大连市奉定大厦写字楼建筑结构设计.docx

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1、本科论文摘 要本次我的毕业课题是关于写字楼大厦的结构设计，内容主要包括写字楼的建筑设计，和写字楼的结构设计。其中建筑设计是合情合理的情况下，根据此次论文所做的要求，综合充分的考虑建筑物所在的土质情况、地区环境、建筑物座位写字楼使用的功能性等来设计建筑，从而完成图纸。而结构设计是在建筑设计有雏形之后进一步进行设计，根据建筑来选择合适的结构，进行分析，并完成初次的估计，确定尺寸，从而来完成结构计算。此次设计结合所在大连地区的材料分布和施工能力的情况，确定结构施工方案。本次设计说明书的内容包括建筑、结构、计算书三部分。本设计中建筑施工图和结构施工图均采用AutoCAD绘制；说明书包含的计算书内容均为

2、盈建科结构设计软件所计算。 设计的前提，也是最重要的一点就是合情合理，使所设计出的建筑物有可实施的变成现实的可能性，在此基础上，要使建筑符合使用的期待，保证安全，在以上前提下尽量使建筑物美观、舒适。 关键词：框架结构；建筑设计；结构设计；内力计算AbstractWith the implementation and development of modern construction projects in our country, the requirements of civil engineering structural design projects are more and mor

3、e strict. There are also strict requirements for the knowledge and ability level of modern designers. Now, office building design is one of the mainstream directions of design and development for designers.The graduation project is the architectural structure design of office building of Shenyang Hu

4、ali building. The design is a five story office building. According to the relevant requirements, the design is divided into architectural and structural aspects. Combined with the local geological conditions, materials and construction conditions, the architectural structure design plan is determin

5、ed. The contents of this design specification include building, structure, yjk calculation sheet, slab stairs and foundation calculation. Draw architectural and structural drawings according to the requirements of the assignment. The architectural construction drawing and structural construction dra

6、wing of this graduation design are drawn by CAD. The calculation sheet in the graduation design specification uses the structural design software of yingjianke to calculate the frame structure design. All the contents of the calculation sheet are based on the latest standard. Then, the design of sla

7、b stairs is carried out, and the reinforcement calculation of slab is carried out. Then, the foundation calculation is carried out, including internal force combination, bottom size, height, foundation bearing capacity, anti punching shear checking calculation, bottom reinforcement calculation, etc.

8、 The purpose of this design is to be able to make further contact with the design of the main buildings today and lay a solid foundation for the future work. Keywords:Frame Structure; Architectural Design; Structure Design; 引 言随着时代的发展，土木工程渐渐成为国家经济发支柱产业 随着现代化的发展，人们对于建筑物的使用有了更高的要求和更宽泛的需求。建筑物的类型变得多样化，规

9、模变得大型化，随着各行各业的发展，对写字办公楼的需求量也逐渐升高。本次建筑结构设计使理论和实际很好的结合了起来，是我能更好的分析并解决。由于我国经济建设水平的飞速增长，建设过程的施工设计、技术等方面也逐渐成熟，钢筋水泥的都市中不断建设起大规模的写字楼，用于不同行业各式各样的高层建筑写字楼，而这些建筑最重要的就是建筑本身的整体形态及建筑的结构设计，所以建筑物的设计需求越来越大，对设计的要求也越来越高。随着社会经济发展，人口数量增多，人们的生活水平不断提高，各行各业的飞速发展，对于各式各样的写字楼的需求量尤其剧增，所以我开展了关于写字楼的建筑设计及结构设计。写字楼的建设用图有明确的指向，房间结构统

10、一，房间规整，各个房间用途分配清楚，一般来说，写字楼是不会用于住宅方面，结构户型都不是为住人所设计服务，所以不适合用来居住。它多作用为专业的商务办公楼，绝大部分都是由办公室组成。写字楼这个社会发展产物的出现，是由于为了更统一集中的收集同一类型工作的信息，更方便同事之间对于公司事务决策的制定、各种会议工作的处理、意见的采集以及便于统一管理。正规大型的写字楼内一般会带有提示性的标识或是向导牌，不论是政府机关，还是民营私营企业的大楼，这种知识性的符号都必不可少，而且不同楼层会有不同的划分。醒目的向导牌以及规范的楼层划分、房间分配会给人们提供更好的服务，也会提高工作的效率。 根据现在社会经济发展状况来

11、看，写字楼产业可以说是各大开发商十分喜欢的产业，因为投资写字楼所收获的回报率是非常高的。不在少数的投资者已经把目光从住宅楼转移到了商业地产也就是写字楼的投资上。 我所选择的毕业设计题目是大连市奉定写字楼的设计，最后想要达成的效果是建成一个在甲级写字楼和丙级写字楼之间的乙级写字楼。所建成的写字楼结构形式分布灵活，具有节能化、空间结构安排合理、舒适，实用面积大，各个指标都符合标准规范，使使用者更方便出入办公。楼梯间等皆按照防火防震标准严格设计，尽最大可能保护人们的生命财产安全。其建成后使用的性价比高，且有实用性。在完成毕业设计的过程中，并不是一帆风顺，其中遇到了很多困难，忽略了设计与现实操作的差距

12、，也无法很好的将书本里的知识运用到毕业设计中，因为以往的纸上谈兵导致了这次任务的困难重重。但经过这几个月的磨砺，在错误中反复的修改，不断地更正，使任务逐渐趋于完成化。过程中老师的指导与意见也是至关重要，使我的作品更加标准规范。在这期间，提高了我的动手能力，在分析问题并解决问题的方面也有所进步。对所用到的各类软件也有了更深的了解。1 建筑方面1.1建筑方案论述本次毕业设计为大连奉定大厦写字楼建筑结构设计，随着时代的发展，写字楼在我们的实际日常运用中越来越广泛，本次设计根据需要，将写字楼按功能建设成五层，设计时充分考虑实用性和安全性1。1.1.1工程概述（1）项目名称：大连市奉定大厦写字楼建筑结构

13、设计（2）建设地点：市内（3）建筑面积：5000m2左右（4）建筑层5层1.1.2 设计依据（1）国家标准、规范、规程 办公建筑设计规范 （JGJ67-2019）总图制图标准 （GB/T 50103-2010）建筑设计防火规范 （GB50016-2014）房屋建筑制图统一标准 （GB/T 5001-2017）（2）参考书教科书建筑设计资料（3）沈阳城市学院土木工程专业2020届毕业设计任务书 1.1.3 平面设计根据设计要求，本宿舍楼设置为五层。 （1）柱距 柱距的设计满足开间进深的要求2，建筑规范的要求，建筑模数的要求 ，有利于结构抗震性能的要求。（2）跨度 主体横向采用12跨，均为6.6

14、m，中间设为走廊。因而大部分柱网为9m 6.6m和6.9mx6.6m，走廊为36.6。1.1.4 立面设计 建筑物不仅要内部结构分配合理使用方便，外部的立面设计也不能马虎，立面设计反映了外部的美观整洁，给人以第一印象。 1.1.5 剖面设计（1）建筑层高的确定 根据本建筑，根据建筑规模建筑室内采光要求，层高为3.6m。 （2）室内外高差的确定 对于首层房屋，室内外高差直接决定了室内关于雨水倒灌和墙身的防潮的问题，散水的布置3。1.1.6 防火及安全写字楼建筑的消防安全也是非常重要得，人身安全，至关重要。本次防火及安全方面遵循布局合理、显眼易找的原则。全方位考虑了安全出口、疏散楼梯。1.2 建筑

15、设计说明 关于墙体，图中墙体标注，砌体中拉结筋做法详情见结施图中详情外墙装饰的具体质量和施工规程应符合国家规定的标准4。洗浴室，卫生间楼地面标高比相应的楼层标高低50mm，并且采用防滑地砖5。图中有地漏和出水口的楼地面，除图上已标注的以外，均要做成1%坡度，坡向地漏或出水口。屋面防水级别为二级，耐用年限为十年，其他的做法详见建筑设计总说明6。外门窗均采用铝合金门窗，具体详节能设计专篇，面积大于1.5m的窗玻璃应按规范采用安全玻璃。楼体进行的设计目的是为儿童不易攀登和防止物品掉落。楼建设的同时进行园林绿化，主要由树木、花草的种植来实现。为了防止地下结构施工的破坏及基坑周围环境出现破坏，在基坑支护

16、时，对其四壁和周围实施加固等一系列保护的措施7。2 结构方面2.1 结构设计基本说明2.1.1 基本资料（1）气象条件地区基本风压0.65KN/m2，基本雪压0.40KN/m2（2）水文及工程地质条件：拟建基地情况说明建筑场地类别：类场地；根据对建筑基地的勘察结果8，地质情况见表2.1表2.1 建筑地层一览表序号土层深度/m承载力/KPa123黏土层淤泥质黏土夹砂层黏土夹砂层1898017090注：（1）表中所给土层深度由自然地坪算起（2）地下水位距地表：-7m；建筑地点冰冻深度：-1.6m 2.1.2 设计依据（1）国家标准、规范、规程 钢筋混凝土结构设计实例 混凝土结构设计规范理解与应用

17、高层建筑结构设计和计算 建筑施工计算手册 建筑地基基础设计规范理解与应用（2）参考书 钢结构基本原理 高等学校土木工程设计指导书2.1.3 结构布置说明 写字楼共设计五层，每层结构相似92.1.4 地震作用严格遵守国家地震规范。适合地震突发状况疏散人群，依照所选参考书目，使楼的地震等级达到设计要求10。2.1.5 配筋计算由于本工程按七度设防设计，因此进行了抗震设计，其设计原则是：“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件”11。2.1.6 基础设计根据提供资料，选用独立基础进行设计12。2.1.7 结构布置该建筑为写字楼，楼层为5层，结构主体高度为16.80m。该工程采用采用钢筋混凝土框架结构体系，

18、结构平面布置图13。图2-1 结构平面布置图框架结构承重方案的选择14： 竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和横载经次梁间接或直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至地基15。根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本楼框架的承重方案主要为横纵向框架承重方案，这可使横向框架梁的截面高度大，增加框架的横向。2.2 截面设计（1）框架柱此建筑为丙类建筑，抗震设防烈度为7度，建筑高度30m ，所以抗震等级为三级，查表得框架结构轴压比限值=0.8516。根据轴压比公式初步估定柱截面尺寸： N/（fcbh）0.85（三级框架 (2-1)框架柱的负荷面积内按35kN/m2初估17。边柱负载面积 6.

19、64.5m2中柱负载面积6.66.0m2 (2-2)N= (2-3) 式中：数，当柱分别为边柱，等跨中柱和不等跨中柱时，值分别取 1.3, 1.2, 1.25；F框架柱的负荷面积；gE框架柱负荷面积上的荷载值，一般取1215kN/m2；n楼层数；c混凝土轴心抗压强度设计值18。边柱：Ac252000mm2中柱：Ac378000mm2选取柱截面为正方形，则边柱、中柱截面高度分别为600m、600mm。根据上述计算结果并考虑其他因素19，本设计中柱截面尺寸取值如下：取bc=hc=600mm600mm（2）框架梁由挠度、裂度控制： h=(1/81/12)L，b=(1/21/3)h纵向框架梁截面尺寸：

20、 hb=(1/81/12)L=（1/81/12) 9000 = 1050mm600 mm，取 600 mmbb=(1/21/3)h=(1/21/3) 600=且bb不应小于0.5bc=250mm则取 bb=300mm0.5bc=250 mmbbhb=300mm600mm横向框架梁截面尺寸： hb=(1/81/12)L=(1/81/12) 6600= 825 mm550 mm，取600 mmbb=(1/21/3)h=(1/21/3) 600=且bb不应小于0.5bc=300mm则取 bb=300mm0.5bc=250mmbbhb=300 mm600mm侧移刚度。次梁截面尺寸： hb=(1/181

21、/12)L=(1/181/12) 4400=550 mm 366mm，取400mmbb=(1/21/3)h=(1/21/3) 400=200mm175mm，取200mmbbhb=200mm400mm走廊横梁截面尺寸： hb=(1/81/12)L=(1/81/12)3000=375mm250 mm，取400mmbb=200mmbbhb=200mm 400mm（3）楼板边跨：1/406600= 165 mm 取h=120 mm 走廊：1/403000=75mm 取h= 100mm2.3 荷载汇集（1）恒载 屋面防水层：(刚性)40厚C30细石防水混凝土 0.0425=1.0 kN/m2防水层：(柔

22、性)1.2厚三元乙丙橡胶卷材 0.4 kN/m2找平层：15厚1：2.5水泥砂浆 0.3 kN/m2找坡层：40厚水泥石灰砂浆3找坡 0.56 kN/m2 保温层：80厚矿渣水泥 1.16 kN/m2结构层：100厚现浇钢筋混凝土板 0.1025= 2.5 kN/m2 抹灰层：10厚混合沙浆 0.17 kN/m2总计： 6.09 kN/m2 楼面水磨石地面10mm面层水磨石地面20mm水泥砂浆打底水磨石地面素水泥浆结合层一道 0.65 kN/m2结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 0.1225= 3.0 kN/m2抹灰层：10厚混合沙浆 0.17kN/m2总计： 3.82 kN/m2 梁重（考虑

23、梁上抹灰，取梁自重26kN/m3）边跨横梁bh=300mm600m自重 (0.6-0.12)0.325 = 3.6kN/m抹灰层：10厚混合砂浆 0.01(0.6-0.12)2+0.317=0.24 kN/m总计： 3.84kN/m纵梁bh =250mm450mm自重(0.45-0.12)0.2525=2.06 kN/m抹灰层：10厚混合砂浆0.01(0.45-0.12)2+0.2517=0.17 kN/m总计： 2.55kN/m中跨横梁bh=300mm400mm 自重(0.4-0.12)0.325 = 3.0 kN/m抹灰层：10厚混合砂浆 0.01(0.4-0.12)2+0.317=0.1

24、4kN/m总计 1.89 kN/ m次梁bh =200mm300mm自重 (0.3-0.12) 0.225 = 3.0 kN/m抹灰层：10厚混合砂浆 0.01(0.3-0.12)2+0.2017=0.14kN/m总计 1.89 kN /m 墙重外纵墙自重标准层 纵墙： 0.90.247=2.0 kN/m钢塑窗： 3.00.35=0.7kN/m贴瓷砖外墙面： (3.6-3.0)0.6=0.9kN/m混合砂浆内墙面： (3.6-3.0)0.34=0.51kN/m总计 4.15 kN /m 底层纵墙： (4.6-3.0-0.6-0.45)0.247=2.436 kN/m钢塑窗： 3.00.35=0

25、.74 kN/m贴瓷砖外墙面： (3.6-3.0)0.6=0.9 kN/m混合砂浆内墙面： (3.6-3.0)0.34=0.51 kN/m总计 4.59 kN/ m内纵墙自重总计： 3.82 kN/m2 梁重（考虑梁上抹灰，取梁自重26kN/m3）边跨横梁bh=300mm600m自重 (0.6-0.12)0.325 = 3.6kN/m抹灰层：10厚混合砂浆 0.01(0.6-0.12)2+0.317=0.24 kN/m总计： 3.84kN/m纵梁bh =250mm450mm自重(0.45-0.12)0.2525=2.06 kN/m抹灰层：10厚混合砂浆0.01(0.45-0.12)2+0.25

26、17=0.17 kN/m总计： 2.55kN/m中跨横梁bh=300mm400mm 自重(0.4-0.12)0.325 = 3.0 kN/m抹灰层：10厚混合砂浆 0.01(0.4-0.12)2+0.317=0.14kN/m总计 1.89 kN/ m次梁bh =200mm300mm自重 (0.3-0.12) 0.225 = 3.0 kN/m抹灰层：10厚混合砂浆 0.01(0.3-0.12)2+0.2017=0.14kN/m总计 1.89 kN /m 墙重外纵墙自重标准层 纵墙： 0.90.247=2.0 kN/m钢塑窗： 3.00.35=0.7kN/m贴瓷砖外墙面： (3.6-3.0)0.6

27、=0.9kN/m混合砂浆内墙面： (3.6-3.0)0.34=0.51kN/m总计 4.15 kN /m 底层纵墙： (4.6-3.0-0.6-0.45)0.247=2.436 kN/m钢塑窗： 3.00.35=0.74 kN/m贴瓷砖外墙面： (3.6-3.0)0.6=0.9 kN/m混合砂浆内墙面： (3.6-3.0)0.34=0.51 kN/m总计 4.59 kN/ m内纵墙自重纵墙： 3.00.197=2.793kN/m钢塑窗： 0.350.9=0.315kN/m混合砂浆内墙面： 3.00.342=1.428kN/m总计 4.54 kN /m柱（考虑到柱子抹灰，取柱子自重27kN/m3

28、）（2） 活荷载风荷载： 0.65 KN/m2雪荷载： 0.40 KN/m2不上人的屋面： 0.5 kN/m2楼 面：宿舍 1.5 kN/m2走廊 2.0 kN/m2厕所 2.0 kN/m22.4框架内力分析设计参数结构总体信息结构体系框架结构结构材料信息钢筋混凝土结构所在地区全国恒活荷载计算信息施工模拟三风荷载计算信息一般计算方式地震作用计算信息计算水平地震作用是否计算吊车荷载否是否计算人防荷载否是否生成传给基础的刚度是上部结构计算考虑基础结构否施工模拟加载层步长1计算控制信息水平力与整体坐标夹角()0.00梁刚度放大系数按2010混凝土规范取值否中梁刚度放大系数1.00梁刚度放大系数上限2

29、.00边梁刚度放大系数上限1.50板元细分最大控制长度(m)1.00弹性楼板荷载计算方式平面导荷膜单元类型经典膜元(QA4)考虑梁端刚域否考虑柱端刚域否墙梁跨中节点作为刚性楼板从节点是结构计算时考虑楼梯刚度否梁与弹性板变形协调是弹性板与梁协调时考虑梁向下相对偏否本科论文刚性楼板假定不采用强制刚性楼板假定梁墙自重扣除与柱重叠部分否楼板自重扣除与梁墙重叠部分否是否输出节点位移否地震内力按全楼弹性板6计算否求解器设定内存0是否考虑 P-Delt 效应否进行屈曲分析否自动计算现浇板自重是风荷载信息执行规范GB50009-2012地面粗糙程度A修正后的基本风压(kN/m2)0.10风荷载计算用阻尼比(%

30、)5.0结构X向基本周期(s)0.20结构Y向基本周期(s)0.20承载力设计时风荷载效应放大系数1.0考虑顺风向风振是多方向风角度考虑横向风振否考虑扭转风振否自动计算结构宽深是风荷载体型系数分段数1第一段最高层号6X迎风0.80X背风-0.50X侧风0.00X挡风1.00Y迎风0.80Y背风-0.50Y侧风0.00Y挡风1.00地震信息设计地震分组一按地震动区划图GB18306-2015计算否设防烈度7 (0.1g)场地类别1特征周期(s)0.25周期折减系数1.00特征值分析类型WYD-RITZ振型数确定方式用户定义用户定义振型数15按主振型确定地震内力符号否砼框架抗震等级三级抗震构造措施

31、的抗震等级不改变阻尼比确定方法全楼统一结构的阻尼比(%)5.0是否考虑偶然偏心否减震隔震附加阻尼比算法强制解耦最大附加阻尼比0.25调整后的水平向减震系数(/)1.00连接单元的有效刚度和阻尼自动采用直接积分法时程计算结果否是否考虑双向地震扭转效应否自动计算最不利地震方向的作用否活荷载重力荷载代表值组合系数0.50地震影响系数最大值0.080罕遇地震影响系数最大值0.500使用自定义地震影响系数曲线否地震作用放大方法全楼统一全楼地震力放大系数1.00是否考虑性能设计否设计信息是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力是是否扭转效应明显否是否自动计算动位移比例系数否第一平动周期方向动位移比例（01）

32、0.50第二平动周期方向动位移比例（01）0.50与柱相连的框架梁端M、V不调整否考虑双向地震时内力调整方式先考虑双向地震再调整梁端负弯矩调幅系数0.85框架梁调幅后不小于简支梁跨中弯矩的倍数0.50非框架梁调幅后不小于简支梁跨中弯矩的倍数0.33梁扭矩折减系数0.40支撑临界角(度) (与竖轴夹角小于此值的支撑将按柱考虑)20按竖向构件内力统计层地震剪力否位移角小于此值时，位移比设置为10.00020剪力墙承担全部地震剪力否活荷载信息柱、墙活荷载是否折减否楼面梁活荷载折减不折减考虑活荷不利布置的最高层号0梁活荷载内力放大系数1.00构件设计信息柱配筋计算原则单偏压连梁按对称配筋设计否抗震设计

33、的框架梁端配筋考虑受压钢筋是矩形混凝土梁按T形梁配筋否按简化方法计算柱剪跨比（Hn/2h0）是梁压弯设计控制轴压比0.40梁端配筋内力取值位置(0-节点，1-支座边)0.00不计算地震作用时按重力荷载代表值计算柱轴压比否框架柱的轴压比限值按框架结构采用否梁保护层厚度(mm)20柱保护层厚度(mm)20材料信息混凝土容重(kN/m3)25.00梁箍筋间距(mm)100柱箍筋间距(mm)100 结构底部NSW层的墙竖向分布配筋率0.60 钢筋强度HPB300钢筋强度设计值(N/mm2)270HRB335钢筋强度设计值(N/mm2)300HRB400钢筋强度设计值(N/mm2)360荷载组合结构重要

34、性系数1.00恒载分项系数1.30活载分项系数1.50活荷载组合值系数0.70活荷载频遇值系数0.60活荷载准永久值系数0.50考虑结构设计使用年限的活荷载调整系数1.00风荷载分项系数1.50风荷载组合值系数0.60风荷载频遇值系数0.40风荷载是否参与地震组合否水平地震力分项系数1.30基本信息楼层属性表2-1 楼层属性层号塔号属性61标准层251标准层141标准层131标准层121标准层111标准层1塔属性表2-2塔属性塔号属性值1结构体系框架结构结构X向基本周期(s)0.20结构Y向基本周期(s)0.20水平风荷载体型分段数1分段号1最高层号6挡风系数1.00迎风面系数0.80背风面系

35、数-0.50侧风面系数0.000.2V0调整分段数00.2V0调整时楼层剪力最小倍数0.200.2V0调整时各层框架剪力最大值的倍数1.50构件统计表2-3 各层构件数量、构件材料和层高(单位：m)层号塔号梁数柱数支撑数墙数层高累计高度619548003.60019.800519548003.60016.200419548003.60012.600319548003.6009.000219548003.9005.400119548001.5001.500表2-4 保护层(单位：mm)层号塔号梁保护层柱保护层墙保护层6120200512020041202003120200212020011202

36、00表2-5 混凝土构件层号塔号梁数(混凝土/主筋)柱数(混凝土/主筋)支撑数(混凝土/主筋)墙数(混凝土/主筋)6195(C30/360)48(C30/360)0(C0/0)0(C0/0)5195(C30/360)48(C30/360)0(C0/0)0(C0/0)4195(C30/360)48(C30/360)0(C0/0)0(C0/0)3195(C30/360)48(C30/360)0(C0/0)0(C0/0)2195(C30/360)48(C30/360)0(C0/0)0(C0/0)1195(C30/360)48(C30/360)0(C0/0)0(C0/0)表2-6箍筋(墙分布筋) 层号

37、塔号梁数(箍筋)柱数(箍筋)支撑数(箍筋)墙数(水平/竖向)边缘构件(箍筋)6195(270)48(360)0(0)0(0/0)(270)5195(270)48(360)0(0)0(0/0)(270)4195(270)48(360)0(0)0(0/0)(270)3195(270)48(360)0(0)0(0/0)(270)2195(270)48(360)0(0)0(0/0)(270)1195(270)48(360)0(0)0(0/0)(270)楼层质量表2-7 各层质心坐标(单位：m)层号塔号质心X质心Y质心Z6151.63625.69919.8005151.58025.47316.2004151.58025.47312.6003151.58025.47