办公楼建筑结构设计毕业设计计算书.doc
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1、 13 届 本 科生毕业论文(设计) 存档编号 本 科 毕 业 设 计办公楼建筑结构设计学 院 建筑工程学院 专 业 土木工程 班 级 09-11 学 生 指导教师 2013年3月11日摘 要本工程为南方某市办公楼建筑结构设计。建筑面积约4500m2,占地面积约 m2,五层,总高18.000m,采用框架结构,柱下独立(联合)基础,设计基准期50年,结构安全等级为二级,抗震设防烈度为7度。以建筑设计方案为基础,综合考虑行政办公楼的使用功能要求、建筑物重要性等级、地质条件、抗震设防要求、施工条件及材料供应情况等方面的条件,参照有关设计规范、资料的规定或建议,并通过调查研究,参考以往相近工程的经验。
2、按照“安全、经济、实用、美观”的设计原则,采用简单、实用的建筑体型和立面设计,对建筑物的平面布置、结构构造等项目进行合理设计,力求做到建筑功能与建筑形象的亲和力与开放性,创造亲切宜人的建筑形象和舒适自然的办公环境。设计出符合现代化建筑风格的建筑设计方案,绘出建筑施工图。按照设计的建筑方案和结构设计的弹塑性理论进行结构计算,通过手算与机算的结果,绘出结构施工图。关键词:办公楼;钢筋混凝土框架;结构设计ABSTRACTThis project is the architectural and structural design of a five-floor classroom building
3、in a city of south China, of which area is about 4500 m2 position area is about m2,and highth is 18.000m. Its portal frame construction, using the independent(combine)foundation under the columns. The design datum time is 50 years, the structure security grade is two levels, the earthquake resistanc
4、e fortification intensity is 7 degrees.The architectural design “is suitable in line with the function, the economy is reasonable, the modelling is artistic, the environment is suitable” the principle, take the national corresponding standard, the standard as the basis, has completed the constructio
5、n plane design which the design project description requests, and carried on in this foundation has set up the surface, the section plane, the building detail design, and drew up the construction chart construction drawing.Structural design in line with “safe, suitable, durable” the principle, has c
6、arried on the vertical load collection, the horizontal load collection, the endogenic force computation, the endogenic force combination, the structure earthquake resistance checking calculation, the board, the beam, the column, the stair, the foundation component design, and complect the constructi
7、on drawing. Key word: classroom building; reinforced concrete frame; structural design目 录第1章 工程概况11.1工程名称11.2建筑规模11.3建筑特点11.4建筑设计资料1第2章 框架结构布置及简图32.1框架结构布置32.2梁柱截面的确定5第3章 荷载计算63.1恒荷载计算63.1.1屋面框架梁线荷载标准值63.1.2楼面框架梁线荷载标准值63.1.3屋面框架节点集中荷载标准值73.1.4楼面框架节点集中荷载标准值73.2活荷载计算93.3风荷载计算103.4地震作用计算11第4章 内力计算164.1
8、恒荷载作用下的框架内力计算164.2活荷载作用下的框架内力计算204.3风荷载作用下的框架内力计算234.4地震力作用下的框架内力计算25第5章 内力组合28第6章 配筋计算296.1框架梁的配筋计算296.1.1正截面受弯承载力计算296.1.2斜截面受弯承载力计算306.2框架柱截面设计306.2.1剪跨比和轴压比验算316.2.2柱正截面承载力计算316.2.3柱斜截面承载力计算336.3屋面板设计37 6.4楼板设计39第7章 基础设计427.1边柱基础427.2中柱基础45结 论49致 谢51参考文献52第1章 工程概况1.1 工程名称 :南方某市办公楼1.2 建筑规模 1)建筑总面
9、积约4500m2,占地面积约887.4m2,五层,总高18.000m; 2)上人屋面; 3)钢筋混凝土框架结构; 4)层高:首层3m,标准层3m1.3 建筑特点 (1)一层设有门厅和值班室,每层均有两个隐蔽盥洗室,一间会议室,两间大办公室(面积约40m2),八间小办公室(面积约28m2 ) (2)建筑能满足办公需求,并且外形保证美观大方。1.4 建筑设计资料(1)气象资料:全年主导风向:东北风;冻土深度:0.2米;风荷载基本值:(离地面10米高值)雪荷载基本值:室外计算温度:冬季极端气温,夏季极端气温,最热月平均气温,最冷月平均气温降水量:年降水量1108.6mm,日最大降水量262.7mm年
10、平均相对湿度:75(2)工程地质资料:拟建场地原始地形为湖塘洼地,后经人工填筑而成,地形平坦,场地分层情况如下:第1层为杂填土,土层厚2m;第2层为灰色粘土,土层厚8m;第3层为褐色粉质粘土(未揭穿)。土的物理力学性质如下表所示。土层名称水含量重力密 度孔隙比液限塑限塑限指数液限指数饱和度粘聚力内摩擦角压缩模量承载力摩擦力端承力W%KN/m3eWL%WP%IPILSr%CKPa度ESMPafkKPaqsKPaqpKPa杂填土16.0灰色粘土38.218.91.038.218.419.81.095.612204.6411017褐色粉质粘土26.719.60.7532.717.715.00.696
11、.518207.022028.2992(3)水文地质资料拟建场地范围内,地下水分布主要有两种类型:浅部填土中的上层滞水,主要受大气降水及地表排水控制,地下水位埋深为1.52.0m之间;承压孔隙含水层:拟建场地范围内,地下水对混凝土无侵蚀性。(4) 抗震设防要求 该地区基本烈度为7度(近震)。第2章 结构布置和计算简图2.1 框架结构布置 框架计算简图如2.1所示。 框架计算单元如设计书上所示,取出号轴线上的一榀框架计算。假定框架柱嵌固于基础顶面,框架梁与柱刚接,由于各层柱的截面尺寸不变,故梁跨等于柱截面形心轴之间的距离。底层柱从基础顶面算到二楼楼面,基础顶面根据地质条件,室内外高差,定位-0.
12、45m,二楼楼面标高为3.00m,故底层柱高为3.45m。其余各层柱高为3.00m。有次绘出框架的计算简图,如图2.1、2.2所示。图2.1框架平面布置与计算单元简图 图2.2框架剖面及结构计算简图2.2 梁柱截面的确定 边跨梁(AB、CD跨): 取 中跨梁(BC跨):取 柱截面均为,现浇楼板厚100mm。 AB、CD跨梁: BC跨梁: 上部各层柱: 底层柱: ,则轴压比 ,故满足要求。第3章 荷载计算3.1 恒荷载计算 3.1.1 屋面框架梁线荷载标准值: 20mm厚1:2水泥砂浆找平 100140mm厚(2%找坡)膨胀珍珠岩 100mm厚现浇钢筋混凝土楼板 四层做法防水层 屋面恒荷载 边跨
13、(AB、CD跨)框架梁自重 梁侧粉刷 中跨(BC跨)框架梁自重 梁侧粉刷 因此,作用在顶层框架梁上的线荷载为: 3.1.2 楼面框架梁线荷载标准值: 水磨石面层 100mm厚现浇钢筋混凝土楼板 20mm厚石灰砂浆抹底 楼面恒荷载 边跨框架梁及梁侧粉刷 边跨填充墙自重 填充墙粉刷自重 中跨框架梁及梁侧粉刷 因此,作用在中间层框架梁上的线荷载为:3.1.3 屋面框架节点集中荷载标准值: 边柱梁自重 粉刷 1m高女儿墙自重 粉刷 梁传来屋面自重 顶层边节点集中荷载 中柱梁自重 粉刷 梁传来屋面自重 顶层中节点集中荷载 3.1.4 楼面框架节点集中荷载标准值 边柱梁自重 粉刷 钢窗自重 窗下墙体自重
14、粉刷 窗边墙体自重 粉刷 框架柱自重 粉刷 梁传来楼面自重 中间层边节点集中荷载 中柱梁自重 粉刷 内纵墙自重 粉刷 扣除门洞中加上门重 框架柱自重 粉刷 梁传来楼面自重 中间层中节点集中荷载 图3.1恒荷载作用下的计算简图3.2 活荷载计算 3.2.1 屋面活荷载 3.2.2 楼面活荷载 活荷载作用下的结构计算简图如图3.2所示 图 3.2 活载作用下的计算简图3.3 风荷载计算 风压标准值计算公式为(3-1) 因结构高度H=18m30m,可取=1.0;=1.3;=0.3。将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载,计算过程如表3.1所示。其中z为框架节点至室外地面的高度,A为一榀框架各层
15、节点的受风面积,计算结果如图3.3所示。表3.1 风荷载计算层次Z(m)(kN/m2)A(m2)(kN)71.01.30.7422.20.3123.4661.01.30.7419.20.3123.4651.01.30.7416.20.3123.4641.01.30.7413.20.3123.4631.01.30.7410.20.3123.4621.01.30.747.20.3123.4611.01.30.744.20.315.64.50图 3.3 风荷载作用下的结构计算简图3.4 地震作用计算3.4.1 重力荷载代表值计算 作用于屋面梁及各层楼面梁处的重力荷载代表值为: 屋面梁处:=结构和构件
16、自重+50%雪荷载 楼面梁处:=结构和构件自重+50%活荷载 其中结构和构件自重取楼面上下1/2层高范围内(屋面梁处取顶层一半)的结构和构件自重,各质点的重力荷载代表值及质点高度如图3-4所示。图 3-4 质点重力荷载代表值及质点高度各层荷载为:=屋面恒载+0.5屋面雪荷载+屋盖纵横梁自重+屋面下半层的柱及墙体自重+女儿墙自重=4.015117.4=3558.47=0.241.2(17.4+51)25.5+0.02(0.24+2)(17.4+51)217=320.88=0.417.451=354.96=0.40.425(1.5-0.1)60=313.6=0.2525(0.6-0.1)(7.2-
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