大学毕业设计-科研综合办公楼设计.pdf
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1、目录中文摘要.(2)英文摘要.(3)引言.(4)第一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)H 、基础设计.(106)第二章施工组织设计.(113)一、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
2、施.(128)七、安全生产保证措施.(129)结论.(133)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54000?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。本设计选取一根主框架(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
3、、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 ti tle i s the desi gn of comprehensi ve sci enti fi c research offi ce.Theoffi ce i s located i n Hefei,i ts constructi on area i
4、 s about 5400m2.Accordi ng todemands of archi tectural desi gn,technology use and sei smi c requi rements,1determi ne a reasonable structure of the program,and frame,floor,roof,stai rsand other the form of load-beari ng components and non-load-beari ngcomponent.The desi gn mai nly selectes only one
5、of the desi gn column underthe mai n frame and i ts foundati on to calculate.Structure desi gn i ncludes typeselecti on,determi ne si zes of the beams,columns,walls and other components,the calculati on of the gravi ty load,the i nternal force and di splacement analysi sof the frame structure under
6、the level of the hori zontal and the verti cal sei smi cacti on,i nternal force composi ti on,cross-secti on desi gn,foundati ondesi gn.Fi nally,comply archi tecture drawi ng,structure drawi ng and constructi oni chnoggraphy.Keywords:Rei nfbrced concrete frame structre;structre desi gn;Internal forc
7、e analysi s;i nternal force composi ti on constructi on organi zati on desi gn引 言毕业设计不仅是对大学四年所学知识的总结,也是对我们能力的一次考验.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,独立系统的完成一项工程设计,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
8、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,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
9、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,
10、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称状态地层包含物层厚(M)地基承载力特征值九(KP。)a杂填土灯塑黑灰色含少量碎砖0.61.080b粉质粘上可塑黄灰色含氧化铁0.8-1.2120c粘土硬刻褐黄色含氧化铁、铁钛结核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,对碎无侵蚀性。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,
11、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(7.2m X 6.9m),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、3.6mX 6.0m)卫生间(7.2m X 6.0m)、楼梯(7.2m X 6.0m、3.3m X 6.0m)。该建筑的外墙
12、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、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
13、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-BA B跨BC跨CD跨16C25250X400250X650250X400250X400250X60
14、0250X400250X550200X450注:表中截面尺寸均为bX h。N柱截面尺寸根据A=厂下 估算。查表知该框架结构的抗震等级为三级,其轴压比限值 叫=0.9;各层的重力荷载代表值近似取12KN/m2,选用C30级混凝土,则第一层柱截面面积分别为:边3柱二 A八:.AX,.、-1-.-3-x-7-.-2-x-3-.-4-5-x-l-2-x-l-(-)-3-x-6-=180653mm20 0.9x14.3a425mm中柱B:1 t 1.2x7.2x(3.45+1.2)x12x103 x6 2A,.-=22476 Inwz0 0.9x14.3a474mm中柱c:1.2X7.2X(3+1.2)
15、X12X103X6 2-=20301077120.9x14.3a451 mm边柱D:A。1.3x7.2x3x12x103x6 2-=5709?厂0.9x14.3/.a396mm边柱C-l:1.2x3.3x(3+1.2)x12x103x6 2-=100800/wn2c 0.9x14.3.a317mm边柱D-l:A01.2x3.3x3xl2xlQ3 x60.9x14.3=72000mm2a268mm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400mmX4
16、00mmo基础选用独立基础,基础埋深取L 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+1.81.0=5.0m。77T6900 f40di _000,3300 7gQ072007200图 1(a)横向框架图 1(b)纵向框架图 1 框架结构计算简图四、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/
17、m2100 厚钢筋混凝土板 25X0.1=2.5KN/n?V 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 25 X 0.1=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屋面雪荷载标准值 Sk=1.0 X 0.6=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
18、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)1 c/mnGi/KNEGj/KN1边框架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表示单位长度构件中框架AB跨0.250.5251.053.2816.358166.688BC跨0.250.3251.051
19、.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0.550.55251.18.3195321331.00026边框架A-1/A 跨0.250.3251.051.9694.
20、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中框架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0.250.55251.053.6096.6528672.066次梁10.20.35251.051.
21、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/m2钢框玻璃窗,其单位面积重力荷载为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
22、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=3.1X2.0X 12+2.1X2.0X 12+4.8X2.0+0.75X0.6X8+1.2X 1,8X2+6.6X2=155.52 m2钢框玻璃窗面积=2X3.14X3.3X2,0X2/4=10.362 m2(3)门为木门,其单位面积重力荷载为OZKN/n?1 层:外墙门面积=54X3.5+1.8X2.7X2=28.62 0?内墙门面积=1.5X2.4X2
23、+1.0X2.4X20=55.2 m2卫生间门面积=0.9 X 2.4 X 4=8.64 m226 层:内墙门面积=1.0X 2.4X 20+1.2 X 2.4 X 2+1.5 X 2.4 X 2=60.96 m2卫生间门面积=0.9 X 2.4 X4=8.64 m2(4)外墙为240厚粘土空心砖,外墙面贴瓷砖(0.5 KN/m?),内墙面为20mm厚抹灰,则外墙单位墙面重力荷载为:0.5 X 15X0.24+17X0.02=4.44 KN/m2内墙为200厚粘土空心砖,两侧均为20mm厚抹灰,则内墙单位墙面重力荷载为:15X0.20+17X0.02X2=3.68 KN/m2卫生间隔墙为120
24、厚粘土空心砖,两侧均为20mm厚抹灰,则卫生间隔墙单位墙面重力荷载为:15X0.12+17X0.02X2=2.48 KN/m21 层:外墙毛面积=(57.4+0.4+15.85+0.5)X(4.20.65尸261.564 n?内墙毛面积=(6.6X 10+6.3 X 16+1.8 X2)X(4.2-0.65)=604.92 m2卫生间隔墙毛面积=(7X2+4.5X2)X(4.2-0.65)=81.65 m2则外墙净面积=261.564 161.64-28.62=68.298 m2内墙净面积=604.92 55.2=549.72 m2卫生间隔墙净面积=81.65-2.1X2.0 X 2-8.64
25、=64.61 m226 层:外墙毛面积=(57.4+0.4+15.85+0.5)X(3.60.65户217.356 m?内墙毛面积=(6.6X 10+6.3X 16+1.8X4)X(3.6-0.65)=513.3 m2卫生间隔墙毛面积=(7X 2+4.5 X 2)X(3.60.65)=67.85 m2则 2 层:外墙净面积=217.356142.3230.162=44.872 m2内墙净面积=513.360.96=452.34 m2卫生间隔墙净面积=67.852.1 X 2.0X2-8.64=50.81 m236 层:外墙净面积=217.356-155.52-10.362=51.474 m2内
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