四层企业办公楼毕设(含建筑结构图计算书)
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毕业设计(论文)任务书I、毕业设计(论文)题目:英才企业办公楼设计II、毕 业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求:(1)层数:4层,一层3.9m,其余各层3.0m;标准层应包括大、小间办公室,会议室,卫生间,开水房,休息厅等。类型自定;地面层单独设计,设置为整个建筑物的公用服务设施,其中包括:门厅,休息厅,服务台,公共卫生间,办公室,类型自定。(2)建筑面积:3100左右。(3)地质条件:杂填土(2.0m);亚粘土(3.0m),密实;细砂(3.5m),密实,饱和;二类场地;地基承载力为210 KN/m2;场地地下水位6.0m,水量较丰富。(4)气象资料:基本风压:0.45KN/m2;主导风向:东南(全年);基本雪压:0.4KN/m2;年最高气温40度,最低气温-3度。(5)抗震设防烈度:7度;框架抗震等级:四级;人防工程无。耐火等级:二级;设计使用年限:50年。 (6)设备条件:电力,供水,排水,供热均由城市系统引入。III、毕 业设计(论文)工作内容及完成时间: 45周,查阅国内外有关教学楼的文献资料,完成开题报告和科技文献翻译。 68周,完成建筑设计:在老师指导下确定建筑设计方案,独立完成必要的建筑设计说明及门窗表,建筑总平面图,各层及屋面平面图,正、侧立面,剖面图,大样图等建筑施工图纸。 912周,完成结构设计:结构布置与选型,荷载计算,选取一榀典型框架,手工进行内力分析,内力组合及其板、梁、柱及基础配筋计算,现浇楼梯设计计算,现浇雨蓬、阳台等设计计算,悬挑构件的抗倾覆计算,现浇梁板设计计算。 1314周,按照结构计算及施工图设计深度要求绘制结构施工图:绘制屋面结构布置图,楼面结构平面布置图,基础平面布置图及基础详图,框架配筋图,楼梯结构施工图,雨蓬、沿口等结构施工图,施工说明。 15周,撰写和整理设计计算书、图纸等设计文件,并提交与指导老师。 16周,评阅老师对设计(论文)进行评阅。 17周,熟悉设计(论文),准备答辩。 、主 要参考资料:1.李必瑜,王雪松主编.房屋建筑学.武汉:武汉理工大学出版社,2012.2.赵青主编.土木工程专业毕业设计指导. 武汉:武汉工业大学出版社,2013.3.GB 50009-2012.建筑结构荷载规范. 北京:中国建筑工业出版社,2012.4.GB 50010-2002混凝土结构设计规范.北京:中国建筑工业出版社,2010.5.GB/T 50105-2010.建筑结构制图标准.北京:中国建筑工业出版社,2010.6.GB50007-2011.建筑地基基础设计规范.北京:中国建筑工业出版社,2011.7.江西省建筑设计标准设计图集.8.JGJ67-2006.办公建筑设计规范.北京:中国建筑工业出版社,2007.9.GB50011-2010.建筑抗震设计规范. 北京:中国建筑工业出版社,2010.10.GB50016-2006.建筑设计防火规范. 北京:中国计划出版社,2006.11. Dionysius M.Siringoringo, Yozo Fujino.System identification of suspension bridge from ambient vibration response. Engineering Structures 30 (2008) 462477 土木建筑 学院 土木工程 专业类 班学生: 日期:自 2015 年 3 月 23 日 至 2015 年 6 月 26 日指导教师(签名): 助理指导教师(并指出所负责的部分): 土木工程 系(室)主任(签名): 毕业设计(论文)开题报告题目 英才企业办公楼设计专 业 名 称 土木工程班 级 学 号 11111130学 生 姓 名 余钟推 指 导 教 师 余建杰二O一五 年 三 月说 明开题报告应结合自己课题而作,一般包括:课题依据及课题的意义、国内外研究概况及发展趋势(含文献综述)、研究内容及设计方案、目标、主要特色及工作进度、参考文献等内容。一、选题的依据及意义:行政办公楼是二十一世纪最重要的标志之一,行政办公楼因使用性质、单元组合、使用对象和管理模式等不同而对建筑设计产生多元化的需求。某行政办公楼设计作为办公楼设计的一种,随着经济建设的发展已作为当地经济繁荣、科学进步的重要形象。目前“适用安全,经济美观”建筑成为人们所青昧的一种建筑形式,作为设计人员,应具备很强的节能意识和环境意识,使行政办公建筑节能与改善环境互相结合,从而达到改善自然环境与提高行政办公效率的目的。未来办公楼建筑的发展趋势是明显的:所有高科技手段都围绕着绿色生态和节能的主题,建筑形态会更加多样化,功能构成会更加丰富化,更加强调人性化和令人身心愉悦的空间环境创造。政府行政办公楼建筑与其它办公楼一样,设计时应充分考虑适应性、灵活性、高效性和人性化的设计理念,以充分展示建筑功能与建筑形象的亲和力与开放性,做到人及建筑与环境的和谐共处、永续发展,创造亲切宜人的建筑形象和舒适自然的办公环境。毕业设计要求我们在指导老师的指导下,独立系统的完成一项工程设计,解决与之 有关的的所有问题,熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用的方法。对于培养我初步的科学研究能力,分析解决问题能力有重要意义。在完成毕业设计过程中,我们需要运用感性和理性知识去把握整个建筑的处理,这其中就包括建筑外观和结构两个方面。同时积极、独立的完成本次毕业设计也为今后的实际工作做出的必要的准备。本次选题的理论意义在于理解办公楼建筑设计主流思想, 并将理论与实际设计经验紧密结合,设计出功能较为完善,结构布局合理,具有一定特 色的框架结构办公楼。二、国内外研究概况及发展趋势(含文献综述):办公楼是城市第三产业的重要载体,是城市经济的重要组成部分。随着城市的发展与产业结构的升级,办公楼经济所占的比重快速增加,办公楼在城市中的地位与作用也越来越大,人们对办公楼设计使用提出了更高的要求。因而现代办公楼出现了一些新的发展趋势:(一)国内外对混凝土框架结构办公楼的研究及发展有以下几方面 1. 在计算理论方面。在工程结构设计规范中已采用的基于概率论和数理统计分析的可靠度理论,概率极限状态计算体系要不断完善;混凝土的微观断裂机理、混凝土的多轴强度理论及非线性变形的计算理论等方面也需要更大的突破,并应用于工程结构设计中。2.在计算机软硬件方面。电子计算机的普及和多功能化,CAD、PKPM等软件系统的开发,缩短了建筑结构设计的时间和工作量,提高了经济效益。3.在材料研究方面。混凝土主要是向高强、轻质、耐久、易成型及具备某种特殊性能的高性能混凝土方向研发。钢筋的研发方向则是高强、防腐、较好的延性和良好的粘结锚固性能。4.在结构型式方面。预应力混凝土结构由于抗裂性能好,可充分利用高强度材料,各种应用发展迅速。一些高性能新型组合结构具有充分利用材料强度、较好的适应变形能力(延性)、施工较简单等特点,也得到广泛应用。5.在实验技术方面。通过对混凝土结构设计理论和设计方法及设计软件等方面大量研究,先进的现代化城市技术保证了实验研究更精确、更系统。基于可靠度理论的分析方法有在逐步完善,并开始用与结构整体和使用全过程的分析。办公楼建筑的发展趋势:办公楼均是在特定的历史、社会、经济和文化背景下形成和发展起来的,其建筑布局、空间形态、环境气氛都在不断的变化。今天办公楼作为生产和处理各种商务活动的信息场所,而正在成为社会生产的基础。为了适应这种社会的发展需求,也要求办公楼在形态和功能上要多样化。特别是近几年信息化技术的快速发展,更加速了这种变化的趋势。在进行建筑、结构设计时,国际上流行采用“三统一”的原则,即“统一柱面、统一层高、统一荷载”的模式设计。统一柱面可使办公楼根据人们的需要和功能要求实行相对任意分割,不至于因建筑柱面不同而在改变使用功能上受到制约;统一层高可使楼房采光效果好,空气流通顺畅,布局安排合理,水平运输畅通无阻,有利于使用功能的相互替代;统一荷载,打破了会议室和其他部门之间的明显界。随着社会的发展,生态主义、智能化、人性化、个性化、现代化、功能复杂化办公建筑的设计理念将是今后现代办公楼的发展趋势。提高室内外环境质量、办公效率和办公楼的技术设施水平,满足多种功能需要,也是办公楼建筑探索的课题。三、设计内容及设计方案:设计内容:英才企业办公楼设计楼层数:4层建筑层高:一层3.9m,其余各层3.0m建筑面积:3300左右地质条件:杂填土(2.0m);亚粘土(3.0m),密实;细砂(3.5m),密实,饱和; 场地类型:二类场地;地基承载力为210 KN/m2;场地地下水位6.0m,水量较丰富气象资料:基本风压:0.45KN/m2;主导风向:东南(全年);基本雪压:0.4KN/m2;年最高气温40度,最低气温-3度抗震设防烈度:7度框架抗震等级:四级耐火等级:二级人防工程:无设计使用年限:50年设备条件:电力,供水,排水,供热均由城市系统引入建筑要求:标准层应包括大、小间办公室,会议室,卫生间,开水房,休息厅等。类型自定;地面层单独设计,设置为整个建筑物的公用服务设施,其中包括:门厅,休息厅,服务台,公共卫生间,办公室,类型自定设计方案:(一)建筑设计部分: 根据设计任务书要求完成建筑平面、剖面及立面设计;初步确定预设建筑物平面形状,立面外观,侧面外观单层平面尺寸,以及建筑物的层数。由功能分区的相关原则初步确定建筑物各部分的功能,初步确定建筑设计部分的轮廓。研究方法及设计方案:1.研究方法:1)熟悉设计任务书,以明确建设项目的设计要求;2)收集必要的设计原始数据;2.设计方案:1)平面设计:确定平面尺寸;布置房间;楼梯数量位置形式;满足采光通风要求。2)剖面设计:确定合理层高;给出楼(地)面、屋面、墙身工程做法。3)立面设计:建筑风格、造型应富有创意,有时代感。4)设计成果具体说明:底层平面图标准层平面图立面图:正立面,侧立面各一个 剖面图 (要求剖到楼梯、门厅)。构造详图:要反映该建筑的细部做法(二)结构设计部分: 要解决的主要问题:根据建筑设计方案及设计原始资料,选择结构体系,布置结构构件,进行结构内力分析,确定构件配筋,绘制结构施工图,一榀框架剖面图。1. 研究方法:结构计算中应考虑风荷载的作用:根据相应的荷载规范全面考虑顺风向结构风效应,横风向结构风效应;1)结构计算中考虑相应地震烈度下对应的地震作用。2.设计方案1)确定基础类型与建筑物的抗震等级。2)进行结构布置。3)根据建筑物的抗震等级确定:构件的截面尺寸;建筑物的计算与构造要求。4)计算出建筑物的周期,地震系数,并对以上数值进行分析。5)进行结构内力分析及计算:高厚比的验算;荷载和水平地震作用的计算;内力计算;阳台挑梁计楼梯计算;板配筋计算;基础设计等.抗震构造措施。6)一榀框架剖面采用框架结构近似计算法,求竖向荷载作用下的内力用二次弯矩分配法;求水平荷载作用下的内力时,有D值法等。由于该办公楼属于丙类建筑,抗震设防烈度为7度,因此需要抗震设计计算。7)完成基础平面布置图及基础详图,标准层结构布置图及板配筋图,一榀有典型性的框架的配筋图或梁柱分开表示的梁柱配筋图,主楼梯的配筋图。四、目标、主要特色及工作进度目标:1. 基本掌握建筑与结构设计全过程、设计基本步骤和方法。2. 能选择合理的结构型式、结构体系和进行结构布置,掌握框架结构的基本计算方法。3. 掌握钢筋混泥土结构构件的基本构造要求及抗震设计要求。4. 掌握基础结构设计方法及抗震设计要求。5. 了解和掌握与本设计有关的最新设计规范,并能在设计中正确运用。6. 提高自己独立解决问题的能力,也提高自己软件的运用水平。主要特色:建筑设计方面,通过参考和借鉴同类建筑设计图纸,自己设计出一个设计方案,然后用CAD和天正画出整套建筑设计图纸;在结构方面,手算与机算相互结合,用PKPM画结构施工图,用PKPM计算框架结构的内力和配筋计算,并手算一榀典型框架的内力和绘制一张指定的施工图纸。工作进度:(1) 45周,查阅国内外有关教学楼的文献资料,完成开题报告和科技文献翻译。(2) 68周,完成建筑设计:在老师指导下确定建筑设计方案,独立完成必要的建筑设计说明及门窗表,建筑总平面图,各层及屋面平面图,正、侧立面,剖面图,大样图等建筑施工图纸。(3) 912周,完成结构设计:结构布置与选型,荷载计算,选取一榀典型框架,手工进行内力分析,内力组合及其板、梁、柱及基础配筋计算,现浇楼梯设计计算,现浇雨蓬、阳台等设计计算,悬挑构件的抗倾覆计算,现浇梁板设计计算。(4) 1314周,按照结构计算及施工图设计深度要求绘制结构施工图:绘制屋面结构布置图,楼面结构平面布置图,基础平面布置图及基础详图,框架配筋图,楼梯结构施工图,雨蓬、沿口等结构施工图,施工说明。(5) 15周,撰写和整理设计计算书、图纸等设计文件,并提交与指导老师。(6) 16周,评阅老师对设计(论文)进行评阅。(7) 17周,熟悉设计(论文),准备答辩。五、参考文献1.李必瑜,王雪松主编.房屋建筑学.武汉:武汉理工大学出版社,2012.2.赵青主编.土木工程专业毕业设计指导. 武汉:武汉工业大学出版社,2013.3.GB 50009-2012.建筑结构荷载规范. 北京:中国建筑工业出版社,2012.4.GB 50010-2002混凝土结构设计规范.北京:中国建筑工业出版社,2010.5.GB/T 50105-2010.建筑结构制图标准.北京:中国建筑工业出版社,2010.6.GB50007-2011.建筑地基基础设计规范.北京:中国建筑工业出版社,2011.7.江西省建筑设计标准设计图集.8.JGJ67-2006.办公建筑设计规范.北京:中国建筑工业出版社,2007.9.GB50011-2010.建筑抗震设计规范. 北京:中国建筑工业出版社,2010.10.GB50016-2006.建筑设计防火规范. 北京:中国计划出版社,2006.11. Dionysius M.Siringoringo, Yozo Fujino.System identification of suspension bridge from ambient vibration response. Engineering Structures 30 (2008) 462477南昌航空大学 毕业设计 毕业设计题 目: 英才企业办公楼 学 院: 土木建筑学院专业名称: 土木工程班级学号: 11111130 学生姓名: 余钟推指导教师: 余建杰 二O一五 年 六 毕业设计(论文)任务书I、毕业设计(论文)题目:英才企业办公楼设计II、毕 业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求:(1)层数:4层,一层3.9m,其余各层3.0m;标准层应包括大、小间办公室,会议室,卫生间,开水房,休息厅等。类型自定;地面层单独设计,设置为整个建筑物的公用服务设施,其中包括:门厅,休息厅,服务台,公共卫生间,办公室,类型自定。(2)建筑面积:3100左右。(3)地质条件:杂填土(2.0m);亚粘土(3.0m),密实;细砂(3.5m),密实,饱和;二类场地;地基承载力为210 KN/m2;场地地下水位6.0m,水量较丰富。(4)气象资料:基本风压:0.45KN/m2;主导风向:东南(全年);基本雪压:0.4KN/m2;年最高气温40度,最低气温-3度。(5)抗震设防烈度:7度;框架抗震等级:四级;人防工程无。耐火等级:二级;设计使用年限:50年。 (6)设备条件:电力,供水,排水,供热均由城市系统引入。III、毕 业设计(论文)工作内容及完成时间: 45周,查阅国内外有关教学楼的文献资料,完成开题报告和科技文献翻译。 68周,完成建筑设计:在老师指导下确定建筑设计方案,独立完成必要的建筑设计说明及门窗表,建筑总平面图,各层及屋面平面图,正、侧立面,剖面图,大样图等建筑施工图纸。 912周,完成结构设计:结构布置与选型,荷载计算,选取一榀典型框架,手工进行内力分析,内力组合及其板、梁、柱及基础配筋计算,现浇楼梯设计计算,现浇雨蓬、阳台等设计计算,悬挑构件的抗倾覆计算,现浇梁板设计计算。 1314周,按照结构计算及施工图设计深度要求绘制结构施工图:绘制屋面结构布置图,楼面结构平面布置图,基础平面布置图及基础详图,框架配筋图,楼梯结构施工图,雨蓬、沿口等结构施工图,施工说明。 15周,撰写和整理设计计算书、图纸等设计文件,并提交与指导老师。 16周,评阅老师对设计(论文)进行评阅。 17周,熟悉设计(论文),准备答辩。 、主 要参考资料:1.李必瑜,王雪松主编.房屋建筑学.武汉:武汉理工大学出版社,2012.2.赵青主编.土木工程专业毕业设计指导. 武汉:武汉工业大学出版社,2013.3.GB 50009-2012.建筑结构荷载规范. 北京:中国建筑工业出版社,2012.4.GB 50010-2002混凝土结构设计规范.北京:中国建筑工业出版社,2010.5.GB/T 50105-2010.建筑结构制图标准.北京:中国建筑工业出版社,2010.6.GB50007-2011.建筑地基基础设计规范.北京:中国建筑工业出版社,2011.7.江西省建筑设计标准设计图集.8.JGJ67-2006.办公建筑设计规范.北京:中国建筑工业出版社,2007.9.GB50011-2010.建筑抗震设计规范. 北京:中国建筑工业出版社,2010.10.GB50016-2006.建筑设计防火规范. 北京:中国计划出版社,2006.11. Dionysius M.Siringoringo, Yozo Fujino.System identification of suspension bridge from ambient vibration response. Engineering Structures 30 (2008) 462477 土木建筑 学院 土木工程 专业类 111111 班学生(签名): 日期:自 2015 年 3 月 23 日 至 2015 年 6 月 14日指导教师(签名): 助理指导教师(并指出所负责的部分): 土木工程 系(室)主任(签名): 学士学位论文原创性声明本人声明,所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注的内容外,本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究成果作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 日期:学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学可以将本论文的全部或部分内容编入数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论。作者签名: 日期:导师签名: 日期:某市英才企业办公楼设计学生姓名:余钟推 班级:111111指导老师:余建杰摘要:本设计为4层框架结构办公楼,总建筑面积约3100m2,主体结构高度约12.9m。地处7度抗震设防区域,场地土类为2类。结构设计密切联系建筑设计,一现行的有关规范为依据,主要包括结构选型及结构布置、确定计算简图及计算单元、荷载计算、侧移控制、内力组合、构件设计、楼梯设计、基础设计等内容 。本设计的计算内容主要有:结构设计方面:根据轴压比确定柱和墙的截面尺寸及梁跨度估算梁板截面,计算出各构件的几何特征值和结构体系刚度特征值;对双向楼板进行内力计算和配筋;按其分配墙所受的水平荷载作用,计算建筑物的自重质量。对于竖向荷载作用采用弯矩二次分配法计算,水平荷载作用采用反弯点法计算,计算出建筑物在竖向荷载作用下产生的内力。思路是计算结构横方向的总抗侧刚度,计算结构基本自振周期,计算在水平荷载下产生的内力。进行内力值调幅后计算内力组合,以最不利内力进行梁、柱的配筋计算。按弹性方法对楼梯和基础进行配筋。关键词:办公楼 框架结构 弯矩二次分配法 反弯点法 指导老师签名: The design of Ying Cai Corporate office Student Name:Yu Zhong Tui Class: 111111Supervisor:Yu Jian JieAbstract: The design for the 4-storey frame structure of Corporate office,a total construction area of about 3100m2, the main structure of an altitude of about 12.9 m. 7 degrees seismic fortification is located in the region, soil type is a category 2.Structural design is closely contacted with architecture, based on existing relevant specifications, includes selection and structural layout of the structure to determine the calculated diagram and the calculation unit, load calculation, lateral control, internal force composition, component design, stair design, foundation design and so on. axial compression ratio determined in accordance with columns and walls of the section size and beam span estimates beam cross section, Using Moment Distribution Method for the vertical load calculation and D values for horizontal loads.Calculated in the buildings under vertical load of the internal forces. Thinking is calculated structure of the horizontal direction of the lateral rigidity, in the calculation of the level load the internal forces. Internal force is calculated after a combination of internal forces, internal forces in the most unfavorable to beams and columns reinforced calculation. Reinforcement floor calculation: the flexible approach of the roof slab, a reinforced floor and staircases reinforcement.Keywords:Corporate office,resist lateral stiffness,Moment Distribution Method ,D value method , Plate staircase, independent basis, joint basis Signature of Supervisor:目录前言 (1)1 工程概况及原始资料1.1 工程概况 (2)1.2 设计资料 (2)1.3 平面布置 (2) 2 板的计算2.1 设计资料 (3)2.2 屋面板计算 (3)2.3 楼面板计算 (5)3 框架结构设计 3.1 结构选型及材料选用 (7) 3.2 框架梁柱线刚度 (7) 3.3 荷载计算 (8)4 横向水平地震荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 4.1 横向自振周期的计算(12) 4.2 水平地震荷载作用下的唯一验算 (13) 4.3 地震荷载作用下框架内力计算 (13) 5、横向风荷载作用下框架结构的内力 5.1 设计资料 (18) 5.2 框架在风荷载作用下侧移的计算 (18) 5.3 风荷载下的横向框架内力计算 (19) 6、竖向荷载作用下框架结构的内力计算 6.1 计算单元 (23) 6.2 恒载计算 (23) 6.3 恒载内力计算 (26) 6.4 活载内力计算 (30) 7、 荷载组合及调整 7.1 调整方法(36) 8、截面设计 8.1 梁的配筋计算 (44) 8.2 柱的配筋计算 (47) 9、楼梯设计 9.1 标准层楼梯设计 (50) 9.2 底层楼梯设计 (54) 10、基础设计 10.1 设计资料(58) 10.2 A轴柱下独立基础设计(58) 10.3 B,C轴柱下联合基础设计(61) 总结(64) 参考文献 (65) 致谢(66) 前言“企业办公楼设计”。主要内容包含建筑和结构两部分设计。企业办公楼布局、通风、采光、人流线路的设计会直接影响工作人员的精神状态及工作效率,因此需要更好的空间规划与设计。本建筑采用了框架结构,平面布置灵活,使用空间大,能满足办公楼会议室的功能需求,延性也较好,利于抗震。本结构计算选用了一榀框架作为计算单元,采用手算的简化计算方法。首先根据建筑及结构布置计算各类荷载,然后采用弯矩二次分配法计算竖向荷载作用下内力,挑选出最不利的内力组合进行构件的截面设计,并验算承载力、挠度及裂缝,最后配筋:对水平风荷载采用D值法,并验算最大层间位移。另外,该榀框架的A、D轴采用柱下独立基础,由于B、C轴间距较小,选用联合基础,并分别验算冲切力及配筋计算。最后是楼梯设计。 这次设计目的主要是通过工程实例来强化大学四年所学专业知识,建立一个完整的知识体系,了解整个设计流程,并通过查阅各种规范、图集,完善施工图纸,提高自己的动手能力。鉴于水平有限,初次设计肯定存在很多不足甚至错误,敬请老师批评和指正。- 65 -1、建筑设计及原始资料1.1 工程概况该工程建筑面积约3100m2 ,共4层,一层层高3.9m,其他层层高3.0m,钢筋混凝土框架结构体系,结构抗震设防为7度,丙类建筑安全等级为二级,基础采用了柱下独立基础和联合基础。1.2 设计资料1. 地质条件:杂填土(2.0m);亚粘土(3.0m),密实;细砂(3.5m),密实,饱和;二类场地;地基承载力为210 KN/m2;场地地下水位6.0m,水量较丰富。2. 主导风向:东南(全年);基本风压:0.45KN/m2;基本雪压:0.4KN/m2;年最高气温40度,最低气温-3度。 3. 抗震设防烈度:7度;框架抗震等级:四级;人防工程无。耐火等级:二级;设计使用年限:50年。4. 设备条件:电力,供水,排水,供热均由城市系统引入。1.3 平面布置形式图1.3.1 平面布置图2 板的计算2.1 设计资料英才企业办公楼双向板肋梁楼盖的结构布置如图2.1所示,屋面做法:屋面板板厚选用100mm,防水层是30厚C20细石混凝土,找平层是15mm厚的1:3水泥砂浆,抹灰层是20mm厚的混合砂浆,屋面活载是0.5KN/m。楼面做法:25mm厚大理石面层配水泥砂浆擦缝,30mm厚1:3干硬性水泥砂浆面上撒2mm厚素水泥,水泥浆结合层一道,100mm厚现浇混泥土楼板,10mm厚混合砂浆抹灰层,走廊活载2.5,会议室活载2.0。混泥土为C30,钢筋为HPB300级,支撑梁截面尺寸为。图2.1.1 结构平面布置图2.2 屋面板计算:1. 荷载计算防水层:(刚性)30厚C20细石混凝土防水 找平层:15mm厚1:3水泥砂浆 保温层:80厚矿渣水泥 结构层:100mm厚现浇钢筋混凝土板 抹灰层:20mm厚混合砂浆 合计 5.59KN/m恒载设计值: 活载设计值: 合计 7.41KN/m 2.区格板弯矩计算如下:(区格板计算跨度取支撑梁中心线之间的距离)区格板A:Lx=3-0.3=2.7m Ly=3.6-0.3=3.3m n=3.3/2.7=1.22 =(1/n)2 =0.67 =2mx=(g+q)Lx2(3n-1)/12(6n+5.5-0.5)=1.19KNm my=mx=0.80KNm mx=mx=mx=2X1.19=2.38KNm my=my=my=2X0.80=1.6KNm 区格板B:Lx=3.6-0.3=3.3m Ly=7.5-0.3=7.2m n=7.2/3.3=2.18 =(1/n)2=0.2 =2 已知mx=0 mx=2.38KNm由极限平衡条件可得mx=(g+q)Lx2(3n-1)/12-nmx/(2n+5.5-0.5)=6.72KNm my=mx=0.2X6.72=1.34KNm my=my=my=2X1.34=2.68KNm3. 配筋计算.l01方向跨中截面的h01=80mm,l02方向跨中截面的h02=70mm,支座截面的h0=80mm.由于设计使用弯矩设计值,楼盖四周板支撑按简支考虑.故C区格板弯矩不予折减,而中央区格板A 1.56/L2,所以折减10%.B,D跨中弯矩和支座弯矩可折减20%.受拉钢筋as=m/(0.9fyho)=m/(243ho)计算结果见表2.2.1。表2.2.1 屋面板配筋计算 截面m/(KNm)ho/mmAs/mm2选配钢筋实配面积/ mm2跨中A区格loy方向lOX方向0.640.95708037.6348.8782008200251B区格loy方向lOX方向1.075.38708062.91247.3582008200251支座A-B1.908097.7482002512.3 楼面板计算:1. 荷载计算 25mm厚大理石配水泥砂浆擦缝面层: 30mm厚1:3干硬性水泥砂浆,面上撒2mm厚素水泥 水泥浆结合层一道结构层:100mm厚现浇混泥土楼板 抹灰层:10mm厚混合砂浆 合计 3.83 KN/m2恒载设计值: 活载设计值: q1=1.42.0 KN/m2=2.8KN/m2 q2=1.42.5 KN/m2=3.5KN/m2合计 gq1=7.4KN/m2 ,gq2=8.1KN/m22.区格板弯矩计算如下:(区格板计算跨度取支撑梁中心线之间的距离)区格板A:Lx=3-0.3=2.7m Ly=3.6-0.3=3.3m n=3.3/2.7=1.22 =(1/n)2 =0.67 =2mx=(g+q)Lx2(3n-1)/12(6n+5.5-0.5)=1.30KNm my=mx=0.87KNm mx=mx=mx=2X1.30=2.60KNm my=my=my=2X0.87=1.74KNm 区格板B:Lx=3.6-0.3=3.3m Ly=7.5-0.3=7.2m n=7.2/3.3=2.18 =(1/n)2=0.2 =2 已知mx=0 mx=2.60KNm由极限平衡条件可得mx=(g+q)Lx2(3n-1)/12-nmx/(2n+5.5-0.5)=6.61KNm my=mx=0.2X6.72=1.32KNm my=my=my=2X1.34=2.64KNm4. 配筋计算.l01方向跨中截面的h01=80mm,l02方向跨中截面的h02=70mm,支座截面的h0=80mm.由于设计使用弯矩设计值,楼盖四周板支撑按简支考虑.故C区格板弯矩不予折减,而中央区格板A 1.56/L2,所以折减10%.B,D跨中弯矩和支座弯矩可折减20%.受拉钢筋as=m/(0.9fyho)=m/(243ho)计算结果见表2.3.1。表2.3.1 楼面板配筋计算 截面m/(KNm)ho/mmAs/mm2选配钢筋实配面积/ mm2跨中A区格loy方向lOX方向0.701.04708041.1553.5082008200251B区格loy方向lOX方向1.065.29708062.32248.6782008200251支座A-B2.088010782002513 框架结构设计3.1 结构选型及材料选用(1). 结构体系选型:采用现浇钢筋混凝土框架结构体系。(2). 屋面结构:采用现浇钢筋混凝土肋行屋盖,刚柔性相结合的屋面,屋面板厚100mm。(3). 楼面结构:全部采用现浇钢筋混凝土肋梁屋盖,板厚100mm。(4). 楼梯结构:采用钢筋混凝土板式楼梯。(5). 天沟:采用现浇天沟。2 材料选用(1) .混凝土采用C30(fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2)(2) .钢筋;纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB300(fy=270N/mm2),其余采用热轧钢筋HRB300(fy=270N/mm2)。(3) .外墙采用普通实心粘土砖厚240mm,重度r=19KN/m3,水刷石外墙面;内墙采用普通实心粘土砖厚240mm,重度r=19KN/m3,双面水泥粉刷。3.2 框架计梁柱线刚度1. 确定框架(KJ-8) 框架的计算单元取8轴上的一榀框架计算。假定框架嵌固于基础顶面,框架梁与柱刚接。由于各层柱截面尺寸不变,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,基顶标高根据地址条件、室内外高差,定为-0.95m,二层楼面标高为3.9m,故底层标高为4.85m。其余各层柱从楼面算至上一层楼面(即层高),均为3.0m。结构布置:横向梁截面尺寸确定梁高:h=(1/121/8)L=(1/151/10)X7500=600938 取h=600mm梁宽:b=(1/31/2)=(1/31/2)X600=150300mm 由于考虑地震作用b250mm 取b=300mm纵向梁截面尺寸确定h=(1/151/10)L=(1/151/10)X7200=400900 取h=600mmb=(1/31/2)=(1/31/2)X600=150300mm 由于考虑地震作用b250mm 取b=300mm由于本工程属于四级抗震,轴压比限值取0.9,各层重力荷载近似取14KN/m中柱:N=1.25143.634=756KN b=242mm 边柱:N=1.3143.63.754=983KN b=276mm所以柱子尺寸取400400mm3.3 荷载计算1. 恒载标准值计算(1) 屋面及楼面的永久荷载标准值屋面(不上人):防水层:(刚性)30厚C20细石混凝土防水 找平层:15mm厚1:3水泥砂浆 保温层:80厚矿渣水泥 结构层:100mm厚现浇钢筋混凝土板 抹灰层:20mm厚混合砂浆 合计 5.59KN/m楼面: 25mm厚大理石配水泥砂浆擦缝面层: 30mm厚1:3干硬性水泥砂浆,面上撒2mm厚素水泥 水泥浆结合层一道结构层:100mm厚现浇混泥土楼板 抹灰层:10mm厚混合砂浆 合计 3.83 KN/m2(2) 屋面及楼面的可变荷载标准值不上人屋面均布活荷载标准值 0.5KN/m2楼面活荷载标准值 2.0KN/m2屋面雪荷载标准值 0.4KN/m2(3) 梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算600mm高横纵框架梁: 0.30m0.60m25KN/m3+(0.50m2+0.30m)0.0217KN/m32=9.88KN/m2框架柱: 0.40m0.40m25KN/m3+0.40m40.0217KN/m3=4.544KN/m2墙重量: 18KN/m30.24m+0.022m17KN/m3=5KN/m3木门重量: 0.2KN/m2铝合金窗: 0.4KN/m2集中于屋盖平面处的质点重量G4楼面活载(50) 0.52.0756KN=756KN屋面恒载 5.5756KN=4158KN600mm高横向框架 4.94N/m218m12m=1067.04KN600mm高纵向框架梁 4.94N/m242m4m=829.92KN女儿墙 5m2KN/m2(18m+42m)=600KN墙重 (18m2+15m10+42m3+42m7.2m2)0.24KN/m2(3.0m0.6m)0.718KN/m2=719.95KN柱: 48(3.0m0.1m)4.544KN/m2=316.26KN合计 G4=8447.17KN集中于三二层顶盖处的质点质量G3、G2楼面活载 0.52.0756KN=756KN楼面恒载 5.5756KN=4158KN600mm高横向框架 4.94N/m218m12m=1067.04KN600mm高纵向框架梁 4.94N/m242m4m=829.92KN墙重 (18m2+15m10+42m3+42m7.2m2)0.24KN/m2(3.0m0.6m)0.718KN/m2=1439.9KN柱: 48(3.0m0.1m)4.544KN/m2=316.26KN合计 G3=G2=8567.12KN集中于一层顶盖处的质点质量G1楼面活载 0.52.0756KN=756KN楼面恒载 5.5756KN=4158KN600mm高横向框架 4.94N/m218m12m=1067.04KN600mm高纵向框架梁 4.94N/m242m4m=829.92KN墙重 (18m2+15m10+42m3+42m7.2m2)0.24KN/m2(3.9m0.6m+(3.0m0.6m)0.718KN/m2=1709.87KN柱: 48(4.85m0.1m)4.544KN/m2=518.02KN合计 G1=9036.87KN2.框架梁柱的线刚度计算对于中框架梁取I=2I0(1)左边梁:i左边梁=EI/l=3.0107KN/m21/120.3m(0.6m)3/7.5m=4.32104KNm(2)中跨梁:i中跨梁=EI/l=3.0107KN/m21/120.3m(0.6m)3/3m=10.8104KNm(3)右边梁:i右边梁=EI/l=3.0107KN/m21/120.3m(0.6m)3/6.6m=4.32104KNm (4)底层柱(A-D轴):i底柱=EI/l=3.0107KN/m1/12(0.4m)4/4.85m=1.32104KNm (5)其余各层柱;i其余层柱= EI/l=3.0107KN/m1/12(0.4m)4/3.0m=2.13104KNm3.移刚度D见表3.3.1和表3.3.2。 由于左右对称只算A、B柱。表3.3.1 横向2-4层D值计算构件名称=ib/2icc=/2+D=cic12/h2/(KN/m)A/D轴柱24.32104KN/m/(22.13104KN/m)=2.030.50414313.6B/C轴柱2(4.32104KN/m +10.8104KN/m/(22.13104KN/m)=7.10.7822152D=14313.6KN/m2+22152KN/m2=72931.2KN/m表3.3.2 横向底层D值计算构件名称=ib/2icc=+0.5/2+D=cic12/h2/(KN/m)A/D轴柱24.32104KN/m/(21.32104KN/m)=3.270.7154814.8B/C轴柱(4.32104KN/m +10.8104KN/m)/(1.32104KN/m)=11.450.888 5979.8D=4814.4KN/m2+5979.8KN/m2=21589.2KN/m4、横向水平地震荷载作用下框架结构的内力和侧移计算4.1 横向自振周期的计算地震作用的计算即地震荷载的计算。按建筑抗震设计规范(GB50011-2010)规定,本设计的结构底部总剪力(即总地震荷载)可以按公式FEK=a1Geq来计算,其中a1=amax(Tg/T1)0.9,横向自振周期计算如下图。(1) 横向自振周期的计算表4.1.1 自振周期表 层次各层重量/KN总重量/KN 层间刚度 4 8447.17 8447.17 875174.4 0.010 0.191 3 8567.12 17014.29 875174.4 0.019 0.181 2 8567.12 25581.41 875174.4 0.029 0.162 1 9036.85 34618.26 250970.4 0.133 0.133注:上式中,对于民用建筑T=0.60.8,本设计取T=0.7;对于第二组地震分组和类场地取特征周期Tg=0.4s。(2) 水平地震作用及楼层地震剪力计算本设计的建筑为7度地震烈度,地震影响系数amax=0.08,则相应于基本自振周期的a1值为:a1=amax (Tg/T1)0.9=0.08x(0.56/0.52)0.9=0.072所以结构总水平地震作用值:FEK=a1Geq=0.072x0.85x34618.26=2059.79KN因为T11.4 Tg,故不需考虑顶部附加地震作用。Sn =0则各质点的水平地震作用按下式计算为:表4.1.2 剪力分配层次层高/m高度/m重量/KNGiHi /GjHjFi剪力Vi43.013.858447.170.364665.79665.7933.010.858567.120.290530.441196.2323.07.858567.120.209382.281578.5114.854.859036.850.137250.591829.104.2 水平地震荷载作用下的唯一验算根据建筑抗震设计规范(GB50011-2010)的要求,本结构需进行多遇地震作用下的抗震变形验算,要对结构的变形加以限制,使其层间弹性位移以及结构顶点位移不超过一定的限值,其结构变形验算。对于钢筋混凝土框架结构,其层间弹性位移限值为U/hi1/550表4.2.1 结构变形计算层次剪力Vi刚度DiUi=Vi/DiUi/hiUi4655.79 875174.40.0007610.00601931196.23875174.40.0013670.00525821578.51875174.40.0018040.00389111829.10 259070.40.0020900.002090由上表可知,结构层间相对位移Ui/hi小于1/550。故其层间弹性为以满足要求。顶点位移,满均足要求。4.3 地震荷载作用下框架内力计算(1)由底部剪力法计算出来的每层的地震剪力,按照每榀框架的刚度比值分配到每榀框架上,现以KJ-8为例,其内力计算如下:每层地震剪力分配如下表一般层 Di/D=(14313.6+22152)x2/875174.4=0.083底层 Di/D=(4814.8+5979.8)x2/259070.4=0.083表4.3.1 剪力分配表层次Vim= Vi/Di/DA、D柱B、C柱455.2610.8516.78399.2919.4930.162131.0225.7139.801151.8233.8642.05(2) 柱的反弯点高度计算及柱端弯矩计算见下表。表4.3.2 柱端弯矩计算表层次柱号KY0YY2Y3YViM下M上4n=4,j=4A D2.30.450000.4510.8514.6517.90B C7.10.450000.4516.7822.6527.693n=4,j=3A D2.30.460000.4619.4926.9031.57B C7.10.500000.5030.1645.2445.242n=4,j=2A D2.30.500000.5025.7138.5738.57B C7.10.500000.5039.8059.7059.701n=4,j=1A D3.270.550000.5533.8672.6359.42B C11.450.500000.5042.0582.0082.00(3)梁端弯矩计算根据节点平衡来计算框架的剪力根据框架弯矩,通过对梁或柱取脱离体,求某一点,则可求得梁端的柱端剪力。框架的轴力图即柱轴力图,根据框架剪力,取节点脱离体,求,则可求得柱的轴力。(4)水平地震作用下的框架内力图 弯矩图、剪力图及柱轴力图如下所示(内力是对称的)图4.3.3 地震弯矩图图4.3.4 地震剪力图图4.3.5 地震轴力图5、横向风荷载作用下框架结构的内力 5.1 设计资料基本风压是W0=0.4 KN/m,由建筑结构荷载规范查得us=0.8(迎风面)和us=0.5(背风面)。地面粗糙程度为B类,H/B=13.85/18=0.751.5。建筑结构荷载规范规定,对于高度大于30m且高宽比大于1.5的房屋结构,应采用风振系数来考虑风压脉动的影响。本设计房屋高度小于30m,所以可以不考虑风压脉动。取8轴横向框架,其负载宽度为3.6m。沿房屋高度分布风荷载标准值为Wk=zusuzwo,为了简化计算,作用在外墙面上的风荷载可近似用作在屋面梁和楼面梁处的等效集中荷载替代。作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值Wk=zusuzwo(hi+hj)B/2式中 wo基本风压,wo=0.4KN/m2 uz风压高度变化系数us风荷载体型系数z风振系数,基本自振周期对于混凝土框架结构可用T1=0.08n(n为建筑层数)估算,由于h30m,所以不考虑风压脉动,统一取z=1.0hi下层柱高hj上层柱高B迎风面宽度,取B=3.3m表5.1.1 风荷载标准值计算层次uzzuswo(KN/m2)Z/mA/m2Wk/KN41.081.01.30.412.94.86 3.0731.01.01.30.49.910.86.3221.01.01.30.46.910.86.3211.01.01.30.43.911.886.955.2 框架在风荷载作用下侧移的计算第一层的层间测移值求出以后,就可以计算各楼板的侧移值,各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之后,顶点侧移是所有各层层间侧移之后。J层侧移: ui=uj(j从1加到j)顶点侧移: u=uj(j从1加n)D=D边柱x2+D中柱x2表5.2.1 风荷载侧移计算层次Wj/KNVj/KND(KN/m)uj/muj/h4 3.0713.9 875174.43.65 x10-40.97 x10-436.3220.6875174.44.75 x10-41.63 x10-426.3227.3875174.45.53 x10-41.75 x10-416.9534.42 259070.49.86 x10-41.97 x10-4侧移验算:1.97 x10-41/550=1.82x10-3(满足要求)5.3 风荷载下的横向框架内力计算柱下端弯矩 Mbij=yhV柱下端弯矩 Muij=(1-y)hV根据节点力平衡可求的梁端弯矩Mlb=ilb/ ilb+ irb(Mbc+ Mtc)Mrb=irb/ ilb+ irb(Mbc+ Mtc) 表5.3.1 风荷载下内力计算 层次柱号 K D/10-4Viy0y1y2y3y4 v=24.64 n=7 j=4A、D2.30.5041.430.600.450000.45B、C7.10.782.220.930.450000.453 v=30.44 n=7 j=3A、D2.30.5041.431.840.460000.46B、C7.10.782.222.850.500000.502 v=36.24 n=7 j=2A、D2.30.5041.433.080.500000.50B、C7.10.782.224.770.500000.501 v=42.74 n=7 j=1A、D3.270.7150.484.450.550000.55B、C11.450.8880.66.880.500000.50根据节点力平衡来计算框架剪力根据框架弯矩,通过对梁或柱取脱离体,求某一点M=0,则可以求出梁端弯矩。框架轴力图即柱的轴力图,根据框架剪力,取节点脱离体,求Y=0,即可求出柱的轴力。图5.3.2 风载弯矩图图5.3.3 风载剪力图图5.3.4
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