中医院办公楼设计计算书.docx

毕 业 设 计医院办公楼设计学生姓名：xxxxxxxx学 号：xxxxx所在系部：xxx专业班级：xx指导教师：xxxx日 期：xxxxxx 1Wenzhou hospital building designByxxMay 2015学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学院有关保管、使用学位论文的规定，同意学院保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1、保密 ，在 年解密后适用本授权书。 2、不保密 。 （请在以上相应方框内打“”） 作者签名： 年 月 日 导师签名： 年 月 日摘 要本论文设计采用的是6层框架结构，论文主要包括建筑设计和结构设计。首层的建筑层高为4.2m，其余的各层为3.3m，6层建筑的总建筑面积约为6000m2。结构形式采用现浇钢筋混凝土全框架结构。在确定思路后，进行框架平面的布置，结构计算简图的确定；荷载计算；内力分析；内力组合；梁、柱截面配筋、板的设计、基础设计与结构施工图的绘制等。手工计算完毕后，用结构分析软件PKPM进行整体框架计算。设计成果包括计算书和施工图纸部分。关键词：框架结构；办公楼；荷载计算；配筋ABSTRACTThis design choice is a 6 layer frame structure, the thesis mainly includes two aspects of building and structure design. The first floor of the building height of 4.2 m, the rest of the various layers of high of 3.3 m, a total construction area of about 6000 m2.Structure using cast-in-place reinforced concrete frame structure. In determining the train of thought, frame plane layout, the determination of structure calculation diagram; The load calculation; The internal force analysis; Internal force combination; Beam and column section reinforcement, board design, basic design and structure of the construction drawing, etc.After the manual calculation, using PKPM structural analysis software in calculating the overall framework.Design results includes calculation and construction drawings.Key words: frame structure; Office buildings; The load calculation; reinforcement目 录摘要iAbstractii1绪论42设计说明5 2.1 工程概况5 2.2 建筑材料选择53 结构设计6 3.1 布置及梁柱截面初估6 3.2 梁柱线刚度计算64 荷载计算8 4.1 恒荷载计算8 4.2 活荷载计算15 4.3 风荷载计算17 4.4 水平地震荷载作用235 荷载和内力组合30 5.1 梁内力组合30 5.2 柱内力组合356 配筋计算42 6.1 框架梁配筋42 6.2 框架柱配筋48 6.3 板的配筋53 6.4 楼梯的设计及配筋617 基础设计69 7.1 确定基础类型和尺寸69 7.2 地基承载力验算70 7.3 基础高度验算71 7.4 基础底板配72结论73参考文献74致谢751 绪论本设计为温州中医院的一座办公楼，楼内有会议室、档案室、文印室，休息室，卫生间等。在建筑设计方面，中国大多数建筑采用的都是对称建筑，看起来美观，实用。在结构设计方面。建筑结构平面布置确定后，首先要进行的是荷载的计算，主要包括恒荷载，风荷载，活荷载，地震作用的荷载。进行计算的过程比较繁琐也是整个设计比较重要的部分，必须信心和耐心的去一步步的计算。荷载计算好后，就是进行内力计算还有内力组合计算，其中用到D值法等。再根据建筑结构荷载规范进行内力组合的计算，要考虑恒荷载、活荷载、重力荷载值、风荷载和地震作用，就是为了确定结构的最不利组合。荷载和内力计算完成后，就要进来梁板柱的配筋及楼梯的配筋，再配筋的过程中一定要按照最新的规范进来计算还有布筋。最后建筑的重中之重建筑的基础设计及计算，计算过程中采取的是点算和手算结合。在计算过程中，由于个人知识水平不足，设计中会有许多的不足，希望各位老师给出意见和建议。2 设计说明2.1 工程概况1、建筑面积不低于6000平方米，6层，底层层高4.2m，其他层层高3.3m，室内外高差为0.5m，设计使用年限为50年。2、地面粗糙程度为C类。3、地质资料：场地地表基本平整，绝对标高为33.2m。地基承载力标准值fk=190kPa，无软弱下卧层。地下水位在6米以下。4、填充墙材料为250厚（外墙）和200厚（内墙）加气混凝土砌块。5、基本风压：基本风压：wk 0.6kN/m2，基本雪压：S0 0.35kN/m2，抗震设防类别为丙类，设防烈度为7度，场地类别为类，抗震等级为三级2.2 建筑材料选择1混凝土：柱、梁、板、楼梯的混凝土强度等级采用C30；2钢筋：采用热扎钢筋HPB235；HPB335：3门窗：全部采用铝合金门窗（门厅是铝合金门，其余都是木门）3 结构设计3.1 布置及梁柱截面初估(1)框架梁截面尺寸A、B、C、D、轴线处边跨（AB，CD）:h：L/8L/12=575mm862.5mm 取600mm b：h/2h/4=150mm300mm 取250mm中跨（BC）：h：L/8L/12=200mm300mm 取400mm b：h/2h/4=50mm100mm 取250mm 轴线( A , D)：h=600， b=250 轴线（B , C）:h=400， b=200(2)框架柱截面尺寸柱截面均为(3) 框架板截面尺寸现浇楼板厚，所以取 3.2 梁柱线刚度计算框架梁跨度：取各框架柱轴线之间的距离。A-B、C-D跨：6900mm；B-C跨：2400mm。框架柱高度：底层柱固定端取为基础顶面，初步假设基础顶面埋深为1300mm，底层楼面柱高为4.20m,故底层标高为5.50m。其余各层均为3.30m。相对线刚度计算如下：C30混凝土的弹性模量边跨（AB、CD）梁： 中跨（BC）梁： 2-6层柱： 底层柱： 图3.1 框架梁柱相对线刚度简图4 荷载计算4.1 恒荷载计算(1)屋面框架梁线荷载标准值找平层：1:3水泥砂浆 0.0220=0.40kN/m2找坡层：100140mm厚（2%找坡） (0.10+0.14)27=0.84kN/m2保护层：三毡四油防水层 0.40kN/m2结构层：现浇混凝土楼板 0.125=2.50kN/m2抹灰层：20mm厚石灰抹灰 0.0217=0.34kN/m2 合计 4.48 kN/m2边跨梁（AB,CD）自重 0.250.625=3.75kN/m边跨梁侧粉刷 2(0.6-0.1)0.0217=0.34 kN/m中跨梁（BC）自重 0.250.425=2.5kN/m中跨梁测粉刷 2(0.6-0.1)0.0217=0.34kN/m因此，G6AB1 4.09kN/mG6BC1 4.09kN/mG6AB2 4.483.3=14.78kN/mG6BC2 4.483=13.44kN(2)楼面框架梁线荷载标准值25mm厚水泥砂浆面层 0.02520=0.50kN/m2120mm厚钢筋混凝土楼板 0.1225=3.00kN/m220mm厚石灰砂浆抹底 0.0217=0.34kN/m2 楼面恒荷载 3.54kN/m2边跨框架梁及梁侧粉刷 4.09kN/m边跨填充墙自重 0.2(3.3-0.55)19=10.45kN/m填充墙粉刷 (3.3-0.55)0.02217=1.87kN/m中跨梁及粉刷 2.7 kN/m因此，GAB1 4.09+10.45=14.54kN/mGBC1 2.7kN/mGAB2 3.543.3=11.68kN/mGBC2 3.543=10.62kN/m（3）屋面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重 0.250.43.625=9kN边柱连系梁侧粉刷 0.02(0.4-0.1)23.317=0.67kN连系梁传来的屋面恒荷载 0.560.574.48=40.32kN1m高女儿墙自重 10.243.319=15.05kN1m高女儿墙粉刷 10.0223.317=2.24kN顶层边节点集中荷载为： G6A=67.28kN中柱连系梁自重 0.30.6625=27.00kN中柱连系梁粉刷 2(0.6-0.1)0.02617=2.04 kN连系梁传来的屋面恒荷载 0.560.574.48=40.32 kN顶层中节点集中荷载为： G6B=69.36 kN（4）楼面框架节点集中荷载标准值边柱连系梁自重及 9kN粉刷 0.63kN边柱连系梁传来的楼面恒荷载 0.53.30.53.33.54=9.64kN铝合金窗自重 22.40.35=1.68kN窗下墙体自重 粉刷 窗边墙体自重 粉刷 框架柱自重 0.423.325=13.2kN柱面粉刷 (0.4*4-0.2*3)3.30.0217=1.12kN 中间层边节点集中荷载为： GA=65.462kN中柱连系梁自重及粉刷 9.63kN边柱连系梁传来的楼面恒荷载 0.5*（3.3*2-2.4）*0.5*3.3*3.54=12.27kN 0.5*3.3*0.5*3.3*3.54=9.64kN内纵墙自重 框架柱自重 0.423.325=13.2 kN框架柱粉刷 43.30.40.0217=1.79 kN中间层中节点集中荷载 GB=82.89kN图4-1 恒载作用下计算简图（单位：、）图4-2 恒荷载作用下轴力图（单位：）图4-3 恒荷载作用下剪力图（单位：）图4-4 恒荷载作用下弯矩图（单位：）4.2 活荷载计算活荷载作用下的结构计算简图如下图所示，计算如下 屋面板、楼面板 首层板 图4-5 活载作用下计算简图（单位：、）4.3 风荷载计算集中风荷载标准值为： 式中：基本风压值， 高度z处的风振系数 风荷载体型系数 风压高度变化系数 下层柱高 上层柱高 迎风面的宽度因结构高度，可取；对于矩形截面,可查荷载规范，当查得的时，取。计算过程及计算结果如下： 图4-6 风荷载作用下计算简图（单位：） 表4-1 风荷载计算层次 6221.01.31.00.353.31.16.91518.71.01.31.00.353.33.310.36415.41.01.31.00.353.33.310.36312.11.01.31.00.353.33.310.3628.81.01.31.00.353.33.310.3615.51.01.31.00.355.54.215.23（1） 风荷载作用下的位移验算及内力组合计算 侧移刚度D计算 表4-2 横向2-6层D值计算构件名称A轴柱1.010.347268B轴柱1.870.4810261C轴柱1.870.3010261D轴柱1.010.347268 表4-3 横向底层D值计算构件名称A轴柱3.370.723313B轴柱6.240.823773C轴柱6.240.823773D轴柱3.370.723313 风荷载作用下框架侧移计算 表4-4 水平荷载作用下框架的层间位移计算层次 6 6.91 6.91 350580.000191/17500 5 10.36 17.27350580.000491/6600 4 10.36 27.63350580.000791/4125 3 10.36 37.99350580.001081/3000 2 10.36 48.35350580.001371/2357 1 15.23 58.71 141720.002631/1300 侧移验算： 层间位移最大值 (满足要求) 柱的剪力计算 顶层各柱剪力值 , 第五层各柱剪力值 , 第四层各柱剪力值 , 第三层各柱剪力值 , 第二层各柱剪力值 , 底层各柱剪力值 ， 图4-7 风荷载作用下轴力图（单位：）图4-8 风荷载作用下剪力图（单位：）4.4 水平地震作用（1）重力荷载代表值的计算 顶层 恒荷载： 女儿墙自重： 屋面： 梁： 柱： 外墙： 内墙： 活荷载（不计屋面活荷载） 雪荷载： 则顶层的重力荷载代表值为： 标准层 恒荷载： 楼面： 梁： 柱： 外墙： 内墙： 活荷载 楼面活荷载: 则标准层的重力荷载代表值为： 底层 恒荷载： 楼面： 梁： 柱： 外墙： 内墙： 活荷载 楼面活荷载: 则底层的重力荷载代表值为： (2)水平地震作用力的计算（底部剪力法）计算简图如下： 图4-9 水平地震作用计算简图（单位：） （3） 结构基本自振周期的计算：按顶点位移法计算，考虑填充墙对结构周期的影响，取基本周期调整系数，顶点位移按D值法计算，顶点位移计算表4-5 横向框架顶点位移计算层号(m)6557.53557.53373320.0155758.521316.05373320.0354758.522074.57373320.0563758.522833.09373320.0762758.523591.61373320.0961780.374371.98249080.176 所以，结构自振周期为： (4) 计算水平地震影响系数由II类场地、设计地震分组第一组，可查得地震特征周期值；设防烈度为7度，多遇地震，查得。由于 （5） 结构等效总重力荷载代表值 （6） 结构总的水平地震作用标准值及附加地震作用系数 因，所以需要考虑顶部附加水平地震作用，系数:即,顶部附加地震作用： （7） 计算各层质点得水平地震作用标准值 由可求得各层水平地震荷载作用标准值如表所示表4-6 各层水平地震荷载作用标准值层号12345612.6823.2533.8242.2852.8576.71 (8) 各楼层剪力标准值计算 地震作用下各楼层水平地震层间剪力为： 各楼层剪力值见表表4-7 各层水平地震作用标准值及楼层剪力层号层高63.622.5557.5312544.457016.20.22241.676.7176.7153.618.9758.5214336.057016.20.25241.652.85129.5643.615.3758.5211605.357016.20.20241.642.28171.8433.611.7758.528874.757016.20.16241.633.82205.6623.68.1758.526144.057016.20.11241.623.25228.9114.54.5780.373511.757016.20.06241.612.68241.59（9） 地震作用内力图 图4-10 地震作用下轴力图（单位：） 图4-11 地震作用下弯矩图（单位：）5 荷载和内力组合 5.1 梁内力组合（1）由于构件控制截面得内力值应取自支座边缘处，为此，进行组合前，应先计算各控制截面处得内力值梁支座边缘处得内力值： （2）本方案考虑4类荷载，8种荷载组合方式，其中的组合公式：1.35恒+0.71.4活 1.2恒+1.4活 1.2恒+1.4左风 1.2恒+1.4右风 1.2恒+0.9（1.4活+1.4左风） 1.2恒+0.9（1.4活+1.4右风） 1.2（恒+0.5活）+1.3左地震 1.2（恒+0.5活）+1.3右地震 式中：承载力抗震调整系数。表5-1 梁内力组合（顶层）杆件 AB BC截面 A 跨中 B左 B右 跨中内力种类 恒载-38.4966.0462.76-49.53-69.54-23.1319.89-8.21活载-12.6522.1521.41-15.97-23.21-8.749.0-1.99左风1.64-0.460.18-1.28-0.461.03-0.690右风-1.710.48-0.201.310.48-1.030.690左地19.66-5.582.09-15.48-5.5811.18-7.450右地-19.935.64-2.1615.615.64-11.167.450-64.36110.86105.71-82.52-116.62-39.7935.67-13.04-63.90110.26105.29-81.79-115.94-39.9936.47-13.88-43.8978.6075.56-61.13-84.09-26.3122.90-9.85-48.5879.9275.03-57.60-82.78-29.2024.83-9.85-60.06106.58102.52-81.17-113.27-37.4734.34-12.36-64.28107.76102.04-77.91-119.85-40.0736.08-12.36-21.1763.9668.16-66.86-78.47-13.8514.69-8.28-59.7674.9064.01-36.54-67.53-47.5129.21-8.28-64.36110.86105.71-82.52-119.85-47.5136.47-13.88表5-2 梁内力组合（第五层）杆件 AB BC截面 A 跨中 B左 B右 跨中内力种类 恒载-72.7693.1873.91-73.13-93.30-20.5715.02-9.31活载-19.5123.0117.24-17.45-22.35-6.779.0-0.02左风5.21-1.540.38-4.46-1.542.78-1.860右风-5.261.55-0.394.481.55-2.781.860左震55.52-16.344.05-47.41-16.3428.69-19.120右震-55.4716.33-4.0347.4016.33-28.6819.120-117.35148.34116.67-115.83-147.86-34.4029.10-12.59-114.63144.03112.83-112.19-143.25-34.1630.62-11.2-80.02109.6689.22-94.00-114.12-20.7915.42-11.17-94.68113.9988.15-81.48-109.79-28.5820.63-11.17-105.33138.87110.89-115.36-142.06-29.7127.02-11.20-118.52142.76109.92-104.10-138.17-36.7231.71-11.20-20.1378.2978.23-119.89-109.966.41-1.07-8.39-128.35110.1470.35-27.45-78.11-49.5236.21-8.39-128.35148.34116.67-119.89-147.86-49.5236.21-12.59表5-3 梁内力组合（第四层）杆件 AB BC截面 A 跨中 B左 B右 跨中内力种类 恒载-71.8892.9574.05-73.73-93.53-20.7515.02-9.49活载-18.5022.8517.77-17.40-22.51-7.129-0.37左风9.78-2.880.7-8.39-2.884.84-3.230右风-9.772.88-0.698.382.88-4.843.230左震92.72-27.326.67-79.37-27.3245.35-30.230右震-92.2027.20-6.5479.1327.20-45.3430.230-115.17147.88117.38-116.59-148.33-34.9929.10-13.17-112.16143.53113.74-112.84-143.75-34.8730.62-11.91-72.56107.5189.84-100.22-116.27-18.1213.50-11.39-99.93115.5787.89-76.74-108.20-31.6822.55-11.39-97.24136.70112.13-120.97-144.23-27.7225.29-11.85-121.88143.96110.38-99.84-108.20-39.9733.43-11.8517.3967.3081.14-151.57-120.9422.34-11.91-8.71-162.91120.4668.272.96-136.97-66.0947.04-8.71-162.91147.88117.38-151.57-148.33-66.0947.04-13.17表5-4 梁内力组合（第三层）杆件 AB BC截面 A 跨中 B左 B右 跨中内力种类 恒载-71.0392.6974.10-74.48-93.79-20.9615.02-9.70活载-18.1222.7317.75-17.82-22.63-7.209.0-0.45左风14.35-4.241.0-12.35-4.246.92-4.620右风-14.344.24-1.012.354.24-6.924.620左震122.14-36.048.6-104.93-36.0458.66-39.110右震-121.6535.93-8.48104.6935.93-58.6539.100-113.65147.41117.43-118.01-148.79-35.3529.10-13.54-110.60143.05113.77-114.32-144.23-35.2330.62-12.27-65.15105.2990.32-106.67-118.48-15.4611.56-11.64-105.31117.1687.52-72.09-106.61-34.8424.49-11.64-89.99134.53112.55-127.39-146.40-25.5023.54-12.21-126.14-145.21110.03-96.27-135.72-42.9435.19-12.2147.0158.5183.06-177.35-129.7335.09-20.56-8.93-190.69126.6888.5527.02-59.56-79.2955.69-8.93-190.69147.41117.43-177.35-148.79-79.2955.69-13.54表5-5 梁内力组合（第二层）杆件 AB BC截面 A 跨中 B左 B右 跨中内力种类 恒载-70.9192.4073.31-76.18-94.08-20.7215.02-9.46活载-18.2522.6117.25-18.69-22.75-7.039.0-0.28左风18.91-5.611.23-16.45-5.619.13-6.090右风-18.945.62-1.2416.465.61-9.136.090左震143.85-42.609.65-124.56-42.6069.01-46.000右震-143.3742.49-9.53124.3242.49-69.0046.000-113.61146.90115.87-121.16-149.30-34.8629.10-13.05-110.64142.53112.12-117.58-144.75-34.7130.62-11.74-58.62103.0389.69-114.45-120.75-12.089.50-11.35-111.61118.7586.24-68.37-105.04-37.6526.55-11.35-84.26132.30111.26-135.69-148.63-22.2221.69-11.70-131.95146.45108.14-94.23-134.49-45.2337.04-11.7068.2251.8083.15-198.42-136.4445.47-27.28-8.64-212.82134.5764.4544.24-53.48-89.0962.42-8.64-212.82146.90115.87-198.42-149.30-89.0962.42-13.05表5-6 梁内力组合（底层）杆件 AB BC截面 A 跨中 B左 B右 跨中内力种类 恒载-61.5191.3379.34-73.52-95.15-24.3315.02-13.07活载-18.3827.6023.89-23.14-29.10-10.2811.25-1.84左风26.26-7.672.11-22.04-7.6711.41-7.610右风-26.147.64-2.0821.987.63-11.417.610左震173.44-50.6813.79-145.85-50.6876.07-50.710右震-172.9250.56-13.66145.6050.68-76.0750.710-101.05150.34130.52-121.93-156.97-42.9231.30-19.45-99.54148.24128.65-120.62-154.92-43.5933.77-18.26-37.0598.8698.16-119.08-124.92-13.227.37-15.68-110.41120.2992.30-57.45-103.5045.1728.68-15.68-63.88134.71127.97-145.15-160.51-27.7722.61-18.00-129.91154.00122.69-89.69-141.23-56.5341.79-18.00105.4745.2095.60-218.78-148.1447.64-30.86-12.59-282.23143.9168.8465.38-49.32-100.6968.02-12.59-282.23150.34130.52-121.93-160.51-100.6968.02-19.455.2 柱的内力组合 框架柱的内力组合计算表5-7 顶层杆件 A轴（21） B轴（22）内力种类 恒载-38.4936.73-66.04-20.8926.40-26.32-89.4314.62活载-12.6510.51-22.15-6.437.22-5.91-32.213.