毕业设计论文框架结构办公楼计算书.doc

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1、南昌航空大学 毕业论文目录第一章 建筑设计说明1建筑概况3 2 设计资料3第二章 结构设计说明 1 结构方案选取4 2 楼梯方案的选择4 3 建筑材料的选择5 4 基础形式选取5 5 结构布置计算5第三章 楼盖设计 1楼面梁格布置图6 2荷载设计值63塑性理论计算板7第四章 框架计算 1结构选型11 2设计资料11 3荷载计算11 4活荷载标准值14 5 框架计算简图及梁柱线刚度14 6横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算16 7竖向荷载作用下框架结构内力计算19 8 内力计算26 9 截面设计与配筋计算60第五章 楼梯设计 1设计资料68 2 楼梯板设计68 3荷载计算69 4平台板设计6

2、9 5平台梁设计70第六章 基础设计1基础概况71 2联合基础设计（B、C柱基础）71总结76致谢77第一章 建筑设计说明1 建筑概况1.1设计题目 昌飞企业办公楼设计1.2建筑面积 4500m21.3建筑总高度 23.130（室外地坪算起）1.4建筑层数 6层1.5结构类型 框架结构1.6工程概况 层数为6层，底层高4.5m，其余各层高为3.6m；框架结构；不考虑抗震设防；耐火等级二级；设计使用年限50年。2 设计资料2.1气象资料基本风压：0.45KN/m2；主导风向：东南（全年）；基本雪压：0.4KN/m2；年最高气温40度，最低气温-3度。2.2结构要求 钢筋混凝土框架结构，外墙体采用

3、普通砖，内墙采用蒸压粉煤混凝土砌块，现浇钢筋混凝土楼板。2.3地质条件：杂填土（1.5m）；亚粘土（4.5m），密实；细砂（5.0m），密实，饱和；二类场地；地基承载力为210 KN/m2；场地地下水位7.0m，水量较丰富。2.4地震设防 不考虑抗震设防要求。2.5材料要求 混凝土C25，C30；钢筋级、级钢筋。2.6技术要求 满足工程施工图深度要求。第二章 结构设计说明1 结构方案选取1.1竖向承重体系选取选择合理的抗侧力结构体系，进行合理的结构或构件布置，使之具有较大的抗侧刚度和良好的抗风、抗震性能，是结构设计的关键。同时还须综合考虑建筑物高度、用途、经济及施工条件等因素。常见的竖向承重体

4、系包括砖混结构体系、框架结构体系、剪力墙结构体系、框架-剪力墙结构体系及筒体结构体系等。框架结构体系：由梁、柱构件通过节点连接而成，其具有建筑平面布置灵活、造型活泼等优点，可以形成较大的使用空间，易于满足多功能的使用要求。在结构受力性能方面，框架结构属于柔性结构，自振周期长，地震反应较小，经合理设计可具有较好的延性性能。其缺点是结构的抗侧刚度较小，在地震作用下侧向位移较大。本设计为六层的多层结构，根据住宅的功能使用性进行结构布置。经各方案比较筛选，本工程选用框架结构的竖向承重体系。1.2水平向承重体系选取常见的横向承重体系包括：现浇楼盖、叠合楼盖、预制板楼盖、组合楼盖等。本设计采用现浇肋梁楼盖

5、结构，现浇楼盖可分为肋梁楼盖、密肋楼盖、平板式楼盖和无粘结预应力现浇平板楼盖等。肋梁楼盖结构具有良好的技术经济指标，可以最大限度地节省混凝土和钢筋的用量，能充分发挥材料的作用，结构整体性好，抗震性能好，且结构平面布置灵活，易于满足楼面不规则布置、开洞等要求，容易适用各种复杂的结构平面及各种复杂的楼面荷载。2、楼梯方案的选择整体式楼梯按照结构形式和受力特点不同，可分为板式楼梯、梁式楼梯、剪刀式楼梯和圆形楼梯、螺旋楼梯等。其中，应用较为经济的、广泛的是板式楼梯和梁式楼梯，剪刀式楼梯、圆形楼梯和螺旋式楼梯属于空间受力体系，外观美观，但结构受力复杂，设计与施工较困难，用钢量大，造价高，在实际中应用较少

6、。板式楼梯由梯段板、平台板和平台梁组成。梯段板为带有踏步的斜板，其下表面平整，外观轻巧，施工支模方便，但斜板较厚，结构材料用量较多，不经济。故当梯段水平方向跨度小于或等于3.5时，才宜用板式楼梯。结构中的楼梯采用板式楼梯。3 建筑材料的选择梁柱、基础、楼梯均采用C30的混凝土，用以提高整个结构的强度。由于施工工艺的改进，技术的提高，提高混凝土的强度不会引起整个结构的造价大幅提高。4 基础形式选取本设计的基础形式选取边柱采用柱下独立基础，中柱边柱采用联合基础。多层框架结构的基础，一般有柱下独立基础、条形基础、十字形基础、片筏基础，必要时也可采用箱形基础或桩基等。基础类型的选择，取决于现场的工程地

7、质条件、上部结构荷载的大小、上部结构对地基上不均匀沉降及倾斜的敏感程度以及施工条件等因素，还应进行必要的技术经济比较。5 结构布置计算根据该房屋的使用功能及建筑设计的要求，进行了建筑平面、立面及剖面设计。楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度为100mm。一般情况下，框架结构是一个空间受力体系。为方便起见，常常忽略结构纵向和横向之间的空间联系，忽略各构件的扭转作用，将纵向框架和横向框架分别按平面框架进行分析计算。由于通常横向框架的间距相同，作用于各横向框架上的荷载相同，框架的抗侧刚度相同，因此，各榀横向框架都将产生相同的内力与变形，结构设计时一般取中间有代表性的一榀横向框架进行分析即可。

8、第三章：楼盖设计1 楼面梁格布置图2 荷载设计值2.1活荷载标准值q=2.0kN/m(标准层) q=0.5kN/m(屋面)2.2恒荷载标准值 标准层：25厚大理石面层配水泥砂浆檫缝 30厚1：2.5干硬性水泥砂浆，面上撒2厚素水泥 水泥浆结合层一道1.66kN/m2 结构层：100厚现浇钢筋混凝土楼板 0.1m25kN/m3=2.5kN/m2 抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m17kN/m3=0.17kN/m2 合计： 4.33kN/m2 顶层屋面： 防水层（柔性）三毡四油铺绿豆砂 0.4kN/m2 找平层：20厚1：3水泥砂浆 0.02m20kN/m3=0.4kN/m2 找坡层：40厚1：8

9、水泥炉渣 0.04m14kN/ m3=0.56kN/ m2 结构层：100厚现浇钢筋混凝土板 0.1m25kN/ m3=2.5kN/ m2 抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m17kN/ m3=0.17kN/ m2 合计 4.03kN/ m22.3设计值 标准层：(由于区格内存在轻质隔墙，故楼面活荷载增加1 kN/ m2) g=1.24.33=5.20 kN/ m2 q=1.43.0=4.20kN/ m2p=g+q=5.20+4.20=9.40 kN/ m2 屋面： g=1.24.03=4.84kN/ m2q=1.40.5=0.7 kN/ m2p=g+q=4.84+0.7=5.54 kN/ m2

10、3 塑性理论计算板板的梁格布置图3.1弯矩计算区格板A： 计算跨度：l0x=5.7m，l0y=7.2m (按双向板设计) 取 采用弯起式配筋，跨中钢筋在距支座lox/4处弯起一半,故得跨内及支座塑性铰线上的总弯距为： 由于区格板A四周与梁连结，内力折减系数为0.8， 标准层： =5.39kNm/m kNm/m kNm/m kNm/m顶层屋面： =3.17kNm/m kNm/m kNm/m kNm/m区格板B： 计算跨度：l0x=2.4m，l0y=7.2m (按双向板设计) 取 采用弯起式配筋，跨中钢筋在距支座lox/4处弯起一半，长边支座弯矩已知标准层： =10.78kNm/m 10.78*7

11、.2=77.62 kNm由于区格板A四周与梁连结，内力折减系数为0.8， kNm/m kNm/m kNm/m顶层屋面：=6.34 kNm/m6.34*7.2=45.65 kNm/m kNm/m kNm/m kNm/m3.2截面设计（选用钢筋为主受力筋） 各区格板跨内及支座弯矩已知，跨中取截面有效高度=80mm，=70mm，支座取=80mm，可近似按计算钢筋截面面积，计算结果见下表。标准层双向板的配筋表项目截面M(kNm/m)As()选配配筋实配面积()跨中A区格方向5.39338359方向3.40244251B区格方向5.86368359方向0.6445251支座A-B10.78676719A

12、-A6.80427503B-B1.2881251顶层屋面双向板配筋表项目截面M(kNm/m)As()选配配筋实配面积()跨中A区格方向3.17199251方向2.00144251B区格方向3.44216251方向0.3828251支座A-B6.34398503A-A4.00251251B-B0.7648251第四章 框架计算1结构选型1.1结构体系选型：采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。1.2屋面结构：采用现浇钢筋混凝土肋型屋盖，柔性屋面，屋面板厚100mm1.3楼面结构:全部采用现浇钢筋混凝土肋型楼盖，板厚为100mm1.4楼梯结构：采用钢筋混凝土板式楼梯2设计资料2.1设计题目:昌飞企业办公

13、楼设计，层数为6层，底层层高4.5m，其余各层层高3.6m。2.2地质条件：杂填土（1.5m）；亚粘土（4.5m），密实；细砂（5.0m），密实，饱和；二类场地；地基承载力为210 KN/m2；场地地下水位7.0m，水量较丰富。2.3气象资料：基本风压：0.45KN/m2；主导风向：东南（全年）；基本雪压：0.4KN/m2；年最高气温40度，最低气温-3度。2.4材料选用 混凝土：采用C30（fc=14.3，ft=1.43） 钢筋：梁柱中受力纵筋采用HRB335级（fy=300），其余采用HPB235级（fy=210）3荷载计算3.1恒荷载标准值计算3.1.1屋面： 顶层屋面： 防水层（柔性）

14、三毡四油铺绿豆砂 0.4kN/m2 找平层：20厚1：3水泥砂浆 0.02m20kN/m3=0.4kN/m2 找坡层：40厚1：8水泥炉渣 0.04m14kN/ m3=0.56kN/ m2 结构层：100厚现浇钢筋混凝土板 0.1m25kN/ m3=2.5kN/ m2 抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m17kN/ m3=0.17kN/ m2 合计 4.03kN/ m2首层屋面： 400mm400mm30mm预制混凝土块0.03m23kN/m3=0.69kN/m2 结合层：20厚1：3水泥砂浆 0.02m20kN/m3=0.4kN/m2 防水层（柔性）三毡四油铺绿豆砂 0.35kN/m2 找平层

15、：20厚1：3水泥砂浆 0.02m20kN/m3=0.4kN/m2 找坡层：40厚1：8水泥炉渣 0.04m14kN/ m3=0.56kN/ m2 结构层：100厚现浇钢筋混凝土板 0.1m25kN/ m3=2.5kN/ m2 抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m17kN/ m3=0.17kN/ m2 合计 5.07kN/ m23.1.2标准层楼面 25厚大理石面层配水泥砂浆檫缝 30厚1：2.5干硬性水泥砂浆，面上撒2厚素水泥 水泥浆结合层一道1.66kN/m2 结构层：100厚现浇钢筋混凝土楼板 0.1m25kN/m3=2.5kN/m2 抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m17kN/m3=0.

16、17kN/m2 合计： 4.33kN/m23.1.3梁自重横向梁：bh=250mm500mm梁自重：25kN/m30.25m(0.5m-0.1m)=2.5kN/m抹灰层：10mm厚混合砂浆 0.01m(0.5m-0.1m)2+0.25m17 kN/m3=0.18kN/m合计： 2.68kN/m纵向梁：bh=300mm600mm梁自重：25kN/m30.3m(0.6m-0.1m)=3.75kN/m抹灰层：10mm厚混合砂浆 0.01m(0.6m-0.1m)2+0.3m17 kN/m3=0.22kN/m合计： 3.97kN/m基础梁：bh=250mm400mm梁自重：25kN/m30.25m0.4

17、m=2.5kN/m3.1.4柱自重 底层柱：bh=450mm450mm 柱自重：25kN/m30.45m0.45m=5.06kN/m 抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m(0.45m+0.45m)217 kN/m3=0.31kN/m 合计： 5.37kN/m 标准层柱：bh=400mm400mm 柱自重：25kN/m30.4m0.4m=4.0kN/m 抹灰层：10厚混合砂浆 0.01m(0.4m+0.4m)217 kN/m3=0.27kN/m 合计： 4.27kN/m3.1.5外纵墙自重 标准层： 纵墙： 18 kN/m30.9m0.24m=3.89 kN/m 铝合金窗： 0.35 kN/m22

18、.1m=0.74 kN/m 水刷石外墙面： 0.5 kN/m2 (3.6m-2.1m) =0.75 kN/m 水泥粉刷内墙面： 0.36 kN/m2(3.6m-2.1m-0.6m)=0.32 kN/m 合计： 5.70 kN/m 底层： 纵墙： 18 kN/m3(5.5-2.1-0.4-0.6)m0.24m=10.37 kN/m 铝合金窗： 0.35 kN/m22.1m=0.74 kN/m 水刷石外墙面： 0.5 kN/m2 (4.5m-2.1m) =1.2kN/m 水泥粉刷内墙面： 0.36 kN/m2(4.5m-2.1m-0.6m)=0.65 kN/m 合计： 12.96 kN/m3.1.

19、6内隔墙自重 标准层： 内隔墙： 5.5 kN/m3(3.6m-0.5m)0.24m=4.09 kN/m 水泥粉刷内墙面： 0.36 kN/m2(3.6m-0.5m) 2=2.23 kN/m 合计： 6.32 kN/m 底层：有窗隔墙： 内隔墙： 5.5 kN/m3(5.5-2.1-0.6-0.4)m0.24m=3.17 kN/m 铝合金窗： 0.35 kN/m22.1m=0.74 kN/m 水泥粉刷内墙面： 0.36 kN/m2(4.5-2.1-0.6)m2=1.30 kN/m 合计： 5.21 kN/m 无窗隔墙： 内隔墙： 5.5 kN/m3(5.5-0.4-0.5)m0.24m=6.0

20、7kN/m 水泥粉刷内墙面： 0.36 kN/m2(4.5m-0.5m)2=2.88kN/m 合计： 8.95 kN/m4活荷载标准值4.1屋面和楼面活荷载标准值 查规范有：不上人屋面：0.5 kN/m2 上人屋面：2.0kN/m2楼面：2.0 kN/m24.2雪荷载 Sk=1.00.4=0.4 kN/m2屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取较大值5 框架计算简图及梁柱线刚度5.1确定框架计算见图框架计算简图如下图所示，取轴上的一榀框架进行计算，假定框架柱固定于基础顶面，框架梁与柱刚接5.2梁柱截面尺寸的初步确定横向框架梁：h=1/12l=1/125700=475mm，取h=500mmb=(

21、1/21/3)h，取b=250mm bh=250mm500mm纵向框架梁：h=1/12l=1/127200=600mm，取h=600mmb=(1/21/3)h，取b=300mmbh=300mm600mm底层框架柱：b=1/14H=1/145500=400mm，取b=450mmh=(12)b，取h=450mmbh=450mm450mm标准层框架柱：b=1/14H=1/143600=260mm，取b=400mmh=(12)b，取h=400mmbh=400mm400mm5.3框架侧移刚度的计算：梁的计算跨度：取轴线间距离 柱的计算高度：设基础埋深1.5m，室内外高差为0.45m，底层层高为4.5m，

22、 则底层柱的计算高度为5.5m，其它层柱高取层高，即为3.6m对于中框架梁取I=2I0 AB(CD，EF)跨梁：i1=EI/L=3.010721/120.250. 53/5.7=2.742104 BC(DE)跨梁：i2=EI/L=3.010721/120.250. 53/2.4=6.51104 底层柱： i3=EI/L=3.01071/120.454/5.5=1.865104 标准层柱： i4=EI/L=3.01071/120.44/3.6=1.775104 令i1=1.0，则其余各层柱的相对线刚度为： i2=6.51/2.742=2.37i3=1.865/2.742=0.68 i4=1.77

23、5/2.742=0.656横向风荷载作用下框架结构内力和侧移计算6.1集中风荷载标准值 作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值：式中基本风压=0.45 kN/ m2-风压高度变化系数,地面粗糙程度为B类-风荷载体型系数,根据建筑物的体型查表得=1.3-风振系数,对于建筑物高度小于30m的建筑,取1.0-下层柱高-上层柱高B迎风面的宽度,B=7.2m. 计算过程见下表集中风荷载标准值离地高度z/m (kN/m2)/m/m/kN22.951.301.01.30.453.609.8619.351.241.01.30.453.63.618.8015.751.161.01.30.453.63.61

24、7.5912.151.061.01.30.453.63.616.078.551.001.01.30.453.63.615.164.951.001.01.30.454.953.618.016.2风荷载作用下的水平位移验算6.2.1 侧移刚度D见下表横向2-6层D值的计算构件名称( kN/m)A轴柱0.4357149B轴柱0.72311882C轴柱0.72311882D轴柱0.4357149横向底层D值的计算构件名称( kN/m)A轴柱0.5684202B轴柱0.7845800C轴柱0.7845800D轴柱0.7845800E轴柱4.960.7845800F轴柱1.470.56842026.2.2

25、 风荷载作用下框架侧移计算水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算:式中-第j层的总剪力 -第j层所有柱的抗侧移刚度之和 -第j层的层间侧移 第一层的层间侧移值求出以后,就可计算各楼板标高处的侧移值的顶点侧移值,各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和,顶点侧移是所有各层层间侧移之和 j层侧移 顶点侧移 框架在风荷载作用下侧移的计算见下表风荷载作用下框架侧移计算层次/kN/kN/( kN/m)/m/h69.869.86380620.00031/12000518.8028.66380620.00081/4500417.5946.25380620.00121/3000316.0762.32

26、380620.00161/2250215.1677.48380620.0021/1800118.0195.49316040.0031/1833=0.0089m侧移验算:层间侧移最大值1/18001/550 (满足)7竖向荷载作用下框架结构内力计算7.1单元计算取轴线横向框架进行计算，计算单元宽度为7.2m，双向板传给该框架的楼面荷载如下图中阴影线所示。由于纵向框架梁的中心线与柱的中心线不重和，因此在框架节点上作用有集中力矩。 7.2 A-B轴间框架梁 屋面板传荷载 恒载：4.035.75/8=14.36kN/m 活载：0.55.75/8=1.78kN/m 楼面板传荷载： 恒载：4.335.75

27、/8=15.43kN/m 活载：2.02.855/8+(2+1)2.855/8=8.91kN/m 梁自重：2.68kN/m 隔墙自重：6.32kN/mAB轴间框架梁均布荷载为： 屋面梁： 恒载=梁自重+板传荷载=2.68+14.36=17.04kN/m 活载=板传荷载=1.78 kN/m 楼面梁： 恒载=梁自重+板传荷载+隔墙自重=2.68+15.43+6.32=24.43kN/m 活载=板传荷载=8.91 kN/m7.3 B-C轴线间框架梁 屋面板传荷载 恒载：4.032.45/8=6.05kN/m 活载：0.52.45/8=0.75kN/m 楼面板传荷载： 恒载：4.332.45/8=6.

28、50kN/m 活载：2.02.45/8=3.0kN/m 梁自重：2.68kN/m 隔墙自重：6.32kN/m BC轴间框架梁均布荷载为： 屋面梁： 恒载=梁自重+板传荷载=2.68+6.05=8.73kN/m 活载=0.75kN/m 楼面梁： 恒载=梁自重+板传荷载+隔墙自重=2.68+6.50+6.32=15.5kN/m 活载=3kN/m7.4 CD轴间框架梁 CD轴间框架梁均布荷载为： 屋面梁： 恒载：17.04kN/m 活载：1.78kN/m 楼面梁： 恒载： 24.43kN/m 活载： 7.13kN/m7.5 DE轴间框架梁 首层屋面板传荷载 恒载：5.072.45/8=7.61kN/

29、m 活载：2.02.45/8=3.0kN/m 梁自重：2.68kN/m DE轴间框架梁均布荷载为： 首层屋面梁： 恒载=梁自重+板传荷载=2.68+7.61=10.29kN/m 活载=3.0kN/m7.5 EF轴间框架梁 首层屋面板传荷载 恒载：5.075.75/8=18.06kN/m 活载：2.05.75/8=7.13kN/m 梁自重：2.68kN/m EF轴间框架梁均布荷载为： 首层屋面梁： 恒载=梁自重+板传荷载=2.68+18.06=20.74kN/m 活载=7.13kN/m7.5 A轴柱纵向集中荷载计算 天沟自重:现浇天沟(如右图所示) 250.6+(0.3-0.08) 0.08+(

30、0.6+0.3) (05+0.36)=2.41kN/m 防水做法自重: 三毡四油铺绿豆砂 0.4(0.22+0.52)=0.3kN/m 40厚1:3水泥砂浆找坡层 200.04(0.22+0.52)=0.59kN/m合计: 3.3kN/mA区格板: B区格板:顶层柱： 顶层柱恒载=天沟自重+梁自重+板传荷载 =3.37.2+3.97(7.2-0.4)+4.032.85（1-20.632+0.633）7.2=88.49kN 顶层柱活载=板传荷载=0.52.85（1-20.632+0.633）7.2=4.68kN 标准层： 标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+纵墙自重 =5.7（7.2-0.4）+3.

31、97(7.2-0.4)+4.332.85（1-20.632+0.633）7.2=106.3kN 标准层柱活载=板传荷载=0.52.02.85（1-20.632+0.633）7.2+0.53.02.85（1-20.632+0.633）7.2=23.41kN 基础顶面恒载=基础梁自重+底层外墙自重 =12.96(7.2-0.45)+2.5(7.2-0.45)=104.36kN7.6 B轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱： 顶层柱恒载=天沟自重+梁自重+板传荷载 =3.97(7.2-0.4)+4.032.85（1-20.632+0.633）7.2+4.031.2（1-20.112+0.113）7.2=9

32、8.75kN 顶层柱活载=板传荷载=0.52.85（1-20.632+0.633）7.2+0.51.2（1-20.112+0.113）7.2=8.9kN 标准层： 标准层柱恒载=梁自重+板传荷载+隔墙自重 =3.97(7.2-0.4)+4.332.85（1-20.632+0.633）7.2+4.331.2（1-20.112+0.113）7.2+6.323.6=126.85kN 标准层柱活载=板传荷载=0.52.02.85（1-20.632+0.633）7.2+0.53.02.85（1-20.632+0.633）7.2+2.01.2（1-20.112+0.113）7.2=40.29kN 基础顶面恒载=基础梁自重+底层隔墙自重 =8.95(7.2-0.45)+2.5(7.2-0.45)=77.29kN7.7 C轴柱纵向集中荷载的计算