东营石油大学综合行政办公楼建筑结构设计.pdf
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1、毕业设计东营石油大学综合行政办公楼建筑结构设计摘 要本毕业设计题目为“东营石油大学综合行政办公楼建筑结构设计”。设计的内容包括建筑设计、结构设计两部分。建筑设计是在总体规划的前提下,根据设计任务书的要求,查阅办公楼设计规范,确定设计方案,画出建筑施工图。结构设计是在建筑物初步设计的基础上确定结构方案并绘制结构施工图。本设计采用钢筋混凝土现浇框架结构,建筑面积为8748.54 m2,建筑层数为上部六层(层高均为3.6m),地下一层(层高4.2m),建筑高度为21.6m。根据设计要求,设防烈度为7度,抗震等级为3级,设计中不考虑风荷载作用。本方案主体结构为纵横向承重框架。在进行荷载计算和构件截面估
2、算后,选取了一幅框架进行计算,计算内容包括:恒载、活载、地震作用下框架梁端和柱端弯矩、剪力及轴力的计算;框架梁内力调幅;框架梁、柱内力组合;框架梁、柱配筋计算;楼梯配筋计算;板配筋计算;筏板基础配筋计算。整个结构设计过程中,严格遵循相关的专业规范的要求,参考相关资料和有关最新的国家标准规范,对设计个各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之安全、适用、经济是本设计的基本原则。关键词:办公楼,建筑设计,结构设计,框架结构,荷载计算,配筋计算DESIGN OF BUILDING ST UCT URE OF T HEADMINIST RAT IVE OFFICE OF DONGYINGPET ROLEU
3、M UNIVERSIT YABST RACTT he topic of graduation project has been shown as the title,and this projectincludes design of architectural design and structural design.According to theassignment book,the architectural design is to plot the construction drawing ofthe objective building under the specificati
4、on for the office design.And based onthe architectural design,the structural design is to plot the structural constructiondrawing with the corresponding structural calculation.T he objective of this project is framework construction of cast-in-placereinforced concrete.T his building insist of overgr
5、ound with six floors(3.6m perfloor)and underground parking lot(4.2m),and the total height of this buildingcomes to 21.6m.According to the design requirement,fortification intensitycomes to 7 and class of anti-seismic measure is 3,also this project didntconsider the wind load.T he main structure in t
6、his project is bearing frame inboth virtual and horizontal direction.After the calculation of loading and section,the author used single frame for calculation,and the content of calculationinclude the selection of section measurement of girder and column and thecalculation of linear stiffness;the ca
7、lculation of moment,shearing force andaxial force at the end of girder and column;regulation of internal force of girder;arrangement of internal force if girder and column;calculation of reinforcementof girder,column,stairs,floor and the raft foundation.During the all the procedure of design,the cor
8、responding specification andmaterials have been referenced.And each of the segment have been consideredsufficiently.In a word,the project take the Safe,Applicable,Economic as thebasic principle.KEY WORDS:Administration Building,Architectural design,Structural design,Framework structure,loading calcu
9、lation,reinforcement calculation目录前 言.1第 1 章设计基本资料.2 1.1 工程概况.2 1.2 结构选型.3 1.3 确定计算简图及梁柱线刚度计算.3 1.3.1柱网布置图.31.3.2 计算 简图.3 1.3.3 梁 的截面尺寸.5 1.3.4柱的截面尺寸.61.3.5 梁柱的线刚度计算.6第 2 章 荷 载 计 算.8 2.1 恒载标准值计算.8 2.2 活荷载标准值计算.10 2.3 竖向荷载下框架受荷.10 2.3.1 CD、EF轴间框架梁.1 02.3.3 C、F轴柱纵向集中荷载的计算.1 22.3.4 D、E轴柱纵向集中荷载的计算.1 3 3
10、.1 恒荷载作用下的内力计算.15 3.1.1 梁的固端弯矩.1 5 3.1.2 弯矩分配系数的计算.1 6 3.1.3 恒荷载作用下的剪力计算.2 0 3.2 活荷载作用下的内力计算.243.2.2 集中活荷载偏心引起的固端弯矩:.2 53.2.3 活荷载作用下的剪力计算.2 6 3.3 水平地震作用下的内力计算.303.3.1 各楼层重力荷载代表值的计算.3 03.3.2 水平地震作用下框架的侧移验算.3 23.3.3 框架柱的侧移刚度D值计算.3 33.3.4 框架自振周期的计算.3 3第5章 框 架 梁、柱配筋.665.1框架柱的配筋计算.66 5.1.1 轴压比验算.665.1.2
11、截面尺寸复核.665.1.3 正截面受弯承载力计算.675.1.4 正截面承载力验算.725.1.5 斜截面受剪承载力计算.735.1.6 裂缝宽度验算.73 5.2框架梁的配筋计算.895.2.1 正截面受弯截面承载力计算.89 5.2.2 斜截面受剪承载力计算.91第6章板的配筋计算.105 6.1屋面板配筋.106 6.1.1 荷载计算.1066.1.2 弯矩计算.1066.1.3 配筋计算.1076.2标准层楼板配筋计算.109 6.2.1 荷载计算.109 6.2.2 弯矩计算.1096.2.3 配筋计算.110第7章楼梯配筋计算.1137.1楼梯设计.1137.2踏步板计算.113
12、 7.2.1 荷载计算.113 7.2.2 内力计算.114 7.2.3 截面承载力计算.1147.3楼梯斜梁计算.115 7.3.1 截面荷载计算.115 7.3.2 内力计算.115 7.3.3 承载力计算.1157.4休息平台.116 7.4.1 荷载计算.116 7.4.2 内力计算.1167.4.3 配筋计算.117第 8 章 筏板基础的设计计算.118 8.1基础设计.1188.2计算基底净反力.1208.3配筋计算.122 8.4筏板基础结构承载力验算.123结 论.126参考文献.128致 谢.129翻 译.130 刖 百本设计是按照河南科技大学规划与建筑工程学院2009年毕业
13、设计任务书要求编写的毕业设计。设计题目为“东营石油大学综合行政办公楼建筑结构设计”。内容包括建筑设计和结构设计两部分。高校办公楼属于公共建筑,其规范要求比较严格,能体现建筑和结构设计的很多重要方面,选择办公楼建筑和结构设计,能熟悉办公楼设计的基本原则,合理平面布置,满足使用要求。框架结构的设计始于欧美,而后流传各地并得到大范围使用,其建筑结构平面布置灵活,使用空间大。延性较好,具有较好的抗震能力。对办公楼等重要建筑非常适用,能满足其较大的使用面积要求。框架结构设计,分析建筑物的受力情况,采用不同的方法分别计算出各种荷载作用下的弯矩、剪力、轴力,调幅后进行内力组合,挑选最不利内力组合进行截面承载
14、力计算,保证结构足够的强度和稳定性。本结构计算选用一根框架为计算单元,采用手算的简化计算方法,其中计算框架在竖向荷载下内力时使用的是弯矩二次分配法,计算框架在水平地震作用下内力时使用的是底部剪力法。本设计主要通过工程实例来强化大学期间所学知识,建立一个完整的设计知识体系,了解设计总过程,通过查阅大量的相关设计资料,提高自己的动手能力。这次设计是在各位老师悉心指导下完成的,在此向您们表示衷心的感谢!鉴于水平有限,设计书中还存在不少缺点甚至错误,敬请老师批评指正。1第1章 设计基本资料 1.1工程概况一、工程名称:东营石油大学综合行政办公楼建设地点:东营石油大学工程概况:本工程建筑平面呈L 字型,
15、主体大楼六层。地下车库层高4.2米,地上层高3.6米,室内外高差0.45米,建筑面积约为8748m2。地质条件:1、地震烈度:抗震设防烈度为7 度,场地类别:H类一组;地表粗糙度B 类。2、工程地质条件:根据某地质勘探部门提供的工程地质勘察报告,该勘察报告主要内容有:(1)地层结构及地层评述。自然地面以下土层依次为:第 一 层 素 填 土 层:底部埋深为2.30m;第 二 层 粉 土 层:底部埋深为4.00m,承载力特征值fak=150KPa;第 三 层 细 砂 层:底部埋深为5.20m,承载力特征值fak=150KPa;第 四 层 中 砂 层:底部埋深为7.30m,承载力特征值fak=170
16、KPa;第 五 层 粗 砂 层:底部埋深为9.80m,承载力特征值fak=180KPa;第 六 层 含 砾 粗 砂 层:底部埋深为18.40m,承载力特征值fak=200KPa;第 七 层 含 卵 砾 砂 层:底部埋深为27.00m,承载力特征值fak=240KPa;第 八 层 粉 质 粘 土:底部埋深为38.60m,承载力特征值fak=250KPa;第 九 层 含 卵 砾 砂 层:底部未揭穿,最大揭露厚度13.0m。地下水埋深13.3-16.4m,本场区地下水对混凝土结构中钢筋无腐蚀性。五、材料选用1、混凝土:梁柱板均使用C30混凝土。2、钢筋:纵 向 受 力 钢 筋 采 用 热 轧 钢 筋
17、 HRB400,其余采用热轧钢筋HRB335o3、墙体:a.外纵墙采用200厚粉煤灰轻渣空心砌块7.5KN/m3),外侧墙体为水刷石 墙 面(0.5KN/m?),内侧为20 m m 厚水泥粉刷墙面(0.36KN/nr)。2b.内隔墙和内纵墙采用2 0 0厚粉煤灰轻渣空心砌块(7.5 K N/m 3),两侧均为2 0厚水泥粉刷墙面(0.3 6 K N/n f)。c.卫生间隔墙采用轻质隔墙。d.女儿墙采用2 0 0厚粉煤灰轻渣空心砌块(7.5 K N/m 3)两侧均为2 0厚抹灰,墙 高1 l O O m m oe.窗:塑钢窗,Y=0.4 5 k N/m 3;|J :木门,Y =0.2 0 k N
18、/m 3 1.2结 构选型结构体系选型:采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。二.屋面结构:采用现浇混凝土肋型屋盖,刚柔性结合的屋面,屋面板厚1 2 0 m m。三.楼面结构:采用现浇混凝土肋型屋盖,板 厚1 2 0 m m。四.地下室顶板结构:采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖,板 厚1 2 0 m m.五.楼梯结构:采用钢筋混凝土梁式楼梯。六.天沟:采用内天沟七:电梯间:采用剪力墙结 1.3确 定计算简图及梁柱线刚度计算1.3.1柱网布置图图1 7柱网布置图 1_ y_/_1 1C1!*!1;:*,1卜 卜 。*d1.3.2计算简图选取主体结构轴号为1 5的一幅框架作为计算单元。如下图:34F辱r o图
19、 1-3 框架轴线尺寸1.3.3梁的截面尺寸按跨度较大者进行计算,L=6600mmh )L=825mm 550mm,取力=6008 12/,=(1 J_)L=300mm 200/nm,取 =3002 3故 主 梁 的 截 面 尺 寸 为 bxh=300mm x 600mm,次 梁 的 截 面 尺 寸5b x h =250m m x 5 0 0 。1.3.4 柱的截面尺寸按层高确定柱的截面尺寸,取底层H=4 2 0 0 m m。b =(-)H=3 5 0 m m 2 3 3 m m,取力=400m m1 2 1 8/?=(1 2)b -4 0 0/n m 8 0 0 m/?,取 =6 0 0 m
20、 m取柱的截面尺寸 b x h =AOQm m x6 00m m1.3.5 梁柱的线刚度计算框架梁的惯性矩及线刚度,先计算矩形截面梁的惯性矩,考虑楼板的翼缘效应,将惯性矩乘以增大系数2.0;3.0 x l Q kN /m2 x 2.0 x x (0.3/n)x (0.6/n)3 左 边 梁=,右 边 梁=7=$6;:=1.6 4 x 1 04 kN m3.0又O1 kN /x 2.0 x x (0.3 m)x (0.6 0/n)3i中跳维 1 =-=4.0 x 1 04 kN m鹤 梁 /2.70m框架柱的惯性矩及线刚度:底层柱:3.0 x 1 07/w2 x J-x 0.4 x 0.63,E
21、 l 1 2 底 柱=T=4 2 其它各层柱:3.O x l O7Jl 7 V/m2 X x 0,4 x 0.63;_旦 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _1 2余柱一 I -3.6 0 z n令,余 柱=1.0,则其余各杆件的相对线刚度1.7 1 x l 04 m2.0 x 1 O,ZN m.1.6 4 x 1 0 廉N m 左边梁=右 边 梁=2.0 x 1 k N m =心_ 4.0 x l 04k N m _ 中 蟀=2.0 x l 04kN m=庄坐U 0.8 7 5底柱 2.0 x IO,k N m6图 1-4 梁、柱相对线刚度图7第2章荷载计算 2.1
22、 恒载标准值计算(1)屋面 防水层(刚性):30厚 0细石混凝土防水防水层(柔性):三毡四油铺力 石子屋面表层,找平层:15厚水泥砂浆 3.42 KN/m2找 蝴:40厚水泥H灰焦值储3%成平保温层:80厚矿楂水泥结构层:120厚现浇钢筋混凝土板抹灰层:10厚混合砂浆0.120mX25 KN/m3=3 KN/m2O.OlmX 17 KN/m3=0.17KN/m2合 计:(2)各层走廊楼面6.59 KN/m210m团 面层水磨石地面 20 舞 水泥沙浆打底0.65 KN/m2素水泥浆结合层一道 大理石面层,水泥砂浆擦缝楼面,30厚1:3干硬性水泥砂浆,面上撒20厚素水泥 1.16KN/m2素水泥
23、浆结合层一道结构层:120厚现浇钢筋混凝土板抹灰层:10厚混合砂浆0.120mX25 KN/m3=3.0KN/m20.10X 17N/m3=0.17N/m2合计:(3)标准层楼面3.82N/m2梁 自 重(两侧抹灰,底侧在天棚抹灰上已算过):结构层:120厚现浇钢筋混凝土板抹灰层:10混合砂浆0.120mX25 KN/m3=3.0 KN/m2O.OlmX 17 KN/m3=0.17 KN/m2合 计:(4)梁自重:bXh=300mmX600mm4.33 KN/m225kN/m3X0.3mX(0.6m-0.120m)=3.6KN/m抹灰层:10 厚混合砂浆:0.01 m X(0.60mX2+0.
24、3)X 17KN/m3=0.27KN/m8合计:3.87KN/m次 梁:b X h=250mm X 500mm梁自重:25kN/m3X0.25mX(0.50m-0.12m)=2.38KN/m抹灰层:10 厚水泥砂浆:0.01mX(0.5 mX2+0.25m)X 17KN/m3=0.21 KN/m合计:2.59KN/m(5)柱自重:bXh=400mmX600mm柱自重:25kN/m3X0.4mX0.6m=6.0KN/m抹灰层:10厚混合砂浆抹灰层O.OlOmX(0.6m+0.4m)X2X 17 kN/m3=0.34KN/m合计:(6)外纵墙自重纵墙:塑钢金窗:水刷石外墙面:水泥粉刷内墙面:合计:
25、6.34KN/m0.9mX0.2mX7.5 KN/m3=1.35KN/m0.45KN/m2X2.1m=0.945 KN/m(3.6m-2.1m)X0.5KN/m2=0.75KN/m(3.6m-2.1m)X 0.36KN/m2=0.54KN/m3.585 KN/m(7)内纵墙自重内纵墙:(3.6m-0.6m)X0.2mX7,5kN/m3=4.5KN/m水泥粉刷内外墙面:(3.6m-0.6m)X2X0.36KN/m2=2.16KN/m合计:(8)内隔墙自重6.66KN/m内隔墙:(3.6m-1.0m)X0.2mX7.5kN/m3=4.5KN/m水泥粉刷内外墙面:(3.6m-0.6m)X 2义0.3
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