土木工程专业-柳州市某行政单位办公楼结构、施工设计

Guangxi University Of Science and Technology 土木建筑工程学院 2009 级毕业设计广西科技大学 毕业设计（论文）说明书课题名称 柳州市某行政单位办公楼结构、施工设计13 轴框架设计、 第五 层现浇板设计、 3# 楼梯设计院 别 土木建筑工程学院 专 业 土木工程 班 级 学 号 姓 名 指导教师 2013 年 月 日Guangxi University Of Science and Technology 土木建筑工程学院 2009 级毕业设计柳州市某行政办公楼结构设计 轴框架13（广西科技大学土木建筑工程学院 XXX 200900501030）A framework of structural design (College of Civil Engineering And Architecture,GuangXi University Of ScienceAnd Technolongy XXX 200900501030）中文摘要摘 要： 本工程为柳州市某行政办公楼，按使用功能将建筑分为 5 层（局部为 7 层） 。楼房标高 22.10m，总建筑面积 8876.52m2。本工程结构设计采用多层钢筋混凝土框架结构，基本步骤为：结构计算简图的确定、荷载计算、楼板设计、内力分析、内力组合，梁、柱截面配筋、楼梯的设计、基础的设计以及结构施工图的绘制等。其中，内力计算考虑以下四种荷载作用，即恒荷载、活荷载、风荷载以及地震作用；柱、板的设计采用弹性理论；梁的设计采用塑性理论；楼梯选用板式楼梯；基础选用柱下独立基础基础与联合基础。在进行截面抗震设计时，遵循了强剪弱弯，强柱弱梁，强节点弱构件的设计原则，且满足构造要求。关键词： 钢筋混凝土 框架结构 结构设计 荷载AbstractAbstract： This engineering is a office building in Liuzhou , according to the use function of the building is divided into 5 (for local 7).The building elevation of 22.10m, the total construction area of 8876.52m2.Reinforced concrete frame structure is adopted in this engineering. The design includes determination of structure calculating diagram; calculation ofload;analysisofinternalforce;combinationof internal force; reinforcement for beams and columns; the design of slab, stair and basement; the drawing of structural working plan. Dead load, live load, wind load and earthquake action are considered. The design of beams is based on plastic analysis. Slab stair and strip foundation are selected in this design. In the seismic design, the design principle of “strong column and weak beam, strong shear and weak bending, strong joint week member” is obeyed. And the cross-section can meet the demand of construction. key phrase： The reinforced concrete frame construction construction designs load Guangxi University Of Science and Technology 土木建筑工程学院 2009 级毕业设计0目 录第一部分 结构设计部分绪 论 .1第一章 设计依据 .2第二章 结构选型与布置 .3第一节 结构设计 .3一、结构体系选型 .3二、其他结构构件选型 .3第二节 结构布置 .3第三节 梁板柱截面尺寸的确定 .4一、楼板截面尺寸的确定 .4二、框架梁截面尺寸的确定 .4三、四、五、顶层平面图 .4四、柱截面尺寸 .5第三章 荷载计算 .7第一节 楼（屋）面荷载计算 .7一、板的活荷载计算 .7二、板的恒荷载计算 .7第二节 墙面荷载 .9第四章 钢筋混凝土现浇板设计 .12第一节 板的结构布置 .12第二节 板的设计 .13一、板的刚度要求 .13二、楼板弯矩计算 .13三、双向板计算 .14四、单向板计算 .17第五章 一榀框架结构计算 .20第一节 梁柱线刚度计算 .21第二节 算梁柱线刚度比 .22第三节 框架梁、柱恒荷载计算 .26一、顶层框梁、柱恒荷载计算 .27二、 二、三、四层框梁、柱恒荷载计算 .33三、一层框梁、柱恒荷载计算 .37第四节 框架梁、柱活荷载计算 .40一、屋面层框架梁、柱活荷载计算 .40二、 活载作用下横向 KJ-轴的计算简图 .47第六章 一榀框架水平风载和地震荷载计算 .48第一节 柱抗侧刚度计算 .48第二节 水平风荷载计算 .51一、设计资料 .51三、整栋楼风载计算 .51四、风荷载作用下框架侧移计算 .52Guangxi University Of Science and Technology 土木建筑工程学院 2009 级毕业设计1五、横向框架在风荷载作用下内力计算 .53第三节 地震作用内力计算 .60一、重力荷载代表值 Gi 计算 .60二、水平地震作用分析 .63三、水平地震作用标准值及楼层地震剪力计算 .64四、水平地震作用下位移计算 .66五、结构整体稳定性验算 .66六、计算柱端弯矩、梁端弯矩 .67第七章 竖向荷载作用下内力计算 .73第一节 恒荷载作用下框架内力计算 .73一、各杆件固端弯矩计算 .74二、计算节点弯矩分配系数 .75三、分层法计算固端弯矩分配 .75四、恒载作用下梁跨内最大弯矩、梁端剪力和柱轴力计算 .83第二节 活荷载作用下框架内力计算 .90一、顶层框架梁 BD 跨固端弯矩计算为例 .90二、 分层法计算固端弯矩分配 .92三、活载作用下梁跨内最大弯矩、梁端剪力和柱轴力计算 .98第八章 荷载内力组合与梁柱截面设计 .104第一节 一般规定 .104第二节 梁柱内力组合 .104第三节 梁截面设计 .112一、已知条件 .112二、梁正截面受弯承载力计算 .112三、梁斜截面受弯承载力计算 .120四、梁截面裂缝验算 .123第四节 柱截面设计 .124一、框架 C 柱截面设计 .124二、C 柱截面配筋 .130三、框架柱斜截面受剪承载能力计算 .133四、柱节点核芯区抗震设计 .136第五节 框架柱 B 柱截面设计 .137一、 已知条件 .137二、 轴压比验算 .137三、 框架柱正截面受弯承载力计算 .137四、 B 柱截面配筋 .142五、B 柱斜截面受剪承载能力计算 .145六、柱截面裂缝验算 .147七、柱节点核芯区抗震设计 .147第九章 楼梯设计 .149第一节 楼梯剖面计算图： .149第二节 楼梯设计 .149一、楼梯梯段斜板设计 .149二、确定斜板厚度 .150Guangxi University Of Science and Technology 土木建筑工程学院 2009 级毕业设计2三、荷载计算 .150四、内力及配筋计算 .150第三节 楼梯平台板设计 .151一、荷载计算 .151二、配筋计算 .152第四节 楼梯平台梁设计 .152一、荷载计算 .152二、内力计算 .153第五节 构造柱的设计 .154第十章 基础设计 .155第一节 独立基础设计 .155一、地基 JC-B 承载力修正 .155二、基础底面尺寸的确定 .156三、抗震验算 .157四、荷载作用下地基承载力验算 .157五、基础抗冲及剪切切验算 .158第二节 联合基础设计 .163一、荷载计算 .163二、基础底面尺寸的确定 .165三、基础承载力验算 .166四、基础配筋计算 .166第二部分 施工组织设计第一章 编制依据和原则 .168第一节 编制依据 .168第二节 编制原则 .168第二章 工程量计算 .169第一节 基础工程 .169一、基本概况 .169二、工程量计算 .169第二节 主体结构工程 .171一、柱混凝土工程量计算 .171二、梁混凝土工程量计算 .171三、板混凝土工程量计算 .172四、模板工程 .173五、钢筋工程 .173六、楼梯工程量计算： .174七、砌体工程量计算： .175八、屋面工程量计算 .176第三节 装饰工程 .177一、室内装饰工程量 .177二、室外装饰工程量 .181三、脚手架工程量 .181第三章 施工部署 .185Guangxi University Of Science and Technology 土木建筑工程学院 2009 级毕业设计3第一节 施工管理目标 .186一、工期管理目标 .186二、质量管理目标 .186三、安全管理目标 .186第二节 施工现场项目组织机构 .186一、施工组织机构体系 .186二、项目经理部人员配备 .187第三节 施工准备工作 .188一、动工准备 .188二、生产设施布置 .188三、临时设施道路 .188四、场地与道路 .188五、供电计算 .188六、供水计算 .189七、施工现场临时设施 .190第四节 施工顺序安排 .191一、施工段的划分 .191二、 施工顺序 .191第四章 施工进度计划及保障措施 .192第一节 施工进度安排原则 .192第二节 施工进度计划 .192第三节 施工进度计划保证措施 .192第五章 主要分部分项工程施工方案 .194第一节 测量定位放线 .194第二节 基础工程 .194一、工艺流程 .194二、测量放线 .194三、土方开挖 .195四、混凝土垫层浇筑 .195五、底板、墙柱钢筋绑扎 .195六、混凝土浇筑 .195七、模板安支、拆除 .195八、土方回填 .196第三节 主体工程 .196一、主体工程施工顺序 .196二、模板工程 .196第四节 楼地面工程 .199第五节 门窗工程 .199第六节 装修工程 .199一、施工顺序 .199二、技术措施 .200第七节 屋面工程 .200一、 施工方法 .200二、技术措施 .200Guangxi University Of Science and Technology 土木建筑工程学院 2009 级毕业设计4第八节 水电安装 .200第六章 季节性施工措施 .201第一节 雨季 .201一、施工现场设置 .201二、基础工程的雨季施工 .201三、安全工作 .201第二节 冬季 .201第七章 质量保证措施 .202第一节 测量定位 .202第二节 基础工程 .202第三节 主体工程 .202一、砌砖 .202二、模板 .202三、钢筋 .203四、混凝土 .203第四节 屋面工程 .203第五节 装饰工程 .203第六节 门窗工程 .203第七节 水电安装工程 .204一、给排水系统 .204二、电气照明 .204第八章 常见质量通病的防治措施 .204第一节 外墙面渗漏 .204一、外墙面渗漏原因 .204二、防治外墙渗漏的对策 .204第二节 屋面渗漏 .205一、屋面渗漏原因分析 .205二、屋面渗漏防治对策 .205第九章 安全保证措施 .206第一节 建立和健全安全保证措施体系 .206第二节 安全教育 .207第三节 施工安全技术交底 .207第四节 安全检查 .207第五节 特殊工种持证上岗 .207第六节 需重点注意工作的保证安全措施如下 .208一、新技术、新工艺、新材料使用安全保证措施 .208二、高空及立体交叉作业的保护、保护措施 .208三、安全用电和机电设备的保护措施 .208四、防火、防爆措施 .209五、预防自然灾害的保证措施 .209六、预防高空坠物措施 .209第十章 文明施工措施 .209第一节 现场平面布置要求 .210第二节 现场材料堆放要求 .210Guangxi University Of Science and Technology 土木建筑工程学院 2009 级毕业设计5第三节 专人负责机械、用具及用电管理要求 .210第四节 办公室、生产区环境卫生 .210第五节 施工现场管理 .211第六节 减少扰民、降低环境污染和噪音的措施 .211一、环境保护 .211二、防止施工噪音污染 .212第十一章 技术节约措施 .212致 谢 .213参考文献 .214附 录 .215Guangxi University Of Science and Technology 土木建筑工程学院 2009 级毕业设计 0绪 论依据工程实际情况以及柱网要求，选择框架结构体系。框架结构体系的优点是：建筑平面布置灵活，能获得较大的空间；建筑立面容易处理，结构自重较轻；计算理论比较成熟；在一定高度范围内造价较低，目前在多高层房屋建筑中应用十分广泛。其缺点是：侧移刚度较小，在地震作用下非结构构件（如非填充墙、建筑装饰等）破坏较严重。因此，采用框架结构时应控制建筑物的层数和高度。设计中需要考虑到建筑抗震要求、结构构件的变形以及施工的方便性等问题。为了使设计能够满足钢筋混凝土框架结构设计规范的要求，我们需要熟悉钢筋混凝土结构设计的全过程，需要充分理解钢筋混凝土结构基本理论、基本方法。本次毕业设计系统、全面地帮助我对四年来所学专业知识进行了一次复习与巩固，使我们对结构设计的宏观理解上了一个层次，对专业知识的应用更加熟练，独立钻研与动手能力得到强化。本设计共包含两个部分，分别为结构设计和施工组织设计。其中，结构部分包含：绪论、结构选型和结构布置、荷载计算、钢筋混凝土现浇楼盖设计、一榀框架结构计算、竖向荷载作用下内力计算、荷载内力组合与梁柱截面设计、楼梯设计、基础设计等；施工组织设计包括工程量计算、施工方案和施工方法的选择、编制单位工程施工进度计划、施工平面布置图等。由于个人水平能力有限，设计中难免有错误与不合理之处，希望得到老师和同学的批评指正。Guangxi University Of Science and Technology 土木建筑工程学院 2009 级毕业设计1第一章 设计依据1.1规模：本工程为柳州市某行政单位办公楼工程，建筑设计工作已完成。总建筑面积 8876.52m2。总楼层为地上 5 层（局部 7 层） 。各层的层高及各层的建筑面积、门窗标高详见建筑施工图。1.2设计年限与防火要求：建筑结构设计使用年限为 50 年，建筑物属二级防火标准，屋面防水级。1.3结构形式：钢筋混凝土框架结构，填充墙厚度 200 厚空心砖。1.4气象、水文、地质资料：（1）主导风向：夏季东南风、冬秋季西北风。基本风压值 W0=0.40（KN/m 2） 。（2）建筑物地处某市中心，不考虑雪荷载和灰荷载作用。（3）自然地面-10m 以下可见地下水。（4）地质资料：地质持力层为粘土，孔隙比为 e=0.8，液性指数 IL=0.90，场地覆盖层为 1.0M，场地土壤属类场地土。地基承载力 190KPa。（5）抗震设防：此建筑物为一般建筑物，建设位置位于近震区，其抗震设防烈度为 7 度。（6）建筑图纸附后。 Guangxi University Of Science and Technology 土木建筑工程学院 2009 级毕业设计2第二章 结构选型与布置第一节 结构设计一、结构体系选型框架结构：框架结构由梁柱杆系构件构成，既承受竖向荷载，又承受水平侧向力的作用。其整体性和抗震性均优于混合结构，且平面布置灵活，能提供较大的使用空间，也可构成丰富多变的立面造型。通过合理的设计，可使之具有良好的延性，成为“延性框架” ，在地震作用下，这种延性框架具有良好的抗震性能。对于本项目，地上 6 层，平面基本规则，主要柱网尺寸 7.5m7.2m、7.5m3.6m、7.5m10.8m。从技术可行性和经济指标比较，采用全现浇钢筋混凝土框架结构。在结构总体布置中，为了降低地基沉降、温度变化和体型复杂对结构的不利影响，可以设置沉降缝、伸缩缝和防震缝将结构分成若干独立的单元。当房屋既需要设沉降缝，又需要设伸缩缝，沉降缝可以兼做伸缩缝，两缝合并设置。对有抗震设防要求的的房屋，其沉降缝和伸缩缝均应该符合防震缝的要求，并进可能做到三缝合一。二、其他结构构件选型 屋面结构：采用钢筋混凝土现浇板为承重结构,屋面按上人与不上人屋面的荷载设计。 墙体：外墙：建筑结构为框架承重，外墙只起维护作用，在满足保温、隔热的同时要求质轻，以减轻结构负担。外墙填充墙采用厚度 200 厚空心砖，砖砌块直接砌于框架梁上。内墙：内墙只起分隔房间作用，根据内墙两侧空间的使用要求来选择墙的材料、尺寸及构造要求，同样采用厚度 200 厚空心砖，砌块直接砌于梁上。 基础：采用柱下独立基础与联合基础。第二节 结构布置次梁布置本项目主要柱网尺寸 7.5m7.2m、7.5m3.6m、10.8m7.5m 不易形成具有共同作用的双向构件体系，对 10.8m 跨度的大跨梁应避免在跨中形成集中力较大或较大的分布荷载，结构布置时人为设置每隔间距 3.6m 设次梁，以形成传力途径明确的主次梁结构体系。过梁：设计尽量采用结构梁替代过梁。根据建筑的要求，确定本工程的柱网尺寸，楼层结构布置见附件施工图所示。Guangxi University Of Science and Technology 土木建筑工程学院 2009 级毕业设计3第三节 梁板柱截面尺寸的确定一、楼板截面尺寸的确定本工程板为现浇单向板和双向板， 混凝土结构设计规范 （GB50010-2010）表 9.1.2的规定单向板最小厚度不宜小于 60mm，双向板的最小厚度不宜小于 80mm。9.1.1 混凝土板按下列原则计算：1、当长边和短边的长度之比不大于 2.0 时，应按双向板计算；2、当长边和短边的长度之比大于 2.0，但小于 3.0 时，宜按双向板计算；3、当长边与短边的长度之比不小于 3.0 时，宜按沿短边方向受力的单向板计算，并应沿长边方向布置构造钢筋。9.1.2 规定，单向板的跨厚比不大于 30，双向板的跨厚比不大于 40。AB 跨: 7200/1500=4.8,为单向板；板厚 H 1500/30=50 BC 跨：7500/3600=2.09,为双向板；板厚：3600/40=93.75 CD 跨：7200/2700=2.67,为双向板；板厚：2700/40=67.5 DE 跨：7200/3600=2.09,为双向板； 板厚：3600/40=90 依据民用建筑楼板要求，取 H=100mm。二、框架梁截面尺寸的确定高层建筑混凝土结构技术规范 （JGJ 3-2010） ，6.3.1 条的规定，框架结构的主梁截面高度之比可按 1/101/18 确定；梁净跨与截面高度之比不宜小于 4。梁的截面宽度不宜小于梁截面高度的 1/4，也不宜小于 200mm。BE 轴的、横