银行办公楼钢结构毕业设计计算书

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1 前 言

在此次毕业设计中，设计内容包括建筑设计、结构设计和施工组织设计三部分。

建筑设计在整个工程设计中起着主导和先行的作用，着重解决建筑物 内部各种使用功能和使用空间的合理安排，建筑与周围环境，与各种外部条件的协调配合，内部和外表的艺术效果，各个细部的构造方式等。创造出既符合科学性又具有艺术的生产和生活环境。

结构设计是土木工程毕业设计的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。结构计算的目的在于保证所设计的结构和结构构件在施工和工作过程中能满足预期的安全性和使用性要求。

施工组织设计是毕业设计的实践阶段，通过四年的学习，把学到的理论知识能够灵活的运用到实践中去，锻炼学生的实践能力和组织能力。

本毕业设计题目为《青岛市某银行7层钢结构综合办公楼》。在设计前期，我再次学习了《土建工程制图》、《房屋建筑学》、《钢结构》、《混凝土结构》、《结构力学》、《土力学》、《基础工程》、《建筑结构抗震设计》、《土木工程施工》、《高层建筑施工新技术》等知识，并借阅了《钢结构规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》、《砌体规范》、《建筑地基基础设计规范》、《抗震规范》等规范。在网上搜集了不少资料，并做了笔记。

在建筑设计中，通过查找各种资料并结合自己工程本身的功能和特点初步确定建筑方案。在设计过程中，要考虑它的使用功能，建筑与结构，建筑与各种设备等相关技术的综合协调，以及如何以更少的材料，劳动力，投资和时间来实现各种要求，使建筑物做到适用，经济，坚固，美观。

在结构设计中，我通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行计算和分析(主要包括结构的布置和选型、一榀框架的设计、楼梯的设计、楼板的设计、雨蓬的设计)。在结构设计后期，主要进行设计手稿的电脑输入和手画图和PKPM及AUTOCAD计算出图。

在施工组织设计中，我通过所学的基本理论和专业知识进行网络图和施工组织总平面图的绘制。

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在设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进行内力组合的计算时，进一步了解了Excel；在绘图时熟练掌握了AutoCAD，PKPM等专业软件。以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求,其目的与要求就是让我们在将来的工作岗位中能够胜任本职工作。

框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。

周靖雯

2012年5月20日

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2 建 筑 设 计

1 设计概况

1.1 建设项目名称：青岛市某银行营业办公楼 1.2 建设地点：青岛市 1.3 设计要求及内容： 1.3.1 基本条件：

本工程为青岛市某银行营业办公楼，建筑地点为青岛市区林海路段，建筑设计要求体现现代建筑的特点，并体现节能的要求，建筑造型要简洁流畅。拟建筑面积5000㎡左右，建筑红线内场地长度80m，宽度60m，建筑层数7层。采用钢框架结构。

1.3.2 气象、水文、地质资料：

1) 年平均气温20℃；最低温度－10℃；最高温度38℃。 2) 平均年总降雨量1000mm,最大降雨量110 mm/日。 3) 基本风压：W0= 0.45 KN/m2。 4) 基本雪压：S0=0.3KN/m2。

5) 主导风向：夏季为南、西南风；冬季为东北风

6) 地下水：无侵蚀性，最高地下水位距地面8.0m，最低地下水位距地面12.0m; 7) 使用年限：50年

8) 由地质勘察报告知，该场地由上而下可分为四层：人工填土：主要为煤渣、

石灰渣、混凝土块等，本层分布稳定，厚1.5米；粗砾砂：地基承载力标准值fak=300Kpa, 土层厚1米；卵石中密：地基承载力标准值fak=350Kpa, 土层厚5-7米；基岩表层中度风化。基坑开挖时，建议允许坡度值为1:0.35.地下水静止水位埋深为8m，可不考虑水质对基础的侵蚀性。地区地震烈度为6度，最大冻深0.5m。

1.3.3 抗震设防要求：6度，设计地震分组第二组，设计基本加速度值为0.05g。 1.3.4 底层室内主要地坪标高为±0.000，室外—0.45。根据地质资料确定基础顶面离室内地面为1000mm。因此求得底层计算高度为4.5+1=5.5m。 2.2采光、通风、防火设计

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1.采光、通风设计：在设计中选择合适的门窗位置，取得良好的效果以便于通风。 2.防火设计

本工程耐火等级为二级，建筑的内部装修、陈设均应做到难燃化，以减少火灾的发生及降低蔓延速度，公共安全出口设有两个，可以方便人员疏散。楼梯间应采用封闭式，防止烟火侵袭。在疏散门处应设有明显的标志。各层均应设有手动、自动报警器及高压灭火水枪。 2.3建筑细部设计

1、建筑热工设计应做到因地制宜，保证室内基本的热环境要求，发挥投资的经济效益。

2、建筑体型设计应有利于减少空调与采暖的冷热负荷，做好建筑围护结构的保温和隔热，以利节能。

3、采暖地区的保温隔热标准应符合现行的《民用建筑节能设计标准》的规定。 4、室内应尽量利用天然采光。

5、为满足防火和安全疏散要求，设有三部楼梯。

6、宾馆内的布置与装修以清新自然为主，卫生间的地面铺有防滑地板砖，墙面白色石膏罩面。 2.4方案构思

设计采用钢结构。本设计为总体规划中的单体建筑，设计中充分考虑到总体规划提出的要求、建筑高度、抗震设防烈度和周围环境的关系，建筑平面布置简单、规则、对称、长宽比不大，对抗震有利，结构具有较好的整体性；同时考虑到结构不同使用功能的需求，建筑平面布置较为灵活，可以自由分割空间，选用框架结构；立面注意对比与呼应、节奏与韵律，体现建筑物质功能与精神功能的双重特性。 2.5设计过程

建筑设计根据建筑用地条件和建筑使用功能、周边城市环境特点，首先设计建筑平面，包括建筑平面选择、平面柱网布置、平面交通组织及平面功能设计；其次进行立面造型、剖面设计；最后设计楼梯和卫生间。本设计满足建筑单位的使用要求，技术措施合理，同时，通风、采光、消防等技术指标均满足相应的规范和规定。

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3 结构计算书

2.1 结构承重方案选择

根据建筑功能要求以及建筑施工的布置图，本工程确定采用框架承重方案，框架梁、柱布置参见结构平面图。

2.2.1 主要构件选型及尺寸初步估算

本工程主梁和柱子采用Q235B钢材,焊接材料应与之相适应,手工焊采用E43系列焊条

楼板、梁﹑柱截面尺寸估算 （１）组合楼板：100厚混凝土板

2.2.2 确定结构计算简图

根据结构设计的特点，可取一榀典型横向框架做为计算单元，这里取3轴框

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架进行计算，计算简图见图2.1，柱底标高取—0.45m.。

框架计算简图

2.2 荷载统计 2.2.1 恒载标准值 （1）屋面：

防水层SBS： 0.40 KN/m2

找平层20厚1:2水泥砂浆： 0.02×20=0.40KN/m2

找坡层（40—120，2%找坡） 0.56 KN/m2

保温层：100mm厚膨胀珍珠岩保温层： 0.32KN/m2

结构层：110厚钢筋混凝土板：

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2.75KN/m

压型钢板： 0.22KN/m2

0.30KN/m2

合计 4.95KN/m2

折算为线荷载：4.95 3.6 17.078KN/m

（2）楼面：

大理石面层，水泥砂浆擦缝

30mm厚1:3干硬性水泥砂浆面上撒2mm厚水泥 1.16KN/m2

水泥砂浆结合层一道：

结构层：110厚现浇混凝土板： 2.75KN/m2

装饰层： 0.30 KN/m2

0.22KN/m2

合计 4.43KN/m2

折算为线荷载：4.43 3.6 15.948KN/m

（3）外纵墙： 底层：

A轴：铝合金玻璃窗： 2.268KN

2

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砌体墙： 23.789KN

水刷石外墙： 5.04KN

水刷石内墙： 3.629KN

合计 34.726KN

E轴：铝合金玻璃窗： 2.268KN

砌体墙： 23.789KN

水刷石外墙： 5.04KN

水刷石内墙： 3.629KN

合计 34.726KN

柱的集中荷载 34.726KN 标准层：

B轴：铝合金玻璃窗： 2.268KN

砌体墙： 18.691KN

水刷石外墙：

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水刷石内墙： 2.851KN

合计 27.77KN

柱的集中荷载 27.77KN

E轴：铝合金玻璃窗： 2.268KN

砌体墙： 18.691KN

水刷石外墙： 3.96KN

水刷石内墙： 2.851KN

合计 27.77KN

（4） 内横墙自重：

砌体墙： 8.496

KN/m

水泥粉刷内墙面： 0.259 KN/m

合计 8.755 KN/m

（5） 标准层内纵墙自重：

砌体墙：

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铝合金玻璃门： 2.457KN

水泥粉刷内墙面： 5.4KN

合计 25.557KN

（6）首层内纵墙自重：

砌体墙： 35.683KN

水泥粉刷内墙面： 10.886KN

合计 46.569KN

（7）女儿墙自重：

砌体墙： 8.496KN

2.2.2 活载标准值

办公室及走廊楼面： 2.0KN/m2

不上人屋面： 0.5KN/m2

雪荷载： 0.3 KN/m2

屋面活载与雪荷载去大值 2.3 荷载计算 （1）A B轴框架梁

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A B间均布荷载：

一层顶均布荷载=屋面板传荷载： 17.078KN/m A B间集中荷载：无 （2）B C轴间框架梁 B C轴均布荷载：

屋面均布荷载=屋面板传荷载： 17.078KN/m

楼面均布荷载=楼面板传荷载+内横墙自重： 24.703KN/m B C轴集中荷载： B轴：

屋面集中荷载=女儿墙自重： 12.096KN

楼面集中荷载=外纵墙自重： 27.77KN C轴：

屋面集中荷载=无

楼面集中荷载=内纵墙自重： 37.077KN

（3）C D轴框架梁： C D轴均布荷载：

屋面均布荷载 ： 17.078KN/m

楼面均布荷载 ： 15.948KN/m C D轴集中荷载： D轴：

屋面集中荷载：无

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楼面集中荷载： 6.346KN

（4）D E轴框架梁 D E均布荷载：

屋面均布荷载： 17.078KN/m

楼面均布荷载： 24.703KN/m D E集中荷载：

屋面集中荷载： 12.096KN

楼面集中荷载： 27.77KN

恒载标准值计算简图

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2.3.2 活荷载标准值 各层活荷载均为

7.2KN/m

活载标准值计算简图

2.2.3 雪荷载标准值 0.3KN/m2 准永久分区Ⅱ。雪荷载不与活荷载同时组合，取其中的最不利组合。本工程雪荷载较小，荷载组合时直接取活荷载进行组合，而不考虑与雪荷载的组合。 2.2.4 地震作用

本工程抗震设防烈度为6度（0.05g），设计地震分组为第二组，不需要考虑地震作用。

2.2.5 框架受风荷载作用 (1)风压标准值计算

风压标准值计算公式为： k z s z o 风载体型系数按荷载规范取，

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本地区基本风压为：w0=0.45KN/m

楼高H<30m故不考虑风振系数 z，即风振系数取1.0；地面粗糙类别为C类 查表得风载体型系数：迎风面为0.8；背风面为-0.5[3] 故 s 1.3 查表并计算求得框架受风荷载作用如表所示：

2

框架受风荷载作用图(标准值)单位（集中荷载：KN 均布荷载KN/m）

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（2）框架受风荷载作用侧移计算

① 框架梁柱的线刚度计算：

主梁400*200*8*13 I=23700 中柱400*400*43*21 I=66900 边柱350*350*12*19 I=40300 7200跨梁

EbIb2.06 109 23700Kb 0.68 104(KN m)

l72002400跨梁

EbIb2.06 109 23700Kb 2.03 104(KN m)

l240011000跨梁

EbIb2.06 109 23700Kb 0.44 104(KN m)

l11000柱的线刚度 底层： 中柱

EcIc2.06 66900 109

Kb 2.65 104(kN m)

h5200边柱

EcIc2.06 40300 109

Kb 1.60 104(kN m)

h5200标准层： 中柱

EcIc2.06 66900 109

Kb 3.83 104(kN m)

h3600边柱

EcIc2.06 40300 109

Kb 2.31 104(kN m)

h3600

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② 框架柱的侧移刚度D的计算 2～5层值的计算

D 38918(KN/m)

底层值的计算

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D 19996(KN/m)

③ 框架在风荷载作用下的侧移计算结果见下表：

U

J

0.0054mm

④ 侧移验算

层间侧移最大值 0.0022/4.55<1/400，满足要求。 柱顶侧移最大值 0.0054/25.8<1/500，满足要求。 2.3 内力计算及内力组合 2.3.1恒荷载作用下的内力分析

恒载（竖向荷载）作用下的内力计算采用分层法，结构内力可用力矩分配法计算，并可利用结构对称性取二分之一结构计算。 2.3.1.1梁固端弯矩 顶层各跨： BC跨：

MBC

qL217.08 7.22 73.79KM m

1212

MCB 73.79KM m

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CD跨：

MCD

qL217.08 2.42 8.20KM m

1212

MDC 8.20KM m

DE跨：

MDE

qL217.08 7.22 73.79KM m

1212

MED 73.79KM m

中间层各跨： BC跨：

MBC

qL224.70 7.22 106.70KM m

1212

MCB 106.70KM m

CD跨：

MCD

qL215.95 2.42 7.66KM m

1212

MDC 7.66KM m

DE跨：

MDE

qL224.70 7.22 106.70KM m

1212

MDE 106.70KM m

底层各跨： AB跨：MAB

qL217.08 112

172.22KM m

1212

MBA 172.22KM m

BC跨：

MBC

qL224.70 7.22

106.70KM m

1212

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MCB 106.70KM m

CD跨：

MCD

qL215.95 2.42 7.66KM m

1212

MDC 7.66KM m

DE跨：

MDE

qL224.70 7.22 106.70KM m

1212

MDE 106.70KM m

2.3.1.2求各节点的分配系数 节点分配系数 顶层： B7点：

B7B6 2.31*0.9/(2.31*0.9 0.68*2) 0.61 B7C7 0.39

C7点：

C7B7 0.15

C7D7 0.46 C7C6 0.39

D7点：

D7C7 0.46 D7D6 0.39 D7E7 0.15

E5点

E7E6 0.0.61

E7D7 0.39

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标准层： B4点：

B4B5 0.38 B4B3 0.38 B4C4 0.24

C4点：

C4B4 0.11 C4C5 0.28 C4C3 0.28 C4D4 0.33

底层： A1点：

A1B1 0.35

A1A0 0.65

B1点：

B1A1 0.15 B1B2 0.35 B1B0 0.27 B1C1 0.23

C1点

C1B1 0.12 C1C2 0.30 C1C0 0.23 C1D1 0.35

E1点

E1D1 0.27 E1E2 0.42 B1E1 0.31

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2.3.1.3内力计算

弯矩的计算过程如下图，将相邻两层由分层法求得的内力叠加，作为原框架结构的内力，梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加而得。 顶层：

标准层：

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