办公楼毕业设计论文.doc

1、( 此文档为 word 格式，下载后您可任意编辑修改！)优秀论文审核通过未经允许切勿外传1 建筑设计说明1.1 工程概况本工程为高新区生物科技有限公司办公楼，总建筑面积5600 ，此建筑纵向长为 60m，横向宽为 18m，共 5 层，层高为 3.9m，建设场地的地震基本烈度为6 度，场地土为类。1.1.1 工程技术条件（ 1）该地区全年主导风向东南风；（ 2）基本风压 0.35kNm2，基本雪压 0.5kNm2；（ 3）全年最高气温 39，最低气温 -5；（ 4）年平均降雨量 640mm，日最大降水强度 130mm 日。1.1.2 工程地质条件表 1.1 建筑地层一览表 ( 标准值 )序岩土分

2、类土层深度厚度范围地基承载力特征值(m)(m)(kN )号1耕土0.0 0.50.52粉质粘土0.5 4.03.51603砂质粘土4.0 6.02.01704砂质粘土6.0 10.04.02001.1.3 设计要求（ 1）建筑结构的安全等级：二级。设计使用年限：50 年。（ 2）建筑耐久等级、防火等级均为级。（ 3）框架结构为 a 类环境。（ 4）环境类别：梁板为一类环境，屋面防水等级：级1.2 总平面设计1本设计为一幢5 层办公楼。考虑到需保证有足够的通风和采光要求，办公楼采用南北朝向。设计室内外高差为0.6m，设置了 4 级台阶作为室内外的连接。1.3 平面设计本办公楼由活动室、阅览室、办

3、公室、会议室及其它辅助用房组成。设计时力求功能分区明确，布局合理，联系紧密，尽量做到符合现代化办公的要求。1.3.1 使用部分设计（1）办公室：办公室是本设计的主体，占据了本设计绝大部分的建筑面积。考虑到需保证有足够的采光和较好的通风要求，故将办公室南北朝向。对于使用功能不同的其它用房，采取了不同的平面设计方案，采取多种面积，使得平面设计活泼不显呆板，又能满足多种使用需求，使得办公楼更具现代化。（2）门厅：门厅是建筑物主要出入口的内外过渡，人流分散的交通枢纽。因此，门厅设计的好坏关系到整幢建筑的形象。本设计中采用 4.5m 宽的门厅入口，位于本建筑物的中心处。1.3.2 交通联系部分设计（1）

4、交通联系部分设计的主要要求：交通路线简捷明确，联系通行方便；人流通畅，紧急疏散时迅速安全；满足一定的采光通风要求；力求节省交通面积，同时考虑空间处理等造型问题。（2）交通联系的设计主要是考虑走廊和楼梯的尺寸及布局：走廊：走廊连接办公室、楼梯和门厅各部分，以解决房屋中水平联系和疏散问题。过道的宽度应符合人流畅通和建筑防火的要求，本设计中走廊宽度为3.0m。楼梯：楼梯是建筑中用于垂直交通联系设施和防火疏散的重要通道，本方案考虑到人流通量大，故设置了两部楼梯，楼梯宽度均为4m。1.3.3 平面组合设计该办公楼采用内廊式，各层厕所均布置在建筑物的尽端，会议室分层布置。1.4 立面设计该建筑属于办公建筑

5、，在立面设计时既遵循了此类建筑的共同规律，即满足了2建筑的内部使用功能，同时也追求建筑的外部形象。在简单的体型组合前提下，力求运用均衡、韵律、对比、统一等手段，把适用、经济、美观有机的结合起来。1.5 剖面设计窗子：根据采光和通风要求，各房间均采用自然光，并满足窗地比的要求，窗台高 900mm。屋面排水：屋面排水采用内檐沟排水，排水坡度为1-2% ，结构找坡。楼梯 :楼梯全部采用150mm 踏步高， 300mm 踏步宽，等跑楼梯。2 结构选型及布置2.1 结构选型结构体系选型：采用钢筋混凝土现浇框架结构（纵横向承重框架）体系。屋面结构：采用钢筋混凝土现浇楼板，采用上人屋面，屋面板厚100mm。

6、楼面结构：采用钢筋混凝土现浇楼板，板厚100mm。楼梯结构：采用钢筋混凝土板式楼梯。天沟：采用现浇混凝土内天沟。基础梁：采用钢筋混凝土基础梁。基础：采用钢筋混凝土柱下独立基础。2.2 结构布置结构布置：包括结构平面布置和结构剖面布置。因为此设计中同一层楼面标高变化不大，所以不做结构剖面布置。如屋面、各层楼面（包括门窗过梁）等结构平面布置，详见结构平面布置图；结构布置图的具体内容和要求：（ 1）屋面结构布置图上主要的结构构件有：框架（梁和柱） 、屋面梁、屋面板、等构件；（ 2）楼面结构布置图上主要结构构件有：框架（梁和柱） 、楼面梁、楼面板、楼梯等。2.3 材料选用混凝土：混凝土选用C25（ f

7、c11.9N / mm2 , ft1.27N / mm2 ）；钢筋：纵向受力钢筋采用热轧变形钢筋HRB400 （），其余采用热轧光面钢筋3HPB235（）；墙体：外墙 250mm 厚加气混凝土砌块，内墙200mm 厚加气混凝土砌块，标高-1.45m 以下墙体为 250 厚钢筋混凝土墙。窗：铝合金窗，重度；门：木门，重度。3 框架结构内力计算：3.1 框架梁的截面尺寸估算梁截面高度按梁跨度的估算梁截面宽度按截面高度估算3.1.1 框架横梁截面尺寸AB 跨h b1 1l1 17500416 940mm取188188b b1 1h b1 1600200 300mm取4242B C 跨h b1 1l1

8、 13000166 375mm取188188bb1 1hb1 1400100 200mm取42423.1.2 框架纵梁截面尺寸纵梁的截面尺寸：h b1 1l1 14200 230 525mm取188188bb1 1hb1 1500 125 250mm取4242表 3.1 框架梁截面尺寸（ mm）名称柱距（ mm）截面尺寸 ()横梁7500300×6003000300×400纵梁4200250×5003.2 框架柱的截面尺寸估算取轴上的一榀框架作为计算单元框架柱的截面尺寸，一般根据柱的轴压比限值按如下公式：4（ 3.1）估算确定，其中取1.1，取 1.25。本办公楼

9、框架结构为非抗震设计，取=1.0，各层的重力荷载代表值近似取，n=5。横向框架负荷面积计算简图如图3.1 所示：图 3.1 横向框架负荷面积计算简图边柱及中柱的负载面积分别为和中柱：Ac1.11.254.25.2510 3145178345.6mm2 422mm1.011.9边柱：Ac1.11.254.23.7510 3145127389.7mm2 357mm1.011.9如取柱截面为正方形， 则边柱和中柱截面长度分别为446 和 383。根据以上计算结果，并考虑其它因素，柱截面尺寸取值为：A 轴：柱截面尺寸取400×400。B 轴：柱截面尺寸取450×450。基础选用柱下

10、独立基础，基础埋深1.8m，基础顶面距室外地坪1.2m。梁轴线取至板底，2 5 层柱高即层高3.9m，底层柱高度从基础顶面算至一层楼底即h1=3.9+0.6+0.8=5.30m，取 h1=5.33.3 框架梁柱的线刚度根据混凝土结构设计规范 ，考虑现浇楼板的作用，对于中间跨框架梁，取，边跨框架梁 ,取。表 3.2 横梁线刚度类别层次边跨横梁过道横梁表 3.3A 轴柱线刚度层次530039005表 3.4B 轴柱线刚度层次53003900令 =1，则其余各杆件的相对线刚度为：；2.141010i '其余层边柱0.653.271010框架梁、柱的相对线刚度如下图3.2 所示，作为计算框架各

11、杆端弯矩分配系数的依据。图 3.2 横向框架计算简图及相对线刚度3.4 横向框架柱侧移刚度计算表 3.5横向 26 层 D 值的计算构件名称A 轴柱0.396585B 轴柱0.359030C 轴柱0.359030D 轴柱0396585D 2 6585 903031230表 3.6横向底层D 值的计算构件名称A 轴柱0.6336066B 轴柱0.7210150C 轴柱0.7210150D 轴柱0.633606D236067236 10150275123.5 风荷载标准值计算根据毕业设计任务书知道有关风荷载的参数，并根据建筑结构规范知，作用在屋面梁和楼面梁处的集中风荷载标准值：(3.2)式(3.2

12、)中，基本风压 0.35； 风压高度变化系数，位于郑州高新区地区，地面粗糙度为 B 类； 风荷载体型系数，根据建筑物的体型查得： ； 风振系数，基本自振周期对于钢筋混凝土框架结构可用 (n 是建筑层数 )估算，大约为 0.48s>0.25s，应考虑风压脉动对结构发生顺风向风振的影响， 下层柱高； 上层柱高，对顶层为女儿墙高度的2 倍；B 迎风面的宽度，取B4。表 3.7 各层楼面处集中风荷载标准值离地高度20.91.251.791.30.353.92.413.517.01.141.691.30.353.93.915.713.11.081.511.30.353.93.912.29.21.0

13、01.371.30.353.93.910.25.31.001.131.30.355.33.99.93.6 风荷载作用下的框架侧移计算水平荷载作用下框架的层间位移按下式计算(3.3)式中 第 j 层的总剪力；7 第 j 层所有柱的抗侧刚度之和； 第 j 层的层间侧移。第一层的层间侧移值求出以后，就可以计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移值，各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和，顶点侧移是所有各层层间侧移之和。j 层侧移(3.4)顶层侧移(3.5)表 3.8风荷载作用下框架侧移计算表层mh次513.513.5313200.0004319070415.729.2313200.0009314

14、194312.241.4313200.0013312932210.251.6313200.001651236419.961.5275120.0022412366所以：=0.00658侧移验算：层间最大位移0.00658，满足 12366<1550 的要求，则框架侧移刚度足够。3.7 风荷载标准值作用下的内力计算框架在风荷载（从左到右吹）下的内力用D 值法（改进的反弯点法）进行计算。其步骤为：( 1) 求各柱反弯点处的剪力值；( 2) 求各柱反弯点高度；( 3) 求各柱的杆端弯矩及梁端弯矩；( 4) 求各柱的轴力和梁剪力。第层第柱所分配的剪力:；(3.6)柱弯矩：；(3.7)框架柱反弯点位

15、置：(3.8)梁端弯矩：中柱节点：M b左ib左（上M c下）右i b右上下） (3.9)i b左ib 右M c； M bib左（M c M cib右边柱节点：(3. 10)8梁端剪力:(3. 11)柱轴力:(3. 12)表 3.9框架柱反弯点位置层轴号号5391.30.3650000.3651.4243.91.30.4150000.4151.62A 轴33.91.30.4650000.4651.8123.91.30.500000.501.9515.32.090.550000.552.9253.91.10.3550000.3551.3843.91.10.4050000.4051.60B 轴33

16、.91.10.4550000.4551.7723.91.10.500000.501.9515.33.30.550000.552.92表 3.10 风荷载作用下框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算轴号A 轴层号5432113.529.241.451.661.53132031320313203132027512658565856585658536060.2110.2110.2110.2110.1312.856.168.7410.898.061.421.621.811.952.927.0414.0418.2721.2319.184.089.9815.8221.2423.547.0418.1228.2537.

17、0540.42续表9轴号B 轴层号5432113.529.241.451.661.531320313203132031320275129030903090309030101500.2890.2890.2890.2890.3693.908.4411.9614.9122.691.381.581.771.952.929.7219.5825.4729.0854.015.4913.3421.1729.0766.253.859.9415.3819.9132.935.8715.1323.4330.3450.15注：只考虑左侧向风荷载作用表 3.11 风荷载作用下框架柱轴力与梁端剪力的计算层梁端剪力柱轴力号B

18、 轴C 轴D 轴51.453.911.45-1.45-2.46-2.462.462.461.4543.7410.093.74-5.19-6.35-8.816.358.815.1935.8215.625.82-11.01-9.8-18.619.818.6111.0127.5920.297.59-18.6-12.7-31.3112.731.3118.619.7833.439.78-28.38-23.65-54.9623.6554.9628.38（ a）框架弯矩图（ b）梁端剪力及柱轴力图图 3.3 横向框架在水平风荷载作用下的弯矩、梁端剪力和柱轴力3.8 框架各种荷载计算3.8.1 恒载标准值计算

19、( 1) 屋面（上人屋面）找平层：15厚水泥砂浆10防水层：（刚性）40厚C20细石混凝土防水防水层：（柔性）三毡四油铺小石子找平层：15厚水泥砂浆找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆 3找 坡保温层：80厚矿渣水泥结构层：12 0厚现浇钢筋混凝土板抹灰层：10厚混合砂浆合计：( 2) 标准层楼面：水磨石地面：结构层：120厚现浇钢筋混凝土板抹灰层：10厚混合砂浆合计：(3) 框架梁自重：横梁尺寸：梁自重：0.3 (0.60. 12)2k5Nm3.610 厚混合砂浆：0. 01 (0. 6 0. 12)2 0.3k1N7m0.2 2/合计： 3.82横梁尺寸：梁自重：0.3(0. 40.1 2 )2

20、k5N m2.110 厚混合砂浆：0. 01 (0.40. 12)20.3 k N1 7m0合计： 2.25纵梁尺寸：梁自重：0.2 5(0. 50.1 2 ) 2k5N 2m. 3 810 厚混合砂浆：0. 01 (0.50. 12)20. 2 5 k N1 7m 0( 4) 基础梁自重：梁尺寸：11梁自重：0.25 ×0.5 ×25=3.13kNm合计： 3.13( 5) 框架柱自重：柱尺寸：柱自重：10 厚混合砂浆：0 . 0 1 0 . 4 0 4 1 7 k N0 . 2m7合计：柱尺寸：柱自重：10 厚混合砂浆：0.01 0.45 4 17 0.31kN / m

21、合计：( 6) 外纵墙自重标准层：纵墙 :1.6 ×0.24 ×18=6.91kNm铝合金窗：0.35 ×1.8=0.63kNm陶瓷贴面：(3.9 2.2) ×0.5=0.85 kNm水泥粉刷内墙面：(3.9 2.2) ×0.36=0.61kNm合计： 9.0kNm底层：纵墙：(5.3 1.8 0.5 0.5) ×0.24 ×18=10.8kNm铝合金窗：1.8 ×0.35=0.63kNm陶瓷贴面：(3.91.8) ×0.5=1.0kNm水泥粉刷内墙面：(3.9 1.8) ×0.36=0.76k

22、Nm合计： 13.24KNm( 7) 女儿墙自重：（做法：墙高的混凝土压顶）女儿墙：120.24m1.1m18kN / m325kN / m 30.1m0.24m5.35kN / m水泥粉刷墙面：(1.2m*2+0.24m)*0.5KN =1.32KNm合计： 6.67KNm( 8) 内纵墙自重标准层：纵墙：（ 3.9-0.5 ） *0.24*18KNm 3=14.69KNm水泥粉刷墙面：3.9*2*0.36KN =2.81KNm合计： 17.5KNm底层：纵墙：（ 5.3-0.5-0.5）*0.24*18KNm 3=18.58KNm水泥粉刷墙面：3.9*2*0.36KN =2.81KNm合计

23、： 21.39KNm3.8.2 活荷载标准值计算( 1) 屋面和楼面活荷载标准值：根据建筑结构荷载规范查得：上人屋面均布活荷载标准值：楼面活荷载标准值：走廊活荷载标准值：(2)雪荷载：屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者取大值。3.9 竖向荷载作用下框架结构的内力计算3.9.1 计算单元取轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为4m，如图 3.4 所示。直接传给该框架的楼面荷载如图中水平阴影所示，计算单元范围内的其余楼面荷载则通过纵向框架梁以集中力的形式传给横向框架，作用在各节点上。由于纵向框架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。13图 3.4 横向框架计算单元板传荷载示意

24、图3.9.2 荷载计算( 1) AB 轴间框架梁屋面板传荷载：（其中）板传至梁上的梯形或三角形荷载等效为均布荷载。恒载：6.89kN / m22.1120.2820.283225.04kN / m活载：2kN / m22.1120.2820.28327.27kN / m楼面板传荷载：恒载：3.82kN / m22.1120.2820.283213.88kN / m活 载：2kN / m22.1120.2820.28327.27kN / m梁自重A B 轴间框架梁均布荷载为：14屋面梁恒载 =梁自重 +板传荷载 3.82 kN / m25.04kN / m 28.86活载 =板传荷载 =7.27

25、KNm楼面梁恒载 =梁自重 +板传荷载 = 3.82kN / m13.88 17.7kN / m活载 =板传荷载 =( 2) BC 轴间框架梁屋面板传荷载：恒载：6.89kN / m2 1.50.625212.92kN / m活 载 ：2.0kN / m 21.50.62523.75kN / m楼面板传荷载：恒载：3.82kN / m21.50.62527.16kN / m活载：2.5kN / m 21.50.62524.69kN / m梁自重B C 轴间框架梁均布荷载为：屋面梁恒载 =梁自重 +板传荷2.25kN / m12.92 kN / m15.17kN / m活载 =板传荷载 =3.7

26、5KMm楼面梁恒载 =梁自重 +板传荷2.25kN / m7.16kN / m9.41kN / m活载 =板传荷载 =( 3) A 轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱恒载 =女儿墙自重 +梁自重 +板传荷载6.67kN / m4.2m2.72kN / m4.20.4 m6.890.62524.2=74.52KNm顶层柱活载 =板传荷载2.0kN / m22.1m 0.625 4.2m 11.03kN标准层柱恒载 =墙自重 +梁自重 +板传荷载9.0kN / m4.2 0.4 m 2.72kN / m 4.2 0.4 m 3.82kN / m22.1m 0.625 4.2m=65.6KNm标准层柱活载

27、 =板传荷载2.0kN / m22.1m0.6254.2m11.03kN基础顶面恒载 =底层外纵墙自重 +基础梁自重13.24kN / m4.20.4 m3.13kN / m4.20.4 m62.85kN( 4) B 轴柱纵向集中荷载的计算顶层柱恒载 =梁自重 +板传荷载152.72kN / m4.20.45 m6.890.6252.14.26.891.50.884.286.38kN顶层柱活载 =板传荷载2.0kN / m 22.1m0.6254.2m2.0kN / m 20.881.54.222.12kN标准层柱恒载 =墙自重 +梁自重 +板传荷载17.5kN / m4.20.45 m2.7

28、2kN / m4.20.45 m3.82kN / m21.50.884.2m3.822.1m0.6254.2m101.93kN标准层柱活载 =板传荷载2.0kN / m 22.1m 0.6254.2m2.5kN / m20.88 1.54.2m24.89kN基础顶面恒载 =墙自重+基础梁自重21.39kN/ m4.2 0.45 m3.13kN / m4.20.45 m 91.95kN框架在竖向荷载作用下的受荷总图如图3.5 所示 (图中数值均为标准值 )。16图 3.5 竖向受荷总图3.9.3 内力计算17梁端、柱端弯矩采用弯矩二次分配法计算，弯矩计算过程如图3.6、图 3.7；梁端剪力可根据

29、梁上竖向荷载引起的剪力与梁端弯矩引起的剪力相叠加而得，柱轴力可由梁端剪力和节点集中力叠加得到，计算柱底轴力时考虑柱的自重。18上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱右梁左梁下柱上柱0.430.570.270.320.410.410.320.270.570.43-135.28135.28-11.3811.38-135.28135.2858.1877.1-33.45-39.65-50.850.839.6533.45-77.1-58.1812.45-16.7338.55-9.1125.4-25.49.11-38.5516.73-12.451.842.44-14.81-17.55-22.4822.4

30、817.5514.81-2.44-1.8472.47-72.47125.57-66.31-59.2659.2666.31-125.5772.47-72.47上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱右梁左梁下柱上柱0.30.30.40.210.240.240.310.310.240.240.210.40.30.3-82.9782.97-7.067.06-82.9782.9724.8924.8933.19-15.94-18.22-18.22-23.5323.5318.2218.2215.94-33.19-24.89-24.8929.0912.45-7.9716.6-19.83-9.1111.77-

31、11.779.1119.83-16.67.97-12.45-29.09-10.07-10.07-12.430.120.140.140.17-0.17-0.14-0.14-0.1212.4310.0710.0743.9127.27-70.1883.75-37.91-27.19-18.6518.6527.1937.91-83.7570.18-27.27-43.91上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱右梁左梁下柱上柱0.30.30.40.210.240.240.310.310.240.240.210.40.30.3-82.9782.97-7.067.06-82.9782.9724.8924.89

32、33.19-15.94-18.22-18.22-23.5323.5318.2218.2215.94-33.19-24.89-24.8912.4512.45-7.9716.6-9.11-9.1111.77-11.779.119.11-16.67.97-12.45-12.45-5.08-5.08-6.77-2.13-2.44-2.44-3.143.142.442.442.136.775.085.0832.2632.26-64.5281.5-29.77-29.77-21.9621.9629.7729.77-81.564.52-32.26-33.26上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱右梁左梁下柱

33、上柱0.30.30.40.210.240.240.310.310.240.240.210.40.30.3-82.9782.97-7.067.06-82.9782.9724.8924.8933.19-15.19-18.22-18.22-23.5323.5318.2218.2215.94-33.19-24.89-24.8912.4514.11-7.616.6-9.11-9.8711.77-11.779.879.11-16.67.6-14.11-12.45-5.69-5.69-7.58-1.97-2.52-2.25-2.922.922.252.251.977.585.695.6931.6533.31

34、-64.9682.41-29.58-30.34-21.7421.7430.3429.58-82.1164.96-33.31-31.65上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱右梁左梁下柱上柱190.340.210.450.230.260.170.340.340.170.260.230.450.210.34-82.9782.97-7.067.06-82.9782.9728.2117.4237.34-17.46-19.74-12.9-25.8125.8112.919.7417.46-37.34-17.42-28.2112.45-8.7318.67-9.1112.91-12.919.11-18.67

35、8.73-12.45-1.26-0.78-1.68-5.17-5.84-3.82-7.647.643.825.845.171.680.781.2639.416.64-56.0479.01-34.69-16.72-27.627.616.7234.69-79.0156.04-16.64-39.48.32-8.3617.35-8.32图 3.6 恒载作用下横向框架弯矩二次分配法20上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱右梁左梁下柱上柱0.430.570.270.320.410.410.320.270.570.43-34.0834.08-2.812.810.00-34.0834.080.0014.6

36、519.43-8.44-10-12.8312.8310.008.44-19.43-14.655.11-4.229.72-3.676.42-6.423.67-9.724.22-5.11-0.38-0.51-3.37-3.99-5.115.113.993.370.510.3819.38-19.3831.99-17.66-14.3314.3317.66-31.9919.38-19.38上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁左梁下柱上柱右梁左梁下柱上柱0.30.30.40.210.240.240.310.310.240.240.210.40.30.3-34.0834.08-3.523.52-34.0834.0810.2210.2213.64-6.42-7.33-7.33-9.489.487.337.336.42-13.64-10.22-10.227.335.11-3.216.82-5-3.674.74-4.743.675.00-6.823.21-5.11-7.33-2.78-2.78-3.67-0.61-0.69-0.69-0.90.900.690.690.613.672.782.7814.7712.55-27.3233.87-13.02-11.69-9.16