某四层框架办公楼毕业设计(含计算书)(共61页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上继续教育学院毕业设计（论文）设计计算书课 题 名 称 某市综合办公楼设计 专 业 班 级 学 号 学 生 指 导 教 师 日 期 摘 要本文为某市综合办公楼设计计算书。该楼建筑面积4000平方米左右，根据建筑设计、抗震方面等的要求，确定合理的结构形式和结构布置方案，确定框架、基础的形式。根据要求采用了钢筋混凝土结构。本设计中选取一榀主框架以及楼面及屋面板进行截面设计及配筋计算。首先根据框架布局确定各构件尺寸，进行恒载、活载及风荷载的统计。主要包括建筑设计和结构设计两部分。建筑设计，包括平面定位图设计、平面设计、立面设计、剖面设计。结构设计，框架结构设计主要包括：结构选

2、型，梁、柱、墙等构件尺寸的确定，重力荷载计算、横向水平作用下框架结构的内力和侧移计算、竖向荷载作用下横向框架的内力分析、内力组合、截面设计、基础设计。其中,基础设计又包括基础选型、基础平面布置、地基计算等。在设计的过程中我严格按照最新规范及有关规定进行设计，其中采用的计算方法均参照有关书籍。关键词 ： 框架结构；结构设计；内力计算；荷载；钢筋混凝土Abstract This paper is a comprehensive office building design calculations. The building area of 4000 square meters, accordin

3、g to the building design, earthquake and other requirements, determine the reasonable structure form and structure layout, determine the basic framework, form. According to the requirements by the reinforced concrete structure. Section design and reinforcement calculation of a main frame and floor a

4、nd roof panel selected in this design. According to the frame structure to determine the size of each member, statistics of dead load, live load and wind load. Mainly includes the architectural design and structural design of two parts Architectural design, including the plane location map design, g

5、raphic design, facade design, profile design. Structure design, frame structure design mainly includes: the selection of the structure, determine the size of beam, column, wall and other components, gravity load calculation, horizontal under frame of internal force and lateral calculation under vert

6、ical load, lateral analysis of internal force, internal force combination, cross section design, foundation design. Among them, foundation design includes selection of foundation, foundation layout, foundation calculation etc.新!为您提供类似表述，查看示例用法： 分享到 翻译结果抱歉，系统响应超时，请稍后再试 支持中英、中日、泰英、日英在线互译 支持网页翻译，在输入框输入

7、网页地址即可 提供一键清空、复制功能、支持双语对照查看，使您体验更加流畅Key Words: frame；structural design；internal force；lateral loads；reinforced concrete 目 录第一章 设计任务及要求4 1.1 设计原始资料41.2 建筑设计任务及要求.41.3 结构设计任务及要求4第二章 建筑设计总说明.5 2.1 平面设计.5 2.2 剖面设计.5第三章 结构方案设计说明.73.1 结构方案的选择及结构布置.73.2 主要结构材料、截面几何特征.7第四章 结构方案设计计算.9 4.1 荷载计算.11 4.2 梁、柱线刚度计

8、算.11 4.3 框架侧移刚度计算.13第五章 竖向荷载内力计算.14 5.1 恒载内力计算14 5.2 活载内力计算22第六章 水平方向内力计算.296.1 风荷载作用下的框架内力计算.296.2 地震作用下的框架内力计算.346.3 水平荷载作用下的框架内力计算.34第七章 平面框架的内力组合和配筋计算.397.1 横向平面框架的内力组合和配筋计算.397.2 板的内力计算和配筋.497.3 楼梯的内力计算和配筋.517.4 基础的内力计算和配筋.53致谢.59参考文献.60第一章 设计任务及要求1.1设计原始资料1.1.1工程概况：工程地点在某市。建筑面积约4000 m2，拟建建筑物层数

9、为四层框架结构。外墙装修采用外墙涂料、面砖；窗户采用平开铝合金窗，门采用铝合金门。房间有：办公室、会议室、卫生间。1.12 建筑技术条件：（1）气象资料： 基本风压 W0=0.35 kN/m2基本雪压 S0=0.50kN/m2 （2）抗震设防要求：设防烈度为7度，设计地震分组为第I组，设计地震加速度为0.15（3）地质资料： 天然地面以下1.6 m为杂填土，土质较差；下层为粉质粘土，地基土容许承载力为180kPa； 地下水位在地表以下3 m，无侵蚀性；1.2建筑设计任务及要求：任务：熟悉设计任务和母的要求，收集、学习有关材料，参考资料与方案，认真分析建筑使用功能和客观条件，进行建筑设计构思，并

10、绘出草图。要求：深入进行平、立、剖面的设计，并绘出建筑图。1.3结构设计任务及要求：任务：根据所提供的原始资料及初步设计，要求作出全部结构方案，其中包括：结构布置，拟定结构构件初步尺寸。根据所采用的结构方案对主要承重结构（框架、基础、楼板、楼梯）进行荷载计算，内力分析及截面设计。要求：说明书书写工整，计算部分尽可能表格化。上机与手算结合。设计图图面整洁匀称，设计正确，构造合理，尺寸齐全，字体端正。第二章 建筑设计总说明2.1平面设计2.1.1平面布置： 该建筑物朝南。 2.1.2柱网布置：尽量统一柱网及层高，布置灵活，空间大2.2剖面设计2.2.1楼层层高与房间净高：楼层层高：3600mm。房

11、间净高：2900mm.2.2.2室内外高差：450mm2.2.3门、窗宽度及高度：详见门窗表2.2.4各种用途房间的楼、地面做法及说明厕所采用防潮，防滑地砖；其他均采用防滑地砖。2.2.5屋面构造做法及说明防水层SBS改性沥青卷材 找平层20厚1：3水泥沙浆保温层100厚焦渣屋面板100厚钢筋混凝土楼板吊顶V型轻钢龙骨石膏板20厚板底抹灰2.2.6内外墙体及细部构造说明 外墙做法：浅灰涂料一底二度面，深灰涂料勾缝墙体；5厚1:2.5水泥砂浆粉光；15厚1:3水泥砂浆底刮糙。内墙做法： 13厚1:1:6混合砂浆打底；2厚纸筋灰罩面腻子批嵌砂平；白色内墙涂料二度。第三章 结构方案设计说明3.1结构

12、方案的选择及结构布置3.1.1结构方案的确定 本教学楼框架的承重方案为横向框架承重方案，结构平面和立面形状简单、规则，使各部分刚度均匀，采用对称结构减少产生扭转的可能性，控制结构高宽比，减少水平荷载下的侧移。3.1.2基础类型的确定选用独立基础3.1.3结构布置 1所选框架柱网尺寸： 2.平面尺寸： 3.2主要结构材料、基本尺寸确定及截面几何特征3.2.1主要结构材料的确定1.混凝土强度等级:基础垫层用C10;一五层用C30。2.墙体0.000以下用MU10标准砖，M10水泥砂浆砌筑。3.在0.05处设60厚C20细石混凝土掺防水剂配38钢筋为防潮层。4.0.000以上墙体采用混凝土砌块，外墙

13、240厚，采用MU7.5多空砖，M7.5混合砂浆砌筑，内墙240厚, 采用MU7.5加气砼砌块，砂浆采用M7.55.钢筋等级：纵向受力钢筋为HRB335 (二级钢筋)箍筋为HPB235（一级钢筋）3.2.2框架基本尺寸确定主梁:h=（1/81/12）L=575863 取 700mmb= (1/21/4) H =350175 取 350 mm纵向联系梁：h=(1/12-1/18) L450-300 取 450mmb= (1/2-1/4) H =225-112.5 取 200mm框架柱：b大于等于主梁b+50=350+50=400 取b=h=400mm3.2.3楼板材料及截面尺寸按照板短边方向的计

14、算跨度l为2400，因为h/l单向板简支1/35,连续1/40,即h/27001/351/40=6068.5,故取板厚为 h=100mm。材料为钢筋混凝土。3.3施工方案的选择及说明本工程采用框架结构，柱网布置灵活空间大，选用横向框架承重方案。在纵向布置联系梁，采用横向承重和现浇式肋形楼盖，屋面采用平屋顶。第四章 结构方案设计计算4.1荷载计算 1屋面荷载：恒荷载标准值防水层SBS改性沥青卷材 0.4KN/m2找平层20厚1：3水泥沙浆 20*10 -3 *20=0.4 kN/m2保温层100厚焦渣 100*10 -3 *10=1.0KN/m2屋面板100厚钢筋混凝土楼板 100*10 -3

15、*25=2.5KN/m2吊顶V型轻钢龙骨石膏板 0.17KN/m2 20厚板底抹灰 20*10 -3 *20=0.4 kN/m2 合计 4.87KN/m2框架横梁重（主梁） 0.35*0.7*25=6.13 kN/m横梁抹灰 （0.7*2*0.02+0.35*0.02）*17=0.595 kN/m 合计 6.73 kN/m屋面梁上均布恒荷载标准值 g=4.87*3.6+6.73=24.262 kN/m屋面活荷载 按上人屋面 取2.0 kN/m2屋面上均布活荷载标准值 q=2.0*3.6=7.6 kN/m2楼面荷载面层-30厚防滑地砖 0.65KN/m2楼板-100厚钢筋混凝土板 25*100*

16、10 -3=2.5kN/m2吊顶直接式顶棚 0.12KN/m220厚板底抹灰 20*10 -3 *20=0.4 kN/m2 合计 3.67KN/m2楼面梁均布恒荷载标准值 g=3.67*3.6+6.73=19.942 kN/m楼面梁均布恒荷载设计值 g=1.2*19.942=23.93 kN/m楼面活荷载 按“办公室”取2.0 kN/m2楼面梁均布活荷载标准值 q=2.0*3.6=7.2 kN/m楼面梁均布活荷载设计值 q=1.4*7.2=10.08 kN/m3屋面纵梁传来作用柱顶集中荷载（1） 屋面外纵梁传来荷载纵梁自重 0.2*0.45*25*3.6=8.1KN梁侧抹灰 0.45*3.6*

17、0.02*20=0.648KN合计 8.75KN 屋面外纵梁传来恒荷载标准值 8.75KN（2） 屋面内纵梁传来荷载屋面重传至纵梁 （4.87-2.5-0.4）*0.2*3.6=1.42KN纵梁自重 8.75KN 合计 10.17KN 屋面内纵梁传来恒荷载标准值 10.17KN4 柱自重 底层柱自重 0.4*0.4*5.1*25+0.4*4*5.1*0.5=24.5KN 其余各层柱自重 0.4*0.4*3.6*25+0.4*4*3.6*0.5=18KN 5 墙自重 0.24*3.6*19=16.42KN/m4.2梁、柱线刚度计算由于楼面板与框架梁的混凝土一起浇捣，对于中框架梁取 左跨梁： 中跨

18、梁 右跨梁 A轴D轴底层柱： A轴D轴其余各层柱： 令 框架梁柱的相对线刚度如下图，作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据。框架梁柱的相对线刚度4.3框架侧移刚度计算位移计算时，各荷载均采用标准值。侧移刚度D横向2-5层D值的计算构件名称A轴柱0.7070.1355B轴柱0.7320.1403C轴柱0.7320.1403D轴柱0.7070.1355横向底层D值的计算构件名称A轴柱0.7310.0984B轴柱0.7540.1015C轴柱0.7540.1015D轴柱0.7310.0984第五章 竖向荷载内力计算5.1恒载内力计算采用分层法计算竖向荷载下的内力恒载：MABF=-qlF/12 MBA2=

19、ql2/12把除底层柱以外的其他各层柱的线刚度乘以修正系数0.9底层柱和各层梁的传递系数按远端为固支取1/2，其他各柱的传递系数考虑为弹性支撑取1/3A区格屋面板：三角形荷载等效均布荷载传至纵梁：4.87X5/8X6.9=21.003KN/M梯形荷载等效均布荷载传至横梁：4.87X0.433X3.6=7.59KN/MA区格楼面板：三角形荷载等效均布荷载传至纵梁：3.67X5/8X6.9=15.829KN/M梯形荷载等效均布荷载传至横梁：3.67X0.433X3.6=5.72KN/MB区格屋面板：三角形荷载等效均布荷载传至横梁：4.87X5/8X3.6=10.958KN/M梯形荷载等效均布荷载传

20、至纵梁：4.87X0.741X2.4=8.662KN/MB区格楼面板：三角形荷载等效均布荷载传至横梁：3.67X5/8X3.6=8.258KN/M梯形荷载等效均布荷载传至纵梁：3.67X0.741X2.4=6.526KN/M顶层： Q左=Q右=7.59+6.73=14.32KN/M Q中=10.958+1.772=12.73KN/M G左=G右=19.7+8.1+2.592+21.003X3.6/2=68.19KN G中=8.1+21.003X3.6/2+8.662X3.6/2=61.49KN 其他层： Q左=Q右=5.72+6.73+16.416=28.886KN/MQ中=8.258+1.7

21、72=10.03KNG左=G右=8.1+52.53+4.896+5.72X3.6/2=75.82KNG中=8.1+52.53+5.72X3.6/2+8.258X3.6/2=85.79KN恒荷载作用下的框架受力图顶层弯距分配图（KN/M）中间层弯距分配图（KN/M）底间层弯距分配图（KN/M）恒载弯矩图（KN/M）恒载弯矩图调整后（KN/M）恒载剪力图（KN）恒载轴力图（柱）KN5. 2活载内力计算活载：A区格屋面板三角形荷载传至纵梁：2X5/8X6.9=8.63KN/MA区格屋面板梯形荷载传至横梁：2X0.433X3.6=3.12KN/MB区格屋面板梯形荷载传至纵梁：2X0.741X2.4=3

22、.56KN/MB区格屋面板三角形荷载传至横梁：2X3.6X5/8=4.5KN/MQ左=Q右=3.12KN/M Q中=4.5KN/M G左=G右=8.63X3.6/2=15.5KNG中=8.63X3.6/2+3.56X3.6/2=21.9KN 活荷载作用下的框架受力图 顶层弯距分配图（KN/M）中间层弯距分配图（KN/M）底间层弯距分配图（KN/M）活载弯矩图（KN/M）活载剪力图（KN）活载轴力图（柱KN）第六章 水平方向内力计算6.1风荷载作用下的框架内力计算风荷载标准值计算作用在屋面梁和楼面的梁节点处的集中风荷载标准值：计算公式： - C类 - H/B=19.1/21=0.914， =1.

23、3 =0.08n, 0.4s0.25s,应考虑风压脉动对结构发生顺风向风振影响。 由于H30m，则可取1.0 =下层高度 =上层高度 =迎风宽度（1）框架在风荷载下的内力用D值法进行计算。 轴框架柱反弯点的位置层号43.64.830.450000.451.6233.64.830.50000.51.823.64.830.50000.51.814.055.440.550000.552.23 轴框架柱反弯点的位置层号43.65.450.450000.451.6233.65.450.50000.51.823.65.450.50000.51.814.056.140.50000.52.03 （2）框架各柱

24、的杆端弯矩、梁端弯矩按下式计算，计算过程如下： 风荷载作用下轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算层410.40.55160.13550.2462.561.625.074.155.073210.55160.13550.2465.171.89.39.313.45230.60.55160.13550.2467.531.813.5513.5522.85139.90.39980.09840.2469.822.2322.2627.2739.94 风荷载作用下轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算层410.4 0.55160.14030.2542.641.625.224.284.620.63210.55160.14030

25、.2545.331.89.599.5912.291.58230.60.55160.14030.2547.771.813.9913.9920.892.69139.90.39980.10150.25410.132.0325.5625.5638.785.05 风载内力图（左风）右风与其相反 风荷载作用下的轴力图（左风）右边风数值相反6.2地震荷载作用下的框架内力计算一、 地震荷载作用下的框架内力计算1、框架的抗震等级由于设计需求，抗震设防烈度为7度，房屋高度小于30M，可以知道该框架梁的抗震等级为三级。2、场地和特征周期值 根据工程地质报告和土的类型划分，可以知道该场地为二类场地，由设计地震分组为第

26、一组，可查得特征值Tg=0.35s。3、重力荷载代表值（取第？轴线）1）顶层荷载代表值G4活荷载：按上人屋面：2.0X16.6X3.6=119.5KN 雪荷载：0.2X16.6X3.6=12KN 取大的：119.5KN恒荷载：屋面半自重：4.87X16.2X3.6=284KN柱自重：4X18/2=36KN纵向框架梁自重：0.2X0.45X25X3.6X4=32.4KN横向框架梁自重：0.7X0.35X25X6.9X2+0.3X0.2X25X2.4=88.1KN纵墙自重：19X0.24X3.6/2X3.2X4=105.1KN横墙自重：19X0.24X3.6/2X6.5X2=106.7KN女儿墙自

27、重：19X0.24X3.6X1.2X2=32.8kN窗洞：(3.6-0.6-0.6)X0.45X1.5=1.62M2窗洞重：1.62X0.24X19=7.4KN窗自重：0.3X1.62=0.49KNG5=恒+0.5活=284+36+32.4+88.1+105.1+106.7+32.8+0.49-7.4+0.5X119.5=678.2+59.8=738KN2) 第二、三层荷载代表值G2、G3活荷载：2.0X16.2X3.6=116.6KN恒荷载：屋面半自重：3.67X16.2X3.6=214KN柱自重：4X18=72KN纵向框架梁自重：0.2X0.45X25X3.6X4=32.4KN横向框架梁自

28、重：0.7X0.35X25X6.9X2+0.3X0.2X25X2.4=88.1KN纵墙自重：19X0.24X3.6X3.2X4=210.2KN横墙自重：19X0.24X3.6X6.5X2=213.4KN门洞：0.9x2.0x4=7.2M2门洞重：7.2X0.24X19=32.8KN窗洞：(3.6-0.6-0.6)X0.45X1.5X2=3.24M2窗洞重：3.24X0.24X19=14.8KN窗自重：0.3X3.24=1KN门自重：0.2X7.2=1.4KNG3,G2=214+72+32.4+88.1+210.2+213.4+1+1.4-32.8-14.8+116.6X0.5=784.9+58

29、.3=843.2KN3) 底层荷载代表值G1活荷载：2.0X16.2X3.6=116.6KN恒荷载：屋面半自重：3.67X16.2X3.6=214KN柱自重：4X24.5=98KN纵向框架梁自重：0.2X0.45X25X3.6X4=32.4KN横向框架梁自重：0.7X0.35X25X6.9X2+0.3X0.2X25X2.4=88.1KN纵墙自重：19X0.24X3.6X3.2X4=210.2KN横墙自重：19X0.24X3.6X6.5X2=213.4KN门洞：0.9x2.0x4=7.2M2门洞重：7.2X0.24X19=32.8KN窗洞：(3.6-0.6-0.6)X0.45X1.5X2=3.2

30、4M2窗洞重：3.24X0.24X19=14.8KN窗自重：0.3X3.24=1KN门自重：0.2X7.2=1.4KNG1=214+98+32.4+88.1+210.2+213.4+1+1.4-32.8-14.8+116.6X0.5=810.9+58.3=869.2KN4、结构自震周期T1对框架结构，采用经验公式计算：T1=0.085n=0.085X5=0.425s5、地震影响系数a由Tg=0.35s，T1=0.425s,tgt11.4Tg，且Tg=0.35S，故dn=0.08T1+0.07=0.104FEK=AgEQ=0.095X0.85X(738+843.2X3+869.2)=334knF

31、N=dnFEK=0.104X328=34.7kn位置Gi(KN)Hi(m)GiHjFEK=（1-dn）Fi（KN）顶层73819.51439129985三层843.215.91340729980二层843.28.7773629962底层869.25.1443329946GiHj=39967Fi=299KN二、水平地震作用产生的框架内力1、各柱剪力值及反弯点高度表3-15 水平地震作用下框架各柱剪力值及反弯点高度层数柱号反弯点高度y485A40.135520.90.45B40.140321.60.45C40.140321.60.45D40.135520.90.53165A30.135540.50

32、.5B30.1403420.5C30.1403420.5D30.135540.50.52227A20.135555.80.5B20.140357.70.5C20.140357.70.5D20.135555.80.51273A10.135567.10.55B10.140369.40.5C10.140369.40.5D10.135567.10.552、水平地震作用下的框架内力图求出各柱剪力Vi和该柱反弯点高度yi后，则该柱下端弯矩为Mi=Viyi,上端弯矩为Vi(hi-yi),再利用节点平衡求出框架梁端弯矩，画出左地震作用下的框架内力图，右地震作用下的框架内力与左地震作用下的反号。 (a) 弯矩图

33、(单位：KNm)与梁柱剪力图(单位：KN) 轴力图（单位：KN）6.3 水平荷载作用下框架的抗侧移验算一、风荷载作用下框架的侧移验算内力计算时的相对线刚度为1时的线刚度绝对值为8.70106，对C30混凝土，E值为3.00104N/mm2，再由相对线刚度值，可得各层各柱的实际刚度值。对一般多层框架结构，当房屋高度不超过50m时，只考虑梁柱弯曲变形产生的框架侧移。考虑到正常使用情形下梁柱的塑性变形，对于现浇框架可侧移时，引入刚度折减系数0.85，则层间相对侧移。表3-16 风荷载作用下框架的侧移验算位置相对线刚度绝对线刚度限制第四层10.40.551647.9890.2171/165891/40

34、0第三层210.551647.9890.4381/8219第二层30.60.551647.9890.6381/5643底层39.90.399834.7830.8311/4332顶点位移1/50701/500二、水平地震作用下的框架弹性侧移验算 钢筋混凝土框架结构应进行多遇地震作用下的抗震变形验算，其楼层内的最大弹性层间位移应满足 的要求。表3-17水平地震作用下的框架弹性侧移验算位置顶层8547.9891.771/20331/550第三层16547.9893.441/1047第二层22747.9894.731/761底层27347.9895.691/633第七章 平面框架的内力组合和配筋计算7.1横向平面框架的内力组合与配筋计算7.1.1 框架内力组合计算一、框架内力组合1、考虑以下五种荷载组合:1) 1.2恒荷载+1.4活荷载2) 1.2恒荷载+1.4左风荷载（或右风荷载）3) 1.2恒荷载+0.7(1.4活荷载+1.4左风荷载（或右风荷载）)4) 1.35恒荷载+0.71.4活荷载5) 1.2(恒+0.5活)+1.3左地震荷载（或右地震荷载）对于活载的处理方式：认为满跨布置活载，支座弯矩不调整，跨中弯矩放大1.1倍。考虑梁端塑性内力重分布，对竖向荷载作用下的梁端负弯矩进行调幅，对于现浇框架，支座调幅系数取0.85。2、框架梁的内力组合表