606.18，606.18×3.04=1842.787kN合计：3095.34kN2.楼面恒活载统计1-3层楼面：恒载：16.8×48×4.34=806.4×4.34=3499.776kN活载：卫生间7.2×6×2.5=43.2×2.5=108kN楼梯3×7.2×4×3.5=302.4kN走廊（2.4-0.2）×（48.24-0.48）×2.5=105.072×2.5=262.68kN其它楼面（806.4-43.2-105.072-3×7.2×4）×2.0=571.728×2.0=1143.456kN活载合计：108+302.4+262.68+1143.456=1816.536kN4层屋面：-75- 第3章结构部分设计恒载：806.4×6.5=5241.6kN女儿墙0.7×（48.24+17.04）×2×11.8×0.24=258.822kN恒载合计：5241.6+258.822=5500.422kN活载：上人2×806.4=1612.8kN，雪荷载0.35×806.4=282.24kN活载合计：1612.8+282.24=1895.04kN3.3.3各质点重力荷载代表值集中于各楼层标高处的重力荷载代表值Gi结果如图3-3所示.图3-3重力荷载代表值-75- 第3章结构部分设计3.4框架侧移刚度计算3.4.1横向框架侧移刚度计算横梁线刚度ib计算过程见表3-3；柱线刚度ic计算过程见表3-4。表3-3横梁线刚度ib计算表类别层次Ec/（N/mm2）B×h/mm×mmI0/mm4l/mmEcI0/l/N·mm1.5EcI0/l/N·mm2EcI0/l/N·mm边横梁13.0×104350×6508.01×10972003.33×10105.00×10106.67×10102-43.0×104300×6506.866×1092.86×10104.29×10105.72×1010走道梁13.0×104350×4001.876×10924002.33×10103.50×10104.66×10102-43.0×104300×4001.600×1092.00×10103×10104×1010表3-4柱线刚度ic计算表层次hc/mmEc/（N/mm2）B×h/mm×mmIc/mm4EcIc/hc/N·mm144303.0×104600×6001.08×10107.314×10102-436003.0×104500×5005.208×4.34×1010柱的侧移刚度按下式计算：（3.3）式中，为柱侧移刚度修正系数，对不同情况按规定所列公式计算。根据梁、柱线刚度比的不同，图3-1结构平面布置图中的柱子分为中框架柱和边柱、边框架中柱和边柱等。现以第二层C-3柱的侧移刚度为例，说明计算过程，其余柱的计算过程从略，计算结果见表3-5、3-6、3-7。第二层C-3柱及与其相连的梁的相对线刚度如图3-4所示，图中的数据取自表3-3和表3-4。由柱侧移刚度修正系数表可查得：由得：-75- 第3章结构部分设计图3-4柱及与其相连梁的线刚度表3-5中框架柱侧移刚度D值（N/mm）层次边柱（19根）中柱（19根）KK3-41.3180.397159532.240.5282122921.4270.416167332.4270.5482202110.9120.485216861.550.57725805注：4层的边柱和中柱均为18根。将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即得框架各层层间侧移刚度∑Di，见表3-6。表3-6横向框架层间侧移刚度（N/mm）层次1234∑Di902310736326706458669276由表可见，∑D1/∑D2=902310/736326=1.23〉0.7，故该框架为规则框架。3.4.2横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算（1）横向自振周期计算表3-7结构顶点的假想侧移计算层次Gi/kNVGi/kN∑Di/（N/mm）Δui/mmui/mm413499.89213499.89266927620.2153.9310683.17724183.06970645834.2133.7211018.235201.26973632647.899.5111426.03846627.30790231051.751.7按下式计算基本周期T1，其中uT的量纲为m，取ψT＝0.7，则-75- 第3章结构部分设计（2）水平地震作用及楼层地震剪力的计算：本结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，结构总水平地震作用标准值按下式计算：（3.4）式中，α１为相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值；Geq为结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值，多质点应取总重力荷载代表值的85％。即：因，所以不用考虑顶部附加水平地震作用。各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力具体计算过程见表3-8。表3-8各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次Hi/mGi/kNGiHi/kN·mGiHi/∑GjHjFi/kNVi/kN415.2313499.892205603.30.4382135.22135.2311.6310683.177124245.3490.2651291.8342728.0311018.288476.1460.189921.44348.414.4311426.03850617.3480.108526.54874.7各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图3-5。-75- 第3章结构部分设计图3-5横向水平地震作用和楼层地震剪力（3）水平地震作用下的位移验算。水平地震作用下框架结构的层间位移Δui和定点位移ui分别按下式计算：（3.5）（3.6）计算过程见表3-9。表中还计算了各层间弹性位移角。表3-9横向水平地震作用下的位移验算层次Vi/kN∑Di/（N/mm）Δui/mmui/mmhi/mmθe=Δui/hi42135.26692763.1919.3536001/1129334277064584.8516.1636001/74224348.47363265.9111.3136001/60914874.99023105.405.4044301/820由表3-9可见，最大层间弹性位移角发生在第2层，其值为1/609＜1/550，满足的要求，其中［Δu/h］=1/550由规定查得。（4）水平地震作用下框架内力计算以图3-2中③轴线横向框架内力计算为例，说明计算方法，其余框架内力计算从略。框架柱端剪力及弯矩分别按下式计算：-75- 第3章结构部分设计（3.7）（3.8）（3.9）其中，取自表3-5，取自表3-6，层间剪力取自表3-8。各柱反弯点高度比y按下式确定：（3.10）其中可查表得出，为框架柱的标准反弯点高度比；位上、下层梁线刚度变化时反弯点高度的修正值；、为上、下层层高变化时反弯点高度比的修正值。在此，底层柱需考虑修正值，第2层柱需考虑修正值和，其余柱均无修正。具体计算过程及结果见表3-10。表3-10各层柱端弯矩及剪力计算层次hi/mVi/kN∑Dij/（N/mm）边柱Di1Vi1KyMi1bMi1u43.62135.26692761595350.91.3180.41676.23107.0133.634277064581595377.391.3180.45125.37153.2323.64348.473632616733102.991.4270.5185.382185.38214.434874.990231021685117.160.9120.65337.36181.65表3-10续表层次hi/mVi/kN∑Dij/（N/mm）中柱Di1Vi1KyMi1bMi1u43.62135.26692762122967.72.240.45109.67134.04633.6342770645821229102.982.240.46170.53200.19323.64348.473632622021130.042.4270.5234.072234.07214.434874.990231025805139.411.550.59364.37253.21注：表中M量纲为kN·m，V量纲为kN。两端弯矩、剪力及柱轴力分别按下式计算：-75- 第3章结构部分设计（3.11）（3.12）（3.13）（3.14）其中，梁线刚度取自表3-3，具体计算过程见表3-11。表3-11梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边横梁走道梁柱轴力MblMbrlVbMbl=MbrlVb边柱N中柱N4107.0178.827.225.8155.232.446.035-25.81-20.223229.46182.207.257.18127.662.4106.38-82.99-69.422310.752237.917.276.20166.72.4138.92-159.19-132.141367.032286.777.290.81200.512.4167.09-250-208.42注：1.柱轴力中的负号表示拉力，当为左地震作用时，左侧两根柱为拉力，对应的右侧两根柱为压力。2.表中M单位为kN·m，V单位为kN，N单位为kN，l单位为m。水平地震作用下框架的弯矩图、梁端剪力图及柱轴力图如图3-6所示。水平地震作用下框架弯矩图-75- 第3章结构部分设计-75- 第3章结构部分设计梁端剪力及轴力图3-6左地震作用下框架弯矩图（单位：kN·m）3.5竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算3.5.1计算单元取图3-2中③轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为6m-75- 第3章结构部分设计，如图3-7所示。由于房间内布置有次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如图中的水平阴影线所示，计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。由于纵向框架梁的中心线不重合，因此在框架节点上还作用有集中力矩。图3-7横向框架计算单元3.5.2荷载计算-75- 第3章结构部分设计图3-8各层梁上作用的恒载和活载1.恒载计算在图3-10中，和代表横梁自重，为均布荷载形式。对于第4层：=5.119kN/m，=3.15kN/m。和分别为房间和走道板传给横梁的梯形荷载和三角荷载，由图3-9所示几何关系可得：=6.5×3=19.5kN/m，=6.5×2.4=15.6kN/m、分别为由边纵梁、中纵梁直接传给柱的恒载，它包括梁自重、楼板重和女儿墙等的荷载，计算如下：=[（3×2.4×0.5）×2+（2.4+7.2）×0.5×1.5]×6.5+4.725×6+3.94×7.2×0.5+3.842×0.7×6=152.27kN=[（3×2.4×0.5）×2+（2.4+7.2）×0.5×1.5+（3+1.8）×0.5×1.2×2]×6.5+4.725×6+3.938×7.2×0.5=173.57kN集中力矩：=152.27×（0.5-0.3）×0.5=15.23kN·m=173.57×（0.5-0.3）×0.5=17.36kN·m对于2-3层，包括梁自重和其上横墙自重，为均布荷载。其它荷载计算方法同第4层，结果为：=5.119+3.04×（3.6-0.65）=14.09kN/m，=3.15kN/m=4.34×3=13.02kN/m，=4.34×2.4=10.42kN/m=[3×2.4×0.5×2+（2.4+7.2）×0.5×1.5]×4.34+4.725×6+3.938×3.6+3.842×（5.5×3.6-1.8×2.1×4）+0.4×1.8×2.1×4=128.96kN-75- 第3章结构部分设计=[3×2.4×0.5×2+（2.4+7.2）×0.5×1.5+（3+1.8）×0.5×1.2×2]×4.34+3.938×3.6+4.725×6+3.04×（5.5×3.6-1×2.1×3）+0.2×1×2.1×3=172.32kN=128.96×（0.5-0.3）×0.5=12.9kN·m=172.32×（0.5-0.3）×0.5=17.23kN·m对1层：=5.972+3.04×（3.6-0.65）=14.94kN/m，=3.675kN/m=4.34×3=13.02kN/m，=4.34×2.4=10.42kN/m=[3×2.4×0.5×2+（2.4+7.2）×0.5×1.5]×4.34+5.513×6+3.938×3.6+3.842×（5.4×3.6-2.1×1.8×4）+0.4×2.1×1.8×4=132.3kN=[3×2.4×0.5×2+（2.4+7.2）×0.5×1.5+（3+1.8）×0.5×1.2×2]×4.34+5.513×6+3.938×3.6+3.04×（5.4×3.6-1×2.1×3）+0.2×1×2.1×3=175.95kN=132.3×（0.6-0.35）×0.5=16.54kN·m=175.95×（0.6-0.35）×0.5=21.99kN·m2.活载计算活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如图3-8所示。对于第4层：=2.0×3=6kN/m，=2.0×2.4=4.8kN/m=[3×2.4×0.5×2+（2.4+7.2）×0.5×1.5]×2.0=28.8kN=[3×2.4×0.5×2+（2.4+7.2）×0.5×1.5+（3+1.8）×0.5×1.2×2]×2.0=40.32kN=28.8×（0.5-0.3）×0.5=2.88kN·m=40.32×（0.5-0.3）×0.5=4.03kN·m3.同理，在屋面雪荷载作用下：=0.35×3=1.05kN/m，=0.35×2.4=0.84kN/m=[3×2.4×0.5×2+（2.4+7.2）×0.5×1.5]×0.35=5.04kN=[3×2.4×0.5×2+（2.4+7.2）×0.5×1.5+（3+1.8）×0.5×1.2×2]×0.35=7.056kN=5.04×（0.5-0.3）×0.5=0.504kN·m-75- 第3章结构部分设计=7.056×（0.5-0.3）×0.5=0.706kN·m对于2-3层：=6kN/m，=4.8kN/m；=28.8kN，=40.32kN；M1=2.88kN·m，M2=4.03kN·m对于1层：=6kN/m，=4.8kN/m；=28.8kN，=40.32kN；M1=28.8×（0.6-0.35）×0.5=3.6kN·m，M2=40.32×（0.6-0.35）×0.5=5.04kN·m将以上计算结果汇总，见表3-12和表3-13。表3-12横向框架恒载汇总表层次q1/（kN/m）q1′/（kN/m）q2/（kN/m）q2′/（kN/m）P1/kNP2/kNM1/kN·mM2/kN·m45.1193.1519.515.6152.27173.5715.2317.362-314.093.1513.0210.42128.96172.3212.917.23114.943.67513.0210.42132.3175.9516.5421.99表3-13横向框架活载汇总表层次q2/（kN/m）q2′/（kN/m）P1/kNP2/kNM1/kN·mM2/kN·m46（1.05）4.8（0.84）28.8（5.04）40.32（7.056）2.88（0.504）4.03（0.706）2-364.828.840.322.884.03164.828.840.323.65.04注：表中括号内数值对应于屋面雪荷载作用情况。3.5.3内力计算1.梁端、柱端弯矩计算梁端、柱端弯矩采用二次分配法计算。由于结构和荷载均对称，故计算时可采用半框架。弯矩计算过程如图3-9，所得弯矩图如图3-10。梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力相叠加而得。柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到。计算柱底轴力还需考虑柱的自重，如表3-14和表3-15所列。-75- 第3章结构部分设计（a）恒载作用下-75- 第3章结构部分设计（b）活载作用下图3-9二次分配法-75- 第3章结构部分设计图（a）恒荷载作用下图（b）活荷载作用下图3-10横向框架弯矩二次分配法（M单位：kN·m）2.恒荷载作用下梁的内力计算。恒荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图3-11所示：图3-11第四层恒载作用图等效于均布荷载与梯形、三角形荷载的叠加。-75- 第3章结构部分设计α=1/3对于第4层：对于第2-3层：对于第1层：3.活荷载作用下的内力计算。活荷载作用下各层框架梁上的荷载分布如下图3-12所示：图3-12第四层活载作用图对于第4层有雪荷载情况：=3.7-75- 第3章结构部分设计对于1-3层：4.恒载作用下梁端剪力计算。（1）计算由荷载引起的剪力：由（3.15）′（3.16）得：第4层：=5.119+0.815×19.5=21.01，=3.15+0.625×15.6=12.9；=0.5l=0.5×21.01×7.2=75.64，=0.5l=0.5×12.9×2.4=15.48。第2-3层：=14.09+0.815×13.02=24.7，=3.15+0.625×10.42=9.66；=0.5×24.7×7.2=88.92，=0.5×9.66×2.4=11.592。第1层：=14.94+0.815×13.02=38.01，=3.675+0.625×10.42=12.49；=0.5×25.55×7.2=91.98，=0.5×10.19×2.4=12.23。（2）计算由弯矩引起的剪力：第4层：==（15.23-17.36）/7.2=-0.296第2-3层：==（12.90-17.23）/7.2=-0.601第1层：==（16.54-21.99）/7.2=-0.757-75- 第3章结构部分设计同理可得活载作用下的梁端剪力。表3-14恒载作用下梁端剪力及柱轴力（kN）层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VCN顶N底N顶N底475.6415.48-0.296075.3475.9415.48227.61252.36264.99289.74388.9211.59-0.601088.3289.5211.59469.64494.39563.17587.92288.9211.59-0.601088.3289.5211.59711.67736.42861.35886.1191.9812.23-0.757091.2292.7412.23959.941003.81167.021210.88表3-15活载作用下梁端剪力及柱轴力（kN）层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VA=VBVB=VCVA=-VBVB=VCVAVBVB=VCN顶=N底N顶=N底49/1.892.88/0.504-0.16/-0.208.84/1.699.16/2.092.88/0.50437.64/2.1952.36/3.3392.88-0.1608.849.162.8875.28/39.83104.72/55.66292.88-0.1608.849.162.88112.92/77.47157.08/108.02192.88-0.1608.849.162.88150.56/115.11209.44/160.38注：表中/后的数值为屋面作用雪荷载（0.35kN/㎡），其它层楼面作用活荷载（2kN/㎡）对应的内力，V以向上为正。3.5.4横向框架内力组合本工程的框架为二级抗震等级。本框架的抗震设防烈度为8度，考虑三种内力组合，即，及，考虑风荷载的这种内力组合与考虑地震作用的组合相比一般较小，对结构设计不起控制作用，故不予考虑。各层梁的内力组合结果见表3-18，表中、两列中的梁端弯矩M为经过调幅后的弯矩（调幅系数取0.8）。下面以第1层A、-75- 第3章结构部分设计B跨梁考虑地震作用的组合为例，说明各内力的组合方法。对支座负弯矩按相应的组合情况进行计算，求跨间最大正弯矩时，可根据梁端弯矩组合值及梁上荷载设计值，由平衡条件确定。（3.17）若，说明，其中x为最大正弯矩截面至A支座的距离，则x可由下式求解：（3.18）将求得的x值代入下式即可得跨间最大正弯矩值：（3.19）若VA-0.5（2q1+q2）αl>0，说明x>αl，则（3.20）（3.21）若VA≤0，则Mmax=MA同理，可求得三角形分布荷载和均布荷载作用下的VA、x和Mmax的计算公式（3.22）x由下式解得：（3.23）（3.24）1.弯矩计算第1层：AB跨-75- 第3章结构部分设计对于本框架，梁上荷载设计值：左震：=（282.00/0.75+359.85/0.75）/7.2+0.5××7.2+0.5×（1-2.4/7.2）×7.2×=118.86+0.5×17.928×7.2+0.5×（2/3）×7.2×19.224=81.82<0则发生在左支座。=0.75×392.85=294.64右震：=（433.71/0.75+199.35/0.75）/7.2+0.5××7.2+0.5×（12.4/7.2）×7.2×=117.23+0.5×17.928×7.2+0.5×（2/3）×7.2×19.224=227.91227.910.5×（2×17.928+19.224）×2.4=161.81〉0x=（227.91+0.5×2.4×19.224）/（17.928+19.224）=6.76m<7.2m==0.75×388.72=291.54BC跨：梁上荷载设计值：=1.2×3.675=4.41=1.2×（10.42+0.5×4.8）=15.384左震=右震则发生在左支座。-75- 第3章结构部分设计=0.75×252.22=189.17同理可得其它各层的弯矩值。2.剪力计算第1层：AB净跨：=7.20.50.48=6.22m左震：=2.79/0.85=-3.28=199.61/0.85=234.84=282/0.75-3.28×0.5=374.36=359.83/0.75+234.84×0.48=367.05右震：=197.9/0.85=232.82=1.08/0.85=1.27=433.71/0.75+232.82×0.5=461.87=199.35/0.75-1.27×0.48=265.19+=374.36+367.05=741.41>461.87+265.19=727.06=0.5×[17.928×6.22+19.224×（6.22+6.222.4×2）/2]=92.47则=1.2×（727.06/6.22）+92.47=232.74=1.2×（741.41/6.22）+92.47=235.51=0.85×232.74=197.829=0.85×235.51=200.184BC跨净跨：=2.40.2=2.2m左震：=170.69/0.85=-200.81=187.9/0.75200.81×0.1=230.45右震：=198.56/0.85=233.62=203.09/0.75+233.62×0.1=247.42230.45＜247.42=0.5×[4.41×2.2+15.384×2.2/2]=13.31则：=1.2×（247.42×2/2.2）+13.31=283.22=0.85×283.22=240.74-75- 第3章结构部分设计表3-16梁的内力组合截面位置内力SGkSQkSEkγRE[1.2(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]1.35SGk+SQk1.2SGk+1.4SQkV=γRE[ηVb（Mbl+Mbr）/ln+VGb]左震右震1层AM-76.9-14.69±367.0282.00-433.71-118.56-112.89200.184V91.228.8490.81-2.79197.9131.99121.84B左M-81.2-15.7286.77-359.85199.35-125.5-119.61V92.749.16±90.81199.61-1.08134.36124.11B右M-7.54-1.8±200.5187.9-203.09-11.98-11.57240.74V12.232.88167.09-170.69198.5819.3918.71跨间MAB294.64291.54MBC189.17189.172层AM-72.0-14.2±310.7231.71-374.25-111.52-106.41181.27V88.328.8476.210.39178.8128.07118.36B左M-76.6-15.3237.91-307.9156.03-118.9-113.55V89.529.16±76.2180.1811.78130.01120.25B右M-7.85-1.93±166.7154.6-170.47-12.53-12.12203.29V11.592.88138.9-140.22166.818.5317.94跨间MAB243.59168.68MBC155.92155.923层AM-72.0-14.2±229.4152.46-294.99-111.52-106.41156.04V88.328.8457.1831.41157.78128.07118.36B左M-76.6-15.3182.2-253.58101.71-118.9-113.55V89.529.16±57.18159.1732.8130.01120.25B右M-7.85-1.93±127.6116.54-132.4-12.53-12.12160.15V11.592.88106.38-104.26130.8418.5317.94跨间MAB170.69121.11MBC117.86117.864层AM-51.5-14.6±107.051.33-157.34-84.28-82.42164.53V75.348.8425.8152.84109.88110.55102.78B左M-58.5-15.778.82-136.6717.03-94.85-92.37V75.949.16±25.81110.6553.61111.68103.95B右M-10.46-2.04±55.2343.52-64.18-16.16-15.4185.55V15.482.8846.035-33.6168.1323.7822.61跨间MAB112.6683.27MBC45.2445.24-75- 第3章结构部分设计3-17横向框架A柱弯矩和轴力组合层次截面内力SGkSQkSEkγRE[1.2(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]1.35SGk+SQk1.2SGk+1.4SQkMmaxNNminMNmaxM左震右震4柱顶M49.2111.82(2.07)107.0-59.11149.5678.2575.6149.56-59.1178.25N227.637.64(2.19)25.81180.67231.00344.91325.83231.00180.67344.91柱底M-38.5-7.46±76.2336.24-112.41-59.56-56.75-112.436.24-59.56N252.337.64(2.19)25.81202.94253.27378.33355.53253.27202.94378.333柱顶M38.597.46153.2-111.31187.4959.5656.75187.49-111.359.56N469.675.28(39.8)82.99359.68521.51709.29668.96521.51359.68709.29柱底M-38.5-7.46±125.384.15-160.32-59.56-56.75-160.384.15-59.56N494.375.28(39.8)82.99381.96543.79742.71698.66543.79381.96742.712柱顶M38.597.46185.3-142.66218.8459.5656.75218.84-142.659.56N711.6112.9(77.4)159.2520.15830.571037.671012.09830.57520.151073.6柱底M-29.6-5.5±185.3151.57-209.93-45.55-43.3-209.9151.57-45.55N736.4112.9(77.4)159.1542.43852.851107.091041.79852.85542.431107.01柱顶M49.959.26181.6-127.99226.2376.6972.9226.23-127.976.69N959.9150.5(115)250672.001159.51446.481362.711159.5672.001446.4柱底M-24.9-4.63±337.3304.37-353.49-38.35-36.45-353.4304.37-38.35N1003.150.5(115)250711.471198.971505.691415.341198.9711.471505.6-75- 第3章结构部分设计表3-18横向框架B柱弯矩和轴力组合层次截面内力SGkSQkSEkγRE[1.2(SGk+0.5SQk)+1.3SEk]1.35SGk+SQk1.2SGk+1.4SQkMmaxNNmaxMNminM左震右震4柱顶M-42.8-10.0(-1.7）134.0-170.01117.52-67.82-65.42-170.0-67.8-170.0N264.952.36（3.3）20.22220.26259.69410.10391.29220.26410.1220.26柱底M34.416.4±109.6140.78-73.0852.8529.00140.7852.85140.78N289.752.36（3.3）20.22242.54281.97443.51786.34242.54443.5242.543柱顶M-34.4-6.4200.1-229.04161.34-52.85-29.00-229.0-52.8-229.0N563.1104.7（55.66）69.42464.22599.588651149.10464.22865464.22柱底M34.416.4±170.5200.12-132.452.8529.00200.1252.85200.12N587.9104.7（55.66）69.42486.49621.86898.411191.87486.49898.4486.492柱顶M-34.4-6.4234.0-262.07194.37-52.85-29.00-262.0-52.8-262.0N861.3157.0（108.2）133.1694.01953.641319.91253.53694.011319.694.01柱底M26.174.63±234.0253.86-202.539.9637.89253.8639.96253.86N886.1157.0（108.0）133.1716.29975.911353.321283.23716.291353.3716.291柱顶M-44.0-7.79253.2-289.99203.77-67.2-63.72-289.9-67.2-289.9N1167209.4（160.3）208.4919.281325.71784.921693.64919.281784.9919.28柱底M22.013.895±364.3376.82-333.733.631.86376.8233.6376.82N1210209.4（160.3）208.4958.751365.11844.131746.27958.751844.1958.75-75- 第3章结构部分设计表3-19横向框架A柱剪力组合（kN）层次SGkSQkSEkγRE[1.2（SGk+0.5SQk）+1.3SEk]1.35SGk+SQk1.2SGk+1.4SQkγRE[ηVC（MCb+MCt）/Hn]左震右震4-24.39-5.36（-2.65）±50.930.01-82.47-38.29-36.7798.973-21.43-4.14±77.3961.55-109.49-33.07-31.51131.42-18.96-3.6±102.992.63-134.98-29.2-27.79161.981-16.91-3.14±117.1110.61-148.31-25.9724.69177.97注：表中V以绕柱端顺时针为正。为相应于本层柱净高上下两端的剪力设计值。表3-20横向框架B柱剪力组合（kN）层次SGkSQkSEkγRE[1.2（SGk+0.5SQk）+1.3SEk]1.35SGk+SQk1.2SGk+1.4SQkγRE[ηVC（MCb+MCt）/Hn]左震右震421.454.57（2.27）±67.792.84-51.7733.5332.14117.41319.123.56±102.98135.11-92.4729.3727.93162.12216.833.06±130.04162.42-124.9725.7824.48194.91114.92.64±139.41170.59-137.522.7621.58202.24注：表中V以绕柱端顺时针为正。为相应于本层柱净高上下两端的剪力设计值。表3-21横向框架A柱柱端组合弯矩设计值的调整层次4321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底γRE（∑MC=ηC∑Mb）————228.27-264.0231.84-453.87γREN————830.57852.851159.51198.97注：表中弯矩为相应于本层净高上下两端的弯矩设计值。-75- 第3章结构部分设计表3-22横向框架B柱柱端组合弯矩设计值的调整层次4321截面柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底柱顶柱底γRE（∑MC=ηC∑Mb）————258.3299.53293.81437.87γREN————694.01716.29919.28958.75注：表中弯矩为相应于本层净高上下两端的弯矩设计值。3.5.5框架柱内力组合取每层柱顶和柱底两个控制截面，按前述方法进行组合，组合结果及柱端弯矩值的调整见表3-21、22、23、24。若各层轴压比小于0.15则不需调整，若大于0.15则弯矩设计值应符合下式要求：（3.25）注：为节点上下柱端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和，上下柱端的弯矩设计值可按弹性分析分配。为节点左右梁端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和。为柱端弯矩增大系数，二级取1.2。3.6截面设计3.6.1框架梁这里仅以第一层AB跨梁为例，说明计算方法和过程，其它层梁的配筋计算结果见表3-27。1.梁的正截面受弯承载力计算从表3-20（框架内力组合表）中分别选出AB跨跨间截面及支座截面的最不利内力，并将支座中心处的弯矩换算为支座边缘控制截面的弯矩进行配筋计算。支座弯矩：=433.71/0.75-197.9/0.85×(0.6/2)＝508.43=0.75×508.43＝381.32-75- 第3章结构部分设计=359.85/0.75199.61/0.85×(0.6/2)＝409.35=0.75×409.35＝307.01跨间弯矩取控制截面，即支座边缘处的正弯矩。由表3-16（框架梁的内力组合表）,可求得相应的剪力：则支座边缘处：=294.64/0.7522.41×0.3＝383.89=0.75×383.89＝287.92当梁下部受拉时，按T形截面设计，当梁上部受拉时，按矩形截面设计。翼缘计算宽度当按跨度考虑时，=l/3=7.2/3=2.4m=2400mm；按梁间距考虑时，，按翼缘厚度考虑时，，，此种情况不起控制作用，故取=2400mm。梁内纵向钢筋选HRB400级钢（fy=fy′=360N/mm2），ξb=0.518。下部跨间截面按单筋T形截面计算，因为：属于第一类T形截面。实配钢筋4根直径22mmHRB400级钢筋（As=1520mm2），ρ=1520/(350×615)=0.71%〉0.2%,满足要求。将下部跨间截面的4根直径22mmHRB400级钢筋伸入支座,作为支座负弯矩作用下的受压钢筋（=1520mm2），再计算相应的受拉钢筋，即支座A上部：说明As′富裕，且达不到屈服。可以近似取：实取5根直径22mmHRB400级钢筋（As=1900mm2）。支座Bl上部：-75- 第3章结构部分设计实配钢筋4根直径22mmHRB400级钢筋（As=1520mm2），ρ=1520/(350×615)=0.71%〉0.2%,As′/As=1520/1900=0.8〉0.3满足要求.2.梁斜截面受剪承载力计算。AB跨：故截面尺寸满足要求。梁端加密区箍筋取2肢φ8@100，箍筋用HPB300级钢筋（），则=0.42×1.43×350×615+1.25×270×101/100×615=338.91>200.18加密区长度取1m，非加密区箍筋取2肢φ8@150，箍筋设置满足要求。支座弯矩：=0.75×(203.09/0.75-198.58/0.85×(0.6/2))＝150.52跨间弯矩取控制截面，即支座边缘处的正弯矩。由表3-20（框架梁的内力组合表）,可求得相应的剪力：则支座边缘处：=189.17/0.75-203.55×0.3＝191.16=0.75×191.16＝143.37当梁下部受拉时，按T形截面设计，当梁上部受拉时，按矩形截面设计。翼缘计算宽度当按跨度考虑时，=l/3=2.4/3=0.8m=800mm；按梁间距考虑时，，按翼缘厚度考虑时，，，此种情况不起控制作用，故取=800mm。梁内纵向钢筋选HRB400级钢（fy=fy′=360N/mm2），ξb=0.518。下部跨间截面按单筋T形截面计算，因为：-75- 第3章结构部分设计属于第一类T形截面。实配钢筋4根直径22mmHRB400级钢筋（As=1520mm2），ρ=1520/(350×365)=1.19%〉0.2%,满足要求.将下部跨间截面的4根直径22mmHRB400级钢筋伸入支座,作为支座负弯矩作用下的受压钢筋（As′=1520mm2），再计算相应的受拉钢筋，即支座A上部：说明As′富裕，且达不到屈服。可以近似取：实取4根直径22mmHRB400级钢筋（As=1520mm2）。BC跨梁斜截面受剪承载力计算：若梁端加密区箍筋取2肢φ10@100，则其承载力为：0.42×1.43×350×365+1.25×270×157÷100×365=270.13〉=240.74由于非加密区长度较小，故全跨均可按加密区配置。表3-23框架梁纵向钢筋及箍筋配筋表层次截面实配钢筋/HRB400梁端加密区实配钢筋梁端非加密区实配钢筋4支座A3根直径18双肢φ8@100双肢φ8@150Bl3根直径18双肢φ8@100双肢φ8@150AB跨间3根直径18支座Br2根直径18双肢φ8@100双肢φ8@100BC跨间2根直径183支座A4根直径20双肢φ8@100双肢φ8@150Bl4根直径20双肢φ8@100双肢φ8@150AB跨间3根直径20支座Br3根直径20双肢φ8@100双肢φ8@100BC跨间4根直径202支座A5根直径22双肢φ8@100双肢φ8@150Bl4根直径22双肢φ8@100双肢φ8@150AB跨间3根直径22支座Br3根直径22双肢φ8@100双肢φ8@100BC跨间4根直径22-75- 第3章结构部分设计1支座A5根直径22双肢φ8@100双肢φ8@150Bl4根直径22双肢φ8@100双肢φ8@150AB跨间4根直径22支座Br4根直径22双肢φ8@100双肢φ8@100BC跨间4根直径253.6.2框架柱1.剪跨比和轴压比验算表3-28柱的剪跨比和轴压比验算，给出了框架柱各层剪跨比和轴压比计算的结果，其中剪跨比λ也可取Hn/（2h0）。注意，表中的Mc、Vc和N都不应考虑承载力抗震调整系数，由表可见，各柱的剪跨比和轴压比均满足规范要求。表3-24柱的剪跨比和轴压比验算柱号层次b/mmho/mmfc/（N/mm）Mc/（kN·m）Vc/kNN/kNMc/VchoN/fcbhA柱450046014.3199.4197.02297.964.47〉20.08〈0.8350046014.3291.79128.81639.754.92〉20.18〈0.8250046014.3249.99158.81137.133.42〉20.32〈0.8160056014.3471.32174.481598.634.82〉20.31〈0.8B柱450046014.3226.68109.22375.964.51〉20.11〈0.850046014.3305.39158.95829.154.18〉20.23〈0.8250046014.3349.43191.081301.213.98〉20.36<0.8160056014.3502.43200.691820.234.47〉20.35<0.82.柱正截面承载力计算以第二层B轴柱为例说明。根据B柱内力组合表，将支座中心处的弯矩换算至支座边缘，并与柱端组合弯矩的调整比较后。选出最不利内力，进行配筋计算。B节点左右梁端弯矩：359.85/0.75+199.61/0.85×0.25=391.1187.9/0.75170.69/0.85×0.25=184.67B节点上下柱端弯矩：柱顶：253.86/0.8162.42/0.85×0.1=298.22-75- 第3章结构部分设计柱底：289.99/0.8+168.61/0.85×0.5=252.1=391.1+184.67=575.77=298.22+252.1=550.32=1.2×575.77=690.92=690.92550.32=140.6，在节点处将其按弹性弯矩分配给上下柱端即：上柱=690.92×298.22/(298.22+252.1)=374.41下柱=690.92×252.1/(298.22+252.1)=316.51=0.8×374.41=299.53=299.53×106/(716.29×103)=418.17取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中的较大值，即500/30=16.67mm，故取=20mm。,考虑偏心距增大系数=2.5>1取=1.0/h<15取=1.0对称配筋-75- 第3章结构部分设计1272.33Nmax的M一组计算N=1353.32kN节点上下柱端弯矩39.96-25.78×0.1=37.38，67.2-22.76×0.5=55.82=37.38×106/(1353.32×103)=27.62=27.62+20=47.62mm，lo/h=5×/500=10>5=1.0取=1.0=1.19小偏心受压266.67应满足>0且>0N=1353.32<=0.158×14.3×500×460=1703.702按构造配筋=0.8%，单侧配筋率=0.2%===500选用4跟直径为22的三级钢筋钢筋面积为1520斜截面受剪设计以第一层柱为例=251.71kN·m，二级抗震=1.25×437.87=547.34则剪力设计值V=1.2×(+)/=237.93（满足要求）（取=3），取较大的柱下端值，与相应的轴力，N=1149.1-75- 第3章结构部分设计表3-25框架柱箍筋数量表柱号层次实配箍筋加密区非加密区A柱44φ8@1004φ8@15024φ10@1004φ8@15014φ10@1004φ10@150B柱44φ8@1004φ8@15024φ10@1004φ8@15014φ10@1004φ10@1503.6.3框架梁柱节点核心区截面抗震验算以一层中节点为例。由节点两侧梁的受弯承载力计算节点核心区的剪力设计值，因节点两侧梁不等高，计算时取两侧梁的平均高度，即：，此建筑框架为二级抗震等级，应按公式计算节点的剪力设计值，其中Hc为柱的计算高度，取节点上、下柱反弯点间的距离，即：（左震）剪力设计值：（3.26）因，故取，，，则满足要求。节点核心区的受剪承载力按公式（3-27）计算，：（3.27）-75- 第3章结构部分设计其中N取二层柱底轴力N=716.29/0.8=895.36kN和0.5fcA=0.5×14.3×600×600=2574kN二者中的较小值，故取N=895.36kN.设节点区配筋为4φ12@100，则故承载力满足要求。3.7楼梯设计3.7.1材料本设计采用钢筋混凝土板式楼梯，双跑，混凝土采用级（）;平台梁中受力钢筋采用级（），其余采用级（）基本数据：3.7.2楼梯板的计算(1）确定板厚取板厚（2）荷载计算（取1m板宽为计算单元）楼梯斜板的倾角：①恒荷载计算踏步30mm水磨石面层重：踏步自重：斜板自重：20mm混合砂浆板底抹灰：栏杆：-75- 第3章结构部分设计恒荷载标准值：活荷载标准值：总荷载设计值：（3）内力计算计算跨度：跨中弯矩：（4）截面配筋计算最小配筋率验算：即取则满足要求故选配纵向受力钢筋为根据构造要求：分布筋且故分布钢筋选用;支座负筋选用；3.7.3平台板的计算1荷载计算30mm水磨石面层重：100mm平台板自重：-75- 第3章结构部分设计20mm混合砂浆板底抹灰：恒荷载标准值：活荷载标准值：总荷载设计值：2内力计算计算跨度：跨中弯矩：3截面配筋计算最小配筋率验算：即取则即取=故选配纵向受力钢筋为根据构造要求：且故分布钢筋选用3.7.4平台梁的计算（1）尺寸确定h=(1/8~1/12)l=(1/8~1/12)3300=250~375mm取h=350mmb=(1/2~1/3)h=116~175mm选b=150mm尺寸为350150mm（2）荷载计算-75- 第3章结构部分设计梯段板传来的荷载：平台板传来的荷载：平台梁自重：20mm混合砂浆抹灰重：总荷载设计值：（3）内力计算计算跨度：取两者较小者跨中弯矩支座剪力（4）截面配筋计算正截面承载力计算最小配筋率验算：即取则满足要求故选配纵向受力钢筋为箍筋计算故箍筋可按构造要求配置Φ6@200。-75- 第3章结构部分设计3.8楼板设计3.8.1楼板类型及设计方法的选择对于楼板可划分为A、B、C、D四种区格（见图3-15）。l02/l01〈2属于双向板，现采用塑性铰线法计算。3.8.2基本数据板采用C25混凝土，fc=11.9Mpa，板中钢筋采用HPB300钢，fy=270Mpa，楼面恒载标准值为4.43kN/㎡，屋面恒载标准值为6.5kN/㎡。板厚选用120mm，h/l01=120/3000=1/25≥1/50符合构造要求。梁宽300mm。3.8.3荷载设计值（1）对于1-3层楼面活载：，恒载：（2）对于4层屋面活载：，恒载：3.8.4计算跨度以二层各区隔设计为例。各区格板的计算跨度值列于表3-26如下所示。表3-26各区格计算结果区格项目1-3层楼面4层屋面ABCDABCDl01（m）2.12.72.12.72.12.72.12.7l02（m）2.76.92.766.962.76.92.766.962.186.562.26.62.186.52.246.620.270.340.30.400.270.340.310.40-5.414.21-5.515.03-5.414.21-5.515.03-5.40-5.50-5.40-5.50-0.7-0.900-0.7-0.900-0.7-0.90.7351.09-0.7-0.90.7351.09-75- 第3章结构部分设计1.034.691.085.151.4296.851.5166.120.180.80.180.870.2431.160.2581.04-2.06-2.06-2.16-2.16-2.858-2.86-3.032-3.03′-2.060-2.160-2.8580-3.0320-0.35-1.600-0.486-2.3200-0.35-1.6-0.35-1.6-0.486-2.32-0.49-2.323.8.5弯矩计算首先假定边缘板带跨中配筋与中间板带相同，支座截面配筋率不随板带而变，取同一数值；跨中钢筋在离支座l1/4处间隔弯起；取m2u=αm1u，对所有区格，均取：α=1/n2且n=l02/l01=7.2/3.6=2，即α=0.25；取====2，然后利用下面公式进行连续运算：（3.28）对于2层楼面1.A区格板：=(2.7-2.1/2)+/2×2.1/2=2.175=3/4α=0.268==-2××2.7=-5.4==-2××2.1=-0.714将以上数据代入公式（3-28），即得：解之得，=1.03=0.17×1.03=0.175，==-2×1.03=-2.06==-2×0.175=-0.352.B区格板：将A区格板的作为B区格板的已知值，并取=0=（6.9/2.7-1/8）×2.7=6.56=3/4αl01m1u=0.34，=0，=-2.06×6.9=14.214==-2××2.7=-5.4=-0.918将以上数据代入公式（3-28），即得：解之得，=4.69，=0.17×4.69=0.8=0，=-2.06-75- 第3章结构部分设计=-1.6，=-1.6同理可求得C、D区格板的值，计算结果见表3.8.6截面设计令。各区格的截面配筋计算列于表3-32如下所示。表3-27(a)1-3层楼板截面配筋表项目/截面h0/mmM/kN·mAs/mm2配筋实有As/mm2跨中A区格l01方向1000.8232.12φ8@100503l02方向900.146.24φ8@150335B区格l01方向1004.69182.85φ10@200393l02方向900.834.65φ8@150335C区格l01方向1001.0842.11φ8@150335l02方向900.187.8φ8@150335D区格l01方向1005.15200.78φ8@150335l02方向900.8737.69φ8@150335支座A-A100-0.2810.92φ12@200565A-B100-2.0680.31φ12@200565A-C100-0.3513.65φ10@200785C-D100-2.1684.21φ12@200565B-B100-1.662.38φ8@180279B-D100-1.662.38φ8@180279表3-37(b)4层屋面板截面配筋表项目/截面h0/mmM/kN·mAs/mm2配筋实有As/mm2跨中A区格l01方向1001.1444.57φ12@200565l02方向900.198.42φ8@150335B区格l01方向1006.85267．06φ10@180436l02方向901.1650.25φ8@150335C区格l01方向1001.5259.1φ8@150335l02方向900.2611.18φ8@150335D区格l01方向1006.12238.6φ8@150335l02方向901.0445.05φ8@150335-75- 第3章结构部分设计支座A-A100-0.3915.16φ14@180855A-B100-2.86111．42φ12@200565A-C100-0.4919.1φ12@200565C-D100-3.03118.21φ12@200565B-B100-2.3290.45φ8@180279B-D100-2.3290.45φ8@180279-75- 第3章结构部分设计3.9基础设计框架柱截面一层为600mm×600mm，采用柱下独立基础，现选轴A柱为例进行基础设计。基础顶面所受的轴向力设计值；弯矩设计值；剪力设计值。地基承载力标准值，基础埋置深度d=2.0m；基础混凝土强度等级采用C25（ft=1.27kpa，fc=11.9kpa），垫层采用C10，厚度为100mm；采用HPB300级钢筋。3.9.1修正地基承载力考虑基础宽度和深度修正，粉质粘土，取，，，，拟取基础宽度b=4.0m。=160+0.3×18×（4.0-3）+1.6×20×（2-0.5）3.9.2确定基础尺寸1.基础底面积先按中心荷载初算A0考虑偏心荷载不利影响，加大基础底面积10%，即：A=1.1A0=1.2×8.64=10.37所以，取正方形基础：2.基础底板厚度设计采用基础底板厚度：取二级台阶，各厚400mm，则h=2×400=800mm；基础底板下作100厚混凝土垫层，取as=40mm，则实际。3.9.3验算承载力1.轴心荷载作用下地基承载力验算。（3.29）-75- 第3章结构部分设计其中：A=16.0；。满足要求。2.偏心荷载作用下地基承载力验算。=166.08kpa=61.25kpa安全；安全。由此，按比例可求得相应于柱边缘、变阶处及冲切破坏锥体外边缘的地基反力分别为144.52kpa、175.3（如图所示）：图3-13基础示意图3.9.4基础抗冲切验算1.地基净反力计算=166.08kpa=21.25kpa-75- 第3章结构部分设计2.冲切验算由于第二破坏锥（柱与基础交界处）的锥顶在第一破坏锥（变阶处）的范围内，第一破坏锥体将不可能出现，不必验算冲切强度，所以在此只需对柱与基础交界处进行冲切验算。这时锥体的有效高度h0=760mm，βhp=1，冲切破坏锥体最不利一侧斜截面上边长bt和下边长bb分别为：bt=0.6m，bb=bt+2h0=0.6+2×0.76=2.12mbm=（bt+bb）/2=（0.6+2.12）/2=1.36m考虑冲切荷载时采用的多边形面积A：=2.82偏心荷载作用取Ps=166.08kN/则：3.9.5基础受弯计算及配筋1.基础为正方形基础，台阶宽高比［（4000-600）/4］/400=850/400=2.12〈2.5，所以只进行x方向配筋计算，y方向计算相仿，但按轴心受压考虑，此处从略。2.柱与基础交界处的弯矩及配筋（1）Ⅰ-Ⅰ截面：=498.38kN·m（2）Ⅰ′-Ⅰ′截面：=159.87kN·m-75- 第3章结构部分设计所以按Ⅰ-Ⅰ截面配筋：基础底板每1m配筋面积，，采用HPB300级钢筋直径10@110，实际配筋面积As′′=714mm2，应沿基础底面双向配筋。-75- 第4章施工部分设计第四章施工部分设计4.1工程概况4.1.1工程特点唐山建设集团有限公司办公楼设计，平面呈一字形，内廊式，长48.24m，宽17.04m，层高3.6m，共四层，女儿墙高0.7m，女儿墙上安装500mm高栏杆，室内外高差0.45m，建筑面积2602。4.1.2建筑环境1.建筑基地：唐山市内2.主要功能：为框架结构办公楼设计。3.气象、水文、地质资料：温度，最热月平均25.4℃，最冷月平均－8.8℃；最热日平均29.4℃，极端最高39.6℃；相对湿度，最热月平均78%，最冷月平均54%；主导风向，夏季——东、东南向，冬季——西、西北向；降水量，年平均——620毫米，年最大——951毫米；最大降雪深度，190毫米；最大冰冻深度，800毫米；地震设防烈度，8度；地基承载力标准值：180Kpa。4.设防烈度8度，第一组；抗震等级二级；场地类别II类；5.抗震设防类别为丙类；建筑物安全等级为二级。6.场地土类型中软场地土；最大冻结深度0.8米；7.地基承载力标准值fk=160Kpa；持力层为粉质粘土。8.设计使用年限50年。4.1.3工程量计算主要工程量计算,所有计算过程只以一个样板为例，其他部分采用按比例增减用量的方法近似计算，汇总结果见后面表格。（1）基础工程（J-1）挖土方混凝土工程量模板工程量-75- 第4章施工部分设计钢筋工程量由基础详图钢筋表可知纵横向钢筋均为直径12mm的一级光圆钢筋，其总长度为3680mm，总根数为36根，总重量为118㎏。表4-1基础工程量汇总表工程量名称挖土方﹙m³﹚混凝土﹙m³﹚模板﹙m²﹚填土﹙m³﹚数量1850315.24951.641469.49基础工程量汇总表附表钢筋名称φ12φ14φ16重量﹙㎏﹚78744542707（1）上部结构部分（一榀桁架）墙体砌筑工程量根据前面第三章结构设计部分中的荷载统计得：外墙A=342.58×3＋326.02＝1353.8m²内墙A＝604.44＋655.92＋681.84＋606.18＝2548.38m²现浇梁混凝土工程量：一层0.35×﹙0.650.12﹚×6.22＋0.35×﹙0.40.12﹚×2.2＋0.3×﹙0.50.12﹚×6.98＋0.35×﹙0.60.12﹚×5.4=0.43m³二到四层0.3×﹙0.650.12﹚×6.42＋0.3×﹙0.40.12﹚×2.2＋0.3×﹙0.50.12﹚×6.95＋0.3×﹙0.60.12﹚×5.5=0.39m³混凝土总工程量V=244.8m³模板工程量一层二到四层模板总工程量-75- 第4章施工部分设计表4-2上部结构钢筋汇总表钢筋φ822085C14927φ10614C163465φ1272C181642C2010659C2221096C2524114总重（t）22.8总重（t）61.9（1）装饰工程屋面焦渣找坡屋面保温层屋面找平层屋面防水层门窗工程门：樘窗：樘散水4.2施工部署4.2.1施工方案本工程总的施工顺序为先地下后地上，先主体后围护，先土建后设备安装，先结构后装饰。主体结构自下而上流水施工。根据工程的施工条件，全工程分三个阶段进行施工；第一阶段，基础工程；第二阶段，结构工程；第三阶段，装饰工程。基础工程：采用机械挖土，浇筑混凝土垫层和独立基础流水施工。-75- 第4章施工部分设计结构工程：绑扎钢筋、支模板、现浇混凝土和砌筑均流水施工。装饰工程：自上而下顺序进行，要求工序搭接合理，避免返工费料，并尽可能安排交叉作业，以缩短工期。4.2.2施工顺序基础：放线----挖土----地基处理---混凝土垫层---独立基础-----回填土。主体工程：主体结构工程阶段的工作，包括搭脚手架、绑扎钢筋、支模板、浇筑混凝土、墙体砌筑和门窗安装。主导工序为绑扎钢筋-----支柱、梁、板模板-----绑梁、板钢筋----浇柱、梁、板、楼梯混凝土。屋面及装饰工程：该阶段具有施工内容多、劳动量消耗大且手工操作多、需要时间长等特点。屋面工程施工顺序为做保温层并找坡-----找平层----卷材防水层。室内装修：抢面顶板地面踢脚线粉刷。且室内地面要滞后于外墙装修，以防外墙抹灰时污染内地面，或采取保护内地面措施。墙面：基层处理→墙面拉毛→定点、冲筋→安装门、窗框→洒水湿润→水泥沙浆→面层。顶板：基层处理→拉毛→定点、冲筋→洒水湿润→水泥沙浆→面层。地面：基层处理→定面层标高→定点、冲筋→洒水湿润→水泥沙浆→面层。踢脚线：基层处理→墙面拉毛→定点、冲筋→洒水湿润→水泥沙浆→面层。外墙装修：基层处理→吊通长线锤确定抹灰厚度→墙面拉毛→定点、冲筋→洒水湿润→抹底灰→弹洞口线→贴面层→下层架→下一层。4.3施工准备工作4.3.1现场准备按施工平面布置图安排临建设施，机械设备，材料堆放场地，布置并硬化施工道路。进入现场后及时了解并掌握现场情况，紧密配合建设单位做好水准点和红线的移交。积极协调有关市政、规划、市容、环保、卫生、交通、治安等部门的关系，办理相关手续。按施工进度计划安排，积极组织合格的材料设备进场。-75- 第4章施工部分设计4.3.2技术准备收到图纸后，项目工程师及时组织有关人员进行详细的图纸审阅和分析，了解设计意图和设计要求，取得相关的技术资料、规范、规程和标准等，并及时与建设单位、设计单位、监理单位联系进行图纸会审。根据工程特点及目标要求，确定关键过程和特殊过程，并编制相应的作业指导书。根据施工队伍特点，结合施工要求编制项目技术交底计划4.3.3施工用水、生活用水、施工用电施工用水拟采用地下水，但必须经化验合格后方可使用。地下水通过建设单位提供的水井抽取，建设单位应负责办理此水井的相关手续。办公楼、食堂的饮用水采用城市饮用水，由城市管网接入，其他用水采用地下水。按机具设备的分布情况，合理布置临电线路。按照相关规范文件要求配置配电箱。4.3.4劳动力组织劳动力组织见下表表4-3主要劳动力需要量计划序号工种名称所需工日最高人数1机械工1252普工140253混凝土工470254钢筋工300105架子工473106木工87520基坑开挖操作方法土方开挖宜从上到下分段分层流水进行。随时做成一定坡度，以利泄水。在开挖过程中，应随时检查槽壁和边坡的状态。深度大于1.5m时，根据土质变化情况，应作好基坑（槽）或管沟的支撑准备，以防塌陷。开挖基坑（槽）和管沟，不得挖至设计标高以下，如不能准确地挖至设计基底标高时，可在设计标高以上暂留一层土不挖，以便在抄平后，由人工挖出。暂留土层：一般装载机、推土机挖土时，为20cm左右；挖掘机用反铲、正铲和拉铲挖土时，为30cm左右为宜。在机械施工挖不到的土方，应配合人工随时进行挖掘，并用手推车把土运到机械挖到的地方，以便及时用机械挖走。-75- 第4章施工部分设计修帮和清底。在距槽底设计标高50cm槽帮处，抄出水平线，定上小木撅，然后用人工将暂留土层挖走。同时由两端轴线（中心线）引桩拉通线（用小线或铅丝），检查距槽边尺寸，确定槽宽标准，以此修整槽边。最后清除槽底土方。槽底修理铲平后，进行质量检查验收。开挖基坑（槽）的土方，在场地有条件堆放时，一定留足回填需要的好土；多余的土方，应不次运走，避免二次搬运。基础工程施工完毕，通过基础结构验收后，及时进行回填土工作。本建筑物基础较深，应及时按图纸及规范要求回填地下室四周土。填土前将坑底的垃圾杂物等清理干净。回填土应分层铺摊，每层虚铺厚度不大于250mm。每层铺摊后，随之耙平。每层至少夯打三遍。如必须分段填夯时，交接处切成阶梯形，上下层错缝距离不小于500mm。回填土每层夯实后，按规范规定进行环刀取样，作干容重试验，每层夯实达到要求后再铺上一层土。4.4.2基础工程1基础垫层：本工程采用100mm厚C15的素混凝土垫层。待基础轴线尺寸、基底标高，经验收合格办完隐检手续后，测放人员及时标定100mm厚素混凝土垫层上平的标高控制块，采用组合钢模板支设垫层侧模。垫层混凝土浇筑前先检查垫层的尺寸及形状是否正确、模板支撑是否牢固。浇筑垫层混凝土时，派专人随时抽查混凝土的质量情况。混凝土表面用尺杆满刮，随后用木抹子搓平压光，覆盖塑料薄膜进行养护，并及时取样，留好试块。2基础工程：垫层达到一定强度后，在其上划线支模，铺放钢筋网片。上下部垂直钢筋绑扎牢，并将钢筋弯钩朝上，连接柱的插筋，下端用90°弯钩与基础钢筋绑扎牢固，按轴线位置校核后用架管成井字形，将插筋固定在基础外模板上，底部钢筋网片应用与混凝土保护层同厚度的水泥砂浆垫块垫塞，以保证位置正确。基础采用组合钢模板，钢架管加扣件支撑体系，必须保证模板的刚度和强度，支撑体系必须牢固、稳定，支模板前按梁截面尺寸进行拼模，做到拆装简便，周转次数尽量多，同时也要满足吊装和搬运的要求。浇筑混凝土前，模板、钢筋上的垃圾、泥土和钢筋上的油污等杂物，应清除干净。模板应浇水湿润。浇筑现浇柱下基础时，特别注意柱插筋位置的正确，防止造成位移和倾斜。在浇筑开始时，先满铺一层5－10cm厚的混凝土，并捣实，使柱子插筋下段和钢筋网片的位置固定，然后再对称浇筑。基础混凝土宜分层连续浇筑完成。表面应随即原浆抹平。-75- 第4章施工部分设计基础应根据高度分段分层连续浇筑，一般不留施工缝，各段各层间应相互衔接，每段长2－3m左右，做到逐段逐层呈阶梯形推进。浇筑时，应先使混凝土充满模板内边角，然后浇筑中间部分，以保证混凝土密实。基础上的插筋，要加以固定，保证插筋位置的正确，防止浇捣混凝土时发生移位。混凝土浇筑完毕，外露表面应覆盖浇水养护。4.4.3钢筋工程（1）材料采购钢筋及钢材等材料的采购时，钢筋的质量必须满足最新《混凝土结构工程施工质量验收规范》及最新的《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》的材质和有关抗震结构的力学性能要求。在采购钢筋前须取得建设单位及本公司材料部门对供应方的批准，所购钢筋必须为优等品，出厂材质证明齐全。（2）材质检验钢筋进场后首先进行外观检查，检查合格后按国家有关钢筋标准规定取样进行力学性能试验，复试合格方可加工使用。钢筋在加工过程中如发生脆断、焊接性能不良或力学性能显著不正常时，应立即停止该批钢筋的加工制作，并对该批钢筋进行化学成分分析和其它专项检验，如不合格，立即清理出施工现场。（3）钢筋加工在现场设钢筋加工场地，集中加工成型堆放。柱、梁、板中钢筋的锚固、截断位置及箍筋等构造要求必须符合设计要求。钢筋加工严格按钢筋下料单执行，加工后的钢筋须经质检人员抽样检查。检查包括：钢筋的平直度、局部曲折、钢筋弯钩、弯折和平直长度、以及钢筋加工尺寸误差是否满足GB50204－2011中有关钢筋加工允许偏差的规定。检查合格后方可进行绑扎。钢筋加工的形状、尺寸必须符合设计要求。钢筋的表面应清洁，无损伤、油渍，漆污和铁锈等应在使用前清除干净。带颗粒状或片状老锈的钢筋不得使用。钢筋应平直，无局部曲折,盘条钢筋调直使用调直机。弯起钢筋中间部位弯折处的弯曲直径,不应小于钢筋直径的5倍。钢筋的偏差应在规范允许范围内。（4）构造柱钢筋构造柱筋的绑扎，应在砌体砌筑前进行，箍筋的接头应交错布置在四角纵向钢筋上，箍筋转角与纵向钢筋交叉点均应扎牢，绑扎箍筋时绑扣相互间应成八字形。钢筋保护层用砂浆垫块控制，并用绑丝将其绑扎在钢筋外部，以保证钢筋保护层厚度。钢筋绑扎后应进行检查和找正，控制好其垂直度和截面尺寸及标高。-75- 第4章施工部分设计（5）梁板、楼梯钢筋板梁交叉处板的钢筋在上，梁的钢筋在下。梁的钢筋接头应设在受压区，即梁的底筋接头放在支座上，梁的面筋接头设在跨中间，箍筋要弯成135°。交叉点钢筋稠密，要注意梁顶面主筋的净距不少于30mm，以利浇筑混凝土。楼板筋绑扎时按设计和施工规范进行，搭接、锚固长度均符合要求，绑扎好的钢筋下部垫与混凝土保护层厚度相同的水泥砂浆垫块＠1000×1000，呈梅花状布置。注意预留洞等位置处绑扎加强筋。（6）钢筋工程技术质量控制措施严把钢筋进场关:凡是进场的钢筋原材均按试验规定抽样进行复试，复试结果必须经监理审查批准。严把审图关:专派有经验的技术人员进行审图和钢筋翻样工作，若钢筋过密一定要提前放样，提前采取措施。控制钢筋下料成型:钢筋成型均在现场加工棚集中加工，为保证下料和成型尺寸准确，现场技术人员要亲自到加工现场进行交底，并派专人在加工现场负责监督检查钢筋的加工成型质量。同时加工好的钢筋还要再次经过严格挑选，有效的控制下料成型质量。（7）锚固、接头长度要用尺检验，满足设计及规范要求。坚持两次放线:在梁、板模板支完后进行流水放线，根据放线调整竖向钢筋位置，梁、板钢筋绑扎完成后再进行第二次放线，进一步校正竖向钢筋位置，准确无误后方可浇筑梁板混凝土。在柱模板上口加贴模定位定距箍，该箍应有足够的刚度，以保证构件截面钢筋位置准确，混凝土保护层均匀。施工缝位置钢筋定位，用卡茬木方放在两皮钢筋之间和下铁钢筋保护层处，并用钢筋马凳支撑，钢筋马凳放在垫块上。控制垫块的验收和绑扎。在技术交底中进一步明确垫块的绑扎位置。垫块使用前必须经过认真挑选，分规格存放，做好标识，注明规格及使用部位，绑扎时要逐一检查，确保绑扎牢固。钢筋绑扎成型后，不准踩踏，尤其是负筋部位，浇筑混凝土时，振捣棒不准触动钢筋，并设专人随时校正钢筋位置。混凝土浇筑完毕后，派专人负责及时调整柱钢筋的位置，纠正浇筑混凝土所产生的钢筋位移，及时清理粘在柱钢筋上的砂浆。钢筋工程施工要严格执行《混凝土结构工程施工质量验收规范》。本工程钢筋采用HRB400级（C），HRB400级钢筋锚固长度为41d。板中留洞小于300mm时，板内钢筋需绕过洞口，不得切断；大于300的洞口按图施工。-75- 第4章施工部分设计4.4.4混凝土工程1、混凝土浇筑浇筑前，认真检查钢筋和模板的支撑情况，进行隐蔽工程验收，安排钢筋工和木工值班，及时发现并解决钢筋移位、模板变形和漏浆问题。楼梯和相应楼层的梁、板同时浇筑。混凝土堆放要分散，不得太集中。浇筑时，振捣必须密切配合，振捣时不宜接触钢筋及埋件，节点处钢筋较密，宜用同强度等级细石混凝土浇筑，并用小直径振捣棒振捣。顶板梁振捣时，先用振捣棒振捣，再用平板振捣器振捣。插入式振捣器移动间距不超过30cm，振捣时间10-30s，第一层混凝土浇筑厚度不超过40cm。振捣要及时，不得漏振，振幅不要过大，严禁集中一处强振，应均匀振动，振动后，及时抹平，初凝前，再用木抹子抹压一遍，并加强养护，以防干裂。柱应分段浇筑，每段高度不得超过2m，浇筑前底部应先填5－10cm厚与混凝土同配比的减石子砂浆。分层振捣，每层振捣厚度不大于50cm，上层振捣棒应插入下层5cm，除上面振捣外，下面要有人随时敲打模板，及时发现问题。对预埋件及预留孔洞应小心保护，防止变形移位。施工缝留设：柱施工缝为水平缝，留置在主梁下面；梁板原则上不留施工缝，楼板顺次梁方向浇筑，如必须留置施工缝，应在板次梁跨中楼板顺次梁方向浇筑，如必须留置施工缝，应在板次梁跨中1/3范围内，施工缝应垂直于梁、板，采用钢板网阻挡。继续浇筑混凝土前先清除浮动石子，湿润后铺2—3cm与混凝土质量相同的砂浆层，再浇混凝土，应细致操作振实，使新旧混凝土紧密结合。混凝土养护：现浇板混凝土抹压后，初凝后浇水养护保持湿润，以保证混凝土在不失水情况下充分养护，养护时间不少于7天。2、混凝土工程应注意的问题：不同混凝土标号都要先做好混凝土配合比的试配，确定混凝土配合比，加强管理，设专人负责；顶板混凝土强度达到1.2Mpa以前，严禁上人；浇筑顺序、振捣及养护，严格按分项工程方案措施执行，确保混凝土强度和外观质量；3、混凝土振捣：每个混凝土作业班组固定专人振捣，责任到人，混凝土养护设专人浇水养护；混凝土浇筑前，模板必须经检查验收合格，特别要注意下层柱头的清理冲洗，浮渣、松动的石子都要清除干净，先用和混凝土配比相同的砂浆接浆，坚决杜绝烂根及漏浆现象；掌握好拆模时间，梁柱拆模时，要注意不得碰坏棱角。如有损缺，及时修补。梁、板模板必须达到规定强度时方可拆模。-75- 第4章施工部分设计4.4.5模板工程1、构造柱模板：采用组合钢模板，钢架管支撑。根据柱尺寸提前配板，柱模就位前，先将柱底基层清理干净，弹线并用砂浆找平。柱模固定采用井字架，每500高设一道（注意下箍要紧贴砂浆找平层），找正后扣紧，并用水平杆与内架子连成整体。圈梁支模时，在墙上留架眼，穿横架管，再用斜撑将侧模支牢。2、楼板模板：采用竹胶合板模板。钢管立杆@1000，竖向设三道水平立杆，支撑系统采用钢架管，对不够模数的缝隙，可用50mm×70mm的木方垫。支模时，在墙上抄出+50cm标高线，然后据此标高找平模底，以便于支模。楼梯模板采用定型组合钢模，侧模三角部分用木模镶补，以加快施工速度。模板安装完后，要全面检查，牢固稳定后再进行下道工序的施工。3、模板的拆除模板应优先考虑整体拆除，便于整体转移后，重新进行整体安装。构造柱模板拆除：拆除模板支撑及井字架，然后用撬棍轻轻撬模板，使模板与混凝土脱离。4、楼板、梁模板拆除应先拆梁侧帮模，再拆除楼板模板，拆楼板模板先拆掉水平拉杆，然后拆除支柱，每根龙骨留1－2根支柱暂不拆。操作人员站在已拆除的空隙，拆去近旁余下的支柱，使其龙骨自由坠落。侧模板拆除时，混凝土强度能保证其表面及楞角不因拆除模板受损坏，方可拆除。板与梁拆模强度应符合施工规范的规定。拆下的模板及时清理粘连物，涂刷脱模剂，拆下的扣件及时集中收集管理。拆模时严禁模板直接从高处往下扔，以防止模板变形损坏。4.4.6砌筑工程砌块砌筑前一天应进行浇水湿润。砌块应上下错缝搭砌，搭砌长度一般为砌块长度的1/2，不得小于150mm，转角及纵横墙交接处，应将砌块分皮咬槎，交错搭砌。每层开始时，应从转角处或定位砌块处开始，皮皮拉线控制砌体标高和墙面平整度。门洞口需预埋木砖时应小头在外，大头在内，数量按洞口高度确定，洞高<1.2m每边放两块；高1.2—2m每边放3块；高2—3m每边4块，预埋木砖要提前做好防腐处理。各专业预埋件均匀按设计要求预留，不得事后剔凿。砌筑前应将柱上预埋铁与拉结筋焊牢，墙顶部在装修前斜砌与梁挤紧。-75- 第4章施工部分设计4.4.7屋面工程屋面防水层施工应待找平层充分干燥后进行施工，应先做好节点、附加层和屋面排水比较集中部位，然后由屋面最低标高处向上施工。严格按操作规程施工，控制保温层的含水率，严格按图纸及规范要求作排气通道和排气孔，杜绝起鼓的质量通病。工艺：清理基层→基层处理剂→复杂部位的增强处理→基层胶粘剂→铺设卷材→检查验收。基层处理剂的施涂操作方法：用长滚刷蘸满配制好的基层处理剂均匀地涂刷在基层表面上，待4h以上干燥后，方可进行下道工序的施工。在铺贴卷材前用非硫化密封胶片或自硫化密封胶片作为加强层对阴阳角等部位做加强处理。在转角及立面上，卷材应该自下而上进行铺贴。每铺完一张卷材应立即用干净而松软的长把滚刷从卷材一端开始沿卷材横向用力滚压一遍，以排除粘接层之间的空气，排除空气之前不要踩踏卷材。4.4.8装饰工程（1）抹灰工程：内墙抹灰为中级抹灰，顶棚抹灰为普通抹灰，抹灰前应对砖墙、楼板等表面的灰尘、污垢和油渍清除干净，并将墙上的施工洞堵塞密实。对过于干燥的基层要洒水湿润。抹灰质量应按施工验收规范要求控制。（2）外墙面砖：面砖施工时，先自上而下打底子，打底子前要按设计要求对界面进行处理，待底子打好后，按图纸尺寸计算面砖数量，分格弹线，调整分格寸，尽量避免裁砖，必要时将非整砖安排在阴角处。所有阳角均要倒角，面砖应整洁，颜色一致，缝隙均匀，表面平整。（3）施工顺序：基层处理→吊垂直、套方→贴灰饼→抹底层砂浆→弹线分格→排砖→浸砖→铺贴面砖→勾缝与擦缝4.4.9脚手架工程（1）脚手架的使用要求：脚手架搭设人员必须经劳动部门培训合格并持证上岗。任何人不能随意拆改或取掉安全网架子搭设需经安全员进行安全交底，搭设完成后必须经验收合格方可使用。如需变更方案，必须提出书面申请，经原审批人批审后方准实施。（2）脚手架的拆除：-75- 第4章施工部分设计拆除顺序应逐层由上而下进行，严禁上下同时作业。所有连墙件应随脚手架逐层拆除，严禁先将连墙体整层或数层拆除后，再拆脚手架。分段拆除高差不应大于2步，如高差大于2步，应增设连墙件加固。拆除架子时，作业区周围及进出口处，必须派有专人暸望，严禁作业人员进入危险区域。操作人员应佩戴安全带及安全帽，拆除的全部过程中，应指定一个责任心强、技术水平较高的工人担任指挥，并负责拆除、撤料和看护全部操作人员的安全作业。拆除过程中应注意架子缺口、崩扣及拆得不合格的地方，避免踩在滑动的杆上发生事故。4.5质量安全措施4.5.1质量措施框架柱、梁、板等现浇混凝土使用早强剂，达到规范规定的拆模强度后方可拆模。钢筋绑扎安装完毕后进行检查验收。在浇筑混凝土前应进行验收，并做好隐蔽工程纪录，经甲、乙方等有关单位验收合格签字后方可浇筑。浇筑时注意保证混凝土浇筑捣实。各种构件运输和堆放都要符合操作规程，现场对方为只要正确，尽量减少二次搬运。每一构件安装时，必须保证位置的正确性，误差不得超过规范要求。对中心线及标高，每层要用仪器测量、校正。严防误差积累。室内装饰的各种顶棚，要求严格遵守操作规范，按现行规范中级抹灰标准进行。楼地面施工时正值冬季，建议用塑料纸封闭窗口。屋面、厕所等部位的防水工作一定要严把质量关。各分部分项工程要求达到质量检验评定标准的优良等级。技术管理方面要及时做好材料试验，不合格的材料不能用，及时提出各种砂浆、混凝土配合比的申请及试块的制作、试验等。做好技术质量交底工作，主要分部分项工程要将质量标准悬挂在现场。做好质量自检、互检、交接检工作，并做好记录，不合格的产品及工序不予验收。冬雨季施工时，注意场地排水通畅，严禁塔轨下及板类堆放区积水侵泡。注意砂浆和混凝土配合比的调整，注意安全施工。4.5.2安全措施-75- 第4章施工部分设计各分部分项工程要求达到质量检验评定标准的优良等级。技术管理方面要及时做好材料试验，不合格的材料不能用，及时提出各种砂浆、混凝土配合比的申请及试块的制作、试验等。做好技术质量交底工作，主要分部分项工程要将质量标准悬挂在现场。做好质量自检、互检、交接检工作，并做好记录，不合格的产品及工序不予验收。冬雨季施工时，注意场地排水通畅，严禁塔轨下及板类堆放区积水侵泡。注意砂浆和混凝土配合比的调整，注意安全施工。脚手架工程搭设前要编制施工方案，技术负责人向施工人员进行安全技术交底，签字生效。搭设完毕，经验收合格后方可使用。在建筑物外侧使用密目式安全网封闭，防止坠物飞出施工区域，确保施工现场及邻道人员的安全。对临边防护及外围防护要编制施工方案，确保施工安全。建筑物四周、施工出入口搭设安全防护棚，设人行通道。基槽边1ｍ以内不得堆土、堆料、停置机具。基槽边与建筑物、构筑物间距离不得小于1.5ｍ，特殊情况必须采用有效技术措施。施工现场按“三级配电、两级保护”的要求布置配电箱。作到“一机、一闸、一箱、一漏、一保护”。临时配电线路必须按规范敷设，线路采用绝缘导线，不得采用塑胶软线，不得成束架空敷设也不得沿地面明敷。施工机具、车辆及人员，应与内、外线路保持安全距离。达不到规范规定的最小距离时，必须采用可靠的防护措施。施工用地范围设围护，有明显标志，以免外人误入工地造成事故。-75- 结论体会经过对唐山市建设集团有限公司办公楼的建筑、结构、施工三大部分的设计，对于本次毕业设计得出以下几点体会：1.在进行任一个阶段的设计时，都必须先考虑该设计项目的工程概况，设计时应紧密结合具体的工程概况，才能设计出能基本满足各方面条件与要求的方案。2.在进行建筑设计时，除了根据工程概况外，也要充分考虑该项目的建筑功能，才能设计出满足人们教学与工作需要的建筑物。3.在进行结构设计时，除了紧密结合工程概况外，还应注意结构布置的选择，并应认真、全面、准确地统计荷载值，再继续进行下一步的设计。在计算过程中，应该要细心全面地考虑各方面影响因素，按部就班地计算，以免进行重新计算。4.在进行施工组织设计时，除了紧密结合工程概况外，还应注意统计出施工工程量，才有利于进行下一步的计算和设计。5.在各阶段的设计过程中，必须做到认真仔细全面考虑多方面的信息，这样才有助于加快设计速度和提高正确性。6.在设计的过程中，应该多查看相关的专业书刊和规范标准，这样才有利于积累专业知识，并有利于设计的顺利进行。-75- 谢辞谢辞值此设计完成之际，向培养我的母校河北联合大学和栽培我的建筑工程学院表示衷心的感谢。本次设计是在我的导师葛楠老师的指导下完成的，从最初我对本次设计的不了解到能够整体把握再到比较顺利的完成本次设计，这一步一步的走来，其中都包含了葛老师耐心的指引和教导。通过本次设计，我从宏观上把握了教学楼的布置以及结构设计，加深了以往学习的专业知识。同时也感谢王文秋老师对我的施工组织设计的指导，是我加深了对施工现场的认识。此外还要感谢我们小组的其他四位成员，在设计的整个过程中，我们相互讨论，也解决了一定的问题，从你们身上我看到了“认真”二字，在无形中也促使我更加用心的完成本次设计。感谢我的父母，对我二十多年来辛勤的养育，他们对我无条件的支持，让我可以去追求自己的梦想，他们的爱是我前行的动力。在设计的过程中，也得到了许多同学宝贵的建议，在此一并致以诚挚的谢意。最后，衷心的感谢土木建筑工程学院的每位老师，谢谢你们在学习上、生活中给予我的关心与支持。-75- 参考文献参考文献[1]梁兴文,史庆轩.土木工程专业毕业设计指导[M].北京，科学出版社,2002年7月.[2]颜德桓,程文襄,康谷贻.混凝土结构[M].北京，中国建筑工业出版社,2003年1月.[3]叶列平.混凝土结构[M].北京，清华大学出版社,2002年1月.[4]陈希哲.土力学地基基础[M],北京，清华大学出版社,2004年4月.[5]中国建筑标准设计研究所.混凝土结构施工图03G101-1[S].北京，中国建筑标准设计研究所出版社.2003年2月.[6]贾晓弟,王文秋.建筑施工教程[M].北京，中国建材工业出版社,2004年2月.[7]杨志勇.工民建专业毕业设计手册[M].武汉，武汉工业出版社,1997年8月.[8]河北省建设委员会.河北省建筑工程综合施工定额[S].[9]中华人民共和国建设部.办公建筑设计规范JGJ67-89[S].北京，中国建筑工业出版社,2002年8月.[10]中华人民共和国建设部.混凝土结构设计规范GB50010-2010[S].北京，:中国建筑工业出版社,2010年.[11]中华人民共和国建设部.建筑结构荷载规范GB50009-2012[S].北京，中国建筑工业出版社,2012年.[12]中华人民共和国建设部.建筑抗震设计规范GB50011-2010[S].北京，中国建筑工业出版社,2010年.[13]中华人民共和国建设部.建筑地基基础设计规范GB50007-2002[S].北京，中国建筑工业出版社,2002年.[14]中华人民共和国建设部.房屋建筑制图统一标准GB/T50001-2001[S].北京，中国计划出版社,2002年.[15]97（03）G329，抗震构造图集［S］.北京,中国建筑标准设计研究所,2003年.[16]05J，05系列建筑标准设计图集［S］.北京,中国建筑工业出版社,2005年.[17]《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2001年局部修订）．[18]工程建设标准强制性条文［S］.北京,中国建筑工业出版社,2002年.[19]GB50368-2005，住宅建筑规范［S］.北京,中国建筑工业出版社,2002年.[20]GBJ16-87，建筑设计防火规范［S］.北京,中国建筑工业出版社,2001年.[21]GB/T50104-2001，建筑制图标准［S］.北京,中国建筑工业出版社,2002年.[22]MEHRDADS,SERKANS.ProgressivecollapseresistanceofhotelSamDiego-75- 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