土木工程综合办公楼毕业设计.docx
《土木工程综合办公楼毕业设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土木工程综合办公楼毕业设计.docx（190页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
土木工程综合办公楼毕业设计
知识不仅是指课本的内容,还包括社会经验、文明文化、时代精神等整体要素,才有竞争力,知识是新时代的资本,五六十年代人靠勤劳可以成事；今天的香港要抢知识,要以知识取胜
东南鼎盛置业综合办公楼
框架结构设计
姓名：
徐喜学号：
指导教师：
***
摘要
本次毕业设计是一幢综合办公楼
主要进行的是结构设计部分
结构设计简而言之就是用结构语言来表达工程师所要表达的东西
结构语言就是结构师从建筑及其它专业图纸中所提炼简化出来的结构元素
包括基础、墙、柱、梁、板、大样细部图等等
然后用这些结构元素来构成建筑物或构筑物的结构体系
包括竖向和水平的承重及抗力体系
再把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递至基础
结构设计的阶段大体可以分为三个阶段：
一、结构方案阶段：
根据建筑的重要性
建筑所在地的抗震设防烈度
工程地质勘查报告
建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式
本工程采用的是框架结构；
二、结构计算阶段：
包括荷载计算、内力计算和构件计算；
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：
结构设计；荷载计算；节点验算；
ABSTRACT
Thisgraduationprojectisanadministrationbuilding
itwassomeofstructuraldesignthatmainlycarriedon.Thestructuraldesignexpressesthethingthattheengineerwillexpressinstructurallanguageinbrief.Thestructurallanguageisstructuralelementssimplifiedoutrefinedfromthebuildingandotherspecializeddrawingsofstructuralengineer
includingfoundation
wall
column
roofbeam
board
full-pageproofdetailpicture
etc..Thencometoformthestructuralsystemsofthebuildingorstructureswiththesestructuralelements
includingverticalityandbearingandresiststrengthsystemoflevel
andthenvariousloadthatsituationproduceinamostsuccinctwayfromtransmissiontofoundation.
Thestageofthestructuraldesigncanbedividedintothreestagesonthewhole:
一、Structuralschemestage:
Accordingtotheimportanceofthebuilding
providingfortificationagainstearthquakesintheearthquakeintensity
thegeologicprospectreportoftheprojectofthebuildingsite
classificationandheightandstoreyofthebuildingofthebuildingfieldarecountedtoconfirmthestructuralformofarchitecture
whatthisprojectisadoptedisframestructure;
二、Calculatestageinstructure:
Includingloadingandcalculating
theinternalforceiscalculatedandcalculatedwiththecomponent;
三、Constructiondrawingsdesignphase:
Accordingtodescribedaboveresultofcalculation
come
confirmcomponentassignwithcomponentmixingmusclingandcoming
confirmingstructuralstructuremeasuringofcomponentaccordingtotherequestofnormfinally.
Keyword:
Structuraldesign;Loadandcalculate;Nodalcheckingcomputations.
第一部分：
工程概况
一、设计概况：
建筑地点：
该市东南开发区黄浦江路与黄山路交汇处
建筑类型：
六层综合办公楼
框架结构
建筑概况：
建筑面积约7153.02平方米
室内外高差450mm
楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构
楼板厚度取120mm
填充墙采用KP1多孔砖
门窗使用：
门厅大门采用钢门
其它为木门
门洞尺寸为1.5m×3.1m和0.8m×2.5m
窗为铝合金窗
洞口尺寸为1.5m×2.1m、1.2m×2.1m、1.2m×1.8m
地质条件：
根据设计任务说明地震设防烈度为8度
地基承载力标准值为200KN/M2
结构概况:
结构体系框架结构
基础为柱下独立基础
基础垫层混凝土为C10
基础承台混凝土为C20
其余混凝土为C30
第二部分：
结构计算单元确定及框架侧移刚度的计算
柱网与层高：
本办公楼采用柱距为6.0m的内廊式小柱网
边跨为6.0m
中间跨为2.7m
层高取首层为4.5m
其余为3.3m
如下图所示：
框架结构承重方案的选择：
竖向荷载的传力途径：
楼板的均布活载和恒载经梁框架柱
再由框架柱传至地基
根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径
本办公楼框架的承重方案为横向框架承重方案
这可使横向框架梁的截面高度大
增加框架的横向侧移刚度
框架结构的计算简图：
梁、柱、板截面尺寸的初步确定：
1、梁截面高度一般取梁跨度的1/12至1/8
本方案取1/10×6000=600mm
截面宽度取600×1/2=250mm
可得梁的截面初步定为b×h=250*600
楼板取120mm
2、框架柱的截面尺寸
梁截面尺寸（mm）
混凝土等级
横梁（b×h）
纵梁（b×h）
AB跨、CD跨
BC跨
C30
250×600
250×400
250×600
柱截面尺寸（mm）
层次
混凝土等级
b×h
1-6
C30
600×600
1.横梁线刚度ib的计算：
类别
Ec
（N/mm2）
b×h
（mm×mm）
I0
（mm4）
l
（mm）
EcI0/l（N·mm）
2EcI0/l（N·mm）
AB跨、CD跨
3.0×104
250×600
4.50×109
6000
2.25×1010
4.50×1010
BC跨
3.0×104
250×400
1.33×109
2700
1.48×1010
3.34×1010
2.柱线刚度ic的计算：
I=bh3/12
层次
hc（mm）
Ec（N/mm2）
b×h
（mm×mm）
Ic
（mm4）
EcIc/hc
（N·mm）
1
4500
3.0×104
600×600
1.08×1010
7.2×1010
2--6
3300
3.0×104
600×600
1.08×1010
9.82×1010
第三部分：
荷载计算
一、恒载计算
（1）屋面框架梁线荷载标准值：
20厚1：
2水泥砂浆找平0.02×20＝0.4KN/m2
100-140厚（2％找坡）膨胀珍珠岩（0.10+0.14）/2×7＝0.80KN/m2
120厚现浇钢筋混凝土楼板0.12×25＝3KN/m2
15厚石灰抹底0.015×16＝0.24KN/m2
屋面恒载3.98KN/m2
边跨框架梁自重0.25×0.6×25＝3.75KN/m
梁侧粉刷2×（0.6－0.1）×0.02×17＝0.34KN/m
中跨框架梁自重0.25×0.4×25＝2.5KN/m
梁侧抹灰2×（0.4－0.1）×0.02×17＝0.204KN/m
因此
作用在顶层框架梁上的线荷载为
g6AB!
=g6cd1=4.09KN/m
g6BC=2.704KN/m
（2）楼面框架梁线荷载标准值
25厚水泥砂浆面层0.025×20＝0.5KN/m
120厚现浇钢筋混凝土楼板0.12×25＝3KN/m
15厚板底石灰抹底0.015×16＝0.24KN/m
楼面恒载3.24KN/m
边跨框架梁及梁侧粉刷4.09KN/m
边跨填充墙自重0.25×（3.3-0.6）×19=12.825KN/m
墙面粉刷（3.3-0.6）×0.02×2×17=1.836KN/m
中跨框架及梁侧粉刷2.704KN/m
因此
作用在中间层框架梁上的线荷载为
gAB!
=gcd1=18.75KN/m
gBC1=2.704KN/m
gAB2=gcd2=19.44KN/m
gBC2=8.748KN/m
（3）屋面框架节点集中荷载标准值
边柱连系梁自重0.25×0.6×6×25=22.5KN
粉刷0.02×（0.6-0.1）×2×6×17=2.04KN
1.2m高女儿墙1.2×6×0.25×19=34.2KN
粉刷1.2×0.02×2×6×17=4.896KN
连系梁传来屋面自重0.5×6×0.5×6×3.98=35.82KN
顶层边节点集中荷载99.46KN
中柱连系梁自重0.25×0.6×6×25=22.5KN
粉刷0.02×（0.6-0.1）×2×6×17=2.04KN
连系梁传来屋面自重0.5×（6+6-2.7）×1.35×3.98=24.98KN
0.5×6×3.98×3=35.82KN
顶层中节点集中荷载85.34KN
（4）楼面框架节点集中荷载标准值
边柱连系梁自重22.5KN
粉刷2.04KN
钢窗自重2×1.2×1.8×0.45=1.944KN
窗下墙体自重0.25×0.85×（6-0.5）×19=22.2KN
粉刷2×0.02×0.85×5.5×17=3.179KN
窗边墙体自重0.25×（6-2×1.2-0.5）×1.8×19=26.51KN
粉刷2×3.1×1.8×17×0.02=3.79KN
框架柱自重0.5×0.6×3.3×25=24.75KN
粉刷1.7×0.02×3.3×17=1.907KN
连系梁传来楼面自重0.5×6×0.5×6×3.24=29.16KN
中间层边节点集中荷载137.98KN
中柱连系梁自重22.5KN
粉刷2.04KN
内纵墙自重6×（3.3-0.6）×2×0.25×19=153.9KN
粉刷6×2.7×2×0.02×17=11.02KN
扣除门洞重加上门重-2.1×0.8×（5.24-0.2）×=-16.93KN
框架柱自重24.75KN
粉刷1.907KN
连系梁传来楼面自重
0.5×（6+6-2.7）×1.35×3.24=20.34KN
0.5×6×1.5×3.24=14.58KN
楼面活荷载计算
p6AB=p6CD=1.5×6=9KN/m
p6BC=1.5×2.7=4.05KN/m
p6A=p6D=3×3×1.5=13.5KN
p6B=p6C=0.5×9.3×1.35×1.5+0.25×6×6×1.5=9.42+13.5=22.92KN
pAB=pCD=1.5×6=9KN/m
pBC=2×2.7=5.4KN/m
pA=pD=3×3×1.5=13.5KN
pB=pC=0.5×9.3×1.35×2+0.25×6×6×2=12.56+18=30.56KN
二、风荷载计算
风压标准值计算公式为W=βz.μs.μz.W0
因结构高度H＜30m
可取βz＝1.0；
对矩形平面μz=1.3;
可查荷载规范
当查得的μz＜1.0时
取μz＝1.0
将风荷载换算成作用于框架每层节点上的集中荷载
计算过程如表：
风荷载计算：
层次
βz
μs
Z（m）
μz
W0（K0.55N/m）
A（m2）
Pw（kN）
6
1.0
1.3
21
1.25
0.55
9.9
8.85
5
1.0
1.3
17.7
1.18
0.55
19.8
16.71
4
1.0
1.3
14.4
1.10
0.55
19.8
15.57
3
1.0
1.3
11.1
1.01
0.55
19.8
14.30
2
1.0
1.3
7.8
1
0.55
19.8
14.30
1
1.0
1.3
4.5
1
0.55
23.4
16.73
三、地震作用计算
因本办公楼为长方形布置柱网
纵向柱网使得整体纵向刚度较大
仅考虑水平地震对横向柱网影响即可
采用剪力法计算水平地震作用力
为求基底剪力
先要计算结构各楼层的总重力代表值
总重力荷载统计
3.1顶层总重力荷载1203KN
结构板0.12×（6×6×2+3.1×6）＝9.06KN
柱0.25×0.6×12×2.7×25＝121.5KN
梁0.25×（24×2+9.1×2）×0.6×25＝248.25KN
墙[（12×6-12×0.6）×2.7+（3.1×2-4×0.6）×2.7－1.5×2.1×3-0.8×2.1×2－1.2×2.1×2－1.5×2.1×3]×0.25×19=750.12KN
门（1.5×2.1×3+0.8×2.1×2）×5.24＝67.12KN
窗（1.2×2.1×2+1.5×2.1×3）×0.45＝6.54KN
3.2六层总重力荷载代表值18089KN
屋面3.98×81.1×14.7=4744KN
结构板0.12×81.1×14.7×25+0.02×81.1×14.7×17＝3385KN
梁25×0.5×0.25×[（81.1－13×0.6）×4＋11.4×14]+0.3×0.25×（2.7-0.6）×14×25＝1467KN
柱0.6×0.6×3.3×25×64＝1900KN
墙[（452+29.4）×3.3-1.2×1.8×51－1.5×1.8×5-0.8×2.1×49]×0.25×19＝6106KN
门0.8×2.1×49×5.24＝431KN
窗（1.2×1.8×51+1.5×1.8×5）×0.45＝56KN
3.3五层总重力荷载代表值17207KN
楼面3.24×81.1×14.7＝3862KN
结构板0.12×81.1×14.7×25+0.02×81.1×14.7×17＝3385KN
梁25×0.5×0.25×[（81.1－13×0.6）×4＋11.4×14]+0.3×0.25×（2.7-0.6）×14×25＝1467KN
柱0.6×0.6×3.3×25×64＝1900KN
墙[（452+29.4）×3.3-1.2×1.8×51－1.5×1.8×5-0.8×2.1×49]×0.25×19＝6106KN
门0.8×2.1×49×5.24＝431KN
窗（1.2×1.8×51+1.5×1.8×5）×0.45＝56KN
3.4四层总重力荷载代表值17207KN
楼面3.24×81.1×14.7＝3862KN
结构板0.12×81.1×14.7×25+0.02×81.1×14.7×17=3385KN
梁25×0.5×0.25×[（81.1－13×0.6）×4＋11.4×14]+0.3×0.25×（2.7-0.6）×14×25＝1467KN
柱0.6×0.6×3.3×25×64＝1900KN
墙[（452+29.4）×3.3-1.2×1.8×51－1.5×1.8×5-0.8×2.1×49]×0.25×19＝6106KN
门0.8×2.1×49×5.24＝431KN
窗（1.2×1.8×51+1.5×1.8×5）×0.45＝56KN
3.5三层总重力荷载代表值17207KN
楼面3.24×81.1×14.7＝3362KN
结构板0.12×81.1×14.7×25+0.02×81.1×14.7×17=3385KN
梁25×0.5×0.25×[（81.1－13×0.6）×4＋11.4×14]+0.3×0.25×（2.7-0.6）×14×25＝1467KN
柱0.6×0.6×3.3×25×64＝1900KN
墙[（452+29.4）×3.3-1.2×1.8×51－1.5×1.8×5-0.8×2.1×49]×0.25×19＝6106KN
门0.8×2.1×49×5.24＝431KN
窗（1.2×1.8×51+1.5×1.8×5）×0.45＝56KN
3.6二层总重力荷载代表值17207KN
楼面3.24×81.1×14.7＝3362KN
结构板0.12×81.1×14.7×25+0.02×81.1×14.7×17=3385KN
梁25×0.5×0.25×[（81.1－13×0.6）×4＋11.4×14]+0.3×0.25×（2.7-0.6）×14×25＝1467KN
柱0.6×0.6×3.3×25×64＝1900KN
墙[（452+29.4）×3.3-1.2×1.8×51－1.5×1.8×5-0.8×2.1×49]×0.25×19＝6106KN
门0.8×2.1×49×5.24＝431KN
窗（1.2×1.8×51+1.5×1.8×5）×0.45＝56KN
3.7一层总重力荷载代表值19812KN
楼面3.24×81.1×14.7＝3362KN
结构板0.12×81.1×14.7×25+0.02×81.1×14.7×17=3385KN
梁25×0.5×0.25×[（81.1－13×0.6）×4＋11.4×14]+0.3×0.25×（2.7-0.6）×14×25＝1467KN
柱0.6×0.6×4.5×25×64＝2592KN
墙[（452+29.4）×4.5-1.2×2.1×51－1.5×2.1×5-0.8×2.5×49]×0.25×19＝8510KN
门0.8×2.1×49×5.24＝431KN
窗（1.2×2.1×51+1.5×2.1×5）×0.45＝65KN
各层重力荷载代表值
结构自振周期采用经验公式：
T1=0.22+0.035H/B1/3
式中H为结构总高；
B为结构宽度
即T1=0.22+0.035×（5×3.3+4.5）/14.71/3
=0.52S
设防烈度8度
由《抗震规范》查得水平地震影响系数最大值
αmax=0.16按近震Ⅰ类场地取Tg＝0.2
则地震影响系数：
α1＝（Tg/T1）0.9
αmax=（0.2/0.52）0.9×0.16＝0.067
结构总重力荷载为GE=KN
由基底剪力法计算公式：
FEK总＝α1Geq=α10.85GE=0.067×0.85×＝6.1×103KN
本办公楼结构共有14榀框架共同承受水平地震力
则每一榀框架承受的基底剪力为FEK=FEK总/14=6.1×103/14=439KN
因T1<1.4Tg
故可不考虑顶部附加地震作用系数
每榀框架所承受的地震作用力可按下式分配至各层节点处：
Fi=GiHiFEk/∑GiHi（i=1
2
3...6）
计算结果见下表：
层次
Hi（m）
Gi（KN）
GiHi（103KN.m）
Fi（KN）
6
21
18089
379
123
5
17.7
17207
304
99
4
14.4
17207
247
80
3
11.1
17207
191
62
2
7.8
17207
134
43
1
4.5
19812
89
29
第四部分：
水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算
一、横向自振周期的计算：
横向自振周期的计算采用结构顶点的假想位移法
按式Ge=Gn+1（1+3×h1/2/H）将突出房屋重力荷载代表值折算到主体结构的顶层
即：
Ge=1023×[1+3×3.6/（3.6×5+4.7）]=650.8153（KN）
基本自振周期T1（s）可按下式计算：
T1=1.7ψT（uT）1/2
注：
uT假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值Gi作为水平荷载而算得的结构顶点位移
ψT结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数
取0.6
uT按以下公式计算：
VGi=∑Gk
（△u）i=VGi/∑Dij
uT=∑（△u）k
注：
∑Dij为第i层的层间侧移刚度
（△u）i为第i层的层间侧移
（△u）k为第k层的层间侧移
s为同层内框架柱的总数
结构顶点的假想侧移计算过程见下表
其中第六层的Gi为G6和Ge之和
结构顶点的假想侧移计算：
层次
Gi（KN）
VGi（KN）
∑Di（N/mm）
△ui（mm）
ui（mm）
6
18089
10404.2901
13.641
265.989
5
17207
20331.6287
26.661
252.685
4
17207
30258.9673
39.679
225.685
3
17207
40186.3059
52.696
186.006
2
17207
50096.4977
68.670
133.31
1
19812
59715.0813
64.640
64.64
T1=1.7ψT（uT）1/2=1.7×0.6×（0.）1/2=0.526（s）
二、水平地震作用及楼层地震剪力的计算：
本结构高度不超过30m
质量和刚度沿高度分布比较均匀
变形以剪切型为主
故可用底部剪力法计算水平地震作用
即：
1、结构等效总重力
升级会员 