【正文】 1 1 建筑設(shè)計(jì) 建筑方案的比選與確定 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，在參觀了 一些辦公大樓 的基礎(chǔ)上，我先后做出了 三 個方案，經(jīng)過初選，擯棄方案三，現(xiàn)將方案一與方案二做一比較，以此確定最終的建筑設(shè)計(jì)方案。 建筑功能比較 由于此保險公司辦公樓要求有營業(yè)大廳，故可以采用兩種方式，一種是將營業(yè)大廳單獨(dú)設(shè)置在一邊，即采用裙樓的方式，主樓辦公區(qū) 8 層，裙樓 2 層，這樣功能劃分明確，且建筑物有錯落感，外形美觀，但結(jié)構(gòu)布置和計(jì)算麻煩些；另一種則用對稱的柱網(wǎng)，一樓設(shè)置營業(yè)大廳，與辦公區(qū) 2－ 8 層的布置不同，這樣 主要的問題就是底層的功能劃分了，考慮方便，美觀，防火等，此方案繪圖和計(jì)算相對容易些，考慮到是初次設(shè)計(jì)完整的一棟框架結(jié)構(gòu)，主要目的是掌握思想方法，故采用方案 2，柱網(wǎng)完全采用對稱布置。關(guān)于底層平面的布置的問題又有如下兩種方案： 方案一建筑底層平面布置完全對稱，這樣有利于引導(dǎo)人流，且外形較好，里面效果好，現(xiàn)澆整體布局較為緊湊，便于設(shè)計(jì)計(jì)算和施工；由于底層有大型的營業(yè)大廳，而且要求與辦公區(qū)隔離，該方案樓梯布置比較困難，若分兩邊布置，則使建筑無門廳主樓梯，不利于交通組織，將其因?yàn)閷ΨQ布局帶來的優(yōu)勢喪失，且將對電梯的布 置帶來問題；若于中門廳處布置一部主樓梯，則為了防火需要（以防形成“袋形走廊”），要在建筑兩側(cè)加設(shè)防火樓梯與防火出口，造成不經(jīng)濟(jì)，且將樓梯置于建筑兩頭不利于抗震設(shè)計(jì)。 方案二建筑底層平面非對稱布置，可能導(dǎo)致交通組織不明確，但在設(shè)置兩個入口后問題得到解決，營業(yè)大廳不布置在中間，而是放在最右邊，有其單獨(dú)的入口，中間用一道門即可與辦公區(qū)的門廳隔離，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。該方案樓梯布置較為合理，于門廳布置主樓梯一部，通向樓頂，設(shè)置防火卷門，即起到消防樓梯的作用，引導(dǎo)人流且同兩部電 2 梯配合得當(dāng)；于廁所邊布置樓梯一部，可以協(xié)助主樓 梯分散人流，服務(wù)與辦公區(qū)的人員；此方案會導(dǎo)致柱的偏心受力情況較多，結(jié)構(gòu)布置時稍麻煩。 結(jié)構(gòu)布置比較 方案一：采用內(nèi)廊式，縱向承重方案，在縱向布置框架承重梁，在橫向布置聯(lián)系梁。樓面荷載由縱向梁傳至柱子，橫向梁的高度較小，有利于設(shè)備管線的穿行；在房屋開間方向需要較大空間時，可獲得較大的室內(nèi)凈高；當(dāng)?shù)鼗恋奈锢砹W(xué)性能在房屋縱向有明顯差異時，可利用縱向框架的剛度來調(diào)整建筑物的不均勻沉降。但縱向框架承重的缺點(diǎn)是建筑物的抗側(cè)抗度較差，進(jìn)深尺寸受到限制。 方案二：也采用內(nèi)廊式，用橫向承重方案，樓面 豎向荷載由橫向梁傳至柱而在縱向布置聯(lián)系梁，有利于提高建筑物的抗側(cè)抗度。而縱向框架則一般只按構(gòu)造布置聯(lián)系梁，也利于建筑物的采光和通風(fēng)。 通過建筑、結(jié)構(gòu)兩方面的比較，認(rèn)定：方案一平面對稱布置，但是建筑功能滿足較差，特別是樓梯這個生命通道設(shè)置較為不合理；方案二雖然平面布置非對稱，但是除底層稍復(fù)雜外，建筑功能滿足較好，各個建筑組成搭配合理。所以，選擇方案二為最終建筑方案！確定底層平面圖如下： 3 建筑設(shè)計(jì) 建筑平面設(shè)計(jì) 建筑平面設(shè)計(jì)主要應(yīng)考慮建筑物的功能要求，力求建筑物的美觀大方， 同時兼顧結(jié)構(gòu)平面布置盡量規(guī)則合理和抗震要求，以便于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。綜合考慮建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，初步擬定內(nèi)廊式平面框架形式。對于平面布置作如下幾點(diǎn)說明： 為了滿足不同類型的房間對使用面積的要求，同時考慮結(jié)構(gòu)的受力合理性及柱網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)尺寸，本設(shè)計(jì)柱網(wǎng)基本上采用 ，局部地方采用小一級柱網(wǎng)尺寸； 走廊寬度根據(jù)本設(shè)計(jì)要求取軸線寬度 ，主要人流通道為位于大樓中部的兩部電梯和主樓梯。為了滿足防火要求，在大樓的一側(cè)增設(shè)了另一部樓梯 。 建筑立面設(shè)計(jì) 結(jié)合平面設(shè)計(jì)中框架柱的布置，立面上 主要采用橫向劃分，外墻（包括玻璃幕墻）將柱完全內(nèi)包。外觀上顯得平整，穩(wěn)重；同時，考慮到框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，柱間多用窗少用墻，使窗與柱及窗間墻之間形成了有節(jié)奏的虛實(shí)對比，顯得明快、活潑，同時也得到了良好的采光效果。大門正中間，使整個建筑物顯得美觀大方。大門采用鋼化玻璃門，使整個大門顯得現(xiàn)代，門廳空間顯得通透；懸掛式雨蓬的運(yùn)用，和大門的設(shè)置一同起到了突出主要入口功能，起到了吸引人流導(dǎo)向的作用。 屋頂檐口采用自主設(shè)計(jì)的斜板式檐口（上掛裝飾瓦），使屋頂美觀又不失大方。 4 2 結(jié)構(gòu)選型及布置 樓層結(jié)構(gòu)平面布 置 本次設(shè)計(jì)采用全現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)平面布置簡圖見附圖 （請打印各層結(jié)構(gòu)布置圖） 。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)計(jì)算要求手算一榀框架。針對本辦公樓的建筑施工圖紙，選擇第三榀橫向框架為手算對象。本計(jì)算書除特別說明外，所有計(jì)算、選型、材料、圖紙均為第三榀框架數(shù)據(jù)。梁、柱、板的選擇如下： 梁的有關(guān)尺寸 （此例為高層建筑，且一榀框架負(fù)荷范圍為 米，所以其梁柱截面尺寸選擇均比較大，我們做設(shè)計(jì)時要根據(jù)實(shí)際情況處理，如果為多層或小開間框架，其截面尺寸應(yīng)取小一些，尤其是梁截面寬度，像 600 的高度以 250 的梁高比較適宜。注意 ：兩高必須要大于或等于其上墻體的寬度） （ 1） 橫向框架梁： 邊跨： 11 6 6 0 0 5 5 01 2 1 2h l m m? ? ? ? 取 h=600mm,底層 b=350mm 其他層 b=300mm 中跨（樓道）： 11 3 0 0 0 3 7 588h l m m? ? ? ? 取 4 0 0 , 3 5 0h m m b m m??底 層,其他層 b=300mm （ 2） 縱向框架梁： 柱距均為 ，則取 11( ~ ) 6 0 0 , 3 5 0 3 0 08 1 2h l m m b m m? ? ? 或。 柱的選擇 根據(jù)梁的截面選擇及有關(guān)屋面、樓面的做法，可初略確定柱的尺寸為底層700 700mm mm? 其他層 600 600mm mm? 的方柱。經(jīng)驗(yàn)算可滿足有關(guān)軸壓比的要求。 板的選擇 采用全現(xiàn)澆板，在部分跨度較大處加設(shè)次梁；可根據(jù)荷載以及梁的尺寸確定板的厚度為 120mm 。 5 樓梯結(jié)構(gòu)布置 采用板式樓梯。具體情況見第六章樓梯設(shè)計(jì)及樓梯結(jié)構(gòu)布置圖。 基礎(chǔ)平面布置 本次設(shè)計(jì)采用筏板基礎(chǔ)，具體的 尺寸及配筋將由第七章的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)確定。 6 3 ③ 號軸線框架計(jì)算 計(jì)算任務(wù) 計(jì)算作用于 ③ 軸線的恒載、活載、風(fēng)荷載 （地震作用：手算要求按 6 度設(shè)防，若本人自愿，可按 7 度抗震設(shè)防進(jìn)行抗震計(jì)算， 以下黃底部分均為抗震計(jì)算 ） 以及由這些荷載引起的各層梁、柱的內(nèi)力。恒載、活載作用下梁端彎矩計(jì)算要求采用 （ 本實(shí)例選用 彎矩兩次分配法 ， 也可選用迭代法、分層法、系數(shù)法等，可個人自定，這些方法均為近似計(jì)算方法，選用時請注意各自的適用條件）； 風(fēng)載作用下的內(nèi)力計(jì)算要求采用 D 值法；地震作用要求采用底部剪力法。 計(jì)算簡圖的 確定 該房屋主體結(jié)構(gòu)共 8 層，一 、 二層層高 ，二到八層層高 。取柱的形心線作為框架柱的軸線，梁的軸線取至板底，該框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖如圖 所示。 屋蓋和樓蓋均采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，板厚度取 120mm。梁截面高度按跨度的11~12 8 估算，而且梁的截面尺寸應(yīng)滿足承載力、剛度以及延性的要求。梁截面寬度可取11~32梁高，同時不宜小于 12 柱寬，且不應(yīng)小于 250mm。 框架柱的截面尺寸一般根據(jù)柱的軸壓比限值按下列公式計(jì)算： EN Fgn?? ? ?c NcNA f?? 式中： N 為柱組合的軸壓力設(shè)計(jì)值； F 為按簡支狀態(tài)計(jì)算的柱的負(fù)載面積； Eg 為折算 在單位建筑面積上的重力荷載代表值，近似取 12KN/ 2m ； ? 為考慮地震作用組合后柱的軸壓力增大系數(shù)，邊柱取 ，不等跨內(nèi)柱取 ； n 為驗(yàn)算截面以上的樓層層數(shù)。 由于該框架結(jié)構(gòu)抗震等級為二級，其軸壓比限值 ? ?N? ＝ 。 由圖 可知：邊柱及中柱的負(fù)載面積分別為 ? ， ? 。 7 圖 框架結(jié)構(gòu)計(jì)算簡圖 8 梁的截面計(jì)算 （ 1） 橫向框架梁： 邊跨： 11 6 6 0 0 5 5 01 2 1 2h l m m? ? ? ?，取 6 0 0 , 3 5 0 3 0 0h m m b m m?? 或； 中跨（樓道）： 11 3 0 0 0 3 7 588h l m m? ? ? ?，取 4 0 0 , 3 5 0 3 0 0h m m b m m?? 或。 （ 2） 縱向框架梁： 柱距為 ，則取 11( ~ ) 6 0 0 , 3 5 0 3 0 08 1 2h l m m b m m? ? ? 或。 柱截面計(jì)算 邊柱： 3 12 10 cAm? ? ? ? ???? 中柱： 3 12 10 c ? ? ? ? ?? 如果柱的截面為正方形，則邊柱和中柱的截面高度分別為 509mm和 600mm。 根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果并綜合考慮其它因素，本設(shè)計(jì)柱的截面尺寸取值如下：其他層2600 600mm? ,底層 2700 700mm? 。 荷載計(jì)算 自重計(jì)算 （此處必須與建筑施工圖的構(gòu)造做法一致） 屋面及 樓面永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值 （ 1） 屋面（上人）： 30 厚細(xì)石混凝土保護(hù)層 22 2 0 . 0 3 0 . 6 6 /k N m?? 三氈四油防水層 /kN m 20 厚水泥砂漿找平層 22 0 0 . 0 2 0 . 4 /kN m?? 平均 150 厚水 泥蛭石保溫層（兼做找坡） 26 0 . 1 5 0 . 9 /kN m?? 120 厚鋼筋混凝土板 22 5 0 .1 2 3 /kN m?? V 型輕鋼龍骨吊頂 /kN m 小計(jì)： /kN m 9 （ 2） 17 層樓面： 缸磚樓面（包括水泥粗砂打底） /kN m 120 厚鋼筋混凝土 22 5 0 . 1 2 3 . 0 /kN m?? V 型輕鋼龍骨吊頂 /kN m 小計(jì)： /kN m 梁、柱、墻、門、窗重力荷載計(jì)算 （荷載計(jì)算依據(jù)個人習(xí)慣進(jìn)行即可，無一定模式，以不漏荷載為準(zhǔn)，可以適當(dāng)?shù)牟扇『喕胧? 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，其計(jì)算過程詳見表 。 表 梁、柱重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值 構(gòu)件 /bm /hm ? ?3//kN m? ? ? ?//g kNm /lm n /iGkN /iGkN? 邊橫梁 25 20 378 中橫梁 25 10 縱梁 25 40 10 層柱 25 1 3～ 9 層柱 25 7 1～ 2 層柱 25 2 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(shù)； n 表示構(gòu)件數(shù)量； g 表示單位長度構(gòu)件的重力荷載；梁的長度取凈長；柱長度取層高。 僅對第 ③ 軸線的橫向框架進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算單元寬度為 。因板的自重已計(jì)入樓面（屋面）的恒荷載之中，故計(jì)算梁的自重時梁的截面高度應(yīng)取梁的原高度減去板厚。 外墻體為 360mm 厚粉煤灰（ /kN m ），外墻面貼瓷磚（ /kN m ，包括水泥砂漿打底，共厚 25mm ），內(nèi)墻面為水泥粉刷墻面（ / ,kN m 20mm 厚，水泥粗砂）。則外墻單位墻面的重力荷載為： 20 . 5 1 5 . 0 0 . 3 6 0 . 3 6 6 . 2 6 /k N m? ? ? ? 內(nèi)墻體為 240mm 厚粉煤灰（ /kN m ），兩側(cè)均為水泥粉刷墻面（ / ,kN m 10 20mm 厚，水泥粗砂），則內(nèi)墻單位墻面的重力荷載為： 21 5 . 0 0 . 2 0 . 3 6 2 4 . 3 2 /k N m? ? ? ? 木門單位面積重力荷載為 / ,kN m 鋁合金窗單位面積荷載為 / ,kN m 恒載計(jì)算 取 ③ 號軸線橫向框架進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算單元寬度為 ，如圖 所示。 圖 橫向框架計(jì)算單元 11 圖 雙向板導(dǎo)荷示意圖 直接傳