建筑设计计算说明书

2013 届本科毕业设计（论文）目 录中文摘要英文摘要一、设计资料1二、结构布置及结构计算简图的确定1三、荷载计算3四、内力计算. 10五、内力组合56六、截面设计56七、框架节点核心区抗震验算56八、基础设计.58九、板式楼梯设计. 60参考文献. 632013 届本科毕业设计（论文）一、设计资料（1） 设计标高：室内设计标高0.000,室内外高差 450mm.（2） 墙身做法：采用加气混凝土块，用 M5 混合砂浆砌筑，内粉刷为混合砂浆底，纸筋灰面，厚 20mm， “803”内涂料两度。外墙采用贴面砖，1：3 水泥砂浆底厚 20mm。（3） 楼面作法：楼板顶面为水磨石地面，楼板底面为 15mm 厚白灰砂浆天花抹面，外加 V 型轻钢龙骨吊顶。（4） 屋面作法：现浇楼板上依次铺 20mm 厚水泥砂浆找平层、300mm 厚水泥珍珠制品隔热找平层、20mm 厚水泥砂浆找平层和 SDC120 复合卷材，下面依次为 15mm 厚白灰砂浆天花抹面和 V 型轻钢骨龙吊顶。（5） 基本风压： o=0.3KN/m2(地面粗糙度属 C 类)。（6） 基本雪压：S 0=0.3KN/m2。（7） 抗震设防烈度：八度（0.2g）第二组，框架抗震等级为二级。（8） 地质条件： 由上至下：人工添土：厚度为 1m粉质粘土：厚度为 7m，地基承载力特征值为 500KPa中风化基岩：岩石饱和单轴抗压强度标准值为 3.6MPa建筑场地类别为类；无地下水及不良地质现象。活荷载：上人屋面活荷载 2.0KN/m2，办公室楼面活荷载 2.0KN/m2,走廊楼面活荷载 2.5KN/m2,档案室楼面活荷载 2.5KN/m2。二、结构布置及结构计算简图的确定结构平面布置如图 1 所示。各梁柱截面尺寸确定如下：主梁：取 h=1/9=1/9 7200=800mm，取 h=800mm,取 b=350mm，次梁：取 h=1 /16=1/167200=450mm ，取 h=500mm,取 b=250mm，柱子：取柱截面均为 bh=600600mm，现浇板厚为 100mm。取轴线为计算单元，结构计算简图如图 2 所示，根据地质资料，确定基础顶面离室外地面为 500mm，由此求得底层层高为 4.7m。各梁柱构件的线刚度经计算后列于图 2 中，其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，取I=2I0（ I0 为不考虑楼板翼缘作用的梁截面惯性矩） 。梁柱均采用 C30 混凝土。由于后面梁的组合弯矩过大，相对受压区高度超过了界限受压区高度，所以改用C40 混凝土，因为梁柱刚度成比例增加，不会引起后面分配系数的改变。地震作用下的弹性侧移将更小，一定符合要求。2013 届本科毕业设计（论文）图 2.框 架 计 算 简 图注 ： 图 中 数 字 为 各 杆 件 的 线 刚 度 ， 单 位 为 1.0e N*m2013 届本科毕业设计（论文）框架刚度计算：1.边跨框架梁线刚度：ib=2EcI。/l=23.0104113508003/(127200) =12.441010Nmm2.中间跨框架梁线刚度： ib=2EcI。/l=23.01043508003/(122400)=37.331010Nmm3.二五层框架柱线刚度：ic=EcI。/l=3.01046006003/(123600)=9.001010Nmm4.首层框架柱线刚度：ic=EcI。/l=3.01046006003/(124700)=6.891010Nmm在计算内力时，柱的线刚度取框架实际柱线刚度的 0.9 倍。即：首层框架柱线刚度:ic=0.96.8910 10=6.201010Nmm二五层框架柱线刚度:ic=0.99.0010 10=8.101010Nmm三、荷载计算1.恒载计算（1） 屋面框架梁线荷载标准值：SDC120 复合卷材 0.15KN/m220mm 厚水泥砂浆找平层 0.4 KN/m2300mm 厚水泥砂浆珍珠制品隔热找平层 1.2 KN/m220mm 厚水泥砂浆找平层 0.4 KN/m2100mm 厚现浇混凝土楼板 2.5 KN/m215mm 厚白灰砂浆天花抹面 0.26 KN/m2V 型轻钢龙骨吊顶 0.12 KN/m2屋面恒载 5.03 KN/m2框架梁自重 0.350.80257.00 KN/m梁侧粉刷 2（0.80-0.1）0.02170.48KN/m作用在顶层框架梁上的线荷载为：2013 届本科毕业设计（论文）g5AB1=g5CD1=7.000.487.48 KN/m g5BC1=7.48KN/mg5AB2=g5CD2=5.033.6=18.12 KN/m g5BC2=5.032.4=12.07KN/m （2） 楼面框架梁线荷载标准值：水磨石地面 0.65 KN/m2100mm 厚现浇混凝土楼板 2.5 KN/m215mm 厚白灰砂浆天花抹面 0.26 KN/m2V 型轻钢龙骨吊顶 0.12 KN/m2楼面恒载 3.53 KN/m2边跨填充墙自重： 0.20（3.6-0.80）73.92KN/m墙面粉刷： （3.6-0.80）0.022171.90KN/m作用在中间层框架梁上的线荷载为：gAB1=gCD1=7.48+3.921.90 13.30KN/m gBC1=7.48 KN/mgAB2=gCD2=3.533.6=12.71 KN/m gBC2=3.532.4=8.47 KN/m （3） 屋面框架节点集中荷载标准值：边柱连系梁自重： 0.350.807.22550.40KN粉刷： 20.02（0.80-0.10）7.2173.43KN次梁自重： 0.250.507.2250.511.25 KN粉刷： 20.02（0.50-0.10）7.2170.50.98KN1.5m 高女儿墙自重： 1.57.20.20712.10 KN粉刷： 20.021.27.2175.88 KN连系梁传来屋面自重：A、D 点相同： （3.63.6+1.81.8）5.0381.49 KN顶层边节点集中荷载： G5A=G5D=165.53KN中柱连系梁自重： 0.350.807.22550.40KN粉刷： 20.02（0.80-0.10）7.2173.43 KN次梁自重： 0.250.507.2250.511.25KN粉刷： 20.02（0.50-0.10）7.2170.50.98 KN连系梁传来屋面自重：B、C 点相同： 0.51.21.22.41.20.51.81.81.83.6 25.03117.70 KN顶层中间节点集中荷载： G5B=G5C=183.76KN（4） 楼面框架节点集中荷载标准值：边柱连系梁自重： 0.350.807.22550.40KN粉刷： 20.02（0.80-0.10）7.2173.43 KN次梁自重： 0.250.507.2250.511.25KN粉刷： 20.02（0.50-0.10）7.2170.50.98 KN2013 届本科毕业设计（论文）钢窗自重： 2.121.80.453.40KN窗下墙体自重： 0.21.006.679.24KN粉刷： 20.021.006.6174.49 KN窗边墙体自重： 1.8（6.62.12）0.276.05 KN粉刷： 20.021.8（6.62.12）172.94 KN框架柱自重： 0.600.603.62532.4 KN粉刷： 1.80.023.6172.20 KN连系梁传来楼面自重：A、D 点相同： （3.63.6+1.81.8）3.5357.19 KN 中间层边节点集中荷载： GA=GD=183.97KN中柱连系梁自重： 50.40 KN粉刷： 3.43 KN次梁自重： 11.25 KN粉刷： 0.98 KN内纵墙自重： 6.6（3.60.80）0.2725.87KN粉刷： 6.6（3.60.80）20.021712.57KN扣除门洞重加上门重：2.11.0（70.2+1720.020.2）-3.95KN框架柱自重： 32.4KN粉刷： 2.20KN连系梁传来楼面自重：B、C 点相同： 0.51.21.22.41.20.51.81.81.83.6 23.5382.60 KN 中间层中节点集中荷载： GB=GC=217.75KN（5） 恒载作用下的结构计算简图如图 3 所示，其中：G 5A= G5D=165.53KNG5B= G5C=183.76 KNGA= GD=183.97 KNGB= GC=217.75 KNg5AB1= g5BC1= g5CD1=7.48 KN/mg5AB2= g5CD2=18.12 KN/mg5BC2=12.07KN/mgAB1 = gCD1 =13.30KN/mgBC1=7.48KN/mgAB2 = gCD2 =12.71KN/mgBC2=8.47 KN/m2.屋、楼面活荷载计算屋、楼面活荷载作用下的结构计算简图如图 4 所示。图中各荷载值计算如下P5AB= P5CD=3.62.0=7.20 KN/mP5BC=2.42.0=4.80KN/m2013 届本科毕业设计（论文）P5A=P5D=(1.81.8+3.63.6) 2.0=32.40KNP5B= P5C= 1.21.2+4.81.2+1.81.8+3.63.6 2.0=46.8 KNPABP CD =2.03.6=7.2 KN/m走廊：P BC2.52.4=6.00KN/mPA= PD= (1.81.8+3.63.6) 2.0=32.40KNPB= PC= 1.21.2+4.81.22.5+1.81.8+3.63.62.0=50.40KN2013 届本科毕业设计（论文）3.风荷载计算风压标准值计算公式为：= z s z o因结构高度 H18.600m0.3 fcA 时，取N=0.3fcA。所以：H n/2h04.700/（2 0.6） 3.923，取 3；0.3 fcA0.3 19.1 60022062.80KNN=278.91KN，取 N=278.91KN选底层柱箍筋为 4 肢 10150，则V=（ ）/0.851.5478.57605160.3 N=485.43KN407.01KN，满足。其它柱均采用 4 肢 10150，加密区采用 4 肢 10100。七、框架节点核心区抗震验算分别取底层、顶层的边节点和中间节点进行节点核心区抗震验算。顶层边节点：设计剪力： 0187.621.2.308.405lrbj sMVha取 4 肢 10100，01.0.5jbsjtjjyvsjREchafbhNfA KN7653.1.7621412.970.85 0 ，满足要求。jV顶层中间节点：设计剪力： 0158.4279.31.2. 0.06lrbj sMha取 4 肢 10100 也能满足要求。底层边节点：设计剪力：2013 届本科毕业设计（论文）00832.10.765.31.21. 1065.7 076548lrbbsj scMhaVhaH取 4 肢 10100 仍然能满足要求。底层中间节点：设计剪力： 00452.89.0.765.31.211. 11725.8 07634lrbbsj scMhaVhaH取 4 肢 1080，01.0.5jbsjtjjyvsjREchafbhNfA 67653.716.159.21040.85 1771.07KN，能满足要求。八、框架柱下基础设计1、基础设计为独立基础，埋深为 650mm，持力层地基为强风化泥岩，地基承载力特征值为 500KPa，基础混凝土采用 C40。修正后的地基承载力特征值为：50.180.6504.5af KP2、B 柱下独立基础的内力设计值为： M=851.38KN*m, N=4305.24KN, 独立基础的几何尺寸如图 55 所示。 图 5.基 础 尺 寸 及 底 板 配 筋 示 意在以上内力设计值下的验算及设计：2013 届本科毕业设计（论文） ,4305.21.8536.045.k ap KPf8.bem1.2 604.9KP a, 故基础底面尺寸满足要求。max256730.kk afin184.pKP3.基础受冲切承载力验算：柱与基础交接处： /20.63/21.8mtbam5750ljlFpAKN,满足要求。0.7.9.7.52396btm lfh KNF从上到下第一个台阶变阶处： /21.430/2.tbam567ljlFpAKN，满足要求。0.7.07519btm lfh KNF经过验算，第二个变阶处也能满足要求。4.基础底板配筋从下到上第一个变阶处（11 和 22 截面）： 2530.2-1.853.0.536.0.5.194.*3M KNm+22.6744KNm底板配筋选用 HRB335 级钢筋，f y=300N/mm2, 对 11 截面： 2 2109.100.735scfbh.8s29.350178.sAm选用 12200，总面积为 1812mm2.对 22 截面： 2 2103.4100.397965scMfbh2013 届本科毕业设计（论文）120.396s29.517.sAm选用 12200，总面积为 2149mm2.从下到上第二个变阶处（33 和 44 截面）：21 2493.8-201.53.0.57.9301.0758.1*M KNm+40.56786KNm对 33 截面： 2 210.100.35937scfbh.8s29.375049.5sAm选用 12100，总面积为 3506mm2.对 44 截面： 2 2103.6100.34597scMfbh.4s29.36750365.8sAm选用 12200，总面积为 2149mm2.综合前面的配筋情况，11 和 33 截面均配置通长钢筋 12100，22 和 44 截面均配置通长钢筋 12200，配筋如图 55 所示。由于 B、C 轴间距仅为 2.4m，故按前面所取尺寸的基础将重叠，需连在一起浇，对于整个连在一起的基础而言，内力设计值为单个的两倍，但基础底面抵抗矩成平方增长，经验算最大基底反力满足要求，平均基底反力也满足要求。九、板式楼梯设计1、梯板示意图：2013 届本科毕业设计（论文）2、基本资料：（1） 几何参数：楼梯净跨: ln = 3300 mm 楼梯高度: H = 1800 mm梯板厚: t = 100 mm 踢步数: n = 12(阶)上平台楼梯梁宽度: b1 = 250 mm下平台楼梯梁宽度: b2 = 250 mm（2） 荷载标准值：可变荷载：q = 2.50kN/m 2 面层荷载：qm = 1.70kN/m2 栏杆荷载：qf = 0.20kN/m（3） 材料信息：混凝土强度等级: C40fc = 19.10 N/mm2 ft = 1.71 N/mm2钢筋强度等级: HPB235 fy = 210.00 N/mm23、计算过程：（1） 楼梯几何参数：踏步高度：h = 0.15 m踏步宽度：b = 0.30 m计算跨度：l0 = ln+(b1+b2)/2 = 3.50 m梯段板与水平方向夹角余弦值：cos = 0.878 （2） 计算最大弯矩：(按两端简支计算)梯段板荷载设计值 Pn(D)-恒荷控制= (1.35*(1+h/b)*qm+(t/cos+h/2)*25 + c*20/cos) + 1.40*0.7*q)*B + 1.35*qf= (1.35*(1+0.15/0.30)*1.70+(0.10/0.88+0.15/2)*25.00+0.02*20.00/0.88)+1.40*0.70*2.50)*1.00+1.35*0.20= 13.15 kN/m梯段板荷载设计值 Pn(L)-活荷控制= (1.20*(1+h/b)*qm+(t/cos+h/2)*25 + c*20/cos) + 1.40*q)*B + 1.20*qf= (1.20*(1+0.15/0.30)*1.70+(0.10/0.88+0.15/2)*25.00+0.02*20.00/0.88)+1.40*2.50*1.00)*1.20+1.20*0.20= 13.01 kN/m故取一米宽板带荷载设计值 Pn = 13.15 kN/m，2013 届本科毕业设计（论文）左端支座反力: Rl = 23.02 kN右端支座反力: Rr = 23.02 kN最大弯矩截面距左支座的距离: Lmax = 1.75 m ，即位于跨中。最大弯矩: Mmax =Pn*l0 2/8=13.153.502/8=20.14 kN*m（3） 正截面受弯承载力计算：考虑支座嵌固折减后的最大弯矩: Mmax = 0.8*Mmax = 0.80*20.14 = 16.11 kN*m6232101.0.198scMfbh.4s - 210.101092csyfA m4、每米宽板带的配筋结果：（1） 1 号钢筋计算结果(跨中)计算面积 As: 1019 mm2采用方案： 12100实配面积：1131 mm 2（2） 2 号钢筋计算结果(左支座)计算面积 As: 1019/4=255 mm2采用方案： 6100实配面积：283 mm 2（3） 3 号钢筋计算结果(右支座)计算面积 As: 255mm2采用方案： 6100实配面积：283 mm 2（4