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1、毕业设计说明书邯郸县机关事务管理局生活服务中心方案B专 业 土木工程学 生 杨景松指导老师 申彦利河北工程大学土木工程学院摘要作为土木工程专业的一名即将毕业的学生，我们用了十三周的时间完成了离校前的最重要的一课毕业设计，在此设过程中我们收获颇丰，收益非浅。我们此次毕业设计的题目：邯郸县机关事务管理局生活服务中心。功能分为餐厅、图书馆、活动中心、资料中心。该结构类型为框架混凝土结构，主体部分共五层，层高均为3.9m。结构体型为L该结构抗震设防烈度为七度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.15g形，结合结构的形状及抗震要求，我们在设计和计算过程中把整体分成A、B两区计算。在整个设计过
2、程中，我们参考了房屋建筑学、混凝土结构设计规范、结构抗震设计等资料，并结合了经济方面的诸多问题，使整个建筑结构设计既合理又经济。此工程设计内容包括：建筑设计，结构设计两部分，他们之间有有分工，又互相密切配合，在此设计过程中我们严格按照设计步骤进行，首先熟悉设计任务书，根据每个人对设计任务书的理解，做出一套自己的方案，然后小组进行比较，根据功能，结构布置，立面效果等方面的比较，取长补短，确定了一套适宜的方案，然后根据此方面每人选取一榀框架，进行了框架内力，配筋计算，以及罕遇地震验算，板配筋和楼梯配筋计算，这些作为设计书的主要内容。完成计算书后，采用PKPM从软件进行了整个工程的建模，楼板配置计算
3、。最后进入建筑施工图，结构施工图的绘制阶段，在绘制过程中让我熟悉了CAD各个命令的用法，掌握了建筑图和结构图的绘制。在此设计过程中我全面了解了设计的整个过程，能够系统地独立地完成整个设计，为以后走上工作岗位奠定了坚实的基础。在此我也感谢各位老师在设计过程中给予的细心指导和全力帮助，最后祝各位老师工作顺利，万事顺心！AbstractAs a soon graduated student of civil engineering specialized ,I used about 13 week-long time to complete the most important class befo
4、re leaving school -graduation project ,I harvested quite abundantly during the design process ,the income was vulgar ,and it layed the solid foundation before I step onto the work post . We graduated from the design of topics: Handan County authorities Authority living services centre. Function is d
5、ivided into restaurants, libraries, activity centers, data centers. The structural framework for the type of concrete structure, the main part of a total of five, are high-3.9 m. L shape for the structure of the seismic intensity of seven degree of security, design earthquake division as the first g
6、roup, the basic design of earthquake acceleration value of 0.15 g shape, with the shape and structure of seismic requirements, we in the design and calculation of the overall process is divided into A, B calculate the two districts. . Throughout the design process, we made reference to the architect
7、ural, structural concrete design specifications, structure and so on seismic design, combined with the economic aspects of various problems, so that the whole building structure design reasonable and the economy.The engineering design content two parts ,includes: the architectural design and the str
8、ucture design .Between them there is the division of labor ,also closely coordinates mutually .We strictly carry on in the design process according to the design procedure ,first is familiar with designs the project description , to design the project description according to each person the underst
9、anding , makes a set of own plan ,then in the group carries on the comparison according to the function ,the structural arrangement ,sets up aspect the and so on surface effect comparison ,made up for ones deficiency by learning from others strong points ,has determined a set was suitable the plan ,
10、 then acted according to this aspect each person to select one case ,the frame has carried on the frame endogenic force , matched the muscle computation ,as well as met the earthquake rarely , the board matches the muscle and the staircase matches the muscle computation ,these achievement designed m
11、ain content .After completes the account book, used PKPM to carry on the entire project modeling from the software ,the floor configuration computation . Finally, Make uniform a flat surface of stairs and rain shelters, section and the diagram of detail draws.During the design process , I understood
12、 to design the each aspect of the process completely, can the system complete whole process independently. At the same time can well-trained a painting tool, is positive such as the AUTO CAD, day, the software of PKPM and EXCEL form creation with WORD, these are consumedly convenient I hereafter of
13、work. Here I also appreciate pure the teacher Li Qing yang and other teachers to give in design process of guide with concentrated effort with help with all strength, wish each teacher the work finally smooth, ten thousand matters are satisfactorily!邯郸县机关事务管理局生活服务中心设计0.绪论根据设计材料提供的建筑场地的地质条件及所在地区的抗震烈度
14、，确定出拟建建筑物的等级为三级，建筑物的设计过程包括建筑设计和结构设计两部分，我们主要以结构设计为主。建筑设计部分：考虑各种因素对建筑物的影响，采用了能够满足多方面使用要求，又比较经济，合理，美观，适用的方案。在设计过程中，满足了规范对各房间的窗地比，隔音，安全出口，消防，节能等要求。结构设计部分：分别从结构体系的选择，结构总体布置，屋盖的结构方案，基础方案的选择及结构计算等多方面进行了论述。结构计算大致分为以下几个步骤：构件布置：按建筑方案中的平，立，剖面设计，确定各构件的截面及布置，绘出结构计算简图并初选梁，柱截面。荷载统计：在选截面的基础上，按从上到下的顺序进行，在荷载的取值按各房间的使
15、用功能及位置查找荷载规范，完成恒载及活载的统计，并求出重力荷载代表值。框架水平地震作用下侧移验算：先算出各构件的侧移刚度，在根据顶点位移法计算结构的自振周期，按底部剪力法求水平地震剪力并考虑了顶点附加水平地震作用。横向框架内力分析：分析了横向框架在水平地震剪力和竖向荷载作用下的内力，用弯矩二次分配法计算梁端，柱端弯矩，剪力。内力组合；对横向，活载及地震作用下横向框架的内力进行组合，找出最不利内力组合，作为对框架梁，柱进行截面设计，和配筋计算的依据。板的设计：用塑性理论对板进行设计，求出板的配筋。基础设计：采用钢筋混凝土柱下独立基础进行设计。设计成果：平面图两张，立面，及剖面各一张，楼梯剖面图，
16、楼梯配筋图，楼梯详图各一张，楼，屋盖的结构布置，配筋图各一张，墙身大样图一张，建筑总说明及结构总说明等。计算机应用：使用了AUTO CAD,天正，PKPM软件及EXCL表格制作和WORD进行了排版设计。在设计过程中我们严格按照现行建筑设计规范和现行结构设计规范进行设计，并取一榀框架进行内力计算，绘制建筑施工图和结构施工图，在设计的过程中我们还参考了有关的教材和图籍，房建，混凝土结构，抗震等，但是由于我们的水平有限和经验的缺乏，以及材料的不足，还有许多不合理之处，希望各位老师提出批评指正。1.工程概况1.邯郸县机关事务管理局根据发展需要，拟在邯郸市邯郸县政府大院建造生活服务中心，总建筑面积六千三
17、百平方米左右，详见总图。2.邯郸县机关事务管理局生活服务中心的功能分为餐厅、图书馆、活动中心、资料中心等等。3.楼梯卫生间的设置以相关国标规范为准。2.设计条件：2.1. 自然条件：1.建筑场地地段情况，该场地地处平原地带，表层为耕土。经分析，第二层粉土的地基承载力特征值为100Kpa。2.主导风向：夏季东南，冬季西北。3.土壤：冻土深度0.5m。4.场地地基情况：类场地。 5.抗震设防烈度：抗震设防烈度为七度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度0.15g。2.2 建筑物层高及层数1.层数：主体为五层，无地下室。2.层高：均为3.900m。2.3 设备条件电力，供水，排水，供热均由城市系
18、统引入。2.4 结构体系及设计建议2.4.1 基础采用钢筋混凝土独立基础，地基在满足承载力及变形要求时尽量不进行处理。2.4.2 主体采用钢筋混凝土框架结构。2.4.3 楼屋盖采用现浇。2.5 材料情况1. 混凝土 C30、C352. 钢筋采用HPB235HRB400级钢筋3. 砌体采用MU10黏土空心砖，砂浆M5M104. 基本材料结合当地情况尽量采用常规材料5. 预制构件，配件采用本地生产的标准件3.结构布置及计算简图根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计，其标准层建筑平面、结构平面和剖面示意图分别见设计图。主体结构共五层，层高均为3.9米，外墙及内墙采用24
19、0厚粘土空心砖砌筑。1.门为木门，门洞尺寸为30002700，15002400，9002400。窗为塑钢窗，18002100。楼盖及屋盖均采用现浇混凝土结构，屋面板板厚按板跨（短跨）1/351/30取100mm。建筑楼板板厚取100mm。梁截面的高度按跨度的1/181/12计算，尺寸见表3.1。 混凝土强度一层取C35()，其它层取C30 ()2.框架梁（横向）跨度为L6300mm 取 h=(1/81/12)L=788525mm初选h=600mm,梁的宽度为：b=(1/31/2)h=200300mm，选300mm。柱的截面尺寸：框架结构的抗震等级为3级，框架轴压比限植0.9 ，N为轴向力设计值
20、按12KN/m2估算。边柱及中柱的负荷面积分别为：6m6.3m 。 边柱和中柱图3.1 框架结构计算简图边柱和中柱的截面尺寸为正方形，则边柱和中柱的截面尺寸为：497mm497mm。柱净高与截面长边尺寸比大于4。取柱截面尺寸600mm600mm满足上述要求。基础采用柱下独立基础，基础埋深取2.0m.基础梁高1.0米，25层柱高即为层高，取3.9m。首层的柱高h1=3.9+2.5+1.3-0.1-1.2=5.0m。表3.1梁截面尺寸及各楼层混凝土强度等级层次混凝土强度等级横梁纵梁次梁2-5C303006003006003005003C353006003006003005004.重力荷载计算4.1
21、荷载统计14 层楼面计算：瓷砖地面（包括水泥粗砂打底） 100厚钢筋混凝土板 20厚水泥砂浆抹灰（加石灰粉刷） 5层屋面计算：30厚细石混凝土保护层 三毡四油防水层 20厚水泥砂浆找平层 150mm厚水泥蛭石保温层 100厚钢筋混凝土板 20厚水泥砂浆抹灰（加石灰粉刷） 4.2 屋面及楼面可变荷载标准值屋面活荷载标准值 2.0KN/m2楼面活荷载标准值： 根据具体情况确定4.3 梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算梁柱可根据截面尺寸，材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载；对墙，门，窗等可计算其单位面积上的重力荷载。具体计算过程从略，计算结果见表4.1。表4.1 柱梁重力荷载代表值（标准值）层次
22、构件b/mh/mr(KN/m2)g(KN/m2)li/mnGi1边横梁0.30.6251.054.7255.723619.4481467.118中横梁0.30.6251.053.9383.6342.530次梁0.30.5251.052.15.417192.78纵梁0.30.6251.054.7255.424612.36柱0.60.6251.19.95.03215842-5边横梁0.30.6251.054.7255.723619.4481467.118中横梁0.30.6251.053.9383.6342.530次梁0.30.5251.052.15.417192.78纵梁0.30.6251.054
23、.7255.424612.36柱0.60.6251.19.93.9321235.52注：1）表中为考虑梁、柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数；g表示单位长度重力荷载；n为构件数量。2）梁取净长，柱取层高。墙体为240mm厚的粘土空心砖，外墙面贴瓷砖（0.5 KN/m2）内墙面为20mm厚抹灰，则外墙面重力荷载为：0.5+150.24+170.02=4.44 KN/m2内墙为粘土空心砖240mm厚，两侧均为20mm厚抹灰，则内墙单位面积重力荷载为：150.24+170.022=4.28 KN/m2；塑钢窗单位面积重量荷载取0.45 KN/m2，木门取0.2 KN/m24.4重力荷载代表值
24、集中于各楼层标高处的重力荷载代表值Gi的具体计算过程从略，计算结果见下图。图4.1 各质点的重力荷载代表值5. 框架侧移刚度计算5.1. 横向框架侧移刚度计算横梁线刚度ib计算过程见表5.1；柱线刚度ic计算过程见表5.2。表5.1 横梁线刚度ib计算表类别1层边横梁3006006000中横梁300600600025层边横梁3006006000中横梁3006006000表5.2柱线刚度计算表层次15.02-53.9柱的侧移刚度按计算。式中c在表5.3所列。根据梁柱线刚度比不同，柱可分为中框架中柱和边柱、边框架中柱和边柱。现以楼层2-I为例说明柱的侧移刚度计算过程。其余柱列于表5.3。第2层B-
25、4柱与其相连的梁的相对线刚度，如图5.1所示： 图5.1 梁柱线刚度比 则梁柱线刚度比为： 表5.3框架柱侧移刚度D值层次位置hn1层A区角柱0.42950004A区边跨中柱0.53950004A区中跨边柱0.471500012A区中跨中柱0.59150001225层A区角柱0.239004A区边跨中柱0.33339004A区中跨边柱0.25390012A区中跨中柱0.4390012将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即得到框架各层层间侧移刚度，见表5.4。表5.4 横向框架层间侧移刚度层次12345542280650320650320650320650320由表可见 ：A区，该框架为规则
26、框架。6. 水平荷载作用下框架内力和侧移计算6.1 横向水平荷载作用下框架内力和侧移计算6.1.1 横向自振周期的计算结构顶点假想侧移的计算如下表6.1表6.1结构顶点的假想侧移计算层次5637363736503209.8186.948152.614525.665032022.3177.138152.622678.265032034.9154.828152.630830.865032047.4119.918477.8639308.6654228072.572.5按此式计算基本周期，其中的量纲为m，取，则6.1.2水平地震作用及楼层地震剪力计算本结构中，结构高度不超过40米，且质量和刚度沿高度分
27、布比较均布，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。结构总水平地震作用标准值按下式计算：因，所以不用考虑顶部附加水平地震作用。则各质点的水平地震作用按下式计算具体计算过程见表6.2。表6.2各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次53.920.66373131283.80.270956.262956.26243.916.78152.6136148.420.280991.6791947.94133.912.88152.6104353.280.214757.9262705.86723.98.98152.672558.140.149527.7153233.5821558477.86
28、42389.30.087308.1293541.711各质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见下图： （a）水平地震作用分布 （b）层间剪力分布 图6.1 横向水平地震作用和楼层地震剪力6.1.3水平地震作用下的位移计算水平地震作用下框架结构的层间位移和顶点位移分别按 和计算 。表中还计算了各层的层间弹性位移角 。表6.3横向水平地震作用下的位移验算层数5956.2626503201.4719.0539001/265341947.9416503203.0017.5839001/130032705.8676503204.1614.5839001/93823233.5826503204.
29、9710.4239001/78513541.7115422805.455.4550001/917由表可见，最大层间弹性位移发生在第2层，其值为1/7851/550，满足要求。其中由表查得。6.1.4水平地震作用下框架内力计算以轴线横向框架内力计算为例，说明计算方法各柱反弯点高度比y按进行修正，本例中底层柱需考虑修正值y2，第2层柱需考虑修正值和；其余柱均无修正表6.4（a） 边跨各层柱端弯矩及剪力计算柱层次hi mmVi KNDi N/mmDi1Vi1Ky边 柱53.9956.266503201309019.250.50.3022.5252.5543.919486503201309039.21
30、0.504061.6891.7533.927066503201309054.670.50.4595.95117.2723.93233.66503201309065090.50.53134.54119.3115.03541.75422801400091.440.6250.7320.04137.16中 柱53.9956.266503202181032.0710.3543.7881.3043.919486503202181065.3310.45114.65140.1333.927066503202181090.7510.5176.96176.9623.93233.665032021810108.45
31、10.48203.02219.9415.03541.754228017590114.891.2510.64367.65206.8表6.4（b） 中跨各层柱端弯矩及剪力计算柱层次hi mmVi KNDi N/mmDi1Vi1Ky边 柱53.9956.266503201637024066703330862743.91948650320163704906670407658633.92706650320163706806670451193145923.93233.6650320163708106670515815815.03541.7542280153701000834065325175中 柱53.9
32、956.26650320261903813340365339543.919486503202619078133404513716733.927066503202619010913340052125212523.93233.6650320261901301334052535253515.03541.7542280192901261668063397233注：表中M量纲为，V量纲为KN。梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按下式计算。其中梁线刚度取自表中，具体计算过程见下表。表6.5（a） 边跨梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边梁中梁柱轴力MblMbrlVbMblMbrlVb边柱N中柱N55255356146
33、4634636154-14。6-0。8411427790863223104810486349-46。83-3。47315343125464647166216626554-93.3-12.42215.26170.6664.31226.2226.2675.4-157.61-23.491271.7176.2674.65233.6233.6677.9-232.65-26.35表6.5（b） 中跨梁端弯矩、剪力及柱轴力计算层次边梁中梁柱轴力MblMbrlVbMblMbrlVb边柱N中柱N562.740.9617.2754.1554.15618-17.27-0.734116.894.7635.25125.
34、6125.6641.9-52.52-7.383222.4150.29662.115199.2199.2664-114.57-9.332277.3200.4679.61265.62265.62688.54-194.18-18.261333.0209.2690.36277.31277.31692.43-284.54-20.13（a）框架弯矩图（KN.m） (b)梁端剪力及柱轴力（KN）图6.1 水平地震作用内力图7.竖向荷载作用下框架结构计算7.1横向框架内力计算：7.1.1计算单元取轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为6.3米 ，如图7.1所示。由于房间内布置有次梁，故直接传给该框架的楼面荷载如
35、图中的水平阴影线所示，计算单元范围内的其余楼面荷载则通过次梁和纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用于各节点上。由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重合，因此在框架节点上还作用有集中力矩。 图7.1 横向框架计算单元7.1.2荷载计算1）恒栽计算在图7.2中，、代表横梁自重和女儿墙自重，均为均布荷载形式。对于第五层：=4.725KN/m ，=4.725KN/m。、为房间楼板传给横梁的梯形荷载。由图所示几何关系可得：=5.113.15=16.10KN/m， =16.10KN/m。P1、P2、P3分别为边纵梁，中纵梁直接传给柱的横载，包括梁的自重，女儿墙，楼板重等重力荷栽；P4为楼梯的荷载通过
36、构造柱传给横梁的集中荷载，计算如下：图7.2各层梁上作用的恒载=3.151.5752/2+（2.85+6）1.575/25.11+4.7256.3+2.6256/2+4.441.26.3=132.17KN=3.151.5754/2+(2.85+6)1.5752/25.11+4.7256.3+2.6256=167.45KN集中力矩：对于第四层：、分别横梁的自重及其上横墙自重，为均布荷载，结果为：，=3.151.5752/2+（2.85+6）1.575/23.45+4.7256.3+2.6256/2+4.443.36.3=171.11KN=3.151.5753/2+（2.85+6）1.5753/2
37、3.45+4.7256.3+2.62563/4+4.283.33.15=147.81KN=3.151.5753/2+（2.85+6）1.5753/23.45+4.7256.3+2.62563/4+21.53=124.81KN对于一三层： ， ，=3.151.5753/2+（2.85+6）1.5753/23.45+4.7256.3+2.62563/4+38.1=141.38KN2） 活荷载计算：活荷载作用各层框架梁上的荷载分布如下图所示： 图7.3 各层梁上作用活载对于第五层：=3.151.575+（2.85+6）1.575/22.0=23.86KN =3.151.5752+(2.85+6)1.
38、5752/22.0=47.72KN对于一、四层: =3.151.575/2+（2.85+6）1.575/(22)(2.0+2.5)=26.84KN=3.151.575/2+（2.85+6）1.575/(22)2.5 +3.151.575+(2.85+6) 1.575/2 2.0=32.87KN=32.87+3.1533.5=65.95KN对于二、三层： =3.151.575/2+（2.85+6）1.575/(22)(4.0+2.5)=38.77KN=3.151.575/2+（2.85+6）1.575/(22)2.5+3.151.575+(2.85+6) 1.575/2 4.0=62.63KN=
39、62.63+3.1533.5=95.97KN , (包括第一层)将以上结果汇总，见表7.1、7.2和7.3。表7.1 横向框架恒载汇总表层次q1(KN/m)q1(KN/m)q2(KN/m)q2(KN/m)P1(KN)P2(KN)P3(KN)P4(KN)M1(KN.m)M2(KN.m)M3(KN.m)54.7254.72516.1016.10132.17167.45167.45-19.8325.1225.12418.8518.8510.875.44171.11147.81124.81-25.6722.1718.721-318.8518.8510.875.44171.11147.81141.3855.5625.6722.1721.21表7.2 横向框架活载汇总表层次q1(KN/m)q1(KN/m)P1(KN)P2(KN)P3(KN)P4(KN)M1(KN.m)M2(KN.m)M3(KN.m)56.36.323.8647.7247.72-3.587.167.1647.093.1526.8432.8765.95-4.034.9
