土木工程-广州办公楼毕业设计.doc

本 科 生 毕 业 设 计（论 文）论文题目：姓名：学号：班级：年级：2010级专业：学院：指导教师：完成时间：作 者 声 明本人以信誉郑重声明：所呈交的学位毕业设计（论文），是本人在指导教师指导下由本人独立撰写完成的，没有剽窃、抄袭、造假等违反道德、学术规范和其他侵权行为。文中引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，不包含他人成果及为获得东华理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本设计（论文）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本毕业设计（论文）引起的法律结果完全由本人承担。本毕业设计（论文）成果归东华理工大学所有。特此声明。毕业设计（论文）作者（签字）： 签字日期： 年 月 日 本人声明：该学位论文是本人指导学生完成的研究成果，已经审阅过论文的全部内容，并能够保证题目、关键词、摘要部分中英文内容的一致性和准确性。 学位论文指导教师签名： 年 月 日 广州沙河工业园区办公楼Guangzhou shahe industrial park office buildingWADE 广州沙河工业园区办公楼摘 要此次设计主要从结构方面进行设计。结构部分取4号轴线所在的框架为一榀，进行抗震和构件设计。水平地震荷载作用大小使用底部剪力法，从而求出在水平荷载作用下的结构内力，包括弯矩、剪力、轴力。而后计算竖向荷载（恒载加上活荷载）作用下的结构内力，在计算结构内力是手算法和弯矩分配法。结合机算结果，进行内力组合，找出最不利的一组或几组组合。 选取最安全的结果计算配筋并绘图。设计的内容包括框架柱，框架梁，板，基础，楼梯等。关键词：建筑框架 结构设计 抗震设计 Guangzhou shahe industrial park office buildingAbstractThis design mainly from two aspects of structure design. Structure take part in 4 axis framework for a cross, seismic and component design. Horizontal seismic load size using the bottom shear method, to calculate structural internal force under horizontal load, including bending moment, shear force and axial force. Then calculate vertical load (dead load and live load) under the action of the structural internal force, the structure internal force is calculated by hand and iterative method. Combination machine numerical results, the combination of internal force, find out the most unfavorable combination of one or several groups. Choose the safest results reinforcement and drawing. Design including the content of the frame column, frame beam, plate and foundation, stairs, etc.Keywords : Structure Frame Structural design Seismic Design 东华理工大学毕业设计目录 目 录1. 建筑设计说明11.1基本内容12. 结构布置方案及选型22.1.结构方案22.2.构件选型、尺寸估算22.3. 结构计算简图33. 恒活荷载标准值和侧移验算53.1 恒载标准值53.2 活载标准值83.3竖向荷载下框架受荷载图83.4 风荷载113.5 风荷载作用下框架的侧移143.6地震作用143.7 水平地震荷载作用下框架的侧移174. 框架内力计算194.1 风荷载作用下框架的内力计算194.2 框架内力254.3 框架的内力314.4 活载作用下框架的内力计算355.内力组合385.1 梁内力组合385.2 柱内力组合385.3 梁控制值386. 框架梁和柱截面设计406.1 框架梁配筋：406.2 柱截面配筋457. 板的设计（按弹性理论计算）517.1 A、B板荷载计算517.2 A、B板内力计算528. 基础设计578.1基础图578.2 参数588.3 设计过程599. 楼梯设计6591 楼梯布置图6592基本设计：6593梯段板：6594平台板：66结 论68致 谢69参考文献70附录71东华理工大学毕业设计建筑设计说明1建筑设计说明1.1基本内容拟在工业园建筑一幢多层办公大楼，它包括门厅、办公室、专用办公室、会议室、多功能资料室、机房等等，总建筑面积5000m2左右。建筑部分：拟建一幢办公大楼，它包括门厅、普通办公室、专用办公室、大会议室、小会议室、档案室、图书阅览室、资料室，总建筑面积5000m2左右。建筑物层数：6 层，层高按规范要求确定；结构形式：框架结构。建筑物等级：耐久年限：50年；耐火等级：二级。自然条件：主导风向：夏季东南风，冬季西北风。结构部分：自然条件：风荷载：基本风压W0=0.35kN/m2 雪荷载：基本雪压S0=0.45kN/m2楼面活载：按规范要求 抗震设防烈度：7度，场地土。设计详细说明(1)气象条件 温度：常年气温差值约40； 相对湿度：最热月平均60%； 主导风向：常年多南北风； 雨雪条件： 基本雪压0.45kN/m2；(2)工程地质条件 杂填土，厚约0.5m；极限侧阻力标准值取60kPa； 粘性土，厚约3.0m，地基承载力特征值fak=250kN/m2； 砾层，地基承载力特征值fak=350kN/m2; 地下水位：地下水位为地表以下2.5m，无侵蚀性； 拟建场地内地形平整，II 类场地，地面标高在30.000-30.500之间； 抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组。103东华理工大学毕业设计结构布置方案及选型2 结构布置方案及选型2.1.结构方案根据建筑要求，以办公为主，空间需求较大，采用框架结构方案效果不错。传力途径：楼板活载和恒载，经过梁传至框架柱，最后传至基础。根据楼盖的布置，荷载传力方式和结构抗震等级要求，办公楼框架的结构方案为纵向和横向都采用框架结构。2.2.构件选型、尺寸估算2.2.1. 构件选型（）结构形式：现浇钢筋混凝土结构（）墙体材料：加气混凝土块（容重为7.5kN/m3）（）墙体：外墙:240mm，内墙:200mm（）基础：柱下独立基础2.2.2. 截面尺寸估算（） 横向边跨梁:取跨度较大者进行计算.取 取b=300mm 满足故横向边跨梁初选截面尺寸为：（） 横向中跨梁： 取 取故横向中跨梁初选截面尺寸为： （）纵向梁：与横向框架梁一样初选截面尺寸为：（）框架柱: 取柱初选截面尺寸为：（5）板设计为双向板 取板厚为100mm2.3. 结构计算简图2.3.1 梁柱线刚度横向边跨梁：横向中跨梁：标准层柱:底层柱: 梁柱相对线刚度：令框架计算简图：图2 框架计算简图东华理工大学毕业设计恒活荷载标准值和侧移验算3 恒活荷载标准值和侧移验算3.1 恒载标准值3.1.1 屋面恒载1:3水泥沙浆找平层 20mm 0.4水泥蛭石板保温层 60mm 0.121:8水泥炉渣找坡 80mm 1.44现浇钢筋混凝土板 100mm 2.51:3水泥沙浆找平层 20mm 0.4 板底抹灰 20mm 0.4小瓷砖层 0.55 三毡四油屋面防水层 0.4 合计 5.81 3.1.2 楼面恒载 走廊楼面的恒载水磨石地面 0.65现浇钢筋混凝土板 100mm 2.5板底抹灰 20mm 0.4 合计 3.32标准层非走廊楼面恒载水磨石地面 1.06现浇钢筋混凝土板 100mm 2.5板底抹灰 10mm 0.17 合计 2.733.1.3 梁自重横向边跨梁截面尺寸为：自重：抹灰层： 合计 4.76kN/m横向中间跨梁初选截面尺寸：自重：抹灰层： 合计 3.34kN/m纵向梁初选截面尺寸为：自重：抹灰层： 合计 4.76kN/m 横向次梁初选截面尺寸为自重：抹灰层： 合计 3.97kN/m基础梁初选截面尺寸为：自重： 合计 2.5kN/m3.1.4 柱自重柱初选截面尺寸为：自重：抹灰层： 合计 9.41kN/m3.1.5 外纵墙自重 标准层，纵墙 自身墙重 铝合金窗： 水刷石外墙面：（）水泥粉刷内墙面：（） 合计 4.16kN/m 底层，纵横墙 自身墙重（） 铝合金窗： 水刷石外墙面：水泥粉刷内墙面： 合计 6.47kN/m3.1.6 内部纵、横墙自重 标准层纵横墙 自身墙重 水泥粉刷内墙面： 合计 7.99kN/m 底层纵、横墙 自身墙重 水泥粉刷内墙面： 合计 11.1kN/m 3.1.7 女儿墙自身墙重 女儿墙：高为1.4m ，100厚混凝土压顶 ， 水刷石外墙面 自身墙重：3.2 活载标准值 3.2.1 屋面和楼面活荷载标准值： 取： 上人屋面：2.0 kN/m2 楼面：办公楼：2.0 kN/m2 走 廊：2.5 kN/m23.2.2 雪荷载： =1.00.5kN/m2=0.5 kN/m2 根据规范，屋面活荷载和 雪荷载只考虑，取两者最大值2.0kN/m23.3竖向荷载下框架受荷载图 3.3.1 作用在框架梁上的恒载、活载计算将梯形和三角形荷载等效为均布荷载楼面荷载按双向板进行荷载等效分配短边分配：三角形荷载 q,=长边分配：梯形荷载 q,=,=0.92 q,3.3.2 BD轴 框架梁屋面板所传递的荷载： 恒载： 活载：楼面板所传递的荷载： 恒载： 活载：梁自重：4.76 KN/m2根据以上数据：BD轴 框架梁的均布荷载：屋面梁：恒载=梁自重+屋面板传恒载 活载=屋面板传活载 =6.41 KN/m楼面梁：恒载=梁自重+楼面板传恒载+墙自重 活载=楼面板传活载 =6.41 KN/m3.3.3. DE轴 框架梁 屋面板所传递荷载： 恒载： 活载：楼面板传荷载： 恒载： 活载： 梁自重：3.34KN/m2根据以上数据：DE轴间框架梁的均布荷载为：屋面梁：恒载=梁自重+屋面板传恒载 活载=屋面板传活载 3.75 KN/m楼面梁：恒载=梁自重+楼面板传恒载 活载=楼面板传活载 4.69 KN/m EF轴间框架梁与BD轴间框架梁相同3.3.4 B轴柱纵向集中荷载顶层柱： 恒载=女儿墙自重和天沟+梁自身重+屋面板传递恒载 活载=屋面板传递活载 标准层柱： 恒载=墙自重+梁自身重+楼面板传递恒载 活载=楼面板传递活载 3.3.5 D轴柱集中荷载 顶层柱： 恒载=梁自身重+屋面板传递恒载 活载=屋面板传活载 ( =59.14KN/m 标准层柱： 恒载=内墙自身重+梁自身重+楼面板传递恒载 活载=楼面板传递活载 3.4 风荷载 节点处的集中风荷载值公式 其中：=0.35KN/m2 s ：迎风面，背风面， z：地面粗糙度为C类 z：z=1.0 hi：下层柱高 H：上层柱高 B：迎风面宽度. B=7.2m计算数据如下表表1集中风荷载值高度（m）zszH（m）hi（m）Wk 1.00 1.30 1.041.503.60 0.35 14.05 1.00 1.30 0.953.60 3.60 0.35 14.51 1.00 1.30 0.873.60 3.60 0.35 13.56 1.00 1.30 0.743.60 3.60 0.35 12.38 8.25 1.00 1.30 0.653.60 3.60 0.35 11.79 4.65 1.00 1.30 0.593.60 4.65 0.35 13.51 可将沿建筑高度分布风荷载简化集中荷载。将节点下半层和上半层上的风荷载直接作用于节点上，女儿墙和屋面上均布风荷载由楼层顶节点节点承受。图4 计算26层D值（）表2 26层D值计算表构件名称c=/(2+)=b/cB柱22011D柱2(1+0.79)/(21)=1.7936711E柱36711F柱(20.79)/ (21)=0.79220113.5 风荷载作用下框架的侧移其中：Uj ：第j层总剪力 Dij：第j层所有柱的抗侧移刚度和表3层次/ kN/ kN( kN /m)/m/h614.0514.05 1174440.00011/36000528.5614.51 1174440.00021/18000442.1213.56 1174440.00041/9000344.5012.38 1174440.00051/1200266.2911.79 1174440.00061/6000179.8013.51 686260.00121/3000=0.0030m根据计算结果，层间侧移=1/30001/500 (满足规范要求)总侧移：U/H=0.003m/23m=1/76671/650 (满足规范要求)3.6地震作用建筑属于一般民用建筑。抗震设防烈度7度。结构的抗震等级为三级，Tg=0.35,多遇地震下的max =0.08,.因为刚度、质量分布平均、高度不大，所以可以采用底部剪力法计算。3.6.1 重力荷载代表值计算 ：第i 个可变荷载标准值 ：可变荷载标组合的系数 结构基本周期计算公式： ； 式中：H房屋的总高度(m)； B房屋的宽度(m)。 G6G1 相对高度为： 总高度为H=23.0m3.6.2 结构的自振周期： 公式 T1=3.6.3.水平地震作用影响系数 因Tg T11.4Tg=1.40.35=0.49 顶部附加地震作用系数： = F6=G6H6/(GiHi)FEK（1-） 同样的方式可以计算得 顶部附加水平地震作用为： F6 = 顶部水平地震作用为： F6 = F6 +F6 = 水平地震作用图如图所示图5 地震作用图3.7 水平地震荷载作用下框架的侧移 计算公式为： 其中：Uj ：第j层总剪力 Dij：第j层所有柱的抗侧移刚度和表4 水平地震荷载作用下框架的侧移层次/ kNFj/