土木工程毕业设计（论文）-通讯集团综合性办公楼设计.doc

本本 科科 毕毕 业业 设设 计计 通讯集团综合性办公楼通讯集团综合性办公楼 （Design Of Communications Groups Integrated Office Building） 江苏科技大学本科毕业设计 1 通讯集团综合性办公楼 全套图纸加扣 3012250582 摘要摘要： 本工程为某通讯集团综合性办公楼，五层框架结构，层高为 3.9m。总高度为 20.7m。建筑总面积为 6633.728m2。经过细致的方案论证，我们决定上部结构 采用纵横向承重的钢筋混凝土框架结构。因为该工程抗震设防烈度为 7 度， 所以不考虑竖向地震作用。在用底部剪力法求出水平地震作用后，利用 D 值 法完成了水平地震作用下的一榀框架的内力组合计算。采用弯矩二次分配法 分别完成了恒载和活载最不利布置作用下的内力计算。接着进行结构构件的 地震作用效应与其它荷载效应的基本组合及无地震作用效应与其它荷载效应 的基本组合两种情况，对框架内力进行组合，得出框架梁柱的控制内力，进 而完成了梁柱截面的配筋计算。进行了独立基础的计算及零星构件的计算。 用天正 2008、AutoCAD2007、PKPM2008 软件等计算并绘制本工程建筑和结构 施工图。 关键词关键词： 地震、框架结构、二次分配法、荷载内力组合、截面设计、办公楼 ABSTRACT：This project is a building of the communications groups Integrated office. This subject is five stories frame structure. The Storey is 3.9m . The total height of 20.7m .The total building area of this project is 6633.728m2.After complicated analysis, the frame structure of supporting weight in lengthways and transverse direction of reinforced concrete is adopted for the superstructure of this building .As the anti-earthquake degree is 7,vertical earthquake is skipped. After the horizontal earthquake is calculated by the bottom-shear method, the Value D method is applied to calculate the stress of a frame under horizontal earthquake. Then the stress under vertical dead load and the most adverse-arrange live load is calculated by the double-moment-divided method. Considering the two cases: the basic combination of the earthquake and the load and the basic combination of the load and no earthquake, the load effect combination is carried off. So according to the stress and of beams 江苏科技大学本科毕业设计 2 and columns, the section design is finished .The calculation of the independent foundation and other members are carried on. The software of Tianzheng2008,AutoCAD2007and PKPM2008 is applied to calculation and draw the pictures of the building and structure construction. KEYWORD：earthquake, frame structure, stress, double-moment-divided method, load effect combination, section design，office building 目录目录 第一章第一章 建筑设计说明建筑设计说明 .6 1.1 设计要求设计要求.6 1.2 调研调研.6 1.3 平面布置平面布置.6 1.4 立面布置立面布置.7 1.5 剖面设计剖面设计.7 1.6 垂直交通设计垂直交通设计.7 1.7 耐火等级、防火疏散和采光通风耐火等级、防火疏散和采光通风.8 1.8 其他构造设计其他构造设计.8 1.9 设计依据设计依据.8 第二章第二章 结构设计结构设计.10 2.1 框架结构设计框架结构设计.10 2.1.1 工程概况.10 2.1.2 设计条件.10 2.1.3 屋面及楼面做法.11 2.2 梁柱截面、梁跨度及柱高的确定梁柱截面、梁跨度及柱高的确定.11 2.2.1 初估截面尺寸.12 2.2.2 梁的计算跨度.15 2.2.3 柱的高度.15 2.3 荷载计算荷载计算.16 2.3.1 楼、屋面活荷载标准值.16 2.3.2 楼、屋面的建筑做法及恒荷载的标准值.16 江苏科技大学本科毕业设计 3 2.4 重力荷载代表值重力荷载代表值.18 2.4.1 荷载计算.18 2.4.2 各层重力荷载代表值.22 2.5 地震作用计算地震作用计算.24 2.5.1 横向框架侧移刚度计算.24 2.5.2 横向框架自振周期计算.26 2.5.3 横向地震作用计算.27 2.5.4 位移验算.28 2.5.5 地震作用框架结构内力计算.29 2.6 竖向荷载作用下横向框架结构内力计算竖向荷载作用下横向框架结构内力计算.34 2.6.1 恒荷载作用及内力计算.35 2.6.1.1 框架梁线荷载标准值.35 2.6.1.2 框架节点荷载标准值.35 2.6.1.3 梁恒荷载计算.35 2.6.2 活荷载作用及内力计算.47 2.6.2.1 框架节点集中荷载计算.47 2.6.2.2 框架梁活荷载计算.47 2.6.3 集中力矩.56 2.6.4 内力计算.58 2.6.4.1 恒荷载计算.58 2.6.4.2 活荷载计算.58 2.7 风荷载作用下框架的内力计算风荷载作用下框架的内力计算.71 2.8 横向框架内力组合横向框架内力组合.77 2.8.1 结构抗震等级.77 2.8.2 框架梁的内力组合.77 2.8.3 框架柱的内力组合.58 2.9 梁截面设计梁截面设计.89 2.9.1 梁正截面受弯承载力计算.89 2.9.2 梁的斜截面受剪承载力计算.96 2.10 柱截面设计柱截面设计.102 2.10.1 剪跨比和轴压比验算.102 2.10.2 框架柱正截面承载力计算.102 2.10.3 框架柱斜截面受剪承载力计算.111 2.11 楼板设计楼板设计.114 2.11.1 楼板结构平面布置.114 2.11.2 楼面现浇板的设计.114 2.12 次梁设计次梁设计.114 2.13 楼梯设计楼梯设计.135 2.13.1 楼梯形式、尺寸.135 2.13.2 楼梯板设计.135 2.13.3 平台板设计.136 2.13.4 平台梁设计.137 2.14 基础设计基础设计.138 江苏科技大学本科毕业设计 4 2.14.1 基础选型.138 2.14.2 柱底荷载.139 2.14.3 基础计算.139 附录附录: PKPM 电算电算.142 结语结语.168 致谢致谢.169 参参 考考 文文 献献.170 第一章第一章 建筑设计说明建筑设计说明 1.11.1 设计要求设计要求 1设计内容：通讯集团综合性办公楼建筑、结构设计 2设计原始资料： （1）概况：该建筑面积 6633.728m2，主体采用框架结构，层数 5 层。 （2）该建筑各楼层功能及房间安排如下： 底层和二层为营业厅和仓库。 三至五层为办公室，设小办公室（面积约 20m2）若干。中办公室（面积 约为 40m2）若干，大办公室（面积约为 64m2） ，会议室（面积约为 60m2） ，多功 能厅（面积约为 96m2） 。 各楼层均应设管理间（含配电间） 、卫生间。面积有设计人员根据调研及相 应标准确定，另外一至二层设货梯 1 台。 （3）基本风压：w0=0.35kN/m;抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度为 0.15g，属于设计地震第一组；建筑场地为类。 （4）工程地质资料：拟建场地内地势平坦，地面高程：66.5m，绝对高程 66.5m 以下，0.8m 为粉质粘土层；0.82.8m 为粉土层，地基承载力为 240kpa，2.8m 以 下为粗卵石，fak=340kpa。地下水位于地表以下 3m 处。建筑场地类别为类。 江苏科技大学本科毕业设计 5 1.21.2 调研调研 现代社会经济迅速发展，办公条件有了新的要求。现代办公楼采用的大多数还是 钢筋混凝土的框架结构。框架结构通过现场浇筑可以形成具有整体节点的连续结构， 保护非结构构件遭破坏。另外框架结构主要有其主体框架承重，墙体只起围护和隔断 作用。因此，房间的布置很灵活，窗洞的位置也可以根据采光要求灵活布置。可是正 由于框架结构中墙体不承重，这对框架结构的整体刚度有削弱的作用；另外周期性的 往复水平荷载作用下，构件刚度因裂缝开展而递减，构件开裂处钢筋的塑性拉伸使裂 缝不能闭合。 1.31.3 平面布置平面布置 建筑是供人使用的有功能作用的空间，同一功能要求和使用目的的建筑可以有多种空间形 式，建筑体型一般综合反映内部空间，又在一定程度上反映建筑的性格、历史时期和民族地域 特点。 对于建筑造型与平面布置的选择，必须考虑结构因素，以有利于结构受力。平 面形状应简单、对称、规则，以减少地震灾害的影响。 本设计在平面上力求平面对称，对称平面易于保证质量中心与刚度中心重合，避免结构在 水平力作用下扭转。根据以上要求，此办公楼采用内廊式，建筑的总长度为 65.22m，总宽度 为 19.3m；走廊的宽度为 2.7m。走廊两端设置安全出口，正对营业大厅也布置了一个出口。 1.41.4 立面布置立面布置 立面设计时首先应推敲各部分总的比例关系，考虑建筑物整体的几个方面的统一，相邻立 面的连接与协调，然后着重分析各立面上墙面的处理、门窗的调整和安排，最后对入口、门廊 等进一步进行处理。 节奏韵律和虚实对比，是使建筑立面高于表现力的重要设计手法，在建筑立面上，相同构 件或门窗作有规律的重复和变化，给人们在视觉上得到类似音乐诗歌中节奏韵律的效果。立面 的节奏感在门窗的排列组合、墙面的构件划分中表现得比较突出。 1.51.5 剖面设计剖面设计 剖面设计主要分析建筑物各部分应有的高度，建筑层数、建筑空间的组合利用，以及建筑 剖面中的结构、构造关系，建筑物的平面和剖面是紧密联系的。 在本设计中，办公楼的层高均为 3.9m，消防疏散用楼布置在建筑物两侧。 江苏科技大学本科毕业设计 6 1.61.6 垂直交通设计垂直交通设计 本工程主要垂直交通工具是楼梯和电梯，对楼梯、电梯的选用及其在建筑物中的合理布置， 将使高层建筑的使用更加合理，同时还能提高工作效率。 本设计中电梯布置在门厅的两边。除了设置两部电梯外，还设置了四部楼梯，其中两部布置于 门厅的两边，和电梯相对，另两部布置在走廊的端部。这样的布置可使建筑物内任意点至楼、电梯 出口的距离均不大于 30m，满足高层建筑的防火要求。 1.71.7 耐火等级、防火疏散和采光通风耐火等级、防火疏散和采光通风 本办公楼的设计耐火等级为二级。 发生火灾时，办公人员往往还在远离地面的高层，将他们全部迅速地疏散到安全地带是防 火的重要环节，疏散设计的原则是路线简单明了，便于人们在紧急时进行判断，同时供以室内 任何位置向两个方向疏散的可能性。疏散楼梯是发生火灾时电梯停用的情况下最主要的竖向交 通途径，其位置应首先符合安全疏散距离的规定，也应符合人在火灾发生后可能的疏导方向。 本设计中楼梯设置于建筑的两端，可双向疏散。布置房间时已考虑到将走廊两边房间的门、窗 尽量相对，以便形成空气对流，从而达到通风的效果，具体的采光要求可以通过控制窗的尺寸 来实现。 1.81.8 其他构造设计其他构造设计 楼梯：不锈钢扶手栏杆，见苏苏 J9505 女儿墙：见苏苏 J9503 不上人屋面做法：30厚1:2水泥砂浆保护层，10厚合成高分子防水层，10厚1:3水泥 砂浆找平层，1:8水泥膨胀珍珠岩找坡3%，最薄处20厚，60厚聚苯板保温层，150厚现 浇钢筋混凝土屋面板，20厚板底抹灰，钢丝网抹灰吊顶。 楼面做法（水磨石楼面）：10厚水磨面层，20厚水泥浆（内掺建筑胶） ，120厚现 浇钢筋混凝土楼板，20厚板底抹灰，钢丝网抹灰吊顶。 墙体：采用蒸压粉煤灰加气混泥土砌块，厚度为 200 mm。 内墙： 江苏科技大学本科毕业设计 7 200厚蒸压粉煤灰加气混泥土砌块 ，刷配套界面处理剂一道，15厚1：1.6水泥石 灰膏砂浆打底，5厚1：0.3:3石灰膏砂浆砂浆粉面，刷乳胶漆。 外墙： 200 厚蒸压粉煤灰加气混泥土砌块 ，刷配套界面处理剂一道，40 厚聚苯乙烯泡沫 板塑料，15 厚 1：1.6 水泥石灰膏砂浆打底，5 厚 1：0.3:3 石灰膏砂浆砂浆粉面，防 水防霉涂料。 1.91.9 设计依据设计依据 1、 建筑结构统一标准 （GB6884） 2、 建筑结构可靠度设计统一标准 （GB500682001） 3、 建筑抗震设防分类标准 （GB5022395） 4、 建筑结构荷载规范 （GB500092001） 5、 混凝土结构设计规范 （GB500102002） 6、 建筑地基基础设计规范 （GB500072002） 7、 建筑抗震设计规范 （GB500112001） 8、江苏省现行建筑标准图集 江苏科技大学本科毕业设计 8 第二章第二章 结构设计结构设计 2.12.1 框架结构设计框架结构设计 2.1.1 工程概况工程概况 1.柱网尺寸布置，初步确定及层高。 根据建筑的空间功能要求，横向以 8m 和 2.7m 为主，纵向以 8m 和 4m 为主，一 至五层层高均为 3.9m。 图 2-1 框架平面柱网布置 2.承重方案 本工程柱网布置为长方形，采用纵横向框架承重方案。 3.根据混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范 （GB 50010-2002） 【一下简称一下简称混规混规 】10.1 条表条表 10.1.1 可知民用建筑的双向板的最小厚度为 80mm，本工程取用 120mm。 2.1.2 设计条件设计条件 1.荷载条件 基本风压 0=0.35 kN/m2，基本雪荷载为 0.5 kN/m2，各层楼面的活荷载为 2 kN/m2，走道的活荷载为 3.5kN/m2,屋面不可上人，不上人屋面为 0.5kN/m2。 2.抗震设防 抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度为 0.15g，属设计地震第一组；建筑场 江苏科技大学本科毕业设计 9 地为 II 类。 3.工程地质条件 拟建场地地势平坦，地面高程：66.5m，绝对高程 66.5m 以下，0.8m 为粉质粘土层； 0.82.8m 为粉土层，地基承载力为 240kpa，2.8m 以下为粗卵石，fak=340kpa。地下水 位于地表以下 3m 处。建筑场地类别为类。 4.材料的选用：根据抗规抗规3.9.2条规定条规定确定，混凝土强度等级为C30, 梁纵筋及基 础选用HRB400级钢筋，柱纵筋选HRB400级钢筋，箍筋选用HRB335级钢筋。 5.抗震等级的确定： （1）根据建筑工程抗震设防分类标注建筑工程抗震设防分类标注GB 50223-2008 3.0.2条规定条规定，确定本工程 为丙类。 （2）根据抗规抗规表表6.1.2确定，丙类，7度设防的建筑抗震等级为三级，场地为类。 2.1.32.1.3 屋面及楼面做法屋面及楼面做法 1.不上人屋面做法：30厚1:2水泥砂浆保护层，10厚合成高分子防水层，10厚1:3水 泥砂浆找平层，1:8水泥膨胀珍珠岩找坡3%，最薄处20厚，60厚聚苯板保温层，150厚 现浇钢筋混凝土屋面板，20厚板底抹灰，钢丝网抹灰吊顶。 2.楼面做法（水磨石楼面）：10厚水磨面层，20厚水泥浆（内掺建筑胶） ，120厚现 浇钢筋混凝土楼板，20厚板底抹灰，钢丝网抹灰吊顶。 2.22.2 梁柱截面、梁跨度及柱高的确定梁柱截面、梁跨度及柱高的确定 结构布置如图2-2所示，根据布置情况确定结构的尺寸。 江苏科技大学本科毕业设计 10 图 2-2 结构平面布置图 2.2.1 初估截面尺寸初估截面尺寸 1)柱 根据抗震规范根据抗震规范 6.3.56.3.5：柱的截面尺寸，宜符合下列各项要求：柱的截面尺寸，宜符合下列各项要求： （1）截面的宽度和高度，一，二，三级且超过两层时，均不宜小于 400mm； （2）剪跨比宜大于 2； （3）截面长边与短边的边长不宜大于 3。 根据抗震规范根据抗震规范 6.3.66.3.6：本工程轴压比限值为 0.85, 柱取：600600mm2 600800mm2（角柱） 取一层 3 3 轴线和 B B 轴线相交处进行轴压比验算： 此柱负荷面积如图 2-3 所示： 江苏科技大学本科毕业设计 11 图 2-3 柱负荷面积图 二层恒荷载为： (4+1.35) 8-0.60.6 4.45+142+(4-0.3) (3.9-0.7) 1.9+(4-0.3) (3.9-0.7)-2.41.5 1.9+2.41.50.1=370KN 二层活荷载为： 4（4+1.35）8+4（4+1.35）2=214KN 三五层恒荷载： (4+1.35) 8-0.60.6 4.45+142+（4-0.3）（3.9-0.7）1.9+(4-0.3) (3.9-0.7)-2.41.5-1.891.8 1.9+(4-0.3) (3.9-0.7)-2.41.5- 1.11.8 1.9+2.41.50.1+(1.891.8+1.11.8) 0.4=376.97KN 三五层活荷载： 482+81.353.5=101.8KN 屋面恒荷载： 142KN 屋面活荷载： 8（4+1.35）0.5=21.4KN 则柱的荷载为： 恒荷载： KN912.2022 活荷载： KN 8 . 540 混凝土强度等级： )/ 3 . 14(30 2 mmNfC c 荷载组合： KN61.3184 8 . 5404 . 1912.20222 . 1 轴压比： ，85 . 0 62 . 0 )600600 3 . 14/(10 6 . 3184/ 3 AfN c 满足（依据抗规抗规第第 6.3.6 条规定：柱的轴压比不宜超过表条规定：柱的轴压比不宜超过表 6.3.6，本工程柱的轴，本工程柱的轴 压比限值为：压比限值为：0.85） ； 本工程初选取柱截面尺寸为：，符合抗规抗规的轴压比限值。mm600600 江苏科技大学本科毕业设计 12 2）梁 a 框架梁 横向框架主梁：，( 为梁的净跨) ，。Lh) 15 1 10 1 (,Lhb) 3 1 2 1 ( AB 跨：，取，。8005338000) 15 1 10 1 (h700h350b BC 跨：，取，（抗规抗规第第 6.3.12701802700) 15 1 10 1 (h500h250b 条规定梁的净跨和截面的高度之比不宜小于条规定梁的净跨和截面的高度之比不宜小于 4，b 不宜小于不宜小于 200mm） 。 CD 跨：，取，。8005338000) 15 1 10 1 (h700h350b 纵向框架主梁：，( 为梁的净跨) ，。Lh) 15 1 10 1 (,Lhb) 3 1 2 1 ( ，取，。8005338000) 15 1 10 1 (h700h350b ，取，（抗规抗规第第 6.3.1 条规定梁条规定梁2701802700) 15 1 10 1 (h500h250b 的净跨和截面的高度之比不宜小于的净跨和截面的高度之比不宜小于 4，b 不宜小于不宜小于 200mm） 。 b 次梁、联系梁：，( 为梁的净跨) ，。Lh) 18 1 12 1 (,Lhb) 3 1 2 1 ( ，取，。6674448000) 18 1 12 1 (h600h300b ，取，（抗规