石家庄某学院行政办公楼设计 土木毕业设计正文终稿.doc
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1、郑州大学现代远程教育毕 业 设 计题 目:石家庄某学院行政办公楼设计 入 学 年 月_2010年10月_ 姓 名_王飞 _ 学 号_10088227023_ 专 业_土木工程_ 学 习 中 心_石家庄_ 指 导 教 师_易颖_ 完成时间_2012_年_7_月_18_日目 录摘要11 引言22 建筑设计说明3 2.1 工程概况3 2.2 工程设计原始资料33 建筑部分4 3.1 建筑体型选择与平面布置4 3.2 平、立面设计4 3.3 防火与抗震 5 3.4工程做法54 结构部分6 4.1 结构选型6 4.2 结构布置6 4.3 框剪计算简图及梁柱线刚度8 4.3.1 梁柱截面尺寸估算9 4.3
2、.2 确定框架计算简图(KJ-4)9 4.3.3 框架梁柱的线刚度计算9 4.4 荷载计算 11 4.4.1 恒荷载标准值计算11 4.4.2 活荷载标准值计算14 4.4.3 竖向荷载下框架受荷载总图15 4.5 水平地震作用下内力计算18 4.5.1 重力荷载代表值计算18 4.5.2 框架柱抗侧刚度D和结构基本自振周期计算20 4.5.3 水平地震作用计算(多遇)21 4.5.4 刚重比和剪重比验算23 4.5.5 水平地震力作用下框架内力计算(以左震为)24 4.5.6地震作用下框架梁端剪力及框架柱轴力26 4.6 内力计算28 4.6.1 恒荷载作用下内力计算28 4.6.2 活荷载
3、作用下内力计算39 4.7 内力组合和最不利内力组合确定41 4.7.1 框架梁内力组合及最不利内力组合41 4.7.2 框架柱内力组合及最不利内力组合43 4.8 框架梁柱配筋计算46 4.8.1 框架梁截面设计46 4.8.1.1 正截面受弯承载力计算46 4.8.1.2 斜截面受剪承载力计算50 4.8.2 框架柱截面设计 53 4.8.2.1 柱截面尺寸验算53 4.8.2.2 正截面承载力计算55 4.8.2.3 柱斜截面受剪承载力计算59 4.9 板的截面设计60 4.9.1 板的荷载计算60 4.9.2 板的内力计算61 4.9.3 板的配筋计算62 4.10 楼梯设计63 4.
4、10.1 楼梯概况63 4.10.2 楼梯板设计63 4.10.3 平台板计算65 4.10.4 平台梁设计66 4.11 基础设计67结论 70参考文献 72致谢73评审表74石家庄某学院行政办公楼设计摘要: 我的毕业设计的课题为石家庄经济学院行政办公楼设计,此建筑总建筑面积为5746 m 。本建筑防火等级二级,抗震设防烈度7度。根据建筑功能要求、相关技术参数及现行国家设计规范等资料,拟采用现浇钢筋混凝土框架结构。本工程结构设计采用多层钢筋混凝土框架结构,基本步骤为:结构计算简图的确定;荷载计算;内力分析;内力组合;梁、柱截面配筋、板的设计、楼梯的设计、基础的设计以及结构施工图的绘制等。其中
5、,内力计算考虑以下四种荷载作用,即恒荷载、活荷载、风荷载以及地震作用;柱、板的设计采用弹性理论;梁的设计采用塑性理论;楼梯选用梁式楼梯;基础选用柱下独立基础。在进行截面抗震设计时,遵循了强剪弱弯,强柱弱梁,强节点弱构件的设计原则,且满足构造要求。关键词: 框架结构;混凝土;建筑设计;结构设计;配筋1 前言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段,是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。我的毕业设计题目为石家庄某行政办公楼设计。通过毕业设计,首先我可以将以前学过的知识重温回顾,我温习了结构力学、混凝土设计原理、混凝土设计、建筑结构抗震设
6、计等知识;其次我对疑难知识再学习,并借阅了抗震规范、混凝土设计规范、荷载规范等规范;最终对提高个人的综合知识结构有着重要的作用。通过毕业设计,使我们在资料查找、设计安排、分析计算、施工图绘制、口头表达等各个方面得到综合训练,具备从事相关工作的基本技术素质和技能。目前,我国建筑中仍以钢筋混凝土结构为主,钢筋混凝土造价较低,材料来源丰富,且可以浇筑成各种复杂断面形状,节省钢材,承载力也不低,经过合理设计可以获得较好的抗震性能。今后几十年,钢筋混凝土结构仍将活跃在我国的建筑业上。框架结构体系的主要特点是平面布置比较灵活,能提供较大的室内空间,对于自选商场类楼房是最常用的结构体系。多层建筑结构的设计,
7、除了要根据建筑高度、抗震设防等级等合理选择结构材料、抗侧力结构体系外,要特别重视建筑体形和结构总体布置。建筑体形是指建筑的平面和立面;结构总体布置指结构构件的平面布置和竖向布置。 建筑体形和结构总体布置对结构的抗震性能有决定性的作用。在我即将毕业的这几个月里,初期在指导老师的帮助下,经过查阅资料、设计计算、论文撰写以及图纸绘制,加深了对规范等相关内容的理解,巩固了专业知识,提高了综合分析、解决问题的能力。并熟练掌握了AutoCAD和结构设计软件PKPMCAD,基本上达到了毕业设计的目的与要求。在后期,主要进行设计手稿的整理,并用电脑绘图并得到老师的审批和指正,使我完成了任务,在此表示衷心的感谢
8、。框架结构设计的计算工作量很大,在计算过程中以手算为主,后面采用建筑结构软件PKPM进行电算,并将电算结果与手算结果进行了误差分析对比。由于自己水平有限,难免有不妥和疏忽之处,敬请各位老师批评指正。2 建筑设计说明2.1 工程概况工程名称:石家庄某学院行政办公楼设计;工程位置:石家庄市裕华区;工程总面积:5746m2;楼为5层,高19.95m,首层层高4m,其余每层层高3m,女儿墙高0.85m;结构形式:现浇钢筋混凝土框架。本设计为石家庄某学院行政办公楼,建筑物的总长为67.68m,总宽度为16.98m。采用大柱网现浇钢筋砼框架结构,共设四个出入口,三个楼梯间,一个电梯间,主体建筑为五层,填充
9、墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块(=5.57.5kN/m3)。2.2 工程设计原始资料1) 工程地质条件:建筑场地持力层属粉质粘土,地基承载力特征值130 kN/m2 ;2) 抗震设防: 7 度;3) 防火等级: 二级;4) 建筑物类型: 丙类;5) 基本风压: = 0.35kN/m2;常年主导风向:东北西南风;6)基本雪压: = 0.3 kN/m2 ;7)冻土深度: 0.55 m;8)地下水位: 稳定地下水埋深约15.5m,属潜水类型,对混凝土结构不具腐蚀性;9)气象条件: 年平均温度:7.8C; 10)楼面活荷: 办公室、厕所:2.0 kN/m;资料室:2.5 kN/m;走道:2.5 kN/
10、m;楼梯:3.5 kN/m;不上人屋面活载:0.5 kN/m;11)设计基本地震加速度值: 0.1g;12)场地类别: 类;13)地基处理及基础方案:采用天然地基;3 建筑部分3.1 建筑体型选择与平面布置建筑体型选择:行政办公楼是以办公为主要公共设施的建筑。鉴于此,综合办公楼体型设计应根据现有经济技术水平处理好功能、空间与形式的辨证统一关系,还要处理好与环境的关系,以便在满足功能要求的同时,生根于特定的环境,给人以良好的感觉。对于建筑造型与平面布置的选择,必须考虑结构因素,以有利于结构受力。平面形状应简单、对称、规则,以减少地震灾害的影响。建筑造型根据设计原则,本设计采用“”字型结构体系,这
11、种结构体系符合简单、对称、规则的原则。平面布置:鉴于本设计采用大柱网框架的平面布置,在平面上力求平面对称,对称平面易于保证质量中心与刚度中心重合,避免结构在水平力作用下扭转。此框架办公楼分为办公区和会议区,分别位于门厅及大厅两侧,办公区采用中间走道,两侧办公室布局。3.2 平、立面设计该拟建的建筑位于石家庄市裕华区,为石家庄某学院行政办公楼设计,此建筑占地面积 1149.2m2 ,总建筑面积为5746 m2 。建筑朝向为南北向,平面布置满足长宽比小于5,采用纵向8.4m,横向7.2m、2.1m、7.2m的柱距。立面设计时首先应推敲各部分总的比例关系,考虑建筑物整体的几个方面的统一,相邻立面的连
12、接与协调,然后着重分析各立面上墙面的处理、门窗的调整和安排,最后对入口、门廊等进一步进行处理。在建筑立面上,相同构件或门窗作有规律的重复和变化,给人们在视觉上以节奏韵律感。立面的节奏感在门窗的排列组合、墙面的构件划分中表现得比较突出。该建筑立面为了满足采光和美观需求,设置了大面积的玻璃窗和玻璃幕墙,并在立面上划分不同的区域,力求立面在效果上富于变化。3.3 防火与抗震耐火等级:本工程属二类建筑(1018层普通住宅和高度不超过50m的公共建筑),其耐火等级不能低于二级。防火设计要点:(1) 选址应在交通便捷处,根据城市规划确定的场地位置应有方便的道路通过,要求既靠近干道,便于高层建筑中人群的集散
13、,又便于消防时交通组织和疏散。(2)疏散所需时间:从火灾现场退出的时间不应超过2分30秒为宜。通道宽度:按通过人数每100人不少于1m计算。(3)安全疏散距离: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,大房间设前后两个门,小房间设一个门,满足防火要求;室内消火栓设在走廊两侧,每层两侧及中间设3个消火栓,最大间距25m,满足间距50m的要求。3.4 工程做法散水做法:水泥砂浆散水宽600mm;素土夯实,80厚碎砖或道渣垫层宽700mm,60厚C10混凝土宽600mm,10厚1:2.5水泥砂浆抹面,横坡5%,根部转角及沿长度18留20宽缝,沥青砂浆嵌缝。 屋面做
14、法:防水层:2mm浅色铝基反光防水涂料,找平层:20厚1:3水泥砂浆,找坡层:C15细石混凝土找坡,保温层:80厚聚苯乙烯泡沫塑料,结构层:150厚现浇混凝土板,抹灰层:10厚混合砂浆。楼面做法: 陶瓷地砖(约10mm),20mm厚1:2水泥砂浆结合层,20mm厚1:3水泥砂浆找平,150mm厚钢筋混凝土板,20mm厚石灰砂浆抹灰。厕所楼面:陶瓷地砖(约10mm),10mm厚1:2泥水砂浆结合层,10mm厚素砼刚性防水层,10mm厚1:6水泥矿渣找坡,150mm厚钢筋砼,20mm厚石灰砂浆抹灰。墙身做法:填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块(=5.57.5kN/m3),外墙厚度均为200mm,内
15、墙均厚200mm。女儿墙厚200mm。内墙用石灰砂浆抹面,外墙镶嵌陶瓷锦砖。门窗做法:门为木门和玻璃门,自重0.2 kN/m2,窗为塑钢玻璃窗,自重0.45 kN/m2,玻璃幕墙自重1.01.5 kN/m2;屋面找坡:排水坡度为2%。4 结构部分4.1 结构选型结构体系选型:采用全现浇框架结构(纵横向承重)体系。其它结构选型:屋面和楼面均采用现浇钢筋混凝土楼板。4.2 结构布置本框架结构设计为双向梁抗侧力体系,框架梁柱中心线重合,对于梁柱中心线不重合的,它们的偏心距不大于该方向柱宽的1/4。结合建筑的平面立面和剖面布置情况,结构平面布置如图4-1;图4-1 结构平面布置图本工程结构方案经过分析
16、比较,为了满足行政办公楼的大跨度需求,因此采用纯框架结构体系。框架的计算简图用梁、柱的轴线表示,梁、柱的轴线分别取各自的形心线。框架的计算单元如图4-2所示。 图4-2 框架计算单元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,本办公楼框架的承重方案为纵横向框架承重方案,本建筑平面除走廊板区格为单向板外,其余均为双向板。双向板的板厚hl/50(l为双向板的短向计算跨度),h=7200/50=144mm, 考虑到板的挠度及裂缝宽度的限制因素,本建筑楼面板和屋面板的厚度均取150mm。本建筑的材料选用
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