某多层办公楼的设计毕业论文.doc

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1、 独 创 性 声 明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计）是本人在指导老师指导下取得的研究成果。除了文中特别加以注释和致谢的地方外，论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果。与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在论文（设计）中作了明确的说明并表示了谢意。签名： 年 月 日授权声明本人完全了解许昌学院有关保留、使用本科生毕业论文（设计）的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文（设计）的复印件和磁盘，允许毕业论文（设计）被查阅和借阅。本人授权许昌学院可以将毕业论文（设计）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文（设计）

2、。本人论文（设计）中有原创性数据需要保密的部分为（无）： 签名： 年 月 日指导教师签名： 年 月 日摘 要本次毕业设计题目为某市政府多层办公楼。总建筑面积约为5000 m2,采用框架承重结构，主体结构层数为五层，首层4.2m,其余层高均为3.3 m，抗震设防烈度为7度。 本次设计分为建筑与结构设计两部分。本计算书包括了整个设计的计算过程及相关的明。 其中主要有结构布置、结构选型、一榀框架的完整计算：包括荷载计算、内力计算、内力组合、截面设计及配筋计算。此外，还有柱下基础、楼梯、现浇板等构件的设计。关键词：建筑设计；结构计算；结构布置；内力计算；配筋计算ABSTRACTThe graduati

3、on project topic for a municipal multi-storey office building.The total floor area of approximately 5000 m2, with frame bearing structure, the main structure is five storeys, the first floor is 4.2m,other floors are 3 .6 m, seismic intensity is 7 degrees.The design is divided into two parts, archite

4、ctural and structural design.The calculations include the calculation of the entire design process and related Ming.The major ones are structural arrangement, structure selection, the framework of a complete calculation of Pin: including load calculation, force calculation, internal force combinatio

5、n, section design and Reinforcement.In addition, under the column base, stairs, cast panels and other components of the design.Keywords：Architectural design ；Structure Calculation；Structural arrangement；Internal force calculation；Reinforcement Calculation目 录1 建筑概况11.1 设计题目11.2 设计数据11.3 设计的一般原则21.4 设

6、计内容31.5 方案说明42 设计概述5 2.1建筑做法5 2.2结构选型53框架结构计算63.1 梁柱截面、梁跨度及柱高确定6 3.2荷载的均布恒载9 3.3 水平地震力作用下框架的侧移验算14 3.4 水平地震作用下横向框架的内力分析22 3.5 竖向荷载作用下横向框架的内力分析273.6 风荷载作用下框架的内力分析383.7 内力组合40 3.8截面设计474 现浇板设计754.1 设计荷载754.2 四边支承板的内力及截面配筋计算75、5 楼梯设计785.1 楼梯段板设计79 5.2中间平台板计算815.3 平台梁计算826 基础设计846.1 A柱联合基础设计846.2 B柱联合基础

7、设计90参考文献92致谢93IV1.建筑概况1.1 设计题目某市政府多层办公楼1.2 设计数据1.2.1建筑规模建筑面积：5000 m2建筑层数：5层结构形式：楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构，楼板厚度取100mm，填充墙采用普通标准砖砌块。门窗使用：大门采用钢门，其它为木门，门洞尺 寸为1.2m2.4m，窗为铝合金窗，洞口尺寸：南面 2.1m1.8m，北面1.8m 1.8m。柱网与层高：本办公楼采用柱距为7.2m的内廊式柱网，边跨为6.3m，中间跨为2.4m，层高底层取4.2m，其它层3.3m。结构选材：梁、板、柱混凝土采用C30,受力纵筋采用HRB335级，箍筋采用HPB235级，板

8、和基础的受力筋采用HPB235级。功能要求：按市政府办公室用功能进行设计所在场地长150m,宽100m，2类总 投 资：450万 1.2.2气象资料 主导风向：西南风基本风压值：=0.35；基本雪压值：=0.45;年最大降雨量：1870mm；最低气温：摄氏零下10度；最高气温：42度1.2.3抗震要求设计烈度按7度考虑。1.2.4地质状况拟新建建筑场地基本平整，绝对标高为34.2M，由地质勘察报告知，该场地由上而下可分为四层：1 杂填土：主要为煤渣、石灰渣、砼块等，本层分布较稳定，厚0.30.8m；2 淤泥：分布不均匀，厚0.00.9m;3 粘土夹碎石：土层厚2.54.3m,承载力为270KP

9、a；4 粘性土：可塑性较好，稍湿，密实，土层厚3.66.0m，承载力340Pa。地下水静止水位标高为29.6m。1.3 建筑设计一般原则1.3.1一般要求(1) 从办公大楼的功能、建筑规模和标准出发,确定各类办公用房、共公用方和其它附属设施的组成。(2) 楼梯的设计、各类房屋的建筑面积和疏远距离应符合防火和抗震设计规范要求，主要楼梯应根据使用性质和面积大小决定，一般应设在入口附近，位置要明显。(3) 办公楼各部分应功能分区明确，在平面功能、垂直交通、防火疏散、建筑设备等方面综合考虑相关关系，进行合理安排布局。宜根据使用功能不同分设出入口，组织好内外交通路线。(4) 办公室净高应根据使用性质和面

10、积大小决定，一般净高不低于2.6米。(5) 会议室可分散布置，会议室所在层数和安全出口的设置应符合防火规范的要求。多功能会议室、电话电视会议室应有电声、放映、遮光、隔声、吸声等措施。(6) 公用卫生间距离最远工作间不应大于50米，并尽可能布置在建筑的次要部位；为保证大楼的正常运转，宜设置微机室，资料室等辅助功能用房。(7) 办公室应设计成单间式和大空间式，使用上有特殊要求的，可设计成带专用卫生间的单元或公寓式。(8) 六层或六层以上的办公室应设垃圾管道。(9) 应注意走道的采光，走道过长时应考虑增加采光口，或在走道端部开口，尽量减少在每个房间的内墙上开窗。1.3.2本设计特殊要求 由于所设计的

11、大楼为市政府办公大楼，所以设计时除了要满足一般的办公楼的要求外，还应满足市政府办公的特殊要求。经过调研，可将市政府办公大楼应具备的功能罗列如下：（1） 一般用房：会议室、贵宾室、办公室等；（2） 辅助用房：接待室，打印室等；（3） 功能用房：仓库、资料室等。1.3.3结构设计一般原则1 、既满足功能要求，又使结构布置合理。要受力方式合理，传力途径明确。结构平面布置、刚度应尽可能均匀、简单、对称，以减少震害，同时还可减少构件类型，方便施工。2 、采用钢筋混凝土现浇框架结构，7度设防。3、充分利用框架结构的优点，灵活布置平面。既可做成较大空间的会议室、办公室和活动中心，又可灵活设置隔墙以形成各种功

12、能的小空间用房。 4、 为不影响使用面积，梁柱截面尺寸都不能太大，而这又导致框架结构侧向刚度太小，因而建筑高度不宜过高，一般不超过60米。5 、 对抗震要求较高的建筑，框架应具有较好的延性和变形能力。抗震设计的一般原则是“小震不坏，中震可修，大震不倒”。6 、当房屋超过规定长度时，除基础外，上部结构用伸缩缝断开，以减少温度收缩影响。7 、当柱下地基承载力较差时，为避免底层墙体埋置较深，应在框架柱之间设置基础梁8 当基础的持力层不太深(4米以下),地基承载力较高(200Kpa以上)时,通常采用柱下独立基础；当柱下基础持力层较深、土质较差时，可酌情采用承台和桩基础。 1.4 设计内容1.4.1建筑

13、设计部分（1）一般要求掌握一般多层房屋建筑设计的基本原理，方法及步骤根据设计任务和使用要求确定设计方案完成建筑物的平面、立面、剖面设计掌握有关标准图集的使用（2）应完成的建筑施工图底层平面图其它层面图正立面图侧立面图剖面图（楼梯间处）剖分节点构造详图1.4.2结构设计部分结构设计包括结构布置，设计依据、步骤和主要计算过程及计算结果，计算简图等，具体如下内容：结构设计依据与步骤（计算过程）；结构布置方案；计算简图；地震作用计算；(5)框架内力分析，配筋计算（取一榀）；(6)基础设计计算；(7)板、次梁、楼梯的设计计算。其它构件计算视设计情况而定。1.5 方案说明 作为政府人员的办公场所，政府办公

14、楼应具备一般办公楼所应该具有的功能合理、布局实用、设施先进的特点，还需具备领导机构的权威性和群众办事机构的亲切性。它既是现代的管理机关，又不应是旧时代的“衙门”。权威与亲切并存，刚与柔同在，是现代政府机构办公楼构成的精神要素。其严肃性常体现在外形完整、中轴对称、材料单一；而亲切性则要求在立面造型、创作手法及材料应用上活泼，丰富多彩。体现在设计上，主要有以下一些特点：1 整个建筑呈对称的“一”字形，显得简洁有力，象征着市政府简洁高效的办事作风。2 鉴于市政府车辆使用频繁，对停车场地有较高要求，因此将一楼的后半部分全部用作车库，并通过合理组织出入口，使车流有条不紊。3 警卫室位于一楼建筑中部，不仅

15、控制入口大厅，而且监控着车库，是整栋建筑的安全控制枢纽。4 整个建筑交通组织合理，满足防火要求。中部设有两部电梯和一部次楼梯，两边各有一部楼梯。5本设计将大会议室放在主楼里面，这样对结构设计增加了困难，但是，这样的设计使得办公楼更有气势，有一定的创新意识。经过反复的比较、修改，不断地吸收新的设计理念，最终确定了本方案，其平面设计见建筑施工图。 42设计概述 2.1、建筑做法 屋面及楼面的做法屋面的做法：30厚C20细石混凝土保护层二毡三油防水层冷底子油热玛蹄脂二道20厚水泥沙浆找平层150厚膨胀珍珠岩保温层100厚现浇混凝土结构层楼面的做法：水磨石地面20厚水泥沙浆找平层100厚现浇混凝土结构

16、层2.2、结构选型 框架结构承重方案的选择：竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本办公楼框架的承重方案为纵横向框架承重方案， 梁、板、柱、楼面均采用现浇形式，计算图如下所示：（注：此处为了方便计算，对柱网布置做了适当调整，计算书轴线标注与图中不同，详见梁的计算跨度如图2-2所示） 图2-2 梁的计算跨度3 框架结构设计计算3.1梁柱截面、梁跨度及柱高确定3.1.1初估截面尺寸(1) 柱：由于框架办公楼荷载较小，按13kN/计算；负荷面积按F= 7.2(2.4+6.3)/2 = 31.32

17、考虑，取1。设防烈度为7度，小于60m高的框架结构抗震等级为三级，因此取0.8，那么，A= a2 = =1331.326/14.3/0.7/1000=0.244所以， a = 0.494 m 再有，底层柱高H=4200+500+600=5300mm b=（1/101/15）H=530mm353mm考虑到柱纵向间距较大，初步估计柱的尺寸为：550550（2）梁：该工程定为纵横向承重，主要为横向承重，根据梁跨度初步确定：KL1: bh=250mm600mm KL2: bh=250mm400mmKL3: bh=250mm700mm KL4: bh=250mm650mmKL5: bh=250mm400

18、mm如：h=(1/141/8)l=(1/121/8) 6300mm=525mm787.5mm 取h=600mm b=(1/21/3.5)l=(1/21/3) 600mm=300mm200mm 取b=250mm 梁的编号如图3-1所示：3.1.2梁的计算跨度 框架梁的计算跨度以上柱形心线为准，而墙中心线是与轴线重合的，所以柱的形心与轴线发生偏移，造成计算跨度与轴线间距不同，如图2-2。3.1.3柱的高度底层柱高度：底层层高4.2m，其余各层3.3m,由此得到框架的计算简图如下:3-2 框架计算简图3.2 荷载的均布恒载 其按屋面的做法逐项计算均布荷载：吊顶处不做粉底，无吊顶处做粉底，近似取吊顶来

19、参与计算，粉底为相同重量，其屋面构造做法如图3-3所示，按图3-3来计算屋面恒载，其结果如下：图3-3 屋面构造做法3.2.1屋面的恒载30厚C20细石混凝土保护层 0.03*20=0.6KN/m2二毡三油防水层 0.35KN/m2冷底子油热玛蹄脂二道 0.05KN/m220厚水泥沙浆找平层 0.02*20=0.4KN/m2150厚膨胀珍珠岩保温层 0.15*10=1.5KN/m2100厚现浇混凝土结构层 0.1*25=2.5KN/m2粉底 0.5KN/m2合计： 5.9KN/m2而屋面的长边长：7.28+0.24=57.84m而屋面的短边长：6.32+2.4+0.24=15.24m那么屋面恒

20、荷载标准值为：(暂不考虑预留洞与楼梯及其它构造对荷载的影响)57.8415.245.9=5200.1KN3.2.2屋面的活载计算重力荷载代表值时，不必考虑活荷载，仅考虑屋面雪荷载作用：57.8415.240.45=396.7KN3.2.3楼面的均布恒载楼面的做法如图3-4所示，按图示各层进行组合来参与计算楼面恒载大小。水磨石地面 0.65KN/m220厚水泥沙浆找平层 0.02*20=0.4KN/m2100厚现浇混凝土结构层 0.1*25=2.5KN/m2粉底 0.5KN/m2合计: 4.05KN/m2因而得到楼面均布恒载标准值： 57.8415.244.05=3570.0KN 图3-4 楼面

21、构造做法3.2.4楼面均布活荷载 根据荷载规范，标准办公用房2.0 KN/，走道，楼梯上面活载2.5 KN/，这里统一偏安全地取2.5 KN/参与计算： 57.8415.242.5=2203.7.1KN3.2.5梁柱的自重 3.2.5.1 梁的自重 在此计算过程中，梁的长度按净跨长度，即把梁的计算跨度减掉柱的宽度来参与计算过程： 例：长度=6.09-0.49=5.6m（扣除一个柱宽）表3-1 梁自重层号编号 截面（）长 度（m）根 数每根重量（KN）总计（KN）一 层五 层L10.250.606.09-0.49=5.601825.172158.4L20.250.402.61-0.49=2.12

22、96.46L30.250.707.20-0.49=6.711635.02L40.250.657.20-0.49=6.711632.60L50.250.406.09-0.29=5.803217.67注：（1）上表中梁截面的确定，考虑到抹灰层有（每抹层均按20mm计算） 宽：0.25+20.02=-0.29m 高：0.6010.02=0.62m（2）此处抹层按近似与梁相同，按每立方25 KN计算（3）梁的长度都按净跨长度计算3.2.5.2 柱的自重柱的自重如下表3-2所示，其计算与梁相似（考虑抹灰层在内计算） 表3-2 柱的自重层数编号截面（m2）长度（m）根数每根重量（KN）总计（KN）底层0.

23、55*0.555.3360.590.595.325=46.121660.425层 0.45*0.453.3360.490.493.325=19.81713.1 注：（1）柱因四面抹灰，与梁相同办法处理，边长=0.55+0.022=0.59m （2）抹层记入柱内，按每立方25 KN计算3.2.6 墙体、门窗自重的计算 墙体为240厚，两面抹灰，近似按加厚墙体计算（考虑抹灰重量），采用机器制普通砖，依建筑结构荷载规范，砖自重为19，其计算如表3-3所示：（此处考虑门窗洞口，平均重度按墙体的80%折算）表3-3墙体自重墙体位置每片面积（）片数每片重（KN）折算重量（KN）折算合计（KN）底层纵墙(7

24、.2-0.59)*(5.3-0.67)32325.6260.486477.9底层横墙(5.99-0.59)*(5.3-0.67)18134.45107.56标准层纵墙(7.2-0.49)*(3.3-0.67)16189.7151.763764.1标准层横墙(7.2-0.49)*(3.3-0.67)1879.8463.87女儿墙(7.2*16+6.3*4+2.4*2)*11772.5772.5772.5 注：（1）墙厚=240+202=280mm（考虑抹灰层）（2）单位面积重为 10.2819=5.32（3）楼梯、门厅及以上纵墙统一按办公用房处墙体处理3.2.7各层荷载组合等效重力荷载代表值（标

25、准值）的计算：恒载-取100% 雪载-取50%楼面（屋面）-取等效均布活载50%-80%一般民用建筑取50%一般楼层取G=1.0恒+0.5活+1.0(柱、梁、墙)分层总计，上下各半，屋盖和楼盖重力代表值为： 屋盖层=屋面荷载+50%雪载+纵横梁自重+半层柱重+半层墙重（墙和门窗）+女儿墙重楼盖层=楼面恒载+50%楼面活载+纵横梁自重+楼面上下各半层柱和各半层墙重将上述各荷载相加，得到集中于各层楼面的重力荷载代表值如下：五层：G5=5200.10.5396.72158.41/2713.11/2 3764.1+772.5=10568.0KN四二层：G42 =3570.00.52203.72158.

26、41/2（713.1+713.1）2+1/2（3764.1+3764.1）2=11307.5KN底层：=3570.00.52203.72163.31/2（713.1+1660.4）1/2（3764.1+6477.9）=13096.0KN 所以质点重力荷载代表值如图3-5所示 图3-5重力荷载代表值3.3水平地震力作用下框架的侧移验算3.3.1横梁的线刚度混凝土采用C30 （），在框架结构中，对现浇楼面，可以作为梁的有效翼缘，增大了梁的有效刚度，减小了框架的侧移，为了考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架梁取I=1.5（为梁的截面惯性矩），对中框架梁取I=2来计算，横梁线刚

27、度计算结果见表3-4所示： 表3-4 横梁线刚度梁号截 面bh（）跨度l（m）惯性矩边框架梁中框架梁（）（）（）（）L10.250.66.090.00450000540267000.0090035500L20.250.42.610.001330.00200230000.0026730700L30.250.77.20.007150.0107344700/L40.250.657.20.00572/0.0114447700注: 底层梁跨度与其它层不同,统一按计算简图2-2中跨度较大的计算3.3.2横向框架柱的线刚度及侧移刚度D值柱的线刚度见表3-5所示，横向框架柱侧移刚度D值见表3-6所示：表3-5

28、 柱线刚度柱号Z截面（）柱高h（m）惯性矩线刚度0.550.555.30.00763432000.450.453.30.0041037300表3-6 横向框架柱侧移刚度D值的计算位 置根数1边框边柱2.67/4.32=0.6180.42778804边框中柱（2.67+2.3）/4.32=1.1500.52496704中框边柱3.55/4.32=0.8240.469915414中框中柱（3.55+3.07）/4.32=1.5340.5761063014D34717625边框边柱0.7160.264108514边框中柱1.3320.400164414中框边柱0.9540.3231327614中框中

29、柱1.9990.5002055114D5827503.3.3横向框架自震周期横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法。基本自振周期T1（s）可按下式计算：T1=1.7T （uT）1/2注：uT假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的结构顶点位移。T结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取0.6。uT按以下公式计算：VGi=Gk （u）i= VGi/D ij uT=（u）k注：D ij 为第i层的层间侧移刚度。（u）i为第i层的层间侧移。（u）k为第k层的层间侧移。 s为同层内框架柱的总数。结构顶点的假想侧移计算过程见下表：表3-7 横向框架顶点位移计算层次五层1

30、0568.010568.05827500.01810.3547四层11307.521875.55827500.03750.3366三层11307.533183.05827500.05690.2991二层11307.544490.55827500.07630.2422底层13096.057586.53471760.16590.1659因此：T1=1.7T （uT）1/2=1.70.6(0.3574)1/2=0.607(s)3.3.4横向地震作用计算本结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用，即：1、结构等效总重力荷载代表值GeqGeq

31、=0.85Gi=0.85（1056.80+1130.753+13096.0）=48948.53（KN） 2、计算水平地震影响系数1查表得二类场地中震特征周期值Tg=0.40s，设防烈度为7度的max=0.081=（Tg/T1）0.9max =（0.4/0.607）0.90.08 =0.0550 3、结构总的水平地震作用标准值FEkFEk=1Geq=0.055048948.53=2690.4（KN）因1.4Tg=1.40.4=0.56sT1=0.607s，所以应考虑顶部附加水平地震作用。顶部附加地震作用系数，n=0.08T1+0.01=0.080.607+0.01=0.0586 F6=0.058

32、62690.4=157.7KN各质点横向水平地震作用按下式计算： Fi=GiHiFEk（1-n）/（GkHk），地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi为： Vi=Fk（i=1，2，n）计算过程如下表： 表3-8 各层横向地震作用及楼层地震剪力层次 53.318.51056.81955080.293742.1899.8 4 3.3 15.211307.51718740.257650.91550.7 3 3.3 11.911307.51345590.201509.12059.8 2 3.3 8.611307.5972450.145367.22427.0 1 5.3 5.313096.6694090.

33、104263.42690.4注：第五层水平剪力附加了F6横向框架各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见下图：图3-6横向框架各层水平地震作用及地震剪力 3.3.5横向框架多遇水平地震作用下的抗震变形验算水平地震作用下框架结构的层间位移（u）i和顶点位移u i分别按下列公式计算：（u）i = Vi/D ij u i=（u）k各层的层间弹性位移角e=（u）i/hi，根据抗震规范，不考虑砖填充墙抗侧力作用的框架，层间弹性位移角限值e1/450，计算过程如下表：表3-9 横向变形验算层次层面剪力（KN）层间刚度层间位移（m）层高（m）层间弹性转角层间位移示意图5899.85827500.0

34、01543.31/214341550.75827500.002663.31/124132059.85827500.003533.31/93522427.05827500.004093.31/80712690.43471760.007755.31/684注：层间弹性相对转角均满足要求：e eT1=0.545s，所以不考虑顶部附加水平地震作用。各质点横向水平地震作用按下式计算： Fi=GiHiFEk（1-n）/（GkHk）地震作用下各楼层水平地震层间剪力Vi为： Vi=Fk（i=1，2，n）计算过程如下表3-12所示： 表3-12 各层纵向地震作用及楼层地震剪力层次 53.318.51056.81955080.293868.5868.5 4 3.3 15.211307.51718740.257761.81630.3 3 3.3 11.911307.51345590.201595.82226.1 2 3.3 8.611307.5972450.145429.82655.9 1 5.3 5.313096.6694090.104308.32964.2纵向框架各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见下图：图3-7 纵向框架各层水平地震作用及地震剪力 3.3.9纵向框架多遇水平地震作用下的抗震变形