[学士]某公安局指挥中心办公楼结构设计计算书

1、-工学院毕业设计说明书 第 70 页 共 142 页1 引言作为一名土木工程专业的学生，毕业设计是大学阶段尤为重要的一个环节，它是对我们大学阶段所学知识的一次综合运用，不但使我们各方面的知识系统化，而且使所学知识实践化。是我们运用所学的基础理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计的重要实践过程，涉及综合运用建筑、结构、施工、设备和相关学科的基础知识。这不仅是对大学四年所学知识的总结，也是对我们能力的一次考验。因而对培养学生的综合素质、增强工程意识和创新能力具有其他教学环节无法代替的重要作用。我这次的课题为-市公安局指挥中心办公楼设计,在-老师的指导下，进行了本次毕业设计。主要目的是加深对理论

2、和概念的理解，通过所学的专业知识来达到学以致用、理论联系实际的境界。由于毕业设计的时间较短，我们土木工程专业的学生本次毕业设计仅需完成该工程的建筑设计及结构设计两部分，侧重于结构计算。通过毕业设计，使我们初步了解运用建筑规范和国家标准图集，初步掌握建筑设计的基本方法和步骤，了解建筑物的一些细部构造，进一步提高和训练绘图技巧，包括使用计算机绘制建筑图及有关结构计算。在设计中，一方面要把所学的知识运用到设计中去，熟悉国家有关规范、条例和规程并知道如何去查找规范里的相关条文；本设计说明书主要包括中英文摘要、设计任务书、建筑设计（包括总平面图、平面图、立面图、剖面图等）、框架结构设计、以及其它附属构件

3、设计，基本上是一个比较全面的设计。在设计中运用了Auto-CAD、PKPM等一系列计算机辅助设计软件，对自己的计算机知识和软件运用能力有了一定的加强。由于毕业设计是一种初步的尝试，毕业设计时间仓促，涉及专业比较多，工作量较大，加上条件和水平所限，不可避免地存在疏漏与错误，敬请各位资深专家、教师批评指正。2 建筑设计说明本设计为-市公安局指挥中心办公楼，建筑面积为5000m2左右，是一综合性多功能的框架结构建筑物。设计应满足具体功能要求。具体功能要求为：1、 小办公室、大办公室、会议室、指挥大厅、多媒体报告厅、档案室、文印室、监控室、卫生间等。2、采用单内廊式建筑设计在整个设计的过程中起着很大的

4、作用，在这一阶段，我们应该考虑到建筑的整体造型是否美观，布局是否合理，光线是否充沛，保温是否良好等。同时也应该考虑到经济方面的要求，使得此建筑设计成一座经济、实用、坚固、美观的办公楼。本次设计综合考虑了建筑、结构、设备、造价等方面的因素，解决了建筑功能、环境保护、节能、建筑经济等问题。具体如下：建筑设计主要解决：环境、场地；与人的活动有关的空间组织；建筑技术问题；建筑艺术和室内布置。 结构设计主要解决：结构形式；结构材料；结构的安全性、适用性和耐久性；结构的连接构造和施工方法。框架结构设计中考虑到控制截面对于框架柱由于弯矩、轴力和剪力沿柱高是线性变化，弯矩最大值在柱两端，因此可取各层柱的上、下

5、端截面作为控制截面。对于框架梁可取梁的两端和跨间最大弯矩处作为梁的控制截面。对于荷载效应组合可采用简化的方法，即对所有可变荷载乘以一个确定的荷载组合系数。对于竖向可变荷载的最不利位置采用最不利荷载位置法，求跨中正弯矩活荷载除布置本跨外其它各跨应隔跨布置，竖向亦相同布置形成棋盘式间隔布置，对于端部弯矩的求法即在该梁的左右跨布置然后隔跨布置，上下层以另一端产生最大负弯矩的要求同连续梁一样布置，其它楼层竖向隔层布置，对于梁端弯矩调幅按规范乘以梁端弯矩调幅系数作相应的调整。建筑物是社会物质和文化财富，它在满足使用要求的同时，还需要考虑人们对建筑物在美观方面的要求。2.1 平面设计房屋建筑平面空间处理问

6、题，应根据建筑的性质和规模，结合基地条件和环境特点（包括现有地形、道路、绿化、朝向、原有建筑和设计管网等），建筑群体之间的空间处理，包括建筑群的体形组合协调，使建筑物之间的空地、庭院、广场等空间感觉完整、尺寸比例适宜以及空间与空间之间的联系得当等问题。还应对建筑物的各个使用房间进行功能分析，以确定其主次内外关系；注意与结构布置的关系。按照上述原则来确定该办公楼的位置和布局，规划基地范围内的绿化、道路和出入口，保证与其它建筑物之间的平面距离，综合考虑其通风和采光等，使其满足使用要求和艺术要求。所以我们在研究建筑群的空间构图时，既要分析建筑空间构图上的一些特征，又要考虑人们活动过程中对空间构图所提

7、出的要求。根据房屋建筑学知识，在建筑总平面设计时，我们综合考虑了以下几个方面问题：（1）、建筑群空间处理首先要考虑体形统一协调。（2）、建筑群空间组合应与自然环境配合。（3）、建筑群空间组合必须考虑人们活动的“动”、“静”的效果。（4）、建筑群的空间处理，与内部空间处理一样，也应根据建筑功能程序和艺术要求考虑建筑空间的序列。（5）、建筑群空间构图还注意空间的层次与透视效果。局部平面，房间的布设应综合考虑下面三个方面的要求：（1）、使用方面的要求：任何房间的布设不但都应有必须的面积和体积，适宜的形状和尺寸，以适合内部家具和设备的布置和使用活动的要求，而且还必须与其它房间和室外有合理的分隔与联系。

8、（2）、环境方面的要求：任何房间一般都应有良好的采光，通风和日照等自然环境条件，而且在房间内一般还应有与使用要求相适应的卫生技术设备。给水、排水、照明、采暖等。（3）、审美方面的要求：不管什么房间都应根据具体情况，考虑室内空间体形、比例、色彩、装饰以及家具、设备布置等问题，以满足人们精神上和审美上的要求。平面设计是在初步确定的总体布局基础上进行，从总体到局部，从原则到具体逐步深入。在整体上，各种类型的民用建筑，从组成平面各部分面积的使用性质来分析，主要可以归纳为使用部分和交通联系部分两类。根据使用功能的要求，结合自然条件、经济条件、技术条件（包括材料、结构、施工），来确定各个房间的大小和形状，

9、确定房间和房间之间以及室内与室外之间的分隔与联系方式和平面布局，使办公楼的平面组合满足实用、经济、美观和结构合理的要求。无论是使用房间还是辅助房间，在平面设计中都要首先根据房间内部活动特点、使用人数的多少、家具和设备的多少来确定其面积的大小。在一般建筑中，使用房间最常见的平面形状是矩形，因为梁板结构的布置以矩形最为经济，而且矩形平面一般也有利于室内家具的布置和满足使用活动的要求，在建筑组合设计中，也便于上下左右灵活组合。本次房间设计全部为矩形，且都能满足上述要求。办公室按工作人数来确定开间和进深。本设计采用的纵向等跨设计。根据房间平面组合方式确定房屋跨数和跨度。单走廊平面一般采取三跨布置；双走

10、廊平面可以取三跨或五跨布置。本设计以三跨布置较为合理，纵向采取的组合方式，此时考虑到梁、板、柱、基础的综合经济指标，适应当地的施工条件，柱网力求整齐划一，以利于构件的统一化以及立面造型处理。在单层或局部平面上，建筑平面是表示建筑物在水平方向各部分的组合关系及房间的具体设计。由于建筑平面通常较为集中地反映建筑功能方面的问题，因此从平面设计着手。但是，在平面设计中始终需要从建筑整体空间的效果出发，紧密联系建筑剖面和立面，反复思考，认真推敲，不断调整和修改平面。建筑平面设计是方案设计的主要内容，它对是否满足建筑物的使用功能起着决定性的作用。建筑功能多种多样，所处的环境各不相同，因此平面设计没有统一模

11、式。这就给自由灵活的分隔空间创造了十分有利的条件。框架结构对建筑平面组合限制较少,各部分空间的大小和平面布置可按功能特点作不同的处理。但各空间的形式和平面尺寸应尽量与柱网的排列形式和尺寸协调。笔下文学-笔趣阁2.2 剖面设计建筑剖面设计是对各房间和交通联系部分进行竖向的组合布局。主要目的是确定建筑物各部分高度、建筑层数、建筑空间的组合与利用，以及建筑剖面中的结构、构造关系等。它与平面设计是从两个不同的方面来反映建筑物内部空间的关系。平面设计着重解决内部空间水平方向上的问题，而剖面设计则主要研究竖向空间的处理，两个方面同样都涉及到建筑的使用功能、技术经济条件、周围环境等问题。剖面设计主要包括以下

12、内容：（1）、确定房间的剖面形状、尺寸及比例关系。（2）、确定房屋的层数和各部分的标高，如层高、净高、窗台高度、室内外地面标高。（3）、解决天然采光、自然通风、保温、隔热、屋面排水及选择建筑构造方案。（4）、选择主体结构与维护结构方案。（5）、进行房屋竖向空间的组合，研究建筑空间的利用。因此，设计中的一些问题往往需要将平面和立面结合在一起考虑，才能加以解决。它与平面设计一样，和建筑的使用、建筑造价、节约用地等有密切的关系，结合平面全面地进行考虑。房间各部分高度的确定：1、净高和层高从楼地面到室内天花或其它构件底面的距离叫净高，净高加上楼板层的结构，即该层的地坪面或楼板面到上层楼板面的距离叫层高

13、。确定房间高度和剖面形状的原则与确定房间的平面尺寸和形状是一样的。房间高度的确定主要考虑以下几个方面：（1）、人体活动及家具设备的要求：为保证人们的正常活动，一般情况下，室内最小净高应使人举手不接触到顶棚为宜。为此房间的净高应不低于2.2m。（2）、采光、通风的要求：除了和平面中窗户的宽度及位置有关外，还和窗户在剖面中的高低有关。当房间采用单侧采光时，通常窗户上沿离地的高度，应大于房间进深长度的一半。当房间允许两侧开窗时，房间的净高不小于总深度的1/4。房间的通风要求，室内进出风口在剖面上的高低位置，也对房间净高有一定影响。（3）、结构高度及其布置方式的影响：在满足房间净高要求的前提下，其层高

14、尺寸随结构层的高度而变化。（4）、建筑经济效果：在满足使用要求和卫生要求的前提下，适当降低层高可相应减小房屋的间距，节约用地，减轻房屋的自重，改善结构受力情况，节约材料。（5）、室内空间比例：在合理地确定房间的高度的同时，还应注意房间的高度比例。给人以适宜的空间感觉。面积大的房间高度要高一些，面积小的房间则可适当降低。2、窗台高度窗台高度与使用要求、人体尺寸、家具尺寸及通风要求有关。大多数的民用建筑，窗台高度主要考虑方便人们工作、学习，保证书桌上有充足的光线。窗台过高，书桌将全部或大部分处在阴影区，影响使用效果，一般常取9001000mm，这样窗台距桌面高度控制在100200mm，保证了桌面上

15、充足的光线，并使桌上纸张不致被风吹出窗外。3、室内外地面高差为了防止室外雨水流入室内，并防止墙身受潮，一般民用建筑常把室内地坪适当提高，以使建筑物室内外地面形成一定高差，该高差主要由以下因素确定。（1）、内外联系方便。建筑物外高差应方便联系，特别对于一般住宅、商店、医院、办公楼等建筑更是如此。室外踏步的级数常以不超过四级，即室内外地面高差不大于600mm为好。（2）、防水、防潮要求。为了防止室外雨水流入室内，并防止墙身受潮，底层室内地面应高于室外地面，一般为300mm或300mm以上。（3）、地形及环境条件。位于山地和坡地的建筑物，应结合地形的起伏变化和室外道路布置等因素，综合确定底层地面标高

16、，使其既方便内外联系，又有利于室外排水和减少土石方工程量。（4）、建筑物性格特征。一般民用建筑如住宅、旅馆、学校、办公楼等，是人们工作、学习和生活得场所，应具有亲切、平易近人的感觉，因此室内外高差不易过大。2.3 立面设计建筑外形反映内部空间和空间组合的情况。建筑外形还反映不同的技术条件、不同的自然条件以及不同的民族特点。立面设计是为了满足使用功能和美化环境的需要而进行的。同时，还可起到改善环境条件、保护结构和装饰美化建筑物的作用。并且要考虑它的耐久性、经济性；正确处理与施工技术的关系。所以完整的立面设计，并不只是美观问题，它和平、剖面的设计一样，同样也有使用要求、结构构造等功能和技术方面的问

17、题，但是从房屋的平、立、剖面来看，立面设计中涉及的造型和构图问题，通常较为突出。建筑外形不是设计者主观臆造出来的，它是功能、结构体系和内部空间组合等合乎逻辑的反映；建筑外形也不是建筑内容的简单反映或直接表现，而是在建筑功能、技术、经济等各种条件制约下，根据建筑艺术表现的要求和建筑形式美的构图规律，进行加工创作而成的。不同的功能要求具有不同的建筑空间，而不同的建筑空间又形成不同的建筑外形，这种关系首先表现在建筑外部的体形组合上，其次也表现在立面上许多构件和构件的组合上。建筑立面可以看成是由许多构部件所组成：它们有墙体、梁柱、墙墩等构成房屋的结构构件，有门窗、阳台、外廊等和内部使用空间直接连通的部

18、件，以及台基、勒脚、檐口等主要起到保护外墙作用的组成部分。恰当地确定立面中这些组成部分和构部件的比例和尺度，运用节奏韵律、虚实对比等规律，设计出体型完整、形式与内容统一的建筑立面，是立面设计的主要任务。建筑物的外墙做散水，主要是为了迅速排除靠墙体的地面水并堵住地面水沿墙脚向下渗透，以减少墙脚基础受水侵蚀的可能性。散水是将外墙四周地面做成向外倾斜的坡道，以便将水导至远离墙脚处。由于散水附属在外墙底部，当墙身下沉时，在交接处容易产生裂缝而渗水。解决办法可在接缝处嵌以沥青油膏，或将勒脚做至散水面以下。本次设计的散水宽度为800mm，坡度为3%。女儿墙是屋顶上直接受到风吹雨淋的一个构件，如果没有适当的

19、防水措施，雨水就有可能顺女儿墙渗入室内，女儿墙的外饰面材料也可能因此而破坏。防止女儿墙渗水的办法主要是在女儿墙的墙身中铺设油毡防水层，或把屋面防水层铺过女儿墙。本次办公楼设计中，为了安全和美观的需要，设置了女儿墙，女儿墙高1000mm，并充分考虑了女儿墙的抗震和防水。女儿墙对屋面防水和抗震是不利的，因此在没有必要做女儿墙的地方，如为了安全和美观确有需要时，应充分做好防水和抗震的措施。勒脚是外墙接近室外地面处的表面部分，其作用：一是保护墙身不受外界雨、雪的侵袭而受潮、受冻；二是加固墙身，以防因外界机械性破坏而使墙身受损；三是对建筑物立面处理产生一定效果。根据勒脚的作用，勒脚应选用防水性、耐久性较

20、好，并有一定装饰效果的材料。本次办公楼外墙勒脚采用大理石饰面。这种勒脚的优点是造价低，施工方便，而且比较美观。 玻璃幕墙的设计，由于玻璃幕墙比较有质感，和其他装饰方式相比，有施工简单，造价底，效果好，被广泛用于建筑的外墙装饰，加上它可以有不同的颜色供设计人员选择，搭配灵活，取得的效果较好，在关键位置布置，有画龙点睛的效果，本结构在中间位置，雨棚上方设置一道玻璃幕墙。建筑立面设计的步骤，通常根据初步确定的房屋内部空间组合的平剖面关系，例如房屋的大小、高低、门窗位置，构部件的排列方式等，描绘出房屋各个立面的基本轮廓，作为进一步调整统一，进行立面设计的基础。设计时首先应该推敲立面各部分总的比例关系，

21、考虑建筑整体的几个立面之间的统一，相邻立面间的连接和协调，然后着重分析各个立面上墙面的处理，门窗的调整安排，最后对入口门廊、建筑装饰等进一步作重点及细部处理。2.4 楼梯设计楼梯间的尺寸，可根据建筑的尺寸，人流大小以及楼梯间的布置位置确定。楼梯的布置形式，由楼段、休息平台的尺寸确定。在一般情况下，楼梯通向走道的平台宽度可小些，只需保证梯段有适当后退，避免上下楼梯的人流与走道人流突然碰撞和拥挤。设计楼梯时应考虑以下三个基本要求：1、要满足功能上的要求楼梯的数量、位置、形式和楼梯的宽度、坡度均应该符合上下通畅、疏散方便的原则，楼梯间必须直接采光，采光面积应不小于1/12楼梯间平面面积。设置在公共建

22、筑中的主要楼梯，有的需要富丽堂皇，有的需要精巧简洁，应在楼梯形式、栏杆式样、材料选用方面作精心设计，一般建筑则适当考虑美观问题。2、要满足结构和建筑构造方面的要求在建筑构造方面要满足坚固与安全的要求，例如扶手、栏杆和踏步之间应有牢固的连接，选用栏杆式样也应注意花饰形式。杆件与杆件的间距应考虑防止发生意外事故。3、要满足防火、安全方面的要求楼梯的间距和数量，应根据建筑物的耐火等级，满足防火设计规范中民用建筑及工业辅助建筑安全出口所规定的要求。这样楼梯才有足够的通行和疏散能力，此外还应注意在楼梯间四周的墙，不准有凸出太多的砖柱、砖礅、散热片、消防栓等构件，防止人在紧急疏散通行时受阻而发生意外。在楼

23、梯间内除必须的门以为，不准另外设置门、窗，防止火灾发生时，火焰窜出和烟雾蔓延、扩散到楼梯间而使楼梯失去通行疏散作用。楼梯材料的选用应该考虑建筑物的耐火等级，同时还应结合考虑材料的耐磨、防滑、易清洁和美观等要求。此外，设计楼梯时尚需考虑到经济和施工的方楼梯的位置与防火疏散、出入口位置、建筑物平面关系和艺术要求有关。主要楼梯安排在主要出入口附近，将次要楼梯安排在建筑物的尽端。2.5 构造和建筑设计措施建筑不仅要满足人们生产、生活等物质功能的要求，而且要满足人们精神文化方面的要求。为此，不仅要赋予现实用属性，同时，也要赋予它美观的属性。建筑的美观主要是通过内部空间及外部造型的艺术处理体现，同时，涉及

24、到建筑的群体空间布局，而其中建筑物的外观形象经常地，广泛地被人们所接触，对人的精神感受上产生的影响尤为深刻。建筑体型和立面设计是整个建筑设计的重要组成部分，要满足使用功能，物质技术条件，环境条件及社会经济条件等要求。2.5.1 墙体根据墙体在平面上所处位置不同，有内墙和外墙、纵墙和横墙之分。凡位于房屋内部的墙体统称为内墙，它主要起分隔房间的作用；位于房屋周边的墙体统称为外墙，它主要是抵御风、霜、雨、雪的侵袭和保温、隔热，其围护作用；沿建筑物短轴方向布置的墙体称为横墙，有内横墙和外横墙之分。在一片墙上，窗与窗或窗与门之间的墙体称为窗间墙，窗洞下部的墙称为窗下墙。墙体按结构受力情况分为承重墙和非承

25、重墙。此结构墙体均为非承重墙。非承重墙虽不承受外来荷载，但承受自身重量，下部有基础的墙称为自承重墙。仅起分隔房间的作用，自身重量由楼板或梁来承担的墙称为隔墙。框架结构中，填充在柱子之间的墙又称为填充墙。墙体应满足以下几个要求：要有足够的强度和稳定性，满足保温、隔热等热工方面的要求，满足隔声要求，满足防火要求及抗震要求。为满足抗震要求，应设置贯通的圈梁，使其具有一定的延伸性，减缓墙体的酥碎现象产生。墙脚和勒脚受到土壤中水分的侵蚀，致使墙身受潮，墙面层脱落，影响卫生环境，应做好防潮工作。墙体材料采用现在运用较为广泛的粉煤灰轻渣空心砌块。门窗过梁用来支承门窗洞口上墙体的荷重，本工程采用钢筋混凝土过梁

26、。有些部位的窗户则无需过梁，直接位于框架梁之下。2.5.2 楼地层楼地层包括楼板层和地坪层，是水平方向分隔空间的承重构件，楼板层分隔上下楼层空间，地坪层分隔大地与底层空间。楼板是房屋的水平承重构件，楼板层由面层、楼板、顶棚三部分组成，必须满足足够的强度和刚度；隔声、防火、热工；建筑经济等要求。本工程采用现浇钢筋混凝土楼板，该楼板具有坚固、耐久、刚度大、强度高防火性能好等优点，当前应用比较普遍。现浇楼板经常与现浇梁一起浇筑，形成现浇梁板。本工程正是采用的梁板式楼板。楼地面采用大理石地面，该种地具有良好的耐磨性，耐久性、防火性，并具有质地美观、高贵典雅、表面光洁，易清洁等优点。地面层是人们日常生活

27、、工作、生产时经常接触的地方，也是建筑物中经常经受磨擦、洗刷和承受压力的部分。因此，对满足各种使用功能要求、艺术要求以及经济要求等才有较大影响，设计时必须综合考虑，重点解决。例如对使用频繁的大厅，应具有足够的坚固性，即在各种外力作用下不易被磨损，不起灰，而且还应考虑平整、光洁等美观以及防滑等要求。地面应考虑隔声，使人行走时不致产生过大的噪声。浴厕、开水房的地面，则要求防水、防潮，而且要注意易于清扫；对一些有特殊要求的房间，地面还要考虑耐酸、耐碱、耐腐蚀、耐高温等要求。此外，由于地面面积较大，技术要求较高，施工比较费时、费工，特别当采用高级材料时，则更应全面考虑材料、施工、经济指标等要求。地面构

28、造的设计主要是：选择面层材料，确定基本构造方案及解决特殊构造要求，如：防水、隔音、防油、防酸碱等；进行细部节点处理，如不同地面交接处构造、变形缝构造等。楼地面主要是用来分隔上下空间，它既是上层的地面，又是下层的天花，因此在设计时综合考虑了上下两层的要求。对楼板要求能隔声，底层的地面则要求注意了防潮。2.5.3 屋顶屋顶是房屋顶层覆盖的外围护结构，它的主要功能是为建筑提供一个良好的内部使用空间环境，因此它具有能够抵御自然界中的风、雨、雪、霜的干扰，太阳辐射，气温昼夜的变化和各种外界不利因素对建筑物影响的能力，同时屋顶也是建筑造型的重要组成部分。屋顶的组成包括屋面、支承结构和顶棚。屋顶按其外形一般

29、分为平屋顶、坡屋顶、其它形式的屋顶。本次设计的屋顶为平屋顶。由于屋顶覆盖在房屋的最上面，因此屋顶防水的问题就特别突出。防止屋面漏水是要解决的首要问题，也是保证建筑室内空间能够正常使用的先决条件。为解决这一问题，应从两方面入手，一方面选择好的屋面防水材料，不让屋顶产生漏水现象；另一方面，组织设计好屋面的排水坡度将雨水引向雨水口，以达到使屋面雨水迅速排走，不在屋顶产生积水现象。南方夏季炎热，强烈的太阳光辐射屋顶，屋顶只有采取相应的隔热措施，才能保证大量的热量不会通过屋顶传入室内。本工程采用女儿墙内天沟外排水。屋面采用柔性防火屋面，其构造简单，施工方便，造价较低。屋顶的防水和排水是靠必要的防水材料，

30、通过适当的构造处理而形成的，防水效果的好坏与材料和构造组织的好坏有很大关系。屋面防水基本方法有两种：一是“导”的方法，即利用屋面坡度将防水构件互相搭接铺盖，把屋面雨水因势利导地迅速排除，使渗漏的可能性缩到最小范围。二是“堵”的方法，即利用防水材料，堵塞屋面防水构件的缝隙，做到无缝无孔，以防止雨水渗漏。屋面排水设计，主要解决以下两个问题：1、决定适宜的排水坡度为了排除雨水，屋面就需要有一定的坡度。坡度越大，排水越畅。但当坡度过大，会给施工和结构布置造成不利条件。对办公楼这样的平屋顶来说，屋面坡度采用2%为适宜。坡度在工地上有时也用泛水来表示，屋面泛水就是屋脊标高与檐口标高的差值。办公楼设计屋顶坡

31、度采用材料找坡。一般在水平铺设的预制屋面上，用轻质材料填出屋面排水坡度。2、合理组织排水系统合理组织的水系统，主要根据屋面高低、跨度大小、变形缝位置等，划分排水区段、确定屋面的排水方向和檐口的排水方式。本工程采用女儿墙内天沟排水，屋面分水线排水坡度为2%，天沟内垫置出1%横向坡度。雨水从屋面穿过女儿墙流入雨水管口。结合办公楼楼屋面特点，我们采用柔性防水，就是利用水泥及其制品（水泥砂浆、混凝土、钢筋混凝土）的高渗性做成的屋面防水层。刚性防水屋面与柔性防水屋面比较，其特点是便于结构形式复杂的屋面的防水；便于上人使用；除少量热沥青刷面外基本上摆脱了高温操作；材料来源广，比柔性防水便宜；耐久性较好，维

32、修比较方便。刚性防水层的基本材料是水泥、砂、石，它的基本防水原理是利用水泥制品的密实性来抵抗水分的渗透，因此它的抗渗能力与制品的密实程度有着密切的关系。提高刚性防水材料的密实性主要通过改进颗粒级配、合理控制水灰比及良好的施工质量而获得的。为了进一步提高抗渗性能，在刚性防水材料中，也可以掺入一些防水剂。综合楼防水层屋面做法是：钢筋混凝土楼板上为20厚1：3水泥砂浆找平，上面为保温层，再用20厚水泥砂浆找平，上面为隔离层，结构层采用40厚C20细石混凝土，内配4150双向钢筋，最上面的面层为青色防滑地砖。本设计工程建筑设计力求给人一种均衡、和谐的感觉，与环境融于一体，充分体现了建筑物的功能，通过巧

33、妙组合，使建筑物创造了优美、和谐、统一而又丰富的空间环境，给人以美的享受。3 结构设计说明3.1 工程概况-市公安局指挥中心办公楼，建筑面积左右，按照规划要求，拟建层数为5层。（1）冬季主导风向为东北风，平均风速为，夏季主导风向为东南风，平均风速为，最大风速为，基本风压为。（2）最大积雪厚度为，基本雪压值为，土壤最大冻结深度为。（3）常年地下水位低，水质对混凝土没有浸蚀作用。（4）抗震设计烈度为6度，地震加速度为，抗震分组为第一组。（5）本工程为丙类建筑，建筑类别类，中等硬度。合理使用年限50年。3.2 设计主要依据和资料（1）建筑设计资料集中国建筑工业出版社 2005（2）房屋建筑教程 化学

34、工业出版社2004 （3）房屋结构抗震 重庆大学出版社1999 （4）土木工程专业毕业指导 梁科学出版社2004（5）建筑抗震设计 科学出版社2003（6）建筑构造 清华大学出版社2005（7）公共建筑设计原理 东南大学出版社，2004（8）建筑结构设计 东南大学出版社，2002（9）中华人民共和国国家标准 混凝土结构设计规范（GB50010-2002），中国建筑工业出版社，2002（10）中华人民共和国国家标准 建筑抗震设计规范（GBJ50011-2001），中国建筑工业出版社，2001（11）中华人民共和国国家标准 地基基础设计规范（GB5007-2002），中国建筑工业出版社，2002（

35、12）中华人民共和国国家标准 建筑结构荷载规范（GB50009-2001），中国建筑工业出版社，2001（13）中华人民共和国国家标准 建筑制图标准（GB/T50104-2001），中国建筑工业出版社，2001（14）中华人民共和国国家标准 办公建筑设计规范（JGJ67-89），中国建筑工业出版社，1989（15）中华人民共和国国家标准 建筑结构制图标准（GB/T50105-2001），中国建筑工业出版社，2001（16）基础工程 清华大学出版社，1996（17）建筑结构设计 东南大学出版社，2002（18）建筑构造资料 中国建筑工业出版社，1994（19）钢筋混凝土构件设计 地震出版社，19

36、96（20）工程结构抗震设计中国建筑工业出版社，2004（21）混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图 中国建筑标准设计研究所出版 03G101-1（22）混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图 中国建筑标准设计研究所出版 03G101-2本工程采用框架结构体系，框架抗震等级为四级。本工程耐火等级为二级，其建筑构件的耐火极限及燃烧性能均按民用建筑设计规范（GBJI0I8-7）执行.全部图纸尺寸均以毫米为单位。本工程结构图中所注标高均为结构标高。3.3 主体工程设计1、构造柱与墙连接处沿柱高方向每500mm设26柱拉接筋，该筋伸入墙内不小于1000mm，伸入柱内200mm

37、。2、工程内预留洞、预埋件应与其他相关专业配合施工，严禁在结构构件上事后凿洞。凡柱、板、梁及混凝土墙上开洞必须满足相关规范要求。3、凡建筑图中未设墙处今后需加隔墙时，只允许加轻质隔墙。4、框架梁上下立筋除图中注明外均不宜有接头，不可避免时，必须采用焊接接头，同一截面内钢筋的接头面积不多于钢筋总面积的50%。3.4 结构设计方案及布置3.4.1 框架结构的计算简图该建筑为指挥中心办公楼，采用框架结构，建筑平面布置灵活，有较大空间。 该工程采用全现浇结构体系，框架结构是一个由横向框架和纵向框架组成的空间结构，可以忽略它们之间的空间作用，将实际空间结构简化为若干个横向和纵向平面框架分别进行内力和位移

38、计算，计算单元取相邻两框架柱距的一半。结构平面布置见下图。在水平荷载作用下，各方向的水平力全部由与该方向平行的框架承担，而与该方向垂直的框架不参与工作，即横想水平力由横向框架承担，纵向水平力由纵向框架承担。当水平力为风荷载时，每榀框架只承担计算单元范围内的风荷载值。当水平力为地震作用时，每榀框架承担的水平力按各榀框架的抗侧刚度比例分配。图3.1 结构简图3.4.2 构件初估1、柱截面尺寸的确定柱截面高度取，为层高；柱截面的宽度可取，并按下述方法进行初步估算。（a）.框架柱承受竖向荷载为主时，可先按负荷面积估算出柱轴力，再按轴心受压柱验算。考虑到弯矩影响，适当将柱轴力乘以的放大系数。（b）.对于

39、有抗震设防要求的框架结构，为保证有足够的延性，需要限制柱的轴压比，柱截面面积应满足下式的要求：式中：为柱的全截面面积 柱轴压力柱轴压比限值混凝土轴心抗压强度设计值。（c）.框架柱截面的高度不宜小于，宽度不宜小于。底层柱的柱高，由于为现浇楼盖则其, 其他层柱的柱高，同样为现浇楼盖条件下的计算高度, 则由 和 ，综合考虑框架柱最小截面尺寸为,选定柱截面尺寸为：柱截面尺寸。2、梁尺寸确定框架梁的截面高度可根据梁的跨度、约束条件及荷载大小进行选择，一般取梁高为l/12l/8梁的跨度。为防止发生剪切破坏，梁高不宜大于1/4净跨。框架梁的截面宽度可取为梁高度的1/31/2梁高，为了使端部节点传力可靠，梁宽

40、不宜小于柱宽的1/2，且不应小于。该工程框架为纵横向框架承重，梁最大跨度为，根据梁跨度可初步确定框架梁截面尺寸。次梁梁高为跨度的1/181/12，梁宽为梁高的1/31/2，因梁与板整结在一起，故梁宽可取偏小值。选取次梁尺寸为，纵向钢筋配筋率一般为0.6%1.5%。3、楼板尺寸板的纵横向的跨度比为2，采用现浇双向板，板的最小厚度 h=l/40l/50lox（lox为双向板的断想计算跨度），且满足。板的厚度取。3.4.3 基本假定1、平面结构假定：该工程平面为正交布置，可认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担，垂直于该方向的抗侧力结构不受力。2、由于结构体型规则，布置对称均匀，结构在水平荷

41、载作用下不计扭转影响。3.5 荷载计算竖向荷载主要是结构自重（恒载）和使用荷载（活载）。恒荷载包括结构本身的自重和附加于结构上的各种永久荷载，如非承重构件的自重、可移动的隔墙重、玻璃幕墙及其附件重、各种外饰面的材料重、楼面的找平层重、吊在楼面下的各种设备管道重等等。它可由构件和装修的尺寸和材料的重量直接计算，材料的自重可按建筑结构荷载规范取值。活荷载应按荷载规范取用。设计楼面梁、墙、柱及基础时，楼面活荷载标准值应乘以规定的折减系数。折减系数按荷载规范的规定取用。水平荷载包括风荷载和地震荷载。风荷载的计算按当地情况确定。地震作用计算方法按建筑结构抗震设计规范进行，对高度不超过40m以剪切为主且质

42、量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，可采用底部剪力法。3.5.1 竖向荷载作用下框架内力分析的近似方法框架结构在竖向荷载作用下的内力计算可近似地采用分层法和弯矩二次分配法。分层法：多层多跨框架在竖向荷载作用下的侧移是不大的，可近似地按无侧移框架进行分析，而且当某层梁上作用有竖向荷载时，在该层梁及相邻柱子中产生较大内力，而在其他楼层的梁、柱子所产生的内力，在经过柱子传递和节点分配以后，其值将随着传递和分配次数的增加而衰减，且梁的线刚度越大，衰减越快。因此，在进行竖向荷载作用下的内力分析时，可假定作用在某一层框架梁上的竖向荷载只对本楼层的梁以及与本层梁相连的框架柱产生弯矩和剪力，而对其他楼层框架和阁

43、层的框架柱都不产生弯矩和剪力。于是，多层多跨框架在多层竖向荷载同时作用下的内力，可以看成是各层竖向荷载单独作用下的内力的叠加。弯矩二次分配法：由分层法可知，多层框架的节点不平衡弯矩对邻近节点影响较大，对较远节点影响较小。为了简化计算，可假定某一节点的不平衡弯矩只对与该节点相交的各杆件的远端有影响，而对其余杆件的影响忽略不计。计算时，先对各节点不平衡弯矩进行第一次分配，并向远端传递（传递系数均取1/2），再将因传递弯矩而产生的新的不平衡弯矩进行第二次分配，整个弯矩分配和传递过程即告结束。3.5.2 梁跨间最大弯矩的计算说明求跨间最大正弯矩，可根据梁端弯矩组合值及梁上荷载设计值，由平衡条件确定。

44、若,说明,其中x为最大正弯矩截面至A支座的距离，则x 可由下列式求解：；将求得的x值代如下式即可的跨间最大正弯矩值：；若，说明，则；若，则求跨中弯矩，可按近似公式来计算，其中由于本结构计算所得的梁两端的柱刚度相同，梁端的弯矩方向相反，不存在上面所述方向相同问题，且大小近似，近似用跨中弯矩作为跨中弯矩作为梁截面设计的依据。活载作用下梁跨内最大弯矩也按此方法计算。3.5.3 水平荷载作用下框架结构内力和侧移的近似计算框架结构在风荷载和水平地震力的作用下，可以简化为框架受结点水平集中力的作用，这时框架的侧移是主要变形因素。框架受力后，各杆的弯矩图都是直线每根杆件有一个反弯点，该点弯矩为零，剪力不为零

45、。如果能够求出各柱的剪力和反弯点的位置，就可以很方便的算出柱端弯矩，进而可算出梁、柱内力。因此，水平荷载作用下框架结构近似计算的关键是确定各柱间的剪力分配和各柱的反弯点高度。反弯点法在考虑柱的侧移刚度d时，假定横梁线刚度无限大，认为节点转角为零，框架各柱中的剪力仅与各柱间的线刚度比有关。对于层数较多的框架，由于柱轴力增大，柱截面往往较大，梁柱相对线刚度比较接近，框架结构在荷载作用下各节点均有转角，柱的侧移刚度有所降低。另外，反弯点法在计算反弯点高度时，假定柱上下节点转角相同，各柱的反弯点高度是一个定值。实际上，当梁柱线刚度比、上下梁线刚度比和上下层层高发生变化时，将影响柱两端转角的大小，而各层

46、柱的反弯点位置与该柱上下端转角的大小直接有关，反弯点向转角小的一方移动。因此，按上述假定来计算框架结构在水平荷载作用下的内力，误差较大。而改进反弯点法（D值法）认为，柱的侧移刚度不仅与柱本身线刚度和层高有关，而且还与梁的线刚度有关；柱的反弯点高度不是定值，它随梁柱线刚度比、该层所在层位置、上下层梁间的线刚度比、上下层层高以及房屋总层数的不同而发生变化。它是对反弯点法求多层框架内力的一种改进。3.5.4 侧移计算及控制当一般装修标准时，框架结构在地震作用下层间位移和层高之比、顶点位移与总高之比限值分别为1：650，1：700。3.5.5 控制截面及最不利组合内力框架结构的承载力设计的控制截面。一

47、般情况下，梁端为抵抗负弯矩和剪力的设计控制截面，但在有地震作用组合时，也要组合梁端的正弯矩，因此，梁的最不利组合内力有：梁端截面： 梁跨中截面：3.5.6 内力计算及组合1、竖向荷载下的内力计算 竖向荷载下内力计算首先根据楼盖的结构平面布置，将竖向荷载传递给每榀框架。框架结构在竖向荷载下的内力分层法；连梁考虑塑性内力重分布而进行调幅，按两端固定进行计算。2、水平荷载下的计算水平力首先在框架分配，然后将分得的份额按各榀框架的剪切刚度进行再分配，采用D值法进行计算。3、内力组合、荷载组合。由于不考虑风荷载影响，荷载组合简化如下： 、控制截面及不利内力。框架梁应进行组合的层一般为顶上二层，底层，混凝

48、土强度、截面尺寸有改变层及体系反弯点所在层。框架梁控制截面及不利内力为：支座截面，跨中截面，。框架柱控制截面为每层上、下截面，每截面组合：及相应的、，及相应、，及相应、。框架柱的弯矩、剪力和轴力沿柱高是线性变化的，因此可取各层柱的上、下端截面作为控制截面。考虑到柱内一般采用对称配筋，柱子控制截面的最不利组合内力一般有：及相应的、；及相应的；3.5.7 竖向活荷载的最不利位置作用于框架结构上的竖向荷载有恒荷载和活荷载两种，恒荷载对结构作用的位置和大小是不变的，结构分析时一般是将所有恒荷载全部作用在结构上一次性求出其内力。而竖向活荷载的作用位置和大小是可变的，不同的活荷载布置方式会在结构内产生不同

49、的内力。因此，应该根据不同的截面位置及内力要求，根据最不利的活荷载布置方式计算内力，方可获得竖向活荷载作用下的截面最不利内力。求竖向活荷载最不利布置内力的方法在手算时常采用“分跨计算组合法”，即将活荷载逐跨单独地作用在结构上，逐次求出结构的内力，然后根据各控制截面的内力种类进行组合。3.6 施工材料1、本工程中所采用的钢筋箍筋为级钢，,主筋为级钢，。2、柱梁钢筋混凝土保护层为,板为mm。基础底面为3、钢筋的锚固和搭接按国家现行规范执行。4、本工程混凝土强度等级为C20，C30。5、墙体采用240厚粉煤灰轻渣空心砌块。3.7 施工要求及其他设计说明1、本工程上部楼板设计时未考虑较大施工堆载（均布

50、），当外荷载达到3.0KN/m时，应采取可靠措施予以保护。2、施工缝接缝应认真处理，在混凝土浇筑前必须清除杂物，洗净湿润，在刷2度纯水泥浆后，用高一级的水泥沙浆接头，再浇筑混凝土。3、未详尽说明处，按相关规范执行。4 结构内力计算书4.1 工程概况我本次设计课题是公安局指挥中心办公楼，五层的框架结构，抗震设计烈度为6度。地基按类场地土。建筑物层高均为为米，柱、梁板均为现浇结构。4.1.1 平面设计首先应是底层的设计，初步拟定柱的截面尺寸为：柱子尺寸均为，横梁的截面尺寸为300600和300400，纵梁截面尺寸为250500和250400，在设计中，考虑到公安局指挥中心办公楼的多项功能集一体，设

51、计中，把它主要功能分区，各个区进行人员分流以及满足防火要求，并形成对称布置。4.1.2 剖面设计为了很好的反映楼层的结构，在设计剖面时，剖到楼梯这个比较重要的部位，使剖面能很好的反映结构的布置，楼地面的装修以及梁柱之间的关系等。4.1.3 排水设计为了使雨水能很好的有组织的排走，设计中，我采用女儿墙内天沟排水，起坡坡度均为2%,材料找坡，设计成双坡排水。4.1.4 结构选型采用钢筋混凝土框架结构屋面、楼面结构：现浇钢筋混凝土屋面板，按上人屋面的使用荷载取用；楼梯结构：采用平行双跑楼梯；排水采用落水管。基础：采用柱下独立基础。4.1.5 基本资料设计标高：室内设计标高0.000，室内外高差1050。墙身做法：墙身为粉煤灰轻渣空心砌块。内外墙均厚240mm，用M5混合砂浆砌筑，内粉刷为混合砂浆底，纸筋灰面，厚15，“803”