土木框架计算书毕业设计【样本】强烈推介.doc

苏建阳光新城扩初项目01幢商业楼结构设计摘要本设计题是苏建阳光新城扩初项目01幢商业楼。要求在给定建筑图和地质勘探报告的条件下，根据国家现行建筑、结构规范，进行计算设计，并绘制结构施工图。该商业楼为四层框架结构，总建筑面积4536平方米，建筑基底面积1134平方米，各层层高为4.5米，底层层高4.8米，总高19.5米。本设计主要进行了结构方案中横向框架5轴框架的抗震设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，最后找出最不利的一组或几组内力组合。 选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外,运用PKPM结构设计软件，对结构进行电算设计，导出结构计算简图、荷载图、内力图；运用Auto CAD利用电算的配筋面积进行结构施工图的绘制。通过设计本工程，使各专业知识得到了很好的融会贯通,进行了全面的总结。关键字： 框架 结构设计 抗震设计 PKPMAbstractThis construction design is the 01 commercial building of Sujian Sunshine New City in NanTong. According to its architectural designing and the report of geology surveying,Calculate and design the structure on the basis of the national current architectural and structure rule. This office building is a 4-floor reforced steel and concrete on-spot-poured frame system,the total area is 4536 square, the area of the first floor is 1134 square. The height of the second and the third floor is 4.5m, The height of the first floor is 4.8m, the total height is 19.5m.The purpose of the design is to do the anti-seismic design in the longitudinal frames of axis 5. When the directions of the frames is determined, firstly the weight of each floor is calculated .Then the vibrate cycle is calculated by utilizing the peak-displacement method, then making the amount of the horizontal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method. The seismic force can be assigned according to the shearing stiffness of the frames of the different axis. Then the internal force (bending moment, shearing force and axial force ) in the structure under the horizontal loads can be easily calculated. After the determination of the internal force under the dead and live loads, the combination of internal force can be made by using the Excel software, whose purpose is to find one or several sets of the most adverse internal force of the wall limbs and the coterminous girders, which will be the basis of protracting the reinforcing drawings of the components. Thirdly, Use PKPM construction design software,design the whole building .Lastly, Use AutoCad to get the completed construction drawingThe design makes use of many professions knowledge,Its the summary of the professional study.Keywords : frames，structural design，anti-seismic design，PKPM 目 录前言1 设计条件.1 1.1工程名称.1 1.2建筑设计资料.1 1.3基本数据.1 1.3.1 抗震要求.11.3.2 气象条件摘要.11.3.3 活荷载.12.结构方案造型及布置 .22.1 确定结构体系.22.2 梁柱截面确定.23 横向框架内力计算.33.1 水平地震荷载下的横向框架内力计算.33.1.1地震作用的计算3.33.1.2 梁和柱刚度的计算.83.1.3 结构基本自振周期计算.133.1.4 横向水平地震作用的计算.133.1.5 水平地震荷载作用下的结构变形计算. 143.1.6 地震荷载作用下横向框架内力计算.143.2 风荷载作用下的横向框架内力计算.213.2.1 风荷载计算.213.2.2 风荷载下的横向框架内力计算（D值法）.213.2.3 风荷载下的横向框架内力图.243.3 竖向荷载作用下的横向框架（KJ-5）内力计算.253.3.1 竖向恒载计算.253.3.2 根据弯矩图利用平衡条件及实际荷载求剪力和轴力.293.4.3 进行弯矩调幅.383.4 竖向活载作用下的横向框架（KJ-5）内力计算.383.4.1 竖向活载计算.383.4.2 根据弯矩图利用平衡条件及实际荷载求剪力和轴力.433.4.3 进行弯矩调幅.464 梁柱的内力组合.484.1梁的内力组合.484.1.1 梁的弯矩组合.484.1.2 梁的剪力组合.504.2 柱的内力组合.524.2.1 外柱的内力组合.524.2.2 内柱的内力组合.535 梁柱的截面设计.555.1 梁的配筋计算.555.1.1 梁的正截面计算. .565.1.2 梁的斜截面计算.575.2 柱的配筋计算.585.2.1 已知条件.585.2.2 构造要求.585.2.3 截面验算.585.2.4 配筋计算.585.2.5 柱的纵向钢筋选用.615.2.6 框架柱的抗剪承载力计算.615.2.7 柱的抗裂度验算.616 基础设计.626.1 外柱独立基础设计.626.1.1 荷载计算.626.1.2 确定基底尺寸.626.1.3 确定基础高度.636.1.4 抗冲切验算 .636.1.5 基底配筋计算.646.2 内柱独立基础设计.656.2.1 荷载计算.656.2.2 确定基底尺寸.666.2.3 确定基础高度.666.2.4 抗冲切验算.676.2.5 基底配筋计算.677 楼梯设计.697.1 梯段板的计算.697.1.1 计算简图的确定.697.1.2 荷载计算.697.1.3 内力计算.697.1.4 配筋计算.697.2 平台板计算.697.2.1 计算简图的确定.707.2.2 荷载计算.707.2.3 内力计算.707.2.4 配筋计算.707.3 平台梁计算.707.3.1 只与平台板连接的平台梁.707.3.2 与平台板和梯段板连接的平台梁. 718 现浇板计算.738.1 计算简图的确定. 738.1.1 板的类别的确定.738.1.2 板厚的确定.738.2 荷载计算.738.3 板的内力计算.748.3.1 屋盖计算.748.3.2 楼盖计算.769 电算信息.799.1 结构设计信息.859.2 周期、振型、地震力.949.3 底层最大组合内力.9610 结论.106致 谢.107参 考 文 献.108前 言本组毕业设计题目为苏建阳光新城扩初项目框架结构设计，在毕业设计的3个月里，我温习了结构力学、土力学、混凝土结构设计原理、建筑抗震设计等知识，同时参考了建筑结构荷载规范、混凝土结构设计规范、砌体结构设计规范等规范。通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。本设计主要进行了结构方案中横向框架5轴框架的抗震设计。在确定框架布局之后，先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期，进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小，进而求出在水平荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。接着计算竖向荷载（恒载及活荷载）作用下的结构内力，最后找出最不利的一组或几组内力组合。 选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计。完成了平台板，梯段板，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进行内力组合的计算时，进一步了解了Excel。在绘图时熟练掌握了AutoCAD，PKPM，以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中通过手算和电算，对框架结构进行受力分析，最终计算配筋及绘图。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。 0567225 杨阳 2009.5 - 108 -1 设计条件1.1 工程名称苏建阳光新城扩初项目01幢商业楼1.2 建筑设计资料名称：01幢商业 结构：框架四层 层高：14层高4500mm 建筑总长46100mm 总宽24600mm 总高19500mm 3跨 跨长8200mm ，建筑平面图如图1-1所示： 图1-1 苏建阳光新城扩初项目01幢商业楼建筑平面图构造作法 屋面苏J9501-14/7 楼面苏J9501-7/3 外墙面苏J9501-12/6 内墙面苏J9501-7/5 平顶苏J9501-4/81.3 基本数据1.3.1 抗震要求地震烈度为七度，抗震等级为三级，II类场地土1.3.2 气象条件摘要主导风象：东南风 基本风压：Wo=0.32KN/m2 基本雪压：So=0.40KN/m21.3.3 活荷载 查建筑结构荷载规范GB50009-2001可知：商业楼楼面活载标准值为3.5KN/m2，屋面活荷载标准值为2.0KN/m2。2 结构方案造型及布置2.1 确定结构体系框架承重 现浇整体式钢筋砼楼板 墙体200厚KP空心砖墙2.2 梁柱截面确定：（1） 横向框架梁（按高跨比确定）截面高度h=（1/121/8）L=（1/121/8）8200=6831025mm取h=700mm2截面宽度 b=（1/31/2）h=（1/31/2）700=233350mm考虑地震区b250mm 取b=250mm（2） 纵向框架梁截面高度=（1/121/8）4100=341.6512.5 =（1/121/8）8400=7001050取=350， =700截面宽度 =（1/31/2）=（1/31/2）350=116mm175考虑地震区b250mm，取=250mm =（1/31/2）=（1/31/2）700=233350mm取=250mm（3）次梁截面高度截面高度h=（1/151/20）8200=410546.7mm取h=450mm截面宽度 b=（1/31/2）h=（1/31/2）450=150225mm取b=200mm（4）框架柱：由建筑平面图可知，取边柱截面，取中柱截面（5）平面结构布置如图1-2所示： 图1-2 平面结构布置图注 横向框架的跨度和柱高的取值：框架跨度应取柱形心间的距离。各层柱的高度，框架底层柱高取基础扩大面至扩大二层楼板顶面间的距离，取底层柱高4.8m 其余各层柱高4.5m3 横向框架内力计算3.1 水平地震荷载下的横向框架内力计算3.1.1地震作用的计算地震作用的计算即地震荷载的计算，按建筑抗震设计规范GB50011-2001规定，本设计的结构底部总剪力（即总地震荷载）可以按公式来计算，其中产生地震荷载的建筑物总质量Geq的计算（1）作用于房屋上的恒载标准值屋面荷载防水层 三毡四油垫铺绿豆砂一层 找平层 20厚1：3水泥砂浆找平层 保温层 70厚水泥防水珍珠岩块保温层 找平层 20厚1：3水泥砂浆找平层 结构层 100原现浇钢筋砼屋面板 粉刷层 10厚1：3水泥砂浆粉平顶 小计：楼面荷载面层 15厚1：2水泥白石子 找平层 20厚1：3水泥砂浆找平层 垫层 30厚C20细石砼 防水层 1.5厚水乳型橡胶沥青防水涂料 找平层 20厚1：3水泥砂浆找平层 结构层 100厚现浇钢筋砼楼板 粉刷层 10厚1：3水泥砂浆平顶 小计 框架梁、柱重量A、700mm高横向框架梁0.250.725+（0.62+0.25）0.0220=4.96KN/mB、350mm高纵向框架梁0.350.2525+（0.252+0.25）0.0220=2.49KN/mC、700mm高纵向框架梁：0.250.725+（0.62+0.25）0.0220=4.96KN/mD、450mm高次梁0.20.4525+（0.352+0.2）0.0220=2.61KN/mE、框架柱0.80.825+0.840.0220=17.28KN/m0.60.625+0.640.0220=9.96KN/mF、门过梁：0.20.125+（0.22+0.1）0.0220=0.70KN/m2（2）质点质量Gi的计算集中于屋盖平面处的质点质量G4总面积S=（8.45+4.1）8.23 -8.24.1=1100.44m2雪载： 0.50.41100.44=220.09KN屋面荷载 4.181100.44=4599.84KN700高横向框架梁 4.96（8.2-0.7）10+4.96（8.2-0.6）6+4.96（8.2-0.8）4=745KN350高纵向框架梁：2.49（4.1-0.6）2+2.49（4.1-0.7）=25.90KN700高纵向框架梁：4.96（8.4-0.6）10+4.96（8.4-0.7）3+4.96（8.4-0.8）7=765.33KN门过梁 0.721+0.71.57=8.75KN女儿墙 0.2(1-0.08)(46.12+24.62)14+0.080.26(46.12+24.62)25=437.8KN外墙: 0.2（8.2-0.6）（2.25-0.7）146+0.2（4.1-0.6）(2.25-0.35)142+0.2(8.4-0.6)2.25-0.7)1410=573.66KN内墙: 0.2(32+6.23+4.1+1.63+4.5)(2.25-0.35)14=202.16KN柱：17.282.259+9.962.2518=753.3KN合计：G4=8332.62KN集中于三层顶盖处的质点质量G3楼面活载 0.53.5（8.45+4.1）8.23 -8.24.1-2.8(8.2-1.5)+6.44.1+4.62.7=0.52.01043.02=2190.34KN楼面恒载 4.311043.02=4495.42KN700高横向框架梁 745KN350高纵向框架梁 25.9KN700高纵向框架梁： 765.33KN门过梁 8.75KN外墙 0.2（8.2-0.6）（4.5-0.7）146+0.2（4.1-0.6）(4.5-0.35)142+0.2(8.4-0.6)（4.5-0.7)1410=1396.45KN内墙: 0.2(32+6.23+4.1+1.63+4.5)(4.5-0.35)14=441.56KN柱：17.284.59+9.964.518=1506.6KN楼梯：平台梁0.20.35(4.1-0.2)254+0.20.3(3.1-0.2)25=31.65KN平台板恒载 (4.1-0.2)2.20.1252=42.9KN平台板活载 (4.1-0.2)2.222=34.32KN梯段板恒载 0.11332.81.35253=32.12KN梯段板活载 2.81.3523=22.68KN休息平台板恒载 （4.1-0.2）2.10.1252=40.95KN休息平台板活载 （4.1-0.2）2.122=32.76KN15厚水泥白石子 0.01516（2.81.95+2.24.1）=3.48KN20厚水泥砂浆找平层 0.0220（2.81.95+2.24.1）=5.8KN合计：G3=10674.69KN集中于二层顶盖平面处的质点质量G2楼面活载 2190.34KN楼面恒载 4495.42KN700高横向框架梁 745KN350高纵向框架梁 25.9KN700高纵向框架梁： 765.33KN门过梁 8.75KN外墙 1396.45KN内墙: 441.56KN柱： 1506.6KN楼梯平台梁 0.20.35(4.1-0.2)253+0.20.3(3.1-0.2)252=29.18KN楼层平台板恒载 (4.1-0.2)2.20.1252+ (3.1-0.2)2.20.1252=74.8KN楼层平台板活载 34.32 + (3.1-0.2)2.22=47.08KN梯段板恒载 32.12+0.11332.81.85252=63.47KN梯段板活载 22.68+ 2.81.3522=37.8KN休息平台板恒载 40.95+（3.1-0.2）2.10.125=56.18KN休息平台板活载 32.76+（3.1-0.2）2.12=15.96KN小立柱15厚水泥白石子 0.01516（3.82.8+2.14）=4.57KN20厚水泥砂浆找平 0.0220（3.82.8+2.14）=7.62K合计：G2=10764.69KN集中于一层顶盖平面处的质点质量G1 楼面活载 2190.34KN楼面恒载 4495.42KN700高横向框架梁 745KN350高纵向框架梁 25.9KN700高纵向框架梁： 765.33KN过梁 0.72.31+0.722+0.71.57=11.76KN柱 17.284.89+9.964.818=1607.04KN外墙：0.2（8.2-0.6）（4.8-0.7）146+0.2（4.1-0.6）(4.8-0.35)142+0.2(8.4-0.6)（4.8-0.7)1410=1480.61KN内墙：0.2(32+6.23+4.1+1.63+4.5)(4.8-0.35)14=473.48KN楼梯平台梁 29.18KN 平台板恒载 74.8KN平台板活载 47.08KN梯段板恒载 63.47KN梯段板活载 37.8KN休息平台板恒载 56.18KN休息平台板活载 15.96KN小立柱15厚水泥白石子 4.57KN20厚水泥砂浆找平 7.62KN合计：G1=11623.76KN整个建筑物的重力荷载代表值如图3-1所示： 图3-1 建筑物重力荷载代表值3.1.2 梁和柱刚度的计算 本工程柱、梁的砼均采用C35、EC=3.15107KN/m2(1)梁和柱的线刚度计 算梁的线刚度计算 在计算框架梁的惯性矩时，考虑梁为矩形截面，框架梁截面的折算惯性矩计算时，对于现浇整体式结构，中框架的折算系数为2，边框架的折算系数为1.5。梁的线刚度计算见表3-1。 表3-1 梁的线刚度计算表类型截面积跨度截面惯性矩中框架边框 架()()()()700高0.250.78.27.1510-314.310-35493310.72510-341200350高0.250.354.10.910-31.810-3138291.3510-310372700高0.250.78.47.1510-314.310-35362510.72510-340219注：柱的线刚度计算见表3-2 ，3-3。 表3-2 柱的线刚度计算表（外柱）A、中柱（800800mm）层次层高截面积截面惯性矩线刚度底层4.80.80.834.110-3224000其余层4.50.80.834.110-3238700注： 表3-3 柱的线刚度计算表（内柱）B、边柱（600600mm）层次层高截面积截面惯性矩线刚度底层4.80.60.610.810-370875其余层4.50.60.610.810-375600注：（2）柱的侧移刚度D值的计算中间框架中柱侧移刚度D值的计算见表3-4，3-5。 表3-4 3轴、4轴、5轴、6轴框架中柱侧移刚度D值计算（C轴）层次截面层高线刚度40.644.52387000.460.192687630.644.52387000.460.192687620.644.52387000.460.192687610.644.82240000.490.4046667注：底层，；非底层，表3-5 2轴框架中柱侧移刚度D值计算（C轴）层次截面层高线刚度40.644.52387000.460.192687630.644.52387000.460.192687620.644.52387000.460.192687610.644.82240000.490.4046667注：底层，；非底层，中间框架边柱侧移刚度D值的计算见表3-6，3-7，3-8。表3-6 3轴、4轴、5轴、6轴框架边柱侧移刚度D值计算（D轴）层次截面层高线刚度40.364.5756000.730.271209630.364.5756000.730.271209620.364.5756000.730.271209610.364.8708750.780.4616980注：底层，；非底层，表3-7 2轴框架边柱侧移刚度D值计算（B轴）层次截面层高线刚度40.364.5756001.450.421881630.364.5756001.450.421881620.364.5756001.450.421881610.364.8708751.550.5821410注：底层，；非底层，表3-8 2轴框架边柱侧移刚度D值计算（D轴）层次截面层高线刚度40.364.5756000.730.271209630.364.5756000.730.271209620.364.5756000.730.271209610.364.8708750.780.4616980注：底层，；非底层，边框架中柱侧移刚度D值的计算见表3-9，3-10。表3-9 1轴框架中柱侧移刚度D值计算层次截面层高线刚度40.364.5756001.090.351568030.364.5756001.090.351568020.364.5756001.090.351568010.364.8708751.160.5319564注：底层，；非底层，表3-10 7轴框架中柱侧移刚度D值计算（C轴）层次截面层高线刚度40.364.5756001.090.351568030.364.5756001.090.351568020.364.5756001.090.351568010.364.8708751.160.5319564注：底层，；非底层，边框架边柱侧移刚度D值的计算见表3-11，3-12。表3-11 1轴框架边柱侧移刚度D值的计算（D轴）层次截面层高线刚度40.364.5756000.540.21940830.364.5756000.540.21940820.364.5756000.540.21940810.364.8708750.580.4215504注：底层，；非底层，表3-12 7轴框架边柱侧移刚度D值的计算（D轴）层次截面层高线刚度40.364.5756000.540.21940830.364.5756000.540.21940820.364.5756000.540.21940810.364.8708750.580.4215504注：底层，；非底层，其余框架柱侧移刚度计算： 中间框架中柱侧移刚度D见表3-13。表3-13 3轴、4轴、5轴、6轴框架中柱侧移刚度D值的计算（B轴）层次截面层高线刚度40.644.52387000.460.192687630.644.52387000.460.192687620.644.52387000.460.192687610.644.82240000.490.4046667注：底层，；非底层，中框架边柱侧移刚度D见表3-14，3-15。表3-14 3轴、4轴、5轴、6轴框架边柱侧移刚度D值的计算（A轴）层次截面层高线刚度40.364.5756000.730.271209630.364.5756000.730.271209620.364.5756000.730.271209610.364.8708750.780.4616980注：底层，；非底层，表3-15 2轴框架边柱侧移刚度D值的计算（A轴）层次截面层高线刚度40.364.5756000.730.271209630.364.5756000.730.271209620.364.5756000.