土木工程毕业设计办公楼设计范本.docx

青岛农业大学毕 业 论 文（设计） 题 目： 济南大学一号办公楼设计 姓 名： 王 洋 学 院： 建筑工程学院 专 业： 土木工程 班 级： 2008级4班 学 号： 20082385 指导教师： 潘东芳 2012年 5 月 30 日济南大学1号办公楼设计土木工程专业 王 洋指导教师 潘东芳摘要：本设计是济南大学一号办公楼由建筑设计和结构设计两部分组成。本办公楼的建筑面积为3300m2，层数5层，结构体系为框架结构。办公楼形状采用的是比较常用的矩形形状，在平面布置时采用的是内走廊。建筑设计包括建筑设计总说明、建筑平面设计、立面设计和剖面设计；结构设计包括结构平面布置及计算简图确定，计算简图选取一榀框架进行荷载计算、内力计算、内力组合、框架梁、柱截面设计和配筋计算、楼板和屋面设计、楼梯设计，基础设计等。关键词：办公楼、框架结构、建筑设计、结构设计。Design of No.1 Office Building of Jinan UniversityStudent majoring in Civil Engineering wang yang Tutor Name Pan DongfangAbstract: Design of No.1 0ffice building of Jinan university was designed by the architectural design and structural design two parts. Construction area of this office building was 3300m2 and layers was five layers, Structure system was frame structure. The office building shape is relatively commonly used the rectangular shape, in layout when used is the internal corridor. Architecture design including architectural design always explain, building the plane design, the vertical design and profile design; Structural design includes structure layout and calculation diagram sure, calculation diagram investigated. one selecting a load calculation, internal force calculation, internal force combination, beam and column section design and reinforcement calculation, floor and the roof design, stair design, basic design, etc.Key words: Office building, Framework, Architectural design, Structural design. 目录摘要IAbstractII第一章 建筑设计部分11.1工程概况11.2办公楼的建筑说明11.3建筑构造说明5第二章 结构设计部分62.1工程概况62.2结构布置及计算简图62.3荷载计算102.4.内力计算142.5.横向框架内力组合492.6截面设计与配筋计算562.7 基础设计712.7.1基地尺寸确定（内柱基础）72总 结76致 谢77参考文献78毕业设计图纸目录79第一章 建筑设计部分1.1工程概况1.1.1工程名称及概况工程名称：济南大学一号办公楼建设地点：济南市建筑面积：3311.8平方米建筑基底面积：660平方米建筑类型：框架结构层数：5层1.1.2工程设计的相关资料（1）地表以下1.0m为素填土，填土下层为3.5m厚粉质粘土，地基承载力标准值240kN/ m2，再下为风化岩，地基承载力标准值为650kPa。地下水位在天然地表下2.0m。（2）场地类别：类场地（3） 气温最热月平均33，最冷月平均-1，夏季极端最高41,冬季极端最低10 。（4） 主导风向：全年为西北风,夏季为东南风。（5） 雨雪条件，年终雨量1450mm，日最大降水强度19mm/d，最大积雪8mm。基本雪压0.30kN/m2。（6）建筑结构的安全等级为二级，结构设计正常使用年限为50年。（7）抗震设防烈度6度。（8）屋面荷载：不上人屋面为1.0 KN/m2、上人屋面取标准值。1.2办公楼的建筑说明1.2.1设计思路 我的毕业设计的选题是济南大学1号办公楼的设计，济南大学1号办公楼可以向教师和学生提供一个良好的办公的交流的场所，让教师的办公更加轻松和愉快，让学生和老师的交流更加方便和愉快，在办公楼的设计中，更加突出对教师办公环境的关注，是教师获得一个更加舒适的办公环境，更充分的利用现有的空间。办公楼的设计应该更加注重使用功能，不仅仅是作为一个办公的场所，而是既可以使教师舒适的办公也可以让老师获得充分的休息，并且能在轻松愉快的环境下和同学进行交流，这就是我毕业设计的研究方向，为了达到这三个目的，在建筑的布局上应加以改变1.2.2建筑功能空间主要功能空间如下：（1）办公室30个：（2）多功能会议室1个：约150 m2，（3）接待室4个 （4）档案室2个（5）大厅：约200m2 （6）文印室1个，每层设男女厕所（5）底层和顶层设置休息区功能空间布置原则如下：为了解决使教师办公的环境的到改善的目标，我准备利用动静分区的原则，将建筑平面进行灵活的安排，将大厅和休息区还有文印室等，安排的一层，将档案室和会议室这些利用率偏低的放置在顶层，将最常利用的办公室，安排的2到4层，采用中间静两头动的动静分区原则并且，在每一层都设置休息区和接待室，如果老师和同学进行的简短的交流可以去接待室，方便快捷，如果老师之间需要讨论或者老师长时间工作以后需要休息的时候，可以去休闲室稍稍休息一下在首层的休息区，使用大面积的玻璃，保证采光，并且给人轻快地感觉，设置沙发茶几等，可以坐下来交谈，每一层的楼梯休息平台可以设计盆景等，每一层的休闲区里可以设置一些健身器材，可以让老师在楼内就锻炼身体，顶层设置了两个小会议室，是用来开班级的会议，还有一个大型会议室，可以容纳数百人同时开会。基本可以满足办公楼的使用功能，且更加注重办公的环境上的舒适和便利性。1.2.3建筑平面设计下图为底层平面图 1-1 底层平面图1.2.3.1使用部分的平面设计办公楼中主要的房间有文印室、办公室、接待室、厕所等，还有一些辅助房间，办公室分为大型办公室和小型办公室，两种办公室均为矩形1.2.3.2交通联系部分的平面设计楼梯楼梯是建筑物内各个不同楼层之间上下联系的主要交通设施，楼梯应做到上下通行方便，首先有足够的通行宽度，其次为了能够满足防火和安全的疏散要求要有足够的疏散能力，并应满足坚固、耐久和一定的审美要求。本办公楼设计中选取现浇板板式楼梯，两个楼梯均为双分平行楼梯。考虑以上基本要求和人流要求及结构布置情况楼梯选用宽度为6m，中梯段宽为2.8m，边梯段宽1.5m。走廊走廊是建筑物中最大量使用的交通联系部分1。走廊的宽度应符合人流和消防安全的要求。规定，当走廊为内走廊时，其净宽度不得小于2100mm；而当为外走廊时，其净宽度不得小于1800mm。本教学楼设计中我所选用的是内走廊，其净宽度为4000mm。可以在走廊中央设置盆景等用以改善办公环境1.2.4建筑立面设计立面设计满足房间的使用要求和技术经济条件下运用建筑造型和立面构图的一些规律，具体详见建筑立面图2本建筑屋面排水采取有组织排水，材料找坡，按2%排水坡度把屋面降水有组织地排到天沟，设落水管3。办公楼通过正立面图可以看到该建筑物的高度为23.40m，办公楼形成了左右对称，对称或接近对称的平、立面设计容易取得端庄、严肃的效果。由于本建筑采用的是框架结构，墙体只起围护作用，不承担荷载，所以立面上门窗的设置具有很大的灵活性，不仅开启方式灵活，而且具有面积较大的特点，因此设计采用大面积的窗户设计，既满足了设计对光线的要求，又满足了经济要求。门窗的尺寸在立面图中均有标注。建筑立面中外墙的面饰材料及其色彩颜色采用淡蓝色色和白色相间的真石漆粉刷，使建筑物的立面更加的明亮，给人以舒适的感觉。底部勒脚采用大理石面，在柱面利用瓷砖装饰图 1-2 正立面图1.2.5建筑剖面设计剖面图的设计是表示建筑物在垂直方向房屋各部分的组合关系，主要分析建筑物各部分应有的高度、建筑层数，建筑空间的组合和利用，以及建筑剖面中的结构，构造关系等。在设计剖面时，剖到尽可能多的楼梯和门窗等比较重要的部位，使剖面能很好的反映内部结构的布置，楼地面的装修以及梁柱之间相互关系等。为防止室外雨水流入室内，并防止墙身受潮，本建筑将使内地坪提高到室外地坪450mm。本办公楼的剖面图是沿着中间主楼梯剖切开来由左侧向右侧观看，由于采光和通风的影响办公楼的层高为3.9m，窗户窗台的高度为900mm。剖面图见图1-2。1.3建筑构造说明1.3.1楼地面面层：水磨石地面10mm面层，20mm厚水泥砂浆打底结构层：120mm厚钢筋混凝土楼面板10厚纸浆石灰粉平1.3.2屋面保护层：40mm厚现浇细石混凝土防水层：sbs改性沥青防水层找平层：20mm厚1比2水泥砂浆找平保温兼找平层：140mm厚膨胀珍珠岩砂浆找平结构层：120mm厚钢筋混凝土屋面板10mm厚纸浆石灰粉平1.3.3外墙面外刷防水涂料8mm厚混合砂浆找平12mm厚水泥砂浆打底200mm厚墙体层1.3.4内墙面20mm厚水泥砂浆打底200mm厚墙体层本工程做散水，宽度600mm，坡度第二章 结构设计部分2.1工程概况济南大学拟兴建5层办公楼，建筑面积3311.8平方米，基本雪压0.30kn/，年降雨量14mm，月最大降水强度19mmd，最大积雪80mm，地表以下1.0m为素填土，填土层下为3.5m厚粉质粘土，地基承载力标准值240kn，再下为风化岩，地基承载力标准值为650kpa2.2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，主体结构为5层，层高均为3.9m，结构平面布置如图所示图 2-1结构品面布置图2.2.1板厚尺寸估算采用现浇钢筋混凝土双向板，板厚要求如下：（1）大于80mm（2）双向板不小于1/50，单向板不小于1/40本设计中，双向板最大跨度为7.5m，取板厚为120mm2.2.2梁尺寸估算2.2.2.1横梁截面尺寸估算梁截面高度一般取=(1/121/8) ，截面宽度=(1/31/2)。中跨梁：，取，。边跨梁：，取，。2.2.2.2纵梁截面尺寸估算纵向框架梁：，取，。纵向最小跨度为4米，根据梁净跨与高度比不宜小于4，取纵梁尺寸符合标准2.2.2.3次梁尺寸估算次梁：，取，。层次砼强度横梁纵梁次梁15c30400*200700*350400*2002.2.3柱截面尺寸估算（1）柱截面的高与宽为（1/151/20）H, H为建筑层高（2）框架柱必须满足该建筑的轴压比限值柱截面的高与宽为（1/151/20）H=4900/15-4900/20=326-245柱组合的轴压比设计值计算柱截面尺寸可根据公式 确定。地震为6度（0.05g）设防。查表可知该框架的抗震等级为四级，其轴压比限值=1。选一榀框架上的边柱、中柱进行计算,由公式得柱截面面积为：边柱：=1.25=1.2514544=1400 kN由估取边柱的尺寸为=400mm，则14001000/(14.3400400)1中柱： =1. 3=1.314542.5=910 kN 由估取中柱的尺寸为=400mm，则9101000/(14.3400400)1本设计所有主要边柱和中柱截面尺寸取=400mm。为方便施工，各柱截面从底层到顶层不变2.2.4确定框架计算简图框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接，底层柱高从基础顶面算至第二层楼面，室内外高差为0.45米，基础顶面至室外地坪取-0.55米，所以底层柱高H为4.9米，其余各层为3.9米2.2.5各层梁柱线刚度计算其中在求梁截面惯性矩是考虑到现浇楼板作用，取取边跨（AB、DE跨梁）i=2EI/L=E20.20.43/3m=7.1110-4E（m3）中跨（BD跨梁）i=2EI/L=E20.20.43/5m=4.2710-4E（m3）上部各层柱：i=2EI/L=E20.40.43/3.9m=5.4710-4E（m3）底层各层柱：i=2EI/L=E20.40.43/4.9m=4.3510-4E（m3）梁柱线刚度见图图 2-2梁柱线刚度其中底层柱使用c35混凝土，其他层使用c30，E分别是3.0107 KN/m2和3.15107 KN/m2 2.3荷载计算2.3.1恒荷载计算2.3.1.1屋面框架梁线荷载标准值 40厚细石混凝土 0.0424=0.96SBS防水层 0.2420厚1:2水泥砂浆平层 200.02=0.4140厚憎水膨胀珍珠岩兼找坡 （0.10+0.14）/27=0.84120厚现浇楼板 250.12=315mm厚纸筋石灰抹灰 0.01516=0.24屋面恒载 5,68跨框架梁自重 0.20.425=2梁侧粉刷 （20.280.02+0.240.02) 17=0.272边跨框架梁自重 0.20.425=2梁侧粉刷 （20.280.02+0.240.02) 17=0.272 因此作用在顶层框架梁的线荷载为： 2.3.1.2楼面框架梁线荷载标准值10厚水磨石地面 0.6520厚水泥砂浆打底0.0220=0.4120厚钢筋混凝土楼板 0.1225=310mm厚纸筋石灰抹底 0.0116=0.16楼面恒载 4.21中跨框架梁自重 0.20.425=2中跨梁梁侧粉刷 （20.280.02+0.240.02) 17=0.272边跨框架梁自重 0.20.425=2边跨梁梁侧粉刷 （20.280.02+0.240.02) 17=0.272边跨填充墙自重 0.1（3.9-0.4）6=2.1填充墙粉刷自重 （3.9-0.4）0.01217=1.19 因此作用在中间层框架梁的线荷载为： 2.3.1.3屋面框架节点集中荷载标准值 边柱纵向框架梁自重 0.30.7（2+2）25=24.5 边柱纵向框架梁粉刷 （0.7-0.12）20.027.7517=3.06 1000高女儿墙自重 10.246=4.8 1000高女儿墙粉刷 40.02172=2.72框架梁传来屋面自重 0.545.680.54=22.72顶层边节点集中荷载 中柱纵向框架梁自重 0.350.7（2+2）25=24.5中柱纵向框架梁粉刷 3.06纵向框架梁传来屋面自重 0.540.5425.68=45.44顶层中节点集中荷载： 3.1.4 楼面框架节点集中荷载标准值 边柱纵向框架梁自重 24.5边柱纵向框架梁粉刷 3.06铝合金窗自重 1.82.30.35=1.45窗下墙体自重 0.20.9(2-0.2+2-0.2) 6=3.89窗下墙体粉刷 0.90.01217(2-0.2+2-0.2) =1.1窗边墙体自重 (3.9-0.7-0.9) 0.2(2.2-0.4) 6=4.97窗边墙体粉刷 (3.9-0.7-0.9)0.01(2.2-0.4)17=1.41框架柱自重 0.40.43.925=15.6框架柱粉刷 （0.42+0.22）0.023.717=1.59纵向框架梁传来楼面自重 0.544/24.21=16.84中间层边节点集中荷载 中柱纵向框架梁自重 24.5中柱纵向框架梁粉刷 3.06内纵墙自重 （4-0.4）0.1(3.9-0.7)6=6.91墙粉刷 （4-0.4）0.01217(3.9-0.7)=3.92框架柱自重 15.6框架柱粉刷 1.59纵向框架梁传来楼面自重 4.218=36.68 中间间层中节点集中荷载 2.3.1.5恒荷载作用下的结构计算简图表 2-1恒荷载作用下的结构计算简图线荷载（kn/m）集中荷载（kn）屋面楼面屋面楼面g5AB1,g5DE12.272g5AB1,g5DE15.528G5A57.8GA72.94g5BD12.272g5BD12.272G5E57.8GE72.94g5AB2,g5DE222.72g5AB2,g5DE216.84G5B73GB89.26g5BD222.72g5BD216.84G5D73GD89.262.3.2活荷载计算2.3.2.1屋面活荷载计算4屋面活荷载2.0kn/m2,办公室楼面活荷载2.0kn/m2，走廊活荷载2.5kn/m2 2.3.2.2 楼面活荷载 2.3.3风荷载计算5表 2-2风荷载计算表层次Z（m）（kN/m2）A（m2）（kN）51.01.319.950.311.85.97941.01.316.050.315.67.0831.01.312.150.315.66.4721.01.38.250.315.65.7211.01.34.350.316.5 4.93风压标准值组计算公式为 (2-1)因为结构高度H30m，可取=1.0；=1.3；查询建筑结构荷载规范取0.3。将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载，其中z为框架节点至室外地面的高度，A为一榀框架各层节点的受风面积 2.3.4雪荷载计算济南地区基本雪压0.3kn/m2，由于屋面活荷载与雪荷载不同时组合，取两者较大值，故不计算雪荷载52.4.内力计算2.4.1恒荷载作用下的内力计算2.4.1.1等效荷载以一榀框架为例，恒荷载作用下的内力计算采用分层法9，中柱的线刚度采用框架梁实际的线刚度的0.9倍，按照固端弯矩相等的原则，先将梯形分布荷载及三角形分布荷载化为等效均布荷载顶层等效均布荷载为：标准层等效均布荷载为： 用弯矩分配法并利用结构的对称性取二分之一结构计算，各杆的固端弯矩为：kNmkNmkNm用弯矩分配法并利用结构的对称性取二分之一结构计算，各杆的固端弯矩为：kNmkNmkNm2.4.1.2各节点杆端分配系数的确定杆端分配系数用以下公式进行计算=/ （2-2）远端固定 =4；远端滑动=)顶层： 节点 A5、E5： 下柱=0.9(5.474)/(5.4740.9+4.274)=0.54 右梁=4.274/(5.4740.9+4.274) =0.46 节点 B5、D5： 下柱=0.9(5.474) / (5.4740.9+4.274+7.112)=0.39 右梁=7.112/(5.4740.9+4.274+7.112)=0.28 左梁=4.274/(5.4740.9+4.274+7.112)=0.33 标准层： 节点 A、E： 上柱=45.470.9/(45.470.92+4.274)=4.27 下柱=45.470.9/(45.470.92+4.274)=4.27 右梁=4.274/(45.470.92+4.274) =0.3 节点 B、D： 上柱=45.470.9/(45.470.92+4.274+7.112)=0.28 下柱=45.470.9/(45.470.92+4.274+7.112)=0.28 右梁=7.112/(45.470.92+4.274+7.112)=0.2 左梁=4.274/(45.470.92+4.274+7.112) =4.27 底层： 节点 A1、E1： 上柱=45.470.9/(45.470.9+4.354+4.274)=0.36 下柱=4.354/(45.470.9+4.354+4.274)=4.35 右梁=4.274/(45.470.9+4.354+4.274)=4.35 节点 B1、D1： 上柱=45.470.9/(45.470.9+4.354+4.274+7.112)=0.29 下柱=4.354/(45.470.9+4.354+4.274+7.112)=0.25 右梁=7.112/(45.470.9+4.354+4.274+7.112)=0.21 左梁=4.274/(45.470.9+4.354+4.274+7.112)=0.252.4.1.3力矩分配6图 2-3 恒荷载顶层力矩分配图图 2-4恒荷载标准层力矩分配图 图 2-5恒荷载力矩底层分配图图 2-6恒荷载顶层弯矩图图 2-7恒荷载标准层弯矩图图 2-8恒荷载底层弯矩图2.4.1.4恒荷载作用下对节点不平衡弯矩进行再次分配A5: A5B5=7.47+0.321.53=25.4544kN.m A5A4=25.4544 kN.mA4: A4B4=9.18+4.27/(4.27+5.472)(2.49+1.53-9.18)=168.64kN.m A4A5=4.59+2.49-5.47/(4.27+5.472)(2.49+1.53)=16.145kN.m A4A3=4.59+1.53-5.47/(4.27+5.472)(2.49+1.53)=12.275kN.m A3: A3B3=9.18+4.27/(4.27+5.472)(1.53+1.53)=27.321kN.m A3A4=12.49+1.53-5.47/(4.27+5.472)(1.53+1.53)=13.661kN.m A3A2=12.49+1.53-5.47/(4.27+5.472)(1.53+1.53)=13.661kN.mA2: A2B2=24.387+4.27/(4.27+5.472)(1.58+1.53)=27.23kN.m A2A3=4.59+1.53-5.47/(4.27+5.472)(1.58+1.53)=13.77 kN.m A2A1=4.59+1.58-5.47/(4.27+5.472)(1.58+1.53)=13.46kN.m A1: A1B1=24.387+4.27/(4.27+4.35+5.47)1.53=25.65kN.m A1A2=4.74+1.53-5.47/(4.27+4.35+5.47)1.53=15.47kN.m A1A0=1.468-4.35/(4.27+4.35+5.47)1.53=10.18kN.mB5: B5A5=12.64+4.27/(4.27+5.47+7.11)1.99=41.63kN.m B5D5=9.16-7.11/(4.27+5.47+7.11)1.99=29.02kN.m B5B4=3.48+1.99-5.47/(4.27+5.47+7.11)1.99=12.61kN.mB4: B4A4=12.92+4.27/(4.27+5.472+7.11)(3.76+1.99)=34.47kN.m B4B5=1.69+3.76-5.47/(4.27+5.472+7.11)(3.76+1.99)=8.331kN.m B4D4=21/34-7.11/(4.27+5.472+7.11)(3.76+1.99)=19.508kN.m B4B3=1.69+1.99-5.47/(4.27+5.472+7.11)(3.76+1.99)=6.471kN.mB3: B3A3=12.92+4.27/(4.27+5.472+7.11)(1.99+1.99)=34.345kN.m B3B4=1.69+1.99-5.47/(4.27+5.472+7.11)(1.99+1.99)=7kN.m B3B2=1.69+1.99-5.47/(4.27+5.472+7.11)(1.99+1.99)=7kN.m B3D3=21.34-7.11/(4.27+5.472+7.11)(1.99+1.99)=20.072kN.mB2: B2A3=12.92+4.27/(4.27+5.472+7.11)(0.06+1.99)=34.099kN.m B2B3=1.69+1.99-5.47/(4.27+5.472+7.11)(0.06+1.99)=7.04kN.m B2D2=21.34-7.11/(4.27+5.472+7.11)(0.06+1.99)=20.19kN.m B2B1=1.69+0.06-5.47/(4.27+5.472+7.11)(0.06+1.99)=6.87kN.mB1: B1A1=33.42+4.27/(5.47+4.35+4.27+7.11)1.99=33.77kN/m B1B2=6.32+1.99-4.27/(5.47+4.35+4.27+7.11)1.99=7.797kN.m B1D1=21.34-4.27/(5.47+4.35+4.27+7.11)1.99=20.91kN.m B1B0=5.46-4.27/(5.47+4.35+4.27+7.11)1.99=5.06kN.m2.4.1.5恒荷载作用下跨中弯矩 顶层：A-B跨B-C跨对第四层：A-B跨B-C跨对第三层：A-B跨B-C跨对第二层：A-B跨B-C跨对第一层：A-B跨B-C跨2.4.1.6恒荷载作用下的剪力计算（1）梁剪力的计算方法Vm=(M左- M右)/l(kn) VA= ql/2+VM(KN) VB= ql/2+VM(KN)表 2-3恒荷载作用下AB梁端剪力计算层号q(kn/m)L(m)ql/2(kn)Vm=VAVB522.71556.8-5.3951.4162.19415.90539.75-1.9637.7941.71315.90539.75-2.3437.4142.09215.90539.75-2.2937.4642.04115.90539.75-2.7137.0442.46图 2-9恒荷载弯矩表 2-4恒荷载作用下BC梁端剪力计算层号q(kn/m)L(m)ql/2(kn)Vm=VAVB516.47432.94032.9432.94412.80425.60032.9432.94312.80425.60032.9432.94212.80425.60032.9432.94112.80425.60032.9432.94Vm=(M左- M右)/l(kn) （公式23）VA= ql/2+VM(KN) （公式24）VB= ql/2+VM(KN) （公式25）（2）柱剪力的计算方法VA=IM顶+M底l/h （公式26）VB=IM顶+M底l/h （公式27）表 2-5恒荷载作用下柱剪力计算表层号层高M顶M底VAM顶M底VB53.925.4516.1410.6612.618.335.3743.912.2713.666.656.4773.4533.913.6613.777.0377.043.6023.913.4615.477.426.877.83.7614.910.185.733.255.062.731.59