某地辦公樓設計目錄摘要 4第一章畢業設計說明任務簡介 81.1設計過程： 8第二章手寫計算書 92.1荷載計算 92.2地震作用下的框架內力分析 112.3框架彎矩計算 132.4豎向荷載內力計算 14·第三章構件驗算部分 153.1框架梁驗算 153.2基礎的尺寸布置和設計 16第四章材料的選取 184.1基礎所用材料 184.2板所用的材料 184.3梁所用的材料 184.4柱所用的材料 18

摘要我的畢設書任務是大連金州區某地的辦公樓設計,采用鋼框架結構，建筑的總層數為5層，建筑層高為18m，為了綜合考慮鋼結構的特性以及建筑功能的使用要求，主要設計內容包括：CAD建筑制圖，辦公室的結構設計，結構方案的布置，，框架的結構設計和分析，樓板的樣式選擇，荷載的計算，剛度計算，剪力計算，彎矩計算，軸力計算，內力分配計算，構件驗算除此以外還需要進行PKPM電算的復核，通過對比自己手動計算的結果和電算結果數據.關鍵詞：鋼結構;建筑設計；結構設計;構件驗算引言畢業設計從某種意義上可以反應一個人對于專業知識掌握多少的一個全方面的考察反映出在校時候對于專業程度的理解深淺，四年之中我們進行了各種各樣的有關于土木工程的課程設計，包括：施工課程設計，概預算課程設計，房屋建筑學設計，以及現在我們最后要進行的畢業設計，通過這次畢業設計的計算過程中把以前所學的知識融會貫通起來，通過分析計算過程中所發現的不足和自己犯的錯誤，不斷修改自己的計算錯誤，通過與指導教師的不斷交流，聽取導師所給的指導意見，使自己的課程設計更加完善，畢業設計可以看作是一把鏡子，可以深刻的反映出來我們知識的欠缺，也讓我對于知識就是力量這句人生哲理的含義，這次課設培養了做事需要專注的過程，實事求是，腳踏實地，樹立良好的學術作風和社會責任感，相信這次畢業設計所帶來的收獲是獨一無二的，也為了步入社會和以后的工作做了非常良好的鋪墊.任務書總說明畢業設計的課題為:大連金州區某辦公樓（鋼框架）建筑結構設計這個建筑的位置是大連市金州區某地抗震設防度數數值為7度,，本辦公樓因為是剛框架結構，只需要進行結構抗震就能滿足要求，場地的類別是二類場地,考慮到本地風荷載數值不是很大，所以不予以考慮風荷載作用對于建筑產生的影響.本辦公樓的實際使用功能是為了解決員工的日常工作問題，以及用餐問題，娛樂設施的布置問題等各種因素，近最大可能滿足員工在辦公方面，娛樂方面，交流方面，以及休閑方面最大化。其房間布置大部分主體是辦公室以及在我個人設計方面添加了休閑娛樂場所比如健身場所，圖書閱讀室為了方便人們休閑和交流工作情況.首先層數比起高層建筑來說是在不值得一提，區區5層，那么也就是說對于剛度要求會很低，純框架的結構就能滿足條件，故采用鋼框架結構形式，課程設計第一步要去做的內容事閱讀每個人的任務書，并且根據自己的想法和設計繪制出所需要的部分，按照每個人所分配的軸網圖畫出各自所需要的圖紙，在建筑場地的施工方面，建筑地點的地基比較平坦，不存在障礙設施影響施工，辦公室周圍還需要考慮環境和綠化設計，在不影響居民生活，盡可能多的不產生過多噪音的條件下進行施工，最主要的是需要滿足國家所設定的設計標準和規范，我選擇畫圖軟件是天正CAD，畫圖大概經歷了7天，這些天天以來我們一直在課設教室里，老師也是每天很早就來到教室監督我們學習和解答困難，最初開始畫的是首層平面圖，包括辦公室，值班室，衛生間，電梯的選取和布置，門窗的尺寸選取，因為一層是基礎層，需要考慮散水的布置，廁所的布置一般是選擇在兩邊，樓梯所放置的位置最好在人們方便上下出行的地方，需要合理的進行布置和分配，我的柱網尺寸縱向取6.6m，橫向取7.5m+3m+7.5m，當首層平面圖畫完的時候接下來的任務是畫2-5層的建筑平面圖，因為有了首層畫圖的經驗，后面的幾張圖紙就很容易，需要注意的是頂層的排水布置，這會對一樓的散水產生一定的影響和女兒墻的設置，需要考慮一些活荷載的影響,當繪制到正立面的圖紙時候，因為之前幾年學的知識大概只是畫平面圖和軸線圖，從網上找了一些相關的視頻，自己總結了一部分關于正立面圖的畫法看了一些視頻，當畫正/反立圖的時候可以說是花費了特別的時間很大一部分上斗士在正面的頂層添加一些細節，印象最深也是困擾我時間最久的部分是樓梯在剖面圖中有一小部分的方向和預計的方面不是很一致，這就導致了我一直以來都在修個這個樓梯的朝向.在建筑施工圖全部完成后提交給指導教師過目在指導教室指出意見之后進行和一些圖紙的修改，大家伙就匆匆忙忙的開始下一步的任務，也是工作量最大的一部分，手動計算任務書，：手算的部分最初是荷載數據的計算，荷載數據計算又劃分為幾個小部分,其中涵蓋了屋面荷載的數值計算，的做法，女兒墻如何在實際影響下發揮最用，屋面上的框架部分荷載的計算，梁的集中荷載。活荷載數值的計算，樓面次梁傳來的集中荷載，還涵蓋了樓面的重力G，荷載數值部分計算完成后，梁所包括的線剛度數值的計算以及繪制出梁柱的線剛度表，分別計算了邊框架和中框的剛度，并繪制出框架梁柱線剛度圖，橫向框架柱抗側移剛度采用D值法計算下面的任務是橫向框架各層地震作用及樓層剪力-AB柱的彎矩計算計算到后面包括恒活載作用下的彎矩圖，AB柱的軸力圖，以及AB柱的內力組合，這些都計算完成需要進行構件驗算，驗證一下是否滿足結構配件承載力的要求，以及后面的配筋驗算。需要注意的是,配筋演算中會采取很多的計算方式，直到選擇出滿足構件設計標準的數值，這些都是手算的部分，然后需要進行下一步的基礎布置圖的繪畫，標準層結構布置圖的繪制以及縱向框架圖，手算部分告一段落，后面需要進行PKPM電算，檢查手算與電算上面的數據差異,下面是具體的設計過程.第一章畢業設計說明任務簡介.1設計過程：任務書的第一個完成的任務就是用計算機輔助軟件把自己的軸網繪制出來，因為軸網的尺寸是都不相同的，每個人能設計出來的圖紙也就不同，只給了一個軸網的尺寸就可以充分發揮想象力，繪制平面圖可以想象成一個L型的結構，也有半圓形和矩形的組合在一起的混合結構，看起來施工要復雜很多，總而言之就是看你的腦洞有多大把，有些同學的平面圖繪制確實很驚艷，先說一說平面圖：分為第一層平面圖和二層-五層（統稱為標準層）平面圖，以及頂層平面圖，先從第一層的平面圖說起，因為軸網的比較規矩，經過討論和聯系實際我的設計思路是建成矩形辦公樓，下開為6600*7左進為7500+3000+7500，繪制出來的辦公樓成中心對稱圖形，因此決定把電梯都放置在西側和東側的，最大程度上方便人們去上下樓，廁所是緊挨著電梯間的，每層布置了兩個電梯，也布置了兩個廁所,因此衛生問題得到解決，畫首層平面圖的時候需要考慮門窗的尺寸問題以及門窗的位置，辦公室的門我選擇的是長1200高2400的長方形門，然后就是需要根據實際考慮窗戶的尺寸，以及窗臺的高度，對于窗臺高度的設計會影響到整個辦公室的盡管問題，因此尺寸設計很有講究，從網上也收集了一些設計資料，得到了一些啟發，這些問題解決之后，跟指導老師溝通了一下，決定在東西兩側分別開一個門方便人們的進出，考慮到實際問題，一個門確實可能造成擁擠的情況，所以進行了一部分修改，還需要注意的是首層需要考慮散水的布置，設計的是有組織排水，雨水管道的放置需要合理的設置，把首層建筑圖紙繪制完成后，在標準層更多要去更合理的分配房間的功能性使用，比如說是配電間，雜物間，休息室的布置，值得注意的是需要在二樓的樓板處設計一個雨棚，2-4層的標準層繪制完成，進行頂層平面圖的繪制，最大的問題就是散水的布置，頂層平面圖繪制完成后，下面的任務是去繪制正背立面圖，樓梯剖面圖，東西側立面圖，當把正立面圖繪制完成時，使用天正的二維視圖才清楚看到自己設計的建筑立體圖形，記得很清楚的是生成樓梯剖面圖的時候，樓梯的尺寸和方面怎么都不對，修改了很長的時間把這個問題解決，而且遇到的另外的一個困難為題是，對于正立面圖上面的標高處理，內外存在一點的高差，還需要給樓梯的高度標一下，這部分挺難繪制的，施工圖的繪制方面告一段落接下來進行計算書的計算任務。第二章手寫計算書2.1荷載計算下面的計算數據是選擇特定的施工材料的荷載情況，由于風荷載本身數值過小的原因故不予以考慮，荷載的數值對于后面的所有計算都是有影響的,值得一提的是頂層需要更多的考慮一下活荷載的因素。屋面做法及其荷載計算的合計值： 5.18KN/m2屋面活荷載總計： 4.37KN/m2樓面活荷載總計： 2.3KN/m2內墻荷載總計： 3.1KN/m2女兒墻荷載總計： 53.4KN/m2屋頂中節點集中荷載： 78.5KN/m2樓面邊節點集中荷載： 82.21KN/m2樓層中間節點集中荷載： 120.5KN/m2樓層中間次梁集中荷載 69.09KN/m2女兒墻： g1=265.79kn屋面荷載： g2=15.8kn縱橫梁： g3=477.11kn半層高外墻恒載 G4=416.8kn半層高內墻恒載 G5=660.7KN半層柱自重： G6=54.6kn合計： 6867.7kn樓面重力： G7=405kn樓面恒載： G8=3668.04kn縱橫梁： G9=476.74kn上下半層高外墻恒載： G10=2G4=933.6kn上下半層高內墻恒載： G11=2G5=1321.14kn上下半層高柱自重： G12=2G6=109.2kn合計 Gi=6913.7kn匯總G1=G2=G3=G4=6913.7knG5=6867.7KN把所有的荷載數據全部計算后，需要求出水平方向上的地震作用下的框架位移，并且繪制出圖，以及梁和柱子的線剛度的計算，中/邊框架的梁柱線剛度圖的繪制，在求解橫向框架唯一的時候需要采取D值法進行計算框架柱側移剛度計算的時候發現邊框架的2-4層中KB的數值是一層數值的兩倍，K值就是套用公式所起的的，當時請教了老師問書中的柱數量是如何求解出來的，老師看了一下我的平面布置圖把圖中沒用的給我刪除掉了，然后告訴我用在軸網的數量×2減去重疊部分就是所求的數值，下一步要進行的是頂點位移的計算,Gi的數值就根據重力荷載代表圖中的那些數，ΣGi使用頂點位移的數值疊加求和所得,Di的數值不知為何書中是那么寫出來的，也沒有給一個具體的公式，也沒有特殊說明，幾個同學在一個查閱鋼結構的指導書，最終得出了一個結論大概是把首/邊礦建的數值相加到一起，發現用邊框架和中框架2-4層的ΣD的數值相加所求的，首層的數值需要把首層的邊框和中框架的數值相加然后算出Δi，得出了一個普遍性規律需要把Δi和δi的數值按層數疊加就會得到標準/首層所對應的δi 樓層地震作用以及剪力層間剪力的計算是根據前面地震剪力最小值vi所求得，層間剛度的數值前面也求出來過，當計算層間相對轉角的時候需要用viD?∕層高，2.2地震作用下的框架內力分析A柱柱端彎矩表的計算數據層數層高?i層間剪力Vi層間剛度Di（104A軸柱（邊柱）Dim（104V（kN）KyM上kN·mM下kN·m53.6534.248.240.8739.670.650.3522.6212.1843.6965.148.240.87317.470.650.4037.7325.1533.61287.948.240.87323.310.650.4546.1537.7623.61504.248.240.87327.220.650.5048.9948.9913.61612.2968.241.54136.410.650.7039.3291.75B柱柱端彎矩表的計算數據層數層高?i層間剪力Vi層間剛度Di（104B軸柱（邊柱）Dim（104V（kN）KyM上kN·mM下kN·m53.6534.248.241.89220.952.280.4045.2530.1643.6965.148.241.89237.852.280.4574.9461.3133.61287.948.241.89250.512.280.5090.9190.9223.61504.248.241.89258.992.280.50106.18106.1813.61612.2948.242.30654.482.280.6569.64127.5值得注意的是A柱表中的數據和B柱表中的數據計算方法幾乎一致，但是表中的K值求取的時候需要參看一下混凝土的建筑規范，根據每個人的K值查的，

當計算到梁端彎矩的時候可按照節點彎矩是其中的AB跨M右端數據是用上面柱端彎矩×線剛度/線剛度相加的值，BC跨M左數值=B柱柱端彎矩-ABM右的數值，柱軸力可根據V和NA的數值求和得到。下面的圖是所求的的橫向框架圖橫向框架彎矩圖

2.3框架彎矩計算由于恒/活荷載計算簡圖知識引用前面的數據，因此不特殊說明，豎向荷載影響力結果求得的梁固端彎矩計算，可以發現活荷載作用下的固端彎矩bc端數值為0，橫活載作用下的彎矩分配圖如下 恒荷載作用下彎矩分配圖活荷載作用下彎矩分配圖當計算到彎矩分配圖的時候，發現上柱，下柱，左梁，右梁這些數值相加起來會得1而下面得彎矩分配計算值相加的和也是得0，而且最初第一次算得時候沒有發現這個問題，四舍五入存在了一些偏差以至于后面的計算結果用數值×上面的數值就得出第二排數據的結果，而每一列的數據疊加就會得到最后一列的數據結果，但其中發現了一個問題就是最后結果總數相加按規律來講是得0可是我得計算結果算了很多遍怎么算都不得O找到問題的根源是梁柱分配表四舍五入導致的，又把梁柱分配表得系數從頭算了一遍，彎矩分配系數后面要根據所求數值繪制出彎矩圖， 恒/活載作用下的彎矩圖2.4豎向荷載內力計算荷載的計算分為恒/活荷載作用下的梁端剪力表，只是需要帶入的荷載數值根據各自前面恒/活荷載帶入公式即可求出，緊跟著是計算恒/活荷載A/B柱軸力，這里會采用前面算荷載時候所采用的一些材料字中的數據就是第一章所選取的那些基本構件材料前面算的剪力數值，需要注意的是總軸力是與柱重疊加到一起累加求和所得，而不是單純把整行求和所得出來的結果，就是因為這個小的細節使我內力組合表第一次算時數據偏差很多，在修改過后使得內力組合表數據變得正常，整個計算過程中印象最深刻的就是接下來的內力組合數據表中的數據計算，要把前面所計算的各種數據歸結到一個表中，牽一發而動全身，很多的數據都相互關聯，無論前面的那個環節出現問題的話都會導致結果出現偏差的特別明顯，我們采用的書是沿用的很早之前的無震和有震系數，經過老師的指導使用了最新的數據，歸結總結的數據比較多，計算量也是非常巨大的，我們選擇用EXCEL辦公軟件計算，大大節省了我們的計算時間和計算工作量，很多數值只需套用公式，得益于EXCEL的強大算法，對于無震，組合的系數修改后是：1.3①+1.5②，有震組合修改后的數據是1.2*(①+0.5*②+1.3*③，1.2*(①+0.5*②-1.3*③，無震組合計算的時候一般來說需要把風荷載考慮到其中，但是由于此處的計算數值實在是太小了，真的就可以完全忽略不計，其中還是需要引用一個公式就是1/8Ql2,V的組合結果是提取有震組合和無震組合中的最大值，其中需要參考Mmax所對應的V和Vmax所對應的M，A柱和B柱的內力組合。簡單來說，內力組合部分把前面所求的各種數據放到一起，經歷了兩天內力組合的計算，后面就來到了構件驗算，這一部分大概的目的是檢查是否滿足構件的設計的應力要求，第三章構件驗算部分3.1框架梁驗算梁的抗彎強度計算當進行構件的截面設計，先進行主梁的截面設計，梁的跨中截面按照T形截面進行設計，梁的支座處按照矩形截面進行設計，由內力計算及組合部分的計算，需要分別查內力組合計算表找出荷載所對應的最大彎矩值，以及最大彎矩所對應的荷載值，還有一個數值需要在荷載和彎矩共同的作用下把這兩個數相加起來然后/層高，這三個數據就都求出來，帶入吶兩種不同居算方式得到的結果，然后對比兩組結果，，然后回求出基地的反力的MAX值和MIN值，一般情況下都會滿足設計規范的要求各層的計算過程大體上一樣，但是首層的內力較大，故以首層為例進行計算，書寫詳細的計算過程，其余各層列表計算，配筋計算包含截面正筋計算及配筋率驗算、截面負筋計算及配筋率驗算、以及箍筋配筋率驗算，驗算結果均滿足規范要求。次梁截面配筋設計，次梁的截面尺寸：300mm×500mm，次梁的設計分為頂層和中間層倆種在考慮主梁組合影響條件下，主梁應該選取最適當和長度和在最經濟的條件下滿足抗壓和抵抗彎曲的性能，其中的鋼筋型號的選取起著決定性的作用，還有混凝土型號的選取，以及對于每層混凝土的澆筑方式都需要特殊的考慮計算中去，還有就是主梁與柱栓在施工方式上的選取，綜合考慮每個螺栓的實際受力條件，尤其是需要特殊考慮螺栓在某種特殊剪力的作用下是否會失效，因而產生變形的影響，后面的計算就是考慮一些柱腳尺寸的選取。因要考慮柱腳的剛度，所以短槽鋼的選取是必不可少的，在某些特殊的地方，需要手工焊接。

3.2基礎的尺寸布置和設計對于基礎來說就是一個建筑的最最重要的部分，一個地基和基礎的選取可以影響到整個樓層的功能使用，因此這部分需要特別的細心設計，因而基礎尺寸的設計是至關重要的一部分，需要考慮到地基基礎反力的作用，還有就是反力對于地基基礎的影響，根據實際情況算一些抗沖的剪力對于基礎的影響，抗沖彎矩對于基礎的影響，更重要的是地基基礎開挖的時候會遇見很多特殊的情況，如何維護，都在考慮尺寸的設計當中，其中很多重要的因素都是需要特殊人為干預的，因此這部分考慮比較復雜。

樓梯設計：采用雙炮樓梯，層高為3.6m，踏步尺寸采用270mm*150mm，每層為24步，開間為3.6mA.恒載計算欄桿0.2kN/m踏步重1.0×12×0.33×0.15×250.33斜板重0.13×250.99＝水磨石重10mm厚水磨石面重0.65kN/m20mm厚1:1水泥砂漿打底0.4kN/m水磨石面層總重0.65＋0.4＝1.05kN/m15mm厚紙筋石灰抹底1.0×（0.27+0.15）×1.05/0.27＝1.63kN/m恒載標準值gk＝7.33kN/m設計值gd=1.2×7.33=8.79kN/mB.活荷載設計值pd=1.×2.5=3.5kN/m總荷載設計值qd=gd＋pd＝3.5+8.79=12.29kN/m

PKPM電算：電算的過程主要是通過計算機的計算來生成一些文件，通過把電算結果與手算結果進行比較，通過此方式來檢查手算過程中存在的問題，并加以改正，pkpm電算的步驟大概是如下過程：首先在電腦建立一個功能性的文件夾，個人經驗最好創建三個：分別放置生成的各種圖紙