1、武汉理工大学毕业设计 1 本工程是 正业温控科技有限公司办公楼设计 ， 为多 层钢筋混凝土框架结构。共六层， 底层为 4.8 米，其他 层高均为 3.6 米，建筑物总高度为 23.9米。本工程以 手算为主，计 算一榀框架的受力，根据建筑所受恒载，活载，风载，地震荷载，进行内力组合后，进行各构件配筋 ， 这些内容 主要采用 EXCEL 表格进行计算 ，同时有些计算也借助过结构力学求解器进行验算。 本设计书包括如下部分： 1 设计资料； 2 结构选型； 3 荷载计算； 4 一榀框架结构的受力分析、计算和设计； 5 楼梯设计； 6 基础设计。 最终成果：建筑总目录 1 张，建筑图 8 张， 结构总目
2、录 1 张，施工图 8张。 结构计算书 1 份 关键词 ： 钢筋混凝土 ； 框架结构 ； 结构设计 武汉理工大学毕业设计 2 绪 论 土木工程是具有很强的实践性的学科，这次毕业设计也就是对我们四年的大学学习一个很好的实践锻炼的机会。虽然说，随着计算机的普及，各类程序的逐渐成熟，使得设计周期变得越来越短，计算也越来越简单，可电脑毕竟是一个程序，它只会按照编好的一步一步计算，而结果是否合理，经济，计算的模型是否符合真实的工程，这就需要人为的去调整，去复核，这样就要求必须知道计算中的 任何一步是怎么得来的，了解掌握其原理和过程。故本次毕业设计不但要求掌握 PKPM 的计算建模的方法，还需要手算一榀框
3、架，进一步掌握和巩固所学的专业知识。 本次毕业设计的题目是 正业温控科技有限公司办公楼设计 ，结构设计部分主要是先进行结构的选型，柱网的布置，梁柱截面的估计，再用 PKPM 建模计算整体的受力是否合理，调整后绘出整套的完整的施工图纸，手算任务为选取一榀有代表性的框架进行荷载统计，内力计算、组合及验算，主要：分层法计算荷载作用下的框架内力， D 值法 计算风荷载下框架内力，底部剪力法计算地震荷载作用下框架内力，再 内力组合获得控制截面，最后进行各个构件的配筋及验算。以上的设计内容涵盖了整个大学所学的知识，将所学的知识系统化，整体化了。 1 设计资料 1.1 工程名称 正业温控科技有限公司办公楼
4、1.2 建设地点 南方某城市 1.3 工程概况 建筑总高度为 23.9m，共六层， 底层为 4.8m,其他 层 3.6m。室内外高差为 450mm，底层室内设计标高 0.000。建筑总面积为 6220.8m2。 武汉理工大学毕业设计 3 1.4 建筑等级 建筑物耐久等级为二级，耐火等级为二级，建筑物等级为二级，设计使用年限 50年。 1.5 设计荷载 基 本风压： 0.35KN/m，主导风向：夏季东南风，冬季西北风，采用 50年一遇的风压值 ,地面粗糙度 B类。 基本雪压： 0.25KN/m， 采用 50年一遇的雪压值。 1.6 抗震设防 本工程建筑抗震设防类别均为丙类 ,抗震设防烈度 7度
5、,设计基本地震加速度值为 0.08g,设计地震分组为第一组 ， 建筑场地类别为 类 ,建筑的设计特征周期为 0.35s。框架抗震等级为 三 级，抗震构造措施为二级，内力调整及其他为三级。 1.7 气象资料 （ 1）极端温度：最高 40 o C，最低 -6 o C； （ 2）相对湿度： 79%（夏季）， 76%（冬季）； （ 3）基本风压： 0.35KN/ 主导风向：夏季东南风，冬季西北风； （ 4）基本雪压： 0.25KN/ （ 5） 最大降雨量 ： 60mm/h 1.8 地质资料 fak=250kPa 1.9 材料选用 （ 1）混凝土：梁 、 板 、 基础、柱均为 C30 （ 2）墙体： 外
6、墙 、 内墙均采用 240厚 灰砂砖 （ 3）钢筋 : 柱、梁纵筋 :冷轧带肋钢筋（ HRB335） 板钢筋： HPB235 箍筋： HPB235 基础钢筋： HPB235 1.10 总平面设计 总平面布置的基本原则： 武汉理工大学毕业设计 4 1) 应根据一栋楼或一个建筑群的组成和使用功能，结合所处位置和用地条件、有关技术要求，综合研究新建的、原有的建筑物、构筑物和各项设施等相互之间的平面和空间关系，充分利用土地，合理进行总体布局，使场地内各组成部分成为有机的整体，并与周围环境相协调而进行的设计。 2) 应结合地形、地质、气象条件等自然条件布置，有效组织地面排水，进行用地范围内的竖向布置。
7、3) 建筑物的布置应符合防火、卫生等规范及各种安全要求，并应满足交通要 求。 4) 建筑物周围布置应与城市主干道及周围环境相协调，合理组织场地内的各种交通流线（含人流、车流、货流等），并安排好道路、出入口，并考虑风向及人员出入的便利。 1.11 主要房间设计 主要房间是各类建筑的主要部分，是供人们办公的必要房间，由于建筑物的类别不同，使用功能不同，对主要房间的设计也不同。但主要房间设计应考虑的基本因素仍然是一致的，即要求有适宜的尺寸，足够的使用面积，适用的形状，良好的采光和通风条件，方便的内外交通联系，合理的结构布置和便于施工等。 因此，本建筑的柱网横向尺寸 7.8m+2.4m+7.8m，纵向
8、尺寸 4.2m 12+3.6m 2。 1.12 辅助房间设计 在本建筑中，辅助房间主要为卫生间。卫生间的设计在满足设备布置及人体活动的前提下，应设在人流交通线上与走道楼梯间相连处，如走道尽端，楼梯间即出入口或建筑物转角处，为遮挡视线和缓冲人流。 在本建筑中，每层设男、女卫生间各 2间，具体位置见各层平面图，卫生间尺寸为 4.2m 7.8m（包括前室）。 1.13 交通联系空间的平面设计 主要房间和辅助房间都是单个独立的部分，而房间与房间的水平与垂直方向上的联系、建筑物室内外之间的联系，都要通过交通联 系来实现。交通联系空间按位置可分为水平交通空间（走廊），垂直交通空间（楼梯，坡道）和交通枢纽空
9、间（门厅，过厅）。交通联系空间形状、大小、部位主要决定于功能关系及建筑空间处理的需要，设计时应主意：交通流线简洁明确，对人流起导向作用。良好的采光、通风。安全防火，平时人流畅通，联系方便；交通联系空间的面积大，武汉理工大学毕业设计 5 要有适当的高度和宽度。 1) 水平交通空间的平面设计 走廊起着联系各个房间的作用，走廊宽度的确定，应符合防火、疏散和人流畅通的要求，本建筑走廊轴线尺寸为 2400mm。 走廊要求有良好的采光，本建筑设计采用内廊 式，为便于有充足的采光，采取：依靠走廊尽端的开窗（尺寸 1500 1500）；利用门厅采光；灯光照明。 2) 垂直交通空间的平面设计 楼梯是多层房屋的垂
10、直联系和人流疏散的主要措施。由于该建筑物是办公楼，按防火要求和疏散人流，该建筑物设双跑楼梯。 3) 交通枢纽空间 门厅作为交通枢纽，其主要作用是集散人流，转换人流方向，室内外空间的过渡或水平与垂直交通空间的衔接等。门厅一般应面向主干道，使人流出入方便，有明确的向导性，同时交通流线组织应间明醒目。本设计中大厅门 有 4扇，每扇门 取 2400mm 3000mm，门开启方 向是里外都可以开的弹簧门，另外在楼梯下设应防火卷帘门 3600 mm 2400 mm，以满足防火疏散要求。 1.14 剖面设计 1) 层高的确定 层高是剖面设计的重要依据，是工程常用的控制尺寸，同时也要结合具体的物质技术、经济条
11、件及特定的艺术思路来考虑，既满足使用又能达到一定的艺术效果。 本建筑为六层，主要为办公室和会议室， 底层为 4.8m,其他 层高确定为 3.6m，这样的房间高度比较合适些，给人一正常的空间感觉。 2) 室内外高差的确定 为防止室内受室外雨水的流渗，室内与室外应有一定的高差，且高差不宜过大，若过 大便不利于施工和通行，故设计室内外高差为 0.45m。 3) 屋面排水设计 本建筑设计中屋面利用材料找坡（ 2），采用有组织排水（女儿墙外排水），为了满足各个落水管的排水面积不大于 200m2, 公设 8个落水管。因 2 1/12，故为平屋顶。 4) 楼梯剖面设计 所有楼梯均采用现浇钢筋混凝土结构，其具
12、有整体性好，坚固耐久，刚度好等特点。 楼梯踏步面层要求耐磨、美观、防滑，便于清扫，踏步高为 150mm,宽为 270mm。 武汉理工大学毕业设计 6 1.15 立面设计 建筑立面可以看成是由许多构件组成，如墙体、梁柱、门窗及勒角、檐口等，恰当地 确定立面中这些构件的比例、尺寸，运用节奏、韵律、虚实、对比等规律，已达到体型完整，形式和内容的统一。本结构是钢筋混凝土框架，具有明快、开朗、轻巧的外观形象，不但为建筑创造了大空间的可能性，同时各种形式的空间结构也大大丰富了建筑的外部形象，立面开窗自由，既可形成大面积独立窗，也可组成带形窗等。 1) 体型 建筑体型设计主要是对建筑物的轮廓形状、体量大小、
13、组合方式及比例尺的确定。本建筑根据场地和周围环境的限制，整栋建筑物采用“一”字型，结构和经济方面都容易满足。 2) 墙体 墙体做法： 外纵墙采用 240 厚灰砂砖， 内隔墙采用 200 厚加气混凝土小型砌块 1.16 构造设计 构造设计主要包括楼地面设计、屋面设计、女儿墙设计等。 地面设计应根据房间的使用功能和装修标准，选择适宜的面层和附加层，从构造设计到施工质量上确保地面具有坚固、耐磨、平整、不起灰、易清洁、防火、保温、隔热、防潮、防水、防腐蚀等特点。 1) 大理石地面做法 12mm 厚大理石块面（水泥砂浆檫缝） 20mm 厚细石混凝土 现浇楼板（ 110mm） 天棚抹灰（ 15mm） 2)
14、 屋面做法 30 厚 C20 细石混凝土防水 三毡四油上铺小石子 15 厚层水泥砂浆找平 40 厚水 泥石灰焦渣砂浆 3 找平 80 厚矿渣水泥保温层 110 厚 现浇 钢筋混凝土 楼板 10 厚混合砂浆 抹灰 3) 散水做法 武汉理工大学毕业设计 7 100mm 厚 1： 2： 3 细实混凝土撒 1： 1 水泥沙子压实抹光 150mm 厚 3： 7 灰土 素土夯实向外坡度 5 见图 1.1 4) 屋面泛水做法 见图 1.2 图 1.1 武汉理工大学毕业设计 8 女儿墙外排水的雨水口构造防水卷材图 1.3 门窗详表 2 结构选型 屋面、楼面均采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖 ,板厚均为 110mm。
15、 2.1 框架结构承重方案的选择 竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。 武汉理工大学毕业设计 9 2.2 柱网及计算单元选取 框架结构的计算单元如图所示，取 4轴上的一榀框架计算（ 取相邻两个柱距的各 1/2宽作为计算单元）。 假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故框架梁等于柱截面形心轴线之间的距离。底层 柱高从基础顶面算至一层楼面，根据基顶标高、地质条件、室内外高差初定底层柱高为 h=4.8+0.45+0.8=6.05m，其余各层柱高从楼面算至上一层楼面，故均为 3.6m。 框架结构的柱网及计算单元简图 2.
16、1所示： 图 2.1 柱网及计算单元选取简图 2.3 框架截面尺寸 2.3.1 框架梁截面尺寸 因为梁的跨度较接近，可取跨度较大者进行计算， L=7800mm h= (1/8 1/12)L=（ 1/8 1/12） 7.8m=0.650 0.975m， 取 h=0.70m b=（ 1/2 1/3） h= （ 1/2 1/3） 0.7m= 0.233 0.350m ，取 b=0.25m 因此，框架梁初选截面尺寸为 b h=250mm 700mm。 中间框架梁由于跨度小，截面尺寸取为 b h=250mm 500mm。 2.3.2 框架柱截面尺寸 框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按下列公式计算：
17、（ 1）柱组合的轴压力设计值 zN Fg n 注：考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数。 F按简支状态计算柱的负载面积。 武汉理工大学毕业设计 10 zg 折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取 14KN/m2。 n为验算截面以上的楼层层数。 （ 2） /C n cA N f 注： n 为框架柱轴压比限值，本方案为 三 级抗震等级，查抗震规范可知取为 0.9。 cf 为混凝土轴心抗压强度设计值，对 C30，查得 14.3N/mm2。 计算过程如下： 对于边柱： zN Fg n =1.3 4.2 7.8 2 14 6=2247.34（ KN） /C n cA N f =2247.34 1
18、0/0.9/14.3=174618.49（ mm2） A =417.87mm 取 b h=500mm 500mm 对于内柱： zN Fg n =1.25 4.2（ 7.8+2.4） 14 2 6=2249.10（ KN） /C n cA N f =2249.10 10/0.9/14.3=174755.24（ mm2） A =418.04,mm 取 b h=500mm 500mm 因此，初选柱的截面尺寸为 b h=500mm 500mm。 2.3.3 楼板厚度（采用双向板） h=L/40=4200mm/40=105mm ，取板厚为 110mm。 框架几何尺寸图详见图 2.2、图 2.3。 2.4 梁柱的计算高度（跨度） 梁柱的跨度，取轴线间距，边梁跨为 7.8m，中间梁跨度为 2.4m 底层柱高，设底层柱高为 6.05m, 其它层柱高为 3.6m
