毕业设计(论文)-综合生产办公楼设计.doc
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1、 河南理工大学本科毕业设计(论文) 1 摘 要 本次毕业设计是一幢综合生产办公楼,我们主要进行的是结构设计 部分。它包括基础、柱、梁、板、楼梯、大样细部图等等。该办公楼属 于高层建筑,由于高层建筑随着层数和高度的增加水平作用对其安全的 控制作用更加显著,所以在设计中抵抗水平力成为确定和设计结构体系 的关键问题。包括地震作用和风荷载,高层建筑的承载能力、抗侧刚度、 抗震性能等等。 不同的结构体系,适用于不同的层数、高度和功能。框架结构是由 梁、柱构件通过节点连接构成,既承受竖向荷载,也承受水平荷载的结 构体系,其优点是建筑平面布置灵活,框架结构可通过合理的设计,使 之具有良好的抗震性能;框架结构
2、构件类型少,易于标准化、定型化; 可以采用预制构件,也易于采用定型模板而做成现浇结构,本建筑采用 全现浇结构。 结构设计的阶段大体可以分为三个阶段: 一.在建筑物初步设计的基础上确定结构方案,选择合理的结 构体系,进行结构布置; 二.初步估算,确定结构构件尺寸,进行结构计算。 三.施工图设计阶段:根据上述计算结果,来最终确定构件布置和 构件配筋以及根据规范的要求来确定结构构件的构造措施。 关键词:关键词: 结构设计、荷载计算、抗侧刚度、抗震性能、构造措施 河南理工大学本科毕业设计(论文) 2 ABSTRACT The graduation project is a comprehensive
3、production office, we carried out major structural design. It includes the foundation, columns, beams and panels, stairs, the kind detailed map, and so on.The office building belonged to high-rise building, as high-rise building with the floors and a high degree of increase in the level of its secur
4、ity role in the control of a more significant role, so the resistance level in the design of a system to identify and design the structure of the key issues. Including earthquake and wind loads, the carrying capacity of high-rise building, the lateral rigidity, seismic performance, and so on. A diff
5、erent structure, applicable to different floors, and hight and function. Frame by the beams, columns components through a connecting node, both bear the vertical loads, but also to bear the load level structure, the advantage of building layout flexibility, reasonable framework through the design, s
6、o that it has a good seismic performance ; Frame component type less easily standardized, and stereotypes; can use prefabricated units, but also easy to use stereotypes template caused in-situ structure, this building is all cast-in-place structure. The structural design stage can be roughly divided
7、 into three stages: 1. In the preliminary design of buildings determined on the basis of the programme, select a reasonable structure, the structural layout; 2. Preliminary, and determine structural members size, the structural calculations. 3. Map of the design stage: Based on the above results, to
8、 determine the final component layout and components as well as reinforcement in accordance with the requirements of standardized components to determine 河南理工大学本科毕业设计(论文) 3 the structure of the structural measures. Key words: Structural design, Load and calculate, Lateral rigidity, Seismic performan
9、ce, Structural measures 河南理工大学本科毕业设计(论文) 4 目目 录录 1 绪论 1 1.1 建筑概况.1 1.2 工程概况.1 1.3 设计资料.1 1.4 建筑要求.2 1.5 采光、通风、防火设计.2 1.6 建筑细部设计.2 2 框架结构设计计算 3 2.1 梁、柱截面、板厚的确定.3 2.2 荷载计算.5 2.2.1 屋面均布恒载(标准值) .5 2.2.2 楼面均布恒载:(标准值) .5 2.2.3 屋面均布活载标准值 .5 2.2.4 楼面均布活载标准值 .5 2.2.5 梁、柱自重.6 2.2.6 墙体自重 .7 2.2.7 门窗重量 .9 2.2.8
10、 荷载汇总 .9 2.3 水平地震力作用下框架结构的侧移验算.11 2.3.1 横梁线刚度.11 2.3.2 横向框架柱的侧移刚度 D 值.12 2.3.3 横向框架自振周期.13 2.3.4 横向框架地震作用计算.14 2.3.5 水平地震作用下的位移验算.16 3 内力组合 17 3.1 水平地震作用下横向框架的内力分析.17 3.2 竖向荷载作用下框架结构的内力计算.21 3.2.1 计算单元.21 河南理工大学本科毕业设计(论文) 5 3.2.2 荷载计算.21 3.2.3 内力计算.27 3.2.4 横向框架内力组合.35 4 截面设计 48 4.1 框架梁.48 4.2 框架柱.5
11、3 4.2.1 剪跨比和轴压比验算.53 4.2.2 柱正截面承载力计算53 4.2.3 柱斜截面受剪承载力计算.58 4.2.4 框架梁柱节点核心区截面的抗震验算.59 4.3 板的设计.59 4.3.1 屋面板荷载计算60 4.3.2 屋面板跨度计算60 4.3.3 屋面板弯矩计算.60 4.3.4 楼面板荷载计算.64 4.3.5 楼面板跨度计算.64 4.3.6 楼面板配筋计算.64 4.4 楼梯设计.68 4.4.1 标准层楼梯板的计算.68 4.4.2 标准层平台板计算.69 4.4.3 标准层平台梁计算.70 4.4.4 一层梯段板的计算.71 4.4.5 一层平台板计算.72
12、4.4.6 平台梁计算.72 4.5 基础计算.73 4.5.1 基础截面的确定.73 4.5.2 基础梁内力计算.74 5 结 论 78 6 致 谢 79 7 参考文献 80 河南理工大学本科毕业设计(论文) 6 前 言 毕业设计是大学本科教育最后一个环节也是最重要的阶段,是对大 学期间所学专业知识的总结,是毕业前的综合学习阶段,同时也是对我们 所学知识的深化和拓宽。通过这次设计使我体会到了理论和实际结合的 重要性,同时提高了我们分析、解决工程实际问题的能力。培养了我们 严谨、求实、细致、认真和吃苦耐劳的工作作风。为以后的学习和工作 奠定了坚实的基础。 通过这次设计让我们把所学到的知识系统的
13、串联起来,使我们对 房屋建筑学 、 钢筋混凝土结构 、 结构力学 、 建筑结构抗震设计 、 建筑高层 、 工程估价 、 施工组织设计等课本知识有了更深一步 的理解,同时在设计过程中查阅了抗震规范 、 混凝土规范 、 荷载 规范 、 施工组织设计等相关规范。在毕业设计中我们主要是通过所 学的知识进行结构设计结构。 本设计包括建筑设计和结构设计两大部分,我们进行的主要是结构 设计。叙述内容包括设计方法、规范、规章、设计技术要求和计算表格。 其中,建筑设计部分由平面设计、立面设计、剖面、功能分区、采光防 火安全的要求和特殊构造组成;结构部分由荷载计算、内力分析、内力 组合和截面设计四部分组成。毕业设
14、计的三个多月里,在指导老师的帮 助下,经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译,加深了对 新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合 分析、解决问题的能力。在绘图时熟练掌握了天正建筑、AutoCAD、等 建筑软件,这些都从不同方面达到了毕业设计的目的与要求,巩固了所 学知识。 由于自己水平有限,难免有不妥和疏忽之处,敬请各位老师批评指 正。 梁 丽 2008 年 6 月 河南理工大学本科毕业设计(论文) 7 1 绪论 1.1 建筑概况建筑概况 1). 设计题目:林州市邮政局综合生产办公楼 2). 建筑面积:6824 3). 建筑高度:30.55(室外地坪算起) 4).
15、 建筑层数:八层 5). 结构类型:框架结构 1.2 工程概况工程概况 该工程为八层钢筋混凝土框架结构体系,建筑面积约 6824m2,建 筑物平面为一字形。走廊宽度 2.5m,标准层高 3.9m,室内外高差 0.45m,其它轴网尺寸等详见平面简图。 1.3 设计资料设计资料 1).气象条件 基本雪压 0.4KN/ 2).抗震烈度:7 度,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度值 0.15g 3).工程地质条件 建筑场地类别:类场地土; 4).屋面做法: 30 后细石混凝土保护层 三毡四油防水层 20 厚水泥砂浆找平层 150 厚水泥蛭石保温层 100 厚钢筋混凝土板 5).楼面做法: 瓷砖地
16、面(包括水泥粗砂打底) 100 厚钢筋混凝土板 V 型轻钢龙骨吊顶 6).材料 河南理工大学本科毕业设计(论文) 8 梁、柱、板统一采用混凝土强度等级为 C30,纵筋采用 HRB400, 箍筋采用 HPB235,板筋采用 HPB235 级钢筋 1.4 建筑要求建筑要求 建筑工程等级为二级,建筑类别为二类,耐火等级为二级,抗震等 级为二级,设计使用年限 50 年 1.5 采光、通风、防火设计采光、通风、防火设计 1).采光、通风设计 在设计中选择合适的门窗位置,从而形成“穿堂风”,取得良好的效 果 以便于通风。 2).防火设计 本工程耐火等级为二级,建筑的内部装修、陈设均应做到难燃化, 以减少火
17、灾的发生及降低蔓延速度,公共安全出口设有两个,可以方便 人员疏散。因该为办公楼的总高度超过 21m 属多层建筑,因而根据高 层民用建筑设计防火规范 (2001 版 GB50045-95)规定,楼梯间应采用 封闭式,防止烟火侵袭。在疏散门处应设有明显的标志。各层均应设有 手动、自动报警器及高压灭火水枪。 1.6 建筑细部设计建筑细部设计 1).建筑热工设计应做到因地制宜,保证室内基本的热环境要求,发挥 投资的经济效益。 2).建筑体型设计应有利于减少空调与采暖的冷热负荷,做好建筑围护 结构的保温和隔热,以利节能。 3).采暖地区的保温隔热标准应符合现行的民用建筑节能设计标准 的规定。 4).室内
18、应尽量利用天然采光。 5).客房之间的送风和排风管道采取消声处理措施。 6).为满足防火和安全疏散要求,设有两部楼梯。 河南理工大学本科毕业设计(论文) 9 2 框架结构设计计算 2.1 梁、柱截面、板厚的确定梁、柱截面、板厚的确定 柱截面尺寸可根据公式估算,该框架结构的抗震等级为 E c Nc Fg n A f 二级,其轴压比限限值0.8,各层的重力荷载代表值近似取 13 N 由图纸可知边柱和中柱的负载面积分别为:7.33.3 和 2 /KN m 2 m 7.3 4.55则第一层柱截面面积为: 2 m 边柱 1.3 7.2 3.3 13 1000 8 0.8 14.3 cA =280800
19、2 mm 中柱 1.25 7.2 4.55 13 1000 8 0.8 14.3 cA =372273 2 mm 取柱截面为正方形,则边柱和中柱截面高度分别为:530mm 和 610mm。 则取本设计柱截面尺寸为:一层:700mm700mm 根据上述计算结果并综合考虑其它因素,本设计柱截面尺寸取值如下: 1 层:700mm700mm 24 层:600mm600mm 58 层:500mm500mm 其中梁的编号见图 1-1。 梁的计算跨度见图 1-2。 河南理工大学本科毕业设计(论文) 10 图1-1 梁截面编号(括号内为底层梁截面的编号) 图 2-1 梁的计算简图 图1-2 梁的计算跨度 (为
20、一层 (为二、三四层 (为五、六、七、八层 图 2-2 梁的计算跨度 (a)为一层(b)为二、三、四层(c)为五、六、七、八层 主梁截面高度()= ()6200=517775 h 8 1 12 1 L 8 1 12 1 mmmm 取=700hmm 主梁截面宽度=()=()700=233350 b 8 1 12 1 h 8 1 12 1 mmmm 取=300bmm 次梁截面高度()=()6200=344517 h 12 1 18 1 L 12 1 18 1 mmmm 取=500hmm 次梁截面宽度=()=()500=167250 b 2 1 3 1 h 2 1 3 1 mmmm 取=250 bm
21、m 梁截面尺寸为: 300700: 1 Lb hmmmm 300700: 2 Lb hmmmm 300700: 3 Lb hmmmm 河南理工大学本科毕业设计(论文) 11 300700: 4 Lb hmmmm 250500: 5 Lb hmmmm 300700: 6 Lb hmmmm 300700: 7 Lb hmmmm 柱高度:底层柱高度4.65+1.0=5.65h m 其它层柱高3.6h m 2.2 荷载计算荷载计算 2.2.1 屋面均布恒载(标准值)屋面均布恒载(标准值) 30 厚细石混凝土保护层 22 0.03=0.66 2 /KN m 三毡四油防水层 0.4 2 /KN m 20
22、厚水泥砂浆找平层 20 0.02=0.4 2 /KN m 150 厚水泥蛭石保温层 5 0.15=0.75 2 /KN m 100 厚钢筋混凝土板 25 0.1=2.5 2 /KN m V 型轻钢龙骨吊顶 0.25 2 /KN m 合计 4.96 2 /KN m 屋面恒载标准值为: (153.6+20.35)(6+6.6+2.5+20.35)5.5 =4753.43KN 2.2.2 楼面均布恒载:(标准值)楼面均布恒载:(标准值) 瓷砖地面:(包括水泥粗砂打底) 0.55 2 /KN m 100 厚钢筋混凝土板 250.1=2.40 2 /KN m V 型轻钢龙骨吊顶 0.25 2 /KN m
23、 合计 3.30 2 /KN m 楼面恒载标准值为: (153.6+20.35)(6+6.6+2.5+20.35) 3.3 =2852.06KN 2.2.3 屋面均布活载标准值屋面均布活载标准值 查表取:2.0 2 /KN m 屋面雪荷载标准值:=1.00.4=0.4 0kr SS 2 /KN m 当计算重力荷载代表值时,仅考虑屋面雪荷载 河南理工大学本科毕业设计(论文) 12 则雪荷载标准值为:0.4(153.6+20.35) (6+6.6+2.5+20.35) =345.7KN 2.2.4 楼面均布活载标准值楼面均布活载标准值 办公楼的一般房间为 2.0 2 /KN m 办公楼门厅、走廊为
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