公司办公楼优质毕业设计.doc

郑州大学现代远程教育毕 业 设 计题 目：企业办公楼结构设计 入 学 年 月_ _10月姓 名_ _学 号_ _专 业_土木工程_联 系 方 式_ _学 习 中 心_ _指 导 教 师_ _完成时间_9_月_22_日目 录摘要.1关键词.1正文21绪 论.21.1 工程背景.21.1.1 设计资料.21.1.2 材料 .31.2 工程特点.31.3 本章小结.32 结构设计.42.1 框架结构设计计算.42.1.1工程概况.42.1.2设计资料.42.1.3 梁柱截面、梁跨度及柱高度确实定52.1.4荷载计算.72.2 板计算.92.2.1 设计资料.92.2.2 楼面板.92.2.3 屋面板.122.3 楼梯设计.152.3.1计算简图及截面尺寸.152.3.2 设计资料.152.3.3 梯段板计算.162.3.4 平台板计算.162.3.5 平台梁计算.172.4 基础设计.182.4.1 设计资料.182.4.2基础截面确定.182.4.3基础梁内力计算.183.结 论.22参考文件.23致 谢.24评审表.25摘 要本设计关键进行了结构设计。在确定框架布局以后，优异行了梁柱截面、梁跨度及柱高度确实定，接着进行荷载计算（恒载及活荷载），计算配筋并绘图，后进行了板计算。另外还进行了结构方案中室内楼梯设计，完成了梯段板、平台板、平台梁等构件内力和配筋计算及办公楼基础设计。关键词框架 结构设计 荷载 正 文1.绪 论1.1 工程背景本项目在郑州市高新开发区，为地上六层钢筋混凝土框架结构体系，占地面积约为960.96 m2，总建筑面积约为5874.56m2；层高3.6m,平面尺寸为18.3m52.0m。采取桩基础，室内地坪为0.000m，室外内高差0.6m。结构形式为框架结构，框架梁、柱、楼面、屋面板板均为现浇。1.1.1 设计资料1.1.1.1 自然条件1、气温：冬季室外计算温度9，夏季室外计算温度33。2、年降水量：680mm，最大冻土深度300mm。3、场区地势平坦，地层分布较为规律，类场地。4、平均风速：夏季为2.8m/s，主导风向：南风；冬季为3.5m/s，主导风向：东北风。5、雪载荷：0.2 kN/ m2。6、地下水位：常年地下水位较深，水质对混凝土无侵蚀。1.1.1.2 工程地质条件建筑场地地形平坦，地基土成因类型为冰水洪积层。自上而下叙述以下：新近沉积层（第一层），粉质粘土，厚度0.51.0米，岩性特点，团粒状大孔结构，欠压密。粉质粘土层（第二层），地质关键岩性为黄褐色分之粘土，硬塑状态，含有大孔结构，厚度约3.0米, qsk=3540kPa。粉质粘土层（第三层），地质岩性为褐黄色粉质粘土，具微层理，含铁锰结核，可塑状态，厚度3.5米， qsk=3035kPa。粉质粘土层（第四层），岩性为褐黄色粉质粘土，具微层理，含铁锰结核，硬塑状态，厚度未揭露，qsk=4060kPa,qpk=1500kPa。不考虑地下水。1.1.1.3 地基土指标自然容重1.90g/cm2，液限25.5，塑性指数9.1，空隙比0.683，计算强度150kp/m2。1.1.1.4 地震设防烈度7度1.1.1.5 抗震等级三级1.1.1.6 设计地震分组场地为1类一组Tg（s）=0.25s （表3.8高层建筑结构）1.1.2 材料柱采取C30，纵筋采取HRB335，箍筋采取HPB235，梁采取C30，纵筋采取HRB335，箍筋采取HPB235。基础采取C30，纵筋采取HRB400，箍筋采取HPB235。1.2 工程特点本工程为六层，主体高度为21.6米，属高层建筑。高层建筑采取结构可分为钢筋混凝土结构、钢结构、钢-钢筋混凝土组合结构等类型。依据不一样结构类型特点，正确选择材料，就成为经济合理地建造高层建筑一个关键方面。经过结构论证和设计任务书等实际情况，和本建筑本身特点，决定采取钢筋混凝土结构。在高层建筑中，抵御水平力成为确定和设计结构体系关键问题。高层建筑中常见结构体系有框架、剪力墙、框架-剪力墙、筒体和它们组合。高层建筑伴随层数和高度增加水平作用对高层建筑机构安全控制作用愈加显著，包含地震作用和风荷载，高层建筑承载能力、抗侧刚度、抗震性能、材料用量和造价高低，和其所采取机构体系又亲密相关。不一样结构体系，适适用于不一样层数、高度和功效。框架结构体系是由梁、柱构件经过节点连接组成，既承受竖向荷载，也承受水平荷载结构体系。这种体系适适用于多层建筑及高度不大高层建筑。本建筑采取是框架机构体系，框架结构优点是建筑平面部署灵活，框架结构可经过合理设计，使之含有良好抗震性能；框架结构构件类型少，易于标准化、定型化；能够采取预制构件，也易于采取定型模板而做成现浇结构，本建筑采取现浇结构。 因为此次设计是办公楼设计，要求有灵活空间部署，和较高抗震等级，故采取钢筋混凝土框架结构体系。1.3 本章小结本章关键叙述了此次设计工程概况、相关设计资料、高层建筑部分特点和综合此次设计所确定结构体系类型。2.结构设计2.1框架结构设计计算2.1.1 工程概况本项目为6层钢筋混凝土框架结构体系，占地面积约为960.96 m2，总建筑面积约为5874.56 m2；层高3.6m平面尺寸为18.3m52.0m。采取桩基础，室内地坪为0.000m，室外内高差0.6m。框架平面同柱网部署以下图：图2-1 框架平面柱网部署框架梁柱现浇，屋面及楼面采取100mm厚现浇钢筋混凝土。2.1.2 设计资料2.1.2.1气象条件:基础风荷载W。=0.35kN/ m2；基础雪荷载为0.2 KN/ m2。2.1.2.2楼、屋面使用荷载：走道：2.5kN/ m2；消防楼梯2.5kN/ m2；办公室2.0kN/ m2；机房8.0kN/ m2，为安全考虑，均按2.5kN/ m2计算。2.1.2.3 工程地质条件：建筑物场地地形平坦，地基土成因类型为冰水洪积层。自上而下叙述以下：新近沉积层（第一层），粉质粘土，厚度0.51.0米，岩性特点，团粒状大孔结构，欠压密。粉质粘土层（第二层），地质关键岩性为黄褐色分之粘土，硬塑状态，含有大孔结构，厚度约3.0米, 粉质粘土层（第三层），地质岩性为褐黄色粉质粘土，具微层理，含铁锰结核，可塑状态，厚度3.5米，粉质粘土层（第四层），岩性为褐黄色粉质粘土，具微层理，含铁锰结核，硬塑状态，厚度未揭露，不考虑地下水。场地位1类一组Tg（s）=0.25s （表3.8高层建筑结构）2.1.2.4 屋面及楼面做法：屋面做法：20mm厚1：2水泥砂浆找平；100140mm厚（2%找坡）膨胀珍珠岩；100mm厚现浇钢筋混凝土楼板；15mm厚纸筋石灰抹灰。楼面做饭：25mm厚水泥砂浆面层； 100mm厚现浇钢筋混凝土楼板 15mm纸筋石灰抹灰 2.1.3 梁柱截面、梁跨度及柱高度确实定2.1.3.1 初估截面尺寸(1)柱：bh=600mm600mm(2)梁：梁编号以下图：L1: h=(1/121/8)7800=650975 取h=700mmb=(1/31/2)H=(1/31/2)700=233350 取b=300mmL2: h=(1/121/8)2700=225338 取h=450mmb=(1/31/2)H=(1/31/2)450=130225 取b=250mmL3: h=(1/121/8)4000=333500 取h=450mmb=(1/31/2)H=(1/31/2)450=150225 取b=250mmL4: h=(1/121/8)3600=300450 取h=400mmb=(1/31/2)H=(1/31/2)400=133200 取b=250mmL5: h=(1/121/8)2400=200300 取h=400mmb=(1/31/2)H=(1/31/2)400=133200 取b=250mmL6: h=(1/121/8)8000=6671000 取h=700mmb=(1/31/2)H=(1/31/2)700=233350 取b=300mm图2-2 框架梁编号2.1.3.2 梁计算跨度框架梁计算跨度以上柱形心为准，因为建筑轴线和柱轴线重合，故计算跨度以下：图2-3 梁计算跨度2.1.3.3 柱高度底层柱 h=3.6+0.6+0.5=4.7m其它层 h=3.6m图2-4 横向框架计算简图及柱编号2.1.4 荷载计算2.1.4.1 屋面均布恒载 二毡三油防水层 0.35 kN/ m2冷底子有热玛蹄脂 0.05 kN/ m220mm厚1：2水泥砂浆找平 0.02 20=0.4 kN/ m2100140厚(2%坡度)膨胀珍珠岩 (0.1+0.14)7/2=0.84 kN/ m2100mm厚现浇钢筋混凝土楼板 0.125=2.5 kN/ m215mm厚纸筋石灰抹底 0.01516=0.24 kN/ m2累计 4.38 kN/ m2屋面恒载标准值为：（52+0.24）（7.82+2.7+0.24）4.38=4242.16 kN2.1.4.2 楼面均布恒载按楼面做法逐项计算25厚水泥砂浆找平 0.02520=0.05 kN/ m2100厚现浇钢筋混凝土楼板 0.125=2.5 kN/ m215厚纸筋石灰抹灰 0.01516=0.24 kN/ m2累计 3.24 kN/ m2楼面恒载标准值为：（52+0.24）（7.82+2.7+0.24）3.24=3180.04 kN2.1.4.3 屋面均布活载计算重力荷载代表值时，仅考虑屋面雪荷载：0.2（52+0.24）（7.82+2.7+0.24）=197.71 kN2.1.4.4 楼面均布活荷载楼面均布活荷载对于办公楼通常房间为22.0KN/ m2，走道、消防楼梯为2.5 kN/ m2，为计算方便，偏安全统一取均布活荷为2.5 kN/ m2。楼面均布活荷载标准值为：2.5（52+0.24）（7.82+2.7+0.24）=2421.32 kN2.1.4.5 墙体自重外墙墙厚240mm，采取瓷砖贴面；内墙墙厚120mm，采取水泥砂浆抹面，内外墙均采取粉煤灰空心砌块砌筑。单位面积外墙体重量为：7.00.24=1.68 kN/ m2 单位面积外墙贴面重量为：0.5 kN/ m2单位面积内墙体重量为：7.00.12=0.84 kN/ m2单位面积内墙贴面重量为（双面抹面）：0.362=0.72 kN/ m22.1.4.6 荷载总汇顶层重力荷载代表值包含屋面恒载+50%屋面雪载+纵横梁自重+半层柱自重+半层墙体自重。顶层恒载：4242.16kN顶层活载：193.71kN顶层梁自重：+=42.8430+6.8515+11.0932+8.78+5.228+44.034=2030.31kN顶层柱自重：36.8656=2064.16kN顶层墙自重：601.08+351.69+210.48+514.48=1677.73 kN=+1/2+1/2+1/2=9759.58 kN其它层重力荷载代表值包含楼面恒载+50%活载+纵横梁自重+楼面上下各半层柱及纵横墙体自重。=3138.04+1/22421.32+42.8430+6.8515+11.0932+8.78+5.228+44.034+36.8656+1677.73=10120.9 kN10120.9 kN =3138.04+1/22421.32+42.8430+6.8515+11.0932+8.78+5.228+44.034+1/236.8656+1/248.1356=10967.52kN门窗荷载计算M-1、M-2采取钢框门，单位面积钢框门重量为0.4kN/ m2M-3、M-4采取木门，单位面积木门重量为0.2 kN/ m2C-1、C-2、C-3、C-4、C-5、C-6均采取钢框玻璃窗，单位面积钢框玻璃窗重量为0.45 kN/（1）底层墙体实际重量：=10699.07 kN（2）二至六层实际重量：G2G3=G4=G5=9813.3KN G6=9451.98建筑物总重力荷载代表值2.2板计算2.2.1 设计资料板按考虑塑性内力重分布方法计算。取1m宽板为计算单元。混凝土采取C25，fc=11.9N/mm2，钢筋采取HPB235，fy=210N/mm2。2.2.2 楼面板楼面板平面部署图，相关尺寸及计算简图图2-24所表示。图2-24楼板平面部署图2.2.2.1 AF区格板计算a.荷载设计值1.活荷载因为活荷载标准值大于2.5，故荷载分项系数为1.4。q =1.42.5=3.5 kN/m22.恒荷载面层 25厚水泥砂浆找平 0.02520=0.05 kN/ m2板自重 100厚现浇钢筋混凝土楼板 0.125=2.5 kN/ m2板底抹灰 15厚纸筋石灰抹灰 0.01516=0.24 kN/ m2累计 3.24 kN/ m2g=1.23.24=3.89 kN/ m2g+q=3.89+3.5=7.39 kN/ m2g+q/2=3.89+1.75=5.64 kN/ m2q/2=1.75 kN/ m2b.计算跨度板厚h=100mm，L1bh=300mm700mm，L2 bh=250mm450mm L3 bh=250mm450mm。 内跨 ， 为轴线间距离 边跨 ，为净跨，b为梁宽各区格板计算跨度见表2-33。c.弯矩计算跨中最大弯矩发生在活荷载为棋盘式部署时，它能够简化为内支座固支时g+q/2作用下跨中弯矩值和当内支座铰支时q/2作用下弯矩值二者之和。支座最大负弯矩可近似按活荷载满布求得，即内支座固支时g+q作用下支座弯矩。在本例中，楼盖边梁对板作用是为固定支座。全部区格板按其位置和尺寸分为A、B、C、D、E、F、G、H八类，其中D、E、F三种去较大D板计算，G、H按单向板计算。计算弯矩时，考虑泊松比影响，取。查表“双向板按弹性分析计算系数表”（见混凝土结构）对各区格弯矩进行计算。各区格板弯矩计算列于表2-33。d.截面设计截面有效高度：选择8钢筋作为受力主筋，则（短跨）方向跨中截面=100-20-8/2=76mm（长跨）方向跨中截面=100-20-12=68mm支座截面处均取为76mm。截面弯矩设计值：该板四面和梁整浇，故弯矩设计值应按以下折减： A区格不予折减； B区格跨中截面和B-D支座截面折减10%（）； C区格跨中截面和C-D支座截面折减20%（）； D区格跨中截面和D-D支座截面折减20%。计算配筋量时，取内力臂系数。截面配筋计算结果及实际配筋列于表2.2.2.2 G、H区格板计算a.板计算跨度及荷载因板两端和梁固接，按调幅法计算跨度净跨= =（3600-300/2）=3450mm= =（2400-300/2）=2250mm 图2-25 板计算跨度活荷载设计值：q =1.42.5=3.5kN/m2恒荷载设计值：g =1.23.89=5.26 kN/m2g+q=7.39 kN/m22.2.3 屋面板屋面板平面部署图，相关尺寸及计算简图图2-26所表示。2.2.3.1 AD、G、H区格板计算a.荷载设计值1.活荷载q =1.40.5=0.7kN/m22.屋面均布恒载二毡三油防水层 0.35 kN/m2冷底子有热玛蹄脂 0.05 kN/m220mm厚1：2水泥砂浆找平 0.02 20=0.4 kN/m2100140mm厚（2%坡度）膨胀珍珠岩 （0.1+0.14）7/2=0.84 kN/m2100mm厚现浇钢筋混凝土楼板 0.125=2.5 kN/m215mm厚纸筋石灰抹底 0.01516=0.24 kN/m2累计 4.38 kN/ m2图2-26 楼板平面部署图g=1.24.38=5.26 kN/ m2g+q=5.26+0.7=5.96 kN/ m2g+q/2=5.26+0.7/2=5.61 kN/ m2q/2=0.35 kN/ m2b.计算跨度板厚h=100mm，L1bh=300mm700mm ，L2bh=250mm450mm L3 bh=250mm450mm内跨 ，为轴线间距离边跨 ，为净跨，b为梁宽c.弯矩计算跨中最大弯矩发生在活荷载为棋盘式部署时，它能够简化为内支座固支时g+q/2作用下跨中弯矩值和当内支座铰支时q/2作用下弯矩值二者之和。支座最大负弯矩可近似按活荷载满布求得，即内支座固支时g+q作用下支座弯矩。在本例中，楼盖边梁对板作用是为固定支座。全部区格板按其位置和尺寸分为A、B、C、D、E、F、G、H八类，其中D、G、H三种去较大D板计算，E、F按单向板计算。计算弯矩时，考虑泊松比影响，取。查表“双向板按弹性分析计算系数表”（见混凝土结构）对各区格弯矩进行计算。各区格板弯矩计算列于表2-36。d.截面设计截面有效高度：选择8钢筋作为受力主筋，则（短跨）方向跨中截面=100-20-8/2=76mm(长跨)方向跨中截面=100-20-12=68mm支座截面处均取为76mm。截面弯矩设计值：该板四面和梁整浇，故弯矩设计值应按以下折减：A区格不予折减；B区格跨中截面和B-D支座截面折减10%（）；C区格跨中截面和C-D支座截面折减20%（）；D区格跨中截面和D-D支座截面折减20%。计算配筋量时，取内力臂系数截面配筋计算结果及实际配筋列于表2-37。2.2.3.2 E、F板计算（1）.板计算跨度及荷载因板两端和梁固接，按调幅法计算跨度净跨=（3600-300/2）=3450mm = =（2400-300/2）=2250mm 图2-27 计算跨度活荷载设计值：q =1.40.5=0.7kN/m2恒荷载：g =1.24.38=5.26 kN/m2g+q=5.96 kN/m22.3 楼梯设计2.3.1 计算简图及截面尺寸采取现浇整体式钢筋混凝土结构，其结构部署图：图2-28 梯段板TB-1模板图及计算简图图2-29 设计计算示意图2.3.2 设计资料结构安全等级为二级， ，混凝土为C25，fc=11.9N/mm2，ft=1.27N/mm2。钢筋为：平台板或楼梯，采取HRB235，fy =210N/mm楼梯梁采取HRB335，fy =300N/mm按板式楼梯进行设计。TB-1设计()2.3.3 梯段板设计2.3.3.1 确定板厚 梯段板厚度为，取 h=120mm2.3.3.2 荷载计算 （取1m宽板计算） a.恒荷载计算踏步重 斜板重 20厚水泥砂浆找平层 恒载标准值 5.271kN/m恒载设计值 b.活荷载标准值 活荷载设计值 c.总荷载 2.3.3.3 内力计算计算跨度 跨中弯矩 2.3.3.4 配筋计算 受力筋选择10150（=523 mm）分布筋选择8300 2.3.4 平台板计算2.3.4.1 荷载计算（取1m宽板计算）恒荷载计算：平台板自重（假定板厚100mm） 20厚水泥砂浆找平层 恒载标准值 恒载设计值 活荷载标准值 活荷载设计值 总荷载 2.3.4.2 内力计算计算跨度 跨中弯矩 2.3.4.3 配筋计算 受力筋选择6200（=141 mm） 2.3.5 平台梁计算2.3.5.1 荷载计算（取1m宽板计算）梯段板传来 平台板传来 梁自重（假定）1.20.25（0.25-0.10）25=1.13kN/mq=23.74kN/m2.3.5.2 内力计算 取二者中较小者，2.3.5.3 配筋计算 a.纵向钢筋（按第一类倒L形截面计算） 翼缘宽度 取受力筋选择318（=763mm）b.箍筋计算箍筋按结构配置6200。2.4 基础设计采取柱下条形基础。2.4.1 设计资料该工程场区地势平坦,土层分布比较规律,地下水深7.0m左右基础埋深为1.9m持力层土承载力设计值为f=240kN/m。混凝土采取C30,纵筋采取HRB335，HRB400。2.4.2 基础截面确定2.4.2.1 基础梁高梁高为柱距，通常梁高为,，取。2.4.2.2 翼板厚度翼板厚度为250mm，采取梯形翼板。2.4.2.3 基础长度基础外伸通常为边跨1/41/3，所以取，总长度为: 2.4.2.4 基础底面宽度所以基础底面： ，取。2.4.3 基础梁内力计算采取倒梁法：图2-29。 图2-29 计算示意图2.4.3.1 基础反力沿基础纵向地基均布线荷载：2.4.3.2 翼缘板计算（按每米长计）实际采取14120,实配面积12822.4.3.3 用弯距分配法计算基础弯距a.固端弯距计算边跨固端弯距为 中跨固端弯距为 H截面(左)伸出弯距 b.刚度计算表2-39 刚度值计算截面bh跨度惯性矩0.81.47.80.1370.81.42.70.137分配系数为：c.基础剪力计算C截面左边剪力为： 取OE段为隔离体计算C截面支座剪力C截面右边(上标r)剪力取CD作为隔离体见图2-30图2-30 隔离体计算示意图 按跨中剪力为零条件来求跨中最大负弯距OB段： 求得x=5.54m所以：FG段对称,最大弯距在中间截面由以上条件可做条形基础弯距和剪力图3-31图3-31 弯矩和剪力图表2-41 截面强度计算截面802.18-1918.681818.031433.56MMMM判定类型I类截面I类截面I类截面I类截面44.5239.93100.9039.781910456843294551配筋选配632632632632实配钢筋48264826482648261055.521763.631992.15584.931073.07VVVV续表2-411.962.61箍筋n=2, 14n=2,14n=2, 14n=2,14间距1201201201203.结 论此次毕业设计是一幢行政办公楼，关键进行是结构设计部分。结构设计关键是在建筑初步设计基础上确定建筑结构为钢筋混凝土框架结构，然后进行结构部署，并初步估算、确定结构构件尺寸，进行结构计算，就是依据方案阶段确定结构形式和体系，依据规范上要求具体计算方法来进行具体结构计算。包含荷载计算、变形验算、内力组合、水平地震力作用下框架侧移计算，内力分析及截面设计，和节点验算，和楼梯、板和基础设计和计算。 这次毕业设计，培养了我们综合利用所学基础理论和专业知识，提升了分析和研究处理结构设计等空间问题能力，培养了我们建立理论联络实际，扎实，勤奋，认真，严格科学作风，为毕业后立即适应各项工作打下良好基础。参考文件：1丰定国，王社良抗震结构设计武汉：武汉理工大学出版社，2吴培明主编混凝土结构武汉：武汉理工大学出版社，3吕西林高层建筑结构武汉：武汉理工大学出版社，4杨位洸地基及基础北京：中国建筑工业出版社，19985丰定国、王社良主编抗震结构设计武汉：武汉理工大学出版社，6方鄂华多层及高层建筑结构设计北京：地震出版社，19927陈基发、沙志国主编 建筑结构荷载设计手册北京：中国建筑工业出版社，8龙驭球、包世华主编结构力学（上）北京：清华大学出版社，9吴德安主编混凝土结构设计手册北京：中国建筑工业出版社10混凝土结构设计规范（GB50010-）11建筑地基基础设计规范（GB50007-）12建筑抗震设计规范（GB50011-）致 谢经过此次毕业设计以后，使我愈加深入对所学知识得到了认识和掌握，学习和体会到了建筑结构设计基础技能和思想。和此同时，也增强了我以理论知识为基础，广泛搜索相关多种资料、查询相关规范，从而得四处理实际工程问题方法能力。在此次毕业设计过程中，也培养了我勤奋、扎实、认真和严谨工作作风，一切全部一切全部为以后工作打下了坚实基础。即使我取得知识和能力离不开自己刻苦努力，不过这一切全部是在中心老师、同学，尤其是我指导老师范老师辛勤培养和淳淳教导下取得，在此，我表示衷心感谢。郑州大学现代远程教育本科毕业论文（设计）评审表姓 名学号1学习中心专 业土木工程是否申请学位否题 目企业办公楼结构设计指 导 教 师 评 语 及 成 绩 成绩：_ 指导老师署名：_学习中心盖章 年 月 日答 辩 小 组 意 见 很好 很好 通常 较差 很差撰写规范： 论文选题： 内容见解： 结论和创新： 尤其说明：成绩：_ 组长署名：_ 年 月 日注：1、此表附在论文后面；2、指导成绩和答辩（评改）成绩按百分制记；