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***大学综合行政办公楼设计

年级：2003级 专业：土木工程 姓名：**** 指导老师：岳建伟

【摘要】 本工程为河南大学综合行政办公楼，建设地点位于开封市西郊，本结构安全等级为二级 ，耐火等级二级，抗震设防烈度7度。

本工程结构设计采用框架结构，结构计算按横向框架承重分析。内力计算考虑以下四种荷载作用：水平地震力荷载作用下的内力，恒荷载作用下的内力，活荷载作用下的内力及风荷载作用下的内力，计算中用到了弯矩分配法、D值法、底部剪力法及倒梁法等基本方法。为保证实现延性框架“强剪弱弯，强柱弱梁，强节点弱构件强锚固”的设计原则，在进行截面抗震设计时，柱按偏压构件计算，同时采取了相应的措施，且满足构造要求。 【关键词】 框架 内力计算 荷载 地震

【Abstract】This project for the Henan University comprehensive administration office building, constructs the place to be located the Kaifeng sburbs ,this structure security rank is two levels, the fireproof rank two levels, the earthquake resistance garrisonin tensity 7. This engineering structure design uses the portal frame construction, the structure computation according to the crosswise frame load-bearing analysis. The endogenic force computation considers following four kind of loads function: Under the level load function endogenic force, under the vertical dead load function endogenic force, under the vertical live load function endogenic force and the wind load function endogenic force, in the computationused to assign the law, the D value law, the base shearing force law and but actually beam and so on the essential method. Is carrying on the section earthquake resistance designs, the column according to the bias component computation, for the guarantee ductility frame wants \strong anchor\structure request.

【Key word】frame force computation load earthquake

一、建筑概论

1、 工程概况

本工程根据设计任务书要求及办公楼建筑设计要求，考虑到经济、实用、美观的原则，进行了建筑的平、立、剖面设计。本工程占地面积为1113.48㎡，建筑面积为4500㎡。四层框架结构，底层层高为4.2米，其他层为3.9m。平面布置为矩型，长边长为68.7m。短边长17.7m，建筑高度为15.9米，室内外高差0.45m。

2、 设计构想

根据地基实际情况及周边环境，本办公楼以南朝向为主，为了增加建筑美感，一楼门厅以上选择玻璃幕墙，用20㎜宽10㎜厚的粉刷凹线作为楼层分隔并选用浅色高级外墙涂料饰面。楼梯的布置是根据设计规范、建筑防火规范及人流量的大小确定其位置和数量。在建筑的功能分区上，有办公室、接待室、会议室、综合办公室、档案室和资料室等布置。

二、结构部分

1、 地震信息

工程处于开封市，抗震设防烈度为7度，地震加速度为0.10g，场地类别为二类场地，地震分组为第一组，特征周期为0.45s。内力计算时采用底部剪力法，先算出作用于结构的总水平地震作用，即作用于结构底部的剪力，然后将此力按照一定的规律分配给各个节点。由于质量和刚度相对比较均匀，为考虑双向地震作用下的扭转作用，梁柱配筋选用不同的抗震承载力调整系数。 2、 地质材料

地下水位位于地表下2.0m处，自上而下土层依次为1.0m厚填土、2.5m厚粉土、5.4m粉质黏土和6.0m细砂，地基承载力特征值为120kPa,初步确定基础埋深为1.6m。经验算，下卧层的基承载力满足要求。 3、 结构选型

A、主体结构采用钢筋混凝土框架结构，横向框架承重，楼面竖向荷载由次梁传至横梁，再由横梁传至柱子，最后传至基础。纵向布置连系梁，这样可以提高建筑物的抗侧移刚度。楼盖及屋盖均采用现浇整体式梁板结构。板的钢筋伸入梁内锚固，梁的纵向钢筋伸入柱内锚固，提高了结构的整体性，抗震性能好。

B、柱网布置时，三跨，中间跨度为2.7m。两边跨度为6.0m，这样受力比较合理，框架内力分布均匀对称，各构件的材料强度能充分利用。

C、基础选型，考虑到地基反力的分布及上部结构刚度、基础本身刚度、地基土的物理学性质，选择十字交叉条形基础，把上部柱传来的荷载较均匀的传给基础，同时条基础能够把各榀框架连成整体，增加了结构的整体性，减少不均匀沉降。在温度缝处，加大地基梁的截面尺寸。 D、楼梯为直线双跑楼梯，采用现浇整体板式构造。

三、计算内容及方法

1、 计算方法

本工程的计算核心是采用结构设计软件PKPM进行结构计算，在初步设计阶段，采用一些近似的方法估算出构件的截面尺寸，然后用计算机进行计算。竖向荷载作用下的框架内力计算采用分层法，主要是计算框架节点出

梁柱刚度及弯矩分配系数和传递系数，然后进行分配，循环进行两道三次即可。水平荷载作用下的框架内力计算采用底部剪力法和D值法，主要是计算每根柱子的抗侧移刚度D值和每层所有柱子的总刚度，然后将作用在每层的总水平力按每根柱子的刚度占总刚度的比值进行分配，得出每榀框架水平力作用下的柱端弯矩。最后利用弯矩分配法将柱端弯矩分配到梁端，得出梁端弯矩值。 2、 内力组合

竖向荷载最不利位置有分跨计算法、最不利位置法、分层组合法、和满布置荷载法四种。本设计采用满布置荷载法，求得的内力在支座处与按最不利布置法求得的内力极为相近，可直接进行内力组合。在梁的内力组合中，竖向荷载产生的弯矩未进行组合前的调幅，为保证塑性铰不出现在跨中；同时，在设计中活荷载计算未按荷载的最不利位置进行组合，而是按活荷载的满跨布置计算的，故需放大梁的跨中弯矩，即将跨中弯矩乘以1.1的放大系数。梁的抗震设计要求实现“强剪弱弯”的设计目的。为了简化计算，在对梁端剪力控制值的调整中，直接从梁端剪力内力组合中选取最不利剪力组合乘以三级抗震要求的方法系数1.1。

7.龙驭秋、包世华等.结构力学教程.北京：高等教育出版社，1998 8.陈文斌、章金良等.建筑工程制图.上海：同济大学出版社，1993

9.杨志勇、李桂青等.土木工程专业毕业设计手册.武汉：武汉理工大学出版社，1997 10.赵明华等.土力学地基与基础疑难释义. 北京：中国建筑工业出版社，2003

四、存在的问题

1、框架柱与墙体对齐，恒荷载作用的内力计算考虑了偏心弯矩的影响，但由于活载的内力值较小，所以忽略了偏心弯矩的影响。

2、由于前期的设计没有严格按照规范取值，使得部分数据计算产生误差，如地震分组取为第二组，基本风压取0.25kN/mm。

3、在水平地震作用的计算中，为简化计算用经验公式计算结构的基本周期。

2五、结束语

本次设计经历了建筑方案的确定、荷载计算、内力组合及配筋和PKPM电算等过程，综合运用了各专业课程的知识，是一次系统化的巩固学习。通过此次毕业设计，我对建筑和结构有了新的认识，专业知识的总体框架已经初步形成，使我对各种规范有了一定的理解，结构设计思路和过程已经清楚，为今后的学习打下了基础。

参考文献：

1.程文襄、王铁成等.混凝土结构设计原理.北京：中国建筑工业出版社，2004 2.同济大学、东南大学.房屋建筑学. 北京：中国建筑工业出版社，1997 3.包世华、方鄂华.高层建筑结构设计.北京：清华大学出版社，1985 4.丰定国、王社良.抗震结构设计. 武汉：武汉理工大学出版社，2003 5.建筑抗震设计规范（GB50011—2001）. 北京：中国建筑工业出版社，2001 6.建筑结构荷载规范（GB50009—2001）. 北京：中国建筑工业出版社，2001