毕业设计论文_某综合办公楼设计

I摘要本工程是位于某市中天街西段的某综合办公楼，采用框架结构，主体结构七层，本地区抗震设防烈度为7度，场地类别为二类场地。夏季主导风向为东南风，冬季为北风，基本风压05。基本雪压0252KN/M。楼屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。本设计贯彻“实用、安2KN/M全、经济、美观”的设计原则。按照建筑设计规范，认真考虑影响设计的各项因素。本设计主要内容为手算选取了结构方案中横向框架第5轴结构设计。在确定框架布局之后，先计算竖向荷载（恒载及活荷载）和风荷载作用下的结构内力。然后进行了重力荷载代表值的计算，接着利用能量法求出自振周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用，进而求出地震作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。找出最不利的一组或几组内力组合。选取其中最不利的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计，完成了平台板、梯段板、平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。对楼板进行了配筋计算。本设计采用独立基础，对基础进行了受力和配筋计算。整个结构在设计过程中，严格遵循现行的国家标准规范，对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之，安全、适用、经济、方便是本设计的原则。关键词框架结构，抗震设计，荷载计算，内力计算，计算配筋ABSTRACTTHEPROJECTISLOCATEDINTHEWESTERNSECTIONOFACITYZHONGTIANSTREETOFFICEBUILDING,USINGTHEFRAMESTRUCTURE,THEMAINSTRUCTUREOFSEVENSTOREYS,THEREGIONSEISMICINTENSITYOF7DEGREES,SITECLASSIFICATIONASSECONDCLASSVENUEDOMINANTWINDDIRECTIONISSOUTHEASTWINDINSUMMERANDWINTERFROMTHENORTHTHEBASICWINDPRESSUREIS052KN/MBASICSNOWPRESSUREIS025THEFLOORANDTHEROOFARE2KN/MMADEOFCASTINPLACEREINFORCEDCONCRETESTRUCTURETHEPRINCIPLEIS“PRACTICAL,SAFE,ECONOMIC,ANDAESTHETIC“INACCORDANCEWITHTHEARCHITECTURALDESIGNSPECIFICATIONS,CAREFULLYCONSIDERTHEVARIOUSFACTORSAFFECTINGTHEDESIGNTHEDESIGNOFTHEMAINCONTENTSWASCALCULATINGTHESTRUCTUREFORTHEPROGRAM5THAXISTRANSVERSEFRAMESTRUCTUREDESIGNBYHANDINDETERMININGTHEFRAMELAYOUT,FIRSTCALCULATETHEVERTICALLOADSDEADLOADANDLIVELOADANDWINDLOADSOFSTRUCTURALFORCESTHENCALCULATETHEGRAVITYLOADREPRESENTATIVEVALUE,THENCALCULATETHEVIBRATIONPERIODBYUSINGTHEENERGYMETHOD,ANDTHENCALCULATETHEHORIZONTALSEISMICLOADBYUSINGTHEBASESHEARMETHOD,ANDTHENFINDTHESTRUCTUREUNDERSEISMICFORCESBENDINGMOMENT,SHEAR,ANDAXIALFORCEIDENTIFYTHEMOSTUNFAVORABLEFORCEOFAGROUPORSEVERALGROUPSOFFORCECOMBINATIONSSELECTONEOFTHEMOSTUNFAVORABLERESULTSCALCULATEDREINFORCEMENTANDDRAWINGINADDITION,THESTRUCTUREOFTHEPROGRAMCARRIEDOUTINTHEINTERIORSTAIRCASEDESIGN,COMPLETIONOFTHEPLATFORMBOARD,BENCHBOARDS,BEAMSANDOTHERCOMPONENTSOFTHEFORCEPLATFORMANDREINFORCEMENTCALCULATIONANDCONSTRUCTIONDRAWINGSREINFORCEMENTCALCULATIONCARRIEDOUTONTHEFLOORTHISFOUNDATIONDESIGNUSESINDEPENDENTFOUNDATION,CARRIEDOUTONTHEBASISOFTHEFORCEANDREINFORCEMENTINTHEDESIGNPROCESSTHEWHOLESTRUCTURE,STRICTCOMPLIANCEWITHEXISTINGNATIONALSTANDARDS,ALLASPECTSOFTHEDESIGNOFCOMPREHENSIVESCIENTIFICCONSIDERATIONSINSHORT,SAFE,SUITABLE,ECONOMICALANDCONVENIENTISTHEDESIGNPRINCIPLEKEYWORDSFRAMESTRUCTURE,SEISMICDESIGN，LOADCALCULATION，INTERNALFORCECALCULATION，CALCULATIONREINFORCEMENT目录前言11设计基本资料211初步设计资料212结构选型22结构布置及计算简图321结构的选型与布置322框架计算简图及梁柱线刚度43荷载统计631恒载标准值计算632活荷载标准值计算733竖向荷载下的框架受荷总图734风荷载标准值计算1135风荷载作用下的位移验算134内力计算1541恒荷载标准值作用下的内力计算1542活荷载标准值作用下的内力计算2343风荷载标准值作用下的内力计算3244水平地震作用计算355内力组合4151框架结构梁内力组合4452框架结构柱内力组合486轴框架梁、柱配筋计算54561框架柱的截面设计5462柱斜截面受弯承载力计算6263框架梁的正，斜截面配筋计算647楼梯计算6771楼梯设计资料6772梯段板设计6873平台板设计6874平台梁设计698基础设计7081地质情况及基础结构7082初步确定基础尺寸7083基础受冲切承载力验算采用荷载基本组合7384配筋计算采用荷载基本组合749楼面设计7610电算校核及分析78结语79致谢80参考文献811前言本设计是按照武汉轻工大学土木工程与建筑工程学院2013年毕业设计要求编写的毕业设计。题目为“某综合办公楼设计”。内容包括建筑设计、结构设计两部份。办公楼是公共建筑，其规范要求比较严格，能体现处建筑和结构设计的很多重要的方面，选择办公楼建筑和结构设计，从而掌握办公楼设计的基本原理，妥善解决其功能关系，满足使用要求。框架结构的建筑平面布置灵活，使用空间大，延性较好，其具有良好的抗震能力。对办公楼非常适用，能满足其较大使用面积的要求。框架结构的研究，对于建筑的荷载情况，分析其受力，采用不同的方法分别计算出各种荷载作用下的弯矩、剪力、轴力，然后进行内力组合，挑选出最不利的内力组合进行截面的承载力计算，保证结构有足够的强度和稳定性。在对竖向荷载的计算种采用了弯矩分配法，对水平荷载采用了D值法，对钢筋混凝土构件的受力性能，受弯构件的正截面和斜截面计算都有应用。本结构计算选用一品框架为计算单元，采用手算的简化计算方法，其中计算框架在竖向荷载下的内力时使用的弯矩二次分配法，不但使计算结果较为合理，而且计算量较小，是一种不错的手算方法。本设计主要通过工程实例来强化大学期间所学的知识，建立一个完整的设计知识体系，了解设计总过程，通过查阅大量的相关设计资料，提高自己的动手能力。1这次设计是在结构教研室各位老师的悉心指导下完成的，在此向你们表示衷心的感谢31设计基本资料11初步设计资料1、工程名称某综合办公楼2、工程概况本工程是某市某街西段，为七层框架结构，一七层均为办公室，总建筑面积。建筑高度为，室内外高差2938M285M。建筑防火等级为二级，建筑耐火等级为二级，耐久年限为二级。60M3、温度冬季室外温度为摄氏度。44、地震烈度本工程抗震设防烈度为7度。5、夏季主导风向为东南风，冬季为北风，基本风压。205KN/M6、雨雪条件基本雪压。205KN/M7、水文资料日最大降雨量为，年最大降雨量为，186784年最大降雨日数913天，土壤标准冻结深度，最高地下水位。98、地质条件本工程所在地，自然地坪以下为粘土层，08M52承载能力为标准值，为中密细砂层，承载能力标准AK20PF5M1值为，场地类别为二类。AK270PF9、材料使用混凝土采用；C3钢筋纵向受力钢筋采用热轧钢筋，其余采用热轧；HRB40HPB30窗均为塑钢窗，；305KN/M门木门，。32/12结构选型1、结构体系选型按设计要求采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。2、屋面结构采用现浇混凝土肋型屋盖，屋面板厚。10M43、楼面结构采用现浇混凝土肋型楼盖，板厚。10M4、楼梯结构采用钢筋混凝土板式楼梯。52结构布置及计算简图21结构的选型与布置（1）结构选型本建筑只有7层，且为办公室，为了便于管理，采用大开间。为了使结构的整体刚度较好，楼面、屋面、楼梯等均采用现浇结构。基础为柱下独立基础。（2）结构布置高层框架结构设计成双向柱抗侧力体系，框架梁、柱中心线重合。结合建筑的平面、立面和剖面布置情况，本办公楼的结构平面和剖面布置分别如图21所示。框架结构房屋中，经济柱距一般为58，本建筑的柱距为75M和81。根据结构布置，本建筑平面全部为双向板。双向板的板厚M为区格短边边长。本建筑由于楼面活荷载不大，为减轻结构自150HL重和节省材料起见，楼面板和屋面板的厚度均取100。本建筑的材料选用如下混凝土采用；C30钢筋纵向受力钢筋采用热轧钢筋，其余采用热轧；HRB40HPB30窗均为塑钢窗，；35KN/M门木门，。302/6图21标准层结构平面布置图722框架计算简图及梁柱线刚度图21所示的框架结构采用纵横向承重体系，是一个空间结构体系，理应按空间结构计算。又高层建筑混凝土结构技术规程（）允许在纵、横两个方向将其按平面框架计算。故手算时JG3201只作横向平面框架计算。（1）梁、柱截面尺寸估算1）框架横梁截面尺寸框架横梁截面高度，截面宽度。本结构中，18HL132BH对主梁取30M7B对次梁取252）框架柱截面尺寸底层柱轴力估算假定结构每平米总荷载设计值为，则底层中柱的轴力设计值约12KN为8573N若采用混凝土捣浇，由混凝土结构附表查得。假C30C143MPAF定柱截面尺寸，则柱的轴压比为6M0BH。查表可知D150MD16AKDM0F2168P因为室内外高差为，故基础自重计算高度取01506/28MH2、按轴心荷载初步确定基础底面积从表83中选荷载标准组合值，11330762KNM3674K285KNMV，2G14M0AAFD考虑偏心荷载的影响，将增大20，即A20124175取基底长短边之比，则，需对进行修正。5N/3BNAF114表82柱基顶荷载基本组合地震内力组合最不利内力组合恒载活载左右12恒05活MMAXMM层次杆件内力种类12恒14活135恒098活13地震左13地震右NNMAXNMINM2143448286192861931993332343644004540045333234364N258261510692425924259381410398700309018372092372092398700309018BV1286269496049601920200081534744474420008153M1531305322833228322642366439883994843988236643988N320996602951812018120469608492434397817444928397817492434397817一层柱底CV91918323080230808471061290113099729011106129011表83柱基顶荷载标准组合115地震恒载层次杆件内力恒载活载左右恒载活载地震左地震右MKMAXNKMINNKMAXM214344828619286192591264763076230762264762591N258261510692425924259309330234002282520282520234002309330BV128626949604960155562463674367462461555M153130532283322831836338143075233814338141836N320996602951812018120381291302876339116302876302876381291一层柱底CV919183230802308073622161239992216122161736116修正公式AKBDM305F2031741682384KPA又取15LBM204AL3、计算基底反力取标准组合及相应的N、V，即KMAXM0762KN3674K285KV，基础及回填土重G01762NAD基础处竖向合力KK347KFN基础处总力矩315623MMV偏心距62700M84KKLEF所以偏心力作用在基础截面内呈梯形分布。KKKMAX61EPLBL347205509KPAKKMIN61FELBL347201550169KPAK24、持力层承载力验算KMAXA79P12308471KPAF20K117均满足要求，所以基础底面尺寸采用是合适的。34M5083基础受冲切承载力验算采用荷载基本组合假设基础高度，保护层厚度取。10MHHP094取，则，柱宽则5S560AT60MA，B02692AMTB/25/21A（1）取基本组合及相应的N、V，即MAXM45K37209K47KN，偏心距0518083M37296LEN所以，偏心力作用在基础截面内。0JMIN637296018195KPA45EPLBL0JAX247NLL又，故C03426952MBH2CTL00BALAH22L56346959540M2LJMAXL4701KNFPHPT073FL06F故满足冲切要求。10H（2）取基本组合及相应的M、V，即MAXN32K39870KN20K，118偏心距0325008M83M976MLEN所以，偏心力作用在基础截面内。0JMAX63011238KPA45EPLBL0JIN9876NLL综上，可知。JMAX236KPA又，故C03495BH22L340609540M22ALJMAXL36859KNFPHPT0771430FLF故满足冲切要求，选用基础高度合适。MH84配筋计算采用荷载基本组合控制截面在柱边处，此时相应的，和值为AB106MAB5062M（1）取基本组合及相应的M、V，即AX405KN37209KN47K，基础及回填土重G1862AD基底处竖向合力K39NF基底处总力矩4057416KMMV偏心距71609M8332LEF所以，偏心力作用在基础截面内。119MAX643296019128KPA505FEPLBLIN54LL（2）取基本组合及相应的M、V，即MAXN32K39870KN20KV，基础及回填土重G216AD基底处竖向合力K459F基底处总力矩30132KNMMV偏心距624M8596LEF所以，偏心力作用在基础截面内。MAX6401412750KPA503EPLBLIN96698FLL综上，可知。MAXMIN28KPA2658KPA，长边方向基底反力为11MINAXMINL5022659826987843KPA长边方向的弯矩为21MAX1MAX1MALPPL234028743287431659KN该方向的受力钢筋面积1206201590539MSYMAFH实配D12100，。26S短边方向的弯矩为2MAXIN148MLABP230650628659895KN6209137M50SAYH实配D12100，。237MS1219楼面设计图91板区格示意图1、对板A轴线尺寸，175ML2405砼C302CT3N/13/MFF，钢筋2HPB0/Y（）板厚1标准层楼面恒荷载362，活荷载20。2K/2KN/（1）荷载设计值由可变荷载效应控制的组合22364KN/MG18Q2713/由永久荷载效应控制的组合122213562487KN/MG019Q2/因为由可变荷载效应控制的组合所得值较大，所以取由可变荷载效应控制的组合所得的荷载值。（2）计算跨度对板A轴线尺寸，175ML2405内跨0C381MB边跨726022、弯矩计算首先假定边缘板带跨中配筋率与中间板带相同，支座截面配筋率不随板带而变，取同一数值，取2U1M12然后利用下式进行连续运算21U2U1U2U01013/2MMPLL0176938LN7NU021UML2101U1U23803LM12176452UUUM210116UUL123220111971348331KNM81027027UNPLM2U7308KNM1126U274U又取则A区格板配筋如表91S0YMARHFS9表91区格板配筋计算表A位置截面0MHKNM（）2SM（）选配钢筋实配钢筋短边方向8131158A8150335跨中长边方向73083748A335短边方向8162315A8150335B支座长边方向73167495A33512410电算校核及分析根据PKPM软件电算结果与手算结果进行比较，存在着一些偏差。具体情况如下1、计算过程中较多部分为计算方便人为加了部分荷载，导致轴力与电算误差较大，而弯矩和剪力基本相等。2、用D值法计算地震荷载与电算结果比较，存在一定误差。由于用D值法计算地震荷载计算梁端弯矩时采用了平衡假定，而当梁柱线刚度比小于3时，按此假定计算有一定误差。另外，电算时考虑了空间的结构作用，但是手算只考虑一榀框架没有联系其它框架梁、板、柱对本框架的作用，也因此存在一定偏差。3、计算过程中井字梁部分为计算方便将各梁看成独立的个体，彼此之间互不影响，但事实并非与此，这也是导致误差的原因之一。4、由于内力组合中未考虑风荷载及活载的最不利组合，因此内力组合也存在一定的偏差。5、计算过程中较多部分取了近似值，这也是导致误差的原因。6、手算部分有一部分荷载值计算有错误，这就导致计算结果与电算有些许差异。7、基础设计部分由于软件不能对土层情况进行输入，可能与实际情况存在较大差异。总而言之，电算的配筋大一些，保守一些，而手算的配筋小一些。总体误差约为8。经综合比较虽然电算与手算存在一定的偏差，但是偏差不大，在工程控制范围内，因此是安全的。125结语通过为期两个多月的毕业设计，总的体会可以用一句话来表达，纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。以往的课程设计都是单独的构件或建筑物的某一部分的设计，而毕业设计则不一样，它需要综合考虑各个方面的工程因素，诸如布局的合理、安全、经济、美观，还要兼顾施工的方便。这是一个综合性系统性的工程，因而要求我们分别从建筑和结构等不同角度去思考问题。在设计的过程中，遇到的问题是不断的。前期的建筑方案由于考虑不周，此后在李进老师及教研室各位老师的帮助下，通过查阅建筑图集，建筑规范以及各种设计资料，使我的建筑设计逐渐合理、经济和美观。在计算机绘图的过程中，我逐渐学会和熟练了AUTOCAD、天正建筑等建筑设计软件以及OFFICE办公软件。在此过程中，我对制图规范有了较为深入地了解，对平、立、剖面图的内容、线形、尺寸标注等问题上有了更为清楚地认识。中期选取了一品框架进行结构设计手算，将各科专业知识贯穿起来加以运用，如恒荷载作用、活荷载作用与抗震的综合考虑并进行内力组合等。开始的计算是错误百出，稍有不仔细，就会出现与规范不符的现象，此外还会出现笔误，于是反复参阅各种规范，设计例题等，把课本上的知识转化为自己的东西。中后期在计算书输入WORD时，由于以前对各种办公软件应用不多，以致开始的输入速度相当的慢，不过经过一段时间的学习，逐渐熟练。紧张的毕业设计终于划上了一个满意的句号，回想起过去两个多月的设计收获是很大的，看到展现在眼前的毕业设计成果，不仅使我对四年来大学所学专业知识的进行了一次比较系统的复习和总结归纳，而且使我真正体会了设计的艰辛和一种付出后得到了回报的满足感和成就感。126同时也为以后的工作打下了坚实的基础，也为以后的人生作好了铺垫。因此，通过本次毕业设计，掌握了结构设计的内容、步骤、和方法，全面了解了设计的过程；培养了正确、熟练的结构方案、结构设计计算、构造处理及绘制结构施工图的能力；培养了正确、熟练运用规范、手册、标准图集及参考书的能力；通过实际工程训练，建立功能设计、施工、经济全面协调的思想，进一步建立建筑、结构工程师的责任意识。127致谢在学校的学习生活即将结束，回顾四年来的学习经历，面对现在的收获，我感到无限欣慰。为此，我向热心帮助过我的所有老师和同学表示由衷的感谢在毕业设计完成之际，我首先要向关心我和指导我的指导老师李进老师表示衷心的感谢在毕业设计中，遇到了许许多多这样那样的问题，有的是专业上的问题，有的是论文格式上的问题，一直以来得到李老师的关心和悉心指导，让我的毕业设计可以顺利的按时完成。同时李老师不仅在专业知识方面给了我指导，而且在做人和为人处事方面也给了我很多建议。十分感谢李老师的建议，我会在即将踏上的工作岗位上积极改变，积极进取。最后，也要衷心地