山东大学主校区办公楼 毕业设计.doc

第1章 建筑设计和结构设计概况1.1 建筑设计概况1.1.1 工程简介及设计依据1. 工程简介 该工程位于山东大学主校区，拟建四层办公楼，屋顶为平屋顶，建筑总面积为4326.39。建筑总高度为15.4m，室内外高差为0.5m。建筑耐火等级为三级，抗震设防烈度为7度，抗震设防类别为丙类，抗震等级为三级，设计使用年限为50年。2. 设计依据（1）民用建筑设计通则 （gb50352-2005）（2）办公建筑设计规范 （jgj 67-2006）（3）建筑设计防火规范 （gb50016-2006）（4）山东建筑做法图集 （l06j002）（5）房屋建筑制图统一标准（gb/t50001-2001）（6）建筑制图标准 （gb/t50104-2001）1.1.2 建筑做法墙面：外墙面：参见l06j002外墙19；内墙面：参见l06j002内墙12；卫生间墙面：参见l06j002内墙30。楼地面：地面：参见l06j002地3；卫生间地面：参见l06j002楼17；其余楼面：参见l06j002楼15；顶棚：参见l06j002棚1；屋面：参见l06j002屋14。门窗：详见门窗表。填充墙采用加气混凝土砌块250厚，隔墙采用200厚。1.2 结构设计概况1.2.1 设计规范1.建筑结构荷载规范 （gb50009-2001）2006年版2.建筑抗震设计规范 （gb50011-2010）3.混凝土结构设计规范 （gb50010-2010）4.建筑结构制图标准 （gb/t50105-2010）5.建筑地基基础设计规范（gb50007-2011）1.2.2 自然条件1. 基本风压：0.55，基本雪压：0.40 2. 抗震设防烈度：7度3. 场地类别：类4. 地面粗糙程度：b类5. 工程地质概况：(1)素填土，主要由粘土组成，欠固结，平均厚度为1.40 m；(2)粘土，在场区局部分布，呈硬塑状态，中等压缩性，平均厚度为1.74 m，承载力特征值为160kpa；(3)粘土，分布于整个场区，土质较均匀，呈硬塑坚塑状态，中等压缩性，为超固结土，平均厚度为6.81m，承载力特征值为180kpa；(4)角砾，以风化花岗岩、云母片岩碎屑、石英等为主，孔隙填充可塑状粘性土，饱和，呈稍中密状态，平均厚度为1.0 m，渗透系数为6.010-2 cm/s, 承载力特征值为230kpa；(5)强风化变粒岩，分布于整个场区，主要成分为长石，岩体破碎，岩石坚硬程度为极软岩，平局厚度为7.23m，渗透系数大于7.010-2cm/s, 承载力特征值为350kpa。勘察期间，地下水位稳定埋深平均为1.10 m。地下水赋存于素填土层、角砾层和强风化变粒岩中，其中，角砾层和强风化变粒岩中的地下水为承压水，承压水水位标高分别为7.56m和7.46m(黄海高程)。1.2.3 楼层使用荷载（活荷载）卫生间、厨房、楼梯间，非上人屋面。1.2.4 结构形式本工程采用框架结构，框架抗震等级为三级。梁、板、柱均为现浇混凝土。本建筑总长为54.32小于55，结构布置为l形，设置抗震缝，宽度为120mm。混凝土强度等级为梁、柱、板均为c30。基础为柱下独立基础，基础垫层混凝土强度等级c15。柱、梁的纵向钢筋均采用hrb400，箍筋采用hrb400。第2章 结构布置与计算简图2.1 结构布置2.1.1 布置原则框架的结构布置既要满足建筑功能的要求，又要使结构受力合理，方便施工。柱网均匀对称，梁全部贯通对结构有利。建筑及抗侧力结构的平面布置宜规则对称，立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小。应尽量避免结构缺梁、缺柱、凹凸等平面不规则框架和错层、内收、外挑等竖向不规则框架。本建筑总长为54.32,设置抗震缝，宽度为120mm。 2.1.2 柱网布置平面结构布置图见图2.1图中梁柱按截面尺寸大小；kl1;b=300mm，h=600mm kl2;b=300mm,h=600mm 跨中梁为：b=300mm,h=400mm ；kl3;b=300mm，h=600mm 跨中梁为：b=300mm,h=400mm ； 连梁为; b=300mm,h=500mm ; b=300mm,h=400mm柱尺寸为；底层；b=550mm，h=550mm 其它层；b=500mm，h=500mm 图2.1平面布置2.2 计算简图的确定2.2.1 以6轴线作为计算单元1. 框架层高的确定本工程为平屋顶，采用柱下独立基础，初步确定基础顶面距室外地面，故底层的计算层高为，其余层计算层高根据上下层横梁轴线之间的距离确定，本工程上下层横梁截面高度相同，层高也相同，故计算层高等于楼层高度3.6m。2. 框架的计算简图6轴计算单元的计算简图见图2.32.2.2 梁、板、柱截面尺寸的估算1. 初步估算梁板的截面尺寸梁高h=（1/101/15）l 梁宽b=（1/21/3）hbc跨度为7200mm,则h=480720故取h=600mm,b=300mm 其余框架梁均取h=500mm,b=300mm 或b=300mm，h=400mm板厚度，故取mm， 图2.2 6轴计算单元计算简图及对应质量串2 . 初步估算柱的截面尺寸抗震等级为三级的框架柱的截面尺寸可由轴压比初步确定。估算柱的轴力设计值n，框架柱轴力设计值n由竖向荷载作用下的轴力设计值nv并考虑地震作用下的影响由下式可得：=(1.21.4)由本工程为三级抗震等级框架，故取=1.2可根据柱受荷面积，层数及荷载进行计算。对于框架，荷载可取1218kn/m，为尽可能的保证安全取为14kn/m。中柱受荷的最大面积为：(3.6+1.2)7.2=34.56 m由式 ，其中 （2.1）来确定柱截面的尺寸。故柱的截面为mm根据计算结果及考虑其他因素，初步确定 底层柱的截面为550mm550mm 二四层柱截面为500mm500mm第3章 重力荷载及重力荷载代表值的计算3.1 重力荷载的计算3.1.1 楼（屋）面的荷载计算1屋面做法（不上人）25 厚 1：2.5 水泥砂浆抹平 200.025= 0.50素水泥浆一道 0.024厚sbs改性沥青防水卷材一道 0.320厚1:3水泥砂浆找平层 200.02=0.4 挤塑性聚苯板保温层60厚 0.50.06=0.0320厚1:3水泥砂浆找平层 200.02=0.41:8水泥膨胀蛭石找坡2%，最薄处40厚 50.04=0.2素水泥浆一道 0.02现浇钢筋混凝土屋面板100厚 250.10=2.520厚板底抹灰 170.02=0.34v形轻钢龙骨吊顶 0.2 合计： 4.91 取 5.02. 楼面做法楼面 1810 厚地面砖 19.80.008=0.1630 厚 1：3 干硬性水泥砂浆结合层 200.03=0.60素水泥浆一道 0.02 100厚现浇混凝土楼面板 250.10=2.5素水泥砂浆一道 0.0220厚板底抹灰 170.02=0.34v形轻钢龙骨吊顶 0. 2 合计： 3.84 取 3.9楼面2（用于卫生间）8-10厚地面砖 19.80.008=0.1630厚1：3干硬性水泥砂浆结合层 200.03=0.601.5厚合成高分子防水涂料 0.0130厚c20细石混凝土找坡抹平 200.03=0.60素水泥砂浆一道 100厚现浇混凝土楼板 素水泥砂浆一道 7厚1:2水泥砂浆找平 7厚1:2.5水泥砂浆打底扫毛或划出纹道 塑料扣板吊顶 0.2 合计： 4.39 取 4.4楼面3（用于楼梯间）c20细石混凝土40厚 水泥浆一道（内掺建筑胶） cl7.5轻集料混凝土60厚 100厚现浇钢筋混凝土楼板 素水泥砂浆一道 0.027厚1:2水泥砂浆找平 7厚1:2.5水泥砂浆打底扫毛或划出纹道 合计： 4.412 取 4.53屋面及楼面可变荷载标准值查建筑荷载规范 gb50009-2001（2006年版）(1）不上人屋面均布活荷载标准值 0.5 (2）楼面活荷载标准值 2.0(3）屋面雪荷载标准值 （3.1）（式中 为屋面积雪分布系数）3.1.2 墙、门、窗、梁、柱重力荷载计算1外墙（250厚）外墙弹性涂料刷弹性底涂，刮柔性腻子 3-5厚抗裂砂浆复合耐碱玻纤维网格布 0.05聚苯保温层40厚 0.50.04=0.0220厚1:1:6水泥石灰膏砂浆抹平 刷界面砂浆一道 0.02250厚加气混凝土砌块 刷界面砂浆一道 0.027厚1：1：6水泥石灰膏砂浆打底扫毛 7厚1：1：0.3水泥石灰膏砂浆找平扫毛 7厚1：0.3：2.5水泥石灰膏砂浆压实抹光 内墙涂料 合计： 2.207 取 2.32. 外墙（200厚）外墙弹性涂料刷弹性底涂，刮柔性腻子 3-5厚抗裂砂浆复合耐碱玻纤维网格布 0.05聚苯保温层40厚 0.50.04=0.0220厚1:1:6水泥石灰膏砂浆抹平 刷界面砂浆一道 0.02200厚加气混凝土砌块 刷界面砂浆一道 0.027厚1：1：6水泥石灰膏砂浆打底扫毛 7厚1：1：0.3水泥石灰膏砂浆找平扫毛 7厚1：0.3：2.5水泥石灰膏砂浆压实抹光 内墙涂料 合计： 1.907 取 2.03内墙内墙涂料2 厚粉刷石膏罩面 0.038 厚粉刷石膏砂浆分遍找平 7 厚 1：1：6 水泥石灰膏砂浆打底扫毛 3 厚专用界面砂浆打底刮糙或甩毛 200厚加气混凝土砌块墙 刷界面处理剂一道7厚1：1：6水泥石灰膏砂浆打底扫毛 7厚1：1：0.3水泥石灰膏砂浆找平扫毛 7厚1：0.3：2.5水泥石灰膏砂浆压实抹光 内墙涂料 合计： 1.802 取 1.94卫生间内墙（200厚加气混凝土砌块）5 厚面砖，擦缝材料擦缝 0.1234 厚瓷砖胶粘剂，揉挤压实 0.021.5 厚聚合物水泥防水涂料 0.0246 厚 1：3 水泥砂浆压实抹平 200.006=0.129 厚 1：1：6 水泥石灰膏砂浆打底扫毛 刷界面处理剂一道 200厚加气混凝土砌块墙 刷界面处理剂 7厚1：1：6水泥石灰膏砂浆打底扫毛 7厚1：1：0.3水泥石灰膏砂浆找平扫毛 7厚1：0.3：2.5水泥石灰膏砂浆压实抹光 内墙涂料 合计： 1.804 取 1.95女儿墙（250厚加气混凝土砌块）混凝土界面处理剂一道9厚2:1:8水泥石灰膏砂浆刮平扫毛 9厚1:1:6水泥石灰膏砂浆刮平扫毛 7厚1:2.5水泥砂浆抹平压光 喷多色平浆点羊毛滚涂罩面剂一道250厚加气混凝土砌块 20厚1:3水泥砂浆找平层 内墙涂料 合计： 2.156 取 2.26女儿墙（200厚加气混凝土砌块）混凝土界面处理剂一道9厚2:1:8水泥石灰膏砂浆刮平扫毛 9厚1:1:6水泥石灰膏砂浆刮平扫毛 7厚1:2.5水泥砂浆抹平压光 喷多色平浆点羊毛滚涂罩面剂一道200厚加气混凝土砌块 20厚1:3水泥砂浆找平层 内墙涂料 合计： 1.856 取 1.97梁自重；(1) bh=300600 梁重 （0.6-0.1）0. 325=3.75 16厚梁侧抹灰 170.0160.52=0.27 合计： 4.02 取 4.1(2) bh=300400 梁重 （0.4-0.1)0.325=2.25 16厚梁侧抹灰 170.0160.32=0.16 合计： 2.41 取 2.5(3) bh=300500 梁重 （0.5-0.1）0. 325=3.0 16厚梁侧抹灰 170.0160.32=0.16 合计： 3.16 取 3.28柱自重；(1) bh=500500 柱重 0.50.525=6.25 16厚梁侧抹灰 170.0160.54=0.54 合计： 6.79 取 6.8(2) bh=500500 柱重 0.550.5525=7.56 16厚梁侧抹灰 170.0160.554=0.60 合计： 8.16 取 8.29. 木门 0.2010铝合金门窗 0.403.1.3 梁重力荷载代表值见表3.1 表3.1 梁重力荷载代表值层次构件（）合计底层横梁10.3 0.64.16.32514363.06576.762.2218.04横梁20.30.42.52.2527.5横梁30.30.53.26.8257152.884.775 115.28纵梁10.30.64.16.54106.6569.586.654109.063.65344.906.4754106.193.3340.5974114.8纵梁20.30.53.26.825121.84纵梁30.30.42.53.6519.133.3216.5梁重力荷载代表值为1146.34续3.1表：层次构件(）合计二四层横梁10.30.64.16.42514368.80582.52.2218.04横梁20.30.42.52.2527.5横梁30.30.53.26.8257152.884.775115.28纵梁10.30.64.16.5754107.83575.35(583.85)3.7345.513.40341.826.74109.886.554107.427.04114.8纵梁20.30.53.26.825121.84纵梁30.30.42.53.719.253.42(3)17(25.5)梁重力荷载代表值为1157.85（1166.35），括号内为四层梁的重力荷载代表值。3.1.4 柱重力荷载代表值的计算见表3.2表3.2 柱重力荷载代表值层次构件合计底层柱0.550.558.24.6281056.161056.16二四层柱0.500.506.83.628685.442056.323.2 重力荷载代表值的计算3.2.1 各质点重力荷载代表值计算1底层上半部分 （1）外墙计算长度： 250mm墙 （37.2+0.125+0.170.55）2+16.8+0.2540.55=82 m 200mm墙 16.8+0.2540.55-2.2=12.65 m 计算高度： m 墙体面积：821.2=98.4 （250mm） 12.651.2=15.18 （200mm） 门窗的面积： 外墙总重： （2）内墙总长度： m 墙体的面积： 门窗的面积： 内墙总重： （3）楼板恒载和活载： 卫生间的恒载为 3.9 普通房间为 3.9 楼梯间面积： 卫生间面积： 其余楼板的面积： 楼梯间重： 卫生间重： 楼板总重：320.85+279.94+(3.9+0.52)530.46=3200.04 （4）梁柱自重见表3.1和表3.2 梁柱总重： 综合以上得底层上半部分总重为： 2二层下半部分计算（1）外墙计算长度： 250mm墙 （37.2+0.125+0.170.55）2+16.8+0.2540.55=82 m 200mm墙 16.8+0.2540.55-2.2=12.65 m 计算高度：m 墙体面积：821.8=147.6 （250mm） 12.651.8=22.77 （200mm） 窗的面积：0.9（2.416+23+1.8）+230. 6=45.18 外墙总重：（2）内墙总长度： m 门窗的面积： 内墙总重： 墙体总重： 299.18+515.99=815.17 柱子总重： 685.440.5=342.72 综上可得， 3.二层上半部分的计算 （1）外墙计算长度： 250mm墙 （37.2+0.125+0.170.55）2+16.8+0.2540.55=82 m 200mm墙 16.8+0.2540.55-2.2=12.65 m 计算高度：m 墙体面积：821.8=147.6 （250mm） 12.651.8=22.77 （200mm） 门窗的面积： 外墙总重： （2）内墙总长度：m 门的面积：1150.6+1.50.62=10.08 窗的面积：1.23+1.21.84=12.24 内墙总重：1.9(166.981.2-10.08-12.24)+0.210.08 +0.412.24=345.22 墙体总重：258.48 +345.22=603.7 （3）楼板恒载和活载： 卫生间的恒载为 3.9 普通房间为 3.9 楼梯间面积： 卫生间面积： 其余楼板的面积： 楼梯间重： 卫生间重： 楼板总重：320.85+279.94+(3.9+0.52)530.46=3200.04（4）梁柱自重见上表3.1和3.2 梁柱总重： 综合以上得二层上半部分总重为： 综上可得， 4四层上半部分的计算（1）外墙计算长度： 250mm墙 （37.2+0.125+0.170.55）2+16.8+0.2540.55=82 m 200mm墙 16.8+0.2540.55-2.2=12.65 m 计算高度：m 墙体面积：821.8=147.6 （250mm） 12.651.8=22.77 （200mm） 窗的面积： 外墙总重： （2）内墙总长度：m 门的面积：1150.6+1.50.62=10.08 窗的面积：1.23+1.21.84=12.24 内墙总重：1.9(166.981.2-10.08-12.24)+0.210.08 +0.412.24=345.22 墙体总重：279.68 +345.22=624.9（3）楼板恒载和活载： 楼板的面积： 楼板总重： （4）梁柱自重见上表3.1和3.2 梁柱总重： 综合以上得四层上半部分总重为 3350.03+1509.07 +624.9 =5484（5）女儿墙重 墙体长度：250mm 37.22+16.8=91.2m 200mm 16.8m 女儿墙重：（91.22.2 +1.916.8）0.9+24 （91.20.250.1+16.80.20.1）=211.92 故211.92+5484 =5695.52 综上重力荷载代表值见图3.1 图3.1 重力荷载代表值第4章 横向框架侧移刚度的计算4.1 框架梁、柱的线刚度4.1.1 框架梁线刚度的计算按下式计算横梁的线刚度：，对于边跨梁乘以系数1.5，中跨梁乘以系数2.0，对于楼梯间梁按边跨梁计算。具体计算结果见表4.1 表4.1 横梁线刚度计算表类别位置 1、11轴ab3006007200bc3006002400cd3006007200 3、4、6、8、10轴ab3006007200bc3004002400cd30060072004.1.2 柱线刚度的计算按下式计算柱的线刚度：，具体计算结果见表4.2表4.2 柱线刚度计算表 55055046005005003600框架梁柱线刚度如图4.1图4.1 计算单元梁柱线刚度（）4.2 横向框架的侧移刚度见表4.3表4.3 底层抗侧刚度计算表类别位置数量合计边柱a/1,1146000.680.44 2 a/3,446000.680.44 2a/6,8,1046000.900.483d/1,1046000.680.44 2 d/1146000.450.39 1d/3,4,6,846000.900.484中柱b/1,1146002.710.682b/3,446001.480.572b/6,8,1046001.710.603c/146002.710.681c/1046001.480.571c/3,4,6,846001.710.604c/1146002.490.671表4.4 2-4层抗侧刚度计算表类别位置数量合计边柱a/1,1136000.780.28 2a/3,436000.780.282a/6,8,1036001.040.343d/1,1036000.780.282 d/1136000.520.21 1d/3,4,6,836001.040.344中柱b/1,1136003.110.61 2b/3,436001.700.462b/6,8,1036001.960.493c/136003.110.61 1c/1036001.700.461c/3,4,6,836001.960.494c/1136002.850.591注：底层 ，一般层 ，由以上计算得，横向框架梁的层间侧移刚度（单位：n/mm）见表4.5表4.5 层间侧移刚度层次1234 /=大于0.7经验算知，该框架各层的侧向刚度均大于相邻上一层的70%，且均大于其上三个楼层侧向刚度平均值的80%，故该框架为竖向规则框架。 第5章 横向水平荷载作用下框架内力和侧移的计算5.1 地震荷载作用下框架的内力和侧移计算 5.1.1 横向自振周期的计算结构顶点的假想侧移由下列各式计算： (5.1) (5.2) (5.3)其中层第根柱子。横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算见表5.1表5.1 假想侧移的计算层次/mm/mm45695.525695.5212.31138.336462.212157.7226.27125.9926462.218619.9240.2499.7216518.925138.8259.4859.48根据高规附录b b.0.2条规定知 (5.4)本工程的计算周期为5.1.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算本工程中，结构高度不超过40 m，质量和高度沿高度分布比较均匀，以剪切变形为主，故可采用底部剪力法计算水平地震作用。1结构等效总重力荷载代表值 2计算水平地震影响系数 查建筑抗震设计规范gb50011-2010得类场地一组特征周期值=0.35s。 设防烈度为 7 度的地震影响系数最大值对地震加速度为0.1g的地区，故 (5.5)3计算结构总的水平地震作用标准值 由于故考虑顶部附加水平地震作用各质点横向水平地震作用按下式计算： (5.6) 其中，分别为集中于质点i、j的重力荷载代表值；，分别为质点i、j的计算高度； 。计算结果见