江苏南京某医院办公楼设计毕业论文
2021-12-18 07:12
论文总字数：91713字
摘 要
本毕业设计工程为江苏南京某医院办公楼设计。拟建工程属于丙类建筑，平面为矩形，总建筑面积约为8310.6m2，建筑层数为9层，建筑高度32.4m。根据拟建建筑的使用功能，结构受力特点及场地条件，采用钢筋混凝土框架结构体系；因层数较低，地基土的承载力可以满足承载力要求和沉降要求，故基础采用柱下独立基础。
本工程手算部分选取了第⑥轴线进行计算，在对结构选型及布置后，估算了构件的截面尺寸，再进行荷载计算，其中水平地震荷载作用下运用底部剪力法，再运用弯矩分配法计算框架在恒载、活载、0.5（雪 活）竖向荷载作用下内力，运用D值法计算风载、水平地震作用下的内力；对梁端弯矩调幅后，考虑3种一般组合和1种考虑地震作用下的组合进行内力组合计算，在根据内力组合结果进行梁柱截面配筋计算；之后对采用AT型板式楼梯和对包含双向板的楼板以及对柱下独立基础进行配筋计算。
关键词：框架结构 抗震设计 荷载计算 内力计算 配筋计算
Design of a Hospital Office Building in Nanjing, Jiangsu Province
Abstract
This graduation project is the design of a hospital office building in Nanjing, Jiangsu Province. The proposed project is a class b building with a l-shaped plane.The total construction area is about 8310.6m squared,with 9 floors and a height of 32.4m. According to the use function of the proposed building,the structural stress characteristic and the site condition,the reinforced concrete frame structure system is adopted.Due to the low number of layers, the bearing capacity of foundation soil can meet the requirements of bearing capacity and settlement, so the foundation adopts the independent tapered foundation.
In the manual calculation part of this project,the seventh axis is selected for calculation.After selecting and arranging the structure,the section size of the component is estimated,then the load is calculated.Which use the equivalent base shear method,under horizontal seismic load and moment-distribution method is applied to estimate framework in the dead load,live load,0.5 (live snow) under the action of vertical load internal force,using the D-value method to calculate the wind load,internal force under horizontal seismic action.After the beam end bending moment is adjusted,three general combinations and one combination under seismic
action are considered for the calculation of internal force combination.According to the results of internal force combination,the calculation of beam and column section reinforcement is carried out.After that,the reinforcement calculation of AT type plate stair,two-way slab and independent foundation under column is carried out.
Key Words: Frame structure; Aseismic design; Load calculation;Intenal force ;Calculation;Reinforcement computation
目录
摘 要 I
Abstract II
第一章 绪 论 1
1.1 工程背景 1
1.1.1 设计资料 1
1.1.2 材料 3
1.2 工程特点 4
1.3 本章小结 5
第二章 结构设计 6
2.1 框架结构设计计算 6
2.1.1 工程概况 6
2.1.2 设计资料 7
2.1.3 梁柱截面、梁跨度、柱高度及计算简图的确定 8
2.1.4 荷载计算 12
2.1.5 水平荷载作用下横向框架的内力分析 19
2.1.6 竖向荷载作用下横向框架的内力分析 39
2.1.7 内力组合 61
2.1.8 截面设计 77
2.2 板的计算 106
2.2.1 设计资料 106
2.2.2 楼面板的计算 107
2.3 楼梯设计 112
2.3.1 计算简图及截面尺寸 112
2.3.2 设计资料 113
2.3.3 梯段板设计 113
2.3.4 平台板计算 115
2.3.5 平台梁计算 116
2.4 基础设计 117
2.4.1 荷载计算 117
2.4.2 确定基础底面积 118
2.4.3 基础结构设计 121
2.5 电算与手算对比 125
第三章 结 论 135
第一章 绪 论
1.1 工程背景
1.本项目为9层钢筋混凝土框架结构体系，占地面积约为923.4 m2，总建筑面积约为8310.6 m2；层高3.6m,平面尺寸为16.2m×57.0m。采用柱下钢筋混凝土独立基础，室内地坪为±0.000m，室外内高差0.45m。
框架梁、柱、楼面、屋面板板均为现浇。
2.结构选型
本工程选用钢筋混凝土框架结构。
钢筋混凝土框架结构是由梁、柱通过节点连接组成的承受竖向荷载和水平荷载的结构体系，墙体起到围护和隔断作用。框架结构具有建筑平面布置灵活，室内空间大等优点，广泛应用于电子、轻工、食品、化工等多层厂房和住宅、办公、商业、旅馆等民用建筑。
1.1.1 设计资料
1. 气象资料
夏季最高气温，冬季室外气温最低。冻土深度25cm，基本风荷载W。=0.50kN/ m2；基本雪荷载为0.40 kN/ m2。年降水量680mm。
2. 地质条件
岩土工程勘察报告由某建筑设计院提供，根据勘测报告，拟建场地地势平坦，表面为杂填土，以下粉质粘土及粘土；无液化土层分布，稳定地下水位埋深1.65-2.14m，对钢筋混凝土无侵蚀性。
详细勘查情况见表1-1。
表1-1 地基承载力特征值
层 | 层底深度/m | 层厚/m | 土层名称 | 地基承载力特征值/kPa |
1 | 1.22 | 1.22 | 素填土 | - |
2 | 2.0 | 0.78 | 粉质粘土 | 260 |
3 | 7.1 | 5.1 | 粘土 | 521.94 |
4 | 16.6 | 9.5 | 淤泥质土 | 630.5 |
5 | 39.9 | 23.3 | 弱风化凝灰岩 | - |
3. 地基土指标
自然容重1.90g/cm2，液限25.5％，塑性指数9.1，空隙比0.683，计算强度150kp/m2。
4. 地震设防烈度及抗震等级
地震设防烈度为7度，抗震等级为二级。
5. 设计地震分组
设计基本地震加速度值为0.10g，场地为Ⅱ类，设计地震分组为一组Tg（s）=0.35s，αmax=0.08（表3.8《高层建筑结构》）
6. 结构安全等级
丙类建筑，结构安全等级为二级，设计使用年限为50年。
7. 荷载资料
（1）查《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2012）附录E，基本风压值：w0 = 0.50 kN/m2，基本雪压值：s0 = 0.40 kN/m2。
（2）查《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2012）第5条，教室楼面活荷载标准值为2.5 kN/m2，走廊、门厅楼面活荷载标准值为3.5 kN/m2，上人屋面活荷载标准值为2.0 kN/m2。
（3）材料自重
根据《建筑结构荷载规范》（GB 50009—2012）附录A，本工程采用材料和构件的自重详见表1-3。
表1-3 常用材料和构件的自重表
项次 | 名称 | 自重 | 备注 | |
1 | 砖及砌块（kN/m3） | 普通砖 | 18.0 | 240mm×115mm×53mm（684块/m3） |
2 | 水泥、灰浆及混凝土（kN/m3） | 水泥砂浆 | 20.0 | |
石膏砂浆 | 12 | |||
钢筋混凝土 | 24.0~25.0 | |||
3 | 门窗（kN/m2） | 钢框玻璃窗 | 0.40~0.45 | |
木门 | 0.10~0.20 | |||
4 | 屋顶（kN/m2） | 油毡防水层（包括改性沥青防水卷材） | 0.30~0.35 | 六层做法，二毡三油上铺小石子 |
5 | 地面（kN/m2） | 小瓷砖地面 | 0.55 | 包括水泥粗砂打底 |
1.1.2 材料
梁、柱采用C40，纵筋、箍筋分别采用HRB400、HPB300，板采用C30，纵筋采用HRB335。基础采用C30，纵筋采用HRB400，箍筋采用HPB300。
1.2 工程特点
本工程为九层，主体高度为32.4米，属高层建筑。
高层建筑采用的结构可分为钢筋混凝土结构、钢结构、钢-钢筋混凝土组合结构等类型。根据不同结构类型的特点，正确选用材料，就成为经济合理地建造高层建筑的一个重要方面。经过结构论证以及设计任务书等实际情况，以及本建筑自身的特点，决定采用钢筋混凝土结构。
在高层建筑中，抵抗水平力成为确定和设计结构体系的关键问题。高层建筑中常用的结构体系有框架、剪力墙、框架-剪力墙、筒体以及它们的组合。高层建筑随着层数和高度的增加水平作用对高层建筑机构安全的控制作用更加显著，包括地震作用和风荷载，高层建筑的承载能力、抗侧刚度、抗震性能、材料用量和造价高低，与其所采用的机构体系又密切的相关。不同的结构体系，适用于不同的层数、高度和功能。框架结构体系是由梁、柱构件通过节点连接构成，既承受竖向荷载，也承受水平荷载的结构体系。这种体系适用于多层建筑及高度不大的高层建筑。本建筑采用的是框架机构体系，框架结构的优点是建筑平面布置灵活，框架结构可通过合理的设计，使之具有良好的抗震性能；框架结构构件类型少，易于标准化、定型化；可以采用预制构件，也易于采用定型模板而做成现浇结构，本建筑采用的现浇结构。
由于本次设计是办公楼设计，要求有灵活的空间布置，和较高的抗震等级，故采用钢筋混凝土框架结构体系。
1.3 本章小结
本章主要论述了本次设计的工程概况、相关的设计资料、高层建筑的一些特点以及综合本次设计所确定的结构体系类型。
第二章 结构设计
2.1 框架结构设计计算
2.1.1 工程概况
本项目为9层钢筋混凝土框架结构体系，占地面积约为960.96 m2，总建筑面积约为8310.6 m2；层高3.6m平面尺寸为16.2m×57.0m。采用柱下钢筋混凝土独立基础，室内地坪为±0.000m，室外内高差0.45m。
框架平面同柱网布置如下图：
图2-1 框架平面柱网布置
框架梁柱现浇，屋面及楼面采用120mm厚现浇钢筋混凝土。
2.1.2 设计资料
1. 气象条件:
基本风荷载W。=0.50kN/ m2;基本雪荷载为0.40 KN/ m2。
楼、屋面使用荷载：
走道：2.5kN/ m2；消防楼梯2.5kN/ m2；办公室2.0kN/ m2；机房
8.0kN/ m2，为安全考虑，均按2.5kN/ m2计算。
3. 工程地质条件：
岩土工程勘察报告由某建筑设计院提供，根据勘测报告，拟建场地地势平坦，表面为杂填土，以下粉质粘土及粘土；无液化土层分布，稳定地下水位埋深1.65-2.14m，对钢筋混凝土无侵蚀性。
详细勘查情况见表1-1。
表2-1 地基承载力特征值
层 | 层底深度/m | 层厚/m | 土层名称 | 地基承载力特征值/kPa |
1 | 1.22 | 1.22 | 素填土 | - |
2 | 2.0 | 0.78 | 粉质粘土 | 260 |
3 | 7.1 | 5.1 | 粘土 | 521.94 |
4 | 16.6 | 9.5 | 淤泥质土 | 630.5 |
5 | 39.9 | 23.3 | 弱风化凝灰岩 | - |
4. 屋面及楼面做法：
屋面做法：M15水泥砂浆保护层
30mm厚SBS改性沥青防水卷材
30mm聚苯板保温层
20mm厚1：2.5水泥砂浆找平；
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