6层框架结构办公楼设计计算书及建筑结构施工图及pkpm计算
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框架柱内力组合
梁柱配筋
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横梁内力组合
横梁弯矩控制值计算.xls
洛阳市西城区办公楼建筑结构设计开题报告.doc
洛阳市西城区办公楼建筑结构设计论文.doc
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洛阳市西城区办公楼
摘 要
本工程为洛阳市西城区办公楼工程,采用框架结构,主体为六层,本地区抗震设防烈度为8度,近震,场地类别为II类场地。主导风向为西南,基本风压0.40KN/M,基本雪压0.25 KN/M。楼﹑屋盖均采用现浇钢筋混凝土结构。
本设计贯彻“实用、安全、经济、美观”的设计原则。按照建筑设计规范,认真考虑影响设计的各项因素。根据结构与建筑的总体与细部的关系。
本设计主要进行了结构方案中横向框架第12轴抗震设计。在确定框架布局之后,先进行了层间荷载代表值的计算,接着利用顶点位移法求出自震周期,进而按底部剪力法计算水平地震荷载作用下大小,进而求出在水平荷载作用下的结构内力(弯矩、剪力、轴力)。接着计算竖向荷载(恒载及活荷载)作用下的结构内力。是找出最不利的一组或几组内力组合。 选取最安全的结果计算配筋并绘图。此外还进行了结构方案中的室内楼梯的设计。完成了平台板,梯段板,平台梁等构件的内力和配筋计算及施工图绘制。对楼板进行了配筋计算,本设计采用桩基础,对基础承台和桩进行了受力和配筋计算。
整个结构在设计过程中,严格遵循相关的专业规范的要求,参考相关资料和有关最新的国家标准规范,对设计的各个环节进行综合全面的科学性考虑。总之,适用、安全、经济、使用方便是本设计的原则。设计合理可行的建筑结构方案是现场施工的重要依据。
关键词: 框架结构,抗震设计,荷载计算,内力计算,计算配筋
Luoyang City West office building
ABSTRACT
This works for the city of Luoyang West office building, a framework structure for a six-storey main, in the region earthquake intensity of 8 degrees near Lan site classification as Class II venues. Led to the southwest direction, the basic Pressure 0.40 KN / M, basic snow pressure 0.25KN/M. Floor roof were using cast-in-place reinforced concrete structure.
The design and implement "practical, security, economic, aesthetic," the design principles. With the architectural design, design seriously consider the influence of the various factors. According to the structural and architectural detail and the overall relationship.
The design of the main structure of the program horizontal framework 12-axis seismic design. In determining the distribution framework, the first layer of representative value of the load, Then use vertex from the displacement method for earthquake cycle, and then at the bottom of shear horizontal seismic load calculation under size, then calculated the level of load under the Internal Forces (bending moment, shear and axial force). Then calculate vertical load (constant load and live load) under the Internal Forces. Identify the most disadvantaged group or an internal force several combinations. Select the best safety results of the reinforcement and Mapping. In addition, the structure of the program indoor staircase design. Completion of the platform boards, boards of the ladder, platform beam component and the reinforcement of internal forces calculation and construction mapping. On the floor reinforcement calculation, the use of pile foundation design, foundation and pile caps for the force and reinforcement calculation.
The whole structure of the design process, in strict compliance with the relevant professional standard, reference to relevant information and the latest national standards and specifications, and design of the various components of a comprehensive scientific considerations. In short, application, security, economic and user-friendly design is the principle. Design reasonable and workable structure of the program is the construction site of the important basis for the construction.
KEY WORDS:Frame Structure,Seismic Design ,Load Calculation, Internal force calculation, Calculation reinforcement
符 号
-混凝土弹性模量;
C20-表示立方体强度标准值为20N/ 的混凝土强度等级;
N-轴向力设计值;
M-弯矩设计值;
V-剪力设计值;
A-构件截面面积;
I-截面惯性矩;
-永久荷载标准值;
-可变荷载标准值;
-永久荷载分项系数;
-可变荷载分项系数;
-结构总水平地震作用标准值;
-地震时结构的重力荷载代表值、等效总重力荷载代表值;
T-结构自振周期;
-承载力抗震调整系数;
-构件长细比;
-地基承载力特征值;
-基础高度;
d-基础埋置深度,桩身直径;
-土的重力密度;
-风荷载标准值;
-结构顶部附加水平地震作用标准值;
-楼层层间位移;
e-偏心距;
-箍筋面积;
B-结构迎风面宽度;
-截面有效高度;
-受拉区、受压区纵筋面积。
目 录
前 言 1
第1章 工程概况 2
第2章 结构布置及计算简图 4
2.1结构布置及梁,柱截面尺寸的初选 4
2.1.1梁柱截面尺寸初选 4
2.1.2结构布置 4
2.2框架计算简图及梁柱线刚度 6
2.2.1确定框架计算简图 6
2.2.2框架梁柱的线刚度计算 8
第3章 荷载计算 8
3.1荷载计算 8
3.1.1 屋面及楼面恒荷载计算 9
3.1.2 屋面及楼面活荷载计算 9
3.1.3 梁,柱,墙,门窗重力荷载的计算 9
第4章 框架梁柱的线刚度计算 12
4.1框架梁柱的线刚度计算 12
4.1.1 框架梁柱的线刚度计算 13
4.1,2 梁柱的线平均刚度比 13
第5章 横向水平荷载作用下的框架内力计算 16
5.1重力荷载代表值计算 16
5.1.1墙自重 16
5.1.2梁,柱,墙,板,门窗重力荷载标准值 19
5.1.3集中与各楼层处的重力荷载代表值计算 21
5.2水平地震作用下框架内力合侧移的计算 23
5.2.1横向自振周期 23
5.2.2水平地震作用 26
5.2.3水平地震作用下框架内力计算 33
5.3横向凤荷载作用下框架结构内力和侧移计算 33
5.3.1凤荷载标准值 33
5.3.2风荷载作用下的水平位移验算 35
5.3.2凤荷载作用下的框架结构的内力计算 35
第6章竖向荷载作用下内力计算 42
6.1框架结构的荷载计算 42
6.2.1板传荷载计算 42
6.2恒荷载作用下框架的内力 45
6.2.1恒荷载作用下框架的弯矩计算 49
6.3活荷载作用下框架的内力 55
6.3.1活载作用下的框架内力 55
6.3.2活荷载作用下框架的内力计算 55
第7章 框架结构的内力组合 64
7.1框架结构梁内力组合 64
7.1.1框架结构梁的内力组合 64
7.1.2梁端弯矩控制值 74
7.1.3梁端截面组合的剪力设计值调整 86
7.2框架结构柱的内力组合 86
7.2.1框架结构柱的内力组合 86
7.2.2柱端弯矩设计值调整 102
7.2.3柱端截面组合的剪力设计值调整 104
第8章 框架柱正、斜截面配筋计算 105
8.1框架柱的截面设计 105
8.1.1框架柱截面设计 105
8.1.2柱斜截面受弯承载力计算 119
8.2框架梁的正,斜截面配筋计算 119
8.2.1正截面受弯承载力计算 119
8.2.2截面受弯承载力计算 128
第9章板配筋计算 130
9.1板的配筋 130
9.1.1设计资料 130
9.1.2荷载计算 130
9.1.3板的计算 130
第10章 楼梯计算 138
10.1楼梯的设计 138
10.1.1楼梯设计资料 138
10.2踏步板(TB-1)计算 138
10.2.1荷载计算 139
10.2.2斜截面内力计算 140
10.2.3截面承载力计算 140
10.3楼梯斜梁 (TL-1) 计算 140
10.3.1荷载计算 140
10.3.2斜截面内力计算 141
10.3.3截面承载力计算 141
10.4休息平台(PB-2)计算 142
10.4.1荷载计算 142
10.4.2平台板弯矩计算 142
10.4.3平台板配筋计算 142
10.5平台梁计算 143
10.5.1荷载计算 143
10.5.2内力计算 144
10.5.3正截面承载力计算. 146
第11章 基础配筋计算 146
11.1桩基础的设计及验算 147
11.1.1桩设计资料 147
11.1.2确定桩的规格数量及初定承台的尺寸 147
11.1.3单桩竖向承载力特征值 147
11.1.4确定桩的数量 147
11.1.5桩承台的设计 147
11.1.6单桩承载力的验算 147
11.1.7偏心荷载验算 147
11.1.8楼梯设计资料 148
11.2承台的结构计算 149
11.2.1承台高度验算 149
11.2.2柱对承台的冲切验算 149
11.2.3角柱对承台的冲切验算 150
11.2.4承台抗剪承载力验算 150
11.3基础配筋计算 150
11.3.1承台配筋 150
11.3.2桩身配筋 151
11.4中桩基础的设计 152
11.4.1桩设计资料 152
11.4.2确定桩的规格数量及初定承台的尺寸 152
11.4.3单桩竖向承载力特征值 152
11.4.4确定桩的数量 154
11.4.5桩承台的设计 154
11.4.6单桩承载力的验算 154
11.4.7偏心荷载验算 154
11.5中桩承台的结构计算 155
11.5.1承台高度验算 155
11.5.2柱对承台的冲切验算 155
11.5.3角柱对承台的冲切验算 155
11.5.4承台抗剪承载力验算 155
11.6基础配筋计算 156
11.6.1承台配筋 156
11.6.2桩身配筋 157
第12章 结论 158
参考文献 160
致 谢 161
前 言
本设计是按照河南科技大学建筑工程学院2007年毕业设计要求编写的毕业设计。题目为“洛阳市西城区办公楼设计”。内容包括建筑设计、结构设计两部份。
办公楼是公共建筑,其规范要求比较严格,能体现处建筑和结构设计的很多重要的方面,选择办公楼建筑和结构设计,从而掌握办公楼设计的基本原理,妥善解决其功能关系,满足使用要求。
框架结构的设计始于欧美,二十世纪厚得到了世界各地大范围的使用,其结构建筑平面布置灵活,使用空间大。延性较好。其具有良好的抗震能力。对办公楼有重要建筑结构非常适用。能满足其较大的使用面积要求。
框架结构的研究,对于建筑的荷载情况,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,挑选出最不利的内力组合进行截面的承载力计算,保证结构有足够的强度和稳定性。在对竖向荷载的计算种采用了弯矩分配法,对水平荷载采用了D值法,对钢筋混凝土构件的受力性能,受弯构件的正截面和斜截面计算都有应用。
本结构计算选用一榀框架为计算单元,采用手算的简化计算方法,其中计算框架在竖向荷载下的内力时使用的弯距二次分配法,不但使计算结果较为合理,而且计算量较小,是一种不错的手算方法。本设计主要通过工程实例来强化大学期间所学的知识,建立一个完整的设计知识体系,了解设计总过程,通过查阅大量的相关设计资料,提高自己的动手能力。
这次设计是在结构教研室各位老师的悉心指导下完成的,在此向你们表示衷心的感谢!
鉴于水平有限,设计书中还存在不少缺点甚至错误,敬请老师批评和指正。
第1章 设计基本资料1.l 初步设计资料
一. 工程名称:洛阳市西城区办公楼。
二. 工程概况:建筑面积8500㎡,建筑总高为26.15m,主体大楼为七层,裙房为六层,室内外高差为0.45m.
三. 温度:最热月平均28℃,最冷月平均-5℃;
极端最高温度38℃,极端最低温度为-11.5℃.
四. 相对湿度:年平均34%
五. 相对风向:北风,基本风压0.35KN/㎡.
六. 雨雪条件:最大积雪深度0.25㎝,雪荷载0.30 KN/㎡。
七. 年降雨量870㎜。
八. 水文资料:经勘探未发现地下水
九. 地质条件:
1. 地震烈度:本工程地震设防烈度为8度,近震,
场地类型: Ⅱ类。
2. 地质资料:见表1-1
表1-1 地质资料
基底埋深(m) 土层厚度(m) 岩土名称 地基土静荷载标准值(Kpa)
2.20 2.20 杂填土 100
8.00 5.80 粉质粘土 140
16.20 8.20 粘土 160
20.70 4.50 中密的细砂
25.00 4.30 基岩
十. 材料使用:
1. 混凝土:梁柱板均使用C30混凝土。
2. 钢筋:纵向受力钢筋采用热轧钢筋HRB335,其余采用热轧钢结 论
通过为期两个多月的毕业设计,总的体会可以用一句话来表达,纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行!。
以往的课程设计都是单独的构件或建筑物的某一部分的设计,而毕业设计则不一样,它需要综合考虑各个方面的工程因素,诸如布局的合理,安全,经济,美观,还要兼顾施工的方便。这是一个综合性系统性的工程,因而要求我们分别从建筑,结构等不同角度去思考问题。
在设计的过程中,遇到的问题是不断的。前期的建筑方案由于考虑不周是,此后在张益华老师及教研室各位老师和同学们的帮助下,通过参考建筑图集,建筑规范以及各种设计资料,使我的设计渐渐趋于合理。
在计算机制图的过程中,我更熟练AutoCAD、天正建筑等建筑设计软件。在此过程中,我对制图规范有了较为深入地了解,对平、立、剖面图的内容、线形、尺寸标注等问题上有了更为清楚地认识。
中期进行对选取的一榀框架进行结构手算更是重头戏,对各门专业课程知识贯穿起来加以运用,比如恒载,活载与抗震的综合考虑进行内力组合等。开始的计算是错误百出,稍有不慎,就会出现与规范不符的现象,此外还时不时出现笔误,于是反复参阅各种规范,设计例题等,把课本上的知识转化为自己的东西。
后期的计算书电脑输入,由于以前对各种办公软件应用不多,以致开始的输入速度相当的慢,不过经过一段时间的练习,逐渐熟练。
紧张的毕业设计终于划上了一个满意的句号,回想起过去两个多月的设计收获是很大的,看到展现在眼前的毕业设计成果,不仅使我对四年来大学所学专业知识的进行了一次比较系统的复习和总结归纳,而且使我真正体会了设计的艰辛和一种付出后得到了回报的满足感和成就感。同时也为以后的工作打下了坚实的基础,也为以后的人生作好了铺垫。
因此,通过本毕业设计,掌握了结构设计的内容、步骤、和方法,全面了解设计的全过程;培养正确、熟练的结构方案、结构设计计算、构造处理及绘制结构施工图的能力;培养我们在建筑工程设计中的配合意识;培养正确、熟练运用规范、手册、标准图集及参考书的能力;通过实际工程训练,建立功能设计、施工、经济全面协调的思想,进一步建立建筑、结构工程师的责任意识。
参考文献
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[9]梁兴文、史庆轩,土木工程专业毕业设计指导,北京:科学出版社,2002
[10]实施中华人民共和国建设部,建筑结构荷载规范(GB 50009-2001),北京:中国建筑工业出版社,2002
[11] 中华人民共和国建设部,中华人民共和国建设部,混凝土结构设计规范(GB 50010-2002),北京:中国建筑工业出版社,2002
[12] 中华人民共和国建设部,建筑地基基础设计规范(GB 50007-2001).北京:中国建筑工业出版社,2002
[13] 中华人民共和国建设部,建筑抗震设计规范(GB 50011-2001).北京:中国建筑工业出版社,2002
[14] 中华人民共和国建设部,层民用建筑设计防火规范(GB50045-1995).北京: 中国建筑工业出版社,2001
致 谢
毕业设计即将结束,全职的学生生活也随之画上句号。即将走上社会的我,回想大学的生活感慨颇多。在这四年的时间里,认识了很多老师和同学,不论是在生活方面还是在学习方面,他们都给了我很大的帮助。通过这几年的学习,我不仅学到了许多文化知识,而且在做人和为人处世方面也深有所得,在毕业离校之际,深深地向他们表达我最真诚的谢意!
在这次毕业设计中,我首先要感谢我的指导老师,她的敬业精神让我深深感动,对我的教导让我终身受益。在毕业设计过程中,教研室所有的老师都给我极大的帮助。在此,向他们表达深深的谢意。
最重要的是我还要深深地感谢我的父母,她们为我默默操劳支持我读完了大学,他们不辞劳苦的精神,成为我永远前进的动力! 我将倍加努力,在新的工作岗位上,用优异的成绩来感谢帮助过我的人。