土木工程毕业设计计算书-大连市甘井子区水泥有限公司办公楼设计.doc

青岛理工大学毕业设计 i 各专业全套优秀毕业设计图纸 摘摘 要要 本毕业设计题目是大连市甘井子区水泥有限公司办公楼，该办公楼的总建 筑面积大约是 4185.45 平方米，共 5 层，建筑高度为 21.3 米。本建筑采用钢筋 混凝土现浇框架结构体系，包括建筑设计、结构设计和施工组织设计三部分内 容。 建筑设计是在总体规划的前提下，据设计任务书的要求，综合考虑基地环 境、使用功能、综合选型、施工、材料、建筑设备、建筑艺术及经济等。着重 解决了建筑物与周围环境、建筑物与各种细部构造，最终确定设计方案，画出 建筑施工图。 结构设计包括手算和电算两部分。其中手算部分的主要内容为设计的总说 明、构件尺寸的初步确定、框架的计算简图、荷载计算、框架横向侧移计算、 框架在水平及竖向荷载作用下的内力计算分析和计算、内力组合、截面设计及 基础设计；电算部分应用 pkpm 软件进行出图，包括：结构平面布置图、板配 筋图、一榀框架配筋图、楼梯详图、基础布置图及详图。 施工组织设计是对施工活动实行科学管理的重要手段，它具有战略部署和 战术安排的双重作用。根据基本建设计划和设计的要求，提供各阶段的施工准 备工作内容，协调施工过程中各施工单位、各施工工种、各项资源之间的相互 关系。主要包括施工进度计划、施工方案设计以及安全、质量管理等方面的内 容。 关键词关键词：框架结构，内力组合，截面设计，楼梯设计，基础设计，施工进度 青岛理工大学毕业设计 ii abstractabstract in the design of a member subjected to a uniaxial load, the stress was compared with the stress to cause failure in test specimens that had also been subjected to uniaxial load. this is the simplest of all design problems; the method is quite adequate, since the natureof the loads and the stresses in the test and in the part being designed are identical. however, we soon encounter cases where the member being designed is not so simple and the stresses are not uniaxial; consider, for example, the stresses in the web of a beam or in a pressure vessel. in these cases we know that the stress is two-dimensional or biaxial and it may, in other cases, be three-dimensional, or triaxial. for a structure having biaxial or triaxial stresses, how should we check the safety of the design? the most obvious way would be to conduct tests in which specimens are stressed to failure in the same stressed manner as in the structure; the allowable multiaxial stress then be determined by the application of an adequate safety factor. however, this would require a group of tests for every new set of multiaxial stresses that occurred in design. such tests are difficult to perform, and the cost of performing them in the required numbers would be prohibitive. consequently, we need a theory by which the results of the standard uniaxial test can be used to predict the failure of a part made of the same material when the stresses are multiaxial. in other words, we need a failure theory. key words: failure theory, uniaxial, stressed, stressed 青岛理工大学毕业设计 i 目目 录录 摘 要 i abstract .ii 目 录 .i 前 言1 第 1 章 建筑设计说明.2 1.1 工程名称 2 1.2 工程概况 2 1.3 设计依据 2 1.4 设计基础材料 2 1.4.1 气温 2 1.4.2 风向 2 1.4.3 降雨量 2 1.4.4 施工日期 2 1.4.5 工程地质条件及地理条件 2 1.4.6 荷载 3 1.4.7 土建工程日期 3 1.4.8 设计材料及说明 3 1.5 建筑总平面设计 4 1.5.1 总平面说明 4 1.5.2 平面设计 5 1.5.3 立面设计 7 1.5.4 剖面设计 8 1.5.5 重要部件构造做法 8 1.5.6 特殊构造处理 .12 1.5.7 其它要说明的问题 .13 第 2 章 结构设计说明15 2.1 结构体系的选择和确定 .15 2.1.1 结构形式15 2.1.2 结构体系15 2.1.3 结构布置 .15 2.1.4 三缝设置 .16 2.2 基础方案 .17 2.3 楼梯方案 .17 2.4 建筑材料的选取 .17 2.5 构件尺寸初选 .17 2.6 结构计算单元的选取 .21 第 3 章 结构设计计算.22 3.1 荷载计算 .22 青岛理工大学毕业设计 ii 3.1.1 屋面及楼面永久荷载标准值计算 .22 3.1.2 屋面及楼面可变荷载标准值计算 .23 3.1.3 梁、柱、墙、门窗重力荷载计算 .23 3.1.4 重力荷载代表值 .25 3.2 框架侧移刚度计算 .28 3.2.1 框架梁线刚度计算 .28 3.2.2 框架柱线刚度计算 .28 3.2.3 柱抗侧移刚度计算 .28 3.3 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 30 3.3.1 横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算 .30 3.3.2 横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 .36 3.4 竖向荷载作用下的结构内力计算 .41 3.4.1 计算单元的选取41 3.4.2 竖向荷载载计算 .42 3.4.3 内力计算 .44 3.9 竖向荷载计算简图 45 3.5 内力组合 .53 3.5.1 内力调整53 3.5.2 框架梁、柱内力组合 .55 3.6 截面设计 .63 3.6.1 承载能力极限状态验算 .63 3.6.2 框架梁截面设计 .63 3.6.3 框架柱截面配筋设计 .72 3.6.4 楼板设计 .85 3.7 楼梯设计 .88 3.8 基础设计（以 c 柱柱下基础为例）.93 第 4 章 施工组织方案设计99 结 束 语128 致 谢129 参考文献130 附 录.131 青岛理工大学毕业设计 1 前前 言言 毕业设计作为大学本科教育培养目标，是对整个大学四年学习的检验和考 核，是深化、拓宽教学成果的重要过程。通过设计理论联系实际，使我能更加 的深入的了解我们的这个专业，也能为以后的学习与工作打下坚实的基础。同 时也培养了我们独立解决问题的能力、自学的能力和集体合作的工作作风。 在整个毕业设计过程中，我查阅了大量的资料、文献和以前所学过的专业 课目，使我能将所学课目连成整体，比较系统全面的认识本专业的内涵。在这 期间，用到的专业课有房屋建筑学 、 钢筋混凝土结构 、 建筑力学 、 结 构力学 、 建筑结构 、 地基与基础 、 建筑识图与构造等，还查阅了许多 的相关专业国家规范，如混凝土结构设计规范 、 建筑结构荷载规范 。 本设计过程中使用了计算机设计软件，比如：pkpm 软件、天正软件。在 这次的设计中我们对软件的运用的深度又到了一个新的高度，这对我来说是一 个不小的进步。 本次的毕业设计是在老师的指导下与自己合理的安排设计进度下进行的。 这使我学会了合理的安排我在工作的时候的工程，合理的统筹安排时间确定设 计进度，合理的安排时间。 本设计主要的是建筑设计和结构设计部分，结构设计部分包括：计算方法 的确定、计算单元的选取、荷载的统计、内力的计算、内力的组合、截面尺寸 的验算等。 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。 青岛理工大学毕业设计 2 第第 1 1 章章 建筑设计说明建筑设计说明 1.1 工程名称工程名称 大连市甘井子区水泥有限公司办公楼 1.2 工程概况工程概况 本工程建设地点大连市。层数五层，总建筑面积 4185.45m2。本工程设计 为乙类建筑，耐火等级为二级，采光等级为三级，建筑装修为一般装修。结构 体系为钢筋混凝土多层框架结构，抗震设防烈度 7 度，建筑物位置详见总平面 图。 1.3 设计依据设计依据 建筑设计资料集 （第二版，第一册至第五册） ，中国建筑工业出版社 现行建筑规范大全 中国建筑工业出版社 建筑构造图集 辽宁省标准图集 建筑做法说明 辽宁省标准图集 1.4 设计基础材料设计基础材料 1.4.1 气温气温 冬季采暖计算温度为-7，夏季通风计算温度为 27 1.4.2 风向风向 夏季主导风向为东南，冬季为西北。 1.4.3 降雨量降雨量 全年最大降雨量 719mm，小时最大降雨量为 66.2mm。 1.4.4 施工日期施工日期 施工起止日期：3 月 20 日7 月 20 日。 1.4.5 工程地质条件及地理条件工程地质条件及地理条件 1. 工程地质概况：地势平坦，在水平方向土层分布均匀，表层土在-1.0m 左右， 地基承载力为k=280kpa。 2水文地质概况：地下稳定水位距地表-7.0m，地下水无腐蚀性。 青岛理工大学毕业设计 3 3土壤冻结深度为-1.2m。 4地区抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度为 0.10g，设计地震分组为 第二组。 1.4.6 荷载荷载 基本风压：0.40 kn/m2 基本雪压：0.40 kn/m2 1.4.7 土建工程日期土建工程日期 开工日期：3 月 20 日 竣工日期：7 月 20 日 1.4.8 设计材料及说明设计材料及说明 1建筑设计荷载 房间：5.0 kn/m2 走廊：2.5 kn/m2 不上人屋面：0.5 kn/m2 消防疏散楼梯：3.5 kn/m2 楼梯板：3.5 kn/m2 上述荷载组合值系数=0.7，准永久值系数=0.5 c q 2建筑墙体：本建筑填充墙采用加气混凝土砖，墙厚 240mm，由于墙体为非 承重的墙体构件，因此可以留有较大的洞口，有利于结构的开洞和采光。 3屋面设计：本建筑屋面设计形式为平屋面，屋面排水方式选用女儿墙外排水 的有组织排水，排水坡度为 2%。屋面防水材料采用 sbs 改性沥青防水卷材。 保温材料采用聚苯乙烯保温板。 4门窗设计：门窗表中门窗的尺寸表示门窗洞口尺寸，厂家制作时，要参照门 窗立面图，并经实地测量，并核对数量后加工制作。本工程外窗采用塑钢玻璃 窗，门窗四周固定点原则上小于 600mm，可根据实际情况进行调整。 5外装饰设计：外装饰设计采用大理石贴面和高级外墙涂料。 6楼梯设计：楼梯采用双跑式和矩形拐角楼梯。 7基础设计：基础采用现浇混凝土柱下独立基础，基础形式为阶梯型。 青岛理工大学毕业设计 4 1.5 建筑总平面设计建筑总平面设计 1.5.1 总平面说明总平面说明 1本工程总建筑面积 4185.45 m2，长 56.7m，宽 17.1m,地形平整，交通便利。 2建筑总平面设计要求： 在临道路边新建建筑必须从用地界线后退 10m，交通出入口开设在主干道 上，离开交叉路口不少于 30 m。 3功能分区： 基地的大小、形状对房屋的层数、平面组和布局的关系极为密切。除了和 气候条件、节约用地以及管道设施等因素有关外，还和基地的大小和形状的现 实可能有关，基地内人流、车流的主要走向又是确定建筑平面中出入口和门厅 位置的重要因素。该建筑场地较开阔，在建筑物东北方向有较大空地，综合考 虑各种因素后，确定为“矩形”平面，主要出入口在北侧。由于基地环境条件， 按各部分的使用条件要求不同，将建筑物，停车场、绿化带等合理布置，使其 既能满足功能需要，又注重绿化面积，并且还要留出一定的缓冲区。场地四周 进行绿化，并留出进厂区内交通运输的道路。建筑物的朝向主要考虑建筑物的 采光、通风等要求，该地区风向是：夏季主导风向为东南风，冬季为西北风， 易形成穿堂风。 建筑总平面图见下图（图中尺寸单位以 mm 计）： 青岛理工大学毕业设计 5 图 1.1 建筑总平面图 1.5.2 平面设计平面设计 框架结构由于梁柱承重，墙体只起分隔作用，房间布置比较灵活，门窗开 置的大小、形状等较为灵活，可以满足以上功能，故选用钢筋混凝土框架结构。 为达到合理利用现有基地环境的目的，并且考虑到符合总体规划的要求，该工 程为一般框架结构，根据通用框架的构造尺寸，使用经济，结构合理，施工方 便等因素，并考虑建筑模数的尺寸要求，平面布置采用大跨度柱网。确定本建 筑主要柱网尺寸为 9m7.2m。同时也与建筑场地前的道路平行，符合整体规划。 建筑总长度为 56.7m，宽度为 17.1 m。其柱网布置如图 1.2 图 1.2 轴网布置图 青岛理工大学毕业设计 6 1营业网点设计 营业网点的布置应考虑人流及物流，为了提高营业面积的有效性，将其布 置在一层，以利于顾客的进出，避免死角过多，并能迅速安全的疏散。 营业网点采用大厅式营业厅。这样做的主要目的是考虑厅内柜台布置灵活， 营业线长度大，容纳顾客多，避免角落过多现象而浪费建筑面积，增添商场气 氛。厅内主要依靠自然采光，便于人们购物挑选。 商品分区及柜台布置对不同对象，不同类别，不同物理化学性质的商品应 尽量不混杂在一大空间内，应采取相应的方法隔离布置在不同的层上。对于柜 台，采用不同的材料或色彩加以区分，依据货物不同分类，结合售货区形状合 理布置，以引导人流，方便购物。 营业网点的地面材料要求防滑、耐摸磨、不起尘、便于清洗，因此本层选 用地砖地面，打蜡出光以求其美观和清洁，在楼梯部位、门口或转弯处嵌防滑 条，同时不同分区的地面可掺入不同燃料以作成不同颜色和图案，来适应各种 柜台的气氛要求。 2交通及办公服务等辅助面积 合理的组织建筑物内部交通和对外联系是平面设计的重要内容之一，这直 接影响到建筑物的使用和人员的安全。交通组织设计应力求作到使用方便、疏 散安全、简洁和节约面积。建筑交通设计包括楼梯、走廊、门厅的位置、形式、 数量及尺寸，以及他们之间的关系。 (1) 疏散楼梯：本工程共设 2 部疏散楼梯，双跑形式。楼梯宽均为 1.23m， 平台 1.4m，满足规范所要求的平台尺寸大于或等于梯段宽的要求。扶手为铝合 金，高 900mm，涂淡黄色半透明漆。楼梯踏步地面采用大理石，为了达到防滑 目的，在踏步边上做包边压花的钢质防滑条。 卫生间设计符合以下规定： (1) 男厕按 100 人设大便位一个，小便位 2 个或 1.2 米小便槽一个； (2) 女厕按 50 人设大便位一个； (3) 男女厕均应设前室，内设污水池和洗脸盆。洗脸盆按 6 个大便位设一 个，但至少应有一个。如合用前室则各厕所间应加以挡屏； (4) 卫生间应有良好的通风、排气设备。 青岛理工大学毕业设计 7 根据以上规定：每层设男女卫生间各一个，男厕所有大便池 4 个，小便器 6 个，女厕所设大便池 4 个，厕所前设前室。厕所的地面标高低于大门 20mm， 以防水溢出。同时在地面表层贴马赛克，便于清洗卫生。墙壁及其他部位贴瓷 砖，防水且易于清洁。 3安全疏散防火设计 根据建筑物耐火等级的规定，该建筑物耐火等级为二级，所有的墙、柱、 梁、楼板，疏散楼梯及屋顶承重构件全部采用不燃材料，吊顶(包括吊顶搁栅) 采用不燃材料或难燃材料。 4采光设计 本设计采用正面采光，主要以玻璃窗和玻璃幕墙来体现，窗的尺寸按照窗 地面积比设计，详见建筑设计图纸。 1.5.3 立面设计立面设计 立面设计应遵循下面三个原则： 完整均衡、比例适当 层次分明，交接明确 体形简洁，环境协调 1. 正立面 本方案正立面为办公楼主入口，有一个主大门。主出入口大门采用旋转门， 正面是蓝色玻璃幕墙，墙面主要采用大理石贴面。 2. 背立面 本方案各层为办公室均采用铝合金推拉窗，墙面采用灰色高级涂料。 3. 东侧立面 该侧立面为办公楼次入口，墙面采用大理石贴面。 4. 西侧立面 与东侧立面相同 。 青岛理工大学毕业设计 8 图 1.3 正立面图 1.5.4 剖面设计剖面设计 图 1.4 剖面图 该剖面为 1-1 处剖面，总层数为五层，除首层 3.9 m 外,其它层均为 3.6m， 女儿墙高度为 0.9m。建筑室内外高差为 1.5 m，阶梯宽 0.3m,高 0.15m。所示楼 梯为平行双分式，阶梯高宽及详细做法见重要部件构造。在本建筑底墙墙外做 散水处理，为保护墙基不受雨水侵蚀墙体受潮，详见散水构造。 1.5.5 重要部件构造做法重要部件构造做法 1屋面设计 青岛理工大学毕业设计 9 该屋面采用采用卷水防水屋面，将卷水材料或者片材用胶节料粘贴在屋面 上，形成一个大面积的封闭防水覆盖层。这种防水层具有一定的延伸性，有利 于适用直接暴露在气层的屋面和结构的温度变形，适用于防水等级为 1-3 级的 屋面防水。 构造层次： (1) 保护层：为防止太阳辐射、雨水冲刷、温度变化和外力作用等对防水 层造成的损害，延长卷材防水层的使用寿命，采用 20mm 厚的水泥砂浆，将其 进行均匀铺设。 (2) 防水层：防水层材料选用 sbs 改性沥青防水卷材，以合成橡胶、合成 树脂或者他们两者的共混体为基料，加入适量的化学助剂和填充料等，经不同 工序加工而成，因屋面坡度为 2%，卷水宜平行屋脊铺设。 (3) 找平层：防水卷材应铺设在平整、干燥的平面上，因此应在防水层下 面设找平层，采用20mm 的水泥砂浆材料。 建筑设计通则gb50352-2005 第 6.13.2 条规定，屋面排水坡度应根据 屋顶结构形式，屋面基层类别，防水构造形式，材料性能及当地气候等条件确 定，卷材防水、刚性防水的屋面的屋面排水坡度为 2%5% 。本工程屋面坡度 采用 2%，屋顶采用女儿墙外檐排水，进行有组织排水。 另外，还要做好泛水、雨水口等部位的细部构造，同时还应做好防水层的 分仓缝。分仓缝划分的面积一般在1525 m2左右，间距控制在35m，宽度宜为 20mm 左右，缝内填沥青麻丝等弹性材料，上口嵌油膏或铺盖毡条，泛水应有 足够高度，一般不小于250mm，采用女儿墙外排水的雨水口，排水坡度为2%。 屋面做法如图 1.5： 青岛理工大学毕业设计 10 图 1.5 屋面做法 2楼面做法 该楼面采用陶瓷板块地面，特点是坚硬耐磨、色泽稳定、易于保持清洁， 而且有较好的耐水性和耐酸碱腐蚀性。构造做法为：在基层上做 20mm 厚 1：3 水泥砂浆结合层，较大块材的背面另制速水泥浆，然后粘贴拍实，最后用水泥 砂浆嵌缝，陶瓷锦砖整体铺贴后，用滚筒压平，是水泥砂浆挤入缝隙，待水泥 砂浆硬化后，用草酸洗去牛皮纸，然后用白水泥浆嵌缝。本方案为现浇钢筋砼 楼板，可以不做找平层，先对基层表面进行清扫，湿润，刷 12 厚掺 20%108 胶的水泥浆，然后用掺 5%10%108 胶的水泥砂浆直接粘帖。以下图为楼面做 法图 1.6： 图1.6 楼面做法 青岛理工大学毕业设计 11 另外，注意卫生间应作防水基层，必须用1：3水泥砂浆找平，要求抹平压 光无空鼓，表面要坚实，不应有起砂，掉灰等现象，在抹找平层时，在管道根 部的周围，应使其略高于地面，在地漏的周围，应做成略低于地面的洼坑。找 平层的坡度宜为1%2%，坡向地漏，凡遇到阴阳角处，要摸成半径不小于 10mm 的小圆弧，与找平层相连接的管件，卫生洁具，排水口等，必须安装牢 固，收头圆滑，按设计要求用密封膏嵌固。 3墙体 均采用加气混凝土砌块，由于砖墙的整体性差，为了提高墙体的抗震能力 和稳定性。我国有关规范对于地震设防地区砖混结构的层数、高度、横墙间距， 圆梁及墙垛的尺寸作了一定的限制，设置构造柱也是加强建筑的整体性的有效 手段之一，有数据表明，构造柱可以是墙体的抗剪强度提高 10%-30%。 隔墙为了划分室内空间，其位置就比较灵活，一般不像承重墙那样自下而 上贯通，位置重叠。隔墙通常依靠承墙梁或楼板支撑，因此自重轻是隔墙应首 先满足的要求。 其次，为了增加室内的有效使用面积，隔墙在满足稳定和其它功能要求的 前提下，厚度应当尽量薄些。 隔墙还应具有良好的隔声能力及相当的耐火能力。对潮湿、多水的房间， 隔墙应具有良好的防潮、防水性能。 由于建筑在使用过程中可能会对室内空间进行调整和重新划分。隔墙应具 有良好的装配性能，尽量减少湿作业，提高施工效率。 墙体采用高级抹灰，这种做法的优点是材料来源广泛，取材容易，施工方 便，技术要求低，造价较低，与墙体粘结力强，并具有一定厚度，对保护墙体， 改善和弥补墙体材料在功能上的不足有明显的作用。为保证抹灰平整，牢固， 避免龟裂，脱落，抹灰应分层进行，每层不宜太厚，各种抹灰层的厚度应视基 层材料的性质，所选用的砂浆种类和抹灰质量的要求而定。高级抹灰唯一道底 层、数层中层和一道面层组成，要求表面光滑、洁净、颜色均匀无抹纹、分隔 缝和灰线应清晰美观。抹灰层与基层之间及各抹灰层灰层之间必须粘结牢固， 抹灰层应无脱层，空鼓，面层应无爆灰和裂缝。 4. 保温与隔热 青岛理工大学毕业设计 12 合理的构造设计，不仅能保证建筑物的使用质量和耐久性能，而且能节约 能源，降低采暖、空调设备的投资，以及使用中的维修和管理费用。 常见的保温措施： (1) 增加维护结构的厚度 (2) 选用导热系数小的材料 (3) 防治因蒸汽渗透出现的凝结水 (4) 防止空气渗透 (5) 避免热桥造成的热损失 常见的隔热措施： (1) 做浅色且平滑的外表面，增加反射，减少维护结构对太阳辐射热的吸 收。 (2) 外围护结构内部设置通风间层，利用风雅和热压的作用，间层内空气 不停地进行热交换，从而降低室内温度。 (3)窗洞口上部加设遮阳措施，避免太阳光直接射入室内。 1.5.6 特殊构造处理特殊构造处理 墙角所处的位置，常受到地表水和土壤中水的侵蚀，致使墙身受潮饰面层 发霉脱落，影响室内卫生环境和人体健康。设置防潮层，一般设在地面垫层范 围以内，通常在0.060m 标高处设置，同时，至少要高于室外地坪150mm，以防 雨水溅湿墙身。 在降水量较小的地区，散水是建筑物的必备构件。散水的宽度一般为 6001000mm。为了加快雨水的流速，散水表面应向外倾斜，坡度一般为3%5%。 散水最好采用不透水的材料作面层，如混凝土、砂浆等，在降水量较少的 地区或临时建筑也可采用砖、块石做散水的面层。散水一般采用混凝土或碎砖 混凝土做垫层，土壤冻深在600mm 以上的地区，宜在散水垫层下面设置砂垫层， 以免散水被土壤冻涨所破坏。砂垫层的厚度与土壤的冻涨程度有关，通常砂垫 层的厚度在300mm 左右。 散水垫层为刚性材料时，每隔615m 应设置伸缩缝，伸缩缝及散水与建筑 外墙交界处应用沥青填充。 青岛理工大学毕业设计 13 散水的构造图1.7如下： 图 1.7 散水构造图 变形缝有伸缩缝、沉降缝、防震缝三种，分别是为了防止温度变化、地基 不均匀沉降及地震引起的建筑物裂缝或破坏而设置的。变形缝固然因其功能不 同，缝的宽度不同，但构造设计的要点基本相同，既要求在产生位移和变形是 不受阻，不被破坏，并不破坏建筑物和建筑饰面层。同时，应根据其部位和需 要分别采取防水、防火、保温、防虫害等措施。 1.5.7 其它要说明的问题其它要说明的问题 1女儿墙高900mm，240厚加气混凝土砌块，有框架柱向上延伸的构造柱，截 面240x240mm，构造柱与女儿墙间用连接筋相连，女儿墙与屋面的交接处做泛 水，泛水要具有足够的高度，一般不小于250mm 以防止雨水四溢造成渗漏。 2室外台阶一般包括踏步和平台两部分，台阶的坡度应比楼梯小，踏步的高宽 比一般为1：21：4，通常踏步高度为100150mm。平台设置在出入口与踏步 之间，起缓冲作用。平台深度一般不小于900mm，为防止雨水积聚或溢水室内， 平台面应比室内地面低2060mm，并向外找坡1%4%，以利排水。室外台阶 应坚固耐磨，具有较好的耐久性、抗冻性和抗水性，一般采用混凝土台阶，由 青岛理工大学毕业设计 14 面层、混凝土结构层和垫层组成，面层采用大理石面层，垫层可采用灰土、三 合土或碎石等。为了防止台阶与建筑物因沉降差别而出现裂缝，台阶可在建筑 主体基本建成有一定的沉降后再施工，或采用钢筋混凝土架空台阶。 3楼梯 楼梯采用现浇钢筋混凝土板式楼梯，具有较好的结构刚度和耐久、耐火性 能，且在施工、造型和造价等方面也有较多的优点，应用作为广泛。底面平整， 外观简洁，便于支模施工。楼梯扶手高度为 900m，采用圆铝合金管；楼梯踏步 面层采用大理石面层，具体尺寸及构造见下图 1.8： 图 1.8 楼梯尺寸及构造 4. 屋面检修口 为了方便屋面检修，需设置检修口，详图见下图 1.9： 青岛理工大学毕业设计 15 图 1.9 检修口详图 第第 2 2 章章 结构设计说明结构设计说明 2.1 结构体系的选择和确定结构体系的选择和确定 2.1.1 结构形式结构形式 目前，在我国土建工程中应用最广泛、技术最成熟的是钢筋混凝土结构， 相比钢结构形式，它具有取材方便、进价低、耐久性好、维护费用低等优点。 因此，本设计采用钢筋混凝土结构形式。 2.1.2 结构体系结构体系 竖向结构体系：常用的钢筋混凝土抗侧力结构体系、框架结构体系、剪力 墙结构体系、框架简力墙结构体系、筒体结构体系等。与其他的结构体系相 比较，框架结构具有建筑平面布置灵活、造型活泼、计算理论比较成熟,在一定 高度范围内造价较低等优点,可以形成较大的空间，易于满足多功能的使用要求。 在结构受力性能方面，通过合理设计，框架结构可以成为耗能能力强、变形能 力大的延性框架，利于抗震。 根据“高规”：抗震设防烈度为 6 度，高宽比小于 5，高度在 60m 以下的 建筑物宜选择框架体系。由于本工程主体高度为 21.3m，拟建办公楼。大连地 区抗震设防烈度为 7 度，且多层结构不需要提高抗震等级，综合考虑安全、适 用、经济等方面的要求，本工程选用框架结构。 青岛理工大学毕业设计 16 楼面体系：根据结构形式不同，现浇楼盖结构可分为肋梁式楼盖、密肋楼 盖平板式楼盖和无粘结预应力现浇平板楼盖等。与其它结构形式相比较，肋梁 式楼盖具有良好的技术经济指标，可最大限度的节省混凝土和钢筋用量，结构 整体性好、抗震性能好。另外，还要求楼板在自身平面内具有足够大的刚度。 为此，本设计采用现浇楼面结构。 2.1.3 结构布置结构布置 1. 平面布置 本工程为多层建筑，多层结构平面布置应考虑以下因素： (1) 多层建筑的开间、进深尺寸及构件类型规格应尽量减少，以利于建筑 工业化。 (2) 尽量采用风压较小的形状，并注意临近高层房屋风压分布的影响。 (3) 有抗震设防要求的多层结构，平面布置应力求简单、规则、均匀、对 称并尽量减少偏心扭转的影响。 综合以上因素及建筑高度较小，本工程的平面选为矩形，其优点是简单、 规则、对称，有利于抗震和施工。 2立面布置 本办公楼共五层，首层高为 3.9m，其它层高 3.6m，女儿墙为 0.9m，室内 外高差为 1.5m。 3柱网布置 柱网选择与布置直接影响建筑的使用和结构的经济性，不同的功能和功能 布置方式采用不同的柱网布置方式。根据所建工程的要求及设计规范来合理选 择柱网，以提高平面的使用效率和结构的经济性。 本设计根据办公楼的空间要求来确定跨数和跨度。柱距采用 9m 7.2m，既 满足首层对大空间的要求，又满足上部结构分割灵活的特点。 2.1.4 三缝设置三缝设置 1. 沉降缝 当房屋各部分地基土质不同或建筑物四周设有底层裙房时，它们与主体结 构重量相差悬殊，会产生相当大的沉降差，宜设沉降缝。 本工程地基为中风化或强风化的软质岩石层，地基均匀，且四周不设底层 青岛理工大学毕业设计 17 裙房，所以本工程可不设置沉降缝。 2伸缩缝 现浇结构不宜超过 55m，否则应设置伸缩缝，若不设应采取一定措施。 (1) 施工时尽量避免在炎热时浇注混凝土。 (2) 在底层、顶层、山墙、内纵墙端开间等温度影响较大的部位提高配筋率。 (3) 施工中留后浇带，每 40m 设一道，后浇带宽度为 800mm，后浇带钢筋 搭接长度 35d。 本工程长 56.7m，由于结构比较规则，且超出规定不多，则可不设置伸缩缝。 3. 防震缝 当具有下列情况之一时，宜设防震缝： (1) 建筑平面突出过长处 (2) 房屋有错层，且楼面高差较大处 (3) 房屋各部分的刚度、高度及重量相差悬殊处 本结构平面为矩形，房屋各部分的刚度、高度及重量相差不大，所以，本 工程不设防震缝。 2.2 基础方案基础方案 该建筑场地和地基条件简单，荷载分布均匀，建筑层数小于 7 层，根据 建筑地基基础设计规范第 3.0.1 条规定，该建筑的地基属于丙级地基。本建 筑采用柱下独立基础。根据场地的地质条件，规定中风化或强风化的软质岩石 层为持力层，地基承载力特征值 =280kpa，基础埋深取 1.5m，由于基础高度 ak f 为 1.5 m，底层柱的计算高度 h=3.9m+1.5m+1.5 m =6.9m。 2.3 楼梯方案楼梯方案 最常见得现浇式楼梯有板式楼梯和梁式楼梯，板式楼梯得优点是下表面平 整，施工支模方便，外观轻巧。缺点是斜板较厚，其混凝土用量和钢筋用量都 较多，综合考虑后，本设计采用现浇板式楼梯。 2.4 建筑材料的选取建筑材料的选取 该建筑的梁、板、柱的混凝土全部采用 c35 ( =23.4n/mm2 , =2.20 ck f tk f 青岛理工大学毕业设计 18 n/mm2，=16.7n/mm2, =1.57n/mm2, =3.15104n/mm2)，基础选用 c f t f c e c25，受力钢筋除板外均采用 hrb335 级(=300n/mm2,=2.0105n/mm2 ), y f y fe 箍筋均采用 hpb300 级(=210n/mm2, =2.1105n/mm2 )。内墙采用 240 y f y fe 厚加气混凝土砖，外墙、楼梯间、女儿墙均采用 240 厚加气混凝土砖，外墙中 间做 40 厚聚苯乙烯保温层。窗全部为铝塑门窗,通向室外的门为玻璃门，其余 为木门，门窗的尺寸见建筑设计部分。 2.5 构件尺寸初选构件尺寸初选 高层建筑结构中各竖向抗侧力结构要通过水平的楼面结构连接为空间整体， 水平力将通过楼板平面进行传力和分配，各竖向抗侧力结构的水平变位将因楼 板作用而协调起来，因此，要求楼板在自身平面内有足够大的刚度，因此，上 部结构施工方案采用柱、梁、板全现浇方案，本方案采用的是梁板式楼盖，有 较好的经济指标，但楼面结构占用空间较大，不便于布置管线，要求较大的层 高。 根据 jgj302 确定主要构件截面的尺寸： 1横向框架主梁 主梁的截面高度 h=（）l=（） 8 1 12 1 8 1 12 1 9m=0.751.125m，取 h=0.8m； 截面宽度 b=（）h =（） 2 1 3 1 2 1 3 1 0.8m=0.270.4m，取 b=0.30m； 2次梁 h=（）l=（）7.2=0.480.6m，取 h=0.5m； 1 1018 11 1018 1 b=（）h =（）0.65m=0.20.3m，取 b=0.2m。 2 1 3 1 2 1 3 1 3框架柱 由建筑抗震设计规范表 6.3.6 查的，该框架结构的抗震等级为三级，其轴 压比限值=0.85，柱的尺寸可以根据柱的轴压比按下列公式计算： n (2-1) e nfg n 青岛理工大学毕业设计 19 (2-2) c nc n a f 式中 为柱组合的轴压力设计值；n 按简支状态计算的负载面积；f 折算在单位面积上的重力荷载代表值，可根据实际荷载计算，也可 e g 近似取 1215kn/ m2，本建筑选用 14kn/ m2； 为考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取 1.3，不等跨内柱 取 1.25，等跨内柱取 1.2； 为验算截面以上楼层层数；n 柱截面面积； c a 混凝土轴心抗压强度设计值； c f mn框架柱轴压比限值，此处可进似取，即对一级、二级和三级抗震 等级，分别取 0.7，0.8 和 0.9。本设计取 1.0。 该建筑的底层中柱的截面面积为： = c a 3 2 1.2 9 4.95 14 104.5 237265mm 0.85 16.7 根据强柱弱梁的原理初步选取柱的截面尺寸为 550550mm，最后要通过柱 轴压比进行验算，结构变位验算，柱强度验算确定柱的截面尺寸。 4楼板 板厚根据下列条件确定： 表 2-1 板的最小厚度 hmin（mm） 板内无预留暗管时80一般楼层 现浇板板内有预留暗管时100 顶层楼板120 表 2-2 工程经验 板形式梁距（m）板厚 h（mm） 屋盖2.06080 青岛理工大学毕业设计 20 楼盖80100 表 2-3 挠度控制 板形式简支条件（h/l短跨） 单向板肋形楼盖1/351/25 双向板肋形楼盖1/451/30 本设计计算单元板厚 h=（1/451/30）4500=（100150）mm，根据经 验及使施工方便，取 h=100mm 5基本假定与计算简图 (1) 基本假定 1) 平面结构假定：本工程平面为正交布置，可认为每一方向的水平力只由 该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力； 2) 楼板在自身平面内刚度假定； 3) 由于结构体型规整、布置均匀对称、结构在水平荷载作用下不考虑扭转 的影响。 在以上基本假定的前提下，将空间框架结构分解成纵向和横向两种平面体 系，楼板的作用是保证各片平面结构具有相同的水平侧移。 (2)计算简图 在横向水平力作用下，将结构简化为刚结计算体系，计算简图详见结构计 算部分。 6荷载计算 多层建筑水平力包括地震作用和风荷载。本建筑高度小于 30m，故风荷载 不大。地震作用计算方法按建筑结构抗震设计规范进行，对高度不超过 40m 以剪切变形为主且质量沿高度均匀的结构，可采用底部剪力法。 竖向荷载主要是结构自重（恒载）和使用荷载（活载） ，结构自重可由构件 截面尺寸直接计算，建筑材料单位体积重量按荷载规范取值。使用荷载（活载） 按荷载规范取值，楼面活载折减系数按荷载规范取用。 7内力计算及组合 (1) 竖向荷载内力 青岛理工大学毕业设计 21 竖向荷载内力计算首先根据楼盖的结构平面布置，将竖向荷载传递给每榀 框架。框架结构在竖向荷载作用下的内力用弯矩分配法。 (2) 水平荷载作用下的内力 水平荷载首先在总框架之间分配，然后将总框架分的份额按各框架的剪切 刚度进行分配。 (3) 荷载组合 本工程考虑了四种内力组合： 1.2+1.4 gk s qk s 1.35+0.98 gk s qk s 1.2+1.26（+） gk s qk s wk s （1.2+0.5）+1.3 gk s qk s ek s (4) 控制截面积不利内力 框架梁控制截面积不利内力：,-,；跨中截面:。 max m max m max v max m 框架柱截面为每层上、下截面，每截面应组合；及相应 n、v， max m 及相应 m、v，及相应 m、v。 max n min n 2.6 结构计算单元的选取结构计算单元的选取 该框架结构体系符合平面抗测力结构单元假定和刚性楼板假定，故计算简 图分为水平力作用下的平面协同体系和竖向荷载作用下一榀框架分析。 该工程选取 4 轴线上的一榀框架作为计算分析对象，取顶层柱的形心线作 为框架柱的轴线，梁轴线至板底，25 层柱高度即为层高，取 3.6m，底层柱高 度从基础顶面取至一层板顶 6.9m。计算简图如图 2.1： 青岛理工大学毕业设计 22 图 2.1 计算简图 第第 3 3 章章 结构设计计算结构设计计算 3.13.1 荷载计算荷载计算 3.1.13.1.1 屋面及楼面永久荷载标准值计算屋面及楼面永久荷载标准值计算 屋面 1： 20 厚 1：3 水泥砂浆保护层 0.02020=0.40 kn/m2 4 层 sbs 改性沥青防水卷材 0.28 kn/m2 40 厚聚苯乙烯保温层 0.0400.5=0.02 kn/m2 20 厚 1：3 水泥砂浆找平层 0.02020=0.40 kn/m2 40 厚 1：8 水泥水泥珍珠岩找坡 0.044=0.16 kn/m2 100 厚板自重 250.1=2.50 kn/m2 铝合金龙骨吊顶 0.12 kn/m2 合计 3.88 kn/m2 营业网点： 青岛理工大学毕业设计 23 瓷砖地面 0.55 kn/m2 100 厚钢筋混凝土板自重 250.1=2.50 kn/m2 20 厚水泥砂浆找平层 200.02=0.40 kn/m2 v 型轻钢龙骨吊顶 0.25 kn/m2 合计 3.80 kn/m2 屋面 2： 屋面 1 基础上去除铝合金龙骨吊顶 5 厚石膏砂浆刮白 0.00512=0.060 kn/m2 合计： 3.82 kn/m2 办公室： 硬木地板 0.20 kn/m2 地板格栅 0.20 kn/m2 100 厚钢筋混凝土楼板 250.1=2.50 kn/m2 隔声纸板顶棚 0.20 kn/m2 合计： 3.10 kn/m2 楼梯： 花岗岩地面 280.015=0.42 kn/m2 20 厚水泥砂浆找平层 200.02=0.40 kn/m2 100 厚钢筋混凝土楼板 250.1=2.50 kn/m2 20 厚水泥砂浆粉刷层 200.02=0.40 kn/m2 合计： 3.72 kn/m2 卫生间： 花岗岩地面 280.015=0.42 kn/m2 20 厚水泥砂浆找平层 200.02=0.40 kn/m2 100 厚钢筋混凝土板 250.1=2.50 kn/m2 v 型轻钢龙骨吊顶 0.25 kn/m2 合计： 3.57 kn/m2 大会议室： 10 厚 水磨石地面 0.65 kn/m2 20 厚 1：3 水泥砂浆找平层 0.0220=0.4 kn/m2 100 厚板自重 0.125=2.5 kn/m2 合计： 3.55 kn/m2 3.1.23.1.2 屋面及楼面可变荷载标准值计算屋面及楼面可变荷载标准值计算 1屋面活载标准值： 不上人屋面： 0.5 kn/m2 青岛理工大学毕业设计 24 楼面活荷载标准值： 2.0 kn/ m2 营业网点： 3.5 kn/m2 办公室： 2.0 kn/m2 会议室： 2.0 kn/m2 卫生间： 2.5 kn/m2 楼 梯： 3.5 kn/m2 屋面雪载标准值： 荷载规范 7.1.1 s=rso=1.00.4=0.4 kn/m2 式中：r为屋面积雪分布系数，取r=1.0 3.1.3 梁、柱、墙、门窗重力荷载计算梁、柱、墙、门窗重力荷载计算 1梁重力荷载标准值 主梁自重及侧灰： 0.30.825+0.01（0.8-0.1）172+（0.3+0.02）170.01=6.26 kn/m 梁重： 6.267.2=45.07 kn 次梁自重及侧灰： 0.20. 525+0.01（0.5-0.1）172+（0.2+0.02）170.01=2.67 kn/m 梁重： 2.677.2=19.22 kn 2框架柱