土木工程毕业设计（论文）-成都市某公司五层框架办公楼设计2000【全套图纸】.doc

题题 目：目： 建筑结构设计建筑结构设计 院院 系：系： 应用力学与工程系应用力学与工程系 专专 业：业： 土木工程土木工程 姓姓 名：名： 指导教师：指导教师： 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 西西 南南 交交 通通 大大 学学 二二七年四月二十日七年四月二十日 毕毕 业业 设设 计计 任任 务务 书书 班 级： 2003 级土木工程 学生姓名： 学 号： 发题日期： 2007 年 03 月 05 日 完成日期：2007 年 04 月 20日 题题 目目 某公司办公大楼某公司办公大楼 题目类型题目类型： 建筑与结构设计建筑与结构设计 设计任务及要求 设计任务：设计任务： 设计任务包括：1、设计计算部分：对框架结构，可取一榀 典型横向框架来计算。 （1） 、在竖向荷载作用下框架各杆件的内力（M、N、V） ； （2） 、在地震荷载作用下各杆件的内力（M、N、V） ；（3） 、内力组合；（4） 、各 杆件的截面设计和配筋计算；（5） 、柱下基础计算。2、施工图部分：底层；标准层 平面布置图；立面、侧面；剖面建筑施工图；标准层结构平面布置图；竖向框架施 工图；框架结构基础平面布置图及详图；标准层楼板配筋图；梁平法施工图；柱平 法施工图。要求：要求学生通过毕业设计，初步掌握多层及高层公共建筑类型的结 构选型（包括基础设计） ，结构布置，结构计算及主要结构施工图绘制的全过程，从 而使学生对多高层房屋结构具有一定的设计能力。此外，对抗震设防要求的多高层 及高层房屋，在设计和构造上能满足抗震要求。设计计算主要通过手算完成，电算 校核。施工图。 应完成的硬件或软件实验 主要通过手算和计算机绘制完成，设计说明书应书写清楚，字迹工整；计算布 骤明确，应有必要的计算草图且完整清晰；施工图要求内容表达正确，线条分明， 尺寸齐全，图画整洁，字体端正，工整，每图应有比要的说明。 应交出的设计文件及实物（包括设计论文、程序清单或磁盘、实验应交出的设计文件及实物（包括设计论文、程序清单或磁盘、实验 装置或产品等）装置或产品等） 计算书一本，内容包括： 、结构布置，荷载计算（包括各种竖向荷载和水平荷载）. 、在竖向荷载作用下的内力（M、V、N）. 、在地震荷载作用下框架的内力（M、V、N）. 、内力组合及最不利内力的确定. 、框架各杆件的截面设计、配筋计算及构造要求. 、梁柱节点设计 、框架柱下基础设计 、电算部分 绘制施工图纸 12 张：图纸目录及结构设计总说明、人工挖孔桩桩位平面布置 图、人工挖孔桩及承台梁配筋详图、3.850-18.300 结构平面布置图、18.300 结构平面 布置图、-0.50021.000 柱平法施工图、3.850-18.300 楼板配筋图、18.300 楼板配筋 图、3.850-18.300 楼面梁平面整体配筋图、18.300 楼面梁平面整体配筋图、轴线框 架配筋图，轴线框架配筋图。 指导教师提供的设计资料 相关规范四本，国家建筑标准图集 03G101，桩基础设计相关规定，PKPM 软 件介绍（PMCAD、SATWE） 。 要求学生搜集的技术资料（指出搜集资料的技术领域） 参观相关教学楼及办公室 设计进度安排 第一部分： 建筑设计（建筑初步设计，建筑平、立、剖面） （1 周） 第二部分： 结构设计（手算、电算） （7 周） 第三部分 整理计算书 （2 周） 评阅及答辩 （ 周） 指导教师： 年 月 日 学院审查意见： 审 批 人： 年 月 日 西南交通大学毕业设计（论文）I 摘 要 本毕业设计题目是成都市某公司办公楼建筑结构设计,该办公楼的总建筑面积约 1975.43 平方米,共五屋,至女儿墙压顶高度 19.5 米。本工程采用钢筋混凝土全现浇框架 结构体系，基础采用人工挖孔灌注，一柱一桩。 本设计内容包括手算和电算两部分。其中手算部分计算书的主要内容为构件尺寸的初 步确定、框架的计算简图、荷载横向侧移计算、框架在水平及坚向荷载作用的内力分 析和计算、内力组合、截面设计及基础设计。其中计算水平地震力作用时采用底部剪 力法，计算坚向荷载作用时采用弯矩二次分配法，截面设计采用第一极限状态设计方 法。图纸共二十二张，建筑八张，结构十二张。结构部份图有：结构总说明，桩基础 布置图，桩、拉梁、承台配筋详图，板配筋图，梁配筋图，柱配筋图，楼梯配筋图， 某榀典型中框架主体配筋图。 电算时，先用 PKPM 软件进行结构平面布置，检查平面数据，输入荷载数据，形成 PK 文件，画结构平面图；然后使用 PK 进行框架计算；最后用 SATWE 软件进行框架 的空间结构计算，输出框架、柱配筋图及内力计算结果。 在设计过程中采用了手算和电算两种方式，对计算结果就可以进行校核，及时发现设 计中的错误以及与电算不同的部分，找出原因。 关健词 建筑设计、框架结构、内力组合、截面设计、地震力 西南交通大学毕业设计（论文）II ABSTRACT The theme of this graduation is structure design of an integrated office building. The total building area is about 3758.40m2 and the total height 21.6m. It consists of 6 stories .the building is a frame building made by reinforced concrete. Foundation use concrete column footing and the hole by people. The content of this design include two parts of handwork counting and automated counting by compute. The handworker counting consists of several aspects, included preliminary selection of member size, counting model of frame, loads counting, lateral displacement counting of transverse frame, internal force analysis of horizontal loads and vertical loads, internal force combinations, design of section, check design of the foundation. Horizontal earthquake counting use the underlying shears way. Counting of vertical loads bending moment use double divided bending way. Design of section use ultimate condition way. Because this frame belongs to third class frame, I have not count intersection of point and have not obeyed the order of “Strong column and weak beam”. Drawings consist of 6 parts, layout map of standard layer foundations. There are three steps in the course of automated. First, make a model of the building by PMCAD; Second count the typical by PK; Last, count the whole space frame and put out the drawing that you wanted by TAT-8. I use two of ways included handworker and automated counting in the course of counting. So I can check the result data and find the mistake or difference between handworker data and automated data in design in time, then find out cause. Keywords Graduation design, Frame structure, Load combinations, Section design, Earthquake. 西南交通大学毕业设计（论文）III 目 录 第一章第一章 设计总说明设计总说明.1 1.1 工程概况.1 1.2 层面及横断面做法.2 1.2.1层面做法.2 1.2.2楼面做法.2 1.3 结构选型.2 1.3.1主体结构.2 1.3.2其它结构构件选型.2 1.4 结构布置.3 1.5 设计内容.3 1.5.1结构布置的坚向荷载计算.3 1.5.2结构上水平地震力计算.3 1.5.3坚向力及水平作用下的内力分析.3 1.5.4内力组合.3 1.5.5梁柱载面设计.3 1.5.6基础设计.3 第二章第二章 构件尺寸初定及材料选定构件尺寸初定及材料选定.4 2.1 确定板截面尺寸.4 2.2 确定框架梁截面尺寸.4 2.2.1主梁截面尺寸.4 2.2.2次梁截面尺寸.5 2.3 确定框架柱截面尺寸.5 2.4 框架结构计算简图.6 2.4.1梁的计算跨度及柱高度:.6 2.4.2确定框架结构的计算简图.6 第三章第三章 荷载计算荷载计算.7 3.1 屋面及楼面均布恒载、活载标准值.7 西南交通大学毕业设计（论文）IV 3.1.1按层面的做法逐项计算均布荷载.7 3.1.2楼面均布恒载标准值.7 3.1.3上人屋面活载标准值.7 3.1.4标准层楼面活载标准值.7 3.2 构件恒载标准值.7 3.2.1重力荷载代表值.9 3.3地震作用下横向框架侧移计算（底部剪力法）.10 3.3.1横向地震力时框架梁、柱线刚度计算.11 3.3.2横向框架侧移计算.12 3.4 水平地震作用下横向框架内力计算.13 3.4.1 各层柱端弯矩及剪力计算.14 3.4.2 .梁端弯矩、剪力及柱轴力计算.14 3.4.3框架梁端弯矩、剪力及柱轴力图.14 第四章第四章 一榀框架内力分析一榀框架内力分析.15 4.1 竖向荷载下横向框架内力分析.15 4.1.1横向框架计算单元.15 4.1.2横向框架荷载计算.16 4.2 横向框架的内力计算.22 4.2.1梁端、柱端弯矩（弯矩二次分配）计算.22 4.2.2恒载作用下梁端剪力计算.26 4.2.3恒载作用柱轴力计算.26 4.2.4活载作用下梁端剪力计算.27 4.2.2活载作用下柱轴力计算.27 第五章第五章 框架内力组合框架内力组合.27 5.1 框架内力组合概述.27 5.2 横向框架内力组合.27 5.2.1框架梁的内力组合.29 5.2.2框架柱的内力组合.45 西南交通大学毕业设计（论文）V 第六章第六章 框架梁柱截面设计框架梁柱截面设计.52 6.1 框架梁截面设计.52 6.2 框架柱截面设计.69 6.2.1柱的剪跨比和轴压比计算.69 6.2.2柱截面配筋计算.69 第七章第七章 基础设计基础设计.89 7.1 基础选型及设计.89 7.1.1基础选型.89 7.1.2基础设计.90 7.2 护壁设计.91 7.3 桩基承台及拉梁.91 7.4 桩基承载力验算.91 第八章第八章 整体结构电算整体结构电算.91 8.1 电算数据输入.91 8.1.1PMCAD 模型输入.91 8.1.2生成数据文件.92 8.1.3次梁输入.92 8.1.4荷载输入.92 8.1.5生成 PK 文件.92 8.1.6绘结构平面图和楼板配筋图.92 8.1.7进入 TAT-8.92 8.2 电算结果输出.92 致致 谢谢.125 参考文献参考文献.126 附录附录.126 交通大学毕业设计（论文）第 1 页 第一章第一章 设计总说明设计总说明 1.1 工程概况工程概况 本办公楼为五层钢筋混凝土全框架结构体系，框架梁、板、柱等均为现浇，建筑面积 约 1975.43 平方米，宽度为 13.8 米，长度为 27.9 米，底层层高 3.9 米，标准楼层高 3.6 米，室内外高差 1.2 米，框架平面柱网布置如图所示： 计算依据和主要技术指标 1.1.1建筑物位于成都市内。 1.1.2使用要求及方案平面布置示意图。 1.1.3地震烈度：根据我国地震烈度区划分，成都市为七度设防，三级抗震， 场地类别为 II 级。 耐火等级 II 级。 1.1.4自然气候条件：成都地区属于第五建筑区，气候日温差较小，夏季闷热持续时间长， 冬季极少雪，平均相对湿度在 7080%。 (1)、最冷平均气温：570C，最热平均气温 25.5C0， 夏季极端最度气温：37.30C 交通大学毕业设计（论文）第 2 页 冬季极端最低度气温：零下 4.60C (2)、基本风压值为 0.25KN (3)、风速(平均)夏季 1.1 米/秒. (4)、降水量：年总量 998.1 毫米 一日最大量为 195.2 毫米； 一小时最大量为 76.5 毫米； 最大降雪深度为 2 毫米； 最小冻死土深度为 0； 1.1.5工程地质条件：本结构位于对结构抗震有利地段密实均匀中硬土，地基为硬塑粘土, 静承载力设计值 fK=425Kpa，地基主要受力范围内不存在软弱粘性土层及液气土层。 1.1.6框架梁、板、柱、楼梯等钢筋砼结构件强度等级均为 C30、C35，墙体构造柱、压带 梁、窗框等构件按现行规范执行；纵筋为 II 级钢筋,箍筋及拉筋为 I 级钢筋。 1.2 层面及横断面做法层面及横断面做法 1.2.1本工程屋面防水等级为级，二道防水其作法： a、40 厚 C20细石砼刚性层，配筋 6.5200,设 6mX6m 的分格缝，缝宽为 15mm b、贴挤塑聚苯乙烯保温隔热板（RC 型） ，25 厚 c、20 厚 1：2.5 水泥砂浆保护层 d、1.2 厚宽幅聚氯乙烯 PVC 高分子防水卷材 e、15 厚 1：2.5 水泥砂浆找平层，面刷冷底油一道 f、1：5 沥青蛭石找坡层，最后薄处 40 厚，坡度 2%，设 6mX6m 的分格缝，并设透 气管 g、钢筋砼屋面结构层（加砼防水剂） ，面刷冷底油一道 h、天棚抹灰 1.2.2 室内地面 、走道均采用 800X800 的地板砖，周边镶黑色的板砖，粘结层厚度为 30cm 、办公室、档案室、活动室等均采用 600X600 的地板砖，粘结层厚度为 30cm 、卫生间：a、400X400 的防滑地砖面层；b、40 厚的 1：2.5 水泥砂浆找平层找坡 层（含粘结层） ，最薄处 20cm；c、涂膜防水层 2 道；d、结构层；e、天棚抹灰 交通大学毕业设计（论文）第 3 页 1.3 结构选型结构选型 1.3.1 主体结构 对于一般的多层工业与民用建筑，根据使用或工艺要求，材料供应情况，施工技术条 件，技术经济指针和抗震要求等，选择合理的机构方案。对有抗震要求的建筑物，按 施工方法的不同，本设计采用现浇钢筋混凝土框架结构。 1.3.2 其它结构构件选型 屋面结构采用现浇钢筋混凝土屋面板,按上人屋面的使用荷载选用,露面结构,楼梯,门窗 过梁等采用现浇钢筋混凝土结构。 1.4 结构布置结构布置 柱网布置:柱网 5.7m5.7m 层高布置:底层 3.9m，25 层 3.6m； 结构布置:横向布置 1.5 设计内容设计内容 1.5.1结构布置的坚向荷载计算 1.5.2结构上水平地震力计算 1.5.3坚向力及水平作用下的内力分析 1.5.4内力组合 1.5.5梁柱载面设计 1.5.6基础设计 交通大学毕业设计（论文）第 4 页 第二章第二章 构件尺寸初定及材料选定构件尺寸初定及材料选定 2.1 确定板截面尺寸确定板截面尺寸 按刚度要求采用现浇双向板:h/l1/50 即 h=5700=114mm 50 1 跨 L 50 1 取 h=140mm 2.2 确定框架梁截面尺寸确定框架梁截面尺寸 梁板均为现浇,可看成型截面 2.2.1 主梁截面尺寸 横向横向： 边梁 h=()L跨 跨=( )5700=570317mm 10 1 18 1 10 1 18 1 取 h=700mm400mm 且ln/4 b=()h=()700=350233mm 2 1 3 1 2 1 3 1 取 b=250mm，且h/4 中间横梁中间横梁 h=()L跨 跨=( )7500=750417mm 10 1 18 1 10 1 18 1 取 h=800mm400mm 且ln/4 b=()h=()800=400266mm 2 1 3 1 2 1 3 1 取 b=250mm，且h/4 纵向：纵向： h=()L跨 跨=( )5700=570317mm 10 1 18 1 10 1 18 1 取 h=600mm400mm 且ln/4 b=()h=()600=300200mm 2 1 3 1 2 1 3 1 取 b=250mm，且h/4 交通大学毕业设计（论文）第 5 页 2.2.2 次梁截面尺寸： 走道梁 h=()L跨 跨=( )5700=570285mm 10 1 20 1 10 1 20 1 取 h=500mm b=()h=()500=300200mm 2 1 3 1 2 1 3 1 取 b=250mm 卫生间梁 hb=500250mm2 hb=400250mm2 2.3 确定框架柱截面尺寸确定框架柱截面尺寸 框架柱设计为方形截面 框架柱截面尺寸由下列公式估算 N= nFgE AC N N N：柱组合轴压力设计值 F：按简支状态计算的柱的负载面积 gE：折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，近似取 1214KN/m2 ：考虑水平地震作用后柱轴压力增大系数，边柱取 1.3，中柱取 1.2 AC：柱截面面积 fc：砼轴心抗压强度设计值 N：框架柱轴压比限值，三级抗震取 0.9； 纵向边柱纵向边柱：AC=1546362 N N 3 . 149 . 0 1051405 . 4 55 . 2 85 . 2 3 . 1 3 b=h=393 c A 取 bh=400600 交通大学毕业设计（论文）第 6 页 纵向中柱纵向中柱：AC=2431892 N N 3 . 149 . 0 1051485. 205 . 4 55 . 2 85 . 2 2 . 1 3 b=h=493 c A 取 bh=500600 纵向靠边中柱纵向靠边中柱：AC=1269552 N N 3 . 149 . 0 1051485 . 2 45 . 3 85 . 2 3 . 1 3 b=h=356 c A 取 bh=400600 为避免产生剪切破坏应满足4， h Hn 底层层高 3.9m，则=5.24， 600 )8003900( 一般层层高 3.6m=4.74； 600 )8003600( 满足规范要求。 2.4 框架结构计算简图框架结构计算简图 2.4.1 梁的计算跨度及柱高度: 梁的计算尺寸取柱网尺寸,低层柱高度取 3900mm,其余各层柱高取 3600m. 2.4.2 确定框架结构的计算简图 交通大学毕业设计（论文）第 7 页 第三章第三章 荷载计算荷载计算 3.1 屋面及楼面均布恒载、活载标准值屋面及楼面均布恒载、活载标准值 3.1.1 按层面的做法逐项计算均布荷载 a、40 厚 C20细石砼刚性层,23 0.04=0.92kN/m2 b、贴挤塑聚苯乙烯保温隔热板（RC 型） ，25 厚,0.05kN/m2 c、20 厚 1：2.5 水泥砂浆保护层,20 0.02=0.4kN/m2 d、1.2 厚宽幅聚氯乙烯 PVC 高分子防水卷材 0.05kN/m2 e、15 厚 1：2.5 水泥砂浆找平层，面刷冷底油一道 15 0.02+0.025=0.325kN/m2 f、1：5 沥青蛭石找坡层，最后薄处 40 厚，坡度 2%，4 0.15(平均)=0.6kN/m2 g、钢筋砼结构层（掺防水剂）面刷冷底油一道 25 0.14+0.025=3.525kN/m2 h、天棚抹灰 0.5kN/m2 合计 6.37kN/m2 3.1.2 楼面均布恒载标准值 按楼面的做法逐项计算荷载 块料面层 0.65KN/m2 钢筋混凝土现浇板 3.5KN/m2 吊顶或粉底 0.5KN/m2 交通大学毕业设计（论文）第 8 页 合计 4.65kN/m2 3.1.3 上人屋面活载标准值：2.0kN/m2 3.1.4 标准层楼面活载标准值：2.0kN/m2;走道、卫生间 2.5kN/m2 3.2 构件恒载标准值构件恒载标准值 梁、柱重力荷载标准值梁、柱重力荷载标准值 层 数 构件 位置 构件编号 b /m h /m /(kN/m3) g /(kN/m) li /m nGi /kN Gi /kN KJL22 0.250.7251.054.59411.04150.72 边横 梁 KJL26 0.250.7251.054.59411.04150.72 KJL 24、25 0.250.8251.055.2511.642122.22 KJL20 0.250.8251.055.2512.242128.52 中横 梁 KJL23 0.250.6251.053.944.74117.78 LL6 0.250.55251.053.615.45119.67 LL8 0.250.4251.052.635.15113.54 次梁 LL7 0.250.5251.053.2824.74181.15 KJL27 0.250.6251.053.9425.861101.89 5 屋 面 纵梁 KJL28 0.250.6251.053.9419.74177.78 786.14 交通大学毕业设计（论文）第 9 页 KJL28 0.250.7251.054.5945.2123.89 KJL29 0.250.6251.053.9424.94198.26 KZ1、2 0 40.6251.16.63.615356.4 5柱 KZ3 0.50.6251.18.253.65148.5 504.9 横梁 KJL30 0.250.6251.053.946.72252.95 纵梁 KJL31 0.250.4251.052.632.6213.68 次梁 LL9 0.250.4251.052.632.7517.23 73.86 出 屋 面 处 柱 KZ1、2 0 40.6251.16.62.7471.28 71