土木工程毕业设计（论文）-吉林省电力公司办公楼结构、施工设计.doc

长 春 工 程 学 院 毕 业 设 计前 言全套图纸加扣3012250582 土木工程专业包括建筑工程、岩土工程、桥梁工程等。对土建工程，毕业设计是在学完全部理论课程，并完成了工艺流程实习，专业实习之后对房屋建筑工程中常见的典型房屋进行一次理论和实践相结合的相对完整的工程设计。毕业设计也是土木工程专业培养计划中最后一个主要的教学环节，也是最重要的综合性实践教学环节。其主要目的有以下几方面：巩固、联系、充实、加深和扩大所学基础理论和专业知识。提高运用所学知识，解决实际问题的能力。提高创新能力以及正确地将独创精神与科学态度相结合的能力初步掌握专业设计工作的流程和方法。熟悉运用计算机等工具提高工作效率。养成严肃认真、刻苦钻研、事实求是的工作作风。毕业设计要求学生在指导教师的指导下，独立系统地完成一项工程设计或计算，解决与之相关的所有问题，熟悉相关规范、手册、标准图集以及工程实践中常用的方法，具有实践性、综合性强的显著特点。因而对培养学生的综合素质、增强工程意识和提高创新能力具有其他教学环节无法代替的重要作用。它的意义主要体现在：毕业设计在培养大学生探求真理、强化社会意识、进行科学研究基本训练和提高综合实践能力与素质等方面，具有不可替代的作用。是教育与生产劳动和社会实践相结合的重要体现。是培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的重要实践环节。毕业设计的质量也是衡量教学水平和学生毕业与学位资格认证的重要依据。毕业设计可以提高学生多方面的能力，包括综合应用所学知识的能力、发现和解决问题的能力、计算机应用能力、口头表达能力和协调合作能力。毕业设计可以缩短学生在未来工作岗位的适应期，能够使他们尽早的进入角色并发挥作用。毕业设计可以加强师生间的交流，发现教学上的不足，尽量缩小教与学的不同差异。混凝土框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。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。 编者： 2013 年 6 月11日结构设计部分1 结构布置1.1 设计资料1.1.1 本工程位于长春市内，总建筑面积为9427.14，该工程的室内首层地面标高0.000相当于绝对标高217.5m，室内外高差500mm。1.1.2 本工程为钢筋混凝土框架结构，共九层，抗震设防烈度为7度。1.1.3 本工程为二级建筑，耐火等级为二级。合理使用年限为50年。1.2 结构选型对于九层办公楼，可选用钢筋混凝土框架结构、混合结构、底层框架或内框架砖房结构。由于该建筑开间和进深较大、要求布置灵活，同时，考虑该建筑处于7度地震区，结构将承受纵横向水平地震作用，因此选用横向承重框架体系。1.3 主要构件选型梁板柱结构形式：现浇钢筋混凝土结构墙体采用：外墙190厚陶粒混凝土空混凝土心砌块，20厚砂浆找平后粘80厚保温苯板；内墙200厚陶粒空心砌块楼屋面板均为现浇砼结构，假设采用砼的强度等级分别为：柱：C35 梁：C30 板：C30 基础采用：桩承台基础；桩采用：预制混凝土方桩1.3.1 梁柱截面尺寸估算(1 )框架梁取跨度较大者进行计算，纵向框架梁的最大跨度为L=7800mm：取h(1/81/12)L975mm6500mm，取h900mm；bh450mm300mm，取b300mm，满足b250mm，故纵向框架梁初选截面尺寸为：bh300mm900mm；横向框架梁的最大跨度为L=6600mm：取h(1/81/12)L825mm550mm，取h750mm；bh375mm250mm，取b300mm，满足b250mm，故横向框架梁初选截面尺寸为：bh300mm750mm，走道梁取300mm400mm。(2)次梁次梁跨度为L=6600mm：取h(1/81/14)L47mm5825mm，取h600mm；bh300mm200mm，取b300mm，初选截面尺寸为：bh300mm600mm（3）框架柱高H3600mm：取h(1/61/12)H300mm600mm，本建筑抗震等级为二级，轴压比限值0.75。要求： 柱子采用C35混凝土 16.7N/mm N=(1215)Fn1.2 则 b=h=569636mm 则初步选择 bh=700mm700mm考虑柱变截面，选择变两次截面：1层 700mm700mm 2-5层 600mm600mm6-9 层 550mm550mm2 楼板的设计混凝土强度等级采用C30 ,fc14.3N/mm；钢筋采用HPB300级钢，f270N/mm，为满足刚度要求，连续双向板板厚hl/40且80mm,由于l3900mm，故h3900mm/4097.5mm且80mm,取h100mm，屋面板h=120mm。2.1 荷载收集屋面的恒荷载标准值：50厚C20细石混凝土 1.2kN/ m4厚SBS改性沥青防水卷材 0.3kN/ m20厚1:3水泥砂浆找平层 0.02m20kN/m=0.40kN/ m平均20厚炉渣珍珠岩找坡层 100.2 =0.280厚阻燃聚苯乙烯保温板 0.08m0.5KN/m=0.04kN/ m2厚SBS卷材隔气层，刷冷底子油两道 0.05kN/ m20厚1：3水泥砂浆找平层 0.02m20kN/m=0.40kN/ m120厚钢筋混凝土屋面板 0.12m25 kN/m=3.0kN/m20厚混合砂浆抹灰及刮大白 0.02m20kN/m=0.4kN/ m 屋面恒荷载标准值 gk =6.0kN/ m上人屋面活荷载标准值 qk = 2.0 kN/ m办公室楼面的恒荷载标准值 30厚水磨石地面面层 0.65kN/m100厚现浇钢筋混凝土楼板 0.1m25kN/ m=2.5kN/m20厚混合砂浆抹灰及刮大白 0.02m17kN/ m=0.4kN/m 办公室楼面恒荷载标准值 gk=3.55kN/m活荷载：办公室 qk=2.0kN/ m 走廊 qk=2.5kN/m卫生间楼面恒荷载标准值30厚水磨石地面面层 0.65kN/m10厚防滑地砖干水泥擦缝 0.35kN/m20厚1:3干硬性水泥砂浆结合层 0.4kN/m20厚1:3水泥砂浆找平层 0.4kN/m100厚现浇钢筋混凝土楼板 0.125kN/ m=2.5kN/ m20厚混合砂浆抹灰及刮大白 0.02m20kN/ m=0.4 kN/ m 卫生间楼面永久荷载标准值 g=4.45kN/ m活荷载 q=2.5 kN/ m普通房间和走廊楼面：当可变荷载起控制作用下荷载设计值：恒荷载：g =1.2 g=1.23.55 kN/ m=4.26kN/ m活荷载：普通房间：q=1.4 q=1.42.0kN/ m=2.8kN/ m 走廊： q=1.4 q=1.42.5kN/ m=3.5kN/ m 荷载总设计值：g + q=4.26 kN/ m+2.8kN/ m=7.06kN/ m g + q=4.26 kN/ m+3.5kN/ m=7.76kN/ m卫生间楼面：当可变荷载起控制作用下的荷载设计值：恒荷载：g =1.2 g=1.24.45kN/ m=5.34 kN/ m活荷载：q =1.4 q=1.42.5 kN/ m=3.5kN/ m荷载总设计值：g + q =5.34 kN/ m+3.5kN/ m=8.84 kN/ m2. 2 楼板内力及配筋计算楼板划分如图2-1所示2.2.1 卫生间弯矩计算 卫生间板按双向板弹性方法计算：在求各区格板跨中弯矩时，按恒荷载满布及活荷载棋盘式布置计算，取荷载：Error! No bookmark name given.Error! No bookmark name given. 图2-1 楼板区格划分图B9计算简图如图所示：跨中：按恒载和活载均满布各区格板计算 当泊松比时， 图2-2 B9跨中计算简图 当泊松比时，支座： 图2-3 B9支座计算简图由公式得方向跨中： 选配8120，实配面积方向跨中： 选配8200，实配面积方向支座： 选配10120，实配面积方向支座： 选配8120，实配面积2.2.2 办公室和走廊按塑性理论方法计算弯矩 B1(双向板)： ，取， 图2-4 B1计算简图采取分离式配筋，跨中及支座塑性铰线上的总弯矩为： 代入下式，内力折减 得得到： B2(双向板)：图2-5 B2计算简图 取 代入公式， 内力折减0.8：得到： B3(双向板)： 图2-6 B3计算简图 代入下式，内力折减： 得到： B4(双向板)：图2-7 B4计算简图 代入下式， 内力折减0.9：得到： B5(双向板)： 取 图2-8 B5计算简图 代入下式， 内力折减0.8：得到： B6(双向板)： 图2-9 B6计算简图 代入下式， 内力折减0.9：得到： B7(双向板)： 图2-10 B7计算简图 代入下式， 内力折减0.9： 得到： B8(双向板)： 图2-11 B8计算简图 代入下式， 内力不折减： 得到： B10(双向板)： 图2-12 B10计算简图 代入下式， 内力折减0.8： 得到： 板的配筋计算： 各双向板截面有效高度:,跨中及支座弯矩即已求得，即可按计算钢筋截面面积，计算结果如表2-1、2-2所示：(板筋选用HPB300，)表2-1 楼板跨中配筋计算表截 面/mm钢筋面积选配钢筋实配B1方向0.738030.5 6140202方向2.248094.56140202B2方向1.1780496140202方向 2.6180110.36140202B3方向1.038043.26140202方向3.1680134.16140202B4方向0.358014.66140202方向1.548064.76140202B5方向1.980806140202方向3.780157.56140202B6方向0.18807.56140202方向0.978040.66140202B7方向1.478061.76140202方向0.147806.26140202B8方向2.51801066140202方向1.338055.86140202B9方向9.0680398.28120419方向2.38097.18200251B10方向1.248078.36140202方向0.187012.96140202表2-2 楼板支座配筋计算表截面/mm钢筋面积选配钢筋实配1-11.468061.361402021-31.468061,361402021-104.4880 191.561202362-42.348098.861402022-105.228022461202363-12.068086.861402024-10.78029.361402024-103.0880130.561402025-13.880161.761402025-63.880161.761402025-10 7.408031581802796-10.36801561402026-101.948081.761402027-36.3280273.281603147-90.2948012.461402027-102.9480123.561402028-15.0280215.261402028-95.0280215.261402028-102.6680112.5 61202369-78.9780394.381204199-912.74805731012065410-102.5480107.36140202注： 1板砼采用C30；2相差不远的钢筋进行了归并。最小配筋率，最小配筋面积 选最小配筋6140 满足要求。3 一榀横向框架的内力分析3.1 截面尺寸本建筑框架柱网平面布置较规则，本部分设计仅选择中间位置的一榀横向框架KJ 4进行设计计算,该榀框架的计算单元如图3-1的阴影范围. 3.2 材料选用混凝土：一至九层梁、二至九层柱采用C30混凝土 , , 5 柱采用C35混凝土, , 。 钢筋:梁纵筋采用HRB335,柱纵筋采用HRB400，箍筋均采用HPB300. 图3-1 横向框架计算单元框架柱截面尺寸： 底层柱： 700mm700mm; 25层柱：600mm600mm; 69层柱：550mm550mm.框架梁截面尺寸：A轴B轴间主梁：bh=300mm750mm; B轴C轴间主梁: bh=300mm400mm;次梁：bh=250mm500mm.确定柱高：底层柱高取承台顶面到一层梁顶面，其余层柱高取H=3.6m3.3 刚度计算表3-1 横梁线刚度计算表类别层次mmmmLmm边横梁13007501.82366008.711.3071.7422-93007501.82366008.2861.2431.657走道梁13004001.627001.8672.83.7332-93004001.627001.7782.6673.556表3-2 柱的线刚度计算表层次mmmmmm147007007002.013,412-536006006001.0896-936005505507.6266.355表3-3 中框架柱侧移刚度D值()层次边柱10根中柱12根11.2990.545397021.5770.5814232490490821.8880.486405002.2930.534445009390003-51.8410.479399172.2360.528440009271706-92.6070.566333053.1670.61336070765890表3-4 边框架柱侧移钢度D值()层次A-1,A-9,E-1,E-9 B-1,B-9,C-1,C-910.9750.496361321.1830.5293850829856021.4170.415345831.720.462385002923323-51.3810.408340001.6770.456380002880006-91.9560.494290682.3760.52330775239372表3.5 楼、电梯间框架柱侧移钢度D值()层次E-3,E-2,E-6,E-7 C-2,C-710.650.434316160.9280.4883555019756420.9440.321267501.3490.403335831741663-50.9210.315262501.3160.397330831711666-91.3040.395232431.8630.48228362149696表3-6 横向框架层间侧移钢度()层次12 3-56-914010321405498138633611549583.4 荷载计算3.4.1 恒荷载计算 图3-2 各层梁上作用的恒载图中、代表横梁自重，为均布荷载形式。对于第9层：=5.9KN/m =3.15 KN/m图中、分别为房间和走道板传给横梁的荷载: 、为边纵梁和中纵梁直接传给柱的荷载： 集中力矩：图中、代表横梁自重，为均布荷载形式。对于第6-8层：=5.9+2.01 (3.6-0.75)=11.63KN/m =3.15 KN/m图中、分别为房间和走道板传给横梁的荷载: 、为边纵梁和中纵梁直接传给柱的荷载： 集中力矩：图中、代表横梁自重，为均布荷载形式。对于第2-5层：=5.9+2.01 (3.6-0.75)=11.63KN/m =3.15 KN/m图中、分别为房间和走道板传给横梁的荷载: 、为边纵梁和中纵梁直接传给柱的荷载： 集中力矩：图中、代表横梁自重，为均布荷载形式。对于第2-5层：=5.9+2.01 (3.6-0.75)=11.63KN/m =3.15 KN/m图中、分别为房间和走道板传给横梁的荷载: 、为边纵梁和中纵梁直接传给柱的荷载： 集中力矩：3.4.2 活载计算 图3-3 各层梁上作用的活载对于第9层： 对于第6-8层： 对于第2-5层： 对于第1层： 3.4.3 荷载汇总表3-7 横向框架恒载汇总表层次95.93.1523.414.4231.75223.1628.9727.96-811.633.1513.18.04154.3195.219.3124.42-511.633.1513.18.04153.719523.129.2111.633.1513.18.0415621031.242表3-8 横向框架恒载汇总表层次97.85.430.4246.623.85.386-87.85.430.4246.623.85.382-57.85.430.4246.624.567.0 17.85.430.4246.626.049.333.4.4 柱自重（混凝土容重考虑柱外抹灰，取25 kN/m2）：底层柱自重： 0.7 m0.7 m25 kN/m3 4.7 m =57.58kN25层柱重： 0.6 m0.6m25kN/m3 3.6 m =32.4kN69层柱自重：0.55 m0.55m25 kN/m3 3.6 m =27.23kN3.5 恒荷载作用下的内力分析 梁端、柱端弯距采用弯距二次分配法计算。由于结构和荷载均对称，故计算时只取半框架。3.5.1 梁固端弯距 则顶层：AB跨；q=5.9kN/m+23.4 kN/m=29.3 kN/mBC跨 q=3.15 kN/m+14.4kN/m=17.55 kN/m同理，其余层：AB跨 ；q=11.63 kN/m+13.1kN/m=24.73kN/mBC跨 q=3.15kN/m+8.04kN/m=11.19 kN/m3.5.2 弯距分配系数表3-9 弯矩分配系数表位置层次杆件线刚度杆件转动刚度弯矩分配系数梁左上柱下柱右梁梁左上柱下柱右梁梁左上柱下柱右梁边柱96.358.2825.4233.140.4340.566 86.356.358.2825.4225.4233.140.3030.3030.396 76.356.358.2825.4225.4233.140.3030.3030.396 66.356.358.2825.4225.4233.140.3030.3030.39656.3598.2825.423633.140.2690.3810.35 4998.28363633.140.3420.3420.316 3998.28363633.140.3420.3420.316 2998.28363633.140.3420.3420.3161913.418.713653.6434.840.2890.4310.28中柱98.286.351.7831.1425.427.1120.350.2850.2850.08 88.286.356.351.7831.1425.4225.427.1120.350.2850.2850.08 78.286.356.351.7831.1425.4225.427.1120.350.2850.2850.08 68.286.356.351.7831.1425.4225.427.1120.350.2850.2850.0858.286.35 91.7831.1425.42367.1120.3120.2550.3610.072 48.289 91.7831.1436367.1120.2820.3260.3260.066 38.289 91.7831.1436367.1120.2820.3260.3260.066 28.289 91.7831.1436367.1120.2820.3260.3260.06618.71 13.411.8734.843653.647.4680.2640.2730.4060.0573.5.3 恒荷载作用下的内力计算 弯矩计算过程如图3-4所示，所得弯矩图如图3-5，上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁0.434 0.566 0.505 0.387 0.108 28.97 -148.55 148.55 -10.66 -5.33 0.00 51.90 67.68 -69.63 0.00 -53.36 -14.89 14.89 0.00 16.07 -34.82 33.84 0.00 -16.90 0.00 8.14 10.61 -8.56 0.00 -6.56 -1.83 1.83 0.00 76.10 -105.07 104.20 0.00 -76.82 -27.38 11.39 0.303 0.303 0.396 0.350 0.285 0.285 0.080 19.31 -125.38 125.38 -6.80 -3.40 32.14 32.14 42.00 -41.50 -33.80 -33.80 -9.49 9.49 25.95 16.07 -20.75 21.00 -26.68 -16.90 -6.44 -6.44 -8.42 7.90 6.43 6.43 1.81 -1.81 51.64 41.76 -112.55 112.78 -54.04 -44.26 -14.48 4.28 0.303 0.303 0.396 0.350 0.285 0.285 0.080 19.31 -125.38 125.38 -6.80 -3.40 32.14 32.14 42.00 -41.50 -33.80 -33.80 -9.49 9.49 16.07 16.07 -20.75 21.00 -16.90 -16.90 -3.45 -3.45 -4.51 4.48 3.65 3.65 1.02 -1.02 44.76 44.76 -108.64 109.36 -47.05 -47.05 -15.26 5.06 0.303 0.303 0.396 0.350 0.285 0.285 0.080 19.31 -125.38 125.38 -6.80 -3.40 32.14 32.14 42.00 -41.50 -33.80 -33.80 -9.49 9.49 16.07 11.50 -20.75 21.00 -16.90 -15.12 -2.07 -2.07 -2.70 3.86 3.14 3.14 0.88 -0.88 46.14 41.57 -106.83 108.73 -47.55 -45.78 -15.41 5.21 0.269 0.381 0.350 0.312 0.255 0.361 0.072 23.10 -125.38 125.38 -6.80 -3.40 23.00 38.97 35.80 -37.00 -30.24 -42.81 -8.54 8.54 16.07 17.49 -18.50 17.90 -16.90 -19.33 -4.05 -5.74 -5.27 5.72 4.67 6.62 1.32 -1.32 上柱下柱右梁左梁上柱下柱右梁35.02 50.72 -113.35 112.00 -42.46 -55.52 -14.02 3.82 0.342 0.342 0.316 0.282 0.326 0.326 0.066 23.10 -125.38 125.38 -6.80 -3.40 34.98 34.98 32.32 -33.44 -38.66 -38.66 -7.83 7.83 19.48 17.49 -16.72 16.16 -21.40 -19.33 -6.93 -6.93 -6.40 6.93 8.01 8.01 1.62 -1.62 47.54 45.54 -116.18 115.03 -52.05 -49.98 -13.00 2.80 0.342 0.342 0.316 0.282 0.326 0.326 0.066 23.10 -125.38 125.38 -6.80 -3.40 34.98 34.98 32.32 -33.44 -38.66 -38.66 -7.83 7.83 17.49 17.49 -16.72 16.16 -19.33 -19.33 -6.24 -6.24 -5.77 6.34 7.33 7.33 1.48 -1.48 46.22 46.22 -115.55 114.44 -50.65 -50.65 -13.14 2.94 0.342 0.342 0.316 0.282 0.326 0.326 0.066 23.10 -125.38 125.38 -6.80 -3.40 34.98 34.98 32.32 -33.44 -38.66 -38.66 -7.83 7.83 17.49 13.61 -16.72 16.16 -19.33 -16.19 -4.92 -4.92 -4.54 5.46 6.31 6.31 1.28 -1.28 47.55 43.67 -114.32 113.56 -51.68 -48.53 -13.35 3.15 0.289 0.431 0.280 0.264 0.273 0.406 0.057 31.20 -125.38 125.38 -6.80 -3.40 27.22 40.59 26.37 -31.31 -32.37 -48.14 -6.76 6.76 17.49 -15.65 13.19 -19.33 -0.53 -0.79 -0.51 1.62 1.68 2.49 0.35 -0.35 44.18 39.80 -115.18 108.88 -50.02 -45.65 -13.21 3.01 19.90 -22.82 图3-4 恒荷载作用下框架弯矩的二次分配 图3-5 恒荷载作用下框架的弯矩（柱剪力）图表3-10 恒荷载作用下梁端剪力及柱轴力层次荷载引起剪力弯矩引起剪力总剪力柱轴力AB跨BC跨AB跨BC跨AB跨BC跨A柱B柱996.69 23.69 -0.13 0.096.56 96.82 23.69 328.31 358.19 343.67 373.55 881.61 15.11 0.03 0.081.64 81.57 15.11 594.13 624.01 665.43 695.31 781.61 15.11 0.11 0.081.72 81.50 15.11 860.03 889.91 987.12 1017.00 681