办公楼抗震设计毕业设计.doc

摘 要本设计主要进行了结构方案中横向框架3轴框架的抗震设计。在确定框架布局之后，先进行了重力荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下层间位移的大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，找出最不利的一组或几组内力组合，选取最不安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了楼梯的设计，完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算。最后进行了基础计算及施工图的绘制。关键词：框架；结构设计；抗震设计Abstract The purpose of the design is to do the anti-seismic design in the longitudinal frames of axis 3.When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibrate cycle is calculated by utilizing the peak-displacement method, then making the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force (bending moment, shearing force and axial force ) in the structure under the horizontal loads can be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. The design of the stairs is also be approached by calculating the internal force and reinforcing such components as landing slab, step board and landing girder whose shop drawings are completed in the end.Keywords:frames；structural design；anti-seismic design目录第1章 建筑说明11.1 工程概况11.2 设计资料11.3 总平面设计11.4 主要房间设计11.5 辅助房间设计11.6 交通联系空间的平面设计11.7 剖面设计21.8 立面设计21.9 构造设计3第2章 结构设计计算62.1结构方案的选择62.2 重力荷载代表值的计算82.3横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算202.4竖向荷载作用下框架结构的内力计算252.5截面设计54第3章 楼梯设计773.1设计参数：773.2楼梯计算：77第4章 基础设计824.1基础设计条件824.2单桩竖向承载力特征值估算：824.3承台计算:82毕业设计总结88致谢90参考资料及设计规范91外文资料及译文92毕 业 设 计 任 务 书94设计进度计划100附录101第1章 建筑说明第1章 建筑说明1.1 工程概况本建筑位于天津市华苑产业园区临街一侧，现浇钢筋混凝土框架结构，房间开间3.9米，层高地下室及首层4.2米，2-6层3.3米。长54.6米，宽16.8米，高21.6米。总建筑面积6881.42平方米。1.2 设计资料1.2.1 本建筑设计使用年限为50年.1.2.2 耐火等级为2级.1.2.3 基本风压=0.5 KN/M2，基本雪压=0.25 KN/M2.1.2.4 建筑结构安全等级为二级；抗震设防烈度为7度；建筑场地类别为3类，建筑抗震设防类别为丙类.1.3 总平面设计1.3.1总平面布置的基本原则：1、应根据一栋楼或一个建筑群的组成和使用功能，结合所处位置和用地条件、有关技术要求，综合研究新建的、原有的建筑物、构筑物和各项设施等相互之间的平面和空间关系，充分利用土地，合理进行总体布局，使场地内各组成部分成为有机的整体，并与周围环境相协调而进行的设计。2、应结合地形、地质、气象条件等自然条件布置，有效组织地面排水，进行用地范围内的竖向布置。3、建筑物的布置应符合防火、卫生等规范及各种安全要求，并应满足交通要求。4、建筑物周围布置应与城市主干道及周围环境相协调，合理组织场地内的各种交通流线（含人流、车流、货流等），并安排好道路、出入口，并考虑风向及人员出入的便利。1.4 主要房间设计主要房间是各类建筑的主要部分，是供人们学习、生活的必要房间，由于建筑物的类别不同，使用功能不同，对主要房间的设计也不同。但主要房间设计应考虑的基本因素仍然是一致的，即要求有适宜的尺寸，足够的使用面积，适用的形状，良好的采光和通风条件，方便的内外交通联系，合理的结构布置和便于施工等。因此，本建筑的柱网横向尺寸7.2m+2.4m+7.2m，纵向尺寸7.8m7。1.5 辅助房间设计在本建筑中，辅助房间主要为卫生间。卫生间的设计在满足设备布置及人体活动的前提下，应设在人流交通线上与走道楼梯间相连处，如走道尽端，楼梯间即出入口或建筑物转角处，为遮挡视线和缓冲人流。在本建筑中，每层设男、女卫生间各1间。设在楼梯的两边，卫生间单间尺寸为3.9m4.8m.1.6 交通联系空间的平面设计主要房间和辅助房间都是单个独立的部分，而房间与房间的水平与垂直方向上的联系、建筑物室内外之间的联系，都要通过交通联系来实现。交通联系空间按位置可分为水平交通空间（走廊），垂直交通空间（楼梯，坡道）和交通枢纽空间（门厅，过厅）。交通联系空间形状、大小、部位主要决定于功能关系及建筑空间处理的需要，设计时应主意：交通流线简洁明确，对人流起导向作用。良好的采光、通风。安全防火，平时人流畅通，联系方便；交通联系空间的面积大，要有适当的高度和宽度。1.6.1 水平交通空间的平面设计走廊起着联系各个房间的作用，走廊宽度的确定，应符合防火、疏散和人流畅通的要求，本建筑走廊轴线尺寸为2400mm。走廊要求有良好的采光，本建筑设计采用内廊式，为便于有充足的采光，依靠走廊尽端的开窗（尺寸15001700mm）；利用门厅采光；灯光照明。1.6.2 垂直交通空间的平面设计楼梯是多层房屋的垂直联系和人流疏散的主要措施。由于该建筑物是办公楼，按防火要求和疏散人流，该建筑物设双跑楼梯。1.6.3 交通枢纽空间门厅作为交通枢纽，其主要作用是集散人流，转换人流方向，室内外空间的过渡或水平与垂直交通空间的衔接等。门厅一般应面向主干道，使人流出入方便，有明确的向导性，同时交通流线组织应间明醒目。本设计中大厅门取5400mm3000mm，门开启方向是里外都可以开的弹簧门，另外在楼梯下设应急门2400 mm1800 mm，以满足防火疏散要求。所有的窗户均采用铝合金窗，门为木门（大门除外）。1.7 剖面设计1.7.1层高的确定层高是剖面设计的重要依据，是工程常用的控制尺寸，同时也要结合具体的物质技术、经济条件及特定的艺术思路来考虑，既满足使用又能达到一定的艺术效果。本建筑为六层，主要为办公室，层高确定为3.3m，这样的房间高度比较合适些，给人一正常的空间感觉。1.7.2 室内外高差的确定为防止室内受室外雨水的流渗，室内与室外应有一定的高差，且高差不宜过大，若过大便不利于施工和通行，故设计室内外高差为0.45m。1.7.3屋面排水设计本建筑设计中屋面利用材料找坡（2），采用有组织排水（女儿墙外排水），为了满足各个落水管的排水面积不大于200m2, 公设8个落水管。因20.7，故该框架为规则框架。2.3横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算2.3.1横向自振周期的计算：横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法。基本自振周期T1（s）可按下式计算：T1=1.7T （uT）1/2注：uT为计算结构基本自震周期用的结构顶点假象位移，即假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的结构顶点位移；T为结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取0.7。uT按以下公式计算：VGi=Gk（u）i= VGi/D ij uT=（u）k注：Gk为集中在k层楼面处的重力荷载代表值；VGi为把集中在各层楼面处的重力荷载代表值视为水平荷载而得的i层层间剪力；D ij 为第i层的层间侧移刚度。（u）i为第i层的层间侧移。（u）k为第k层的层间侧移。s为同层内框架柱的总数。结构顶点的假想侧移计算过程见下表：结构顶点的假想侧移计算层次Gi（KN）VGi（KN）D i（N/mm）ui（mm）ui（mm）67947.127947.1274701610.641259.81759091.7617038.8874701622.809249.17649091.7626130.6474701634.980226.36739091.7635222.474701647.151191.38729091.7644314.1674701659.321144.23619266.9253581.08101554852.76152.761T1=1.7T （uT）1/2 =1.70.7(0.26)1/2=0.607(s)2.3.2水平地震作用及楼层地震剪力的计算：本结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切变型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，即：1、结构等效总重力荷载代表值GeqGeq=0.85Gi=0.85（7947.12+9091.764+9266.92）=53581.08（KN）2、计算水平地震影响系数1查表得三类场地特征周期值Tg=0.45s。查表得设防烈度为7度的max=0.121=（Tg/T1）0.9max =（0.45/0.607）0.90.08 =0.07433、结构总的水平地震作用标准值FEkFEk=1Geq=0.074353581.08 =3981.07KN因1.4Tg=1.40.4=0.56sT1=0.607s，所以不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：Fi=GiHiFEk（1-n）/（GkHk）地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi为 Vi=Fk（i=1，2，n）2.3.3多遇水平地震作用下的位移验算：水平地震作用下框架结构的层间位移（u）i和顶点位移u i分别按下列公式计算：（u）i = Vi/D iju i=（u）k各层的层间弹性位移角e=（u）i/hi，根据抗震规范，考虑砖填充墙抗侧力作用的框架，层间弹性位移角限值e1/550。层次Hi/mGi/KNGiHi/KN.mFi/KNVi/KN6.00 20.70 7947.12 164505.38 0.25 999.25 999.25 5.00 17.40 9091.76 158196.62 0.24 959.43 1958.68 4.00 14.10 9091.76 128193.82 0.20 776.31 2734.99 3.00 10.80 9091.76 98191.01 0.15 597.16 3332.15 2.00 7.50 9091.76 68