某公司商务大楼结构设计(毕业设计).docx
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1、摘 要本毕业设计为某公司商务大楼,主体结构为框架结构,底层为营业大厅,二层为办公室,三层为会议室,建筑面积957m2左右。设计本着简单、实用、功能齐全、使用安全的原则进行。毕业设计内容具体包括两部分:建筑设计、结构设计;另外后面还附有一榀框架结构设计中部分内力组合及配筋的计算表。建筑设计主要是根据功能和各种相关规范的要求,进行建筑平面、立面、剖面的设计和建筑构造作法的设计。结构设计主要是根据确定的建筑设计图纸,进行结构方案的选择和结构计算,在此基础上分别完成基础平面布置图、结构平面布置图、框架配筋图、楼梯配筋图等主要结构设计施工图。在设计过程中,本设计严格遵守有关规范的规定,并参考了大量的专业
2、书籍,努力做到使所学过的基础理论与实际实践紧密结合。关键词: 框架结构; 建筑设计; 结构设计目 录1 建筑设计11.1工程概况11.1.1设计题目11.1.2原始设计资料11.2 建筑概况11.2.1建筑平面11.2.2 建筑立面31.2.3 建筑剖面41.2.4采光、通风设计51.2.5抗震设计51.2.6建筑防火设计51.3 建筑构造作法:51.3.1屋面:51.3.2楼面:61.3.3地面:61.3.4墙体:61.3.5踢脚:61.3.6散水:61.3.7台阶:62 结构设计72.1 设计资料72.1.1工程概况72.1.2原始设计资料:72.1.3材料选用72.1.4常用材料自重72
3、.1.5活载标准值82.2 结构选型及梁柱线刚度计算82.2.1柱网尺寸确定82.2.2构件尺寸确定82.2.3梁、柱线刚度计算92.3荷载计算102.3.1永久荷载标准值112.3.2活荷载标准值132.3.3恒荷载、活荷载标准值作用下的结构计算简图132.4内力计算142.4.1水平地震作用(左震)下的内力计算142.4.2风载作用(左风)下的内力计算212.4.3水平地震作用(右震)下的内力计算252.4.4风载作用(右风)下的内力计算262.4.5恒载作用下的内力计算282.4.6活载作用下的内力计算342.5内力组合412.6框架配筋计算412.6.1框架梁配筋计算412.6.2框架
4、柱配筋计算442.7现浇板筋计算452.7.1计算跨度452.7.2荷载计算452.7.3弯矩计算及配筋462.8楼梯设计492.8.1楼梯梯段板计算492.8.2平台板设计512.8.3平台梁设计512.9基础设计522.9.1结构尺寸选择522.9.2基底底面积确定及应力校核532.9.3基础底板配筋552.9.4基础梁的内力与配筋计算562.9.5(A)(C)两轴基宽粗略确定603 参考文献624 附表621 建筑设计1.1工程概况1.1.1 设计题目1) 工程名称:某公司商务大楼2) 功能要求:营业大厅,办公室,会议室,卫生间等1.1.2 原始设计资料地基:基础持力层褐黄色粉质粘土,地
5、基承载力特征值fa=100kN/m2,地下水位埋深在地表以下5m;基本风压值:0.55kN/m2;地面粗糙度:C类;抗震设防:烈度7度,第一组;框架抗震等级:三级;场地土类别:类;设计基本地震加速度值:0.10g;建筑类别:丙类;设计使用年限:50年。1.2 建筑概况1.2.1建筑平面本设计是商务大楼,设计依据为办公建筑设计规范(JGJ 67-89)。根据建筑使用性质、建设规模与标准的不同,确定各类用房,主要由营业大厅、办公室和会议室等组成。商务大楼内各种房间的具体设置、层次和位置,应根据使用要求和具体条件确定。办公建筑应根据使用要求,结合基地面积、结构选型等情况按建筑模数确定开间和进深,并为
6、今后改造和灵活分隔创造条件。1)商务大楼的功能分析商务办公大楼的功能就是满足承接各种商业业务的要求。按其功能,主要可分为三部分:商务办公空间部分营业大厅、办公室、会议室等;辅助空间部分卫生间、洗手池等;交通联系部分过厅、过道、楼梯等。通过分析任务书、查找建筑防火等规范、调查研究以往的设计经验,确定本设计为框架结构。2)商务大楼单一空间设计a)办公室 首先应当依据对办公用房的具体要求,确定办公室的数目,然后再参照办公家具的的尺寸及办公人员所需要的办公空间确定其大小及面积,最后再验核设计成果是否满足设计任务书及相关规范的要求。其中,具体尺寸应符合建筑模数要求。此外根据规范要求,办公用房宜有良好的朝
7、向和自然通风,并不宜布置在地下室;普通办公室每人使用面积不应小于3,单间办公室净面积不宜小于10。b)会议室 会议室有大中小之分,设计步骤同办公室。其中,中、小会议室可分散布置。小会议室使用面积宜为30左右,中会议室使用面积宜为60左右;中、小会议室每人使用面积:有会议桌的不应小于1.80,无会议桌的不应小于0.80。大会议室应根据使用人数和桌椅设置情况确定使用面积。会议厅所在层数和安全出口的设置等应符合防火规范的要求,并应根据语言清晰度要求进行设计。c)卫生间 卫生间的面积、形状、尺寸决定于卫生间的设备多少及其大小、人体活动与卫生设备组合尺寸、开门方式等因素。设计时应注意:卫生间距离最远的工
8、作点不应大于50m;卫生间应设前室,前室内宜设置洗手盆;应有天然采光和不向邻室对流的直接自然通风,条件不许可时,应设机械排风装置。卫生洁具数量应符合下列规定:男厕所每40人设大便器一具,每30人设小便器一具(小便槽按每0.60m长度相当一具小便器计算);女厕所每20人设大便器一具;洗手盆每40人设一具。3)商务大楼各类用房的组合商务楼各个功能用房的大小和形状基本确定了之后,就可以按照规范要求的原则,按照不同的层数,把各个房间组合起来。其中底层整体部分为营业大厅,二三两层为办公室和会议室。每层的设计平面见附图建施01-03“一层平面图”、“二层平面图”、“三层平面图”。4)门窗大小及位置的确定门
9、窗的定位受建筑构造、家具布置、自然通风、房间内外交通、功能区使用面积要求等因素的影响。如无特殊要求,窗通常布置在相应房间的外墙居中部位,向外开启,内墙窗户采用推拉窗。门窗尺寸大小受地区气象条件、风俗习惯、室内环境要求、建筑构造等因素的影响。本设计营业大厅正门及侧门均设置为玻璃门,办公室、会议室及卫生间等为木门;窗全为塑钢窗。结合剖面设计的内容,本设计门窗洞口尺寸如下表1.1所示:表1-1 门窗洞口尺寸表门M-13.6m3.3m(双扇)M-21.5m3.0m(双扇)M-31.0m3.0mM-41.2m3.0m(双扇)M-50.8m3.0m窗C-13.0m2.1mC-21.5m2.1mC-31.2
10、m2.1m6)楼梯间设计本设计选取现浇板式楼梯。设计楼梯时,应使其符合建筑设计防火规范(GBJ16-1987)、民用建筑设计通则(JGJ37-87)和其他有关单项建筑设计规范的规定。低层办公建筑不需要设封闭楼梯间,但楼梯间靠外墙设置,能直接天然采光和自然通风。楼梯间的形状、大小、面积与层高、楼梯踏步的尺寸、人们搬运办公用品及上下楼梯的活动尺寸等因素有关。楼梯梯段净宽不应小于1.1m;楼梯平台净宽不应小于楼梯梯段净宽,且不小于1.2m,当有搬运大型物件需要时应适量加宽。本设计的楼梯间尺寸定为3.3m(宽度)5.7m(长度)。a)坡度和踏步尺寸:民用建筑舒适的坡度范围是2635,踏步尺寸可用以下公
11、式估算:b+h=450mm;b+2h=600mm620mm式中:b踏步宽;h踏步高。建筑楼梯模数协调标准(GBJ101-87)规定踏高不宜大于210mm,不宜小于140mm,各级踏高应该相同,踏宽可采用220、240、260、280、300、320等,亦可采用250mm。根据民用建筑设计通则(JGJ37-87)的要求,作为主要交通用的楼梯梯段净宽应根据楼梯使用过程中人流股数确定。楼梯平台部位的净高不应小于2m,楼梯梯段部位的净高不应小于2.2m。楼梯梯段净高为自踏步前缘线量至直上方凸出物下缘间的铅垂高度。楼梯坡度的选择要从攀登效率、节省空间、便于人流疏散等方面考虑。因而本建筑楼梯踏步高度为15
12、0mm,踏面选用280mm。楼梯坡度小于35。b)楼梯栏杆的确定:楼梯的栏杆应坚固适用。在楼梯平台靠近窗户边缘,亦设栏杆。栏杆高度为900mm。出于安全因素,栏杆末端向下布置。1.2.2 建筑立面1)建筑立面是表示房屋四周的外部形象。立面设计的任务是恰当确定立面中各组成部分和构件的比例和尺度,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。建筑立面设计是一个由粗到细的过程,主要要从以下几点入手:a)尺度和比例。立面组成部分的尺度要正确,比例要协调;b)节奏和虚实。节奏感可以通过门窗的排列组合、墙面构件的划分表现,虚实对比则通过形体的凹凸光影效果实现;c)材料质感和色彩配
13、置;d)细部处理。如檐口和入口处理等。考虑设计的是商务大楼,立面尽量简洁明快,采用横向分隔条装饰。紧密结合了房屋内部空间组合的平剖关系,绘制整个立面的基本轮廓,同时考虑了工程技术和施工工艺的限制,着重分析了各个立面上墙面的处理,门窗的调整安排,最后对入口门廊、建筑顶层等进一步作重点及细部处理。2)追求尺度正确和比例协调在建筑设计图集中查找相应部位的尺度,如踏步高取二三层150mm,一层175mm,楼梯栏杆高900mm,以满足人们生活习惯和安全的需要。在建筑物的突出部分也尽量使比例协调,满足人们的视觉习惯以及结构上的要求。3)考虑材料质感和色彩配置在立面轮廓的比例关系、门窗排列、构件组合以及墙面
14、划分基本确定的基础上,较为合理地对材料质感和色彩进行了选择和配置,以使建筑立面进一步取得丰富和生动的效果。在窗户上下两端,设置封闭的水平蓝色引条线,线宽及线深均为20mm;外墙为水泥粉刷墙面外涂白色外墙防水涂料,让人感觉整洁、清新。使整个建筑与周围环境相互融合。4)注重细部处理突出建筑物立面中的重点,既是建筑造型的设计手法,也是房屋使用功能的需要。1.2.3 建筑剖面剖面图旨在反映建筑物在垂直方向上各部分的组合关系,其主要任务是确定建筑物各部分应有的高度,建筑层数及建筑空间的组合关系。1)二三层办公用房各部分高度的确定主要包括房间净高和层高的确定;室内窗台高度的确定;门窗洞口尺寸的调整;雨蓬高
15、度的确定;地面高差的确定,室内外地面高差的确定。a)房间净高及层高 房间高度可用层高或净高表示。净高为室内地面至顶棚或其他屋顶构件底面的距离;层高为净高加建筑结构高度(如梁板高度)。办公室的室内净高不得低于2.60m,设空调的可不低于2.40m;走道净高不得低于2.10m,贮藏间净高不得低于2.00m。本设计为商务大楼,一层为营业大厅,二三层为办公室和会议室,采用框架结构,故一层层高取为4.2m,二三层层高取为3.6m。b)窗台高度 窗台高度一般不应低于0.9m;外窗窗台距离楼面、地面净高低于0.9m时,应有防护措施,窗外有阳台或平台时可不受此限;底层外窗、阳台门及下沿低于2.0m,且紧邻走廊
16、或公共上人屋面的门和窗,应采取防护措施。商务办公楼窗台的高度通常取0.9m,如与立面处理矛盾,可根据立面需要对窗台高度作进一步调整。本设计取窗台高度为0.9m。c)窗洞口高度的调整 窗洞口高度可按下式计算:窗洞口高度层高窗台高度梁高本设计中,二三层层高3.6m,窗台1.0m,梁高为0.5m,则窗洞高度为3600-1000-5002100mm首层为营业大厅,层高为4.2m,为方便施工起见,窗洞高度仍取为2100mm。d)屋顶、檐口的形式和尺寸 屋顶形式有平屋顶和坡屋顶两种;常见屋顶檐口形式有平屋顶挑檐、平屋顶女儿墙和坡屋顶挑檐等。平屋顶挑檐的尺寸取决于功能和结构的合理性,同时也受立面比例关系的制
17、约。一般挑檐的宽度为400800mm;平屋顶女儿墙高度尺寸依据屋顶是否上人而定,上人屋顶的女儿墙除考虑满足排水构造要求外,还要考虑安全,一般为10001200mm,幼儿园女儿墙高度至少为1200mm,不上人女儿墙高度,只考虑排水,一般为500600m;坡屋顶根据屋面坡度确定屋脊标高,再定挑檐尺寸,和平屋顶大致相同。本商务大楼设计中的屋顶选择平屋顶,檐口为平屋顶女儿墙,高度为600mm,不上人屋面(建筑找坡)。e)雨蓬 雨蓬及其栏板高度应综合考虑使用功能、门洞高度及整个建筑的立面效果。通常将雨蓬与门洞过梁结合成一体,并高于门洞200mm左右。雨蓬栏板高度取300500mm。f)地面高差 指同一层
18、中卫生间等易于积水或需要经常冲洗房间的楼、地面标高和同层其他房间楼、地面的标高差异,要求比楼、地面约低2050mm,以防止积水外溢。本设计取30mm作为卫生间与同层其他房间楼、地面高差。g)室内外地面高差 主要用于防止室外雨水流入室内,防止建筑物因沉降而使室内地面标高过低。本设计取450mm作为商务大楼设计的室内外高差。2)建筑层数的确定对于办公楼,一般以6层以下为宜;当建筑物的耐火等级为三级时,最多允许建5层。依据任务书中所给的条件,综合考虑建筑物的使用要求、结构和材料的要求、城市规划、建筑防火及经济条件要求等影响建筑物层数的因素,确定层数为5层,其中一层为营业大厅,二三层为办公室及会议室用
19、房。1.2.4采光、通风设计办公建筑设计规范(JGJ67-89)规定,办公室、研究工作室、接待室、打字室、陈列室和复印机室等房间窗地比不应小于1:6。1.2.5抗震设计本工程的抗震设防类别为丙类。丙类建筑,地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防的要求。丙类建筑的抗震等级应按建筑抗震设计规范(GB50011-2001)中“现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级”表确定。本设计属于框架结构,7度设防,高度小于30m,所以为三级框架。因本建筑长度小于55m,故无须设抗震缝。1.2.6建筑防火设计本商务大楼采用三级耐火等级,最多允许层数为五层,最大允许长度为100m,每层最大允许建筑面积为1200m2。详见建
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