长沙市某中学办公楼建筑结构设计
摘要：
本工程为钢筋混凝土框架结构，在整体设计过程中分为建筑设计和结构设计两部分内容。在建筑设计部分，根据任务书中使用功能确定建筑使用布局和平面布置，在根据使用风格确定了外立面类型。
结构设计部分，根据建筑方案确定了结构体系布置，明确布置方案后选取一榀框架进行结构计算。计算顺序为先根据一榀框架受力形式确定其梁柱相对刚度，然后对恒荷载、活荷载以及水平荷载情况下的荷载分布进行计算，荷载计算完成后对一品框架内力进行分析，其中竖向荷载分析计算采用弯矩二次分配法，水平荷载内力计算采用反弯点法和D值法，再根据计算得出内力按照荷载规范要求进行内力组合，内力组合后按混凝土规范要求对竖向荷载进行梁端弯矩调幅，使用调幅后弯矩进行框架梁和框架柱的正截面和斜截面配筋设计。同时，完成了楼梯平台板、梯段板和平台梁的设计，以及楼板的配筋设计和基础的配筋设计工作。
在本次设计中，采用绘图软件AutoCad进行辅助绘图，设计过程中严格按照现行国家规范执行，实现了结构设计的安全、可靠、经济等设计原则。
关键词： 框架结构；结构设计；弯矩二次分配；D值法。
Architectural Design of an Office Building
Abstract: This project is a reinforced concrete frame structure, which is divided into two parts: architectural design and structural design in the overall design process. In the architectural design section, the building layout and floor plan are determined according to the functions used in the task book, and the facade type is determined according to the style of use.
In the structural design part, the structural system layout is determined according to the architectural plan, and a frame is selected after the arrangement is clearly selected for structural calculation. The calculation order is to first determine the relative stiffness of the beam and column according to the force form of a frame, and then calculate the load distribution under the conditions of constant load, live load and horizontal load. After the load calculation is completed, the internal force of the product frame is analyzed, wherein the vertical direction The load analysis calculation adopts the second moment distribution method of bending moment. The internal force calculation of horizontal load adopts the inverse bending point method and the D value method. According to the calculation, the internal force is combined according to the requirements of the load specification. After the internal force is combined, the vertical load is required according to the concrete specification. The beam end moment is used for amplitude modulation, and the amplitude and back bending moments are used to design the normal section and the oblique section of the frame beam and the frame column. At the same time, the design of the landing platform, the step board and the platform beam, as well as the reinforcement design of the floor and the basic reinforcement design work were completed.
In this design, the drawing software AutoCad is used for auxiliary drawing. The design process is strictly implemented in accordance with the current national regulations, and the design principles of safety, reliability and economy of the structural design are realized.
Keywords: Framework, Structural design, Secondary moment distribution, ‘D’ value method.
第一章前言
1.1设计目的
进入21世纪以来，中国经济持续高速增长，当前已经成为全球第二大经济体，随之而来的，是迈向全球的中国制造，如走在世界前列的高铁。经济实力的增长，带动了着高科技、新技术和新材料的发展，据统计，全球排名前十的建筑中，位于中国的就有6座，如武汉绿地中心、上海中心大厦、平安国际金融大厦、广州东塔等，这些地标性建筑已经成为当地城市的象征。九层之台，起于累土，每一座建筑均是由钢筋、混凝土、钢材、砌体以及幕墙都各种材料组成，并且按照使用类别，分成公用建筑和居住建筑两种类型。公用建筑主要用于人们各种公共活动使用，可包括办公、商业、旅游、科教文卫等情况。居住建筑主要是指提供人们日常居住生活所使用的建筑物，如住宅、别墅、宿舍以及公寓等。公用建筑和居住建筑均是非生产性建筑，统称为民用建筑。
每座建筑的实施均是由设计阶段开始，设计分为建筑设计和结构设计两部分。建筑设计的原则首先是要满足功能使用的需求，要为使用的人们创造生活、工作、活动的良好环境，其次是要在功能需求的前提下满足外观以及造型的要求，要符合人们在美观方面的要求，考虑建筑物所赋予人们在精神层面的感受，同时，建筑还具有时代特征和地域特点，如江南建筑的轻巧玲珑、岭南建筑的精巧秀丽。
毕业设计是土木工程专业的重要环节，是为了培养学生综合所学的基础理论和专业知识，进而解决工程技术问题的能力，从而进一步提高理论问题、工程制图、结构计算等能力。同时，要在毕业设计的过程中不断地熟悉规范、手册和规程等，为后续工作中的实际应用奠定基础。在本次毕业设计中，结合课本所学习的知识，结合设计内容加以分析，进行整体的设计。本次毕业设计的主要目的，将所学内容深化并拓宽，并将所学的AutoCad软件绘图知识进一步掌握，同时通过结构设计软件PKPM进行辅助计算和设计。
1.2设计内容
1.2.1建筑设计
1.建筑方案设计
建筑方案设计是指建筑项目实施之前，根据任务书的要求和所给定的条件确立的主题、项目构成、内容以及形式的过程。建筑方案设计主要表达平、立、剖面图，并不注重绘图技巧。
2.建筑施工图
建筑施工图是对建筑方案设计的进一步深化，即将设计意图更具体、确切的表达出来，达到可以指导施工的程度。建筑施工图绘制常用工具为AutoCad、天正等。
1.2.2结构设计
1.结构设计
结构设计即需要密切结合建筑设计进行结构的总体布置，确定结构形式，使建筑物具有良好的受力性能和合理的传力路线。然后通过力学计算以及合理的构造措施保证结构的安全、适用。结构设计一般包括结构选型设计、荷载即内力分析、内力组合及结构界面配筋设计、节点设计等。
2.结构施工图
结构施工图即是通过PKPM等软件建模计算，将建筑施工图转化成可用于现场施工的配筋图、大样图等。结构施工图绘制常用工具为AutoCad、PKPM等。
1.3设计依据
主要设计依据：
（1）《民用建筑设计通则》GB50352—2005(2005年版)
（2）《建筑设计防火规范》GB50016-2014（2018年版)
（3）《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001
（4）《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010（2016年版）
（5）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）
（7）《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011
（8）《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)
目 录
摘要： 1
第一章 前言 2
1.1 设计目的 2
1.2 设计内容 3
1.2.1 建筑设计 3
1.2.2 结构设计 3
1.3 设计依据 3
第二章 结构布置 5
2.1 结构方案与布置 5
2.1.1 结构类型选择 5
2.1.2 构件截面尺寸估算 5
2.2 框架线刚度计算 9
2.2.1 框架柱线刚度计算 9
2.2.2 框架梁线刚度计算 9
第三章 荷载计算 12
3.1 恒载标准值计算 12
3.2 活荷载标准值计算 12
3.3 墙体自重荷载计算 13
3.3.1 外纵墙自重计算 13
3.3.2 内纵墙自重计算 13
3.4 竖向荷载计算 13
3.4.1 恒载标准值计算。 14
3.4.2 活载计算 21
3.5 风荷载计算 26
3.5.1 风荷载标准值计算 26
3.5.2 风荷载位移验算 27
3.6 地震荷载标准值计算 28
3.6.1 重力荷载代表值计算 29
3.6.2 框架自振周期计算 32
3.6.3 横向地震作用计算 33
3.6.4 地震作用变形验算 34
第四章 荷载内力分析计算 36
4.1 恒载计算 36
4.1.1 计算分配系数 36
4.1.2 固端弯矩计算 38
4.1.3 恒载内力计算 39
4.2 活载计算 43
4.2.1 活载固端弯矩计算 43
4.3 雪荷载内力计算 47
4.4 风荷载内力计算 48
4.5 地震荷载内力计算 53
第五章 内力组合计算 58
5.1 框架梁弯矩调整 58
5.2 柱内力组合 61
5.3 梁内力组合 68
第六章 截面设计 73
6.1 梁截面设计 73
6.1.2 框架梁纵向钢筋计算 74
6.1.3 框架梁斜截面设计 83
6.2 框架柱配筋设计 87
6.2.1 轴压比和剪跨比计算 87
6.2.2 框架柱正截面受力钢筋设计 87
6.2.3 柱斜截面受剪计算. 97
第七章 现浇混凝土板式楼梯设计 101
7.1 设计资料 101
7.2 梯段板计算 101
7.3 平台板计算 102
7.4 平台梁计算 103
第八章 基础设计 105
8.1 基本设计资料 105
8.2 荷载计算 105
8.3 基础尺寸估算 105
8.4 基础配筋计算 106
第九章 楼板设计 107
9.1 基本设计资料 107
9.2 楼板配筋设计 107
致谢 110
参考文献 111
毕业设计附录目录 112
一、选题简介、意义
随着我国经济的迅速发展和教育改革的不断深入，城市中新建、改建、加建的学校设施逐步增多。 然而，在学校设施的大量建设，空间布局灵活多样的同时，空间品质能否满足教师、学生在校园中的学习、生活要求，成为学校研究中有待探索的课题。因此，我选择中学办公楼设计作为毕业设计题目
本次中学办公楼结构设计采用多层混凝土框架结构, 通过这次的结构设计可以使我们巩固在大学里所学过的专业知识。并可以系统的将大学三年所学的知识联系在一起，做到理论联系实际,掌握建筑工程设计的程序和方法。另外，使我们能够熟悉建筑工程建设的各项法规与规程，了解建筑工程项目设计的基本内容和环节。通过该毕业设计还可以使我进一步熟悉建筑空间环境组合设计和构造设计的基本原理和方法，具备一般工业与民用建筑设计的基本技能，能够根据不同的情况，合理的选择结构，构造方案。能熟练的进行结构计算，较好的掌握计算机在建筑，结构设计计算中的应用，学会利用各种设计资料。在规定的时间内完成设计的所有内容，包括建筑部分跟结构部分的设计图与设计计算书。能使我自己在次期间了解一些必要的规范，熟练应用CAD和天正制图。培养个人综合运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力，综合分析和解决问题的能力，组织管理和社交能力，培养独立工作的能力以及严谨扎实的工作作风和事业心责任感。为我将来走上工作岗位，顺利完成所承担的建设任务奠定基础，使我自己在毕业后能较快的胜任相应专业的技术工作。
通过此次设计，希望达到以下具体目的：
1）进一步掌握和巩固所学基础理论、基本技能和专业知识，并在科学实践中丰富和完善所学理论知识。
2）获得从事设计工作的初步训练，培养独立工作、独立思考和综合运用已学知识解决实际问题的能力，尤其注重培养创新精神和实践能力。
3）初步掌握建筑设计研究的基本方法，培养文件编辑、文字表达、文献查阅、计算机应用、工具书使用等基本工作实践能力。
4）树立外国先进理论和本国实际国情相结合的思想和观点。
5）培养实事求是、刻苦钻研、勇于探索、善于合作的工作作风。
二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）
1. 课题设计（或研究）的内容
先根据框架结构设计和方案设计进行荷载初步估算，然后进行较为详细的手算，最后可以用结构力学求解器进行验算，其中可以模拟计算出结构构建的内力、变形情况，从而可以检验一下计算的正确性和结构方案的合理性。
2. 课题设计（或研究）主要预期成果
（1）结构计算书一份。其中包括：上部结构体系选择以及布置、荷载计算、内力计算、内力组合、截面设计、配筋计算、构造措施以及抗震验算等。
（2）结构施工图一套。其中包括：图纸目录、结构设计说明、材料表、门窗表、总平面图、结构平面布置图、正立面图、侧立面图、代表性剖面图、框架梁柱配筋图、其他构件详图等。
3. 课题设计（或研究）的研究过程
结构部分计算的大概步骤：
1）．初估梁柱截面尺寸 2). 荷载计算
3). 水平地震作用的侧移验算 4). 风荷载作用下的侧移验算
5). 水平地震作用下横向框架的内力计算 6). 竖向荷载作用下框架的内力计算
7). 框架梁柱配筋 8). 板的配筋计算
9). 楼梯配筋 10).基础的设计及配筋计算
参考文献
[1] 房屋建筑制图统一标准（GB 50001-2010）[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2010．
[2] 建筑制图标准（GB/T 50104-2010）[M]. 北京：中国计划出版社，2010．
[3] 张仲先.土木工程专业毕业设计指南-混凝土多层框架结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2012.3
[4] 梁兴文，史庆轩.混凝土结构设计原理[M].北京：中国建筑工业出版社，2011
[5] 梁兴文，史庆轩.混凝土结构设计[M].北京：中国建筑工业出版社，2011
[6] 李峥.多层框架结构设计实训教程[M].成都：西南交通大学出版社，2017.10
[7] 田水.钢筋混凝土框架结构设计指导手册[M].北京：中国水利水电出版社，2014.4
[8] 付向红，陈晓霞.多层民用建筑混凝土框架结构设计[M].北京：机械工业出版社，2014.8
[9] 付向红，陈晓霞.多层民用建筑混凝土框架结构设计[M].北京：机械工业出版社，2014.8
[10] 同济大学，西安建筑科技大学，东南大学，等.房屋建筑学[M].北京：中国建筑工业出版社，2013
[11] 中国建筑设计研究院.民用建筑设计通则[S].北京：中国建筑工业出版社，2005
[12] 中华人民共和国国家标准. 建筑结构可靠度设计统一标准（GB 50068-2001）[S]. 北京：中国建筑工业出版社
[13] 中华人民共和国国家标准. 建筑结构荷载规范（GB 50009-2012）[S]. 北京： 中国建筑工业出版社
[14] 中华人民共和国国家标准. 混凝土结构设计规范（GB 50010-2010）[S]. 北京：中国建筑工业出版社
[15] 中华人民共和国国家标准. 建筑地基基础设计规范（GB 50007-2011）[S]. 北京：中国建筑工业出版社
[16] 中华人民共和国国家标准. 建筑抗震设计规范（GB 50011-2010）[M]. 北京：中国建筑工业出版社
毕业设计附录目录
1．建筑设计总说明
2．结构设计总说明
3．建筑平面图
4．建筑结构图
5．毕业答辩评审表
6．查重检测报告类
