四层办公楼钢筋框架结构设计毕业论文.doc

1 四层办公楼钢筋框架结四层办公楼钢筋框架结 构设计毕业论文构设计毕业论文 目 录 摘 要 .III ABSTRACT .IV 1 前 言.V 2 建 筑 设 计 .1 2.1 建筑概况.1 2.2 采光、通风、防火设计.2 2.3 建筑细部设计.2 2.4 方 案 构 思.2 2.5 设 计 过 程.2 2.6 建筑做法.2 3 结 构 设 计 .3 3.1 结构选型布置及计算简图.3 3.1.1结构选型.3 3.1.2柱网布置.4 3.1.3梁板柱的截面尺寸.4 3.1.4.计算简图.5 3.2 荷载计算.6 3.2.1恒荷载计算.6 3.2.2 活荷载计算.12 2 3.2.3.风荷载计算.13 3.3.内力计算.14 3.3.1 风荷载作用下的内力计算及侧移验算.14 3.3.1.1 柱的侧移刚度计算过程如下.14 3.3.2.活荷载作用下的框架内力分析.19 3.3.3.恒荷载作用下的内力分析.25 3.4 框架的内力组合.30 3.5.截面设计.34 3.5.1 框架梁 .34 3.5.2.框架柱.43 3.5.3楼梯的计算.48 3.5.4板的计算.51 3.5.5基础设计.56 4 施 工 设 计 .62 4.1 工程概况.62 4.1.1 总体概况.63 4.1.2 建筑设计.63 4.1.3 结构设计.63 4.2 施工部署.64 4.2.1 总体部署.64 4.2.2 工程的管理组织.65 4.3 施工准备.66 4.4 施工顺序.66 4.4.1 施工原则.66 4.4.2 基础工程施工顺序.66 4.4.3 主体工程施工顺序.66 4.4.4 屋面工程施工顺序.66 4.5 分项工程施工技术及参数.66 4.5.1 土方与基础工程施工方案.66 3 4.5.2 主体结构施工方案.72 4.5.3 主要装饰工程施工方案.82 4.6 施工进度计划.85 4.7 主要机具表.86 4.8 施工平面图布置.87 4.8.1 施工平面图布置原则.87 4.8.2 平面布置.87 4.9 施工措施.88 4.9.1 安全技术措施.88 4.9.2 文明施工措施.90 4.9.3 雨季施工措施.91 谢 辞 .96 参考文献 .97 4 2 建 筑 设 计 2.1 建筑概况 该办公楼为四层钢筋框架结构体系，建筑面积约 4000m2，建筑物平面为矩形。标 准层高 3.6m，顶层层高 4.2m，室内外高差 0.45m，其它轴网尺寸等详见平面简图。 建筑等级:耐火等级为级 抗震等级为四级 设计使用年限 50 年 2.2 采光、通风、防火设计 1.采光、通风设计 在设计中选择合适的门窗位置，取得良好的效果以便于通风。 2.防火设计 本工程耐火等级为二级，建筑的内部装修、陈设均应做到难燃化，以减少火灾的发 生及降低蔓延速度，公共安全出口设有两个，可以方便人员疏散。楼梯间应采用封闭式， 防止烟火侵袭。在疏散门处应设有明显的标志。各层均应设有手动、自动报警器及高压 灭火水枪。 2.3 建筑细部设计 1、建筑热工设计应做到因地制宜，保证室内基本的热环境要求，发挥投资的经济效益。 2、建筑体型设计应有利于减少空调与采暖的冷热负荷，做好建筑围护结构的保温和隔 热，以利节能。 3、采暖地区的保温隔热标准应符合现行的民用建筑节能设计标准的规定。 4、室内应尽量利用天然采光。 5、为满足防火和安全疏散要求，在建筑中间有一部楼梯。 6、商场内的布置与装修以清新自然为主，卫生间的地面铺有防滑地板砖，墙面贴瓷砖。 5 2.4 方 案 构 思 设计采用目前国内通用的钢筋混凝土结构。本设计为总体规划中的单体建筑，设计 中充分考虑到总体规划提出的要求、建筑高度、抗震设防烈度和周围环境的关系，确定 本结构为规则有序的板式结构，建筑平面布置简单、规则、对称、长宽比不大，对抗震 有利，结构具有较好的整体性；同时考虑到结构不同使用功能的需求，建筑平面布置较 为灵活，可以自由分割空间，选用框架结构；立面注意对比与呼应、节奏与韵律，体现 建筑物质功能与精神功能的双重特性。 2.5 设 计 过 程 建筑设计根据建筑用地条件和建筑使用功能、周边城市环境特点，首先设计建筑平 面，包括建筑平面选择、平面柱网布置、平面交通组织及平面功能设计；其次进行立面 造型、剖面设计；最后设计楼梯和卫生间。本设计满足建筑单位的使用要求，技术措施 合理，同时，通风、采光、消防等技术指标均满足相应的规范和规定。 2.6 建筑做法 1屋面做法：防水、保温层：60mm 厚现场喷涂硬质发泡聚氨脂； 找坡层：1:8 水泥膨胀珍珠岩找坡 2%最薄处 40 厚； 结构层：120mm 厚钢筋砼屋面板。 2楼面做法：地面：10 厚铺地砖； 结构层：100现浇砼板。 3墙体做法：内墙：喷涂料； 7厚1：0.3:3 水泥石灰膏砂浆抹面压实抹光； 8 厚1:1:6 水泥石灰膏砂浆扫毛； 8厚1：3 水泥石灰砂浆打底扫毛； 加气混凝土界面处理剂一道。 外墙：7 厚 1:2.5 水泥浆抹面； 9 厚 1:1:6 水泥石灰膏砂浆找平扫毛； 7 厚 1：3 水泥砂浆打底扫毛； 素水泥界面处理剂一道。 6 图 2.1 标准层平面图 3 结 构 设 计 3.1 结构选型布置及计算简图 3.1.1结构选型 本工程选用钢筋混凝土框架结构 选择此结构的原因： 由设计任务书中的要求，要求建筑物内部使用空间能灵活分割，采用框架结构即可最 大限度的满足任务书中的要求。 钢筋混凝土框架结构体系，结构整体性好，抗震性能好。 3.1.2柱网布置 图 3.1 柱网布置图 7 3.1.3梁板柱的截面尺寸 3.1.3.1 梁 a框架梁： L=9600mm 梁高 h=(1/12-1/18)L=(800-533)mm 取 h=750mm 梁宽 b=(1/3-1/2)h=（250-375）mm 取 b=350mm b次梁 ：由于次梁支撑条件不好，故可取次梁尺寸：b h=350750 mm c跨中梁:L=2400mm, 取 b=350mm，h=400mm 3.1.3.2 板跨 L=4800 此处取板厚取 h=140mm 3.1.3.3 柱 柱的尺寸根据轴压比公式确定 =N/fcbh a.边柱，q 取 13kN/m2 =1.05 , fc=14.3 N/mm2 A1=(6.9/2+4.8)*8.7/2=35.888 m2 N1= A1q=35.88813=466.544KN 设计值 N1=1.25N1n=1.25466.5444=2332.688 kN 柱截面面积 A=N/fc=155357 mm2 则 b=h=394mm 取柱截面尺寸为 bh=400400mm b.中柱： A2=（6.9/2+4.8）（1.2+8.7/2）=48.563 m2 N2=A2q=48.56313=631.313KN 设计值 N=1.25N2n=125631.3134=2976.188 KN 则柱截面积 A= N/fc=189204mm2 则 b=h=435mm 取柱的截面尺寸为 bh=450450mm 3.1.4.计算简图 结构计算简图如图所示，室内外高差为 450mm，根据地质资料确定基础顶面离 室外地面为 600mm。因此求得底层计算高度为 0.6+0.45+3.6=4.65m。各梁柱构件的线刚 度比经过计算后列于图中其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，取 I=2Io(Io 8 为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩)。 主梁 Ib1=2 Ec(1/12) 0.40.753 /8.475=2.90 33 10Ecm 上部二、三层边柱 =Ec(1/12) 0.44 /3.6=5.9 1边c i 34 10Ecm 顶层边柱 =3.6/4.2=5.1 2边c i 1边c i 34 10Ecm 上部二、三层中柱 =Ec(1/12) 0.454 /3.6=9.510-4 1中c i 34 10Ecm 顶层中柱 =3.6/4.2=8.1 2中c i 1中c i 34 10Ecm 底层中柱 =3.6/4.65=7.4 3中c i 1中c i 34 10Ecm 顶层边柱 =3.6/4.65=4.6 3边c i 1边c i 34 10Ecm 图 3.2 结构计算简图（） 34 10Ecm 3.2 荷载计算 9 3.2.1恒荷载计算 3.2.1.1 屋面框架梁线荷载标准值 20 厚 1：3 水泥砂浆抹平 11m 分格 0.0220=0.4kN/m2 60 厚现场喷涂硬质发泡聚氨酯保温防水层 0.061=0.06 kN/m2 1:8 水泥膨胀珍珠岩找坡 2%最薄处 40 厚 70.19=1.33kN/m2 140 厚现浇钢筋混凝土屋面板 0.1425 = 3.5 kN/m2 楼面抹灰及吊顶 0.35kN/m2 屋面恒荷载 5.61kN/m2 横向框架梁自重 ： 0.750.3525=6.56kN/m 则作用在屋顶框架梁上的线荷载为： =6.56kN/m 梁 q = 4.85.61=26.93kN/m 板 q 3.2.1.2 楼面框架梁线荷载标准值 10 厚铺地砖稀水泥填缝 ： 280.01=0.28 KN/m2 25 厚 1：2 干硬性水泥砂浆结合层： 0.02520=0.5 KN/m2 140 厚现浇混凝土楼板 0.1425=3.5 KN/m2 吊顶荷载 0.35 KN/m2 楼面其他荷载折合成均布荷载 0.5 KN/m2 楼面恒荷载 5.13 KN/m2 横向框架梁自重 6.56KN/m 因此，作用在中间层框架梁上的线荷载为： = 6.56kN/m 梁 q =4.85.13 =24.62kN/m 板 q 3.2.1.3 屋面框架节点集中荷载标准值 女儿墙自重标准值：600mm 高 200mm 厚，双面抹灰加气混凝土墙自重 0.6(0.27+0.0420)=1.32KN/m 10 纵向框架梁自重标准值：0.750.3525=6.56KN/m 次梁自重标准值：0.750.3525=6.56KN/m 图 3.3 均布荷载传递图 a.A 轴纵向框架梁传来荷载的标准值 集A G4 女儿墙自重： 1.327.2=9.50 kN 纵向框架梁自重： 6.564.8=31.49 kN 次梁自重： 6.568.70.5=28.54 kN 屋面恒荷载传来： KN88.9061 . 5 2 3 4 . 28 . 4 2 1 2/7 . 84 . 22/7 . 84 . 2 2 1 KNG A 42.160 4 集 b.B 轴纵向框架梁传来恒荷载标准值 集B G4 纵向框架梁自重： 6.564.8=31.49 KN 次梁自重 ： 6.568.71/2=28.54 KN 屋面恒荷载传来： KN35.13961 . 5 4 . 28 . 4 2 1 2 3 2/4 . 22/17 . 84 . 22/7 . 82 . 72 . 1 11 KNG B 38.199 4 集 由建筑图知， ;mmee DA 50mmeB25 墙体偏心产生的附加弯矩：(其中：mKNM71 . 0 075 . 0 50 . 9 附加 =75mm。) 附加 e 得 MA=MD=160.420.050+0.71=8.73 kN.m mKNMB98 . 4 025 . 0 38.199 3.2.1.4 楼面框架节点集中荷载标准值 纵向墙体砌块面密度： 70.2=1.4kN/m2 水泥石灰膏砂浆（压实、抹光、扫毛）面密度：（0.007+0.008）17=0.225kN/m2 水泥砂浆打底扫毛： 0.00820=0.16kN/m2 水泥浆（抹面+打底扫毛）面密度： 0.01420=0.28kN/m2 水泥石灰膏砂浆面密度： 0.00917=0.153 kN/m2 则 A 轴墙体面密度 ： 0.225+0.16+15+0.28+0.153=2.2 kN/m2 E 轴为玻璃通窗面密度按玻璃幕墙计算取 1.8 kN/m2 纵向框架梁自重标准值 ： 0.350.7525=6.56 kN/m 次梁自重标准值： 0.350.7525=6.56 kN/m 12 图 3.4 集中荷载传递图 a.A 轴纵向框架梁传来恒荷载标准值 集标A G (1).一、二层： 窗的重度：0.45KN/m A 轴墙体自重 3.6（7.5-0.4）2.2-3.61.51.8(2.2-0.45)=40.01kN 纵向框架梁自重 6.56(4.8+2.4)=47.23KN 次梁自重 6.568.750.5=28.54 kN 楼面恒荷载传来荷载 KN10.8313 . 5 2 3 4 . 28 . 4 2 1 2/7 . 84 . 22/7 . 84 . 2 2 1 橫墙自重：3.68.72.2/4=17.23KN KN11.216G A 集标 A 轴上柱的自重 0.40.43.625=14.4 kN KN34.2344.1411.216GA 总 (2).三层： 窗的重度：0.45KN/m A 轴墙体自重 4.2（4.6+2.4）2.2-3.61.51.8(2.2-0.45)=46.68kN 纵向框架梁自重 6.56(4.8+2.4)=47.23KN 次梁自重 6.568.750.5=28.54 kN 楼面恒荷载传来荷载 KN10.8313 . 5 2 3 4 . 28 . 4 2 1 2/7 . 84 . 22/7 . 84 . 2 2 1 橫墙自重：4.28.72.2/4=20.10KN KN65.225G A 集标 A 轴上柱的自重 0.40.44.225=16.8 kN KN91.2468.1665.225GA 总 13 b. B 轴纵向框架梁传来恒荷载标准值： 集标B G (1).一、二层： B 轴墙体自重：3.6（7.5-0.4）2.2=57.02N 纵向框架梁自重标准值：0.350.7525=6.56 kN/m 纵向框架梁自重：6.56(4.8+2.4)=47.23KN 次梁自重： 6.568.70.5=28.54 kN 楼面恒荷载传来荷载 KN44.12713 . 5 4 . 28 . 4 2 1 2 3 2/4 . 22/17 . 84 . 22/7 . 82 . 72 . 1 KN68.294G B 集标 B 轴上柱自重： 0.450.453.625=18.23kN KN08.30923.1868.294GB 总 B 轴墙体偏心附加弯矩：57.920.075=4.28KN.m A 轴墙体偏心附加弯矩：40.010.075=3KN.m MA 标=234.340.050+3=14.82KN.m MB 标=294.680.025=11.65KN.m 框架梁自重：中间跨 0.350.425=3.5KN/m 边跨 0.350.7525=6.56KN/m (1).三层： B 轴墙体自重：4.2（7.5-0.4）2.2=66.52N 橫墙自重：4.28.72.2/2=40.19 纵向框架梁自重标准值：0.350.7525=6.56 kN/m 纵向框架梁自重：6.56(4.8+2.4)=47.23KN 次梁自重： 6.568.70.5=28.54 kN 楼面恒荷载传来荷载 14 KN44.12713 . 5 4 . 28 . 4 2 1 2 3 2/4 . 22/17 . 84 . 22/7 . 82 . 72 . 1 KN49.308G B 集标 B 轴上柱自重： 0.450.453.625=18.23kN KN72.32623.1849.308GB 总 B 轴墙体偏心附加弯矩：66.520.075=4.99KN.m A 轴墙体偏心附加弯矩：46.680.075=3.5KN.m MA 标=246.910.050+3.5=15.85KN.m MB 标=326.720.025+4.99=13.16KN.m 框架梁自重：中间跨 0.350.425=3.5KN/m 边 跨 0.350.7525=6.56KN/m 15 图 3.5 恒荷载图 3.2.2 活荷载计算 3.2.2.1 屋面活荷载计算： 屋面为非上人屋面，查得屋面活荷载标准值：0.5 kN/m2 0.54.8=2.4KN/m 板 q =(2.48.70.5+2.42.4)1/2=8.1K D4 G A4 G =8.1+7.21.21/2=12.42kN B4 G C4 G 3.2.2.2 楼面活荷载计算 楼面活荷载标准值 ：2 kN/m2 16 24.8=9.6 kN/m 板 q =(2.48.7/2+2.42.4) 2=32.4KN D G标 A G标 =32.4+7.21.22=49.68KN B G标 C G标 3.2.2.3 集中荷载偏心产生的弯矩 8.10.05=0.41 KN.m DA MM 44 12.420.025=0.31KN.m BC MM 44 1.62 KN.m05 . 0 4 . 32 DA MM 标标 mKNMM CB .24 . 1 025 . 0 68.49 标标 图 3.6 活荷载图 17 3.2.3.风荷载计算 风压标准值计算公式为 wk=zzs w0 因结构高度 H=18m As min =525mm2） 将下部跨间截面的钢筋全部伸入支座。则支座截面可按已知受压钢筋的双筋截面计算受 拉钢筋，因本工程梁端弯矩较小，简化计算，仍可按单筋矩形截面设计。 40 A 支座截面： 2 6 0 2 6 2 0 1 60.225 715989 . 0 360 1043.57 989 . 0 2 211 ,518 . 0 0227 . 0 211 0224 . 0 715350 3 . 140 . 1 1043.57 mm hf M A hbf M sy s s s bs fc s 满足 实配：220+110 （741.1 As min=525 mm2）满足要求。 s A 2 mm B 支座截面： 2 6 0 2 6 2 0 1 3 . 632 7159682 . 0 360 10575.157 9682 . 0 2 211 ,518 . 0 0636 . 0 211 0616 . 0 715350 3 . 140 . 1 10575.157 mm hf M A hbf M sy s s s bs fc s 满足 实配 320 （As942.6 mm2 As min=525mm2）满足要求。 其他层的配筋计算结果见下表 表 3.8 配筋计算结果见下表 截面M/KNm b 或 bf/m m ho/mmasrsAs/mm2 实配钢 筋 实配 As配筋率 支座 A 57.428 3507150.0224 0.0227 0.9886 225.7 218+ 212 734.8 0.0029 AB 跨 内 255.688 28257150.0124 0.0125 0.9938 999.6 218+ 220 1137.4 0.0045 支座 B 左 157.575 3507150.0616 0.0636 0.9682 632.3 216+ 218 910.6 0.0036 支座 B 右 102.295 3503650.1534 0.1674 0.9163 849.6 216+ 218 910.6 0.0071 BC 跨 内 99.379 28253650.0185 0.0186 0.9907 763.4 216+ 218 910.6 0.0071 4 支座 C 左 102.295 3503650.1534 0.1674 0.9163 849.6 216+ 218 910.6 0.0071 41 支座 C 右 157.575 3507150.0616 0.0636 0.9682 632.3 216+ 218 910.6 0.0036 CD 跨 内 255.688 28257150.0124 0.0125 0.9938 999.6 218+ 220 1137.4 0.0045 支座 D 左 57.428 3507150.0224 0.0227 0.9886 225.7 218+ 212 734.8 0.0029 支座 A 144.582 3507150.0565 0.0582 0.9709 578.5 222760.2 0.0030 AB 跨 内 310.681 28257150.0150 0.0152 0.9924 1216.2 220+ 222 1388.6 0.0055 支座 B 左 250.651 3507150.0980 0.1033 0.9484 1026.8 220+ 222 1388.6 0.0055 支座 B 右 104.002 3503650.1560 0.1705 0.9147 865.3 220+ 222 1388.6 0.0109 BC 跨 内 97.964 28253650.0182 0.0184 0.9908 752.4 216+ 218 910.6 0.0071 支座 C 左 104.002 3503650.1560 0.1705 0.9147 865.3 220+ 222 1388.6 0.0109 支座 C 右 250.651 3507150.0980 0.1033 0.9484 1026.8 220+ 222 1388.6 0.0055 CD 跨 内 310.681 28257150.0150 0.0152 0.9924 1216.2 220+ 222 1388.6 0.0055 3 支座 D 左 144.582 3507150.0565 0.0582 0.9709 578.5 222 760.2 0.0030 支座 A 162.397 3507150.0635 0.0656 0.9672 652.3 222760.2 0.0030 AB 跨 内 286.472 28257150.0139 0.0140 0.9930 1120.8 220+ 222 1388.6 0.0055 支座 B 左 273.208 3507150.1068 0.1132 0.9434 1125.1 220+ 222 1388.6 0.0055 支座 B 右 113.041 3503650.1695 0.1870 0.9065 949.0 220+ 222 1388.6 0.0109 BC 跨 内 101.835 28253650.0189 0.0191 0.9904 782.5 216+ 218 910.6 0.0071 支座 C 左 113.041 3503650.1695 0.1870 0.9065 949.0 220+ 222 1388.6 0.0109 支座 C 右 273.208 3507150.1068 0.1132 0.9434 1125.1 220+ 222 1388.6 0.0055 CD 跨 内 286.472 28257150.0139 0.0140 0.9930 1120.8 220+ 222 1388.6 0.0055 2 支座 D 左 162.397 3507150.0635 0.0656 0.9672 652.3 222760.2 0.0030 1 支座 A 156.173 3507150.0610 0.0630 0.9685 626.5 222760.2 0.0030 42 AB 跨 内 308.289 28257150.0149 0.0150 0.9925 1206.8 220+ 222 1388.6 0.0055 支座 B 左 269.448 3507150.1053 0.1115 0.9442 11