鄭州市天泰路街道多層現澆鋼筋混凝土框架結構辦公樓設計摘要本項目是一座六層辦公樓，采用鋼筋混凝土框架結構，位于鄭州市二七區天泰路，占地面積4656平方米，具備辦公、會議、餐飲、住宿、活動等多種功能。在設計建筑物的結構和抗震性能時，需要合理配置和布局，確定適當的構件和基礎類型。我們選擇了主體結構、樓板和樓梯作為主要受力構件。通過配置設計，計算出各構件的尺寸，靜載、活載和風載等荷載。采用D值方法進行結構的垂直加載分析，確定作用在構件上的最不利內力組合。通過彈性理論設計、樓梯設計計算和條形梁設計及配筋計算，確保結構的穩定和安全。最后，根據實際情況，編制了結構工程圖紙，包括比例尺等相關信息。關鍵詞：鋼筋混凝土；設計；建筑物

目錄TOC\o"1-3"\h\uHYPERLINK\l_Toc53261建筑設計 建筑設計1.1建筑設計總部位于鄭州市天泰路街道，占地面積4656㎡，采用6層鋼筋混凝土框架結構。首層層高4.2cm，標準層3.63cm，內外高差0.45cm。1.2設計資料（1）氣候條件：年平均氣溫為14.5℃攝氏度，年平均降水量約為640.9毫米，年降雪量較少，最大風力為：wo=0.5kN/（2）抗震條件：本項目的抗震設防等級為7級，地基設計加速度為0.15g，符合二級抗震設計標準。（3）施工地質條件：施工場地土質屬于二類，具有土質分布均勻的特點，適合建筑施工。（4）建筑材料：在本項目中，梁、柱、板采用C30級混凝土，縱筋選用HRB400，箍筋采用HPB300，確保建筑結構的承載能力和穩定性。1.3建筑要求此項目的建筑類別為丙類，防火等級為二級，需要滿足相應的消防安全要求和標準。2結構設計計算書2.1結構選型布置及計算簡圖2.1.1結構選型根據項目的設計要求和施工合同規定，本項目采用鋼筋混凝土框架結構。設計方案包括了六層的鋼筋混凝土框架，旨在滿足建筑的占地需求和提高抗震性能。這種結構能夠有效地支撐建筑物的重量，并在地震等自然災害發生時提供更好的保護和安全性。2.1.2柱網布置根據下面的列布局圖，圖2-1框架結構布置圖2.2梁板柱的截面尺寸2.2.1梁根據建筑物的特點，橫梁上布置橫梁，縱向布置輔梁。2.2.2板板跨度為：L=6600，板厚為，所以這里的板厚值為：2.2.3柱軸壓的具體取值根據框架柱截面尺寸估算。N——軸向壓縮設計F——簡化支持的加載區域GE——重力荷載代表值，根據實際情況估算或采用標準值，此處選擇使用15kN/m2來表示重力荷載，以便在設計和結構計算中考慮重力荷載對建筑物的影響。Ac——柱的橫截面fc——混凝土軸力計算公式N-為結構柱軸壓比的極限值，該房屋地震烈度為3級，此處取0.9。-考慮地震作用后，柱體荷載系數為1.3，非等距內柱為1.25，等距內柱為1.2。n——橫截面的建筑層數圖2-1框架結構計算單元和框架計算簡圖以上的附圖為框體構造的計算單位和簡化的計算圖表。3荷載計算3.1屋面及樓面的永久荷載標準值1-6層樓面：3.2屋面及樓面可變荷載標準值屋頂和地面可變荷載基準：地面主動荷載標準值：屋面雪壓標準體積（4）上式中的rr以1.0表示為屋面積雪分布系數。（5）屋頂平均荷載：（6）2-6層平均負荷：3.3梁柱自重梁和柱的自重數據在設計和施工過程中是必須考慮的因素，以確保建筑結構的穩定性和安全性。表3-1梁柱自重表根據表3-1中列出的數據，梁和柱的自重可以用來計算建筑結構的總重量。3.4墻體自重蒸粉煤灰和厚度300mm的水泥砂漿，70mm外墻貼陶瓷片，保溫層內壁200mm，采用厚蒸壓粉煤灰和水泥砂漿，外墻自重采用20mm水泥砂漿：內墻的重力荷載需要考慮鋼框架玻璃和鋼閘門的重量。內墻的重力荷載計算如下：鋼框架玻璃和鋼閘門的重量在,此處為。在這個項目中，我們選擇采用塑膠鋼化玻璃和塑膠玻璃門窗，因此需要計算這些材料的重量，以確保內墻結構的承載能力和穩定性。3.5重力荷載代表值表3-2中給出的重力荷載代表值是用于計算除門窗外墻的自重。這些數值對于評估墻體結構的荷載承載能力非常重要，以確保建筑物的結構穩定和安全。表3-2除去門窗后墻的自重計算表一樓墻體總長：（1）外墻：121.8cm。(2)內墻：180.9cm。二層墻長：（1）外墻：121.8cm。（2）內墻：124.9cm。三至六層建筑物墻體總長度：（1）立面：122.6m。（2）內墻：147.57m，女兒墻125.16m。最頂層的重力荷載計算包括屋頂負荷、50%活載荷、縱梁自重、柱子重量的一半以及墻體重量的一半。其他樓層的重力荷載計算包括地面靜載荷、50%樓層平均動載荷、縱梁自重，以及兩層立柱和縱墻的自重。六層的重力荷載代表值為：,二層的重力荷載代表值為：；一層的重力荷載代表值為：。圖3-1質點重力荷載值上圖為質點重力代表值示意圖。4框架橫向側移計算4.1重力側移剛度計算在C30混凝土結構中，采用現澆樓板作為梁的翼緣可以提高結構的剛度，減少結構的側向位移。梁柱為C30，Ec=3.0×107KN/m2，框架為實心板或預制板。通過對這一優勢進行分析，預應力混凝土框架結構中預應力混凝土面板的橫向剛度系數可表示為I=1.5I0，其中I0為梁的轉動慣量。對于空心框架，橫向剛度系數為I=2I0。在下表中，我們可以看到橫向構件的線性剛度以及柱子的線性剛度。光束長度如圖4-1所示。圖4-1橫梁截面的簡略說明表4-1橫向構件的剛性分析表4-2柱線剛度的計算立柱橫向位移剛度由公式確定，根據梁線剛度K1與K2的不同，分為框架柱、邊柱、框架中心柱、邊柱、建筑物、電梯間柱等。本文以一樓C-1柱橫向位移分析為例進行說明，省略其余柱的計算步驟，并給出相應的計算公式。通過表格中列出的柱和梁的線剛度數值，可以計算出線剛度，計算公式如下：4.2橫向水平荷載作用下框架內力和側移計算在橫向水平荷載作用下，需要計算框架的內力和側移。特別是需要計算水平框架假頂點的位移，可以通過方程運算進行。表4-3、表4-4列出了水平框架的虛擬位移，提供了計算參考。表4-3鋼梁橫向位移的計算公式表4-4橫梁的虛位移4.3橫向地震作用計算4.3.1水平地震作用下的計算在進行橫向地震作用的計算時，根據抗震設計準則，對于高度不大于40m且主要受剪力作用影響的結構，在高處重量和剛度均勻分布。對于類似的單體結構，可以采用簡單的剪力法進行地震響應分析。因此，通過采用剪力法對結構進行地震響應分析。對于Ⅱ類場地、7類工事，按設計2類，如按：在層理上，橫向地震活動呈倒三角形。在常規夾層中，該方法與實測值基本吻合，但在上部結構中，側向效應低于時程和模態分析方法；尤其是長期的長期預測，預測值變化更大，從宏觀上看，結果往往是由高價值的地震災害造成的。因此介紹，計算上部附加地震力時考慮了上部增加的地震荷載。n不僅能反映建筑物的周期性作用，還能更好地反映場地的抗剪強度。所以引入n頂點附加水平地震作用：從各點橫向地震的影響，按公式求解計算，結果如表4-5所示表4-5中的震害關系 圖4-2縱梁各層次的水平震害和抗震分析4.3.2水平地震作用下的位移計算考慮兩次地震影響下的情況，需要通過如下公式計算層間變形和上層變形：。根據表4-6提供的數據，可以計算出層間的彈性位移：。通過如上公式和數值計算，可以得到準確的結果。表4-6橫向水平地震的變形計算4.3.3水平地震作用下框架內力計算在水平地震作用下，需要進行框架內力的計算。梁端的剪力值和彎矩值的計算方法如下所示：。表4-7中每一層地柱的彎曲和剪切應力的計具體計算流程和結構設計如表4-7所示，表中包括每一層地柱的彎曲和剪切應力的計算，以及梁端的彎矩、剪力和柱內力等因素的分析。

表4-8中的彎矩、剪力和柱的受力分析通過表4-8中詳細的過程，可以得出梁端的彎矩、剪力和柱的受力分析結果。4.4橫向風荷載作用下框架結構內力計算側移計算風力對建筑物的影響很大，建筑物的形狀和結構會影響其受風能力，因此在設計中需要考慮風荷載對結構的影響。4.4.1風荷載的內力計算圓形和直角形建筑容易受到風力的影響，因此在抗風設計方面需要更加謹慎，以確保建筑物在風力作用下的穩定性和安全性。風力對建筑物的影響包括風力偏轉、風速不均勻等因素，這可能導致建筑物變形或產生不均勻的風荷載分布，進而影響結構的穩定性。因此，在設計過程中需要考慮這些因素，并適當提高安全系數以確保建筑物的安全性。風力有靜態和動態兩個屬性，建筑物表面的風力分布不均勻，特別是在拐角處和高樓頂部容易受到較大的風力影響。相較于地震作用，風力的作用更大且更具影響力。盡管如此，在氣象觀測中對大風的重現時間較短，因此預測風速和抗風設計仍然是非常重要的設計考慮因素。表4-9風荷載的計算表4-9中列出了風荷載的計算方法，通過這些計算可以確定建筑物在風力作用下的受力情況。圖4-3風荷載簡圖圖4-3是風荷載的簡圖，通過這個簡圖可以更直觀地了解風荷載的作用方式。4.4.2風荷載側移計算在進行風荷載側移計算時，首先根據計算出的水平荷載，計算出各層之間的剪力Vi。根據已知條件，可以使用相應的公式來計算圖層對應的位移：表4-10中列出了詳細的分層位移計算過程，通過這些計算可以得到建筑物在風荷載下各個圖層的位移情況，為結構設計提供重要參考。表4-10中的分層位移在風載荷下5豎向荷載作用下內力計算5.1計算單元根據建筑使用的三軸之間的橫向框架分析，得到6.6cm的計算結果。在那里，平面投影線上的剩余樓面荷載和所需單元的單元方法被應用于各個節點的大梁和縱梁，并以集中的方式傳遞到梁。考慮到結構和荷載的對稱性，我們可以采用半框架求解的方法來簡化結構的分析過程。在計算梁端彎矩時，可以選擇采用二次分布法，這種方法相比于分層法更為簡單且直觀。在使用疊加法中的彎矩組合法求解層間彎矩值時，需要注意到任何節點上的不對稱彎矩都會影響其單元內的所有桿件。另一方面，采用二次分布法時，我們可以假設每個節點的不對稱彎矩只作用在節點的端部。這種假設可以簡化扭矩分配方法的計算過程，減少循環時間，提高計算效率。在框架結構設計中，通常可以采用力矩分配法對結構內力進行分析，傳遞系數為1/2。這意味著每個節點可以指定兩次，以便更好地分析結構的內力分布情況。剪力值可以通過豎向荷載引起的剪彎矩和剪應力的疊加得到。結合梁端的剪應力和節點集中計算樁身軸力，可以全面評估結構的受力情況，確保結構設計的準確性和可靠性。5.2荷載計算（1）在進行荷載計算時，首先考慮恒荷載的作用。q1表示橫梁的重量分布均勻，對于六樓結構：q2根據上圖所示的幾何關系，可以得到室內和樓道樓板受力的階梯和三角荷載：這些荷載通過縱橫桿和縱向縱橫桿傳遞到立柱上，主要包括梁、樓板和女兒墻的自重。按照這個公式計算：可以計算得到1至5層的荷載分布，其中水平墻體的重量等于自身重量。其他載荷可根據第六級計算公式得到：（2）其次，需要考慮活荷載的作用。對于第六層，我們可以考慮屋面活荷載為2.0kN/㎡。同理，屋面雪荷載對于1-5層，屋面活荷載的計算方式類似。屋面活荷載。綜合以上計算結果，可以將荷載數據匯總至表格中，見表5-1、5-2、5-3，并通過荷載示意圖如圖5-1所示清晰展示荷載的作用分布情況。這些荷載計算結果將有助于我們準確評估結構的受力情況，為結構設計提供重要參考。圖5-11中的負荷曲線表5-1橫梁的靜載（作用力）表5-2橫梁的靜載（集中扭矩）表5-3橫梁的動載荷匯總（作用力）5.3內力計算采用二次彎矩分配法進行梁端彎矩的求解是一種常見的結構分析方法。如圖5-1、5-2、5-3所示的計算方法和力矩圖，通過計算梁端彎矩引起的剪力，并考慮剪應力疊加作用在梁上的豎向荷載，可以得到梁結構的受力情況。進一步計算剪應力和節點的集中度，可以推導出柱的軸力。在考慮柱的軸力時，需要考慮立柱的自重以及其他受力情況。表5-4橫梁的剛性分布因子表5-5在恒載作用下，梁端剪切及柱地受力情況表5-6梁端剪切及柱的活荷載表5-7在活荷載作用下，梁端剪切及柱的受力5.4豎向框架內力5.4.1橫梁彎矩調幅在靜荷載和水平荷載下，對活荷載最不利的位置可以忽略不計，而動荷載可能發生在所有梁和柱上。這種方法得到的內力與最不利加載位置的方法非常相似，可以直接加上最佳加載點處的內力，但比最不利位置的內力要小。加載位置。采用分載法時，跨中活載彎矩為1.11.2的倍數。在此示例中，假設比率為1.1。結構的抗震等級由結構類型、抗震能力和高度等方面決定。在豎向荷載作用下，可考慮梁端塑性變形抗力調整梁端負彎矩。調整后的效果如下圖5-8、5-9所示。表5-8恒荷載橫梁彎矩調幅值表5-9活荷載橫梁彎矩調幅值5.4.2荷載組合荷載組合是指在考慮不同荷載組合情況下，對結構的受力情況進行分析和評估。建筑物的結構抗震等級必須符合抗震標準，并且需要符合國家標準的相關規定。根據結構類型、建筑高度和地震烈度，由外部地震情況和其他影響因素確定三種不同的抗震等級。一般來說，它不應該包括在計算范圍內，因為它不會對結構的設計產生任何不利影響。只有三種組合：不同負載效果的控制方式：由持久負載效應控制的混合：垂直和橫向加載的組合：表5-15給出了詳細的程序。分別對邊梁橋和中梁橋在靜載和活荷載作用下進行側向屈曲分析。正常負載下的中跨扭矩：6級第五層：第三層：第二層：第一層：活荷載作用下的跨中彎矩:第六層：第五層：第四層：第三層：第二層：第一關：采用滿承載法，梁跨活荷載作用下的彎矩可乘以1.1~1.2倍系數展開。這個例子的放大倍數是1。從表5-10我們給出了這些計算的結論。表5-10梁橋在活載荷下的受力放大5.4.3考慮地震作用的內力組合在靜、動兩種情況下，均能求出最大跨距。代替。式中：—-橫梁左右兩端彎矩見表5-12，q按表5-12范圍修正后的值，為和，對方程進行數值運算，使用q=1.2（恒+0.5）。表5-13列出了上述的計算。取RB作用點的距離：X處截面彎矩為：獲得最大跨度的最大彎矩位于X1=RA/q，可得到任意截面x處得彎矩兩組數據中梁內力組合的數據。組合梁內力中的兩組值。在表中恒載和活載組合下，梁端彎矩為調整值，剪應力為最大值。見下表5-11

表5-11在恒載作用下的振幅下，梁端剪切及柱軸力

表5-12在振幅作用下，在活荷載作用下，梁端剪切及柱的受力

表5-13MGE和X1的運算結果

表5-14MGE和X1的運算結果表5-15框架梁受力分析圖5-1在垂直靜載荷作用下的構型彎曲曲線

圖5-2豎向活荷載作用下框架彎矩圖5.5柱端彎矩設計值調整框架的受力與其失效機制有很大關系。一般來說，梁長于柱，梁先屈；但整體結構的內力重新分布較大，能耗增加，層間變形也增加。如果梁采用塑性鉸接，則會發生較大的層間變形，影響建筑物在豎向荷載作用下的承載力，使其向移動方向發展。因此，“強梁弱梁”應在主副架梁柱交界處體現，而在上部軸壓比低于0.15的框架上則不能體現。梁柱端彎曲應滿足下列要求：三框架：式中：——正負方向的軸向和后向軸向彎矩之和：——梁端逆時針、左、右兩個不同截面彎矩的總和。在框架下，由于構件早期塑性屈曲，會對整個構件的受力產生一定的影響，當塑性重新分配時，就會產生塑性鉸的形狀。在這種力作用下，三層結構的梁彎曲角度和彎曲點會產生較大的失穩因素。因此，三層結構的梁柱彎矩增加系數約為1.3。B柱根據甲、乙構件的梁端彎矩，可得計算公式：右震：將的差值按柱的彈性分析彎矩值之比分配給節點上下柱端：計算基礎柱的彎矩時，其荷載增加系數應按1.3計算。按以上算法，同得對于A柱的調整，算法同B柱柱端剪力設計值的調整為滿足“強剪弱彎”的要求，對三層框架柱的柱端剪力進行了修正。，其中，為弧形矩形設計，上、下橫截面為正反兩個方向，滿足上述調整條件，Hn為立柱高度。調整B柱端彎矩設計值對A柱端彎矩值調整6節點驗算《建筑抗震設計規范》GB5001-2010規定框架結構1、2、3的所有節點都需要進行抗震分析，縱框架和橫框架共用的節點可以進行全方位的檢查，選擇最不利的節點。看B點。對于三級框架：式中：——計算節點中心部位的剪應力；——左、右梁端逆時針或順時針組合的合力值，其意義與柱端彎矩調整公式中的意義等同，取為-從上面的公式，可以從柱子的高度計算出來：——梁段高度以左右梁的平均標高為準，兩側梁等高。—梁各部分的實際標高為則：節點核心區檢查在節點結構優化中，應檢測各構件的極限狀態，保證各構件截面尺寸不宜過小，同時構件內部產生較大的傾斜應力；以免擠壓損壞接縫的水泥。梁的橫向剪力應滿足下列要求：式中節點的主要部分得到有效解決。在驗算時的梁截面上，由于與柱中心線一致，其長度不應小于邊柱截面寬度的1/2。滿足要求。（2）連接斷面剪切力校核在核心試驗寬度區域，可用下列公式確定箍筋的總截面：梁的抗剪承載力主要由鋼筋和鋼筋兩種不同的剪力組成，包括鋼筋和鋼筋之間的剪力關系。但在一定范圍內，鋼筋的抗剪承載力不隨軸向受壓而變化。隨著比率的增加而增加；因此，在極限計算中，軸向壓力不能低于該值。當兩個正交方向都有梁時，梁對連接處的鋼筋有一定的限制，從而增加其承載力。但對于截面較少的梁，或者只有一個梁節點、邊節點和角節點的梁，在結構設計中可能會忽略其影響，因為這些部分可能沒有明顯的約束作用。可以簡化分析過程以提高效率，通過計算，滿足設計要求。7截面設計7.1框架梁截面配筋計算在進行框架梁截面配筋計算時，需要考慮梁正截面的承載力計算。通常情況下，下梁受拉呈丁字形，上梁受拉呈矩形。7.1.1梁正截面承載力計算梁正截面的抗彎承載力計算方法可以分為不同階段，第一階段AB區間：使用此圖確定AB橫跨臀梁和支撐梁的最大力，并將中間的彎矩轉換為支撐側的扭矩。支撐彎矩利用雙腳之間的變形來控制截面，即將支撐上的正向扭矩轉化為支撐的轉角扭矩。所以AB襠是按照最大扭矩加固的。選取325，最小配筋率表7-1框架梁縱向鋼筋計算第一個AB跨度：在考慮光束間距的計算時，算法蘭時，這種情況不能產生有效的控制效果，所以使用這種情況不能產生有效的控制效果，所以使用梁上的橫向鋼筋應為HRB400級，=0.518，下襠截面為T型，采用單根T型鋼筋。因為：屬于第一類T形截面=選用516，A=1005mm2第二個AB跨度的操作：使用此圖確定AB橫跨臀梁和支撐梁的最大力，并將中間的彎矩轉換為支撐側的扭矩。襠間的變形控制段是將支架上的正向力矩轉化為支架的轉角力矩。因此AB襠是按照最大的扭矩進行配筋的梁的縱截面為HRB400，C30水泥，選取325，最小配筋率從表中選取AB跨越髖段和支撐段的最大受力值，將中間的彎矩換算成支撐梁的彎矩值，并進行相應的加固。襠間的變形控制段是將支架上的正向力矩轉化為支架的轉角力矩。所以AB襠是按照最大扭矩加固的。選取325，最小配筋率本文以一、二層AB型梁為例，對施工的施工工藝及施工進行了詳細闡述。其他層合板的鋼筋混凝土結構分析見表7-1、7-2。表7-2梁胯間配筋表7.1.2梁截面受剪力承載力計算。作為實例，對一、二樓進行了分析，其他的結果參見表格7-3。第一層：選擇HPB300鋼圈，AB跨：因此，它的大小是合適的。在梁上安裝箍，箍的選擇：梁端加密部分為8@100。取加密區長度，非加密區4條腿8@150，鋼筋排列滿足《建筑抗震設計規范》要求。在計算BC跨度時，當梁端采用4腿8@150的配筋時，其承載力為：在這種情況下，可以考慮使用HPB300鋼圈進行加密處理以提高整個區域的受力性能和承載能力。由于未加密域的長度較短，因此可以對整個區域進行加密處理，即增加鋼筋的密度和數量來增強結構的承載能力。第二層：選擇HPB300鋼圈，所以大小合適梁上有箍筋，箍筋的選擇：梁端配筋件4@100非加密區為4條腿8@150，非鋼筋排列滿足《建筑抗震設計規范》要求。BC跨度：當梁端采用4腿8@150的配筋時，其承載力為：由于未加密區域的長度很短，因此可以對整個跨度進行加密。在這種情況下，加密處理可以提高結構的整體受力性能和承載能力，確保梁端在受荷時具有足夠的強度和穩定性。7.2框架柱截面配筋計算7.2.1剪跨比和軸壓比驗算0MC/VCh0也可用。從表中可以看出，根據《建筑抗震設計規范》的計算，截面的剪跨和軸比是一致的。7.2.2柱的正截面承載力計算B柱為例。其他立柱鋼筋混凝土結構見表7-3。由于同一路段前后都有煩人的時刻，因此應根據具體情況確定。

表7-3中鋼柱鋼筋的配筋率一覽表

表7-4鋼梁剪切比及軸向壓力比較校核根據對稱配筋的：總配筋率下表7-5顯示了框架的垂直應力，如下表7-5所示。表7-5中立柱的縱梁數目一覽表7.2.3框架柱斜截面受剪承載力計算截面滿足要求根據結構，建議使用48@100、48@100，而不是48@150。通過修正柱的剪應力，得出兩層單層柱頂面承載力小于一層，計算值高于剪力值，可按到它的結構。其余樓層A、B柱斜截面配筋見圖7-6、7-7。表7-6A截面配筋計算表表7-7B截面配筋計算表7.3樓梯設計例如，計算是在一層的梯子上進行的。所有其他鋼筋都在同一層。樓梯是堅固的全鋼鋼結構。活荷載鋼筋選用HPB300平臺橫梁截面高度：標準層架橋的計算：鋼筋選用：由此，可以按照結構將箍條配置成8@150。

7.4基礎計算7.4.1設計資料1、根據該地區土壤特性的實測數據，可結合原設計數據和實測數據確定。2、取最大立柱為最大