土木工程毕业设计计算书(办公楼)(共64页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上第一章 工程概况 1.1 建设规模 1.本工程名为博世公司综合办公楼，总建筑面积约为5000，建筑层数为六层，底层高为3900mm，其余层次为3300mm。室内外高差为0.9m。2.主体结构采用全现浇框架结构。3.主体建筑总长度为52.8m，总宽度为14.4m；柱网轴线尺寸开间为6.6m，进深为6.0m， 形成等跨对称横向框架计算简图，内走廊轴线尺寸为2.4m。 1.2 设计条件1.该建筑属于丙类建筑，安全等级为二级，地面粗糙程度为B类。2.该建筑场地位于六度设防烈度区，可不考虑结构抗震验算，但需按规范要求采取抗震结构措施。3.可保证供应各种规范的钢筋及C20-C40级混凝土用做主要建筑材料。4.荷载：基本风压0=0.35KN/m2，风荷载体型系数、风压高度变化系数按荷载规范 取值。基本雪压值S0=0.2KN/m2。屋面为不上人屋面，活荷载取为0.5 KN/m2，楼面为：2.0 KN/m2；走廊，楼梯，门厅及阳台为3.5 KN/m2。5.其他条件：年降雨量634mm，地下水位于地表下6m，地表下粘土分布厚度大于15m在竖向及水平方向分布均匀。地基承载力为200KPa，基础场地类别为：类；气温：平均气温16.8度，平均相对湿度76；分向、主导风向N,NE,五、六、七三个月以南风为主，其次以北至东北风。6.材料选用：混凝土：梁采用C25，柱采用C30。钢筋：框架梁柱中主要受力钢筋为HRB335,楼梯中主要受力钢筋为HRB335，其余为HPB235。7.柱的平面布置如图： 图1-1 柱平面布置图第二章 框架结构截面尺寸估算2.1 框架梁截面估算横向框架主梁： ， 取h=600mm ， 取b=250mm纵向框架梁： ， 取h=600mm， 取b=250mmB-C跨主梁： ， 取h=400mm，b=250mm2.2 柱截面估算 边柱：N=13×负荷面积×1.25×5=13×6.6×6/2×1.25×5=1608.75KN A 取h=500mm，b=500mm中柱：N=13×负荷面积×1.25×5=13×6.6×（）×1.25×5=2252KN A 取h=500mm，b=500mm2.3 梁、柱计算长度梁计算长度取轴线间的距离 柱高：底层柱为3.9+1=4.9m 2-6层为层高：3.3m2.4 框架计算简图框架在竖向荷载作用下可忽略节点侧移，按刚性方案设计，柱在水平荷载作用下不可忽略节点侧移，按弹性方案设计。（1）梁线刚度计算 A-B跨梁 C-D跨梁 B-C跨梁 (2)柱线刚度计算底层 中柱： 边柱： 2-6层 中柱 边柱 该榀框架计算简图如下：图2-1 框架计算简图第三章 荷载标准值计算 计算范围内的荷载传力途径如图所示：图3-1 板传荷载示意图3.1恒荷载计算（1）屋面框架梁线荷载标准值 边跨框架梁线荷载标准值13mm板底抹灰 0.013×17=0.221 KN/m2120厚现浇钢筋混凝土楼板 0.12×25 =3.0KN/m2 20mm厚1：2水泥砂浆找平 0.02×20=0.4 KN/m2水泥砂浆找坡2%，最薄出10mm 1.2 KN/m220厚SBS改性沥青防水卷材一道 0.02×10=0.2 KN/m240mm厚聚苯乙烯泡沫塑料板 0.04×0.5=0.02 KN/m2 绿豆砂保护层 0.2 KN/m2 屋面荷载 总计 5.24 KN/m2 屋面框架梁自重 25×0.6×0.25=3.75 KN/m 梁侧粉刷（偏安全按梁自重0.1 3.75×0.1=0.375 KN/m倍近似计算，后同） 线荷载总计 KN/m KN/m中跨框架梁线荷载标准值屋面框架梁自重 0.25×0.4×25=2.5 KN/m 梁侧粉刷 2.5×0.1=0.25 KN/m线荷载总计 KN/m KN/m （2）楼面框架梁荷载标准值 1-5层边跨楼面框架梁荷载标准值13mm厚板底抹灰 0.013×17=0.221 KN/m2130厚现浇钢筋混凝土楼板 0.13×25 =3.25KN/m2 20mm厚1：2水泥砂浆找平 0.02×20=0.4 KN/m2 10mm厚水磨石地面 0.65 KN/m2 楼面恒荷载 总计 4.52 KN/m2楼面框架梁自重 25×0.25×0.6=3.75 KN/m梁侧粉刷 3.75×0.1=0.375 KN/m填充墙自重 0.24×(3.3-0.6)×20=12.96 KN/m 墙面粉刷 (3.3-0.6) ×0.02×2×20=2.16 KN/m1-5层边跨框架梁线荷载总计 KN/m KN/m 1-5层中跨楼面框架梁荷载标准值13mm厚板底抹灰 0.013×17=0.221 KN/m2100厚现浇钢筋混凝土楼板 0.1×25 =2.5KN/m2 20mm厚1：2水泥砂浆找平 0.02×20=0.4 KN/m2 10mm厚水磨石地面 0.65 KN/m2 楼面恒荷载 总计 3.77 KN/m2楼面框架梁自重 25×0.25×0.4=2.5 KN/m梁侧粉刷 2.5×0.1=0.25 KN/m1-5层边跨框架梁线荷载总计 KN/m KN/m（3）屋面框架节点集中荷载标准值 边柱A、D轴 纵向框架梁方向：框架梁自重 0.25×0.6×6.6×25=24.75 KN梁侧粉刷： 24.75×0.1=2.475 KN 0.9m高女儿墙自重 0.24×6.6×0.9×20=28.51 KN 屋面荷载传递(梯形) KN 女儿墙粉刷 0.02×2×0.9×6.6×20=4.75 KN 总计 95.87 KN 中柱 B、C轴纵向框架梁方向：框架梁自重 0.25×0.6×6.6×25=24.75 KN梁侧粉刷： 24.75×0.1=2.475 KN 屋面荷载传递(梯形) KN 总计 87.2 KN（4）楼面框架节点集中荷载标准值 边柱A、D轴 纵向框架梁方向：框架梁自重 0.25×0.6×6.6×25=24.75 KN梁侧粉刷： 24.75×0.1=2.475 KN 填充墙自重(除窗洞口) 0.24×(6.6-1.8×2)×(3.3-1.85)×20=20.88 KN 屋面荷载传递(梯形) KN 填充墙粉刷 0.02×2×(6.6-1.8×2)×(3.3-1.85)×20=3.48 KN 总计 82.1 KN中柱B、C轴纵向框架梁方向：框架梁自重 0.25×0.6×6.6×25=24.75 KN梁侧粉刷： 2 4.75×0.1=2.475 KN 填充墙自重(除门洞口) 0.24×(6.6-0.9)×(3.3-2.1)×20=32.83 KN 屋面荷载传递(梯形) 4.52×3.77=47.11 KN 填充墙粉刷 0.02×2×(6.6-0.9)×(3.3-2.1)×20=5.47 KN 总计 112.6 KN3.2活荷载计算（1）屋面边跨框架梁线荷载标准值（不上人） 0.5 KN/m2 KN/m(2) 屋面中跨框架梁线荷载标准值（不上人） 0.5 KN/m2 KN/m（3）1-5层楼面边框架梁线荷载标准值（A-B、C-D跨） 2.0 KN/m2 KN/m（4）1-5层过道框架梁线荷载标准值（B-C跨） 3.5 KN/m2 KN/m（5）活荷载作用下框架节点集中荷载标准值 边柱A、D轴 屋顶柱顶 P=0.5×()=3.37 KN 1-5层柱顶 P=2.0×(）=13.52KN 中柱B、C轴屋顶柱顶 P= 0.5××(+)=5.58 KN 1-5层柱顶 P=2.0×()+3.5×=28.93 KN注：式中为梯形荷载转化为均布荷载的系数=12a2+a3第四章 竖向荷载作用下内力计算4.1 计算单元及计算简图横向框架上的竖向力由板上传来的恒载、活载及框架梁的自重和梁上荷载组成。由于梁板为整体现浇，且各区各为双向板，故直接传给横梁的楼面荷载为长边梯形分布，短边三角形分布，计算单元范围内的其余荷载通过梁以集中荷载的形式传给框架柱。框架横梁自重以及直接作用在横梁上的填充墙自重则按均布荷载考虑。板上荷载传力途径如图所示：图4-1 板传荷载示意图4.2 恒荷载作用下结构内力计算 4.2.1 横向框架在恒载作用下计算简图如下图4-2 恒荷载作用下计算简图4.2.2 横向框架在恒载作用下等效后计算简图如下 三角形荷载按公式g=5/8g等效为均布荷载图4-3 恒荷载作用下等效后计算简图4.2.3恒载作用下内力计算由于本结构和作用何在均对称，故取半跨进行分析。图4-4 半跨结构计算简图求各杆杆端分配系数，和各杆固端弯矩M。节点B 节点C 节点D 节点E 节点F 节点G 节点I 节点J 节点K 节点L 节点M 节点N 各杆固端弯矩计算：恒荷载作用下弯矩二次分配：图4-5 恒荷载作用下弯矩二次分配(KN·m) 恒荷载作用下弯矩图：图4-6 恒荷载作用下弯矩图(KN·m)根据作用于梁上的荷载及梁、柱端弯矩，用平衡条件可求得梁、柱端剪力及轴力作用于柱中轴力为-纵向框架传于柱中集中荷载+横向框架传于柱中集中荷载恒荷载作用下剪力图及柱轴力图：图4-7 恒荷载作用下剪力图(KN·m) 图4-8 恒荷载作用下柱轴力图(KN·m)4.3 活荷载作用下结构内力计算4.3.1 横向框架在活载作用下计算简图如下图4-9 活荷载作用下计算简图4.2.2 横向框架在恒载作用下等效后计算简图如下 三角形荷载按公式g=5/8g等效为均布荷载图4-10 活荷载作用下等效后计算简图活荷载作用各杆杆端分配系数上同各杆固端弯矩计算如下：活荷载作用下弯矩二次分配：图4-11 恒荷载作用下弯矩二次分配(KN·m)活荷载作用下弯矩图：图4-12 活荷载作用下弯矩图(KN·m)活荷载作用下剪力图及柱轴力图：图4-13 活荷载作用下剪力图(KN·m) 图4-14 活荷载作用下柱轴力图(KN·m)第五章 水平风荷载作用下内力计算5.1 风荷载标准值计算 压标准值计算公式为=1.0 =0.8+0.5=1.3 =0.35 KN/m2第一层： H=4.9m 查表得=1.0 KN/m2第二层： H=4.9+3.3=8.2m 查表得=1.0 KN/m2第三层： H=4.9+3.3+3.3=11.5m 查表得=1.042 KN/m2第四层： H=4.9+3.3+3.3+3.3=14.8m 查表得=1.134 KN/m2第五层： H=4.9+3.3+3.3+3.3+3.3=18.1m 查表得=1.208 KN/m2第六层： H=4.9+3.3+3.3+3.3+3.3+3.3=21.4m 查表得=1.274 KN/m2将矩形分布荷载折算成节点集中力 KN KN KN KN KN KN计算简图如下：图5-1 等效节点集中风荷载 (KN)5.2 风荷载作用下内力计算 （1）计算各柱的抗侧移刚度和各层底层各柱抗侧移刚度计算 中柱 边柱 第二层各柱抗侧移刚度计算中柱 边柱 第三层各柱抗侧移刚度计算中柱 边柱 第四层各柱抗侧移刚度计算中柱 边柱 第五层各柱抗侧移刚度计算中柱 边柱 第六层各柱抗侧移刚度计算中柱 边柱 （2）求各住剪力 第六层 第五层 第四层 第三层 第二层 第一层 （3）求各柱反弯点高度第六层 中柱 ， 查表得 ，顶层不考虑， 边柱 ， 查表得 ，顶层不考虑， 第五层 中柱 ， 查表得 ， 边柱 ， 查表得 ， 第四层 中柱 ， 查表得 ， 边柱 ， 查表得 ， 第三层 中柱 ， 查表得 ， 边柱 ， 查表得 ， 第二层 中柱 ， 查表得 ， 边柱 ， 查表得 ， 第一层 中柱 ， 查表得 底层不考虑，不考虑 边柱 ， 查表得 底层不考虑，不考虑 5.3 风荷载作用下内力计算： 风荷载作用下各柱柱间剪力图如下： 图5-2 风荷载作用下柱间剪力V（KN）风荷载作用下弯矩图：图5-3 风荷载作用下弯矩图(KN·m)风荷载作用下剪力图及柱轴力图：图5-4 风荷载作用下剪力图(KN·m) 图5-5 风荷载作用下柱轴力图(KN·m)第六章 框架梁、柱内力组合6.1框架梁内力组合 将内力计算图中量的弯矩，剪力标准值填入内力组合表，对于活荷载作用下跨中弯矩还应乘以调整系数1.2，在进行内力组合。框架梁在恒荷载、活荷载、风荷载作用下的内力组合表见下表。因为标准层荷载、截面均相同，故只取首层、标准层、顶层的边跨梁和中间梁组合。框架梁内力组合见表6.2框架柱内力组合 柱内力控制截面取柱上、下端截面。 柱式偏心受力构件且一般采取对称配筋，故其最不利内力组合为 及相应的N及相应的M及相应的M对于一般多层框架结构，当不考虑抗震设防时可以考虑下列三种荷载组合方式1.2恒+1.4活1.2恒+1.4风1.2恒+1.4×0.9(风+活)框架柱内力组合见表 第七章 框架侧移计算 各层柱尺寸均为500×500，混凝土采用C30（N/m2，E=30 KN/m2）惯性矩， 柱线刚度7.1求各层的D值层次边柱中柱n=1 KN/cm KN/cm2×(128.662+151.638)=560.6 KN/cmn=26 KN/cm KN/cm2×(162.098+227.950)=780.096 KN/cm7.2求梁柱弯曲变形引起的水平位移（1）按式求得各层相对位移层次123456V6249.739.829.518.36.3560.6780.0960.11060.06370.05100.03780.02350.00810.11060.17430.22530.26310.28660.2947注：单位为cm 。验算： 满足要求 满足要求综上得框架抗侧移满足要求。第八章 框架梁、柱截面配筋计算8.1框架横梁配筋计算选取顶层、标准层、底层梁进行计算梁A6B6: 混凝土C25，钢筋HRB335级，N/mm2， N/mm2 ，。 （1）跨中截面 ，框架梁跨中截面为T形，T形截面翼缘宽度取值如下 按梁跨度考虑： 按梁净距考虑：按翼缘高度考虑取小值判断T截面类别属于第一类截面计算钢筋面积验算最小配筋率：满足最小配筋要求，选用222框架支座按矩形计算截面A6B6支座跨中B6A6支座弯矩值(KN )-73.164.6-83.00.080.00850.092=358=382=513选配钢筋218222318实配钢筋(mm2)509760763斜截面承载力计算： V 截面符合要求 V 按构造配箍筋 箍筋选用8200，梁端箍筋加密为8100梁B6C6 中跨梁全跨承受负弯矩，故按矩形截面计算，截面B6C6支座跨中C6B6支座弯矩值(KN )-22.0-8.8-21.90.0570.0220.057=206=80=206选配钢筋218218218实配钢筋(mm2)509509509斜截面承载力计算： V 截面符合要求 V 按构造配箍筋 箍筋选用8200，梁端箍筋加密为8100梁A3B3 框架梁跨中按为T形截面，截面A3B3支座跨中B3A3支座弯矩值(KN )-170.798.4-169.90.20.0130.199=1120=583=1115选配钢筋420220420实配钢筋(mm2)12566281256 V 截面符合要求 V 需按计算配箍筋 箍筋选用8200，梁端箍筋加密为8100配箍率验算：配箍率满足要求。梁B3C3 中跨梁全跨承受负弯矩，故按矩形截面计算，截面B3C3支座跨中C3B3支座弯矩值(KN )-40.2-11.6-40.20.1070.0290.107=387=105=387选配钢筋218218218实配钢筋(mm2)509509509斜截面承载力计算： V 截面符合要求 V 按构造配箍筋 箍筋选用8200，梁端箍筋加密为8100梁A1B1 框架梁跨中按为T形截面，截面A3B3支座跨中B3A3支座弯矩值(KN )-183.1108.1-181.40.2160.0140.214=1210=628=1199选配钢筋420320420实配钢筋(mm2)12569411256 V 截面符合要求 V 需按计算配箍筋 箍筋选用8200，梁端箍筋加密为8100配箍率验算：配箍率满足要求。梁B1C1 中跨梁全跨承受负弯矩，故按矩形截面计算，截面B3C3支座跨中C3B3支座弯矩值(KN )-59.7-15.2-59.70.1650.0390.165=597=141=597选配钢筋318218318实配钢筋(mm2)763509763斜截面承载力计算： V 截面符合要求 V 按构造配箍筋 箍筋选用8200，梁端箍筋加密为81008.2框架柱配筋计算第一层框架柱正截面承载力计算杆件柱A柱Bb(mm)500500h0(mm)460460内力值(KN·m)-74.0-20.773.817.5N(KN)175717671995206042.111.737.08.520.020.020.020.062.131.757.028.51.02(取1.0)1.01(取1.0)0.890.87底层4900490049004900判别9.815取1.09.815取1.09.815取1.09.815取1.01.511.991.491.96304273295266比较判断大、小偏压