某综合办公楼设计(毕业设计)Word文档格式.doc
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.Inaccordancewiththearchitecturaldesignspecifications,carefullyconsiderthevariousfactorsaffectingthedesign.
Thedesignofthemaincontentswascalculatingthestructurefortheprogram5thaxistransverseframestructuredesignbyhand.Indeterminingtheframelayout,Firstcalculatetheverticalloads(deadloadandliveload)andwindloadsofstructuralforces.Thencalculatethegravityloadrepresentativevalue,thencalculatethevibrationperiodbyusingtheenergymethod,andthencalculatethehorizontalseismicloadbyusingthebaseshearmethod,andthenfindthestructureunderseismicforces(bendingmoment,shear,andaxialforce).Identifythemostunfavorableforceofagrouporseveralgroupsofforcecombinations.Selectoneofthemostunfavorableresultscalculatedreinforcementanddrawing.Inaddition,thestructureoftheprogramcarriedoutintheinteriorstaircasedesign,completionoftheplatformboard,benchboards,beamsandothercomponentsoftheforceplatformandreinforcementcalculationandconstructiondrawings.Reinforcementcalculationcarriedoutonthefloor.Thisfoundationdesignusesindependentfoundation,CarriedoutonthebasisoftheforceandReinforcement.
Inthedesignprocessthewholestructure,strictcompliancewithexistingnationalstandards,allaspectsofthedesignofcomprehensivescientificconsiderations.Inshort,safe,suitable,economicalandconvenientisthedesignprinciple.
KEYWORDS:
FrameStructure,SeismicDesign,LoadCalculation,Internalforcecalculation,Calculationreinforcement
Ⅱ
目录
前言 1
1.设计基本资料 2
1.1初步设计资料 2
1.2结构选型 2
2.结构布置及计算简图 3
2.1结构的选型与布置 3
2.2框架计算简图及梁柱线刚度 4
3.荷载统计 6
3.1恒载标准值计算 6
3.2活荷载标准值计算 7
3.3竖向荷载下的框架受荷总图 7
3.4风荷载标准值计算 11
3.5风荷载作用下的位移验算 13
4.内力计算 15
4.1恒荷载标准值作用下的内力计算 15
4.2活荷载标准值作用下的内力计算 23
4.3风荷载标准值作用下的内力计算 32
4.4水平地震作用计算 35
5.内力组合 41
5.1框架结构梁内力组合 44
5.2框架结构柱内力组合 48
6.轴框架梁、柱配筋计算 54
6.1框架柱的截面设计 54
6.2柱斜截面受弯承载力计算 62
6.3框架梁的正,斜截面配筋计算 64
7.楼梯计算 67
7.1楼梯设计资料 67
7.2梯段板设计 68
7.3平台板设计 68
7.4平台梁设计 69
8.基础设计 70
8.1地质情况及基础结构 70
8.2初步确定基础尺寸 70
8.3基础受冲切承载力验算(采用荷载基本组合) 73
8.4配筋计算(采用荷载基本组合) 74
9.楼面设计 76
10.电算校核及分析 78
结语 79
致谢 80
参考文献 81
前言
本设计是按照武汉轻工大学土木工程与建筑工程学院2013年毕业设计要求编写的毕业设计。
题目为“某综合办公楼设计”。
内容包括建筑设计、结构设计两部份。
办公楼是公共建筑,其规范要求比较严格,能体现处建筑和结构设计的很多重要的方面,选择办公楼建筑和结构设计,从而掌握办公楼设计的基本原理,妥善解决其功能关系,满足使用要求。
框架结构的建筑平面布置灵活,使用空间大,延性较好,其具有良好的抗震能力。
对办公楼非常适用,能满足其较大使用面积的要求。
框架结构的研究,对于建筑的荷载情况,分析其受力,采用不同的方法分别计算出各种荷载作用下的弯矩、剪力、轴力,然后进行内力组合,挑选出最不利的内力组合进行截面的承载力计算,保证结构有足够的强度和稳定性。
在对竖向荷载的计算种采用了弯矩分配法,对水平荷载采用了D值法,对钢筋混凝土构件的受力性能,受弯构件的正截面和斜截面计算都有应用。
本结构计算选用一品框架为计算单元,采用手算的简化计算方法,其中计算框架在竖向荷载下的内力时使用的弯矩二次分配法,不但使计算结果较为合理,而且计算量较小,是一种不错的手算方法。
本设计主要通过工程实例来强化大学期间所学的知识,建立一个完整的设计知识体系,了解设计总过程,通过查阅大量的相关设计资料,提高自己的动手能力。
这次设计是在结构教研室各位老师的悉心指导下完成的,在此向你们表示衷心的感谢!
1
1.设计基本资料
1.1初步设计资料
1、工程名称:
某综合办公楼
2、工程概况:
本工程是某市某街西段,为七层框架结构,一—七层均为办公室,总建筑面积。
建筑高度为,室内外高差。
建筑防火等级为二级,建筑耐火等级为二级,耐久年限为二级。
3、温度:
冬季室外温度为摄氏度。
4、地震烈度:
本工程抗震设防烈度为7度。
5、夏季主导风向为东南风,冬季为北风,基本风压。
6、雨雪条件:
基本雪压。
7、水文资料:
日最大降雨量为,年最大降雨量为,年最大降雨日数91.3天,土壤标准冻结深度,最高地下水位。
8、地质条件:
本工程所在地,自然地坪以下为粘土层,承载能力为标准值,为中密细砂层,承载能力标准值为,场地类别为二类。
9、材料使用:
混凝土:
采用;
钢筋:
纵向受力钢筋采用热轧钢筋,其余采用热轧;
窗:
均为塑钢窗,;
门:
木门,。
1.2结构选型
1、结构体系选型:
按设计要求采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。
2、屋面结构:
采用现浇混凝土肋型屋盖,屋面板厚。
3、楼面结构:
采用现浇混凝土肋型楼盖,板厚。
4、楼梯结构:
采用钢筋混凝土板式楼梯。
2
2.结构布置及计算简图
2.1结构的选型与布置
(1)结构选型
本建筑只有7层,且为办公室,为了便于管理,采用大开间。
为了使结构的整体刚度较好,楼面、屋面、楼梯等均采用现浇结构。
基础为柱下独立基础。
(2)结构布置
高层框架结构设计成双向柱抗侧力体系,框架梁、柱中心线重合。
结合建筑的平面、立面和剖面布置情况,本办公楼的结构平面和剖面布置分别如图2.1所示。
框架结构房屋中,经济柱距一般为5~8,本建筑的柱距为7.5和8.1。
根据结构布置,本建筑平面全部为双向板。
双向板的板厚(为区格短边边长)。
本建筑由于楼面活荷载不大,为减轻结构自重和节省材料起见,楼面板和屋面板的厚度均取100。
本建筑的材料选用如下:
图2.1标准层结构平面布置图
2.2框架计算简图及梁柱线刚度
图2.1所示的框架结构采用纵横向承重体系,是一个空间结构体系,理应按空间结构计算。
又《高层建筑混凝土结构技术规程》()允许在纵、横两个方向将其按平面框架计算。
故手算时只作横向平面框架计算。
(1)梁、柱截面尺寸估算
1)框架横梁截面尺寸
框架横梁截面高度,截面宽度。
本结构中,
对主梁:
取
对次梁:
2)框架柱截面尺寸
底层柱轴力估算:
假定结构每平米总荷载设计值为,则底层中柱的轴力设计值约为:
若采用混凝土捣浇,由《混凝土结构》附表查得。
假定柱截面尺寸,则柱的轴压比为:
<
0.8
故确定取柱截面尺寸为。
(2)确定框架计算简图
框架的计算单元如图2.1所示。
框架柱嵌固于基础顶面,框架梁与柱刚接。
由于各层柱的截面尺寸不变,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,室内外高差为,基础顶面至室外地坪通常取,故基顶标高至的距离定为,二层楼面标高,故底层柱高为。
其余各层柱高从楼面算至上一层楼面(即层高),故均为。
由此可绘出框架的计算简图如图2.2所示。
(3)框架梁柱的线刚度计算
由于楼面板与框架梁的混凝土一起捣浇,对于中框架梁取
左跨梁:
中跨梁:
右跨梁:
B轴~E轴底层柱:
B轴~E轴其余各层柱:
令,则其余各杆件的相对线刚度为:
框架梁柱的相对线刚度如图2.2所示,作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据。
图2.2计算简图
3.荷载统计
3.1恒载标准值计算
(1)屋面(上人)
找平层:
15厚水泥砂浆 0.015×
20=0.30
防水层:
(刚性)40厚C20细石混凝土防水 1.0
(柔性)三毡四油铺小石子 0.4
15厚水泥砂浆 0.015×
40厚水泥石灰焦渣砂浆3‰找平 0.04×
14=0.56
保温层:
80厚矿渣水泥 0.08×
14.5=1.16
结构层:
100厚现浇钢筋混凝土板 0.1×
25=2.5
抹灰层:
10厚混合砂浆 0.0117=0.17
=6.39
(2)各层走廊楼面
瓷砖地面 0.55
20厚水泥砂浆找平层 0.02×
20=0.4
100厚现浇混凝土板 0.1×
10厚混合砂浆 0.01×
17=0.17
=3.62
(3)标准层楼面
100厚现浇混凝土板 0.1×
=3.62
(4)梁自重
自重 25×
0.3×
(0.7-0.1)=4.5
10厚混合砂浆 0.01×
×
17=0.26
=4.76
自重 25×
0.25×
(0.5-0.1)=2.5
10厚混合砂浆 0.01×
17=0.18
=2.68
基础梁
自重 25×
0.20×
0.4=2.0
(5)柱自重
自重 25×
0.6×
0.6=9
10厚混合砂浆 0.01×
4×
17=0.41
=9.41
(6)外纵墙自重
标准层
纵墙 2.05×
0.24×
18=8.86
塑钢窗 0.35×
1.15=0.40
水泥砂浆粉刷+墙面漆 (3.9-1.15)×
0.45=1.24
水泥粉刷内墙面 (3.9-1.15)×
0.36=0.99
=11.49
底层
纵墙(基础梁) (5.0-1.15-0.7-0.4)×
18=11.88
塑钢窗 0.35×
水泥砂浆粉刷+墙面漆 (3.9-1.15)×
水泥粉刷内墙面 (3.9-1.15)×
=14.51
(7)内纵(隔)墙自重
纵墙 (3.9-0.7)×
18=13.82
水泥粉刷内墙面 (3.9-0.7)×
0.36×
2=2.31
=16.13
3.2活荷载标准值计算
(1)屋面和楼面活荷载标准值
查《混凝土结构》(中册)附表5得:
上人屋面2.0
楼面:
办公室2.0
走廊2.5
(2)雪荷载标准值
=1.0×
0.35=0.35
屋面活荷载与雪荷载不同时考虑,两者中取大值。
3.3竖向荷载下的框架受荷总图
(1)B-C轴间框架梁
屋面板传给梁的荷载:
确定板传给梁的荷载时,要一个板区格一个板区格地考虑。
确定每个板区格上的荷载传递时,先要区分此板区格是单向板还是双向板,若为单向板,可沿板的短跨作中线,将板上荷载平均分给两长边的梁;
若为双向板,可沿四角点作线,将区格板分为四小块,将每小块板上的荷载传递给与之相邻的梁。
板传至梁上的三角形或梯形荷载可等效为均布荷载。
本结构楼面荷载的传递示意图如图3.1所示。
图3.1板传荷载示意图
恒载:
6.39×
4.05/2×
(1-2×
+)×
2=22.62
活载:
2.0×
2=7.08
楼面板传给梁的荷载:
3.62×
2=12.81
梁自重标准值:
4.76
B-C轴间框架梁均布荷载为:
屋面梁恒载=梁自重+板传荷载
=4.76+22.62=27.38
活载=板传荷载
=7.08
楼面梁恒载=梁自重+板传荷载+内墙自重
=4.76+12.81+16.13
=33.70
(2)C-D轴间框架梁
3/2×
5/8×
2=11.98
2=3.75
2=6.79
2.5×
2=4.69
4.76
C-D轴间框架梁均布荷载为:
=4.76+11.98=16.74
=3.75
楼面梁恒载=梁自重+板传荷载
=4.76+6.79
=11.55
=4.69
(3)D-E轴间框架梁
2=21.75
2=6.81
2=12.32
4.76
D-E轴间框架梁均布荷载为:
=4.76+21.75=26.51
=6.81
=4.76+12.32+16.13
=33.21
(4)B轴柱纵向集中荷载的计算
顶层柱
女儿墙自重:
(做法:
墙高1100mm,100mm的混凝土压顶)
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