土木工程毕业设计办公楼计算书.doc

湖南工程学院 2010 届毕业设计 1 目目 录录 前言前言 1 1 1 1 建筑设计建筑设计 2 2 1 1 设计资料 2 1 2 使用要求 2 1 3 平面设计 2 1 3 1 房间设计 2 1 3 2 交通联系部分设计 3 1 3 3 楼梯设计 3 1 3 4 门厅设计 3 2 2 结构设计结构设计 5 5 2 1 结构选型 5 2 2 材料选用 5 2 3 初步估计梁 柱 板截面尺寸 5 2 3 1 框架梁截面尺寸估算 5 2 3 2 框架柱截面尺寸估算 5 2 3 3 板截面尺寸估算 5 2 4 确定框架计算简图 6 2 5 框架梁柱的线刚度计算 6 2 6 荷载计算 8 2 6 1 恒载标准值计算 8 2 6 2 活荷载标准值计算 10 2 6 3 竖向荷载下框架受荷分析 10 2 6 4 风荷载计算 14 2 7 内力计算 18 2 2 7 1 恒 活载标准值作用下弯矩计算 18 2 7 2 恒 活载标准值作用下剪力 轴力计算 27 2 7 3 风荷载标准值作用下的内力计算 32 2 8 横向框架内力组合 35 2 8 1 框架梁内力组合 35 2 8 2 框架柱内力组合 36 2 9 梁 柱配筋计算 41 2 9 1 框架柱设计 41 2 9 2 框架梁设计 44 2 10 楼板的设计计算 46 2 10 1 楼板传力类型 46 2 10 2 楼板荷载及计算跨度的确定 46 2 11 基础设计 52 2 11 1 F 轴柱 J 1 基础的设计 52 2 11 2 D 轴柱 J 2 基础的设计 55 2 12 楼梯设计 57 2 12 1 踏步板 TB 1 57 2 12 2 楼梯斜梁 TL 1 58 2 12 3 平台板 按双向板的弹性方法设计 59 2 12 4 平台梁 60 3 3 施工组织设计施工组织设计 6262 3 1 工程概况 62 3 1 1 编制说明与编制依据 62 3 1 2 工程特点 63 3 2 现场组织机构及劳动力调配 63 3 2 1 施工目标 63 湖南工程学院 2010 届毕业设计 3 表 3 2 1 生产工人计划安排 64 3 2 3 施工现场总平面布置 64 3 3 施工机械设备 65 3 4 施工总体部署 65 3 4 1 概述 65 3 4 2 施工流程与施工顺序 66 3 4 3 施工总方案说明 69 3 5 施工准备 70 3 5 1 施工技术准备 70 3 5 2 现场生产准备 71 3 5 3 施工人员准备 71 3 5 4 作业条件准备 72 3 5 5 施工机械设备准备 72 3 6 工程施工进度计划 72 3 6 1 施工进度计划的编制原则 72 3 6 2 工期目标 73 3 6 3 进度计划的控制管理 73 3 6 4 施工进度计划横道图 73 3 7 工程工期保证体系 74 3 7 1 总体保证措施 74 3 7 2 各分部分项工程工期保证措施 75 3 8 施工方案与技术措施 77 3 8 1 施工测量 77 3 8 2 土方工程 77 3 8 3 钢筋工程 77 3 8 4 模板工程 78 4 3 8 5 混凝土工程 79 3 8 6 外脚手架工程 79 3 8 7 砌体工程 79 3 8 8 屋面防水工程 79 3 8 9 门窗工程 79 3 8 10 外墙装饰工程 79 3 8 11 楼地面工程 79 结束语结束语 8080 致谢致谢 8181 参考文献参考文献 8282 湖南工程学院 2010 届毕业设计 5 前 言 毕业设计是对我们四年所学知识的一次巩固同时也是也是一次检验 也可以说是 对所学理论知识的深化 通过本次的毕业设计可以使我们巩固在大学里所学过的结构 设计相关内容 并系统的将大学四年所学的知识联系在一起 做到理论联系实际 掌握 建筑工程设计的程序和方法 我的毕业设计的题目为 工程大学教学楼设计 内容包括建筑设计 结构设计以 及施工组织设计三个部分 建筑设计中 让我熟悉了建筑工程建设的要求和规定 各项法规与规程 根据各 种结构形式的适用范围和特点来确定结构应该使用的最佳结构形式 弄清楚了各种结 构形式的极限适用范围 考虑到合理性和经济性 结构设计中 本结构计算选用一榀框架为计算单元 根据结构的受荷情况 分析 其受力 采用不同的方法分别计算出各种荷载作用下的弯矩 剪力 轴力 然后进行 内力组合 选择最不利的内力组合进行截面的承载力计算 以保证结构有足够的强度 和稳定性 施工组织设计中 了解了建筑工程项目设计的基本内容和环节 通过绘制施工图 编制计算书强化绘图和使用专业软件进行分析计算的基本技能 同时了解建筑工程中 多工种协调 配合的重要性 根据结构计算的结果来用结构语言表达在图纸上 并合 理安排好施工人员和工期 这次设计是在各位老师的悉心指导下完成的 在此向您们表示衷心的感谢 鉴于本人水平有限 设计书中还存在不少缺点甚至错误 敬请老师批评指正 工程大学教学办公楼设计 2 1 建筑设计 1 1 设计资料 1 工程名称 工程大学教学办公楼 2 建设地点 湘潭市 3 工程概况 建筑总高为 18m 共 4 层 底层层高 4 05m 其余各层 3 60m 室 内设计标高 0 000 室内外高差 0 45m 4 场地面积 见平面示意图 1 1 5 总建筑面积 约 6700 6 抗震设防烈度 6 度 7 基本风压 0 35kN 基本雪压 0 50kN 8 地面粗糙度 类 类场地 9 地质资料 地基承载力标准值为 220kN 未见地下水 不考虑冻土深度 10 建筑物安全等级 级 1 2 使用要求 教学楼的在使用上应满足 1 朝向合理采光通风良好 2 平面布置紧凑 3 各个体部分组合得当 各部分功能区分明确 合理 既要联系方便 又要避免相 互干扰 4 结构合理施工方便 设备管线尽量集中 大楼平面设计因地制宜 主体部分采用对称方式 以最大限度的满足功能要求 结构合理 技术可行且 经济 满足消防要求 符合相关各类建筑规范 1 3 平面设计 本建筑在平面设计过程中 始终从建筑整体空间组合的效果来考虑 紧密 的联系建筑的剖面和立面 分析剖面和立面和合理性 不断的调整修改评面 反复深入 在满足使用要求的同时也丰富了建筑内部功能分区 1 3 1 房间设计 该建筑的房间设计 严格按照 建筑设计资料集 民用建筑设计通则 和 现行建筑设计规范大全 房间层高 层高 3 6m 房间的平面布置的良好 的朝向 通风 采用 日照 房间的长宽比不宜超过 2 1 普通教室以 1 人左 湖南工程学院 2010 届毕业设计 3 右设计 教室主要靠外侧柱间窗采光通风 内侧开有供人流出入的门 使室外 内空气相互流通 其它房间均按 1 2 个柱距划分 均能满足房间功能的使用要 求 本建筑属多层建筑 二级防火 每一层为一个防火分区 按二级防火要求 房间出口到最近的疏散口最大距离应小于 35m 本设计中的房间布置均能满足 安全出口按百人宽度指标控制 本设计满足要求 1 3 2 交通联系部分设计 在交通联系部分的设计中 按照如下要求 交通路线简洁明确 联系通行 方便 人流通畅 紧急疏散时迅速安全 满足一定的采光通风要求 力求节省 交通面积 同时考虑空间处理等造型问题 1 3 3 楼梯设计 楼梯设计主要依据使用要求和人流通行情况确定梯段和休息平台的宽度 选择适当的楼梯形式 考虑整栋建筑的楼梯数量 以及楼梯间的平面布置和空 间组合 设置了三个双跑楼梯 楼梯宽度和数量主要根据使用性质 人数和防 火规范确定 所有楼梯段宽度的总和按满足 建筑设计防火规范 的最小宽度 进行 满足规范要求 1 3 4 门厅设计 门厅上建筑物主要的出入口处的内外过滤人流集散枢纽 和所有交通联系 部分的设计一样 疏散出入口安全也是门厅设计有一个重要内容 门厅对外出 入口的总宽度不就小于通过该门厅的过道 楼梯宽度的总和 门厅内交通线路 及服务分区过厅设在过道与过道之间 起到交通路线的转折和过度作用 门厅 内交通路线应明确 值班人员及总服务台的位置应明确 本设计满足要求 工程大学教学办公楼设计 4 图 1 1 标准层平面示意图 湖南工程学院 2010 届毕业设计 5 2 结构设计 2 1 结构选型 由于结构为高度不超过 50m 的多层办公建筑 考虑到其整体性 抗侧性及 房型的布置按实际功能需求 故采用框架结构比较合适 建筑全长 56 70m 考 虑防火要求 布置三个楼梯 且在首层多加两个安全出口 本工程为 6 度抗震 故结构选型如下 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 采用现浇钢筋混凝土肋型屋盖 屋面板厚 120mm 3 楼面结构 全部采用现浇钢筋混凝土肋型楼盖 板厚 120mm 2 2 材料选用 混凝土 采用 C30 钢筋 纵向受力钢筋采用热轧钢筋 HRB335 其余采用热轧钢筋 HPB235 墙体 外墙 分户墙均采用加气混凝土砌块 自重 7 5kN m3 此次取墙 厚为 250mm 窗 钢塑门窗 2 35 0 mkN 门 木门 钢框玻璃门 2 2 0mkN 2 45 0 mkN 2 3 初步估计梁 柱 板截面尺寸 2 3 1 框架梁截面尺寸估算 1 边跨框架梁 l 6600mm 取 lh 18 1 8 1 hb 4 1 2 1 初选 h 550mm b 250mm 2 同理 中框架梁的 h 400mm b 250mm 2 3 2 框架柱截面尺寸估算 由于该建筑属于多层框架结构 故可按层高确定柱截面尺寸 设计初步取柱截面为 400mm 400mm 工程大学教学办公楼设计 6 2 3 3 板截面尺寸估算 本工程应该按双向板计算 一般不做刚度验算时板的最小厚度 为双向板的短边计算跨度 且应满足 ox lh 40 1 30 1 ox lmmh80 故本设计现浇板厚为 h 120mm 2 4 确定框架计算简图 框架的计算单元如图 1 1 所示 取 4 轴上的一榀框架计算 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 基础顶面至外部地面的距离定为 500mm 故基础顶面到楼地面定为 二层楼面标高为 3 60m 故底层柱高为mmm95 0 5 045 0 mmm55 46 395 0 其余各层柱高从楼面算至上一层楼面 即层高 故均为 3 60m 由此可绘 出框架的计算简图如图 2 1 所示 2 5 框架梁柱的线刚度计算 梁的线刚度计算 对于中框架梁取 0 2II mkNmmmmkNlEIii 4327 108 26 6 55 0 25 0 12 1 2 100 3 右边跨梁左边跨梁 mkNmmmmkNlEIi 4327 1057 5 0 3 55 0 25 0 12 1 2 100 3 中跨梁 柱的线刚度计算 取 0 II mkNmmmkNlEIi 4427 1046 1 55 4 4 0 12 1 100 3 底层柱 mkNmmmkNlEIi 4427 1080 1 63 4 0 12 1 100 3 余柱 令 则其余各杆件的相对线刚度为 0 1 标准层柱 i 湖南工程学院 2010 届毕业设计 7 54 1 1080 1 108 2 4 4 mkN mkN ii 右边跨梁左边跨梁 图 2 5 1 框架计算简图 08 3 1080 1 1057 5 4 4 mkN mkN i中跨梁 83 0 1080 1 1046 1 4 4 mkN mkN i底层柱 框架梁柱的相对线刚度如图 2 1 1 所示 作为计算各节点杆端弯矩分配系 工程大学教学办公楼设计 8 数的依 2 6 荷载计算 2 6 1 恒载标准值计算 1 屋面 防水层 刚性 30 厚 C20 细石混凝土防水 2 0 1mkN 防水层 柔性 三毡四油铺小石子 2 4 0mkN 找平层 15 厚水泥砂浆 23 30 02002 0mkNmkNm 找坡层 40 厚水泥石灰焦渣砂浆 3 找坡 23 56 01404 0 mkNmkNm 保温层 80 厚矿渣水泥 23 16 1 5 1408 0mkNmkNm 结构层 120 厚现浇钢筋混凝土板 23 32512 0 mkNmkNm 抹灰层 10 厚混合砂浆 23 17 0 1701 0 mkNmkNm 合计 2 89 6 mkN 2 各层走廊楼面 10mm 面层 水磨石底面 20mm 水泥砂浆打底 2 65 0 mkN 素水泥浆结合层一道 结构层 120 厚现浇钢筋混凝土板 23 0 32512 0 mkNmkNm 抹灰层 10 厚混合砂浆 23 17 0 1701 0 mkNmkNm 湖南工程学院 2010 届毕业设计 9 合计 2 82 3mkN 3 标准层楼面 大理石面层 水泥砂浆擦缝 底面 30 厚 1 3 干硬性水泥砂浆 面上撒 2 厚素水泥 2 16 1 mkN 水泥浆结合层一道 结构层 120 厚现浇钢筋混凝土板 23 0 32512 0 mkNmkNm 抹灰层 10 厚混合砂浆 23 17 0 1701 0 mkNmkNm 合计 2 33 4 mkN 4 梁自重 mmmmhb600250 梁自重 mkNmmmmkN25 3 12 0 6 0 25 0 25 3 抹灰层 10 厚混合砂浆 mkN25 0 合计 mkN25 3 mmmmhb500250 梁自重 mkNmmmmkN38 2 12 05 0 25 0 25 3 抹灰层 10 厚混合砂浆 mkN21 0 合计 mkN59 2 基础梁mmmmhb400250 工程大学教学办公楼设计 10 梁自重 mkNmmkN5 24 025 025 3 5 柱自重 mmmmhb400400 柱自重 mkNmmmkN44 04 025 3 抹灰层 10 厚混合砂浆 mkNmkNmm27 0 1744 001 0 3 合计 mkN27 4 6 外纵墙自重 标准层 mkNmkNm18 5 1824 0 6 08 16 3 3 铝合金窗 mkN95 0 水泥粉刷内墙面 mkN54 0 水刷石外墙面 mkN75 0 合计 mkN42 7 底层 纵墙 mkNmkNm4 51824 0 4 06 08 105 4 3 铝合金窗 mkN95 0 水泥粉刷内墙面 mkN54 0 水刷石外墙面 mkN75 0 合计 mkN64 7 7 内隔墙自重 标准层 纵墙 mkNmkNm55 151824 0 6 06 3 3 湖南工程学院 2010 届毕业设计 11 水泥粉刷内墙面 mkN59 2 合计 mkN14 18 底层 纵墙 mkNmkNm75 151824 0 6 04 005 4 3 水泥粉刷内墙面 mkN59 2 合计 mkN34 18 2 6 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 0 2mkN 楼面 办公室 2 0 2mkN 会议室 2 0 2mkN 教室 2 0 2mkN 走廊 2 5 2mkN 2 6 3 竖向荷载下框架受荷分析 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 2 6 3 1 及图 2 6 3 2 3 图 2 6 1 梯形荷载转化为等效均布荷载 工程大学教学办公楼设计 12 0 la 34 0 26 6 5 4 01 mla 2 6 2 一榀框架计算简图 1 D F 轴间框架梁 湖南工程学院 2010 届毕业设计 13 屋面板传荷载 恒载 mkNmmkN02 132 34 0 34 021 25 489 6 322 活载 mkNmmkN78 32 34 0 34 0 21 25 40 2 322 楼面板传荷载 恒载 mkNmmkN18 8 2 34 0 34 0 21 25 433 4 322 活载 mkNmmkN78 32 34 0 34 0 21 25 40 2 322 梁自重 mkN25 3 D F 轴间框架梁均布荷载为 屋面梁 恒载 梁自重 板传荷载 mkNmkNmkN27 1602 1325 3 活载 板传荷载 mkN78 3 楼面梁 恒载 梁自重 板传荷载 mkNmkNmkN43 1118 825 3 活载 板传荷载 mkN78 3 因为 D F 轴间框架梁与 G J 轴间框架梁对称 所以 G J 轴间框架梁与 D F 轴间 框架梁相同 2 F G 轴间框架梁 屋面板传荷载 恒载 mkNmkN71 9 2 8 5 4 5 489 6 2 活载 mkNmkN82 2 2 8 5 4 5 40 2 2 楼面板传荷载 恒载 mkNmkN72 8 2 8 5 4 5 482 3 2 活载 mkNmkN53 3 2 8 5 4 5 45 2 2 工程大学教学办公楼设计 14 梁自重 mkN25 3 F G 轴间框架梁均布荷载为 屋面梁 恒载 梁自重 板传荷载 mkNmkNmkN96 1271 9 25 3 活载 板传荷载mkN82 2 楼面梁 恒载 梁自重 板传荷载 mkNmkNmkN64 8 39 525 3 活载 板传荷载mkN53 3 3 D 轴柱纵向集中荷载的计算 顶层柱恒载 女儿墙自重及天沟自重 梁自重 板传荷载 4 05 4 25 3 5 4 29 3 67 6 mmmkNmmkNmkN mmkN5 471 9 kN99 96 顶层柱活载 板传活载 mkNmmkN88 165 475 3 标准层柱恒载 墙自重 梁自重 板传荷载 4 05 4 25 3 4 05 4 42 7 mmmkNmmmkN 5 412 8 mkN kN87 79 标准层柱活载 板传活载 mkNmmkN88 165 475 3 底层柱恒载 墙自重板传荷载 4 05 4 5 2 4 05 4 64 7 mmmkNmmmkN kN57 41 因为 D 轴柱与 J 轴柱对称 所以 J 轴柱的纵向集中荷载与 D 轴相同 4 F 轴柱纵向集中荷载的计算 湖南工程学院 2010 届毕业设计 15 顶层柱恒载 梁自重 板传荷载 mmKNmmmkN2 5 4 92 12 4 05 4 25 3 822 5 454 5 4 89 65 489 0 4 5 4 89 6 mmkNmmkN 4 5 4 59 2 4 5 489 0 4 5 4 89 6mmkNmkN kN15 98 顶层柱活载 板传活载 2 5 4 53 3 5 489 0 4 5 40 2 2 mkNmmkN 4 5 489 0 4 5 4 0 2 822 5 454 5 40 2 22 mkNmkN kN78 20 标准层柱恒载 墙自重 梁自重 板传荷载 4 5 4 82 3 2 5 4 12 8 4 05 4 16 4 25 3 2 mmkNmkNmmmkN 822 5 454 5 4 33 4 4 5 489 0 2 mmmkNm 4 5 489 0 4 5 4 33 4 2 mmmkN 4 5 4 14 18 59 2 mmkNmkN kN49 97 标准层柱活载 板传活载 mmmkNmmkN5 489 0 4 5 4 5 22 5 4 53 3 2 822 5 454 5 4 0 2 2 mmmkN 4 5 489 0 4 5 4 0 2 2 mmmkN 23 01kN 底层柱恒载 墙自重 梁自重 4 05 4 5 2 4 05 4 65 6 mmmkNmmmkN kN52 37 5 柱自重 标准层自重kNmmkN37 156 327 4 底层自重kNmmkN43 1955 427 4 工程大学教学办公楼设计 16 2 6 4 风荷载计算 1 集中风荷载标准值 根据 建筑结构荷载规范 7 1 1 垂直于建筑物表面上的集中风荷载标准 值 应按下述公式计算 2 0 BhhwW jizszk 式中 集中风荷载标准值 k W 2 mkN 高度 z 处的风振系数 z 风荷载体型系数 s 风压高度变化系数 z 基本风压 0 w 2 mkN 下层柱高 i h 上层柱高 顶层为栏杆高度的 2 倍 j h 迎风面的宽度 B 其中 mkNw5 0 0 mB5 4 风压高度变化系数按 荷载规范 7 2 2 的系数表用内插法求得 以此 z 类推 可得各高度的风压变化系数 风荷载体形系数 根据建筑物的体型查 荷载规范 本次设计采用风 s 荷载体形 系数 3 1 s 风振系数 基本自振周期对于钢筋混凝土框架结构可用 n 是 z nT08 0 1 建筑层数 估算 大约为 应考虑风压脉动对结构发生顺风向风ss25 0 32 0 振的影响 z z z 1 对于框架结构 28 0 24 9 3 4 14 1053 0 25 0 1053 0 25 0 2 3 3 2 3 1 B H T 式中 脉动增大系数 因为 为 B 类地面 039 0 28 0 5 0 2 2 10 Tw 由规范脉动增大系数表内插法可得 17 1 z 脉动影响系数 房屋高度 30m 且 55 1 24 9 4 14 mmBH 由规范脉动影响系数表内插法可得 46 0 湖南工程学院 2010 届毕业设计 17 振型系数 对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的弯剪型 z 结构 可近似采用计算点距室外地面高度 z 与房屋高度 H 的比值 风压高度变化系数 z 计算过程见表 2 6 1 表 2 6 1 集中风荷载标准值 2 风荷载作用下的位移验算 侧移刚度 D 具体计算参见表 2 6 4 2 和表 2 6 4 3 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 ij j j D V u 式中 第 j 层的总剪力 j V 第 j 层所有柱的抗侧移刚度之和 ij D 第 j 层的层间侧移 j u 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 j 层侧移 j j jj uu 1 顶点侧移 n j j uu 1 离地高度 14 85 1 13 0 82 1 34 1 3 0 35 3 6 3 6 11 94 11 25 1 04 0 63 1 26 1 3 0 35 3 6 3 6 9 80 7 56 1 00 0 45 1 19 1 3 0 35 3 6 3 6 8 53 4 05 1 00 0 26 1 10 1 3 0 35 4 05 3 6 8 30 mz z z s 2 0 mkNw mhimhj kNWk z 工程大学教学办公楼设计 18 框架在风荷载作用下的计算见下表 表 2 6 2 横向 2 4 层 D 值的计算 构件名称 D 轴柱1 830 47 9334 F 轴柱4 780 7112875 G 轴柱4 780 7112875 J 轴柱1 830 479334 表 2 6 3 横向底层 D 值的计算 构件名称 D 轴柱2 260 64 6332 F 轴柱6 02 0 817650 G 轴柱6 020 817650 J 轴柱2 260 646332 表 2 6 4 风荷载作用下框架侧移计算 层 次 4 11 9411 94444180 00042 1 8571 3 9 80 21 74444180 00077 1 4675 2 8 53 30 2744418 0 00110 1 3272 1 8 3038 57 279640 00222 1 2050 c b i i i 2 12 2 mkN h iD cc i i c 2 mkN44418D 12 2 mkN h iD cc mkN27964D c b i i i i i c 2 5 0 kNWjkNVj mkND muj huj muu n j j 00451 0 1 湖南工程学院 2010 届毕业设计 19 侧移验算 层间侧移最大值 满足 550 12050 1 2 7 内力计算 为简化计算 考虑如下几种单独受荷情况 1 恒载作用 2 活荷载满布 3 风荷载作用 从左向右 为了方便计算在内力计算和内力组合中暂时将 D F G J 轴分别用 A B C D 代替 对于 1 2 两种情况 框架在竖向荷载作用下 采用分层法计算 对于第 3 种情况 框架在水平荷载作用下 采用 D 值法计算 2 7 1 恒 活载标准值作用下弯矩计算 1 梁在恒荷载作用下固端弯矩计算 顶层 AB CD 跨 mkNql 6 0636 627 16 12 1 12 1 22 BC 跨 mkNql 6 0190 396 12 12 1 12 1 22 其它层 AB CD 跨 mkNql 6 7486 643 11 12 1 12 1 22 BC 跨 mkNql 64 150 364 8 12 1 12 1 22 2 梁在活荷载作用下固端弯矩计算 顶层 AB CD 跨 mkNql 74 136 678 3 12 1 12 1 22 BC 跨 mkNql 2 250 382 2 12 1 12 1 22 工程大学教学办公楼设计 20 其它层 AB CD 跨 mkNql 74 136 678 3 12 1 12 1 22 BC 跨 mkNql 72 20 353 3 12 1 12 1 22 3 用弯矩分配法计算 1 恒 活载顶层列表计算分别见下表 2 恒 活载中层列表计算分别见下表 3 恒 活载底层列表计算分别见下表 4 恒荷载 活荷载 M 图如下图 图 2 7 1 顶层计算简图 湖南工程学院 2010 届毕业设计 21 图 2 7 2 中层计算简图 图 2 7 3 底层计算简图 表 2 7 1 恒载顶层杆端弯矩的计算 结点EFAB 杆端EAEFFEFBFGAEBF 工程大学教学办公楼设计 22 分配系数0 380 620 320 190 49 固端弯矩 kN m 63 0663 06 19 06 结点 E 弯矩分配传递23 9739 0920 97 7 25 结点 F 弯矩分配传递 4 6 8 7 31 7 6 2 1 结点 G 弯矩分配传递 0 86 结点 H 弯矩分配传递 结点 G 弯矩分配传递 2 93 结点 H 弯矩分配传递 结点 E 弯矩分配传递1 842 591 3 结点 F 弯矩分配传递 0 87 1 44 0 91 1 740 8 最后弯矩 kN m 25 81 26 2577 09 8 22 24 617 33 2 1 表 2 7 2 恒载中层杆端弯矩计算 结点EFA E B F 杆端EAEIEFFEFBFJFGAE IF BF JF 分配系数0 270 270 460 260 160 160 42 固端弯矩 kN m 48 7648 76 15 64 结点 F 弯矩 分配传递 13 1713 17 22 4212 68 5 72 结点 G 弯矩 分配传递 2 05 4 09 2 69 2 69 4 49 0 83 结点 H 弯矩 分配传递 0 27 结点 J 弯矩分 配传递 结点 H 弯矩 分配传递 1 26 结点 F 弯矩 分配传递 0 670 670 690 36 0 22 结点 G 弯矩 分配传递 0 25 0 5 0 34 0 34 0 62 0 11 湖南工程学院 2010 届毕业设计 23 最后弯矩 kN m 13 8413 84 27 9557 21 3 03 3 03 19 225 94 0 94 工程大学教学办公楼设计 24 表 2 7 3 恒载底层杆端弯矩计算 结点EFABIJ 杆端EAEIEFFEFBFJFGAEBFIEJF 分配系数0 250 270 480 270 150 160 42 固端弯矩 kN m 48 7648 76 15 64 结点 F 弯矩分配 传递 12 1913 17 23 4113 17 7 32 6 1 结点 G 弯矩分 配传递 2 16 2 93 2 25 2 28 4 32 1 78 1 35 结点 H 弯矩分 配传递 0 29 结点 J 弯矩分配 传递 结点 I 弯矩分配 传递 结点 F 弯矩分配 传递 0 510 540 780 39 0 32 0 25 结点 G 弯矩分 配传递 0 27 0 49 0 34 0 39 0 63 0 17 0 11 湖南工程学院 2010 届毕业设计 25 表 2 7 4 活载顶层杆端弯矩计算 表 2 7 5 活载中层杆端弯矩计算 结点EFA E B F 杆端EAEIEFFEFBFJFGAE EI BF FJ 分配系数0 270 270 460 260 160 160 42 固端弯矩 kN m 13 7413 74 2 72 结点 F 弯矩分配 传递 3 763 76 6 323 67 5 7 结点 G 弯矩分 配传递 0 861 37 0 98 0 98 2 21 0 48 结点 H 弯矩分 配传递 0 16 结点 J 弯矩分配 传递 结点 H 弯矩分 配传递 0 73 结点 F 弯矩分配 传递 0 290 290 420 11 0 13 结点 G 弯矩分 配传递 0 15 0 31 0 21 0 21 0 44 0 09 最后弯矩 kN m 4 054 05 8 0118 47 1 19 1 19 4 245 83 0 57 结点EFAB 杆端EAEFFEFBFGAEBF 分配系数0 380 620 320 190 49 固端弯矩 kN m 13 7413 74 10 25 结点 F 弯矩分配传递5 238 514 40 2 51 结点 G 弯矩分配传递 2 13 2 46 1 52 3 25 1 21 结点 H 弯矩分配传递 0 86 结点 I 弯矩分配传递 结点 J 弯矩分配传递 结点 H 弯矩分配传递 0 72 结点 I 弯矩分配传递 结点 F 弯矩分配传递0 861 370 79 0 65 结点 G 弯矩分配传递 0 56 1 18 0 71 1 62 0 54 最后弯矩 kN m 6 09 6 5515 06 2 23 13 123 16 1 75 工程大学教学办公楼设计 26 湖南工程学院 2010 届毕业设计 27 表 2 7 6 活载底层杆端弯矩计算 结点EFABIJ 杆端EAEIEFFEFBFJFGAEBFIEJFF 分配系数0 250 270 480 270 150 160 42 固端弯矩 kN m 13 7413 74 2 72 结点 F 弯矩分配传递 3 783 97 6 783 97 3 81 2 92 结点 G 弯矩分配传递 1 27 1 83 1 09 1 17 2 53 0 55 0 39 结点 H 弯矩分配传递 0 17 结点 J 弯矩分配传递 结点 H 弯矩分配传递 0 53 结点 F 弯矩分配传递0 160 180 260 20 0 17 0 11 结点 G 弯矩分配传递 0 10 0 11 0 12 0 13 0 24 0 16 0 12 最后弯矩 kN m 3 944 15 8 0715 97 1 21 1 30 4 133 98 0 713 03 0 51 工程大学教学办公楼设计 28 图 2 7 4 恒荷载作用下的 M 图 单位 KN m 湖南工程学院 2010 届毕业设计 29 图 2 7 5 活荷载作用下的 M 图 单位 KN m 工程大学教学办公楼设计 30 2 7 2 恒 活载标准值作用下剪力 轴力计算 1 当已知框架 M 图求 V 图以及已知 V 图求 N 图时 可采用结构力学取脱离体的方 法 V 及 N 的计算简图见图 2 6 12 图 2 7 6 V 及 N 的计算简图 各层的最终弯矩与各柱相连的两层计算的弯矩叠加 不平衡的弯矩进行分配 分配后的 图及 图如下 湖南工程学院 2010 届毕业设计 31 图 2 7 7 恒荷载作用下的 V 图 单位 KN 工程大学教学办公楼设计 32 图 2 7 8 恒荷载作用下的 N 图 单位 KN 湖南工程学院 2010 届毕业设计 33 图 2 7 9 活荷载作用下的 V 图 单位 KN 工程大学教学办公楼设计 34 图 2 7 10 活荷载作用下的 N 图 单位 KN 湖南工程学院 2010 届毕业设计 35 2 7 3 风荷载标准值作用下的内力计算 框架在风荷载下的内力用 D 值法 改进的反弯点法 进行计算 1 A B C D E 柱的反弯点位置的计算分别见下表 2 风荷载作用下 A B C D E 柱剪力和梁柱弯矩的计算分别见下表 3 风荷载作用下框架柱轴力与梁端剪力见下表 表 2 7 7 A 轴框架柱反弯点位置 层 号 h m i y0y1y2y3yyh m 43 61 480 40000 41 44 33 61 480 450000 451 62 23 61 480 500 0 010 491 76 14 551 780 650 0 00500 652 96 表 2 7 8 B 轴框架柱反弯点位置 层 号 h m i y0y1y2y3yyh m 43 63 750 430000 431 55 33 63 750 480000 481 73 23 63 750 50000 51 8 14 554 470 580000 582 64 表 2 7 9 C 轴框架柱反弯点位置 层 号 h m i y0y1y2y3yyh m 43 63 750 430000 431 55 33 63 750 480000 481 73 23 63 750 50000 51 8 14 554 470 5800 0 0060 522 51 工程大学教学办公楼设计 36 表 2 7 10 D 轴框架柱反弯点位置 层 号 h m i y0y1y2y3yyh m 43 61 480 40000 41 44 33 61 480 450000 451 62 23 61 480 500 0 010 491 76 14 551 780 650 0 00400 652 96 表 2 7 11 风荷载作用下 A 轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算 层 Vi kN D kN m Dim kN m Di D Vim kN yh m Mc 上 kN m Mc 下 kN m Mb 总 kN m 411 005461698220 182 651 87 164 778 64 330 405461698220 184 192 0310 358 5115 12 246 905461698220 185 732 2113 1212 6721 63 160 803875379320 20510 453 7120 838 7833 47 表 2 7 12 风荷载作用下 D 轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算 层Vi kN D KN m Dim KN m Di D Vim kN yh m Mc 上 kN m Mc 下 kN m Mb 总 kN m 4 11 00 5461632440 0590 871 852 311 612 81 3 30 40 5461632440 0591 372 073 332 844 94 2 46 90 5461632440 0591 882 254 234 237 07 1 60 80 3875324100 0623 163 367 3910 6211 62 湖南工程学院 2010 届毕业设计 37 表 2 7 13 风荷载作用下 B 轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算 层Vi kN DKN m Dim KN m Di D Vim kNyh mMc 上 kN m Mc 下 kN m Mb 左 kN m Mb 右 kN m 411 0054616147940 2713 991 9410 217 736 316 31 319 4054616147940 2716 312 1614 7713 6311 2511 25 246 9054616147940 2718 632 2519 4219 4216 5216 52 160 803875398290 25412 953 3130 9542 8725 1925 19 表 2 7 14 风荷载作用下 C 轴框架柱剪力和梁柱端弯矩的计算 层Vi kN DKN m Dim KN m Di D Vim kNyh mMc 上 kN m Mc 下 kN m Mb 左 kN m Mb 右 kN m 411 0054616119620 2193 221 898 46 097 482 77 319 4054616119620 2195 102 1212 1410 8113 314 92 246 9054616119620 2196 982 2515 7115 6919 367 16 160 803875387620 22611 523 4825 5740 1030 1211 14 工程大学教学办公楼设计 38 表 2 7 15 风荷载作用下框架柱轴力与梁端剪力 2 8 横向框架内力组合 各种荷载情况下的框架内力求得后 根据最不利又是可能的原则进行内力 组合 分别考虑恒荷载和活荷载由可变荷载效应控制的组合和永久荷载效应控 制的组合 并比较两种组合的内力 取不利者 本设计采用两种情况下内力组 合 即 1 2 恒荷载 1 4 活荷载 0 6 1 4 风荷载 1 35 恒荷载 0 7 1 4 活 荷载 2 8 1 框架梁内力组合 1 在竖向荷载作用下 考虑框架梁端的塑性内力重分布 梁端弯矩需考 虑弯矩调幅 而剪力采用调幅前的剪力值 另外 为了简化起见 设计时采用 了轴线处的内力值 这样只是计算得的钢筋用量比需要的钢筋用量稍微多一点 在恒载作用下 跨间最大正弯矩 Mmax可近似取跨中的 M 代替 2 max MM1 M 82 左右 ql 式中 在恒载和活载作用下梁左 右端弯矩M左M右 恒载 活载分别作用在梁上的线荷载q 跨中 Mmax若小于 就取 2 16ql 2 max M 16 ql 以一层为例说明 AB 跨恒载 24 63kN mq 恒 22 max 149 581 241 M24 636 668 74kNm24 636 667 06kNm 8216 DE 跨恒载 16 36kN mq 恒 22 max 130 4412 211 M16 364 520 1kNm16 364 520 71kNm 8216 柱轴力 KN A 轴B 轴C 轴D 轴 层 AB 跨 VbAB BC 跨 VbBC CD 跨 VbCD NcAVbAB VbBCNcBVbBC VbCDNcCNcE 42 27 1 91 2 09 2 980 35 0 47 0 18 0 251 86 34 00 3 41 3 72 6 980 59 1 06 0 31 0 564 05 25 78 5 01 5 44 12 760 77 1 83 0 43 0 997 21 18 89 7 63 8 38 21 561 25 3 08 0 75 1 7412 27 湖南工程学院 2010 届毕业设计 39 故 DE 跨取 20 71kN m 22 max 129 1547 571 M14 446 640 27kNm14 446 639 32kNm 8216 DE 跨活载 9 85kN mq 活 22 max 116 467 241 M9 854 513 09kNm9 854 512 47kNm 8216 2 框架梁内力组合结果见表 2 7 1 2 7 2 2 7 3 2 7 4 2 8 2 框架柱内力组合 1 框架柱取每层柱顶和柱底两个控制截面 在进行梁柱内力组合时考虑 到每层活荷载不总是同时布满 因而对楼面活荷载应进行折减 应按规范要求 取用折减系数 本设计按规范不需要进行折减 因而不考虑 为了简化起见 计算时采用轴线处的内力值 这样算得的钢筋比需要的钢筋用量略微多一点 2 各内力组合分别见下表 表 2 8 1 用于承载力计算的框架梁由永久荷载效应控制的基本组合表 梁 AB 恒载活载Mmax及相应的 VMmin及相应的 VVmax及相应的 M 层 组合项目值组合项目值组合项目值 M 58 19 2 89 61 08 61 08 左 V75 29 3 54 78 83 78 83 M35 68 1 75 127 48 中 V M 15 44 1 34 16 79 16 79 4 右 V 51 56 2 68 54 23 54 23 M 40 96 16 13 57 09 57 09 左 V56 40 23 43 79 83 79 83 M27 96 12 83 132 26 中 V M 16 48 7 10 23 58 23 58 1 右 V 42 80 20 00 62 80 62 80 注 1 恒载为 1 35 MGK和 1 35 VGK 2 活载为 0 7 1 4 MQK和 0 7 1 4 VQK 3 表中弯矩的单位为 kN m 剪力的单位为 kN 工程大学教学办公楼设计 40 表 2 8 2 用于承载力计算的框架梁由可变荷载效应控制的基本组合表 梁 AB 恒载活载左风右风Mmax及相应的 VMmin及相应的 VVmax及相应的 M 层 组合项目值组合项目值组合项目值 M 63 77 7 64 2 30 2 30 73 71 73 71 左 V110 92 9 16 0 60 0 60 120 67 120 67 M108 40 7 90 0 33 0 33 116 62 中 V M 127 56 9 80 1 65 1 65 139 01 139 01 4 右 V 136 44 9 97 0 60 0 60 145 81 145 81 M 59 40 40 81 28 11 28 11 128 32 128 32 左 V89 12 61 82 7 47 7 47 158 42 158 42 M82 49 56 38 3 48 3 48 142 34 中 V M 97 49 66 60 21 16 21 16 185 25 185 25 1 右 V 103 55 71 60 7 47 7 47 167 82 167 82 注 1 恒载为 1 2 MGK和 1 2 VGK 2 活载为 1 4 MQK和 1 4 VQK 3 左风 右风 为 0 6 1 4 MQK和 0 6 1 4 VQK 4 表中弯矩的单位为 kN m 剪力的单位为 kN 湖南工程学院 2010 届毕业设计 41 表 2 8 3 用于承载力计算的框架梁由可变荷载效应控制的基本组合表 梁 BC 注 1 恒载为 1 2 MGK和 1 2 VGK 2 活载为 1 4 MQK和 1 4 VQK 3 左风 右风 为 0 6 1 4 MQK和 0 6 1 4 VQK 4 表中弯矩的单位为 kN m 剪力的单位为 kN 表 2 8 4 用于承载力计算的框架梁由可变荷载效应控制的基本组合表 梁 BC 恒载活载Mmax及相应的 VMmin及相应的 VVmax及相应的 M 层 组合项目值组合项目值组合项目值 M 58 19 2 89 61 08 61 08 左 V75 29 3 54 78 83 78 83 M35 68 1 75 127 48 中 V M 15 44 1 34 16 79 16 79 4 右 V 51 56 2 68 54 23 54 23 M 40 96 16 13 57 09 57 09 左 V56 40 23 43 79 83 79 83 M27 96 12 83 132 26 中 V M 16 48 7 10 2