土木工程毕业设计（论文）-石家庄市桥西区电信行政办公楼设计.doc

*大学现代远程教育毕 业 设 计题 目：石家庄市桥西区电信行政办公楼设计 入 学 年 月 201*年0*月 姓 名 * 学 号 * 专 业 土木工程 联 系 方 式 1* 学 习 中 心 石家庄学习中心 指 导 教 师 * 完成时间 201* 年 0* 月 1* 日目 录1 摘要-12 建筑设计-22.1 工程概况及设计依据-22.1.1 工程概况-22.1.2 建筑技术条件-22.1.3 设计依据-22.2 建筑施工图设计-32.3 构造设计-33 结构设计-63.1 设计依据-63.1.1 主要设计依据-63.1.2 材料-63.1.3 混凝土结构构件纵筋、箍筋等的保护层厚度-63.1.4 混凝土结构钢筋的连接要求-63.2 结构计算原理-73.2.1 地震作用-73.2.2 竖向荷载作用（恒载及活载）-73.2.3 控制截面及其内力不利组合-73.2.4 多遇地震作用下层间弹性位移验算-73.3 配筋计算原理-83.4 结构计算程序-83.5 结构布置-83.6 初估截面尺寸-93.6.1 估算依据-93.6.2 梁截面尺寸-93.6.3 柱截面尺寸估算依据-104 框架计算简图-114.1 计算简图说明-114.2 框架梁柱的线刚度计算-114.2.1 柱子计算-114.2.2 梁计算-124.2.3 相对线刚度计算-124.3 框架柱侧移刚度计算-135 荷载计算-155.1 恒载标准值计算-155.1.1 屋面-155.1.2 楼面恒载-155.1.3 墙体自重（加气混凝土砌块）-165.1.4 梁柱自重-185.2 活荷载标准值计算-205.2.1 屋面及楼面活载标准值-205.2.2 屋面雪荷载标准值-20 5.3 各层重力荷载代表值计算-215.3.1 一层下半层-215.3.2 一层上半层-215.3.3 二层下半层-235.3.4 二层上半层-245.3.5 三、四、五、六、七层上半层-255.3.6 七层上半层-265.3.7 突出屋面电梯间-275.3.8 各层重力荷载代表值-276 水平地震作用-286.1 横向自振周期计算-286.2 水平地震作用及楼层地震剪力-296.3 水平地震作用下的位移验算-326.4 楼层最小地震剪力的验算-326.5 水平地震作用下框架内力计算-336.5.1 取横向一榀框架，采用d值法即改进反弯点法进行计算-336.5.2 弯矩计算-346.6 地震作用下框架梁端剪力和柱轴力计算-357 竖向荷载作用下框架的内力分析-387.1 计算方法和荷载传递路线-387.1.1 计算方法（采用弯矩二次分配法）-387.1.2 荷载传递路线-387.2 竖向荷载计算-397.2.1 d-c(b-a)轴间框架梁-397.2.2 b-c轴间框架梁 -407.3 框架计算简图-407.4 梁固端弯矩-417.5 框架节点分配系数-427.6 恒、活载产生弯矩的分配与传递-427.7 弯矩的调幅-457.8 恒、活载作用下梁端剪力计算-477.9 恒、活载作用下柱轴力计算-507.9.1 恒载作用下的柱的轴力-507.9.2 活载作用下柱的轴力-538 内力组合 -548.1 框架梁内力组合-548.1.1 基本组合公式-548.1.2 框架梁内力组合表-558.2 框架柱内力组合-588.2.1 框架柱内力组合表-589 框架结构配筋计算-609.1 框架梁配筋-609.1.1 截面尺寸-609.1.2 材料强度-62 9.2 框架梁抗剪计算-679.3 框架柱配筋计算-689.3.1 截面尺寸-689.3.2 材料强度-689.3.3 轴压比验算-699.3.4 框架柱弯矩和剪力调整（强柱弱梁）-709.3.5 边柱节点-709.4 框架柱受压计算-729.4.1 计算公式-729.5 一层a、d轴柱-729.5.1 轴压比验算-729.5.2 截面尺寸复合-729.5.3 正截面受弯承载力计算（对称配筋）-739.5.4 垂直于弯矩作用平面的受压承载力计算-739.6 框架柱抗剪计算-7810 现浇板配筋计算-8010.1 板荷载计算-8010.2 板配筋计算-8011 板式楼梯设计-8211.1楼梯板设计-8311.1.1 荷载计算-8311.1.2 截面设计-8311.2 平台板设计-8311.2.1 荷载计算-8311.2.2 截面设计-8411.3 平台梁设计-8411.3.1 荷载计算-8411.3.2 配筋计算-8412 基础设计-8512.1 边柱基础计算-8512.1.1持力层承载力验算-8612.1.2 基础埋深及抗冲切验算-8612.1.3 配筋计算-8712.2 中柱基础计算-8812.2.1 持力层承载力验算-8812.2.2 基础埋深及冲切验算-88参考文献-90致 谢-91石家庄市桥西区电信行政办公楼设计摘要：本工程为“石家庄市桥西区电信行政办公楼设计”,地点在石家庄市桥西区。本设计包括建筑设计和结构设计。根据任务书、办公楼的功能、相关规范和图集的要求完成建筑设计的平面图、立面图、剖面图、墙身大样图、楼梯详图、雨篷详图等。本设计采用框架结构，建筑总长43.8m，宽18m，建筑面积5518.8m2，本建筑共七层。荷载统计之后，进行了层间荷载代表值的计算,然后利用顶点位移法求出结构自震周期，再根据底部剪力法计算水平地震荷载作用下各层剪力大小，进而求出在水平地震荷载作用下的结构内力。接着根据弯矩二次分配法计算竖向荷载作用下的结构内力。内力组合后，根据内力组合结果，完成结构梁、柱、板、基础的配筋并绘制结构施工图。手工计算完成。各层梁、板混凝土强度均为c30，各层柱及基础混凝土采用c30。纵向受力钢筋采用hrb400级钢筋，其余钢筋用hpb300、hrb335级钢筋。关键词：框架结构 钢筋混凝土 建筑设计 结构设计962 建筑设计2.1 工程概况及设计依据2.1.1 工程概况1.建设单位： 石家庄市桥西区电信行政办公楼设计 2.建设地点： 河北省石家庄市桥西区 3.建筑使用年限： 50年 4.建筑防火分类： 二类 5.耐火等级： 二级 6.建筑抗震设防烈度： 7度 7.建筑结构类型： 钢筋混凝土构架结构 9.建筑面积： 5518m2 10.建筑层数： 七层 11.建筑高度： 25.8m2.1.2 建筑技术条件（1）气象条件 年平均最低温度7.8c； 常年主导风向：东北-西南风;基本风压0.35 kn/m2，基本雪压0.3kn/m2； 最大冻土深度：0.55m。（2）工程地质条件 建筑场地持力层属粉质粘土，地基承载力特征值170 kn/m2； 稳定地下水埋深约15.5m，属潜水类型，对混凝土结构不具腐蚀性； 抗震设防烈度7度，设计基本地震加速度值为0.1g，场地类别为类； 地基处理及基础方案：根据场地岩土工程条件和建筑物荷载特点，建议本工程采用复合地基。2.1.3 设计依据1.国家标准.建筑设计防火规范（gb50016-2013）. 北京：中国计划出版社，20132.国家标准.建筑结构制图标准（gb/t 50105-2010）.北京：中国计划出版社，20113.国家标准.办公建筑设计规范(jgj67-2006). 北京：中国计划出版社，20064.国家标准.05系列建筑标准设计图集（dbjt03-22-2005）.北京：中国计划出版社，20055.毕业设计任务书2.2 建筑施工图设计朝向考虑日照、场地地形、道路走向及周围环境等因素，本设计中建筑坐西朝东。建筑长度43.8m,宽度18m，为满足大面积办公室设计要求，采用较大柱网，横向跨度柱距7m，3m，7m，纵向柱距9m，8.4m。考虑抗震要求、建筑功能要求等，建筑平面设计为一字型，内廊式；立面设计体型简单、简约大方，建筑共七层，高度为25.8m。为满足防火要求，建筑设计两部楼梯，两个出入口，尺寸及位置严格按照相应规范进行设计。为满足交通要求，建筑设置两部电梯和两部楼梯。为满足建筑功能使用要求，房间布置包括办公室、会议室、卫生间、门卫收发室、资料室、档案室等。2.3 构造设计根据图集05j1工程做法选择本建筑的工程做法，具体如下表:1.地面陶瓷地砖地面 （地20）10厚地砖铺实拍平，水泥砂浆擦缝20厚1:4干硬性水泥砂浆素水泥砂浆结合层一遍100厚混凝土2.卫生间地面做法陶瓷地砖防水地面（地53）10厚地砖铺实拍平，水泥砂浆擦缝25厚1:4干硬性水泥砂浆2厚聚氨酯防水涂料，面撒黄砂，四周沿墙上翻150高刷基层处理剂一遍15厚1:2水泥砂浆找平30厚c15细石混凝土找坡不小于0.5%，最薄处不小于20厚80厚混凝土3.楼面做法陶瓷地砖楼面（楼10）10厚地砖铺实拍平，水泥砂浆擦缝20厚1:4干硬性水泥砂浆素水泥砂浆结合层一遍120厚钢筋混凝土楼板4.卫生间楼面做法陶瓷地砖防水楼面（楼28）10厚地砖铺实拍平，水泥砂浆擦缝25厚1:4干硬性水泥砂浆2厚聚氨酯防水涂料，面撒黄砂，四周沿墙上翻150高刷基层处理剂一遍15厚1:2水泥砂浆找平50厚c15细石混凝土找坡不小于0.5%，最薄处不小于30厚120厚钢筋混凝土板5.内墙面混合砂浆墙面（三）（内墙5）刷建筑胶素水泥砂浆一遍，配合比为建筑胶：水=1:415厚1:1:6水泥石灰砂浆，分两层抹灰5厚1:0.5:3水泥石灰砂浆6.卫生间墙面面砖墙面（二）（内墙11）15厚1:3水泥砂浆刷素水泥砂浆一遍5厚1:1水泥砂浆加水重20%建筑胶镶贴10厚面砖，水泥砂浆勾缝7.外墙面陶瓷锦砖外墙面（三）（外墙28）外墙表面清理后，满刷聚氨酯防潮底漆30厚聚苯乙烯泡沫保温层聚氨酯界面砂浆15厚胶粉聚苯颗粒找平层5厚抗裂砂浆符合耐碱网布（首层附加一层加强网布）弹性底漆，柔性腻子5厚陶瓷锦砖，水泥浆擦缝8.踢脚面砖踢脚（三）（踢脚23）刷建筑胶素水泥砂浆一遍，配合比为建筑胶：水=1:415厚2:1:8水泥石灰砂浆，分两层抹灰5厚1:1水泥砂浆加水20%建筑胶镶贴10厚面砖，水泥浆擦缝9.顶棚轻钢龙骨纸面石膏板吊顶（顶7）轻钢龙骨标准骨架：主龙骨中距1000，次龙骨中距450，横撑龙骨中距9009厚9002700纸面石膏板，自攻螺钉拧牢，孔眼用腻子填平配套防潮涂料一遍表面装饰另选10.屋面倒置式屋面，不上人（屋2）保护层：50厚粒径1030卵石隔离层：干铺无纺聚酯纤维布一层保温层：50厚挤塑聚苯乙烯泡沫板防水层：高聚物改性沥青防水卷材2道（共厚10），基层处理剂找平层：20厚1：3水泥砂浆，砂浆中掺聚丙烯结构层：120厚钢筋混凝土屋面板11.散水混凝土散水（散1）60厚c15混凝土，面上加厚1:1水泥砂浆随打随抹平150厚3:7灰土素土夯实，向外坡5%12.台阶水磨石台阶（台3）12厚水泥石子磨光素水泥浆结合层一遍18厚1:3水泥砂浆素水泥浆结合层一遍600厚c15混凝土台阶300厚3:7灰土素土夯实3 结构设计3.1 设计依据3.1.1 主要设计依据1.国家标准.混凝土结构设计规范（gb500102010）.北京：中国计划出版社，20112.国家标准.建筑抗震设计规范（gb50011-2010）. 北京：中国计划出版社，20113.国家标准.建筑结构荷载规范（gb500092012）.北京：中国计划出版社，20124.国家标准.建筑地基基础设计规范（gb50007-2011）.北京：中国计划出版社，20115.国家标准.建筑高层混凝土结构技术规程（jgj3-2010）.北京：中国计划出版社，20116.国家标准.混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图（11g101-1）北京：中国计划出版社，20113.1.2 材料混凝土强度等级：c30 c20 钢筋：受力纵筋：hrb400级钢筋（） 箍筋或构造钢筋用： hpb335级钢筋（）3.1.3 混凝土结构构件纵筋、箍筋等的保护层厚度梁纵筋、箍筋的保护层厚度：30mm柱纵筋、箍筋的保护层厚度：30mm板保护层厚度：20mm3.1.4 混凝土结构钢筋的连接要求采用焊接连接3.2 结构计算原理3.2.1 地震作用本工程设防类别为丙类建筑，建筑场地类别为三类，抗震烈度7度，框架抗震等级为二级。一般情况下建筑结构的两个主轴方向都要考虑地震作用并进行抗震验算，本设计只考虑短轴方向的水平地震作用，该地震作用由短轴方向的抗侧力框架结构承担。框架结构地震作用的计算采用底部剪力法；结构的基本自震周期采用顶点位移法计算；水平荷载作用下框架结构的内力和位移计算采用d值法。3.2.2 竖向荷载作用（恒载及活载）在计算单元范围内的纵向框架梁的自重、纵向墙体的自重以及纵向女儿墙的自重以集中力的形式作用在各节点上。竖向荷载作用下框架的内力采用弯矩二次分配法计算。梁端和柱端弯矩计算之后，梁端剪力可根据梁上竖向荷载引起的剪力和梁端弯矩引起的剪力相叠加而得到；柱轴力可由梁端剪力和节点集中荷载叠加得到。3.2.3 控制截面及其内力不利组合对框架梁，选梁的两端截面和跨中截面作为控制截面；对框架柱，选柱的上、下端截面作为控制截面。根据结构类型、地震设防烈度、房屋高度等因素，由抗震规范确定该框架结构抗震等级为二级。因建筑高度在60m以下，设防烈度低于9度，可不考虑风荷载。内力组合：根据结构规范和抗震规范考虑三种内力组合形式：（a）（b）(c) 3.2.4 多遇地震作用下层间弹性位移验算多遇地震作用下，框架结构层间弹性位移要满足下式要求： ：多遇地震作用下标准值产生的楼层内最大的弹性层间位移。：弹性层间位移角限值，钢筋混凝土框架结构取1/550。3.3 配筋计算原理由于本工程按7度设防区设计，因此进行了抗震设计。其设计原则是：“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”。1、框架梁的截面设计：包括正截面受弯承载力计算和斜截面受剪承载力计算，依据计算结果选用相应的纵向钢筋和箍筋。2、框架柱的截面设计：包括正截面承载力计算和斜截面受剪承载力计算，依据计算结果选用相应的纵向钢筋和箍筋。3、框架节点核芯区截面抗震验算按照“强节点”的原则，防止梁柱破坏之前出现节点核芯区的破坏，必须保证节点核芯区的受剪承载力和配置足够数量的箍筋。本设计中二级框架的节点核芯区应进行截面抗震验算。4、框架结构抗震构造措施按有关规定实行。3.4 结构计算程序 采用广厦结构cad对结构做整体分析，进行结构电算。3.5 结构布置工程主体结构共7层，层高4.2m、3.6m，总高度为25.8m。采用混凝土框架结构。为了使刚度均匀对称分布，减小偏心和扭转，建筑平面布置成规则的长方形。柱网横向采用内廊式布置，边跨跨度7m，中间跨跨度3m，纵向跨9m、8m。详细柱网布置见图2.1。依据柱网的布置情况，楼板除走廊部分以外均是双向板，走廊部分为单向板。楼板采用现浇板，厚度初步取100mm。该工程采用全现浇体系，混凝土强度等级柱和基础采用c30，梁板采用c20。3.6 初估截面尺寸3.6.1 估算依据根据本设计建筑的结构类型、抗震设防烈度和建筑的高度查建筑抗震设计规范（gb50011-2010）6.2.1条，得本建筑的抗震等级为二级。楼盖、屋盖均采用现浇钢筋混凝土楼板，楼板厚度取为120mm，各层梁、板混凝土强度均为c20，柱的混凝土强度均为c30，纵向受力钢筋采用hrb400级钢筋，其余钢筋用hpb300、hrb335级钢筋。根据建筑平面布置确定的结构平面布置图可知，边柱及中柱的承载范围分别为9m3.75m和9m5m。估算结构构件尺寸时，楼面荷载近似取为12kn/计算（以中柱计算为例）。3.6.2 梁截面尺寸（1） 主梁边横梁：边横梁跨度为 中横梁：中横梁跨度 纵梁：纵梁跨度为 （2） 次梁次梁跨度为 （3） 拉梁（4） 楼梯平台梁 （5） 门窗过梁出入口大门处过梁尺寸，窗户过梁尺寸，其他门洞处过梁尺寸。综上所述，梁的截面如下表：表3.1 梁截面选择表（mm）主梁次梁门窗过梁拉梁楼梯平台梁边横梁中横梁纵梁3.6.3 柱截面尺寸估算依据柱的轴压比应小于轴压比限值的要求,本设计抗震等级为二级，根据建筑抗震设计规范（gb50011-2010）6.3.6规定，轴压比限值取0.8：c30混凝土：上式中的1.2为荷载分项系数，7表示底层柱承受其7层的荷载。n按底层中柱的负荷载面积考虑。取柱截面为正方形。结合实际情况，并综合考虑其他因素，本设计2至7层柱截面尺寸为600600，首层柱截面尺寸为650650。表3.2 柱截面选择表首层柱其他柱4 框架计算简图4.1 计算简图说明本设计基础选用柱下独立基础，基础顶面标高为0m（室外地坪以下为0.45m）。框架的计算单元如图4.1所示，取3轴上的一榀框架计算，假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于2至7层柱截面尺寸不变，故梁跨度等于柱截面形心轴线之间的距离。首层柱高从基础顶面至二层楼面，首层净高4.2m，故首层计算高度为5.1m，其余各层柱计算高度为层高，即为3.6m。753753.63.63.65.1 图4.1 计算单元4.2 框架梁柱的线刚度计算4.2.1 柱子计算首层柱子：二至七层柱子：4.2.2 梁计算轴梁为中框架梁，各层梁截面均相同。ab、cd跨梁：bc跨梁：4.2.3 相对线刚度计算令二至七层柱子线刚度i=1.0，则其余杆件的相对线刚度为：首层柱子：ab、cd跨梁：bc跨梁：同理可得边框架