土木毕业论文-山东日照某综合商业区1#商务楼框架结构设计

西南交通大学本科毕业设计（论文）山东日照某综合商业区1#商务楼框架结构设计年 级：学 号：名：专 业：土木工程指导教师：土木工程学院2014年6月

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第I页院系土木工程学院专业土木工程年级姓名题目山东日照某综合商业区1#商务楼框架结构设计指导教师语 阅人语评阅人 (签章)绩答辩委员会主任 (签章)年 月日

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第II页毕业设计（论文）任务书发题日期：2014年4月13日 完成日期：6月12日目山东日照某综合商业区1#商务楼框架结构设计1、本论文的目的、意义要求学生通过毕业设计，初步掌握房屋建筑的结构选型（包括基础选型）、结构布置、结构计算及主要结构施工图绘制的全过程，从而使学生对多、高层房屋结构具有一定的设计能力。此外，对有抗震设防要求的房屋，在设计和构造上能满足抗震的要求。2、学生应完成的任务计算书一本，内容包括：（1）结构选型与结构布置。（2）荷载计算（包括各种竖向荷载和水平荷载）。（3）构件尺寸初定与材料选定。（4）楼梯的设计。（5）框架柱下独立基础设计。（6）电算输入文件与输出文件（包括图纸）施工图部分：（1）绘制框架结构的基础平布置图（1：100或1：200)及所计算横向框架柱下基础配筋详图（1：30或l：40）一张；（2）绘制楼梯平、立面布置图，以及梯板和休息平台及楼层平台配筋图一张（可选）；（3）按“平法”绘制柱平面整体配筋图（1：100）一张；（4）按“平法”绘制底层及标准层梁配筋图（1：100）各一张（共两张）；（5）按“平法”绘制底层及标准层楼板配筋图（1：100）各一张（共两张）。（6）以电算结果为依据绘制所计算的横向框架配筋图（1：100或1：200）一张，包

西南交通大学本科毕业设计（论文）第III页括剖面图若干3、论文各部分内容及时间分配：（共12周）第一部分结构选型及布置(0.5周)第二部分荷载计算(1.0周)第三部分电算(3.0周)第四部分手算楼梯和基础(1.0周)第五部分构件配筋计算(1.0周)第六部分绘制结构施工图(2.5周)第七部分设计说明书整理(1.0周)第八部分答辩(1.0周)第九部分文档整理(1.0周)注指导教师：年月日审批人：年月日

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第IV页要近年来，由于我国房屋建设的快速发展，尤其是在施工技术越来越完善的情况下，多层建筑的建设工程急剧增多。在房屋工程的设计和施工中，很多新的设计方法和施工技术得以应用。本毕业设计题目是《山东日照某综合商业区1#商务楼框架结构设计》，该商务楼的总建筑面积大约是2549.26平方米，共7层，建筑高度为22.20米，主体结构高度为21.60米，室内外高差0.15米，地震烈度为7度（0.1g），抗震等级为三级。本建筑采用钢筋混凝土全现浇框架结构体系，基础采用独立柱基。本设计内容包括手算和电算两部分。其中手算部分按计算书的主要内容分为设计的总说明、构件尺寸初定及材料选定、荷载计算、楼梯设计、基础设计。图纸包括10张：图纸目录及结构设计总说明、基础平面布置图、基础配筋详图、楼梯配筋详图、1层柱配筋图、标准层楼板配筋图、屋面楼板配筋图、1层楼盖梁配筋图、7层楼盖梁配筋图、7号轴线框架配筋图。钢筋混凝土结构的电算部分主要包括以下几个步骤。首先用PMCAD进行结构布置、荷载输入和选取设计参数。然后，用SATWE进行框架结构的空间结构分析，得出构件内力图和配筋简图、结构周期、结构位移、地震荷载信息等。据此，选择梁和柱的数据，得出梁和柱的平法施工图。接着，绘制板配筋图。最后，使用基础设计程序（JCCAD）进行柱下独立基础的设计。在设计过程中采用了手算和电算两种方式进行楼梯和基础的设计，这样可以对计算结果进行校核，及时发现设计中的错误以及与电算不同的部分，找出原因。关键词：钢筋混凝土；框架结构；内力组合；截面设计；地震作用；pkpm电算

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第V页AbstractInrecentyears,withtherapiddevelopmentofhousingconstruction,especiallywhenconstructiontechniquesgrowmoreandmoreconsummate,constructionofmulti-storeybuildingsincreaserapidly.Meanwhile,alotofnewdesignmethodsandconstructiontechniquescanbeappliedinthedesignandconstructionofthebuildingprojects.ThethemeofthisgraduationdesignisStructureDesignof1#businessbuildinginComprehensivebusinessdistrictofShandong.ProvinceRizhaocity.Thebusinessbuildingoftotalfloorareaisabout2549.26m2,thetotalheightis22.20m，andthemainstructuralheightis21.60m，thedifferenceofelevationbetweeninsideandoutsideis0.15m,Itconsistsof7stories.Thebuilding’sseismiclevelisthethirdlevel,andtheanti-seismicgarrisonis7degree(0.1g),Thebuildingisaframebuildingmadeofreinforcedconcrete,cast-in-placed.Foundationisdesignedintoindependentfoundation.Thedesignincludesmanualcalculationandcomputingintwoparts.Themanualcalculationpartconsistsofthetotaldesigninstruction,initialscantlingsandmaterialselection,loadcalculation,stairdesignandfoundationdesign.9drawingsinclude:drawings’contentandgeneralinformationofthestructuredesign,drawingsoffoundationlayout,detaileddrawingofthefoundationdesign,detaileddrawingofthestairdesign,drawingofNo.1floorcolumn,drawingofstandardfloorslab,drawingofroofslab,drawingofstandardfloorbeam,drawingofroofbeam,7axisoftheframeworkofitsreinforcementdrawing.Theprocessofautomatedcountingbycomputerincludesfollowingsteps.Atfirst,makeamodelofthebuildingbyPMCAD,andinputloadandparameters.Second,throughtheanalysisofthespaceframeofthereinforcedconcreteframewithSATWE,gettheinformationofsectionofframecomponents,periodsoftheframe,displacementoftheframe,andtheinformationofdynamicforce.Nextgetdrawingaboutbeamsandcolumns.Atthesametime,drawssteelmapoffloor.Finally,carryonthedesignsofbenchedanddetachedfoundationusingthefoundationdesignprocedures（JCCAD）.Itisneededtousetwokindsofwaysinthecourseofcounting,whichincludmanualcalculationandautomatedcounting.Bythiswaytheresultdatacanbecheckedandthemistakesordifferencebetweenmanualcalculationdataandcomputingdatainthedesigncanbefoundoutintime,aswellasthecause.

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第VI页Keywords：Reinforcementconcrecte；FrameStructure；InternalForcesCombinations；SectionDesign；Earthquakeaction；Automatedcountingbypkpm

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第VII页目录HYPERLINK第一章设计总说明 1HYPERLINK1.1工程概况 1HYPERLINK1.2设计依据 1HYPERLINK1.3结构选型 1HYPERLINK1.3.1主体结构 2HYPERLINK1.3.2其他结构构件选型 2HYPERLINK1.4结构布置 2HYPERLINK1.4.1柱网布置 2HYPERLINK1.4.2结构布置 2HYPERLINK1.5设计内容 2HYPERLINK第二章构件尺寸初定及材料选定 3HYPERLINK2.1确定板截面尺寸 3HYPERLINK2.2确定框架梁截面尺寸 3HYPERLINK2.2.1主梁 3HYPERLINK2.2.2次梁 4HYPERLINK2.3确定框架柱截面尺寸 4HYPERLINK2.3.1根据最小截面尺寸确定 4HYPERLINK2.3.2根据抗剪要求确定 4HYPERLINK2.3.3根据轴压比要求确定 4HYPERLINK第三章荷载计算 6HYPERLINK3.1楼面、屋面恒活载计算 6HYPERLINK3.1.1屋面均布恒载标准值 6HYPERLINK3.1.2楼面均布恒载标准值 6

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第VIII页HYPERLINK3.1.3楼面均布活载标准值 7HYPERLINK3.2填充墙、门窗荷载标准值 8HYPERLINK3.2.1填充墙自重标准值 8HYPERLINK3.2.2门窗荷载标准值 8HYPERLINK3.2.3梁间荷载计算（墙自重） 8HYPERLINK第四章楼梯设计 13HYPERLINK4.1楼梯板设计 13HYPERLINK4.1.1楼梯板尺寸 13HYPERLINK4.1.2荷载计算 13HYPERLINK4.1.3截面设计 14HYPERLINK4.2平台板设计 14HYPERLINK4.2.1荷载计算 14HYPERLINK4.2.2截面设计 15HYPERLINK4.3平台梁设计 16HYPERLINK4.3.1荷载计算 16HYPERLINK4.3.2截面设计 174.4楼梯间短柱设计 18HYPERLINK4.5PKPM中的荷载传导 19第五章基础设计 21HYPERLINK5.1基础选型 21HYPERLINK5.1.1地勘资料 21HYPERLINK5.1.2荷载资料 21HYPERLINK5.1.3确定基底尺寸 22HYPERLINK5.1.4承载力及偏心距验算 22

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第IX页HYPERLINK5.1.5计算基底净反力 235.1.6抗冲切验算 235.1.7内力计算 235.1.8抗弯钢筋的配置 24HYPERLINK第六章电算结果输出文本文件 26HYPERLINK6.1使用软件概述 26HYPERLINK6.1.1PMCAD概述 26HYPERLINK6.1.2SATWE概述 26HYPERLINK6.2结构电算过程 28HYPERLINK6.2.1结构建模 28HYPERLINK6.2.2结构空间有限元分析 28HYPERLINK6.2.3利用JCCAD进行基础设计 29HYPERLINK6.3结构输入输出信息 29HYPERLINK6.3.1结构设计信息 29HYPERLINK6.3.2WZQ.OUT 41HYPERLINK6.3.3WDISP.OUT 64HYPERLINK6.3.4WDCNL.OUT 70HYPERLINK6.3.5SATWE-K.OUT 80HYPERLINK6.4PKPM相关参数说明 826.4.1PMCAD设计参数 826.4.2SATWE设计参数 82HYPERLINK结论 91HYPERLINK致谢 92参考文献 93

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第X页HYPERLINK附录 94HYPERLINK附图1：一层墙柱、墙梁编号及节点简图 95HYPERLINK附图2：一层梁、柱配筋及验算简图 96HYPERLINK附图3：七层梁、柱配筋及验算简图 97HYPERLINK附图4：一层梁、板、节点荷载平面图 98HYPERLINK附图5：七层梁、板、节点荷载平面图 99HYPERLINK附图6：底层恒+活最大组合内力标注图 98实习报告 98

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第1页第一章设计总说明1.1工程概况本工程为《山东日照某综合商业区1#商务楼框架结构设计》，工程位于山东日照。该商业楼为7层钢筋混凝土框架结构,框架梁、板、柱均为现浇,总建筑面积约为2549.26平方米,建筑总高度为21.60米，室内外高差0.15米。查规范得抗震等级为三级。1.2设计依据（一）工程地点：山东省日照市（二）建筑层数：7层，总建筑面积：2549.26平方米；（三）建筑设防烈度：7度(0.10g)；场地：II类；设计地震分组：第2组；基本风压：0.40kN/m2；基本雪压：空缺。（四）地质勘察资料：地基持力层为中密卵石层，承载力特征值fak=250kPa；（五）材料：混凝土梁柱采用C30，板采用C30，梁、柱、板纵筋均为HRB400（C）级钢筋，基础纵筋为HRB335（B），梁、柱、板箍筋均为HRB335（B）级钢筋。（六）自然气候条件：1.气温：最冷月平均温度5.7℃；最热月平均温度25℃极端最高温度37.3℃；极端最低温度一6℃2.日照：年总照数1211.3小时夏季日照数154.9小时；冬季日照数66.8小时3．基本风压：0.4kN/m24．降水量：年总量998.1毫米一日最大量195.2毫米;一小时最大量76.5毫米

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第2页5．最大积雪深度：20毫米1.3结构选型1.3.1主体结构根据该工程的实际用途要求，为满足建筑平面布置的灵活，获得较大的使用空间，本设计采用全现浇钢筋混凝土框架结构。1.3.2其他结构构件选型屋面、楼面、楼梯等均采用现浇钢筋混凝土结构。1.4结构布置1.4.1柱网布置详见平面柱网布置图；（见附图）1.4.2结构布置详见结构布置图；（见附图）1.5设计内容（一）确定梁柱截面尺寸及框架计算简图；（二）荷载计算；（三）框架横向侧移验算；（四）框架在水平及竖向力作用下的内力分析；（五）内力组合及截面计算；（六）楼梯设计；（七）基础设计。

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第3页第二章构件尺寸初定及材料选定2.1确定板截面尺寸初选板厚应考虑以下几方面：满足施工条件的最小厚度本商务楼需预埋管道，取最小板厚h=100mm。按工程经验选择板厚度屋盖：板的跨度为2.0m左右时，h＝60～80mm；楼盖：板的跨度为2.0m左右时，h＝80～100mm；整块楼板：板的跨度为3.3～4.0m左右时，h＝100～120mm；按挠度控制最小板厚h>351l。4)按经济配筋率选择板厚：h0M。fcb(10.5)综上，初定板厚h=100mm。2.2确定框架梁截面尺寸2.2.1主梁框架结构主梁截面高度及宽度可由下式确定：hb(101~181)lb，bb(12~13)hb,且bb200mm。其中横梁最大跨度l06.0m，纵梁最大跨度l07.2m。由此估算梁的截面尺寸如下：横向主框架梁：bh300mmΧ500mm；纵向主框架梁：bh300mmΧ500mm；横向最外两侧主梁：bh300mmΧ600mm。

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第4页2.2.2次梁框架结构次梁截面高度及宽度可由下式确定：hb(121~151)lb，bb(12~13)hb,由此估算次梁的截面尺寸如下：bh200mmΧ400mm；bh200mmΧ450mm。2.3确定框架柱截面尺寸2.3.1根据最小截面尺寸确定根据构造要求，框架柱截面高度hc不宜小于400mm，柱截面宽度bc不宜小于350mm，且hc1.5，应尽量采用方柱。b2.3.2根据抗剪要求确定柱净高H0与柱截面长边hc之比不宜小于4，避免形成短柱。2.3.3根据轴压比要求确定本建筑抗震等级为三级，故柱的轴压比0.9，即N0.9；fcAcAcN，混凝土采用C30，fc16.7MPa，柱轴向压力设计值N按式NAGn0.9fc计算,其中G取15kN/m2。由建筑平面布置确定的结构平面布置可知，边柱及中柱的承载范围分别是：边柱：A(7.2/25.5/2)6/2m19.05mm2中柱：A(4.2/23.6/2)m(6/24.2/2)m19.89mm2初步估算中柱轴心压力如下：

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第5页Ac1.21510319.897187585mm2，16.7aAc433mm，取a500mm。为避免产生短柱剪切破坏，需Hh4；h即楼层柱：(2900600)4.64，满足要求！500初步估算边柱轴心压力如下：A1.21510319.057179663mm2c0.816.7aAc424mm，取a500mm。即楼层柱：(2900600)4.64，满足要求！500柱子高度：底层4.7m，其余层均为2.9m。（注：底层柱计算高度由基础顶面计算起，初步估算时取基础顶面标高为-0.5m。故底层柱子高度为4.2+0.5=4.7m；）经过后面PKPM建模，经多次电算及调整后，本结构最终的梁柱尺寸如下：一、二层柱截面：500mmΧ500mm；三~七层柱截面：450mmΧ450mm；其他梁具体尺寸见结构平面布置图。（见附图）

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第6页第三章荷载计算3.1楼面、屋面恒活载计算3.1.1屋面均布恒载标准值屋面做法及材料自重：上人屋面表3-1屋面做法材料自重卷材防水屋面材料及做法备注上人1、钢筋混凝土屋面板（100mm厚）25Χ0.10=2.5kN/m2保温2、15厚1：3水泥砂浆找平层（二道防水）3、隔汽层4、水泥膨胀珍珠岩找坡层，最薄处40厚5、25厚1：3水泥砂浆找平层6、刷底胶剂一道7、改性沥青卷材一道，胶粘剂二道，8、高分子卷材一道9、20厚1：3水泥砂浆保护层10、10厚1:2:5水泥砂浆结合层保温3.01kN/m211、15厚地面砖合计5.51kN/m23.1.2楼面均布恒载标准值①地砖楼面（用于卧室，客厅）1、结构层（100mm厚钢筋混凝土板） 25Χ0.10=2.5kN/m2

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第7页2、地砖地面（西南J312-3186/19）：地砖面层水泥浆擦缝20厚1:2干硬性水泥砂浆粘合层，上洒1～2mm厚干水泥并洒清水适量；改性沥青一布四图防水层C10细石混凝土敷管找坡层，最薄处50mm厚1.83kN/m2②水磨石楼面（用于阳台、露台、空中花园）1、结构层（100mm厚钢筋混凝土板） 25Χ0.10=2.5kN/m22、水磨石地面（西南04J312-3131a/8）表面草酸处理后打蜡上光15mm厚1:2水泥石粒水磨石面层1.20kN/m2③防滑地砖楼面（用于卫生间）1、结构层（100mm厚钢筋混凝土板） 25Χ0.10=2.5kN/m22、防滑地砖地面（西南J312-3186b/19）：地砖面层水泥浆擦缝；20厚1:2干硬性水泥砂浆粘合层，上洒1～2mm厚干水泥并洒清水适量；改性沥青一布四涂防水层；C10细石混凝土敷管找坡层；1.83kN/m23.1.3楼面均布活载标准值上人屋面：2.0kN/m2餐厅：2.5kN/m2储藏室：5.0kN/m2

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第8页厨房：2.0kN/m2楼梯：2.5kN/m2卫生间：2.0kN/m2露台空中花园：2.5kN/m2雪荷载——备注：屋面活荷载与雪荷载不同时考虑，两者中取大值。3.2填充墙、门窗荷载标准值3.2.1填充墙自重标准值用于内墙A：当采用200mm页岩空心砖，外内墙面为20mm厚抹灰时，单位面积墙体自重：0.2mΧ0.5Χ19kN/m3＋0.04mΧ17kN/m3＝2.58kN/m2用于外墙B：当采用200mm页岩空心砖，外墙面贴瓷砖、内墙面为20mm厚抹灰时，单位面积墙体自重：mΧ0.5Χ19kN/m3＋0.02mΧ17kN/m3＋0.5kN/m2＝2.74kN/m2门窗荷载标准值本工程做法：门窗荷载标准值查《建筑结构荷载规范》（GB50009—2001），门：0.4kN/m2窗户：0.35kN/m23.2.3梁间荷载计算（墙自重）梁间荷载计算公式：

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第9页pr1h1lAr1Ar2

lh1──墙高(m)，等于层高减去梁高；r1──墙单位面积的重量(kN/m2)；A──门窗洞口的面积(m2)；r2──门窗单位面积的重量(kN/m2)；l──梁的跨度(m)；墙类型：A——200mm页岩空心砖，外内墙面为20mm厚抹灰；B——200mm页岩空心砖，外墙面贴瓷砖、内墙面为20mm厚抹灰；具体计算结果见下表：表3-2梁间荷载计算层号梁号梁高墙高窗面积门面积梁跨度墙类别P（m）（m）（m2）（m2）（m）（kN/m）03.6B3.91.684.2B2.3730.62.3——1.893.6A4.79——3.6B4.17.594.2B0.3360.42.5——1.893.6A5.10一70.42.5————2.2A6.45层(层82.756.5A3.86高90.42.5——4.843.3A3.254.7m)5——3.3B2.32

西南交通大学本科毕业设计（论文）第10页110.42.5————6.5A6.45120.62.3————4.2B6.30130.62.3————6B6.30140.62.3————4.2A5.93150.62.3——2.756A4.75160.42.5——2.53.6A4.66170.42.5————3.9A6.45——7.2A3.89190.62.3——1.893.6A4.79——3.6A3.70——2.6A4.56层号梁号梁高墙高窗面积门面积梁跨度墙类别P（kN/m）（m）（m）（m2）（m2）（m）03.6B3.941.684.2B3.2430.62.3——1.893.6A4.7940.42.5——1.682.3A4.86——3.6B4.11二~四7.594.2B0.33层(层70.42.5——1.893.6A5.10高80.42.5————2.2A6.452.9m)82.757.1A3.47100.42.5——4.843.3A3.255——3.3B2.32

西南交通大学本科毕业设计（论文）第11页120.42.5————7.1A6.45130.62.3————4.2B6.30140.62.3————6B6.30150.62.3————4.2A5.93160.62.3——2.756A4.75170.42.5——2.53.6A4.66180.42.5————3.9A6.45层号梁号梁高墙高窗面积门面积梁跨度墙类别P（kN/m）（m）（m）（m2）（m2）（m）1——1.15————3.6B3.152——4.2B4.7561.893.6A4.5740.42.5————3.9A6.45——3.6B4.17.594.2B0.3370.42.5——1.893.6A5.1080.42.5————2.2A6.4553.997.1A2.41五8——3.3A4.84层(层110.42.5————6A6.45高12——1.15————4.2B3.152.9m)130.62.3————6B6.30140.62.3————4.2A5.93150.62.3——2.756A4.75

西南交通大学本科毕业设计（论文）第12页层号梁号梁高墙高窗面积门面积梁跨墙类别P（kN/m）（m）（m）（m2）（m2）度（m）2——4.2B4.752——1.15————3.6B3.1530.62.3——4.144.2A3.394——1.15————3.6B3.157——4.2B1.942——4.2B4.75六70.42.5————2.2A6.45层(层7——6A5.12高8——3.3A4.842.9m)100.42.5————6A6.4511——1.15————6B3.15120.62.3————4.2B6.3061.686A5.1914——1.15————3.6A2.9715——1.15————3.9A2.97160.62.3——1.685A5.202——2.6A3.77七层1——0.6——————B1.64注意：梁柱自重荷载在PKPM中自动计算，考虑到梁柱粉刷荷载等，为减小计算工作量，将混凝土容重设为26kN/m3，另外板的自重在楼屋面横在计算中已经包括，故在PKPM中不点取板自重自动计算一项，避免重复！

西南交通大学本科毕业设计（论文）第13页第四章楼梯设计4.1楼梯板设计楼梯（第三层）间层高2.9m，踏步尺寸为：170.6mmΧ270mm，采用混凝土强度为C30，钢筋为HRB400(C),分布钢筋用HRB335(B)。楼板上均布活载标准值q=2.5kN/m2。4.1.1楼梯板尺寸板倾斜度tan170.60.632，cos0.845，270楼梯板计算跨度：L1=8Χ270=2160mm。设板厚h=100mm，取1m宽板带计算。4.1.2荷载计算荷载分项系数为G1.2，Q1.4。表4-1楼梯板荷载计算荷载种类荷载标准值（kN/m）栏杆自重0.2斜板自重25(0.50.17060.11)5.09恒0.845荷50厚水磨石250.05(0.17060.27)12.04面层0.27载板底20厚抹170.0210.40灰0.845恒荷载合计g7.73活荷载q2.5

西南交通大学本科毕业设计（论文）第14页可变荷载效应控制组合：p1.2g1.4q1.27.731.42.512.78kN/m。永久荷载效应控制组合：p1.35g0.71.4q1.357.712.89kN/m,所以取p12.89kN/m。4.1.3截面设计板水平计算跨度ln=2.16m，弯矩设计值：M1pl2112.892.1626.01kN·m10n10h0=100-20=80mm，M6.011060.066，sfbh21.014.310008021c0得到：s10.50.966，112s0.068，AM6.01106216.03mm2，ssfyh00.96636080选C8@160，As=314mm2，As314100%0.39%max(0.2%,0.45ft)0.2%,bh0100080fy

满足ρmin要求。分布筋B6@200，梯段配筋详见楼梯配筋图。4.2平台板设计4.2.1荷载计算设平台板厚h=100mm，取1m宽板带计算。

西南交通大学本科毕业设计（论文）第15页表4-2平台板荷载计算荷载种类荷载标准值（kN/m）恒荷载平台板自重250.12.550厚水磨层面层250.051.25板层20厚抹灰170.0210.34恒荷载合计g4.09活荷载q2.5荷载效应组合。 由可变荷载效应控制组合：p1.2g1.4q1.24.01kN/m；永久荷载效应控制组合：p1.35g0.71.4q1.354.07.97kN/m；所以取p8.41kN/m。4.2.2截面设计板的计算跨度：l00.9320.21.132m，弯矩设计值：M1pl218.411.13221.078kN·m，1010h01002080mm，M1.0781060.01，sfbh21.016.710008021c0s0.5(112s)0.995；AM1.07810637.62mm2，ssfyh00.99536080

西南交通大学本科毕业设计（论文）第16页选C8@180，As=279mm2，As279100%0.349%0.2%,bh0100080满足ρmin要求。分布钢筋采用B6@250。4.3平台梁设计设平台梁截面尺寸：200mmΧ400mm；4.3.1荷载计算表4-3平台梁荷载计算荷载种类荷载标准值(kN/m)恒由楼板传来7.73Χ2.16χ2=8.35荷恒荷载载由平台板传4.09Χ1.132χ2=2.31来恒荷载平台梁自重250.2(0.40.1)1.01.5平台梁底部170.022(0.40.1)0.204和侧面的粉刷恒荷载合计g12.4活荷载q2.51.0(2.161.132)/24.12荷载效应组合。 由可变荷载效应控制组合：p1.2g1.4q4.1220.88kN/m；永久荷载效应控制组合：p1.35g0.71.4q1.354.220.65kN/m；

西南交通大学本科毕业设计（论文）第17页取p21.0kN/m。4.3.2截面设计计算跨度取净跨l01.05ln1.052.42.52m内力设计值：M1pl21212.52216.67kN·m；808V1pl1222.426.4kN；2n2截面按倒L形计算，考虑翼缘高度h'f的因素影响，b'fb5h'f2005100700mm，b'fb0.5sn2000.51200710mm,b'f取小值700mm。h040035365mm。fb,h,(hh,f)1.014.3700100(365100)315.3106N·mm1cff022M16.67106N·mm。计算为第一类T形截面，M16.671060.011，sfb'h21.016.77003652c1f0s0.5(112s)0.99。采用HRB400级钢筋，AM16.67106128.15mm2，ssfyh00.99360365选3C10，As=236mm2。

西南交通大学本科毕业设计（论文）第18页As2360.30%bh200400min（非少筋梁）ft1.57max(0.2%,0.45)max(0.2%,0.45)0.2%fy360斜截面受剪承载力计算：AV0.7fbh26.41030.71.572003650,所以用构造要求配箍筋。svt0s1.25fyvh01.25300365用箍筋B6@300。满足要求。平台梁配筋详见楼梯配筋图。4.4楼梯短柱计算楼梯短柱截面尺寸为300300mm。因柱顶、柱底轴力都很小，且弯距也很小，故梯柱按构造配筋，每侧配C2@18钢筋，箍筋选用B8@100mm。表4-4楼梯间换算荷载计算层高：2.9m板厚：100mm；短柱高：0.965m梯段板作用在恒载8.43Χ2.16χ2=9.10kN/m楼面梁上的均活载2.5Χ2.16χ2=2.70kN/m布荷载支撑平台梁L1恒载（9.1+4.09Χ0.932（另一个平台）χ2+1.704）的构造柱传给Χ1.2+1.10=16.35kN框架梁的集中活载（2.7+2.5Χ0.932χ2）Χ1.2=4.64kN力支撑平台梁L2恒载（4.09Χ0.932χ2+1.704）Χ1.2+1.10=5.43kN的构造柱传给框架梁的集中活载2.5Χ0.932χ2Χ1.2=1.40kN力

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第19页4.5PKPM中的荷载传导楼梯间荷载向周围框架传递，在PKPM中输入的荷载标准值(按3层楼梯间为例)倒算如下：楼梯间各构件尺寸：1、梯段板板厚：100mm；2、平台板板厚：100mm；3、平台梁：200mmΧ400mm；4、框架梁：300mmΧ500mm。导入PKPM中的荷载标准值计算如下：楼梯间换算荷载计算楼梯间荷载可以换算为均布荷载和集中力的形式作用于框架梁上。平台梁部分荷载计算（含抹灰）：0.2Χ（0.4－0.1）Χ25＋2Χ（0.4－0.1）Χ0.02Χ17）＝1.704kN/m短柱部分荷载计算（含抹灰）：短柱高0.965m，截面200mmΧ200mm。25Χ0.2Χ0.2Χ0.965＋17Χ（0.2＋0.02）（0.2＋0.02）65＝1.1kN表4-5楼梯间次梁换算荷载荷载种类荷载标准值(kN/m)恒载梯段板传来7.73Χ2.16/2=8.35活荷载2.5Χ2.16/2=2.7表4-6楼梯间横向主框架集中荷载（由短柱传来）荷载种类荷载标准值(kN)

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第20页恒载平台梁荷载1.704Χ2.5/2=2.13支撑平台梁短柱自重传荷载1.1L1的构造柱楼梯板传来（7.73Χ2.16/2）Χ2.5/2=10.44传给框架梁平台板传来(4.09Χ1.132/2)Χ2.5/2=2.89的集中力小计16.56活荷载4.12Χ2.5/2=5.15恒载支撑平台梁平台梁荷载1.704Χ2.5/2=2.13L2的构造柱短柱自重传荷载1.1传给框架梁平台板传来(4.09Χ1.132/2)Χ2.5/2=2.89的集中力小计6.12活荷载4.12Χ2.5/2=5.15综上，楼梯间在PKPM中处理采用楼面挖洞形式，将楼梯间的荷载传至楼梯间周围的框架上。

西南交通大学本科毕业设计（论文）第21页第五章基础设计5.1基础选型5.1.1地勘资料以四号柱对应的基础为例，采用柱下独立基础。混凝土等级C30，钢筋取HRB335。柱截面尺寸b0Χh0=500mmΧ500mm。地勘资料及荷载资料如下：基地以下土的重度γ=20kN/m3基地以上基础及土的平均重度γG=20kN/m3地基承载力特征值fak250kPa，持力层为中密卵石层。荷载资料SATWE整体计算得到柱底组合内力，查计算结果得到：基本组合：M24.5kN·m，F1709.3kN，H14.4kN；标准组合：(为计算简捷、保守，取基本组合/1.25为荷载标准值)Mk19.6kN·m，Fk1367.4kN，Hk11.5kN。

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第22页图5-1独立基础立面图和平面图(单位：mm)注意：由于在PKPM建模中，底层柱子高度已考虑了柱子的嵌固深度（底层柱计算高度取为4.7m），故上述内力值作用位置应为柱底，标高为-0.5处。5.1.3确定基底尺寸假定基础高为600mm，即基础埋深1.1m，为保守计算，只对地基承载力进行深度修正。fafakdm(d0.5)2504.420(1.10.5)302.8kPa；先按中心荷载计算，有：AFk1367.44.87m2；1faGH302.8201.1bh6m2，2.4<3,固无需进行宽度修正。承载力及偏心距验算

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第23页pkmaxFkGkMkAW1367.4205.719.6270.91.2fa363.36kPa5.7612.42.426pkmixFkGkMkAW1367.4205.719,6247.9kPa>0，满足偏心距条件！5.7612.42.426无须进行软弱下卧层的承载力验算，故基底尺寸2.4mΧ2.4m能够满足地基承载力要求！5.1.5计算基底净反力pjmaxFM1709.314.40.624.5311.14kPa；AW5.7612.42.426pjminFM1709.314.40.624.5282.37kPa。AW5.7612.42.4265.1.6抗冲切验算abat2h00.50.5521.6l2.4m，A(bbth)l(lath)2(5)2.4(5)2l2202202222=0.8m2，近似取pjpjmax311.14kPa，FPA311.140.8248.91kN。ljl由于h0550mm<800mm，故hp1.0，基础混凝土采用C30,ft1.43MPa。am(atab)/2(0.51.6)/21.05mm。0.7hpftamh00.71.01.431.05550578.08Fl248.9kN,故h600mm能满足抗冲切承载力的要求。5.1.7内力计算

西南交通大学本科毕业设计（论文）第24页台阶的高宽比为：aac2.40.5bx方向：1.582.5且e满足要求。2H20.66bbc2.40.5by方向：1.582.5且e满足要求。2H20.66控制截面在柱边处，此时有：a'at0.5mm,b'bt0.5mm,aIbb'5m22ppbaI(pp)282.372.40.95(311.1282.37)299.8kPajminjmaxjminIb2.4M1a2[(2la')(pp)(pp)l]Ijmaxjmax12III10.952[(22.40.5)(311.14299.75)(311.14299.75)2.4]12245.56kN·mM1(la')2(2bb')(pp)II48jmaxjmin1(2.40.5)2(22.40.5)(311.14282.37)236.58kN·m。48故按M、M分别沿两个方向配筋。5.1.8抗弯钢筋的配置采用HRB335钢筋,fy300MPa，混凝土等级C30，fc14.3MPa。1.沿x方向配筋：

M245.56kN·m。h0550mm，宽度为2400mm，按梁进行配筋。截面抵抗矩系数：sMI245.561060.024，fbh21.014.3240055021c0相对受压区高度：10.024，12ss10.50.99配筋面积：AMI245.561061503.28mm2，sfysh03000.99550

西南交通大学本科毕业设计（论文）第25页选用12B16@180，As=2413mm2；配筋验算：相对受压区高度Asfy24133000.038b=0.614，非超筋！1fcbh014.32400550配筋率As2413100%0.183%0.15%，bh2400550min满足最小配筋率要求。用12B16@180，As=2413mm2；钢筋间距小于200mm，满足要求。2.沿y方向：M236.58kNm,h0600401610534mm,宽度为2400mm，按梁配筋。截面抵抗矩系数：sMII236.581060.024，bh25342f1.014.324001c0相对受压区高度：10.024，12s内力偶臂系数：s10.50.988，最小配筋面积：AMII236.581061494.7mm2，选用sfysh03000.98853412B16@180，As=2413mm2；配筋验算：相对受压区高度Asfy24133000.038b=0.614，非超筋！1fcbh014.32400550配筋率As2413100%0.188%0.15%，minbh2400534满足最小配筋率要求。用12B16@180，As=2413mm2；钢筋间距小于200mm，满足要求。

西南交通大学本科毕业设计（论文）第26页第六章PKPM电算6.1使用软件概述本次设计在整体结构电算时采用的是PKPM系列软件(单机版)。在整个电算过程中，用到了其中的结构平面计算机辅助设计软件PMCAD、结构空间有限元分析设计软件SAT－8、基础工程计算机辅助设计软件JCCAD。6.1.1PMACD概述PMCAD是整个结构CAD的核心，担负整套结构软件中模型输入与绘制平面施工图的模块，是剪力墙、楼梯施工图、高层空间三维分析和各类基础CAD的必备接口软件。PMCAD也是建筑CAD与结构的必要接口。用简便易学的人机交互方式输入各层平面布置及各层楼面的次梁、预制板、洞口、错层、挑檐等信息和外加荷载信息，在人机交互过程中提供随时中断、修改、复制、查询、继续操作等功能。自动进行从楼板到次梁、次梁到主梁的荷载传导并自动计算结构自重，自动计算人机交互方式输入的荷载，形成整栋建筑的荷载数据库，可由用户随时查询修改任何一部位数据。由此数据可自动给出框架、空间杆系薄壁柱、砖混计算数据文件，也可为连续次梁和楼板计算提供数据。绘制正交及斜交网格平面的框架、框一剪、剪力墙及砖混结构的结构平面图。包括柱、梁、墙、洞口的平面布置、尺寸、偏轴、画出轴线及总尺寸线，画出预制板、次梁及楼板开洞布置，计算现浇楼板内力与配筋并画出板配筋图。画砖混结构圈梁构造柱节点大样图。作砖混结构和底层框架上层砖混结构的抗震分析验算。统计结构工程量，并以表格形式输出。6.1.2SATWE概述SATWE是采用空间有限元壳元模型计算分析剪力墙的软件，是目前国内外精度最高的计算方法。SATWE是专门为多、高层结构分析与设计而研制的空间组合结构有限元分析软件。

西南交通大学本科毕业设计（论文）第27页SATWE的核心工作就是要解决剪力墙和楼板的模型化问题，尽可能地减小其模型化误差，使多、高层结构的简化分析模型尽可能地合理，更好地反映出结构的真实受力状态。SATWE所需的几何信息和荷载信息全部都从PMCAD建立的建筑模型中自动提取生成，并且有墙元和弹性楼板单元自动划分、多塔、错层信息自动生成功能，并妥善处置上下洞口任意排布弧墙等复杂情况，大大简化了用户操作。这种计算模型对剪力墙洞口的空间布置无限制，允许上下层洞口不对齐，也适用于计算框支剪力墙转换层等复杂结构。在壳元基础上凝聚而成的墙元可大大减少计算自由度，并成功地在微机上实现快速高精度计算。SATWE采用空间杆单元模拟梁、柱及支撑等杆件，用在壳元基础上凝聚而成的墙元模拟剪力墙。墙元是专用于模拟多、高层结构中剪力墙的，对于尺寸较大或带洞口的剪力墙，按照子结构的基本思想，由程序自动进行细分，然后用静力凝聚原理将由于墙元的细分而增加的内部自由度消去，从而保证墙元的精度和有限的出口自由度。这种墙元对剪力墙的洞口(仅考虑矩形洞)的大小及空间位置无限制，具有较好的适用性。墙元不仅具有墙所在的平面内刚度，也具有平面外刚度，可以较好地模拟工程中剪力墙的实际受力状态。对于楼板，SATWE给出了四种简化假定，即楼板整体平面内无限刚、分块无限刚、分块无限刚带弹性连接板带和弹性楼板。在应用中，可根据工程实际情况和分析精度要求，选用其中的一种或几种简化假定。SATWE适用于高层和多层钢筋混凝土框架、框架-剪力墙、剪力墙结构，以及高层钢结构或钢-混凝土混合结构。SATWE考虑了多、高层建筑中多塔、错层、转换层及楼板局部开大洞等特殊结构型式。SATWE可完成建筑结构在恒、活、风、地震力作用下的内力分析、动力时程分析及荷载效应组合计算，可进行活荷不利布置计算，并可将上部结构和地下室作为一个整体进行分析，对钢筋混凝土结构可完成截面配筋计算，对钢构件可作截面验算。SATWE完成计算后，可经全楼归并接PK绘梁、柱施工图，并可为各类基础设计软件提供设计荷载。SATWE软件含有TAT软件的其余功能，例如：高层建筑结构动力时程分析、框

西南交通大学本科毕业设计（论文）第28页支剪力墙分析等。6.2结构电算过程6.2.1结构建模结构电算的第一步是应用PMCAD进行结构建模。首先，建立一个用户目录，在该目录下运用PMCAD定义结构的主轴线，本设计的结构平面较复杂，利用正交轴网输入轴线后，还需对轴线进行编辑。轴线生成之后再进行网格生成，这部分包括形成网点、轴线命名等工作。网格生成之后，进行构件定义和楼层定义。因本结构无剪力墙，故在构件定义时只需输入梁、柱截面信息，不需输墙和洞口（在这里输入的墙，程序默认为剪力墙，对于填充墙，应该当成荷载输入；洞口要开在剪力墙上，没有剪力墙时不输入洞口）。在进行楼层定义时应注意：布置柱时首先应满足建筑的要求，即柱与墙的某一边对齐。再者，尽量使同一轴线上柱的中心在一条直线上（在满足建筑美观要求的同时，往往也能够使梁柱中心线对齐）。根据上述要求，本设计的所有柱均有偏心。本设计一部分的梁宽和墙宽不相同，在布置梁时，一般将梁的外边和墙的外边对齐，满足建筑美观。根据这一要求，部分的梁存在偏心。布置主梁时，可将次梁、悬臂梁等当成主梁布置，再到后面进行相应处理。进行荷载定义及楼层组装。荷载定义时应输入标准值。完成以上建模步骤后，退出PMCAD交互式数据输入。当数检无错误时便可顺次执行输入次梁楼板、输入荷载信息。当结构模型有所改动之后，都必须顺次执行PMCAD交互式数据输入、输入次梁楼板、输入荷载信息，否则将会出错。6.2.2结构空间有限元分析这里，执行SAT－8，操作顺序为：1)接PM生成STATWE数据——在本菜单中需定义特殊构件（本设计的特殊构件

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第29页为角柱）。结构内力，配筋计算。PM次梁内力与配筋计算。分析结果图形和文本显示——刚度比、轴压比、有效质量系数、楼层最大位移与层高比等是否满足规范、是否合理。如不满足规范或者不合理，应返回PMCAD修改模型。梁归并（全楼归并）。梁平法施工图。柱归并（全楼归并）。柱平法施工图。利用JCCAD进行基础设计基础人机交互输入基础平面施工图6.3结构输入输出信息6.3.1结构设计信息公司名称:建筑结构的总信息文件名:WMASS.OUT|工程名称:设计人:||工程代号:校核人:日期:2012/5/23总信息结构材料信息:钢砼结构混凝土容重(kN/m3):Gc=26.00钢材容重(kN/m3):Gs=78.00水平力的夹角(Rad):ARF=0.00

西南交通大学本科毕业设计（论文）第30页地下室层数:MBASE=0竖向荷载计算信息:按模拟施工加荷计算方式风荷载计算信息:计算X,Y两个方向的风荷载地震力计算信息:计算X,Y两个方向的地震力特殊荷载计算信息:不计算结构类别:框架结构裙房层数:MANNEX=0转换层所在层号：MCHANGE=0墙元细分最大控制长度(m)DMAX=2.00墙元侧向节点信息:内部节点是否对全楼强制采用刚性楼板假定否采用的楼层刚度算法层间剪力比层间位移算法风荷载信息 修正后的基本风压(kN/m2): WO= 0.40地面粗糙程度: C类结构基本周期（秒）: T1= 0.88体形变化分段数: MPART= 1各段最高层号: NSTi= 7各段体形系数: USi= 1.30地震信息 振型组合方法(CQC耦联;SRSS非耦联) CQC计算振型数: NMODE= 21地震烈度: NAF= 7.00场地类别: KD= 2

西南交通大学本科毕业设计（论文）第31页设计地震分组:二组特征周期TG=0.40多遇地震影响系数最大值Rmax1=0.08罕遇地震影响系数最大值Rmax2=0.50框架的抗震等级:NF=3剪力墙的抗震等级:NW=3活荷质量折减系数:RMC=0.50周期折减系数:TC=0.65结构的阻尼比(%):DAMP=5.00是否考虑偶然偏心:否是否考虑双向地震扭转效应:是斜交抗侧力构件方向的附加地震数=0活荷载信息考虑活荷不利布置的层数从第1到7层柱、墙活荷载是否折减不折算传到基础的活荷载是否折减不折算调整信息中梁刚度增大系数：BK=2.00梁端弯矩调幅系数：BT=0.85梁设计弯矩增大系数：BM=1.00连梁刚度折减系数：BLZ=0.70梁扭矩折减系数：TB=0.40全楼地震力放大系数：RSF=1.000.2Qo调整起始层号：KQ1=0

西南交通大学本科毕业设计（论文）第32页0.2Qo调整终止层号：KQ2=0顶塔楼内力放大起算层号：NTL=0顶塔楼内力放大：RTL=1.00九度结构及一级框架梁柱超配筋系数CPCOEF91=1.15是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力IAUTO525=0是否调整与框支柱相连的梁内力IREGU_KZZB=0剪力墙加强区起算层号LEV_JLQJQ=1强制指定的薄弱层个数NWEAK=0配筋信息 梁主筋强度(N/mm2): IB= 360柱主筋强度(N/mm2): IC= 360墙主筋强度(N/mm2): IW= 360梁箍筋强度(N/mm2): JB= 300柱箍筋强度(N/mm2): JC= 300墙分布筋强度(N/mm2): JWH= 300梁箍筋最大间距(mm): SB=100.00柱箍筋最大间距(mm): SC=100.00墙水平分布筋最大间距(mm): SWH=150.00墙竖向筋分布最小配筋率(%): RWV= 0.30设计信息结构重要性系数:RWO=1.00柱计算长度计算原则:无侧移梁柱重叠部分简化:不作为刚域是否考虑P-Delt效应：否

西南交通大学本科毕业设计（论文）第33页柱配筋计算原则:按单偏压计算钢构件截面净毛面积比:RN=0.85梁保护层厚度(mm):BCB=25.00柱保护层厚度(mm):ACA=30.00是否按砼规范(7.3.11-3)计算砼柱计算长度系数:否荷载组合信息恒载分项系数:CDEAD=1.20活载分项系数:CLIVE=1.40风荷载分项系数:CWIND=1.40水平地震力分项系数:CEA_H=1.30竖向地震力分项系数:CEA_V=0.50特殊荷载分项系数:CSPY=0.00活荷载的组合系数:CD_L=0.70风荷载的组合系数:CD_W=0.60活荷载的重力荷载代表值系数:CEA_L=0.50剪力墙底部加强区信息剪力墙底部加强区层数 IWF=2剪力墙底部加强区高度(m) Z_STRENGTHEN=7.60********************************************************** 各层的质量、质心坐标信息 **********************************************************层号塔号质心X质心Y质心Z恒载质量活载质量(m)(m)(t)(t)

西南交通大学本科毕业设计（论文）第34页7126.9555.16322.100223.322.96126.9555.80219.200366.033.15126.9555.40016.300412.239.34126.9555.50013.400458.144.03126.9555.50010.500458.144.02126.9555.5007.600458.144.01126.9555.3814.700483.442.0活载产生的总质量(t):269.242恒载产生的总质量(t):2859.214结构的总质量(t):3128.456恒载产生的总质量包括结构自重和外加恒载结构的总质量包括恒载产生的质量和活载产生的质量活载产生的总质量和结构的总质量是活载折减后的结果(1t=1000kg)**********************************************************各层构件数量、构件材料和层高**********************************************************层号塔号梁数柱数墙数层高累计高度(混凝土)(混凝土)(混凝土)(m)(m)11143(30)30(30)0(30)4.7004.70021143(30)30(30)0(30)2.9007.60031143(30)30(30)0(30)2.90010.50041143(30)30(30)0(30)2.90013.40051121(30)30(30)0(30)2.90016.30061100(30)27(30)0(30)2.90019.2007136(30)22(30)0(30)2.90022.100

西南交通大学本科毕业设计（论文） 第35页********************************************************** 风荷载信息 **********************************************************层号塔号风荷载X剪力X倾覆弯矩X风荷载Y剪力Y倾覆弯矩Y7123.9223.969.463.6063.6184.46121.9045.8202.272.46136.1579.05119.7465.6392.465.32201.41163.04120.0385.6640.660.25261.61921.73118.82104.4943.456.62318.32844.72117.62122.01297.353.02371.33921.41125.23147.31989.479.85451.16041.6计算信息ProjectFileName:毕设1计算日期:2012.5.23开始时间:19:31:27可用内存:785.00MB第一步:计算每层刚度中心、自由度等信息开始时间:19:31:27

西南交通大学本科毕业设计（论文）第36页第二步:组装刚度矩阵并分解开始时间:19:31:28FALE自由度优化排序BeginningTime:19:31:29.21EndTime:19:31:29.48TotalTime(s):0.27FALE总刚阵组装BeginningTime:19:31:29.48EndTime:19:31:29.71TotalTime(s):0.23VSS总刚阵LDLT分解BeginningTime:19:31:29.73EndTime:19:31:29.73TotalTime(s):0.00VSS模态分析BeginningTime:19:31:29.75EndTime:19:31:29.76TotalTime(s):0.01形成地震荷载向量形成风荷载向量形成垂直荷载向量VSSLDLT回代求解Beginning Time: 19:31:30.79

西南交通大学本科毕业设计（论文）第37页EndTime:19:31:30.81TotalTime(s):0.02第五步:计算杆件内力开始时间:19:31:31活载随机加载计算计算杆件内力结束日期:2012.5.23时间:19:31:35总用时:0:0:8各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息FloorNo :层号TowerNo :塔号Xstif，Ystif:刚心的X，Y坐标值Alf :层刚性主轴的方向Xmass，Ymass:质心的X，Y坐标值Gmass :总质量Eex，Eey :X，Y方向的偏心率Ratx，Raty :X，Y方向本层塔侧移刚度与下一层相应塔侧移刚度的比值Ratx1，Raty1:X，Y方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值