土木工程毕业设计--办公楼

沈阳工业大学本科生毕业设计 本项目为XX办公楼设计，为毕业设计项目，该项目位于沈阳市，该项目主要用于开会、办公。主要有小办公室、大办公室、中会议室。该建筑结构形式为现浇混凝土框架结构。本项目占地面积约1712.16平方米，建筑面积8560.75平方米。建筑物总长度49.2米。该项目主体五层，首层层高3.6米，其余层层高3.3米。建筑高度（地上层）17.25米，室内外高差为0.45米。建筑设计使用年限为50年，建筑物的耐火等级为二级，抗震设防烈度为7度，屋面防水等级为2级。框架柱混凝土强度等级为C30，柱截面为500500 mm ，框架梁混凝土强度等级为C30，框架梁截面为300700mm 。女儿墙用混凝土现浇，墙体均采用空心砖砌筑。建筑地点地质条件良好，边柱采用柱下独立基础，中柱采用柱下独立联合基础,基础埋深为2.0m,混凝土强度等级为C30。经济符合要求。结构计算密切联系建筑设计，以现行的有关规范为依据，主要包括风荷载计算，地震荷载计算，竖向荷载计算，内力组合，框架梁配筋计算，框架柱配筋计算，基础配筋计算 。本项目工程采用钢筋混凝土结构框架结构体系，选择了有代表性的一榀框架进行计算。对于竖向荷载作用采用弯矩二次分配法，水平荷载作用采用反弯点法。设计计算整个过程中综合考虑了技术经济指标和施工工业化的要求。关键词：办公楼；现浇钢筋混凝土；毕业设计；框架结构 AbstractThis project is ShenYang office building design, design for the graduation project, the project is located in shenyang, this project is mainly used for the meeting, office.Mainly in the small office, office, conference room.The structure form for cast-in-situ concrete frame structure. The project covers an area of about 1712.16 square meters, construction area of 8560.75 square meters. Building a total length of 49.2 meters. The project main body for five layer, layer upon layer is 3.6 meters high, the rest of the layers is 3.3 meters tall. Building height (top) 17.25 meters, the elevation difference of inside and outside is 0.45 meters. Architectural design, use fixed number of year for 50 years buildings fire resistance rating for the secondary, the seismic fortification intensity is 7 degrees, roof waterproof level to level 2.For C30 strength grade of concrete frame column, column section is 500 x 500 mm, frame beam for C30 strength grade of concrete, frame beam section is 300 x 700 mm. With concrete cast-in-situ parapet, hollow brick masonry wall are adopted. Good construction site geological conditions, the independent foundation under column by column, column used in joint under column independent foundation, foundation is buried deeply, 2.0 m, for C30 strength grade of concrete. Economic accords with a requirement。Structure calculation closely related architectural design, based on the current relevant specification, mainly including wind load calculation of seismic load calculation, frame beam reinforcement calculation of frame column reinforcement calculation, This project adopts the structure of reinforced concrete frame structure system, chose a representative cross to calculate. Vertical load to the bending moment secondary distribution method is adopted, the horizontal loads, inflection point method is used. The whole process of design calculation considering the requirements of technical economic index and construction industrialization.Keywords: building; The cast-in-situ reinforced concrete; Graduation design; Frame structure目录摘要IAbstractII第一章 工程概况11.1 场地情况11.2 设计资料11.3 设计参数2第二章 建筑设计32.1.设计思想32.2.方案论证(三个方案对比分析)32.3方案说明52.4 方案确定5第三章 结构设计63.1 荷载计算63.1.1截面尺寸的选取63.1.2荷载计算63.1.3 计算简图及层数划分83.1.4 各层荷载重力代表值计算83.2 水平地震作用下的框架内力分析113.2.1 基本资料113.2.2水平地震作用下的框架内力113.2.3 水平地震作用分析133.3 风荷载作用下框架内力分析193.3.1 风荷载作用下的层间剪力193.3.2 风荷载作用下的框架内力193.4. 竖向荷载作用下框架内力分析223.4.1 荷载传递路线223.4.2 恒载223.4.3活载233.4.4 框架内力计算243.4.5 梁端剪力313.4.6 柱轴力和剪力323.5 荷载组合及最不利内力确定343.5.1 梁的内力组合343.5.2柱的内力组合413.6 框架结构的配筋计算463.6.1 材料强度463.6.2 配筋率463.6.3 计算公式463.6.4 具体配筋计算473.7基础设计603.7.1 边柱基础计算603.7.2 中柱基础计算63第四章 电算674.1底层_层1构件截面计算结果674.2 动力节点位移684.2.1 柱单元684.2.2 梁单元694.3 结构信息694.3.1 结构总体和各层信息694.3.2各层的重量、质心和刚度中心744.3.3各层的柱面积、短肢墙面积、一般墙面积、墙总长、建筑面积、单位面积重量744.3.4风荷载744.3.5层刚度比75第五章 总结77参 考 文 献78致 谢80第一章 工程概况1.1 场地情况建筑场地如图1-1所示。场地东西长80米，南北长60米，场地南侧为主要干道，西临次干道，东侧为某单位住宅小区，北侧为预留建筑用地。图1-1 场地情况1.2 设计资料1. 抗震设防烈度为7度；场地类别为类。2. 基本风压 0.55KN/m 基本雪压0.50KN/m；冻结深度：-1.2m3. 场地地质条件：序号岩 土分 类土层深度(m)厚度范围(m)地基承载力fk (kPa)土的容重(kN/m3)桩端土承载力设计值qp(kPa)桩周土摩擦力设计值qs(kPa)1杂填土0.00.90.916.0102粉 土0.92.01.112017.4203中 砂2.02.90.922017.81400304砾 砂2.96.83.931018.32500455圆 砾6.812.86.050018.5350060其中，地下水位：-9.5m，无侵蚀性。1.3 设计参数1.3.1. 建筑面积：7000m210%；1.3.2. 建筑层数：57层；1.3.3. 结构形式：框架结构；1.3.4. 房间使用要求：大办公室：5060m2，10个左右小办公室：2030m2，数量不限大会议室：150200m2，1个中会议室：50100m2，每层1个，男女卫生间：2030m，数量不限。其它如会客室、接待室、阅览室、活动室等公用和服务用房可根据情况自行安排。第二章 建筑设计2.1.设计思想设计一个小型写字楼，满足坚固耐用，构造合理，美观大方，节省经济等2.2.方案论证(三个方案对比分析)方案一 (如图2-1) 图2-1 方案一，底层平面图方案说明:此结构形状一般，无结构变化处，但是柱网容易布置，本结构较突出的特点是在结构右侧一个半圆形的会议室.但是整体给人的感觉一点也不新颖，结构方面，大多数都是小开间，不符合框架结构的特点。方案二 图2-2 方案二 底层平面图方案说明:本方案造型新颖，但是对于所处地段的形状有严重要求，且浪费面积，此结构方案的柱网不容易布置，且对于施工要求比较高，此结构长高比较大，容易出现裂缝，建筑的整体性较差.方案三 图2-3 方案三 底层平面图2.3方案说明本方案采用对称美的思想，比较适合大家的思想，且建筑样式比较新颖，房间组合比较多样，建筑利用率较高，柱网亦较易布置，但本方案抗震性能不是特别好，还有就是楼梯有些多了。2.4 方案确定 综上说明，还是觉得第三个方案比较符合本次毕业设计的要求，建筑面积利用率较高，柱网易布置，房间结构富于变化。最终，我决定了第三个方案为我毕业实际的最终方案。第三章 结构设计3.1 荷载计算3.1.1截面尺寸的选取(1)框架柱（C30混凝土）根据轴压比公式初步估计柱截面尺寸：N/fcbh0.8（二级框架） （3-1） 其中B为修正系数，当柱分别为边柱，等跨中柱和不等跨中柱时，B值分别取1.3, 1.2,。F框架柱的负荷面积Ge框架柱负荷面积上的荷载值，一般取1215 kN/m2n楼层数 取bc=hc=500mm500mm(2) 框架梁由挠度控制：h=（1/8-1/12）l b=（1/2-1/3）h选定横向，纵向框架梁截面尺寸： 次梁截面尺寸为（1/12-1/18）l 选定 (3)楼板厚度1/40*3000=75mm 取h=100mm 楼梯板选为100mm。3.1.2荷载计算(1)恒载屋面（不上人） 保护层改性沥青 0.4KN/m2 20mm厚1:3水泥砂浆找平 200.2=0.4KN/m2 80mmGRC增强水泥聚合苯复合保温板 3.50.1=0.35KN/m2 焦渣找坡最薄处30mm平均厚120mm 100.12=1.2kN/m2 100mm厚钢筋混凝土板 250.1=2.5 kN/m2 20mm厚板下抹灰 170.02=0.34 kN/m2 =4.89kN/m2楼面 水磨石地面 0.65kN/m2 20mm厚1:3水泥砂浆找平层 0.0220=0.4kN/m2 100mm厚钢筋混凝土板 3.0kN/m2 20mm厚板下混合砂浆抹灰 0.34kN/m2 =4.33kN/m2梁重：(考虑抹灰,取梁自重26 kN/m) 主梁重 260.70.3=5.46kN/m 次梁重 260.50.3=3.90kN/m墙重：（砌体与抹灰之和）外墙： 130.37=4.81kN/m内墙： 130.24=3.12kN/m抹灰：外墙面外抹灰：20厚水泥砂浆0.40kN/m外墙面内抹灰及内墙面抹灰：20厚石灰砂浆0.34kN/m保温：外墙60mm厚苯板保温层0.080.2=0.016kN/m总墙重：外墙：4.81+0.4+0.34+0.016=5.77kN/m内墙：3.12+0.342=3.8kN/m柱重： 270.500.50=6.75kN/m（考虑到柱子抹灰，取柱子自重27kN/m3）门、窗：门：0.2kN/m2 窗：0.2kN/m2(2)活荷载屋面，办公室楼面： 2.0 kN/m2走廊，楼面： 2.5 kN/m2沈阳雪载： 0.50 kN/m2沈阳基本风压： 0.55 kN/m23.1.3 计算简图及层数划分 由于结构质量主要集中于各层楼盖和屋盖处，故可将结构简化为图3-1所示的多质点体系，其中G4为第四层上半层高度范围内的全部集中于屋面标高处的质量，其他层质量均取其楼盖及其上、下各一半层高范围内的全部集中于楼面标高处的质量。图 3-1 柱网布置3.1.4 各层荷载重力代表值计算(1) 五层上半层 女儿墙，现浇混凝土，高度0.9m 屋面自重 纵向框架梁 横向框架梁 次梁 柱子 外墙 内纵墙 内横墙 窗自重 五层上半层的恒载 五层上半层的活载：取雪荷载 0.5KN/m2 (2) 标准层楼面板自重梁重柱子外墙内纵墙内横墙窗自重标准层恒荷载标准层活荷载二到五层重力荷载值(3) 二层下半层 柱子 外墙 内纵墙 内横墙 窗重(4) 一层上半层 柱子 外墙 内纵墙 内横墙 窗自重 门自重 楼面板自重 梁重 首层恒荷载 首层活荷载 首层重力荷载值 综上， ,.3.2 水平地震作用下的框架内力分析3.2.1 基本资料 设计概况： 柱截面： 框架梁： 3.2.2水平地震作用下的框架内力(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C30混凝土，横向框架：边跨梁300mm700mm 中跨梁300mm700mm 中框架 边框架 (2)柱线刚度 柱采用C30混凝土，首层高度（3.6+0.45）=4.05m，2-5层3.3m。 柱截面500mm500mm (3) 柱的侧移刚度D 一般层：， , 首 层：， ，。图3-2 框架各部分线刚度表3-1 柱的侧移刚度层号柱编号ic(N.)KD25层AD4.710101.700.4592.3710412.28104BC4.710105.360.7283.771041层AD3.810102.100.6341.761049.12104BC3.810106.630.8262.30104 满足.3.2.3 水平地震作用分析(1) 框架水平地震作用下及水平地震剪力计算本框架结构符合底部剪力法的适用范围，故采用底部剪力法计算水平地震作用，用顶部位移法计算结构的基本自振周期T1。表3-2 结构顶点侧移层号GiGiDi5743.55743.550.0060.1234990.951734.50.0143990.952725.450.0222990.953716.40.0301961.714678.11912000.051 结构顶点侧移ut=0.123 为折减系数 ，框架结构取0.60.7，场地二类，抗震设防烈度7度（0.1g），设计地震分组第一组时，Tg=0.35s，（多遇地震） T1Tg 则，结构总水平地震作用效应标准值 因为且，所以。底部附加地震作用,计算如表3-3所示。表3-3 水平地震作用下的楼层剪力质点HiGiFEKFiVi53.3743.55317.6635.8935.8911.9043.31734.568.53104.4227.7533.32725.4582.21186.6343.6123.33716.477.37264.0059.6114.054678.1153.66317.6674.85注：，取0.016，上表都满足条件。 (2) 水平地震作用下的层间位移和顶点位移计算表3-4 水平地震作用下的层间位移验算层ViHiDi535.893.30.290.4104.423.30.850.3186.633.31.520.2264.003.32.150.1317.664.05912003.480. =1/550=.（钢筋混凝土框架弹性层间位移角）满足弹性位移要求。 (3)水平地震作用下框架柱剪力和柱弯矩（D值法）表3-5 框架柱反弯点高度层54321h3.33.33.33.34.05ZA/DK1.71.71.71.72.1y00.390.440.490.500.55y10.000.000.000.000.00y20.000.000.000.000.00y30.000.000.000.000.00y40.390.440.490.500.55ZB/CK5.365.365.365.366.63y00.450.500.500.500.55y10.000.000.000.000.00y20.000.000.000.000.00y30.000.000.000.000.00y40.450.500.500.500.55表3-6 边柱柱端弯矩计算层HDiDD/DiViVikyM下M上53.3237000.19335.896.930.398.9213.9543.3237000.193104.4220.150.4429.2637.2433.3237000.193186.6336.020.4958.2460.6223.3237000.193264.0050.950.5084.0784.0714.0591200201000.193317.6661.310.55136.57111.74表3-7 中柱柱端弯矩计算层HDiDD/DiViVikyM下M上53.3377000.30735.8911.020.4516.3620.0043.337700.307104.4232.060.5052.9052.9033.3377000.307186.6357.300.5085.9585.9523.3377000.307264.0081.050.50133.73133.7314.0591200255000.307317.6697.520.55217.22177.73(4)水品地震作用下梁端弯矩的计算表3-8 水平地震作用下的梁端弯矩层LABLBCMABMBAMBCMCB513.956.3513.6513.65446.1621.9947.2747.27389.8840.0897.7797.772142.3169.74149.94149.941195.8198.88212.58212.58(5) 水平地震作用下的梁端剪力和柱轴力标准值 表 3-9 水平地震作用下的梁端剪力和柱轴力标准值层AB跨梁端剪力BC跨梁端剪力柱轴力L(m)Mb左Mb右VbL(m)Mb左Mb右Vb边柱中柱54.813.956.354.23313.6513.659.10-4.23-4.8744.846.1621.9914.20347.2747.2731.51-18.43-22.1834.889.8840.0827.08397.7797.7765.18-45.51-60.2824.8142.3169.7444.183149.94149.9499.96-89.69-116.0614.8195.8198.8861.393212.58212.58141.72-151.08-196.39图3-3 水平地震作用下的框架内力图3.3 风荷载作用下框架内力分析3.3.1 风荷载作用下的层间剪力 地区基本风压 风载体型变化系数 建筑结构高度17.25m30m 取 场地类别按B类计算 风荷载计算如表3-10所示。表 3-10 风荷载计算层51.01.317.251.200.5512.2410.5041.01.313.951.120.5515.8412.6831.01.310.651.020.5515.8411.5521.01.37.351.000.5515.8411.3211.01.34.051.000.5517.6412.613.3.2 风荷载作用下的框架内力(1)风荷载作用下的柱端弯矩表3-11 框架柱剪力计算层水平荷载层剪力Vi（KN）510.5010.500.1930.3072.0263.224412.6823.180.1930.3074.4747.116311.5534.730.1930.3076.70310.662211.3246.050.1930.3078.88814.137112.6158.660.1930.30712.72916.601(2)风荷载作用下反弯点高度比 表 3-12 框架柱反弯点高度比层54321h3.33.33.33.34.05ZA/DK1.71.71.71.72.1y00.390.440.490.500.55y10.000.000.000.000.00y20.000.000.000.000.00y30.000.000.000.000.00y40.390.440.490.500.55ZB/CK5.365.365.365.366.63y00.450.500.500.500.55y10.000.000.000.000.00y20.000.000.000.000.00y30.000.000.000.000.00y40.450.500.500.500.55(3) 风荷载框架柱端弯矩计算表 3-13 框架柱端弯矩计算层ZA/DZB/CYh(m)M下（KNm）M上（KNm）Yh(m)M下（KNm）M上（KNm）51.2872.6074.0781.4854.7885.85241.4526.4968.2681.65011.74111.74131.61710.83911.2811.65017.59217.59221.65014.66514.6651.65023.32623.32612.22828.36023.1922.22836.98730.247(4) 风荷载框架梁端弯矩计算表 3-15 框架梁端弯矩计算层LABLBCMABMBAMBCMCB54.0781.8583.9943.994410.8755.24711.28211.282317.7779.31220.02120.021225.50412.99027.92827.928137.85717.00736.56636.566图3-5 框架剪力及弯矩图3.4. 竖向荷载作用下框架内力分析3.4.1 荷载传递路线图3-6 荷载传递简图3.4.2 恒载 屋面梁上线荷载标准值 梁重 屋面板荷载屋面板边跨为，属于双向版（按塑形计算）为梯形荷载。 折减系数 中跨 4.8m3.0m，属于双向版，为三角形荷载。 折减系数 5/8=0.625梯形荷载折减系数 屋面梁上线荷载标准值为边跨中跨楼面梁上线荷载标准值为边跨中跨3.4.3活载 屋面 边跨中跨 楼面边跨中跨3.4.4 框架内力计算 (1) 框架计算简图图3-7 框架计算简图(2) 梁固端弯矩表3-16 竖向荷载作用下框架的固端弯矩荷载部位跨度边跨均布荷载固端弯矩跨度中跨均布荷载固端弯矩左右左右恒载顶层4.815.92-30.5730.57312.80-9.69.6其他层4.814.72-28.2628.26311.96-8.978.97活载顶层4.80.11-2.112.1130.08-0.060.06其他层4.84.28-8.228.2233.75-2.812.81(3) 内力分配系数计算 转动刚度S及相关转动刚度S计算表 3-17转动刚度S及相关转动刚度S构件名称转动刚度S(KNm)相对转动刚度S框架梁边跨1.000中跨1.063框架柱2-5层0.5901层0.480 分配系数计算表3-18 各种杆件分配系数节点层左梁右梁上柱下柱边节点51.000+0.590=1.5900.6290.37141.000+0.590+0.590=2.1800.4580.2710.27131.000+0.590+0.590=2.1800.4580.2710.27121.000+0.590+0.590=2.1800.4580.2710.27111.000+0.590+0.480=2.0700.4830.2850.232中间节点51.000+1.063+0.590=2.6530.3770.4010.22241.000+1.063+0.590+0.590=3.2430.3080.3280.1820.18231.000+1.063+0.590+0.590=3.2430.3080.3280.1820.18221.000+1.063+0.590+0.590=3.2430.3080.3280.1820.18211.000+1.063+0.590+0.480=3.1330.3190.3390.1880.154 弯矩分配与传递图3-8 恒载作用下的弯矩分配图3-9 活载作用下的弯矩分配图3-10 恒载作用下的弯矩图图3-11 活荷载作用下的弯矩图表 3-19 恒载作用下的弯矩层AB跨BC跨CD跨左中右左中右左中右5-15.2223.5829.32-21.16-6.7621.16-29.3223.5815.224-18.8623.4119.10-11.841.6211.84-19.1023.4118.863-20.4422.7118.92-12.031.4212.03-18.9222.7120.442-20.4422.7018.94-12.011.4412.01-18.9422.7020.441-18.0419.7227.31-17.23-3.7817.23-27.3119.7218.04在竖向荷载作用下，对梁端弯矩进行调幅，取0.9. 表 3-20 恒载作用下的弯矩（调幅后）层AB跨BC跨CD跨左中右左中右左中右5-13.7026.1226.39-19.04-4.6419.04-26.3923.5813.704-16.9725.3117.19-10.662.8010.66-17.1923.4116.973-18.4024.6817.03-10.832.6210.83-17.0322.7118.402-18.4024.6717.05-10.812.6410.81-17.0522.7018.401-16.2422.0224.58-15.51-2.0615.51-24.5819.7216.24表 3-21 活荷载作用下的弯矩层AB跨BC跨CD跨左中右左中右左中右5-0.79-0.260.37-0.050.040.05-0.37-0.260.794-5.455.608.01-5.04-0.825.04-8.015.605.453-5.945.288.15-4.89-0.674.89-8.155.285.942-5.865.268.27-4.76-0.544.76-8.275.265.861-5.238.828.00-5.15-0.935.15-8.008.825.233.4.5 梁端剪力均布荷载下： ，（b为柱截面宽）（1） 恒载作用下梁端剪力 表3-22 恒载作用下AB梁端剪力AB跨梁端剪力层gLql/2M/LV左V右V左，V右，515.924.838.212.9435.2741.1531.2937.17414.724.835.330.0535.2835.3831.6031.70314.724.835.33-0.3235.6535.0131.9731.33214.724.835.33-0.3135.6435.0231.9631.34114.724.835.331.9333.4037.2629.7233.58表 3-23 恒载作用下BC跨梁端剪力BC跨梁端剪力层gLql/2M/LV左V右V左，V右，512.80319.20019.2019.2016.0016.00411.96317.94017.9417.9414.9514.95311.96317.94017.9417.9414.9514.95211.96317.94017.9417.9414.9514.95111.96317.94017.9417.9414.9514.95（2）活载作用下梁端剪力表3-24 活载作用下AB跨梁端剪力AB跨梁端剪力层gLql/2M/LV左V右V左，V右，50.114.80.26-0.080.340.180.310.1544.284.810.270.539.7410.808.679.7334.284.810.270.469.8110.738.749.6624.284.810.270.509.7710.778.709.7014.284.810.272.777.5013.046.4311.97表3-25活载作用下BC跨梁端剪力BC跨梁端剪力层gLql/2M/LV左V右V左，V右，50.0830.1200.120.120.100.1043.7535.6205.625.624.684.6833.7535.6205.625.624.684.6823.7535.6205.625.624.684.6813.7535.6205.625.624.684.683.4.6 柱轴力和剪力（1） 恒载作用下的柱轴力和剪力表 3-26恒载作用下的中柱轴力和剪力层截面横梁剪力纵向荷载柱重N轴力剪力5上端35.27121.2522.28156.52156.527.55下端178.80178.804上端35.28135.2922.28170.57349.376.60下端192.85371.653上端35.65135.2922.28170.94542.596.19下端193.21564.812上端35.64135.2922.28170.9