五层办公楼毕业设计计算书.doc

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1、毕业设计(论文)题 目： 江西盛新有限公司综合办公楼设计 学 院： 土木建筑学院专业名称： 土木工程班级学号： 11111101 学生姓名： 辛梦桦指导教师： 洪 平 二O一五 年 六 月 毕业设计（论文）任务书I、毕业设计(论文)题目：江西盛新有限公司综合办公楼设计II、毕 业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求： 1. 建筑面积约为3400m2， 共5层，层高3.6米，结构类型采用框架结构。各层设卫生间，底层设产品展示中心，设值班室。 地质条件：场地平坦，土质均匀，无不良地质发育；地基土为厚度较大的粘性土层，地基土承载力fak =240 kPa，地下水埋藏较深，不考虑地下水影响

2、。 主导风向：南、东南；基本风压w0=0.45kN/m2，基本雪压s0=0.45kN/m2。 抗震设防烈度为6度，场地类别为类，设计年限50年，安全等级为二级。材料供应：各种材料均能保证供应。施工技术条件：各种机具均能满足要求。III、毕 业设计(论文)工作内容及完成时间： 45周，查阅国内外有关的文献资料，完成开题报告和科技文献翻译。 68周，完成建筑设计：在老师指导下确定建筑设计方案，独立完成必要的建筑设计说明及门窗表，建筑总平面图，各层及屋面平面图，正、侧立面，剖面图，大样图等建筑施工图纸。 912周，完成结构设计：结构布置与选型，荷载计算，选取一榀典型框架，手工进行内力分析，内力组合及

3、其板、梁、柱及基础配筋计算，现浇楼梯设计计算，现浇雨蓬、阳台等设计计算，悬挑构件的抗倾覆计算，现浇梁板设计计算。 1314周，按照结构计算及施工图设计深度要求绘制结构施工图：绘制屋面结构布置图，楼面结构平面布置图，基础平面布置图及基础详图，框架配筋图，楼梯结构施工图，雨蓬、沿口等结构施工图，施工说明。 15周，撰写和整理设计计算书、图纸等设计文件，并提交与指导老师。 16周，评阅老师对设计（论文）进行评阅。 17周，熟悉设计（论文），准备答辩。 、主 要参考资料：1.傅信祁, 广世奎. 房屋建筑学. 北京: 中国建筑出版社, 2000.2 . GB50016-2006. 建筑设计防火规范. 北

4、京: 中国建筑工业出版社, 2006.3 . JGJ67-2006. 办公建筑设计规范. 北京：中国建筑工业出版社, 2006.4 . 乐荷卿, 陈美华. 土木建筑制图 (第三版). 武汉: 武汉理工大学出版社, 2005.5 . 沈蒲生. 混凝土结构设计原理 (第三版). 北京：高等教育出版社, 2007.6 .沈蒲生. 混凝土结构设计 (第三版). 北京: 高等教育出版社, 2007.7 .GB50009-2012. 建筑结构荷载规范. 北京: 中国建筑工业出版社, 2012.8 . GB50010-2011. 混凝土结构设计规范. 北京: 中国建筑工业出版社, 2011.9 . GB50

5、011-2010. 建筑抗震设计规范. 北京: 中国建筑工业出版社, 2010.10 . 赵明华. 土力学与地基基础. 武汉: 武汉工业大学出版社, 2002.11 . GB50007-2011. 建筑地基基础设计规范. 北京: 中国建筑工业出版社, 2011.12.胡春.浅谈如何营造个性的企业办公楼.山西建筑，2008.13.Hong-Shuang Li, Siu-Kiu Au.Design optimization using Subset Simulation algorithm，2010 土木建筑 学院 土木工程 专业类 11111 班学生（签名）： 日期： 自 2015 年 3 月

6、23 日 至 2015 年 6 月 26 日指导教师（签名）： 助理指导教师(并指出所负责的部分)：土木工程 系（室）主任（签名）：附注:任务书应该附在已完成的毕业设计说明书首页。 学士学位论文原创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，

7、同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 作者签名： 日期：导师签名： 日期：江西盛新有限公司综合办公楼设计学生姓名：辛梦桦 班级：111111指导老师：洪平摘要：该工程为矩形建筑，东西长43.2m，南北长14.4m，总建筑面积约3400，建筑高度18m，5层高，层高3.6m，该办公楼满足办公、会议、休闲等要求。结构设计密切联系建筑设计，一现行的有关规范为依据，主要包括结构选型及结构布置、确定计算简图及计算单元、荷载计算、侧移

8、控制、内力组合、构件设计、楼梯设计、基础设计等内容 。本工程采用钢筋混凝土框架结构体系（双向承重），选择了有代表性的一榀框架进行计算。对于竖向荷载作用采用弯矩二次分配法计算，水平荷载作用采用D值法计算。由于本工程位于6度抗震设防区，此外还进行了框架外的楼梯和基础的设计：楼梯采用的是板式楼梯，计算了梯段板、平台梁、平台板；基础采用了独立基础与联合基础，分别进行了结构计算。 关键词：办公楼 钢筋混凝土框架结构体系 弯矩二次分配法 D值法 指导老师签名： Design of Office Building of Jiangxi Shengxin Limited CompanyStudent Name

9、: Xin Menghua Class: 111111Supervisor: Hong Ping Abstrct:The project is a rectangular building, something long 43.2m, north-south length 14.4m, with a total construction area of about 3400m, building height 18m, 5-storey, story 3.6m, the building meet the office, meeting, leisure and other requireme

10、nts.Structural design is closely contacted with architecture, based on existing rel- evant specifications, includes selection and structural layout of the structure to determine the calculated diagram and the calculation unit, load calculation, lateral control, internal force composition, component

11、design, stair design, foundation design and so on. The project takes reinforced concrete frame structure (Two-way bearing system), choose a representative unit to calculate the framework. Using Moment Distribution Method for the vertical load calculation and D-value method for horizontal loads. Duri

12、ng the process of Design and calculation took into account the whole technical and economic indicators and construction requirements of indus- trialization, as the project is located at 6 degree earthquake zone,belong to building B,so the calculation does not take into account the seismic requiremen

13、ts.But must meet the construction requirements specification Also conducted the staircase outside the framework and foundation design: use the plate stairs, calculate the bench plate, the platform beam, the platform board；Independent foundation with a foundation and a joint basis, were carried out s

14、tructura lcalculations.Keywords: Office building, Reinforced Concrete Frames System, Moment Distribution Method, D-value method Signature of Supervisor: 目录前言 （1）1工程概况及原始资料 （2）1.1 工程概况 （2）1.2 设计资料 （2）1.3 平面布置 （3）1.4 确定结构体系及梁柱截面 （5）2板与次梁的计算2.1 设计资料 （5）2.2 屋面板、楼面板计算 （6）2.3 次梁计算 （11）3框架结构设计 3.1 结构选型及材料选

15、用（15） 3.2 框架计算简图及梁柱线刚度 （15） 3.3 荷载计算 （16） 3.4 风荷载作用下的位移验算 （24） 3.5 内力计算 （25） 3.6 内力组合 （39） 3.7 框架柱截面设计与配筋计算 （42） 3.8 框架梁配筋计算 （45）4楼梯设计 4.1 标准层楼梯设计 （47）5基础设计 5.1 设计资料 （50） 5.2 A轴柱独立基础设计(50） 5.3B,C轴柱下联合基础设计 (53) 参考文献 （55） 致谢（56）南昌航空大学 毕业设计前言 毕业设计是本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业

16、知识的全面总结。 本次毕业设计题目为江西盛新有限公司综合办公楼设计。在毕设前期，我重新复习了结构力学、混凝土结构设计原理、混凝土结构设计和基础工程等知识，并借阅了抗震规范、混凝土结构设计规范、荷载规范等规范。在毕设中期，我通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计并积极请教指导老师。在老师的精心指导下，在规定的时间内完成了建筑设计，结构设计，手算一榀框架及PKPM软件计算。在毕设后期，主要进行设计手稿的电脑输入，排版及相应图片的插入，并得到老师和同学们在毕设中的指导批正，使我在自我所学的基础上完成了任务，在此表示衷心的感谢。 在毕设的期间，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计

17、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。在进行内力组合的计算时，进一步了解了Excel、Word。在绘图时熟练掌握了AutoCAD、天正软件及PKPM，以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。 框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。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。1 建筑设计及原始资料1.1工程概况该工程建筑面积：约3400 m2，共5层，层高3.6m，钢筋混凝土框架结构体系，结构抗震设防为6度，场地类别为级，安全等级为二级，基础采用了

18、柱下独立基础和联合基础。1.2 设计资料1. 地质条件：场地平坦，土质均匀，无不良地质发育；地基土为厚度较大的粘性土层，地基土承载力fak =240 kPa，地下水埋藏较深，不考虑地下水影响。2. 主导风向：南、东南；基本风压：0.45kN/m2；基本雪压：0.45kN/m2。3.抗震设防烈度为6度，该建筑属乙类建筑，安全等级为二级。4. 材料供应：各种材料均能保证供应；施工技术条上：各种机具均能满足要求。1.3 平面布置形式41.4 确定结构体系及梁柱截面（1） 结构体系：本工程为框架结构，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土楼板， 梁、柱、板以及基础的混凝土等级均为C30。（2） 确定梁柱截面尺

19、寸、横向框架梁：A.截面高度： 取h=600mmB.截面宽度： 取b=250mm 、纵向框架梁: A.截面高度： 取h=600mm B.截面宽度： 取b=250mm、次梁：A. 截面高度： 取h=500mmB.截面宽度： 取b=250mm、框架柱框架的底层柱高取基础顶面至二层楼面间的距离，假定基础顶面到室外地面 的距离为0.5m，室内外高差为0.45m，所以底层柱高为3.6+0.45+0.5=4.55m，二到四层柱高均为3.6m。柱截面高度： 取hc=400mm柱截面宽度： 取bc=400mm2 板与次梁的计算2.1设计资料江西盛新有限公司综合办公楼双向板肋梁楼盖的结构布置如图2.1所示，屋面

20、采用不上人屋面，屋面做法：1:8水泥炉渣找坡层，20厚1:3水泥砂浆找平层，卷材胶黏剂结合层，SBS改性沥青卷材防水层，粒径1.52.0mm石粒保护层，屋面活载是0.5KN/m。楼面做法：15厚1:3水泥砂浆找平层，25厚1:2.5水泥砂浆结合层，10厚水磨石地砖面层，走廊活载2.5KN/m，办公室、会议室活载2.0KN/m。混泥土为C30，受力纵筋为HRB335级，箍筋为HPB300级，柱截面尺寸为bh=400mm400mm.2.2屋面板及楼面板计算屋面板1. 荷载计算 屋面恒荷载 抹灰层：20mm厚水泥砂浆抹灰 20KN/0.02m=0.4KN/m2 结构层：100mm厚现浇钢筋混凝土屋面

21、板 25KN/0.10m=2.5KN/m2 找坡层：最薄处30mm1:8水泥炉渣 12KN/（0.03m+7.2m3%）/2=1.48KN/m2 找平层：20mm厚1:3水泥砂浆 20KN/0.02m=0.4KN/m2 防水层：20mm厚改性沥青 0.3KN/m2 合计：5.08KN/m2 屋面可变荷载 检修荷载：0.5KN/m2（不上人屋面） 雪荷载：0.45KN/m2 二者取大值 合计：0.5KN/m2由可变荷载控制的设计值：Sd=1.25.08KN/m2+1.41.00.5KN/m2=6.8KN/m2由永久荷载控制的设计值：Sd=1.355.08KN/m2+1.41.00.70.5KN/

22、m2=7.35KN/m2二者中取大值为荷载设计值,即P=7.35KN/m22. 按塑性理论计算屋面板内力（1） 中间区格板B 计算跨度：lx=2.4m ly=5.4m 将相应的数值代入方程中求解得 （2） 区格板A 计算跨度：lx=3m ly=5.4m 将相应的数值代入方程中求解得 楼面板1.荷载计算 楼面恒荷载 抹灰层：20mm厚水泥砂浆抹灰 20KN/0.02m=0.4KN/m2 结构层：100mm厚现浇钢筋混凝土屋面板 25KN/0.10m=2.5KN/m2 找平层：15mm厚1:3水泥砂浆 20KN/0.015m=0.3KN/m2 结合层：25mm厚1:2.5水泥砂浆 20KN/0.0

23、25m=0.5KN/m2 面 层：10mm厚水磨石地砖 0.65KN/m2 合计：4.35KN/m2 楼面可变荷载 活荷载：2.0KN/m2（办公楼） 合计：2.0KN/m2由可变荷载控制的设计值：Sd=1.24.35KN/m2+1.41.02.0KN/m2=8.02KN/m2由永久荷载控制的设计值：Sd=1.354.35KN/m2+1.41.00.72.0KN/m2=7.83KN/m2二者中取大值为荷载设计值,即P=8.02KN/m22.按塑性理论计算屋面板内力（1）中间区格板B 计算跨度：lx=2.4m ly=5.4m 将相应的数值代入方程中求解得 （2）区格板A 计算跨度：lx=3m l

24、y=5.4m 将相应的数值代入方程中求解得 板配筋计算:板采用HPB300钢筋，fy=270N/mm2，保护层20mm，环境类别为一类，h0=80mm，对于中间区格板D的跨中弯矩和支座截面弯矩可减少20%，对于边区格板，lb/l=5400/2900=1.861.5，故折减10%。计算公式：As=M/0.9fyh0 内力臂系数近似取0.9。屋面板及楼面板配筋见表2.2.1表2.2.1板配筋率： 2.3次梁的计算屋面板次梁计算按考虑塑形内力重分布计算，计算跨度l0取净跨ln，l0=ln=5400-250=5150mm1.荷载计算板传来荷载：a=1500mm，=a/l=1500/5400=0.28

25、（1-20.282+0.283）5.081.52=13.18KN/m次梁自重：1.2（0.5-0.1）0.2525=1.82KN/m次梁粉刷：1.2（0.5-0.1）0.0220=0.19KN/mg=18.19KN/m活载设计值：q=1.4（1-20.282+0.283）0.51.52=1.82KN/mq=1.82KN/m荷载总设计值：g+q=18.19KN/m2. 内力计算弯矩设计值： V剪力设计值： 3. 正截面抗弯承载力计算取h0=460mm 次梁跨中截面上部受压，按T形截面计算抗弯承载力，其翼缘计算宽度取bf=l0/3=5.15/3=1.72m和bf=b+Sn=0.25+2.8=3.0

26、5m中的小值，即b=1.72m。判别各跨跨中截面类型：bfhffc（h0-hf/2）=172010014.3（460-100/2）=1008.4KN/m30.15KN/m因此，各跨跨中截面均属于第一类T形截面。支座处按矩形截面计算，按一排布筋考虑，取h0=500-40=460mm。各截面配筋计算见表2.3.1。表2.3.14. 斜截面抗剪承载力计算（见表2.3.2）表2.3.2配筋率验算：楼面板次梁计算按考虑塑形内力重分布计算，计算跨度l0取净跨ln，l0=ln=5400-250=5150mm1.荷载计算板传来荷载：a=1500mm，=a/l=1500/5400=0.28 （1-20.282+

27、0.283）4.351.52=11.29KN/m次梁自重：1.2（0.5-0.1）0.225=2.40KN/m次梁粉刷：1.2（0.5-0.1）0.0220=0.19KN/mg=13.88KN/m活载设计值：q=1.4（1-20.282+0.283）2.01.52=7.27KN/mq=7.27KN/m荷载总设计值：g+q=21.15KN/m2.内力计算弯矩设计值： 剪力设计值： 3.正截面抗弯承载力计算取h0=460mm 次梁跨中截面上部受压，按T形截面计算抗弯承载力，其翼缘计算宽度取bf=l0/3=5.15/3=1.72m和bf=b+Sn=0.25+2.8=3.05m中的小值，即b=1.72

28、m。判别各跨跨中截面类型：bfhffc（h0-hf/2）=172010014.3（460-100/2）=1008.4KN/m35.06KN/m因此，各跨跨中截面均属于第一类T形截面。支座处按矩形截面计算，按一排布筋考虑，取h0=400-0=360mm。各截面配筋计算见表2.3.3。表2.3.34. 斜截面抗剪承载力计算（见表2.3.4）表2.3.4配筋率验算：3. 框架结构设计3.1结构选型及材料选用（1）结构体系选型：采用现浇钢筋混凝土框架结构体系。（2）屋面结构：采用现浇钢筋混凝土肋梁屋盖，屋面板厚100mm。（3）楼面结构：采用现浇钢筋混凝土肋梁楼盖，楼面板厚100mm。（4）楼梯结构：

29、采用钢筋混凝土板式楼梯。（5）天沟：采用现浇天沟。材料选用(1) 混凝土采用C30（fc=14.3N/mm2，ft=1.43N/mm2） (2) 钢筋；纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB335(fy=300N/mm2）,其余采用热轧钢筋 HPB300(fy=270N/mm2）。(3) 外墙采用普通实心粘土砖厚240mm，重度r=19KN/m3，外墙瓷砖贴面，重度r=0.5KN/m2；内墙采用普通实心粘土砖厚240mm，重度r=19KN/m3，双面水泥砂浆抹灰。(4) 窗：采用铝合金框玻璃窗（r=0.35KN/m2），门；采用钢铁防盗门（r=0.4KN/m2）。3.2框架计算简图及梁柱线刚度1. 确

30、定框架计算简图（KJ-4）框架的计算单元如下图所示，取4轴上的一榀框架计算。假定框架嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。2. 框架梁柱的线刚度计算对于中框架梁取I=2I0（1）左边梁： i左边梁=EI/l=3.0107KN/m21/120.25m（0.6m）3/6.0m=4.5104KNm（2）中跨梁： i中跨梁=EI/l=3.0107KN/m21/120.25m（0.6m）3/2.4m=11.25104KNm（3）右边梁： i右边梁=EI/l=3.0107KN/m21/120.25m（0.6m）3/6.0m=4.5104KNm（4）一层

31、柱（A-D轴）： i一层柱=EI/l=3.0107KN/m1/12（0.4m）4/4.55m=1.41104KNm（5）二至四层柱； i二至五层柱= EI/l=3.0107KN/m1/12（0.4m）4/3.6m=1.78104KNm 令i二至五层柱=1.0。则其余各杆件的相对线刚度为： i左边梁=4.5104KNm/1.78104KNm=2.53 i右边梁=4.5104KNm/1.78104KNm=2.53 i中跨梁=11.25104KNm/1.78104KNm=6.32 i底层柱=1.41104KNm/1.78104KNm=0.79 框架梁柱的相对线刚度作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据

32、。3.3荷载计算1. 恒载标准值计算（1）屋面 抹灰层：20mm厚水泥砂浆抹灰 20KN/0.02m=0.4KN/m2 结构层：100mm厚现浇钢筋混凝土屋面板 25KN/0.10m=2.5KN/m2 找坡层：最薄处30mm1:8水泥炉渣 12KN/（0.03m+7.2m3%）/2=1.48KN/m2 找平层：20mm厚1:3水泥砂浆 20KN/0.02m=0.4KN/m2 防水层：20mm厚改性沥青 0.3KN/m2 合计：5.08KN/m2（2）楼面 抹灰层：20mm厚水泥砂浆抹灰 20KN/0.02m=0.4KN/m2 结构层：100mm厚现浇钢筋混凝土屋面板 25KN/0.10m=2.

33、5KN/m2 找平层：15mm厚1:3水泥砂浆 20KN/0.015m=0.3KN/m2 结合层：25mm厚1:2.5水泥砂浆 20KN/0.025m=0.5KN/m2 面 层：10mm厚水磨石面砖 0.65KN/m2 合计：4.35KN/m2（3）梁自重： bh=250mm600mm（横向框架梁） 自重： 25KN/m30.25m（0.60m-0.10m）=3.13KN/m 抹灰层： 0.02m（0.60m-0.10m)220KN/m=0.4KN/m 合计: 3.53KN/m bh=250mm600mm（纵向框架梁） 自重： 25KN/m30.25m（0.60m-0.10m）=3.13KN/

34、m 抹灰层： 0.02m（0.60m-0.1m）220KN/m=0.4KN/m 合计： 3.53KN/m bh=250mm500mm（次梁） 自重： 25KN/m30.25m（0.50m-0.10m）=2.5KN/m 抹灰层： 0.02m（0.50m-0.1m）220KN/m=0.32KN/m 合计： 2.82KN/m bh=250mm500mm（基础梁） 自重： 25KN/m30.25m0.5m=3.13KN/m 合计： 3.13KN/m（4）柱自重： bh=400mm400mm 自重： 25KN/m30.4m0.4m=4.0KN/m 抹灰层： 0.02m0.4m420KN/m=0.64KN

35、/m 合计： 4.64KN/m（5）外纵墙自重： 标准层： 纵墙： （3.6m-0.6m）0.24m19KN/m3=13.68KN/m 外墙面砖： 0.5KN/m23.6m=1.8KN/m 水泥砂浆内墙面抹灰： 20KN/m30.02m3.6m=1.44KN/m 合计： 16.92KN/m 底层： 纵墙： （4.55m-0.6m）0.24m19KN/m3=18.01 KN/m 外墙面砖： 0.5KN/m24.05m=2.03KN/m 水泥砂浆内墙面抹灰： 20KN/m30.02m3.6m=1.44KN/m 合计： 21.48KN/m（6）内纵墙自重： 标准层： 纵墙： （3.6m-0.6m）0

36、.24m19KN/m3=16.38KN/m 内墙面水泥砂浆抹灰： 20KN/m30.02m3.6m2=2.88KN/m 合计： 16.56KN/m 底层： 纵墙： （3.6m-0.6m）0.24m19KN/m3=16.38KN/m 内墙面水泥砂浆抹灰： 20KN/m30.02m3.6m2=2.88KN/m 合计： 16.56KN/m （7)外横墙自重： 标准层： 横墙： （3.6m-0.60m）0.24m19KN/m3=13.68KN/m 外墙面砖： 0.5KN/m23.6m=1.8KN/m 内墙面水泥砂浆抹灰： 20KN/m30.02m3.6m=1.44KN/m 合计： 16.92KN/m 底层： 横墙： （4.55m-0.60m）0.24m19KN/m3=18.01KN/m 外墙面砖： 0.5KN/m24.05m=2.03KN/m 内墙面水泥砂浆抹灰： 20KN/m30.02m3.6m=1.44KN/m 合计： 21.48KN/m（8)内横墙自重： 标准层： 横墙： （3.6m-0.60m）0.24m19KN/m3