天津市某大学建筑工程学院办公楼设计济南大学土木建筑学院毕业设计.doc

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1、毕业设计 题 目 天津市某大学建筑工程学院 办公楼设计 学 院 土木建筑学院 专 业 土木工程 班 级 土木0803班 学 生 姚雪群 学 号 20080605150 指导教师 徐新生 二一二年五月三十日 摘 要本次毕业设计题目为天津市某大学建筑工程学院办公楼设计，总建筑面积约为6072m2，其中占地面积为1040 m2 ，层数为6层，建筑高度23.1 m 。整个建筑物的外形为平放的“L”字型，采用现浇钢筋混凝土框架结构。本工程的抗震设防烈度为7度，类场地。整个毕业设计分为建筑设计和结构设计两部分。建筑设计包括：总平面布置，平立剖面设计，构造设计；结构设计主要包括：结构布置，截面选择，计算简图

2、的确定，刚度的计算，重力荷载、风荷载及水平地震作用计算，风荷载及水平地震作用下结构的侧移验算及内力分析，竖向荷载作用下框架内力分析，内力组合和构件的截面设计；在本次毕业设计中采用手算和电算两种方法，手算采用分层分析法和D值法（计算竖向荷载采用分层分析法，计算水平荷载采用D值法）来完成，电算采用PKPM结构计算软件。此外还进行了结构方案中的室内楼梯设计并完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。关键词:框架结构，建筑设计，结构设计，内力组合，截面设计ABSTRACTMy graduation project is Design of a office building fo

3、r the school of Construction Engineering in Tianjin , total construction area of approximately 6072, which covers an area of 1040 , altogether 6 floors , the height of the building is 23.1 m. The entire building adopt cast_in_place reinforced concrete frame structure with a flat L shape shape as wel

4、l as reinforced concrete frame structure. Engineering seismic intensity of 7 degrees,II site. The whole graduation project is divided into two parts of architectural design and structural design.Architectural design including: total horizontal layout ,horizontal, graphic and profile design; Major st

5、ructural design including: the structure layout, cross-section choice, calculation sketch selection, rigidity calculation, the internal force calculation under gravity load 、wind load and horizontal seismic load, the structural side displacement calculation under wind load and the horizontal seismic

6、 load, the internal force analysis of framework under the vertical load, the combination of internal force and the cross-sectional design of components.Adopt the hand calculate and electricity calculate two methods to calculate in this graduation project.the hand calculated adopt the lamination anal

7、ytic method and the D value method (calculate vertical load uses lamination analytic method, calculate horizontal load uses D value method) to complete, the electricity calculated adopt PKPM structure calculation software.In addition,also have completed the design of staircase as well as internal fo

8、rce and reinforcement calculation of platform board ,bench plate and platform beam and have completed a structure construction drawing.Key words:frame construction；structural design；seismic design；internal force combination; section design目 录摘 要IABSTRACTII目 录III建筑设计1一、工程概况1二、建筑设计说明1（一）设计概要1（二）设计过程1（

9、三）建筑平面设计2（四）建筑剖面设计3（五）建筑立面设计4（六）建筑做法4结构设计6一、工程概况及设计依据6（一）工程概况6（二）设计依据6（三）设计标准6二、基本设计资料7三、结构选型布置及计算简图8（一）结构选型8（二）柱网布置8（三）梁、板、柱的截面尺寸8（四）框架计算简图9四、荷载标准值计算11（一）恒荷载标准值的计算111、屋面框架梁线荷载标准值112、标准层楼面框架梁线荷载标准值123、屋面框架节点集中荷载标准值124、楼面框架节点集中荷载标准值13（二）活荷载标准值的计算141、顶层活载标准值：152、中间层活载标准值：153、集中荷载标准值：15五、竖向荷载下按分层法的内力计算

10、16（一）梁、柱的线刚度计算161、梁线刚度计算162、柱线刚度计算163、相对线刚度计算16（二）各杆件的弯矩分配系数17（三）恒荷载作用下的内力计算181、把梯形和三角形荷载化作等效均布荷载182、采用弯矩分配法计算恒荷载作用下框架结构的弯矩203、恒荷载作用下框架的剪力计算244、恒荷载作用下框架的轴力计算25（四）活荷载作用下的内力计算271、把梯形和三角形荷载化作等效均布荷载272、活荷载作用下框架的弯矩计算293、活荷载作用下框架的剪力计算334、活荷载作用下框架的轴力计算34六、风荷载作用下的内力及位移计算36（一）风荷载标准值的计算36（二）框架柱的修正侧移刚度D38（三）风荷

11、载作用下的内力计算381、各层的总剪力值计算382、每层各柱所分担的剪力计算383、各层柱的反弯点高度394、风荷载作用下的框架的弯矩计算405、风荷载作用下框架的剪力计算446、风荷载作用下框架的轴力计算45（四）风荷载作用下的水平位移的弹性验算471、层间刚度计算472、层间位移验算473、顶点位置的位移验算47七、水平地震作用下的内力及位移计算48（一）地震荷载标准值的计算481、各层结构重力荷载代表值计算482、框架结构自震周期计算493、地震作用力的计算49（二）地震荷载作用下的内力计算511、各层的总剪力值计算522、每层各柱所分担的剪力计算523、地震荷载作用下的框架的弯矩计算5

12、34、地震荷载作用下框架的剪力计算575、地震荷载作用下框架的轴力计算58（三）地震作用下的水平位移的弹性验算601、层间位移验算602、顶点位置的位移验算60八、框架结构的内力组合计算61（一）内力组合原则61（二）框架梁的内力组合61（三）框架柱的内力组合67九、框架结构的内力调整72（一）按强柱弱梁原则对柱端弯矩进行调整72（二）按强剪弱弯原则对梁、柱端剪力进行调整73十、截面设计75(一)、梁截面设计751、梁正截面抗弯承载力计算752、梁的斜截面受剪承载力计算82（二）柱的截面设计881、框架柱的轴压比验算882、柱的正截面承载力及配筋计算883、框架柱的斜截面承载力及配筋计算106

13、(三)、框架节点核心区抗震验算110十一、楼梯设计111（一）楼梯斜板设计1121、荷载计算1122、截面设计112（二）平台板设计1121、荷载计算1122、截面设计113（三）平台梁的设计1131、荷载计算1132、截面设计113十二、板的设计117(一)标准层楼面板设计1171、结构布置1172、荷载设计值1173、内力计算1184、截面设计120(二)顶层屋面板的设计1221、荷载设计值1222、内力计算1223、截面设计124参 考 文 献126致 谢127建筑设计一、工程概况 工程名称： 天津市某大学建筑工程学院办公楼设计 工程环境： 本工程位于天津市 建筑类别： 丙类 设计使用年

14、限： 50年 场地类型： 类； 抗震等级： 三级； 设防烈度： 7度，第一组别，设计地震基本加速度值为0.1g； 结构重要性系数：1.0 主体结构： 地上六层 占地面积： 1038.38 建筑总面积： 6072 层高： 3.6m 基本风压值： 0.50 基本雪压值： 0.40 地面粗糙度： C类二、建筑设计说明（一）设计概要本建筑地上六层，平面整体基本为L形，室外地面标高-0.90m，层高3.6m，屋面为上人屋面，屋面挑檐出挑0.2mm,高0.2m，建筑总高23.1m。建筑总长度为60.32m，宽16.80m。建筑总面积约为6072m2。（二）设计过程建筑设计根据建筑用地条件和建筑使用功能、周

15、边城市环境特点，首先设计建筑平面，包括建筑平面选择、平面柱网布置、平面交通组织及平面功能设计；其次进行立面造型、剖面设计；最后设计楼梯和卫生间。本设计满足建筑单位的使用要求，技术措施合理，同时，通风、采光、消防等技术指标均满足相应的规范和规定。（三）建筑平面设计（1）使用空间组合本设计性质属于办公建筑性质，办公建筑应根据使用性质、建设规模与标准的不同，确定各类用房。办公建筑由办公室用房、公共用房、服务用房和设备用房等组成。将房间按使用的性质分类，分为主要使用部分，次要使用部分和交通联系部分。从而来合理地布置各个房间，同时在不影响安全保卫工作的基础上使其内外联系方便。本设计采用内廊式布局，该布局

16、的主要优点是走道所占的面积比较小，较外廊式布局经济。（2）房间使用面积、形状、大小的确定 办公建筑应根据使用要求、用地条件、结构选型等情况按建筑模数选择开间和进深，合理确定建筑平面，提高使用面积系数，并宜留有发展余地。本设计考虑到柱网布置的要求，房屋的开间取为7.8m，进深为7.2m。中间走道为2.4m，均符合柱网布置的模数要求。卫生间布置在建筑朝向较差的一面，距最远的房间距离远小于50米，符合规范要求。（3）门的大小及位置确定办公室门洞口宽度不应小于1.OO m，高度不应小于2.10m；机要办公室、财务办公室、重要档案库、贵重仪表间和计算机中心的门应采取防盗措施，室内宜设防盗报警装置。根据人

17、流的多少和搬进房间的家具、设备的大小取门宽为1200mm，高度取2100m。开启方式朝房间内侧。大厅正门采用2个双扇双向弹簧门，每扇门宽度均为1200mm。 4）窗的大小及位置确定房间中窗的大小和位置的确定，主要是考虑道室内采光和通风的要求。本次设计中，一般办公室及会议室的窗均采用铝合金窗平推窗，窗地比要求1：6，窗高均取为2100mm，宽度取为1800mm。经验算窗地比均符合要求，通风良好。厕所内开的窗采用不透光的材料，充分保证私密性。（5）公共用房公共用房宜包括会议室、公用厕所等。会议室应符合下列要求：根据需要可分设中、小会议室和大会议室；中、小会议室可分散布置；小会议室使用面积宜为30，

18、中会议室使用面积宜为60；中小会议室每人使用面积：有会议桌的不应小于1.80，无会议桌的不应小于0.80；大会议室应根据使用人数和桌椅设置情况确定使用面积，平面长宽比不宜大于2:1，宜有扩声、放映、多媒体、投影、灯光控制等设施，并应有隔声、吸声和外窗遮光措施；大会议室所在层数、面积和安全出口的设置等应符合国家现行有关防火规范的要求；会议室应根据需要设置相应的贮藏及服务空间。本建筑在每层设立一个中会议室。公用厕所应符合下列要求：对外的公用厕所应设供残疾人使用的专用设施；距离最远工作点不应大于50m；应设前室；公用厕所的门不宜直接开向办公用房、门厅、电梯厅等主要公共空间；宜有天然采光、通风；条件不

19、允许时，应有机械通风措施；卫生洁具数量应符合现行行业标准城市公共厕所设计标准CJJ14的规定。（6）水平交通联系部分：走廊，过道，连廊。该部分的主要功能是连接同一层内的各个房间、楼梯、门厅等，以解决建筑物中水平联系和疏散的问题，要求其宽度满足人流通畅和建筑防火的要求。考虑到柱的截面尺寸和基础布置，取走道宽2.4m，可让三人并行通过。（7）楼梯楼梯各部分尺寸的确定及在建筑中的位置应满足民用建筑设计通则和建筑防火的要求。墙面至扶手中心线或扶手中心线之间的水平距离即楼梯梯段宽度除应符合防火规范的规定外，供日常主要交通用的楼梯的梯段宽度应根据建筑物使用特征，按每股人流为0.55+(00.15)m的人流

20、股数确定，并不应少于两股人流。00.15m为人流在行进中人体的摆幅，公共建筑人流众多的场所应取上限值。本设计中设置了2个双跑防火楼梯，楼梯的位置在规范上有明确的规定。房门距最近的楼梯口的距离与防火等级和建筑类型有关，一般最大需30m。两跑楼梯间留有空隙，称为楼梯井。楼梯井100mm，可以供消防水管穿过。楼梯的梯段宽度根据建筑使用者的多少确定，每人需占有一定的疏散宽度，而且梯段宽度应大于1.1m，本设计为1.8m。（8）交通联系枢纽门厅门厅是建筑物主要出入口处的内外过渡，人流集散的交通枢纽，起着转换方向，与走道、楼梯或其他房间联系等作用。门厅内可附设传达、收发、会客、服务、问讯、展示等功能房间(

21、场所)。根据使用要求也可设商务中心、咖啡厅、警卫室、衣帽间、电话间等；楼梯、电梯厅宜与门厅邻近，并应满足防火疏散的要求；严寒和寒冷地区的门厅应设门斗或其他防寒设施；有中庭空间的门厅应组织好人流交通，并应满足现行国家防火规范规定的防火疏散要求。在对称布局中，常将交通枢纽布置在整个建筑居中的部位。人员密集的公共建筑门厅，一般采用外开门或弹簧门。因为门厅是整个建筑的中心枢纽，同时也是接待来访人员办理手续或等候的地方，所以在出入口的门厅、楼梯间设置收发室、警卫值班室等，才能使其具备人流疏散通畅、使用方便的效果。（四）建筑剖面设计为了充分反映出建筑物在垂直方向上各部分的组合关系而需要进行剖面设计，其主要

22、任务是确定建筑物各部分应有的高度，建筑物的层数及建筑空间的组合和利用，以及建筑剖面中的结构构造关系等。本设计所剖切部位为最右侧楼梯间。（五）建筑立面设计立面图反映的是建筑四周的外部形象，立面设计是在满足房间的使用要求和技术经济条件下，运用建筑选型和立面构图的一些规律，紧密结合平面、剖面的内部空间组合而进行的。（六）建筑做法（1）屋面：屋面为上人屋面。饰面层：10mm厚防滑地砖，素水泥砂浆擦缝每留10mm宽缝， 1：3石灰砂浆勾缝结合层：20m厚1:3水泥砂浆保温层：保温层：1：8水泥膨胀珍珠岩找坡2%（100140mm厚）防水层：三毡四油防水层找平层：20mm厚1:3防水水泥砂浆结构层：100

23、mm厚现浇钢筋混凝土屋面板顶棚抹灰：15m厚水泥石灰浆打底，5m厚纸筋灰批面（2）楼地面：室内及楼梯间地面采用磁砖地面。饰面层：水磨石地面（10mm厚面层，20mm厚水泥砂浆打底）结构层：100mm厚现浇钢筋混凝土楼板顶棚抹灰：15m厚水泥石灰浆打底，5m厚纸筋灰批面（3）外墙面：外墙面采用条形无釉面砖8m厚面砖，素水泥浆擦缝4m厚水泥胶结合层刷素水泥浆一道15m厚1:3水泥砂浆（4）内墙面：房间、梯间采用普通抹灰：刷白色乳胶漆5m厚纸筋灰批面15m厚水泥石灰砂浆打底厨房、卫生间采用釉面磁砖5m厚釉面磁砖，白水泥浆擦缝4m厚水泥胶结合层刷素水泥浆一道15m厚1:3水泥砂浆 (5) 墙身做法：墙

24、体为非承重墙，采用加气混凝土砌块、粉煤灰空心砖，砂浆采用M5.0混合砂浆砌筑，并贴浅灰蓝色面砖。 (6)门窗：采用定制铝合金钢窗和实木门,门窗的保温性能应符合国家民用建筑热工设计规范GB50176-93的要求，传热系数。窗的气密性不应低于IV级，水密性不应低于III级。抗风压等级由专业厂家根据当地气候条件确定。所有门窗标注尺寸为洞口尺寸，门窗外框尺寸应按饰面厚度相应扣减。所有门窗在生产和安装前需实测现场具体洞口尺寸。(7)底层墙基防潮：采用防水砂浆防潮层20厚1：2水泥砂浆掺5%防水剂，位置一般在-3.45标高处做法参见节点大样图。(8)防水做法卫生间、开水间等采用防水地面的房间，其地面比同层

25、楼地面低30mm，并向地漏找1%的坡度。卫生间地面防水层采用1.5厚聚氨酯，墙面采用1.5厚聚合物水泥基复合防水层（1.2米高度范围）。卫生间应做闭水实验。所有有防水要求的房间穿楼板的立管应预埋防水套管，套管高出楼地面30mm，套管与立管间用建筑密封膏填实。本工程屋面防水等级为II级，按两道防水设防。防水材料选用3+3厚双层改性沥青防水卷材，保温材料选用1：8水泥膨胀珍珠岩。屋面工程所采用的防水和保温隔热材料应确保其质量符合技术要求。(9)其他室内上下水管、雨水管、消防水管等安装就位后需用轻质墙板封包其立管。所有金属材料外表面须作防锈处理后再喷饰面材料。木装修需做防腐、防火处理。建筑室外散水为

26、0.6米宽暗埋式散水，散水及入口台阶具体高度需结合室外广场铺地做法确定。结构设计一、工程概况及设计依据（一）工程概况本次毕业设计题目为天津市某大学建筑工程学院办公楼设计，总建筑面积约为6072m2，其中占地面积为1040 m2 ，层数为6层，采用钢筋混凝土框架结构，梁、柱、板均为现浇，各层层高均为3.6 m 。室内外高差为0.9 m，基础顶面至室外地坪高度为0.6m，整个建筑物的外形为平放的“L”字型，其中东西长度为49.12 m，南北长度为29.00 m。屋顶采用平屋顶，并设女儿墙（0.9 m）。基础为柱下独立基础，本工程的抗震设防烈度为7度，类场地。（二）设计依据（1）采用的相关规范建筑结

27、构荷载规范：GB50009-2001建筑抗震设计规范：GB50011-2001混凝土结构设计规范：GB50010-2002建筑设计防火规范： GB50189-2005屋面工程技术规范： GB50345-2004等。（2）采用的标准图集土木工程制图M建筑做法说明(DBJT14-2)S常用建筑结构节点设计施工详图图集M房屋建筑制图统一标准(GB20001-2001)S混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图（03G101-1）（三）设计标准1、 本工程建筑物耐火等级为二级，屋面防水等级为II级。建筑设计使用年限为50年。结构形式为钢筋混凝土框架结构，建筑设防烈度为7度。2、 本工程设有火

28、灾自动报警系统，消火栓灭火系统，自然排烟和VRV空调系统。3、 本工程室内设计标高。二、基本设计资料 1、设计标高：室内标高为0.000，室外地坪标高为0.900 2、墙身做法：墙体为非承重墙，采用加气混凝土砌块、粉煤灰空心砖，砂浆采用M5.0混合砂浆砌筑，并贴浅灰蓝色面砖。 3、气温：最热月平均温度26摄氏度，最冷月平均温度-4摄氏度 4、全年主导风向：东南风，平均风速2.0m/s，基本风压；，B类 5、基本雪压： 6、地震基本烈度：7度近震，抗震设计分组为第一组。 7、地质土质情况：杂填土01.5m，粉质粘土-1.5-6m，-6m以下为砾石层的，冻土深度：0.5m 8、地下水位：地表下8m

29、 9、结构体系：现浇钢筋混凝土框架结构。三、结构选型布置及计算简图（一）结构选型考虑到现浇钢筋混凝土框架结构建筑平面布置灵活，能够获得较大的使用空间，建筑立面容易处理，可以适应不同房屋造型，故本设计采用现浇钢筋混凝土框架结构。（二）柱网布置 采用内廊式现浇框架结构，纵向柱距大部分为7.8m，柱网尺寸为（7.2+2.4+7.2）m 7.8 m，柱网平面布置图如图3-1所示。图3-1 结构柱网平面布置图（三）梁、板、柱的截面尺寸（1） 梁截面尺寸的确定 、边跨横梁（AB跨和CD跨）， 梁高 ，取 梁宽 ，取 、中间跨横梁（BC跨）， 中间跨梁由于跨度小，梁高可适当减少，原则上要兼顾支座左右两端，使

30、其具有相同的配筋量。 梁高 ，取 梁宽 ，取 、连系梁， 考虑连系梁兼作窗过梁，确定梁高为600mm，外纵墙墙厚设计为240mm，确定梁宽为250mm,即。 、次梁， 梁高 ，取 梁宽 ，取（2） 柱截面尺寸的确定 底层柱的柱高, 由于为现浇楼盖，则其计算长度为；其他层柱的柱高，计算高度则 ， 基础选用柱下独立基础，基础顶面距室外地面为600mm。（3） 板截面尺寸的确定 ，通常取板厚 此处板厚取。（四）框架计算简图取8-8轴的一榀框架进行计算。设计内容包括框架计算单元、框架计算简图的确定，框架受到的各种荷载计算以及各种荷载作用下框架的内力计算、内力组合、内力调整和截面配筋计算。框架计算时，如

31、果采用结构设计软件PKPM进行整体结构设计时是采用双向框架的设计方法，即同时考虑纵向框架和横向框架的设计，对于手工计算时考虑到计算工作量及时间因素，本次毕业设计只采用平面框架（横向）进行设计。框架计算简图采用梁、柱的轴线表示，梁、柱的轴线分别取各自的形心线，框架梁的跨度取相邻柱轴线之间的距离，框架柱的高度取相应的建筑层高，但底层框架柱的高度取基础顶面到二层楼板顶面之间的距离，即底层框架柱的高度H=3.6+0.9+0.6=5.1 m。由于整个结构为钢筋混凝土现浇结构，故梁柱之间的节点为刚节点。 图3-2 框架计算简图四、荷载标准值计算（一）恒荷载标准值的计算1、屋面框架梁线荷载标准值 、饰面层：

32、10mm厚防滑地砖，素水泥砂浆擦缝每留10mm宽缝， 1：3石灰砂浆勾缝 结合层：20mm厚1：3水泥砂浆 保温层：1：8水泥膨胀珍珠岩找坡2%（100140mm厚） 防水层：三毡四油防水层 找平层：20mm厚1:3防水水泥砂浆 结构层：100mm厚现浇钢筋混凝土屋面板 顶棚抹灰：15mm厚水泥石灰浆打底，5mm厚纸筋灰抹面 屋面恒荷载 5.38 、屋面梁自重标准值 边跨梁自重及梁侧粉刷重标准值： 中跨梁自重及梁侧粉刷重标准值： 、由屋面板传给框架梁的线荷载标准值2、标准层楼面框架梁线荷载标准值 水磨石地面（10mm厚面层，20mm厚水泥砂浆打底） 100mm厚现浇钢筋混凝土楼板 20mm厚板

33、底粉刷 楼面恒荷载 3.55框架梁自重： 边跨 中间跨 梁侧粉刷自重： 边跨 中间跨 横向填充墙自重及墙面粉刷重 边跨 中间跨 0边跨梁、墙体自重产生的线荷载：中跨梁、墙体自重产生的线荷载：楼面板传给框架梁的均布线荷载：3、屋面框架节点集中荷载标准值（1） 、A轴框架梁传来恒荷载标准值 女儿墙自重（高900 mm，240厚）：0.240.97.816= 26.96 KN 女儿墙粉刷层自重：0.020.927.817 =4.77 KN 边柱纵向连系梁自重： 0.250.67.825 =29.25 KN 连系梁粉刷重：0.02（0.6-0.1）27.817=2.65 KN 次梁自重标准值： 0.2

34、00.57.225 =9.0 KN 次梁粉刷重：0.02（0.5-0.1）2+0.2)7.217=2.45KN 屋面次梁传来自重： 2（1/27.2+1/27.21/2）（1/23.9）5.38 = 56.65 KN 屋面连系梁传来自重： 2（1/23.9（1/23.9）5.38 = 40.92 KN 顶层边节点集中荷载 GA= GD= 172.65 KN (2)、B轴框架梁传来恒荷载标准值 中柱纵向连系梁自重： 0.250.67.825 = 29.25 KN中柱连系梁粉刷层自重：0.02（0.60.10）27.817 = 2.65 KN 屋面次梁传来自重： 2（1/27.2+1/27.21/2）（1/23.9）5.38 17= 5