土木工程畢業(yè)設計---辦公樓設計

1、<p><b>　　**辦公樓設計</b></p><p>　　摘要：鋼筋混凝土框架結構因其具有較好的可模型、耐久性、耐火性和整體性，且易于就地取材、造價低廉而廣泛應用。對于全現澆鋼筋混凝土框架結構房屋，無論是多層房屋還是高層房屋，其設計理論和計算方法都已比較成熟，因此本畢業(yè)設計選題為成都市高新區(qū)**結構設計。其內容包括建筑設計與結構設計。本次畢業(yè)設計的結構部分主要是采用手算（一榀

2、框架）和電算相結合的方法，手算主要是取一榀框架來進行荷載清理、內力分析、荷載組合和梁柱等構件的截面設計，最后任取一個基礎來進行基礎的設計。而電算部分，則是采用PKPM結構設計軟件來對整棟建筑物進行建模、內力計算和截面的配筋計算，然后與手算部分相比較，并繪制各部分的結構平面布置圖和相關構件的施工圖。</p><p>　　關鍵詞：框架結構，結構設計，內力分析，截面設計，施工圖 </p><p>

3、;　　Research and development office building design</p><p>　　Abstract: Reinforced concrete frame structure is widely used because of its can easy model, durability, resistant to fiery, integrity, and it is ea

4、sy to use local materials and low cost. No matter the all the cast-in-place reinforced concrete frame structure housing is multilayer house or in a high-rise building, its design theory and calculation methods are mature

5、. So this graduation design’s topic is Chengdu high-tech zone development structure design. Its contents include architectural design</p><p>　　Keywords: Frame structure, structure design, internal force anal

6、ysis, section design, construction drawing.</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章：**辦公樓設計… … … … … … … … … … … … … … … … 4</p><p>　　1.設計基本資料和設計任務… … … … … … … … … … … … …

7、 … 4</p><p>　　1.1設計概況… … … … … … … … … … … … … … … … … … 4</p><p>　　1.2設計基本資料… … … … … … … … … … … … … … … … … 4</p><p>　　1.3設計任務… … … … … … … … … … … … … … … … … … 4</p>

8、;<p>　　2.建筑結構說明… … … … … … … … … … … … … … … … … … 5 </p><p>　　2.1結構布置… … … … … … … … … … … … … … … … … … 5</p><p>　　2.2荷載清理… … … … … … … … … … … … … … … … … … 6</p><p>　

9、　2.3內力分析… … … … … … … … … … … … … … … … … … 6 </p><p>　　2.4荷載組合… … … … … … … … … … … … … … … … … … 7 </p><p>　　2.5截面設計… … … … … … … … … … … … … … … … … … 7</p><p>　　2.6基礎設計… …

10、 … … … … … … … … … … … … … … … … 8 </p><p>　　3.電算部分… … … … … … … … … … … … … … … … … … … 8</p><p>　　第二章：外文翻譯說明… … … … … … … … … … … … … … … … … 9</p><p>　　附錄… … … … … … … … … …

11、… … … … … … … … … … … … 10</p><p>　　參考文獻… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 11</p><p>　　致謝… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 12 </p><p><b>　　**辦公樓設計</b>

12、</p><p>　　1設計基本資料和設計任務</p><p><b>　　1.1設計概況</b></p><p>　　**辦公樓由四川大學工程設計研究院設計，該工程由一棟辦公用房組成，層數4F，規(guī)劃總用地面積為1250㎡，建筑面積為3584㎡，建筑高度19.825m。建筑基本呈規(guī)則的矩形布置，為框架填充墻結構。</p><

13、p><b>　　1.2設計基本資料</b></p><p>　　1）、地質條件：經地質勘查部門確定，場地土屬中軟場地土，Ⅱ類建筑場地?；A持力層為稍密碎石土，重度為21KN/m3，承載力特征值為160KPa。</p><p>　　2）、設計等級：該建筑物工程重要性等級為二級，場地等級為二級，地基等級為二級，巖土工程勘察等級為乙級。建筑設計使用年限為50年，抗震設

14、防烈度7度，設計地震分組為第一組，設計基本地震加速度值為0.10g。</p><p>　　3）、氣象條件：場地地下水位豐、枯水期年變幅約為2.00～3.00m，勘察期間處于豐期，歷史最高地下水位埋深約-25.00m。該地區(qū)具有山地季風氣候特點，氣候溫差大，災害性氣候較多?；撅L壓取0.3KN/㎡，地面粗糙度為B類。</p><p>　　4）、活荷載：活載標準值根據建筑的使用性質根據《建筑結

15、構荷載規(guī)范》確定。其中，不上人屋面為0.5 KN/㎡，樓面為2.0 KN/㎡。</p><p>　　5）、材料：梁、板、柱和基礎采用C30混凝土，梁柱縱向受力鋼筋采用HRB300,箍筋和板受力鋼筋采用HPB235級鋼筋，基礎墊層采用C20混凝土。</p><p><b>　　1.3設計任務</b></p><p><b>　　1.3.

16、1手算部分</b></p><p>　　（1）框架計算（選取一榀橫向框架）</p><p><b>　　1）結構布置</b></p><p>　　選取框架承重方式，擬定框架梁、柱截面尺寸及其它構件尺寸，確定基礎形式及埋置深度。</p><p><b>　　2）荷載清理 </b></

17、p><p><b>　?、?恒載清理</b></p><p>　　根據結構尺寸、構造做法及內、外墻裝修情況計算作用在框架上的永久荷載（恒載），繪制框架結構在恒載作用下的計算簡圖。</p><p><b>　?、?活荷載清理</b></p><p>　　根據房屋的使用性質按規(guī)范確定房間的活荷載標準值，計算

18、作用在框架上的活荷載，繪制框架結構在活荷載作用下的計算簡圖。</p><p>　　③ 水平地震荷載清理</p><p>　　確定作用在框架上的水平地震荷載，繪制框架結構在水平地震荷載作用下的計算簡圖。</p><p><b>　?、芩斤L荷載清理</b></p><p>　　確定作用在框架上的水平風荷載，繪制框架結構在水

19、平風荷載作用下的計算簡圖。</p><p>　?。?）荷載作用效應計算</p><p>　?、?框架的永久荷載（恒載）作用效應計算</p><p>　?、?框架的可變荷載（活載）作用效應計算</p><p>　?、?框架的水平地震作用效應計算</p><p>　?、?框架的風荷載作用效應計算</p>&l

20、t;p><b>　　（3）荷載效應組合</b></p><p>　?。?）框架各梁、柱截面設計</p><p><b>　?。?）節(jié)點抗震驗算</b></p><p>　?。?）基礎設計：選定基礎持力層，確定基礎底層標高并進行基礎計算</p><p><b>　　1.3.2電算部分&

21、lt;/b></p><p>　　應用PKPM相應軟件進行整棟樓的平面建模，結構計算，并繪制梁、板、柱和基礎的結構施工圖。</p><p><b>　　2建筑結構設計說明</b></p><p><b>　　2.1結構布置</b></p><p>　?。?）建筑結構類型為框架結構，根據結構體系

22、合理，以及建筑設計計應符合抗震概念設計，不應采用嚴重不規(guī)則的設計方案，初步選定的結構布置見附件計算書的結構平面布置圖。</p><p>　?。?）梁和板的尺寸由規(guī)范經驗公式，初步選定為，板厚120mm，主梁尺寸350mm×700mm，次梁為250mm×700mm,由于坡屋頂的特殊性選取屋頂結構縱向主梁尺寸為500mm×1300mm。柱的尺寸則根據公式N/Afc≤μ（μ為柱軸壓比限值）

23、確定為500mm×500mm，其中中跨柱的尺寸為550mm×550mm。</p><p><b>　　2.2荷載清理</b></p><p><b>　　（1）恒荷載清理</b></p><p>　　取8號軸線所在的一榀框架為計算單元，根據項目建筑施工圖中樓地面作法，清算各房間面荷載。根據墻體材料和尺寸

24、計算各墻自重，計算梁自重時應計算梁的凈截面，即計算高度為梁高減去樓板厚度，且考慮抹灰（混凝土容重可取為27KN/m3）。然后根據荷載的傳遞路徑是“板—梁—柱”，板是按照單向板的傳力方式來進行荷載清理，最后根據清理結果作出恒荷載作用下框架的受荷簡圖。</p><p><b>　　（2）活荷載清理</b></p><p>　　根據《建筑結構荷載規(guī)范》，查出結構上各個功能房

25、間所對應的樓面均布活荷載標準值，和恒載的清理方法一樣，繪制各層計算單元的活荷載傳遞圖，計算框架上的荷載，最后根據清理結果繪制活荷載作用下框架的受荷簡圖。</p><p><b>　?。?）水平風荷載</b></p><p>　　風壓標準值計算公式為：w=βZμSμZω0，計算出各層的w之后，根據作用面積（即作用高度和作用開間的乘積）可得作用在各層結構上的風載值，根據計

26、算結果繪制框架風荷載作用簡圖。</p><p><b>　?。?）水平地震作用</b></p><p>　　根據《建筑抗震設計規(guī)范》，查得該項目的抗震設防烈度為7°，設計基本地震加速度值為0.10g，設計地震分組為第一組，場地類別為II類，計算出結構的重力荷載代表值（恒載+0.5活載），采用底部剪力法計算各樓層橫向水平地震作用，計算詳細過程見附件計算書。&l

27、t;/p><p><b>　　2.3內力分析</b></p><p>　　（1）橫向框架在恒載作用下的內力計算</p><p>　　首先要計算各框架梁柱的線剛度及相對線剛度，根據相對線剛度可計算各節(jié)點的彎矩分配系數，采用疊加法計算在復雜荷載作用下的固端彎矩。橫向框架在恒載作用下的彎矩計算，主要是采用彎矩二次分配法，其計算過程可總結為“分配—傳遞—再

28、分配”，最后可求得各節(jié)點相應處的彎矩，畫出恒荷載作用下的框架梁柱彎矩圖。恒載作用下的彎矩二次分配法的具體過程見附件計算書。</p><p>　　依據彎矩圖，取出梁柱脫離體，利用平衡條件，求出剪力，并畫出恒荷載作用下的框架梁柱剪力圖。再根據剪力圖，利用節(jié)點平衡條件，求出軸力，并畫出恒荷載作用下的框架柱軸力圖。</p><p>　?。?）橫向框架在活荷載作用下的內力計算</p>

29、<p>　　活荷載作用下的彎矩計算也是采用彎矩二次分配法，線剛度和分配系數的計算同前面恒載計算過程。彎矩二次分配的過程見附件計算書。梁柱剪力和柱端軸力的計算方法同恒載作用下，這里不再詳細敘述。</p><p>　　（3）風荷載作用下的內力分析</p><p>　　框架在風荷載作用下的內力計算采用D值法（改進的反彎點法）。計算時首先將框架各樓層的層間總剪力Vj，按各柱的側移剛度在該

30、層總側移剛度所占的比例分配到各柱，即可求得Vij。根據求得的各柱層間剪力Vij和修正后的反彎點位置y，即可確定柱端彎矩MC上和MC下；由節(jié)點平衡條件，將節(jié)點左右梁端彎矩之和按線剛度比例分配，可求出各梁端彎矩，進而由節(jié)點的平衡條件求出梁柱端剪力和柱的軸力。 </p><p>　?。?）水平地震作用下的內力計算</p><p>　　橫向

31、框架在水平地震作用下的內力計算也是采用D值法，在計算梁柱線剛度的時候，考慮到現澆樓板對梁剛度的加強作用，對中框架梁的慣性矩乘以2.0，對邊框架梁的慣性矩乘以1.5。D值法的計算步驟與風荷載作用下的計算步驟相同。</p><p><b>　　2.4內力組合</b></p><p>　　考慮結構塑性內力重分布的有利影響，在內力組合之前對豎向荷載作用下的內力進行調幅，，梁端

32、負彎矩的調幅系數取0.85，調幅后跨中彎矩增大，近似取為調幅前跨中彎矩的1.2倍。并且在地震作用的組合中，還要考慮承載力抗震調整系數，對于受彎混凝土梁，受彎時，承載力抗震調整系數取0.75；受剪時，承載力抗震調整系數取0.85。對于框架柱，偏壓時承載力抗震調整系數取0.8；受剪時，承載力抗震調整系數取0.85。</p><p><b>　　主要考慮以下組合：</b></p>&

33、lt;p>　?。?）、非抗震設計時的基本組合</p><p>　　以永久荷載效應控制的組合：1.35×恒載+0.7×1.4×活載</p><p>　　以可變荷載效應控制的組合：1.2×恒載+1.4×活載</p><p>　　考慮恒載、活載和風載組合時：1.2×恒載+1.4×0.9×

34、（活載+風載）</p><p>　　(2)、地震作用效應和其他荷載效應的基本組合</p><p>　　考慮重力荷載代表值和水平地震組合（對于一般結構，風載組合系數為0）：</p><p>　　1.2×重力荷載+1.3×水平地震</p><p><b>　　2.5截面設計</b></p>

35、<p>　　2.5.1梁截面設計</p><p>　　梁的正截面承載力計算，控制截面取支座處和跨中。應該將支座中心處的彎矩換算為支座邊緣控制截面的彎矩進行配筋計算，本次設計沒有進行該換算，而是直接取支座中心處的彎矩進行截面設計。配筋的計算過程詳見附件的計算書。</p><p>　　為避免梁在彎曲破壞前發(fā)生剪切破壞，應按“強剪弱彎”的原則調整框架梁端截面組合的剪力設計值。該框架的抗

36、震等級為二級，框架梁端截面剪力設計值V，應按下式進行調整</p><p>　　由于在前面內力組合時，地震作用的組合已經乘以承載力抗震調整系數，這里的內力值不再乘以</p><p>　　2.5.2柱截面設計</p><p>　　柱的正截面承載力計算時，首先要進行柱的軸壓比驗算N/Afc≤μ，驗算軸壓比時的軸力組合值不考慮承載力抗震調整系數，抗震等級為二級的框架柱的軸壓

37、比不應大于0.8?？紤]框架柱同一截面可能承受正負向彎矩，故采用對稱配筋。在進行配筋計算時，應取一根柱的上下兩個截面進行計算，最后取最大的配筋值進行配筋。每個截面應該對應于三種內力組合分別進行截面配筋計算，這三種組合為 Mmax和相應的N的組合</p><p>　　Nmin和相應的M的組合</p><p>　　Nmax及相應的M的組合</p><p>　　柱的斜截面受

38、剪承載力計算按照偏心受壓構件斜截面配筋計算來進行。</p><p><b>　　2.6基礎設計</b></p><p>　　基礎類型為柱下獨立階形基礎，先進行地基承載力的深寬修正，然后確定基礎底面尺寸，由于軸力最大的組合中彎矩和剪力較小，可近似按照軸心受壓來進行設計。然后再進行抗沖切驗算，控制截面取柱邊和變階處，最后對柱邊和變階處分別進行配筋計算，取最大的配筋作為最后

39、的配筋。</p><p><b>　　3電算部分</b></p><p>　　電算部分可分為三部分：建模、計算、配筋計算。首先在PMCAD中進行建筑模型與荷載輸入，建立模型，之后進行荷載的輸入，形成PK文件，選擇要電算的軸線（8號軸線）。下面進入平面荷載顯示校核界面，逐層進行校核，校核無誤后，進入PK界面，進行PK數據交互輸入和計算操作，查看計算簡圖和計算結果，對手算

40、和電算的內力圖進行比較。之后進行SATWE操作，首先接PM生成SATWE數據，然后進行參數輸入、數據檢查和圖形檢查，檢查無誤后進行結構內力、配筋計算。之后進入梁柱施工圖界面，進行梁柱平法施工圖的繪制，最后進入JCCAD進行基礎的設計，并繪制基礎平面施工圖。</p><p>　　第二章 外文翻譯說明</p><p><b>　　略</b></p><

41、p><b>　　附 錄</b></p><p><b>　　計算書</b></p><p><b>　　建筑施工圖</b></p><p><b>　　結構施工圖</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p

42、><p>　　【1】國家標準 房屋建筑制圖統(tǒng)一標準（GB/T50001-2001) 北京：中國計劃出 版社，2002</p><p>　　【2】國家標準 建筑制圖標準（GB/T50004-2001) 北京：中國計劃出版社，2002</p><p>　　【3】國家標準 公共建筑節(jié)能設計標準（GB50189-2005) 北京：中國建筑工業(yè)出版社

43、，2005</p><p>　　【4】同濟大學，西安建筑科技大學，東南大學，重慶大學合編，房屋建筑學，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005</p><p>　　【5】建筑設計資料集編委會 建筑設計資料集 北京：中國建筑工業(yè)出版社，1988</p><p>　　【6】國家標準 建筑結構荷載規(guī)范（GB50009-2001) 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002<

44、/p><p>　　【7】國家標準 建筑抗震設計規(guī)范（GB50011-2001) 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001</p><p>　　【8】國家標準 混凝土結構設計規(guī)范（GB50223-2004) 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004</p><p>　　【9】國家建筑標準設計圖集 建筑物抗震構造詳圖903G329-1) 中國建筑標準設計研究院出版社，2003

45、</p><p>　　【10】國家標準 建筑結構制圖標準(GB/T 50105-2001) 北京：中國計劃出版社，2002 </p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經過近一個學期的努力，畢業(yè)設計已經接近尾聲。在此，我首先要感謝我的指導老師XXX老師。在他的悉心指導和嚴格要求下，我的畢業(yè)設計才得以順利完成。老師從最開

46、始的查閱資料到設計方案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，上機電算等整個過程中都給予了我悉心的指導，在老師的指導過程中我不僅完成了畢業(yè)設計，還學到了很多東西，老師的嚴謹的治學態(tài)度和科學的研究精神都深深的影響了我，并將影響我以后的學習和工作！</p><p>　　其次，我要感謝身邊的同學對我的無私幫助，他們不僅給我解答疑惑，還在軟件計算方面給予幫助，還有他們做畢業(yè)設計的積極性也帶動了我投入到畢業(yè)設計當中去！<

47、;/p><p>　　我要感謝我的母校——XX大學，是母校給我們提供了優(yōu)良的學習環(huán)境；另外，我還要感謝那些曾給我授過課的每一位老師，是你們教會我專業(yè)知識。在此，我向大家表示深深的謝意！</p><p>　　由于本人水平有限，雖然查閱大量資料并慎之又慎，設計中錯誤在所難免，懇請各位老師和同學不吝指正。謝謝！</p><p>　　最后，還要衷心感謝在百忙中評審和答辯的各位老師