X市XX银行综合楼设计计算书.doc

目 录摘要 3ABSTRACT 4第一章 建筑设计说明 51.1 总平面设计 51.2 平面设计 51.3 立面设计 51.4 剖面设计 61.5 建筑设计体会 6第二章 结构选型及布置 72.1 结构选型 72.2 结构布置 72.3 参考资料 7第三章 荷载计算 83.1 梁板柱尺寸的确定 83.2 荷载计算 113.3 风荷载作用下的位移验算 19第四章 内力计算 234.1 风荷载标准值作用下的内力计算 234.2 内力计算 28第五章 内力组合 42第六章 截面设计与配筋计算 486.1 梁的正截面承载力计算 486.2 梁的斜截面承载力计算 526.3 柱截面设计 526.4 柱斜截面的承载力计算 58第七章 楼板计算 647.1 AB轴楼面板 647.2 BC轴楼面板 66第八章 基础计算 698.1 造型 698.2 基础不利内力选取 728.3 确定基础底面尺寸 728.4 基础高度验算 738.5 基础底板配筋计算 74第九章 楼梯计算 769.1 建筑设计 769.2 结构设计 76第十章 施工组织设计 82第十一章 文献翻译 114 X市XX银行综合楼设计摘 要本设计为X市XX银行综合楼设计，抗震设防烈度为6度，基本风压为0.50kN/m，主体结构采用钢筋混凝土框架结构。在确定框架布局之后，选取横向4轴框架进行计算。先用弯矩二次分配法计算恒荷载及活荷载作用下框架的结构内力，接着用D值法计算风荷载作用下的结构内力,进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用力大小，采用D值法求出在水平地震荷载作用下的结构内力（弯矩、剪力、轴力）。然后进行内力组合，找出最不利的一组内力组合，然后进行计算配筋并绘图。此外还进行了室内楼梯的设计，完成了平台板，梯段斜梁，平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。计算书用Word编辑，部分插图用天正建筑软件绘制，内力组合用Excel辅助计算。关键词：抗震烈度 钢筋混凝土框架结构 弯矩二次分配法 D值法 ABSTRACT The main purpose of this design is to design the Chengdong bank building of Changde,whose seismic intensity is 6. The basic wind press is 0.50kN/m.The main part of the structure is reinforced concrete frame.When the direction of the frame is determined,selecting the axis 6 of the transverse frame to calculate.Firstly calculating the internal force under deads and live loads with Moment of secondary distribution method and then the internal force under wind load with the method of numerical D.Then the standard loads of each floor are calculated.Further the horizontal seismic force can be got by way of the bottom-shear force method .Then the internal force（banding moment,shearing force and axial force）in the structure under the horizontal losds can be easily calculated.The following step is to find the most adverse combination of internal force co collocate reinforcing bars and tu draws.Moreover,indoor stairs is also designed.The shop drawings are completed in the end after the internal force of landing slab,slanting beam of stairs and landing girder are calculated and the reinforcing is collocated.The count paper is edited weith Microsoft Word.Some illustrations are drawn with Tarch 6.The combination of internal force is calculate with Microsoft Excel.Keyword: seismic inersity reinforcd concerete frame Moment of secondary distribution method the method of numerical D 第一章 建筑设计说明1.1 总平面设计 本设计为一幢5层银行综合，底层层高4.5m，其余各层层高为3.6m。考虑通风和采光要求，教学楼采用了南北朝向。设计室内外高差为0.45，设置了台阶作为室内外的连接。占地面积为5000m2，建筑面积为3000m2。1.2 平面设计 本银行综合楼由银行大厅和办公室组成。设计时力求功能分区明确，布局合理，联系紧密，尽量做到符合现代化银行综合楼的要求。（1） 使用部分设计1.办公室：办公室是本设计的主体，占据了本设计绝大部分的建筑面积。考虑到保证有足够的采光和较好的通风要求，故将综合楼南北朝向。对于使用功能不同的办公室，采取了不同的平面设计方案，采取多种面积，使得平面设计活泼不显呆板，又能满足多种使用需求，使得综合楼更具现代化。2.银行大厅：大厅是建筑物主要出入口的内外过渡，人流分散的交通枢纽，大厅要给人一种开阔的感觉，缓解交通压力，因此，门厅设计的好坏关系到整幢建筑的形象。（2）交通联系部分设计楼梯是建筑中各层间的垂直联系部分，是楼层人流疏散必经通道。本方案有两部双跑楼梯以满足需求。1.3.立面设计本方案立面设计充分考虑了银行综合楼的对采光的要求，立面每层走廊左右两边都设置了窗户，通彻的玻璃窗给人一种清晰明快的感觉。在装饰方面采用水刷石的外墙，窗框为银白色铝合金，色彩搭配和谐，给人一种亲切和谐放松自由的感觉，让客户和办公人员有一个好的视觉效果和良好的学习环境。1.4.剖面设计根据采光和通风要求，各房间均采用自然光，并满足窗地比的要求，窗台高900。内外墙体均采用240mm240mm120mm的普通烧结砖，M5水泥砂浆。底层楼梯采用160mm踏步高，270mm宽，其余四层均采用150mm踏步高，270mm宽，以满足人流疏散和消防要求。1.5.建筑设计的体会 本建筑设计从方案构思到设计定稿得到老师的悉心指导，在设计的过程中注意到总平面布置的合理性、交通联系的方便，达到人流疏散和防火的要求，对房间的布置及使用面积的确定，达到舒适、方便。立面的造型及周围的环境做到相互协调；整个建筑满足各方面的需求。使人，建筑和环境进行完美的结合。 本次建筑设计我们把实习所学到的知识运用到其中，并通过翻阅大量的资料及在老师的指导下，设计中所遇到的问题得到一一解决。这次设计让我受益匪浅，既巩固了我们的专业知识，又积累了很多的经验。 第二章 结构选型及布置 设计题目：X市XX银行综合楼设计 设计资料：见设计任务书 2.1结构选型 1.结构体系选型：采用钢筋混凝土现浇框架结构体系。 2.屋面结构：采用钢筋混凝土现浇楼板，屋面板厚120； 3.楼面结构：采用钢筋混凝土现浇楼板，板厚120； 4.楼梯结构：采用钢筋混凝土梁式楼梯； 5.基础梁：采用钢筋混凝土基础梁； 6.基础：采用钢筋混凝土柱下独立基础； 2.2结构布置 1.结构布置包括结构平面布置和结构剖面布置。因为此设计中同一层楼面标高变化不大，所以不做结构剖面布置。如屋面、各层楼面（包括门窗过梁）等结构平面布置，详见结构平面布置图。2.结构布置图的具体内容和要求 （1）屋面结构布置图上主要的结构构件有：框架（梁和柱）、屋面梁、屋面板、天沟等构件。 （2）楼面结构布置图上主要结构构件有：框架（梁和柱）、楼面梁、楼面板、楼梯 等。 2.3参考资料 （1）教材：房屋建筑学、混凝土结构、结构力学、土力学及基础工程等。（2）土木工程专业毕业设计手册（3）工民建专业毕业设计指南（4）混凝土结构设计（5）银行设计规范JGJ67-89 第三章 荷载计算3.1 梁板柱尺寸的确定（1）梁柱截面 由于各层框架为超静定结构，在内力计算之前，需先估算梁、柱的截面尺寸及结构所采用的材料强度等级，以求得框架中各杆的线刚度及相对线刚度。混凝土强度等级：梁中用 C30 () 柱中用 C30 () 框架梁：， 取； ， 取； ， 取； ， 取。框架柱：，取。由于该建筑处于7度设防的 地震区，故采用方柱较为合适，即。（2） 板厚 本结构采用双向板，板厚 （：柱的短跨）。考虑到板的挠度、裂缝宽度的限制及在板中铺设管线等因素，取板厚。（3） 确定框架计算简图框架的计算单元如图所示，取4-4轴的一榀框架计算。假定框架柱嵌固于基础顶面，框架梁与柱刚接。由于各层柱的截面尺寸不变，故梁跨等于柱截面形心轴线之间的距离。底层柱高从基础顶面算至二层楼面，基顶标高根据地质条件、室内外高差，定为-0.95m，二层楼面标高为4.5m，故底层柱高为5.45m。其余各层柱高从楼面算至上一层楼面（即层高），均为3.60m。由此可绘制出框架的计算简图，如下图所示。 图3.1.1 计算简图（4）框架梁柱的线刚度计算 对于中框架梁取 左边跨梁： = 中跨梁： = 右边跨梁： = 底层柱（AD轴） = 其余各层柱（AD轴） = 令，则其余各杆件的相对线刚度为： 框架梁柱的相对线刚度如图所示，作为计算各节点杆端弯矩分配系数的依据。3.2 荷载计算 1. 恒载标准值计算 （1）屋面 35厚架空隔热板 防水层（柔性）三毡四油铺小石子 20厚1:3水泥砂浆找平层 120厚钢筋混凝土现浇板 12厚纸筋石灰平顶 _ 合计： （2）标准层楼面 大理石面层，水泥砂浆擦缝 30厚1:3干硬性水泥砂浆，面上撒2厚素水泥 水泥砂浆结合层一道 结构层：120厚现浇钢筋混凝土板 抹灰层：10厚混合砂浆 _ 合计： （3）梁自重 梁自重 抹灰层：10厚混合砂浆 _ 合计： 梁自重 抹灰层：10厚混合砂浆 _ 合计： （4）柱自重 柱自重 抹灰层：10厚混合砂浆 _ 合计： （5）外纵墙自重 标准层： 纵墙 铝合金窗 水刷石外墙面 水泥粉刷内墙面 _ 合计： 底层： 纵墙 铝合金窗 水刷石外墙面 水泥粉刷内墙面 _ 合计： （6）内纵墙自重 标准层： 纵墙 水泥粉刷内墙面 _ 合计： （7）内隔墙自重 标准层： 内隔墙 水泥粉刷墙面 _ 合计： 底层： 内隔墙 水泥粉刷墙面 _ 合计： 2.活荷载标准值计算 （1）屋面和楼面活荷载标准值，根据荷载规范查得： 不上人屋面： 楼面 ： 走廊 ： （2）雪荷载 屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取较大值。 3.竖向荷载作用下框架受荷总图 板传至梁上的三角形或梯形荷载等效为均布荷载。 楼面荷载分配按双向板进行荷载等效分配 短向分配： ； 长向分配： 图3.2.1 板传荷载示意图 （1)A-B轴间框架梁 屋面板传荷载： 恒载： 活载： 楼面板传荷载： 恒载： 活载： 梁自重： A-B轴间框架梁均布荷载为： 屋面梁：恒载=梁自重+板传荷载 = 活载=板传荷载 = 楼面梁：恒载=梁自重+板传荷载 = 活载=板传荷载 = C-D轴间框架梁计算同A-B轴间框架梁。 （2）B-C轴间框架梁 屋面板传荷载： 恒载： 活载： 楼面板传荷载： 恒载： 活载： 梁自重： B-C轴间框架梁均布荷载为： 屋面梁： 恒载=梁自重+板传荷载 = 活载=板传荷载 = 楼面梁： 恒载=梁自重+板传荷载 = 活载=板传荷载 = （3）A、D轴纵向集中荷载计算 顶层柱： 女儿墙（做法：墙高1100mm，100mm的混凝土压顶） = 顶层柱恒载= 女儿墙自重+梁自重+板传荷载 = = 顶层柱活载= 板传活载 = = 标准层柱恒载= 墙自重+梁自重+板传荷载+固定隔墙自重 = = 标准层柱活载= 板传活载 = = 基础顶面恒载= 底层外纵墙自重+基础梁自重 = = （4）B、C轴柱纵向集中荷载计算 顶层柱恒载= 梁自重+板传荷载 = = 顶层柱活载= 板传活载 = = 标准层柱恒载= 梁自重+板传荷载+墙自重+固定隔墙自重 = = 标准层柱活载= 板传活载 = = 基础顶面恒载= 基础梁自重 = = 图3.2.2 竖向受荷总图4.风荷载计算 为了简化计算，作用在外墙面上的风荷载可近似用作用在屋面梁和楼面梁处的等效集中荷载代替。作用在屋面梁和楼面梁节点处的集中风荷载标准值： 式中 基本风压 ； 风压高度变化系数，因建设地点位于X市区，地面粗糙为C类； 风荷载体型系数，根据建筑物的体型查得； 风振系数，取1.0； 下层柱高； 上层柱高，对顶层为女儿墙高度的2倍； 迎风面的宽度，B=3.6m。计算过程见表3.2.1。 表3.2.1 集中风荷载标准值离地高度Z/m18.90.811.01.30.54.952.45.6915.30.761.01.30.53.63.66.4011.70.741.01.30.53.63.66.238.10.741.01.30.53.63.66.234.50.741.01.30.53.63.67.40 3.3风荷载作用下的位移验算 1. 侧移刚度D 见表3.3.1和3.3.2。 表3.3.1 横向25层D值的计算构件名称A轴柱0.37514931B轴柱0.64925840C轴柱0.64925840D轴柱0.37514931 表3.3.2 横向底层D值的计算 构件名称A轴柱0.6076742B轴柱0.8058941C轴柱0.8058941D轴柱0.6076742 2. 风荷载作用下框架侧移计算 水平荷载作用下框架的层间侧移可按下式计算： 式中 第j层的总剪力； 第j层所有柱的抗侧刚度之和； 第j层的层间侧移。 第一层的层间侧移值求出以后，就可以计算各楼板标高处的侧移值的顶点 侧移值，各层楼板标高处的侧移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。 j层侧移 顶点侧移 框架在风荷载作用下侧移的计算见表3.3.3。 表3.3.3 风荷载作用下框架侧移计算层次/h55.695.69815420.00011/5164946.4012.09815420.00011/2432436.2318.32815420.00021/1600026.2324.55815420.00031/1196017.4031.95313660.00101/5399 侧移验算： 层间侧移最大值1/53991/550（满足要求）。 第四章 内力计算 4.1 风荷载标准值作用下的内力计算框架在风荷载（从左向右吹）作用下的内力用D值法（改进的反弯点法）进行 计算。其步骤为： （1）求各住反弯点处的剪力值； （2）求各柱反弯点高度； （3）求各柱的杆端弯矩及梁端弯矩； （4）求各柱的轴力和梁剪力。 第i层第m柱所分配的剪力为： ， 。 框架柱反弯点位置，。 表4.1.1 A、D轴框架柱反弯点位置 层号53.61.20.360000.361.3043.61.20.410000.411.4833.61.20.460000.461.6623.61.20.5000-0.040.461.6615.51.20.570-0.00700.563.08 表4.1.2 B、C轴框架柱反弯点位置 层号53.63.70.450000.451.6243.63.70.490000.491.7633.63.70.500000.501.8023.63.70.500000.501.8015.55.680.550000.553.03 框架各柱的杆端弯矩、梁端弯矩按下式计算， 中柱处的梁 边柱处的梁 表 4.1.3 风荷载作用下A轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算 轴 号A 轴 层 号543215.6912.0918.3224.5531.9581542815428154281542313661493114931149311493167420.1830.1830.1830.1830.2151.042.213.354.496.871.301.481.661.663.082.394.696.508.7116.631.353.275.567.4521.162.396.049.7714.2724.08 表4.1.4 风荷载作用下B轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算 轴 号B 轴 层 号543215.6912.0918.3224.5531.9581542815428154281542313662584025840258402584089410.3170.3170.3170.3170.2851.803.835.817.789.111.621.761.801803.033.567.0510.4614.0022.502.926.7410.4614.0027.601.143.195.507.8311.682.429.3811.7016.6324.82 表4.1.5 风荷载作用下C轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算 轴 号C 轴 层 号543215.6912.0918.3224.5531.9581542815428154281542313662584025840258402584089410.3170.3170.3170.3170.2851.803.835.817.789.111.621.761.801803.033.567.0510.4614.0022.502.926.7410.4614.0027.602.429.3811.7016.6324.821.143.195.507.8311.68 框架柱轴力与梁端剪力的计算结果见表4.1.6。 表4.1.6 风荷载作用下框架柱轴力与梁端剪力 层梁端剪力柱轴力AB跨BC跨CD跨A轴B轴C轴 D轴VbabVbbcVbcdNcaVbNbVcNcNcd50.561.610.56-0.56-1.05-1.051.051.050.5641.476.251.47-2.03-4.78-5.834.785.832.0332.427.82.42-4.45-5.38-11.215.3811.214.4523.5111.093.51-7.96-7.58-18.797.5818.797.9615.6816.555.68-13.64-10.87-29.6610.8729.6610.874.2 内力计算 1. 梁的固端弯矩 均布荷载引起的固端弯矩，利用以下公式计算： 梁端弯矩以绕杆端顺时针为正，反之为负。 荷载部位边跨中跨跨度均布荷载固端弯矩跨度均布荷载固端弯矩左右左右恒荷载顶层6.318.95-62.6862.683.013.00-9.75-9.75其它层6317.28-57.1557.153.012.06-9.05-9.05活荷载顶层6.31.55-5.135.133.02.34-1.76-1.76其它层6.36.19-20.4720.473.03.75-2.81-2.81 表4.2.1 竖向荷载作用下框架梁的固端弯矩 2. 框架节点分配系数 表4.2.2 框架节点分配系数 顶层b右= ib右/（ ib右+iz下）=0.543c下= iz下/（ib右+ib下）=0.457b左= ib左/（ib左+iz下+ib右）=0.253b右= ib右/（ib左+iz下+ib右）=0.534c下= ic下/（ib右+iz下+ib右）=0.213标准层b右= ib右/（ ib右+iz下+iz上）=0.373c上下= iz上/（ ib右+iz下+iz上）=0.313b左= ib左/（ib左+iz下+ iz上+ib右）=0.209b右= ib右/（ib左+iz下+ iz上+ib右）=0.44c上= iz上/（ib左+iz下+ iz上+ib右）=0.175c下= iz下/（ ib左+iz下+ iz上+ib）=0.175底层b右= ib右/（ ib右+iz下+iz上）=0.419c上= iz上/（iz下+ iz上+ib右）=0.352c下= iz下/（iz下+ iz上+ib右）=0.229b左= ib左/（ib左+iz下+ iz上+ib右）=0.222b右= ib右/（ib左+iz下+ iz上+ib右）=0.47c上= iz上/（ib左+iz下+ iz上+ib右）=0.187c下= iz下/（ib左+iz下+ iz上+ib右）=0.121 3. 恒载产生弯矩分配与传递 方法：首先将各点的分配系数填在相应方框内，将梁的固端弯矩填写在框架横梁相应位置上，然后将节点放松，把各节点不平衡弯矩同时进行分配。假定远端固定进行传递（不向滑动端传递），右（左）梁分配弯矩向左（右）梁传递，上（下）分配弯矩向下（上）柱传递（传递系数均为1/3）。第一次分配弯矩传递后，再进行第二次弯矩分配。 图4.2,1 恒载作用下的弯矩分配 表4.2.2 活载作用下的弯矩分配 - 图4.2.3 恒载作用下的M图 图4.2.4 活载作用下的M图 梁弯矩的调幅（由于钢筋混凝土结构具有塑性内力重分布性质，因此在重力荷载作用下对梁端弯矩进行调幅,调幅系数为0.8;对跨中弯矩进行调幅,调幅系数1.2.） 表4.2.3 恒载作用下的弯矩楼层AB跨BC跨左端中间右端左端中间右端5-34.94-27.9545.1954.2362.7150.17-45.60-36.48-30.98-37.1845.6036.484-44.77-35.8234.8941.8756.9145.53-32.01-25.61-18.44-22.1332.0125.613-43.43-34.7435.6642.7956.7145.37-32.33-25.86-18.76-22.51 32.3325.862-43.71-34.9735.5042.6056.7545.4-32.24-25.79-18.67-22.40 32.2425.791-38.62-30.9038.7346.4855.3944.31-35.35-28.28-21.78-26.1435.3528.28 （单位：KNm）注: 1）M为调幅后的弯距。2）弯矩符号逆时针为正 表4.2.4 活载作用下的弯矩楼层AB跨B