土木工程中建筑工程专业高层毕业设计计算书.doc

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1、 毕业设计(论文)学生姓名： 学 号： 所在学院： 土木工程学院 专 业： 土木工程专业 设计(论文)题目： xx工商局办公楼 指导教师： 2011 年 6月 12 日Xx工商局办公楼设计摘 要本工程位于江苏省淮安市，是一座主体为12层，地上11层，地下一层的办公大楼。该楼主要用于办公，一层主要为业务大厅。二楼开始为办公室和会议室。该楼总长37.2m（轴线）、宽27.2m，主体高37.2m。大楼建筑美观，设施齐全，布局合理，四周环境优美，交通方便。该楼标准层层高为3.6m，地下一层层高为4.2m，一层及二层层高为4.2m。 鉴于结构安全、经济合理等多方面的因素，本楼采用框架剪力墙结构。地下一层

2、及一层的剪力墙厚度均为250mm，其余各层剪力墙厚度为200mm。地下室顶板厚度为200mm，其余各层楼板及屋面板板厚均为120mm。框架柱截面尺寸：地下一层至地上五层的中柱为800mm800mm，边柱为600mm600mm和600mm800mm。六至十一层的中柱为600mm600mm，边柱为600mm600mm及600mm800mm，角柱为600mm600mm。框架梁截面尺寸：横向主梁为300mm600mm和300mm800mm,横向次梁为300mm600mm和200mm400mm，纵向主梁为300mm600mm和300mm800mm、纵向次梁为300mm600mm和200mm400mm。连

3、梁的截面尺寸为300mm600mm和200mm600mm。整个结构从地下一层到地上五层采用混凝土等级均为C35，钢筋等级为HRB400；地上六层至顶层的混凝土等级为C30，钢筋等级为HRB400。本工程地震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g。场地土类别为二类，采用静压桩。为了提高整体抗震性能，本工程所有的梁板柱均为现浇。关键词： 抗震 剪力墙 高层建筑 刚度 截面设计 The General Situation of the EngineeringAbstract This engineering located in HuaiAn, Jiangsu province. It is

4、 a office building in a court which has a main body of ten floors. The main purpose of constructing this building is use for office. The first floor is used for business. The other floors are used for office. The building has a total length of 37.4 meters (axes length), and a width of 27.8 meters. T

5、he environment around is elegance; the facilities are sufficient; the layout is reasonable. All these supply a comfortable environment to clerks. The basement, the first and the second floor of the building is 4.2 meters high .and other standards floors are 3.6 meters high. We adopt the structure of

6、 “frame-shearing force wall” by the reasons of the safety of structure, the factor of finance and so on. The detailed disposal of shearing force wall is shown by picture 1. The shearing force walls thickness of each floor is 300 millimeters. The boards thickness of each floor is 120 millimeters. The

7、 size of frame poles section: -15 floors: side pole is 600mm600mm, central pole is 800mm800mm;611 floor: side pole is 600mm600mm, central pole is 600mm600mm .The size of frame girders section: horizontal main girder is 300mm800mm, horizontal secondary girder is 300mm600mm and 200mm600mm, vertical ma

8、in girder is 300mm800mm、300mm600mm and 200mm600mm. The concrete level of the first to fourth floors poles, shearing force walls, and girders is C35; the concrete level of the fifth to 11st floors poles, shearing force walls, and girders is C30. The earthquake fortifying intensity of this engineering

9、 is 7 degree, and the basic earthquake acceleration of the design is 0.15g. The soil of the ground belongs to category 2.In the structure stake-base is used. In order to enhance overall shake-proofing, the engineerings all girder-board poles are moulded on the spot.Key words: earthquake resistance,

10、shearing force wall, high-rise building, stiffness, section design.目 录ABSTRACTI目 录1第一章 设计资料11.1 工程地点及工程概况11.2 气象资料11.2.1 基本风压：0.40KN/m11.2.2 基本雪压：0.40KN/m11.3 工程地质资料1粉质粘土：黄灰色，很湿，可塑硬塑，含铁锰质氧化浸斑。该层厚2.5米。11.4 楼面活载1第二章 结构布置及初选截面尺寸22.1 柱截面尺寸22.2 梁截面尺寸32.2.1 横向框架梁32.2.2 纵向框架梁32.2.3 板的厚度32.2.4 剪力墙数量的确定4第三章

11、荷载标准计算53.1 恒载53.1.1 屋面荷载53.1.2 楼面荷载53.1.3 墙73.1.4梁83.1.5柱83.1.6 门窗93.2 活载93.2.1 屋面活载（上人） 93.2.2 楼面活载 93.2.3 电梯机房 93.2.4 卫生间 93.2.5 走廊、门厅、楼梯 93.2.6 屋面雪载 9第四章 各层重力荷载计算104.1第一节点G的确定104.1.1恒载104.1.2活载104.1.3总计104.2 第二节点G的确定114.2.1 恒载114.2.2 活载114.2.3 总计114.3 第三四节点G的确定124.3.1 恒载124.3.2 活载124.3.3 总 计124.4

12、 第五节点G的确定134.4.1恒载134.4.2 活载134.4.3 总计134.5 第六九节点G的确定144.5.1 恒载144.5.2 活载144.5.3 总计144.6 第十节点G的确定154.6.1 恒载154.6.2 活载154.6.3 总计154.7 第十一节点G的确定164.7.1 屋面重164.7.2 活载164.7.3 总计16第五章 剪力墙、框架及连梁刚度计算175.1 框架的等效剪切刚度175.1.1 柱线刚度计算175.1.2 梁线刚度计算175.1.3 框架柱横向侧移刚度175.2 剪力墙的等效刚度195.2.1 横向剪力墙的刚度计算195.3 连梁约束刚度255.

13、4 主体结构刚度特征值25第六章 水平地震作用效应分析266.1 水平地震荷载计算266.1.1 结构基本自振周期266.1.2 总水平地震作用266.1.3 各楼层质点的水平地震作用266.2 框架-剪力墙协同工作计算276.2.1 框架-剪力墙协同工作计算简图276.2.2结构值及荷载类型计算286.2.3内力计算296.2.4位移计算30第七章 地震作用下剪力、弯矩在剪力墙上的分配31第八章 地震作用下框架内力计算338.1 框架地震剪力在各框架柱间分配（取轴一榀横向框架）338.1.1 框架剪力调整338.1.2 第i层第m个柱所分配的剪力338.1.3框架柱反弯点位置338.1.4

14、框架柱节点弯矩分配338.2.1 框架梁剪力348.2.2框架柱轴力358.2.3 计算结果见下表35第九章 竖向荷载作用下框架内力分析（分层法）369.1框架内力计算（以轴横向框架为例）369.1.1 荷载及计算简图369.1.2 框架弯矩计算519.1.3 跨中弯矩计算67第十章 框架梁柱内力组合7010.1 梁内力组合7010.2 柱内力组合76第十一章 剪力墙内力组合8011.1 剪力墙在竖向荷载下内力计算8011.2 内力计算8111.2.1弯矩计算（表50）8111.2.2 轴力计算 （表51）8111.2.3 内力组合 (表52)82第十二章 截面设计与配筋计算8312.1 框架

15、梁（正、斜）截面设计8312.1.1正截面受弯承载力计算8312.1.2斜截面抗剪设计（三级抗震）8812.2 框架柱截面设计9012.2.1正截面设计9012.2.2斜截面设计9512.3剪力墙截面设计98第十三章 楼梯设计10213.1 梯段板设计10213.1.1 荷载计算10213.1.2 截面设计10213.2 平台板的荷载10213.2.1 荷载设计10213.2.2 截面设计10313.3 平台梁设计10313.3.1 荷载计算10313.3.2 截面设计104第十四章 双向板设计10514.1荷载设计值10514.2 计算跨度10514.3 弯矩计算10514.4 截面设计10

16、6第十五章 框架基础设计10715.1 边柱桩基设计10715.1.1 单桩竖向承载力标准值10715.1.2 布桩10815.1.3 单桩承载力验算10915.1.4 桩承台计算10915.1.5 单桩桩身设计10915.2 中柱桩基设计10915.2.1 基本尺寸10915.2.2单桩竖向承载力标准值11015.2.3 布桩11015.2.4 单桩承载力验算11115.2.5 桩承台计算11115.2.6 单桩桩身设计11115.3 剪力墙的桩基设计11115.3.2 布桩11215.3.3 单桩承载力验算11315.3.4 桩承台计算11315.3.5单桩桩身设计113第十六章 电算结果

17、114致谢169结语170第一章 设计资料1.1 工程地点及工程概况本工程位于淮安市，为淮安市工商局办公楼。结构主体采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构，主体高37.2m。地上十层，地下一层。结构安全等级二级。标准层层高3.6米。突出主体楼房部分为电梯机房。该结构工程采用全现浇，填充墙为砌块墙， 200mm厚，剪力墙地下室和一层为250mm厚，二层至顶层为200mm厚，各层楼板厚120mm。地下一层至五层的梁、柱、剪力墙采用C35混凝土，六层以上的梁、柱、剪力墙采用C30混凝土。1.2 气象资料1.2.1 基本风压：0.40KN/m1.2.2 基本雪压：0.40KN/m1.3 工程地质资料 建筑所在

18、场地为II类场地，根据勘察院提供的资料，地下水在地表1.5-2.0m处，地表下土层分布自上而下为： 素填土：黄灰色，含少量碎石，砖块，局部夹杂少量黑色填土。该层厚0.5米。Ck=24.7kpa,=15.50,fk=75kpa粉质粘土：黄灰色，很湿，可塑，具水平层理。含铁锰质氧化浸斑。该层厚2.2米。Ck=23.3kpa,=14.00,fk=182kpa，qsk=60kpa粉质粘土：黄灰色，很湿，可塑硬塑，含铁锰质氧化浸斑。该层厚2.5米。Ck=42.5kpa,=17.40,fk=205kpa，qsk=74kpa粉质粘土：灰黄色，湿，硬塑，杂青灰色条纹，中偏低压缩性，中高强度。该层厚2.4米。C

19、k=61.0kpa,=22.10,fk=246kpa，qsk=82kpa粉质粘土：黄褐深褐色，湿，硬塑，含铁锰质氧化浸斑，中偏低压缩性。该层厚5.9米。Ck=16.1kpa,=21.30,fk=292kpa，qsk=86kpa，qqk=2300kpa1.4 楼面活载按建筑结构荷载规范GB50009-2001采用。第二章 结构布置及初选截面尺寸 该建筑经过对建筑高度，使用要求，材料用量，抗震要求，造价因素综合考虑后，宜采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构。混凝土等级选用：-15层：梁、柱、剪力墙为C35，611层：梁、柱、剪力墙为C30，板采用与梁整浇。按照建筑设计确定的轴线尺寸和相应得结构布置原则进

20、行布置，标准层结构布置图如图1所示。图1.标准层结构布置图各构件的截面尺寸初估如下： 2.1 柱截面尺寸为保证柱的延性，框架柱应符合规范对剪压比（），剪跨比（）、轴压比（）的限值要求，其中轴压比起主要作用，在抗震等级为三级的情况下，框架剪力墙的轴压比限制，即：。所以要满足式：，可得：地下一层中柱：（Nv取12，n取11，C35混凝土，）边柱：柱做一次变截面，（中柱上下柱轴线重合，边柱及角柱变截面处上下外边线重合）六层中柱：（Nv取12，n取6，C30混凝土，） 边柱及角柱考虑到建筑外观不错变截面处理。考虑到各柱尺寸不宜相差太大以及柱抗侧移刚度有一定保证，因此初选柱截面尺寸为：15层中柱：800

21、mm800mm，边柱：600mm600mm和600mm800mm611层中柱及角柱：600mm600mm，边柱：600mm600mm及400mm800mm以上尺寸也满足规范关于柱截面宽度和高度的最小尺寸、柱剪跨比、截面高宽比等要求2.2 梁截面尺寸2.2.1 横向框架梁跨度l=8.4m，梁高取h=（1/81/12）l，初选800mm；梁宽度b=（1/2-1/3）h，初选300mm。初选截面为300mm800mm，一部分梁考虑到建筑要求取300mm600mm。 2.2.2 纵向框架梁跨度l=8.4m对纵向框架梁与横向框架梁类似的粗略计算，可取截面为300mm800mm。次梁截面尺寸取为200mm

22、600mm。连梁截面尺寸取为300mm600mm。2.2.3 板的厚度板的最小厚度不小于80mm，按双向板跨度的1/50考虑，板厚，考虑到保证结构的整体性，初选h=120mm。2.2.4 剪力墙数量的确定目前，确定剪力墙的数量。是以满足高规关于结构水平位移限值为依据，即结构实际布置的剪力墙应等于或稍大于满足水平位移限值所需的剪力墙数量。考虑经济性和安全性，参照已有的实际工程，剪力墙厚度取为250mm。各构件截面主要尺寸及混凝土强度等级见表1。表1楼层梁截面（mm）柱b*h（mm）剪力墙厚度（mm）混凝土等级纵向横向连梁非框架梁边柱角柱中柱梁、柱、板、墙-1 - 1300800300600300

23、600200400800800600600800800250C352 - 5300800300600300600200400800800600600800800200C356 - 11300800300600400600200400600600600600600600200C30第三章 荷载标准计算3.1 恒载3.1.1 屋面荷载铺贴10厚防滑面砖，干水泥擦缝 20厚1：2.5水泥砂浆加建筑胶结合层 50厚C30号细石防水混凝土内配150双向钢筋 表面刷素水泥浆一道3厚1：4石灰砂浆隔离层 APP改性沥青防水卷材 附加层（同上） 20厚1：3水泥砂浆找平层 40厚挤塑聚苯乙烯泡沫塑料保温层 2

24、0厚1：3水泥砂浆找平层 120厚现浇钢筋混凝土板 乳胶漆顶棚刷乳胶漆6厚1：0.3：3水泥石灰膏砂浆粉面 6厚1：0.3：3水泥石灰膏砂浆打底扫毛 刷素水泥浆一道（内掺水重3%-5%的107液）V型轻钢龙骨吊顶（纸面石膏吊顶） 合计 3.1.2 楼面荷载大理石楼面20厚大理石楼面，稀水泥擦缝 8厚1：3水泥砂浆结合层 20厚1：3水泥砂浆找平层 120厚现浇混凝土板 乳胶漆顶棚 刷乳胶漆5厚1：0.3：3水泥石膏砂浆粉面压实抹光 12厚1：1： 6水泥石膏砂浆打底 纸面石膏吊顶 合计 复合木地板地面10厚的复合松木地板 2厚配套软质垫层 20厚1：3水泥砂浆找平层 120厚现浇混凝土板 乳胶

25、漆顶棚 刷乳胶漆5厚1：0.3：3水泥石膏砂浆粉面压实抹光 12厚1：1： 6水泥石膏砂浆打底 纸面石膏吊顶 合计 4.013 （卫生间）防滑地砖楼面10厚地砖楼面，干水泥擦缝 5厚1：1水泥细砂浆结合层 15厚1：3水泥砂浆找平层 40厚C20细石混凝土层坡面地漏 聚氨酯三遍，涂膜防水层厚1.520厚1：3水泥砂浆找平层，四周抹小八字角 120厚现浇混凝土楼板 岩棉板吊顶 合计 3.1.3 墙内墙刷乳胶漆5厚1：0.3：3水泥石灰膏砂浆粉面压实抹光 12厚1：1：6水泥石灰膏砂浆打底 200厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 合计 外墙20厚大理石白色水泥浆擦缝 30厚1：2.5水泥砂浆分层灌缝，每

26、次灌入高度 200厚蒸压粉煤灰加气混凝土砌块 刷乳胶漆5厚1：0.3：3水泥石膏砂浆粉面压实抹光 12厚1：1： 6水泥石膏砂浆打底 合计 钢筋混凝土剪力墙刷乳胶漆5厚1：0.3：3水泥石膏砂浆粉面压实抹光 12厚1：1： 6水泥石膏砂浆打底 250厚钢筋混凝土墙 合计 (200厚)女儿墙刷乳胶漆6厚1：2.5水泥石膏砂浆粉面压实抹光 12厚1：3水泥石膏砂浆打底 100厚钢筋混凝土墙 合计 3.1.4梁主梁300mm宽钢筋混凝土 10mm厚水泥石灰膏砂浆 合计 次梁1300mm宽钢筋混凝土 10mm厚水泥石灰膏砂浆 合计 次梁2200mm宽钢筋混凝土 10mm厚水泥石灰膏砂浆 合计 3.1.

27、5柱地下一层至地上五层的中柱5厚1：0.3：3水泥石膏砂浆粉面压实抹光 12厚1：1： 6水泥石膏砂浆打底 800mm厚的钢筋混凝土 合计 地下一层至地上五层的边柱5厚1：0.3：3水泥石膏砂浆粉面压实抹光 12厚1：1： 6水泥石膏砂浆打底 600mm厚的钢筋混凝土 合计 地下一层至地上五层的边柱5厚1：0.3：3水泥石膏砂浆粉面压实抹光 12厚1：1： 6水泥石膏砂浆打底 600mm厚的钢筋混凝土 合计 六层至十一层的中柱及角柱5厚1：0.3：3水泥石膏砂浆粉面压实抹光 12厚1：1： 6水泥石膏砂浆打底 600mm厚的钢筋混凝土 合计 六层至十一层的边柱5厚1：0.3：3水泥石膏砂浆粉面

28、压实抹光 12厚1：1： 6水泥石膏砂浆打底 600mm厚的钢筋混凝土 合计 3.1.6 门窗木门 铝合金门 防火门 玻璃幕墙 塑钢玻璃窗 3.2 活载3.2.1 屋面活载（上人） 3.2.2 楼面活载 3.2.3 电梯机房 3.2.4 卫生间 3.2.5 走廊、门厅、楼梯 3.2.6 屋面雪载 第四章 各层重力荷载计算4.1第一节点G的确定4.1.1恒载 表2项 目面积算式（m2）面积值(m2)面荷载(kN/m2)恒载(kN)楼层楼梯间3.4*11.4+3.0*7.561.265.43332.64卫生间4.8*4.2+3.3*0.7+7.5*3.0-2.5*1.042.55.26223.55

29、其他26.04*8+86.04*2+86.4*2+19.26+32.76+22.68*2+20.16-105.84564.94.5292558.43柱中柱(4.2-0.12)*0.8*4+(4.2-0.12)*0.6*422.84820.578470.17边柱(4.2-0.12)*0.8*12+(4.2-0.12)*0.6*858.75215.578915.24梁横主梁(8.4-0.8+(5.4-0.7)*2+27.8-0.8*2-0.8+(8.4-0.6)*2)*2*(0.8-0.12)78.887.46588.44横次梁1(8.4-0.3)*2+(6.0-0.2)*3)*(0.6-0.12

30、)16.1286.39103.06横次梁2(8.4*2+4.2-0.2+6.0-0.2+3.0+3.0-0.2+(2.6-0.2)*2+(3.4-0.2)*2+(1.2-0.3)*4)*(0.4-0.12)13.2165.1467.93纵主梁(7.5*4+(4.8-0.5)*4+(29.4-3.8)*2+4.2*2)*(0.6-0.12)51.2647.46382.43纵次梁1(36.0-2.1)*2+4.2*4+6.0+4.2+3.0+(8.1-0.3)*2+4.5+7.5-0.6+4.2*4)*(0.6-0.12)67.9686.39434.32纵次梁2(3.725*2+(8.4-0.6-

31、6*0.2)*2)*(0.4-0.12)+3.5*4*0.411.3825.1458.50墙内墙横(2.8+4.0+3.1+6.1*11+4.9+2.2+8.4*2+2.4*2+2.2*2+3.2*2)*(4.2-0.6)419.41.678703.75内墙纵(5.5+2.5+6.7+24.7+8.0*4+3.8*2+6.0+4.2+4.3+1.9*2+34.6+2.8)*(4.2-0.6)484.921.678813.70外墙(36.2*2+(27.8-4.2*2)*2)*(4.2-0.6)400.322.5491020.42剪力墙(11.4*4-4.2*3-6.0+2.4*2+(3.0+3

32、.0)*4)*4.2234.366.8281600.21合计10272.78 注：1、楼梯间的自重面荷载是普通楼层的1.2倍，即1.2*4.529=5.43 2、楼面的自重面荷载均按最大的4.529计算 合 计： 4.1.2活载 表3项目面积算式（m2）面积值（m2）面荷载(kN/m2)活载(kN)屋面0020.00楼面9.4*8.2*2+4.0*6.1*3+(7.3*2.8+4.3*4.2)*2+4.3*4.2+6.1*5.0352.922705.84卫生间4.6*4+4.6*2.8+2.5*1.835.78271.56电梯机房0070.00走廊34.6*2.2*2+2.4*8.6*2+2.

33、2*11.2+6.3*1.9*2+3.0*3.0+2.0*3.3257.72.5644.25楼梯3.2*7.3+2.8*7.343.82.5109.50屋面雪荷载000.650.00合计1531.15合 计： 4.1.3总计4.2 第二节点G的确定4.2.1 恒载 表4项 目面积算式（m2）面积值(m2)面荷载(kN/m2)恒载(kN)楼层楼梯间3.4*11.4+3.0*7.561.265.43332.64卫生间4.8*4.2+3.3*0.7+7.5*3.0-2.5*1.042.55.26223.55其他26.04*8+86.04*2+86.4*2+19.26+32.76+22.68*2+20

34、.16670.744.5293037.78柱中柱(4.2-0.12)*0.8*4+(4.2-0.12)*0.6*422.84820.578470.17边柱(4.2-0.12)*0.8*12+(4.2-0.12)*0.6*858.75215.578915.24梁横主梁(8.4-0.8+(5.4-0.7)*2+27.8-0.8*2-0.8+(8.4-0.6)*2)*2*(0.8-0.12)78.887.46588.44横次梁1(8.4-0.3)*2+(6.0-0.2)*3)*(0.6-0.12)16.1286.39103.06横次梁2(8.4*2+4.2-0.2+6.0-0.2+3.0+3.0-0

35、.2+(2.6-0.2)*2+(3.4-0.2)*2+(1.2-0.3)*4)*(0.4-0.12)13.2165.1467.93纵主梁(7.5*4+(4.8-0.5)*4+(29.4-3.8)*2+4.2*2)*(0.6-0.12)51.2647.46382.43纵次梁1(36.0-2.1)*2+4.2*4+6.0+4.2+3.0+(8.1-0.3)*2+4.5+7.5-0.6+4.2*4)*(0.6-0.12)67.9686.39434.32纵次梁2(3.725*2+(8.4-0.6-6*0.2)*2)*(0.4-0.12)+3.5*4*0.411.3825.1458.50墙内横墙(2.8+4.0+3.1+6.1*11+4.9+2.2+8.4*2+2.4*2+2.2*2+3.2