毕业论文（设计）丹东新区工商局办公楼设计.doc

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1、辽 东 学 院 本 科 毕 业 设 计丹东新区工商局办公楼设计The Office Building Design of Dandong XinQu Trade AndIndustry Bureau学 生 姓 名： 学 院： 城市建设学院 专 业： 土木工程 班 级： 学 号： 指 导 教 师： 审 阅 教 师： 完 成 日 期： 2012年 5 月 15 日 辽 东 学 院Eastern Liaoning University摘 要本次毕业设计是一幢办公楼设计，为多层钢筋混凝土框架结构。共五层，建筑物总高度为18.9米。包括建筑设计和结构设计两部分内容。建筑设计是在总体规划的前提下，根据设计

2、任务书的要求，综合考虑基地环境、使用功能、综合选型、施工、材料、建筑设备、建筑艺术及经济等。着重解决了建筑物与周围环境、建筑物与各种细部构造，最终确定建筑设计方案，画出建筑施工图。结构设计是在初步设计的基础上确定结构方案；选择合理的结构体系；进行结构布置，并初步估算，确定结构构件尺寸，进行结构计算。结构计算包括荷载计算、水平地震作用计算、内力分析、内力组合、截面设计、配筋计算及基础设计，并绘制相关的结构施工图。关键词：建筑设计；结构设计；框架；抗震；独立基础AbstractThis design is a scheme of a office building, it is a multi-l

3、ayer reinforced concrete frame. It has five stories, the height of the whole building is18.9 meters. it includes two parts-architecture design and structure design.The architectural desidn is the premise of the overall planning.According to the requirements of the design task book,considering the ba

4、se environment,the usefunction,selection,construction,materials,construction equipment,aechitectural art,and economy.Focus on solving the buildings with the surrounding environment,buildings and a variety of detailed structure. Then I mainly solve using space in this building and coordination betwee

5、n inside and outside conditions.Ultimately determine the architectural design,drawing construction plans.In the structure design, determine the structure design based on architecture first design. Select the right structure type. Precede structure arrangement and sizes of structure components to cal

6、culate. Including structural calculations and the role of computing in the calculation,the level of seismic,internal force analysis,the combination of internal forces,cross-sectional design.And draw the relevant construction drawing.Key Words：Architectural design；Structural design；Frame；Earthquake r

7、esistance; Isolated foundation目 录摘 要IAbstractII一、建筑、结构设计说明1（一）建筑设计说明11建筑平面设计12各个房间的平面设计13建筑体型和立面设计2（二）结构设计说明2二、结构计算书3（一）工程概况31工程名称32基本资料3（二）结构选型和布置31结构选型32结构布置33初估截面尺寸4（三）框架计算简图51计算简图说明52框架梁、柱截面特征53框架梁、柱的线刚度计算6（四）荷载计算81恒荷载标准值计算82活荷载标准值计算10（五）竖向荷载作用下框架受载总图111A-B,C-D轴间框架梁112B-C轴间框架梁123A,D轴柱纵向集中荷载的计算12

8、4B,C轴柱纵向集中荷载的计算13（六）水平地震作用计算及内力位移分析161重力荷载标准值计算162重力荷载代表值计算183等效总重力荷载代表值计算194横向框架侧移刚度计算195横向自振周期计算206水平地震作用力及楼层剪力207水平地震作用下的位移验算218水平地震作用下的框架内力计算22（七）框架在竖向荷载作用下的内力分析271恒载标准值作用下的内力计算272活载标准值作用下的内力计算333梁端弯矩调幅36（八）内力组合391梁内力组合392柱内力组合44（九）截面设计与配筋计算491框架梁截面设计492框架柱截面设计54（十）现浇楼板配筋计算601荷载计算602弯矩计算603板内力计算

9、604支座内力计算635截面设计64（十一）楼梯设计661梯段板TB1设计662平台板PTB1设计683平台板PTB2设计694平台梁TL1设计70（十二）雨篷设计711荷载计算712荷载组合713内力计算71（十三）基础设计721设计资料722边框架柱基础设计723中框架柱基础设计75三、建筑、结构施工图79（一）建筑施工图791总平面图792建筑设计说明；图纸目录793一层平面图794标准层平面图795顶层平面图796屋面排水图797立面图798剖面及节点详图799楼梯详图79（二）结构施工图791结构设计说明；图纸目录792基础配筋图793柱配筋图794底层梁配筋图795标准层梁配筋图7

10、96顶层梁配筋图797楼板配筋图；楼梯配筋图798一榀框架图79结 论80参考文献81附录辽东学院本科毕业设计任务书82致 谢87一、建筑、结构设计说明(一)建筑设计说明本设计为丹东新区工商局办公楼的建筑设计，总建筑面积为5340.6平方米，拟建5层。1建筑平面设计建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋个部分的组合关系。在平面设计中，始终需要从建筑整体空间组合的效应来考虑，紧密联系建筑剖面和立面，分析剖面、立面的可能性和合理性；也就是说，我们从平面设计入手，但是要着眼于建筑空间的组合。2各个房间的平面设计建筑平面中各个使用房间和辅助用房，是建筑平面组合的基本单元。(1)使用房间的设计一般说来，办公

11、楼的办公室用房宜有良好的天然采光和自然通风，并不宜布置在地下室。办公室宜有避免西晒和眩光的措施。设计时考虑到档案室、活动室荷载较大，因此将其放在首层。使用房间平面的设计符合以下要求：房间的面积、形状和尺寸要满足室内使用活动和家具设备合理布置的要求。门窗的大小和位置，应考虑房间的出入方便，疏散安全，采光通风较好。门洞口宽度不应小于0.80m，高度不应小于2.10m。房间的构成应使结构构造布置合理，施工方便，也要有利于房间的组合，所有材料要符合相应的建筑面积。（2）使用房间的面积、形状和尺寸根据任务书和使用功能的要求：大型办公室(80平方米)2间；普通办公室(40平方米)50间；大型会议室(150

12、平方米)1间；局长副局长(60平方米)4间；小型会议室(60平方米)5间；卫生间等。一个房间内部的面积，根据他们的使用特点，可以分为以下几个部分：办公设备所占的面积；人们在屋内的使用活动面积；房间内部的交通面积；3建筑体型和立面设计（1）建筑体型设计建筑物内部空间的组合方式，是确定外部体型的主要依据。建筑体型反映建筑物总的体量大小，组合方式和比例尺度等，它对房屋外型 的总体效应具有重要影响。建筑物的体型还需要与周围建筑，道路相呼应配合，考虑和地形、绿化等基地环境的协调一致，使建筑物在基地环境中显得完整统一、本置得当。（2）建筑立面设计建筑立面是表示房屋四周的外部形象。立面设计和建筑体型组合一样

13、，也是在满足房屋使用要求和技术经济条件的前提下，适用建筑造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进行的。建筑立面可以看成是由许多构造部件所组成：它们有墙壁体、梁柱、墙墩等构成房屋的结构构件，有门窗、阳台、外廊等和内部使用空间直接连通的部件，以及台基、勒脚、檐口等主要起到保护外墙作用的组成部分。设计时应恰当地确立这些组成部分和构部件的比例和尺度，运用节奏韵律、虚实对比等规律，设计出体型完整，形式与内容统一的建筑立面。(二)结构设计说明为使建筑平面布置灵活，获得较大的使用空间，本结构设计采用钢筋混凝土框架结构体系。采用横向框架承重方案，施工方案采用梁、板、柱整体现浇方案，楼盖方案

14、采用整体式肋形梁板结构，楼梯采用整体现浇板式楼梯，基础采用柱下独立基础。钢筋混凝土框架结构是由梁，柱通过节点连接组成的承受竖向荷载和水平荷载的结构体系。墙体只给围护和隔断作用。二、结构计算书(一)工程概况1工程名称本工程系丹东新区工商局办公楼设计，位于丹东市新区，其中由市规划局批准拟建基地平面图。2基本资料(1)建筑层数：五层框架结构，建筑高度为18.9m，建筑面积5340.6。(2)该工程的耐火等级为二级，设计使用年限为50年，抗震设防烈度为七，设计基本地震加速度为0.15g，设计地震分组为第一组。(3)风压：0.55kN/，雪压：0.40kN/m2。(二)结构选型和布置1结构选型为使建筑平

15、面布置灵活，本结构设计采用钢筋混凝土框架结构体系2结构布置采用横向框架承重方案，施工方案采用梁、板、柱整体现浇方案，楼盖方案采用整体式肋形梁板结构，楼梯采用整体现浇板式楼梯，基础采用柱下独立基础。图2.1计算单元3初估截面尺寸根据本项目房屋的结构类型，抗震设防烈度和房屋的高度查规范得本建筑的抗震等级为三级，楼盖、屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。楼板厚度取120mm，各层梁、板、柱的混凝土强度等级均为C30，纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋，其余钢筋采用HPB235级钢筋。 (1)梁截面尺寸估算依据框架结构的主梁高度及宽度可由下式确定：hb=(1/81/12) ， =(1/21/3)hb 且20

16、0mm横向AB、CD跨梁：bh=300 mm600mm 横向BC跨梁：bh=300 mm450mm纵向框架梁：bh=300 mm600mm(2)柱截面尺寸估算依据柱的轴压比应小于轴压比限值的要求C30混凝土 =14.3N/，=1.43 N/求得本设计柱截面尺寸为500mm500mm纵向受拉钢筋抗震锚固长度=37d，梁内钢筋伸至边柱内长度0.4 =0.437d=14.825mm=370mm。故柱截面满足此抗震构造要求。(三)框架计算简图1计算简图说明本设计基础选用柱下独立基础，基础顶面标高为-1.2m。框架的计算单元如图所示,取轴上的一榀框架计算。假定框架柱嵌于固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于

17、各层的柱截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，基顶标高根据地质条件、室内高差，定为-1.20m，二层楼面标高为3.9m，故底层柱高5.0m。其余各层为3.6m。 2框架梁、柱截面特征根据构件的几何尺寸，截面尺寸和材料强度，利用结构力学有关惯性矩及线刚度的概念计算梁、柱截面的特征。如表2.1，表2.2所示：表2.1中框架梁截面特征计算表层 数砼强度梁编号截面宽b/mm截面高h/mm梁跨度L/mm砼弹性模量Ec/pa惯性矩I/线刚度i/Nmm相对线刚度15C30C30C30ABBCCD30030030060045060066002400660031043

18、10431045.41092.281095.41094.9110105.710114.9110101.131.311.13表2.2柱截面特征计算表层数砼强度柱子编号截面宽b/mm截面高h/mm柱高L/mm砼弹性模量Ec/pa惯性矩I/线刚度i/Nmm相对线刚度125C30C30ABCDABCD50050050050048003600310431045.41092.281095.2110105.2110110.7513框架梁、柱的线刚度计算考虑整体现浇梁板结构中，板对梁的有利作用，对中框架采取I = 2 I。对边框架取I = 1.5 I。，I。为矩形截面框架梁的惯性矩。(1)框架梁的线刚度计算轴

19、梁为中框架梁I=2，各层梁截面均相同。边跨AB、CD梁i =2EI/L=中跨梁BCi =2EI/L=(2)框架柱线刚度计算首层柱子： I=i =EI/L=二层至五层柱子：i =EI/L=(3)相对线刚度（包括梁和柱子）令二层至六层柱子线刚度i=1.00，则其余杆件的相对线刚度为：首层柱子：中框架梁的AB、CD跨梁：BC跨梁：2.2梁柱相对线刚度（四）荷载计算考虑功能分隔可以灵活布置的隔墙或考虑二次装修荷载，设计之初隔墙位置或装修位置不确定时，可将非固定隔墙的自重取每延米墙重（KN/m）的1/3作为楼面活载的附加只计入，附加值不小于1.0KN/。 1恒荷载标准值计算(1)不上人屋面恒载SBS改性

20、沥青防水卷材4mm带岩片 0.05KN/25mm厚13水泥砂浆找平 200.025=0.5KN/1：8白灰炉渣找坡i=2%，最薄处30mm厚 120.03=0.36KN/聚苯乙烯保温板100厚（分两层错缝搭接） 0.50.1=0.05KN/1：3水泥砂浆找平层20厚 200.020=0.4KN/120mm厚钢筋混凝土板 250.12=3.0KN/ 板底抹灰15mm厚 170.015=0.255KN/ = 4.62KN/(2)楼面荷载走廊瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 0.55 KN/120mm厚钢筋混凝土板 3.0KN/板底抹灰15mm厚 170.015=0.255KN/ =3.8KN/会议室及

21、办公室地面 磨光花岗岩地面 1.2 KN/120mm厚钢筋混凝土板 3.0KN/板底抹灰15mm厚 170.015=0.255KN/ =4.455KN/取4.5 KN/梁自重横向bh=300600自重 250.3(0.6-0.12)=3.6 kN/m梁抹灰 170.015m(0.6-0.120)+0.3 KN/m=0.32 KN/m = 3.92 KN/m横向bh=300450自重 250.3(0.45-0.12)=2.475 kN/m梁抹灰 170.015m(0.45-0.120)+0.3 KN/m=0.245 KN/m = 2.72KN/m纵向bh=300600自重 250.3(0.6-0

22、.12)=3.6 kN/m梁抹灰 170.015m(0.6-0.120)+0.3 KN/m=0.32 KN/m = 3.92 KN/m 基础梁bh=250400基础梁自重： 250.250.4 KN/m =2.5 KN/m柱自重bh=500mm500mm 柱自重： 250.50.5 KN/m=6.25 KN/m 抹灰层： 170.0140.5 KN/m=0.34 KN/m =6.59 KN/m墙自重（炉渣空心砖）首层纵墙：墙自重 11.8KN/m0.29m（3.6m-0.60m）-11.8 KN/m0.29m2.1m 2/(6.3-0.5)m=5.06KN/m 铝合金窗 0.35KN/m2.1

23、m2.1m2/(6.3-0.5)m=0.53 KN/m 内外墙面20厚抹灰 17 KN/m0.02m(3.6-0.6)m2-17 KN/m2.1m2.1m0.02m22/(6.3-0.5)m=1.01 KN/m =6.6 KN/m标准层同首层 =6.6 KN/m内纵墙自重及内横墙自重（只考虑位置固定的纵横墙体，其他位置不定的墙体在附加活载中体现）15层纵墙（横墙） 11.8KN/m（3.6-0.6）m0.19m=6.73 KN/m抹灰厚20mm（两侧） 17KN/m0.02m(3.6-0.6)m2=2.04 KN/m = 8.77 KN/m女儿墙自重女儿墙墙身： 25KN/m0.1m0.54m

24、=1.35 KN/m女儿墙压顶： 25KN/m0.06m0.235m=0.35 KN/m 女儿墙抹灰： 25KN/m0.02m0.6m=0.3 KN/m = 2.0 KN/m2活荷载标准值计算(1)屋面及楼面荷载不上人屋面为0.5 KN/，办公室楼面为2.0 KN/，走廊楼面为2.5 KN/。综合考虑活动隔墙及二次装修，楼面活荷载标准值均取4.0 KN/。(2)屋面雪荷载标准值=1.00.4=0.4 KN/屋面雪荷载与活荷载不同时考虑，取两者中较大值，故取4.0 KN/。（五）竖向荷载作用下框架受载总图屋面板传荷载：板传至梁上的三角形或梯形荷载，为简化计算近似按图转化为等效均布荷载，荷载的传递

25、示意图见图所示。图2.3 板传荷载示意图板传至梁上的三角形或梯形荷载，为简化计算，可将其转化为等效均布荷载，荷载传递如上图。1A-B,C-D轴间框架梁屋面板传荷载：恒载：4.62 KN/3.15m(1-20.477+0.477)2=19.02 kN/m活载 0.5 KN/3.15m(1-20.477+0.477)2=2.06 kN/m楼面板传荷载：恒载：4.5 KN/3.15m(1-20.477+0.477)2=18.53 kN/m活载 4.0 KN/3.15m(1-20.477+0.477)2=16.47 kN/m梁自重：3.92 kN/m横墙自重：8.77 kN/mA、B和C、D轴间框架梁

26、均布荷载为：屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载 =3.92 kN/m+19.02 kN/m=22.94 kN/m 活载=板传荷载 =2.06 kN/m楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载+墙自重 =3.92 kN/m+18.53 kN/m+8.77 kN/m=31.22 kN/m 活载=板传荷载 =16.47 2B-C轴间框架梁屋面板传荷载： 恒载： 4.62 KN/1.2m5/82=6.93 kN/m 活载： 0.5 KN/1.2m5/82=0.75 kN/m楼面板传荷载 恒载： 3.81 KN/1.2m5/82=5.72kN/m 活载： 4.0 KN/1.2m5/82=6.0 kN/m 梁自重： 2

27、.72 kN/mB、C轴间框架梁均布荷载为：屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载 =2.72 kN/m+6.93 kN/m=9.65 kN/m 活载=板传荷载 =0.75 kN/m楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载 =2.72 kN/m+5.72 kN/m=8.44kN/m 活载=板传荷载=6.0 kN/m 3A,D轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱：顶层柱恒载= 女儿墙自重+梁自重+板传荷载 =2.0 kN/m6.3m+ 3.92 kN/m（6.3-0.5）m+4.62 KN/3.15m5/86.3m=92.64kN 顶层柱活载=板传活载 =0.5 KN/3.15m5/8 6.3 m =6.17 kN标准层

28、柱恒载=梁自重+墙自重+板传恒载 =3.92 kN/m（6.3-0.5）m+6.6kN/m（6.3-0.5）m+4.5 KN/3.15m5/86.3m=116.83 kN标准层柱活载=板传活载 =4.0 KN/3.15m5/86.3m =49.61kN基础顶面恒载=底层内纵墙自重+基础梁自重 =6.6kN/m（6.3-0.5）m+2.5 kN/m（6.3-0.5）m =52.78 kN 4B,C轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱：顶层柱恒载=梁自重+板传荷载 =3.92 kN/m（6.3-0.5）m+4.62 KN/3.15m5/8+4.62 KN/1.2m（1-20.19+0.19） 6.3m=1

29、12.68 kN 顶层柱活载=板传活载 =0.5 KN/3.15m5/8+0.5KN/1.2m（1-20.19+0.19） 6.3 m =12.06 kN标准层柱恒载=梁自重+墙自重+板传恒载 =3.92 kN/m（6.3-0.5）m+8.77 kN/m6.3-0.5）m+ 4.5 KN/3.15m5/8+3.81 KN/3.15m（1-20.19+0.19） 6.3m=200.08 kN标准层柱活载=板传活载 =4.0 KN/3.15m5/86.3m+4.0KN/3.15m（1-20.19+0.19） 6.3 m =123.81kN基础顶面恒载=底层内纵墙自重+基础梁自重 =8.77 kN/

30、m（6.3-0.5）m+2.5 kN/m（6.3-0.5）m =65.37 kN框架在竖向荷载作用下的受荷总图如下页图2.4： 图2.4竖向受荷总图（六）水平地震作用计算及内力位移分析对于高度不超过40m，以剪切变形为主，且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，可采用底部剪力法的简化方法计算水平地震作用，结构底部总剪力与地震影响系数及各质点重力荷载代表值有关。 1重力荷载标准值计算(1)各层梁、板、柱自重标准值表2.3柱重力荷载标准值层数柱编号截面/mm净高/mgk /（kN/m）数量Gki/ kN1KZ15005005.06.58521710.825KZ15005003.66.58521231

31、.8 表2.4板重力荷载标准值层数板面积/gk /（kN/）Gki/ kN Gki / kN14走廊办公室及会议室楼梯172.56893.9591.083.814.55.4657.454022.78491.835172.06屋面1157594.625348.075348.07注：1)表中楼梯部分板的gk 按楼面的1.2倍考虑。表2.5梁重力荷载标准值梁编号梁截面/长度/mgk /（kN/）根数Gki/ kN Gki / kNKL10.30.65.83.9232727.5521734.24KL20.30.66.13.922621.712KL30.30.61.92.721367.184KL40.3

32、0.66.13.928191.296KL50.30.66.74.724126.496(2)各层墙自重标准值计算女儿墙自重总长L=（67.2m+15.6m）2+1.5m4=171.6m总重=2.0KN/m171.6m=343.2KN外墙标准层墙重总长=171.6m-320.5m=155.6m总重=6.6KN/m155.6m=1026.96KN首层墙重=6.6KN/m155.6m=1026.96KN 内墙顶层墙重=8.77KN/m6.1m18+8.77KN/m7.2m+8.77KN/m5.8m10+25 KN/m0.24m3.0m9.2m=1700.35KN标准层墙重=8.77KN/m6.1m22

33、+8.77KN/m7.2m+8.77KN/m5.8m15+25 KN/m0.24m3.0m9.2m=2168.688KN首层墙重=8.77KN/m6.1m18+8.77KN/m5.8m15+25 KN/m0.24m3.0m9.2m=1891.536KN(3)各层（各质点）自重标准值计算首层（墙+梁+板+柱）=(1891.536+2168.688+1026.96+1026.96)KN+1734.2KN+5172.06KN+(1710.8+12 31.8)/2KN =14491.704KN标准层（墙+梁+板+柱）=1026.96KN+2168.688KN+1734.24KN+5172.06KN+1

34、231.8KN=11333.748KN顶层（墙+梁+板+柱）=343.2KN+1734.24KN+1231.8KN/2+5348.07KN+1026.96/2KN+1700.35/2KN =9405.025KN 2重力荷载代表值计算重力荷载代表值取结构和构件自重标准值和各可变荷载组合值之和，各可变荷载组合值系数取为：雪荷载0.5，屋面活荷载0.5，按等效均布活荷载计算的楼面活荷载0.5。(1)首层=14491.704KN+0.51157.594.0KN/=16806.884KN(2)标准层=11333.748KN+2315.18KN=13648.928KN(3)顶层=9405.025KN+0.

35、51157.590.5 KN/=9694.42KN集中于各楼层标高处的重力荷载代表值Gi 计算图如图2.5所示 图2.5结构重力荷载代表值3等效总重力荷载代表值计算本设计抗震设防烈度为7度，场地类别为类场地，由此查得水平地震影响系数最大值=0.08，特征周期Tg0.35s，取阻尼比=0.05。结构总的重力荷载代表值：Gi=16806.884KN+13648.9283+9694.42KN=67448.088KN结构等效重力荷载代表值=0.85=57330.87KN 4横向框架侧移刚度计算地震作用是根据各受力构件的抗侧刚度来分配的，若用顶点位移法求结构的自振周期时，也要用到结构的抗侧刚度，因此先计

36、算各楼层柱的抗侧刚度。(1)中框架柱的侧移刚度计算一般层： ， 首层：，表2.6横向框架层间侧移刚度层数H/m根数边柱251.130.3614.343.61.452693.08中柱252.260.5314.343.62.1326边柱11.570.4403.1265.00.662639.26中柱13.140.5673.1265.00.85265横向自振周期计算结构定点的假想侧移计算根据下面公式计算楼层剪力，层间相对位移和结构的顶点位移。，表2.7结构顶点的假想侧移计算层次（kN）VGi/(kN)/(kN/) /(m)/ (m)543219694.4213648.92813648.92813648.92816806.8849694.4223343.34836992.27650641.20467448.0889308009308009308009308003926000.010420.025080.039740.054410.17180.301450.291030.265950.226210.1718根据公式 计算基本周期。T 为考虑非承重墙刚度对结构自振周期影响的折减系数，框架结构取0.60.7。所以T1= 0.65s6水平地震作用力及楼层剪力(1)水平地震作用及楼层剪力计算 0.08 水平地震影响系数最大值 Tg0.35s