南阳市教育局办公楼设计土木毕业设计.doc
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1、南阳市教育局办公楼设计土木工程专业 xxx摘 要南阳市教育局拟建六层办公楼,钢筋混凝土框架体系,建筑面积为7113。本建筑物防火等级为二级,抗震设防烈度为7度,框架抗震等级为三级。结构设计是建筑工程专业的重点,本设计的主要内容有:荷载计算与内力计算,水平地震作用计算,框架梁柱设计及基础设计;竖向荷载内力计算采用弯矩分配法,水平荷载内力计算采用“D值法”;内力组合之后进行截面设计,采用“PKPM”进行了电算,电算结果和手算结果基本吻合;本工程可用于实际工程施工。关键词内力组合;截面设计;基础设计 The Design For The Education Bureau Office Buildin
2、g Of The Nanyang CityCivil Engineering Major Wang ShengmingAbstract: The Education Bureau of Nanyang City proposes to construct a six-story office building with reinforced concrete frame system. And its construction area is 7113 square meters. The fire-protection level is ranked two, the earthquake-
3、protected intensity is graded seven, and the earthquake-resistant level is graded three.Structure design is an emphasis of the architecture speciality. The main of this design includes such contents as loads computation and internal force computation, horizontal earthquake action computing, inner fo
4、rce of lateral frame analysis and combination, frame and foundation design. Inner forces of vertical load are computated by the method of moment distribution, inner forces of horizontal load are computated by “D value method”.Following the inner force computation the cross section design is carried
5、out. The design is also computated by “PKPM”, the “PKPM”results is consistent with the hand computation results. This project can be used for practical engineering construction.Key words: the inner forces computation; the cross section design; foundation design; 目 录1建筑设计61.1 工程概况62 结构设计概况82.1 基本资料82
6、.2 结构选型及结构材料82.2.1 结构体系选型82.2.2 其他结构选项82.2.3 材料82.3 设计依据92.4 结构的计算说明92.4.1 结构的设计内容92.4.2 本结构计算的特别说明93 结构布置及计算单元的确定103.1 柱网布置及结构平面布置图103.2 结构设计103.2.1 结构布置及计算简图的确定及选择柱网布置103.2.2 材料选择103.2.3 框架梁、柱截面尺寸初估103.2.4 结构计算简图124 刚度计算134.1 框架梁、柱的线刚度计算134.1.1 框架梁的线刚度134.1.2 框架柱的线刚度134.2 各层柱横向侧移刚度计算135 荷载及重力荷载代表值
7、计算155.1 屋面及楼面永久荷载标准值计算155.2 屋面及楼面可变荷载标准值计算165.3 楼梯梯段永久荷载标准值计算165.4 梁、柱重力荷载代表值计算165.5 墙体重力荷载代表值计算175.5.1 墙体永久荷载标准值计算174.5.2 各楼层各类填充墙体长度、高度计算175.5.3 各楼层中门、窗、洞口等面积及门、窗重力荷载计算185.5.4 填充墙重力荷载计算205.5.5 总重力荷载代表值计算206 横向水平地震作用及内力计算226.1 横向结构自振周期计算226.2 横向水平地震作用标准值及位移计算226.2.1 横向水平地震作用标准值计算226.2.2 横向水平地震作用下水平
8、位移计算236.2.3 内力计算237 横向风荷载作用下框架结构内力及侧移计算257.1 风荷载标准值计算257.2 横向风荷载作用下水平位移计算267.3 横向风荷载作用下框架内力计算(D值法)268 竖向荷载作用下横向框架结构内力计算288.1 计算单元的确定28图8-1 计算简图288.2 荷载计算288.2.1 恒载计算288.2.2 框架计算单元的活荷载计算308.3 竖向荷载的内力计算318.3.1 恒荷载作用8轴线上这榀框架梁柱的内力计算(分层法)318.3.2 计算恒荷载作用下固端弯矩338.3.3 用弯矩二次分配法来计算恒载作用下的梁端、柱端弯矩348.3.4 计算恒载和活载
9、作用下梁端剪力和柱轴力368.3.5 计算活荷载作用下固端弯矩388.3.6 用弯矩二次分配法来计算活荷载下的梁端、柱端弯矩408.3.7 计算活荷载作用下梁端剪力和柱轴力419 框架内力组合449.1 结构抗震等级449.2 框架梁内力组合449.2.1 作用效应组合449.2.2 承载力抗震调整系数449.2.3 弯矩调幅449.2.4 梁内力组合469.2.5 梁端剪力调整469.3 框架柱内力组合489.3.1 柱内力组合489.3.2 柱端弯矩值设计值的调整4810 截面设计5110.1 框架梁截面设计5110.2 框架柱5610.2.1 柱截面尺寸验算5710.2.2 框架柱的截面
10、设计5711 基础设计6511.1 基础梁截面尺寸的选取6511.2 A柱下基础的计算6511.3 B柱下基础的计算7111.4 基础梁的计算7812 楼梯设计8012.1 梯段板的计算8012.2 平台板的计算8112.3 平台梁的计算8212.4 构造措施8312.4.1 锚固长度8312.4.2 平台梁构造8313 板的配筋8413.1 标准层楼板计算8413.1.2 配筋计算8913.2 屋顶楼板计算9113.2.1双向板设计9113.2.2 配筋计算9514 手算与电算对比97附表92参考文献101致谢1021建筑设计1.1 工程概况1、工程名称:南阳市教育局办公楼。2、工程位置:南
11、阳市教育局。3、工程总面积:7113,主楼6层,高22.05m,局部七层层高3.3m.。4、结构形式:钢筋混凝土多层框架结构。1.2建筑物功能与特点 本设计为南阳市教育局办公楼,设计汇集了近几年来对建筑设计的一些学习,并参考相关规范图集等资料,努力做到办公楼建筑设计的总布局和平面布局的最优化设计,以保证该办公楼符合适用、经济、安全、防火的基本要求。1.2.1平面设计建筑朝向为南北向,平面布置满足长宽比小于5,采用纵向4.2m和3.9m、横向6.3m、2.7m、6.3m的柱距,满足建筑开间模数和进深的要求。1.2.2立面设计由于该工程为办公楼,所以在立面上要讲究简洁大方,与周围环境相融合,同时还
12、要满足功能上的采光通风与隔声等要求。在整体布置上主要以布局合理为主,外墙面涂料饰面的不同的选用,以此来划分和突出此建筑物的美观和立体感,使整个建筑主题风格更富有现代化建筑气息。1.2.3剖面设计 确定房间的剖面形状和比例关系,确定房屋的层数和各部分的标高,研究竖向空间的处理,将平面、立面和剖面密切结合,充分注意两者的联系。1.2.4防火防火等级为二级,安全疏散距离满足房门至外部出口或封闭楼梯间最大距离小于35m,综合办公楼,娱乐室设前后两个门,小房间设一个门,楼梯间设防火门,满足防火要求;室内消火栓设在走廊两侧,满足间距50m的要求。1.2.5构造做法屋面结构:屋面形式为平屋顶上人屋面;平屋顶
13、排水坡度为2%,排水方式为有组织排水。屋面做法采用05ZJ201中的卷材刚性防水屋面,女儿墙高1.5m。楼面结构:走道,无水房间做法选自05ZJ001(楼)10;地面结构:选自05ZJ001(地)19;楼梯结构:采用钢筋混凝土板式楼梯05ZJ40(Y/14);天沟:采用内天沟,做法选自05ZJ201(4/14);楼梯:选自05ZJ201(Y/14);卫生间及盥洗室:选自05ZJ103(1/14);勒脚:选自98ZJ901(1/3);门窗:见建施-1设计说明。2 结构设计概况工程名称:南阳市教育局办公楼2.1 基本资料(1)基本风压(南阳地区0.35 (50年重现期);冬季主导风向:北偏东风;夏
14、季主导风向:东南风;C类粗糙地面。(2)抗震设防烈度:7度(0.1g,第一组);框架抗震等级为三级(高度24 m)。(3)南阳市地区基本雪荷载标准值:S0=0.45 kN/m2(50年重现期)。(4)地质条件:根据某地质勘探部门提供的工程地质勘察报告,本设计地基位于南阳市城区河南省某职业技术学院内,该地质勘察报告主要内容有:地层结构及地层评述。自然地面以下土层依次为: 第一层 杂填土层:厚度为0.400.70 m; 第二层 粘土层:厚0.901.30 m,连续分布;地基土承载力特征值150 KPa; 第三层 粘土层:厚3.504.30 m,连续分布;地基土承载力特征值150 KPa; 第四层
15、粘土层:底部深为4.505.20m。连续分布;地基土承载力特征值180 KPa; 第五层 粘土层:底部埋深9.0012.00m,未揭穿。水文地质条件地下水埋深13.3-16.4 m,本场区地下水对混凝土结构中钢筋无腐蚀性。场地土类型为中硬场地土,建筑场地类别为II类,地震烈度7度时不会产生地震液化。(5)该建筑设计年限50年,安全等级为二级,安全系数1.02.2 结构选型及结构材料2.2.1 结构体系选型采用钢筋混凝土全现浇框架体系,楼面及屋面板采用现浇板,基础采用柱下独立基础或柱下条形基础。2.2.2 其他结构选项过梁:采用钢筋混凝土过梁180250;基础:采用柱下独立基础;基础梁:因持力层
16、较深,采用现浇钢筋混凝土基础梁。室内门:采用木质门,楼梯,门厅门采用钢玻门;窗采用钢框窗;2.2.3 材料1.外墙粉刷:选自05ZJ001(外墙)2;内墙粉刷:选自05ZJ001(内墙)7;顶棚抹灰:选自05ZJ001(顶)3;吊顶:选自98ZJ521(8/8);2.墙体:墙体为250 mm厚的粉煤灰轻质砌块;3.混凝土的选用:梁用C25(Ec=28 kN/m2);柱采用C30(Ec=30 kN/m2);板采用混凝土的强度等级同梁;4.钢筋:主钢筋采用HRB335级钢筋,箍筋采用HPB300级钢筋。2.3 设计依据建筑结构荷载规范GB50009-2001建筑抗震设计规范GB50011-2010
17、混凝土结构设计规范GB50010-2010建筑地基基础设计规范GB50007-2002混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则及构造详图03G101-1钢筋混凝土结构构造手册建筑结构静力计算手册中南地区建筑构配件图集2.4 结构的计算说明2.4.1 结构的设计内容1.确定结构平面布置;2.计算荷载代表值;3.水平地震作用下结构内力计算;4.风荷载作用下结构内力经计算;5.竖向荷载作用下,结构内力计算;6.荷载的内力组合计算;7.框架梁、柱的配筋计算;8.框架现浇板的配筋计算;9.钢筋混凝土板式楼梯的配筋计算;10.基础设计;绘出相应的结构图。2.4.2 本结构计算的特别说明 本结构为纵、横向双
18、向三跨6层框架,但本结构设计只计算横向框架,且本结构只计算主体结构,附属阶梯教室不再计算。 主体结构中,楼梯只计算1011轴与CD轴围城的楼梯,框架只计算8轴线上这一榀框架。3 结构布置及计算单元的确定3.1 柱网布置及结构平面布置图采用小柱距,在每一个主轴线交点上布置柱子,外围及走道柱子外皮与填充墙平,即轴线到外皮尺寸为125mm;柱网布置如图2-1所示。 注:走道横向柱距为2700mm,走道两边横向柱距为6900mm,纵向柱距为3900和3600mm。图3-1 柱网布置图3.2 结构设计3.2.1 结构布置及计算简图的确定及选择柱网布置根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求,进行了建筑平面、
19、立面及剖面的设计,填充墙采用250 mm厚的混凝土空心小砌块,楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构,楼板厚度取100 mm。3.2.2 材料选择框架梁、板、柱采用现浇钢筋混凝土构件;混凝土强度等级:板、梁采用C25混凝土 柱采用C30混凝土 基础采用C30混凝土 钢筋采用HPB300、HRB3353.2.3 框架梁、柱截面尺寸初估1.框架梁截面尺寸的估算:根据构造要求,梁截面尺寸bbhb满足:主梁跨度一般为58 m为宜,梁高为跨度为1/121/10;次梁跨多一般为46m,梁高为跨度的1/181/12,宽为梁高1/31/2;(1)横向框架梁截面估算:外边梁:,取600mm,取250mm;走廊: 取
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