办公楼设计毕业设计.doc

毕业设计大连渤海建筑集团有限公司办公楼设计学 生 姓 名：指 导 教 师：合作指导教师：专 业 名 称：土 木 工 程所 在 院 校：应用技术学院2016年5月目 录摘要3ABSTRACT4前言51、 建筑设计部分说明71.1 建筑平面的设计71.2 建筑体型和立面设计72、结构设计部分计算82.1 框架结构设计任务书82.2 框架结构设计计算92.3楼板（盖）设计522.4 标准层楼梯的设计572.5 首层楼梯的设计622.6、 基础设计66总结70SUMMARY71致谢72THANK73参考文献74摘要本次毕业设计是一幢大连渤海建筑集团有限公司办公楼设计。本设计主要分为两大部分：第一部分为建筑设计。根据任务书的要求，综合考虑地基环境，使用功能，结构施工，材料设备，建筑设计及建筑艺术问题，解决建筑物的使用功能和空间的安排。依据建筑物的概念，建筑方针的原则，完成设计。第二部分为结构设计。结构设计由框架设计，基础设计等组成。该建筑的抗震设防烈度为7度，抗震等级为三级，考虑水平地震作用对横向框架的影响。竖向荷载作用下，横向框架内力计算采用分层法，而内力组合比较了竖向荷载组合和竖向荷载与地震力组合时对框架梁，柱产生的不利影响，取两者中较大值对框架梁，柱进行截面设计。关键词：结构，变形，荷载 ABSTRACT The graduation design is a Bohai Dalian Construction Group Co., Ltd. office building design.This design is mainly divided into two parts: the first part is the architectural design. According to the requirements of the task book, considering the foundation environment, the use of function, structure, materials, equipment, architectural design and architectural art, to solve the use of the building function and space arrangement. According to the concept of the building, the principle of building principles, complete design.The second part is the structure design. Structural design is composed of frame design, foundation design and so on. The seismic fortification intensity of the building is 7 degrees, the earthquake resistance level is three, and the influence of horizontal earthquake action on the horizontal frame is considered. Under the action of vertical load, horizontal frame internal force calculation by stratified sampling method, and internal force combination compared the vertical load and vertical load and seismic load combination of frame beams, columns to produce adverse effects, take the two great value on the frame beam, column and section design.Key word:architecture，deformation，load.前言本次毕业设计是大连渤海建筑集团有限公司办公楼设计，包括建筑设计和结构设计两部分内容。建筑设计是在总体规划的前提下，根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。结构设计是在建筑物初步设计的基础上确定结构方案；选择合理的结构体系；进行结构布置，并初步估算，确定结构构件尺寸，进行结构计算。结构计算包括荷载计算、变形验算、内力分析及截面设计，并绘制相关的结构施工图。本工程为大连渤海建筑集团有限公司办公楼设计，因地处城市中心交通要道，在总体规划设计时，考虑到场地要求、绿化设施、其它功能要求，以及周围建筑物的影响，设计时采用一型。总之，适用、安全、经济、使用方便是本设计的原则，两部分空间合理，连接紧凑，主次分明，使建筑空间的舒适度加以提高。7大连海洋大学本科毕业设计 1、建筑设计部分说明1、 建筑设计部分说明1.1 建筑平面的设计工程名称：大连渤海建筑集团有限公司办公楼设计 建筑总面积：2585.088。 建筑高度：17.7m，层数： 5层，层高3.3 ,结构形式：框架结构，设计使用年限为50年，耐火等级为二级， 屋面为上人屋面， 墙体用M5水泥砂浆砌筑。采用30厚细石混凝土楼面。散水宽为900mm。楼梯及室内栏杆，自行选择花式时，型材的厚薄、粗细及安全玻璃的厚度均应符合有关规范和技术措施。选择的花式应不易攀爬，竖杆净距小于等于110mm，楼梯踏步宽度大于等于260mm时，按图集选用 的拉杆应按竖杆净距小于等于110调匀。装修工程：1、楼地面部分执行建筑地面设计规范。 2、室内装修工程，有水的房间楼地面必须做好排水坡，不得出现倒流或局部积水。1.2 建筑体型和立面设计1.2.1建筑体型的组合建筑体型的组合要求，主要有以下几点：(1) 完整均衡、比例恰当(2)主次分明，交接明确(3)体型简洁、环境协调1.2.2建筑立面设计节奏感和虚实对比材料质感和色调配置重点及细部处理大连海洋大学本科毕业设计 2、结构设计部分计算2、结构设计部分计算2.1 框架结构设计任务书2.1.1 工程概况大连渤海建筑集团有限公司办公楼设计，根据设计要求：主体为5层，钢筋混凝土框架结构。梁、板、柱现浇，建筑面积约为2585m2。房间开间3.6米，进深6.6米，走廊宽2.4米，层高3.3米，室内外高差为0.45米，设防烈度7度，一类场地。抗震等级二级。图 2-1 柱网布置2.1.2 设计资料（1） 气象条件基本风压0.60KN/m2;基本雪压0.40KN/m2.（2） 抗震设防 七度近震。 (3) 层面做法： 二毡三油防水层；冷底子油热玛蹄脂二道；水泥石保湿层（200mm厚）；20mm厚水泥砂浆找平层；:120mm后钢筋混凝土整浇层；吊顶（或粉底）。(4) 楼面做法： 水磨石地面；120mm厚钢筋混凝土整浇层；粉底（或吊顶）。混凝土强度等级为C30，纵筋2级，箍筋1级。2.1.3 设计内容(1)确定梁柱截面尺寸及框架计算简图(2)荷载计算(3)框架纵横向侧移计算；(4)框架在水平及竖向力作用下的内力分析；(5)内力组合及截面设计；(6)节点验算。2.2 框架结构设计计算2.2.1 梁柱截面、梁跨度及柱高度的确定(1)初估截面尺寸 柱：一、二、三、四 五层：bh=500mm500mm。 梁：L1=bh=300mm600mmL2=bh=300mm600mmL3=bh=250mm600mmL4=bh=250mm400mmL5=bh=250mm600mm(2) 梁的计算跨度见图中所示。柱高等于层高，即3.3m，由此得框架计算简图图2-2 框架梁编号图2-3 梁的计算跨度33002.2.2 荷载计算（1）屋面均布恒载二毡三油防水层 0.35KN/m2冷底子油热玛蹄脂二道 0.05 KN/m2200mm厚泡沫混凝土保温层 0.26=1.2KN/m2120mm 厚钢筋混凝土板 0.1225=3 KN/m215 mm厚吊顶与粉底 0.01517= 0.2 6KN/m2共计 5.26 KN/m2图2-4横向框架计算简图及柱编号（2）楼面均布恒载按楼面做法逐项计算；水磨石地面 0.65KN/m2120厚现浇板 0.1225=3 KN/m2吊顶与粉底 0.01517= KN/m2共计 3.91 KN/m2（3）屋面均布活荷载雪荷载标准值：（103.6+0.5）（6.62+2.4+0.5）0.25=147 KN 计算重力荷载代表值时，由于设计的可上人屋面，因此,取重力荷载和活荷载的组合即1 .5 KN/m2。（4）楼面均布活荷载楼面均布活荷载标准值为： （93.6+0.5）（6.62+2.4+0.5）2=1062.72 KN（5）梁柱自重每根重量计算见例 0.340.76.125=36.3KN 表2-1 梁柱自重编号截面（m2）长度（m）根数每根重量（KN）KL10.30.66.62023.76KL20.30.62.4104.32KL30.250.66.68079.2KL40.250.42.4409.6KL50.250.63.618097.2 KZ10.40.43.3200105.6（6）墙体自重墙体均为240mm，两面抹灰. 单位面积上墙体重量为 0.2819=5.32KN/m2墙体自重计算见表：表2-2 墙体自重墙体每片面积（m2）片数重量（KN）折算重量80%（KN）底层纵墙3.23.230307.2245.76底层横墙3.26.218357.12285.70二三层纵墙3.23.233337.92270.33二三层横墙3.26.215153.6122.88四层纵墙3.23.233337.92270.33四层横墙3.26.217337.28269.82五层纵墙3.23.233337.92270.33五层横墙3.26.213262.08209.66女儿墙纵墙1.2103.628686女儿墙横墙1.2（6.6 2+2.4）11919如下： 第五层：G5=8976KN 第四层：G4=8976KN 第三层：G3=8976KN 第二层：G2=8976KN 第一层：G1=10196KN2.2.3 水平地震作用下框架的侧移验算.（1）横梁线刚度.混凝土C30，Ec=3107KN/m2 ，fe=1.5N/mm2在框架结构计算中，在计算梁的截面惯性矩时，边框取I=1.5I0（I0为梁的截面惯性矩）；对中框架梁取I=2.0 I0，、图2-5质点重力荷载值Gi表值为： 46100KN 表23 横梁线刚度梁 号L截 面bh（m2）跨 度L（m）I0=bh3/12m4边 框 架 梁中 框 架 梁Ib=2.0I0（m4）Kb=EIb/L（KNm）Ib=2.0 I0（m4）Kb=EIb/L（KNm）KL0.30.66.65.410-38.110-33.68104KL0.30.62.45.410-38.110-310.1104KL0.250.66.64.510-3910-34.09104KL0.250.42.41.310-32.610-33.25104KL0.250.63.64.510-36.7510-35.63104910-37.5104（2）横向框架柱的侧移刚度D值计算. 柱线刚度列于下表表24柱线刚度柱号（Z）截面（m2）柱高度h（m）惯性矩Ic=bh3/12 （m4）线刚度KcKc=EIc/hKZ10.50.53.35.2110-34.74104横向框架侧K移刚度D值计算见下表表25 横向框架侧移刚度D值计算层柱类型根数底层边框边柱3.68/4.74=0.7760.460240264边框中柱（3.68+10.1）/4.74=2.9070.694362484中框边柱4.09/4.74=0.8690.4772491416中框中柱（4.09+3.25）/4.74=1.5490.5773013716D1121912二五边框边柱（3.68+3.68）/（2*4.74）=0.780.281146774边框中柱（3.68+10.1）*2/（2*4.74）=2.910.593309734中框边柱（4.09+4.09）/（2*4.74）=0.860.3011572216中框中柱（4.09+3.25）*/（2*4.74）=1.550.4372282516D799352（3）横向框架的自振周期按顶点位移法计算框架的自振周期。顶点位移法是求结构基本的一种近似方法。将结构按质量分布情况简化成无限点的悬臂直杆，导出以直杆顶点位移表示的基频公式，这样，只要求出结构顶点位移，就可按下式得到结构的基本周期： 式中0基本周期调整系数。考虑非承重填充墙时取0.6 T框架的顶点位移。在未求出框架的周期前，无法求出框架的地震力及位移，T是将框架的重力荷载视为水平作用力，求得的假象框架顶点位移，然后由T求出T1，在用T1求得框架结构的底部剪力，进而求出框架多层剪力和结构真正的位移。表26 横向框架顶点位移层次Gi（KN）Gi（KN）Di（KN/m）层间相对位移=Gi/ Dii58976248568764460.02840.31748976338328764460.03860.28938976428088764460.04880.25028976517848764460.05910.2011110196619804365200.1420.142T1=1.70.6 =0.597（s）（4）横向地震作用计算在工类场地二区，结构的特征周期Tg和地震影响系数max为： Tg=0.35（s） max=0.08由于T1=0.597（s）1.4=1.40.35=0.49（s），应考虑顶点附加地震作用。按底部剪力法求得基部剪力，若按 Fi=分配给各层顶点，则水平地震作用呈倒三角形分布。对一般层，这种分布基本符合实际，但对于结构上部，水平作用结果小于按时程分析法和振型分解法求得的结果，主要对周期较长的结构相差更大，地震的宏观震害也表明，结构上部常常震害严重。因此引入n，即顶部附加的影响，且使修正后的剪力分布与实际更加吻合。附加应力Fn加到主体结构顶部。n= 0.08 T1+0.01=0.080.597+0.01=0.0578结构横向总水平地震作用标准值：FEK=（Tg/ T1）0.9max 0.85Gi =2656KN顶点附加水平地震作用Fn=n FEK=0.05782656=31.46KN各层横向地震剪力见表如下表27各层横向地震作用及楼层地震剪力 层次hiHiGiGiHiFiVi53.318.0589761620170.1774431855.343.314.7589761323960.1453632218.333.311.4589761027750.1122802498.323.38.158976731540.080200.22698.513.34.8510196494510.0541352833.5注：1 Fn 只加入主体的顶层即5层 图26横向框架各层水平地震作用及地震剪力（5）横向框架抗震变形验算.经常遇地震作用下，层间弹性位移验算见下表表28横向变形验算层次层间剪力Vi（KN）层间刚度Di（KN）层间位移Vi/Di（m）层高（m）层间相对弹性转角e51855.38764460.00213.31/157142218.38764460.00253.31/132032498.38764460.00293.31/113722698.58764460.00313.31/106412833.5101960.00653.31/746层间弹性相对转角均满足要求e1.47s=0.42（s）（8）纵向地震作用计算结构纵向水平地震作用标准值为：FEK=()0.9max0.85（）0.90.080.8522388.003=568.66KN 定点附加地震作用 ：n0.08 T10.010.080.420.010.043Fnn FEK0.0436568.66=24.73KN各顶层纵向地震剪力计算见下页表11Fi FEK（1n）表211各层纵向地震作用及层地震剪力层次Hi（m）Ai（m）Gi（KN）GiHiFi（KN）Vi（KN）53.318.52948.354545450.15382.21354.6943.315.23004.042456610.12869.61424.3033.311.93059.729364110.10255.47479.7723.38.63059.729263140.07440.25520.0213.35.32850.971151100.04222.84542.86（9）纵向框架变形验算见表2-12。表2-12 纵向框架变形验算 层间层间剪力Vi（KN）层间刚度Di（KN/m）层间位移Vi/Di（m）层高hi（m）层间相对弹性转角e5354.691136340.003123.34424.301319550.003223.33479.771319550.003643.32520.021319550.003943.31542.861172000.004633.3 ee2.2.4 水平地震作用下，横向框架的内力分析中柱两侧梁端弯矩按梁线刚度分配。表2-13 层nAB跨BC跨柱轴力l(m)M左(KNm)M右(KNm)Vb（KN）l(m)M左(KNm)M右(KNm)Vb(KN)ND(KN)NJ(KN)56.692.976.525.672.460.8260.8250.68-53.23-50.2446.6121.6101.233.762.480.4880.4867.07-86.993.5536.6133.65107.536.542.485.585.571.25-123.53-118.2626.6153.45124.142.052.498.6598.6582.21-68.03-158.4216.6168.25146.347.662.4116.35116.3596.96-87.83-207.72计算梁端弯矩M M左（M上M下）K左/（K左K右） M右（M上M下）K右/（K左K右）计算梁端剪力Vb：根据梁的两端弯矩Vb（M上M下）/L计算柱轴力N：2.2.5 竖向荷载作用下框架的内力分析仍取中框计算（1） 荷载计算图27 地震作用下框架梁柱弯矩图第2_5层梁的均布线荷载 AB跨： 楼面均布荷载传给梁 3.913.614.08 KN/m 横梁自重（包括抹灰） 0.290.4252.9 KN/m 内横墙自重（包括粉刷） 0.2819（3.60.6）15.96KN/m 恒载 32.94KN/m BC跨： 楼面均布荷载传给梁 3.913.614.08KN/m 横梁自重（包括抹灰） 0.290.4252.9 KN/m 恒载 16.98KN/m第2_5层活荷载： 23.67.2 KN/m第2_5层集中荷载： 纵梁自重（包括抹灰） 0.290.45253.611.75 KN纵墙自重（包括抹灰） 0.2819+3.6（3.60.45）60.33 KN 柱自重（包括抹灰） 0.540.543.32526.24 KN总计： 98.32 KN 第一层梁的均布线荷载： AB跨恒载： 32.94 KN/m BC跨恒载： 16.98 KN/m 活载： 7.2 KN/m第一层 集中荷载：纵梁自重（包括抹灰） 0.290.6253.615.66 KN纵墙自重（包括抹灰） 0.2819+3.6（3.60.45）60.33 KN 柱自重（包括抹灰） 0.540.543.32526.24 KN第一层柱自重（包括抹灰）：0.540.544.852535.36 KN 总计： 102.23KN注：双向板支承梁计算梯形分布：qeq=(1-2k2+k3)qs三角形分布：qeq=5/8 qs 图28 双向板的传力图中框架恒载及活载见下图。图29 框架竖向荷载示意（2） 用弯矩分配法计算框架弯矩可在荷载面配筋时，将跨中弯矩乘以1.11.2的放大系数予以调整。表214 固端弯矩计算AB跨BC跨简图固端弯矩M0MJ（KN/m）简图固端弯矩MJ=MK（KN/m）23.69KN/m23.696.6284.5421.84KN/m21.842.4210.4832.94KN/m32.946.62119.5716.98KN/m16.982.428.155.4KN/m 5.46.6219.605.4KN/m5.42.422.597.2KN/m7.26.6226.147.2KN/m7.22.423.46分配系数计算切断的横梁线刚度为原来的一倍，分配系数按与节点连接的各杆的转动刚度比值计算。例：A柱顶层节点：下柱=0.537梁=0.463传递系数： 远端固定，传递系数为 远端滑动铰质，传递系数为1。弯矩分配：梁端剪力及柱轴力计算梁端剪力 V=VqVm式中：Vq梁上均布荷载引起的剪力，Vqql；Vm梁端弯矩引起的剪力，Vm 柱轴力 N=V+P式中：V梁端剪力； P节点集中力及柱自重。 图210 恒载弯矩分配图 （KN/m）由图2-13，查得：五层梁端弯矩： ML= 103.64（82.91） KNm Mr = 108.23（86.58） KNm括号内为调幅后得数值续图311 活载弯矩分配图 （KN/m）五层梁端剪力 VqDVqJql23.296.676.86 KN调幅前： VmDVmJ=-1.77 KNVDVqDVmD76.861.7775.09 KNVJVqJVmJ76.861.7778.63 KN调幅后： VmDVmJ=1.41 KN VDVqDVmD76.861.4175.45 KN VJVqJVmJ76.861.41=78.27 211 活载弯矩分配图 （KN/m）第五层A柱柱顶及柱底轴力：N顶VP73.450488.2 KNN底75.4526.24514.47KN其它梁端剪力及柱轴力计算见表16，活载作用下梁端剪力及柱轴力见表表2-15恒载作用下梁端剪力及柱轴力（KN）层 数荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VqAVqBVqAVqBVmAVmBVmBVmC VmAVmBVAVBVBVCN顶N底N顶N底5108.720.38-0.88（-0.70）0107.82（108.0）109.58（109.40）20.38488.23514.47560.54586.784108.7020.38-0.86（-0.69）0107.84（108.0）109.56（109.39）20.38694.56720.8788.63814.873108.7020.38-0.87（-0.70）0107.8（108.0）109.57（109.4）20.38900.88927.121016.731042.972108.7020.38-0.75（-0.60）0107.95（108.1）109.45（109.3）20.381107.31133.541244.731270.971108.7020.38-0.95（-0.76）0107.75（107.9）109.65（109.46）20.381317.471352.831476.81512.06注：括号内为调幅后的剪力值。表2-16活荷载作用下梁端剪力及柱轴力（KN） 层 数荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱VqAVqBVqAVqBVmAVmBVmAVmCVAVBVAVBN顶N底N顶N底523.768.64-1.49(-1.20)023.5(23.55)24.02（23.97）8.6464.6290423.768.64-1.33(-1.08)023.5(23.55)24.02（23.97）8.6488.17122.66323.768.64-1.19(-1.00)023.5(23.55)24.02（23.97）8.64111.72155.32223.768.64-1.28(-1.02)023.69(23.7)23.83（23.82）8.64135.42187.79123.768.64-0.87(-0.70)022.7（22.92）24.82（24.6）8.64158.34221.25注：括号内为调幅后的剪力值。2.2.6 内力组合(1) 框架梁内力组合在恒载和活载作用下，跨间Mvmax可近似取跨中的M代表。 Mvmaxql2 式中：M左、M右梁左、右端弯矩，见图13、14括号内的数值。跨中M若小于 ql2，应取M ql2。在竖向荷载与地震力组合时，跨间最大弯矩MGE采用数值法计算，如图3-15所示。图中 MGA、MGB重力荷载作用下梁端的弯矩；MGA、MEB水平地震作用下梁端弯矩；RA、RB竖向荷载与地震荷载共同作用下梁端反力。对RB作用点取矩： RA（MGBMGAMEAMEB）x处截面弯矩为：MRAxMGAMEA由0，可求得跨间Mmax的位置为x1 将x1代入任一截面x处的弯矩表达式，可是跨间最大弯矩为：MmaxMGEMGAMEAMGAMEA表2-17 MGE及X值计算 1.2（恒0.5活）1.3地震qKN/mMGA（KNm）MGB（KNm）MEA（KNm）MEB（KNm）AB跨5109.04115.43120.7799.4543.854109.14115.39158.08131.563109.00115.32173.75139.752110.94115.48199.49161.331100.78110.12218.73190.19BC跨520.2320.2379.0779.0724.70420.3420.34104.62104.62320.3820.38111.15111.15220.1720.17128.25.128.25.124.1124.11151.26151.26L（m）RA（KN）x1（m）MGE（KNm）AB跨56.6110.37/177.102.52/4.04150.96/128.04499.87/187.642.28/4.28162.91/134.41398.25/191.252.19/4.36169.26/134.04289.35/198.692.04/4.53179.79/139.49181.33/205.251.85/4.68192.99/160.70BC跨52.4-57.54/116.82-2.33/4.7358.84/58.844-62.99/122.27-2.55/4.9584.28/84.283-63.39/125.60-2.57/5.0890.77/90.772-77.24/136.52-3.13/5.53108.08/108.081-96.41/155.69-3.90/6.30127.15/127.15表2-18 梁内力组合表 层次位置内力荷载类型竖向荷载组合竖向荷载与地震力组合恒载活载地震荷载1.21.41.2（0.5）1.35A右M-81.62-18.5092.9-123.8411.73-229.81V108.0023.5525.67162.57177.10B左M-86.26-19.8676.5-131.32-214.88-15.99V109.4023.9725.67164.84179.03B右M-14.64-4.4460.82-23.8458.83-99.30V20.388.6450.6836.5595.52跨中M95.4220.02142.53150.96128.04V6.112.5910.9658.8458.844A右M-81.70-18.50121.6-123.9448.94-267.22V108.0123.5533.76162.58187.63B左M-86.23-19.86101.2-131.28-246.9516.53V109.3923.9733.76164.83189.54B右M-14.73-4.4480.48-23.8984.28-124.96V20.388.6467.0736.55116.83跨中DJ95.4020.02142.51162.91134.41JK6.112.5910.9684.2884.28 续表层次位置内力荷载类型竖向荷载组合竖向荷载与地震力组合恒载活载地震荷载1.21.41.2（0.5）1.33A右M-81.58-18.5133.65-123.864.75-282.74V108.0023.5536.54162.57191.23B左M-86.17-19.86107.5-131.21-255.0724.43V109.4023.9736.54164.84193.16B右M-14.76-4.4485.5-23.9390.77-131.53V20.388.6471.2536.55122.27跨中M95.4920.02142.62169.26134.04V6.112.5910.9690.7790.772A右M-83.13-18.64153.45-125.8588.55-310.43V107.9523.742.05162.72198.43B左M-87.10-18.26124.1-130.08-276.8145.85V109.4523.8242.05164.69200.30B右M-14.27-5.0798.65-24.221