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办公楼设计毕业设计论文

1 引言

毕业设计是我们在毕业前最后的学习和综合训练阶段,是深化、拓宽、综合学习的重要过程。因此毕业设计对提高我们的专业水平具有十分重要的意义。作为土木工程专业的毕业设计,采用了办公楼作为设计题目,具有广泛的应用性。

一幢建筑物的设计包括建筑设计和结构设计两部分。建筑设计除了要满足使用者的功能要求,还要考虑到经济、美观、实用等要求。本设计是在任务书的要求下设计的,在考虑了具体实用要求的前提下,还尽量考虑了防火、防滑、保温隔热等方面的要求。例如,在卫生间设置了防滑地板砖。另外,在设计中尽量考虑到功能合理,结构经济合理。

在结构设计计算中,结构设计需满足的要求有:安全性、实用性、耐久性等。这三方面总称结构的可靠性,科学的设计方法就是在结构的可靠与经济之间选择一种最佳的平衡。

本次毕业设计分建筑设计和结构设计两部分,建筑设计包括建筑总平面图、建筑平面图、剖面图、立面图及建筑构造详图;结构设计包括上部结构设计、基础设计以及楼梯、楼板设计。本次设计采用结构软件PKPM进行复核,图纸全部用计算机绘制,说明书全部用计算机打印。

在本设计中采用了全现浇钢筋混凝土框架结构,由梁、柱构件通过节点连接构成,它既承受竖向荷载,又承受水平荷载。框架结构体系的优点是:建筑平面布置灵活,能够获得较大空间,加隔墙后也可做成小房间;建筑立面容易处理;结构自重较轻;计算理论比较成熟,通过合理设计,框架本身的抗震性能好,能够承受较大的变形;在一定高度范围内造价也较低。因此框架结构的侧移刚度较小,水平位移大,这是它主要的缺点,并因此限制了框架结构的建筑高度。在高层建筑中,梁、柱必须做成刚接,梁的跨度受到梁断面尺寸的限制,柱断面的尺寸要根据所承受的轴力和弯矩的大小确定,在地震区,柱的断面尺寸还受到轴压比的限制。

在本设计中,建筑物位于泰州市,地震设防烈度为七度第一组,四层,综合各种结构体系的优缺点及设计要求,从而选择了框架结构。另外,本设计依据地形条件及土层的承载力把基础设计为独立基础,这种基础应用的较广泛,较经济。

2 建筑设计说明

2.1 工程概况

本公寓楼位于泰州市,建筑面积为3000-4000平米,矩形地块,地势较平坦。建筑层数:4层,抗震烈度:七度,结构类型:框架,层高:首层为4.2米,其余层高为3.6米。

2.2 工程设计依据

2.2.1 工程设计原始资料

本设计为钢筋混凝土框架结构,结构安全等级为二级。

(1)主导风向东南风,(可不考虑风荷载)

(2)常年地下水位在天然地面以下3m左右,水质对混凝土没有侵蚀作用。

(3)基本雪压0.40KN/mm2、基本风压0.35KN/mm2。

(4)抗震设防烈度:7度(0.10g),地震分组为第一组。

(5)地质条件

序号岩石名称厚度(m)f ak(kPa)

1 杂填土 1.0 80

2 砂质粘土 5.0 210

3 砾石层 2.8 300-400

2.2.2 参考资料

房屋建筑学、屋面工程技术规范、民用建筑设计通则、房屋建筑制图统一标准、夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准、公共建筑设计原理、建筑设计防火规范、城市道路和建筑物无障碍设计规范、建筑专业标准规范大全。

2.2.3 建筑设计的目的和要求

为了使整个方案要满足学生生活需要和正常的使用功能,功能分区要细致合理符合规范,使建筑物发挥出其应有的功能,要求建筑物造型美观、新颖,设计时需充分考虑安全、卫生和使用功能等方面的基本要求,保证工程的安全性、耐久性、适用性,完成建筑平面图、建筑立面图,建筑剖面图等。

2.2.4 总平面设计依据及说明

本设计为泰州市万事达商贸有限责任公司办公楼,根据当地的环境,即建设地段的大小、形状、道路交通情况、地形条件、朝向、主导风向、气候条件等,

办公楼设计毕业设计论文

做出总平面设计,即设置了功能分区及其他附属设施。在满足功能要求的基础上,该建筑要求充分考虑安全、卫生和使用功能等方面的基本要求。

2.3 建筑平面设计

建筑平面是表示建筑物在水平方向房屋各部分的组合关系,通常较为集中地反映建筑功能方面的问题。因此,在进行建筑设计时,总是从平面设计入手。但在平面设计中,应考虑建筑整体空间组合效果,分析剖面、立面的可能性和合理性,全面综合的解决好设计问题。后勤综合楼的设计要充分考虑到空间设计的合理性,要求功能区分合理,同时应满足防火及抗震规范的要求。房屋建筑空间处理问题,除了内部空间的处理以外,还应当包括建筑物在群体布局中与其它建筑物之间的外部空间处理。建筑群体之间的空间处理一般包括建筑群的体形组合协调,使建筑物之间的空地、厂房、通道等空间感觉完整、尺寸比例适宜以及空间与空间之间的联系得当等问题。

我们在研究建筑群的空间构图时,既要分析建筑空间构图上的一些特征,又要考虑人们活动过程中对空间构图所提出的要求。

我在进行住宅楼平面设计时,着重考虑建筑物的平面组合设计。

建筑平面的组合设计,一方面,是在熟悉平面各组成部分的基础上,进一步从建筑整体的使用功能、技术经济和建筑艺术等方面,来分析对平面组合的要求;另一方面,还必须考虑总体规划、基地环境对建筑单体平面组合的要求。即建筑平面组合设计须要综合分解建筑本身提出的、经及总体环境对单体建筑提出的内外两方面的要求。建筑空间的序列。

根据综合楼的性质和规模,结合基地条件和环境特点(包括现有地形、道路、绿化、朝向、原有建筑和设计管网等),按照上述原则来确定该办公楼的位置和布局,规划基地范围内的绿化、道路和出入口,保证与其它建筑物之间的平面距离,综合考虑其通风和采光等,使其满足使用要求和艺术要求。

根据使用功能的要求,结合自然条件、经济条件、技术条件(包括材料、结构、施工),来确定各个房间的大小和形状,确定房间和房间之间以及室内与室外之间的分隔与联系方式和平面布局,使综合楼的平面组合满足实用、经济、美观和结构合理的要求。

各个功能的房间的布设综合考虑三个方面的要求:

1、使用方面的要求:任何房间的布设不但都应有必须的面积和体积,适宜的形状和尺寸,以适合内部办公设备的布置和使用活动的要求,而且还必须与其它房间和室外有合理的分隔与联系。

2、环境方面的要求:任何房间一般都应有良好的采光,通风和日照等自然环境条件,而且在房间内一般还应有与使用要求相适应的照明、采暖等。

在一幢建筑物中,房间不是孤立存在的,它的尺寸和形状应考虑与其它房间进行组合的可能,应满足结构上和经济上的要求。因为结构的跨度有它经济合理的范围,以方便施工。

在一般建筑中,使用房间最常见的平面形状是矩形,因为梁板结构的布置以矩形最为经济,而且矩形平面一般也有利于室内办公用具的布置和满足使用活动的要求,在建筑组合设计中,也便于上下左右灵活组合。本次房间设计全部为矩形,且都能满足上述要求。

本建筑为框架结构,墙体为填充墙,只起维护分隔作用,承重结构与围护结构分工明确。框架结构本身并不形成空间,只为形成空间提供一个骨架。这就给自由灵活的分隔空间创造了十分有利的条件。框架结构对建筑平面组合限制较少,各部分空间的大小和平面布置可按功能特点作不同的处理。但各空间的形式和平面尺寸应尽量与柱网的排列形式和尺寸协调。

2.4 建筑立面设计

立面设计是为了满足使用功能和美化环境的需要而进行的。同时,还可起到改善环境条件、保护结构和装饰美化建筑物的作用。并且要考虑它的耐久性、经济性;正确处理与施工技术的关系。

完整的立面设计,并不只是美观问题,它和平、剖面的设计一样,同样也有使用要求、结构构造等功能和技术方面的问题,但是从房屋的平、立、剖面来看,立面设计中涉及的造型和构图问题,通常较为突出。建筑外形不是设计者主观臆造出来的,它是功能、结构体系和内部空间组合等合乎逻辑的反映;建筑外形也不是建筑内容的简单反映或直接表现,而是在建筑功能、技术、经济等各种条件制约下,根据建筑艺术表现的要求和建筑形式美的构图规律,进行加工创作而成的。

不同的功能要求具有不同的建筑空间,而不同的建筑空间又形成不同的建筑

外形,这种关系首先表现在建筑外部的体形组合上,其次也表现在立面上许多构件和构件的组合上。建筑立面可以看成是由许多构部件所组成:它们有墙体、梁柱、墙墩等构成房屋的结构构件,有门窗、阳台、外廊等和内部使用空间直接连通的部件,以及台基、勒脚、檐口等主要起到保护外墙作用的组成部分。恰当地确定立面中这些组成部分和构部件的比例和尺度,运用节奏韵律、虚实对比等规律,设计出体型完整、形式与内容统一的建筑立面,是立面设计的主要任务。

建筑物的外墙做散水,主要是为了迅速排除靠墙体的地面水并堵住地面水沿墙脚向下渗透,以减少墙脚基础受水侵蚀的可能性。散水是将外墙四周地面做成向外倾斜的坡道,以便将水导至远离墙脚处。由于散水附属在外墙底部,当墙身下沉时,在交接处容易产生裂缝而渗水。解决办法可在接缝处嵌以沥青油膏,或将勒脚做至散水面以下。本次设计散水宽度为600mm,坡度为4%。

女儿墙是屋顶上直接受到风吹雨淋的一个构件,如果没有适当的防水措施,雨水就有可能顺女儿墙渗入室内,女儿墙的外饰面材料也可能因此而破坏。防止女儿墙渗水的办法主要是在女儿墙的墙身中铺设油毡防水层,或把屋面防水层铺过女儿墙。

勒脚是外墙接近室外地面处的表面部分,其作用:一是保护墙身不受外界雨、雪的侵袭而受潮、受冻;二是加固墙身,以防因外界机械性破坏而使墙身受损;三是对建筑物立面处理产生一定效果。

根据勒脚的作用,勒脚应选用防水性、耐久性较好,并有一定装饰效果的材料。本次办公楼外墙勒脚采用1:2水泥砂浆粉刷,高度为600 mm。这种勒脚的优点是造价低,施工方便。缺点是比较脆、容易裂,日久常有起壳剥落现象,严重的会造成墙体的破坏。发生起壳剥落现象的主要原因:一是施工时墙面清洗湿润不够,以致在抹灰时砂浆中水份被砖墙吸收,使面层抹灰咬不住,从而造成了面层与基层的粘结,造成空鼓;二是当室内外高差较大时,地下的潮气由室内填土进入勒脚墙体并停留在与外墙抹灰交接的孔隙间,由于地下潮气往往含有碱性介质,经过外墙面的风吹日晒,潮气挥发,碱性介质形成结晶,体积膨胀,致勒脚面层成片剥离脱落;三是由于散水坍陷,使抹灰开裂渗水,当水浸入勒脚后,由于冻融循环的影响,导致表面脱壳。

建筑立面设计的步骤,通常根据初步确定的房屋内部空间组合的平剖面关系,例如房屋的大小、高低、门窗位置,构部件的排列方式等,描绘出房屋各个立面的基本轮廓,作为进一步调整统一,进行立面设计的基础。设计时首先应该推敲立面各部分总的比例关系,考虑建筑整体的几个立面之间的统一,相邻立面间的连接和协调,然后着重分析各个立面上墙面的处理,门窗的调整安排,最后对入口门廊、建筑装饰等进一步作重点及细部处理。

本设计工程建筑立面设计力求给人一种均衡、和谐的感觉,与环境融于一体,充分体现了建筑物的功能,通过巧妙组合,使建筑物创造了优美、和谐、统一而又丰富的空间环境,给人以美的享受。

2.5 建筑剖面设计

建筑剖面设计是对各房间和交通联系部分进行竖向的组合布局。它的主要内容有确定房间的剖面形状、建筑各部分的高度及建筑物的层数,进行建筑剖面组合,研究建筑空间的利用。此外还要处理建筑剖面中的结构、构造关系等问题。建筑平面与剖面是从两个不同的方向来表示建筑各部分的组合关系,因此,设计中的一些问题往往需要将平面和立面结合在一起考虑,才能加以解决。

房间的室内高度,从楼地面到室内天花或其它构件底面的距离叫净高,净高加上楼板层的结构,即该层的地坪面或楼板面到上层楼板面的距离叫层高。确定房间高度和剖面形状的原则与确定房间的平面尺寸和形状是一样的。(1) 考虑房间的使用性质和活动的特点。(2) 考虑采光、通风、空气容量等卫生要求。房间的高度,也是反映建筑标准和建筑经济的一个方面,因为建筑体积和造价有密切的关系,所以适当降低房间的层高是降低建筑造价的措施之一。综合考虑上述因素,我们认为:使用要求是决定房间尺寸和形状的主要因素,但在满足基本使用的条件下,结构的经济合理,构件的规格等等,又往往成为决定具体尺寸的重要因素。垂直交通采用楼梯,没有设计电梯,因为考虑到层数较少,仅有四层。

设计一个房间,除了确定必要的面积、尺寸和形状外,还要房间各构成要素的设计与布置。房间的构成要素包括:内外联系的门,通风、采光用的窗等等。

一、门的设计与布置

在建筑设计中,各种门的设计与布置,包括确定门的大小、数量、位置和开启方式等等,对于人流活动、家具布置、内部使用以及安全疏散等影响很大。因

此,对门必须进行精心设计。

对门的设计主要考虑了以下几点:(1) 根据功能要求确定门的大小(2) 根据使用的具体要求确定门的数量。

二、窗的设计和布置

房间中窗子的大小、形式和位置,对室内采光、通风、日照和使用等功能要求,对建筑物的装门面构图,都有很大关系,在设计时应根据各方面要求综合考虑。

采光是窗的主要功能,室内采光的优劣,一方面取决于的平面和剖面的尺寸和形式;另一方面也与窗的方位、位置、大小、形状、窗子的透光程度、窗前的遮挡情况、以及室内墙反光能力等因素有关。房间所需采光面积大小,在一般民用和工业建筑中,常常参考实践经验所得的窗面积和地面面积来进行设计。

窗子的大小、数量,还应考虑经济条件和当地的气候条件,因为窗的造价比墙贵,而且窗子的保温、隔热性能比墙差。在设计窗的位置时,考虑了下列问题:

1、窗的位置应很好地考虑房间内部的使用情况。

2、窗子大都兼有通风的作用,因此房间的窗子位置应与门的位置一起考虑,最好把窗开在门对面的墙上或离门较远的地方,以使房间尽可能得到穿堂风。

3、窗子的位置还考虑了立面的要求,使立面构图整齐谐调,不致杂乱无章,影响立面的效果。

室内光线的强弱和照度是否均匀,不仅与窗在平面中的宽度和位置有关,而且还与窗在剖面中的高低有关。房间内光线的照射深度主要取决于侧窗的高度,侧窗上沿越高,光线的照射深度越远,进深较大的房间,为避免室内远离窗口处的照度过低,应适当提高窗上沿的高度。门的高度根据人体尺寸来确定,窗高要满足通风采光要求。

2.6 构造和建筑设计措施

建筑不仅要满足人们生产、生活等物质功能的要求,而且要满足人们精神文化方面的要求。为此,不仅要赋予现实用属性,同时,也要赋予它美观的属性。建筑的美观主要是通过内部空间及外部造型的艺术处理体现,同时,涉及到建筑的群体空间布局,而其中建筑物的外观形象经常地,广泛地被人们所接触,对人

的精神感受上产生的影响尤为深刻。建筑体型和立面设计是整个建筑设计的重要组成部分,要满足使用功能,物质技术条件,环境条件及社会经济条件等要求。

2.6.1墙体

根据墙体在平面上所处位置不同,有内墙和外墙、纵墙和横墙之分。凡位于房屋内部的墙体统称为内墙,它主要起分隔房间的作用;位于房屋周边的墙体统称为外墙,它主要是抵御风、霜、雨、雪的侵袭和保温、隔热,其围护作用;沿建筑物短轴方向布置的墙体称为横墙,有内横墙和外横墙之分。在一片墙上,窗与窗或窗与门之间的墙体称为窗间墙,窗洞下部的墙称为窗下墙。墙体按结构受力情况分为承重墙和非承重墙。此结构墙体均为非承重墙。非承重墙虽不承受外来荷载,但承受自身重量,下部有基础的墙称为自承重墙。仅起分隔房间的作用,自身重量由楼板或梁来承担的墙称为隔墙。框架结构中,填充在柱子之间的墙又称为填充墙。

墙体应满足以下几个要求:要有足够的强度和稳定性,满足保温、隔热等热工方面的要求,满足隔声要求,满足防火要求及抗震要求。

墙面装修包括外墙面装修和内墙面装修两大类型,外墙面装修的作用主要是保护墙体不受外界侵袭的影响,弥补和改善墙体在功能方面的不足;提高墙体防潮,防风化,保温,隔热以及耐大气污染的能力,使之坚固,耐久,延长使用寿命,同时通过饰面的质感,线形和色彩以增强建筑物的艺术效果。内墙面装修的作用主要是保护墙体,改善室内卫生条件,提高墙身的保温,隔热和隔声性能以及房屋的采光效能,且增加室内美观。对于一些有特殊要求的房间如卫生间,办公室,还应根据其需要,选用不同的饰面材料来满足防潮,防水,防尘,防腐蚀等要求。本工程外墙面采用水刷石饰面,乳胶涂料,无毒,不污染环境。以水为分散介质能在未干透的基层上施工,性能和耐久性均较油漆好;内墙面采用抹灰类的罩面抹灰和装饰抹灰,罩面抹灰按建筑标准,操作工序和质量要求分为三级,即普通抹灰,中级抹灰,高级抹灰,该工程取高级抹灰,抹灰厚度为20毫米,在内墙抹灰中,对于易受到碰撞和有防潮防水要求的墙面,如洗涮室,等为了保护墙身做成护墙墙身。对于内墙阳角,门洞转角等处常用强度较高的1:2水泥砂浆或预埋角钢做成护角,装饰抹灰有拉条抹灰,拉条抹灰是用专用的模具或嵌条把面层砂浆做出竖线条的装饰抹灰,这种抹灰具有较好的装饰效。

2.6.2基础

基础是建筑物的重要组成部分,它承受建筑物的全部荷载,并将其传给地基。基础构造形式随建筑物上部结构形式、荷载大小及地基土质情况而定。一般情况下,上部结构形式直接影响基础形式,但当上部荷载增大,且地基承载力有变化时,基础形式也随之变化。地基不是建筑物的组成部分,它只是承受建筑物荷载的土层。地基每平方米所能承受的最大压力,称为地基允许承载力,也叫地耐力。具有一定地耐力,直接支承基础的土层称为持力层,持力层以下的土层称为下卧层。地基承受基础传来的压力是由上部结构至基础顶面的竖向力和基础自重以及基础上部土层组成。而全部荷载是通过基础的底面传给地基的。因此,当荷载一定时,加大基础底面积可以减少单位面积地基上所受到的压力。本工程采用柱下独基。

2.6.3 楼地层

楼地层包括楼板层和地坪层,是水平方向分隔空间的承重构件,楼板层分隔上下楼层空间,地坪层分隔大地与底层空间。楼板是房屋的水平承重构件,楼板层由面层、楼板、顶棚三部分组成,必须满足足够的强度和刚度;隔声、防火、热工;建筑经济等要求。本工程采用现浇钢筋混凝土楼板,该楼板具有坚固、耐久、刚度大、强度高防火性能好等优点,当前应用比较普遍。现浇楼板经常与现浇梁一起浇筑,形成现浇梁板。本工程正是采用的梁板式楼板。楼地面采用大理石地面,该种地具有良好的耐磨性,耐久性、防火性,并具有质地美观、表面光洁,易清洁等优点。

地面层是人们日常生活、工作、生产时经常接触的地方,也是建筑物中经常经受磨擦、洗刷和承受压力的部分。因此,对满足各种使用功能要求、艺术要求以及经济要求等才有较大影响,设计时必须综合考虑,重点解决。例如对使用频繁的大厅,应具有足够的坚固性,即在各种外力作用下不易被磨损,不起灰,而且还应考虑平整、光洁等美观以及防滑等要求。地面应考虑隔声,使人行走时不致产生过大的噪声。卫生间的地面,则要求防水、防潮,而且要注意易于清扫;对一些有特殊要求的房间,地面还要考虑耐酸、耐碱、耐腐蚀、耐高温等要求。

此外,由于地面面积较大,技术要求较高,施工比较费时、费工,特别当采用高级材料时,则更应全面考虑材料、施工、经济指标等要求。

地面构造的设计主要是:选择面层材料,确定基本构造方案及解决特殊构造要求,如:防水、隔音、防油、防酸碱等;进行细部节点处理,如不同地面交接处构造、变形缝构造等。

楼地面主要是用来分隔上下空间,它既是上层的地面,又是下层的天花,因此在设计时综合考虑了上下两层的要求。主要考虑到本住宅楼,所以对楼板要求能隔声,底层的地面则要求注意了防潮。

2.6.4屋顶

屋顶是房屋顶层覆盖的外围护结构,它的主要功能是为建筑提供一个良好的内部使用空间环境,因此它具有能够抵御自然界中的风、雨、雪、霜的干扰,太阳辐射,气温昼夜的变化和各种外界不利因素对建筑物影响的能力,同时屋顶也是建筑造型的重要组成部分。屋顶的组成包括屋面、支承结构和顶棚。屋顶按其外形一般分为平屋顶、坡屋顶、其它形式的屋顶由于屋顶覆盖在房屋的最好上面,因此屋顶的防水的问题就特别突出。防止屋面漏水是要解决的首要问题,也是保证建筑室内空间能够正常使用的先决条件。为解决这一问题,应从两方面入手,一方面选择好的屋面防水材料,不让屋顶产生漏水现象;另一方面,组织设计好屋面的排水坡度将雨水引向雨水口,以达到使屋面雨水迅速排走,不在屋顶产生积水现象。

本办公楼设计物顶为平屋顶,主要应解决防水,保温隔热,承重三方面的问题,由于各种材料性能上的差别,目前很难有一种材料兼备以上三种作用,因此形成了坡屋顶的构造特点为多层次,使防水,保温隔热,承重多种材料叠合在一起,各尽其能。

防水层是坡屋顶防水构造的关键。由于坡屋顶的坡度很小,屋面雨水不易排走,要求防水层本身就是一个封闭的整体不得有任何空隙否则即使所使用的防水材料本身的防水性能很好,也不能达到预期的防水效果。工程实践证明,雨水渗陋的部位,大多是破坏了防水层的封闭性的结果。如地基沉陷,外加荷载,地震等因素使承重基层位移变形,导致防水层开裂漏水:再如檐沟,泛水等交接处的防水层处理不严实,出现裂缝而漏水;或者受自然气候的影响而开裂漏水。所以在设计施工中应采取有效措施,使防水层形成一个封闭的整体。目前常用的防水层有柔性防水层和刚性防水层两种。

屋顶的防水和排水是靠必要的防水材料,通过适当的构造处理而形成的,防水效果的好坏与材料和构造组织的好坏有很大关系。屋面防水基本方法有两种:一是“导”的方法,即利用屋面坡度将防水构件互相搭接铺盖,把屋面雨水因势利导地迅速排除,使渗漏的可能性缩到最小范围。二是“堵”的方法,即利用防水材料,堵塞屋面防水构件的缝隙,做到无缝无孔,以防止雨水渗漏。

屋面排水设计,主要解决以下两个问题:

1、决定适宜的排水坡度

为了排除雨水,屋面就需要有一定的坡度。坡度越大,排水越畅。但当坡度过大,会给施工和结构布置造成不利条件。在一般情况下,平屋顶的坡度对排水要求是没总是的,对住宅楼这样的平屋顶来说,屋面坡度采用2%为适宜。坡度在工地上有时也用泛水来表示,屋面泛水就是屋脊标高与檐口标高的差值。综合楼设计屋顶坡度采用结构找坡。

2、合理组织排水系统

合理组织的水系统,主要根据屋面高低、跨度大小、变形缝位置等,划分排水区段、确定屋面的排泄水方向和檐口的排水方式。本工程采用挑檐女儿墙平屋顶,屋面分水线排水坡度为2%,檐沟内垫置出1%横向坡度。雨水从屋面直接流入槽沟内,雨水顺坡度流入雨水口。

结合综合楼屋面特点,采用刚性防水,就是利用水泥及其制口(水泥砂浆、混凝土、钢筋混凝土)的高渗性做成的屋面防水层。刚性防水屋面与柔性防水屋面比较,其特点是便于结构形式复杂的屋面的防水;便于上人使用;除少量热沥青刷面外基本上摆脱了高温操作;材料来源广,比柔性防水便宜;耐久性较好,维修比较方便。

刚性防水层的基本材料是水泥、砂、石,它的基本防水原理是利用水泥制品的密实性来抵抗水分的渗透,因此它的抗渗能力与制品的密实程度有着密切的关系。提高刚性防水材料的密实性主要通过改进颗粒级配、合理控制水灰比及良好的施工质量而获得的。为了进一步提高抗渗性能,在刚性防水材料中,也可以掺入一些防水剂。

本设计工程建筑设计力求给人一种均衡、和谐的感觉,与环境融于一体,充分体现了建筑物的功能,通过巧妙组合,使建筑物创造了优美、和谐、统一而又丰富的空间环境,给人以美的享受。

2.6.5楼梯

楼梯是建筑物中的重要组成部分,它是主要的垂直交通设施之一,楼梯的主要功能是通行和疏散。

板式楼梯和梁式楼梯是最常见的现浇楼梯,宾馆和公共建筑有时也采用一些特种楼梯,如螺旋板式楼梯和悬挑式楼梯。此外也有采用装配式楼梯的。

板式楼梯由梯段板、休息平台和平台梁组成,梯段是斜放的齿形板,支承在平台梁上和楼层梁上,底层下端一般支承在垄墙上。板式楼梯的优点是下表面平整,施工支模方便,外观比较轻巧;缺点是斜板较厚,约为梯段板斜长的1/25~1/30,其混凝土用量和钢材用量都较多,一般适用于梯段板的水平跨长不超过3m 时。

梁式楼梯同踏步板、斜梁和平台板、平台梁组成。

设计楼梯时应考虑以下三个基本要求:

1、要满足功能上的要求

楼梯的数量、位置、形式和楼梯的宽度、坡度均应该符合上下通畅、疏散方便的原则,楼梯间必须直接采光,采光面积应不小于1/12楼梯间平面面积。设置在公共建筑中的主要楼梯,有的需要富丽堂皇,有的需要精巧简洁,应在楼梯形式、栏杆式样、材料选用方面作精心设计,一般建筑则适当考虑美观问题。

2、要满足结构和建筑构造方面的要求

在建筑构造方面要满足坚固与安全的要求,例如扶手、栏杆和踏步之间应有牢固的连接,选用栏杆式样也应注意花饰形式。杆件与杆件的间距应考虑防止发生意外事故。

3、要满足防火、安全方面的要求

楼梯的间距和数量,应根据建筑物的耐火等级,满足防火设计规范中民用建筑及工业辅助建筑安全出口所规定的要求。这样楼梯才有足够的通行和疏散能力,此外还应注意在楼梯间四周的墙,不准有凸出太多的砖柱、砖礅、散热片、消防栓等构件,防止人在紧急疏散通行时受阻而发生意外。在楼梯间内除必须的门以为,不准另外设置门、窗,防止火灾发生时,火焰窜出和烟雾蔓延、扩散到楼梯间而使楼梯失去通行疏散作用。

3 结构设计说明

3.1 结构选型

结构选型是个综合性问题,需明确各类结构形式的优缺点、应用范围、结构布置和大致的构造尺寸等,进行调查研究,综合分析,并结合具体建设考虑,从而做出最终的选定。

一般地,结构选型包括结构类型和结构体系的合理选择和确定。

结构选型的原则:结构方案应满足建筑上的使用要求和结构要求,并且应综合考虑其安全可靠(具有足够的强度和刚度)、经济合理、技术先进、施工方便、力学性能、以及工程所在地当前的可能条件等因素综合确定。

常用的结构形式有:砌体结构、钢筋混凝土结构、钢结构、混合结构。

结构形式选用的原则:在不同条件下,正确选择合理材料,以充分利用材料的优点、克服缺点、符合安全要求,力求经济合理的原则。综合考虑下,本次设计采用框架结构体系。

框架结构体系是用梁、柱、节点及基础组成的结构形式,横梁和立柱通过节点连为一体,形成承重结构将荷载传至基础。适用于多层、高度不是很大的高层建筑,特别是适合办公楼、教学楼、公共性与商业性建筑。

框架结构的优缺点:

优点:

①框架结构形成可灵活布置建筑空间,使用较方便。

②适用于空间较大的建筑物及立面较复杂的建筑物。

③结构比较轻巧,施工比较方便、经济。

④框架结构比砖混结构整体性好。

缺点:

①随着建筑物高度的增加,水平作用使得框架底部梁柱构件的弯矩和剪力显著增加,从而导致梁柱截面尺寸和配筋量增加,给建筑平面布置和空间处理带来困难,影响建筑空间的正常使用,在材料用量和造价方面也趋不合理。因此,层数会受到限制。

②框架结构抗侧刚度较小,在水平力作用下将产生较大的侧移。

③由于框架结构体系截面较小、抗侧刚度较小,在强震作用下结构整体位移和层间位移都较大,容易产生震害。

设计要求:

建筑面积3000-4000平方米,4层;

地震烈度为7度,设计分组为第一组;

结构设计要求结构布置合理,构件设计经济合理。

3.2 框架结构的布置原则

3.2.1 结构平面布置

地震灾害资料表明,凡是建筑体型不规则,平面上凹进凸出,立面上高低错落,其震害均比较严重;建筑体型简单规则,震害则较轻。因此,需要抗震设防的建筑,其平面布置宜符合下列要求:

(1)平面宜简单、规则、对称,使结构的刚度中心和质量中心尽量重合,以减少因形状不规则产生扭转的可能性。

(2)平面长度不宜过长,突出部分长度宜减少,凹角处应采取加强措施。

3.2.2 结构竖向布置

建筑的立面和竖向剖面要力求规则,结构的侧向刚度均匀变化,避免刚度突变;竖向抗侧力构件截面和材料强度等级自下而上逐渐减少,宜避免抗侧力结构的承载力突变。

3.2.3 框架结构平面布置应注意的问题

(1)框架结构的梁柱宜贯通,不宜采用复式框架,尽量避免梁上立柱,柱上顶板或板上压墙的结构方案。

(2)边柱应防止被通长设置的纵梁、过梁分割成短柱,由于短柱是脆性破坏的构件,延性差,对抗震不利。

(3)框架柱上下层截面尺寸不同时,边柱应向内扩展,而中柱则宜向两侧扩展。

(4)框架梁的截面中心线宜与柱中心线重合,边框架的大梁以及沿纵墙的纵向梁可以偏置,但应注意加强刚度构造。

(5)角柱截面尺寸可以较边柱截面尺寸大一号或相同,增加角柱纵筋数量并按全高加倍配置箍筋。

(6)结构标高较建筑标高减去一个面层高度。

3.3 变形缝的设置

在多层和高层建筑中,为防止结构因温度变化和混凝土收缩土收缩而产生裂缝,常隔一定距离用伸缩缝分开;在高层部分和底层部分之间,往往需要设置沉降缝来分开,建筑物部分层数、质量、刚度差异过大,或有错层时,用防震缝分开。伸缩缝、沉降缝和防震缝将高层建筑划分为若干个结构独立的部分,成为独立的结构单元。结合本工程查取《混凝土结构设计规范》GB50010-2010等规范,框架结构的房屋,高度不超过15m,防震缝可取100mm,超过15m的部分,6度、7度、8度和9度相应每增加5m、4m、3m和2m,宜加宽20mm,本建筑物需要结构设置宽度为120mm宽的防震缝。

3.4 基本假定与计算简图

3.4.1 基本假定

⑴平面结构假定:该工程平面为正交布置,可认为每一方向的水平力只由该方向的抗侧力结构承担,垂直于该方向的抗侧力结构不受力;

⑵由于结构体型规整,布置对称均匀,结构在水平荷载作用下不计扭转影响。

3.4.2 计算简图

计算简图用梁柱的轴线表示:梁柱轴线取各自的形心线;对于钢筋混凝土楼盖整体浇注的框架梁,可取楼板底面处作为梁轴线。底层的下柱取至基础顶面。

各层截面尺寸不同且形心线不重合时,取顶层柱的形心线作为柱子的轴线。必须注意,按此计算简图算出的内力是计算简图轴线上的内力,由于此轴线不一定是各截面的形心线,故在截面配筋计算时,应将计算简图轴线上的内力转化为柱截面形心处的内力,即计入上、下柱截面形心间的偏心距对截面弯矩的影响。

3.5 荷载计算

高层建筑水平力是起控制作用的荷载,包括地震作用和风力。地震作用计算方法按《建筑结构抗震设计规范》进行,对高度不超过40m以剪切为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,可采用底部剪力法。

竖向荷载主要是结构自重(恒载)和使用荷载(活载)。结构自重可由构件截面尺寸直接计算,建筑材料单位体积重量按荷载规范取值。使用荷载(活荷载)按荷载规范取值,楼面活荷载折减系数按荷载规范取用。

3.6 内力计算及组合

3.6.1 竖向荷载下内力计算

竖向荷载下内力计算首先根据楼盖的结构平面布置,将竖向荷载传递给每榀框架。框架结构在竖向荷载下的内力计算采用分层法计算各敞口单元的内力,然后在将各敞口单元的内力进行叠加;连梁考虑塑性内力重分布而进行调幅,按两端固定进行计算。

3.6.2 水平荷载下的计算

利用D 值法计算出框架在水平荷载作用下的层间水平力,然后将作用在每一层上的水平力按照该榀框架各柱的刚度比进行分配,算出各柱的剪力,再求出柱端的弯矩,利用节点平衡求出梁端弯矩。

3.6.3 内力组合

1.无地震作用效应组合(一般荷载组合)

对于一般的框架结构,基本组合可采用简化规则,取下列组合值中最不利值。

(1)可变荷载效应控制时:1.2 1.41.2 1.40.7 1.4K K

K K K ++?+?恒活恒活风

(2)永久荷载效应控制时:1.350.7 1.4 1.35K K K K +?≈恒活恒+活

2.有地震作用效应组合

有地震作用效应组合时,应按下式计算:G GE Eh Ehk Ev Evk w w wk S S S S S γγγψγ=+++

3.7 基础设计

根据上部结构、工程地质、施工等因素,优先选用经济性好,受力较好的柱下独立基础。

3.8 梁柱截面尺寸的估算

楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构,楼板厚度取120mm 。梁截面高度按跨度的1/12~1/8估算,由此估算的梁截面尺寸分别为:框架梁尺寸为:横向框架梁AB 跨、CD 跨为250mm×600mm ,BC 跨为240mm×500mm 。纵向连系梁为250mm×500mm 。柱的截面尺寸按轴压比限值公式进行估算,确定一层~四层柱截面尺寸为500mm×500mm 。一至四层的混凝土等级为C30。

4 结构设计计算书

该结构设计主要包括六个部分:毕业设计任务书、框架结构计算部分、横向水平荷载作用下的框架结构的内力和侧移计算、竖向荷载作用下框架结构的内力计算、截面尺寸设计。设计主体是四层框架结构,选择一榀框架计算,框架结构的计算部分包括:梁板柱尺寸的初步确定、重力荷载标准值的计算。横向框架侧移刚度的计算、水平地震力作用下的内力计算与侧移计算和水平风荷载作用下的侧移验算,竖向荷载作用下的框架内力计算,主要包括恒荷载和活荷载作用下的内力计算,内力组合主要是水平地震作用、恒荷载作用、活荷载作用、雪荷载作用、风荷载作用之间的组合,截面设计包括梁的截面设计和柱的截面设计,梁的截面设计包括正截面验算和斜截面验算,柱的截面设计包括轴压比的验算和正截面验算和斜截面验算和结点设计。板的设计采用的是双向板。基础设计包括荷载计算,基础承载力计算,冲剪验算,基础配筋计算。楼梯设计包括梯段设计、平台梁设计、平台板设计、楼梯的配筋计算。

4.1 建筑设计资料

a)设计题目:泰州市万事达商贸有限责任公司办公楼

b)建设地点:泰州市

c)建筑规模:4层框架结构,首层层高4.2m,其余层高均为3.6m,建筑物总高度

16.5m,总建筑面积为3133.44m2。

d)设计标高:室内设计标高000

,室内外高差为600mm。

.0

e)主要建筑装修做法

1)墙身做法:内外墙均采用200mm厚混凝土空心小砌块(自重2.36kN/m3),M5混合砂浆砌筑。混合砂浆双面粉刷(自重3.6kN/m3);

2)楼面做法:10mm厚1:2水泥砂浆面层压实抹光、15mm厚1:3水泥砂浆找平层、现浇钢筋混凝土屋面板、12mm厚纸筋石灰粉平顶;

3)屋面做法:35厚490×490的C20预制钢筋混凝土架空板、防水层、20mm厚1:3水泥砂浆找平层,现浇钢筋混凝土屋面板、12mm厚纸筋石灰粉平顶;

其他做法详见建筑施工图。

f) 设计基本原始资料:

1) 主导风向东南风,(可不考虑风荷载)

2) 常年地下水位在天然地面以下3m左右,水质对混凝土无侵蚀作用。

3) 基本雪压、基本风压见荷载规范,土壤最大冻结深度0.09m。

4) 抗震设防烈度:7度。

5) 地质条件

序号岩石名称厚度(m)f ak(kPa)

1 杂填土 1.0 80

2 砂质粘土 5.0 210

3 砾石层 2.8 300-400

g) 使用活荷载

【说明】按建筑地点、使用功能要求从《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)中查取。

= 0.40 kN/m2。

1) 基本风压

s= 0.35kN/m2。

2) 基本雪压

3) 屋面均布活荷载为0.5kN/m2,办公楼楼面活载标准值为2.0kN/m2,走廊楼面活荷载均为2.5kN/m2,楼梯楼面活载标准值3.5kN/m2。

4)抗震设防烈度为7度,第一组(基本地震加速度值0.10g)。

4.2 结构布置及结构选型

4.2.1 结构平面布置

根据建筑施工图及使用功能的要求,采用全现浇钢筋混凝土框架结构,其承重方式为横向框架承重。梁、柱、板混凝土强度等级采用C30,标准层结构平面布置简图如图4.1所示。

4.2.2 主要构建选型及尺寸的初步估算

a)框架柱截面尺寸

依据《建筑抗震荷载规范》(GB 50011—2010)的规定,框架柱截面尺寸应满足最小尺寸要求、最小刚度以及轴压比要求。初步选取柱尺寸500mm×500mm。

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图4.1 标准层结构平面布置简图

4.3 结构计算

4.3.1 确定计算简图

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图4.2 计算简图

本工程横向框架计算单元取图4.1中斜线部分所示范围,框架计算简图假定底层柱下端固定于基础,按工程地质资料提供的数据,查《抗震规范》可判断该场地为Ⅱ类场地,地质条件较好,初步设计本工程采用柱下独立基础,挖去所有杂填土,基础置于第二层砂质粘土上,基底标高为设计标高-2.10m(见图4.3)。