土木工程毕业设计(论文)--沈阳市某办公楼设计.docx

沈阳建筑大学成人高等教育毕业设计成人高等教育毕业设计说明书（论文）（沈阳市某办公楼设计） 学生姓名： 学习站点： 辽阳站 教育形式： 函授本科 层 次： 专升本 专 业： 土木工程 入学时间： 2014年 指导教师： 丁 职 称： 教授 二O一六年四月摘 要本工程是根据生产实践进行设计，本次设计包括建筑设计、结构设计、施工组织设计三部分的内容。该工程名称为沈阳市某集团办公楼，建筑总面积5500 ，该建筑物共6层，高21.6m，设停车场，建筑造型为凹形。此建筑采用框架结构，采用柱下独立基础，由于建筑结构外形变化，所以建筑外形变化处设置变形缝，变形缝宽度为90mm。本建筑在设计时主要考虑水平方向的地震作用，并注意层间位移。本建筑的建筑部分主要完成了建筑的平面、立面、剖面设计。结构设计部分主要完成了结构方案确定的一榀框架和梁、柱的内力计算、配筋计算，绘制了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、一榀典型框架的配筋图、主要楼梯的配筋图。施工组织设计是对此建筑各个方面的特点进行细致深入分析后制订的。该建筑安全等级为二级，设防烈度为7度，应用PKPM软件，计算整体框架的内力值及配筋。 关键词: 框架结构;建筑设计; 结构设计;施工组织设计。 沈阳建筑大学成人高等教育毕业设计 Pick toThis project is to design according to production practice, the design includes architectural design, structural design, the content of the construction organization design three parts.The project name for a group office building in shenyang, a total construction area of 5500 , the building, a total of 6, 21.6 m high, a parking lot, and construction for the concave shape.The building with frame structure, the use of independent foundation under column, due to the structure shape change, so the architectural appearance change setting deformation joint, the deformation crack width is 90 mm. This building main consideration in the design of horizontal seismic action, and pay attention to the displacement between the layers. The construction part of the building mainly completed building plane, elevation, section design. Structure design part mainly completes the structure scheme and cross beams and columns to a certainty of the internal force calculation, reinforcement calculation, draw the floor plan and detail of foundations, standard layer structure arrangement and plate reinforcement figure, one common reinforcement figure of typical framework, main reinforcement figure of the stairs.Construction organization design is building all aspects after the detailed analysis of the characteristics of formulation. The building security level for the secondary, fortification intensity of 7 degrees, using PKPM software, the overall framework of internal force calculation and reinforcement. Key words: frame structure; Architectural design; Structure design; Construction organization design.LXX 沈阳建筑大学成人高等教育毕业设计 目录第一章 方案论述IV1.1建筑方案论述V1.1.1设计依据V1.1.2设计内容V1.1.3房间构成和布置V1.1.4采光和通风VI1.1.5主要立面和出入口的考虑VI1.1.6防火及安全VI1.1.7各部分工程构造VI1.1.8主要建筑设计图纸VIII1.2结构方案论述IX1.2.1设计依据IX1.2.2设计内容IX第2章 结构计算X2.1计算简图X2.2梁柱截面选定XI2.2.1 梁截面初选：XI2.2 2柱截面初选：XI2.2 3梁的计算跨度为柱轴线间距：XI2.2.4柱的高度XI2.3 荷载计算XI2.3.1 屋面恒载XI2.3.2 楼面恒载XII2.3.3风荷载XII2.3.4 雪荷载XII2.3.5 框架填充墙荷载XII2.3.6框架梁、柱荷载XIII2.3.7门窗荷载XIII2.4重量计算XIII2.4.1柱重XIII2.4.2框架梁重XIV2.4.3外墙XIV2.4.4内墙XV2.4.5楼梯重XV2.4.6女儿墙重XVI2.4.7屋面重XVI2.4.8楼面重XVI2.4.9电梯重量XVI2.4.10楼层重量XVI2.5水平荷载作用下结构内力计算与侧移计算XVII2.5.1框架梁线刚度的计算XVII2.5.2框架柱侧移刚度的计算XVIII2.5.3层间刚度计算XVIII2.5.4水平地震作用，层间地震剪力和弹性位移计算XIX2.5.5水平地震作用下横向框架的内力分析XXI2.6 重力荷载下内力计算XXV2.6.1恒载作用下的内力计算XXVI2.6.2刚度计算XXVII2.6.3用弯矩分配法求得各杆端弯矩XXIX2.6.4弯矩二次分配法计算梁端弯矩XXX2.6.5恒载作用下跨中弯矩XXXI2.6.6恒载作用下梁端剪力XXXII2.6.7柱的轴力计算XXXIV2.7活荷载作用下的内力计算XLI2.7.1屋面活荷载：XLI2.7.2屋面梁上线荷载标准值XLII2.7.3用弯矩分配法求得各杆端弯矩XLII2.7.4弯矩二次分配法计算梁端弯矩XLII2.7.5活载作用下跨中弯矩XLIII2.7.6活载作用下梁端剪力XLIV2.7.7柱的轴力计算XLV2.8.内力组合XLVIII2.8.1梁的内力组合XLVIII2.8.2截面设计及配筋：L2.8.3柱的内力组合LII2.9 基础设计及配筋计算LVI2.9.1 示意图LVI2.9.2 确定基底尺寸：LVI3.9.3确定基础高度：LVII3.9.4 配筋计算LIX2.10 PKPM内力计算LIX第三章 建筑经济分析和施工组织设计LXIII3.1本建筑设计的主要特点及经济技术分析LXIV3.2施工组织设计及方案LXIV3.2.1工程概况LXV3.2.2施工方案LXV3.2.3施工技术组织措施LXVII致谢LXIX主要参考文献LXIX第一章 方案论述1.1建筑方案论述1.1.1设计依据依据沈阳建筑大学土木工程学院2016届毕业设计任务书；参照指导老师提供的基础资料和电子文件；遵照国家及辽宁省现行的设计规范规程和标准。1.1.2设计内容本工程是根据生产实践进行设计的。1.1.2.1总平面设计本工程位于沈阳市和平区，拟建建筑物场地位于中华大街与民主路交汇处。场地为60m80m。建筑物四周进行适当的绿化。在拟建场地给定的条件下，合理地设计了建筑体形，并力求达到美观实用，并同时考虑交通方便、室内采光、房间的朝向和防火等因素。1.1.2.2平面设计该建筑物为钢筋混凝土框架结构，共六层。建筑面积为5500。该建筑外形为凹字形，层高为3.6 m。由于建筑体形满足防震和沉降要求，故没设置防震缝和伸缩缝。为满足使用要求，一层设厨房及餐厅总面积约175平方米，值班室、接待室各间，每间约34平方米。每层设小会议室约68，男女厕所分设（层层设置）办公室10间34m2，培训教室12间 68m2，客房每层服务室 34m2标准间客房30间 ，每间34m2，高级客房10间 每间68m2，其中；里间为卧室，外间为接待室，一层设活动室一间约60m2，设档案室及资料室各一1间，面积68m2；顶层会议室140 m2。另设门厅、储藏室，每层设置了休息大厅，顶层设大会议室1间，做井式楼盖，避免室内有柱子，面积约140平方米，其他房间可灵活布置。1.1.2.3立面设计本建筑总高度为21.6m。室内外高差为0.6 m。室外设置三级台阶，并设有雨篷在门口的上方。顶部砌筑0.9 m高的女儿墙。外墙墙面采用蓝灰外墙饰面砖，勒脚700高花岗石饰面。建筑物正背两面设置排水管。两侧设次入口，正面设有主入口，共设三部楼梯，一部电梯。满足防火和使用要求。1.1.2.4剖面设计在楼梯设计中采用平行双跑楼梯踏步数为11步每跑。踏步宽300mm，高150mm。框架梁尺寸为300 mm500 mm，次梁250mm450mm，平台梁300mm500 mm。1.1.3房间构成和布置（1）房间构成本工程为一所办公楼，根据办公楼的功能要求，此次设计该办公楼共包括55个办公间，4个手术室，12个护士室，6个医生办公室，5个输液大厅，4个休息大厅，1个挂号收费室，2个医药房，6个配药室，6个储藏室以及配套的卫生间若干个。（2）房间布局 充分考虑办公楼各种房间在功能和面积等方面的不同，尽量做到功能分区清晰，各功能分区之间联系紧密，以及结构布置合理等，在设计中主要注意了以下几点：客房尽可能在顶层这样在白天能不打扰休息的客人。客房在顶层就需要电梯、为行为不变的人提供方便。考虑结构的合理性，像活动室布置在一层、每层都有办公室，使上下层结构更加规整。卫生间布置在办公楼的侧面，各层卫生间都上下对齐布置，方便穿管。1.1.4采光和通风 本建筑主体结构采用内廊式，内廊式建筑的采光和通风是一个比较棘手的问题，如何做好内廊的采光和通风，满足建筑规范的要求就显得很重要。由于本建筑主体六层长度达到了55.00m，为了满足民用建筑设计通则中所规定的：“内廊式走道长度超过20m时应两端设采光口，超过40m时应增加中间采光口”的要求。在本设计中特在建筑中部设置了大厅并增设窗，来满足内廊对采光和通风上的要求，同时也可以作为一个共享空间场所。1.1.5主要立面和出入口的考虑 考虑到本建筑为办公楼，采用近似对称的立面造型能够体现出办公建筑较为严谨的风格。另外，建筑位于主要交通要道南侧，办公楼坐北朝南，因此把办公楼主出入口设在建筑南面方便进出，此外充分考虑到疏散的要求，在建筑东西面设置了次要入口。由于主出入口雨篷较大，因此采用钢结构雨篷，在立面造型上更体现了一份现代的气息。1.1.6防火及安全 防火和安全是一个需要重点考虑的因素。在本设计中走道，楼梯宽度，房间门宽度，走道长度，采光等均严格按照国家建筑防火规范进行设计，满足防火疏散要求。1.1.7各部分工程构造 1.1.7.1基础 本建筑结构设柱下独立基础。1.1.7.2墙体外墙采用300厚的炉渣空心砖，用M5.0水泥砂浆。内墙采用200厚的炉渣空心砖，用M5.0混合砂浆砌筑。外墙贴面砖，内墙抹灰，在室内外设置水平防潮层。1.1.7.3楼梯采用钢筋混凝土现浇板式楼梯，上平台设有300 mm500 mm 的平台梁。楼梯扶手高1000 mm。梯井宽100 mm。踏步采用大理石面层。1.1.7.4门窗窗均采用塑钢窗，主入口采用铝合金玻璃门，室内房间均采用防盗门，卫生间采用木门。1.1.7.5地面做法 10厚大理石面砖； 20厚1：2.5水泥砂浆找平层； 50厚C10混凝土垫层； 70厚道渣； 素土夯实；1.1.7.6楼面做法 10厚大理石面砖； 20厚1：2.5水泥砂浆找平层； 140厚现浇钢筋混凝土楼板； 10厚水泥砂浆打底； 10厚纸筋灰抹平刷白二度；1.1.7.7屋面做法10厚水泥蛭石保护层； 厚水泥砂浆结合层； 高分子防水卷材； 20厚1：2.5水泥砂浆找平层；100厚膨胀蛭石保温层；隔汽层一毡二油； 水泥炉渣找坡层，最薄处60厚3%垫坡；140厚现浇钢筋混凝土板 ； 10厚水泥砂浆打底； 10厚纸筋灰抹平； 1.1.7.8踢脚线 踢脚线高为150mm，15厚水泥沙浆打底，10厚大理石面砖。1.1.7.9墙面做法外墙面： 贴瓷砖墙面，包括水泥砂浆打底，共厚25mm 80厚苯板保温板 外墙厚炉渣空心砖 厚内墙抹灰（10厚水泥砂浆打底，10厚纸筋灰抹平）； 内墙面： 内墙厚炉渣空心砖： 厚（双面）内墙抹灰： 1.1.7.10台阶10厚大理石面层； 15厚1：2.5水泥砂浆找平层；60厚C10混凝土； 80厚碎石；素土夯实1.1.7.11散水15厚1：2水泥砂浆抹面； 50厚C10混凝土；素土夯实；1.1.8主要建筑设计图纸（详见毕业设计）1.2结构方案论述1.2.1设计依据依据沈阳建筑大学土木工程学院2016届毕业设计任务书；参照指导老师提供的基础资料和电子文件；遵照国家及辽宁省现行的设计规范规程和标准。1.2.2设计内容本工程是根据生产实践进行设计的。 1.1.2.1基础 基础的选择：本人在施工单位工作接触最多的房屋结构体系是多层框架结构体系，大部分采用条形刚性混凝土基础，但大多数房屋在使用过程中却出现了与设计人员意图不一致的现象，就是墙体在门窗洞口出现裂缝，有的裂缝在建筑物未交付使用时就出现了，施工单位对此作了大量的不就措施，但都于是无补，经查阅资料与实际观察得出，这种裂缝是由于基础不均匀沉降而产生的，事实证明这种基础的设计有一定的问题。针对上述问题与经济的考虑本次理想的基础形式为独立基础。 1.1.2.2结构 结构的选择：根据设计任务书的要求及经济的考虑，主要承重构件为柱网是最理想的选择，柱网一般一个开间设一个柱距，柱距一般为3-6m能够提供办公楼的多种房屋的使用等跨式的设计也体现了办公楼的大气郑重的特点，柱网沿竖向框架梁上下连通，与框架梁形成刚接更保证了结构的稳定性。 第2章 结构计算2.1计算简图 图1 横向框架跨度及柱高 图2 结构布置图 结构平面布置如图2所示，各层梁、柱和板的混凝土强度等级为C30( fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2)2.2梁柱截面选定 2.2.1 梁截面初选：纵向框架梁： ：bh=300mm500mm； ：bh=250mm450mm 2.2 2柱截面初选： 柱截面初选，要同时满足最小截面、侧移限值和轴压比等诸多因素影响。对于较低设防烈度地区的多层民用框架结构，一般可通过满足轴压比限值进行截面估计。本建筑高度30m，由抗震规范可知，抗震等级三级，按轴压比限值为0.9进行截面估计。各层的重力荷载代表值近似取12，由结构平面布置图可知，中柱的负荷面积为 ，边柱负载面积则 边柱： 中柱： 选柱截面为：bh=450450mm2 2.2 3梁的计算跨度为柱轴线间距：5700mm； ：2400mm； ：6300mm； 2.2.4柱的高度 底 层： 二六层： 2.3 荷载计算 2.3.1 屋面恒载10厚水泥蛭石保护层： 厚水泥砂浆结合层： 高聚物改性沥青防水卷材： 20厚1：2.5水泥砂浆找平层： 0.0220=0.40100厚膨胀蛭石保温层 0.12=0.2隔汽层一毡二油 0.05水泥炉渣找坡层，最薄处60厚3%垫坡：120厚现浇钢筋混凝土板 ： 10厚水泥砂浆打底： 0.0120=0.2 10厚纸筋灰抹底： 屋面恒载汇总 6.801屋面活荷载： 2.3.2 楼面恒载10厚大理石面砖 20厚1：2.5水泥砂浆找平层 120厚现浇钢筋混凝土板： 10厚水泥砂浆打底 10厚纸筋灰抹平刷白二度： 楼面恒载汇总 4.04 楼面活荷载：房间 ； 走廊 2.3.3风荷载 2.3.4 雪荷载 2.3.5 框架填充墙荷载 外墙恒载：贴瓷砖墙面，包括水泥砂浆打底，共厚25mm 0.5KN/m2 80厚保温板 0.04 KN/m2外墙厚炉渣空心砖： 厚内墙抹灰（10厚水泥砂浆打底，10厚纸筋灰抹平）： 共： 4.65 内墙恒载：内墙厚炉渣空心砖： 厚（双面）内墙抹灰： 共： 3.22 女儿墙恒载：240厚机制标准砖： 厚抹灰： 贴瓷砖墙面，包括水泥砂浆打底，共厚25mm 0.5KN/m2 共： 5.42 2.3.6框架梁、柱荷载主梁： 300mm500 mm 0.30.525=3.75 次梁： 250mm450mm 0.450.2525=2.813框架柱： 450 mm450 mm 0.450.4525=5.0625 20厚抹灰： 0.36 2.3.7门窗荷载木门荷载： 防盗门荷载： 塑钢玻璃门窗荷载： 2.4重量计算 2.4.1柱重首层柱重4.75.062534=808.99 抹灰重：（4.7-012）0.454 0.3634=100.91二六层柱重3.65.062534=619.65 抹灰重：（3.6-0.12）0.45 40.3634 =76.67 2.4.2框架梁重L1：(6.30.45) 3.759=197.438KNL2：（5.7-0.45）3.7532=660 KN L3：(60.45) 3.754=83.25 KN L4: (2.70.45) 3.758=67.5 KN 梁抹灰重： L1：(6.3-0.45)(0.5-0.12)0.362+(6.3-0.45)0.3/2 9=22.303 KN L2：(5.7-0.45)(0.5-0.12)0.362+(5.7-0.45)0.3/2 32=71.165 KN L3：(6-0.45)(0.5-0.12)0.362+(6-0.45)0.3/2 4=9.404 KNL4：(2.7-0.45)(0.5-0.12)0.362+(2.7-0.45)0.3/2 8=7.625 KN 2.4.3外墙外墙面积：底层：正面：（5.7-0.45）（3.6-0. 5）-（3-2.2）6=58.05 m2左侧：（5.7-0.45）（3.6-0. 5）2+（6.3-0.45）（3.6-0.5）2=68.82m2背面： （5.7-0.45）（3.6-0. 5）-（3-2.2）6+（6-0.45）（3.6-0.5）=75.26 m2二六层：正面： （5.7-0.45）（3.6-0. 5）-（3-2.2）6+（6-0.45）（3.6-0. 5）-（3-2.2） =68.655 m2左侧：（5.7-0.45）（3.6-0. 5）2+（6.3-0.45）（3.6-0.5）2=68.82m2背面：（5.7-0.45）（3.6-0. 5）-（3-2.2）6+（6-0.45）（3.6-0.5）=75.26 m2外墙重：底层：4.65（58.05+68.82+75.26）=939.905二六层：4.65（68.655+68.82+75.26）=989.218窗 重：底层：32.2120.45=35.64二层：32.2130.45=38.61门 重：43.10.45=5.58 2.4.4内墙内墙面积：底层：（5.70.45-2）（3.60.5）12+（5.70.45）（3.60.5）+（6.3-0.45）（3.60.5）=327.36 m2 二六层：（5.70.45-2）（3.60.5）12+（5.70.45）（3.60.5）+（6.3-0.45）（3.60.5）+（6-0.45-2）（3.60.5）=338.37 m2 卫生间隔墙采用120厚轻质条型墙板（太空板系列）隔墙 自重0.5 KN/m2包括抹灰在内 自重0.86 KN/m2 底层：3.93.90.862=26.16 KN 二六层：3.93.60.862=24.16 KN 七层：3.93.90.862=26.16 KN内墙重：底层：327.363.22=1054.09 二六层：338.373.22=1089.55 总门重：23.1126045=200.88 2.4.5楼梯重=150/300=0.5, =0.894,板厚150mm，取1m宽板带进行计算。三角形踏步：0.30.15127/2=0.61kN斜板：0.152713.9/0.894=18.24kN花岗石面层：2.10.02281+3.90.02281=3.36kN水泥砂浆结合层：2.10.02201+3.90.02201=2.40kN三角形踏步重：3.36+2.40+0.61=6.37kN斜板重：18.24+6.37=24.61kN梯板总重：24.61（4.5-0.2-0.2）=100.90kN休息平台重：20厚磨光花岗石板 0.0228=0.56kN/m220厚1：3干硬性水泥砂浆结合层 0.0220=0.40kN/m2150厚现浇钢筋混凝土板 0.1527=4.05kN/m2合计： 5.01kN/m2（2.3+2.2-0.12）（4.5-0.2）5.01=92.63kN梯梁重：0.250.45（4.5-0.2）27=8.71kN总重量：100.90+47.39+45.24+8.712=210.95kN 2.4.6女儿墙重（40.2+0.45）25.42=440.646 2.4.7屋面重（40.2+0.45）（14.7+0.45）7.483=4608.387 2.4.8楼面重（40.2+0.45）（14.7+0.45）-（3.6+0.45）（6.3+0.45）4.54=2671.835 2.4.9电梯重量墙厚200mm 次梁250mm500mm 电梯梁重 0.250.52.425+0.250.5325=16.875kN 墙重 2.43.63.22=27.821 kN 门重 0.452.4=1.08电梯间重 16.875+27.821+1.08=45.776 kN 2.4.10楼层重量根据抗震设计规范，顶层重量为顶层实际重量的一半。恒载（楼层及墙重）取100%，楼（屋）面活荷载取50%。 1）顶层重力荷载代表值： 屋面活荷载代表值： Qk6=(40.2+0.45) (14.7+0.45) 0.5=307.924kN 2）二五层重力荷载代表值：楼面活荷载代表值：房间、小会议室、厕所：40.2（5.7+6.3）2=482.4kN楼梯、走廊：40.22.72.5=271.35kN Qk6=482.4+271.35=753.75kN3）底层重力荷载代表值：楼面活荷载代表值：Qk1=753.75kN2.5水平荷载作用下结构内力计算与侧移计算水平荷载较小，与地震作用相比可以忽略不记。故仅考虑水平荷载的地震作用。该结构的高度为21.6m，且质量与刚度沿高度分布比较均匀，以剪切变形为主，满足底部剪力法的应用条件，故采用底部剪力法计算。 2.5.1框架梁线刚度的计算 部位截面跨度惯性矩边框架中框架左跨0.30.55.75.210-37.810-34.1110410.410-35.47104中跨0.30.52.75.210-37.810-38.6710410.410-311.56104右跨0.30.56.35.210-37.810-33.7110410.410-34.95104 2.5.2框架柱侧移刚度的计算部位截面柱高混凝土惯性矩底层0.450.454.73.01073.4210-32.18104标准层0.450.453.63.01073.4210-32. 85104顶层0.450.453.63.01073.4210-32.85104 2.5.3层间刚度计算底层柱类型根数边框左边柱1.8850.64172712边框右边柱1.7020.59570462边框左中柱5.8620.8099580.22边框右边柱5.6790.8059532.82中框左边柱2.5090.6677898.66中框右边柱2.2710.6497685.56中框左中柱7.8120.84710030.206中框右中柱7.5370.8439982.86标准层柱类型根数边框左边柱1.4420.419110572边框右边柱1.3020.39410397.32边框左中柱4.4840.69218261.32边框右边柱4.3440.68518076.52中框左边柱1.9190.4912930.66中框右边柱1.7370.46512270.96中框左中柱5.9750.74919765.46中框右中柱5.7930.743196076顶层柱类型根数边框左边柱1.4420.419110572边框右边柱1.3020.39410397.32边框左中柱4.4840.69218261.32边框右边柱4.3440.68518076.52中框左边柱1.9190.4912930.66中框右边柱1.7370.46512270.96中框左中柱5.9750.74919765.46中框右中柱5.7930.743196076楼层边框架中框架各柱层间刚度底层286343822693504.6120078280442.6标准层4290872675.4151209236234.4503027.4顶层4290872675.4151209236234.4503027.4 2.5.4水平地震作用，层间地震剪力和弹性位移计算本框架结构符合底部剪力法的使用范围，故采用底部剪力法计算水平地震作用，采用能量法计算结构的基本自振周期，基本自振周期折减系数。结构基本自振周期计算层数67920.487920.48503027.40.01570.38823074.731193.6157446.4215366.9503027.40.03050.37252773.791033.2447446.4222813.32503027.40.04540.3422546.68870.9637446.4230259.74503027.40.06020.29662208.65655.0727446.4237706.16503027.40.0750.23641760.33416.1417550.345256.46280442.60.1610.01641218.62196.6945256.4613582.764365.71 该地区设防烈度为7度：；场地类别为类：；于是得：； ；由于：s，所以需要考虑顶部附加水平地震作 水平地