土木专业丽都国际综合大厦办公大楼毕业设计计算书.doc

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1、丽都国际综合大厦毕业设计 学 院： 土木工程与力学学院 专业年级： 土木工程 建筑工程 设计题目： 丽都国际综合大厦设计 2011年5月绪 论这次毕业设计任务是框架楼房的设计。本建筑是一座高层综和办公楼，大楼共八层。主要用于办公，顶层分上人屋面不上人屋面。此建筑部分主要进行建筑平面、剖面、立面的设计。力求建筑物的实用、经济、美观。采用较为简洁朴素的造型，给人亲切的感觉。但又为了不落呆板，需要在立面设计中采取一些措施。从立面的效果来看，有起有伏，富有层次感。本设计分两部分进行，前三个星期进行建筑部分设计，其后的时间为结构部分设计及文本及图纸的整理。建筑设计说明书要求：根据场地条件，本设计在总平面

2、中的考虑与布局；平面设计中个房间在功能、人流和交通等方面觉得布局和处理；建筑高度及各层层高的确定；立面和剖面设计说明；采光、通风、交通与疏散以及主立面装饰材料的选用与处理；建筑构造的考虑与设计；对本建筑设计优缺点的分析与设计体会、主要收获和建议。结构设计计算书要求：说明结构选型和结构布置理由及设计依据，列出结构计算的各个主要工程及全部计算结果，并附有必要的图表。设计总共包括三大部分，具体内容为：第一部分建筑设计；第二部分 结构设计；第三部分 施工组织设计。以上为毕业设计全部内容，虽然经过各个老师的详尽指导，经过小组同学的探索讨论，但其中不乏不足之处，还存在很多需要修改纠正和改进的地方，望各位老

3、师指出。目 录一、 设计资料及结构选型 二、 框架设计简图及梁、柱线刚度 三、 荷载计算 四、 内力计算 五、水平地震作用计算及内力、位移分析 六、风荷载作用下的位移验算及内力计算 七、迭代法计算竖向荷载作用下的框架结构 八、迭代法计算竖向荷载下的框架内力 九、梁截面设计与配筋计算 十、框架柱截面设计 十一、桩基础的设计步骤 十二、水平曲梁的承载力计算 十三、楼梯间计算书 参考文献 第 页一、设计资料及结构选型1、 工程名称：丽都国际综合大厦2、 建设地点：城市主干道旁3、 工程概况：建筑高度27m，共八层，首层层高3.9m，其余四层层高3.3m， 室内外高差0.60m，具体情况可见结构平面布

4、置图及剖面图。（见附图1、2）4、 基本风压：50年一遇基本风压值0 =0.35 kN m25、 基本雪压：S0=0.70 kN m2 ，r=1.06、 该地区属抗震设计七度设防区。7、 材料选用：8、 混凝土：梁板采用C25，柱采用C35。9、 钢筋：本工程采用的钢筋主要是HPB235和HRB400。10、 墙体：外墙厚240，内墙厚200.分别格子采用普通砖和加气混凝土砌块；砖= 18 kN m3 砌块= 6.5 kN m3 。 窗：铝合金门窗= 28 kN m3 门:钢塑门= 0.35 kN m2 ，木门= 0.2 kN m211、 构件初选截面尺寸：主梁400mm650mm；次梁300

5、mm550mm；方柱：700mm700mm。结构选型1、 结构体系选型：采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。2、 屋面结构：采用现浇钢筋混凝土肋形屋盖，刚柔相结合的屋面，屋面板厚100mm。3、 楼面结构：全部采用现浇钢筋混凝土肋形楼盖，板厚100mm。4、 楼梯结构：采用钢筋混凝土板式楼梯。5、 天沟：采用现浇天沟。二、框架计算简图及梁柱线刚度1、 确定框架计算简图框架的计算单元如图一所示，取轴上的一榀框架计算。假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，基础标高根据地质条件，室内外高差定为-1.1米，

6、二层楼面标高为3.9米，故底层柱高5米，其余各层柱高从楼面算至上一层楼面，均为3.3.米。由此可绘出框架的计算简图（见图二）。2、 框架梁柱的线刚度计算对于中框架梁取I=2I0左边跨梁、右边跨梁、中间跨梁：i左跨梁=i中跨梁 =i右跨梁 =EI/l=3.0107 kN/m22（1/12）0.3m(0.65m)3/6m=6.866104kNm底层柱：i底层柱= EI/l=3.0107 kN/m2（1/12） (0.7m)4/5m=1.200105 kNmi底层柱D= EI/l=3.0107 kN/m2（1/12） (0.7m)4/5m=1.58105 kNm其余各层柱：I其余柱= EI/l=3.

7、0107 kN/m2（1/12） (0.7m)4/3.3m=1.819105 kNm相对线刚度的计算：令二至八层的柱子的线刚度为1.0，则其余各杆件的相对线刚度为：i梁=0.38i底层柱=0.66考虑整体现浇梁板结构中，板对梁的有利作用，对中框架梁I=2I0,对边框架梁I=1.5I0对于有曲梁参与的边框架部分，查阅资料，曲梁纵轴方向的线刚度为：i=其中是曲梁的夹角算得i=0即考虑线刚度时，有曲梁的边框架部分可视为只有两跨的直梁的边框架进行计算。一榀框架相对线刚度示意图三、荷载计算1、 恒载标准值计算1屋面防水层（刚性）40厚C30细石混凝土 25 kN m30.04m=1.0 kN m2隔热层

8、 40厚挤塑型聚苯保温隔热板 0.5 kN m2卷材防水层 三毡四油铺小石子 0.35 kN m2 找平层 20厚1:2.5水泥砂浆 20 kN m30.02m=0.4 kN m2找坡层 20厚1:8膨胀珍珠岩 1.2 kN m30.02m=0.24 kN m2结构层 100厚现浇钢筋混凝土板 25 kN m30.1m=2.5 kN m2抹灰层 10厚混合砂浆 17 kN m30.01m=0.17 kN m2合计 5.16 kN m22各层楼面 走廊瓷砖地面（包括水泥粗钉打底）： 0.55 kN m2结构层 100厚现浇混凝土楼板： 25 kN m30.1m=2.5 kN m2 V型轻钢龙骨吊

9、顶： 0.25kN/m2 合计 3.30kN m22)会议室及办公室地面磨光花岗岩地面：磨光花岗岩块 30厚1:3干硬性水泥砂浆面上撒2mm厚素水泥1.20kN/m2 水泥砂浆结合层一道结构层 100厚现浇混凝土楼板： 25 kN m30.1m=2.5 kN m2 V型轻钢龙骨吊顶： 0.25kN/m2 合计： 3.95 m24.00 kN/m23梁自重主梁 bh=400mm650 25 kN m30.4m（0.65-0.1）m =6 kN m抹灰层 10厚混合砂浆 17 kN m30.4m+(0.7-0.1) m20.01m =0.27 kN m合计 6.27 kN m 主梁 bh=400m

10、m700 25 kN m30.4m（0.7-0.1）m =5.50 kN m抹灰层 10厚混合砂浆 17 kN m30.4m+(0.65-0.1) m20.01m =0.26 kN m合计 5.76 kN m 次梁 bh=300mm550mm 25 kN m30.3m（0.55-0.1）m =3.38 kN m抹灰层 10厚混合砂浆 17 kN m30.3 m+(0.55-0.1) m20.01m=0.20 kN m合计 3.58kN m基础梁 bh=250mm400mm 25 kN m30.25m0.4m = 2.5 kN m4方柱自重bh=700mm700mm 25 kN m30.7m0.

11、7m =12.25kN m抹灰层 10厚混合砂浆 417 kN m30.7m0.01m=0.476 kN m合计 12.73 kN mbh=750mm750mm 25 kN m30.75m0.75m =14.06kN m抹灰层 10厚混合砂浆 417 kN m30.75m0.01m=0.51 kN m 合计 14.57 kN m5外纵墙自重1）底层：纵墙 （3.9m-1.5m-0.65m）2+(7.1-1.82)(3.9-0.65)0.24m18kN m3/7.1 =9.13 kN m铝合金窗 20.35kN ？1.53.6/7.1=0.52 kN m10厚掺有107胶的混合砂浆（包括贴挂大理

12、石的各类钢筋构件） 420 kN m30.7m0.01m =0.56 kN m内墙20mm抹灰（3.9m-1.5m-0.65m）2+(7.1-1.82)(3.9-0.65)0.02m17kNm3/7.1 =0.72kN m12mm厚大理石（贴挂法）（3.9m-1.5m-0.65m）2+(7.1m-1.8m2)(3.9m-0.65m)0.012m28kNm3/7.1 =0.71 kN m 合计 11.64kN m 2）2至7层 南立面：纵墙 18kN m30.3m0.24m=1.30kN m内墙20mm抹灰 17kN m30.02m0.3m=0.10 kN m落地双层钢化玻璃窗 1.0 kN m

13、高级外墙涂料 0.20 kN m合计 2.60kN m 北立面：纵墙 （3.3m-1.5m-0.65m）2+(7.1-1.82)(3.3-0.65)0.24m18kN m3/7.1 =7.12kN m高级外墙涂料 2.20 kN m内墙20mm抹灰（3.3m-1.5m-0.65m）2+(7.1-1.82)(3.3-0.65)0.02m17kN m3/7.1 =0.56 kN m铝合金窗 20.35kN m21.53.6/7.1=0.52 kN m 合计 10.4kN m 3）第8层南立面：纵墙 18kN m30.3m0.24m=1.30kN m落地木格窗 0.75 kN m内墙20mm抹灰 1

14、7kN m30.02m0.3m=0.10 kN m高级外墙涂料 0.20 kN m合计 2.35kN m北立面：纵墙 18kN m3（3.3m-0.65m）0.24m=11.45kN m高级外墙涂料 2.40kN m合计 13.85kN m6内纵墙、分户墙自重底层 （3.9m-0.65m）0.2m6.5 kN m3=4.23kN m抹灰厚20mm（两侧） 17kN m30.02m（3.9m-0.65m）2=2.21 kN m 合计 6.44kNm上层 （3.3m-0.65m）0.2m6.5 kN m3=3.445kN m抹灰厚20mm（两侧） 17kN m30.02m（3.3m-0.65m）2

15、=1.80 kN m 合计 5.25kN m7女儿墙1）上人屋面女儿墙（1200mm砖墙+100mm混凝土压顶）： 18kN m31.2m0.24m+25 kN m30.1m0.24m=5.78kN m 抹灰20mm（墙顶和内侧）17kN m30.02m1.3m+0.280.02m17kN m3 =0.54 kN m高级外墙涂料 0.90 kN m 合计 7.22kN m2）不上人屋面女儿墙（700mm砖墙+100混凝土压顶）18kN m30.7m0.24m+25 kN m30.1m0.24m=3.62kN m 抹灰20mm（墙顶和内侧）17kN m30.02m0.8m+0.280.02m17

16、kN m3=0.34 kN m高级外墙涂料 0.55 kN m 合计 4.51kN m2.活荷载标准值计算根据建筑结构荷载规范GB50009-2001查得:屋面及楼面活载：上人屋面 2.0 kN m2不上人屋面 0.5 kN m2 走廊楼面 2.5 kN m2办公室楼面 2.0 kN m2 咖啡厅楼面 2.5 kN m2 屋面雪荷载标准值：Sk=urS0=1.00.70 kN m2=0.70 kN m2屋面活载和雪荷载不能同时考虑，取两者的较大值，即雪荷载0.70 kN m2风荷载：为了简化计算，作用在外墙面上的风荷载可近似用作用在屋面和楼面梁处的等效集中荷载替代。作用在屋面梁和楼面梁节点处的

17、集中风荷载标准值： k =zsz0(hj+hi)B/2式中0 基本风压，0 = 0.4 kNm2s 风荷载体型系数，根据建筑物的体型查得s =1.3 ；z 风压高度变化系数，建设地点位于大城市城中，所以地面粗糙度为C类；z 风振系数，建筑高度为21.3m30m,H/B1.5,取z=1.0；hj 上层柱高，顶层为女儿墙高度的2倍；hi 下层柱高； B 迎风面宽度，B=7.8m 离地高度 z/muzzusw0/(kN/m2)hi/mhj/mwk/kN27.00.951.01.30.353.31.68.2623.70.901.01.30.353.32.69.4220.40.841.01.30.353

18、.33.39.8417.10.781.01.30.353.33.39.1413.80.741.01.30.353.33.38.6710.50.741.01.30.353.33.38.677.20.741.01.30.353.33.38.673.90.741.01.30.353.93.38.67四、竖向荷载下框架受荷总图由结构布置图可清晰明了的显示各个区块的板是单向板还是双向板，荷载的传递示意图见结构平面布置图。荷载的等效转换：把梯形荷载化作等效均布荷载：qq=（1-22+3）q把三角形荷载化作等效均布荷载：qq本设计中=1-22+3单向板短边长3m：1=0.919单向板短边长3.6m：2=0.

19、881顶层梁柱1、 恒载计算：(1)BD轴间框架1）板传给纵向梁中间次梁 gk=5.16 kN m21.8m0.881+5.16 kN m21.2m=14.38kN mB轴边框架梁 gk1=5.16 kN m21.8m0.881=8.18 kN mD轴边框架梁 gk2=5.16 kN m21.2m=6.19 kN mB轴D轴女儿墙 gk3=4.51kN m2）次梁传给主梁（视为作用在BD横梁之间的集中荷载）中间次梁传递次梁自重 Gk1=3.58kN m(7.8-0.4)m=26.49 kN板次梁主梁Gk2=14.38kN m7.8m=112.26 kN小计 G1k= 138.54 kN3） 横

20、框架梁受荷单向板部分：无板传荷载，只有横框架梁自重，视为作用在单向板短边方向两端点处集中荷载G2k1=5.76 kN m1.2m=13.82 kN双向板部分：有板传荷载，另有横梁自重，视为作用在单向板短边方向两端点处均布荷载G2k2=5.76 kN m3.6m+5.16 kN m25/81.8m3.6m2=62.53 kN（2）柱子边框架梁传荷到B轴上柱子（8.18 kN m+ 4.51kN m）7.8m=98.98 kN边框架梁传荷到D轴上柱子（6.19 kN m+ 4.51kN m）7.8m=83.46 kN边框架梁自重： 5.76 kN m（7.8-0.7）m=40.90 kN合计： G

21、Bk=98.98 kN+40.90 kN=139.88 kN GDk=83.46 kN+40.90 kN=124.36 kN2活载计算（1）BD轴间框架1）板传给纵向梁中间次梁 gk=0.5 kN m21.8m0.881+0.5kN m21.2m=1.39kN mB轴边框架梁 gk1=0.5 kN m21.8m0.881=0.79 kN mD轴边框架梁 gk2=0.5 kN m21.2m=0.6 kN m2）次梁传给主梁（视为作用在BD横梁之间的集中荷载）板次梁主梁Q1k=1.39kN m7.8m=10.84 kN3） 横框架梁受荷单向板部分：无板传荷载Q2k1=0双向板部分：有板传荷载，视为

22、作用在单向板短边方向两端点处均布荷载G2k2=0.5 kN m25/81.8m3.6m2=4.05 kN(2)柱子边框架梁传荷到B轴上柱子QBk=0.79kN m7.8m=6.16 kN边框架梁传荷到D轴上柱子QCk=0.6N m7.8m=4.68 kN第7层梁柱1.恒载计算（1）AB轴间框架1）板传给纵向梁中间次梁 gk=5.16kN m22m=10.32 kN mA轴边框架梁 gk1=5.16 kN m21m=5.16kN mA轴女儿墙 gk3=7.22kN m2）次梁传给主梁（视为作用在AB横梁之间的集中荷载）中间次梁传递次梁自重 Gk1=3.58kN m(7.8-0.4)m=26.49

23、 kN板次梁主梁Gk2=10.32kN m7.8m=80.50kN小计 G1k=106.99 kN3)横向梁受荷中框架梁部分：无板传荷载，只有梁自重，视为作用在单向板短边方向两端点处集中荷G2k1= 5.76 kN m 2m=11.52 kNA轴上的边框架梁：边框架梁传荷到A轴上柱子：(5.16 kN m+7.22kN m） 7.8m=96.56kN边框架梁自重： 5.76 kN m（7.8-0.7）m=40.90 kN合计: GAk=137.46 kN(1)BD轴间框架1）板传给纵向梁中间次梁 gk=4.00 kN m21.8m0.881+3.30 kN m21.2m=10.30kN mB轴

24、框架梁 gk1=4.00 kN m21.8m0.881+5.16 kN m21m=11.50 kN m2）次梁传给主梁（视为作用在BD横梁之间的集中荷载）中间次梁传递次梁自重 Gk1=3.58kN m(7.8-0.4)m=26.49 kN板次梁主梁 Gk2=10.30kN m7.8m=80.34 kN 墙荷载 Gk3=5.25kN m3.9m=20.48 kN小计 G1k1= 127.31 kN3）横框架梁受荷（板荷载+墙荷载+自重）单向板部分：无板传荷载，只有横框架梁自重，视为作用在单向板短边方向两端点处集中荷载G2k1=5.76 kN m1.2m=13.82 kN双向板部分：有板传荷载，另

25、有横梁自重和墙荷载，视为作用在单向板短边方向两端点处均布荷载G2k2=5.76 kN m3.6m+4.00 kN m25/81.8m3.6m2+5.25kN m6m =84.64 kN（2）B轴上的柱子1）B轴纵梁受荷（板荷载+墙荷载+自重）板荷载：5.16kN m21m7.8m+4.00 kN m21.8m0.8817.8m=89.73墙荷载：2.35kN m 7.8m=18.33 kN自重：5.76kN m （7.8-0.7）m=40.90 kN合计： G1k2=148.96 kN柱子自重：12.73 kN m3.3m=42.01 kN（3）DE轴间框架1）板传给纵向梁中间次梁 gk=5.

26、16 kN m23m0.881=13.64kN mD轴框架梁 gk1=3.3 kN m21.2m+5.16 kN m21.5m0.881=10.78 kN m2）次梁传给主梁（视为作用在DE横梁之间的集中荷载）中间次梁传递次梁自重 Gk1=3.58kN m(7.8-0.4)m=26.49 kN板次梁主梁 Gk2=13.64kN m7.8m=106.39 kN小计 G1k1= 132.88 kN3）横框架梁受荷（板荷载+自重）G2k =5.16 kN m25/81.5m3m2+5.76kN m 3m=46.31 kN（2）D轴上的柱子1）D轴纵梁受荷（板荷载+墙荷载+自重）板荷载：10.78 k

27、N m 7.8m=84.08 kN墙荷载：13.85kN m7.8m=108.03 kN自重：5.76kN m（7.8-0.7）m=40.90 kN合计： G1k2=233.01 kN柱子自重：12.73 kN m3.3m=42.01 kN（3）E轴上的柱子1）E轴纵梁受荷（板荷载+墙荷载+自重）板荷载：5.16kN m21.5m7.8m0.881=53.19 kN女儿墙荷载：4.51kN m 7.8m=35.18 kN自重：5.76kN m（7.8-0.7）m=40.90 kN合计： G1k2=129.27kN2活载计算（1）AB轴间框架1）板传给纵向梁中间次梁 gk=2.0kN m22m=

28、4.00kN mA轴边框架梁 gk1=2.0 kN m21m=2.00kN m2）次梁传给主梁（视为作用在AB横梁之间的集中荷载）中间次梁传递板次梁主梁Qk2=4.00kN m7.8m=31.20kN3)横向梁受荷中框架梁部分：无板传荷载A轴上的边框架梁：边框架梁传荷到A轴上柱子：Q1k2=2.00 7.8m=15.60kN(1)BD轴间框架1）板传给纵向梁中间次梁 gk=2.5kN m21.8m0.881+2.5 kN m21.2m=6.96kN mB轴框架梁 gk1=2.50 kN m21.8m0.881+2.00kN m21m=5.96 kN m2）次梁传给主梁（视为作用在BD横梁之间的

29、集中荷载）中间次梁传递板次梁主梁Q1k=6.96kN m7.8m=54.29 kN3）横框架梁受荷单向板部分：无板传荷载双向板部分：有板传荷载，另有横梁自重和墙荷载，视为作用在单向板短边方向两端点处均布荷载Q2k=2.5 kN m25/81.8m3.6m2 =20.25 kN（2）B轴上的柱子1）B轴纵梁受荷G1k2=5.96 kN m7.8m=46.49 kN（3）DE轴间框架1）板传给纵向梁中间次梁 gk=0.5kN m23m0.881=1.32kN mD轴框架梁 gk1=2.5 kN m21.2m+0.5 kN m21.5m0.881=3.66 kN m2）次梁传给主梁（视为作用在DE横

30、梁之间的集中荷载）中间次梁传递板次梁主梁 Qk2=1.32kN m7.8m=10.30 kN3）横框架梁受荷(视为均布荷载)Q2k =0.5kN m25/81.5m3m2=44.78 kN（2）D轴上的柱子1）D轴纵梁受荷Q1k2=3.66 kN m 7.8m=28.55 kN（3）E轴上的柱子1）E轴纵梁受荷Q1k2=0.5kN m21.5m7.8m0.881=0.66kN标准层梁柱1.恒载计算（1）AB轴间框架1）板传给纵向梁中间次梁 gk=4.00kN m22m=8.00 kN mA轴边框架梁 gk1=4.00kN m21m=4.00kN m2）次梁传给主梁（视为作用在AB横梁之间的集中

31、荷载）中间次梁传递次梁自重 Gk1=3.58kN m(7.8-0.4)m=26.49 kN板次梁主梁Gk2=8.00kN m7.8m=62.40kN小计 G1k=88.89 kN3)横向梁受荷中框架梁部分：无板传荷载，只有梁自重，视为作用在单向板短边方向两端点处集中荷G2k1= 5.76 kN m 2m=11.52 kNA轴上的边框架梁：边框架梁传荷到A轴上柱子：（4.00 kN m+ 2.60kN m ）7.8m=51.48kN边框架梁自重： 5.76 kN m（7.8-0.7）m=40.90 kN合计: GAk=92.38 kN柱子自重：12.73 kN m3.3m=42.01 kN(1)

32、BD轴间框架1）板传给纵向梁中间次梁 gk=4.00 kN m21.8m0.881+3.30 kN m21.2m=10.30kN mB轴框架梁 gk1=4.00 kN m21.8m0.881+4.00 kN m21m=10.34 kN m2）次梁传给主梁（视为作用在BD横梁之间的集中荷载）中间次梁传递次梁自重 Gk1=3.58kN m(7.8-0.4)m=26.49 kN板次梁主梁 Gk2=10.30kN m7.8m=80.34 kN 墙荷载 Gk3=5.25kN m7.8m=40.96 kN小计 G1k1= 147.79 kN3）横框架梁受荷（板荷载+墙荷载+自重）单向板部分：无板传荷载，只有横框架梁自重，视为作用在单向板短边方向两端点处集中荷载G2k1=5.76 kN m1.2m=13.82 kN双向板部分：有板传荷载，另有横梁自重和墙荷载，视为作用在单向板短边方向两端点处均布荷载G2k2=5.76 kN m3.6m+4.00 kN m25/81.8m3.6m2+5.25kN m6m =84.64 kN（2）B轴上的柱子1）B轴纵梁受荷（板荷载+墙荷载+自重）板荷载：4.00kN m21m7.8m+4.00 kN m21.8m0.8817.8m=80.68 kN墙荷载：5.25kN m7.8m=40.95 kN自重：5,