框架结构毕业设计范例

毕业设计（论文）说明书

学 院 建筑工程学院 专 业年 级姓

名

毕金锋 指导教师

王铁成教授

2011年6月

20日

毕业设计（论文）任务书

题目：剑桥春雨商业楼框架结构设计

学生姓名 学院名称 专 学

业

毕金锋

建筑工程学院 土木工程

号王铁成 教授

指导教师 职

称

一、原始依据（包括设计或论文的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等。）

框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。采用结构的房屋墙体不承重，仅起到围护和分隔作用，一般用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭石、陶粒等轻质板材砌筑或装配而成。框架建筑的主要优点有：空间分隔灵活，自重轻，有利于抗震，节省材料；具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构；框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期；采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好，能达到较好的抗震效果，而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。

本设计基于工程实际，工程位于河北省石家庄市，为钢筋混凝土框架结构多层商业楼。建筑物地上五层，地下一层。建筑面积约为5857.2m2，建筑总高度为19.05m。

考虑地震作用，抗震设防烈度为7度（第2组），设计基本地震加速度值为0.10g，场地类别Ⅱ类。风荷载0.3kN/m2,雪荷载0.2kN/m2。

这次设计的主要目的是学习和掌握钢筋混凝土框架结构的基本设计思想和方法，了解实际工程的设计过程。

二、参考文献

[1]梁峰，张叙．框架结构施工图设计实例[M]．北京：中国建筑工业出版社，

2007

[2]杨杰．框架结构计算分析[M]．北京：中国水利水电出版社，2008 [3]混凝土结构设计规范（GB50010-2002）[S]．北京：中国建筑工业出版社，

2002

[4]建筑结构荷载规范（GB50009-2001）[S]．北京：中国建筑工业出版社，2001

[5]房屋建筑制图统一标准（GB/T50000-2001）[S]．北京：中国建筑工业出

版社，2001

[6]总制图标准（GB/T54103-2001）[S]．北京：中国建筑工业出版社，2001 [7]建筑制图标准（GB/T50104-2001）[S]．北京：中国建筑工业出版社，2001 [8]建筑结构制图（GB/T50105-2001）[S]．北京：中国建筑工业出版社，2001 [9]建筑抗震规范（GB50011-2001）[S]．北京：中国建筑工业出版社，2001 [10]PKPMCAD系列说明书．PKPM工程部

[11]戴自强等．钢筋混凝土房屋结构[M]．天津：天津大学出版社，2002 [12]王铁成．混凝土结构原理[M]．天津：天津大学出版社，2002 [13]姚谨英．建筑施工技术[M]．北京：中国建筑工业出版社，2003 [14]姚谨英．建筑施工组织[M]．北京：中国建筑工业出版社，2003 [15]刘昭培，张韫美．结构力学[M]．天津：天津大学出版社，2000 [16]王小红，罗建阳．建筑结构CAD—PKPM软件应用[M]．北京：中国建

筑工业出版社，2006

三、设计（研究）内容和要求（包括设计或研究内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求。）

该工程位于河北省石家庄市，为钢筋混凝土框架结构多层商业楼。建筑物地上五层，地下一层。建筑面积约为5857.2m2，建筑总高度为19.05m。

考虑地震作用，抗震设防烈度为7度（第2组），设计基本地震加速度值为0.10g，场地类别Ⅱ类。风荷载0.3kN/m2,雪荷载0.2kN/m2。

进行结构设计、配筋设计和施工组织设计。 （一）结构设计内容 1．结构方案及结构布置 2．标准构件选型 3．框架内力计算 4．梁柱配筋 5．绘制结构施工图 6．整理计算书 （二）施工组织设计

1．确定主要分部分项工程施工方案 2．主导工程施工设计 3．单位工程施工进度计划设计 4．施工平面图设计 5．整理设计说明书

结合《混凝土结构设计规范》和通常的钢筋混凝土结构设计方法，要求具有钢筋混凝土结构设计的基本知识和计算能力，能够使用计算机，经过学习可以绘图和进行基本的计算。

指导教师（签字）

年 月 日

审题小组组长（签字）

年 月 日

天津大学本科生毕业设计（论文）开题报告

课题名称 学院名称 学生姓名

剑桥春雨商业楼框架结构设计 建筑工程学院 毕金锋

专业名称 指导教师

土木工程 王铁成

一、设计意义

框架结构是目前应用最广泛的结构形式之一，可广泛应用于民用住宅、办公楼、旅馆、医院、商场和工业车间等。框架建筑的主要优点有：空间分隔灵活，自重轻，有利于抗震，节省材料；具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构；框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期；采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好，设计处理好也能达到较好的抗震效果，而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。

建筑的结构设计是否合理，主要取决于结构体系、结构布置、构件的截面尺寸、材料强度等级以及主要构造措施是否合理。由于框架结构计算涉及到的数学公式较多，并且计算量很大，近年来，随着经济进一步发展，城市人口集中、用地紧张以及商业竞争的激烈化，更加剧了房屋设计的复杂性，大量多高层建筑不断涌现。这些建筑无论从时间上，还是从劳动量上，都客观的需要计算机程序的辅助设计。这样，结构软件在结构设计中的应用就显得尤为重要。

通过合理设计，框架结构本身的抗震性能较好，能够承受较大变形。通过框架结构设计，可以熟悉多层类型房屋的建筑和结构选型、结构布置、结构计算及主要结构施工图绘制过程；通过绘制施工图,编制计算书强化绘图和使用专业软件进行分析计算的基本技能；同时了解建筑工程中多工种协调、配合的重要性，培养交流、沟通能力和团队协作精神；从而具备工程技术人员应有的基本技能和素质。

二、设计内容

该工程位于河北省石家庄市，为钢筋混凝土框架结构多层商业楼。建筑物地上五层，地下一层。建筑面积约为5857.2m2，建筑总高度为19.05m。

考虑地震作用，抗震设防烈度为7度（第2组），设计基本地震加速度值为0.10g，场地类别Ⅱ类。风荷载0.3kN/m2,雪荷载0.2kN/m2。

进行结构设计、配筋设计和施工组织设计。 （一）结构设计内容 1．结构方案及结构布置 2．标准构件选型 3．框架内力计算 4．梁柱配筋 5．绘制结构施工图 6．整理计算书 （二）施工组织设计

1．确定主要分部分项工程施工方案 2．主导工程施工设计 3．单位工程施工进度计划设计 4．施工平面图设计 5．整理设计说明书

三、设计方法

1.本设计遵循经济、美观、安全、适用的设计原则，设计过程中结合钢筋混凝土结构设计方法，保证建筑使用功能。

2.在构件选择和布置以及配筋时，应认真参阅规范，充分考虑框架结构自身特点。

3.计算部分拟采用弯矩分配法对结构在竖向荷载作用下进行简化计算，水平地震作用主要利用机算的方式进行分析，最后进行内力组合。

4.应用正确的概念设计，加强构造措施。

四、设计原则

本设计应遵循以下几个原则：

1．刚柔并济。结构太刚则变形能力差，强大的破坏力瞬间袭来时，需要承受的力很大，容易造成局部受损最后全部毁坏；而太柔的结构虽然可以很好的消减外力，但容易造成变形过大而无法使用甚至全体倾覆。

2．多道防线。安全的结构体系是层层设防的，在荷载作用下，所有抵抗外力的结构通力合作。本结构设计的柱与梁上下左右贯通，以确保传力途径的完整，避免地震及荷载作用下局部应力集中导致结构破坏。

3．“强柱弱梁”。由于框架柱受轴向压力作用，其延性通常比梁的延性小，一旦框架柱先于框架梁出现塑性铰，就会产生较大的层间位移，甚至形

成同层各柱上下端同时出现塑性铰的“柱铰结构”，从而危及结构承受竖向荷载的能力而造成结构的倒塌。

4．“强剪弱弯”。为了防止梁端、柱端在弯曲屈服前出现脆性剪切破坏，则要使构件的受剪承载力大于构件弯曲时实际达到的剪力；

5．“强节点弱构件”。由于对节点进行抗震结构设计，所以要求使框架节点核心区不先于梁柱破坏。

框架结构住宅设计在工程实践中已取得丰富的实践经验，设计中充分结合实际工程经验。

五、主要参考文献

[1]梁峰，张叙．框架结构施工图设计实例[M]．北京：中国建筑工业出版社，2007

[2]杨杰．框架结构计算分析[M]．北京：中国水利水电出版社，2008 [3]混凝土结构设计规范（GB50010-2002）[S]．北京：中国建筑工业出版社，2002

[4]建筑结构荷载规范（GB50009-2001）[S]．北京：中国建筑工业出版社，2001

[5]房屋建筑制图统一标准（GB/T50000-2001）[S]．北京：中国建筑工业出版社，2001

[6]总制图标准（GB/T54103-2001）[S]．北京：中国建筑工业出版社，2001

[7]建筑制图标准（GB/T50104-2001）[S]．北京：中国建筑工业出版社，2001

[8]建筑结构制图（GB/T50105-2001）[S]．北京：中国建筑工业出版社，2001

[9]建筑抗震规范（GB50011-2001）[S]．北京：中国建筑工业出版社，2001

[10]PKPMCAD系列说明书．PKPM工程部

[11]戴自强等．钢筋混凝土房屋结构[M]．天津：天津大学出版社，2002[12]王铁成．混凝土结构原理[M]．天津：天津大学出版社，2002 [13]姚谨英．建筑施工技术[M]．北京：中国建筑工业出版社，2003 [14]姚谨英．建筑施工组织[M]．北京：中国建筑工业出版社，2003 [15]刘昭培，张韫美．结构力学[M]．天津：天津大学出版社，2000 [16]王小红，罗建阳．建筑结构CAD—PKPM软件应用[M]．北京：中

国建筑工业出版社，2006

六、进度计划安排

2010.11.25-2011.03.02 查阅相关资料，熟悉设计内容； 2011.03.03-2011.03.06 开题报告，收集资料； 2011.03.07-2011.03.13 结构选型和布置； 2011.03.14-2011.04.01 荷载计算； 2011.04.02-2011.04.30 结构主体计算；

2011.05.01-2011.05.05 用PKPM对结构整体分析； 2011.05.06-2011.05.21 施工组织设计； 2011.05.22-2011.06.01 图纸绘制； 2011.06.02-2011.06.07 外文翻译； 2011.06.08-2011.06.20 设计的审核修改。

选题是否合适：是□否□ 课题能否实现：能□不能□

指导教师（签字）

年 月

选题是否合适：是□否□ 课题能否实现：能□不能□

审题小组组长（签字）

年 月 日

日

摘 要

本设计的内容是钢筋混凝土框架结构多层建筑，总建筑面积约为5857m2。设计说明书共分四章。

第一章是建筑概况。包括该建筑的基本情况，场地特性，建筑材料选用，地震情况和装饰做法等。

第二章是结构选型和布置。包括平面布置，柱、梁的截面选择和布置情况。 第三章是结构计算。包括荷载计算，竖向荷载和水平地震作用下的内力计算及内力组合。计算主要采用手算和机算两种方法，其中手算部分包括用弯矩分配法进行竖向荷载作用下弯矩、轴力和剪力的计算，竖向荷载和水平地震作用下内力的组合。机算部分包括采用结构设计计算机辅助软件PKPM/SATWE进行结构设计，并进行三维空间受力分析，得出结构构件的内力，并对梁和柱进行配筋和验算。

第四章为施工组织设计。包括施工方法、进度安排、现场布置等。 附录专业英语资料及中文翻译。

计算说明书附有图纸九张：平面图（1）、立面图（3张）、剖面图（1张）、配筋图（4张）。

关键词：框架结构；地震作用；内力组合；配筋；PKPM/SAT

ABSTRACT

This is the design of a multi-story building of reinforced concrete frame structure. The total floor area is about 5857m2. Totally there are 4 chapters included.

Chapter 1 is about architectural characteristics, including the general view of the building, the site characterization, use of materials, condition of earthquake, and methods of decoration.

Chapter 2 is about selection and layout of structural components. This chapter consists of the layout of the plan, specific distribution of columns, beams and section property.

Chapter 3 is structural calculation, involving calculation of loads, calculation and combination of internal forces generated from vertical load and earthquake. There are two ways to calculate, by hand and by computer software. The calculation by hand includes the calculation of moments caused by vertical load by means of moment distribution, axial and shear force under the vertical-load and the combination of internal forces caused by vertical load and horizontal action of earthquake. Structural design computer software PKPM/SATWE is adopted to make 3D structural analysis. With the analytical results of PKPM, the reinforcements of beams and columns have been calculated.

Chapter 4 is the design of construction organizing.

Attached here is a translation of construction engineering in specialty English. The explanation of this design also includes six architectural drawings, one plan, one elevation, two sections and detailed reinforcements of a frame.

Key words: frame structure, earthquakes, combination of internal force, reinforcement, PKPM/SATWE

目 录

第一章 建筑概况................................................................ 1 

1.1 工程基本资料 ....................................................................... 1 1.2 工程相关图纸 ....................................................................... 1 

第二章 结构选型和布置 ................................................... 5 

2.1 结构平面布置和选型 ........................................................... 5 2.2 基本构件截面特性 ............................................................... 6 

第三章 结构计算 ............................................................... 8 

3.1 荷载计算 ............................................................................... 8 3.2 竖向荷载下中间框架内力计算 ........................................... 8 3.3 水平荷载下框架内力计算 ................................................. 21 3.4 内力组合 ............................................................................. 38 3.5 内力包络图 ......................................................................... 43 

第四章 施工组织设计 ..................................................... 45 

4.1 编制依据 ............................................................................. 45 4.2 工程概况 ............................................................................. 45 4.3 主要施工方案 ..................................................................... 46 4.4 季节性施工保证措施 ......................................................... 65 4.5 施工现场环保措施 ............................................................. 66 4.6 施工进度计划 ..................................................................... 67 

参考文献 ................................................................................. 71 外文资料 ................................................................................. 72

中文译文..................................................................................................... 104 致 谢 ............................................................................... 135

第一章 建筑概况

1.1 工程基本资料

该工程位于河北省石家庄市，为钢筋混凝土框架结构多层商业楼。建筑物地上五层，地下一层。建筑面积约为5857.2m2，建筑总高度为19.05m。

考虑地震作用，抗震设防烈度为7度（第2组），设计基本地震加速度值为0.10g，场地类别Ⅱ类。风荷载0.3kN/m2,雪荷载0.2kN/m2。

建筑物设计使用年限为50年，外保温使用年限为25年，建筑物耐火极限地上部分为二级，地下部分为一级。

采用材料：混凝土强度等级：C30；钢筋种类：HPB235（Ⅰ）；HRB335（Ⅱ）；HRB400（Ⅲ）。

屋面做法：三毡二油防水层；冷底子油热玛蹄脂二道；60mm厚加强型水泥石膏聚苯保温板；20mm厚水泥砂浆找平层；100mm厚钢筋混凝土现浇楼板；吊顶（或粉底）。

楼面做法：水磨石地面；100mm厚钢筋混凝土现浇板；粉底（或吊顶）。 墙体：200mm厚加气混凝土砌块填充墙；外纵墙采用浅黄色瓷砖贴面；内抹灰为20厚；内墙抹灰为20厚。

楼地面：本楼楼地面主要采用水泥楼地面，面层厚度均按20mm预留，卫生间较本层楼地面低20mm，向地漏找泛水0.5%。

屋面：本楼屋面为上人屋面，屋面排水均采用内排水。

楼梯做法：楼梯采用突木扶手，铸铁栏杆，铺防滑地砖，墙面刷乳胶漆。 门窗：外墙，塑钢窗；内墙，木窗；内墙，木门；车库，铁门；其他，组合门。

工程做法：

油漆：本工程内木门及其他构件油漆颜色由甲方定。金属栏杆均刷防锈漆两度，调和漆两度。

其他：排水管为Φ50钢管，雨水管为Φ50钢管；施工时请让结构、水、暖、电等专业图纸密切配合，并符合验收标准；本工程的五金配件及生活洁具由甲方自定。

1.2 工程相关图纸

该建筑的北、南、西立面图如下图所示：

图1-1 北立面图

2

图1-2 南立面图

3

图1-3 西立面图

4