土木工程毕业设计（论文）-江西理工大学六层办公楼设计.doc

江西理工大学2010届毕业设设计（论文）目 录全套图纸加扣3012250582 第一章 建筑设计11.1平面布置11.1.1平面功能分析11.1.2房间布置11.1.3安全设施11.2构造处理1第二章 结构选型与布置32.1结构选型32.2结构布置3第三章 荷载和内力计算73.1荷载计算73.2框架内力计算19第四章 框架内力组合494.1荷载组合494.2框架梁、柱截面设计65第五章 楼梯结构设计计算83第六章 现浇板的设计86第七章 基础设计907.1按持力层强度初步确定基础底面尺寸907.2.确定基础底面积917.3.地基变形验算927.4.地基抗震验算927.5.基础结构设计92第八章 施工组织设计958.1工程概况958.1.2屋面、装饰工程概况958.1.3施工条件968.1.4技术经济条件968.2施工方案968.3施工进度计划1018.4.施工平面图1048.5主要技术组织措施107致 谢112主要参考文献和书目113附录114147摘 要本工程为江西理工大学建测学院办公楼工程，采用框架结构，主体为六层，本地区抗震设防烈度为6度，无震，场地类别为II类场地。主导风向为西南，基本风压0.4KN/M。楼屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。本设计贯彻“实用、安全、经济、美观”的设计原则。按照建筑设计规范，认真考虑影响设计的各项因素。根据结构与建筑的总体与细部的关系。本设计主要进行了结构方案中横向框架第8轴抗震设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力。是找出最不利的一组或几组内力组合。 选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计。完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。对楼板进行了配筋计算，本设计采用桩基础，对基础承台和桩进行了受力和配筋计算。整个结构在设计过程中，严格遵循相关的专业规范的要求，参考相关资料和有关最新的国家标准规范，对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之，适用、安全、经济、使用方便是本设计的原则。设计合理可行的建筑结构方案是现场施工的重要依据。 关键字：框架结构；荷载计算；内力计算；计算配筋 ABSTRACTThis works for college of architecture and surveying office building, a framework structure for a six-storey main, in the region earthquake intensity of 6 degrees no Lan site classification as class II velues. ned to the southwest direction, the basic pressure 0.4 kN / m. Floor roof were usiNg cast-in-place reifnorced concrete structure.The design and implement practical, security, economic, aesthetic, the design principles. With the architectural design, design seriously consider the influence of the various factors. According to the structural and architectural detail and the overall relationship.The design of the main structure of the program horizontal framework 8-axis seismic desigN. In determining the distribution framework, the first layer of representative value of the load, Then use vertex from the displacement method for earthquake cycle, and then at the bottom of shear horizontal seismic load calculation under size, then calculated the level of load under the internal forces (bending moment, shear and axial force). Then calculate vertical load (constant load and live load) under the internal forces. Identify the most disadvantaged group or an internal force several combinations. Select the best safety results of the reinforcement and mapping. In addition, the structure of the program indoor staircase designn. Completion of the platform boards, boards of the ladder, platform beam component and the reinforcement of internal forces calculation and contruction mapping. On the floor reinforcememt calculation, the use of pile foundation design, foundation and pile caps for the force and reinforcement calculation. The whole structure of the design process, in strict compliance with the relevant professional standard, reference to relevant information and the latest national standards and specifications, and design of the various components of a comprehensive scientific considerations. In short, application, security, economic and user-friendly design is the principle. Design reasonable and workable structure of the program is the construction site of the important basis for the construction.Key words: frame structure；load calculation；internal force calculation；calculation reinforcement 江西理工大学2010届本科毕业生设计（论文）第一章 建筑设计1.1平面布置1.1.1平面功能分析本建筑中间设有一开放式过道，两边分别是底层绿地上空和大厅上空，有利于整个建筑的采光和通风，轴线宽2.400米，可满足人员的通行及疏散要求。底层设有一个主入口，两个侧入口，每层均设有两个楼梯，楼梯长、宽根据所定的跨度和柱距确定。1.1.2房间布置根据要求设有门卫室，接待室，储藏室，会议室，财务室，普通办公室，机房，阅览室，绘图室，实验室等房间，满足使用要求， 每个房间均设有宽度合适，高度为2.1米的推拉窗，采光和通风良好。正面设有半透明的玻璃幕墙，满足采光的要求。1.1.3安全设施疏散要求方面：最远端的房门距楼梯不超过23米；楼梯段至少可以三个人并行通过，符合要求。防火要求方面：在楼梯口和正要房间均布置消防栓。1.2构造处理1.2.1墙面构造处理内外纵横墙为240mm厚，卫生间的标高比过道低50mm。1.2.2防潮处理墙身水平防潮处理，在0.000标高以下铺设掺3%防水剂的细实混凝土厚20；墙身垂直防潮处理，在所有外墙窗台下的墙面采用防水砂浆；。1.2.3门窗选用门窗选用参照门窗表，并严格按照规范要求进行。1.2.4楼地面及内外墙做法内外墙面及楼地面的做法按照建筑施工图的装修表进行。1.2.5屋顶构造做法采用材料找坡，刚柔性防水屋面，具体做法详见节点详图。屋面排水采用女儿墙内排水，有组织排水，天沟采用材料找坡形成的高差的内天沟。1.2.6楼梯构造做法防滑采用98ZJ401-29-1，起步采用98ZJ401-28-6，详见结构施工图。第二章 结构选型与布置2.1结构选型结构选型是一个综合性问题，应该选择合理的结构形式。根据结构受力特点，常用的建筑结构设计形式有：混合结构、框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构（一般剪力墙结构、筒中筒剪力墙结构）等。混合结构主要是墙体承重，由于取材方便，造价低廉，施工方便，我国广泛的应用应用于多层民用建筑中，但砌体结构承载力低自重大抗震性能差，一般用于7层及7层以下的建筑。框架结构是由梁柱构件通过节点连接形成的骨架结构，框架结构的特点是由梁柱承受竖向荷载和水平荷载，墙体起维护作用,其整体性和抗震性均好于混合结构，且平面布置灵活，可提供较大的使用空间，也可构成丰富多变的立面造型，但随着层高的增加侧向刚度越来越难以满足要求，一般不宜用于过高的建筑。框架剪力墙结构是在框架中设置一些剪力墙，既能满足平面布置灵活，又能满足结构抗力要求，一般用于1025层的建筑中。剪力墙结构是依靠剪力墙承受竖向级水平荷载，整体性好，刚度大，抗震性好，常用于2050层的高层建筑。根据建筑的应用范围，结构布置原则和大致的构造尺寸，高度，使用要求等进行综合分析，选用框架结构既安全可靠又经济适用。2.2结构布置进行混凝土框架结构布置的主要工作事合理地确定梁，柱的位置及跨度。其基本原则是：1.结构平面形状和立面体型宜简单，规则，使刚度均匀对称，减少偏心和扭转。2.控制结构高宽比，以减少水平荷载作用下的侧移，钢筋混凝土框架结构高宽比限制为：非抗震设防时为5，6度，7度抗震设防时为4，8度抗震设防时为3，9度抗震设防时为2。3.尽量统一柱网及层高，以减少构件种类规格，简化梁，柱设计及施工。框架结构的柱网尺寸，即平面框架的柱距（开间，进深）和层高，首先要满足生产工艺和其他使用功能的要求，柱网布置方式分为内廊式，等跨式，和不等跨式等几种。工程实践中常用的梁，板跨度：主梁跨度58m，次梁跨度46m单向板跨1.72.5m，一般不宜超过3m，双向板跨4m左右，荷载较大时宜取较小值，因为板跨直接影响板厚，而板的面积较大，板厚度的增加对材料用量及结构自重增加影响较大。4.房屋的总长度宜控制在最大温度伸缩缝间距内，当房屋长度超过规定值时，伸缩缝将房屋分成若干温度区段。伸缩缝是为了避免温度应力和混凝土收缩应力使房屋产生裂缝而设置的。在伸缩缝处，基础顶面以上的结构和建筑全部分开。现浇钢筋混凝土框架的伸缩缝最大间距为55m。2.2.1梁柱截面尺寸（一）柱利用以下公式进行估算： 式中：N柱组合的轴压力设计值；F按简支状态计算的柱的负载面积（见上图）；折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值；一般取1215，本设计取14；考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数；边柱取1.3，不等跨内柱取1.25N验算截面以上楼层层数；A柱截面面积；钢筋混凝土轴心受压构件的稳定系数；取为1.0混凝土轴心抗压强度设计值；C30混凝土，14.3纵向钢筋的抗压强度设计值；钢筋HRB335，300全部纵向钢筋的截面面积；按配筋率1%取值对于37,1015轴线的外柱： =1.2515.121516.25=1417.5 1.2N=1701A1.35105取边柱尺寸为400500；对于内柱： =1.31516.25=1474.2 1.2N=1896 A1.61105取内柱尺寸为400500。综上：计算得出的柱截面尺寸为400500。对于1,2,16,17轴线的柱：=1.3157.84=912.6 1.2N=1101A1.1105（二）梁纵梁： h=（1/8 1/12）h= （1/8 1/12）3600=300450mm 取h=400mmb=(1/21/3) h=(1/21/3) 400=133200240mm 取b=250mm横梁： （AB） 取 取b=250mm（BC）h=（1/8 1/12）h= （1/8 1/12）3600=300450mm 取h=400mm B=(1/21/3) h=(1/21/3) 400=133200240mm 取b=200mm 2.2.2确定计算简图框架结构计算简图，取顶层柱的形心线作为框架结构的轴线，梁轴线取至板顶，25层高度即为层高，取3.6；底层柱高度从基础顶面取至一层板顶，即3.6+3.5-0.56.6（初步假设基础高度为0.5m），柱节点刚接，横梁的计算跨度取柱中心至中心间距离三跨分别为：l=6000,2400,6000。计算简图见下图2-12.2.3材料强度等级混凝土：采用C20级。钢筋直径12mm的采用HRB335钢筋，其余采用HPB235钢筋。图2-1 标准层柱网平面布置图 第三章 荷载和内力计算图3-1 计算简图3.1荷载计算本例题以8轴线横向框架为计算分析对象。1屋面横梁竖向线荷载标准值横载图（D-L.T） 活载图（L-L.T）图3-2 荷载计算简图（a）恒载作用下结构计算简图；(b)活载作用下结构计算简图(1)恒载屋面恒载标准值35厚架空隔热板 0.03525=0.875防水层 0.420厚1：3水泥砂浆找平 0.0220=0.4100（80）厚钢混凝土现浇板 0.1025=2.5（AB/CE跨板厚取100，BC跨板厚取50） 0.0825=2.0 12厚纸筋石灰粉平顶 0.01216=0.192屋面恒载标准值 4.37 3.87梁自重 边跨AB、CE跨 0.250.725=4.38梁侧粉刷 2(0.7-0.10)0.0217=0.41 4.79k中跨BC跨 0.250.425=2.5侧梁粉刷 2(0.4-0.08)0.0217=0.22 2.72作用在顶层框架梁上的线恒荷载标准值为 梁自重 板传来的荷载 =3.872.4=9.29 kN/m(2)活载 作用在顶层框架梁上的线恒荷载标准值 =23.6=7.2kN/m=22.4=4.8kN/m2.楼面横梁竖向线荷载标准值 （1）恒载 25厚水泥砂浆面层 0.0220=0.40 kN/m100厚钢混凝土现浇板 0.125=2.50 kN/m12厚板底粉刷 0.01216=0.192 kN/m屋面恒载标准值 3.76kN/m梁自重边跨（AB、CE跨）框架梁自重： 4.79kN/中跨（BC跨） 2.72kN/作用在楼面框架梁上的线恒荷载标准值为 梁自重 =4.79kN/m =2.72kN/m板传来的荷载 =3.363.6=12.1kN/m =2.862.4=6.86kN/m(2)活载 楼面活载 =23.6=7.2kN/m =22.4=4.8kN/m 图3-3 恒载顶层集中力3.屋面框架节点集中荷载标准值（1）恒载边跨连系梁自重 0.250.43.625=9kN粉刷 2(0.4-0.10) 0.023.617=0.73kN1.2m女儿墙自重 1.23.64.56=18.66kN粉刷 1.2 20.02173.6=2.94kN连系梁传来屋面自重 0.53.60.53.64.37=14.16K顶层边节点集中荷载 =45.49kN中柱连系梁自重 9.0kN粉刷 0.76KN连系梁传来屋面自重 0.53.60.53.64.37=14.16kN 0.5(3.6+3.6-2.4)1.23.87=11.14kN顶点边节点集中荷载 =35.06KN(2)活载 =0.53.60.53.62.0=6.48kN =30.24+0.561.222.0=12.24KN 4. 楼面框架节点集中荷载标准值图3-4 恒载中间层节点荷载（1）恒载 边柱连系梁自重 9.0kN粉刷 0.73kN连续梁传来墙自重 3.63.60.24190.8=44.79kN连系梁传来楼面自重 0.53.60.53.36=10.89kN 65.41 kN中间层边节点集中荷载:=65.41N框架柱自重: GA=GE=0.50.43.625=18kN中柱连系梁自重 9.0kN粉刷 0.73kN连系梁传来墙体自重 3.63.60.24190.8=44.79kN连系梁传来楼面自重 0.53.60.53.63.36=10.89kN0.5(3.6+3.6-2.4)1.22.86=8.24kN 73.68kN中间层边节点集中荷载: =73.68kN框架柱自重: GB=GC =0.50.43.625=18kN(2)活载=6.48kN =12.24kN5.风荷载已知基本风压本工程为赣州某高校办公楼，地面粗糙度为B类，按荷载规范。风载体型系数：迎面风为0.8，背面风为-0.5；因结构高度H=16.6m30m(从室外地面算起)，取风振系数，计算过程如下表： 表3-1 风荷载计算层次zsZ(m)zw0aPi511.318.451.2160.410.86.83411.314.851.1360.412.967.66311.311.251.0350.412.966.98211.37.6510.412.966.74111.34.050.90.413.776.44 图3-5横向框架上的风荷载6.地震作用： 在计算梁、柱线刚度时，应考虑楼盖对框架梁的影响，在现浇楼盖中，中框架梁的抗弯惯性矩取I=2I0;边框架梁取I=1.5 I0;在装配式楼盖中，中框架梁的抗弯惯性矩取I=1.5I0;边框架梁取I=1.2 I0, I0为框架梁按矩形截面计算的惯性矩。横梁、柱的线刚度见下表。表3-2 梁柱线刚度杆件截面尺寸Ec()I0(mm4)I(mm4)L(mm)i=ECI/L相对刚度B(mm)H(mm)边框架梁25070025.57.1510910.710960004.5481071边框架梁25040025.51.331092.0010924002.1251070.467中框架梁25070025.57.1510914.310960006.0781071.336中框架梁25040025.51.331092.6610924002.8261070.621底层框架柱140050025.54.161094.1610966001.7391070.382中层框架柱140050025.54.161094.1610936002.9471070.543底层框架柱240040025.52.131092.13109660008231070.181中层框架柱240040025.52.131092.1310936001.5091070.332底层框架柱360060025.510.810910.810966004.171070.918中层框架柱360060025.510.810910.810936007.651071.682表3-3框架柱横向侧移刚度D值项目k=ic/2iz(一般层)ac=k/(2k)(一般层)D=aciz(12/h2)层柱类型及截面k=ic/iz(底层)ac=(0.5k)/(2k)(底层)二至六层边框架边柱4004003.010.66.8边框架边柱4005001.940.496.93边框架中柱4005002.70.578.06中框架边柱4005002.460.557.78中框架边柱6006000.790.287.14中框架中柱4005003.60.649.05续表项目k=ic/2iz(一般层)ac=k/(2k)(一般层)D=aciz(12/h2)层柱类型及截面k=ic/iz(底层)ac=(0.5k)/(2k)(底层)底层边框架边柱4004005.520.84.94边框架边柱4005002.620.685.68边框架中柱4005003.840.746.18中框架边柱4005003.50.726.01中框架边柱6006001.460.577.93中框架中柱4005005.180.796.59中框架中柱6006001.090.517.09(1)建筑物总重力荷载代表值Gi的计算1)集中屋盖处的质点重力荷载代表值屋面恒载 4.3721.912+3.8721.92.4=1351.85 kN横梁自重 （4.7912+2.722。4）6=350.47 kN纵梁自重 (9+0.73) 8+(9+0.76) 8+20.284=237.64 kN女儿墙 1.20.241984.6=438.57 kN柱重 0.40.5251.816+0.60.6251.88=273.6 kN横墙 3.6（481.8+2.441.8）=328.32 kN纵墙 3.672.91.8=472.39 kN =3014.27kN2）集中于五层处的质点重力荷载代表值50%楼面活载 0.5221.914.4=315.36 kN50%屋面活载 0.5214.418=259.2 kN楼面恒载 3.3621.912+2.8621.92.4=1033.33 kN屋面恒载 4.371812+3.87182.4=1351.85 kN横梁自重 （4.7912+2.722.4）11=704.09 kN纵梁自重 (9+0.745)40=389.8 kN女儿墙 1.20.241950.4=110.65 kN柱重 0.40.5251.825+273.62=727.2 kN横墙 328.322+ 190.2471.8=1048.55kN纵墙 472.392 +19360.241.8=1079.15kN G5=7193.93kN3)集中于四层处的质点重力荷载代表值50%楼面活载 0.527.820.4=159.12 kN 50%屋面活载 315.36+259.2=259.2 kN楼面恒载 3.3639.914.4=1930.52 kN屋面恒载 4.37187.8+3.87182.4=686 kN横梁自重 704.09+4.7987.8=1259.02 kN纵梁自重 389.8+ 0.250.42526.4=575.14 kN女儿墙 1.20.241950.4=110.65 kN柱重 360+12250.40.41.8+273.62=993.6kN横墙 328.322+391.91+ 190.2415.61.8=1561.77kN纵墙 472.392 +268.74+1926.40.241.8=1418.81kN G4=9640.65kN4）集中于二、三层处的只带你重力荷载代表值 50%楼面活载 889.2 kN楼面恒载 1930.52 +3.36915.6+2.862.47.8=2455.8kN横梁自重 1259.02 kN纵梁自重 575.14 kN柱重 328.322+360+172.8+273.62=1080kN横墙 328.322+ 391.912+7.823.6190.24=1766.02kN纵墙 1418.81+1926.40.241.8=1624.1kN G2=G3=9649.28kN5）集中于二层处的质点重力荷载代表值50%楼面活载 889.2 kN楼面恒载 1930.52 +3.36915.6+2.862.47.8=2455.8kN横梁自重 1259.02 kN纵梁自重 575.14 kN柱重 1080(1.8+3.3)/3.6=2530kN横墙 1766.02(1.8+3.3)/3.6=2501.86kN纵墙 1624.1(1.8+3.3)/3.6=2300.87kN =11511.83kN （2）地震作用计算1）框架柱的抗侧移刚度底层：D=124.94+6.9516+6.0116+2（5.68+6.18）=344.68kN/mm二四层：D=126.8+（7.78+9.05）16+2（6.93+8.06）=463.38kN/mm五层：D=4（13.59+7.14）+（7.78+9.05）14+4（6.93+8.06）=378.5kN/mm六层： D=4（13.59+7.14）+（7.78+9.05）4+4（6.93+8.06）=210.2kN/mm2)框架自振周期的计算：则自振周期为： T1=1.7=1.70.6=0.616其中为考虑结构非承重砖墙的影响的折减系数，对于框架取0.6；为框架顶点假想水平位移，计算结构见下表3-4表3-4 框架顶点假想水平位移计算表层Gi(kN)(kN)D (kN/mm) 总位移（mm）63014.273014.27210.214.34364.9757193.9310208.2378.526.97350.6349640.6519848.85463.3842.83337.9439649.2829498.13463.3863.66295.1129649.2839147.41463.3884.48231.45111511.8250659.23344.68146.97146.97表3-5 楼层地震作用和地震剪力标准计算表层Hi(m)Gi(kN)Gi HiFi=FN+F（顶层）Fi= GiHi/FEK(1-)楼层剪力Vi（KN）624.63014.2774151.04339.445217193.93151072.53118.1417.49640.65167747.31255313.89649.28133160.06300.8210.29649.2898422.67295.0616.611511.8275978.01253.113)地震作用计算：根据本工程设防烈度6度，类场地土，设计地震分组为第一组，查建筑抗震设计规范特征周期Tg=0.35s，=（Tg/T1）0.90.9=0.048结构等效总重力荷载：Geq=0.85GE=0.8550659.32=43060.17KNT11.4Tg=1.40.35=0.49，故需考虑框架顶部附加集中力作用 =0.08T1+0.07=0.08 0.616+0.07=0.119框架横向水平地震作用标准值为：结构底部：FEK= Geq=0.04843060.17=2066.89 kN各楼层的地震作用和地震剪力标准值由上表计算列出，图示见右图 FEK=0.1192066.89=322.32 kN图3-6横向框架上的地震作用3.2框架内力计算3.2.1恒载作用下的框架内力1.弯矩分配系数由于该框架为对称结构，取框架的一半进行简化计算。图3-7横向框架承担的恒载及节点不平衡弯矩（a）恒载；(b) 恒载产生的节点不平衡弯矩节点: 节点： 节点： 节点： 节点: 节点： 、节点与 节点相同、节点与节点相同2.求杆件固端弯矩计算杆件固端弯矩时时应带符号，杆端弯矩一律以顺时针为正，如图3-7.（1）横梁固端弯矩 1）顶层横梁 自重作用： 图3-8杆端及节点弯矩 板传来的恒载作用： 2).二五层横梁自重作用： 板传来的横载作用 横墙传来恒载作用（2）纵梁引起柱端附加弯矩顶层外纵梁： 楼层外纵梁： 顶层中纵梁： 楼层中纵梁： 3.节点不平衡弯矩横向框架的节点不平衡弯矩为通过该节点的各杆件在节点处的固端弯矩与通过该节点的纵梁引起柱端横向附加弯矩之和。根据平衡原则，节点弯矩的正方向与杆端弯矩方向相反，一律以逆时针方向为正，节点的不平衡弯矩:4.内力计算根据对称原则，只计算AB,BC跨。在进行弯矩分配时，应将节点不平衡弯矩 号后再进行杆件弯矩分配。节点弯矩使相交于该节点杆件的近端产生弯矩，同时也使各杆件的远端产生弯矩，近端产生的弯矩通过节点弯矩分配确定，远端产生的弯矩由传递系数D确定，传递系数与杆件远端的约束形式有关。恒载弯矩分配过程如图3-8，恒载作用下弯矩见图3-9梁剪力，柱轴力见图3-10.根据所求出的梁端弯矩，再通过平衡条件，即可求出恒载作用下梁剪力、柱轴力，结构见表3-6表3-9。表3-6 AB跨梁端剪力层q(kN/m)g(kN/m)a(m)l(m)gl/2uMACMCAMik/lV1/AVC515.374.791.8614.3733.03-29.2 39.14 1.67 45.73 -48.58 412.120.341.8642.7125.41-64.82 72.8 2.04 66.08 -70。16 312.120.341.8642.7125.41-65.6 73.5 1.9