6层办公楼毕业设计计算书正文.docx
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6层办公楼毕业设计计算书正文
某高校办公楼设计
摘要
随着时代的发展,实验楼硬件设施也必须跟得上时代的步伐,因此,相应的对实验楼建设的要求也越来越高。
实验楼是一所学校形象的重要代表,也是我们非常熟悉的建筑物,实验楼办公楼的建筑设计美不仅要外观符合时代的需要大方、得体、体现时代特色,此外还必须有较高的实用性、经济性、以满足学校老师及其他工作人员的实际需要为根本目的。
通过查阅相关资料,并将资料进行总结和研究,发现混凝土框架结构有以下特点:
框架结构整体性强、抗腐蚀能力强、经久耐用,并且房间的开间,进深相对较大能为建筑提供灵活的使用空间,空间分割较自由,建筑主体大都采用框架结构,或框架剪力墙结构,以满足现代公共建筑的布置灵活、大开间、大进深的要求。
实验楼建筑面积较大,使用人员众多,流动性大,一般布置为内廊式建筑,必须考虑对消防、防火的要求,保证进出建筑的通畅。
本设计主要的步骤包括:
方案设定阶段、建筑施工图阶段、结构施工图阶段、整理阶段。
到建筑的美观、实用和经济等基本要求,宿舍楼的采光、通风、人体舒适要求等等需对原方案作进一步的改正。
建筑施工图阶段:
此阶段主要将方案中的平、立、剖面图加以细化,并增加在前三者中无法表示清楚的详图。
对窗、门、电梯、楼梯等按规范要求设置。
结构施工图阶段:
此阶段分两部分:
一、根据建筑图、结构选型、结构布置、构件截面尺寸的确定(包括混凝土强度等级的选配)、结构计算、构件根据计算产生的内力、得出构件的配筋、再考虑构造要求、绘制施工图等,其中特别要注意的是合理进行结构选型及结构布置,选用钢筋混凝土框架结构。
;二、基础设计:
要保证图纸完整表达。
只有采用电算来提供基础设计所需的基本数据(主要是柱底的内力值)。
在此情况下,根据内力值选择基础型式。
通过JCCAD进行计算,绘制的基础图包括基础平面图和基础详图。
关键词:
实验楼;结构;设计;
Designofauniversityoffice
Abstract
Withthedevelopmentofthehardwarefacilitiesofthelaboratorybuildingmustalsokeepupwiththepaceofthetimes,therefore,thecorrespondingrequirementsontheconstructionoflaboratorybuildingisalsogettinghigherandhigher.Thelaboratorybuildingisanimportantrepresentativeofaschoolimageisalsomeettheneedsofthetimesweareveryfamiliarbuildings,thearchitecturaldesignoftheteachingbuildingofthelaboratorybuilding,notonlytotheappearanceofgenerosity,decency,reflectthecharacteristicsofthetimes,inadditionmusthaveahighpracticaleconomic,tomeettheactualneedsofteachersandotherstaffasthefundamentalpurpose.
Throughaccesstorelevantinformationanddatasummaryandconcreteframestructurehasthefollowingcharacteristics:
theframeworkforstructuralintegrity,corrosionresistance,durable,relativelylargeandthebayoftheroom,deepintothebuildingtoprovideaflexiblemorefreedomintheuseofspace,spacepartitioning,themainbuildingwerepoweredbyaframestructureorframeshearwallstructuretomeettheflexiblelayoutofmodernpublicbuildings,largebays,deepintotherequirements.
Laboratorybuildingconstructionarea,theuseoflargenumbers,mobility,generallayoutfortheCorridorconstruction,wemustconsidertherequirementstoensurethesmoothoutofthebuildingonfire,fire.
Themainstepsofthisdesigninclude:
theprogramsetthestage,theconstructiondrawingstage,theconstructiondrawingstage,finishingstage.
Theprogramsetting:
apreliminarydrawingoftheflat,vertical,profilecharttocompletetheconstruction.Inthisprocess,togivefullconsiderationtothebasicrequirementsofarchitecturalaesthetics,practicalandeconomic,dormitorylighting,ventilationandhumancomfortrequirements,andsoneedtomakefurthercorrectionstotheoriginalproposal.
Constructiondrawingstage:
thisstageismainlyflat,verticalprofilesintheprogramtoberefined,andincreasethedetailofthefirstthreecannotbeexpressedclearly.Setofwindows,doors,elevators,stairsandotherregulatoryrequirements.
Constructiondrawingstage:
Thisstageisdividedintotwoparts:
one,accordingtoarchitecturaldrawings,structuralselection,structuralarrangement,membersectionsize(includingthematchingofthestrengthgradeofconcrete),structuralcalculation,componentaccordingtocalculationsproducetheinternalforcesmayareinforcementofthecomponents,andthenconsiderthestructuralrequirements,drawconstructionplans,inparticulartonoteisthattherationalstructureselectionandstructuralarrangement,thechoiceofthereinforcedconcreteframestructure.;Second,thebasicdesign:
Toguaranteethedrawingscompleteexpression.OnlybyadoptingtheICCtoprovidethebasicdataneededforthebasicdesign(NeiLizhiinthebottomofthecolumn).Inthiscase,accordingtoNeiLizhiSelectthefoundationtype.calculatedbyJCCADdrawnbasemap,includingabasicplanandthebasisofdetail.
Keywords:
laboratorybuilding;structure;design;
引言……………………………………………………………………………………1
第1章绪论………………………………………………………………………………2
1.1工程概论…………………………………………………………..……………….............2
1.2建筑与基础设计型式……………………………...........……………….....………...........2
1.3框架计算方法………………………....…………………………………………...........2
1.4主要进程安排…………………………………………………................………...........2
第2章建筑结构布置与荷载计算……………………………………..............................…4
2.1结构布置……………………………………………………………………….............4
2.2梁柱截面尺寸……………………………………………………………………...........4
2.3材料强度等级………………………………………………………………………...........4
2.4荷载计算……………………………………………………………………………...........4
第3章横向框架内力计算……………………………………………………………12
3.1恒载作用下的框架内力………………………………………………………….........12
3.2活载作用下的框架内力………………………………………………………….........19
3.3风荷载作用下的位移、内力计算……………………………………………….........34
3.4地震作用下横向框架的内力计算……………………………………………............37
第4章框架内力组合…………………………………………………………………47
第5章横向框架梁柱截面设计………………………………………………………61
第6章楼梯结构设计计算……………………………………………………………73
6.1楼体板计算……………………………………………………………………..........73
6.2休息平台板计算………………………………………………………………..........74
6.3梯段梁TL1计算……………………………………………………………….........74
第7章基础设计………………………………………………………………………76
7.1荷载计算…………………………………………………………………………..........76
7.2确定基础面积……………………………………………………………………...........76
7.3地基变形验算……………………………………………………………………............79
7.4基础结构设计……………………………………………………………………..........80
第8章建筑与结构设计说明…………………………………………………………....84
8.1建筑相关说明…………………………………………………………………….........84
8.2结构设计说明……………………………………………………………………..........85
结论与展望…………………………………………………………………………………86
致谢………………………………………………………………………………………87
参考文献……………………………………………………………………………………88
附录…………………………………………………………………………………………89
附录A……………………………………………………………………..............................89
附录B……………………………………………………………………..............................96
插图清单
表格清单
引言
作为一名即将毕业的土木工程专业的本科生,在大学几年的理论学习后,要结合社会的实际情况,检验一下自己所学的专业知识是否专业和完善。
毕业设计恰好就是一种最好的检验,可以使四年中所学的知识得到综合利用,使得各方面的知识系统化和实践化。
通过独立完成毕业设计,可以培养独立思考、独立工作的能力,以及调查、分析和查阅资料的能力。
本次毕业设计的题目是《某高校办公楼设计》,结构形式采用全现浇框架结构。
在熟悉设计任务书的基础上,结合当地的自然条件,并查阅相关建筑设计的书籍和规范,独立完成高校办公楼工程的建筑方案设计,并最终绘制出建筑施工图。
通过建筑方案的设计,对框架结构进行柱网布置及结构选型,并确定材料类型及截面尺寸。
首先,通过现行规范选定房间做法,并以此计算框架结构各层的重力荷载代表值;其次,采用合适的计算方法对竖向荷载作用下框架结构的内力、水平地震荷载作用下框架结构内力及侧移进行计算;最后通过以上的结构计算,对框架结构进行内力组合,进行截面设计(梁、板、柱截面尺寸及配筋)、楼板设计(楼板尺寸及配筋)、楼梯设计(平台板、楼梯梁、梯段板截面尺寸及配筋)、基础设计(柱下独立基础的截面设计及配筋),使得截面的配筋满足构造要求。
最后通过框架结构的结构设计及计算结果,绘制出结构施工图。
第1章绪论
1.1工程概论
本设计是一栋六层框架结构高校办公楼,该工程为钢筋混凝土框架结构,三跨,总建筑面积约为5054.4m2。
设计使用年限为50年,结构安全等级为二级,环境类别为一类,抗震设防烈度为8度,设计基本地震加速度值为0.2g,第三组,建筑室内外高差为600m,室外标高即为现在自然地面标高。
自然地表以下1m内为杂填土,重度γ=17kN/m3;杂填土下为3m厚可塑性粘土,重度为γ=18kN/m3,液性指数IL=0.62,含水率ω=23.1%,天然孔隙比e=0.8,ES=10MPa,ck=20kpa,φk=12度;再下为砾石土层,重度为γ=20kN/m3,液性指数IL=0.50,含水率ω=15.2%,天然孔隙比e=0.8,ES=20MPa,ck=15kpa,k=18度。
未修正前粘土承载力特征值为180kN/m2,砾石土层承载力特征值为300kN/m2。
场地土类别为Ⅲ类,地基基础设计等级为丙级。
基础埋深范围内无地下水。
主体结构工程采用现浇混凝土框架结构,肋梁楼盖。
混凝土强度等级为C30,钢筋采用HPB300级(箍筋、楼板钢筋)和HRB400级钢筋(梁、柱纵向受力钢筋)。
内外墙均采用小型混凝土空心砌块,厚度200mm,重量参见最新《结构荷载设计规范》。
需根据建筑设计和结构承重、抗震方面的要求及场地地质条件,合理地进行结构选型和结构整体布置,统一构件编号及各种结构构件的定位尺寸,绘制出结构布置图。
1.2建筑与基础设计型式
本工程为五层框架结构,结构平面形状为“工字”型,立面体型简单规则,刚度均匀对称,减小偏心和扭转,尽量统一柱网及层高,减少构件种类和规格,简化梁柱的设计及施工。
框架结构的柱网布置方式为内廊式,见建筑平面图,主梁跨度为6.6m,连系梁跨度为4.5m,房屋总长度不超过55m,详图见底层平面图、屋顶平面图、立面图。
基础采用独立基础,初步估算基础顶面的位置,根据地基土层的分布情况,初步确定位置,计算可以采用h1=底层层高+0.5m进行计算。
1.3框架计算方法
框架结构承担的主要有恒载,使用活荷载,地震作用,其中恒载活载一般为竖向作用,地震则采用水平方向作用。
在竖向荷载时无侧移框架的弯矩分配法,水平荷载作用下用D值法。
框架内力组合,必须找出各构件的控制截面及其不利内力组合。
在竖向荷载作用下,可考虑框架梁端塑性变形产生的内力重分布,对梁端负弯矩乘以调幅系数进行调幅。
框架梁的截面设计包括正截面抗弯承载力设计和斜截面抗剪承载力设计,然后再根据构造要求统一调整和布置纵向钢筋和箍筋。
框架柱在压(拉)力、弯矩、剪力的作用下,纵筋按正截面抗弯承载力设计,箍筋按斜截面抗剪承载力进行设计,此外为使柱具有一定的延性,要控制柱的轴压比。
1.4主要进程安排
(0)外文资料翻译、调研、复习相关主干课程——寒假;
(1)建筑设计,绘制建筑施工图——第5~6周;
(2)结构平面布置(楼盖布置、估算构件截面尺寸)和荷载计算——第7周;
(3)竖向荷载作用下横向框架内力计算(采用弯矩二次分配法)、计算结构力学程序核算——第8周;
(4)水平地震荷载作用下横向框架内力计算及侧移计算(采用D值法)、计算结构力学程序核算——第9~10周;
(5)横向框架梁、柱内力组合(列表进行)和截面设计——第11~12周;
(6)主楼梯的结构设计——第13周;
(7)柱下基础设计——第14周;
(8)绘制横向框架、主楼梯、基础结构施工图——第12~14周;
(9)用PKPM软件对整栋框架结构进行SATWE电算并绘制出标准层结构平面图(板配筋图)和梁配筋平面图——第15~16周;
(10)电子版毕业设计文件的输入、打印和装订——第8~16周
第2章建筑结构布置与荷载计算
2.1结构布置
取工程横向框架
号轴线为一品框架计算单元,框架的计算简图假定底层住下端固定于基础,按工程地质资料提供的数据,场地土类别为Ⅱ类,初步确定工程基础采用柱下独立基础,挖去所有杂土,基础置于第二层可塑性黏土层上,基地标高为–1.800m(假定基础高度为0.5m),柱子的高度底层为h1=3.6+1.8–0.5=4.9m,二~六层柱高为3.6m。
主节点刚接横梁的计算跨度取柱中心间距离,三跨分别为l=6600、2400、6600。
计算简图见图2–1
2.2梁柱截面尺寸
框架柱:
700mm×700mm
梁:
横向框架梁300mm×700mm,纵向连系梁:
250mm×500mm
图2-1计算简图
2.3材料强度等级
混凝土:
均为C30级
钢筋:
纵向受力筋均为HRB400,板筋及箍筋采用HPB300
2.4荷载计算
以⑦轴线横向框架为计算分析对象。
1.屋面横梁竖向线荷载标准值
(1)恒载(图2.2a)
(a)恒载作用下结构计算简图(b)活载作用下结构计算简图
图2-2荷载计算简图
屋面恒载标准值:
查《荷载规范》可取:
屋面永久荷载标准值(不上人)
4厚SBS改性沥青防水卷材(着色涂料保护层)0.35×0.004=0.0014KN/m2
20厚1:
3水泥砂浆找平层20×0.02=0.4KN/m2
1:
6水泥焦渣找2%坡(最薄处30厚)14.3×0.03=0.42KN/m2
60厚聚苯乙烯泡沫板0.5×0.0.06=0.03KN/m2
钢筋混凝土板120厚25×0.12=3KN/m2
20厚板底抹灰0.02×17=0.35KN/m2
合计4.2KN/m2
梁自重:
边跨AB、CD跨0.3×0.6×25=4.5kN/m
梁侧粉刷2×(0.6–0.12)×0.02×17=0.33kN/m
4.83kN/m
中跨BC跨0.25×0.4×25=2.5kN/m
梁侧粉刷2×(0.6–0.12)×0.02×17=0.33kN/m
2.83kN/m
作用在顶层框架梁上的线恒荷载标准值为:
梁自重:
g6AB1=g6CD1=4.83kN/m,g6BC1=2.83kN/m
板传来的荷载g6AB2=g6CD2=4.2×4.05=17.01kN/m
合计g6AB=g6CD=4.83+17.01=21.84kN/m
g6BC=2.83kN/m
(2)活载(图2–2b)
作用在顶层框架梁上的线活荷载标准值为:
q6AB=q6CD=0.5×4.05=2.025kN/m
楼面横梁竖向线荷载标准值
1-5层楼面:
瓷砖地面(包括水泥,粗砂打底)0.55KN/m2
120厚钢筋混凝土板25×0.12=3KN/m2
20厚板底抹灰0.02×17=0.34KN/m2
合计3.89KN/m2
边跨(AB、CD跨)框架梁自重4.83kN/m
中跨(BC跨)框架梁自重2.83kN/m
作用在楼面层框架梁上的线荷载标准值为:
梁自重gAB1=gCD1=4.83kN/m
gBC1=2.83kN/m
板传来荷载gAB2=gCD2=3.89×4.05=15.75kN/m
填充墙自重1.78×2.7=4.806kN/m
合计gAB1=gCD=4.83+15.75+4.806=25.386kN/m
gBC=2.83kN/m
(1)活载
楼面活载qAB=qCD=2×4.05=8.1kN/m
1.屋面框架节点集中荷载标准值(图2–3)
(1)恒载
边跨连系梁自重0.3×0.6×4.05×25=18.225kN
粉刷2×(0.6–0.12)×0.02×4.05×17=1.32kN
1.5m高女儿墙2.25×4.05=9.11kN
粉刷1.5×2×0.02×4.05×17=4.131KN
连系梁传来屋面(含次梁)自重0.5×4.05×0.5×4.05×4.2+4.83×6.9=50.55KN
图2-3恒载顶层集中力
顶层边节点集中荷载:
G6A=G6D=83.32kN
中跨连系梁自重4.83×4.05=19.56KN
粉刷2×(0.6–0.12)×0.02×4.05×17=1.32kN
连系梁传来屋面(含次梁)自重0.5×4.05×0.5×4.05×4.2+4.83×6.9+2.83×1.5+0.5×4.2×3.0×4.05=80.31KN
顶层中节点集中荷载:
G6B=G6C=101.19kN
(2)活载
Q6A=Q6D=0.5×4.05
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