土木工程专业毕业设计某六层框架办公楼结构毕业设计计算书

山西大同大学继续教育学院毕 业 论 文（设计）题目： 某市框架办公楼毕业设计 级 别 2011 级 专 业 土木工程业 函授站点 阳泉技校函授站班 级 姓 名 荆 澜 指导教师 2013 年 5 月 9 日 目 录2摘要3第一章、 设计任务及基本要求 4一、原始资料4二、建筑设计任务及要求4三、结构设计任务及要求9第二章、 建筑设计说明10一、建筑平面设计 10二、剖面设计 10三、立面设计 11第三章、 结构设计12一、结构方案的选择及结构布置.12二、框架荷载计算 13三、板的内力及配筋计算.14四、次梁内力及配筋计算.19五、横向平面框架内力计算.25六、横向平面框架的内力组合与配筋计算.50七、框架结构柱下基础设计 81八、楼梯设计计算 86参考文献 913某市六层框架办公楼毕业设计土木工程专业 荆 澜 指导教师摘要：毕业设计是专业课教学的综合实践性教学环节，是对所学内容的复习和巩固。本次毕业设计主要包括建筑设计和结构设计，毕业设计说明针对设计过程的每一步都进行了详细的介绍。建筑设计说明介绍了平面选型的确定，平面组合的选择，材料的选择及主体结构每部分的具体作法；结构设计说明中介绍了结构的类型和布置方式，截面尺寸的初估，施工材料的选择和施工要求；结构计算书中，选取了柱网中的一榀框架进行了详细计算。此外还包括有梁、柱、楼梯、基础及楼盖的截面配筋计算。关键词：框架结构；办公楼；建筑设计；结构设计。第一章 设计任务及基本要求一、设计原始资料4（一） 工程概况该工程为六层办公楼，主体为现浇钢筋混凝土框架结构，占地面积为 1310，建筑面积 5240，建筑物共 6 层，底层层高 5.1m，标准层层高 3.6m，顶层层高 4.5m，总高度 25.5m，室内外高差 0.450m，基础顶面距离室外地面 1.05m，基础采用柱下独立基础。该办公楼主要以层为单元出租，每层为一个独立的单元，拥有接待室、会议室、档案室、普通办公室、专用办公室等。楼内设有两个电梯三个楼梯，主、次楼梯开间均为 3m，进深均为 6.6m，楼梯的布置均符合消防、抗震的要求。（二） 设计条件1、抗震设防烈度：7 度设防，抗震设计分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.1g；2、基本风压： 0.55KN/m 2，B 类粗糙度；3、雪荷载标准值：0.2KN/m 2；4、结构体系：现浇钢筋混凝土框架结构。5、工程地质条件：拟建场地地形平坦，土质分布具体情况见表，II 类场地土。地下稳定水位距地表-9m，表中给定土层深度由自然地坪算起。建筑地点冰冻深度-0.5m。表 1-1 建筑地层一览表序号 岩土深度土层深度（m）厚度范围（m）地基土承载力（kPa）压缩模量（mPa）1 杂填土 0.01.2 1.2 - -2 粉土 1.22.0 0.8 200 5.03 中粗砂 2.04.8 2.8 300 9.54 砾砂 4.815.0 10.2 350 21.0二、建筑设计任务及要求1、基本要求：满足建筑功能要求，根据已有的设计规范，遵循建筑设计适用、经济合理、技术先进、造型美观的原则，对建筑方案分析其合理性，绘制建筑施工图。2、规定绘制的建筑施工图为：（1）底层、标准层及顶层平面图：比例 1：150（图 1-1）（2）主要立面图：比例 1：150（图 1-2，图 1-3）（3）屋面排水布置图：比例 1：150（4）剖面图：比例 1：150（5）墙身大样及节点详图：比例 1：100 及 1：1056图 1-1 标准层平面图7图 1-2 - 轴立面图 1 98图 1-3 - 轴立面图 E A9三、结构设计任务及要求(一)基本要求：在建筑方案设计的基础上，正确选择合理的结构形式，结构体系和结构布置，掌握高层建筑结构的计算方法和基本构造要求，绘制施工详图。(二)规定绘制的结构施工图为：1、结构平面布置图：比例 1：1502、一榀框架结构配筋图：比例 1：1503、屋面板、楼面板的配筋图：比例 1：1504、楼梯配筋图：比例 1：1005、基础设计图：1 张(三)结构设计计算书内容：说明结构方案如何确定的，材料选择。列出结构设计计算过程中采用的计算方法、计算假定、计算原则、计算简图、内力图及计算结果。10第二章 建筑设计说明一、建筑平面设计（一）建筑平面布置1、建筑结构方案：对于建筑物的土质和所在地区的抗震等要求，选择框架结构和桩基础，具体见结构施工图。2、平面组合：对于办公楼来说，首先要保证其用途，并且符合经济合理的要求，在平面布置上符合抗震和消防的要求，已经在办公楼适合的位置设置抗震缝。在消防方面，楼梯的布置和走廊的长度、宽度均已符合设计规范要求。3、交通组织及防火疏散设计：在垂直的交通方面，在适合的位置都已设置了楼梯，并加设了消防通道。考虑到防火疏散的要求，办公楼楼的走廊适当的放宽。4、采光通风：根据该建筑物的性质，将窗台安排到离地面 900mm 的高度，以保证有足够的采光和通风。（二）柱网布置图 2-1 柱网布置图二、剖面设计（一）房间各部分高度1、层高和净高：底层层高 5.1m，净高 3.5m；标准层层高 3.6m，净高 3.5m；顶层层高 4.5m，净高 4.4m。2、室内外高差：0.45m。113、窗面及窗高: 窗面距楼面为 0.9m，窗高为 1.8m。（二）屋面构造说明（从上到下）1、保护层；现浇 40 厚细石混凝土2、防水层：捷罗克防水层（厚 8mm）3、找平层：20 厚 1：3 水泥砂浆找平4、保温兼找坡层：膨胀珍珠岩砂浆找坡（平均厚 140mm）5、结构层：100 厚钢筋混凝土屋面板6、10 厚纸浆石灰泥粉平7、V 型轻钢龙骨吊顶（三）楼面构造说明（从上到下）1、面层：水磨石地面（10mm 面层，20mm 水泥砂浆打底）2、结构层：100 厚钢筋混凝土楼面板3、10 厚纸浆石灰泥粉平4、V 型轻钢龙骨吊顶（四） 地面构造说明（从上到下）1、面层：水磨石地面（10mm 面层，20mm 水泥砂浆打底）2、结构层：100 厚钢筋混凝土楼面板3、70 厚碎石或碎砖4、素土夯实（五）墙体构造说明1、外墙面（1）外刷防水涂料（2）8 厚混合砂浆找平（3）12 厚水泥砂浆打底(4)240 厚墙体层（采用粉煤灰空心砌块）2、内墙面（1）内墙涂料二度刷面（2）20 厚混合砂浆找平(3)240 厚墙体层（采用粉煤灰空心砌块）三、立面设计（一） 外墙面做法1、相对标高+1.050 以上外墙面用 12 厚水泥砂浆打底，8 厚混合砂浆找平，外墙防水涂料二度，颜色为粉蓝色，线脚颜色为褐色。2、相对标高+1.050 至室外地面间外墙用 12 厚水泥砂浆打底，外贴 300300 的仿大理石墙面砖。12第三章 结构设计一、 结构方案的选择及结构布置（一）结构方案的确定考虑到现浇钢筋混凝土框架结构建筑平面布置灵活，能够获得较大的使用空间，建筑立面容易处理，可以适应不同房屋造型，故本设计采用现浇钢筋混凝土框架结构。（二）基础类型的确定根据施工场地、地基条件、场地周围的环境条件，选择柱下独立基础。（三）结构构件截面尺寸和材料的选择1、基础顶面设计标高的确定根据地质勘察报告的建议，地基持力层可设在中粗沙层上，该层距室外地面 2.0m4.8m 之间，现选用桩基础，故取基础顶面距离室外设计地面 1.05m 处。2、楼板厚度的确定根据平面布置，单向板的最大跨度为 3m，按刚度条件，板厚为 l/40=3000/40=75mm；按构造要求，现浇钢筋混凝土单向板的最小厚度为 60mm；综合荷载等情况考虑，取板厚 h=100mm.3、次梁截面尺寸确定根据平面布置，次梁的最大跨度为 8100mm，次梁高 h=(1/181/12)l=(1/181/12)8100=450mm1013mm，取 h=700mm；次梁宽 b=(1/21/3)h=(1/21/3)700=350mm233mm，取 b=300mm 4、框架梁截面尺寸确定（1）横向框架梁：横向框架梁的最大跨度为 6600mm，横向框架梁高 h=(1/81/12)l=(1/81/12)6600=825mm550mm，取 h=750mm；横向框架梁宽 b=(1/21/3)h=(1/21/3)750=375mm250mm， 取 b=350mm （2） 纵向框架梁：纵向框架梁高 h=(1/81/12)l=(1/81/12)6600=825mm550mm，取 h=750mm；纵向框架梁宽 b=(1/21/3)h=(1/21/3)750=375mm250mm， 取 b=350mm 5、框架柱截面尺寸确定对于多层框架，无论从受力的角度，还是柱的净高而言，都以底层最为不利。底层层高 H=5.1m，柱截面高度取 h=(1/151/20)H=(1/151/20)5100=340mm255mm。又对于抗震设防烈度为 7 度，房屋高度为 22.5m167.1KNmcf(b65(7.10=)2f mKN05.127=)故属于第一类 T 形截面。（2）支座截面按矩形截面计算，均按一排钢筋考虑，取 h0=700-35=665mm（3）次梁正截面受弯承载力计算表 3-6 屋面次梁正截面受弯承载力计算截面位置M(KNm)3l=b0f(跨中)或b（支座）c20fbhM021210y0sfhM=A（mm 2） 选配钢筋 实配钢筋面积(mm2)A-B跨中 170 4.=3270.010 0.010 Vmax=124KNfbh25.0c0则截面尺寸满足要求0.7ftbh0=0.71.57300665=219KN Vmax=124KN则按构造规定选配箍筋，选配 6250（二） 楼面次梁内力计算(取 L1 计算)1、荷载设计值（1）恒荷载：由板传来： 3.563=10.68KN/m次梁自重： 5.25KN/m合计： g k=15.93KN/m （2）活荷载： q k=23=6KN/m （3）荷载组合设计值(单向板部分的荷载设计值)g+q=1.2 gk+1.4 qk=1.215.93+1.46=27.52KN/m23g+q=1.35gk+1.40.7 qk=1.3515.93+1.40.76=27.39KN/m取 g+q=27.52KN/m （4）双向板部分的荷载设计值- 轴间：l 0x/l0y=4.5/3=1.5167.1KNmcf(b65(7.10=)2f mKN05.127=)故属于第一类 T 形截面。支座截面按矩形截面计算，均按一排钢筋考虑，取 h0=700-35=665mm 2次梁正截面受弯承载力计算 3表 3-8 楼面次梁正截面受弯承载力计算截面位置M(KNm)3l=b0f(跨中)或b（支座）c20fbhM021210y0sfhM=A（mm 2） 选配钢筋 实配钢筋面积(mm2)A-B跨中 100 4.=3270.006 0.006 Vmax=124KNfbh25.0c0则截面尺寸满足要求。0.7ftbh0=0.71.57300665=219KN Vmax=124KN则按构造选配箍筋，选配 6250 。 五、 横向平面框架的内力计算（一） 框架梁柱相对线刚度计算1、框架柱的惯性矩 4943m1062.7=1502bh=I2、框架梁的惯性矩矩形截面惯性矩： 410330 2.=17502bh=I26对中框架 KJ8 为： 410100 m6.2=3.2=I3、各层框架梁线刚度表 3-9 各层框架梁线刚度框架梁位置- 轴 A B框架梁- 轴 B C框架梁- 轴 C D框架梁- 轴 D E框架梁跨度l（mm） 4500 6600 3000 6000线刚度 lEIE1047.5=6.210E1073.64.210E102.8=346.10E10.4=6.2104、各层框架柱线刚度 表 3-10 各层框架柱线刚度框架柱位置顶层框架柱标准层框架柱底层框架柱层高 H（mm） 4500 3600 5100线刚度 EIE1069.452.79E102.36.79E105.62.7695、各杆件相对线刚度以 - 轴框架梁线刚度相对值为 1，则可算得各杆件相对线刚度值，注于图 3-9 C D中。27ABCDE图 3-9 各杆件相对线刚度（二）恒荷载作用下框架的内力计算1、恒荷载标准值计算框架横梁上主要承受次梁传来的集中荷载和主梁自重产生的均布荷载，现将主梁自重产生的均布荷载转化为集中荷载，与次梁传来的集中荷载相加，一起进行弯矩分配。 （1）屋面层F1=（6.251.15+5.688）7.655.6881.1580.241.57.65=127KNF2=（6.252.255.25）7.655.6882.25=161KNF3=（6.252.25.688）7.655.6882.2=161KNF4=（6.252.25.25）7.655.6882.2=158KNF5=（6.252.65.688）7.655.6882.6=183KNF6=（6.2535.688）7.655.6883=204KNF7=（6.2535.25）7.655.6883=201KNF8=（6.251.55.688)7.655.6881.5+80.241.57.65=146KN（2）楼面层F9=（3.561.155.688）7.655.6881.1580.244.57.1-（2.251.40.4）1.8（2.251.40.4）0.31.8=131KNF10=（3.562.255.25）7.655.6882.25=114KNF11=（3.562.25.688）7.655.6882.2+80.241.024.5=125KNF12=（3.562.25.25）7.655.6882.2=113KN28F13=（3.562.65.688）7.655.6882.680.24（4.57.1-1.22.1）1.22.10.2=186KNF14=（3.5635.688）7.655.688380.24（4.53.775-1.22.1）1.22.10.2=170KNF15=（3.5635.25）7.655.6883=139KNF16=（3.561. 55.688