扬州市某办公楼设计毕业设计计算书i.doc

河 北 工 业 大 学毕业设计说明书 作 者： 张乐 学 号： 090028 学 院： 土木工程学院 系(专业)： 土木工程专业 题 目： 扬州市某办公楼设计之六 指导者： 徐东强 教授 (姓 名) (专业技术职务)评阅者： 刘春原 教授 (姓 名) (专业技术职务)2013 年 6 月 6日毕业设计中文摘要杨州市某办公楼设计之六摘要： 该办公楼是带地下车库的7层钢筋混凝土框架结构，本设计包括建筑设计和结构设计两个部分。本设计建筑物位于7（0.15g）度抗震区，场地类别为类场地，建筑高度<30m,抗震等级为三级；建筑平面整体呈“一”字形，总建筑面积约6000m2. 在建筑设计中，充分考虑了结构简单、传力路径尽量短等原则，采用了结构构件尽量对称布置的方法，以利于建筑的抗震，在设计的过程中尽量做到经济、美观、合理。建筑设计主要是确定建筑方案，学习应用AutoCAD,绘制建筑平面图。结构设计包括确定结构方案，进行柱网布置和荷载布置，学习PKPM软件，用该软件建立结构模型，进行结构分析，对不合理之处进行调整，最后绘制梁、柱施工图和楼梯施工图。对软件结果进行分析时，重点考虑了刚重比，周期比，薄弱层，剪重比，位移比，有效质量系数等参数信息。楼梯配筋和剪力墙配筋采用手算。关键词： 框架结构 办公楼 结构设计 建筑设计 钢筋混凝土结构毕业设计外文摘要Title a Office Building design of Yangzhou With the Underground ParkingAbstractThe office building is seven layers of steel reinforced concrete structure of the design framework with the underground garage, including architectural design and architecture design two parts. This design of the building is located 7 (0.15g)degrees anti-earthquake zone,site category class venues,building height <30m, seismic rating of three; construction plan is "a" glyph, with a total gross floor area of approximately 6000m2.In architectural design, a full account of the structure is simple,and the force transmission path is as short as possible, using a symmetrical arrangement of structural elements as a method to facilitate the construction of seismic, as far as possible in the design process to achieve economic, appearance and reasonable. Architectural design is to determine the main building program,and learn applications AutoCAD to draw the floor plan. Determine the structure of the program, including structural design, conduct column grid layout and load layout, learning PKPM software to create structure model , structural analysis, unreasonable adjustments, the final draw beams, columns construction drawings and construction plans of stairs. When analyzing the results of the software,We focus on the ratio of stiffness to weight ratio,cycle, weak layer, shear-weight ratio, displacement ratio and effective mass coefficient information. Stairs reinforcement and shear reinforcement use hand calculations.Keywords ：frame structure ; office building ; structural design ; architectural design ; reinforced concrete construction目录引言11.工程概况12.建筑设计概况22.1.平面设计22.2.剖面设计22.3.立面设计22.4.防火设计33.结构设计概况43.1.结构方案43.1.1.建筑类别43.1.2.建筑材料43.2.结构构件截面尺寸的初步确定43.2.1.梁43.2.2.框架柱53.2.3.板53.3.建筑做法及荷载统计63.3.1.建筑做法及荷载统计63.3.2各标准层梁间恒荷载73.3.3.统计线荷载73.3.4楼梯荷载：83.3.5屋面及楼面可变荷载标准值93.3.6 各标准层楼（屋）面荷载94.结构设计信息104.1建筑结构的总信息104.1.1 总信息104.1.2.风荷载信息104.1.3. 地震信息114.1.4.活荷载信息124.1.5.调整信息124.1.6.配筋信息134.1.7.设计信息144.1.8.荷载组合信息144.1.9.地下信息154.1.10.周期、地震力与振型输出文件154.2.各层的质量、质心坐标信息184.3.各层构件数量、构件材料和层高184.4.风荷载信息194.5.各楼层等效尺寸(单位:m,m2)194.6.各楼层的单位面积质量分布(单位:kg/m*2)194.7计算信息204.7.1各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息204.7.2.结构整体抗倾覆验算结果244.7.3.结构舒适性验算结果244.7.4.结构整体稳定验算结果244.7.5.楼层抗剪承载力及承载力比值254.7.6结构位移：255楼板计算366.楼梯计算（标准层楼梯）416.1. 楼梯梯板斜板设计416.2平台板设计426.3.平台梁设计447. 挡土墙计算46 结论 50 参考文献 51 致谢 52引言设计说明书共分7部分。第一部分，工程概况；第二部分，建筑设计，包括建筑平面布置（大致确定构件尺寸）、平立剖面设计、构造做法等进行了详尽说明。第三部分，结构设计，主要内容有：结构平面布置、确定构件尺寸、荷载统计；第四部分结构设计电算结果分析；第五部分，楼板配筋计算、配筋输出等；第六部分：板式楼梯的设计；第七部分：挡土墙的设计。本设计说明，严格依据设计规范，文字简洁，层次清晰，图文表并茂，较好的涵盖了毕业设计的主要内容。本次毕业设计为扬州市某办公楼设计。采用钢筋混凝土框架结构，整体七层,地下室一层作为停车场，层高3.0m，首层层高3.9m，二层、三层、四层、五层和六层层高为3.6m。此工程设计内容包括：建筑设计和结构设计两部分，它们之间既有分工又相互配合。在设计中应严格按照设计步骤进行：首先熟悉设计任务书，根据每个人对设计任务书的理解，做出2套自己的方案(柱网布置)，然后小组内根据功能、结构布置、平面和立面效果进行比较，确定出一套最佳的方案，然后，采用PKPM软件对整个工程的建模、楼板配筋进行计算。1.工程概况 本工程为某公司办公楼设计。建筑平面呈“一”字形。总建筑面积约6000m2。该办公楼为地上六层钢筋混凝土框架结构。地下一层，层高3.0m，地面首层3.9m，地面上二六层,层高3.6m。2. 建筑等级：耐久等级等，耐火等级级 。3. 设计使用年限：50年4. 自然条件：冰冻深度在天然地面下0.8m。5. 结构类型：框架梁、柱、楼板为全现浇钢筋混凝土。6. 楼地面设计荷载：按相关规范确定；7. 抗震设防要求：设计烈度按 7 度，设计地震基本加速度值0.15g，场地按III类，丙类建筑。2.建筑设计概况2.1.平面设计该办公楼位于扬州市，为钢筋混凝土框架结构，建筑平面呈“一”字型，建筑面积约6000 m2左右，主体结构共7层，地下室层高3米，首层层高3.9 m，二六层层高3.6 m。采用框架结构进行设计。建筑物场地为III类，建筑物室内外高差为1.12 m。跨度为7.5m，柱距为6.0m，总长度为60m。平面布置图如下图：2.2.剖面设计1、 本工程地下一层层高3.0m，首层层高3.9米，标准层（二至六层）层高3.60米，室内外高差1.12米，为多层建筑。2、 本设计选取现浇板板式楼梯。踏步数均满足不小于3步且不大于18步的要求，梯段宽1.35米（1.10米），满足疏散人员及防火的要求。作为主要交通用的楼梯梯段净宽应根据楼梯使用过程中人流股数确定，一般按每股人流宽度0.55m+00.15m计算，并不应少于两股人流。楼梯平台部位的净高不应小于2m，楼梯梯段部位的净高不应小于2.2m楼梯梯段净高为自踏步前缘线量至直上方凸出物下缘间的铅垂高度。楼梯坡度的选择要从攀登效率，、节省空间、便于人流疏散等方面考虑。因而本建筑楼梯踏步高度选用150mm,踏面选用300mm。2.3.立面设计1、 立面呈矩形，无过多错层凹凸，较规则；外墙均用有色涂料进行粉刷，基本满足对办公楼简洁、美观的要求。2、 立面门窗既满足采光的要求，又开启方便，且比例、尺寸满足立面的美观。2.4.防火设计1、 设计依据：建筑设计防火规范。2、 建筑用材均满足耐火要求，建筑物的主要承重构件的耐火极限值满足耐火等级的要求。3、 设有三个出入口，满足安全出入口不少于两个的要求，防火门应为向疏散方向开启的平开门，并在关闭后应能从任何一侧手动开启。疏散楼梯是安全疏散道路中一个主要组成部分，应设明显指示标志，并宜布置在易于寻找的位置。但电梯不能作为疏散楼梯用。疏散楼梯的多少，可按宽度指标结合疏散路线的距离及安全出口的数目确定。3.结构设计概况 3.1.结构方案 3.1.1.建筑类别根据建筑抗震设计规范第3.1.1条和3.1.3条规定，确定本建筑为丙类建筑，按本地区抗震设防烈度采取抗震措施。 3.1.2.建筑材料混凝土：C30 、C35、C40 钢筋：HRB335、HRB400 3.2.结构构件截面尺寸的初步确定 3.2.1.梁 框架结构的梁截面高度h按（1/8 1/12）l确定，l为梁计算跨度，梁净跨与截面高度之比不宜小于4，梁的截面宽度不宜小于200mm，梁截面的高宽比不宜大于4。横向框架梁: h=(1/8-1/12)l=(1/8-1/12)×7500=937.5-625mm，取h=650mm b=(1/2-1/3)h=350-233mm，取b=300mm 则取截面尺寸为:hb=300mm650mm纵向框架梁: h=(1/8-1/12)×6000=500-750mm，取h=650mm b=(1/2-1/3)h=250-167mm ，取b=300mm 则取截面尺寸为:hb=300mm650mm楼梯间次梁：h=(1/12-1/15)×3000=250-200 mm，取h=400mm b=(1/2-1/3)h=150-100mm，取b=200mm 则取截面尺寸为:hb=200mm400mm卫生间次梁：h=(1/12-1/15)×6000=400-500mm，取h=450mm b=(1/2-1/3)h=135-250mm，取b=200mm 则取截面尺寸为:hb=200mm450mm 3.2.2.框架柱按轴压比要求计算，由公式 ： 式中： 框架柱轴压比限值,一、二、三级抗震等级分别取0.65、0.75、0.85 轴压比增大系数，考虑地震组合后柱轴压力增大系数，柱一般取1.25.； F柱的荷载面积； 单位建筑面积上重力荷载值，近似取12-15 kN/m2，可近似的取14KN/m2；fc 为混凝土轴心抗压强度设计值，对C40，查得19.1N/mm2； n验算截面以上楼层层数。该框架结构的抗震等级为三级，其轴压比限值=0.85;各层的重力荷载代表值近似取为14KN/m2。由图可知边柱及中柱的负载面积分别为3.75×6.0=22.50m2和7.5×6.0=45m2。边柱AC（1.25×22.5×14×6×1000）/（0.85×19.1）=145519.0mm2中柱AC（1.25×45×14×6×1000）/（0.85×19.1）=291037.9mm2如取柱截面为正方形，故本设计柱截面尺寸取值如下：边柱，中柱600mm×600mm 。3.2.3.板根据混凝土规范10.1.1，对于民用建筑楼板，其最小厚度为80mm。而且，根据经验可知：为了使单向板具有一定的刚度，其厚度应不小于板跨度的1/40 l1（连续板）、1/35 l1（简支板）或者1/12 l1（悬臂板）。此处为双向板 板厚B=(1/35-1/40)×短边长 =(1/35-1/40)×6000=150-172mm 取 150mm 屋面、楼面均取150mm。3.3.建筑做法及荷载统计 3.3.1.建筑做法及荷载统计1) 不上人屋面做法：做法恒载标准值（KN/m2）40mm厚C20细石混凝土面层25*0.04=1.0三元乙丙橡胶卷材防水层0.3聚苯乙烯板隔热层（2%找坡）0.5防水卷材0.320mm厚1:2水泥砂浆找平20*0.02=0.420mm厚1:2水泥砂浆找平（粉底）20*0.02=0.4共计2.92）楼面做法：做法恒载标准值（KN/m2）普通面砖0.720mm厚1;2水泥砂浆找平20*0.02=0.420mm厚1;2水泥砂浆找平（粉底）20*0.02=0.4共计1.5楼面（卫生间）做法：做法恒载标准值（KN/m2）普通面砖0.720mm厚1;2水泥砂浆找平20*0.02=0.4卫生洁具1.020mm厚1;2水泥砂浆找平（粉底）20*0.02=0.4共计2.53） 墙体做法 内墙做法 做法面恒载标准值（KN/m2）水泥砂浆粉刷墙面0.4加气混凝土砌体（200mm厚）8*0.2=1.6水泥砂浆粉刷墙面0.4共计2.4 外墙做法做法面载标准值（KN/m2）贴瓷砖墙面0.6加气混凝土砌体（300mm厚）8*0.3=2.4水泥砂浆粉刷墙面0.4共计3.4 女人墙：做法恒载标准值（KN/m2） 15mm粉刷层 0.015*20=0.3 200mm厚钢筋混凝土 0.2*25=515mm水泥砂浆找平0.015*20=0.3 总计 5.6 KN/M²女儿墙高1200mm，线荷载为1.2*5.6=6.72 KN/M，取7KN/M.墙体荷载 ：根据经验值，蒸压粉煤灰加气混凝土砌块砌筑 8KN/m3。3.3.2各标准层梁间恒荷载1. 第一标准层（自然层第1层承受第2层的墙体荷载，第2层高3.9m；自然层2层承受第3层的墙体荷载，第3层高3.6m；自然层3层承受第4层的墙体荷载，第4层高3.6m；自然层4层承受第5层的墙体荷载，第5层高3.6m；自然层5层承受第6层的墙体荷载，第6层高3.6m）3.3.3.统计线荷载(对于有门窗的内外墙体，开洞率一律取位0.2)首层墙体洞口墙高（m）线荷载标准值（KN/m）外墙有洞3.33.4*3.3*0.8=8.98（取9.0）无洞3.4*3.3=11.22（取11.3）内墙有洞3.32.4*3.3*0.8=6.34（取6.4）3.52.4*3.5*0.8=6.72（取6.8)无洞3.32.4*3.3=7.92（取8）3.52.4*3.5=8.4二六层墙体洞口墙高（m）线荷载标准值（KN/m）外墙有洞3.03.4*3.0*0.8=8.16（取8.2）无洞3.03.4*3.0=10.2内墙有洞3.02.4*3.0*0.8=5.76（取5.8）3.22.4*3.2*0.8=6.15（取6.2）无洞3.02.4*3=7.23.22.4*3.2=7.68（取7.7）电梯房：（2.8米） 电梯恒载取为20 kN/m2，作用于六层结构面上（机房设在第六层）3.3.4楼梯荷载： (1)折算板厚约可取 1/30板长与1/2踏步高之和， 首层楼梯： 折算板厚为220mm 梯板荷载 25*0.220=5.50 KN/M² 20厚水泥砂浆 20*0.02=0.4 KN/M² 陶瓷地砖 0.7 KN/M² 20厚板底抹灰 20*0.02= 0.4 KN/M² 总计 7.00 KN/M² 折算楼梯垂直荷载 为 7.00/楼梯角的余弦值 = 7.83KN/M²，取8KN/M². 楼梯线恒荷载为 8*3/2 = 12 KN/M 线活荷载为 3.5*3/2= 5.25 KN/M 二六层楼梯： 折算板厚约为210mm 梯板荷载 25*0.210=5.25 KN/M² 20厚水泥砂浆 20*0.02=0.4 KN/M² 陶瓷地砖 0.7 KN/M² 20厚板底抹灰 20*0.02= 0.4 KN/M² 总计 6.75 KN/M² 折算楼梯垂直荷载 为 6.75/楼梯角的余弦值 = 7.55KN/M²，取8KN/M². 楼梯线恒荷载为 8*3/2 = 12 KN/M 线活荷载为 3.5*3/2= 5.25 KN/M (2) 平台板荷载 ： 陶瓷地砖 0.7 KN/M² 120厚钢筋混凝土板 0.12*25 = 3.0 KN/M² 板底抹灰20厚 .02*20=0.4KN/M² 总计 4.1KN/M²3.3.5屋面及楼面可变荷载标准值 不上人屋面均布活荷载标准值0.5 KN/m2 一般房间，卫生间，走廊等活荷载标准值：2.5 KN/m2 楼梯活荷载，资料室活荷载标准值：3.5 KN/m23.3.6 各标准层楼（屋）面荷载 1.第一标准层 恒载：1.5kPa 活载：2.0kPa 2.第二标准层 恒载：1.5kPa 活载：2.0kPa 3.第三标准层 恒载：1.5kPa 活载：2.0kPa 4.第四标准层 恒载：1.5kPa 活载：2.0kPa 5.第五标准层 恒载：1.5kPa 活载：2.0kPa 6.第六标准层 恒载：2.9kPa 活载：0.5kPa4.结构设计信息4.1建筑结构的总信息 4.1.1 总信息 结构材料信息: 钢砼结构 混凝土容重 (kN/m3): Gc = 25.00 钢材容重 (kN/m3): Gs = 78.00 水平力的夹角(Degree) ARF = 0.00 地下室层数: MBASE= 1 竖向荷载计算信息: 按模拟施工1加荷计算 风荷载计算信息: 计算X,Y两个方向的风荷载 地震力计算信息: 计算X,Y两个方向的地震力 “规定水平力”计算方法: 楼层剪力差方法(规范方法) 结构类别: 框架结构 裙房层数: MANNEX= 0 转换层所在层号： MCHANGE= 0 嵌固端所在层号： MQIANGU= 1 墙元细分最大控制长度(m) DMAX= 1.00 弹性板与梁变形是否协调 是 墙元网格: 侧向出口结点 是否对全楼强制采用刚性楼板假定 是 地下室是否强制采用刚性楼板假定: 是 墙梁跨中节点作为刚性楼板的从节点 是 计算墙倾覆力矩时只考虑腹板和有效翼缘 否 采用的楼层刚度算法 层间剪力比层间位移算法 结构所在地区 全国 4.1.2.风荷载信息 修正后的基本风压 (kN/m2): WO = 0.55 风荷载作用下舒适度验算风压(kN/m2): WOC= 0.55 地面粗糙程度: C 类 结构X向基本周期（秒）: Tx = 0.33 结构Y向基本周期（秒）: Ty = 0.33 是否考虑顺风向风振: 是 风荷载作用下结构的阻尼比(%): WDAMP= 5.00 风荷载作用下舒适度验算阻尼比(%): WDAMPC= 2.00 是否计算横风向风振: 否 是否计算扭转风振: 否 承载力设计时风荷载效应放大系数: WENL= 1.00 体形变化分段数: MPART= 1 各段最高层号: NSTi = 7 各段体形系数: USi = 1.304.1.3. 地震信息 振型组合方法(CQC耦联;SRSS非耦联) CQC 计算振型数: NMODE= 15 地震烈度: NAF = 7.50 场地类别: KD =III 设计地震分组: 一组 特征周期 TG = 0.45 地震影响系数最大值 Rmax1 = 0.12 用于12层以下规则砼框架结构薄弱层验算的 地震影响系数最大值 Rmax2 = 0.72 框架的抗震等级: NF = 3 剪力墙的抗震等级: NW = 2 钢框架的抗震等级: NS = 2 抗震构造措施的抗震等级: NGZDJ =提高一级 重力荷载代表值的活载组合值系数: RMC = 0.50 周期折减系数: TC = 0.70 结构的阻尼比 (%): DAMP = 5.00 中震(或大震)设计: MID =不考虑 是否考虑偶然偏心: 是 是否考虑双向地震扭转效应: 否 按主振型确定地震内力符号: 否 斜交抗侧力构件方向的附加地震数 = 14.1.4.活荷载信息 考虑活荷不利布置的层数 从第 1 到7层 柱、墙活荷载是否折减 折算 传到基础的活荷载是否折减 折算 考虑结构使用年限的活荷载调整系数 1.00 -柱，墙，基础活荷载折减系数- 计算截面以上的层数-折减系数 1 1.00 2-3 0.85 4-5 0.70 6-8 0.65 9-20 0.60 > 20 0.554.1.5.调整信息 梁刚度放大系数是否按2010规范取值： 是 托墙梁刚度增大系数： BK_TQL = 1.00 梁端弯矩调幅系数： BT = 0.85 梁活荷载内力增大系数： BM = 1.00 连梁刚度折减系数： BLZ = 0.60 梁扭矩折减系数： TB = 0.40 全楼地震力放大系数： RSF = 1.00 0.2Vo 调整分段数： VSEG = 0 0.2Vo 调整上限： KQ_L = 2.00 框支柱调整上限： KZZ_L = 5.00 顶塔楼内力放大起算层号： NTL = 0 顶塔楼内力放大： RTL = 1.00 框支剪力墙结构底部加强区剪力墙抗震等级自动提高一级:是 实配钢筋超配系数 CPCOEF91 = 1.15 是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力IAUTO525 = 1 弱轴方向的动位移比例因子 XI1 = 0.00 强轴方向的动位移比例因子 XI2 = 0.00 是否调整与框支柱相连的梁内力 IREGU_KZZB = 0 薄弱层判断方式： 按高规和抗规从严判断 强制指定的薄弱层个数 NWEAK = 0 薄弱层地震内力放大系数 WEAKCOEF = 1.25 强制指定的加强层个数 NSTREN = 04.1.6. 配筋信息 梁箍筋强度 (N/mm2): JB = 270 柱箍筋强度 (N/mm2): JC = 270 墙水平分布筋强度 (N/mm2): FYH = 210 墙竖向分布筋强度 (N/mm2): FYW = 300 边缘构件箍筋强度 (N/mm2): JWB = 210 梁箍筋最大间距 (mm): SB = 100.00 柱箍筋最大间距 (mm): SC = 100.00 墙水平分布筋最大间距 (mm): SWH = 150.00 墙竖向分布筋配筋率 (%): RWV = 0.30 结构底部单独指定墙竖向分布筋配筋率的层数: NSW = 0 结构底部NSW层的墙竖向分布配筋率: RWV1 = 0.60 梁抗剪配筋采用交叉斜筋时 箍筋与对角斜筋的配筋强度比: RGX = 1.004.1.7.设计信