土建__办公楼(毕业设计)

1、(最新)土建_办公楼(毕业设计) 编号学号： 函授毕业论文设计 题 目： 姓 名： 苏勇 专 业： 土木 班 级： 学 号： 院 系： 水利与建筑工程学院 指导教师： 协助指导教师： 完成日期： 年 月 日目 录摘要 . 3建筑局部： . 3结构局部： . 3关键词： . 3第1章 建筑设计 . 411 设计任务和主要要求 . 4111 设计任务 . 4112 设计要求 . 412 建筑物所处的自然条件 . 4121 气象条件 . 4122 地形、地质及地震烈度 . 5123 水文 . 513 建筑设计文件的结构设计 . 521 设计资料 . 522 结构设计的一般原那么 . 6221 结构设

2、计目的 . 6222 结构设计的一般原那么 . 623 结构选型 . 6231 结构体系选型 . 6232 框架施工方法 . 6233 其他结构选型 . 624 框架结构计算简图及构件尺寸 . 7241 简化假定 . 7242 计算单元 . 7243 计算简图 . 7244 梁柱截面尺寸及惯性矩 . 825 荷载计算 . 10251 恒载标准值计算 . 10252 活荷载标准值计算 . 12253 竖向荷载下框架受荷总图 . 12254 竖向荷载下框架受荷总图 . 15255 竖向荷载下框架受荷总图 . 1626 荷载计算 . 17261 恒载作用下的框架柱梁柱截面配筋计算 . 58282 框

3、架柱的配筋计算 . 6229 柱下根底设计 . 67291 根底选型 . 67292确定根底截面尺寸及配筋 . 6730参考文献. .72结论 . 74摘要西安北方庆华机电集团办公楼位于西安市，总共5层。建筑总高为15.6m，共5层。其中底层层高为3.6m，其余各层层高为3.0m。局部突出屋面的塔楼为楼梯间，高3.0m。建筑局部：根据建筑的地理位置，所有的功能分区等设计依据进行平面布置、立面、剖面等方面的建筑设计，力求建筑物的实用、经济、美观。结构局部：结构形式为框架结构，所有的梁、柱及板均采用现浇，根底采用柱下独立根底，绘出结构施工图。关键词：框架结构 现浇 第1章 建筑设计建筑设计是在总体

4、规划的前提下，根据任务书的要求综合考虑基地环境，使用功能，结构施工，材料设备，建筑经济及建筑艺术等问题。着重解决建筑物内部各种使用功能和使用空间的合理安排，建筑与周围环境，与各种外部条件的协调配合，内部和外表的艺术效果。各个细部的构造方式等。创造出既符合科学性又具有艺术的生产和生活环境。建筑设计在整个工程设计中起着主导和先行的作用，除考虑上述各种要求以外，还应考虑建筑与结构，建筑与各种设备等相关技术的综合协调，以及如何以更少的材料，劳动力，投资和时间来实现各种要求，使建筑物做到适用，经济，巩固，美观，这要求建筑师认真学习和贯彻建筑方针政策，正确学习掌握建筑标准，同时要具有广泛的科学技术知识。建

5、筑设计包括总体设计和个体设计两局部。 11 设计任务和主要要求111 设计任务本设计的主要内容是办公楼的设计，办公楼属于行政办公建筑类。作为一个办公空间设计，要在平面规划中自始至终遵循实用、功能需求和人性化管理充分结合的原那么。在设计中，既结合办公需求和工作流程，科学合理的划分职能区域，也考虑员工与领导之间、职能区域之间的相互交流。材料运用简洁,大方,耐磨,环保的现代材料,在照明采光上使用全局照明,能满足办公的需要.经过精心设计,在满足各种办公需要的同时,又简洁,大方,美观,能充分表达出企业的形象与现代感.112 设计要求建筑法规、标准和一些相应的建筑标准是对该行业行为和经验的不断总结，具有指

6、导意义，尤其是一些强制性标准和标准，具有法定意义。建筑设计除了应满足相关的建筑标准、标准等要求之外，原那么上还应符合以下要求：1 满足建筑功能要求：2 符合所在地规划开展的要求并具有良好的视觉效果；3 采用合理的技术措施；4 提供在投资方案所允许的经济范畴内运作的可行性。12 建筑物所处的自然条件121 气象条件建设地区的温度、湿度、日照、雨雪、风向、风速等是建筑设计的重要依据，例如：炎热地区的建筑应考虑隔热、通风、遮阳、建筑处理较为开敞；在确定建筑物间距及朝向时，应考虑当地日照情况及主要风向等因素。122 地形、地质及地震烈度基地的地形，地质及地震烈度直接影响到房屋的平面组织结构选型、建筑构

7、造处理及建筑体型设计等。地震烈度，表示当发生地震时，地面及建筑物遭受破坏的程度。烈度在6度以下时，地震对建筑物影响较小，一般可不做抗震计算，9度以上地区，地震破坏力很大，一般应尺量防止在该地区建筑房屋，建筑物抗震设防的重点时7、8、9度地震烈度的地区。123 水文水文条件是指地下水位的上下及地下水的性质，直接影响到建筑物根底及地下室。一般应根据地下水位的上下及底下水位性质确定是否在该地区建筑房屋或采用相应的防水和防腐措施。13 建筑设计文件的结构设计21 设计资料工程名称：长沙市瑞达集团办公楼建设地点：湖南省长沙市工程概况：建筑总高为15.6m，共5层。其中底层层高为3.6m，其余各层层高为3

8、.0m。局部突出屋面的塔楼为楼梯间，高3.0m。根本风压：0.35kN/m2根本雪压：0.45kN/m2抗震设防烈度：6度，不考虑抗震设防计算。 22 结构设计的一般原那么221 结构设计目的工程设计是工程建设的首要环节，是整个工程的灵魂。先进合理的设计对于改建、扩建、新建工程缩短工期、节约投资、提高经济效益起着关键作用，使工程到达平安、适用、经济、美观的要求。因而建筑结构设计的根本目的就是要在一定经济条件下赋予结构以适当的可靠度，使结构在预定的基准期内能满足设计所预期的各种功能要求。 222 结构设计的一般原那么为了到达建筑设计的根本目的，结构设计中应符合以下一般原那么：符合设计标准；选择合

9、理的结构设计方案；减轻结构自重；采用先进技术。 23 结构选型231 结构体系选型对于一般多层民用建筑，根据使用和工艺要求、材料供给情况和施工技术条件，常选用的结构形式有混合结构、钢筋混凝土框架结构和框架剪力墙结构等结构体系。由于混合结构整体性差，难于满足大空间的使用要求，而框架剪力墙结构多用于1025层的高层建筑。而框架结构强度高、结构自重轻，可以承受较大楼面荷载，在水平作用下具有较大的延性。此外框架结构平面布置灵活，能设置大空间，易于满足建筑功能要求。故该五层办公楼选用框架结构。 232 框架施工方法钢筋混凝土框架结构按施工方法不同，有现浇式、装配式和整体装配式三种。 现浇式框架的全部构件

10、都在现场整体浇筑，其整体性和抗震性能好，能较好的满足使用要求。故框架采用现浇施工方法。233 其他结构选型1. 屋面结构：采用现浇钢筋混凝土肋形屋盖，屋面板厚120mm。2. 露面结构：采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖，露面板厚120mm。3. 楼梯结构：采用钢筋混凝土板式楼梯。4. 过梁：门窗过梁均采用钢筋混凝土梁，并采用纵向框架兼做窗过梁。5. 墙根底：因持力层不太深，承载力高，采用自乘墙基大放脚。6. 根底：因根底持力层不太深，地基承载力高，采用钢筋混凝土柱下独立根底。 24 框架结构计算简图及构件尺寸241 简化假定建筑物是复杂的空间结构体系，要精确地按照三维空间结构来进行结构平面布置图24

11、3 计算简图现浇多层框架结构设计计算模型是以梁、柱截面几何轴线来确定，并认为框架柱在根底顶面为固接，框架各节点纵、横向均为刚接。一般情况下，取框架梁、柱截面几何轴线之间的距离作为框架的跨度和柱高度。底层柱高从根底顶面算至二层楼面，根底顶面标高根据地质条件、室内外高差，定为-1.1m，二层楼面标高为3.6m，故底层柱高为4.7m。其余各层柱高为楼层高3.0m。由此可绘出框架计算简图，如图22所示：图22 框架结构计算简图244 梁柱截面尺寸及惯性矩多层框架结构是超静定结构，在计算边跨取h=600mm æ11öæ11öb=ç÷´

12、h=ç÷´600=300200mmè23øè23ø取b=250mm那么取边跨截面尺寸为:h´b=250mm´600mmæ11öæ11öh=ç÷´l=ç÷´2400=300200mmè812øè812ø中跨考虑刚度因素，取h=500mmæ11öæ11öb=ç÷´h=ç÷´

13、500=250167mmè23øè23ø取b=250mm那么取边跨截面尺寸为:h´b=250mm´500mm2. 柱截面尺寸底层柱尺寸 按轴压比要求计算，由公式 ： bFgEnNAs³=mNfcmNfc式中：mN轴压比取1.0；b轴压比增大系数，本设计取b=1.0；F柱的荷载面积；gE单位建筑面积上重力荷载值，近似取12-15 kN/m2； n验算截面以上楼层层数。对于顶层中柱： bFgEn1.0´8.4´4.2´14´103´5N As³=172699mm2 mN

14、fcmNfc1.0´14.3如取柱截面为正方形，那么其边长为416mm。根据以上计算结果，并考虑其他因素，本设计中所有柱子截面尺寸都取500mm´500mm。非计算单元的 i边=l6中跨梁：I=2.0´bh3=2.0´0.25´0.53=5.21´10-3m4 中1212EI3.0´107´5.21´10-3=6.51´104kNgm i中=l2.4柱： I=bh3=0.5´0.53=5.21´10-3m4 1212EI3.0´107´5.21´

15、10-3=3.33´104kNgm i1=l4.7EI3.0´107´5.21´10-3=5.21´104kNgm i2-5=l3.0相对线刚度：取i2-5=1.0。那么其余各杆件相对线刚度为: 3.33´104=0.64 i1=5.21´1046.51´104=1.25 i中=45.21´104.50´104=0.86 i边=45.21´10框架梁、柱的相对线刚度如图23所示，将作为计算节点杆端弯矩分配系数的依据。 图23 梁柱相对线刚度图25 荷载计算251 恒载标准值计算1. 屋

16、面防水层刚性：30mm厚C20细石混凝土防水 1.00kN/m2 防水层柔性：三毡四油铺小石子 0.40kN/m2 找平层：15mm厚水泥砂浆 0.015´20 kN/m3=0.30kN/m2 找坡层：平均40mm厚水泥焦渣找坡 0.040´14 kN/m3=0.56kN/m2 保温层：60mm厚1:10水泥膨胀珍珠岩 0.060´12 kN/m3=0.72kN/m2 结构层：120mm厚现浇钢筋混凝土板 0.120´25 kN/m3=3.00kN/m2 抹灰层：10mm厚混合砂浆 0.010´17 kN/m3=0.17 kN/m2 合计 6.

17、15kN/m22. 各层楼面含走廊水磨石地面10mm厚面层，20mm厚水泥砂浆打底 0.65kN/m2 结构层：120mm厚现浇钢筋混凝土板 0.120´25 kN/m3=3.00kN/m2 抹灰层：10mm厚混合砂浆 0.010´17 kN/m3=0.17kN/m2 合计 3.82kN/m2 3. 梁自重h´b=300mm´700mm梁自重： 0.3´0.7-0.12kN/m3=4.35kN/m ´25抹灰层：10mm厚混合砂浆 0.01´(0.7-0.12+0.25/2) ´2´17 kN/m3=0.

18、25kN/m合计 4.60kN/m h´b=250mm´600mm3梁自重： 0.25´0.6-0.12kN/m=3.00kN/m ´25抹灰层：10mm厚混合砂浆 0.01´(0.6-0.12+0.25/2) ´2´17 kN/m3=0.21kN/m 合计 3.21kN/m h´b=250mm´500mm梁自重： 0.25´0.5-0.12kN/m3=2.38kN/m ´25抹灰层：10mm厚混合砂浆 0.01´(0.5-0.12+0.25/2) ´2´

19、17 kN/m3=0.17kN/m 合计 2.55kN/m4. 柱自重h´b=500mm´500mm3柱自重： 0.5´0.5´25 kN/m=6.25kN/m抹灰层：10mm厚混合砂浆 0.01´(0.5+0.5) ´2´17 kN/m3=0.34kN/m 合计 6.59kN/m5. 外纵墙自重标准层´(8.4-0.5)-1.5´1.5´2 ´0.24´18 kN=62.46kN 纵墙： 3.0-0.6铝合金窗1.5´1.5： 1.5´1.5´

20、2´0.35 kN=1.58kN 贴瓷砖外墙面： 3.0´(8.4-0.5)-1.5´1.5´2 ´0.5 kN=9.60kN 水泥粉刷 3.0´(8.4-0.5)-1.5´1.5´2 ´0.36 kN=6.91kN合计 80.55kN 底层´(8.4-0.5)-1.5´1.5´2 ´0.24´18 kN=120.48kN 纵墙： 4.7-0.6铝合金窗1.5´1.5： 1.5´1.5´2´0.35 kN=1.58k

21、N 贴瓷砖外墙面： 3.6´(8.4-0.5)-1.5´1.5´2 ´0.5 kN=11.97kN 水泥粉刷 3.6´(8.4-0.5)-1.5´1.5´2 ´0.36 kN=8.62kN 合计 142.65kN6. 3.0-0.6门h´b=0.9´2.1： 0.9´2.1´2´0.15 kN=0.57kN 粉刷墙面： 3.0-0.6´(8.4-0.5)-0.9´2.1´2 ´0.36´2 kN=10.93kN合计

22、78.08kN/m 底层´(8.4-0.5)-0.9´2.1´2 ´0.24´18 kN=123.60kN 纵墙： 4.7-0.6门h´b=0.9´2.1： 0.9´2.1´2´0.15 kN=0.57kN´(8.4-0.5)-0.9´2.1´2 ´0.36´2 kN=14. 34kN 粉刷墙面： 3.6-0.6合计 138.51kN/m7. 内隔墙自重标准层墙重： 3.0-0.6´(6.0-0.5)´0.24´18

23、 kN=57.02kN 粉刷墙面： 3.0-0.6´(6.0-0.5) ´0.36´2 kN=9.05kN 合计 66.07kN 底层墙重： 4.7-0.6´(6.0-0.5)´0.24´18 kN=97.42kN 粉刷墙面： 3.6-0.6´(6.0-0.5) ´0.36´2 kN=11.88kN 合计 109.30kN252 活荷载标准值计算1. 屋面和楼面活荷载标准值上人屋面：2.0kN/m2楼面：办公室：2.0kN/m2 ；走廊：2.0kN/m22.雪荷载：根本雪压：0.45kN/m2雪荷载标准值

24、：sk=urs0=1.0´0.45=0.45kN屋面活荷载和雪荷载不同时考虑，二者中取大值。 253 竖向荷载下框架受荷总图1. BC,DE轴间框架梁屋面板传荷载：板传至梁上的三角形或梯形荷载为均布荷载，荷载的传递示意图，如图24所示： 图24 荷载传递示意图 恒载：236.15´2.1´(1-2´0.35+0.35)´2=20.61kN/m活载：23 2.0´2.1´(1-2´0.35+0.35)´2=6.70kN/m楼面板传荷载：荷载传递示意图如图24所示恒载：233.82´2.1´

25、;(1-2´0.35+0.35)´2=12.80kN/m活载：232.0´2.1´(1-2´0.35+0.35)´2=6.70kN/m 梁自重： 3.21kN/m2BC,DE轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载=3.21kN/m+20.61kN/m=23.82kN/m 活载=板传荷载=6.70kN/m楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载=3.21kN/m+12.80kN/m=16.01kN/m活载=板传荷载=6.70kN/mCD轴间框架梁均布荷载为：梁自重: 2.55kN/m屋面梁：恒载=梁自重=2.55kN/m活载=0楼面

26、梁：恒载=梁自重=2.55kN/m活载=03. B、E轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱：女儿墙自重做法：墙高1100mm，混凝土压顶100mm0.24m´1.1m´18kN/m3+0.24m´0.1m´25kN/m3+(1.2m´2+0.24m)=6.67kN/m 天沟自重：现浇，如图25所示25kN/m3´0.6m+(0.2m-0.08m)´0.08m+(0.6m+0.2)´0.5kN/m2=1.84kN/m 顶层柱恒载=女儿墙及天沟自重+纵梁自重+板传荷载=(6.67+1.84)´8.4+4.60

27、0;(8.4-0.5)+2.55´6´0.5+10.30´6´0.5+8.07´8.4=214.16kN顶层柱活载=板传荷载=3.35´6´0.5+2.63´8.4=32.14kN标准层柱恒载=外纵墙自重+纵梁自重+板传荷载+横隔墙=80.55+4.60´(8.4-0.5)+8.95´6´0.5+5.01´8.4+66.52=219.08kN顶层柱活载=板传荷载=3.35´6´0.5+2.63´8.4=32.14kN4. C、D轴柱纵向集中荷载的

28、计算顶层柱恒载=梁自重+板传荷载=4.60´(8.4-0.5)+12.85´6´0.5+6.15´1.2´8.4+8.07´8.4=204.67kN顶层柱活载=板传荷载=3.35´6´0.5+2.63´8.4+2.0´1.2´8.4=50.30kN标准层柱恒载=内纵墙自重+纵梁自重+板传荷载+横隔墙=78.08+4.60´(8.4-0.5)+8.95´6´0.5+5.01´8.4+3.82´1.2´8.4=255.12kN顶层

29、柱活载=板传荷载=3.35´6´0.5+2.63´8.4+2.5´1.2´8.4=57.34kN由上可作出框架在竖向荷载作用下的受荷总图，如图26所示： 图26 竖向荷载作用下受荷总图 254 竖向荷载下框架受荷总图作用在屋面梁和搂面梁节点处的集中风荷载标准值：Wk=bzusuzw0(hi+hj)B/2为了简化计算，通常将计算单元范围 us风荷载体型系数，查表取us=1.3；bz风振系数。由于结构高度小于30m，且高宽比18.4/14.4=1.26<1.5，那么取bz=1.0；hi下层柱高；h j上层柱高，顶层取女儿墙高度的两倍；

30、B计算单元迎风面宽度B=8.4m计算过程见表21表21 风荷载标准值计算255 竖向荷载下框架受荷总图 1. 侧移刚度见表22和表232. 风荷载下框架位移计算水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算：VjDuj=Dij式中：Vj第j层的剪力；Dåij第j层所有柱的抗侧刚度之和；Duj第j层的层间位移。第一层的层间位移值求出以后，就可以计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移值，各层楼板标高处的侧移值应该是该层以下各层层间侧移之和，顶点侧移是所有各层层间侧移之和。 j层侧移uj=åDujj=1nj j=1顶点侧移框架在风荷载下侧移的计算见表24，如下：u=åDuj层间最

31、大侧移值为： 1/3060<1/550，满足要求j=1顶点侧移且 u/H=1/7510<1/650，满足要求uj=åDuj=0.00241mj26 荷载计算为简化计算，考虑如下几种单独受荷情况： 1 恒载满布情况；2 活载分跨布置作用分左布活载、中布活载、右布活载 3 风荷载作用分左风和右风对于第1种情况，采用分层法计算；第2种情况利用PF程序计算；第3情况，采用D值法计算。 261 恒载作用下的内力计算在竖向荷载作用下框架内力采用分层法进行简化计算，此时每层框架梁同上、下层柱组成根本计算单元。竖向荷载产生的梁端弯矩只在本层内进行弯矩分配，单位之间不再进行

32、传递。 计算步骤如下： 根据各杆件的线刚度计算各节点杆端弯矩分配； 计算竖向荷载作用下各跨梁的固端弯矩，并将各节点不平衡弯矩进行第一次分配； 将所有杆端的分配弯矩向远端传递； 将个节点因传递弯矩而产生的不平衡弯矩进行第二次分配，使得各节点处于平衡状态； 将各杆件的固端弯矩，分配弯矩和传递弯矩相加即可得各杆端弯矩。 1. 计算分配系数说明：计算时除底层柱以外，其它各层柱的线刚度先乘以0.9，取传递系数为梁和底层柱的传递系数为。 分配系数按以下式计算：Suik=nikSikåi=1式中： Sik为节点第根杆件的相对转动刚度；为节点各杆件相对转动刚度之和。由于本榀框架结构、受力对称，在分层

33、法计算时可取半结构进行计算。 2. 梁的固端弯矩均布恒载和柱顶集中活载偏心引起的固端弯矩构成节点不平衡弯矩，利用以下公式计算：i=1åSnikql2M=12 可求得各梁端弯矩，如表2和表2 3. 固端弯矩第一次分配计算过程见图2括号中为不平衡弯矩 顶层 中间层 底层 图2 恒载作用下分层法计算 将图2中、结果叠加组合后得到框架弯矩图2，可以看出节点存在不平衡弯矩。图2 恒载作用下弯矩一次分配图. 节点不平衡弯矩二次分配 计算过程见图2所示： 顶层 四层 三层 二层 底层 图2 恒载作用下分层法计算二次分配将图2中各层结果组合后得到框架最终弯矩图2。 图2 恒载作用下弯矩图 根据弯矩和

34、剪力的关系，可采用取隔离体的方法计算剪力：Vlk=Volk-(Mijk+Mijk)/lVrk=Vork-(Mijk+Mijk)/l式中：kVork简支梁支座左端和右端剪力标准值 Vol，剪力取绕隔离体顺时针转动为正；MijkMijk ，梁端弯矩标准值以绕杆顺时针转为正，逆时针转动为负。 由此计算得出各杆件剪力如图2所示： 图2 恒载作用下剪力图横梁作用于柱子轴力值即为梁端剪力值，再加上纵梁传来的轴力值及柱自重。可得出柱轴力图，如图2所示： 图2 恒载作用下轴力图 262 活载作用下的 中布活荷载柱： 柱： 右布活荷载柱： 柱：32.14kN´0.1m=3.21kNgm活荷载的计算采用

35、程序计算，杆件编号如图2所示： 图2 杆件编号 用程序分别计算出左布活荷载、中布活荷载和右布活荷载作用下框架内力，程序计算输入、输出数据如下：* * * * 左布荷载 * * * *The Input Data The General Information E NM NJ NS NLC3.000E+07 35 24 12 1 The Information of Members member start end A I1 1 5 2.500000E-01 5.210000E-032 2 6 2.500000E-01 5.210000E-033 3 7 2.500000E-01 5.21000

36、0E-034 4 8 2.500000E-01 5.210000E-035 5 6 1.500000E-01 9.000000E-036 6 7 1.250000E-01 5.210000E-037 7 8 1.500000E-01 9.000000E-038 5 9 2.500000E-01 5.210000E-039 6 10 2.500000E-01 5.210000E-0310 7 11 2.500000E-01 5.210000E-0311 8 12 2.500000E-01 5.210000E-0312 9 10 1.500000E-01 9.000000E-0313 10 11 1.250000E-01 5.210000E-0314 11 12 1