土木工程毕业设计计算书(共81页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 毕业论文（设计）BACHELOR DISSERTATION设计题目： 创维科技3号研发中心设计 学位类别： 工 学 学 士 学科专业： 土 木 工 程 作者姓名： xxx 导师姓名： xxx 完成时间： 专心-专注-专业摘 要本次毕业设计是一个办公楼，主要进行的是结构设计部分。结构设计简而言之就是用结构语言来表达工程师所要表达的东西。结构语言就是结构师从建筑及其它专业图纸中所提炼简化出来的结构元素，包括基础、墙、柱、梁、板、楼梯、大样细部图等等。然后用这些结构元素来构成建筑物或构筑物的结构体系，包括竖向和水平的承重及抗力体系，再把各种情况产生的荷载以最简洁的方式传递

2、至基础。结构设计的阶段大体可以分为三个阶段：一、 结构方案阶段：根据建筑的重要性，建筑所在地的抗震设防烈度，工程地质勘查报告，建筑场地的类别及建筑的高度和层数来确定建筑的结构形式，本工程采用的是框架结构；二 、结构计算阶段：包括荷载计算、内力计算和构件计算；三、结构施工图绘制关键词：结构设计；荷载计算；节点验算；AbstractThis graduation project is an office building , it was some of structural design that mainly carried on. The structural design expresse

3、s the thing that the engineer will express in structural language in brief. The structural language is structural elements simplified out refined from the building and other specialized drawings of structural engineer, including foundation, wall, column, roof beam, board, stair, full-page proof deta

4、il picture, etc. Then come to form the structural systems of the building or structures with these structural elements, including verticality and bearing and resist strength system of level, and then various load that situation produce in a most succinct way from transmission to foundation. The stag

5、e of the structural design can be divided into three stages on the whole: 1. Structural scheme stage: According to the importance of the building, providing fortification against earthquakes in the earthquake intensity, the geologic prospect report of the project of the building site, classification

6、 and height and storey of the building of the building field are counted to confirm the structural form of architecture, what this project is adopted is frame structure; 2. Calculate stage in structure: Including loading and calculating, the internal force is calculated and calculated with the compo

7、nent; Keyword: Structural design; Load and calculate; Nodal checking computations.目 录第一章 前言土木工程专业的毕业设计是综合性和实践性极强的最后一个教学环节，是理论与实际相结合的训练阶段；是我们学生运用所学的基础理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构、施工设计的重要实践过程，涉及综合运用建筑、结构、施工、设备、给排水和相关学科的基础知识。毕业设计的时间较短，我们土木工程专业的学生本次毕业设计仅需完成该工程主体建筑办公楼的建筑及结构设计部分施工图，侧重于结构计算，包括II类场地土7度地震的抗震设防，考虑结构的抗

8、震设计。在设计中，一方面要把所学的知识运用到设计、施工中去，熟悉国家有关规范、条例和规程并知道如何去查找规范里的相关条文；另一方面，由于现代化建筑一般都具有密度大，高度高，功能多，设备复杂，装修豪华，防火要求和管理自动化水平高，需要各工种交叉配合。因此，通过这次毕业设计，扩大学生非本专业知识面也是十分重要的。由于毕业设计是一种初步的尝试，涉及专业比较多，加上条件和水平所限，不可避免地存在疏漏与错误，敬请教师批评指正。 学生： 201年 月 日第二章 建筑设计理念及依据2.1 设计理念办公楼是给人们提供办公用途的建筑，在怎样的环境下，人们能够高效率的办公，在怎样的设计下，可以将办公与舒适巧妙的结

9、合在一起，成了我本次设计的最大主题，“安全，适用，经济，美观”的原则，经过我和指导老师的相互推敲，我们一致认为本设计应该具有以下特点：（1）建筑物不能与周边建筑不和谐，要巧妙的融入大环境（2）舒适性。无论是工作还是生活都能一体，让员工有归属感（3）安全。最主要的就是安全性，员工的人生安全永远是第一位的（4）经济。在满足以上综合特点的前提下将预算做到最低2.2 工程概况本设计办公楼位于xx市经济开发区，红线范围为120m70m。xx的经济开发区地大物博，地势平坦，有许多大企业的办公楼，所以很适合创维科技3号研发中心的坐落。设计标高：室内外高差：300mm。墙身做法：墙身采用240厚的多孔空心砖。

10、屋面做法：（上人屋面）：在后面的建筑部分我会详细的分解楼面做法：钢筋混凝土预制楼板，1：20水泥砂浆抹面20厚门窗做法：木门和塑钢窗。地质资料：水文地质和工程地质A.地质资料场地范围内土质构成：土层底部深度（m）土层厚度(m)土层名称fak(kPa)剪切波速(m/s)0.52.17.314.020.5以下0.51.65.26.76.5-淤泥质土砂粉质粘土中砂中密细砂-60105200310-70110240340350500B.水文资料拟建场地地势平坦，自然地表标高18.0m，实测最高地下水位16.7m，水质无侵蚀性。C.气象资料基本雪压kN/m2,东南风向，基本风压。2.3设计依据1、 xx

11、学院土木办公楼毕业论文开题报告；2、 xx院土木办公楼毕业设计任务书； 3、 相关设计规范。2.4建筑设计2.4.1 平面设计该建筑物总长度为54.6m，总宽度为20.1m，共五层，主体结构采用现浇钢筋混凝土框结构，总建筑面积为6964m2。图2-1 建筑平面图2.4.2 使用部分的平面设计空间布置如2-1表：表2-1 房间设置表序号房间名称面积1多功能厅5002健身房2533乒乓球室844桌球室845咖啡廊1686图书馆1917活动室120860人会议室842.4.3 门窗的作用及功能要求门窗不承重，在房屋的结构中起到分隔房间，连接房间和交通通道的作用，门在各个不同的建筑物中尺寸也不尽相同，

12、所以要严格的按照相关规范设计尺寸；窗的主要功能是采光、通风及观望。2.4.4交通部分的平面设计办公楼走道的宽敞明亮会直接影响办公楼里的人们工作，所以足够宽敞的空间是我的设计理念，在满足规范的同时，尽可能的加宽走道的宽度，不论是在消防还是在疏散的过程中，都能起到不错的效果。走道的长度对消防疏散的影响最大，耐火等级为二级的时候，安全疏散距离不得大于40m。2.5 立面设计 建筑物的里面设计，应该遵循以下规律：a:符合基地环境和总体规划要求;b:满足建筑物对建筑功能的需求；c:符合构筑物的功能特点；d:符合建筑物结构的设计特点e:掌握相应的设计标准和经济指标2.6 建筑剖面设计剖面的设计主要涉及到建

13、筑物的设计标高，本设计中建筑物标高在设计书中有，立面的美观使用，是整个设计的难点和亮点。2.7其它部分做法和说明根据建筑设计规范(a). 基础防潮层水泥砂浆防潮层。(b)地面：水泥地面25厚1：25水泥砂浆找平层100厚C30混凝土110厚素土夯实(C)楼面：水泥地面20厚1：25水泥砂浆找平层100厚钢筋混凝土楼板(D)外墙面：水泥砂浆抹面，灰白色面砖饰面。(E)内墙面做法 10厚1：3水泥砂浆打底12厚1：2水泥砂浆抹面(F)水泥台阶 20厚1：25水泥砂浆抹面素水泥浆一道80厚C20号混凝土台阶面向外坡1.5%素土夯实(G)上人屋面做法：35厚C20细石混凝土10厚低标号砂浆隔离层5厚S

14、BS改性沥青卷材防水层20厚1：3水泥砂浆找平层现浇钢筋混凝土屋面板120厚(H)散水的做法20厚1：2水泥砂浆抹面压实抹光50厚C20混凝土素土夯实向外坡4%所有结构均为现浇钢筋混凝土结构。第三章 结构设计说明3.1主体工程设计合理的建筑主体结构设计，是需要刚柔并济的，刚度太大的建筑物，当遇到大的破坏力，所承受的力会格外的大，就有可能产生巨大的破坏，刚度太小的结构，又很容易产生塑形变形，所以在做结构设计的时候，一定要综合考虑。该建筑为办公楼，选用框架结构，混凝土强度等级采用C30a、所有的单向板底筋短放在底部，在长时间放置在短钢筋。. b、框架梁在竖向筋除图中注明外不联合，必然的，必须使用的

15、焊接接头，在同一截面处钢筋，不得超过钢筋总面积的50% c，预留孔内项目的主要部分，预埋件施工应结合其他相关学科，严禁在结构构件后孔。 d、柱和墙都连接的500个高的区间，在柱内嵌入和向外的钢和砌体26长度不少于1000连接。 e、在施工图没有墙旁边添加分区，只允许添加轻质隔墙。3.2 基本假定与计算简图3.2.1 基本假定（1）平面结构的假设：项目平面正交布置，可以考虑在每个方向的水平力的抗侧力结构承受的抗侧力结构的方向，垂直于应力方向的非。（2）因为整个结构体型比较规整，整体布置对称并且均匀，所以结构在水平荷载作用下可以不计扭转作用影响。3.3 荷载、侧移计算及控制高层建筑的水平力加载控制

16、，包括地震和风。建筑高度小于60m，和风载荷小，所以不用计算风荷载。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。3.4 内力计算及组合3.4.1 竖向荷载下的内力计算 先把楼面上的竖向载荷分配给支撑它的结构，再进行竖向荷载作用下的内力计算。3.4.2 水平荷载下的计算 本次设计主要取一榀框架进行计算，先整体刚度进行分配，再根据各层的刚度比例情况进行再次分配，具体的算法和数据和算法在后面的计算书中都有比较详细的解答，在这里就不做详细的分析了。3.4.3 内力组合（1）不考虑风荷载情况下，荷载组合简化可以如下：1.2恒荷载代表值1.4活载代表值。1.2重力荷载代表值1.3水

17、平地震作用。（2）控制截面及不利内力。框架梁柱应为前两层的复合层，底部截面尺寸，混凝土强度，改变层和系统层的拐点。3.5 构件、节点及基础设计部件设计包括框架梁，柱，加固板的计算。根据上部结构，工程地质，施工等因素的影响，优选和联合独立基础。对净反力的基础上，在两个方向向上弯曲，所以底层需要双向配筋，边柱的或可变的顺序计算部分,这两个方向的弯矩计算,基础视为悬臂板固定在柱周围。3.6 变形缝的设置在结构的整体布局，以减少地基沉降，温度变化对结构形状复杂的不利影响，可以设置沉降缝，伸缩缝，抗震缝结构划分为若干独立单元。当房屋既需要设沉降缝，又需要设伸缩缝，沉降缝可以兼做伸缩缝，两缝合并设置。3.

18、7 施工材料200厚多孔空心砖外墙和疏散楼梯，200厚轻质隔墙板的内壁，设备管道密封和80厚石膏砌块空心墙。200厚多孔空心砖外墙和疏散楼梯，200厚轻质隔墙板的内壁，设备管道密封和80厚石膏砌块空心墙。门洞宽度1000mm，钢筋混凝土过梁。3.8 施工要求及其他设计说明女儿墙压顶圈梁250mm130mm，48，6250，构造柱为250mm250mm，612，4240，间隔不大于1800mm第四章 结构计算书部分4.1 工程总体概述4.1.1柱网布置柱层：根据功能的要求，该房屋的建筑设计，建筑立面和剖面设计，整个5部分1层的主要结构，底层为4.2m，其他高3.6米柱网如图4-1所示：图4-1

19、主体结构柱网布置图 图4-2框架结构计算单元4.1.2 梁、柱截面尺寸的初步确定1、框架梁截面尺寸估算（1）纵向框架梁1）l=7200 mm，h=（1/81/12）l900mm600 mm,取h=650 mm；b =（1 / 2 1 / 3）h = 325mm 220mm，B = 300.0mm，根据最小的价值标准，梁的截面主要是：BH = 300mm650mm，则惯性矩：I1/12（bh3）300650650650/126.8109 mm42）l=2400 mm，h=（1/81/12）l200 mm300 mm,取h=400 mm；按规范规定的最小限值，b=（1/21/3）h200 mm15

20、0 mm, 取b =200 mm；截面梁主要是：BH = 200mm400mm的其惯性矩为：I1/12（bh3）200400400400/121.060109 mm4（2）横向框架梁1） L = 7800mm），H =（1 / 8 1 / 12）= 975mm 650mm，H = 700mm；b =（1 / 2 1 / 3）h = 350mm 233mm，B = 300mm；则梁的截面：bh=300mm700mm,其惯性矩为：I1/12（bh3）300700700700/128.60109 mm4（3）次梁L = 7200mm，H =（1 / 8 1 / 12）= 900mm 600mm，H

21、= 650mm；b =（1 / 2 1 / 3）h = 325mm 220mm，B = 300mm，根据最小的价值标准，梁的截面主要是：BH = 300mm650mm，惯性矩：I1/12（bh3）300650650650/126.80109 mm42、框架柱截面尺寸估算通过框架柱截面尺寸的轴压比是根据N主轴设计压力根据估计的估计值的估计。轴压比计算公式 （主轴压力的设计值按这个公式）图4-3 框架柱的受荷面积1) 4轴与C轴相交中柱=1.26147.8(3.6+1.2)51.051.01.0=3467.3KNAc = bchcN/N fc=3467.31000（0.814.3）=由于BC HC

22、 = 600mm600mmmm在600mm600mm的柱截面2) 4轴与A轴交边柱=1.2615.63.63.755=2653.56KNAc = bchcN/N fc=2976.7*1000/（0.814.3）=考虑边柱偏心荷载作用下，600mm600mm截面尺寸3）8轴与B轴相交的角柱=1.263.63.93.755=331.7KNACBC HCN /N（0.8331.7/ FC = 14.3）= 28994mm柱在表面负荷小，但由于双向偏心受压柱下，受力复杂，取600mm600mm4）11轴与E相交的边柱=1.26144.54.85=1905.12KNAc = bchcN/N fc=190

23、5.12/(0.814.3)=截面尺寸600mm600mm（2）尺寸是否检查截面柱框架结构以满足要求1）按构造要求框架柱截面高度不宜小于400mm，宽度不宜小于350mm2）为避免发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比宜大于4两层短柱，HN = 3600mm，HN / H = 3.6 / 0.55 = 6.55 43）框架柱截面高度和宽度一般可取层高的1/101/15 h(1/10 1/15)Ho=(1/10 1/15) 4200=420280(取底层即最高的层4200) 因此，选择的框架柱的截面尺寸均能满足施工要求柱，梁截面尺寸总结在表4-1和表4-2所示：表4-1梁截面尺寸（mm）混凝土等级横

24、梁纵梁DE跨EF跨FG跨7.8m跨C30250600200400250600300700表4-2柱截面尺寸（mm）层混凝土强度等级（bh）（）16C306006004.1.3 梁柱线刚度取结构图中6号轴线的一榀框架进行计算图44横向框架简图表43刚度(横梁线)ib计算表类别Ec (N/mm2)b (mm)h (mm)I0 (mm4)l (mm)EcI0/l (kNm)1.5EcI0/l (kNm)2EcI0/l (kNm)AB、CD跨3.01042506004.510972002.4.4.81010BC跨3.01042004001.0610924001.310104.2.61010表44刚度(

25、柱线)ic计算表层次Ec (N/mm2)b （mm）h （mm）hc （mm）Ic （mm4）EcIo/l （kNm）13.00104600.0600.042001.6.253.00104600.0600.036001.91010 图4-5 各楼层梁、柱线刚度4.1.4各层横向侧移刚度计算（D值法）刚度计算转移3，每一层的外侧（D值）（1）底层4 根角柱K=4.02/5.69=0.7 c=(0.5+K)/(2+K)=0.413 Di1=c12ic/h2=0.413126.751010/42002=13575D-11，11，1，1（4）K=(4.02+5,69)/7.98=2.41 c=(0.5

26、+K)/(2+K)=0.668Di2=c12ic/h2=0.668126.751010/42002=20064 A-38、D-38、（8 根）K=4.88/7.98=0.611 c=(0.5+0.611)/(2+0.611)=0.426Di3=c12ic/h2=0.426126.751010/42002=17293 B-39、C-39、（10 根）K=（4,88+2.6）/4.88=1.53 c=(0.5+1.53)/(2+1.53)=0.716Di4=c12ic/h2=0.71612.06.751010/42002=24035D1=(13575+20064)4+(17293+24035) 1

27、0=（2） 25层4 根角柱 K=4.022/（92）=0.447 c=K/(2+K)=0.447/2.447=0.182 Di1=c12ic/h2=0.1821291010/36002=14982 C-11、C-1、B-11、B-1（4 根）K=(4.02+8.4) 2.0/（92）=1.39 c=1.39/(2+1.39)=0.410 Di2=c12ic/h2=0.4101291010/36002=35000 A-38、D-38、（8 根）K=（4,88 2.0）/（92 ）=0.16 c= K/(2+K)=0.16/2.16=0.2112 Di3=c12ic/h2=0.211129101

28、0/36002=18769 B-39、C-39、（10 根）K=（5.44+2.6）2/（92 ）=1.79 c= K/(2+K)=0.472 Di4=c12ic/h2=0.0.4721291010/36002=39333D2-5=(14982+35000)4+(18769+39333)10=通过计算，横向束层侧向刚度：表4-5横向侧移刚度统计表层次12345Di（N/mm）4.2竖向荷载及其内力计算4-6层梁平面布置图4.2.1计算单元的选择如4-7图4-7和轴向横框计算单元示意图由于设置在房间束，所以直接的楼面荷载如4-7图在水平的遮光线框架显示，的纵向框架梁柱中心线不重合。4.2.2 竖

29、向荷载统计1、屋面恒荷载计算25厚C25浑凝土(细) 0.2530KN/m2=0.75KN/m220厚的水泥砂浆找平1：3配比 0.02020.0=0.40 KN/m2LC轻骨料混凝土斜层（最薄30厚） 0.0310.496kn/m2 16 = 2%防水层(5厚SBS改性沥青卷材) 0.150 KN/m2隔离层砂浆10厚 0.01020.0 KN/m3=0.20 KN/m2 保温或隔热层，用塑料30厚 0.500.030=0.015 0KN/m2 100厚的混凝土板现浇 25.000.100=2.50 KN/m2 合计：4.511KN/m22、楼面计算（恒荷载）（1）地面铺防滑地砖卫生间，浴室

30、水泥砂浆打底+加防滑砖 0.45KN/m2找坡层用25毫米厚的细石 240.025=0.60KN/m2 涂料防水3毫米厚 0.30 KN/m2 混凝土100厚楼板现场浇筑 25.00.10=2.50 KN/m2 合计：3.850 KN/m2（3）水泥砂浆楼面水泥砂浆20厚1：2.5 0.02020.00KN/m3=0.400 KN/m3 建筑胶 0.40KN/m2100楼板现场浇筑 0.1025.0 KN/m3 =2.50 KN/m2 合计：3.30 KN/m23、楼面活荷载计算楼面活载： 办公室： 1.50 kN/m2厕所： 2.00kN/m2大厅，走廊，楼梯： 2.50千牛/平方米屋面:

31、2千牛/平方米雪载： S0=0.60 kN/m2 , 雪荷载标准值(屋面水平投影)为： SK=r S0 =1.00.600=0.600 kN/m24、计算(恒荷载)构件恒荷载的计算（1）窗、墙、门重力荷载单位面积 200厚粘土墙，非承重空心砖（12千牛/立方米，考虑外墙保温抹灰在20mm），外部重力荷载：120.2180.022.760千牛/平方米 200厚墙非承重空心砖，粘土（12千牛/立方米）两侧20mm石膏重力荷载的内墙：120.20180.0223.120千牛/平方米单位体积木门的重量是： 0.200kN/m2单位体积门窗铝合金重量是：0.400kN/m24.2.3恒载作用下梁的内力计

32、算图4-7梁的荷载分布图(恒载作用)（1）第 5 层、是均布荷载=0.550.32201.050=5.235 kN/m =0.200.425.01.050=2.25 kN/m 为阶梯荷载，转化为均布荷载：q13=5.2352.2512(2.25/7.2)2+(1.4/7.2)32=25.331kN/mP1，P2，P3计算如下：P1=梁自重+200挡水墙重+空调板传荷载=200.250.24.2+2.90.39/5+200.100.20=13.30KNP2 =屋顶面板横向传下的荷载+女儿墙屋面梁荷载+恒载（次梁）+空调板传递荷载+主梁=200.100.89+62.255/834.5+21.766

33、7.5/2+240.25（0.259+0.34.5）（0.65-0.12）（7.5/2+1）+250.30（0.75-0.12）9+25+ P1=401KNP3=主次梁自重+传递载荷（屋面板）+次梁荷载（屋面板传下来的） =4.502+21.7667.5/2+6.02.253/824.5+6.02.1/2+250.225（0.65-0.12）7.5/2+250.2（0.75-0.12）9 =256.8KN弯矩P2，P3集中力的计算如下：=256.8(0.5/2-0.15)=43.22kN.m（2） 14 层，=上横墙+梁自重，计算同第五层。=5.235+2.43（3.5-0.60）=12.78

34、6kN/m =2.25kN/m梯形荷载地板与横梁均布荷载=3.42.25(1-2(2.25/7.2)2+(2.25/7.2)3) 2=13.425kN/mP1=挑梁自重+空调板传递荷载=200.20.34.2+2.60.37/4=13.730KNP2 =空调板传递荷载+外墙百叶窗+地板纵向载荷重量+副梁纵梁重量+ P1 =（3.6-0.65）/4+250.250（0.75-0.12）25（0.39+0.34.5）+（2.760.79+250.20.2+250.10.99）+0.42.21.94+3.42.25054.5+12.7347.5/2+3.12（7.5/2+1）+250.39（0.75

35、-0.10）+10.958 =298.45KNP3转换层梁荷载+楼面梁和梁传递荷载+分区隔板的重量 =3.22.253/844.5+3.42.3/2 4.52+241.3247.5/2+240.30.759+25 0.230.6507.50/43+ 3.128.4（3.6-0.65）-0.212.102-0.31.82.43 +3.127.50（3.6-0.65）/4 =276.65KN考虑结构布置的对成型，均匀的负载是对称的，弯矩P2，P3集中力的计算如下：276.650.15=41.50kN.m横向荷载的计算结果列于表4-6：表4-6汇总表（横向荷载）层次q11 KN/Mq12 KN/Mq

36、13KN/Mp1 KNp2 KNp3 KNM2 KNMM3 KNM55.2352.2525.33113.300401254.3454.2442.111413.7302.2513.30013.730256.8298.45 47.2339.334.2.4 恒荷载作用下梁的固端弯矩计算对于第5层：=-1/125.2357.22=-22.615kNm =22.615 kNm =-1/122.252.42=-0.827kNm=0.827kNm =-1/1225.3117.22=-109.34kNm=109.34kNm对于第14层=-1/1213.7307.22=59.31 kNm=59.31 kNm综上可得：第5层: 第4-1层：分配系数计算：第5层：D轴：E轴：第42层：D轴： E轴：第1层： D轴：E轴： 恒力矩框架的荷载横向分布4-8和弯矩图图4-9所示的作用下：图4-8弯矩二次分配(恒荷载作用)计算图图4-9弯矩图(恒荷载作用下) 4.2.5 活载作用下柱的内力计算各层框架梁上的荷载分布（活载作用下）如下图所示：44 4-10分布图(活在作用下)、第5层：1）、屋面活荷载（等效均布荷载）弯矩P1，P3集中力的计算如下：2）、0.60KN/m雪荷载弯矩P1，P2集中力的计算如下：