股份有限公司办公楼设计和实现土木工程专业.docx

摘要 我根据设计任务书要求对华夏股份有限公司办公楼进行建筑设计与结构设计，在做的过程中，我复习了大学四年所学的专业知识，努力地完成好大学的最后一份作业，为自己将来进入社会做准备。 我对华夏股份有限公司办公楼设计先进行建筑设计再进行结构设计，最后进行电算，进行验算误差。在建筑设计时，我根据任务书上面的建筑使用功能要求和建筑设计规范，首先进行建筑各层平面设计，然后进行立面、剖面及楼梯设计。 华夏股份有限公司办公楼结构设计时，我先进行结构选型、结构体系选型及其布置、梁柱截面尺寸设计，然后算华夏股份有限公司办公楼的重力荷载、水平荷载、竖向荷载，接着进行内力组合、梁柱板配筋、基础计算、楼板计算。 关键词：框架、钢筋混凝土、办公楼 Summary I am in accordance with the design task book requirements of the Chinese office building architectural design and structural design, in the process, I use the University of four years of professional knowledge, and strive to complete the University of the last job for their own Ready to enter the community in the future. I am the design of the office building of China Co., Ltd. first architectural design and then the structural design, and finally the computer, the calculation error. In the architectural design, I use the functional requirements and architectural design specifications of the above-mentioned building, first of all, the floor design of the building, and then facade, section and staircase design. Huaxia Co., Ltd. office building design, I first carry out structural selection, structural system selection and layout, beam and column cross-sectional size design, and then calculate the office of China's gravity factory load, horizontal load, vertical load, Followed by internal force combination, beam column reinforcement, foundation calculation, floor calculation. Keywords: frame, reinforced concrete, office building II 目 录 摘要 I 第一章 建筑设计 4 1.1 设计概况 4 1.2 主要建筑做法 4 第二章 结构设计 5 2.1 结构方案确定、布置和梁柱截面尺寸估定 5 2.1.1 结构方案确定 5 2.1.2 梁柱截面尺寸估定 5 2.2 计算简图的确定 6 2.3 横向框架结构侧向刚度计算和侧向刚度比验算 6 2.3.1 框架梁柱线刚度计算 6 2.3.2 框架侧向刚度计算 7 2.3.3 横向框架侧向刚度比验算 8 2.4 风荷载框架结构内力计算 8 2.4.1 风荷载计算 8 2.4.2 风荷载作用下框架梁的结构侧移验算 10 2.4.3 风荷载作用下框架梁的内力计算 10 2.5 重力荷载计算和地震荷载内力计算 14 2.5.1 重力荷载值计算 14 2.5.2 重力荷载代表值计算 15 2.5.3 重力荷载代表值计算 16 2.5.4 地震作用下框架内力结构计算 18 2.6 恒载和活载内力计算 23 2.6.1 计算单元和计算简图 23 2.6.2 恒载作用下框架内力分析 24 2.6.3 一二层柱变截面的附加弯矩 28 2.6.4 内力计算 29 2.7 内力组合 39 2.7.1 框架梁控制截面标准值 39 2.7.2 梁控制截面的内力组合 39 2.7.3 柱控制截面的内力组合 46 第三章 梁柱板截面设计和配筋 58 3.1 框架梁截面设计 58 3.1.1 梁正截面受弯承载力计算 58 3.1.2 梁斜截面受剪承载力计算 61 3.2 框架柱截面设计 64 3.2.1 柱正截面受压承载力计算 64 3.2.2 柱斜截面受剪承载力计算 69 3.3 框架梁柱节点核心区截面抗震验算 71 3.4 板的计算 78 3.4.1楼板配筋 78 3.4.2屋面板配筋 80 3.5 板式楼梯的计算 82 3.5.1 设计依据 82 3.5.2 斜板设计 82 3.5.3 平台板的设计 83 3.5.4 平台梁的设计 84 第四章 基础的计算 86 4.1 地基承载力修整 86 4.2 基础底面尺寸 86 4.3 计算基底净反力设计值 86 4.4 基础高度 87 4.5 配筋计算 87 第五章 电算结果及与手算结果的对比分析 89 5.1 电算结果 89 5.2 电算结果与手算结果比较 102 5.2.1 恒载作用下梁柱弯矩对比 102 5.2.2 各种组合下底层最大柱轴力对比 102 5.2.3 活载作用下的梁柱弯矩对比 103 结论 104 致谢 105 3 第一章 建筑设计 1.1 设计概况 华夏股份有限公司办公楼，建筑规模：占地面积：30m×64m，总建筑面积7000-8000m2，主体层数5层。 已知工程技术条件如下： （1）华夏股份有限公司办公楼自然地表1m内为填土，填土下层为3m厚砂质粘土，地基承载力标准值：fk=250 kPa，砂质粘土下为砾石层，砾石层允许承载力为：fk=300-400kPa。 （2） （3）华夏股份有限公司办公楼建筑抗震设防类别为丙类，建筑结构安全等级为二级，场地类别亚一类，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度0.15g，设计地震分组为第一组。50年一遇的基本风压0.40kN/ m2，基本雪压0.45kN/m2，地面粗糙度B类。 1.2 主要建筑做法 主要建筑做法详见建筑设计总说明。 内外墙采用普通砖（240mm*115mm*53mm），外面均采用10mm厚的抹灰（容重17kN/m3）。 使用复合门、铁门，使用铝合金窗。 外墙面采用外墙乳胶漆，内墙采用内墙乳胶漆。 地面采用瓷砖地面（0.55kN/m3）。每层均采用V型轻钢龙骨吊顶（0.2kN/m3）。 第二章 结构设计 2.1 结构方案确定、布置和梁柱截面尺寸估定 2.1.1 结构方案确定 拟建华夏股份有限公司办公楼横向较短，如果采用横向承重方案时，横向框架梁的截面高度大，可增加框架的横向侧向刚度，采用横向框架承重方案。布置图如图2.1。 图2.1 框架柱布置图 2.1.2 梁柱截面尺寸的估定 为6.6/3.6=1.83＜2，，梁的截面高度，取120mm，梁柱截面取值如表2.1。 表2.1 梁柱截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级 楼层 混凝土强度等级 横梁尺寸（b*h） 次梁尺寸 （b*h） 纵梁尺寸 （b*h） AB跨 BC跨 1-5 C35 300*600 250*300 200*350 300*400 柱截面尺寸估定过程，抗震设防烈度为7度，且华夏股份有限公司办公楼高度小于24m，所以抗震等级为三级，轴压比限值为0.85，各层重力荷载值取12kN/m2。 。 取截面为正方形，边柱和中柱尺寸为255mm和283mm，所以一层柱采用500*500mm，二-五层采用400*400mm。 2.2 计算简图的确定 ，-1.00m，1.6m。底层柱从基础顶面到一层楼板底，所以h=3.6+0.45+1=5.05m。计算简图如图2.2。 图2.2 框架横向计算简图 2.3 横向框架结构侧向刚度计算和侧向刚度比验算 2.3.1 框架梁柱线刚度计算 华夏股份有限公司办公楼框架梁线刚度，中框架梁线刚度，边框架梁线刚度，柱线刚度。计算结果如表2.2、2.3。 表2.2 梁线刚度（N*mm） 楼层 梁跨 Ec（N/mm2） b*h （mm） Lb（mm） 1-5 AB、CD 3.15*104 300*600 6600 5.4*109 5.155*1010 3.866*1010 BC 3.15*104 250*300 1800 5.63*109 1.969*1010 1.477*1010 表2.3 柱线刚度（N*mm） 楼层 层高 hi（mm） Ec （N/mm2） b*h （mm） 1 5050 3.15*104 500*500 5.208*109 3.249*109 2-5 3600 3.15*104 400*400 2.133*109 1.867*109 2.3.2 框架侧向刚度计算 华夏股份有限公司办公楼的中框架 。 华夏股份有限公司办公楼的边框架 。 根据建筑设计，华夏股份有限公司办公楼有12榀中框架，2榀边框架，所以 图2.3 框架梁、柱线刚度图 2.3.3 横向框架侧向刚度比验算 表2.4 楼层与上部相邻楼层的侧向刚度比验算 楼层 1 2 3 4 5 517600 588708 588708 588708 588708 0.88 1 1 1 — 华夏股份有限公司办公楼各楼层值大于0.7，且与侧向刚度比的平均值大于0.8，。 2.4 风荷载框架结构内力计算 2.4.1 风荷载计算 计算风荷载时，应将风荷载换算成作用于楼板处的集中荷载，取四轴对应的一榀框架计算，风荷载标准值，根据任务书要求，华夏股份有限公司办公楼基本风压为，根据建筑设计，华夏股份有限公司办公楼结构总高度小于30米，所以风振荷载系数为1。对于矩形平面，体形系数为0.8（迎风面）和0.5（背风面），负载宽度为3.6m，，计算结果如表2.5，计算简图如图2.4（a）、2.4（b）。 表2.5 风荷载计算 楼层 z（m） z/Hi q1（z） q2（z） F（kN） 女儿墙 19.65 1 1.261 1.453 0.908 — 5 18.45 0.949 1.2379 1.426 0.891 6.8886 4 14.85 0.756 1.1587 1.335 0.834 7.7