1、1.绪论本设计是按照广西工学院鹿山学院土木建筑工程系土木工程专业毕业设计要求编写的毕业设计。设计题目为：柳州市某行政办公楼结构设计。办公楼是公共建筑，其规范要求比较严格，能体现出结构设计很多重要的方面。选择办公楼设计，即要注意先进性，又要从广西的实际情况出发，在满足使用要求的前提下，综合考虑安全可靠、经济合理、施工方便等因素，从而掌握办公楼设计的基本原理，妥善解决其功能关系，满足使用要求。在结构布置的过程中，结构布置要使荷载传递直接、受力明确，并按强度和刚度要求初步确定构件的截面尺寸，构件类型和尺寸规格尽可能少，在结构布置的基础上深入考虑在竖向荷载和水平荷载作用下，结构体系之间协同工作的程度，
2、合理地确定结构或构件的计算简图。还需考虑整个建筑物在平面和竖向上是否需要采用构造措施，以保证整个建筑物及其某些薄弱部位在平面和竖向上的刚度及整体性。在结构布置的基础上，深入考虑在竖向荷载和水平荷载的作用下，结构体系之间协同工作的程度，通过必要的计算和结构处理，使结构构件及其连接的节点满足强度、刚度和裂缝宽（或抗裂度）的要求，并符合现行设计规范、满足国家强制性条文，最终把结构布置和构件设计准确地反映到施工图中。这次设计是在各位老师的悉心指导下完成的，在此向各位老师表示衷心的感谢！鉴于学生水平有限，设计中还存在不少的缺点甚至错漏，敬请老师批评和指正。2.工程概况和设计资料本工程建筑设计已经完成，根
3、据建筑设计资料进行结构设计及施工设计。建筑设计图纸：从建施1至建施101规模：本工程柳州市某政府办公楼工程，建筑设计工作已完成。总建筑面积2340。总楼层为地上4层。各层的层高及各层的建筑面积、门窗标高详见建筑施工图。2防火要求：建筑物属二级防火标准。3结构形式：钢筋混凝土框架结构。填充墙厚度详表1。4气象、水文、地质资料：（1）主导风向：夏季东南风、冬秋季西北风。基本风压值W0详表1。（2）建筑物地处某市中心，不考虑雪荷载和灰荷载作用。（3）自然地面-10m以下可见地下水。（4）地质资料：地质持力层为粘土，孔隙比为e=0.8，液性指数IL=0.90，场地覆盖层为1.0m，场地土壤属类场地土。
4、地基承载力详表1。（5）抗震设防：此建筑物为一般建筑物，建设位置位于近震区，其抗震设防烈度为6度。（6）楼面做法按照98ZJ楼6，屋面做法按照98ZJ屋16。（7）建筑设计图纸附后。要求在已完成的建筑设计基础上进行结构设计、施工设计，各同学的设计条件如下表1所示：表1填充墙厚度（mm）基本风压值（KN/m2）地基承载力（KPa）计算楼板计算框架计算楼梯180厚空心砖0.75190第二层轴三层3.结构选型与结构布置3.1 结构型式根据建筑物的使用功能、造型、房屋高度，工程地质条件等物质技术，本工程的设计的主体房屋采用钢筋混凝土框架结构。3.2 结构体形根据荷载情况，本多层钢筋混凝土框架结构工程采
5、用横向框架为主要受力框架，横向布置框架梁，纵向布置连系梁。3.3 梁、板、柱截面尺寸的估算3.3.1 梁截面尺寸的估算一、 横向框架梁的截面尺寸估算轴、轴、轴、轴、轴、轴、轴、轴、轴、轴、轴、轴上的框架梁AC跨：， 取， 取CD跨：，取 ， 取二、 纵向框架连系梁的截面尺寸估算A轴、C轴、D轴上的（以最大的跨度4500mm计算）， 取， 取三、 次梁的截面尺寸估算B轴次梁， 取， 取各层的主次梁布置见图（1）。3.3.2 板截面尺寸的估算一、 板截面尺寸估算的原则（一）根据混凝土结构设计规范10.1.1条，单向板民用建筑楼板最小厚度为60mm，工业建筑楼板最小厚度70mm，双向板最小厚度为80
6、mm。（二）单向板：双向板：二、 板截面尺寸估算CD跨：，为双向板；CB跨：，为单向板AD跨：，为双向板为了计算的简便及施工的方便起见，板统一按双向板的短边计算（L=4500mm），取。板布置见图（1）。3.3.3 框架柱截面尺寸的估算（一）根据混凝土结构设计规范、高层建筑混凝土结构技术规程的规定：矩形截面框架柱的边长，非抗震设计时不宜小于250mm，抗震设计时不宜小于300mm；圆柱截面直径不宜小于350mm。剪跨比不宜大于2，框架柱中线与框架中心线的偏心距不宜大于柱截面在该方向宽度的1/4.本工程为6度抗震设防，该框架结构的抗震等级为四级，但混凝土结构设计规范上无四级抗震等级框架的轴压比限
7、值，因此偏于安全取三级抗震轴压比限值，三级抗震轴压比限值为=0.9,根据轴压比进行估算。（二）框架柱的截面尺寸根据轴压比限值按下列公式估算： （三） 截面尺寸的估算1. D轴柱 按构造要求bh=400mm400mm。2. C轴柱 按构造要求bh=450mm450mm。3. A轴柱 按构造要求bh=400mm400mm。A轴圆柱取d500mm，雨棚圆柱去d400mm。框架柱布置见图1。3.4 横向框架侧移刚度计算3.4.1 计算梁、柱的线刚度梁线刚度计算梁柱混凝土标号均为C30，。在框架结构中，现浇楼面或预制楼板但只有现浇层的楼面，可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架侧移。考虑这一有
8、利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架梁取，对中框架梁取。 表3.1 横梁线刚度计算表类别Ec/(N/mm2)bh/mmmmI0/mm4/mmECI0/Nmm2ECI0/NmmCD跨中框架梁3.001042506004.510950002.710105.41010AC跨中框架梁3.001042507007.1510970003.0610106.12510103.4.2 柱线刚度计算设基础顶面到地面为1000mm，底层柱高为5200mm表3.2 柱线刚度Ic计算表层次/mmEc/(N/mm2)bh/mmmmIc/mm4ECIc/Nmm底层柱边柱52003.00104 400400 2
9、.1331091.231101024边柱35003.001044004002.11091.81010取边柱和AC跨梁进行验算,则：符合要求，由此可知其它都符合要求。- 150 -4.现浇钢筋混凝土楼板的计算4.1 荷载计算4.1.1 屋面及楼面的永久荷载标准值屋面(屋16)屋面高聚物改性沥青卷材防水屋面 2.26kN/m2100厚的钢筋混凝土板 250.10=2.5kN/m2混合砂浆顶棚 0.24kN/m2合计 5kN/m224层楼面(楼6)水磨石楼面 0.65kN/m2 现浇100厚的钢筋混凝土楼板 250.12.5kN/m2混合砂浆顶棚 0.24kN/m2 合计 3.44kN/m2厕所（楼
10、6）水磨石卫生间楼面 2.17kN/m2现浇100厚的钢筋混凝土楼板 250.12.5kN/m2水泥砂浆顶棚 0.24kN/m2 合计 4.91kN/m2 厕所蹲位凸起200mm水磨石卫生间楼面 2.17kN/m240厚C20细石混凝土保护层 2 50.041kN/m21：6水泥炉渣垫层125厚 130.1251.625kN/m215厚1：2水泥砂浆保护层 200.0150.3kN/m220厚1：2.5水泥砂浆找平层 200.020.4kN/m2现浇100厚的钢筋混凝土楼板 250.12.5kN/m2水泥砂浆顶棚 0.24kN/m2 合计 8.235kN/m24.1.2 屋面及楼面可变荷载标准
11、值上人屋面均布活荷载标准值 2.0kN/m2不上人屋面均布活荷载标准值 0.5kN/m2楼面活荷载标准值 2.0kN/m2走廊活荷载标准值 2.5kN/m2厕所活荷载标准值 2.0kN/m24.1.3 梁间线荷载每米墙的线荷载值=（柱距*墙高-窗面积）*每平米墙重+窗面积*每平米窗重）/柱距,本工程为180厚空心砖，自重为0.719=13.3KN/m3 ，窗自重为0.4kN/m2 ，门自重为0.2 kN/m2， 外墙做法为JBZ001 外墙22，20mm水泥砂浆，水泥砂浆自重为20 KN/m3，内做法为20mm混合砂浆内墙，混合砂浆自重为17 KN/m3。二层梁间荷载计算A轴、D轴，、跨，梁间
12、荷载计算柱距为：4500mm，高为：3500-400=3100mm。C2窗为1.82.4m，则线荷载为：C轴，、跨，B轴，、跨，梁间荷载计算柱距为4500mm，高为3500-400=3100mm，M9为0.92.1mm，则线荷载为：由此可以得到其他轴线的梁间荷载，在此不做详细书写，其他轴线的梁间荷载见表2-1-1。表4.1 梁间线荷载表楼层轴线编号梁间荷载（KN/m）轴线编号梁间荷载（KN/m）二四层D轴、跨8C轴跨6.2C轴跨8.2C轴跨7.52A轴与B轴间、跨7.4A轴与B轴间跨5.25轴、轴DC跨9.1、轴CD跨9、轴DC跨8轴AC跨8.1、轴AB跨8.6轴AC跨8轴厕所有门墙7.3CD
13、轴厕所10轴厕所10CD厕所墙7.3二层楼梯间9楼梯间外挑梁11三层楼梯间8.3楼梯间外挑梁10B轴10B轴7B轴8.2四层楼梯间8楼梯间外挑梁9.5B轴10B轴7B轴8.2轴CD跨9.5五层女儿墙4.255轴、8轴BD跨7.84轴、轴BD跨7B轴跨7.2楼梯间7楼梯间外挑梁9D轴、跨6.5顶层女儿墙3.5楼梯间44.2 二层楼板内力计算及配筋4.2.1 单向板的计算一、 第二层的B4、B9、B10、B13、B14、B18为单向板，根据要求，按弹性理论进行计算，单向板结构布置见图（1）所示。楼板荷载水磨石楼面（楼6） 0.65kN/m2 现浇100厚的钢筋混凝土楼板 250.12.5kN/m2
14、混合砂浆顶棚 0.24kN/m2 合计 3.44kN/m2恒载荷载标准值 3.44kN/m2活载荷载标准值 2.5 kN/m2荷载设计值 1.23.44+1.42.5=7.628KN/取1m板宽计算，计算简图2为图2 单向板计算简图，跨中弯矩为。（一）B9、B10单向板计算q=7.6281=7.628KN/m, 取轴线与轴线之间的距离，。跨中弯矩为：支座弯矩为：（二）B4单向板计算B4是厕所板荷载设计值1.24.91+1.42.0=8.692 kN/m2q=8.6921=8.692KN/m，。跨中弯矩为：支座弯矩为：（三）B13、B14单向板计算q=7.6281=7.628KN/m，。跨中弯矩
15、为：支座弯矩为：（四）B18单向板计算q=7.6281=7.628KN/m，。跨中弯矩为：支座弯矩为：二、 单向板配筋计算 ，采用C25混凝土，采用I级钢，HPB235，。取1m板宽，公式为：，板的最小配筋率：和0.2%中的较大值。板最小配筋面积: 表4.2截面位置B4B9B10B13B14B18M（KNM）0.8151.031.030.1140.1140.3180.01070.01350.01350.00150.00150.00420.01080.01360.01360.00150.00150.0042（）4961617719最小配筋面积270270270270270270选用钢筋81808
16、1808180818081808180实配钢筋（）279279279279279279板内沿长向的分布钢筋采用8180。4.2.2 双向板的计算第二层的B1、B2、B3、B5、B6、B7、B8、B11、B12、B15、B16、B17为双向板，根据要求，按弹性理论进行计算，取1m板进行计算，双向板结构布置见图(1)所示。双向板计算步骤：1.取1m板宽作为计算单元；2.确定每块板的边界支座形式（求跨中最大正弯矩时，活荷载应按棋盘式布置，将荷载分布情况分解成满布的正对称荷载及间隔布置两种情况，在正对称荷载作用下，可近似认为中间支座为固支，边支座按实际情况考虑；在反对称荷载作用下，可近似认为中间支座为
17、简支，边支座按实际情况考虑。求支座最大负弯矩时，可近似按满足活荷载时求得，即认为各区格板中间支座为固支，边支座按实际情况考虑，然后按单块双向板计算出各支座的负弯矩，当相邻区格板分别求得的同一支座负弯矩不相等时，取绝对值的较大值作为该支座最大负弯矩）；3.确定计算单元宽度上的荷载设计值，应考虑永久荷载起控制作用和可变荷载起控制作用两种情况;4.查混凝土结构教材中附录求出没块板在总荷载设计值作用下各块板在总荷载设计值（）作用下各固定支座上的支座弯矩;5.求出没块板跨间最大正弯矩，按上述原则按正对称荷载与反对称根据不同的支座情况分别查表，当时，应该下式换算：，其中，。6.截面设计7.绘制施工图一、
18、板的荷载设计值采用永久荷载控制的组合楼板荷载水磨石楼面（楼6） 0.65kN/m2 现浇100厚的钢筋混凝土楼板 250.12.5kN/m2混合砂浆顶棚 0.24kN/m2 合计 3.44kN/m2恒载荷载标准值 3.44kN/m2活载荷载标准值 2.0 kN/m2荷载设计值 1.23.44+1.42.0=6.928KN/楼板B15板恒载荷载屋面高聚物改性沥青卷材防水屋面（屋16） 2.26kN/m2100厚的钢筋混凝土板 250.10=2.5kN/m2混合砂浆顶棚 0.24kN/m2合计 5kN/m2恒载荷载标准值 5kN/m2活载荷载标准值 2.0 kN/m2荷载设计值 1.25+1.42
19、.0=8.8KN/厕所（水磨石卫生间楼面）水磨石卫生间楼面 2.17kN/m2现浇100厚的钢筋混凝土楼板 250.12.5kN/m2水泥砂浆顶棚 0.24kN/m2 合计 4.91kN/m2恒载荷载标准值 4.91kN/m2活载荷载标准值 2.0 kN/m2荷载设计值 1.24.91+1.42.0=8.692KN/ 厕所蹲位水磨石卫生间楼面 2.17kN/m240厚C20细石混凝土保护层 250.041kN/m21：6水泥炉渣垫层125厚 130.1251.625kN/m215厚1：2水泥砂浆保护层 200.0150.3kN/m220厚1：2.5水泥砂浆找平层 200.020.4kN/m2现
20、浇100厚的钢筋混凝土楼板 250.12.5kN/m2水泥砂浆顶棚 0.24kN/m2 合计 8.235kN/m2恒载荷载标准值 8.235kN/m2活载荷载标准值 2.0 kN/m2荷载设计值 1.28.235+1.42.0=12.682KN/二、 计算跨度双向板按弹性理论计算时，计算跨度近似取支座中心线间距离。B1板 ，B2板 B3板 ，B5板 B6板 ，B7板 B8板 ，B11板 B12板 ，B15板 B16板 ，B17板 为短边，为长边。三、 弯矩计算求跨中最大正弯矩时，在正对称荷载作用下，中间支座为固支，边支座按实际情况（也为固支）考虑；在反对称荷载作用下，可近似认为中间支座为简支，
21、边支座按实际情况（固支）考虑；考虑泊松比。求支座最大弯矩时，认为各区格中间支座为固支，边支座按实际情况（固支）考虑，然后按单块双向板计算出各支座的负弯矩，当相邻区格板分别求得同一支座负弯矩不相等是，取绝对值的较大值作为该支座最大负弯矩。弯矩的计算见表4.3。表4.3 板弯矩计算表区格B1B2跨内计算简图跨内支座计算简图区格B3B6跨内计算简图跨内支座计算简图区格B7B8跨内计算简图跨内支座计算简图区格B11B12跨内计算简图跨内支座计算简图区格B15B16跨内计算简图跨内支座计算简图区格B5B17跨内计算简图跨内支座计算简图四、 双向板配筋计算,选用10钢筋，则： 支座截面有效高度：，采用C2
22、5混凝土，采用I级钢，HPB235，。取1m板宽，可近似用公式为：。板的最小配筋率：和0.2%中的较大值。板最小配筋面积: 板的配筋见表4.4 4.5。跨内表4.4 板跨中配筋表截面M(KNM)()最小配筋面积()选用钢筋实配钢 筋（）B1803.822392708180279703.182272708180279B2804.112582708180279703.212302708180279B3802.111322708180279700.767552708180279B5803.052072708180279702.51792708180279B6801.42892708180279702
23、.581852708180279B7800.581362708180279700.695502708180279B8800.54342708180279701.00732708180279B11804.052542708180279703.152262708180279B12804.352732708180279703.172252708180279B15801.43902708180279700.413302708180279B16803.362102708180279703.482492708180279B17800.12482708180279700.377292708180279表4.
24、5 板支座配筋表M(KNM)()最小配筋面积()选用钢筋实配钢 筋（）B1B280-8.2551727010150523B2B280-8.2551727010150523B2B380-8.2551727010150523B2B680-8.2551727010150523B6B7和B6B880-5.1632327010150523B3B480-2.901812708180279B1B9B2B980-7.5947627010150523B5B1080-6.0233727010150523B7B980-2.0612927010150523B11B9B12B980-7.6147627010150523
25、B15B13B15B1780-1.811132708180279B15B1680-7.0244027010150523B16B14B16B1880-7.14447270101505235.现浇折板式楼梯计算5.1 三层楼梯布置图见图3. 图3 三层楼梯平面布置5.2 TB5楼梯设计5.2.1 TB5梯段板的计算一、 确定板厚。梯段板的厚度为 ，取 。二、 荷载计算（取1m宽板带计算）。楼梯斜板的倾斜角为,。荷载种类荷载标准值恒荷载恒荷载 锯 齿 形 斜 板水磨石楼面三角形踏步混凝土斜板 20mm厚水泥砂浆板底抹灰 小计水平段板水平段板自重 水磨石楼面 20mm厚水泥砂浆抹灰 小计 活荷载 荷载
26、效应组合可变荷载起控制作用：锯齿形斜板：水平段板: 永久荷载起控制作用：锯齿形斜板：水平段板: 所以锯齿形斜板取，水平段板取进行计算。四、 计算简图折线形梯板可用假想的水平板来替代，计算跨度取梯板水平投影的净长，。计算简图4如图图4五、 内力计算，支座反力:折线形梯板最大计算弯矩：，解得。剪力为零时，弯矩最大。六、 配筋计算采用C25混凝土，采用I级钢，HPB235，。，受力钢筋选用12100（），分布筋选用8200。5.2.2 TB5平台板的计算一、 平台板为四边支承板，长宽比为，按单向板计算，取1m宽板带计算单元。平台梁的截面尺寸取。平台板的计算简图如图5所示。，平台板厚度取100mm。图
27、5二、 荷载计算（取1m宽板带计算）。荷载种类荷载标准值恒荷载水磨石楼面平台板自重20mm厚水泥砂浆抹灰恒荷载合计活荷载荷载效应组合可变荷载起控制作用：永久荷载起控制作用：所以取。七、 内力计算。跨中弯矩：八、 配筋计算采用C25混凝土，采用I级钢，HPB235，。，受力钢筋选用8150（），分布筋选用8250。5.2.3 TL3平台梁设计一、 平台梁计算简图。平台梁的两端搁置在梯柱（TZ）上，所以计算跨度取，平台梁的计算简图如图6所示。平台梁的截面尺寸为。图6二、 平台梁荷载计算荷载种类荷载设计值荷载由斜板传来的荷载 由平台板传来的荷载 平台梁自重 平台梁底部和侧面的粉刷总荷载设计值合计 三
28、、 内力计算。最大弯矩 最大剪力 四、 配筋计算。（一）正截面计算（按第一类L形截面计算）采用C30混凝土，采用级钢，HRB335，。翼缘跨度：，。，受力钢筋选用222（）。见图7梁的最小配筋率：和0.2%中的较大值。（可以）。（二）斜截面受剪承载力计算采用C25混凝土，采用级钢，HPB235，。，故按构造配置箍筋。采用8200双支箍。 图75.3 TB4楼梯设计5.3.1 TB4梯段板的计算一、 确定板厚。梯段板的厚度为 ，取 。二、 荷载计算（取1m宽板带计算）。楼梯斜板的倾斜角为,。荷载种类荷载标准值恒荷载 锯 齿 形 斜 板水磨石楼面三角形踏步混凝土斜板 20mm厚水泥砂浆板底抹灰 小
29、计水平段板水平段板自重 水磨石楼面 20mm厚水泥砂浆抹灰 小计 活荷载 荷载效应组合可变荷载起控制作用：锯齿形斜板：水平段板: 永久荷载起控制作用：锯齿形斜板：水平段板: 所以锯齿形斜板取，水平段板取进行计算。三、 计算简图折线形梯板可用假想的水平板来替代，计算跨度取梯板水平投影的净长，。计算简图8如图图8四、 内力计算，支座反力: 折线形梯板最大计算弯矩：，解得。剪力为零时，弯矩最大。五、 配筋计算采用C25混凝土，采用I级钢，HPB235，。，受力钢筋选用12120（），分布筋选用8200。5.3.2 TB4平台板的计算一、 平台板为四边支承板，长宽比为，按单向板计算，取1m宽板带计算单元。平台梁的截面尺寸取。平台板的计算简图如图9所示。，平台板厚度取100mm。图9二、 荷载计算（取1m宽板带计算）。荷载种类荷载标准值恒荷载水磨石楼面平台板自重20mm厚水泥砂浆抹灰恒荷载合计活荷载荷载效应组合可变荷载起控制作用：永久荷载起控制作用：所以取。九、 内力计算。跨中弯矩：十、 配筋计算采用C25混凝土，采用I级钢，HPB235，。，受力钢筋选用8150（），分布筋选用8250。5.3.3 TL2平台梁设计一、 平台梁计算简图。平台梁的两端搁置在梯柱（TZ）上，所
