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1、哈尔滨工业大学自学考试本科毕业设计（论文）目 录摘 要IAbstractII绪 论1第1章 建筑设计21.1总体设计21.2平面和立面设计21.3剖面设计21.4防火设计21.5抗震分析3第2章 结构设计42.1结构布置42.1.1柱网及层高42.1.2框架结构的承重方案42.2构件尺寸估算42.2.1梁板尺寸估算42.2.2柱截面尺寸估算42.3框架结构的计算简图52.4重力荷载计算62.4.1屋面及楼面的永久荷载标准值62.4.2屋面及楼面可变荷载标准值72.4.3楼梯72.4.4柱的重力荷载计算72.4.5墙重72.4.6门窗重72.4.7质点重力荷载代表值82.5框架侧移刚度计算102
2、.6 横向水平地震作用下框架结构内力计算122.6.1横向自振周期计算122.6.2水平地震作用及楼层地震剪力计算132.6.3 水平地震作用下的位移计算152.6.4 横向水平地震作用下框架内力计算172.7 横向风荷载作用下框架结构和侧移内力计算232.7.1风荷载标准值232.7.2风荷载作用下的水平位移验算252.7.3风荷载作用下框架结构内力计算262.8竖向荷载作用下框架的内力计算322.8.1横向框架内力计算322.9横向框架内力组合412.10框架梁的计算422.10.1梁的正截面的受弯承载力计算422.10.2梁斜截面受剪承载力计算482.11框架柱的计算492.11.1剪跨
3、比和轴压比验算492.11.2柱正截面承载力计算502.11.3斜截面受剪承载力计算512.11.4框架梁柱节点核芯区截面抗震验算532.12楼板配筋设计542.12.1荷载计算542.12.2内力计算（按塑性理论）542.13基础设计562.13.1荷载计算562.13.2荷载计算572.13.3确定桩数及承台底面尺寸572.13.4单桩受力验算582.13.5单桩设计592.13.6群桩验算592.13.7承台设计61结 论63参考文献64致 谢65摘 要本文针对12层框架办公楼建筑设计时所涉及的问题，依据规范对其建筑功能、结构构件、结构本体进行了设计、计算。该办公楼主体高度50米，建筑主
4、体长90米，主体建筑面积9500平方米。底层层高4.2米，标准层层高3.4米。建筑设计部分进行了建筑平面，立面及剖面设计，功能分区设计，防火疏散及抗震设计，与周围环境协调设计。设计主要包括建筑和结构两大部分，该建筑上部结构采用全现浇钢筋混凝土框架结构体系，下部采用桩基础。结构设计部分分七部分：梁、板、柱截面尺寸估算；荷载计算；框架侧移刚度计算；横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算；竖向荷载作用下框架的内力计算；内力组合；配筋计算。抗震设防烈度7度，场地类别II类。对于水平地震作用采用底部剪力法，对于竖向荷载采用弯矩二次分配法。关键词：办公楼；框架结构；底部剪力法；桩基础AbstractA
5、iming at the problem of a 12-story office building, the buildings functions, structure elements, structure body are designed depending on the codes. The height of the main body is 40.2 m, the total length and the building is 52.5m, the total area is merely 862m2. The height of the first floor is 3.9
6、m and the standard floors height is 3.3m. The design is consist of architecture design and structure design. Architecture design contains plan design, elevation design and section design. Structure design contains seven part: estimation of the size of columns, beams and slabs; load computation; the
7、frame side rigidity computation; the frame internal forces of the portal frame construction and the side displacement under the horizontal load actions computation and reinforcing computation. The poured in place reinforced concrete frame structured and the pile foundation for the main body are adop
8、ted. Earthquake resistance intensity is 7th, Level is II kind.Equivalent base shear method is used and the twice allocation method of moment is used to calculate the vertical load.Key words: office building; Frame structure; The equivalent base shear method; pile foundationII绪 论高层办公楼是近代经济发展和科学技术进步的产
9、物。城市人口集中，用地紧张以及商业竞争的激烈化，促使了近代高层建筑的出现和发展。高层建筑以其高度和体量给人以宏伟的感觉，加之建筑师巧妙的造型和各种装饰材料的运用，使其更加壮观。框架结构是一种较常用的结构体系。该结构的建筑平面布置灵活,可获得较大的使用空间;建筑立面较易处理,能适应不同房屋造型。框架结构由抵抗水平地震作用和风荷载的竖向支撑与主要承受竖向重力荷载的框架组成。支撑受压失稳将受到约束，能在墙板孔壁内自由伸缩变形，塑性变形发展充分，可获得更好的延性和耗能能力，便于设计和应用。钢筋混凝土剪力墙直接承担水平荷载作用，这样又可以提高整体结构的极限承载能力，对于保证结构的“大震不倒”提供了一定的
10、安全储备；施工速度快，且墙板可兼做围护结构。本工程项目为以办公为主的综合性建筑。本毕业设计以高层办公楼为题目，在建筑和结构方面都有特定的设计目的，本毕业设计可为类似工程的设计提供参考。第1章 建筑设计1.1总体设计建筑物的设计应根据建筑物所处的地理位置，周围环境，建筑物的性质，客流量以及使用功能等要求进行总体设计，随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，建筑物在满足基本使用要求的同时更要考虑建筑物的视觉美观效果。比如用新型的装饰材料，河流，假山，花草树木等来点缀更能表现出建筑物的独特之处。1.2平面和立面设计本高层办公楼的指导思想是强调满足基本使用功能要求，做到了功能分区合理。由于本工程拟建在
11、大庆市，综合考虑保温、功能分区以及人流组织等条件，采用内廊式布局。根据任务书的要求主体长度90米，宽60米。主体呈矩形平面，有利于结构的抗震。主体部分上部十一层为办公用房，底部一层为物业管理及辅助用房，分工明确。有利于结构的抗震。建筑体型和立面设计不能脱离物质技术发展的水平和特定的功能、环境而任意塑造，它在很大的程度上要受到使用功能、材料、结构、施工技术、经济条件及周围环境的制约。从和谐统一角度来讲，建筑外表面采用白色真石漆涂料粉刷。每个立面方向的窗体使用同一规格，使整个建筑完全融为一体，无论从什么角度看都有一种和谐的感觉。1.3剖面设计根据任务书要求确定层数及各部分标高，如下：层数：12层；
12、首层：4.2m；标准层：3.4m；确定空间形状，根据建筑物的使用功能要求，其剖面形状应采用矩形。确定竖向组合方式。由于该建筑功能分区明确，各层房间数量与面积基本一致，因此采用上下空间一致的竖向组合方式即可。1.4防火设计在高层建筑中，垂直交通以电梯为主，在本建筑中设置了四部电梯，其中两部是消防电梯兼作载客电梯，另两部为客运电梯；还设置了两部楼梯，电梯与楼梯均有前室。前室采用二级防火门3。房间的拐角处有防火器材。每个楼层可作为一个防火分区。建筑材料也选择为非燃性和难燃性材料。1.5抗震分析本建筑7度近震，因而须遵循以下原则：(1) 选择对建筑物有利的场地中硬场地。(2) 结构设置在性质相当的地基
13、上，采用桩基。(3) 建筑的平立面布置，规则对称，质量和刚度变化均匀。(4) 综合考虑结构体系的实际刚度和强度部位。(5) 结构构件避免脆性破坏，实现强柱弱梁、强剪弱弯、强节点、强锚固。(6) 非结构构件应有可靠的连接和锚固。第2章 结构设计2.1结构布置根据高层的使用功能及建筑设计的要求。高层办公楼是一个十二层钢筋混凝土框架结构体系。2.1.1柱网及层高柱网采用内廊式，边跨跨度取为6米中间跨跨度取为3米。主体结构共12层，底层层高4.2米，其余层均为3.4米。2.1.2框架结构的承重方案采用横向框架承重体系，因为房屋的横向较短，柱子的数量较少，侧移刚度较小，这个弊端可以通过加大框架梁的截面高
14、度来加大框架结构的侧移刚度。2.2构件尺寸估算2.2.1梁板尺寸估算楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。多跨连续板的最小厚度不小于/40，其中为短向长度，因此楼板厚度需不小于3900/40=97.5mm，则楼板厚度取为100mm。梁的截面尺寸应满足承载力、刚度及延性的要求，截面高度按梁跨度的1/121/8估算，为了防止梁产生剪切脆性破坏，梁的净跨与截面高度之比不宜小于4；截面宽度可按梁高的1/31/2估算，同时不宜小于柱宽的1/2，且不宜小于250mm。由此估算的梁截面尺寸见表2-1，表中给出了各层梁、柱和板的混凝土强度等级，其设计强度：C40(=19.1 N/mm , =1.71 N/mm)
15、。表2-1 梁截面尺寸（mm）及各层混凝土强度等级层次混凝土强度等级边横梁（bh）中横梁（bh）次梁（bh）纵梁（bh）112C403506003504003505503506002.2.2柱截面尺寸估算 框架柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比限值按下列公式估算： （2-1）= （2-2）式中：N柱组合的轴压比设计值；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1215kN/m；考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱.取1.3，不等跨内柱取1.25，等跨内柱取1.2；n验算截面以上楼层层数；柱截面面积；混凝土轴心抗压强度设计值； 框架柱轴压比限值，对一级、二级和三级抗震等级分别取0.7，0.8和0.9。该框架结构的抗震等级为二级，其轴压比限
