大学行政办公楼毕设(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:华东职业技术学院行政楼设计II、毕 业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求:建筑要求:满足中等规模高等职业教育办学需求,设计学院办公楼一幢,建筑面积约4500M2左右。层数56层,设电梯两部,一层高4.2m,其余层高3.6m。资料室、会议室、办公室公室等用房数量可按需设定。结构要求:钢筋混凝土框架结构,墙体采用普通砖,现浇钢筋混凝土楼板。自然条件:气温温和,年最高温39.8摄氏度,最低温-8摄氏度。相对湿度为75。基本雪压0.40kN/m2。 全年为西北风,基本风压为0.40kN/m2 拟建场地内地势平坦,地面标高为35.5m。自地表向下依次为:杂填土(0.5m); 亚粘土(5.5m),密实;细砂(5.0m),密实,饱和。地基承载力 f250kN/m2。抗震设防裂度7度。类场地。地下水位标高22.5m,水质无侵蚀,地表水位标高34.5m。施工条件:各建筑公司均可承担施工任务,技术、机械吊装设备等都能满足要求。III、毕 业设计(论文)工作内容及完成时间:4-5周:查阅并收集与课题有关的毕设资料,完成开题报告和科技文献翻译。6周:在熟悉课题的基础上,认真学习相关的资料和规范;进行建筑空间及构造方案的确定。7-8周:绘制建筑施工图(平、立、剖面、总平面及构造详图),上交小样图;进行结构布置09周:荷载计算(进行屋面及各层楼面荷载计算等)。10周:框架结构内力计算(选取一榀典型框架,手工进行内力分析)11周:内力组合计算; 配筋及变形计算(梁、柱配筋计算)12周:基础及其他构件设计(基础配筋、现浇楼梯、雨蓬、檐口、悬挑、梁板设计计算等)13-14周:用PKPM软件进行结构计算和复核及结构施工图绘制15周:撰写和整理设计计算书、打印图纸等设计文件,准备答辩。 、主 要参考资料:1.李必瑜.房屋建筑学.武汉:武汉工业大学出版社,20022.吴培明.混凝土结构.武汉:武汉工业大学出版社,20023.宋天齐.多高层建筑结构设计.重庆:重庆大学出版社,20014.赵明华.土力学与地基基础.武汉:武汉工业大学出版社,2001,85.翁如壁.现代办公楼设计.北京:中国建筑工业出版社,1997,36.曾昭豪.新编混凝土结构设计手册.北京:中国建筑工业出版社,2004,17.GB50009-2001建筑结构荷载规范.北京:中国建筑工业出版社,20018.GB50010-2002混凝土结构设计规范.北京:中国建筑工程出版社,20029.罗国强等.钢筋混凝土各种受力构件满足裂缝宽度要求的配筋计算J.建筑结构,1990(1)10 金新阳.新旧规范计算钢筋混凝土构件配筋的比较J.建筑结构,2004,12(1)11.Z.S.Makowski.Analysis,design and construction of double-layer grids,London,198112.Masonry-reinforced of practice of design calculation,ISO/TC179/SC2 N46,1995 土木建筑 学院 土木工程 专业类 班 学生(签名): 日期: 自 2015 年 3 月 23 日至 2015 年 6 月 20 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): 2毕业设计(论文)开题报告题目华东职业技术学院行政办公楼设计专 业 名 称 土木工程班 级 学 号 111111班 11111128学 生 姓 名 徐中青 指 导 教 师 王悦亲二O一五年三月一、选择该课题的依据及意义1、选题的依据本次所选的设计,符合我大学四年所学专业基础课和专业课知识。此次毕业设计将是综合之前学校组织安排的实习和相关课程设计及课本知识的一种系统融合。通过这次毕业设计对我大学期间所学的知识起到一个系统的总结作用,通过自己对在熟悉任务书的基础上比较同类建筑,查阅,搜集有关设计资料可以把我在大学四年所学到的知识得以综合的应用,提高综合知识的应用能力和独立解决问题的能力,对所学过的知识得以系统的深化。并养成我独立解决建筑设计,结构设计的内容和步骤,及掌握建筑施工图结构施工图绘制的方法,为今后工作打下良好的基础。总之本课题是比较适合自己的,是我大学阶段所有知识的一次综合利用,可以复习和巩固自己所学的知识。 此外,行政办公楼设计相比其他建筑设计比较难一点,考虑的地方会多一点,不想旅馆那样每个房间的设计几乎都差不多,行政办公楼里的房间使用功能不一样,所以设计的也要格局不同。通过这次设计,我想多了解下行政办公楼的构造,有益于我以后的发展方向,所以我选择了这个课题。2、选题的意义随着社会的不断发展和人们物质生活水平的提高,框架结构(住宅、公共建筑)将会得到较大发展。由于框架结构具有空间大,平面灵活多样的特点,满足了人们不断追求使用个性化的要求。 我选择的毕业设计的题目是华东职业学院办公楼框架设计。学校办公楼有其自身的特殊性,不仅要满足正常的教师办公的功能要求,而且也是学校的行政中心和学校的形象窗口。在结构方案选择上,我采用的是钢筋混凝土框架结构体系,框架结构具有传力明确,结构布置灵活,抗震性和整体性好的优点,其整体性和抗震性均好于砌体结构,同时可以提供较大的使用空间,也可以构成丰富多变的立面造型。框架结构可通过合理的设计,使之具有良好的延性,成为延性框架,在地震作用下,这种延性框架结构具有良好的抗震性能。在完成本次毕业设计过程中,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。还需要我们更好的了解国内外建筑设计的发展的历史,现状及趋势,更多的关注这方面的学术动态,以及我们在以后的土木工程专业发展的方向。同时积极,独立的完成本次毕业设计也是为今后的实际工作作出的必要的准备。 通过这个设计可以巩固和研究我大学四年的所学的知识,能够发挥我的专长来达到学以致用的境界。另外在大量出现的钢筋混凝土的框架结构的情况下,多层混凝土的框架结构办公楼设计也有很多意义的,多层混凝土的框架结构能够大大的满足我们对办公室的使用要求。通过各种研究方法来利用这种结构优点,并研究和改善他们,来满足我们的要求。同时毕业设计是学生在毕业前半年的最后学习和综合训练的实践性学习环节,是学习深化、拓宽、综合教学的重要过程;是学生学习、研究与实践成果的全面总结;是学生综合素质与实践能力培养效果的全面检验;是学生毕业及学位资格认定的重要依据;也是衡量高等教育质量和办学效益的重要评价内容 。所以我们每一个毕业生都应该认真的努力完成自己的毕业设计,使自己成为社会需要的人才。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。(二)办公楼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。(三)小结进入当代社会,随着经济的快速发展,人们对办公楼的要求也越来越高,使得传统的木质、砖混结构的办公楼已不能满足现代办公的需求。而钢筋混凝土框架结构的出现则突破了这些局限性: 一方面,框架结构以梁柱承重的特点使平面布置更加灵活: 另一方面,梁柱本身结构类型和布置位置也可以灵活选定,比如柱子可以选用L型、T 型、十字型等类型,如此可以使整个立面更加富于变化: 再则,通过合理设计,框架结构可以做成延性框架,延性框架的抗震性能好,可承受较大侧向变形。由此可见,办公楼的发展趋势是你我不可预见的,所以作为每一个建筑人,我们只有与时俱进的不断提高自己的专业水平,才能应付到时代的需求所给出的挑战,才能在建筑行业有所作为。三、设计内容及设计方案:本工程根据设计任务书设计一办公楼,根据地质情况及各种荷载情况设计建筑物的基础,根据荷载和建筑布局设计建筑物主体各层结构,设计梁柱的尺寸及配筋、板厚及配筋,根据气象条件设计建筑物的地下防水防潮、屋面的防水、保温与隔热,使其达到“实用、安全、经济、美观”的要求。设计内容:(1) 建筑方案设绘出主要平面,立面,剖面图,标明尺寸。(2) 建筑施工图设计平面图:底层平面,标准层平面,顶层平面;立面图:主立面,背立面,侧立面;剖面图:主要剖面,楼梯剖面;详图:需要详细说明的节点;总平面图,门窗表,建筑设计说明。(3) 结构施工图基础平面图和基础详图;楼面,屋面结构平面图及节点详图;框架梁柱配筋图节点详图;部分结构构件详图;设计方案:在建筑方面,本着适用、安全、经济、美观设计原则。本办公楼设计为5层。平面图大致是矩形且对称,但是局部是有变化的。本着先平面后立面最后剖面设计的原则进行设计。其步骤如下:轴网尺寸布置绘制底层平面图绘制标准层和不同于标准层的平面图顶层平面图,屋顶平面图正立面图背立面图侧立面图一榀框架剖面图和楼梯剖面图在结构方面,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,抗震等级为三级,因此需要抗震设计计算。结合所学过的知识、通过查阅参考资料初步设计,再交指导老师审查,审查通过后,利用AutoCAD、天正、PKPM和手工完;结构部分计算的大概步骤:初估梁柱截面尺寸荷载计算;地震作用下的侧移验算风荷载作用下的侧移验算竖向荷载作用下;框架梁柱配筋板的配筋计算;楼梯配筋基础的设计及配筋计算;四、 目标、主要特色及工作进度目标:在规定的时间里完成毕业设计,争取做出一篇优秀的毕业设计。并通过这次毕业设计,把大学期间所学到的知识得以综合的运用与加固,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: 56周,查阅并收集与课题有关的毕设资料,完成开题报告和科技文献翻译。 7 周,在熟悉课题的基础上,认真学习相关的资料和规范;进行建筑空间及构造方案的确定。 89周,绘制建筑施工图(平、立、剖面、总平面及构造详图),上交小样图;进行结构布置。 10 周,荷载计算(进行屋面及各层楼面荷载计算等)。 1112周,框架结构内力计算(选取一榀典型框架,手工进行内力分析)。 1314周,内力组合计算;配筋及变形计算(梁、柱配筋计算)。 15 周,基础及其他构件设计(基础配筋、现浇楼梯、雨篷、檐口、悬挑、梁板设计计算等)。 16 周,PKPM计算复核及结构施工图绘制。 17周,撰写和整理设计计算书、打印图纸等设计文件,准备答辩。五、参考文献1. 李必瑜.房屋建筑学. 武汉:武汉工业大学出版社,2002.2. 吴培明.混凝土结构. 武汉:武汉工业大学出版社,2002.3. 宋天齐. 多高层建筑结构设计. 重庆:重庆大学出版社,2001.4. 赵明华. 土力学与地基基础. 武汉:武汉工业大学出版社,2001,8.5. 翁如璧. 现代办公楼设计. 北京:中国建筑工业出版社,1997,3.6. 曾昭豪. 新编混凝土结构设计手册. 北京:中国建筑工业出版社,2004,1.7. GB50009-2001.建筑结构荷载规范. 北京,中国建筑工业出版社,2001.8. GB50010-2002.混凝土结构设计规范. 北京:中国建筑工业出版社,2002.9. 罗国强等.钢筋混凝土各种受力构件满足裂缝宽度要求的配筋计算J. 建筑结构,199010. 金新阳.新旧规范计算钢筋混凝土构件配筋的比较J.建筑结构,2004,12(1). 11. Z.S.Makowski.Analysis,design and construction of double-layer grids,London,1981.12.Masonry-reinforced of practice of design calculation,ISO/TC179/SC2 N46,1995 南昌航空大学学士学位毕业设计毕业设计(论文)题 目: 华东职业技术学院行政办公楼设计 学 院: 土木建筑学院专业名称: 土木工程班级学号: 111111班 11111128学生姓名: 徐中青指导教师: 王悦亲二O一五年六月毕业设计(论文)任务书I、毕业设计(论文)题目:华东职业技术学院行政办公楼设计II、毕 业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求:建筑要求:满足中等规模高等职业教育办学需求,设计学院办公楼一幢,建筑面积约4500M2左右。层数56层,设电梯两部,一层高4.2m,其余层高3.6m。资料室、会议室、办公室公室等用房数量可按需设定。结构要求:钢筋混凝土框架结构,墙体采用普通砖,现浇钢筋混凝土楼板。自然条件:气温温和,年最高温39.8摄氏度,最低温-8摄氏度。相对湿度为75。基本雪压0.40kN/m2。 全年为西北风,基本风压为0.40kN/m2 拟建场地内地势平坦,地面标高为35.5m。自地表向下依次为:杂填土(0.5m); 亚粘土(5.5m),密实;细砂(5.0m),密实,饱和。地基承载力 f250kN/m2。抗震设防裂度7度。类场地。地下水位标高22.5m,水质无侵蚀,地表水位标高34.5m。施工条件:各建筑公司均可承担施工任务,技术、机械吊装设备等都能满足要求。III、毕 业设计(论文)工作内容及完成时间:4-5周:查阅并收集与课题有关的毕设资料,完成开题报告和科技文献翻译。6周:在熟悉课题的基础上,认真学习相关的资料和规范;进行建筑空间及构造方案的确定。7-8周:绘制建筑施工图(平、立、剖面、总平面及构造详图),上交小样图;进行结构布置09周:荷载计算(进行屋面及各层楼面荷载计算等)。10周:框架结构内力计算(选取一榀典型框架,手工进行内力分析)11周:内力组合计算; 配筋及变形计算(梁、柱配筋计算)12周:基础及其他构件设计(基础配筋、现浇楼梯、雨蓬、檐口、悬挑、梁板设计计算等)13-14周:用PKPM软件进行结构计算和复核及结构施工图绘制15周:撰写和整理设计计算书、打印图纸等设计文件,准备答辩。 、主 要参考资料:1.李必瑜.房屋建筑学.武汉:武汉工业大学出版社,20022.吴培明.混凝土结构.武汉:武汉工业大学出版社,20023.宋天齐.多高层建筑结构设计.重庆:重庆大学出版社,20014.赵明华.土力学与地基基础.武汉:武汉工业大学出版社,2001,85.翁如壁.现代办公楼设计.北京:中国建筑工业出版社,1997,36.曾昭豪.新编混凝土结构设计手册.北京:中国建筑工业出版社,2004,17.GB50009-2001建筑结构荷载规范.北京:中国建筑工业出版社,20018.GB50010-2002混凝土结构设计规范.北京:中国建筑工程出版社,20029.罗国强等.钢筋混凝土各种受力构件满足裂缝宽度要求的配筋计算J.建筑结构,1990(1)10 金新阳.新旧规范计算钢筋混凝土构件配筋的比较J.建筑结构,2004,12(1)11.Z.S.Makowski.Analysis,design and construction of double-layer grids,London,198112.Masonry-reinforced of practice of design calculation,ISO/TC179/SC2 N46,1995 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 20 日指导教师(签名): 助理指导教师(并指出所负责的部分): 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引用的内容外,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有关数据库进行检索,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文。 作者签名: 日期:导师签名: 日期:华东职业技术学院办公楼设计学生姓名:徐中青 班级:111111班 指导老师:王悦亲摘要:本工程为华东职业技术学院办公楼,整个建筑为6层,该建筑总高为25.2m,东西长48m,南北长15m,总建筑面积约4500m,建筑高度22.2m,6层高,底层层高4.2m,标准层及以上为3.6m。本设计贯彻“实用、安全、经济、美观”的设计原则。按照建筑设计规范,认真考虑影响设计的各项因素,本设计主要进行了结构方案中横向框架第4轴抗震设计。在确定框架布局之后,先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期,进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小,进而求出在水平荷载作用下的结构内力(弯矩、剪力、轴力)。接着计算竖向荷载(恒载及活荷载)作用下的结构内力。是找出最不利的一组或几组内力组合。 选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计。完成了平台板,梯段板,平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。对楼板进行了配筋计算,本设计采用柱下独立基础和联合基础,对基础进行了受力和配筋计算。整个结构在设计过程中,严格遵循相关的专业规范的要求,参考相关资料和有关最新的国家标准规范,对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之,适用、安全、经济、使用方便是本设计的原则。设计合理可行的建筑结构方案是现场施工的重要依据。 关键词: 框架结构,抗震设计,荷载计算,内力计算,计算配筋 指导老师签名: Office building design of East China Career Technical CollegeStudent Name: xu zhong qing Class:Class 111111Instructor:wang yue qing ,shuai mei xin Abstract: this project is the office building of East China Institute of technology, the whole building for 6 layer, the total height of the building is 25.2m. Things 48m long, 15 meters long from north to south, with a total construction area of about 4500 m l, the height of the building of 22.2m, six storey, the bottom storey 4.2m, standard layer and above is 3.6m.The design and implementation of the practical, safe, economical and beautiful design principle. According to the architectural design specification, the design of the main factors, the design of the main structure of the horizontal frame fourth axis seismic design. After determining the frame layout of the first layer between the representative value of the load calculation, and then demand the use of vertex displacement from the earthquake cycle, then according to the bottom shear method to calculate the horizontal seismic load under size, then calculated under the action of horizontal load structure internal force (bending moment, shearing force and axial force). Then the internal force of the structure under the vertical load (constant load and live load) is calculated. Is to find the most unfavorable combination of a group or a few groups of internal forces. Select the most secure results for calculation of reinforcement and drawing. In addition, the design of the indoor stairs in the structure scheme is also carried out. The internal force and reinforcement of the platform plate, the ladder section plate and the platform beam are calculated and the construction drawing is drawn. The calculation of the reinforcement of the floor slab is carried out, and the foundation and the foundation of the column are used.The entire structure in the design process, strictly abide by the relevant professional standard, reference to relevant information about the latest national standards, each link of the design of comprehensive scientific consideration. In short, the application, safety, economy, ease of use is the principle of this design. The reasonable and feasible construction scheme is the important basis for field construction. Keywords: frame structure, seismic design, load calculation, internal forcecalculation, calculation reinforcementInstructor signature:目录前言11 工程概况2 1.1 工程名称2 1.2 建筑设计资料2 1.3 设计依据2 1.4 基本数据22 结构布置及计算简图4 2.1 确定结构体系4 2.2 梁柱截面确定43 屋盖、楼盖设计6 3.1 屋面板设计6 3.2 楼面板的设计84 重力荷载计算115 框架测移刚度计算14 5.1 梁和柱的线刚度计算146 横向水平地震荷载作用下框架结构的内力和测移计算15 6.1 横向自振周期的计算15 6.2 水平地震作用及楼层地震剪力的计算15 6.3 水平地震荷载作用下的唯一验算16 6.4 地震荷载作用下框架内力计算177 横向风荷载作用下框架结构的内力20 7.1 风荷载作用下的基本信息20 7.2 风荷载下的横向框架内力计算22 7.3 柱端弯矩计算(设风荷载从左向右作用)22 7.4 梁端弯矩、柱轴力计算238 竖向荷载作用下框架结构的内力计算25 8.1 横向框架内力计算259 荷载组合及调整3610 截面设计46 10.1 梁的配筋计算46 10.2 柱的配筋计算4911 楼梯设计53 11.1 楼梯设计资料:53 11.2 第一层楼梯设计53 11.3 标准层楼梯设计5612 基础设计 6012.1 A轴柱基础设计60 11.2 B,C柱联合基础设计63参考文献66致谢67前言毕业设计是教学过程的最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节,是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。本组毕业设计题目为华东职业技术学院行政办公楼设计。在毕设前期,我温习了结构力学、钢筋混凝土、建筑结构抗震设计等知识,并借阅了抗震规范、混凝土规范、荷载规范等规范。在毕设中期,我通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计并积极请教指导老师。特别是毕业设计期间工作比较忙,在毕业设计方面存在的一些问题没有及时的处理。在毕设后期,主要进行设计手稿的电脑输入,并得到老师和同学们在毕设中的指导批正,使我在自我所学的基础上完成了任务,在此表示衷心的感谢。毕业设计的将近四个月里,在指导老师的帮助下,经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译,加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进行内力组合的计算时,进一步了解了Excel、Word。在绘图时熟练掌握了AutoCAD,以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大,在计算过程中以手算为主,辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限,难免有不妥和疏忽之处,敬请各位老师批评指正。1工程概况1.1工程名称华东职业技术学院行政办公楼1.2建筑设计资料建筑面积约4500平方米;建筑层数6层,首层高4.2米,其余层3.6米,室内外高差0.45米,建筑物总体呈长方形,如下图1.1。图1.1 1.3设计依据现行的设计规范,规程及标准:建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068-2001)建筑结构荷载规范(GB50009-2001)建筑抗震设计规范(GB50011-2010)凝土设计规范(GB50010-2010)筑地基基础设计规范(GB50007-2011)1.4基本数据(1)工程地质报告摘要采用柱下独立基础和柱下联合基础,持力层为两层。(2)地质条件a.杂填土,0.5米厚;b.亚粘土,5.5米厚,密实;c.细砂,5米,密实,饱和,地基承载力250kN/m;d地下水位标高22.5米,水质无侵蚀,地表水位标高34.5米。(3)抗震要求地震设防烈度7度,抗震等级3级,设计地震分组第一组,类场地。气象条件、基本风压0.4kN/m基本雪压0.4kN/m活载屋面为上人屋面,活载为2 kN/m;楼面:办公室2 kN/m,走廊3.5 kN/m。662结构布置及计算简图2.1确定结构体系本工程采用框架结构,楼盖及屋盖均采用现浇整体式钢筋混凝土楼板;框架梁柱混凝土强度采用C30(=14.3N/mm,=1.43N/mm),墙体采用240mm厚的粘土砖,楼板混凝土强度采用C30。2.2梁柱截面确定(1)横向框架梁a.截面高度框架梁的高度可按照高跨比来确定,即梁高h=(1/151/10)L=(1/151/10)6300=420630(mm)故取h=500mmb.截面宽度b=(1/31/2)h=(1/31/2)500=166250(mm)根据建筑抗震设计规范b200,故取b=250mm(2)纵向框架梁a.截面高度h=(1/151/10)L=(1/151/10)4200=280420(mm)故取h=500mmb.截面宽度b=(1/31/2)h=(1/31/2)500=166250(mm)根据建筑抗震设计规范b200,故取b=250mm(3)框架柱按轴心受压公式轴压比计算该框架结构的抗震等级为三级,其轴压比限值为0.85;各层的重力荷载代表值近似取14kN/m。中柱:N=1.25144.26.36=2778kNB478mm根据建筑抗震设计规范b400mm,故取b=500mm.边柱:N=1.3144.26.3/26=1445kNB345mm同理可取b=500mm.(4)框架梁布置图取4轴框架 图2.1、4轴框架简图3屋盖、楼盖设计3.1屋面板设计为了满足板的刚度要求,板的厚度不得小于Lo/40=3300/40=82.5mm,取板厚100mm。(1)屋面荷载结构层: 100mm厚现浇混凝土屋面板 250.1=2.5 kN/m一道找平层: 15mm厚1:3水泥砂浆0.01520=0.3 kN/m保温层: 100mm厚聚苯乙烯泡沫0.50.1=0.05 kN/m二道找平层: 15mm厚1:3水泥砂浆0.01520=0.3 kN/m防水层: 三油四毡0.4 kN/m面层: 20厚1:3水泥砂浆0.0220=0.4 kN/m顶棚: 20厚1:3水泥砂浆0.0220=0.4 kN/m =4.35 kN/m 活荷载标准值由恒载控制:S=1.354.35+1.40.72=7.84 kN/m由活载控制:S=1.24.35+1.421.0=8.02 kN/m(2)屋面板设计a.区格板A 根据得, 即 求得 则 b.区隔板B 根据 求得 则 (3)配筋计算截面有效高度板底钢筋选用8短边方向跨中截面:=100.20.8/2=76mm长边方向跨中截面:=100-20-8-8/2=68mm支座截面:=100-20-8/2=76mm截面弯矩设计值A区格板跨中截面弯矩折减20%A-A支座弯矩折减20%对于B区格板=3.3/6.3=0.521.5,跨中截面及楼板边缘起的第二支座截面弯矩折减20%。近似取内力系数r=0.9,因此=m/0.9=m/270=m/243表3.1、屋面板配筋表截面(mm)M(kN/m)(mm)配筋实配跨中A区格板长方向680.560.8=0.45278200251短方向761.050.8=0.84458200251B区格板长方向680.70.81=0.57348200251短方向762.630.8=2.11148200251支座A-A762.10.8=1.68918200251B-B765.260.8=4.202278200251C-C761.420.8=1.144982002513.2楼面板的设计为了满足板的刚度要求,板的厚度不得小于/40=3300/40=82.5mm,取板厚100mm。楼面荷载结构层: 100mm厚现浇混凝土屋面板 250.1=2.5 kN/m找平层: 15mm厚1:3水泥砂浆0.01520=0.3 kN/m面层: 20厚1:3水泥砂浆0.0220=0.4 kN/m瓷砖面层: 0.55kN/m顶棚: 20厚1:3水泥砂浆0.0220=0.4 kN/m =4.15kN/m 楼面活载:办公室2.0 kN/m 走廊2.5 kN/m荷载设计值办公室:由恒载控制S=1.35 4.15+1.40.72=7.56 kN/m 由活载控制S=1.24.15+1.41.02=7.78 kN/m走廊:由恒载控制S=1.354.15+1.40.72.5=8.05 kN/m由活载控制S=1.24.15+1.41.02.5=8.48 kN/m(2)楼面板设计 a.区格板A n=/=1.38 =(1/n)2=0.53 根据得, 求得 则 b.区隔板B 根据得, 求得 则 (3)配筋计算截面有效高度板底钢筋选用8短边方向跨中截面:=100.20.8/2=76mm长边方向跨中截面:=100-20-8-8/2=68mm支座截面:=100-20-8/2=76mm截面弯矩设计值A区格板跨中截面弯矩折减20%A-A支座弯矩折减20%对于B区格板=3.3/6.3=0.521.5,跨中截面及楼板边缘起的第二支座截面弯矩折减20%。近似取内力系数r=0.9,因此=m/0.9=m/270=m/243表3.2、楼面表配筋表截面(mm)M(kN/m)(mm)配筋实配跨中A区格板长方向680.590.8=0.47298200251短方向761.110.8=0.88458200251B区格板长方向680.690.8=0.55348200251短方向762.550.8=2.041148200251支座A-A762.220.8=1.77918200251B-B765.10.8=4.082278200251C-C761.380.8=1.1046082002514重力荷载计算1、屋面及楼面的永久荷载标准值屋面(上人)结构层: 100mm厚现浇混凝土屋面板 250.1=2.5 kN/m一道找平层: 15mm厚1:3水泥砂浆0.01520=0.3 kN/m保温层: 100mm厚聚苯乙烯泡沫0.50.1=0.05 kN/m二道找平层: 15mm厚1:3水泥砂浆0.01520=0.3 kN/m防水层: 三油四毡0.4 kN/m面层: 20厚1:3水泥砂浆0.0220=0.4 kN/m顶棚: 20厚1:3水泥砂浆0.0220=0.4 kN/m =4.35 kN/m 结构层: 100mm厚现浇混凝土屋面板 250.1=2.5 kN/m 找平层: 15mm厚1:3水泥砂浆0.01520=0.3 kN/m面层: 20厚1:3水泥砂浆0.0220=0.4 kN/m瓷砖面层: 0.55kN/ m顶棚: 20厚1:3水泥砂浆0.0220=0.4 kN/m =4.15 kN/m22、屋面及楼面的可变荷载标准值屋面: 上人屋面 2.0 kN/m楼面: 办公室 2.0 kN/m 走廊2.5 kN/m3、梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算500mm高框架梁: 0.250.525+0.420.0217+0.250.0217=3.48 kN/m框架柱: 0.50.525+0.540.0217=6.93 kN/m墙重量: 180.24+0.02217=5 kN/m木门重量: 0.2 kN/m铝合金窗: 0.4 kN/m4、重力荷载代表值决定多层框架的地震荷载时,结构的计算简图可以认为是一多质点体系。产生地震荷载的建筑物重量集中于各层的楼盖处,各质点质量还应包括上下各半层范围的恒载,50%的楼面等效均布活载。所有墙体门窗开洞均不考虑,作为安全储备。集中于屋盖平面处的质点质量G6 楼面活载(50%) 0.52.0720=720kN屋面恒载 4.35720=3132kN500mm横向框架梁 3.481515=783kN500mm纵向框架梁 3.48484=737kN女儿墙 1.052(48+15)=630kN填充墙 1/25(48+48+15+15+39.6+33+6.3+12.6+12.6+6.3+12.6+12.6 +12.6+6.3+6.3+12.6+12.6+12.6)=811.5kN柱 1/260(3.6-0.1)6.93=727.7kN楼梯房柱 1/24(603.6-0.1)6.93=37.42kN填充墙 1/25(6.3+6.3+3.3+3.3)=48kN 合计G6=7627kN集中于五、四、三、二层顶盖处的质点质量G5、G4、G3、G1楼面活载 0.52(6.3482)+0.52.5(2.448)=748.8kN楼面恒载 4.15720=2988kN500mm横向框架梁 3.481515=783kN500mm纵向框架梁 3.48484=737kN填充墙 811.52=1623kN柱 1/260(3.6-0.1)6.93=727.7kN 合计G5=G4=G3=G2=7608kN集中于一层顶盖平面处的质点质量G1楼面活载(50%) 0.52(6.3482)+0.52.5(2.448)=748.8kN楼面恒载 4.15720=2988kN500mm横向框架梁 3.481515=783kN500mm纵向框架梁 3.48484=737kN填充墙 1/260(5.15-0.1)6.93=1050kN 合计G1=7004kN各质点的重力荷载代表值如图4.1图4.1、各质点的重力荷载代表值简图5框架测移刚度计算本工程采用程混凝土采用C30,=3.0107kN/m5.1梁和柱的线刚度计算(1)梁的线刚度计算在计算框架梁的惯性矩时,考虑梁为矩形截面。计算框架梁界面的折算惯性距时,对于现浇整体式结构,中框架的折减系数为2,边框架的折减系数为1.5。(2)柱的线刚度计算一般层柱: i=1/120.54/3.6=1.4510-3底层柱: i=1/120.54/5.15=1.0110-3(3)柱的测移刚度D值的计算边框架测移刚度D值如表5.1边跨横向框架梁: i1=1.5 1/120.250.53/6.3=6.210-4 I2=1.5 1/120.250.53/2.4=1.6310-3 中跨横向框架梁: i1=2 1/120.250.53/6.3=8.2710-4 I2=2 1/120.250.53/2.4=2.1710-3表5.1、边框架柱的侧移刚度D值计算表KaD/(kN/m)一般层边柱0.43a=k/2+k =0.180.73104中柱1.55a= k/2+k=0.441.77 104底层边柱0.55a=0.5+k/2+k=0.410.76 104中柱2.00a=0.5+k/2+k=0.631.17 104中框架测移刚度D值表5.2、中框架柱的侧移刚度D值计算表KaD/(kN/m)一般层边柱0.57a=k/2+k =0.220.89104中柱2.07a= k/2+k=0.512.05 104底层边柱0.74a=0.5+k/2+k=0.450.84 104中柱2.68a=0.5+k/2+k=0.681.27 1046横向水平地震荷载作用下框架结构的内力和测移计算6.1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)可以按公式来计算,其中,横向自振周期计算如下表。表6.1、横向自振周期计算表层次各层重量/kN总量/kN层间刚度/(kN/m)=G/D=6762776278648000.0090.20457608152358648000.0180.19547608228438648000.0260.17737608304518648000.0350.15127608380598648000.0440.11617004450636258000.0720.072T1=1.7 ()1/2=0.537=1.40.35=0.49(s)注:上式中,对于民用建筑=0.60.8,本设计取=0.7;对于第一组地震分组和II类场地取特征周期=0.35s。6.2水平地震作用及楼层地震剪力的计算本设计的建筑为7度地震烈度,地震影响系数=0.08,则相应于基本自振周期的a1值为:(/)0.9=0.08(0.48/0.537)0.9=0.074所以结构总水平地震作用值:FEK=a1Geq=0.0740.8545063=2834kN因为T11.4 ,故需考虑顶部附加地震作用。对于多层钢筋混凝土房屋,顶部附加地震作用系数n可以按照特征值及结构的基本周期T1来确定,当0.35s时:=0.08 T1+0.07=0.080.537+0.07=0.113,故附加的集中水平地震作用为:=0.1132834=320.24kN则各质点的水平地震作用按下式计算为表6.2、楼层地震剪力计算表层次层高/m高度/m重量/kN剪力63.623.1576270.274688.77688.7753.619.5576080.231580.681269.4543.615.9576080.189475.101744.5533.612.3576080.146367.012111.5623.68.7576080.1032580922370.4815.155.1570040.056140.772500.256.3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6.3、水平地震荷载作用下结构变形验算层次剪力Vi刚度Di=Vi/Di/6688.778648000.0007962.2110-434.07 10-451269.458648000.0014684.08 10-431.86 10-441744.558648000.0020175.60 10-427.78 10-43211.568648000.0024426.78 10-422.18 10-422370.488648000.0027417.61 10-415.4 10-412511.256258000.0040127.79 10-47.79 10-4由上表可知,结构层间相对位移/均小于1/550=1.8210-3。故其层间弹性为以满足要求。顶点位移34.0710-4/1.5310-31/550=1.8210-3,满足要求。6.4地震荷载作用下框架内力计算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-4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=(8900+20500)2/864800=0.068底层: Di/D=(8400+12700)2/625800=0.067表6.4、地震荷载作用下框架内力计算表层次Vim= Vi/Di/DA、D柱B、C柱646.847.0916.33586.3213.0731.094118.6317.9641.363143.5921.7350.072161.1924.4056.201168.2533.4950.64(2)柱的反弯点高度计算及柱端弯矩计算见下表。表6.5、柱的反弯点高度计算及柱端弯矩计算表层次柱号KY0YY2Y3YViM下M上6n=6,j=6A D0.570.280000.287.097.1518.38B C2.070.400000.4016.3323.5235.275n=5,j=5A D0.570.380000.3813.0717.8829.17B C2.070.450000.4531.0950.3761.564n=4,j=4A D0.570.480000.4817.0931.0333.62B C2.070.500000.5041.3674.4574.453n=3,j=3A D0.570.480000.4821.3637.5540.68B C2.070.500000.5050.0790.1390.13层次柱号KY0YY2Y3YViM下M上2n=2,j=2A D0.570.550000.5524.4048.3139.13B C2.070.500000.5056.20101.16101.161n=1,j=1A D0.740.730000.7333.49129.9146.57B C2.680.570000.5750.64148.65112.14图6.1、地震作用下弯矩图 图6.2、地震作用下剪力图图6.3、图6.3、地震作用下轴力图7横向风荷载作用下框架结构的内力7.1风荷载作用下的基本信息基本风压是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=22.5/15=1.5。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4轴横向框架,其负载宽度为3.3m。沿房屋高度分布风荷载标准值为,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式中 基本风压,=0.4kN/m2 风压高度变化系数风荷载体型系数风振系数,基本自振周期对于赶紧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=1.0下层柱高上层柱高,对顶层取女儿墙的2倍B迎风面宽度,取B=3.3m表7.1、集中风荷载计算表离地高度z/m(kN/m2)/m/mBWk/kN 22.65 1.271.01.30.43.623.36.1019.051.181.01.30.43.63.63.37.2915.451.121.01.30.43.63.63.36.9211.851.041.01.30.43.63.63.36.428.251.001.01.30.43.63.63.36.184.651.001.01.30.44.653.63.37.08图7.1、风荷载作用下内力图框架在风荷载作用下测移的计算见下表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: (j从1加到j)顶点侧移: (j从1加n)D=D边柱2+D中柱2表7.2、框架在风荷载作用下侧移计算表层次/kN/kND(kN/m)/m/h66.106.10588001.04 10-40.289 10-457.2913.39588002.28 10-40.633 10-446.9220.31588003.45 10-40.958 10-436.4226.73588004.55 10-41.26 10-426.1832.91588005.60 10-41.56 10-417.0839.99422009.48 10-41.84 10-4侧移验算:1.84 10-41/550=1.8210-3(满足要求)7.2风荷载下的横向框架内力计算每榀框架的风剪力按柱的刚度比值分配到每一根柱上,最后以D值法求结构内力。表7.3、D值法求结构内力计算表层次柱号KaD/104V1Y0Y1Y2Y3Y6n=6,j=6A D0.570.220.890.920.250000.25B C2.070.512.052.130.4000
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