办公楼设计.doc

聊城大学建筑工程学院 2015届本科毕业设计工作任务下达书本设计为东昌国际办公楼结构设计，根据建筑设计图确定该结构设计为钢筋混凝土框架结构，根据既定的建筑通过结构选型与布置，荷载统计与计算，内力分析与组合，对梁、板、柱、基础、楼梯进行合理的的配筋计算。主要工作为对梁、板、柱截面的初步估计以及确定后进行荷载统计，通过底部剪力法对该结构进行抗震验算，对一榀框架弯矩、剪力和轴力进行分析和组合，竖向荷载采用分层法，横向荷载采用d值法，内力组合采用有震组合和无震组合的方法。对梁进行纵筋和箍筋设计，柱子考虑大偏心受压和小偏心受压后进行纵筋和箍筋的设计，以及板和梁式楼梯进行配筋计算。最后通过梁柱施工图模块进行结构验算和配筋，对该办公楼的结构设计进行优化处理，最后满足建筑功能要求以及要求，在经过校核后该结构设计方案可以应用于实际施工生产中。abstractthis design for building dong chang guo ji structure design, according to the construction drawings to determine the structure design of reinforced concrete frame structure, according to the established building through the selection of the structure and layout, the load statistics and calculation, internal force analysis and combination, and the beam, slab, column, foundation, stair reasonable reinforcement calculation. main job is to preliminary estimates of the beam, plate, column section and after load statistics, through the bottom shear method for seismic calculation, the structure of a common framework for the bending moment, shear force and axial force analysis and combination of different layers of the vertical load method, lateral load using the d value method, internal force combination of shock-isolation combination and seismic methods. pillars of longitudinal reinforcement and stirrup beams design, after considering the large eccentric compression and small eccentricity compression for the design of longitudinal reinforcement and stirrup, and plate and beam reinforcement calculation stairs. finally through the post and beam construction drawing module structure calculation and reinforcement, optimized structure design of the office building, finally meets the demand of building functional requirements and, after checking the structure design scheme can be applied in practical production目录摘要abstract目录第1章 绪 论1.1 工程概况本工程为恒德办公楼项目，建筑总面积4233.6平方米。地上主体部分五层，建筑高度（室外地面至主要屋面板的板顶）为18米。 结构首层布置如下图：1.2 结构设计资料（1） 场地在勘察期间静止地下水位线在-6米处，地下水对混凝土不具侵蚀性。（2）土工试验成果简表：土层土分类名称土层状态土层厚度（m）承载力特征值fak（kpa）重度(kn/m3)压缩模量es（mpa）1杂填土杂填土和耕土0.5162粉砂黄褐-褐灰色21001812.03粉土褐黄色，湿，稍密312018.712.84粉质粘土褐灰色，饱和31201912.9（3）场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.1g。场地类别为ii类建筑场地。（4）拟建场地标准冻结深度为0.8米。3设计荷载：（1）基本风压0.40kn/m2。（2）基本雪压0.35kn/m2。（3）楼面、屋面荷载及常用材料和构件重量见建筑结构荷载规范（gb50009-2001） 第2章 建筑结构设计2.1 结构选型及布置 东昌国际办公楼采用钢筋混凝土框架承重方案，根据地质条件，采用桩基础设计。2.1.1构件材料选择 柱：采用混凝土，主筋采用钢筋，箍筋采用钢筋； 梁：采用混凝土，主筋采用钢筋，箍筋采用钢筋；梁柱节点箍筋采用钢筋，柱主筋通长配置。 板：采用混凝土，主筋采用钢筋； 基础：采用混凝土，主筋采用钢筋。 围护墙、间隔强材料：内外墙均采用厚浆砌焦渣砖墙，卫生间内部隔断取用100厚轻质隔断。浆砌焦渣砖强度等级，砌筑砂浆强度，采用水泥石灰混合砂浆。2.1.2构件尺寸确定（1）梁确定原则：梁截面高度一般为其跨度的，次梁截面截面高度一般为其跨度的宽度一般为其截面高度的，梁截面高宽比不宜大于4. 横向框架长跨梁：； 横向框架短跨梁：； 纵向框架梁：；（2）柱 柱子尺寸暂定为,最后进行验算。（3）板由于长边与短边之比为，故需要区分但双向板计算。钢筋混凝土单向板，短向板跨跨厚比不大于30，双向板的短向板跨跨厚比不大于40，故板厚取为。2.1.3结构布置针对本办公楼的建筑施工图纸，选择第轴框架作为手算对象。本计算书除特别说明外，所有计算、选型、材料、图纸均为第轴框架数据。第3章 横向框架计算3.1 荷载计算3.1.1 构件自重统计 （1）板： 水泥砂浆和大理石砖地面 厚混凝土楼板 石灰砂浆顶棚 小计 （2）横向框架梁 边跨 钢筋混凝土梁 涂料 小计 中跨 钢筋混凝土梁 涂料 小计 （3）纵向框架梁： 过梁： 钢筋混凝土梁 外墙涂料 内墙涂料 小计 梁： 钢筋混凝土梁 涂料 小计 （4）柱： 边柱： 钢筋混凝土柱 外墙涂料 内墙涂料 小计 中柱： 钢筋混凝土柱 内墙涂料 小计 角柱： 钢筋混凝土柱 外墙涂料 小计 （5）墙： 浆砌焦渣砖内墙： 砌体 内墙涂料 小计 浆砌焦渣砖外墙： 砌体 内墙涂料 外墙涂料 小计 （6）框架顶层自重计算 板： 防水屋面 120厚钢筋混凝土楼板 石灰砂浆顶棚 小计 女儿墙： 砌体 外墙涂料 内墙面20厚水泥粉刷 小计 （7）门窗 木门 3.1.2 恒载计算板荷传导方式示意图（1）中间层梁、柱恒载计算 边跨纵梁上线荷载计算 边跨梁上线荷载=边跨梁自重+板重+墙重，其中 板自重按分配。由此可知梁上分布荷载为一均布荷载与一梯形荷载叠加，只要求出控制点的荷载值，就可绘出该梁上荷载分布图。 中跨纵梁上线荷载计算：中跨梁上线荷载，。 横梁荷载计算 边柱集中力计算边柱集中力=边柱自重+框架梁承受的荷载框架梁承受的荷载=部分板重+框架梁自重+外墙重其中，板重： 框架横梁自重：框架纵梁自重：纵向墙重：横向墙重：因此边柱上集中力为： 中柱集中力计算中柱集中力=中柱自重+框架梁承受的荷载框架梁承受的荷载=部分板重+框架梁自重+外墙重其中，板重： 框架横梁自重：框架纵梁自重：纵向墙重：横向墙重：因此中柱上集中力为： （2）顶层梁、柱恒载计算边跨纵梁上线荷载计算 边跨梁上线荷载=边跨梁自重+板重+女儿墙重 中跨纵梁上线荷载计算：中跨梁上线荷载，。 横梁荷载计算 边柱集中力计算边柱集中力=边柱自重+框架梁承受的荷载纵向框架梁承受的荷载=部分板重+横向梁自重+纵向梁自重+女儿墙自重其中，板重 框架横梁自重：框架纵梁自重：女儿墙自重：因此边柱上集中力为： 中柱集中力计算中柱集中力=中柱自重+框架梁承受的荷载框架梁承受的荷载=部分板重+框架梁自重其中，板重： 框架横梁自重：框架纵梁自重：因此中柱上集中力为： 3.1.3 活载计算活载汇总表类型标准值组合值系数频遇值系数准永久值系数办公室2.00.70.50.4会议室2.00.70.60.5卫生间2.50.70.60.5走廊2.50.70.60.5楼梯3.50.70.50.4不上人屋面0.50.70.50（1）顶层框架梁柱活载计算：边跨纵梁上线荷载计算 中跨纵梁上线荷载计算：中跨梁上线荷载，。 横梁荷载计算 边柱集中力计算 中柱集中力计算 （2）中间层框架梁、柱活载计算：办公室、会议室活载： 走廊边跨纵梁上线荷载计算 中跨纵梁上线荷载计算：中跨梁上线荷载，。 横梁荷载计算 边柱集中力计算 中柱集中力计算3.1.4 风载计算 该建筑所在场地的地面粗糙度为类，基本风压为因为结构高度，取迎风面风载体型系数，背风面体型系数迎风面风压：迎风面风压：将风荷载换算成作用于第轴横向框架的线荷载：迎风面：背风面：风压高度变化系数可查和在规范，将风荷载换算成作用于横向框架的节点上的集中荷载如下表：表3.2 迎风面节点集中荷载计算表4.80.6502.2319.048.40.6502.2318.0312.00.6502.2318.0615.60.6552.2488.4919.20.7202.4716.7220.1（女儿墙）0.7362.526表3.3 背风面节点集中荷载计算表4.80.6501.3945.658.40.6501.3945.0212.00.6501.3945.0415.60.6551.4055.3119.20.7201.5444.2020.1（女儿墙）0.7361.579由此绘出第轴横向框架风载图。3.1.5 水平地震作用计算（1）计算各层重力荷载1）二、三，四，五层 楼板面积（扣除柱所占的面积）为： 故楼板自重为： 梁柱自重： 横向框架梁： 纵向框架梁：标准层柱自重：标准层梁柱自重： 填充墙、门窗自重：外墙窗自重：内墙窗自重内墙门自重：外墙面积：外墙自重：内墙面积：内墙自重：小隔墙面积：小隔墙自重：活荷载走廊面积： 走廊活载：楼梯活载： 卫生间活载：办公室面积： 办公室活载： 2）底层柱自重：内墙自重：外墙面积： 内墙自重： 3）屋顶女儿墙自重： 楼板面积（扣除柱所占的面积）为： 故楼板自重为： 梁柱自重： 横向框架梁：纵向框架梁： 屋顶活载：由于不上人屋面活载：，雪荷载：活载取：屋顶面积： 屋面活载：（2）计算各层重力荷载代表值首层： 二层： 三层： 四层： 五层： 顶层： （3）梁柱刚度的计算 1）梁的线刚度计算时，考虑到现浇楼板对梁的约束作用（现浇板相当于框架梁的翼缘），对于两侧都有现浇板的梁，其线刚度取。对于一侧有现浇板的梁，其线刚度取。 （混凝土：） 图3.5 水平地震作用计算简图 表3.4 梁线刚度计算表断面跨度截面惯性矩边框架梁中框架梁7.22.4 2）柱的侧移刚度值按下式计算： 式中，一般层：，；底层：，各层框架柱的抗侧移刚度计算见下表（混凝土：）表3.5 柱抗侧移刚度计算表楼层柱类别柱编号1边框架边柱、5.41.1200.51913883693648边框架中柱、2.9370.69618617中框架边柱5.41.4940.57115273中框架中柱3.9170.7461995525边框架边柱、3.60.7460.272163701049384边框架中柱、1.9580.49529792中框架边柱3.60.9960.33219981中框架中柱2.6120.566340656框架柱、4.21.0160.3372028281128 （4）自振周期计算按顶点位移法（适用于质量、刚度沿高度分布均匀的框架，本工程基本符合均匀分布，故按顶点位移法进行计算）计算，考虑填充墙对框架刚度的影响，取基本周期调整系数。表3.6 横向框架顶点位移计算层次516817.4716817.4710493840.01600.2582414197.4131014.8810493840.02960.2422314936.5845951.4610493840.04380.2126214903.8160855.2710493840.05800.1688115994.9576850.226936480.11080.1108 基本周期：（5）地震作用的计算 水平地震影响系数该建筑所在场地属于ii类一组场地，7度设防设计，查建筑抗震设计规范，在多遇地震下，水平地震影响系数最大值，场地特征周期。 ，由于，一般钢筋混凝土结构，所以：利用底部剪力法求各楼层水平地震系数结构等效总重力荷载： 结构总水平地震荷载值：由于，且所以顶部附加地震作用系数为：由公式计算各层所受的水平地震作用。， （6）抗震验算 在多遇地震作用下的抗震变形验算，楼层最大弹性层间位移应符合表3.7 抗震变形验算表楼层水平地震力层间剪力层间刚度层高层间相对弹性转角51514.761620.4710493840.00153.61/24004759.202379.6710493840.00233.61/15653621.233000.9010493840.00293.61/12412442.763443.6610493840.00333.61/10911285.113728.776936480.00545.41/1000 其中：， 查规范知道混凝土框架层间位移角限值为，所以均满足要求。 抗震验算时，结构每一层水平地震剪力应符合：，查建筑抗震设计规范（gb50011-2010）得。 故，结构抗震满足要求。 （7）轴横向框架水平地震的计算 一榀框架每层的分配系数为：所以每层的分配系数为：轴横向框架各层所分配的水平地震作用为： 将轴横向框架的地震作用标绘于计算见图，如下图第4章 现浇板设计（钢筋混凝土楼盖设计）区格划分如下图所示，其中的板包括双向板、，、单向板、,、设计资料：混凝土：；钢筋：；板厚：. 恒载：水泥砂浆和大理石砖地面 厚混凝土楼板 石灰砂浆顶棚 计 活载：普通教室、会议室荷载取为，走廊荷载取； 4.1荷载计算屋顶荷载取。 （1）办公室部分荷载设计值：永久荷载设计值： 可变荷载设计值： （2）走廊部分荷载设计值： 永久荷载设计值： 可变荷载设计值： 按弹性理论计算：跨中最大正弯矩发生在可变荷载为棋盘形式布置时，简化为当内支座固定时做用下的跨中弯矩与当内支座铰支时作用下的跨中弯矩之和。支座最大负弯矩按可变荷载满布时求得，即内支座固定时作用下的支座弯矩。在上述各种情况下，本例将周边梁对板的作用均视为固定支座。 总计为8.8kn/m尺寸计算纵向：中间跨边跨 横向：中间跨边跨 4.2双向板4.2.1双向板b3 （1）内力计算 尺寸 纵向5.4m 横向7.26m 纵向长度较短，故取纵向为y 当v=0时，查表得当v=0.2时，计算得 截面0.060.036实配钢筋81508150最小配筋率验算4.2.2双向板b4 （1）内力计算 尺寸 纵向6m 横向7.26m 纵向长度较短，故取纵向为y 当v=0时，查表得当v=0.2时，计算得 截面0.0570.037实配钢筋81508150最小配筋率验算4.2.3双向板b5 （1）内力计算 尺寸 纵向3.06m 横向2.4m 横向长度较短，故取横向为y 当v=0时，查表得当v=0.2时，计算得 截面0.0140.009实配钢筋81508150最小配筋率验算4.2.4双向板b6 （1）内力计算 尺寸 纵向3m 横向2.4m 纵向长度较短，故取纵向为y 当v=0时，查表得当v=0.2时，计算得 截面0.0120.007实配钢筋81508150最小配筋率验算4.2.5双向板b10 （1）内力计算 尺寸 纵向5.4m 横向7.26m 纵向长度较短，故取纵向为y 当v=0时，查表得当v=0.2时，计算得 截面0.060.035实配钢筋81508150最小配筋率验算4.2.6双向板