某法院八层办公楼的设计及计算书.docx
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某法院八层办公楼的设计及计算书.docx
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某法院八层办公楼的设计及计算书
第一章设计任务书
一、工程名称
**市郊区法院办公楼
二、建设地点
**市郊区
三、办公楼平面布置设计要求
1.办公室若干
2.大、小会议室各一个
3.会客室
4.文印打字室
5.资料室、档案室各一个
6.卫生间(考虑饮水设备)等。
四、设计用原始数据资料
1.气象资料:
基本风压W0=0.4kΝ/m2
2.场地的地理位置及周围建筑物环境
勘察场地位于新乡市北干道(规划)东段北侧,十里铺村附近,为新征耕地,近距离内无既有建筑,建筑环境良好。
3.水文地质资料:
建筑物所在场地地貌单元属黄河冲积平原,场地平坦,无不良地质作用,但不良地质现象发育,属不均匀地基,场地钻探30m深度范围内共分9个工程地质单元层和1个工程地址亚层,均属第四系地层。
该场地土类型为中软土,建筑场地类别为Ш类,20m深度内第3、4单元层粉土和第4单元中的粉土夹层及第5单元粉细砂层为可液化土层,场地液化等级为中等。
地下水稳定水位埋深5.4m左右,属孔隙潜水类型,水位年变幅1.5m左右,地下水对基坑开挖和施工无影响。
4.建筑抗震设防要求:
8度第一组
5.材料供应情况:
能保证正常材料供应
6.施工条件:
中等水平的施工单位。
7.设备条件:
给水、排水、供电、通讯、供煤气与城市系统连接。
五、建筑指标
1.建筑等级:
II级
2.防火等级:
II级
六、设计内容
1.建筑设计
(1)写出有关建筑设计说明书,包括:
建筑方案的确定及特色、主要部分的构造做法及建筑经济技术指标
(2)绘制建筑施工图1号图纸3~4张,内容包括:
建筑平面图、立面图、剖面图及楼梯建筑施工图等。
2.结构设计
(1)写出结构设计计算说明书,包括:
①结构方案选择及确定等;
②楼盖设计计算说明;
③框架结构设计计算说明;
④楼梯设计计算说明;
⑤基础设计计算说明等。
(2)绘制结构设计施工图,1号图纸4~5张,图纸包括:
①结构平面布置及楼板配筋图;
②框架模板配筋图;
③楼梯模板配筋图;
④基础配筋图等。
3.施工设计
第二章
建筑设计
一、设计资料:
1.建设单位认可的总体规划及单体初步设计方案;
2.建设单位提供的设计任务书;
3.其他专业提供的有关资料;
4.参考规范:
《民用建筑设计通则》JGJ37-87
《建筑设计防火规范》GBJ16-87(2001年版)
《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95(2001年版)
《屋面工程质量验收规范》GB50207-2002
《办公建筑设计规范》JGJ67-89
《建筑地面设计规范》GB50037-96
《砌体结构设计规范》GB50003-2001
《房屋建筑制图统一标准》GB50001-2001
《建筑制图标准》GB50104-2001
《建筑模数协调统一标准》GBJ2-86
二、设计要求:
本工程建筑耐久等级为二级,耐久年限为50年,抗震设防烈度为8度。
内部功能主要满足行政管理人员办公及相应的配套设施,建筑外形简洁明快。
三、办公楼建筑设计
1.办公楼概况
该工程项目是**市人民法院办公大楼,为八层现浇钢筋混凝土框架结构,办公楼总建筑面积为7680m2,建筑高度32.5m(从室外地坪到屋面檐口)。
一至七层主要为办公,负一层为停车场。
屋顶塔楼主要为电梯机房、空调机
房和水箱间。
2.平面设计
办公楼是位于法院区内的办公建筑,是行政管理人员的工作场所。
在设计上以规整的矩形安排平面,充分利用场地,合理划分功能分区。
底层设大厅、传达室、配电室、资料室、档案室、各一个,办公室若干。
二层设置办公室若干、大小会议室、会客室、活动室各一个。
其它层设置办公室若干。
每层设置男女厕所各一个,开水间两个。
根据建筑防火等要求,力求交通路线简捷明确,联系通行方便,每层设置两道两跑楼梯,两台电梯。
3.建筑方案
本设计为八层办公楼,选用现浇式框架结构。
总占地面积1265m2,总建筑面积7680m2,总高度为32.5m,层高3.9m。
设计标高:
室内设计标高±0.000,室外地坪标高-3.900。
在立面设计中,主要强调建筑的简洁、典雅和亲和的特点,建筑形体采用弧形造型,不追求复杂的装饰,而是利用楼自身外墙材质塑造出色彩明快、富有动感的建筑形象。
主出入口位于楼体正中,在入口台阶与雨蓬支柱间留有车辆停靠的空间,方便楼内工作人员下车后可快捷的进入楼内,也使立面效果更加有层次。
办公楼屋面雨水通过柱内落水管排至室外地面。
4.验算房屋高宽比及是否需要设伸缩缝
房屋高度指室外地面至檐口高度,不包括局部突出屋面的水箱、电梯间等部分的高度,故本设计房屋高度为31.2米,房屋的宽度为21.5米。
H/B=31.2/21.5=1.45<4符合要求
现浇式框架结构室内的伸缩缝最大间距为55米,本设计中最长距离为53.2米,所以不需设伸缩缝。
5.材料强度选择
混凝土:
1~8层柱:
C30
1~8层梁、板:
C30
钢筋:
梁、柱:
主筋Ш级、其他Ⅰ级
板:
Ⅰ级
6.建筑构造
(1)墙身做法
外墙采用普通砖
内侧:
1:
2.5水泥砂浆打底15厚
纸筋石灰批面5厚,
白色乳胶漆一底二道
外侧:
15厚1:
2.5水泥砂浆刷素水泥浆一道
3厚水泥胶结合层
8厚瓷面砖
1:
1水泥砂浆擦缝
(2)楼面做法
20mm花岗石面层,水泥砂浆抹缝
30mm1:
3干硬水泥砂浆
100厚承重混凝土
板底粉刷
(3)屋面做法:
120厚承重钢筋混凝土板:
20厚水泥砂浆抹灰:
石膏吊顶:
(4)门窗做法:
所有门窗均为铝合金门(详况请看门窗表,图)。
第三章
结构设计
第一节设计依据及要求
一、设计依据
1.工程设计使用年限:
本工程设计使用年限为50年。
2.自然条件:
(1)基本风压:
=0.40kN/m2。
(2)地面粗糙程度:
B类。
(3)工程地质:
根据河南省工程水文地质勘察院2003年12月提供的《新乡市郊区人民法院办公楼、审判厅岩土工程勘察报告》(详细勘察),本工程场地地形平坦,地貌属黄河冲积平原。
场地内无活动断裂通过,无不良地质作用,但不良地质现象发育,属不均匀地基。
场地覆盖层除上部填土外,属第四系地层。
场地地震基本烈度为八度,场地液化等级为中等,场地土类型为中软场地土,场地类别为Ⅲ类,本工程场地类别按Ⅲ类进行结构设计。
(4)水文概况:
场地地下水属上层滞水类型。
地下水稳定水位埋深5.4m,属孔隙潜水类型。
场地地下水对混凝土无侵蚀性。
二、设计要求
1.本工程的建筑结构安全等级为二级,建筑抗震设防类别为丙类建筑。
本次设计按八层考虑,抗震设防烈度为8度,设计地震分组为第一组,基本地震加速度值为0.70g。
地震作用按8度验算,抗震措施按8度要求。
现浇框架抗震等级为二级,自振周期折减系数0.6。
2.设计荷载:
活荷载标准值:
地面2.0kN/m2
走道、楼梯2.5kN/m2
卫生间2.0kN/m2
大开间办公4.0kN/m2
设备间7.0kN/m2
电梯机房7.0kN/m2
上人屋面2.0kN/m2
不上人屋面0.5kN/m2
3.设计规范及规程:
《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
《建筑抗震设计规范》GB50011-2001
《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-96
《建筑结构制图标准》GB/T50105-2001
《建筑结构设计术语和符号标准》GB/T50085-2001
第二节结构方案
一、结构选型
由建筑方案可知,本工程为多层结构,建筑布置比较简单规则,为此本工程拟采用全现浇钢筋混凝土框架结构。
二、基础形式
由于天然地基不能满足要求,需对地基进行加固处理。
根据《建筑地基处理规范》和建筑物特征及场地岩土工程特性,当采用复合地基时,本工程采用碎石桩与CFG桩组合复合地基,其中碎石桩(先施工)以消除液化为主要目的,而
CFG桩(后施工)则是以提高地基强度为主要目的。
碎石桩处理深度10.0-12.0米左右,CFG桩入土深度15米左右。
依据勘察所做土工试验结果,若碎石桩有效桩长8.0-10.0米左右,桩径500mm,而CFG桩有效长13.0米左右,桩径400mm,均按正三角形(桩距1.3m)布桩,即在正三角形(碎石桩)的基础上,再在正三角形的中心布置CFG桩时,复合地基可达到≥250kpa。
本设计在经CFG桩处理后的地基上做柱下独立基础,一条柱子下一个基础。
三、主要材料
1.混凝土强度等级
基础垫层C15
地梁C30
柱C30
梁C30
楼层板C30
屋顶板C30
其它未注明混凝土强度等级不低于C25。
2.钢材
(1)焊条:
E50——用于HRB钢筋连接
E43——用于HPB钢筋或钢构件连接
(2)钢筋:
HPB235(Ф)、HRB335(Φ)、HRB400(Φ)
3.钢筋接头形式:
水平钢筋连接:
采用等强闪光对焊连接或搭接焊接连接;
竖向钢筋连接:
搭接焊接连接。
4.混凝土保护层厚度:
楼层、屋面板15mm
楼层、屋面梁35mm
地梁35mm
柱35mm
基础40mm
5.围护结构及隔墙:
外墙及固定内隔墙为M型烧结多孔砖(孔洞率不小于35%)砌体墙,其它内隔墙均为轻质隔墙板。
烧结多孔砖强度等级:
MU10,砌筑砂浆强度等级:
M5。
轻质隔墙板重量满足≤1.0kN/m2。
五、梁、板、柱截面选择
1.梁截面尺寸选择按下述原则进行
截面选择高度不作绕度计算的最小高度,抗震要求,其取值还应符合模数和考虑门高度、构造、施工等因素对梁高的影响。
一般按下式估算:
梁高:
框架主梁h≥(1/10~1/18)l,
次梁h≥(1/15~1/20)l
l——梁的计算跨度
梁宽:
b=(1/2~1/3)h
抗震要求梁应设计为长梁,梁的净跨度不宜小于截面高度的4倍。
抗震要求框架结构的主梁截面宽度不应小于250mm,且不宜小于柱宽1/2,截面高度和宽度的比值不宜大于4。
(1)KL1
计算跨度
,梁高取
,初选
;梁宽度
,初选
。
按简支梁满载时的
验算。
取
,则
。
选用HRB400,混凝土
时,
。
按单筋梁估算,
于是初选梁截面为
。
(2)KL2
计算跨度
,梁高取
,初选
;梁宽度
,初选
。
(3)L1
计算跨度
,梁高取
,初选
;梁宽度
,初选
。
2.板厚尺寸选择按下述原则进行:
l——板的较小计算跨度
1/50×3800=76mm
取现浇楼板厚100mm(顶层为120mm)。
3.柱截面尺寸选择按下列原则进行:
抗震要求柱截面宜采用正方形或接近正方形,在两个主轴刚度不宜相差太大,柱截面高度与宽度比小于1.5。
框架柱截面不宜小于350mm,截面高度不宜小于400mm,柱截面沿房屋竖向变化次数不宜超过三次,上下柱最好均匀内收,即轴线对齐,避免偏心。
同层框架柱截面不宜相差过大。
地震区柱应设计为长柱,要求柱的净高与截面高度之比不宜小于4。
地震区柱的截面尺寸应满足轴压比的要求。
当未包括地震作用引起轴压力时,轴力乘以扩大系数1.2按下式估算:
A≥1.2N/(αfc)
式中:
α:
柱轴压比限值,抗震构造措施为一级时,α分别为0.7
A:
柱截面面积(mm2)
fc:
混凝土轴心抗压强度(N/mm2)
N:
荷载作用下柱子轴力,框架结构按12kN/m2估算
N=12kN/m2×柱子受荷面积×计算截面以上层数×1.2
(1)各层中柱
按轴压比限值考虑。
本结构框架抗震等级为一级,
;办公楼荷载相对较小,取
;楼层数
;弯矩对中柱影响较小,取
;
;
;柱负载面积
;
;
;
(2)各层边柱
柱负载面积
;取
;其余参数与中柱相同;
;
;
(3)考虑到各柱尺寸不宜相差太大以及柱抗侧移刚度应有一定保证,因此考虑扭转后初选柱截面尺寸为:
中柱
;边柱
。
以上尺寸也满足规范关于柱截面宽度和高度的最小尺寸、柱剪跨比、截面高宽比等要求。
六、结构平面布置
图具体详见图3-1,图3-2:
第三节荷载计算(计算轴线②一榀)
一.竖向荷载计算
1.永久荷载计算:
(1)楼面屋面荷载:
20mm花岗石面层,水泥砂浆抹缝0.02×28=0.56kN/m2
30mm1:
3干硬水泥砂浆0.02×30=0.6kN/m2
100厚承重混凝土0.1×25=2.5kN/m2
板底粉刷:
0.02×16=0.32kN/m2
总计:
4.02kN/m2
(2)屋面荷载:
120厚承重钢筋混凝土板:
0.1×25=2.5kN/m2
20厚水泥砂浆抹灰:
0.02×20=0.4kN/m2
石膏吊顶:
0.6kN/m2
总计:
6.22kN/m2
2.梁自重计算见表3-1:
梁自重计算表表3-1
梁截面
容重
(kN/m3)
自重
(kN/m)
(mm)
(mm)
300
700
30
5.832
200
500
30
2.688
3.柱自重计算见表3-2:
柱自重计算表表3-2
柱截面
容重
(kN/m3)
自重
(kN/m)
(mm)
(mm)
700
700
30
14.9
600
600
30
10.8
500
500
30
7.5
400
400
30
4.8
4.窗、墙荷载:
外墙采用200厚空心砖,外墙面贴瓷砖,内墙面抹灰:
11.8×0.2+0.5+20×0.15=3.16kN/m2
内墙采用200厚双面抹灰板条隔墙:
1.0kN/m2
钢铁门:
0.45kN/m2
铝合金窗:
0.6kN/m2
5.恒荷载作用下框架计算简图的确定(具体尺寸如图2-1,图2-2所示):
各层的均布荷载计算见表3-3:
ED跨表3-3
层
b
b/2
L
g
q’
a
q
7
3.8
1.9
5.9
7.464
14.1816
0.3220339
18.82
6
3.8
1.9
5.9
4.824
9.1656
0.3220339
17.07
5
3.8
1.9
5.9
4.824
9.1656
0.3220339
18.77
4
3.8
1.9
5.9
4.824
9.1656
0.3220339
20.27
3
3.8
1.9
5.9
4.824
9.1656
0.3220339
20.27
2
3.8
1.9
5.9
4.824
9.1656
0.3220339
20.27
1
3.8
1.9
5.9
4.824
9.1656
0.3220339
20.27
DB跨表3-4
层
b
b/2
L
g
q’
a
q
7
3
1.5
3.8
7.464
11.196
0.3947368
16.35
6
3
1.5
3.8
4.824
7.236
0.3947368
15.47
5
3
1.5
3.8
4.824
7.236
0.3947368
17.17
4
3
1.5
3.8
4.824
7.236
0.3947368
18.67
3
3
1.5
3.8
4.824
7.236
0.3947368
18.67
2
3
1.5
3.8
4.824
7.236
0.3947368
18.67
1
3
1.5
3.8
4.824
7.236
0.3947368
18.67
CB跨表3-5
层
b
b/2
L
g
q’
a
q
7
3.8
1.9
5.9
7.464
14.1816
0.3220339
18.82
6
3.8
1.9
5.9
4.824
9.1656
0.3220339
17.07
5
3.8
1.9
5.9
4.824
9.1656
0.3220339
18.77
4
3.8
1.9
5.9
4.824
9.1656
0.3220339
20.27
3
3.8
1.9
5.9
4.824
9.1656
0.3220339
20.27
2
3.8
1.9
5.9
4.824
9.1656
0.3220339
20.27
1
3.8
1.9
5.9
4.824
9.1656
0.3220339
20.27
恒载作用下的计算简图见图3-1:
6.可变荷载计算:
(1)屋面活荷载:
上人屋面:
2.0kN/m2
(2)楼面活荷载:
地面2.0kN/m2
走道楼梯:
2.5kN/m2
卫生间:
2.0kN/m2
大开间办公4.0kN/m2
7.活荷载作用下框架计算简图的确定(具体尺寸如图2-1,图2-2所示):
各层的均布荷载为:
ED跨表3-6
层
b
a
L
G
q
a'
q'
7
3.8
1.9
5.9
2.8
5.32
0.3220339
2.07
6
3.8
1.9
5.9
2.8
5.32
0.3220339
2.07
5
3.8
1.9
5.9
2.8
5.32
0.3220339
2.07
4
3.8
1.9
5.9
2.8
5.32
0.3220339
2.07
3
3.8
1.9
5.9
2.8
5.32
0.3220339
2.07
2
3.8
1.9
5.9
2.8
5.32
0.3220339
2.07
1
3.8
1.9
5.9
2.8
5.32
0.3220339
2.07
DC跨表3-7
层
b
a
L
G
q
a'
q'
7
3
1.5
3.8
2.8
4.2
0.3947368
1.14
6
3
1.5
3.8
3.5
5.25
0.3947368
1.43
5
3
1.5
3.8
3.5
5.25
0.3947368
1.43
4
3
1.5
3.8
3.5
5.25
0.3947368
1.43
3
3
1.5
3.8
3.5
5.25
0.3947368
1.43
2
3
1.5
3.8
3.5
5.25
0.3947368
1.43
1
3
1.5
3.8
3.5
5.25
0.3947368
1.43
CB跨表3-8
层
b
a
L
G
q
a'
q'
7
3.8
1.9
5.9
2.8
5.32
0.3220339
2.07
6
3.8
1.9
5.9
2.8
5.32
0.3220339
2.07
5
3.8
1.9
5.9
2.8
5.32
0.3220339
2.07
4
3.8
1.9
5.9
2.8
5.32
0.3220339
2.07
3
3.8
1.9
5.9
2.8
5.32
0.3220339
2.07
2
3.8
1.9
5.9
2.8
5.32
0.3220339
2.07
1
3.8
1.9
5.9
2.8
5.32
0.3220339
2.07
活载作用下的计算简图见图3-2:
二、水平荷载计算
1.风荷载计算:
基本风压:
=0.40kN/m2
风振体型系数:
按《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002),框架结构
(
为结构层数),取
s;据
,且地面粗糙度为B类,查《JGJ3-2002》表3.2.6-1得:
脉动增大系数
;据
m,
m,
,查《JGJ3-2002》表3.2.6-2得:
脉动影响系数
,
,具体计算见表3-9:
风荷载计算表(kN/m)表3-9
层号
zi
μz
ωk
B
h
Fi
V
FiHi
8
32.50
1.45
1.07
53.20
5.00
142.51
174.81
7
27.30
1.37
0.98
53.20
3.90
232.48
142.51
259.78
6
23.40
1.31
0.91
53.20
3.90
188.69
374.99
212.09
5
19.50
1.24
0.84
53.20
3.90
173.32
563.68
192.82
4
15.60
1.15
0.75
53.20
3.90
156.11
737.00
171.71
3
11.70
1.05
0.66
53.20
3.90
136.85
893.11
148.55
2
7.80
1.00
0.60
53.20
3.90
123.75
1029.97
131.55
1
3.90
1.00
0.56
53.20
3.90
115.82
1153.72
119.72
∑
1269.53
注:
1.表中
通过内插法求得,
,
;
2.本设计为弧形结构,为了简化计算,近似按矩形计算,上表中的受荷面积B取为上下跨长的平均值。
风荷载图见图3-3所示:
2.水平地震作用:
(1)计算重力代表值:
各层楼集中质量代表值见图3-4:
(2)确定梁、柱线刚度:
横向框架梁的线刚度计算:
梁的线刚度计算表表3-10
b
(mm)
h
(mm)
(mm4)
边框架梁
中框架梁
250
550
9.90×1011
5.04×1011
9.90×1012
250
550
9.90×1011
5.04×1011
9.90×1011
300
650
1.96×1012
9.97×1011
1.96×1012
350
700
2.86×1012
1.45×1012
2.86×1012
350
700
2.86×1012
1.45×1012
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