合肥高新区某四层中学办公楼设计

合肥高新区某四层中学办公楼设计

摘要

建筑方案设计主要根据任务书要求，结合建筑物使用功能，防火疏散要求及建筑人性化进行建筑方案设计。我们进行功能分区和空间组合并绘制建筑施工图。

首先，通过对建筑平面的功能分析，进行建筑物使用部分、交通联系部分的平面组合设计，进而对建筑体型组合和立面、剖面的进行设计。然后再根据建设用地条件，考虑建筑分类，建筑在总平面中的布置。

建筑设计完成后，根据建筑类型选择结构体系，根据以往经验对结构构件进行初步估算，确定计算简图，得出荷载，线刚度，重力荷载代表值等数据，从而验算地震作用对房屋所产生的层间位移。再根据竖向荷载计算梁和柱的内力并进行组合，对梁和柱截面进行设计。以及对基础的设计和计算，楼梯的设计和计算。设计完成后用PKPM软件进行验算，分析结果。

在整个结构在设计过程中，我参考相关资料和有关标准规范，严格遵循相关的专业规范的要求，对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之，适用、安全、经济、使用方便是本设计的原则。

关键词：建筑方案设计；结构设计；建筑图；结构图

A high School comprehensive building design

Abstract

The construction project is designed in accordance with assignment book while considering the use function of the building, fire protection and evacuation requirement and the architectural humanization. The architectural working drawing is done based on the function division and spatial organization.

First, By doing the functional analysis of the architectural surface and its combination design of architectural using and linking part, we proceed with the designing work of architectural size combination, vertical face and profile. Second, based on the condition of construction land, we take the building classification and the arrangement of architecture in the general layout into account. After the completion of architectural design, we choose the appropriate structural system according to certain architectural type. Then we have a preliminary estimate of structural elements on the basis of experiences to ascertain its calculation diagram and get such figures as load, line stiffness, gravity load representative value. Thereby we can check out the story drift from the impact of earthquake. Third, based on the vertical load , we calculate the internal force of girder and post to work out its combination and design the cross profile of girder and post. Besides, the design and calculation of groundwork and stairway should also be done in the process. After finishing design, we use the PKPM to check calculation and analyze the result.

In the process of architectural design, I refer to related materials and relevant standard specification, abide by the requirements of related professional norms strictly, deliberate all the segments of the project comprehensively. In a word, applicability, safety, economical efficiency and easiness to use comprise the principle of this design.

Key Words：Architectural Design；Structural Design；Architectural Drawing；Structure Diagram

1 绪论 1

2建筑设计说明 2

2.1 工程概况 2

2.1.1 自然条件 2

2.1.2 工程地质情况 2

2.2 工程设计依据 3

2.2.1 规范 3

2.3 结构承重方案选择 3

3结构设计说明 4

3.1 主要构件选型及尺寸初步估算 4

3.1.1 主要构件选型 4

3.1.2 框架结构布置 4

3.2 构件初估 4

3.2.1 柱截面尺寸的确定 4

3.2.2 梁尺寸确定 5

3.2.3 板的估算 5

3.3确定框架的计算简图 5

3.3．1梁、柱线刚度计算 5

4 荷载计算 7

4.1 恒载标准值计算 7

4.1.1 活载标准值计算 8

4.2 竖向荷载作用下框架荷载 9

4.3 荷载总汇 13

4.3.1 各层重力荷载代表值 13

4.4 风荷载计算 15

4.5 D值计算 16

4.5.1 底层柱D值计算 16

4.5.2 标准层柱D值计算 17

4.6 风荷载作用下的框架的侧移计算 17

4.7 横向地震作用计算 19

4.7.1 横向框架抗震变形验算 21

4.7.2 水平地震作用下横向框架的内力分析 21

4.8 用弯矩分配法计算框架弯矩 24

4.8.1 固端弯矩计算 24

4.9 梁端剪力及柱轴的计力算 30

5内力组合 35

5.1 框架梁内力组合 35

5.2框架柱内力组合 37

6 截面设计 40

6.1 梁截面设计 40

6.1.1 梁截面抗力调整系数 40

6.1.2梁的正截面承载力计算 40

6.1.3 梁斜截面承载力计算 43

6.2柱截面设计 45

6.2.1 框架柱正截面设计 45

6.2.3 柱正截面承载力计算 46

6.2.4柱斜截面承载力计算 54

7 板的计算 59

7.1 板的截面有效高度 59

7.2 板的荷载确定 59

7.2.1 楼面板的荷载 59

7.3 板的内力计算 60

7.3.1 楼面板的计算： 60

7.3.2 楼板配筋的计算： 64

8楼梯设计 66

8.1 梯段板的设计 . 66

8.1.1 确定板厚 66

8.1.2 荷载计算 67

8.1.3 内力计算 67

8.1.4 配筋计算 67

8.2 平台板设计 68

8.2.1 确定板厚 68

8.2.2 荷载计算 68

8.2.3 内力计算 68

8.2.4 配筋计算 69

8.3 平台梁设计 69

8.3.1 确定梁尺寸 69

8.3.2 荷载计算 69

8.3.3 内力计算 70

8.3.4 配筋计算 70

9 基础设计 72

9.1 A单柱基础设计 72

9.1.1 荷载计算 72

9.1.2 基础尺寸的确定 72

9.1.3 轴心荷载作用下地基承载力验算 73

9.1.4 偏心荷载作用下地基承载力验算 73

9.1.5 基础受冲切承载力验算 73

9.1.6 基础高度 74

9.1.7 配筋计算 75

9.2 B单柱基础设计 77

9.2.1 荷载计算 77

9.2.2 基础尺寸的确定 77

9.2.3 轴心荷载作用下地基承载力验算 78

9.2.4 偏心荷载作用下地基承载力验算 78

9.2.5 基础受冲切承载力验算 78

9.2.6 基础高度 79

9.2.7 配筋计算 80

结论 82

致谢 84

参考文献 85

1 绪论

本设计是按照安徽新华学院土木与建筑工程系2013年毕业设计书要求编写的毕业设计。内容包括建筑设计、结构设计两部分。

办公楼是公共建筑，其规范要求比较严格，能体现出建筑和结构设计的很多重要的方面，选择办公楼建筑和结构设计，从而掌握办公楼设计的基本原理，妥善解决其功能关系，满足使用要求。框架结构的设计始于欧美，二十世纪后得到了世界各地大范围的使用，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。框架结构的研究，对于建筑的荷载情况，分析其受力，采用不同的方法分别计算出各种荷载作用下的弯矩、剪力、轴力，然后进行内力组合，挑选出最不利的内力组合进行截面的承载力计算，保证结构有足够的强度和稳定性。在对竖向荷载的计算中采用了弯矩分配法，对水平荷载采用了D值法，对钢筋混凝土构件的受力性能，受弯构件的正截面和斜截面计算都有应用。

本结构计算选用一榀框架为计算单元，采用手算和计算机辅助计算的计算方法，本设计基本上是一个内容比较全面的设计，在设计中运用了AutoCAD、天正、PKPM等一系列计算机辅助设计软件，这也对自己的计算机知识和软件运用能力有了一定帮助。其中计算框架在竖向荷载下的内力时使用弯矩分配法，不但使计算结果较为合理，而且计算量较小，是一种不错的手算方法。本设计主要通过工程实例来强化大学期间所学的专业知识，建立一个完整的设计知识体系，了解设计总过程，在此过程中需阅读大量课外资料。

结论

本次我的毕业设计是框架结构的中学综合办公楼，通过为期几个月的毕业设计总的体会可以用一句话来表达纸上得来终觉浅，须知此事要躬行！

以往我们所做的课程设计都是单独的构建或建筑物某一部分的设计，而此次毕业设计则不一样，它要综合考虑各个方面的工程因素，要符合工程建筑的三个基本要求安全性，耐久性，适用性。同事也要考虑布局的合理性，施工的方便。这是一个综合性系统性的工程，因而要求我们分别从建筑，结构等不同的角度去思考问题。

首先，我在设计前查阅了各种资料，从网上查找一些常见的框架结构设计应该注意的细节。在围绕如何使本建筑在设计年限内满足其使用功能的要求，并具备安全、耐久、适用、美观的性能进行了设计、计算和验算。设计通过手算一榀框架来熟练掌握多层框架结构，并了解以此引申到其它各种结构形式的具体计算过程；熟悉各种建筑规范；通过手算一榀框架的结果与机算结果进行比较，并得出其异同及建立相关的力学概念。

通过本次设计我得出以下结论。

1、本次设计采用框架结构体系的优点是整体性和抗震性均好于混合结构，且平面布置灵活，可以提供较大的使用空间，也可构成丰富多变的立面造型。

2、本次设计的全部构件均采用现场浇注成型，因此，整体性和抗震性能强，钢材用量省，构件尺寸不受标准构件所限制，对房屋各种使用功能的适应性大。但是不足的地方是，模板消耗量非常大，现场工作量大。

3、本次毕业设计主要包括，设计准备、建筑设计、结构设计。在这些设计的全过程中，每一个环节都有着必要的联系，缺一不可。经历了本次的全过程毕业设计后，使我对结构设计有了深刻的认识和理解。

4、在结构设计上，选用目前我国广泛使用的钢筋混凝土框架结构形式，并且相应地了解了我国目前的建筑发展概况，为本设计及今后参与实际工程设计奠定了根本基础。在设计中，采用传统的手算计算方法与现代计算方法相结合的方式，比较其优缺点，分析其结果差异性，反复论证、研究，使建筑尽量符合安全、经济、适用的设计原则。在结构设计的全过程中，我感受最深的是内力组合。内力组合时，要收集框架结构竖向恒载、竖向活载、水平地震作用的内力，并对各种构件在各种内力的作用下进行组合，找到各种构件的控制截面上最不利内力，之后以最不利内力进行各个构件的配筋和相关的计算。

本设计过程，也综合运用各种设计软件AUTOCAD； PKPM；天正制图以及相关的办公软件。通过不断的锻炼和学习提高了我运用计算机辅助设计的能力。

总之，这次设计锻炼了我综合运用知识、学习新知识和解决实际工程问题的能力，提高了实际操作能力，这对我将来的工作会有极大的指导和帮助。

参考文献

[1] 国家标准. 建筑结构荷载规范（GB 50009—2012）

[2] 国家标准．混凝土结构设计规范（GB 50010—2010）

[3] 国家标准．建筑抗震设计规范（GB 50011—2010）

[4] 国家标准．建筑抗震设防分类标准（GB 50223—2008）

[5] 国家标准．建筑地基基础设计规范（GB 50007—2011）

[6] 国家建筑标准设计图集．建筑物抗震构造详图（03G329—1）．中国建筑标准设计研究院出版，2003

[7] 国家标准. 建筑结构制图标准（GB/T50105—2010）．北京：中国计划出版社，2010

[8] 龚思礼主编. 建筑抗震设计手册（第二版）．北京：中国建筑工业出版社，2002

[9] 钢筋混凝土高层建筑结构结构设计设计、中国建筑工业出版社，1992