灵璧县某机关单位综合楼A1设计 毕业设计.docx

本科毕业论文（设计）（题目：灵璧县某机关单位综合楼a1设计） 姓 名： 学 号： 0942052246 专 业： 土木工程 院 系：土木与环境工程学院 指导老师： 职称学历： 讲师/博士研究生 讲师/硕士研究生 完成时间： 2013.5.20 教务处制安徽新华学院本科毕业设计独创承诺书本人按照毕业设计进度计划积极开展调查研究活动，实事求是地做好调查记录，所呈交的毕业设计是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中特别加以标注引用参考文献资料外，设计中所有数据均为自己研究成果，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的工作已在论文中作了明确说明并表示谢意。毕业设计作者签名： 日期： 摘 要本设计为6层现浇框架结构综合楼设计。地处7度抗震设防区域，属于1类场地。本设计主要进行了结构方案中横向框架3轴框架的抗震设计。按底部剪力法计算水平地震作用大小，进而求出在水平地震作用下的结构内力。继而进行竖向荷载作用下的结构内力计算，然后进行内力组合，并且找出最不利的一组。利用这一组结果进行截面设计并计算配筋和绘图。本设计采用独立柱基础，对基础柱进行承载力验算和配筋计算。施工组织设计内容包括主要分部分项工程的施工方案和确保施工质量的技术措施以及施工总平面布置图。关键词：框架；配筋；荷载；内力组合；施工abstractthis design is for 6 layers cast-in-place frame structure building. the seismic fortification intensity of 7 degrees, belong to 1 kind of field.the design mainly processed the anti-seismic design in the longitudinal frames of axis 3. by using the bottom shear method, we can calculate the effects of the horizontal seismic. after that, we can figure out the structural force under the horizontal seismic affect. furthermore, we can calculate the structural fore under the vertical loading, then calculate the combination of internal forces and find out the most unfavorable internal force combinations. section design and reinforcement calculation and drawing by using this set of results. this design adopts the pile foundation. we have calculated the force of the foundation and pile caps and reinforcement.the construction organization design content involves main branch of the sectional works construction schemes and the technical measures to ensure the construction quality and construction general layout.key words: frame construction; placing the reinforcement; load; combination of internal forces; construction目 录第一篇 框架结构设计11 工程概况11.1 工程设计依据1工程设计原始资料：11.2 规范12 结构方案32.1 结构设计说明32.2 结构体系32.3 结构布置32.4 计算简图73 框架侧移刚度计算83.1 梁柱线刚度计算83.2 各层横向侧移刚度计算（d值法）84 重力荷载计算124.1 屋面及楼面的永久荷载标准值124.2 屋面及楼面可变荷载标准值124.3 重力荷载代表值计算135 横向水平地震作用下框架内力和侧移计算205.1 横向自振周期计算205.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算215.3 水平地震作用下的位移验算225.4 水平地震作用下框架内力计算236 竖向荷载作用下框架结构的内力计算286.1 计算单元286.2 荷载计算296.2.1 恒载计算296.2.2 活荷载计算316.3 内力计算326.3.1 固端弯距计算326.3.2 分配系数的计算336.3.3 传递系数336.3.4 弯距分配336.3.5 梁端剪力及柱轴力的计算337 内力组合417.1 内力组合相关系数417.1.1 结构抗震调整系数417.1.2 现浇框架梁支座负弯矩调幅417.1.3 跨间最大正弯矩427.2 框架梁内力组合447.3 框架柱内力组合468 截面设计538.1 框架梁截面设计538.1.1 梁的正截面受弯承载力计算538.1.2 梁斜截面受剪承载力计算568.2 框架柱截面设计578.2.1 剪跨比和轴压比验算578.2.2 柱正截面承载力计算588.2.3 柱斜截面受剪承载力计算649基础设计669.1 基本参数669.2 基础尺寸及埋置深度669.3 地基土承载力验算679.3.1 修正地基承载力679.3.2 轴心荷载作用下地基承载力验算679.3.3 偏心荷载作用下地基承载力验算679.4 基础抗冲切验算689.5 基础受压验算699.6 基础受弯计算69第二篇 施工组织设计711 工程概况712 施工部署722.1 部署原则722.2 主要分部工程施工流程723 施工方案733.1 基础工程733.2 主体工程744 施工进度计划785 资源计划796 施工平面图布置806.1. 施工平面图布置原则806.2 平面布置807各项技术组织措施827.1 安全技术措施827.1.1 防坠落措施827.1.2 安全用电措施827.1.3 施工机具安全防护措施837.1.4 安全防火措施837.2 文明施工措施84致谢86主要参考资料87第一篇 框架结构设计1 工程概况依据建筑图来，本框架结构形式为现浇整体框架。结构设计要求结构布置合理，构件设计经济合理。1.1 工程设计依据工程设计原始资料：抗震设计烈度：7度，第二组。场地类别：1类场地工程位于灵璧县城，根据地质勘探结果，给定地质情况如表1.1：表1-1 地质条件一览表序号岩土分类土层深度厚度范围地基土承载力桩端阻力桩周摩擦力1杂填土0.00.80.52粉土0.81.70.9120103中砂1.72.81.1200254砾砂2.86.53.73002400305圆砾6.512.56.0500350060注： 拟建场地地形平坦，地下稳定水位距地表-6m，表中给定土层深度由自然地坪算起。 建筑地点冰冻深度-1.2m。1.2 规范建筑结构荷载规范gb50009-2012混凝土结构设计规范 gb50010-2010建筑抗震设计规范gb50011-2010建筑地基基础设计规范gb50007-2011建筑结构静力计算手册（第二版）混凝土结构构造手册建筑抗震设计手册2 结构方案2.1 结构设计说明钢筋混凝土框架结构广泛应用于教学、住宅、办公、商业、旅馆等民用建筑。这种结构体系的优点是建筑平面布置灵活，能获得较大的使用空间，建筑立面容易处理，可以适应不同房间造型。因此这次设计的灵璧县某机关单位综合楼采用钢筋混凝土框架结构。2.2 结构体系本建筑为，内设有电教室、会议室、办公室等，房间使用面积变化大，故选择建筑平面布置比较灵活的框架结构体系，框架结构建筑立面容易处理，结构自重较轻。且本建筑楼层数为六层，选用钢筋混凝土框架结构能够获得较好的经济效益。2.3 结构布置根据建筑平面图可知采用大柱网较为经济合理，拟定柱距为7.5m，跨度为8.4m+6.6m。结构布置图如见图2.1和图2.2所示。95图2.1 首层结构布置图图2.2 二到六层结构布置图2.3.2 结构构件尺寸选择（1）梁 框架梁截面尺寸确定横向l=6600mm 梁高h=(1/8-1/12)l=(825-550)mm取h=650mm 梁宽b=(1/4-1/2)l=(162.5-325)mm 取b=250mm纵向l=7500 mm 梁高h=(1/8-1/12)l=(937.5-625)mm取h=650mm 梁宽b=250mm 次梁截面尺寸确定梁高h=(1/12-1/18)l=(1/12-1/18)7500=(417-625)mm取次梁尺寸bh=250mm550mm（2）板根据平面布置，板跨度l=4500mm，按刚度条件取板厚h=l/40l=112.5mm，此处板厚取h=120mm。（3）柱柱的尺寸根据公式（2-1）确定： （2-1）各层重力荷载代表值近似取=12kn/m2轴压比限值为 =14.3n/mm2=7.5(6.6 /2+8.4/2)=56.25m256.2512=675kn柱轴力增大系数取1.3，验算截面以上楼层层数设计值1.36755=4387.5kn柱截面面积 340909mm2则b=h=584mm，取柱的截面尺寸取首层bh=600mm600mm；二到六层bh=550mm550mm2.4 计算简图框架结构计算简图见图2.3所示。取顶层的形心线作为框架柱的轴线，同时要求边跨柱的外边面平齐，而中跨柱上下层形心对齐；梁轴线取到板底，一般层柱高度即为层高，取3.6；由于底层层高4.2，室内外高差0.45和基础顶部至室外地面0.5，所以底层暂取h=4200+450+500=5150mm。 图2.3 一榀框架计算简图3 框架侧移刚度计算3.1 梁柱线刚度计算梁的线刚度ibecib/l。其中ec为混凝土弹性模量；l为梁的计算跨度；lb为梁截面惯性矩，本结构为现浇式楼盖，故考虑楼板的影响，对于中框架梁（t形截面），取ib2.0i0；对于边框架梁（倒l形截面），取ib1.5i0；对于楼电梯间梁，取ibi0。其中i0为梁矩形部分的截面惯性矩。柱的线刚度icecic/h，其中ic为柱的截面惯性矩，h为框架柱的计算高度。横梁线刚度计算过程见表3.1，柱线刚度计算过程见表3.2。表3-1 横梁线刚度ib计算表类 别ec/(n/mm2)bh/mmmmi0/mm4l/mmeci0/l/nmm1.5eci0/l/nmm2eci0/l/nmmac跨横梁3.001042506505.7210966002.610103.910105.21010bc跨横梁3.001042506505.7210954003.1810104.7710106.361010ce跨横梁3.001042506505.7210984002.0410103.0610104.081010表3-2 柱线刚度ic计算表层 次hcecbhicecic/hc151503.001046006001.08010106.2910102436003.001045505507.62610106.361010539003.001045505507.62610105.871010642003.001045505507.62610105.4510103.2 各层横向侧移刚度计算（d值法）柱的侧移刚度d值按式（3-1）计算： （3-1）式中，为柱侧移刚度修正系数，对不同情况按式（3-2）计算：一般层： （3-2a）底层： （3-2b）其中表示梁柱线刚度比。（1）底层 a-1 1根k=3.9/6.29=0.62，=(0.5+0.62)/(2+0.62)=0.427d=12ic/h2=120.4276.2911010/51502=12979 a-2 a-3 a-4 a-5 a-6 a-7 a-8 7根k=5.2/6.29=0.827，=(0.5+0.827)/(2+0.827)=0.469d=12ic/h2=13348 c-1 1根k=1.107, =0.517, d=14715 c-2 c-3 c-4 c-5 c-6 c-7 c-8 7根k=1.605, =0.584, d=16622 c-9 1根k=1.245, =0.538, d=15312 e-1 e-9 2根k=0.486, =0.397, d=11299 e-2 e-3 e-4 e-5 e-6 e-7 e-8 7根k=0.649, =0.436, d=12409 b-9 1根k=0.758, =0.456, d=12978（2）第二、三、四层 a-1 1根k=0.613，=0.235, d=13839 a-2 a-3 a-4 a-5 a-6 a-7 a-8 7根k=0.818，=0.29, d=17078 c-1 1根k=1.094, =0.354, d=20847 c-2 c-3 c-4 c-5 c-6 c-7 c-8 7根k=1.459, =0.422, d=24851 c-9 1根k=1.231, =0.381, d=22437 e-1 e-9 2根k=0.481, =0.194, d=11424 e-2 e-3 e-4 e-5 e-6 e-7 e-8 7根k=0.642, =0.243, d=14310 b-9 1根k=0.75, =0.273, d=16077（3）第五层 a-1 1根k=0.644，=0.249, d=11532 a-2 a-3 a-4 a-5 a-6 a-7 a-8 7根k=0.886，=0.307, d=14218 c-1 1根k=1.186, =0.373, d=17274 c-2 c-3 c-4 c-5 c-6 c-7 c-8 7根k=1.758, =0.468, d=21674 c-9 1根k=1.334, =0.400, d=18525 e-1 e-9 2根k=0.521, =0.207, d=959 e-2 e-3 e-4 e-5 e-6 e-7 e-8 7根k=0.695, =0.258, d=11948 b-9 1根k=0.813, =0.289, d=13384（4）第六层 a-1 1根k=1.79，=0.472, d=17499 a-2 a-3 a-4 a-5 a-6 a-7 a-8 7根k=0.954, =0.323, d=11975 c-1 1根k=1.277, =0.390, d=14459 c-2 c-3 c-4 c-5 c-6 c-7 c-8 7根k=1.703, =0.460, d=17054 c-9 1根k=1.437, =0.418, d=15497 e-1 e-9 2根k=0.561, =0.219, d=812 e-2 e-3 e-4 e-5 e-6 e-7 e-8 7根k=0.749, =0.272, d=10084 b-9 1根k=0.875, =0.304, d=11271将上述不同情况下同层框架柱侧移刚度相加，即得框架各层层间侧移侧度，见表3.3。表3-3 横向框架侧移刚度(n/mm)层 次123456di362257489469489469489469397513424421由表可见，底层刚度最小，其层间刚度与上一层层间刚度之比 故该框架为规则框架。4 重力荷载计算4.1 屋面及楼面的永久荷载标准值屋面及楼面的恒荷载包括结构构件自重和构造屋重量等重力荷载，其标准值按结构构件的设计算尺寸、构造层的材料及设计厚度以及材料容重标准值计算，计算结构如下：屋面（上人）：水泥花砖屋面层（包括水泥砂浆打底）0.60 kn/m2sbs改性沥青防水卷材（40mm厚）0.40 kn/m220mm厚水泥砂浆找平层200.02 =0.40kn/m2150mm厚水泥蛭石保温层50.15 =0.75 kn/m2120mm厚钢筋混凝土板250.12 =3.0 kn/m215mm厚顶棚抹灰层200.015 =0.30 kn/m2合计5.15 kn/m216层楼面：30mm厚水磨石地面0.65 kn/m2120mm厚钢筋混凝土板25 0.12 =3.0kn/m210mm厚顶棚抹灰20 0.01 =0.20 kn/m2合计3.85 kn/m24.2 屋面及楼面可变荷载标准值本建筑为民用建筑，楼面活荷载标准值根据房间用途按建筑结构荷载规范(gb50009-2011)表4.1.1的规定采用；屋面活荷载根据屋面类别按建筑结构荷载规范(gb50009-2011)表4.3.1的规定采用；屋面水平投影面上的雪荷载标准值按建筑结构荷载规范(gb50009-2011)取，结果如下。屋面活荷载与雪荷载不同时考虑。上人屋面均布活荷载标准值 2.0 kn/m2楼面活荷载标准值 2.0 kn/m2屋面雪荷载标准值 0.5 kn/m24.3 重力荷载代表值计算（1）第一层重力荷载代表值 梁、柱重见表4.1、4.2表4-1 横、纵梁自重类别净跨截面密度体积数量单重总重纵梁7000250650251.142428.56847200250550250.99924.75222.75横梁7900250650251.289322886100250650250.99824.751984900250650250.8120206450250550250.89722.25155.756175250550250.85521.25106.255475250550250.75118.7518.754275250550250.591 14.7514.755100250550250.7117.517.5表4-2 柱自重类别计算高度截面密度体积数量单重总重柱2100600600250.752718.9510.31800550550250.542713.5364.5 内外填充墙重 外墙: 0.25(60.52+152)(5.15-0.65)5.5=930.6kn 0.251511.855.5=373.73kn 内墙: 100.40.2(5.15-0.65)5.5=496.98kn 110.70.21.85.5=219.19kn 40.12(5.15-0.65)5.5=11.88kn 100.50.21.85.5=198.99kn 楼面 恒荷载: 980.13.85=3989.01kn 46.770.5=23.09kn 活荷载: 980.12=1960.2kn 门窗洞290.250.255.5=399.09kn 99.330.25.5=109.26kn 门窗314.120.3=94.24kn 70.630.2=14.13kn 雨棚52.830.125=132.08kn 第一层重力荷载代表值：g1=7415.92kn （2）第二层重力荷载代表值 梁、柱重 表4-3 横、纵梁自重类别净跨截面密度体积数量单重总重纵梁7000250650251.142428.56847200250550250.99924.75222.75横梁7900250650251.289322886100250650250.99824.751984900250650250.8120206450250550250.89722.25155.756175250550250.85521.25106.255475250550250.75118.7518.754275250550250.591 14.7514.755100250550250.7117.517.5表4-4 柱自重类别计算高度截面密度体积数量单重总重柱1800550550250.542713.5364.51800550550250.542713.5364.5 内外填充墙重： 外墙: 0.25(60.52+152)(1.8-0.65)5.5=238.77kn 0.251511.855.5=373.73kn 内墙: 100.70.2(1.8-0.65)5.5=140.04kn 152.90.21.85.5=302.74kn 100.50.2(1.8-0.65)5.5=138.19kn 楼面 恒荷载: 966.13.85=3932.03kn 10.80.5=5.4kn 活荷载: 966.12=1932.2kn 门窗洞 1500.255.5=206.25kn 47.760.25.5=52.54kn 门窗 1500.3=45kn 47.760.2=9.55kn 第二层重力荷载代表值：g2=6554.8kn （3）第三层重力荷载代表值 梁、柱重表4-5 横、纵梁自重类别净跨截面密度体积数量单重总重纵梁7000250650251.142428.56847200250550250.99924.75222.75横梁7900250650251.289322886100250650250.99824.751984900250650250.8120206450250550250.89722.25155.756175250550250.85521.25106.255475250550250.75118.7518.754275250550250.591 14.7514.755100250550250.7117.517.5表4-6 柱自重类别计算高度截面密度体积数量单重总重柱1800550550250.542713.5364.51800550550250.542713.5364.5 内外填充墙重： 外墙: 0.25(60.52+152)(1.8-0.65)5.5=238.77kn 0.251511.855.5=373.73kn 内墙: 68.70.2(1.8-0.65)5.5=86.91kn 1170.21.85.5=231.66kn 84.20.2(1.8-0.65)5.5=115.78kn 楼面 恒荷载: 966.13.85=3932.03kn 20.250.5=10.13kn 活荷载: 966.12=1932.2kn 门窗洞 1500.255.5=206.25kn 32.850.25.5=36.14kn 门窗 1500.3=45kn 36.140.2=7.23kn 第三层重力荷载代表值：g3=6723.99kn （4）第四层重力荷载代表值 梁、柱重 表4-7 横、纵梁自重类别净跨截面密度体积数量单重总重纵梁7000250650251.142428.56847200250550250.99924.75222.75横梁7900250650251.289322886100250650250.99824.751984900250650250.8120206450250550250.89722.25155.756175250550250.85521.25106.255475250550250.75118.7518.754275250550250.591 14.7514.755100250550250.7117.517.5表4-8 柱自重类别计算高度截面密度体积数量单重总重柱1800550550250.542713.5364.51800550550250.542713.5364.5 内外填充墙重： 外墙: 0.25(60.52+152)(1.8-0.65)5.5=238.77kn 0.251511.955.5=373.73kn 内墙: 58.50.2(1.8-0.65)5.5=74kn 94.40.21.955.5=186.91kn 58.50.2(1.8-0.65)5.5=80.44kn 楼面 恒荷载: 966.13.85=3932.03kn 活荷载: 966.12=1932.2kn 门窗洞 1500.255.5=206.25kn 270.25.5=29.7kn 门窗 1500.3=45kn 270.2=5.4kn 第四层重力荷载代表值：g4=6268.83kn （5）第五层重力荷载代表值 梁、柱重 表4-9 横、纵梁自重类别净跨截面密度体积数量单重总重纵梁7000250650251.142428.56847200250550250.99924.75222.75横梁7900250650251.289322886100250650250.99824.751984900250650250.8120206450250550250.89722.25155.756175250550250.85521.25106.255475250550250.75118.7518.754275250550250.591 14.7514.755100250550250.7117.517.5表4-10 柱自重类别计算高度截面密度体积数量单重总重柱1950550550250.542714.75398.252100550550250.542716352 内外填充墙重： 外墙: 0.25(60.52+152)(1.95-0.65)5.5=238.77kn0.251511.955.5=404.87kn 内墙: 57.20.2(1.95-0.65)5.5=72.36kn 80.720.21.955.5=173.14kn 37.20.2(1.95-0.65)5.5=51.15kn 楼面 恒荷载: 966.13.85=3932.03kn 0.977.50.5=23.63kn 活荷载： 966.12=1932.2kn 门窗洞 236.380.255.5=325.02kn 25.20.25.5=27.72kn 门窗 236.380.3=70.91kn 27.720.2=5.54kn 第五层重力荷载代表值：g5=6160.67kn （6）第六层重力荷载代表值梁、柱重 表4-11 横、纵梁自重类别净跨截面密度体积数量单重总重纵梁7000250650251.142428.56847200250550250.99924.75222.75横梁7900250650251.289322886100250650250.99824.751984900250650250.8120206450250550250.89722.25155.756175250550250.85521.25106.255475250550250.75118.7518.754275250550250.591 14.7514.755100250550250.7117.517.5表4-12 柱自重类别计算高度截面密度体积数量单重总重柱2100550550250.542716352 内外填充墙重： 外墙: 0.25153.1(2.1-0.65)5.5=305.24kn 内墙: 55.40.2(2.1-0.65)5.5=88.36kn 29.70.2(2.1-0.65)5.5=50.64kn 门窗洞 236.880.255.5=325.71kn 22.680.25.5=24.95kn 门窗 236.880.3=71.06kn 22.680.2=4.54kn 屋面 恒荷载： 907.55.16=3693.53kn 活荷载： 907.52=1815kn 雪荷载： 907.50.2=181.5kn 女儿墙 1361.50.253.25=165.75kn 第六层重力荷载代表值：g6=5549.53kn 表4-13 横、纵梁自重类别净跨截面密度体积数量单重总重纵梁6950250650251.13128.528.25横梁7590250650251.54238.25774850250650250.79219.7539.58150250550251.12128285150250550250.71117.7517.75表4-14 柱自重类别计算高度截面密度体积数量单重总重柱3900250250250.245630 墙重电梯机房： 453.90.245.5=231.66kn 楼顶恒载、活载计算：恒载 103.53.85=421.25kn 活载 103.52=207kn 雪载 103.50.2=20.7kn 楼顶重力荷载代表值：g顶=776.64kn 集中于各楼层标高处的重力荷载代表值gi的计算结果如下图所示： 图4.1各质点重力荷载代表值5 横向水平地震作用下框架内力和侧移计算5.1 横向自振周期计算本设计采用顶点位移法计算结构自振周期，因建筑为带有屋面局部突出间的房屋，突出间对主体结构顶点位移将产生影响，故按顶点位移相等的原则，将屋面突出部分重力荷载代表值折算到主体结构的顶层，计算如下：式中：ge为折算重力荷载；h为主体结构的计算高度；h为屋面突出部分高度。顶点位移ut按以下步骤计算： （5-1） （5-2） （5-3）式中：gk为集中在k层楼面处的重力荷载代表值，对顶层应加上局部突出部分的折算重力荷载；vgi为把集中在各层楼面处的重力荷载代表值视为水平荷载而得的第i层的层间剪力；为第i层的层间侧移刚度；、分别为第i、k层的层间侧移；s为同层内框架柱的总数。具体计算过程及结果见表5.1。表5-1 结构顶点的假想侧移计算层次gi/knvgi/kndi/(n/mm)ui/mmui/mm66515.086515.084244210.01540.314556160.1712675.253975130.03180.298146268.8318944.084894690.03870.266336723.9925688.074894690.05240.227626554.8332222.94894690.06580.175217415.9239638.823622570.10940.1094结构基本自振周期t1(s)按下式计算：式中为结构基本自振周期考虑非承重砖墙的折减系数，本结构为框架结构，取为0.7，则 5.2 水平地震作用及楼层地震剪力计算本设计中结构高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布比较均匀，变形以剪切型为主，故可用底部剪力法计算水平地震作用。由设计任务书可知，本建筑所在地抗震设防烈度为7度，水平地震影响系数最大值为0.08，场地类别为1类，设计地震分组为第二组，特征周期为tg=0.30s。因为tg0.30s t10.67s 1.4tg1.40.300.42s，所以应考虑顶部附加水平地震作用，因特征周期tg=0.30s，根据建筑抗震设计规范(gb 50011-2011)，顶部