本科毕业论文---深圳宝利欣有限公司办公楼土木工程.doc

中央广播电视大学 土木工程 专业本科毕业论文题 目： 深圳宝利欣有限公司办公楼 学 号： 姓 名： 学 校： 指导教师： 长沙广播电视大学毕业论文（设计）答辩与评审指导教师评语初评成绩指导教师（签名）：年 月 日电大分校初审意见 分校专业负责人（签名）： 年 月 日省电大复审意见省电大专业负责人（签名）： 年 月 日答 辩 记 录答辩主持人答辩小组成员答辩小组秘书答辩日期月 日教师提问学生回答1.23.4.答辩小组评语 答辩成绩答辩主持人（签名）： 年 月 日 摘 要本工程为成都市双流北区办公楼工程，采用框架结构，主体为六层，本地区抗震设防烈度为 7 度，场地类别为 II 类场地。设计地震加速度 0.1g，设计地震分组为第一组，基本风压 0.30KN/M2，基本雪压 0.1 KN/M2。楼屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。本设计贯彻“实用、安全、经济、美观”的设计原则。建筑主体高度34.2m，层高均为3.3m,顶部电梯机房高4.5m。建筑设计充分考虑了消防安全和舒适的要求,设单元设一部电梯和一部楼梯；楼板及屋面现浇，室内地面为松木地板，屋面防水层为SBS改性沥青防水卷材，并设有保温层和隔气层。内墙采用250厚水泥空心砖砌筑，石灰粗砂粉刷；外墙采用400mm厚水泥空心砖砌筑，装饰为水泥粉刷墙面；屋面采用有组织内排水。施工组织设计科学、规范 ，使建筑施工活动协调有序，提高工作效率，达到缩短工期、降低成本、争创优质的效关键词：框架结构 抗震。 Abstract This project is theoffice buildingChengduSpanglishDistrict,using frame structure,the main bodyis divided into six layers,the localseismic fortification intensity is 7 degrees,the site is classified as class II.Design of earthquake acceleration 0.1g,classification of design earthquake forthe first group,the basic pressure0.30KN/M2,basic snow pressure0.1 KN/M2.Floor,roof were using cast-in-place reinforced concretestructure.Implement thedesign principle of practical,safe,economic,beautifulof the design.The main body of the buildingheight 34.2m,floors are 3.3m,high 4.5mat the top ofthe elevator machine room.Architecturaldesign fully consider thefire safetyand comfort requirements,designunit is provided withan elevatoranda ladder;the floor and roofing cast-in-place,indoorgroundpine flooring,roofing waterprooflayer of SBSmodified asphaltwaterproof coiled material,and is provided with athermal insulationlayer andthe insulating layer.The innerwallwith 250 thickcement hollowbricks,limesandpainting;the external walls of the use of400mm thick cementhollow brickmasonry,decorativecementpaint the wall;roofusing organizedwithin the drainage.Specification of constructionorganization design,constructionscience,theactivities are coordinatedand orderly,improve work efficiency,to shorten theconstruction period,reduce cost,and striving for quality effectKeywords:frame structure seismic. 目 录摘 要IAbstractII目 录.III第一章 设计任务及基本要求.1 1.1 设计原始资料.1 1.1.1 工程概况.1第二章 结构布置及计算简图.1 2.1填充墙采用 200mm 厚的粘土空心砖砌筑.1 2.2.框架梁.2第三章 建筑设计说明.5. 3.1建筑平面设计.5 3.1.1建筑平面布置.5. 3.1.2柱网布置.5第四章 结构设计.6. 4.1 结构方案的选择及结构布置.6 4.1.1 结构方案的确定.6 4.1.2 屋面板计算.7 4.2次梁内力及配筋计算.10 4.2.1屋面次梁内力计算(取L1计算).10 4.2.2 楼面次梁内力计算(取L1计算).12 4.3横向平面框架的内力计算.13 4.3.1 框架梁柱相对线刚度计算.13 4.4恒荷载作用下框架的内力计算.15 4.4.1恒荷载标准值计算.15 4.4.2框架内力计算.17 4.5活荷载作用下框架的内力计算.21 4.5.1活荷载标准值计算.21 4.5.2 风荷载作用下框架的内力计算.22 4.6地震荷载作用下框架的内力计算.28 4.6.1水平地震作用标准值的计算.28 4.7水平荷载作用下框架的抗侧移验算.35 4.7.1风荷载作用下框架的侧移验算.35 4.7.2水平地震作用下的框架弹性侧移验算.35 4.8框架结构柱下基础设计.36 4.8.1 设计资料.36. 4.8.2基础设计.36. 4.8.3基础抗冲切承载力计算.38. 4.9楼梯设计计算.41 4.9.1 楼梯结构布置.41 4.9.2内力及配筋计算.42参考文献.46 第一章 设计任务及基本要求1.1 设计原始资料1.1.1 工程概况本工程为深圳宝利欣公司拟兴建 6 层办公楼，建筑面积 6460.44m2，采用框架结构，主体为六层，建筑面积5240，建筑物共6层，底层层高5.1m，标准层层高3.6m，顶层层高4.5m，总高度25.5m，室内外高差0.450m，基础顶面距离室外地面1.05m，基础采用柱下独立基础。该办公楼主要以层为单元出租，每层为一个独立的单元，拥有接待室、会议室、档案室、普通办公室、专用办公室等。楼内设有两个电梯三个楼梯，主、次楼梯开间均为3m，进深均为6.6m，楼梯的布置均符合消防、抗震的要求。设计地震加速度 0.1g，设计地震分组为第一组，基本风压 0.30KN/M2，基本雪压 0.1 KN/M2。楼屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。深圳地区属干热季风气候，常年气候温和、日照较多。平均气温都在20度左右，8-9月最为炎热。由于该住宅楼属于大型单体建筑，设计过程中要注意采光、通风、防火。建筑设计充分考虑了消防和疏散的要求,每单元设一部电梯和一部楼梯楼梯；楼板及屋面现浇。屋面防水层为SBS改性沥青防水卷材2，并设有保温层和隔气层。屋面采用有组织排水。施工组织设计科学、规范 ，使建筑施工活动协调有序，提高工作效率，达到缩短工期、降低成本、争创优质的效果。 第 二 章 结构布置及计算简图根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计，其标准层建筑平面和剖面见图详见施工图，计算单元见 21。主体结构共六层，一、二层层高分别为 4800mm、4500mm，其余层高为 3300mm。2.1填充墙采用 200mm 厚的粘土空心砖砌筑 门洞的尺寸大小见施工图。梁、板、柱混凝土设计强度：=2.2.框架梁 梁截面高度一般取梁跨度的 1/121/8，当梁的负载面积较大或荷载较大时，宜取上限值,为防止梁产生剪切脆性破坏,梁的净跨与截面高度之比不宜小于 4,梁的截面宽度可取 1/31/2 梁高,同时不宜小于 1/2 柱宽,且不应小于 200mm。a. 横向框架梁，最大跨度 L=7.4m 满足 b200mm,且 h/b=650/300=2.2200mm,且 h/b=700/300=2.34,符合要求。故纵向框架梁初选截面尺寸为：bh=300mm700mm 表 2.4 梁截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级 柱截面尺寸根据轴压比限值按下列公式估算：(该框架结构的抗震等级为三级，其轴压比值 如取边柱为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为 486mm、605mm。则取柱截面尺寸为 600mm600mm。基础选用桩基础,框架结构计算简图如图 22 所示。取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线；梁轴线取毕业设计说明书7至底板，26 层的柱高度为层高，二层为 4.5m；36 层取 3.3m；底层柱高度从地圈梁至一层板底，即 4.8m+0.45m+0.5m m=5.75m。m第三章 建筑设计说明3.1建筑平面设计3.1.1建筑平面布置1.建筑结构方案：对于建筑物的土质和所在地区的抗震等要求，选择框架结构和桩基础，具体见结构施工图。2.平面组合：对于办公楼来说，首先要保证其用途，并且符合经济合理的要求，在平面布置上符合抗震和消防的要求，已经在办公楼适合的位置设置抗震缝。在消防方面，楼梯的布置和走廊的长度、宽度均已符合设计规范要求。3.交通组织及防火疏散设计：在垂直的交通方面，在适合的位置都已设置了楼梯，并加设了消防通道。考虑到防火疏散的要求，办公楼楼的走廊适当的放宽。4.采光通风：根据该建筑物的性质，将窗台安排到离地面900mm的高度，以保证有足够的采光和通风。3.1.2柱网布置图2-1 柱网布置图第四章 结构设计4.1 结构方案的选择及结构布置4.1.1 结构方案的确定考虑到现浇钢筋混凝土框架结构建筑平面布置灵活，能够获得较大的使用空间，建筑立面容易处理，可以适应不同房屋造型，故本设计采用现浇钢筋混凝土框架结构。1.基础顶面设计标高的确定根据地质勘察报告的建议，地基持力层可设在中粗沙层上，该层距室外地面2.0m4.8m之间，现选用桩基础，故取基础顶面距离室外设计地面1.05m处。2.楼板厚度的确定根据平面布置，单向板的最大跨度为3m，按刚度条件，板厚为l/40=3000/40=75mm；按构造要求，现浇钢筋混凝土单向板的最小厚度为60mm；综合荷载等情况考虑，取板厚h=100mm.3.次梁截面尺寸确定根据平面布置，次梁的最大跨度为8100mm，次梁高h=(1/181/12)l=(1/181/12)8100=450mm1013mm，取h=700mm；次梁宽b=(1/21/3)h=(1/21/3)700=350mm233mm，取b=300mm 4.框架梁截面尺寸确定a.横向框架梁：横向框架梁的最大跨度为6600mm，横向框架梁高h=(1/81/12)l=(1/81/12)6600=825mm550mm，取h=750mm；横向框架梁宽b=(1/21/3)h=(1/21/3)750=375mm250mm， 取b=350mm b.纵向框架梁：纵向框架梁高h=(1/81/12)l=(1/81/12)6600=825mm550mm，取h=750mm；纵向框架梁宽b=(1/21/3)h=(1/21/3)750=375mm250mm， 取b=350mm 5.框架柱截面尺寸确定对于多层框架，无论从受力的角度，还是柱的净高而言，都以底层最为不利。底层层高H=5.1m，柱截面高度取h=(1/151/20)H=(1/151/20)5100=340mm255mm。又对于抗震设防烈度为7度，房屋高度为22.5m30m，即抗震等级为三级的框架结构，为保证柱有足够的延性，需要限制柱的轴压比，柱截面面积应满足下式：，其中，再扩大1.21.3倍，则，即，bc=hc=530mm，综合考虑取bc=hc=550mm。4.1.2 屋面板计算1.单向板部分屋面板a.荷载计算b.恒荷载：gk=6.25KN/c.活荷载：qk=2.0KN/d.荷载组合：1.2gk+1.4qk=1.26.25+1.42=10.3KN/ 1.35gk+1.40.7qk=1.356.25+1.40.72=10.4KN/ 取g+q=10.4KN/屋面板的几何尺寸和计算简图见图3-1(a) 屋面板的几何尺寸(b) 屋面板的计算简图 图3-1屋面板的几何尺寸和计算简图2、内力计算取1m宽板带作为计算单元，按弹性理论计算，各跨的计算跨度l0为各跨支座中心线间的距离lc ,各截面弯矩用弯矩分配法计算得：图3-2 屋面板各截面弯矩计算（弯矩分配法）(单位：KNm)3、正截面承载力计算：取板的截面有效高度h0=100-15=85mm。表3-1 屋面板正截面承载力计算截面M(KNm)(mm2)选配钢筋实配钢筋面积（mm2）A-B跨中4.050.0340.9832318200251B支座-5.70.0470.9763278110457B-C跨中1.550.0130.993876200141C支座-3.80.0310.9842168200251C-D跨中2.20.0180.9911246200141D支座-4.430.0370.9812538200251D-E跨中2.250.0190.9901276200141E支座-3.670.0300.9852098200251E-F跨中1.240.0100.955706200141F支座-6.460.0540.9723728110457E-G跨中4.660.0390.9802668110457G支座-7.620.0630.9674418110457G-H跨中2.990.0250.9871708200251H支座-9.80.0810.958573885592H-I跨中6.80.0560.97139281104574.双向板内力计算（A区格，B区格配筋同A区格）a.荷载设计值恒荷载：gk=3.56N/ g=1.43.56=4.98KN/活荷载：qk=2.0KN/ q=1.22=2.4KN/荷载组合： g+q=4.98+2.4=7.38KN/ g+ =4.98+=6.18KN/ =1.2KN/b.弯矩计算计算弯矩时，考虑泊松比的影响，取A区格板： 跨中最大弯矩可简化为当内支座固支时，g+作用下的跨中弯矩值与当内支座铰支时作用下的跨中弯矩值两者之和。支座最大负弯矩即为内支座固支时g+q作用下的支座弯矩。-c.截面设计截面有效高度：选用8钢筋作为受力主筋，则l01横向跨中截面的h01=h-c- =100-15-=81mm，l02纵向跨中截面的h02=h-c-=100-15-=73mm，支座截面处的h0均为81mm。截面弯矩设计值：该板四周与梁整浇，故弯矩设计值应按如下折算：A区格跨中截面折减20，A区格四周支座折减20计算配筋量时，取内力臂系数，则表3-4 楼面双向板配筋计算截面h0（mm）m(KNm/m)(mm2/m)实配钢筋实配钢筋面积(mm2/m)跨中l01方向812.80.8=2.24138.68200251跨中l02方向731.40.8=1.1276.98200251支座l01方向81-4.990.8=-3.992478200251支座l02方向73-3.790.8=-3.0318882002514.2次梁内力及配筋计算4.2.1屋面次梁内力计算(取L1计算) 1.荷载设计值 a.恒荷载：由板传来： 6.253=18.75KN/m 次梁自重： 5.25KN/m 合计： gk=24KN/m b.活荷载： qk=23=6KN/m c.荷载组合设计值g+q=1.2 gk+1.4 qk=1.224+1.46=37.2KN/m g+q=1.35gk+1.40.7 qk=1.3524+1.40.76=38.28KN/m取g+q=38.28KN/m (单向板部分的荷载设计值) 2.双向板部分的荷载设计值-轴间：l0x/l0y=4.5/3=1.52， 故为双向板；-轴间：l0x/l0y=3/3=1167.1KNm故属于第一类T形截面。 b.支座截面按矩形截面计算，均按一排钢筋考虑，取h0=700-35=665mm c.次梁正截面受弯承载力计算表3-6 屋面次梁正截面受弯承载力计算截面位置M(KNm)(跨中)或b（支座）（mm2）选配钢筋实配钢筋面积(mm2)A-B跨中1700.0100.0100.995856320941B支座-216.63000.0980.1030.94911444201256B-C跨中1210.0070.0070.997608220628C支座-833000.0370.0380.981424220628C-D跨中40.00040.00041.00020220628D支座-106.73000.0480.0490.976548220628D-E跨中1340.0080.0080.996674320941E支座-99.53000.0450.0460.977510220628E-F跨中-400.0050.0050.998201220628F支座-873000.0390.0400.980445220628F-G跨中1300.0080.0080.9966543206941G支座186.53000.0840.0880.9569784201256G-H跨中1640.0080.0080.996825320941H支座-232.73000.1050.1110.94512344201256H-I跨中1640.0090.009 Vmax=124KN则截面尺寸满足要求 0.7ftbh0=0.71.57300665=219KN Vmax=124KN则按构造规定选配箍筋，选配62504.2.2 楼面次梁内力计算(取L1计算)1.荷载设计值a.恒荷载：由板传来： 3.563=10.68KN/m 次梁自重： 5.25KN/m 合计： gk=15.93KN/m b.活荷载： qk=23=6KN/m c.荷载组合设计值(单向板部分的荷载设计值) g+q=1.2 gk+1.4 qk=1.215.93+1.46=27.52KN/m g+q=1.35gk+1.40.7 qk=1.3515.93+1.40.76=27.39KN/m取g+q=27.52KN/m 2. 双向板部分的荷载设计值-轴间：l0x/l0y=4.5/3=1.52， 故为双向板；-轴间：l0x/l0y=3/3=12， 故为双向板。双向板部分次梁承受的最大荷载g+q=27.52KN/m-轴间：将梯形分布荷载化为等效的均布荷载：-轴间：将三角形分布荷载化为等效的均布荷载：楼面次梁的几何尺寸和计算简图见图3-7图3-7 楼面次梁的几何尺寸和计算简图4.3横向平面框架的内力计算4.3.1 框架梁柱相对线刚度计算1.框架柱的惯性矩2.框架梁的惯性矩矩形截面惯性矩： 对中框架KJ8为： 3.各层框架梁线刚度表3-9 各层框架梁线刚度框架梁位置-轴框架梁-轴框架梁-轴框架梁-轴框架梁跨度l（mm）4500660030006000线刚度4.各层框架柱线刚度 表3-10 各层框架柱线刚度框架柱位置顶层框架柱标准层框架柱底层框架柱层高H（mm）450036005100线刚度5.各杆件相对线刚度以-轴框架梁线刚度相对值为1，则可算得各杆件相对线刚度值，注于图3-9中。图3-9 各杆件相对线刚度4.4恒荷载作用下框架的内力计算4.4.1恒荷载标准值计算框架横梁上主要承受次梁传来的集中荷载和主梁自重产生的均布荷载，现将主梁自重产生的均布荷载转化为集中荷载，与次梁传来的集中荷载相加，一起进行弯矩分配。 1.屋面层F1=（6.251.15+5.688）7.655.6881.1580.241.57.65=127KNF2=（6.252.255.25）7.655.6882.25=161KNF3=（6.252.25.688）7.655.6882.2=161KNF4=（6.252.25.25）7.655.6882.2=158KNF5=（6.252.65.688）7.655.6882.6=183KNF6=（6.2535.688）7.655.6883=204KNF7=（6.2535.25）7.655.6883=201KNF8=（6.251.55.688)7.655.6881.5+80.241.57.65=146KN2.楼面层F9=（3.561.155.688）7.655.6881.1580.244.57.1-（2.251.40.4）1.8（2.251.40.4）0.31.8=131KNF10=（3.562.255.25）7.655.6882.25=114KNF11=（3.562.25.688）7.655.6882.2+80.241.024.5=125KNF12=（3.562.25.25）7.655.6882.2=113KNF13=（3.562.65.688）7.655.6882.680.24（4.57.1-1.22.1）1.22.10.2=186KNF14=（3.5635.688）7.655.688380.24（4.53.775-1.22.1）1.22.10.2=170KNF15=（3.5635.25）7.655.6883=139KNF16=（3.561. 55.688）7.655.6881. 580.244.57.1-（2.251.4）1.8（2.251.4）0.31.8=144KNF17=（3.561.155.688）7.655.6881.1580.243.67.1-（2.251.40.4）1.8（2.251.40.4）0.31.8=101KNF18=（3.562.25.688）7.655.6882.2+80.241.023.6=123KNF19=（3.562.65.688）7.655.6882.680.24（3.67.1-1.22.1）1.22.10.2=174KNF20=（3.5635.688）7.655.688380.24（3.63.775-1.22.1）1.22.10.2=164KNF21=（3.561. 55.688）7.655.6881. 580.243.67.1-（2.251.4）1.8（2.251.4）0.31.8=131KN3.恒荷载作用下KJ8受荷简图图3-10 恒荷载作用下KJ8受荷简图(单位：KN)4.4.2框架内力计算框架内力采用分层法计算，对图3-9标明的各杆件相对线刚度值，除底层柱以外，其余各层柱线刚度乘以0.9，即：顶层柱： 0.2060.9=0.185 ； 标准层柱： 0.2580.9=0.232具体计算过程如下：(a) 顶层计算单元(单位：KNm)(b) 标准层计算单元(单位：KNm)(c) 底层计算单元(单位：KNm)图3-11 恒荷载作用下的KJ8梁端弯矩计算(a) 弯矩图(单位：KNm)(b) 剪力图和轴力图(注：括号内数字表示相应楼层的柱下端轴力) (单位：KN)图3-12 恒荷载作用下的KJ8内力图4.