土木工程毕业设计（论文）-桂林羽凡办公楼建筑、结构设计.doc

桂林理工大学博文管理学院毕业设计论文 学 号： 12080526 题目类型： 设计 (设计、论文、报告)桂林理工大学博文管理学院毕业设计(论文)题目： 桂林羽凡办公楼建筑、结构设计 二级学院： 土木与工程学院 专业(方向)： 土木工程（工民建） 班 级： 土木12-1班 学 生： 指导教师： 2016 年 3 月 15 日 桂林理工大学博文管理学院毕业设计（论文）独创性声明本人声明所呈交的设计（论文）是我个人在指导教师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了设计（论文）中特别加以标注和致谢的地方外，设计（论文）中不包含其他人或集体已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得桂林理工大学博文管理学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。对设计（论文）的研究成果做出贡献的个人和集体，均已作了明确的标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。设计（论文）作者签名： 陈文涛 日期：2016 年 3 月 17日桂林理工大学博文管理学院毕业设计（论文）使用授权声明本设计（论文）作者完全了解学院有关保留、使用设计（论文）的规定，同意学院保留并向国家有关部门或机构送交设计（论文）的复印件和电子版，允许设计（论文）被查阅或借阅。本人授权桂林理工大学博文管理学院可以将本设计（论文）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本设计（论文）。设计(论文)作者签名： 陈文涛 日期： 2016 年 3 月 17日指 导 教 师 签 名： 曹 霞 日期： 2016 年 3 月 17 日 摘 要 本毕业设计由曹霞老师作为指导老师，指导学生陈文涛完成此次毕业设计。 该设计是一栋钢筋混凝土框架结构的综合办公楼，建筑高度24.6m（从地面标高到主体结构檐口高度），建筑面积约5000m2，设计使用年限50年，丙类建筑，主体部分采用六层框架结构。遵循先建筑、后结构、再基础的设计过程，根据任务书和指导书的要求完成的建筑、结构设计。建筑图包括平面图、正立面、侧立面及各详图。结构设计时紧密结合建筑设计，力求经济合理，造型美观。结构分析的重点在于框架内力及构件承载力满足要求。考虑毕业设计的特殊要求，以手算为主、电算为辅。计算书包括计算说明、结构计算书（包括楼板计算、连续次梁计算、框架计算、基础和楼梯计算）。关键词：多层建筑；框架结构；办公楼。全套图纸加扣3012250582 II Gui Lin Yu Fan office building design, structural designStudent: CHEN Wentao Instructor: CAO XiaAbstract：The graduation Designed by CAO Xia teacher as instructor，students CHEN Wentao complete the graduation project.The design is a reinforced concrete frame structure office building，building height 24.6m ( from ground level to the main structure of the eaves height )，Construction area of about 5000 m2，design life of 50 years，building class C ，Main part of the structure is six-story frame。First building , post-structuralism , and then based design process , according to the mission statement and instructions to complete the requirements of the building, structure design . Building plans including floor plans , facade , side elevation and the detail . Closely integrated structural design architectural design , and strive to economic rationality and beautiful shape. Framework for structural analysis focuses on internal force and component capacity to meet the requirements . Consider the special requirements of graduation to hand calculations based , electronic data supplement. Calculations including calculations show that structural calculations ( including slab calculations, continuous secondary beam calculation ,calculation framework , infrastructure and stairs calculation ) .Keywords:Multi-story building ; framework ; office building. V 目 次摘要IIAbstractII1. 结构计算书总说明11.1 楼盖结构计算11.2 框架结构计算12. 结构计算书22.1 楼盖结构计算22.1.1 设计资料22.1.2 结构布置22.1.3 双向板计算42.1.4 连续梁的计算102.2 框架结构计算192.2.1 框架梁、柱截面尺寸192.2.2 框架荷载计算202.2.3 框架计算简图及框架梁柱相对线刚度计算272.2.4 风荷载作用下框架的内力计算302.2.5 地震荷载作用下框架的内力计算372.2.6 水平荷载作用下框架的抗侧移验算442.2.7 竖向荷载作用下框架内力计算462.2.9 横向框架内力组合631）框架梁内力组合632）框架柱内力组合642.2.10截面设计802.3 楼梯设计932.3.1 设计参数932.3.2 内力及配筋计算：942.4 基础设计972.4.1 场地条件和基础结构972.4.2 计算边柱（以A/轴柱为例）982.4.3 计算中柱（以B/轴柱为例）1013. 电算结果104结 论122致 谢123参考文献1241. 结构计算书总说明 本毕业设计结构计算书主要内容有：1.1 楼盖结构计算本设计采用了弹性理论方法和塑性内力重分布方法两种计算方法对楼盖的梁板结构进行了结构分析和计算，并根据计算结果进行配筋构造设计。1.2 框架结构计算 本设计采用人工计算的方法对所选取的一榀框架进行了结构计算，主要进行了框架荷载计算、框架内力计算、框架荷载效应组合和框架截面设计等。三、基础结构计算 本设计基础选用柱下独立基础，主要对框架结构计算中所选取的一榀框架的柱下独立基础进行了结构计算和设计。注：本结构计算和设计除某些方面具体注明外，其余均按新规范要求进行计算和设计。2. 结构计算书2.1 楼盖结构计算2.1.1 设计资料 本办公楼楼盖结构采用现浇钢筋混凝土楼盖，楼面面层为花岗岩楼面，轻钢龙骨吊顶,卫生间的设计为坐式。楼板为100mm厚(走廊为80mm厚)钢筋混凝土楼板,板采用C30混凝土，HPB335级钢筋,梁中纵向受力钢筋采用HRB335级钢筋,箍筋采用HPB300级钢筋。此建筑楼板、走廊的活荷载标准值取2.5kN/m2(荷载分项系数为1.4),楼梯的活荷载标准值取3.5kN/m2（荷载分项系数为1.4），其余房间的活荷载标准值取2.0kN/m2(荷载分项系数为1.4)。2.1.2 结构布置 选择标准层结构平面进行设计,楼面板的布置如下图(图中尺寸单位为mm): 图1 楼板平面布置图 1)楼板(100mm厚)楼面铺20mm厚水磨石地板 0.65KN/0.02m=0.013 KN/100mm厚钢筋混凝土楼板 25KN/0.10m=2.5 KN/ 20mm厚石灰砂浆抹灰 0.34kN/m2 恒载标准值: =2.853 KN/恒载设计值: g=1.22.853=3.424 KN/活载标准值: =2.0 KN/活载设计值: q=1.42.0=2.8 KN/荷载设计值: p=g+q=3.424+2.8=6.224 KN/ 2)走廊(80mm厚)楼面铺20mm厚水磨石地板 0.65KN/0.02m=0.013 KN/80mm厚钢筋混凝土楼板 25KN/0.08m=2.0 KN/ 20mm厚石灰砂浆抹灰 0.34kN/m2 恒载标准值: =2.353 KN/恒载设计值: g=1.22.353=2.824 KN/活载标准值: =2.5 KN/活载设计值: q=1.42.5=3.5 KN/荷载设计值: p=g+q=2.824+3.5=6.324 KN/ 3)卫生间（100mm厚）B810厚地砖铺实拍平，水泥浆擦缝或1:1水泥砂浆填缝20厚1:4干硬性水泥砂浆 1.5厚聚氨酯防水涂料，面撒黄砂，四周沿墙上翻150高刷基层处理剂一遍 荷载合计15厚1:2水泥砂浆找平 （总厚度97mm）50厚C20细石混凝土找1%坡，最薄处不小于20下沉500mm，水泥炉渣填充物高度h=500-97=403mm，取为405mm水泥炉渣填充物 100mm厚现浇钢筋混凝土楼板 12mm厚水泥砂浆顶棚抹灰 恒载标准值 恒载设计值 活载设计值 荷载设计值: p=g+q=13.31+3.5=16.81 KN/2.1.3 双向板计算 按弹性理论设计, 对不同类型的板区格进行编号分类(见板布置图),在本设计中楼盖边梁对板的作用视为铰支座，内支座视为固定。将多区格双向板简化为单区格的双向板计算. 1）荷载计算楼面板荷载:100mm厚钢筋混凝土楼板:g=1.22.853=3.424 KN/q=1.42.0=2.8 KN/g=g+q/2=3.424+2.8/2=4.824 KN/q=q/2=1.4 KN/g+q=3.424+2.8=6.224 KN/走廊楼面板荷载:80mm厚钢筋混凝土楼板:g=1.22.353=2.824 KN/q=1.42.5=3.5 KN/g=g+q/2=2.824+3.5/2=4.574 KN/q=q/2=1.75 KN/g+q=2.824+3.5=6.324 KN/卫生间楼面板荷载:100mm厚钢筋混凝土楼板:g=g+q/2=13.31+3.5/2=15.06 KN/q=q/2=1.75 KN/g+q=13.31+3.5=16.81 KN/ 2）计算跨度 为计算方便,取板的支承中心线间的距离作为计算长度,结果总是偏安全.即=. 3）荷载布置方式 求某板跨中最大弯距时,采用棋盘式布置活荷载;求支座最大弯距时,采取活荷载满布方式. 4）内力计算 跨中最大弯距为在g+q作用下的弯距值与q/2作用下的跨中弯距之和.根据划分板的形式查课本的附表8进行双向板计算,考虑双向弯曲对两个方向板带弯距值的影响采用以下式子计算=+,=+混凝土的泊松比=0.2,板的计算中为短边或简支边方向, 为长边方向. 下面以B1板为例进行弯矩计算, 板的计算示意图如图所示：图2 板的计算示意图弯距计算:=3600mm，=5700mm，/=3600mm/5700mm=0.63,查表的: =0时 =(0.04754.824+0.07781.4) KN/ =4.381 KN.m/m=(0.01424.824+0.02591.4) KN/ =1.358 KN.m/m=0.2时 =4.950 KN.m/m+0.21.540 KN.m/m=4.653 KN.m/m=1.540 KN.m/m+0.24.950 KN.m/m=2.234 KN.m/m支座: =-0.10656.224 KN.m/m=-8.591 KN.m/m=-0.07796.224 KN.m/m=-6.284 KN.m/m 5）配筋计算: 板跨内及支座取截面有效高度h0x=h-20=100-20=80mm，h0y=h-30=100-30=70mm，即可近似按计算钢筋截面面积.平行于方向的跨中弯矩=4.653 KNmas 20mm =4.653/0.95270(100-20)=226.75 实配钢筋： 8170 (As 231)平行于 方向的跨中弯矩=2.234 KN.m/mas 30mm =2.234/0.95270(100-30)=124.42 实配钢筋： 6140(As 202) 沿 方向的支座弯矩=-8.591 KN.m/mas 20mm =8.591/0.95270(100-20)=418.66实配钢筋： 8/10150(As 429) 沿 方向的支座弯矩=-6.284 KN.m/mas 30mm =6.284/0.95270(100-30)=349.99 实配钢筋： 8/10180 (As 358)各区格板分别计算的弯距值如下表:表1 双向板弯矩计算区格B1B2lx/ly3.6/5.7=0.633.6/5.7=0.63跨内计算简图=0(kNm/m)(0.04754.824+0.07781.4)3.62=4.381(0.03744.824+0.07781.4)3.62=3.750(kNm/m)(0.01424.824+0.02591.4)3.62=1.358(0.00694.824+0.02591.4)3.62=0.901=0.2(kNm/m)4.381+0.21.358=4.6533.750+0.20.901=3.930(kNm/m)1.358+0.24.381=2.2340.901+0.23.750=1.651支座计算简图 (kNm/m)-0.10656.2243.62=-8.591-0.08036.2243.62=-6.477 (kNm/m)-0.07796.2243.62 =-6.284-0.05726.2243.62=-4.614区格B3B4ly/lx2.7/3.6=0.752.7/3.6=0.75跨内计算简图=0(kNm/m)(0.01894.574+0.06201.75)2.72=1.421(0.02084.574+0.06201.75)2.72=1.485(kNm/m)(0.03174.574+0.03171.75)2.72=1.461(0.03294.574+0.03171.75)2.72=1.501=0.2(kNm/m)1.421+0.21.461=1.7131.485+0.21.501=1.785(kNm/m)1.461+0.21.421=1.7461.501+0.21.485=1.798支座计算简图 (kNm/m)-0.07606.3242.72=-3.5040.07296.3242.72=3.361 (kNm/m)-0.009386.3242.72=-4.324-0.08376.3242.72=3.859区格B5B6ly/lx2.7/3.6=0.753.6/5.7=0.63跨内计算简图=0(kNm/m)(0.01304.574+0.06201.75)2.72=1.224(0.037415.06+0.07781.75)3.62=9.064(kNm/m)(0.02864.574+0.03171.75)2.72=1.391(0.006915.06+0.02591.75)3.62=1.934=0.2(kNm/m)1.224+0.21.391=1.5039.064+0.21.934=9.451(kNm/m)1.391+0.21.224=1.6361.934+0.29.064=3.747支座计算简图(kNm/m)-0.05656.3242.72=-2.605-0.080316.813.62=-17.494(kNm/m)-0.07016.3242.72=-3.232-0.057216.813.62=-12.461 由以上表知道板间支座弯距并不平衡,故取相临板的支座弯距和的平均值.B1-B2支座： =(-6.284 -4.614) / 2 =-5.449 kNm/m，B1-B3支座： =(-8.591 -3.504) / 2 =-6.047kNm/m，B1-B5支座： =(-8.591 -2.605) / 2 =-5.598kNm/m，B2-B2支座： =(-4.614-4.614) / 2 =-4.614kNm/m，B2-B4支座： =(-6.4773.361) / 2 =-4.919kNm/m，B2-B5支座： =(-6.4772.605) / 2 =-4.541kNm/m，B3-B4支座： =(-4.3243.859) / 2 =-4.092 kNm/m，B3-B6支座： =(-3.50417.494) / 2 =-10.499kNm/m，B4-B4支座： =(-3.859-3.859) / 2 =-3.859kNm/m，B4-B5支座： =(-3.8593.232) / 2 =-3.545 kNm/m，B4-B6支座： =(-3.36117.494) / 2 =-10.427 kNm/m，B5-B5支座： =(-3.232-3.232) / 2 =-3.232kNm/m，B6-B6支座： =(-12.46112.461) / 2 =-12.461kNm/m。 连续双向板的截面配筋计算见下表(按弹性理论计算) 板跨内及支座取截面有效高度=80mm, =70mm,即可近似按计算钢筋截面面积. 双向板周边与梁整体连接时，边区格板的跨内截面及第一内支座截面的弯矩减小10%，中间区格板考虑板的内拱作用弯距减少20. 角区格板截面的弯矩不予减小。则：表2 双向板配筋计算截面折减系数m (kNm)h0 (mm)As (mm2)选配钢筋实配面积(mm2)跨中B1Lx方向14.653 80226.758170231Ly方向12.234 70124.428140202B2Lx方向0.93.930 80172.378140202Ly方向0.91.651 7082.768140202B3Lx方向0.81.713 50106.858140202Ly方向0.81.746 6090.768140202B4Lx方向0.81.785 50111.358140202Ly方向0.81.798 6093.468140202B5Lx方向0.81.503 5093.758140202Ly方向0.81.636 6085.048140202B6Lx方向19.451 80460.58 10160491Ly方向13.747 70208.698180218支座B1-B20.95.449 80238.998160246B1-B316.047 80294.698/10200322B1-B515.598 80272.818170296B2-B214.614 80224.858150231B2-B414.919 80239.728160246B2-B514.541 80221.308160246B3-B414.092 80199.428140202B3-B6110.499 80511.6510150523B4-B413.859 80188.068140202B4-B513.545 80172.768140202B4-B6110.427 80246.648150262B5-B513.232 80157.508140202B6-B6112.461 80607.2610125628验算表中板的配筋率：=max(160或191)上表中所有配筋面积都大于191,因此满足要求。2.1.4 连续梁的计算连续梁的布置如下图粗实线所示,计算方法采用了塑性理论方法(内力重分布法).图3 连续梁平面布置图根据建筑抗震设计规范（GB50011-2010）的规定，梁的截面尺寸宜符合以下要求：1、截面宽度不宜小于200mm；2、截面高宽比不宜大于4；3、净跨与截面高度之比不宜小于4。由此在梁截面尺寸选择时，所有梁宽均不小于200mm，对于高度较大的梁，梁宽要适当增大取值。对于主梁可用此公式估算梁高，对于次梁可用估算梁高，而梁宽一般为 1）估计梁截面尺寸跨度为3600mm的框架梁， ,取250,因b不能小于200,故b取200bh=200250mm 2）荷载设计值线荷载:板传来恒载 三角形荷载 3.424KN/（3.6/2）= 6.163KN/ 效均布荷载 5/86.163= 3.852KN/梁自重 1.225 KN/0.2m0.25m= 1.5KN/10mm厚梁侧抹灰 纵隔墙自重16.5KN/3.6m0.24m0.81.2=13.686 KN/恒载设计值 =19.158KN/ 活载设计值 由楼面板传来三角形荷载 2.8KN/（3.6/2）= 5.04 KN/ 等效均布荷载 5/85.04= 3.15 KN/活载设计值 =3.15KN/ 合计 把三角形荷载化为均布荷载后计算简图如下：图4 三角形荷载化为矩形荷载后计算简图 3) 连续梁内力计算 按弹性理论计算连续梁内力 在各种不同分布的荷载作用下的内力计算可采用等跨连续梁的内力系数表进行，跨内和支座截面最大弯矩及剪力按下列式子计算：均布荷载 式中系数K由混凝土结构与砌体结构附录16查得，具体计算结果和最不利荷载组合见表3、表4。表3 轴框架梁弯矩计算(kNm)序号计算简图边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内中间支座中间跨跨内123序号计算简图边跨跨内离端第二支座离端第二跨跨内中间支座中间跨跨内4（）5（）6（）（）7最不利荷载组合1+223.45-28.23-21.2412.991+3-28.2311.42-21.241+422.35（）-30.93 (-28.15)10.60 (11.37)-20.51 (-21.41)1+5 (23.37)-27.50 (-28.40)10.44 ()-24.14 (-20.43)12.131+623.37 （）-28.40 (-27.50) (10.44)-20.43 (-24.14)12.131+7(22.35)-28.15 (-30.93)11.37 (10.60)-21.41 (-20.51) 注：表中画有“”的，是指在只有恒荷载，而没有活荷载布置的情况下，截面弯矩不可能为最大值，因此为了简化而不计算。表4 轴框架梁剪力计算(kN)序号计算简图端支座离端第二支座外侧离端第二支座内侧中间支座外侧中间支座内侧1234567端支座离端第二支座外侧离端第二支座内侧中间支座外侧中间支座内侧最不利荷载组合1+232.24-32.24-48.0748.0736.43-36.43-32.5432.5440.15-40.151+326.57-26.57-42.442.436.88-36.88-38.2138.2134.48-34.481+431.48-26.58-48.8342.3940.85-41.85-37.2538.2834.22-34.741+526.77-32.19 -42.2048.1243.06-35.86-39.2232.2741.18-39.121+622.15-27.57-35.4841.4035.86-31.47-33.1126.1629.84-27.781+727.76-22.86-41.2134.7730.53-29.5-27.128.1334.22-34.74图5 图64) 截面承载力计算 梁中纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋,箍筋采用HPB300级钢筋。混凝土强度等级为C30。 a、正截面承载力计算 轴框架梁跨中支座截面按T形截面进行计算，其翼缘宽度取两者中的较小值（取最大跨轴线间距3.6m计算） 取较小值， 判断T型截面类型：取h0=250-40=210mm， 则： 23.45KNm属于第一类梯形截面。 端支座截面按矩形截面计算，均按一排钢筋考虑，取h0=250-40=210mm 轴框架梁正截面见表5.表5 A轴框架梁正截面承载力计算截面AB跨（EF跨）B支座（E支座）BC、DE跨C、D支座CD跨M(kNm)23.45-30.9311.42-24.1412.99(mm)1200400120040012000.0310.2450.0150.1910.0170.0310.2860.0150.2140.017（mm2）315.15477.44152.22357.65173.33选配钢筋216218212216212实配钢筋面积（mm2）402509226402226 经查表得，表5中都小于，符合条件。 斜截面承载力计算见表6。表6 A轴框架梁斜截面承载力计算截面端支座内侧离端第二支座外侧离端第二支座内侧中间支座外侧中间支座内侧V (kN)32.2448.8343.0639.2241.18(kN)150.15V150.15V150.15V150.15V150.15V (kN)42.04V42.04V42.04V42.04V选用箍筋2828282828Asv=nAsv1(mm)101101101101101(mm)170170170170170实配箍筋间距s(mm)150150150150150 箍筋满足要求。 按塑性理论计算连续梁内力表7 连续梁弯矩计算截 面端支座边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中中间支座中间跨跨中弯矩计算系数-18.0720.65-26.2818.07-26.6518.07表8 连续梁剪力计算截 面端支座内侧离端第二支座外侧离端第二支座内侧中间支座外侧中间支座内侧剪力计算系数0.500.550.550.550.5540.1544.1744.1744.1744.17表9 连续梁正截面承载力计算截 面边跨跨中离端第二支座离端第二跨跨中中间支座中间跨跨中M(kNm)20.65-26.2818.07-26.6518.07(mm)1200200120020012000.0270.2080.0240.1640.0240.0280.1900.0240.1520.024(mm)277.00317.45241.94253.85241.94选配钢筋214216214214214实配钢筋面积(mm2)308402308308308 最小配筋率满足要求：略表10 连续梁斜截面承载力计算截 面端支座内侧离端第二支座外侧离端第二支座内侧中间支座外侧中间支座内侧V(kN)40.1544.1744.1744.1744.170.25cfcbh0(kN)150.15V150.15V150.15V150.15V150.15V0.7ftbho(kN)42.04V42.04V42.04V42.04V42.04V选用箍筋2828282828Asv=nAsv1(mm)101101101101101(mm)170170170170170实配箍筋间距s(mm)150150150150150箍筋满足要求。2.2 框架结构计算2.2.1 框架梁、柱截面尺寸 1）纵向框架梁： 跨度为3600mm的框架梁， ,取250,因b不能小于200,故b取200bh=200250mm 79轴的框架梁，,取450，取200bh=200450mm 2）纵向框架梁： 跨度为5700mm的框架梁， ,取400,因b不能小于200,故b取200bh=200400mm 3）纵向框架柱：bc=(1/121/18)hi=(1/121/18)3.9m=200300mm 取bc=400mmhc=(12)bc=(12)400mm=400800mm 取hb=400mmbh=400400mm2.2.2 框架荷载计算 1）屋面荷载计算 恒荷载标准值：现浇40厚细石混凝土 220.04=0.88KN/捷罗克防水层（厚8mm） 0.10KN/20厚1：3水泥砂浆找平 200.02=0.40KN/膨胀珍珠岩砂浆找坡（平均厚140mm） 140.14=1.96KN/100厚钢筋混凝土屋面板 250.10=2.50KN/20mm厚石灰砂浆抹灰 0.34kN/m2合计 6.18KN/ 活荷载标准值： 按上人屋面，取2.0KN/ 2）楼面荷载 办公室楼面 恒荷载标准值： 楼面铺20mm厚水磨石地板 0.65KN/0.02m=0.013 KN/ 100mm厚钢筋混凝土楼板 25KN/0.10m=2.5 KN/ 20mm厚石灰砂浆抹灰 0.34kN/m2 合计 2.853KN/ 活荷载标准值： 按“办公楼”一栏取，取2.0KN/ 过道楼面： 恒荷载标准值： 楼面铺20mm厚水磨石地板 0.65KN/0.02m=0.013 KN/ 80mm厚钢筋混凝土楼板 25KN/0.08m=2.0 KN/ 20mm厚石灰砂浆抹灰 0.34kN/m2 合计 2.353KN/ 活荷载标准值： 按“走廊”一栏取，