土木工程毕业设计计算书.docx

土木工程毕业设计计算书.docx

《土木工程毕业设计计算书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土木工程毕业设计计算书.docx（84页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

1绪论

1.1工程概况

此工程建于湖北省武汉市，拟建场地地形平坦，平面尺寸为55m×20m；拟建办公楼地上5层，1层层高4.2m，2-5层每层层高3.6m，其中包括办公室、功能室、休息室等。

工程采用框架结构，结构安全等级二级，设计使用年限50年，耐火等级为一级，抗震设防烈度7度，地震分组为第一组，丙类建筑，Ⅱ类建筑场地；室外年均气温16℃，最高气温39.5℃，最低气温-5℃；最大积雪深度为56mm，基本雪压0.25kN/m2；基本风压0.4kN/m2，地面粗糙程度为C类；地基允许承载力为fk=240kPa，地面2.5m以下为粘土层，其余为杂填土；地面水位高度低于地面2.5m。

1.2设计内容与方法

1.2.1建筑设计

1．建筑方案设计

根据房屋建筑学、民用建筑设计通则、民用建筑设计防火规范等相关知识进行建筑方案设计，针对工程的使用性质作出具体的设计。

功能分区要细致合理、符合规范，使建筑物发挥出其应有的功能。

2．建筑施工图

运用CAD、天正进行绘图，绘出建筑的平、立、剖等图。

1.2.2结构设计

1．结构设计内容

（1）结构类型的选择，包括结构的布置及柱网尺寸。

（2）估算结构的梁、板、柱的界面尺寸以及材料等级。

（3）荷载计算：

包括框架柱侧移刚度计算。

（4）楼、屋面板内力及配筋计算。

（5）水平荷载作用下框架侧移及内力计算、竖向荷载作用下框架内力计算、框架内力组合。

（6）框架梁、柱配筋计算。

（7）基础设计。

（8）绘制结构施工图。

2．结构设计方法

（1）荷载计算：

荷载计算包括水平荷载与竖向荷载计算：

水平荷载包括水平风荷载和水平地震作用；竖向荷载包括恒荷载与活荷载。

（2）水平荷载作用下的框架结构内力计算：

水平荷载作用下的框架结构的位移及内力可采用D值法计算。

（3）竖向荷载作用下的框架结构内力计算：

一般取平面结构单元，按平面计算简图进行内力分析。

（4）内力计算。

（5）通过内力组合求得梁、柱构件各控制截面的最不利内力设计值并进行必要的调整后，即可对其进行截面配筋计算和采取构造措施。

（6）基础设计：

根据上部荷载及与建筑物有关条件、工程地质条件、水文地质条件、地基冻融条件、场地环境条件等来确定基础的类型以及基础埋深。

首先要确定基础底面尺寸，按地基持力层承载力和地基软弱层承载力进行验算。

应用地基计算模型计算，然后进行各项配筋计算。

（7）按照制图标准绘制结构施工图。

此外还应进行电算：

电算的目的主要是对手算进行正确性的验算。

具体电算采用PKPM软件进行计算。

2建筑设计

2.1设计概要

本设计是办公楼，应根据建筑使用性质、建设规模与标准的不同，确定各类用房。

一般由功能室、办公室和休息室等组成。

办公室内各种房间的具体设置、层次和位置，应根据使用要求和具体条件确定。

办公楼建筑应根据使用要求，结合基地面积、结构选型等情况按建筑模数确定开间和进深，并为以后改造和灵活分隔创造条件，故本建筑选取开间为6m，进深为7.5m。

1．房间使用面积、形状及大小的确定

一个房间使用面积基本包括：

办公桌所占的面积；人们使用家具、设备所占活动面积；

以及行走、交通所需的面积。

充分利用框架结构的优越性，并考虑到柱网布置的要求，办公楼的开间取为12m，进深为7.5m，厕所布置在建筑朝向较差的一面，距最远的房间16m，并设置公用的前室，前室内置两个洗手盆。

厕所有不相邻对流的直接自然风和天然采光，卫生洁具数量按《规范》要求：

男厕所每40人设一具大便器，每30人设一具小便器；女厕所每20人设一具大便器，每40人设一具小便器；每40人设一具洗手盆。

2．门窗大小及位置的确定

办公楼门洞口宽不应小于900mm，高不应低于2m，根据人流的多少和搬进房间设备的

大小取门宽为900mm，开启方向朝房间内侧；走道两端的门采用等宽双扇门，大厅的门采用两个双扇双向弹簧门。

3．窗的大小以及位置的确定

房间中的窗大小和位置的确定，主要是考虑到室内采光和通风的要求。

本次设计中，

厕所的窗户，考虑《规范》要求窗地比≥1:

6，窗宽取为1800mm，高度取为1800mm。

4．交通联系部分的平面设计

一栋建筑物除了有满足各种使用功能的房间以外，还需要有把各个使用房间及室内外有机联系起来的交通联系部分，以保证使用便利和安全疏散。

在多层建筑中，楼梯是必不可少的一部分，是楼层人流疏散的必经之路，楼梯的数量、位置及形式应满足使用方便和安全疏散的要求，注重建筑环境空间的艺术效果。

设计楼梯时，还应使其符合《建筑设计防火规范》、《民用建筑设计通则》和其他有关单项建筑设计规范的规定。

考虑防火要求，多层建筑应设封闭楼梯间，且应靠外墙设置，能直接天然采光和自然通风，此楼梯采用的是防火卷帘。

考虑结构楼梯平面形式的选用，主要依据其使用性质和重要程度来决定。

楼梯是多层房屋中的重要组成部分。

楼梯的平面布置、踏步尺寸、栏杆形式等由建筑设计规定。

楼梯常见形式：

板式楼梯、梁式楼梯。

梁式楼梯梯段板较薄，可以节省材料。

梁式楼梯由踏步板、斜梁、平台板及平台梁组成。

踏步板支撑在斜梁上，斜梁再支撑在平台梁上。

作用于楼梯上的荷载先由踏步板传给斜梁，再由斜梁传至平台梁。

当梯段板较长时，梁式楼梯较为经济，因而广泛用于办公楼、教学楼等建筑中，但这种楼梯施工复杂，外观也显得比较笨重。

板式楼梯具有下表面平整，施工支模方便，外观比较轻巧的优点，是一种斜放的板，板端支撑在平台梁上。

作用于梯段上的荷载直接传至平台梁。

当梯段跨度较小（一般在3m以内）时，采用板式楼梯较为合适。

但其斜板较厚，为跨度的1/25-1/30。

本设计楼梯选用板式双跑楼梯。

作为主要交通用的楼梯梯段净宽应根据楼梯使用过程中人流股数确定，一般按每股人流宽度0.55m+0-0.15m计算，并不应小于两股人流。

楼梯平台部位的净高不应小于2m，楼梯梯段部位的净高不应小于2.2m，楼梯梯段净高为自踏步前缘线量至上方突出物下缘间的铅垂高度。

楼梯坡度的选择要从攀登效率、节省空间、便于人流疏散等方面考虑。

走廊作为水平的交通联系其主要功能是连接同一层内的各个房间、楼梯、门厅等，以解决建筑物中水平联系和疏散的问题，要求其宽度满足人流通畅和建筑防火的要求。

按《规范》要求，双面布房且大于40m的走道的最小净宽为1.8m，考虑到柱截面尺寸和基础布置，适当放大，取走道宽2.4m，净宽2.20m，可让三人并行通过。

2.2建筑平面设计

建筑的平面设计是针对建筑的室内使用部分进行的。

建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系。

由于建筑平面通常较为集中地反映建筑功能方面的问题，一些剖面关系比较简单的民用建筑，他们的平面布置基本上能够反映空间组合的主要内容，因此，首先从建筑平面设计入手，但是在平面设计中，我们应始终从建筑整体空间组合的效果来考虑，紧密联系建筑剖面和立面，分析剖面、立面的可能性和合理性，不断调整修改平面，反复深入，也就是说，虽然我从平面设计入手，但是着手于建筑空间的组合。

各种类型的建筑，从组成平面各部分面积的使用性质来分析，主要可以归纳为使用部分和交通联系部分两大类。

另外，对于一栋建筑来说，还有建筑的结构体系和围护体系，如墙、柱、隔断等构件所占的结构面积。

1．使用部分的平面设计

使用部分是由许多房间组成的。

房间是建筑物最基本的使用单位，它通常以单个的形

式出现。

由于在功能上具有不同的特点和要求，使用部分的房间又分为使用房间（包括生活用房间、工作用房间和公共活动用房间）和辅助房间。

2．交通联系部分的平面设计

交通联系部分设计是否合理，不仅直接影响到建筑物内部各部分之间联系通行是否方

便，还在很大程度上影响建筑的工程造价、用地、平面组合方式等。

2.3建筑立面设计

建筑立面图反映的是建筑四周的外部形象。

在立面设计中一应反映出建筑的性格，即建筑的使用性质；二应反映内部空间及其组合情况；三应反映自然条件和民族特点的不同；四应适应基地环境和建筑规划的总体要求。

立面设计是在满足房间的使用要求和技术经济条件下，运用建筑造型和立面构图的一些规律，结构平面的内部空间组合进行的。

进行立面设计时要考虑房屋的内部空间关系，相邻立面的协调，各立面墙面的处理和门窗安排，满足立面形式美观要求，同时还应考虑各入口，雨篷等细部构件的处理。

考虑设计的是办公楼，立面尽量简洁、大方。

从整体出发几次改进建筑方案，考虑美学原则：

主从与重点、对比与呼应、节奏与韵律、均衡与稳定、比例与尺度等，同时考虑结构方面。

立面设计中，外形线条明确，更加能体现出建筑物本身的使用功能，宽大明亮的窗体，给人一种明快的感觉。

2.4建筑剖面设计

完整的立面设计，并不美观问题，它和平、剖面的设计都一样，同样也有使用要求、结构构造等功能和技术方面的问题，但是从房屋的平、立、剖面来看，立面设计中涉及的造型和构图问题，通常较为突出。

建筑剖面图反映出的是建筑物在垂直方向上各部分的组合关系。

建筑的剖面设计的主要任务是确定建筑物各部分应有的高度、建筑的层数及建筑空间的组合关系。

剖面设计主要是表现为建筑物内部结构构造关系，以及建筑高度、层高、建筑空间的组合与利用。

它和房屋的使用、造价和节约用地有着密切关系，也反映了建筑标准的一个方面。

其中一些问题需要平、剖面结合在一起研究，才具体确定下来。

剖面设计主要解决层数、层高和空间组合等问题，它直接表达了不同的建筑空间尺度关系。

确定房间净高时，主要考虑房间的使用性质，室内采光通风及设备设置和结构类型。

综合考虑这些因素，根据各层的使用要求，层高选择如下：

1层层高4.2m，2-5层每层层高3.6m，总高18.6m；室内外高差取0.45m；女儿墙高1.2m。

2.5装饰

在装饰上不追求豪华，重视材质，崇尚自然、和谐、突出重点，创造出与建筑物身份相称的朴实、典雅。

外墙全瓷灰白色外墙釉面砖，配上白色的塑钢窗。

室内采用彩色水磨石地面，在卫生间内采用地砖防水楼面。

2.6抗震设计

《建筑抗震设计规范》规定，抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。

设计所在地区抗震设防烈度为7度，所以必须进行抗震设防。

建筑根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。

甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑；乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需要尽快恢复的建筑；丙类建筑应属于除甲、乙、丁类以外的一般建筑，丁类建筑应属于抗震次要建筑。

本工程的抗震设防类别为丙类。

地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防的要求。

本设计属于框架结构，7度设防，高度小于30m，为三级框架。

防震缝的最小宽度应符合下列要求：

1．框架结构房屋的防震缝宽度，当高度不超过15m时可采用70mm；超过15m时，6

度、7度、8度和9度相应每增加高度5m、4m、3m和2m，宜增加宽度20mm。

2．防震缝两侧结构类型不同时，宜按需要较宽防震缝的结构类型和较低房屋高度确定。

2.7楼梯的设计

楼梯平面形式的选用，主要依据其使用性质和重要程度来决定。

直跑楼梯具有方向单一，贯通空间的特点，双分平行楼梯和双分转角楼梯则是均衡对称的形式，典雅庄重。

双跑楼梯、三跑楼梯一般用于不对称的平面布局，即可用于主要楼梯，也可用在次要部位作为辅助性质的楼梯。

人流疏散量大的建筑常采用交叉楼梯和剪刀楼梯的形式，不仅有利于人流疏散，还可达到有效利用空间的效果。

其它形式的楼梯，如：

弧形梯、螺旋楼梯的使用，可以增加建筑空间的轻松活泼的感觉。

梯段净高（H）一般应大于人体上肢伸直向上，手指触到顶棚的距离。

梯段净高应当以踏步前缘处到顶棚垂直线净高度计算。

考虑行人肩扛物品的实际需要，防止行进中碰头产生压抑感，楼梯梯段净高不小于2200mm，平台部分的净高应不小于2000mm。

梯段的起始、终了踏步的前缘与顶部突出物内边缘的水平距离应不小于300mm