【全套含图纸】某法院八层办公楼的设计及计算书.doc

第一章 设计任务书一、 工程名称*市郊区法院办公楼二、 建设地点*市郊区三、 办公楼平面布置设计要求1办公室若干2大、小会议室各一个3会客室4文印 打字室5资料室、档案室各一个6卫生间（考虑饮水设备）等。四、 设计用原始数据资料1气象资料：基本风压 W0=0.4k/m22场地的地理位置及周围建筑物环境 勘察场地位于新乡市北干道（规划）东段北侧，十里铺村附近，为新征耕地，近距离内无既有建筑，建筑环境良好。3水文地质资料：建筑物所在场地地貌单元属黄河冲积平原，场地平坦，无不良地质作用，但不良地质现象发育，属不均匀地基，场地钻探30m深度范围内共分9个工程地质单元层和1个工程地址亚层，均属第四系地层。该场地土类型为中软土，建筑场地类别为类，20m深度内第3、4单元层粉土和第4单元中的粉土夹层及第5单元粉细砂层为可液化土层，场地液化等级为中等。地下水稳定水位埋深5.4m左右，属孔隙潜水类型，水位年变幅1.5m左右，地下水对基坑开挖和施工无影响。4建筑抗震设防要求：8度第一组5材料供应情况：能保证正常材料供应6施工条件：中等水平的施工单位。7设备条件：给水、排水、供电、通讯、供煤气与城市系统连接。五、 建筑指标1建筑等级：II级2防火等级：II级六、 设计内容1建筑设计（1）写出有关建筑设计说明书，包括：建筑方案的确定及特色、主要部分的构造做法及建筑经济技术指标（2）绘制建筑施工图1号图纸34张，内容包括：建筑平面图、立面图、剖面图及楼梯建筑施工图等。2结构设计（1）写出结构设计计算说明书，包括：结构方案选择及确定等；楼盖设计计算说明；框架结构设计计算说明；楼梯设计计算说明；基础设计计算说明等。（2）绘制结构设计施工图，号图纸5张，图纸包括：结构平面布置及楼板配筋图；框架模板配筋图；楼梯模板配筋图；基础配筋图等。3施工设计第二章 建 筑 设 计一、设计资料：1建设单位认可的总体规划及单体初步设计方案；2建设单位提供的设计任务书；3其他专业提供的有关资料；4参考规范：民用建筑设计通则 JGJ37-87建筑设计防火规范 GBJ16-87（2001年版）高层民用建筑设计防火规范 GB50045-95（2001年版）屋面工程质量验收规范 GB50207-2002办公建筑设计规范 JGJ67-89建筑地面设计规范 GB 50037-96砌体结构设计规范 GB 50003-2001房屋建筑制图统一标准 GB50001-2001建筑制图标准 GB50104-2001建筑模数协调统一标准 GBJ2-86二、设计要求：本工程建筑耐久等级为二级，耐久年限为50年，抗震设防烈度为8度。内部功能主要满足行政管理人员办公及相应的配套设施，建筑外形简洁明快。三、办公楼建筑设计1办公楼概况该工程项目是*市人民法院办公大楼，为八层现浇钢筋混凝土框架结构，办公楼总建筑面积为7680m2，建筑高度32.5m（从室外地坪到屋面檐口）。一至七层主要为办公，负一层为停车场。屋顶塔楼主要为电梯机房、空调机房和水箱间。2平面设计办公楼是位于法院区内的办公建筑，是行政管理人员的工作场所。在设计上以规整的矩形安排平面，充分利用场地，合理划分功能分区。底层设大厅、传达室、配电室、资料室、档案室、各一个，办公室若干。二层设置办公室若干、大小会议室、会客室、活动室各一个。其它层设置办公室若干。每层设置男女厕所各一个，开水间两个。根据建筑防火等要求，力求交通路线简捷明确，联系通行方便，每层设置两道两跑楼梯,两台电梯。3建筑方案本设计为八层办公楼，选用现浇式框架结构。总占地面积1265m2，总建筑面积7680m2，总高度为32.5m，层高3.9m。设计标高: 室内设计标高±0.000,室外地坪标高3.900。在立面设计中，主要强调建筑的简洁、典雅和亲和的特点，建筑形体采用弧形造型，不追求复杂的装饰，而是利用楼自身外墙材质塑造出色彩明快、富有动感的建筑形象。主出入口位于楼体正中，在入口台阶与雨蓬支柱间留有车辆停靠的空间，方便楼内工作人员下车后可快捷的进入楼内，也使立面效果更加有层次。办公楼屋面雨水通过柱内落水管排至室外地面。4 验算房屋高宽比及是否需要设伸缩缝房屋高度指室外地面至檐口高度，不包括局部突出屋面的水箱、电梯间等部分的高度，故本设计房屋高度为31.2米，房屋的宽度为21.5米。 H/B=31.2/21.5 =1.45<4 符合要求现浇式框架结构室内的伸缩缝最大间距为55米，本设计中最长距离为53.2米，所以不需设伸缩缝。5材料强度选择混凝土： 18层柱： C30 18层梁、板：C30钢筋：梁、柱：主筋级、其他级板：级6建筑构造（1）墙身做法外墙采用普通砖 内侧：1:2.5水泥砂浆打底15厚纸筋石灰批面5厚,白色乳胶漆一底二道外侧：15厚1:2.5水泥砂浆刷素水泥浆一道3厚水泥胶结合层8厚瓷面砖1:1水泥砂浆擦缝（2）楼面做法20mm花岗石面层，水泥砂浆抹缝 30mm 1：3干硬水泥砂浆 100厚承重混凝土 板底粉刷（3）屋面做法:120厚承重钢筋混凝土板： 20厚水泥砂浆抹灰： 石膏吊顶：（4）门窗做法:所有门窗均为铝合金门(详况请看门窗表，图)。第三章结 构 设 计第一节 设计依据及要求一、设计依据1工程设计使用年限：本工程设计使用年限为50年。2自然条件：（1）基本风压：=0.40kN/m2。（2）地面粗糙程度：B类。（3）工程地质：根据河南省工程水文地质勘察院2003年12月提供的新乡市郊区人民法院办公楼、审判厅岩土工程勘察报告（详细勘察），本工程场地地形平坦，地貌属黄河冲积平原。场地内无活动断裂通过，无不良地质作用，但不良地质现象发育，属不均匀地基。场地覆盖层除上部填土外，属第四系地层。场地地震基本烈度为八度，场地液化等级为中等，场地土类型为中软场地土，场地类别为类，本工程场地类别按类进行结构设计。（4）水文概况：场地地下水属上层滞水类型。地下水稳定水位埋深5.4m，属孔隙潜水类型。场地地下水对混凝土无侵蚀性。5二、设计要求1本工程的建筑结构安全等级为二级，建筑抗震设防类别为丙类建筑。本次设计按八层考虑，抗震设防烈度为8度，设计地震分组为第一组，基本地震加速度值为0.70g。地震作用按8度验算，抗震措施按8度要求。现浇框架抗震等级为二级，自振周期折减系数0.6。2设计荷载：活荷载标准值：地面 2.0 kN/m2走道、楼梯 2.5 kN/m2卫生间 2.0 kN/m2大开间办公 4.0 kN/m2设备间 7.0 kN/m2电梯机房 7.0 kN/m2上人屋面 2.0 kN/m2不上人屋面 0.5 kN/m23设计规范及规程：建筑结构可靠度设计统一标准 GB 50068-2001建筑结构荷载规范GB 50009-2001混凝土结构设计规范GB 50010-2002建筑地基基础设计规范 GB 50007-2002建筑抗震设计规范 GB 50011-2001钢筋焊接及验收规程 JGJ 18-96建筑结构制图标准 GB/T 50105-2001建筑结构设计术语和符号标准 GB/T 50085-2001第二节 结构方案一、结构选型由建筑方案可知，本工程为多层结构，建筑布置比较简单规则，为此本工程拟采用全现浇钢筋混凝土框架结构。二、基础形式由于天然地基不能满足要求，需对地基进行加固处理。根据建筑地基处理规范和建筑物特征及场地岩土工程特性，当采用复合地基时，本工程采用碎石桩与CFG桩组合复合地基，其中碎石桩（先施工）以消除液化为主要目的，而CFG桩（后施工）则是以提高地基强度为主要目的。碎石桩处理深度10.012.0米左右，CFG桩入土深度15米左右。依据勘察所做土工试验结果，若碎石桩有效桩长8.010.0米左右，桩径500mm，而CFG桩有效长13.0米左右，桩径400mm，均按正三角形（桩距1.3m）布桩，即在正三角形（碎石桩）的基础上，再在正三角形的中心布置CFG桩时，复合地基可达到250kpa。 本设计在经CFG桩处理后的地基上做柱下独立基础，一条柱子下一个基础。三、主要材料1混凝土强度等级基础垫层 C15地梁 C30柱 C30梁 C30楼层板 C30屋顶板 C30其它未注明混凝土强度等级不低于C25。2钢材（1）焊条：E50用于HRB钢筋连接E43用于HPB钢筋或钢构件连接（2）钢筋：HPB235 （）、HRB335（）、HRB400（）3钢筋接头形式：水平钢筋连接：采用等强闪光对焊连接或搭接焊接连接；竖向钢筋连接：搭接焊接连接。4混凝土保护层厚度：楼层、屋面板 15 mm楼层、屋面梁 35 mm地梁 35 mm柱 35 mm基础 40 mm5围护结构及隔墙：外墙及固定内隔墙为M型烧结多孔砖（孔洞率不小于35%）砌体墙，其它内隔墙均为轻质隔墙板。烧结多孔砖强度等级：MU10，砌筑砂浆强度等级：M5。轻质隔墙板重量满足1.0 kN/m2。五、梁、板、柱截面选择1梁截面尺寸选择按下述原则进行截面选择高度不作绕度计算的最小高度，抗震要求，其取值还应符合模数和考虑门高度、构造、施工等因素对梁高的影响。一般按下式估算： 梁高：框架主梁h(1/101/18)l,次梁h(1/151/20)l l梁的计算跨度 梁宽：b=(1/21/3)h抗震要求梁应设计为长梁，梁的净跨度不宜小于截面高度的4倍。抗震要求框架结构的主梁截面宽度不应小于250mm，且不宜小于柱宽1/2, 截面高度和宽度的比值不宜大于4。（1）KL1计算跨度，梁高取，初选；梁宽度，初选。按简支梁满载时的验算。取，则。选用HRB400，混凝土时，。按单筋梁估算， 于是初选梁截面为。（2）KL2计算跨度，梁高取，初选；梁宽度，初选。（3）L1计算跨度，梁高取，初选；梁宽度，初选。2板厚尺寸选择按下述原则进行： l板的较小计算跨度1/50×3800=76mm 取现浇楼板厚100mm（顶层为120mm）。3柱截面尺寸选择按下列原则进行：抗震要求柱截面宜采用正方形或接近正方形，在两个主轴刚度不宜相差太大，柱截面高度与宽度比小于1.5 。框架柱截面不宜小于350mm，截面高度不宜小于400mm，柱截面沿房屋竖向变化次数不宜超过三次，上下柱最好均匀内收，即轴线对齐，避免偏心。同层框架柱截面不宜相差过大。地震区柱应设计为长柱，要求柱的净高与截面高度之比不宜小于4。 地震区柱的截面尺寸应满足轴压比的要求。当未包括地震作用引起轴压力时，轴力乘以扩大系数1.2按下式估算： A1.2N/(fc)式中：柱轴压比限值，抗震构造措施为一级时，分别为0.7 A：柱截面面积（mm2） fc：混凝土轴心抗压强度（N/ mm2） N：荷载作用下柱子轴力，框架结构按12 kN/m2估算 N=12 kN/m2×柱子受荷面积×计算截面以上层数×1.2（1） 各层中柱 按轴压比限值考虑。本结构框架抗震等级为一级，；办公楼荷载相对较小，取；楼层数；弯矩对中柱影响较小，取；柱负载面积；（2） 各层边柱柱负载面积； 取；其余参数与中柱相同；（3）考虑到各柱尺寸不宜相差太大以及柱抗侧移刚度应有一定保证，因此考虑扭转后初选柱截面尺寸为：中柱；边柱。以上尺寸也满足规范关于柱截面宽度和高度的最小尺寸、柱剪跨比、截面高宽比等要求。六、结构平面布置图具体详见图3-1，图3-2：第三节 荷载计算（计算轴线一榀）一竖向荷载计算1永久荷载计算：（1）楼面屋面荷载：20mm花岗石面层，水泥砂浆抹缝 0.02×280.56 kN/m230mm 1：3干硬水泥砂浆 0.02×300.6 kN/m2100厚承重混凝土 0. 1×252.5 kN/m2板底粉刷： 0.02×160.32 kN/m2 总计： 4.02 kN/m2（2）屋面荷载：120厚承重钢筋混凝土板： 0.1×252.5 kN/m220厚水泥砂浆抹灰： 0.02×200.4 kN/m2石膏吊顶： 0.6 kN/m2总计： 6.22 kN/m22梁自重计算见表3-1：梁自重计算表 表3-1梁截面容重（kN/m3）自重（kN/m）（mm）（mm）300700305.832200500302.6883柱自重计算见表3-2：柱自重计算表 表3-2柱截面容重（kN/m3）自重（kN/m）（mm）（mm）7007003014.96006003010.8500500307.5400400304.84窗、墙荷载：外墙采用200厚空心砖，外墙面贴瓷砖，内墙面抹灰：11.8×0.2+0.5+20×0.153.16 kN/m2内墙采用200厚双面抹灰板条隔墙： 1.0 kN/m2钢铁门： 0.45 kN/m2铝合金窗： 0.6 kN/m25恒荷载作用下框架计算简图的确定（具体尺寸如图2-1，图2-2所示）： 各层的均布荷载计算见表3-3：ED跨 表3-3层bb/2Lgqaq73.81.95.97.46414.18160.322033918.8263.81.95.94.8249.16560.322033917.0753.81.95.94.8249.16560.322033918.7743.81.95.94.8249.16560.322033920.2733.81.95.94.8249.16560.322033920.2723.81.95.94.8249.16560.322033920.2713.81.95.94.8249.16560.322033920.27DB跨 表3-4层bb/2Lgqaq731.53.87.46411.1960.394736816.35 631.53.84.8247.2360.394736815.47 531.53.84.8247.2360.394736817.17 431.53.84.8247.2360.394736818.67 331.53.84.8247.2360.394736818.67 231.53.84.8247.2360.394736818.67 131.53.84.8247.2360.394736818.67 CB跨 表3-5层bb/2Lgqaq73.81.95.97.46414.18160.322033918.82 63.81.95.94.8249.16560.322033917.07 53.81.95.94.8249.16560.322033918.77 43.81.95.94.8249.16560.322033920.27 33.81.95.94.8249.16560.322033920.27 23.81.95.94.8249.16560.322033920.27 13.81.95.94.8249.16560.322033920.27 恒载作用下的计算简图见图3-1：6.可变荷载计算：（1）屋面活荷载：上人屋面： 2.0 kN/m2（2）楼面活荷载：地面 2.0 kN/m2走道楼梯： 2.5 kN/m2卫生间： 2.0 kN/m2大开间办公 4.0 kN/m27活荷载作用下框架计算简图的确定（具体尺寸如图2-1，图2-2所示）：各层的均布荷载为：ED跨 表3-6层baLGqa'q'73.81.95.92.85.320.32203392.07 63.81.95.92.85.320.32203392.07 53.81.95.92.85.320.32203392.07 43.81.95.92.85.320.32203392.07 33.81.95.92.85.320.32203392.07 23.81.95.92.85.320.32203392.07 13.81.95.92.85.320.32203392.07 DC跨 表3-7层baLGqa'q'731.53.82.84.20.39473681.14 631.53.83.55.250.39473681.43 531.53.83.55.250.39473681.43 431.53.83.55.250.39473681.43 331.53.83.55.250.39473681.43 231.53.83.55.250.39473681.43 131.53.83.55.250.39473681.43 CB跨 表3-8层baLGqa'q'73.81.95.92.85.320.32203392.07 63.81.95.92.85.320.32203392.07 53.81.95.92.85.320.32203392.07 43.81.95.92.85.320.32203392.07 33.81.95.92.85.320.32203392.07 23.81.95.92.85.320.32203392.07 13.81.95.92.85.320.32203392.07 活载作用下的计算简图见图3-2：二、水平荷载计算1 风荷载计算：基本风压：=0.40 kN/m2 风振体型系数：按高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2002），框架结构（为结构层数），取s；据，且地面粗糙度为B类，查JGJ3-2002表3.2.6-1得：脉动增大系数；据m，m，查JGJ3-2002表3.2.6-2得：脉动影响系数，具体计算见表3-9：风荷载计算表 （kN/m） 表3-9层号zizkBhFiVFiHi832.501.451.0753.205.00142.51174.81727.301.370.9853.203.90232.48142.51259.78623.401.310.9153.203.90188.69374.99212.09519.501.240.8453.203.90173.32563.68192.82415.601.150.7553.203.90156.11737.00171.71311.701.050.6653.203.90136.85893.11148.5527.801.000.6053.203.90123.751029.97131.5513.901.000.5653.203.90115.821153.72119.721269.53注：1.表中通过内插法求得，;2.本设计为弧形结构，为了简化计算，近似按矩形计算，上表中的受荷面积B取为上下跨长的平均值。风荷载图见图3-3所示：2水平地震作用：（1）计算重力代表值：各层楼集中质量代表值见图3-4：（2）确定梁、柱线刚度：横向框架梁的线刚度计算：梁的线刚度计算表 表3-10b（mm）h（mm）（mm4）边框架梁中框架梁2505509.90×10115.04×10119.90×10122505509.90×10115.04×10119.90×10113006501.96×10129.97×10111.96×10123507002.86×10121.45×10122.86×10123507002.86×10121.45×10122.86×10123507002.86×10121.45×10122.86×10123507002.86×10121.45×10122.86×1012柱的侧移刚度计算表 表3-11层号K值D值DEDCBEDCB71.071.311.311.07452345490612481295543256395961.601.951.951.605755568556155842121567322815852.613.183.181.0773344168998193949188849500111141.271.821.821.27122743191018311964306494745775131.271.821.821.27122743191018311964306494745775120.611.821.820.61153631191018311964185003673292110.310.490.490.312291201595904828622759079179823（3）计算基本自振周期：将各层集中质量假定为水平荷载作用于各楼层标高处计算各层位移，见表3-12：假想位移计算表 3-12层数（kN）（kN）（mm）（mm）8829.5 829.5 711290.9 12120.3 2563959.5 4.7 46.3 69925.8 22046.2 3228158.3 6.8 41.6 58774.7 30820.9 5001111.2 6.2 34.7 49934.9 40755.8 7457750.9 5.5 28.6 39934.9 50690.8 7457750.9 6.8 23.1 28459.6 59150.4 6732921.0 8.8 16.3 110015.7 69166.0 9179822.6 7.5 7.5 根据JGJ3-2002式（B.0.2）：s（4）水平地震作用计算：由地质报告可知，该建筑场地的场地类别为III类，设计地震分组为第一组，查JGJ3-2002表3.3.7-2得s，该建筑的地震基本烈度为8度，查JGJ3-2002表3.3.7-1得水平地震影响系数最大值，则有：总重力荷载代表值为：kNkN， 查JGJ3-2002表B.0.1，因为s，所以可得顶部附加地震作用系数为：，则顶部附加作用为：kN，由JGJ3-2002式（B.0.1-3），计算各层的水平地震作用，具体计算见表3-11：各层地震作用及楼层地震剪力 表3-11层数（m）（kN）（kN）（kN）832.3 829.47 26791.95 0.02 56.2 56.2 727.3 11290.87 308240.86 0.28 646.9 703.1 623.4 9925.83 232264.47 0.21 487.5 1190.6 519.5 8774.72 171107.12 0.15 359.1 1549.7 415.6 9934.95 154985.16 0.14 325.3 1874.9 311.7 9934.95 116238.87 0.10 243.9 2118.9 27.8 8459.56 65984.54 0.06 138.5 2257.4 13.9 10015.70 39061.22 0.04 82.0 2339.4 注：只加入主体的顶层，即第8层。水平地震作用图见图3-7：第三章结 构 设 计第一节 设计依据及要求一、设计依据1工程设计使用年限：本工程设计使用年限为50年。2自然条件：（1）基本风压：=0.40kN/m2。（2）地面粗糙程度：B类。（3）工程地质：根据河南省工程水文地质勘察院2003年12月提供的新乡市郊区人民法院办公楼、审判厅岩土工程勘察报告（详细勘察），本工程场地地形平坦，地貌属黄河冲积平原。场地内无活动断裂通过，无不良地质作用，但不良地质现象发育，属不均匀地基。场地覆盖层除上部填土外，属第四系地层。场地地震基本烈度为八度，场地液化等级为中等，场地土类型为中软场地土，场地类别为类，本工程场地类别按类进行结构设计。（4）水文概况：场地地下水属上层滞水类型。地下水稳定水位埋深5.4m，属孔隙潜水类型。场地地下水对混凝土无侵蚀性。20二、设计要求1本工程的建筑结构安全等级为二级，建筑抗震设防类别为丙类建筑。本次设计按八层考虑，抗震设防烈度为8度，设计地震分组为第一组，基本地震加速度值为0.70g。地震作用按8度验算，抗震措施按8度要求。现浇框架抗震等级为二级，自振周期折减系数0.6。2设计荷载：活荷载标准值：地面 2.0 kN/m2走道、楼梯 2.5 kN/m2卫生间 2.0 kN/m2大开间办公 4.0 kN/m2设备间 7.0 kN/m2电梯机房