《高层综合办公楼地基基础设计计算书土木工程专业毕业设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高层综合办公楼地基基础设计计算书土木工程专业毕业设计.doc（61页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、摘 要本设计题目是拟在哈尔滨建造一幢综合性高层办公楼，建筑面积为9500（设计误差允许5）.在老师的指导下，首先根据设计任务书及高层综合办公楼建筑功能要求进行了建筑方案设计，并结合钢筋混凝土结构的特点，采用CAD、天正等软件对建筑平面，立面，剖面施工图的绘制，并设计了楼梯，大墙剖面等主要建筑大样图。本设计采用框架结构方案。在确定框架布局之后，取一榀框架，先计算水平风荷载作用下的结构内力（弯矩，剪力，轴力），接着求出在竖向荷载（恒荷载和活荷载）作用下的结构内力（弯矩，剪力，轴力）。找出最不利的一组或几组内力组合。选取最安全的结果计算并绘图。此外还进行了结构方案中的楼梯的设计。完成了平台板，梯段板
2、，平台梁等结构的内力和计算及施工图的绘制。最后对双向板和单向板的设计和计算及施工图的绘制。本工程地基基础采用干作业成孔灌注桩基础，承台采用锥形承台。本设计培养学生综合运用所学钢筋混凝土结构基础理论和专业知识解决实际问题的能力。从建筑方案设计，建筑施工图设计，结构计算书到结构施工图，地基基础设计到施工图这一整套设计。使学生受到全面的训练，能独立完成规定任务，掌握建筑工程设计的主要过程及内容，为今后的工作打下良好的基础。关键词：建筑、结构、地基基础 AbstractThis topic is designed to be built in Harbin in a comprehensive hig
3、h-rise office building, construction area of 9,500 square meters (design error allowed 5%). Teachers under the guidance of the first tasks in accordance with the design of integrated and high-level functional requirements for building construction The construction programme design, combined with the
4、 characteristics of reinforced concrete structures, using CAD, software such as the construction Tianzheng plane, elevation, section of the map drawing and design of the staircase, the wall section, and other major construction plans big kind. The design of a framework programme. In determining the
5、layout of the framework, the framework for a Pin, the first level of wind load calculation under the structure of internal forces (moment, shear, axis of), and then sought in the vertical load (constant load and live load) under the structure Internal Force (moment, shear, axis of). Identify the mos
6、t disadvantaged group or several groups of a combination of internal forces. Select the most secure results calculated and graphics. In addition, a structure of the programme in the design of the staircases. Completion of a platform board, board of the ladder, platform beam structure of the internal
7、 forces and the calculation and construction plans drawn. Finally, the two-way one-way plate and the plate design and construction plans and calculations of the drawing. The foundation works by dry drilling operations pile foundation, a conical cap cap. The design of training students in the integra
8、ted use of reinforced concrete structure by the basic theory and professional knowledge to solve practical problems. From the construction programme design, construction design plans and structural calculations to the structure of the construction plans, foundation design and construction of this se
9、t of design plans. So that students are fully trained, able to complete the tasks, grasp the main building design and content of the course for future work to lay a good foundation. Key words: building, structure, the foundation目 录摘要1第一部分 建筑设计1 设计任务书51.1 性质5 1.2 地点5 1.3 设计基本要求5 1.4 建筑规模5 1.5 房屋组成6 1
10、.6 结构类型6 1.7 建筑地点及自然条件62 方案构思及总体布局63 建筑平面设计7 3.1 一层平面7 3.2 标准层平面74 建筑防火设计75 建筑构造7第二部分 结构设计1 工程概况82 截面尺寸估算8 2.1 梁板截面尺寸估算8 2.2 柱截面尺寸估算93 荷载汇集10 3.1 竖向荷载10 3.2 水平风荷载114 水平荷载作用下框架内力及侧移计算12 4.1 风荷载作用下各楼层节点上集中力及各层剪力12 4.2 计算各梁柱的线刚度13 4.3 计算各柱抗侧移刚度14 4.4 计算各柱剪力14 4.5 确定柱的反弯点高度16 4.6 计算柱端弯矩17 4.7 计算梁端弯矩18 4
11、.8 计算梁支座剪力及柱轴力18 4.9 梁端弯曲产生的侧移215 竖向荷载作用下结构内力计算 5.1 各层框架梁上的荷载计算22 5.2 内力计算236 内力组合407 梁截面设计40 7.1 正截面承载力计算40 7.2 梁斜截面强度计算428 柱截面设计43 8.1 轴压比验算43 8.2 柱配筋计算439 楼梯设计47 9.1 结构形式选择479.2 梯段板计算479.3 平台板设计489.4 平台梁设计4810 板配筋计算51 10.1 双向板计算5110.2 单向板计算54第三部分 地基基础设计1 分析工程地质资料552地基基础方案确定563 确定单桩竖向极限承载力标准值564 确
12、定桩根数及布柱565 验算地基586 单桩设计587 承台设计验算58第一部分 建筑设计一、 设计任务书： 高层综合办公楼1、 性质： 该建筑物为综合性高层办公楼，用于某企业集团所属各单位的行政办公、企业管理及行品贸易等业务，业务活动包括内部办公和大量的接待其他联合单位的来访人员，同时也包括一定范围内的国际商业贸易活动。该办公楼拟由建筑开发公司统一投资建设，建成后以分层或分区出售或出租的方式提供给各使用单位。2、 地点： 哈尔滨(两面临街矩形地段)3、 设计基本要求依据该建筑物的使用特点，要求建筑方案应具有较好的通用性和灵活性。使建成后能最大限度的满足不同使用单位的多种业务活动形式的要求，使各
13、单位之间既有相对独立性同时同时方便的联系和接待外部来访人员的能力。设计要求以各楼层作为一个使用单元，使之可单独形成一个完整的部门或单位，整个建筑物设置统一的房屋管理、设备维修、水电供应及后勤服务系统，包括交通设施均按整个建筑物统一设计。建筑设计要求结合地段条件，依据城市规划的要求，考虑建筑物的朝向、位置、体形、道路交通、停车场等确定建筑总平面设计，建筑方案的选择要做到充分考虑使用功能的特点，满足功能的要求，合理处理功能分区、交通联系、正常办公、外事交往等大楼管理和紧急疏散等各方面的问题，同时还要选择适当的技术方案，确定结构形式、各部分的构造做法及其他设备的方案设想。4、 建筑规模（1） 总建筑
14、面积9500（设计误差允许下同）（2） 地面以上建筑物层数12至18层(每层建筑面积500800)（3） 层高：一层3.94.5m，其余各层3.33.6m。（4） 设室外停车场：设小轿车车位5080个，每辆车按25计， 设自行车车位6080个，每辆车按1.2计。5、 房屋组成地面一层设置为整个建筑物的公用服务设施，其中包括：(1) 门厅： 60(2) 休息厅（设茶座）：4060(3) 服务台：柜台长度46m(4) 公用电话：2部(5) 商品部：3050(6) 男女卫生间：同标准层(7) 办公室：剩余其他面积，参照标准层。一层以上的标准层设置房间如下：（1） 小间办公室，每间1620，36间，其
15、中可设12间套间。（2） 大间办公室，每间3240，36间。以上各类办公室也可统一按成片式或大空间式设计，具体方案由设计者自定。（3） 接待室或会议室 3240，12间，6080，1间。（4） 男女卫生间：男， 2蹲位、2小便器、2洗面池 女， 2蹲位、2洗面池（5） 开水间：68（6） 清扫间及公务员室：810（7） 休息廊或休息厅，面积自定。（8） 可适当设置资料室、档案室、仓库，数量及面积自定。地下室设置内部餐厅、变配电室、维修车间、设备用品仓库。锅炉房在楼外另设。6、 结构类型采用混凝土框架结构或框架剪力墙结构，要求合理处理结构特点和使用功能之间的关系。7、 建设地点和自然条件建设地点
16、位于某市大街一侧，地段位置图见附图。地段内地形平整、无障碍物。（1） 气象资料 冬季室外平均最低气温-26，全年主导风向：西南风（2） 地质资料（以地基基础辅导教师给定为准）： 根据工程地质勘察报告，室外地面海拔标高93.50m，土层分布均匀，自然地面以下土质情况和涂层厚度依次为：杂填涂 1.0m可塑状亚粘土 6.27.2m ，地基承载力213KPa硬塑状亚粘土 3.05.4m, 地基承载力183KPa中砂 3.0m， 地基承载力281 KPa地下静止水位距室外地面12.6m,水质对建筑物无腐蚀作用。二、 方案构思和总体布局： 根据设计任务书和办公楼共曾要求。一层层高采用3.9m,二层及二层以
17、上采用3.6m，本工程采用“一”字形建筑形式，主要出口位于南向，室内外高差0.60m。地下一层是食堂及变电设备室。三、 建筑平面设计1、 一层平面：一层主要是门厅、办公室、会议室、商品部、服务台、休息厅。根据功能要求，主要入口正对楼梯间及电梯间，总服务台、商品部等服务用房分设在大厅周围，办公、会客、会议室设在朝向较好的南侧，其他用房如仓库、资料室、档案室、厕所等设在北部。根据防火及疏散要求设置三个楼梯间，一个电梯间。2、 标准层平面：为主要办公部分，根据要求共设5间小间办公室，4间大间办公室，2间3240会议室，1间6080接待室。这些房间主要布置在南向，其他用房如会议室、仓库、资料室、档案室
18、、厕所等设在北部。休息室位于电梯和楼梯间出口处。走廊净宽2.8m。四、 建筑防火设计本工程为二类建筑，耐火等级二级。1、 防火间距：一二级建筑与其他相邻建筑物防火间距为13m,利用两侧交通边路作为消防车道，其宽度不应小于3.5m。2、 防火分区：二类建筑防火分区最大允许建筑面积为1500，本建筑一层建筑面积为930.73，满足要求。3、 高层建筑防火分区的安全出口不应小于两个，且应分散布置，安全疏散距离：位于两个安全出口之间的房间不应大于30m,袋形走道两侧或尽端的房间不应大于15m，本设计均符合要求。4、 高度超过32m的二类建筑应设防烟楼梯间，前室面积不应小于6，在前室应设通风排烟通道，通
19、向前室及楼梯间门口门应设已级防火门，并应开向疏散方向。五、 建筑构造1、 墙体：本建筑外墙采用200mm厚的陶粒混凝土砌块，外贴100mm厚苯板，采用M5混合砂浆砌筑，隔墙采用200mm陶粒混凝土砌块，电梯间采用200mm厚剪力墙。2、 门：防烟楼梯间皆采用已级防火门，门宽1500mm。门高：一层门高3250mm,二层门高2950mm，双扇，其他门见门窗表。3、 屋面：由上至下依次为：SBS聚乙烯丙纶双面复合防水卷材；20厚砂浆找平层；炉渣找坡层；保温层用100厚苯板；20厚1:2.5水泥砂浆找平；隔气层用雪佳A型隔气胶刮涂两遍；现浇混凝土楼板120厚；20厚1：1：4混合砂浆；天棚灰刷白色涂
20、料两遍。4、 基础采用混凝土灌注桩基础。第二部分 结构部分一、工程概况 某高层办公楼，共12层，地下一层，地上11层。一层层高3.9m,211层层高3.6m，地下室层高3.9m,总高度43.5m。三进深6.3m,3.0m,6.3m,总宽度15.6m，每个开间7.2m，共九个开间，总长56.4m。建筑平面、剖面及墙身大样见建筑图。框架和楼板均采用现浇钢筋混凝土结构。本工程建于6度抗震设防地区，类场地土，抗震等级三级。本工程截面及材料选用如下：-16层柱为C45混凝土，711层柱为C40混凝土，梁均为C35。 二、截面尺寸估算本框架结构总高度43.9m，地震设防烈度为六度，根据规范规定，本框架结构
21、的抗震等级为三级，据此可对受力构件的尺寸进行估算。计算单元如图所示。1.梁板截面尺寸估算按刚度条件对截面尺寸进行估算。主梁高度： 取h=650mm 取b=300mm次梁高度： 取b=450mm 取b=250mm板： 取h=120mm2.柱截面尺寸估算每根柱按中心受荷考虑时所受荷载按下式计算：式中：荷载分项系数，取1.25。 ：水平力放大系数。取1.1 n:所计算柱以上的层数（含本层柱） s：柱的负荷面积 ：荷载经验值1114，取11。柱子根据实际情况，考虑中间只变一次截面。负荷面为的边柱轴力 负荷面为的中柱轴力 负荷面为的边柱轴力 负荷面为的边柱轴力 各柱的轴力不同，但为施工方便和美观，本工程
22、将柱截面归并两种。取轴力最大的柱估算截面面积。本工程框架为三级抗震 轴压比控制值查规范得 由 得， 故本工程-15层柱截面取,611层拄截面取为。五层柱截面核算 七层柱截面核算 轴压比满足要求。三、荷载汇集1、竖向荷载（1）楼面荷载。 楼面活荷载 混凝土楼板重（板厚12cm） 25 =3.0水磨石地面（3cm厚） 0.65 水泥砂浆抹灰（楼板上下各2cm厚） 内隔墙为20cm厚陶粒混凝土砌块，砌块容重，两侧各抹灰20cm厚混合砂浆 外墙为30cm，其中20cm陶粒混凝土砌块，8cm厚苯板，墙里侧抹混合砂浆2cm厚 （2）屋面荷载防水卷材 0.120厚砂浆找平层 炉渣找坡层 100厚苯板保温层
23、0.5隔汽层 0.120厚砂浆找平层 现浇混凝土楼板 2520厚1：1：4混合砂浆 总计 6.39不上人屋面活荷 0.5基本雪压 0.452水平荷载查荷载规范中全国基本风压分布图中的数值0.55。根据荷载规范规定，对于高层建筑结构，其基本风压可按基本风压分布图中数值乘以系数1.1后采用，即 。垂直于建筑物表面上的风荷载标准值按下式计算：风荷载体型系数。有规范可得，矩形平面风荷载体型系数。风压高度变化系数。本工程建在市中心，地面粗糙度类别为c类，查规范7.2.1中之值。风振系数 ： 式中为脉动影响系数，当高层建筑的高宽比不小于2，地面粗糙类别为c类时，=0.44。为脉动增大系数，与基本风压结构基
24、本自振周期及地面粗糙度有关。框架结构基本自振周期取T=0.09n=0.09。 查荷载规范得：脉动增大系数各层风荷载标准值计算结果见表1-1 各层风荷载标准值1-1距地面高度40.91.5731.141.30.551.28239.91.5761.131.30.551.27336.31.5261.081.30.551.17832.71.4771.041.30.551.09829.11.4550.991.30.551.03025.51.3790.931.30.550.91721.91.3150.871.30.550.81818.31.2740.811.30.550.73814.71.2120.741
25、.30.550.64111.11.1320.741.30.550.5997.51.0620.741.30.550.5623.91.0180.741.30.550.5390.001.0000.741.30.550.529四、水平荷载作用下框架内力及侧移计算有平面图可以看出，除边跨外，中间各榀框架受风面积相同；故应选取边框架和中框架分别计算。对中框架进行计算1、计算风荷载作用下各楼层节点上集中力及各层剪力计算风荷载作用下各楼层节点上集中力时，假定风荷载在层间为均布荷载，并假定上下相邻各半层层高范围内的风荷载按集中力作用本层楼面上。11层顶处风荷载作用下楼层节点集中力计算 10层顶处风荷载作用下楼层
26、节点集中力计算 其余各层风荷载引起的节点集中力及各层剪力计算结果见下图12 风荷载作用下水平集中力及层剪力1-2层号i层高风荷标准值各层集中力各层剪力女儿墙1.01.282113.61.27525.7325.73103.61.17831.7657.4993.61.09829.5086.9983.61.03027.58114.5773.60.91725.23139.8063.60.81822.49162.2953.60.73820.17182.4643.60.64117.87200.3333.60.59916.07216.4023.60.56215.05231.4513.90.53914.852
27、46.30-13.90.5297.43253.73 2、计算各梁柱的线刚度和计算梁的线刚度时，考虑到现浇楼板的作用，一边有楼版的梁截面惯性矩取I=1.5，两边有楼板的梁截面惯性矩取I=2.0。为按矩形截面计算的梁截面惯性矩。线刚度计算公式。各梁柱线刚度计算结果见表13。各杆件惯性矩及线刚度表1-3梁300x65063003.257.1914.47.42300x65030003.257.1914.415.6 柱600x60039003.351.089.28600x60036003.351.0810.1550x55036003.357.637.10550x55036003.257.636.893、
28、计算各柱抗侧移刚度DD值为使柱上下端产生单位相对位移所需施工的水平力，计算公式为各柱抗侧移刚度D见表14。4、各柱剪力计算设第i层第j个柱D值为，该层柱总数为m，该柱的剪力为 各柱剪力计算结果见表14水平荷载作用下柱抗侧移刚度D及柱剪力V计算表1-4层/柱列轴号11/3.6A0.6891.481.0770.3500.2231.2444.61B0.6894.603.3380.6250.3991.2448.25C0.6894.603.3380.6250.3991.2448.25D0.6891.481.0770.3500.2231.2444.6110/3.6A0.6891.481.0770.3500
29、.2231.24410.31B0.6894.603.3380.6250.3991.24418.44C0.6894.603.3380.6250.3991.24418.44D0.6891.481.0770.3500.2231.24410.319/3.6A0.6891.481.0770.3500.2231.24415.59B0.6894.603.3380.6250.3991.24427.90C0.6894.603.3380.6250.3991.24427.90D0.6891.481.0770.3500.2231.24415.598/3.6A0.6891.481.0770.3500.2231.2442
30、0.54B0.6894.603.3380.6250.3991.24436.75C0.6894.603.3380.6250.3991.24436.75D0.6891.481.0770.3500.2231.24420.547/3.6A0.6891.481.0770.3500.2231.24425.06B0.6894.603.3380.6250.3991.24444.84C0.6894.603.3380.6250.3991.24444.84D0.6891.481.0770.3500.2231.24425.066/3.6A0.7101.481.0420.3430.2251.26228.93B0.710
31、4.603.2390.6180.4061.26252.21C0.7104.603.2390.6180.4061.26252.21D0.7104.601.0420.3430.2251.26228.935/3.6A0.7101.481.0420.3430.2251.26232.53B0.7104.603.2390.6180.4061.26258.70C0.7104.603.2390.6180.4061.26258.70D0.7101.481.0420.3430.2251.26232.534/3.6A1.011.480.7330.2680.2511.49833.57B1.014.602.2770.5
32、320.4981.49866.60C1.014.602.2770.5320.4981.49866.60D1.011.480.7330.2680.2511.49833.573/3.6A1.011.480.7330.2680.2511.49836.26B1.014.602.2770.5320.4981.49871.94C1.014.602.2770.5320.4981.49871.94D1.011.480.7330.2680.2511.49836.262/3.6A1.011.480.7330.2680.2511.49838.78B1.014.602.2770.5320.4981.49876.94C
33、1.014.602.2770.5320.4981.49876.94D1.011.480.7330.2680.2511.49838.781/3.9A0.9281.481.5950.5830.4272.00252.53B0.9284.604.9570.7840.5742.00270.62C0.9284.604.9570.7840.5742.00270.62D0.9281.481.5950.5830.4272.00252.53-1/3.9A0.9281.481.5950.5830.4272.00254.15B0.9284.604.9570.7840.5742.00272.79C0.9284.604.
34、9570.7840.5742.00272.79D0.9281.481.5950.5830.4272.00254.155、确定柱的反弯点高度比y反弯点距柱下端距离为y: y=+式中：标准反弯点高度系数 、当上下层梁线刚度改变、上下层层高变化时反弯点高度系数的修正值。根据结构总层数m及该柱所在层n及值查规范得。11层反弯点高度系数y：由m=11，n=11，=0.589查表得=0.30；上，下梁相对高度无变化，=0；最上层=0；下层层高与本层层高之比，查表得：=0;A轴顶层轴反弯点高度系数为y=+=0.3+0+0+0=0.3其余各柱反弯点高度计算系数见表156、计算柱端弯矩根据各柱分配到的剪力及反弯
35、点位置yh计算第i层第j个柱端弯矩。上端弯矩 下端弯矩 计算结果见表15风荷载作用下柱反弯点高度比及柱端弯矩1-5层/h柱轴线号11/3.6A1.0771010.3540000.35410.725.87B3.3381010.4500000.45019.1910.51C3.3381010.4500000.45019.1910.51D1.0771010.3540000.35410.725.8710/3.6A1.0771110.4040000.40422.1214.99B3.3381110.4670000.46735.3831.00C3.3381110.4670000.46735.3831.00D1
36、.0771110.4040000.40422.1214.999/3.6A1.0771110.4540000.45430.8725.26B3.3381110.5000000.50050.2250.22C3.3381110.5000000.50050.2250.22D1.0771110.4540000.45430.8725.268/3.6A1.0771110.4540000.45440.3733.57B3.3381110.5000000.50066.1566.15C3.3381110.5000000.50066.1566.15D1.0771110.4540000.45440.3733.577/3.
37、6A1.0771110.4540000.45449.2640.96B3.3381110.5000000.50080.7180.71C3.3381110.5000000.50080.7180.71D1.0771110.4540000.45449.2640.966/3.6A1.0421110.4520000.45257.0747.07B3.2391110.5000000.50093.9893.98C3.2391110.5000000.50093.9893.98D1.0421110.4520000.45257.0747.075/3.6A1.0421110.5000000.50058.5558.55B3.2391110.5000000.500105.66105.66C3.2391110.5000000.500105.66105.66D1.0421110.5000000.50058.5558.554/3.6A0.7331110.5000000.50060.4360.43B2.2771110.5000000.500119.88119.88C2.2771110.5000000.500119.88119.88D0.7331110.5000