大学毕业设计-科研综合办公楼设计.docx

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1、中文摘要(2)英文摘要(3)引言(4)第章混凝土现浇框架结构设计(5)一、工程概况(5)二、建筑方案选择(6)三、结构布置及计算简图(7)四、重力荷载计算(9)五、框架侧移刚度计算(14)六、横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算(16)七、竖向荷载作用下框架结构的内力计算(23)八、截面设计(76)九、楼梯设计(99)十、板设计(103)十一、基础设计(106)第二章施工组织设计(113)、工程概况(113)二、施工组织与部署(114)三、施工进度计划(116)四、主要分部分项工程施工方案(117)五、工期保证措施(127)六、季节施工措施(128)七、安全生产保证措施(129)结论(1

2、33)致谢(134)参考文献(135)合肥市科研综合办公楼设计摘要：本次毕业设计课题为合肥市科研综合办公楼设计。该办公楼位于合肥市某地，建筑面积约为5400m2左右。本设计包括建筑设计、结构设计以及施工组织设计。根据建筑设计、工艺使用和抗震方面的要求等，确定合理的结构方案,确定框架、楼面、屋面、楼梯及其它承重构件和非承重构件形式。本设计选取一幅主框架（4轴线）及其柱下基础进行设计计算。主要包括：结构选型，梁、柱、墙等构件尺寸的确定，重力荷载计算、横向水平作用下框架结构的内力和侧移计算、纵向地震作用计算、水平地震作用下横向框架内力分析、竖向荷载作用下横向框架的内力分析、内力组合、截面设计、基础设

3、计。最后，根据工程概况及施工特点，对该工程进行施工组织设计：选择施工方案、编制施工进度计划表，并且设计施工平面布置图。关键词：钢筋混凝土框架结构结构设计内力分析内力组合施工组织设计Abstract： The project title is the design of comprehensive scientific research office.The office is located in Hefei, its construction area is about 5400m2. According to demands of architectural design, technol

4、ogy use and seismic requirements,! determine a reasonable structure of the program,and frame,floor,roof, stairs and other the form of load-bearing components and non-load-bearing component. The design mainly selectes only one of the design column under the main frame and its foundation to calculate.

5、 Structure design includes type selection, determine sizes of the beams, columns, walls and other components, the calculation of the gravity load, the internal force and displacement analysis of the frame structure under the level of the horizontal and the vertical seismic action, internal force com

6、position, cross-section design, foundation design.Finally,comply architecture drawing,structure drawing and construction ichnoggraphy.Keywords：Reinforced concrete frame structre; structre design; Internal force analysis ; internal force composition construction organization design引言毕业设计不仅是对大学四年所学知识的

7、总结，也是对我们能力的次考验.这对我们以后的工作有很大的帮助。我这次的课题为合肥市科研综合办公楼设计，本次毕业设计的主要目的是加深对理论和概念的理解，独立系统的完成项工程设计，熟悉工程设计的一般步骤，熟悉相关设计规范、手册、标准图以及工程实践中常用方法,以及把所学知识和现实实践有机合理的联系起来。本次毕业设计分建筑设计、结构设计和施工组织设计三部分，建筑设计包括建筑平面图、剖面图、立面图及建筑构造详图；结构设计包括上部结构设计、基础设计以及楼梯、楼板设计。本次设计采用结构软件PKPM进行复核，图纸用计算机绘制与手绘共同完成，说明书全部用计算机打印。通过较为完整的设计过程复习和巩固了以前所学知识

8、，熟悉运用建筑规范和国家标准图集，初步掌握建筑设计的基本方法和步骤，了解建筑物的一些细部构造，进一步提高和训练绘图技巧，包括使用计算机绘制建筑图及有关结构计算。本次毕业设计的重点在于方案设计、结构设计，着重理解在结构设计中的结构方案选择、荷载整理、荷载组合、抗震设计要求、内力组合、基础设计要点等。在毕业设计的过程中，熟悉相关的书籍、规范、程序使用手册如民用建筑设计通则、建筑设计防火规范、建筑结构荷载规范、混凝土结构设计规范等通用性规范。在设计的过程中注意的问题是正确处理建筑设计和结构设计的关系：建筑设计主要解决以下问题：环境、场地、体形；与人的活动有关的空间组织;建筑技术问题；建筑艺术问题。结

9、构设计主要解决以下问题：结构形式；结构材料；结构的安全性、适用性、耐久性；结构的连接构造和施工方法。结构设计是建筑设计的基础上进行的，在建筑方案设计阶段应考虑主体结构方案。通过协调二者的关系，力争将合理的结构形式与建筑使用和美观需要统一起来。在本次毕业设计中，我的指导老师在百忙之中，倾注了大量时间和精力，给予了必要的指导，在此表示衷心的感谢。由于毕业设计时间仓促，工作量较大，涉及的知识面比较广，加之设计经验有限，不妥之处在所难免，敬请各位评审老师批评指正。第一章混凝土现浇框架结构设计一、工程概况合肥市拟兴建6层科研综合办公楼，建筑场地地面平坦，该场地的地层特征如表1所示：表1地层特征层序地层名

10、称状态地层包含物层厚(M)地基承载力特征值 fKPa)a杂填士可塑黑灰色含少量碎砖0.61.080b粉质粘土可塑黄灰色含氧化铁0.81.2120c粘土硬塑褐黄色含氧化铁、铁镒结核1.19.0280d砂岩强风化坚硬棕红色含风化砂岩颗粒未钻穿350上层滞水，主要分布于上部填土层中，水量中等，对位无侵蚀性。该工程所在地区抗震设防烈度为7度，设计基本加速度值为0.01g,建筑场地类别为H类，场地特征周期为0.35s。拟建物基础全部埋置于粘土层中，其地基承载力特征值取280KPa,压缩模量取15MPa,基础开挖时，严禁坑底土被水浸泡或暴晒。二、建筑方案选择该建筑平面尺寸为57.40mX 15.58m,共

11、六层，其中底层4.2m,26层均为3.6m,建筑面积约为5400m2o其组成为：(1)1层建筑北面均为实验室(7.2mX6.9m),26层的建筑北面为会议室(10.5mX6.9m)、实验室(7.2mX6.9m)；(2)该建筑南面为办公室(7.2mX6.0m、3.6m X6.0m)、卫生间(7.2mX6.0m)、楼梯(7.2mX6.0m、3.3mX6.0m)o该建筑的外墙均贴砖面，采用V型轻钢龙骨吊顶，门厅为较高级地板砖，其余楼面均为瓷砖地面，窗户采用铝合金窗和钢框玻璃窗，门均为木门。本工程屋面采用结构找破，屋面从下到上依次为：100厚钢筋混凝土板、150厚水泥蛭石保温层、20厚水泥砂浆找平层、

12、SBS卷材防水层。本工程屋面防水等级为三级，防水层耐用年限10年，采用SBS卷材防水层。防水层遇女儿墙时卷起不小于250高泛水。卫生间等有水的室内楼地面均做聚氨酯涂膜(非煤焦油)防水层(三遍)，其总厚度不小于1.5mm,遇墙上翻800mm,遇门时涂出门外300mm。根据本工程的岩土工程勘察报告，场区内地下水位在钻探深度范围内没有地下水分布，因此室内地面防水做法设置两道柔性防水层。屋面采用有组织排水，按3%坡度坡向雨水口。卫生间楼地面按1%坡度坡向地漏。室外场地排水坡向内部道路暗排水沟，坡度按总平面场地标高及坡向确定。三、结构布置及计算简图该建筑为钢筋混凝土框架结构，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝

13、土结构，楼板厚度取100mm。梁截面尺寸：h=(l/12l/8)l,b=(l/3l/2)h,其中h为梁高，b为梁宽，1为跨度，由此估算的梁截面尺寸见表2：表2梁截面尺寸(mm)及混凝土强度等级层次混凝土强度等级纵梁边框横梁中框横梁横梁次梁线其他A-1/A1/A-BAB跨BC跨CD跨16C25250X400250X650250X400250X400250X600250X400250X550200X450注：表中截面尺寸均为bXh。N柱截面尺寸根据4=厂厂估算。查表知该框架结构的抗震等级为三级，其轴压比限值Ur=0.9；各层的重力荷载代表值近似取12KN/nA选用C30级混凝土，则第一层柱截面面积

14、分别为：边柱A：l-3x7.2x3.45xl2xl0-x6=18()653fflzw20.9x14.3/. a425mm中柱B：A。1.2 x 72x(3.45 +1.2) x 12 x IQ3 x 60.9x14.3=224761m J/. a474mm中柱C：Ac1.2x7,2x(3 4-L2)x12x103x60.9x14.3=203010/71777 2a451 mm边柱D： 1.3x7.2x3xl2xlQ3 x60.9x14.3=157091,边柱C-l：.aN396mm1.2x3.3x(3 + 1.2)xl2xlQ3 x60.9x14.3=100800/2a317mm边柱D-l：

15、1.2x3.3x3xl2xlQ3 x60.9x14.3=72000m/n2.aN268mm注：以上柱截面均为正方形。根据上述计算结果并综合考虑其他因素，本设计柱截面尺寸取值如下:1 层： 550mm X 550mm26 层：500mm X 500mm其中16层的轴线和轴线柱均为400mmX400mm。基础选用独立基础，基础埋深取1.8m,肋梁高度取1.0m。框架结构计算简图如图1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，26层柱高即为层高，取3.6m；底层柱高度从基础顶取至一层板底，即h=4.2+1.8-1.0=5.0mo图1(a)横向框架图1(b)纵向框架moom图1框架结构

16、计算简图四、重力荷载计算1、屋面及楼面的永久荷载标准值屋面（不上人）：SBS卷材防水层0.35 KN/ m220厚水泥砂浆找平层20 X0.02=0.4KN/m2150厚水泥蛭石保温层5X0.15=0.75KN/ m2100厚钢筋混凝土板25X0.1=2.5KN/m2V型轻钢龙骨吊顶0.25KN/m2合计4.25KN/ m215层楼面：瓷砖地面（包括水泥粗砂打底）0.55 KN/ m2100厚钢筋混凝土板25X0.1=2.5KN/m2V型轻钢龙骨吊顶0.25KN/ n?合计3.30KN/ m22、屋面及楼面可变荷载标准值不上人屋面均布活荷载标准值OSKN/n?楼面活荷载标准值2.0KN/m2屋

17、面雪荷载标准值Sk=1.0X0,6=0.6KN/ m23、梁、柱、窗、门、墙、板重力荷载计算（1）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，具体计算过程从略，计算结果见表3。表3梁柱重力荷载代表值层次构件b/mh/my/(KN/m3)Pg /(KN/m)1c/mnGi /KNEG/KN1边柩架A-1/A 跨0.250.3251.051.9694.2216.5401262.3801/A-B 跨0.250.3251.051.9693.2212.602BC跨0.250.3251.051.969227.876CD跨0.250.45251.052.9535.6233.075中框架A

18、B跨0.250.5251.053.2816.358166.688BC跨0.250.3251.051.9691.85829.138CD跨0.250.45251.052.9535.458128.756纵梁线0.250.3251.051.9692.85633.666其他0.250.55251.053.6096.6528672.066次梁10.20.35251.051.8386.05444.46820.20.35251.051.8386.958102.16530.20.35251.051.8384.175215.343柱角柱0.40.4251.14.40058176.000其他0.550.55251.

19、18.3195321331.0002-6边框架A-1/A 跨0.250.3251.051.9694.2216.5401275.1511/A-B 跨0.250.3251.051.9693.2212.602BC跨0.250.3251.051.969227.876CD跨0.250.45251.052.9535.6233.075中柩架AB跨0.250.5251.053.2816.358166.688BC跨0.250.3251.051.9691.85829.138CD跨0.250.45251.052.9535.458128.756纵梁1-2线0.250.3251.051.9692.85633.666其他

20、0.250.55251.053.6096.6528672.066次梁10.20.35251.051.8386.05444.46820.20.35251.051.8386.959114.93630.20.35251.051.8384.175215.343柱角柱0.40.4251.14.4003.68126.720其他0.50.5251.16.8753.632792.000注：1)表中B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。(2)窗有两种：铝合金窗，其单位面积重力荷载为0.4 KN/n?钢框玻璃窗，其单位面积

21、重力荷载为0.5 KN/ m21层：铝合金窗面积=3.1X2.6X12+2.1X2.0X12+4.8X2.0+0.75X0.6X8+1.2X1.8X2=164.64 m22层：铝合金窗面积=3.1X2.0X12+2.1 X2.0X 12+4.8X2.0+0.75X0.6X8+1.2X 1,8X2=142.32 m2钢框玻璃窗面积=2X3.14X3.3X2.0X2/4+6.6X3=30.162 m236层：铝合金窗面积=3.1X2.0X12+2.1X2.0X12+4.8X2.0+0.75X0.6X8+1.2X 1.8X2+6.6X2=155.52 m2钢框玻璃窗面积=2X3.14X3.3X2.0

22、0.7,所以该框架为规则框架。表6中框架侧移刚度D值（N/mm）层次A柱（8根）B住（8根）C主（4根）D主（4根）ZD,K0cDnKDi2K氏KOkDi42-60.8410.296118901.5580.438176001.4620.422169500.7450.27110890347280I0.7980.464101901.4780.569124901.3860.557122300.7070.4479790269520表7边框架侧移刚度D值（N/mm）层次B-l、B-101/A-k l/A-10ZDiK0cDi!K氏Di22.1930.52386101.5560.4387210316401

23、3.0380.70243102.1530.841516018940表8楼梯间框架侧移刚度D值（N/mm）层次C-l, C-10D-l、D-10C-2, C-9、C-5、C-6D-2、D-9、D-5、D-6ZD,K0cDiKac%KOk%K%Di42-62.2220.52686600.9090.31351401.2760.389156400.5590.218876012520013.0860.70543301.2630.5433171.210.533117000.530.407893097814表9横向框架层间侧移刚度D值层次12-6ZDi386274504120六、横向水平荷载作用下框架结构的

24、内力和侧移计算1、横向水平地震作用下框架结构的内力和侧移计算横向自振周期计算结构顶点的假想侧移根据以下式子计算：VGi=gGk；(!= VGi/gDij； UT=Z(Au)i式中：Gk为集中在k层楼面处的重力荷载代表值；VGi为把集中在各层楼面处的重力荷载代表值视为水平荷载而得的第i层的层间剪力；ZDij为第i层的层间侧移刚度；(四为第i层的层间侧移；叮为计算结构基本自振周期用的结构顶点假想位移。具体计算过程见表10o表10结构顶点的假想侧移计算层次Gi/KNVq /KNE Di/(N/mm)ui/mmui/mm67057.217057.2150412014.0351.757959.96150

25、17.1750412029.8337.748015.2223032.3950412045.7307.938015.2231047.6150412061.6262.228002.8839050.4950412077.5200.618502.3147552.8386274123.1123.1该结构的基本自振周期按下式计算：7=1.7%朝其中用为结构基本自振周期考虑非承重砖墙影响的折减系数，取用=0.7,贝IJ：7；=1.7x0.7x0.3517=0.7k(2)水平地震作用及楼层地震剪力计算该结构的高度不超过40m,质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切变形为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。

26、结构总水平地震作用标准值按下式计算，即 Geq=0.85 S Gi=0.85 X48002.8=40802.38KNaj=0.9(Tg/T1)amax=(0.35/0.71)0.9 X 0.08=0.043Fek=(Xi X Geq=0.043 X 40802.38=1754.5KN因1.4Tg=1.4X0.35=0.49sTi=0.71s,所以应考虑顶部附加水平地震作用。顶部附加地震作用系数3n=0.08 X0.71+0.07=0.126 Fn=3n Fek=0.126X 1754.5=221.07KN各质点的水平地震作用按下式计算：Fi=FEK(l-3n)GH/EGjHj,具体计算过程见表

27、11。各楼层地震剪力按下式计算：M=EFk，结果列于表11。表11各质点横向水平地震作用及楼层地震剪力计算表层次HiG,GiHiGiHj/ZGjHjEVi6237057.21162315.830.249381.46381.46519.47959.96154423.220.237362.91744.37415.88015.22126640.480.194297.621041.98312.28015.2297785.680.150229.801271.7928.68002.8868824.770.105161.741433.53158502.3142511.550.06599.911533.44各

28、质点水平地震作用及楼层地震剪力沿房屋高度的分布见图3。(a)水平地震作用分布(b)层间剪力分布图3横向水平地震作用及楼层地震剪力(3)水平地震作用下的位移验算水平地震作用下框架结构的层间位移此和顶点位移5分别按下式计算:(u)i=VGi/IDij； u=(Au)i具体计算过程见表12。表中还算出了各层的层间弹性位移角0e=AUi/hio表12横向水平地震作用下的位移验算层次VjZDi UiUihi0e=Auj /hi6381.465141200.7413.4536001/45825744.375141201.4512.7136001/248641041.985141202.0311.26360

29、01/177631271.795141202.479.2336001/145521433.535141202.796.7636001/129111533.443862743.973.9750001/1259由表12可见，最大层间弹性位移角发生在第一层，其值为1/12591/550,满足要求。(4)水平地震作用下框架内力计算以轴线横向框架内力计算为例，说明计算方法，其余框架内力计算从略。框架柱端剪力及弯矩分别按下式计算：Vij=ViDjj/Z DyMijb=VijyhM产 Vij(Ly)h其中反弯点高度比产治+yi+y2+y3, yi为上、下层梁线刚度变化时反弯点高度比的修正系数，y2、y3为上

30、、下层层高变化时反弯点高度比的修正值。本例中底层柱需考虑修正值y2,第二层柱考虑y3,其余柱均无修正。具体计算过程及结果见表13。梁端弯矩、剪力及柱轴力分别按下式计算：MgMi+J+M吟 Mbr=(Mi+ijb+Miju)ib7(ib1+ibr) Vb=( Mb+Mbr)/I NrX(Vb-Vbr)具体计算过程见表14。表13各层弯矩及剪力计算层次hi/mVi /KNEDij /(N/mm)A柱B柱Di!Vi)KymJMHUDi2vi2KyMi2bMi2u63.6381.46504120118906.490.8410.358.1815.18176009.61.5580.3813.1421.4453.6744.375041201189016.710.8410.4225.2634.881760024.731.5580.4540.0648.9643.61041.985041201189024.460.8410.4539.6348.431760036.211.5580.4862.5767.7833.61271.795041201189030.460.8410.4549.3560.321760045.091.5580.581.1781.1723.61433.53504120118903