湖北华能温控科技有限公司办公楼设计毕业论文
2021-04-14 09:04
摘 要
本工程为湖北华能温控公司办公楼。按使用功能将建筑分为6层，主楼底层层高为3.9m，2-6层层高均为3.6m，总建筑面积3531.3m2。本建筑物建筑等级为二级，抗震设防烈度7度。
设计内容包括建筑设计部分和结构设计部分。建筑设计部分包括建筑平面图、立面图、剖面图以及细部构造图。结构设计时取一榀具有代表性的框架进行设计。结构计算内容有荷载计算、内力计算、内力组合、截面计算等几方面。在确定计算简图之后，按照有关设计规范和规定，采用弯矩二次分配法计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，用D值法求出在风荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。由所得的内力进行内力组合，再找出最不利的一组或几组内力组合进行梁、柱的截面设计。截面设计时考虑“强柱弱梁、强剪弱弯”的原则进行内力调整。接着进行楼板、楼梯及基础的设计，楼板的设计采用双向板设计。基础采用柱下独立基础，基础设计包括荷载计算、基础承载力计算、冲切计算、基础配筋计算等等。在上述工作的基础上，采用制图软件AutoCAD 2014和天正绘图软件绘制了建筑施工图和结构施工图。
关键词：框架结构；荷载计算；配筋
Abstract
This project is an office building of Hubei Huaneng Temperature Control Company. According to the function, the building is divided into 6 floors. The main building has a height of 3.9m, a height of 2-6 layers of 3.6m and a total construction area of 3531.3m2. The building is rated at Grade 2 and has a seismic intensity of 7 degrees.
The design content includes the architectural design part and structural design part. The architectural design section includes the architectural plans, elevations, sections and detailed structures. A representative framework is designed for structural design. Structural calculations include load calculations, internal force calculations, internal force combinations, and cross section calculations. After determining the calculation plan, according to the relevant design specifications and regulations, the internal force of the structure under vertical load (during constant load and live load) is calculated by the method of bending moment secondary distribution, and it is calculated under the effect of wind load by D value method. Structural internal forces (bending moment, shear force, axial force). From the resulting internal forces, the internal forces are combined to find the most unfavorable group or groups of internal forces for beam and column section designs. In the section design, the principle of "strong column weak beam, strong shear weak curve" was taken into account to adjust the internal force. Then proceed with the design of the floor slabs, stairs, and foundations. The design of the slabs uses a two-way slab design. The foundation uses an independent foundation under the column, and the basic design includes load calculation, calculation of foundation bearing capacity, punching calculation, basic reinforcement calculation and so on. Based on the above work, the construction drawings and the construction drawings of the construction were drawn using the drawing software AutoCAD 2014 and the Tianzheng drawing software.
Key Words：frame structure; load calculation; section reinforcement
目 录
1 绪论 3
1.1 工程名称 3
1.2 建设地点 3
1.3 工程概况 3
1.4 建筑等级 3
1.5 抗震设防 3
1.6 气象资料 3
1.7 地质资料 3
1.8 材料选用 4
2 结构选型 5
2.1 承重方案 5
2.2 结构布置及计算单元选取 5
2.3 梁柱的计算跨度 5
2.4 梁板柱的截面尺寸 6
2.4.1 梁的截面尺寸 6
2.4.2 板的截面尺寸 6
2.4.3 柱的截面尺寸 6
2.5 梁柱线刚度计算 7
3 荷载计算及其内力分析 9
3.1 恒载标准值计算 9
3.2 活载标准值计算 12
3.3 恒荷载作用下的内力计算 13
3.4 活荷载作用下的内力计算 22
4 风荷载作用 31
4.1 风荷载标准值 31
4.2 框架柱侧移刚度D值 32
4.3 风荷载作用下框架的侧移计算 33
4.4 风荷载作用下的框架内力计算 33
5 水平地震荷载作用 39
5.1 重力荷载代表值的计算 39
5.2 水平地震作用力的计算 40
5.3 水平地震作用下框架的侧移验算 43
5.4 水平地震作用下框架内力计算 44
6 荷载和内力组合 49
6.1 梁的内力组合 49
6.1.1 框架梁的内力组合计算 49
6.1.2 框架梁组合的剪力设计值 51
6.2 柱的内力组合 55
6.2.1 框架柱的内力组合计算 55
6.2.2 框架柱组合的剪力设计值 58
7 框架梁柱配筋 60
7.1 框架梁配筋 60
7.1.1 框架梁正截面配筋 60
7.1.2 框架梁斜截面配筋 65
7.1.3 框架梁纵筋的锚固长度 66
7.2 框架柱配筋 66
7.2.1 框架柱正截面配筋 66
7.2.2 框架柱斜截面配筋 67
8 楼板配筋 72
8.1 荷载统计 72
8.2 楼板配筋计算 72
9 楼梯设计 77
9.1 设计资料 77
9.2 梯段板设计 77
9.3 平台板设计 79
9.4 平台梁设计 80
10 基础设计 82
10.1 荷载统计 82
10.2 独立基础设计 85
10.3 联合基础设计 90
参考文献 94
致谢 95
1 绪论
1.1 工程名称
湖北华能温控公司办公楼
1.2 建设地点
湖北省武汉市
1.3 工程概况
湖北华能温控公司办公楼总高度为21.9m，底层层高为3.9m，2-6层层高均为3.6m，总建筑面积3531.3m2，室内外高差为0.45m，底层室内地坪标高为±0.000。
1.4 建筑等级
该工程建筑物等级为二级，耐火等级为二级，建筑结构的安全等级为二级，设计使用年限为50年。
1.5 抗震设防
本工程建筑抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g，设计地震分组为第一组，建筑场地类别为III类，地面粗糙程度类别：C类，抗震等级为三级。
1.6 气象资料
1. 极端气温：最高40℃，最低－6℃；
2. 相对湿度：79%（夏季），76%（冬季）；
3. 基本风压：0.35 kN/m2主导风向：夏季东南风，冬季西北风；
4. 基本雪压：0.25 kN/m2 ；
5. 最大降雨量：60mm/h。
1.7 地质资料
地质水文情况：场地平坦，周围无相邻建筑物。自上而下土层分布情况为：粉质黏土（Qal pl），褐黄色，可塑，湿，含褐色铁锰氧化物结核，该层未穿透，fak=250kPa，Es=7.7Mpa。场地土15m深度范围内无液化土层。地面下深度20m范围内土层的等效剪切波速Vse=205m/s，覆盖层厚度超过50m。
1.8 材料选用
1.混凝土：梁、板、基础、柱均为C30
2.钢筋：HRB400
3.墙体：200厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块填充墙，容重γ=5.5kN/m3。
2 结构选型
2.1 承重方案
本建筑物主梁横向布置，楼面竖向荷载传至次梁或主梁，主梁再传至框架柱，进而传到基础，最后传至基础持力层。
2.2 结构布置及计算单元选取
本建筑物结构布置如图2.1所示，在横向水平力作用下，横向框架之间由横向框架梁连接，为方便计算，不考虑纵向框架产生的约束。本设计取③轴框架进行计算。
图2.1 结构平面布置图
2.3 梁柱的计算跨度
若按照梁搭在柱中间来考虑梁的跨度，边横梁跨度为6.0m，走道梁跨度为2.4m。
框架结构计算简图，取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线，梁轴线取至板顶，2～5层高度即为层高，取3.6m；底层柱高度从基础顶面取至一层板顶，即，结构计算简图如图2.2所示。
图2.2 结构计算简图
2.4 梁板柱的截面尺寸
2.4.1 梁的截面尺寸
综合取横向框架最大跨度为L=6.0m，纵向框梁最大跨度为L=7.8m，次梁全部横向布置，跨度最大为L=6.0m。
纵向框梁：h=(1/10～1/18)L=(1/10～1/18)×7.8=0.43～0.78m，取h=0.5m；
b=(1/2～1/4)h=(1/2～1/4)×0.6=0.15～0.3m，取b=0.25m；
横向框梁：h=(1/10～1/18)L=(1/10～1/18)×6.0=0.33～0.6m，取h=0.5m；
b=(1/2～1/4)h=(1/2～1/4)×0.5=0.125～0.25m，取b=0.25m；
次梁及过道梁：b×h=250mm×400mm。
2.4.2 板的截面尺寸
双向板：h≥1/40L=1/40×3900=98mm，取板厚120mm，
屋面板因自重较大，取板厚h=120mm。
2.4.3 柱的截面尺寸
框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值按下列公式计算：
N：柱组合的轴力设计值；
F：按简支状态计算的柱的负载面积；
：折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可根据实际荷载计算，也可近似取12-15kN/m2；
：验算截面以上楼层层数；
：柱截面面积；
：混泥土轴心抗压强度设计值。
按上述方法确定的柱截面高度不宜小于400mm ，宽度不宜小于350mm ，柱净高与截面长边之比宜大于4。
如取柱子截面为正方形，则边柱和中柱截面高度分别为361mm和422mm。根据上述结果，并综合考虑其它因素，本设计柱截面尺寸取值边柱500mm×500mm，中柱为500mm×500mm。
2.5 梁柱线刚度计算
（1）横梁线刚度计算
梁、柱均采用C30混凝土，，在框架结构中，现浇楼面或预制楼板但只有现浇层的楼面，可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减少框架侧移。考虑这一有利作用，在计算梁的截面惯性矩时，对现浇楼面的边框架梁取I=1.5I0，对中框架梁取I=2I0。横梁的线刚度计算见表2.1。
表2.1 横梁线刚度计算
类别 | lc /mm | Ec
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