土木工程毕业设计（论文）西安汉邦公司办公楼设计【全套图纸】.doc

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1、 西安工业大学北方信息工程学院本科毕业设计(论文)题目：西安汉邦公司办公楼设计(A方案)全套图纸，加153893706系 别： 建筑工程系 专 业： 土木工程 班 级： B070701 学 生： 学 号： B07070127 指导教师： 2011年06月毕业设计(论文)任务书系别 建筑工程系 专业 土木工程 班级 B070701 姓名 杨朔骁 学号 B07070127 1.毕业设计(论文)题目： 西安汉邦公司办公楼设计(A方案) 2.题目背景和意义：本设计为西安汉邦公司办公楼设计，总建筑面积5000 m，拟建5至6层，主体结构为钢筋混凝土框架结构，该工程拟建于西安市北郊。建筑等级：二级，采光等

2、级：III级，防火等级：二级。自然条件：1冬季室内外计算温度-9，夏季室内外计算温度+30。最热月平均气温+27，最冷月平均气温为-0.2。2年总降水量631.8mm，一日最大降水量为109.6mm，一小时最大降水量为79mm。3土壤最大冻结深度为18cm，最大积雪厚度为20cm，雪荷载为0.25KN/m。4场地地势平坦，地址构造简单，持力层为粘性土，II类场地，地基承载力标准值为200KPa。5全年主导风向为东北风，基本风压为0.35KN/m。6常年地下水位于地面以下7m，水质对混凝土无侵蚀。设计要求：底层中国信合面积约300m；小超市面积约400m。2层以上为办公用房，分别有单间(面积约2

3、0至30m)，套间(面积约40至50m)和会议室(面积约40至50m)。顶层设有一个可容纳100人的大会议室(面积约200m)。整个建筑设一部电梯，办公室套间每层按2套设计，每层设一个会议室。 研究意义：通过泰安综合办公楼设计，运用所学过的理论基础知识以及专业知识进行建筑及结构设计；并学会查阅相关规范与图集；进行建筑设计和框架结构计算；锻炼独立工作能力、动手能力、计算机画图及应用能力等综合素质，为今后从事土木工程设计与施工奠定基础。 3.设计(论文)的主要内容(理工科含技术指标)：(一).建筑部分：根据任务书进行建筑方案及建筑施工图设计，以施工图为主，具体要求如下： (1)方案设计 铅笔草绘主

4、要平面、立面及剖面、并标注尺寸，比例不应小于1：200，图幅不限。 (2)施工图设计 计算机绘制，达施工图深度，要求完成图纸内容： 主要平面图(底层平面图，标准平面图等) 1：1001：200 正立面图及侧立面图 1：1001：200 剖面图一个(剖楼梯间) 1：1001：200 节点详图23个(自选)，但应画出檐口详图 1：151：20 屋面排水图 门窗明细表 说明主要部分的构造做法，如墙体，地面，门窗等。 (3)建筑说明书：说明设计中一些问题是如何考虑解决的，采取了哪些措施、构造处理、围护结构的选择及各部分的做法等。 (二)结构部分 (1)结构方案设计：包括柱网布置，结构平面布置，构件的初

5、步估算，基础形式及埋置深度的确定 。 (2)结构计算：选一具有代表性的框架进行计算。 确定框架计算简图 荷载计算，注意传力路径的正确，防止少算、漏算及重复 荷载作用下的内力计算 活荷载作用下的内力计算 水平地震作用下的内力计算 内力组合 框架截面设计(配筋计算) 自选构件设计和计算(现浇板或楼梯) (3)绘制施工图 图纸应严格按照国家制图标准绘制，要基本达到施工图要求。结构图纸要求完成内容： 结构平面布置图 一榀框架配置图 自选构件配筋图 (4)编写设计说明书和结构计算书(装订成册) 内容包括：结构方案选择的依据，对指定部分的计算依据，结构计算简图选择，荷载计算内容，结构计算方法的选择，内力计

6、算与组合，构件截面验算。 4.设计的基本要求及进度安排(含起始时间、设计地点)： (1)建筑设计1建筑总平面布置应考虑到和周围环境(相邻建筑、绿化及道路)的关系，要求平面布置紧凑，人流路线合理，满足防火要求，房间的采光通风及保温隔热等均需满足功能要求。建筑造型和建筑立面要求美观、大方，体现时代特色。2并完成以下建筑设计图：建筑总平面图；底层平面图；标准层平面图；顶层平面图；正立图面；侧立面图；剖面图；建筑构造详图。3变形缝的设置须满足抗震要求。结构设计 包括柱网布置，结构平面布置，构件的初步估算，基础形式及埋置深度的确定。 (2)主要参考资料： 1相关的专业课教材及设计指导书 2建筑规范与标准

7、 建筑制图标准(GB/T50104-2001) 建筑结构规范荷载(GB50009-2001) 建筑设计防火规范(GB50016-2006) 混凝土结构设计规范(GB50010-2002) 建筑抗震设计规范(GB50011-2001) 建筑地基基础设计规范(GB50007-2002) (3)设计手册：建筑设计资料；建筑结构静力计算手册；钢筋混凝土结构计算手册；建筑结构计算手册；简明建筑结构设计手册。 查阅资料，完成建筑设计 2010-11(1)第1214周 各层结构方案设计及结构布置 2010-11(1)第1516周 荷载计算 2010-11(1)第1718周 结构计算 2010-11(1)第1

8、9周 2010-11(2)第24周 绘图 2010-11(2)第57周 答辩 2010-11(2)第8周 5.毕业设计(论文)的工作量要求 实验(时数)*或实习(天数)： 14天 图纸(幅面和张数)*： 不少于2#图10张 其他要求： 论文字数不少于1.5万，参考文献篇数不少于15篇 指导教师签名： 年 月 日 学生签名： 年 月 日 系主任审批： 年 月 日西安汉邦公司办公楼设计（A方案）摘 要本工程为西安汉邦公司办公楼设计，该楼为六层，总高20.7米，总建筑面积约为4898.88m2。本设计依据设计任务书，运用力学钢筋混凝土、结构力学基本原理及土力学和对材料性质的深刻了解，遵守设计规则，保

9、证建筑结构合理，所有材料的质量和强度合格，工艺良好。本建筑设计分为：建筑设计、结构设计。建筑设计采取积极措施来增强建筑物的外表强度和坚固性，给人以心理上的安全感。另外，还要有艺术的美感，要有时代气息。结构体系是钢筋混凝土框架结构，结构设计是使结构物得到足够的强度、刚度和韧性的过程。结构体系选择后，进行荷载分析和强度分析，同时考虑与建筑经济学的关系，把材料制做安装所需成本、所用时间，以及结构使用期间的维修联系起来。关键词：框架；结构设计；内力计算The Office of the Xian hanbangs company (A-Scheme)AbstractThis project is Th

10、e Design of the Office of the Xian hanbangs company, There are six storys in the building.The general height is 20.7m and building area is 4898.88 square meters.The design is based on the design requirements, original information, application of mechanics RC, basic principles of structural mechanic,

11、 soil mechanics and well knowing material quality, obeying rules of design, ensuring the structures of architecture reasonable, and the quality and intensity of all materials are qualified, and the techniques are the same.This architecture design is divided into three parts: architecture design, str

12、uctural design.Architecture design will adopt available measures to increase constructions surface intensity and firmness. It will also give people safe felling on psychological. On the other hand it should be combined with art and the time at present. Structural design is a process of making constr

13、uction structures get enough intensity, stiffness and toughness. After structural system is chosen, carrying out the analysis of load and intensity, at mean time taking into account the associated relation with building economics, combining the time and cost of materials fabricating and fixing, and

14、the maintenance of structure during operation and use period.Construction organization schedule: according to scientific subdivision works, continuous construction methods, reasonable arranging construction orders, paying attention to safe measures, and ensure to obtain economic benefit. Keywords :

15、frames; structural design; intevnalforce calculation目 录1 绪论11.1建筑设计背景11.1.1建筑概况11.1.2 设计资料及设计依据11.2建筑方案及方案说明21.2.1建筑方案的初步设计21.2.2建筑施工图设计41.3建筑设计的工程做法41.4课题研究的意义42 结构布置52.1 结构布置52.2 柱网布置52.3框架结构承重方案的选择62.4框架结构的计算简图62.5梁、柱截面尺寸的初步确定72.5.1梁、柱截面尺寸的初步确定72.5.2框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值73 框架结构刚度参数计算93.1框架结构侧移刚度的计算93

16、.1.1梁柱线刚度计算93.1.2各层横向侧移刚度计算(D值法)104 重力荷载计算134.1 屋面及楼面的永久荷载标准值134.2屋面及楼面的可变荷载标准值134.3梁、柱、墙、窗、门重力荷载的计算144.3.1底层墙、门、窗自重144.3.2标准层墙、门、窗自重154.3.3六层墙、门、窗自重154.4重力荷载代表值155 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算185.1横向自振周期的计算185.2水平地震作用及楼层地震剪力的计算185.2.1结构等效总重力荷载代表值Ge195.2.2计算水平地震影响系数1195.2.3结构总的水平地震作用标准值FEk195.3 多遇水平地震作用下的位

17、移验算205.4 水平地震作用下框架内力计算215.4.1框架柱端剪力及弯矩计算215.4.2水平地震作用下框架梁内力计算226 竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算256.1 横向框架计算图256.2荷载计算266.2.1恒载计算266.2.2活载计算276.3荷载作用下梁的内力计算286.3.1恒载计算286.3.2活载计算296.3.3恒载和活载作用下梁端剪力和柱轴力357 内力组合387.1 抗震等级的确定387.2框架梁的内力组合387.2.1内力组合种类387.2.2计算跨间最大弯矩388 截面设计478.1框架梁478.1.1梁的正截面受弯承载力计算478.2框架柱518.2.1

18、柱截面尺寸验算518.2.2柱正截面承载力的计算518.2.3柱斜截面受剪承载力的计算568.2.4框架梁柱节点核芯区截面抗震验算579 楼板设计589.1楼板类型及设计方法选择589.2荷载计算589.3弯矩计算599.4截面设计5910 楼梯设计6010.1建筑设计6010.2结构设计6010.2.1楼梯梯段板设计6010.2.2楼梯平台板设计6110.2.3 平台梁设计 (截面尺寸取200350)6111 结论6311.1总结63参考文献64致 谢65毕业设计(论文)知识产权声明66毕业设计(论文)独创性声明671 绪论根据设计材料提供场地的地质条件及所在地区的抗震烈度，确定出拟建筑物的

19、抗震等级二级。建筑物的设计过程包括建筑设计和结构设计梁部分。建筑设计部分：综合了几个方案的优点，考虑可影响建筑的各种因素，采用了既能满足现代化教学的多方面要求，又较经济、实用、美观的方案。结构设计部分：分别从结构的体系选择、结构总体的布置、楼屋盖的结构方案及基础方案的选择等多方面进行了论述。结构计算大致分为以下几个步骤：荷载统计：荷载统计是在初选截面的基础上进行的，其计算过程是按从上到下的顺序进行的，荷载的取值按各层房间的使用功能及位置的不同，查荷载规范确定。 按建筑方案中的平立剖面设计 ，选定计算见图，并初选柱截面。框架变形验算：验算了框架在水平地震作用下横向变形。此过程中，采用了顶点位移法

20、计算结构的自震周期，按底部剪力法考虑了顶点附加水平地震作用。横向框架的内力分析：分别分析了横向框架在水平地震作用技术向荷载作用下的内力，用弯矩二次分配法计算梁端、柱端弯矩。内力组合：对恒载、活载及地震荷载进行组合，选出最不利内力，并以此为依据对框架梁、柱进行截面设计。板的设计： 用弹性理论进行计算。楼梯设计： 采用板式楼梯。设计成果： 平面图、立面图、剖面图、楼梯平剖面一张，楼屋盖的结构布置、配筋图、及建筑总说明等。1.1建筑设计背景1.1.1建筑概况设计题目：西安汉邦公司办公楼设计(A方案)建筑层数：六层建筑面积：4898.88m2建筑总高度：20.7m结构类型：现浇钢筋混凝土框架结构1.1

21、.2 设计资料及设计依据a设计使用年限：50年 (1)场地条件: 建筑用地地势平坦，常年地下水位低于地面下7m.水质对混凝土无侵蚀；场地类别为II类; (2)气象条件:冬季室内外计算温度-9，基本风压w0=0.35kN/；基本雪压:0.20 kN/：全年主导风向为东北风。(3)地质条件:持力层为亚粘性土，承载力标准值。b抗震设防：地震基本烈度为8度，设计基本地震加速度为0.15g，设计特征周期为0.35s，建筑场地类别为类，抗震设防类别为乙类，抗震设防烈度为8度，抗震等级为二级，采光等级为三级。1.2建筑方案及方案说明1.2.1建筑方案的初步设计根据使用功能及条件，确定建筑方案，进行初步设计，

22、绘出平、立、剖面草图经指导老师修改后进行下一步设计。建筑总平面布置应考虑到和周围环境(相邻建筑、绿化及道路)的关系，要求平面布置紧凑，人流路线合理，满足防火要求，房间的采光通风及保温隔热等均需满足功能要求，建筑造型和建筑立面要求美观、大方，体现时代特色。在完成平、立、剖草图时做了一下处理手法a.平面设计(1).柱网布置该建筑主要根据功能分区，柱网尺寸采用6.9m7.2m，柱网布置见图2.1。(2).主要房间平面设计大门采用玻璃门，其它为木门，门洞尺寸分别为1.0m2.1m，1.2m2.1m，1.5m2.1m。窗的设置：根据房屋建筑学中办公用建筑采光等级表可知：办公楼的采光等级为级，要求窗地面积

23、比为1/5，窗为塑钢窗，则选窗的尺寸为1.8m1.5m 。(3).辅助房间设计卫生间平面设计：为保证建筑上的布局合理，故在楼梯边布置一个卫生间。(4).交通联系部分的平面设计走廊：由楼梯门和走道的宽度指标可知，当建筑的耐火等级为二级时，可设置楼道建筑轴线尺寸为2.4m，以保证走廊净宽为1.7m，满足设计要求。 一层设门，二层以上楼道设置窗，窗尺寸选择1.2m0.9m。楼梯：楼全长在50.4米，需满足房间门到封闭楼梯间的最大距离22米的要求，可设置三部楼梯，满足防火要求。门厅：采用两个开间即7.2m6.9m。b.立面设计立面设计是在满足房间的使用要求和技术经济条件下，运用建筑造型和立面构图的一些

24、规律，结合平面的内部空间组合进行的。进行立面设计设计时要考虑房屋的内部空间关系，相邻立面的协调，各立面墙面的处理和门窗安排，满足立面形式美观要求，同时还应考虑各入口，雨篷等细部构件的处理。考虑设计的是办公楼，立面尽量简洁，大方。在建筑的南北立面各层采用通长的玻璃幕墙。建筑剖面考虑的是建筑物各部分高度，建筑层数和空间结构体系。确定房间净高时，主要考虑房间的使用性质，室内采光通风及设备设置和结构类型。综合考虑这些因素，取房间层高为3.3m。c.剖面设计剖切线一般是要通过楼梯的，选取比较有代表的地方剖切，剖面图很详细的显示楼梯的构造和尺寸，楼梯的出口尺寸，楼梯梯间宽、踏步尺寸以及平台尺寸等。d.防火

25、设计该建筑为高度不超过24m的多层建筑，防火等级为二级，将每一层划分为一个防火区间，则每层长度50.4m，小于允许长度150m，单层建筑面积816.48 m2，小于最大允许面积2500 m2。 该建筑设有三部楼梯，满足防火规范要求。表1.1安全疏散距离高层建筑房间门或住宅户门至最近的外部出口或楼梯间的最大距离(m)位于两个安全出口之间的房间位于袋形走道两侧或尽端房间办公楼3015该建筑总长为50.4m，设置3部楼梯，任一房间至外部出口的距离不大于15m，安全疏散距离满足规范要求。表1.2 首层疏散外门和走道的净宽(m)高层建筑每个外门的净宽走道净宽单面布房双面布房办公建筑1.11.51.3其它

26、1.21.31.4高层建筑内走道的净宽，应按通过人数每100人不小于1.00m计算；首层疏散外门的总宽度，应按人数最多的一层每100个不小于1.00m计算。首层疏散外门和走道的净宽不应小于表1.2的规定。该建筑首层走道净宽取1.7m，外门净宽为1.8m，满足规范要求。1.2.2建筑施工图设计建筑设计和结构设计互相影响、互相配合、互相制约，所以，在绘制建筑施工图过程中，一定要参考结构验算和构造要求，遇到问题及时修改。在施工图设计过程中，一定要结合相关的规范考虑全面，按照制图统一标准绘制，节点细部构造要细心绘制，尺寸标注、做法标注及一些说明要符合要求。用天正建筑结合AutoCAD绘制建筑施工图，画

27、出每层的平面图之后，利用天正建筑画出立面图和剖面图，再利用AutoCAD做细部修改，在初步设计的基础上，绘制建筑施工图。设计深度应满足施工、安装及预算要求，图面应详尽表现建筑物的各有关部分。建筑设计说明书，说明工程概况及设计依据、设计意图、建筑规模、要求、建筑方案及方案说明、设计依据和设计原则、经济技术指标等。1.3建筑设计的工程做法在绘制建筑施工图的同时，把屋面、楼面、立面和剖面的主要工程做法定下来，以便在结构计算中使用。屋面为不上人屋面，工程做法如下：40厚C20细石混凝土保护层3厚1:3石灰砂浆隔离层20厚水泥砂浆找平层二毡三油防水层100厚钢筋混凝土屋面板20厚1:2.5水泥砂浆抹平1

28、2厚纸筋石灰抹底楼面工程做法：水磨石楼面(包括水泥粗砂打底)100厚钢筋混凝土屋面板V型轻钢龙骨吊顶立面：喷硬质复层花纹涂料(浮雕)1.4课题研究的意义通过西安汉邦公司办公楼设计，综合运用所学过的基础理论和专业知识，锻炼查阅相关规范和资料进行办公楼建筑方案设计和框架结构计算的能力，熟悉工程设计的内容和程序，提高分析和解决工程实际问题的能力，为以后工作奠定一定的基础。2 结构布置2.1 结构布置根据该房屋的使用功能及建筑设计要求，进行了建筑平面、立面和剖面设计，主体结构共6层，层高均为3.3m。填充墙采用240mm的粘土空心砖砌筑，门部分采用木门，部分采用玻璃门，详见门窗表，门洞尺寸为1.0m2

29、.1m，1.2m2.1m，1.5m2.1m窗为塑钢窗，洞口尺寸为1.8m1.5m.对该建筑进行建筑高度、使用要求、材料用量、抗震要求、造价等综合因素考虑后，选择框架结构。因为考虑到框架结构有以下优势：建筑平面布置灵活，可以获得较大空间，也可以做成小房间；建筑立面好处理；结构自重较轻；计算理论较为成熟；在一定高度范围内可以降低造价。混凝土的等级选用，梁、板一层选用C35，标准层C30，柱选用C35，标准层C30，(因为现浇混凝土框架结构混凝土强度不宜大于C40)。2.2 柱网布置本办公楼采用柱距为7.2m的内廊式小柱网，边跨为6.9m，中间跨为2.4m，层高取3.3m，如下图所示： 图2.1 柱

30、网布置图2.3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，本教学楼框架的承重方案为横向框架承重方案，这可使横向框架梁的截面高度大，增加框架的横向侧移刚度。2.4框架结构的计算简图本方案中，需近似的按横向的平面框架分别计算。图2.2 框架结构的计算简图负载面积：A1=(6.9/2+2.4/2)7.2=33.48m2A2=6.9 /27.2=24.84m2图2.3 横向框架组成的空间结构2.5梁、柱截面尺寸的初步确定楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取100mm.2.

31、5.1梁、柱截面尺寸的初步确定梁截面高度一般取梁跨度的1/12至1/8。宜满足hL/15(单跨用较大值，多跨用较小值)。本方案取h=(1/121/8)L，粱的截面宽度b取为(1/31/2)h，对抗震结构，粱截面宽度不小于200mm，梁截面高宽比不宜大于4，净跨与高度之比不宜小于4。本方案截面高度横梁：(AB跨,CD跨)bh=350600 (BC跨) bh=350400次梁，纵梁的截面初步定为bh=3506502.5.2框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值 柱截面高度hc不宜小于400mm，宽度不宜小于350mm，柱净高与截面长边尺寸之比宜大于4。a.柱组合的轴压力设计值N=Fg E n注：考虑地

32、震作用组合后柱轴压力增大系数。F按简支状态计算柱的负载面积。边柱：7.2m3.45m 中柱：7.2m4.65 mg E 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取14kN/m2n为验算截面以上的楼层层数b.AcN/Nfc :注：uN 为框架柱轴压比限值，本方案为二级抗震等级，查抗震规范可知取为0.8。fc 为混凝土轴心抗压强度设计值，对C35，查得16.7N/mm2。c.计算过程：一层柱截面面积对于边柱：AcFg E n/Nfc =1.37.23.45141036/0.816.7=203034mm2对于中柱：AcFg E n/Nfc =1.27.24.65141036/0.816.7=2

33、73654mm2取柱截面为正方形，则边柱和中柱的截面高度分别为450mm，523mm。综上，梁、柱截面尺寸见表2.1、表2.2。.表2.1梁截面尺寸(mm)层数混凝土等级横梁(bh)纵梁(bh)次梁(bh)AB跨、CD跨BC跨2-6C303006003004003006503006501C35350600350400350650350650表2.2柱截面尺寸(mm)层次混凝土等级bh1C357007002-6C306006003 框架结构刚度参数计算3.1框架结构侧移刚度的计算3.1.1梁柱线刚度计算框架梁线刚度为ibEcI0/l。在框架结构中，可将现浇楼面视作梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，

34、减少框架侧移。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，对中框架梁取。柱线刚度为 I0=bh3/12，计算见下表：表3.1 横梁线刚度ib 计算表类别 层次Ec(N/mm2)bh(mmmm)I0(mm4)l(mm)EcI0/l(Nmm)1.5EcI0/l(Nmm)2EcI0/l(Nmm)边横梁 13.151043506006.3010969002.8810104.3210105.761010263.01043006005.401092.2310103.3410104.461010中横梁13.151043504001.86710924002.4510103.6710104.91010263.01043004001.601092.010103.010104.01010表3.2纵梁线刚度ic计算表层次hc(mm)Ec(N/mm2)bh(mmmm)Ic(mm4)EcIc/h