某六办公楼框架结构设计计算书

六层办公楼设计某办公楼框架结构设计专业：土木工程姓名：学号：指导教师：六层办公楼设计前言毕业设计是大学本科教育培养目标实现的重要阶段，是毕业前的综合学习阶段,是深化、拓宽、综合教和学的重要过程,是对大学期间所学专业知识的全面总结。本组毕业设计题目为《某办公楼框架结构设计》。在毕设前期，我温习了《结构力学》、《钢筋混凝土》、《建筑结构抗震设计》等知识，并借阅了《抗震规范》、《混凝土规范》、《荷载规范》等规范。在毕设中期，我们通过所学的基本理论、专业知识和基本技能进行建筑、结构设计。特别是在SARS肆掠期间，本组在校成员齐心协力、分工合作，发挥了大家的团队精神。在毕设后期，主要进行设计手稿的电脑输入，并得到老师的审批和指正，使我圆满的完成了任务，在此表示衷心的感谢。毕业设计的三个月里，在指导老师的帮助下，经过资料查阅、设计计算、论文撰写以及外文的翻译，加深了对新规范、规程、手册等相关内容的理解。巩固了专业知识、提高了综合分析、解决问题的能力。在进行内力组合的计算时，进一步了解了Excel。在绘图时熟练掌握了AutoCAD，以上所有这些从不同方面达到了毕业设计的目的与要求。框架结构设计的计算工作量很大，在计算过程中以手算为主，辅以一些计算软件的校正。由于自己水平有限，难免有不妥和疏忽之处，敬请各位老师批评指正。二零零三年六月十五日内容摘要本设计主要进行了结构方案中横向框架2、3、7、8轴框架的抗震设计。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。关键词：框架结构设计抗震设计AbstractThepurposeofthedesignistodotheanti-seismicdesigninthelongitudinalframesofaxis2、3、六层办公楼设计7、8.Whenthedirectionsoftheframesisdetermined,firstlytheweightofeachflooriscalculated.Thenthevibratecycleiscalculatedbyutilizingthepeak-displacementmethod,thenmakingtheamountofthehorizontalseismicforcecanbegotbywayofthebottom-shearforcemethod.Theseismicforcecanbeassignedaccordingtotheshearingstiffnessoftheframesofthedifferentaxis.Thentheinternalforce(bendingmoment,shearingforceandaxialforce)inthestructureunderthehorizontalloadscanbeeasilycalculated.Afterthedeterminationoftheinternalforceunderthedeadandliveloads,thecombinationofinternalforcecanbemadebyusingtheExcelsoftware,whosepurposeistofindoneorseveralsetsofthemostadverseinternalforceofthewalllimbsandthecoterminousgirders,whichwillbethebasisofprotractingthereinforcingdrawingsofthecomponents.Thedesignofthestairsisalsobeapproachedbycalculatingtheinternalforceandreinforcingsuchcomponentsaslandingslab,stepboardandlandinggirderwhoseshopdrawingsarecompletedintheend.Keywords:frames,structuraldesign,anti-seismicdesign毕业设计进度计划安排:第一周课题调研，选题、结构方案设计第二周复习结构设计有关内容，借阅相关规范及资料第三周导荷载、计算楼层荷载第四周计算结构自震周期、水平地震作用大小第五、六周水平地震力作用下的框架内力分析、计算第七、八周竖向荷载作用下的框架内力计算第九周框架内力组合分析、计算第十周义务劳动周第十一周楼层板配筋、框架梁配筋及构造第十二周框架柱配筋、框架节点配筋及构造第十三周TBSA计算及分析第十四周楼梯计算，整理计算书第十五周翻译科技资料，画图第十六周打印论文，准备答辩六层办公楼设计目录第一部分：工程概况…………………………………………………………1建筑地点、建筑类型、建筑介绍、门窗使用、地质条件……………………1柱网与层高………………………………………………………………………1框架结构承重方案的选择………………………………………………………2框架结构的计算简图……………………………………………………………2梁、柱截面尺寸的初步确定……………………………………………………3第二部分：框架侧移刚度的计算…………………………………………5横梁、纵梁、柱线刚度的计算…………………………………………………5各层横向侧移刚度计算…………………………………………………………6各层纵向侧移刚度计算…………………………………………………………12第三部分：重力荷载代表值的计算……………………………………13资料准备…………………………………………………………………………13重力荷载代表值的计算…………………………………………………………14第四部分：横向水平荷载作用下框架结构的内力和侧移计算……23横向自振周期的计算……………………………………………………………23水平地震作用及楼层地震剪力的计算…………………………………………24多遇水平地震作用下的位移验算………………………………………………27水平地震作用下框架内力计算…………………………………………………28风荷载作用下的框架内力计算…………………………………………………第五部分：竖向荷载作用下框架结构的内力计算…………………32计算单元的选择确定……………………………………………………………32荷载计算…………………………………………………………………………33内力计算…………………………………………………………………………40六层办公楼设计梁端剪力和柱轴力的计算………………………………………………………45横向框架内力组合………………………………………………………………46框架柱的内力组合………………………………………………………………54柱端弯矩设计值的调整…………………………………………………………57柱端剪力组合和设计值的调整…………………………………………………60第六部分：截面设计…………………………………………………………62框架梁……………………………………………………………………………62框架柱……………………………………………………………………………68框架梁柱节点核芯区截面抗震验算……………………………………………78第七部分：楼板设计…………………………………………………………82楼板类型及设计方法的选择……………………………………………………82设计参数…………………………………………………………………………82弯矩计算…………………………………………………………………………83截面设计…………………………………………………………………………87第八部分：楼梯设计…………………………………………………………91设计参数…………………………………………………………………………91楼梯板计算………………………………………………………………………91平台板计算………………………………………………………………………93平台梁计算………………………………………………………………………94第九部分：框架变形验算…………………………………………………96梁的极限抗弯承载力计算………………………………………………………96柱的极限抗弯承载力计算………………………………………………………97确定柱端截面有效承载力Mc……………………………………………………98各柱的受剪承载力Vyij的计算…………………………………………………99楼层受剪承载力Vyi的计算……………………………………………………100罕遇地震下弹性楼层剪力Ve的计算…………………………………………101楼层屈服承载力系数ξyi的计算………………………………………………101六层办公楼设计层间弹塑性位移验算…………………………………………………………103第十部分：科技资料翻译………………………………………………104科技资料原文…………………………………………………………………104原文翻译………………………………………………………………………113第十一部分：设计心得……………………………………………………120参考资料…………………………………………………123第一部分：工程概况建筑地点：大同市建筑类型：六层办公楼，框架填充墙结构。建筑介绍：建筑面积约8000平方米，楼盖及屋盖均采用现浇钢筋混凝土框架结构，楼板厚度取120mm，填充墙采用蒸压粉煤灰加气混凝土砌块。门窗使用：大门采用钢门，其它为木门，门洞尺寸为1.2m×2.4m，窗为铝合金窗，洞口尺寸为1.8m×2.1m。地质条件：经地质勘察部门确定，此建筑场地为二类近震场地，设防烈度为7度。柱网与层高：本办公楼采用柱距为7.8m的内廊式小柱网，边跨为6.9m，中间跨为2.1m，首层高取3.9m，其余层取3.6m。如下图所示：六层办公楼设计柱网布置图框架结构承重方案的选择：竖向荷载的传力途径：楼板的均布活载和恒载经次梁间接或直接传至主梁，再由主梁传至框架柱，最后传至地基。根据以上楼盖的平面布置及竖向荷载的传力途径，本办公楼框架的承重方案为横向框架承重方案，这可使横向框架梁的截面高度大，增加框架的横向侧移刚度。框架结构的计算简图：六层办公楼设计框架结构的计算简图纵向框架组成的空间结构六层办公楼设计横向框架组成的空间结构本方案中，需近似的按纵横两个方向的平面框架分别计算。梁、柱截面尺寸的初步确定：1、梁截面高度一般取梁跨度的1/12至1/8。本方案因1/12×6900=575mm，截面宽度取600×1/2=300mm，可得梁的截面初步定为b×h=300*600。2、框架柱的截面尺寸根据柱的轴压比限值，按下列公式计算：（1）柱组合的轴压力设计值N=βFgEn注：β考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数。F按简支状态计算柱的负载面积。gE折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值，可近似的取14KN/m2。n为验算截面以上的楼层层数。（2）Ac≥N/uNfc注：uN为框架柱轴压比限值，本方案为二级抗震等级，查《抗震规范》可知取为0.8。fc为混凝土轴心抗压强度设计值，对C30，查得14.3N/mm2。3、计算过程：对于边柱：N=βFgEn=1.3×25.92×14×6=2830.464（KN）Ac≥N/uNfc=2830.464×103/0.8/14.3=247418.18（mm2）六层办公楼设计取600mm×600mm对于内柱：N=βFgEn=1.25×34.56×14×6=3628.8（KN）Ac≥N/uNfc=3628.8*103/