李科计算书说明书

湖南工业大学本科生毕业设计（论文）（2007届） 本科生毕业设计（论文） 天元区商业办公楼（二）学 院、系： 土木工程学院 专 业： 土木工程专业 学 生 姓 名： 李 科 班 级： 土031班 学号 0340310118 指导教师姓名： 陈 芳 职称 副教授 杨晓华 职称 副教授 最终评定成绩 2007 年 5月9湖南工业大学本科生毕业设计（论文）天元区商业办公楼（二）设计说明院 （系）：土木工程学院专 业：土 木 工 程学 号：0340310118学生姓名：李 科指导教师：陈 芳 副教授杨 晓 华 副教授 2007年5月摘 要商业办公楼（二）位于天元区中原东路。严格按照办公建筑设计规范（JGJ67-2006）、建筑设计防火规范（GB50016-2006）、建筑结构荷载规范（GB50009-2001）、混凝土结构设计规范（GB50010-2002）、建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）、抗震设计规范（GB50011-2001）等国家现行规范对本办公楼进行建筑设计，结构设计。施工组织设计中的时间定额按照湖南省99定额套用。本设计先对建筑的平面、立面进行设计，随后对建筑的基础、梁、板、柱进行配筋计算，最后进行施工组织设计和施工场地平面设计。整个设计都符合国家现行规范要求。设计过程中采用天正7.0和AutoCAD2004软件进行建筑设计，采用算易结构软件计算基础配筋，用广厦10.0建筑结构CAD软件计算整个工程的梁板柱配筋，用梦龙2006软件绘出施工网络图。设计具有一定的可靠性、安全性、创造性。本计算书包含建筑结构选型，建筑荷载计算，框架配筋计算，基础计算，楼梯计算。其中建筑荷载计算过程中垂直荷载采用迭代法计算，水平荷载采用D值法计算，通过荷载组合确定一榀框架结构的控制内力，最后完成一榀框架的配筋，并手绘了一榀框架配筋图。关键词： 建筑设计，框架，配筋，施工ABSTRACTBusiness official building (2) located in the Zhong Yuan East Road in Tianyuan district. In accordance with the present state standards strictly such as: “Office Building Design Standards” (JGJ67-2006), “Architectural Design of Fire Safety Regulations”(GB50016-2006), “Structural Load Norms”(GB50009-2001), “Concrete Structure Design Standards” (GB50010-2002), “Building Foundation Design Standards”(GB50007-2002), “Seismic Design Standards”(GB5001-2001), and so on, the author tries to complete the architectural design and constructive design for this official building. The fixed time in construction design abides by the Hunan 99 fixed quote. The first task is to design the architectural faade and the vertical faade, and then, the author design the buildings foundation, beams, plates, columns reinforced. At last, the designs of construction organization and construction site graphic are finished. The whole design is in accordance with the requirements of current national standard. During the whole process of this design, the architectural design adopts Tch 7.0 and AutoCAD 2004 software and the calculation of basic reinforced uses easily calculated software, and the author calculates the whole project of beam-reinforced by means ofGuangSha 10.0 CAD software and charts the construction of software network map with MengLong 2006. This design has the certain ability of reliability, safety and creativity. The calculative book includes the selection of architectural structure, construction loads, the reinforced framework, the basis of calculation, calculation of the staircase. In the process of architectural load calculation, vertical load uses the iterative method and the level load adopts the D calculation method. The control forces of a framework for the reinforcement will be found through a combination of load frame.Finally, a framework for the reinforcement load and the hand-painted pieces of the framework for a reinforcement plan are completed. Keywords : architectural design， framework， reinforced， construction 目 录第1章 绪论11.1 设计目的和意义11.2 工程概况11.3 设计规范、规程11.4 材料选用1第2章 结构布置及梁柱截面估算22.1 结构布置22.2 计算框架梁、柱截面尺寸估算32.3 梁柱线刚度计算及框架计算简图确定32.3.1 梁柱线刚度计算32.3.2 计算简图4第3章 荷载计算63.1 恒载标准值计算63.2 活荷载标准值计算7第4章 竖向荷载下框架受荷总图84.1 AB轴间84.1.1 屋面板传荷84.1.2 楼面板传荷84.2 BC轴间84.2.1 屋面板传荷84.3 A轴柱集中荷载94.4 B轴柱集中荷载104.5 C轴柱集中荷载10第5章 风荷载计算135.1 集中风荷载标准值135.2 风荷载标准值作用下的内力计算135.2.1 框架在风荷载（从左向右吹）下的内力用D值法进行计算135.2.2 框架各柱的杆端弯矩、梁端弯矩计算145.3 各层柱的D值计算145.4 框架柱反弯点位置15第6章 竖向荷载作用下的内力计算18第7章 内力组合377.1 梁柱内力组合37第8章 框架梁、柱配筋538.1 框架梁配筋538.2 框架柱的配筋558.3 框架柱抗剪承载力计算58第9章 基础配筋计算599.1 基础底面积计算599.1.1 阶梯形基础59第10章 楼梯计算6510.1 梯段板计算6510.2 梯段梁计算66第11章 施工组织设计6711.1 工程概论6711.1.1 工程总体说明6711.1.2 土建工程概况6711.2 工程特点和注意6711.3 施工条件6711.4 施工准备6811.4.1 技术准备6811.4.2 生产准备6811.4.3 劳动力准备6811.5 施工方案6911.5.1 确定施工方案6911.5.2 施工的起点流向6911.5.3 施工段的划分6911.5.4 施工流程7011.6 主体结构施工方法7111.6.1 模板工程7111.6.2 钢筋工程7211.6.3 混凝土工程7311.6.4 装修工程施工方法7411.6.5 砌体工程7511.6.6 门窗工程7611.7 单位工程持续时间7711.8 网络图绘制8311.9 资源计划8411.9.1 劳动力需要计划8411.9.2 施工机具设备需要计划8411.9.3 施工计量器具的投入8411.10 施工平面图设计8511.11 技术组织措施8511.11.1 保证工程质量措施8511.12 文明施工措施8711.13 安全生产措施8811.13.1 安全生产措施规定8811.14 技术经济措施91结论92参考文献93致谢94第1章 绪 论1.1 设计目的和意义毕业设计使我学到了在书本中没有学到的东西，使我知道了书中的理论知识只有在结合国家现行规范才能在设计中发挥它的作用，使我知道了如何完整的把一个工程的建筑设计、结构设计、施工组织设计结合到一起综合考虑它们之间的相互关系，使我学会使用诸多的专业软件来进行设计。1.2 工程概况建筑面积为6543m2，主体六层，层高3.6m，总高度为25.5m，建筑类别为二类，耐火等级为二级，防雷等级为三级，设计安全等级为二级，抗震设防烈度为6度，按四级抗震设计考虑，结构类型为框架结构。1.3 设计规范、规程结构荷载设计规范（GB500102002）建筑地基基础设计规范（GB5007-2002） 混凝土结构设计规范（GB500092002）抗震结构设计规范（GB50011-2001）办公建筑设计规范（JGJ67-2006）建筑设计防火规范（GB50016-2006）1.4 材料选用混凝土强度等级为C35，纵向受力钢等级为HRB400级，箍筋等级为HPB235级。第2章 结构布置及梁柱截面估算2.1 结构布置结构布置及一榀计算框架的选取位置如（图2.1）所示。图2.1 结构平面布置图2.2 计算框架梁、柱截面尺寸估算（1）、框架梁：根据规范，梁宽不小于200mm，梁高不大于4倍梁宽，梁净垮不小于4倍梁高。参考受弯构件连续梁经验估算公式1： （2.1） （2.2）式中 梁的计算跨度； 梁的截面高度； 梁的截面宽度。（2）框架柱：根据规范，柱截面宽b不小于300mm，柱净高与截面高度之比不宜小于4。柱截面估算公式1： （2.3） （2.4）式中 第层层高； 柱截面宽度； 柱截面高度。框架梁、柱截面尺寸初步估算尺寸如表3.1示。表2.1 梁柱截面尺寸构 件编 号计算跨度l /mm截面宽h/mm截面高b/mm横向框架梁向框架梁L25350250500L31650250500底层框架柱它层框架柱Z23600400400框架梁柱计算跨度以柱形心线为准线。2.3 梁柱线刚度计算及框架计算简图确定2.3.1 梁柱线刚度计算 线刚度计算公式1： ( 2.5 ) 式中 线刚度；混凝土弹性模量；惯性矩；计算长度。 对于梁考虑整体刚度提高取I=2I0 左边跨梁： =20.25(0.5)3E/（125.55）=28000 kNm右边跨梁： =20.25(0.5)3E/（121.95）=80000 kNm左底层柱（AB轴）：=0.4(0.4)3 E/(124.55）=14000 kNm右底层柱（C轴）： =(0.3)4 E/(124.55) =4600 kNm左其余各层柱（AB轴）： =0.4(0.4)3 E/(123.6）=18000 kNm右其余各层柱（C轴）： =0.3(0.3)3 E/(123.6）=5600 kNm令则计算其他构件线刚度，计算结果如图2.2所示。2.3.2 计算简图 框架的计算单元如图3.1阴影部分的一榀框架，假定框架柱嵌固于基础顶面，根据地质条件基础顶标高定为-0.95m.则底层柱高度为4.55m。其余各层均为3.6m，由此可绘出计算简图如图2.2所示图2.2 框架计算简图第3章 荷载计算3.1 恒载标准值计算（1） 屋面附加层 3.85kN/120厚现浇楼板 250.12=3 kN/m2顶棚抹灰 10厚混合砂浆 170.01=0.17 kN/m2 合计： 6.87 kN/m2（2） 1-5层楼面，走廊地面装饰 0.65 kN/m2 找平层：20厚混合砂浆 0.0217=0.34 kN/m2120厚砼楼板 250.12=3 kN/m2 顶棚抹灰 170.01=0.17 kN/m2 合计： 4.33 kN/m2 （3） 梁自重bh=250mm500mm梁自重 250.25（0.50-0.12）=2.38 kN/m2 抹灰 170.01（0.5-0.12）+0.25 2=0.21 kN/m2 合计: 2.59 kN/m2 bh=250mm600mm梁自重 250.25（0.60-0.12）=3.0 kN/m2 抹灰 170.012（0.60-0.12）+0.25=0.27 kN/m2 合计: 3.27 kN/m2 bh=250mm400mm 梁自重 250.25（0.4-0.12）=1.75 kN/m2 抹灰 170.012（0.4-0.12）+0.25= 0.18 kN/m2 合计: 1.93 kN/m2（4） 柱自重bh=400mm400mm 250.40.4=4 kN/m 抹灰10mm厚混合砂浆 0.010.4417=0.27 kN/m合计: 4.27 kN/mbh=300mm300mm 250.30.3=2.25 kN/m 抹灰10mm厚混合砂浆 0.010.3417=0.20 kN/m合计: 2.45 kN/m（5） 外纵墙 （3.06.8-22.12.4）0.2416.9+20.352.42.1/7.2=6.30 kN/m外墙粉刷 （7.23.6-22.42.1）0.50/7.2=1.10 kN/m内墙粉刷 （6.83.0-22.42.1）0.36/7.2=0.72 kN/m 合计： 8.12 kN/m （6） 内纵墙 （3.06.8-21.02.4-1.82.12）0.2416.9+20.35(1.82.1+1.02.1)/7.2=5.44 kN/m 外墙粉刷 0.53.06.8-(1.82.1+2.11.0)2/7.2=0.98 kN/m 内墙粉刷0.363.06.8-(1.82.1+2.11.0)2/7.2=0.43 kN/m合计: 6.85 kN/m（7） 内横墙 3.10.2416.95.15/5.55=11.67 kN/m 粉刷3.15.150.362/5.55=1.04 kN/m合计: 12.71 kN/m （8） 女儿墙自重 1.516.90.24+250.10.24+(1.52+0.24) 0.5=7.90kN/m（9） 栏杆自重 0.241.216.9+(1.22+0.24) 0.36=5.82kN/m3.2 活荷载标准值计算屋面和楼面活荷载标准值根据荷载规范查得：上人屋面2.0kN/m2,楼面：2.0 kN/m2，走廊2.5 kN/m2第4章竖向荷载下框架受荷总图4.1 AB轴间4.1.1屋面板传荷板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载，荷载的传递示意图见图5.1恒载 7.021.81-2(0.32) 2+(0.32)32= 20.93kN/m梁自重 2.59kN/m活载 2.01.81-2(0.32)2+(0.32)32=5.96kN/m屋面梁均布荷载： 恒载 2.59+20.93=23.52 kN/m 活载 5.96kN/m4.1.2楼面板传荷恒载 4.331.821-2(0.32) 2+(0.32)3=12.91 kN/m活载 2.01.821-2(0.32) 2+(0.32)3=5.96 kN/m楼面梁均布荷载： 恒载 2.59+12.71+12.91=28.21 kN/m 活载 5.96 kN/m4.2 BC轴间4.2.1屋面板传荷恒载 7.02 KN/m0.95/82=7.90 kN/m屋面梁均布荷载： 恒载 2.59+7.90=10.49 kN/m 活载 2.25 kN/m楼面板传荷： 恒载4.330.95/82=4.87 kN/m 活载 2.50.95/82=2.81 kN/m楼面梁均布荷载： 恒载 2.59+4.87=7.46 kN/m 活载 2.81 kN/m 图4.1 板传荷载示意图4.3 A轴柱集中荷载顶层柱集中荷载=梁自重+墙荷载+板传荷载=3.276.8+7.906.8+7.021.85/823.6+7.021.8(1-2(0.32) 2+(0.32)3221/45.7=192.46kN顶层柱活载=板传荷载 =2.985.7+2.01.85/823.6=33.19kN标准层柱恒载=梁自重+墙荷载+板传荷载=3.276.8+8.126.8+4.331.85/823.6+4.331.8(1-2(0.32) 2+(0.32)31/21/425.7=149.31kN标准层柱活载=板传荷载 =2.985.7+2.01.85/823.6=33.19kN4.4 B轴柱集中荷载顶层柱恒载=梁自重+墙荷载+板传荷载=3.276.8+7.021.85/823.6+7.020.9(1-2(0.25)2 +(0.25)3 3.62+7.021.8(1-2(0.32) 2+(0.32)35.7+7.020.95/81.8=186.36kN标准层柱恒载=梁自重+墙荷载+板传荷载=3.276.8+6.856.8+4.331.85/823.6+4.330.9(1-2(0.25)2 +(0.25)33.62+4.331.8(1-2(0.32)2 +(0.32)35.7+4.330.95/81.8=145.05kN顶层柱活载=板传荷=2.01.85/87.2+2.985.7+2.00.9(1-2(0.25)2 +(0.25)3 7.2+2.00.95/81.8=46.75kN标准层活载=板传荷+次梁传荷载=2.01.85/87.2+2.985.7+2.50.9(1-2(0.25)2 +(0.25)3 7.2+2.50.95/81.8=50.14kN4.5 C轴柱集中荷载顶层柱恒载=梁自重+墙荷载+板传荷载=1.936.8+7.906.8+7.020.95/81.8+7.020.9(1-2(0.25)2 +(0.25)37.2=114.46kN标准层柱恒载=梁自重+墙荷载+板传荷载=1.936.8+5.826.8+4.330.95/81.8+4.330.9(1-2(0.25)2 +(0.25)37.2=82.05kN顶层柱活载=板传荷=2.00.95/81.8+2.00.9(1-2(0.25)2 +(0.25)37.2=13.56kN标准层活载=板传荷=2.50.95/81.8+2.50.9(1-2(0.25)2 +(0.25)37.2=16.95kN 框架在竖向荷载作用下的受荷总图如图4.2：图4.2 竖向受荷总图注：1.图中各值的单位为kN 2.图中数值均为标准值，括号内为活载第5章 风荷载计算作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中荷载标准值 （5.1） 式中 基本风压 ； 风压高度变化系数，地面粗糙度为B类；风荷载体型系数，根据建筑物的体型查表得=1.4；风振系数取1.0；下层层高；上层层高；B迎风面的宽度，B=7.20m。5.1 集中风荷载标准值表5.1 集中风荷载标准值z/m离地高度/m/m23.050.881.001.400.353.62.89.8318.450.811.001.400.353.63.610.2914.850.741.001.400.353.63.69.4011.250.741.001.400.353.63.69.407.650.741.001.400.353.63.69.404.050.741.001.400.354.053.69.99（资料来源：混凝土结构设计.高等教育出版社.2003年第1版.第209页）5.2 风荷载标准值作用下的内力计算5.2.1框架在风荷载（从左向右吹）下的内力用D值法进行计算（1）求各柱反弯点处的剪力值；（2）求各柱反弯点的高度；（3）求各柱的杆端弯矩及梁端弯矩；（4）求各柱的轴力和剪力。5.2.2框架各柱的杆端弯矩、梁端弯矩按下式计算1： （5.2） （5.3） 中柱 （5.4） （5.5） 边柱 （6.6） 5.3 各层柱的D值计算表5.2 各层D值计算（h=3.6m，首层h=4.55m）26层首层A轴B轴C轴A轴B轴C轴1.56614.324347kN/m27.717.414390kN/m0.4380.7500.8770.6250.8450.923(kN/m)7300125004547507268572461（资料来源：混凝土结构设计.高等教育出版社.2003年第1版.第210页）表5.3 风荷载作用下框架侧移计算层/kN/kN/(kN/m)/m/610.2410.24243470.00041/9000510.2820.52243470.00081/450049.4029.92243470.00121/300039.4039.32243470.00161/225029.4048.72243470.00201/180019.9858.70143900.00411/1110U=UjVj=0.0101（资料来源：混凝土结构设计.高等教育出版社.2003年第1版.第211页）侧移验算： 层间侧移最大值 1/11101/550 (满足)5.4 框架柱反弯点位置 表5.4 A轴框架柱反弯点位置层/m /m63.61.560.380000.381.3753.61.560.430000.431.5543.61.560.450000.451.6233.61.560.480000.481.7323.61.560.500000.501.8014.552.000.550000.552.50（资料来源：混凝土结构设计.高等教育出版社.2003年第1版.第217页）表5.5 B轴框架柱反弯点位置层/my0y1y2y3y/m63.66.000.450000.451.6253.66.000.500000.501.8043.66.000.500000.501.8033.66.000.500000.501.8023.66.000.500000.501.8014.557.700.550000.552.50（资料来源：混凝土结构设计.高等教育出版社.2003年第1版.第217页）表5.6 C轴框架柱反弯点位置层/my0y1y2y3y/m63.614.30.450000.451.6053.614.30.500000.501.8043.614.30.500000.501.8033.614.30.500000.501.8023.614.30.500000.501.8014.5517.40.550000.552.50（资料来源：混凝土结构设计.高等教育出版社.2003年第1版.第217页）表5.7 风荷载下A轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算层/kN/kN/m/(kNm) /(kNm)/(kNm)610.242434773000.3003.071.376.854.216.85520.522434773000.3006.161.5512.649.5516.85429.922434773000.3008.981.6217.7814.5527.33339.322434773000.30011.801.7322.0920.4136.64248.722434773000.30014.621.8026.3226.3246.23158.701439050720.35220.662.5042.3051.6568.62（资料来源：混凝土结构设计.高等教育出版社.2003年第1版.第222页）表5.8 风荷载下B轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算层/kN/kN/m/(kNm) /(kNm)kNm kNm610.2424347125000.5135.251.6210.408.512.707.70520.5224347125000.51310.531.8018.9518.957.1420.2429.9224347125000.51315.351.8027.6327.6312.1134.7339.3224347125000.51320.171.8036.3136.3116.6247.2248.7224347125000.51324.991.8044.9844.9821.1460.5158.701439068570.47730.112.5061.6575.2827.7279.0（资料来源：混凝土结构设计.高等教育出版社.2003年第1版.第222页）表5.9 风荷载下C轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算层/kN/kN/m/(kNm) /(kNm)/(kNm)610.242434745470.1871.911.623.783.093.78520.522434745470.1873.841.806.916.9110.00429.922434745470.1875.601.8010.0810.0816.99339.322434745470.1877.351.8013.2313.2323.31248.722434745470.1879.111.8016.4016.4029.631158.701439024610.17110.042.5020.5625.1036.96（资料来源：混凝土结构设计.高等教育出版社.2003年第1版.第222页）层数层梁端剪力/kN柱轴力/kNAB跨BC跨A轴B轴C轴61.726.041.724.324.326.0454.3215.966.0411.6415.9622.0047.1127.0813.1519.9735.9349.0839.6037.1722.7527.5763.5086.25212.3247.2534.9635.0298.52133.5117.3660.9852.3443.62142.14194.4表5.10风荷载下框架柱轴力与梁端剪力（资料来源：混凝土结构设计.高等教育出版社.2003年第1版.第227页）注：轴力压力为+，拉力为。 第6章 竖向荷载作用下的内力计算竖向荷载作用下的内力计算，用弯矩分配法计算。由前述的刚度比按公式1： （6.1）计算节点各杆端的弯矩分配系数。固端弯矩按下述方法求得(查表计算) 1： （6.2） （6.3）活荷载为两种组合，第一种为满跨布置，即AB轴和BC轴布活荷载，第二种为隔跨布置。用迭代法计算弯矩，首先先计算分配系数，然后计算各固端弯矩。然后进行迭代，以下为各荷载作用下弯矩，轴力，简力图。 六层-45.94-0.305-0.11143.07-0.317-0.4446.020-0.19514.01-6.33-0.072-18.095.36-0.0568.9613.69-6.43-4.10-18.365.180.678.757.3513.76-6.41-4.17-4.18-18.315.160.650.678.807.2313.75-6.41-4.15-4.24-18.315.160.650.658.797.2513.75-6.41-4.15-4.24-18.315.160.650.658.797.25 -4.15-4.230.650.657.25 -4.23 0.65五层-0.141-0.063-0.050