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1、青岛滨海学院毕业设计 院 部: 专 业: 班 级: 学生姓名: 同组学生: 指导教师: 日期：2015年 3月 21 日95摘 要本设计为综合办公楼设计，采用钢筋混凝土框架结构,建筑面积6500m2，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，基本风压为0.4kN/m2。本设计主要进行了结构方案中横向框架A，B，C，D轴框架的设计。结构设计选取一榀框架为计算单元进行计算。在确定框架布局之后，选取横向4轴框架进行计算。先用D值法计算风荷载作用下的结构内力,再用底部剪力法计算水平地震荷载作用力大小。采用D值法求出在水平地震荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着内力组合找出最不利的一
2、组或几组内力组合。 选取最安全的结果计算配筋并绘图。还进行地基设计。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，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。关键词：抗震烈度，内力组合，框架， D值法Abstract The design for the Office building in Yan an city, reinforced concrete frame structure with a building area of 6500m2, the seismic intensity of 7 degrees, the basic seismic design accele
3、ration 0.15g, the basic wind pressure is 0.4k kN/m2. The structure of the design of the program main horizontal frame A, B, C, D axis frame design. Select a frame structure design for the calculation of unit frames are calculated. In determining the framework of the layout, the selected horizontal 4
4、-axis frame is calculated. First calculated with the D value of the structure under wind load internal forces, and then the bottom of the shear force method to calculate the size of the level of seismic loading. Value calculated using D seismic loads in the level of the structure of internal forces
5、(bending moment, shear, axial force). Then find the most unfavorable combination of internal forces of a group or several groups of internal force combination. Select the most secure on the results of reinforcement and graphics. Also for foundation design. In addition to the structural design of the
6、 staircases in the program. Completion of the platform board, bench plates, platforms and other components of the beam deflection calculation and construction drawing.Key words: seismic intensity, the internal force composition, framework, D value method目 录中英文摘要 1第一章：绪论 3第二章：荷载计算 4 2.1结构选型及结构布置 4 2.
7、2框架主要构件尺寸4 2.3 竖向荷载作用下的计算 8第三章：内力计算 19 3.1风荷载作用下的位移验算与内力计算 19 3.2横向水平地震作用下的位移验算及内力计算 28 3.3框架在竖向荷载作用下的内力分析 38第四章：内力组合及内力调整524.1 内力组合524.2 内力调整53第五章：框架结构截面设计与配筋的计算545.1框架梁的截面设计54 5.2框架柱的截面设计585.3 柱斜截面的承载力计算635.4裂缝宽度验算64第六章：基础设计 686.1 C轴柱下独立基础686.2 D轴柱下独立基础70第七章：楼板设计 74 7.1楼板的计算 74 7.2塑性理论内力计算747.3配筋计
8、算 78第八章：楼梯设计 798.1建筑设计798.2结构计算79结束语 116致 谢117 参考文献 121绪论毕业设计（论文）是专业教学过程中的最后一个环节，是理论联系实际的重要过程。通过所给的设计资料培养学生能够综合运用所学知识了解并掌握建筑设计和结构设计的全过程。学会搜集资料、分析问题、解决实际工程问题的方法，进一步巩固已学的课程，并能查阅资料、专业文献，熟悉、理解和应用中南标等建筑规范，解决土木建筑工程设计中各方面问题所需的综合能力和创新能力，达到初步了解与掌握一个建筑师和结构工程师的实际工作内容和设计工作的方法与步骤。这个设计巩固和研究了我大学四年的所学的知识，能够发挥我的专长来达
9、到学以至用的境界。另外在大量出现的钢筋混凝土的框架结构的情况下，多层混凝土的框架结构办公楼设计也有很多意义的，多层混凝土的框架结构能够大大的满足我们对办公室的使用要求。通过各种研究方法来利用这种结构优点，并研究和改善他们，来满足我们的要求。建筑中，结构是为建筑物提供安全可靠、经久耐用、节能节材、满足建筑功能的一个重要组成部分，它与建筑材料、制品、施工的工业化水平密切相关，对发展新技术。新材料，提高机械化、自动化水平有着重要的促进作用。总之，通过本次设计，学会了搜集资料、分析问题、解决实际工程问题的方法，进一步巩固已学的课程，主要是使自已能独立思考、解决设计过程中遇到的问题以及理论知识联系实际工
10、程问题的能力增强。诚然，该设计也有些不足之处，希望各位领导、老师指正。第一章： 建筑设计说明书1.1建筑平面设计本工程是办公楼建筑，根据建筑使用性质、建设规模与标准的不同，确定各类用房。由办公用房、公共用房和服务用房等组成。办公楼内各种房间的具体设置、层次和位置，根据使用要求和具体条件确定。办公建筑根据使用要求，结合基地面积、结构选型等情况按建筑模数确定开间和进深，并为今后改造和灵活分隔创造条件。本工程为建筑设计研究院，其建筑功能空间需设置、会议室、以及办公室等。本节设计内容包括使用部分的平面设计和交通联系部分的平面设计。本建筑坐北向南有利用采光，并在根据各功能空间对采光的要求布置各个房间的平
11、面位置。本建筑平面设计中为了有机地组合内部使用空间，合理划分使用分区，考虑各功能空间使用要求的不同以及它们之间的相互关系合理布置各房间，以方便各房间的交通联系同时满足各功能空间的合理使用。1.1.1 房间使用面积、形状、大小的确定一个房间使用面积基本包括：家具、设备所占的面积；人们使用家具、设备所占活动面积；以及行走、交通所需的面积，同时考虑建筑总平面和办公人员数量的要求。本设计中按办公室常用尺寸数据取值，主要办公室及功能空间的开间取4 m, 进深取7.2m；考虑平均人数要求确定洗手间、楼梯间平面尺寸及面积，同时考虑办公建筑相关规定的要求以及结构布置的对称性和连续性，很好的符合办公楼建筑使用的
12、需求，而且平面布置简洁明了结构布置简便合理。1.1.2 门的大小及位置的确定规范规定办公室门洞口宽不应小于1000mm，高不应低于2m。本设计中根据人流的多少和搬进房间设备的大小，普通办公室及功能空间取门宽为1000m,开启方向朝房间内侧；厕所门采用双扇双向弹簧门，走道两端的门采用双扇双向弹簧门，大厅的门采用四个双扇双向弹簧门。1.1.3 窗的大小及位置的确定房间中窗的大小和位置的确定，主要是考虑到室内采光和通风的要求，考虑规范要求，一般办公室窗地比，即窗的面积与房间地面的面积比值应大于1:6，本设计中窗地比均满足办公建筑的使用要求。外窗：窗宽取为4000mm，高度取为2400mm，内窗：窗宽
13、取为1500mm，高度取为1300mm。1.1.4 交通联系部分的平面设计1）总则：交通联系部分的设计不仅要考虑保证使用便利和安全疏散的要求，而且还要考虑其对造价和平面组合设计的影响。平面设计中对交通联系部分作以下要求： 通路线简洁明确，以利于联系通行方便； 宽度合理，人流畅通，以利于紧急疏散安全迅速； 应满足一定的采光和通风要求； 交通面积力求节省，同时兼顾空间造型的处理等。 走廊布置有一定的导向作用。2）水平交通联系部分走廊走廊是连结各个房间、楼梯和门厅等各部分，以解决建筑中水平联系和疏散问题。走廊的宽度应符合人流通畅和防火要求，通常单股人流的通行宽度约为550600mm。在通行人数较多的
14、公共建筑中，应按其使用特点、平面组合要求、通过人流的多少及调查分析或参考设计资料确定走廊的宽度。对于办公建筑，建筑设计规范规定，走道长度大于40m办公建筑两面布房时走道净宽不小于1.8m，在本设计中，走道两边中柱轴线相距3.6m。3）垂直交通联系部分楼梯在楼梯的设计中，楼梯的尺寸和位置应使其符合建筑设计防火规范、民用建筑设计通则和其他有关单项建筑设计规范的规定。按防火规范要求，超过5层的公共建筑应设封闭楼梯间，且考虑到放火疏散，两个楼梯间距60m，应靠外墙设置，能直接天然采光和自然通风，楼梯的门是可以阻挡烟气入侵的防火门。考虑结构楼梯平面形式的选用，主要依据其使用性质和重要程度来决定。坡度和踏
15、步尺寸：民用建筑舒适的坡度范围是2635，踏步尺寸可用以下公式计算b+h=450mmb+2h=600mm-630mm其中b为踏步宽，h为踏步高。其常用尺寸为 b=280mm-340mm h=140mm-160mm建筑楼梯模数协调标准GBJ101-87规定踏高不宜大于210mm，小于140mm，各级踏高应该相同，踏宽可采用220、240、260、280、300、320等,亦可采用250mm。本设计选取现浇板板式楼梯。作为主要交通用的楼梯梯段净宽应根据楼梯使用过程中人流股数确定，一般按每股人流宽度0.55m+00.15m计算，并不应少于两股人流。楼梯平台部位的净高不应小于2m，楼梯梯段部位的净高不
16、应小于2.2m，楼梯梯段净高为自踏步前缘线量至直上方凸出物下缘间的铅垂高度。楼梯坡度的选择要从攀登效率，、节省空间、便于人流疏散等方面考虑。同时考虑建筑空间的布置、建筑功能的方便使用、相关规范要求以及结构刚度的均匀分布等诸多因素。因而本建筑楼梯踏步高度选用150mm,踏步宽度选用260mm。楼梯坡度小于30%。楼梯的扶手应坚固适用同时美观大方。本设计中楼梯扶手采用不锈钢材料，外观及尺寸满足办公建筑空间气氛和视觉感受的需求。扶手高度考虑人的高度及其使用方便的要求，在楼梯的起始及终结处，扶手均自其前缘向前伸出300mm，且出于安全因素，扶手末端向下布置。考虑到防火疏散，两个楼梯间距60m。1.2建
17、筑立面设计建筑立面是表示房屋四周的外部形象。立面设计的任务是恰当确定立面中各组成部分和构件的比例和尺度，运用节奏韵律、虚实对比等规律，设计出体型完整、形式与内容统一的建筑立面。建筑立面设计是一个由粗到细的过程，主要要从以下几点入手：尺度和比例。立面组成部分的尺度要正确，比例要协调；节奏和虚实。节奏感可以通过门窗的排列组合、墙面构件的划分表现；虚实对比则通过形体的凹凸光影效果实现；材料质感和色彩配置；细部处理。如檐口和入口处理等。本设计的是独立办公楼建筑充分保持商业办公气息，立面明快、稳重、简练和一定的对称性，突出柱和梁的轮廓，分割立面加强立面质感不仅有利于梁柱的受力也起到立面装饰效果。本部分设
18、计内容紧密结合了房屋内部空间组合的平剖关系，绘制整个立面的基本轮廓，同时考虑了工程技术和施工工艺的限制，着重分析了各个立面上墙面的处理，门窗的调整安排，最后对入口门廊、建筑顶层等进一步作重点及细部处理。1.2.1 追求尺度合理和比例协调在建筑设计图集中查找相应部位的尺度，如踏步高取150mm，楼梯栏杆高900mm，以满足人们生活习惯和安全的需要。在建筑物的突出部分也尽量使比例协调，满足人们的视觉习惯以及结构上的要求。1.2.2 考虑材料质感和色彩配置在立面轮廓的比例关系、门窗排列、构件组合以及墙面划分基本确定的基础上，较为合理地对材料质感和色彩进行了选择和配置，以使建筑立面进一步取得丰富和生动
19、的效果。1.2.3 注重细部处理突出建筑物立面中的重点，既是建筑造型的设计手法，也是房屋使用功能的需要。建筑物的主要出入口部分，是人们经常经过和接触的地方，在使用上要求地位明显，易于找到，同时也是整个建筑物视觉中心之一。1.3 建筑剖面设计剖面图旨在反映建筑物在垂直方向上各部分的组合关系，其主要任务是确定建筑物各部分应有的高度，建筑层数及建筑空间的组合关系。房间高度可用层高或净高表示。净高为室内地面至顶棚或其他屋顶构件底面的距离；层高为净高加建筑结构高度（如梁板高度）。房间净高受使用性质、采光和通风要求、结构类型、设备设置、室内空间比例等诸多因素的影响。本设计取房间层高均为3.9m，满足办公楼
20、建筑的使用要求。1.4采光、通风设计办公楼在各墙面都设有大面积的窗户，在尽量采用自然采光和通风的基础上，辅以人工设备。1.5建筑防火设计 外墙面采用耐火极限不低于1小时的非燃烧体时，其墙内填充材料可采用难燃烧材料。无窗间墙和窗槛墙的玻璃幕墙，应在每层楼板外沿设置不低于80cm的实体群墙或在玻璃幕墙内侧每层设自动喷水保护，其喷头间距不宜大于2m。疏散楼梯是安全疏散道路中一个主要组成部分，应设明显指示标志，并宜布置在易于寻找的位置。电梯不作为疏散楼梯用。疏散楼梯的多少，可按宽度指标结合疏散路线的距离及安全出口的数目确定。根据高层建筑防火规范，首先楼梯的布置及大小要满足发生火灾时人流紧急疏散的要求。
21、建筑结构自身的防火保护：在结构外表面喷涂防火材料，以保证建筑结构的强度降低速度不是太快，以达到防火要求。建筑物内部配备完善的消防设施，本工程设置自动灭火系统。1.6建筑材料梁采用C25,柱、板、基础混凝土均采用C30混凝土。墙体填充材料采用陶粒空心砌块，其容重为5.0kN/m3。1.7 门窗做法窗：均为钢框玻璃窗（0.45KN/m2）； 门：除大门为玻璃门（0.45KN/m2），办公室等均为木门(0.2KN/m2).第二章：荷载计算2.1 结构选型及结构布置：2.1.1 结构选型：（1）、主体结构设计方案： 该建筑位于青岛经济技术开发区临港工业区的某工业园的中心位置，总共为六层，总高度为21.
22、60m， 各层层高为3.6m，室外标高为-0.45m。主体采用现浇框架结构。（2）、墙体方案及布置：墙体布置：外墙为200mm加气混凝土砌块,内墙为200mm加气混凝土砌块外 墙： 外墙装修20mm1:3水泥砂浆抹灰（3）、其他结构选型：1) 屋面结构：采用钢筋混凝土现浇板作承重结构，屋面板按不上人屋面的使用荷载选用。2) 楼层结构：均采用钢筋混凝土现浇板作承重结构，房间为120mm厚，走廊为100mm厚。3) 楼梯结构：由于楼梯梯段的水平投影长度大于3m，故采用钢筋混凝土梁式楼梯。4) 天沟：采用现浇的外天沟。5) 过梁：窗过梁以及门过梁均采用钢筋混凝土梁，并采用纵向框架梁兼作窗过梁。6)
23、基础梁：采用现浇钢筋混凝土基础梁。7) 基础：因荷载不是很大，地基承载力较大，采用钢筋混凝土柱下独立基础。2.1.2 结构布置： 屋面结构布置及标准层楼面见结构施工图。2.2 框架主要构件尺寸：选取KJ7轴为框架计算单元.2.2.1 确定框架的计算简图： 假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二楼楼面，基础标高根据地质条件，基础顶面标高为-1.2m,二层楼面标高为3.6m，故底层柱高为4.8m。第二层至第五层的柱高从楼面算至上一层楼面（即层高），故均为3.6m。为了便于简化计算，选取4轴上的一榀框架进行计算
24、，由此可绘出框架的计算简图如下图12所示：2.2.2 框架梁柱尺寸确定及线刚度计算：由于各层框架为超静定结构，在内力计算之前，需预先估算梁，柱的截面尺寸及结构所采用的材料强度等级，以求得框架中各杆的线刚度及其相对线刚度。混凝土强度等级：梁采用C25（） 柱采用C30（）框架梁： ； 横向梁： 框架柱： 由于该建筑处于7度设防的地震区，故采用方柱较为合适，取h=500mm。2.2.3 框架梁柱线刚度计算：根据规范，考虑现浇楼板的作用，对于中跨梁，取。横向框架梁：边跨梁：中跨梁：底层柱：其余各层柱： 令则其余各杆件的相对线刚度为： 框架梁、柱的相对线刚度如下图13所示，作为计算框架各杆端弯矩分配系
25、数的依据。2.3 框架竖向荷载作用下的计算：2.3.1 恒活载标准值计算屋面保护层：20厚水泥砂浆 防水层：SBS改性沥青 保温层：60厚干铺膨胀蛭石（找坡2%） 找平层：20厚水泥砂浆 结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 抹灰层：10厚混合砂浆 恒载标准值： 各层走廊楼面：水磨石地面：12厚12水泥石子磨光素水泥浆结合层一遍 18厚13水泥砂浆找平 素水泥浆结合层一遍 结构层： 100厚现浇钢筋混凝土板 抹灰层： 10厚混合砂浆 合计：、标准层楼面： 水磨石地面： 120厚钢筋混凝土板 10厚混合砂浆天棚抹灰 恒载标准值： 、框架梁自重：梁自重： 抹灰层：10mm厚混合砂浆 合计：梁自重: 抹
26、灰层:10mm厚混合沙浆 合计：基础梁：梁自重： 、框架柱自重：柱自重： 抹灰层:10mm厚混合沙浆 合计：、外纵墙自重标准层：铝合金窗（面积）： 纵墙（面积）： 水刷石外墙面： 混合砂浆内墙面： 合计：；底层: 铝合金窗： 纵墙（面积）: 水刷石外墙面: 混合砂浆内墙面： 合计：内纵墙自重：标准层： 铝合金窗（面积）： 木门（面积）： 墙（面积）： 抹灰： 合计： 底层: 铝合金窗 木门 抹灰 墙 合计： 、内隔墙自重：标准层： 墙： 抹灰： 合计：14.91底层：墙： 抹灰： 合计：20.51 2.3.2 活荷载标准值计算、屋面和楼面活荷载标准值：根据建筑结构荷载规范（GB 5000920
27、12）查得：不上人屋面：；楼面：办公室内：； 走 廊：；、雪荷载：；（屋面活荷载与雪荷载不同时考虑两者中取大值。）2.3.3 竖向荷载作用下框架受荷总图、AB(CD)轴间框架梁：板传至框架梁上得梯形荷载和三角形荷载等效为均为荷载，荷载传递示意图如： 屋面板传荷载：恒载： ；活载： ；楼面板传荷载：恒载： 活载： 梁自重：；AB(CD)轴间框架梁均布荷载标准值为：屋面梁：恒载梁自重板传荷载 ； 活载1.60楼面梁：恒载梁自重板传荷载 3.8712.2514.9131.03； 活载板传荷载6.41；、BC轴间框架梁：屋面板传荷载：恒载: 活载： 楼面板传活载:恒载: 活载: 梁自重: BC轴间框架
28、梁均布荷载标准值为：屋面梁 恒载：梁自重+板传荷载= 活载：板传荷载= 楼面梁 荷载：梁自重+板传荷载= 活载：板传荷载= （3）、A轴柱纵向集中荷载计算：顶层柱荷载： 天沟自重（现浇天沟）： 顶层柱恒载天沟自重梁自重板传荷载 2.117.2+3.87(7.2-0.5)+4.441.87.24.441.80.897.2+1.937.22135.24顶层柱活载板传活载 标准层柱恒载自重+梁自重+板传荷载=+14.91 标准层柱活载板传活载 39.27基础顶面恒载基础梁自重+底层外重墙自重(4)、B柱纵向集中荷载计算：顶层柱恒载梁自重板传荷载顶层柱活载板传活载= 13.60标准层柱恒载梁自重板传荷
29、载+墙自重 = 标准层柱活载板传活载=53。78基础顶面恒载底层内纵墙自重基础梁自重88.31故可以画出一榀框架在竖向荷载作用下的受荷总图如图15所示： 图15 竖向受荷总图（注：1.图中各值的单位为kN； 2.图中数值均为标准值。）第三章、内力计算3.1 风荷载作用下的位移验算与内力计算：3.1.1 集中风荷载标准值计算根据设计任务书知道有关风荷载的参数，并根据建筑结构荷载规范GB5009-2001知，作用在屋面梁和楼面梁处的集中风荷载标准值：式中，基本风压W0.5kN/m；-风压高度变化系数，地面粗糙度为C类；-风荷载体型系数，根据建筑物的体型查得1.3-风振系数取1.0；-下层柱高；-上
30、层柱高，对顶层为女儿墙高度的2倍；B迎风面的宽度，B7.2m。表2.1 集中风荷载标准值离地高度Z/m22.050.871.01.30.503.60.47.4918.450.811.01.30.503.63.610.9214.850.741.01.30.503.63.69.9711.250.741.01.30.503.63.69.977.650.741.01.30.503.63.69.974.050.741.01.30.504.053.610.63.1.2 风荷载作用下的位移验算：（1）横向框架的侧移刚度D计算：由前面所求梁柱线刚度求侧移刚度见下表所示：风荷载作用下框架侧移计算：水平荷载作用下框架的层间位移按式中 V-第j层的总剪力;-第j层所有柱的抗侧刚度之和;表2.2 横向2-6层D值的计算构件名称C轴柱0.3281.318D轴柱0.6822.741E轴柱0.6822.741F轴柱0.3281.318=表2.3 横向底层D值的计算构件名称C轴柱0.5449237D轴柱0.80513668E轴柱0.80513688F轴柱0.5449237（2