土木工程毕业设计计算书之终极版.doc

土木工程毕业设计计算书之终极版文献综述毕业设计是我们在大学学习期间交给老师的最后一份作业，是我们土木工程教学计划中的最后也是最重要的一个环节。它不仅能巩固和加深已学过的基础和专业知识，提高综合运用这些知识独立进行分析和解决实际问题的能力，而且培养我们学生的综合素质、工程实践能力和创新能力。在查阅国家规范并参考相关文献资料的基础上，按照理论知识和设计要求，通过设计、计算和最终的优化工作，满足了本次设计的要求。现将相关文献做如下综述：第一部分：前言本设计的课题是丹阳鸿飞集团办公大楼建筑结构设计，旨在使毕业生进一步了解和掌握结构设计的一般方法和步骤，巩固和检验所学的理论知识，提高分析问题，解决问题的能力。可以说，伴随我们大学四年的学习生活，就是一个对土木工程认识逐渐加深的过程。从第一次听老师解释土木工程含义时起，我们逐渐懂得建筑的防火、排水、抗震设计等，知道构造柱下不单独设置基础，了解窗过梁两端深入墙体的长度。毕业设计过程也就是要用四年所学的理论知识与培养出的实践能力，来解决一个工程实例。第二部分：土木工程的含义在系统学习土木工程之前，我就狭隘地把它等同于建房子，亲切地称子为砌墙专业。现特引用中国国务院学位委员会在学科简介中对土木工程的定义，具体如下：土木工程（Civil Engineering）是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指工程建设的对象,即建造在地上、地下、水中的各种工程设施；也指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养、维修等专业技术。它的范围非常广泛，它包括房屋建筑工程、公路与城市道路工程、铁路工程、桥梁工程、隧道工程、机场工程、地下工程、给水排水工程、港口码头工程等。国际上，运河、水库、大坝、水渠等水利工程也包括于土木工程之中。人民生活离不开衣、食、住、行，其中“住”是与土木工程有直接有关的；而“行”则需要建造铁路、公路、机场、码头等交通土建工程，与土木工程关系也非常紧密；而“食”需要打井取水，筑渠灌溉，建水库蓄水，建粮食加工厂，粮食储仓等；而“衣”的纺纱、织布、制衣，也必须在加工厂内进行，这些也离不开土木工程。此外，各种工业生产必须要建工业厂房，即使是航天事业也需要建发射塔架和航天基地，这些都是土木工程人员可以施展才华的领域。正因为土木工程内容如此广泛，作用如此重要，所以国家将工厂、矿井、铁路、公路、桥梁、农田水利、商店、住宅、医院、学校、给水排水、煤气输送等工程建设称为基本建设，大型项目由国家统一规划建设，中小型项目也归各级政府有关部门管理。根据上面所述可知，土木工程主要有四部分组成：一是包括铁路、公路、码头、机场等在内的交通设施工程；二是包括电站、厂房等在内的工业设施工程；三是包括堤坝、给水排水等在内的水利市政设施工程；四是包括剧院、体育馆、图书馆、教学楼、办公楼、旅馆、住宅等公用和民用建筑工程。（本工程为设计一栋办公大楼，正是属于第四个部分。）土木工程的任务是设计和建造各种建筑物和构筑物。第三部分：建筑设计构想任何一个建筑物的设计，都要符合适用，经济和美观的建筑设计原则。首先考虑它的使用功能，其次是经济和美观。在这两者的前提下，要考虑建筑物的立面造型和与周围环境相协调，即满足审美要求。首先要确定的是建筑物的占地面积，朝向。根据使用要求，确定满足使用功能需要的房间大小和布局。这些工作基本上算是初步构想吧！整个建筑设计的过程较为复杂，要考虑的因素较多（如建筑的分类、总平面布局、建筑的防火要求等）。首先，根据建设用地条件和建筑使用功能，周边城市环境特点，进行了建筑平面设计，包括建筑平面选择、平面柱网的布置、平面交通流线组织及平面功能设计；其次，进行立面造型与剖面的设计。记得很清楚，我的平面布置方案整整花去我3个星期。起初有许多组矛盾无法解决，后来也基本得以解决。举个例子吧，毕业设计任务书上要求办公大楼的大多房间面积达到100，这样一来，在使用常用柱网的情况下，只有通过增加房间的进身来满足要求。可是，根据规范中关于通风、采光要求的若干规定，一味增加进身会导致房间排气不畅，基本是需要借助中央空调，否则人会感到特别闷。另外，自然采光要求：单侧采光时，房间进身的总长度不应大于窗户顶高度的两倍；双侧采光时，房间进身的总长度不应大于窗户顶高度的四倍。这两组矛盾困扰我很久，最终的解决方法是，增大柱网跨度，减小房间的面积（具体布局可参见图纸）。在考虑上述因素后，我们要布局个功能房间。不但要考虑各个部门之间的联系，而且还要考虑相关辅助部分的结构（如楼梯的布置位置）。而这个部分则要严格满足建筑设计防火规范（GBJ16-87）中的相关规定。现做如下应用：根据规范规定，最远房间出入口到楼梯安全出入口的距离必须控制在一定的范围内，由于本工程的耐火等级为二级，则：1、位于两个外部出口或楼梯之间的房间不应大于40米；2、位于袋形走道两侧或尽端的房间不应大于22米。据上并结合平面图（A1）可知，本设计满足了要求。据此，我的设计方案是在建筑物纵向的两端布置两部双跑楼梯，并在靠近门厅的楼梯旁边，设置了一部电梯（客梯；载重1000；门宽1100mm）。按照国家相关建筑规定和工程习惯，当建筑物的层数超过7层，一般要设置电梯，特别是当建筑总高度超过24m的重要建筑，12层以上的民用建筑及高度超过32m的其他建筑，还应设置消防电梯。当然，本工程按道理是不需要设置电梯（更不用说是消防电梯了）的，可是，为了建立较为丰富的竖向交通联系，提高工作效率，我也设置电梯。另外，我还想提一下规范中关于门厅的若干规定。门厅设计应注意以下几点：1、门厅应处于总平面图中明显而突出的位置，一般应面向主干道，使人流出入方便；2、门厅内部设计应当要有明确的导向性，同时交通流线组织简明醒目，减少相互干扰或不知所以的现象；3、由于门厅是人们进入建筑物首先到达、经常停留的地方，因此门厅的设计，除了合理解决好交通枢纽等功能要求外，门厅内的空间组合和建筑造型要求，也是公共建筑中重要的设计内容之一；4、门厅对出口的宽度按防火规范的要求，不得小于通向该门厅的走道、楼梯总宽度的总和。其实吧，我在设计时，遇到了一个较为棘手的问题：建筑平面图的西半部分若设计成三跨结构（跨度分别为：6000mm、2400mm、6000mm），那么在门厅中，就会形成见方为2400mm的四个柱子，严重影响到门厅的使用功能和美观要求。另外一个方面，根据设计任务书中的要求，我还要设置一个大型会议室。我初步把它放在顶层，若西半部分为三跨的话，会议室中间就会有两个大柱，影响会议室的使用。后来采用黄伟老师的建议，我把两跨合并成一跨，最终形成的是两跨框架结构（跨度分别为6000mm和8400mm）。这样一来，门厅中也只有目前的两根柱，大型会议室中也只有一根柱子，很好的解决了上述问题。男女卫生间设计方面，根据男女比例为3：2的情况，依据李必瑜主编的房屋建筑学中关于卫生间中大小洁具位置和数量的布置要求，我在男卫生间中布置5个小便槽和5个大便蹲位，在女卫生间中设置了10个蹲位。这样的布置很好地满足使用要求。 我想，上面的内容也就基本完成基本的平面使用功能的布局，可是还得考虑平面造型的问题美观。我将原来的矩形总平面方案改成现在的L型平面方案，平面造型立刻就发生了很大的改善，变得丰富了。考虑到建筑设计对平面的多样性的要求，设置了两扇旋转门及弧梁下的玻璃门窗。这些工作都是基于满足使用功能要求的情况下，而进行的。建筑物的体型和立面设计方面，必须符合建筑造型和立面构图方面的规律性，如均衡，韵律对比统一等。在本次设计中就是考虑了这些构图的规律性，大门的位置选择以及楼梯间的布置建筑物外观的确定都经过了几次改动才最终确定为现在的方案。为了使建筑物立面产生错落有致的布局效果，避免单调，以建筑物立面上的楼梯间为载体，丰富立面线条，我在北入口处设置了弧形梁和两扇旋转门，特意在东西两大部分设置了不等高楼层（六层和五层）等，都是为了产生较好的立面效果。经过上述的思考过程，建筑设计的基本情况如下：本办公大楼平面整体呈L型，立面上有不等高的楼层，东半部分为5层，右半部分为6层，各楼层的层高均为3.6m，总高为22.800米，总建筑面积约5815 。 第四部分：结构设计构想结构设计是在建筑设计完成后的一项重要的设计工作。结构设计的目的是使建筑物安全和能够适应使用的要求。结构设计要遵守的主要要求是结构安全可靠，所以，我们在结构设计中要保证这样的要求。查阅了相关的规范和资料后，我想从以下几个方面来说明一下结构设计的要点：1、 刚柔相济合理的建筑结构体系应该是刚柔相济的。结构太刚则变性能力较差，强大的破坏立瞬间袭来时，结构需要承受的立是非常大的。如果此时没有较大的变形的话，很容易造成局部受损，最后全部毁坏。但是，太柔性的结构虽然可以很好地消减内力，但容易造成结构发生过大的变形，甚至无法使用至整体倾覆。结构是刚性多一点，还是柔性多一点？刚到生么程度，柔到什么程度才算合适？无法用一个确切的量来衡量，找不到一个放置四海而皆准的标准。刚柔相济乃是设计者的追求。在这里，我想穿插一句。我在去年五月份参加了安徽省大学生“挑战杯”创业计划竞赛，参赛作品就是黄伟老师的个人发明专利滑移型多维隔震装置。我们也都知道。传统的设计理念就是无限度地加强结构的刚度，而黄老师发明的这种装置是从另一个反面的思路来开发的：在建筑物的基础之上，形成刚度的“薄弱层”。在水平力（特别是地震作用）下，它会产生滑移，从而保护了结构的完整性。这算是一种典型的合理利用刚柔特性吧。2、 抗震设计地震荷载是一种随机荷载，它具有作用时间短，破坏力大等特点。它是危害人类安全的重要自然灾害，所以抗震设计显得特别的重要。依照新颁布的抗震规范建筑抗震设计规范（GB50011-2001），抗震设计的精髓归纳为以下几点：（1）、选择对建筑抗震有利的场地，宜避开对建筑抗震不利的地段，不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。对于不利地段，结构工程师应提出避开要求，当无法避开时，应采取有效措施，这就考虑了地震因场地条件间接引起结构破坏的原因，诸如地基的不均匀沉降、地震引起的地表错动与地裂。（2）、建筑的平立面布置应符合概念设计的要求,不应采用严重不规则的方案。不规则的建筑,在结构设计时要进行水平地震作用计算和内力调整,并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。借鉴国际的通行做法,参考外国规范,使我们的设计更加完善合理.(3)结构材料选择与结构体系的确定应符合抗震结构的要求,采用哪一种结构材料,什么样的结构体系,经济技术经济条件比较综合确定,同时力求结构的延性好、强度与重力比值大、均质性好、正交各项同性,尽量降低房屋重心,充分发挥材料的强度,并提出里结构两个主轴方向的动力特性(周期和振型)相近的抗震概念。(4)尽可能设置多道抗震防线。地震有一定的持续时间,而且可能多次往复作用,根据地震后倒塌的建筑物的分析,我们知道地震的往复作用使结构遭受到严重坡坏,而最后到塌则是结构因破坏而丧失了承重重力荷载的能力。适当处理构件的强弱关系,使其形成多道防线,是增加结构抗震能力的重要措施。例如单一的框架结构,框架就成为唯一的抗侧力构件,那么采用“强柱弱梁”型延性框架,在水平地震作用下,梁的屈服先于柱的屈服,就可以做到利用梁的变形消耗地震能量,使框架柱退居到第二道防线的位置。(5)具有合理的刚度和承载力分布以及与之匹配的延性。提高结构的抗侧移刚度,往往是以提高工程造价及降低结构延性为指标为代价的。要使建筑物在遭受强烈地震时,具有很强的抗倒塌能力,最理想的是使结构中所有构件及构件中所有杆件都具有较高延性,然而实际工程中很难做到。有选择的提高结构中重要构件以及关键杆作的延性是比较经济有效的办法。例如上刚下柔的框支墙结构,应重点提高转换层以下的各层的构件延性。对于框架和框架筒体,应优先提高柱的延性。在工程设计中另一种提高结构延性的办法是结构承载力无明显降低的前提下,控制构件的破坏形态,减小受压构件的轴压比(同时还应注意适当降低剪压比),提高柱的延性。当然，任务书中已经给定了场地条件，不用我们去选。当然，在以后的工程中，可能需要我们自己去选用，那么上述的判定条件就显得非常有用了。我想，这可能就是提高建筑物抗震能力的一个重要手段吧。在这里，我想讲一下结构计算的最终结果与我们绘图之间的联系和差别。通过毕业设计，我得出：计算的配筋比实际绘图的配筋（为方便起见）要小，现场施工时用筋可能比绘图时要大点（考虑施工方便和材料储备状况）。所以，我终于明白黄伟老师在我的混凝土结构设计原理课后作业中，批出的“不用太计较如何去节省钢筋，这样是没有意义的”的意义了。我想举个我设计中的一个实例来说明一下。我在设计中，柱的截面选用的尺寸。按照计算，可以得出受力筋是按照最小配筋率来进行的（配置422）。我们在进行柱的对称配筋时，则是用了822，这样一来，它们与构造筋一起就形成了井字箍，对柱的受力有利。那么，做任何事情都是有理由的。之所以加大柱的配筋，这是鉴于：1、我们在加大钢筋用量不多的情况下，却可以把安全储备提升的很高，何乐而不为呢？2、防止漏算荷载，避免结构实际可靠度比设计可靠度要低情况的出现。这个过程应该可以说明上述结论吧。还有就是钢筋的归并问题。在设计中，假如相邻跨所配置的钢筋尺寸大体相同，那么我们为了便于施工，将它们按照较大的截面尺寸来统一配置。这样一来。我们同样可以在加大钢筋用量不多的情况下，可以提高结构的安全储备。等等。第五部分：毕业感悟 随着毕业设计的完成，大学生活也将画上句号。回首走过的历程，感悟颇多。有悲有喜、有失有得，满腹的辛酸苦楚尽可化为一句“求学之路，风雨之路，同行之路”。记得我们建工学院党员教育活动中，播放了温家宝总理在十届人大上答记者问的录像。温总理当时做了一个比喻，他说衡量一个舰队速度快慢的不是行驶的最快的那只舰艇，而是行驶最慢的那只。我就觉得在衡量一个人综合素质的时候，要全面考察，不能因为你在某一个领域做的非常好，对其它知识一无所知，还把你看作“最崇拜的偶像”，这样的话顶多可以称作“人才”，而不能称作“全才”。所以，我觉得作为土木系的一名学生，我们除了接受专业技能的培养外，还要从其他各个方面不断提高自己，成为社会有用的人才。“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”。不论我们离开安徽工业大学后，是直接从事工作还是进一步学习深造，这种“求索”的态度不能丢。“海阔凭鱼跃，天高任鸟飞”。只要我们努力，一定可以做到最好。让我们“自信人生二百年，会当击水三千里”，相信自己没什么办不到的。只要我们有梦想，敢向前迈出一步，哪怕是一小步，成功也就会离我们不远。第1章 建筑和结构设计说明1.1 设计条件1.1.1 丹阳鸿飞集团办公大楼位于丹阳市开发区，建筑规划总平面图如下所示：1、 工程地质资料经某勘探设计研究员现场实地部分勘探，结果如下：（1）、建筑场地平坦，没有不利的地质情况，无软弱下卧层。（2）、地基土剖面图的相关设计资料可根据建筑物所在地区的具体情况来确定。所需设计参数可参照现行规范来确定。序号岩土类别描 述底层埋深（m）厚度范围（m）地基容许承载力1杂填土由沙土组成、呈松散状态0.8-1.30.8-1.32硬塑粉质粘土黄褐色、含少量铁锰结核，底部夹少量分化残砾、硬塑状态1.1-2.80.3-1.43003可塑粉质粘土黄褐色、含少量铁锰结核，可塑状态2.0-3.50.9-1.32204强分化花岗闪长岩浅黄褐色、中颗粒、块状构造6.0-8.0可见4.0-4.83601、 地下稳定水位距地坪6m以下；2、 表中给定土层深度由自然地坪算起。建筑场地类别：类场地土；地震设防烈度：7度。1.2 设计要求1.2.1 建筑设计内容及要求（可依据具体情况做适当的修改）1）建筑物的总层数应控制在56层，其总高度应控制在24m建以下。2）总建筑面积5000-5500，根据具体情况可适当调整，但是不应超过6000。3）使用面积及房间：（1）门 厅 100150（2）值 班 室 40（3）技术档案室 100120（4）图书资料室 100120（5）设 计 部 100120（6）市场营销部 100120（7）技 术 部 100120 （8）计 算 中 心 100120（9）财 务 部 100120（10）生 产 部 100120 （11）综合办公室 120200（12）总经理室（包括会客室） 100120 （13）董事长室（包括会客室） 100120（14）副总经理室（设五套）每套 60 （15）中型会议室（每层设一会议室） 100120（16）大会议室 250300 （17）卫生间（每层设，按男女比例2/3考虑）80100（18）健身娱乐室 6080 （19）其它房间可按照办公室灵活布置，每室 6080注：各种用房的活荷载标准值见现行建筑结构荷载规范1.2.2 设计规模、建筑设计构想与说明理解所给的条件，变成自己的想法，书写自己的建筑设计构想与说明。本项目仅仅本集团拟建行政办公区的一期工程，二期工程包括：3000m2实验楼、2000m2培训中心、员工娱乐中心和行政办公区室外绿化等，二期工程的规划应在一期工程的总平面设计中予以考虑。设计要求：建筑总平面设计要考虑行政办公区建筑与周围局部环境的协调关系，并要考虑行政办公区道路与城市交通主干线的关系；建筑平面设计要考虑使用功能的特点，并要考虑建筑防火规范的要求；立面设计要简洁大方、赋有时代感。特别要突出主入口，并考虑本建筑与其他相邻拟建建筑物及环境的协调关系。1.3工程概况本设计应符合适用，经济和美观的建筑设计原则。在设计中要对办公楼各层的平面功能进行综合分析，以便达到最合理的平面和空间的组合，使其满足要求。建筑方面需考虑采光，通风，防火等要求。采光时尽量采用天然光。本工程为临近主干道的一栋办公楼，因此，建筑设计不仅要满足建筑的使用功能，而且应适当考虑建筑的造型，使其具有时代气息。工程概况：建筑名称：丹阳鸿飞集团办公大楼建筑地点：安徽省丹阳市建筑等级：四级建筑面积：约5815 建筑类型：框架填充墙结构设计使用年限：50年该办公大楼平面整体呈L型，立面上有不等高的楼层，东半部分为5层，右半部分为6层，各楼层的层高均为3.6m，总高为22.800米，总建筑面积约5815 。本工程的屋面设计为上人屋面，根据规范要求，女儿墙高度设为1.2m。整个建筑设计的过程较为复杂，要考虑的因素较多（如建筑的分类、总平面布局、建筑的防火要求等）。首先，根据建设用地条件和建筑使用功能，周边城市环境特点，进行了建筑平面设计，包括建筑平面选择、平面柱网的布置、平面交通流线组织及平面功能设计；其次，进行立面造型与剖面的设计。1.4 建筑设计1.4.1 总平面设计依据设计任务书上关于工程建设的过程，本工程“丹阳鸿飞集团办公大楼”全部竣工是由两期工程组成。根据建筑场地示意图，综合考虑地形、建筑走向、主导风向、防火安全、周边道路、绿化等因素，合理布置了办公大楼位置，使其满足使用的功能要求，达到技术经济合理，方便使用的目的。具体如下：1.4.2 平面设计依任务书的要求，本建筑平面需布置成L形，由于平面布置不规则（不是矩形），因此，要结合自然采光和通风等条件，根据功能合理布置房间。根据建筑设计防火规范（GBJ16-87）（2001修订版）的要求，为满足建筑防火的要求，考虑到建筑物的总长度为54m及使用的方便，我在平面设计中布置了两部楼梯和一部电梯（楼梯采用双跑形式，楼梯高度3600mm，踏步总数为24步，一跑和二跑均为12跑，踏步高度为150mm，踏步宽度为360mm，井宽60mm，扶手高度为900mm；电梯按客梯安装，载重量为1000，轿箱宽深分别为1600mm和1400mm，门宽为1100mm），楼梯于电梯应布置在靠近大门的位置，且人流与货物流线应尽量避免交叉。再依据李必瑜主编的房屋建筑学中关于卫生间中大小洁具位置和数量的布置要求，在男卫生间中布置5个小便槽和5个大便蹲位，在女卫生间中设置了10个蹲位。为使建筑流线较为简洁、明确，满足使用要求，走道设置为2400mm。设计任务书上要求设置一个大型会议室，为不在会议室中间不要出现太多柱，特设8400mm的一跨。考虑到建筑设计对平面的多样性的要求，设置了两扇旋转门及弧梁下的玻璃门窗。首层的走廊两端再设置两扇门，以方便与外界联系（特别是发生火灾作疏散人群之用），与二期工程相联系。1.4.3 剖面设计建筑剖面是表示建筑物在垂直方向上房屋各部分间的组合关系,表示各部分的空间位置。剖面设计主要是确定各部分的高度,层数,建筑的空间组合关系和空间利用以及表现结构构造等关系。根据办公大楼的使用特点,同时兼顾总建筑高度的要求和对工程造价的优化考虑，我把楼层的层高设置为3.6m。在建筑剖面图中,应表示出建筑各构件间的空间位置关系,如主梁、次梁及柱、门窗的位置等。通过建筑的剖面土语其他建筑图，应能确定建筑各部分之间的位置关系（具体可见CAD绘图）。1.4.4 立面设计 有人说，一个伟大的建筑设计师同时也是一个不错的艺术家。他会根据建筑物所在的位置和周围的大环境，根据建筑物的性质（是用来办公，还是用来作为娱乐之用），具体使用功能的要求，来设计建筑物的立面造型，给人以美的享受。建筑物的美观问题，既在房屋的外部形象和内部空间处理中体现出来，又涉及到建筑群体造型的布局，还与建筑的细部部设计有关，其中房屋的外部形象和内部空间处理，是单体建筑设计时考虑美观问题的主要内容。建筑物的体型和立面设计，必须符合建筑造型和立面构图方面的规律性，如均衡，韵律对比统一等。在本次设计中就是考虑了这些构图的规律性，大门的位置选择以及楼梯间的布置建筑物外观的确定都经过了几次改动才最终确定为现在的方案。为了使建筑物立面产生错落有致的布局效果，避免单调，以建筑物立面上的楼梯间为载体，丰富立面线条，我在北入口处设置了弧形梁和两扇旋转门，特意在东西两大部分设置了不等高楼层（六层和五层）等，都是为了产生较好的立面效果。建筑的北立面和东立面如下图所示：1.4.5 采光通风设计办公大楼采用内走廊形式，并采用单侧采光。楼层层高为3600mm，窗台高为900mm，窗户高度定位2100mm，内走道设高窗。根据规范中规定，办公楼的窗地比应该在1:8-1:6之间，而本工程的窗地比为1:6，完全符合要求。另外，自然采光对窗户的高度要求为，而本工程的窗户高度为3000mm，虽然不满足自然采光的要求，但是也基本靠近。（这个矛盾困扰我好久，虽然咨询过老师，但从毕业设计的建筑方案的确定开始，一直解决不了，它与建筑的平面面积要求相矛盾。）办公大楼通风问题主要是合理组织气流路径，利用穿堂风可有效地解决其通风问题。其具体设计中是利用外墙的窗户和教室的门、高窗等的直线位置，形成穿堂风，来达到办公大楼通风的要求。1.4.6 屋面排水设计屋面排水采用双面外排水，排水坡度为0.3%，坡度为建筑找坡。挑檐沟的坡度为0.5%，坡度也为建筑找坡。屋面排水方式采用有组织排水，屋面排水坡度为0.3%，檐沟纵向坡度取为0.5%。落水管用直径为120mm的PVC管。天沟截面尺寸：天沟高度为200mm，宽度为600mm。1.4.7 细部构造设计现引用图纸“建筑专业施工设计统一说明”中关于构造的一些具体做法：1.5结构设计本工程的设计为集办公室，会议室和健身等于一体的办公大楼。1-5层为典型的楼层，为考虑大型会议室的要求和立面造型的要求，第6层则采用不等高的楼层，且设置了8400mm的跨度。总体来看为使建筑平面布置较为灵活丰富，采用了框架结构。主体高度为22.800m(除上部的装饰部分外)，五层的建筑高度为19.200m，且本工程全部采用现浇的施工方式。1.5.1 柱网布置图1.5.2 结构计算简图考虑到结构布置的复杂性，而且各边跨与中间跨的荷载分布情况不同，所以我取用了东半部分（图示的左边的简图）的一榀框架，具体尺寸如右图所示。1.5.3 几个重要结构部分的尺寸和材料选用情况如下1、屋面和楼面板（100厚）选用的材料均为（具体可见下图）：采用C25混凝土 ；配置HPB235级钢筋。2、次梁（纵向连梁）（）的材料均为（取两种典型的情况）：采用C25混凝土 ；选用HRB400级纵向受力钢筋和HPB235级箍筋。3、主梁（）的材料均为：采用C30混凝土；选用纵向受力钢筋；箍筋及其他钢筋（如构造筋）均采用钢筋。4、柱（）的材料均为：采用C30混凝土；选用HRB400纵向受力钢筋；箍筋及其他钢筋（如构造筋）均采用HPB235钢筋。5、基础的材料选用：根据工程的实际情况，我采用了独立基础和联合基础的两种形式。联合基础独立基础独立基础和联合基础的具体尺寸如下所示：这两种基础均采用如下材料：采用C25混凝土 ；配置HPB235级钢筋；基础下采用100厚细石混凝土垫层。6、楼梯的相关情况采用C20混凝土；选用钢筋。平台板厚为100mm，三种平台梁分别为第2章 屋盖设计2.1 结构平面布置情况依据单向板和双向板的受力性质及他们的定义，屋盖可采用单向板和双向板混合布置方案。具体结构布置和相关尺寸标注如图（1）所示：2.2 荷载基本情况2.2.1 荷载基本资料1、根据荷载规范，上人屋面均布活荷载标准值取2.02、屋面基本构造：20厚1：3水泥砂浆粘贴400mm400mm30mm预制混凝土保护层；采用三毡四油防水层；20厚1：3水泥砂浆找平层；80厚防水树脂珍珠岩保温层；20厚水泥砂浆找平层；1：8水泥炉渣找坡层；100厚现浇混凝土板3、屋面底采用V型轻钢龙骨吊顶（仅有一层纸面石板板，无其他保温层）2.2.2荷载计算1、屋面恒荷载标准值20厚1：3水泥砂浆粘贴400mm400mm30mm预制混凝土块 0.0220+0.0320=1.0采用三毡四油防水层； 0.3520厚1：3水泥砂浆找平层 0.0220=0.480厚防水树脂珍珠岩保温层 0.083.5=0.2820厚水泥砂浆找平层 0.0220=0.41：8水泥炉渣找坡层 0.01810=0.18100厚现浇混凝土板 0.1025=2.5屋面底采用V型轻钢龙骨吊顶 0.12屋面恒荷载标准值 5.232.3 屋面板的设计2.3.1 结构布置的相关尺寸1、主、次梁：主梁跨度由于整体平面呈L型，故有所不同的跨度，具体情况可参看图（1）中标注。2、板、梁截面尺寸：(1)、板厚：兼顾单向板和双向板对板厚的要求，我们先确定板厚的范围：80mm160mm。，所以可取h=100mm，所以也可取h=100mm综上所述，取板厚度为100mm（说明：除去弧形梁除处的板为150mm外）(2)、次梁截面尺寸：H在间取值，即在340mm500mm间取值，目前取次梁尺寸为：3、主梁截面尺寸： H在间取值，即在540mm810mm间取值，目前取主梁尺寸为：2.3.2 板内力计算采用弹性理论的设计方法来对板内力进行计算，并依板内力来进行配筋。双向板肋梁楼盖结构平面布置可见上页图（1），现折成两部分来考虑。 依据单向板和双向板的定义可知，图中既有单向板，也有双向板，由此我们分别求解：采用弹性理论的设计方法来进行计算，求双向板内力，并进行配筋。1、双向板设计： （1）取用代表性的A、B、C、D、E、F区格双向板，列表计算：30 区格项目ABCDEF3.6332.42.4663.6632.47.20.60.830.50.810.83说明：求解双向板跨中最大弯矩值，采用棋盘式布置方式，框架结构的双向板支撑情况与和作用的情况相同。 F板的情况属于异形板的情况，故而用补填法使其呈双向板情况，而按这种情况求得的内力和配筋是较实际情况求得的配筋更加安全，具有较高的安全储备。查表混凝土结构设计中册后面附表，可知上表中的各个系数的由来。项目截面配筋实有跨中A805.675355.58359.0723.311230.51236.0B802.883180.64189.0722.07144.11（270）140.0C804.296269.17257.0721.34193.36（270）96.6D801.935121.24（270）126.0721.30590.85（270）89.8E801.36385.40（270）89.8721.36394.89（270）96.6F13011.533444.69457.01228.28340.19335.0支座807.16448.62457.0809.944623.06628.0807.16448.62457.0804.824302.26314.0804.964311.03314.0807.219452.32457.0803.116195.24202.0803.116195.24202.013022.328860.92872.013019.298744.09785.0（2）、对板截面相关属性的界定除F板的板厚取150mm，其余各种双向板的厚度均取100mm。现考虑双向板向短边传递的弯矩要比长边方向传递的弯矩值要大，其方向配置的受力钢筋，应当在长边方向纵筋的外侧。现为方便计算和确保安全，取内力臂系数。由此可求得各方向的配筋情况，采用公式，如右表所示：(我们由计算可知，有部分双向板的某个方向的配筋率偏小，现按最小配筋率计算配筋。：此时可配钢筋。2、单向板设计（1）、对单向板1（东半部分的内走廊上的屋面板）的计算采用图示几种计算简图来进行板内力计算，并进行配筋。说明：考虑到仅中间一跨为单向板，且考虑塑性因子并使计算简化，我们进行如下假设：假设中间一跨的跨度与其两侧均相等，这样求得的内力偏大，更于安全。次梁截面为250mm500mm，现仅考虑中间跨的情况，取1m宽板带作为计算单元，如图所示，则：A、弯矩设计值查混凝土结构中册（三校合编）的表11.1可知：板的中跨中弯矩系数为： ，故而：B、正截面受弯承载力计算现知还h=100（mm），取，板宽b=1000（mm）选用C25砼，知选用HPB235级钢筋，配用，C、校核由上述计算可知，符合内力重分布原则。而不符合最小配筋率要求，应按最小配筋率来配筋。 (2)、对单向板2（西半部分的内走廊上的屋面板）的计算说明：参见前面板的分布图可知，为兼顾两种情况和非五跨，且跨度相差10%情况，我们取用跨度为3.0m的五跨来进行计算，以达到简化的目标，具体如下图所示：考虑板与边跨支撑和次梁尺寸250mm500mm，有取1m宽板的板带作为计算单元，则：A、弯矩设计值查混凝土结构中册（三校合编）的表11.1可知板的弯矩系数分别为： 边跨中：； 离端第二支座：；中跨中：； 中间支座：。B、正截面受弯承载力计算现知还h=100（mm），取，板宽b=1000（mm）选用C25砼，知选用HPB235级钢筋，具体计算过程中主要数据和最终配筋情况见下表截面1B2C弯矩设计值（KN/m）6.90-6.904.57-5.230.0910.0910.060.0690.0960.0960.0620.072计算配筋（）435.2435.2281.1326.4实际配筋（）补充： C、校核由上述计算可知，符合内力重分布原则。 符合最小配筋率要求，应按计算来配筋。2.3.3 次梁（连梁）的设计1、轴线之间的次梁设计：（1）、荷载和计算简图的确定与梯形荷载相等效的均布荷载说明：双向板支撑梁承受的荷载计算，按近似方法从板区格四角作分角线，如右图所示，尺寸数据已标出。 为板传来的恒荷载加活荷载，再考虑次梁自重：次梁粉刷：荷载总设计值 g+q=21.78+3+0.33=25.11（）而且各跨跨度相差不到10%，可按照五等跨连续梁来计算。计算简图如下所示：（2）、次梁内力计算A、弯矩设计值查混凝土结构中册（三校合编）的表11.1可知板的弯矩系数分别为： 边跨中：； 离端第二跨跨中：；中跨中：； 中间支座：。 B、剪力设计值同样查混凝土结构中册（三校合编）的表11.3可查剪力系数分别为： A支座内测：； 离端第二支座内外侧均为：；中间支座内外侧均为：。 C、正截面受弯承载力计算正截面受弯承载力计算时，因为板和次梁现浇在一起，故而跨内正弯矩时时，截面按照T型截面计算：翼缘宽度为（mm） ，且取（mm）。除支座B外设两排纵向钢筋外，其余截面均布置一排。选用C25砼，知选用HRB400级纵向受力钢筋和HPB235级箍筋，正截面承载力计算过程见下表：判断T截面类型：而即 为T截面的第一种类型。正截面受弯承载力计算截面1B2C弯矩设计值61.38-61.3850.10-57.26截面抵抗矩系数支座处：跨中处：0.00710.1130.0050.093纵向钢筋配置情况支座处：跨中处：664.0704.4474.3612.6选配钢筋216+118（弯）=657右侧218+118（弯），=763左侧218+118（弯），=763216+118（弯）=657216+118(弯)=657校核由上述计算可知，符合内力重分布原则。而符合最小配筋率要求，应按计算来配筋。D、斜截面受弯承载力计算a、截面尺寸复核 ，采用公式截面尺寸满足要求b、 腹筋计算而 应当按照构造来配置箍筋。在满足构造要求的情况下，按箍筋最小配筋率来设置箍筋。 按两肢箍来配筋，取筋。 依上面的描述可知，选配mm箍筋（按构造要求而来的） 符合最小配箍率要求。说明：由于轴线EF部分的次梁所承受的等效均布荷载要比FG中间次梁等效均布荷载要小，为考虑施工方便，我们将此部分的次梁均按上述计算过程来配筋。2、号轴线次梁计算（1）、荷载和计算简图的确定此根次梁上作用的荷载由（a）和（b）两部分叠加而成，现分别由左到右来计算各区段荷载情况：研究第一个图，则 中间跨中央处集中荷载计算过程如右图所示。（近似采用等效集中荷载作用与小梁，把小梁视为简支梁来求其支座反力，从而可求得P=32.67KN）其等效均布荷载分别为： ； ； 研究第二个图，则 其等效均布荷载分别为： ； ；现把上述两种情况的等效均布荷载叠加，此即为此根梁上作用荷载的情况。如下图所示：（2）、次梁内力计算应用结构力学上多节点力矩分配法可做以下求解，并可做最终弯矩图：近似把各杆截面抗弯刚度看作同一个不变的值，均为EI，则各杆线刚度分别为： ； ； ； ； ；结点ABCDEF杆件ABBABCCBCDDCDEEDEFFE分配系数0.2260.7740.7700.2300.4520. 5480.5080.492传递系数C固端弯矩-107.42107.42-5.095.09-115.95115.95-55.0155.01-58.4758.47弯矩的分配与传递杆端弯矩-127.6967.20-67.2090.35-90.3597.7-97.744.48-44.4865.47（3）、次梁承载力计算A、次梁正截面受弯承载力 正截面受弯承载力计算时，由于板和梁为现浇在一起，但是次梁两边的板为不等跨的，此时，可能会出现图示情况，现我们做以下的假设，取其翼缘宽度为：选用C25砼，知选用HPB235级钢筋，判断T截面类型：而即 为T截面的第一种类型。正截面受弯承载力计算截面A1B2C3D4E5F弯矩设计值-127.6963.68-67.2-71.15-90.3593.90-97.711.43-44.4832.74-65.47截面抵抗矩系数支座处：跨中处：0，2240.010