建筑结构毕业设计

建筑结构设计

摘 要

本设计名称为浦发银行洛阳分行建筑结构设计。采用钢筋混凝土框架结构体系，结构上分为两部分，主楼层高3.9m，可用于办公。副楼跨度大空间大，可作为银行营业大厅。建筑总高度27.30m，建筑面积为8966.52m2。

本设计包括建筑部分设计和结构部分设计，依据现行法律法规和相关规范进行。建筑设计包括平面设计，空间分割，立体造型等方面，以舒适、经济、美观、环保为设计理念，做到精益求精，各个方面达到高度和谐。结构设计包括梁、板、柱、基础等主要受力构件的截面和配筋设计，此次设计中以最具代表性的一榀横向框架为例，从确定计算单元到荷载统计，从内力计算到内力组合，再从构件设计到抗震验算。计算水平荷载下的框架内力主要采用D值法，计算竖向荷载下的框架受力主要采用分层法。

在整个设计过程中，严格依照国家现行规范和课本进行计算，部分设计细节和计算方法借鉴图书馆资料。

关键词：银行，框架，内力组合，抗震验算，CAD

STRUCTURE DESIGN OF SPD BANK

LUOYANG BRANCH

ABSTRACT

This design name for SPD bank luoyang branch building structure design. Using reinforced concrete frame structure system, the structure is divided into two parts, the main building height of 3.9 m, can be used in the office. Deputy building span large space, can be used as the bank business hall. Building a total height of 27.90 m, building area is 8966.52 m2.

This design including construction parts design and structure design, according to the current laws and regulations and the relevant specification. Architectural design including graphic design, space division, three-dimensional modeling, etc., with comfortable, economic, beautiful, environmental protection is the design idea, achieve excellence, various aspects to achieve highly harmonious. Structure design including the beam, slab, column, foundation of the cross section of the main stress components and reinforcement design, the design with the most representative one common horizontal framework, for example, from determining the cell to load statistics, from to the combination of internal force, internal force calculation from component design to checked again. Calculated under horizontal load internal force mainly adopts the framework of the D value method, calculation under vertical load stress mainly adopts the framework of hierarchical method. In the entire design process, in strict accordance with the current national standards and textbooks is calculated, some design details and the method to calculate the reference library information.

KEY WORDS: bank, frame work, internal force combination,seismic checked, CAD

目 录

前言 .................................................... VI

第1章 设计资料 .......................................... 2

§1.1工程概况 .......................................... 2 §1.2场地地质条件………………………………………………… 2

§1.3计算简图 .......................................... 3 第2章 建筑结构设计 ..................................... 5 §2.1建筑方案设计 ...................................... 5 §2.2结构选型及布置 .................................... 5

第3章 荷载计算 ......................................... 7

§3.1构件自重统计 ...................................... 7 §3.2 恒载计算 ......................................... 9 §3.3活载计算 ......................................... 14 第4章 水平地震作用计算 ................................ 17 §4.1 计算重力荷载代表值 .............................. 17 §4.2梁柱刚度计算 ..................................... 20 §4.3自振周期的计算 ................................... 25 §4.4 地震作用的计算 .................................. 22 §4.5 抗震验算 ....................................... 23 §4.6 G轴横向框架水平地震的计算 ....................... 24

第5章 内力计算 ........................................ 30

§5.1 恒载内力 ........................................ 31 §5.2 活载内力 ........................................ 36 §5.3水平地震作用内力 ................................. 44

第6章 内力组合 ........................................ 54 §6.1 弯矩调幅 ........................................ 54 §6.2 内力调整 ........................................ 57 §6.3 内力组合 ........................................ 64

第7章 现浇板设计 ...................................... 70 §7.1荷载计算 ......................................... 70 §7.2 三层板计算 ...................................... 71 §7.3 顶层板设计 ...................................... 74

第8章 截面设计 ........................................ 76

§8.1 设计内力 ........................................ 76 §8.2 梁截面设计 ...................................... 76 §8.3 柱截面设计 ...................................... 90 §8.4 节点设计 ....................................... 101 第9章 G轴横向框架梁柱下基础设计 ...................... 104 §9.1 边柱下桩基础设计 ............................... 104 §9.2 中柱下桩基础设计 ............................... 108 第10章 楼梯设计 ...................................... 112 §10.1梯段板设计 ..................................... 112

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§10.2斜梁设计 ....................................... 113 §10.3平台板设计 ..................................... 115 §10.4 平台梁设计 .................................... 116 §10.5 构造措施 ...................................... 118 结论 ................................................... 119 参考文献 ............................................... 120 致谢 ................................................... 121 附录 ................................................... 122 外文翻译 ............................................... 134

前 言

此次进行浦发银行洛阳分行建筑结构设计的设计活动，目的是完成大学四年最后阶段的教学任务，考核大学期间的学习成果，早在老师布置任务之初，我就在心里对自己说：一定要认真对待这次设计活动，完成好设计中的每一步；因为这不仅仅是要完成正常的教学活动，更是对自己知识技能的检验，对自己综合素质的一项考察。

从土木工程发展史来看，钢筋混凝土是目前应用最广泛的建筑材料，没有之一。这与它自身优越的力学性能息息相关，而且成本低来源广。框架结构体系被大量应用于公共建筑，如商场、学校、银行等；这种结构形式最大的特点就是空间布置灵活，施工速度快；这使得它如雨后春笋般的一幢一幢拔地而起，比比皆是。而此次设计的项目是一个银行需要大面积的连续空间，所以我选择了钢筋混凝土框架结构。

此次毕业设计的顺序是先完成建筑部分的设计，规范合理地设计出建筑物的外形尺寸和具体的功能性区域的划分，然后根据建筑部分的设计成果选中最有代表性的一榀框架进行统计荷载、计算内力、从而完成配筋，最后再给出基础的设计。设计的过程中要综合考虑到各种不利情况（如：地震），做到结构的绝对安全和稳固，此外还要考虑使用功能的需求，各个功能区域尽量在设计之初就区分开来。总而言之，就是做到安全、美观、舒适。整个设计过程中计算量略大，不可谓不辛苦，好在基本完成了预期的目标和任务。

在三个月的不懈努力下，在指导老师们的无私帮助下，本次毕业设计结束了。期间我也曾无数次找老师请教，在此对各位老师表示感谢。设计过程中因自身水平有限加之匆忙，难免出现错误和不妥，望各位老师不吝赐教！我深表感谢！

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第一章 设计资料

§1.1工程简介 一、工程概况

洛阳市近期将建设浦发银行洛阳分行的办公大楼，设计年限50年，采用钢筋混凝土框架结构，总面积为8966.52㎡。建筑物高度27.9m。建筑物设防烈度7度；建筑物耐火等级二级；主体六层，营业性区域二层且一楼大厅面积约为1000㎡。建筑场地位于洛南新区，地势平坦，环境适宜。 二、场地地质条件

该工程位于洛阳市洛龙区开元大道与王城大道交叉口东北侧，地表平整，地面标高140.05m。根据地质资料表明：该场地由上而下地层结构为：

2

三、其他相关条件

（1）洛阳主要气象资料如下：

最寒冷月份平均温度：-6℃,最热月平均：36℃；

基本雪压：0.35kN/㎡.

(2)场地地震效应：

本地区地震设防烈度为度，设计基本地震加速度值为0.1g。拟建场地土类型为中软场地土，Ⅱ类建筑场地，设计地震分组为第一组。

3

§1.3 结构简图

4

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图1-1 结构简图

5

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图1-2 G轴框架计算简图

第二章 建筑结构设计

§2.1建筑方案设计

为了多方位满足业主的使用功能需求及抗震要求，本结构采用内廊式框架结构设计，主楼柱网尺寸设计为为6m*7.8m。根据需要不同功能房间局部再相应调整，走廊轴线宽2.4m。主楼设两部电梯和两部楼梯。另外，消防通道设于一层走廊两侧尽头，供紧急疏散使用。营业大厅由于人流量大，层数少，楼层高，在结构设计上完全分开，自成一体。

为了满足大厅的采光要求，大厅东侧和南侧采用玻璃幕墙作为外侧围护。同时兼具美观的效果，增加了层次感，大门材料采用新型钢化玻璃，突出了现代化的理念，美观大方，大门入口处充分发挥以人为本的理论，设置无障碍通道，关注特殊人群。框架柱建多窗而少墙。整幢建筑更显得明快而活泼。

§2.2 结构选型及布置

本设计采用钢筋混凝土框架结构，根据地质条件，采用桩基础。 一、构件材料选择

按基本设计要求，强柱弱梁，施工顺序（现场浇注混凝土时一般梁、板一起整浇，柱单独浇注），选择构件材料如下：

柱：采用C40混凝土，主筋采用HRB400钢筋，箍筋采用HPB300钢筋； 梁：采用C30混凝土，主筋采用HRB400钢筋，箍筋采用HPB300钢筋； 板：采用C30混凝土，采用HRB400钢筋；

基础：采用C35混凝土，采用HRB400钢筋；

内外墙墙体均采用240mm厚浆砌加气砼砌块墙，浆砌焦渣砖强度等级?MU5，砌筑砂浆强度M7.5，采用水泥砂浆。

二、构件尺寸确定

（1）梁

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一般原则：主要截面高度一般为其跨度的1/14~1/16；梁截面宽度一般为 其截面高度的1/3~1/2，且梁截面宽度不宜小于200mm，梁截面高宽比不宜大

1 于4，此外综合挠度控制、荷载等其他因素，初选截面尺寸为??：

截面b?h?300mm?550mm 横向框架长跨梁：

b?h?300mm?400mm 横向框架短跨梁：截面

纵向框架梁： 截面b?h?300mm?450mm

次梁：截面b?h?300mm?400mm

（2）柱

一般确定原则：由《建筑抗震设计规范》查知：矩形柱截面边长应大于

于400mm，柱截面高宽比不宜大于3，且三级框架结构柱轴压比限值为0.85，考虑到抗震设计时宜采用方柱。根据轴压比初步确定柱截面尺寸，以受荷面积最大柱子为例进行计算： [2]

轴压比限制条件： N bchc? 0.75fC

（2-1）

上式中：

N??G?Sn?1?2?1.3?1.3???3?3???3.9?1.2???6?1.0?1.05?3258kN

3258?103

?200678mm2 即：bchc?0.85?19.1

解得：bc=hc?448mm 取bc?hc?500mm。

8 楼板分为两种，单向板和双向板，根据《混凝土结构设计规范》，板的跨厚比对于单向板小于等于30mm，双向板小于等于40mm，故板厚取为100mm。

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第三章 荷载计算

§3.1构件自重统计

一、G轴框架1?6层自重

（1）板：

0.65kN/m2 水磨石地面

0.1?25?2.5kN/m2 100厚混凝土楼板

0.6kN/m2 石灰砂浆顶棚

3.75kN/m2 小计：

（2）横向框架以及横向次梁： ①边跨（7800mm，550mm）：

（0.55?0.1?0.12）?0.3?25?3.38kN/m 钢筋混凝土梁

石灰砂浆顶棚 （0.55?0.1）?2?0.24?0.22kN/m

3.60kN/m 小计：

②中跨（2400mm）及横向次梁：

（0.4?0.1）?0.3?25?2.25kN/m 钢筋混凝土梁

（0.4?0.1）?2?0.24?0.14kN/m 石灰砂浆顶棚

2.39kN/m 小计：

（3）纵向框架梁：

①边梁（6000mm，450mm）：

（0.45?0.1）?0.3?25?3.0kN/m 钢筋混凝土梁

0.45?0.62?0.31kN/m 外墙面瓷砖

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内墙抹灰20mm 内墙涂料

（0.45?0.1）?20?0.02?0.16kN/m

（0.45?0.1）?0.28?0.11kN/m

3.58kN/m

小计：

②中梁：

钢筋混凝土梁

（0.4?0.1）?0.3?25?3.0kN/m

内墙抹灰20mm 内墙涂料

（0.4?0.1）?2?20?0.02?0.32kN/m

（0.4?0.1）?2?0.28?0.22kN/m

3.54kN/m

小计：

（4）柱： ①边柱： 钢筋混凝土柱 内墙抹灰20mm 外墙面砖、涂料 内墙涂料

小计：

②中柱： 钢筋混凝土梁 内墙抹灰20mm 内墙涂料

0.5?0.5?3.9?25?24.38kN

（0.5?0.24）?2??3.9?0.4?1.59kN ?0.5?

0.5?3.9?0.45?0.88kN

?0.5??0.5?0.24??2??3.9?0.28?1.11kN

27.96kN

0.5?0.5?3.9?25?24.38kN/m

???3.9?0.4?2.37KN ?0.5?2??0.5?0.24??2????3.9?0.28?1.66kN 0.5?2??0.5?0.24??2小计：

（5）墙：

①浆砌加气砼砌块（240mm）： 砌体 内墙涂料

内墙抹灰20mm

小计：

②浆砌加气砼砌块（240mm）： 砌体 内墙涂料

外墙面瓷砖、涂料 内墙抹灰20mm

小计：

（6）G轴框架屋顶自重计算

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28.41kN/m

0.24??3.9?0.55??5.5?4.42kN/m 2??3.9?0.55??0.28?1.88kN/m 2??3.9?0.55??0.4?2.68kN/m

8.98kN/m

0.24??3.9?0.5??5.5?4.49kN/m

?3.9?0.5??0.28?0.95kN/m ?3.9?0.5??0.45?1.53kN/m ?3.9?0.5??0.4?1.36kN/m

8.33kN/m

1）板：

防水屋面

100厚钢筋混凝土楼板

石灰砂浆顶棚 3.61kN/m2 0.1?25?2.5kN/m2 0.24kN/m2

6.35kN/m2 小计：

2）女儿墙：

1.2?0.24?5.5?1.58kN/m 砌体

1.2?0.62?0.74kN/m 外墙面瓷砖

内墙面抹灰20mm 1.2?0.02?20?0.48kN/m

2.80kN/m 小计：

（7）门窗：

22kN 1）木门： 0.2 0.2kN//mm

2）铁门： 0.4kN/m2

220.4kN//mkNm3）铝合金窗： 0.4

§3.2 恒载计算

（1）中间层梁、柱恒载计算

1）边跨梁上线荷载计算

边跨梁上线荷载?边跨梁自重?板重?墙重，其中板自重按45?进行分配，如图?

图3-1 板荷传导方式示意图

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由图可知梁上分布荷载为一个均布荷载与一个梯形荷载相互叠加，只要求出 控制点的荷载数值，即可画出该梁上的荷载分布图。

最大值：3.6?3.0?3.75?8.98?23.83kN/m

最小值：3.6?8.98?12.58kN/m

由此画出的该梁恒载分布图如图3?2所示：

2.39kN/m 最小值：

3?3所示： 因此，画出该梁所受的恒载分布图如图

图3-3 中间层中跨梁恒载分布图

3）边柱集中力计算：

边柱集中力?边柱自重?纵向框架梁所承受的荷载

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纵向框架梁承受的荷载?部分板重?横向次梁自重?纵向框架梁自重?外墙重其中，板重：

3.75??3.0?3.0?0.5?0.5＋﹙7.8?2?3.0﹚?3.0?0.5?0.5??43.88kN

2.39?0.5?7.8?9.32kN 横向框架梁自重：

3.58?﹙3.0?2?0.5﹚?19.69kN 纵向框架梁自重：

8.33?﹙3.0?2?0.5﹚?45.82kN 墙重：

27.96?38.03?9.32?19.69?45.82?146.67kN 所以，边柱上集中力：

4）中柱集中力计算：

同理，中柱上集中力：

28.41?3.75??3.0?3.0?0.5?0.5?0.5?﹙7.8?2?3.0﹚?0.5?3.0?2.4?3.0??

2.39?0.5?7.8?3.54?﹙3.0?2?0.5﹚?8.98?﹙3.0?2?0.6﹚?176.97kN

5) 边柱与梁交点处弯矩：

M?146.67?0.1?14.67kN?m?柱内侧受拉 ?

6）中柱与梁交点处弯矩：

M?176.97?0.1?17.7kN?m(柱靠室内一侧受拉）

（2）顶层梁柱上线荷载计算：

1）边跨梁上线荷载计算

边跨梁上线荷载?边跨梁自重?板重，其中，板自重按双向板塑性铰进行线性分配，如图3?4所示，由此可知梁上分布荷载也为一均布荷载与一梯形荷载相叠加，只要求出控制点的荷载数值即可画出该梁上荷载分布图

图3-4 顶层边跨梁恒载分布图

3.6?3.0?6.35?22.65kN/m 最大值：

3.60kN/m 最小值：

该梁恒载分布图如图3?5所示：

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图3-5 顶层中跨梁恒载分布图

2）中跨梁上线荷载计算：

同理，中跨梁上线荷载?中跨梁自重?板重

2.39?6.35?2.4?17.63kN/m 最大值：

2.39kN/m 最小值：

3）边柱集中力计算：

边柱集中力?边柱自重?纵向框架梁的传力

其中，纵向框架梁传来的力?部分板重?横向次梁的自重?纵向框架梁的自重?女儿墙自重，所以，边柱上集中力为：

27.96?6.35?[3.0?3.0?0.5?0.5＋?7.8?2?3.0??0.5?0.5?3.0]?3.58??6?0.5?? 2.8??3?2?0.5??137.35kN

4）中柱集中力计算：

同理，中柱上集中力：

28.41?6.35???3?3?0.5?0.5?0.5??7.8?2?3??0.5?3?2.4?3??

?2.39?0.5?7.8?3.54?﹙6/2?2?0.5﹚?177.22kN

5) 边柱与梁交点处弯矩：

M?137.35?0.1?13.74kN?m?柱内侧受拉?

6）中柱与梁交点处弯矩：

M?177.22?0.1?17.72kN?m（柱靠室内一侧受拉）

通过上述计算结果，可画出第G轴横向框架恒载图，如图3?6所示:

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