办公楼毕业设计.doc

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1、济南大学毕业设计毕业设计题 目 烟台科技学院办公楼设计 学 院 泉城学院 专 业 土木工程 班 级 土木09Q1 学 生 秦 小 碗 学 号 20093023117 指导教师 林 明 强 二一 三 年 六 月 一 日- 1 -济南大学毕业设计摘 要随着现代经济及建筑技术的发展，框架结构被使用的越来越广泛。框架结构建筑的平面布置比较灵活，可以配合建筑的使用结构进行布置；并且框架结构的整体性、刚度较好，自重轻，节省材料。本设计为烟台科技学院办公楼设计，结构体系为钢筋砼多层框架结构。本设计分为两部分设计，分别为建筑设计和结构设计。其中着重为结构设计。建筑设计方面，建筑的总面积为4238，层数为五层。

2、结合现行国家规范、标准，根据每个房间的使用功能和使用要求，进行合理的布置。结构设计方面，主要设计内容如下：一、荷载统计，荷载分为竖向荷载和水平荷载，竖向荷载有永久荷载和可变荷载，水平荷载有风荷载和地震作用力。二、内力计算，取一榀框架，选择横向方向进行计算（板的弯矩值采用弹性理论计算，永久荷载和可变荷载采用弯矩二次分配法，风荷载和地震荷载采用反弯点法和D值法）。三、根据内力组合选出最不利内力组合进行截面设计。楼梯计算采用板式楼梯，便于施工。最后PKPM电算，验算手算的正确性，以达到安全性和可靠性。关键词：框架结构；结构设计；荷载统计；内力计算；截面设计ABSTRACTWith the devel

3、opment of modern economy and the construction technology, frame structure is used more and more widely. Frame structure building layout is flexible, can cooperate the use of building structure arrangement; And the integrity of the frame structure, good rigidity, light weight, saving material.This de

4、sign for office building design, yantai institute of science and technology for reinforced concrete structural system of multilayer frame structure. This design is divided into two parts, respectively for architectural design and structural design. Which focuses on structural design. Building design

5、, building area of 4238 , layer number of five layers.Combined with the existing national specifications, standards, according to the use function of every room and use requirements, reasonable arrangement.Structure design, the main design content as follows:the first,Load statisticsLoad is divided

6、into vertical load and horizontal load,vertical load has a permanent load and variable load,horizontal load with wind load and earthquake forces.The second,internal force calculation,choose a cross,select transverse direction are calculated,(Plate bending moment value by using elastic theory calcula

7、tion;Permanent load and variable load select the bending moment secondary distribution method；wind load and earthquake load choose inflection points and D value method).The third,according to the combination of internal force picking out the most adverse internal force combination to cross section d

8、esign.Stair calculations using stair board type, convenient for construction.Finally PKPM calculation,The correctness of the calculation by hand.In order to achieve security and reliability.Key words：frame structure;structure design;load statistics;internal force calculation;cross section design目 录摘

9、要.IABSTRACT.II1 前言.12设计相关资料.22.1采用的相关资料及图集.22.2 查阅建筑地区资料.22.3 各构件所采用的材料 .2 2.4建筑做法.3 2.5可变荷载的选取.53建筑设计.63.1采用的相关资料及图集.63.2 工程概况.63.3 建筑设计说明 .6 3.3.1 柱网布置.53.3.2 平面设计.53.3.3 平面布置.53.3.4 立面设计.53.3.5 剖面设计.53.3.6 屋面设计.83.3.7 门窗设计.83.3.8 墙体设计.83.3.9 设计的意义.84结构设计.94.1采用的相关资料及图集.94.2柱网布置.94.2.1 柱网方案的确定.94.

10、3 初选构件截面尺寸.104.3.1 框架计算简图确定.104.3.2 初选梁截面尺寸.104.3.3 初选板截面尺寸.114.3.4 初选柱截面尺寸.115荷载统计.125.1采用的相关资料及图集.125.2荷载标准值计算.125.2.1 永久荷载标准值计算.125.2.2 可变荷载标准值计算.145.2.3 风荷载标准值计算.155.2.4 地震荷载标准值计算.175.3框架填充墙结构在水平荷载作用下的变形验算.215.3.1 计算横框架柱的抗侧移刚度.215.3.2 地震作用下水平位移的弹性验算.235.3.3 风荷载作用下水平位移的验算.246框架结构的内力计算.256.1查阅相关资料

11、及图集.256.2楼板的内力计算.256.2.1 楼板的平面布置.256.2.2 楼板的建筑做法.256.2.3 楼板荷载统计.266.2.4 楼板计算跨度及厚度确定.276.2.5 楼板弯矩计算.276.2.6 楼板配筋.296.3屋面的内力计算.306.3.1屋面平面布置.306.3.2 屋面做法.316.3.3 屋面荷载统计.316.3.4 屋面计算跨度及厚度确定.326.3.5 屋面弯矩计算.326.3.6 屋面板的截面设计.336.4梁柱在永久荷载、可变荷载、风荷载、地震力作用下的内力计算.346.4.1梁柱在永久荷载作用下的内力计算.356.4.2 梁柱在可变荷载作用下的内力计算.

12、446.4.3 梁柱在风荷载作用下的内力计算.526.4.4 梁柱在地震荷载作用下的内力计算.587内力组合.647.1查阅相关资料及图集.647.2梁柱的内力组合.647.3梁柱的内力调整.758截面设计.808.1框架梁的配筋.808.1.1 梁正截面受弯承载力计算.808.1.2 梁斜截面受剪承载力计算.808.2柱的截面设计.908.2.1 柱的轴压比验算.908.2.2 柱的剪跨比验算.908.2.3 柱的正截面承载力配筋计算.918.2.4 柱的斜截面受剪承载力计算.989楼梯设计.1059.1梯段斜板的设计.1069.2平台板的设计.1079.3平台梁的设计.107结论.109参

13、考文献.110致谢.111- V -1 前言本设计是作为对大学生在学校最后一个综合性的知识技能考查，主要是考查学生对所学的基础知识和专业知识的掌握程度，使学生学会自我思考、自行设计，提高动手能力。学生在设计的过程中，通过查阅相关资料、交流等把所学的各专业知识贯通及应用起来，熟悉设计的整个思路过程。本设计的题目是烟台科技学院办公楼设计，为钢筋砼多层框架结构。首先，高校办公楼是作为一种公共建筑，其规范要求比较严格，且其平面布置的要求相对较灵活，这也是选择框架结构的重要原因之一。其次，框架结构的力的传递路线很明确，即：板梁柱基础地基，作为初次设计的我们比较容易上手。最后，框架结构比较经济实用且施工起

14、来方便。本设计主要分为建筑设计和结构设计，其中主要为结构设计。结构设计方面，取一榀框架为计算单元，选取横向方向进行手算。其选用的计算方法是：梁柱：弯矩二次分配法、反弯点法、D值法；板：棋盘式布置，按弹性理论计算；对梁、板、柱分别在竖向荷载和水平荷载作用下弯矩、剪力及轴力的计算。然后进行内力组合，再根据强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件原则进行内力调整，选出最不利的内力组合进行截面设计。除此之外，还用PKPM电算进行验算，用AutoCAD和天正绘图，以达到熟练掌握程度，为毕业以后的工作打好基础。由于本人是第一次设计，无论是从专业知识的角度或是经验的角度上来评价，都有很多不足之处，敬请各位老师批评和

15、指正。2 设计相关资料2.1采用的相关的资料和图集建筑结构抗震设计规范建筑结构荷载规范山东省建筑标准设计 建筑做法说明 建筑设计防火规范混凝土结构设计规范建筑设计防火规范混凝土结构设计常用资料速查手册 建筑抗震设计 混凝土结构设计2.2查阅建筑地区资料1、 地区：烟台2、 降雨量：790mm；3、 气温:当地最高气温为32，最低位气温为8；4、 地震设防烈度：为7度 第一组；5、 抗震等级：三级；6、 基本风压：o=0.55KN/m2；7、 基本雪压：S0=0.40KN/m2； 8、 耐火等级：级；9、 场地类别：类场地；10、 地面粗糙度：C类；11、 最大冻土深度：0.3m；12、 地下水

16、位：12m；13、 地质条件：场地地势平坦，填土层0.6m左右，以下为一般粘土，地基承载力设计值f=150kN/m2。2.3各构件所采用的材料1、 板：混凝土：采用C30级，fc = 14.3 N/mm2 ,ft = 1.43 N/mm2；钢筋：采用HPB300，fy = fy =270 N/mm22、 梁：混凝土：采用C30级，fc = 14.3 N/mm2 ,ft = 1.43 N/mm2；纵向受力钢筋：采用HRB400，fy = fy =360 N/mm2；箍筋：采用HPB300级，fy = fy =270 N/mm2 。3、 柱：混凝土：采用C30级，fc = 14.3 N/mm2 ,

17、ft = 1.43 N/mm2；纵向受力钢筋：采用HRB400，fy = fy =360 N/mm2；箍筋：采用HPB300级，fy = fy =270 N/mm2 。2.4建筑做法1、 散水 散3细石混凝土散水： 素土夯实； 150厚3:7 灰土； 60厚C20 细石混凝土撒1:1 水泥细砂压实抹光。 备注：流水坡35%，宽度见工程设计。沿墙设缝、沿墙长度每隔812m流伸缩缝宽20,油膏嵌缝。2、地面地35彩色釉面地瓷砖防潮地面：素土夯实；150厚3:7 灰土夯实；80厚C15 混凝土随捣随抹（表面撒1:1干水泥砂子压实抹光）；1.2厚聚氨酯防水涂料（刷三遍），撒砂一层粘牢；20厚1：2水泥

18、砂浆找平层；刷素水泥浆一道；5厚1；1水泥细砂浆粘贴彩色釉面地瓷砖，稀水泥浆填缝。3、楼面1楼21彩色釉面地瓷砖楼面：现浇钢筋混凝土楼板；刷素水泥浆一道；20厚1：2水泥砂浆找平层；3厚T910地板胶粘剂粘贴彩色釉面地瓷砖，稀水泥浆填缝。备注：彩色釉面砖规格、颜色由设计人定；胶粘剂也可采用其它合格产品。4、楼面2（仅用于洗手间）楼26陶瓷锦砖（马赛克）防水楼面：现浇钢筋混凝土楼板；刷素水泥浆一道；20厚1：3水泥砂浆找平层；水乳型橡胶沥青防水涂料一布（玻纤布）四涂防水层，撒砂一层粘牢。40厚C 20细石混凝土随捣随抹；刷素水泥浆一道；15厚1：2干硬性水泥砂浆找平层；撒素水泥面（洒适量清水）；

19、5厚1：1水泥细砂浆粘贴防滑陶瓷锦砖砖，稀水泥浆填缝。备注：陶瓷锦砖规格、品种、颜色由设计人定。5、踢脚踢8预制彩色水磨石踢脚（混凝土墙）：刷素水泥浆一道；12厚1：2水泥砂浆打底扫毛；20厚预制彩色水磨石板1：1 水泥细砂浆贴，稀白水泥浆擦缝。备注：踢脚高度100、120、150由设计人定。6、墙裙裙16瓷砖墙裙（加气混凝土墙）：刷混凝土界面处理剂一道；7厚2：1：8水泥石灰膏砂浆打底扫毛；7厚1：1：6水泥石灰膏砂浆找平扫毛；7厚1：0.1：2.5水泥石灰膏砂浆结合层；5厚1：1水泥砂浆瓷粘贴砖，稀白水泥浆擦缝。备注：墙裙高及釉面砖规格、颜色由设计人定；配阴阳角及压顶条；界面剂、胶粘剂也可

20、采用其它合格产品。7、内墙内墙11 水泥砂浆抹面（加气混凝土墙）：刷混凝土界面处理剂一道；5厚1 : 3 水泥砂浆打底扫毛； 9厚1 : 1 : 6 水泥石灰膏砂浆扫毛； 6厚1 : 2 . 5 水泥砂浆压实抹光；喷内墙涂料或刷油漆。备注：涂料或油漆品种、颜色由设计人定。8、外墙外墙42彩色聚氨酯外保温墙面(加气混凝土墙)：刷混凝土界而处理剂一道；6厚1:3 水泥砂浆打底扫毛；7厚1: 2.5 水泥砂浆找平扫毛；1.5厚聚氨酯胶粘贴30厚发泡聚氨酯块500 300（胶的配比：A 料:B料=1:4）；7厚聚合物砂浆保护层，配比: 胶料:粉料=1: 4(重量比)；刷外墙涂料备注：(1) 碎拼大理石

21、颜色设计人定。，选定块材边长不大于300，厚度应一致；(2)镶贴厚度不大于20；(3)设计有图案时，应先贴图案部分。9、顶棚棚2涂料顶棚：钢筋混凝土现浇板底用水加10%火碱清洗油腻；腻子刮平；四周阴角用1:0.3: 3水泥白灰膏砂浆勾缝；喷刷)涂料三遍。备注：涂料颜色由设计人定。10、屋面屋7平瓦保温屋面（混凝土板基层）：.钢筋混凝土屋面板； 20厚1: 3水泥砂浆找平； 4 0厚现喷硬质发泡聚氨酯保温层；喷涂1. 5厚合成高分子防水层；刷0.5厚粘结层撒砂一层粘牢； 30厚1: 2. 5水泥砂浆找平； 10厚1: 1水泥砂浆粘贴平瓦。备注：适用于防水等级为、级的屋面；防水材料也可采用LM防水

22、涂料；3发泡聚氨酯导热系数小于0. 024w/mk，密度大于等于30kg/m3，贴三曲瓦同此做法。2.5可变荷载的选取1、 办公室根据建筑结构荷载规范，办公楼办公室的可变荷载标准值取2.0KN/m2。2、 洗手间根据建筑结构荷载规范，办公楼洗手间的可变荷载标准值取2.5KN/m2。3、 走道根据建筑结构荷载规范，办公楼走道的可变荷载标准值取2.5KN/m2。4、 楼梯间根据建筑结构荷载规范，办公楼楼梯间的可变荷载标准值取3.5KN/m2。5、 屋面根据建筑结构荷载规范，办公楼屋面的不上人屋面可变荷载标准值取0.5KN/m2。6、 会议室根据建筑结构荷载规范，办公楼会议室的活荷载标准值取2.5K

23、N/m2。3 建筑设计3.1采用的相关的资料和图集房屋建筑学建筑结构抗震设计规范建筑结构荷载规范混凝土结构设计规范混凝土结构设计常用资料速查手册建筑抗震设计 混凝土结构设计3.2工程概况1、 工程名称：烟台科技学院办楼设计；2、 结构形式：框架结构；3、 层数：五层；4、 建筑占地面积：847.6；5、 建筑总面积：4238；6、 层高：均为3.6m；7、 屋面：不上人屋面；8、 屋面排水方式：女儿墙排水（有组织排水）；9、 女儿墙高度：1m；10、 室内外高差：0.45m；11、 总高度：19m；12、 建筑外形：矩形；13、 南北方向总长：16.0m；14、 东西方向总长：52m；15、

24、耐火等级：级；16、 抗震设防烈度：7度；17、 抗震等级：三级；18、 使用年限：50年；19、 工程地址：座落于烟台市烟台科技学院，东临学校的主干道及广场，西临科技楼，正南面有大片的草地及学校的教学主楼，北面靠近体育馆，办公楼地处学校的中心位置。3.3建筑设计说明3.3.1柱网尺寸综合考虑建筑的使用功能，以及受力等多方面因素，本建筑的各柱网尺寸如下：4800mm6600mm，4200mm6600mm，4800mm2400mm，4200mm2400mm。图3.1 柱网尺寸图（单位：mm）3.3.2 平面设计依照设计标准化，构建生产标准化的要求，考虑到施工方便，房间布置沿横向、纵向各房间对称布

25、置，中间设置主楼梯，两侧设置辅助楼梯，男女洗手间都设在建筑的最东边及最西边。每层都设有办公室、会议室、资料室、档案室、洗手间。其中，首层的会议室为中型会议室，其他楼层的会议室为小型会议室。首层设有管理员室，二层设有接待室。3.3.3 平面布置本建筑的主体呈矩形，由于总长为52m55m，所以不需要设变形缝，但由于建筑的总长大于50m，所以施工时为了满足抗震要求，需设置后浇带。3.3.4 立面设计（1）设计思路：立面外墙体装饰主要采用灰色瓷砖贴面，整体与周围环境协调，把艺术与建筑有机地融合在一起，做到庄重而富有生气，简朴而典雅，突出学校特色，体现出行政办公楼的严谨。（2）墙柱边线外形的处理：墙柱外

26、边线为边线对齐，体现出简洁的感觉。3.3.5 剖面设计建筑层高为3.6m，室内外高差0.45m。楼梯踏步高150mm，踏步宽300mm，楼梯平台宽度为2.2m，梯段净宽为4.56m，梯段斜板水平投影长为3m。女儿墙高度为1m，建筑总高度为：19m。3.3.6 屋面设计（1）屋面做法如下：.钢筋混凝土屋面板； 20厚1: 3水泥砂浆找平； 4 0厚现喷硬质发泡聚氨酯保温层；喷涂1. 5厚合成高分子防水层；刷0.5厚粘结层撒砂一层粘牢； 30厚1: 2. 5水泥砂浆找平； 10厚1: 1水泥砂浆粘贴平瓦。备注：适用于防水等级为、级的屋面；防水材料也可采用LM水涂料；发泡聚氨酯导热系数小于0. 02

27、4w/mk，密度大于等于30kg/m3。（2） 屋面排水方式：采用有组织排水，为女儿墙排水，排水坡度为2%。在南面和北面各设三根直径为110mm的雨水管，汇水面积为142，檐沟的宽度为300mm。（3） 屋面工程满足防水工程、保温工程等工程要求。3.3.7 门窗设计(1) 门采用的材料：首层大厅门及走道最东侧和最西侧采用玻璃门，其余的均为实木门(2) 窗采用的材料：均采用铝合金窗3.3.8 墙体设计（1） 外墙：为非承重墙，墙厚为240mm，采用加气混凝土砌块砌筑。（2） 内墙：为非承重墙，墙厚为240mm，采用加气混凝土砌块砌筑。3.3.9 设计的意义通过本次设计，一方面，学生在设计过程中查

28、阅相关规范及资料，巩固所学的专业知识，并在设计的过程中发散思维，把所学的各专业知识贯通及应用起来，熟悉设计的整个思路过程；另一方面，反应出学生所掌握专业知识及操作专业软件的程度。本次设计，是学生学习的过程，也是检验学生的过程。4 结构设计4.1 采用相关规范资料及图集混凝土结构设计规范 建筑结构抗震设计规范建筑结构荷载规范山东省建筑标准设计 建筑做法说明混凝土结构设计 建筑结构抗震 建筑结构构造资料建筑结构设计计算手册 建筑结构可靠度设计统一标准混凝土结构设计常用资料速查手册建筑结构设计规范应用图解手册建筑抗震设计4.2 柱网布置4.2.1 柱网方案确定框架结构力传递路线：板梁柱基础地基。框架

29、结构有三种承重方式，分别是:横向框架承重；纵向框架承重；纵横向框架承重。根据任务书及场地条件的要求，烟台科技学院办公楼设计选用横向框架承重结构体系。柱间距离分别如下：纵向，即东西方向柱间的距离：4200mm（边框），4800mm（中框）。横向，即南北方向柱间的距离：6600mm（边跨），2400mm（中跨），6600mm（边跨）。烟台科技学院办公楼柱网布置图如下： 图4.1 柱网平面布置图（单位：mm）4.2 初选构件截面尺寸4.3.1 框架计算简图的确定取框架结构中的99一榀框架来计算。此结构设计内容包括：荷载统计（即竖向荷载和水平荷载。其中，竖向荷载包括永久荷载和可变荷载；水平荷载包括风荷

30、载和地震作用力）；再分在水平荷载和竖向荷载作用情况下进行内力计算，再根据强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的抗震设计原则进行内力调整，最后截面设计配筋。由于结构设计采用手算，考虑到时间上的问题，本设计只算横向方向。但是采用PKPM电算时是纵横向都算的。因为本设计的结构是现浇钢筋砼结构，所以梁柱之间的节点为是刚节点。框架计算简图选用梁轴线（梁形心）表示，框架柱计算高度首层和中间层的取值方法不同。中间层的柱高取其层高，首层由于考虑室内外高差及基础的因素，首层柱高取值是该层层高加上1.0m1.5m。本设计首层柱高取值为4.6m。此计算简图如下图所示：图4.2 框架计算简图4.3.2 初选梁截面尺寸（1

31、）边跨横梁（AB跨和CD跨）：梁高为h=（1/181/10）L=（1/181/10)6600 =（367660）mm，初选取值h =600mm梁宽为b=（1/31/2）h=（1/31/2）600 =（200300）mm，初选取值b=300 mm（2）中跨横梁（BC跨）：梁高为h=（1/181/10）L=（1/181/10)2400=（134240）mm，初选取值h=600mm梁宽为b=（1/31/2）h=（1/31/2）600 =（200300）mm，按构造要求初选取值b=300mm纵向连系梁：梁高为h =（1/181/10）L =（1/181/10)4800 =（267480）mm，初选取值

32、h =600 mm梁宽为b =（1/31/2）h （1/31/2）600=（200300）mm，初选取值h =300 mm4.3.3初选板截面尺寸板厚为h=（1/401/50）l01=（1/401/50）4800=12096mm，所以板厚取值为120mm，满足工程要求。4.3.4初选柱截面尺寸首层框架柱高度为H=3.6+1.0=4.6m，因为选用现浇钢筋砼土楼盖，则其计算高度为=1.0H=1.04.6 =4.6m,同样也是现浇楼盖条件下的二至五层柱计算高度为=H=3.6=3.6m。柱宽b=(1/201/10) 3600=180360mm,取b =400 mm；柱高h=（12）b=400800m

33、m，取h=400mm。5 荷载统计5.1 查阅相关的规范资料及图集混凝土结构设计规范 建筑结构抗震设计规范 建筑结构荷载规范 山东省建筑标准设计 建筑做法说明混凝土结构设计 建筑结构抗震房屋建筑学混凝土结构设计常用资料速查手册建筑结构设计规范应用图解手册建筑抗震设计5.2 荷载标准值的计算5.2 .1 永久荷载标准值的计算 （1）屋面框架梁线荷载标准值200厚的钢筋混凝土现浇屋面板 0.225=5.0KN/m2120厚1：8水泥膨胀珍珠岩 70.12=0.84KN/m220厚1：3水泥砂浆 0.0220=0.40KN/m2三层油毡防水层 0.35KN/m2100厚憎水膨胀珍珠岩块 0.50.1

34、=0.05KN/m220厚水泥砂浆 0.0220=0.40KN/m2 屋面恒载合计： 7.04KN/m2框架梁自重：边跨梁 0.30(0.6-0.12)25=3.6kN/m 中跨梁 0.30(0.6-0.12)25=3.6kN/m框架梁粉刷：边跨梁 0.02(0.6-0.12)217=0.3264kN/m中垮梁 0.02(0.6-0.12)2+0.317=0.4284kN/m作用于顶层框架梁的线荷载：边跨梁自重产生的荷载： g5边=3.6+0.3264=3.9264KN/m中垮梁自重产生的荷载： g5中=3.6+0.4284= 4.0284 KN/m屋面板传给框架梁的均布线荷载： g5=5.044.8=24.192KN/m（2）、楼面框架梁线荷载标准值120厚现浇钢筋混凝土楼板 0.1225=3.0kN/刷20厚素水泥浆一道 0.0220=0.40kN/20厚1：2水泥砂浆找平层 0.0220=0.4KN/m23厚地板胶粘剂粘贴彩色釉面地瓷砖，稀水泥浆填缝 0.0030.55