关于办公楼设计的毕业论文

框架结构办公楼的建筑设计和结构设计论文

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摘要：

本设计的工程是钢筋混凝土框架综合办公楼，分为建筑设计和结构设计两部分。建筑设计：根据设计任务书的要求和工程技术的条件，在满足总体规划的条件下，综合考虑建筑物场地环境、使用功能、结构、施工、材料、设备、经济及建筑艺术美观等方面因素，在此基础上提出建筑设计方案。按照相关设计规范，确定建筑物的结构形式，完成平立剖面设计。结构设计：首先确定结构方案，选择建筑材料，再进行结构布置并确定结构构件尺寸，最后进行结构计算。在确定框架布局和完成荷载统计后，计算出水平荷载作用（风荷载、地震作用）下的结构内力。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，找出最不利的一组或几组内力组合，按最不利的结果计算配筋，并绘制相关结构施工图。

关键词：

框架结构； 地震； 内力计算； 内力组合； 结构配筋设计；

一、工程概况

工程概况

工程建筑名称：钢筋混凝土框架综合办公楼

工程总建筑面积：8553㎡

建筑层数、高度：六层，每层层高,房屋设备层,女儿墙高,室内外高差,建筑总高度;

建筑结构形式：框架结构；

设计使用年限：50年；

办公楼高度为,满足《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第条的规定，即房屋高度<50m（8度，）。办公楼宽度为18m,房屋高宽比为<3,满足《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）第条规定。

设计资料

1）气候条件：

最冷月平均气温：‐13℃，最热月平均气温℃。

主导风向：基本风压：㎡。主导风向：夏季东南风、冬季西北风。

基本雪压值均为：

2）地震烈度：8度，设计基本加速度.

3）地下水位较深，设计中可不考虑。

4）场地地质资料：II类场地，地势平坦。

二、建筑设计

建筑平面设计

建筑的平面设计包括单个房间平面设计及平面组合设计，单个房间的设计是在整体建筑合理而适用的基础上，确定房间的面积、形状、尺寸、及门窗的大小和位置。平面组合设计实际上是建筑空间在平面上的组合。影响平面组合设计包括以下几个方面：

（1）使用功能：一是要合理分区；二是要有明确的流线组织。

（2）结构类型：目前民用建筑常用的结构类型有三种，即框架结构、框架‐剪力墙结构和剪力墙结构。综合考虑框架结构对于本工程的诸多优点，本设计采用框架结构。

（3）设备管线：设备管线占有一定空间，在设计时应考虑一定的设备位置，恰当的布置相应的房间。

（4）建筑造型：一般来讲，简洁，完整的建筑造型无论对于缩短内部交通流线，还是对于结构的简化，节约用地，降低造价以及抗震性能都是极为有利的。

建筑立面设计

由于不同功能要求的建筑类型具有不同的内部空间组合特点，一幢建筑物的外部形象在很大程度上是其内部空间功能的的表露，因此，采用那些与其功能要求相适应的外部形式，并在此基础上采用适当的建筑艺术处理方法来强调该建筑的性格特征，使其更为鲜明、更为突出。建筑立面设计则偏重于对建筑物的各个立面以及其外表面上所有的构件，例如门窗、雨篷、遮阳、暴露的梁、柱等等的形式、比例关系和表面的装饰效果等进行仔细的推敲。在设计时，通常是根据初步确定的建筑内部空间组合的平、剖面关系，例如房间的大小和层髙、构部件的构成关系和断面尺寸、适合开门窗的位置等等，先绘制出建筑物各个立面的基本轮廓，作为下一步调整的基础。然后再在进一步推敲各个立面的总体尺度比例的同时，综合考虑立面之间的相互协调，特别是相邻立面之间的连续关系，并且对立面上的各个细部，特别是门窗的大小、比例、位置，以及各种突出物的形状等进行必要的调整。最后还应该对特殊部位，例如出人口等作重点的处理。

建筑剖面设计

剖面设计的主要目的是根据建筑空间的使用特点、造型要求及经济等因素，分析并确定建筑物在垂直方向的剖面形状、建筑层数、高度、建筑竖向方向的空间及利用，以及建筑剖面中的结构、构造关系。建筑物的剖面形状与功能要求有关，在民用建筑中绝大多数的建筑是属于一般功能要求的，住宅、宿舍楼、旅馆、办公楼等建筑房间的剖面形状多采用规整的矩形。一般进深不大的房间多采用侧光窗，当进深较大时刻提高窗户高度。普通窗台的高度一般为900mm,但有时功能需求不同时可相应变换。

为了防止室外雨水侵入室内，并防止墙身受潮，首层室内地坪（地面标高为±），一般应高于室外底面至少150mm,室内外高差通常在150~600mm之间，本设计采用室内外高差为750mm.通常对于一些经常使用水的房间，如卫生间、盥洗室、阳台等，为避免溢水，常将地坪设置的比本层地坪低20~50mm,本设计中，卫生间的标高比本层楼面标高低50mm.剖面设计与平面设计时分别从两个不同的方面来反映建筑物内部空间关系。平面设计着重解决空间内部在水平方向上的逻辑关系，而剖面设计则主要针对于内部空间在垂直方向上的组合，主要解决层数、层高和空间组合等问题，它直接表达了不同的建筑空间尺度关系。一般习惯于先进行平面设计，继而进行剖面设计，剖面关系反过来又会影响建筑平面的布局。因而在建筑设计中，必须将剖面与平面设计综合考虑，不断调整，修缮，才能使设计更加完善、合理。综合各方面因素考虑，本设计采用：首层层高层层高 m,屋面为上人屋面，总高为,室内外高差取,女儿墙高度取1200mm.

装饰

外墙颜色应与周围环境保持协调，且装饰上注重质量、和谐。外墙采用浅黄色外墙涂料配上红、白色立面线条，窗户采用本色铝全金窗框料。室内采陶瓷地砖地面，在卫生间内采用防滑地砖地面。

抗震设计

本设计模拟抗震设防烈度8度（）。根据《建筑抗震设计规范》（GB50011‐2010）第规定：抗震设防烈度为6度及以上地区的建筑，必须进行抗震设计。

钢筋混凝土房屋应根据设防类别、烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。本工程的抗震设防类别为丙类。地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防的要求。本设计属于框架结构，8度设防，高度小于24m,抗震等级为二级。

楼梯设计

楼梯作为建筑物垂直交通的主要设施，设计时应满足以下几个方面的要求：

（1）疏散要求：楼梯的.位置，数量，间距及宽度都应满足防火规范的疏散要求，做到人流通行流畅，上下楼层联系便捷。

（2）使用要求：楼梯作为垂直交通主要设施，应位于建筑明显突出的位置，起到引导人流的作用，因使用频率高应充分考虑其造型美观，并有良好的采光条件，给人以舒适的感觉。

（3）安全要求：作为主要的疏散通道，应坚固安全，经久耐磨，受力合理。

（4）构造要求：合理的选择楼的形式、坡度、材料、构造做法，精心的处理好其细部构造。楼梯的形式是多种多样的，对象不同，场合不同，环境部同，角度不同，性质不同，对楼梯的称谓也不同。本设计采用平行双跑楼梯。楼梯属于建筑物中重要的疏散通道和消防通道，因此国家各种现行规范对楼梯的尺度有着明确的构造要求。《民用建筑设计通则》规定每个梯段的踏步不应超过18级，且不应少于3级。《建筑楼梯模数协调标准》规定楼梯踏步不宜高于210mm,并不宜小于140mm,各级踏步高度均应相同。一般楼梯的坡度范围在23°~45°，适宜的坡度为30°。《建筑楼梯模数协调标准》规定楼梯段的最大坡度不宜超过38°。作为主要交通用的楼梯梯段净宽应根据楼梯使用过程中人流股数确定，一般按每股人流宽度为（0‐）m计算，并不应少于两股人流。（0‐为人流在行进中人体的摆幅，公共建筑人流众多应取上限值）。楼梯梯井指四周为梯段和平台的内侧面围绕的空间，实际设计时梯井宽度一般取60~200mm.楼梯栏杆应采取不宜攀登的构造，当采用垂直杆件做栏杆时，其杆件净距不应大于.中间平台的深度不应小于楼梯梯段的宽度，并不得小于,当有搬运大型物件需要时应适量加宽，住宅建筑中的楼梯平台的结构下缘至人行过道的垂直高度不应低于2m.梯段最低、最高踏步的前缘线与顶部凸出物的内边缘线的水平距离不应小于300m.

在本工程中，共有两部楼梯，均采用双跑楼梯，楼梯的开间为,进深.层高为,设计为等跑楼梯，每跑均12级踏步，11个踏面，踏步尺寸为300mm×150mm,中间休息平台尺寸为1950mm×3600mm.

防火设计

为减少火灾和降低火灾损失，在建筑内部采用防火墙、耐火楼板。本工程耐火等级为二级。民用建筑必须满足耐火等级和耐火极限的要求，为防止着火建筑的辐射热在一定时间内引燃相邻建筑，且便于消防扑救的间隔距离成为防火间距。防火建筑必须满足规范要求。

三、结构设计

进行结构方案的比较，结构布置和构件选型，选取一榀主框架进行设计计算，进行楼梯雨蓬的设计，先进行标准层结构平面布置，然后进行梁柱结构布置，包括梁柱尺寸粗估与验算，然后就是进行现浇楼板的设计与计算，楼梯的设计与计算，接下来就是进行横向框架在竖向荷载作用下的计算简图和计算，为了便于设计计算，在计算模型和受力分析进行不同程度的简化，在手算横向框架时进行的基本假定包括：结构分析的弹性静力假定，一般情况下不考虑结构进入弹塑性状态引起的内力重分布；平面结构假定，在柱网正交布置情况下，可以认为每一方向的水平力只有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。楼板在自身平面内的刚性假定，由刚性楼板的假定，同一标高处，所有抗侧力结构的水平位移相等。

横向框架在恒荷载作用下的计算，首层单独计算，第二层至第五层所受的荷载一致，由于屋顶的作用另外计算求解。

计算框架在活荷载作用下的计算简图，通过详细的受力分析及荷载折算，求解方法与恒荷载一致。

横向框架在重力荷载代表值作用下的计算简图，在有地震作用的荷载效应组合时要用到重力荷载代表值，对于楼层，重力荷载代表值取全部的荷载和50%的楼面活荷载，对于屋面，重力荷载代表值取全部的恒荷载和50%的雪荷载。

内力的计算与内力组合，通过手算恒荷载产生的弯矩，轴力和剪力，其余内力的计算取用结构力学求解器进行计算加快进度，节省时间。内力组合，选择最不利内力进行配筋计算。

[1] 中华人民共和国国家标准.高层民用建筑防火规范GB5 0045-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2012

[2] 中华人民共和国国家标准.建筑制图标准GB 50104-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2012

[3] 中华人民共和国国家标准.房屋建筑制图统一标准GB 50001-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2011

[4] 中华人民共和国国家标准.建筑抗震设防分类标准GB 50223-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2012

[5] 中华人民共和国国家建筑标准设计图集.建筑物抗震构造详图GB 50068-2012[M].北京：中国建筑工业出版社，2013

[6] 中华人民共和国国家标准.建筑结构荷载规范GB 50009-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2012

[7] 中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范GB 50010-2012[S].北京：中国建筑工业出版社，2013

[8] 中华人民共和国国家标准.建筑抗震设计规范GB 50011-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2012

[9] 中华人民共和国国家标准.建筑结构制图标准GB 50079-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2013

[10] 中华人民共和国国家标准.GB50068,建筑结构可靠度设计统一标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2018

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XXX大学毕业设计（论文）开题报告（学生填表）院系：建筑工程学院 2009年 月 日课题名称 XX市XX办公楼建筑结构设计学生姓名 专业班级 课题类型 工程设计指导教师 职称 课题来源 生产1. 设计（或研究）的依据与意义：本工程为XX市XX办公楼采用多层框架结构，为永久性建筑。该楼总建筑面积为8000㎡，拟建位置另行给定,抗震设防烈度为8度。根据城市城市规划.建筑规模和要求以及现有的气象条件(气温.相对湿度.主导风向.基本雪压).工程场地地质条件.及材料供应和施工条件进行设计。西城区办公楼由主楼和会议中心两部分组成，主体结构为7层，内外装修均为一般装修。相关设计依据：(1)．《建筑地基设计规范》 GB50007-2001(2)．《混凝土结构设计规范》 GB500010-2002(3)．《建筑结构荷载规范》 GB50009-2001(4)、《建筑抗震设计规范》 GB500011-2001(5)．《砌体结构设计规范》 GB50003-2001(6)．《房屋建筑制图统一标准》 CB/T50001-2001(7)．《建筑结构制图标准》、 GB/T50105-2001(8)．《建筑设计防火规范》 GB50045-1995(9)．有关标准图集、相关教科书和及相关规定。意义：近年来框架结构在世界各地又有了很大的发展，许多城市普遍兴建了包括商场、住宅、旅馆、办公楼和多功能建筑等各种类型的框架建筑。土木工程专业学生毕业后参加或从事框架结构设计已成为必须面对的现实之一。通过毕业设计对大学期间所学的知识做一个系统的总结和应用，通过自己对在熟悉任务书的基础上参观、比较同类建筑，查阅、搜集有关设计资料使我的所学的知识得以综合的应用，提高综合知识的应用能力，对所学过的知识得以系统的深化。并培养我独立解决建筑设计、结构设计的内容和步骤，及掌握建筑施工图结构施工图绘制的方法，为今后工作打下良好的基础。同时毕业设计是学生在毕业前半年的最后学习和综合训练的实践性学习环节，是学习深化、拓宽、综合教学的重要过程；是学生学习、研究与实践成果的全面总结；是学生综合素质与实践能力培养效果的全面检验；是学生毕业及学位资格认定的重要依据；也是衡量高等教育质量和办学效益的重要评价内容 。所以我们每一个毕业生都应该认真的努力完成自己的毕业设计，使自己成为社会需要的人才。2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述框架结构是由梁柱杆系构成，能够承受竖向和水平荷载作用的承重结构体系。一般设计成双向梁柱抗侧力体系，主体结构均宜采用刚接模式。抗震设计时，为协调变形和合理分配内力，框架结构不宜设计成单跨结构。竖向荷载作用下，框架结构以梁受弯为主要受力特点，梁端弯矩和跨中弯矩成为梁结构的控制内力。水平荷载作用下，框架柱承担水平剪力和柱端弯矩，并由此产生水平侧移，在梁柱节点处，由于协调变形使梁端产生弯矩和剪力，因此产生于柱上下端截面的轴力、弯矩和剪力是柱的控制内力。随着经济的发展，生活水平的提高，人们对建筑产品也提出了更高的要求，不仅要安全、经济，还要实用、美观。政府办公楼作为公共建筑，在适应时代需求的同时，不仅有与其他公共建筑的共性，也有自己独特的特点。其总体特征有以下几个方面：(1). 现代政府办公楼（特别是城市办公楼）一般为高层超高层建筑，少数低级行政单位为多层。这主要是因为随着经济的发展和城市化进程的加快，大量人口持续不断的拥向城市，致使城市规模不断扩大，需要更多的政府机关、单位和工作人员来管理和协调辖区内的各种关系，因此，政府办公楼必须为各级行政工作人员提供足够的办公空间，而现在高层建筑的大量涌现，建筑技术的日臻成熟，因其能提供大量的建筑空间，因而成为多数政府办公建筑的首选。(2). 主体大都采用框架结构，或框架剪力墙结构，以满足现代办公建筑的布置灵活、大开间、大进深要求。材料上多用钢筋混凝土，局部采用钢结构，以满足承受自重、活荷载以及办公用具荷载，并保证具有足够的强度和稳定性要求。(3). 为减轻结构自重，现代框架结构内部填充墙多采用加气砼砌块，外墙多采用非承重黏土空心砖。(4). 政府办公建筑面积较大，使用人员众多，流动性大，一般布置为内廊式，竖向上则布置多部电梯、楼梯。(5). 政府办公建筑作为特殊的公共建筑，作用也因使用单位的不同而各异，因此在设计时还应充分考虑便于各部门施政的要求。(6). 政府办公楼中有一些特殊用途的房间，如会议室，新闻发布厅等，由于其建筑面积很大，且内部要求空旷，不能布置柱，因此在结构设计中是难点，需要特别重视，重点考虑。(7). 办公环境的好坏会影响办公效率的高低，因此现代政府办公建筑应充分考虑保温隔热消音通风等要求，采用新型无毒装饰材料，减少对办公人员的影响。会议室、新闻发布厅等特殊用途房间还应专门设计，满足其特殊要求。(8). 随着现在能源的日益紧缺，建筑作为能源消耗大户，也应充分考虑环保要求。现代政府办公建筑中多采用新型、环保技术和材料，以减少对能源的消耗，最大限度的节约能源。(9). 政府办公楼作为公共建筑，必须考虑对交通运输的要求，保证周边道路的通畅。(10). 在保安监控、清洁卫生方面，应设置专人专管，以利于工作的开展和责任的落实。3. 课题设计（或研究）的内容本工程根据设计任务书设计一办公楼，根据地质情况及各种荷载情况设计建筑物的基础，根据荷载和建筑布局设计建筑物主体各层结构，设计梁柱的尺寸及配筋、板厚及配筋，根据气象条件设计建筑物的地下防水防潮、屋面的防水、保温与隔热，使其达到“实用、安全、经济、美观”的要求。(1)．建筑方案设计绘出主要平面，立面，剖面图，标明尺寸（一张1号图纸），比例1：200。(2)．建筑施工图设计1）．平面图：底层平面，标准层平面，顶层平面，比例1：100；2）．立面图：主立面，背立面，侧立面，比例1：100；3）．剖面图：主要剖面（1：100），楼梯剖面（1：50）；4）．详图：需要详细说明的节点，比例1：10或1：20；5）．总平面图（1：500），门窗表，建筑设计说明。(3)．结构施工图1）．基础平面图和基础详图，比例1：100；2）．楼面，屋面结构平面图及节点详图，比例1：100；3）．框架梁柱配筋图节点详图，比例1：50；4）．部分结构构件详图，比例1：20或1：10；4. 设计（或研究）方法采用框架结构近似计算法，求竖向荷载作用下的内力用弯矩分配法；求水平荷载作用下的内力时，有D值法等。求水平地震作用的时候采用底部剪力法；结合所学过的知识、通过查阅参考资料初步设计，再交指导老师审查，审查通过后，利用AutoCAD 、和手工完成绘图，利用Excel、word等完成设计说明书及其他内容的编写。结构部分计算的大概步骤：1）．初估梁柱截面尺寸 2). 荷载计算3). 水平地震作用的侧移验算 4). 风荷载作用下的侧移验算5). 水平地震作用下横向框架的内力计算 6). 竖向荷载作用下框架的内力计算7). 框架梁柱配筋 8). 板的配筋计算9). 楼梯配筋 10).基础的设计及配筋计算5. 实施计划设计内容 所用时间1．英文资料翻译 1周2．开题报告、建筑方案 2周3．各种结构的确定、绘图、编制设计说明书 7周4．修改、整理 1周5．检查、准备、答辩 1周指导教师意见指导教师签字： 年 月 日研究所（教研室）意见研究所所长（教研室主任）签字： 年 月 日