土木工程课程设计办公楼设计.docx

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土木工程课程设计办公楼设计

甘肃广播电视大学

课程设计

题目：

花土沟镇牧民新村办公楼设计

学生姓名：

刘旭明

学生学号：

1262001205622

专业层次：

土木工程本科

分校（教学点）：

山丹工作站

导师姓名、职称：

葛优

实践活动时间：

2013年9月至2013年11月

报告提交日期：

2013年11月18日

甘肃电大开放教育2012_级（春）土木工程专业（本科）

课程设计成绩评定表

分校：

张掖分校工作站山丹工作站班级代号：

126201102012002

姓名

专业

课程名称

设计时间

刘旭明

土木工程建筑管理方向

房屋建筑学

2013月-11月

设计题目

花土沟镇牧民新村办公楼设计

指导教师评语及

评分

设计符合要求，应用了所学专业课程知识，具有一定建筑意义。

成绩63

签字（盖章）葛优2013年11月26日

设计小组

评价意见

及评分

同意指导教师的意见。

签字（盖章）葛优、葛贵、闫刚

2013年12月3日

分校集中实践环节指导小组意见

签字（盖章）2013年11月15日

省电大集中实践环节指导委员会审核意见

签字（盖章）2013年月日

说明：

1.答辩小组应填写评价意见，小组成员均应签名（盖章）。

答辩小组不应少于3人。

2.此表附于封面之后。

3.此表由分校、工作站自行复制。

花土沟镇牧民新村办公楼设计

刘旭明

一、工程概况：

1.该工程建筑面积940.12平米，建筑层数为地上三层，该办公楼宽度为13.2米，长度为33.6米，建筑总高度为12.9米，层高分别为3.6米（三层局部4.2米）室内外高差为0.90米，功能使用建设局办公楼，有办公室、会议室、档案室、卫生间。

主要结构类型为：

砖混结构，基础为墙下条形基础。

屋面防水等级为Ⅲ级10年。

抗雪压，0.2kn/m2，抗风压0.4kn/m2。

外墙均为370厚水泥砖，外250，内120；内墙为240，轴线居中。

纵向柱网尺寸分别为3.0米、5.4米、1.8米、3米横向柱网尺寸6.6米、3.3米、6米。

2、设计标准

《混凝土结构设计规范》国家标准GB50010-2010

《建筑结构荷载规范》国家标准GB50009-2001

《建筑结构制图标准》国家标准GB/T50105-2001

本工程基础形式采用墙下条形基础，地基承载力特征值至少达到fak=160kpa3。

基础下设100mm厚C15沥青混凝土垫层，地基基础设计等级为丙级。

基础混凝土强度为C40，±0.000以下墙体及基础表面采用防腐措施沥青冷底子油两边。

3承载体系

从结构的承重体系来看，大体分为三种：

纵向承重体系、横向承重体系和内框架承重体系。

1．纵向承重体系　　荷载的主要传递路线是：

板一梁一纵墙一基础一地基。

纵向承重体系的特点：

（1）纵墙是主要承重墙，横墙的设置主要为了满足房屋空间刚度和整体性的要求，它的间距可以比较长。

这种承重体系房间的空间较大，有利于使用上的灵活布置。

（2）由于纵墙确的荷载较大，因此赔上开门、开窗的划。

和位置都要受到一定脱。

（3）这种承重体系，相对于横向承重体系，楼盖的材料用量较多，墙体的材料用量较少。

纵向承重体纱适用于使用上要求有较大空间的房屋，或隔断墙位置可能变化的房间。

如教学楼、实验楼、办公楼、图书馆、食堂、工业厂房等。

横向承重体系荷载的主要传递路线是：

板-横墙-基础-地基。

它的特点是：

（1）横墙是主要承重墙，纵墙起围护、隔断和将横墙连成整体的作用。

一般情况下，纵墙的承载能力是有余的，所以这种体系对纵墙上开门、开窗的限制较少。

（2）由于横墙间距很短（一肌在3～4.5m之间），每一开间有一道横墙，又有纵墙在纵向拉结，因此房屋的空间刚度很大，整体性很好。

这中承重体系，对抵抗风力、地震作用等水平荷载的作用和调整地基的不均匀沉降，比纵墙承重体系有利得多。

（3）这中承重体系，楼盖做法比较简单、施工比较方便，材料用量较少，但是墙体材料有量相对较多。

横向承重体系，由于横墙间距密，房间大小固定，适用于宿舍、住宅等居住性建筑。

在设计砖混结构时，必须根据生产使用要求、地质条件、抗震烈度、材料、施工等条件，本着安全可靠、技术先进、经济合理的原则选用哪种承重体系。

二．计算内容

1．荷载计算

（1）屋面荷载

40mm厚C20砼整体现浇刚性防水层1.0kN/m2；

20厚水泥沙浆保护层0.4kN/m2；

3厚2000型SBS改性石油沥青卷材防水层0.1kN/m2；

20厚水泥沙浆找平层0.4kN/m2；

100厚1：

6水泥炉渣填找坡兼隔热层1.0kN/m2；

30厚C20砼整体浇注层0.72kN/m2；

120厚900宽预应力空心板1.8kN/m2；

15mm厚水泥沙浆抹灰、刮腻子、涂料照面0.3kN/m2

屋面恒载标准值:

5.72kN/m2

屋面恒载设计值:

5.72×1.2=6.864kN/m2

屋面活载标准值:

2.0kN/m2

屋面活载设计值:

2.0×1.4=2.8kN/m2

屋面荷载设计值:

6.864+2.8=9.664kN/m2

（2）楼面荷载

30mm厚C20砼整体浇注层：

0.72kN/m2

水泥沙浆粘贴地面砖0.55kN/m2

120厚900宽预应力空心板1.8kN/m2；

15mm厚水泥沙浆抹灰、刮腻子、涂料照面0.3kN/m2

楼面恒载标准值:

3.37kN/m2

楼面恒载设计值:

3.37×1.2=4.044kN/m2

楼面活载标准值:

2.0kN/m2

楼面活载设计值:

2.0×1.4=2.8kN/m2

楼面荷载设计值:

4.044+2.8=6.844kN/m2

（3）计算单元（1m宽）的墙体荷载

240砖墙（双面普通抹灰）0.24×19+0.34×2=5.24kN/m2

砖墙恒载标准值:

3×1×5.24=15.72kN

砖墙恒载设计值:

15.72×1.2=18.9kN

3.内横墙承载力验算

（1）三层墙体底部承载力验算（MU10页岩砖,M5沙浆）

①内力计算

根据楼面对计算单元传来的竖向荷载

楼面标准值:

5.37×3.6×1/2+5.37×3.3×1/2=18.53kN

楼面设计值:

6.844×3.6×1/2+6.844×3.3×1/2=23.61kN

三层墙体底部截面处的轴力设计值:

N=137.26+23.61+18.9=179.77kN

②承载力验算（墙体底部截面）

荷载设计值引起的偏心距:

e=M/N=0

墙体高厚比:

β=HO/h=3000/240=12.5

查《混凝土结构中册》附表11-11-1得,φ=0.8075

砌体用水泥沙浆砌筑，对砌体抗压强度设计值，γa=0.9

MU10页岩砖,M5沙浆:

f=1.5N/mm2A=0.24×1=0.24㎡

φγafA=0.8075×0.9×1.5×0.24×103=261.6kN＞N=179.77kN（满足要求）

（2）二层墙体底部承载力验算（MU10页岩砖,M5沙浆）

①内力计算

根据楼面对计算单元传来的竖向荷载

楼面标准值:

5.37×3.6×1/2+5.37×3.3×1/2=18.53kN

楼面设计值:

6.844×3.6×1/2+6.844×3.3×1/2=23.61kN

二层墙体底部截面处的轴力设计值:

N=179.77+23.61+18.9=222.28kN

②承载力验算（墙体底部截面）

荷载设计值引起的偏心距e=M/N=0

墙体高厚比:

β=HO/h=3000/240=12.5

查《混凝土结构中册》附表11-11-1得,φ=0.8075

砌体用水泥沙浆砌筑，对砌体抗压强度设计值，γa=0.9

MU10页岩砖,M5沙浆:

f=1.5N/mm2A=0.24×1=0.24㎡

φγafA=0.8075×0.9×1.5×0.24×103=261.6kN＞N=222.28kN（满足要求）

（3）一层墙体底部承载力验算（MU10页岩砖,M7.5沙浆）

①内力计算

根据楼面对计算单元传来的竖向荷载

楼面标准值:

5.37×3.6×1/2+5.37×3.3×1/2=18.53kN

楼面设计值:

6.844×3.6×1/2+6.844×3.3×1/2=23.61kN

一层墙体底部截面处的轴力设计值:

N=222.28+23.61+18.9=264.79kN

②承载力验算（墙体底部截面）

荷载设计值引起的偏心距e=M/N=0

墙体高厚比:

β=HO/h=3000/240=12.5

查《混凝土结构中册》附表11-11-1得,φ=0.8075

砌体用水泥沙浆砌筑，对砌体抗压强度设计值，γa=0.9

MU10页岩砖,M7.5沙浆:

f=1.69N/mm2A=0.24×1=0.24㎡

φγafA=0.8075×0.9×1.69×0.24×103=294.8kN＞N=264.79kN（满足要求）

（6）一层下面1米高墙体承载力验算（MU15页岩砖,M7.5沙浆）

①内力计算

根据楼面对计算单元传来的竖向荷载

楼面标准值:

5.37×3.6×1/2+5.37×3.3×1/2=18.53kN

楼面设计值:

6.844×3.6×1/2+6.844×3.3×1/2=23.61kN

墙体自重（取1米高墙体计算）

标准值:

1×1×5.24=5.24kN

设计值:

5.24×1.2=6.288kN

基础顶面墙体截面处上部传来的轴力设计值:

N=264.79+23.61+6.288=294.688kN

②承载力验算

荷载设计值引起的偏心距e=M/N=0

墙体高厚比:

β=HO/h=3000/240=12.5

查《混凝土结构中册》附表11-11-1得,φ=0.8075

砌体用水泥沙浆砌筑，对砌体抗压强度设计值，γa=0.9

MU15页岩砖,M7.5沙浆:

f=2.07N/mm2A=0.24×1=0.24㎡

φγafA=0.8075×0.9×2.07×0.24×103=361kN＞N=294.688kN（满足要求）

三．现浇板设计

设取板厚h=80mm,用Ｃ25混凝土,冷扎扭钢筋

1、荷载计算

水泥沙浆粘贴地面砖

1.2厚JS防水涂料防水层

20厚水泥沙浆找平层

1：

6水泥炉渣填充层

20厚水泥沙浆保护层

1.2厚JS防水涂料防水层

20厚水泥沙浆找平层

80厚钢筋C25砼

20mm厚水泥沙浆抹灰

0.55kN/m2；

0.1kN/m2；

0.4kN/m2；

3.0kN/m2；

0.4kN/m2；

0.1kN/m2；

0.4kN/m2；

0.08×25=2.0kN/m2；

0.4kN/m2

小计

7.35kN/m2

板活荷载标准值：

2kN/m2

恒荷载设计值:

7.35×1.2=8.82kN/m2；

活荷载设计值:

2×1.4=2.8kN/m2；

荷载总设计值:

8.82+2.8=11.62kN/m2；

2、计算内力

⑴、计算跨度：

l01=1260㎜,l02=2660㎜

由于l02/l01=2.11＞2所以按单向板计算,

M=pl201/8=11.62×1.262/8=2.31kN.m

3、承载力计算:

板厚80mm，设as=20mm，h0=80-20=60mm，板宽b=1000mm，C25混凝土，a1=1.0，ft=1.27N/mm2，fc=11.9N/mm2,fy=360N/mm2

as=M/a1fcbh02=0.054ξ=1-

=0.056As=ξbh0fc/fy=111mm2

实际配筋φ6.5@180As=164mm2

计算结果表明，ξ均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；As/bh=164/1000×80=0.205%﹥0.45ft/fc=0.45×1.27/360=0.159%;同时此值大于0.2%,符合要求。

厨房现浇板的设计

设板厚h=80mm,用Ｃ25混凝土,冷扎扭钢筋

1、荷载计算

板恒荷载标准值：

水泥沙浆粘贴地面砖0.55kN/m2

1.2厚JS防水涂料防水层0.1kN/m2

20厚水泥沙浆找平层0.4kN/m2

80厚钢筋C25砼0.08×25=2.0kN/m2；

20mm厚水泥沙浆抹灰0.4kN/m2

板活荷载标准值：

2kN/m2

恒荷载标准值3.45kN/m2；

活荷载设计值2×1.4=2.8kN/m2；

荷载总设计值3.45×1.2+2.8=6.94kN/m2；

2、计算内力

计算跨度：

l01=l02=2160㎜；

由于l02/l01=1＜2所以按双向板计算,

计算简图（四边简支）根据《混凝土结构》中册录7-1表

l01/l02=1v=0.2m1=m2=0.0368

M=m1+vm2=0.0368×6.94×2.162+0.2×0.0368×2.162=1.43kN.m

3、承载力计算:

板厚80mm，设as=20mm，h0=80-20=60mm，板宽b=1000mm，C25混凝土，

a1=1.0，ft=1.27N/mm2，fc=11.9N/mm2,fy=360N/mm2；

as=M/a1fcbh02=0.033ξ=1-

=0.034As=ξbh0fc/fy=68mm2

实际双向配筋φ6.5@180A=163mm2

计算结果表明，ξ均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；

As/bh=164/1000×80=0.205%﹥0.45ft/fc=0.45×1.27/360=0.159%;同时此值大于0.2%,符合要求。

四、阳台设计

1、阳台现浇板设计：

l01=1400l02=3360㎜；取板厚h=80

（1）荷载计算

板恒荷载标准值：

水泥沙浆粘贴地面砖0.55kN/m2

1.2厚JS防水涂料防水层0.1kN/m2

20厚水泥沙浆找平层0.4kN/m2

80厚钢筋C25砼0.08×25=2.0kN/m2；

20mm厚水泥沙浆抹灰0.4kN/m2

板活荷载标准值：

2.5kN/m2

恒荷载设计值:

3.45×1.2=4.14kN/m2；

活荷载设计值:

2.5×1.4=3.5kN/m2；

荷载总设计值:

4.14+3.5=7.62kN/m2；

（2）弯距设计值

按单向板计算,

M=pl2/8=7.64×1.42/8=1.87kN.m

（3）承载力计算:

板厚80mm，设as=20mm，h0=80-20=60mm，板宽b=1000mm，C25混凝土，a1=1.0，ft=1.27N/mm2，fc=11.9N/mm2,fy=360N/mm2；

as=M/a1fcbh02=0.0437ξ=1-

=0.0447As=ξbh0fc/fy=89mm2

实际配筋φ6.5@180As=164

计算结果表明，ξ均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；As/bh=164/1000×80=0.205%﹥0.45ft/fc=0.45×1.27/360=0.159%;同时此值大于0.2%,符合要求。

Ｃ1户型阳台现浇板按C2户型阳台现浇板配筋

2、现浇边梁设计

取梁b×h为200×300mm,l0=3.36m

1）荷载计算:

板传来荷载：

3.45×1.4×0.5=2.42KN/m

梁自重:

0.2×0.3×25=1.5KN/m

抹灰:

0.02×0.4×2×20=0.32KN/m

恒荷载标准值:

4.24KN/m活荷载:

2.5×1.4×0.5=1.75KN/m

荷载总设计值:

4.24×1.2+1.75×1.4=7.54KN/m

2）弯距设计值:

M=pl2/8=7.54×3.362/8=10.64KN.m

3）承载力计算:

设as=35mm，h0=300-35=265mm，C25混凝土，a1=1.0，ft=1.27N/mm2，fc=11.9N/mm2,fy=300N/mm2

as=M/a1fcbh02=0.064ξ=1-

=0.066As=ξbh0fc/fy=139mm2

应考虑到还有一些荷载和系数未加入计算在实际配筋时适当增大所以选取2Φ14As=308mm2箍筋按构造配筋φ6.5@180

3、阳台挑梁TL

托承阳台的钢筋砼挑梁，外挑长度l=1.2m,埋入长度l1=2.4m,设挑梁截面b×h=240㎜×300㎜,挑梁上墙体的净高2.86m,墙厚240㎜,因墙体采用MU10页岩砖,M5的沙浆,墙体重力为5.24KN/㎜2

（1）荷载计算

挑梁自重:

梁侧抹灰:

活标:

活设:

0.24×0.3×25×1.2=2.16KN/m

0.02×0.3×2×20×1.2=0.288KN/m

2.5×3.36×0.5=4.2KN/m

4.2×1.4=5.88KN/m

均布荷载小计:

2.16+0.288+5.88=8.33KN/m

边梁传来的集中力4.2×3.36×0.5×1.2=8.47KN

q3=2.0×3.36×0.5×1.4=4.7KN/m

g3=5.72×3.36×0.5×1.2=12.36KN/m

q1=q2=q3=4.7KN

g1=0.325×0.24×25×1.2=2.34KN/m

g2=3.37×3.36×0.5×1.2+g1=9.13KN/m

F=8.47KN

（2）抗倾覆验算:

l=1.2m＞2.2hb=2.2×0.3=0.66m,

xo=0.3h=0.3×0.3=0.09m,且小于0.13l1=0.156m

倾覆力矩：

MOV=0.5×（4.7+2.34）×（1.2+0.09）2+8.47×（1.2+0.99）=16.8KN.M

抗倾覆力矩:

Mr=162.7KN.M

Mr=162.7＞MOV=16.8KN.M满足要求.

（3）挑梁下砌体局部受压承载力验算:

Л=0.7,У=1.25,f=1.5N/mm2

Al=1.2bhb=1.2×0.24×0.4=0.1152m2

Nl=2R=2×（12.7+6.55×1.2+0.12）=42.7KN

ЛуfAl=0.7×1.25×1.5×115200=151KN＞Nl满足要求.

（4）挑梁承载力计算:

Mmax=MOV=16.8KN.M

b=240mm，h0=300-35=265mm，C25混凝土，

a1=1.0，ft=1.27N/mm2，fc=11.9N/mm2,HRB335=300N/mm2；

as=M/a1fcbh02=0.084ξ=1-

=0.088As=ξbh0fc/fy=222mm2

应在计算挑梁时还有一些系数和荷载为考虑所以配筋要增大,选用3φ18As=763mm2箍筋选用φ6.5@160

五、楼梯间设计

1、踏步板设计

取一个踏步板为计算单元，tga=167/260=0.642,板截面高近似取

（1）荷载计算

恒载标准值：

水泥沙浆粘贴地面砖:

20厚水泥沙浆找平层:

C25钢筋砼梯形踏步：

板底抹灰：

小计

（0.167×0.26）×0.55=0.235kN/m；

（0.167×0.26）×0.4=0.17kN/m；

0.5×（0.059+0.226）×0.26×25=0.93KN/m；

×0.02×20=0.12KN/m。

1.455KN/m

恒载设计值：

1.455×1.2=1.746KN/m

活荷载标准值:

2kN/m2。

活荷载设计值：

2.0×0.26×1.4=0.728KN/m

荷载设计总值：

1.746+0.728=2.474KN/m

（2）截面配筋计算

板水平计算跨度：

ln=1.2m；

弯矩设计值：

M=Pln2/8=2.474×1.22/8=0.445KN·m；

C25砼a1=1.0，ft=1.27N/mm2，fc=11.9N/mm2，fy=360N/mm2，h0=142.5-20=122.㎜；

as=M/a1fcbh02=0.445×106/（1.0×11.9×260×122.52）=0.0096

ξ=1-

=0.0097As=ξbh0fc/fy=10.21mm2

由于所需钢筋面积较小，故按构造要求每个踏步2φ6.5配筋

2、斜梁TXL-1设计

设斜梁尺寸为150㎜×250㎜跨度4.6m

（1）、荷载计算

恒载：

踏步板传来荷载:

1.455×1.2×0.5/0.26=3.36KN/m

梁自重：

[0.25-（0.059+0.226）×0.5]×0.15×25/0.8415=0.48KN/m

梁粉刷:

0.02×[0.25-（0.059+0.226）×0.5]×2×20/0.8415=0.1KN/m

小计:

3.94KN/m

活荷载:

2×0.5×1.2=1.2KN/m

荷载总设计值：

6.408KN/m

（2）截面设计

弯矩设计值：

M=Pln2/8=6.408×4.62/8=16.95KN·m；

剪力设计值:

V=Pln/2=6.408×4.6/2=14.74KN

截面按矩形截面计算:

b=150mm,梁有效高度h0=250-35=215㎜。

C25混凝土，a1=1.0，ft=1.27N/mm2，fc=11.9N/mm2,HRB335=300N/mm2；

①正截面：

as=M/a1fcbh02=16.95×106/（1.0×11.9×150×2152）=0.205

ξ=1-

=0.232

As=ξbh0fc/fy=0.232×150×215×11.9/300=297㎜2

实际配筋2φ14As=308mm2

计算结果：

ξ均小于0.35，符合塑性内力重分布的设计原则；

ρ=As/bh=308/（150×250）=0.82%＞ρmin=0.45×（ft/fy）=0.19%，同时也大于0.2%,符合要求。

②斜截面

0.25βCfcbh0=0.25×1.0×11.9×150×215=95.9KN>Vmax=14.74KN

截面尺寸满足

0.7ftbho=0.7×1.27×150×215=28.7KN>Vmax=14.74KN

则需配置φ6.5@150箍筋，则斜截面受剪承载力：

Рsv=0.295%>Рsv,min=0.145%,故符合要求。

3、XB-1设计

设取板厚h=80mm,用Ｃ25混凝土,冷扎扭钢筋

（1）、荷载计算

板恒荷载标准值：

水泥沙浆粘贴地面砖0.55×１=0.5kN/m；

20厚水泥沙浆找平层0.4×1=0.4kN/m；

80厚钢筋C25砼0.08×25×1=2.0kN/m；

恒载标准值：

2.95kN/m

活荷载2×1=2kN/m；

荷载总设计值:

2.95×1.2+2×1.4=6.34kN/m2；

（2）、计算内力

⑴、计算跨度：

l0=1200㎜

M=pl20/10=6.34×1.22/10=0.913kN.m

（3）、承载力计算:

板厚80mm，设as=20mm，h0=80-20=60mm，板宽b=1000mm，C25混凝土，a1=1.0，ft=1.27N/mm2，fc=11.9N/mm2,fy=360N/mm2

as=M/a1fcbh02=0.0213ξ=1-

=0.0215As=ξbh0fc/fy=43mm2

所算钢筋面积太小,按构造要求配筋φ6.5@180As=164mm2

计算结果表明，ξ均小于0.35，符合塑性内力重分布的原则；As/bh=16