5层实验楼总建筑面积6760㎡毕业设计计算书

西南交通大学本科毕业设计 第 1 页目录绪论 .5第 1 章设计基本资料 .61.1.工程概况 .6第 2 章楼板、框架梁、柱、截面尺寸的初步估定 .72.1.楼板厚度 h .72.2.框架梁截面高度 hb 与宽度 bb .72.3.框架柱截面高度 hc 与宽度 bc.7第 3 章结构布置及计算简图 .93.1.柱网布置 .93.2 框架结构计算简图 .10第 4 章横向框架侧移刚度的计算 .114.1.横梁线刚度的计算 .114.2.纵梁线刚度的计算 .114.3.柱线刚度的计算 .114.4.各层横向侧移刚度计算 .12第 5 章重力荷载代表值的计算 .165.1.屋面及楼面恒荷载计算 .165.2.墙，门，窗重力荷载计算 .175.2.1 墙体荷载 .175.2.2 门窗荷载 .175.3.梁柱自重计算 .175.3.1 梁柱平面布置图如图 5-1 所示 .175.3.2 单位长度梁，柱荷载（KN/m） .175.3.3 门窗洞口面积及自重 .185.4 重力荷载代表值的计算 .19西南交通大学本科毕业设计 第 2 页第 6 章横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算 .226.1 横向自振周期计算 .226.1.1 横向自振周期的计算。 .226.1.2 假想层剪力计算 .226.1.3 结构顶点的假想侧移计算 .226.1.4 基本自振周期 的计算 .231T6.2 水平地震作用及楼层剪力的计算 .236.2.1 地震影响系数计算 .236.2.2 等效重力荷载代表值计算 .246.2.3 水平地震力的计算 .246.2.4 顶部附加地震作用力 计算 .24nF6.2.5 水平地震作用力及各楼层地震剪力计算 .246.3 水平地震作用下的位移验算 .256.4 水平地震作用下的框架内力计算 .266.4.1 反弯点高度计算 .266.4.2 梁端弯矩计算 .276.4.3 梁端剪力及柱轴力计算 .27第 7 章竖向荷载下框架内力计算 .317.1 计算单元 .317.2 计算简图 .327.3 荷载计算 .337.3.1 恒荷载计算 .337.3.2 活荷载计算 .357.4 框架内力计算 .367.4.1 恒载作用下梁固端弯矩 .367.4.2 活载作用下内力计算 .377.4.3 弯矩二次分配法计算梁柱弯矩 .377.4.4 梁端剪力及柱轴力计算 .42西南交通大学本科毕业设计 第 3 页第 8 章横向框架内力组合 .448.1 结构抗震等级 .448.2 框架梁内力组合 .448.2.1 梁跨中最大弯矩 .448.2.2 梁强剪弱弯调整 .458.2.3 框架柱内力组合 .56第 9 章截面设计 .699.1 框架梁 .699.1.1 梁正截面受弯承载力计算 .699.1.2 梁斜截面受剪承载力计算 .719.2 框架柱 .739.2.1 剪跨比和轴压比验算 .739.2.2 柱正截面承载力计算 .749.2.3 柱斜截面受剪承载力计算 .779.3 框架梁柱节点核芯区截面抗震验算 .78第 10 章基础设计 .8010.1 设计原始材料 .8010.2 基础计算 .8010.2.1 示意图 .8010.2.2 设计参数 .8110.2.3 计算过程 .8210.2.4 计算结果 .85第 11 章结构电算 .8711.1 使用软件及软件简介 .8711.2 结构计算及计算结果输出 .8711.2.1 PMCAD 结构建模 .8711.2.2 SATWE 计算部分 .9111.2.3 分析结果图形和文本显示 .95西南交通大学本科毕业设计 第 4 页11.3 绘制结构施工图 .97结论 .98西南交通大学本科毕业设计 第 5 页绪论毕业设计是大学本科教育培养计划中最后一个主要环节，也是最重要的综合性实践环节。通过毕业设计，学生可以综合应用所学过的基础课，技术基础课及专业课知识和相应技能等。毕业设计是一次对大学期间所学知识的全面总结与巩固的过程，更是培养学生解决具体的土木工程设计问题所需的综合能力和创新能力的过程。实验楼是公共建筑，其规范要求比较严格，能体现处建筑和结构设计的很多重要的方面，选择实验楼建筑和结构设计，从而掌握实验楼设计的基本原理，妥善解决其功能关系，满足使用要求。框架结构的设计始于欧美，二十世纪厚得到了世界各地大范围的使用，其结构建筑平面布置灵活，使用空间大。延性较好。其具有良好的抗震能力。对实验楼有重要建筑结构非常适用。能满足其较大的使用面积要求。框架结构的研究，对于建筑的荷载情况，分析其受力，采用不同的方法分别计算出各种荷载作用下的弯矩、剪力、轴力，然后进行内力组合，挑选出最不利的内力组合进行截面的承载力计算，保证结构有足够的强度和稳定性。本结构计算选用一榀框架为计算单元，采用手算的简化计算方法，其中计算框架在竖向荷载下的内力时使用的弯距二次分配法，不但使计算结果较为合理，而且计算量较小，是一种不错的手算方法。本设计主要通过工程实例来强化大学期间所学的知识，建立一个完整的设计知识体系，了解设计总过程，通过查阅大量的相关设计资料，提高自己的动手能力。鉴于水平有限，设计书中还存在不少缺点甚至错误，敬请老师批评和指正。西南交通大学本科毕业设计 第 6 页第 1 章设计基本资料1.1.工程概况1.1 根据该实验楼的使用功能及建筑设计要求，进行了平立面及剖面的建筑设计，主体结构为 5 层，层高均为 3.9m，无附属结构。1.2 地质、水文及气象资料：地形较为平坦，基本风压为 0.35KN/m，未发现地下水，本工程地震设防烈度为 7 度，地震分组为第 2 组，场地类别为第二类。设计基本地震加速度 0.10g，Tg=0.4s， max=0.08。地震粗糙度为 B 类，土的重度为 19KN/m，孔隙比为 0.8，地基承载力特征值 160Kpa。查阅 建筑抗震设计规范（GB50011-2010） 表 6.1.2 得框架抗震等级为三级抗震。1.3 填充墙采用 200m 厚的加气混凝土砌块，外墙一侧墙体外挂瓷砖，一侧为 20mm 厚抹灰。内墙两侧使用 20mm 厚抹灰，女儿墙做法为 200 厚加气混凝土砌块，外墙面干挂磨干花岗石石板，内墙采用 20mm 厚抹灰。门为实木门，门洞尺寸分别为1.0mx2.1m，1.2mx2.1m， 1.5mx2.1m。窗为铝合金窗，洞口尺寸为 2.95mx2.9m 及2.1mx2.4m。1.4 楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构，楼板厚度取 100mm。1.5 混凝土：梁柱板基础均使用 C30 混凝土。1.6 钢筋：纵向受力钢筋采用热轧钢筋 HRB335,其余采用热轧钢筋 HPB300。西南交通大学本科毕业设计 第 7 页第 2 章楼板、框架梁、柱、截面尺寸的初步估定2.1.楼板厚度 h根据混凝土结构设计规范（GB50010-2010） ，主体结构共 5 层，层高均为 3.9m，内外墙的做法：采用 200 厚蒸压粉煤灰加气砼砌块（5.5KN/m 3）,两侧均为 20mm 厚抹灰。，楼层屋盖均为现浇钢筋砼结构。楼板按连续双向板考虑。板厚取 120 mm：，满足要求。3010754lhm2.2.框架梁截面高度 hb与宽度 bb主梁应满足：h b=（1/121/8）l b，l b 为主梁的计算跨度；且 hb 不宜大于 1/4 主粱净跨。l b 可近似取为轴线间距，即 lb=6600mm。则 AB 跨横梁：h b=（1/121/8）l b =(7501125)mm，取梁高为 800mm，梁宽b=300mm。CE 跨横梁：h b=（1/121/8）l b =(575862)mm，取梁高为 600mm，梁宽 b=300mm。BC 跨横梁：取梁高为 400mm，梁宽 b=250mm。纵梁：h b=（ 1/121/8）l b =(550825)mm，取梁高为 600mm，梁宽为 300mm。2.3.框架柱截面高度 hc与宽度 bc柱的截面尺寸一般根据轴压比限值按下列公式估算：N= F n（2-1）Ac=N/ N fc（2-2 ）式中：N柱组合的轴压力设计值； 考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边柱取 1.3，不等跨内柱取 1.25，等跨内柱取 1.2；西南交通大学本科毕业设计 第 8 页F按简支状态计算的柱负载面积；折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，框架结构可近似取1214kN/m2；n欲确定柱截面以上楼层的层数；Ac欲确定柱截面的面积； N框架柱轴压比限值；根据建筑结构抗震规范 GB50001-2010 ，一、二、三级抗震等级分别为 0.6、 0.7、0.8；fc混凝土轴心抗压强度设计值。柱边长，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；柱剪跨比宜大于 2；柱截面高宽比不宜大于 3。（1） 首层：F=6.69=59.4， 取 12kN/N=1.259.4124=3421.44kNAc=3421.44/（0.8516.710 3）=0.241m 2，则取柱边长 bc 取为 600mm；（2） 二五层：F=6.69=59.4， 取 12kN/N=1.259.4123=2566.08kNAc=2566.08/（0.8516.710 3）=0.180m 2，则取柱边长 bc 取为 600m