逸景保险办公大楼设计毕业论文

2020-03-24 15:50:42

摘要

在多层和高层建筑中，结构在竖向荷载和水平荷载的共同作用下，随着建筑物的高度和体型的不同，应选用不同的结构体系来满足强度、刚度、延性和稳定的需要。现代建筑中常用的结构体系大致有如下几种：砌体结构、框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构、筒体结构以及板柱-剪力墙结构等。

本次选题为办公楼设计，办公楼总高度不大且需要较大的建筑空间，根据各种结构体系的特点和本建筑功能的需求，将本办公楼结构体系设计为框架结构。

本设计严格依照我国现行规范进行计算。本次设计包含两大部分：建筑设计和结构设计。建筑设计主要设计内容为根据规范和图集要求布置好要求设计的主要房间并绘制平面图、立面图、剖面图及详图。结构设计主要内容为结构计算及结构施工图的绘制。其中结构计算包括；梁、柱截面尺寸估算，荷载计算，内力计算，内力组合，框架梁柱设计，板和楼梯设计，以及基础设计。计算过程中使用的方法有底部剪力法，弯矩二次分配法以及D值法等。

关键词: 框架结构；内力计算；钢筋混凝土；抗震设计；柱下条形基础

Abstract

In multi-storey and high-rise buildings, under the action of vertical load and horizontal load, different structure systems should be chosen to meet the needs of strength, stiffness, ductility and stability. The structure system commonly used in modern architecture is as follows: masonry structure, frame structure, frame-shear wall structure, shear wall structure, cylinder structure and slab column-shear wall structure.

This topic for the Office design, office building total height is small and need larger building space, according to the characteristics of various structural systems and the needs of this building function, the office building structure system design as a frame structure.

This design is in strict accordance with the current norms in China to calculate.The design consists of two parts: architectural design and structure designing. The main design content of the architecture is to design the main room according to the requirements of the specification and Atlas, and to draw the floor plan, elevation, profile and detail. The main contents of structural design are structural calculation and drawing of structure construction drawing. The structure calculation includes: Beam, column section size estimation, load calculation, internal force calculation, internal force combination, frame beam and column design, board and stair design, and basic design. The methods used in the calculation are the bottom shear method, bending moment two distribution method and D value method.

Keywords: frame-structure；calculation of internal force；anti-seismic design； strength of concrete ；strip foundation under column.

第 1 章绪论 1

1.1 选题综述 1

1.2 设计内容 1

第 2 章结构布置和选型 3

2.1 自然条件 3

2.1.3 地震影响 3

2.1.4 工程地质条件 3

2.2 框架结构布置 4

2.2.1 结构设计主要参数 4

2.3 构件截面尺寸估算和刚度计算 4

2.3.1 梁、柱材料基本性能 4

2.3.2 梁截面尺寸估算 4

2.3.3 柱截面尺寸估算 5

2.3.4 构件刚度计算 6

2.4 梁柱截面尺寸计算实例 6

2.4.1 柱网布置和计算单元选取 6

2.4.2 框架梁截面尺寸的确定 8

第 3 章荷载计算 12

3.1 风荷载计算 12

3.1.1 风荷载标准值的计算公式 12

3.2 抗震等级和地震作用的计算规定 12

3.2.1 重力荷载代表值 12

3.2.2 结构自振周期的计算 13

3.2.3 底部剪力法 13

3.3 荷载计算实例 14

3.3.1 构件恒载计算 14

3.3.2 活载、雪荷载计算 16

3.3.3 竖向荷载计算 17

3.3.4 风荷载计算 22

3.3.5 风荷载作用下（左向）的位移验算 23

3.3.6 地震作用（左向）计算 26

第 4 章内力分析 32

4.1 恒荷载标准值下作用下的内力计算 32

4.1.1 恒荷载标准值作用下的剪力计算 32

4.1.2 恒荷载标准值作用下的轴力计算 32

4.2 恒荷载标准值作用下的内力计算实例 33

4.3 活荷载标准值作用下的内力计算 38

4.3.1 活荷载标准值作用下的内力计算实例 39

4.4 水平荷载作用下的内力计算方法——D值法 43

4.4.1 D值法框架内力计算 44

4.4.2 风荷载作用下框架内力计算实例 44

4.4.3 地震作用（左向）框架内力计算实例 48

第 5 章内力组合 53

5.1 框架梁弯矩调幅 53

5.2 荷载基本组合 53

5.2.1 一般荷载组合 53

5.2.2 考虑地震作用效应组合 54

5.3 内力转换 54

5.4 控制截面及最不利内力 55

5.4.1 框架梁控制截面最不利内力组合 55

5.4.2 框架柱控制截面最不利内力组合 55

5.5 内力组合计算实例 55

5.5.1 内力换算 56

5.5.2 荷载基本组合和控制截面最不利内力组合 56

5.5.3 框架梁、柱剪力设计值计算 80

第 6 章框架构件设计 83

6.1 框架梁、柱设计 83

6.1.1 框架梁 83

6.1.2 框架柱 83

6.2 框架梁、柱设计实例 84

6.2.1 材料选择 84

6.2.2 梁配筋计算 84

6.2.3 柱配筋计算 94

第 7 章楼屋面板和楼梯设计 113

7.1 双向板的截面设计与结构要求 113

7.1.1 双向板厚度 113

7.1.2 截面有效高度ho 113

7.1.3 配筋计算 113

7.2 楼梯设计 113

7.2.1 楼梯结构形式 113

7.2.2 梁式楼梯的计算与构造 114

7.3 楼、屋面板设计实例 116

7.3.1 整体式双向屋面板设计 116

7.3.2 整体式双向楼面板设计 120

7.4 楼梯设计实例 125

7.4.1 梯段板设计（TB1） 126

7.4.2 平台板设计 127

7.4.3 平台梁设计 129

第 8 章基础设计 132

8.1 地基承载力 132

8.2 基础设计所采用的荷载效应 132

8.3 柱下条形基础设计 132

8.4 基础设计实例 133

8.4.1 基本慨况 133

8.4.2 基础埋置深度及尺寸的确定 133

8.4.3 地基承载力验算 133

8.4.4 基础内力计算 135

8.4.5 基础梁设计 137

8.4.6 基础底板设计 139

第 9 章结论 140

参考文献 141

致谢 142

绪论
1. 选题综述

随着建设行业的发展，目前多层和高层建筑逐渐增多，钢筋混凝土框架结构是其主要形式，虽说它的钢筋及水泥用量都比较大，造价也比混合结构高，但它具有梁柱承重，墙体只起分隔和围护的作用，房间布置比较灵活，门窗开置的大小、形状都较为自由的特点。人们可以根据自己的喜好充分利用其使用空间，满足了使用者在使用上的不同要求。因此，框架结构房屋越来越多的受到人们的青睐。

框架结构是由梁和柱组成承重体系的结构。主梁、柱和基础构成平面框架，各平面框架再由联系梁连接起来而形成框架体系。框架结构的最大特点是承重构件与围护构件有明确分工，建筑的内外墙处理十分灵活，应用范围很广。这种结构形式虽然出现较早，但直到钢和钢筋混凝土出现后才得以迅速发展。根据框架布置方向的不同，框架体系可分为横向布置、纵向布置及纵横双向布置三种。横向布置是主梁沿建筑的横向布置，楼板和连系梁沿纵向布置，具有结构横向刚度好的优点，实际采用较多。纵向布置同横向布置相反，横向刚度较差，应用较少。纵横双向布置是建筑的纵横向都布置承重框架，建筑的整体刚度好，是地震设防区采用的主要方案之一。

随着城市经济的发展，人民生活水平的不断提高，对办公环境的要求也越来越高，办公楼已成为城市建设中最为重要的建筑类型之一，伴着城市化的发展和扩大，各式各样的办公场所的需求量也随之增大。

设计内容

本设计为一般办公楼的建筑和结构设计，通过这一较为完整的设计训练，一方面将所学的各门课程（及设计）有机联系到一个工程中，加深个体专业知识的系统化；另一方面能够将所学的知识具体到工程实体中去，完成从抽象、理论到工程具体化的迁移。拟设计建筑层数为6层，建筑面积5000m²左右，按照一般的办公楼功能要求，布置传达室、办公室、阅览室、会议室、活动室、档案室、卫生间等。该建筑可采用钢筋混凝土框架的结构形式，要求考虑结构在恒荷载、活荷载、风荷载和地震作用下，结构安全、适用和耐久性设计。在规定的时间节点完成要求的阶段任务，并最终完成全部的设计计算和施工图绘制的任务。

预期设计效果：建筑长57.6米，宽14.7米，总建筑面积约5167平方米，占地面积816平方米，共六层。层高均为3.6米，总高21.6米。本设计注重于结构方面的设计，同时争取在保证安全的前提下，满足适用、经济、美观的要求。本设计进行了结构的抗震计算和非地震作用下的计算，以及其他必要的验算。

结构布置和选型

自然条件

基本风压

基本雪压

地震影响

工程地质条件

(1)建设场地位于武汉市市区，地理位置优越，环境优美，风景秀丽，交通十分便利。

(2)该地区属于平原地形，原始地貌为平地，局部低洼，地势自西北向东南微倾斜，平均坡I为1/4000。

(3)地层条件及主要土层物理力学指标如表2.1所示。

表2.1 地层条件及主要土层物理力学指标

层号	土层名称	层厚	层底埋深	天然容重	压缩模量	承载力特征值kpa
1	杂填土	1.5	1.5	17.0	-	130
2	粉土	3.5	5.0	19.0	6.5	250
3	粉质粘土	6.0	11.0	20.0	13.6	290
4	粉细砂	4.8	15.8	-	12.5	170
6	粉砂	3.8	19.6	-	10.2	150