小高层综合办公楼结构计算书毕业设计.doc

小高层综合办公楼湘潭大学毕业设计说明书题 目： 小高层综合办公楼 学 院： 土木工程与力学学院 专 业： 土木工程 学 号： 2003120326 姓 名： 何 启 平 指导教师： 成 珂 完成日期： 2007.05.26 湘潭大学土木工程与力学学院2003 级土木工程专业毕业设计任务书一、 设计题目：小高层综合办公楼为适应城市的发展，某事业单位拟于该市经济开发区内新建一栋集办公、购物、餐饮、休闲功能于一体的小高层综合办公楼。二、 建筑基地 基地平面见下图。经指导老师确认后选择基地 C 进行设计。 次 干 道 N 20M 60M20M 基地C 60M 基 25M 地 拟建高层住宅 D 25M次 干 基 主55M道 60 M 地块红线 15M 地 干 B 道 20M 基地A 人行道 道路规划红线 城 市 主 干 道 三、建筑规模与建筑要求 建筑规模 拟建综合办公楼为永久性建筑。根据规划部门批准的建设工程规划许可 证，按总建筑面积控制在6000mm2左右，主体建筑层数为八层。结构形式采用框架结构，每平米造价宜控制在1000元以内。建筑要求 各组成部分建筑要求及面积分配可参考下表 名 称建筑面积要 求 商 场快 餐 厅休闲中心多功能厅（ 旅馆层 ）180-300200-300300-500200700-800百货商场或生活超市，设值班室一间厨房面积不少于60，设管理室、卫生间考虑美容、美发、足浴、健身等需要视情况而定满足录像、会议、报告等需要设服务台、开水间、贮存室、消毒清洁间、活动室，带卫生间客房不少于12间办公室共六层每层700-800分普通办公和高级办公（1-2套带卫生间）每层设小会议室、男女厕所、茶水各一间门 厅60设服务台、休息、安保等其他辅助部分不限另设在外（可考虑增设一层地下室作车库）三、 设计内容和要求（一） 建筑部分： 共完成1号图3-4张，设计说明书1份。 1、建筑图纸内容及要求见下表内 容比 例要 求底层平面图 1：100 商场宜布置柜台，厨房内部布置不必画出二层平面图1：100标准层平面图 1：100屋顶平面图1：100-200应画出机房平面 立面图1：100 临街主立面和侧立面各一个 剖面图1：50-1501-2个，选择特征位置和楼梯间剖切详图（门窗表）1：10-501-2个，宜选择檐沟、女儿墙、窗顶等处2、建筑设计说明书可参照下列条文编写：（1） 建筑设计概况：如基地情况，总建筑面积、层数、层高，结构类型等；（2） 各组成部分的分层、分段以及各部分在功能、人流、交通等方面是如何考虑和安排的；（3） 各主次出入口、楼电梯等设计如何满足功能、安全疏散和防火等要求；（4） 临街立面造型与装饰处理的设计意图和手法；（5） 关于建筑构造（主要房间的内墙、地面等）的简要说明；（6） 本建筑设计的优缺点分析。（二）结构部分： 设计内容包括1、构件选型和结构布置：根据建筑设计、抗震要求及场地、施工技术条件等，合理进行构件选型和结构布置，确定结构方案。2、结构计算：选取具有代表性的一榀框架及柱下基础进行结构计算，包括确定计算简图、荷载计算、内力分析和组合、截面配筋计算及侧移验算。3、绘制结构施工图：绘图依据是结构计算结果和构造规定。 要求完成 （1）结构设计说明书：1份 简要说明结构选型的理由并对有关结构构造措施作具体交待或规定。（2）结构计算书：1份 简要说明设计依据（包括计算公式、数据以及必要的图表）；列出结构设计计算的步骤和主要过程。（3）结构施工图：1号图3-4张 包括各层结构平面图（1：100）、基础平面图（1：100）与基础详图、 计算框架模板配筋图（1：20-50）、现浇板或楼梯详图（视情况而定） （三）施工组织设计部分 要求完成单位工程施工组织设计和一个主要的施工过程设计。1、施工组织设计 拟定单位工程施工方案；编制单位工程施工进度计划；绘制单位工程施工 平面图。2、施工过程设计在基础（含土方）工程施工和主体工程施工中任选一个进行设计，内容如下（1） 计算工程量（预制板、钢筋及混凝土等）；（2） 选择施工方法，确定施工顺序，选定各种机具设备并计算台数；（3） 进行有关施工过程的平面布置；（5） 安排整个工程的进度（主体工程要求绘制网络图）；（6） 拟定技术、质量、安全措施。五、设计成果要求 1、设计说明书 （1） 摘要（中英文工程概况）（2） 建筑设计说明书（3） 结构设计说明书（4） 结构计算书（5） 施工组织设计说明书（6） 工程量计算书 2、 设计图纸（1）建筑施工图 （2）结构施工图 （3）施工平面图、 施工进度计划3、注意事项（1）所有文字部分（设计说明书、计算书等）要求打印装订，同时交电子版本。（2）成果必须按学校规定的统一顺序和格式装订。（3）成果的图纸分计算机绘图和手工绘图两部分：计算机绘图要求绘出设计任务书规定的全部内容（即整套图纸），用A3纸打印装订成册。手工绘图要求2张1号建施图、2张1号结施图。建施图应有内容：底层平面图、标准层平面图、主（正）立面图、剖面图（以上均采用1：501：200比例），节点详图（1：101：50比例）。结施图应有内容：框架配筋图、基础施工图、现浇板或楼梯配筋图（以上均采用1：501：100比例）。4、毕业设计成果必须附草稿（方案草图、手工计算草图等）。5、毕业设计的结构计算要求用手工计算（可用结构软件复核）。概预算部分可以用软件电算。六、软件版本要求1、天正建筑7.0。2、Microsoft Office 2000.3、AutoCAD 20044、PKPM 2005.08六、建筑技术条件1、气象条件该地区主导风向全年为西北风，夏季为东南风，基本风压W0=0.35 KN/m2，地面粗糙度B类；基本雪压 S0=0.3 KN/m2。2、抗震设防 设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.1g, 设计地震分组为第一组。3、工程地质条件（1）地形概况： 拟建场地地形平坦，场地类别为类, 地面标高在37.750-38.210之间； （2）地下水：钻探毛标高为30.000m处未见地下水（3）土层：自上而下为： 素填土，厚约1m; 沙质粘土，厚约3m，地基承载力特征值建议取fak=240 KN/m2； 砾沙层，厚约5-7m，地基承载力特征值取fak =300 400KN/m2桩侧阻力标准值：填土：22 kPa;粘土层：50 kPa; 砾砂：130 kPa 桩端阻力标准值：粘土层：2000 kPa; 砾砂： 4000 kPa （4）钻孔位置和地质剖面图见地质剖面图和钻孔位置平面布置图： 砾沙粘土填土4、材料供应 墙体材料采用混凝土空心砌块（=1214 KN/m3厚190或240）或普通粘土砖, MU7.5-MU10 ;钢筋I级、II级、III级，建议推广使用新III级钢筋。5、施工条件和能力（1）模板采用定型组装钢模，脚手架采用钢管脚手架。（2）材料运输条件：各类材料由公路运到工地。（3）设备条件：有各类塔吊、自行式起重机、井架、混凝土搅拌机、灰浆机供工地使用。（4）水电条件：照明、动力电可从主马路接入，上下水均可与市政管网接通（5）工程施工期限：参见定额工期。七、主要参考书目 房屋建筑制图统一标准GB / T500012001建筑制图标准 GB / T501042001建筑结构制图标准GB / T501052001高层民用建筑设计防火规范GB5004595建筑结构荷载规范GB500092001混凝土结构设计规范GB500102002建筑抗震设计规范GB500112001地基基础设计规范GB5000788高层建筑混凝土结构技术规程JGJ32002建筑设计资料集 建筑工业出版社中南地区标准设计图集现代办公楼设计北京市建筑设计院 翁如壁著八、参考方案：另详 指导教师：成珂湘 潭 大 学毕业设计评阅表学号 2003120326 姓名 何启平 专业 土木工程 毕业设计题目： 小高层综合办公楼 评价项目评 价 内 容选题1.是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；2.难度、份量是否适当；3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力；2.是否有综合运用知识的能力；3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力；4.是否具备一定的外文与计算机应用能力；5.工科是否有经济分析能力。论文（设计）质量1.立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范；2.文字是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何；3.有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。综合评 价评阅人： 年 月 日湘 潭 大 学 毕业设计鉴定意见学号： 2003120326 姓名： 何启平 专业： 土木工程 毕业设计说明书 页 图 表 张设计题目小高层综合办公楼论文（设计）题目： 小 高 层 综 合 办 公 楼 内容提要：随着经济的发展，人们的生活水平日异提高，对生活和办公的空间的品味也越来越高，为满足中小城市的办公要求，综合办公楼这种结构形式便便应运而生。本工程名称： 小高层综合综合办公楼（一层为商场、餐厅，二，三层为旅馆， 四八层为办公楼。）建筑规模 ：总建筑面积： 约6000建筑层数： 主体8层 结构形式：钢筋混凝土框架结构室内外标高：底层室内主要地坪标高为±0.000，室外地面标高-0.450米。结构布置和结构选型： 柱网布置为7.2×7.8、2.1×7.8，楼盖和屋盖均采用现浇钢筋混凝土，板厚均为100，横梁截面尺寸为300×600，纵梁截面尺寸为300×600，次梁尺寸为300×450一至八层柱子截面尺寸都为600×600，内外墙采用混凝土空心砌块（重度为14KN/），主体一层层高位4.5m，上面旅馆和办公层层高位3.3m。基础设计：基础采用柱下单桩基础，地基持力层为砾砂层，地基极限端阻力标准值Qpk=4000kpa承台埋深取为2.00m,承台高度为1.00m。指导教师评语 指导老师： 年 月 日答辩简要情况及评语 答辩小组组长： 年 月 日答辩委员会意见经答辩委员会讨论，同意该毕业论文（设计）成绩评定为答辩委员会主任： 年 月 日摘 要本设计主要进行了结构方案中横向框架轴框架的抗震设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，。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配筋并绘图。关键词： 框架 结构设计 抗震设计 基础设计 The small high level office building Abstract The purpose of the design is to do the anti-seismic design in the longitudinal frames of axis 5 When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibrate cycle is calculated by utilizing the peak-displacement method, then making the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force (bending moment, shearing force and axial force ) in the structure under the horizontal loads can be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. Keywords : Frames, Structural design, Anti-seismic design Found design目录第一部分建筑设计说明-1第二部分结构设计-3一.结构设计说明书 -3二.结构布置和构件选型-4三竖向荷载计算- -10四水平荷载计算与结构侧移稳定验算-14五横向水平荷载作用下框架结构的内力计算 -16六竖向荷载作用下的内力计算-30七横向框架内力组合-41八.截面设计 -41 九.框架结构抗震构造措施-54十.安全使用极限状态验算 -60 十一.重力二阶效应验算和剪质比验算-62十二. 罕遇地震作用下弹塑性变形验算-64十三.基础设计-66第三部分施工设计-66 1.工程概况和施工条件-66 2.施工部署-66 3.施工准备条件 -68 4施工用水、用电量计算-69 5施工现场平面布置图-71 6.主要施工方法和施工技-71 7.工程量计算-79 8.施工进度计划-81 9.施工总平面布置图-82 10.设备配置说明-82 11.工期保证措施-83 12.质量保证措施-84 13.安全措施-87 参考文献-89 后记- 90第一部分 建筑设计说明书1、设计题目：小高层综合办公楼 (The small high level office building)2、建筑技术条件1.1、气象条件该地区主导风向全年为西北风，夏季为东南风，基本风压W0=0.35 KN/m2基本雪压 S0=0.2 KN/m21.2、抗震设防 设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.1g, 设计地震分组为第一组。1.3、工程地质条件（1）地形：拟建场地地形平坦，场地类别为类（2）土层：自上而下为： 素填土，厚约1m; 沙质粘土，厚约3m，地基承载力特征值fak=240 KN/m2； 砾层，厚约5-7m，地基承载力特征值fak =300 400KN/m2 （3）地下水：地下水最高水位为地表下8 m且无侵蚀性。1.4、材料供应 三材供应有保证，品种齐全；墙体材料采用混凝土空心砌块（=1214 KN/m3厚190或240）和普通粘土砖。3、 建筑要求：名 称建筑面积要 求 商 场快 餐 厅休闲中心多功能厅（ 旅馆层 ）180-300200-300300-500200700-800百货商场或生活超市，设值班室一间厨房面积不少于60，设管理室、卫生间考虑美容、美发、足浴、健身等需要视情况而定满足录像、会议、报告等需要设服务台、开水间、贮存室、消毒清洁间、活动室，带卫生间客房不少于12间办公室共六层每层700-800分普通办公和高级办公（1-2套带卫生间）每层设小会议室、男女厕所、茶水各一间门 厅60设服务台、休息、安保等其他辅助部分不限另设在外（可考虑增设一层地下室作车库）4、 建筑设计说明4.1建筑概况建筑为南方某城市一栋集办公、购物、餐饮、旅馆于一体的小高层综合办公楼。建筑基地总面积为1200，总建筑面积约为6000结构采用钢筋混凝土框架结构。按要求，将主体设为八层，第一层为层高为4.5m的商场和餐厅,二三层为旅馆,层高为3.3m,四到八层为办公楼, 层高为3.3m.4.2.本设计的优点：人流、物流组织方向明确；对正立面进行了重点处理，二层的外挑部分，同时在西侧立面设有阳台以及玻璃幕墙,通过虚实对比,本设计获得轻巧生动、坚实有力的外观形象;每层候电梯处都设有较大空间,同时采用玻璃窗布满整段墙,采光和通风良好,给人以舒适的感觉,同时还可以欣赏外面的风景；柱网比较规整。本设计的缺点：柱矩相对偏小，柱子较密，给一层的商场布置和餐厅的使用带来一定的影响。4.3 楼梯和电梯：楼梯于房屋的中间和两端设置三个封闭式楼梯，满足交通功能，安全疏散和防火要求。并于该建筑中间门厅处布置两台通达一到八层的电梯,符合建筑设计规范要求。 4.4. 楼地面做法：4.4.1 地面： 地面采用素土夯实上铺50厚混凝土、20厚找平层，做浅黄色水磨石地面。4.4.2楼面： 楼面采用100现浇板，其上做30大理石面层，卫生间为现浇，贴防滑瓷砖。4.5. 屋面：屋面采用刚性防水，上做30厚细石混凝土保护层。排水天沟外排水，女儿墙高1200。4.6 墙体内外纵横墙体均为240混凝土空心砖，卫生间隔墙采用120mm普通烧结粘土砖,墙体仅起围护作用。内墙装饰采用粉刷，外墙采用白色釉面瓷砖贴面，层间用浅蓝色做引条线。4.7、办公室和会议室：办公室分为高级办公室和普通办公室两种，高级办公室内设卫生间；会议室分为小会议室和大会议室,各房间内隔墙做壁柜,以用来存放文件等.4.8.旅馆 旅馆为中档单人间,主要用来来此招待办公人员.内设卫生间,卫生间里设浴缸,洗脸台和坐式大便器.隔墙内设壁柜，用来存放行李和挂衣服等。3.9、走廊和阳台二到八层走廊宽为1800，阳台采用铸铁雕花护栏，高1000。第二部分 结构计算书一.结构设计说明书1.1 建筑技术条件 1.1.1气象条件：该地区主导风向全年为西北风，夏季为东南风，基本风压W0=0.35 KN/m2基本雪压 S0=0.2 KN/m21.1.2 抗震设防： 设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.1g, 设计地震分组为第一组。1.1.3工程地质条件：（1）地形：拟建场地地形平坦，场地类别为类（2）土层：自上而下为： 素填土，厚约1m; 沙质粘土，厚约3m，地基承载力特征值fak=240 KN/m2； 砾层，厚约5-7m，地基承载力特征值fak =300 400KN/m2 （3）地下水：地下水最高水位为地表下8 m且无侵蚀性。1.2 结构说明1.2.1基础：采用柱下下独立基础，基底尺寸为：边柱：2800×2800，中柱：3200×3200，设有基础梁，尺寸为：200×300，基础采用C35混凝土浇注，基础埋深2150，基础高位1000，基础下设100的混凝土垫层1.2.2 梁、柱：梁采用C30混凝土，横梁截面尺寸为：300×600，纵梁尺寸为：300×450，梁纵向受力钢筋为二级，配筋率应满足抗震规定；箍筋为一级，箍筋加密区长度、最小直径和配筋率也应满足抗震规定要求。柱子一二层采用C40混凝土，标准层采用C30混凝土，底柱尺寸为：600×600×6000，2-8层柱尺寸为：600×600×3300，纵向钢筋为二级，配筋率应满足抗震规定；箍筋为一级，箍筋加密区长度、最小直径和配筋率按有关抗震规范取 值。1.2.3 楼地面：楼地面为100厚的现浇整体式楼板。 1.2.4钢筋搭接和锚固均按有关规范执行。二.结构布置和构件选型：根据建筑设计，抗震要求及场地，施工技术条件等，该建筑采用横向承重方案，楼盖及屋盖均采用现浇混凝土结构，柱网布置如图2.1。 图2.1 柱网布置 2.1 梁、柱截面尺寸及计算简图：楼盖及屋盖均采用现浇混凝土结构，楼板厚度取100mm。梁截面高度按梁跨度的1/121/8（不小于400mm）估算，由此估算的梁截面尺寸见表1，表中还给出了各层梁、柱和板的混凝土强度等级。其强度设计值为C30（=14.3N/， =1.43N/）。 表2.1.1 梁截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级 层次砼等级强度 / N/mm2 AB(CD)K跨b*h/mm*mmBC跨b*h/mm*mm纵梁b*h/mm*mm横梁b*h/mm*mm 1C30 300*600 300*450300*600300*450 250*400 28 C30 300*600 300*450300*600300*450 250*400 柱截面尺寸可根据式=（1.11. 2）N/，N=1.25。（N-柱所承受的轴向力设计值；-根据柱支承的楼面面积计算由重力荷载产生的轴向力值；1.25为重力荷载的荷载分项系数平均值；重力荷载标准值可根据实际荷载取值，也可近似按1214KN/计算）。各层的重力荷载可近似的取12KN/，由图1可知A轴线上边柱.B轴线上中柱负载面积分别为7.8*3.6、7.8*4.65。 图2.1.1 横向框架计算简图底层柱截面面积：A轴线上的边柱：B轴线上的中柱：如取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为495mm和551mm，根据上述估算结果并综合考虑其他因素，本设计柱截面尺寸取值为：18层柱子截面尺寸：600mm*600mm。 基础采用柱下桩基础，基础埋深取2.0m（自室外地坪算起），基础顶面至室外地面为1m,室内、外地坪高度差为0.45m。仅取一榀横向框架进行分析，其计算简图如图2所示。取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，各层柱的轴线重合，梁轴线取在板底处，28层柱计算高度即层高，取3.3m；底层柱计算高度从基础梁顶面取至一层板底，即=4.5+0.45+1-0.1=5.85m。2.2框架梁柱的线刚度计算取轴框架进行计算。对于中框架梁去I=2左边梁（AB） 图2.2.1 梁柱相对线刚度 2.3.恒载计算： （1）屋面（上人）：刚性防水层C30厚细石混凝土防水 ： 1.0KN/PVC卷材防水： 20*0.01=0.2KN/ 找平层:15厚水泥砂浆： 0.015*20=0.3KN/找坡层：40厚水泥石灰焦渣3%0找平 0.04*14=0.56 KN/保温层：80厚矿渣水泥 0.08*14.5=1.16 KN/120厚钢筋混凝土板： 0.12*25=2.5KN/10厚水泥石灰砂浆打底，纸筋灰粉平，刷白二度： 17*0.01=0.17KN/屋面恒载 合计： 6.39KN/（2）各层走廊楼面 水磨石地面：100mm面层 20mm厚水泥砂浆打底 素水泥浆与结合层一道 共 0.65 KN/结构层：100厚现浇钢筋混凝土板 0.12*25=2.5 KN/抹灰层：10厚混合砂浆 0.01*17=0.17 KN/合计 3.82 KN/楼面恒载： 合计： 3.32KN/（3）标准层楼面 大理石面层 30厚1：3干硬性水泥砂浆，面上洒2厚素水泥 水泥结合层一道 共1.16 KN/ 结构层100厚钢筋混凝土板 0.12*25=2.5 KN/ 抹灰层：10厚混合砂浆 0.01*17=0.17 KN/ 合计 3.82 KN/（4）梁自重 1）b*h=300*600 梁自重 0.3*(0.6-0.1)*25=3.75 KN/m 抹灰层：10厚混合砂浆 0.01*(0.6-0.1+0.3)*2*17=0.272 KN/m 合计