本科毕业设计（论文）湖南长沙某商业办公楼设计

1、2021届 本科生毕业设计论文湖南长沙某商业办公楼设计学 院部： 土木工程学院 专 业： 土木工程 学 生 姓 名： * 班 级：土*班 学号 * 指导教师姓名： * 职称 副教授 最终评定成绩： 2021年6月 摘 要本设计是根据?建筑结构荷载设计标准?GB500092001、?建筑抗震设计标准?(GB500112001)、?建筑地基根底设计标准?GB50007-2002、?混凝土结构设计标准?GB500102002、?建筑结构制图标准?( GB/T 50105-2001)，并按毕业设计任务书的要求且基于AutoCAD、天正建筑、PKPM等专业软件完成的。设计内容包括建筑设计、结构设计、施工

2、组织设计三大局部。设计成果主要包括建筑方案确实定、建筑平面设计、建筑立面设计、结构平面布置及选型、框架结构的计算、根底和楼梯的计算、施工进度方案的制定、施工组织设计方案确实定，手工绘制的一榀框架和根底的结构施工图，电脑绘制的建筑施工图、平法结构施工图、根底和楼梯施工详图、施工网络进度方案图、施工组织设计总平面图等。按照结构计算过程及毕业设计文本格式要求编制了结构计算书。设计深度和广度到达了?毕业设计任务书?的要求。本设计建筑功能齐全，结构平安、合理，施工布置及进度安排合理。关键词：建筑设计,结构设计，施工组织设计,内力计算，配筋计算ABSTRACTThis design was accompl

3、ished according to the Load code for the design of building structures (GB50010-2002), Code for seismic design of building (GB50101-2001), Code for design of building foundation (GB5007-2002) , Code for design of concrete structures (GB50009-2002) , “Standard for structural drawings(GB/T 5105-2001),

4、 and in accordance with the requirement of the “book of design task, and by means of use of the professional design software such as the AutoCAD2004，TC7.0、PKPM2005 etc. The contents of design include the design of architecture, structure and construction schedule. The main results of design contain

5、the architectural program determined, the architectural plane design, the architectural elevation design, the structural layout selection, the artificial calculation of a frame structure and artificial calculation of a foundation and a stairs, the construction schedule formulated, design of construc

6、tional arrangement, the structural construction drawings done by hand for a frame and a foundation, the architectural construction drawings and the structural construction drawings and the detail drawings of construction and drawings of network plans of construction and the total plane drawing of co

7、nstructional organization design by means of computer. the “calculation book was drawn up according to the calculation process and the requirement of text format . The degree of depth and scope of design met the requirement of the “book of design task. This building finished possesses completely arc

8、hitectural function, safe and reasonable structure. The scene arrangement and time schedule of construction is reasonable too.Keywords: architectural design, structural design, Design of construction organization, Calculate of internal force , Calculate of reinforcements目 录第1章 绪论11.1 工程名称1 工程概况11.3

9、工程地质情况11.4 荷载11.5 抗震设防烈度11.6 材料强度等级11.7 参考图集及标准1第2章 结构选型22.1 结构体系选型22.2 其它结构选型2第3章 结构平面布置3第4章 截面尺寸估算44.1 计算单元的选取44.2 梁截面尺寸估算44.3 柱截面尺寸估算4第5章 荷载计算55.1 楼面恒荷载标准值的计算55.2 楼面活荷载标准值的取值75.3 竖向荷载下的框架受荷总图7 框架梁受荷计算7 框架柱受荷计算85.4 横向风荷载计算11第6章 梁柱线刚度计算126.1 框架柱线刚度的计算12 框架梁线刚度的计算12第7章 框架的侧移验算147.1 框架各柱侧移刚度D的计算14 框架

10、侧移验算14第8章 内力计算1616 框架柱反弯点位置、杆端和梁端弯矩确实定16 8.1.2 风荷载作用下内力计算17 竖向荷载作用下框架的内力计算24第9章 内力组合359.1 内力调幅35 内力组合38第10章 框架结构的配筋计算4910.1 框架梁截面设计4910.1.1 正截面承载力计算4910.1.2 斜截面承载力计算4910.1.3 裂缝宽度验算5010.2 框架柱截面设计5010.2.1 轴压比验算5110.2.2 截面尺寸复核5110.2.3 正截面承载力计算5110.2.4 垂直于弯矩作用平面的受压承载力验算5210.2.5 斜截面承载力计算53第11章 柱下独立根底设计63

11、 确定根底类型6311.2 根底受荷计算6311.3 确定根底尺寸6311.3.1 地基承载力特征值修正63 11.3.2 初选基地尺寸64 11.3.3 验算持力层承载力6411.4 确定根底高度6511.4.1 柱边根底截面抗冲切验算6511.4.2 变阶处截面抗冲切验算6511.5 计算基底配筋6611.5.1 根底长边方向基底配筋计算6611.5.2 根底短边方向基底配筋计算6711.6 根底梁的配筋计算6711.6.1 荷载计算6711.6.2 内力及配筋计算67 11.7 施工配筋图68第12章 楼梯的设计6912.1 梯段板计算69 荷载计算69 内力配筋计算69 平台板计算69

12、 荷载计算69 内力配筋计算7012.3 平台梁计算70 荷载计算70 内力配筋计算70 12.4 板式楼梯配筋图71第13章 施工组织设计7213.1 编制程序7213.2 工程概况72 工程资料72 水文地质条件72 工程施工条件及特点7213.3 施工总体部署73 施工工期73 施工顺序7313.4 施工准备75 技术准备75 生产准备76 劳动力准备7613.5 施工方案及主要技术措施76 土方工程施工方法76 钢筋工程施工方法77 焊接工程施工方法79 模板工程施工方法80 混凝土工程施工方法81 砌体工程施工技术方案82 装饰工程施工技术方案84 铝合金窗施工方法87 施工测量方法

13、88 13.6 施工进度方案89 工程量的计算92 分项工程持续时间的计算9613.7 资源方案105 机械设备配备方案105 施工计量器具的投入105 劳动力方案106 材料采购及质量管理10613.8 施工总平面图设计107 设计依据107 设计原那么107 设计步骤107 施工准备工作方案107 总平面管理10813.9 技术组织措施110 13.9.1 技术措施110 13.9.2 保证工程质量措施110 13.9.3 平安措施113 13.9.4 文明施工措施114 13.9.5 降低本钱措施117结论118参考文献119致谢120第1章 绪论1.1 工程名称湖南长沙某商业办公楼。1

14、.2 工程概况该商业办公楼为现浇钢筋混凝土框架结构体系，总建筑面积为 m2，主体五层，各层层高为m,建筑总高度，室内外高差为。1.3 工程地质情况地基土由上至下依次为：填土、粘土、粉质粘土、砂砾组成，各层的分布状况为：0m0m为杂填土0m0m为粘土 180kN/m20m0m为粉质粘土，210kN/m20m0m为砂砾， 250kN/m20m以下 为圆砾， 300kN/m21.4 荷载根本风压W0=0.30kN/m2；根本雪压S0=0.35kN/m2，场地类别为类，结构正常使用环境类别为二a，地面粗糙程度为C类，楼面活荷载楼面、办公室为2.0kN/m22,上人屋面活载为 kN/m2 。1.5 抗震

15、设防烈度抗震设防烈度为6度, 不做抗震计算，按四级抗震构造设防。1.6 材料强度等级砼等级C30，纵向受力主筋HRB335级，箍筋HPB235级。1.7参考图集及标准?结构荷载设计标准?GB500092002?混凝土结构设计标准?GB500102002?平面整体平法表示法?( 03G1011)?抗震结构设计标准? ( 03G1011)98ZJ-中南标2002版第2章 结构选型2.1 结构体系选型采用钢筋混凝土现浇框架结构横向承重框架体系。2.2 其它结构选型(1) 屋面结构：采用现浇钢筋混凝土肋形屋盖，刚柔性相结合的屋面，板厚120mm。 (2) 楼面结构：全部采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖，板厚

16、120mm。(3) 楼梯结构：采用钢筋混凝土现浇板式楼梯。(4) 过梁：采用预制混凝土过梁。(5) 根底梁：采用现浇钢筋混凝土根底梁。(6) 根底：采用柱下独立根底。(7) 电梯间：采用现浇混凝土框架结构。(8) 天沟：采用现浇天沟。第3章 结构平面布置结构布置及一榀计算框架的选取位置如下列图。图3.1 标准层结构平面布置图 1：100第4章 截面尺寸估算4.1 计算单元的选取图4.1 标准层建筑平面图局部4.2 梁截面尺寸估算由?混凝土结构设计?1 知，梁宽不小于200mm，梁高不大于4倍梁宽，梁净垮不小于4倍梁高。一般情况下，框架梁的截面尺寸可按以下公式估算： 4.1 4.2式中 -梁的计

17、算跨度； -梁的截面高度； -梁的截面宽度。据此选取粱截面：边框架梁：250mm500mm ，中间框架梁：250mm300mm。4.3 柱截面尺寸估算根据标准，柱截面宽b不小于250mm，柱净高与截面高度之比不宜小于4。框架柱的截面尺寸可按以下公式估算： 4.3 4.4式中 -第层层高； -柱的截面宽度； -柱的截面高度。由上可知，该框架柱均采用400400 mm2，选用C30混凝土底层柱采用C35混凝土。第5章 荷载计算5.1 楼面恒载标准值的计算1屋面：防水层刚性30mm厚C20细石混凝土防水： 1.00 kN/m2 kN/m2找平层：15mm厚水泥砂浆： 20 kN/m3 kN/m2找坡

18、层：65mm厚水泥石灰焦渣砂浆2%找平 14 kN/m3 kN/m2找平层：15mm厚水泥砂浆： 20 kN/m3 kN/m2保温层：80mm厚矿渣水泥： kN/m3kN/m2结构层：120mm厚现浇钢筋混凝土板： kN/m3kN/m2抺灰层：10mm厚混合砂浆： kN/m37kN/m2合计： kN/m22标准层楼面：大理石面层水泥砂浆擦缝30mm厚1kN/m2水泥浆结合层一道结构层：120mm厚现浇钢筋混凝土板： kN/m3kN/m2抺灰层：10mm厚混合砂浆： kN/m3kN/m2合计： kN/m23各层走廊楼面水磨石地面：10厚面层 20水泥砂浆打底 0.65 kN/m2 素水泥砂浆结合

19、层一道结构层：120mm厚现浇钢筋混凝土板： kN/m3kN/m2抺灰层：10mm厚混合砂浆： kN/m3kN/m2合计： kN/m24各层梁自重250mm500mm梁自重 : kN/m3 5m ()=kN/m 抺灰层:10mm厚混合砂浆: () 2+5m kN/m37kN/m合计： 2.55kN/m250mm300mm : kN/m3 (0m)=kN/m 抺灰层:10mm厚混合砂浆:(0m) 2+5m kN/m3m合计： 1.00kN/m5各层柱自重400mm400mm : kN/m3 抺灰层:10mm厚混合砂浆: 4kN/m3m合计： 7kN/m6外纵墙自重标准层 墙线荷含墙： ()-()

20、 kN/m3+() kN/m2/kN/m 瓷砖贴面： ()kN/m2/kN/m水泥粉刷内墙面： ()kN/m2/kN/m合计： kN/m底层墙线荷含墙： ()-() kN/m3+() kN/m2/kN/m 瓷砖贴面： ()kN/m2/kN/m水泥粉刷内墙面： ()kN/m2/kN/m合计： kN/m7内纵墙自重标准层墙体线荷含墙： -0.5m kN/m3=10.48 kN/m水泥粉刷内墙面： kN/m2 kN/m合计： 1kN/m底层墙体线荷含墙： -0.5m kN/m3=13.69 kN/m水泥粉刷内墙面： kN/m2 kN/m合计： 16.97kN/m8内横墙自重标准层墙体线荷含墙： kN

21、/m3 kN/m水泥粉刷内墙面： kN/m2 kN/m合计： kN/m底层墙体线荷含墙： kN/m3 kN/m水泥粉刷内墙面： kN/m2 kN/m合计： kN/m5.2 楼面活载标准值的取值屋面和楼面活荷载标准值：根据?建筑结构荷载标准?2GB50009-2001查得：上人屋面： kN/m2 kN/m2走廊： 2.5 kN/m25.3 竖向荷载下框架受荷总图5 框架梁受荷计算 WB1 和 LB1 ：，按双向板计算；WB2 和 LB2 ：，按单向板计算。板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载，荷载的传递示意图见图。 图5.1 板荷载传递示意图 一-轴间框架梁按双向板计算1屋面板传荷载： 恒

22、载：活载：2楼面板传荷载：恒载：活载：3屋面梁荷载： 梁自重： 恒载=梁自重+板传荷载= 活载=板传荷载=4楼面梁荷载：恒载=梁自重+内横墙自重+板传荷载=活载=板传荷载=二-与-轴间框架梁相同三-轴间框架梁按单向板计算 1屋面梁荷载： 恒载=梁自重=2楼面梁荷载： 恒载=梁自重=5 框架柱受荷计算1轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱女儿墙自重做法：墙高1100mm，100mm的混凝土压顶：顶层柱恒载女儿墙自重+梁自重+板传荷载： 顶层柱活载板传活载： 标准层标准层柱恒载墙自重+梁自重+板传荷载：标准层柱活载板传活载：2轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱顶层柱恒载梁自重+板传荷载：顶层柱活载板传活载：

23、跨布活载时：跨布活载时： 标准层标准层柱恒载墙自重+梁自重+板传荷载：标准层柱活载板传活载：跨布活载时：跨布活载时：3轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱女儿墙自重：天沟自重现浇天沟 顶层柱恒载女儿墙及天沟自重+梁自重+板传荷载：框架在竖向荷载作用下的受荷总图如图5.2所示图中数值均为标准值。图5.2 框架竖向受荷总图梁上均布荷载单位为kN/m，梁端集中力单位为kN5.4 横向风荷载计算由?混凝土结构设计? 1 查得：风荷载标准值： 5.1-根本风压值，是以当地比较空旷平坦地面离地10m高统计所得的50年一遇10min平均最大风速为标准确定的风压值；-风压高度变化系数；-风荷载体型系数；-高度z处的

24、风振系数；。-下层层高；-上层层高，对顶层为女儿墙高度的2倍；B-迎风面的宽度，B=6m。本工程为一般多层建筑，且房屋高度H=2m30m，计算局部高宽比H/B，故可不考虑风振系数。1风荷载体型系数查?混凝土结构设计?1得(2) 风荷载高度系数本工程的地面地处城市中心地段，粗糙程度取C类。由高度和地面粗糙程度查表插值计算可得。(3)楼层风荷载的计算： 5.2计算如下表5.1：表5.1 楼层风荷载计算表层数H(m)hiWi(kN)54321第6章 梁、柱线刚度计算6.1 框架梁线刚度的计算：由?混凝土结构设计?1知：框架梁截面惯性矩为： 6.1式中 为截面宽，为截面高。框架柱截面惯性矩为： 6.2

25、线刚度： 6.3式中 E为砼弹性模量；I为截面惯性矩；为梁计算长度。由?房屋建筑工程毕业设计指南?6知：对于现浇楼盖，中间框架,边框架。本计算单元所选取的框架为中间框架，故取。C30混凝土弹性模量E=107 kN/m2；C35混凝土弹性模量E=107 kN/m2。 6.2 框架柱线刚度的计算：底 层： 其余各层：令 ，那么 ，其余杆件的相对线刚度见图6.1。图6.1 KJ-15杆件相对线刚度示意图第7章 框架侧移验算7.1 框架各柱的侧移刚度D的计算由?混凝土结构设计?1知： 7.1 式中：柱抗侧移刚度修正系数。表7.1 25层柱D值的计算构件名称轴柱/轴柱0.4587549轴柱/轴柱5491

26、31资料来源：?混凝土设计原理?3 第198页表表7.2 底层柱D值的计算构件名称轴柱/轴柱0.6385214轴柱/轴柱085786资料来源：?混凝土设计原理?3 第198页表7.2 框架侧移验算由?混凝土结构设计?1 得验算公式如下：层间位移：； 7.2式中：第j层的总剪力； 第j层所有柱的抗侧刚度之和； 第j层的层间侧移。； 7.3顶点位移：； 7.4； 7.5验算结果如下表7.3；表7.3 风荷载作用下框架侧移计算层53336011/36000413336031/1200033336051/7200233360061/6000122000121/3375 由上表可知，均小于1/500，满

27、足要求。 第8章 内力计算8.1 水平荷载作下框架的内力计算本设计采用D值法计算风荷载作用下框架内力。其步骤为：1求各柱反弯点处的剪力值；2求各柱反弯点的高度；3求各柱的杆端弯矩及梁端弯矩；4求各柱的轴力和剪力。8 框架柱反弯点位置、杆端和梁端弯矩确实定： 由?混凝土结构设计?1查得： 8.1式中 标准反弯点高度比，是在各层等高、各跨相等、各层梁和柱线刚度都不改变的情况下求得的反弯点高度比； 因上、下层梁刚度比变化的修正值； 因上层层高变化的修正值； 因下层层高变化的修正值； 框架柱高度。框架各柱的杆端弯矩、梁端弯矩按下式计算：Mc上=Vim(1-y)h Mc上=Vimyh 8.2 中柱 8.

28、3 8.4边柱 8.5式中 Vim为第i层第m柱所分配的剪力值。表8.1 轴柱反弯点位置层号h /m51.698500058641.6935000351.56631.6985000851.74621.69008271150000502.503表8.2 轴柱反弯点位置层号h /m52.4824000242642.4800032.4800022.4800013.14000资料来源：?混凝土设计原理?3第199页表，202页表3.6.4、3.6.58.1.2 风荷载作用下内力计算：表8.3 风荷载作用下轴柱剪力及梁柱端M计算层号5333607549261.107864333607549261.566

29、3333607549261.7461233360754926711220005214372.503表8.4 风荷载作用下轴柱剪力及梁柱端M计算层号5333609131742643336091317433336091317423336091317411122000578663由以上表格绘出风荷载作用下的KJ-15内力的M、Q、N图，详见图8.1-8.6。图8.1 左风荷载作用下KJ-15弯矩图 单位：图8.2 左风荷载作用下KJ-15剪力图单位： 图8.3 左风荷载作用下KJ-15架轴力图 单位：注：图中“+表示轴向拉力，“-表示轴向压力。图8.4 右风荷载作用下KJ-15弯矩图 单位：图8.5

30、 右风荷载作用下KJ-15剪力图 单位：图8.6 右风荷载作用下KJ-15轴力图 单位：注：图中“+表示轴向拉力，“-表示轴向压力。8.2 竖向荷载作用下框架内力的计算本设计采用迭代法计算竖向荷载作用下框架内力。在本框架的设计中，由于活荷载与恒载的比值不大于1，可不考虑活荷载的最不利位置，而把活荷载同时作用于所有的框架上，这样求得的内力在支座处与按最不利荷载位置法求得的内力极为相近，可直接进行内力组合。 在垂直荷载作用下，对于侧移可忽略不计的情况，可按以下步骤进行计算： 绘出结构的计算简图，在每个节点上绘两个方框。 计算汇交于每一个节点各杆的转角分配系数 8.6并检查是否满足 ，以作校核。当框

31、架中出现铰接情况及利用对称性时，要注意对有关杆件的线刚度进行修正。如当一端为铰接时，乘以3/4的修正系数，当利用正对称的奇数跨框架时，中间跨横梁的线刚度乘以修正系数。 计算荷载作用下各杆端产生的固端弯矩，并写在相应的各杆端上。求出汇交于每一节点的各杆固端弯矩之和，把它写在该节点的内框中。 按下式计算每一杆件的近端转角弯矩，即 8.7式中， 为汇交于节点各杆的远端转角弯矩之和，最初可假定为零。按上式进行演算时，可选择任意节点开始一般从不平衡弯矩较大的节点开始，循环假设干轮，直至全部节点上的弯矩值到达要求的精度为止。每一次算得的值记在相应的杆端处。 按下式计算每一杆端的最后弯矩值，即 8.8或 8

32、.9 根据算得的各杆端弯矩值，作最后的弯矩图并求得相应的剪力图和轴力图。根据上述方法可求得KJ-15在竖向荷载包括恒荷载和活荷载作用下的弯矩迭代结果，以框架图的形式表示了各个计算结果，最后绘出了各种荷载作用下KJ-15的最终弯矩、剪力和轴力图详见图8.78.16。图8.7 恒荷载作用下的迭代计算单位：图8.8 恒荷载作用下最后杆端弯矩单位：图8.9 活载作用下的迭代计算单位：图8.10 活载作用下最后杆端弯矩单位：图8.11 恒荷载作用下KJ-15弯矩图单位：注：节点弯矩不平衡是因为节点有等代力矩的缘故。图8.12 恒荷载作用下KJ-15剪力图单位：注：剪力在构件的左边或上边时为正值。3 恒荷

33、载作用下KJ-15轴力图单位：4 活载作用下KJ-15弯矩图单位：5 活载作用下KJ-15剪力图单位：注：剪力在构件的左边或上边时为正值。6 活载作用下KJ-15轴力图单位：第9章 内力组合9.1 内力调幅各种荷载情况下的框架内力求得后，根据最不利又是可能的原那么进行内力组合。考虑结构塑性内力重分布的有利影响，在内力组合之前对竖向荷载作用下的内力进行调幅。由于构件控制截面的内力值取自支座边缘处，为此，进行组合之前，应先计算各控制截面处的支座边缘处的内力值。由?混凝土结构设计?1可知，支座边缘处的内力值按以下公式计算： (9.1) (9.2)式中 M边支座边缘截面的弯矩标准值； V边支座边缘截面

34、的剪力标准值； M 梁柱中线交点处的弯矩标准值； V 与M相应的梁柱中线交点处的剪力标准值； q 梁单位长度的均布荷载标准值； b 梁端支座宽度即柱截面高度。柱上端控制截面在上层的梁底，柱下端控制截面在下层的梁顶。按轴线计算简图算得的柱端内力值，宜换算到控制截面处的值。为了简化起见，并考虑到结构塑性内力重分布对结构的有利影响，仅在内力组合之前对坚向荷载作用下的内力按85%进行调幅，不计算支座边缘内力，直接采用轴线处的内力值，这样算得的钢筋用量比需要的钢筋用量略微多一点。图9.2 恒载作用下调幅后框架梁弯矩图单位：图9.3 活载作用下调幅后框架梁弯矩图单位：9.2内力组合由?混凝土结构设计?1可

35、知荷载效应控制的组合公式如下。永久荷载效应控制的组合： (9.3) 式中 永久荷载分项系数，取1.35； SGK按永久荷载标准值GK计算的荷载效应值； 第i个可变荷载的分项系数，取1.4； 可变荷载Qi的组合值系数，风荷载取0.6，其它值取0.7； 按可变荷载标准值QiK计算的荷载效应值。可变荷载效应控制的组合： (9.4)式中 永久荷载分项系数，取1.2； SGK按永久荷载标准值GK计算的荷载效应值； 第i个可变荷载的分项系数，取1.4； 按可变荷载标准值QiK计算的荷载效应值。 (9.5)式中 永久荷载分项系数，取1.2； SGK按永久荷载标准值GK计算的荷载效应值； 可变荷载Q1的分项系数，取1.4； 为诸可变荷载效应中起控制作用者。柱控制截面上最为利内力的类型为：1及相应的轴力N和剪力V；2及相应的轴力N和