土木工程毕业论文
青岛农业大学
毕业论文（设计）
题目：齐鲁集团技术研发中心办公楼设计姓名：尹振宇
学院：建筑工程学院
专业：土木工程专业
班级：2007级1班
学号： 20073372
指导教师：全洪珠
2011年 6 月 10 日
齐鲁集团技术研发中心办公楼设计
土木工程专业尹振宇
指导教师全洪珠
摘要：我此次毕业设计的课题为齐鲁集团技术研发中心办公楼设计，地点位于青岛市高新技术开发区。该办公楼为四层现浇钢筋混凝土框架结构，抗震设防烈度为6度，建筑面积3211.20m2。设计内容包括三部分：建筑设计、结构设计和施工组织设计。
在建筑设计中，布局是很重要的一点，在我的设计中，一至三层共38间普通办公室，四层设250人大会议室与图书室，电子阅览室等。三层设50人小会议室，与员工办公室，领导办公室同在一层，方便日常开会集合。整个建筑共两部双跑楼梯。结构设计，框架结构设计主要包括：结构选型，结构布置和结构计算，通过这些设计使整个建筑物满足安全性、耐久性、适用性的要求。施工组织设计作为主导施工的依据，编制时对目标工期、工程质量、项目管理机构设置、劳动力组织、施工场地的有效利用、机械设备及周转材料配备、主要分部分项工程施工方法、安全保证措施确保工程顺利进行。
关键词：办公楼；框架结构；建筑设计；结构设计；施工组织设计
QiLu technology design center building design
Student majoring in Civil Engineering Yin Zhenyu
Tutor name Quan Hongzhu
Abstract: my graduation design task for building design institute of technology design center, the project is located in high and new technology development zones. The office for the four layers of cast-in-situ reinforced concrete frame structure, the seismic fortification intensity for six degrees, with a construction area of 3211.20m2. Design content includes three parts: architectural design, structure design and the construction organization design.
In architectural design, room layout is very important in my design, one to three layers of 50 office, four layers of 250 people set with electronic reading room of library, etc, to create quiet atmosphere. Three layers of small meeting rooms, who have 50 employees and office, with a layer of leadership, convenient office daily meeting set. The construction of two pairs of ran upstairs. Structure design, structure design, structure, including selection of structural layout and structure design, through the whole building satisfy safety, durability and applicability. The construction organization design as the leading construction according to the target, construction, project quality, project management, institutional setup and labor organization and the effective use of construction site, mechanical equipment and materials, mainly with partial construction method, safety guarantee measures to ensure the project smoothly.
Keywords: office; frame structure; architectural design; structure design; construction design
目录
摘要........................................................ I ABSTRACT. .................................................. II 第一章建筑设计. (1)
1.1工程概况： (1)
1.1.1.1工程名称 (1)
1.1.1.2建筑类型 (1)
1.1.1.3工程规模 (1)
1.1.1.4结构形式 (1)
1.2建筑设计说明： (1)
第二章结构设计 (4)
2.1结构布置及计算简图 (4)
2.2荷载统计 (8)
2.3风荷载计算 (14)
2.4内力计算 (17)
2.5内力组合 (40)
2.6框架梁柱设计 (49)
2.7楼板的设计 (54)
2.8楼梯的设计 (59)
2.9基础的设计 (61)
致谢 (64)
总结 (65)
参考文献 (66)
毕业设计图纸目录 (67)
第一章建筑设计
1.1工程概况：
1.1.1工程概况：
1.1.1.1工程名称：齐鲁集团技术研发中心办公楼设计
1.1.1.2建筑类型：低层办公建筑
1.1.1.3工程规模：总建筑面积3211.20m2
1.1.1.4结构形式：采用钢筋混凝土框架结构，层数四层，各层层高均为3.6米，室内外高差为0.45米。
1.1.2设计资料：
地质条件：场地地势平坦，填土层1.0m左右，以下为一般粘土，地基承载力设计值f=300kN/m2。
基本风压：0.35KN/㎡
基本雪压：0.60KN/㎡
耐火等级：二级
抗震设计烈度6度，Ⅱ类场地
1.2建筑设计说明：
1.2.1平面设计：
整个建筑采用框架结构设计，房间设计主要采用内廊式平面组合方式。
房间安排：为满足办公的要求，在三层设一50人小会议室，在四层设一250人大会议室。
门厅：门厅与走廊、楼梯相通。
楼梯：本建筑有两部楼梯，分散布置，均为双跑。且因为梯段的水平投影总长>3m,所以设计为梁式楼梯。
厕所：最远房间距厕所小于规范规定50m,满足使用要求。
采光：所有房间的窗地比均大于1/5,满足采光要求。
1.2.2立面设计：
该建筑立面采用横向线条,用蓝色装饰细条分割以凸显洁净整齐的感觉,门窗居中统一布置,外墙用银灰色与白色涂料。
墙体：采用蒸压加气混凝土砌块，其尺寸为240mm×115mm×90mm，重度2
γ=。
kN m
6.0/
1.2.3剖面设计：
建筑剖面设计主要是根据功能和使用方面对立体空间的要求，建筑剖面表示建筑物内部垂直方向的高度、楼层分层、垂直空间的利用以及简要的结构形式和构造方式等情况。剖面图的位置应通过门、窗、洞，借此来表示门窗洞的高度和在竖直方向的位置和构造，以便施工。从剖面中还可以看出，各层楼面都设置楼板，屋面设置屋面板，它们搁置在砖墙或楼（屋）面梁上。为了屋面排水需要，屋面板铺设成一定的坡度，以便导流屋面上的雨水经天沟排向雨水管。另外，在建筑剖面中，不仅可以看到剖切到构件（如墙身、室内外地面、楼面层、屋面层、各种梁，梯段及平台板等），还可以看到未剖到可见部分（如走廊中可见的西窗、可见的楼梯梯段和栏杆扶手，女儿墙的压顶、雨水管等）。
。
1.2.4 屋顶：
1．防水层（刚性）30厚C30细石混凝土防水、防水层（柔性）三毡四油铺小石子2．找平层：15厚水泥砂浆
3. 找坡层：40mm厚水泥石灰焦渣砂浆保温层：80mm厚矿渣水泥，100mm厚钢筋混凝土楼盖
4. 抹灰层：10mm厚混合砂浆
5. 屋顶采用平屋顶，屋顶的围护结构为女儿墙
1.2.5 基础：
基础主要采用柱下独立基础，是建筑地面以下的承重构件，是建筑的下部结构，其作用是扩散上部结构的荷载，减小应力强度，最终将荷载传给地基。基础和地基具有不
可分割的关系，但又是不同的概念，基础是建筑物与土层直接接触的部分，它承受建筑物的全部荷载，并把他们传给地基，基础是建筑物的一个组成部分，而地基是基础下面的土层，承受由基础传来的整个建筑物的荷载。地基不是建筑物的组成部分。
第二章 结构设计
2.1结构布置及计算简图
2.1.1 设计资料
(1)、工程名称：齐鲁集团技术研发中心办公楼设计。
(2)、工程概况：地点位于青岛市高新技术开发区区，建筑总高18.0m ，共4层，室内外高差为0.45m ，各层层高均为3.6m 。 (3)、200.35/w KN m =，地面粗糙度为B 类。 (4)、材料选用
混凝土：采用30C .
钢筋：柱、梁纵向钢筋采用热轧钢筋HRB335，其余采用热轧钢筋HPB235. 墙体：采用蒸压加气混凝土砌块，其尺寸为240mm ×115mm ×90mm ，重度
26.0/kN m γ=
塑钢门窗：20.35/KN m γ=；木门：20.2/KN m γ= 2.1.2 结构选型
(1)、结构选型：
根据该设计的适用功能和建筑设计要求，对于四层办公楼，框架结构体系的主要特点是平面布置比较灵活，能提供较大的室内空间，考虑该建筑处于6度抗震设防区，采用现浇钢筋混凝土框架结构体系，具体情况可参见图2-1结构平面布图。
图2-1 结构平面布置图
(2)、其它结构选型：
屋面：采用现浇钢筋混凝土板作承重结构，屋面板按上人屋面的使用荷载选用。
楼面：采用现浇钢筋混凝土板，板厚100mm。
基础：因地质情况良好，故采用柱下独立基础。
2.1.3 确定计算简图
假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心线之间的距离。基顶距离室外地平1.0m,室内外高差为0.45m,所以底层柱高度h=3.6+1.0+0.45=5.05m，其余各层柱高从楼面算至上一层楼面（即层高），故均为3.6m。由此可绘出框架的计算简图如图2-2所示。
2.1.4 截面尺寸初估
多层框架为超静定结构，在内力计算之前，要先估算梁、柱的截面尺寸及结构所用材料的强度等级，以求得框架中各杆的线刚度及其相对线刚度。
混凝土等级：C30 (43.010C E =?2/N mm ) (1)、梁截面尺寸估算 边跨（AB 、CD 跨）梁：
梁截面高h =(1/8~1/12)l=862.5mm ~575mm ，截面宽b = (1/3~1/2)
h =200mm ~300mm ，本结构中取h = 600mm ，b = 250mm
中跨（BC 跨）梁：
梁截面高h =(1/8~1/12)l=262.5mm ~175mm ，截面宽b = (1/3~1/2)
h =200mm ~133mm ，本结构中取h = 400mm ，b = 250mm
(2)、框架柱截面尺寸
底层框架柱尺寸估计：
假设结构的荷载设计值为13kN/mm 2,则底层中柱的轴力设计值为 N=1.25×13×3.9×(2.1+6.9)/2×4=1140.75kN
结构采用C30混凝土, fc =14.3 N/mm 2 假设柱截面尺寸b ×h=400mm ×400mm ，则柱的轴压比为：
9.05.0400
4003.141140750<=??==bh f N c μ 公式（2-1）
故确定取柱截面尺寸为400mm ×400mm 。 为了简化施工，各柱截面从底层到顶层不改变。 2.1.5 刚度计算
工程采用现浇钢筋混凝土结构，对于中框架梁I=2I 0（I 0 为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩），结构采用C30混凝土Ec =3×104N/mm 2。
AB 、CD 梁：
)(104.013.9
6126.025.02122353
31mm E E l bh E i ?=??==
BC 梁：
)(100.7121
.2124.025.02122353
32mm E E l bh E i ?=??==
上层柱：
)(1093.56
.3124.04.012353
33mm E E l bh E i ?=??==
底层柱： )(1022.405
.5124.04.012353
34mm E E l bh E i ?=??==
取1i 值作为基准值1。算得梁﹑柱的相对线刚度标于图2-3。
图2-3 梁柱相对线刚度
2.2 荷载统计
2.2.1 恒荷载标准值 （1）、屋面
防水层（刚性）30厚C20细石混凝土防水 1.02/kN m 防水层（柔性）三毡四油铺小石子 0.402/kN m 找平层：15厚水泥砂浆 0.015m ×20 3/kN m =0.302/kN m 找坡层：40厚水泥石灰焦渣砂浆找坡 0.04m ×143/kN m =0.562/kN m 保温层：80厚矿渣水泥 0 .08m ×14.53/kN m =1.162/kN m 100mm 厚钢筋混凝土楼盖 0.1m ×25 3/kN m =2.502/kN m
抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m ×173/kN m =0.172/kN m 合计： 6.092/kN m
（2）、标准层楼面
大理石地面 0.02m ×28 3/kN m =0.562/kN m 20厚水泥砂浆 0.02m ×20 3/kN m =0.42/kN m 100mm 厚钢筋混凝土楼盖 0.1m ×253/kN m =2.502/kN m 抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m ×173/kN m =0.172/kN m 合计： 3.632/kN m （3）、卫生间楼面
5厚水泥砂浆贴10厚300 ×300防滑地砖 0. 342/kN m 20厚水泥细砂浆面层 0.02m ×203/kN m =0.42/kN m 30厚水泥砂浆找坡 203/kN m ×（0.03+2.7×0.01/2）m =0.872/kN m 15厚水泥砂浆找平 203/kN m ?0.015m =0.32/kN m 100厚现浇钢筋混凝土板 0.01m ?253/kN m =2.52/kN m
抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m ×173/kN m =0.172/kN m 合计： 4.582/kN m （4）、梁自重
b×h＝250mm ×600mm
梁自重： 25 3/kN m ×0.25m ×（0.60m －0.10m ）=3.125/kN m 抹灰层：
10厚混合砂浆 0.01m ×（0.60－0.10＋0.25）m ×173/kN m ×2=0.255/kN m 合计： 3.38 /kN m （5）柱自重
b×h＝400mm ×400mm
柱自重： 25 3/kN m ×0.4m ×0.4m =4/kN m 抹灰层：
10厚混合砂浆 0.01m ×（0.4m ＋0.4m ）×17 3/kN m ×2=0.272/kN m 合计： 4.272/kN m (6)、外纵墙自重
标准层：
塑钢窗自重 0.35 2/kN m ×1.80m ×2.10m =1.323kN 窗下墙体自重 63/kN m ×0.90m ×3.5m ×0.24m =4.54kN
窗下墙体粉刷 0.363/kN m ×0.90m ×3.5m ×2×0.02m =0.05kN 窗边墙体自重 6 3/kN m ×（3.6－0.9）m ×1.7m ×0.24m =6.61kN 窗边墙体粉刷 0.36 3/kN m ×（3.6－0.9）m ×1.7m ×2×0.02m =0.07kN 合计： 12.59kN 底层：
塑钢窗自重 0.35 2/kN m ×1.80m ×2.10m =1.323kN 窗下墙体自重 63/kN m ×(0.90+0.45)m ×3.5m ×0.24m =6.80kN 窗下墙体粉刷 0.363/kN m ×(0.90+0.45)m ×3.5m ×2×0.02m =0.07kN 窗边墙体自重 63/kN m ×（3.6－0.9+0.45）m ×1.7m ×0.24m =7.71kN 窗边墙体粉刷 0.363/kN m ×（3.6－0.9+0.45）m ×1.7m ×2×0.02m =0.08kN 合计： 15.98kN (7)、内隔墙自重
内隔墙 63/kN m ×（3.6－0.40）m ×3.5m ×0.24m=16.13/kN m 水泥粉刷墙面 0.363/kN m ×（3.6－0.40）m ×3.5m ×2×0.02m =0.16/kN m 合计： 16.29/kN m （8）女儿墙自重
女儿墙自重: 0.2m ×1m ×63/kN m ×3.9m =4.68/kN m 女儿墙粉刷： 1m ×0.02m ×2×3.9m ×0.36kN/m 2=0.06/kN m 合计： 4.74 /kN m 2.2.2 活荷载标准值 根据?荷载规范?查得：
办公楼楼面活荷载：2.02/kN m ，屋顶活荷载：1.5 2/kN m 。
图2-4 板面荷载分配图
主梁线荷载标准值：
为计算方便，按支座弯矩等效原则，将其转化为矩形分布 （1）A ～B 轴间框架梁（ 3.9/20.286.9
a l α=
==） 屋面板传恒荷载=6.09 2/kN m ×3.9
2
m ×
2×23(12)20.55/kN m αα-+= 梁自重= 3.38/KN m
恒载=屋面板传恒荷载+梁自重=23.93/KN m
活载=板传活荷载=1.52/kN m ×3.9
2m ×
2×23(12)αα-+＝5.06/kN m 楼面板传恒荷载=3.632/kN m ×3.9m
22
?×23(12)αα-+＝12.25 /kN m 梁自重=3.38/kN m 内墙自重=16.29 /kN m
恒载=屋面板传恒荷载+梁自重+内墙自重=31.92/kN m
活载=板传活荷载=1.5 2/kN m ×3.9
2
m ×
2×23(12) 5.06/kN m αα-+= （2）B ～E 轴间框架梁荷载为：( 3.9/20.932.1
a l α=
==) 屋面板传恒荷载=6.09 2/kN m ×3.9
2
m ×
2×23(12)αα-+=1.77 /kN m 梁自重= 3.38/KN m
恒载=屋面板传恒荷载+梁自重=5.15/KN m
活载=板传活荷载=1.52/kN m ×3.9
2m ×
2×23(12)αα-+＝0.43/kN m 楼面板传恒荷载=3.632/kN m ×3.9m
22
?×23(12)αα-+＝1.06 /kN m 梁自重=3.38/kN m 内墙自重=16.29 /kN m
恒载=屋面板传恒荷载+梁自重+内墙自重=20.73 /kN m
活载=板传活荷载=1.5 2/kN m ×3.9
2
m ×
2×23(12)0.43/kN m αα-+= （3）C~D 轴间框架梁荷载同A~B 轴间框架梁荷载。 （4）A 轴柱纵向集中荷载计算
顶层柱恒载=梁自重＋板传荷载＋女儿墙 梁自重＝3.38/kN m ×（3.9m -0.6m ）＝11.15kN
板传荷载＝6.09 2/kN m ×6.9m 5
3.951.2128
m kN ??= 女儿墙自重＝4.74/kN m ×3.9m ＝18.49kN
顶层柱恒载＝梁自重＋板传荷载＋女儿墙＝11.15kN +51.21kN +18.49kN =80.85kN
顶层柱活载＝板传活载＝1.5 2/kN m ×6.9m 2×5
8
×3.9m ＝12.61kN
标准层柱恒载＝梁自重＋板传荷载＋外墙重 梁自重＝3.38/kN m ×（3.9m -0.6m ）＝11.15kN
板传荷载＝3.63 2/kN m ×3.9m 2×5
8
×3.9m ＝30.53kN
外墙自重＝12.59/kN m ×（3.9m -0.6m ）＝41.55kN 标准层柱恒载＝11.15＋30.53＋41.55＝83.23kN
标准层活载＝板传活载＝2.02/kN m ×6.9m 2×5
8
×3.9m ＝16.82kN
基础顶面恒载=基础梁自重+底层外墙自重
3.125/kN m ×（3.9m －0.6m ）+15.98/kN m ×（3.9m －0.6m ）=63.05kN （5）、B 轴柱纵向集中荷载计算
顶层柱恒载=梁自重＋板传荷载
梁自重＝3.38/kN m ×（3.9m -0.6m ）＝11.15kN
板传荷载＝6.092/kN m 15 6.9 2.13.9(
)2822
m m ????+＝33.40kN 顶层柱恒载＝梁自重＋板传荷载＝11.15kN +33.40kN =44.55kN 顶层柱活载=2 6.9 2.15
1.5/(
) 3.9228
kN m m ?+?? =16.45kN 标准层柱恒载＝梁自重＋板传荷载＋内墙重 梁自重＝3.38/kN m ×（3.9m -0.6m ）＝11.15kN 板传荷载＝2 6.9 2.153.38/(
) 3.9228
kN m m m ?+??＝37.07kN 内墙自重＝16.29/kN m ×（3.9m -0.6m ） ＝53.76kN 标准层柱恒载＝11.15＋37.07＋53.76＝101.98kN 标准层活载＝板传活载2 6.9 2.15
2.0/(
) 3.9228
kN m m =?+??＝21. 94kN 基础顶面恒载=基础梁自重+底层外墙自重
3.125/kN m ×（3.9m －0.6m ）+16.29/kN m ×（3.9m －0.6m ）=6
4.07kN
（6）C 轴柱纵向集中荷载同B 轴柱纵向集中荷载，D 轴柱纵向集中荷载同A 轴柱纵向集中荷载。
框架在竖向荷载作用下的受荷总图如下图2-5所示（图中数值均为标准值）。
图2-5竖向受荷总图（kn ）
2.3风荷载计算
风压标准值计算公式为：0ωμμβz s z w = 本地区基本风压为：0ω=0.35kN/m 2
风载体型系数：对于矩形平面s μ=0.8-（-0.5）=1.3 楼高H=18m<30m ；地面粗糙类别为C 类； 风振系数：z β=1
z μ根据查《建筑结构荷载规范》列表如下：
表2-1 风载计算过程表
风荷载作用下结构受荷图如下图2-6所示：
图2-6 风荷载作用下结构受荷图
2.3.1风荷载作用下的位移验算
侧移刚度D值验算，各层柱的D值及总D值计算于下表2-2：
表2-2 风荷载作用下D值计算
水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算： 1
j
j n
j V u D
=?=
∑ 公式（2-2）
式中：j V ——第j 层的总剪力标准值
1
n
j D =∑——第j 层所有柱的抗侧刚度之和
j u ?——第j 层的层间侧移
第一层的层间侧移值求出之后，可计算各楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和，顶点侧移是所有各层层间侧移之和
第j 层侧移：j j u u =?∑ 顶层侧移：n
j j u u =?∑
框架在风荷载作用下的侧移计算见于下表2-3