【正文】
摘 要本文針對12層框架辦公樓建筑設計時所涉及的問題,依據規(guī)范對其建筑功能、結構構件、結構本體進行了設計、計算。,主體建筑面積862平方米。建筑設計部分進行了建筑平面,立面及剖面設計,功能分區(qū)設計,防火疏散及抗震設計,與周圍環(huán)境協(xié)調設計。設計主要包括建筑和結構兩大部分,該建筑上部結構采用全現澆鋼筋混凝土框架結構體系,下部采用樁基礎。結構設計部分分七部分:梁、板、柱截面尺寸估算;荷載計算;框架側移剛度計算;橫向水平荷載作用下框架結構的內力和側移計算;豎向荷載作用下框架的內力計算;內力組合;配筋計算??拐鹪O防烈度7度,場地類別II類。對于水平地震作用采用底部剪力法,對于豎向荷載采用彎矩二次分配法。關鍵詞:辦公樓;框架結構;底部剪力法;樁基礎AbstractAiming at the problem of a 12story office building, the building’s functions, structure elements, structure body are designed depending on the codes. The height of the main body is m, the total length and the building is , the total area is merely 862m2. The height of the first floor is and the standard’ floor’s height is . The design is consist of architecture design and structure design. Architecture design contains plan design, elevation design and section design. Structure design contains seven part: estimation of the size of columns, beams and slabs。 load putation。 the frame side rigidity putation。 the frame internal forces of the portal frame construction and the side displacement under the horizontal load actions putation and reinforcing putation. The poured in place reinforced concrete frame structured and the pile foundation for the main body are adopted. Earthquake resistance intensity is 7th, Level is II kind.Equivalent base shear method is used and the twice allocation method of moment is used to calculate the vertical load.Key words: office building。 Frame structure。 The equivalent base shear method。 pile foundation目 錄第1章 建筑設計 1 總體設計 1 平面設計 1 剖面設計 1 交通防火設計 1 抗震分析 2 主體部分交通 2第2章 結構設計 3 結構布置 3 構件尺寸估算 3 框架結構的計算簡圖 4 重力荷載計算 5 框架側移剛度計算 9 橫向水平地震作用下框架結構內力計算 11 橫向風荷載作用下框架結構和側移內力計算 20 豎向荷載作用下框架的內力計算 27 橫向框架內力組合 36 框架梁的計算 44 框架柱的計算 51 55 基礎設計 57結 論 64參考文獻 6517****大學本科生畢業(yè)設計(論文)致 謝 66 第1章 建筑設計建筑物的設計應根據建筑物所處的地理位置,周圍環(huán)境,建筑物的性質,客流量以及使用功能等要求進行總體設計,隨著科學技術的發(fā)展和人們生活水平的提高,建筑物在滿足基本使用要求的同時更要考慮建筑物的視覺美觀效果。比如用新型的裝飾材料,河流,假山,花草樹木等來點綴更能表現出建筑物的獨特之處。本高層辦公樓的指導思想是強調滿足基本使用功能要求,做到了功能分區(qū)合理。由于本工程擬建在大慶市,綜合考慮保溫、功能分區(qū)以及人流組織等條件,采用內廊式布局。,標準層面積862m2。主體呈矩形平面,有利于結構的抗震。主體部分上部十一層為辦公用房,底部一層為物業(yè)管理及輔助用房,分工明確。有利于結構的抗震。建筑體型和立面設計不能脫離物質技術發(fā)展的水平和特定的功能、環(huán)境而任意塑造,它在很大的程度上要受到使用功能、材料、結構、施工技術、經濟條件及周圍環(huán)境的制約。從和諧統(tǒng)一角度來講,建筑外表面采用白色真石漆涂料粉刷。每個立面方向的窗體使用同一規(guī)格,使整個建筑完全融為一體,無論從什么角度看都有一種和諧的感覺。(1) 根據任務書要求確定層數及各部分標高,如下:層數:12層;首層:;標準層:;室內外高差:600mm;(2) 確定空間形狀,根據建筑物的使用功能要求,其剖面形狀應采用矩形。(3) 確定豎向組合方式。由于該建筑功能分區(qū)明確,各層房間數量與面積基本一致,因此采用上下空間一致的豎向組合方式即可。在高層建筑中,垂直交通以電梯為主,在本建筑中設置了四部電梯,其中兩部是消防電梯兼作載客電梯,另兩部為客運電梯;還設置了兩部樓梯,電梯與樓梯均有前室。前室采用二級防火門[3]。房間的拐角處有防火器材。每個樓層可作為一個防火分區(qū)。建筑材料也選擇為非燃性和難燃性材料。本建筑7度近震,因而須遵循以下原則:(1) 選擇對建筑物有利的場地—中硬場地。(2) 結構設置在性質相當的地基上,采用樁基。(3) 建筑的平立面布置,規(guī)則對稱,質量和剛度變化均勻。(4) 綜合考慮結構體系的實際剛度和強度部位。(5) 結構構件避免脆性破壞,實現強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點、強錨固。(6) 非結構構件應有可靠的連接和錨固。大門和門廳是辦公樓的主要入口和人流交匯處,是重要的水平交通樞紐,此辦公樓大門共兩個。由主入口進入樓內,可以進入門廳,在門廳一側設有門衛(wèi),另一側設有收發(fā)室。在高層辦公樓中,電梯是主要的垂直交通工具。在正常運行情況下,電梯的使用率遠大于樓梯,電梯前設有候梯室,避免人流滯留在走廊中。樓梯在高層建筑中的作用也是不容忽視的。樓梯在高層建筑中可作為逃生工具,而且樓梯也可以緩解電梯壓力。在防火規(guī)范中,高層建筑必須設有一部防煙樓梯。第2章 結構設計根據高層的使用功能及建筑設計的要求。中石化高層辦公樓是一個十二層鋼筋混凝土框架結構體系。柱網采用內廊式,邊跨跨度取為6米中間跨跨度取為3米。主體結構共12層,,局部突出屋面的塔樓為電梯機房。采用橫向框架承重體系,因為房屋的橫向較短,柱子的數量較少,側移剛度較小,這個弊端可以通過加大框架梁的截面高度來加大框架結構的側移剛度。樓蓋及屋蓋均采用現澆鋼筋混凝土結構。多跨連續(xù)板的最小厚度不小于/40,其中為短向長度,因此樓板厚度需不小于3900/40=,則樓板厚度取為100mm。梁的截面尺寸應滿足承載力、剛度及延性的要求,截面高度按梁跨度的1/12~1/8估算,為了防止梁產生剪切脆性破壞,梁的凈跨與截面高度之比不宜小于4;截面寬度可按梁高的1/3~1/2估算,同時不宜小于柱寬的1/2,且不宜小于250mm。由此估算的梁截面尺寸見表21,表中給出了各層梁、柱和板的混凝土強度等級,其設計強度:C40(= N/mm , = N/mm)。表21 梁截面尺寸(mm)及各層混凝土強度等級層次混凝土強度等級邊橫梁(bh)中橫梁(bh)次梁(bh)縱梁(bh)1~12C40350600350400350550350600 框架柱的截面尺寸一般根據柱的軸壓比限值按下列公式估算:≥ (21)= (22)式中:N—柱組合的軸壓比設計值;F—按簡支狀態(tài)計算的柱的負載面積;—折算在單位建筑面積上的重力荷載代表值,可根據實際荷載計算,也可近似取12~15kN/m;—考慮地震作用組合后柱軸壓力增大系數,,;n—驗算截面以上樓層層數;—柱截面面積;—混凝土軸心抗壓強度設計值; —框架柱軸壓比限值,對一級、。該框架結構的抗震等級為二級,其軸壓比限值=,各層的重力何在代表值近似取12kN/㎡,由結構平面布置圖可知邊柱及中柱的負載面積分別為㎡和㎡。由式(21)得第一層柱截面面積為邊柱 /()=275654mm a=525mm中柱 /()=371073 mm a=631mm其他層柱子按公式(21)估算如果柱截面取為正方形,則邊柱和中柱的截面尺寸: 700mm700mm如圖21所示,取頂層柱的形心線作為框架結構的軸線,梁軸線取至板底,基礎選用樁基礎。2~12層柱的高度即為層高,;底層柱的高度從基礎頂面取至一層板底,即h=++=。 a)橫向框架 b)縱向框架圖21 框架結構計算簡圖[4] 屋面(上人): 30mm厚細石混凝土保護層 22= 三氈四油防水層 20mm厚1:3水泥砂漿找平層 20= 150mm厚蛭石保溫層 5= 100mm厚鋼筋混凝土板 25= V型輕鋼龍骨架吊頂 合計:屋面恒載標準值 1~11層樓面: 面磚地面(包括水泥粗砂打底) 100mm厚鋼筋混凝土板 25= V型輕鋼龍骨架吊頂 合計:樓面荷載標準值 上人屋面均布活荷載標準值 樓面活荷載標準值 屋面雪荷載標準值 板式樓梯,踏步面層為20mm厚水泥砂漿抹灰,底面為20mm厚混合砂漿抹灰,樓梯活荷載標準值q=,混凝土為C35(= , =),鋼筋為HPB235級 ()其中: 梯段板自重:25= 平臺板自重:25= 平臺梁自重:()25= 梯段梁自重:()25=框架柱每層數量為36根,每層單根數量: 底層: 25= 224層: 25=外墻采用陶??招钠鰤K(390mm290mm190mm),外墻貼面磚,內墻采用陶??招钠鰤K(190mm190mm190mm),內墻兩側及外墻內側抹灰20mm,內墻厚200mm,外墻厚300mm。外墻單位面積荷載:++17=內墻單位面積荷載:+172=木門:~鋼門:~鋁合金門窗: kN/m2~構件b/mh/m/(kN/㎡)g/(kN/m)/mn/kN∑/kN邊橫梁25161979.中橫梁2512次梁2514縱梁2528表23 梁、柱重力荷載計算注:1. 表中 為考慮梁柱的粉刷層重力荷載而對其重力荷載的增大系數;g表示單位長度重力荷載;n為數量。;柱長度按層高計算。房屋集中于樓(屋)處的重力荷載代表值(標準值)為恒載與50%活載之和,即本層樓蓋自重、50%活載以及上下各半層墻、柱重之和,它集中在該層樓(屋)蓋標高處。 G=樓(屋)蓋自重(含50%活載)+梁重+柱重+外墻重+內墻重(均需去掉門窗洞口加上門窗重)頂間: 屋面板:2526= KN 梁:()2526= 女兒墻:22(6+)= 電梯重:4=30 KN 屋面雪荷載:26= 電梯活荷載:26= KN G13=+++30++=12層: 樓板自重:25= 梁自重:+++= 柱自重:36= 外墻重:{(72+15+42144/360)(20)}= 內墻重:{12+62)(4+16+2)}= 女兒墻:(7+)2= 門窗重:4+16+2+20= 樓 梯:[3+()+4+] 2= G12=++(+)++++= 標準層:樓板自重: 梁自重: