写字楼结构设计毕业设计说明书中国矿业大学.docx

1、写字楼结构设计毕业设计说明书中国矿业大学编号：()字 号本科生毕业设计设计题目：徐州市恒宇写字楼姓 名：*学 号：*班 级：土木工程工民建*班二一一年六月中国矿业大学本科生毕业设计姓 名：*学 号：*学 院：力学与建筑工程学院专 业：土木工程专业(工业与民用建筑方向)设计题目：徐州市恒宇写字楼指导教师：袁广林职 称：教授舒前进职 称：讲师二一一年六月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院力学与建筑工程专业年级土木工程专业工民建2007学生姓名*任务下达日期： 2011年 1 月 10 日毕业设计日期： 2011 年 1 月 10 日至 2011 年 6 月 16 日毕业设计题目：徐州市恒宇写字楼毕

2、业设计主要内容和要求：设计要求：根据徐州当地资料及各类标准规范，设计一栋钢筋混凝土框架结构的办公楼。设计内容包括建筑设计和结构设计两部分。建筑设计内容包括建筑的平面、立面、剖面的设计。结构设计内容包括：确定结构形式以及承重结构的布置；设计结构构件的截面尺寸及类型；对主要框架结构进行具体的荷载计算、荷载效应及组合、最不利内力组合、内力分析与配筋；基础设计与计算；楼板、楼梯的设计与计算。绘制图纸：建筑施工图：底层平面图、标准层平面图、正立面图、侧立面图、剖面图；结构施工图：结构平面布置图(板配筋图) 、一榀框架配筋图、基础平面布置图及基础详图、楼梯配筋图。其它要求：绘制的图纸中，要求手工绘制1张。

3、翻译一篇与设计或专题内容相关的外文参考文献，其中文字数不少于3千字，并且附原文。院长签字：指导教师签字：中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语(基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等)：成绩：指导教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语(选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等)：成绩：评阅教师签字：年月日中

4、国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语(选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等)：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答辩情况提出问题回答问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字：年月日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人：年月日摘要本毕业设计主要包括三个部分，第一部分是徐州市恒宇写字楼建筑设计，第二部分是徐州市恒宇写字楼结构设计，第三部分是论文翻译部分。第一部分是徐州市恒

5、宇写字楼建筑设计部分。根据办公楼自身的特点，结合采光、交通、使用方便、美观等因素的综合考虑，完成了建筑平面设计、立面设计和剖面设计，确定了建筑细部构造和装修做法，并运用AutoCAD绘制了相应的建筑施工图。第二部分是徐州市恒宇写字楼结构设计部分。本写字楼为6层钢筋混凝土框架结构。设计结合第一部分，完成结构布置，构件和材料选型，选择其中一榀框架计算其重力荷载、风荷载、水平地震作用，应用D值法和弯矩二次分配法计算出框架所受内力，并进行内力组合，选出最不利内力进行梁柱的截面设计，选择二层的楼板进行配筋计算，计算方法为双向板弹性方法，并对楼梯和柱下独立基础进行设计。在此基础上，运用了PKPM结构软件进

6、行了计算机核对校验，并绘制主要结构施工图。第三部分是论文翻译部分，论文题目为对输电铁塔设计中所受弯矩的分析。关键词：办公楼；建筑设计；结构设计；框架结构；一榀框架；输电铁塔ABSTRACTThis graduation design mainly includes three parts. The first part is the architecture design of Xuzhou Hengyu Buisness Building. The second part is the structure design of the building. The thirdpart is an

7、 interpretation of a dissertation.The first part is the architecture design of Xuzhou Hengyu Buisness Building. According to the feature of business building, combining with lighting, communication, convenience to use and good look, the writer finished the design of the plan, the front elevation, an

8、d the section of the building, defined the detailed conformation and the fitting methods. The corresponding plans are protracted by AutoCAD.The second part is the structure design of the building. The business building is 6-floorreinforced concrete frame structure.By combining with the first part, t

9、he structure arrangement, the component and the material selection are done. One plane frame is selected to calculate its gravity load, wind load and level earthquake effect, and then obtain the internal forces. Combine the internal forces and pick out the most harmful combination to design the sect

10、ion of beam and pillar. One layer is selected to take floor reinforcement calculation. The staircase and foundations under the columns are also designed. Based on the work above, the structure software PKPM is used to check up, protract the main structure construction plans.The third part is an inte

11、rpretation of a dissertation. The topic is “Flexural Considerations in Steel Transmission Tower Design”.Keyword: buisness building; architecture design; structure design;frame structure; plane frame ; steel transmission tower1 建筑设计1 1.1 工程概况1 1.2 原始设计资料1 1.2.1 气象资料1 1.2.2 基本地形地质及水文条件1 1.2.3 其他资料2 1.

12、2.4 设计依据2 1.3 建筑概况3 1.3.1 建筑平面设计3 1.3.2 建筑立面设计4 1.3.3 建筑剖面设计5 1.4 建筑细部构造总说明52 结构设计7 2.1 结构布置7 2.2 结构方案选取7 2.2.1 竖向承重体系选取7 2.2.2水平方向承重体系选取8 2.2.3 基础形式选取8 2.3 框架梁柱尺寸确定8 2.3.1 柱截面尺寸的确定8 2.3.2梁截面尺寸的确定9 2.3.3梁的计算跨度9 2.3.4 柱的高度9 2.4 重力荷载计算102.4.1 屋面及楼面的永久荷载标准值102.4.2 屋面及楼面的可变荷载标准值112.4.3 梁、柱、墙、窗、门重力荷载计算11

13、2.4.4 重力荷载代表值12 2.5 地震作用计算122.5.1 横向框架抗侧移刚度计算122.5.2 横向框架自振周期计算132.5.3 横向水平地震作用计算132.5.4 横向框架水平位移验算15 2.6 风荷载计算152.6.1 风荷载标准值152.6.2 风荷载作用下的水平位移验算162.7 框架结构内力计算与组合162.7.1 水平地震作用下的框架内力计算172.7.1 风荷载作用下横向框架内力计算202.7.3 竖向荷载作用下横向框架的内力计算232.7.4 内力组合342.8 截面设计402.8.1 框架梁截面设计402.8.3 框架柱截面设计432.8.4 框架梁柱节点核芯区

14、截面抗震验算432.9 基础设计532.9.1 基础尺寸及埋置深度532.9.2 基础高度验算542.9.3 配筋计算562.10 楼梯计算572.10.1 梯段板计算572.10.2 平台板计算582.10.3 平台梁计算582.10 楼板设计60参考文献62翻译部分63致谢771建筑设计1.1 工程概况该工程位于江苏省徐州市鼓楼区，建筑占地面积约1000m2，建筑面积约6000m2。根据建筑物功能使用、经济性能要求及该地区建筑行业的发展水平，该写字楼采用钢筋混凝土框架结构。设计主要依据国家建筑、结构设计规范，徐州市工程地质条件、地震设防烈度、气象资料等有关资料进行设计。1.2 原始设计资料

15、1.2.1 气象资料徐州市属暖温带季风气候区。东西狭长，受海洋影响程度有差异，东部属暖温带湿润季风气候，西部为暖温带半湿润气候。气候资源较为优越，有利于农作物生长。气候特点是：四季分明，光照充足，雨量适中，雨热同期。四季之中春、秋季短，冬、夏季长，春季天气多变，夏季高温多雨，秋季天高气爽，冬季寒潮频袭。主要气象灾害有旱、涝、风、霜、冻、冰雹等。徐州市鼓楼区自然条件及气候条件：年平均温度14.5最热月平均气温31.6最高气温40.6最冷月平均气温-4.1最低气温-22.6土壤冻结最大深度24cm年平均降雨量 869.9mm日最大降雨量 213.0mm相对湿度平均71% (冬季61%，夏季70%)

16、主导风向全年主导风向为偏东风平均风速3m/s最大风速 19.3m/s基本风压值 0.35kN/m2夏季平均风速折算成距地面2m处数值： 2.1m/s积雪最大厚度 24cm基本雪压 0.35kN/m21.2.2 基本地形地质及水文条件(1) 地形地貌及土体工程地质特征场地属故黄河冲积平原高漫滩地貌，场地较为平坦。根据土体的成固时代，物理力学指标等差异，共划为两个工程地质层：层：素填土黄灰色灰色，很湿，以粉土、粉质粘土为主夹植物根系，局部夹较多碎石、碎砖，层厚0.5米左右，该层非均质，低强度。层：粘土黄色、坚硬、厚度大于4米，该层中低压缩性，中高强度，地基承载力特征值为220kPa。(2) 水文地

17、质资料场地地下水为孔隙潜水，勘察期间地下水位埋深为1.8米，受降水影响明显，据附近已建建筑报告地下水质为HCO3-Ca.Mg型水，对混凝土无侵蚀性。场地浅部土体层属弱透水等级，层为粘性土，属不透水等级。1.2.3 其他资料地面粗糙度类别：C类场地类别：类场地结构安全等级：二级结构重要性系数：1.0结构设计使用年限为50年。抗震设防烈度：7度，设计基本地震加速度为0.1g，设计地震分组为第二组建筑抗震设防类别：丙类。框架结构抗震等级：二级。混凝土结构环境类别：地面以上为一类，基础为二(a)类钢筋：现浇钢筋混凝土梁：纵筋为HRB400级(=360N/mm2)，箍筋为HPB235级(=210N/mm

18、2)；现浇钢筋混凝土柱：纵筋为HRB400级 (=360N/mm2)，箍筋为HPB235级(=210N/mm2)；现浇钢筋混凝土板：钢筋为HRB400级(=360N/mm2)。混凝土：垫层混凝土等级为C15，梁、柱、板、楼梯、基础混凝土等级为C30。填充墙及围护墙材料：填充墙及围护墙材料的容重为7.5kN/m2，砌块为MU5，砂浆为M5。1.2.4 设计依据民用建筑设计通则GB50352-2005建筑设计防火规范GB50016-2006办公建筑设计规范JGJ67-2006建筑制图标准GB/T50104-2001建筑结构荷载规范GB50009-2001建筑抗震设计规范GB50011-2010混凝

19、土结构设计规范GB50010-2002建筑工程抗震设防分类标准GB50223-2008建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-2001建筑地基基础设计规范GB50007-20021.3 建筑概况1.3.1 建筑平面设计建筑的平面设计是针对建筑的室内使用部分进行的。建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系，能够较为集中地反映建筑功能方面和空间组合方面的问题，因此，首先从建筑平面设计入手。各种类型的建筑，从组成平面各部分面积的使用性质来分析，主要可以归纳为使用部分和交通联系部分两大类。另外，对于一栋建筑来说，还有建筑的结构体系和围护体系，如墙、柱、隔断等构件所占的结构面积。(1)房间使

20、用面积、形状、大小的确定人体尺度和人体活动所需的空间尺度是确定建筑空间的基本依据之一。一个房间使用面积基本包括：家具、设备所占的面积；人们使用家具、设备所占活动面积；以及行走、交通所需的面积。本写字楼选用内廊式柱网，走廊宽2.4m，办公室开间取为7.2m, 进深取7.5m，为大空间式办公室，每人使用面积不小于4m2。厕所在写字楼的两角，使各房间到厕所的距离均较小，并设置了前室，每间厕所设坐式大便器一具。为了保持建筑外型统一的美观性，厕所开窗和办公室的开窗一致，采光充足。为了保证隐蔽性，窗户玻璃采用马赛克花纹纸粘贴。(2)门窗大小及位置的确定房间中门的最小宽度，是由通过人流多少及需要搬进房间的家

21、具设备的大小来决定的。办公建筑设计规范中，规定门洞口宽度不应小于1.00m，高度不应小于2.10m。房间中窗的大小和位置的确定，主要是考虑到房间的使用要求、房间面积、当地的日照情况，以保证房间有足够的照度值和良好的通风效果。每间办公室设窗2扇，宽取为1800mm2700mm，高度取为2300mm。(3)交通联系部分的平面设计交通联系部分包括水平交通空间(走道)、垂直交通空间(楼梯、电梯、自动扶梯、坡道)、交通枢纽空间(门厅、过厅)。总则：交通联系部分的设计不仅要考虑保证使用便利和安全疏散的要求，而且还要考虑其对造价和平面组合设计的影响。水平交通联系部分走道走道(本设计中为走廊)是用来联系同层内

22、各房间用的，以解决建筑中水平联系和疏散问题。走道的宽度和长度主要根据人流通行需要、安全疏散要求以及空间感受来综合考虑。通常单股人流的通行宽度约为550600mm。在通行人数较多的公共建筑中，应按其使用特点、平面组合要求、通过人流的多少及调查分析或参考设计资料确定走道的宽度。本设计中走廊净宽取为2200mm。垂直交通联系部分楼梯、电梯民用建筑设计通则建议办公建筑适宜的踏步尺寸为b=280mm340mm， h=140mm160mm。本设计选取现浇板板式楼梯，楼梯踏步高度选用150mm，踏面选用300mm，三部楼梯的梯段宽均大于1400mm，符合规范要求。办公楼建筑设计规范规定，五层及五层以上办公建

23、筑应设电梯，电梯数量应满足使用要求，按办公建筑面积每5000m2至少设置1台。本设计在走道中间处布置了两台电梯，符合规范要求。图1.1 标准层平面图1.3.2 建筑立面设计建筑的立面图反映的是建筑四周的外部形象。立面设计是在满足房间的使用要求和技术经济条件下，运用建筑造型和立面构图的一些规律，紧密结合平面、剖面的内部空间组合而进行的。同时，还可起到改善环境条件、保护结构和装饰美化建筑物的作用。并且要考虑它的耐久性、经济性；正确处理与施工技术的关系。建筑立面可以看成是由许多构部件所组成：它们有墙体、梁柱、墙墩等构成房屋的结构构件，有门窗等和内部使用空间直接连通的部件，以及勒脚、檐口等主要起到保护

24、外墙作用的组成部分。恰当地确定立面中这些组成部分和构部件的比例和尺度，运用节奏韵律、虚实对比等规律，设计出体型完整、形式与内容统一的建筑立面，是立面设计的主要任务。建筑立面设计的步骤，根据初步确定的房屋平、剖面的内部空间组合关系，绘出建筑各个方向立面的基本轮廓作为设计基础。推敲立面各部分的体量和总的比例关系，同时考虑几个立面之间的统一，相邻面之间的协调。调整各个立面上的墙面处理和门窗，以满足建筑立面形式美的原则。最后对入口、雨篷、建筑装饰等进行重点及细部处理。图1.2 南立面图1.3.3 建筑剖面设计建筑剖面图反映出的是建筑物在垂直方向上各部分的组合关系。建筑的剖面设计的主要任务是确定建筑物各

25、部分应有的高度、建筑的层数及建筑空间的组合关系。剖面设计主要表现为建筑物内部结构构造关系，以及建筑高度、层高、建筑空间的组合与利用。它和房屋的使用、造价和节约用地有着密切关系，也反映了建筑标准的一个方面。其中一些问题需要平、剖面结合在一起研究，才具体确定下来。本设计标准层的层高采用办公楼常用的3.9m，首层层高取为4.2m，室外高差为0.45m。写字楼一共六层，总建筑高度为26.70m。另外从室内采光和通风的角度考虑，窗台的高度采取为0.9m，窗高度取为2.3m，屋顶女儿墙高度为1.2m。图1.3 剖面图1.4 建筑细部构造总说明(1) 屋面：30厚细石混凝土保护层三毡四油防水层20厚水泥砂浆找平层150厚水泥蛭石保温层100厚钢筋混凝土板(2) 地砖楼面：10厚地砖楼面，干水泥擦缝5厚1:1水泥细砂浆结合层20厚1:3水泥砂浆找平层100厚钢筋混凝土板(3) 内墙面：刷(喷)内墙涂料2厚纸筋(麻刀)石灰粉面6厚1:3石灰膏砂浆12厚1:3石灰膏砂浆打底刷界面处理剂一道(4) 外墙面：1:1水泥砂浆勾缝612厚面砖10厚1:2水泥砂浆粘结层10厚1:3水泥打底扫毛刷界面处理剂一道(5) 踢脚：厚釉面砖水泥擦缝5厚水泥细砂结合层12厚1:3水泥砂浆打底刷界面处理剂一道(6) 散水40厚C20细石混凝土，撒1:2水泥黄砂压实抹光12