土木工程办公楼毕业设计计算书

本本 科科 毕毕 业业 设设 计计 题题 目目 XXXX 办公楼设计 作作 者者 XXX 学科专业学科专业 土木工程 指导教师指导教师 X X 完成日期完成日期 2011 6 xx 大学建筑工程学院 2011 年 06 月 题目 XXXX 办公楼设计 姓 名 X X X 指导教师 X X 专 业 土木工程 X X 大 学 毕 业 设 计 xx 大学毕业设计 I 摘摘 要要 本毕业设计题目是南通创意公司办公楼设计 工程为框架结构 6 层 3 跨 面积大 约是 5000m2 本建筑采用钢筋混凝土现浇框架结构体系 基础采用天然地基上的独立 基础 设计内容包括图纸和文本两部分 文本部分包括建筑 结构设计说明 结构计算 施工方案设计和外文翻译 其中以 结构计算为主 首先进行结构平面布置 选取一榀框架计算其恒荷载 活荷载和风荷 载 然后计算框架在竖向荷载和风荷载作用下的内力 作出其弯矩 剪力 轴力图 最后将梁柱分别按照在可变荷载和永久荷载效应控制下进行内力组合 然后进行梁柱 截面设计 同时计算了楼梯和基础的配筋 图纸部分包括建筑图设计和结构图设计 建筑图是依据工程要求以及相关规范设计 结构图是使用 2008 版 PKPM 软件计算生成 在进行结构建模 荷载输入 楼层组装 后 进行楼板配筋计算 生成楼板配筋图 然后使用 SATWE 进行梁柱的内力 配筋计 算 生成梁柱施工图 最后进行基础设计 生成基础平面布置图和基础详图 关键词 关键词 框架结构 内力计算 PKPM xx 大学毕业设计 II AbstractAbstract The graduation design topic is nantong originality company office building design the engineering design of the office is frame structure 6 layer 3 cross the area is about 5000m2 This building adopts reinforced concrete whole cast in situ frame structure Using natural foundation based on independent foundation The design contents include drawings and text two parts Text part includes construction structure design structure calculation construction that design and foreign language translation Among them the structure calculation is given priority to first structure layout selecting a unit to calculate its constant load and live load and wind load Then calculate the internal force when framework under the vertical load and wind load make the figure of internal force shear force and shaft tries Finally combination the internal force of beam column respectively under the variable load effect s and permanent load effect s control Then design the beam column s section Also calculating the reinforcement of the stairs and foundation Drawing part includes building figure design and structure design Architectural figure is based on engineering requirement and the office building design criteria and so on to design The structure chart is using PKPM 2008 to calculate and generate After the structural modeling load input and floor assembly calculating the slab reinforcement and generating slab reinforcement figure Then use SATWE to calculate the beam column s reinforcement generating beam column construction drawings Finally design the foundation generate the floor plan and detailed foundation drawing Key words Frame structure Internal force calculation PKPM xx 大学毕业设计 III 目录目录 摘 要 I Abstract II 目录 III 1 建筑设计说明 1 1 1 工程概况及特点 1 1 2 平面设计 1 1 2 1 使用部分的平面设计 1 1 2 2 交通组织及防火疏散设计 1 1 2 3 平面图的表达及尺寸的标注 1 1 3 立面设计 2 1 3 1 立面设计步骤和方法 2 1 3 2 立面的表达及尺寸标注 2 1 4 剖面设计 3 1 4 1 房间各部分高度 3 1 4 2 剖面图表达和尺寸标注 3 2 结构设计说明 5 2 1 建筑构造设计 5 2 2 主要建筑材料的选择 5 2 3 楼 屋 盖结构方案 5 2 4 基础方案 5 3 结构计算 6 3 1 设计资料 6 3 1 1 气象 水文 6 3 1 2 场地岩土条件 6 3 1 3 材料 7 3 2 结构平面布置 7 3 2 1 结构平面布置图 7 3 2 2 梁柱的截面尺寸确定 7 3 3 基本荷载计算 8 3 3 1 恒荷载 8 3 3 2 活荷载 10 3 4 框架在竖向荷载作用下的计算简图及内力计算 10 3 4 1 框架简图 10 3 4 2 框架在活荷载作用下的计算简图 11 3 4 3 框架在恒荷载作用下的计算简图 13 3 4 4 框架在恒荷载作用下的内力计算 17 3 4 5 框架在活荷载作用下的内力计算 23 3 5 框架在风荷载作用下的内力和位移计算 27 xx 大学毕业设计 IV 3 5 1 框架在风荷载作用下的计算简图 27 3 5 2 框架在风荷载作用下的位移计算 29 3 5 3 框架在风荷载作用下的内力计算 31 3 6 框架梁柱内力组合 37 3 6 1 一般规定 37 3 6 2 框架梁内力组合 38 3 6 3 框架柱内力组合 41 3 7 框架梁柱截面设计 41 3 7 1 框架梁正截面配筋计算 42 3 7 2 框架梁斜截面配筋计算 42 3 7 3 框架梁裂缝宽度验算 42 3 7 4 框架柱截面配筋计算 42 3 8 楼梯设计 42 3 8 1 楼梯梯段斜板设计 43 3 8 2 平台板设计 44 3 8 3 平台梁设计 45 3 9 基础设计 47 3 9 1 求荷载标准值 47 3 9 2 确定基础尺寸 48 3 9 3 计算基底净反力 48 3 9 4 确定基础高度 阶梯形基础 48 3 9 5 配筋计算 49 3 10 电算与手算比较 52 4 施工方案设计 53 4 1 工程概况 53 4 2 施工方案 53 4 2 1 流水段的划分 53 4 2 2 施工顺序 53 4 2 3 测量放线 53 4 3 主要分布分项工程施工方法 53 4 3 1 模板工程 54 4 3 2 钢筋工程 55 4 3 3 混凝土工程 56 4 3 4 砌筑工程 57 4 3 5 抹灰工程 57 4 3 6 脚手架工程 58 4 4 主要施工机械设备 59 4 4 1 施工机械的布置 59 4 4 2 主要施工机械计划 59 4 5 安全措施 60 xx 大学毕业设计 V 4 5 1 施工安全 60 4 5 2 消防安全 61 参考文献 62 致谢 63 附表 64 英文资料原文与译文 82 毕业设计总结 101 xx 大学毕业设计 1 1 1 建筑设计说明建筑设计说明 1 1 工程概况及特点工程概况及特点 本工程为 XXXX 办公楼设计 六层三跨 各层层高均为 3 6m 总高度为 21 6m 总 建筑面积约为 5000m2 该办公楼正南北朝向 平面形状为规则的矩形 东西长为 50 4m 南北宽 16 8m 合理使用年限为 50 年 本工程属丙类建筑 建筑结构安全等级为 二级 地基基础设计等级为丙级 1 2 平面设计平面设计 1 2 1 使用部分的平面设计使用部分的平面设计 1 功能分区 办公楼应根据其性质 功能 规模 设置办公室 会议室 卫生间及 辅助用房 2 流线组织 在建筑平面设计中 各房间一般按使用流线的顺序关系有机的组织起 来 因此 流线组织的是否合理 直接影响到平面组织是否合理 紧凑 1 2 2 交通组织及防火疏散设计交通组织及防火疏散设计 交通联系部分设计是否合理 不仅直接影响到建筑物内部各部分之间联系通行是否 方便 还在很大程度上影响建筑的工程造价 用地 平面组合方式等 交通联系部分包括水平交通空间 走廊 垂直交通空间 楼梯 电梯 交通枢纽 空间 合理组织好建筑内部交通和对外联系是平面设计的主要内容 它直接影响到建 筑的使用和人员的安全 本建筑遵照 建筑设计防火规范 安全疏散距离满足房门至外部出口或封闭楼梯 间最大距离小于 35m 大房间设前后两个门 小房间设一个门 满足防火要求 走道 2 4 米宽 满足规范对办公楼走道的宽度要求 2 1 米 并满足防火规范对走道净宽的要求 室内消火栓设在走廊两侧 每层两侧及中间设 3 个消火栓 最大间距 25m 满足间距 50m 的要求 1 2 3 平面图的表达及尺寸的标注平面图的表达及尺寸的标注 1 平面图要完整表达建筑内部房间布置及交通联系状况 应绘出各层平面图 2 平面图要表达柱网布置 内外墙与柱网关系 房间名称 画出楼梯 门窗位置及 大小及开启方向 xx 大学毕业设计 2 3 尺寸标注 包括总尺寸线 轴线尺寸和轴线标号 内尺寸线 见图 1 1 图 1 1 一层平面图 1 3 立面设计立面设计 建筑的立面图反映的是建筑四周的外部形象 立面设计是在满足房间的使用要求 和技术经济条件下 运用建筑造型和立面构图的一些规律 紧密结合平面 剖面的内 部空间组合而进行的 同时 还可起到改善环境条件 保护结构和装饰美化建筑物的 作用 1 3 1 立面设计步骤和方法立面设计步骤和方法 根据初步确定的房屋平 剖面的内部空间组合关系 绘出建筑各个方向立面的基本 轮廓作为设计基础 推敲立面各部分的体量和总的比例关系 同时考虑几个立面之间 的统一 相邻立面之间的协调 调整各个立面上的墙面处理和门窗 以满足建筑立面 形式美的原则 最后对入口 雨篷 建筑装饰等进行重点及细部处理 1 3 2 立面的表达及尺寸标注立面的表达及尺寸标注 1 表明建筑外轮廓 门窗位置 台阶位置 2 尺寸标注 包括建筑每层标高 建筑总标高 室内外地面处的标高 女儿墙处的 标高 屋顶突出物的标高 立面图轴线号等 见图 1 2 xx 大学毕业设计 3 图 1 2 立面图 1 8 1 4 剖面设计剖面设计 建筑剖面图反映出的是建筑物在垂直方向上各部分的组合关系 剖面设计主要表 现为建筑物内部结构构造关系 以及建筑高度 层高 建筑空间的组合与利用 它和 房屋的使用 造价和节约用地有着密切关系 也反映了建筑标准的一个方面 其中一 些问题需要平 剖面结合在一起研究 才具体确定下来 1 4 1 房间各部分高度房间各部分高度 1 各层层高均为 3 6m 2 室内外高差 为防止室外雨水流入室内并防止墙身受潮 以及该综合楼的使用要 求 室外地坪相对于室内地坪标高为 0 450m 3 窗台及窗高 考虑到构造要求窗高为 1 8m 窗台高为 0 8m 详见建筑图 4 楼梯设计 本设计楼梯采用双跑楼梯 踏步宽 320mm 踏步高 150mm 楼梯扶手 高度取 0 9m 1 4 2 剖面图表达和尺寸标注剖面图表达和尺寸标注 1 剖面图的剖切位置取在楼梯间 能反映主要结构构造特点的地方 2 剖面图要反映结构形式 对剖到梁 板的轮廓线要全部画出 并有完整的尺寸 标注 3 尺寸标注包括建筑总高 各房间层高 门窗洞口及窗下墙高度 楼面标高 休 息平台标高等 见图 1 3 xx 大学毕业设计 4 图 1 3 1 1 剖面图 xx 大学毕业设计 5 2 2 结构设计说明结构设计说明 2 1 建筑构造设计建筑构造设计 1 屋面结构 采用钢筋混凝土现浇板为承重结构 屋面按上人屋面的荷载设计 2 楼层结构 全部采用现浇钢筋混凝土楼板 3 楼梯结构 采用现浇混凝土板式楼梯 4 过梁 窗过梁以及带雨篷的门过梁均采用钢筋混凝土过梁 5 基础 因荷载不是很大 地基承载力较大 故采用钢筋混凝土柱下独立基础 6 外墙 0 00 以下 采用 240mm 厚 MU15 长江淤泥粉煤灰烧结砖 3 19mKN M7 5 水泥砂浆 0 00 以上 采用 240mm 厚 MU10KP1 空心砖 容重不大于 1400Kg m3 M5 0 混合砂浆 7 内墙 0 00 以下 采用 200mm 厚 MU10 长江淤泥粉煤灰烧结砖 3 19mKN M7 5 水泥砂浆 0 00 以上 采用 200mm 厚 KM1 空心砖 空隙率不小于 35 容重 不大于 1200 Kg m3 M5 0 混合砂浆 2 2 主要建筑材料的选择主要建筑材料的选择 1 梁 板 柱 基础均采用 C30 混凝土 梁 柱 基础受力钢筋采用 HRB400 钢筋 箍筋采用 HRB335 钢筋 板采用 HRB335 钢筋 2 地面为水磨石地面 包括 10mm 面层和 20mm 水泥砂浆打底 2 5 60mKN 3 外墙面贴瓷砖 内墙面为水泥粉刷 2 5 0mKN 2 63 0mKN 2 3 楼 屋 盖结构方案楼 屋 盖结构方案 结合考虑施工方便 工期 施工技术 生产成本等因素 楼面屋盖全部采用现浇 楼盖厚 120mm 卫生间比同层低 30mm 屋面采用材料找坡屋面 板厚 120mm 2 4 基础方案基础方案 1 场地地质勘探表明该地质较好 可取第三层作为持力层 地基承载力标准值为 230kpa 基础采用柱下独立基础 2 独立基础采用阶梯型基础 方便施工 xx 大学毕业设计 6 3 3 结构计算结构计算 3 1 设计资料设计资料 3 1 1 气象 水文气象 水文 本工程位于南通市 属北亚热带湿润气候 海洋性季风气候特征明显四季分明 年 平均气温 15 1 年平均降水量 1033 1mm 基本风压 W 0 45kN 地面粗糙度属 B 类 基本雪压 S 0 25kN 主导风向 夏季东南风 冬季西北风 3 1 2 场地岩土条件场地岩土条件 1 地形地貌 场地处于长江下游三角洲平原北翼 地貌形态单一 勘探深度范围内除表层素填土 外 均属第四纪长江冲击层与海陆交互相沉积层 2 场地土层分层及其描述 自上至下分述 1 层 素填土 灰黄 灰色 松散 中密 层厚 0 6 0 8 米 平均层厚 0 7 米 2 层 淤泥 灰黑色 流塑 含少量贝壳和植物根茎 层厚 0 3 0 4 米 平均层 厚 0 35 米 3 层 粉砂夹细砂 青灰色 中密 饱和 含云母片 层厚 14 7 16 5 米 平均 层厚 15 48 米 4 层 粉土夹粉砂 青灰色 中密 饱和 夹薄层细砂 未揭穿 3 岩土参数取值见表 3 0 表 3 0岩土参数值 土层名称 平均 层厚 m 含水量 天然重度 KN m3 相对密度 ds 孔隙比 e 压缩模量 Es1 2MPa 地基承载 力特征值 fak KPa 1 素填土 0 71880 2 淤泥 0 3542 016 22 731 512 5060 3 粉砂夹细砂 15 4827 718 872 670 77117 54230 4 粉土夹细砂未钻穿 30 318 552 690 85512 61170 4 地下水 地下水无侵蚀性 5 场地和地基地震效应 xx 大学毕业设计 7 南通市抗震设防烈度为 6 度 设计基本加速度值为 0 05g 设计地震分组为第一组 根据计算 判定建筑场地类别为 类 特征周期为 0 45s 可不进行液化判别和处 理 6 基础设计建议 1 层素填土和 2 层淤泥 不能作为持力层 建议选用第三层粉砂夹细砂作为持力层 可按照天然地基上浅基础进行设计 3 1 3 材料材料 梁板柱的混凝土均选用 C30 梁 柱主筋选用 HRB400 箍筋选用 HPB335 板受力 钢筋选用 HRB335 3 2 结构平面布置结构平面布置 3 2 1 结构平面布置图结构平面布置图 根据建筑功能要求及框架结构体系 通过分析荷载传递路线确定梁系布置方案 本 工程标准层平面布置如图 3 1 所示 图 3 1 标准层结构平面布置图 3 2 2 梁柱的截面尺寸确定梁柱的截面尺寸确定 1 混凝土强度等级 梁采用 C30 fc 14 3KN m2 xx 大学毕业设计 8 柱采用 C30 fc 14 3KN m2 2 横向框架梁 h L 15 L 8 7200 15 7200 8 480 900mm 取 h 600mm b h 1 3 1 2 1 3 1 2 600 200 300 mm 取 b 250mm 3 纵向框架梁 h L 15 L 8 7800 15 7800 8 520 975mm 取 h 600mm b h 1 3 1 2 1 3 1 2 600 200 300 mm 取 b 250mm 4 横向框架次梁 h L 15 L 8 7200 15 7200 8 480 900mm 取 h 500mm b h 1 3 1 2 1 3 1 2 600 200 300 mm 取 b 250mm 5 框架柱 框架抗震等级为四级 轴压比为 0 9 由轴压比估算截面尺寸 按下式计算 1 AC bchc N Nfc 2 n 为验算截面以上楼层的层数 21 qSnN G A 轴与 2 轴相交边柱 n 6 C30 砼 fc 14 3MPa KNN29181 115 016 87 63125 21 2 3 226729 3 149 0 102918 mm f N hbA cN ccc 边柱承受偏心荷载且跨度较大 故取 500mm 500mm A 轴与 2 轴相交中柱 KNN35381 015 016 87 84125 21 2 3 274903 3 149 0 103538 mm f N hbA cN ccc 取 500mm 600mm A 轴与 1 轴相交角柱承受面荷载较小 但承受双向偏心荷载作用 受力复杂 截面尺寸 选 500mm 500mm 3 3 基本荷载计算基本荷载计算 3 3 1 恒荷载恒荷载 1 上人屋面荷载标准值 找平层 15mm 厚水泥砂浆 0 015 20 0 3kN m2 xx 大学毕业设计 9 防水层 刚性 40 厚 C20 细石混凝土防水 1 0 kN m2 防水层 柔性 三毡四油铺小石子 0 4kN m2 找平层 15mm 厚水泥砂浆 0 015 20 0 3kN m2 找坡层 40 厚水泥石灰焦渣砂浆 3 找平 0 04 14 0 56kN m2 保温层 80 厚矿渣水泥 0 08 14 5 1 16 kN m2 结构层 120 厚现浇钢筋混凝土板0 12 25 0 17 kN m2 抹灰层 10 厚混合砂浆0 01 17 0 17 kN m2 合计 6 89 kN m2 取 7 kN m2 2 标准层楼面荷载标准值 20mm 厚水泥砂浆打底 10mm 厚水磨石面层 0 65kN m2 120mm 厚现浇钢筋混凝土楼板 0 12 25 3 0kN m2 10mm 厚混合砂浆 0 01 17 0 17kN m2 合计 3 82 kN m2 取 4 kN m2 3 卫生间荷载 板面装修荷载 1 10 kN m2 找平层 15 厚水泥砂浆 0 015 20 0 3 kN m2 结构层 120 厚现浇钢筋混凝土板 0 12 25 3 kN m2 防水层 0 3 kN m2 蹲位折算荷载 1 5 kN m2 抹灰层 10 厚混合砂浆 0 01 17 0 17kN m2 合计 6 37 kN m2 取 6 5 kN m2 4 以上的墙体荷载 0 外墙 240 厚 MU10KP1 空心砖 容重不大于 14KN m3 墙体自重 14 0 24 3 36 kN m2 xx 大学毕业设计 10 贴瓷砖外墙面 0 5 kN m2 水泥内墙面 0 36kN m2 合计 4 22 kN m2 取 4 5kN m2 内墙 采用 200mm 厚 KM1 空心砖 空隙率不小于 35 容重不大于 12 KN m3 自重 12 0 20 2 4kN m2 水泥粉刷外墙面 0 36kN m2 水泥粉刷内墙面 0 36 kN m2 合计 3 12 kN m2 3 3 2 活荷载活荷载 上人屋面 2 0 kN m2 一般房间 2 0 kN m2 走廊 楼梯 2 5 kN m2 卫生间 2 0 kN m2 3 4 框架在竖向荷载作用下的计算简图及内力计算框架在竖向荷载作用下的计算简图及内力计算 为了便于设计计算在设计模型和受力分析上应进行不同程度的简化 在进行手算横 向平面框架时应满足以下四个基本假定 1 结构分析的弹性静力假定 2 平面结构假定 3 楼板在自身平面内刚性假定 4 水平荷载按位移协调原则分配 3 4 1 框架简图框架简图 底层柱从基础顶面算至二楼楼面 根据地质条件 室内外高差为 0 45m 基础顶面 至室外地坪通常取 0 5m 本设计取基础顶面至室外地坪的距离为 0 55m 二楼楼面标 高为 3 6m 故底层柱高为 3 6 0 45 0 55 4 6m 其余各层柱均为 3 6m 轴线横向 2 框架简图如图 3 2 xx 大学毕业设计 11 图 3 2 轴线横向框架简图 2 3 4 2 框架在活荷载作用下的计算简图框架在活荷载作用下的计算简图 标准层楼面梁布置如图 3 3 标准层楼面板布置如图 3 4 图 3 3 标准层楼面梁布置简图 图 3 4 标准层楼面板布置简图 标准层框架计算简图如图 3 5 xx 大学毕业设计 12 图 3 5 标准层框架计算简图 将荷载等效为均布荷载 4KN m35 912 27 5 91 27 5 91 2 12 1 32 32 P 1 8KN m6 432q AB 2 8KN m6qq ABCD 3 由 A 轴线上梁传来 A F 将三角形荷载等效为均布荷载 N m4 425 912 8 5 K 集中力 F 为 1 2 轴线 2 3 轴线间次梁传递的荷载 等效为均布荷载 4KN m35 912 27 5 91 27 5 91 2 12 1 32 32 P 板传荷载 8KN m6 432 集中力KN8 4242 27 86 F KN1 5438 424 874 42 A F 4 KN1 543 AD FF 5 由 B 轴线上梁传来 B F xx 大学毕业设计 13 走廊上板传荷载 按单向板计算 KN m32 425 2 A B 轴间板传荷载 KN m4 425 910 2 8 5 由 3 F 24 48KN KN1 9668 424 874 423 B F 6 KN1 966 BC FF 7 屋面恒载 由于是上人屋面 活荷载为 2KN m2 KN3 2628 424 875 912 8 5 2 422 B F 活荷载作用下横向框架的计算简图如图 3 6 xx 大学毕业设计 14 图 3 6 活荷载作用下横向框架的计算简图 KN 3 4 3 框架在恒荷载作用下的计算简图框架在恒荷载作用下的计算简图 1 标准层楼面梁布置如图 3 3 标准层楼面板布置如图 3 4 活荷载和恒荷载的荷 载平面传递方式相同 在恒载作用下的标准层框架计算简图如图 3 7 图 3 7 在恒载作用下的标准层框架计算简图 1 AB q xx 大学毕业设计 15 a 板传荷载 8KN m65 914 27 5 91 27 5 91 2 12 1 32 32 P 板传荷载为13 6KN m6 82 b 梁自重及抹灰 m 63 131722 10 601 002 10 605 2025KN c 墙体荷载 mKN 36 9 0 6 3 63 12 m 2 1266 3963 13 613qKN AB 2 m 2 126qqKN ABCD 3 BC q 梁自重及抹灰 m 63 131722 10 601 002 10 605 2025KN 4 A 轴上传来的集中力 A F a 均布荷载 梁自重及抹灰 m 63 131722 10 601 002 10 605 2025KN 梁上墙体自重 m 6 97 87 5 40 81 7222 24 81 722 0 6 3 67 8 KN 合计 3 163 7 96 11 12KN m b 板传荷载 m KN75 845 914 8 5 c F 1 2 轴线 2 3 轴线间次梁传递的荷载 KN1 892 27 2 613 50 632 131720 12 501 000 12 0 50 2525 KNFA61 2171 892 8775 842 111 5 KNFF AD 61 217 xx 大学毕业设计 16 6 B 轴上传来的集中力 B F a 梁自重及抹灰 m 63 131722 10 601 002 10 605 2025KN b 梁上墙体自重 m 2 97 87 5 40 12122 13 1212 0 6 3 67 8 KN c 板传荷载 m 75 695 914 8 5 214KN d F 1 2 2 3 轴线间次梁传来 KN0 058 27 2 6131720 12 501 000 12 0 50 2525 KNFB3 921958 8775 692 9763 13 7 KNFF BC 3 9219 2 第六层框架计算简图如图 3 7 1 AB q a 板传荷载 KN m8 3115 917 27 5 91 27 5 91 2 12 1 32 32 P 板传荷载为22 76KN m11 382 b 梁自重及抹灰 m 63 131722 10 601 002 10 605 2025KN m 2 92563 1322 76qKN AB 2 m 2 925qqKN ABCD 3 BC q 梁自重及抹灰 m 63 131722 10 601 002 10 605 2025KN 4 A 轴上传来的集中力 A F xx 大学毕业设计 17 a 均布荷载 梁自重及抹灰 m 63 131722 10 601 002 10 605 2025KN 1 5m 高女儿墙 m 3 36 512 24KN 合计 3 163 6 33 9 493KN m b 板传荷载 m KN3 585 917 8 5 c F 1 2 轴线 2 3 轴线间次梁传递的荷载 KN7 990 27 2 22 761720 12 501 000 12 0 50 2525 KNFA5 52317 990 873 5893 49 5 KNFF AD 5 5 231 6 B 轴上传来的集中力 B F a 梁自重及抹灰 m 63 131722 10 601 002 10 605 2025KN b 板传荷载 m 3 9165 917 8 5 217KN c F 1 2 2 3 轴线间次梁传来 KN7 990 27 2 22 761720 12 501 000 12 0 50 2525 KNFB5 72477 990 873 91663 13 7 KNFF BC 5 7247 xx 大学毕业设计 18 恒荷作用下横向框架的计算简图如图 3 8 图 3 8恒荷作用下横向框架的计算简图 KN 3 4 4 框架在恒荷载作用下的内力计算框架在恒荷载作用下的内力计算 1 用弯矩二次分配法计算弯矩 1 计算各框架梁柱的截面惯性矩 框架梁的截面惯性矩 a 410 33 mm105 40 12 600250 12 bh I b 410 33 mm10 260 12 500250 12 bh I 框架柱的截面惯性矩 a 410 33 mm109 0 12 600500 12 bh I b 410 33 mm1025 0 12 500500 12 bh I xx 大学毕业设计 19 2 计算各框架梁柱的线刚度及相对线刚度 考虑现浇楼板对梁刚度的加强作用 故对中框架梁的惯性矩乘以 2 0 框架梁柱线刚度 及相对线刚度计算过程见表 3 1 表 3 1 梁柱的线刚度及相对线刚度计算 构件线刚度相对线刚度 7 2m 跨度EE EI 6 4 10 105 21 102 70 105 40 2 l 2i 0 64 梁 2 4m 跨度EE EI 6 4 10 105 73 10 240 105 40 2 l 2i 1 91 二 六层EE EI 6 4 10 104 41 10 360 10 520 l i 0 73 500 500 柱 一层EE EI 6 4 10 1031 1 10 460 10 520 l i 0 58 二 六层EE EI 6 4 10 100 52 10 360 10 900 l i 1 28 500 600 柱 一层EE EI 6 4 10 1096 1 10 460 10 900 l i 1 3 计算弯矩分配系数 计算结果如图 3 10 4 计算固端弯矩 均布荷载下固端弯矩如图 3 9 图 3 9均布荷载下固端弯矩 12 ql2 BAAB MM 固端弯矩计算过程详见表 3 2 xx 大学毕业设计 20 图 3 10 梁柱相对线刚度及弯矩分配系数 表 3 2恒荷载作用下固端弯矩计算过程 固端弯矩位置均布荷载值 KN产生弯矩 KN m跨中KN m 8 ql2 MAB25 92 111 97 MBA25 92111 97 167 96 MBC3 16 1 52 六 MCB3 161 52 2 28 MAB26 12 112 84 MBA26 12112 84 169 26 MBC3 16 1 52 一 五 MCB3 161 52 2 28 5 弯矩二次分配过程 采用弯矩二次分配法计算框架在恒荷载作用下的弯矩 分配过程如图 3 11 所示 xx 大学毕业设计 21 图 3 11 弯矩二次分配法计算恒荷载作用下的框架梁柱弯矩 KN m 2 绘制内力图 1 弯矩图 根据弯矩二次分配法的计算结果 画出恒荷载作用下的框架梁柱弯矩图 如图 3 12 所示 xx 大学毕业设计 22 图 3 12轴线框架在恒荷载作用下的弯矩图 KN m 2 2 剪力图 根据弯矩图 取出梁柱脱离体 利用脱离体地平衡条件 求出剪力 并画出恒荷载 作用下的框架梁柱剪力图 如图 3 13 所示 xx 大学毕业设计 23 图 3 13 轴线框架在恒荷载作用下的剪力图 KN 2 3 轴力图 依据剪力图 根据节点的平衡条件 求出轴力 并画出恒荷载作用下的框架柱轴力 图 如图 3 14 所示 xx 大学毕业设计 24 图 3 14轴线框架在恒荷载作用下的轴力图 KN 2 3 4 5 框架在活荷载作用下的内力计算框架在活荷载作用下的内力计算 1 用弯矩二次分配法计算弯矩 1 框架梁柱的线刚度 相对线刚度和弯矩分配系数和表 3 1 中相应数值相同 2 计算固端弯矩 计算过程详见表 3 3 表 3 3 活荷载作用下固端弯矩计算过程 固端弯矩位置均布荷载值 KN产生弯矩 KN m跨中KN m 8 ql2 MAB6 8 29 3844 06 MBA6 829 3844 06 MBC000 MCB000 4 弯矩二次分配过程 xx 大学毕业设计 25 采用弯矩二次分配法计算框架在活荷载作用下的弯矩分配过程如图 3 15 图 3 15 弯矩二次分配法计算活荷载作用下的框架梁柱弯矩 KN m 2 绘制内力图 1 弯矩图 xx 大学毕业设计 26 根据弯矩二次分配法的计算结果 画出恒荷载作用下的框架梁柱弯矩图 如图 3 16 所示 图 3 16 轴线框架在活荷载作用下的弯矩图 KN m 2 2 剪力图 根据弯矩图 取出梁柱脱离体 利用脱离体地平衡条件 求出剪力 并画出恒荷载 作用下的框架梁柱剪力图 如图 3 17 所示 xx 大学毕业设计 27 图 3 17 轴线框架在活荷载作用下的剪力图 KN 2 3 轴力图 依据剪力图 根据节点的平衡条件 求出轴力 并画出恒荷载作用下的框架柱轴力 图 如图 3 18 所示 xx 大学毕业设计 28 图 3 18 轴线框架在活荷载作用下的轴力图 KN 2 3 5 框架在风荷载作用下的内力和位移计算框架在风荷载作用下的内力和位移计算 3 5 1 框架在风荷载作用下的计算简图框架在风荷载作用下的计算简图 该办公楼为六层钢筋混凝土框架结构体系 室内外高差 0 45m 基本风压 地面粗糙度类别为 B 类 结构总高度为 22 6m 2 0 m 5 40KN 1 各层楼面处集中风荷载标准值计算 1 框架风荷载负荷宽度 8m7 2 87 87 B 2 计算风振系数 z 由 查脉动增大系数表可知 103 0 608 05 40 22 10 T 23 1 由 H 30m 查脉动影响系数表可知 4 1 6 15 6 22 B H 6 40 V 风振系数计算过程见表 3 4 表 3 4 风振系数计算过程 xx 大学毕业设计 29 层号 离地高度 m 相对高度 v z z z z z v 1 14 050 21 230 460 081 01 045 27 650 31 230 460 171 01 096 311 25 0 5 1 230 460 381 0351 208 4 14 85 0 71 230 460 671 1361 334 518 450 81 230 460 741 221 343 622 051 01 230 461 01 281 442 3 各层楼面处集中风荷载标准值计算 各层楼面处集中风荷载标准值计算列于表 3 5 表 3 5 各层楼面处集中风荷载标准值 层 号 离地 面高 度 m z z s KN 0 m2 h下 m h上 m 2 hh 0zszi 上下 BF KN 14 051 0 1 04 5 1 3 0 454 053 6 18 24 27 651 0 1 09 6 1 3 0 453 63 618 00 311 25 1 03 5 1 20 8 1 3 0 453 63 620 54 4 14 8 5 1 13 6 1 33 4 1 3 0 453 63 624 89 518 451 22 1 34 3 1 3 0 453 63 6 26 91 622 051 28 1 44 2 1 3 0 453 61 521 48 2 风荷载作用下的计算简图 根据表 3 5 画出轴线横向框架在风荷载作用下的计算简图 如图 3 19 所示 2 xx 大学毕业设计 30 图 3 19轴线横向框架在风荷载作用下的计算简图 KN 2 3 5 2 框架在风荷载作用下的位移计算框架在风荷载作用下的位移计算 1 框架梁柱线刚度计算 考虑现浇楼板对梁刚度的加强作用 故对中框架梁的惯性矩乘以 2 框架梁的线刚 度计算见表 3 6 框架柱的线刚度计算见表 3 7 表 3 6 框架梁的线刚度计算 xx 大学毕业设计 31 截面 b h m2 混凝土强 度等级 弹性模量 Ec KN m2 跨度 L m 惯性矩 I0 m4 Ib 2I0 m4 Kbi ECIb L KN m 0 25 0 6C303 0 1077 20 00450 0093 75 104 0 25 0 6C303 0 1072 40 00450 00911 25 104 0 25 0 5C303 0 1077 20 00260 00522 17 104 表 3 7 框架柱的线刚度计算 框架柱位 置 截面 b h m2 混凝土强 度等级 弹性模量 Ec KN m2 高度 L m 惯性矩 IC m4 KC ECIC L KN m 0 5 0 6C303 0 107 3 60 0090 7 50 104 二 六层 0 5 0 5C303 0 107 3 60 0052 4 33 104 0 5 0 6C303 0 107 4 60 0090 5 87 104 一层 0 5 0 5C303 0 107 4 60 0052 3 39 104 2 侧移刚度 D 计算 用 D 值法计算柱的侧移刚度 计算数据见表 3 8 表 3 8 侧移刚度 D 值计算 K 楼层Kc 一般层 c KKK2 bi 底层 c KKK bi 一般层 K K 2 底层 KK 2 50 K 2 c h 12 K D N m 根 数 A 轴 边柱 4 33 104 0 8660 302121081 B 轴 中柱 7 50 104 2 0000 5347221 C 轴 中柱 7 50 104 2 0000 5347221 D 轴 边柱 4 33 104 0 8660 302121081 二 六 层 D 93660 A 轴 边柱 3 39 104 1 1060 51799391 B 轴 中柱 5 87 104 2 5550 671223371 C 轴 中柱 5 87 104 2 5550 671223371 D 轴 边柱 3 39 104 1 1060 51799391 一 层 D 64552 5 风荷载作用下的框架侧移计算 风荷载作用下的框架层间侧移按式 计算 即 xx 大学毕业设计 32 ij j j u D V 式中 Vj 第 j 层的总剪力标准值 Dij 第 j 层所有柱的抗侧刚度之和 第 j 层的层间侧移 j u 各层楼板标高处的侧移值是该层以下各层层间侧移之和 顶点侧移是所有各层层间侧 移之和 即 第 j 层侧移 j 1j jj uu 顶点侧移 n 1j j uu 2 轴线在风荷载作用下侧移的计算过程详见表 3 9 表 3 9风荷载作用下框架楼层层间侧移与层高之比计算 楼层Fj KN Vj KN Dij KN m m j u h m h uj 621 4821 48936600 000233 61 15652 526 9148 39936600 000523 61 6923 424 8973 28936600 000783 61 4615 320 5493 82936600 001003 61 3600 218 00111 82936600 001193 61 3025 118 24130 06645520 002014 051 2015 m0573 00uu n 1j j 对于框架结构 楼层层间最大位移与层高之比限值为 1 550 本框架最大位移与层 高之比为 1 2015 1 550 故框架侧移满足规范要求 3 5 3 框架在风荷载作用下的内力计算框架在风荷载作用下的内力计算 1 反弯点高度计算 反弯点高度比按式 计算 即 3210 yyyyy 式中y0 标准反弯点高度比 y1 因上下层梁刚度比变化的修正值 y3 因上下层层高变化的修正值 xx 大学毕业设计 33 反弯点高度比的计算列于表 3 10 表 3 10 反弯点高度比 y 计算 楼层A D 轴中框架柱B C 轴中框架柱 六层 66 80k 1 1 0 2 1 3 33 30y0 0y1 0y2 0y2 y 0 333 00 02k 1 1 0 2 1 3 04 0y0 0y1 0y2 0y2 y 0 40 五层 66 80k 1 1 0 2 1 3 400y0 0y1 0y2 0y2 y 0 40 00 02k 1 1 0 2 1 3 54 0y0 0y1 0y2 0y2 y 0 45 四层 66 80k 1 1 0 2 1 3 54 0y0 0y1 0y2 0y2 y 0 45 00 02k 1 1 0 2 1 3 33 30y0 0y1 0y2 0y2 y 0 333 三层 66 80k 1 1 0 2 1 3 54 0y0 0y1 0y2 0y2 y 0 45 00 02k 1 1 0 2 1 3 33 30y0 0y1 0y2 0y2 y 0 333 二层 66 80k 1 1 0 2 1 3 05 0y0 0y1 0y2 0y2 y 0 50 00 02k 1 1 0 2 1 3 33 30y0 0y1 0y2 0y2 y 0 333 一层 06 11k 1 1 0 2 1 3 65 0 y0 0y1 0y2 0y2 y 0 65 55 52k 1 1 0 2 1 3 55 0y0 0y1 0y2 0y2 y 0 55 2 柱端弯矩及剪力计算 风荷载作用下的柱端剪力按式 计算 即 j ij ij VV D D 式中Vij 第 j 层第 i 柱的层间剪力 Vj 第 j 层的总剪力标准值 D 第 j 层所有柱的抗侧刚度之和 Dij 第 j 层第 i 柱的抗侧刚度 风荷载作用下的柱端弯矩按下式计算 即 xx 大学毕业设计 34 hy 1M ij V C 上 yhM ij V C 下 风荷载作用下的柱端剪力和柱端弯矩计算列于表 3 11 表 3 11 风荷载作用下的柱端弯矩及剪力计算 KN m KN 柱楼层 Vj KN Dij KN m D KN m Dij D Vij KN yYh m 上C M 下C M 621 4812108936600 1292 770 3331 206 653 32 548 3912108936600 1296 240 401 4413 488 99 473 2812108936600 1299 450 451 6218 7115 31 393 8212108936600 12912 100 451 6223 9619 60 2111 8212108936600 12914 420 501 825 9625 96 A D 轴 1130 069939645520 15420 030 652 9932 2559 89 621 4834722936600 3717 970 401 4417 2211 48 548 3934722936600 37117 950 451 6235 5429 08 473 2834722936600 37127 190 451 6253 8444 05 393 8234722936600 37134 810 501 862 6662 66 2111 8234