某商务办公楼设计.doc

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1、逸秀商务办公大楼设计 本科毕业设计（论文）题目逸秀商务办公大楼设计学生姓名学号教学院系土木工程与建筑学院专业年级土木工程2010级指导教师王作文职称教授单位西南石油大学辅导教师职 称单位完成日期2014年6月1日第1页 共74页Southwest Petroleum University Graduation ThesisThe design of Yi Xiu business officeGrade: 2010Name: Speciality: Civil EngineeringInstructor: Wang zuowenSchool of Civil Engineering and A

2、rchitecture2014-61逸秀商务办公大楼设计摘要本工程为四川省西昌市办公楼工程，采用钢筋混凝土框架结构，主体为四层，局部为五层。本地区抗震设防烈度为6度，近震，场地类别为II类场地。主导风向为北，基本雪压0.3KN/m2,基本风压0.3KN/m2。水文地质：自地表向下一次为：耕作土0.8米；粘性土5.5米（fk=180kpa，r=18KN/m3）， 其下为砾卵石土层。楼屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。本设计中选取一榀主框架以及楼面及屋面板进行截面设计及配筋计算。首先根据框架布局确定各构件尺寸，进行恒载、活载及风荷载的统计。然后采用分层法进行竖向荷载作用下的结构内力计算，水平荷载采用D

3、值法进行计算。之后进行内力组合分析，找出最不利的一组内力，进行构件计算。楼板采用弹性理论设计，并进行柱下独立基础的配筋设计。除此之外，还进行了楼梯的设计计算。最后，根据计算结果，按照相应的构造要求，绘制了结构施工图，并写出了相应的设计说明。 本设计贯彻“实用、安全、经济、美观”的设计原则。按照建筑设计规范，认真考虑影响设计的各项因素。根据结构与建筑的总体与细部的关系。整个结构在设计过程中，严格遵循相关的专业规范的要求，参考相关资料和有关最新的国家标准规范，对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之，适用、安全、经济、使用方便是本设计的原则。设计合理可行的建筑结构方案是现场施工的重要依据。

4、关键词： 框架结构；荷载计算；弹性理论；内力计算；荷载3The design of Yi Xiu business office摘要 Abstract本工程为四川省西昌市办公楼工程，采用钢筋混凝土框架结构，主体为四层，局部为五层。本地区抗震设防烈度为6度，近震，场地类别为II类场地。主导风向为北，基本雪压0.3KN/m2,基本风压0.3KN/m2。水文地质：自地表向下一次为：耕作土0.8米；粘性土5.5米（fk=180kpa，r=18KN/m3）， 其下为砾卵石土层。楼屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。 This project as the project office building in

5、Sichuan Province Xichang City use the reinforced concrete frame structure.Its subject has five layers, and the local has four layers. The local seismic fortification intensity is 6 degrees, near earthquake;The site category is II kind of site. The dominant wind direction is north, basic snow pressur

6、e 0.3KN/m2, basic wind pressure 0.3KN/m2. Hydrogeological: from the surface down to the next layer is: 0.8 meters of clay soil; 5.5 meters (fk=180kpa, r=18KN/m3), under which is the gravel soil. Floor, roof were using cast-in-place reinforced concrete structure.本设计中选取一榀主框架以及楼面及屋面板进行截面设计及配筋计算。首先根据框架布

7、局确定各构件尺寸，进行恒载、活载及风荷载的统计。然后采用分层法进行竖向荷载作用下的结构内力计算，水平荷载采用D值法进行计算。之后进行内力组合分析，找出最不利的一组内力，进行构件计算。楼板采用弹性理论设计，并进行柱下独立基础的配筋设计。除此之外，还进行了楼梯的设计计算。最后，根据计算结果，按照相应的构造要求，绘制了结构施工图，并写出了相应的设计说明。 Cross section design and reinforcement calculation of a main frame and the floor and roof panel are selected in this design.

8、 The size of each member,statistics of dead load, live load and wind load are determined according to the framework of the layout. Then using the hierarchical method the internal force of the structure under the vertical load, horizontal load with the D value method. After the combination of interna

9、l forces analysis, to find out a set of internal force calculation of the most adverse component. The floor uses the elastic theory, design, reinforcement design and independent foundation under column. In addition, the calculation of the stairs were also designed. Finally, according to the calculat

10、ion results and the corresponding construction requirements to draw the construction drawings, and write the corresponding design. This design uses the practical, safe, economy, beautiful design principles. According to the architectural design standard and the relationship between structural and th

11、e overall architectural detail, we carefully consider the various factors that could influence the design. 整个结构在设计过程中，严格遵循相关的专业规范的要求，参考相关资料和有关最新的国家标准规范，对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之，适用、安全、经济、使用方便是本设计的原则。设计合理可行的建筑结构方案是现场施工的重要依据。 The entire structure in the design process are strictly compliance with the re

12、levant professional standard, reference to relevant information and the latest national standards and specifications, and design of the various components of a comprehensive scientific considerations. In short, application, security, economic, user-friendly design are the principles. Design of the b

13、uilding structure plan is an important basis for the site construction.关键词： 框架结构；抗震设计；荷载计算；弹性理论；内力计算；荷载KEYWORDS: frame structure; load calculation; load calculation of internal force; elastic theory5前 言毕业设计是大学本科教育期间的一个汇总阶段，是我们毕业前的综合学习阶段，是深化、拓宽大学知识的重要过程，是对大学期间所学专业知识的全面总结，是学校领导和老师对我们所学知识的一种考核，更是让我们展示所

14、学成果的平台。通过毕业设计，可以将所学知识重温回顾以及查漏补缺，对疑难知识再学习，对提高个人的综合知识结构有着重要的作用。通过毕业设计，使我们在资料查寻、设计安排、结构分析计算、施工图绘制等各个方面得到综合训练,具备从事相关工作的基本技术素质和技能。目前，国内外建筑中仍以钢筋混凝土结构为主，由于钢筋混凝土造价较低，材料来源丰富，并且可以浇筑成各种复杂形状的截面，节约钢材，承载力较高，再经过合理布置设计可以获得较好的抗震变形性能。因此，我认为钢筋混凝土结构仍将活跃在国内外的建筑业上。我的毕业设计是逸秀商务办公楼，由于层数较低，因而结构形式选用框架结构。框架结构体系的主要特点是平面布置比较灵活，能

15、提供较大的室内空间。多层建筑结构的设计，除了要根据建筑高度、抗震设防等级等合理选择结构材料、抗侧力结构体系外，当然由于本设计的抗震设防烈度为6度，因此可不进行抗震计算，要特别重视建筑体形和结构总体布置。建筑体形是指建筑的平面和立面；结构总体布置指结构构件的平面布置和竖向布置。我所设计的逸秀商务办公楼，主题结构为五层，局部为四层，建筑面积在4600m2左右，结构类型为钢筋混凝土框架结构，根据设计规范、规程、资料及标准进行建筑设计和结构设计，将我在大学中所学的有关建筑方面的知识融入到我所设计的逸秀商务办公楼之中，从而体现我对所学专业知识的理解、领会的情况。毕业设计的期间，在指导老师的帮助下，经过查

16、阅资料、结构设计计算以及图纸绘制，加深了对相关规范等相关内容的理解，巩固了专业知识，提高了综合分析、解决问题的实际能力。并熟练掌握了天正建筑软件、AutoCAD和结构设计软件PKPMCAD，基本上达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，后面采用建筑结构软件PKPMCAD进行电算,并将电算结果与手算结果进行了误差分析对比。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。7目录1建筑设计11.1建筑平面图11.2建筑立面图11.3建筑剖面图11.4建筑概况11.5设计依据11.6设计资料21.7方案构思21.8建筑做法32结构设计方案及布置5

17、2.1结构选型52.2柱网布置52.3梁、板、柱构件截面尺寸52.3.1梁截面尺寸估算52.3.2柱截面尺寸估算62.3.3板截面尺寸72.3.4楼梯的选型设计72.7 荷载计算82.7.1侧移计算及控制82.7.2竖向荷载下的内力计算82.7.3水平荷载下的计算92.8基础设计93荷载统计103.1结构布置及计算简图103.2计算简图103.2 荷载计算113.2.1恒荷载计算113.2.2活载标准值计算143.2.3竖向荷载计算143.2.4重力荷载代表值计算174横向荷载作用下的内力计算244.1梁、柱线刚度计算244.1.1柱横向侧移刚度计算254.2风荷载作用下层间剪力和侧移计算27

18、4.2.1风荷载计算275竖向荷载作用下框架结构内力分析345.1荷载计算345.2弯矩二次分配法计算竖向恒载下框架内力355.3梁柱端剪力及柱轴力计算405.4内力组合415.4.1梁控制截面内力标准值415.4.2梁控制截面内力组合435.4.3 柱控制截面内力组合值456梁截面设计506.1梁正截面受弯承载力计算506.2梁斜截面受剪承载力计算597楼板、屋面板及过梁的选型627.1 楼板、屋面板的选型627.2过梁的选型628楼梯设计648.1楼梯板设计计算648.1.1荷载计算648.1.2配筋计算658.2平台板设计658.2.1荷载计算658.2.2配筋计算668.3平台梁设计6

19、68.3.1荷载计算668.3.2配筋计算679基础设计689.1基础设计689.1.1荷载计算：689.1.2基础设计资料及形式的选择689.1.3验算基础高度699.1.4 基础底板配筋709.2.1初步确定基地尺寸719.2.2地基承载力验算729.2.3 验算基础高度729.2.4基础底板配筋73结 论75致 谢77参考文献781逸秀商务办公大楼设计1建筑设计1.1建筑平面图建筑平面图是由建筑物俯视建筑物所得到的平面图。建筑平面图包含断面可见的建筑结构和配件的设置情况。它是墙体砌筑、门窗安装和室内装修的重要依据。底层地面需反映出室外台阶、散水和坡道等。1.2建筑立面图建筑立面图是建筑物

20、正视投影到平面上所得到的投影图，简称立面图。建筑物立面是用来反映房屋的竖向体型和立面外貌、门窗形式等的图样。1.3建筑剖面图 建筑剖面图是延建筑物的一条轴线将建筑剖开，所得的投影图，简称剖面图。剖面图用以表示房屋内部的结构或构件形式、分层情况和各部位的连接关系、构件材料等。1.4建筑概况该办公楼为主题结构为四层，局部五层钢筋混凝土框架结构体系，建筑面积约5610.9m2，第一层建筑面积为1319.4m2,标准层面积为1319.4m2,顶层面积为333.3m2。标准层高3.6m，底层层高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5

21、0年1.5设计依据 国家现行的有关结构设计规范、规程及规定。 本工程各项批文及甲方单位要求。本工程的活载取值严格按建筑结构荷载规范（GB50009-2012）执行。 1建设地点：四川省西昌市。 2建设规模：建筑面积5610.9m2。4-5层。 3结构形式：钢筋混凝土框架结构。 4水文地质：自地表向下依次为：耕作土0.8米；粘性土5.5米（fk=180kp,r=18KN/m2）,其下为砾卵石土层。6度抗震，远震，II类场地。可不考虑地下水的影响。 5气象资料：主导风向：北；基本雪压：0.30KN/M2;基本风压：0.30KN/M2。 6有关建筑、结构的设计规范、标准及标准图集等。1.6设计资料

22、建筑设计资料集 建筑结构静力计算手册 建筑结构构造资料集 简明建筑结构设计手册 房屋建筑学 混凝土结构 房屋建筑制图统一标准（GB/T50001-2010） 建筑结构荷载规范（GB50009-2012) 民用建筑设计通则（GB50352-2005）建筑设计防火规范（GB50016-2006）办公楼建筑设计规范（JGJ67-2006）建筑结构制图标准（GB/T50105-2010）混凝土结构设计规范(GB50010-2010) 建筑抗震设计规范(GB50011-2010) 建筑地基基础设计规范(GB50007-2011) 公共建筑节能设计标准（GB50189-2005） 有关建筑和结构的标准图集

23、。1.7方案构思商务办公楼的设计采用目前国内通用的钢筋混凝土结构。本设计充分考虑到总体规划提出的要求、建筑高度和周围环境的关系，确定建筑结构的建筑平面布置简单、规则、长宽比不大，结构具有较好的整体性；因建筑物长度只有52.2m，故不用设置伸缩缝，同时考虑到结构间的不同使用功能，建筑平面布置较为灵活，可以自由分割空间，且层数较少，选用框架结构。本次设计的办公楼采用横向承重方案，竖向荷载主要由横向框架承担，现浇楼板，一般需要设置次梁将荷载传至主梁，主梁传递到柱，再由柱传递到基础，最后由基础传递到地基。在房屋的纵向则设置连系梁与横向框架连接，这些连系梁与柱实际上形成了纵向框架，承受平行于房屋纵向的水

24、平风荷载。1.8建筑做法1屋面做法：20厚混凝土块材 20厚白灰砂浆隔离层 4厚高聚物改性沥青卷材防水层 刷底胶剂一道 20厚1:3水泥砂浆找平层 35厚挤塑聚苯板保温层 40厚1:8水泥膨胀珍珠岩找坡2%最薄处40 氯丁胶乳沥青隔气层二遍 20厚水泥砂浆找平层 100厚钢筋混凝土结构层 V型轻钢龙骨吊顶 楼面做法：10mm厚防滑彩色釉面砖 30厚1:3干硬水泥砂浆结合层 20mm厚水泥砂浆找平层 100mm厚钢筋混凝土现浇板 V型轻钢龙骨吊顶 外墙做法：内面：360厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 8厚1:3水泥砂浆打底扫毛 8厚1:1:6水泥找平砂浆 5厚1:0.3:3水泥石膏砂浆 外面：10厚

25、面砖 10厚1:0.2:2水泥石灰膏砂浆粘接层 10厚1:3水泥砂浆刮平扫毛 内墙做法：240厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 8厚1:3水泥砂浆打底扫毛 8厚1:1:6水泥找平砂浆 5厚1:0.3:3水泥石膏砂浆 电梯墙做法：240厚普通砖 8厚1:3水泥砂浆打底扫毛 8厚1:1:6水泥找平砂浆 5厚1:0.3:3水泥石膏砂浆 2结构设计方案及布置2.1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：由于设计任务书中的要求，要求建筑物使用空间多样化，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，而且框架结构整体性好，抗震性能好。2.2柱网布置 柱网布置图2.3梁、板、柱构件截

26、面尺寸2.3.1梁截面尺寸估算梁的截面尺寸应满足承载力、刚度及延性要求。主梁截面高度一般去取梁跨度的1/141/8，次梁取梁跨的1/181/12进行估算，为防止梁产生剪切脆性破坏，梁的净跨度与截面高度之比不宜小于4，梁宽取梁高的1/31/2,，且不应小于200mm。故取各截面为：主梁：(1)跨度为7500mm的截面尺寸：h=(1/14-1/8)7500=(535.7-937.5);故取h=750mm 梁宽b=(1/3-1/2)h=(233.3-350.0);故取b=300mm(2)跨度为6600mm 的截面尺寸：h=(1/14-1/8)6600=(471.4-825.0);故取h=600mm

27、梁宽b=(1/3-1/2)h=(200.0-300.0);故取b=250mm(3)跨度为6000mm 的截面尺寸：h=(1/14-1/8)6000=(428.6-750.0);故取h=600mm 梁宽b=(1/3-1/2)h=(200.0-300.0);故取b=250mm次梁 ：(1) 跨度为7500mm的截面尺寸：h =（1/18-1/12)7500=（416.7-625.0）；故取h=500mm 梁宽b=(1/3-1/2)h=(166.7-250.0);故取b=200mm(2) 跨度为6000mm的截面尺寸：h=(1/18-1/12)6000=(333.3-500.0);故取h=500mm

28、 梁宽b=(1/3-1/2)h=(166.7-250.0);故取b=200mm注：为控制结构的扭转效应，故可加大边跨刚度方法，因为混凝土结构不宜受扭2.3.2柱截面尺寸估算本工程为现浇钢筋混凝土框架结构，6度设防，高度2000,满足要求。楼梯间开间和进深的轴线尺寸：开间尺寸：3700+240=3940mm，取4000mm进深尺寸：6560+180=6740mm,取7500mm2.7 荷载计算作用在框架结构上的荷载包括恒载和活载。恒载包括结构自重、结构表面的粉灰重等。活荷载包括楼面和屋面活荷载、风荷载、雪荷载等。本设计由于高度小于40m以剪切为主且质量和刚度沿高度方向分布比较均匀的结构，因此采用

29、底部剪力法。竖向荷载主要是恒载和活载。结构自重是由构件截面尺寸直接计算，建筑材料单位体积重量按建筑设计荷载规范取值。活荷载按建筑设计荷载规范取值，楼面活荷载折减系数按荷载规范取用。2.7.1侧移计算及控制框架结构的侧移是由梁和柱杆件弯曲变形和柱的轴向变形引起的。在五层框架中，柱轴向变形引起的侧移较小，因此可以忽略不计。在近似计算中，一般只需计算由杆件弯曲引起的变形。框架结构在正常使用条件下的变形验算要求各层的层间侧移值与该层的层高之比不宜超过1/550的限值。2.7.2竖向荷载下的内力计算竖向荷载下内力计算先根据楼盖的结构平面布置情况，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计算采

30、用弯矩二次分配法计算各单元的内力，然后在将各单元的内力进行叠加；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。2.7.3水平荷载下的计算利用D值法计算出框架在水平荷载作用下的层间水平力，然后将作用在每一层上的水平力按照该榀框架各柱的刚度比进行分配，算出各柱的剪力，再求出柱端的弯矩，利用节点平衡求出梁端弯矩。2.8基础设计在荷载作用下，建筑物的地基、基础和上部结构三部分彼此联系。设计时应根据当地的地质资料，综合考虑地基基础上部结构的相互作用与施工条件，通过经济条件比较，选取安全可靠、经济合理、技术先进和施工简便的地基基础方案。根据上部结构、工程地质、施工等因素，优先选用整体性较好的独立基

31、础。3荷载统计3.1结构布置及计算简图 根据该房屋的使用功能及建筑设计的需求，进行了建筑平面、立面、及剖面设计其各层建筑平面剖面示意图如建筑设计图，主体结构四层，局部五层，标准层层高为3.6m。填充墙面采用240mm厚的砌块砌筑，单扇门为木门，双扇门为玻璃门，窗为铝合金窗，门窗洞口尺寸见如下门窗表：3.2计算简图在横向水平力作用下，连梁对墙产生约束弯矩，因此将结构简化为刚结计算体系，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500mm。因此求得底层计算高度为0.5+0.45+4.2=5.25m。混凝土强度等级为C30。 H G F 结构计算简图（）3.2

32、 荷载计算3.2.1恒荷载计算屋面:20厚混凝土块材 0.0225=0.5KN/m220厚白灰砂浆隔离层 0.0217=0.34KN/m24厚高聚物改性沥青卷材防水层 0.00410=0.04KN/m2刷底胶剂一道 0.1KN/m220厚1:3水泥砂浆找平层 0.0220=0.4KN/m235厚挤塑聚苯板保温层 0.03516=0.56KN/m21:8水泥膨胀珍珠岩找坡2%最薄处40 70.19=1.33KN/m2氯丁胶乳沥青隔气层二遍 0.2KN/m220厚水泥砂浆找平层 200.02=0.4KN/m2100厚钢筋混凝土结构层 0.125=2.5KN/m2V型轻钢龙骨吊顶 0.15KN/m2

33、合计： 6.52KN/m2楼面：10mm厚防滑彩色釉面砖 19.80.01=0.198KN/m230厚1:3干硬水泥砂浆结合层 0.0320=0.6KN/m220mm厚水泥砂浆找平层 200.02=0.4KN/m2100mm厚钢筋混凝土现浇板 0.125=2.5KN/m2V型轻钢龙骨吊顶 0.15KN/m2合计： 3.85KN/m2梁自重：边跨框架梁自重 0.30.7525=5.625KN/m走廊框架梁自重 0.250.625=3.75KN/m框架次梁自重 0.20.525=2.5KN/m柱自重:柱1自重: 0.40.425=4.0KN/m柱2自重： 0.50.525=6.25KN/m400400mm柱侧粉刷： (0.4+0.02)0.02417=0.5712KN/m500500mm柱侧粉刷： (0.5+0.02)0.02417=0.7072KN/m合计: 柱1：4.5712KN/m 柱2： 7.01KN/m