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1 建筑设计总说明
1.1 工程名称
北京城建集团三公司行政办公楼
1.2 工程概况
拟建北京城建集团三公司行政办公楼为永久性建筑根据北京市规划局批准的行政办公楼建设现划报告。
(1)工程造价约1163.2万元
(2)建筑面积 5080.3m2
(3)建筑层数六层
(4)建筑物耐火等级二级
1.3 原始资料
1.3.1 设计地点
某机关院内。
1.3.2 建筑规模、 内容及要求:
(1)层数:6层
(2)大办公室 (每层4间)43.2m2
(3)标准办公室 (每层14间)21.6m2
(4)交通部分要符合建筑设计及建筑防火规范
(5) 结构形式框架结构
全楼采用热水采暖散热器设罩 电器照明电路暗敷除门厅走廊厕所盥洗室用吸顶灯外其它房间为日光灯照明各房间按要求设置电源插座设计中不考虑空调。
1.3.3 结构部分
1 自然条件
北京地区最热月平均气温12.5℃最冷月平均气温-4.4℃夏季通风室外空气计算温度取25oC冬季室外计算温度取-15oC。年降雨量628.9mm 日最大降雨量按95mm一小时最大降雨量按55mm。
主导风向冬季西北风
夏季东北风
基本风压 0.3kN/m2
基本雪压 0.3kN/m2
冰冻深度天然地面以下850mm
1.3.4 工程地质、水文资料
1该地区地震设防烈度为7度建筑场地为II类场地地基承载力标准值f ak=240 kP a结构型式为现浇钢筋混凝土框架。
2建筑等级、式样、结构形式基本房间交通系统 内外装修等的考虑与安排。
地下水位:钻探至标高为40 00m处未见地下水常年地下水位于地表下20m。
1.4施工部分
1、施工条件
各大建筑公司均可承担施工任务技术力量、机械吊装设备都能满足要求。
2、开竣工日期
自2012年7月1日开工至2013年4月底完工雨季施工为7月l日至8月31日冬季施工从11月15日至第二年3月15日。
1.5建筑设计
1.5.1 建筑方案的选定
建筑物的设计首先应满足建筑物使用功能的要求其次又要有美观的外部造型和空间感还应满足经济条件及场地条件的制约。根据本建筑物使用功能要求、设计要求经综合考虑采用7.2m×6m大柱网框架结构走廊宽2.7m。
1.5.2 建筑平面设计
1.5.2.1 功能分析
建筑平面根据使用性质来分析主要可归纳为使用部分和交通联系部分两种。使用部分是指主要使用和辅助使用的面积 即建筑物中的使用房间和辅助房间。交通联系部分是建筑物中各个房间之间楼层之间和房屋内外之间联系通行的面积 即建筑物的走廊、 门厅、过厅、楼梯、坡道等所占的面积。
1.5.2.2主要房间的平面设计
公共建筑由于各类功能的不同房间的种类很多要求各不相同为了满足一定的使用要求要考虑合适的房间的大小和形状 良好的朝向、采光和通风条件以及有效的利用建筑面积和空间等。使用房间面积的大小主要是由房间内部活动特点使用人数的多少家具设备的多少因素决定。本设计根据综合办公楼的特点以及框架结构可提供大空间的优势布置了7.2m×6m的柱网这种设计便于各种大小办公室的分割使用上能充分利用空间并且具有较大的灵活性。 同时墙身平直结构简单施工方便也便于统一建筑开间和进深有利于建筑平面组合。
1.5.2.3辅助房间设计
辅助房间建筑面积86.4 m2 可存放资料或作为休息室接待室使用。
厕所男女厕所各占一个开间面积为21.6 m2 地坪比同层地面低30mm为了防止溢水每层分设。
1.5.2.4交通联系部分的平面设计
交通联系部分包括 门厅、走廊、楼梯。
设计上要符合安全规范同时要做到大方、简洁。本设计中门厅总宽度为8.4m外门为3榀0.9m×2.1m双扇外开门 设计详见平面图、立面图。
(2) 走廊设计走廊是人流疏散的通道设计时过道的宽度符合人流畅通和建筑防火要求。本设计中走廊宽度为2.7m。
(3) 楼梯参照办公楼的使用人数及建筑设计中的防火要求应设置两部楼梯楼梯结构采用板式楼梯。
1.5.3 建筑立面设计体型设计
立面设计力求统一使各部分主次分明形式完整给人以端正、庄严的感觉。立面效果由白色塑钢门窗与横向分格线体现 由于体型朴素简洁给人一种均衡的美。从整体来看给人明快、活泼、积极向上的感觉。立面设计符合建筑造型和立面构图方面规律 同时把适用、美观、经济三者有机的结合起来。
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1.5.4 剖面设计
本设计中底层层高为3.9m 26层为3.6m。在选择室内外标高时把底层时满足墙身防潮的要求。
1.6建筑材料选用
(1) C40混凝土 fc=19.1 N mm2 ft=1.71 N mm2
C30混凝土 fc=14.3 N mm2 ft=1.43 N mm2
HR B 400级钢筋
HRB335级钢筋 fy=300 N mm2 fy=300 N mm2
HPB235级钢筋 fy=210 N mm2 fy=210 N mm2
粘土多孔砖尺寸 240 mm×115 mm×90 mm
(2)楼地面 瓷砖地面水泥粗沙打底 8 mm
100 mm厚钢筋混凝土现浇板
20 mm厚水泥沙浆找平层
150 mm厚水泥蛭石保温层
100 mm厚钢筋混凝土现浇板
12 mm厚1:0.2:2水泥石灰膏沙浆结合层
(5) 内墙 喷内墙涂料中级耐擦洗涂料
20 mm厚纸筋灰罩面
6 mm厚1 :3石灰膏沙浆抹平
10 mm厚1:3石灰膏沙浆打底
(6)地面 瓷砖地面水泥粗沙打底
500 mm100号混凝土
100 mm厚3:7灰土
(7)散水 10 mm厚1 2.5水泥沙浆抹面
60 mm厚C 10混凝土
80 mm厚碎砖
素土夯实
3%找坡
2 结构设计说明
2.1 工程概况
2.1.1 建筑概况
本设计为昌平区行政办公楼总建筑面积5598.7m2,东西长57.6m,南北方向长
20.7m。该建筑为六层总高度为24.9m其平面及立面布置见施工图建筑施工图。
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本工程为框架结构上部结构中墙体用240 mm×115 mm×90 mm多孔砖填充楼面采用现浇板、柱子、梁也为现浇的钢筋混凝土构件。
室内大部分为瓷砖地面其中卫生间铺马赛克室内装修主要采用石灰膏砂浆和20 mm厚纸筋灰罩面外喷内墙涂料。室外外墙瓷砖贴面。散水为无筋混凝土一次抹光。屋面保温为水泥蛭石保温层上做SBC120防水层 30mm厚细石混凝土保护层。
设备安装及水、暖、 电工程配合土建施工。
2.1.2 气象资料
(1)温度
最冷月平均 -4.4℃
最热月平均 12.5℃
(2)相对湿度最热月平均66%
(3)主导风向冬季为西北风夏季为东北风。基本风压W=0.3kN/m²
(4) 降雨雪量年降雨量628.9 mm最大积雪深度200 mm基本雪压S。=0.3 kN m2
(5)最大冻土深度 85cm
2.1.3 工程地质、水文资料
该地区地震设防烈度为7度建筑场地为Ⅱ类场地地下水位平均-6.6m水质无侵蚀性。
杂填土 fak=0 kN/m2 1m
II级非自重湿陷性黄土 fak=210 kN/m2 1 m
以下为粉质粘土 fak=180kN/m2
2.1.4 施工条件
施工由某公司承包该公司技术力量强施工机械设备齐全能从事各种民
用建筑的施工。工程所需的各种门窗、 中小型混凝土预制构件以及钢筋、水泥、
沙、石等材料均可按设计要求保证供应施工用水用电可就近在主干道旁接入
劳动力可满足施工需要。
2.2 设计依据
2.2.1 本工程主要遵循以下结构设计规范
《房屋建筑统一标准》 GB/T50001-2001
《建筑制图统一标准》 GB/T50104-2001
《建筑设计防火规范》 BJ16-87
《建筑结构荷载规范》 GB50009-2001
《砼结构设计规范》 GB50010-2002
《建筑抗震设计规范》 GB50011-2001
《砌体结构设计规范》 GB5003-2001
《钢筋砼高层建筑结构设计与施工规程》 JGJ3-91
《钢筋砼结构》 教材
《抗震结构设计》 教材
《钢筋砼结构构造手册》 建筑工业出版社
《多层及高层结构设计》 建筑工业出版社
《建筑施工组织》 教材
《工民建专业课程设计指南》 建材出版社
各种设计中所需的标准图集。
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2.2.2 地质勘查报告
2.2.3 各种结构设计等级的确定
(1)抗震设防烈度为7度 Ⅱ类场地框架结构的抗震等级为二级。
(2)混凝土结构的安全等级为二级。
(3)建筑物的耐火等级为二级。
(4)应用其它规范时按实际取相应的等级。
2.3 荷载取值
雪载 0.3 kN m2
楼面 2.0 kN m2
走廊 2.4 kN m2
楼梯 3.5 kN m2
2.4 上部结构
2.4.1 结构平面及竖向布置的要求
结构的平面布置必须有利于抵抗水平荷载受力明确传力途径清楚受力要求均匀对称减少扭转的影响。在地震作用下平面形状宜简单、规则、对称尽量避免过大的外伸内偏 以减少地震的影响。为保证建筑物在水平力作用下不发生倾覆并保证建筑物的整体稳定性高层建筑物的高宽比不宜过大 同时竖向结构的强度与刚度宜均匀、连续不应突然变化产生严重震害。建筑结构平面及竖向布置应根据建筑物的性质、建筑地点的地形及其它环境因素使其满足功能上的要求并努力使建筑具有良好的体形和建筑观感。另外还应仔细考虑各种的材料消耗量及施工难易等因素求得最优的经济效果。
2.4.2 结构选型的确定
拟建建筑物为六层行政办公楼有下列结构供选择
(1)砌体结构取材方便施工技术要求不高造价低廉这些是优点。缺点是整体性差抗侧移能力小脆性大抗剪强度低 自重大建筑平面不灵活抗震性能差在地震区严格控制使用。故本设计不宜采用砌体结构。
(2)钢筋混凝土结构优点①合理的利用了钢筋和混凝土这两种材料的受力特点形成了具有较高强度的结构节约了钢材造价可以适当降低②耐久性和耐火性好维护费用低③可模性好④现浇钢筋混凝土结构整体性好又具有较好的延性适用于抗震设计结构⑤混凝土占比例较大的沙石材料便于就地取材。
由于我国目前钢产量有限造价高对技术要求也很高从实际情况来分析本设计也不宜采用钢结构。
2.4.3 结构体系的确定
(1)框架结构体系
优点建筑平面布置灵活可以做成较大空间立面富于变化适用于房屋高度不大层数不多的建筑物
缺点侧移刚度小水平位移大。
缺点结构平面布置不灵活难以布置较大空间。
(3)框架-剪力墙结构体系
优点综合了a.b两种体系的优点适用于高层建筑
缺点 自重较大造价高不经济。
经综合考虑本设计选择框架体系比较合理尽管其存在缺点但可以通过合
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理的设计如框架结构可以做成延性框架并提高抗震性能以承受较大侧移变形同时选用重量较轻的材料作隔墙和填充墙来克服这些缺点。
2.4.4 楼盖及屋盖
现浇体系 100 mm厚钢筋混凝土现浇板板面平整有良好的抗震性。
2.5 结构设计原则、方法
本设计为六层框架总高度为24.9m且质量与刚度沿高度分布比较均匀的结构可近似看作单质点体系的结构手算水平荷载地震反应及风荷载时采用底部剪力法符合计算条件。 竖 向荷载可用弯矩 的二次分配法进行计算求得控制截面上的最大内力。
2.6 主要构件的截面尺寸
梁截面在参考建筑设计并考虑建筑物功能要求来确定 由于结构在纵横两个方向都要考虑承受地震力使结构在纵横双向都应具有相应的刚度和强度。
柱截面的选择应考虑轴压比的影响 以加强柱的延性 同时控制柱的剪跨比以保证柱的抗剪能力避免产生剪切破坏。
表2.1 梁截面尺寸mm及各层混凝土强度等级
柱截面尺寸 1层 700×700mm2;
24层 600×600mm2;
56层 550×550mm2.
2.7 柱网尺寸的确定及布置
图2.1 柱网布置图
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3 结构计算
3.1 工程概况
北京城建集团三公司行政办公楼建筑总面积为 5598.7m2 拟建房屋所在地最冷月平均温度 -4.4℃最热月平均温度 12.5℃相对湿度最热月平均 66%主导风向冬季均为西北风夏季为东北风基本风压 ω0=0.3KN/m2 降雨雪量年降雨量582 mm,最大积雪深度200 mm基本雪压 s0=0.3KN/m2最大冻土深度 85cm。建筑场地为 Ⅱ类场地地下水位平均 -20 m,水质无侵蚀性。该地区地震设防烈度为7度设计地震动参数 max0.16,Tg0.15s 。该建筑耐火等级为二级。
3.2 结构布置及计算简图
根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求进行了建筑平面、立面及剖面设计其结构平面布置图见图3.1主体结构为六层一层层高为3.9m,其余各层层高均为3.6m墙体采用240mm厚粘土空心砖砌筑单位墙体重力荷载去4.44kN m2 。内墙240mm粘土空心砖取单位重力荷载4.28 kN m2 .办公室门采用防盗门 门洞口尺寸 0.9m×2.1m,大会议室及楼道防火门 1.8m×2.1m,厕所为木门 0.9m×2.1m。窗为塑钢窗洞口尺寸:2.4m×1.8m。
楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混泥土结构楼板厚度取100 mm梁截面高度按梁
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跨度的1/121/8估算梁宽约为梁高的1/21/3 同时不小于1/2柱宽且不小于250mm 由此估算的梁截面尺寸见表3.1表中还给出了各层梁柱的混泥土强度等级其设计强度为 C40( fc =19.1 Nmm2 , ft =1.71 Nmm2 ),C30( fc =14.3Nm)
表3.1 梁截面尺寸mm及各层混凝土强度等级
Ac)
估算gE为折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值近似取gE13 kN m2 为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为验算层以上楼层层数 Ac为柱截面面积 fc为混凝土轴心抗压强度设计值N 为框架柱轴压比限值一级、二级和三级抗震等级近似分别取0.7、 0.8和0.9。
由《规范》查得该框架结构的抗震等级为二级其轴压比限值N =0.8各层的重力荷载代表值近似取12 kN m2 由图3.1结构平面图可知边柱及中柱的负载面积分别为7.2×3m2 7.2×4.35m2 由上式得第一层柱截面面积为
中柱
如果取柱截面为正方形则边柱和中柱截面高度分别为363.75 mm和420.81 mm。
根据上述计算并综合考虑其他因素本设计柱截面尺寸取值如下
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1层 700×700mm2;
24层 600×600mm2;
56层 550×550mm2.
框架结构计算简图如图3.2所示。取顶层柱的形心线作为框架柱的轴线梁轴线取至板底 26层柱高即为层高取3.6 m;底层柱高从基础顶面取至底层板底 即h1=3.9+0.6+1.65-0.1-0.4=5.0m。
图3.2结构设计简图
3.3 重力荷载计算
3.3.1 屋面及楼面的永久荷载标准值
上人屋面
30厚细石混泥土保护层 22×0.03=0.66 kN m2
SBC120防水层 0.4 kN m2
20厚水泥砂浆找平层 20×0.02=0.4 kN m2
50厚水泥蛭石保温层 50×0.015=0.75 kN m2
100厚钢筋混泥土板 25×0.1=2.5 kN m2
V型轻钢龙骨吊顶 0.25 kN m2
合计 4.96 kN m2
15层楼面
瓷砖地面包括水泥粗沙打底 0.55 kN m2
100厚钢筋混泥土板 25×0.1=2.5 kN m2
V型轻钢龙骨吊顶 0.25 kN m2
合计 3.30 kN m2
3.3.2 屋面及楼面可变荷载标准值
上人屋面均布荷载标准值 2.0 kN m2
楼面活荷载标准值 2.0 kN m2
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