永川区商委到办公楼设计.doc

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1、第 1 页(共 32 页) 自 考 毕 业 论 文 题 目： 重庆市永川区商委办公楼设计 专 业 建筑工程 学生姓名 李琼 准考证号 010010120258 指导教师 冯明明 职称 工程师 日 期 2012 年 07 月 08 日 第 2 页(共 32 页) 毕业论文（设计）任务书 题 目重庆永川区商委办公楼设计 学生姓名李琼专业建筑工程层次本科准考证号010010120258 指导教师冯明明任务书下达时间2012 年 4 月 23 日 一一 设计题目的概况设计题目的概况 本工程位于重庆市，要求建筑面积大于 3000m，层数 5 层。结构形式为框架结构。 二二 设计依据设计依据 1.园区自考

2、办毕业设计(论文)任务书 。 2. 国家及地方现行的有关设计规范、规程及规定。 三三 主要工作主要工作 1.建筑设计 根据本任务书以及相关规范进行建筑物平、立、剖、详图设计及部分节点设计。 (1) 平面 主入口为南向，共设有二部楼梯，包括办公建筑基本功能单元。 (2) 立面 简洁、明快、美观、有现代气息，并体现地方特色。 (3) 剖面 层高 3.3m 以上。 (4) 装修 门窗为部分采用塑钢门窗，楼地面为普通地砖地面，厕所采用防滑地砖地面。内 墙、顶棚为白色乳胶漆饰面，走道及楼梯间贴 1.82.5m 内墙砖面。 2. 结构设计 (1) 确定结构方案。 (2) 绘制结构平面布置图，进行柱、梁、板

3、编号，估算尺寸。 (3) 结构的荷载计算：恒载、活载、水平地震作用。 第 3 页(共 32 页) (4) 建立计算简图：分别绘出恒、活载及水平地震单独作用时的计算简图。 (5) 内力计算：竖向荷载（恒、活）作用下的内力计算，用电算法。 (6) 配筋计算：梁、板、柱、楼梯采用 PKPM 电算。 四四 提交成果（一式两份）提交成果（一式两份） 1 设计说明书 论文内容及格式按照本科自考毕业生论文文档规范化要求 。 其中主体部分至少应包括以下内容： （1）建筑设计 工程概况，设计依据，设计理念，总平布置，平面布置，通道布置，装饰材料， 门窗选用等。 （2）结构设计 设计依据，各种计算书以及计算简图。

4、 2 建筑施工图 (1)图纸目录、建筑设计总说明、门窗表。 (2) 平面：底层、标准层、顶层、屋顶平面。1:100 (3) 立面：立面图 立面图 立面图 立面图 1:100 AA (4) 剖面：主要剖面，楼梯间剖面。1:100 (5) 详图：楼梯等详图 1:50 （1:20） 3 结构施工图 (1) 结构设计总说明 (2) 各层框架柱平面布置图及配筋图 1:100 (2) 各层板平面配筋图 1:100 (3) 各层梁平面配筋图 1:100 (4) 楼梯结构布置及构件配筋图 1:50 （1:20） （5）零星构件配筋图 1:20 （1:10） 图纸图幅尺寸 A2 以上，图框、线形、标注、文字应符

5、合 GBT 50001-2010 房屋建 筑制图统一标准。 第 4 页(共 32 页) 要求阅读或检索的参考资料及文献（包括指定给学生阅读的外文资料）： 1.办公建筑设计规范（JGJ67-2006） 2.民用建筑设计通则（GB 50352-2005） 3.建筑设计防火规范（GB 50016-2006） 4.房屋建筑制图统一标准（GB/T 50001-2010） 5. 建筑结构荷载规范（GB 50009-2001）（2006 年版） 6.混凝土结构设计规范（GB 50010-2010） 7.建筑抗震设计规范（GB 50011-2010） 8.房屋建筑学教材 9.混凝土结构教材 10.建筑制图教材

6、 11.西南地区建筑标准设计通用图西南 11J 合订本 12.西南地区建筑标准设计通用图西南 G 合订本 13.国家建筑标准设计图集（11G101） 进 程 安 排 2012 年 4 月 16 日2012 年 4 月 25 日：组织选题，确定题目，下达任务书。 2012 年 4 月 26 日2012 年 6 月 15 日：学生完成初稿、二稿、终稿；指导教师 进行指导；学生打印论文 2 份。 2012 年 6 月 16 日2012 年 6 月 30 日：组织答辩。 第 5 页(共 32 页) 目 录 摘要2 关键词2 一、编制依据及说明3 二、工程概况3 三、设计资料4 四、柱网布置4 1、柱网

7、布置图4 2、框架结构承重方案的选择5 五、梁、柱截面尺寸的初步确定5 1、梁截面尺寸的初步确定5 2、柱的截面尺寸估算6 六、楼板计算6 1、次房间（1）计算6 1、次房间（2）计算11 七、楼梯钢筋计算15 1、荷载和受力计算15 2、配筋面积计算17 3、配筋结果18 八、电算结果19 1、数据输入19 2、数据输出20 参考文献28 第 6 页(共 32 页) 重庆市永川区商委办公楼 西南大学 专业名称：建筑工程 学生姓名：李 琼 指导教师：冯明明 摘要摘要：本工程名称为重庆市永川区商委办公楼，结构为全现浇混凝土框架结构，5 层。 工程所在地区为重庆市永川区，抗震设防等级为 7 度，需

8、要进行抗震设计。设计过程 遵循先建筑后结构再施工的顺序进行。 抗震结构在地震作用下，为了有良好的耗能能力以及在强震下结构不倒塌，其构 件应有足够的延性。要设计延性框架结构，需满足“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱 构件”的要求，并进行相应的内力调整，然后由调整后的内力值进行配筋计算。 本工程采用钢筋混凝土框架结构体系（横向承重） ，因此选择了有代表性的一榀框 架进行计算。设计计算整个过程中综合考虑了技术经济指标和施工工业化的要求。 关键词关键词：抗震设计 框架结构 配筋计算 技术经济指标 第 7 页(共 32 页) 一、 编制依据及说明 本工程施工组织设计，主要依据目前国家对建设工程质量、工期、安

9、全生产、文 明施工、降低噪声、保护环境等一系列的具体化要求，依照中华人民共和国建筑法 、 建设工程质量管理条例 、 国家现行建筑工程施工与验收技术规范 、 建筑安装工 程质量检验评定标准 、 办公楼招标文件 、 施工招标评定标办法 ， 答疑会纪要 以及根据政府建设行政主管部门制定的现行工程等有关配套文件，结合本工程实际， 进行了全面而细致的编制。 1、工程施工组织设计编制的依据 国家标准工程测量规范 GBJ50026-2006 国家标准建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202-2002 国家标准混凝土质量控制标准 GBJ50205-2002 国家标准建筑工程施工质量验收统一标准 GB5

10、0300-2001 国家标准混凝土强度评定标准 GB/T50107-2010 国家标准建设工程项目管理规范 GB/T50326-2001 行业标准建筑地基处理技术规范 JGJ79-2001 行业标准混凝土泵送施工技术规程 JG/1T0-2005 行业标准建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ130-2001 二、 工程概况 1、建筑设计特点 本工程位于重庆市永川区，其外形大致呈现矩形，尺寸为 39.78019.980 米， 建筑面积为 4622.29 平方米，为五层框架结构，全部均为商委办公楼，全部层高 3.300 米，建筑物高度 21.150 米，室内外高差为 1.350 米。抗震设防

11、烈度为 7 度。 工程做法： 外墙饰面：一层室内标高以上为白色仿石漆，一层室内标高以下为石岛红理石 （600x900mm） 。 内墙饰面：卫生间采用 200300 瓷片，其它为石灰砂粉刷。 楼地面：全部楼地面为均为陶瓷铺地砖。 第 8 页(共 32 页) 顶面：抹水泥石膏砂浆，刷 106 涂料。 屋面：全部为上人屋面。 2、结构设计特点 地基处理：地基采用强夯，2.3 米以下用 3：7 灰土夯实 0.5 米厚 基础形式：基础采用钢筋筏板基础。 砌体材料：-1.350 以下，用 MU10 普通机制粘土砖，M10 水泥沙浆砌筑，全部均采 用用 MU10 普通机制空心砖 ，M10 混合砂浆砌筑。 结

12、构：受力钢筋主筋保护层厚度：基础为 35mm，梁柱为 25mm，板为 15mm。板全部 采用混凝土现浇板，砼强度等级：基础砼垫层为 C20，其它砼 C30。 三、 设计资料 1、冬季采暖室外空气计算温度 3，夏季通风室外空气计算温度 33，冬季 采暖室内空气计算温度 18； 2、重庆市基本风压 0.40 kN/m2； 3、常年地下水位较高，水质对混凝土有一定的侵蚀作用； 4、地基承载力特征值为 280 kN/m2，类场地； 5、建筑结构设计使用年限 50 年，安全等级二级。 6、建筑抗震设防类别为丙类，设防烈度 7 度，设计基本地震加速度值 0.05g，设计地震分组为第二组，类场地设计特征周期

13、 0.3s 7、结构形式为框架结构，框架抗震等级为三级。 四、 柱网布置 1、柱网布置图 本办公楼采用的是内廊式小柱网，边跨为 6m 和 9m，中间跨为 2.1m，全部层高均 为 3.3m。主体结构布置图如下图 1 所示： 第 9 页(共 32 页) 图 1 主体结构柱网布置图 2、框架结构承重方案的选择 竖向荷载的传力途径：楼板的均布荷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。 五、 梁、柱截面尺寸的初步确定 1、梁截面尺

14、寸的初步确定 梁截面高度一般取跨度的 1/12-1/8 进行计算。本方案中，边横梁高 h=(1/12- 1/8)l=1/126000-1/86000=500mm-875mm，取 h=800mm，截面宽度 h=1/2h=300mm，取 400mm。同理计算其他跨的梁截面，见表 1。 表 1 梁截面尺寸表（mm） 纵梁（bh）混凝土等级横梁 （bh） 次梁（bh） C30400500800800400500250400400500 第 10 页(共 32 页) 2、柱的截面尺寸估算 根据柱的轴压比限值按下列公式计算： （1）柱组合的轴压力设计值 N=F gE n 注：-考虑地震作用组合后柱轴压力增

15、大系数，边柱取 1.3，不等跨内柱取 1.25，等跨内柱取 1.2 。 F- 按简支状态计算柱的负载面积。 gE -折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取 1215 kN/m2。 n-验算截面以上的楼层层数。 （2）AcN/uNfc 注：uN -框架柱轴压比限值，对一级，二级，三级抗震等级，分别取 0.7，0.8，0.9。本方案为三级抗震等级，故取 0.9。 fc-为混凝土轴心抗压强度设计值，对 C30，查得 fc=14.3N/mm2, ft=1.43 N/mm2 。 （3）计算过程： 对于边柱：N=F gE n=1.33.06.6125=1544.4kN Ac=N/uNfc=154

16、4.4103/0.914.3=120000.0mm2 对于中柱：N=F gE n=1.2519.8125=1485.00kN Ac=N/uNfc=1485.00103/0.914.3=115384.62mm2 综合以上计算结果，取柱截面为正方形（120000）=346.41mm，为安全起见，全 部楼层均取 bh=500mm500mm。 六、 楼板计算 本工程楼板计算书，计算方法一样，故只取其中具有代表性的房间，本房间一层 为接待室，二层为监控器、内部电话管理机房，三、四、五层均为办公室。 1、次房间（1）计算 （1）、基本资料 （1）、房间编号： 15；次房间号： 1。 （2）、边界条件（左端

17、/下端/右端/上端）：固定/固定/固定/铰支/ （3）、荷载： 第 11 页(共 32 页) 永久荷载标准值:g1.50+ 3.00(板自重)= 4.50 kN/m2 可变荷载标准值：q2.00kN/m2 计算跨度Lx=4200mm；计算跨度Ly =6000 mm 板厚H=120mm；砼强度等级：C30；钢筋强度等级：HPB235 （4）、计算方法：弹性算法。 （5）、泊松比：1/5. （6）、考虑活荷载不利组合。 （7）、程序自动计算楼板自重。 （2）、计算结果 Mx =(0.03540+0.01270/5)(1.204.50+1.401.00)4.22 = 4.55kNm 考虑活载不利布置

18、跨中X向应增加的弯矩： Mxa =(0.06830+0.02960/5)(1.4 1.00)4.22 =1.83kNm Mx=4.55+1.83=6.38kNm Asx=368.46mm2，实配10200 (As393.mm2) min 0.307%，0.327% My =(0.01270+0.03540/5)(1.204.50+1.401.00) 4.22= 2.37kNm 考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩： Mya =(0.02960+0.06830/5)(1.41.00)4.22 =1.07kNm My=2.37+1.07 =3.44kNm Asy= 368.46mm2，实配1020

19、0 (As 393.mm2) min0.307%，0.327% Mx =0.07740(1.204.50+1.402.00)4.22 =11.20kNm Asx=555.76mm2，实配10125 (As628.mm2,可能与邻跨有关系) min0.307%，0.524% My=0.05720(1.204.50+1.402.00)4.22 =8.27kNm Asy= 406.07mm2，实配10125 (As 1436.mm2,可能与邻跨有关系) min 0.307% ， 1.197% 第 12 页(共 32 页) （3）、跨中挠度验算 Mq -按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值 (1)、挠度

20、和裂缝验算参数： Mq=(0.01270+0.03540/5)(1.04.50+0.52.00)4.22= 1.92kNm Es 210000.N/mm2 Ec 29791.N/mm2 Ftk 2.01N/mm2 Fy 210.N/mm2 (2)、在荷载效应的准永久组合作用下，受弯构件的短期刚度 Bs： 、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ，按下列公式计算： 1.1-0.65ftk/(tesq) （混凝土规范式 7.1.22） sqMq/(0.87hoAs) （混凝土规范式 7.1.43） sq1.92/(0.8790.393.) =62.412N/mm2 矩形截面，Ate0.5bh0.510

21、00120.= 60000.mm2 teAs / Ate （混凝土规范式 7.1.24） te393./ 60000.=0.00654 1.1-0.652.01/(0.0065462.41)=-2.092 当0.2时，取0.2 、钢筋弹性模量与混凝土模量的比值E： EEs/Ec210000.0/ 29791.5=7.049 、受压翼缘面积与腹板有效面积的比值 f：矩形截面，f0 、纵向受拉钢筋配筋率 As / b / ho 393./1000/ 90.=0.00436 、钢筋混凝土受弯构件的 Bs 按公式（混凝土规范式 7.2.31）计算: Bs=EsAsho2/1.15+0.2+6E/(1+

22、 3.5f) Bs=210000.393.90.2/1.150.200+0.2+67.0490.00436/(1+3.50.00) = 1086.96kNm2 (3)、考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数： 按混凝土规范第 7.2.5 条当0时,2.0 (4)、受弯构件的长期刚度 B,可按下列公式计算： BBs/（混凝土规范式 7.2.2） B1086.96/2=543.478kNm2 (5)、挠度fQq L 4/B f0.00229 5.54.204/543.478=7.211mm 第 13 页(共 32 页) f/L7.211/4200.= 1/582.，满足规范要求！ （4）、裂缝

23、宽度验算 （1）、X方向板带跨中裂缝： 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数，按下列公式计算： 1.1-0.65ftk/(tesq) （混凝土规范式 7.1.22） sqMq/(0.87hoAs) （混凝土规范式 7.1.43） sq3.68106/(0.87100393.)=107.741N/mm2 矩形截面，Ate0.5bh0.51000120.=60000.mm2 teAs/Ate （混凝土规范式 7.1.24） te393./60000.=0.007 当te0.01时，取te0.01 1.1-0.652.01/(0.01107.74)=-0.110 当0.2时，取0.2 maxcrsq/E

24、s(1.9c+0.08Deq/te) （混凝土规范式 7.1.21） max1.90.200107.741/210000.(1.920.+0.0814.29/0.01000) =0.030mm，满足规范要求！ （2）、Y方向板带跨中裂缝： 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ， 按下列公式计算： =1.1-0.65ftk/(tesq) （混凝土规范式 7.1.22） sqMq/(0.87hoAs) （混凝土规范式 7.1.43） sq1.92106/(0.8790.393.) =62.412N/mm2 矩形截面，Ate0.5bh0.51000120.=60000.mm2 te As/Ate （混

25、凝土规范式 7.1.24） te393./ 60000.=0.007 当te0.01 时，取te 0.01 1.1 -0.652.01/(0.0162.41) =-0.989 当0.2时，取0.2 max=crsq/Es(1.9c+0.08Deq/te) （混凝土规范式 7.1.21） max=1.90.200 62.412/210000.(1.920.+0.0814.29/0.01000) 第 14 页(共 32 页) =0.017mm，满足规范要求！ （3）、左端支座跨中裂缝： 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数，按下列公式计算： 1.1-0.65ftk/(tesq) （混凝土规范式 7.1

26、.22） sqMq/(0.87hoAs) （混凝土规范式 7.1.43） sq7.51106/(0.87100.628.)=137.374N/mm2 矩形截面，Ate0.5bh0.51000120.= 60000.mm2 te As/Ate （混凝土规范式 7.1.24） te628./60000.= 0.010 1.1-0.652.01/( 0.01137.37)=0.194 当0.2时，取0.2 maxcrsq/Es(1.9c+0.08Deq/te) （混凝土规范式 7.1.21） max1.90.200137.374/210000.(1.920.+0.0814.29/0.01047) =

27、0.037mm，满足规范要求！ （4）、下端支座跨中裂缝： 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数，按下列公式计算： 1.1-0.65ftk/(tesq) （混凝土规范式 7.1.22） sqMq/(0.87hoAs) （混凝土规范式 7.1.43） sq5.55106/(0.87100.628.)=101.522N/mm2 矩形截面，Ate0.5bh0.51000120.= 60000.mm2 teAs/Ate （混凝土规范式 7.1.24） te628./60000.=0.010 1.1-0.652.01/(0.01101.52)=-0.127 当0.2时，取0.2 maxcrsq/Es(1.9

28、c+0.08Deq/te) （混凝土规范式 7.1.21） max1.90.200101.522/210000.(1.920.+0.0814.29/0.01047) =0.027mm，满足规范要求！ （5）、右端支座跨中裂缝： 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ， 按下列公式计算： 第 15 页(共 32 页) 1.1-0.65ftk/(tesq) （混凝土规范式 7.1.22） sqMq/(0.87hoAs) （混凝土规范式 7.1.43） sq7.51106/(0.8799.565.)=154.179N/mm2 矩形截面，Ate0.5bh0.51000120.= 60000.mm2 teA

29、s/Ate （混凝土规范式7.1.24） te565/60000.=0.009 当te 0.01时，取te0.01 1.1-0.652.01/(0.01154.18)=0.254 max=crsq/Es(1.9c+0.08Deq/te) （混凝土规范式 7.1.21） max1.90.254154.179/200000.(1.920.+0.0812.00/0.01000) =0.050mm，满足规范要求！ 1、次房间（2）计算： （1）、基本资料 （1）、房间编号：15；次房间号：2。 （2）、边界条件（左端/下端/右端/上端）：固定/固定/铰支/铰支/ （3）、荷载： 永久荷载标准值：g1.

30、50+ 3.00(板自重)=4.50 kN/m2 可变荷载标准值：q2.00 kN/m2 计算跨度Lx =4200 mm；计算跨度Ly=6000 mm 板厚H=120 mm；砼强度等级：C30；钢筋强度等级：HPB235 （4）、计算方法：弹性算法。 （5）、泊松比：1/5. （6）、考虑活荷载不利组合。 （7）、程序自动计算楼板自重。 （2）、计算结果 Mx=(0.04320+0.01950/5)(1.204.50+1.401.00)4.22=5.65kNm 考虑活载不利布置跨中X向应增加的弯矩： Mxa =(0.06830+0.02960/5)(1.41.00)4.22 =1.83kNm

31、Mx=5.65+1.83=7.48kNm Asx=368.46mm2，实配10200(As393.mm2) 第 16 页(共 32 页) min0.307%，0.327% My=(0.01950+0.04320/5)(1.204.50+1.401.00)4.22=3.38kNm 考虑活载不利布置跨中Y向应增加的弯矩： Mya =(0.02960+0.06830/5)(1.41.00)4.22 =1.07kNm My=3.38+1.07=4.44kNm Asy= 368.46mm2，实配10200 (As393.mm2) min0.307% ，0.327% Mx=0.09920(1.204.50

32、+1.402.00)4.22 =14.35kNm Asx= 721.42mm2，实配12200(As808.mm2,可能与邻跨有关系) min0.307%，=0.673% My=0.07700(1.204.50+1.402.00)4.22 =11.14kNm Asy= 552.76mm2，实配10125(As1436.mm2,可能与邻跨有关系) min0.307%，1.197% （3）、跨中挠度验算 Mq -按荷载效应的准永久组合计算的弯矩值 (1)、挠度和裂缝验算参数： Mq=(0.01950+0.04320/5)(1.04.50+0.52.00)4.22=2.73kNm Es210000.

33、N/mm2 Ec29791.N/mm2 Ftk=2.01N/mm2 Fy210.N/mm2 (2)、在荷载效应的准永久组合作用下，受弯构件的短期刚度 Bs： 、裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ， 按下列公式计算： 1.1-0.65ftk/(tesq) （混凝土规范式 7.1.22） sqMq/(0.87hoAs) （混凝土规范式 7.1.43） sq2.73/(0.8790.393.) =88.790N/mm2 矩形截面，Ate0.5bh0.51000120.=60000.mm2 teAs/Ate （混凝土规范式 7.1.24） te393./60000.=0.00654 1.1-0.652

34、.01/(0.0065488.79)=-1.144 当0.2时，取0.2 、钢筋弹性模量与混凝土模量的比值 E： EEs/Ec210000.0/29791.5=7.049 第 17 页(共 32 页) 、受压翼缘面积与腹板有效面积的比值f： 矩形截面，f0 、纵向受拉钢筋配筋率As/b/ho393./1000/90.=0.00436 、钢筋混凝土受弯构件的 Bs 按公式（混凝土规范式 7.2.31）计算: Bs=EsAsho2/1.15+0.2+6E/(1+ 3.5f) Bs=210000.393.90.2/1.150.200+0.2+67.0490.00436/(1+3.50.00) = 1

35、086.96kNm2 (3)、考虑荷载长期效应组合对挠度影响增大影响系数 ： 按混凝土规范第7.2.5条，当0时，2.0 (4)、受弯构件的长期刚度 B，可按下列公式计算： BBs/（混凝土规范式 7.2.2） B1086.96/2 =543.478kNm2 (5)、挠度 fQqL4/B f0.00368 5.54.204/543.478=11.588mm f/L11.588/4200.=1/362.，满足规范要求！ （4）、裂缝宽度验算 （1）、X方向板带跨中裂缝： 裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数 ，按下列公式计算： 1.1-0.65ftk/(tesq) （混凝土规范式 7.1.22） sqMq/(0.87hoAs) （混凝土规范式 7.1.43） sq4.57106/(0.87100.393.)=133.753N/mm2 矩形截面，Ate0.5bh0.51000120.=60