腾飞办公综合楼设计

桂林理工大学博文管理学院毕业设计论文摘要本次毕业设计题目为腾飞办公综合楼设计。设计内容包括建筑设计、结构设计，本设计主体为六层；底层高为3.6米，其余层高为3.6米，总建筑面积近为3992平方米，室内外高差0.450米，本工程设定相对标高0.000，功能上满足人们智能办公的使用要求，能够充分的利用有限的空间使布局更加合理。本工程采用钢筋混凝土框架结构，建筑抗震设防烈度为7度，基础采用柱下独立基础，楼梯采用板式楼梯。结构计算包括手算和电算两部分，其中手算部分包括：一榀框架的结构计算，该框架相邻的楼板计算，框架柱下基础的计算，楼板计算。电算部分采用PKPM结构设计软件进行分析计算。 通过毕业设计，综合应用四年的所学的专业知识，使我的专业水平得到很大提高，为将来的工作打下了坚实的基础。关键词：建筑设计，荷载统计，内力组合，构件设计AbstractThe topic of this design is:The Design Of TengFei Office Building in GuiLin, The design contents includes the building design and construct-ion design. This design corpus as six layer, ; The story alt-itude of ground floor is 3.6meters, The whole building acreage is near to 3992 square meters, the level of ind-oors and outside is 0.45 meter, this engineering sets up the opposite elevation is 0.000, on the function satisfy request of the people work in. The request of the usage, can make use of the limited space arrange layout more reasonable. This project adopts reinforced concrete frame construction,the building anti-ear-thquake establishes to defend strong degree as 7 degree, foundation adopts the rei-nforced concrete pillar descends the independent foundation, stairs adopts plank type stairs. the calculation of Construction includs calculate with hand and calculate with machine-readable, the part of calculate with hand include: the construction cal-culation of the frame of ping, the calculation of the close floor in that frame knot-hole, the calculation of the pillar under the frame descends pole , the calculation ofthe stairs;The machine-readable part adopts PKPM construction software empolder by Constructs science academy of China proceed the whole three dimensional space analysis calculation. Through graduation design, I proceeds my four years profession knowledge synthesize to the application, improve myprofession level ,prepare massiness basic for my work in the future. Key words: architectural design; the calculation of interal force; the statistical of load; design of construction component目录摘要 IAbstract II1.结构说明 11.1本毕业设计结构计算书主要内容 11.2工程概况 12.三层楼板结构计算 32.1设计资料 32.2结构布置 32.3 荷载计算 32.4 板的计算(按弹性理论计算) 42.5 截面设计 93.连续梁的计算 113.1、连续梁（KL-1）计算 （采用弹性理论计算） 113.2、连续梁（KL-2）计算（计算采用塑性内力重分布方法） 194.框架结构计算 244.1、计算单元 244.2、设计资料 244.3.框架计算简图及梁柱线刚度 254.3.1梁截面尺寸初估264.3.2柱截面尺寸初估264.4横向框架侧移刚度D计算 344.5横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 354.5.1横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算354.5.2横向风荷载作用下框架结构的内力和侧移计算434.6竖向荷载作用下框架结构的内力计算514.7横向框架内力组合654.8框架结构的截面设计 754.8.1 框架梁的截面设计754.8.2. 框架柱的配筋计算805. 楼梯设计855.1楼梯设计资料875.2楼梯计算886.基础设计 916.1.基础设计资料916.2 工程地质条件：916.3基础计算 927.电算与手算的分析对比 100结 论 114致 谢 115参考文献 1161171 结构设计说明1.1本毕业设计结构计算书主要内容：1、楼板结构计算本设计采用了弹性理论方法和塑形理论计算方法进行框架现浇楼板局部单元板和连系梁的设计（包括手工进行荷载计算、内力分析组合及配筋计算）； 2、连续梁计算 本设计采用了弹性理论方法和塑性内力重分布方法两种计算方法对一连续梁结构进行了结构分析和计算，并根据计算结果进行配筋构造设计。3、框架结构计算 本设计采用人工计算的方法对所选取的一榀框架进行了结构计算，主要进行了框架荷载计算、框架内力计算、框架荷载效应组合和框架截面设计等。混凝土连续主、次梁进行受弯承载力计算时，跨内截面在正弯矩作用下按T型截面计算，支座截面按矩形截面进行计算，且不考虑位于受拉区翼缘参与工作。4、楼梯结构计算 本设计楼梯选用板式楼梯，其是由梯段板、平台板和平台梁组成。梯段斜板（包括折线形板）支承于平台梁上，进行内力分析时，将板带简化为斜向简支板，斜板内力同样可化为水平向简支板进行计算，其计算跨度按斜向跨度的水平投影长度取值。梯段斜板按矩形截面计算，截面计算高度取垂直于斜板的最小高度。5、基础结构计算 本设计基础选用柱下独立基础，主要对框架结构计算中所选取的一榀框架的柱下独立基础进行了结构计算和设计。注：本结构计算和设计除某些方面具体注明外，其余均按新规范要求进行计算和设计。1.2工程概况本次设计工程为综合办公楼，建筑主体结构共有6层，总高22.6m，首层层高3.6m，其余层层高均为3.6m。自然地表1m内为填土，填土下3米厚为硬塑性粘土，再下为砾石层。粘土允许承载力为200KN/m2,砾石层允许承载力为300KN/m2。地下水位：地表以下2. 0米，水质对混凝土无侵蚀。 地震信息：地震设计烈度7度，建筑场地类别为类，场地特征周期为0.35s，基本风压0.35kNm2，基本雪压0.30kNm2，地面粗糙度为C类。1.3材料供应和施工条件 （1）三材由当地供应，品种齐全。（2）墙体可选用钢筋混泥土、普通粘土砖、粘土多孔砖或水泥空心砌块等。（3）施工条件良好，设备齐全，技术力量配备合理。2.三层楼板结构计算2.1设计资料本办公楼楼盖结构采用现浇钢筋混凝土楼盖，楼面面层为地砖地面（q=0.55N/ m2），100mm厚钢筋混凝土板，15mm厚混合砂浆天棚抹灰，楼面活载标准值q=2.50KN/ m2，楼盖采用C30混凝土(fc=14.3N/mm2)，钢筋采用HPB300级(fy=270 N/mm2)。梁中纵向受力钢筋采用HRB335级(fy=300 N/mm2)钢筋，其它采用HPB300级钢筋。2.2结构布置选第三层结构平面进行设计，楼盖梁板结构布置及构件编号和尺寸见结施图，由于是对称的选其中一部分进行计算，楼面板的布置如下图所示(图中尺寸单位为mm)：图1楼板结构布置图2.3 荷载计算（1） 楼面板（不包括卫生间）（100mm）B2、B3地砖地面（包括水泥粗砂打底） 0.55 kN/m2 20mm厚水泥砂浆抹平 200.020.40 kN/m2 100mm厚现浇钢筋混凝土楼板 250.102.50 kN/m2 15mm厚天棚抹灰 170.0150.25kN/m2 恒载标准值 = 3.70kN/m2 恒载设计值 g=3.701.2= 4.44 kN/m2 活载设计值 q=2.001.4 =2.80 kN/m2 合计 p=g+q=7.24 kN/m2（2） 走廊楼面板（100mm）B4、B5地砖地面（包括粗砂打底） 0.55 kN/m2 20mm厚水泥砂浆抹平 200.020.40 kN/m2 100mm厚现浇钢筋混凝土楼板 250.102.50 kN/m2 15mm厚天棚抹灰 170.0150.25kN/m2 恒载标准值 = 3.70 kN/m2 恒载设计值 g=3.201.2=4.44 kN/m2 活载设计值 q=2.501.4=3.50 kN/m2 合计 p=g+q=7.94 kN/m2（3）卫生间楼面板（100mm）B1铺地面砖 0.55 kN/m2 20mm厚1：3水泥砂浆找坡 200.020.40 kN/m2 100厚现浇钢筋混凝土楼板 250.102.50 kN/m2 450厚煤渣 0.4573.20 kN/m2 15mm厚天棚抹灰 170.0150.25kN/m2 20mm水泥砂浆抹平 200.02=0.40 kN/m2 恒载标准值 = 7.30kN/m2 恒载设计值 g=6.901.2 = 8.76 kN/m2 活载设计值 q=2.501.4= 3.50 kN/m2 合计 p=g+q=12.26 kN/m2 2.4 板的计算(按弹性理论计算)在求各区格板跨内正弯矩时，按恒荷载均布及活荷载棋盘式布置计算，取荷载为： 在作用下，合内支座均可视为固定，某些区格板跨内最大弯矩不在板的中心点处在作用下，各区格板四边均可视为简支，跨内最大弯矩则在中心点处，计算时，可近似去二者之和作为跨内最大正弯矩值。 在求各中间支座最大负弯矩（绝对值）时，按恒载及活荷载均满布区格板计算，支座四边按实际情况取，计算其内力。由于支座宽度较小，计算跨度近似取轴线间距。所以： P=q+g计算跨中弯矩时，考虑泊松比的影响，混凝土的泊松比=0.2,板的计算中为短边或简支边方向, 为长边方向.（1） 楼面板 （2） 走廊楼板 （3） 卫生间楼面板 双向板内力计算：边界确定后计算各块板内力，板编号见图1。下面以B2板为例, 板的计算示意图如图所示(两邻边嵌固，其余两简支)： 跨中 支座lx/ly=4.2m/6.0m=0.7，查混凝土结构设计附录8得:当=0时， mx=(0.04265.840+0.068301.40)4.22=6.72km/m2 my=(0.01725.840+0.029601.40)4.22=2.50km/m2当=0.2时， mx(u)=6.075+0.22.5=6.575km/m2 ； my(u)=2.5+0.26.72=3.715km/m2支座弯矩：mx=xplx2=-0.09927.244.22=-12.67km/m2 ；my=yply2=-0.07707.244.22=-9.834km/m2对各区格板分别算得的弯矩值，列于下表中。按混凝土结构设计附录8进行内力计算，计算结果见表1区格B1B2 0.5 0.5跨内计算简图14.85+0.26.40+0.2支座计算简图00区格B3B4 0.5 0.5跨内计算简图5.292+0.21.69+0.2支座计算简图区格B5 0.5跨内计算简图支座计算简图附注：B6为楼梯平台板，其计算在楼梯设计中另详。由表可知，板间支座弯矩是不平衡的，实际应用时可近似取相邻。B2-B3支座 =(-9.834-7.31)=-5.57B2-B5支座 =(-12.67-3.66)=-8.17B3-B5支座 =(-9.89-3.66)=-6.78B3-B3支座 =(-7.31-7.31) =-7.31B4-B5支座 =(-3.58-2.61)=-3.10B5-B5支座 =(-2.61-2.61)=-2.612.5 截面设计双向板截面有效高度: lx方向跨中截面的hoxh-20=100-20=80mm；ly方向跨中截面的hoyh-30=100-30=70mm；支座截面的hox80mm。为了便于计算，均近似取r=0.95，。截面配筋计算结果及实际配筋，列于表2中。 表2 按弹性理论计算双向板截面的计算与配筋h0(mm)M(KNm)As(mm2)配 筋实 As(mm2)跨中B1lx8016.131010121101028ly709.3767112170665B2lx806.5841310180436ly703.722668200252B3lx805.6335310200393ly702.751978200252B4lx802.281758200252ly701.19868200252B5lx802.28143 8200252ly700.91658200252支座B2- B380-5.5734910200393B2- B580-8.1751210150523B3- B380-7.1345810150523B3- B580-6.7842510180436B4- B580-3.101948200252B5- B580-2.41151 8200252验算表中板的配筋率)Asmin =max(0.2%bh0或45ft/fy%bh0)=max0.2%100080或(4514.3/210)%100080=max(160mm或245mm)上表中所有As 245mm2,因此满足要求.3.连续梁的计算图2连续梁结构布置图3.1、连续梁（KL-1）计算 （采用弹性理论计算）此计算选择A轴线梁计算，布置如下图所示。此梁为等跨连续梁，采用对称结构，取半结构进行轴半之间的梁计算。计算跨度取=4.2m；半跨梁取l0=4.2/2=2.1m。图3 KL-1梁计算简图1、梁截面尺寸估算h=(l/8l/14)*l0 = (l/8l/14)*4200 = 525300 mm取h=400mm，b=250mm。2、荷载设计恒载设计值由板传来 (B2和B3板)三角形荷载 4.44KN/m2(4.2/2)m9.32KN/m等效均布荷载 9.32 KN/m （5/8 ） 5.83 KN/m240普通砖墙（考虑洞口折减） 1.218KN/m3(3.6-0.40)m0.24m0.8=13.06KN/m梁自重 1.225 KN/m30.25m(0.400.1)m2.63KN/m20厚梁侧抹灰 1.2(0.400.1)m20.02m17 KN/m30.29 KN/m g=21.81 KN/m活载设计值由板传来三角形荷载 2.8KN/m2(4.2/2)m5.88KN/m等效均布荷载 5.88 KN/m（5/8）3.675KN/m q=3.675 KN/m合计： g+q=25.49KN/m由板传来 (B1板)三角形荷载 8.36KN/m2(4.2/2)m18.40 KN/m等效均布荷载 18.40 KN/m （5/8 ） 11.50 KN/m240普通砖墙（考虑洞口折减） 1.218KN/m3(3.6-0.40)m0.24m0.8=13.06KN/m梁自重 1.225 KN/m30.25m(0.400.1)m2.63KN/m20厚梁侧抹灰 1.2(0.400.1)m20.02m17 KN/m30.29 KN/m g=27.48 KN/m活载设计值由板传来三角形荷载 3.5KN/m2(4.2/2)m7.35 KN/m等效均布荷载 7.35 KN/m（5/8）4.59 KN/m q=4.59 KN/m合计： g+q=32.07 KN/m3、内力计算梁按五等跨等截面连续梁计算，梁的计算跨度：L=4200mm。梁的折算荷载为： 恒载 ：在计算中按满布荷载 a. =21.81+3.675/4=22.73 kN/m b. =27.48+4.59/4= 28.63 kN/m (卫生间) 活载 ：在计算中按最不利情况布置 a.=3/43.675=2.76 kN/m b.=3/44.59= 3.44 kN/m （卫生间）图4 KL1梁等效荷载计算简图1）、等效计算简图的弯矩:在各种不同分布的荷载作用下的内力计算可采用等跨连续梁的内力系数表进行，跨内和支座截面最大弯矩及剪力按下式计算，则：M=KL2+KL2V=KL+KL式中系数K值由附表查得，具体计算结果以及最不利荷载组合见表3、表4。将以上最不利荷载组合下的六种弯矩图及六种剪力图分别叠画在同一坐标图上，即可得梁的弯矩包络图(见图)及剪力包络图(见图)表3 KL1梁的弯矩计算（KNm）序号计算简图边跨跨内中间支座中间跨跨内 最不利荷载组合 +80.03-71.04-53.514.8458.9+35.07-71.04-53.550.3620.68+73.89-100.71（-71.99）-45.41（-55.3）41.37（49.91）20.68 +35.07(79.13)-62.95（-72.84）-85.43（-44.51）39.5741.36+79.13(35.07)-72.84（-65.95）-44.51（-85.43）41.3741.36+35.0（67.89）-70.14（-100.71）-55.3（-45.41）49.91（41.37）20.68Max80.03-100.71-85.4350.3658.92）、等效计算KL1梁的剪力:表4 KL1梁的剪力计算（KN）序号计算简图端支座跨内支座 00 最不利荷载组合 +90.07-90.07-124.13-49.38-107.1-57.7257.72107.149.38-5.67+36.52-36.52-69.87-102.93-53.55-111.37111.2753.55102.93-59.22+82.9-36.63-131.3-93.82-56.23-110.6120.1651.09103.57-59.33+38.45-89.65-68.65-112.46-97.03-60.29101.7116.8546.81-5.25+89.65-38.45-124.55-46.81-116.85-101.7460.2997.35112.46-61.15+36.63-82.9-70.47-103.57-28.92-120.38110.6378.1893.821.5Max90.07-90.07-131.3116.85-116.82-120.383.1.2.配筋计算1）、正截面承载力计算梁跨内按T形截面计算，翼缘计算宽度取=1400mmb+s0=250+5750=60000mm,h=400mm,=100mm,取h0=400-35=365mm。判别T形截面类别：按第一类T形截面试算边跨跨内截面=80.3/365=0.222）、斜截面承载力计算次梁斜截面承载力计算见表6。表6 CL1梁斜截面承载力计算截 面端支座内侧离端第二支座外侧离端第二支座内侧中间支座外侧、内侧V(KN)90.07131.3120.38116.850.25cfcbh0(N)326219V326219V326219V326219V0.7ftbho(N)91341V91341V91341V913410.7ftbh0且300h500，箍筋的最大间距200mm，箍筋的配筋率满足要求。3.2、连续梁（KL-2）计算（计算采用塑性内力重分布方法）此计算选择B轴线梁计算。此梁除两边楼梯间外，可视为等跨连续梁，以便更好地巩固连续梁的计算方法，人为地按连续梁计算。不考虑活荷载的最不利布置。计算跨度为4.2m,按等跨连续梁计算内力，取=4.2m。 1、梁截面尺寸估算h=（l/8l/14）*l0=（l/8l/14）*4200 = 525300 mm取b=250mm，h=400mm。2、荷载设计恒载设计值由板传来 三角形荷载 4.44KN/m2(4.2/2)m9.32KN/m 三角形等均布荷载9.32 KN/m （5/8）5.83 KN/m 梯形荷载 4.44KN/m2(2.4/2)m5.32KN/m 梯形等效均布荷载 （1-2（1.2/4.2）2+(1.2/4.2)3）5.32=3.85KN/m240普通砖墙（考虑洞口折减） 1.219KN/m3(3.6-0.40)m0.24m0.8=12.70KN/m梁自重 1.225KN/m30.25m(0.400.1)m=2.25KN/m20厚梁侧抹灰 1.2(0.400.1)m20.02m17 KN/m30.24KN/m g=24.87 KN/m活载设计值 由板传来 三角形荷载 2.8KN/m2(4.2/2)m5.88KN/m 三角形等效均布荷载 5.88 KN/m （5/8）=3.675KN/m 梯形荷载 2.8KN/m2(2.4/2)m3.36KN/m 梯形等效均布荷载 （1-2（1.2/4.2）2+(1.2/4.2)3）3.36=2.43KN/m q=6.11 KN/m合计：g+q=30.98KN/m3、内力计算a图b图c图图5(a)三角形荷载下计算简图； (b)梯形荷载下计算简图； (c)等效均布荷载下计算简图连续梁（KL-2）计算简图连续梁各截面弯矩及剪力计算分别见表7和表8。 表7 KL-2梁弯矩计算 截 面端支座边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中中间支座中间跨跨中弯矩计算系数-22.7739.03-48.6834.16-39.0334.16表8 KL-2 梁剪力计算 （）截 面端支座内侧离端第二支座外侧离端第二支座内侧中间支座外侧中间支座内侧剪力计算系数0.500.550.550.550.5565.0671.5671.5671.5671.564、 截面承载力计算 a、正截面承载力计算梁跨内按T形截面计算，翼缘计算宽度取=1400mmb+s0=250+2400=2650mm,h=400mm,=100mm,取 h0=400-35=365mm。判别T形截面类别：按第一类T形截面试算。跨内截面V326V326V326V326V0.7ftbho(KN)91V91V91V91V91V选用箍筋2828282828Asv=nAsv1(mm)101101101101101按构造配筋 按构造配筋按构造配筋按构造配筋按构造配筋实配箍筋间距s(mm)200200200200200注：根据混凝土设计规范第10.2.12可知，当且时,箍筋采用8双肢箍，最大间距为300mm，所以最终取8200的箍筋。4.框架结构计算4.1、计算单元在本设计中选取建施图中的轴上的一榀框架计算，如下图所示。4.2、设计资料计算所选取的框架计算单元结构共6层，底层3.6m，其他层层高均为3.6m，室内外高差为0.45m，楼盖和屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚除标明外，其余均为100mm。填充墙采用240mm厚的多孔粘土砖。标准层混凝土采用C30。梁、柱中纵向受力钢筋采HRB335级钢筋，其它采用HPB300级钢筋。a.气象：（1）温度：最热月平均31.6，最冷月平均6.2；（2）夏季最高40.8，冬季最低1。（3）相对湿度：最热月平均73%。（4）主导风向，冬季多西北风，平均风速2.8m/s，夏季多东南风，平均风速2.6m/s（5）由全基本风压分布图查出基本风压值为0.35KN/m2。（6）雨雪条件：年降雨量1600mm，月最大降雨量300mm,小时最大降雨量80mm,雨季在6至8月。b.工程地质条件： (1) 自然地表1m内为填土，填土下3米厚为硬塑性粘土，再下为砾石层。粘土允许承载力为200KN/m2,砾石层允许承载力为300KN/m2。 (2) 地下水位：地表以下2. 0米，水质对混凝土无侵蚀。 （3）地震信息：地震设计烈度7度，建筑场地类别为类，场地特征周期为 0.35s，基本风压0.35kNm2，基本雪压0.30kNm2，地面粗糙度为C类。c.材料供应和施工条件：（1）三材由建筑公司供应，品种齐全。（2）墙体可选用普通粘土砖、粘土多孔砖或水泥空心砌块。（3）施工条件良好，设备齐全，技术力量配备合理。4.3.框架计算简图及梁柱线刚度 框架计算简图如图所示，取轴上的一榀框架计算。梁跨度等于柱截面形心轴之间的距离。底层柱从基础顶面算至二层楼面，基顶标高根据地质条件、室内外高差，拟定为-1.0m。二层楼面标高为3.6m，故底层柱高为4.6m。其余各层柱高为3.6m。由此可绘出框架的计算简图，如图所示。图6标准层平面计算单元示意图图7结构剖面示意图4.3.1梁截面尺寸初估： 框架结构主梁截面高度及宽度可由下式确定：且，其中横梁跨度为：LAB=LCD=6.0m,LBC=2.4m，纵梁跨度为4.2m，由此估算： 横向主框架梁： bh=250600mm (LAB=LCD)；bh=250400mm (LBC) 纵向主框架梁： bh=250400mm4.3.2柱截面尺寸初估：柱的轴压比应小于轴压比限值要求：轴向压力初估： 底层柱： b=(1/121/18)4600= 38395.8mm， b取450mm h=(12)b=(12)450=450900mm, h取450mm 4.3.3荷载计算4.3.3.1恒载计算 （1）不上人屋面 30厚细石混凝土