本科毕业论文---宜昌凯利办公楼建筑方案设计.doc

目 录摘要3第一章 工程概况51.1 设计概况：51.1.1 建设项目名称：某公司办公楼楼51.1.2 建设地点：襄阳市51.1.3 设计资料：51.2 结构承重方案选择51.3 主要构件选型及尺寸初步估算61.3.1. 主要构件选型61.3.2. 梁板、柱截面尺寸估算6第二章 板的计算82.1 板的截面有效高度82.2 板荷载的确定82.2.1 楼面板的荷载：82.3 板的内力计算92.3.1楼面板的计算：92.3.2楼板配筋计算11第三章 次梁的计算133.1 正截面计算：133.1.1次梁的计算简图：133.1.2荷载的确定：133.1.3内力计算及钢筋的配置：143.2 斜截面计算：15第四章 框架的计算164.1 框架计算简图的确定164.2梁柱线刚度计算184.3 荷载的确定（标准值）194.3.1 恒载194.3.2 活载224.4 竖向恒载作用下框架受荷总图234.4.1竖向恒载作用下框架受荷总图234.5框架梁柱内力的计算274.5.1框架梁柱弯矩的计算（采用弯矩二次分配）274.6 风荷载作用下的弯矩计算344.6.1 风荷载标准值的计算344.6.2 风荷载作用下框架的内力计算364.6.3风荷载作用下的内力图374.6.4 风荷载作用下框架的侧移验算394.7 水平地震作用计算404.7.1荷载的确定404.7.2 地震作用的计算414.8框架的内力组合464.9 框架梁的配筋计算504.10 框架柱的配筋计算534.10.1正截面计算534.10.2 斜截面的计算55第五章 楼梯的计算565.1 梯段板的设计：565.1.1 梯段板数据575.1.3 荷载计算575.1.4 内力计算585.1.5 配筋计算585.2 平台板设计585.2.1确定板厚585.2.2 荷载计算585.2.3 内力计算595.2.4 配筋计算595.3 平台梁设计605.3.1 确定梁尺寸605.3.2 荷载计算605.3.3 内力计算615.3.4 配筋计算61第六章 基础设计636.1地基承载力特征值636.2初步选择基底尺寸636.3验算持力层底基承载力646.4计算基底净反力646.5抗冲切验算646.5.1柱边基础截面抗冲切验算64 6.5.2变阶处抗冲切验算656.6配筋计算65结 束 语68.致谢70参 考 文 献714摘要 本设计为宜昌凯利办公楼。占地面积723m2，建筑面积4374m2。主要进行建筑方案设计、结构设计。采用框架结构，主体为六层，上人屋面顶棚一层。本地区抗震设防烈度为6度，场地类别为II类场地，基本风压0.40KN/M。楼屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。 建筑方案设计主要根据任务书要求，结合建筑物使用功能，防火疏散要求及建筑人性化进行建筑方案设计。一、进行功能分区；二、进行空间组合；三、绘制建筑施工图。结构设计简而言之就是用结构语言来表达所要表达的东西。结构语言就是从建筑及其它专业图纸中所提炼简化出来的结构元素，包括基础、墙、柱、梁、板、楼梯、大样细部图等等。然后用这些结构元素来构成建筑物或构筑物的结构体系，包括竖向和水平的承重及抗力体系，再把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础。在结构设计中，作者根据经验公式先进行梁、板、柱的截面尺寸估算，再查相关规范确定恒荷载、活荷载、风荷载、地震作用。通过二次弯矩分配法、D值法、底部剪力法进行相关荷载的计算，确定最不利组合，确定现浇板、框架梁、柱可能出现的最大内力，从而进行截面验算和配筋计算。关键词 建筑方案设计，结构设计，办公楼设计ABSTRACT The design of the integrated is framework of the six-storey building.The size is 723 m2 .The floor area is 1364.18m2. The design contains mainly the construction program design, structural design and construction design. Architectural design program based mainly on tasks, combining the use of functional buildings, fire evacuation requirements and building construction for humanity program design. 1, the functional area; 2, the space portfolio; 3, drawing construction plans. In short, structural design uses structural anguage to express things. Structure of language is from construction and other professional drawings and are refined to simplify the structure of elements, including the foundation, walls and columns, beam, slab, the staircase, the map-like detail and so on .Then these structural elements are used to form the structural system of a building or structure, including load-bearing system of vertical and level of resistance, then all of the load in the most concise way transfer to basis. In structural design, the authors first formula for beam, slab, column, the section size estimates by experience, further invest to determine relevant norms which constant loads, live loads, wind loads, earthquake. By the second moment distribution method, D-value method and the base shear,the desgin calculated the associated load, and determined the most disadvantaged, and the largest internal forces of the frame beams and columns, then checked and crossed sections for reinforcement calculation. Key words Architectural Design，Structural Design，Construction Organization Design第一章 工程概况1.1 设计概况：1.1.1 建设项目名称：某公司办公楼1.1.2 建设地点：宜昌市1.1.3 设计资料： 本工程为某办公楼,不超过可占用土地，建筑面积在4374平方米，层高为3.6m，办公楼采用内廊式。其各层楼的具体布置见图纸。地质水文资料：根据工程地质勘测报告，拟建场地地势平坦，表面为平均厚度2.44m左右的素填土，承载力的特征值为60kPa,以下为1.4m-4.20m左右的含砾粉质粘土层，承载力的特征值为120kPa，再下面为较厚的垂直及水平分布比较均匀的灰岩，其承载力的特征值为250kPa，可作为天然地基持力层。钻孔揭露深度内未见有地下水,勘察场地周围无地表水体，不存在地下水对建筑物的影响。气象资料：全年主导风向：偏南风 夏季主导风向，常年降雨量为：350mm，时间是57月，基本风压为：0.40kN/m2（类二组）抗震设防要求：抗震等级七度底层室内主要地坪标高为0.000，室外-0.4501.2 结构承重方案选择 根据建筑功能要求以及建筑施工的布置图，本工程确定采用图1.1框架布置。 图1.1 主体框架布置1.3 主要构件选型及尺寸初步估算1.3.1. 主要构件选型（）梁板柱结构形式：现浇钢筋混凝土结构（）墙体采用：页岩空心砖（）墙体厚度：内外墙均为200mm（）基础采用：柱下独立基础1.3.2. 梁板、柱截面尺寸估算（1）主梁:纵向主梁的跨度为L=6000mm h=(1/81/12)L=750mm500mm 取h=600 mm 取故纵向框架主梁初选截面尺寸为：横向主梁的跨度为L=6000mm h=(1/81/12)L=750mm500mm 取h=600 mm 取 故横向框架主梁初选截面尺寸为：纵向主梁的跨度为L=2400mm h=(1/81/12)L=300mm200mm 取h=450 mm 取故纵向框架主梁初选截面尺寸为：（2）次梁：取 取 取故次要框架梁初选截面尺寸为：（3）板： 板均按双向板进行计算。双向板不做刚度验算的最小高度 h=（1/401/50）L（L为短向跨度），取较大的短向跨度L=3000mm h=75mm60mm 取h=100mm（4）框架柱: 取第二榀框架计算 根据公式： 其中为轴压比限值，一般取各层的重力代表值近似取,由结构平面布置图可得中柱的负荷面积是（66）/2(6+2.4)/2=64.2，则竖向荷载的轴压力估计值： 则初选截面 360000237902 7第二章 板的计算板采用整体现浇式，板厚h=100mm，采用C30混泥土，板筋采用HPB235级钢筋，所有板都按双向板计算，板跨中和支座的中的内力采用弹性理论来计算。取标准层楼板进行计算。2.1 板的截面有效高度拟定板的厚度h=100mm,则板的有效高度短边方向： 长边方向： 2.2 板荷载的确定 2.2.1 楼面板的荷载：标准层楼面大理石面层，水泥砂浆擦缝30厚1：3干硬性水泥砂浆面上撒2厚素水泥水泥浆结合层一道 1.16KN/100厚现浇钢筋混凝土板 0.1m252.5KN/10厚混合砂浆 0.01m170.17KN/合计 3.83 KN/ 楼面活荷载 阳台、走廊为 2.3 板的内力计算板内钢筋采有HPB235，查表得 C25的混泥土 2.3.1楼面板的计算： 楼面恒载标准值： 3.83KN/m2 活载标准值： 楼面 2.0 KN/m2 走廊 2.5KN/m2 楼面恒载设计值：楼面 g=3.83KN/m21.2=4.596KN/m2 活载设计值：楼面 q=2.0KN/m21.4=2.8KN/m2 走廊 q=2.5KN/m21.4=3.5KN/m2 合计 楼面： p=g+q=4.596KN/m2+2.8KN/m2=7.4KN/m2 走廊： p=g+q=4.596KN/m2+3.5KN/m2=8.1KN/m2 板均按弹性理论计算,在求板各区格板跨内正弯矩时,按恒荷载均布及活荷载棋盘式布置计算.取荷载: 楼面: g=g+q/2=4.596KN/m2+2.8KN/m2/2=6.0KN/m2 q=q/2=2.8KN/m2/2=1.4KN/m2 走廊: g=g+q/2=4.596KN/m2+3.5KN/m2/2=6.35KN/m2 q=q/2=3.5KN/m2/2=1.75KN/m2在g作用下，各内支座均可视作固定，某些区格板跨内最大正弯矩部长爱板的中心点处，在q作用下各区格板四边均可视作简支，跨内最大正弯矩则在中心点处，计算时可近似取二者之和作为跨内最大正弯矩值。在求各中间支座最大负弯矩（绝对值）时，按恒荷载及活荷载均满布各区格板计算，取荷载：p=g+q.按双向板计算系数表进行内力计算,计算简图及计算结果见表2.3.1。由该表可见，板间支座弯矩是不平衡的，实际应用时可近似取相邻两区格板支座弯矩的平均值进行计算。表2.3.1板内力计算区格ABlx/ly2.9/5.9=0.4922.9/5.9=0.492跨内计算简图u=0 mx(0.046.0+0.05591.4)2.92=2.68kN.m/m(0.046.0+0.05881.4)2.92=2.71kN.m/mmy(0.00386.0+0.00791.4)2.92=0.285kN.m/m(0.00386.0+0.0061.4)2.92=0.263kN.m/mu=0.2mx(u)2.68+0.20.285=2.737kN.m/m2.71+0.20.263=2.763kN.m/mmy(u)0.285+0.22.68=0.821kN.m/m0.263+0.22.71=0.805kN.m/m支座计算简图mx0.08297.42.92=5.16kN.m/m0.08297.42.92=5.16kN.m/mmy0.0577.42.92=3.55kN.m/m0.0577.42.92=3.55kN.m/m区格CDlx/ly2.3/5.9=0.392.3/5.9=0.39跨内计算简图u=0 mx(0.046.35+0.05881.75)2.32=1.89kN.m/m(0.046.35+0.09651.75)2.32=2.24kN.m/mmy(0.00386.35+0.00791.75)2.32=0.2kN.m/m(0.00386.35+0.01741.75)2.32=0.29kN.m/mu=0.2mx(u)1.89+0.20.2=1.934kN.m/m2.24+0.20.29=2.298kN.m/mmy(u)0.2+0.21.89=0.578kN.m/m0.29+0.22.24=0.738kN.m/m支座计算简图mx0.08298.12.32=3.55kN.m/m0.08298.12.32=3.55kN.m/mmy0.0578.12.32=2.44kN.m/m0.0578.12.32=2.44kN.m/m2.3.2楼板配筋计算 各跨内、支座弯矩已求得，近似按 计算钢筋截面面积，取跨内支座截面 计算结果见表2.3.2。表2.3.2 板配筋计算 截面m/(kN.m)h0/mmAs/mm2选配钢筋实配面积跨中A区格lx方向2.73780171.5f8150335ly方向0.8217058.8f8150335B区格lx方向2.76380173.1f8150335ly方向0.8057057.6f8150335C区格lx方向1.93480121.2f8150335ly方向0.5787041.4f8150335D区格lx方向2.29880144f8150335ly方向0.7387052.8f8150335支座A-B5.1680323.3f10200393B-B5.1680323.3f10200393A-C3.5580222.4f8150335B-C3.5580222.4f8150335B-D3.5580222.4f8150335C-D2.4480152.9f8150335D-D2.4480152.9f815033511第三章 次梁的计算3.1 正截面计算：3.1.1次梁的计算简图： 图3.1.1 次梁的计算简图3.1.2荷载的确定： 恒荷载： 次梁的自重：250.25m(0.4m-0.1m)=2.188KN/m 梁侧抹灰：0.01m(0.4m-0.1m)2+0.25m17=0.1445 KN/m 楼板传来的荷载： 合计 活荷载： 总 3.1.3内力计算及钢筋的配置：按弹性理论进行计算，次梁采用C30混泥土，钢筋采用HRB335，查表得 设置一排受拉钢筋： 跨中弯矩 ： 与梁的跨度的确定：翼缘与厚度有关，规范规定T形梁截面受弯构件翼缘计算跨度取 三者中、的最小值。按梁的计算跨度考虑： 按梁的净距考虑： 故取上面二者中的较小值判断T形截面类型：属于第一类截面钢筋面积的计算：查表得 选配322 有效面积为3.2 斜截面计算： 属一般梁截面尺寸满足要求验算是否构造配筋： 因此只需按构造配置箍筋，在两端加密区配置，其余配置14第四章 框架的计算4.1 框架计算简图的确定 框架的计算单元如图4.1所示，取轴上的一榀框架计算。假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，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，基顶标高根据地质条件，室内外高差，定为450mm+500mm=0.950m。二层楼面标高为3.600m，故底层柱高为4.55m。其余各层柱高从楼面算至上一层楼面（即层高）。由此绘出框架的计算简图如图4.1.2所示。 图4.1 框架计算单元 荷载传递示意图图4.1.2 框架计算简图4.2梁柱线刚度计算在框架结构中，现浇楼板的楼可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架的侧移。为考虑这一有利的作用，在计算梁的截面惯性矩的时候，对于中框架取I=2 Io（Io为梁的截面惯性矩） 梁采用C30混凝土，。由于左跨梁右跨梁：i边梁EI/L=中跨梁：i中跨梁EI/L=底层柱：（AD轴）i底柱EI/L=其余各层柱：（AD轴）i余柱：EI/L=令i余柱1.0,则其余各杆件的相对线刚度为：i边梁i中跨梁i底柱则梁柱的相对线刚度如图4.1.2所示：4.3 荷载的确定（标准值）4.3.1 恒载（1） 屋面 30mm厚C20细石砼防水 三毡四油铺小石子 15mm厚水泥砂浆找平层 15mm厚水泥砂浆找平层 40mm厚水泥石灰焦渣砂浆3找平 10厚矿渣水泥 水泥蛭石保温层（平均厚度） 厚钢筋混泥土板 厚石灰水泥砂浆抹底 合计 （2）各层走廊楼面水磨石楼面10面层，20水泥砂浆打底素水泥砂浆结合层一道 100厚现浇钢筋混凝土板 0.1m252.5KN/10厚混合砂浆 0.01m170.17KN/合计 3.32KN/（3）标准层楼面大理石面层，水泥砂浆擦缝30厚1：3干硬性水泥砂浆面上撒2厚素水泥水泥浆结合层一道 1.16KN/100厚现浇钢筋混凝土板 0.1m252.5KN/10厚混合砂浆 0.01m170.17KN/合计 3.83 KN/（4）梁自重边横梁，纵梁 bh=300600梁自重 2.50.3m(0.6m-0.1m)=3.75 KN/m抹灰层10厚混合砂浆 0.01m(0.6m-0.1m)2+0.25m17=0.221KN/m合计 3.97 KN/m中横梁 bh=250450梁自重 25 0.25m(0.45m-0.1m)=2.1875KN/m抹灰层10厚混合砂浆 0.01m(0.45m-0.1m)2+0.25m17=0.1615 KN/m合计 2.35 KN/m次梁 bh=250400梁自重 250.25m(0.4m-0.1m)=2.188KN/m抹灰层10厚混合砂浆 0.01m(0.4m-0.1m)2+0.25m17=0.1445 KN/m合计 2.33 KN/m基础梁 bh=250400梁自重 25 0.25m0.4m=2.5KN/m合计 2.5KN/m（5）柱自重柱 bh=250400柱自重 25 0.6m0.6m=9KN/m抹灰层10厚混合砂浆 0.01m0.6m417=0.408 KN/m合计 9.41KN/m构造柱 bh=240240柱自重 25 0.24m0.24m=1.44KN/m抹灰层10厚混合砂浆： 0.01m0.24m217=0.0816 KN/m合计 1.5KN/m（6）外墙自重：标准层 墙 0.23.05.0KN/m3=3.0KN/m 水泥粉刷内墙面 （3.0-1.8）0.36KN/m2=0.432KN/m 铝合金窗 0.35KN/m21.8=0.63KN/m 水刷石外墙面 （3.6-1.8）0.5KN/m2=0.9KN/m 合计 4.96KN/m底层纵墙 （4.55m-1.8m-0.6m-0.5m）0.2m18=5.94KN/m铝合金窗 0.35 KN/1.8m=0.63 KN/m水刷石外墙面 （3.6m-1.8m）0.5 KN/=0.9 KN/m石灰粗沙刷外墙面 （3.6m-1.8m）0.36 KN/=0.648KN/m合计 8.12KN/（7）内墙自重标准层纵墙 （3.6m-0.6m）0.2m18=10.8KN/m水泥粉刷内墙面 3.0m0.36 KN/2=2.16 KN/m合计 12.96 KN/m底层纵墙 （4.55m-0.6m）0.2m18=14.22 KN/m水泥粉刷内墙面 3.95m0.36 KN/2=2.84 KN/m合计 17.06 KN/m4.3.2 活载 屋面和楼面活荷载标准值，根据荷载规范查得： 不上人屋面： 0.5KN/m 上人屋面： 2.0KN/m 楼面： 办公室 2.5KN/m 楼梯： 3.5KN/m 走廊、阳台： 2.5KN/m4.4 竖向恒载作用下框架受荷总图 4.4.1竖向恒载作用下框架受荷总图 （1）AB, (CD)轴间框架梁：屋面板传荷载：恒载：活载：楼面板传荷载：恒载：活载：梁自重：3.97KN/mAB, (CD)轴间框架梁均布荷载为：屋 面 梁：恒载梁自重板传荷载17.128 KN/m+3.97 KN/m=21.1 KN/m 活载板传荷载5.625 KN/m楼 面 梁：恒载梁自重板传荷载3.97 KN/m+10.772 KN/m=14.74 KN/m 活载板传荷载5.625 KN/m（2） BC轴间框架梁：屋面板传荷载：恒载：活载：楼面板传荷载：恒载：活载：梁自重：2.35KN/mBC轴间框架梁均布荷载为：屋 面 梁：恒载梁自重板传荷载2.35 KN/m+9.135 KN/m=11.48 KN/m 活载板传荷载3 KN/m楼 面 梁：恒载梁自重板传荷载2.35 KN/m+5.745KN/m=8.09KN/m 活载板传荷载3.75 KN/m（3）A轴柱纵向集中荷载计算： 顶层柱：女儿墙自重：（做法：墙高1100,100的混凝土压顶）顶层柱恒载女儿墙梁自重板传荷载顶层柱活载板传荷载*标准层柱恒载墙自重梁自重板荷载=标准层柱活载板传荷载基础顶面荷载底层外纵墙自重基础自重（4）B柱纵向集中力计算：顶层柱荷载梁自重板传梁荷载顶层柱活载=板传荷载=标准柱恒载=墙梁自重板传荷载标准层活载板传荷载基础顶面恒载=底层外纵墙自重基础自重（5）框架柱自重：柱自重： 底层：1.20.6m0.6m254.55m=49.14KN 其余柱：1.20.6m0.6m253.6m=38.88KN框架在竖向荷载作用下的受荷总图如图4.4.1所示 图4.4.1 荷载作用下的受荷图(均为标准值)4.5框架梁柱内力的计算4.5.1框架梁柱弯矩的计算（采用弯矩二次分配） (1)恒载作用下的弯矩计算见图4.5.1 图4.5.1 恒荷载作用下的计算(kN.m) (2)活载作用下的弯矩计算见图4.5.2 图4.5.2 活荷载作用下的计算(kN.m) (3)恒载作用下的弯矩图见图4. 图4.5.3 恒荷载作用下的弯矩图 M (kN.m) (4)活载作用下的弯矩图见图4.5.4 图4.5.4 活荷载作用下的弯矩图 M (kN.m) (5)恒载作用下的剪力图见图4.5.5 图4.5.5 恒荷载作用下的剪力图 V (kN) (6)活载作用下的剪力图见图4.5.6图4.5.6 活荷载作用下的剪力图 V (kN) (7)恒载作用下的轴力图见图4.5.7 图4.5.7 恒荷载作用下的轴力图 N(kN) (8)活载作用下的轴力图见图4.5.8 图4.5.8 活荷载作用下的轴力图 N(kN) 4.6 风荷载作用下的弯矩计算4.6.1 风荷载标准值的计算 其中垂直与建筑物单位面积上的风荷载标准值 Z高度上的风振系数 取1.0 风荷载体型系数 根据建筑物体型查得=1.3 Z高度处的风压高度变化系数 基本风压 取 0.40kN/m2 B迎风面的宽度 B=6m 因建设地点位于密集建筑群的城市市区，所以地面粗糙度属于C类。 根据各楼层标高，查得代入上失，各楼层标高处的见下表。 表4.6.1 集中 风荷载标准值计算层次离地高度14.550.741.01.30.406.4328.150.741.01.30.407.67311.750.741.01.30.408.34415.350.741.01.30.409.23518.950.841.00.40.4011.22622.551.01.01.30.4010.76等效节点集中风荷载如图4.6.1： 图4.6.1 4.6.2 风荷载作用下框架的内力计算 所取2轴线框架共有2根中柱，2根边柱，各柱分配到的剪力按以下公式计算。 表4.6.2各层边柱柱端弯矩层y63.610.7663065.0119416.673.3130.60911.2680.293.48.52453.624.18663065.0119416.667.4460.60926.8070.359.3817.42543.635.40363065.0119416.6610.8990.60939.2390.415.6923.54433.644.63263065.0119416.6613.7410.60949.4690.4522.2627.20823.652.97163065.0119416.6616.3090.60958.7120.4526.4232.29113.660.64179332.421