毕业设计--综合办公楼设计

本科毕业设计(论文)

题目：西安培训学院综合办公楼设计 (方案二)

院（系）：建筑工程学院

专业：土木工程

班级：

学生：09

学号：

指导教师：

2013年06月

设计任务书

1.毕业设计（论文）题目：西安培训学院综合办公楼设计-方案二

2.题目背景和意义：本工程项目为西安培训学院综合办公楼，该办公楼拟由高校投资建设，主要是满足该学校日常行政工作要求。该楼建筑面积要求5000m2左右（设计允许误差±5%），要求建筑层数为5层，结构形式是框架结构，抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值0.20g,第一组。建筑耐火等级为二级，屋面防水Ⅱ级。总共五层，总建筑面积为：5000㎡左右，建筑物设计使用年限50年.1>.场地条件: 建筑用地地形平缓，场地类别为II类;2>气象条件:冬季平

=0.30KN/㎡;基本雪压:0.30 KN/㎡.3>地质条件:工均风速0.7m/s，基本风压w

程地质土层自上而下为：人工杂填土层厚 1.3—2.7m，Ⅰ级湿陷性黄土层厚2.8—5.8m（地基承载力标准值f k=130kN/m2，作为持力层应遵守湿陷性黄土规范规定），饱和黄土厚3.0—6m，（地基承载力标准值f k=160kN/m2，作为持力层应注意防止过分扰动）。常年地下水位在地表下7m。土壤最大冻结深度0.45m。室内地面标高±0.000，相当于绝对标高406.90m。勘探表明，地下水对混凝土和钢筋无腐蚀性，可不考虑地下水对基础的影响。

通过西安培训学院综合办公楼设计，综合运用所学过的基础理论和专业知识，提高分析和解决工程实际问题的能力；锻炼学生查阅相关规范和资料进行建筑方案设计和结构计算的动手能力，提高学生利用计算机软件进行结构计算及绘制施工图的能力，熟悉施工图设计的内容和程序，为以后的工作奠定一定的基础。

3.设计(论文)的主要内容（理工科含技术指标）：

①建筑设计1>建筑的主体部分应有良好的采光、通风、朝向，根据使用要求确定各个房间的位置，交通疏散符合防火规范。建筑造型和建筑立面美观、大方，反映时代特色。2>并完成以下建筑设计图：建筑总平面图；底层平面图；标准层平面图；屋面图；正立图面；侧立面图；剖面图；墙身大样图。

(1)底层平面图1：100

1) 标出三道尺寸线；

2) 确定门厅、走廊等的面积和布置形式；

3) 绘出门、窗的位置，大小及门的开启方向；

4) 确定厕所，盥洗室的位置及内部设施的布置形式等；

5) 绘出入口处的踏步、花台、花池等和垃圾箱的位置；

6) 确定楼梯间的位置，画出踏步、示出上下关系及平台的标高，各层的标高等；

(2)标准层和顶层平面图1：200。

(3)立面图：正立面，侧立面各一个，1：100。1) 绘出门、窗形式及布置；

2) 绘出踏步、大门入口、雨棚及装饰处理；

(4)剖面图1：100（要求剖到楼梯、门厅）。l) 正确绘出剖到的墙体，梁板

等结构的断面形式；2) 标出主要部位标高。

②结构设计1>进行结构布置(结构布置要合理,满足相应的规范要求)2>根据建筑物的抗震等级确定:构件的截面尺寸；建筑物的计算要求(活荷载、水平地震力、重力及计算方法)；建筑物的构造要求。3）绘制下列图纸:标准层结构平面布置图(包括板及次梁);一榀横向框架的配筋详图(包括框架梁、框架柱); 标准层楼板配筋图，楼梯配筋图，基础图。

4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）：

设计的基本要求:1>要有良好的城市景观，要求建筑造型美观、大方，有一定的绿化面积，体现建筑自身特征。2>．设计方案合理，计算方法正确，计算数据准确。3>.计算书格式应符合标准，书写工整，文字简练，条理清楚。4>．施工图必须符合制图标准，能正确、准确表达设计意图，图面布置协调、清楚、整洁。

进度安排:

毕业实习第1周-第2周

建筑设计第3周-第5周

各层房屋的结构选型、结构方案及布置第6周-第7周

荷载计算第8周-第 9周

结构计算第10周-第14周

绘制施工图第15周-第17周

答辩第18周

5.毕业设计（论文）的工作量要求

① 实验（时数）*或实习（天数）：实习2周

② 图纸（幅面和张数）*：建筑图5张,结构图5张

③ 其他要求：论文字数： 20000字

外文翻译字数: 3000字

参考文献篇数： 15篇以上

指导教师签名：年月日

学生签名：年月日

系（教研室）主任审批：年月日

说明：1本表一式二份，一份由学生装订入附件册，一份教师自留。

2 带*项可根据学科特点选填。

摘要

西安培训学院综合办公楼设计-方案二

摘要

本文研究的内容是西安培训学院综合办公楼的设计。通过建筑设计和结构设计，验证工程的可行性及满足各项功能的使用要求，是反映工程可行性以及技术经济指标的综合性资料。

本工程设计结合地方地质及水文气候条件，依据各设计规范，使设计结果既符合设计标准，又满足使用要求，经济合理性。

本工程为拟建多层办公楼，按使用功能将建成综合性的办公楼。主楼标高18.6 m总建筑面积4760.93m2，本建筑防火等级二级，抗震设防烈度8度。工程结构设计采用框架结构，结构设计按纵横向框架承重分析。设计包括结构部分、楼梯等。根据任务书定出各层平面图及平面布置，在进行构件截面估算和荷载计算后，选取一榀框架进行计算，计算内容包括框架梁柱截面尺寸的选取及线刚度的计算；地震作用下梁端柱端弯矩、剪力的计算；楼梯配筋计算。在手算后，还使用CAD、Word、Excel等工具进行电脑输入，并对手算的结构进行了分析和检查。

最后依据计算结果，结合相应的结构构造要求，绘制结构施工图和建筑施工图，写出相应的设计说明以及结构设计计算书

关键词：框架结构；抗震；结构设计；内力计算

西安工业大学毕业（论文）

The design of the comprehensive office building of

Of Xi'an Training Institute

Abstract

The contents of this paper is the comprehensive office building of Xi’an Training Institute. Through the architectural design and structure design, verify that the engineering feasibility and meet various requirements, functionality is a reflection of the engineering feasibility and technical and economic indicators of comprehensive data.

This engineering design combined with local geological and climatic conditions, water asked by various design specification, make design results met design standards, and use, economic rationality.

According to the sue function, the construct contents comprehensive office building .The height is 18.6m of main floor. Total building area is 4760.93m2.This building resistant fires is second class,and the seismic fortification intensityis seven degree. This engineering construction design adoption the frame construction. Being calculating the structure, the lateral structure be lacked as frame system and be analysis. The design included the construction of the structure of the stairs and so on. According to the mandate set of floor plans and layout of each floor. The program for the main structure of two-way load-bearing framework, such as cross-lateral framework load component in the calculation and estimates section, selecting a ping framework, including the framework of calculating earthquake Beam, column-moment, framework reinforced beams calculated and the basis for calculating the stairs reinforced reinforcement calculation. Finally ,but also to use CAD, Word, Excel and other tools, computer input, and the structure of rival operators to analyze and check.

Final results, combined with the structural requirements, drawing structure construction plans, architectural plans, write out the appropriate design description, and account book.

Key Words:frame structure; structural design; internal force calculation.

主要符号

主要符号表

混凝土抗压强度设计值c

混凝土轴心抗压强设计值t

混凝土弹性模量E

钢筋强度设计值y

受拉钢筋面积A

,受压钢筋面积

截面有效高度

混凝土保护厚度a

N 轴力

M 弯矩

最大轴力N

MAX

最大弯矩max

V 剪力

由截面M,N所得的原始偏心矩e

附加偏心矩a

初始偏心矩e

三级钢筋Ф二级钢筋Ф一级钢筋

西安工业大学毕业（论文）

前言

毕业设计能全面反映我们大学期间知识结构体系的掌握情况。通过本次设计，综合运用所学的基础理论和专业知识，提高分析和解决工程实际问题的能力；锻炼自己查阅相关规范和资料进行建筑方案设计和结构计算的动手能力，提高自己利用计算机软件进行结构计算及绘制施工图的能力，熟悉施工图设计内容和程序；同时，本次设计是我即将步入工作的一次提前热身，因此通过本次设计，我在以下几方面着重培养了自己的能力：

1.调查研究收集资料，查阅资料及一定的阅读中外文献的能力；

2.独立分析和及解决问题的能力及创新能力；

3.应用有关设计规范，规章及标准的能力；

4.一定的建筑方案设计，结构设计分析及计算的能力；

5.综合技术经济分析比较能力；

6.工程制图，计算机绘图及编写设计说明书的能力。

设计要求我们通过各种资料来完成多层建筑的结构选型，结构布置，结构设计及建筑结构施工图的绘制，以巩固对基础知识和专业知识的理解、掌握程度和综合运用的实际能力。在设计过程中涉及到的工程软件：Auto CAD,天正，探索者，office办公软件等，提高了我们对计算机的运用能力和实际操作能力。在本次毕业设计期间，我得到了孟和老师的悉心指导和大力支持，使毕业设计得以顺利完成，在此表示衷心的感谢。由于经验不足，理论知识不够扎实，设计中可能会有遗漏和粗心之处，恳请老师批评指正。

1 建筑设计背景 (4)

1.1建筑概况 (4)

1.2设计资料及设计依据 (4)

1.3建筑方案及方案说明 (4)

1.4建筑交通设计 (5)

1.5建筑立面设计 (5)

1.6建筑剖面设计 (5)

1.7研究意义 (5)

2 构件尺寸初选 (6)

3 重力荷载计算 (7)

3.1 屋面及楼面的永久荷载标准值 (7)

3.2卫生间楼面 (8)

3.3屋面及楼面的可变荷载标准值 (8)

3.4 梁、柱、墙、门、窗重力荷载值的计算 (8)

3.5各层重力荷载代表值 (10)

4 框架结构侧移刚度的计算 (11)

4.1梁柱线刚度计算 (11)

4.2柱的侧移刚度 (12)

5 横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 (14)

5.1横向自振周期的计算 (14)

5.2水平地震作用及楼层地震剪力的计算............................ 错误！未定义书签。

5.3计算水平地震影响系数а1 (15)

5.4结构总的水平地震作用标准值F Ek ................................. 错误！未定义书签。

5.5 多遇水平地震作用下的位移验算................................... 错误！未定义书签。

6 水平地震作用下框架的内力分析及计算 (16)

7 水平地震作用下框架梁内力计算 ............................. 错误！未定义书签。7

8 竖向荷载作用下横向框架结构的内力计算 (19)

8.1横向框架计算图.............................................................. 错误！未定义书签。9 8.2荷载计算 (19)

8.3内力计算............................................................................ 错误！未定义书签。

8.4内力计算中梁端弯矩计算 (26)

9 内力组合 (30)

9.1 抗震等级的确定 (30)

9.2框架梁的内力组合 (30)

9.3梁端剪力调整 (32)

9.4梁跨间最大弯矩.............................................................. 错误！未定义书签。3

9.5框架柱的内力组合.......................................................... 错误！未定义书签。3

10 框架梁的截面配筋计算 (41)

10.1梁的正截面受弯承载力计算 (41)

10.2框架梁斜截面受剪承载力计算 (43)

11 柱截面截面配筋计算 (45)

11.1框架柱剪跨比和轴压比验算 (45)

11.2柱正截面承载力的计算 (45)

11.3柱斜截面受剪承载力的计算.......................................... 错误！未定义书签。

12 框架梁柱节点核芯区截面抗震验算 (52)

13 基础的计算 (53)

13.1基础尺寸的确定 (54)

13.2基础返反力计算 (55)

13.3基础配筋计算 (56)

14 楼梯 (58)

14.1楼梯选型与楼梯结构布置 (58)

14.2踏步板TB—1的设计 (59)

14.3斜梁TL—1的设计 (59)

14.4平台板PB—1的设计 (61)

14.5平台梁TL—2的设计 ..................................................... 错误！未定义书签。

14.6附加横向钢筋计算 (63)

15 板的设计

15.1计算单元的选取 (65)

15.2按塑性理论计算所选取各区格的弯矩及配筋.............. 错误！未定义书签。

16 总结 (69)

17 体会 (70)

参考文献 (71)

致谢 (72)

毕业设计(论文)知识产权声明 (73)

毕业设计(论文)独创性声明 (74)

建筑设计背景

1 建筑设计背景

1.1建筑概况

设计题目：西安市培训学院办公楼

建筑层数：5层

建筑面积：4760.93m2

建筑总高度：18.6m

结构类型：现浇混凝土框架结构

1.2设计资料及设计依据

a.设计使用年限

根据规范和任务书，本方案的设计使用年限为50年。

(1) 场地条件

建筑用地地形平缓，常年地下水位低于地面下7m.地下水无运侵蚀性；场地类别为II类。土壤最大冻结深度0.45m。室内地面标高±0.000，相当于绝对标高406.90m。

(2) 气象条件

=0.30KN/㎡;基本雪压:0.30 KN/㎡。

冬季平均风速0.7m/s，基本风压w

(3) 地质条件

地层自上而下分别为：杂填土，厚度1.3~2.7m,不宜作天然地基；Ⅰ级湿陷性黄土层厚2.8—5.8m（地基承载力标准值f k=130kN/m2，作为持力层应遵守湿陷性黄土规范规定），饱和黄土厚3.0—6m，（地基承载力标准值f k=160kN/m2，作为持力层应注意防止过分扰动）

b.抗震设防

地震基本烈度为8度，设计基本地震加速度为0.20g，设计特征周期为0.35s，建筑场地类别为Ⅱ类，抗震设防烈度为8度，抗震等级为二级。

1.3建筑方案设计

根据使用功能及条件，确定建筑方案绘制建筑平面布置图。。建筑总平面布置应考虑到和周围环境(相邻建筑、绿化及道路)的关系，要求平面布置紧凑，人流路线合理，满足防火要求，房间的采光通风及保温隔热等均需满足功能要求，建筑造型和建筑立面要求美观、大方，体现时代特色。

根据《房屋建筑学》中民用建筑采光等级表不同房间配置不同大小数量的窗户以满足采光率要求。

卫生间平面设计：为保证建筑上的布局合理，故在楼道的左，右两侧各布置一个卫生间。

1.4 交通联系部分的平面设计

由《楼梯门和走道的宽度指标》可知，当建筑的耐火等级为二级时。故可设置楼道建筑轴线尺寸为2.4ｍ，以保证走廊净宽2.2m，满足设计要求。一层两侧设门，二层以上楼道两侧设窗。

楼梯设计：由于楼全长在64.8米以上，故为满足房间门到封闭楼梯间的最大距离22米的要求，可设置三道楼梯，中间有双胞楼梯左右两侧各设平行双跑楼梯，满足防火要求。

1.5立面设计

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，结合平面的内部空间组合进行的。进行立面设计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楼，立面尽量简洁，大方。在建筑的南北立面各层采用统一的塑钢玻璃窗，有规整的效果。建筑剖面考虑的是建筑物各部分高度，建筑层数和空间结构体系。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，取房间层高为3.6m。

1.6剖面设计

剖切线一般是要通过楼梯的，选取比较有代表的地方剖切，剖面图很详细的显示楼梯的构造和尺寸，楼梯的出口尺寸，楼梯梯间宽、踏步尺寸以及平台尺寸等。

1.7课题研究的意义

本次设计主要是综合办公楼的建筑及结构设计，完成建筑施工图及结构计算，以便更好的了解我们所学的建筑和结构知识。毕业设计对我们来说至关重要，通过本次设计来提高对大学生所学知识的认识，深化和拓宽学习内容。其设计内容和过程是学生在毕业前的最后学习和综合训练过程，是我们学习、研究和实践成果的全面总结，使学生综合素质与工程实践能力得到全面的检验。框架结构其结构建筑平面布置灵活，使用空间大。延性较好。其具有良好的抗震能力。对办公楼有重要建筑结构非常适用。能满足其较大的使用面积要求。建筑的整体刚度好，是地震设防区采用的主要结构形式。框架结构的应用广泛，使我们掌握的主要目标，总结有以下几点：

1 提高我们认真负责的工作态度、团结协作能力。

2 培养我们严禁推理、实事求是、用实践来检验理论、全面综合的分析问题

和解决问题。

3培养我们综合运用所学知识建立独立完成课题研究和工程设计的能力。

4培养我们查阅文献、践行科学实验和生产实践中获取知识的能力。

5 培养我们根据条件变化调整工作的重点的应变能力。

我的设计题目西安培训学院综合办公楼，总建筑面积5000平方米，误差百分之五，五层，全现浇钢筋混凝土框架结构。

2 构件尺寸初选

根据该类房屋建筑的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面设计、立面设计及剖面设计，其结构平面布置图和剖面图如后图所示。主体结构为5层，一层层高4.2m ，2至5层层高3.6m ，室内外高差.075m 。

外墙采用240mm 厚的加气粘土空心砖，内墙采用200mm 厚的加气混凝土砌块。门采用木门，窗为铝合金窗，门窗洞口参照门窗洞口表。

楼盖及屋盖均采用现浇混凝土结构，楼板厚度取100mm 。梁截面高度按梁跨度的1/12~1/8估算，梁宽为1/3~1/2梁高。一层梁板柱据采用C35（fc=16.7N/mm 2,ft=1.57N/mm 2）的现浇钢筋混凝土,二~五层采用C30（fc=14.3N/mm 2,ft=1.43N/mm 2）的现浇钢筋混泥土。

梁的截面尺寸如下表所示

表2.1 梁截面尺寸及各层混泥土强度等级

层数混凝土强

度等级

横梁（b ×h ）/（mm ×mm ）纵梁 (b ×h)/(mm ×mm) 次梁（b ×h ）/(mm) AB 跨、CD 跨 BC 跨 1

C35 300×600 300×400 300×600 300×400 2~5 C30 300×600 300×400

300×600 300×400 柱截面须满足轴压比的要求，c

N E C f n Fg A ][μβ≥ β--考虑地震组合后柱轴压力增大系数，边柱1.3,内柱1.25.

F —柱的负载面积

n g --折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值,近似取12-152/m KN ，取14KN/m 2 n —验算截面以上楼层层数

[n μ]—框架柱轴压比限值,一、二、三级抗震等级分别取0.7、0.8、0.9

c f --混凝土轴心抗压强度设计值C35(fc=16.7N/mm 2),C30（fc=14.3N/mm 2,）一层柱的截面面积为

边柱 A c =7

.168.0510142.733.13??????=147126mm 2

中柱 A c =7

.168.0510142.72.425.13??????=198054mm 2

重力荷载计算

取柱的截面为正方形，则边柱与中柱截面高度分别取383和445mm

根据上述计算结果，本设计截面尺寸取值如下：一层柱子550mm ×550mm ； 2~5层柱子500mm ×500mm

基础选用条形基础，基础埋深采用天然地基时不可小于建筑物高度的1/12。因室外标高为-0.75m ，孤基础埋深为（3.6×4+4.2）/12+0.75=2.3,取2.3（自室内地坪算起），取顶层柱形心线作为框架的轴线，各层柱轴线重合；梁轴线取在板底处，底层柱计算高度从基础梁顶面取至一层楼板底面的高度，取基础高度

1.6m ，则一层柱计算高度h 1=4.2+

2.3-1.6-0.1=4.8m ，2~5层柱计算高度

3.6m 。

3 重力荷载计算

3.1屋面及楼面的永久荷载标准值

屋面：

25mm 厚1:3水泥砂浆抹面 20×0.025=0.5kN/m 2 80mm 厚聚苯乙烯泡沫塑料 20×0.08=0.04kN/m 2

1.5厚改性沥青 0.3kN/m 2 20mm1:3水泥砂浆 20×0.02=0.4kN/m 2 高分子卷材防水层 0.102/m KN 1:6水泥焦蹅找坡 10×0.09=0.9kN/m 2