余超-某企业综合办公楼5_楼设计.doc

华东交通大学理工学院毕业设计华东交通大学理工学院Institute of Technology.East China Jiaotong University 毕 业 设 计Graduation Design （2012 2016年）题 目 某企业综合办公楼5楼设计 分 院： 土木建筑分院 专 业： 土木工程 班 级： 12建工1班 学 号： 20120110010117 学生姓名： 余超 指导教师： 黄海燕 起讫日期： 2015年12月-2016年5月 华东交通大学理工学院毕业设计原创性申明本人郑重申明：所呈交的毕业设计是本人在导师指导下独立进行的研究工作所取得的研究成果。设计中引用他人的文献、数据、图件、资料，均已在设计中特别加以标注引用，除此之外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。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。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。毕业设计作者签名： 日期： 年 月 日毕业设计版权使用授权书本毕业设计作者完全了解学院有关保留、使用毕业设计的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交设计的复印件和电子版，允许设计被查阅和借阅。本人授权华东交通大学理工学院可以将本设计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毕业设计。（保密的毕业设计在解密后适用本授权书） 毕业设计作者签名： 指导教师签名：签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日目 录摘 要 1Abstract 2第一章 设计任务及要求 3 1.1 设计原始资料 4 1.2 建筑设计任务及要求 4 1.3 结构设计任务及要求 4第二章 建筑设计总说明 4 2.1 平面设计 4 2.2 剖面设计 4第三章 结构方案设计说明 5 3.1 结构方案的选择及结构布置 53.2 主要结构材料、截面几何特征 6第四章 结构方案设计算 8 4.1 荷载计算 8 4.2 梁、柱线刚度计算 9 4.3 框架侧移刚度计算 11第五章 竖向荷载内力计算 12 5.1 恒载内力计算 12 5.2 活载内力计算 17第六章 水平方向内力计算 236.1 风荷载作用下的框架内力计算 236.2 地震作用下的框架内力计算 266.3 水平荷载作用下的框架内力计算 31第七章 平面框架的内力组合和配筋算 347.1 横向平面框架的内力组合和配筋计算 347.2 板的内力计算和配筋 557.3 楼梯的内力计算和配筋 57致谢 60参考文献 61摘 要 本设计是某企业综合办公楼的设计，建筑面积为2500平方米左右，合计四层，建筑高度约为15.3m，主体结构为钢筋混凝土框架结构。本计算书包括建筑设计，结构设计两部分内容。建筑设计是指在总体规划为前提下，根据任务书的要求，综合考虑场地环境、使用功能、综合选型、施工、材料、建筑设备、建筑艺术及经济等因素。以此为根据来确定设计方案并画出建筑施工图。结构设计是指在建筑物初步设计的基础上来确定结构的方案，包括选择合理的结构体系、进行合理的结构布置并初步估算和确定结构构件的尺寸，以此进行结构计算。本设计采用了钢筋混凝土现浇框架结构。在进行荷载计算和构件截面的估算后，选取一榀框架进行计算，使用二次分配法算出内力，并对最不利活荷载和最不利内力进行分析，从而进行配筋的计算。本设计楼梯为钢筋混凝土现浇梁式楼梯。整个方案的设计基本符合设计和结构的要求，具有一定创造性与合理性。总而言之，安全、适用、经济、方便是本设计的设计原则，两部分空间布置合理，结构连接紧凑，主次分明，使建筑空间的舒适度加以提高。关键词：钢筋混凝土框架结构;抗震设计;荷载代表值;内力组合;二次分配法Abstract This project is a comprehensive office building of an enterprise design calculations.The office of the total construction area is about 2500, a total of four layers, building height of 15.3m ,the overall framework of reinforced concrete structures . Includes 2 contents,which is constructing design and structural design. .The prerequisite of building design takes off in over all planning, is comprehensive according to the requirement of design assignment certificate to consider base environment , making hardworking can , comprehensive type selecting, construction, material, building equipment ，building artistic and economic etc. Eventually, determine design scheme , draw building construction picture. Structural design is the definite structural scheme on the foundation of building preliminary design; Select reasonable structural system; Then carry out structure to arrange, and preliminary estimation and definite structural component size and carry out structural calculation. This scheme adopts the cast-in-place frame structure of reinforced concrete. After carrying out load calculation and component section estimation select one redistribution act , with the calculate of iterative method force, and for the most unfavourable live load with most the force in disadvantage analyse , so, match tendon calculation. Scheme basic form takes off independent foundation with column, stairs are the cast-in-place beam type stairs of reinforced concrete. Entire scheme design accords with design and structural requirement basically, have certain creativity and reasonability.In a word, it is suitable, safe, economic , use convenience is the principle of design, two minutes have reasonable space and compact connection, primary and secondary distinct, make the comfortable degree of building space rise.Key words: reinforced concrete frame structure；seismic；design representative load value internal force combination ；redistribution act第1章 设计任务及要求1.1设计原始资料1.1.1工程概况： 工程地点在南昌，建筑面积为2500平方米左右。拟建建筑面积四层，框架结构，型式与企业办公楼协调一致。1.12 建筑技术条件： （1）气象资料： 基本风压 0.45 kN/ m2基本雪压 0.45 kN/ m2 （2）抗震设防要求：7度,设计基本地震加速度为0.1g,二类场地，设计地震分组为二组。（3）地质资料： 建筑地层一览表(标准值)序号岩 土分 类土层深度(M)土层厚度(M)地基承载力fk(kpa)桩端阻力qp(kpa)E(Mpa)1杂填土0.0-0.50.5903002粘性素填土0.5-1.40.91305003粉质粘土1.4-3.62.222018006004圆 砾3.6-9.86.26304500800注：表中给定土层深度由自然地坪算起。地下水位：4.5m1.2建筑设计任务及要求：任务：熟悉设计任务书的要求，收集、学习有关材料，参考资料与方案，认真分析建筑使用功能和客观条件，进行建筑设计构思，并绘出草图。要求：深入进行平、立、剖面的设计，并绘出建筑图。1.3结构设计任务及要求：任务：根据所提供的原始资料及初步设计，要求作出全部结构方案，其中包括：结构布置，拟定结构构件初步尺寸。根据所采用的结构方案对主要承重结构（框架、基础、楼板、楼梯）进行荷载计算，内力分析及截面设计。要求：说明书书写工整，计算部分尽可能表格化。上机与手算结合。设计图图面整洁匀称，设计正确，构造合理，尺寸齐全，字体端正。第2章 建筑设计总说明2.1平面设计2.1.1平面布置： 该建筑物朝南 2.1.2柱网布置：尽量统一柱网及层高，布置灵活，空间大2.2剖面设计2.2.1楼层层高与房间净高：楼层标准层高3.6m， 底层高4.5m2.2.2室内外高差：450mm2.2.3门、窗宽度及高度：详见门窗表2.2.4各种用途房间的楼、地面做法及说明厕所采用防潮，防滑地砖；其他均采用防滑地砖。第3章 结构方案设计说明3.1结构方案的选择及结构布置3.1.1结构方案的确定 本办公楼框架的承重方案为横向框架承重方案，结构平面和立面形状简单、规则，使各部分的刚度较为均匀，采用对称结构以减少产生扭转的可能性，以此控制结构的高宽比，并减少水平荷载下的侧移。3.1.2基础类型的确定 选用独立基础3.1.3结构布置 1所选框架柱网尺寸：2.平面尺寸： 3.2主要结构材料、基本尺寸确定及截面几何特征3.2.1主要结构材料的确定1.混凝土强度等级: C30，。2.墙体0.000以下用MU10标准砖，M10水泥砂浆砌筑。3.在0.05处设60厚C20细石混凝土掺防水剂配38钢筋为防潮层。4.0.000以上墙体采用混凝土砌块，外墙240厚，采用MU7.5多空砖，M7.5混合砂浆砌筑，内墙240厚, 采用MU7.5加气砼砌块，砂浆采用M7.55.钢筋等级：HPB235级钢筋：；HRB335级钢筋：，=0.553.2.2框架基本尺寸确定主梁:h=（1/81/12）L=863575 取 700mmb= (1/21/4) H =350175 取 350 mm纵向联系梁：h=(1/81/12) L525350 取 450mmb= (1/21/4) H =225122.5 取 200mm3.2.3楼板材料及截面尺寸按照板短边方向的计算跨度l为2400，因为h/l单向板简支1/35,连续1/40,即h/24001/351/40=52.560,故取板厚为 h=100mm。材料为钢筋混凝土。3.3施工方案的选择及说明本工程采用框架结构，柱网布置灵活空间大，选用横向框架承重方案。在纵向布置联系梁，采用横向承重和现浇式肋形楼盖，屋面采用平屋顶。第4章 结构方案设计计算4.1荷载计算 1屋面荷载：恒荷载标准值防水层:SBS改性沥青卷材 0.4KN/m2找平层:20mm厚1：3水泥沙浆 32010 -3 20=0.4 kN/m2保温层:100mm厚焦渣 10010 -3 10=1.0KN/m2屋面板:100mm厚钢筋混凝土楼板 10010 -3 25=2.5KN/m2吊顶:V型轻钢龙骨石膏板 0.17KN/m2 20mm厚板底抹灰 2010 -3 20=0.4 kN/m2 合计 4.87KN/m2框架横梁重（主梁） 0.350.725=6.13 kN/m横梁抹灰 （0.720.02+0.350.02）17=0.595kN/m 合计 6.73kN/m屋面梁上均布恒荷载标准值 g=4.8736.73=24.262 kN/m屋面活荷载 取2.0 kN/m2屋面上均布活荷载标准值 q=2.03.6 =7.2 kN/m2标准层楼面荷载面层:30mm厚防滑地砖 0.65KN/m2楼板:100mm厚钢筋混凝土板 2510010 -3=2.5kN/m2吊顶:直接式顶棚 0.12KN/m220mm厚板底抹灰 2010 -3 20=0.4 kN/m2 合计 3.67KN/m2楼面梁均布恒荷载标准值 g=3.673.66.73=19.942 kN/m楼面梁均布恒荷载设计值 g=1.219.942=23.93 kN/m楼面活荷载 按“办公室”取2.0 kN/m2楼面梁均布活荷载标准值 q=2.03.6=7.2 kN/m楼面梁均布活荷载设计值 q=1.47.2=10.08 kN/m 3屋面纵梁传来作用柱顶集中荷载（1） 屋面外纵梁传来荷载纵梁自重 0.20.45253.6=8.1KN梁侧抹灰 0.453.60.0220=0.648KN合计 8.75KN 屋面外纵梁传来恒荷载标准值 8.75KN（2） 屋面内纵梁传来荷载屋面重传至纵梁 （4.872.50.4）0.23.6=1.42KN纵梁自重 8.75KN 合计 10.17KN 屋面内纵梁传来恒荷载标准值 10.17KN4 柱自重 底层柱自重 0.40.45.1250.445.10.5=24.5KN 其余各层柱自重 0.40.43.6250.443.60.5=18KN 5 墙自重 0.243.619=16.42KN/m4.2梁、柱线刚度计算由于楼面板与框架梁的混凝土一起浇捣，对于中框架梁取 左跨梁: 中跨梁: 右跨梁: A轴D轴底层柱： A轴D轴其余各层柱： 令 框架梁柱的相对线刚度如下图，作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据。框架梁柱的相对线刚度4.3框架侧移刚度计算位移计算时，各荷载均采用标准值。侧移刚度D横向2-5层D值的计算构件名称A轴柱0.7070.1355B轴柱0.7320.1403C轴柱0.7320.1403D轴柱0.7070.1355横向底层D值的计算构件名称A轴柱0.7540.0728B轴柱0.7760.0750C轴柱0.7760.0750D轴柱0.7540.0728第5章 竖向荷载内力计算5.1恒载内力计算采用分层法计算竖向荷载下的内力恒载：MABF=-qlF/12 MBA2=ql2/12 把除底层柱以外的其他各层柱的线刚度乘以修正系数0.9 底层柱和各层梁的传递系数按远端为固支取1/2，其他各柱的传递系数考虑为弹性支撑取1/3A区格屋面板：三角形荷载等效均布荷载传至纵梁：梯形荷载等效均布荷载传至横梁： A区格楼面板：三角形荷载等效均布荷载传至纵梁：梯形荷载等效均布荷载传至横梁： B区格屋面板：三角形荷载等效均布荷载传至横梁：梯形荷载等效均布荷载传至纵梁： B区格楼面板：三角形荷载等效均布荷载传至横梁：梯形荷载等效均布荷载传至纵梁： 顶层： =7.59+6.73=14.32KN/m =10.958+1.772=12.73KN/m =19.7+8.1+2.592+21.002*3.6/2=68.20KN =8.1+21.002*3.6/2+8.661*3.6/2=61.49KN 其他层： =5.72+6.73+16.42=28.87KN/M=8.258+1.772=10.03KN=8.1+52.53+4.896+5.72*3.6/2=75.82KN=8.1+52.53+5.72*3.6/2+8.258*3.6/2=85.79KN恒荷载作用下的框架受力图上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱0.3150.6850.4690.4310.10.10.4310.4690.6850.315偏心矩偏心矩偏心矩偏心矩-56.8156.81-6.106.10-56.8156.8117.9038.91-23.78-21.86-5.075.0721.8623.78-38.91-17.909.16-11.8919.46-7.902.54-2.547.90-19.4611.89-9.160.861.87-6.61-6.07-1.411.416.076.61-1.87-0.8627.92-27.9245.88-35.83-10.0410.0435.83-45.8827.92-27.920.240.240.520.4290.2160.2160.1390.1390.2160.2160.4290.520.240.24-114.54114.54-4.814.81-114.54114.5427.4927.4959.56-47.07-23.70-23.70-15.2515.2523.7023.7047.07-59.56-27.49-27.495.979.16-23.5429.78-7.29-7.907.63-7.637.297.90-29.7823.54-5.97-9.162.022.024.37-9.53-4.80-4.80-3.093.094.804.809.53-4.37-2.02-2.0235.4738.67-74.1487.71-35.79-36.40-15.5215.5235.7936.40-87.7174.14-35.47-38.670.240.240.520.4290.2160.2160.1390.1390.2160.2160.4290.520.240.24-114.54114.54-4.814.81-114.54114.5427.4927.4959.56-47.07-23.70-23.70-15.2515.2523.7023.7047.07-59.56-27.49-27.499.169.39-23.5429.78-7.90-8.087.63-7.637.908.08-29.7823.54-9.16-9.391.201.202.59-9.19-4.63-4.63-2.982.984.634.639.19-2.59-1.20-1.2037.8538.08-75.9388.06-36.23-36.41-15.4115.4136.2336.41-88.0675.93-37.85-38.080.2460.2180.5390.480.2210.1960.1030.1030.2210.1960.480.5390.2460.218-114.54114.54-4.814.81-114.54114.5428.1824.9761.74-52.67-24.25-21.51-11.3011.3024.2521.5152.67-61.74-28.18-24.979.160.00-26.3430.87-7.900.005.65-5.657.900.00-30.8726.34-9.160.004.223.749.26-13.74-6.32-5.61-2.952.956.325.6113.74-9.26-4.23-3.7441.5628.71-69.8879.00-38.48-27.12-13.4113.4138.4827.12-79.0069.88-41.56-28.71恒载14.36-13.5613.56-14.36恒载弯矩图（KN/M）恒载剪力图（KN）恒载轴力图（柱）KN5. 2活载内力计算活载：A区格屋面板三角形荷载传至纵梁：A区格屋面板梯形荷载传至横梁： B区格屋面板梯形荷载传至纵梁： B区格屋面板三角形荷载传至横梁： 活荷载作用下的框架受力图 上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁上柱下柱0.3150.6850.4690.4310.10.10.4310.4690.6850.315偏心矩偏心矩偏心矩偏心矩-12.3812.38-2.162.16-12.3812.383.908.48-4.79-4.40-1.021.024.404.79-8.48-3.900.99-2.404.24-0.740.51-0.510.74-4.242.400.990.440.96-1.88-1.73-0.400.401.731.88-2.32-1.075.33-5.339.94-6.87-3.073.076.87-9.943.98-3.980.240.240.520.4290.2160.2160.1390.1390.2160.2160.4290.520.240.24-12.3812.38-2.162.16-12.38-12.382.972.976.44-4.38-2.21-2.21-1.421.422.212.214.386.442.972.971.300.99-2.193.22-1.47-0.740.71-0.711.470.743.222.19-1.30-0.99-0.02-0.02-0.05-0.74-0.37-0.37-0.24-0.66-1.02-1.02-2.020.050.020.024.253.94-8.1910.47-4.05-3.32-3.112.222.661.93-6.80-3.701.692.000.240.240.520.4290.2160.2160.1390.1390.2160.2160.4290.520.240.24-12.3812.38-2.162.16-12.3812.382.972.976.44-4.38-2.21-2.21-1.421.422.212.214.38-6.44-2.97-2.970.991.02-2.193.22-0.74-0.750.71-0.710.740.75-3.222.190.99-1.020.040.040.10-1.05-0.53-0.53-0.340.340.530.531.05-1.13-0.52-0.524.014.03-8.0410.17-3.47-3.49-3.213.213.473.49-10.177.01-2.50-4.510.2460.2180.5390.480.2210.1960.1030.1030.2210.1960.480.5390.2460.218-12.3812.38-2.162.16-12.3812.383.052.706.67-4.91-2.26-2.00-1.051.052.262.004.91-6.67-3.05-2.700.990.00-2.453.34-0.740.000.53-0.530.740.00-3.342.45-0.990.000.360.320.79-1.50-0.69-0.61-0.320.320.690.611.50-0.79-0.36-0.324.403.02-7.379.31-3.69-2.62-3.013.013.692.62-9.317.37-4.40-3.02恒载1.51-1.311.31-1.51活载弯矩图（KN/M）活载剪力图（KN）第 59 页华东交通大学理工学院毕业设计活载轴力图（柱KN）第六章 水平方向内力计算6.1风荷载作用下的框架内力计算风荷载标准值计算作用在屋面梁和楼面的梁节点处的集中风荷载标准值：计算公式: - C类 - 迎风面0.8+背风面0.5=1.3，取1.3 由于H30m，高宽比，则可取1.0 =下层高度 =上层高度 =迎风宽度（1）框架在风荷载下的内力用D值法进行计算。 轴框架柱反弯点的位置层号43.64.830.450000.451.6233.64.830.50000.51.823.64.830.50000.51.814.56.130.550000.552.48 轴框架柱反弯点的位置层号43.65.450.450000.451.6233.65.450.50000.51.823.65.450.50000.51.814.56.930.50000.52.25 （2）框架各柱的杆端弯矩、梁端弯矩按下式计算，计算过程如下： 风荷载作用下轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算层45.2 0.55160.13550.2461.281.622.532.074.63140.55160.13550.2463.441.86.196.1912.38223.60.55160.13550.2465.811.810.4610.4620.92133.20.29560.07280.2648.762.2517.7419.7137.45 风荷载作用下轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算层45.20.55160.14030.2541.321.622.612.141.611.03140.55160.14030.2543.561.86.416.415.273.28223.60.55160.14030.2545.991.810.7810.7810.595.47133.20.29560.07500.2548.432.2518.9718.9718.3311.42 ;风荷载作用下的轴力图（左风）右边风数值相反6.2地震荷载作用下的框架内力计算一、地震荷载作用下的框架内力计算 1、框架的抗震等级 由于设计需求，抗震设防烈度为7度，房屋高度小于30M，可以知道该框架梁的抗震等级为三级。 2、场地和特征周期值 根据工程地质报告和土的类型划分，可以知道该场地为二类场地，由设计地震分组为第二组，可查得特征值Tg=0.4s。 3、重力荷载代表值 1）顶层荷载代表值G4 活荷载：按上人屋面： 雪荷载： 取大的：145.8KN 恒荷载：屋面半自重： 柱自重： 纵向框架梁自重：横向框架梁自重： 纵墙自重： 横墙自重： 女儿墙自重： 窗洞： 窗洞重： 窗自重：2) 第二、三层荷载代表值G2、G3 活荷载： 恒荷载：屋面半自重： 柱自重： 纵向框架梁自重： 横向框架梁自重： 纵墙自重： 横墙自重： 门洞： 门洞重： 窗洞： 窗洞重： 窗自重： 门自重：3) 底层荷载代表值G1 活荷载： 恒荷载：屋面半自重： 柱自重： 纵向框架梁自重： 横向框架梁自重： 纵墙自重： 横墙自重： 门洞： 门洞重： 窗洞： 窗洞重： 窗自重： 门自重：4、结构自震周期T1 对框架结构，采用经验公式计算：5、地震影响系数a由Tg=0.4s，T1=0.425s,TgT15tg,由地震影响曲线，有 6、计算水