土木工程建筑工程毕业设计办公楼

1前言大学四年的学习生活即将结束，毕业设计将成为我们展示四年学习成果的一个最好平台。毕业设计是大学本科教育的一个重要阶段，可以将我们所学的理论知识付诸于实践，是毕业前的综合学习阶段，是对大学期间所学专业知识的全面总结。它涉及到房屋建筑学、高层建筑、抗震、混凝土、结构力学等多门课程，应用到了很多重要实用的专业知识，比如有底部剪力法、D值法、反弯点法和弯矩分配法等，又涉及钢筋混凝土的配筋和计算，几乎涉及到了所有专业知识。为了做好本次毕业设计，我对大学所学的专业知识进行了及时而全面的复习，查补了以前学习上的漏洞，并借阅了许多相关的书籍和规范。我会很好的把握这次毕业设计的机会，将以前所学的知识应用到实践中去，这无论对以后的学习还是工作都将起到莫大的帮助。我所选择的毕业设计题目是阜新市政府办公楼设计，采用框架结构。框架结构是目前应用最为广泛的结构形式之一，这种结构形式建筑平面布置灵活，可以做成较大空间的会议室，车间，住宅等，可以分割成小房间，或拆除隔断改成大空间结构，立面也富有变化。通过合理的设计，框架结构本身的抗震性能良好，能承受较大荷载，能承受较大变形。因此，我所设计的市政府办公楼非常适合选用这种结构形式。本次设计主要分为建筑设计和结构设计。建筑设计包括：总平面图、平面图、立面图、剖面图及节点详图。结构设计包括：梁板布置图和配筋图。根据民用建筑实用、经济原则，在可能的条件下，注意美观的原则，本设计首先考虑办公楼的实用性，经济性，充分显示现代建筑的特点。结构计算严格按照最新国家规范的要求进行。在毕业设计的三个月里，在指导教师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文翻译，我加深了对新规范、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，进一步掌握了Excel、Word、AutoCAD及天正等软件的使用，以上这些说明从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。本次设计得到了指导教师们的大力帮助，在此特别表示感谢，尤其对我的指导教师孙芳锦老师表示感谢。由于框架结构设计的计算工作量很多，包括地震作用、风荷载作用、恒载作用、活载作用下的梁端、柱端剪力、框架梁、柱的内力组合以及内力值的调整。在计算过程中以手算为主，辅以一些Excel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。张雨：阜新市政府办公楼21设计基本资料1.1初步设计资料保定市徐水县拟兴建6层国土资源局，建筑面积约5283.24m²，长50.9m，宽17.3m。拟建房屋所在地的设计地震动参数αmax=0.08，Tg=0.35s，基本雪压S0=0.40KN/m²，基本风压ω0=0.45KN/m²，地面粗糙度为B类。年降雨量578mm，日最大降雨量85mm。常年地下水位于地表下-7.5m，水质无侵蚀性。地区表面为一般粘土层，下部为砂土，冻土深度-1.0米，承载力情况良好。土的重度为18KN/m³，孔隙比为0.8，液性指标为0.85，地基承载力特征值fak=230KN/m²。1.2设计任务a建筑图纸：总平面图，首层平面、标准层平面图，剖面图，屋面防水、主要立面图，各部分节点详图等。b结构图纸：结构布置图、框架配筋图、梁柱截面配筋图等。c结构计算说明书：1)计算一榀框架的内力及配筋。2)对典型楼板进行必要的设计验算。3)外文文献及翻译。1.3设计过程1)确定结构体系与结构布置2)根据经验对构件进行初估3)确定计算模型及计算简图4)荷载计算5)内力计算及组合6)构件设计7)编写设计任务说明书8)图纸绘制1.4建筑设计1.4.1工程概况该工程为框架结构体系多层办公楼，主体为6层，高25.2米，建筑面积约5283.42m²。31～6层层高均为3.6m，局部突出电梯间为3.6m，1.4.2平面设计由于本建筑冬季气温较低，因此采用内廊式办公楼，走廊净宽为2.4m，柱网为7.2m×7.2m。首层设有值班室，接待室，配电室，档案室，资料室，食堂，开水间，传达室等；2~6层是标准层，设有办公室，会议室，,活动室，咖啡厅，杂物室，单人办公室；顶层设有大会议室，局长办公室和图书阅览室，。为了办公的舒适，每层均设有开水间。1.4.3立面设计建筑物高度25.2m，高宽比H/B=1.464，可以采用底部剪力法计算水平地震作用。顶层设电梯机房，屋面为上人屋面，女儿墙高为1.2m。本建筑的窗一般采用双层塑钢窗，且为平推窗，因为双层窗具有保温的作用，而推拉窗在高层建筑中使用起来比平面方便，可使之免于受风的破坏，窗的尺寸为2.4m×1.5m和1.2m×1.5m。为了避免地坪层受潮，使室内外地坪标高差为600mm，为了解决这个600mm的高差，使人容易上到地坪层，在门厅前做了三个台阶，台阶是供人们正常出入的，由于台阶伸出屋面，为了防雨而在其上设置了雨蓬。1.4.4剖面设计建筑主体为6层，层高均为3.6m，室内外地坪高差为600mm，为了室内装修和阻隔结构层中需要，进行吊顶，这样楼中各种电线，保温管等都从吊顶中穿过，为了避免上下层之间固体传声，在吊顶中加入吸音材料。张雨：阜新市政府办公楼42结构布置及计算简图2.1结构布置及梁、柱截面尺寸的初选2.1.1结构平面布置方案根据办公楼的结构型式、受力特点和建筑使用要求及施工条件等因素综合考虑，本设计采用现浇钢筋混凝土框架结构。主体结构6层，层高为3.6m。建筑物总高为25.2m。根据办公楼的使用功能要求，并考虑柱网的布置原则，本工程主体柱网为7.2m×7.2m。填充墙内墙采用200mm厚的加气混凝土砌块砌筑，外墙采用300mm厚的加气混凝土砌块砌筑。门为木门和玻璃门，窗为塑钢窗。图2-1平面结构布置图Fig.2-1Flatdistributionofthestructure5图2-2结构计算简图Fig.2-2Drawingofthestructuraldesign2.1.2梁截面尺寸初选楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度按跨度的1/45估算，取楼板厚度为120mm。梁的截面尺寸应满足承载力、刚度及延性要求。截面高度按一般取梁跨度l的1/12～1/8估算。为防止梁产生剪切脆性破坏，梁的净跨截面高度之比不宜小于4。由此估算梁的截面尺寸见表2-1，表中还给出了各层梁、柱和板的混凝土强度等级。其设计强度C35（fc=16.7N/m²,ft=1.57N/m²），C30(fc=14.3N/m²,ft=1.43N/m²)。表2-1梁截面尺寸及各层混凝土强度等级Form2-1Thesectionalsizeofaroofbeamoftheformandgradeofintensityofeverylayerconcrete`混凝土强度等级横梁b×hABCDBC纵梁b×h次梁b×h2-6C30350×750250×450350×750300×6001C35350×750250×450350×750300×6002.1.3柱截面尺寸初选1)柱的轴压比设计值按照公式1-1计算：FgnN(2-1)式中：β：考虑地震作用组合后柱轴力压力增大系数，边柱取1.3，等跨内柱取1.2,不等跨取张雨：阜新市政府办公楼61.25；F：按照简支状态计算柱的负载面积；g：折算后在单位面积上的重力荷载代表值，近似取2/14mkN；n：验算截面以上楼层层数；2)框架柱验算cNcfNA(2-2)由计算简图2-1可知边柱和中柱的负载面积分别为7.2×3.6m²和7.2×4.8m²。由公式（2-2）得第一层柱截面面积为：边柱231614187.169.0610126.32.73.1mmAc中柱231681147.169.0610129.32.725.1mmAc如取柱截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为410.4mm和410mm。根据上述计算结果并综合考虑其它因素，本设计中柱截面尺寸取值如下：1层mmmm6006002～6层mmmm450450框架结构平面布置如图2-1所示，计算简图如图2-2所示。取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板底，2-6层柱高度即为层高3.6m；基础选用独立基础，基础埋深取2.5m。底层柱高度从基础顶面取至一层板底，即mh68.512.09.05.26.06.31。73重力荷载代表值计算3.1屋面及楼面的永久荷载标准值1)顶层上人屋面30厚细石混凝土保护层23/66.003.0/22mkNmmkN5mm厚的焦油聚氨酯防水涂料2/＝0.0755015.0mkN20厚水泥砂浆找平层23/4.002.0/20mkNmmkN150厚水泥蛭石保温层23/75.015.0/5mkNmmkN120厚钢筋混凝土板23/0.312.0/25mkNmmkNV型轻钢龙骨吊顶2/25.0mkN合计2/135.5mkN2)1～5层楼面瓷砖地面（包括水泥粗砂打底）2/55.0mkN100厚钢筋混凝土板23/0.312.0/25mkNmmkNV型轻钢龙骨吊顶2/25.0mkN合计2/30.3mkN3.2屋面及楼面可变荷载标准值上人屋面均布活荷载标准值2/0.2mkN楼面活荷载标准值2/0.2mkN屋面雪荷载标准值20/4.04.00.1mkNSSrk式中：μr为屋面积雪分布系数，取0.1r。3.3梁、柱墙门重力荷载标准值计算梁、柱可根据截面尺寸，材料容重及粉刷等计算出单位长度上的重力荷载。计算结果见表3-1。表3-1梁、柱重力荷载标准值Form3-1Roofbeam,postgravityloadstandardvalue张雨：阜新市政府办公楼8层次构件bmhmγKN/m³βGKNlimnGiKNΣGiKN1边横梁0.350.75251.057.3836.616791.462679.46中横梁0.250.40251.052.6251.8839.9次梁0.300.60251.054.7257.014463.05纵梁0.350.75251.057.3836.6281385.05柱0.600.60251.109.95.68362024.3522024.3522~6边横梁0.350.75251.057.3836.7516791.462679.46中横梁0.250.40251.052.6251.95839.9次梁0.300.60251.054.7257.014463.05纵梁0.350.75251.057.3836.6281385.05柱0.450.45251.105.5693.636721.74721.74注：1)表中β为考虑梁、柱的粉刷层重力荷载而对其重力荷载的增大系数；G表示单位长度构件重力荷载；n为构件数量。2)梁长度取净长；柱长度取层高。3.4墙重力荷载标准值计算外墙为300mm厚加气混凝土砌块（加气混凝土砌块密度为15KN/m3），外墙面贴瓷砖（0.5KN/m²），内墙面为20mm厚抹灰，则外墙单位墙面重力荷载为：2/5.3402.0173.0155.0mKN内墙为200mm厚加气混凝土砌块，两侧均为20mm厚抹灰，则内墙单位墙面重力荷载为：2/4.28202.0172.051mKN木门单位面积重力荷载为0.22/mKN；铝合金门窗单位面积重量取0.42/mKN。3.5重力荷载代表值集中于各质点的重力荷载Gi，为计算单元范围内各层楼面上的重力荷载代表值及上下各半层的墙、柱等重量。各可变荷载的组合值系数按规范规定采用：无论是否为上人屋面，其屋面上的可变荷载均取雪荷载。9简单的计算过程如下：顶层重力荷载代表值包括：屋面恒载、50%屋面荷载、梁自重、半层柱自重、半层墙自重。其它层重力荷载代表值包括：楼面荷载、50%楼面均布活荷载、梁自重、楼面上下个半层的柱自重、墙自重。第一层：楼板面积：2932.41mm1.57.214.47.214.4-17.350.9柱：4.64m23.625.68外墙面积：2632.896mm217.3250.91.8217.3250.92.84）（）（铝