出版集团办公楼设计01.docx
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出版集团办公楼设计01
南京市出版集团办公楼设计
中文摘要
本设计主要进行了结构方案中横向框架⑦轴框架的抗震设计。
在确定框架布局之后,先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期,进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小,进而求出在水平荷载作用下的结构内力(弯矩、剪力、轴力)。
接着计算竖向荷载(恒载及活荷载)作用下的结构内力,并找出最不利的一组或几组内力组合。
选取最安全的结果计算配筋并绘图。
此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计。
完成了平台板,梯段板,平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。
关键词:
框架;结构设计;抗震设计
AnhuiPublishingGroupofficebuilding
Abstract
Thepurposeofthedesignistodotheanti-seismicdesigninthelongitudinalframesofaxis7.Whenthedirectionsoftheframesisdetermined,firstlytheweightofeachflooriscalculated.Thenthevibratecycleiscalculatedbyutilizingthepeak-displacementmethod,thenmakingtheamountofthehorizontalseismicforcecanbegotbywayofthebottom-shearforcemethod.Theseismicforcecanbeassignedaccordingtotheshearingstiffnessoftheframesofthedifferentaxis.Thentheinternalforce(bendingmoment,shearingforceandaxialforce)inthestructureunderthehorizontalloadscanbeeasilycalculated.Afterthedeterminationoftheinternalforceunderthedeadandliveloads,thecombinationofinternalforcecanbemadebyusingtheExcelsoftware,whosepurposeistofindoneorseveralsetsofthemostadverseinternalforceofthewalllimbsandthecoterminousgirders,whichwillbethebasisofprotractingthereinforcingdrawingsofthecomponents.Thedesignofthestairsisalsobeapproachedbycalculatingtheinternalforceandreinforcingsuchcomponentsaslandingslab,stepboardandlandinggirderwhoseshopdrawingsarecompletedintheend.
Keyword:
Frame;Structuraldesign;Seismicdesign
目录
第一章前言…………………………………………………………………………………1
第二章设计任务书…………………………………………………………………………2
第三章建筑设计说明部分…………………………………………………………………8
第四章工程总体概述………………………………………………………………………11
4.1柱网布置……………………………………………………………………………11
4.2框架结构承重方案的选择…………………………………………………………11
4.3梁、柱截面尺寸的初步确定………………………………………………………12
4.4计算过程……………………………………………………………………………12
第五章框架侧移刚度的计算………………………………………………………………14
5.1横梁线刚度ib的计算……………………………………………………………14
5.2柱线刚度ic的计算…………………………………………………………………14
5.3各层横向侧移刚度计算(D值法)…………………………………………………14
第六章重力荷载代表值的计算……………………………………………………………16
6.1楼屋面做法…………………………………………………………………………16
6.2屋面及楼面可变荷载标准值………………………………………………………17
6.3墙、门、窗重力荷载计算…………………………………………………………17
6.4梁、柱计算…………………………………………………………………………17
6.5各质点重力荷载代表值计算………………………………………………………18
第七章横向水平荷载作用下框架结构内力和侧移计算…………………………………25
7.1横向自振周期的计算………………………………………………………………25
7.2水平地震作用及楼层地震剪力的计算……………………………………………26
7.3多遇水平地震作用下的位移验算…………………………………………………28
7.4水平地震作用内力计算……………………………………………………………28
第八章竖向荷载作用下框架结构的内力计算……………………………………………37
8.1荷载计算……………………………………………………………………………38
8.2第2-5层楼面梁布置………………………………………………………………41
8.3第6层(顶层)………………………………………………………………………44
8.4恒荷作用下横向框架计算简图……………………………………………………47
第九章横向框架在恒荷载作用下的内力计算……………………………………………54
9.1用弯矩二次分配法计算弯矩………………………………………………………54
9.2绘制内力图……………………………………………………………………………57
第十章横向框架在活荷载作用下的内力计算……………………………………………59
10.1用弯矩二次分配法计算弯矩………………………………………………………59
10.2绘制内力图…………………………………………………………………………59
第十一章横向框架内力组合………………………………………………………………63
11.1结构抗震等级………………………………………………………………………63
11.2框架梁内力组合……………………………………………………………………63
第十二章截面设计……………………………………………………………………………70
12.1框架梁………………………………………………………………………………70
12.2框架柱………………………………………………………………………………72
第十三章楼梯设计……………………………………………………………………………78
13.1设计资料……………………………………………………………………………78
13.2楼梯板设计……………………………………………………………………………78
13.3平台板计算……………………………………………………………………………79
13.4平台梁设计……………………………………………………………………………81
第十四章基础设计………………………………………………………………………………83
14.1工程概况………………………………………………………………………………83
14.2独立基础设计(⑦轴线C柱)………………………………………………………83
14.3联合基础设计(⑦轴D、E基础)……………………………………………………87
第十五章板的设计………………………………………………………………………………92
15.1.设计资料………………………………………………………………………………92
15.2各双向板内力及变形分析计算………………………………………………………92
15.3各板区配筋计算………………………………………………………………………94
参考文献…………………………………………………………………………………………96
科技资料…………………………………………………………………………………………97
设计体会…………………………………………………………………………………………105
致谢………………………………………………………………………………………………106
第一章前言
结构设计是土木工程毕业设计的重要阶段,是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。
本组毕业设计题目为《南京市**公司办公楼设计》。
在结构设计前期,我温习了《结构力学》、《土力学》、《基础工程》、《混凝土结构设计原理》、《混凝土结构设计》、《工程结构抗震设计》等书籍,并借阅了《建筑抗震设计规范》、《混凝土结构设计规范》、《混凝土结构构造手册》、《荷载规范》、《地基规范》、《高层建筑混凝土结构技术规程》等规范。
在网上搜集了不少相关资料,并做了笔记。
在结构设计中期,我通过所学的基本理论、专业知识和基本技能参照相关书籍中的示例行计算和分析,并在结构设计指导老师的指导下进行相应修正。
在结构设计后期,主要进行设计手稿的校正并电脑输入和PKPM计算出图。
结构设计的八周里,在指导老师的帮助下,经过资料查阅、设计计算、以及外文的翻译,加深了对框架结构结构设计、新规范、计算原理、手册等相关内容的理解。
巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。
在进行内力组合的计算时,进一步了解并熟练使用了Excel;在绘图时熟练掌握了AutoCAD、PKPM、天正建筑等专业软件。
通过以上所有这些从不同方面的辅助逐渐达到了毕业设计的目的与要求。
框架结构设计的计算工作量很大,在计算过程中以手算为主,辅以Excel进行内力组合的计算。
但由于自己水平有限,在整个结构设计过程中难免有欠考虑和疏忽之处,敬请各位老师批评指正。
第二章设计任务书
题目:
南京市出版集团办公楼设计
一、建筑面积:
5500㎡(±5%)
二、工程概况:
某建筑集团公司拟在科研区内建造一幢综合培训中心大楼,建筑层数主体五-六层左右,采用框架结构,建筑体型组合可为单一型或组合型(可根据各部分功能具体情况灵活安排),室外有停车场及绿化布置。
三、基地平面:
(见下图)
用地范围内地表基本平坦,用地西、南两侧均有城市现状道路。
其中南侧道路为较主要的干道,西侧为一次要干道。
(如图)
四、建筑组成及面积分配(面积上下浮动在10%以内)
1.规模
(1)总建筑面积:
5500m2左右
(2)建筑层数:
6层
(3)层高:
3.6m,底层4.2m
(4)结构形式:
框架结构
(5)组成部分:
门厅(可以2层高):
240m2左右
大会议室(包括设备用房):
150m2左右
小会议室若干:
每间80m2左右
领导办公室若干:
每间60m2左右
普通办公室若干:
每间30m2左右
机要室:
30m2左右
文印室:
30m2左右
档案室:
30m2左右
总机房:
40m2左右
值班室:
25m2左右
收发室:
15m2左右
楼梯、储藏间、厕所、开水间等按需要设置,还可设置其它一些用房。
2.相关设计要求
要求每个学生根据实用经济、美观的原则,独立进行建筑设计。
并完成主要的设计施工图,造型设计应注重新颖、大方。
根据造型需要,可适当增加阳台,雨棚及其它悬挑构件,但不得超出总建筑面积的5%,外装修中高档,内装修以中档为主,重点空间可高档,防火按二类二级设计。
五、建筑标准:
1.层数、层高:
(1)层数:
6层(可以五层,局部六层)
(2)层高:
底层4.2—4.5m;其余3.3--3.6m
2.装修:
(1)外墙:
面砖、涂料、石材、集石、喷涂等。
(2)内墙和顶棚:
a)门厅、多功能厅——较高级装修和吊顶棚
b)其余——中等装修
(3)楼地面:
a)门厅、多功能厅为地板砖或石材面层
b)卫生间为防滑地砖
c)会议室辅地毯
d)其他均为地砖面层
(4)门窗:
a)外窗——铝合金门窗
b)内门——木门、内窗——铝合金窗
3.结构类型:
钢筋混凝土框架
六、设计要求:
1.建筑部分:
本大楼是一座办公综合性多功能的建筑。
整个方案设计构思要求从整体环境角度出发,突出时代特色,注重建筑的人性化与商务信息的效率化相结合,建筑平面组合与立面造型力求体现出商务信息与文化相结合的创作理念。
a)认真分析任务书中确定的环境特征,从环境入手进行单体布置,合理安排主要入口和辅助入口,注意处理好主体裙房停车场绿化之间的关系。
同时了解城市规划部门对建筑设计的要求,如建筑红线、停车场面积、自来水接口、电气高低压变配、下水道等方面的要求。
b)办公室要塑造以人为本的人文环境,地面防滑、耐磨,地面和墙面有特殊需要的要耐腐蚀。
c)结合《房屋建筑学》中所学知识,在单体设计时明确主要使用部分、辅助使用部分、交通联系部分之间的关系。
做到功能分区明确,流线组织合理,空间尺寸恰当。
房间开间、进深符合建筑模数,楼梯间、电梯间的数量及布置形式满足《建筑设计防火规范》的要求。
d)根据建筑物各使用部分的组合情况,分析适合该建筑结构形式的受力特征和应用范围,确定合理的结构形式,注意各种变形缝处的建筑、结构处理方法。
e)建筑体型及立面造型应有秩序感和统一感,注意比例尺度、节奏和韵律,建筑形象和结构形式辩证统一。
在此基础上,重点处理入口及檐口等细节部分,做到严谨活泼,体现建筑美学。
f)建筑方案设计完成后,应进行构造方案设计,合理确定屋面、楼地面、墙面、门窗等部位的构造方案。
正确进行楼梯设计及踏步、扶手构造选型,对特殊部位的构造处理(檐口、雨篷、隔断、玻璃幕墙等)应有清晰概念。
2.结构部分:
(1)地质资料
场地范围内土质构成,自地表向下依次为:
a层:
杂填土,厚度0.7m,地基承载力标准值
=80kPa;
b层:
亚粘土,厚度0.5~1.0m,地基承载力标准值
=150kPa;
c层:
粘土,厚度5~7m,硬塑状,地基承载力标准值
=240kPa。
(2)水文资料
拟建场地地势平坦,自然地表标高24.50m,实测最高地下水位21.00m,水质无侵蚀性。
(3)气象资料
东南风向,基本风压
=0.35kN/m2,基本雪压
=0.60kN/m2。
(4)地震资料
地震设防烈度为7度,Ⅱ类场地。
(5)结构设计要求
遵守国家现行各有关规范和强制性标准,从建筑造型和使用功能出发,以结构安全可靠为基础,兼顾经济合理、施工方便,强调结构造型和结构布置的合理性,结构分析计算的正确性和构造处理的可能性。
结构设计内容及要求:
a)结构方案和构件的选型,确定基础、屋(楼)盖、楼梯型式;
b)结构平面布置,确定梁、柱、板尺寸并编号;
c)竖向荷载计算,确定框架计算简图(选择1~2榀代表性框架)
d)重力荷载代表值计算,框架梁柱刚度计算及自振周期计算;
e)地震作用下框架内力计算和侧移验算;
f)竖向荷载作用下框架内力计算(恒载与活载作用分别计算)
g)框架梁柱内力组合及截面设计与配筋;
h)基础设计及配筋;
i)楼梯设计及配筋
j)部分楼(屋)盖现浇板设计与配筋;
k)结构计算书,电算结果,包括中英文摘要,设计资料,所有设计内容及必要的图表说明。
七、图纸要求:
(一).建筑部分:
计算机绘制施工图:
(1)底层平面图(包括家具及空间划分、卫生间布置)1∶100
(2)标准层平面(包括家具及空间划分、卫生间布置)
(选与二层布置不同的平面)1∶100
(3)屋顶平面图(画出排水分区、纵横坡坡度)1∶100
(4)建筑主要立面图(三个)1∶100
(5)建筑主要剖面图(1~2个)1∶100
(6)楼梯详图(包括平面和剖面)1∶50
(7)建筑大样图1~2个1∶20
(8)建筑施工说明、门窗表
(二).结构部分:
1.相关要求
(1).手算出一榀框架及该框架下的基础,计算机绘图
(2).手算一层楼板,计算机绘图
(3).手算楼梯图,计算机绘图1张
(4).可以不算裙楼,只要求算出建筑主体,可在结构说明或者计算书中交代裙楼的结构设计
(5).图纸要求:
2号图或2号加长图
2.成果要求:
完成结构施工图
(1)楼层结构平面布置图1:
100
(2)框架结构配筋图1:
50
(3)楼梯结构配筋图1:
25
(4)主体结构基础平面及基础配筋图1:
100,1:
25
八、建筑图纸标注要求:
1.平面图:
(1)标注建筑纵横轴线(点划线)及轴线编号
(2)标注建筑各部分尺寸:
a)外墙:
分三道尺寸,即:
①总尺寸(外包八寸)——表示总长度和总进深
②轴线尺寸
③门窗洞口尺寸及墙段尺寸
b)内墙:
标注墙厚尺寸(要表明墙与轴线的关系)、洞口位置及大小。
c)标注墙上预留孔洞位置,孔底标高等。
d)底层室外踏步、台阶、散水等尺寸。
(3)标注各层标高及室外地坪标高,一般标在入口处或公共走道上,若房间或外廊地面低于同层标高时,要在该处注明高差尺寸。
(4)标注门窗编号,凡高、宽与形式均同者为同一编号,不同者另编一号。
门用M-1、M-2……表示,窗用C-1、C—2……表示;画出门的开启方式或方向。
(5)家具及设备布置(阅览室、卫生间)
(6)标注剖面图、详图的位置及索引编号,剖切线只能绘在底层平面图中
(7)标注房间名称、图名及比例。
(8)楼梯间要求绘出踏步数、平台、栏杆扶手及上下行箭头方向。
2.立面图:
(1)表明建筑外形、门窗、雨篷、外廊或阳台及雨水管等的形式与位置
(2)标注尺寸:
a、门窗标高。
b、必要部位的标高,如:
门廊、雨篷等的标高
(3)注明外墙材料及做法,饰面分格线,立面细部详图索引号。
(4)节点详图索引号。
(5)立面名称及比例,立面名称用所表示的立面的边轴线表示。
3.剖面图(应剖在门厅、楼梯间位置):
(1)要表明建筑内外部位的高度关系,标三道尺寸:
第一道:
建筑总高。
第二道:
层间尺寸,楼地层标在面层表面;屋顶标在屋面板表面。
当平屋面为结构找坡时,要标出屋面坡度。
第三道;门窗洞及窗间尺寸。
(2)标注标高:
包括楼地面、层高、室外地坪、门窗洞口、雨篷底及楼梯平面等处的标高。
(3)节点详图索引。
(4)楼地面、屋顶构造做法。
(5)剖面图名称、比例。
4.屋顶平面图:
屋顶平面图是假设由天上俯视屋顶所得的平面图,因而所有线条均为可见线(细实线)
(1)标注各转角部位定位轴线及其间距。
(2)标注四周围的出檐尺寸及屋面各部分标高(指结构层表面标高)。
(3)屋面排水方向,坡度及各坡面交线、天沟、檐沟、泛水、出水口、水斗等位置。
(4)屋面上入孔或出入口,女儿墙等的位置尺寸。
(5)图名及比例。
5.图纸要求:
(1)图纸应按建筑制图标准GBJl—86图纸幅面,采用2#或1#图。
1#图纸—841mmx594mm2#图纸—594mmx420mm
2#加长图纸—(594mm+594mm/3)x420mm或(594mm+594mm/2)x420mm
(2)定稿图用铅笔按比例绘制于白色绘图纸上,设计成果图用针管笔绘制于硫酸图纸上(其中60%为手绘图,40%为计算机绘制并打印),图幅尺寸规范,图签格式正确,图面布置均衡,标注完整,线型等级清晰,字体采用工程仿宋体,各种制图符号及字体大小符合制图规范。
(3)图标如下:
九、进度安排:
1、第1周~第4周:
建筑初步方案设计、修改方案、确定方案、
画出平、立剖定稿图(含毕业实习);
2、第5周~第9周:
结构布置、结构计算、上机计算、绘制结构草图;
3、第10周~第12.5周:
绘制建筑施工图;
4、第12.5周~第13周:
整理计算书,绘制结构施工图。
5、第14、15周:
修改毕业设计图纸,提交全部毕业设计计算书和图纸。
6、第16周答辩
十、参考资料:
1.建筑:
(1)《建筑设计资料集》(第二版)
(1)、(3)、(4)、(10)
(2)《民用建筑设计通则》
(3)《建筑设计防火规范》
(4)《办公建筑设计规范》
(5)《公共建筑设计原理》
(6)《建筑设计方法解析系列从书---教育建筑》武汉工业大学出版社
(7)《现代建筑集成---科研建筑》辽宁科学技术出版社
(8)屋面、饰面、门窗、室外工程、楼梯、浴厕等南京市省及国家标准图集。
a)GB99(03)J201-1《平屋面建筑构造(-)》
b)皖2004J301《饰面》
c)皖2001J311-DI《轻钢龙骨吊顶》
d)GB02J603-1《铝合金门窗》
e)皖91J904《厕浴配件水池》
f)GB99sj403《楼梯建筑构造》
g)皖2003J903《变形缝》
h)GB02J003《室外工程》
i)GB04J601-1《木门窗》等
2.结构:
(1)《建筑结构荷载规范》GB50009-2001
(2)《砼结构设计规范》GB50010-2002
(3)《建筑抗震设计规范》GB50011-2001
(4)《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
(5)《建筑结构设计手册》(静力计算)
(6)《钢筋砼结构构造手册》
(7)《建筑抗震设计手册》等
第三章建筑设计说明部分
3.1工程概况
1、工程名称:
南京市出版集团;
2、工程位置:
南京市省合肥市;
3、工程总面积:
5892.32㎡,地上六层,建筑高度25.800m,底层层高4.2m,其余各层层高3.6m。
4、结构形式:
现浇整体框架。
3.2建筑物功能与特点
该拟建的建筑位于合肥市市内,设计内容:
此楼为南京市出版集团,总建筑面积为5892.32m2
1、平面设计
平面布置满足长宽比小于5,柱距满足建筑开间模数和进深的要求。
2、立面设计
该建筑立面为了满足采光和美观需求,设置了大面积的玻璃窗。
外墙面根据《05J909工程做法》选用乳胶漆饰面,不同分隔区采用不同的颜色区隔,以增强美感。
3、防火
防火等级为二级,安全疏散距离满足房门至外部出口或封闭楼梯间最大距离小于40m,大房间设前后两个门,小房间设一个门,满足防火要求;室内消火栓设在走廊两侧,每层两侧及中间设3个消火栓,
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