土木工程计算书某公司宿舍办公综合楼结构施工设计毕设论文.doc

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1、 鹿山学院2009 级毕业设计某公司宿舍办公综合楼结构、施工设计计算书专 业：土木工程系指导教师： 学生： 学 号：20081870：第1章 绪论本设计是按照工学院鹿山学院土木建筑工程系土木工程专业毕业设计要求编写的毕业设计。设计题目为：某公司宿舍办公综合楼结构、施工设计。宿舍办公综合楼是公共建筑，其规要求比较严格，能体现出结构，施工设计很多重要方面。选择宿舍办公综合楼设计，即要注意先进性，又要从的实际情况出发，在满足使用要求的前提下，综合考虑安全可靠、经济合理、施工方便等因素，从而掌握宿舍办公综合楼设计的基本原理，妥善解决其功能关系，满足使用要求。在结构布置的过程中，结构布置要使荷载传递直接

2、、受力明确，并按强度和刚度要求初步确定构件的截面尺寸，构建类型和尺寸规格尽可能少，在结构布置的基础上深入考虑在竖向荷载和水平荷载作用下，结构体系之间协同工作的程度，合理地确定结构或构件的计算简图。还需考虑整个建筑物在平面和竖向上的刚度与整体性。通过必要的计算和结构处理，使结构构件与其连接点的节点满足强度、刚度和裂缝宽（或挠裂度）的要求，并符合现行设计规、满足国家强制性条文，最终把结构布置和构件设计准确地反映到施工图中。这次设计是在各位老师的悉心指导下完成的，在此向各位老师表示衷心的感！鉴于学生水平有限，设计中还存在不少的缺点甚至错漏，敬请老师批评和指正。第2章 工程概况与设计资料本工程建筑设计

3、已经完成，根据建筑设计资料进行结构设计与施工设计。建筑设计图纸：从建施1至建施142.1规模：本工程某公司宿舍办公综合楼工程，建筑设计工作已完成。总建筑面积5108.39m2。总楼层为地上4层。各层的层高与各层的建筑面积、门窗标高详见建筑施工图。2.2防火要求：建筑物属二级防火标准。2.3结构形式：钢筋混凝土框架结构。填充墙厚度详表一。2.4气象、水文、地质资料：（1）主导风向：夏季东南风、冬秋季西北风。基本风压值W0详表一。（2）建筑物地处某市中心，不考虑雪荷载和灰荷载作用。（3）自然地面-10m以下可见地下水。（4）地质资料：地质持力层为粘土，孔隙比为e=0.8，液性指数IL=0.90，场

4、地覆盖层为1.0M，场地土壤属类场地土。地基承载力详表一。（5）抗震设防：此建筑物为一般建筑物，建设位置位于近震区，其抗震设防烈度详表一。（6）建筑设计图纸附后。要求在已完成的建筑设计基础上进行结构设计、施工设计。表一：设计条件填充墙厚度（mm）基本风压值（kN/m2）地基承载力特征值fak（kPa）计算楼板计算框架计算楼梯240厚多孔砖0.60150屋面1-10轴7轴2轴底层第3章 结构选型与结构布置3.1 结构选型根据建筑的使用功能、造型、房屋高度与工程地质条件等资料，本工程的主体房屋设计为钢筋混凝土框架结构。3.2 结构体形根据荷载情况，本工程采用横向框架为主要受力框架，横向布置框架梁，

5、纵向布置次梁。3.3 梁、板、柱截面尺寸的确定3.3.1 梁截面尺寸的估算（1）横向框架梁的截面尺寸估算AC跨 h=(1/81/12)l=(1/81/12)7500=625937.5mm, 取h=700mm b=(1/21/3)h=(1/21/3)700=233350mm, 取b=250mmCE跨 h=(1/81/12)l=(1/81/12)8400=7001050mm, 取h=700mm b=(1/21/3)h=(1/21/3)700=233350mm, 取b=250mm 则WKL1取截面尺寸为bh=250mm700mm(2)纵向框架连系梁的截面尺寸估算A轴、B轴、E轴；1轴17轴AD轴纵向

6、框架梁LL1(以最大跨度l=6600mm计算) h=()l=()6600=550825mm 由于纵向出设有门窗洞口,为满足构造要求,取h=500mm b=()h=()500=167250mm 取b=250mm 则LL1去截面尺寸为bh=250mm500mm（3）其它次梁的截面尺寸估算 a.横向次梁L1(卫生间隔墙位置处l=3500mm) h=()l=()3500=194292mm 为满足构造要求取h=400mm b=()h=()400=133200mm 取b=200mm 则L1取截面尺寸为bh=200mm400mm b.纵向次梁L2(C轴、D轴处以最大跨度l=6600mm) h=()l=()6

7、600=367550mm 取h=500mm b=()h=()500=167250 取b=250mm 则L2取截面尺寸为bh=250mm500mm c.纵向次梁L3(B轴-C轴、D轴-E轴处各设一根次梁,跨度为l=6600mm) h=()l=()6600=367550mm 取h=450mm b=()h=()450=150225mm 取b=200mm 则L3取截面尺寸为bh=200mm450mm d.纵向次梁L4(1轴-2轴、D轴-E轴与11轴-12轴、D轴-E轴(卫生间处) h=()l=()6600=367550mm 取h=450mm b=()h=()450=150225mm 取b=200mm

8、则L4取截面尺寸为bh=200mm450mm各层的主次梁布置见图（1）3.3.2 板截面尺寸的估算（1）板截面尺寸确定的依据a根据混凝土结构设计规10.1.1条规定：单向板中，屋面板最小厚度为60 mm，民用建筑楼板最小厚度为60 mm，工业建筑楼板最小厚度为70 mm；双向板最小厚度为80 mm。b单向板板厚满足:连续板：h/l01/40；简支板：h/l01/35；悬挑板：h/l01/12（1/10）。双向板板厚与短跨跨长的比值满足：简支板：h/l01/45；连续版：h/l01/50。 c.板截面尺寸的估算 (1) B1板 =6600/4500=1.472,为双向板; (2) B2板=600

9、0/3600=1.672,为双向板; (3) B3板=3600/2400=1.502,为双向板; (4) B4板=6000/3000=2,为双向板; (5）B5板=6000/3000=2,为双向板; (6) B6板=6000/2400=2.5,为单向板注：l01为短边，l02为长边为了计算的简便与施工的方便起见，均取板厚h=100mm。3.3.3 框架柱截面尺寸的估算（1）根据混凝土结构设计规、高层建筑混凝土结构技术规程的规定：矩形截面框架柱的边长，非抗震设计时不宜小于250mm，抗震设计时不宜小于300mm；圆柱截面直径不宜小于350mm。剪跨比不宜大于2，框架柱中线与框架中心线的偏心距不宜

10、大于柱截面在该方向宽度的1/4。本工程为6度抗震设防，该框架结构的抗震等级为三级，取轴压比限制=0.9，根据轴压比进行估算。（2）选取C30混凝土，则fc=14.3N/mm2，每榀框架间距为6m，gE=（1214）KN/m2 中柱：F=（3.0+3.0）（4.2+3.75）=47.7m2 ，增大系数=1.2，则：N=FngE=1.247.7412=2747.52KN抗震设防为6度，对轴压比没要求，取=0.9，利用轴压比公式，Ac N = 2747.52103= 213482.52mm2fc 0.914.3取柱截面尺寸为：bchc=400mm600mm。边柱：F=(3.0+3.0)3.0=18.

11、0m2则 N=FngE=1.218412=1036.8KN抗震设防为6度，取=0.9，利用轴压比公式，Ac N = 1036.8103= 80559.44mm2fc 0.914.3取柱截面尺寸为：bchc=400mm500mm。3.4 横向框架侧移刚度的计算3.4.1计算梁、柱线刚度 梁线刚度计算梁柱混凝土标号均在为C30，Ec=3.00107KN/m2。在框架结构中，现浇楼面可以作为梁的有效翼缘，增大梁的有效刚度，减小框架侧移。故，计算梁截面惯性矩时，对现浇楼板中，边框架梁取I=1.5Io，中框架梁取I=2.0Io。表3.1 横梁线刚度计算表类别Ec/(N/mm2)bh/mmmmIo/mm4

12、L/mmEcIo/l/Nmm2EcIo/lNmmAC跨中框架梁3.001042507007.1510975002.8610105.721010CE跨中框架梁3.001042507007.1510984002.5510105.1010103.4.2 柱线刚度计算设基础顶面到地面为1000mm，底层柱高为4900mm。表3.2 柱线刚度Ic计算表 层次hc/mmEc/(N/mm2)bh/mmmmIc/mm4EcIc/hc/Nmm底层柱边柱49003.001044005004.171092.5510102层边柱36003.001044005004.171093.4810103层边柱36003.001

13、044005004.171093.4810104层边柱39003.001044005004.171093.211010取底层柱边柱和AC跨中框架梁进行验算，则：i1/i2=5.72/2.55=2.245，符合要求，由此可知其他都符合要求。第4章 梁间荷载计算4.1 计算说明：4.2 梁间荷载计算根据设计任务要求，本结构的主要的墙都为240厚多孔砖墙，孔隙率为40%，多孔砖的重度为7.6KN/m门的重度按0.2KN/m，窗的重度按0.4KN/m。由于底层为地面，墙的荷载可以通过墙下基础梁传到地基，所以不用再进行计算。每m墙重：7.60.24+170.022=2.50KN/m第5章 现浇钢筋混凝土

14、楼板的计算5.1荷载计算5.1.1 屋面板的永久荷载标准值坡屋面15：保温不上人屋面（110轴）坡屋面15 2.26KN/m2（图集98ZJ001屋15）天棚 10厚混凝土砂浆抹灰 0.0117=0.17KN/m2加气混凝土找坡2%（按318厚） 0.3186=1.908KN/m2120厚钢筋混凝土板 0.1225=3.00KN/m2_合计 7.34KN/m2恒载标准值 7.34KN/m2活载标准值 0.50KN/m2当采用永久荷载控制的组合时 1.357.34+1.40.70.5=10.40KN/m2当采用可变荷载控制的组合时 1.27.34+1.40.5=9.51KN/m2由于恒载控制的设

15、计值活载控制的设计值，故采用恒载控制值所以取力为P=10.40KN/m2g=g+q/2=1.357.34+1.40.70.5/2=10.15KN/m2q=q/2=1.40.70.5/2=0.25KN/m2图5.1 屋面层结构布置简图5.1.2计算跨度双向板按弹性理论计算时，计算跨度近似取支座中心线间距离。B1板：l01=4.5m,l02=6.6m; B2板:l01=3.6m,l02=6.0mB3板：l01=2.4m,l02=3.6m; B4板:l01=3.0m,l02=6.0mB5板：l01=3.0m,l02=6.0m; B6板:l01=2.4m,l02=6.0m注：l01为短边，l02为长边

16、5.1.3 弯矩计算求跨中最大正弯矩时，在正对称荷载g+q/2 作用下，中间支座为固支，边支座按实际情况（也为固支）考虑；在反对称荷载q/2 作用下，可近似认为中间支座为简支，边支座按实际情况（固支）考虑，同时应考虑混凝土的泊松比，混凝土的泊松比0.2。求支座最大负弯矩时，认为各区格板中间支座为固支，边支座按实际情况固支）考虑，然后按单块双向板计算出各支座的负弯矩，当相邻区格板分别求得的同一支座负弯矩不相等时，取绝对值的较大值作为该支座最大负弯矩。I.单向板计算:（1）弯矩计算:B6板为单向板,力为10.40KN/m,取1m板宽计算。边支座弯矩为M=；跨中弯矩为M=q=10.401=10.40

17、KN/mL为短边跨度,取轴线与轴线之间的距离L=2.4m跨中弯矩:M=（10.402.42)/8=7.49KNm（2）单向板配筋计算:h0=h-s=120-15-5=100mm,采用C30混凝土, fc=14.3N/m, ft=1.43N/m,采用I级钢,HPB235, fy=210N/mm2。取1m板宽，板的最小配筋率：0.45ft/fy=(0.451.43)/210=0.31%和0.2%中的较大值，板的最小配筋面积：A=0.31%bh=0.311000120=372mm2。截面位置B1M(KNm)7.49s=0.052=1-1-2s0.053s=bh0361最小配筋面积372选用配筋102

18、00实际配筋面积（mm2）393表5.1 单向板配筋计算板沿长向的分布钢筋采用8200。II.双向板计算表5.2 双向板计算表板的编号B1B2l01/l024500/6600=0.683600/6000=0.6计算简图=0m1(0.033110.15+0.01620.25)4.5=6.89(0.036710.15+0.02680.25)3.6=4.91m2(0.010310.15+0.0440.25)4.5=2.34(0.007610.15+0.07070.25)3.6=1.23=0.2m16.89+0.22.34=7.364.91+0.21.23=5.16m22.34+0.26.89=3.7

19、21.23+0.24.91=2.21计算简图m1-0.074710.404.5=-15.73-0.079310.403.6=-10.69m2-0.057010.404.5=-12.00-0.057110.403.6=-7.70板的编号B3B4l01/l022400/3600=0.673000/6000=0.50计算简图=0m1(0.033110.15+0.64730.25)2.4=2.87(0.040010.15+0.05830.25)3.0=3.79m2(0.010610.15+0.02810.25)2.4=0.66(0.003810.15+0.0060.25)3.0=0.36=0.2m12

20、.87+0.20.66=3.003.79+0.20.36=3.86m20.66+0.22.87=1.230.36+0.23.79=1.12计算简图m1-0.075410.402.4=-4.52-0.082910.403.0=-7.76m2-0.057010.402.4=-3.41-0.057010.403.0=-5.34板的编号B5l01/l023000/6000=0.50计算简图=0m1(0.040010.15+0.05830.25)3.0=3.79m2(0.003810.15+0.0060.25)3.0=0.36=0.2m13.79+0.20.36=3.86m20.36+0.23.79=1

21、.12计算简图m1-0.082910.403.0=-7.76m2-0.057010.403.0=-5.34（1）弯矩计算截面有效高度：假定选用8 钢筋，则短跨方向:长跨方向:（2）计算跨度跨：l0=lc(轴线间距离)，边跨：l0=lc-140+b/2。各区格板的计算值列于下表。为方便计算，取1m板宽，取近似值r=0.95，AS=m/0.95h0fy截面配筋计算结果与实际配筋列于下表。验算最小配筋率：板的最小配筋面积：mm2表5.3 按弹性理论设计的截面配筋表h0(mm)m(KNm)AS(mm2)配筋实有AS(mm2)跨中B1板L01方向1017.363658150335L02方向933.722

22、018160314B2板L01方向1015.162568160314L02方向932.211198160314B3板L01方向1012.401198160314L02方向930.98538160314B4板L01方向1013.861928160314L02方向931.12608160314B5板L01方向1013.091538160314L02方向930.90498160314支座B1板L01方向101-15.7378110100785L02方向101-12.0059610130604B2板L01方向101-10.69531890559L02方向101-7.703828130387B3板L01

23、方向101-3.621808160314L02方向101-2.731358160314B4板L01方向101-7.763858130387L02方向101-5.342658160314B5板L01方向101-6.213088160314L02方向101-4.272128160314第6章 板式楼梯计算6.1 二轴底层楼梯设计现浇跨度3.6m，平台梁截面尺寸bh=200mm400mm，楼梯开间6.0m，梯段板水平跨度3.08m，选用材料为C30混凝土，板采用HPB235级钢筋，梁纵筋采用HRB335级钢筋。该楼梯荷载标准值为2.5 KN/mfc=14.3 N/mm2 ，ft=1.43 N/mm2

24、，a1=1.0，fy1=210 N/mm2，fy2=300 N/mm2 ，按板式楼梯进行设计。图6.1 二轴底层楼梯平面结构布置图6.1.1 梯段板的设计梯段板的厚度： h=(1/251/30)3080=103123mm 取h=120mm，约为板斜长的1/30，板倾斜角的砌tan=162.5/280=0.6Cos=0.864，取1m宽板带计算。（1）荷载计算梯段板的荷载列于下表，恒载分项系数rG=1.2，rQ=1.4梯段板的荷载恒荷载荷载种类荷载标准值（KN/m）水磨石面层(162.5+280)0.65/280=1.03三角形踏步0.5162.528010-325/280=2.03混凝土斜板0

25、.1225/0.864=3.47板底抹灰0.0117/0.864=0.20小计6.73活荷载2.5当采用永久荷载控制的组合时：1.356.73+1.40.72.5=11.54KN/m2 当采用可变荷载控制的组合时：1.26.73+1.42.5=11.58KN/m2 经判断，采用可变荷载控制，所以力P=11.58KN/m2（1） 截面设计 板水平计算跨度：ln=3.08m 弯矩设计值：M=Pl2/10=1/1011.583.082=11.00KNm 板的有效高度：h0=120-20=100mms=M/1fCbh02=11.00106/(1.014.310001002)=0.077 力矩的力臂系数

26、：选用10140（AS=561.0mm2） ，分布钢筋每级踏步一根8验算最小配筋率：板的最小配筋面积：满足最小配筋率。6.1.2平台板设计（1） 设平台板厚h=100mm，取1m宽板带计算平台板的荷载恒荷载荷载种类荷载标准值（KN/m）水磨石面层0.65100mm混凝土板0.125=2.5板底抹灰0.0117=0.17小计3.32活荷载2.5当采用永久荷载控制的组合时：1.353.32+1.40.72.5=6.93 KN/m2当采用活荷载控制的组合时：1.23.32+1.42.5=7.48KN/m2经判断，采用活荷载控制，所以力P=7.48 KN/m2(2)截面设计 平台板的计算跨度：l0=1

27、.72-0.2/2=1.62m弯矩设计值：M=Pl2/10=1/107.481.622=1.96KNm 板的有效高度：h0=100-15-5=80mms=M/1fCbh02=1.96106/(1.014.31000802)=0.021 力矩的力臂系数：验算最小配筋率：板的最小配筋面积：mm2不满足最小配筋率，则选用8200（AS=251mm2）6.1.3 平台梁设计设平台梁截面尺寸bh=200mm400mm（1） 荷载计算平台板的荷载恒荷载荷载种类荷载标准值（KN/m）梁自重0.2（0.4-0.10）25=1.5梁侧粉刷0.01（0.4-0.10）217=0.1平台板传来3.32（1.72/2

28、）=2.86梯段板传来6.73（3.08/2）=10.36小计14.82活荷载2.5（3.08/2+1.72/2）=6.0当采用永久荷载控制的组合时：1.3514.82+1.40.76.0=25.89KN/m2当采用活荷载控制的组合时：1.214.82+1.46.0=26.18KN/m2经判断，采用活荷载控制，所以力P=26.18KN/m2计算跨度: l0=1.05ln=1.05(3.6-0.24)=3.53m弯矩设计值：M=ql02/8=26.183.532/8=40.78KNm剪力设计值：V=Pln/2=1/226.18(3.6-0.24)=43.98KNm截面按倒L形计算：=b+5=20

29、0+5100=700mmh0=400-35=365mm经判别属于第一类T形截面计算得：选配216，AS=402.0mm2斜截面受剪承载力，其箍筋计算，配置6200箍筋验算最小配筋率：采用C30砼，fc=14.3 N/mm2 ，采用I级钢，HPB235,fyv=210 N/mm2满足要求6.1.4TZ设计TZ按轴心受压计算，计算高度取层高l0=3900mm，柱截面尺寸为bh=250mm300mm，由h/b=3900/250=15.6查表得：=0.88，采用II级钢，HRB335,fy=300N/m2TZ的荷载为平台梁柱传来以与本身自重Nu=Pl0+GTZ1=26.183.6/2+1.20.250

30、.3253.9/2=51.51KN由轴心受压公式：故不需要计算配筋，仅按构造要求配置钢筋但必须满足最小配筋率的要求，TZ纵筋选用414（AS=615mm2），箍筋选用8200验算最小配筋率：一侧纵向钢筋最小配筋率为：=0.2% As=308mm2=0.2%250300=150mm2 满足要求全部纵向钢筋配筋率为：=0.6%As=615mm2=0.6%250300=450mm2 满足要求第7章 一榀框架（KJ-7）设计7.1 框架梁柱截面尺寸的确定选取轴框架进行计算，该框架为两跨四层，该框架的位置与结构平面布置，荷载传递方式与框架的受荷围7.1.1框架梁二层、三层、四层和屋面梁的截面尺寸均为25

31、0500次梁截面尺寸为2004007.1.2 框架柱角柱、边柱的尺寸为400500，中柱的尺寸为4006007.2 确定框架的计算简图框架每层计算单元如图所示，取7轴上的一榀框架计算，假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与框架柱刚接。框架梁的跨度应取框架柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，基础顶面标高根据地质条件、室外高差确定：室外高差为0.5m，假设基础顶面位于室外地坪以下0.5m，则基础顶面标高为-1m，二层楼面标高为3.9m，故底层柱高H13.9+0.5+0.54.9m。其余各层柱高从楼面算至上一层楼面，即为层高，为3.600m，即H2H33.60m，H43.90m。由

32、此可以绘出框架的计算简图如图所示。图7.1 标准层平面结构布置图7.2.1 框架梁柱刚度的计算梁线刚度计算梁柱混凝土标号均在为C30，Ec=3.00107KN/m2。对于中框架梁的线刚度取I2I0,边框架梁取I1.5I0第7轴第二、三、四、顶层框架梁线刚度iBC梁=EI/l=（3.01041/1225070032）/5870=2.4310-3EiCE梁=EI/l=（3.01041/1225070032）/8270=1.7310-3E层号类别（mmmm）层高h(mm)Ec104（N/mm2）Ic(mm4)EcIc/h(m3)1边柱（400500）49003.04.171090.8510-3E中柱

33、（400600） 7.201091.4710-3E23边柱（400500）36003.04.171091.1610-3E中柱（400600）7.201092.0010-3E顶层边柱（400500）39003.04.171091.0710-3E中柱（400600）7.201091.8510-3E第7轴框架的相对线刚度如下图所示，作为计算节点杆端弯矩分配系数的依据。图7.1 框架（KJ-7）相对线刚度图7.3 荷载计算7.3.1 恒荷载标准值计算1. 屋面层板坡屋面15 2.26KN/m（图集98ZJ001屋15）天棚 10厚混合砂浆抹灰 0.0117=0.17KN/m加气混凝土找坡2%（按159

34、2厚） 0.15926=1.91KN/m120厚钢筋混凝土板 0.1225=3.00KN/m合计 7.34KN/m2. 楼面荷载标准值楼面恒载：水磨石楼面（图集 05ZJ001楼6） 0.65KN/m楼板自重（100mm厚） 0.125=2.50KN/m板底抹灰（10mm混合砂浆） 0.0117=0.17KN/m小计 3.32KN/m3.梁自重 bh=250700（板厚100） 梁自重 250.25（0.7-0.1）=3.75KN/m 梁侧抹灰层：20厚混合砂浆 0.02（0.7-0.1）217=0.41KN/m 合计 4.16KN/m bh=250500（板厚100） 梁自重 250.25（

35、0.5-0.1）=2.50KN/m 梁侧抹灰层：20厚混合砂浆 0.02（0.5-0.1）217=0.27KN/m 合计 2.77KN/m bh=200400（板厚100） 梁自重 250.25（0.4-0.1）=1.88KN/m 梁侧抹灰层：20厚混合砂浆 0.02（0.4-0.1）217=0.20KN/m 合计 2.08KN/m4.柱自重 bchc=400600 柱自重 250.40.6=6.00KN/m 抹灰层：20厚混合砂浆 0.02（0.4+0.6）217=0.68KN/m 合计 6.68KN/m bchc=400500 柱自重 250.40.5=5.00KN/m 抹灰层：20厚混合砂浆 0.02（0.4+0.5）2170=0.61KN/m 合计 5.61KN/m5. 墙自重240多孔砖墙双面粉刷 0.247.6+0.02217=2.50KN/m屋顶女儿墙重（女儿墙高2.1m,0.6m,女儿墙按240外墙考虑）0.9m高女儿墙重 2.500.9=2.25KN/m二三层B轴、E轴纵墙自重（梁高500，分别开有C2、C7窗）B轴 2.506.0（3.6-0.5）-2.12.12=24.45KN/mC2窗自重 0.42.12.1=1.76KN/m合计 26.21KN/m沿梁跨长的线荷载