沧州市建委综合办公楼设计毕业论文.doc

河北工业大学城市学院2015届毕业设计说明书沧州市建委综合办公楼设计毕业论文目 次1引言1 2建筑设计说明 1 2.1工程概况 2 2.2平面设计 2 2.3剖面设计 3 2.4立面设计 4 2.5砌体工程 4 2.6建筑构造做法 4 3结构设计 7 3.1工程概况 7 3.2设计软件 8 3.3结构方案选择 8 3.4结构方案 10 3.4.1建筑类别 10 3.4.2建筑材料10 3.4.3结构体系10 3.4.4结构布置 10 3.5结构构件截面尺寸的初步确定 11 3.6荷载统计 14 4.结构分析设计 18 4.1 SATWE设计参数信息28 4.2设计分析文本结果 28 4.2.1各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息28 4.2.2结构整体抗倾覆验算结果 31 4.2.3结构整体稳定验算结果 32 4.2.4楼层抗剪承载力、及承载力比值32 4.2.5周期比33 4.2.6地震作用最大方向34 4.2.7结构位移51 4.2.8薄弱层验算结构 71 4.2.9框架柱倾覆弯矩及0.2VO调整系数744.2.10超配筋信息 825筏板基础 835.1筏板平均沉降试算结果83 5.2柱对筏板的冲切验算 836地下外墙的设计 93 结论 97参考文献 98致谢 99附A 991031 引言2 建筑设计2.1 工程概况1、建筑名称：沧州市建委综合办公楼（含地下室）设计 2、建筑层数及面积：四层，地下室层高3.9米，首层层高3.9米；二至四层高3.6米，女儿墙高1.3米；建筑面积为6804平方米。 3、建筑物耐久年限50年。 4、抗震设防烈度：7度，设计基本地震加速度：0.10g，设计地震分组：第二组。 5、设计标高：室内外高差为0.90m，室外地坪为-0.90m。6、结构类型：框架梁、柱、楼板、基础为全现浇钢筋混凝土。 7、基础为筏板基础 8、自然条件：该建设场地地形平坦，冰冻深度在天然地面下0.8m。 9、混凝土结构环境类别：室内正常环境为一类；室内潮湿、露天及与水土直接接触的部分为二类a， 基本风压：0.45 kN/m ，基本雪压：0.40kN/m（均按 50 年统计）2.2平面设计本工程位于沧州市运河区，为沧州市建委综合办公楼（含地下室），结构为钢筋混凝土框架，本建筑整体为矩形，轴网尺寸20.4m62.4m，纵向有八跨每跨柱距为7.8米，横向有两跨每跨10.2米总长为62.4米宽为20.4米，共设四层，总建筑面积约为6804平方米。为满足公司的使用要求。本办公楼由房产交易中心，建设交易工程中心，办公室用房、工程安全质量监督站，公共用房、服务用房，拆迁办，房改签和设备用房组成。为满足工作人员的日常工作和生活需要，需设置大厅、值班室、办公室、会议室、餐厅、厨房、超市、多功能厅区、辅助用房、卫生间、开水间等。每个房间的尺寸满足各自的功能要求，外墙开设足够的窗户以及门的开设满足光线通风的要求。门为双扇门宽为0.9米或1.8米等，窗户宽为3.4米首层高2.1米标准层高1.8米，楼道窗户宽为1.8米高为1.8米满足规范设计要求。每层设置两个卫生间，分为男女卫生间，卫生间均有厕所，设置的数量满足人员的要求。内走道宽为2.7米，满足规范。首层走道尽头均设门，增加光线亮度，通风以及疏散的要求，其余各层尽头开设窗户。最远的房间出入口到楼梯安全人口的距离不足20米，满足建筑防火设计规范的防火要求。如下图所示2.3 剖面设计 建筑剖面设计是建筑设计的重要组成部分，它的任务是根据建筑物的用途，规模，环境条件及人们的使用要求，解决建筑物在高度方向的布置问题。具体内容包括：确定建筑物的层数，决定建筑各部分在高度方向应用的尺寸，进行建筑空间组合，处理室内空间并加以利用等。此外，对其他工程技术问题，结构选型，建筑构造也要予以合理解释。本工程设计信息如下：2.3.1 净高和层高 本工程设计首层层高3.9m标准层层高3.6m地下一层层高3.9米。房间的净高距离为室内地面或楼面到顶棚的距离，净高的高度与每个房间的使用功能，活动特点，采光通风，等有关，需满足规范的要求。2.3.2 室内外高差 为了满足建筑物的使用要求，雨水不流入室内，以及建筑沉降而使室内地坪标高过低，将室内地面适当抬高。本工程设计的室内外高差为0.9m，为了使用方便设了6个台阶，每个台阶尺寸为150mm*300mm。2.3.3 窗户和门 考虑到使用以及采光的要求窗台高度取0.9m，窗户尺寸大小根据房间地尺寸及功能而设定的。由于本工程为框架结构框架梁刚好可以充当过梁，故无需再设置过梁门高及尺寸也是根据房间的尺寸和功能设定的。2.4 立面设计1、正立面长62.4米，高16米，呈矩形，左右对称，首层设置正门，两侧均有门，门上有雨棚，由于室内外高差0.9米，故设置六级台阶，框架柱外露，雨水管沿着柱子安装，窗户的高度宽度足够满足光线要求，外墙用深灰色涂料进行粉刷，整个立面简洁大方，美观。2、左右立面长20.4米，高16米。左右对称，均开设双扇门，台阶，每层设置窗户，满足光线要求，外墙用深灰色涂料进行粉刷。3、背立面，不设置后门，整个立面简洁大方。如下图所示25砌体工程墙体为300厚，两面抹灰，近似按加厚墙体计算（考虑抹灰重量），采用机器制普通砖，依GB50009-2001建筑结构荷载规范，墙体为240mm厚粘土空心砖，外墙面贴瓷砖（），内墙面为20mm厚抹灰，内墙为240mm粘土空心砖，两侧均为20mm厚抹灰，屋面为不上人屋面， 墙体为120单砖，女儿墙高为1300，外墙面贴瓷砖（0.5 KN/），内墙面为20mm厚抹灰。26建筑构造作法1、楼（屋）面恒荷载标准值统计 屋面（非上人屋面） 1:3厚刷着色涂料保护层 4厚高聚物改性沥青着色材料 20厚1:3水泥砂浆找平层 1:6水泥焦渣找2坡最薄处30厚，振捣密实表面抹面 108厚水泥蛭石保温层 120厚现浇钢筋混凝土板 20厚底板抹灰 合计： 楼面 一般楼面（陶瓷面砖楼面） 10厚地砖铺实拍平，水泥砂浆擦缝 30厚1:4干硬性水泥砂浆 素水泥浆结合层一遍 120厚钢筋混凝土现浇板 20厚底板抹灰 合计： 卫生间楼面（防滑瓷砖地面） 10 厚地砖铺实拍平，干水泥擦缝 撒素水泥面（洒适量清水） 20 厚 1：4 干硬性水泥砂浆结合层 聚氨酯三遍涂膜防水层 1.5 厚防水层周边卷起高 250 15 厚 1：2 水泥砂浆找平层 50 厚 C15 细石混凝土向地漏找坡，最薄处不小于 30 厚 20 厚 FTC 自调温相变材料 120 厚钢筋混凝土楼板 合计： 2、墙面恒荷载标准值统计 (1)内墙面 1）混合砂浆内墙面 刷建筑胶素水泥浆一遍，配合比为建筑胶：水=1:415厚 1:1:6水泥石灰砂浆，分两次抹灰 5厚 1:0.5：3水泥石灰砂浆 合计： 2）面砖内墙面 刷建筑胶素水泥浆一遍，配合比为建筑胶：水=1:4 15厚 2:1:8水泥石灰砂浆，分两次抹灰 5 厚1:1 水泥砂浆加水重20%建筑胶囊贴 10厚面砖，水泥浆擦缝 合计： (2)外墙面 1） 面砖外墙面 刷建筑胶素水泥浆一遍，配合比为建筑胶：水=1:415厚2:1:8水泥石灰砂浆，分两次抹灰 刷素水泥浆一遍 5厚1:1水泥砂浆加水重20%建筑胶囊贴 10厚面砖，1:1水泥砂浆勾缝（水泥浆擦缝） 合计： 2） 水泥砂浆外墙面 外涂建筑装饰外漆一层 刷建筑胶素水泥浆一遍，配合比为建筑胶：水=1：415厚 2:1:8水泥石灰砂浆，分两次抹灰 5厚 1:2.5水泥石灰砂浆 合计： (3)墙体荷载标准值统计 外墙水泥砂浆外墙面 瓷砖 内墙 内墙面为240mm粘土空心砖两侧均为20mm厚抹灰3、女儿墙荷载标准值统计 300mm厚空心混凝土砌块女儿墙 2.25kN/4、门、窗荷载标准值统计 (1)门标准荷载（按最大设计） 实木门 (2)窗标准荷载（按最大设计） 钢框玻璃窗 5、其它建筑部分构造做法 1）散水做法： 20 厚 1：2 水泥砂浆抹面、压实抹光 60 厚 C15 混凝土 素土夯实向外坡 4% 备注：散水宽度应在施工图中注明 每隔 6m 留伸缩缝一道，墙身与散水设 10 宽，沥青砂浆嵌缝。 宽 600900mm 坡度 35%2）室外台阶做法： 花岗岩面层 20 厚 1：25 水泥砂浆抹面压实抹光 素水泥浆一道 70 厚 C15 号混凝土（厚度不包括踏步三角部分）台阶面向外坡 1% 200 厚碎石或碎砖石灌 M2.5 号混合砂浆 素土夯实（坡度按工程设计） 3） 踢脚台度做法： 釉面瓷砖踢脚台度 5 厚釉面砖（白瓷砖）水泥擦缝 5 厚 1：1 水泥细砂结合层 12 厚 1：3 水泥砂浆打底 5.2.6.4 室内地面做法： 20 厚磨光大理石铺面，稀水泥浆擦缝 撒素水泥面（洒适量清水） 30 厚 1：4 干硬性水泥浆结合层 刷素水泥一道60 厚 C15 混凝土 150 厚 3：7 灰土垫层 3 结构设计3.1 工程概况 建筑面积6804平方米左右层高：首层3.9米,标准层3.6米,地下一层高3.9米总高度：16米左右。结构形式：钢筋混凝土框架结构设计使用年限：50年结构安全等级：二级抗震设防烈度：7度（第二组）场地类别：二类地基承载力：105kpa基本风压：0.45kN/m2基本雪压：0.4kN/m23.2. 设计软件本工程采用的结构设计软件名称及版本如下：PKPM(2010版)，AutoCAD2014等。其中，AutoCAD2014和pkpm、jccad用于绘制结构施工图。结构设计中，在PMCAD中用人机互输的方式建立全楼结构模型，自动导算荷载，建立恒活荷载库，并完成了现浇钢筋混凝土板结构的计算和配筋设计；采用SATWE对全楼整体进行结构计算，输出各层的配筋简图、内力包络图和结构周期及位移等，以供设计参考和使用。3.3 结构方案的选择 结构体系的选择；常用的高层混凝土多高层建筑的结构体系有：框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系和筒体结构体系等。 框架结构由梁柱构成，构件截面较小，因此框架结构的承载力和刚度都较低，它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，楼层越高，水平位移越慢，高层框架在纵横两个方向都承受很大的水平力，这时，现浇楼面也作为梁共同工作的，装配整体式楼面的作用则不考虑，框架结构的墙体是填充墙，起围护和分隔作用，框架建筑的主要优点是空间分隔灵活，自重轻，有利于抗震，节省材料；同时具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构；同时框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期。框架结构体系的缺点为：框架节点应力集中显著；框架结构的侧向刚度小，属柔性结构框架，在强烈地震作用下，结构所产生水平位移较大，易造成严重的非结构性破性；对于钢筋混凝土框架，当高度大、层数相当多时，结构底部各层不但柱的轴力很大，而且梁和柱由水平荷载所产生的弯矩亦显著增加，从而导致截面尺寸和配筋增大，对建筑平面布置和空间处理，就可能带来困难，影响建筑空间的合理使用，在材料消耗和造价方面，也趋于不合理。钢材和水泥用量较大，构件的总数量多，吊装次数多，接头工作量大，工序多，浪费人力，施工受季节、环境影响较大 剪力墙结构体系是利用墙体作为建筑的竖向承重和抵抗侧向力的结构体系,剪力墙和楼盖组成空间结构.由于剪力墙截面大,剪力墙的整体性好,抗侧移刚度大,抗震性能好,同时也可以作为维护结构和房屋的分割构件.缺点自重大,占地面积大,空间结构较小,造价高. 框架-剪力墙结构体系指在框架结构中设置一些剪力墙，以增强结构的抗侧移能力，框架和剪力墙共同承担竖向荷载和侧向力。其既保留了框架结构建筑布置灵活、使用方便的优点，又具有剪力墙结构抗侧刚度大、抗震性能好的优点，主要有：同框架结构相比，其侧移小；减轻节点负担；增加超静定次数；保证塑性铰均匀发展；层间侧移趋于均匀；框架部分各层层剪力趋于均匀，框架柱配筋较均匀；同时还可充分发挥材料的强度作用，框架-剪力墙结构的缺点为水平方向刚度不均匀。适用于15-30层的办公楼、公寓、旅馆等建筑。筒体结构体系的主要形式有框筒结构、核心筒结构、筒中筒结构等。筒体结构是一种空间受力性能较好的结构体系，它比框架结构或者剪力墙结构具有更大的强度和刚度，特别适用于30层以上或100m以上的超高层办公楼建筑。本设计题目为沧州市运河区办公楼框架结构设计,确定本建筑属于多层结构。框架体系可以承担竖向荷载并能提供较大空间，其平面布置灵活,可以满足功能的要求,同时还可以承担部分水平力，所以本工程采用框架结构体系,建筑高度近16米总面积6800平米,建筑抗震设防烈度为7度,抗震设计规定,设防烈度7度时框架体系最大高度是50米,建筑平面为矩形,平面及竖向规则.3.4 结构方案确立3.4.1 建筑类别根据建筑抗震设计规范，确定本建筑为丙类建筑，应按本地区抗震设防烈度采取抗震措施。3.4.2 建筑材料混凝土：C30 C50 钢筋：二级钢筋，三级钢筋3.4.3 结构体系本工程共四层地下一层,建筑高度约16米,确定建筑为多层结构,故采用框架结构体系,因其空间布置较灵活,可以满足各种功能的需求.根据建筑抗震设计规范该框架结构抗震等级为三级.3.4.4 结构布置本结构柱网间距如下：横向：柱网间距均为10.2米纵向：7800mm标准层柱，梁的平面布置图3.5结构构件截面尺寸的初步确定1、框架柱截面尺寸确定有轴压比初步估算框架柱截面尺寸，计算公式：框架柱的截面面积，；bc 框架柱的截面宽度，mm； hc 框架柱的截面高度，mm； N柱轴向压力设计值，N 或 KN； 框架柱的轴压比限值柱混凝土抗压设计值， 柱轴向压力设计值N按公式进行计算竖向荷载分项系数（已包含活荷载）可取 1.25；q每个楼层上单位面积的竖向荷载标准值，S柱一层的受荷面积，；n柱承受荷载的楼层数；考虑水平力产生的附加系数，风荷载或四级抗震时，取 1.05；三级一级抗震时，取1.051.15； a 2 边柱、角柱轴向力增大系数，边柱时取 1.1，角柱时取 1.2，中柱时取 1.0； 柱由框架梁与剪力墙联接时，柱轴向力折减系数，可取为 0.70.8。 角柱截面估算 模型1内角柱柱地下一层的受荷面积为 3900mm5100mm。 模型二内角柱柱地下一层的受荷面积为3900mm5100mm。角柱的截面尺寸为 800mm800mm。 边柱截面估算 模型 1 内边柱柱地下一层的受荷面 积为 7800mm5100mm，3900mm10200mm。 模型2内边住柱地下一层的受荷面积为7800mm5100mm，3900mm10200mm。则边柱的截面尺寸可为 800mm800mm 中柱截面估算 模型1内中柱柱地下一层的受荷面积为 7800mm10200mm。 模型2内中柱柱地下一层的受荷面积为 7800mm10200mm。则中柱的截面尺寸可为 800mm800mm 2、框架梁截面尺寸确定 框架梁的梁高估算对于矩形截面梁，梁宽可按公式进行估算次梁的截面尺寸经验为（全国民用建筑工程设计技术技术措施）（1）由挠度、裂度控制的经验估算公式（为主梁计算跨度）主梁高 h 取为750mm，则主梁宽 b 可取为 350mm。（外墙位置处的主梁） 主梁高 h 取为 750mm，主梁宽 b 可取为 350mm。（走道侧的主梁） 次梁高 h 取为 600mm，次梁宽 b 可取为 300mm。（两轴线之间的次梁） （2）主梁高 h 取为 950mm，则主梁宽 b 可取为450mm。次梁高 h 取为 600mm，次梁宽 b 可取为 300mm。（两轴线之间的次梁） （3）卫生间处次梁 横向次梁：梁高 600mm，梁宽 300mm 纵向次梁：梁高 600mm，梁宽 300mm 3、楼板构造要求 板的分类 根据受力不同，板分为单向板和双向板。 混凝土结构设计规范（GB50010-2010）9.1.1条规定：两对边支承的板按单向板计算；四边支承的板应按下列规定计算，1）长边与短边长度之比不大于 2.0 时应按双向板计算，2）长边与短边长度之比大于 2.0 时但小于 3.0 时宜按双向板计算，3）长边与短边长度之比不小于 3.0 时，宜按沿短边方向受力单向板计算并沿长边方向布置构造筋。 板的厚度 混凝土结构设计规范（GB500102010 ） 9.1.2 条规定：板的跨厚比，钢筋混凝土单向板不大于 30，双向板不大于 40；无梁支承的有柱帽板不大于 35，无梁支承的无柱帽板不大于 30,。预应力板适当增加，当板的垮度荷载较大时，宜适当减小。 楼板与屋面板板厚均为 120mm，走道处楼板与卫生间处楼板厚 120mm。3.6 荷载统计 1、楼（屋）面恒荷载标准值统计 屋面（非上人屋面） 1:3厚刷着色涂料保护层 4厚高聚物改性沥青着色材料 0.05kN/ 20厚1:3水泥砂浆找平层 200.02 0.4kN/1:6水泥焦渣找2坡最薄处30厚，振捣密实表面抹面 (0.030.031)/2120.36kN/ 108厚水泥蛭石保温层 50.1080.54kN/ 120厚现浇钢筋混凝土板 250.123kN/ 20厚底板抹灰 170.020.34kN/ 合计： 4.7kN/ 楼面 一般楼面（陶瓷面砖楼面） 10厚地砖铺实拍平，水泥砂浆擦缝 0.55kN/ 30厚1:4干硬性水泥砂浆 0.03200.6kN/ 素水泥浆结合层一遍 120厚钢筋混凝土现浇板 0.12025=3.0kN/ 20厚底板抹灰 170.020.34kN/ 合计： 4.5 kN/ 卫生间楼面（防滑瓷砖地面） 10 厚地砖铺实拍平，干水泥擦缝 0.55 kN/ 撒素水泥面（洒适量清水） 20 厚 1：4 干硬性水泥砂浆结合层 0.020200.4kN/ 聚氨酯三遍涂膜防水层 1.5 厚防水层周边卷起高 250 15 厚 1：2 水泥砂浆找平层 0.015200.3kN/ 50 厚 C15 细石混凝土向地漏找坡，最薄处不小于 30 0.050241.2kN/ 20 厚 FTC 自调温相变材料 0.0203.580.072kN/ 120 厚钢筋混凝土楼板 0.120253.0kN/ 合计： 5.5kN/ 2、墙面恒荷载标准值统计 (1)内墙面 1）混合砂浆内墙面 刷建筑胶素水泥浆一遍，配合比为建筑胶：水=1:415厚 1:1:6水泥石灰砂浆，分两次抹灰 0.015170.255kN/5厚 1:0.5：3水泥石灰砂浆 0.005170.085kN/合计： 0.34kN/ 2）面砖内墙面 刷建筑胶素水泥浆一遍，配合比为建筑胶：水=1:4 15厚 2:1:8水泥石灰砂浆，分两次抹灰 0.015170.255kN/ 5 厚1:1 水泥砂浆加水重20%建筑胶囊贴 0.005200.100kN/ 10厚面砖，水泥浆擦缝 0.55kN/ 合计： 0.905kN/ (2)外墙面 1） 面砖外墙面 刷建筑胶素水泥浆一遍，配合比为建筑胶：水=1:415厚2:1:8水泥石灰砂浆，分两次抹灰 0.015170.255kN/ 刷素水泥浆一遍 0.005120.06kN/ 5厚1:1水泥砂浆加水重20%建筑胶囊贴 0.005200.100kN/ 10厚面砖，1:1水泥砂浆勾缝（水泥浆擦缝） 0.55kN/合计： 0.905 kN/ 2） 水泥砂浆外墙面 外涂建筑装饰外漆一层 刷建筑胶素水泥浆一遍，配合比为建筑胶：水=1：415厚 2:1:8水泥石灰砂浆，分两次抹灰 0.015170.255kN/ 5厚 1:2.5水泥石灰砂浆 0.005200.100kN/ 合计： 0.355kN/(3)墙体荷载标准值统计 外墙水泥砂浆外墙面 0.355瓷砖 墙体为240厚，两面抹灰，近似按加厚墙体计算（考虑抹灰重量），采用机器制普通砖，依GB50009-2001建筑结构荷载规范，砖自重为15，（此处门窗暂不考虑，为预留洞考虑）墙体为240mm厚粘土空心砖，外墙面贴瓷砖（），内墙面为20mm厚抹灰，水泥砂浆外墙面0.355（）则外墙单位墙面重力荷载为： 内墙为240mm粘土空心砖，两侧均为20mm厚抹灰，在内墙单位面积重力荷载为： 3、门、窗荷载标准值统计 (1)门标准荷载（按最大设计） 实木门 0.2kN/ (2)窗标准荷载（按最大设计） 钢框玻璃窗 0.4kN/ 4梁上线恒载计算对于梁高均取950mm、750mm、600mm，有门窗的内外墙体，开洞率均取25%，从层高中扣除梁高可得墙高。从而可计算出内外墙梁上线荷载标准值。 主梁外墙： 有洞 （3.6-0.75）4.440.75=9.49kN/m（取9.5） （3.6-0.95）4.440.75=8.8245kN/m（取8.8） （3.9-0.75）4.440.75=10.49kN/m（取10.5） （3.9-0.95）4.440.75=9.82kN/m（取9.8） 无洞 （3.6-0.95）4.44=11.766kN/m（取11.8） （3.9-0.95）4.44=13.098kN/m（取13.1）内墙：有洞 （3.6-0.75）4.280.75=9.149kN/m（取9.2） （3.9-0.95）4.280.75=9.469kN/m（取9.5） （3.9-0.6）4.280.75=10.593kN/m（取10.6） （3.6-0.6）4.280.75=9.63kN/m（取9.6） 无洞 （3.6-0.75）4.28=12.198kN/m（取12.2）（3.9-0.95）4.28=11.342kN/m（取11.3）5、女儿墙自重墙体为120单砖，女儿墙高为1300，外墙面贴瓷砖（0.5 KN/），内墙面为20mm厚抹灰，则女儿墙重力荷载为：（0.5150.12170.02）1.3=3.432KN/M6、活载统计卫生间 2.5kN/m不上人屋面 0.4kN/m房间 2.0kN/m4、结构分析设计4.1 SATWE设计参数信息（总信息、风荷载信息、地震信息、活荷载信息 总信息 . 结构材料信息: 钢砼结构 混凝土容重 (kN/m3): Gc = 26.00 钢材容重 (kN/m3): Gs = 78.00 水平力的夹角(Degree): ARF = 0.00 地下室层数: MBASE = 1 竖向荷载计算信息: 按模拟施工1加荷计算 风荷载计算信息: 不计算风荷载 地震力计算信息: 计算X,Y两个方向的地震力 “规定水平力”计算方法: 楼层