西安航天研究院辦公樓設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文題目：西安航天研究院辦公樓設(shè)計(jì)院 系： 建筑工程學(xué)院 學(xué)科專業(yè)： 土木工程 學(xué) 生： 學(xué) 號(hào)： 090705115 指導(dǎo)教師： 2013年 6月本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文題目：西安航天研究院辦公樓設(shè)計(jì)院 系： 建筑工程學(xué)院 學(xué)科專業(yè)： 土木工程 學(xué) 生： 學(xué) 號(hào)： 090705115 指導(dǎo)教師： 2013年 6月西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書院（系） 建筑工程學(xué)院 專業(yè) 土木工程 班級(jí) 090705 姓名 呂劉平 學(xué)號(hào) 090705115 1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 西安航天研究院辦公樓設(shè)計(jì) 2.題目背景和意義：該工程位于西安市灞橋區(qū)，西安航天研究院擬興建一綜合辦公樓，總建筑面積約為5000m2，層數(shù)為6層。 課題來源于工程實(shí)際，對(duì)土木工程專業(yè)學(xué)生具有現(xiàn)實(shí)意義。通過工程設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用和深化所學(xué)理論知識(shí)，使學(xué)生受到工程師的基本技能和素質(zhì)訓(xùn)練。通過這個(gè)課題，著重培養(yǎng)學(xué)生收集、查閱資料的能力；中、外文文獻(xiàn)的閱讀能力；獨(dú)立分析問題、解決問題的能力；設(shè)計(jì)方案的經(jīng)濟(jì)分析和技術(shù)分析能力；結(jié)構(gòu)受力理論分析和結(jié)構(gòu)計(jì)算能力；工程制圖和編寫設(shè)計(jì)說明書、計(jì)算書的能力等。 3.設(shè)計(jì)(論文)的主要內(nèi)容（理工科含技術(shù)指標(biāo)）： 根據(jù)建設(shè)單位要求，經(jīng)有關(guān)部門批準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)類型采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。建筑功能要求：另設(shè)有會(huì)議室、活動(dòng)室；立面要求簡潔、明快。 工程地質(zhì)、水文、氣象情況：根據(jù)有關(guān)勘察部門提供的工程地質(zhì)勘察報(bào)告，擬建場(chǎng)地地形較平坦?？拐?度設(shè)防。設(shè)計(jì)地震分組：第一組。 地表土為城市垃圾土，表層厚0.3米0.5米。地表下土層為非濕陷性黃土。建筑場(chǎng)地為II類場(chǎng)地土。地基處理建議采用換土墊層法，墊層材料可選用3：7或2：8灰土。地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fak=180kPa。 最熱月平均溫度27.3度，最冷月平均溫度-1.7度，空氣相對(duì)濕度最熱月平均72%，最冷月平均70%。全年主導(dǎo)風(fēng)向是東北風(fēng)，基本風(fēng)壓0.35 kN / M2。年降雨量634mm，日最大降雨量92mm，每小時(shí)降雨量56mm?；狙?.20 kN / M2。 4.設(shè)計(jì)的基本要求及進(jìn)度安排（含起始時(shí)間、設(shè)計(jì)地點(diǎn)）： 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)由建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩部分組成，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為重點(diǎn)。具體要求為： （1） 建筑設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1）確定建筑初步設(shè)計(jì)方案 2）主要部位的建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)及工程做法 3）繪制建筑施工圖（1# 圖），主要包括：底層平面圖、標(biāo)準(zhǔn)層平面圖、屋頂平面圖、立面圖、剖面圖。 （2） 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1）確定結(jié)構(gòu)布置方案 2）結(jié)構(gòu)計(jì)算，內(nèi)容主要包括： A 一榀框架的內(nèi)力分析、內(nèi)力組合和配筋計(jì)算 B 一個(gè)完整區(qū)段樓板及次梁的內(nèi)力與配筋計(jì)算 C 一部樓梯的配筋計(jì)算 3）繪制結(jié)構(gòu)施工圖（1# 圖），主要包括：某層結(jié)構(gòu)平面布置圖、一榀框架配筋圖（框架梁、柱）、樓板及次梁配筋圖、樓梯配筋圖、樓板配筋圖、節(jié)點(diǎn)詳圖。 （3） 編寫設(shè)計(jì)說明書：內(nèi)容包括設(shè)計(jì)依據(jù)，建筑與結(jié)構(gòu)方案的概述，主要工程做法及材料等，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案說明，結(jié)構(gòu)計(jì)算過程等。 進(jìn)度安排： 實(shí)習(xí)及熟悉任務(wù) 第1-2周 確定建筑房案 第3周 結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)布置 第4周 結(jié)構(gòu)計(jì)算 第5-11周 繪制施工圖 第12-14周 整理建筑說明書、結(jié)構(gòu)計(jì)算書 第15-16周 收尾及答辯 第17-18周 5.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的工作量要求 實(shí)驗(yàn)（時(shí)數(shù)）*或?qū)嵙?xí)（天數(shù)）： 14天 圖紙（幅面和張數(shù)）*： A1或A2圖紙約12張 其他要求： 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書約1500020000字，設(shè)計(jì)按相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 學(xué)生簽名： 年 月 日 系（教研室）主任審批： 年 月 日西安航天研究院辦公樓設(shè)計(jì)摘 要本文研究的內(nèi)容是西安航天研究院辦公樓設(shè)計(jì)。通過建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，驗(yàn)證工程的可行性及滿足各項(xiàng)功能的使用要求，是反映工程可行性以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的綜合性資料。本工程設(shè)計(jì)結(jié)合地方地質(zhì)及水文氣候條件，依據(jù)各設(shè)計(jì)規(guī)范，使設(shè)計(jì)結(jié)果既符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，又滿足使用要求，經(jīng)濟(jì)合理性。本工程為擬建多層辦公樓，主樓標(biāo)高22.65 m總建筑面積5344m2，本建筑防火等級(jí)二級(jí)，抗震設(shè)防烈度8度。工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按縱橫向框架承重分析。設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)部分、樓梯、基礎(chǔ)等。根據(jù)任務(wù)書定出各層平面圖及平面布置，在進(jìn)行構(gòu)件截面估算和荷載計(jì)算后，選取一榀框架進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算內(nèi)容包括框架梁柱截面尺寸的選取及線剛度的計(jì)算；地震作用下梁端柱端彎矩、剪力的計(jì)算；樓梯配筋計(jì)算。在手算后，還使用CAD、Word、Excel等工具進(jìn)行電腦輸入，并對(duì)手算的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和檢查。最后依據(jù)計(jì)算結(jié)果，結(jié)合相應(yīng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求，繪制結(jié)構(gòu)施工圖和建筑施工圖，寫出相應(yīng)的設(shè)計(jì)說明以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書關(guān)鍵詞：框架結(jié)構(gòu)；抗震；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；內(nèi)力計(jì)算IThe design of the apartment of xian aerospace research institute building AbstractThe contents of this paper is the apartment of Xi an aerospace research institute. Through the architectural design and structure design, verify that the engineering feasibility and meet various requirements, functionality is a reflection of the engineering feasibility and technical and economic indicators of comprehensive data.This engineering design combined with local geological and climatic conditions, water asked by various design specification, make design results met design standards, and use, economic rationality.According to the sue function, the construct contents apartment and entertainment building .The height is 22.65m of main floor. Total building area is 5344m2.This building resistant fires is second class, and the seismic fortification intensityis seven degree. This engineering construction design adoption the frame construction. Being calculating the structure, the lateral structure be lacked as frame system and be analysis. The design included the construction of the structure of the stairs and so on. According to the mandate set of floor plans and layout of each floor. The program for the main structure of two-way load-bearing framework, such as cross-lateral framework load component in the calculation and estimates section, selecting a ping framework, including the framework of calculating earhquake Beam, column-moment, framework reinforced beams calculated and the basis for calculating the stairs reinforced reinforcement calculation. Finally ,but also to use CAD, Word, Excel and other tools, computer input, and the structure of rival operators to analyze and check.Final results, combined with the structural requirements, drawing structure construction plans, architectural plans, write out the appropriate design description, and account book. Key Words: frame structure; structural design; internal force calculation. 目 錄中文摘要I英文摘要II主 要 符 號(hào) 表11 緒論11.1建筑設(shè)計(jì)背景11.1.1建筑概況1.1.2 設(shè)計(jì)資料及設(shè)計(jì)依據(jù)11.2建筑方案及方案說明11.2.1建筑方案的初步設(shè)計(jì)11.2.2建筑施工圖設(shè)計(jì)31.3建筑設(shè)計(jì)的工程做法41.4課題研究的意義42 結(jié)構(gòu)布置52.1 結(jié)構(gòu)布置52.2 柱網(wǎng)布置52.3框架結(jié)構(gòu)承重方案的選擇62.4框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖62.5梁、柱截面尺寸的初步確定73 框架結(jié)構(gòu)剛度參數(shù)計(jì)算93.1框架結(jié)構(gòu)側(cè)移剛度的計(jì)算93.1.1梁柱線剛度計(jì)算93.1.2柱的抗側(cè)剛度計(jì)算94 重力荷載計(jì)算124.1 屋面及樓面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值124.2屋面及樓面的可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值124.3梁、柱、墻、窗、門重力荷載的計(jì)算124.4重力荷載代表值145 橫向水平荷載作用下框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算175.1橫向自振周期的計(jì)算175.2水平地震作用及樓層地震剪力的計(jì)算175.2.1結(jié)構(gòu)等效總重力荷載代表值Ge185.2.2計(jì)算水平地震影響系數(shù)1185.2.3結(jié)構(gòu)總的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值FEk185.3 多遇水平地震作用下的位移驗(yàn)算195.4 水平地震作用下框架內(nèi)力計(jì)算195.4.1框架柱端剪力及彎矩計(jì)算195.4.2水平地震作用下框架梁內(nèi)力計(jì)算216 豎向荷載作用下橫向框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算246.1 橫向框架計(jì)算圖246.2荷載計(jì)算256.2.1恒載計(jì)算256.3內(nèi)力計(jì)算286.3.1恒載和活載作用下桿端彎矩286.3.2恒載和活載作用下梁端剪力和柱軸力357 內(nèi)力組合387.1 抗震等級(jí)的確定387.2框架梁的內(nèi)力組合387.2.1內(nèi)力組合種類387.2.2計(jì)算跨間最大彎矩388 截面設(shè)計(jì)508.1框架梁508.1.1梁的正截面受彎承載力計(jì)算508.2框架柱548.2.1柱截面尺寸驗(yàn)算548.2.2柱正截面承載力的計(jì)算548.2.3柱斜截面受剪承載力的計(jì)算608.2.4框架梁柱節(jié)點(diǎn)核芯區(qū)截面抗震驗(yàn)算609 樓板設(shè)計(jì)629.1設(shè)計(jì)參數(shù)629.2按塑性鉸線法理論計(jì)算639.2.1彎矩計(jì)算639.2.2配筋計(jì)算：6310 樓梯設(shè)計(jì)6510.1設(shè)計(jì)參數(shù)6510.2樓梯板計(jì)算6510.3平臺(tái)板計(jì)算6610.4平臺(tái)梁計(jì)算6711 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)6911.1 設(shè)計(jì)資料6911.2 基礎(chǔ)截面確定6911.2.1 基礎(chǔ)梁高6911.2.2 翼板厚度6911.2.3 基礎(chǔ)長度6911.2.4 基礎(chǔ)的底面寬度7011.3 基礎(chǔ)梁內(nèi)力計(jì)算7012 結(jié)構(gòu)電算7412.1 PM建模7412.2 建筑模型的補(bǔ)充、修改754.4 PK方法計(jì)算結(jié)果774.5 PK配筋計(jì)算結(jié)果864.5 手算與電算配筋計(jì)算結(jié)果比較（見一榀框架圖配筋）86設(shè)計(jì)心得87致謝89參考文獻(xiàn)90畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明92畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明93附錄9476西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主 要 符 號(hào) 表SGk 永久荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值；SQk 可變荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值；G 永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)；Q 可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)；T 結(jié)構(gòu)自振周期；fy、fy 普通鋼筋的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；as、as 縱向非預(yù)應(yīng)力受拉鋼筋合力點(diǎn)、縱向非預(yù)應(yīng)力受壓鋼筋合力點(diǎn)至截面近邊的距離；b 矩形截面寬度、T 形、I 形截面的腹板寬度；bf、bf T形或I形截面受拉區(qū)、受壓區(qū)的翼緣寬度；d 鋼筋直徑或圓形截面的直徑；e、e 軸向力作用點(diǎn)至縱向受拉鋼筋合力點(diǎn)、縱向受壓鋼筋合力點(diǎn)的距離；e0 軸向力對(duì)截面重心的偏心距；ea 附加偏心距；ei 初始偏心距；h 截面高度；h0 截面有效高度；hf、hf T形或I形截面受拉區(qū)、受壓區(qū)的翼緣高度；As、As 受拉區(qū)、受壓區(qū)縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋的截面面積1 受壓區(qū)混凝土矩形應(yīng)力圖的應(yīng)力值與混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的比值； 縱向受力鋼筋的配筋率；sv 豎向箍筋、水平箍筋或豎向分布鋼筋、水平分布鋼筋的配筋率；v 箍筋的體積配筋率；FEk 結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；Geq 地震時(shí)結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）的重力荷載代表值、等效總重力荷載代表值；max 水平地震影響系數(shù)最大值；RE 承載力抗震調(diào)整系數(shù)；Mc 節(jié)點(diǎn)上下柱端截面順時(shí)針或反時(shí)針方向組合的彎矩設(shè)計(jì)值之和，上下柱端的彎矩設(shè)計(jì)值 ,可按彈性分析分配;Mb 節(jié)點(diǎn)左右梁端截面反時(shí)針或順時(shí)針方向組合的彎矩設(shè)計(jì)值; HRB400級(jí)鋼筋; HRB335級(jí)鋼筋; HPB235級(jí)鋼筋西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文1 緒論1.1建筑設(shè)計(jì)背景1.1.1建筑概況設(shè)計(jì)題目：西安航天研究院辦公樓設(shè)計(jì)建筑層數(shù)：六層建筑面積：5344m2建筑總高度：22.65m結(jié)構(gòu)類型：現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)1.1.2 設(shè)計(jì)資料及設(shè)計(jì)依據(jù)a.設(shè)計(jì)使用年限根據(jù)規(guī)范和任務(wù)書，本方案的設(shè)計(jì)使用年限為50年。(1) 場(chǎng)地條件根據(jù)有關(guān)勘察部門提供的工程地質(zhì)勘察報(bào)告，擬建場(chǎng)地地形較平坦。(2) 氣象條件最熱月平均溫度27.3度，最冷月平均溫度-1.7度，空氣相對(duì)濕度最熱月平均72%，最冷月平均70%。全年主導(dǎo)風(fēng)向是東北風(fēng)，基本風(fēng)壓0.35 kN / M2。年降雨量634mm，日最大降雨量92mm，每小時(shí)降雨量56mm?；狙?.20 kN / M2。(3) 地質(zhì)條件地表土為城市垃圾土，表層厚0.3米0.5米。地表下土層為非濕陷性黃土。建筑場(chǎng)地為II類場(chǎng)地土。地基處理建議采用換土墊層法，墊層材料可選用3：7或2：8灰土。地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值fak=180kPa。 b.抗震設(shè)防抗震8度設(shè)防。設(shè)計(jì)地震分組：第一組。c.結(jié)構(gòu)環(huán)境類別根據(jù)規(guī)范和任務(wù)書知結(jié)構(gòu)環(huán)境類別為一類一類環(huán)境。1.2建筑方案及方案說明1.2.1建筑方案的初步設(shè)計(jì)根據(jù)使用功能及條件，確定建筑方案，進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，繪出平、立、剖面草圖經(jīng)指導(dǎo)老師修改后進(jìn)行下一步設(shè)計(jì)。建筑總平面布置應(yīng)考慮到和周圍環(huán)境(相鄰建筑、綠化及道路)的關(guān)系，要求平面布置緊湊，人流路線合理，滿足防火要求，房間的采光通風(fēng)及保溫隔熱等均需滿足功能要求，建筑造型和建筑立面要求美觀、大方，體現(xiàn)時(shí)代特色。在完成平、立、剖草圖時(shí)做了以下處理手法：a.平面設(shè)計(jì)柱網(wǎng)尺寸采用7.2m7.2m，柱網(wǎng)布置見圖2.1。該建筑為辦公樓，根據(jù)實(shí)際情況并參考辦公建筑設(shè)計(jì)規(guī)范(JGJ36-87)，取1個(gè)開間為一個(gè)房（會(huì)議室和活動(dòng)室取兩個(gè)開間），開間尺寸為 3.6m7.2m。(1) 主要房間平面設(shè)計(jì)1) 房間門設(shè)置根據(jù)建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范每個(gè)開間取一個(gè)門，所有辦公室門均取1.2m2.1m(其中門高2.1m)的木門。2) 窗的設(shè)置根據(jù)房屋建筑學(xué)中民用建筑采光等級(jí)表可知：辦公室的采光等級(jí)為級(jí)，要求窗地面積比不應(yīng)小于1/6，選窗的尺寸為2.4m2.1m 。(2) 輔助房間設(shè)計(jì)衛(wèi)生間平面設(shè)計(jì)：為保證建筑上的布局合理，故在建筑的走廊東頭設(shè)兩個(gè)衛(wèi)生間。(3) 交通聯(lián)系部分的平面設(shè)計(jì)1) 走廊由樓梯門和走道的寬度指標(biāo)可知，當(dāng)建筑的耐火等級(jí)為二級(jí)時(shí)，一層、二層為0.65m，三層為0.75m/百人，大于四層為1m/百人。故可設(shè)置樓道建筑軸線尺寸為2.4。 一層兩側(cè)設(shè)門，二層以上樓道兩側(cè)設(shè)窗，窗尺寸選擇1.5m2.1m。2) 樓梯由于樓全長為50.4米，為滿足房間門到封閉樓梯間的最大距離22米的要求，可設(shè)置二道樓梯。門廳：采用兩個(gè)開間即7.2m7.2m。b.立面設(shè)計(jì)立面設(shè)計(jì)是在滿足房間的使用要求和技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，運(yùn)用建筑造型和立面構(gòu)圖的一些規(guī)律，結(jié)合平面的內(nèi)部空間組合進(jìn)行的。進(jìn)行立面設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮房屋的內(nèi)部空間關(guān)系，相鄰立面的協(xié)調(diào)，各立面墻面的處理和門窗安排，滿足立面形式美觀要求，同時(shí)還應(yīng)考慮各入口，雨篷等細(xì)部構(gòu)件的處理。c.剖面設(shè)計(jì)剖切線一般是要通過樓梯的，選取比較有代表的地方剖切，剖面圖很詳細(xì)的顯示樓梯的構(gòu)造和尺寸，樓梯的出口尺寸，樓梯梯間寬、踏步尺寸以及平臺(tái)尺寸等。d.防火設(shè)計(jì)該建筑為高度不超過24m的多層建筑，防火等級(jí)為二級(jí)，將每一層劃分為一個(gè)防火區(qū)間，則每層長度50.4m小于允許長度150m，每層的建筑面積890.8 m2小于最大允許面積2500 m2。 該建筑設(shè)有二部樓梯，每一個(gè)防火區(qū)間的安區(qū)出口幾位3個(gè)，滿足防火規(guī)范要求。表1.1安全疏散距離 高層建筑房間門或住宅戶門至最近的外部出口或樓梯間的最大距離(m)位于兩個(gè)安全出口之間的房間位于袋形走道兩側(cè)或盡端房間公寓樓3015該建筑總長為50.4m，均勻設(shè)置2部樓梯，任一房間至外部出口的距離不大于15m，安全疏散距離滿足規(guī)范要求。 表1.2 首層疏散外門和走道的凈寬(m)高層建筑每個(gè)外門的凈寬走道凈寬單面布房雙面布房居住建筑1.11.21.3其它1.21.31.4高層建筑內(nèi)走道的凈寬，應(yīng)按通過人數(shù)每100人不小于1.00m計(jì)算；首層疏散外門的總寬度，應(yīng)按人數(shù)最多的一層每100個(gè)不小于1.00m計(jì)算。首層疏散外門和走道的凈寬不應(yīng)小于表1.2的規(guī)定。根據(jù)6.2.2條，建筑高度不超過32m的二類建筑應(yīng)設(shè)封閉樓梯間，在走道和樓梯交匯處設(shè)置防火門，門寬1.5m。各層防火門開向樓梯。1.2.2建筑施工圖設(shè)計(jì) 建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)互相影響、互相配合、互相制約，所以，在繪制建筑施工圖過程中，一定要參考結(jié)構(gòu)驗(yàn)算和構(gòu)造要求，遇到問題及時(shí)修改。在施工圖設(shè)計(jì)過程中，一定要結(jié)合相關(guān)的規(guī)范考慮全面，按照制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)繪制，節(jié)點(diǎn)細(xì)部構(gòu)造要細(xì)心繪制，尺寸標(biāo)注、做法標(biāo)注及一些說明要符合要求。用天正建筑結(jié)合AutoCAD繪制建筑施工圖，畫出每層的平面圖之后，利用天正建筑生成立面圖和剖面圖，再利用AutoCAD做細(xì)部修改，在初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，繪制建筑施工圖。設(shè)計(jì)深度應(yīng)滿足施工、安裝及預(yù)算要求，圖面應(yīng)詳盡表現(xiàn)建筑物的各有關(guān)部分。建筑設(shè)計(jì)說明書，說明工程概況及設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)意圖、建筑規(guī)模、要求、建筑方案及方案說明、設(shè)計(jì)依據(jù)和設(shè)計(jì)原則、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)等。1.3建筑設(shè)計(jì)的工程做法在繪制建筑施工圖的同時(shí)，把屋面、樓面、立面和剖面的主要工程做法定下來，以便在結(jié)構(gòu)計(jì)算中使用。屋面為不上人屋面，工程做法如下：40厚C20細(xì)石混凝土保護(hù)層三氈四油防水層20厚水泥砂漿找平層100厚鋼筋混凝土屋面板20厚混合砂漿天棚抹灰樓面工程做法：水磨石樓面(包括水泥粗砂打底)100厚鋼筋混凝土屋面板10厚混合砂漿天棚抹灰立面：噴硬質(zhì)復(fù)層花紋涂料(浮雕)。1.4課題研究的意義通過西安航天研究院辦公樓設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用所學(xué)過的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)，鍛煉查閱相關(guān)規(guī)范和資料進(jìn)行辦公樓建筑方案設(shè)計(jì)和框架結(jié)構(gòu)計(jì)算的能力，熟悉工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和程序，提高分析和解決工程實(shí)際問題的能力，為以后工作奠定一定的基礎(chǔ)。 2 結(jié)構(gòu)布置2 結(jié)構(gòu)布置2.1 結(jié)構(gòu)布置根據(jù)該房屋的使用功能及建筑設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行了建筑平面、立面和剖面設(shè)計(jì)，主體結(jié)構(gòu)共6層，層高3.6m。填充墻采用240mm的粘土空心磚砌筑，門部分采用木門，部分采用玻璃門，詳見門窗表，門洞尺寸為1.22.1，窗為塑鋼玻璃窗，洞口尺寸為2.42.1。對(duì)該建筑進(jìn)行建筑高度、使用要求、材料用量、抗震要求、造價(jià)等綜合因素考慮后，選擇框架結(jié)構(gòu)。因?yàn)榭紤]到框架結(jié)構(gòu)有以下優(yōu)勢(shì)：建筑平面布置靈活，可以獲得較大空間，也可以做成小房間；建筑立面好處理；結(jié)構(gòu)自重較輕；計(jì)算理論較為成熟；在一定高度范圍內(nèi)可以降低造價(jià)。混凝土的等級(jí)選用，梁、板一層選用C35，柱選擇C35，標(biāo)準(zhǔn)層梁、板選用C30，柱選擇C30，(因?yàn)楝F(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度不宜大于C40)。2.2 柱網(wǎng)布置本綜合教學(xué)樓采用柱距為7.2m的內(nèi)廊式小柱網(wǎng)，邊跨7.2m，中間跨為2.4m，層高取3.6m，如下圖所示： 圖2.1 柱網(wǎng)布置圖 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文2.3框架結(jié)構(gòu)承重方案的選擇豎向荷載的傳力途徑：樓板的均布活載和恒載經(jīng)次梁間接或直接傳至主梁，再由主梁傳至框架柱，最后傳至地基。根據(jù)以上樓蓋的平面布置及豎向荷載的傳力途徑，本辦公樓框架的承重方案為橫向框架承重方案，這可使橫向框架梁的截面高度大，增加框架的橫向側(cè)移剛度。2.4框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖本方案中，需近似的按橫向的平面框架分別計(jì)算。圖2.2 框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖A1=(7.2/2+2.4/2)7.2=34.56m2A2=7.2 /27.2=25.92m2圖2.3 橫向框架計(jì)算簡圖2.5梁、柱截面尺寸的初步確定樓蓋及屋蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樓板厚度取100mm.a.梁、柱截面尺寸的初步確定(1) 梁截面尺寸估算1) 橫向框架梁AB、CD跨 (計(jì)算跨度取柱形心線之間的距離6.9m)梁高?。篽=(1/81/12)l=(1/81/12)7200=600mm900mm 初選600mm。梁寬?。篵=(1/21/3)h=(1/21/3)600=200mm300mm 初選300mm。(2) 柱截面尺寸估算柱截面尺寸根據(jù)柱的軸壓比限值，按公式計(jì)算。1) 軸壓比抗震設(shè)防烈度為8度，高度<30m，查抗震規(guī)范得抗震等級(jí)為二級(jí)?？拐鸬燃?jí)為二級(jí)，框架結(jié)構(gòu)，查抗震規(guī)范得，柱軸壓比限值為0.75。2) 柱組合的軸壓比設(shè)計(jì)值N=Fgn考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數(shù),對(duì)外柱取1.3，對(duì)等跨內(nèi)柱取1.25；F按簡支狀態(tài)計(jì)算柱的負(fù)載面積；gE 折算在單位建筑面積上的重力荷載代表值；可近似的取15KN/m2；n為驗(yàn)算截面以上的樓層層數(shù)。3) AcN/uNfc uN 為框架柱軸壓比限值，本方案為二級(jí)抗震等級(jí)，查抗震規(guī)范可知取為0.8。 fc 為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，對(duì)C30，查得fc =14.3N/mm2,對(duì)C35,fc =16.7 N/mm24) 計(jì)算過程對(duì)于邊柱(底層)：AcN/uNfc=1.325.92156103/0.8/16.7=226994 mm2 對(duì)于內(nèi)柱(底層)：AcN/uNfc=1.2534.56156103/0.8/16.7=291018 mm2取對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)層方法同上。綜上，梁、柱截面尺寸見下表：表2.1梁截面尺寸(mm)層數(shù)混凝土等級(jí)橫梁(bh)縱梁(bh)次梁(bh)AB跨、CD跨BC跨12-6C35C30300600300600300400300400300600300600300500300500表2.2柱截面尺寸(mm)層次混凝土等級(jí)bh1C356506502-6C306506503 框架結(jié)構(gòu)剛度參數(shù)計(jì)算3 框架結(jié)構(gòu)剛度參數(shù)計(jì)算3.1框架結(jié)構(gòu)側(cè)移剛度的計(jì)算3.1.1梁柱線剛度計(jì)算框架梁線剛度為ibEcI0/l。在框架結(jié)構(gòu)中，可將現(xiàn)澆樓面視作梁的有效翼緣，增大梁的有效剛度，減少框架側(cè)移?？紤]這一有利作用，在計(jì)算梁的截面慣性矩時(shí)，對(duì)現(xiàn)澆樓面的邊框架梁取，對(duì)中框架梁取。柱線剛度為 I0=bh3/12，計(jì)算見下表：表3.1 橫梁線剛度ib 計(jì)算表類別層次Ec /(N/mm2)b /mmh /mmI0 /mm4l /mmEcI0/l /kNm1.5EcI0/l /kNm2EcI0/l /kNmAB ，CD跨13.151043006005.40010972002.36310103.54510104.72610102-63.01043006005.40010972002.25010103.37510104.5001010BC跨13.151043004001.60010924002.10010103.15010104.20010102-63.01043004001.60010924002.00010103.00010104.0001010表3.2柱線剛度ic計(jì)算表層次Ec /(N/mm2)b /mmh /mmhc /mmIc /mm4EcIo/l /kN.m13.1510465065048001.48810109.76510102-63.0010465065036001.488101012.40010103.1.2柱的抗側(cè)剛度計(jì)算根據(jù)梁柱的線剛度比的不同，框架柱可分為中柱，邊柱等。西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文位置邊柱中柱簡圖K簡圖K一般層底層 表3.3柱線剛度的修正系數(shù) 現(xiàn)在以底層B-3柱為例說明側(cè)移剛度計(jì)算方法，底層柱以及與其相連的梁的線剛度計(jì)算方法。梁柱的線剛度比為=(3.545+3.150)/9.765=0.685柱側(cè)移剛度修正系數(shù)c=(0.5+)/(2+)=(0.5+0.685)/(2+0.685)=0.441柱的抗側(cè)剛度為D=c12ic/h2 =0.441129.7651010/48002=22428N/mm其余柱計(jì)算結(jié)果見表3.4、3.5：表3.4中框架柱側(cè)移剛度D值(N/mm)層次邊柱中柱A-2-7與D-2-7(12根)B-2-7與C-2-7(12根)Di1Di1D60.3620.153175660.6850.2552927756211650.3620.153175660.6850.2552927756211640.3620.153175660.6850.2552927756211630.3620.153175660.6850.2552927756211620.3710.156179110.7020.2592973757177610.4830.395200890.9140.48524666537060表3.5邊框架柱側(cè)移剛度D值(N/mm)層次邊柱中柱A-1，8與D-1，8B-1，8與C-1，8Di1Di1D60.2720.119136620.5140.204234227416850.2720.119136620.5140.204234227416840.2720.119136620.5140.204234227416830.2720.119136620.5140.204234227416820.2790.122140070.5270.208230817417610.3630.365185630.6850.4412242881982將上述不同情況下同層框架柱的側(cè)移剛度相加，即得框架各層層間側(cè)移剛度Di,見下表：表3.6橫向框架層間側(cè)移剛度(N/mm)層次123456Di,619042645952636284636284636284636284D2/Di=619042/645952=0.95>0.7,故該框架為規(guī)則框架。4 重力荷載計(jì)算4 重力荷載計(jì)算4.1 屋面及樓面的永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值屋面(不上人)：40mm厚C20細(xì)石混凝土保護(hù)層 230.04=0.92kN/m25mm厚的1：3石灰砂漿隔離層 170.005=0.0851kN/m220mm厚的水泥砂漿找平 2 00.02=0.4 kN/m2三氈四油防層 0.4kN/m2100mm厚的鋼筋混凝土板 250.1=2.5kN/m220mm厚的1：2.5水泥砂漿找平 200.02=0.4kN/m212厚的紙筋石灰抹底 0.16 kN/m2合計(jì)： 4.865 kN/m215層樓面(水磨石樓面)15mm厚的1：2白水泥白石子(摻有色石子)磨光打蠟 180.015=0.27kN/m220mm厚的1：3水泥砂漿找平層 200.02=0.4 kN/m2100mm厚鋼筋混凝土板 250.1=2.5kN/m23mm厚的細(xì)石粉面 160.003=0.048 kN/m28mm厚的水泥石膏砂漿 140.008=0.112 kN/m2合計(jì)： 3.330 kN/m24.2屋面及樓面的可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值不上人屋面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 0.5 kN/m2樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值 2.0kN/m2屋面雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值 0.2 kN/m2走廊、門廳、樓梯 2.5 kN/m24.3梁、柱、墻、窗、門重力荷載的計(jì)算梁柱可根據(jù)截面尺寸，材料容重及粉刷等計(jì)算出單位長度上的重力荷載，對(duì)墻、門窗等可計(jì)算出單位面積上的重力荷載。墻體為240mm粘土空心磚，外墻面刷涂料(0.5kN/m2)內(nèi)墻面為20mm厚抹灰，則外墻單位面積墻面重力荷載為：0.5+150.24+170.02=4.44kN/m2內(nèi)墻體為200mm加氣混凝土塊，兩側(cè)為20mm厚抹灰，則內(nèi)墻單位面積墻面重力荷載為: 2.10+2170.02=2.78 kN/m2西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文木門單位面積重力荷載0.2kN/m2，鋁合金門窗單位面積重力荷載0.4kN/m2。表4.1梁柱重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值層數(shù)構(gòu)件b/mH/m/()G/()/nGi G1邊橫梁0.30.6251.054.7256.5516495.181748.41中橫梁0.30.4251.053.1501.75844.10次梁0.30.5251.053.9377.2512342.56縱梁0.30.6251.054.7256.5528866.56柱0.650.65251.1011.6184.80321784.64 1784.64 26邊橫梁0.30.6251.054.7256.5516495.181748.41中橫梁0.30.4251.053.1501.75844.10次梁0.30.5251.053.9377.2512342.56縱梁0.30.6251.054.7256.5528866.56柱0.650.65251.1011.6183.6321338.48 1338.48注：1) 表中 為考慮梁、柱的粉刷層重力荷載而對(duì)其重力荷載的增大系數(shù)：g表示單位長度構(gòu)件重力荷載；n為構(gòu)件數(shù)量。2) 梁長度取凈長；柱長度取層高。其中墻體重力標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算如下： a.底層 (1) 外墻1) 橫墻AB,CD跨：( 7.2-0.65)(3.6-0.6)=19.65 m 數(shù)量：4BC跨：( 2.4-0.65)(3.6-0.4)=5.6m 數(shù)量：22) 縱墻軸線：(50.4-70.65) (3.6-0.6)=137.55 mD軸線：(50.4-70.65) (3.6-0.6)=137.55m3) 外墻上的門窗面積門：m2: 2.42.12=10.08 m2 m4： 1.52.12=6.3 m2窗：C1:2.42.126=131.04 m2 則外墻的凈面積：19.654+5.62+137.552-(10.08+6.3+131.04)=217.48m2外墻的重力代表值：217.484.44=965.61kN m2(2) 內(nèi)墻1) 橫墻墻1：( 7.2-0.65)(3.6-0.6)=19.65 m 數(shù)量：10 墻2：( 7.2+0.65-0.242)( 3.6-0.5)=22.85 m 數(shù)量：12 2) 縱墻B軸線： (50.4-70.65-7.2-3.6)(3.6-0.6)=105.15 mC軸線：(50.4-70.65-7.2) (3.6-0.6)=117.00 m門窗：門：57.96 m2 凈面積：19.6510+22.8512+105.15+117-57.96=634.85 m2內(nèi)墻重力荷載代表值：634.852.78=1764.89 kN底層墻重力荷載代表值：965.61+1764.89=2730.50 kNb.標(biāo)準(zhǔn)層(1) 外墻1) 橫墻(7.2-0.65)(3.6-0.6)4+(2.4-0.65) (3.6-0.4)2=89.80 m2) 縱墻A：(50.4-70.65) (3.6-0.6)=137.55 m D：(50.4-70.65)(3.6-0.6)=137.55 m窗：2.42.126+3.02.12+1.52.12=149.94 m2凈面積：89.8+137.552-149.94=214.96 m2外墻的重力代表值：214.964.44=954.42 m2(2) 內(nèi)墻1) 橫墻墻1：(7.2-0.65)(3.6-0.6) =19.65 m 數(shù)量：10墻2：(7.2+0.65-0.242)(3.6-0.5)7=22.84 m 數(shù)量：122) 縱墻B： (50.4-70.65-7.2-3.6)(3.6-0.6)=105.15 mC：(50.4-70.65-7.2)(3.6-0.6)=117.00 m凈面積：19.6510+22.8412+105.15+117.00-57.96=634.85m2內(nèi)墻重力荷載代表值：634.852.78=1764.89 m2標(biāo)準(zhǔn)層墻重力荷載代表值：954.42+1764.89=2719.31 m24.4重力荷載代表值集中于各樓層標(biāo)高處的重力和在代表值：Gi=Wi板+Wi梁+1/2 Wi+1墻、柱+1/2Wi墻、柱+50%Q活載+1/2Wi門、窗+1/2Wi+1門、窗一層 樓面恒載： 3.3316.850.4=2819.57 kN50%樓面均布活載 2.016.850.40.5=846.72 kN梁 1748.41kN 柱 1784.65 kN墻 2730.500.5+2719.310.5=2724.91 kN 窗 (131.04+149.94)0.50.4=56.19 kN 門 57.960.2+0.517.100.4=15.01 kN 首層重力荷載代表值為2819.57+846.72+1748.41+1784.65+2724.91+56.19+15.01=9995.46 kN 標(biāo)準(zhǔn)層：樓面恒載： 3.3316.850.4=2819.57kN50%樓面均布活載 846.72 kN梁 1748.41kN柱 1338.49 kN墻 2719.31kN窗