某集团办公楼设计施工毕业论文.doc

某集团办公楼设计施工毕业论文目 录序 9中文摘要10英文摘要11任务书 121 结构方案设计 151.1 总设计说明1.2 结构设计方案2 荷载计算 172.1荷载汇集及截面尺寸选取2.2计算简图及层数划分如图2.3各层重力荷载代表值计算：3 地震作用内力分析 233.1 层间侧移刚度计算3.2 水平地震作用下层间地震剪力和弹性位移的计算3.3 水平地震作用下框架柱剪力和柱弯距3.4 水平地震作用下梁端弯距计算3.5 水平地震作用下梁端剪力和柱轴力标准值3.6水平地震作用下的框架内力图4 竖向荷载内力分析305 内力组合346 框架配筋477 现浇板计算588 基础计算689 楼梯计算71附：一 致 谢二参考资料三 外文翻译1 结构方案设计1.1总设计说明:1.1.1设计依据：（1） 遵照国家规定的现行相关设计规范。1.1.2设计内容、建筑面积、标高：（1） 本次设计的题目为“某集团办公楼”。（2） 建筑面积：6025.54 m2，占地面积：1296.35 m2，共五层，一层的层高为4.2m，二层至五屋的层高为3.6m。（3） 室内外高差0.600m，室外地面标高为-0.600m。1.1.3结构：（1） 本工程为钢筋混凝土现浇框架结构。外墙300mm厚空心砖墙，内墙180mm厚空心砖；楼梯间墙180mm空心砖。（2） 本工程抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.10g。1.1.4各部分工程构造：（1） 屋面：为不上人屋面 防水层：SBS改性沥青防水卷材 20mm厚1:3水泥沙浆找平层 100mm厚苯板保温板 120mm焦渣找坡（均厚）140mm厚钢筋混凝土板 20mm厚混合砂浆抹灰 （2） 楼面： 20mm厚水磨石地面 140mm厚钢筋混凝土板20mm厚混合沙浆抹灰（3） 厕所：面砖地面15mm厚水泥砂浆保护层防水剂（2道）15mm厚水泥砂浆找平150mm厚钢筋混凝土板20mm厚混合砂浆摸灰1.2结构设计方案:1.2.1建筑部分： 该工程位于沈阳市铁西区保工街，西临保工街，南临十马路。共五层，总建筑面积：6025.54m2，楼内2部楼梯。建筑用地81.84X15.84，柱网尺寸见建筑图。1.2.2结构部分：（1）自然条件：基本风压0.45 KN/m2，基本雪压0.40 KN/m2。（2）地质条件：拟建场地地形平坦，土质分布具体情况见表1，类场地，7度设防，建筑地点冰冻深度-1.2m。表1 建筑地层一览表序号岩土分类描述层底埋深(m)厚度范围(m)地基土许承载力 (KPa)1杂填土由砂土组成，呈松散状态0.8-1.30.8-1.32细砂黄褐色，含土，颗粒不均匀，湿，呈松散状态1.1-1.80.3-0.53粗砂黄褐色，颗粒不均匀，含少许卵石，呈稍密状态1.8-2.20.4-0.72204圆砾黄褐色，粒不均匀，含卵石占10%左右，呈中密状态6.0-8.04.2-6.1360注：勘察深度内未件地下水（3）材料情况： 非重承空心砖MU10；砂浆等级为M5；混凝土：C25（梁，板）C30（柱，基础）纵向受力钢筋：HRB335级；箍筋：HPB235级钢筋（4）抗震设防要求：设防基本烈度为7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.10g。（5）结构体系：现浇钢筋混凝土框架结构。（6）施工：梁、板、柱均现浇。2 荷载计算2.1荷载汇集及截面尺寸选取2.1.1荷载汇集（1）恒载1）屋面：为不上人屋面防水层：SBS改性沥青防水卷材 0.4kN/m220mm厚13水泥砂浆找平 200.02=0.4kN/m2100mm厚苯板保温板 3.50.10=0.35kN/m2焦渣找坡（均厚）120mm 100.12=1.2kN/m2120mm厚钢筋混凝土板 250.12=3.00kN/m2板下20mm抹灰 170.02=0.34kN/m2 =5.69KN/m22）楼面：水磨石地面 0.65kN/m2 140mm厚钢筋混凝土板 250.14=3.50kN/m220mm厚板下混合砂浆抹灰 170.02=0.34kN/m2 =4.49kN/m22.1.2 截面尺寸选取：1）框架柱：根据轴压比公式初步估定柱截面尺寸：N/fcbh0.9（三级框架）（框架柱的负荷面积内每平米按15kN/m2初估）N=5157.24.5=2430KNA=N/0.9FC =2430000/0.914.3=188811mm2 选定柱截面：bchc=600600mm22）框架梁： 由挠度、裂度控制 h=(1/81/12)l b=(1/21/3)h纵梁截面尺寸： hc=(1/81/12)7800=650975mm取650mm，bc=(1/21/3)650=216325mm取300mm横梁截面尺寸:hc=(1/81/12)6600=550825mm取650mm，bc=(1/21/3)650=216325mm取300mm走廊截面尺寸选定为bbhb=250mm500mm；3) 楼板：h=140mm4）梁重：（考虑梁上抹灰，取梁自重26kN/m3） 纵梁：26(0.65-0.12)0.3=4.134kN/m 横梁：26(0.65-0.12)0.3=4.134kN/m 走廊横梁：260.50.25=3.25kN/m5）墙重：（砌体与抹灰之和） 外墙： 底层：180.3=5.4 kN/m2 其他层：10.30.3=3.09 kN/m2 内墙： 底层：180.18=3.24 kN/m2 其他层：10.30.18=1.85 kN/m2 抹灰：外墙面外抹灰：20厚水泥砂浆 0.4kN/m2 外墙面及内墙面抹灰：20厚石灰砂浆 0.34 kN/m2 总墙重： 外墙：底层：5.4+0.4+0.34=6.14 kN/m2 其他层：3.09+0.4+0.34=3.83 kN/m2 内墙：底 层：3.24+0.342=3.92 kN/m2 其他层：1.85+0.342=2.53 kN/m26）柱：（考虑到柱子抹灰，取柱子自重27kN/m3） 底 层：270.600.60=9.72kN/m 其他层：270.600.60=9.72kN/m7）门、窗：门：0.20kN/m2 窗(钢框玻璃窗)：0.45kN/m2（2）活荷载： 雪活载： 0.4 kN/m2 厕所： 2.0 kN/m2 办公楼： 2.0 kN/m2 走廊、楼梯： 2.5 kN/m2不上人屋面： 0.5 kN/m22.2计算简图及层数划分如图：图1 柱网布置 图2建筑层高及横剖面简图2.3各层重力荷载代表值计算： 六层四面墙：3.6（0.26+0.25.9）224=411.26KN梁：（6+5.9）20.6526=402.22KN板：0.60.63.627=34.99KN=848.47KN五层上半层女 儿 墙：（29.4+15）20.240.618=385.69kN屋 面： 59.4155.69=5069.79kN纵 梁： 59.44.1344=98.22kN横 梁： 154.6811=772.2kN走廊横梁： 2.43.2511=85.8kN柱 子： 9.723.6/233=577.37kN外 墙：（59.4+15）2（3.6/2-0.65）3.09=528.76kN内 纵 墙：59.4X22.53（3.6/2-0.65）=345.65kN内 横 墙：6.0102.53（3.6/2-0.65）+6.662.53（3.6/2-0.65）=289.79kN外墙窗洞：-（2.524+1.34）0.93.83=-226.50kN外 墙 窗：（2.524+1.34）0.90.45=26.41kN内 门 洞：-2.53（0.314+0.30.94+0.341.4）=-23.07kN内 门：0.2（0.314+0.30.94+0.341.4）=1.49kN=8377.10kN五层下半层柱 子：9.723.6/233=577.37kN外 墙：（59.4+15）23.6/23.09=827.63kN内 纵 墙：59.422.533.6/2=541.02kN内 横 墙：6.0102.533.6/2+6.662.533.6/2=453.58kN外墙窗洞：-（2.524+1.34）1.23.83=-299.66kN外 墙 窗：（2.524+1.34）1.20.45=35.21kN内 门 洞：-（1.02.17+1.52.18）2.53=-100.95kN内 门：（1.02.17+1.52.18）0.20=7.98kN=2042.18kN四层上半层屋 面：21.6155.69=1843.56KN楼 面：59.4153.99=3555.09kN纵 梁：814.1344=1339.42kN横 梁：154.6816=1123.2kN走廊横梁：2.43.2516=124.8kN柱 子：9.723.6/248=839.81kN外 墙：（81+15）2（3.6/2-0.65）3.09=682.27kN内 纵 墙： 8122.53（3.6/2-0.65）=471.34kN内 横 墙： 6152.53（3.6/2-0.65）+6.6122.53（3.6/2-0.65）=492.29kN外墙窗洞： -（402.5+1.32）0.93.83=-353.66kN外 墙 窗： （402.5+1.32）0.90.45=41.55kN内 门 洞：-（1.02.111+1.52.19）0.92.53=-117.15kN 内 门：（1.02.111+1.52.19）0.90.2=9.26kN=10052.00kN四层下半层柱 子：9.723.6/248=839.81kN外 墙：（81+15）23.6/23.09=1067.90kN内 纵 墙：8122.533.6/2=737.75kN内 横 墙：6152.533.6/2+6.6122.533.6/2=770.54kN外墙窗洞：-（402.5+1.32）1.23.83=-471.55kN外 墙 窗：（402.5+1.32）1.20.45=55.40kN内 门 洞：-（1.02.111+1.52.19）1.22.53=-156.20kN内 门：（1.02.111+1.52.19）1.20.2=12.35kN=2856kN三层上半层为：=10052.002kN三层下半层为：=2856kN二层上半层为：=10052.00kN二层下半层为：=2856kN一层上半层楼 面： （8115-6.67.8）4.49=5224.20kN纵 梁： 814.1344=1339.42kN横 梁： 154.6816=1123.2kN走廊横梁： 2.43.2516=124.8kN 柱 子： 9.724.2/248=979.78kN外 墙：（81+15）2（4.2/2-0.65）3.09=1245.89kN内 纵 墙：8122.53（4.2/2-0.65）=594.30kN内 横 墙：6152.53（4.2/2-0.65）+6.6122.53（4.2/2-0.65）=620.72kN外墙窗洞：-40250.93.83=-344.7kN外 墙 窗：402.50.90.45=40.5kN内 门 洞：-（1.02.111+1.52.19）0.92.53=-117.15kN内 门：（1.02.111+1.52.19）0.90.2=9.26kN=10305.22kNGi=Gi+0.5活G6 =848.47KNG5 =8377.10kN（屋面为不上人屋面）G4=（2042.18+10052）+0.5（862.0+59.4242.5）=12320.38kNG3 =（2856+10052）+0.5（862.0+59.42.42.5）=13134.2kNG2 =（2856+10052）+0.5（862.0+59.42.42.5）=13134.2kNG1 =（2856+10052）+0.5（862.0+59.42.42.5）=10531.42KNA=81154+59.415=5751m2G/A=58380.76/5751=10.15kN/m23水平地震作用下的框架内力分析3.1层间侧移刚度计算3.1.1梁线刚度 在计算梁线刚度时，考虑楼板对梁刚度的有利影响，即板作为翼缘工作。在工程上，为简化计算，通常梁均先按矩形截面计算某惯性矩I0，然后乘以增大系数:中框架梁I=2.0I0 边框架梁I=1.5I0梁采用C25混凝土，EC=2.8107kN/m2 I0=1/12bh3(m4) KB单位：kNm横向框架：边跨梁300650mm 中跨梁250500mm 表2 框架梁线刚度计算部位截 面m2跨度m截 面惯 性 矩边 框 架中 框 架I=1.5I0KB=EI/LI=2.0I0KB=EI/L边跨0.30.656.66.8710-310.3110-34.3710413.7410-35.83104边跨0.30.656.06.8710-310.3110-34.8110413.7410-36.41104中跨0.30.52.42.6010-33.910-34.551045.2010-36.071043.1.2柱线刚度：柱采用C30混凝土 Ec=3.0107kN/M2，首层高度4.2m,2-5层3.6m柱截面： 600mm600mm 则 I=I0=1/12bh3=1.0810-3m4 KC=EI/h3.1.3柱的侧移刚度D：一般层： = D=首层： = D=表3边框架柱子的侧移刚度部位 层高m柱子刚度边跨梁线刚度中跨梁线刚度边框架边柱C1（4根）边框架中柱C2（4根）K11DC1K22DC22-63.69000043700455000.4860.195162500.49560.1991658315.16352943700455000.5060.401117530.71620.44813130表4中框架柱子的侧移刚度部位 层高m柱子刚度边跨梁线刚度中跨梁线刚度中框架边柱C1（16根）中框架中柱C2（16根）K11DC1K22DC22-63.69000058300607000.67440.252210001.34890.4033358315.16352958300607000.95550.492144201.91090.616180543.1.4层间侧移刚度的计算：一般层：D1 =（16250+16583）4+（21000+33583）26=1300490底 层：D2 =（11753+13130）4+（14420+18054）26=943856D1/D2 =0.720.7 满足要求 二.水平地震作用层间地震剪力和弹性位移的计算采用底部剪力法计算水平地震作用1.框架水平地震作用及水平地震剪力计算：房屋高度H=5.1+3.64=19.5m房屋宽度B=15m基本自振周期为:场地类，设计地震分组为第一组：Tg=0.35S, 又根据抗震规范可知=0.05 2=1.0 =0.9 而 max=0.08 (多遇地震) max=0.5 （罕遇地震） 又因为 ：Tg T1 5Tg 所以 因为T1抗震规范5.2.5条规定的楼层最小水平地震剪力3.2水平地震作用下的层间位移和顶点位移计算表6变形验算层Vi(kN)hi(m)Di(kN/m)uei=Vi/Di(m)uei/ hi6282.633.6840000.003361/10715743.713.65658880.001931/217441750.323.65658880.003091/126132404.993.65658880.004251/91822858.623.65658880.005051/772131065.13997000.007771/631所以满足规范规定的弹性位移要求。3.水平地震作用下的剪力图如下:图3层间剪力、位移示意图3.3水平地震作用下框架柱剪力和柱弯矩（采用D值法，取轴计算）反弯点到柱下端结点的距离，即反弯点高度。标准反弯点高度比。上下横粱线刚度比对标准反弯点高度比的修正系数。上层层高变化修正值。下层层高变化修正值。根据框架总层数，该柱所在层数和梁柱线刚度比查表得。边柱（中框）表7中框边柱反弯点位子层h(m)y0y1y2y3Y63.60.67440.3020.0000.0000.0000.30253.60.67440.3370.0000.0000.0000.33743.60.67440.4000.0000.0000.0000.40033.60.67440.4500.0000.0000.0000.45023.60.67440.5000.0000.0000.0000.50015.10.95550.7000.0000.0000.0000.700中柱（中框）表8中框中柱反弯点位子层h(m)y0y1y2y3y63.61.34890.3250.0000.0000.0000.32553.61.34890.3670.0000.0000.0000.36743.61.34890.4500.0000.0000.0000.45033.61.34890.5000.0000.0000.0000.50023.61.34890.5000.0000.0000.0000.50015.11.91090.6960.0000.0000.0000.696边柱（中框）表9边框中柱柱端弯矩计算层h(m)Di(kN/m)D(kN/m)D/DiVi(kN)Vik(kN)M下（kNm）M上(kNm)63.61300490210000.0161282.634.550.3024.9511.4353.61300490210000.0161743.7135.920.33743.5885.7343.61300490210000.01611634.5326.320.40037.9056.8533.61300490210000.01612373.8238.220.45061.9275.6823.61300490210000.01612926.7347.120.50084.8284.8215.1943856144200.01533172.5248.540.700173.2874.66中柱（中框）表10中框中柱柱端弯矩计算层H(m)Di(kN/m)D(kN/m)D/DiVi(kN)Vik(kN)M下（kNm）M上(kNm)63.61300490335830.0258282.637.290.3258.5317.7153.61300490335830.0258743.7157.560.36776.05131.1743.61300490335830.02581634.5342.170.45068.3283.5033.61300490335830.02582373.8261.240.500110.23110.2323.61300490335830.02582926.7375.510.500135.92135.9215.1943856180540.01913172.5260.600.696215.1193.95注：（1） ;（2）;（3） 3.4水平地震作用下梁端弯矩按下式计算 根据节点平衡由柱端弯矩求得梁轴线处弯矩B1= KB1/(KB1+KB2)MB1=(MC上+MC下)B1 B2= KB2/(KB1+KB2)MB2=(MC上+MC下)B2表11边跨梁端弯矩计算层A轴B轴MC上MC下B1MABMC上MC下B1B2MBAMBC6011.43111.43017.710.490.518.689.0354.9585.73190.688.53131.170.490.5168.4571.25443.5856.851100.4376.0583.500.490.5178.1881.37337.9075.681113.5868.32110.230.490.5187.4991.06261.9284.821146.74110.23135.920.490.51136.41125.54184.8274.661159.48135.9293.950.490.51112.64117.23表12中跨梁端弯矩计算层C轴D轴MC上MC下C1C2MCBMCDMC上MC下D1MDC6017.710.490.518.689.03011.43111.4358.53131.170.490.5168.4571.254.9585.73190.68476.0583.500.490.5178.1881.3743.5856.851100.43368.32110.230.490.5187.4991.0637.9075.681113.582110.23135.920.490.51136.41125.5461.9284.821146.741135.9293.950.490.51112.64117.2384.8274.661159.483.5水平地震作用下的梁端剪力标准值表13梁端剪力计算层AB跨梁端剪力BC跨梁端剪力CD跨梁端剪力LLL66.60002.40006.09.0311.4310.3256.690.6868.4579.572.471.2568.4569.856.071.2590.6880.9746.6100.4378.1889.312.481.3778.1879.786.081.37100.4390.9036.6113.5887.49100.542.491.0687.4989.286.091.06113.58102.3226.6146.74136.41141.582.4125.54136.41130.986.0125.54146.74136.1416.6159.48112.64136.062.4117.23112.64114.946.0117.23159.48138.363.6水平地震作用下的框架内力图如下：图4地震作用下框架梁柱弯矩图（单位：kN.m）4竖向荷载作用下的内力分析 弯矩二次分配法是一种近似计算方法，即将各节点的不平衡弯矩同时作分配和传递，并以两次分配为限。4.1竖向荷载计算4.1.1荷载传递路线图5荷载传递简图4.1.2.恒载：（1）屋面梁上线荷载标准值：梁重： 边跨梁 0.30.6526=5.07kN/m中跨梁 0.250.526=3.25kN/m屋面板荷载：屋面板边跨为6.6m7.2m，属于双向板，为三角形荷载折减系数：5/8=0.625中跨为7.2m2.4m，属于双向板，为三角形荷载：折减系数：5/8=0.625屋面梁上线荷载标准值为：边跨：g1=6.126.60.625+5.07=30.32kN/m中跨：g2=6.122.40.625+3.22=12.40kN/m（2）楼面梁上线荷载标准值： 边跨：g3=4.496.60.625+5.07=23.59kN/m中跨：g4=4.492.40.625+3.22=9.95kN/m 3.活荷载：（1）屋面边跨q1=0.56.60.625=2.06kN/m中跨q2=0.52.40.625=0.75kN/m（2）楼面边跨 q3=2.06.60.625=8.25kN/m中跨 q4=2.52.40.625=3.75kN/m 1. 框架计算简图:5.梁固端弯矩：梁端弯矩以绕杆端顺时针为正，反之为负 M固=QL2/12竖向荷载作用下框架的固端弯矩荷载部位边 跨中 跨跨度均布荷载固端弯矩跨度均布荷载固端弯矩左右左右恒顶 层6.630.32-110.06110.062.412.4-5.955.95其他层6.623.59-85.6385.632.49.95-4.784.78活载顶 层6.62.06-7.486.522.40.75-0.360.36其他层6.68.25-29.9529.952.43.75-1.801.806.内力分配系数计算1） 转动刚度S及相对转动刚度计算构件名称转动刚度S（KNm）相对转动刚度框架梁边跨1.000中跨0.521一般层1.544底层1.0902）分配系数计算：各杆件分配系数见下表：节点层()()边节点61.544+1.000=2.5440.3930.60751.544+1.544+1.000=4.0080.2500.3850.3854 1.544+1.544+1.000=4.0080.2500.3850.38531.544+1.544+1.000=4.0080.2500.3850.38521.544+1.544+1.000=4.0080.2500.3850.38511.544+1.090+1.000=3.6341.0.2750.4250.300360.521+1.544+1.000=3.0650.3260.1700.50450.521+1.544+1.000+1.544=4.6090.2170.1130.3350.33540.521+1.544+1.000+1.544=4.6090.2170.1130.3350.33530.521+1.544+1.000+1.544=4.6090.2170.1130.3350.33520.521+1.544+1.000+1.544=4.6090.2170.1130.3350.33510.521+1.544+1.000+1.090=4.1550.2410.1250.3720.2625）恒载作用下的弯距：楼层AB 跨BC 跨CD 跨左端中间右端左端中间右端左端中间右端MMMMMMMMM6000000101.2-75.2-98.455105.64-79.7-118.2323.801.02-17.6995.33-67.0-87.25499.53-54.4-101.539.04-0.60-8.4582.86-45.1-82.97396.99-57.0-98.8612.230.82-10.380.44-47.6-80.54297.25-56.3-100.0811.210.63-9.5381.73-46.8-80.66195.05-58.3-98.3213.530.78-10.8580.12-48.7-78.646）活载作用下的弯距：楼层AB 跨BC 跨CD 跨左端中间右端左端中间右端左端中间右端MMMMMMMMM60000005.4-3.6-5.458.7-5.1-8.34.80-5.07.3-4.3-7.3429.3-17.6-29.07.30-7.124.1-14.8-24.3329.5-17.6-29.17.60-7.424.2-14.8-24.5229.2-17.6-29.47.60-7.324.2-14.7-23.2128.2-17.5-29.26.70-6.324.2-14.7-23.4注: 1、弯矩符号逆时针为正8.梁端剪力均布荷载下: V=Vqb/2 1) 恒载作用下梁端剪力: AB跨梁端剪力层qkN/mLmqL/2（kN）(kN)(kN)(kN)（kN）(kN)530.326.6100.06-1.91101.9798.1597.4593.63423.596.677.85-0.3078.1577.5573.6373.13323.596.677.85-0.2978.1477.5673.6273.14223.596.677.85-0.4378.2877.4273.7672.9123.596.677.85-0.5078.3577.3573.8372.83BC跨梁端剪力层qkN/MLqL/2（kN）(kN)(kN)(kN)（kN）(kN)512.402.414.88014.8814.8811.7511.7549.952.411.94011.9411.949.389.3839.952.411.94011.9411.949.389.3829.952.411.94011.9411.949.389.3819.952.411.94011.9411.949.389.382) 活载作用下梁端剪力： AB跨梁端剪力层qkN/mLmqL/2（kN）(kN)(kN)(kN)（kN）(kN)52.066.06.18-4.710.889.849.60.248.756.026.25-17.343.5542.7842.277.6738.756.026.25-17.243.5442.7543.267.7728.756.026.25-17.844.0543.2142.777.1718.756.026.25-18.544.7543.4343.476.47BC跨梁端剪力层qkN/mLmqL/2（kN）(kN)(kN)(kN)（kN）(kN)50.752.40.90.0000.90.90.7130.71343.752.44.50.0004.54.53.5633.56333.752.44.50.0004.54.53.5633.56323.752.44.50.0004.54.53.5633.56313.752.44.50.0004.54.53.5633.5639. 柱轴力和剪力：1） 恒载作用下的柱轴力剪力：（1） 边柱层截面横梁剪力（kN）纵向荷载（kN）柱重（kN）（kN）边柱轴力（kN）611101.97318.2349.57420.20420.2022469.77469.7753378.15306.7449.57384.89854.6644434.46904.2345578.28315.8849.57394.161298.3966443.731347.9637778.28315.8849.57394.161742.1288443.731791.692